KR20150003436A - Ultrasonic Fusion Apparatus for fuel filter of automobile - Google Patents

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김기천
김지혜
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주식회사 케이엠에프
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Abstract

The present invention relates to an ultrasonic fusion apparatus for manufacturing a fuel filter of an automobile which can perform a process of fusing and binding a filter and a process of cutting and removing the external surface of the binding part at the same time during a process of manufacturing a fuel filter. The ultrasonic fusion apparatus according to the present invention can perform binding and cutting of a fuel filter at the same time by protruding a cutting part more than a fusing part. Moreover, the fusion apparatus according to the present invention uses a friction heat generated by an ultrasonic wave to perform fusing and cutting at the same time, and thus has smooth fused surface and cut surface. The fusion apparatus of the present invention enables a user to easily replace the cutting part and change the shapes of the fusing part and the cutting part to use in manufacturing of fuel filters having various structures.

Description

자동차 연료필터 제조용 초음파 융착장치{Ultrasonic Fusion Apparatus for fuel filter of automobile}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an ultrasonic fusing apparatus for manufacturing an automobile fuel filter,

본 발명은 자동차 연료필터 제조용 초음파 융착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료필터를 제조하는 공정 중에 필터를 융착하여 접합하는 공정과 접합부 외면을 커팅하여 제거하는 공정을 동시에 수행할 수 있는 자동차 연료필터 제조용 초음파 융착장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasonic welding apparatus for manufacturing an automotive fuel filter, and more particularly, to an ultrasonic welding apparatus for manufacturing an automobile fuel filter, which comprises a process for joining and bonding a filter and a process for cutting and removing an outer surface of a joint, To an ultrasonic fusing apparatus for manufacturing.

일반적으로 자동차의 연료탱크 내부에는 저장된 연료를 고압으로 엔진의 딜리버리 파이프로 공급하여 인젝터가 실린더내부로 연료를 공급할 수 있도록 하는 연료펌프 설치되어 있다. 그리고, 연료펌프의 하부에는 연료에 혼합되어 있는 이물질을 여과하여 연료펌프 내부로 이송되지 않게 하여 이물질에 의한 연료펌프의 고장방지와 연료펌프의 수명을 길게 하기 위하여　연료 필터가 사용되고 있다.Generally, a fuel pump is installed in a fuel tank of an automobile to supply the stored fuel to a delivery pipe of the engine at a high pressure, so that the injector can supply fuel into the cylinder. A fuel filter is used in the lower part of the fuel pump to prevent foreign matter mixed with the fuel from being transported to the inside of the fuel pump to prevent failure of the fuel pump and to prolong the life of the fuel pump.

도 1은 등록특허 10-384272호의 연료펌프의 필터구조가 개시되어 있다. 상기 등록특허에서는 외측의 나일론그물(1), 그 내측의 여과포(2) 및 형상유지체(3)을 구비하여 이중 필터가 가능한 연료필터를 개시하고 있다. 도 1과 같은 연료필터의 제조방법은 원단을 재단하고, 원단 내측에 형상유지체, 조립부 등을 원단에 사출 접합하고(원단 INSERT 사출), 원단을 접어 고주파 융착한 후 마지막으로 융착부 외면을 컷팅하는 공정을 거치게 된다.Fig. 1 shows a filter structure of the fuel pump of Patent No. 10-384272. The above-mentioned patent discloses a fuel filter which is provided with an outer nylon net 1, a filter cloth 2 on the inner side thereof, and a shape retaining body 3 so as to be capable of double filtering. 1, the raw material is cut, the shape retaining member, the assembling portion, and the like are injection-bonded to the fabric (in-situ INSERT injection), and the fabric is folded and high frequency fused. Finally, And a cutting process is performed.

하지만, 이러한 기존 공정은 융착과 커팅을 각각 별도로 진행하여야 하므로 매우 비효율적이다. 또한, 종래의 고주파 융착기는 30MHz 이상의 높은 주파수를 이용하는데, 컷팅을 위해 지그의 끝 부분에 컷팅날을 형성하면 융착물의 절연파괴로 인해 쇼트 스파크가 발생되는 문제점이 있다.However, this conventional process is very inefficient because the fusion welding and cutting must be performed separately. In addition, a conventional high-frequency fusing device uses a high frequency of 30 MHz or more. However, if a cutting edge is formed at the end of the jig for cutting, short-sparking occurs due to insulation breakdown of the fused product.

등록특허 10-829990호에는 초음파의 진동과 지그의 가압에 의해 직물을 절단하고, 여기에 별도의 가열장치를 구비하여 절단된 면상의 섬유사들을 열융착하는 초음파를 이용한 직물절단장치가 개시되어 있다. Japanese Patent Laid-Open No. 10-829990 discloses a fabric cutting apparatus using an ultrasonic wave in which a fabric is cut by vibration of an ultrasonic wave and pressing of a jig, and a separate heating device is provided to heat the fiber yarns on the cut surface .

등록특허 10-341610호에는 초음파 공구혼 내부에 절단칼을 내장하여 공구혼에 의한 초음파 융착 후 절단칼을 하강시켜 수세미를 커팅하는 수세미 봉접부의 접합장치가 개시되어 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 10-341610 discloses a joining device for joining a rubbing stopper portion having a cutting knife incorporated in an ultrasonic tool horn to cut a wrench by lowering a cutting knife after ultrasonic welding by a tool horn.

상기 등록특허 10-829990호에는 초음파를 이용한 절단을 하고 있으나 융착을 별도의 가열장치에 의해 수행하고, 등록특허 10-341610호에는 초음파에 의해 융착을 수행하지만 커팅은 내장된 절단부를 하강시켜 기계적 방법으로 수행하고 있다. 전술한 바와 같이, 상기 등록특허들에는 연료필터에 사용되는 고강도 원단을 초음파를 이용하여 융착과 커팅을 동시에 수행하는 것에 대한 개시는 없다. In the above-mentioned Patent No. 10-829990, cutting is performed by using ultrasonic waves, but fusion is performed by a separate heating device, and in Japanese Patent No. 10-341610, fusion is performed by using ultrasonic waves, . As described above, the above-mentioned patents do not disclose that the high-strength fabric used in the fuel filter is simultaneously subjected to fusing and cutting using ultrasonic waves.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 하나의 목적은 자동차 연료필터 제조시 초음파를 이용하여 융착과 커팅 공정을 동시에 수행할 수 있는 초음파 융착장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an ultrasonic fusing device capable of simultaneously performing fusing and cutting using an ultrasonic wave in manufacturing an automobile fuel filter.

본 발명은 다양한 형상의 연료필터를 제조하는데 용이한 초음파 융착장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an ultrasonic welding apparatus which is easy to manufacture fuel filters of various shapes.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 According to one aspect of the present invention for achieving the above object,

메인 혼(boostr), 공구 혼(tool horn) 및 지그를 포함하는 초음파 융착장치에 있어서, 상기 지그는 An ultrasonic fusing device comprising a main horn (boostr), a tool horn and a jig,

연료필터 본체가 위치하도록 소정 형상의 함몰구조로 형성된 안착부 상기 안착부 외측에 형성되어 연료필터 접합부가 위치하는 융착부 ;A mounting portion formed in a recessed structure having a predetermined shape so that the fuel filter main body is located; a fused portion formed outside the mounting portion and having the fuel filter connection portion;

상기 융착부의 외측 둘레를 따라 형성되고, 상기 융착부 표면보다 더 높게 돌출된 커팅부를 포함하는 연료필터용 초음파 융착장치에 관계한다. And a cutting portion formed along the outer periphery of the fused portion and projecting higher than the fused portion surface.

본 발명에 의한 초음파 융착장치는 커팅부를 융착부 보다 돌출시켜 연료필터의 접합과 절단을 동시에 수행할 수 있다.In the ultrasonic welding apparatus according to the present invention, the cutting portion is protruded from the fused portion so that the joining and cutting of the fuel filter can be performed simultaneously.

또한, 본 발명에 의한 융착장치는 초음파에 의해 발생되는 마찰열을 이용하여 융착과 커팅을 동시에 수행하므로 융착면과 절단면이 매끄럽다.In addition, the fusing device according to the present invention performs fusing and cutting simultaneously using frictional heat generated by ultrasonic waves, so that the fusing surface and the cut surface are smooth.

본 발명의 융착장치는 커팅부의 교체가 용이하고, 융착부와 커팅부의 형상을 변경하여 다양한 구조의 연료필터의 제조에 사용할 수 있다.The fusing device of the present invention is easy to replace the cutting portion and can be used for manufacturing fuel filters having various structures by changing the shape of the fused portion and the cutting portion.

도 1은 일반적인 연료펌프의 필터구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일구현예를 나타내는 연료필터 제조용 초음파 융착장치를 나타낸다.
도 3은 지그에 연료필터를 안착시킨 것을 보여주는 개략도이다.
도 4는 공구혼이 하강하여 융착과 커팅을 수행하는 것을 보여준다.
도 5 및 도 6은 지그의 형상을 보여주는 단면도이다. 1 shows a filter structure of a general fuel pump.
Fig. 2 shows an ultrasonic fusing apparatus for manufacturing a fuel filter showing an embodiment of the present invention. Fig.
Fig. 3 is a schematic view showing that the fuel filter is seated on the jig.
Fig. 4 shows that the tool horn is lowered to perform fusing and cutting.
5 and 6 are sectional views showing the shape of the jig.

도 2는 본 발명의 일구현예를 나타내는 연료필터 제조용 초음파 융착장치를 나타낸다. 도 3은 지그에 연료필터를 안착시킨 것을 보여주는 개략도이다. 도 4는 공구혼이 하강하여 융착과 커팅을 수행하는 것을 보여준다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 연료필터용 융착장치는 메인혼(10), 공구혼(20) 및 지그(30)를 포함한다.Fig. 2 shows an ultrasonic fusing apparatus for manufacturing a fuel filter showing an embodiment of the present invention. Fig. Fig. 3 is a schematic view showing that the fuel filter is seated on the jig. Fig. 4 shows that the tool horn is lowered to perform fusing and cutting. 2 to 4, the fusing device for a fuel filter of the present invention includes a main horn 10, a tool horn 20 and a jig 30. As shown in Fig.

상기 메인혼(10)은 일반 상용전원을 일정한 영역의 고주파 전기신호로 변환시키고, 이를 초음파로 변환시키는 역할을 한다. 초음파는 진동수가 가청주파 영역을 넘는 탄성파로서 일반적으로 16kHz 이상의 음파를 지칭하며, 보통 음파와 마찬가지로 음향학의 여러 법칙을 따르지만, 주파수가 높고 강도가 보통 음파보다 두드러지게 크다. 초음파는 기계적 작용 및 발열 작용을 하며, 미세한 입자운동을 유발하는데, 이와 같은 특성을 바탕으로 메인혼(10)은 변환된 초음파의 진폭을 조절하여 공구혼(20)으로 전달해준다. The main horn 10 converts a general commercial power source into a high-frequency electric signal in a predetermined area and converts it into an ultrasonic wave. An ultrasonic wave is an acoustic wave whose frequency exceeds the audible frequency range, and generally refers to a sound wave of 16 kHz or more, and follows the various laws of acoustics like a normal sound wave, but has a high frequency and a stronger intensity than a normal sound wave. The main horn 10 adjusts the amplitude of the converted ultrasonic waves and transmits the ultrasonic waves to the tool horn 20 based on the characteristics of the ultrasonic waves.

상기 공구혼(20)은 초음파에 의한 마찰열을 연료필터에 전달하여 융착 및 커팅을 할 수 있다.The tool horn 20 can transfer the frictional heat generated by the ultrasonic waves to the fuel filter to melt and cut.

본 발명의 초음파 융착장치는 10KHz~10MHz 주파수 영역의 초음파를 사용한다. 상기 주파수 영역에서는 융착물의 절연파괴로 인한 쇼트 스파크가 발생되지 않는다.The ultrasonic welding apparatus of the present invention uses ultrasonic waves in the frequency range of 10 KHz to 10 MHz. In the frequency region, short sparks due to dielectric breakdown of the melt are not generated.

도 2 내지 4를 참조하면, 상기 지그는 연료필터 안착부(31), 융착부(32) 및 커팅부(33)을 포함한다.2 to 4, the jig includes a fuel filter seat 31, a fused portion 32, and a cutting portion 33.

상기 안착부(31)는 소정 형상의 함몰구조로 형성되고, 연료필터(40)의 본체나 캡(41)이 삽입될 수 있다. 상기 안착부(31)에는 연료필터(40)를 거치하거나 고정할 수 있는 거치대(34)가 삽입될 수 있다. 본 발명에서 연료필터(40) 본체는 연료펌프와 결합되는 캡(41)이나 융착되는 접합부(42)를 제외한 연료필터를 지칭한다. The seat portion 31 is formed in a recessed shape having a predetermined shape, and the main body or the cap 41 of the fuel filter 40 can be inserted. The mount part 31 can be inserted with a mount stand 34 which can mount or fix the fuel filter 40. In the present invention, the body of the fuel filter 40 refers to the fuel filter except for the cap 41 or the welded joint 42 to be coupled with the fuel pump.

상기 안착부(31)의 형상은 연료필터의 모양이나 구조에 따라 다양하게 변형할 수 있다. 연료필터(40)는 융착장치에 의해 접합되는 영역을 제외하고는 공구혼(20)에 제공되는 초음파 에너지(마찰열 등)를 수용하지 않는 것이 바람직하다. 상기 안착부는 연료필터(40)의 본체가 충분히 삽입되도록 연료필터의 모양이나 구조에 따라 오목하게 형성할 수 있다.The shape of the seat portion 31 can be variously modified depending on the shape and structure of the fuel filter. It is preferable that the fuel filter 40 does not receive ultrasonic energy (frictional heat or the like) provided to the tool horn 20 except for the area to be joined by the fusing device. The seat portion may be recessed depending on the shape or structure of the fuel filter so that the main body of the fuel filter 40 is sufficiently inserted.

상기 융착부(32)는 지그의 상부 표면에 소정 형상으로 형성된다. 상기 융착부(32)는 상기 안착부의 외측 둘레를 따라 또는 안착부와 소정 간격 이격되어 지그 표면에서 소정 높이로 돌출하여 형성된다. The fused portion 32 is formed in a predetermined shape on the upper surface of the jig. The fused portion 32 is formed to protrude from the surface of the jig at a predetermined height along the outer circumference of the seating portion or at a predetermined distance from the seating portion.

도 5 및 도 6은 지그의 형상을 보여주는 단면도이다. 도 5를 참고하면, 융착부(32) 및 커팅부(33)가 함몰부(31)의 외주연을 따라 지그 상에 형성되지만, 도 6을 참고하면, 함몰부(31)와 소정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 5 and 6 are sectional views showing the shape of the jig. 5, the fused portion 32 and the cutting portion 33 are formed on the jig along the outer periphery of the depressed portion 31. However, referring to FIG. 6, .

상기 융착부(32)와 상기 공구혼(20)의 압착에 의해 연료필터의 접합부(42)가 초음파 융착에 의해 접합된다. And the joint portion 42 of the fuel filter is bonded by ultrasonic welding by the compression of the fused portion 32 and the tool horn 20. [

상기 커팅부(33)는 상기 융착부의 외측 둘레를 따라 형성되고, 상기 융착부 표면보다 더 높게 돌출된다.The cutting portion 33 is formed along the outer periphery of the fused portion and protrudes higher than the fused portion surface.

도 2와 도 3을 참고하면, 공구혼(20)이 하강하면 먼저 커팅부(33) 상의 원단에 압력을 가하여 절단하게 된다. 이어서, 커팅부(33) 상의 원단이 제거되면 그 두께 만큼 상기 공구혼이 더 하강하게 되어 융착부(32) 상의 원단들이 융착된다. Referring to FIG. 2 and FIG. 3, when the tool horn 20 descends, pressure is first applied to the fabric on the cutting portion 33 to cut it. Then, when the fabric on the cutting portion 33 is removed, the tool horn is further lowered by the thickness of the cutter 33, and the fabrics on the fused portion 32 are fused.

상기 커팅부(33)는 연료필터가 접합되는 원단의 두께 이상으로, 바람직하게는 원단의 두께만큼 상기 융착부 표면보다 더 높게 돌출될 수 있다.The cutting portion 33 may protrude more than the thickness of the fabric to which the fuel filter is bonded, preferably higher than the surface of the fused portion by the thickness of the fabric.

상기 커팅부(33)의 돌출 정도는 접합되는 연료필터의 두께를 고려하여 적절하게 선정될 수 있다. The degree of protrusion of the cutting portion 33 can be appropriately selected in consideration of the thickness of the fuel filter to be joined.

상기 커팅부(33)는 상기 융착부 표면보다 0.1~1mm 더 높게 돌출될 수 있다.The cutting portion 33 may protrude 0.1 to 1 mm higher than the surface of the fused portion.

상기 커팅부(33)는 상기 지그로부터 분리할 수 있다. 상기 커팅부(33)는 융착부와 별도로 제작되어 상기 지그에 조립할 수 있다. 또는, 상기 커팅부(33)와 융착부(32)를 일체로 제작하여 상기 지그에 조립할 수 있다.The cutting portion 33 can be separated from the jig. The cutting portion 33 may be manufactured separately from the fused portion and assembled to the jig. Alternatively, the cutting portion 33 and the fused portion 32 may be integrally formed and assembled to the jig.

상기 커팅부(33)의 커팅 날이 마모되어 무뎌질 경우 지그 전체를 교환할 필요없이 닳은 날 부분만 위로 밀어 올린 후 제거하고, 새로운 커팅부(33)를 지그에 삽입하여 사용할 수 있다.When the cutting edge of the cutting portion 33 is worn out, it is possible to use the new cutting portion 33 by inserting the new cutting portion 33 into the jig.

상기 공구혼(20)은 상기 지그의 연료필터 안착부에 대응하는 영역에 소정 형상의 함몰부(21)가 형성된다. The tool horn 20 is formed with a depression 21 having a predetermined shape in a region corresponding to the fuel filter seating portion of the jig.

상기 공구혼(20)은 상기 지그의 융착부 및 커팅부에 접하거나 대응되는 가압부(22)를 포함하고, 상기 가압부(22)는 편평한 판상 구조이다. The tool horn 20 includes a pressing portion 22 contacting or corresponding to a fused portion and a cutting portion of the jig, and the pressing portion 22 has a flat plate-like structure.

상기 가압부(22)는 상기 커팅부(33)와 융착부(32)를 압착할 수 있도록 이들과 동일한 형상을 가지는 것이 바람직하다.The pressing portion 22 preferably has the same shape as the cutting portion 33 and the fused portion 32 so that the pressing portion 22 can press the cutting portion 33 and the fused portion 32.

상기 가압부(22)를 통해 초음파의 마찰열이 연료필터의 접합부(42), 융착부(32) 및 커팅부(33)에 전달된다.The frictional heat of the ultrasonic waves is transmitted to the joining portion 42, the fused portion 32 and the cutting portion 33 of the fuel filter through the pressing portion 22.

상기 가압부(22)는 별도로 소형 형상으로 제작되어 상기 공구혼에 조립되어 사용될 수 있다. 상기 가압부(22)는 열전달이 좋은 금속이나 합금, 예를 들면 스테인레스를 사용할 수 있다. 또한, 상기 가압부(22)를 커팅부(33)보다 강도가 낮은 재질을 사용하여 제작이나 교체가 어려운 커팅부의 마모를 상대적으로 줄일 수 있다. The pressing portion 22 may be separately manufactured in a compact shape and assembled with the tool horn. The pressing portion 22 may be made of a metal or an alloy having good heat conductivity, for example, stainless steel. In addition, the pressing portion 22 is made of a material having a strength lower than that of the cutting portion 33, so that the abrasion of the cutting portion, which is difficult to manufacture or replace, can be relatively reduced.

이상에서, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

10 : 메인 혼 20 : 공구혼
21 : 함몰부 22 : 가압부
30 : 지그 31 : 안착부
32 : 융착부 33 : 커팅부
40 : 연료필터 41 : 캡
42 : 접합부 10: Main Horn 20: Tool Horn
21: depression 22:
30: jig 31: seat part
32: Fused portion 33: Cutting portion
40: fuel filter 41: cap
42:

Claims (6)

메인 혼(boostr), 공구 혼(tool horn) 및 지그를 포함하는 초음파 융착장치에 있어서, 상기 지그는
연료필터 본체가 위치하도록 소정 형상의 함몰구조로 형성된 안착부 ;
상기 안착부 외측에 형성되어 연료필터 접합부가 위치하는 융착부 ;
상기 융착부의 외측 둘레를 따라 형성되고, 상기 융착부 표면보다 더 높게 돌출된 커팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료필터용 초음파 융착장치.An ultrasonic fusing device comprising a main horn (boostr), a tool horn and a jig,
A seating part formed in a recessed structure of a predetermined shape so as to position the fuel filter body;
A fused portion formed on the outer side of the seat portion and having a fuel filter joint portion;
And a cutting portion formed along an outer periphery of the fused portion and protruding higher than a surface of the fused portion. 제 1항에 있어서, 상기 커팅부는 연료필터가 접합되는 원단의 두께만큼 상기 융착부 표면보다 더 높게 돌출되는 것을 특징으로 하는 연료필터용 초음파 융착장치.The ultrasonic fusing apparatus for a fuel filter according to claim 1, wherein the cutting portion protrudes higher than a surface of the fused portion by a thickness of a raw material to which the fuel filter is bonded. 제 1항에 있어서, 상기 커팅부는 상기 융착부 표면보다 0.1~1mm 더 높게 돌출되는 것을 특징으로 하는 연료필터용 초음파 융착장치.The ultrasonic fusing device for a fuel filter according to claim 1, wherein the cutting portion protrudes 0.1 to 1 mm higher than the surface of the fused portion. 제 1항에 있어서, 상기 초음파 융착장치는 10KHz~10MHz 주파수 영역의 초음파를 사용하는 것을 특징으로 하는 연료필터용 초음파 융착장치.The ultrasonic fusing apparatus for a fuel filter according to claim 1, wherein the ultrasonic welding apparatus uses ultrasonic waves in a frequency range of 10 KHz to 10 MHz. 제 1항에 있어서, 상기 커팅부는 상기 지그로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는 연료필터용 초음파 융착장치.The ultrasonic fusing device for a fuel filter according to claim 1, wherein the cutting portion is detachable from the jig. 제 1항에 있어서, 상기 공구혼은
상기 지그의 연료필터 안착부에 대응하는 영역에 형성된 소정 형상의 함몰부 ; 및
상기 지그의 융착부 및 커팅부에 대응되는 영역에 형성되는 판상의 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료필터용 초음파 융착장치.2. The tool according to claim 1,
A depression of a predetermined shape formed in a region corresponding to the fuel filter seat of the jig; And
And a plate-like pressing part formed in a region corresponding to the fused portion and the cutting portion of the jig.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11318789B2 (en) 2017-07-12 2022-05-03 Hyundai Motor Company Ultrasonic welding type wheel resonator

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