KR102074184B1 - 세라믹을 이용한 마모방지장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예들은 세라믹을 이용한 마모방지장치 및 그 제조방법으로서, 물질의 운반에 사용되는 장치에 하면이 부착되는 베이스, 상기 베이스의 상면에 특정 형상으로 규격화된 복수 개가 서로 선접촉하도록 배치되는 세라믹부재 및 상기 베이스와 상기 세라믹부재 사이 및 선접촉하는 복수의 세라믹부재 사이에 개재되는 고무부재를 포함하여 구성되는 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제공한다.
이에, 본 발명의 실시예들은 세라믹부재가 서로 선접촉하도록 배치됨으로써, 세라믹부재가 쉽게 이탈되지 않고 충격이 인접하는 세라믹부재에 유연하게 전달되고 고무부재가 손상되는 것을 방지하고 마모방지장치를 장기간 사용할 수 있고 제조를 저비용으로 쉽고 빠르게 할 수 있다.

Description

세라믹을 이용한 마모방지장치 및 그 제조방법{APPRATUS AND PRODUCTION METHOD FOR PREVENTING ABRASION USING CERAMIC}

본 발명은 세라믹을 이용한 마모방지장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 복수 개의 세라믹을 서로 선접촉하도록 배치하여 낙하하는 운반물에 의한 충격을 효과적으로 분산시켜 세라믹의 파손 및 이탈을 방지함으로써 장시간 사용 가능한 세라믹을 이용한 마모방지장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

석탄, 석회석, 철광석과 같은 광물 등을 운반하기 위해서 컨베이어 벨트 및 슈트(chute) 등이 사용된다. 여기에서, 슈트는 서로 다른 높이의 컨베이어 벨트 사이 또는 서로 다른 방향으로 이동하는 컨베이어 벨트 사이에서 물질이 이동되어야 할 때에 사용되는 장치이다.

도 1은 종래기술에 따른 컨베이어 벨트 및 슈트의 일례를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 높은 곳에 위치한 제1 컨베이어 벨트(10)에서 낮은 곳에 위치한 제2 컨베이어 벨트(20)로 물질을 이동시키기 위해서 슈트(30)가 사용된다. 슈트(30)는 중력에 의해 물질을 이송하거나 가이드하기 위해 서로 다른 각도로 배열된 평판들이다.

그런데, 이송되는 물질이 치밀하고 단단한 광물인 경우에는 물질 이송 시에 슈트(30)가 마모되고 평판이 찢어지며 슈트(30)의 표면에 구멍을 형성하여 물질이 유실된다. 이 때에, 슈트(30)를 교체하기 위해서는 컨베이어 벨트(10, 20) 등의 설비를 장시간 중단해야 하므로 비용이 증가한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 마모방지장치(40, 슈트 라이너, chute liner)가 사용된다. 마모방지장치(40)는 일반적으로 작은 직사각형 블록들로 구성되고 슈트(30)의 표면에 고정되어 (i) 슈트(30)를 충격, 마모, 부식 등으로부터 보호하고 (ii) 수리 및 대체를 용이하게 하고 (iii) 충격, 마모, 소음, 먼지, 물질 열화, 부식 등을 감소시키고 (iv) 물질이 원활하게 이송되도록 한다.

마모방지장치(40)에 관한 종래기술을 살펴보면 다음과 같다.

국내등록특허 제10-1332027호는 컨베이어 벨트용 슈트 라이너에 관한 것으로, 일면에 복수의 볼트가 용접된 강판의 스틸 베이스; 상기 스틸 베이스의 다른 일면인 상면에 특정 형상으로 규격화된 다수 개가 일정한 패턴으로 배치되는 세라믹 부재; 상기 세라믹 부재의 하면에 충전되어 경화되는 결합매체로 기능하는 완충고무; 및 상기 완충고무와 스틸 베이스 사이에 개재되어, 상기 세라믹 부재의 접촉 충격에 대한 충격력 흡수를 강화하기 위한 충격흡수용 스펀지층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그런데, 종래의 마모방지장치(40)는 낙하하는 물체로부터 충격을 받아서 세라믹이 쉽게 마모, 파손되고 세라믹이 이탈되거나 떨어져 나가게 되며 이와 같은 세라믹의 파손 및 이탈은, 다른 세라믹의 결합력을 약화시켜 이탈이 가속화됨에 따라 마모방지장치(40)의 기능을 상실하여 (i) 운반되는 물질이 유실되고, 마모방지장치(40)를 교체하기 위해 컨베이어 벨트(10, 20) 등의 설비를 중단해야 하므로 (ii) 설비중단에 의한 손실이 증가하고 (iii) 마모방지장치(40)의 교체비용이 증가하는 문제가 있다. 종래의 마모방지장치(40)의 문제점은 도 2 내지 도 5에서 후술한다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들은 세라믹부재가 서로 선접촉하도록 배치되는 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 세라믹부재가 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬 배치되는 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 상부 세라믹부재의 중심과 하부 세라믹부재의 중심을 연결한 방향이 대각선을 이루도록 세라믹부재가 배치되는 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 고무부재가 베이스와 세라믹부재 및 인접하여 선접촉하는 세라믹부재를 일체로 결합시키는 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 베이스의 가장자리에 원통형의 세라믹부재와 선접촉하면서 엇갈리도록 배치되는 복수 개의 반원통형의 세라믹부재를 포함하는 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 열프레싱 작업을 통해 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 물질의 운반에 사용되는 장치에 하면이 부착되는 베이스, 상기 베이스의 상면에 특정 형상으로 규격화된 복수 개가 서로 선접촉하도록 배치되는 세라믹부재 및 상기 베이스와 상기 세라믹부재 사이 및 선접촉하는 복수의 세라믹부재 사이에 개재되는 고무부재를 포함하여 구성되는 세라믹을 이용한 마모방지장치를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 세라믹부재는 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 세라믹부재는 상부 세라믹부재의 중심과 하부 세라믹부재의 중심을 연결한 방향이 대각선을 이루도록 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 고무부재는 상기 베이스와 상기 세라믹부재 및 인접하여 선접촉하는 세라믹부재를 일체로 결합시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 세라믹부재는 원통형에 해당할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 세라믹을 이용한 마모방지장치는 상기 베이스의 가장자리에 상기 원통형의 세라믹부재와 선접촉하면서 엇갈리도록 배치되는 복수 개의 반원통형의 세라믹부재를 포함할 수 있다.

또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 베이스를 가공하는 단계, 상기 베이스에 프라이머를 도포하는 단계, 특정 형상으로 규격화된 복수 개의 세라믹부재에 접착제를 도포하는 단계, 상기 베이스에 접착제를 도포하는 단계, 상기 베이스 및 세라믹부재에 도포된 접착제를 건조시키는 단계, 금형을 예열하는 단계, 상기 세라믹부재를 상기 금형 내에서 서로 선접촉하도록 배치하는 단계, 고무부재 및 상기 베이스를 상기 금형에 삽입하는 단계 및 상부와 하부의 금형을 맞추고 열프레싱을 하는 단계를 포함하여 구성되는 세라믹을 이용한 마모방지장치의 제조방법을 제공한다.

일 실시예에서, 상기 세라믹부재가 상기 금형 내에서 서로 선접촉하도록 배치하는 단계는 상기 세라믹부재가 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬 배치할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예들은 세라믹부재가 서로 선접촉하도록 배치됨으로써, 세라믹부재가 쉽게 이탈되지 않고 충격이 인접하는 세라믹부재에 유연하게 전달되고 고무부재가 손상되는 것을 방지하고 마모방지장치를 장기간 사용할 수 있고 제조를 저비용으로 쉽고 빠르게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 세라믹부재가 엇갈리도록 배치되므로 충격이 서로 다른 방향으로 점차 넓게 분산되어 전달될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 상부 세라믹부재의 중심과 하부 세라믹부재의 중심을 연결한 방향이 대각선을 이루도록 세라믹부재를 배치함으로써, 충격이 고르게 분산되어 전달될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 고무부재가 베이스와 세라믹부재 및 인접하여 선접촉하는 세라믹부재를 일체로 결합시키도록 함으로써, 마모방지장치의 내구성을 향상시키고 제조를 쉽고 빠르게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 세라믹부재를 원통형으로 형성함으로써, 제조를 저비용으로 쉽고 빠르게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 베이스의 가장자리에 원통형의 세라믹부재와 선접촉하면서 엇갈리도록 배치되는 복수 개의 반원통형의 세라믹부재를 구성함으로써, 세라믹을 이용한 마모방지장치의 가장자리에서도 균일한 기능 및 효과를 얻을 수 있고 세라믹을 이용한 마모방지장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 세라믹을 이용한 마모방지장치가 일체 프레스 성형 방식으로 제작될 수 있도록 함으로써, 저비용으로 제작이 용이하고 내구성이 향상되며 장기간 사용할 수 있도록 한다.

이상의 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 컨베이어 벨트 및 슈트의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치에 적용되는 사각 세라믹을 나타낸 도면이며 도 4는 도 2의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치의 평면도이다.
도 5는 도 2의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치에 충격이 가해질 경우의 상태를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치의 정면도 및 A-A 단면도이고 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치의 정면도 및 B-B 단면도이다.
도 10은 도 6의 세라믹을 이용한 마모방지장치에 충격이 가해질 경우의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 6의 세라믹을 이용한 마모방지장치에 충격이 가해질 경우에 도 10과 다른 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치의 제조방법의 순서도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예들에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예들에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 본 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

또한, 이하에 첨부되는 도면들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.

이하의 실시예들에서 개시되는 세라믹을 이용한 마모방지장치에 대해 각 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 2는 종래기술에 따른 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치에 적용되는 사각 세라믹을 나타낸 도면이며 도 4는 도 2의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치의 평면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 종래의 사각 세라믹(43)을 이용한 마모방지장치(40)는, 볼트(41)가 용접된 스틸 베이스(42)의 일면으로 사각 세라믹(43)들이 배열되고 고무부재(44)를 경화시켜 사각 세라믹(43)을 고정시킬 수 있다. 이러한 기존의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치(40)는 취성이 강하도록 세라믹 전체에 C2 각을 주고 있고 사각 세라믹(43)이 이탈되지 않도록 사각 세라믹(43)의 하부를 좁히고 돌기부를 형성한다. 여기에서, C2 각은 사각 세라믹(43)들 사이의 간격, 즉 공차를 주는 것을 의미한다.

그런데, 이러한 종래의 사각 세라믹(43)을 이용한 마모방지장치(40)는 운반물이 낙하되어 충격이 가해질 경우에, (i) 사각 세라믹(43)의 하부가 좁아서 충격 흡수력이 저하되고 (ii) 사각 세라믹(43)의 모서리가 마모되거나 파손되기 쉽고 (iii) 사각 세라믹(43)이 고무부재(44)를 사이에 두고 면접촉을 하므로 충격을 유연하게 분산시킬 수 없고 (iv) 위 (iii)의 조건 하에서 사각 세라믹(43)들 사이에 형성된 고무부재(44)가 쉽게 손상될 수 있고 (v) 사각 세라믹(43)들이 일렬로 배치되어 충격을 분산시킬 수 없어서, 마모에 장시간 대응하지 못하는 문제를 야기할 수 있다.

즉, (i) 내지 (v)에 의해 사각 세라믹(43)이 깨지거나 이탈되기 쉬워서, 인접하는 사각 세라믹(43)이 연속하여 깨질 가능성이 커지게 되고 이로 인하여 마모방지장치(40)의 기능을 빠르게 상실하게 된다.

(iii) 내지 (v)와 관련하여, 도 5를 살펴본다.

도 5는 도 2의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치에 충격이 가해질 경우의 상태를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 2의 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치(40)에 물질(200)이 낙하하여 A(사각 세라믹, 43)에 충격이 가해질 경우 A와 A의 아래에 배치된 B(사각 세라믹, 43) 사이의 고무부재(44) 및 A와 A의 위에 배치된 C(사각 세라믹, 43) 사이의 고무부재(44)가 가장 먼저 탄성 변형된다. 물론 A와 A의 양 옆에 배치된 D 및 E 사이의 고무부재(44)도 탄성변형된다.

그런데, A에 가해지는 충격이 A와 B, C, D 및 E 사이의 고무부재(44)의 탄성변형만으로 해소되지 않는 경우에는 B, C, D 및 E로 충격이 전달되어, B, C, D, E와 이들과 인접한 다른 사각 세라믹(43) 사이의 고무부재(44)가 탄성변형된다. 예를 들면, B와 B의 아래에 있는 사각 세라믹(43) 및 C와 C의 위에 있는 사각 세라믹(43) 사이의 고무부재(44)가 탄성변형된다.

다만, D 및 E는 물질(200)의 충격위치(A)을 기준으로 충격방향(아래방향)과 수직인 A의 양 옆에 배치되어 있으므로 D 및 E로 전달된 충격에 의한 탄성변형 정도는 작다. 또한, 물질(200)의 충격방향이 A에서 B 방향(아래방향)에 해당하므로 B로 전달된 충격에 의한 탄성변형 정도가 C로 전달된 충격에 의한 탄성변형 정도보다 크다.

따라서, A에 가해진 충격이 충격방향(아래방향)을 따라 주로 A의 아래에 위치하는 사각 세라믹(43)들에 전달되므로 A 아래의 사각 세라믹(43)들 사이에 위치하는 고무부재(44)를 주로 변형시키게 되고, A에 가해지는 충격이 빈번하고 커질수록 A 아래의 사각 세라믹(43)들 사이에 위치하는 고무부재(44)만 계속 변형되고 결국에는 손상(복원력상실, 소성변형)되어 도 5에서 점선 내의 영역에 속한 사각 세라믹(43) 즉, A가 속한 열에서 A이하의 사각 세라믹(43)은 모두 함께 아래로 침하된다.

이러한 침하로 인하여 A와 C 사이의 공간이 벌어져서 A 또는 C는 물질(200)의 충격에 의해 이탈되기 쉬워지고, 점선 내의 영역에 속한 고무부재(44)는 손상(복원력상실)되어 A이하의 사각 세라믹(43)은 깨지기 쉬워지므로 사각 세라믹을 이용한 마모방지장치(40)는 기능을 빠르게 상실하게 된다.

이와 같은 문제의 원인은 사각 세라믹(43)을 이용한 마모방지장치(40)의 문제점으로 앞서 (iii) 내지 (v)에서 살펴본 바와 같다.

구제적으로, (iii)과 관련하여, A와 B가 고무부재(44)를 사이에 두고 면접촉을 하므로 A에 가해진 충격이 대부분 그대로 B에 전달되므로 충격을 유연하게 분산시킬 수 없고, (iv)와 관련하여, A와 B가 고무부재(44)를 사이에 두고 면접촉하여 충격이 대부분 그대로 전달되는 조건 하에서 A와 B 사이의 고무부재(44)는 쉽게 손상될 수 있고, (v)와 관련하여, 충격방향(아래방향)을 따라 A, B 등이 일렬로 배치되어 다른 방향으로 충격이 분산되지 않기 때문이다.

이하, 상기한 (i) 내지 (v)의 문제점을 해결하기 위한 본 발명을 살펴본다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치의 정면도 및 A-A 단면도이고 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치의 정면도 및 B-B 단면도이다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)는 베이스(110), 세라믹부재(120), 및 고무부재(130)를 포함하여 구성된다.

베이스(110)는 사각형상 강판의 판재로 이루어질 수 있고 하면에는 복수의 볼트(111)가 용접으로 연결될 수 있다. 이러한 베이스(110)는 다수 개가 배열되는 후술할 세라믹부재(120)의 지지 구조체로서 기능한다. 여기에서, 베이스(110)의 하면에 용접을 통해 부착된 볼트(111)들은 석탄 또는 석회석 등의 물질의 운반에 사용되는 장치(예컨대, 컨베이어 시스템의 상/하탄기 또는 슈트)에 베이스(110)를 설치 또는 부착하기 위한 구성으로 사용될 수 있다.

세라믹부재(120)는 베이스(110)의 상면에 특정 형상으로 규격화된 복수 개가 서로 선접촉하도록 배치될 수 있다. 여기에서, 특정 형상이란 예컨대, 원통 또는 정육각기둥 등을 의미할 수 있고 도 6 내지 도 9에 도시된 원통으로 제한되는 것은 아니다. 또한 여기에서, 선접촉이란 전술한 면접촉에 대응하는 개념으로서 세라믹부재(120)의 측면이 선을 이루어 서로 맞닿아 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 세라믹부재(120)가 원통인 경우에는 곡면에 해당하는 측면끼리 서로 맞닿아 있는 것을 의미할 수 있다.

또한, 세라믹부재(120)는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬 배치될 수 있다. 여기에서, 엇갈리도록 배치된다는 것은 어느 세라믹부재(120) p와 인접하여 선접촉하는 세라믹부재(120)들의 집합 Q에는 p와 서로 다른 행 및 열에 속하는 q(Q의 원소)가 존재한다는 것을 의미할 수 있다. 여기에서, 서로 다른 행이란 도 6 또는 도 8의 평면도에서 p와 q의 윗면의 중심점의 좌표가 (x, y)로 표현되는 경우에 p와 q의 Y축 좌표가 다른 것을 의미할 수 있고 서로 다른 열이란 p와 q의 X축 좌표가 다른 것을 의미할 수 있다.

고무부재(130)는 베이스(110)와 세라믹부재(120) 사이 및 선접촉하는 복수의 세라믹부재(120) 사이에 개재되어 베이스(110)와 세라믹부재(120) 및 인접하여 선접촉하는 세라믹부재(120)를 일체로 결합시킬 수 있고 탄성변형되어 세라믹부재(120)에 가해지는 충격을 흡수할 수 있다.

도 10은 도 6의 세라믹을 이용한 마모방지장치에 충격이 가해질 경우의 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)는 슈트 등에 경사져서 설치되어 있고 물체(200)가 낙하하여 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)의 세라믹부재(120) A에 충격이 가해지면 충격은 충격방향(아래방향, 상하방향)에 위치한 A, B, C 사이의 고무부재(130)뿐만 아니라 A와 인접하여 선접촉하는 A 하부의 세라믹부재(120) B 및 C에 전달된다. 그런데, A, B, C 사이의 고무부재(130)는 A로부터 전달받은 충격에 의해 탄성변형된 후에 복원력에 의해 접촉면적이 넓은 B 및 C에 주로 충격을 전달하므로 결과적으로, A에 가해진 충격은 주로 B 및 C에 전달된다.

이 때에, B, C는 A와 일렬로 배치되지 않고 엇갈리도록 배치되어 있으므로 A에 가해진 충격은 A와 B 및 A와 C의 중심을 연결하는 선분을 따라 서로 다른 방향으로 분산되어 전달될 수 있고 B, C에 전달된 충격도 A에서와 같이 서로 다른 방향으로 분산되어 전달될 수 있다. 정리하면, A에 가해진 충격은 상부 세라믹부재(120)의 중심과 하부 세라믹부재(120)의 중심을 연결한 방향으로 점차 넓게 분산되어 전달될 수 있다.

여기에서, 상부 세라믹부재(120)는 도 10과 같이 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)가 슈트 등에 경사져서 설치된 경우에 위쪽에 배치된 세라믹부재(120)를 의미하고 하부 세라믹부재(120)는 위쪽에 배치된 세라믹부재(120)와 인접하여 선접촉하는 아래쪽 세라믹부재(120)를 의미할 수 있다.

또한, B, C는 A와 면접촉하지 않고 선접촉하므로 A에 가해진 충격이 B, C에 전달될 때에 A가 B, C의 측면을 미끄러지면서 충격이 B, C로 유연하게 전달될 수 있다.

또한, A에 가해진 충격이 A, B, C 사이의 고무부재(130)뿐만 아니라 A와 선접촉하는 B, C에도 동시에 전달되어 충격이 A, B, C 사이의 고무부재(130)에만 집중되지 않으므로 고무부재(130)가 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, A, B, C 등의 세라믹부재(120)의 윗면에는 모서리가 없으므로 모서리 부분에 가해진 충격에 의해 A, B 또는 C 가 쉽게 마모되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, A, B, C 등의 세라믹부재(120)는 서로 선접촉하므로 도 3과 같이 사각 세라믹(43)의 하부를 좁히고 돌기부를 형성하지 않아도 세라믹부재(120)가 쉽게 이탈되지 않는다. 구체적으로, 도 10과 달리, 물질(200) 낙하에 의해 A가 아닌 B의 상부(윗면)에 충격이 아래방향으로 가해지더라도 B와 선접촉하여 인접하는 A 및 A 왼쪽의 세라믹부재(120)에 의해 B의 하부가 윗방향으로 들려지는 것이 방지되므로 B는 쉽게 이탈되지 않는다.이와 같이, 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)는 (i) 세라믹부재(120)가 서로 선접촉하도록 배치되므로 세라믹부재(120)의 이탈을 방지하기 위해 하부를 좁혀 돌기부를 형성함으로써 충격 흡수력을 저하시키지 않아도 세라믹부재(120)가 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있고 (ii) 세라믹부재(120)의 윗면에 모서리가 없으므로 세라믹부재(120)가 쉽게 마모되거나 파손되는 것을 방지할 수 있고 (iii) 세라믹부재(120)가 서로 선접촉하도록 배치되므로 충격이 인접하는 세라믹부재(120)에 유연하게 전달될 수 있고 (iv) 충격이 고무부재(130)뿐만 아니라 선접촉하는 세라믹부재(120)에도 동시에 전달되므로 고무부재(130)가 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있으며 (v) 세라믹부재(120)는 엇갈리도록 배치되어 있으므로 충격이 서로 다른 방향으로 점차 넓게 분산되어 전달될 수 있다.

상기 (i) 내지 (v)에 의해 세라믹부재(120) 및 고무부재(130)는 마모, 파손 이탈 또는 손상되지 않으므로 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)를 장기간 사용할 수 있고 충격 흡수력이 향상된다.

또한, 세라믹부재(120)는 선접촉하도록 배치되므로, 도 2 및 도 4와 같이 인위적인 간격(C2)을 두고 세라믹부재(120)를 배치할 필요가 없어서 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)를 저비용으로 쉽고 빠르게 제조할 수 있다.

한편, 도 10과 같이, 세라믹부재(120)가 원통형에 해당하는 경우의 효과를 살펴보면 다음과 같다.

세라믹부재(120)가 원통형에 해당하면 세라믹부재(120)의 윗면은 원형에 해당하므로 윗면 가장자리의 어느 위치에서든 강도, 취성 등의 물성이 균일하여 물체(200)가 세라믹부재(120) 윗면의 가장자리 어느 곳으로 낙하하더라도 균일한 충격이 가해지므로 충격 위치에 따라 세라믹부재(120)가 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있고 충격흡수가 균일하게 잘 이루어질 수 있다.

또한, 서로 선접촉하는 세라믹부재(120)가 원통형인 경우에 세라믹부재(120)가 정사각기둥 등 다른 형상에 해당하는 경우보다 고무부재(130)와의 접지면적이 더 크기 때문에(즉, 세라믹부재(120)가 원통형인 경우에 고무부재(130)와의 접지면적이 가장 큼) 세라믹부재(120)에 가해진 충격이 고무부재(130)에 넓은 면적을 통해 용이하게 전달되어 충격흡수가 잘 이루어지므로 세라믹부재(120)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 서로 선접촉하는 세라믹부재(120)가 원통형인 경우에 세라믹부재(120)가 정사각기둥 등 다른 형상에 해당하는 경우보다 물질이 낙하하여 접촉하는 세라믹부재(120)의 면적이 더 크기 때문에 물질이 잘 미끄러져 이동할 수 있다.

한편, 충격을 효과적으로 전달할 수 있는 방법에 대해 도 11을 더 살펴본다.

도 11은 도 6의 세라믹을 이용한 마모방지장치에 충격이 가해질 경우에 도 10과 다른 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)는 슈트 등에 경사져서 설치되어 있고 물체(200)가 낙하하여 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)의 세라믹부재(120) A에 충격이 가해지면 충격은 충격방향(아래방향, 하방)에 위치한 A, B, C 및 A, C, D사이의 고무부재(130)뿐만 아니라 인접하여 선접촉하는 하부의 세라믹부재(120) B, C 및 D에 전달된다. 그런데, A, B, C 사이의 고무부재(130)는 A로부터 전달받은 충격에 의해 탄성변형된 후에 복원력에 의해 접촉면적이 넓은 B 및 C에 주로 충격을 전달하고 A, C, D 사이의 고무부재(130)는 A로부터 전달받은 충격에 의해 탄성변형된 후에 복원력에 의해 접촉면적이 넓은 C 및 D에 주로 충격을 전달하므로 결과적으로, A에 가해진 충격은 주로 B, C 및 D에 전달된다.

이 때에, A에 가해진 충격은 B, C, D 중에서 C에 가장 많이 전달되는데 그 이유는 C가 A(충격지점)의 바로 아래(충격방향, 하방)에 위치하고 있고, A, B, C 사이의 고무부재(130) 및 A, C, D 사이의 고무부재(130)로부터 중복하여 복원력에 의한 충격을 전달 받기 때문이다.

즉, 도 10과 달리 도 11에서는 물질(200)에 의해 세라믹부재(120)에 가해진 충격이 세라믹부재(120)와 인접하여 선접촉하는 다른 세라믹부재(120) 중에서 어느 하나에 편중되어 전달되는데, 충격이 편중되어 전달되는 세라믹부재(120)는 충격이 가해진 세라믹부재(120) A로부터 충격방향(아래방향, 하방)에 위치한 세라믹부재(120) C 이다.

C에 편중되어 전달된 충격도 C의 바로 아래(하부)에 위치한 세라믹부재에 편중되어 전달되므로 A에 가해진 충격은 A의 아래쪽(하부)에 일렬로 위치하는 세라믹부재(120)들에만 지속적으로 편중되어 전달되어 A 이하에 위치하는 세라믹부재(120)가 다른 세라믹부재(120)에 비해 빨리 깨질 수 있다.

충격이 편중되어 전달되는 도 11의 문제를 해결하기 위해서는 도 10과 같이 상부 세라믹부재(120)의 중심과 하부 세라믹부재(120)의 중심을 연결한 방향이 경사진 대각선을 이루도록 세라믹부재(120)를 배치함으로써 해결될 수 있다.

여기에서, 상부 세라믹부재(120)는 도 10 및 도 11과 같이 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)가 슈트 등에 경사져서 설치된 경우에 위쪽에 배치된 세라믹부재(120)를 의미하고 하부 세라믹부재(120)는 위쪽에 배치된 세라믹부재(120)와 인접하여 선접촉하는 아래쪽 세라믹부재(120)를 의미할 수 있다. 즉, 도 11에서, 상부 세라믹부재(120)의 중심과 하부 세라믹부재(120)의 중심을 잇는 선분(충격이 전달되는 방향을 나타내는 선분)의 방향이 물질(200)의 낙하에 의한 충격 전달 방향(수직아래방향, 하방) 이 아니라 대각선 방향 또는 이와 유사한 방향이 되도록 세라믹부재(120)를 배치하면 이러한 문제를 해결할 수 있다.

도 11과 달리, 도 10에서는 상부 세라믹부재(120)의 중심과 하부 세라믹부재(120)의 중심을 잇는 선분(충격이 전달되는 방향을 나타내는 선분)의 방향이 모두 물질(200)의 낙하에 의한 충격 전달 방향(수직아래방향, 하방)에 해당하지 않고 대각선 또는 대각선과 유사한 방향에 해당하므로 이와 같은 문제가 발생하지 않는다.

이와 같이, 상부 세라믹부재(120)의 중심과 하부 세라믹부재(120)의 중심을 연결한 방향(즉, 도 10, 도 11에서 선분의 방향)이 대각선을 이루도록 세라믹부재(120)를 배치함으로써, 충격이 고르게 분산되어 전달될 수 있다.

한편, 도 6과 도 8에서 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)의 상하부와 같이, 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)는 베이스(110)의 가장자리에 원통형의 세라믹부재(120)와 선접촉하면서 엇갈리도록 배치되는 복수 개의 반원통형의 세라믹부재(120)를 포함할 수 있다. 여기에서, 원통형, 반원통형은 일례에 불과하고 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 베이스(110)의 가장자리에 원통형의 세라믹부재(120)와 선접촉하면서 엇갈리도록 배치되는 복수 개의 반원통형의 세라믹부재(120)를 구비함으로써, 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)의 가장자리에서도 중심부와 동일한 효과를 얻을 수 있고 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치의 제조방법의 순서도이다.

도 12를 참조하면, 일실시예에 따른 세라믹을 이용한 마모방지장치의 제조방법(300)은 베이스 가공 단계(S310), 프라이머/접착제 도포 단계(S320), 접착제 건조 단계(S330), 금형 예열 단계(S340), 세라믹부재 배치 단계(S350), 고무부재 및 베이스 삽입 단계(S360), 열프레싱 단계(S370)를 포함하여 구성된다.

베이스 가공 단계(S310)에서, 강판(스틸)에 해당하는 베이스(110)가 레이저로 가공될 수 있다.

프라이머/접착제 도포 단계(S320)에서, 베이스(110)는 표면 쇼트작업(SP-10)이 수행되어 표면처리된 후에 1차로 프라이머가 도포될 수 있고 2차로 접착제가 도포될 수 있다. 표면 쇼트작업은 베이스의 접착력을 강화시켜 준다.

또한, 프라이머/접착제 도포 단계(S320)에서, 복수의 세라믹부재(120)는 세척된 후에 세라믹부재(120)에 접착제가 도포될 수 있다.

접착제 건조 단계(S330)에서, 베이스(110) 및 세라믹부재(120)에 도포된 접착제가 건조될 수 있다.

금형 예열 단계(S340)에서, 금형이 예컨대 150도로 예열될 수 있고 예열된 온도를 확인할 수 있다. 여기에서, 금형은 예컨대 1200톤의 프레스 금형에 해당할 수 있다.

세라믹부재 배치 단계(S350)에서, 세라믹부재(120)는 금형 내에서 서로 선접촉하도록 배치될 수 있다. 이 때에, 세라믹부재(120)가 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬되어 배치될 수 있다.

고무부재 및 베이스 삽입 단계(S360)에서, 고무부재(130) 및 베이스(110)가 금형 내에 삽입될 수 있다.

열프레싱 단계(S370)에서, 상, 하 금형이 맞추어질 수 있고 맞추어진 것이 확인되면 열프레싱 작업이 수행될 수 있다. 열프레싱 작업에 의해 예컨대 16분 동안 고무부재(130)의 성형작업이 수행될 수 있다.

열프레싱 단계(S370) 이후에는 베이스(110)에 볼트(111)를 부착, 용접 또는 삽입하는 작업이 수행될 수 있다. 여기에서, 볼트(111)는 예컨대 STUD BOLT에 해당할 수 있다.

이와 같이, 세라믹을 이용한 마모방지장치(100)는 베이스(110), 세라믹부재(120) 및 고무부재(130)가 일체 프레스 성형 방식으로 제작될 수 있으므로, 제작이 용이하고 내구성이 향상되며 장기간 사용할 수 있다.

또한, 세라믹부재(120)는 서로 선접촉하도록 배치되므로, 도 2 및 도 4와 같이 인위적인 간격(C2)을 두고 세라믹부재(120)를 배치할 필요가 없으므로 저비용으로 쉽고 빠르게 제조할 수 있다. 나아가, 세라믹부재(120)를 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬시키면 세라믹부재(120)를 더욱 쉽게 배치할 수 있으므로 제조가 용이해 진다.

이상에서와 같이, 본 출원의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 세라믹을 이용한 마모방지장치
110 : 베이스 111 : 볼트
120 : 세라믹부재 122 : 홈
130 : 고무부재
200 : 물질
300 : 세라믹을 이용한 마모방지장치의 제조방법

Claims (8)

1. 물질의 운반에 사용되는 장치에 하면이 부착되는 베이스;
   상기 베이스의 상면에 특정 형상으로 규격화된 복수 개가 서로 선접촉하도록 배치되는 세라믹부재; 및
   상기 베이스와 상기 세라믹부재 사이 및 선접촉하는 복수의 세라믹부재 사이에 개재되는 고무부재를 포함하여 구성되는 세라믹을 이용한 마모방지장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 세라믹부재는 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬 배치되는 것을 특징으로 하는 세라믹을 이용한 마모방지장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 세라믹부재는 상부 세라믹부재의 중심과 하부 세라믹부재의 중심을 연결한 방향이 대각선을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 세라믹을 이용한 마모방지장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 고무부재는 상기 베이스와 상기 세라믹부재 및 인접하여 선접촉하는 세라믹부재를 일체로 결합시키는 것을 특징으로 하는 세라믹을 이용한 마모방지장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 세라믹부재는 원통형에 해당하는 것을 특징으로 하는 세라믹을 이용한 마모방지장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 세라믹을 이용한 마모방지장치는 상기 베이스의 가장자리에 상기 원통형의 세라믹부재와 선접촉하면서 엇갈리도록 배치되는 복수 개의 반원통형의 세라믹부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹을 이용한 마모방지장치.
   
7. 베이스를 가공하는 단계;
   상기 베이스에 프라이머를 도포하는 단계;
   특정 형상으로 규격화된 복수 개의 세라믹부재에 접착제를 도포하는 단계;
   상기 베이스에 접착제를 도포하는 단계:
   상기 베이스 및 세라믹부재에 도포된 접착제를 건조시키는 단계;
   금형을 예열하는 단계;
   상기 세라믹부재를 상기 금형 내에서 서로 선접촉하도록 배치하는 단계;
   고무부재 및 상기 베이스를 상기 금형에 삽입하는 단계; 및
   상부와 하부의 금형을 맞추고 열프레싱을 하는 단계를 포함하여 구성되는 세라믹을 이용한 마모방지장치의 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 세라믹부재가 상기 금형 내에서 서로 선접촉하도록 배치하는 단계는 상기 세라믹부재가 서로 선접촉하면서 엇갈리도록 행렬로 정렬 배치하는 것을 특징으로 하는 세라믹을 이용한 마모방지장치의 제조방법.

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