KR100680339B1 - 표면처리 지지부재, 표면처리 호울더, 표면처리 방법 및표면처리 장치 - Google Patents
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Abstract
다수개의 작업물의 표면처리방법에 있어서, 작업물이 그의 축주위, 또는 회전축의 주위, 또는 그의 축 및 회전축의 주위를 회전하면서 처리실내에서 처리된다. 작업물은 다수개의 구획실을 포함하는 상부 케이지 및 하부케이지로 구성되고, 이들 케이지는 길이방향으로 개폐가능한 지지부재내에 지지된다. 지지부재는 길이방향으로 개폐가능하게 접혀질수 있는 판형상 요소로 구성되어, 작업물의 내경에 대응하는 길이를 각각 가지는 다수개의 폭이 좁은 부분이 판형상 요소의 개방 상태에서 형성된다. 스프링형상의 원통형 구조로 형성되도록 간격을 두고 와이어를 감음으로써 형성되는 호울더내에 작업물이 지지될 수 있으며, 따라서 작업물은 그 원통형 구조내에 수납된다. 표면처리방법에서 사용되는 표면처리장치는 처리실내에 마련된 처리재료원을 포함하여, 처리재료원으로부터 방출된 처리재료가 표면처리를 위하여 작업물에 도달하도록 보내지며, 작업물을 지지하기 위한 지지부재를 그의 축주위, 또는 회전축의 주위, 또는 그의 축주위 및 회전축의 주위로 회전하기 위한 수단을 포함한다. 따라서, 작업물은 그의 축주위나, 회전축의 주위 또는 그의 축 및 회전축의 주위를 회전하면서 동시에 또한 균일하게 표면처리될 수 있다.
Description
도 1 은 본 발명에 따른 표면처리 지지부재의 일 실시예의 사시도이다;
도 2a 및 2b 는 작업물의 장착 및 이탈시의 본 발명에 따른 표면처리 지지부재의 실시예의 정면 및 측면도이다;
도 3a 및 3b 는 작업물의 지지시의 본 발명에 따른 표면처리 지지부재의 실시예의 정면 및 측면도이다;
도 4 는 회전유니트에 장착되는 상태의 실시예를 나타내는 정면도이다;
도 5 는 본 발명에 따른 표면처리 호울더의 일 실시예의 정면도이다;
도 6 은 도 5 에 나타낸 실시예의 측면도이다;
도 7 은 본 발명에 따른 표면처리 호울더의 다른 실시예의 정면도이다;
도 8 은 본 발명에 따른 표면처리 장치의 일 실시예의 정면도이다;
도 9 는 도 8 에 나타낸 장치의 회전유니트의 사시도이다.
도 10 은 그들의 축 주위로 작업물을 회전하기 위한 디스크 유니트의 확대 사시도이다.
도 11 은 종래의 표면처리장치의 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1a : 상부 케이지 1b : 하부 케이지
2 : 힌지 3 : 케이지(cage)형상 구획실
4 : 연결편 4a : 홈
5 : 구멍 6 : 판형상 요소
7 : 스프링 힌지 8 : 홈
9 : 폭이 좁은 부분 11 : 와이어
12 : 나선면 13 : 스프링형상 관형상부
14 : 스프링 20 : 지지부재
30 : 표면처리 호울더 40 : 진공실
41 : 알루미늄 재료 42 : 보우트
43 : 지지테이블 44 : 보우트 지지베이스
45 : 알루미늄 와이어 46 : 공급 리일
47 : 보호튜브 49 : 반송기어
50 : 회전 유니트 50a : 레스트(rest)
50b : 회전유니트 지지구 50c : 로울러
51 : 구동 디스크 유니트 52, 53 : 디스크
54 : 스프로켓 기어 55 : 스프로켓 체인
56 : 구동모터 61 : 구동디스크 유니트
62 : 디스크 63 : 스프로켓 체인
64 : 링형상 디스크 65 : 고정 아암
71 : 폴러워 디스크 유니트 72 : 싱글 디스크
80 : 회전축 81 : 베어링
82 : 수납요소 83 : 스프로켓 기어
120 : 진공증착 장치 121 : 진공처리실
122 : 진공펌프 123 : 알루미늄
124 : 증착원 호울더 125 : 히이터
126 : 케이지형상 용기
본 발명은 표면처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 예를 들면 산화되기 쉬운 희토류 금속등을 바탕으로 한 자석과 같은 소결제품의 표면상에 알루미늄, 아연 및 주석 또는 질화티타늄과 같은 질화금속의 적층막을 형성하고, 그에 의하여 희토류 금속을 바탕으로 한 자석과 같은 소결제품이 내산화성을 가지도록 하기 위한 표면처리방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 예를 들면 고리형상과 같은 내경을 가지는 형상을 가지는 희토류 금속을 바탕으로 한 자석과 같은 소결제품에 대하여 집합적으로 또한 균일하게 다수의 작업물을 표면처리할 수 있는 표면처리방법 그와 같은 방법에 사용하기에 적절한 표면처리 지지부재, 표면처리 호울더 및 표면처리장치에 관한 것이다.
예를 들면, 희토류 금속을 바탕으로 한 자석에 대한 종래의 표면처리방법에 있어서는, 도 11에 나타낸 바와 같은 진공 증착 장치(120)가 알루미늄의 증착을 수행하도록 사용된다. 도 11에 있어서, 참조부호(121)는 진공펌프(122)를 통하여 소정의 진공도로 유지될 수 있는 진공처리실을 나타낸다. 진공처리실(121)내에서, 증착원인 알루미늄(123)은 히터(125)에 의하여 증착원 호울더(124)내에서 가열된다. 작업물로서의 희토류 금속을 바탕으로 한 자석(130)은 케이지형상의 용기(126)내에 수용되고, 용기(126)를 회전하면서 알루미늄의 증착이 수행되며, 그에 의하여 작업물로서의 희토류 금속을 바탕으로 한 자석(130)상에 알루미늄을 균일하게 증착한다.
그러나, 상술한 종래의 표면처리방법에 있어서는, 실질적으로 균일한 증착이 확실하게 수행될 수는 있다. 그러나, 작업물이 케이지형상의 용기내에 상호 적층되기 때문에, 약간의 증착 불균일성이 발생되는 것을 피할 수 없다. 따라서, 더욱 균일한 표면처리를 수행할 수 있는 표면처리공정이 제안될 것이 요망되었다. 예를 들어 상기 방법에 따른 처리에서 생겨난 Nd-Fe-B를 바탕으로 하는 자석과 같은 희토류 금속을 바탕으로 하는 자석의 다수는, 사각형의 평행한 파이프로 되어 있으며, 경질이고, 날카로운 모서리를 가진다. 이러한 이유로, 다음과 같은 문제점이 발생한다. 모서리들이 증착처리시에 상호간에 충돌하고, 그에 의하여 표면상에 증착된 막이 벗겨지며, 심한 경우에는, 제품의 모서리가 깨어져서 수율이 열악해진다. 특히, 큰 크기의 물품의 경우에는, 중량이 크다는 문제가 있고, 충돌에너지가 크므로, 극히 감소된 수율을 나타낸다. 내경부를 가지고, 고리형상등의 형상을 가지는 작업물의 경우에는, 작업물의 내경측이 다른 작업물에 의하여 폐색되고, 이러한 이유로, 내경측의 균일한 표면처리가 성공적으로 달성될 수 없다는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 방법과 관련된 문제점 및 단점이 극복되고, 내경부를 가지고 고리형상등의 형상을 가지는 다수개의 작업물이라도 균일하게 집합적으로 표면처리될 수 있는 표면처리방법을 제공함에 있다.
면밀한 검토 결과, 본 발명자등은 상술한 요구에 부합되는 증착과 같은 작업물의 표면처리는, 작업물들이 상호간에 간격을 두고, 이들의 축주위로 작업물을 회전하거나, 또는 회전축의 둘레로 작업물을 회전하거나, 또는 작업물을 회전축의 주위나 그들의 축주위로 회전시키는 상태에서 수행될 수 있다는 것을 발견하게 되었다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시형태 및 특징에 따르면, 다수개의 구획실들을 포함하는 상부케이지 및 하부케이지를 포함하여 구성되며, 다수개의 작업물을 지지하기 위한 표면처리 지지부재가 마련되며, 따라서 케이지들은 길이방향으로 개방 및 폐쇄가 가능하게 된다.
상기 특징과 더불어, 표면처리 지지부재는 다수개의 구획실을 포함하는 상부 및 하부 케이지로 구성되며, 케이지들은 길이방향으로 개방 및 폐쇄가 가능하다. 따라서, 작업물들은 간격을 둔 케이지형상의 구획실내에 수용되고 상부 및 하부 케이지들을 개폐함으로써 케이지형상의 구획실로부터 제거된다.
각 케이지의 형상, 눈금의 크기등은 적절히 선택될 수 있으며, 따라서 작업물의 크기 및 형상에 대응하여 표면처리 재료가 충분히 또한 균일하게 작업물에 닿을 수 있기에 충분한 크기로 간극이 형성될 수 있다.
본 발명의 제 2 의 실시형태 및 특징에 따르면, 내경부를 각각 가지는 다수개의 작업물을 지지하기 위하여 길이방향으로 개폐가능하게 접을 수 있는 판형상 요소를 포함하여 구성되고, 판형상 요소는 개방된 상태에서 작업물의 내경에 대응하는 길이를 각각 가지는 다수개의 폭이 좁은 부분을 형성할 수 있도록 되어 있는 표면처리 지지부재가 제공된다.
본 발명의 제 3 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 2 의 특징에 부가하여, 판형상 요소들은 힌지에 의하여 개폐가능하게 접혀진다.
상술한 특징과 함께, 표면처리 지지부재는 개방된 상태에서 길이방향으로 개폐가능하게 접혀지는 판형상 요소로 구성되며, 따라서 작업물의 내경에 대응하는 길이를 각각 가지는 다수개의 폭이 좁은 부분들이 형성된다. 따라서, 작업물들은 판형상 요소의 접혀진 상태에서 폭이 좁은 부분내에 각각 설정될 수 있으며, 그리고 판형상 요소들을 접음으로써 폭이 좁은 부분내에 간격을 둔 상태로 지지된다. 표면처리후에, 작업물들은 판형상 요소를 다시 접음으로써 지지부재로부터 용이하게 제거될 수 있다.
특히, 판형상 요소들이 힌지에 의해서 개폐가능하게 접혀질 수 있도록 보장함으로써, 작업물들을 지지부재에 장착 및 이탈시키기가 용이하게 된다.
각 폭이 좁은 부분의 형상, 크기등은 작업물의 크기 및 형상에 따라 간격을 둔 상태로 유지될 수 있다.
본 발명의 제 4 의 실시형태 및 특징에 따르면, 대향하는 끝단에서 나선면을 가지는 스프링형상의 관형상 구조로서 형성되도록 간격을 두고 감겨진 외이어를 포함하여 구성되며, 작업물이 그 관형상 구조내에 수용될 수 있는 표면처리 호울더가 제공된다.
본 발명의 제 5 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 4 의 특징에 부가하여, 관형상 구조는 원통형상 구조이다.
본 발명의 제 6 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 4 의 특징에 부가하여, 관형상 구조의 측면을 형성하는 와이어의 부분의 주위에 꼬임방지 스프링이 감겨진다.
본 발명의 제 7 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 4 의 특징에 부가하여, 와이어는 관형상 구조의 측면의 대향끝단의 근방에 감겨진다.
본 발명의 제 8 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 4 의 특징에 부가하여, 와이어의 중심부분은 관형상 구조의 나선면에 대응하는 위치에 밀착하여 감겨진다.
본 발명의 제 9 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 4 의 특징에 부가하여, 와이어는 스테인레스 스틸로 형성된다.
표면처리 호울더에 있어서, 와이어는 그의 대향하는 끝단에서 나선면을 가지는 스프링과 같은 관형상 구조로서 형성되도록 간격을 두고 감겨지며, 따라서 작업물이 관형상 구조내에 수용된다. 따라서, 알루미늄의 증착과 같은 균일한 표면처 리가 와이어에 의하여 규정되는 간극으로부터 수행될 수 있다. 부가적으로, 호울더가 상호간에 충돌하는 때라도, 호울더내의 작업물은 상호간에 충돌하지 않는다. 더욱이, 호울더가 가지는 스프링특성의 도움으로 호울더내의 작업물에 큰 충격이 가해지지 않으며, 따라서 처리된 표면의 박리, 제품의 깨짐등이 발생되지 않는다. 작업물은 스프링 특성을 이용함으로써 와이어에 의하여 규정된 간극을 통하여 호울더내에 위치되고 제거되므로, 특별한 입구 및 출구가 필요하지 않다.
와이어의 직경, 턴수 및 턴의 피치는, 적절한 스프링 특성이 가능하기에 충분한 크기를 가지는 간극의 형성을 고려하고, 또한 표면처리물질이 작업물에 충분히 또한 균일하게 도달될 수 있다는 사실로부터, 적절히 선택될 수 있다.
만약 호울더가 관형상이면, 호울더의 형상은 특히 한정되지 않으며, 호울더는 타원형일 수 있다. 그러나, 호울더가 용이하게 회전될 수 있고, 재료가 균일하게 증착되는 것을 고려하면, 호울더는 원통형인 것이 바람직하다.
부가적으로, 관형상 구조의 측면을 형성하는 와이어의 부분 둘레에 꼬임방지 스프링을 감음으로써, 호울더를 형성하는 와이어들이 양 와이어의 사이에서 규정되는 간극으로 들어가는 것이 방지될 수 있으며, 그에 의하여 다른 것과 호울더를 형성하는 와이어의 꼬임이 방지된다.
양 와이어 사이에 규정된 간극내로 호울더를 형성하는 와이어가 들어가는 것은 관형상 구조의 측면의 대향하는 끝단의 근방에 와이어를 밀접하게 감거나 또는 관의 대향하는 나선면에서 와이어의 중앙부를 감는 것만으로 마찬가지로 방지될 수 있으며, 그에 의하여 호울더를 형성하는 와이어가 다른 것과 얽히는 것이 방지된 다. 이는 알루미늄의 증착과 같은 균일한 표면처리를 가능하게 한다.
예를 들어 와이어를 스테인레스 스틸로 형성함으로써, 와이어 상에 증착된 알루미늄등이 산에 의하여 세척될 수 있다. 부가적으로, 철과는 달리 고온에서 증착이 수행되는 경우에도 스프링특성은 훼손되지 않는다.
이러한 방식으로, 알루미늄의 증착과 같은 표면처리가 희토류 금속을 바탕으로 하는 자석을 포함하는 작업물이 상술한 구성을 가지는 표면처리 호울더내에 수용된 상태에서 행해진다면, 와이어에 의하여 규정된 간극을 통하여 균일한 표면처리가 달성될 수 있으며, 더욱이, 처리된 표면의 박리, 제품의 깨어짐등이 발생하지 않아 탁월한 수율을 달성할 수 있다.
본 발명의 제 10 의 실시형태 및 특징에 따르면, 간격을 둔 상태에서 그들의 축주위로 작업물을 회전하면서 처리실내의 작업물의 표면처리를 행하는 단계를 포함하여 구성되는 다수개의 작업물의 표면처리방법이 제공된다.
본 발명의 제 11 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 10 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 12 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 10 의 특징에 부가하여, 그들의 축주위로 작업물을 회전하는 것은, 그의 축주위로 회전하는 지지부재에 의하여 지지된 작업물로써 행해진다.
본 발명의 제 13 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 12 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 14 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 12 의 특징에 부가하여, 제 1 특징에 따른 지지부재가 사용된다.
본 발명의 제 15 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 14 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 16 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 12 의 특징에 부가하여, 제 2 특징에 따른 지지부재가 사용된다.
본 발명의 제 17 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 16 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 18 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 10 의 특징에 부가하여, 각 작업물은 제 4 의 특징에 따른 호울더중의 대응하는 하나에 수용되고, 호울더들은 다공성의 케이지형상의 회전부재내에서 그들의 축주위로 회전한다.
본 발명의 제 19 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 18 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 20 의 실시형태 및 특징에 따르면, 간격을 둔 상태로 회전축주위로 회전하면서 작업물을 표면처리하는 공정을 포함하여 구성되는 다수개의 작업물의 표면처리방법이 제공된다.
본 발명의 제 21 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 20 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 22 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 20 의 특징에 부가하여, 그들의 축주위로 작업물을 회전하는 것은, 그의 축주위로 회전하는 지지부재에 의하여 지지된 작업물로써 행해진다.
본 발명의 제 23 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 22 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 24 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 22 의 특징에 부가하여, 제 1 특징에 따른 지지부재가 사용된다.
본 발명의 제 25 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 24 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 26 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 22 의 특징에 부가하여, 제 2 특징에 따른 지지부재가 사용된다.
본 발명의 제 27 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 26 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 28 의 실시형태 및 특징에 따르면, 간격을 둔 상태로 회전축주위 및 그들의 축주위로 회전하면서 작업물을 표면처리하는 공정을 포함하여 구성되는 다수개의 작업물의 표면처리방법이 제공된다.
본 발명의 제 29 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 28 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 30 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 28 의 특징에 부가하여, 그들의 축주위로 작업물을 회전하면서 회전축의 둘레로 작업물을 회전하는 것은, 그의 축주위 및 회전축의 둘레로 회전하는 지지부재에 의하여 지지된 작업물로써 행해진다.
본 발명의 제 31 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 30 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 32 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 30 의 특징에 부가하여, 제 1 실시형태에 따른 지지부재가 사용된다.
본 발명의 제 33 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 32 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
본 발명의 제 34 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 30 의 특징에 부가하여, 제 2 특징에 따른 지지부재가 사용된다.
본 발명의 제 35 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 34 의 특징에 부가하여, 표면처리는 소결체상에 증착을 행하는 것이다.
다수개의 작업물에 대한 표면처리 방법에 있어서, 작업물의 표면처리는, 작업물을 그들의 축주위로 회전하거나, 또는 작업물을 그들의 축 및 회전축주위로 회전하면서 간격을 둔 상태에서 처리실내에서 수행된다. 따라서, 작업물의 전체표면은 균일하고도 동시적으로 처리될 수 있다.
따라서, 공간을 둔 상태로 작업물의 균일한 표면처리를 함으로써, 알루미늄, 주석과 같은 연질금속이나 질화 티타늄과 같은 경질 질화금속의 막이 단단하고 부스러지기 쉬운 소결체상에도 균일하게 증착될 수 있다.
작업물을 그들의 축주위, 또는 회전축의 주위, 또는 그들의 축 및 회전축의 주위로 회전하는 것은 그 작업물을 그의 축주위, 또는 회전축의 주위, 또는 그의 축주위 및 회전축의 축주위로 회전하는 지지부재에 의하여 작업물을 지지함으로써 달성될 수 있다.
이 경우에, 작업물은 본 발명의 상술한 특징에 따른 표면처리 지지부재의 사용에 의해서 그들의 축주위로 회전하거나, 또는 작업물을 그들의 축 및 회전축주위로 회전될 수 있다. 케이지형상의 구획실을 포함하는 상부 및 하부 케이지로 구성되고, 길이방향으로 개폐가능한 표면처리 지지부재가 사용될 때, 작업물의 크기가 크더라도 작업물의 형상에 관계없이 처리가능하다.
부가적으로, 길이방향으로 개폐가능하게 접혀질 수 있는 판형상의 지지요소로 구성되는 표면처리 지지부재를 사용함으로써, 내경부를 가지는 작업물의 내경에 대응하는 길이를 가지는 다수개의 폭이 좁은 부분이 판형상 요소의 개방된 상태에서 형성되며, 내경부를 가지고 판형상등을 가지는 작업물이 그들의 축주위, 또는 회전축의 주위, 또는 그들의 축주위 및 회전축의 주위로 회전될 수 있으며, 간격을 둔 상태에서 유지될 수 있다. 특히, 작업물이 상술한 방식으로 내경부에서 지지될 때, 작업물은 증착원과 같은 처리재료원에 대하여 길이방향으로 수직으로 위치가 정해질 수 있다. 더욱이, 작업물의 내경지지점을 제외하고, 작업물의 표면으로 처리재료의 도달이 차단되지 않으며, 그에 의하여 매우 효율적인 표면처리가 달성된다. 따라서, 단시간내의 증착이 가능하고, 표면처리는 온도의 상승전에 종료될 수 있다. 예를 들어 Nd-Fe-B 희토류 금속을 바탕으로 하는 소결 자석체의 표면처리는 자성이 저하되지 않는 400℃ 이하의 온도에서 매우 효율적으로 한번에 달성될 수 있다. 내경부의 지지는 점접촉에 의한 것이며, 점접촉부는 적절히 이동될 수 있으므로, 전체 내경이 표면처리된다.
또한, 이 경우에, 만약 음극이 지지부재에 접속된 상태로 증착이 수행된다 면; 작업물은 그들이 절연된 상태에 놓여지며, 증착원은 양극에 접속되며, 균일한 표면처리가 내경부상에 행해진다. 그들의 축주위로 작업물을 회전하기 위한 수단을 통하여 음극이 작업물에 접속가능한 것이 편리한데, 표면처리가 아르곤가스로 행해질 때, 음극이 작업물에 접속될 수 있기 때문이다.
그들의 축주위로 작업물을 회전하는 것은 또한 지지부재의 사용이 아닌 다른 방법에 의하여도 수행될 수 있는데, 예를 들면 표면처리 호울더내에 작업물을 수용하고 다공성의 케이지형상 회전부재내에서 그들의 축주위로 호울더를 회전함으로써 가능하다.
표면처리는 증착방법에 의하여 막의 형성에 적용가능하며, 금속, 비금속 무기재료, 유기화합물등의 어느 것을 증착하는데도 적절하다. 이러한 표면처리는 진공증착처리, 이온 스퍼터링처리, 이온 도금처리, 증착중합등에 적용가능하다.
본 발명의 제 36 의 실시형태 및 특징에 따르면, 처리실내에 마련되어 처리재료원으로부터 방출된 처리재료가 표면처리를 위하여 작업물로 도달하도록 보내지는 처리재료원과, 그의 축주위로 작업물을 지지하는 지지부재를 회전하기 위한 수단을 포함하여 구성되는 표면처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제 37 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 36 의 특징에 부가하여, 표면처리장치는 증착장치이다.
본 발명의 제 38 의 실시형태 및 특징에 따르면, 처리실내에 마련되어 처리재료원으로부터 방출된 처리재료가 표면처리를 위하여 작업물로 도달하도록 보내지는 처리재료원과, 작업물을 지지하는 지지수단을 회전축 주위로 회전하기 위한 수 단을 포함하여 구성되는 표면처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 39 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 38 의 특징에 부가하여, 표면처리장치는 증착장치이다.
본 발명의 제 40 의 실시형태 및 특징에 따르면, 처리실내에 마련되어 처리재료원으로부터 방출된 처리재료가 표면처리를 위하여 작업물로 도달하도록 보내지는 처리재료원과, 작업물을 지지하는 지지수단을 그의 축 및 회전축의 주위에서 회전하기 위한 수단을 포함하여 구성되는 표면처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 41 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 40 의 특징에 부가하여, 표면처리장치는 증착장치이다.
본 발명의 제 42 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 40 의 특징에 부가하여, 작업물을 지지하기 위한 지지부재용 수납요소가 둘레방향으로 배치되는 적어도 2 개의 원형판을 더욱 포함하고, 지지부재는 수납요소를 통하여 적어도 2개의 원형판의 사이에 지지될 수 있으며, 그에 의하여 지지부재는 원형판의 회전에 의하여 회전축의 주위로 회전하고 수납요소의 회전에 의하여 지지부재가 그들의 축주위로 회전될 수 있다.
본 발명의 제 43 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 42 의 특징에 부가하여, 표면처리장치는 증착장치이다.
본 발명의 제 44 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 40 의 특징에 부가하여, 지지부재를 그의 축주위로 회전하기 위한 구동력으로서, 회전축주위로 지지부재를 회전하기 위한 구동축에 의하여 제공되는 구동력을 지지부재로 전달하기 위한 수단 을 더욱 포함하여 구성된다.
본 발명의 제 45 의 실시형태 및 특징에 따르면, 제 44 의 특징에 부가하여, 표면처리장치는 증착장치이다.
상술한 표면처리장치는 그의 축주위로 작업물을 지지하기 위한 지지부재를 회전하는 수단이나, 작업물을 회전축 축 주위에서 지지하기 위한 지지부재를 회전하기 위한 수단, 또는 작업물을 그의 축 주위 및 회전축의 주위에서 지지하기 위한 지지부재를 회전하기 위한 수단을 포함한다. 따라서, 표면처리 지지부재를 처리실내에로 놓기 위하여 운송함으로써, 간격을 둔 상태로 그의 축주위, 또는 회전축의 주위 또는 그의 축주위 및 회전축의 주위로 회전하면서 다수개의 작업물이 동시에 또한 균일하게 표면처리될 수 있다.
표면처리장치에 있어서, 지지부재는 둘레방향으로 배치된 작업물을 지지하기 위한 수납요소상에 적어도 2개의 원형판의 사이로 수납요소를 통하여 지지될 수 있다. 부가적으로, 표면처리장치에 있어서, 지지부재는 수납요소의 회전에 의하여 그들의 축주위에서 회전될 수 있으며, 원형판의 회전에 의하여 회전축의 주위에서 회전될 수 있다. 따라서, 다수개의 작업물이 그들의 축 주위, 또는 회전축의 주위, 또는 그들의 축주위 및 회전축의 주위에서 간격을 둔 상태로 회전하면서 종래의 증착장치를 이용하여 용이하게 표면처리될 수 있다.
표면처리장치는 기상성장공정에 의하여 막의 형성에 적용될 수 있으며, 특히, 그러한 장치의 예는 진공 증착장치, 이온 스퍼터링장치, 이온 도금장치 및 증착중합장치이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예로부터 명백해진다.
(실시예)
이하, 본원 발명을 첨부된 도면들을 참조한 실시예들을 통해 기술한다.
Ⅰ. 상부 및 하부의 개폐 가능한 케이지들로 이루어진 표면처리 지지부재의 실시예
도 1는 본원 발명에 따른 표면처리 지지 부재의 일 실시예를 도시한 것으로, 이는 각각 다수의 케이지형 구획실을 포함하는 상부 및 하부 케이지들로 이루어져 있으며, 상기 케이지들은 길이방향으로 개폐 가능하다.
표면처리 지지부재(10)를 구성하고 있는 상부 및 하부 케이지들(1a 및 1b)이 힌지(2)를 통해 개폐가능한 대칭적 구조들로 형성되며, 각각 스테인레스로 이루어진 네트로 형성되고 5 ㎜의 메쉬(mesh) 및 1 ㎜의 두께를 갖는다. 기술된 실시예에서는, 15개의 케이지형 구획실들(3)이 분할된 방식으로 규정되며, 그 결과 하나의 작업물 Wa 이 상기 각각의 케이지형 구획실들 내에 수용될 수 있다. 도 1에서, 참조 번호 4는 상기 표면처리 지지부재(10)를 이후에 기술될 수납요소에 연결하는 연결편을 나타낸다. 상기 연결편(4)은 구멍(5)에 바늘에 실을 꿰듯 삽입된 나사에 의해 상기 수납요소에 고정될 수 있다. 표면 처리가 실시될 때, 상기 상부 및 하부 케이지들 (1a 및 1b)이 각각 하나의 클립 또는 클립들(도시되지 않음)에 의해 서로 고정된다.
Ⅱ. 개폐가능한 접이식 판형상 소자들로 이루어진 표면처리 지지 부재의 실 시예
이 실시예의 표면처리 지지 부재는 각각 하나의 내부 직경부를 가진 다수의 작업물들을 지지하기에 적합하다.
본원 발명에 따른 한 표면처리 지지부재의 일 실시예를 도시하는 도 2 및 도 3에 있어서, 20으로 표시된 지지부재는 길이방향으로 개폐 가능한 접이식 판형상 요소들로 이루어져 있다. 판형상 요소들이 각각 하나의 내경부를 가진 작업물의 직경에 상응하는 길이를 가진 다수의 폭이 좁은 부분들이 당해 판형상 요소들의 개방된 상태에서 한정될 수 있도록 설계된다.
본 실시예의 표면처리 지지부재(20)는 각각 하나의 내경부를 가진 다수의 작업물들을 지지하기에 적합하다.
스테인레스로 이루어진 판체로 형성된 2개의 판형상 요소들(6, 6)이 개폐가능한 대칭 판으로 형성되며 보통 스프링 힌지(7)의 탄성력의 작용에 의해 접힌 상태로 유지된다.
홈(8)들은 판형상요소(6)의 외측 에지를 따라 등간격을 두고 형성되어, 상기 판형상요소(6,6)를 개방하였을 때, 내경부를 구비한 작업물 Wb의 내부 직경 L에 상응하는 길이를 가진 다수의 폭이 좁은 부분(9)이 대향하는 홈(8)에 의해 형성된다.
도 3a에 있어서, 참조 번호 4a는 지지부재를 이후에 기술되는 수납요소에 장착시키는 장착 홈을 나타낸다. 이 홈(4a)을 이용하여, 상기 지지부재가 상기 수납요소들에 나사못으로 고정될 수 있다.
따라서, 상기 판형상 요소들(6, 6)이, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 위로 접혀진 상태에서, 하나의 내부 직경부를 가진 작업물 Wb가 장착 또는 제거될 수 있다. 더욱이, 상기 판형상 요소들(6, 6)이, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 개방된 상태로 될 수 있으며, 상기 작업물 Wb가 내경부에 지지될 수 있다. 상기 폭이 좁은 부분(9)의 길이가 내부 직경 L보다 아주 미소하게 짧을 수 있음을 주목해야 하며, 그 결과 상기 작업물 Wb가 상기 지지부재로부터 어느 정도까지 회전될 수 있어, 지지(접촉)위치가 변화될 수 있다.
도 4는 상기 지지부재(20)가 이후 기술될 회전 유니트(50)의 수납요소상에 지지된 상태를 도시한다. 상기 지지부재(20)의 대향 끝단부들이 상기 수납요소들상에 설치되며, 상기 지지부재(20)는 상기 홈(4a)을 이용하여 상기 수납요소들에 나사못(S)으로 고정된다.
Ⅲ. 표면처리 호울더의 실시예
도 5 및 도 6은 본원 발명에 따른 표면처리 호울더의 일 실시예를 도시한다. 도 5 및 도 6에서 30으로 표시된 표면처리 호울더는 스테인레스(SUS304)로 이루어진 와이어(11)를 사용하며 틈이 생기도록 반 시계 방향으로 상기 와이어(11)를 코일처럼 감음으로써 1.6 ㎜의 직경을 갖는 스프링형의 관식 구조로 형성되며, 그 결과 4개의 턴들에서의 상기 와이어(11)의 감기에 의해 나선면(12, 12)이 대향 끝단부들에 형성된다. 상기 나선면들(12, 12)사이에, 상기 와이어(11)가 8.2 ㎜ 피치 거리에 코일처럼 형성된다. 임의의 한 부분(12a)이 상기 와이어(12)의 밀접한 감기에 의해 상기 나선 면(12)의 중심부에 형성된다.
이 실시예에서, 상기 스프링형상 관형상부(13)의 대향 단부들은 어떠한 틈도 생기지 않게 4개의 턴들에서 상기 와이어(11)의 밀접한 감기에 의해 형성된 부분들(13a)이다.
상기 와이어(11)는 기본적으로 틈들이 생기게 코일로 감겨지며 그에 따라 알루미늄의 증착과 같은 표면 처리가 이러한 틈들을 통해 실시될 수 있고, 상기 호울더들(30, 30)이 서로 충돌할 때, 상기 밀접하게 코일로 감겨진 부분들(12a 및 13a)에 의해 꼬임이 발생하지 않도록 방지된다.
이 실시예에서, 상기 꼬임을 방지하기 위한 스프링(14)이 또한 상기 스프링형 관식 구조(13)에서 상기 와이어(11) 주위에 감겨진다.
상기 실시예에서, 비교적 긴 관형상 구조가 형성되나, 도 7에 도시된 변경 안에서와 같이, 짧은 관형상 구조가 형성될 수 도 있으며, 상기 와이어가 작업물의 형태에 따라 임의의 크기 및 형태를 가진 호울더를 형성하도록 적절한 턴들에서 코일로 감겨질 수도 있다. 이 호울더는 상기 작업물들이 당해 호울더내에 수용되어 표면 처리 되며 동시에 한 케이지형상 용기내에서 자체 축에 관해 회전되도록 설계된다.
Ⅳ. 표면처리 장치의 실시예
도 8 내지 도 10은 표면 처리 장치의 일 실시예를 도시한다. 도시된 상기 표면처리 장치는 알루미늄 증착 장치로서 형성된다.
도 8에 대하여는, 각각 알루미늄 재료를 증착하기 위한 용해 및 증발 영역인 다수의 증착원용 보우트(42)들이 진공시스템(도시 않됨)에 연결된 진공실(40)의 하부 부분에서 지지 테이블(43) 위로 올라온 보우트 지지 베이스(44) 상에 배치된다. 증착될 물질인 알루미늄 와이어(45)가 상기 지지 테이블(43) 아래의 공급 리일(46) 주위에 감겨져 유지되며, 그 결과 와이어가 연속적으로 전달된다. 상기 알루미늄 와이어(45)의 선 끝단부가 상기 보우트(42)의 내부 표면을 향해 접하고 있는 열-저항 보호튜브(47)내에 인도된다. 반송기어들(49, 49)이 상기 보호튜브 (47)의 일부분내에 제공된 노치 윈도우(48)내에 장착되며, 그 결과 상기 반송기어(49, 49)가 상기 알루미늄 와이어(45)와 직접적으로 접촉하여 상기 알루미늄 와이어(45)를 전달하도록 함으로써, 상기 알루미늄 와이어(45)가 보우트(42)로 공급될 수 있다. 회전 축 및 자체 축에 관하여 상기 작업물의 방향들이 설정되며, 그 결과 이들은, 도 8에 도시된 바와 같이, 서로 대향하게 된다. 2개의 회전 유니트들(50, 50)이 상기 진공실(40)내에 배치되며, 각각 자체 축 및 회전축에 관해 작업물 지지부재를 회전시키는 수단을 구성한다. 상기 회전 유니트들(50, 50)은 레스트 (rest: 50a)상에 제공된 회전 유니트 지지구(50b, 50b)에 의해 지지되며, 그 결과 그들은 상기 회전 유니트 지지구(50b, 50b)상에 장착된 로울러(50c)에 의해 구동력에 따라 회전될 수 있다.
도 9에 대하여는, 각각 상기 회전 유니트(50)를 구성하고 좌측상에 배치되어 상기 회전축에 관해 상기 작업물을 회전시키는 구동 디스크 유니트(51)가 사이에 좁은 틈을 갖는 동시에 대향 관계로 배치된 2개의 디스크들(52 및 53)을 포함한다. 회전 스프로켓 체인(55)이, 도 9에서 볼 수 있듯이, 좌측 링형상 디스크(52)상에 그의 내부 주위를 따라 장착되며 스프로켓 기어(54)와 맞물려져 있다. 따라서 상기 회전 유니트(50)가 구동 모터(56)에 연결된 상기 스프로켓 기어(54)의 회전을 진행하므로써 회전축에 관해 회전된다.
도 9 및 도 10에 대하여는, 자체 축에 관해 상기 작업물을 회전시키기 위해 중앙에 배치된 구동 디스크 유니트(61)가, 스프로켓 체인(63)을 포함하는 링형상 디스크(64)가 2개의 디스크(62, 62)사이에 개재되는 방식으로 구성된다. 상기 회전 유니트(50)의 우측 단부에 배치된 폴로워 디스크 유니트(71)는 싱글 디스크(72)로 구성된다. 3개의 디스크 유니트들(51, 61, 및 71)은 회전축(80)에 의해 서로 연결되며, 그 결과 상기 디스크 유니트들(61 및 71)이 상기 회전 디스크 유니트(51)의 구동에 의해 이 회전 디스크 유니트(51)와 동시에 회전된다.
회전 스프로켓 체인(63)을 포함하는 링형상 디스크(64)는 고정 아암(65)에 의해 지지 및 비회전적으로 고정되며, 그 결과 상기 디스크 양쪽의 디스크(62, 62)의 회전과는 무관해진다.
베어링(81)을 통해 회전하는 수납요소들(82)은 각각 상기 좌측 및 우측 디스크 유니트들(51 및 71)상에 장착된다. 베어링들(81)을 통해 동시에 회전 가능한 수납요소들(82)은 또한 상기 중앙 회전 디스크 유니트(61)의 각각의 좌측 및 우측 디스크들(62, 62)의 외부 표면상에 돌출하도록 장착된다. 스프로켓 기어(83)가 상기 수납요소들(82)을 서로 연결하는 각각의 축(66)의 중앙부에 장착되며 상기 회전 스프로켓 체인(63)과 맞물려져 있으며, 그 결과 각각의 수납요소(82)가 2개 디스크들 (62, 62)의 회전과 동시에 자체 축에 관해 회전된다.
따라서, 상기 표면처리 지지부재들이 상기 수납요소들(82, 82)사이에서 클램 핑되고 전기 전류가 상기 구동 모터(56)에 공급될 경우, 상기 회전 디스크 유니트 (61)의 2개의 디스크들(62, 62) 및 그 폴러워 디스크 유니트(71)가 상기 회전 디스크 유니트(51)의 회전에 의해 회전되며, 그에 따라 상기 표면처리 지지부재들이 회전축에 관해 회전된다. 더욱이, 상기 회전 스프로켓 체인(63)과 맞물려져 있는 스프로켓 기어(83)가 상기 회전 디스크 유니트(61)의 2개의 디스크들(62, 62)의 회전에 의해 회전되며 결과적으로 상기 수납요소들(82)이 회전되고, 상기 좌/우 디스크 유니트들(51 및 71)상에 장착된 수납요소들(82)이 자유롭게 회전되며 따라서 상기 지지부재들이 상기 표면처리 지지부재들을 통해 자체 축들에 관해 회전된다.
상기 회전축에 관한 상기 지지부재들의 회전 및 자체 축들에 관한 상기 지지부재들의 회전이 모두 상기 구동모터(56)의 구동 동작에 의해 실행되며 그에 따라 단지 상기 구동 모터(56)의 구동축(56a)만이 진공 처리실(40)을 통해 삽입될 수 도 있다. 그러므로, 상기 진공 처리실내의 진공 정도가 고 레벨에 유지되며 비워지는 시간이 단축될 수 있다.
상기 실시예에 있어서, 회전 유니트(50)가, 상기 지지부재들이 상기 회전 축 및 상기 자체 축에 관해 회전될 수 있도록 구성된다. 대안으로, 상기 회전 유니트(50)는 상기 표면처리 지지부재들이, 예컨대, 상기 회전 스프로켓 체인(63) 및 상기 스프로켓 기어(83)를 제거하므로써 단지 상기 회전 축에 관해서만 회전되도록 구성될 수 도 있다.
예컨대, 상기 회전 디스크 유니트(51), 상기 회전 디스크 유니트(61)의 2개의 디스크(62, 62) 및 그 후속 디스크 유니트(71)가 고정된 상태들내에 유지되며, 그 결과 상기 스프로켓 기어(83)를 포함하는 링형상 디스크(64)만이 회전될 경우, 단지 상기 수납요소들(82)만이 회전되며, 그 결과 상기 표면처리 지지부재들이 단지 자체 축들에 관해 회전될 수 있다.
Ⅴ. 상부 및 하부 개폐 가능 케이지들로 이루어진 표면처리 지지부재를 사용한 표면 처리의 실시예
알루미늄의 증착이 앞서 기술된 실시예에서 상부 및 하부 개폐 가능 케이지들로 이루어진 표면처리 지지부재를 사용하여 실행되었다.
30 ㎜ × 10 ㎜ × 50 ㎜의 크기를 가진 미국 특허 제 4, 770, 723 호에 기술된 바와 같은 Nd-Fe-S 희토류 금속을 바탕으로 한 자석이 작업물로 사용되어 앞서 기술된 증착 장치를 이용한 알루미늄 증착 처리를 받았다. 보다 특별히, 상기 지지부재들이 상기 장치내에 세트되었으며 그 후 상기 장치가 4 × 10-4 Torr로 비워졌다. 더욱이, 아르곤 (Ar) 가스가 상기 장치로 인도되고 -500 V의 전위차가 20 분 동안 상기 자석의 표면을 세척하도록 상기 지지부재들에 인가되었다. 그 후 -100 V의 전위차가 상기 지지부재들에 인가된 상태에서, 상기 작업물들이 25 분동안 10 ㎛의 두께로 알루미늄의 증착 처리를 받았으며, 이 때 상기 보우트들이 알루미늄을 증발시키도록 가열되었다. 이 경우, 회전 축에 관한 작업물들의 회전은 1.2 rpm으로 이루어졌으며, 자체 축들에 관한 작업물들의 회전은 5 rpm으로 이루어졌다. 이러한 조건들하에서, 10 ㎛ 두께의 알루미늄 증착이 실행되었다. 결과적으로, 알루미늄이 당해 제품의 알루미늄-퇴적 막의 어떠한 박리 및 해당 제품의 부스러짐 도 수반하지 않고 작업물상에 균일하게 퇴적되었다.
Ⅵ. 개폐 가능한 접이식 판형상 요소들로 이루어진 표면처리 지지부재의 실시예
알루미늄의 증착이 앞서 기술된 실시예에서 개폐가능한 접이식 판형상 요소들로 이루어진 표면처리 지지부재를 이용하여 실행되었다.
39.5 mm의 외부 직경, 22 ㎜의 내부 직경 및 0.9 ㎜의 두께를 가진 미국 특허 제 4, 770, 723 호에 기술된 바와 같은 링형상의 Nd-Fe-B 희토류 금속을 바탕으로 한 자석이 작업물로 사용되었으며 아울러 증착 시간이 15분에 설정되었던 것을 제외하고는 동일한 조건들 하에서 앞서 기술된 증착 장치를 이용하여 10 ㎛ 두께로 알루미늄 증착 처리를 받게 되었다. 결과적으로, 알루미늄이 당해 제품상에서의 알루미늄-퇴적 막의 어떠한 박리 및 해당 제품의 부스러짐도 수반하지 않고 작업물상에 균일하게 퇴적되었다.
Ⅶ. 표면처리 호울더를 사용한 표면 처리의 실시예
알루미늄의 증착이 앞서 기술된 실시예에서 호울더(40×60 ㎜)를 사용하여 실행되었다.
30 × 10 ×50 ㎜의 크기를 가진 미국 특허 제 4, 770, 723 호에 기술된 바와 같은 Nd-Fe-B 희토류을 바탕으로 한 자석이 작업물로 사용되었으며, 케이지형상 용기가 1.2 rpm에서 회전되었던 것을 제외하고, 상부 및 하부 케이지들로 구성된 표면처리 지지부재의 실시예에 기술된 것과 동일한 조건하에서 도 11에 도시된 증착 장치를 이용하여 10 ㎛ 두께로 알루미늄 증착 처리되었다. 결과적으로, 알루미늄이 당해 제품상에서의 알루미늄-퇴적 막의 어떠한 박리 및 해당 제품의 부스러짐도 수반하지 않고 작업물상에 균일하게 퇴적되었다.
비교예
동일한 작업물이 사용되었고 이는 즉각적으로 케이지형상 용기내에 수용되었으며 이 컨테이너는 종래 기술에서와 같이 본원 발명에 따른 호울더를 사용하지 않고 알루미늄 증착 처리를 받았다. 결과적으로, 알루미늄이 상기 작업물상에 균일하게 퇴적되었으나, 제품의 알루미늄-퇴적 표면상에 자국들이 발생되었으며, 제품의 부스러짐이 관찰되었고, 결국 65 ％의 낮은 양품율이 초래되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 종래의 방법과 관련된 문제점 및 단점이 극복되고, 내경부를 가지고 고리형상등의 형상을 가지는 다수개의 작업물이라도 균일하게 집합적으로 표면처리될 수 있는 표면처리 지지부재, 표면처리 호울더, 표면처리 방법 및 표면처리 장치가 제공된다.
Claims (5)
- 길이방향으로 개폐가능하게 접을 수 있는 판형상 요소를 포함하여 구성되고, 상기 판형상 요소는 개방된 상태에서 작업물의 내경에 대응하는 길이를 각각 가지는 다수개의 폭이 좁은 부분을 형성할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 각각 내경부를 가지는 다수개의 작업물을 지지하기 위한 표면처리 지지부재.
- 제 1 항에 있어서, 상기 판형상 요소들은 힌지에 의하여 개폐가능하게 접혀지는 표면처리 지지부재.
- 다수개의 작업물의 표면처리방법으로서, 처리실 내에서, 자전구동되는 청구항 1에 기재된 표면처리 지지부재를 이용하여, 상기 작업물을 서로 간격을 둔 상태로 자전운동시키면서 표면처리하는 것을 특징으로 하는 표면처리방법.
- 다수개의 작업물의 표면처리방법으로서, 처리실 내에서, 공전구동되는 청구항 1에 기재된 표면처리 지지부재를 이용하여, 상기 작업물을 서로 간격을 둔 상태로 공전운동시키면서 표면처리하는 것을 특징으로 하는 표면처리방법.
- 다수개의 작업물의 표면처리방법으로서, 처리실 내에서, 자전구동됨과 동시에 공전구동되는 청구항 1에 기재된 표면처리 지지부재를 이용하여, 상기 작업물을 서로 간격을 둔 상태로 자전운동과 동시에 공전운동시키면서 표면처리하는 것을 특징으로 하는 표면처리방법.
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