KR200213969Y1 - 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 플라스틱 보스(boss)를 융착하는 카트리지형 히터에 관한 것으로, 종래의 카트리지 히터는 하우징에 삽입되어 다시 팁과 결합되기 때문에 열손실이 많은 문제점을 해결한 것이다. 이를 위해 본 고안에 따른 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터는, 전기를 공급받아 발열하는 발열체와; 상기 발열체를 삽입하여 수용하며, 일측 종단에는 팁(43)을 나사결합시킬 수 있도록 나사산(41a)이 형성된 금속관(41)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 이러한 본 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터는, 금속관의 종단에 나사산을 형성하여 팁을 바로 결합시킬 수 있도록 구성함으로써 히터가 발열한 열이 바로 팁으로 전달되어 종래와 달리 중간단계의 열손실이 감소하는 이점이 있다. 따라서, 융착기의 전력소비를 줄일 수 있고, 팁을 작업온도까지 상승시키는 시간이 줄어들어 작업시간이 단축되어 생산성의 향상을 가져오는 이점이 있다. 본 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터는 보스 융착기의 히터로 사용하면 유용하다.

Description

플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터{cartridge heater for welding plastic boss}

본 고안은 플라스틱 보스(boss)를 융착하는 카트리지형 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열손실을 최소화한 카트리지 히터에 관한 것이다.

플라스틱 보스는 플라스틱 사출물에 이종의 재질을 갖는, 예를 들면, 고무패킹과 같은 부재를 고정시키기 위해 흔히 사용되는 구조로서 보스에 부재를 삽입한 다음 보스의 상단부를 융착시켜 부재가 이탈되지 못하도록 하고 있다. 도1은 플라스틱 보스의 일예를 보인 것으로서, 자동차 시트의 측면을 구성하는 부품의 내측면 일부를 보인 것이다. 도1을 살펴보면, 보스(1)는 원통형으로 구성되어 부재에 삽입되는 돌기부(1a)와, 4개의 판형상으로 구성되어 상기 돌기부(1a)를 4방향에서 지지할 뿐만 아니라 돌기부(1a)에 삽입된 부재를 소정의 높이상에 지지해주는 지지부(1b)로 구성된다.

도2는 도1의 보스상에 부재인 고무패킹(3)을 삽입시킨 다음, 융착하여 부재를 사출물에 고정시킨 상태를 보인 것이다. 이러한 공정은 부재가 보스로부터 이탈하지 못하도록 보스의 돌기부(1a)의 상단부를 가열한 뒤 팁으로 압착하여 머리를 만듬으로써 이루어진다. 일반 산업용품의 경우에는 보통 도2와 같이 다수개의 보스가 한 쌍을 이루게 된다. 따라서, 제조현장에서는 생산성을 높이기 위해 이러한 보스를 한번의 공정으로 융착시킬 필요가 있으며 이에 따라 플라스틱 보스를 융착해주는 융착기가 개발되어 사용되고 있다. 도3은 플라스틱 보스 융착기의 예를 보인 것으로, 도3의 보스 융착기는 앞서 살펴본 도1의 시트측면커버 2개를 동시에 융착하도록 설계된 것이다.

도3의 보스 융착기는 하측의 지그(11)와 상측의 히터부(13)가 각각 2개씩 구성된다. 상기 지그(11)는 도1의 시트측면커버를 고정 장착하기 위한 것이고, 상기 히터(13)는 보스를 융착시키기 위한 구성이다. 상기 히터부(13)는 소형의 카트리지 히터를 다수개 배열해놓은 것으로써, 융착시키려 하는 보스의 수와 배열모양에 맞게 다수개 세팅해 놓은 것이다.

보스를 융착하는 과정은, 지그(11)에 시트측면커버를 장착하고, 스위치를 누르면 상측의 보스 융착용 히터(13)가 하향하여 상기 시트측면커버의 보스를 일시에 융착하게 된다. 융착후의 보스 상태는 앞서의 도2와 같다.

도3의 카트리지 히터를 자세히 도시한 것이 도4와 도5이다. 도4는 카트리지 히터 자체를 도시한 것이고, 도5는 상기 도4의 카트리지 히터와 결합되어 보스를 일정한 형상으로 융착시키는 팁을 도시한 것이다.

도4를 참조하면, 종래의 카트리지 히터는 원통형의 금속관(21)과, 상기 금속관(21)의 내부에 내장되어 전기를 공급받아 발열하는 발열체로 구성된다. 상기 발열체에는 서모커플이 함께 삽입되어 발열 온도를 센싱하게 된다. 상기 금속관(21)의 일측은 폐쇄되어 있고, 금속관(21)의 타측에는 발열체에 전기를 공급하기 위한 전선과 상기 서모커플의 전선이 각각 2가닥씩 노출된다. 상기 금속관(21)의 재질은 보통 스테인레스이며, 금속관(21)은 내부의 발열체가 발열한 열을 외부로 전달한다.

상기와 같이 구성된 종래의 카트리지 히터는 하우징에 쌓여 도5의 팁과 결합된다.

도5를 참조하면, 팁의 일측은 종단이 뾰족한 형상으로 구성되고, 타측은 잘록한 원통형으로 구성된다. 그리고 재질은 보통 알루미늄이다. 상기 일측은 보스를 일정한 형상으로 형상화시키는 지그역할을 하는 부분(형상부,31)이고, 상기 타측은 카트리지 히터측과 결합시키기 위한 부분(결합부,33)이다. 상기 결합부(33)의 내부에는 나사산이 형성되어 있어 히터측과 결합이 가능하도록 구성되어 있다.

도4에 도시된 바와 같이 카트리지 히터의 외부는 매끄러운 원통이기 때문에 도5의 팁과 바로 결합시킬 수 없다. 따라서, 외부에 나사산이 형성된 하우징에 상기 카트리지 히터를 삽입하고 상기 하우징에 팁을 나사결합시키게 된다.

열의 전도측면에서 살펴보면, 히터의 발열체가 발열한 열이 금속관(21)과 하우징을 거쳐 팁으로 전달된다. 따라서, 팁의 온도가 올라가게 되고 이에 따라 플라스틱 재질의 보스를 용융시킬 수 있을 정도의 높은 온도까지 상승하게 되는 것이다.

그러나 이상 살펴본 종래의 카트리지 히터는 하우징에 삽입되어 다시 팁과 결합되기 때문에 열손실이 많다는 문제점이 있다.

히터의 열이 하우징을 거쳐 팁으로 전달되므로 하우징을 가열시키는 열만큼 손실이 발생하게 된다. 또한 하우징이 히터의 금속관을 완전히 삽입시킬 수 있을 정도의 길이(약 10cm)를 갖는 반면, 팁은 하우징의 종단 약 1~2 cm 정도와 결합되기 때문에 그외 즉, 하우징과 팁이 만나지 않는 부분은 공기와 접촉하게 되어 공기를 통한 열손실이 발생하게 된다. 따라서, 팁을 소정의 온도까지 가열시키는데 에너지소모가 많으며, 소정의 온도까지 가열시키는데 걸리는 시간이 증가하게 되는 문제점이 있다. 팁이 소정의 온도까지 가열되어야 보스 융착을 실시하게 되는데 가열에 걸리는 시간이 증가하게 되면 그만큼 작업시간이 늘어나게 되고, 이에 따라 생산성의 저하를 초래하게 된다.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 열손실이 적은 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 플라스틱 보스의 구조를 보인 도.

도2는 도1의 보스에 부재를 삽입후 융착을 실시한 후를 보인 도.

도3은 플라스틱 보스 융착기를 보인 도.

도4는 종래의 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터의 사시도.

도5는 플라스틱 보스 융착용 팁을 보인 사시도.

도6은 본 고안의 일 실시예에 따른 카트리지 히터의 사시도.

도7은 도6의 히터에 팁을 결합시킨 모습을 보인 사시도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 보스 3 : 고무패킹

21,41 : 금속관 41a : 나사산

43 : 팁

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터는, 전기를 공급받아 발열하는 발열체와; 상기 발열체를 삽입하여 수용하며, 종단에는 팁을 나사결합시킬 수 있도록 나사선이 형성된 금속관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터를 상세히 설명한다. 도6은 본 고안의 일 실시예에 따른 카트리지 히터의 사시도이고, 도7은 도6이 카트리지 히터에 팁을 결합시킨 사시도이다.

도6을 참조하면, 본 카트리지 히터는 금속관(41)의 일측종단으로부터 나사산(41a)이 형성된다. 그리고 금속관(41)의 타측종단에는 전선이 4가닥 인출된다.

상기 금속관(41)은 종래와 동일하게 내부의 발열부를 수용하기 위한 금속관으로서 재질은 스테인레스로 하여 구성하였다. 그리고 상기 4가닥의 전선중 2가닥은 서모커플용이다. 서모커플은 카트리지 히터의 온도에 비례한 전기신호를 융착기의 제어부측으로 출력하여 제어부가 카트리지 히터의 온도를 제어하도록 한다. 4가닥의 전선중 나머지 2가닥은 히팅용이다.

다음으로, 상기 금속관(41)의 나사산(41a)은 팁을 결합시킬 수 있을 정도의 길이로 형성하였으며, 본 실시예에서는 부재를 이용하여 나사산(41a)을 먼저 가공한 다음 상기 금속관(41)에 삽입하여 용접하여 일체로 구성하였다. 이는 종래의 카트리지 히터에 나사산부재만을 용접하여 사용할 수 있도록 구성한 것이다. 그러나 본 실시예를 따르지 않고 금속관(41)의 직경을 팁의 내경만큼 크게 하여 카트리지 히터를 구성한 다음, 금속관(41)의 외표면에 나사산을 소정의 길이만큼 형성하는 것도 가능하다.

도6의 금속관(41)의 외표면에 나사산(41a)이 형성된 카트리지 히터를 팁(43)과 결합시킨 것이 도7이다. 도7을 참조하면, 종래와 달리 카트리지 히터와 팁사이에 결합을 위한 하우징이 생략된다. 따라서, 카트리지 히터가 발열한 열은 손실없이 바로 팁까지 전달된다. 열손실이 줄어드는 만틈 전력소비가 줄어들고 또한, 팁이 소정의 온도까지 도달하는데 드는 시간이 줄어듬으로써 작업시간이 대폭 단축되는 이점이 발생한다.

이상 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터는 금속관(41)의 종단에 나사산(41a)을 형성하여 팁을 바로 결합시킬 수 있도록 구성함으로써 히터가 발열한 열이 바로 팁으로 전달되어 종래와 달리 중간단계의 열손실이 감소하는 이점이 있다. 따라서, 융착기의 전력소비를 줄일 수 있고, 팁을 작업온도까지 상승시키는 시간이 줄어들어 작업시간이 단축되어 생산성의 향상을 가져오는 이점이 있다. 본 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터는 보스 융착기의 히터로 사용하면 유용하다.

Claims (1)

1. 전기를 공급받아 발열하는 발열체와;

   상기 발열체를 삽입하여 수용하며, 일측 종단에는 팁(43)을 나사결합시킬 수 있도록 나사산(41a)이 형성된 금속관(41)을 포함하여 구성되는 플라스틱 보스 융착용 카트리지 히터.