KR101609954B1 - 헤어라인 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤어라인 가공장치에 관한 것으로서, 메인보디(10)와; 상기 메인보디(10)의 길이 방향을 왕복 이동하는 가동체(20)와; 상기 가동체(20)에 의해 이동하면서 피가공물(50)에 헤어라인을 형성하는 가공유닛(30)과; 상기 피가공물(50)을 고정하는 지그(401)를 일정 간격으로 설치하여 상기 가동체(20)의 왕복이동 방향과 직각 방향으로 피가공물(50)을 이송하는 체인컨베이어(40)를 포함하여 구성함으로써, 헤어라인 가공 작업을 수행하는 과정에서 피가공물(50)의 공급 및 배출이 장치의 멈춤 없이 연속적으로 이루어질 수 있도록 하여 생산성 향상과 더불어 작업자의 작업 편의성도 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

헤어라인 가공장치{Hairline processing device}

본 발명은 헤어라인 가공장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 헤어라인 가공 작업을 수행하는 과정에서 피가공물의 공급 및 배출이 장치의 멈춤 없이 연속적으로 이루어질 수 있도록 함으로써 생산성과 작업 편의성을 향상시킬 수 있게 한 헤어라인 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄이나 동, 스테인리스 스틸 소재(이하, '금속재'라 함)로 제조되는 여러 제품은 소재가 가지고 있는 고유의 질감을 그대로 표현할 경우에 표면이 거칠고, 광택이 일정하지 않아서 완성된 제품의 상품성을 저하시킬 우려가 있기 때문에 보통은 표면 처리를 통해서 미관을 미려하게 가공함으로써 상품성을 향상시키게 된다.

상기와 같이 금속재로 제조되는 제품의 표면 처리에는 다양한 방법이 이용되는데, 과거에는 금속재의 표면을 매끄럽게 연마한 후, 표면을 부식시키거나, 표면에 도금층이나 코팅층을 형성하는 방법이 주로 이용되었다.

그러나 상기와 같이 금속재의 표면에 도금층이나 코팅층을 형성하는 표면 처리는 제품의 표면 질감을 매끈하게 하여 우수한 광택도를 얻을 수 있는데 반해, 강한 광선하에서는 눈부심을 유발하는 반사광이 심하고, 표면 색상이 단일 색상으로 표현되기 때문에 시각적으로 단조롭고 차가운 느낌을 주어 쉽게 식상하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 도금, 코팅에 따른 시각적 단조로움과 식상함을 개선하기 위하여 개발된 금속재 표면 처리법이 바로 '헤어라인 마감'이다.

'헤어라인 마감(Hair Line Finish)'이란 기계적 방법에 의해 소재의 표면에 방향성이 있는 조흔을 만들어 마무리하는 가공법으로서 주로 원형 또는 직선형태의 미세한 라인을 형성하고, 필요에 따라서 미세한 라인을 별도로 표면 처리하여 금색 또는 은색과 같은 특정 색상이 표현되게 함으로써 눈이 부실 정도로 강한 반사광이 없이 은은하면서 균일하게 퍼지는 광택도로 인하여 매우 고급스러운 느낌을 주는 장점이 있다.

한편, 금속재로 된 제품의 표면을 헤어라인으로 마감하는 표면처리 작업은 과거에는 숙련된 전문 작업자에 의해 수작업으로 이루어짐으로써, 생산성이 떨어지고, 인건비에 따른 가공비가 비싸며, 작업자의 숙련도에 따라서 제품의 표면에 형성되는 헤어라인의 균일하지 못한 문제점 등으로 인해 과거에는 주로 시계, 라이터 등 소형의 고가제품 위주로 헤어라인 마감이 적용되었으나, 최근에는 금속재로 제조되는 제품에 헤어라인 마감을 형성하는 '헤어라인 가공장치'가 개발됨으로써 헤어라인 가공에 따른 제조원가가 떨어지고, 생산성이 크게 향상되며, 헤어라인의 품질도 일정 수준 이상으로 유지할 수 있게 됨으로써 최근에는 가구, 자동차, 가전제품, 주방용품, 건축소재, 스마트폰 케이스 등 다양한 제품에 광범위하게 적용되고 있는 실정이다.

상기와 같이 금속재로 된 제품에 형성하는 헤어라인 가공장치는 피가공물을 고정하는 지그를 구비한 메인보디와; 헤어라인을 가공하는 브러시를 탈부착 가능케 한 가공수단과; 상기 브러시의 높낮이 조절이 가능하도록 상기 가공수단을 승강시키는 승강수단과; 상기 가공수단을 상기 메인보디의 길이 방향으로 왕복 이동시켜 상기 지그에 고정된 피가공물의 표면에 방향성을 가지는 헤어라인이 형성되게 하는 이송수단을 포함하여 구성함으로써 메인보디의 지그에 피가공물을 고정하면, 이송수단에 의해 상기 가공수단이 메인보디의 길이 방향을 따라서 왕복 이동하면서 지그에 고정된 피가공물의 표면에 헤어라인을 자동으로 형성하게 된다.

등록특허공보 제10-0530859호 등록특허공보 제10-0997409호 등록특허공보 제10-0779453호 등록특허공보 제10-0808559호

상술한 바와 같은 종래의 헤어라인 가공장치는 메인보디 상에 지그로 피가공물을 고정하고, 헤어라인 가공수단인 브러시를 상기 피가공물 상부에서 왕복 이동시켜 브러시가 피가공물 표면에 닿도록 함으로써 피가공물의 표면에 헤어라인을 형성하게 된다.

그런데 상기와 같은 종래의 헤어라인 가공장치는 메인보디의 크기나 지그의 크기는 한정됨으로써 다량의 피가공물을 한꺼번에 고정하기가 곤란하기 때문에 소량의 피가공물에 대한 헤어라인 가공작업을 반복적으로 수행해야 함으로써 작업 능률과 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 메인보디 상의 지그에 고정된 피가공물에 대하여 헤어라인 가공 작업을 완료한 후에는 지그에 고정된 피가공물을 지그에서 배출한 후, 또 다른 피가공물을 지그에 고정하여 다시 헤어라인 가공 작업을 수행해야 함으로써 피가공물을 지그에 착탈하는 동안에 헤어라인 가공장치의 작동을 일시적으로 중단해야 하기 때문에 헤어라인 가공 작업의 연속성이 단절되어 생산성이 떨어지는 문제점도 있었다.

본 발명의 헤어라인 가공장치는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 상부에 길이 방향으로 가이드레일(101)과 랙기어(103)를 설치한 메인보디(10)와; 구동모터(202)에 의해 구동되는 구동축(201)의 설치하고, 상기 구동축(201)에는 상기 랙기어(103)와 치합하는 피니언기어(203)를 설치하며, 상기 가이드레일(101)을 따라 구동하는 롤러(204)를 양측면에 설치하여 상기 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동하는 가동체(20)와; 상기 가동체(20)에 설치된 승강수단(301)에 의해 승강하여 하향으로 일정한 압력이 작용하는 승강판(302) 하부에 헤어라인을 형성하는 브러시(303)를 탈부착 가능케 설치한 가공유닛(30)과; 일정 간격으로 지그(401)를 설치하고, 상기 메인보디(10)의 전후방에 설치되어 구동수단(403)에 구동되는 구동풀리(402)에 의해 상기 가동체(20)의 왕복이동 방향과 직각 방향으로 구동하면서 지그(401)에 고정된 피가공물(50)을 이송하는 체인컨베이어(40)를 포함하여 구성함으로써 헤어라인 가공 작업을 수행하는 과정에서 피가공물(50)의 공급 및 배출이 장치의 멈춤 없이 연속적으로 이루어질 수 있도록 함으로써 생산성 향상과 더불어 작업자의 작업 편의성도 크게 향상되게 한 목적을 달성할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 헤어라인 가공장치는 헤어라인 가공 작업을 수행하는 과정에서 피가공물의 공급 및 배출이 장치의 멈춤 없이 연속적으로 이루어질 수 있도록 함으로써 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 작업자가 헤어라인 가공을 위한 피가공물을 지그에 고정하고, 헤어라인 가공이 완료된 제품을 지그에서 탈착하는 작업을 동일한 장소에서 간편하게 수행할 수 있기 때문에 작업의 편의성이 향상되고, 노동력도 크게 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 헤어라인 가공장치의 실시 예에 따른 정면도.
도 2는 본 발명의 헤어라인 가공장치의 실시 예에 따른 측면도.
도 3은 본 발명의 헤어라인 가공장치의 실시 예에 따른 가동체 평면도.
도 4는 본 발명의 헤어라인 가공장치의 실시 예에 따른 사용상태 측면도.

이하, 본 발명의 헤어라인 가공장치의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 헤어라인 가공장치는 메인보디(10)와; 상기 메인보디(10)의 길이 방향을 왕복 이동하는 가동체(20)와; 상기 가동체(20)에 의해 이동하면서 피가공물(50)에 헤어라인을 형성하는 가공유닛(30)과; 상기 피가공물(50)을 고정하는 지그(401)를 일정 간격으로 설치하여 상기 가동체(20)의 왕복이동 방향과 직각 방향으로 피가공물(50)을 이송하는 체인컨베이어(40)를 포함한다.

상기 메인보디(10)는 첨부도면 도 1과 같이 도면상의 좌우측 방향으로 길게 형성하되, 메인보디(10)의 상부에는 길이 방향으로 한 쌍의 가이드레일(101)을 평행하게 형성하고, 각 가이드레일(101) 상부에는 메인보디(10)의 길이 방향으로 랙기어(103)를 형성한다. 상기 가이드레일(101)은 H빔이나 C형 찬넬과 같이 평행한 면을 적어도 3개 이상 가진 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 가동체(20)는 상부에 구동모터(202)에 의해 구동되는 구동축(201)을 설치하고, 상기 구동축(201)의 양단부에는 상기 메인보디(10)에 형성된 한 쌍의 랙기어(103)와 각각 치합하는 피니언기어(203)를 설치하여 구동축(201)의 구동에 의해 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능하다. 또한, 양측면에는 상기 메인보디(10)에 형성된 한 쌍의 가이드레일(101)의 내측면에 각각 밀착하여 구동하는 롤러(204)를 설치하여 상기 구동축(201)의 구동에 의해 가동체(20)가 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동할 때, 가동체(20)의 이탈이나 요동을 방지하여 안정적인 왕복 이동이 가능하다.

상기 구동모터(202)는 가동체(20)의 왕복 이동을 위하여 정역회전이 가능한 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가동체(20)가 상기 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동할 때 왕복 이동 거리를 정확하게 제어하기 위하여 가동체(20)의 위치를 감지하는 감지수단을 상기 메인보디(10)나 가동체(20)에 더 구비할 수 있다. 이러한 상기 감지수단은 본 발명의 기술 분야에서 당업자가 쉽게 이해하고 용이하게 실시 가능한 공지공용에 해당하는 것인 바, 이에 대한 도면의 도시나 구체적인 기술적 설명은 생략하는 바이다.

상기 가공유닛(30)은 상기 가동체(20)에 설치된 승강수단(301)에 의해 승강하여 하향으로 일정한 압력이 작용하는 승강판(302)과, 상기 승강판(302) 하부에 탈부착 가능케 설치되어 헤어라인을 형성하는 브러시(303)를 포함한다.

상기 승강수단(301)은 중심부에 암나사부를 형성하고, 상기 가동체(20)에 설치된 축잡이부를 따라서 수직 승강하도록 설치하는 승강축(301a)과, 상기 암나사부에 나사 결합하는 수나사부를 형성하여 상기 가동체(20) 상단부에 공회전 가능케 설치하는 승강핸들(301b)을 포함한다. 따라서 상기 승강핸들(301b)을 회전시킴으로써 하부에 브러시(303)를 설치한 승강판(302)의 승강이 이루어지며, 승강판(302)의 높이에 따라서 피가공물(50)과의 접촉에 따른 압력이 조절된다.

한편, 상기 승강수단(301)은 피가공물(50)과 접촉하는 압력을 조절하기 위한 압력조절장치를 구비하여 피스톤로드의 스트로크를 이용해 승강판(302)의 승강이 가능케 하는 실린더를 사용할 수도 있다.

상기 승강판(302)이 승강수단(301)에 의해 상하로 승강하는 과정에서 안정적이고 정밀한 승강이 이루어지도록 승강판(302) 상부에는 한 쌍의 승강봉(302a)을 상향으로 돌출 형성하고, 상기 가동체(20)에는 상기 승강봉(302a)의 승강을 안내하는 가이드블록(205)을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 승강판(302)의 저면에는 브러시(303)를 탈부착할 수 있도록 볼트와 같은 고정수단을 이용해 브러시(303)를 탈부착 가능케 하는 것이 바람직하다.

상기 체인컨베이어(40)는 일정 간격으로 지그(401)를 설치하고, 상기 메인보디(10)의 전후방에는 구동수단(403)에 의해 상기 체인컨베이어(40)를 구동하는 구동풀리(402)를 설치하여 상기 가동체(20)의 왕복이동 방향과 직각 방향으로 구동하면서 지그(401)에 고정된 피가공물(50)을 이송한다.

상기 체인컨베이어(40) 구동수단(403)은 상기 지그(401)를 일정 거리만큼 이동시킨 후 정확한 위치에 정지시키기 위하여 체인컨베이어(40)의 구동 거리를 정밀하게 제어할 수 있는 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 일정한 수의 지그(401)가 헤어라인 형성을 위한 가공위치까지 이동한 후에는, 체인컨베이어(40)의 구동이 자동으로 멈출 수 있도록 지그(401)의 이동 숫자를 세는 카운팅수단이나, 지그(401)의 이동거리를 감지하는 센싱수단을 더 구비할 수 있다.

이러한 상기 모터와 카운팅수단, 센싱수단은 본 발명의 기술 분야에서 당업자가 쉽게 이해하고 용이하게 실시 가능한 공지공용에 해당하는 것인 바, 이에 대한 도면의 도시나 구체적인 기술적 설명은 생략하는 바이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 기술이 적용된 헤어라인 가공장치의 작동 관계를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 헤어라인 가공장치를 이용하여 피가공물(50)에 헤어라인을 형성하기 위해서는 먼저 가공유닛(30)의 브러시(303)를 일정한 높이로 고정한 상태에서 하향으로 일정한 압력이 작용하도록 한 후 첨부도면 도 4와 같이 작업자가 메인보디(10) 일측에서 자리를 잡고, 지그(401)에 피가공물(50)을 고정하게 된다.

이때, 상기 지그(401)는 체인컨베이어(40)에 일정 간격으로 설치되어 있기 때문에 작업자가 지그(401)에 일정 수의 피가공물(50)을 고정한 후, 체인컨베이어(40)가 구동하면 작업자가 지그(401)에 고정한 피가공물(50)이 헤어라인 형성을 위한 가공위치로 이송된다.

상기와 같이 피가공물(50)이 메인보디(10)의 중앙, 즉 헤어라인 형성을 위한 가공위치까지 이송되면, 가동체(20)가 메인보디(10)의 상부에서 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동함으로써 메인보디(10)에 설치된 가공유닛(30)의 저면에 부착된 브러시(303)가 지그(401)에 고정된 피가공물(50)의 표면과 접촉하면서 피가공물(50)의 표면에 가동체(20)의 왕복 이동하는 방향으로 헤어라인을 형성하게 된다.

이때, 피가공물(50)의 표면에 형성되는 헤어라인을 가공하는 횟수는 피가공물(50)이 가공위치에 고정된 상태에서 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동하는 가동체(20)의 왕복 횟수에 의해 결정되므로 피가공물(50) 두께나 경도 등을 고려하여 가동체(20)의 왕복 횟수를 적절하게 조절한다.

또한, 브러시(303)가 탈부착되는 승강판(302)을 승강하는 승강수단(301)을 이용하여 피가공물(50)과 접촉하는 브러시(303)의 접촉압력을 조절함으로써 브러시(303)와의 접촉에 의해 피가공물(50)의 표면에 형성되는 헤어라인의 깊이를 조절할 수 있게 되는데, 피가공물(50) 두께나 경도 등을 고려하여 브러시(303)의 접촉압력을 적절하게 조절한다.

한편, 상기와 같이 체인컨베이어(40)에 설치된 지그(401)에 피가공물(50)을 고정한 상태에서 체인컨베이어(40)의 구동에 의해 피가공물(50)이 헤어라인 가공위치로 이송되어 가동체(20)의 왕복 이동에 의해 피가공물(50)의 표면에 헤어라인이 형성되는 동안에 메인보디(10) 일측에 위치한 작업자는 체인컨베이어(40)에 설치된 비어있는 지그(401)에 헤어라인 가공을 위한 또 다른 피가공물(50)을 고정하는 작업을 수행함으로써 피가공물(50)의 헤어라인 가공과, 헤어라인 가공을 위한 또 다른 피가공물(50)의 공급 준비가 동시에 이루어지게 된다.

그리하여 헤어라인 가공을 위해서 먼저 투입된 피가공물(50)에 대한 헤어라인 가공이 완료되면, 체인컨베이어(40)의 구동에 의해서 헤어라인 가공이 완료된 제품은 작업자가 위치한 반대 방향으로 배출됨과 동시에 작업자가 지그(401)에 미리 고정해놓은 헤어라인 형성을 위한 피가공물(50)이 다시 헤어라인 가공위치로 이송된다.

상기와 같은 과정의 반복을 통한 체인컨베이어(40)의 순환에 의해 헤어라인 가공이 완료된 제품은 다시 작업자의 위치까지 이송됨으로써 작업자가 한자리에서 헤어라인 가공을 위한 피가공물(50)의 공급과, 헤어라인 가공이 완료된 제품의 배출을 동시에 수행할 수 있게 되고, 상기와 같이 피가공물(50)의 공급과, 헤어라인 가공이 완료된 제품을 작업자가 최종 배출하는 동안에도 가동체(20)는 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동하면서 지그(401)에 고정된 피가공물(50)에 대한 헤어라인 가공을 계속 수행하기 때문에 작업의 연속성을 유지할 수 있게 되어 작업의 편의성과 생산성이 크게 향상된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

10: 메인보디 101: 가이드레일
102: 랙기어 20: 가동체
201: 구동축 202: 구동모터
203: 피니언기어 204: 롤러
205: 가이드블록 30: 가공유닛
301: 승강수단 302: 승강판
302a: 승강봉 303: 브러시
40: 체인컨베이어 401: 지그
402: 구동풀리 403: 구동수단

Claims (1)

1. 상부에는 한 쌍의 가이드레일(101)을 평행하게 형성하고, 각 가이드레일(101) 상부에는 평행한 면을 적어도 3개 이상 가진 형상으로 형성된 랙기어(103)을 상기 가이드레일(101)의 길이 방향으로 설치한 메인보디(10)와;
   정역회전이 가능한 구동모터(202)에 의해 구동되는 구동축(201)의 설치하고, 상기 구동축(201)의 양단부에는 상기 랙기어(103)와 치합하는 피니언기어(203)를 설치하며, 상기 가이드레일(101)의 내측면에 각각 밀착하여 구동하는 롤러(204)를 양측면에 설치하여 상기 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동하고, 상기 메인보디(10)의 길이 방향으로 왕복 이동할 때 왕복 이동 거리를 정확하게 제어하기 위하여 위치를 감지하는 감지수단을 구비한 가동체(20)와;
   중심부에 암나사부를 형성하고, 상기 가동체(20)에 설치된 축잡이부를 따라서 수직 승강하도록 설치하는 승강축(301a)과, 상기 암나사부에 나사 결합하는 수나사부를 형성하여 상기 가동체(20) 상단부에 공회전 가능케 설치하는 승강핸들(301b)을 포함하여 상기 가동체(20)에 설치되는 승강수단(301)에 의해 승강하여 하향으로 일정한 압력이 작용하는 승강판(302) 하부에 헤어라인을 형성하는 브러시(303)를 고정수단으로 탈부착 가능케 설치한 가공유닛(30)과;
   일정 간격으로 지그(401)를 설치하고, 상기 메인보디(10)의 전후방에 설치되어 구동수단(403)에 구동되는 구동풀리(402)에 의해 상기 가동체(20)의 왕복이동 방향과 직각 방향으로 구동하면서 지그(401)에 고정된 피가공물(50)을 이송하며, 상기 구동수단(403)에 의해 일정 거리만큼 이동시킨 후 정지시킬 수 있도록 지그(401)의 이동거리를 감지하는 센싱수단을 구비한 체인컨베이어(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤어라인 가공장치.

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