KR101593419B1 - 기능성 필터 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기에 들어가는 부직포 필터를 자동화 공정으로 제조하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 종이 프레임이 끼워져 있는 부직포 원단을 컨베이어로 이송시키면서 2변씩 두차례 가열시킴과 더불어 롤러 사이에서 가압 및 접착하는 공정, 종이 프레임이 끼워져 있는 부직포 원단을 90°방향 전환 후 투입하는 공정 등 전체적인 공정을 연속 자동화 공정으로 실시하는 새로운 형태의 필터 제조방식을 구현함으로써, 생산성 향상은 물론 제품의 품질을 확보할 수 있는 기능성 필터 제조장치를 제공한다.

Description

기능성 필터 제조장치{Apparatus for manufacturing functional filter}

본 발명은 기능성 필터 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기청정기에 들어가는 부직포 필터를 자동화 공정으로 제조하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기청정기는 일정한 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류 분포를 조절하는 동시에 공기 속의 이물질 등을 제거하여 쾌적한 공간을 유지하는 장치이다.

이러한 공기청정기는 적당한 위생환경 또는 작업환경을 유지하기 위해 실내의 공기를 정화하는 타입과, 오염된 공기를 대기속으로 배출하기 전에 정화하는 타입이 있으며, 공기청정기 속에 포함되는 공기여과기(에어 필터), 공기세척기(에어 와셔) 등은 전자에 속하고, 원자력 시설 등의 배기 장치에 설치되는 것은 후자에 속한다.

여기서, 공기여과기는 직물, 부직포, 글라스울, 활성탄 등의 여과재에 공기를 통과시켜서 그 속에 들어있는 먼지를 제거하는 것으로 여과재의 종류의 선택에 따라 성능도 크게 달라진다.

보통 공기여과기에는 실외에서 유입되는 공기 중에 부유하는 각종 미세먼지나 분진 등과 같은 인체에 해로운 이물질을 걸러내고, 또 악취가 나는 가스나 공기, 연기 등을 흡착하여 깨끗하게 정화된 상태로 공급하기 위한 필터가 구비되며, 이러한 필터는 공기의 유입구 또는 배출구 쪽의 공기 유로 상에 필수적으로 장착된다.

예를 들면, 공기청정기에는 프리 필터, 전기집진기, 활성탄 필터, 부직포 필터 등이 구비되어 공기를 정화하게 되며, 그 중에서도 부직포 필터는 천연 항균제를 도포하여 세균을 억제하거나 냄새를 제거하거나 거의 모든 유해한 미생물을 효과적으로 포집할 수 있는 탁월한 기능을 발휘하는 이점 때문에 최근의 공기청정기에는 대부분 부직포 필터가 사용되고 있는 추세이다.

이러한 공기청정기에 적용되는 부직포 필터는 한국공개특허 10-2013-0128095호, 한국공개특허 10-2013-0125223호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.

보통 부직포 필터(100)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 사각의 부직포 원단(110)과, 상기 부직포 원단(110)의 테두리를 둘러싸는 종이 프레임(120)으로 이루어져 있다.

이러한 부직포 필터를 제조하는 공정은 롤 형태의 부직포 원단을 일정크기의 사각형 부직포 원단으로 재단하는 공정, "ㄱ" 형태의 종이 프레임 내면에 핫멜트를 도포하는 공정, "ㄱ" 형태의 종이 프레임을 "ㄷ"자형 단면으로 접는 공정, 사각형의 부직포 원단 4변 가장자리에 2개의 "ㄱ" 형태의 종이 프레임을 사각틀 형태로 끼우는 공정, 가장자리에 종이 프레임이 끼워져 있는 부직포 원단을 금속재질로 되어 있는 사각틀 형태의 냉각판 내에 꼭맞게 삽입한 다음, 종이 프레임 및 부직포 원단을 포함하는 냉각판 전체를 열프레스 내에 투입하여 열접착하는 공정, 열접착 후, 종이 프레임 및 부직포 원단을 포함하는 냉각판 전체 열프레스로부터 취출하여 일정시간 냉각시키는 공정으로 이루어진다.

그러나, 종래의 부직포 필터 제조공정은 다음과 같은 단점이 있다.

첫째, 냉각판이 무거워 성인 남성이 작업을 해야 하는 제약이 있다.

둘째, 사각틀 형태의 냉각판과 종이 프레임이 끼워져 있는 부직포 원단의 크기가 거의 같기 때문에 냉각판 내에 종이 프레임 및 부직포 원단이 잘 삽입되지 않게 되고, 결국 종이 프레임 및 부직포 원단을 냉각판 틀 속에 넣는 시간이 숙련도에 따라 많은 차이가 난다.

셋째, 장시간 작업 시 작업자의 근골격계에 무리가 올 수 있다.

넷째, 종이 프레임 및 부직포 원단을 냉각판 틀 속에 넣기 위해 한번 더 종이 프레임을 눌러주어야 하므로 시간적으로나 공수면에서 비효율적이다.

다섯째, 열프레스 공정 후 냉각을 위한 추가적인 시간이 소요되는 등 전체 공정시간 측면에서 불리하다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 종이 프레임이 끼워져 있는 부직포 원단을 컨베이어로 이송시키면서 2변씩 두차례 가열시킴과 더불어 롤러 사이에서 가압 및 접착하는 공정, 종이 프레임이 끼워져 있는 부직포 원단을 90°방향 전환 후 투입하는 공정 등 전체적인 공정을 연속 자동화 공정으로 실시하는 새로운 형태의 필터 제조방식을 구현함으로써, 생산성 향상은 물론 제품의 품질을 확보할 수 있는 기능성 필터 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 기능성 필터 제조장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 기능성 필터 제조장치는 2열로 나란하게 배치되는 제1프레임 및 제2프레임과, 상기 제1프레임 및 제2프레임의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치되면서 제품을 이송시켜주는 컨베이어 벨트 및 컨베이어 구동부와, 상기 제1프레임 및 제2프레임의 상부에서 컨베이어 벨트의 양옆에 나란하게 설치되고 제품의 양쪽 종이 프레임 부분을 수용할 수 있는 가이드 홈 및 내장형의 히터를 이용하여 제품을 가이드하는 동시에 제품을 가열하는 히터 블럭과, 상기 제1프레임 및 제2프레임의 후단부에 회전가능하게 설치되어 위아래에서 함께 제품을 가압 및 접착하는 상부 롤러 및 하부 롤러와, 상기 제1프레임의 후단부와 제2프레임의 선단부 사이를 오가면서 제품을 90°방향 전환시켜주는 제품 방향 전환부와, 상기 제2프레임측에 설치되어 방향이 전환된 제품 방향 전환부상의 제품을 제2프레임으로 투입하는 제품 투입용 실린더 및 제품 투입용 푸셔를 포함하는 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 기능성 필터 제조장치는 제1프레임과 제2프레임을 따라 이송되는 제품의 4변에 대해 2변씩 차례로 가열 및 접착시키고, 제품 방향 전환부를 통해 제품을 전환시키는 등 제품 투입에서부터 가열, 가압, 방향 전환, 제품 취출 등의 전체 공정을 연속 자동화 공정으로 진행할 수 있는 특징이 있다.

여기서, 상기 컨베이어 구동부는 제1프레임 및 제2프레임의 하부에 설치되는 모터와, 상기 제1프레임 및 제2프레임의 선단부와 후단부, 그리고 중간부분에 설치되는 구동 샤프트 및 피동 샤프트, 그리고 아이들 샤프트와, 상기 구동 샤프트, 피동 샤프트 및 아이들 샤프트에 장착되어 컨베이어 벨트를 구동시켜주는 복수 개의 풀리와, 상기 모터의 축에 장착되는 구동 풀리와 구동 샤프트에 장착되는 전동 풀리 사이에 연결되는 구동 벨트를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 컨베이어 벨트는 벨트 길이방향을 따라 일정간격으로 돌출 형성되어 제품을 밀어주는 다수의 어댑터를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제품 방향 전환부의 경우, 제품이 놓여지는 방향 전환용 플레이트와, 상기 플레이트의 일측에 상단을 통해 결합됨과 더불어 베어링을 매개로 제2프레임의 선단부에 수직 설치되어 회전가능한 방향 전환용 샤프트 및 상기 방향 전환용 샤프트의 일측과 로드를 통해 연결되어 방향 전환용 샤프트를 포함하는 방향 전환용 플레이트 전체를 회전시켜주는 방향 전환용 실린더를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 기능성 필터 제조장치는 제1프레임 및 제2프레임의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치되면서 컨베이어 벨트를 따라 이송되는 제품의 상부를 막아주는 제품이탈방지용 가이드 바를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제품이탈방지용 가이드 바의 선단부와 후단부에는 제품의 진입과 배출을 유도하는 곡선형의 유도용 바가 설치될 수 있다.

한편, 상기 기능성 필터 제조장치의 다른 실시예는 제1프레임과, 상기 제1프레임의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치되면서 제품을 이송시켜주는 컨베이어 벨트 및 컨베이어 구동부와, 상기 제1프레임의 상부에서 컨베이어 벨트의 양옆에 나란하게 설치되고 제품의 양쪽 종이 프레임 부분을 수용할 수 있는 가이드 홈 및 내장형의 히터를 이용하여 제품을 가이드하는 동시에 제품을 가열하는 히터 블럭과, 상기 제1프레임의 후단부에 회전가능하게 설치되어 위아래에서 함께 제품을 가압 및 접착하는 상부 롤러 및 하부 롤러를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

따라서, 상기 기능성 필터 제조장치는 제1프레임을 따라 이송되는 제품의 4변에 대해 2변씩 두차례 반복적인 진행을 통해 가열 및 접착시키는 등 제품 투입에서부터 가열, 가압, 제품 취출 등의 공정을 연속적인 자동화 공정으로 진행할 수 있는 특징이 있다.

본 발명에서 제공하는 기능성 필터 제조장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 필터 제조에 자동화 개념을 도입하여 가열 및 접착, 냉각 공정 등을 연속적인 자동화 공정으로 진행함으로써, 생산성을 높일 수 있고 제품의 우수한 품질을 확보할 수 있다.

둘째, 자동화 공정의 속도 조절을 통해 비숙련자도 쉽게 작업할 수 있다.

셋째, 작업자의 숙련도에 관계없이 균일한 품질의 제품을 생산할 수 있다.

넷째, 제품을 설비에 투입하는 방식이므로 작업자의 근골격계 무리가 없다.

다섯째, 추가로 종이 프레임을 눌러주는 공정을 삭제할 수 있는 등 작업의 효율성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치를 나타내는 평면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치를 나타내는 측면도
도 4는 도 1의 A-A 선 단면도
도 5는 도 1의 B-B 선 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치에서 롤러 전동구조를 나타내는 측면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치의 작동상태를 나타내는 평면도
도 8은 기능성 필터를 나타내는 사시도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 기능성 필터 제조장치는 서로 연접되면서 2열로 나란하게 배치되는 제1프레임(10)과 제2프레임(11)을 포함한다.

이러한 제1프레임(10)과 제2프레임(11)은 빔, 사각튜브 등으로 제작한 길다란 직사각형의 구조물로 이루어지게 되며, 가장자리에 "ㄷ"자형 단면의 종이 프레임(120)이 끼워져 있는 사각형태의 부직포 원단(110)으로 이루어진 제품(100)이 이송되는 경로를 제공함과 더불어 후술하는 컨베이어 구동부(13), 히터 블럭(15) 등이 이곳에 설치될 수 있게 된다.

그리고, 제품의 이송을 위한 수단으로 컨베이어 벨트(12), 예를 들면 타이밍 벨트 타입의 컨베이어 벨트(12)가 마련되고, 이때의 컨베이어 벨트(12)는 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치된다.

여기서, 상기 컨베이어 벨트(12)는 프레임 폭 방향으로 일정간격을 유지하는 서로 나란한 2열의 벨트로 이루어질 수 있게 된다.

이러한 컨베이어 벨트(12)는 컨베이어 구동부(13)에 있는 풀리(25)에 걸쳐지면서 순환궤적을 따라 가동될 수 있게 된다.

예를 들면, 프레임 선단부에 있는 구동 샤프트(22)상의 풀리(25), 프레임 후단부에 있는 피동 샤프트(23)상의 풀리(25), 그 사이에 위치되는 아래쪽의 아이들 샤프트(24)상의 풀리(25)에 걸쳐지면서 순환궤적을 그리며 가동될 수 있게 된다.

이때, 상기 제1프레임(10)에 설치되는 컨베이어 벨트(12)와 제2프레임(11)에 설치되는 컨베이어 벨트(12)는 서로 반대 방향으로 가동될 수 있게 된다.

특히, 상기 컨베이어 벨트(12)에는 실질적으로 제품을 밀어주는 수단으로 다수 개의 어댑터(29)가 구비되며, 이때의 어댑터(29)는 벨트면에 대해 수직으로 세워져 부착되는 사각판 형태로서 제품의 뒷쪽을 미는 방식으로 제품을 진행시켜줄 수 있게 된다.

이러한 어댑터(29)는 다수 개가 구비되며, 각각의 어댑터(29)는 벨트 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되어, 동시에 여러 개의 제품을 진행시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 컨베이어 벨트(12)의 가동을 위하여 컨베이어 구동부(13)가 마련된다.

상기 컨베이어 구동부(13)는 벨트를 걸어서 돌려주기 위한 구동 샤프트(22) 및 피동 샤프트(23), 그리고 아이들 샤프트(24)를 포함하며, 이때의 구동 샤프트(22)와 피동 샤프트(23)는 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 선단부와 후단부에서 프레임 폭 방향으로 나란하게 각각 배치되면서 프레임측에 양단 지지되는 구조로 설치되고, 상기 아이들 샤프트(24) 역시 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 중간부분에서 프레임 폭 방향으로 나란하게 배치되면서 프레임측에 양단 지지되는 구조로 설치된다.

또한, 상기 구동 샤프트(22), 피동 샤프트(23) 및 아이들 샤프트(24)에는 컨베이어 벨트(12)를 걸어주기 위한 풀리(25)가 각각 장착되며, 2열의 컨베이어 벨트(12)를 걸어주기 위해 각 샤프트에는 한쌍씩의 풀리(25)가 장착될 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1프레임(10)와 제2프레임(11)의 선단측 하부에는 모터(21)가 설치되고, 이러한 모터(21)의 축에 장착되는 구동 풀리(26)와 상기 구동 샤프트(22)에 장착되는 전동 풀리(27) 사이에는 구동 벨트(28)가 연결 설치된다.

이에 따라, 상기 모터(21)의 구동 시 구동 벨트(28)에 의해 전달되는 동력으로 구동 샤프트(22)가 회전하게 되고, 결국 컨베이어 벨트(12)가 가동될 수 있게 된다.

또한, 제품을 가열함과 더불어 제품의 진행을 가이드하는 수단으로 히터 블럭(15)이 마련된다.

*즉, 상기 히터 블럭(15)은 제품의 종이 프레임에 도포되어 있는 접착제를 가열하여 녹여주는 역할과 제품이 정해진 경로를 따라 진행되도록 안내하는 역할을 하게 된다.

이러한 히터 블럭(15)은 길다란 사각형의 바 형태로서, 내부에는 전기식 카트리지 타입의 히터(14)가 내장되어 있으며, 프레임 내측을 바라보는 한쪽면에는 제품의 단부, 예를 들면 제품의 양쪽 종이 프레임 부분을 수용할 수 있는 가이드 홈(35)이 형성된다.

이때의 가이드 홈(35)은 히터 블럭(15)의 길이방향을 따라 연속해서 이어져 있는 형태가 될 수 있고, 상기 히터(14)의 경우에도 히터 블럭(15)의 길이방향 거의 전구간에 걸쳐 삽입되는 형태가 될 수 있다.

이와 같은 히터 블럭(15)은 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 상부 폭 가장자리에서 컨베이어 벨트(12)의 양쪽 옆에 나란하게 배치되는 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 양쪽의 히터 블럭(15)에 의해 제품 양쪽 변의 종이 프레임 부분이 수용되면서 가열됨과 더불어 진행 안내를 받을 수 있게 된다.

또한, 제품의 종이 프레임 부분을 가압하여 부직포 원단측에 부착시켜주는 수단으로 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17)가 마련된다.

상기 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17)는 상기 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 후단부의 설치되어 있는 프레임 폭 방향 양쪽의 롤러 블럭(36) 사이에 양단 지지되면서 회전가능하게 된다.

이러한 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17)의 조합은 제품 진행방향(프레임 길이방향)으로 전후 위치되는 두 세트가 구비되며, 이에 따라 제품은 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17) 사이를 두차례 거치면서 견고하게 가압 접착될 수 있게 된다.

상기 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17)의 구동을 위한 수단으로 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 하부에 설치되는 롤러 구동용 모터(37)와 한쌍의 롤러 구동용 샤프트(38)가 구비된다.

그리고, 상기 롤러 구동용 모터(37)의 축에 장착되는 롤러 구동용 풀리(39)와 한쌍의 롤러 구동용 샤프트(38a,38b) 중 어느 하나의 롤러 구동용 샤프트(38b)에 장착되는 롤러 전동용 풀리(48) 사이에는 제1벨트(41)가 연결되고, 한쌍의 롤러 구동용 샤프트(38a,38b)는 각각이 가지고 있는 기어(40)에 의해 서로 맞물려 회전될 수 있게 된다.

또한, 상기 한쌍의 롤러 구동용 샤프트(38a,38b)와 상부 롤러(16) 및 하부 롤러(17)는 다수 개의 풀리와 2개의 벨트에 의해 전동가능하게 된다.

예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 롤러 구동용 샤프트(38a)의 단부에 있는 풀리와 각 하부 롤러(17)의 축에 장착되는 풀리 사이에는 제2벨트(42)가 연결되어, 롤러 구동용 샤프트(38a)의 회전에 의한 제2벨트(42)의 전동에 의해 하부 롤러(17)가 회전될 수 있게 된다.

그리고, 상기 롤러 구동용 샤프트(38b)의 단부에 있는 풀리와 각 상부 롤러(16)의 축에 장착되는 풀리 사이에는 제3벨트(49)가 연결되어, 롤러 구동용 샤프트(38b)의 회전에 의한 제3벨트(49)의 전동에 의해 상부 롤러(16)가 회전될 수 있게 된다.

여기서, 상기 제3벨트(49)는 3개의 아이들풀리에 의해 롤러 구동용 샤프트(38b)측 풀리와 상부 롤러(16)측 풀리 사이에 폐순환 궤적을 이루며 연결 설치될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 롤러 구동용 모터(37)의 작동 시 제1벨트(41)와 기어(40) 전동에 의해 한쌍의 롤러 구동용 샤프트(38a,38b)가 회전하게 되고, 이때의 롤러 구동용 샤프트(38a,38b)의 회전력이 제2벨트(42)와 제3벨트(49)를 통해 전달되면서 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17)가 회전될 수 있게 된다.

또한, 제품의 방향을 90°전환시켜주는 수단으로 제품 방향 전환부(18)가 마련된다.

이러한 제품 방향 전환부(18)는 제1프레임(10)의 후단부 위치와 제2프레임(11)의 선단부 위치 사이를 왕복하면서 2변에 대한 접착이 완료된 제품의 나머지 2변에 대한 접착을 위해 제품의 진행 방향을 90°전환시켜주는 역할을 하게 된다.

이를 위하여, 상기 제2프레임(11)의 선단부 일측에는 위아래 2개의 축 브라켓(43)이 설치되는 동시에 상기 축 브라켓(43)의 전면에는 베어링(44)이 각각 설치된다.

그리고, 상기 위아래 각 베어링(44) 사이에는 수직 자세의 방향 전환용 샤프트(31)의 양단부가 끼워져 결합되며, 이에 따라 상기 방향 전환용 샤프트(31)는 베어링(44)의 회전안내를 받으면서 자체 축선을 중심으로 회전될 수 있게 된다.

또한, 제품이 놓여지는 곳인 사각판 형태의 방향 전환용 플레이트(30)가 구비되고, 이때의 방향 전환용 플레이트(30)의 일측, 예를 들면 사각판의 한쪽 모서리 부분은 방향 전환용 샤프트(31)의 상단부에 결합된다.

예를 들면, 수직으로 세워져 있는 방향 전환용 샤프트(31)의 상단부에 수평 자세를 취하는 방향 전환용 플레이트(30)의 한쪽 모서리 부분 저면에 결합될 수 있게 된다.

물론, 이때의 방향 전환용 플레이트(30)는 방향 전환용 샤프트(31)의 하단부에서 연장되면서 수직으로 연장되어 플레이트 저면에 연결되는 보강부재 등에 의해 안정적으로 지지될 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1프레임(10)의 하부에는 후단 핀 구조로 지지되는 방향 전환용 실린더(32)가 설치되고, 이때의 방향 전환용 실린더(32)의 로드는 상기 방향 전환용 샤프트(31)의 길이 중간부분에 장착되어 있는 호 형상의 암(45)에 연결된다.

이에 따라, 상기 방향 전환용 실린더(32)의 전진 작동 시 방향 전환용 실린더(31)의 회전에 의해 방향 전환용 플레이트(30)는 샤프트를 중심축으로 하여 90°회전되고, 계속해서 제2프레임(11)의 선단부에 일렬로 나란한 상태로 연접 배치된다.

그리고, 상기 방향 전환용 실린더(32)의 후진 작동 시 방향 전환용 실린더(31)의 역방향 회전에 의해 방향 전환용 플레이트(30)는 샤프트를 중심축으로 하여 90°회전되고, 계속해서 제1프레임(10)의 후단부, 실질적으로는 상부 롤러(16)과 하부 롤러(17)의 후부에 일렬로 나란한 상태로 연접 배치된다.

즉, 상기 상하부 롤러(16,17)를 빠져나온 제품은 롤러 후부에 대기하고 있던 방향 전환용 플레이트(30) 위에 놓여지게 되고, 방향 전환용 플레이트(30)가 90°회전되어 제2프레임(11)의 선단부에 위치되면, 방향 전환용 플레이트(30) 위에 놓여져 있는 제품 또한 그 진행 방향이 90°꺽인 상태로 전환되어 제2프레임(11)측으로 진입할 자세를 취할 수 있게 된다.

또한, 진행 방향이 90°전환된 방향 전환용 플레이트(30)상의 제품을 제2프레임(11) 내로 진입시켜주는 수단으로 제품 투입용 실린더(19) 및 제품 투입용 푸셔(20)가 마련된다.

상기 제품 투입용 실린더(19)는 제2프레임(11)의 프레임 폭 방향으로 가로 걸쳐 설치되는 바 형태의 앞뒤 2개의 지지대(46)상에서 프레임 길이 방향으로 나란하게 설치되고, 이렇게 설치되는 제품 투입용 실린더(19)의 로드는 제2프레임(11)의 뒷쪽을 향해 있는 상태가 된다.

그리고, 상기 제품 투입용 푸셔(20)는 사각판 형태로서 제품 투입용 실린더(19)의 로드에 수직 자세로 장착되고, 이때의 제품 투입용 푸셔(20)의 하단부는 방향 전환용 플레이트(30)의 상면에 밀착 또는 근접 위치된다.

또한, 상기 푸셔(20)는 제품 투입용 실린더(19)의 양옆을 따라 나란하게 배치되는 가이드 바(47)에 의해 관통 지지되어 안내를 받을 수 있게 되고, 이때의 가이드 바(47)의 양단부는 지면에 세워지는 포스트와 지지대(46)상에 고정되는 구조로 설치된다.

이에 따라, 상기 제품 투입용 푸셔(20)가 전진되어 있는 상태에서, 방향 전환용 플레이트(30)가 제2프레임(11)의 후단부에 나란하게 위치되면, 이때의 방향 전환용 플레이트(30) 위에 있는 제품의 뒷쪽으로 제품 투입용 푸셔(20)가 위치된 상태가 되고, 계속해서 제품 투입용 실린더(19)가 후진 작동하게 되면, 제품 투입용 푸셔(20)가 제품을 끌어당겨서 제2프레임(11) 내로 투입시켜줄 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 프레임상에서 컨베이어 벨트(12)를 따라 이동하는 제품이 위로 들려지거나 들뜨는 것을 막아주는 수단으로 제품이탈방지용 가이드 바(33)를 제공한다.

상기 제품이탈방지용 가이드 바(33)는 길다란 바 형태로서, 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 배치되고, 제1프레임(10)과 제2프레임(11)의 상부 폭 방향을 가로질러 설치되는 다수 개의 지지대(46)에 의해 고정되는 구조로 설치된다.

이때의 상기 제품이탈방지용 가이드 바(33)는 서로 일정간격을 유지하는 2열의 바 형태로 이루어질 수 있게 된다.

이에 따라, 컨베이어 벨트(12)를 따라 이송되는 제품은 그 윗쪽이 제품이탈방지용 가이드 바(33)에 의해 차단되므로, 이송 중에 제품의 중간부분이 제품이탈방지용 가이드 바(33)에 의해 막혀서 상부로 들뜨지 않게 된다.

특히, 상기 제품이탈방지용 가이드 바(33)의 선단부와 후단부에는 곡선형태의 유도형 바(34)가 나란하게 연장 형성되고, 이때의 유도형 바(34)는 위로 휘어진 상태, 또는 아래로 휘어진 상태를 취하면서 제품의 진입과 배출이 원활히 이루어질 수 있도록 해주는 역할을 하게 된다.

예를 들면, 제품이 투입되는 프레임 선단쪽에 위치되는 유도형 바(34)는 그 끝이 위로 휘어진 상태를 취하게 되므로 제품의 진입이 용이하게 이루어질 수 있게 되고, 제품이 배출되어 프레임 후단쪽에 위치되는 유도형 바(34)는 그 끝이 아래로 휘어진 상태를 취하게 되므로 롤러측으로 제품이 안정적으로 유도될 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 제1프레임(10), 컨베이어 벨트(12) 및 컨베이어 구동부(13), 히터(14) 및 히터 블럭(15), 상부 롤러(16) 및 하부 롤러(17)의 한 세트로 이루어진 싱글 프레임 타입의 설비를 이용하여 제품을 자동으로 이송시키면서 가열, 그리고 가압 및 접착하는 방식의 다른 실시예를 제공한다.

이러한 설비에서는 1차 투입 시 제품의 2변에 대한 가열, 가압 및 접착 공정이 수행될 수 있게 되고, 제품 진행 방향을 바꿔 2차 투입 시 제품의 나머지 2변에 대한 가열, 가압 및 접착 공장이 수행될 수 있게 된다.

즉, 한 설비에 제품을 두차례 반복해서 투입하여 제품을 가열, 가압 및 접착하는 공정이 진행되도록 할 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 싱글 프레임 타입의 설비는 제1프레임(10)의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치되면서 제품을 이송시켜주는 컨베이어 벨트(12) 및 컨베이어 구동부(13), 상기 제1프레임(10)의 상부에서 컨베이어 벨트(12)의 양옆에 나란하게 설치되고 제품의 양쪽 종이 프레임 부분을 수용할 수 있는 가이드 홈(13) 및 내장형의 히터(14)를 이용하여 제품을 가이드하는 동시에 제품을 가열하는 히터 블럭(15), 상기 제1프레임(10)의 후단부에 회전가능하게 설치되어 위아래에서 함께 제품을 가압 및 접착하는 상부 롤러(16) 및 하부 롤러(17)를 포함하는 구조로 이루어질 수 있게 된다.

여기서, 상기 제1프레임(10), 컨베이어 벨트(12) 및 컨베이어 구동부(13), 히터 블럭(15), 상부 롤러(16) 및 하부 롤러(17)의 구조나 작동방식은 위의 일 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

그 밖에, 상기 싱글 프레임 타입의 설비는 위의 일 실시예와 마찬가지로 제품의 이탈을 방지할 수 있는 제품이탈방지용 가이드 바(33)도 포함할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 본 발명의 기능성 필터 제조방법에 대한 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필터 제조장치의 작동상태를 나타내는 평면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 작업자가 제품(100)을 제1프레임(10)의 선단부에 투입하게 되면, 가동되고 있는 컨베이어 벨트(12) 위의 제품(100)은 컨베이어 벨트(12)의 어댑터(29)에 의해 밀려가면서 진행됨과 더불어, 제품(100)의 양쪽 2변, 즉 양쪽 종이 프레임 부분은 히터 블럭(15)의 가이드 홈(35) 내에 삽입된 상태로 진행된다(ⓐ)).

여기서, 상기 제품(100)은 가장자리에 종이 프레임이 끼워져 있는 사각형태의 부직포 원단이며, 종이 프레임의 내면에는 핫 멜트 등의 접착제가 도포된 상태이다.

계속해서, 히터 블럭(15)의 가이드 홈(35)을 따라 진행되는 동안에 제품(100)의 종이 프레임 부분은 히터(14)에 의해 가열되어 그 내면의 접착제는 용융상태가 된다.

계속해서, 제1프레임(10)의 후단부를 빠져나온 제품(100)은 회전하고 있는 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17) 사이로 진입하게 되고, 롤러 사이에서 가압되어 제품(100)의 종이 프레임과 부직포 원단이 접착된다.

이렇게 제1프레임(10)의 후단측에 있는 1차 롤러측을 빠져나온 제품은 2변에 대한 접착이 완료된 상태가 된다.

계속해서, 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17)를 빠져나온 제품(100)은 롤러 바로 뒷쪽에 대기하고 있던 방향 전환용 플레이트(30) 위에 놓여지게 되고(ⓑ), 방향 전환용 실린더(32)의 작동 및 방향 전환용 샤프트(31)의 회전에 의해 방향 전환용 플레이트(30)가 90°회전되어 제2프레임(11)의 후단쪽에 나란히 위치하게 되고, 이때의 제품(100) 또한 90°진행 방향이 전환된 상태가 된다(ⓒ).

계속해서, 제품 투입용 실린더(19)의 작동과 제품 투입용 푸셔(20)의 동작에 의해 진행 방향이 전환되어 있는 제품(100)은 제2프레임(11)의 후단부로 투입된다(ⓓ).

여기서, 제품이 방향 전환용 플레이트 위에 놓인 상태, 방향 전환용 플레이트가 제2프레임 후단쪽에 위치된 상태 등은 공지의 센서(미도시) 등으로 감지할 수 있으며, 이러한 센서들의 신호를 바탕으로 하여 방향 전환용 실린더, 제품 투입용 실린더 등이 연계적으로 작동되도록 하는 제어 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

그리고, 제품(100)이 롤러를 통과하는 동안, 방향 전환이 진행되는 동안, 2차 투입이 진행되는 동안에 제품(100)의 접착된 2변에 대한 냉각이 자연스럽게 이루어질 수 있게 된다.

계속해서, 상기 제2프레임(11)으로 진입한 제품(100)은 1차 프레임(10) 때와 마찬가지로 컨베이어 벨트(12)의 어댑터(29)에 의해 밀려가면서 진행됨과 더불어, 제품(100)의 나머지 양쪽 2변, 즉 접착되지 않은 나머지 양쪽 종이 프레임 부분은 히터 블럭(15)의 가이드 홈(35) 내에 삽입된 상태로 진행된다.

계속해서, 히터 블럭(15)의 가이드 홈(35)을 따라 진행되는 동안에 제품(100)의 종이 프레임 부분은 히터(14)에 의해 가열되어 그 내면의 접착제는 용융상태가 된다.

계속해서, 제2프레임(11)의 후단부를 빠져나온 제품(100)은 제2프레임(11)의 후단측에서 회전하고 있는 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17) 사이로 진입하게 되고, 롤러 사이에서 가압되어 제품(100)의 종이 프레임과 부직포 원단이 접착된다.

이렇게 제2프레임(10)의 후단측에 있는 2차 롤러측을 빠져나온 제품은 나머지 2변에 대한 접착이 완료된 상태가 되고, 결국 제품(100)의 4변 모두 접착이 완료된 상태가 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 제품을 1차 컨베이어측으로 이송시키면서 가열시킴과 더불어 롤러 사이에서 가압 및 접착하고, 제품을 90°방향 전환시킨 후에 2차 컨베이어측으로 이송시키는 등 전체적인 공정을 연속 자동화 공정으로 실시함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있고 균일한 제품의 품질을 확보할 수 있다.

10 : 제1프레임 11 : 제2프레임
12 : 컨베이어 벨트 13 : 컨베이어 구동부
14 : 히터 15 : 히터 블럭
16 : 상부 롤러 17 : 하부 롤러
18 : 제품 방향 전환부 19 : 제품 투입용 실린더
20 : 제품 투입용 푸셔 21 : 모터
22 : 구동 샤프트 23 : 피동 샤프트
24 : 아이들 샤프트 25 : 풀리
26 : 구동 풀리 27 : 전동 풀리
28 : 구동 벨트 29 : 어댑터
30 : 방향 전환용 플레이트 31 : 방향 전환용 샤프트
32 : 방향 전환용 실린더 33 : 제품이탈방지용 가이드 바
34 : 유도용 바 35 : 가이드 홈
36 : 롤러 블럭 37 : 롤러 구동용 모터
38 : 롤러 구동용 샤프트 39 : 롤러 구동용 풀리
40 : 기어 41 : 제1벨트
42 : 제2벨트 43 : 축 브라켓
44 : 베어링 45 : 암
46 : 지지대 47 : 가이드 바
48 : 롤러 전동용 풀리 49 : 제3벨트

Claims (7)

1. 2열로 나란하게 배치되는 제1프레임(10) 및 제2프레임(11);
   상기 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치되면서 가장자리에 "ㄷ"자형 단면의 종이 프레임(120)이 끼워져 있는 사각 형태의 부직포 원단(110)으로 이루어진 제품(100)을 이송시켜주는 컨베이어 벨트(12) 및 컨베이어 구동부(13);
   상기 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 상부에서 컨베이어 벨트(12)의 양옆에 나란하게 설치되고, 내부에는 히터(14)가 내장되어 있는 동시에 프레임 내측을 바라보는 한쪽면에는 상기 제품(100)의 양쪽 종이 프레임(120) 부분을 수용할 수 있는 가이드 홈(35)이 형성되어 있으며, 상기 가이드 홈(35) 및 내장형의 히터(14)를 이용하여 상기 제품(100)을 가이드하는 동시에 상기 제품(100)의 종이 프레임(120)에 도포되어 있는 접착제를 가열하여 녹여주는 히터 블럭(15);
   상기 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 후단부에 회전가능하게 설치되면서 롤러 사이를 거치는 상기 제품(100)의 종이 프레임(120)을 위아래에서 함께 가압하여 부직포 원단(110)측에 부착시켜주는 상부 롤러(16) 및 하부 롤러(17);
   상기 제1프레임(10)의 후단부와 제2프레임(11)의 선단부 사이를 오가면서 상기 제품(100)을 90°방향 전환시켜주는 제품 방향 전환부(18);
   상기 제2프레임(11)측에 설치되어 방향이 전환된 제품 방향 전환부(18)상의 제품(100)을 제2프레임(11)으로 투입하는 제품 투입용 실린더(19) 및 제품 투입용 푸셔(20);
   를 포함하고, 상기 종이 프레임(120)의 내면에 접착제가 도포된 상태의 상기 제품(100)을 상기 히터 블럭(15)의 가이드 홈(35)을 따라 진행시키는 동안 상기 히터(14)를 통해 가열하여 접착제를 용융시키고, 계속해서 상기 제품(100)을 회전하고 있는 상기 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17) 사이로 진입시켜 롤러 사이에서 가압되게 하여 상기 제품(100)의 종이 프레임(120)과 부직포 원단(110)을 접착시키는 전체적인 공정을 연속 공정으로 실시하는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 제조장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨베이어 구동부(13)는 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 하부에 설치되는 모터(21)와, 상기 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 선단부와 후단부, 그리고 중간부분에 설치되는 구동 샤프트(22) 및 피동 샤프트(23), 그리고 아이들 샤프트(24)와, 상기 구동 샤프트(22), 피동 샤프트(23) 및 아이들 샤프트(24)에 장착되어 컨베이어 벨트(12)를 구동시켜주는 복수 개의 풀리(25)와, 상기 모터(21)의 축에 장착되는 구동 풀리(26)와 구동 샤프트(22)에 장착되는 전동 풀리(27) 사이에 연결되는 구동 벨트(28)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 제조장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨베이어 벨트(12)는 벨트 길이방향을 따라 일정간격으로 돌출 형성되어 제품을 밀어주는 다수의 어댑터(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 제조장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제품 방향 전환부(18)는 제품이 놓여지는 방향 전환용 플레이트(30)와, 상기 플레이트(30)의 일측에 상단을 통해 결합됨과 더불어 베어링을 매개로 제2프레임(11)의 선단부에 수직 설치되어 회전가능한 방향 전환용 샤프트(31) 및 상기 방향 전환용 샤프트(31)의 일측과 로드를 통해 연결되어 방향 전환용 샤프트(31)를 포함하는 방향 전환용 플레이트(30) 전체를 회전시켜주는 방향 전환용 실린더(32)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 제조장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1프레임(10) 및 제2프레임(11)의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치되면서 컨베이어 벨트(12)를 따라 이송되는 제품의 상부를 막아주는 제품이탈방지용 가이드 바(33)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 제조장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제품이탈방지용 가이드 바(33)의 선단부와 후단부에는 제품의 진입과 배출을 유도하는 곡선형의 유도용 바(34)가 설치되는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 제조장치.
   
7. 제1프레임(10);
   상기 제1프레임(10)의 상부에서 프레임 길이방향을 따라 나란하게 설치되면서 가장자리에 "ㄷ"자형 단면의 종이 프레임(120)이 끼워져 있는 사각 형태의 부직포 원단(110)으로 이루어진 제품(100)을 이송시켜주는 컨베이어 벨트(12) 및 컨베이어 구동부(13);
   상기 제1프레임(10)의 상부에서 컨베이어 벨트(12)의 양옆에 나란하게 설치되고, 내부에는 히터(14)가 내장되어 있는 동시에 프레임 내측을 바라보는 한쪽면에는 상기 제품(100)의 양쪽 종이 프레임(120) 부분을 수용할 수 있는 가이드 홈(35)이 형성되어 있으며, 상기 가이드 홈(35) 및 내장형의 히터(14)를 이용하여 상기 제품(100)을 가이드하는 동시에 상기 제품(100)의 종이 프레임(120)에 도포되어 있는 접착제를 가열하여 녹여주는 히터 블럭(15);
   상기 제1프레임(10)의 후단부에 회전가능하게 설치되면서 롤러 사이를 거치는 상기 제품(100)의 종이 프레임(120)을 위아래에서 함께 가압하여 부직포 원단(110)측에 부착시켜주는 상부 롤러(16) 및 하부 롤러(17);
   를 포함하고, 상기 종이 프레임(120)의 내면에 접착제가 도포된 상태의 상기 제품(100)을 상기 히터 블럭(15)의 가이드 홈(35)을 따라 진행시키는 동안 상기 히터(14)를 통해 가열하여 접착제를 용융시키고, 계속해서 상기 제품(100)을 회전하고 있는 상기 상부 롤러(16)와 하부 롤러(17) 사이로 진입시켜 롤러 사이에서 가압되게 하여 상기 제품(100)의 종이 프레임(120)과 부직포 원단(110)을 접착시키는 전체적인 공정을 연속 공정으로 실시하는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 제조장치.
   
   
   
   
   
   
   

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