KR20120047411A - 공작물 자동 세척기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물 자동 세척기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더 헤드 및 실린더 블럭 등의 공작물을 세척액 내부에서 자동으로 세척할 수 있도록 함으로 공작물 워싱 과정에서 수작업 비율을 감소시키고 세척 효율을 증대시킬 수 있는 공작물 자동 세척기에 관한 발명이다.
이를 위해 본 발명은, 내부에 세척액을 수용하는 본체; 모터의 동력을 전달하는 주동축; 상기 주동축과 베벨기어로 맞물려 회전 프레임에 동력을 전달하는 종동축; 상기 본체 내부에서 회전가능하게 형성되는 회전 프레임; 공작물을 상기 회전 프레임에 고정시키는 클램핑수단; 및 상기 회전 프레임을 지지하며 상기 본체 내부에서 상하 이동 가능하게 형성되는 상하이송 프레임; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 세척기를 제공한다.

Description

공작물 자동 세척기{Automatic Washing Device For Workpiece}

본 발명은 공작물 자동 세척기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더 헤드 및 실린더 블럭 등의 공작물을 세척액 내부에서 자동으로 세척할 수 있도록 함으로 공작물 워싱 과정에서 수작업 비율을 감소시키고 세척 효율을 증대시킬 수 있는 공작물 자동 세척기에 관한 발명이다.

자동차 생산 기술의 발달로 현재 자동차 제작 공정의 대부분은 자동화 공정으로 이루어지고 있다. 이 중 자동차 부품의 핵심이라 할 수 있는 엔진 역시 자동화 공정을 통해 높은 품질의 제품을 대량 생산하는 것이 가능해졌다.

엔진이 완성되기까지는 대략 소재입고→기계가공→단품조립→워싱(Washing) →엔진조립 등의 다섯 가지 공정을 거치게 된다. 즉, 실린더 블록을 포함한 각종 소재를 조달하는 소재 입고 과정, 엔진의 정밀도를 위해 첨단기술로 가공하는 과정, 엔진을 구성하는 작은 조립품들을 조립하는 과정, 각 공정을 거치는 동안 부품에 묻은 이물질이나 먼지 등의 칩(chip)을 세척하는 과정, 그리고 엔진 조립공정으로 이루어진다.

이때, 상기 공정 중 워싱 공정은 엔진 부품(실린더 헤드, 실린더 블럭)을 가공 후 내?외부에 잔존하는 칩을 제거하는 과정으로써, 엔진의 정밀도 향상 및 고장 방지를 위해 매우 중요한 공정이다. 기존의 워싱 공정은 상기 엔진 부품을 크레인 등을 연결하여 세척유가 담겨진 통에 담근 후, 작업자가 상하/좌우로 흔들어서 칩을 제거하는 과정으로 이루어졌다.

그러나 수작업으로 진행되는 종래의 워싱 공정은, 공작물(엔진 부품) 내의 칩 제거가 균일하게 이루어지지 않거나 잔존하는 칩으로 인해 이후 공정에 불량이 발생하는 등의 문제점이 있었다. 또한, 과도한 수작업 공정으로 인해 작업자에게 육체적인 피로감을 줄 수 있으며, 전체적인 자동화 공정 프로세스에도 방해가 되는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는데 그 목적이 있는 발명으로서, 실린더 헤드 및 실린더 블럭 등의 공작물을 자동으로 세척할 수 있는 세척기를 제공하고자 하려는 목적을 가지고 있다.

특히, 세척액 내에서 공작물을 회전시키는 회전 프레임을 구동시킴으로 자동으로 세척이 이루어질 수 있고, 세척액 내부에 와류를 발생시키는 공기분사장치 및 공작물에 세척액을 직접 분사하는 세척액 공급노즐을 구비함으로 세척 효과를 증대시키기 위한 목적을 가지고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 공작물 자동 세척기는, 내부에 세척액을 수용하는 본체; 모터의 동력을 전달하는 주동축; 상기 주동축과 베벨기어로 맞물려 회전 프레임에 동력을 전달하는 종동축; 상기 본체 내부에서 회전가능하게 형성되는 회전 프레임; 공작물을 상기 회전 프레임에 고정시키는 클램핑수단; 및 상기 회전 프레임을 지지하며 상기 본체 내부에서 상하 이동 가능하게 형성되는 상하이송 프레임; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 베벨기어는 더블 베벨기어인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본체 내부의 하단에 구비되는 공기분사장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 공기분사장치는 다수의 분사노즐을 구비하며, 상기 다수의 분사노즐은 분사 높이가 서로 다른 비대칭 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전 프레임의 측면에 관통 형성되며, 상기 회전 프레임 내부의 공작물로 세척액을 분사하는 세척액 공급노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공작물 자동 세척기에 의하면, 상하이송 프레임에 의하여 공작물을 세척액에 침지시키고, 회전 프레임 및 상기 회전 프레임을 구동시키는 주동축 및 베벨기어를 통해 공작물을 세척액 내부에서 회전시킴으로 자동화된 공정으로 공작물 세척을 수행할 수 있다.

따라서, 공작물의 워싱 과정에서 작업자의 수작업 비율을 낮출 수 있고, 세척 공정의 불량 발생률을 감소시킬 수 있으며, 자동화된 공정을 사용함으로 인건비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 공기분사장치 및 세척액 공급노즐을 추가로 구비할 경우 공작물의 세척 효과를 더욱 증대시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작물 자동 세척기의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작물 자동 세척기의 내부 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 세척액 공급노즐이 구비된 공작물 자동 세척기의 내부 구성을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공작물 자동 세척기의 작동 과정을 나타내는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작물 자동 세척기의 모습을 나타내고 있으며, 도 2는 상기 공작물 자동 세척기의 내부 구성을 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공작물 자동 세척기는 본체(10), 주동축(22), 종동축(24), 베벨기어(26), 회전 프레임(30), 클램핑 수단(32) 및 상하이송 프레임(40)을 포함한다.

상기 본체(10)는 세척액을 수용하기 위한 것으로서, 내부에 공작물(1)이 인입되어 세척이 수행될 수 있다. 이때, 상기 본체(10)의 상단에는, 세척 과정에서 세척액이 외부로 튀어나오는 것을 방지하기 위한 커버(12)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 상기 본체(10) 내부에서 상하이동이 가능한 상하이송 프레임(40)과, 상기 상하이송 프레임(40)에 의해 지지되며 회전 운동 가능한 회전 프레임(30)을 포함한다.

상기 상하이송 프레임(40)은 에어 실린더(42)와 같은 상하이송 장치의 구동력을 전달받아 상기 본체(10) 내부에서 상하이동할 수 있다. 상기 상하이송 프레임(40)은 회전 프레임(30)을 지지하며, 상기 회전 프레임(30) 내부에서 클램핑 수단(32)에 의해 고정되는 공작물(1)을 함께 상하이동시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 상하이송 프레임(40)이 상승한 상태에서 클램핑 수단(32)을 통해 공작물(1)을 회전 프레임(30) 내부에 고정시킬 수 있으며, 상기 공작물(1)의 고정이 완료된 후에는 상하이송 프레임(40)을 하강시켜 공작물(1)이 본체(10) 내부의 세척액에 잠기도록 할 수 있다.

이때, 상기 상하이송 프레임(40)의 상승 및 하강 과정에서 상기 상하이송 프레임(40)에 고정된 회전 프레임(30)과 이에 결합 된 공작물(1)이 함께 상승 및 하강할 뿐만 아니라, 상기 회전 프레임(30)을 회전시키기 위한 주동축(22), 종동축(24) 및 베벨기어(26)가 함께 상하 이동할 수 있다.

한편, 상기 회전 프레임(30)은 구동 모터(21)의 동력을 전달하는 주동축(22) 및 상기 주동축(22)과 베벨기어(26)로 맞물린 종동축(24)에 의해 구동력을 전달받아 회전할 수 있다. 본 발명에서 공작물(1)은 클램핑 수단(32)에 의하여 상기 회전 프레임(30)에 고정되어 있으므로, 상기 회전 프레임(30)이 본체(10) 내부에 수용된 세척액에 잠기어 회전을 할 때 함께 회전 운동하여 세척이 이루어질 수 있다.

본 발명에서 상기 베벨기어(26)는 본체에 수직으로 형성된 주동축(22)의 회전 운동을 상기 회전 프레임(30)과 나란하게 형성된 종동축(24)의 회전운동으로 전달하여 주는 장치이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 베벨기어(26)는 도 2에 도시된 바와 같이 더블 베벨기어가 사용될 수 있다.

상기 더블 베벨기어는 상기 주동축(22)과 종동축(24)의 교차점에서 주동축 기어(26a) 및 이에 수직으로 맞물리는 한 쌍의 종동축 기어(26b, 26c)로 이루어진 베벨기어이다. 상기 더블 베벨기어에서 제 1기어(26b) 및 제 2기어(26c)로 이루어진 한 쌍의 종동축 기어는 상기 주동축 기어(26a)의 양측에 맞물려서 구동력을 전달받는다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 더블 베벨기어를 사용할 경우, 공작물(1)의 무게로 인한 편심 발생에 대하여 치(齒) 변형 또는 파손을 방지하여 내구성을 증대시킬 수 있으며, 동력 전달 안정성을 높일 수 있다. 이로 인해 상기 회전 프레임(30)의 구동력을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 공작물 자동 세척기는 본체(10) 내부의 하단에 구비되는 공기분사장치(50)를 더 포함할 수 있다. 도 3은 상기 공기분사장치(50)의 개략적인 모습을 나타내고 있다.

상기 공기분사장치(50)는 상기 본체(10) 내부의 하단에서 세척액으로 공기를 분사하며, 이에 따라 공기 버블이 형성되어 공작물(1)의 세척 효과를 증대시킬 수 있다. 즉, 상기 공기 버블이 세척액 내부에 잠긴 공작물(1)과 충돌하면서 상기 공작물(1)에 흡착된 이물질이나 먼지 등의 칩을 효과적으로 이탈시킬 수 있으며, 이로 인해 더욱 강력한 공작물 세척 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예에서 상기 공기분사장치(50)는 공기를 분사하기 위한 다수개의 분사 노즐(52)을 구비할 수 있으며, 바람직하게는 상기 다수개의 분사 노즐(52)의 분사 높이가 서로 다른 비대칭 형태로 구비될 수 있다. 이로 인해, 상기 다수개의 분사 노즐(52)에서 분사되는 공기 버블은 세척액 내부에 와류를 발생시켜 세척 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작물 자동 세척기의 내부 구성을 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 공작물 자동 세척기는 회전 프레임(30) 내부로 세척액을 직접 분사하는 세척액 공급노즐(60)을 더 포함할 수 있다. 상기 세척액 공급노즐(60)은 상기 회전 프레임(30)의 측면에 관통 형성되거나 상기 회전 프레임(30)의 전?후면에 구비될 수 있으며, 상기 회전 프레임(30) 내부에 고정되어 있는 공작물에 직접 세척액을 분사한다.

상기 세척액 공급노즐(60)은 별도의 세척액 공급 관(미도시)을 통해 연결되어 깨끗한 상태의 세척액을 공급받을 수 있으며, 이를 공작물에 직접 분사함으로 세척 효율을 증대시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공작물 자동 세척기를 이용하여 공작물 세척을 수행하는 과정을 나타내고 있다.

먼저, 상하이송 프레임을 상승시켜 회전 프레임을 세척액 위로 노출시킨 상태에서, 세척을 수행할 공작물을 상기 회전 프레임 내부에 클램핑시킨다. 클램핑이 완료된 후에는 본체의 상단에 구비된 커버를 닫고, 본 발명에 따른 공작물 자동 세척기의 시작(Start) 버튼을 누를 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 공작물 자동 세척기는 상하이송 프레임을 하강시켜 공작물을 세척액 내부로 침지시키고, 회전 프레임을 회전시켜 공작물의 세척이 이루어지도록 할 수 있다. 상기 회전 프레임은 외부에 구비된 구동 모터 등의 구동력을 주동축, 베벨기어 및 종동축을 통해 전달받아 회전할 수 있다. 이때, 본체 내부에 구비된 공기분사장치를 작동시켜 세척 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

설정된 시간 동안 회전 프레임의 회전이 완료되면, 상기 회전 프레임의 회전을 멈추고 상하이송 프레임을 상승시켜 공작물을 세척액으로부터 건져낸다. 이후, 세척액에서 나온 상기 공작물에 대한 건조 및 잔류 칩 제거 과정이 이루어질 수 있는데, 이를 위해 드라이어 또는 송풍장치 등의 공지의 장치가 사용될 수 있다. 상기 건조 및 잔류 칩 제거 과정이 완료되면 커버를 열고 세척 완료된 공작물을 회수할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.

1 : 공작물 10 : 본체
22 : 주동축 24 : 종동축
26 : 베벨기어 30 : 회전 프레임
32 : 클램핑수단 40 : 상하이송 프레임
50 : 공기분사장치 52 : 분사노즐
60 : 세척액 공급노즐

Claims (5)

1. 내부에 세척액을 수용하는 본체;
   모터의 동력을 전달하는 주동축;
   상기 주동축과 베벨기어로 맞물려 회전 프레임에 동력을 전달하는 종동축;
   상기 본체 내부에서 회전가능하게 형성되는 회전 프레임;
   공작물을 상기 회전 프레임에 고정시키는 클램핑수단; 및
   상기 회전 프레임을 지지하며 상기 본체 내부에서 상하 이동 가능하게 형성되는 상하이송 프레임;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 세척기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 베벨기어는 더블 베벨기어인 것을 특징으로 하는 공작물 자동 세척기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 본체 내부의 하단에 구비되는 공기분사장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 세척기.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 공기분사장치는 다수의 분사노즐을 구비하며, 상기 다수의 분사노즐은 분사 높이가 서로 다른 비대칭 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 세척기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 회전 프레임의 측면에 관통 형성되며, 상기 회전 프레임 내부의 공작물로 세척액을 분사하는 세척액 공급노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 세척기.

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