KR101466248B1 - 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치에 관한 것으로서, 길게 형성되어 금속제의 관체 내부를 관통하며 상기 관체의 중심선상에 위치하는 가이드유닛 및 상기 관체의 양측 외부에 배치되어 상기 가이드유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하는 지지모듈, 상기 관체 내부에서 상기 가이드유닛을 따라 이동하며, 상기 관체 내측면에 도료를 분사하는 내부도장모듈 및 상기 내부도장모듈상에 구비되어 상기 관체의 내측면과 자력이 작용하도록 하는 자력발생부를 포함하며, 상기 자력발생부와 상기 관체의 내측면 사이에 작용하는 자력에 의해 상기 내부도장모듈의 위치를 조절하여 상기 내부도장모듈이 상기 관체의 중심선상에 위치하도록 하는 중심조절수단을 포함하는 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치가 개시된다.

Description

자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치{Pipe Painting Apparatus for Keep Up Center Using Magnetic Force}

본 발명은 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 살펴보면, 자력을 가지는 중심유지수단을 이용하여 내부도장모듈이 관체의 중심선을 따라 내부를 이동하며 도장작업을 수행하는 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치에 관한 것이다.

최근 석유에너지를 대체할 수 있는 친환경 에너지의 중요성이 대두되면서 다양한 방법으로 에너지를 발생시킬 수 있는 장치들이 많이 개발되고 있으며, 특히 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전 장치들이 많이 개발되고 있다.

일반적으로 풍력발전장치의 경우 바람을 이용해서 발전을 하기 때문에 장애물이 적은 평지 또는 바다에 많이 설치되고 있으며, 특히 바다에 풍력발전장치가 설치되는 경우 소금기에 의한 장치의 부식을 방지하고자 풍력 타워의 내 외부를 도장하는 것이 필수적이다.

하지만 풍력발전기의 타워를 구성하고 있는 대형 관체의 경우 직경 및 크기가 거대하여 내부를 도장하기 많은 어려움이 있었으며 이에 따라 별도의 장치가 관체 내부로 삽입되어 타워 내부를 도장하였다.

국내공개실용 제20-2013-0001531호를 참조하여 종래에 개발된 관체 내부의 도장장치를 살펴보면, 관체 내부를 이동하는 별도의 로봇을 구비하여 관체의 길이방향을 따라 이동함과 동시에 회전하는 작업모듈을 이용하여 관체 내부를 이동하며 작업을 수행하도록 구성되어 있다.

하지만, 이와 같은 종래의 도장장치는 관체의 내부를 따라 이동하도록 구성되어 있기 때문에 관체를 따라 이동하는 도장장치의 주행경로가 관체 내부의 형상에 따라 변화할 수 있으며, 이에 따라 정밀한 제어가 어려운 문제점이 있었다.

특히, 관체 내측면에 이물질이나, 비드 또는 별도의 돌출 부재가 구비된 경우 도장장치가 안정적으로 주행하기 어려우며, 이에 따라 도포되는 도료가 균일하지 않게 도장될 수 있었다.

뿐만 아니라 관체가 균일하지 않은 경우 관체를 따라 이동하는 이동로봇이 안정적으로 이동하지 않아 작업모듈에서 분사되는 도료의 도장품질 저하를 초래하는 심각한 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자력을 이용한 중심조절수단을 구비하여, 관체 내부에 삽입되어 관통하는 가이드유닛을 따라 내부도장모듈이 관체의 중심선상에서 이탈하지 않고 이동하며 도장작업을 수행하도록 하는 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 도장장치는, 길게 형성되어 금속제의 관체 내부를 관통하며 상기 관체의 중심선상에 위치하는 가이드유닛 및 상기 관체의 양측 외부에 배치되어 상기 가이드유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하는 지지모듈, 상기 관체 내부에서 상기 가이드유닛을 따라 이동하며, 상기 관체 내측면에 도료를 분사하는 내부도장모듈 및 상기 내부도장모듈상에 구비되어 상기 관체의 내측면과 자력이 작용하도록 하는 자력발생부를 포함하며, 상기 자력발생부와 상기 관체의 내측면 사이에 작용하는 자력에 의해 상기 내부도장모듈의 위치를 조절하여 상기 내부도장모듈이 상기 관체의 중심선상에 위치하도록 하는 중심조절수단을 포함한다.

또한, 상기 중심조절수단은 상기 내부도장모듈상에서 신축 가능하게 구성되며 끝단부에 상기 자력발생부가 구비되어 상기 자력발생부와 상기 관체의 내측면과의 이격거리를 조절하는 위치조절부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 자력발생부는 롤러형태로 형성되어 상기 위치조절부의 끝단부에 회전 가능하게 구성되며, 선택적으로 상기 관체의 내측면에 접촉하여 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 자력발생부는 전류에 의해서 자력의 세기가 조절되는 전자석 형태로 형성되어, 자력의 세기를 조절함으로써 상기 관체의 내측면과 상기 도장모듈의 이격거리를 조절할 수 있다.

또한, 상기 내부도장모듈은 내부에 별도의 이동수단을 구비하여 상기 가이드유닛상에서 상기 관체의 길이방향을 따라 이동하는 몸체부, 상기 몸체부의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출 형성되는 돌출프레임을 가지며, 상기 몸체부와 회전 가능하게 결합되어 선택적으로 상기 돌출프레임을 회전시키는 작업부 및 상기 돌출프레임의 끝단부에 결합되어 관체 내측면에 도료를 분사하는 분사건을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 돌출프레임은 상기 관체의 내측면 방향으로 돌출된 길이가 선택적으로 조절 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 외부에서 상기 관체를 지지하며 선택적으로 상기 관체의 중심선을 회전축으로 하여 상기 관체를 회전시키는 회전지지모듈을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 내부도장모듈은 내부에 별도의 이동수단을 구비하여 상기 가이드유닛상에서 관체의 길이방향을 따라 이동하는 몸체부, 상기 몸체부의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출 형성되는 돌출프레임을 가지며 상기 몸체부에 고정 결합되는 작업부 및 상기 돌출프레임의 끝단부에 결합되어 관체 내측면에 도료를 분사하는 분사건을 포함할 수 있다.

그리고 상기 관체의 외부에서 관체의 길이방향을 따라 이동하며 관체의 외측면에 도료를 분사하는 외부도장모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 관체 내부에서 작업을 수행하는 내부도장모듈이 관체의 중심선상에 위치한 가이드유닛을 따라 관체의 중심선상에서 이동함으로써 관체의 형상 또는 직경에 상관없이 안정적으로 이동하여 작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 관체를 이동하는 내부도장모듈에 자력을 가지는 중심조절수단이 구비되어 중심조절수단과 관체 사이에 작용하는 자력을 이용함으로써, 내부도장모듈이 하중에 의해 하부로 처지는 것을 방지하여 내부도장모듈이 관체의 중심선을 따라 안정적으로 이동할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 관체의 양단 외측에 구비되는 지지유닛의 위치를 조절하며, 이에 대응하여 가이드유닛의 길이를 조절함으로써, 관체의 길이에 상관없이 안정적으로 내부도장모듈이 이동하여 관체 내부의 도장작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면;
도 2는 도 1의 내부도장모듈의 구성을 나타낸 사시도;
도 3은 도 1의 내부도장모듈의 내부구성을 나타낸 단면도;
도 4는 도 1의 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치에서 내부도장모듈이 관체의 중심선상에서 이탈된 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 4의 관체 도장장치에서 중심조절수단에 의해서 자력발생부의 위치가 조절되는 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 5의 내부도장모듈이 중심조절수단에 의해서 관체의 중심선상에 위치한 상태를 나타낸 도면;
도 7은 도 1의 중심조절수단의 변형된 형태를 나타낸 사시도;
도 8은 도 7의 중심조절수단에서 자력발생부가 관체 내측면에 접촉한 상태를 나타낸 도면; 및
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

제1실시예

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 도장장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 내부도장모듈의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1의 내부도장모듈의 내부구성을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 도장장치는 일부가 대형 관체(P) 내부롤 삽입되어 이동하며 도료를 분사하여 도장작업을 수행하는 장치로써, 본 발명에 따른 도장장치는 크게 지지모듈(100), 내부도장모듈(200) 및 중심조절수단(300)을 포함하며, 내부도장모듈(200)이 관체(P) 내부를 이동하며 분사건(230)을 이용하여 도장작업을 수행한다.

본 발명에 따른 지지모듈(100)은 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)을 따라 내부를 이동하며 도장작업을 수행할 수 있도록 하는 구성으로써 크게 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하는 가이드유닛(110) 및 가이드유닛(110)을 지지하는 지지유닛(120)을 포함한다.

가이드유닛(110)은 일반적인 와이어 또는 프레임으로 구성되며, 관체(P) 내부를 관통하도록 배치되며 후술하는 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)을 따라 이동할 수 있도록 구성된다.

구체적으로 본 발명에 따른 가이드유닛(110)은 관체(P)의 양단부에 구비되는 지지유닛(120)에 의해서 지지되며 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하여 관체(P)를 관통하도록 구성된다, 본 실시예에서 가이드유닛(110)은 금속제 프레임형태로 형성되어 내부도장모듈(200)이 결합되고 내부도장모듈(200)이 이동할 수 있도록 지지한다.

본 발명에 따른 지지유닛(120)은 관체의 외부에서 가이드유닛(110)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 지지한다.

본 실시예에서 지지유닛(120)은 한 쌍으로 구성되어 관체(P)의 길이방향에 따른 양측 외부에 각각 배치되어 상기 가이드유닛(110)을 지지하며, 가이드유닛(110)을 일정 높이 이상에서 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 지지하는 구성된다.

구체적으로 지지유닛(120)은 하부에 이동바퀴(122)가 구비되어 이동 가능하도록 구성되며 도시된 바와 같이 관체(P)의 길이에 대응하여 양단부에서 서로 이격되어 배치되며 서로 간의 위치를 조절할 수 있도록 구성된다.

그리고 지지유닛(120)은 상하방향 길이가 조절 가능하도록 구성되어 설치면을 기준으로 가이드유닛(110)이 고정되는 위치를 조절하여 가이드유닛(110)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 조절한다.

이와 같이 지지유닛(120)이 구성됨으로써, 관체(P)의 길이에 대응하여 가이드유닛(110)의 길이를 조절하며 가이드유닛(110)이 관체(P)를 관통하여 중심선(L)상에 위치하도록 지지할 수 있다. 이때, 가이드유닛(110)은 신축 가능하게 구성되어 양단부에 연결된 한 쌍의 지지유닛(120)의 이격거리에 대응하여 그 길이가 조절되도록 구성될 수 있다.

뿐만 아니라, 지지유닛(120)이 승하강 가능하도록 구성됨으로써 관체(P)의 직경에 대응하여 가이드유닛(110)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 조절할 수 있다.

내부도장모듈(200)은 가이드유닛(110)상에 연결되어 가이드유닛(110)의 길이방향을 따라서 관체(P)의 내부에서 이동하며 도료를 분사하여 관체(P) 내부를 도장한다.

구체적으로 내부도장모듈(200)은 도시된 바와 같이 가이드유닛(110)이 관통하도록 구성되며, 내부에 구비된 별도의 이동수단을 통해서 가이드유닛(110)을 따라 이동하며 도장작업을 수행한다.

본 실시예에 따른 내부도장모듈(200)은 크게 몸체부(210), 작업부(220)및 분사건(230)을 포함하며, 몸체부(210)는 가이드유닛(110)이 관통하며 관체(P)의 내부에서 길이방향을 따라 위치가 조절된다.

도시된 바와 같이 몸체부(210)는 원통 형태로 형성되어 중앙에 길이방향을 따라 관통되는 관통홀(212)이 구비되며, 가이드유닛(110)이 관통홀(212)을 관통하여 슬라이딩 가능하도록 구성된다. 그리고 몸체부(210)는 내부에 이동수단을 구비하여 관통홀(212)을 관통하는 가이드유닛(110)을 따라 몸체부(210)가 이동 가능하도록 구성된다.

본 실시예에서 상기 이동수단은 복수 개의 이동롤러(214)로 구성되며 관통홀(212)을 관통하는 가이드유닛(110)의 상 하부에 접촉하여 회전을 통해 몸체부(210)가 가이드유닛(110)을 따라 이동하도록 구성된다.

구체적으로 본 실시예에서 몸체부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 몸체부(210)의 길이방향을 따라 전후방에 각각 한 쌍의 이동롤러(214)가 구비되며, 각각의 이동롤러(214)는 관통홀(212)을 통해서 관통된 가이드유닛(110)의 상 하부에서 가압하며 회전을 통해 몸체부(210)가 이동할 수 있도록 구성된다.

이와 같이 몸체부(210)가 구성됨에 따라 이동롤러(214)가 회전하며 가이드유닛(110)의 길이방향을 따라 관체(P)의 내부에서 이동을 한다.

한편, 작업부(220)는 몸체부(210)의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출된 돌출프레임(222)을 가지며, 몸체부(210)와 회전 가능하게 결합되어 선택적으로 돌출프레임(222)을 회전시킨다.

구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 작업부(220)는 동력원을 가지며 상기 동력원에 의해서 작업부(220)의 둘레를 따라 회전한다. 이때, 작업부(220)는 관체(P)의 내측면 방향으로 돌출된 돌출프레임(222)을 가지며, 돌출프레임(222)의 끝단부에 분사건(230)이 구비되어 관체(P) 내부에서 내측면에 도장작업을 수행하도록 구성된다.

본 실시예에 따른 작업부(220)는 몸체부(210)의 길이방향에 따른 일부를 감싸도록 형성되어 몸체부(210)와 회전 가능하게 결합되며 외측면에 적어도 하나 이상의 돌출프레임(222)이 구비된다. 구체적으로 돌출프레임(222)은 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구성되어 서로 대향하도록 배치되며 작업부(220)의 회전에 의해서 함께 회전한다.

여기서, 도시된 바와 같이 돌출프레임(222)이 한 쌍이 아니라 복수 개가 방사형으로 몸체부(210)의 둘레를 따라 형성될 수도 있다.

그리고 돌출프레임(222)의 단부에는 분사건(230)이 구비되어 작업부(220)가 회전함과 동시에 도료를 관체(P) 내부에 분사하여 도장작업을 수행한다.

한편, 돌출프레임(222)은 길이가 조절 가능하도록 구성될 수 있으며 본 실시예에서는 엑츄에이터 형태로 형성되어 분사건(230)과 관체(P)의 내측면과의 이격거리를 조절할 수 있도록 구성된다. 여기서, 돌출프레임(222)은 다양한 형태로 그 길이가 조절되도록 구성될 수 있으며, 끝단부에 분사건(230)이 구비되어 관체(P) 내부에서 작업을 수행하도록 구성된다면 어떤 구성이든 적용이 가능하다.

이와 같이 내부도장모듈(200)은 가이드유닛(110)에 연결되어 관체(P)의 중심선(L)을 따라 이동하며 작업부(220)가 회전하여 관체(P) 내측면의 도장작업을 수행할 수 있도록 구성된다.

한편, 중심조절수단(300)은 내부도장모듈(200)상에 구비되어 관체(P)의 내측면과 자력이 작용하도록 하는 자력발생부(310)를 포함하며, 자력발생부(310)와 관체(P)의 내측면 사이에 작용하는 자력에 의해 내부도장모듈(200)의 위치를 조절하여 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 한다.

본 실시예에서 중심조절수단(300)은 적어도 하나 이상의 자력발생부(310)가 몸체부(210)상에 구비되며, 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면의 이격거리 또는 자력발생부(310)에서 발생되는 자력의 세기에 따라 내부도장모듈(200)의 위치를 조절함으로써, 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 한다.

구체적으로 본 실시예에서 중심조절수단(300)은 크게 몸체부(210)상에서 돌출 형성된 위치조절부(320) 및 위치조절부(320)상에 구비되어 자력을 발생시키는 자력발생부(310)를 포함한다.

위치조절부(320)는 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면과의 이격거리를 조절하여 자력발생부(310)와 관체(P)의 내측면 사이에 자력이 작용하도록 함으로써 내부도장모듈(200)의 위치를 조절하기 위한 구성으로 도시된 바와 같이 몸체부(210)의 외측면에 돌출되어 구비된다.

구체적으로 위치조절부(320)는 적어도 하나 이상이 몸체부(210)의 외측면상에 구비될 수 있으며 본 실시예에서 위치조절부(320)는 몸체부(210)의 외측면에 상부방향으로 돌출 형성되어 있다.

그리고 위치조절부(320)는 끝단부에 자력발생부(310)가 구비되며, 선택적으로 신축 가능하게 구성되어 길이가 조절된다.

이와 같이 위치조절부(320)가 신축 가능하도록 구성됨에 따라 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면과의 이격거리가 조절되며, 금속제인 관체(P) 내측면과 자력발생부(310) 사이에서 발생하는 인력에 의해 몸체부(210)의 위치가 조절된다.

자력발생부(310)는 위치조절부(320)의 끝단부에 구비되며, 위치조절부(320)의 신축에 의해서 관체(P) 내측면과의 이격거리가 조절되어 관체(P) 내측면과의 사이에 자력이 작용하도록 구성된다. 이때, 관체(P)는 금속제이므로 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면 사이에는 인력이 작용하게 된다.

이와 같이 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면 사이에 작용하는 인력에 의해 이동하는 내부도장모듈(200)에 외력이 작용하여 내부도장모듈(200)이 자중에 의해서 하부로 처지지 않고 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 한다.

그리고 자력발생부(310)는 일정한 세기의 자력을 가지는 영구자석이나, 선택적으로 자력의 세기를 조절할 수 잇는 전자석 등으로 구성될 수 있으며, 본 실시예에서는 일정한 자력을 가지는 영구자석으로 구성되어 있다.

이와 같이 위치조절부(320) 및 자력발생부(310)를 포함하여 구성된 중심조절수단(300)은 자력발생부(310)의 위치가 조절됨에 따라 몸체부(210)의 위치를 조절할 수 있다.

한편, 이와 달리 자력발생부(310)가 선택적으로 자력의 세기를 조절할 수 있는 전자석형태로 구성될 수도 있으며, 이에 따라 자력발생부(310)와 관체(P)의 내측면 사이에 작용하는 인력의 세기를 조절할 수 있다.

본 실시예에서 중심조절수단(300)은 하나의 자력발생부(310) 및 위치조절부(320)로 구성되어 있지만, 이와 달리 복수 개의 위치조절부(320)가 몸체부(210)의 둘레를 따라 방사형으로 구성될 수 있으며 이에 대응하여 자력발생부(310)는 각각의 위치조절부(320) 끝단부에 구비되어 몸체부(210)의 위치를 상하 뿐만 아니라 다양하게 조절할 수 있도록 구성될 수도 있다.

자력발생부(310) 및 위치조절부(320)에 의해 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하는 구성 및 동작상태에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 후술한다.

이와 같이 본 실시예에 따른 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치는 상술한 바와 같이 지지모듈(100)에 의해서 가이드유닛(110)이 관체(P) 내부에서 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 구성되고 이에 따라 가이드유닛(110)에 연결된 내부도장모듈(200)이 관체(P) 내부를 이동하며 관체(P) 내측면에 도장작업을 수행하도록 구성된다. 이때, 가이드유닛(110)을 따라 이동하는 내부도장모듈(200)은 관통하는 중심조절수단(300)의 자력에 의해서 하부로 처지지 않도록 지지되며 이에 따라 내부도장모듈(200)은 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있다.

이와 같이, 관체(P) 내부에서 작업을 수행하는 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)을 따라 이동하며 관체(P)의 중심선(L)상에서 이동함에 따라 관체(P)의 형상 또는 직경에 상관없이 안정적으로 관체(P)의 중심선(L)상에서 이동하여 도장작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 한 쌍의 지지유닛(120) 각각이 이동 가능하게 구성됨으로써, 관체(P)의 길이에 대응하여 서로간의 이격거리를 조절하며 이에 대응하여 가이드유닛(110)의 길이를 조절함으로써, 관체(P)의 길이에 상관없이 안정적으로 내부도장모듈(200)을 이동시켜 관체(P) 내부의 도장작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.

다음으로 도 4 내지 도 6을 참조하여 내부도장모듈(200)이 관체(P) 내부를 이동하며 도장작업을 수행하는 상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 도 1의 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치에서 내부도장모듈이 관체의 중심선상에서 이탈된 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 관체 도장장치에서 중심조절수단에 의해서 자력발생부의 위치가 조절되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5의 내부도장모듈이 중심조절수단에 의해서 관체의 중심선상에 위치한 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 4를 살펴보면, 몸체부(210)에 구비된 이동롤러(214)가 구동하여 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)을 따라 이동하며 관체(P) 내측면에 도료를 분사한다.

여기서, 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면의 이격거리가 크기 때문에 서로간의 인력이 작용하지 못한 상태로써, 내부도장모듈(200)의 하중 및 자중에 의해서 가이드유닛(110)이 하부로 휘어져 있으며 이와 함께 내부도장모듈(200)도 하부로 처진 상태가 된다.

이와 같은 상태에서 내부도장모듈(200)은 관체(P)의 길이방향을 따라 이동하며 도료를 분사하기는 하지만 관체(P)의 중심선(L)상을 유지하지 못하기 때문에 관체(P)의 내측면에 균일하게 도료가 도포되지 않는다.

물론 가이드유닛(110)이 자체의 장력만으로도 내부도장모듈(200)의 하중을 지지하여 하부로 처지지 않도록 구성될 수 있으나, 관체(P)의 길이가 수십 미터로 길어지는 경우 가이드유닛(110)은 자중에 의해서 길이방향에 따른 중심부가 하부로 처지게 된다.

도시된 바와 같이 내부도장모듈(200)은 하부방향으로 처진 상태가 되어 관체(P)의 내측면 하부와는 인접하게 배치되며 상부와는 멀어진 상태가 되어 관체(P)의 내측면 상부와 하부에 도포되는 도료가 균일하지 않게 된다.

이에 따라, 관체(P) 내부의 도장상태가 엉망이 되기 때문에 올바르게 도장작업을 수행할 수 없다.

하지만, 도 5에 도시된 바와 같이 이와 같이 위치조절부(320)가 동작하여 길이가 길어지는 경우, 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면과의 이격거리가 가까워지게 되며 이에 따라 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면 사이에 인력이 작용하게 된다.

이와 같이 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면 사이에 인력이 작용하면 도 6에 도시된 바와 같이 상부방향으로 외력이 작용하여 내부도장모듈(200)이 상부방향으로 이동한다.

여기서 자력발생부(310)와 관체(P) 내측면 사이에 작용하는 자력의 세기를 조절하기 위해 자력발생부(310)의 위치를 미세하게 조절하거나 자력발생부(310) 자체에서 발생되는 자력의 세기를 조절할 수 있다.

본 실시예에서 자력발생부(310)는 균일한 자력의 세기를 가지는 영구자석 형태로 구성되어 있기 때문에 위치조절부(320)의 구동에 의해 자력발생부(310)의 위치를 미세하게 조절함으로써 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 한다.

이와 같이 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치함에 따라, 가이드유닛(110)을 따라 내부도장모듈(200)이 이동하여 관체(P) 내부를 균일하게 도장할 수 있도록 한다.

다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 중심조절수단(300)의 변형된 형태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 7은 도 1의 중심조절수단의 변형된 형태를 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7의 중심조절수단에서 자력발생부가 관체 내측면에 접촉한 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면, 중심조절수단(300)의 구성은 상술한 바와 유사하지만, 자력발생부(310)가 롤러형태로 형성되어 관체(P) 내측면과 직접 접촉하도록 구성된다.

구체적으로 자력발생부(310)는 롤러형태로 형성되어 위치조절부(320)의 끝단부에서 회전 가능하게 구비되며, 선택적으로 관체(P)의 내측면에 접촉하여 회전한다.

본 실시예에서 도 7에 도시된 바와 같이 위치조절부(320)는 몸체부(210)상에서 상부방향으로 돌출 형성되어 신축 가능하도록 구성되어 있으며, 자력발생부(310)가 위치조절부(320)의 끝단부에 회전 가능하게 결합된다.

여기서, 자력발생부(310)는 위치조절부(320)의 끝단부에 결합되는 하나의 롤러 형태로 형성되어 있으나, 이와 달리 복수 개의 롤러로 구성될 수도 있다.

이와 같이 중심조절수단(300)이 구비됨에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이 위치조절부(320)의 길이가 조절되어 자력발생부(310)가 관체(P)의 내측면 상부에 접촉하여 내부도장모듈(200)이 하부로 처지는 것을 방지한다.

여기서, 위치조절부(320)는 관체(P)의 직경에 대응하여 그 길이가 조절될 수 있으며, 이에 따라 내부도장모듈(200)이 직경이 균일하지 않은 관체(P)의 길이방향을 따라 이동하더라도 자력발생부(310)가 관체(P) 내측면과의 접촉상태를 지속적으로 유지할 수 있다.

제2실시예

이어서, 도 9를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 도장장치에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 자력을 이용하여 중심을 유지하는 관체 도장장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 도장장치는 기본적인 구성은 상술한 제1실시예의 구성과 유사하지만, 관체(P)를 지지하며 관체(P)를 회전시키는 별도의 회전지지유닛(400)을 더 포함하며, 이와 함께 내부도장모듈(200)의 구성이 다르게 구성된다.

구체적으로 내부도장모듈(200)은, 몸체부(210), 작업부(220) 및 분사건(230)를 포함하며, 몸체부(210)와 분사건(230)은 상술한 제1실시예의 구성과 동일하게 구성될 수 있다. 하지만 작업부(220)는 상술한 구성과 유사하게 방사형으로 돌출된 돌출프레임(222)을 포함하지만 몸체부(210)와 회전 하지 않고 고정되도록 구성된다.

그리고 돌출프레임(222)의 끝단부에는 분사건(230)이 구비되어 관체(P)의 내측면에 도료를 분사한다.

한편, 회전지지유닛(400)은 하부에서 관체(P)를 지지하며 선택적으로 관체(P)를 회전시키도록 구성된다.

구체적으로 회전지지유닛(400)은 적어도 하나 이상으로 구성되어 서로 이격되어 배치되며 각각이 관체(P)를 지지하도록 구성된다. 본 실시예에서 회전지지유닛(400)은 한 쌍으로 구성되어 관체(P)의 길이방향에 따른 양측 하부에서 관체(P)를 지지한다.

그리고 회전지지유닛(400)은 복수 개의 회전롤러(410)를 구비하여 별도의 구동수단에 의해 선택적으로 회전하며 관체(P)를 회전시킨다.

여기서, 회전지지유닛(400)은 승하강이 가능하도록 구성되어 관체(P)의 중심선(L)상에 가이드유닛(110)이 위치할 수 있도록 관체(P)를 지지한다. 또한, 관체(P)의 중심선(L)이 수평이 될 수 있도록 조절할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 도장장치는 별도의 회전지지유닛(400)을 더 구비하여 내부도장모듈(200)에 구비된 돌출프레임(222)이 회전하지 않고 관체(P) 자체를 회전시켜 관체(P) 내부의 도장작업을 할 수 있다.

이때, 회전지지유닛(400) 및 내부도장모듈(200)을 제외한 나머지 구성들은 상술한 제1실시예와 동일하게 구성될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 회전지지유닛(400)은 도시된 바와 같이 관체(P)의 하부에서 지지하며 관체(P)를 회전시키도록 구성되었지만, 이와 달리 관체(P)의 측면이나 상부에서 관체(P)를 지지하면 회전시키도록 구성될 수도 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 제2실시예에 따른 도장장치는 관체(P)의 외부를 도장하는 외부도장모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 외부도장모듈은 관체(P)의 외부에서 관체(P)의 길이방향을 따라 이동하며 관체(P)의 외측면에 도료를 분사함으로써, 관체(P)의 외부를 도장할 수 있도록 한다.

구체적으로 상기 외부도장모듈은 관체(P)의 길이방향을 따라 이동 가능하게 구성되어 회전지지유닛(400)에 의해서 회전하는 관체(P)의 외부에 도료를 분사한다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 도장장치는, 관체(P)의 내부를 이동하며 내측면에 도료를 분사하는 내부도장모듈(200) 및 관체(P)의 외부에서 길이방향을 따라 이동하며 도료를 분사하는 상기 외부도장모듈을 포함함으로써, 관체(P)를 회전시키며, 내측면과 외측면을 동시에 도장할 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 지지모듈 110: 가이드유닛
120: 지지유닛 200: 내부도장모듈
210: 몸체부 220: 작업부
230: 분사건 300: 중심조절수단
310: 자력발생부 320: 위치조절부
400: 회전지지유닛 L: 중심선
P: 관체

Claims (9)

1. 길게 형성되어 금속제의 관체 내부를 관통하며 상기 관체의 중심선상에 위치하는 가이드유닛 및 상기 관체의 양측 외부에 배치되어 상기 가이드유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하는 지지모듈;
   상기 관체 내부에서 상기 가이드유닛을 따라 이동하며, 상기 관체 내측면에 도료를 분사하는 내부도장모듈; 및
   상기 내부도장모듈상에 구비되어 상기 관체의 내측면과 자력이 작용하도록 하는 자력발생부를 포함하며, 상기 자력발생부와 상기 관체의 내측면 사이에 작용하는 자력에 의해 상기 내부도장모듈이 상기 관체의 중심선상에 위치하도록 하는 중심조절수단; 을 포함하는 관체 도장장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중심조절수단은,
   상기 내부도장모듈상에서 신축 가능하게 구성되며 끝단부에 상기 자력발생부가 구비되어 상기 자력발생부와 상기 관체의 내측면과의 이격거리를 조절하는 위치조절부를 더 포함하는 관체 도장장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 자력발생부는,
   롤러형태로 형성되어 상기 위치조절부의 끝단부에 회전 가능하게 구성되며, 선택적으로 상기 관체의 내측면에 접촉하여 회전하는 것을 특징으로 하는 관체 도장장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 자력발생부는,
   전류에 의해서 자력의 세기가 조절되는 전자석 형태로 형성되어 자력의 세기를 조절함으로써, 상기 관체의 내측면과 상기 도장모듈의 이격거리를 조절하는 관체 도장장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 내부도장모듈은,
   내부에 별도의 이동수단을 구비하여 상기 가이드유닛상에서 상기 관체의 길이방향을 따라 이동하는 몸체부;
   상기 몸체부의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출 형성되는 돌출프레임을 가지며, 상기 몸체부와 회전 가능하게 결합되어 선택적으로 상기 돌출프레임을 회전시키는 작업부; 및
   상기 돌출프레임의 끝단부에 결합되어 관체 내측면에 도료를 분사하는 분사건; 을 포함하는 관체 도장장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 돌출프레임은,
   상기 관체의 내측면 방향으로 돌출된 길이가 선택적으로 조절 가능하도록 구성되는 관체 도장장치.
7. 제1항에 있어서,
   외부에서 상기 관체를 지지하며 선택적으로 상기 관체의 중심선을 회전축으로 하여 상기 관체를 회전시키는 회전지지모듈을 더 포함하는 관체 도장장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 내부도장모듈은,
   내부에 별도의 이동수단을 구비하여 상기 가이드유닛상에서 관체의 길이방향을 따라 이동하는 몸체부;
   상기 몸체부의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출 형성되는 돌출프레임을 가지며 상기 몸체부에 고정 결합되는 작업부; 및
   상기 돌출프레임의 끝단부에 결합되어 관체 내측면에 도료를 분사하는 분사건; 을 포함하는 관체 도장장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 관체의 외부에서 관체의 길이방향을 따라 이동하며 관체의 외측면에 도료를 분사하는 외부도장모듈을 더 포함하는 관체 도장장치.

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