KR101647276B1

KR101647276B1 - 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터

Info

Publication number: KR101647276B1
Application number: KR1020150101883A
Authority: KR
Inventors: 배경석
Original assignee: 배경석
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2016-08-10

Abstract

본 발명에 따른 카트리지히터는, 히터에서 발생한 고온의 열이 리드선 쪽으로 전도되는 것을 차단하고, 히터와 전원을 공급하는 리드선의 연결부에 방수처리를 하여 습기에 의해 절연불량 등이 발생하는 것을 방지할 수 있게 하기 위한 것인데, 그 구성은, 외주면에 열선을 감은 보빈을 히터파이프에 삽입하고 절연재를 충전 및 압축한 히터파이프의 개구부를 밀봉 처리한 히터; 상기 히터파이프의 개구부측 단부(端部)와 용접되어 고정 설치된 플랜지; 상기 플랜지를 사이에 두고 히터와 반대측에 위치하게 되고, 플랜지와 용접되어 고정 설치되며, 중공(中空) 형상이고 일단(一端) 외주면에 나선(螺旋)이 형성된 브라켓; 내부에 리드선이 끼워져서 상기 브라켓의 중공부에 삽입된 소켓; 상기 브라켓의 외주면에 형성된 나선과 나사결합 되어 체결되며, 외측으로 돌출된 슬리브가 일체로 형성된 칼라(collar); 내부에 리드선이 관통되고, 상기 칼라의 돌출 형성된 슬리브의 외주면에 끼워져서 압착되어 고정 설치된 튜브를 포함하여 구성되고, 상기 보빈의 플랜지측 단부(端部) 일정 구간에는 비발열구간이 구비되어 있으며, 상기 브라켓과 소켓 사이 및 소켓 내부는 내열실리콘이 주입되어 방수처리된 것을 특징으로 한다.

Description

열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터 {Cartridge heater equipped with connection part having insulation of heat conduction and waterproof function}

본 발명은 리드선 보호기능을 갖는 카트리지히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 히터에서 발생한 고온의 열이 리드선 쪽으로 전도되는 것을 차단하고, 히터와 전원을 공급하는 리드선의 연결부에 방수처리를 하여 습기에 의해 절연불량 등이 발생하는 것을 방지할 수 있는, 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터에 관한 것이다.

금형장치는 일반적으로 승강 가능하게 마련된 상부금형과, 상부금형과 결합되는 하부금형과, 상부금형 및 하부금형이 결합되어 형성되는 공간으로 소정의 제품이 성형되는 캐비티를 갖는다. 이와 같은 금형장치는 수지와 같은 성형 소재를 주입시키는 주입구를 구비한 주입유닛과, 성형 소재가 주입구에서 캐비티로 안내되도록 형성된 유동러너가 구비되어 있으며, 캐비티에서 성형되는 과정에서 금형을 가열하여 금형이 소정의 온도를 유지할 수 있도록 해 주어야 한다. 카트리지히터는 프레스나 열성형기에 사용되는 금형 뿐만 아니라 다양한 장치에 설치되어 가열대상이 되는 금형과 같은 작업물을 소정 온도로 가열하고 일정 온도를 유지시키기 위한 일종의 가열기이다.

카트리지히터의 일반적인 구성은, 삽입되는 금형의 규격에 맞는 직경 및 길이를 갖도록 관 형태의 히터 본체를 구비하고, 히터 본체에 전원을 공급하는 리드선이 연결되어 있다. 관 형상의 히터 본체 내부에는 봉 형상의 보빈 외주면에 열선(니크롬선)을 감아서 구성한 열원을 절연재인 산화마그네슘과 함께 충전하여 관에 삽입하고 개구부를 밀봉 처리하여 구성하고, 리드선으로부터 공급받은 전원에 의해 내장된 열선이 가열되도록 구성된다.

그런데, 카트리지히터의 가장 큰 문제는, 첫째, 예를 들면 금형의 온도를 400℃로 유지해야 할 경우 히터의 표면온도는 약 850℃ 정도를 유지해 주어야 하는데, 이와 같은 고온을 장시간 동안 지속적으로 유지하게 되면, 히터의 고온이 전원을 공급하는 리드선 쪽으로 열전도가 일어나게 되어 리드선이 열에 의해 부식되고 단선이 자주 발생하게 된다는 문제가 있다.

둘째, 카트리지히터를 사용하는 작업장은 일반적으로 습기가 많고, 냉각수로 인하여 물방울이 생기며, 고온을 유지하고 있는 금형 등의 높은 열 때문에 작업자도 땀을 많이 흘리는 작업환경인데, 리드선과 히터가 연결되는 연결부에 방수처리가 되어 있지 않기 때문에 습기나 물기로 인한 절연불량으로 누전이 자주 발생하여 고장이 잦을 뿐만 아니라 리드선의 훼손이 많다는 문제가 있다.

지금까지 카트리지히터에 대하여 특허등록 제1172392호 "히터 카트리지", 특허등록 제1172404호 "금형장치와 히터 카트리지"와 같은 많은 기술이 출현하였지만, 상기와 같은 특허들도 카트리지히터가 갖는 위에서 지적한 문제를 해결할 수 없어서 여전히 카트리지히터 분야에서 해결해야 될 문제점으로 남아 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 히터에서 발생한 고온의 열이 리드선 쪽으로 열이 전도되는 것을 최대한 억제시켜 리드선이 부식 및 단선되는 것을 방지할 수 있고, 히터와 전원을 공급하는 리드선의 연결부에 방수처리를 하여 습기나 물방울에 의해 절연불량 등이 발생하여 리드선이 훼손되는 것을 방지할 수 있는, 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위해 본 발명에 따른 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터는, 외주면에 열선을 감은 보빈을 히터파이프에 삽입하고 절연재를 충전 및 압축한 히터파이프의 개구부를 밀봉 처리한 히터; 상기 히터파이프의 개구부측 단부(端部)와 용접되어 고정 설치된 플랜지; 상기 플랜지를 사이에 두고 히터와 반대측에 위치하게 되고, 플랜지와 용접되어 고정 설치되며, 중공(中空) 형상이고 일단(一端) 외주면에 나선(螺旋)이 형성된 브라켓; 내부에 리드선이 끼워져서 상기 브라켓의 중공부에 삽입된 소켓; 상기 브라켓의 외주면에 형성된 나선과 나사결합 되어 체결되며, 외측으로 돌출된 슬리브가 일체로 형성된 칼라(collar); 내부에 리드선이 관통되고, 상기 칼라의 돌출 형성된 슬리브의 외주면에 끼워져서 압착되어 고정 설치된 튜브를 포함하여 구성되고, 상기 보빈의 플랜지측 단부(端部) 일정 구간에는 비발열구간이 구비되어 있으며, 상기 브라켓과 소켓 사이 및 소켓 내부는 내열실리콘이 주입되어 방수처리된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 카트리지히터를 금형에 설치할 때, 플랜지와 금형 사이에 슬리브를 삽입한 후에 플랜지에 형성된 체결홈에 볼트로 체결하며, 플랜지와 금형이 슬리브의 길이만큼 이격시킨 상태로 설치된다.

바람직하게는, 소켓은 내열성을 가는 테프론 재질이며, 튜브의 내주면에는 유리섬유가 부착되어 구성된다.

바람직하게는, 튜브를 칼라의 슬리브에 삽입한 후에 코킹(caulking) 처리하고, 밴드와이어를 감고 석면테이핑을 하여 압착시켜 고정한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 카트리지히터는, 금형과 리드선 연결부를 금형으로부터 일정 간격 이격시켜 설치하여 리드선 연결부가 발열체(금형)와 접촉되지 않도록 구성하고, 히터에 열선이 감긴 보빈의 연결부쪽 단부(端部) 일정 부분에 열선을 감지 않는 비발열구간을 설정하여 구성했기 때문에 히터에서 발생한 고온의 열이 리드선 연결부 쪽으로 전도되는 현상을 최대한 차단할 수 있어서, 고온의 열에 의해 리드선 연결부가 부식 및 단선되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 카트리지히터는, 히터파이프의 일단(一端)에 용접된 플랜지의 일측면에 고정 설치된 브라켓의 내주면에 소켓을 삽입하고, 리드선이 통과하는 소켓 내부 분만 아니라 브라켓과 소켓 사이에 내열실리콘을 주입하여 방수처리한 것이기 때문에 습기나 물방울 등에 의해 절연불량이 발생하여 리드선 연결부 및 리드선이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 카트리지히터가 금형에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 카트리지히터의 조립된 상태의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 카트리지히터의 조립된 상태의 분해도이다.

본 발명에 따른 카트리지히터의 가장 큰 기술적 특징은, 금형 및 히터에서 발생하는 고온의 열이 리드선 연결부 쪽으로 전도되는 것을 최대한 억제시켰다는 점과, 히터와 리드선의 연결부에 방수처리를 하여 습기 또는 물방울 등에 의해 절연불량 등이 근원적으로 발생하는 않도록 했다는 점이다.

본 발명의 카트리지히터는 열을 발생시키는 히터(20) 부분과, 히터(20)에 전원을 공급하는 리드선(30)을 연결하기 위한 리드선 연결부로 구성되는데, 리드선 연결부는 플랜지(25), 브라켓(26), 소켓(27), 칼라(28) 및 튜브(29) 등을 구비하여 구성된다.

히터(20)는 외주면에 열선(22)을 감은 봉(棒) 형상의 보빈(21)을 일단(一端)이 폐쇄된 히터파이프(23)에 삽입하고, 산화마그네슘 분말과 같은 절연재(24)를 히터파이프(23)에 충전 및 압축한 다음, 히터파이프(23)의 개구부를 밀봉 처리하여 구성된다. 보빈(21)의 플랜지(25)측 단부(端部) 일정 구간에는 열선(22)을 감지 않은 비발열구간을 형성해 두는 것이 바람직한데, 이와 같은 비발열구간을 설정해 둠으로써 히터(20)의 열이 리드선 연결부 쪽으로 전도되는 것을 최대한 억제할 수 있게 된다.

플랜지(25)는 카트리지히터를 금형(10)에 설치할 때 체결수단을 체결하기 위한 구성으로, 중앙부분에 통공이 형성된 원판 또는 다각형 형상이고, 히터파이프(23)의 개구부측 단부(端部)와 용접되어 고정 설치되며, 가장자리를 따라 등간격으로 체결홈(251)이 형성되어 있어서, 카트리지히터를 금형(10)에 고정 설치할 때 체결홈(251)에 볼트(12)를 체결하여 고정시키게 된다.

카트리지히터를 금형(10)에 설치할 때, 플랜지(25)를 금형(10) 벽체에 직접 체결하면, 수백 ℃ 이상의 고온으로 유지되고 있는 금형(10)의 열이 플랜지(25)를 통해 리드선 연결부로 전달되어 종래의 카트리지히터가 갖는 문제점이 그대로 발생하기 때문에 고온의 금형(10)과 리드선 연결부를 이격하여 설치한다는 것이 본 발명의 중요한 특징 중 하나인데, 본 발명에서는 플랜지(25)와 금형(10) 사이에 이격용 슬리브(11)를 삽입한 후에 금형(10)과 리드선 연결부의 플랜지(25)가 이격된 상태로 볼트(12)로 체결되므로 금형(10)의 열이 플랜지(25)를 통해 리드선 연결부로 전달되는 것을 최대한 억제할 수 있게 된다. 따라서 리드선 연결부 및 리드선(30)의 과열 부식으로 인한 단선이 방지된다.

브라켓(26)은 플랜지(25)를 사이에 두고 히터(20)와 반대측에 위치하게 되고 플랜지(25)와 용접되어 고정 설치되며, 그 형상은 중공(中空) 형상이고 플랜지(25)와 반대측 일단(一端) 외주면에는 칼라(28)와 나사결합을 위한 나선(螺旋)이 형성되어 있다.

소켓(27) 내부에는 길이방향을 따라 리드선(30)이 끼워지는 2개의 구멍이 관통되게 형성되어 있는데, 소켓(27)은 구멍 내부에 리드선(30)이 끼워져서 브라켓(26)의 중공부에 삽입되는 구성인데, 소켓(27)은 내열성을 갖는 테프론(teflon) 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 브라켓(26)에 소켓(27)을 삽입한 후에는 브라켓(26)과 소켓(27) 사이 및 소켓(27) 내부에 형성된 구멍에는 내열실리콘을 주입하여 방수처리하여 구성된다. 이와 같은 방수처리로 인해 습기나 물기 등에 의한 절연불량이 발생하여 리드선 연결부 및 리드선이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

칼라(collar)(28)는 브라켓(26)과 소켓(27) 사이 및 소켓(27) 내부에 형성된 구멍에 내열실리콘을 주입하여 건조시킨 후, 브라켓(26)의 외주면에 형성된 나선과 나사결합 되어 체결되며, 외측으로 슬리브가 일체로 돌출 형성된 구성이다.

튜브(29)는 내부에 리드선(30)이 관통되고, 칼라(28)의 돌출 형성된 슬리브의 외주면에 끼워져서 압착되어 고정 설치되는 구성으로, 튜브(29)를 칼라(28)의 슬리브에 삽입한 후에 코킹(caulking) 처리하고, 밴드와이어(band wire)를 감고 석면테이핑을 하여 압착시켜 고정시킨다. 튜브(29)의 내주면에 유리섬유를 부착하여 내열성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 금형 11 : 슬리브
12 : 볼트
20 : 히터 21 : 보빈
22 : 열선 23 : 히터파이프
24 : 절연재
25 : 플랜지 251 : 체결홈
26 : 브라켓 27 : 소켓
28 : 칼라(collar) 29 : 튜브
30 : 리드선

Claims

히터와 전원을 공급하는 리드선을 구비하는 카트리지히터에 있어서.
상기 카트리지히터는,
외주면에 열선을 감은 보빈을 히터파이프에 삽입하고 절연재를 충전 및 압축한 히터파이프의 개구부를 밀봉 처리한 히터;
상기 히터파이프의 개구부측 단부(端部)와 용접되어 고정 설치된 플랜지;
상기 플랜지를 사이에 두고 히터와 반대측에 위치하게 되고, 플랜지와 용접되어 고정 설치되며, 중공(中空) 형상이고 일단(一端) 외주면에 나선(螺旋)이 형성된 브라켓;
내부에 리드선이 끼워져서 상기 브라켓의 중공부에 삽입된 소켓;
상기 브라켓의 외주면에 형성된 나선과 나사결합 되어 체결되며, 외측으로 슬리브가 일체로 돌출 형성된 칼라(collar);
내부에 리드선이 관통되고, 상기 칼라의 돌출 형성된 슬리브의 외주면에 끼워져서 압착되어 고정 설치된 튜브;
를 포함하여 구성되고,
상기 보빈의 플랜지측 단부(端部) 일정 구간에는 비발열구간이 구비되어 있으며, 상기 브라켓과 소켓 사이 및 소켓 내부는 내열실리콘이 주입되어 방수처리된 것을 특징으로 하는 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터.
제1항에 있어서,
상기 플랜지에는 가장자리를 따라 등간격으로 체결홈이 형성되어 있어서, 카트리지히터를 금형에 설치할 때 체결홈에 볼트를 체결할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터.
제2항에 있어서,
상기 카트리지히터를 금형에 설치할 때, 상기 플랜지와 금형 사이에 슬리브를 삽입한 후에 볼트로 체결하여, 플랜지와 금형을 이격시킨 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터.
제1항에 있어서,
상기 소켓은 테프론 재질인 것을 특징으로 하는 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터.
제1항에 있어서,
상기 튜브는 내주면에 유리섬유가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터.
제1항에 있어서,
상기 절연재는 산화마그네슘 분말인 것을 특징으로 하는 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터.
제1항에 있어서,
상기 튜브를 칼라의 슬리브에 삽입한 후에 코킹(caulking) 처리하고, 밴드와이어를 감고 석면테이핑을 하여 압착시키는 것을 특징으로 하는 열전도 차단 및 방수기능을 갖는 리드선 연결부를 구비한 카트리지히터.