KR101799464B1 - 다기능 도색 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능도색장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 플라스틱제품이나 3D프린터 출력물 등의 소형물건을 도색하되 이형 물건 도색시 도료분사구와 도색대상물 간의 간격을 최대한 일정하게 유지시킴으로써 도료층이 일정하게 도색되도록 하고, 밀폐공간에서 훈증에 의한 도색대상물의 표면가공과 건조 환기를 가능하게 하는 소형화된 다기능도색장치에 관한 것이다.

Description

다기능 도색 장치{MULTI-FUNCTION PAINTING APPARATUS}

본 발명은 다기능 도색 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 플라스틱제품이나 3D프린터 출력물 등의 소형물건을 도색하되 이형 물건 도색시 도료분사구와 도색대상물 간의 간격을 최대한 일정하게 유지시킴으로써 도료층이 일정하게 도색되도록 하고, 밀폐공간에서 훈증에 의한 도색대상물의 표면가공과 건조 환기를 가능하게 하는 소형화된 다기능 도색 장치에 관한 것이다.

프라모델은 플라스틱 부품을 조립하여 완성품을 만드는 것으로서, 플라스틱 모델 키트의 줄임말이며, 조립식 장난감으로도 불린다. 프라모델은 가상의 로봇이나 비행체 등을 대상으로 하거나, 각종 차량 및 전차 등을 축소한 모델을 대상으로 한다.

이러한, 프라모델은 현실감을 구현하거나 실제 대상과 유사한 효과를 주기 위하여 도색 작업을 거치게 되는데, 일반적으로 에나멜 등의 도료를 도색하기 위하여 붓을 이용하게 된다. 하지만, 붓을 이용하여 도색하는 경우에 대상의 표면에 붓의 터치 자국이 남거나, 도료가 균일하게 도색되지 못하고 뭉치는 특성이 있으므로 매끈한 표면을 구현하기 어려운 문제점이 있다.

이를 개선하기 위하여 도료를 분사하는 에어브러시를 이용한 도색 장치가 제시되었다.

상기 에어브러시는 압축 공기의 압력을 이용하여 도료를 분사하는 장치로서, 몸체, 트리거, 도료통, 니들, 노즐, 호스 및 에어 컴프레셔 등을 포함한다. 몸체의 일단에는 노즐이 형성되고, 몸체 내부에서 전후 이동하여 노즐을 개폐할 수 있도록 니들이 구비된다. 몸체의 일측에는 니들과 연결되어 니들을 이동시킬 수 있는 트리거가 결합되고, 내부가 노즐과 연결되는 도료통이 몸체에 구비된다. 또한, 호스에 의해 노즐과 에어 컴프레셔가 서로 통하도록 연결되어 에어컴프레셔로부터 공급되는 공기가 노즐 측으로 공급될 수 있다. 도료통에 도료를 채우고, 에어 컴프레셔를 작동시킨 후 에어브러시의 노즐을 도색 대상으로 향하도록 한다. 트리거를 조작하면 공기압에 의해 도료통의 도료가 노즐로부터 분사되고, 분사되는 도료는 도색 대상에 착색된다. 이때, 트리거의 조작 정도에 따라 노즐로부터 분사되는 도료의 양이 조절될 수 있다.

하지만, 에어브러시를 사용하는 경우에도 도료의 분사 정도에 따라 도료가 다량 착색되거나 소량 착색되는 등 도색 편차가 발생할 수 있으며, 이 경우에 표면이 균일하게 착색되지 못하여 도색 불량이 발생한다. 특히, 초보자의 경우에 도색 불량이 빈번하게 발생하여 제품을 폐기해야 하는 등의 문제점이 있다. 또한, 도색이 잘 이루어지는 경우에도 균일하게 도색하기 위한 노력이 많이 필요하고, 도색 시간이 증가하는 단점이 있다. 또한, 도색 과정에서 분사되는 도료가 공기 중으로 확산되어 냄새가 심하고 건강에 유해하므로 실외에서 작업해야 하는 등 공간 및 날씨의 제약을 받는 문제점이 있다. 또한, 도색 과정 또는 도색 종료 후에 착색된 도료를 건조시키기 위한 건조 과정이 필요한데, 이를 위한 건조 장치를 별도로 구비하여야 하므로 번거로운 단점이 있다.

일부에서는 스프레이건을 레일에 고정시켜 일축방향으로 이동되도록 함으로써 도색대상물과 일정한 거리에서의 도색이 가능하게 하였다. 그러나 이 역시 평면의 도색대상물에 대한 도색작업시 일정한 거리가 유지되는 것으로, 도색대상물에 굴곡이 있는 경우 스프레이건의 분사구와 도색대상물 사이의 간격이 일정하지 않아 고른 도료층의 형성이 어렵다.

따라서, 굴곡면을 갖는 대상물에 대해서도 균일한 도료층을 형성할 수 있고, 건조 및 휘발성성분의 배출이 용이하게 이루어질 수 있는 도색장치에 대한 필요성이 대두되었다.

한국특허등록 10-1185524호(2012.09.18.등록) : 주행형 블록 하부 도장장치 한국특허등록 10-1274225호(2013.06.05.등록) : 흡상식 색재분사 미용 에어브러쉬건

이에 본 발명의 다기능 도색 장치는,

굴곡을 갖는 도색대상물 전체면에 대해 도색이 가능하게 하면서 도료층을 일정하게 유지할 수 있는 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 밀폐도어를 통해 작업공간을 밀폐시키고, 송풍구와 배기구에 의한 환기가 가능하게 하여 외부 이물질을 차단하면서 건조시간을 단축시키는 장치의 제공을 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 임시밀폐장치에 의한 작업공간에서 샌딩 또는 훈증에 의한 표면처리를 수행가능하게 하면서 유해성분이 별도로 배출되는 것을 방지할 수 있는 장치의 제공을 다른 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다기능 도색 장치는,

도색 대상물을 도색하기 위한 다기능 도색장치에 있어서, 도색대상물이 안치되어 작업을 수행하는 베이스와; 상기 베이스의 후방에 수직으로 형성되어 제어부가 내장되는 작동본체와; 상기 작동본체에 힌지결합되어 작동본체 전방과 베이스 상부의 작업공간을 확보하면서 외부로부터 차단시키는 좌우 한쌍의 밀폐도어와; 상기 베이스 상부에 설치되고 압축공기와 도료를 공급받아 분사하는 에어브러쉬가 장착된 도료분무부와; 상기 도료분무부와 일정간격 이격되어 도색대상물을 고정시키고, 전후방향으로 이동되면서 도색대상물과 에어브러쉬의 간격이 조절되게 하는 도색대상물고정부;를 포함하여 구성된다.

상기 베이스의 상부면에는 하나 또는 둘 이상의 송풍구가 형성되어 작동본체에 설치된 송풍팬으로부터 필터링된 외부공기를 유입하고, 상기 작동본체에는 베이스 상부공간인 작업공간을 향하는 전면에 하나 또는 둘 이상의 배출구가 형성되어 작업공간의 공기를 외부로 배출시키는 환기수단이 더 설치될 수 있다.

상기 환기장치는, 송풍팬으로 흡입된 공기를 송풍구로 이동시키는 유입유로상에 가열장치가 더 설치되어 작업공간에 온풍을 공급할 수 있다.

또한, 상기 도료분무부는, 에어브러쉬가 설치되는 에어브러쉬 고정축대와; 상기 베이스 내부에 설치되어 제어부의 제어에 의해 상기 에어브러쉬 고정축대를 좌우 방향인 X축상으로 이동시키는 고정축대수평이동체;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 고정축대는, 에어브러쉬를 고정시키는 에어브러쉬고정부와; 제어부의 제어에 의해 상기 에어브러쉬고정부를 수직방향인 Z축상으로 이동시키는 수직이동체;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 도색대상물고정부는, 도색대상물을 끼워서 고정시키킬 수 있도록 하나 또는 다수개의 파지구가 형성된 수평지지봉과; 상기 수평지지봉의 양단을 지지하는 지지대와; 상기 베이스 내부에 설치되어 제어부의 제어에 의해 상기 지지대를 전후 방향인 Y축상으로 이동시키는 지지대이동체;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 X축상으로 설치된 수평지지봉은 양단과 인접한 부분이 지지대와 볼베어링으로 결합되고, 상기 수평지지봉의 일측단부의 외면에는 기어가 구비되어 모터의 동력을 전달받아 수평지지봉을 X축을 중심축으로 회전되도록 할 수 있다.

또한, 상기 수평지지봉은, 수평지지봉의 축과 직교되는 방향으로 볼베어링 결합되고, 외측으로 표출된 단부에 도색대상물을 끼워넣는 파지구가 형성된 파지축과; 상기 수평지지봉의 내부에 위치하는 파지축의 외면에 결합되어 동력을 전달받아 회전하는 파지축풀리 또는 파지축기어와; 상기 수평지지봉의 일측단부에 고정되어 상기 파지축풀리 또는 파지축기어로 동력을 전달하는 파지축모터;를 포함하여 구성된다.

상기 수평지지봉의 다른 예로는, 수평지지봉의 축과 직교되는 방향으로 볼베어링 결합되고, 외측으로 표출된 단부에 도색대상물을 끼워넣는 파지구가 형성된 파지축과; 상기 수평지지봉의 내부에 위치하는 파지축의 외면에 결합되어 동력을 전달받아 회전하는 파지축풀리 또는 파지축기어와; 상기 수평지지봉의 일측단부에 수평지지봉과 볼베어링 결합되어 회동가능하게 동축으로 설치되어 외부의 동력을 내부 파지축풀리 또는 파지축기어로 전달하는 종동기어;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 도료분무부에는 도색대상물과의 거리를 측정하여 제어부로 전송하는 거리측정센서가 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 작동본체의 상단에는 고정된 도색대상물의 상부공간까지 연장되도록 형성되고, 연장된 단부 저면에는 외부 또는 작동본체에 저장된 물을 공급받아 도색대상물에 분사하는 수세구가 다수 형성된 연장대와; 상기 베이스의 상부면에 형성되어 세척된 세척수를 포집하고, 일측에는 포집된 세척수를 회부로 배출시키는 배수구가 형성된 포집홈;을 더 구비할 수 있다.

상기 해결수단에 의한 본 발명의 다기능 도색 장치는,

도색대상물이 에어브러쉬의 분사방향에 대해 360°로 회전하기 때문에 굴곡진 부분에도 도색이 가능하고, 거리측정센서에 의해 도색대상물과 에어브러쉬 사이의 간격을 최대한 일정하게 유지시킴으로써 도료층의 두께가 일정하레 유지되도록 할 수 있으며, 기존 도색장치의 크기와 대비하여 소형화가 가능하게 되었다.

또한, 밀폐도어에 의해 작업공간을 밀폐시키면서 송풍구를 통해 필터링된 청정공기를 지속적으로 공급시키면서 배기구에 의한 작업내 공기의 배출이 이루어지도록 함으로써 도색대상물 표면에 이물질 침착을 방지하여 도색품질을 향상시킬 수 있는 장치의 제공이 가능하게 되었다.

또한, 본 발명은 하나의 장치 내에서 도색은 물론 훈증에 의한 표면처리와, 세척 및 건조가 가능함으로 별도의 추가 작업공간 없이 도색작업을 수행할 수 있도록 하는 편의성이 향상된 장치의 제공이 가능하게 되었다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 도색 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도료분무부의 작동상태를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도색대상물고정부를 도시한 평면도.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수평지지봉과 파지축의 동력전달상태를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 환기수단에 의한 환기과정을 도시한 개략도.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 훈증덮개를 더 설치한 예를 도시한 평면도 및 개략정면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 세척과정을 도시한 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 도색 장치를 도시한 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도료분무부의 작동상태를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도색대상물고정부를 도시한 평면도이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수평지지봉과 파지축의 동력전달상태를 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 환기수단에 의한 환기과정을 도시한 개략도이고, 도 7a와 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 훈증덮개를 더 설치한 예를 도시한 평면도 및 개략정면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 세척과정을 도시한 개략도이다.

본 발명의 다기능 도색 장치는 도면을 참조한 바와같이 도색대상물을 안치 또는 고정시키는 작업선반인 베이스와, 상기 베이스의 일측에 설치되어 각종 설비가 내장된 작동본체와, 베이스 상부의 작업공간을 확보하면서 밀폐시키는 밀폐도어를 포함하여 구성된다.

상기 베이스는, 도색대상물이 상부면에 직접 안치되어 고정되거나, 도색대상물고정부를 통해 고정될 수 있다.

상기 도색대상물을 직접 고정시킬 경우에는 베이스 상부면에 도색대상물을 끼울 수 있는 파지부가 형성되도록 하며, 후술되는 파지부와 동일하게 회전가능하게 설치되어 장착한 도색대상물을 회전시켜 전체면에 도료 도색이 가능하게 할 수 있다.

상기 작동본체는, 다기능 도색장치를 구동하기 위한 다양한 설비가 내장된다. 예컨대 각종 장치를 제어하는 제어부와, 모터, 팬, 물저장조, 도료저장조 및 필터 등 다양한 설비를 내장하여 외관을 수려하게 할 수 있다. 상기 작동본체는 베이스에 일체로 구성될 수 있으나, 밀폐도어에 의한 작업공간 확보와, 작업공간 내에서의 환기시 공기흐름을 원활하게 하기 위해서는 베이스 측면에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 작동본체에는 내부 일측공간을 수납공간으로 활용하여 도색에 필요한 각종 보조도구를 수납하게 할 수 있다.

상기 베이스와 작동본체는 일체로 구성된 것으로, 바람직하게는 도시된 바와같이 "ㄴ"자 형태로 형성하는 것이다. 이 때 상기 베이스는 전방으로 배치하고 작동본체는 후방으로 배치함으로써 베이스에 도색대상물을 장착 또는 탈거하는 것이 용이하게 이루어지게 할 수 있다.

상기 밀폐도어는 좌우 한쌍으로 구성되어 각각 상기 작동본체의 상부와 하부에 힌지결합되어 상기 힌지를 중심으로 양측방향으로 벌어지거나 모아지면서 개구 또는 폐구가 이루어진다. 이러한 밀폐도어는 베이스와 베이스 상부의 일정공간인 작업공간을 포함하도록 내포하여 폐구시 전체가 상자모양을 갖도록 하며, 내부 작업과정을 확인하기 위해 투명재질로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 밀폐력을 더욱 증가시키기 위해 두 밀폐도어가 면접하는 선단과, 밀폐도어와 베이스 및 작동본체가 접하는 부분에 고무패킹을 설치할 수 있는 등 다양한 공지기술을 적용하여 밀폐성을 향상시킬 수 있다.

상기한 바와같이 구성된 다기능 도색 장치는 베이스 상부에 도료분무부(50)와, 도색대상물고정부(60)가 설치된다.

도 1a 내지 도 2를 참조한 바와같이 상기 도료분무부(50)는 베이스(20)의 상부에 설치되고, 에어브러쉬(51)가 장착되어 압축공기와 도료를 공급받아 분사한다. 상기 도료분무부(50)는 베이스에 고정된 형태로 제공되거나 도시된 바와같이 이동가능한 형태로 제공될 수 있다.

상기 에어브러쉬(51)는 작동본체(30)에 설치된 콤프레셔 및 도료통과 공급관으로 연결되어 압축공기와 다수 색상의 도료를 공급받아 분사가 이루어지는 것으로, 통상적인 에어브러쉬의 공급라인 형태를 갖는다.

이러한 에어브러쉬가 설치된 도료분무부(50)는 도 2를 참조한 바와같이 에어브러쉬(51)가 설치되는 고정축대(52)와, 상기 고정축대를 좌우방향인 X축 방향으로 이동시키는 고정축대수평이동체(53)로 구성된다.

상기 고정축대(52)는 관형태의 에어브러쉬를 고정시키기 위한 통상의 조임구형태의 에어브어쉬고정부(521)가 형성되어 에어브러쉬(51)의 탈착이 용이하게 이루어지게 할 수 있다.

또한, 상기 고정축대수평이동체(53)는 고정축대를 X축방향으로 왕복 이동시킬 수 있도록 기어결합, 밸트연결 등 다양한 공지기술을 적용시킬 수 있다. 예컨대 도 2를 참조한 바와같이 고정축대수평이동체(53)를 볼스크류로 적용할 경우 고정축대 하부에 위치하는 베이스 내부에는 X축방향으로 모터(532) 동력으로 회전가능한 볼스크류(531)를 설치하고, 상기 고정축대(52) 하부는 베이스(20) 상부면에 형성된 X축방향의 이동홈(22)을 통해 베이스 내부로 연장되어, 볼스크류(531)가 삽통되도록 함으로써 볼스크류 회전방향에 따라 X축 선상에서 좌측 또는 우측으로 이동되어 도료분무가 이루어지게 할 수 있다.

아울러 상기 고정축대(52)는 수직이동체(522)에 의해 에어브러쉬(51)를 수직방향으로 이동가능하게 할 수 있다. 도시된 바와같이 고정축대는 에어브러쉬가 이동될 수 있도록 수직방향으로 긴 통공(525)을 형성하고, 고정축대 내부 일측에는 Z축방향으로 설치되는 볼스크류(523)와 상기 볼스크류를 회전시키는 모터(524)로 구성된 수직이동체(522)가 설치된다. 또한 볼스크류(523)에는 에어브러쉬고정부(521)를 이동가능하게 결합시킴으로써 모터 동력으로 회전되는 볼스크류에 의해 에어브러쉬고정부가 수직방향으로 상하이동되면서 에어브러쉬에서 도료를 분사할 수 있다.

또한, 상기 도료분무부의 배치는 도 1a에 도시된 바와같이 도료분무부(60)-도색대상물고정부(50)-작동본체(30)순으로 배치되어 에어브러쉬가 작동본체 측벽을 향하도록 도료를 분사하여 도색대상물에 도포되지 않은 잔여도료입자는 작동본체에 형성된 배출구를 통해 신속하게 배출되도록 하는 형태 이외에 도 1b에 도시된 바와같이 도색대상물고정부-도료분무부-작동본체 순으로 배치된 형태로 제공될 수 있다.

다음으로 상기 도색대상물고정부(60)는, 도료분무부(50)와 일정간격 이격된 전방에 설치되어 도색대상물(90)을 고정시키고, 전후방향으로 이동되면서 도색대상물(90)과 에어브러쉬(51)의 간격이 조절되게 한다.

이러한 도색대상물고정부(60)는 베이스(20)에 하나의 도색대상물 파지구를 형성하고, 상기 도색대상물 파지구가 전후방향으로 이동하면서 에어브러쉬의 간격을 조절하게 하는 단순한 형태로 형성할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와같이 지지대이동체(63)에 의해 전후방향인 Y축방향으로 이동되는 두 개의 지지대(61) 사이에 수평지지봉(62)을 설치하고 상기 수평지지봉에 하나 또는 다수개의 파지구(621)를 형성하여 다수개의 도색대상물을 동시에 도색할 수 있다. 상기 지지대이동체(63)로 볼스크류(631)와 모터(632)를 사용할 수 있으며, 이외에 다양한 공지수단의 장치를 적용하여 지지대를 이동시킬 수 있다.

상기 도색대상물고정부(60)는 도색대상물(90)을 전후방으로 이동시킴으로써 도색대상물과 에어브러쉬(51)와의 거리 조절이 가능하게 하여 에어브러쉬에서 분사되는 도료의 분사영역을 조절할 수 있다.

이와같이 상기 도색대상물(90)과 에어브러쉬(51) 사이의 거리를 조절하는 것은 거리측정센서(511)에 의해 자동으로 설정되도록 할 수 있다. 예컨대 상기 에어브러쉬를 고정시키는 도료분무부(50)의 일측부분이나, 상기 에어브러쉬(51)의 분사구와 근접한 일측부분에 에어브러쉬의 분사방향과 동일한 방향으로 광조사가 이루어지는 거리측정센서(511)를 설치하여 도색대상물과 에어브러쉬 사이의 거리를 일정하게 설정할 수 있다. 이때 상기 거리측정센서(511)는 발광부와 수광부로 구성된 형태로 사용되거나 기타 공지된 다양한 센서를 적용할 수 있으며, 측정된 데이터는 제어부(31)로 전송시켜 미리 설정한 간격으로 거리조절이 자동으로 수행되도록 할 수 있다. 또한, 거리측정센서에 의한 측정방법은 광삼각측정법이나 무아레 무늬를 이용하는 측정법 등 공지된 다양한 측정법을 적용할 수 있다.

상기 도색대상물고정부의 구성요소인 수평지지봉(62)은 도 4와 도 5를 참조한 바와같이 수평지지봉의 중심축을 중심으로 회전(자전)되도록 할 수 있다.

즉, 상기 수평지지봉(62)의 양단부는 양측에 위치하는 두 개의 지지대(61)에 각각 볼베어링(622)으로 결합되어 회전가능하게 지지되도록 하고, 수평지지봉(62)의 일측단부는 지지대(61) 내부로 연장형성하고, 연장된 수평지지봉의 외면에 기어(623) 또는 벨트풀리를 설치하여 동력원인 모터로부터 동력을 전달받아 수평지지봉(62)만 회전되도록 할 수 있다.

이와같이 수평지지봉(62)이 회전되면 수평지지봉 외면의 파지구(621)에 결합되는 도색대상물(90)도 함께 회전하게 되면서 에어브러쉬와의 각도가 다양하게 제공되어 다양한 굴곡에 대한 도색이 가능하게 된다. 또한, 상기 수평지지봉은 양측의 지지대에 회전가능하게 고정되거나 탈착가능한 형태로 설치되어 베이스에서 작업시 수평지지봉을 용이하게 탈거시켜 베이스의 작업공간을 확보하게 할 수 있다. 상기 탈착 가능한 형태로는 지지대와 연결되는 베어링하우징을 사각 형태로 형성하여 지지대의 상부로부터 하불 끼워넣는 방식을 적용시키거나, 공지된 다양한 탈착수단이 적용될 수 있다.

한편, 상기 수평지지봉(62)은 외면에 형성된 파지구(621)도 수평지지봉(62)의 축과 수직된 방향의 축을 중심으로 회전되도록 할 수 있다.

일예로 도 4를 참조한 바와같이 수평지지봉(62)은, 도색대상물(90)을 끼워넣는 파지구(621)가 형성된 파지축(624)과, 상기 파지축에 일체로 결합되어 있는 파지축풀리(625) 및/또는 파지축기어(626)와, 상기 파지축풀리 또는 파지축기어를 회전시키기 위한 파지축모터(627)를 포함하여 구성된다.

상기 파지축(624)은 볼베어링으로 수평지지봉에 회전가능하게 결합되되, 상기 파지축은 수평지지봉의 축과 직교되는 방향으로 결합되어 수평지지봉 회전축과 직교되는 축을 중심으로 도색대상물을 회전시켜 에어브러쉬의 분사방향에 대해 다양한 도색각도를 제공할 수 있다.

상기 파지축풀리(625) 및/또는 파지축기어(626)는 파지축(624)의 단부 중 수평지지봉(62) 내부로 삽입되는 단부의 측면에 일체로 결합되는 것으로, 수평지지봉에 파지축이 하나만 형성될 경우에는 하나의 파지축풀리 또는 파지축기어가 형성되고, 도시된 바와같이 수평지지봉에 다수개의 파지축(624)이 형성될 경우에는 하나의 파지축에 복수의 파지축풀리 또는 파지축기어가 형성되어 인접한 파지축 간 동력전달이 이루어지게 할 수 있다.

아울러 상기 파지축모터(627)는 상기 파지축풀리(625) 및/또는 파지축기어(626)와 연결되어 동력전달이 이루어지는 것으로, 도 4에 도시된 바와같이 수평지지봉(62) 내에 일체로 결합된 형태로 제공되어 수평지지봉과 함께 회전되면서 파지축모터의 동력을 밸트 또는 기어결합에 의해 파지축풀리(625) 및/또는 파지축기어(626)로 전달하여 파지축이 회전되게 할 수 있다.

또한, 다른 실시예로는 도 5를 참조한 바와같이 파지축모터(627)가 도색대상물고정부 구성인 지지대(61)의 일측에 고정설치된 형태로 제공될 수 있다. 여기서 상기 수평지지봉의 일측단부에는 베어링에 의해 수평지지봉(62)과 동축을 갖도록 회전가능하게 지지하는 종동기어(628;종동기어뭉치)를 설치하여 수평지지봉 외부의 동력을 수평지지봉 내부로 전달되도록 할 수 있다. 이때 상기 종동기어(628)는 회전축의 일측단부가 파지축모터(627)와 연결된 풀리 또는 기어에 의해 동력을 전달받아 회전하게 되고, 수평지지봉 내부에 설치된 파지축에 동력을 전달할 수 있으며, 각 축에 동력을 전달하기 위해 연결되는 기어는 베벨기어나 평기어 등 다양한 기어가 배치되어 연결될 수 있다.

이상과 같이 상기 베이스(20)는 상부에 X축으로 이동되는 도료분무부(50)와, Y축으로 이동되는 도색대상물고정부(60)가 배치된다. 이러한 베이스(20)에는 도 6을 참조한 바와같이 상부면에 하나 또는 둘 이상의 송풍구(21)가 더 형성되고, 작동본체(30)에는 작업공간(80)을 향하는 전면 측벽의 상부측에 하나 또는 둘 이상의 배출구(32)가 형성되어 작업공간의 공기를 외부로 배출시키는 환기수단이 더 설치될 수 있다.

상기 베이스(20)와 작동본체(30)는 밀폐도어(40)를 폐구시키면 베이스 상부공간인 작업공간(80)이 밀폐되며, 밀폐된 작업공간은 상기 환기수단에 의해 환기가 이루어진다. 상기 환기수단으로는 다기능도색장치의 작동본체(30) 내부에 송풍팬(33)과 배기팬(35) 중 어느 하나 또는 둘 모두 설치하여 순환이 이루어지게 할 수 있으며, 외부공기를 유입하는 유로상에는 필터(36)를 설치하여 이물질이 작업공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 상기 작업공간으로 외부공기를 유입 또는 배기하는 량 조절은 송풍팬이나 배기팬의 회전단계를 통해 조절되거나, 이와는 별도로 송풍구 또는 배기구에 슬라이드방식의 커튼을 설치하여 개폐정도를 조절하여 송풍 또는 배기량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 외부공기를 유입하는 유로상에는 가열장치(37)를 더 설치하여 유입되는 공기의 온도를 상승시킬 수 있다. 상기 가열장치의 대표적인 예로는 전기에 의해 발열되는 전열기가 있다. 또한, 상기 공기유입 유로에는 온도측정센서를 설치하여 가열장치에 의해 가열되는 온도를 측정해 원하는 작업에 적정한 온도를 제공할 수 있다. 상기 온도 제어는 다기능 도색장치의 작동본체 또는 베이스의 일측에 설치된 제어부를 통해 자동 온도 조절이 가능하며, 베이스 상부면 또는 작업공간과 접하는 작동본체의 전면 측벽 일측에 온도센서를 추가 설치하여, 작업공간 내부의 온도로 일정하게 유지시킬 수 있는 항온기능을 제공할 수 있다.

이와같이 고온공기를 공급하여 밀폐된 작업공간의 온도를 상승시키는 기능은 도색이 완료된 도색대상물의 건조시간을 단축시킬 수 있다.

아울러, 3D프린트로 제조된 도색대상물 또는 표면이 불균일한 도색대상물의 경우 아세톤 증기를 이용한 훈증과정을 통해 외면을 매끄럽게 가공하게 되는데, 본 발명의 다기능 도색 장치(10)는 아세톤을 저장한 용기를 베이스 상부에 안치한 다음 밀폐도어(40)로 작업공간(80)을 밀폐시키고, 고온공기를 유입시켜 내부를 고온으로 상승시키면 아세톤 증발을 촉진시키어 훈증에 의한 도색대상물(90)의 표면가공이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한 훈증과정에서 발생된 아세톤 증기는 배출구(32)를 통해 외부로 배출시킴으로 도색대상물의 탈거과정에서 작업자가 아세톤 증기를 흡입하는 것을 방지할 수 있다.

이러한 훈증은 별도의 훈증밀폐박스를 통해 이루어질 수 있다. 도 7a와 도 7b를 참조한 바와같이 베이스(20)의 상부면에 도색대상물을 안치하고, 상기 도색대상물은 훈증밀폐박스(70)로 덮어 도색대상물과 작업공간을 분리하여 밀폐가 이루어지도록 할 수 있다. 여기서 상기 훈증밀폐박스(70)와 접하는 베이스의 면에는 고정홈(25)을 형성하여 훈증밀폐박스를 끼워넣을 수 있도록 하고, 밀폐성을 향상시키기 위해 고정홈은 고무패킹으로 형성할 수 있으며, 상기 고정홈은 별도로 구성하거나 베이스에 형성된 포집홈에 고무패킹을 설치하여 고정홈으로 사용할 수 있다.

또한, 상기 훈증밀폐박스(70)로 밀폐된 내부공간에는 아세톤용액이 수용된 솜이나 수건 등의 아세톤수용물(71)을 안치하거나, 훈증밀폐박스 내면에 수용함을 설치하여 아세톤수용물을 안치하는 방법으로 아세톤용액을 제공할 수 있다. 이때 상기 훈증밀폐박스 외부의 작업공간에는 고온공기를 공급하여 온도를 증가시킴으로써 간접가열에 의해 아세톤의 증발을 촉진시킬 수 있다.

또한, 상기 훈증밀폐박스(70)의 일측에는 증발된 아세톤 기체를 작동본체의 배출구(32)로 배출시킬 수 있는 훈증기체배출관(72)이 더 형성된다. 상기 훈증기체배출관(72)은 작동본체의 배출구와 훈증밀폐박스를 연통시키는 것으로 배출구의 유로상에 설치된 배기팬의 작동에 의해 훈증밀폐박스 내의 기체를 흡입하여 배출시키게 한다. 이때 상기 작동본체는 배출구를 다수개로 형성하고, 이 중 하나의 배출구만 훈증밀폐박스와 연통시켜 훈증밀폐박스 내의 증발된 아세톤가스를 신속하게 배출시킴으로써 다른 장치가 부식되는 것을 방지할 수 있고, 이와 동시에 훈증밀폐박스와 밀폐도어 사이의 작업공간을 환기시킬 수 있다.

아울러 도 8을 참조한 바와같이 본 발명에 따른 다기능 도색 장치는 세척수단이 더 구비될 수 있다.

상기 세척수단으로는 작동본체의 상단에서 작업공간인 도색대상물 고정된 부분의 상부공간까지 길게 연장된 연장대(38)를 형성하고, 상기 연장대의 단부 저면에는 도색대상물 방향으로 분사가 이루어지는 수세구(381)가 형성되고, 상기 수세구(381)는 작동본체 내부에 설치된 세척수 또는 외부의 세척수공급원과 관으로 연결되어 펌프 또는 단속밸브에 의해 공급여부를 단속할 수 있다.

즉, 도색대상물(90)의 표면에 이물질이 묻거나 샌딩작업에 의해 미분진이 흡착되어 있을 경우 제어부는 펌프작동 또는 단속밸브를 개방시켜 세척수가 수세구를 통해 분사되어 도색대상물의 표면의 이물질을 제거할 수 있다.

이때 베이스(20) 상부면에는 세척수를 포집하는 포집홈(24)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 포집홈의 일측에는 배수구(241)가 형성되고, 상기 배수구는 배수관에 의해 세척수를 외부로 배출 또는 포집조로 포집되게 한다.

또한, 상기 포집홈(24)의 바닥면은 세척수의 배수가 용이하게 이루어지도록 배수구(241)를 최저점으로 하는 경사면으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 배수구(241)는 도료분무부의 이동홈(22)이나, 도색대상물고정부 지지대의 이동홈(23)을 통해 세척수를 베이스 내부로 유입되도록 한 다음 베이스 내부에서 일측으로 포집하여 배수되도록 하는 구조가 적용될 수 있다.

또한, 상기 연장대(38)에는 램프를 설치하여 작업시 조명역할을 수행하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다기능 도색 장치를 작동시키는 각종 작동스위치 및 디스플레이장치는 베이스 전면에 배치되도록 하여 조작이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 다기능 도색 장치의 작동상태를 간단하게 설명하면,

먼저 수평지지봉(62)의 파지구(621)에 하나 또는 다수개의 도색대상물(90)을 고정시키고, 밀폐도어(40)를 닫아 작업공간(80)을 폐구시킨다.

이어서 상기 수평지지봉(62)은 X축을 중심으로 회전시키고, 상기 수평지지봉에 설치된 파지축(624)은 X축과 직교되는 방향이 회전축이 되도록 회전시켜 최종적으로 도색대상물(90)은 360ㅀ 전방위로 에어브러쉬(51)에 노출되도록 회전시킨다.

또한, 상기 밀폐된 작업공간(80)은 환기수단인 송풍팬(33) 또는 배기팬(35)을 구동시켜 외부의 공기를 필터링하여 유입시키고 작업공간내의 공기는 배출구(32)를 통해 배출시켜 지속적인 환기가 이루어지게 할 수 있다.

아울러, 도색대상물(90)이 3D프린트로 제조되어 표면이 거칠은 경우에는 훈증과정을 수행할 수 있다. 예컨대 도색대상물(90)은 베이스(20) 상에 고정시키고, 베이스에는 도색대상물을 내포하도록 훈증밀폐박스(70)을 장착하되 훈증밀폐박스 내부에는 아세톤이 흡수된 아세톤수용물(71)을 안치한다. 상기 훈증밀폐박스에 의해 작업공간(80)과 도색대상물을 분리하여 밀폐한 다음 밀폐도어(40)를 닫아 작업공간(80)을 이중으로 폐구시킨다. 상기 작업공간이 폐구된 상태에서 가열장치(37)를 가동해 외부공기를 유입시키면 가열된 고온공기는 송풍구(21)를 통해 밀폐도어(40)와 훈증밀폐박스(70) 사이의 작업공간으로 유입되어 고온환경을 조성하고, 고온 공기는 훈증밀폐박스를 가열시켜 훈증밀폐박스 내의 온도를 상승시킴으로써 아세톤 증발을 촉진시켜 훈증시간을 단축시킬 수 있다. 여기서 증발된 아세톤 증기는 배출구(32)를 통해 외부로 배출되게 함으로써 아세톤 증기에 의한 기타 장치가 부식되는 것을 방지할 수 있고, 잔존된 인화성 증기로 인한 화재발생을 예방할 수 있다.

상기 도색대상물(90)의 표면가공이 완료되거나, 도색대상물의 표면에 분진 또는 이물질이 묻어 있을 경우에는 세척과정을 더 수행한 다음 도색과정이 수행되도록 할 수 있다. 즉, 상기 세척과정은 도색대상물이 베이스에 고정된 상태에서 이루어지거나, 도색대상물을 수평지지봉(62)에 고정시킨 다음 수평지지봉을 회전시키면서 동시에 연장대의 수세구(381)를 통해 세척수를 분사하게 함으로써 도색대상물 전체면에 대한 세척이 가능하게 할 수 있다. 상기 도색대상물을 세척한 세척수는 베이스 상부면에 형성된 포집홈(24)의 배수구(241)를 통해 외부로 배수될 수 있다.

상기 세척이 완료되면 건조과정을 수행할 수 있다. 상기 건조는 외부공기를 유입하여 작업공간의 하부에서 상향 공급하고, 작업공간 상부의 공기를 흡입하여 배출시키는 환기에 의해 이루어지며, 환기시간을 단축시키기 위해 가열수단을 통해 유입되는 공기의 온도를 일정온도로 상승시킬 수 있다. 이와같이 도색과정 이전에 건조과정을 수행하면 건조대상물에 잔존 또는 공기중의 수중기를 제거하여 고온환경에서 수분에 의한 백화현상을 방지할 수 있다.

상기 건조가 완료되면 미리 설정 또는 설정버튼을 통해 도색할 색상과, 도색 거리를 선택하여 실행시킨다. 제어부(31)의 제어에 의해 선택된 색상은 도료저장조에서 에어브러쉬로 공급되고 동시에 컴프레셔를 작동시켜 압축공기를 에어브러쉬로 공급하여 에어브러쉬(51)에서 도료가 작은 입자로 분무되어 도색대상물을 도색하게 된다.

이때 거리측정센서(511)에 의해 거리를 측정하여 도색대상물(90)과 에어브러쉬(51) 사이의 간격이 적정한 간격이 유지되도록 수평지지봉(62)을 지지하고 있는 지지대(61)를 Y축 방향으로 이동시키게 된다.

아울러 상기 에어브러쉬를 고정시키는 고정축대(52)는 X축 방향으로 이동되면서 다수개의 도색대상물(90)을 순차적으로 도색하도록 하고, 고정축대에 설치된 수직이동체(522)에 의해 에어브러쉬(51)를 Z축으로 이동시켜 수직방향에 대한 도색이 이루어지게 할 수 있다.

상기 도색하는 과정에서 배출구(32)를 통해 작업공간 내의 공기를 흡입하여 외부로 배출시킴으로써 에어브러쉬에서 분무된 잔여 도료 분진을 흡입하여 배출시킬 수 있다.

상기 도색이 완료되면 상온 또는 고온 공기의 송풍 및 배출시켜 작업공간 내부의 공기를 강제 대류시키는 환기를 통한 건조과정을 추가 수행한 다음 밀폐도어를 개방하고 도색대상물을 탈거하여 수취할 수 있다.

10 : 다기능 도색 장치
20 : 베이스
21 : 송풍구 22,23 : 이동홈
24 : 포집홈 241 : 배수구
25 : 고정홈
30 : 작동본체
31 : 제어부 32 : 배출구
33 : 송풍팬 34 : 가열장치
35 : 배기팬 36 : 필터
37 : 가열장치 38 : 연장대
381 : 수세구
40 : 밀폐도어
50 : 도료분무부
51 : 에어브러쉬 52 : 고정축대
53 : 고정축대수평이동체
511 : 거리측정센서 521 : 에어브러쉬고정부
522 : 수직이동체 523 : 볼스크류
524 : 모터 525 : 통공
531 : 볼스크류 532 : 모터
60 : 도색대상물고정부
61 : 지지대 62 : 수평지지봉
63 : 지지대이동체
621 : 파지구 622 : 볼베어링
623 : 기어 624 : 파지축
625 : 파지축풀리 626 : 파지축기어
627 : 파지축모터 628 : 종동기어
631 : 볼스크류 632 : 모터
70 : 훈증밀폐박스
71 : 아세톤수용물 72 : 훈증기체배출관
80 : 작업공간
90 : 도색대상물

Claims (12)

1. 도색대상물이 안치되어 작업을 수행하는 베이스와; 상기 베이스의 후방에 수직으로 형성되어 제어부가 내장되는 작동본체와; 상기 작동본체에 힌지결합되어 작동본체 전방과 베이스 상부의 작업공간을 확보하면서 외부로부터 차단시키는 좌우 한쌍의 밀폐도어와; 상기 베이스 상부에 설치되고 압축공기와 도료를 공급받아 분사하는 에어브러쉬가 장착된 도료분무부와; 상기 도료분무부와 일정간격 이격되어 도색대상물을 고정시키고, 전후방향으로 이동되면서 도색대상물과 에어브러쉬의 간격이 조절되게 하는 도색대상물고정부;를 포함하여 구성된 다기능 도색장치에 있어서,
   상기 도색대상물고정부는,
   X축상으로 설치되는 봉체로, 도색대상물을 끼워서 고정시키킬 수 있도록 하나 또는 다수개의 파지구가 형성되고, 양단과 인접한 부분이 지지대와 볼베어링으로 결합되며, 봉체의 일측단부 외면에는 기어가 구비되어 모터의 동력을 전달받아 X축을 중심축으로 회전되는 수평지지봉과; 상기 수평지지봉의 양단을 지지하는 지지대와; 상기 베이스 내부에 설치되어 제어부의 제어에 의해 상기 지지대를 전후 방향인 Y축상으로 이동시키는 지지대이동체;를 포함하여 구성되되,
   상기 수평지지봉은,
   수평지지봉의 축과 직교되는 방향으로 볼베어링 결합되어 수평지지봉 축과 직교되는 축을 중심으로 회전하고, 외측으로 표출된 단부에 도색대상물을 끼워넣는 파지구가 형성된 파지축과;
   상기 수평지지봉의 내부에 위치하는 파지축의 외면에 결합되어 동력을 전달받아 파지축과 함께 회전하는 파지축풀리 또는 파지축기어와;
   상기 수평지지봉의 일측단부에 수평지지봉과 볼베어링 결합되어 회동가능하게 동축으로 설치되어 외부의 동력을 내부 파지축풀리 또는 파지축기어로 전달하는 종동기어;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스의 상부면에는 하나 또는 둘 이상의 송풍구가 형성되어 작동본체에 설치된 송풍팬으로부터 필터링된 외부공기를 유입하고,
   상기 작동본체에는 베이스 상부공간인 작업공간을 향하는 전면에 하나 또는 둘 이상의 배출구가 형성되어 작업공간의 공기를 외부로 배출시키는 환기수단이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 송풍팬으로 흡입된 공기를 송풍구로 이동시키는 유로상에는 가열장치가 더 설치되어 작업공간에 온풍을 공급하는 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 베이스에는,
   베이스 상부면에는 안치된 도색대상물과 작업공간을 분리하여 내부를 밀폐시키는 훈증밀폐박스와;
   상기 훈증밀폐박스의 일측에는 훈증밀폐박스와 작동본체의 배출구를 연통시키는 훈증기체배출관;이 더 설치되어 훈증기체를 즉시 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 도료분무부는,
   에어브러쉬가 설치되는 에어브러쉬 고정축대와;
   상기 베이스 내부에 설치되어 제어부의 제어에 의해 상기 에어브러쉬 고정축대를 좌우 방향인 X축상으로 이동시키는 고정축대수평이동체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정축대는,
   에어브러쉬를 고정시키는 에어브러쉬고정부와;
   제어부의 제어에 의해 상기 에어브러쉬고정부를 수직방향인 Z축상으로 이동시키는 수직이동체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 도료분무부에는 도색대상물과의 거리를 측정하여 제어부로 전송하는 거리측정센서가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 작동본체의 상단에는 고정된 도색대상물의 상부공간까지 연장되도록 형성되고, 연장된 단부 저면에는 외부 또는 작동본체에 저장된 물을 공급받아 도색대상물에 분사하는 수세구가 다수 형성된 연장대와;
    상기 베이스의 상부면에 형성되어 세척된 세척수를 포집하고, 일측에는 포집된 세척수를 회부로 배수시키는 배수구가 형성된 포집홈;을 더 구비한 것을 특징으로 하는 다기능 도색 장치.

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