KR100656699B1

KR100656699B1 - 오링의 제조장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100656699B1
Application number: KR1020050104738A
Authority: KR
Inventors: 남윤배
Original assignee: 주식회사 엠앤이
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2006-12-14

Abstract

본 발명은 오링의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오링의 제작장치의 압착프레스에 에어공급장치에서 공급되는 냉각공기를 이용하여 스탑핀이 설치된 압축금형에서 양측 끝단부를 미소성상태의 오링을 제작하여 이를 사용자가 원하는 싸이즈로 재단하여 1개이상의 오링을 접착프레스를 이용하여 재소성시켜 별도의 접착제를 이용하지 않고 사용자가 원하는 소,중,대형 일체형 오링을 제작함으로써, 대형 오링을 손쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 원하는 싸이즈를 별도의 금형을 추가 제작 없이 재단 후 제조가 가능하여, 금형제작의 추가 비용이 발생하지 않아 제조원가를 줄이며, 성형장치의 재료, 자재, 설비, 인건비, 작업인원 등 각종 제반 조건들을 최소화함으로써, 작업능률이 향상되어 생산성이 증대와, 오링의 제작 시 별도의 접착제를 사용하지 않고 일체형 오링을 제조함으로써, 장시간 사용하더라도 오링이 쉽게 파손되지 않는 내구성이 우수한 오링을 제작할 수 있는 오링의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

오링, 제조장치, 스탑핀, 미소성, 접합

Description

오링의 제조장치 및 그 제조방법{APPARATUS AND METHOD FOR O-RING}

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 오링의 제조장치를 도시한 작동상태사시도,

도 2는 본 발명에 따른 압착금형을 도시한 펼친 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 압착금형을 도시한 접힌 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 접합금형을 도시한 펼친 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 1차소성된 오링을 도시한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 접합단계의 오링을 도시한 요부단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 하부받침대 11: 가압피스톤 2: 지지대

3: 상부받침대 21: 상부발열판 4: 중앙받침대

41: 중앙본체 42: 피스톤 43: 가이드

44: 가이드판 45: 하부발열판 5: 압축금형

51: 금형틀 52: 상부판 53: 하부판

54: 핀삽입홈 6: 에어분사기 61 고정판

7: 스탑핀

본 발명은 오링의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오링의 제작장치의 압착프레스에 에어공급장치에서 공급되는 냉각공기를 이용하여 스탑핀이 설치된 압축금형에서 양측 끝단부를 미소성상태의 오링을 제작하여 이를 사용자가 원하는 싸이즈로 재단하여 1개 이상의 오링을 접착프레스를 이용하여 재소성시켜 별도의 접착제를 이용하지 않고 사용자가 원하는 소,중,대형 일체형 오링을 제작함으로써, 대형오링을 손쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 원하는 싸이즈를 별도의 금형을 추가 제작 없이 재단 후 제조가 가능하여, 금형제작의 추가 비용이 발생하지 않아 제조원가를 줄이며, 성형장치의 재료, 자재, 설비, 인건비, 작업인원 등 각종 제반 조건들을 최소화함으로써, 작업능률이 향상되어 생산성이 증대와, 오링의 제작 시 별도의 접착제를 사용하지 않고 일체형 오링을 제조함으로써, 장시간 사용하더라도 오링이 쉽게 파손되지 않는 내구성이 우수한 오링을 제작할 수 있는 오링의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장비 및 고진공을 이용하는 장비는 고징공(HIGH VACUUM)를 요구하는 장비를 실링(SEALING) 하는 방법으로 고무(RUBBER)재질을 이용하는 방법이 일반적으로 통용되고 있다.

또한 고무재질로 규격화된 오링을 만들게 되는데 이는 각각의 금형을 이용하여 사이즈(size) 에 맞는 제품을 생산하게 되지만 규격화 되지 않고, 아주 큰 사이 즈의 오링을 만드는 방법으로 압출장비에서 직접 압출에 의한 방법과 접합에 의한 방법이 있는데 압출에 의한 방법은 제품의 표면이 매우거칠고 마지막부분을 접착제에 의한 접착(bonding)을 하게되는데 이는 높은 온도 및 물리적인 힘을 받게 되면 접합된 부분에 균열이나 탈락이 발생되는 문제점에 의해 실링의 효과를 얻지 못하는 경우가 있다.

또한, 내측 사이즈가 1 ~ 2 M 이하의 일반적인 금형설계 및 프레스 장비에서 생산이 가능하나 매우 큰 사이즈의 오링을 생산시 금형의 사이즈가 커질 뿐만아니라, 이를 제작하는 프레스의 장비도 금형의 사이즈에 맞게 커지게 되므로써 이에 합당한 장비를 생산하게 되면 장비의 가격 상승 뿐만아니라, 일정의 이상 사이즈는 생산이 불가능한 문제점이 있었다.

이를 해소하기 위해 선등록실용신안 제 20-0381774호에 의하면 상형과 하형의l 한쌍으로 이루어져서 반도체 장비용 대형오링을 성형하는 성형장치에 있어서, 아치형상들이 상,하 지그재그 형채로 이루어지고 양단이 서로 연결되어 하나의 몸체로 이루어지도록 대형 오링 상단부 성형홈이 형성된 상형과 아치형상들이 상하 지그재그로 이루어지고 양간이 서로 연결되어 하나의 몸체로 이루어지도록 대형오링 하단부 성형홈이 형성된 하형을 구비하여 반도체 장비용 대형 오링을 생산하였다 그러나,

이는 일정 싸이즈의 대형 오링을 제조하는데는 장점이 있으나, 다양한 오링을 제조하기 위해서는 이 또한, 다양한 형상의 금형이 필요한 문제점이 발생하였으며, 오링의 일부분만 파손되더라도 오링 전체를 파기해야 하기 때문에 재활용을 할 수 없어 유지비용 상승의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 위에서 언급한 문제점을 해소하기 위해, 오링의 양측 끝단부를 미소성하여 오링의 크기에 따라 재단한 미소성부분을 재접합하도록 하여 대형오링을 손쉽게 제작 할 수 있고, 사용자가 원하는 싸이즈를 별도의 금형 없이 재단 후 제작 할 수 있어 금형제작의 추가 비용이 발생하지 않아 제조원가를 줄일 수 있는 오링의 제조방치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이를 이루기 위한 구체적인 기술수단은,

상부 중앙에 가압피스톤이 형성된 하부받침대와, 상기 하부받침대의 상부 외둘레에 스라이딩가능한 원기둥형상의 다수개의 지지대와, 상기 지지대 끝단부에 결합되어 하부에 상부발열판이 형성된 상부받침대와, 상기 하부받침대의 가압피스톤 상부에 설치되어 지지대를 따라 상,하로 스라이딩되는 중앙받침대로 구성하되; 상기 중앙받침대는, 중앙에 피스톤이 형성된 중앙본체를 형성하고, 상기 중앙본체 양측에 스라이딩 가능한 가이드를 형성하며, 상기 가이드를 따라 이송되는 가이드판을 형성하며, 상기 가이드판 상부에 압축금형의 하부를 가열하는 하부발열판을 형성하며, 상기 압축금형에 냉각공기를 공급하는 에어분사기가 고정판에 의해 중앙본체 일측면으로 구성하고; 상기 중앙받침대의 하부발열판와 상부받침대의 상부발열판 사이에 지그재그로 오링의 형상이 형성되어 금형틀이 힌지결합된 압축금형은, 상기 압축금형에 에어분사기에서 공급된 냉각공기가 주입되는 일측면으로 상부판을 관통한 스탑핀과 스탑핀을 하부판에 고정하는 핀삽입홈)을 형성하여 이루어진 것이 다.

또한, EPDM,NBR,VITON,AFLAS,PERFLUORO,CR 중 1종 또는 2종 이상을 선택적 혼합하여 미소성 오링의 기본형상을 형성하는 제조단계와, 상기 제조단계에서 이송된 미소성오링을 압축프레스의 압축금형에 설치하여 압착소성하는 압축소성단계와, 상기 압축소성단계와 함께 에어분사기와 스탑핀이 형성된 압축금형을 이용하여 소성되는 오링의 양측 끝단부을 냉각시켜 미소성오링부를 형성하는 미소성부형성단계와, 상기 압축소성단계와 미소성부형성단계에 의해 제작된 양측 끝단부가 미소성된 오링을 일측 끝단부를 절단하여 일측 끝단을 소성부로 형성하고 타측 끝단을 미소성부로 형성한 상태로 제작하는 재단작업단계와, 상기 재단작업단계에 의해 제작된 미소성부가 형성된 오링 중 대,중,소구경 오링의 크기에 따라 선택적으로 오링을 개수를 선택하고, 접합금형이 설치된 접합프레스로 오링의 미소성부와 소성부를 접합하여 재소성시켜 일체형 원형링형상의 오링을 소성하는 접합소성단계와, 상기 접합소성단계를 거쳐 하나의 오링으로 소성제작된 오링의 표면을 처리하고 냉각시키는 냉각단계와, 상기 냉각단계를 거쳐 접합부위를 검사하는 검사단계로 이루어지고; 상기 압축소성단계와 접합소성단계는 소성온도를 150~180℃로 하고, 소성시간을 3~5분으로 하며, 소성압력을 100~180㎏f/㎠로 이루어진 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면,

도 1a는 본 발명에 따른 오링의 제조장치 중 제조단계에서 이송된 미소성 오링을 압축프레스의 압축금형에 설치하는 과정을 도시한 작동상태사시도이고,
도 1b는 본 발명에 따른 오링의 제조장치 중 스탑핀으로 압축금형의 상부판과 하부판을 고정시키는 과정을 도시한 작동상태사시도이며,
도 1c는 본 발명에 따른 오링의 제조장치 중 스탑핀으로 고정된 압축금형이 중앙본체 양측에 형성된 가이드를 통해 중앙본체 내부쪽으로 슬라이딩된 후, 중앙에 형성된 피스톤을 통해 상부발열판쪽으로 이송되어 압축소성되는 과정을 도시한 작동상태사시도이고,
도 1d는 본 발명에 따른 오링의 제조장치 중 압축금형의 오링 끝단부쪽으로 냉각공기가 공급되도록 에어분사기가 고정판에 의해 이송되어 압축소송된 오링의 양측 끝단부를 냉각시키는 과정을 도시한 작동상태사시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 압착금형을 도시한 펼친 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 압착금형을 도시한 접힌 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 접합금형을 도시한 펼친 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 1차소성된 오링을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 접합단계의 오링을 도시한 요부단면도이다.

본 발명에 따른 오링의 제조장치는, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 상부 중앙에 가압피스톤(11)이 형성된 하부받침대(1)를 형성하고, 그 상부 외둘레에 스라이딩가능한 원기둥형상의 다수개의 지지대(2)와 상기 지지대(2) 끝단부에 결합되어 하부에 상부발열판(21)이 형성된 상부받침대(3)를 형성하며, 상기 하부받침대(1)의 가압피스톤(11) 상부에 설치되어 지지대(2)를 따라 상,하로 스라이딩되는 중앙받침대(4)로 구성된 것이다.

이때, 상기 중앙받침대(4)는, 중앙에 피스톤(42)이 형성된 중앙본체(41)를 형성하고, 상기 중앙본체(41) 양측에 스라이딩 가능한 가이드(43)를 형성하며, 상기 가이드(43)를 따라 이송되는 가이드판(44)을 형성하며, 상기 가이드판(44) 상부에 압축금형(5)의 하부를 가열하는 하부발열판(45)을 형성하며, 상기 압축금형(5)에 냉각공기를 공급하는 에어분사기(6)가 고정판(61)에 의해 중앙본체(41) 일측면으로 형성한 것이다.

또한, 도 2와 도3에 도시된 바와 같이, 상기 압축금형(5)은, 에어분사기(6)에서 공급된 냉각공기가 주입되는 일측면으로 상부판(52)을 관통한 스탑핀(7)과 스탑핀(7)을 하부판(53)에 고정하는 핀삽입홈(54)을 형성하여 상기 중앙받침대(4)의 하부발열판(45)와 상부받침대(3)의 상부발열판(21) 사이에 설치되는 것이다.

이때, 상기 압축금형의 금형틀(51)은 지그재그로 오링의 형상이 형성하여 압축금형의 크기에 최대한의 길이를 갖는 오링이 제작 가능 하도록 형성한 것이다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 오링의 제조장치에 설치된 압축금형(5)을 제거하고 수평을 다수개 오링형상의 접합틀(81)을 갖는 힌지결합된 상,하부 접합판(82,3)으로 형성된 접합금형(8)을 형성하여 압축금형(5)이 설치된 위치에 접합금형을 설치하면 제단작업을 거쳐 소성부와 미소성부로 형성된 오링을 접합하는 접합프레스로 사용이 가능할 것이다.

위에서 언급한 바와 같이 상기 압축 프레스를 이용한 오링의 제작단계를 설명하면, 오링의 기본형상을 에틸렌프로필렌고무(EPDM), 니트릴고무(NBR), 바이톤(VITON), 아플라스(AFLAS), 퍼플루오로(PERFLUORO), 클로로프렌고무(CR) 중 1종 또는 2종 이상을 선택적 혼합하여 미소성 오링으로 제조하는 제조단계(S1)를 거쳐, 상기 제조단계(S1)에서 이송된 미소성오링을 압축프레스의 압축금형에 설치하여 압착소성하는 압축소성단계(S2)와 함께 에어분사기와 스탑핀이 형성된 압축금형을 이용하여 소성되는 오링의 양측 끝단부을 냉각시켜 미소성오링부를 형성하는 미소성부형성단계(S3)를 거쳐 오링을 제작하는데 사용되는 오링의 기본형상을 도 5에 도시된 바와 같이 1차 소성하는 것이다.

이와 같은 1차적으로 소성된 오링은 별도의 접착수단 즉 본드와 같은 접착제를 사용하지 않고 오링을 일체로 형성하기 위해 상기 압축소성단계(S2)와 미소성부형성단계(S3)에 의해 제작된 양측 끝단부가 미소성된 오링을 일측 끝단부를 절단하는 재단작업단계(S4)에 의해 1차적적으로 형성된 오링은 일측 끝단을 소성부로 형 성하고 타측 끝단을 미소성부로 형성한 상태로 제작하는 것이다.

이때, 상기 재단작업단계(S4)에 의해 제작된 일측과 타측이 소성부와 미소성부가 형성된 오링은 제작되는 오링의 크기에 따라 즉, 대,중,소구경 오링의 크기에 따라 선택적으로 오링을 개수를 선택하고, 도 6 도시된 바와 같이, 접합금형이 설치된 접합프레스로 오링의 미소성부(200)와 소성부(100)를 접합하여 재소성시켜 일체형 원형링형상의 오링을 재소성하는 접합소성단계(S5)거쳐 하나의 일체형 오링을 제작할 수 있는 것이다.

이와 같이 상기 접합소성단계(S5)를 거쳐 제작된 하나의 오링은 오링의 표면을 처리하고 냉각시키는 냉각단계(S6)를 거쳐 소성부와 미소성부의 접합부위가 완벽히 접합되었는지를 검사하는 검사단계(S7)를 거쳐 하나의 오링이 제조되는 것이다.

이때, 상기 압축소성단계(S2)와 접합소성단계(S4)에 사용되는 소성온도는 이소성된 오링이 소정되는 150~180℃로 하고, 상기 소성온도가 너무 지속되거나, 너무 짧을 경우 불량품이 발생될 수 있기 때문에 소성시간을 3~5분으로 하며, 이에 오링을 가압하는 소성압력을 100~180㎏f/㎠로 하는 것이 바람직할 것이다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 장비용 오링의 제조장치 및 그 제조방법에 의하면, 압착프레스에서 오링의 양측 끝단부를 미소성하여 오링의 크기에 따라 재단한 후 접합프레스에서 미소성접합부를 소성함으로써, 대형오링 을 손쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 원하는 싸이즈를 별도의 금형 없이 재단 후 제작 할 수 있어 금형제작의 추가 비용이 발생하지 않아 제조원가를 줄이는 효과가 있다.

또한, 성형장치의 재료, 자재, 설비, 인건비, 작업인원 등 각종 제반 조건들을 최소화 함으로써, 작업능률이 향상되어 생산성이 증대와, 오링의 제작 시 별도의 접착제를 사용하지 않고 일체형 오링을 생산함으로써, 장시간 사용하더라도 오링이 쉽게 파손되지 않는 내구성이 우수한 오링을 제작할 수 있는 효과가 있다.

Claims

상부 중앙에 가압피스톤(11)이 형성된 하부받침대(1)와,

상기 하부받침대(1)의 상부 외둘레에 스라이딩 가능한 원기둥형상의 다수개의 지지대(2)와,

상기 지지대(2) 끝단부에 결합되어 하부에 상부발열판(21)이 형성된 상부받침대(3)와,

상기 하부받침대(1)의 가압피스톤(11) 상부에 설치되어 지지대(2)를 따라 상,하로 스라이딩되는 중앙받침대(4)로 구성하되;

상기 중앙받침대(4)는, 중앙에 피스톤(42)이 형성된 중앙본체(41)를 형성하고, 상기 중앙본체(41) 양측에 스라이딩 가능한 가이드(43)를 형성하며, 상기 가이드(43)를 따라 이송되는 가이드판(44)을 형성하며, 상기 가이드판(44) 상부에 압축금형(5)의 하부를 가열하는 하부발열판(45)을 형성하며, 상기 압축금형(5)에 냉각공기를 공급하는 에어분사기(6)가 고정판(61)에 의해 중앙본체(41) 일측면으로 구성된 것을 특징으로 하는 오링의 제조장치.
제 1항에 있어서,

중앙받침대(4)의 하부발열판(45)와 상부받침대(3)의 상부발열판(21) 사이에 지그재그로 오링의 형상이 형성되어 금형틀(51)이 힌지결합된 압축금형(5)은, 상기 압축금형(5)에 에어분사기(6)에서 공급된 냉각공기가 주입되는 일측면으로 상부판(52)을 관통한 스탑핀(7)과 스탑핀(7)을 하부판(53)에 고정하는 핀삽입홈(54)을 형성한 것을 특징으로 하는 오링의 제조장치.
에틸렌프로필렌고무(EPDM), 니트릴고무(NBR), 바이톤(VITON), 아플라스(AFLAS), 퍼플루오로(PERFLUORO), 클로로프렌고무(CR) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 미소성 오링의 기본형상을 형성하는 제조단계(S1)와,

상기 제조단계(S1)에서 이송된 미소성오링을 압축프레스의 금형에 설치하여 압착소성하는 압축소성단계(S2)와,

상기 압축소성단계(S2)와 함께 에어분사기와 스탑핀이 형성된 압축금형을 이용하여 소성되는 오링의 양측 끝단부을 냉각시켜 미소성오링부를 형성하는 미소성부형성단계(S3)와,

상기 압축소성단계(S2)와 미소성부형성단계(S3)에 의해 제작된 양측 끝단부가 미소성된 오링을 일측 끝단부를 절단하여 일측 끝단을 소성부로 형성하고 타측 끝단을 미소성부로 형성한 상태로 제작하는 재단작업단계(S4)와,

상기 재단작업단계(S4)에 의해 제작된 미소성부가 형성된 오링 중 대,중,소구경 오링의 크기에 따라 선택적으로 오링을 개수를 선택하고, 접합금형이 설치된 접합프레스로 오링의 미소성부와 소성부를 접합하여 재소성시켜 일체형 원형링형상의 오링을 소성하는 접합소성단계(S5)와,

상기 접합소성단계(S5)를 거쳐 하나의 오링으로 소성제작된 오링의 표면을 처리하고 냉각시키는 냉각단계(S6)와,

상기 냉각단계(S6)를 거쳐 접합부위를 검사하는 검사단계(S7)로 이루어진 것을 특징으로 하는 오링의 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 압축소성단계(S2)와 접합소성단계(S4)는 소성온도를 150~180℃로 하고, 소성시간을 3~5분으로 하며, 소성압력을 100~180㎏f/㎠로 한 것을 특징으로 하는 오링의 제조방법.