KR102271935B1 - 자동차용 풀리의 도금 방법 및 이에 적용되는 압입 장치 - Google Patents

자동차용 풀리의 도금 방법 및 이에 적용되는 압입 장치 Download PDF

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유재경
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Abstract

본 발명은 자동차용 풀리의 도금 방법 및 이에 적용되는 압입 장치에 관한 것이다. 자동차용 풀리의 도금 방법은 풀리의 형상을 가공하는 단계; 연속적으로 공급되는 풀리에 이송 암에 의하여 이송되는 마스크가 결합되어 가압 삽입 유닛에 의하여 풀리에 압입되는 단계; 마스크가 압입된 풀리가 볼 플런저에 의하여 고정되는 단계; 및 풀리에 전류가 인가되어 도금이 되는 단계를 포함한다.

Description

자동차용 풀리의 도금 방법 및 이에 적용되는 압입 장치{A Plating Method for a Vehicle Pulley and an Inserting Apparatus by a Pressure}
본 발명은 자동차용 풀리의 도금 방법 및 이에 적용되는 압입 장치에 관한 것이고, 구체적으로 마스크를 풀리에 압입하여 정해진 부위가 도금이 되도록 하는 자동차용 풀리의 도금 방법 및 이에 적용되는 압입 장치에 관한 것이다.
동력 전달을 위한 회전 부품에 해당하는 풀리는 자동차의 다양한 부분에서 사용될 수 있고, 내구성의 향상을 위하여 다양한 금속으로 도금이 될 수 있다. 자동차용 풀리는 선반 가공에 의하여 형상 가공, 브로치(broach) 가공 및 도금 공정을 통하여 만들어질 수 있다. 도금 공정은 예를 들어 전기 아연 도금이 될 수 있고, 외부 표면과 같이 정해진 부위만이 가공될 필요가 있다. 이와 관련된 기술이 이 분야에 공지되어 있고, 특허공개번호 10-2019-0044410은 풀리 도금용 마스킹 지그 및 마스킹 지그를 이용한 풀리 도금 방법에 대하여 개시한다. 그러나 선행기술은 다수 개의 풀리에 대하여 연속적으로 도금 공정이 진행되기 어렵다는 단점을 가진다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 10-2019-0044410(동화텍 주식회사, 2019.04.30. 공개) 풀리 도금용 마스킹 지그 및 마스킹 지그를 이용한 풀리 도금 방법
본 발명의 목적은 자동 공정에 의하여 연속적으로 도금 마스킹이 가능하고, 이에 의하여 풀리의 도금 공정이 자동으로 진행될 수 있도록 하는 자동차용 풀리의 도금 방법 및 이에 적용되는 압입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 자동차용 풀리의 도금 방법은 풀리의 형상을 가공하는 단계; 연속적으로 공급되는 풀리에 이송 암에 의하여 이송되는 마스크가 결합되어 가압 삽입 유닛에 의하여 풀리에 압입되는 단계; 마스크가 압입된 풀리가 볼 플런저에 의하여 고정되는 단계; 및 풀리에 전류가 인가되어 도금이 되는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 마스크는 내부에 투입 홀이 형성된 마스크 몸체; 및 마스크 몸체의 앞쪽에 돔형으로 형성된 삽입 머리로 이루어지고, 마스크는 신축 소재로 만들어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 볼 플런저는 고정 몸체; 고정 몸체의 내부에 결합되는 탄성 유도 실린더; 및 탄성 유도 실린더의 양쪽 부분에 결합되는 탄성 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 풀리에 마스크를 압입하는 압입 장치는 다수 개의 풀리가 연속적으로 공급되는 풀리 공급 모듈; 공급되는 풀리를 정해진 위치로 이송시키는 다수 개의 클램프 핸드를 포함하는 풀리 이동 모듈; 정해진 위치로 이송된 풀리에 마스크를 결합시키는 마스크 결합 유닛 및 결합된 마스크를 풀리 내부로 삽입시키는 가압 삽입 유닛을 포함하는 압입 모듈; 및 마스크가 압입된 풀리를 배출시키는 배출 모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 자동차용 풀리의 도금 방법은 예를 들어 NC(Numerical Control) 가공 또는 브로치 가공을 통하여 성형된 풀리의 도금을 위한 마스킹 공정이 압입 장치에 의하여 자동으로 이루어지도록 한다. 또한 마스킹이 압입이 된 풀리가 볼 플런저에 의하여 고정되어 안정적으로 풀리의 정해진 부위의 도금이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 도금 방법 및 압입 장치는 적절한 설계 변경을 통하여 다양한 부품의 도금에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 풀리의 도금 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 풀리의 도금 방법에 적용되는 마스크의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 도금 방법에 적용 가능한 마스크 압입 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 도금 방법에 적용되는 볼 플런저의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 풀리의 도금 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 자동차용 풀리의 도금 방법은 풀리의 형상을 가공하는 단계(P11); 연속적으로 공급되는 풀리에 이송 암에 의하여 이송되는 마스크가 결합되어 가압 삽입 유닛에 의하여 풀리에 압입되는 단계(P12); 마스크가 압입된 풀리가 볼 플런저에 의하여 고정되는 단계(P13); 및 풀리에 전류가 인가되어 도금이 되는 단계(P14)를 포함한다.
풀리는 금속 소재로 가공이 될 수 있고, 예를 들어 NC(Numerical Control) 가공에 의하여 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다양한 방법으로 풀리가 가공되어 준비되면(P11) 풀리에 마스크가 압입 방식으로 결합될 수 있다(P12). 마스크의 압입을 위하여 마스크 압입 장치가 준비될 수 있고, 다수 개의 풀리가 압입 장치로 공급될 수 있다. 다수 개의 풀리가 압입 장치로 연속적으로 공급될 수 있고, 압입 장치에 예를 들어 고무 또는 엘라스토머와 같은 탄성 소재로 만들어진 마스크가 준비될 수 있다. 풀리가 정해진 위치로 이동되어 지그에 고정되면 이송 암에 의하여 마스크가 풀리로 이동되어 결합될 수 있다. 풀리는 전체적으로 실린더 형상이 되면서 길이 방향을 따라 관통 홀이 형성된 실린더 형상 또는 드럼 형상이 될 수 있다. 그리고 관통 홀의 내부 면이 제외한 나머지 부분이 도금이 되어야 하므로 내부 면이 마스킹이 될 필요가 있다. 이를 위하여 풀리의 관통 홀에 마스크가 결합될 수 있다. 풀리에 마스크가 결합되며 가압 삽입 유닛에 의하여 마스크에 압력이 가해져 관통 홀의 내부에 마스크가 압입되어 관통 홀의 내부 면이 마스킹이 될 수 있다. 이와 같은 압입 장치에 의한 풀리의 마스킹 공정은 연속적으로 그리고 자동으로 진행될 수 있다. 풀리에 대한 마스킹 공정이 완료되면(P13). 풀리는 도금 조로 이송될 수 있다. 도금 조는 예를 들어 전기 아연 도금 조가 될 수 있고, 풀리는 도금 조에 설치된 볼 플런저에 고정될 수 있다. 이후 풀리에 전기 도금을 위한 전압이 인가되어 마스킹 면을 제외한 풀리의 나머지 면이 도금될 수 있다(P14). 풀리는 다양한 방법으로 도금될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다. 아래에서 이와 같은 풀리의 마스킹을 위한 다양한 수단에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 풀리의 도금 방법에 적용되는 마스크의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 마스크는 내부에 투입 홀이 형성된 마스크 몸체(21); 및 마스크 몸체(21)의 앞쪽에 돔형으로 형성된 삽입 머리(22)로 이루어지고, 마스크는 신축 또는 탄성 소재로 만들어진다. 마스크는 풀리의 길이 방향의 중심선을 따라 형성된 관통 홀에 결합될 수 있고, 관통 홀의 내부 면에 견고하게 결합될 필요가 있다. 마스크는 고무, 엘라스토머, 합성수지 또는 이와 유사한 신축성 소재 또는 탄성 소재로 만들어질 수 있고, 도금 과정에서 손상이 되지 않는 내화학성을 가질 필요가 있다. 마스크는 전체적으로 실린더 형상이 되면서 내부에 투입 홀이 형성된 마스크 몸체(21) 및 마스크 몸체(21)와 일체로 형성되면서 돔 형상 또는 원추 형상이 되는 삽입 머리(22)를 포함할 수 있다. 삽입 머리(22)의 형상에 의하여 마스크가 용이하게 풀리의 관통 홀로 유입될 수 있고, 마스크 몸체(21)에 형성된 가압 홀(PH)에 가압 유닛이 삽입되어 압력을 가하여 마스크가 안정적으로 관통 홀에 삽입될 수 있다. 마스크 몸체(21)의 외부 둘레 면에 길이 방향을 따라 맞춤 돌기(23)가 형성되어 풀리에 형성된 잠금 홈에 결합될 수 있다. 맞춤 돌기(23)는 전체적으로 사각형 단면을 가지는 선형 돌기 구조가 될 수 있고, 투입되는 방향을 기준으로 앞쪽에 유도 경사면(231)이 형성될 수 있다. 또한 삽입 머리(22)에 조절 홀(24)이 형성되어 마스크의 삽입 과정에서 발생되는 변형이 제한되어 마스크가 안정적으로 삽입되도록 한다. 또한 마스크 몸체(21)에 유동 홀(FH)이 형성되어 삽입 과정에서 압축될 수 있는 공기가 외부로 배출되도록 한다. 마스크는 풀리의 관통 홀에 대응되는 다양한 형상을 가질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 도금 방법에 적용 가능한 마스크 압입 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 풀리에 마스크를 압입하는 압입 장치는 다수 개의 풀리가 연속적으로 공급되는 풀리 공급 모듈(31); 공급되는 풀리를 정해진 위치로 이송시키는 다수 개의 클램프 핸드(322_1 내지 322_K)를 포함하는 풀리 이동 모듈(32); 정해진 위치로 이송된 풀리에 마스크를 결합시키는 마스크 결합 유닛(336) 및 결합된 마스크를 풀리 내부로 삽입시키는 가압 삽입 유닛(333)을 포함하는 압입 모듈(33); 및 마스크가 압입된 풀리를 배출시키는 배출 모듈(34)을 포함한다.
다수 개의 풀리(P)가 공급 컨베이어(311)에 의하여 차례대로 이송되어 정렬 지그(312)로 이동될 수 있다. 정렬 지그(312)에서 풀리(P)의 정렬 방향이 확인될 수 있고, 이동 유닛(313)에 의하여 풀리(P)가 지그 테이블(321)에 배치된 제1 공정 지그로 이동될 수 있다. 지그 테이블(321)은 선형으로 연장되는 판 형상이 될 수 있고, 풀리(P)가 안정적으로 고정될 수 있는 다수 개의 가공 지그가 지그 테이블(321)에 선형으로 배치될 수 있고, 각각의 가공 지그에 각각의 풀리(P)에 대하여 압입을 위하여 필요한 공정이 진행될 수 있다. 각각의 풀리(P)는 풀리 이동 모듈(32)에 의하여 이동될 수 있고, 풀리 이송 모듈(32)은 서로 다른 가공 지그의 분리 간격에 대응되도록 분리되어 배치된 다수 개의 클램프 핸드(322_1 내지 322_K); 클램프 핸드(322_1 내지 322_K)를 차례대로 다음 가공 지그로 이동시키는 이동 유도 모듈(323)을 포함할 수 있다. 각각의 클램프 핸드(322_1 내지 322_K)는 풀리(P)를 잡거나, 놓을 수 있는 서로 마주보는 방향으로 이동 가능한 한 쌍의 핸드를 포함할 수 있다. 각각의 가공 지그에 위치하는 풀리(P)는 인접하는 가공 지그로 이동될 수 있고, 각각의 가공 지그에서 압입 모듈(33)에 의하여 압입을 위한 공정이 진행될 수 있다. 예를 들어 제1 가공 지그에서 검사 유닛(335)에 의하여 풀리(P)에 대한 검사 공정이 진행될 수 있고, 제2 가공 지그에서 센터링 유닛(332)에 의하여 풀리(P)에 대한 마스크의 압입 방향이 설정될 수 있다. 구체적으로 풀리(P)의 관통 홀의 내부 면에 키 홈이 형성될 수 있고, 위에서 설명된 것처럼, 키 홈에 마스크의 맞춤 돌기가 결합되도록 센터링 유닛(332)에 의하여 풀리(P)의 방향이 조절될 수 있다. 구체적으로 센터링 유닛(332)은 조절 탭을 포함할 수 있고, 조절 탭이 관통 홀이 삽입되면서 풀리(P)의 키 홈이 정해진 방향을 향하도록 풀리(P)의 방향이 조절될 수 있다. 이와 같이 풀리(P)의 고정 방향이 결정되면, 마스크 결합 유닛(336)에 의하여 풀리(P)에 마스크가 결합될 수 있다. 다수 개의 마스크(M)가 윗면이 열린 사각형 박스 형상을 가진 마스크 매거진(331)에 준비될 수 있다. 마스크 매거진(331)은 수평 방향을 따라 이동 가능한 구조가 될 수 있고, 마스크 결합 유닛(336)은 센터링 유닛(332)에 이동 브래킷(336a)에 의하여 결합될 수 있다. 구체적으로 센터링 유닛(332)에 가공 지그로부터 마스크 매거진(331)의 방향으로 연장되는 선형 가이드가 형성될 수 있다. 이동 브래킷(336a)은 선형 가이드를 따라 마스크 매거진(331)과 지그 테이블(321)에 배치된 가공 지그로 왕복 이동이 가능하도록 결합될 수 있다. 마스크 결합 유닛(336)에 하나의 마스크(M)가 고정되어 이동되어 가공 지그에 센터링이 된 풀리(P)에 결합될 수 있다. 이와 같이 하나의 마스크(M)가 풀리(P)에 결합되면, 풀리 이동 모듈(32)에 의하여 풀리(P)가 다음 가공 지그로 이동될 수 있다. 풀리(P)가 마스크(M)의 압입을 위한 가공 지그로 이동되면, 가압 압입 유닛(333)이 작동될 수 있다. 가압 압입 유닛(333)에 의하여 마스크(M)가 풀리(P)의 관통 홀에 삽입되어 견고하게 고정될 수 있다. 이후 풀리(P)가 풀리 이동 모듈(32)에 의하여 다음 가공 지그로 이동될 수 있다. 가공 지그에서 마스크(M)의 결합 상태가 검사될 수 있고, 배출 암(341)에 의하여 마스크(M)가 삽입된 풀리(P)가 배출 컨베이어(343)으로 이동될 수 있다. 배출 암(342)은 배출 가이드(342)를 따라 지그 테이블(321)로부터 배출 컨베이어(343)로 이동될 수 있다. 마스크(M)가 결합된 풀리(P)는 다양한 방법으로 이동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4를 참조하면, 다수 개의 클램프 핸드(322_1 내지 322_K)가 서로 분리되어 각각의 이동 유도 유닛(41)에 결합될 수 있다. 각각의 클램프 핸드(332_1 내지 322_K)는 서로 마주보는 한 쌍의 핸드(42a, 42b)를 포함할 수 있고, 한 쌍의 핸드(42a, 42b)는 이동 유도 유닛(41)을 E라 이동되면서 풀리(P)를 잡거나 놓을 수 있다. 각각의 이동 유도 유닛(41)은 선형 부재(43)에 결합될 수 있고, 선형 부재(43)는 수평 가이드(45)를 따라 수평 방향으로 이동될 수 있다. 수평 가이드(45)는 전체적으로 사각 판 형상이 될 수 있고, 수평 가이드(45)에 서로 마주보도록 수직 이동 브래킷(44a, 44b)이 결합될 수 있다. 수평 가이드(45)는 위치 결정 브래킷(461)에 의하여 구동 유닛(46)에 결합되어 선형 부재(43)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 다수 개의 가공 지그가(47)가 지그 테이블(321)에 배치될 수 있고, 각각의 가공 지그에 대응되는 다수 개의 클램프 핸드(332_1 내지 322_K)가 배치될 수 있다. 공정 과정에서 각각의 가공 지그에 위치하는 다수 개의 풀리(P)가 동시에 이동될 수 있고, 이에 의하여 공정 효율이 향상될 수 있다.
도 5를 참조하면, 가압 압입 유닛(333)은 끝 부분이 마스크의 내부로 삽입되는 가압 유닛(51); 가압 유닛(51)을 상하로 이동시키는 이동 블록(52); 및 이동 블록(52)의 이동을 유도하면서 이동 베이스(531)에 형성된 가압 가이드(53)를 포함할 수 있다. 마스크(M)가 풀리(P)에 초기 결합 상태가 되도록 마스크 결합 유닛에 의하여 결합되면 마스크(M)의 삽입 머리가 관통 홀에 삽입되고 마스크 몸체는 외부에 노출된 상태가 될 수 있다. 이와 같이 마스크(M)가 결합된 풀리(P)가 가공 지그에 위치하면, 구동 유닛(54)의 작동에 의하여 이동 베이스(531)가 아래쪽으로 이동할 수 있다. 이동 베이스(531)가 미리 결정된 거리만큼 이동되면, 이동 블록(52)이 아래쪽으로 이동되면서 가압 유닛(51)의 끝 부분에 형성된 가압 탭이 마스크의 내부로 삽입되어 마스크에 압력을 가할 수 있다. 가압 탭은 서로 나란하게 연장되는 한 쌍의 푸시 가지(branch)로 이루어질 수 있고, 이와 같은 가지(branch) 구조에 의하여 마스크(M)가 안정적으로 풀리(P)의 관통 홀에 삽입될 수 있다. 마스크(M)가 풀리(P)에 완전히 결합되면, 풀리(P)가 도금이 될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 도금 방법에 적용되는 볼 플런저의 실시 예를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 볼 플런저는 고정 몸체(61); 고정 몸체(61)의 내부에 결합되는 탄성 유도 실린더(63); 및 탄성 유도 실린더(63)의 양쪽 부분에 결합되는 탄성 유닛(64a 64b)을 포함한다. 풀리(P)의 관통 홀에 마스크(M)가 삽입된 상태에서 예를 들어 풀리(P)의 외부 둘레 면이 아연 코팅이 되어 코팅 층(L)이 형성될 수 있다. 도금 조에서 풀리(P)는 볼 플런저(60)에 고정되고, 이후 전류가 인가되어 마스킹 부분을 제외한 나머지 부분이 코팅이 될 수 있다. 볼 플런저(60)는 실린더 형상으로 연장되는 고정 몸체(61); 고정 몸체(61)에 결합되는 탄성 유도 실린더(63); 및 탄성 유도 실린더(63)의 한쪽 부분에 결합되는 탄성 이동 유닛(62)을 포함한다. 탄성 유도 실린더(63)의 양쪽 부분에 탄성에 의하여 이동 가능한 고정 볼(65a, 65b)이 결합될 수 있다. 또한 탄성 이동 유닛(62)의 한쪽 끝에 보조 탄성 유닛(66)이 배치될 수 있다. 탄성 유도 실린더(63)의 양쪽에 배치된 고정 볼이 탄성에 의하여 이동되면서 풀리(P)가 볼 플런저(60)에 고정될 수 있고, 전류의 인가에 의하여 풀리(P)의 외부 둘레 면이 도금될 수 있다. 풀리(P)의 도금은 다양한 소재에 의하여 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
21: 마스크 몸체 22: 삽입 머리
31: 풀리 공급 모듈 32: 풀리 이동 모듈
33: 압입 모듈 34: 배출 모듈
61: 고정 몸체 62: 탄성 이동 유닛
63: 탄성 유도 실린더 64a, 64b: 탄성 유닛
321: 지그 테이블 322_1 내지 322_K: 클램프 핸드
333: 가압 유닛 336: 마스크 결합 유닛

Claims (4)

  1. 풀리의 형상을 가공하는 단계;
    연속적으로 공급되는 풀리에 이송 암에 의하여 이송되는 마스크가 결합되어 가압 삽입 유닛에 의하여 풀리에 압입되는 단계;
    마스크가 압입된 풀리가 볼 플런저에 의하여 고정되는 단계; 및
    풀리에 전류가 인가되어 도금이 되는 단계를 포함하고,
    마스크는 내부에 투입 홀이 형성된 마스크 몸체(21); 및 마스크 몸체(21)의 앞쪽에 돔형으로 형성된 삽입 머리(22)로 이루어지고, 마스크는 신축 소재로 만들어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 풀리의 도금 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 볼 플런저는 고정 몸체(61); 고정 몸체(61)의 내부에 결합되는 탄성 유도 실린더(63); 및 탄성 유도 실린더(63)의 양쪽 부분에 결합되는 탄성 유닛(64a 64b)을 포함하는 자동차용 풀리의 도금 방법.
  4. 풀리에 마스크를 압입하는 압입 장치에 있어서,
    다수 개의 풀리가 연속적으로 공급되는 풀리 공급 모듈(31);
    공급되는 풀리를 정해진 위치로 이송시키는 다수 개의 클램프 핸드(322_1 내지 322_K)를 포함하는 풀리 이동 모듈(32);
    정해진 위치로 이송된 풀리에 마스크를 결합시키는 마스크 결합 유닛(336) 및 결합된 마스크를 풀리 내부로 삽입시키는 가압 삽입 유닛(333)을 포함하는 압입 모듈(33); 및
    마스크가 압입된 풀리를 배출시키는 배출 모듈(34)을 포함하고,
    마스크는 내부에 투입 홀이 형성된 마스크 몸체(21); 및 마스크 몸체(21)의 앞쪽에 돔형으로 형성된 삽입 머리(22)로 이루어지고, 마스크는 신축 소재로 만들어지는 것을 특징으로 하는 마스크 압입 장치.
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