KR102455152B1

KR102455152B1 - 용사코팅을 위한 모재 고정장치

Info

Publication number: KR102455152B1
Application number: KR1020210093568A
Authority: KR
Inventors: 김병옥
Original assignee: 태영용사공업(주)
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2022-10-17

Abstract

본 발명은 고정부에 고정된 스크류형상의 모재를 일정 각도 회전시키고 작동실린더에 의해 상,하부로 반복이동하면서 모재의 기둥면과 산부분을 코팅하므로 균일한 코팅이 가능한 용사코팅을 위한 모재 고정장치에 관한 것이다.

Description

용사코팅을 위한 모재 고정장치{Meterial fixing device on thermal coating}

본 발명은 용사코팅을 위한 모재 고정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정부에 고정된 스크류형상의 모재를 일정 각도 회전시키고 작동실린더에 의해 상,하부로 반복이동하면서 모재의 기둥면과 산부분을 코팅하므로 균일한 코팅이 가능한 용사코팅을 위한 모재 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용사(Thermal Spray) 코팅은 소재 표면에 분말 또는 선(와이어) 형태의 용사재료를 화염이나 플라즈마 등의 고온의 열원에 의하여 용융 액적으로 변화시켜 고속으로 모재(Substrate)에 충돌시켜 적층하는 것을 말한다.

이와 같은 용사 코팅은 성질이 다른 재료를 모재 표면에 적층하여 피막을 형성하는 기술로서, 모재가 보유하고 있는 특성을 살리고 결함을 보완할 수 있다.

이러한 용사 코팅은 항공기, 자동차, 화학공업, 제철산업 등에서 기계류 부품의 내열, 내마모, 내식성을 향상시키는 등 재료 기능의 다양화 및 고도화를 가능하게 하는 표면 처리법의 하나이다.

상기와 같은 용사 코팅장치는 일측에는 용사 코팅하는 열원형성체가 구비되고, 용사코팅장치의 타측에는 모재와, 모재를 고정하는 고정부가 구비되어 열원형성체에 의하여 모재의 표면에 용사코팅하게 된다.

상기 모재를 고정하는 고정부는 하부에 베이스가 형성되어 회전하게 되며, 열원형성체는 상하로 상승가능하게 구비되어 승하강하면서 모재 표면에 용사코팅을 하게 된다.

그러나, 상기와 같은 용사 코팅장치는 원형으로 구비된 모재만을 용사코팅할 수 있어 불규칙하게 형성된 모재는 용사코팅을 할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제10-2186079호(2020.12.03. 공고)

본 발명의 목적은 고정부에 고정된 스크류형상의 모재를 일정 각도 회전시키고 작동실린더에 의해 상,하부로 반복이동하면서 모재의 기둥면과 산부분을 코팅하므로 균일한 코팅이 가능한 용사코팅을 위한 모재 고정장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 용사코팅을 위한 모재 고정장치는, 용사코팅장치를 이용하여 모재의 표면에 코팅재를 도포하기 위한 것으로, 사각 함체로 이루어진 베이스; 상기 베이스 상부에 설치되어 모재의 하단부를 고정하기 위한 고정부; 상기 고정부에 고정된 모재를 회전시키기 위한 회전부가 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부는, 상기 베이스에 수직으로 설치되는 로드; 상기 로드의 상부에 장착되는 면판; 상기 면판에 방사상으로 장착되어 모재를 고정하는 고정클램프가 구비된다.

상기 회전부는, 상기 베이스의 내부에 설치되어 회전구동하는 구동모터; 상기 고정부의 하단부에 형성되는 회전기어와 구동모터의 축에 형성되는 구동기어를 연결하여 고정부를 회전시키는 밸트가 구비된다.

상기 회전부는 모재의 상부를 고정하도록 구성되고, 상기 고정부가 회전하도록 고정부의 면판 하부에 결합되는 원판 형상의 회전안내판; 상기 베이스의 상부에 가로방향으로 이동안내레일; 상기 이동안내레일에 결합되어 좌,우로 이동하는 이송판; 상기 이송판의 상부에 설치되는 샤프트; 상기 회전안내판의 하부 중앙부에 일정 길이로 연장형성되어 길이를 연장시키는 연장부; 상기 연장부의 양측에 일단은 회전안내판에 연결되고 타단은 이송판에 연결되어 샤프트를 중심으로 고정부를 회전작동시키는 작동실린더; 상기 베이스의 상부에 일정 높이 이격되게 설치되어 회전부를 안내하는 상부가이드가 더 구비된다.

상기 회전부는, 회전모터; 상기 회전모터의 축 하부에 확장형성되어 모재의 상단부를 수용하여 고정볼트로 고정하는 고정구; 상기 회전모터의 상부에 다단 접이식으로 연결되며 가이드부재로부터 회전가능하도록 축핀에 의해 결합되는 연장로드; 상기 연장로드의 상부에 결합되어 상부가이드를 따라 이동하도록 로울러가 장착되는 가이드부재가 구비되며, 상기 연장부는, 상기 회전안내판의 하부에 형성되는 연장부재; 상기 연장부재에 길이방향으로 형성되는 장공; 상기 샤프트에 회전가능하게 결합되어 연장부재에 결합되는 지지부재; 상기 지지부재의 상단부에 돌출형성되어 장공으로 결합되는 연장돌기가 구비된다.

이와 같은 본 발명의 용사코팅을 위한 모재 고정장치는, 고정부에 고정된 스크류형상의 모재를 일정 각도 회전시키고 작동실린더에 의해 상,하부로 반복이동하면서 모재의 기둥면과 산부분을 코팅하므로 균일한 코팅이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명 일실시예인 용사코팅을 위한 모재 고정장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명 다른 실시예인 용사코팅을 위한 모재 고정장치의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명 다른 실시예의 고정부가 일정 각도로 회전하여 모재가 우측으로 기울어진 상태를 나타낸 전체구성도이다.
도 4는 본 발명 다른 실시예의 고정부가 일정 각도로 회전하여 모재가 좌측으로 기울어진 상태를 나타낸 전체구성도이다.
도 5는 본 발명 다른 실시예의 회전부를 나타낸 확대구성도이다.
도 6은 본 발명 다른 실시예의 연장부와 작동실린더를 나타낸 확대구성도이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명 다른 실시예에 따른 모재의 코팅과정을 나타낸 상태도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명 일실시예인 용사코팅을 위한 모재 고정장치의 전체 구성도이다.

본 발명 일실시예인 용사코팅을 위한 모재 고정장치는, 용사코팅장치(10)를 이용하여 모재(S)의 표면에 코팅재를 도포하기 위한 것으로, 사각 함체로 이루어진 베이스(100); 상기 베이스(100) 상부에 설치되어 모재(S)의 하단부를 고정하기 위한 고정부(200); 상기 고정부(200)에 고정된 모재(S)를 회전시키기 위한 회전부(300)가 구성된다.

본 발명의 대상인 용사코팅장치(10)는 HVOF(JP5000)GUN으로서, 용사재의 비행 속도가 극히 빠르기 때문에 공기중에서의 체재 시간이 짧아서 조직의 물성 변화가 거의 없으며, 조직이 강하고 치밀한 고밀도의 피막을 형성할 수 있으며, 초경분말외 다수의 재료를 이용할 수 있으며, 금속, 비금속, 주물품 등 모재의 재질에 무관하게 사용할 수 있다.

상기 고정부(200)는, 상기 베이스(100)에 수직으로 로드(210)가 설치되고, 상기 로드(210)의 상부에는 면판(220)이 장착되며, 상기 면판(220)에 방사상으로 3개 이상의 고정클램프(230)가 장착되어 육각렌치와 같은 고정수단에 의해 모재(S)를 고정하게 된다.

상기 회전부(300)는, 상기 베이스(100)의 내부의 일측에 받침대가 구비되고, 상기 받침대의 상부에 구동모터(310)가 안착고정된다.

상기 고정부(200)의 로드(210) 하단부에는 회전기어가 고정되고, 상기 구동모터(310)의 측에는 구동기어가 고정되며, 상기 회전기어와 구동기어를 밸트(320)로 연결하여 구동모터(310)의 구동시 고정부(200)를 회전시키게 됨과 동시에 고정부(200)에 고정된 모재(S)를 회전시키게 된다.

상기와 같이 고정부(200)에 고정된 모재(S)가 회전하게 되면 용사코팅장치(10)를 통해 모재(S)의 표면에 코팅재를 골고루 도포하여 코팅하게 된다.

또한, 본 발명 다른 실시예인 용사코팅을 위한 모재 고정장치는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전부(300)가 모재(S)의 상부를 고정하도록 구성될 수도 있다.

상기 회전부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 모재(S)를 회전시키도록 구동하는 회전모터(330)가 구비되고, 상기 회전모터(330)의 축 하부에는 나선스크류가 형성된 모재(S)의 단부를 수용할 수 있는 두께로 확장형성되는 고정구(340)가 형성되며, 상기 고정구(340) 내부에 모재(S)의 단부가 결합되면 고정볼트를 조여 모재(S)를 고정구(340)에 견고하게 고정할 수 있다.

상기 회전모터(330)의 상단부에는 다단 접이식으로 이루어진 연장로드(350)의 일단이 고정되며, 나선 스크류가 형성된 모재(S)의 회전시 다단 접이식의 연장로드(350)가 길게 인출될 것이다.

상기 연장로드(350)의 타단에는 가이드부재(360)가 축핀을 통해 결합되어 연장로드(350)가 회전가능하게 구성되고, 상기 가이드부재(360)는 상부가이드(900) 내부에서 좌,우로 이동하게 된다.

상기 가이드부재(360)의 하부에는 로울러(361)가 장착되므로 상기 가이드부재(360)가 상부가이드(900) 내에서 원활하게 이동하게 될 것이다.

또한, 상기 고정부(200)의 면판(220) 하부에는 원판 형상의 회전안내판(400)이 결합되며, 상기 회전안내판(400)은 면판(220)으로부터 일정 높이 이격되게 형성되어 면판(220)과 접촉되지 않게 하면서 면판(220)의 하부에 형성되는 결합수단이 회전안내판(400)의 상부에 회전 가능하게 결합되는 구조이다.

상기 베이스(100)의 상부에는 일정 간격 이격되어 가로방향으로 형성되는 이동안내레일(500)이 구비된다.

상기 이동안내레일(500)에는 이송판(510)이 결합되어 이동안내레일(500)을 따라 좌,우로 이동할 수 있게 구성된다.

상기 이송판(510)의 상부에는 샤프트(600)가 마련되어 연장부(700)가 결합된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 연장부(700)는 회전안내판(400)과 이송판(510) 사이에 장착되어 모재(S)의 코팅을 위하여 길이를 연장시키는 역할을 하게 된다.

상기 연장부(700)는 회전안내판(400)의 하부에 일정 길이로 연장부재(710)가 형성되고, 상기 연장부재(710)에는 길이방향으로 장공(720)이 형성된다.

상기 샤프트(600)에는 지지부재(730)가 회전가능하게 결합되어 연장부재(710)에 결합되고, 상기 지지부재(730)의 상단부에는 연장돌기(740)가 돌출형성되어 장공(720)으로 결합되면서 연장부재(710)의 길이연장을 안내하게 된다.

또한, 상기 회전안내판(400)과 이송판(510) 사이에는 작동실린더(800)가 장착되되, 일단은 회전안내판(400)에 연결되고 타단은 이송판(510)에 연결된다.

상기와 같이 연장부(700)와 작동실린더(800)가 구비됨으로써, 모재(S)의 용사코팅시 작동실린더(800)의 작동으로 연장부(700)의 길이를 반복적으로 연장시키면서 모재(S)의 선단과 후단까지 골고루 코팅재를 도포할 수 있다.

또한, 베이스(100)의 상부에는 일정 높이 이격되는 위치에 상부가이드(900)가 구비되며, 상기 상부가이드(900)는 내부에 레일이 형성되어 있으며, 상기 상부가이드(900)와 베이스(100)는 지지대(910)로 연결되어 상부가이드(900)의 하중을 지지하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 모재(S)의 외주면에 형성된 나선 스크류의 산부분 중 상부면(1)을 코팅할 경우, 모재(S)가 고정된 고정부(200)를 우측으로 회전시키게 되면 연장부(700)의 지지판체(730)가 샤프트(600)를 중심으로 회전하게 된다.

이때, 이송판(510)은 이동안내레일(500)을 따라 좌측으로 일정 거리 이동하게 되며, 작동실린더(800)는 고정부(200)가 회전하게 되면 제어부(미도시)에 의해 고정부(200)의 회전 각도에 대응하도록 각각 작동하게 됨과 동시에 다단의 로드부가 인출되면서 연장부(700)를 연장시키게 된다.

또한, 모재(S)의 상단부에 고정된 회전부(300)의 가이드부재(360)는 상부가이드(900)에 안내되어 우측으로 이동하게 되며 회전모터(330)는 모재(S)를 회전시키게 된다.

용사코팅장치의 플라즈마 토치(10)는 모재(S)의 상부면(1)을 중점적으로 코팅하게 되고, 상기 모재(S)는 작동실린더(800)의 작동으로 상,하로 움직이면서 상부면(1)이 골고루 코팅된다.

상기와 같이 모재(S)의 상부면(1)이 코팅되면 도 8에 도시된 바와 같이, 모재(S)의 하부면(2)을 코팅해야 되며 이 경우 고정부(200)를 좌측으로 회전시켜야 된다.

상기 고정부(200)를 좌측으로 회전시키는 방법은 상기에서 설명한 방법과 동일하다.

모재(S)를 좌측으로 회전된 상태에서 용사코팅장치(10)로 용사코팅하게 되면, 모재(S)는 상,하로 움직이면서 하부면(2)이 코팅된다.

상기와 같이 상부면(1)과 하부면(2)이 코팅되면, 모재(S)를 수직으로 세워 모재(S)의 기둥면(3)을 코팅하게 된다.

따라서, 본 발명은 나선 스크류가 형성된 모재(S)의 상부면(1)과 하부면(2) 및 기둥면(3)을 골고루 코팅할 수 있는 것이다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부된 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100: 베이스
200: 고정부 210: 로드
220: 면판 230: 고정클램프
300: 회전부 310: 모터
320: 밸트 330: 회전모터
340: 고정구 350: 연장로드
360: 가이드부재 361: 로울러
400: 회전안내판
500: 이동안내레일
510: 이송판
600: 샤프트
700: 연장부 710: 연장부재
720: 장공 730: 지지판체
740: 연장돌기
800: 작동실린더
900: 상부가이드

Claims

용사코팅장치(10)를 이용하여 모재(S)의 표면에 코팅재를 도포하기 위한 것으로,
사각 함체로 이루어진 베이스(100);
상기 베이스(100) 상부에 설치되어 모재(S)의 하단부를 고정하기 위한 고정부(200);
상기 고정부(200)에 고정된 모재(S)를 회전시키기 위한 회전부(300)가 구성되고,
상기 회전부(300)는 모재(S)의 상부를 고정하도록 구성되고,
상기 고정부(200)가 회전하도록 고정부(200)의 면판(220) 하부에 결합되는 원판 형상의 회전안내판(400);
상기 베이스(100)의 상부에 가로방향으로 이동안내레일(500);
상기 이동안내레일(500)에 결합되어 좌,우로 이동하는 이송판(510);
상기 이송판(510)의 상부에 설치되는 샤프트(600);
상기 회전안내판(400)의 하부 중앙부에 일정 길이로 연장형성되어 길이를 연장시키는 연장부(700);
상기 연장부(700)의 양측에 일단은 회전안내판(400)에 연결되고 타단은 이송판(510)에 연결되어 모재(S)가 고정된 고정부(200)를 샤프트(600)를 중심으로 회전작동시키는 작동실린더(800);
상기 베이스(100)의 상부에 일정 높이 이격되게 설치되어 회전부(300)를 안내하는 상부가이드(900)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 용사코팅을 위한 모재 고정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고정부(200)는,
상기 베이스(100)에 수직으로 설치되는 로드(210);
상기 로드(210)의 상부에 장착되는 면판(220);
상기 면판(220)에 방사상으로 장착되어 모재(S)를 고정하는 고정클램프(230)가 구비되는 것을 특징으로 하는 용사코팅을 위한 모재 고정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전부(300)는,
상기 베이스(100)의 내부에 설치되어 회전구동하는 구동모터(310);
상기 고정부(200)의 하단부에 형성되는 회전기어와 구동모터(310)의 축에 형성되는 구동기어를 연결하여 고정부(200)를 회전시키는 밸트(320)가 구비되는 것을 특징으로 하는 용사코팅을 위한 모재 고정장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 회전부(300)는,
회전모터(330);
상기 회전모터(330)의 축 하부에 확장형성되어 모재(S)의 상단부를 수용하여 고정볼트로 고정하는 고정구(340);
상기 회전모터(330)의 상부에 다단 접이식으로 연결되며 가이드부재(360)로부터 회전가능하도록 축핀에 의해 결합되는 연장로드(350);
상기 연장로드(350)의 상부에 결합되어 상부가이드(900)를 따라 이동하도록 로울러(361)가 장착되는 가이드부재(360)가 구비되며,
상기 연장부(700)는,
상기 회전안내판(400)의 하부에 형성되는 연장부재(710);
상기 연장부재(710)에 길이방향으로 형성되는 장공(720);
상기 샤프트(600)에 회전가능하게 결합되어 연장부재(710)에 결합되는 지지부재(730);
상기 지지부재(730)의 상단부에 돌출형성되어 장공(720)으로 결합되는 연장돌기(740)가 구비되는 것을 특징으로 하는 용사코팅을 위한 모재 고정장치.