KR101372391B1 - 고주파 용접장치용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 용접장치용 지그에 관한 것으로서 보다 상세하게는 전력기의 차단기, 개폐기 등을 생산시 사용되는 연결단자에 절연수단을 용접할 때 용접에너지가 양 끝단부에서 중앙 쪽으로 전달되도록 함으로서 용접 효율이 증대되고 용접강도가 향상되며, 고주파에 의해 상금형과 하금형이 열전달에 의해 가열되더라도 냉각이 이루어져 내구성이 향상되도록 한 고주파 용접장치용 지그에 관한 것인바, 본 발명은 하금형과 가이드봉이 고정 설치되는 플레이트와; 몸체에는 가이드공이 일정한 간격으로 이격되어 관통되게 형성되고 홀더부의 설치공에는 결합링에 의해 부착 설치된 가압고정핀에는 스프링이 설치되어 이루어진 상금형과; 상기 플레이트에 고정 설치되면서 가이드공이 형성된 바디에는 클램핑금구가 설치되는 설치홈을 형성한 하금형과; 상기 상금형과 하금형의 가이드공을 관통하는 가이드봉과; 상기 가이드봉에 끼워져 설치되는 탄성수단과; 상기 탄성수단의 탈거와 가이드봉의 간격을 유지하는 고정판과; 유도가열 전류를 공급하면서 연결단자와 절연수단이 삽입되는 공간을 형성하도록 하방향으로 절곡되어 형성된 코일과; 상기 플레이트에 고정 설치되고 하금형의 통공을 관통하여 상금형을 상하로 이동시키는 실린더부재를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

고주파 용접장치용 지그{Jig for high frequency signal welding machine}

본 발명은 고주파 용접장치용 지그에 관한 것으로서 보다 상세하게는 전력기의 차단기, 개폐기 등을 생산시 사용되는 연결단자에 절연수단을 용접할 때 용접에너지가 양 끝단부에서 중앙 쪽으로 전달되도록 함으로서 용접 효율이 증대되고 용접강도가 향상되며, 고주파에 의해 상금형과 하금형이 열전달에 의해 가열되더라도 냉각이 이루어져 내구성이 향상되도록 한 고주파 용접장치용 지그에 관한 것이다.

일반적으로 전력기기의 차단기, 개폐기 등을 생산, 제조하기 위해서는 절연수단과 연결단자 간의 용접(BRAZING)을 하는 방법으로 현재 수작업 형태의 생산방법으로 제조하였다.

상기 수작업이라 함은 사람이 직접 투입하여 도구(핀셋)을 이용하여 은납으로 용접하는 방법으로 현재도 수작업으로 용접하는 업체가 대부분이다. 이로 인해 인력낭비, 공정낭비 등 그 외 작업자들의 인체에 해로운 작업으로 인해 기피하는 현상으로 인력확보에 어려움을 호소하고 있다.

상기한 종래 문제점을 감안하여 현재에는 첨부도면 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 자동화 장치를 이용하여 절연수단과 연결단자 간의 용접(BRAZING)을 자동으로 실시하였다.

상기 첨부도면 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 상금형(100)과 하금형(200) 사이에 연결단자(300)의 일 끝단이 물려 고정되고 금형에 물리지 아니한 끝단에는 접착제로 사용되는 은납(400)이 공급되어 일정량이 주입되고 은납(400)이 공급된 부분의 연결단자(300) 상부에는 세라믹 계열의 절연수단(500)이 설치된다.

상기 절연수단(500)의 공급이 완료되면 절연수단(500) 상부에 전극봉(600)을 전기적으로 연결하고 상기 전기적으로 연결 상태에서 고주파 발생장치인 코일(700)을 상단에 설치된 연결단자(300)로부터 일정 간격 이격된 위치로 이동시킨 후 상기 코일(700)에 고주파를 공급하면 유도가열에 의한 열전도 흐름이 도면에 표기되어 있는 빨간색의 화살표와 같이 직선형으로 나타나기 때문에 중앙부위만 가열되어 용접되고 양 끝단은 용접되지 아니하여 작은 충격에도 쉽게 떨어지는 문제가 있다.

한편 상금형(100)과 하금형(200)에 각각 설치되어 연결단자(300)를 클램핑하고 있는 금속재의 금구에 물려 있는 연결단자(300)를 통해 금형으로 전달되는 열의 양이 많아 용접에너지로 사용되지 않고 열전달에 의한 에너지의 손실이 많아 용접 효율이 떨어지는 문제점이 있고, 또한 상금형과 하금형이 열전도에 의해 가열되더라도 냉각이 이루어지지 않아 고온의 열에 의해 내구성이 저하되므로 장치의 수명이 짧아지는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 본 발명은 절연수단과 접착수단 및 연결단자가 적층된 상태에서 고주파 발생장치인 코일의 내측에 위치시키고 코일에 고주파를 공급하면 유도가열에 의한 열전도 흐름이 연결단자의 끝단에서부터 중앙 쪽으로 이동하다가 절연수단 상부에 위치한 전극봉 쪽으로 흐름이 전도됨으로 용접 상태가 양호하게 이루어지고, 또한 상금형과 하금형에 각각 설치되어 연결단자를 클램핑하고 있는 금속재의 금구에 물려 있는 연결단자를 통해 금형으로 전달되더라도 유도가열 범위가 넓어 용접 효율이 상승됨과 동시에 상금형과 하금형이 금속재로 이루어져 열전달에 의해 가열되더라도 냉각이 이루어져 내구성이 향상되어 장치의 수명이 길어지는 등의 이점이 있는 고주파 용접장치용 지그를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명은 하금형과 가이드봉이 고정 설치되는 플레이트와; 몸체에는 가이드공이 일정한 간격으로 이격되어 관통되게 형성되고 홀더부의 설치공에는 결합링에 의해 부착 설치된 가압고정핀에는 스프링이 설치되어 이루어진 상금형과; 가이드공이 형성된 바디에는 클램핑금구가 설치되는 설치홈을 형성한 하금형과; 상기 상금형과 하금형의 가이드공을 관통하는 가이드봉과; 상기 가이드봉에 끼워져 설치되는 탄성수단과; 상기 탄성수단의 탈거와 가이드봉의 간격을 유지하는 고정판과; 유도가열 전류를 공급하면서 연결단자와 절연수단이 삽입되는 공간을 형성하도록 일 끝단이 하방향으로 절곡되어 전단부가 "ㄱ" 형상을 형성하는 코일과; 상기 플레이트에 고정 설치되고 하금형의 통공을 관통하여 상금형을 상하로 이동시키는 실린더부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그에 의하여 달성된다.

상기 클램핑금구는 연결단자가 안착되어 물려지는 홀더받침부와 일체로 설치홈에 끼워지는 고정공이 형성된 끼움고정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그에 의하여 달성된다.

상기 가압고정핀은 스프링이 설치되는 로드부와 일체로 형성되어 연결단자를 고정하는 헤드부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그에 의하여 달성된다.

상기 가이드봉 사이에 탄성력을 갖는 보조탄성수단이 더 설치된 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그에 의하여 달성된다.

상기 탄성수단과 보조탄성수단은 코일스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그에 의하여 달성된다.

삭제

이와 같이 본 발명은 절연수단과 접착수단 및 연결단자가 적층된 상태에서 고주파 발생장치인 코일의 내측에 위치시키고 코일에 고주파를 공급하면 유도가열에 의한 열전도 흐름이 연결단자의 끝단에서부터 중앙 쪽으로 이동하다가 절연수단 상부에 위치한 전극봉 쪽으로 흐름이 발생되므로 용접 상태가 양호하게 이루어지고, 또한 상금형과 하금형에 각각 설치되어 연결단자를 클램핑하고 있는 금속재의 금구에 물려 있는 연결단자를 통해 금형으로 전달되더라도 유도가열 범위가 넓어 용접 효율이 상승됨과 동시에 상금형과 하금형이 금속재로 이루어져 열전달에 의해 가열되더라도 냉각이 이루어져 내구성이 향상되어 장치의 수명이 길어지는 등의 이점이 있다.

도 1a는 종래 고주파 용접장치용 지그의 구조를 보여주는 측면도.
도 1b는 종래 고주파 용접장치용 지그의 유도가열에 의한 열전도 흐름을 보여주는 전류 흐름 예시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 고주파 용접장치용 지그의 구조를 보여주는 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 고주파 용접장치용 지그의 구조를 보여주는 측면도.
도 4는 본 발명의 기술적 요지인 상금형의 구조를 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명의 기술적 요지인 하금형의 구조를 보여주는 분해사시도.
도 6은 본 발명의 기술적 요지인 코일의 구조를 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명인 고주파 용접장치용 지그의 작동을 보여주는 작동상태도.
도 8은 본 발명의 기술이 적용된 고주파 용접장치용 지그의 유도가열에 의한 열전도 흐름을 보여주는 예시도.
도 9는 본 발명의 설치상태를 보여주는 평면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 고주파 용접장치용 지그의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 고주파 용접장치용 지그의 구조를 보여주는 측면도로서, 이에 따른 본 발명의 고주파 용접장치(1)는 가이드봉(20)이 고정 설치되는 플레이트(30)와, 몸체(41)에는 가이드공(42)이 일정한 간격으로 이격되어 관통되게 형성되고 홀더부(44)의 설치공(44-1)에는 결합링에 의해 부착 설치된 가압고정핀(45)에는 스프링(46)이 설치되어 이루어진 상금형(40)과, 상기 플레이트(30)에 고정 설치되면서 가이드공(52)이 형성된 바디(51)에는 클램핑금구(53)가 설치되는 설치홈(51-1)을 형성한 하금형(50)과, 상기 상금형(40)과 하금형(50)의 가이드공(42)(52)을 관통하는 가이드봉(20)과, 상기 가이드봉(20)에 끼워져 설치되는 탄성수단(60)과, 상기 탄성수단(60)의 탈거와 가이드봉(20)의 간격을 유지하는 고정판(70)과, 유도가열 전류를 공급하면서 연결단자와 절연수단이 삽입되는 공간을 형성하도록 일 끝단이 하방향으로 절곡되어 전단부가 "ㄱ" 형상을 형성하는 코일(80)을 포함하여 이루어진 구조이다.

이때 상기 상금형(40)의 몸체(41)는 알루미늄재를 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 유도가열에 의해 열전달이 이루어졌을 때 냉각을 용이하게 하기 위함이다.

한편, 상기 가압고정핀(45)은 첨부도면 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 스프링(46)이 설치되는 로드부(45a)와, 로드부(45a)와 일체로 형성되어 연결단자를 고정하는 헤드부(45b)로 이루어진 구조이고 가압고정핀(45)의 재질로는 회주철(SM45C)을 사용한다.

상기 가압고정핀(45)의 재질로 회주철(SM45C)을 사용하는 이유는 무게가 무거워 연결단자를 상금형(40)과 하금형(50)으로 고정할 때 가압력, 즉 고정력은 증대되지만 연결단자로부터 전달되는 고온의 고주파 열에 의해 가열되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 하금형(50)에 설치된 클램핑금구(53)는 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 연결단자가 안착되어 물려지는 홀더받침부(53-1)와 일체로 설치홈(51-1)에 끼워지는 고정공이 형성된 끼움고정부(53-2)로 이루어진 구조이다.

상기 홀더받침부(53-1)의 중앙부가 공간으로 형성된 것은 연결단자와의 접촉면적을 최소화하여 열전달을 최소화시키기 위함이며, 하금형(50) 또한 상금형(40)과 같이 알루미늄재를 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상금형(40)과 같이 유도가열에 의해 열전달이 이루어졌을 때 냉각을 용이하게 시키기 위함이다.

한편, 상기 가이드봉(20) 사이에 보조탄성수단(90)을 더 설치하여 사용할 수 있다. 상기 탄성수단(60)과 보조탄성수단(90)은 코일스프링을 사용하며, 상기 플레이트(30)에 고정 설치되고 하금형(50)의 통공(55)을 관통하여 상금형을 상하로 이동시키는 실린더부재(10)가 설치된다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 작동을 살펴보면 첨부도면 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명은 연결단자공급, 접착수단공급, 절연수단공급 용접 등은 플레이트(30)가 일정한 각도로 회전이동되어 이루어지도록 구성되어 있는 고주파 용접장치용 지그에 관한 것으로 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 플레이트에 설치된 실린더부재(10)를 작동시켜 상금형(40)을 상부로 이동시킨다.

상기 상금형(40)의 가이드공(42)을 관통하는 가이드봉(20)에 의해 안내되면서 상금형(40)이 유동되지 않고 상부로 이동되는데, 이때 상금형(40)과 고정판(70) 사이에는 탄성수단(60)이 가이드봉(20)에 끼워져 설치되어 있어 상기 탄성수단(60)을 가압하면서 이동하게 된다.

물론 상기 가이드봉(20) 사이에 보조탄성수단(90)이 더 설치되어 있을 경우 보조탄성수단(90)도 가압하게 된다.

상기 탄성수단(60)과 보조탄성수단(90)은 코일스프링으로 이루어져 있기 때문에 압축되어 있던 힘을 해지시키면 원상태로 복원되는 탄성력에 의해 상금형을 하부로 밀어 복원시키는 에너지로 사용된다.

상기 상금형(40)이 상부로 이동하게 되면 상금형(40)의 이동간격만큼 상금형(40)과 하금형(50) 사이가 이격되며, 상기 실린더부재(10)의 작동이 멈추어진 상태에서 하금형(50)의 클램핑금구(53)에 첨부도면 도 9에 도시된 바와 같이 연결단자 공급장치(T1)에 의해 연결단자가 공급되어 상기한 연결단자의 일 끝단이 얹혀지게 된다.

상기 클램핑금구(53)와 연결단자의 접촉을 구체적으로 살펴보면 클램핑금구를 형성하는 홀더받침부(53-1)는 "⊃" 형태로 이루어져 있기 때문에 양끝단에 연결단자가 얹혀지게 되고 가운데 부분은 공간이다.

따라서 연결단자와 접촉되는 면적이 최소화될 수 있는 것이다. 한편 연결단자의 일 끝단이 홀더받침부(53-1)에 얹혀지면 실린더부재(10)가 작동하여 상부로 이동되어 있던 상금형(40)을 원위치로 복귀시킨다. 물론 복원은 탄성수단(60)과 보조탄성수단(90)에 의해 복원된다.

이때 상금형(40)은 고정판(70)에 의해 간격이 유지되면 고정 설치되어 있는 양단의 가이드봉(20)을 따라 이동하게 된다. 전자에서 설명하여 듯이 상기 탄성수단(60)과 보조탄성수단(90)은 코일스프링으로 이루어져 있기 때문에 압축되어 있던 힘을 해지시키면 원상태로 복원되는 탄성력에 의해 상금형을 하부로 밀어 복원시키는 에너지로 사용된다.

상기 상금형(40)이 상부로 이동되어 상금형(40)과 하금형(50) 사이에 이격 공간이 형성되면 연결단자가 공급되고, 연결단자는 하금형(50)의 홀더받침부(53-1)에 얹혀지면 상금형(40)이 실린더부재(10)의 밀어올린 힘을 제거하면 탄성수단의 탄성력에 의해 연결단자를 클램핑하게 된다.

연결단자의 클램핑 방법을 살펴보면 연결단자가 하금형(50)의 홀더받침부(53-1)에 얹혀지면 실린더부재(10)의 밀어올린 힘을 제거하면 탄성수단의 탄성력에 의해 상금형(40)이 하방향으로 이동되면 홀더부(44)의 설치공(44-1)에는 가압고정핀(45)이 설치되어 있어 상기한 가압고정핀(45)이 연동되어 하강 이동하게 된다.

상기 가압고정핀(45)이 하방향으로 이동되면서 헤드부(45b)가 바늘 형태로 이루어져 있어 헤드부(45b)의 끝단이 연결단자와 접촉하게 되지만 실린더부재(10)의 하강으로 상금형(40)이 이동되기 때문에 스프링(46)이 헤드부(45b)를 가압하게 되며, 이때 헤드부(45b)와 일체로 형성된 로드부(45a)는 설치공(44-1)에 의해 안내된다.

따라서 상금형(40)의 가압고정핀(45)과 하금형(50)의 홀더받침부(53-1)에 의해 연결단자가 물리게 되는 것이다. 상기 연결단자가 상금형(40)과 하금형(50) 사이에 물리게 되면 플레이트(30)가 90도 회전하여 금형에 물려지지 않은 연결단자의 타측에 은납으로 이루어진 접착수단이 접착수단 공급장치(T2)에 의해 일정량이 액체상태로 공급된다.

한편 접착수단의 공급이 완료되면 절연수단 공급장치(T3)에 의해 일정한 크기이면서 연결단자의 폭과 같거나 좁은 판상의 절연부재가 공급되어 얹혀진다. 상기와 같이 금형에 물려있는 연결단자에 접착수단과 절연수단이 적층 공급되면 플레이트(30)가 90도 회전하여 고주파 유도가열장치(T4)가 설치된 위치로 이동한다.

상기 고주파 유도가열장치(T4)로 상금형(40)과 하금형(50)을 이동시킨 후 금형의 전방에 위치하고 있는 코일을 이동시켜 상기 하금형(50)의 하부에 위치하도록 코일(80)을 이동한다.

상기 코일(80)은 절연수단과 접착수단 및 연결단자가 적층된 상태에서 일 끝단이 하방향으로 절곡되어 전단부가 " ㄱ" 형태로 절곡 형성된 코일(80)의 내측에 위치되도록 이동되며 상기와 같이 코일(80)이 이동된 상태에서 코일(80)에 고주파를 공급하면 유도가열에 의한 열전도의 흐름이 첨부도면 도 8에 도시된 바와 같이 연결단자의 끝단에서부터 중앙 쪽으로 이동하다가 절연수단 상부에 위치한 전극봉 쪽으로 흐름이 전환되도록 함으로서 연결단자의 양끝단과 중앙이 함께 가열됨으로 접착수단이 용융되어 연결단자와 절연수단이 용이하게 용접된다.

한편 상기 코일(80)에 의해 유도가열에 의해 고온의 열이 연결단자 쪽으로 전달됨과 동시에 상금형과 하금형에도 전달되게 되는데 이때 상금형과 하금형이 금속재로 이루어져 있어 상금형과 하금형에 고온의 열이 전달되더라도 냉각이 이루어져 내구성이 향상되어 장치의 수명이 길어지는 등의 이점이 있다.

1 : 고주파 용접장치 10 : 실린더부재
20 : 가이드봉 30 : 플레이트
40 : 상금형 41 : 몸체
42 : 가이드공 44 : 홀더부
44-1 : 설치공 45 : 가압고정핀
45a : 로드부 45b : 헤드부
46 : 스프링 50 : 하금형
51-1 : 설치홈 51 : 바디
52 : 가이드공 53 : 클램핑금구
53-1 : 홀더받침부 53-2 : 끼움고정부
55 : 통공 60 : 탄성수단
70 : 고정판 80 : 코일
90 : 보조탄성수단

Claims (6)

1. 하금형과 가이드봉이 고정 설치되는 플레이트와;
   몸체에는 가이드공이 일정한 간격으로 이격되어 관통되게 형성되고 홀더부의 설치공에는 결합링에 의해 부착 설치된 가압고정핀에는 스프링이 설치되어 이루어진 상금형과;
   상기 플레이트에 고정 설치되면서 가이드공이 형성된 바디에는 클램핑금구가 설치되는 설치홈을 형성한 하금형과;
   상기 상금형과 하금형의 가이드공을 관통하는 가이드봉과;
   상기 가이드봉에 끼워져 설치되는 탄성수단과;
   상기 탄성수단의 탈거와 가이드봉의 간격을 유지하는 고정판과;
   유도가열 전류를 공급하면서 연결단자와 절연수단이 삽입되는 공간을 형성하도록 하방향으로 절곡되어 형성된 코일과;
   상기 플레이트에 고정 설치되고 하금형의 통공을 관통하여 상금형을 상하로 이동시키는 실린더부재;
   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 클램핑금구는 연결단자가 안착되어 물려지는 홀더받침부와 일체로 설치홈에 끼워지하는 고정공이 형성된 끼움고정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 가압고정핀은 스프링이 설치되는 로드부와 로드부와 일체로 형성되어 연결단자를 고정하는 헤드부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드봉 사이에 보조탄성수단이 더 설치된 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄성수단은 코일스프링인 것을 특징으로 하는 고주파 용접장치용 지그.
   
6. 삭제

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