KR100788204B1 - 이송장치의 이송축 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LCD 등과 같이 이송 중 손상되기 쉬운 부품을 이송 롤러에 의해 이송하는데 사용되는 이송장치의 이송축 제조 방법에 관한 것으로, PVC 재질을 외관(9)으로 형성하고 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질을 내관(13)으로 형성하여 이루어지는 이송장치의 이송축(3)을 제조하는 방법에 있어서, 상기 내관(13)을 회전시키면서 변태점 이상의 온도로 가열하는 내관 가열 단계(S10)와; 상기 가열된 내관(13)을 회전시키면서 가압하여 진직도를 교정하는 진직도 교정 단계(S20)와; 상기 진직도가 교정된 내관(13)의 외경면을 가공하는 내관 가공 단계(S30)와; 상기 가공된 내관(13)을 상기 외관(9)에 삽입하는 삽입 단계(S40)와; 상기 내관(13)이 삽입된 외관(9)을 70 내지 75℃의 액체에 소정 시간 투입하여 가열하는 결합 가열 단계(S50)와; 및 상기 가열 압착된 외관(9)과 내관(13)을 회전시키면서 냉각시키는 냉각 단계(S60)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, PVC 외관이 열 수축되어 탄소섬유강화플라스틱 재질의 내관 외경면에 밀착되므로 내, 외관의 결합에 의해 제작되는 이송축의 축선과 외경면 사이에 편심이 발생하지 않게 된다.

이송축, 편심, 내관, 외관, 열수축

Description

이송장치의 이송축 제조방법{Manufacturing method of a feeding shaft of a transferring device}

도 1은 일반적인 이송장치의 이송축을 도시한 일부 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 이송축의 종단면도이다.

도 3은 내, 외관 이중 구조의 이송축을 도시한 종단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 이송축의 횡단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 이송축의 제조 시 발생하는 문제점을 설명하기 위한 횡단면도이다.

도 6은 본 발명에 의해 제조된 이송축의 횡단면도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 이송장치의 이송축 제조 단계를 도시한 것이다.

도 8은 이송축 회전 시 사용되는 이송롤을 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 이송축 9 : 외관

13 : 내관 21 : 이송롤

본 발명은 이송장치의 이송축 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LCD 등과 같이 이송 중 손상되기 쉬운 부품을 이송 롤러에 의해 이송하는데 사용되는 이송축을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 제품을 생산하는 생산라인에는 제품을 완성하기까지 여러 가지 부품을 조립하거나 처리 공정을 거치게 되며, 필연적으로 공정간 이송이 요구된다. 이를 위해 다양한 형태의 이송장치가 사용되는바, 특히 상대적으로 면적이 넓고 손상되기 쉬운 LCD 패널(105)과 같은 판상의 부품을 이송하는 데는 도 1에 도시된 바와 같이 이송 롤러(101)를 이용하는 이송장치가 많이 사용되며, 이송장치는 도시된 것처럼 일렬로 배열된 복수의 이송축(103) 위에 일정한 간격으로 복수의 이송 롤러(101)를 장착하여 구성되며, 각각의 이송 롤러(101)는 슬리브(107)를 통해 축(103) 외면에 장착된다.

그런데 정밀 전자 부품의 이송에 사용되는 위와 같은 이송장치의 이송축(103)은 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체를 이루는 중공의 본체(109)와, 이 중공의 본체(109) 양 단에 장착되어 베어링(도시하지 않음)을 지지하는 베어링 지지부(111)로 이루어지는바, 도시된 것처럼 본체(109) 자체는 중공체로 이루어지며 따라서 외력에 대하여 변형이 발생할 가능성이 높은 반면, 강도를 높이기 위해 본체(109)의 두께를 두껍게 형성하는 경우에는 자중에 의한 처짐량이 증가하기 때문 에, 처짐량 증가로 인해 진동이 발생하여 충격에 취약한 LCD 패널(105) 등과 같은 부품에 손상을 일으킬 가능성이 높아지는 문제점이 있었다.

이에 따라, 도 3 및 4에 도면부호 203으로 도시된 바와 같은 이중 구조의 이송축(203)이 제안된바, 상기 이송축(203)은 도시된 것처럼 PVC 재질의 외관(209)과 탄소섬유강화플라스틱(CFRP; Carbon Fiber Reinforced Plastic) 재질의 내관(213)을 결합하여 제작한다. 이와 같이 이중구조로 제작된 이송축(203)은 자중은 크게 증가시키지 않으면서도 강도를 크게 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 결과적으로 자중에 의한 처짐을 줄일 수 있게 되므로 이송축(203)의 사용 안정성을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.

그런데 이와 같은 종래의 이송축(203)은 바깥쪽의 PVC 외관(209)과 안쪽 탄소섬유강화플라스틱 내관(213)을 결합하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 외관(209)의 내경면에 접착제(215)를 도포한 다음, 외관(209)의 중공부에 내관(213)을 삽입하여 접착제(215)의 접착력에 의해 외관(209)과 내관(213)을 접합하도록 되어 있는바, 도 5에 과장되게 도시된 것처럼, 내관(213)이 자중으로 인해 아래쪽으로 치우치게 된다.

이에 따라, 이송축(203)은 내관(213)의 중심(Ci)이 외관(Co)의 중심보다 아래쪽에 위치하게 되므로 내관(213)에 끼워지는 베어링 지지부(211)와 외관(209)에 끼워지는 이송 롤러(101)에 편심이 발생하게 되며, 따라서 이송 롤러(101)에 의해 이송되는 LCD패널과 같은 부품에 상하로 요동이 발생하여 부품의 정상적인 진행이 방해를 받거나 부품에 충격이 가해지는 문제점이 있었으며, 외관(209)의 진직도가 내관(213)에 의하여 교정될 수 없어 이송축(203)의 진직도 품질이 제조 과정에서 향상되지 않는 문제점도 있었으며, 접착제를 사용하므로 제조 과정이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 이송축을 제작하는 데 사용하는 PVC 재질의 외관과 탄소섬유강화플라스틱 재질의 내관이 결합되는 방식을 개선함으로써, 결합 시 외관과 내관 사이에 편심이 발생하지 않으며, 제조 과정에서 이송축의 진직도가 내관에 의해서 교정됨으로써 이송축 진직도 품질이 향상되어 이송축에 의한 각종 부품의 이송 안정성 및 정숙성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 이송장치의 이송축 제조 방법을 제공하는데 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 PVC 재질의 외관과 상기 외관 내로 삽입되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질의 내관으로 이루어지는 이송장치의 이송축 제조하는 방법은 상기 외관 내로 내관을 삽입하는 삽입 단계와; 외관 내로 내관이 삽입된 상태에서 소정의 온도로 가열하는 결합 가열 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 외관 내로 내관을 삽입하기 전 단계로서 내관을 소정의 온도로 가열하는 내관 가열 단계와; 상기 가열된 내관의 진직도를 교정하는 진직도 교정 단계와; 진직도 교정을 마친 내관의 외경을 가공하는 내관 가공 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기 결합 가열 단계에서 가열 압착된 외관과 내관을 회전시키면서 냉각시키는 냉각 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 내관 가열 단계에서는 235℃∼245℃ 범위에서 내관을 가열하는 것을 특징으로 한다.

상기 내관 외경을 가공하는 내관 가공 단계에서 내관의 외경을 외관의 내경보다 0.03㎜∼0.08㎜ 범위보다 작게 가공하는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 결합 가열 단계는 외관 내로 내관이 삽입된 상태에서 60℃∼80℃ 온도 범위의 액체 속에 투입 유지되도록 함으로써 가열되도록 것을 특징으로 하며,

상기 결합 가열 단계는 액체의 온도를 70℃∼75℃ 범위로 유지하는 것이 바람직하며,

상기 액체 속에 투입 유지되는 시간은 15분∼45분 범위로 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 이송장치의 이송축 제조방법의 실시 예를 첨부 도면을 참조로 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭을 사용한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 제조된 이송장치의 이송축(3)을 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 이송장치의 이송축(3) 제조 과정을 도시한 것이며, 도 8은 이송축 회전 시 사용되는 이송롤을 도시한 사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이 본 발명에 따라 제조되는 이송축(3)은 이송장치의 일반적인 이송축과 마찬가지로 PVC 재질의 외관(9)과 이 외관(9)의 내경면에 결합되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질의 내관(13)으로 이루어진다. 상기 이송축(3)을 제조하는 방법은 도 7에 도시한 바와 같이 외관(9)에 내관(13)을 삽입하는 삽입단계(S40)와; 외관(9)에 내관(13)을 삽입한 상태에서 가열하는 결합 가열 단계(S50)로 이루어진다.

도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 이송축(3) 제조방법은 접착제를 사용하는 종래의 제조방법과는 달리 내관 가열 단계(S10), 진직도 교정 단계(S20), 내관 가공 단계(S30), 삽입 단계(S40), 결합 가열 단계(S50) 및 냉각 단계(S60)로 이루어진다.

상기 내관 가열 단계(S10)는 탄소섬유강화플라스틱 재질의 내관(13)을 변태점 이상의 온도로 가열시키는 단계로서, 내관(13)이 235℃에서 245℃ 사이의 온도가 될 때까지 가열하게 된다. 이때, 내관(13)은 전체적으로 고르게 가열될 수 있도록 회전하면서 가열한다.

다음으로, 진직도 교정단계(S20)에서는 상기 내관 가열 단계(S10)에서 가열 된 내관(13)의 진직도를 교정하게 되는데, 이를 위해 내관(13)을 도 8에 도시된 바와 같이 회전롤(21) 위에 놓고 회전시키면서 반경 방향으로 가압하며, 다이얼 게이지(도시하지 않음)에 의해 소정의 진직도 범위에 도달했는지 여부를 측정하면서 내관(13)의 진직도를 교정한다.

이와 같이 내관(13)을 가열한 상태로 회전시키면서 진직도를 교정한 뒤에는 내관(13)의 외경면을 가공하기 전에 먼저 회전롤(21)에 의해 내관(13)을 회전시키면서 냉각시키게 된다. 회전롤(21) 위에서 회전시키면서 내관(13)을 냉각시킴으로써 냉각 과정 중에 내관(13)에 발생하는 굽힘 등 불량의 원인을 제거할 수 있게 된다. 이때 내관(13)의 회전속도는 273rpm으로 하는 것이 바람직하나 상기 회전속도에 한정하는 것은 아니다.

이렇게 해서 냉각이 완료된 내관(13)은 다음으로 내관 가공 단계(S30)를 거치면서 외경이 소정 값을 갖도록 가공하는데, 이때 내관(13)의 외경은 내관(13)이 삽입되는 외관(9)의 내경보다 0.03㎜∼0.08㎜ 범위보다 작게 가공하며(예를 들어 외관(9)의 내경이 25㎜이면, 내관(13)의 외경은 24.92㎜∼24.97㎜ 범위 내로 가공한다), 바람직하게는 0.04㎜∼0.06㎜ 범위보다 작게 가공한다. 내관(13)의 외경과 외관(9)의 내경 간의 차이가 0.04㎜∼0.06㎜ 범위보다 크게 되면 PVC 재질인 외관(9)이 열 수축될 수 있는 한계를 벗어나게 되어 결합 가열 단계(S50)에서 외관(9)이 열 수축되더라도 내관(13)의 외경면에 밀착될 수 없게 되고, 따라서 외관(9)의 수축에 의한 내외관(13, 9)의 접합은 일어나지 않는다. 반대로, 내관(13)의 외경과 외관(9)의 내경 간의 차이가 0.04㎜∼0.06㎜ 범위보다 작게 되면 내외관(13, 9)의 결합 공차가 충분히 확보되지 않게 되어 외관(9) 안으로 내관(13)을 용이하게 삽입할 수 없게 된다.

상기와 같이 내관(13)의 외경면에 대한 가공 작업이 완료되면, 연삭된 내관(13)을 삽입 단계(S40)에서 외관(9)의 내부로 끼워 넣게 된다.

그리고 나서, 결합 가열 단계(S50)에서는 위 삽입 단계(S40)에서 내관(13)이 삽입된 외관(9)을 소정의 온도로 가열하게 된다. 상기 내관(13)이 삽입된 외관(9)을 가열하는 방법은 소정의 온도로 세팅된 오븐(도시하지 않음) 내에 적치하여 가열되도록 하는 등 여러 가지가 있을 수 있으나, 전체적으로 안정되게 가열되도록 하기 위하여 내관(13)이 삽입된 외관(9)을 상온(25℃) 이상의 온도로 유지되는 액체에 투입하여 소정 시간 동안 유지하는 것이 바람직하다. 상기에서 액체의 온도는 외관(9)이 열 수축은 되면서 비틀림 등과 같은 현상이 발생하지 않는 60℃∼80℃ 범위로 유지하는 것이 바람직하나, 외관(9)의 비틀림 현상을 확실하게 방지하기 위하여 액체의 온도는 70℃ ∼ 75℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 상기의 온도 범위로 유지되는 액체 속에 투입하여 가열되면 외관(9)이 수축되면서 내관(13)의 외경면에 밀착되기 시작하며, 15분 내지 45분이 경과하면 외관(9)은 내관(13)의 외경면에 완전히 밀착되면서 내관(13)과 하나로 접합 된다. 상기에 있어서 액체의 온도를 70℃ ∼ 75℃의 범위로 하며 액체에 투입되어 유지되는 시간을 30분 정도로 하는 것이 바람직하다. 상기에서 액체는 비열이 높아 일정 온도로 유지하기 용이한 물로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 외관(9)이 가열되면서 열 수축되어 내관(13)의 외경면에 압착하게 되므로 상기 내관 가열 단계(S10)와, 진직도 교정 단계(S20)를 거치면서 내 관(13)의 진직도 품질을 향상시키는 경우에, 상기와 같은 압착 과정을 통하여 외관(9)의 진직도도 교정되며 따라서 제조 과정을 통하여 이송축(3)의 진직도 품질이 향상된다. 끝으로, 냉각 단계(S60)에서는 가열 압착된 외관(9)과 내관(13)을 회전시키면서 냉각시키는데, 이 냉각 단계(S60)에서도 마찬가지로 하나로 결합된 내외관(13, 9)을 도 8에 도시된 이송롤(21)을 이용해 회전시킴으로써 균일하게 냉각되도록 하며, 냉각이 완료됨으로써 비로소 이송축(3)의 내외관(13, 9) 조립이 종료된다.

상기에 있어서 외관(9)의 재질로서 PVC를 기재하고 있으며, 내관(13)의 재질로서 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 기재하고 있으나, 본 발명은 가열에 의하여 수축하는 재질을 외관(9)으로 선택하고 외관(9)과 내관(13)의 형성에 있어서 상기 수축하는 성질을 이용한 것으로서 가열에 의하여 수축하는 재질을 선택하여 본 발명에 따른 단계로 이송장치의 이송축을 제조하는 것은 본 발명의 기술 사상을 그대로 이용한 것으로 본 발명의 보호 범위에 해당하는 것으로 해석하여야 할 것이다.

이상과 같이, 본 발명의 이송장치의 이송축(3) 제조방법에 의하면, PVC 재질 외관(9)의 내부에 탄소섬유강화플라스틱 재질의 내관(13)을 삽입한 후 가열하여 외관을 수축시킴으로써 내관(13)의 외경면에 밀착되도록 하고 있으므로 내관(13)과 외관(9) 사이에 편심이 전혀 발생하지 않으며, 외관(9)이 수축하면서 내관(13)의 외경면에 밀착되어 외관(9)의 진직도가 내관(13)에 의하여 교정되므로 내관(13)의 진직도를 정밀하게 가공하여 제조하는 경우 제조 과정에서 이송축(3)의 진직도 품 질을 향상시킬 수 있으며, 또한 제조 과정에서 접착제를 사용하지 않으므로 간단하게 제조할 수 있으며, 접착제 사용에 의한 환경 오염 문제가 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. PVC 재질의 외관(9)과 상기 외관(9) 내로 삽입되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질의 내관(13)으로 이루어지는 이송장치의 이송축(3)을 제조하는 방법에 있어서, 상기 외관(9) 내로 내관(13)을 삽입하는 삽입 단계(S40)와; 외관(9) 내로 내관(13)이 삽입된 상태에서 소정의 온도로 가열하는 결합 가열 단계(S50)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법.
2. 제1 항에 있어서, 외관(9) 내로 내관(13)을 삽입하기 전 단계로서 내관(13)을 소정의 온도로 가열하는 내관 가열 단계(S10)와; 상기 가열된 내관(13)의 진직도를 교정하는 진직도 교정 단계(S20)와; 진직도 교정을 마친 내관(13)의 외경을 가공하는 내관 가공 단계(S30)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법.
3. 제2 항에 있어서, 상기 결합 가열 단계(S50)에서 가열 압착된 외관(9)과 내관(13)을 회전시키면서 냉각시키는 냉각 단계(S60)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법.
4. 제2 항에 있어서, 상기 내관 가열 단계(S10)에서는 235℃∼245℃ 범위에서 내관(13)을 가열하는 것을 특징으로 하는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법.
5. 제2 항에 있어서, 상기 내관 외경을 가공하는 내관 가공 단계(S30)에서 내관(13)의 외경을 외관(9)의 내경보다 0.03㎜∼0.08㎜ 범위보다 작게 가공하는 것을 특징으로 하는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법.
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 가열 단계(S50)는 외관(9) 내로 내관(13)이 삽입된 상태에서 60℃∼80℃ 온도 범위의 액체 속에 투입 유지함으로써 가열되도록 하는 것을 특징으로 하는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법.
7. 제6 항에 있어서, 상기 결합 가열 단계(S50)는 액체의 온도를 70℃∼75℃ 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 이송장치의 이송축(3) 제조 방법.
8. 제7 항에 있어서, 상기 액체 속에 투입 유지되는 시간은 15분∼45분 범위인 것을 특징으로 하는 이송축(3) 제조 방법.

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