KR101273146B1 - 피스톤 표면처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 표면처리액이 공급되는 공급라인, 공급라인과 연결되어 표면처리액이 공급되고, 피스톤의 표면처리 시 표면처리 하고자하는 피스톤의 표면을 따라 기밀한 상태의 표면처리공간을 형성하고, 공급된 표면처리액이 표면처리공간으로 유입되어 피스톤을 표면처리하는 표면처리부, 표면처리공간과 연통되게 연결되고, 표면처리부로부터 표면처리액이 배출되는 배출라인 및 배출라인 상에 구비되고, 표면처리 시 표면처리공간에 진공압이 형성되도록 표면처리공간의 표면처리액을 강제흡입하여, 표면처리공간으로부터 표면처리액의 비산 또는 누수를 방지하는 진공펌프를 포함하는 피스톤 표면처리장치를 제공한다.
따라서, 과도한 표면처리액의 사용을 줄일 수 있어 표면처리액 소모량을 감소시킬 수 있으며, 표면처리부로부터 표면처리액이 비산 또는 누수되는 현상을 방지할 수 있어 안정적인 품질을 유지할 수 있음은 물론 작업환경을 좋게 할 수 있다.

Description

피스톤 표면처리장치 {Surface treatment apparatus of piston}

본 발명은 피스톤 표면처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면처리액의 소모량을 감소시킬 수 있으며, 작업환경 및 작업성을 향상시킬 수 있는 피스톤 표면처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 피스톤은 고온고압을 받는 헤드부, 복수 개의 링홈이 형성되어 피스톤링이 끼워지는 링부, 측압을 받는 스커트부를 포함하며, 여기서 상기한 링부와 헤드부는 아노다이징을 통하여 양극산화층을 형성함으로써 내구성과 내마모성 및 내식성 등을 향상시키고 있다.

그런데, 종래의 피스톤을 표면처리하는 장치는, 표면처리액이 수용된 도금조에 피스톤을 담구어 표면처리하는 침지식이었기 때문에, 표면처리액이 과도하게 사용됨은 물론, 개방된 구조이기 때문에 표면처리 시 발생하는 유해가스 등으로 인하여 작업환경이 좋지 않았으며, 피스톤을 도금조에 침적된 상태에서 표면처리가 실행되기 때문에 원하는 부분에만 표면처리하기가 어려워 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은, 표면처리 시 표면처리액의 소모량을 감소시킬 수 있으며, 발생하는 유해가스의 배출을 차단 및 표면처리 시 표면처리액의 비산 및 누수를 방지할 수 있어 작업환경 및 작업성을 향상시킬 수 있으며 나아가 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 피스톤 표면처리장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 표면처리액이 공급되는 공급라인, 상기 공급라인과 연결되어 상기 표면처리액이 공급되고, 피스톤의 표면처리 시 표면처리 하고자하는 피스톤의 표면을 따라 기밀한 상태의 표면처리공간을 형성하고, 상기 공급된 표면처리액이 상기 표면처리공간으로 유입되어 상기 피스톤을 표면처리하는 표면처리부, 상기 표면처리공간과 연통되게 연결되고, 상기 표면처리부로부터 상기 표면처리액이 배출되는 배출라인 및 상기 배출라인 상에 구비되고, 표면처리 시 상기 표면처리공간에 진공압이 형성되도록 상기 표면처리공간의 상기 표면처리액을 강제흡입하여, 상기 표면처리공간으로부터 상기 표면처리액의 비산 또는 누수를 방지하는 진공펌프를 포함하는 피스톤 표면처리장치를 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 피스톤 표면처리장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 표면처리액이 수용된 도금조에 피스톤을 침지하여 표면처리하는 침지방식이 아니라, 피스톤 표면처리부분에 표면처리액이 접촉되면서 순환되는 구조로 되어 있기 때문에, 과도한 표면처리액의 사용을 줄일 수 있어 표면처리액 소모량을 감소시킬 수 있다.

둘째, 표면처리부가 기밀한 구조로 되어 있기 때문에, 표면처리 시 발생되는 유해가스 배출을 방지할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 기밀한 상태에서 표면처리하고자 하는 부분에만 표면처리액이 접촉하여 표면처리되는 구조이기 때문에 제품의 신뢰성 및 생상성을 향상시킬 수 있다.

넷째, 진공펌프를 통하여 표면처리부 내의표면처리공간에 진공압이 형성되도록 하였기 때문에, 표면처리부로부터 표면처리액이 비산 또는 누수되는 현상을 방지할 수 있어 안정적인 품질을 유지할 수 있음은 물론 작업환경을 좋게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 처리장치에 의하여 표면처리되는 피스톤의 링부를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 처리장치의 구성흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 2의 플로우미터와 확인부재를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 확인부재와 제어부의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 2의 표면처리부의 구성을 나타내는 정단면도이다.
도 6은 도 5의 표면처리액 유로를 나타내는 평면도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 표면처리부의 작동을 나타내는 정단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 표면처리장치(900)는 도 1의 피스톤(10)의 링부(12)만을 표면처리하기 위한 피스톤 표면처리장치로서, 공급라인(100)과, 표면처리부(200)와, 배출라인(300)과, 진공펌프(400)와, 플로우미터(500)와, 대기압밸브부(600)를 포함한다. 여기서 도 1의 미설명부호 11과 13은 각각 피스톤의 헤드부와 스커트부를 나타낸다.

상기 공급라인(100)은, 저장탱크(미도시)와 상기 표면처리부(200)를 서로 연통되게 연결하여 상기 저장탱크에 수용된 표면처리액을 상기 표면처리부(200)로 공급하는 역할을 한다.

상기 표면처리부(200)는, 피스톤의 링부를 표면처리하는 장치로서, 상기 공급라인(100)으로부터 상기 표면처리액이 공급되고, 공급된 상기 표면처리액에 의하여 피스톤을 표면처리한다. 이때, 상기 표면처리부(200)는, 피스톤의 표면처리 시 표면처리 하고자하는 피스톤의 표면을 따라 기밀한 상태의 표면처리공간을 형성하여 상기 공급된 표면처리액이 상기 표면처리공간으로 유입되어 상기 피스톤을 표면처리하는 구조로 되어 있다. 즉, 상기한 표면처리부(200)는 피스톤 표면처리 시 표면처리공간을 기밀하게 유지한 상태에서 표면처리하는 구조로서, 이러한 상기 표면처리부(200)의 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 배출라인(300)은, 상기 표면처리부(200), 즉 상기 표면처리공간과 연통되게 연결되어, 상기 표면처리부(200)에서 유출되는 상기 표면처리액을 배출시키는 역할을 한다.

상기 진공펌프(400)는, 상기 배출라인(300) 상에 구비되고, 표면처리 시 상기 표면처리공간의 상기 표면처리액을 강제흡입하여 상기 표면처리공간에 진공압이 형성되도록 한다. 이로 인하여 본 실시예는, 표면처리 시 상기 표면처리액이 유동하는 구조로 되어 있되, 상기 표면처리공간으로부터 상기 표면처리액이 비산 또는 누수되는 것을 방지할 수 있어, 작업성과 작업환경을 향상시킬 수 있다.

상기 플로우미터(500)는, 상기 배출라인(300) 상에 구비되며, 바람직하게는 상기 진공펌프(400) 이전에 구비되는 것이 좋다. 상기 플로우미터(500)는, 내부로 상기 표면처리액이 유동하며, 유동하는 상기 표면처리액의 유량을 측정하는 역할을 한다.

도 3을 참조하면, 본 실시예는, 상기 플로우미터(500)에 표면처리 시 외부공기의 유입정도를 확인할 수 있는 확인부재(510)를 더 구비한다.

상기 확인부재(510)에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 확인부재(510)는, 상기 플로우미터(500)의 내부에 삽입된 상태에서 상기 플로우미터(500) 내부의 표면처리액(1)에 부유된 상태로 있으며, 외부공기의 유입정도에 따라 업/다운 요동을 하면서 위치가 변동한다. 이에, 상기 확인부재(510)는 표면처리액에 부유되는 재질로서, 상기 표면처리액에 부유되는 재질이면 모두 적용가능하다. 또한, 상기 플로우미터(500)는 상기 확인부재(510)의 위치변동을 외부에서 확인할 수 있도록 투명 또는 반투명한 재질로 형성되어 있다.

이러한, 확인부재(510)는, 만약 상기 표면처리부(200)를 포함한 전체 라인 중 어느 일부에서 외부공기의 유입이 있게 되면 업/다운 요동이 심해지면서 설정된 위치를 이탈하게 되는데, 이를 작업자는 육안으로 확인하여 외부공기 유입여부 및 유입정도를 판단할 수 있다. 즉, 상기 확인부재(510)는, 표면처리 시 상기 표면처리부(200)의 진공도를 비롯하여, 상기 공급라인(100)과 상기 배출라인(300)을 포함한 전체라인에 대해서 외부공기의 유입정도를 파악할 수 있으며, 나아가 상기 표면처리부(200)의 후술되는 패킹링의 마모 또는 손상 등을 파악할 수 있는 근거가 될 수 있다. 여기서, 도 3의 A와 B는 상기 확인부재(510)의 적정 위치 범위를 나타낸 눈금으로, 작업자가 상기 눈금을 보고 외부공기의 적정유입정도를 파악할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같이, 투명한 재질의 플로우미터(500) 내부에서 부유하여 위치가 변동하는 상기 확인부재(510)는, 작업자가 외부에서 그 위치변동을 육안으로 확인하여 외부공기의 유입정도를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 제어부(512)를 통하여 상기 확인부재(510)의 위치를 확인 및 파악 할 수도 있다.

이를 위하여, 상기 확인부재(510)는, 표면처리액에 대하여 부유되는 재질임과 동시에 자성을 띠는 재질로 형성되어 있고, 본 실시예는, 상기 확인부재(510)의 위치를 감지하는 감지부(511)와, 상기 감지부(511)와 연결되어 상기 확인부재(510)가 미리 설정된 위치를 벗어나면 상기 감지부(511)로부터 신호를 받아 상기 외부공기의 유입정도를 판단하는 제어부(512)를 더 포함한다(도 4참조). 여기서, 상기 감지부(511)는 상기 확인부재(510)를 자성을 감지 또는 상기 자성을 통하여 상기 확인부재(510)의 위치를 감지하며, 이에 대한 상세한 구성은 상기한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 모두 가능하다. 또한, 상기 제어부(512)는, 후술되는 개폐밸브(620)와 상기 진공펌프(400)와 연결되어 상기 확인부재(510)의 에어유입정도에 따라 상기 진공펌프(400)의 작동을 제어하거나, 피스톤의 표면처리작업에 따라 상기 진공펌프(400)와 상기 개폐밸브(620)를 연동하여 제어할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는, 경제적이고 구조적으로 간단한 상기 확인부재(510)를 상기 플로우미터(500) 내부에 구비한 경우를 예로 하였으나, 이는 일 실시예로 상기 플로우미터(500)와는 별도로 상기 배출라인(300) 상에 상기한 외부공기의 유입을 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이를 위하여, 상기한 실시예와는 달리, 본 발명의 다른 실시예는 상기 배출라인(300) 상에 내부로 상기 표면처리액이 유동하고 상기 확인부재(510)가 빠지지 않을 정도의 수용공간이 형성되어 있는 몸체를 더 구비하고, 상기 몸체 내부에 상기 확인부재(510)를 삽입함으로서 외부공기의 유입정도를 확인할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 확인부재(510)를 상기 플로우미터(500)에 접목시켜 상기 플로우미터(500)가 유량측정과 더불어 외부공기의 유입정도를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 확인부재(510)를 플로우미터(500)에 구비하지 않고 따로 설치하여 상기 플로우미터(500)의 유량측정 기능과는 별도의 외부공기유입정도를 파악하는 구성을 구비할 수 있다.

상기 대기압밸브부(600)는, 상기 배출라인(300) 상에 구비되어, 피스톤의 교체 및 장치 수리 시에 상기 진공펌프(400)의 작동이 중단된 상태에서 상기 공급라인(100) 및 배출라인(300)과 상기 표면처리부(200)의 상기 표면처리공간(2132)을 대기압상태로 형성하는 역할을 한다.

상기 대기압밸브부(600)는, 일단부가 분기된 배출라인(300)과 연결되고 타단부는 외부와 개방된 상태로 연결된 외부연결관(610)과, 상기 외부연결관(610) 상에 구비되어 상기 외부연결관(610)을 개방 또는 패쇄하는 개폐밸브(620)를 포함한다. 상기 개폐밸브(620)는 취급이 용이한 솔레노이드밸브를 적용할 수 있지만 이에 한정하지는 않는다.

한편, 본 실시예는 상기 저장탱크를 상기 공급라인(100) 및 배출라인(300)과 상기 표면처리부(200)의 상기 표면처리공간(2132)보다 낮게 위치하여, 상기 진공펌프의 작동이 중단된 상태에서 상기 대기압밸브부(600)에 의하여 상기 공급라인(100) 및 배출라인(300)과 상기 표면처리부(200)의 상기 표면처리공간(2132)이 대기압상태로 되면 상기 표면처리액이 상기 저장탱크로 자연스럽게 흐르게 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 표면처리부(200)는, 상기 피스톤의 링부를 표면처리 하는 것으로, 베이스몸체(2100)와, 상부몸체(2200)와, 하부몸체(2300)와, 상부패킹링(2410)과, 하부패킹링(2420)과, 통전부재(2500)와, 전원공급부를 포함한다.

상기 베이스몸체(2100)는, 중앙부에 피스톤(10)의 상부가 삽입되기 위한 삽입홀(2101)이 형성되어 있는 대략적인 원판링형상이며, 상기 삽입홀(2101) 주변으로 상측에 제1안착부(2151)가 형성되어 있으며, 하측에 제2안착부(2152)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 제1안착부(2151)와 상기 제2안착부(2152)는, 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)가 각각 안착되는 부분으로, 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)는 상기 제1안착부(2151)와 상기 제2안착부(2152)에서 상하방향에 대하여 슬라이딩 이동한다. 이때, 상기 제1안착부(2151)와 상기 제2안착부(2152)의 깊이(높이)는, 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)가 슬라이딩이동하기 위한 유격높이가 존재하도록 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)의 높이보다 크게 형성되어 있다.

한편, 상기 베이스몸체(2100)는, 내부에 표면처리액이 유동하는 표면처리액 유로(2130)가 형성되어 있다. 상기 표면처리액 유로(2130)는 상기 삽입홀(2101)과 연통되는 구조로 피스톤(10)의 표면처리부분에 상기 표면처리액을 공급하고, 표면처리 후 상기 표면처리액을 배출하는 역할을 한다.

도 6을 참조하여 상기 표면처리액 유로(2130)에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 표면처리액 유로(2130)는, 상기 공급라인(100)과 상기 배출라인(300)과 각각 연결되고 상기 삽입홀(2101)과 연통되는 구조로서, 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)이 각각 상기 피스톤(10)의 링부(12)에 기밀하게 밀착된 후 표면처리하고자 하는 상기 피스톤(10)의 링부(12)를 따라 환형으로 형성된 표면처리공간(2132; 도 8참조)과 연통되게 형성되어 있다. 상기한 표면처리액 유로(2130)는, 크게 표면처리액을 공급하는 부분과, 표면처리 후 상기 표면처리액을 유출하는 배출하는 부분으로 나누어지며, 상기 표면처리액을 공급하는 부분으로서의 상기 표면처리액 유로(2130)는, 후술되는 표면처리액 공급배관(2610)과 연결되어 상기 표면처리액을 공급받는 공급헤더(2612)와, 상기 공급헤더(2612)로부터 복수개로 분기되어 상기 공급헤더(2612)로부터 상기 표면처리공간(2132)으로 상기 표면처리액을 공급하는 복수개의 공급부를 포함한다.

그리고, 상기 표면처리액을 배출하는 부분으로서의 상기 표면처리액 유로(2130)는, 후술되는 표면처리액 유출배관(2620)과 연결되어 표면처리액을 배출하는 배출헤더(2622)와, 상기 배출헤더(2622)로부터 복수개로 분기되고 상기 표면처리공간(2132)의 상기 표면처리액을 상기 배출헤더(2622)로 유출하는 복수 개의 유출구(624)를 포함한다. 여기서, 상기 표면처리액 공급배관(2610)과, 상기 표면처리액 유출배관(2620)은 상기 공급라인(100)과 상기 배출라인(300)과 각각 연통되는 구조로 상기 공급라인(100)과 상기 배출라인(300)에 포함하는 구성임을 알린다.

상기 공급헤더(2612)는, 상기 표면처리공간(2132)을 따라 대략 환형으로 형성되되, 상기 표면처리공간(2132)을 따라 대부분을 차지하는 일부구간에 형성되어 있으며, 상기 배출헤더(2622)는 그 나머지구간에 형성되어 있다. 여기에서, 상기 표면처리액 유로(2130)는, 상기 공급헤더(2612)로 공급되는 상기 표면처리액의 유량이, 상기 배출헤더(2622)를 통하여 유출되는 상기 표면처리액의 유량보다 더 크도록, 상기 공급헤더(2612)의 내부공간에 대한 총부피는, 상기 배출헤더(2622)의 내부공간에 대한 총부피보다 크게 형성되어 있으며, 나아가 상기 공급구(2614)의 총단면적은 상기 유출구(2624)의 총단면적 보다 크게 형성되어 있다. 이는, 상기 표면처리공간(2132)으로 공급되는 표면처리액 양이 배출되는 표면처리액 양보다 많게 함으로써, 링형상으로 형성된 상기 표면처리공간(2132)에서 상기 표면처리액의 와류를 유도하고 압을 발생시킴으로서, 상기 표면처리공간(2132)에서 상기 표면처리액이 빠른 시간에 골고루 유동하도록 하고, 피스톤(10) 링부(12)의 표면처리를 더욱 효과적으로 할 수 있게 하여 제품의 신뢰성을 향상시키기 위함이다.

한편, 본 실시예는 상기 베이스몸체(2100)를 하나의 바디로 형성하여 상기 제1안착부(2151)와 상기 제2안착부(2152)를 상면 및 하면에 각각 형성한 구조로 하였으나, 이는 일 실시예로서, 상기 베이스몸체(2100)를 상기 삽입홀(2101)과 상기 제1안착부(2151)가 형성된 상판플레이트(2110)와, 상기 삽입홀(2101)과 상기 제2안착부(2152)가 형성된 하판플레이트(2120)로 각각 구성하고, 상기 상판플레이트(2110)와 상기 하판플레이트(2120)를 결합시키는 구조로 할 수 있다. 그리고, 이렇게 상기 베이스몸체(2100)가 상판플레이트(2110)와 하판플레이트(2120)가 결합하여 이루어진 구조인 경우에는, 상기 표면처리액유로(2130)는 상기 상판플레이트(2110)와 상기 하판플레이트(2120) 사이 서로 대면하는 면에 형성될 수 있다.

상기 상부몸체(2200)는, 대략 링플레이트 형상으로 상기 삽입홀(2101)과 대응되는 위치에 상기 피스톤(10)의 상부가 삽입되기 위한 제1관통홀(2210)이 형성되어 있다. 상기 상부몸체(2200)는, 상기 제1안착부(2151)에 안착되고 후술하는 가압부재(미도시)에 의하여 상하방향으로 슬라이딩 이동한다. 이때, 상기 상부몸체(2200)의 외측에는 원주방향을 따라 상기 베이스몸체(2100)와 연결되는 복수 개의 연결부(2140)가 구비되고, 상기 연결부(2140)는 연결핀 및 상기 상부몸체(2200)를 상향지지하고 상기 상부몸체(2200)의 상하방향으로의 슬라이딩 이동을 탄력적으로 지지 및 위치를 복원하는 지지스프링이 구비되어 있다.

상기 하부몸체(2300)는, 상기 상부몸체(2200)와 상하방향에 대하여 대칭되는 구조로, 링플레이트 형상으로 상기 삽입홀(2101)과 대응되는 위치에 상기 피스톤(210)의 상부가 삽입되기 위한 제2관통홀(2310)이 형성되어 있으며, 상기 제2안착부(2152)에 안착되어 상기 가압부재에 의하여 상하방향으로 슬라이딩 이동하고, 마찬가지로 상기 하부몸체(2300)의 외측에는 원주방향을 따라 상기 베이스몸체(2100)와 연결되는 복수개의 연결부(2140)가 구비되어 있다.

상기 상부패킹링(2410)은, 링형상으로 일단부가 상기 상부몸체(2200)의 상기 제1관통홀(2210)을 따라 연결되어 있으며, 타단부는 상기 상부몸체(2200)가 하방향으로 슬라이딩 이동 시 상기 피스톤(10)의 링부(12)에 용이하게 기밀접촉되기 위하여 상기 삽입홀(2101)을 향하여 하향 경사지게 형성되어 있다. 이러한 상기 상부패킹링(2410)은 상기 상부몸체(2200)가 하방향으로 슬라이딩 이동 시 타단부가 상기 피스톤(210) 방향으로 밀려나면서 상기 피스톤(10)의 링부(12)에 기밀하게 밀착된다.

상기 하부패킹링(2420)은, 상기 상부패킹링(2410)과 상하방향으로 대칭되는 구조로, 상기 상부패킹링(2410)의 하부에 이격되게 배치되며, 링형상으로 일단부가 상기 하부몸체(2300)의 상기 제2관통홀(2310)을 따라 연결되며, 타단부는 상기 하부몸체(2300)가 상방향으로 슬라이딩 이동 시 상기 피스톤(10)의 링부(12)에 용이하게 기밀접촉되기 위하여 상기 삽입홀(2101)을 향하여 상향 경사지게 형성되어 있다. 마찬가지로 이러한 상기 하부패킹링(2420)은 상기 하부몸체(2300)가 상방향으로 슬라이딩 이동 시 타단부가 상기 피스톤(10) 방향으로 밀려나면서 상기 상부패킹링(2410)과 이격되는 위치의 상기 피스톤(10)의 링부(12)에 기밀하게 밀착된다. 여기서, 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)은 각각 상기 피스톤(10)의 링부(12)에 탄력적으로 기밀하게 밀착되기 용이한 재질이며, 이러한 재질로는 수지재질을 비롯한 다양한 재질이 적용될 수 있다.

한편, 상기 베이스몸체(2100)는, 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)이 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)가 각각 상,하방향으로 슬라이딩 이동 시 외측면을 가이드하기 위하여, 상기 상부패킹링(2410)의 외측면과 대면접촉하는 제1측면(2161)이 상기 삽입홀(2101)을 향하여 하향경사지게 형성되어 있으며, 상기 하부패킹링(2420)의 외측면과 대면접촉하는 제2측면(2162)이 상기 삽입홀(2101)을 향하여 상향경사지게 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 상부패킹링(2410)은, 상기 상부몸체(2200)가 하방향으로 슬라이딩 이동 시 상기 제1측면(2161)을 따라 슬라이딩 이동하고, 상기 하부패킹링(2420)은, 상기 하부몸체(2300)가 하방향으로 슬라이딩 이동 시 상기 제2측면(2162)을 따라 슬라이딩 이동한다. 즉, 본 실시예는 상기 베이스몸체(2100)의 제1측면(2161)과 제2측면(2162)이 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)의 외측면을 대면접촉하면서 지지하고 가이드하기 때문에, 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)이 피스톤(10) 링부(12)가 원하는 위치에 정확하게 접촉할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)의 가압력에도 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)의 변형을 방지할 수 있다.

상기 통전부재(2500)는, 전도성재질로 상기 베이스몸체(2100)의 표면처리액 유로(2130) 상에 구비되고, 상기 전원공급부와 전기적으로 연결되어 음극을 띄며, 상기 표면처리용액으로 전류를 통전시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 통전부재(2500)는 내부식성 및 내구성이 좋은 서스(SUS)재질 또는 티타늄재질로 형성되는 것이 좋지만, 이에 한정하지는 않는다.

한편, 상기 통전부재(2500)는, 서로 이격되게 구비되어 상하측면이 상기 베이스몸체(2100)에 각각 대면접촉하고, 그 사이로 상기 표면처리액이 유동하는 한 쌍의 통전플레이트(2510)들로 형성될 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 표면처리액이 상기 표면처리공간(2132)으로 유동할 수 있도록 가이드할 뿐만 아니라, 통전부재(2500)로서의 역할도 동시에 수행한다. 나아가, 상기 베이스몸체(2100)가 상기 상판플레이트(2110)와 하판플레이트(2120)가 결합된 형태인 경우, 상기 통전부재(2500)는 상기한 한 쌍의 통전플레이트(2510)들로 형성되어, 상기 상판플레이트(2110)와 상기 하판플레이트(2120)의 사이에 대면접촉하면서 배치된다. 그리고, 상기 통전부재(2500)는 일단부가 상기 공급배관(2610)과 상기 유출배관(2620)과 연통되게 연결되며, 타단부는 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420) 사이에 구비되어 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)의 타단부를 지지한다.

상기 전원공급부는, 상기 피스톤(210)과 상기 통전부재(2500)와 연결되어 상기 피스톤(10)으로는 양극을 접속시키고, 상기 통전부재(2500)로는 음극을 접속시켜 상기 표면처리용액으로 전류가 통하도록 한다. 이러한 전원공급부에 대한 상세한 설명은 공지의 표면처리장치의 전원공급부와 실질적으로 유사하므로 생략하기로 한다.

상기 공급배관(2610)은, 상기 베이스몸체(100)의 일측에서 상기 공급헤더(2612)와 연결되어 상기 공급헤더(2612)로 상기 표면처리액을 공급하고 상기 공급라인(100)과 연결되며, 상기 유출배관(2620)은 상기 베이스몸체(2100)의 타측에서 상기 배출헤더(2622)와 연결되어 상기 배출헤더(2622)로부터 상기 표면처리액을 유출하고 상기 배출라인(300)과 연결되어 있다.

나아가, 본 실시예는 상기 베이스몸체(2100)의 삽입홀(2101) 내에 구비되어 상기 피스톤(10)의 헤드부(11)를 지지하는 지지몸체(2710)를 구비하며, 상기 지지몸체(2710)의 상부에는 상기 피스톤(10)의 헤드부(11)와 일정간격 이격되도록 복수개의 이격부재(2720)들이 구비되어 있다. 여기서, 상기 지지몸체(2710)는 고정볼트(2730)를 통하여 프레임(미도시)과 고정결합되며, 상기 고정볼트(2730)에는, 상기 표면처리액이 흘러내릴 경우 상기 표면처리액이 외부로 누수되지 않도록 기밀패킹(2732)이 구비되어 있다. 여기서, 상기 프레임은 본 실시예에 따른 피스톤 표면처리장치(900)를 지지하는 기초를 이루는 것으로서, 상기 베이스몸체(2100)를 포함한 일련의 구성을 상향지지하는 수평지지프레임 등이 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 일반적인 프레임과 실질적으로 유사하므로 생략하기로 한다.

한편, 본 실시예는, 도시하지 않았지만 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)와 연결되어 상기 상부몸체(200)와 상기 하부몸체(300)를 각각 상하방향으로 슬라이딩 이동시키는 가압기구를 더 포함한다. 상기 가압기구는 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)가 서로 동일한 타이밍에 연동하여 슬라이딩 이동하도록 하며, 마찬가지로 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)에 각각 유사한 압력이 작용하도록 한다. 이러한 가압기구는 오일 및 공기를 이용한 유압식 프레스를 이용할 수 있으며, 이 외 상기한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 모두 적용가능하다.

이에, 상기한 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 표면처리부(200)의 작동에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 살펴보기로 한다.

먼저, 상기 베이스몸체(2100)의 삽입홀(2101)로 피스톤(10)의 헤드부(11)와 링부(12)가 있는 피스톤(10)의 상부를 삽입 안착시킨다. 이때 상기 피스톤(10)의 헤드부(11)는, 상기 이격부재(2720)에 의하여 일정간격 이격된 상태로 상기 지지몸체(2710)의 상면에 상방지지된다.

이렇게 상기 삽입홀(2101)로 상기 피스톤(10)의 상부가 안착되면, 상기 가압부재를 통하여 상기 상부몸체(2200)와 상기 하부몸체(2300)를 각각 하방 및 상방으로 슬라이딩 이동시켜, 표면처리를 하고자하는 표면처리공간(2132)을 따라 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)이 상기 피스톤(10)의 링부(12)를 기밀하게 접촉되게 한다.

이렇게 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)이 기밀하게 접촉된 후에는, 상기 표면처리액공급 및 배출장치를 통하여 상기 표면처리공간(2132)으로 상기 표면처리액을 공급 및 배출시킨다. 이때, 상기 전원공급부는 상기 피스톤(10)에 양극을 접속하고 상기 통전부재(2500)에 음극을 인가하여, 상기 표면처리액이 통전되면서 표면처리하고자 하는 링부(12)에 표면처리층이 형성되게 한다. 이후 상기 피스톤(10)의 표면처리공정이 완료되면 상기 표면처리액의 공급을 멈춘 후 상기 가압부재를 작동시켜 상기 상부패킹링(2410)과 상기 하부패킹링(2420)을 슬라이딩 이동시켜 기밀접촉한 상태를 해제한다.

한편, 상기 표면처리부(200)는, 피스톤(10)에 양극을 인가하고 통전부재(500)에 음극을 인가하여 피스톤(10)의 링부(12)를 아노다이징에 의하여 표면처리하는 피스톤 표면처리장치를 나타내고 있지만, 이는 일 실시예로서 상기 피스톤의 링부만이 아니라 상기 표면처리공간이 표면처리 시 기밀을 유지할 수 있는 장치라면 모두 적용가능하며, 본 실시예는 아노다이징 표면처리장치 뿐만 아니라 표면처리액을 이용하여 표면처리하는 장치라면 모두 적용가능하다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 피스톤 표면처리장치(900)는, 표면처리부(200)의 표면처리공간이 표면처리 시에는 기밀한 상태로 유지되고, 이에 상기 표면처리액을 상기 표면처리공간으로 유동하게 하여 표면처리를 하기 때문에, 과도한 표면처리액의 사용을 감소시킬 수 있고, 또한 진공펌프(400)를 통하여 상기 표면처리공간을 유동하는 표면처리액이 진공압 상태로 유동하게 하여 상기 표면처리부(200)에서의 표면처리액의 비산 및 누수를 방지할 수 있어 작업환경개선 및 작업성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 공급라인 200... 표면처리부
2100... 베이스몸체 2132... 표면처리공간
2200... 상부몸체 2300... 하부몸체
2500... 통전부재 2612... 공급헤더
2614... 공급구 2620.. 유출배관
2622... 배출헤더 2624... 유출구
300... 배출라인 400.. 진공펌프
500... 플로우미터 510... 확인부재
511... 감지부 512... 제어부
600... 대기압밸브부 610... 외부연결관
620... 개폐밸브 900... 표면처리장치

Claims (8)

1. 피스톤 표면처리장치에 있어서,
   표면처리액이 공급되는 공급라인;
   상기 공급라인과 연결되어 상기 표면처리액이 공급되고, 피스톤의 표면처리 시 표면처리 하고자하는 피스톤의 표면을 따라 기밀한 상태의 표면처리공간을 형성하고, 상기 공급된 표면처리액이 상기 표면처리공간으로 유입되어 상기 피스톤을 표면처리하는 표면처리부;
   상기 표면처리공간과 연통되게 연결되고, 상기 표면처리부로부터 상기 표면처리액이 배출되는 배출라인; 및
   상기 배출라인 상에 구비되고, 표면처리 시 상기 표면처리공간에 진공압이 형성되도록 상기 표면처리공간의 상기 표면처리액을 강제흡입하여, 상기 표면처리공간으로부터 상기 표면처리액의 비산 또는 누수를 방지하는 진공펌프를 포함하고,
   상기 표면처리부는,
   상기 피스톤의 링부를 표면처리 하며, 상기 피스톤의 상부가 삽입되기 위한 삽입홀이 형성되어 있고, 상기 삽입홀 주변으로 상측에 제1안착부와 하측에 제2안착부가 각각 형성되어 있으며, 표면처리액이 유동하는 표면처리액 유로가 형성된 베이스몸체, 상기 삽입홀과 대응되는 위치에 상기 피스톤의 상부가 삽입되기 위한 제1관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제1안착부에 안착되고 상하방향으로 슬라이딩 이동하는 링형상의 상부몸체, 상기 삽입홀과 대응되는 위치에 상기 피스톤의 상부가 삽입되기 위한 제2관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제2안착부에 안착되어 상하방향으로 슬라이딩 이동하는 링형상의 하부몸체, 일단부가 상기 상부몸체의 상기 제1관통홀을 따라 연결되며, 상기 상부몸체가 하방향으로 슬라이딩 이동 시 타단부가 상기 피스톤 방향으로 밀려나면서 상기 피스톤의 링부에 기밀하게 밀착되는 상부패킹링, 일단부가 상기 하부몸체의 상기 제2관통홀을 따라 연결되며, 상기 하부몸체가 상방향으로 슬라이딩 이동 시 타단부가 상기 피스톤 방향으로 밀려나면서 상기 상부패킹링과 이격되는 위치의 상기 피스톤의 링부에 기밀하게 밀착되는 하부패킹링, 전도성재질로 상기 베이스몸체의 표면처리액 유로 상에 구비되어 상기 표면처리용액으로 전류를 통전시키는 통전부재 및 상기 피스톤과 상기 통전부재와 각각 연결되어 상기 피스톤으로는 양극을 접속시키고 상기 통전부재로는 음극을 접속시켜 상기 표면처리용액으로 전류가 통하도록 하는 전원공급부를 포함하는 피스톤 표면처리장치.
2. 피스톤 표면처리장치에 있어서,
   표면처리액이 공급되는 공급라인;
   상기 공급라인과 연결되어 상기 표면처리액이 공급되고, 피스톤의 표면처리 시 표면처리 하고자하는 피스톤의 표면을 따라 기밀한 상태의 표면처리공간을 형성하고, 상기 공급된 표면처리액이 상기 표면처리공간으로 유입되어 상기 피스톤을 표면처리하는 표면처리부;
   상기 표면처리공간과 연통되게 연결되고, 상기 표면처리부로부터 상기 표면처리액이 배출되는 배출라인;
   상기 배출라인 상에 구비되고, 표면처리 시 상기 표면처리공간에 진공압이 형성되도록 상기 표면처리공간의 상기 표면처리액을 강제흡입하여, 상기 표면처리공간으로부터 상기 표면처리액의 비산 또는 누수를 방지하는 진공펌프; 및
   상기 배출라인 상에 구비되어, 상기 표면처리액의 유량을 측정하는 플로우미터를 포함하는 피스톤 표면처리장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 플로우미터는,
   내부상태를 확인할 수 있는 투명한 재질로 형성되고,
   내부의 상기 표면처리액 표면상에 띄워져 외부공기의 유입정도에 따라 위치가 변동하는 확인부재를 구비하는 피스톤 표면처리장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 확인부재는, 자성을 띠는 재질로 형성되고,
   상기 피스톤 표면처리장치는,
   상기 확인부재의 자성을 통하여 그 위치를 감지하는 감지부와,
   상기 감지부와 연결되어 상기 확인부재가 미리 설정된 위치를 벗어나면 상기 감지부로부터 신호를 받아 상기 외부공기의 유입정도를 판단하는 제어부를 더 포함하는 피스톤 표면처리장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 피스톤 표면처리장치는,
   상기 배출라인 상에 구비되어, 상기 피스톤의 표면처리를 하지 않은 경우 상기 진공펌프의 작동이 중단된 상태에서 상기 공급라인, 상기 표면처리공간 및 상기 배출라인 중 선택된 적어도 하나를 대기압상태로 형성하는 대기압밸브부를 더 포함하는 피스톤 표면처리장치.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 표면처리액 유로는,
   상기 상부패킹링과 상기 하부패킹링이 각각 상기 피스톤의 링부에 기밀하게 밀착하여 상기 피스톤의 링부를 따라 환형으로 형성된 상기 표면처리공간과 연통되게 형성되고,
   상기 표면처리공간을 따라 일부구간에 형성되어 상기 표면처리액을 공급받는 공급헤더와, 상기 공급헤더와 연통되어 상기 표면처리공간으로 상기 표면처리액을 공급하는 복수개의 공급구와, 상기 표면처리공간을 따라 나머지구간에 형성되어 상기 표면처리액을 배출하는 배출헤더와, 상기 배출헤더와 연통되어 상기 표면처리공간에서의 상기 표면처리액을 상기 배출헤더로 유출하는 복수개의 유출구를 포함하는 피스톤 표면처리장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 표면처리액 유로는,
   상기 공급헤더로 공급되는 상기 표면처리액의 유량이, 상기 배출헤더를 통하여 유출되는 상기 표면처리액의 유량보다 더 크도록, 상기 공급헤더의 내부공간에 대한 총부피는, 상기 배출헤더의 내부공간에 대한 총부피보다 크며,
   상기 공급구의 총단면적은 상기 유출구의 총단면적 보다 크게 형성된 피스톤 표면처리장치.

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