KR101252722B1 - 열풍 융착용 융착툴 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 융착툴에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는, 피가공물을 가압하여 융착하는 열풍 융착용 융착툴에 있어서, 상하 이동하는 플레이트의 하측에 결합되고 카트리지 히터가 내장되는 가열부와, 가열부의 하단에 결합되고 선단에 구비되는 냉각팁으로 피가공물을 가압하는 융착부를 포함하며, 융착부의 하단에는 냉각팁을 수용하는 슬라이드 커버가 상하방향 이동 가능하게 결합되어, 열풍 공급과 피가공물 가압시 슬라이드 커버의 내부에 피가공물이 수용되고, 상기 융착부는, 상기 가열부의 하단에 홀더에 의해 결합되고 중공을 가지는 융착부 몸체와, 상기 융착부 몸체의 하단에 결합되는 냉각팁과, 상기 융착부 몸체의 외주면에 상하방향 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 커버를 포함하되, 상기 슬라이드 커버의 외주면 일측에 길이방향으로 슬라이드홀이 관통 형성되고, 상기 융착부 몸체의 일측에는 상기 슬라이드홀에 대응하여 관통홀이 형성됨으로써 생산성 향상의 효과가 있는 열풍 융착용 융착툴을 제공한다.

Description

열풍 융착용 융착툴{STAKING TOOL WITH HOT WIND}
본 발명은 융착툴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열풍을 공급하여 피가공물을 가열한 후 가압하여 융착시키는 열풍 융착용 융착툴에 관한 것이다.
자동차에서 주로 플라스틱 등 합성수지류의 부품들은 소정 형상의 부품들을 서로 겹쳐 융착 가공하여 결합하는 경우가 많은데, 이는 한쪽 부품에 형성된 홀을 통해 돌출된 다른 한쪽 부품의 보스(boss;돌기)를, 융착툴을 사용하여 가열 및 가압함으로써, 보스의 상단을 리벳 머리 형태로 가공하여 두 부품을 결합하는 것이다.
그런데, 종래의 열풍 융착 가공에 있어서는, 피가공물을 가압하는 융착툴과 별도로, 피가공물에 대하여 열풍을 분사하는 열풍분사관이 융착툴의 주변에 배치됨에 따라 설비투자가 증가하고, 작업공수가 증가하며, 충분한 설비공간을 확보해야 하는 문제가 있다.
또한, 피가공물의 가열을 위한 열풍분사시 소비되는 에너지가 상당하고, 가열된 보스가 쉽게 냉각되므로 융착작업이 완료되기 전에 보스가 냉각되어 굳어버리면 불량이 발생되기도 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예는, 피가공물을 가압하여 융착하는 열풍 융착용 융착툴에 있어서, 상하 이동하는 플레이트의 하측에 결합되고 카트리지 히터가 내장되는 가열부와, 가열부의 하단에 결합되고 선단에 구비되는 냉각팁으로 피가공물을 가압하는 융착부를 포함하며, 융착부의 하단에는 냉각팁을 수용하는 슬라이드 커버가 상하방향 이동 가능하게 결합되어, 열풍 공급과 피가공물 가압시 슬라이드 커버의 내부에 피가공물이 수용되는 것을 특징으로 하는 열풍 융착용 융착툴과 관련된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 피가공물을 가압하여 융착하는 열풍 융착용 융착툴에 있어서, 상하 이동하는 플레이트의 하측에 결합되고 카트리지 히터가 내장되는 가열부와, 가열부의 하단에 결합되고 선단에 구비되는 냉각팁으로 피가공물을 가압하는 융착부를 포함하며, 융착부의 하단에는 냉각팁을 수용하는 슬라이드 커버가 상하방향 이동 가능하게 결합되어, 열풍 공급과 피가공물 가압시 슬라이드 커버의 내부에 피가공물이 수용되고, 융착부는, 가열부의 하단에 홀더에 의해 결합되고 중공을 가지는 융착부 몸체와, 융착부 몸체의 하단에 결합되는 냉각팁과, 융착부 몸체의 외주면에 상하방향 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 커버를 포함하되, 슬라이드 커버의 외주면 일측에 길이방향으로 슬라이드홀이 관통 형성되고, 융착부 몸체의 일측에는 슬라이드홀에 대응하여 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍 융착용 융착툴이 제공된다.
여기서 가열부는, 중공을 가지는 가열부 몸체와, 가열부 몸체의 중공에 설치되는 카트리지 히터를 포함한다.
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또한, 슬라이드 커버의 하단 일측에는 냉각공기 유입구가 절개 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 냉각팁의 상단 외주면에는 적어도 하나 이상의 공기분사공이 관통 형성된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴에 의하면, 융착부의 상단에 가열부가 구비되고, 가열부에서 발생되는 열풍이 융착부를 통해 피가공물에 공급되므로, 종래와 같은 별도의 열풍분사관이 필요없고, 따라서 설비비용과 작업공간이 절감된다.
또한, 열풍공급과 가압에 의한 융착작업시, 슬라이드 커버가 피가공물을 감싸게 되므로 열풍의 낭비를 최소화할 수 있고, 냉각공기를 공급하여 융착가공된 피가공물을 냉각시킬 때에도, 슬라이드 커버 내부에 집중적으로 냉각공기를 공급할 수 있으므로, 작업시간 단축에 의한 생산성 향상의 효과가 있다.
또한, 융착부는 가열부와 함께 플레이트의 하측에 고정되어, 플레이트의 승강 동작만으로 융착작업이 이루어지므로, 작업공정의 단순화에 의해 작업비용과 시간의 절감이 가능하다.
아울러, 가열부가 플레이트의 하측에 설치되고, 가열부와 플레이트 사이에는 단열패드가 개재되므로, 열전달에 의한 플레이트의 변형 내지 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴의 사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3은 도 1의 전면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴의 사용상태도.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
실시예
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴의 사시도, 도 2는 도 1의 분해사시도, 도 3은 도 1의 전면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴의 사용상태도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 피가공물(1)에 열풍을 공급하여 가열시킨 후, 가압하여 융착하는 열풍 융착용 융착툴에 관련된 것이며, 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴(10)은, 카트리지 히터가 내장되는 가열부(20)와, 가열부(20)의 하단에 결합되어 피가공물(1)을 가압하는 융착부(30)를 포함한다.
여기서 가열부(20)는, 플레이트(40)의 하측에 결합되는데, 이 플레이트(40)는 융착장치(미도시)의 상부에 설치되어, 구동장치(미도시)에 의해 하부의 피가공물(1)에 대해 상하 이동하는 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴(10)은 이 플레이트(40)에 고정되어 플레이트(40)와 함께 상하 이동하게 된다.
또한, 가열부(20)는 공기를 가열하여 융착부(30)에 공급하는 역할을 하는데, 중공을 가지는 원통 형상의 가열부 몸체(21)와, 가열부 몸체(21)의 중공에 설치되는 카트리지 히터를 포함하여 이루어진다.
이때, 카트리지 히터는 니크롬선 등의 저항선이 코일 형상으로 감겨서 제작되며, 전원선(22)에 의해 공급되는 전류가 저항선을 통과하는 과정에서 저항선의 저항에 의해 열이 발생된다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 가열부(20)의 상단은 중공을 가지고 외주면에 나사선이 형성된 스크류바(50)의 하단에 나사결합되고, 이 스크류바(50)는 플레이트(40)의 일측을 관통하여 고정되는데, 플레이트(40)의 하측에는 가열부(20)로부터의 열전달을 차단하기 위한 단열패드(60)가 개재되고, 이 단열패드(60)의 하측에는 스크류바(50)를 플레이트(40)에 볼트(71) 등의 체결구로 고정하기 위한 하우징(70)이 결합된다.
아울러, 하우징(70)의 하측과 플레이트(40)의 상측에는 각각 스크류바(50)의 외주면에 너트(72)가 나사결합되어, 융착작업시 스크류바(50)의 유동을 방지하게 된다.
한편, 스크류바(50)의 상단에는 공기유입밸브(51)가 결합되며, 이 공기유입밸브(51)를 통해 스크류바(50)의 중공으로 유입된 공기는, 가열부(20)를 거치면서 열풍으로 가열되어 융착부(30)로 이송된다.
가열부(20)의 하단에는 융착부(30)가 결합되며, 이 융착부(30)는 가열부 몸체(21)의 하단에 홀더(25)에 의해 나사결합되고 중공을 가지는 융착부 몸체(31)와, 융착부 몸체(31)의 하단에 결합되는 냉각팁(32)과, 융착부 몸체(31)의 외주면에 상하방향 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 커버(33)를 포함하여 이루어진다.
이때, 슬라이드 커버(33)의 외주면 일측에는 길이방향으로 장방타원형의 슬라이드홀(331)이 관통 형성되고, 융착부 몸체(31)의 일측에는 이에 대응하여 관통홀(311)이 형성되는데, 볼트(34) 등의 체결구가 이 슬라이드홀(331)을 통과하여 관통홀(311)에 나사결합됨으로써, 슬라이드 커버(33)는 융착부 몸체(31)의 외주면을 따라 상하방향 이동 가능하게 된다.
즉, 볼트(34) 등 체결구의 나사부는 관통홀(311)에 나사결합되고, 헤드부는 슬라이드 커버(33)의 슬라이드홀(331) 테두리에 지지됨으로써, 융착부 몸체(31)의 외주면을 따라 슬라이드 커버(33)가 상하 이동할 때, 그 이동거리를 제한하는 스토퍼 역할을 하게 되는 것이다.
따라서, 냉각팁(32)의 교체가 필요한 경우에는 볼트(34) 등 체결구를 풀어서 융착부 몸체(31)로부터 슬라이드 커버(33)를 용이하게 분리해낼 수 있으며, 슬라이드홀(331)의 하단 일측에는 냉각공기 유입구(332)가 절개 형성되어, 슬라이드 커버(33) 내부로 공급되는 열풍과 냉각공기의 유출·입이 가능한데 이에 대하여는 후술하기로 한다.
한편, 슬라이드 커버(33)의 내경은 피가공물(1)의 직경 보다 약간 크게 형성되어, 플레이트(40)가 피가공물(1) 방향으로 하강할 때 피가공물(1)을 내부에 수용하게 되며, 가열부 몸체(21)를 통해 융착부 몸체(31)로 이송된 열풍이, 냉각팁(32)을 거쳐 슬라이드 커버(33) 내로 공급되면서 냉각팁(32)과 피가공물(1)을 가열시켜 융착에 필요한 온도에 이르게 한다.
이때, 냉각팁(32)의 상단 외주면에는 적어도 하나 이상의 공기분사공(321)이 관통 형성되며, 이 공기분사공(321)을 통해 융착부 몸체(31)의 열풍이 냉각팁(32)의 바깥쪽으로 유출되고 슬라이드 커버(33) 내로 공급된다.
이때, 냉각팁(32)과 피가공물(1)이 충분히 가열되면, 냉각팁(32)이 하강하여 피가공물(1)을 가압하여 융착시키게 되는데, 플레이트(40)의 하강에 의해 융착부 몸체(31)와 함께 냉각팁(32)의 하강이 이루어지며, 융착부 몸체(31)가 하강함에 따라 슬라이드 커버(33)는 하단이 피가공물(1)의 테두리에 지지된 상태를 유지하면서 상대적으로 융착부 몸체(31)를 따라 상승하게 된다.
이때, 냉각팁(32)은 융착 후 피가공물(1)과 박리가 잘 될 수 있도록, 테프론 코팅되는 것이 바람직하다.
냉각팁(32)이 피가공물(1)을 가압하여 융착하는 동안 피가공물(1)의 유동을 방지하기 위해, 플레이트(40)의 일측에 스트립퍼(80)가 구비된다.
이 스트립퍼(80)는 융착작업시 피가공물(1)을 탄성 지지하기 위한 것으로, 외주면의 나사선에 너트가 결합하여, 원통형 스트립퍼 몸체(81)가 플레이트(40)를 수직 관통하도록 결합되고, 스트립퍼 몸체(81)의 내부에는 코일스프링(82) 등의 탄성수단이 개재되며, 스트립퍼 몸체(81)의 하단에는 선단부에 스트립퍼 팁(84)이 구비되고 탄성수단에 의해 탄성 지지되는 스트립퍼 샤프트(83)가 슬라이드 이동 가능하게 결합되어, 플레이트(40)의 하강시 스트립퍼 팁(84)이 피가공물(1)을 가압하여 탄성 지지하게 되는 것이다.
피가공물(1)의 융착이 완료되면, 피가공물(1)을 냉각시키는 냉각작업이 이루어진다. 이를 위해, 플레이트(40)의 일측에는 냉각공기 공급관이 설치되는데, 이 냉각공기 공급관은, 플레이트(40)의 하측에 결합되어 플레이트(40) 상측의 냉각공기 공급밸브(91)를 통해 냉각공기를 공급받는 냉각관 몸체(90)와, 냉각관 몸체(90)의 하단에서 냉각팁(32)에 인접하도록 연장되어, 슬라이드 커버(33)의 냉각공기 유입구(332)를 통해 냉각팁(32)과 피가공물(1) 방향으로 냉각공기를 분사하는 냉각공기 분사관(92)을 포함하여 이루어지며, 냉각공기 분사관(92)은 냉각공기가 빠르게 분사될 수 있도록, 냉각관 몸체(90)의 직경에 비해 작은 직경으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 슬라이드 커버(33)가 냉각팁(32)과 피가공물(1)을 수용하여 감싸고 있으므로, 냉각공기 분사관(92)을 통해 분사된 냉각공기는 냉각팁(32)과 피가공물(1)을 집중적으로 빠르게 냉각시킬 수 있으며, 분사된 냉각공기는 냉각공기 유입구(332)를 통해 다시 빠져나오는데, 냉각공기의 유동이 원활하도록 냉각공기 유입구(332)의 반대편에 반원형의 유출구(미도시)가 슬라이드 커버의 하단에 절개 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 이렇게 절개 형성된 냉각공기 유입구(332)와 유출구는, 융착작업시 슬라이드 커버(33) 내부로 공급된 열풍이 바깥쪽으로 빠져나가게끔 유도함으로써, 카트리지 히터의 과열을 방지하는 역할도 하게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴의 사용상태도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 열풍 융착용 융착툴(10)을 이용한 융착작업은 아래와 같이 진행된다.
먼저, 도 4(a)와 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 융착장치의 일측에 설치된 구동장치의 작동에 의해 플레이트(40)가 하강한다. 이때, 플레이트(40)의 하강은 슬라이드 커버(33)의 하단이 피가공물(1) 주변에 지지될 때까지 즉, 융착부(30)의 슬라이드 커버(33) 내부에 피가공물(1)이 수용될 때까지 진행된다.
플레이트(40)의 하강이 정지되면 피가공물(1)의 가열을 위해 열풍이 공급된다. 이때, 공기유입밸브(51)를 통해 가열부 몸체(21) 내부로 공급된 공기는 카트리지 히터를 통과하면서 열풍으로 가열되고, 융착부 몸체(31) 내부로 공급되어 냉각팁(32)의 공기분사공(321)을 통해 유출된 열풍은, 슬라이드 커버(33) 내부로 이송되어 피가공물(1)을 가열시킨 후 냉각공기 유입구(332)와 반대편의 유출구를 통해 외부로 배출된다.
피가공물(1)이 융착작업이 가능할 정도로 충분히 가열되면, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 플레이트(40)가 다시 하강하며 냉각팁(32)이 피가공물(1)을 가압하여 융착시킨다. 이때, 슬라이드홀(331)을 관통하여 관통홀(311)에 나사결합된 볼트(34) 등의 체결구는 융착부 몸체(31)와 함께 슬라이드홀(331)을 따라 아래로 이동하며, 따라서 슬라이드 커버(33)는 하단이 피가공물(1) 주변에 지지되어 피가공물(1)을 수용한 상태를 유지한다.
융착작업이 완료되면, 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 냉각공기 분사관(92)에서 냉각공기 유입구(332)를 통해 냉각팁(32)과 피가공물(1) 방향으로 냉각공기가 분사되며, 분사된 냉각공기는 냉각공기 유입구(332)와 유출구를 통해 외부로 배출된다.
도 4(e)에 도시된 바와 같이, 냉각작업 후 플레이트(40)가 상승하여 원위치됨으로써 피가공물(1)의 융착작업이 모두 완료되며, 따라서 본 발명의 일실시예에 의한 열풍 융착용 융착툴(10)의 경우, 플레이트(40)의 승강작업만으로 피가공물(1)의 가열과 가압 및 냉각작업이 가능하여, 융착작업을 하나의 공정에서 완료할 수 있게 한다.
1 : 피가공물 10 : 열풍 융착용 융착툴
20 : 가열부 21 : 가열부 몸체
25 : 홀더 30 : 융착부
31 : 융착부 몸체 311 : 관통홀
32 : 냉각팁 33 : 슬라이드 커버
331 : 슬라이드홀 332 : 냉각공기 유입구
40 : 플레이트 50 : 스크류바
51 : 공기유입밸브 60 : 단열패드
70 : 하우징 80 : 스트립퍼
81 : 스트립퍼 몸체 82 : 코일스프링
83 : 스트립퍼 샤프트 84 : 스트립퍼 팁
90 : 냉각관 몸체 91 : 냉각공기 공급밸브
92 : 냉각공기 분사관

Claims (6)

  1. 피가공물을 가압하여 융착하는 열풍 융착용 융착툴에 있어서,
    상하 이동하는 플레이트의 하측에 결합되고 카트리지 히터가 내장되는 가열부와, 상기 가열부의 하단에 결합되고 선단에 구비되는 냉각팁으로 피가공물을 가압하는 융착부를 포함하며,
    상기 융착부의 하단에는 상기 냉각팁을 수용하는 슬라이드 커버가 상하방향 이동 가능하게 결합되어, 열풍 공급과 피가공물 가압시 상기 슬라이드 커버의 내부에 피가공물이 수용되고,
    상기 융착부는,
    상기 가열부의 하단에 홀더에 의해 결합되고 중공을 가지는 융착부 몸체와, 상기 융착부 몸체의 하단에 결합되는 냉각팁과, 상기 융착부 몸체의 외주면에 상하방향 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 커버를 포함하되,
    상기 슬라이드 커버의 외주면 일측에 길이방향으로 슬라이드홀이 관통 형성되고, 상기 융착부 몸체의 일측에는 상기 슬라이드홀에 대응하여 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍 융착용 융착툴.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 가열부는,
    중공을 가지는 가열부 몸체와, 상기 가열부 몸체의 중공에 설치되는 카트리지 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍 융착용 융착툴.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이드 커버의 하단 일측에는 냉각공기 유입구가 절개 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍 융착용 융착툴.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각팁의 상단 외주면에는 적어도 하나 이상의 공기분사공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍 융착용 융착툴.
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