KR100910341B1 - 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 펌프의 구동력을 몸체 내의 시소판을 통해 하부의 주제 펌프와 경화제 펌프에 전달하되, 시소축과 시소판이 중심축에 연결되고, 스핀들의 회전에 의해서 시소축 상부의 좌우 이동에 따라 시소판을 좌우 이동함으로써, 주제 펌프와 경화제 펌프 각각의 피스톤 스토로크 길이를 변화시켜 주제와 경화제의 혼합비를 조정하는 이액형 도장기에 관한 것이다.

본 발명은 펌프의 동작중에도 스핀들을 회전시켜 주제와 경화제의 혼합비를 조정하기 위한 것으로, 스핀들을 고정하는 스핀들 고정 장치는 일측에 스크류부가 형성되고, 타측에는 너트 체결을 위한 나사선과 스핀들 회전을 위한 회전부가 형성된 스핀들; 상기 스핀들이 관통하되, 양측이 몸체에 고정된 고정축; 상기 스핀들에 삽입되되, 상기 고정축을 기준으로 양측에 위치하는 베어링; 상기 스핀들의 나사선과 나사결합되어 일측에 위치한 베어링을 밀착시키는 너트; 상기 너트의 후단에 위치하며 상기 스핀들의 회전부와 결합되어, 상기 회전부를 회전시키는 커플링; 및 상기 커플링을 회전시키거나 정지시키는 브레이크를 포함한다.

스핀들, 이액형 도장기

Description

스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기{PAINTING MACHINE HAVING THE APPARATUS FOR FIXING THE SPINDLE}

본 발명은 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 몸체를 기준으로 상부에는 상부 펌프가 형성되고, 하부에는 도료 주제를 공급하는 주제 펌프와 도료 경화제를 공급하는 경화제 펌프가 형성되어, 도료 주제와 도료 경화제를 혼합하여 도장하는 이액형 도장기에 있어, 시소판의 좌우 이동에 따라 도료 주제에 대한 도료 경화제의 혼합비를 조정할 수 있는 스핀들 고정 장치가 구비된 이액형 도장기에 관한 것이다.

선박을 제조하는 데 있어, 도장 고정은 선박의 골격인 철의 부식을 방지하는 등 선박의 수명을 장기간 유지하기 위한 주요한 공정으로 선박 제조 공정에서 필수의 과정이다. 도장 공정은 전체 공정에 있어 많은 부분을 차지하는 데, 거대한 선박 및 해양 구조물을 도장하기 때문에 외부에 노출되는 것은 부득이한 일이다. 따라서, 도장된 구조물은 외부의 환경적인 요인인 날씨, 온도, 습도 등에 영향을 받는다. 특히, 동절기의 저온에서는 액상 도료의 점도가 급격하게 높아지게 된다.

현재 사용중인 중방식용 도료는 교량, 해상구조물, 발전설비, 각종 플랜트의 대형구조물, 선박, 컨테이너 또는 심한 부식환경에 놓여있는 기타 철구조물을 부식으로부터 보호하기 위한 도료로서, 장기간에 걸쳐서 심한 부식환경에 견딜 수 있는 도료이다, 중방식용 도료는 SVR(Solid Volume Ratio, 고형분 용적비)가 60~80% 수준의 에폭시(epoxy)형 도료가 주로 사용된다.

기존의 일반적인 1액형 에어리스(airless) 도장 장치는 저온에서 액상 도료의 점도가 급격하게 높아지기 때문에 도료의 흡입, 토출 행정이 어려워지고, 도료의 분사(spray) 및 무화(atomization)가 어려워진다.

물론, 도료 관련 업체에서는 동절기에 낮은 점도를 가지는 선박용 중방식용 도료를 개발하고자 노력하고 있으나, 현재까지는 희석제(신너 포함)를 다량 사용하여 도료의 점도를 인위적으로 낮추어 사용하고 있다.

하지만, 이들 희석제의 다량 사용은 환경문제를 동반하기 때문에, 총탄화수소(THC, total Hydro Carbon), 휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)와 같은 구체적인 규제 대상이 되고 있다. 이에, 친환경 도료가 대두되고 있는 데, 이들은 대표적으로 수용성 도료와 SVR 95% 이상의 무용제형 도료가 있다. 이중 외부 작업이 주가 되도록 제작된 장비와 작업 환경을 고려하면 무용제형 도료가 조선소에 적합하지만, 친환경적인 무용제형 도료는 짧은 가사시간(Pot time, 에폭시 도료의 주제와 경화제를 섞은 후 도장 작업이 가능한 시간)을 가진다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 고점도와 짧은 가사시간을 가진 무용제형 도료를 적용할 수 있는 장비의 필요성이 대두되었다.

종래의 2액형 에어리스(airless) 도장기는 1액형 도장기를 2개 연결한 장 비(예GRACO, XtreMix)와, 상부 펌프 1개와 하부 펌프 2개를 갖는 장비(예, GRACO Suprercat), 상부 펌프 1개와 하부 펌프 3개를 갖는 장비(예, WIWA DUOMIX 333)로 나누어진다.

도 1은 종래에 사용되는 상부 펌프 1개와 하부 펌프 2개를 갖춘 이액형 도장기의 개략도이다.

도 1의 이액형 도장기(100)를 개략적으로 설명하면, 상부 펌프(12)의 공기 압축력은 중앙의 시소판(22)을 통하여 하부의 주제 펌프(14)와 경화제 펌프(16)에 각각 전달된다. 주제 펌프(14)는 도료 주제를 공급하는 펌프이며, 경화제 펌프(16)는 도료 경화제를 공급하는 펌프이다. 시소판(22)의 중심축(23)을 기준으로 하부의 주제 펌프(14)와 경화제 펌프(16)는 상하 행정이 이루어진다. 즉, 주제 펌프(14)가 상행정시 경화제 펌프(16)는 하행정이 이루어지고, 주제 펌프(14)가 하행정시 경화제 펌프(16)는 상행정이 이루어진다. 도료 주제는 하부의 주제 펌프(14)를 통해서, 도료 경화제는 하부의 경화제 펌프(16)를 통해서 유입된다. 도면에서 흰색 화살표는 도료 주제의 이동경로를 검은색 화살표는 도료 경화제의 이동경로이다.

주제와 경화제의 혼합비는 중심축(23)을 기준으로 시소축(24)의 상부를 좌우 이동시킴에 따라 시소축(22)이 좌우로 이동하고, 이에 따라 주제 펌프(14)의 피스톤 스토로크(piston stroke) 의 길이 및 경화제 펌프(16)의 피스톤 스토로크(piston stroke)의 길이가 가변되어 혼합비가 조정된다.

도 2는 도 1의 상태에서 주제와 경화제의 혼합비 조정을 위해서, 시소축을 이동시킨 후의 모습이다.

도 1과 비교하여 볼 때, 도 2에서는 시소축(24)이 중심축(23)을 기준으로 상부가 오른쪽을 이동되어 있으며, 이에 따라 시소판(22)이 우측으로 이동되어 있다. 이에 따라 주제 펌프(14)의 피스톤 스트로크(piston stroke)는 일정하게 고정되어 있으므로, 경화제 펌프(16)의 피스톤 스토로크(piston stroke)의 길이는 줄어들 것이다. 이에 따라, 도료 주제와 도료 경화제의 혼합비가 조정되는 것이다.

중심축(23)은 시소판과 시소축의 연결부분으로서, 시소판(22)의 상하 운동의 중심축이기도 하며, 시소축(24)의 좌우 이동의 중심축이기도 하다.

여기서, 시소축(24)의 좌우 이동은 시소축(24)의 상부와 나사결합되는 스핀들(26) 전단의 스크류부(26a)의 회전에 의해서 이루어진다. 즉, 스핀들(spindle, 26)을 회전시킴에 따라 시소축(24) 상부의 좌우 이동이 이루어진다.

도 3은 종래의 상부 펌프 1개와 하부 펌프 2개를 갖춘 이액형 도장기에서 사용되는 스핀들 고정장치의 일부 사시도이다.

고정축(28)은 도장기 몸체(20)에 고정되어 있으며, 스핀들(26)은 고정축(28)을 관통된다. 스핀들(26)의 전단에는 스크류부(26a)가 형성되어 있으며, 반대편에는 너트 체결용 나사부(도시되지 않음)가 형성되고 끝단에는 도구(랜치 등)를 이용하여 수동으로 스핀들을 회전시킬 수 있는 회전부(26b)가 형성되어 있다. 너트 체결용 나사부(도시되지 않음)에 너트(30)가 체결된다. 너트(30)는 통상 풀림을 방지하기 위해서 2개가 형성된다.

이러한 방식의 스핀들 고정장치는 너트(30)가 체결된 상태에서 회전부(26b) 를 회전시켜 스핀들(26) 전체를 회전시킬 수 없다. 즉, 너트(30)가 체결된 상태에서 너트(30)는 고정축(28)에 의해 구속되어 있기 때문에 스핀들(26)의 회전부(26b)를 회전시키더라도 회전시킬 수 없다. 주제와 경화제 혼합비의 조정을 위해서 스핀들을 회전시키기 위해서는 너트를 스핀들에서 푼 후에 회전부를 회전시켜야 한다.

이 같은 경우, 펌프가 동작중이거나 펌프 내부에 힘이 걸려 있는 경우에는 시소축에 힘이 가해져 있어서 작업자가 너트를 잘못 고정할 수 있는 여지가 상당히 높다. 시소축이 너트에 의해 너슨하게 고정된 경우에, 펌프의 피스톤 상행정과 하행정이 반복되면 매 행정마다 시소축이 좌우로 이동되며 이로 인하여 경화제 펌프의 스트로크 길이가 불규칙해지고 궁극적으로 도료 주제와 도료 경화제의 혼합비가 변동되는 문제가 발생한다. 도료의 혼합비는 도료 업체마다 고유하게 정해져 있기 때문에 혼합비가 틀어지면 정상적인 도장 품질을 기대할 수 없으며, 이는 곧 품질 문제를 발생시켜 재작업 비용 등의 막대한 손실을 유발할 수 있다는 문제가 있었다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 시소판(22)의 상부 가이드부(22a)와 하부 가이드부(22b) 사이에 롤러(38)가 삽입되어, 시소판(22)과 경화제 펌프(16)는 연결된다. 즉, 시소판(22)과 경화제 펌프(16)는 서로 고정된 것이 아니라, 시소판(22)이 좌우로 이동함에 따라 롤러(38)가 회전하도록 구성되어 있다. 이는 시소판과 주제펌프에서도 마찬가지이다.

롤러(38)의 움직임이 시소축 방향으로 움직이면(즉, 상하로 움직이면) 문제 시 되지 않지만, 좌우로 움직이게 되면(도면에서 볼 때 앞뒤쪽으로 움직이면), 하부의 경화제 펌프(16)의 로드의 편마모 현상이 발생하는 등 파손으로 비정상적으로 교체주기가 빨라지는 문제가 발생한다. 또한, 문제 발생을 인식하지 못하는 경우에는 도료 경화제가 정상적으로 공급되지 못하여 도료의 혼합비가 틀어지게 되고, 이는 도장 품질 문제로 연결되어 막대한 손실을 유발하게 된다는 문제가 있었다. 이러한 문제점은 시소판과 주제 펌프 사이에서도 일어날 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 펌프가 동작중이거나 펌프 내부에 힘이 걸려 있는 경우에도 자유로이 스핀들, 시소축, 시소판을 조정하여 주제와 경화제의 혼합비를 조정할 수 있으며, 너트를 풀고 조일 필요가 없음으로 펌프 동작 중 스크로크 길이가 불규칙하게 변화되는 것을 방지할 수 있으며, 주제와 경화제 혼합비를 일정하게 유지시켜 정상적인 도장 품질을 기대할 수 있는 개선된 스핀들 고정 장치를 구비한 이액형 도장기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시소축과 하부의 경화제 펌프, 시소축과 하부의 주제 펌프와 연결되는 각각의 롤러의 이탈을 방지하여 펌프에 편마모가 발생되지 않고, 이에 따라 부품의 잦은 교체를 방지할 수 있는 개선된 스핀들 고정 장치를 구비한 이액형 도장기를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명은 상부 펌프의 구동력을 몸체 내의 시소판을 통해 하부의 주제 펌프와 경화제 펌프에 전달하되, 시소축과 시소판이 중심축에 연결되고, 스핀들의 회전에 의해서 시소축 상부의 좌우 이동에 따라 시소판을 좌우 이동함으로써, 주제 펌프와 경화제 펌프 각각의 피스톤 스토로크 길이를 변화시켜 주제와 경화제의 혼합비를 조정하는 이액형 도장기로서, 상기 스핀들을 고정하는 스핀들 고정 장치는 일측에 스크류부가 형성되고, 타측에는 너트 체결을 위한 나사선과 스핀들 회전을 위한 회전부가 형성된 스핀들; 상기 스핀들이 관통하되, 양측이 몸체에 고정된 고정축; 상기 스핀들에 삽입되되, 상기 고정축을 기준으로 양측에 위치하는 베어링; 상기 스핀들의 나사선과 나사결합되어 일측에 위치한 베어링을 밀착시키는 너트; 상기 너트의 후단에 위치하며 상기 스핀들의 회전부와 결합되어, 상기 회전부를 회전시키는 커플링; 및 상기 커플링을 회전시키거나 정지시키는 브레이크를 포함한다.

바람직하게는, 상기 고정축의 양측에는 상기 베어링이 고정축에 밀착되도록 오목홈이 형성된다.

바람직하게는, 상기 커플링은 전자기력에 의해서 회전한다.

바람직하게는, 상기 시소판의 상부 가이드부와 하부 가이드부를 따라 움직이는 롤러가 이탈되지 않도록 이탈방지턱이 형성된다.

이상과 같은 본 발명의 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기는 너트를 풀고 조일 필요없이 너트를 고정한 상태에서 회전부를 커플링에 의해서 회전시키거나 정지시킬 수 있음으로, 펌프가 동작중이거나 펌프 내부에 힘이 걸려 있는 경우에도 자유로이 주제와 경화제의 혼합비를 조정 및 제어할 수 있으며, 브레이크가 수동부를 고정시킴으로 혼합비가 불규칙적으로 변화되지 않기 때문에 최상의 도장 품질을 기대할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 시소축과 하부의 경화제 펌프, 시소축과 하부의 주제 펌프와 연결되는 각각의 롤러의 이탈을 방지하여 펌프에 편마모가 발생되지 않고, 이에 따라 부품의 잦은 교체를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이액형 도장기에서의 스핀들 고정장치의 일부 사시도이다. 도 4는 종래의 방식인 도 3과 대별된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 스핀들 고정장치는 고정축(28)을 기준으로 양측에 형성된 베어링(32)과, 스핀들(26)의 회전부(26b)를 회전시키는 커플링(34), 상기 커플링을 회전시키거나 정지시키는 브레이크(36)가 추가됨을 확인할 수 있다.

스핀들(26)은 일측에 시소축의 상부측과 나사결합되어 스핀들의 회전에 의해 시소축의 상부가 이동가능하도록 스크류부(26a)가 형성되며, 너트 체결을 위한 나사선(도시되지 않음)과 스핀들 회전을 위한 회전부(26b)가 형성되어 있다. 이러한 스핀들의 구조는 종래의 방식과 동일하다고 할 수 있다.

스핀들(26)은 고정축(28)을 관통하는 데, 고정축(28)의 양단은 몸체(20)에 고정되어 있다. 바람직하게는 고정축(28)의 양측에는 베어링(32)이 고정축(28)에 밀착되도록 오목홈(28a)이 형성된다.

고정축(28)을 기준으로 양측에는 베어링(32)이 설치된다. 베어링(32)의 일측에는 너트(30)가 형성되어 있다. 너트(30)는 그 수에 관계없이 베어링(32)을 고정축(28)에 밀착시키기 위한 것으로, 그 수는 바람직하게는 1 개 또는 2개 사용될 것이다.

본 발명에 있어, 회전부(26b)의 회전에 의해서 스핀들(26)이 회전하는 경우에, 너트(30)은 베어링(32)에 의해서 고정축(28)에 구속되지 않음으로 스핀들(26)과 일체로 회전하게 된다. 즉, 주제와 경화제의 혼합비를 조정하기 위해서 스핀들(26)을 회전시키는 경우에, 종래와 달리 스핀들(26)에 체결된 너트(30)를 풀지 않고도 스핀들(26)을 회전시키도록 하기 위해서, 고정축(28)을 기준으로 양측에 베어링(32)이 설치되는 것이다.

스핀들(26)의 회전부(26b)의 회전은 커플링(34)의 회전에 의해서 이루어지며, 커플링의 회전력은 브레이크(36)에서 공급된다. 커플링(34)이 회전부(26b)를 회전시키는 힘은 전자기력에 의해서 이루어지나, 반드시, 이에 한정되는 것은 아니다. 브레이크(36)는 커플링을 회전시키거나 또는 정지시키는 힘을 발생시키는 몸체에 해당된다 할 것이며, 통상적으로 로봇 등에 널리 사용되는 범용의 제품이 사용될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 도장기에 있어 스핀들 고정장치는 기존의 주제와 경화제의 혼합비를 조정하기 위해서 수시로 너트를 풀어서 이동하고 고정하는 작업을 생략하는 대신, 베어링을 이용하여 너트가 고정된 상태에서 스핀들의 회전을 자유롭게 하고, 펌프가 동작중에는 스핀들이 움직이지 않도록 브레이크를 설치하였다. 이에 따라, 펌프의 동작중에도 스핀들을 회전시켜 주제와 경화제의 혼합비를 정확하게 조정할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이액형 도장기에서의 시소축과 경화제 펌프와 연결부분을 도시하는 개략도이다.

도 5를 참조하면, 시소판의 상부 가이드부(22a)와 하부 가이드부(22b)를 따 라 움직이는 롤러(38)가 이탈되지 않도록 이탈방지턱(42)이 형성됨을 확인할 수 있다.

롤러(38)은 시소판(22)의 상부 가이드부(22a)와 하부 가이드부(22b) 사이에 삽입되어 시소판의 이동에 따라 회전하며, 시소판(22)과 경화제 펌프 연결부(40)를 연결하는 부분이다.

롤러(38)가 좌우로 움직이게 되면 경화제 펌프의 로드에 편마모 현상이 발생하는 데, 이를 방지하기 위해서 롤러가 좌우로 이탈하지 않도록 본 발명에서는 이탈방지턱(42)를 형성하게 된다.

이러한 이탈방지턱(42)은 시소축과 하부의 경화제 펌프와 연결되는 롤러의 이탈방지 뿐만 아니라, 시소축과 주제 펌프와 연결되는 롤러의 이탈 방지를 위해서 형성될 수 있음은 물론이다.

상기에서 기술된 실시예는 본 발명에 따른 하나의 실시예일 뿐이며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.

도 1은 종래에 사용되는 상부 펌프 1개와 하부 펌프 2개를 갖춘 이액형 도장기의 개략도로서, 경화제 펌프의 피스톤 스트로크의 길이가 긴 경우를 도시하며,

도 2는 종래에 사용되는 상부 펌프 1개와 하부 펌프 2개를 갖춘 이액형 도장기의 개략도로서, 경화제 펌프의 피스톤 스트로크의 길이가 짧은 경우를 도시한다.

도 3은 종래의 이액형 도장기에서의 스핀들 고정장치의 일부 사시도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이액형 도장기에서의 스핀들 고정장치의 일부 사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이액형 도장기에서의 시소축과 경화제 펌프와 연결부분을 도시하는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 이액형 도장기

12: 상부 펌프 14: 주제 펌프

16: 경화제 펌프 20: 몸체

22: 시소판 22a: 상부 가이드부

22b: 하부 가이드부 23: 중심축

24: 시소축 26: 스핀들

26a: 스크류부 26b: 회전부

28: 고정축 28a: 오목홈

30: 너트 32: 베어링

34: 커프링 36: 브레이크(breaker)

38: 롤러 40: 경화제 펌프 연결부

42: 이격방지턱

Claims (4)

1. 상부 펌프의 구동력을 몸체 내의 시소판을 통해 하부의 주제 펌프와 경화제 펌프에 전달하되, 시소축과 시소판이 중심축에 연결되고, 스핀들의 회전에 의해서 시소축 상부의 좌우 이동에 따라 시소판을 좌우 이동함으로써, 주제 펌프와 경화제 펌프 각각의 피스톤 스토로크 길이를 변화시켜 주제와 경화제의 혼합비를 조정하는 이액형 도장기에 있어서,

   상기 스핀들을 고정하는 스핀들 고정 장치는

   일측에 스크류부(26a)가 형성되고, 타측에는 너트 체결을 위한 나사선과 스핀들 회전을 위한 회전부(26b)가 형성된 스핀들(26);

   상기 스핀들이 관통하되, 양측이 몸체에 고정된 고정축(28);

   상기 스핀들에 삽입되되, 상기 고정축을 기준으로 양측에 위치하는 베어링(32);

   상기 스핀들의 나사선과 나사결합되어 타측에 위치한 베어링을 밀착시키는 너트(30);

   상기 너트의 후단에 위치하며 상기 스핀들의 회전부와 결합되어, 상기 회전부를 회전시키는 커플링(34); 및

   상기 커플링을 회전시키거나 정지시키는 브레이크(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고정축(28)의 양측에는 상기 베어링이 고정축에 밀착되도록 오목홈(28a)이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 커플링은 전자기력에 의해서 회전하는 것을 특징으로 하는 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 시소판의 상부 가이드부와 하부 가이드부를 따라 움직이는 롤러가 이탈되지 않도록 이탈방지턱(42)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 고정장치를 구비한 이액형 도장기.

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