KR100775815B1 - 히트파이프 제조장치 - Google Patents

히트파이프 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히트파이프 제조장치에 관한 것으로, 히트파이프(2)에 천공된 핀홀(1)을 통해 히트파이프 내부를 진공상태로 탈기(脫氣)하기 위한 탈기부(10)와, 탈기된 히트파이프 내부에 정량의 열매체를 낭비없이 주입하기 위한 열매체주입기(20) 및 열매체의 주입 완료후 핀홀(1)을 밀봉하기 위한 용접기(30)가 히트파이프에 이격가능하게 밀착되는 하나의 진공 척(40; chuck) 내부에 설치되어 그 내부에서 일련의 동작을 간섭없이 수행함으로써 탈기 및 열매체주입효율을 높여 히트파이프의 생산성을 향상시킴과 아울러 용접에 의한 밀봉성 향상으로 히트파이프의 수명과 성능을 보장할 수 있으며, 생산설비의 자동화를 도모할 수 있도록 한 것이다.
히트파이프, 용접, 탈기, 열매체, 진공 척, 밀착, 기밀

Description

히트파이프 제조장치 {A Manufacturing device for heatpipe}
도 1은 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치를 다른 각도에서 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치의 정면도,
도 4는 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치의 측면도,
도 5 내지 도 9는 본 발명의 동작순서를 도시한 것으로, 도 5는 진공 척이 수평으로 이송되어 히트파이프의 핀홀과 정렬된 상태,
도 6은 탈기상태,
도 7은 열매체주입상태
도 8은 용접상태
도 9는 대기상태로 복귀된 때를 도시한 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 탈기부 20 : 열매체주입기
30 : 용접기 40 : 진공 척
50 : 승강 플레이트 60 : 베이스 플레이트
70 : 보텀 플레이트 80 : 안착대
특허공개 제2000-0007125호(2000.02.07.공개),
특허공개 제2002-0017836호(2002.03.07.공개),
실용신안등록 제0215782호(2001.03.15.공고),
본 발명은 히트파이프 제조장치에 관한 것으로, 특히 히트파이프에 천공된 핀홀을 통해 히트파이프 내부를 진공상태로 탈기(脫氣)하기 위한 탈기부와, 탈기된 히트파이프 내부에 정량의 열매체를 낭비없이 주입하기 위한 열매체주입기 및 열매체의 주입 완료후 핀홀을 밀봉하기 위한 용접기가 하나의 척(chuck) 내부에 설치되어 탈기와 열매체주입 및 용접동작을 간섭없이 순차적으로 수행함으로써 히트파이프의 생산성 향상 및 히트파이프의 수명향상이 가능하며, 생산설비의 자동화를 도모할 수 있도록 한 것이다.
본 발명과 관련된 종래의 히트파이프 제조장치는 특허공개 제2000-0007125호(2000.02.07.공개), 특허공개 제2002-0017836(2002.03.07.공개), 실용신안등록 제0215782호(2001.03.15.공고) 등이 개시되어 있다.
상기한 종래기술에 있어서는 장치의 챔버 내부에 탈기를 위한 진공펌프와, 열매체 주입장치 및 나사(스크류)형태의 마개를 체결하기 위한 회전용 손잡이로 이 루어져 있거나, 이러한 나사형태의 마개 대신 히트파이프의 주입부를 가압밀봉하는 구조로 이루어져 있었다.
한편, 이와 같은 종래의 제조장치에 있어서는 챔버의 내용적이 커서 진공으로 탈기하는 과정과 열매체의 주입과정에서 히트파이프 내부에 잔류공기의 존재 및 열매체의 과도한 낭비가 발생하게 되는 문제점이 있었으며, 또한, 나사방식이나 가압밀봉하는 구조에 있어서는 밀봉상태가 완전하지 못하여 열매체가 누출되는 현상으로 인해 히트파이프의 성능 및 수명단축을 초래하고 있었다.
본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 히트파이프에 천공된 핀홀을 통해 히트파이프 내부를 진공상태로 탈기(脫氣)하기 위한 탈기부와, 탈기된 히트파이프 내부에 정량의 열매체를 낭비없이 주입하기 위한 열매체주입기 및 열매체의 주입 완료후 핀홀을 밀봉하기 위한 용접기가 히트파이프에 밀착되는 하나의 척(chuck) 내부에 설치되어 이 척 내부에서 일련의 동작을 간섭없이 수행함으로써 히트파이프의 생산성 향상 및 히트파이프의 수명향상이 가능하며, 생산설비의 자동화를 도모할 수 있도록 하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 탈기부, 탈기된 히트파이프 내부에 정량의 열매체를 낭비없이 주입하기 위한 열매체주입기 및 열매체의 주입 완료후 히트파이프에 천공된 핀홀을 밀봉하기 위한 용접기가 하나의 진공 척 내부에 설치되어 일련의 동작 즉, 탈기-열매체주입-용접공정을 상호 간섭없이 순차적으로 수행함으로써 탈기 및 열매체주입의 정확성 향상은 물론 용접방식에 의한 완전밀봉이 이루어져 히트파이프의 생산성 향상 및 히트파이프의 수명향상이 가능하며, 생산설비의 자동화를 도모할 수 있도록 한 히트파이프 제조장치를 제공한다.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치를 다른 각도에서 본 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치의 정면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치의 측면도이다.
상기 도 1 내지도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치는 핀홀(1)이 천공된 히트파이프(2) 내부의 공기를 외부로 빼내기 위한 탈기부(10)와, 이 탈기부(10)에 의해 탈기된 히트파이프(2) 내부에 열매체를 주입하기 위한 열매체주입기(20)와, 열매체의 주입후 히트파이프(2)에 천공된 핀홀(1)을 밀봉하기 위한 용접기(30)와, 상기 탈기부(10)와 열매체주입기(20) 및 용접기(30)의 단부가 각각 설치되며 상기 히트파이프(2)에 밀착되어 탈기부(10)에 의한 탈기동작과 열매체주입기(20)에 의한 열매체주입동작 및 용접기(30)에 의한 용접동작을 순차적으로 수행하고 히트파이프(2)로부터 이격되는 진공 척(40)과, 이 진공 척(40)이 고정되는 승강 플레이트(50)와, 이 승강 플레이트(50)가 승강가능하게 설치되는 베이스 플레이트(60)와, 이 베이스 플레이트(60)가 수평으로 슬라이드 가능하게 설치되는 보텀 플레이트(70)와, 이 보텀 플레이트(70) 상에 설치되어 상기 히트파이프(2)가 안치되는 안치홈(81)이 형성된 안착대(80)를 포함하여 이루어져 있다.
또, 본 발명에서 상기 베이스 플레이트(60)상에는 히트파이프(2)의 핀홀(1)과 상기 진공 척(40) 간의 위치정렬을 위한 위치정렬용 지그(90)가 구비되어 있어히트파이프(2)를 안착대(80) 위에 올려 놓고 이 지그(90)의 바늘(91)을 눌러 히트파이프(2)에 천공된 핀홀(1)이 정위치에 오는지의 여부를 확인하면서 위치정렬을 할 수 있도록 되어 있다.
상기 바늘(91)은 스프링(92)에 의해 들려진 상태를 유지하며, 상부에서 손으로 누르면 안착대(80) 위에 올려진 히트파이프(2)의 핀홀(1)에 맞는지를 육안으로 확인할 수 있으며, 맞지 않는 경우 히트파이프(2)를 좌,우로 이동시켜 바늘(91)과 일치되는 위치에 오도록 세팅하면 된다.
상기 베이스 플레이트(60)는 수평이송용 액추에이터(62)와 수평가이드(64)에 의해 보텀 플레이트(70) 위에서 좌우로 수평으로 이송되도록 되어 있어 1차로 히트파이프의 위치정렬을 마치게 되면 수평이송용 액추에이터(62)에 의해 베이스 플레이트(60)가 도면상에서 좌측으로 이동하여 히트파이프(2)의 핀홀(1) 상부에 진공 척(40)이 위치하게 된다.
본 발명에서 상기 탈기부(10)는 도시안된 콤프레셔에 일단이 접속되어 콤프레셔의 흡인력에 의해 히트파이프(2) 내부의 공기를 강제로 외부로 배출하는데, 이러한 탈기부(10)의 구성은 본 발명의 종래기술문헌인 특허공개 제2000-0007125호, 특허공개 제2002-0017836호 등에서와 동일한 구성이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 진공 척(40)은 안착대(80)의 안치홈(81)에 올려진 히트파이프(2) 상부의 핀홀(1) 외곽에 밀착되어 기밀상태를 유지하는 요홈부(41)와, 이 요홈부(41) 내측에 설치된 기밀유지용 오-링(42)과, 상기 요홈부(41)와 연통되며 내부에 탈기포트와 열매체주입기 및 용접기의 단부가 설치되는 챔버(43)가 형성된 척 헤드(44)와, 이 척 헤드(44)가 하단에 고정되는 실린더형의 척 바디(45)를 포함하여 이루어져 있다,
상기 열매체주입기(20)는 진공 척(40)의 챔버(43) 내부에 설치되어 히트파이프(2)의 핀홀(1)에 밀착되는 주입노즐(21)과, 이 주입노즐(21)의 외곽에 설치된 실링부재(22)와, 상기 주입노즐(21)이 크랭크형으로 부착되어 승강용 및 회전용 액추에이터에 의해 승강 및 회전되는 주입관(23)과, 이 주입관(23)으로 공급되는 열매체의 양을 제한하기 위한 차단밸브(24)를 포함하여 이루어져 있다.
도면 중 부호 24a는 상기 차단밸브(24)를 작동시키기 위한 액추에이터이다.
한편, 상기 용접기(30)는 승강용 액추에이터(35)에 의해 진공 척(40)의 챔버(43) 내부에서 승강되어 히트파이프(2)의 핀홀(1)에 근접하거나 이격되는 용접 팁(31)과, 이 용접팁(31)의 내부를 통해 외부의 피더(32)에 의해 공급되는 용접봉(33)과, 용접중 용접봉(33)이 외측으로 밀리는 것을 방지하기 위한 브레이커(34)를 포함하여 이루어져 있다.
도면중 부호 51은 승강 플레이트(50)를 위한 승강용 액추에이터로서 베이스 플레이트(60) 상에서 승강 플레이트(50) 전체를 승강시키는 역할을 하게 되며, 이때 승강 플레이트(50)는 복수의 가이드(52)에 의해 안정적으로 승강동작을 이루게 되며, 이 승강 플레이트(50)의 전체적인 승강동작에 의해 진공 척(40)이 히트파이프(2)에 밀착되거나 이격된다.
또, 부호 36은 용접봉(33)을 공급하기 위한 피더(32)를 동작하기 위한 액추에이터이고, 부호 37은 브레이커(34)를 위한 액추에이터로서 이 액추에이터(37)의 신축동작에 의해 용접봉(33)을 피딩하기 위한 1쌍의 피딩롤러(32a,32b)에 브레이커(34)가 밀착되어 마찰력이 부여되거나 이격되어 자유로운 상태를 유지함으로써 용접봉의 피딩동작이 이루어질 수 있게 되는 것이다.
또한, 부호 25와 26은 열매체주입기(20)의 승강용 및 회전을 위한 액추에이터이다.
이하에서는 본 발명에 의한 히트파이프 제조장치의 작동과정을 설명하기로 한다.
먼저, 작업의 준비단계로 위에서 언급한 바와 같이, 히트파이프(2)를 보텀 플레이트(70)의 안착대(80) 위에 수평으로 올려 놓고 위치정렬용 지그(90)의 바 늘(91)을 눌러 히트파이프(2)에 천공된 핀홀(1)이 정위치에 오는지의 여부를 확인하면서 위치정렬을 한다. 이때 상기 베이스 플레이트(60)는 수평이송용 액추에이터(62)가 수축되어 있어 보텀 플레이트(70) 위에서 우측에 위치함으로써 히트파이프의 안착과 정렬직업을 수행한다.
위에서처럼 히트파이프의 위치정렬을 마치게 되면 도 5에 도시된 바와 같이 수평이송용 액추에이터(62)에 의해 베이스 플레이트(60)가 도면상에서 좌측으로 이동하여 히트파이프(2)의 핀홀(1) 상부에 진공 척(40)이 위치하게 된다.
그 다음으로는 도 6에 도시된 바와 같이 진공 척(40)이 하강하여 히트파이프(2) 위에 밀착되며, 이와 같은 상태에서 탈기부(10)에 의해 히트파이프(2)의 내부의 공기가 외부로 배출된다.(진공 척은 히트파이프의 핀홀 주변에 기밀상태를 유지하도록 밀착된 상태에서 탈기작업이 이루어진다)
상기한 탈기공정이 완료되면 도 7에 도시된 바와 같이 열매체주입기(20)의 주입노즐(21)이 하강 및 회전하여 히트파이프(2)의 핀홀(1)에 밀착된 상태로 열매체가 히트파이프(2) 내부로 주입된다.
열매체의 주입이 완료되면 하강해있던 열매체주입기(20)의 주입노즐(21)이 상승 회전하여 원위치로 복귀하게 되고 도 8에 도시된 바와 같이 용접팁(31)이 하강하고 용접팁(31) 내부에서 용접봉(33)이 피더(32)에 의해 하강 공급되어 히트파이프(2)의 핀홀(1)을 밀봉시키는 용접공정이 이룰어지게 되며, 이 핀홀(1)의 밀봉 이 완료되면 도 9에 도시된 바와 같이 진공척(40)은 원래의 대기위치로 복귀하게 된다.
그 후 제작이 완료된 히트파이프(2)를 본 장치에서 이탈시켜 수조에서 검사를 마친 후 적치하고 다음의 히트파이프 제조작업을 위와 같은 순서를 반복하면 된다.
상기한 바와 같은 작업공정은 각각의 콘트롤 스위치를 일일이 수동으로 조작할 수도 있으나, 별도의 제어프로그램을 사용하여 자동적인 공정을 수행할 수 있도록 할 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 종래기술은 용적이 큰 챔버 내부에서 탈기 및 열매체주입이 이루어져 진공 및 열매체의 정량주입이 어려우나, 본 발명은 소형의 진공 척이 히트파이프의 핀홀 상부 외곽에 밀착된 상태에서 척 내부에서 탈기 및 열매체의 주입이 이루어지므로 진공정도의 정확한 조절과 열매체 주입량의 정확성 향상 및 고가인 열매체의 낭비를 방지할 수 있고, 둘째, 종래기술은 나사(스크류)와 같은 마개 또는 단순한 가압밀봉하는 구조로 이루어져 있어 시간의 경과에 따라 히트파이프 내부의 열매체가 외부로 누출됨으로써 히트파이프의 성능저하 및 수명단축을 초래하였으나, 본 발명은 밀봉성이 우수한 용접방식을 사용함으로써 히트파이프의 성능과 수명을 안정적으로 유지할 수 있으며, 셋째, 본 발명은 제조장치를 수동 또는 자동화시킴으로써 생산성 향상 및 인건비의 절감을 도모할 수 있다.

Claims (7)

  1. 핀홀(1)이 천공된 히트파이프(2) 내부의 공기를 외부로 빼내기 위한 탈기부(10)와;
    상기 탈기부(10)에 의해 탈기된 히트파이프(2) 내부에 열매체를 주입하기 위한 열매체주입기(20)와;
    열매체의 주입후 히트파이프(2)에 천공된 핀홀(1)을 밀봉하기 위한 용접기(30)와;
    상기 탈기부(10)와 열매체주입기(20) 및 용접기(30)의 단부가 각각 설치되며 상기 히트파이프(2)에 밀착되어 탈기부(10)에 의한 탈기동작과 열매체주입기(20)에 의한 열매체주입동작 및 용접기(30)에 의한 용접동작을 순차적으로 수행하고 히트파이프(2)로부터 이격되는 진공 척(40)과;
    상기 진공 척(40)이 고정되는 승강 플레이트(50)와;
    이 승강 플레이트(50)가 승강가능하게 설치되는 베이스 플레이트(60)와;
    이 베이스 플레이트(60)가 수평으로 슬라이드 가능하게 설치되는 보텀 플레이트(70)와;
    이 보텀 플레이트(70) 상에 설치되어 상기 히트파이프(2)가 안치되는 안치홈(81)이 형성된 안착대(80); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(60)상에는 히트파이프(2)의 핀홀(1)과 상기 진공 척(40) 간의 위치정렬을 위한 위치정렬용 지그(90)가 구비되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(60)는 수평이송용 액추에이터(62)와 수평가이드(64)에 의해 좌우로 이송동작되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공 척(40)은 안착대(80)의 안치홈(81)에 올려진 히트파이프(2) 상부의 핀홀(1) 외곽에 밀착되어 기밀상태를 유지하는 요홈부(41)와, 이 요홈부(41) 내측에 설치된 기밀유지용 오-링(42)과, 상기 요홈부(41)와 연통되며 내부에 탈기포트와 열매체주입기 및 용접기의 단부가 설치되는 챔버(43)가 형성된 척 헤드(44)와, 이 척 헤드(44)가 하단에 고정되는 척 바디(45)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열매체주입기(20)는 진공 척(40)의 챔버(43) 내부에 설치되어 히트파이프(2)의 핀홀(1)에 밀착되는 주입노즐(21)과, 이 주입노즐(21)의 외곽에 설치된 실 링부재(22)와, 상기 주입노즐(21)이 크랭크형으로 부착되어 승강용 및 회전용 액추에이터에 의해 승강 및 회전되는 주입관(23)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 용접기(30)는 승강용 액추에이터에 의해 진공 척(40)의 챔버(43) 내부에서 승강되어 히트파이프(2)의 핀홀(1)에 근접하거나 이격되는 용접팁(31)과, 이 용접팁(31)의 내부를 통해 외부의 피더(32)에 의해 공급되는 용접봉(33)과, 용접중 용접봉(33)이 외측으로 밀리는 것을 방지하기 위한 브레이커(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 열매체주입기(20)는 주입관(23)으로 공급되는 열매체의 양을 제한하기 위한 차단밸브(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.
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JP2003329381A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Hitoshi Shiga パイプ部材及びそれを用いたヒートパイプ、封着装置及びそれを用いたヒートパイプの製造方法

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