KR102525330B1 - 홀 가공 치공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홀 가공 치공구에 관한 발명으로, 가공대상이 수용되는 프레임부, 상기 프레임부의 내부에서 상기 가공대상을 고정하는 지지부 및 상기 프레임부의 상단에 결합되되, 길이방향 및 수직방향으로 이동하며 내부에 중공부를 지닌 구동부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 가공대상에 홀이 형성되어야만 하는 위치에 공구가 위치할 수 있도록 유도하며 공구의 나사산 및 뽀족한 단부에 맞닿아 발생할 수 있는 부상을 방지하며, 더불어 가공의 부산물인 칩이 외부로 유출되는 것을 방지하여 쾌적한 작업환경을 유지하는 발명이다.

Description

홀 가공 치공구{HOLE MACHINING TOOL}

본 발명은 홀 가공 치공구에 관한 발명으로, 가공대상이 수용되는 프레임부, 상기 프레임부의 내부에서 상기 가공대상을 고정하는 지지부 및 상기 프레임부의 상단에 결합되되, 길이방향 및 수직방향으로 이동하며 내부에 중공부를 지닌 구동부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 가공대상에 홀이 형성되어야만 하는 위치에 공구가 위치할 수 있도록 유도하며 공구의 나사산 및 뽀족한 단부에 맞닿아 발생할 수 있는 부상을 방지하며, 더불어 가공의 부산물인 칩이 외부로 유출되는 것을 방지하여 쾌적한 작업환경을 유지하는 발명이다.

일반적으로 치공구란, 각종 제품을 가공하여 생산할 때, 사용되는 공구류 및 제품의 치수를 통일시키는 기준 치공구와 제품을 작업대에 고정시키고 주 절삭 공구의 작업을 용이하게 해 주는 생산 치공구가 있다. 이는 주로 제품을 공작하여 대량으로 제작하는 경우에 사용된다.

원기둥 형태에 부재에 나사산이 형성되는 나사 또는 드릴로 가공부재에 홀(구멍)을 가공하기 위해서는 홀이 형성되어야만 하는 작업대의 위치에 정확하게 위치하여야 하며 수직으로 직립한 상태에서 공정하여야 한다.

또한, 가공하는 과정에서 가공기계의 회전력에 의해 고정된 위치가 유격에 의해 떨림으로 흔들리거나 중심에서 이탈하는 경우 및 구면을 지니는 부재가 회전하는 경우 균일한 나사산이 형성되지 못해 생산성이 극히 낮아지게 된다.

전술한 작업은 숙련된 작업자가 아니면 정확한 위치를 조절하여 고정할 수 없으며, 많은 양의 제품을 가공하는 경우에는 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 홀 가공 시에는 통산적으로 판 형태의 가공부재를 클램프 또는 바이스로 고정한 상태에서 가공부재에 공구를 드릴링하여 홀을 형성한다.

홀을 가공하는 가공부재의 주위의 강성이 낮으면, 공구 삽입에 의해 가공부재가 휘거나 가공하는 회전력에 의해 가공부재가 진동하여 홀의 가공 정밀도가 저하하게 된다.

또한, 홀 가공 시 발생되는 부산물인 금속의 칩(CHIP)에 의해 작업환경이 오염되며 칩이 사용자에게 튀어 눈과 같은 인체에 부상을 입힐 수 있다.

또한, 가공부재의 진동 및 휘는 현상으로 가공부재가 튀어오르거나 회전하여 사용자에게 부상을 야기할 수 있으며 더불어 공구가 파손될 수 있다.

파손된 공구는 나사산 및 뾰족한 형상으로 인해 사용자에게 부상을 입힐 수 있는 문제점이 발생된다.

이를 해결하기 위해 종래에는 가공부재에 대해 홀 가공 시, 충분한 강성을 부여하도록 가공부재를 고정하여 사용하게 된다.

전술한 과정을 바탕으로도 홀이 형성되는 단부에 적응되는 공구의 회전력 및 가공 시 발생하는 외력으로 인해 홀이 가공되는 단부에 떨림 및 파손이 야기될 수 있다.

이에, 가공부재에 떨림 및 파손을 방지하고 공구가 파손되더라도 사용자에게 튀어 부상이 발생되는 것을 방지하며 더불어, 가공 시 발생되는 부산물을 용이하게 처리하여 작업환경을 쾌적하게 유지하며 작업력이 증대되는 홀 가공 치공구가 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1343046호

본 발명은 홀 가공 시 홀이 형성되어야만 하는 위치에 정확하게 홀 가공을 실시하고, 홀 가공 시 발생되는 떨림 및 진동을 최소화하고 공구의 파손에 이한 사용자의 부상을 방지하고 가공 부산물에 의해 작업환경이 오염되는 것을 방지하는 치공구에 목적이 있는 발명이다.

본 발명에 따른 홀 가공 치공구는, 가공대상이 수용되는 프레임부; 상기 프레임부의 내부에서 상기 가공대상을 고정하는 지지부; 및 상기 프레임부의 상단에 결합되되, 길이방향 및 수직방향으로 이동하며 내부에 중공부를 지닌 구동부;를 포함하고, 상기 구동부는 상기 가공대상에 홀이 형성되어야만 하는 위치에 공구가 위치할 수 있도록 유도한다.

본 발명에 따른 상기 지지부는 한 쌍으로 형성되고, 상기 가공대상의 양단에서 상면 및 하면 맞닿아 가압하여 고정한다.

본 발명에 따른 상기 구동부는, 상기 프레임부와 결합되되, 길이방향으로 이동하는 구동본체부; 상기 구동본체부와 결합되되, 수직방향으로 연장되어 형성되는 구동가이드부; 상기 구동가이드부의 하부 외주면을 따라 돌출되어 형성되되, 상기 가공대상을 가공 시, 상면에 맞닿는 플랜지부; 및 상기 구동본체부, 상기 구동가이드부 및 상기 플랜지부를 연통하는 중공부;를 포함한다.

본 발명에 따른 상기 구동가이드부는 수직방향으로 길이조절된다.

본 발명에 따르면 상기 플랜지부를 상기 가공대상에 맞닿도록 상기 구동가이드부가 수직방향으로 이동하고, 상기 플랜지부는 상기 가공대상에 홀을 가공하는 위치에 맞닿고, 상기 공구는 상기 구동가이드부의 내부를 따라 이동하고, 상기 공구는 상기 가공대상에 수직방향으로 인입하여 홀을 형성한다.

본 발명에 따르면 상기 플랜지부의 내부는 상기 가공대상을 가공 시 발생하는 부산물인 칩을 수용하는 공간이 형성되고, 상기 플랜지부의 내주면은 자성을 띠는 마그넷부;가 형성되고, 상기 마그넷부의 자성에 의해 상기 칩은 상기 공간에 위치한다.

본 발명에 따르면, 상기 마그넷부는 전자석으로 형성된다.

본 발명은 가공대상에 홀을 정확하게 가공할 수 있어 공정이 신뢰도가 향상되며 공정의 정확도가 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 절삭되는 단부에 의해 사용자가 부상당하는 것을 방지하여 안정성이 증대되는 효과가 있다.

본 발명은 홀을 가공하는 공구가 부러지더라도 외부로 유출되거나 튀어오르지 않아 부상을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 가공대산에 가해지는 진동 및 충격을 흡수하여 정확한 홀 가공 공정을 실시할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 가공의 부산물은 칩이 외부로 유출되는 것을 방지하여 쾌적한 작업환경 및 칩으로 인한 가공의 불편함을 해소하는 장점이 있다.

도 1은 홀이 가공된 가공대상을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명이 치공구의 실시 예에 따른 개략 구성을 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 구동부의 구성과 구동부에 삽입되는 공구를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 칩이 구동부 내부에 수집되는 것을 설명하기 위해 도시한 것이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명에서 길이방향이란 도 2를 기준으로 'X 축 방향'이며 폭 방향이란 'Y 축 방향' 수직방향이랑 'Z 축 방향'을 의미하며 상측 또는 상단이란 Z 축을 기준으로 위쪽 방향을 의미하며 하측 또는 하단이란 상측의 반대 방향을 의미한다.

본 발명에 의한 홀(H) 가공 치공구(S)는 홀(H) 가공 시 홀(H)이 형성되어야만 하는 위치에 정확하게 홀(H) 가공을 실시하고, 홀(H) 가공 시 발생되는 떨림 및 진동을 최소화하고 공구(S)의 파손에 이한 사용자의 부상을 방지하고 가공 부산물에 의해 작업환경이 오염되는 것을 방지하는 치공구(S)에 목적이 있는 발명이다.

또한, 가공부재에 떨림 및 파손을 방지하고 공구(S)가 파손되더라도 사용자에게 튀어 부상이 발생되는 것을 방지하며 더불어, 가공 시 발생되는 칩(C)과 같은 부산물을 용이하게 처리하여 작업환경을 쾌적하게 유지하며 작업력이 증대되는 발명이다.

도 1을 참고하면 본 발명에 홀(H) 가공 치공구(S)는 가공대상(D)에 복수 개의 홀(H)을 형성하기 위한 장치이다.

도 1에서는 가공대상(D)을 판 형태로 표현되어 있지만, 다양한 형태의 가공부재에 적용될 수 있으며 이는 사용자 및 설계자의 의도에 따라 상이하게 실시될 수 있는 것이 바람직하다.

도 2를 참고하면, 본 발명은 프레임부(100), 지지부(200), 구동부(300)를 포함한다.

프레임부(100)는 가공부재를 삽입하여 가공을 실시하며, 가공대상(D)에 가공을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해 고정되도록 사용된다.

프레임부(100)는 이동지지부(110)를 포함한다.

이동지지부(110)는 프레임부(100)의 상측단에서 후술할 구동부(300)가 결합되어 길이방향으로 이동할 수 있는 단부이며 레일, 레크 등 동력을 기반으로 운동할 수 있는 구성으로 형성되는 것이 바람직하다.

프레임부(100)의 내부에는 한 쌍의 지지부(200)가 형성되며 지지부(200)는 가공대상(D)을 고정하는 역할을 한다.

상세히, 지지부(200)는 가공대상(D)의 양단을 가압하기 위해 한 쌍으로 형성되며 설명의 편의를 위해 각각 제1 지지부(210) 및 제2 지지부(220)로 설명한다.

또한, 제1 지지부(210) 및 제2 지지부(220)는 동일한 형상 및 구성으로 어느 하나의 지지부(200)를 설명하더라도 제1 지지부(210) 및 제2 지지부(220)를 포함하여 설명하는 것이다.

중복설명을 방지하기 위해 제1 지지부(210)를 기준으로 설명한다.

도 2를 참고하면, 제1 지지부(210)는 제1 하부지지부(211) 및 제1 상부지지부(212)를 포함한다.

제1 하부지지부(211)는 프레임부(100)의 하부에 연결되어 상측 수직방향으로 연장되어 형성되며, 가공대상(D)이 위치할 수 있도록 일단부가 판 형태로 형성되어 가공대상(D)이 소정의 위치에 거치되도록 한다. 즉, 가공대상(D)의 하면을 지지하여 가공을 위해 가공대상(D)을 가공을 실시하기 위해 거치하는 구성이다.

제1 하부지지부(211)는 볼트 너트가 결합되어 수직방향으로 길이조절이 가능하며 이는 사용자의 가공공정에 따라 조절될 수 있는 것이 바람직하다.

제1 하부지지부(211)와 수직방향으로 일정 간격 이격되어 형성되는 제1 상부지지부(212)는 제1 하부지지부(211)에 가공대상(D)이 거치된 상태에서 가공대상(D)의 상면을 가압하여 제1 하부지지부(211)와 제1 상부지지부(212) 사이에 가공대상(D)을 고정시킨다.

제1 상부지지부(212) 또한, 볼트 및 너트 결합되어 너트의 조임으로 인해 가공대상(D)을 제1 하부지지부(211) 및 제1 상부지지부(212) 사이에서 견고하게 고정시키게 된다.

본 발명에서는 일 예로, 볼트 및 너트 결합으로 제1 하부지지부(211) 및 제1 상부지지부(212)의 간격을 조절하여 가공대상(D)을 고정하고 있으나, 모터, 실린더, 액추에이터 등 다양한 동력을 수행할 수 있는 장치를 마련하여 조절될 수 있다. 이는 사용자의 의도에 따라 상이하게 실시될 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 볼트 및 너트 결합으로 제1 하부지지부(211) 및 제2 상부지지부(222)를 조으는 과정에 있어서, 조여지는 단부의 파손을 방지하기 위해 볼트와 너트 사이에 와셔와 같은 파손방지 부재가 사용될 수 있다.

전술한 특징은 제1 지지부(210)와 동일한 형상 및 구성인 제2 지지부(220) 또한 동일하게 적용되며, 제1 하부지지부(211) 및 제1 상부지지부(212)와 동일한 제2 하부지지부(221) 및 제2 상부지지부(222)에도 동일하게 적용되는 것으로 해석되는 것이 바람직하다.

도 2 내지 도 7을 참고하여 구동부(300)를 설명한다.

도 2 및 도 3을 참고하면 구동부(300)는 가공되는 홀(H)의 위치에 대응되어 길이방향으로 이동할 수 있으며, 수직방향으로 길이조절이 가능하여 가공되는 홀(H)의 위치에 대응되어 홀(H)을 가공하는 공구(S)를 가공위치로 정확하게 위치시킬 수 있다.

또한, 가공되는 단부에 발생되는 진동 및 충격을 흡수하여 가공의 정확도를 증대한다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 구동부(300)는 구동본체부(310), 구동가이드부(320), 플랜지부(330) 및 마그넷부(340)를 포함한다.

구동본체부(310)는 도 3의 도시처럼 프레임부(100)의 상단의 이동지지부(110)를 따라 길이방향으로 이동할 수 있도록 결합되며, 모터와 같은 동력을 공급하는 장치가 내장되어 프레임부(100)의 이동지지부(110)를 따라 이동할 수 있는 것이 바람직하다.

구동본체부(310)의 이동에 따라 가공대상(D)에 홀(H) 가공 위치가 결정된다.

상세히, 센서 및 프로그래밍을 통해 컴퓨터와 연결된 제어부(미도시)를 통해 구동본체부(310)를 길이방향으로 이동시켜 가공대상(D)에 홀(H)이 가공되는 위치에 구동본체부(310)를 위치시켜 홀(H)을 가공하는 위치를 설정하게 된다.

또한, 구동본체부(310)는 설치되는 구조 및 방식에 따라 폭방향으로 이동이 가능할 수 있으며 이는 사용자 및 설계자의 의도에 따라 상이하게 설계될 수 있다.

구동가이드부(320)는 구동본체부(310)의 하부에 맞닿아 수직방향으로 연장되어 형성되며, 원기둥 형태로 비교적 수직방향으로 긴 길이를 지닌다.

또한, 구동가이드부(320)는 수직방향으로 길이조절이 가능하며, 필요 시, 수직방향으로 길이조절되어 사용될 수 있다.

구동가이드부(320)의 하부 외주면을 따라 형성되는 플랜지부(330)는 구동가이드부(320)의 원기둥 형태의 외주면을 따라 원형으로 둘레를 따라 돌출되어 형성되며, 가공대상(D)을 가공 시, 가공대상(D)의 상부면에 실질적으로 맞닿는 단부가 된다.

마그넷부(340)는 플랜지부(330)의 내주면에 형성되며, 나아가 구동가이드부(320)의 내주면 일부까지도 형성될 수 있다.

마그넷부(340)는 자성을 띠는 소재로 형성될 수 있으며 일 예로 전자석 형태로 형성되어 필요에 따라 전기를 공급하여 자성을 띠는 형태로 사용될 수 있는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 작동방식과 홀(H) 가공 방법 및 효과를 상세하게 설명한다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 구동부(300)는 내부가 연통되는 중공부가 형성되며, 중공부를 따라 홀(H)을 가공하는 공구(S)가 삽입되어 가공대상(D)에 홀(H) 가공을 실시할 수 있다.

이는, 만일 홀(H) 가공 중, 공구(S)가 부러지더라도 구동부(300) 내부에 부러진 공구(S)가 위치하게 되어 가공 작업을 실시하는 사용자에게 공구(S)가 튀어 부상이 야기되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 나사산 또는 날이 형성된 공구(S)가 외부에 노출되지 않아 사용자의 부주의에 의해 장갑 및 옷가지가 공구(S)에 빨려들어가 손과 같은 신체에 부상이 야기되는 것을 방지하는 효과가 있다.

상세히, 도 2의 가공대상(D)이 지지부(200)에 삽입되어 고정된 상태에서 구동부(300)의 구동본체부(310) 및 구동가이드부(320)가 홀(H)이 가공되어야만 하는 위치에 구동본체부(310)를 길이방향으로 이동하고, 구동가이드부(320)를 수직방향으로 하강시켜 가공부재에 플랜지부(330)가 맞닿도록 한다.

이에, 도 3을 참고하면, 홀(H)을 가공하는 공구(S)가 구동부(300)의 중공부를 따라 삽입되면 구동가이드부(320)의 수직방향의 길이조절로 인해 공구(S)는 구동가이드부(320)에 의해 홀(H)이 가공되는 위치에 홀(H)을 가공할 수 있도록 가이드 된다.

여기서 중공부는 공구(S)의 직경보다 크게 형성되어 공구(S)가 구동부(300)의 내측면에 맞닿아 파손되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 특징을 통해, 구동가이드부(320)는 공구(S)가 홀(H)이 가공되는 정확한 위치에 위치하도록 유도하는 가이드 역할을 하게 된다.

이는 홀(H)의 가공 정확도를 향상시키고 불량이 발생되는 것을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

공구(S)는 구동본체부(310), 구동가이드부(320)의 순서로 관통하여 가공대상(D)에 홀(H)을 가공하게 된다.

이때, 플랜지부(330)는 가공대상(D)에 맞닿아 홀(H)이 가공되는 단부에서 발생될 수 있는 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.

상세히, 공구(S)는 가공대상(D)에 홀(H)을 가공하기 위해 가공대상(D)에 드릴링을 실시하게 되며, 드릴링 시, 회전력 및 동력에 의해 가공대상(D)의 홀(H)이 형성되는 부근에 충격이 가해져 가공대상(D)이 들뜨거나 충격에 의해 파손될 수 있는 위험이 있다.

플랜지부(330)는 홀(H)의 가공범위의 단부에서 가공대상(D)에 직접적으로 맞닿아 가공대상(D)에 발생될 수 있는 충격 즉, 공구(S)가 가공대상(D)을 가압하는 가압력에 대응되어 플랜지부(330)는 가공되는 가공단부 근방에서 직접적으로 맞닿아 가공대상(D)이 들뜨는 것을 방지하여 홀(H)의 가공 정확도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 플랜지부(330)는 홀(H) 가공되는 단부에서 일부 표면적을 지니며 맞닿기 때문에 홀(H) 가공 시 발생되는 진동을 플랜지부(330)를 통해 흡수할 수 있다.

이를 통해, 가공대상(D)에 가해지는 피로를 방지하여 가공대상(D)의 강성을 증대할 수 있는 효과가 있어 홀(H) 가공 시 정확도가 높은 가공을 실시할 수 있는 효과가 있으며 가공대상(D)이 파손되는 것을 방지하여 생산의 효율성이 증대되는 효과가 있다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 가공대상(D)에 홀(H)을 가공 시, 가공의 부산물인 칩(C)(CHIP)이 발생한다.

칩(C)은 공구(S)의 나사산을 따라 가공대상(D)이 절삭되며 발생되는 부산물이며 홀(H)이 가공됨에 따라 필연적으로 발생하는 부산물이다.

이러한, 칩(C)은 얇고 길게 형성되기 때문에, 공구(S)에 끼이거나 다음 홀(H)을 가공하는 위치에 흐트러진다면 가공의 문제점이 발생된다.

또한, 뽀족한 칩(C)의 형태로 인해 사용자의 눈에 튀거나 신체에 튀어 큰 부상을 야기할 수 있는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 플랜지부(330)의 내부에는 마그넷부(340)가 형성되어 칩(C)를 자성으로 맞닿도록 유지하게 된다.

상세히, 플랜지부(330)의 내부에는 칩(C)을 수용하는 공간이 형성된다.

이러한 공간은 공구(S)가 가공대상(D)을 가공하여 홀(H)을 형성할 때, 나사산을 따라 배출되는 칩(C)부를 수용하기 위함이다.

마그넷부(340)는 전술한 공간 즉, 플랜지부(330)의 내측면에 형성되며 홀(H) 가공 시 발생되는 칩(C)가 자성으로 맞닿게 된다.

칩(C)부가 자성으로 마그넷부(340)와 맞닿아 위치하여 홀(H) 가공이 끝나고 다른 단부에 홀(H)을 가공 시, 공구(S)를 제거하더라도 칩(C)부가 마그넷부(340)에 맞닿아 있어 외부로 유출되지 않아 가공대상(D)에 칩(C)이 흐트러지거나 작업공간으로 유출되어 칩(C)부에 의한 작업공간의 오염을 방지하게 된다. 이를 통해 쾌적한 작업환경을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가공대상(D)에 칩(C)이 흐트러져 차후 가공을 진행하기 위해 사용자가 칩(C)을 치울 필요가 없어 작업효율이 증대되는 효과가 있다.

또한, 칩(C)을 공구(S)가 가압하여 회전력 및 동력에 의해 칩(C)이 튀어 사용자의 신체에 튀어 부상이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 구동부(300)만 탈거하면 칩(C)을 효율적으로 포집하여 처리할 수 있어 가공 후, 정리시간이 단축되어 공정의 효율성을 증대하고 사용자의 편의성이 증대되는 효과가 있다.

본 발명의 구동부(300)는 외부에 노출되는 특징 및 홀(H)을 가공하는 공정에 의해 잦은 마찰로 인해 부식에 취약한 단점이 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명의 구동부(300)의 표면에는 부식을 방지하기 위한 코팅층이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 부식방지 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 구동부(300)의 표면에 코팅층을 형성하여, 구동부(300)의 외부 노출을 방지하고, 구동부(300)보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함하고 있어, 구동부(300)의 부식을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물을 포함할 수 있다:

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 구동부(300)의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 구동부(300)와의 접착력이 우수하여, 외력에 의해 쉽게 코팅층이 벗겨지지 않고, 구동부(300)보다 이온화 경향이 높은 금속 화합물을 포함함에 따라, 우수한 부식 방지 효과를 나타낼 수 있다.

구체적으로, 상기 실록산계 화합물은 구동부(300)와의 우수한 접착력을 나타낼 뿐 아니라, 코팅 조성물의 점도를 일정 수준으로 유지하여 성형성을 높이고, 안정성을 높일 수 있다.

상기 금속 화합물은 수분, 염분 또는 산소와 접하는 것을 차단하는 침식 및 부식억제제로서의 역할을 수행한다. 여기서, 금속 화합물은 침식 및 부식 억제제의 역할을 하기 위하여 철보다 이온화 경향이 높은 금속을 사용할 수 있다. 즉, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 금속 또는 합금을 이용할 수 있고, 주로 아연(Zn)이 많이 사용된다.

상기 금속화합물의 입자 크기는 0.1 내지 10㎛일 수 있다. 금속화합물의 입자가 0.1㎛ 이상이면 금속화합물의 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 금속화합물의 입자가 10㎛ 이하이면 금속 입자가 균일하게 분산될 수 있다.

상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 아민 화합물은 변성 지방족 아민 또는 제3급 아민류를 포함할 수 있고, 구체적으로 트리메틸아민 또는 아닐린을 사용할 수 있다. 상기 아민 화합물은 코팅 조성물 내 포함되어, 코팅막의 균열 또는 박리를 방지할 수 있다. 즉 코팅층의 접착력을 높여, 사용에 따른 코팅막의 균열 또는 박리를 방지하는 효과가 우수하다.

상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.

상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물를 포함할 수 있다.

상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물 40 내지 60 중량부, 금속 화합물 20 내지 40 중량부 및 아민 화합물 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.

보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 구동부(300)의 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.

[제조예 1: 코팅층의 제조]

1. 코팅 조성물의 제조

메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물, 아연 및 트리메틸아민를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

상기 코팅 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
유기용매	100	100	100	100	100
폴리실록산	30	40	50	60	70
금속 화합물	10	20	30	40	50
아민 화합물	1	5	10	15	20

(단위 중량부)

2. 코팅층의 제조

대표적으로 부식이 쉽게 일어나는 금속 소재인 알루미늄을 구동부(300)대신 사용하여 실험을 진행하였다.

10×10cm의 알루미늄 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다.

실험예

1. 표면 외관에 대한 평가

코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.

○: 균일한 코팅층 형성

×: 불균일한 코팅층의 형성

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
관능 평가	×	○	○	○	×

코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 구동부(300)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.

2. 부식 특성의 측정

부식 특성을 확인하기 위해, 대조군으로 코팅층이 형성되지 않은 알루미늄 판을 사용하고, TX1 내지 TX5의 코팅층이 형성된 알루미늄 판을 이용하여 내부식성 실험을 진행하였다.

10 중량%의 CuCl2 수용액이 담긴 비커에 상기 알루미늄 판을 담궈놓고, 시간의 경과에 따라 부식 정도를 확인하였다.

수소 기체의 발생이 육안으로 확인되는 경우, 부식이 발생함을 의미한다고 할 것이며, 24시간 경과 시까지 부식 발생 여부를 확인하였다.

○: 부식 발생

×: 부식 발생하지 않음

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5	대조군
부식 발생	○	×	×	×	×	○

상기 실험의 진행 결과, 대조군인 알루미늄판은 비커에 담고 얼마 지나지 않아 수소 기체가 발생하고, 1시간 미만으로 구리가 석출되는 것을 확인하였다. TX1의 경우 3시간 경과 시점에서 수소 기체가 발생하고, 6시간 경과 시점에 구리 석출이 확인되었다.

그 외의 코팅층의 경우에는 24시간 경과 시점에도 부식이 발생하지 않아, 부식 방지에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

D : 가공대상,
H : 홀,
S : 공구,
C : 칩,
100 : 프레임부,
110 : 이동지지부,
200 : 지지부,
210 : 제1 지지부,
211 : 제1 하부지지부,
212 : 제1 상부지지부,
220 : 제2 지지부,
221 : 제2 하부지지부,
222 : 제2 상부지지부,
300 : 구동부,
310 : 구동본체부,
320 : 구동가이드부,
330 : 플랜지부,
340 : 마그넷부.

Claims (7)

1. 가공대상이 수용되는 프레임부;
   상기 프레임부의 내부에서 상기 가공대상을 고정하는 지지부; 및
   상기 프레임부의 상단에 결합되되, 길이방향 및 수직방향으로 이동하며 내부에 중공부를 지닌 구동부;를 포함하고,
   상기 구동부는 상기 가공대상에 홀이 형성되어야만 하는 위치에 공구가 위치할 수 있도록 유도하고,
   상기 지지부는 한 쌍으로 형성되고,
   상기 가공대상의 양단에서 상면 및 하면에 맞닿아 가압하여 고정하고,
   상기 프레임부와 결합되되, 길이방향으로 이동하는 구동본체부;
   상기 구동본체부와 결합되되, 수직방향으로 연장되어 형성되는 구동가이드부;
   상기 구동가이드부의 하부 외주면을 따라 돌출되어 형성되되, 상기 가공대상을 가공 시, 상면에 맞닿는 플랜지부; 및
   상기 구동본체부, 상기 구동가이드부 및 상기 플랜지부를 연통하는 중공부;를 포함하고,
   상기 구동가이드부는 수직방향으로 길이조절되고,
   상기 플랜지부를 상기 가공대상에 맞닿도록 상기 구동가이드부가 수직방향으로 이동하고,
   상기 플랜지부는 상기 가공대상에 홀을 가공하는 위치에 맞닿고,
   상기 공구는 상기 구동가이드부의 내부를 따라 이동하고,
   상기 공구는 상기 가공대상에 수직방향으로 인입하여 홀을 형성하고,
   상기 플랜지부의 내부는 상기 가공대상을 가공 시 발생하는 부산물인 칩을 수용하는 공간이 형성되고,
   상기 플랜지부의 내주면은 자성을 띠는 마그넷부;가 형성되고,
   상기 마그넷부의 자성에 의해 상기 칩은 상기 공간에 위치하고,
   상기 마그넷부는 전자석으로 형성되고,
   상기 홀 가공시 발생되는 상기 칩이 상기 마그넷부의 자성으로 인해 상기 플랜지부의 내측면에 맞닿고,
   상기 구동본체부를 길이 방향으로 이동시켜 상기 가공대상의 상기 홀을 가공하는 위치를 설정할 수 있는 제어부;를 더 포함하고,
   상기 구동부의 표면에는 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하고,
   상기 코팅층은 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것으로, 부식 방지 효과를 나타내며,
   상기 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매; 금속 화합물; 및 아민 화합물;을 포함하는
   홀 가공 치공구:
   [화학식 1]
   

   

   
   여기서, n은 1 내지 100의 정수이다.
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