KR101685670B1 - 아크튜브 실링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크튜브의 측관부에 삽입된 전극핀의 단부가 삽입되는 전극핀홀과, 상기 전극핀홀과 연결되는 연결로를 포함하는 지그몸체; 상기 연결로에 삽입되어 상기 전극핀홀에 위치하는 상기 전극핀을 가압하여 고정하는 가압수단을 포함하는 아크튜브 실링장치를 제공하여, 보다 용이하면서도 안정적으로 실링과정 중에 전극핀을 고정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

아크튜브 실링장치{APPARATUS FOR SEALING ARC-TUBE}

본 발명은 아크튜브 실링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 아크튜브의 상단 측관을 실링하는 실링지그를 포함하는 아크튜브 실링장치에 관한 기술이다.

일반적으로 고휘도 방전램프(HID Lamp)는 밀폐된 아크튜브 내에 고압을 걸기 위한 2개의 전극이 마련되며 소정의 충전물(예를 들면, 할로겐화물, 수은, 아르곤, 네온, 나트륨 또는 회가스 등)이 2개의 전극 사이를 통과하는 전기 아크에 의해 충전물을 이온화되어 여기됨에 따라 스펙트럼 에너지 분포를 방출하여 빛을 생성하게 된다.

아크튜브는 석영, 유리가 사용되었으나, 최근에는 고효율 조명이라는 요구를 충족시키기 위해 아크튜브의 재료로 알루미나 등의 세라믹의 사용이 증가되고 있다. 아크튜브의 양 측에는 측관부가 마련되며, 측관부를 통해 가스가 충전된다. 그리고 측관부에 전극핀이 삽입된다. 이때, 측관부에 전극핀이 삽입된 상태로 세라믹 아크튜브의 실링을 위해서는 측관부를 고온(예를 들어, 1600℃)까지 가열한다.

이때, 측관부에 삽입된 전극핀이 움직이지 않도록 고정하는 것이 중요하다. 아크튜브의 양 측관부에 배치된 2개의 전극핀의 거리가 방전램프의 성능(밝기)에 큰 영향을 미치기 때문이다. 실링 과정 중에 전극핀이 자중에 의해 흘러내리거나 흔들리는 경우 2개의 전극핀의 거리가 설계 거리와 달라져 제품의 성능이 달라질 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 2004-0004659호(2004.01.13. 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아크튜브를 실링하는 과정 중에 아크튜브에 삽입된 전극핀을 안정적으로 고정하고 고정 해제할 수 있는 아크튜브 실링장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 아크튜브의 측관부에 삽입된 전극핀의 단부가 삽입되는 전극핀홀과, 상기 전극핀홀과 연결되는 연결로를 포함하는 지그몸체와, 상기 연결로에 삽입되어 상기 전극핀홀에 위치하는 상기 전극핀을 가압하여 고정하는 가압수단을 포함하는 아크튜브 실링장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연결로는 내벽에 나사산이 형성되며, 상기 가압수단은 상기 연결로에 나사 결합할 수 있다.

바람직하게는. 상기 연결로는 외부와 연결되는 제1 홀과 상기 제1 홀 및 상기 전극핀홀과 연통되는 제2 홀을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 홀은 수직하게 형성되고, 상기 제2 홀은 수평하게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 가압수단은 상기 연결로에 나사 결합되는 조절볼트와, 상기 연결로 내부에서 이동 가능하게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 조절볼트는 단부에 형성되며, 경사진 제1 접촉면을 포함하는 푸쉬영역을 포함하고, 상기 고정부는 상기 제1 접촉면과 접촉하는 제2 접촉면을 포함하는 받음영역을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 고정부는 상기 전극핀을 가압하는 가압영역을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 가압영역은 곡면일 수 있다.

바람직하게는, 상기 고정부는 구형(求刑)일 수 있다.

바림직하게는. 복수 개의 상기 연결로가 상하 방향을 기준으로 간격을 두고 각각 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연결로는 외부와 연결되는 제1 홀과 상기 제1 홀 및 상기 전극핀홀과 연통되는 제2 홀을 포함하고, 상기 제 2홀은 상하 방향을 기준으로 간격을 두고 각각 형성될 수 있다.

바람직하게는, 지그몸체는 상기 아크튜브를 내부에 포함하는 수용 공간을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 지그몸체는 상기 아크튜브의 상부를 고정하도록 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아크튜브의 상부에 설치되는 지그몸체에 전극핀이 삽입되는 전극핀홀과 연통되는 연결로를 구비하고, 연결로에 삽입되는 가압수단을 통해 전극핀을 고정하거나 고정 해제 하도록 구성함으로써, 보다 용이하면서도 안정적으로 실링과정 중에 전극핀을 고정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 연결로를 전극핀의 길이 방향으로 나열하고 각 연결로 중 어느 하나를 선택하여 가압수단을 결합시킬 수 있도록 구성함으로써, 다양한 크기의 아크튜브의 실링 과정을 수행할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코일이 지그몸체 둘레에 배치되는 구성을 고려할 때, 가압수단이 결합하는 연결로의 제1 홀을 수직하게 형성됨으로써, 유도 가열 시 가압수단에 미치는 고주파의 영향을 최소화하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 글로브 박스를 도시한 도면,
도 2 내지 도 5는 아크튜브 제조공정을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크튜브 실링장치를 도시한 도면,
도 7은 지그몸체와 가압수단을 도시한 도면,
도 8은 상하 방향으로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 연결로를 도시한 도면,
도 9는 연결로에 수평 방향으로 삽입되는 가압수단을 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 글로브 박스를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 5는 아크튜브 제조공정을 도시한 도면이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 아크튜브(3)는 글로브 박스(1) 안에 배치된 지그(2)안에 고정되어 제조 공정이 진행된다.

아크튜브의 전체적인 제조 공정은 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 먼저, 아크튜브(3)의 상부에 대한 1차 실링이 진행될 수 있다. 아크튜브(3)가 하부가 지그(5)에 안착된 상태에서, 아크튜브(3)의 상부는 실링지그(2)가 장착되게 된다. 실링지그(2)의 둘레에는 고주파 코일(6)이 배치된다. 그리고 아크튜브(3)의 상부 측관부(3a)에는 전극핀(4)이 삽입된 상태에서 고주파 코일(6)이 가열되면서 1차 실링이 진행된다. 전극핀(4)에는 프릿링(frit ring)(도 4의 4a)이 끼워 지고, 프릿링(4a)은 유도 가열로 인하여 녹아 아크튜브(3)의 상부 측관부(3a)와 전극핀(4) 사이를 1차 실링하게 된다. 1차 실링 후 소정의 시간 동안 냉각 과정을 거치게 된다.

1차 실링이 종료된 이후에는 아크튜브(3)의 하부 측관부(3b)를 통해 질소와 같은 가스가 아크튜브(3) 내부로 충진된다.

도 3을 참조하면, 이후, 아크튜브(3) 내부에 메탈 할라이드(Metal Halide)(7)와 수은이 공급될 수 있다. 메탈 할라이드(7)는 할라이드 계통 원소(나트륨, 탤리엄, 황 등)의 분리에서 발생하는 복사열이 가시광을 발생시켜 소정의 램프의 색을 발현시키는 물질이다.

이후 도 4에서 도시한 바와 같이, 배기 과정을 거쳐, 도 5에서 도시한 바와 같이 아크튜브(3)의 하부 측관부(3b)의 2차 실링이 진행된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크튜브 실링장치는 도 2에서 도시한 바와 같이 아크튜브(3)의 상부 측관부(3a)를 실링하는 공정에 사용되는 장치이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 일 실시예에 따른 아크튜브 실링장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크튜브 실링장치를 도시한 도면이다. 이러한, 도 6은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크튜브 실링장치는 지그몸체(100)와, 가압수단(200)을 포함할 수 있다.

지그몸체(100)는 아크튜브(3)를 내부에 포함하여 지지하는 장치로서, 아크튜브(3)의 상부 측관부(3a)의 실링 공정을 위해 아크튜브(3)의 상부를 지지하는 상부지그몸체(100A) 뿐만 아니라, 아크튜브(3)의 하부를 지지하는 하부지그몸체(100B)를 포함하는 포괄적인 개념으로 사용될 수 있는 장치이다.

본 발명을 설명함에 있어서, 지그몸체(100)는 아크튜브(3)의 상부 측관부(3a)의 실링 공정을 수행하기 위한 장치로서 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 7은 지금몸체와 가압수단을 도시한 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 지그몸체(100)는 전극핀홀(110)과 연결로(120)를 포함할 수 있다.

전극핀홀(110)은 아크튜브(3)의 상부 측관부(3a)에 삽입된 전극핀(4)의 상단부가 삽입되는 곳으로, 전극핀(4)이 상단이 삽입될 수 있도록 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다. 이러한 전극핀홀(110) 지그몸체(100)의 내측 천정의 중심영역에 형성될 수 있다.

연결로(120)는 가압수단(200)을 전극핀홀(110)에 삽입된 전극핀(4)으로 안내하는 장치이다. 이러한 연결로(120)는 전극핀홀(110)과 연통되도록 형성된다. 연결로(120) 내측에는 나사탭이 형성될 수 있다. 이는 가압수단(200)이 나사 체결되기 위한 구성이다. 연결로(120)의 크기는 가압수단(200)의 크기를 고려하여 적절하게 설계될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 연결로(120)는 외부와 연결되는 제1 홀(121)과. 제1 홀(121) 및 전극핀홀(110)과 연통되는 제2 홀(122)을 포함할 수 있다.

제1 홀(121)에는 가압수단(200)이 직접 나사 체결되는 곳으로, 지그몸체(100)의 상단에서 시작하여 수직하게 형성될 수 있다.

제2 홀(122)은 제1 홀(121) 및 전극핀홀(110)과 연통하도록 형성되며, 수평하게 배치될 수 있다. 제2 홀(122)의 일부 영역에도 나사탭이 형성될 수 있다.

가압수단(200)은 연결로(120)에 삽입되어 전극핀홀(110)에 삽입된 전극핀(4)을 가압하여 고정하는 역할을 한다. 이러한 가압수단(200)은 조절볼트(210)와, 고정부(220)를 포함할 수 있다.

조절볼트(210)는 연결로(120)에 나사 결합하여 고정부(220)를 움직이게 하는 역할을 한다. 구체적으로 조절볼트(210)는 제1 홀(121)에 체결되어 회전 조작에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.

고정부(220)는 조절볼트(210)의 움직임에 연동하여 전극핀(4)을 직접적으로 고정하는 역할을 한다. 이러한 고정부(220)는 제2 홀(122)에 배치될 수 있다.

조절볼트(210)의 상하 이동을 고정부(220)의 좌우 이동으로 변환하는 구체적인 구성은 다음과 같을 수 있다.

먼저, 조절볼트(210)의 단부에는 푸쉬영역(211)이 형성될 수 있다. 푸쉬영역(211)은 경사진 제1 접촉면(211a)을 포함할 수 있다. 제1 접촉면(211a)은 고정부(220)의 받음영역(221)과 접촉하여 고정부(220)를 전극핀홀(110) 쪽으로 밀어내는 역할을 한다. 푸쉬영역(211)의 일례로서, 원추 형태의 선단부로 실시될 수 있다.

고정부(220)의 받음영역 또한 원추 형태의 푸쉬영역(211)에 대응하여 원추 형태의 단부 영역으로 형성될 수 있다.

그 결과, 조절볼트(210)의 회전 조작에 의해 제1 홀(121)을 따라 조절볼트(210)가 하향하게 되면, 푸쉬영역(211)이 고정부(220)의 받음영역(221)과 접촉하게 되면서 고정부(220)를 전극핀홀(110) 쪽으로 밀게 된다.

고정부(220)가 전극핀홀(110) 쪽으로 밀리면서 전극핀(4)의 상단을 직접적으로 가압하기 때문에 실링 과정 중에 전극핀(4)이 흘러내리거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

받음영역(221)이 형성된 고정부(220)의 반대 측에는 전극핀(4)을 가압하는 가압영역이 형성될 수 있으며. 가압영역은 곡면으로 이루어질 수 있다. 도면에서 고정부(220)을 길게 형성된 블록 형태로 도시하였으나, 구(求) 형태로 실시되어도 무방하다.

조절볼트(210)를 지그몸체(100)의 상단에서 수직하게 결합시켜 상하 방향으로 이동시키는 구성은 실링 작업을 위해 지금몸체(100)를 둘러싸는 고주파 코일의 위치를 고려할 때, 조절볼트(210)에 미치는 고주파의 영향을 최소화할 수 있는 구조이다.

사용자는 전극핀(4)이 지그몸체(100)에 정렬된 상태에서 조절볼트(210)의 회전 조작만으로 용이하게 전극핀(4)을 고정하거나 고정 해제할 수 있게 된다.

도 8은 상하 방향으로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 연결로를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 아크튜브 실링장치의 다른 실시예로서, 연결로(120) 중 제2 홀(122)을 지그몸체(100)에 여러 개를 형성시키되. 상하 방향을 기준으로 간격을 두고 수평하게 형성시킴으로써, 다양한 크기의 아크튜브의 전극핀을 고정할 수 있도록 실시될 수 있다.

즉, 아크튜브(3)의 크기 및 사양에 따라 전극핀(4)의 길이가 달라질 수 있는데, 전극핀(4)을 가압하는 고정부(220)가 배치될 수 있는 제2 홀(122)을 상하 방향으로 복수 개로 형성시킴으로써, 아크튜브(3)의 전극핀(4)의 다양한 길이에 대응하여 실링 작업을 수행할 수 있게 된다.

한편, 제1 홀(121)은 수직하게 형성되어, 최 상단에 위치한 제2 홀(122)에서 초 하단에 위치한 제2 홀(122) 까지 관통하도록 형성될 수 있다.

사용자는 아크튜브(3)의 전극핀(4)의 길이를 고려하여, 제2 홀(122) 중 전극핀(4)의 위치와 대응하는 적절한 제2 홀(122)에 고정부(220)를 설치하고, 해당 제2 홀(122)까지 조절볼트(210)를 하향 이동시킴으로써, 전극핀(4)을 고정하는 것이 가능하다.

도 9는 연결로에 수평 방향으로 삽입되는 가압수단을 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 아크튜브 실링장치의 다른 실시예로서, 조절볼트(210)가 수평하게 형성된 연결로(120)에 직접 결합되어 연결로(120)에 배치된 고정부(220)를 가압함으로써, 전극핀(4)을 고정할 수 있도록 실시될 수 있다. 즉, 조절볼트(210)의 이동 방향과 고정부(220)의 이동 방향이 동일하게 형성된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 아크튜브 실링장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 지그몸체
110: 전극핀홀
120: 연결로
121: 제1 홀
122: 제2 홀
200: 가압수단
210: 조절볼트
211: 푸쉬영역
211a: 제1 접촉면
220: 고정부
221: 받음영역

Claims (13)

1. 아크튜브의 측관부에 삽입된 전극핀의 단부가 삽입되는 전극핀홀과, 상기 전극핀홀에서 분기되는 연결로를 포함하는 지그몸체;
   상기 연결로에 삽입되어 상기 전극핀홀에 위치하는 상기 전극핀을 가압하여 고정하는 가압수단을 포함하고,
   상기 가압수단은 조절볼트와 고정부를 포함하고,
   상기 전극핀홀은 수직하게 형성되고,
   상기 연결로는 제1 홀과 상기 제1 홀과 연통되는 제2 홀을 포함하고,
   상기 제1 홀은 수직하게 형성되어 내측에는 상기 조절볼트가 나사체결되고,
   상기 제2 홀은 상기 전극핀홀과 연통하도록 수평하게 형성되어 내부에는 상기 고정부가 배치되고,
   상기 고정부는 상기 조절볼트에 연동하여 상기 제2 홀을 따라 수평 이동함으로써, 상기 전극핀의 단부의 측면을 가압하여 상기 전극핀홀에 상기 전극핀을 고정하는 아크튜브 실링장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 조절볼트는 단부에 형성되며, 경사진 제1 접촉면을 포함하는 푸쉬영역을 포함하고, 상기 고정부는 상기 제1 접촉면과 접촉하는 제2 접촉면을 포함하는 받음영역을 포함하는 아크튜브 실링장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 전극핀을 가압하는 가압영역을 포함하는 아크튜브 실링장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 가압영역은 곡면인 아크튜브 실링장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 고정부는 구형(求刑)인 아크튜브 실링장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 전극핀의 길이 방향을 따라 상기 제2 홀은 복수 개가 마련되며,
    상기 가압수단은 복수 개의 상기 제2 홀 중 어느 하나에 배치되는 아크튜브 실링장치.
11. 삭제
12. 제1 항에 있어서,
    상기 지그몸체는 상기 아크튜브를 내부에 포함하는 수용 공간을 포함하는 아크튜브 실링장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 지그몸체는 상기 아크튜브의 상부를 고정하도록 설치되는 아크튜브 실링장치.

Images