KR101787251B1 - 공작기계의 분진흡입장치 - Google Patents

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KR101787251B1
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윤한솔
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한국정밀기계(주)
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Abstract

공작기계의 분진흡입장치가 개시된다. 상기 공작기계의 분진흡입장치는 스핀들의 직경보다 큰 직경의 원통형상이고, 스핀들의 하단을 감싸도록 상기 스핀들에 설치되어 상기 스핀들이 가공대상물을 가공시 발생되는 분진을 흡입하도록 구성된 석션컵; 상기 스핀들을 수용하고 있는 스핀들하우징에 결합되어 상기 석션컵 위로 일정 거리 이격되어 배치된 집진챔버; 상기 석션컵으로부터 상기 집진챔버에 연결되어 있고, 상기 분진을 상기 석션컵으로부터 상기 집진챔버로 이동시키는 하나 이상의 제1 석션호스; 상기 분진이 최종적으로 수집되는 공간을 제공하고, 상기 분진을 흡입하는 흡입력을 제공하도록 구성된 집진기; 상기 집진챔버로부터 상기 집진기에 연결되어 상기 집진챔버 내부로 유입된 분진을 상기 집진기로 이동시키는 제2 석션호스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공작기계의 분진흡입장치{DUST SUCTION DEVICE}
본 발명은 공작기계의 분진흡입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계에서 가공대상물의 절삭 및 천공시 발생되는 분진을 흡입 및 제거하는 공작기계의 분진흡입장치에 관한 것이다.
공작물의 대표적인 가공인 드릴가공(Drill), 라우터가공(Router) 등 분진이 많이 발생하는 가공에서 그 분진들을 처리하지 않으면 가공하는 작업자나 주변환경에 악영향을 미치며, 분진들이 가공 시 툴(Tool)에서 발생하는 열로 인해 툴에 엉켜 붙는 현상들이 일어난다. 그것은 곧 가공물의 품질에 직접적인 영향을 미치게 되며 가공품질 하락으로 이어진다.
또한, 툴에 엉켜붙은 분진들로 인하여 툴의 수명에도 악영향을 미치게 된다. 이러한 분진의 처리는 매우 중요하며, 그것은 곧 가공품질의 문제뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 매우 중요한 문제이다.
대한민국 등록특허 제10-0404450호
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공작기계에서 가공대상물의 가공시 발생되는 분진을 즉시 흡입 및 제거할 수 있고, 분진 흡입력의 증대 및 분진 흡입 효과가 증대될 수 있도록 한 공작기계의 분진흡입장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치는 스핀들의 직경보다 큰 직경의 원통형상이고, 스핀들의 하단을 감싸도록 상기 스핀들에 설치되어 상기 스핀들이 가공대상물을 가공시 발생되는 분진을 흡입하도록 구성된 석션컵; 상기 스핀들을 수용하고 있는 스핀들하우징에 결합되어 상기 석션컵 위로 일정 거리 이격되어 배치된 집진챔버; 상기 석션컵으로부터 상기 집진챔버에 연결되어 있고, 상기 분진을 상기 석션컵으로부터 상기 집진챔버로 이동시키는 하나 이상의 제1 석션호스; 상기 분진이 최종적으로 수집되는 공간을 제공하고, 상기 분진을 흡입하는 흡입력을 제공하도록 구성된 집진기; 상기 집진챔버로부터 상기 집진기에 연결되어 상기 집진챔버 내부로 유입된 분진을 상기 집진기로 이동시키는 제2 석션호스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 석션컵은 상기 스핀들 주변에서 발생되는 분진을 흡입하는 분진흡입관을 포함하고, 상기 제1 석션호스 및 분진흡입관은 각각 두 개로 구성되고, 상기 두 개의 분진흡입관은 상기 석션컵의 중심으로부터 편심되어 서로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 집진챔버는 상기 스핀들하우징의 둘레를 감싸도록 설치되어 평면 형상이 링 형상이고, 상기 집진챔버의 내부에는 상기 집진챔버의 높이보다 낮은 높이를 갖는 보강리브가 복수 설치될 수 있다.
상기 석션컵의 내부에서 상기 석션컵의 원주방향으로 설치되어 있는 브러쉬를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 보강리브는 상기 집진챔버 내에서 회전하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 공작기계의 분진흡입장치에 의하면, 공작기계에서 가공대상물의 가공시 발생되는 분진을 즉시 흡입 및 제거할 수 있고, 분진 흡입력의 증대 및 분진 흡입 효과가 증대될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치를 설명하기 위한 정면도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치의 집진기를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 분진흡입관을 설명하기 위한 확대도이다.
도 6은 도 1에 도시된 집진챔버의 하부커버의 내부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치에서 분진의 흡입경로를 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 8의 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치를 설명하기 위한 정면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이고, 도 3은 도 1의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치의 집진기를 설명하기 위한 측면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 분진흡입관을 설명하기 위한 확대도이고, 도 6은 도 1에 도시된 집진챔버의 하부커버의 내부를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치는 석션컵(110), 집진챔버(120), 제1 석션호스(130), 집진기(140) 및 제2 석션호스(150)를 포함한다.
석션컵(110)은 스핀들(10)을 커버하고 분진을 흡입하는 입구를 형성한다. 석션컵(110)은 스핀들(10)의 하단을 감싸도록 스핀들(10)에 설치되며, 스핀들(10)의 직경보다 큰 직경의 원통형상일 수 있다. 이러한 석션컵(110)은 스핀들(10)이 가공대상물을 가공시 발생되는 분진을 흡입한다. 이를 위해, 석션컵(110)은 스핀들(10) 주변에서 발생되는 분진을 흡입하는 분진흡입관(111)을 포함한다. 분진흡입관(111)은 2개일 수 있다. 이러한 경우, 분진흡입관(111)은 도 5와 같이 석션컵(110)의 중심으로부터 편심되어 서로 대칭을 이루도록 배치된다.
집진챔버(120)는 석션컵(110)을 통해 흡입된 분진이 1차로 수집되는 공간을 제공한다. 집진챔버(120)는 스핀들(10)을 수용하고 있는 스핀들하우징(20)에 결합되어 석션컵(110) 위로 일정 거리 이격되게 배치된다. 집진챔버(120)는 스핀들하우징(20)의 둘레를 감싸도록 설치되어 평면 형상이 링 형상일 수 있다.
일 예로, 집진챔버(120)는 환형의 집진공간(120a)을 제공하는 하부커버(121) 및 상기 집진공간(120a)을 밀폐하도록 하부커버(121)에 결합되는 상부커버(122)를 포함할 수 있다. 또한, 하부커버(121)의 집진공간(120a) 내측에는 도 6과 같이 복수의 보강리브(123)가 설치될 수 있다. 복수의 보강리브(123)는 하부커버(121)의 강도를 보강한다. 복수의 보강리브(123)는 집진공간(120a)에서 분진의 막힘 없는 이동을 위해 집진챔버(120)의 높이, 즉 하부커버(121)의 높이보다 낮은 높이를 가질 수 있다.
제1 석션호스(130)는 석션컵(110)을 통해 흡입된 분진이 집진챔버(120)로 이동되도록 한다. 제1 석션호스(130)는 석션컵(110)에 구비된 분진흡입관(111)의 개수와 동일한 개수를 갖는다. 앞서 예시한 바와 같이 분진흡입관(111)이 2개인 경우 제1 석션호스(130)도 2개일 수 있다. 이러한 경우 각각의 제1 석션호스(130)는 일단부가 분진흡입관(111)에 연결되고 타단부는 집진챔버(120)의 하부커버(121)에 연결된다.
집진기(140)는 분진이 최종적으로 수집되는 공간을 제공하고, 분진을 흡입하는 흡입력을 제공하도록 구성된다. 일 예로, 집진기(140)는 도 4와 같이 집진탱크(141) 및 흡입팬(142)을 포함할 수 있다. 집진탱크(141)는 집진챔버(120)에서 1차 집진된 분진이 최종적으로 수집되는 공간을 제공한다. 흡입팬(142)은 집진탱크(141)의 내부 또는 외부에 설치되어 분진을 흡입하는 흡입력을 제공한다.
제2 석션호스(150)는 집진챔버(120) 내부로 유입된 분진을 집진기(140)로 이동시킨다. 이를 위해, 제2 석션호스(150)는 집진챔버(120)로부터 집진기(140)에 연결된다. 예를 들면, 제2 석션호스(150)는 집진챔버(120)의 상부커버(122) 상면으로부터 집진기(140)의 흡입팬(142)과 연결되어 흡입팬(142)의 흡입력을 통해 집진챔버(120) 내로 1차 집진된 분진이 집진기(140)의 집진탱크(141)로 이동되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치는 브러쉬(160)를 더 포함할 수 있다.
브러쉬(160)는 도 2에 도시한 바와 같이 석션컵(110)의 내부에서 석션컵(110)의 원주방향으로 설치된다. 브러쉬(160)는 석션컵(110)의 원주방향 전체에 분포된 다수의 합성수지재의 브러쉬 솔로 구성되며, 이러한 브러쉬(160)는 합성수지재의 브러쉬 솔이 정전기를 가진 상태로써 석션컵(110)을 통해 흡입되는 분진에 대해 정전기 및 흡입팬(142)의 흡입팬에 의한 최초 집진이 이루어지는 요소이다. 브러쉬 솔에 부착된 분진의 일부 또는 전부는 흡입팬(142)의 흡입력에 의해 집진기(140)의 집진탱크(141)까지 흡입될 수 있다.
이하에서는 이러한 공작기계의 분진흡입장치를 통해 스핀들(10)이 가공대상물을 가공시 발생되는 분진을 흡입하는 과정에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치에서 분진의 흡입경로를 나타낸 정면도이다.
먼저, 집진기(140)의 흡입팬(142)은 스핀들(10)이 회전하여 가공대상물을 가공하기 전에 동작되도록 한다.
스핀들(10)이 회전하여 가공대상물의 가공을 시작하면 가공대상물의 일부분이 절삭 또는 천공되면서 분진이 발생하며, 발생된 분진은 흡입팬(142)의 흡입력 및 브러쉬(160)의 정전기에 의해 최초 브러쉬(160)를 향해 흡입된다.
브러쉬(160)에 부착된 분진은 석션컵(110)의 내부로 유입된다. 이때, 석션컵(110)에 구비된 2개의 분진흡입관(111)은 석션컵(110)의 중심으로부터 편심되어 서로 대칭을 이루고 있으므로 분진의 흡입시 흡입력에 의해 분진이 회오리 형태로 흡입되며, 이는 분진의 흡입양을 증가시킨다.
분진흡입관(111)의 내부로 흡입된 분진은 제1 석션호스(130)를 통해 집진챔버(120)의 집진공간(120a)으로 이동하여 집진챔버(120)의 집진공간(120a)에 1차로 집진되며, 집진공간(120a)에 1차 집진된 분진은 다시 제2 석션호스(150)를 통해 집진기(140)의 집진탱크(141)로 이동하여 집진탱크(141)의 내부에 최종 집진된다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치를 이용하면, 스핀들(10)의 하단부로부터 분진이 흡입되는 입구를 형성하고 있으므로 분진 발생시 즉시 분진을 흡입할 수 있고, 분진에 의한 스핀들(10)의 수명 저하 및 가공물의 품질 저하를 방지할 수 있다.
또한, 분진을 흡입하는 입구를 형성하는 석션컵(110)에 구비된 두 개의 분진흡입관(111)은 석션컵(110)의 중심으로부터 편심되어 서로 대칭을 이루고 있으므로 분진의 흡입시 흡입력에 의해 분진이 회오리 형태로 흡입됨에 따라 분진 흡입력의 증가 및 분진 흡입 효과가 증대될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치를 도 8및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들과의 차이점을 중심으로 설명한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 도 8의 평면도이다.
도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치의 주요부를 설명하기 위해 도 6과 같은 형태로 집진챔버(120)의 내부를 도시하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치와 동일한 구성요소들에 대하여는 생략하였다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치는 집진챔버(120)의 내부에 복수의 보강리브(123)가 설치되며, 상기 복수의 보강리브(123)는 회전하도록 구성되는 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치와 동일하므로 이하에서는 복수의 보강리브(123)가 회전하는 구조 및 그에 따른 작용 및 효과를 중심으로 설명한다.
복수의 보강리브(123)가 회전하기 위해 집진챔버(120)의 내부에는 집진챔버(120)의 안쪽원통(121a)에 결합되는 회전축(170)을 포함하고, 상기 회전축(170)에는 복수의 보강리브(123)의 일단부가 고정된다. 도시하지는 않았지만 회전축(170)의 원활한 회전을 위해 회전축(170) 및 상기 안쪽원통(121a)의 사이에는 베어링이 결합될 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치는 제1 석션호스(130)를 통해 집진챔버(120)의 내부로 유입된 분진 및 공기는 환형의 집진챔버(120) 내부를 원주방향을 따라 이동하게 되는데, 이때 공기가 보강리브(123)에 부딪힘에 따라 복수의 보강리브(123) 및 회전축(170)은 회전하게 된다. 즉, 보강리브(123)는 환형의 집진챔버(120)의 원주방향으로 회전하게 된다.
복수의 보강리브(123)가 회전함에 따라 집진챔버(120)의 내부로 유입된 공기 및 분진은 환형의 집진챔버(120)의 내부를 빠르게 이동하게 되며, 집진챔버(120) 내부의 공기 및 분진은 와류를 형성하면서 집진챔버(120)의 환형 형상의 원주방향을 따라 빠르게 이동하여 제2 석션호스(150)를 통해 집진부(미도시)로 빠르게 배출된다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 분진흡입장치는 석션컵에서 분진을 흡입할 때 와류가 형성되도록 흡입할 뿐 아니라, 집진챔버(120)의 내부에서 한번 더 와류를 형성하면서 분진 및 공기가 집진챔버(120)의 원주방향을 따라 이동하여 제2 석션호스(150)를 통해 집진챔버(120)의 외부로 배출되므로 흡입되는 분진의 빠른 배출이 가능하며, 이에 의해 분진 흡입력이 증대될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 공작기계의 분진흡입장치의 하부커버(121) 및 상부커버(122)의 내면 및 보강리브(123)의 표면은 분진의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 분진 부착 방지 도포용 조성물이 도포된 도포층이 형성될 수 있다. 상기 분진 부착 방지 도포용 조성물은 붕산 및 탄산나트륨이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 붕산 및 탄산나트륨의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~ 10 중량%이다. 이에 더하여, 상기 도포층의 도포성을 향상시키는 물질로 탄산나트륨 또는 탄산칼슘이 이용될 수 있으나 바람직하게는 탄산나트륨이 이용될 수 있다. 상기 붕산 및 탄산나트륨은 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.
상기 붕산 및 탄산나트륨은 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.
한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000 Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.
또한, 분진 부착 방지 도포용 조성물은 붕산 0.1 몰 및 탄산나트륨 0.05 몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 공작기계의 분진흡입장치의 석션컵(110) 및 집진챔버(120)는 아연도 강판 또는 알루미늄 소재 등의 재질로 구성될 수 있으며, 이러한 석션컵(110) 및 집진챔버(120)의 표면이 먼지, 오염물질 등으로부터 표면의 부식현상을 방지시키기 위해 금속재의 표면 도포재료로 도포층이 형성될 수 있다. 이 도포층은 알루미나 분말 60중량%, NH4Cl 30중량%, 아연 2.5중량%, 구리 2.5중량%, 마그네슘 2.5중량%, 티타늄 2.5중량%로 구성된다.
상기 알루미나 분말은 고온으로 가열될 때 소결, 엉킴, 융착 방지 등의 목적으로 첨가된다. 이러한 알루미나 분말이 60중량% 미만으로 첨가되면, 소결, 엉킴, 융착 방지의 효과가 떨어지며, 알루미나 분말이 60중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서, 알루미나 분말은 60중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 NH4Cl은 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식, 구리 및 마그네슘과 반응하여 확산 및 침투를 활성화시키는 역할을 한다. 이러한 NH4Cl은 30중량% 첨가된다. NH4Cl이 30중량% 미만으로 첨가되면, 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식 구리 및 마그네슘과 반응이 제대로 이루어지지 않으며 이에 따라 확산 및 침투를 활성화시키지 못한다. 반면에, NH4Cl이 30중량% 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서 NH4Cl은 30중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 아연은 물에 닿는 금속의 부식을 방지하는 것과 전기 방식용으로 사용되도록 배합된다. 이러한 아연은 2.5중량%가 혼합된다. 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 물에 닿는 금속의 부식을 제대로 방지시키지 못하게 된다. 반면에 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 아연은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 구리는 상기 알루미늄과 조합하여 금속의 경도 및 인장강도를 높이게 된다. 이러한 구리는 2.5중량% 혼합된다. 구리의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 알루미늄과 조합될시 금속의 경도 및 인장강도를 제대로 높이지 못하게 된다. 반면에 구리의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 구리는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 마그네슘의 순수한 금속은 구조강도가 낮으므로 상기 아연 등과 함께 조합하여 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성을 높이는 용도로 배합된다. 이러한 마그네슘은 2.5중량% 혼합된다. 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 아연 등과 함께 조합될 시 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 마그네슘는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 티타늄은 가볍고 단단하고 내부식성이 있는 전이 금속 원소로 은백색의 금속광택이 있는바, 뛰어난 내식성과 비중이 낮아 강철 대비 무게는 60% 밖에 되지 않으므로 금속모재에 도포되는 도포재의 중량은 줄이되 광택을 높이고 뛰어난 방수성 및 내식성을 갖도록 배합된다.
이러한 티타늄은 2.5중량% 혼합된다. 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 금속모재에 도포되는 도포재의 중량이 그다지 경감되지 않고, 광택성, 방수성, 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에, 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비는 크게 증가된다. 따라서 티타늄은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
도포층의 도포방법은 다음과 같다.
도포층이 형성되어야 할 모재와 상기 구성으로 배합된 도포재료를 폐쇄로 내에 함께 투입시키고 폐쇄로 내부에는 모재의 산화를 방지하기 위하여 2 L/min의 비율로 아르곤 가스를 주입시킨다, 아르곤 가스가 주입된 상태에서 700℃ 내지 800℃의 온도로 4 ~ 5 시간 동안 유지한다.
상기 단계를 수행하여 증기 상태의 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄이 폐쇄로 내부에 형성되고, 알루미늄 분말, 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄 배합물은 모재의 표면에 침투하여 도포층이 형성된다.
도포층이 형성된 후 폐쇄로 내부의 온도를 도포 물질/기재 복합물이 800℃~900℃로 하여 30 ~ 40시간을 유지하면 모재의 표면에는 부식 방지용 도포층이 형성되어 모재의 표면과 외기를 격리시키게 된다. 이때 상기 공정을 수행함에 있어 급격한 온도 변화는 모재 표면의 도포층이 박리될 수 있으므로 60℃/hr의 비율로 온도 변화를 시킨다.
본 발명의 도포층은 다음과 같은 장점이 있다.
본 발명의 도포층은 매우 넓은 범위의 용도를 가지므로 커튼 도포, 스프레이 페인팅, 딥 도포, 플루딩(flooding) 등과 같은 여러 가지 방법에 의해 도포될 수 있다.
본 발명의 도포층은 부식 및/또는 스케일에 대한 원칙적인 보호 기능에 추가하여 도포가 매우 얇은 층두께로 도포될 수 있어 전기전도성을 개선하는 것은 물론 물질 및 비용 절감이 가능하다. 열간 성형 과정 이후에도 높은 전기전도성이 바람직하다면 얇은 전기전도성 프라이머가 도포층의 상부에 도포될 수 있다.
성형 과정 또는 열간 성형 과정 이후, 도포 물질은 기재의 표면상에 유지될 수 있으며, 예를 들어, 긁힘 내성을 증가시키며, 부식 보호를 개선하고, 미적 외관을 충족시키며, 변색을 방지하고, 전기전도성을 변화시키며 종래 다운스트림 공정(예, 침린 및 전기이동 딥 도포)용 프라이머로 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명은 석션컵(110) 및 집진챔버(120)가 아연도 강판, 알루미늄 소재 등의 재질로 구성되고, 이와 같은 재질의 석션컵(110) 및 집진챔버(120)의 표면에 알루미나 분말, NH4Cl, 아연, 구리, 마그네슘, 티타늄으로 이루어진 도포층이 도포되므로 먼지, 오염물질 등으로부터 석션컵(110) 및 집진챔버(120)의 표면의 부식현상을 방지시킬 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
110 : 석션컵 120 : 집진챔버
130 : 제1 석션호스 140 : 집진기
150 : 제2 석션호스 160 : 브러쉬

Claims (5)

  1. 스핀들(10)의 직경보다 큰 직경의 원통형상이고, 스핀들(10)의 하단을 감싸도록 상기 스핀들(10)에 설치되어 상기 스핀들(10)이 가공대상물을 가공시 발생되는 분진을 흡입하도록 구성된 석션컵(110);
    상기 스핀들(10)을 수용하고 있는 스핀들하우징(20)에 결합되어 상기 석션컵(110) 위로 일정 거리 이격되어 배치되고, 환형의 집진공간(120a)을 제공하는 하부커버(121) 및 상기 집진공간(120a)을 밀폐하도록 하부커버(121)에 결합되는 상부커버(122)를 포함하는 집진챔버(120);
    상기 석션컵(110)으로부터 상기 집진챔버(120)에 연결되어 있고, 상기 분진을 상기 석션컵(110)으로부터 상기 집진챔버(120)로 이동시키는 하나 이상의 제1 석션호스(130);
    집진챔버(120)에서 1차 집진된 분진이 최종적으로 수집되는 공간을 제공하는 집진탱크(141)와, 집진탱크(141)의 내부 또는 외부에 설치되어 분진을 흡입하는 흡입력을 제공하는 흡입팬(142)이 구비되며, 상기 분진이 최종적으로 수집되는 공간을 제공하고, 상기 분진을 흡입하는 흡입력을 제공하도록 구성되는 집진기(140);
    상기 집진챔버(120)로부터 상기 집진기(140)에 연결되어 상기 집진챔버(120) 내부로 유입된 분진을 상기 집진기(140)로 이동시키는 제2 석션호스(150)를 포함하고;
    상기 석션컵(110)은 상기 스핀들(10) 주변에서 발생되는 분진을 흡입하는 분진흡입관(111)을 포함하며, 상기 제1 석션호스(130) 및 분진흡입관(111)은 각각 두 개로 구성되고, 상기 두 개의 분진흡입관(111)은 상기 석션컵(110)의 중심으로부터 편심되어 서로 대칭을 이루도록 배치되어 있으며;
    상기 집진챔버(120)는 상기 스핀들하우징(20)의 둘레를 감싸도록 설치되어 평면 형상이 링 형상이고, 상기 집진챔버(120)의 내부에는 상기 집진챔버(120)의 높이보다 낮은 높이를 갖는 보강리브(123)가 복수 설치되어 있으며;
    상기 석션컵(110)의 내부에서 상기 석션컵(110)의 원주방향으로 설치되어 있는 브러쉬(160)를 더 포함하고;
    상기 복수의 보강리브(123)는 상기 집진챔버(120) 내에서 회전하도록 구성되며;
    보강리브(123)의 표면에는 분진 부착 방지 도포용 조성물이 도포되되, 상기 분진 부착 방지 도포용 조성물은 붕산 및 탄산나트륨이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고;
    석션컵(110) 및 집진챔버(120)의 표면에는 금속재의 표면 도포재료로 도포층이 형성되되, 상기 도포층은 알루미나 분말 60중량%, NH4Cl 30중량%, 아연 2.5중량%, 구리 2.5중량%, 마그네슘 2.5중량%, 티타늄 2.5중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 분진흡입장치.
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