KR20160069654A - 코팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다축 회전운동을 하여 코팅효율을 높인 코팅장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 코팅장치는 메인축을 중심으로 회전판이 회전함에 따라 여기에 설치된 바스켓이 메인축 둘레를 선회하고, 이와 동시에 바스켓이 회전축 둘레로 회전하므로 바스켓 내부의 피코팅 물체의 위치를 바꾸어줌으로써 균일한 코팅을 할 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅장치는 회전판에 2 개 이상의 바스켓을 설치하여 코팅할 수 있으므로 효율적이다.

Description

코팅장치{Coating apparatus}

본 발명은 코팅장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다축 회전운동을 하여 코팅효율을 높인 코팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 부품 및 산업기계 부품에 사용되는 프레스 제작물과 각종 볼트 너트는 표면처리(수용성, 유기용제성 아연분말 코팅 또는 크로메이트의 코팅) 공정을 거치게 된다.

이러한 프레스 제작물과 볼트 너트 등의 표면처리를 위해 사용되는 코팅장치는 볼트 등이 담겨져 있는 바스켓을 코팅용액에 침적 후 회전시켜 이를 코팅시키고 있다. 이러한 코팅장치는 바스켓을 회전시키는 장치뿐만 아니라 바스켓을 고정시키는 클램프나 이를 운반하는 이송장치도 필요하다.

종래 코팅장치는 볼트 너트 등이 담긴 바스켓을 클램프에 고정한 후 이를 코팅액 용기에 침적하고, 이어서 바스켓을 고속회전하여 코팅액을 탈액시키는 과정을 거치게 된다. 도 1은 종래 코팅장치를 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 코팅장치에서의 탈액을 보여주는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 상기 코팅장치는 내부에 피코팅 물질(30)이 들어있는 바스켓(20)을 클램핑 장치(10)로 회전시켜 코팅한다. 도 2를 참조하면, 상기 코팅장치는 내부중심을 향하고 있는 홀이나 오목부(1), 그루브를 가진 볼트 등이 있는 경우에 여기에 채워져 있는 코팅액(2)은 고속회전에 의하여도 탈액이 잘 이루어지지 않는 경우가 발생하므로 코팅면의 두께가 두꺼워지고 깨끗하지 않아 제품 불량을 초래한다. 이와 같이, 프레스 제작물과 볼트 너트 등을 코팅하는 코팅장치는 보다 균일한 코팅처리를 통한 불량률의 감소를 요구하고 있다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 하나의 목적은 바스켓의 고속회전시 볼트 등에서 탈액이 균일하게 이루어지는 코팅장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은

메인축의 하단에 결합되는 회전부 및

상기 회전부에 설치되고, 회전축을 구비한 하나 이상의 클램핑 장치를 포함하는 코팅장치로서, 상기 회전부는 상기 메인축을 선회하고, 상기 클램핑 장치는 바스켓을 체결하여 상기 회전축을 선회하는 코팅장치에 관계한다.

본 발명에 의한 코팅장치는 메인축을 중심으로 회전판이 회전함에 따라 여기에 설치된 바스켓이 메인축 둘레를 선회하고, 이와 동시에 바스켓이 회전축 둘레로 회전하므로 바스켓 내부의 피코팅 물체의 위치를 바꾸어줌으로써 균일한 코팅을 할 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅장치는 회전판에 2 개 이상의 바스켓을 설치하여 코팅할 수 있으므로 효율적이다.

도 1은 종래 코팅장치에서의 코팅을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 코팅장치에서의 탈액을 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일구현예에 의한 코팅장치를 나타내는 개략사시도이다.
도 4은 본 발명의 일구현에 의한 코팅장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 구현에 의한 코팅장치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일구현예에 의한 코팅장치에서의 코팅을 보여주는 개념도이다.

본 발명의 일구현예에 의한 코팅장치는 바스켓을 서로 다른 2개의 축을 중심으로 동시에 회전시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일구현예에 의한 코팅장치의 개략도이다. 도 4는 본 발명의 일구현에 의한 코팅장치의 측면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 구현예에 의한 코팅장치의 측면도이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 코팅장치는 메인축(10)의 선단에 결합되는 회전판(20) 및 클램핑 장치(30)를 포함한다. 상기 클램핑 장치(30)는 피코팅 물질이 담겨져 있는 바스켓(40)을 체결할 수 있다.

상기 회전판(20)은 메인축(10)의 하단부에 결합 고정된다. 상기 메인축이 상기 회전판을 관통하여 그 하부에 고정될 수 있다. 상기 메인축의 회전에 의해 상기 회전판(20)이 회전할 수 있다.

상기 회전판(20)은 스테인레스 스틸, 탄소강, 기타 금속 합금류로 제조할 수 있다.

상기 코팅장치는 상기 메인축(10)의 상단에 결합되는 프레임(50)을 포함할 수 있다.

상기 메인축(10)은 상기 프레임(50)을 관통하여 그 상부에서 고정될 수 있다.

상기 코팅장치는 상기 프레임(50) 상에 상기 메인축을 회전하는 스핀들부(60)가 형성될 수 있다. 상기 스핀들부(60)는 프레임 모터(61) 및 동력전달부(62)를 포함할 수 있다. 상기 프레임 모터(61)는 회전수 변화량과 관계없이 토크가 일정한 벡터모터 또는 서보모터를 사용하고, 상기 동력전달부(62)는 V벨트 또는 기어를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 스핀들부(60)는 회전부(20)를 고속 정· 역회전시키고, 그 결과 회전부에 설치된 클램칭 장치(30)를 회전시키게 된다.

상기 클램핑 장치(30)는 상기 회전부(20)에 하나 이상 설치되고 바람직하게는 1~6개 설치될 수 있다.

상기 클램핑 장치(30)는 회전축(31)을 구비하여 상기 회전축을 중심으로 선회한다.

상기 회전축(31)은 상기 메인축(10)의 중심과 소정간격 이격되며, 상기 회전부(20)를 관통하여 상기 회전부 하부로 연장된다.

상기 클램핑 장치는 상기 회전축(31)을 회전시키는 구동장치(32)를 포함한다. 상기 구동장치로 에어모터 또는 전기모타를 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 코팅장치는 메인축을 중심으로 클램핑 장치의 회전부가 회전함에 따라 여기에 설치된 바스켓이 메인축 둘레를 선회하고, 이와 동시에 바스켓이 회전축 둘레로 회전한다.

도 6은 본 발명에서의 탈액을 보여주는 개념도이다. 도 6을 참조하면, 상기 코팅장치는 내부에 피코팅 물질(41)이 들어있는 바스켓(400)을 클램핑 장치(30)로 회전시킴과 동시에 메인축을 중심으로 회전부(20)가 회전함에 따라 상기 바스켓은 2축 회전을 할 수 있다.

여기서 2축 회전이라는 용어는 상기 바스켓이 소정 간격으로 이격된 서로 다른 2개의 축에 의해 동시에 회전되는 경우를 나타낸다. 좀 더 구체적으로는 상기 바스켓이 메인축을 중심으로 큰 반경(r1)으로 회전함과 동시에 회전축을 중심으로 상대적으로 작은 반경(r2)으로 회전하는 것을 나타낸다. 상기 바스켓은 메인축을 중심으로 한 원심력과 회전축을 중심으로 한 원심력을 동시에 받는다.

도 6을 참조하면, 오목부(1)를 가진 피코팅 물질(A, B)볼트 등이 있는 경우에 바스켓이 회전함에 따라 바스켓 내부에서 오목부(1)의 위치가 메인축(10)을 따라 변하게 된다. Ⅰ 위치에서 피코팅 물질 A는 최외곽에 위치하지만 Ⅱ 위치에서는 바스켓의 회전에 의해 내측에 위치한다. Ⅰ 위치에서 피코팅 물질 A의 코팅액(2)는 탈액될 수 없지만 Ⅱ 위치에서 피코팅 물질 A의 코팅액은 메인축에 의한 원심력에 의해서 탈액될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 2축 회전에 의해 바스켓 내부의 피코팅 물질의 위치를 바꾸어줌으로써 내부 코팅액을 전부 탈액할 수 있으므로 균일한 코팅이 가능하다.

상기 회전부의 각속도(w1)가 상기 클램핑 장치의 각속도(w2)보다 큰 것이 바람직하다. 상기 회전부의 각속도가 크면 내부 코팅액 피코팅 물질의 탈액을 더 용이하게 할 수 있다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 클레임(30) 장치는 상기 메인축(31), 상기 구동장치(32), 상부플레이트(33), 하부플레이트(34), 가압부(35) 및 조임부(36)를 포함하고, 상기 조임부(36)는 스프링(361)을 구비하여 그 탄성력으로 바스켓(40)을 클램핑한다.

상기 클램핑 장치(30)에 대해서는 본 출원인의 등록특허 제 10-949401호를 참고할 수 있다.

상기 클램핑 장치는 상기 가압부(35)에 의해 상부 플레이트(36)가 축방향을 따라 압착되면 상기 조임부(36)가 상기 바스켓을 이탈시키고, 상기 가압부(35)의 힘이 제거되면 상기 스프링(361)의 탄성력으로 상기 상부 플레이트(33)를 이동시켜 상기 조임부(36)가 상기 바스켓을 체결할 수 있다.

상기 구동장치(32)는 상기 회전부 상부에 고정 설치될 수 있다.

상기 상부플레이트(33)는 상기 회전축(31)과 동축이고, 그 중심부가 통공된 디스크 형상이다. 상기 상부플레이트의 통공된 중심부로 상기 메인축이 삽입되어 상부플레이트는 회전축(31)을 따라 축방향으로 이동할 수 있다.

상기 하부플레이트(34)는 그 일면에 상기 회전축(31)의 선단이 결합되고, 타면에 바스켓(40)이 체결된다.

상기 회전축(31)과 하부플레이트(34)가 면접합되는 것이 바람직하다. 상기 하부플레이트는 상기 메인축과 함께 회전될 수 있다.

상기 상부플레이트(33)는 상기 가압부(35)에 의해 회전축을 따라 축방향으로 압착되고, 상기 스프링(361)의 탄성력에 의해 이동될 수 있다.

상기 가압부(35)는 구동모터 및 공기압 또는 유압실린더를 포함하는 가압장치일 수 있으며, 상기 유압실린더는 상기 회전부(20)를 관통하여 그 하부에 형성된 상부플레이트에 힘을 가할 수 있다.

상기 가압부(35)는 가동부(351) 및 작용부(352)를 포함한다. 상기 가동부(351)는 유압실린더를 사용하여 유압을 작용부(352)에 전달할 수 있다.

상기 조임부(36)는 상기 상부플레이트(33)의 축방향 이동에 연동되어 상기 바스켓(40)을 체결 또는 이탈시킨다.

상기 조임부(36)는 스프링(361)을 구비한다. 상기 스프링(361)은 공지된 기계스프링, 가스스프링을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 가스스프링이다.

상기 조임부(36)의 일구현예로서, 도 3내지 도 4를 참조하면, 상기 조임부(36)는 가스스프링(361), 잠금부(362) 및 경사가이드(363)를 포함할 수 있다. 상기 잠금부(362)는 상기 가스스프링의 피스톤로드 일단에 결합되어 상기 피스톤로드의 압축 및 팽창에 따라 상기 경사가이드(363)를 따라 직선운동을 하여 상기 바스켓을 체결한다.

상기 경사가이드(363)의 상부는 상부플레이트(33)와 면접합되어 있다. 상기 잠금부(362)는 바스켓을 조이는 물림부(3621), 상기 물림부(3621)를 지지 및 고정하는 지지부(3622) 및 상부플레이트(33)의 축방향 운동에 따라 상기 경사가이드(363)를 이동하는 롤러(3623)를 포함한다.

상기 조임부(36)는 상기 상부플레이트와 하부플레이트를 연결 및 고정하는 보조스프링(364)을 추가로 포함할 수 있다.

상기 보조스프링(364)에 의해 상기 상부플레이트(33)가 하부플레이트(34)와 함께 회전할 수 있다.

상기 코팅장치는 바스켓을 수직축과 15~60°로 기울여 회전시키는 틸딩부(70)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 틸팅부(70)는 스핀들부에 의한 바스켓의 회전시 바스켓을 수직 축과 15-60°의 범위 내에서 기울여 회전시킬 수 있다. 따라서, 상기 틸팅부에 의해 바스켓 안의 제품이 보다 균일하게 액 접촉이 될 수 있다. 상기 틸팅부는 고속 회전시 발생되는 진동 및 부하를 극복할 수 있도록 유압 실린더를 구비한다

일예로서, 상기 장치는 상기 프레임(50)의 양 끝에서 하부로 연장되어 형성되는 측면 프레임(50)을 포함하고, 상기 측면 프레임 하부 측면에는 상기 메인축(10)의 축방향과 수직방향인 틸팅축(71)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 틸팅부는 엔코더를 적용하여 필요 각도를 컴퓨터에 입력하여 자동으로 각도를 조정할 수 있다.

상기 코팅장치는 바스켓을 이송 및 장착하는 이송부(미도시), 및 코팅액 용기를 상하 이동시켜 상기 바스켓 내부의 부품을 침적 및 탈액하는 리프트부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 이송부는 바스켓을 코팅장치로 이송하여 이를 장착시키는 기능을 가지고 있으며, 이송을 위한 모터는 랙크상에 피니언 기어를 구동시켜 테이블을 따라 수평으로 이송할 수 있다. 이때 모터에는 브레이크를 장착하여 정위치 기능을 유지하게 하고 정확한 위치제어와 내구성을 유지할 수 있다.

상기 이송부는 내부 중앙에 장착된 유공압 박형 실린더가 설치되어 상하 이동운동을 할 수 있어 하부 플레이트 상에 바스켓의 상면 플렌지를 밀착시킬 수 있다. 이때 스트로크는 50-200mm 범위로 할 수 있다.

상기 리프트부는 바스켓 안의 피코팅 제품을 침적과 탈액하기 위해 코팅액이 들어가는 용기를 상승 및 하강시키는 기능을 한다. 상기 리프트부는 구동부, 용기 및 새들을 포함할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

상부 구동부에 의해 리프트가 상하 이동되며 리프트에 장착된 용기는 리프트 상승시 바스켓(40)을 침적시키고 또 탈액하는 공정을 거치게 되며 하강시에는 바스켓이 착탈된다.

상기 이송부에 대해서는 본 출원인의 출원특허 제 2009-62624호를 참고할 수 있다. 상기 이송부는 바스켓을 코팅장치로 이송(투입)하거나 코팅이 완료된 바스켓을 코팅장치로부터 배출하는 장치로서, 상기 바스켓의 코팅장치로부터 배출은 상기 바스켓의 투입위치와 반대방향에서 이루어지는 것이 효율적이다.

좀 더 바람직하게는 본 발명에 의한 코팅장치는 코팅이 완료된 바스켓의 배출과 피코팅 물질이 삽입된 바스켓의 상기 코팅장치로의 투입이 연속하여 이루어진다.

여기에서 "연속"이라는 용어는 바스켓이 코팅장치로의 투입과 배출이 동시에 일어나는 것을 포함할 수 있고, 코팅장치에서 바스켓의 배출이 완료된 후에 곧바로 이어서 코팅장치로의 투입이 되는 경우도 포함할 수 있다.

또 다른 구현예인 도 5의 코팅장치는 메인축(110), 회전판(120), 클램핑 장치(130), 바스켓(140), 프레임(150) 및 스핀들부(160)를 포함한다. 도 5는 도 3 내지 도 4의 내용을 참고할 수 있다. 도 5는 도 3 내지 도 4와 기본적인 구성요소나 구동방식은 동일하다.

상기 클램프(130) 장치는 메인축(131), 구동장치(132), 상부플레이트(133), 하부플레이트(134), 가압부(135) 및 조임부(136)를 포함하고, 상기 가압부는 압축가스 스프링 또는 기계스프링를 사용하여 상기 조임부(136)를 클램핑할 수 있다. 상기 조임부는 특수강철의 플레이트로 가공된 로킹 구조이다.

도 5의 코팅장치는 상기 회전축(131)을 회전시키는 구동장치(132)가 회전부(120) 측면에 결합되어 형성된다. 상기 구동장치(132)와 회전축(131) 사이에는 동력전달부(133)가 위치한다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.

100 : 가스클램핑 장치
10, 110 : 메인축 20, 120 : 회전판
30, 130 : 클램핑 장치 40, 140 : 바스켓
50, 150 : 프레임 60, 160 : 스핀들
70 : 틸팅부

Claims (7)

1. 메인축의 하단에 결합되는 회전부 및
   상기 회전부에 설치되고, 회전축을 구비한 하나 이상의 클램핑 장치를 포함하는 코팅장치로서, 상기 회전부는 상기 메인축을 선회하고, 상기 클램핑 장치는 바스켓을 체결하여 상기 회전축을 선회하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전부의 각속도(w1)가 상기 클램핑 장치의 각속도(w2)보다 큰 것을 특징으로 하는 코팅장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회전축은 상기 메인축의 중심과 소정간격 이격되며, 상기 회전판을 관통하여 상기 회전판 하부로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 코팅장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 코팅장치는 상기 메인축의 상단에 결합되는 프레임을 포함하고, 상기 메인축은 상기 프레임을 관통하여 형성되고, 상기 프레임 상에 상기 메인축을 회전하는 스핀들부가 형성된 것을 특징으로 하는 코팅장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 클램핑 장치는
   상기 회전부 하부로 연장된 상기 회전축에 삽입되어 축 방향 운동을 하는 디스크 형상의 상부플레이트;
   일면에 상기 회전축의 하단이 결합되고, 타면에 바스켓이 체결되는 하부플레이트 ;
   상기 상부플레이트에 힘을 가하여 축 방향으로 이동시키는 가압부 ; 및 가스스프링 또는 기계스프링을 구비하고, 상기 상부플레이트의 축방향 운동에 연동되어 상기 바스켓을 체결 또는 이탈시키는 조임부를 포함하고, 상기 조임부는 특수강철의 플레이트로 가공된 로킹 구조인 것을 특징으로 하는 코팅장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 바스켓을 수직축과 15~60°로 기울여 회전시키는 틸딩부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 코팅이 완료된 바스켓의 배출과 피코팅 물질이 주입된 바스켓의 투입이 연속하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
   
   
   
   

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