KR102176873B1 - 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅된 도금 층을 일정한 두께가 되도록 가압하되 연속적인 볼트 공급과 여러 개를 동시에 표면 처리할 수 있는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 볼트 정렬기; 외주연에 나사산이 형성된 원통형의 다이스 일측에 다이스 외주연을 따라 일정한 간격을 두고 환형의 탄성 가압판을 구비하여 다이스와 탄성 가압판 사이에 볼트 이송 통로를 형성함으로써 공급되는 볼트의 나사부를 탄력적으로 가압하면서 표면 처리하는 표면 처리기; 및 볼트 정렬기로부터 정렬된 볼트를 수직 상태로 표면 처리기에 공급하는 이송 레일; 을 포함한다.
본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치는 자동으로 수직 위치시키는 볼트 정렬기와 원형의 다이스 및 탄성 가압판에 의해 볼트를 연속적으로 공급하면서 공급되는 다수 개의 볼트를 동시에 표면 처리하므로 시간당 처리 속도가 대폭 향상되는 효과가 있다.

Description

도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치{Post treatment device for bolt screw thread}

본 발명은 도금된 볼트의 표면 후처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도금된 도금 층을 일정한 두께가 되도록 가압하되 연속적인 볼트 공급과 여러 개를 동시에 표면 처리할 수 있는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 볼트는 금속재로 이루어지며 사용하는 환경에 따라 그 표면에 도금을 필요로 하는 경우가 있다. 도금의 종류는 여러 가지가 있지만 용융 아연 도금의 경우는 용융된 아연에 볼트를 담갔다가 수거하게 되므로 도금 층의 두께가 일정하지 않다. 이는 간격이 매우 좁은 나사산의 골과 골 간의 좁은 부분에 도포 층이 두껍게 도포된다. 이러한 이유로 도금된 볼트를 체결할 경우 정교한 체결이 이루어지지 않게 된다. 따라서 도금이 완료된 볼트는 표면 후처리 장치를 통해 도금 층의 두께를 일정하게 하는 공정을 거치게 된다.

종래의 표면 후처리 장치는 공급된 볼트가 놓이는 안착부를 향해 이송하여 볼트의 측면을 가압하는 하나의 다이스 및 두 개의 가압 롤러가 안착부를 기준으로 세 방향에 방사형으로 설치되고, 다이스는 원통으로 이루어지며 그 외주연에 나사산과 대응되는 나사산이 형성된다. 이와 같은 구조에 의해 다이스 및 가압 롤러는 동일 방향으로 회전하면서 공급된 볼트 방향으로 이송하여 볼트의 나사산 부분을 가압하면, 다이스의 나사산이 볼트의 나사산에 대응 삽입되어 가압함으로써 볼트 나사산에 도포된 도금 층의 두께가 일정해진다.

하지만, 반복되는 과정에 의해 가압 롤러의 표면이 볼트의 나사산에 의해 마모가 진행된다. 가압 롤러는 자체탄성 복원력을 가지는 우레탄, 합성수지 등으로 제조되기 때문에 마모가 발생할 수밖에 없으며, 마모의 형태는 볼트의 나사산과 같이 경사를 가지는 홈이 형성된다. 이러한 홈은 반복되는 작업에 의해 서로 다른 위치에 각각 형성되면서 볼트 가압 시 표면에 형성된 홈에 볼트의 나사산이 위치하려 하면서 볼트의 위치를 강제 조절하려는 현상에 의해 불안정하게 가압하는 현상이 발생하고, 특히 다이스의 나사산 위치와 일치하지 않게 되면서 작동이 멈추는 현상이 발생한다. 이와 같이 가압 롤러의 마모가 시작되면 볼트의 양품 생산율이 급격히 저하되고, 가압 롤러를 교체해야 하므로 가압 롤러의 수명이 매우 짧고 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하는 볼트 표면 후처리 장치가 본 출원인에 의해 등록특허 제10-1892439호로 등록되었는 바, 그 구조를 살표보면 다음과 같다.

볼트가 놓이는 안착부; 안착부를 중심으로 방사형으로 세 방향에 설치되어 회전하며 안착부를 향해 이송함으로써 볼트의 나사산을 가압하는 하나의 고정 다이스 및 두 개의 유동 다이스; 를 포함하되, 상기 고정 다이스 및 유동 다이스는 원통형으로 이루어지며 그 외주연에 나사산이 형성되고, 유동 다이스는 수직의 축을 중심으로 승하강 하도록 설치되며, 하부에 압축 스프링이 설치된다.

이와 같이 세 개의 다이스 표면에 나사산이 형성된 상태이고, 유동 다이스가 상하 방향으로 이동 가능함에 따라 고정 다이스를 기준으로 볼트와 유동 다이스의 나사산이 자동으로 위치를 찾아감으로써 가동 중 멈추는 현상 없이 양품을 지속적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

하지만, 볼트가 하나씩 공급되고 공급된 볼트의 표면 처리가 완료되어야 그 다음 또 다른 볼트 표면 처리가 가능하므로 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

KR 등록특허공보 제10-1892439호(2018.08.22)

본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 볼트의 공급이 자동을 이루어지면서 공급된 여러 개의 볼트를 한꺼번에 표면 처리하여 생산량을 대폭 향상시킬 수 있는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치는,

볼트 정렬기;

외주연에 나사산이 형성된 원통형의 다이스 일측에 다이스 외주연을 따라 일정한 간격을 두고 환형의 탄성 가압판을 구비하여 다이스와 탄성 가압판 사이에 볼트 이송 통로를 형성함으로써 공급되는 볼트의 나사부를 탄력적으로 가압하면서 표면 처리하는 표면 처리기; 및

볼트 정렬기로부터 정렬된 볼트를 수직 상태로 표면 처리기에 공급하는 이송 레일; 을 포함함을 특징으로 한다.

상기 볼트 정렬기는 다수의 볼트를 저장할 수 있는 저장통; 저장통의 내주연에 나선형태로 구비되어 볼트를 안내하는 나선 레일; 나선 레일의 하단에 구비되어 볼트를 나선 레일에 강제 투입시키는 회전판; 나선 레일의 상단 배출구에 설치되어 볼트를 수직으로 정렬하는 정렬 레일; 정렬 레일에 연결되어 수직 상태의 볼트만 통과시켜 이송 레일로 공급하는 선별 레일;로 이루어진다.

또한, 상기 이송 레일은 볼트의 나사부가 삽입되고 볼트 머리는 얹혀지는 슬롯이 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼트 정렬기는 표면 처리기보다 높게 위치하여 이송 레일이 사선으로 설치됨으로써 중력에 의해 미끄러지며 이송됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 다이스와 탄성 가압판의 상면은 동일 높이로 형성되어 공급된 볼트의 머리부가 얹혀짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성 가압판은 테프론, 우레탄 중 어느 하나임을 특징으로 한다.

또한, 이송 레일의 말단에 정량 공급기를 설치하여 볼트가 하나씩 토출되도록 하되, 정량 공급기는,

축을 중심으로 왕복 회동 운동하는 회동판;

회동판에 'V' 모양으로 설치되어 왕복 회동 운동하는 회동판에 의해 그 말단이 이송 레일의 슬롯을 차단과 해제를 반복하는 멈춤대; 로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 회동판은 캠에 의해 왕복 회동 운동함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치는 자동으로 수직 위치시키는 볼트 정렬기와 원형의 다이스 및 탄성 가압판에 의해 볼트를 연속적으로 공급하면서 공급되는 다수 개의 볼트를 동시에 표면 처리하므로 시간당 처리 속도가 대폭 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 볼트 정렬기의 구조를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 정렬 레일 및 선별 레일의 구조를 도시한 요부확대 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 표면 처리기의 구조를 도시한 사시도.
도 6, 도 7은 본 발명에 따른 정량 공급기의 작동 상태를 도시한 평면도.

이하, 본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치를 도시한 측면도, 도 3은 볼트 정렬기의 구조를 도시한 사시도, 도 4는 정렬 레일 및 선별 레일의 구조를 도시한 요부확대 사시도, 도 5는 표면 처리기의 구조를 도시한 사시도, 도 6 및 도 7은 정량 공급기의 작동 상태를 도시한 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치는 볼트 정렬기(10); 외주연에 나사산(42')이 형성된 원통형의 다이스(42) 일측에 다이스(42) 외주연을 따라 일정한 간격을 두고 환형의 탄성 가압판(43)을 구비하여 다이스(42)와 탄성 가압판(43) 사이에 볼트(B) 이송 통로(44)를 형성함으로써 공급되는 볼트(B)의 나사부를 탄력적으로 가압하면서 표면 처리하는 표면 처리기(40); 및 볼트 정렬기(10)로부터 정렬된 볼트(B)를 수직 상태로 표면 처리기(40)에 공급하는 이송 레일(20); 을 포함한다.

상기 볼트 정렬기(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 볼트(B)를 저장할 수 있는 저장통(11); 저장통(11)의 내주연에 나선형태로 구비되어 볼트(B)를 안내하는 나선 레일(12); 나선 레일(12)의 하단에 구비되어 볼트(B)를 나선 레일(12)에 강제 투입시키는 회전판(13); 나선 레일(12)의 상단 배출구에 설치되어 볼트(B)를 수직으로 정렬하는 정렬 레일(14); 정렬 레일(14)에 연결되어 수직 상태의 볼트(B)만 통과시켜 이송 레일(20)로 공급하는 선별 레일(16);로 이루어진다.

상기 저장통(11)은 상부가 개방된 원통형으로 이루어져 다수의 볼트(B)를 저장할 수 있다. 상기 저장통(11)의 내주연에는 나선형태의 나선 레일(12)이 설치된다.

나선 레일(12)은 '∪' 모양이나 'V' 모양의 단면 등으로 형성하여 나선 레일(12)을 따라 이동하는 볼트(B)가 낙하되는 것을 방지한다.

상기 회전판(13)은 원형의 판으로 저장통(11) 내부에 수평 설치된다. 이러한 회전판(13)은 나선 레일(12)의 하단에 근접하게 설치되어 회전하는 회전판(13)을 따라 그 상부에 안착된 볼트(B) 들이 같이 이동하면서 나선 레일(12)의 투입구에 위치한 볼트(B) 들만 나선 레일(12)로 안내된다. 나선 레일(12)로 안내된 볼트(B) 들은 후방에서 밀려오는 또 다른 볼트(B) 들에 의해 나선형 나선 레일(12)을 따라 강제 상향 이동하게 된다.

상기 정렬 레일(14)은 도 4에 도시된 바와 같이 나선 레일(12)의 상단 배출구에 연결되는 것으로, 나선 레일(12)의 배출구부터 정렬 레일(14), 선별 레일(16), 이송 레일(20), 표면 처리기까지 경사지게 설치되면서 바이브레이터를 설치하여 볼트(B)는 자중에 의해 슬라이딩 이동한다.

상기 정렬 레일(14)은 수직판을 수직으로 평행하게 세워 수직판 사이로 슬롯(15)이 형성되도록 한다. 따라서 공급된 볼트(B)의 나사부가 슬롯(15)에 삽입되고 머리부는 수직판 상부에 얹혀짐으로써 이를 통과하는 대다수의 볼트(B)가 자동으로 수직 정렬되어 이송된다.

상기 선별 레일(16)은 정렬 레일(14)에 연결되어 수직상태로 이송하는 볼트(B)는 그대로 통과시키고 옆으로 누운 볼트(B) 및 거꾸로 위치한 볼트(B)는 통과시키지 않고 낙하시킨다. 즉, 선별 레일(16)의 바닥(16')은 점차 좁아지게 형성하되, 수직으로 위치한 볼트(B)의 나사부 하단을 받칠 수 있는 폭으로 최종 형성한다. 따라서 수직으로 위치한 볼트(B)는 측벽에 기댄 상태에서 나사부의 하단이 선별 레일(16)의 바닥에 얹혀진 상태로 통과하지만, 옆으로 누운 볼트(B)나 거꾸로 위치한 볼트(B)는 좁아진 바닥(16') 구간을 통과하는 과정에서 무게 중심이 바닥(16')의 외부에 위치함에 따라 옆으로 낙하한다. 이와 같이 낙하한 볼트(B)는 볼트 정렬기(10)의 저장통(11) 일측에 형성된 회수공(17') 및 선별 레일(16)과 회수공(17') 간을 연결하는 회수판(17)에 의해 다시 저장통(11)으로 투입된다. 선별 레일(16)을 통과한 수직 상태의 볼트(B)는 이송 레일(20)로 공급된다.

상기 이송 레일(20)은 볼트 정렬기(10)와 표면 처리기(30) 간을 연결하는 것으로, 볼트 정렬기(10)의 선별 레일(16)에 의해 수직 상태로 공급되는 볼트(B)를 표면 처리기(30)까지 수직 상태로 안내하는 것이다. 이송 레일(20)은 수평 판 중앙에 길이 방향으로 슬롯(21)을 형성하여 슬롯(21)으로 볼트(B)의 나사부가 삽입되고, 볼트(B)의 머리부는 얹혀진 상태로 슬라이딩 이송한다.

상술한 볼트 정렬기(10)는 후술되는 표면 처리기(40)보다 높게 위치하여 이들 간에 설치되는 이송 레일(20)은 사선으로 설치되어 이송 레일(20)로 공급된 볼트(B)는 자중에 의해 슬라이딩하며 이송된다.

그리고 상기 이송 레일(20)의 말단에는 정량 공급기(30)를 설치하여 두 개 이상의 볼트(B)가 밀착된 상태로 한꺼번에 공급되는 경우 하나씩 나누어 배출시키도록 한 것이다.

상기 정량 공급기(30)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 축을 중심으로 왕복 회동 운동하는 회동판(31)과, 회동판(31)에 설치되어 이송 레일(20)을 선택적으로 차단하는 멈춤대(34)로 이루어진다. 상기 회동판(31)은 이송 레일(20)의 일측에 설치되는 축에 외팔 형태로 설치된다. 그리고 회동판(31)의 일단과 접하는 캠(32)이 설치되고 회동판(33)의 일단을 당기는 인장 스프링(33)이 설치되어 캠(32)의 회전에 의해 회동판(33)은 회동 왕복 운동(시소 운동)을 하게 된다. 상기 멈춤대(34)는 회동판(31)에 고정 설치되는 것으로, 상부 막대(34a)와 하부 막대(34b)가 'V' 모양으로 형성된다. 이러한 상부 막대(34a)와 하부 막대(34b)는 양 말단이 이송 레일(20)의 슬롯(21) 상부에 위치하게 된다. 이러한 멈춤대(34)는 회동 왕복 운동하는 회동판(33)에 의해 상부 막대(34a)와 하부 막대(34b)가 이송 레일(20)의 슬롯(21) 상부에 위치하거나 이격되는 과정을 반복한다. 따라서, 이송 레일(20)을 따라 공급되는 볼트(B)는 상부 막대(34a)에서 1차 멈추게 되는데, 상부 막대(34a)에 2개 이상의 볼트(B)가 대기 중인 경우 상부 막대(34a)가 슬롯(21)으로부터 이격 되었다가 복귀하는 시간에 볼트(B) 하나만을 통과시킨다. 상부 막대(34a)를 통과한 볼트(B)는 하부 막대(34b)에 의해 2차 멈추게 된다. 하부 막대(34b)는 상부 막대(34a)와 근접하게 위치하므로 볼트(B)의 이송 속도를 대폭 줄인 상태에서 안정되게 배출시킬 수 있다. 그리고 상기 상부 막대(34a) 및 하부 막대(34b)는 회동판(13)으로부터 회전 가능하게 설치되고, 상부 막대(34a) 및 하부 막대(34b)의 움직임을 한정하는 스토퍼(S)를 하나 이상 설치하여 설정된 각도 내에서만 작동이 이루어지도록 한다. 또한, 상부 막대(34a)와 하부 막대(34b)는 그 간격을 조절할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 표면 처리기(40)는 받침대(41); 받침대(41) 상부에 축 결합되어 회전하도록 설치되며 외주연에 나사산(42')이 형성된 원통형의 다이스(42); 다이스(42) 일측에 일정한 간격을 두고 설치되는 환형의 탄성 가압판(43); 으로 이루어진다.

상기 받침대(41)는 그 내부에 모터가 설치되며 상부로 축이 돌출 형성된다.

상기 다이스(42)는 원통형으로 이루어지되 외주연에 나사산(42')이 형성된다. 여기서 나사산(42')의 피치는 공급되는 볼트(B)의 나사부 피치와 동일하다.

상기 탄성 가압판(43)은 다이스(42)의 일측에 구비하되, 다이스(42)와 일정한 간격을 두고 설치됨으로써 다이스(42)와 탄성 가압판(43) 사이에 볼트 이송 통로(44)가 형성된다. 탄성 가압판(43)은 테프론이나 우레탄 소재로 제조도어 미세한 탄성을 가진다.

여기서 상기 다이스(42)와 탄성 가압판(43)의 상면은 동일 평면상에 위치하게 됨으로써, 볼트(B)의 나사부가 이송 통로(44)에 삽입되면 머리부는 다이스(42)와 탄성 가압판(43)의 상면에 위치한 상태가 되며 회전하는 다이스(42)에 의해 다스(42)의 나사산(42')과 볼트(B)의 나사부가 자동으로 치합되고 볼트(B)가 이송하게 된다. 이때, 탄성 가압판(43)이 볼트(B)를 가압함으로써 볼트(B) 나사부에 코팅된 도금 층을 가압하여 균일한 도금 층 두께를 형성한다. 이송 통로(44)의 말단에는 수거통(미도시)이 구비되어 낙하게 의해 표면 처리된 볼트(B)가 수집된다.

10 : 볼트 정렬기 11 : 저장통 12 : 나선 레일
13 : 회전판 14 : 정렬 레일 15, 21 : 슬롯
16 : 선별 레일 17 : 회수판 20 : 이송 레일
30 : 정량 공급기 31 : 회동판 32 : 캠
33 : 스프링 34 : 멈춤대 40 : 표면 처리기
41 : 받침대 42 : 다이스 42' : 나사산
43 : 탄성 가압판 44 : 이송 통로

Claims (5)

1. 다수의 볼트(B)를 저장할 수 있는 저장통(11); 저장통(11)의 내주연에 나선형태로 구비되어 볼트(B)를 안내하는 나선 레일(12); 나선 레일(12)의 하단에 구비되어 볼트(B)를 나선 레일(12)에 강제 투입시키는 회전판(13); 나선 레일(12)의 상단 배출구에 설치되어 바닥에 형성된 슬롯(15)에 의해 볼트(B)를 수직으로 정렬하는 정렬 레일(14); 정렬 레일(14)에 연결되어 좁아지는 바닥에 의해 수직 상태의 볼트(B)만 통과시켜 이송 레일(20)로 공급하는 선별 레일(16); 로 이루어진 볼트 정렬기(10);
   외주연에 나사산(42')이 형성된 원통형의 다이스(42) 일측에 다이스(42) 외주연을 따라 일정한 간격을 두고 환형의 탄성 가압판(43)을 구비하여 다이스(42)와 탄성 가압판(43) 사이에 볼트(B) 이송 통로(44)를 형성함으로써 공급되는 볼트(B)의 나사부를 탄력적으로 가압하면서 표면처리하는 표면 처리기(40);
   볼트 정렬기(10)로부터 공급된 볼트(B)를 수직 상태로 표면 처리기(40)에 공급하는 이송 레일(20); 을 포함함을 특징으로 하는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치.
   
2. 제1 항에 있어서, 상기 볼트 정렬기(10)는 표면 처리기(40)보다 높게 위치하여 이송 레일(20)이 사선으로 설치됨으로써 공급된 볼트(B)가 자중에 의해 미끄러지며 이송되고, 이송 레일(20)의 말단에 정량 공급기(30)를 설치하여 볼트(B)가 하나씩 토출되도록 함을 특징으로 하는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치.
   
3. 제2 항에 있어서, 상기 정량 공급기(30)는,
   축을 중심으로 왕복 회동 운동하는 회동판(31);
   회동판(31)에 'V' 모양으로 설치되어 왕복 회동 운동하는 회동판(31)에 의해 그 말단이 이송 레일(20)의 슬롯(21)을 차단과 해제를 반복하는 멈춤대(34); 로 구성됨을 특징으로 하는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치.
   
4. 제3 항에 있어서, 상기 회동판(31)은 그 일측에 회전하는 캠(32)을 설치하여 캠에 의해 회동 왕복 운동함을 특징으로 하는 도금된 볼트의 공전식 표면 후처리 장치.
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