KR101615195B1 - 에지 마스크장치 - Google Patents

Abstract

에지 마스크장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 에지 마스크장치는 수평도금셀 내에 배치된 전극 사이를 통과하는 스트립 가장자리의 과도금을 방지하기 위해 상기 스트립의 측부를 감싸는 커버홈을 갖는 절연바디 및 스트립의 가장자리와 멀어지거나 가까워지는 방향으로 절연바디를 이동시키는 이송장치를 포함하고, 절연바디에는 수평도금셀 내에서 이동하는 절연바디의 위치를 외부에서 확인할 수 있도록 절연바디의 적어도 일측에서 수평도금셀의 입구와 출구 외측으로 돌출되도록 연장 형성되는 위치확인수단이 마련된다.

Description

에지 마스크장치{EDGE MASK APPARATUS}

본 발명은 에지 마스크장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기아연도금의 제조과정에서 발생하는 강판 에지부의 과도금을 방지하는 에지 마스크장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기도금에 있어서 강판의 에지(edge) 부분에는 전류가 집중되면서 에지 과도금 현상이 나타나 도금결함을 유발하게 되고, 이로 인하여 다음과 같은 여러가지 문제점들이 발생하게 된다.

첫째, 도금된 강판의 에지부위는 중앙부위에 비하여 도금부착량이 많기 때문에 제품을 코일로 감게 되면 강판에 굴곡을 발생시키고, 이로 인해 코일을 작은 단위로 제작할 수 밖에 없어 생산성을 떨어뜨리고 원가상승을 유발시킨다.

둘째, 에지부에 나타나는 버닝이나 과도금, 수지상(zinc tree) 등은 쉽게 탈락되고, 탈락된 도금가루가 롤(roll)등에 달라 붙어 강판에 흠집(dent) 등의 결함을 유발시킨다. 이는 롤에 부착된 도금가루를 제거하기 위한 추가 작업이 필요하게 되어 작업환경을 열악하게 하고 조업을 지연시킴으로써 생산성을 감소시키는 결과를 초래한다. 또한 탈락된 도금층은 도금이 진행되는 동안 용액중에 떠다니면서 빠른 유속으로 인하여 직접 강판에 미세한 찍힘 자국을 형성하는 품질문제를 유발하게 된다.

이와 같은 문제를 해결하고자 대한민국 공개특허공보 특2001-0065374호에는 에지 과도금을 방지하는 전기도금방법이 개시되었다.

특허문헌 1: 공개특허공보 특2001-0065374호(2001.07.11 공개)

본 발명의 실시 예들은 프레임 내에서 이동하는 절연바디의 위치 확인을 가능하게 하여 안전사고를 방지할 수 있는 에지 마스크장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수평도금셀 내에 배치된 전극 사이를 통과하는 스트립 가장자리의 과도금을 방지하기 위해 상기 스트립의 측부를 감싸는 커버홈을 갖는 절연바디 및 상기 스트립의 가장자리와 멀어지거나 가까워지는 방향으로 상기 절연바디를 이동시키는 이송장치를 포함하고, 상기 절연바디에는 상기 수평도금셀 내에서 이동하는 상기 절연바디의 위치를 외부에서 확인할 수 있도록 상기 절연바디의 적어도 일측에서 상기 수평도금셀의 입구와 출구 중 적어도 하나의 외측으로 돌출되도록 연장 형성되는 위치확인수단이 마련되는 에지 마스크장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 커버홈의 내면에는 자력을 발생하는 자력발생부재가 설치될 수 있다.

또한 상기 스트립에 대한 상기 절연바디의 상대적 위치를 감지하는 센서장치와, 상기 센서장치에 의해 감지된 출력신호를 기초로 경보음을 발생하는 알람부를 더 포함한다.

또한 상기 센서장치는 일단이 상기 절연바디와 연결되며 타단이 스프링에 연결된 와이어의 일측에 결합되는 타겟플레이트와, 상기 타겟플레이트의 거리를 감지하는 거리감지센서를 포함한다.

또한 상기 거리감지센서는 초음파 센서, 적외선 센서, 포토 인터럽터(photo interrupter) 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 전기도금 시 제어오차에 따른 오작동에 의하여 스트립의 가장자리에 접근하는 절연바디의 과도한 접촉으로 인한 스트립과 에지 마스크장치의 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 도금장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에지 마스크장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 센서장치의 동작 상태도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 에지 마스크장치의 제어 블록도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

또한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원서 에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 발명을 제한 및 한정하려는 의도는 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서 에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분과 "연결" 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 도금장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에지 마스크장치를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 도금장치는 스트립(10)이 수평으로 진행하는 수평도금셀(20)과, 수평도금셀(20)의 전방과 후방에서 각각 스트립(10)의 상하 표면에 밀착되도록 배치되는 도전롤(12)과 백업롤(13)을 포함한다.

수평도금셀(20)은 내부에 전극(21)이 배치되며 상하로 이격되는 상부프레임(23)과 하부프레임(24)으로 구성될 수 있다.

스트립(10)은 수평도금셀(20)의 전방과 후방에 배치되는 도전롤(12)과 백업롤(13) 사이를 통과하면서 이송되고, 이송되는 스트립(10)은 수평도금셀(20)의 내부를 통과하는 동안 수평도금셀(20) 내에 상하로 마주하게 이격 배치된 전극(21) 사이를 이동하면서 도금용액에 의한 도금이 이루어지게 된다.

즉 스트립(10)은 수평도금셀(20)의 전단과 후단에 각각 형성된 입구(25)와 출구(26)를 통해 수평도금셀(20) 내부에 배치된 전극(21) 사이를 통과하여 지나가고, 수평도금셀(20) 내부를 통과하는 동안 공급되는 도금용액에 의해 표면에 도금이 이루어지게 된다. 여기서, 도전롤(12)과 수평도금셀(20) 내의 전극(21)은 각각 정류기로부터 나온 전류를 스트립에 인가하는 음극과 양극으로 작용하게 된다. 즉, 전류를 도전롤(12)과 수평도금셀(20) 내의 전극(21)에 각각 통전시키게 되면 전류가 전극(21)으로부터 도금용액을 통해 스트립(10)에 흐르게 되면서 아연도금이 이루어지게 된다.

스트립(10)이 진행하는 방향에 대한 수평도금셀(20)의 좌우 양측에는 전기도금 시 스트립(10)의 가장자리에 과 도금이 발생하는 것을 방지하기 위한 에지 마스크장치(30)가 마련된다.

에지 마스크장치(30)는 수평도금셀(20) 내에 배치된 전극(21) 사이를 통과하는 스트립(10)의 양측 가장자리를 각각 둘러싸는 절연바디(40)와, 절연바디(40)를 스트립(10)의 측부(11)와 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동시키는 이송장치(50)를 포함한다.

절연바디(40)는 단면 사각형 형상의 막대로 마련될 수 있고, 스트립(10)의 측부(11)와 마주하는 면에는 오목하게 패인 커버홈(41)이 마련될 수 있다. 커버홈(41)은 스트립(10)의 측부(11)를 둘러싸는 횡단면 삼각 형태의 홈으로 마련될 수 있다.

이송장치(50)는 절연바디(40)를 스트립(10)의 측부(11)와 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동시키기 위한 장치로서, 동력을 발생하는 구동모터(51)와, 구동모터(51)의 동력을 전달받아 회전하는 나사축(52)과, 나사축(52)을 따라 전후 이동 가능하며 절연바디(40)와 연결로드(53)를 매개로 연결되는 이동프레임(54)과, 이동프레임(54)의 안정적 직선이동을 안내하는 안내로드(55)를 포함한다.

구동모터(51)는 양방향 회전 가능한 모터를 포함하고, 이동프레임(54)은 나사축(52)에 결합되는 나사너트(56)와 연결된다. 이동프레임(54)은 나사축(52)의 회전에 따라 이동하는 나사너트(56)와 함께 나사축(52)의 축 방향으로 전후 이동하며, 나사축(52)을 따라 이동 시 안내로드(55)에 의해 지지되어 안정적 직선운동을 하게 된다.

연결로드(53)에 의해 이동프레임(54)과 연결되는 절연바디(40)는 이동프레임(54)의 이동에 따라 수평도금셀(20) 내부로 진입되거나 후퇴하게 되고, 수평도금셀(20) 내에서 이동하는 스트립(10)의 가장자리에 과 도금이 발생하는 것을 방지한다.

한편 절연바디(40)가 스트립(10)의 측부(11)에 접근하는 동안 스트립(10)과 커버홈(41)의 내측이 접촉하는 것을 방지하도록 커버홈(41)의 내측에는 자력을 발생하는 자력발생부재(42)가 마련될 수 있다. 자력발생부재(42)는 마그넷 또는 전자석을 포함하고, 자력발생부재(42)는 스트립(10)에 대한 척력을 발생시킴에 의해 이송장치(50)의 제어오차 또는 절연바디(40)의 정렬오차에 따른 절연바디(40)의 이동 시 절연바디(40)가 스트립(10)의 측부(11)에 과도하게 접촉되는 것을 방지한다.

한편 절연바디(40)가 이송장치(50)에 의해 수평도금셀(20) 내부로 진입되는 경우에는 외부에서 스트립(10)에 대한 절연바디(40)의 실제 위치를 육안으로 확인할 수 없어 절연바디(40)를 스트립(10)의 측부(11)에 대하여 소정거리(예를 들면, 5mm) 이내로 근접시키는 작업은 상당한 부담이 작용한다. 이를 해소하고자 절연바디(40)의 양측에는 수평도금셀(20) 내에서 이동하는 절연바디(40)의 위치를 외부에서 육안으로 확인할 수 있는 위치확인수단(45)이 마련될 수 있다.

본 실시 예에서는 위치확인수단(45)이 절연바디(40)의 양측에서 각각 수평도금셀(20)의 입구(25)와 출구(26) 외측으로 돌출되도록 연장 형성되는 길이가 긴 막대 형태로 마련된 구성을 도시하였으나, 이는 일 예에 해당하는 것으로서, 수평도금셀(20)의 외부에서 절연바디(40)의 위치를 육안으로 확인할 수 있는 구성이라면 그 형태나 길이는 제한되지 않는다. 즉 위치확인수단(45)은 돌기, 봉, 바 등 다양한 형태가 가능하다. 또한 위치확인수단(45)은 수평도금셀(20)의 입구(25)와 출구(26) 중 적어도 하나의 외측으로 돌출되도록 연장 형성될 수 있음은 물론이다.

또한 본 실시 예의 에지 마스크장치(30)는 스트립(10)에 대한 절연바디(40)의 상대적 위치를 감지하는 센서장치(60)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 센서장치의 동작상태도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 에지 마스크장치의 제어 블록도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 센서장치(60)는 절연바디(40)의 이동에 상응하여 위치가 변경되도록 설치된 타겟플레이트(62)의 거리를 감지하는 거리감지센서(61)를 포함한다.

거리감지센서(61)는 수평도금셀(20) 근방에 고정 설치된 센서브래킷(64)에 장착된 초음파 센서, 적외선 센서, 포토 인터럽터(photo interrupter) 중 어느 하나로 적용될 수 있다.

타겟플레이트(62)는 양단이 각각 절연바디(40)와 센서브래킷(64)에 결합된 스프링(65)에 연결되는 와이어(66)의 일측에 결합되어 고정될 수 있고, 거리감지센서(61)와 마주하는 위치에는 거리감지센서(61)에 의해 감지되기 위한 타겟(63)이 형성된 소정두께의 판 형태로 마련될 수 있다. 본 실시 예에서는 도시하지 않았으나, 와이어(66)와 함께 이동하는 타겟플레이트(62)는 안정적 승강 이동을 위해 별도의 가이드를 통해 지지될 수 있다.

와이어(66)는 일측이 절연바디(40)에 연결되되 수평방향으로 연장된 후 그 중도가 지지롤러(67)에 감겨 지지되고, 타측은 수직방향으로 연장되어 스프링(65)에 연결되어 일정 장력이 유지된 상태로 마련될 수 있다.

타겟플레이트(62)는 와이어(66)의 이동과 연동하여 위치 변동이 발생되고, 거리감지센서(61)는 위치 변동이 발생된 타겟(63)에 의해 반사되어 되돌아오는 신호를 기초로 절연바디(40)의 위치를 검출할 수 있다.

즉 도 5에 도시된 바와 같이 절연바디(40)가 수평도금셀(20) 내부로 진입되어 이동하는 경우 절연바디(40)와 연결된 와이어(66)가 함께 이동하게 되므로 와이어(66)에 고정된 타겟플레이트(62)의 위치는 변화되고, 거리감지센서(61)는 초음파, 적외선, 가시광선 등의 신호를 방출하고, 타겟플레이트(62)의 타겟(63)에 반사되어 돌아오는 신호를 감지함에 의해 타겟플레이트(62)의 변화된 위치를 감지한다.

거리감지센서(61)에 의해 감지된 출력신호는 제어부(70)로 전송되고, 제어부(70)는 전달된 출력신호의 크기 및 위상 변화로부터 타겟플레이트(62)의 거리를 연산하고, 변화된 거리를 기초로 타겟플레이트(62)가 이동된 변위량을 판단한다. 즉 제어부(70)는 판단된 변위량을 기초로 절연바디(40)의 이동거리를 추정할 수 있고, 절연바디(40)의 이동거리가 미리 설정된 기준거리를 초과하는 경우에는 알람부(80)를 통해 경보음을 발생시킬 수 있다.

여기서, 제어부(70)는 적어도 하나의 컴퓨터 명령을 수행하는 CPU를 포함하는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등으로 이루어질 수 있고, 알람부(80)는 제어부(70)의 제어신호에 의해 경보음을 발생시키는 스피커 또는 작업자에게 경보화면을 출력하는 표시장치를 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 에지 마스크장치의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 스트립(10)은 도전롤(12)과 백업롤(13)에 의해 수평도금셀(20) 내부로 이송되고, 수평도금셀(20) 내에서 서로 마주하게 배치된 전극 사이를 통과하면서 도금용액에 의한 도금이 이루어진다.

그리고 스트립(10)의 가장자리 부위에서의 과도금을 방지하기 위하여 에지 마스크장치(30)의 절연바디(40)는 이송장치(50)의 구동에 의하여 스트립(10)의 측부(11)를 향해 이동하게 된다. 이때 에지 마스크장치(30)의 설치 불량 또는 오작동에 따른 이상발생으로 인하여 수평도금셀(20) 내부로 진입되는 절연바디(40)가 과도하게 이동되는 경우라도 작업자는 수평도금셀(20)의 외측으로 연장된 위치확인수단(45)을 통해 절연바디(40)의 위치를 육안으로 신속히 확인 가능함에 의해 안전사고에 대처할 수 있게 된다. 이와 동시에 절연바디(40)의 커버홈(41) 내측에 설치된 자력발생부재(42)와 스트립(10)의 상호 반발력에 의하여 절연바디(40)와 스트립(10)과의 충돌 발생을 최소화될 수 있게 된다.

한편 작업자가 위치확인수단(45)의 위치를 육안으로 확인하지 못한 경우라도 절연바디(40)가 과도하게 진입된 경우 발생하는 알람부(80)의 출력신호를 통하여 작업자에게 알려줌에 따라 예기치 못한 사고를 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 스트립, 20: 수평도금셀,
30: 에지 마스크장치, 40: 절연바디,
41: 커버홈, 42: 자력발생부재,
45: 위치확인수단, 50: 이송장치,
60: 센서장치, 61: 거리감지센서,
62: 타겟플레이트, 65: 스프링,
66: 와이어, 70: 제어부,
80: 알람부.

Claims (5)

1. 수평도금셀 내에 배치된 전극 사이를 통과하는 스트립 가장자리의 과도금을 방지하기 위해 상기 스트립의 측부를 감싸는 커버홈을 갖는 절연바디;
   상기 스트립의 가장자리와 멀어지거나 가까워지는 방향으로 상기 절연바디를 이동시키는 이송장치; 및
   상기 스트립에 대한 상기 절연바디의 상대적 위치를 감지하는 센서장치;를 포함하고,
   상기 센서장치는,
   일단이 상기 절연바디와 연결되며 타단이 스프링에 연결된 와이어의 일측에 결합되는 타겟플레이트와,
   상기 타겟플레이트의 거리를 감지하는 거리감지센서를 포함하는 에지 마스크장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 커버홈의 내면에는 자력을 발생하는 자력발생부재가 설치되는 에지 마스크장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 센서장치에 의해 감지된 출력신호를 기초로 경보음을 발생하는 알람부를 더 포함하는 에지 마스크장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 절연바디에는 상기 수평도금셀 내에서 이동하는 상기 절연바디의 위치를 외부에서 확인할 수 있도록 상기 절연바디의 적어도 일측에서 상기 수평도금셀의 입구와 출구 중 적어도 하나의 외측으로 돌출되도록 연장 형성되는 위치확인수단이 마련되는 에지 마스크장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 거리감지센서는 초음파 센서, 적외선 센서, 포토 인터럽터(photo interrupter) 중 적어도 하나를 포함하는 에지 마스크장치.

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