KR100666138B1 - 분리형 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PDP의 Dispenser Nozzle 노즐에 관한 것으로서 종래의 노즐은 경도가 낮은 금속에 드릴,방전가공법을 사용하여 노즐구를 형성하였는데, 내구성이 떨어져 생산성에 문제를 가져올 뿐 아니라 노즐구의 형성에 사용되는 가공방법이 제한되는 단점이 있었다. 본 발명은 이러한 단점을 해결하기 위하여 경도가 높은 소재를 이용하여 노즐 몸체를 제작하고 노즐 몸체를 좌우로 나누어 CNC정밀가공기기(수치제어장치)로 가공방법을 확대하여 노즐구를 직접가공하여 형성하고 이를 체결하여 사용함으로써 경도가 높은 재질로 된 노즐을 제작할 수 있도록 한다.

Description

분리형 노즐{SEPERATED TYPE NOZZLE}

도1은 종래의 PDP 디스펜서 노즐(Dispenser Nozzle)을 도시하는 도면.

도2는 본 발명에 따르는 분리형 노즐의 일실시예를 도시하는 도면

도3은 본 발명에 따르는 분리형 노즐의 또다른 실시예를 도시하는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 노즐몸체 12: 노즐결합홈

13: 노즐 결합구 14: 충진대기부

15: 노즐구 21: 좌볼트결합구

22: 와셔 23: 볼트

24: 우볼트결합구

PDP(Plasma Display Panel)는 전면유리와 배면유리및 그사이의 칸막이에 의해 밀폐된 유리사이에 개스를 넣어 양극과 음극의 전극에 의해 전압을 인가하여 네온광을 발광시켜 표시광으로 이용하는 전자표시장치를 말하는데, 기존 PDP 일반 생산라인에서 PDP의 전극을 만들기 위해 사용되는 Dispenser Nozzle은 가공 편의를 위해 서 경도가 그리 높지 않은 HRc40~70의 특수강을 사용한다. 그런데 경도가 낮은 특수강을 사용하게 되면 가공이 쉽게 되고 고속가공기기(드릴작업)로 한번에 작업하는 장점이 있지만 경도가 낮은 만큼 쉽게 마모되어 수명이 짧아지게 된다. 특히 PDP에 사용되는 노즐과 같이 정밀함을 요구하면서도 가공에 있어서 높은 분사압에 따라 홀 치수 변경,형상의 변형 및 마모율이 높을 경우 낮은 경도는 부품 수명을 크게 단축시켜 큰 약점이 될 수밖에 없었으며 따라서 많은 부품 소모량 때문에 생산되는 제품의 부품가격이 상승하게 되며 부품소모량이 많은 만큼 자주 교체하여야 하며 이에 따라 부품의 교체를 위해 기계를 자주 멈춰야 하기 때문에 제품의 생산성이 낮고 손실 비용이 커져 경제성에 크게 영향을 미치게 된다.

이에 따라 경도가 높은 내마모성이 높은 소재를 사용하여 부품의 수명을 향상시키기 위하여 일반적으로 정밀가공분야에선 초경합금 소재를 사용하는 경우도 있지만 초경합금은 그 특성상 경도가 매우 높아 기존에 많이 사용되는 방전, 와이어 가공을 사용하는 경우에 작업시간이 매우 많이 걸리는 단점이 있고 정밀한 가공이 어려운 단점이 있었다.

이때 다른 가공방법을 사용하려고 하여도 현재에 사용되는 노즐은 미세한 구멍이 매우 작은 간격을 두고 일렬로 배열된 것이라 사용될 수 있는 가공방법이 제한적일 수밖에 없었다. 따라서 경도가 높은 소재를 사용하면서도 원하는 정밀도를 갖추며 노즐 자체의 가공이 빠른 제품에 대한 요구가 있어왔다.

본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위하여 경도가 높은 초경합금을 사용하면서도 CNC정밀가공기기(프로파일,WIRE..)를 이용한 가공을 포함하여 기타의 가공법으로 정밀하면서도 빠른 가공이 가능한 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 경도90이상의 초경합금과 세라믹소재를 이용한 분리형 노즐을 제공하는데, 상기 분리형 노즐은 높은 경도와 정밀도를 향상시킨 분리형 노즐로서 길이 방향으로 길고 소정의 두께를 갖는 노즐몸체와; 상기 노즐 몸체의 한면에는 상기 소정크기로 노즐몸체를 관통하며 일렬로 형성되는 복수개의 노즐구와;

상기 노즐몸체에서 상기 노즐구가 형성된 반대쪽에 함입되어 형성되는 충진대기부를 포함하며, 상기 노즐몸체는 상기 노즐구의 중심을 따라 좌우로 분할된다.

상기 좌우 노즐몸체는 상기 노즐구의 형성위치와 반대쪽면에서 상기 노즐구의 방향으로 함입되어 노즐결합홈이 복수개 형성되며,

상기 분할된 노즐몸체를 결합하기 위하여 상기 노즐 결합홈에 결합하는 "ㄷ"자형의 체결용 블록을 더 포함할 수 있다.

상기 좌우노즐몸체의 하단에는 상기 충진대기부를 가로질러 볼트결합을 위한 좌볼트결합구및 우볼트결합구가 일렬로 배열된 상기 노즐구를 따라 복수개 형성되며, 상기 좌우볼트결합구의 사이에는 노즐의 간격을 유지하기 위하여 공동이 형성된 와셔가 끼어지며, 좌볼트결합구, 와셔, 우볼트결합구를 가로질러 볼트가 체결되 어 상기 노즐몸체를 결합시키는 것일 수 있다.

상기 노즐몸체의 경도는 HRc 90이상인 것일 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도1은 PDP에 형광체 분포을 위해 기존의 PDP 노즐을 도시하는 도면이다. 도면에 도시되었듯이 PDP노즐은 그 가운데에 일자로 평행하게 배열된 노즐구를 가지며 노즐구의 바깥쪽에는 고정을 위한 고정구들이 서로 마주보며 노즐구와 평행하게 일렬로 배열되어 있다. 노즐구(15)는 약 0.08~0.110 파이의 크기를 가지고 있으며 23cm안에 약200~250개가 넘는 노즐구가 존재한다. 현재는 이러한 노즐구의 가공을 위해서는 방전가공이나 슈퍼드릴 기초홀 작업후 와이어가공 또는 고속가공기의 드릴작업을 주로 사용하는데, 연삭가공을 사용하지 않고 방전가공등을 사용하는 것은 PDP노즐이 가운데쪽에 일렬(일체형)로 형성되어 있기 때문에 가공이 용이하지 않기 때문이다. PDP의 해상도가 증가함에 따라 노즐구의 크기는 좀더 작아져야 하며 그 피치 또한 더 작아져 촘촘해져야만 한다. 그러나 방전가공은 절연성이 있는 가공액에 공구 전극과 공작물을 넣고 지속적인 아크방전에 의해 공작물의 일부를 제거하여 가공하는 방법으로 전극과 피가공물간에 고주파 펄스 파형의 전압을 가하여 방전을 행함으로써 피가공물 표면층을 제거하게 되는데 높은 경도를 갖는 재료에 대해 미세한 노즐구를 가공하기에는 관통되는 기초홀 가공부터 난이도가 너무 높고 노즐구 가공시 가공 속도, 진원도의 정밀도가 현저히 떨어지며 불량발생률이 너무 높다.

도2는 본 발명에 따르는 분할노즐의 일실시예를 도시하는 도면이다. 도1의 노즐은 일체로 형성된 몸체의 중심부에 노즐구(15)가 형성되는데 도2의 실시예에서는 경도가 높은 재료(HRc 90 이상)에 대한 가공을 위하여 몸체를 노즐구(15)를 중심으로 좌우 두개로 나누도록 하였다. 이와 같이 분리형으로 하는 경우에는 노즐에 대한 접근도가 우수하기 때문에 CNC가공기기(프로파일가공,와이어가공..) 연삭가공 등의 가공방법을 이용하여 직접가공하면서도 정밀한 가공이 가능하게 된다. 방전가공은 소재의 경도에 따라 가공시간이 크게 달라지지만 프로파일가공은 방전가공만큼 소재의 경도에 크게 영향을 받지는 않기 때문에 빠른 가공이 가능해지게 된다.

전극생산을 위해서는 노즐구를 중심으로 양쪽으로 나뉘어진 분리형 노즐몸체(11)를 하나로 고정시켜야 하는데 이를 위해 여러 가지 방법이 있을 수 있지만 도2에 도시된 노즐은 "ㄷ"자형 체결용 블록(13)을 사용하여 균일한 조건의 여러군데에서 결합을 하도록 하였다. 체결용 블록(13)은 노즐몸체의 길이에 따라 사용되는 수가 달라질 수 있다. 두 개로 나뉘어진 노즐몸체(11)에서 노즐구(15)가 가공되는 면의 반대쪽에 노즐결합홈(12)이 형성되어 체결용블록(13)이 노즐결합홈(12)에 끼워 맞추는 식으로 결합하여 양쪽 노즐몸체(11)를 고정시키게 된다. 체결용 블록이 결합되더라도 노즐구의 뒤쪽에는 노즐몸체(11)로 함입된 공간인 충진대기부(14)가 있기 때문에 분사시에는 영향을 주지는 않는다. 이러한 방법을 사용하는 경우 노즐구의 위치결정이 중요한데 이를 위해서는 제품가공이 끝난상태에서 격자편의 위치를 조정하여 결합시킴으로서 위치결정이 이루어지도록 한다.

좀 더 자세하게는, 요구되는 크기가 크지않아 성형연삭기에서 작업이 가능한 크기 의 제품은 프로파일로 홀가공을 하여 노즐구를 먼저 가공하게 되며 그후 정밀측정기로 홀의 위치를 확인한다. 굉장히 미세하게 작업을 하여야 하기 때문에 좌우로 몰린양 0.002이 이내가 되도록 하여 이러한 측정데이터를 근거로 연삭하여 노즐결합홈을 가공하게 된다.

도3은 본 발명에 따르는 분할 노즐의 또 다른 실시예를 도시 하는 도면이다. 도2의 노즐은 주로 크기가 작은 노즐에 사용되는데 노즐이 커지는 경우에는 위치결정에 어려움이 있기 때문에 체결방법을 달리하여야 한다. 도3에서는 와셔(22)를 좌우노즐몸체의 가운데 삽입하여 좌우노즐몸체간의 간격을 일정하게 유지하도록 한다. 이때 와셔는 노즐구의 뒤쪽에 형성되어있는 충진대기부에 위치하게 된다.좌우노즐몸체를 결합하기 위하여 형성된 좌볼트결합구(21)및 우볼트결합구(24)의 결합구멍중 한쪽은 충진대기부쪽에 형성된다. 이후 볼트(23)를 이용하여 와셔와 좌볼트결합구(21)및 우볼트 결합구(24)를 관통하여 좌우 노즐몸체(11)를 결합시킨다. 노즐몸체의 크기가 커지는 만큼 위치 결정문제도 중요하게 되는 20~30개정도의 홀의 위치를 측정하여 평균치를 정하고 70~250배이상의 배율을 갖는 정밀측정기에 투영하여 위치를 조정하여 체결한다.

도3에 도시된 것과 같은 제품은 주로 크기가 큰 제품에 대해 사용될 수 있는데 그 크기가 커서 중형연삭기에서 제작할 수 없는 제품에 대하여 적용할 수 있다, 대형연삭기로 작업은 가능할 수 있지만 크기 때문에 정밀도를 맞추기가 힘들어 격자편의 정확한 위치를 맞출수가 없어 볼트체결을 하게 되는데 볼트 체결시마다 그 위치 를 측정하며 볼트로 조립을 하게 된다. 볼트 체결시에 압력차가 발생하지 않도록 압력계로 압력을 측정하면서 균일한 압력으로 체결되도록 한다.

도4은 본 발명에 따라 제작된 분할노즐의 사진이다. 도4에 도시된 것은 양쪽 노즐몸체가 결합된것이며 볼트는 아직 체결하지 않은 상태로서의 것이다. 노즐몸체의 상단에는 노즐구(15)가 형성되어 있다. 노즐몸체를 따라 노즐구의 좌우로 형성된 홀은 작업시에 노즐몸체를 고정시키기 위해 사용된다.

도5는 본 발명에 따라 제작된 분할 노즐의 후면사진이다. 도5에 도시된 것은 도3의 에 도시된것을 아래쪽에서(충진대기부) 본 것이며 안쪽으로 노즐구가 보이며 와셔 또한 볼 수 있다. 좌우볼트결합구(23,24)와 와셔를 통해 노즐몸체가 고정된다.

상기한 바와 같은 발명에 의할 때, 경도가 높은 노즐을 사용할 수 있게 됨으로써 내구성이 높아져서 작업장에서 노즐을 자주 교체할 필요가 없어지게 되었다. 또한, 경도가 높은 소재를 사용함에 따라 노즐 몸체를 양쪽으로 나누어 방전가공법이 아닌 CNC 정밀가공기기(프로파일,와이어..)를 이용한 가공으로 노즐구를 형성할 수 있도록 하여 좀 더 정밀한 가공이 가능하도록 하였다.

Claims (4)

1. 금형생산을 위한 노즐로서

   길이방향으로 길고 소정의 두께를 갖는 노즐몸체와;

   상기 노즐 몸체의 한면에는 소정크기로 노즐몸체를 관통하며 일렬로 형성되는 복수개의 노즐구와;

   상기 노즐몸체에서 상기 노즐구가 형성된 반대쪽에 함입되어 형성되는 충진대기부를 포함하며, 상기 노즐몸체는 상기 노즐구의 중심을 따라 좌우로 분할 되는, 분리형 노즐.
2. 제1항에 있어서,

   상기 좌우 노즐몸체는 상기 노즐구의 형성위치와 반대쪽면에서 상기 노즐구의 방향으로 함입되어 노즐결합홈이 복수개 형성되며,

   상기 분할된 노즐몸체를 결합하기 위하여 상기 노즐 결합홈에 결합하는 "ㄷ"자형의 체결용 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 노즐.
3. 제1항에 있어서,

   상기 좌우노즐몸체의 하단에는 상기 충진대기부를 가로질러 볼트결합을 위한 좌볼트결합구및 우볼트결합구가 일렬로 배열된 상기 노즐구를 따라 복수개 형성되며, 상기 좌우볼트결합구의 사이에는 노즐의 간격을 유지하기 위하여 공동이 형성 된 와셔가 끼어지며, 좌볼트결합구, 와셔, 우볼트결합구를 가로질러 볼트가 체결되어 상기 노즐몸체를 결합시키는 것을 특징으로 하는, 분리형 노즐.
4. 제1항내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 상기 노즐몸체의 경도는 HRc 90이상인 것을 특징으로 하는, 분리형 노즐.

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