KR20040014022A - 히트파이프의 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트파이프의 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 파이프 내부의 진공도를 높이고 마개에 형성되어 있는 주입공의 밀폐작업을 극히 용이하게 할 수 있도록 하여 불량률이 적고 성능이 우수한 고품질의 히트파이프를 제조할 수 있는 제조방법 및 장치를 제공코자 한 것이다.

즉, 본 발명은 진공펌프(25)에 의해 진공되는 진공실린더(13) 상측방향에는 선단에 함몰형 치구(16a)가 형성되어 있는 회전축(16)을 밀폐 가능하게 축설치하여 모터(18)에 의해 회전되도록 하고, 그 반대측으로는 래크(28)와 피니언(30)에 의해 이동하는 이송대판(31)을 설치하고, 이송대판(31)상에 척(33)이 내장되어 있는 척결합구(32)를 고정 설치하여 파이프(2)를 클램핑 및 언클램핑할 수 있도록 하여 이송대판(31)의 이동으로 진공실린더(13) 내로 이동하는 히트파이프(1)의 상측 마개(3)에 형성되어 있는 주입공(5)을 통하여 내부 공기를 흡출하여 진공되도록 한 후 주입공(5)이 형성되어 있는 돌출부(4)를 회전하는 치구(16a)로 가압 마찰하여 주입공(5)이 함몰되면서 밀폐되도록 한 것으로, 불량률을 획기적으로 줄일 수 있으면서도 상온상태에서 고품질의 제품을 생산할 수 있게 한 것이다.

Description

히트파이프의 제조방법 및 장치{Apparatus and method for manufacturing heat pipe}

본 발명은 히트파이프의 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 파이프 내부의 진공도를 높이고 마개에 형성되어 있는 주입공의 밀폐작업을 극히 용이하게 할 수 있도록 하여 불량률이 적고 성능이 우수한 고품질의 히트파이프를 제조할 수 있는 제조방법 및 장치를 제공코자 한 것이다.

일반적으로 히트파이프는 일정한 길이로 절단한 스테인리스(Steinless) 또는 동 파이프의 양단에 마개를 용접 부착하여 밀폐시키면서 파이프의 내부를 진공상태로 조성하고, 동시에 내부에는 적당량의 열전도성 조성물을 장입시켜서 구성된다.

이와 같이 구성되는 히트파이프의 제조방법 및 장치로는 특허 제71398호의 기술을 들 수 있다.

즉, 제조방법으로는 양단에 마개를 용접 부착하여 밀폐되게 하는 내부를 진공상태가 되게 함과 동시에 일정량의 열전도성 조성물을 주입하여 히트파이프를 제조함에 있어서, 상기 양단의 마개들 중 일측 마개의 중앙에는 주입공을 뚫어 이를 통해 열전도성 조성물을 파이프 내에 일정량 주입한 후, 상기 주입공측이 상부가 되게 파이프를 세워고, 이 파이프의 상부를 진공·용접장치의 진공실린더 내에 하부로부터 기밀이 유지되게 삽입하여 고정되게 한 상태에서 상기 진공·용접장치를 동작시켜 파이프 내부의 공기만을 흡출하여 파이프 내부가 진공상태로 유지되게 하면서 주입공을 아크 용접하여 밀폐시키는 방법을 이용하여 히트파이프를 제조할 수 있도록 한 것이다.

그리고 제조장치로는 일정량의 열전도성 조성물을 주입시킨 파이프를 주입공측을 상부로 하여 기밀이 유지되게 삽입시켜 고정토록 하는 삽입관을 마련한 진공실린더에 진공탱크 및 압축기와 관체 연결하여 진공실린더 내부를 진공시킨 상태에서, 진공실린더 내부에서 승강 가능하게 설치되어 있는 아크용접기에 의해 파이프의 상단 마개에 관통되어 있는 주입공을 용접할 수 있게 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 종래의 히트파이프 제조방법 및 장치에 의하면 파이프 내부를 진공상태로 만들고 주입구를 용접의 방법으로 밀폐하는 기술이나, 이의 경우 용접을 행할 시에 다량의 불응축 가스가 발생하여 제품의 성능에 직접적으로 영향을 주게되는 열전도성 등을 저하시키는 문제점, 정확한 용접이 어려운 관계로 불량률이 증가하여 생산 단가가 앙등되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명자는 상기한 바와 같은 종래의 히트파이프 제조방법 및 장치의 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 파이프 일측으로 결합되어 있는 마개에 테이퍼형으로 돌출부를 형성하고 이에 주입구를 형성하여 진공된 상태에서 주입구가 형성되어 있는 돌출부를 가압 마찰에 의하여 파이프 내부를 밀폐하도록 한 방법과 장치를 제공하여 진공도 및 열전도성이 우수하면서도 불량률이 극히 적은 히트파이프를 제조할 수 있는 제조방법과 장치를 제공함에 본 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 제조되는 히트파이프의 단면 구성도

도 2는 본 발명의 진공, 밀폐장치의 개략적인 구성도

도 3은 본 발명의 진공, 밀폐장치의 개략적인 평면도

도 4는 본 발명의 요부 발췌 확대 단면도

도 5는 본 발명의 이송대판 등의 결합상태를 보인 단면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:히트파이프2:(동) 파이프

3,3'마개4:돌출부

5:주입공6:열전도성 조성물

10:진공, 밀폐장치11:본체

12:설치판13:진공실린더

14,15:커버16:회전축

16a:치구17:베어링

18:모터19:오일실

20:가스킷21:조임헤더

21a:끼움공22:진공탱크

23:관체24:모터

25:진공펌프26:체크밸브

27:진공게이지28:래크

29:가이드30:피니언

30a:피니언축30b:회동대

31:이송대판32:척결합구

33:척34:손잡이

도 1은 본 발명에 의해 제조되는 히트파이프의 단면 구성도를 도시한 것으로서, 이는 동 파이프(2)의 양단에 마개(3)(3')를 용접하되, 상측 마개(3)의 중앙으로는 주입공(5)이 형성된 테이퍼형 돌출부(4)를 형성하고, 주입공(5)으로는 액체, 또는 겔(Gel)상의 열전도성 조성물(6)을 주입한 후, 이 주입공(5)을 통하여파이프(2) 내부의 공기를 흡출하여 진공상태가 되도록 한 다음 돌출부(4)를 회전하는 치구(16a)로 가압 마찰하여 주입공(5)이 함몰되면서 밀폐되도록 하여 히트파이프(1)를 완성하도록 한 것이다.

도 2는 본 발명의 진공, 밀폐장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 진공, 밀폐장치의 개략적인 평면도를 도시한 것이며, 도 4는 본 발명의 요부 발췌 확대 단면도, 도 5는 본 발명의 이송대판 등의 결합상태를 보인 단면도를 도시한 것이다.

본 발명은 파이프(2)의 양단에 마개(3)(3')를 용접 부착하는 공정과, 마개(3)에 형성되어 있는 주입공(5)으로 액체, 또는 겔(Gel)상의 열전도성 조성물(6)을 주입하는 공정과, 열전도성 조성물(6)이 주입된 파이프(2)의 주입공(5)이 상측으로 위치되게 척(33)으로 클램핑하여 진공실린더(13)에 내입하는 공정과, 진공펌프(25)를 가동하여 진공실린더(13)를 진공시키는 공정과, 진공된 상태의 진공실린더(13) 내에서 파이프(2)의 상단 마개(3)에 형성되어 있는 주입공(5)을 밀폐하는 공정과, 주입공(5)을 밀폐한 후 파이프(2)를 척(33)에서 분리하는 공정과 밀봉상태 등을 최종적으로 검사하는 공정으로 이루어지는 바,

본 발명에서는 파이프(2) 일단에 용접 부착되는 마개(3)에 주입공(5)이 형성된 테이퍼형 돌출부(4)를 형성하여 열전도성 조성물(6)을 주입하는 공정과, 열전도성 조성물(6)이 주입된 파이프(2)의 주입공(5)이 상측으로 위치되게 척(33)으로 고정하여 진공실린더(13)에 내입하는 공정과, 진공펌프(25)를 가동하여 진공실린더(13)를 진공시키는 공정을 행한 후 진공실린더(13) 내에서 회전하고 있는 치구(16a)에 주입구(5)가 형성되어 있는 테이퍼형 돌출부(4)를 가압 마찰하여 주입구(5)가 밀폐되도록 한 것이다.

이하에서 상기 제조방법을 가능하게 하는 장치 즉, 마개(3)(3')에 의해 밀폐된 파이프(2) 내부를 진공한 상태로 주입구(5)를 밀폐하는 진공, 밀폐장치(10)를 첨부 도면에 의거하여 설명하기로 한다.

본 발명의 제조장치로 제공되는 진공, 밀폐장치(10)는 도시된 바와 같이 상측으로 경사진 설치판(12)을 갖는 본체(11)의 설치판(12) 상에 진공실린더(13)를 경사지게 고정하고, 진공실린더(13) 상하측으로는 커버(14)(15)를 결합 고정한다.

진공실린더(13) 상측에 고정되어 있는 커버(14)에는 단부에 함몰형 치구(16a)가 형성되어 있는 회전축(16)을 베어링(17)에 축지지되게 결합하여 모터(18)로 구동되도록 하되, 회전축(16) 상에는 수 개의 오일실(19)과 가스킷(20)을 끼워 진공실린더(13) 내부가 밀폐되도록 하고, 진공실린더(13) 하측에 고정되는 커버(15)에는 파이프(2)가 끼움되는 끼움공(21a)을 갖는 조임헤드(21)를 결합하고, 조임헤드(21) 내측으로는 수 개의 오일실(19)과 가스킷(20)을 위치시켜 끼움공(21a)을 통해 끼워지는 파이프(2)와 면접되어 진공실린더(13) 내부가 밀폐되도록 한다.

그리고 진공실린더(13) 하측으로는 진공탱크(22)와 관체(23)로 연결하고, 진공탱크(22)는 모터(24)에 의해 구동되는 진공펌프(25)와 관체(23)로 연결하여 진공실린더(13) 내부를 진공할 수 있도록 하되, 진공실린더(13)와 진공탱크(22)를 연결하는 관체(23)상에는 일방향으로만 공기의 흐름을 제어하는 체크밸브(26)를 설치하여 진공을 보다 효율적으로 행할 수 있게 하며, 진공실린더(13) 상측으로는 진공게이지(27)를 설치하여 진공실린더(13) 내부의 진공상태를 육안으로 쉽게 식별할 수 있게 한다.

한편 진공실린더(13) 하측에 결합 고정되는 커버(15)의 외측 설치판(12)상에는 진공실린더(13)와 동일중심선상에 래크(28)가 중앙에 고정된 가이드(29)를 고정하고, 그 상측으로는 래크(28)와 기어물림되는 피니언(30)이 축결합되는 이송대판(31)을 결합하여 피니언축(30a)상에 결합되어 있는 회동대(30b)에 의해 이송대판(31)이 래크(28)을 따라서 상하 이동되도록 하며, 이송대판(31)에는 상기 조임헤드(21)와 동일중심을 갖는 척결합구(32)를 설치하고 이에는 손잡이(34)에 의해 작동하는 척(33)을 결합하여 척결합구(32)와 조임헤드(21)를 통과해 진공실린더(13) 내부로 끼워지는 파이프(2)를 클램핑 또는 언클램핑 할 수 있도록 한 구성이다.

상기 이송대판(31)을 상향 이송시키는 수단으로 본 발명에서는 래크(28)와 피니언(30)을 적용하였으나, 필요에 따라서 유공압실린더 등으로 대체하여 사용할 수도 있음은 당연한 것이다.

이상과 같은 본 발명의 제조방법 및 장치는 히트파이프(1)를 제조함에 있어서, 마개(3)에 형성되어 있는 주입공(5)을 통해 파이프(2) 내부를 진공상태로 만든 다음 주입공(5)을 밀폐하는 작업 공정이 화염(아크)용접하지 않고도 극히 간편하게 이루어지면서도 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 것으로서, 이하에서 본 발명에 따른 작용 등을 설명하기로 한다.

본 발명은 먼저 소정 길이로 절단된 파이프(2) 양측으로 마개(3)(3')를 용접하여 고정한 다음 일측 마개(3)에 돌출 형성되어 있는 돌출부(4)에 관통된 주입공(5)을 통하여 적량을 열전도성 조성물(6)을 주입한 다음 본 발명에서 제공하는 진공, 밀폐장치(10)를 이용하여 파이프(2) 내부를 진공한 상태에서 주입공(5)을 밀폐하고자 한 것이다.

즉, 상기와 같이 열전도성 조성물(6)이 주입된 상태에서 주입공(5)이 상측 방향으로 향하게 파이프(2)를 세워서 척결합구(32)와 조임헤드(21)의 끼움공(21a)으로 파이프(2)의 단부를 끼운 상태에서 손잡이(34)를 회동시켜 파이프(2)를 클램핑한 후 피니언축(30a)상에 결합되어 있는 회동대(30b)를 상향 회동시킨다. 이때 피니언(30)은 래크(28)를 따라서 이동하면서 이송대판(31)을 상향 이동시키게 되며, 척(33)에 클램핑되어 있는 파이프(2)도 진공실린더(13) 내로 이동된다.

상기와 같이 파이프(2)를 진공실린더(13) 내측으로 이동시킨 상태에서 모터(24)를 작동시켜 진공펌프(25)를 구동하게 되면 파이프(2)내부와 진공실린더(13) 내부는 신속하게 진공상태가 된다. 이때 진공실린더(13) 내부의 진공상태는 진공실린더(13)에 부착되어 있는 진공게이지(27)를 통하여 쉽게 확인할 수 있으며, 진공탱크(22)와 진공실린더(13)를 연결하는 관체(23) 상에는 일방향으로 공기의 흐름을 제어하는 체크밸브(26)가 달려져 있으므로 진공펌프(25)를 중지시켜도 진공실린더(13) 내의 진공이 유지된다.

이와 같이 진공실린더(13) 내부를 완전히 진공상태로 만든 다음진공펌프(25)를 중지하고, 피니언축(30a)에 결합되어 있는 회동대(30b)를 상측으로 회동시킨다. 이때 진공실린더(13) 내측으로 내입되어 있는 회전축(16)은 모터(18)에 의해 고속으로 회전하고 있는 상태로 있으며, 회동대(30b)의 회동 작동에 의해 파이프(2)는 점차적으로 진공실린더(13) 내측으로 이동하게 되므로 파이프(2) 상단에 용접 고정되어 있는 마개(3)에 돌출 형성되어 있는 돌출부(4)가 회전축(16) 선단에 함몰형으로 형성되어 있는 치구(16a)와 마찰된다.

이 상태에서 회동대(30a)를 조금 더 상향 회동시키게되면 돌출부(4)는 회전하는 치구(16a)와 상호 마찰이 일어나면서 돌출부(4)에 관통되어 있는 주입공(5)이 신속하게 함몰되면서 밀폐된다. 다음으로 회동대(30a)를 역으로 회동시켜 상기의 역순으로 척결합구(32)에서 파이프(2)를 분리하면 히트파이프(1)의 진공, 밀폐작업이 이루어지게 되는 것이다.

이상과 같이 구성 및 작용되는 발명의 제조방법 및 장치에 의하면 진공펌프(25)에 의해 진공되는 진공실린더(13) 상측방향에는 선단에 함몰형 치구(16a)가 형성되어 있는 회전축(16)을 밀폐 가능하게 축설치하여 모터(18)에 의해 회전되도록 하고, 그 반대측으로는 래크(28)와 피니언(30)에 의해 이동하는 이송대판(31)을 설치하고, 이송대판(31)상에 척결합구(32)를 고정 설치하여 파이프(2)를 클램핑 및 언클램핑할 수 있도록 한 것으로서, 본 발명에 의하면 파이프(2)의 상단에 결합되는 마개(3)상에 관통되어 있는 주입공(5)의 밀폐를 종래와같이 화염으로 용접하지 않고, 마개(3)에 돌출되게 형성된 돌출부(4)상에 주입공(5)을 형성하여 진공 공정을 완료한 상태에서 돌출부(4)를 회전축(16) 선단의 치구(16a)에 가압 마찰하여 가압력에 의해 주입공(5)이 함몰되도록 한 것인바, 불응축가스가 파이프(2) 내부로 유입됨이 없는 고품질의 히트파이프(1)를 연속적으로 생산할 수 있게 되는 등 그 효과가 다대한 매우 우수한 것이다.

Claims (2)

1. 파이프의 양단에 마개를 용접 부착하고 마개에 형성되어 있는 주입공으로 액체, 또는 겔(Gel)상의 열전도성 조성물을 주입한 다음 파이프의 주입공이 상측으로 위치되게 진공실린더에 내입하여 진공펌프로 진공실린더를 진공시키고, 진공된 상태의 진공실린더 내에서 파이프의 주입공을 밀폐하는 공정으로 히트파이프를 제조함에 있어서,

   파이프 일단에 용접 부착되는 마개에 주입공이 형성된 테이퍼형 돌출부를 형성하여 열전도성 조성물을 주입하는 공정과, 열전도성 조성물이 주입된 파이프의 주입공이 상측으로 진공실린더에 내입하는 공정과, 진공펌프를 가동하여 진공실린더를 진공시키는 공정을 행한 후 진공실린더 내에서 회전하고 있는 치구에 주입구가 형성되어 있는 테이퍼형 돌출부를 가압 마찰하여 주입구를 밀폐시키서 제조함을 특징으로 하는 히트파이프의 제조방법.
2. 파이프(2)의 양단에 마개(3)(3')를 용접 부착하고 마개(3)에 형성되어 있는 주입공(5)으로 열전도성 조성물(6)을 주입한 다음 주입공(5)이 상측으로 위치되게 파이프(2)를 진공실린더(13)에 내입하여 진공펌프(25)로 진공시키고 주입공(5)을 밀폐하는 공정을 통하여 히트파이프(1)를 제조함에 있어서,

   본체(11) 상측의 경사진 설치판(12) 상에 상하측으로 커버(14)(15)가 결합된진공실린더(13)를 고정하고,

   상측 커버(14)에는 단부에 함몰형 치구(16a)가 형성된 회전축(16)을 오일실(19)과 가스킷(20)이 끼워진 상태로 베어링(17)에 축지지되게 결합하여 모터(18)로 구동하고, 하측 커버(15)에는 내측으로는 수 개의 오일실(19)과 가스킷(20)이 결합되게 히트파이프(1)가 끼워지는 끼움공(21a)이 형성된 조임헤드(21)를 결합하며,

   진공실린더(13) 하측은 진공탱크(22)와 중도에 일방향으로만 공기의 흐름을 제어하는 체크밸브(26)를 설치된 관체(23)로 연결하고, 진공탱크(22)는 모터(24)에 의해 구동되는 진공펌프(25)와 연결하며,

   진공실린더(13) 하측 설치판(12)상에는 진공실린더(13)와 동일중심선상에 래크(28)가 중앙에 고정된 가이드(29)를 고정하고, 그 상측으로는 래크(28)와 기어물림되며 회동대(30b)에 의해 회전하는 피니언(30)이 결합된 이송대판(31)을 결합하며, 이송대판(31)에는 조임헤드(21)와 동일중심을 갖는 척(33)이 내장되어 있는 척결합구(32)를 손잡이(34)에 의해 조작되게 고정하여 파이프(2) 내부를 진공한 상태에서 마개(3)의 중앙으로 형성된 테이퍼형 돌출부(4)를 가압 마찰하여 주입공(5)을 밀폐토록 한 것을 특징으로 하는 히트파이프 제조장치.