KR102240944B1

KR102240944B1 - 커넥터 제조 장치

Info

Publication number: KR102240944B1
Application number: KR1020200121718A
Authority: KR
Inventors: 박종훈
Original assignee: 박종훈
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2021-04-14

Abstract

본 발명은 커넥터 제조 장치 및 커넥터 제조 방법에 관한 것으로, 쉘이 안착되고 전자기 유도 방식으로 가열되는 지그, 및 상기 지그가 수용되고, 전자기 유도 방식으로 상기 지그를 가열하여 상기 유리비드를 용융시키는 히팅 모듈을 포함하여 카본 소재를 포함한 지그에 쉘과 유리비드 및 중심단자를 조립하고, 히팅 모듈을 통하여 전자기 유도방식으로 지그를 가열하여 유리비드를 용융시켜 틈새 발생을 감소시키며, 제조 과정에서 변형 발생을 방지하는 효과가 있다.

Description

커넥터 제조 장치{MANUFACTURING MACHINE OF HERMETIC CONNECTOR}

본 발명은 커넥터 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쉘, 유리비드 및 접점을 카본지그에 조립하고 열을 발생시켜 유리비드를 용융시킴으로써 허메틱 커넥터를 제조하는 커넥터 제조 장치에 관한 것이다.

방송기기나 전자현미경 등의 정밀기기에 있어서는 기밀성(氣密性)이 요구되는 경우가 있어, 이러한 정밀기기와 고주파신호를 전송하기 위한 동축 케이블을 접속하는 동축 커넥터에 있어서도 기밀성을 구비한 것이 개발되어 있다

이러한 기밀형의 동축 커넥터에는, 예를 들면 동축 케이블의 중심도체가 접속되는 중심단자(中心端子)와, 중심단자의 외측에 배치된 금속제 쉘(金屬製 shell)을 구비하고, 중심단자와 금속제 쉘의 사이를 글라스(glass) 등의 기밀 밀봉재(氣密密封材)에 의하여 밀봉한 허메틱 부품(hermetic 部品)을 사용하고, 이러한 허메틱 부품을 금속제의 외부 쉘에 조립하여 외부 쉘과 금속성 쉘을 틈새가 없이 납땜함으로써 기밀되도록 되어 있다.

상기한 커넥터는 중심단자와 금속제 쉘 및 글라스 등의 밀봉제가 틈새 없이 결합되어야 하며, 제조 과정에서 열에 의하여 중심단자와 금속제 쉘 및 글라스에 변형이 발생하는 것을 방지하여야 한다.

따라서, 쉘과 글라스 및 중심단자에 틈새가 발생하지 않고, 제조 과정에서 변형 발생을 방지하여 불량을 최소화할 수 있는 커넥터 제조 장치 및 커넥터 제조 방법에 대한 개발이 필요하다.

한국등록특허 제10-1754140호(2017.06.29)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 커넥터 제조 장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 쉘과 글라스 및 중심단자에 틈새가 발생하지 않고, 제조 과정에서 변형 발생을 방지하여 불량을 최소화할 수 있는 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 커넥터 제조 장치는, 쉘 내부에 유리비드를 용융시켜 허메틱 커넥터를 제조하는 커넥터 제조장치에 있어서, 상기 쉘이 안착되고 전자기 유도 방식으로 가열되는 지그, 및 상기 지그가 수용되고, 전자기 유도 방식으로 상기 지그를 가열하여 상기 유리비드를 용융시키는 히팅 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 히팅 모듈은, 상기 지그를 내부에 수용하고, 전자기 유도 코일이 내주면에 구비된 히팅 헤드를 포함할 수 있다.

상기 히팅 모듈은, 상기 히팅 헤드와 결합되고, 상기 히팅 헤드를 제어하는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 히팅 헤드에 삽입 장착되고, 상기 히팅 헤드 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 히팅 헤드 내부의 공기가 흡입되어 배출되는 진공 펌프 배관을 더 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 히팅 헤드 내부로 질소가스를 주입하는 질소 주입부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 커넥터 제조장치는, 상기 히팅 모듈을 이동시키는 이송 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 이송 모듈은, 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트에 수직하게 결합되는 버티컬 프레임, 및 상기 버티컬 프레임에 고정 결합되고 상기 히팅 모듈과 결합되어 상기 히팅 모듈을 상하 방향으로 이동시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 이송 모듈은, 상기 버티컬 프레임 및 상기 베이스 플레이트에 고정 결합되고 상기 히팅 모듈이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 가이드 바를 더 포함할 수 있다.

상기 히팅 헤드는, 원통 형태로 형성되어 내부에 상기 지그를 수용하는 헤드 본체, 및 상기 헤드 본체의 축 방향 상측 단부를 커버하되, 상기 헤드 본체의 내부를 관찰하도록 구비된 작업확인 창을 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 커넥터 제조 방법은, 지그에 쉘과 유리비드 및 중심단자를 조립하는 재료 조립 단계, 상기 재료 조립 단계를 거친 상기 지그를 히팅 헤드 내부에 위치시키는 지그 배치 단계, 전자기 유도 방식으로 상기 지그를 가열하여 상기 유리비드를 용융시키는 유리 용융 단계, 및 상기 유리 용융 단계 후, 상기 지그를 상기 히팅 헤드 내부에서 빼내고, 상기 유리비드가 용융된 상기 쉘을 상기 지그에서 분리시키는 제품 탈거 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 커넥터 제조 방법은, 상기 지그 배치 단계 후, 미리 설정된 압력까지 상기 히팅 헤드 내부의 공기를 흡입하는 진공 설정 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 커넥터 제조 방법은, 상기 진공 설정 단계 후, 상기 히팅 헤드 내부에 질소 가스를 주입하는 질소 주입 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 유리 용융 단계는, 전자기 유도 코일에 전원을 인가하여 미리 설정된 가열온도까지 가열하는 가열 단계, 상기 가열 단계 후 미리 설정된 가열시간 동안 상기 가열온도를 유지시키는 온도 유지 단계, 및 상기 가열시간이 경과한 후 상기 유리비드가 용융되었는지 여부를 확인하는 제품 확인 단계를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 커넥터 제조 장치 및 커넥터 제조 방법에 의하면, 카본 소재를 포함한 지그에 쉘과 유리비드 및 중심단자를 조립하고, 히팅 모듈을 통하여 전자기 유도방식으로 지그를 가열하여 유리비드를 용융시켜 틈새 발생을 감소시키며, 제조 과정에서 변형 발생을 방지하는 효과가 있다.

또한, 이송 모듈을 이용하여 히팅 모듈을 상하 방향으로 이송시킴으로써 카본 지그만 교체하는 간단한 방식으로 커넥터의 제조 속도를 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 쉘, 유리비드 및 중심단자를 지그에 조립하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 쉘, 유리비드 및 중심단자가 지그에 조립된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 히팅 모듈에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 히팅 모듈을 상측에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 4에서 A-A로 자른 단면도이다.
도 6은 도 4에서 상측의 커버를 제거한 상태의 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 히팅 모듈과 이송 모듈이 결합된 상태의 도면이다.
도 8은 도 7을 다른 각도에서 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 지그를 배치한 상태에서 이송 모듈을 이용하여 히팅 모듈을 이송시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 방법에 대한 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

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 포함할 수 있다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 쉘, 유리비드 및 중심단자를 지그에 조립하는 과정을 설명하기 위한 도면이 개시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 쉘, 유리비드 및 중심단자가 지그에 조립된 상태를 설명하기 위한 도면이 개시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치(20)는 지그(100), 히팅 모듈(200) 및 이송 모듈(300)을 포함한다.

상기 지그(100)는 허메틱 커넥터(10)의 재료가 수용될 수 있다. 상세하게는, 상기 지그(100)에는 쉘(11)이 안착되고, 상기 쉘(11)의 내부에는 복수 개의 유리비드(12)가 수용되며, 상기 유리비드(12)에 중심단자(13)가 삽입 수용될 수 있다.

상기 지그(100)는 지그 베이스(110), 커넥터 수용부(120), 쉘 수용홈(130), 쉘 안착홈(140) 및 중심단자 수용홈(150)을 포함할 수 있다. 상기 지그 베이스(110)의 중력 방향 상측에 상기 커넥터 수용부(120)가 돌출 연장 형성되고, 상기 커넥터 수용부(120)의 상측 면에 상기 쉘 안착홈(140)이 단을 이루어 오목하게 형성되며, 상기 쉘 안착홈(140)의 내측에 상기 쉘 수용홈(130)이 원주 방향을 따라 오목하게 형성된다. 또한 상기 쉘 수용홈(130)의 내측에는 복수 개의 상기 중심단자 수용홈(150)이 형성된다.

한편, 상기 지그(100)는 카본(carbon) 소재를 포함하여 형성된다. 카본 소재의 상기 지그(100)는 전자기 유도 방식에 의하여 가열이 가능하다. 본 실시예에서 상기 쉘(11)의 경우 스테인리스 또는 알루미늄 재질 등을 사용하는 것이 가능하고, 상기 중심단자(13)는 전기 전도성이 좋은 동합금 재질을 사용하는 것이 가능하나 이에 한정되는 것이 아니고 다양한 소재를 사용할 수 있다. 따라서, 상기 지그(100)를 카본 소재를 포함하여 형성시켜, 상기 쉘(11) 또는 상기 중심단자(13)의 재질에 관계없이 상기 유리비드(12)를 용융시켜 상기 허메틱 커넥터(10)를 제조할 수 있다.

상기 지그 베이스(110)는 상기 지그(100)의 바닥에 위치되고, 후술할 베이스 플레이트(310)에 놓일 수 있다.

상기 커넥터 수용부(120)는 상기 지그 베이스(110)의 중력 방향 상측에 위치하고, 상기 지그 베이스(110)에서 중력 방향 상측을 향하여 원형 기둥 형태로 단을 이루어 돌출 형성될 수 있다. 상기 커넥터 수용부(120)의 돌출 높이는 상기 쉘(11)의 축 방향 높이에 대응하여 형성될 수 있다.

상기 쉘 수용홈(130)은 상기 커넥터 수용부(120)의 반경 방향 내측에 원주 방향을 따라 홈 형태로 형성되고, 내부에 상기 중심단자 수용홈(150)이 형성되며, 원통 형태의 상기 쉘(11)이 축 방향을 따라 삽입되어 수용될 수 있다.

상기 쉘 안착홈(140)은 상기 커넥터 수용부(120)의 상측 면에 사각 홈 형태로 단을 이루어 오목하게 형성되고, 상기 쉘(11)의 사각형 플레이트가 안착되어 지지될 수 있다.

상기 중심단자 수용홈(150)은 상기 쉘(11)을 관통한 상기 중심단자(13)가 수용 가능하도록 상기 쉘 수용홈(130)의 반경 방향 내측에 복수 개 형성된다.

따라서, 상기 지그(100)에 상기 쉘(11)이 조립되고, 그 이후에 상기 유리비드(12)가 상기 쉘(11)에 조립되며, 상기 중심단자(13)가 상기 유리비드(12)를 관통하여 삽입 조립될 수 있다(이하에서는 상기 지그(100)에 상기 쉘(11)과 상기 유리비드(12) 및 상기 중심단자(13)가 조립된 조립체를 '지그 조립체'(도 2 참조)라고 부를 수 있다.)

한편, 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 히팅 모듈에 대한 사시도가 개시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 히팅 모듈을 상측에서 바라본 도면이 개시되어 있으며, 도 5에는 도 4에서 A-A로 자른 단면도가 개시되어 있고, 도 6에는 도 4에서 상측의 커버를 제거한 상태의 도면이 개시되어 있다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치(20)는 상기 지그(100)가 수용되고, 전자기 유도 방식에 의하여 상기 유리비드(12)를 용융시키는 상기 히팅 모듈(200)을 포함할 수 있다.

상기 히팅 모듈(200)은 히팅 헤드(210), 제어 유닛(220) 및 베어링 유닛(230)을 포함할 수 있다. 상세하게는, 상기 히팅 헤드(210)의 내부에는 상기 지그 조립체가 수용 가능하고, 상기 히팅 헤드(210)의 외주면의 일부가 상기 제어 유닛(220)과 결합되며 상기 제어 유닛(220)의 양 측면이 상기 베어링 유닛(230)과 결합될 수 있다. 한편, 상기 베어링 유닛(230)은 후술할 이송 모듈(300)과 이동 가능하게 결합될 수 있다.

상기 히팅 헤드(210)는 상기 허메틱 커넥터(10)의 제조 시, 상기 쉘(11)과 상기 유리비드(12) 및 상기 중심단자(13)가 조립된 상기 지그(100)를 내부에 수용하는 원통형의 헤드 본체(211)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 헤드 본체(210)는 후술할 온도 센서(223)와 진공 펌프 배관(224) 및 질소 가스 배관(225)이 상기 제어 유닛(220)으로부터 삽입될 수 있다. 또한 후술할 전자기 유도 코일(212)이 내주면 상에 배치되고, 전자기 유도 코일(212)의 일부가 상기 제어 유닛(220) 내부를 향하여 관통하도록 배치될 수 있다.

상기 전자기 유도 코일(212)은 전원이 인가되면 전자기 유도 현상을 발생시켜 상기 유리비드(12)를 용융시킬 수 있다. 상세하게는 상기 전자기 유도 코일(212)은 후술할 제어부(222)의 제어에 의하여 전류가 흐름으로써 카본 소재의 상기 지그(100)를 가열하여 상기 유리비드(12)를 용융시켜 상기 쉘(11)과 상기 중심단자(13)를 밀봉시킬 수 있다.

상기 전자기 유도 코일(212)은 코일 형태로 감겨 있고, 코일의 양측 단부는 후술할 냉각수 배관(226)과 연결되며, 후술할 냉각수 유입구(226a) 및 냉각수 유출구(226b)와 연통하여 외부에서 유입된 냉각수가 내부를 유동할 수 있도록 중공형의 코일로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도가 지나치게 높아지는 경우에는 상기 전자기 유도 코일(212) 내부에 냉각수가 유동하면서 상기 전자기 유도 코일(212)이 과열되는 것을 방지시킬 수 있다.

상기 헤드 커버(214)는 상기 헤드 본체(211)의 상측에 결합되고, 반경 방향 내측에 작업확인 창(213)이 결합될 수 있다.

상기 작업확인 창(213)은 상기 헤드 커버(214)의 반경 방향 내측에 결합되어 상기 헤드 본체(211)의 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다.

그러므로, 상기 히팅 헤드(210) 내부에 상기 지그 조립체를 배치하고 상기 전자기 유도 코일(212)에 전원이 인가되면 전자기 유도 현상에 의하여 상기 유리비드(12)가 용융되어 상기 허메틱 커넥터(10)를 제조할 수 있고, 작업자는 상기 작업확인 창(213)을 통하여 상기 유리비드(12)의 용융 상태를 확인하는 것이 가능하다.

상기 히팅 모듈(200)은, 상기 히팅 헤드(210)와 결합되고 상기 히팅 헤드(210)를 제어하는 제어 유닛(220)을 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛(220)은 하우징(221), 제어부(222), 온도 센서(223), 진공 펌프 배관(224), 질소 가스 배관(225), 냉각수 배관(226), 냉각팬(227) 및 헤드 결합부(228)를 포함할 수 있다.

상기 하우징(221)은 상기 제어 유닛(220)의 외형을 이루고, 내부에 상기 제어부(222), 상기 온도 센서(223), 상기 진공 펌프 배관(224), 상기 질소 가스 배관(225), 상기 냉각수 배관(226) 및 상기 냉각팬(227)을 수용할 수 있다. 한편, 본 실시예에서 상기 하우징(221)은 직육면체 형태로 구성되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제어부(222)는 제어 배선(222a)을 통하여 상기 전자기 유도 코일(212)과 전기적으로 연결되고, 상기 전자기 유도 코일(212)의 전류를 제어하여 전자기 유도 방식으로 상기 유리비드(12)를 용융시킬 수 있다. 또한 상기 제어부(222)는 가열온도와 가열시간이 미리 설정되어 상기 가열온도까지 온도를 상승시키도록 상기 전자기 유도 코일(212)을 제어할 수 있고, 상기 가열시간동안 상기 가열온도를 유지시킬 수 있다.

한편, 상기 제어부(222)는 후술할 진공 형성부 및 질소 주입부를 제어할 수 있고, 진공 압력과 질소 가스 압력이 미리 설정될 수 있다. 따라서, 상기 진공 압력에 도달할 때까지 상기 히팅 헤드 내부의 공기 압력을 낮추는 것이 가능하고, 상기 질소 가스 압력까지 상기 히팅 헤드 내부의 질소 압력을 높이는 것도 가능하다.

상기 온도 센서(223)는 상기 하우징(221)을 관통하여 상기 히팅 헤드(210)에 삽입 장착되고, 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도를 측정할 수 있다.

상기 제어 유닛(220)은 진공 형성부를 포함하고, 상기 진공 형성부는 진공 펌프, 진공 밸브 및 진공 펌프 배관(224)을 포함할 수 있다.

상기 진공 펌프 배관(224)는 외부의 진공 펌프(도면 미기재)와 연결되고, 상기 하우징(221)을 관통하여 상기 히팅 헤드(210)에 삽입될 수 있다. 진공 밸브(도면 미기재)가 개방되고, 진공 펌프가 작동될 경우, 상기 히팅 헤드(210) 내부의 공기가 흡입 및 유동하여 상기 진공 펌프로 배출될 수 있다. 따라서, 진공 펌프의 작동을 통하여 미리 설정된 진공압력까지 상기 히팅 헤드(210) 내부의 압력을 조절할 수 있다.

상기 제어 유닛(220)은 질소 주입부를 포함하고, 상기 질소 주입부는 질소 가스 탱크, 질소 가스 밸브 및 질소 가스 배관(225)을 포함할 수 있다.

상기 질소 가스 배관(225)은 외부의 질소 가스 탱크(도면 미기재)와 연결되고, 상기 하우징(221)을 관통하여 상기 히팅 헤드(210)에 삽입될 수 있다. 질소 가스 밸브(도면 미기재)가 개방될 경우, 상기 히팅 헤드(210) 내부로 질소 가스가 유동하여 유입될 수 있다. 따라서, 질소 가스 밸브의 개방을 통하여 미리 설정된 질소압력까지 상기 히팅 헤드(210) 내부를 질소로 채울 수 있다. 질소 가스는 산화 반응을 포함한 화학 반응이 발생하는 것을 방지하여 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도가 상승할 경우 예상하지 못한 화학 반응이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

상기 제어 유닛(220)은 냉각수 배관(226)을 포함하고, 상기 냉각수 배관(226)은 냉각수 유입구(226a) 및 냉각수 유출구(226b)를 통하여 외부의 냉각수 탱크(도면 미기재)와 연결되어 냉각수가 유동할 수 있다. 상기 냉각수 배관(226)은 상기 전자기 유도 코일(212)의 양측 단부와 연통되어, 냉각수를 상기 전자기 유도 코일(212)의 관 내부로 유동시킬 수 있다.

상기 냉각팬(227)은 상기 제어부(222)의 상측에 구비되고, 상기 하우징(221)에 결합되며, 상기 제어부(222)가 과열되는 것을 방지하도록 상기 하우징(221) 내부의 열을 상기 하우징(221) 외부로 압송시킨다. 이때, 상기 하우징(221)에는 상기 냉각팬(227)에서 압송된 공기가 상기 하우징(221)의 외부로 빠져나오도록 복수 개의 토출구가 홀 형태로 형성될 수 있다.

상기 헤드 결합부(228)는 상기 하우징(221)과 상기 헤드 본체(211)를 결합시키도록 상기 하우징(221)의 양 측면에서 연장 형성된다. 따라서 한 쌍의 상기 헤드 결합부(228) 사이에 상기 헤드 본체(211)가 수용될 수 있다.

상기 베어링 유닛(230)은 상기 히팅 유닛(220)의 양 측면에 결합되고, 후술할 이송 모듈(300)과 이동 가능하게 결합되어, 상기 히팅 유닛(220)이 상하 방향(지면에 수직한 방향)으로 이동할 수 있도록 구비된다. 상세하게는, 상기 베어링 유닛(230)은 체결부(231) 및 베어링부(232)를 포함하고, 상기 체결부(231)가 상기 하우징(221)의 양 측면에 결합하고, 상기 베어링부(232)가 상기 이송 모듈(300)의 후술할 가이드 바(340)에 이동 가능하게 결합될 수 있다.

한편, 도 7에는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 히팅 모듈과 이송 모듈이 결합된 상태의 도면이 개시되어 있고, 도 8에는 도 7을 다른 각도에서 바라본 도면이 개시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 장치에서 지그를 배치한 상태에서 이송 모듈을 이용하여 히팅 모듈을 상하 방향으로 이송시키는 과정을 설명하기 위한 도면이 개시되어 있다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 의한 커넥터 제조장치는, 상기 히팅 모듈(200)을 이동시키는 이송 모듈(300)을 포함할 수 있다.

상기 이송 모듈(300)은, 베이스 플레이트(310), 버티컬 프레임(320), 액추에이터(330) 및 가이드 바(340)를 포함할 수 있다.

상기 베이스 플레이트(310)는 상기 커넥터 제조 장치(20)의 바닥면을 이루며, 상기 지그(100)가 상면에 배치되고, 상기 버티컬 프레임(320) 및 상기 가이드 바(340)가 수직하게 고정될 수 있다. 또한 상기 히팅 모듈(200)은 상기 베이스 플레이트(310)의 상측 면에 안착 가능하다.

상기 버티컬 프레임(320)은 상기 베이스 플레이트(310)에 수직하게 결합되고, 지지프레임(321), 이송프레임(322) 및 가이드프레임(323)을 포함할 수 있다. 상세하게는, 한 쌍의 평행하게 배치된 상기 지지프레임(321)이 상기 베이스 플레이트(310)에 수직하게 결합되고, 평행한 한 쌍의 상기 지지프레임(321)을 상기 이송프레임(322)이 수직하게 연결시킬 수 있다. 따라서, 상기 지지프레임(321)과 상기 이송프레임(322)이 결합된 상태를 지면에 수직한 윗쪽에서 바라보면 'ㄷ'자와 유사한 형태가 될 수 있다. 한편, 상기 가이드프레임(323)은 상기 베이스 플레이트(310)와 평행하게 배치되고, 상기 지지프레임(321) 및 상기 이송프레임(322)과 각각 수직하게 결합될 수 있다.

상기 액추에이터(330)는 상기 버티컬 프레임(320)에 고정 결합되고, 상기 히팅 모듈(200)과 결합되어 상기 히팅 모듈(200)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 상세하게는, 상기 액추에이터(330)는 상기 이송프레임(322)에 일측이 고정 결합되고, 상기 하우징(221)의 상측 면에 타측이 결합되며, 작업자의 제어에 의하여 스트로크 운동하면서 상기 히팅 모듈(200)을 지면으로부터 들어올리고 내려놓는 것이 가능하다.

상기 가이드 바(340)는 상기 버티컬 프레임(320) 및 상기 베이스 플레이트(310)에 고정 결합되고, 상기 히팅 모듈(200)이 슬라이드 이동 가능하게 결합될 수 있다. 상세하게는, 상기 가이드 바(340)는 지면에 수직하게 구비되는 원형 기둥 형태로 형성되어 상측 단부는 상기 이송프레임(322)에 고정 결합되고, 하측 단부는 상기 베이스 플레이트(310)와 결합되며, 상기 베어링부(232)에 삽입 결합되어 상기 히팅 모듈(200)의 상하 이동을 가이드할 수 있다.

한편, 도 10에는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 제조 방법에 대한 순서도가 개시되어 있다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 의한 커넥터 제조 방법은 재료 조립 단계(S10), 지그 배치 단계(S20), 진공 설정 단계(S30), 질소 주입 단계(S40), 유리 용융 단계(S50) 및 제품 탈거 단계(S60)를 포함한다.

상기 재료 조립 단계(S10)에서는 카본 재질을 포함한 상기 지그(100)에 상기 쉘(11)을 결합하고, 상기 쉘(11)에 상기 유리비드(12)을 조립한 후 상기 유리비드(12)에 상기 중심단자(13)를 삽입 조립한다.

상기 지그 배치 단계(S20)에서는 상기 재료 조립 단계(S10)를 거쳐 상기 쉘(11)과 상기 유리비드(12) 및 상기 중심단자(13)가 조립된 상기 지그(10)를 상기 히팅 헤드(210)의 내부에 위치시킨다.

상세하게는, 먼저 상기 액추에이터(330)를 작동하여 상기 베이스 플레이트(310)에서 상기 히팅 모듈(200)을 윗쪽으로 들어올린다. 그 다음 상기 지그 조립체를 상기 히팅 헤드(210)의 위치에 대응한 상기 베이스 플레이트(310)의 상측 면에 배치한 후, 상기 액추에이터(330)를 작동하여 상기 히팅 헤드(210)를 하강시켜 상기 히팅 헤드(210)의 내부에 상기 지그 조립체를 배치시킨다.

상기 진공 설정 단계(S30)에서는 상기 지그 배치 단계(S20) 후, 미리 설정된 진공압력까지 상기 히팅 헤드 내부의 공기를 흡입한다. 즉, 상기 쉘(11)과 상기 유리비드(12) 및 상기 중심단자(13)가 조립된 상기 지그(10)를 상기 히팅 헤드(210) 내부에 배치한 후 진공 펌프(도면 미기재)를 작동시키고, 진공 밸브(도면 미기재)를 개방하여 상기 히팅 헤드(210) 내부의 공기를 흡입한다. 따라서 상기 히팅 헤드(210) 내부의 공기의 압력을 미리 설정된 진공압력까지 낮춘다.

상기 질소 주입 단계(S40)에서는 상기 진공 설정 단계(S30) 후, 상기 히팅 헤드(210) 내부에 질소 가스를 주입한다. 상세하게는, 상기 진공 설정 단계(S30)를 거쳐 상기 히팅 헤드(210) 내부의 공기의 압력이 미리 설정된 진공압력까지 낮아지면, 질소 가스 밸브(도면 미기재)를 개방하여 질소 탱크(도면 미기재)에 저장되어 있는 질소 가스를 히팅 헤드(210) 내부로 주입한다. 따라서 미리 설정된 질소압력까지 상기 히팅 헤드(210) 내부에 질소 가스를 채운다. 그 결과 후술할 유리 용융 단계(S50)에서 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도가 상승하더라도 화학 반응이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 유리 용융 단계(S50)에서는 전자기 유도 방식으로 상기 쉘(11) 내부에 구비된 상기 유리비드(12)를 용융시키고, 가열 단계(S51), 온도 유지 단계(S52) 및 제품 확인 단계(S53)를 포함한다.

상기 가열 단계(S51)에서는 작업자가 상기 제어부(222)를 통하여 상기 전자기 유도 코일(212)에 전원을 인가하고, 전류를 제어하여 전자기 유도 방식으로 상기 지그(100)를 가열한다.

상기 지그(100)는 전기전도성이 있는 카본 소재를 포함하여 형성되고, 상기 전자기 유도 코일(212)에 고주파 교류 전류가 인가되면, 전자기 유도 현상에 의하여 상기 지그(100)의 온도가 상승된다. 이때, 작업자는 상기 온도 센서(223)를 통하여 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도를 측정함으로써 미리 입력된 목표 온도(가열온도)까지 온도를 상승시킬 수 있다. 상기 가열온도는 상기 유리 비드(12)를 용융시킬 수 있는 온도일 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 작업자가 직접 온도를 제어하는 것은 물론, 상기 제어부(222)를 통하여 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도가 상기 가열온도에 도달하면 자동적으로 상기 가열온도를 유지하도록 설정하는 것도 가능하다.

상기 온도 유지 단계(S52)에서는 상기 가열 단계(S51)에서 상승된 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도(가열온도)를 미리 입력된 시간(가열시간)만큼 유지시킨다. 따라서 상기 온도 유지 단계(S52)를 통하여 상기 유리 비드(12)가 충분히 용융되어 상기 쉘(11)과 상기 중심단자(13) 사이를 기밀시킬 수 있는 효과가 있다. 한편, 본 실시예에서는 작업자가 직접 상기 가열시간 동안 상기 가열온도를 유지시키는 것은 물론, 상기 제어부(222)에 내장된 타이머를 통하여 상기 가열시간 동안 상기 가열온도를 유지시키도록 설정하는 것도 가능하다.

상기 제품 확인 단계(S53)에서는 상기 가열시간이 경과한 후, 상기 유리비드(12)가 용융되었는지 여부를 확인한다. 상세하게는, 작업자가 상기 작업확인 창(213)을 통하여 상기 히팅 헤드(210) 내부를 보고, 상기 유리비드(12)가 충분히 용융되어 상기 쉘(11)과 상기 중심단자(13) 사이를 기밀시키는지 여부를 확인한다. 이때, 상기 유리비드(12)가 충분히 용융되지 않은 경우에는 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도를 상기 가열온도보다 더 상승시키거나, 상기 가열시간보다 긴 시간동안 상기 가열온도를 유지시키는 것이 가능하다.

상기 제품 확인 단계(S53)에서 상기 유리비드(12)가 충분히 용융된 경우에는 상기 전자기 유도 코일(212)에 전류가 흐르는 것을 정지시키고, 상기 질소 가스 밸브(도면 미기재)를 닫으며, 상기 액추에이터(330)를 작동시켜 상기 히팅 모듈(200)을 상승시킨다.

상기 제품 탈거 단계(S60)에서는 상기 유리 용융 단계(S50) 후 상기 지그(100)를 상기 히팅 헤드(210) 내부에서 빼내고, 상기 유리비드(12)가 용융된 상기 쉘(11)을 상기 지그(100)에서 분리시켜 상기 허메틱 커넥터(10)의 제조 작업을 종료한다.

한편, 본 실시예에서 상기 유리 용융 단계(S50) 또는 상기 제품 탈거 단계(S60)에서는 상기 히팅 헤드(210) 내부의 온도가 과도하게 상승하는 경우, 상기 냉각수 배관(226)을 통하여 냉각수가 유입될 수 있고, 유입된 냉각수가 상기 전자기 유도 코일(212)의 내부에 흐르게 함으로써 상기 전자기 유도 코일(212)이 과도하게 가열되는 것을 방지할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 지그
200 : 히팅 모듈
210 : 히팅 헤드
212 : 전자기 유도 코일
213 : 작업확인 창
220 : 제어 유닛
222 : 제어부
223 : 온도 센서
224 : 진공 펌프 배관
225 : 질소 가스 배관
226 : 냉각수 배관
227 : 냉각팬
230 : 베어링 유닛
300 : 이송 모듈
320 : 버티컬 프레임
330 : 액추에이터
340 : 가이드 바

Claims

쉘 내부에 유리비드를 용융시켜 허메틱 커넥터를 제조하는 커넥터 제조장치에 있어서,
상기 쉘이 안착되고, 전자기 유도 방식으로 가열되도록 카본 소재를 포함하여 형성되어 상기 쉘 내부에 수용된 상기 유리비드를 용융시키는 지그; 및
상기 지그가 수용되고, 전자기 유도 방식으로 상기 지그를 가열하여 상기 유리비드를 용융시키는 히팅 모듈;
을 포함하고,
상기 히팅 모듈은,
상기 지그를 내부에 수용하고, 전자기 유도 코일이 내주면에 구비된 히팅 헤드; 및
상기 히팅 헤드와 결합되고, 상기 히팅 헤드를 제어하는 제어 유닛;
을 포함하며,
상기 제어 유닛은,
냉각수가 유동할 수 있는 냉각수 배관;
상기 히팅 헤드에 삽입 장착되고, 상기 히팅 헤드 내부의 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 히팅 헤드 내부의 공기가 흡입되어 배출되는 진공 펌프 배관; 및
상기 히팅 헤드 내부로 질소가스를 주입하는 질소 주입부;
를 포함하고,
상기 전자기 유도 코일은,
상기 냉각수 배관과 연결되어 상기 냉각수 배관으로부터 유입된 냉각수가 내부를 유동할 수 있도록 중공형으로 형성된 커넥터 제조 장치.