KR102551201B1 - 열 융착 장치 - Google Patents

Abstract

조립성이 우수하고 외부 충격에 의한 틈을 방지하여 수분이 유입되지 않도록 한 열 융착 장치가 개시된다. 상기 열 융착 장치는, 케이블과 발열유닛 사이의 경계에서 케이블 부분을 감싸는 실 테이프(seal tape)를 구비하고, 히터 고정너트가 발열유닛의 타단에 결합하여 실 테이프가 직경방향으로 압착되도록 한다.

Description

열 융착 장치{Heat welding apparatus}

본 발명은 열 융착 장치에 관한 것으로, 특히 조립성이 우수하고 외부 충격에 의한 틈을 방지하여 수분이 유입되지 않도록 한 열 융착 장치에 관련한다.

차량용 부품에서 플라스틱 부품 간의 결합은 다양한 장점으로 인해 종래 나사나 리벳을 이용한 결합으로부터 열 융착에 의한 결합으로 바뀌어 가고 있는 추세이다.

통상, 열 융착에는 열 융착 장치가 사용되는데, 본 발명의 출원인에 의해 출원되어 등록된 국내 등록특허 제2191713호는, 내부에 발열체가 수용된 로드(rod) 형상의 케이싱을 구비하고, 일단으로 케이블이 연장되는 발열유닛; 접착제를 개재하여 상기 발열유닛의 일단을 감싸는 통 형상의 지지 소켓; 내부에 관통구멍이 형성된 통 형상의 단일 몸체로 이루어져 상기 발열유닛과 상기 지지 소켓을 내부에 수용하되 상기 발열유닛의 타단이 노출되도록 하는 쉘(shell); 및 상기 쉘의 일단 내측에 나사 결합되어 상기 지지 소켓을 접촉 가압하는 고정 소켓을 포함하며, 상기 쉘의 관통구멍의 한 지점에 걸림 턱이 형성되어 상기 지지 소켓의 단부가 상기 걸림 턱에 걸려 안착되고, 상기 걸림 턱에서 상기 쉘의 타단까지의 상기 관통구멍의 내경은 상기 발열유닛의 케이싱의 외경보다 크게 형성되고, 상기 쉘의 타단에 상기 발열유닛의 케이싱 표면에 밀착하는 접촉부가 형성되는 것을 특징으로 하는 열 융착 장치를 개시하고 있다.

상기의 특허에서, 지지 소켓과 발열유닛 사이에 세라믹 접착제를 사용하는데, 세라믹 접착제가 외부의 충격에 의해 깨지기 때문에 깨진 틈 사이로 수분이 유입된다는 단점이 있다.

또한, 접착제를 도포하는 과정에서 주변이 오염되는 단점이 있고, 도포된 접착제를 건조하는 공정이 반드시 필요하기 때문에 수율이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 지지 소켓과 고정 소켓을 별도로 제작해서 나사 결합해야 하기 때문에 조립공정이 복잡하고, 특히 결합 공정 중에 케이블과 히터의 경계 부분을 다수 회 접촉할 수밖에 없어 품질의 신뢰성이 떨어진다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 접착제를 적용하지 않는 열 융착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 조립성을 향상시키고 품질의 신뢰성을 높일 수 있는 열 융착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 조립공정 중에 케이블의 연결 부분이 신뢰성 있게 연결될 수 있도록 하는 열 융착 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 내부에 발열체가 수용되고 일단으로 케이블이 연장되는 로드(rod) 형상의 발열유닛; 상기 케이블과 상기 발열유닛 사이의 경계에서 상기 케이블 부분을 감싸 해당 부분을 두껍게 하는 실 테이프(seal tape); 내부에 관통구멍이 형성되고, 상기 발열유닛의 타단에 결합하는 히터 고정너트; 상기 발열유닛의 일단으로부터 끼워져 상기 히터 고정너트에 결합하는 쉘(shell); 및 상기 케이블을 감싸 상기 히터 고정너트의 타단에 결합하는 케이블 보호구를 포함하며, 상기 히터 고정너트는 상기 발열유닛에 끼워져 결합할 때, 상기 실 테이프에 의해 두꺼워진 부분을 강제로 압착하여 상기 히터 고정너트의 관통구멍을 막아 외부로부터 수분 유입을 방지하고, 외부로부터 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 열 융착 장치에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 발열유닛의 일단 외면에 폴리머 접착제가 도포되고, 펀칭에 의해 상기 폴리머 접착제가 도포된 부분에 대응하는 상기 히터 고정너트와 상기 발열유닛에 노치가 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 히터 고정너트는 내부에 관통구멍이 형성된 단일의 몸체로 이루어지고, 상기 관통구멍의 전방 입구로부터 한 지점에 걸림 턱이 형성되고, 후방 입구 주변의 외주면을 따라 접촉돌기가 돌출되고, 상기 후방 입구로부터 외주면의 한 지점에 걸림돌기가 돌출 형성되고, 상기 걸림돌기의 앞부분의 외면에 나사가 형성된다.

바람직하게, 상기 히터 고정너트와 상기 발열유닛이 겹치는 부분은 스폿 용접될 수 있다.

상기의 구조에 의하면, 접착제를 사용하지 않기 때문에, 접착제가 외부의 충격에 의해 깨져 틈이 형성되어 수분이 유입되는 문제나 주변이 오염되는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 단일체의 히터 고정너트를 사용함으로써 조립성을 향상시키고 품질의 신뢰성을 높일 수 있다.

특히, 조립공정 중에 케이블의 연결 부분을 단 한번 접촉함으로써 해당 부분이 신뢰성 있게 연결되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열 융착 장치를 보여준다.
도 2는 각 구성 부분을 분해해서 보여준다.
도 3은 각 구성부분을 상세하게 보여준다.
도 4(a) 내지 4(e)는 열 융착 장치를 조립하는 과정을 보여준다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열 융착 장치를 보여주고, 도 2는 각 구성 부분을 분해해서 보여주고, 도 3은 각 구성부분을 상세하게 보여준다.

발열유닛(140)은 케이싱에 의해 로드(rod) 형상이고, 내부에 히터가 수용되며, 일단에 열 융착용 지그(미도시)가 장착되고 타단에 히터에 연결되는 전원선과 제어선(150)(이하, '케이블'이라 함)이 연장된다.

발열유닛(140)은 본 발명의 출원인에 의한 특허출원 제2018-5546호에 기재된 발열유닛이 적용될 수 있는데, 이 특허출원은 여기에 참조로 포함된다.

본 발명에 의하면, 도 2와 같이, 발열유닛(140)과 케이블(150)의 사이의 경계에서, 케이블(150) 부분에 실 테이프(seal tape)(152)가 감긴다.

케이블(150) 중 전원선은 충분히 기계적 강도가 확보되기 때문에 실 테이프(152)로 케이블(150)만 감아도 충분하며, 전원선과 제어선 모두 충분한 강도가 확보되지 않는다면 발열유닛(140)의 단부를 일부 포함하도록 실 테이프(152)를 감을 수도 있다.

실 테이프(152)는, 잘 알려진 것처럼, 나사식 결합형 관이음 등으로부터의 누출을 방지하기 위하여 사용되는 테이프이며, 본 발명에서는 실 테이프(152)를 발열유닛(140)과 케이블(150)의 사이의 경계에서 실 테이프(152)를 감아 해당 부분의 직경이 두꺼워지도록 한다.

히터 고정너트(120)는 발열유닛(140)의 타단에 결합하여 실 테이프(152)가 직경방향으로 압착되도록 한다.

도 3(a)을 보면, 히터 고정너트(120)는 내부에 관통구멍(121)이 형성된 단일의 몸체로 이루어지는데, 관통구멍(121)의 전방 입구로부터 한 지점에 걸림 턱(122)이 형성된다.

또한, 후방 입구 주변의 외주면을 따라 접촉돌기(126)가 돌출되고, 후방 입구로부터 외주면의 한 지점에 걸림돌기(124)가 돌출 형성되는데, 후술하는 것처럼, 접촉돌기(126)는 합성수지 재질의 케이블 보호구(110)가 끼워져 빠지지 않도록 하고, 걸림돌기(124)는 케이블 보호구(110)가 히터 고정너트(120)에 끼워지는 한계를 정해준다.

걸림돌기(124)의 앞부분의 외면에는 나사(123)과 형성되어 후술하는 쉘(130)의 나사와 결합한다.

쉘(130)은 통 형상의 단일의 몸체로 이루어져 발열유닛(140)을 내부에 수용하고 일단이 히터 고정너트(120)와 나사 결합하고 폴리머 접착제를 개재하여 고정된다.

쉘(130)의 내부에는 관통구멍이 형성되고, 일단의 내부에 나사(133)가 형성되어, 상기한 것처럼, 히터 고정너트(120)의 나사(123)와 나사 결합한다.

도 3(b)과 같이, 케이블 보호구(110)는 나사와 같은 형상의 요철이 외면에 형성되어 가요성을 가지며, 상기한 것처럼, 히터 고정너트(120)의 후방 부분을 내부에 수용하도록 히터 고정너트(120)가 케이블 보호구(110)에 압입된다.

이하, 열 융착 장치를 조립하는 과정에 대해 설명한다.

도 4(a) 내지 4(b)는 열 융착 장치를 조립하는 과정을 보여준다.

먼저, 도 4(a)와 같이, 발열유닛(140)과 케이블(150)의 사이의 경계 부분, 즉 케이블(150)이 발열유닛(100)으로부터 노출되는 부분을 중심으로 실 테이프(seal tape)(152)를 감는다.

이어, 도 4(b)와 같이, 발열유닛(140)의 일단 외면에 폴리머 접착제(142), 가령 록타이트(loctite)를 도포한다.

여기서, 록타이트(142)의 도포는 필수적이지 않으며, 발열유닛(140)의 강제 압입에 의해 충분히 히터 고정너트(120)와 결합할 수 있다.

또한, 록타이트를 도포함과 동시에 펀칭에 의해 히터 고정너트(120)에 노치를 형성함으로써 히터 고정너트(120)이 회전하지 않도록 할 수 있다.

선택적으로, 록타이트를 도포하고 펀칭에 의해 노치를 형성하는 대신에 제조원가가 증가하더라도 스폿 용접 등에 의해 확실하고 단단하게 결합할 수 있다.

도 4(c)를 보면, 히터 고정너트(120)를 케이블(150)을 통하여 발열유닛(100)의 일단에 끼우는데 히터 고정너트(120)의 걸림턱(122)에 발열유닛(140)의 일단이 걸릴 때까지 끼우며, 그 결과 히터 고정너트(120)의 전방 입구를 통하여 실 테이프(152)의 두꺼운 부분이 강제로 끼워지면서 실 테이프(152)가 직경방향으로 압착되면서 히터 고정너트(120)의 관통구멍(121)을 막는다.

이와 함께, 히터 고정너트(120)의 전방 입구 내면이 폴리머 접착제(142)에 의해 발열유닛(140)의 일단 외면에 접착된다.

이러한 구조에 의하면, 히터 고정너트(120)의 관통구멍(121)이 실 테이프(152)에 의해 막혀 외부로부터 수분이 유입되는 것을 방지하고, 외부로부터 충격이 가해져도 감긴 실 테이프(152)는 탄성을 갖기 때문에 오히려 충격을 흡수할 수 있다.

또한, 탄성을 갖는 폴리머 접착제(142)에 의해 부차적으로 발열유닛(140)과 히터 고정너트(120)이 단단히 결합하며, 접착제(142) 사이에 틈이 생기더라도 이미 실 테이프(152)에 의해 수분 유입이 차단되어 있어 문제가 되지 않는다.

도 4(d)를 참조하면, 쉘(130)을 발열유닛(140)의 전방으로부터 끼워 끝부분이 히터 고정너트(120)에 고정되도록 한다. 이때, 쉘(130)의 단부는 히터 고정너트(120)의 걸림돌기(124)에 걸리면서 삽입이 완료된다.

히터 고정너트(120)의 나사(123)에 록타이트를 도포하고, 쉘(130)의 나사(133)를 히터 고정너트(120)의 나사(123)와 나사 결합하여 쉘(130)을 고정한다.

이어, 도 4(e)와 같이, 케이블 보호구(110)의 전방으로부터 히터 고정너트(120)의 접촉돌기(126)가 끼워지도록 하여 케이블 보호구(110)의 일단이 걸림돌기(124)에 걸릴 때까지 강제로 압입한다.

케이블 보호구(110)는 탄성과 유연성을 구비하여 히터 고정너트(120)의 접촉돌기(126)에서 벌어지면서 끼워지고 다시 복원되기 때문에 히터 고정너트(120)의 접촉돌기(126)에 걸려 히터 고정너트(120)로부터 쉽게 빠지지 않는다.

상기와 같은 조립 과정을 통하여 열 융착 장치를 완성하게 된다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있으며, 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

110: 케이블 보호구
120: 히터 고정너트
130: 쉘(shell)
140: 발열유닛
142: 폴리머 접착제
150: 케이블
152: 실 테이프

Claims (4)

1. 내부에 발열체가 수용되고 타단으로 케이블이 연장되는 로드(rod) 형상의 발열유닛;
   상기 케이블과 상기 발열유닛 사이의 경계에서 상기 케이블 부분을 감싸 해당 부분을 두껍게 하는 실 테이프(seal tape);
   내부에 관통구멍이 형성되어 상기 발열유닛의 타단으로부터 상기 발열유닛에 결합하고, 길이방향 중간 부분에 걸림돌기가 돌출 형성되고, 상기 걸림돌기의 전방의 외면에 나사가 형성된 히터 고정너트;
   상기 발열유닛의 일단으로부터 끼워져 상기 히터 고정너트의 걸림돌기에 타단이 접촉하고 상기 히터 고정너트의 나사와 나사 결합하는 쉘(shell); 및
   상기 케이블을 감싸 상기 히터 고정너트에 결합하는 케이블 보호구를 포함하며,
   상기 히터 고정너트는, 상기 발열유닛에 끼워져 결합할 때, 상기 실 테이프에 의해 두꺼워진 부분을 강제로 압착하여 상기 실 테이프가 상기 히터 고정너트의 관통구멍을 막도록 함으로써 외부로부터의 수분 유입을 방지하고, 외부로부터의 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 열 융착 장치.
2. 청구항 1에서,
   상기 발열유닛의 타단 외면에 폴리머 접착제가 도포되고, 펀칭에 의해 상기 폴리머 접착제가 도포된 부분에 대응하는 상기 히터 고정너트와 상기 발열유닛에 노치가 형성되는 것을 특징으로 하는 열 융착 장치.
3. 청구항 1에서,
   상기 히터 고정너트는,
   단일의 몸체로 이루어지고,
   상기 관통구멍의 전방 입구로부터 한 지점에 걸림 턱이 형성되고,
   후방 입구 주변의 외주면을 따라 접촉돌기가 돌출된 것을 특징으로 하는 열 융착 장치.
4. 청구항 1에서,
   상기 히터 고정너트와 상기 발열유닛이 겹치는 부분은 스폿 용접되는 것을 특징으로 하는 열 융착 장치.
   

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