KR20120115052A - 도금용 하우징 및 이를 활용하는 도금용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 종래와 같은 수작업으로 진행되는 테이핑 또는 도장작업이 필요치 않아 신속한 도금공정 진행이 가능하고, 정확한 위치에 균일한 도금층 형성이 가능한 도금용 하우징 및 이를 포함하는 도금용 지그를 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명은 비도금 부위인 샤프트의 하단부가 삽입되어 고정되는 하부 하우징; 그리고, 비도금 부위인 샤프트의 상단부를 덮어 감싸는 상부 하우징를 포함하여 이루어지는 도금용 하우징을 제공한다.
또한, 본 발명은 비도금 부위인 샤프트의 하단부가 삽입되어 고정되는 복수의 하부 하우징; 비도금 부위인 샤프트의 상단부를 덮어 감싸는 복수의 상부 하우징; 상기 복수의 하부 하우징이 일정 간격으로 고정 설치되는 복수의 랙; 그리고, 상기 랙의 양단에 결합되어 복수의 랙을 상호 연결시키며, 도금액에 잠기지 않는 상단부에는 통전을 위한 전원이 인가되는 복수의 지지바를 포함하여 이루어지는 도금용 지그를 제공한다.

Description

도금용 하우징 및 이를 활용하는 도금용 지그{HOUSING FOR PLATING AND JIG FOR PLATING UTILZING THE SAME}

본 발명은 도금용 하우징 및 이를 포함하는 도금용 지그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세탁기의 샤프트(shaft)와 같은 기계부품의 부분 도금을 위한 도금용 하우징 및 이를 포함하는 도금용 지그에 관한 것이다.

도금은 높은 품질을 가지는 제품 생산을 위해 반도체 제조분야, 기계 제조 분야 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 전기 도금된 부품들은 부식 및 내마모성(스크래치저항), 장식용 목적, 고온부식 억제, 밀착성 개선 등 다양한 특성을 가지게 된다.

특히 크롬같은 금속들은 다른 금속보다 소재의 강도가 더 단단하기 때문에 내구성과 내 마모성 등의 향상을 위해 세탁기의 샤프트(shaft)와 같은 기계부품의 부분 도금에 이용되고 있다.

샤프트의 도금 공정은 공정진행전에 비 도금부위 전체에 테이핑 또는 도장 작업을 필요로 한다. 이러한 테이핑 또는 도장 작업은 모두 수작업으로 진행되기 때문에 작업성이 매우 떨어지고, 시간이 많이 소요되어 공정지연의 문제점이 있다.

또한, 테이핑 또는 도장 작업에 문제가 있을 경우 도금층이 정확한 위치에 형성되지 않거나 균일한 도금층이 형성되지 않아 제품의 품질불량을 야기하는 문제점이 있다.

본 발명은, 도금 공정을 위한 준비과정에서, 수작업으로 진행되는 테이핑 또는 도장작업에 의한 비효율성을 해결하는 도금용 하우징 및 이를 사용하는 도금용 지그를 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 도금 대상의 비도금 부위를 커버하는 제1 하우징 및 제1 하우징과 결합되고 전체 하우징의 비중을 소정 기준 이상으로 유지하게 하는 제2 하우징을 포함하는 도금용 하우징(또는 하우징 세트)을 제공한다.

상기 도금용 하우징의 비중은 도금 대상 물체의 도금 과정에서 사용되는 도금액의 비중에 비해 지나치게 낮지 않게 유지될 필요가 있다. 바람직하게는 하우징 및 그와 결합된 도금 대상 물체의 전체 비중이 도금조 내부의 도금 용액 비중보다 높게 유지될 수 있도록 하우징의 비중이 결정될 수 있다.

또한 도금용 하우징은 도금 대상 물체를 지그에 고정하기 위한 제3 하우징을 포함할 수 있다. 제3 하우징은 나사 등의 결합 수단을 이용하여 지그에 고정되는 외측 하우징 및 도금 대상 물체와 결합되는 내측 하우징을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 비도금 부위인 샤프트의 하단부를 고정하는 복수의 하부 하우징; 비도금 부위인 샤프트의 상단부를 커버하는 복수의 상부 하우징; 상기 복수의 하부 하우징이 고정될 수 있는 체결 수단을 제공하는 랙; 그리고, 상기 랙의 양단에 결합되며 상기 샤프트와 전기적으로 연결되어 도금 공정에서 필요한 전기를 제공할 수 있는 지지바를 포함하는 도금용 지그 세트를 제공할 수 있다.

본 발명은 비도금 부위를 절연시키기 위해 수작업으로 진행되는 도금 작업 후 테이핑 또는 도장 제거 작업에 요구되는 시간 소요가 필요치 않아 신속한 도금공정의 진행이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 대상 샤프트와 그 샤프트가 적용된 세탁기 구조를 나타낸 부분단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금용 하우징에 샤프트가 삽입되는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금용 하우징에 샤프트가 삽입된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금용 지그를 나타내는 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금용 지그를 이용해 도금 공정이 이루어지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금용 하우징 및 도금 대상 샤프트의 모습을 예시한 도면이다.

이하, 상기 과제들이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 대상 샤프트와 그 샤프트가 적용된 세탁기 구조를 나타낸 부분단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 세탁기 샤프트(1)는 세탁조(3)의 후면에 구비된 스파이더(2)에 그 일단이 삽입 몰딩되고, 타단에는 구동부의 로터(5)가 고정 볼트(8)에 의해 고정된다. 그리고, 상기 샤프트(1)의 외주연에는 샤프트(1)의 회전을 지지하는 2개의 베어링(4a,4b)이 구비되며, 상기 베어링(4a,4b)은 베어링 하우징(6)에 안착된다.

상기 스파이더(2)와 베어링 하우징(6) 사이에는 세탁조(3)에서 누수된 세탁수로부터 상기 베어링(4a,4b)을 보호하기 위한 고무씰(rubber seal,7)이 상기 샤프트(1)와 형합된다. 즉, 상기 고무씰(7)은 베어링(4a) 내측부와 샤프트(1) 사이에 구비되어 세탁조(3)에서 누수된 세탁수가 샤프트(1)를 타고 베어링 하우징(6)으로 유입되는 것을 방지한다.

한편, 상기 샤프트(1)의 고무씰(7)과 형합되는 부분에는 그 외주연을 따라 표면처리된 도금층(1a)이 형성된다. 상기 도금층(1a)은 종래 황동이나 STS로 만들어진 부싱의 기능을 대신하는 것으로, 세탁수의 누수를 방지함과 아울러 상기 고무씰(7)의 마모를 방지하고 누수된 세탁수로부터 샤프트(1)를 보호하기 위한 것이다. 즉, 상기 고무씰(7)은 샤프트(1)와 형합되어 있기 때문에 상기 샤프트(1)의 회전으로 인해 마모가 발생하는 한편, 상기 샤프트(1)는 세탁조(3)에서 누수된 세탁수에 노출되어 부식되는 현상이 발생하는데, 상기 도금층(1a)은 이를 방지하기 위한 것이다.

상기 도금층(1a)은 상술한 기능을 수행하기 위해 내부식성이 뛰어난 크롬(Cr) 도금층으로 형성된다. 상기 크롬 도금층은 샤프트(1)의 소정 위치, 즉 고무씰(7)과 형합되는 부분을 도금액속의 크롬산에서 전기분해시켜 표면에 크롬이 석출되도록 하여 형성한다.

이때, 샤프트(1)의 도금층(1a)이 형성되는 부분을 제외한 부위는 도금공정이 진행되기 전에 모두 테이핑 또는 도장 처리되어 비 도금 부위에 도금층이 형성되는 것이 방지된다.

상기 세탁기 샤프트와 같이 기계 부품의 특정 부위에 대한 도금공정은 공정진행전에 비 도금부위 전체에 테이핑 또는 도장 작업을 하여야 하며, 이러한 테이핑 또는 도장 작업은 모두 수작업으로 진행되기 때문에 작업성이 매우 떨어지고, 시간이 많이 소요되어 공정지연의 문제점이 있다.

도 2는 본 발명에 따른 도금용 하우징에 샤프트가 삽입되는 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 도금용 하우징에 샤프트가 삽입된 모습을 나타내는 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도금용 하우징(housing)은 샤프트(30)의 비도금 부위(31,32)를 감싸는 하부 하우징(10)과 상부 하우징(20)으로 이루어진다. 설명의 편의를 위해 샤프트(30)는 세탁기용 샤프트로서 도금층이 형성될 도금 부위(33)와, 비도금 부위인 상단부(32)와, 하단부(31)로 구분되고, 도금 부위(33)에는 크롬(Cr) 도금이 이루어진다고 가정한다.

상기 하부 하우징(10)은 샤프트(30)의 비도금 부위인 하단부(31)를 감싸 고정시키며, 샤프트(30)의 하단부(31)와 접촉하는 내측 하우징(11)과, 상기 내측 하우징(11)을 감싸는 외측 하우징(12)으로 구성된다.

상기 내측 하우징(11)은 강철과 같은 금속재질로 이루어져 장착되는 샤프트(30)의 중심 지탱을 위한 가이드 역할을 한다. 그리고, 상기 내측 하우징(11)의 하단에는 내측 하우징(11)의 내경을 향해 연장되는 별도의 연장부(11a)가 형성된다. 상기 연장부(11a)는 샤프트(30) 하단부(31) 바닥면과 직접 접촉하여 내측 하우징(11)에 삽입된 샤프트(30)가 안정된 상태를 유지하도록 한다. 이러한 내측 하우징(11)에는 도금공정이 시작되면 통전을 위한 전원(미도시)이 인가되고, 이에 따라 접촉된 샤프트(30)로 전류가 흘러 샤프트(30)의 도금 부위(33) 표면에 크롬 도금층이 형성된다.

상기 외측 하우징(12)은 내측 하우징(11)의 표면이 도금되는 것을 방지하기 위해 비 전도체인 플라스틱 재질로 제작된다. 좀더 상세히 설명하면, 앞서 언급한 바와 같이 도금을 위해 내측 하우징(11)에 통전을 위한 전원이 인가되면 샤프트(30)의 도금 부위(33) 뿐만 아니라 금속재질의 내측 하우징(11)의 표면에도 도금층이 형성될 우려가 있다. 따라서, 플라스틱 재질의 외측 하우징(12)이 내측 하우징(11)의 외면을 감싸도록 구성하여 내측 하우징(11)의 외면에 불필요한 도금층이 형성되는 것을 방지한다.

이러한 외측 하우징(12)은 내측 하우징(11)에 비해 수직방향 길이가 높게 형성될 수 있다. 이 경우, 샤프트 하단부(31)가 내측 하우징(11)에 삽입되면 샤프트 하단부(31)에 형성된 림부(31a)의 하면이 내측 하우징(11)의 상면에 안착되고, 내측 하우징(11)에 의해 감싸여지지 않고 노출되는 림부(31a) 측면은 외측 하우징(12)에 의해 감싸여진다.

상기 상부 하우징(20)은 샤프트(30)의 비도금 부위인 상단부(32)를 감싸 고정시킨다. 이러한 상부 하우징(20)은 도금 방지를 위해 비 전도체인 플라스틱 재질로 제작된다. 상술한 바와 같이, 도금을 위해 내측 하우징(11)에 전원이 인가되면 샤프트(30)로 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 샤프트(30)의 상단부(32)와 접촉하는 상부 하우징(20)이 금속 재질로 제작되면 상부 하우징(20)에도 전류가 흘러 상부 하우징(20)의 표면에도 도금층이 형성될 우려가 있다. 따라서 상기 상부 하우징(20)은 플라스틱 재질과 같은 비절연성 물질로 제작됨이 바람직하다.

또한, 상기 상부 하우징(20)의 상단에는 하중을 증가시켜 상부 하우징(20)이 도금액내에서 부력에 의해 뜨는 것을 방지하기 위한 금속재질의 캡(21)이 설치됨이 바람직하다. 좀더 상세히 설명하면, 도금공정은 도금용 하우징이 도금액에 담겨진 상태에서 내측 하우징(11)에 전원이 인가됨으로써 진행되며, 이때 상부 하우징(20)의 무게가 가벼울 경우 상부 하우징(20)은 부력에 의해 뜨게 되고, 이 경우 샤프트(30)의 상단부(32)가 도금액과 접촉하여 비도금 부위인 상단부(32) 표면에도 도금층이 형성될 우려가 있다.

따라서, 상기 상부 하우징(20)의 상단에 금속 재질의 캡(21)을 설치함으로써 상부 하우징(20)의 전체적인 하중을 증가시켜 상부 하우징(20)이 도금액 내에서 부력에 의해 뜨는 현상을 방지함이 바람직하다. 미설명 부호 23은 금속 재질의 캡(21)을 관통하여 상부 하우징(20)의 일정 깊이까지 연장되는 결합홀이며, 상기 결합홀에 핀 또는 나사 등이 삽입되면 금속 재질의 캡(21)이 상부 하우징(20)에 견고하게 결합된다.

그리고, 상기 상부 하우징(20)의 하단부 내경측에는 경사면(22)이 형성된다. 상기 경사면(22)은 샤프트(30)의 도금 부위(33) 상단에 형성된 경사면(33a)과 대응되는 부위로서 샤프트 경사면(33a)과의 밀접한 접촉을 가능하게 하여 도금액이 상부 하우징(20) 내부로 침투하는 것을 방지한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 도금용 하우징을 이용해 샤프트(30)의 도금 부위(33)에 도금층을 형성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업자는 샤프트(30) 하단부(31)가 하부 하우징(10)에 삽입되도록 밀어넣는다. 이때, 샤프트 하단부(31)의 바닥면은 내측 하우징(11)의 연장부(11a)와 접촉하여 안정적으로 지지되고, 샤프트 하단부(31)의 외면은 내측 하우징(11)에 의해 둘려싸여진다. 여기서, 외측 하우징(12)이 내측 하우징(11)에 비해 수직방향 길이가 높게 형성될 경우 샤프트 하단부(31)에 형성된 림부(31a)의 하면이 내측 하우징(11)의 상면에 안착되고, 내측 하우징(11)에 의해 감싸여지지 않고 노출되는 림부(31a) 측면은 외측 하우징(12)에 의해 감싸여진다.

이후, 작업자는 상부 하우징(20)을 들어 샤프트 상단부(32)를 덮는다. 이에 따라 상부 하우징(20)의 내측 경사면(22)과 샤프트(30)의 도금 부위(33) 상단에 형성된 경사면(33a)이 밀접하게 접촉됨과 동시에 샤프트 상단부(32)의 외면은 상부 하우징(20)에 의해 감싸진 상태가 된다. 따라서, 비도금 부위인 샤프트의 상단부(32)와 하단부(31)는 상하부 하우징(10,20)에 의해 모두 감싸진 상태가 되어 샤프트 도금 부위(33)만이 외부에 노출된 상태가 된다.

이러한 과정이 완료되면, 샤프트(30)가 삽입된 도금용 하우징을 도금액에 잠기게 한 후 금속 재질의 내측 하우징(22)에 전원을 인가하여 외부로 노출된 샤프트의 도금 부위(33)에만 도금층이 형성되도록 한다. 도금층의 두께는 필요에 따라 조정가능하며, 세탁기의 샤프트를 부분 도금할 경우 15~20㎛ 두께로 경질 크롬 도금층이 형성되도록 한다.

한편, 이러한 도금용 하우징는 복수의 샤프트(30)에 대해 동시에 도금 가공을 실시할 수 있도록 도금용 지그에 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 도금용 지그를 나타내는 부분 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 도금용 지그를 이용해 도금 공정이 이루어지는 모습을 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도금용 지그는 복수의 도금용 하우징이 설치되는 복수의 랙(40)과, 상기 랙(40)의 양단에 결합되어 복수의 랙(40)을 상호 연결시키는 복수의 지지바(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 랙(40)은 금속재질로 제작되며, 상면에는 복수의 하부 하우징(10)이 용접 등에 의해 일정간격으로 고정 설치된다. 또한, 하부 하우징(10)이 고정 설치되는 랙(40)의 상면에는 하부 하우징(10)과 연통되는 홀(41)이 형성된다. 상기 홀(41)은 도금 공정이 완료되어 하부 하우징(10)에서 샤프트(30)가 제거될 때 하부 하우징(10) 내부에 존재하는 도금액이 외부로 배출되도록 하는 역할을 한다

상기 지지바(50) 역시 금속재질로 제작되며, 도금 공정이 진행될때 도금액에 잠기지 않는 지지바 상단부(51)에는 통전을 위한 전원이 인가된다. 여기서, 지지바 상단부(51)는 도금공정에서 발생되는 열의 원활한 배출 및 통전을 위해 구리로 제작됨이 바람직하다. 이러한 지지바(50)는 모터와 같은 구동수단(미도시)과 연결되어 수직방향 이동 가능하게 설치된다. 따라서 랙(40)에 고정 설치된 하부 하우징(10)에 샤프트 하단부(31)를 삽입하고, 상부 하우징(20)으로 샤프트의 상단부(32)를 덮어 도금을 위한 샤프트 고정작업을 완료하면, 지지바(50)를 수직하방으로 이동시켜 지지바의 상단부(51)를 제외한 부위가 도금액에 잠기도록 한 후 지지바 상단부(51)에 전원을 인가하여 도금공정을 진행한다.

한편, 상술한 바와 같이 상기 랙(40) 및 지지바(50)는 통전을 위해 금속재질로 제작되기 때문에 도금과정에서 표면에 도금층이 형성될 수 있다. 따라서 상기 랙(40) 및 상단부(51)를 제외한 지지바(50)의 표면은 테이핑, 수지 코팅 작업 등을 통해 절연처리되어야 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 도금용 지그를 이용해 샤프트 도금공정을 진행하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 랙(40)에 고정 설치된 하부 하우징(10)에 샤프트 하단부(31)를 삽입한 후 상부 하우징(20)을 이용해 샤프트 상단부(32)를 덮어 샤프트(30) 고정작업을 완료한다. 이러한 샤프트(30)를 도금용 하우징에 고정 설치하는 작업은 이미 설명된 부분이기 때문에 자세한 설명은 생략한다. 이후, 모터 등과 같은 구동수단을 이용해 지지바(50)를 수직하방으로 이동시켜 지지바 상단부(51)를 제외한 도금용 지그 전부위가 도금액에 잠기도록 한 후 지지바 상단부(51)에 전원을 인가한다. 지지바(50)의 상단부(51)에 전원이 인가되면 랙(40)을 통해 하부 하우징(10) 및 샤프트(30)로 전류가 흘러 샤프트의 도금 부위(33)에 도금층이 형성된다. 그리고, 도금층 형성이 완료되면 지지바(50)를 수직상방으로 이동시켜 랙(40)을 도금액 외부로 노출시킨 상태로 상부 하우징(20)을 들어낸 후 샤프트(30)를 하부 하우징(10)에서 제거하여 샤프트 도금공정을 완료한다. 이때, 하부 하우징(10)에서 샤프트(30)가 제거되면 하부 하우징(10) 내부에 고여있는 도금액은 하부 하우징(10)과 연통되는 홀(41)을 통해 배출된다. 이와 같이 도금용 지그를 이용하면 복수의 샤프트(30)에 대한 도금공정을 동시에 진행할 수 있어 샤프트(30) 도금공정을 신속하게 진행할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금용 하우징 및 도금 대상 샤프트의 모습을 예시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 상부 하우징(610), 하부 하우징(620), 도금 대상 샤프트(630)가 도시되어 있다.

상부 하우징(610)은 도금 대상 샤프트(630)와 결합되는 제1 하우징(611)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(610)은 도금 대상 샤프트(630)의 비도금면을 커버하여 도금 공정 중에 도금액이 비도금면 상에 도금막을 형성 하는 것을 방지한다. 비도금면으로의 도금액 유입을 차단하기 위해 제1 하우징(610)은 샤프트(630)와 억지 끼움을 포함하는 형태로 결합될 수 있다.

제1 하우징(610)의 내부 형상은 샤프트(630)의 형상에 상응하는 형상으로 제작될 수 있다. 이를 위해, 제1 하우징()은 성형이 용이한 플라스틱 등의 재질로 제작될 수 있다. 다만. 플라스탁과 같은 비절연체의 경우 일반적으로 도금 공정에서 사용되는 도금액 보다 상대적으로 낮은 비중을 가지므로 플라스틱과 같이 상대적으로 비중이 작은 하우징 만이 적용되는 경우, 그 부력이 도금 공정에 영향을 미칠 수 있다.

이를 방지하기 위해 제1 하우징에 비해 상대적으로 비중이 큰 금속과 같은 물질이 제2 하우징(612)을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 제2 하우징(612)의 전체 질량은 하우징 세트에 의한 부력의 영향을 최소화하기 위해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 하우징 결합체의 비중을 도금액의 비중에 상응하도록 제2 하우징의 질량이 조절될 수 있다. 또 다른 접근으로, 하우징 세트와 도금 대상 물체의 결합체의 비중이 도금액의 비중 이상이 되도록 하우징 세트의 비중이 조절될 수 있다.

하부 하우징(620)은 지그에 도금 대상 물체를 결합하기 위한 외측 하우징(621)을 포함할 수 있다. 외측 하우징에는 도금용 지그와의 기계적인 결합을 위해 나사 등의 체결 수단이 적용될 수 있다.

하부 하우징(620)은 또한, 외측 하우징(621)과 도금 대상 물체(630)사이의 결합에 개입하는 내부 하우징(622)을 포함할 수 있다. 내부 하우징은(622)는 샤프트(630)에 결합되어 도금액이 비도금면에 유입되는 것을 차단할 수 있다. 도 2 등에서 예시된 하우징과 달리 도 6의 내부 하우징은 일반적인 파이프 형태를 가진다. 이는 금속으로 이루어진 도금 물체의 하부가 전극 역할을 하는 지그에 보다 잘 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.

이상 도면을 통해 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것으로, 예시적인 설명을 위해 사용된 용어가 본 발명을 한정하는 의미로 해석되지는 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 파악될 수 있는 비본질적인 변경에 대한 설명을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (1)

1. 도금 대상 물체와 결합되는 도금용 하우징으로서,
   상기 도금 대상의 비도금 부위를 커버하는 제1 하우징;
   상기 제1 하우징과 결합되고, 하우징과 도금 대상 물체의 결합체의 비중을 소정 기준 이상으로 유지하기 위해 상기 제1 하우징과 결합되는 제2 하우징을 포함하는 도금용 하우징.

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