KR100751896B1 - 마그네트론용 애노드의 제조 방법 및 그를 위한 금형 - Google Patents

마그네트론용 애노드의 제조 방법 및 그를 위한 금형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네트론용 애노드의 제조 방법 및 그를 위한 금형에 관한 것이다.
본 발명은 마그네트론용 애노드의 제조 방법에 있어서, (a) 소정의 두께를 갖는 구리원판을 다이스(Dies)의 가공 홀(Hole)에 삽입하는 단계; (b) 상기 구리원판을 프레스 기계의 상하에 각각 장착된 상측 펀치와 하측 펀치로 가압하는 단계; 및 (c) 상기 상측 펀치와 상기 하측 펀치의 가압을 통해 상기 구리 원판을 보디(Body)와 베인(Vane)을 포함한 상기 마그네트론용 애노드로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 한 번의 단조 공정으로 마그네트론용 애노드의 보디와 베인을 일체형으로 성형하기 때문에, 애노드의 고주파 발생 성능이 향상되고 불량율 감소로 인한 품질 향상과 작업시간 및 공정이 단축됨에 따라 마그네트론용 애노드의 생산 효율이 증대되는 효과가 있다.
마그네트론, 애노드, 베인, 보디, 펀치

Description

마그네트론용 애노드의 제조 방법 및 그를 위한 금형{Method for Manufacturing Anode of Magnetron and Mold therefor}
도 1은 종래의 마그네트론용 애노드의 분해 사시도,
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드를 성형하기 위한 금형의 단면도,
도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드를 성형하기 위한 펀치의 사시도,
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드의 단면도,
도 3b은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드의 외형도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드의 제조 과정을 나타낸 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 종래 마그네트론용 애노드 110: 상부 보디
115; 상부 베인 120: 하부 보디
125: 하부 베인 210: 상측 펀치
212: 제 1 베인 성형 홈 214: 제 2 베인 성형 홈
216: 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부 218: 상측 안테나 홈 성형용 돌출부
220: 하측 펀치 222: 제 3 베인 성형 홈
224: 제 4 베인 성형 홈 226: 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부
228: 하측 안테나 홈 성형용 돌출부 230: 다이스
240: 구리원판 300: 마그네트론용 애노드
310: 보디 322: 제 1 베인
324: 제 2 베인 326: 스트랩 홈
328: 안테나 홈
본 발명은 마그네트론용 애노드의 제조 방법 및 그를 위한 금형에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 상부 보디(Body)를 성형하는 공정, 상부 보디에 상부 베인(Vane)을 일체형으로 성형하는 공정, 하부 보디를 성형하는 공정, 하부 보디에 하부 베인을 일체형으로 성형하는 공정 및 상부 베인이 일체형으로 성형된 상부 보디와 하부 베인이 일체형으로 성형된 하부 보디를 접합하는 공정 등을 거치지 않고 한 번의 단조 공정으로 마그네트론용 애노드의 보디와 베인 전체를 일체형으로 성형하는 제조 방법 및 그를 위한 금형에 관한 것이다.
일반적으로 전자레인지(Micro-Wave Oven)는 자기장 속에서 극초단 파(ultrahigh frequency: UHF)를 발진하는 마그네트론(Magnetron)을 이용한 전파분산방식의 음식물 조리 기구이다.
이러한 마그네트론은 애노드(Anode), 음극부 및 자기부로 구성된다. 이 중에서 애노드는 원통형으로 된 보디(Body)와 보디의 내벽에 방사상으로 접합된 다수의 베인(Vane) 및 하나 이상의 스트랩(Strap) 링으로 구성된다. 여기서, 다수의 베인에는 하나 이상의 스트랩 링을 결합하기 위한 스트랩 홈이 형성되어 있다.
상기와 같은 애노드는 보디와 베인을 각각 성형한 후 보디에 다수의 베인을 방사상으로 정밀하게 배열한 다음, 보디와 다수의 베인을 접합하여야 하기 때문에 많은 작업시간과 공정(工程)을 필요로 하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 공개특허 10-2004-89587호에서는 마그네트론용 애노드의 보디와 베인을 일체형으로 성형하되, 보디와 베인을 일체형으로 성형하기 위해 도 1과 같이 보디와 베인을 상부와 하부로 나누어 성형한 후, 상부와 하부를 접합하여 마그네트론용 애노드를 제조하는 방법 및 그 성형장치를 제시하였다.
이로 인해 보디에 다수의 베인을 방사상으로 정밀하게 배열한 후 접합하는 공정이 필요 없게 되어 작업시간과 공정이 종전보다 많이 단축되었지만, 보디와 베인을 상부와 하부로 나누어 즉, 상부 베인(115)이 일체형으로 성형된 상부 보디(110)와 하부 베인(125)이 일체형으로 성형된 하부 보디(120)로 나누어 성형하기 위해 소정의 두께를 갖는 구리원판을 소정의 형상을 갖는 펀치들로 순차적으로 단조(鍛造) 하는 공정을 2회 반복해야 하고, 상부 보디(110)와 하부 보디(120)의 저 면(底面)을 절삭한 후 상부 보디(110)와 하부 보디(120)를 접합하여야 한다. 즉, 상부 보디를 성형하는 공정, 상부 보디에 상부 베인을 일체형으로 성형하는 공정, 하부 보디를 성형하는 공정, 하부 보디에 하부 베인을 일체형으로 성형하는 공정 및 상부 베인이 일체형으로 성형된 상부 보디와 하부 베인이 일체형으로 성형된 하부 보디를 접합하는 공정을 거쳐야 하기 때문에 작업 시간과 공정이 종전보다 월등하게 단축되지도 않고, 상부 보디와 하부 보디의 접합부에서도 브레이징 접합 후에 리크(Leak)가 발생될 우려가 있는 등의 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 상부 보디를 성형하는 공정, 상부 보디에 상부 베인을 일체형으로 성형하는 공정, 하부 보디를 성형하는 공정, 하부 보디에 하부 베인을 일체형으로 성형하는 공정 및 상부 베인이 일체형으로 성형된 상부 보디와 하부 베인이 일체형으로 성형된 하부 보디를 접합하는 공정 등을 거치지 않고 한 번의 단조 공정으로 마그네트론 애노드의 보디와 베인 전체를 일체형으로 성형하는 제조 방법 및 그를 위한 금형을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 마그네트론용 애노드의 제조 방법에 있어서, (a) 소정의 두께를 갖는 구리원판을 다이스(Dies)의 가공 홀(Hole)에 삽입하는 단계; (b) 상기 구리원판을 프레스 기계의 상하에 각각 장착된 상측 펀치와 하측 펀치로 가압하는 단계; 및 (c) 상기 상측 펀치와 상기 하측 펀치의 가압을 통해 상기 구리 원판을 보디(Body)와 베인(Vane)을 포함한 상기 마그네트론용 애노 드로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적에 의하면, 마그네트론용 애노드를 제조하기 위한 금형에 있어서, 몸체가 원기둥 형상으로 형성되고, 소정의 두께를 갖는 구리원판을 가압하기 위한 상기 몸체의 가압면에 다수의 베인(Vane) 성형 홈이 방사상으로 형성되고, 상기 다수의 베인 성형 홈의 저면(底面)에 스트랩(Strap) 홈 성형용 돌출부가 각각 형성되며, 상기 다수의 베인 성형 홈 중에서 하나 이상의 베인 성형 홈 저면에 안테나 홈 성형용 돌출부가 형성된 상측 펀치 및 하측 펀치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드를 제조하기 위한 금형을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드를 성형하기 위한 금형의 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드를 단조하기 위한 금형은 상측 펀치(210), 하측 펀치(220) 및 다이스(Dise)(230) 등을 포함한다.
상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)는 다이스(230)의 가공 홀에 삽입된 구리 원판(240)을 상하에서 가압하여 구리원판(240)을 도 3과 같이 보디(Body)(310), 제 1 베인(Vane)(322) 및 제 2 베인(324)이 일체형으로 된 마그네트론용 애노드(300)로 성형한다.
상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)는 몸체가 원기둥 형상으로 형성되고, 다이스(230)에 삽입된 구리원판(240)을 가압하기 위한 가압면에 다수의 베인 성형 홈이 형성되어 있고, 다수의 베인 성형 홈의 저면(底面)에 스트랩(Strap) 홈 성형용 돌출부가 각각 형성되며, 다수의 베인 성형 홈 중에서 하나 이상의 베인 성형 홈의 저면에 안테나 홈 성형용 돌출부가 형성된 펀치를 프레스 기계(미도시)의 상하에 각각 장착한 것이다. 여기서, 상측 펀치(210)와 하측 펀치(220)는 상측 펀치(210)의 가압면과 하측 펀치(220)의 가압면이 다이스(230)에 삽입된 구리원판(240)을 중심으로 상하에서 서로 마주하되, 각각의 가압면을 기준으로 상측 펀치(210)의 안테나 홈 성형용 돌출부와 하측 펀치(220)의 안테나 홈 성형용 돌출부의 위치가 서로 같은 방향이 되는 상태로 프레스 기계(미도시)에 장착된다.
도 2a를 통해 자세히 설명하면, 프레스 기계(미도시)에 장착된 상측 펀치(210)의 가압면과 하측 펀치(220)의 가압면이 구리원판(240)을 기준으로 서로 마주보고 있고, 상측 펀치(210)의 가압면에서 구리원판(240)을 봤을 때 상측 안테나 홈 성형용 돌출부(218)가 형성된 위치가 좌측이면, 하측 펀치(220)에 형성된 하측 안테나 홈 성형용 돌출부(228) 또한 하측 펀치(220)의 가압면에서 구리원판(240)을 봤을 때 좌측에 위치하게 되는 것이다.
도 2a에서 상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)의 가압면에 각각 형성된 다수 의 베인 성형 홈, 스트랩 홈 성형용 돌출부 및 안테나 홈 성형용 돌출부를 상측 펀치(210)의 제 1 베인 성형 홈(212), 제 2 베인 성형 홈(214), 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216) 및 상측 안테나 홈 성형용 돌출부(218)와 하측 펀치(220)의 제 3 베인 성형 홈(222), 제 4 베인 성형 홈(224), 하측 스트랩 성형용 돌출부(226) 및 상측 안테나 홈 성형용 돌출부(228)로 각각 구분한 것은 상측 펀치(210) 및 하측 펀치의 설명을 용이하게 하기 위해서 구분한 것이지, 상측 펀치(210)와 하측 펀치(220)가 동일하지 않은 펀치여서 구분한 것이 아니다.
여기서, 상측 펀치(210)와 하측 펀치(220)의 가압면에 방사상으로 형성된 제 1 베인 성형 홈(212), 제 2 베인 성형 홈(214), 제3 베인 성형 홈(222) 및 제 4 베인 성형 홈(224) 중에서 제 1 베인 성형 홈(212) 및 제 3 베인 성형 홈(222)은 베인 성형 홈의 저면에 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216) 및 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226)가 각각 형성되어 있는 베인 성형 홈을 의미하고, 제 2 베인 성형 홈(214)은 베인 성형 홈의 저면에 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216), 상측 안테나 홈 성형용 돌출부(218)가 형성된 베인 성형 홈을 의미하며, 제 4 베인 성형 홈(224)은 베인 성형 홈의 저면에 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226) 및 하측 안테나 홈 성형용 돌출부(228)가 형성된 베인 성형 홈을 의미한다. 결국, 상측 펀치(210)의 제 1 베인 성형 홈(212)은 하측 펀치(220)의 제 3 베인 성형 홈(222)과 동일한 베인 홈이고, 상측 펀치(210)의 제 2 베인 성형 홈(214)은 하측 펀치(220)의 제 4 베인 성형 홈(224)과 동일한 베인 홈인 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펀치, 즉 상측 펀치(210) 및 하측 펀 치(220)에 형성된 다수의 베인 성형 홈, 스트랩 홈 성형용 돌출부 및 안테나 홈 성형용 돌출부의 구조는 종래의 베인 성형 홈, 종래의 스트랩 홈 성형용 돌출부 및 종래의 안테나 홈 성형용 돌출부의 구조와 동일하므로, 본 발명에서는 상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)에 형성된 다수의 베인 성형 홈, 스트랩 홈 성형용 돌출부 및 안테나 홈 성형용 돌출부의 구조에 대한 설명은 생략하도록 하겠다.
도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드를 성형하기 위한 펀치의 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)는 몸체가 원기둥 형상이고, 상측 펀치(210)의 가압면에는 다수의 제 1 베인 성형 홈(212) 및 다수의 제 2 베인 성형 홈(214)이 형성되어 있고, 하측 펀치(220)의 가압면에는 다수의 제 3 베인 성형 홈(222) 및 다수의 제 4 베인 성형 홈(224)이 형성되어 있다. 물론 제 1 베인 성형 홈(212) 및 제 3 베인 성형 홈(222)의 저면에는 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216) 및 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226)가 각각 형성되어 있고, 제 2 베인 성형 홈(214)의 저면에는 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216) 및 상측 안테나 홈 성형용 돌출부(218)가 성형되어 있으며 제 4 베인 성형 홈(224)의 저면에는 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226) 및 하측 안테나 홈 성형용 돌출부(228)가 형성되어 있다는 것은 상기 도 2a의 설명을 통해 알 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론용 애노드를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
우선, 프레스 기계(미도시)의 상하에 각각 위치한 크랭크 축 또는 피스톤에 상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)를 장착한다(S410). 여기서, 상측 펀치(210)와 하측 펀치(220)가 구리원판(240)을 가압하였을 때, 상측 펀치(210)의 제 1 베인 성형 홈(212) 및 제 2 베인 성형 홈(214)이 하측 펀치(220)의 제 3 베인 성형 홈(222) 및 제 4 베인 성형 홈(224)과 정밀하게 대응, 즉 정합되지 않으면 다수의 제 1 베인(322) 및 제 2 베인(324)의 형상이 비정상적으로 성형되므로, 상측 펀치(210)와 하측 펀치에 각각 형성된 제 1 베인 성형 홈(212), 제 2 베인 성형 홈(214), 제 3 베인 성형 홈(222) 및 제 4 베인 성형 홈(224)이 정밀하게 대응되도록 장착한다.
소정의 두께를 갖는 구리원판(240)을 도 2a와 같이 다이스(230)의 가공 홀에 삽입한다(S420).
도 2a에서 프레스 기계(미도시)의 크랭크 축 또는 피스톤에 의해 상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)가 화살표 방향으로 이동하여 구리원판(240)을 가압하면, 제 2 베인 성형 홈(214) 및 제 3 베인 성형 홈(222)에 의해 구리원판(240)이 소성 변형되어 도 3a 및 도 3b와 같이 다수의 제 1 베인(322)이 성형되고, 제 1 베인 성형 홈(212) 및 제 4 베인 성형 홈(224)에 의해 구리원판(240)이 소성 변형되어 다수의 제 2 베인(324)이 성형되며, 상측 펀치(210) 및 하측 펀치(220)와 다이스(230)의 간극(間隙)에 의해 구리원판(240)이 소성 변형되어 보디(310)가 성형된다(S430). 이때, 제 2 베인 성형 홈(214)의 저면에 형성된 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216) 및 상측 안테나 홈 성형용 돌출부(218)에 의해 제 1 베인(322)의 상측 에 스트랩 홈(326) 및 안테나 홈(328)이 성형되고, 하측에는 제 3 베인 성형 홈(222)의 저면에 형성된 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226)에 의해 스트랩 홈(326)이 성형되며, 제 2 베인(324)은 제 1 베인(322)과 상하가 바뀐 형상으로 성형된다. 즉, 제 1 베인 성형 홈(212)의 저면에 형성된 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216)에 의해 제 2 베인(324)의 상측에 스트랩 홈(326)이 성형되며, 하측에는 제 4 베인 성형 홈(224)의 저면에 형성된 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226) 및 하측 안테나 홈 성형용 돌출부(218)에 의해 스트랩 홈(326) 및 안테나 홈(328)이 성형된다.
도 2a에 표시된 화살표 방향과 반대방향으로 상측 펀치(210)와 하측 펀치(220)를 이동한 후, 다이스(230)의 가공 홀에 삽입되어 있는 마그네트론용 애노드(300)를 추출하고, 후 가공 처리를 하면 도 3b와 같은 마그네트론 애노드(300)의 제조가 완료된다(S440). 여기서, 후 가공 처리란 상측 펀치(210)와 하측 펀치(220)가 구리원판(240)을 가압했을 때, 상측 펀치(210)와 하측 펀치(220)가 접촉되는 접촉면에 부착된 구리원판 잔류물(미도시) 및 마그네트론 애노드(300)의 각종 홈 및 표면을 매끄럽게 하기 위한 절삭 및 연마 작업 등을 의미한다.
본 발명에서는 설명의 편의상 제 1 베인(322) 및 제 2 베인(324)의 상하에 스트랩 홈(324)을 성형하기 위해 제 1 베인 성형 홈(212), 제 2 베인 성형 홈(214), 제 3 베인 성형 홈(222) 및 제 4 베인 성형 홈(224)의 저면에 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216) 및 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226)가 각각 1 개씩 형성되고, 제 2 베인 성형 홈(214) 및 제 4 베인 성형 홈(224)의 저면에 상측 안테 나 홈 성형용 돌출부(218) 및 하측 안테나 홈 성형용 돌출부(228)가 각각 1 개씩 형성된다고 한정하였지만, 본 발명을 실제로 적용하는 경우에는 이에 한정되지 않고, 설계자의 필요에 따라 상측 스트랩 홈 성형용 돌출부(216) 및/또는 하측 스트랩 홈 성형용 돌출부(226)가 하나 이상 형성될 수 있고, 상측 안테나 홈 성형용 돌출부(218) 및/또는 하측 안테나 홈 성형용 돌출부(228)가 하나 이상 형성될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 한 번의 단조 공정으로 마그네트론용 애노드의 보디와 베인을 일체형으로 성형하기 때문에, 애노드의 고주파 발생 성능이 향상되고 불량율 감소로 인한 품질 향상과 작업시간 및 공정이 단축됨에 따라 마그네트론용 애노드의 생산 효율이 증대되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 마그네트론용 애노드의 제조 방법에 있어서,
    (a) 소정의 두께를 갖는 구리원판을 다이스(Dies)의 가공 홀(Hole)에 삽입하는 단계;
    (b) 상기 구리원판을 프레스 기계의 상하에 각각 장착된 상측 펀치와 하측 펀치로 가압하는 단계; 및
    (c) 상기 상측 펀치와 상기 하측 펀치의 가압을 통해 상기 구리 원판을 보디(Body)와 베인(Vane)을 포함한 상기 마그네트론용 애노드로 성형하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서
    상기 상측 펀치 및 하측 펀치는 상기 구리원판을 가압하기 위한 가압면에 다수의 베인 성형 홈이 형성되어 있고, 상기 다수의 베인 성형 홈의 저면(底面)에 스트랩(Strap) 홈 성형용 돌출부가 각각 형성되며, 상기 다수의 베인 성형 홈 중에서 하나 이상의 베인 성형 홈의 저면에 안테나 홈 성형용 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (c)에서
    상기 베인의 상하에는 하나 이상의 스트랩 홈이 각각 성형되고, 상기 베인의 상하 중 어느 하나에 안테나 홈이 하나 이상 성형되는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드의 제조 방법.
  4. 마그네트론용 애노드를 제조하기 위한 금형에 있어서,
    몸체가 원기둥 형상으로 형성되고, 소정의 두께를 갖는 구리원판을 가압하기 위한 상기 몸체의 가압면에 다수의 베인(Vane) 성형 홈이 방사상으로 형성되고, 상기 다수의 베인 성형 홈의 저면(底面)에 스트랩(Strap) 홈 성형용 돌출부가 각각 형성되며, 상기 다수의 베인 성형 홈 중에서 하나 이상의 베인 성형 홈 저면에 안테나 홈 성형용 돌출부가 형성된 상측 펀치 및 하측 펀치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드를 제조하기 위한 금형.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 금형은
    상기 펀치로 상기 구리원판을 가압할 때, 상기 구리원판이 삽입되는 가공 홀을 구비한 다이스(Dies)
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론용 애노드를 제조하기 위한 금형.
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