KR102539717B1 - 압력분포 조절이 가능한 브레이징 용접용 지그 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그는 복수의 금속부재가 적층된 적층체가 안착 가능하며, 복수의 제1 관통홀이 형성된 지지플레이트, 상기 지지플레이트에 정합된 상태에서 상기 복수의 제1 관통홀 각각과 동일한 중심축을 가진 복수의 제2 관통홀이 형성되며, 상기 지지플레이트에 안착된 상기 적층체의 상측에 배치되어 자중으로 상기 적층체를 가압하는, 고정플레이트, 다양한 안착 위치에 안착된 상기 적층체의 수평 방향을 지지할 수 있도록, 동축으로 배치된 상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀에 의해 정의되는 삽입공간들 중에 선택된 복수의 삽입공간에 각각 삽입되어 상기 적층체의 수평 방향을 지지하는 복수의 고정샤프트 및 상기 고정플레이트에 대하여 상측에 배치되고 수직 방향으로 승강 가능하게 구비된 가압부재를 포함하여, 상기 가압부재를 하강하여 상기 고정플레이트를 가압해 상기 적층체에 수직방향 가압력을 제공하는 적어도 하나의 가압모듈를 포함한다.

Description

압력분포 조절이 가능한 브레이징 용접용 지그{Jig for brazing welding with adjustable pressure distribution}
본 발명은 지그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이징 용접에 사용되는 지그에 관한 것이다.
일반적으로 지그란 가공품을 가공할 때 사용하는 보조기구로서, 가공과정에서 가공품의 위치를 고정하기 위하여 주로 사용된다. 이러한 지그는 가공품의 형상에 따라 대응되는 형상을 가지도록 제작되어 다양한 가공품에 대한 호환성이 없는 경우가 일반적이었다.
한편, 브레이징 용접은 모재들 사이에 용가재를 개재시킨 후 용가재를 용융하여 모재들을 접합하는 용접법이다. 여기서, 용가재는 용접되는 모재들보다 용융점이 낮은 금속 소재로 선택된다. 브레이징 용접은 먼저, 모재와 용가재를 맞댄 상태에서 모재와 용가재를 용가재의 용융점 이상 및 모재의 용융점 미만의 온도로 가열하여 용가재를 용융시킨다. 그 후 용융된 용가재가 응고되며 모재들이 접합되게 된다.
브레이징 용접의 가열 방법 중에는, 모재와 용가재를 지그로 가압한 상태에서 가열 챔버로 이송하는 방법이 있었다. 여기서 가열 챔버는 내부의 가열된 열기로 피가열체를 가열하는 챔버이다.
상술한 경우, 작업자는 모재와 용가재를 적층한 적층체를 가열 챔버로 이송하기 전에 표면에 균일한 압력이 가해지도록 지그로 압박하였다. 그런데, 가열 챔버의 열기에 의해 용접되는 과정에서, 열팽창으로 인하여 적층체의 형상이 변형되고, 이에 따라 표면의 형상에 따라 지그로 압박되는 부분들에서 압력 편차가 발생할 수 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 지그로 가압되는 다양한 형상의 적층체에 대한 호환성이 있는 브레이징 용접용 지그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 지그에 의해 가압되는 적층체가 가열되는 과정에서, 적층체의 형상과 적층체를 구성하는 각 부위의 재질에 따라 적층체의 각 부분에서 서로 다른 부피 팽창이 이루어지더라도, 적층체의 표면에 가해지는 압력 분포를 조절하여, 적층체의 표면에 균일한 압력을 가할 수 있는 브레이징 용접용 지그를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그는 복수의 금속부재가 적층된 적층체가 안착 가능하며, 복수의 제1 관통홀이 형성된 지지플레이트, 상기 지지플레이트에 정합된 상태에서 상기 복수의 제1 관통홀 각각과 동일한 중심축을 가진 복수의 제2 관통홀이 형성되며, 상기 지지플레이트에 안착된 상기 적층체의 상측에 배치되어 자중으로 상기 적층체를 가압하는, 고정플레이트, 다양한 안착 위치에 안착된 상기 적층체의 수평 방향을 지지할 수 있도록, 동축으로 배치된 상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀에 의해 정의되는 삽입공간들 중에 선택된 복수의 삽입공간에 각각 삽입되어 상기 적층체의 수평 방향을 지지하는 복수의 고정샤프트 및 상기 고정플레이트에 대하여 상측에 배치되고 수직 방향으로 승강 가능하게 구비된 가압부재를 포함하여, 상기 가압부재를 하강하여 상기 고정플레이트를 가압해 상기 적층체에 수직방향 가압력을 제공하는 적어도 하나의 가압모듈를 포함한다.
상기 가압모듈은 복수로 구비되며, 각각의 상기 가압모듈은 독립적으로 구동되어 상기 고정플레이트의 서로 다른 가압영역을 가압할 수 있다.
상기 가압모듈은, 일단이 고정된 상태에서 타단에 연결된 상기 가압부재를 상기 고정플레이트에 대하여 승강시키는 가압 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 적층체가 상기 지지플레이트 상에 안착된 위치에 따라 상기 지지플레이트 상에 연결되는 위치가 조절되는 복수의 수직 프레임 및 상기 복수의 수직 프레임에 의해 지지되며, 상기 가압 구동부가 장착되어 상기 가압 구동부의 일단측의 위치를 고정하는 수평 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 고정플레이트보다 큰 면적을 갖도록 구성되며, 상기 적층체가 안착될 수 있는 내측 영역과 상기 수직 프레임이 연결될 수 있는 위치인 외측영역으로 구분되고, 상기 외측영역에는 상기 복수의 수직 프레임이 상기 적층체의 안착 위치에 따라 선택적으로 연결될 수 있도록 복수의 마운팅홀이 형성될 수 있다.
상기 고정플레이트 상에서 복수의 상기 가압모듈 각각이 가압하는 가압영역에 배치되어 배치된 부분에 작용되는 압력을 감지하는 복수의 압전센서 및 상기 복수의 압전센서가 감지한 정보를 기반으로 각각의 상기 가압모듈을 독립적으로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 적층체가 가열 챔버 내에서 가열되며 열팽창에 의하여 형상이 변경되어 상기 적층체의 표면의 특정 부위에 작용하는 가압력이 소정 압력 범위를 이탈하는 것을 방지하기 위해, 상기 복수의 압전센서가 감지한 정보를 수신하여 각각의 상기 가압영역에 작용되는 압력이 상기 소정 압력 범위 이내가 되도록 상기 복수의 가압모듈을 제어할 수 있다.
상기 가압모듈은, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 가압 부재를 승강하기 위한 전력을 제공하는 배터리 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 적층체가 상기 가열 챔버 내에서 가열되는 동안 상기 가열 챔버의 열에너지를 기반으로 상기 배터리를 충전하는 열전모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 고정샤프트는, 상기 적층체를 수평 방향으로 둘러싸도록, 상기 복수의 제1 관통홀과 상기 복수의 제2 관통홀에 의해 정의된 복수의 삽입공간 중에 상기 지지플레이트에 안착된 상기 적층체의 테두리에 인접된 삽입공간들에 삽입되어 상기 적층체를 수평 방향으로 지지할 수 있다.
상기 적층체의 표면의 구조적 형상에 의해 특정 부위에 응력이 집중되어 상기 적층체가 파손되는 것을 방지하기 위해, 접촉되는 상기 적층체의 표면의 형상에 따라 변형하도록 탄성력 있는 소재로 구비되며 상기 지지플레이트와 상기 적층체의 사이 및 상기 고정플레이트와 상기 적층체의 사이에 배치되는 파손방지시트를 더 포함할 수 있다.
상기 고정플레이트는, 복수의 상기 가압모듈의 독립적 구동에 의해, 상기 고정플레이트를 구성하는 일부가 다른 일부에 대하여 독립적으로 하강될 수 있도록, 상기 제2 관통홀이 타공된 복수의 직방형 플레이트를 서로 끼움 결합하여 형성될 수 있다.상기 직방형 플레이트는, 측면에 높이 방향을 따라, 끼움홈과 이웃한 직방형 플레이트의 상기 끼움홈에 삽입되는 돌출부가 형성될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
다양한 형상의 적층체의 위치를 고정하고 가압할 수 있다.
적층체가 가열되는 과정에서도 적층체 표면에 균일한 압력을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 각 구성요소에 대한 이해를 돕기 위한, 브레이징 용접용 지그의 개략적인 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 블록도이다.
도 4는 임의 형상의 적층체의 수평 방향 이동을 방지하도록 고정샤프트를 삽입하는 것을 표현한 도면이다.
도 5는 고정플레이트에서 복수의 가압모듈에 의해 가압되는 가압영역을 표현한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 고정플레이트가 복수의 직방형 플레이트로 형성될 경우에 대한 이해를 돕기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하에서 언급하는 "적층체"는 브레이징 용접을 소망하는 모재들과 용접을 소망하는 부위에 배치된 용가재로 구성된 적층체를 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 전체 사시도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 각 구성요소에 대한 이해를 돕기 위한, 브레이징 용접용 지그의 개략적인 부분 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 블록도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)는 지지플레이트(100), 고정플레이트(200), 고정샤프트(300), 가압부(400), 파손방지시트(500), 체결부재(600), 센서부(700), 제어부(800), 배터리(900) 및 열전모듈(910)을 포함할 수 있다.
먼저, 지지플레이트(100)는 적층체가 안착되는 안착면을 포함하는 플레이트이다. 구체적으로 적층체는 지지플레이트(100)의 내측영역에 안착될 수 있다. 한편 후술할 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)는 가압부(400) 및/또는 고정샤프트(300)의 위치가 적층체의 안착 위치에 따라 유동적으로 변경가능하여, 적층체의 안착 위치에 대한 자유도가 보장된다.
또한, 지지플레이트(100)에는 본 발명의 다른 구성요소들이 필요에 따라 삽입될 수 있는 복수의 관통구가 형성될 수 있다. 구체적으로 복수의 관통구는, 복수의 제1 관통홀(110) 및 복수의 마운팅홀(120)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 지지플레이트(100)는 고정플레이트(200)보다 큰 면적을 가지도록 구비되어, 적층체의 안착위치에 따라 고정플레이트(200) 및/또는 적층체에 가려질 수 있는 내측 영역에는 제1 관통홀(110)이 타공되고, 고정플레이트(200) 및/또는 적층체에 가려지지 않는 외측영역에는 마운팅홀(120)이 형성될 수 있다.
여기서, 제1 관통홀(110)은 후술하는 고정샤프트(300)가 삽입되는 홀이며 마운팅홀(120)은 후술하는 수직 프레임(420)이 삽입되는 홀일 수 있다. 한편, 여기서 제1 관통홀(110)과 마운팅홀(120)은 삽입되는 부재에 따라 편의상 구별하였으나 실제로는 같은 직경을 같는 관통구로 마련될 수 있을 것이다, 즉, 고정샤프트(300)와 수직 프레임(420)이 동일 또는 유사한 직경으로 구비된 경우, 제1 관통홀(110)과 마운팅홀(120)은 서로 같은 크기로 타공될 수 있을 것이다.
고정플레이트(200)는 적층체를 자중으로 가압하는 플레이트이다. 구체적으로, 고정플레이트(200)는 안착면에 안착된 적층체 상에 배치되어 자중으로 적층체를 가압한다.
한편, 고정플레이트(200)는 적층체를 가압한 위치에서 수평 방향 움직임이 고정되도록 고정샤프트(300)가 삽입될 수 있는 복수의 제2 관통홀이 형성될 수 있다. 이때, 제2 관통홀(210)은 제1 관통홀(110)의 직경과 같거나 유사하게 구비될 수 있다.
또한, 복수의 제2 관통홀(210)의 배치 간격은 복수의 제1 관통홀(110)의 배치 간격과 같거나 유사하게 구비되어, 고정플레이트(200)가 지지플레이트(100) 상에 정렬된 상태에서 제1 관통홀(110)의 중심축과 제2 관통홀(210)의 중심축이 일치될 수 있다.
상기와 같이 고정플레이트(200)가 지지플레이트(100)에 대하여 정렬된 상태에서, 고정샤프트(300)가 삽입되는 삽입공간(S)이 정의된다. 구체적으로, 삽입공간(S)은 동일한 중심축을 같도록 배치된 제1 관통홀(110)과 제2 관통홀(210) 사이의 공간이다. 따라서, 고정플레이트(200)와 지지플레이트(100)가 정렬된 상태에서는 복수의 제1 관통홀(110)과 복수의 제2 관통홀(210)에 의해 복수의 삽입공간(S)이 형성되게 된다.
한편, 고정샤프트(300)는 적층체의 수평방향을 지지하여, 용접 과정 중에 지지플레이트(100)에 안착된 적층체가 수평방향으로 이동하는 것을 방지한다.
구체적으로 고정샤프트(300)는 복수의 제1 관통홀(110)과 복수의 제2 관통홀(210)이 형성하는 복수의 삽입공간(S)에 선택적으로 삽입되어, 적층제의 수평방향 이동을 방지하는 동시에, 고정플레이트(200)의 수평방향 이동을 방지한다.
고정샤프트(300)에 대한 이해를 돕기 위하여 도 4에 대하여 설명하면, 도 4는 임의 형상의 적층체의 수평 방향 이동을 방지하도록 고정샤프트를 삽입하는 것을 표현한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)는 복수의 고정샤프트를 이용하여 적층체(O)의 수평 방향 이동을 방지한다. 구체적으로 복수의 고정샤프트(300)는 적층체(O)를 수평 방향으로 둘러싸도록 삽입공간에 삽입된다.
도 4를 참조하면, 도 4에서 빗금으로 표시된 영역은 고정샤프트(300)가 삽입되는 제1 관통홀(110)을 의미한다. 도시된 바와 같이 복수의 고정샤프트(300)는 복수의 삽입공간(S) 중에서 적층체(O)의 테두리에 인접한 삽입공간(S)에 삽입된다. 여기서, 테두리에 인접한 삽입공간(S)이란, 적층체(O)에 가려지지 않으며 고정샤프트(300)가 삽입된 상태에서 고정샤프트(300)의 일측이 적층체(O)에 접촉될 수 있는 삽입공간(S)을 의미할 수 있다. 이때, 고정샤프트(300)가 삽입 가능한 인접한 삽입공간(S)의 수는 제1 관통홀(110)과 제2 관통홀(210)의 배치 간격이 조밀해질수록 증가될 수 있다.
한편, 도 4에서는 4개의 고정샤프트(300)를 이용하여 적층체(O)를 고정하는 것으로 예를 들었으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 통상의 기술자는 적층체(O)의 형상을 고려하여 고정샤프트(300)의 수를 적절히 변경할 수 있을 것이고 본 발명은 그러한 변경례 모두에 권리범위가 미치는 것으로 해석되어야 한다.
가압부(400)는 적층체(O) 상에 배치된 고정플레이트(200)의 상부를 가압하여 적층체(O)에 수직 방향 가압력을 제공하는 구성요소이다. 구체적으로 가압부(400)는 가압모듈(410), 수직 프레임(420) 및 수평 프레임(430)으로 구성될 수 있다.
먼저, 가압모듈(410)은 상측이 고정된 상태에서 가압부재(412)를 하강시켜 고정플레이트(200)에 수직 방향 가압력을 제공하는 모듈이다. 이러한, 가압모듈(410)은 가압부재(412)와 가압 구동부(414)로 구성될 수 있다.
먼저, 가압부재(412)는 가압 구동부(414)에 의해 하강하며 고정플레이트(200)에 접촉하여 고정플레이트(200)를 가압하는 부재로서, 자중 및 가압 구동부(414)에 의한 힘을 고정플레이트(200)로 전달한다.
이에 대하여, 가압 구동부(414)는 일단이 가압부재(412)에 연결된 액츄에이터일 수 있다. 예를 들어 가압 구동부(414)느 전기식 또는 유압식 액츄에이터로 구비되어 가압부재(412)를 승강시키도록 구비될 수 있다. 일 예로, 가압 구동부(414)는 실린더에 유체가 유입 또는 배출됨에 따라 실린더 내부를 이동하는 피스톤을 포함하여 가압부재(412)를 승강시키도록 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)는 각각 서로 다른 가압영역(A1~A9)을 가압하도록 구비되는 복수의 가압모듈(410)을 포함할 수 있다. 이해를 돕기 위하여 도 5를 먼저 설명하면 도 5는 고정플레이트에서 복수의 가압모듈에 의해 가압되는 가압영역을 표현한 도면이다. 구체적으로 A1~A9으로 표시된 가압영역들은 각각 서로 다른 가압모듈(410)에 의해 가압되는 영역이다. 여기서, 가압영역은 고정플레이트(200)에서 가압부재(412)에 접촉되어 가압되는 부분일 수 있다.
또한, 도 5에서 2점 쇄선으로 도시된 선은 고정플레이트(200) 하부에 위치한 적층체(O)의 윤곽을 표현한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 적층체(O)의 형상에 따라 적층체(O)의 상부를 전체적으로 가압할 수 있도록 복수의 가압모듈(410)이 배치된다.
한편, 복수의 가압영역(A1~A9)을 가압하는 복수의 가압모듈(410)은 각각 독립적으로 구동될 수 있도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 복수의 가압 구동부(414)는 후술하는 제어부(800)에 의해 제어 받아 각각 독립적으로 가압부재(412)를 승강시키도록 구비될 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.
수직 프레임(420)과 수평 프레임(430)은 가압 구동부(414)의 타단을 초기 상태에서 고정플레이트(200)에 이격되도록 고정하는 프레임이다.
먼저, 수직 프레임(420)은 마운팅홀(120)에 마운팅되어 수평 프레임(430)을 수직 방향으로 지지하는 프레임이다. 복수의 수직 프레임(420)은 적층체(O)가 지지플레이트(100)에 안착된 위치에 대응하여 복수의 마운팅홀(120)에 선택적으로 삽입될 수 있다.
이때, 복수의 수직 프레임(420)이 지지플레이트(100)에 연결되는 위치가 조절되는 방법은 이하와 같을 수 있다. 이해를 돕기 위하여, 도 4를 참조하면 도 4에서 적층체(O)가 지지플레이트(100)의 중심부에 위치할 때 수평 프레임(430)의 중심부가 적층체(O) 중심부의 연직상방에 위치하도록 수직 프레임(420)이 삽입되는 마운팅홀(120)들의 위치는 각각 B1, B2, B3, B4이다.
이때 도 4에 점선으로 표시된 것처럼, 적층체(O)의 안착 위치가 지지플레이트(100)의 중심부에서 특정 방향(L, 도 3참조)으로 치우친 경우, 수직 프레임(420)은 수평 프레임(430)의 중심부가 적층체(O)의 중심부 연직 상방에 위치하도록 B1, B2, B3, B4에 대하여 특정 방향(L)으로 치우친 B11, B12, B13, B14에 위치한 마운팅홀(120)에 삽입되게 될 수 있다.
한편, 수평 프레임(430)은 복수의 수직 프레임(420)에 의해 지지되는 프레임으로 가압 구동부(414)의 일단의 위치를 고정하는 역할을 수행한다. 즉, 가압 구동부(414)는 수직 프레임(420)에 의해 지지된 수평 프레임(430)에 장착되어, 초기 상태에 가압부재(412)가 고정플레이트(200)에 이격된 위치에 위치될 수 있다.
구체적으로, 수평 프레임(430)에는 복수의 수직 프레임(420)이 연결될 수 있고, 복수의 가압 구동부(414)가 장착될 수 있는 장착홀(432)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 장착홀(432)은 수평 프레임(430)을 타공하여 형성될 수 있다. 이때, 가압 구동부(414)의 장착 상태를 유지하기 위하여 가압 구동부의 타단은 체결유닛에 체결될 수 있다. 여기서 체결유닛은 장착홀(432)에 삽입된 가압 구동부(414)의 실린더의 단부에 체결되는 체결부재일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 프레임(430)에는 복수의 장착홀(432)이 형성되어 있으므로, 적층체(O)의 크기 및 형상에 따라, 장착되는 가압 구동부(414)의 수와 가압 구동부(414)의 위치를 달리 설정할 수 있는 특징이 있다.
즉, 사용자는 적층체(O)의 상부를 전체적으로 가압할 수 있도록 가압모듈(410)의 수와 위치를 조절하여 복수의 장착홀(432)에 장착할 수 있을 것이다. 일 예로 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 사용자는 적층체(O)가 전체적으로 가압되도록 고정플레이트(200)의 A1 내지 A9 영역을 가압하는 9개의 가압모듈(410)을 수평 프레임에 장착할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)는 1차적으로 수직 프레임(420)의 위치를 조절하여 가압모듈(410)의 위치를 조절할 수 있고 2차적으로 수평 프레임(430)에 장착되는 장착홀(432)을 선택하여, 적층체(O)의 다양한 형상에도 호환성이 있으며, 적층체(O)가 지지플레이트(100)의 다양한 위치에 안착되어도 이에 대응하여 가압 구동부(414)의 위치를 변경 설정하여 사용자 편의성이 증대되는 효과가 있다.
한편, 상술한 예에서 장착홀(432)에 수직 프레임(420) 및 가압 구동부(414)가 모두 장착되는 것으로 설명되었으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 수직 프레임(420)과 가압 구동부(414)가 장착되는 부분의 직경이 다르게 구성되는 경우, 장착홀(432)은 수직 프레임(420)이 삽입되는 제1 장착홀과 가압 구동부(414)가 장착되는 제2 장착홀로 구별될 수도 있을 것이다.
파손방지시트(500)는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)의 구성요소들이 가압부(400)의 가압력에 의해 파손되는 것을 방지하는 부재다. 가압과정에서 파손 위험이란, 구성요소들 표면에서 형상적 특징으로 응력이 집중되는 부분(이하, 응력집중부위)이 존재하는 경우, 가압모듈(410)에 의한 가압 과정에서 응력집중부위에 응력이 집중되어 구성요소가 파손되는 것을 의미한다.
파손 방지를 위해, 파손방지시트(500)는 접촉되는 물체의 형상에 따라 변형되도록 탄성력 있는 소재로 구비된다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)에서 파손방지시트(500)는 가압부재(412)와 고정플레이트(200) 사이, 고정플레이트(200)와 적층체(O) 사이 및/또는 적층체(O)와 지지플레이트(100) 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 가압부재(412)와 고정플레이트(200) 사이에 배치되는 파손방지시트(500)는 가압부재(412)에 의해 직접적으로 가압되는 고정플레이트(200)가 파손되는 것을 방지한다. 또한, 고정플레이트(200)와 적층체(O) 사이에 배치되는 파손방지시트(500)는 고정플레이트(200)와 적층체(O)가 직접적으로 접촉하지 않도록 하여 고정플레이트(200) 및 적층체(O)의 파손을 방지한다. 또한, 적층체(O)와 지지플레이트(100) 사이에 배치되는 파손방지시트(500)는 적층체(O)와 지지플레이트(100)가 직접적으로 접촉하는 것을 방지하여 지지플레이트(100) 및 적층체(O)의 파손을 방지한다.
이러한 파손방지시트(500)는 예를 들어 그라파이트(Graphite)로 구비되거나, 고무로 구비되거나 또는 이와 유사한 소재로서 탄성력을 가진 소재로 구비될 수 있을 것이다.
체결부재(600)는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)에서 고정이 필요한 부분들을 체결하여 고정하는 부재다.
구체적으로, 체결부재(600)는 수직 프레임(420) 및 고정샤프트(300)에 체결되어 수직 프레임(420)과 고정샤프트(300)를 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 체결부재(600)의 규격이나 형상이 체결되는 부재에 따라 변경될 수 있음은 자명할 것이다.
먼저, 수직 프레임(420)에 체결되는 체결부재(600)들은 수직 프레임(420)이 수평 프레임(430)에 연결된 부분과 지지플레이트(100)에 연결된 부분에 각각 체결되어 수직 프레임(420)이 수평 프레임(430) 및 지지플레이트(100)에 대하여 고정되도록 한다. 이에 대하여, 고정샤프트(300)에 체결되는 체결부재(600)들은 고정샤프트(300)의 하단부에 체결되어 고정샤프트(300)가 지지플레이트(100)에 고정되도록 한다.
이때, 수직 프레임(420) 및 고정샤프트(300)에는 체결부재(600)에 체결되기 위하여 체결부재(600)에 맞물리는 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 수직 프레임(420) 및 고정샤프트(300)에는 체결부재(600)에 체결되는 나사산이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)는 체결부재(600)의 풀림을 방지하는 풀림방지부재를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 풀림방지 부재는 스프링와셔로 구비될 수 있다. 스프링와셔는 체결부재(600)와 수직 프레임(420) 또는 고정샤프트(300)사이에 위치되어 진동으로 인한 체결부재(600)의 풀림을 방지할 수 있다.
한편, 센서부(700)는 복수의 가압영역(A1~A9)에 작용하는 압력을 센싱하는 센서를 포함하는 구성요소이다. 구체적으로 센서부(700)는 각각의 가압영역에 작용하는 압력을 센싱하는 복수의 압전센서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 압전센서는 고정플레이트(200) 상에 가해지는 압력을 센싱하도록 고정플레이트(200) 상에 배치될 수 있다. 또는, 압전센서는 가압부재(412)의 바닥면에 배치되어 가압부재(412)가 고정플레이트(200)를 가압 시 가압부재(412)에 가해지는 압력을 센싱하도록 구비될 수 있다.
제어부(800)는 센서부(700)로부터 센싱된 정보를 수신하여 이를 기반으로 가압부(400)를 제어하는 유닛이다. 예를 들어, 제어부(800)는 센서부(700)의 센싱값을 기반으로 가압부(400)를 제어하는 프로세서일 수 있다.
구체적으로, 제어부(800)는 압전센서로부터 압전센서가 센싱한 측정 정보를 수신하여 각각의 가압모듈(410)을 독립적으로 제어한다. 이를 위해, 제어부(800)는 사용자로부터 각각의 압전센서가 어느 가압모듈(410)이 가압하는 영역의 압력을 센싱하는지 미리 입력 받아, 복수의 압전센서와 복수의 가압모듈(410)의 대응 관계를 파악할 수 있다.
또한, 제어부(800)는 사용자로부터 사전에 가압영역(A1~A9)에 작용 가능한 압력범위를 입력 받아 각각의 가압모듈(410)에 의한 압력이 압력범위 내로 유지되도록 가압 구동부(414)를 제어할 수 있다. 또는, 제어부(800)는 사용자로부터 사전에 설정압력값을 입력 받아 각각의 가압영역(A1~A9)에 작용되는 압력이 설정압력값을 유지하도록 가압 구동부(414)를 제어할 수 있다.
배터리(900)는 제어부(800)의 제어신호에 대응하여 각각의 가압 구동부(414)에 필요한 전력을 제공하는 구성요소이다. 예를 들어, 제어부(800)는 측정정보를 기반으로 각각의 가압부재(412)의 승강 높이를 결정할 수 있다. 이후, 제어부(800)는 승강 높이에 대한 정보를 포함하는 제어신호를 배터리(900)로 송신하고, 배터리(900)는 제어신호에 대응하여 각각의 가압 구동부(414)에 승강 높이에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 가압 구동부(414)는 배터리(900)로부터 공급되는 전류량에 따라 선형 제어되는 액츄에이터로 구비될 수 있다.
열전모듈(910)은 배터리와 전기적으로 연결된 열전 소자를 포함하는 모듈이다. 구체적으로 열전모듈(910)은 적층체(O)가 가열 챔버에서 가열되는 동안 가열 챔버의 열에너지를 기반으로 배터리(900)를 충전하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 열전모듈(910)은 복수의 열전 소자를 포함하고, 복수의 열전 소자들은 수평 프레임(430)의 상측에 부착되어 가열 챔버의 열기에 노출되도록 구비될 수 있다.
이하. 상술한 설명에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)의 사용예를 설명한다.
먼저, 사용자는 파손방지시트(500, 제1 파손방지시트)를 지지플레이트(100)에 안착한다. 그 후 안착된 파손방지시트(500) 상에 용접 모재와 용가재를 적층한 적층체(O)를 안착시킨다. 적층체(O)를 안착시킨 후 적층체(O) 상에 파손방지시트(500, 제2 파손방지시트)를 추가적으로 배치하고, 제2 관통홀(210)이 제1 관통홀(110)에 정렬되도록 고정플레이트(200)를 제2 파손방지시트(500) 상에 배치한다.
이후, 복수의 삽입공간(S) 중 적층체(O)의 테두리에 인접한 삽입공간(S)에 고정샤프트(300)를 삽입한 후 체결부재(600)를 체결한다. 또한 사용자는 복수의 수직 프레임(420)을 적절한 마운팅홀(120)에 마운팅한 후 수평 프레임(430)을 수직 프레임(420)에 연결하고 체결부재(600)를 체결한다. 그리고, 사용자는 적층체(O)의 위치 및 형상을 고려하여 장착홀(432)에 적어도 하나의 가압모듈(410)을 장착한다. 가압모듈(410)을 장착한 후 사용자는 가압영역에 파손방지시트(500, 제3 파손방지시트)를 배치하여 가압부재(412)가 고정플레이트(200)에 직접적으로 접촉되는 것을 방지한다. 이후, 사용자는 가압 구동부(414)를 이용하여 가압부재(412)를 필요한 만큼 하강시켜 적층체(O)를 가압한다.
이때, 고정플레이트(200)는 가압부재(412)에 의해 가압되면서 고정샤프트(300) 및 수직 프레임(420)에 가이드 되어 적층체(O) 방향으로 슬라이드 이동되어 적층체(O)를 가압하게 된다.
이후, 사용자는 제어부(800)로 정보를 송신할 수 있도록 구비된 입력 장치를 이용하여 압력범위 또는 설정압력값을 설정한 후 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)를 가열 챔버로 이송한다.
가열 챔버로 이송된 적층체(O)는, 가열 챔버의 열기와 가열 챔버의 열기에 의해 가열된 지지플레이트(100) 및 고정플레이트(200)에 의해 가열되어 용접된다. 이때, 제1 관통홀(110) 및 제2 관통홀(210)을 통해 가열 챔버 내의 열기가 유입되어 적층체(O)가 효율적으로 가열될 수 있다.
한편, 적층체(O)가 용접되는 과정에서 적층체(O)가 열팽창되어 가압영역(A1~A9)에 가해지는 압력이 변경되는 경우, 압전센서로부터 측정정보를 수신한 제어부(800)가 각각의 가압영역(A1~A9)에 작용하는 압력이 설정된 압력범위 내로 또는 설정압력값으로 유지되도록 가압모듈(410)을 제어한다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그의 고정플레이트가 복수의 직방형 플레이트로 형성될 경우에 대한 이해를 돕기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이징 용접용 지그(1)의 고정플레이트(200)는 복수의 직방형 플레이트(220)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 복수의 직방형 플레이트(220)는 제2 관통홀(210)이 타공되고, 측면에 높이 방향을 따라 끼움홈(224)과 돌출부(222)가 형성될 수 있다. 여기서, 끼움홈(224)은 직방형 플레이트(220)의 측면에 높이 방향으로 형성된 홈이다. 또한, 돌출부(222)는 직방형 플레이트(220)의 측면에 높이 방향을 따라 돌출된 부분이며, 끼움홈(224)에 끼워질 수 있도록 대응되는 형상을 가진 부분이다.
고정플레이트(200)가 직방형 플레이트(220)를 이용하여 구성될 경우에는, 복수의 가압모듈(410)의 독립적 구동에 대응하여, 고정플레이트(200)를 구성하는 직방형 플레이트(220)들이 독립적으로 하강 가능한 효과가 있다.
일 예로, 복수의 직방형 플레이트(220) 중 하나의 직방형 플레이트(220)의 상측에 위치한 가압부재(412)만 하강하여 직방형 플레이트(220)를 가압하고 다른 가압부재(412)들은 하강하지 않는다고 가정하여 설명한다.
이 경우, 가압부재(412)에 의해 가압되는 직방형 플레이트(220)만 다른 직방형 플레이트(220)에 대하여 가압 방향으로 하강하게 된다. 이때, 하강하는 직방형 플레이트(220)의 돌출부(222)가, 이웃한 직방형 플레이트(220)의 끼움홈(222)에 삽입된 채 아래 방향으로 슬라이드된다.
한편, 도 6에 도시된 직방형 플레이트(220)의 수와 끼움홈(224) 및 돌출부(222)의 형상은 예시적인 것에 불과하며 본 발명의 권리 범위는 다양한 변경례를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술할 설명에서 수직 방향, 수평 방향은 본 발명의 이해를 돕기위하여 서술되었을 뿐, 본 발명이 해당 방향에 특정되도록 구성되는 것은 아니며, 본 발명은 다양한 변경례를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 브레이징 용접용 지그
100: 지지플레이트 110: 제1 관통홀
120: 마운팅홀 200: 고정플레이트
210: 제2 관통홀 220: 직방형 플레이트
222: 돌출부 224: 끼움홈
300: 고정샤프트 400: 가압부
410: 가압모듈 412: 가압부재
414: 가압 구동부 420: 수직 프레임
430: 수평 프레임 432: 장착홀
500: 파손방지시트 600: 체결부재
700: 센서부 800: 제어부
900: 배터리 910: 열전모듈
O: 적층체 S: 삽입공간
A1~A9: 가압영역

Claims (12)

  1. 복수의 금속부재가 적층된 적층체가 안착 가능하며, 복수의 제1 관통홀이 형성된 지지플레이트;
    상기 지지플레이트에 정합된 상태에서 상기 복수의 제1 관통홀 각각과 동일한 중심축을 가진 복수의 제2 관통홀이 형성되며, 상기 지지플레이트에 안착된 상기 적층체의 상측에 배치되어 자중으로 상기 적층체를 가압하는, 고정플레이트;
    다양한 안착 위치에 안착된 상기 적층체의 수평 방향을 지지할 수 있도록, 동축으로 배치된 상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀에 의해 정의되는 삽입공간들 중에 선택된 복수의 삽입공간에 각각 삽입되어 상기 적층체의 수평 방향을 지지하는 복수의 고정샤프트; 및
    상기 고정플레이트에 대하여 상측에 배치되는 가압부재와, 일단이 고정된 상태에서 타단에 연결된 상기 가압부재를 상기 고정플레이트에 대하여 승강시키는 가압 구동부를 포함하고, 상기 가압부재를 하강하여 상기 고정플레이트를 가압해 상기 적층체에 수직방향 가압력을 제공하는 복수의 가압모듈;
    상기 적층체가 상기 지지플레이트 상에 안착된 위치에 따라 상기 지지플레이트 상에 연결되는 위치가 조절되는 복수의 수직 프레임; 및
    상기 복수의 수직 프레임에 의해 지지되며, 상기 가압 구동부가 장착되어 상기 가압 구동부의 일단측의 위치를 고정하는 수평 프레임;을 포함하고,
    각각의 상기 가압모듈은 독립적으로 구동되어 상기 고정플레이트의 서로 다른 가압영역을 가압하며,
    상기 지지플레이트는,
    상기 고정플레이트보다 큰 면적을 갖도록 구성되며, 상기 적층체가 안착될 수 있는 내측 영역과 상기 수직 프레임이 연결될 수 있는 위치인 외측영역으로 구분되고,
    상기 외측영역에는 상기 복수의 수직 프레임이 상기 적층체의 안착 위치에 따라 선택적으로 연결될 수 있도록 복수의 마운팅홀이 형성된, 브레이징 용접용 지그.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 고정플레이트 상에서 복수의 상기 가압모듈 각각이 가압하는 가압영역에 배치되어 배치된 부분에 작용되는 압력을 감지하는 복수의 압전센서; 및
    상기 복수의 압전센서가 감지한 정보를 기반으로 각각의 상기 가압모듈을 독립적으로 제어하는 제어부;를 더 포함하는 브레이징 용접용 지그.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적층체가 가열 챔버 내에서 가열되며 열팽창에 의하여 형상이 변경되어 상기 적층체의 표면의 특정 부위에 작용하는 가압력이 소정 압력 범위를 이탈하는 것을 방지하기 위해, 상기 복수의 압전센서가 감지한 정보를 수신하여 각각의 상기 가압영역에 작용되는 압력이 상기 소정 압력 범위 이내가 되도록 상기 복수의 가압모듈을 제어하는, 브레이징 용접용 지그.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 가압모듈은,
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 가압 부재를 승강하기 위한 전력을 제공하는 배터리 및
    상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 적층체가 상기 가열 챔버 내에서 가열되는 동안 상기 가열 챔버의 열에너지를 기반으로 상기 배터리를 충전하는 열전모듈을 더 포함하는, 브레이징 용접용 지그.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 고정플레이트는,
    복수의 상기 가압모듈의 독립적 구동에 의해, 상기 고정플레이트를 구성하는 일부가 다른 일부에 대하여 독립적으로 하강될 수 있도록,
    상기 제2 관통홀이 타공된 복수의 직방형 플레이트를 서로 끼움 결합하여 형성되는, 브레이징 용접용 지그.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 직방형 플레이트는,
    측면에 높이 방향을 따라, 끼움홈과 이웃한 직방형 플레이트의 상기 끼움홈에 삽입되는 돌출부가 형성되는, 브레이징 용접용 지그.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 고정샤프트는,
    상기 적층체를 수평 방향으로 둘러싸도록,
    상기 복수의 제1 관통홀과 상기 복수의 제2 관통홀에 의해 정의된 복수의 삽입공간 중에 상기 지지플레이트에 안착된 상기 적층체의 테두리에 인접된 삽입공간들에 삽입되어 상기 적층체를 수평 방향으로 지지하는, 브레이징 용접용 지그.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 적층체의 표면의 구조적 형상에 의해 특정 부위에 응력이 집중되어 상기 적층체가 파손되는 것을 방지하기 위해, 접촉되는 상기 적층체의 표면의 형상에 따라 변형하도록 탄성력 있는 소재로 구비되며 상기 지지플레이트와 상기 적층체의 사이 및 상기 고정플레이트와 상기 적층체의 사이에 배치되는 파손방지시트;를 더 포함하는, 브레이징 용접용 지그.
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