KR102405061B1 - 합성수지용 용착기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지를 접합하는데 사용되는 용착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열풍을 이용하여 원단의 표면 코팅액이 타지 않을 정도로의 예열과 초음파를 이용한 용착이 가능하게 구성함으로써, 접합 표면에 대한 집중적인 분자 분해 및 용융이 가능하게 하는 등 신속하고 견고한 용착이 가능하게 하며, 또한, 초음파 혼이 용착휠과 동일한 수직방향 회전이 가능하게 함으로써, 원단의 신속하고 안정된 진입 및 원단의 밀림 현상을 방지하면서 안정된 용착이 가능하게 하며, 또한, 원단의 두께나 재질 등에 따라 용착휠의 가압력 조절에 따른 다양한 원단의 안정적인 용착이 가능하게 하기 위한 합성수지용 용착기에 관한 것이다.

Description

합성수지용 용착기{Welding machine for synthetic resin}

본 발명은 합성수지를 접합하는데 사용되는 용착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파 용착을 수행하되, 합성수지 원단의 사이로 열풍을 토출하여 원단의 예열에 따른 신속하고 정밀하게 용착이 가능하게 하는 합성수지용 용착기에 관한 것이다.

근자에 들어 레져 활동이나 취미 활동이 활발하게 이루어짐에 따라 다양한 기능성 의복이나 피복, 천막이나 텐트 등이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 다양한 형태의 피복 등의 원단은 통상적으로 방수의 기능을 기본적으로 구비하고 있어야 하는 것으로서, 방수 기능을 갖는 방수원단을 통해 생산되고 있는 것이다.

이에 따라 기능성 의복이나 피복, 천막이나 텐트 등과 같은 방수가 필요한 원단은 상기의 방수원단을 이용하여 제작함에 따라 본래의 기능을 충실히 수행하면서도 방수 작용으로 인해 우천시에 대비할 수 있게 하는 것이다.

이에, 상기와 같은 방수원단은 용착 접합에 의해 서로 접합함으로 그 방수성을 확보할 수 있게 되는 것으로, 이러한 용착 접합 방식으로는 열용착 방식이 주로 사용되고 있는 것이다.

한편, 이러한 열용착 방법으로는 열풍, 초음파, 고주파, 회전, 진동 용착방법 등이 적용되고 있다.

그 중 열풍용착은 주로 원단의 재봉부에 방수테이프를 접합하는데 사용되는 것으로, 방수테이프에 고온의 열풍을 가해 소정 용융시킴과 동시에 원단의 재봉부에 방수테이프를 접합 및 고무재로 된 상부롤러와 하부롤러 사이를 통과시켜 접합하게 된다.

그러나 상기와 같은 열풍용착 방식은 고온의 열풍이 비교적 큰 면적으로 토출되는 것인바, 실직적으로 비교적 얇은 방수테이프를 용융시켜 접합시키는 방식으로는 가능하였으나, 천막과 같이 두꺼운 원단을 서로 중첩시켜 접합하는 경우에는 과도한 열풍으로 인해 원단의 접합면 주변의 방수 코팅면이 타버려 벗겨지는 심각한 문제점이 있었다.

특히, 기존에는 천막 등에 일반 PE, PVC 코칭재를 이용하여 방수 코팅하였으나 근자에 들어 환경오염을 예방하기 위해 친환경 물질로 된 고분자 코팅이 적용되는 것인데, 상기와 같은 열풍의 경우 약한 열풍을 가하게 되면 고분자의 분해력이 떨어져 제대로 된 접합이 이루어지지 못하고, 과도한 열풍을 가할 시 코팅면이 타버리는 문제점이 있었다.

이에, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 초음파 진동 에너지가 초음파 혼(horn)을 통하여 용착물에 전달되면 상부의 용착휠과의 사이에서 용착물의 접합면에 순간적인 마찰열을 발생하여 합성수지가 용해 접착되어 강력한 분자적 결합을 이루게 하는 초음파 용착 방식이 적용되고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 초음파 용착의 경우 원단에 마찰열을 부여하기 위해 충분한 시간을 부여하여야 하는 것인바, 용착작업 시간이 지연되는 등 작업성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 일반적인 초음파 용착의 경우 초음파 혼의 선단면이 평면 형태를 이루어 고정 또는 수평 회전되고, 용착휠이 수직 회전하는 특성상 원단의 안정된 진입이 곤란하거나 서로 다른 회전 방향에 의해 원단이 진입되는 과정에서 밀림 현상이 발생하는 등 용착 작업이 원활하지 못한 문제점이 있었다.

대한민국등록특허 제10-1139578호. 대한민국등록특허 제10-2088557호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 열풍을 이용하여 원단의 표면 코팅액이 타지 않을 정도로의 예열과 초음파를 이용한 용착이 가능하게 구성함으로써, 접합 표면에 대한 집중적인 분자 분해 및 용융이 가능하게 하는 등 신속하고 견고한 용착이 가능하게 하기 위한 합성수지용 용착기를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

또한, 초음파 혼이 용착휠과 동일한 수직방향 회전이 가능하게 함으로써, 원단의 신속하고 안정된 진입 및 원단의 밀림 현상을 방지하면서 안정된 용착이 가능하게 하기 위한 합성수지용 용착기를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

또한, 원단의 두께나 재질 등에 따라 용착휠의 가압력 조절에 따른 다양한 원단의 안정적인 용착이 가능하게 하기 위한 합성수지용 용착기를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 중간부에는 일측으로 돌출되고 혼 인출공이 형성된 작업대가 형성되고, 상부에는 작업대 상부로 돌출되는 지지아암이 형성된 본체;

상기 지지아암에 형성되며 상부 일측에는 스크류 축설부가 돌출 형성되며, 실린더로드가 하방 인출력을 가지도록 승강실린더가 형성된 승강 지지대;

진동자와 부스터와 초음파 혼으로 구성되며, 상기 작업대의 하부에 형성 및 모터 구동에 의해 수직방향 회전력을 가지고, 초음파 혼의 둘레면으로 초음파 진동을 발생시키는 초음파 발생기;

상기 승강 지지대에 형성되어 승강실린더 작동에 의해 상하 승강 작동하며, 원단을 가압 및 초음파 혼과 반응하여 마찰열을 발생 및 접합을 수행하는 용착유닛; 및

상기 승강실린더에 형성되며, 좌우 회동 작동에 의해 공급되는 원단에 열풍을 부여하는 열풍 발생수단을 포함하여 구성하며,

이때, 상기 초음파 혼은,

상기 부스터와 연결되는 바디부; 및

상기 바디부의 선단에서 둘레로 돌출 형성되어 그 돌출된 둘레로 진동을 발생시키는 원반 형태의 헤드부를 포함하여 구성하며,

상기 헤드부는,

상기 바디부의 선단에서 곡률을 이루는 연결 곡선부로 연결 및 바디부보다 큰 직경을 이루는 원반 형태로 구성되며, 둘레 전방 및 후방에는 각각 곡률을 이루면서 두께를 확장시키는 전,후방 곡선부가 형성된 진동 유도판; 및

상기 전,후방 곡선부와 연결되며 외둘레면에 용착면을 이루는 진동 발생부를 포함하여 구성하며,

또한, 상기 용착유닛은,

상기 실린더로드가 연결되고 승강 지지대에 상하 슬라이딩 결합되며, 일측에는 걸쇠가 형성된 승강 작동대;

상기 승강 작동대의 하단에서 롤러 지지대를 통해 축설 및 모터 구동에 의해 초음파 발생기와 반대 방향의 수직 회전하며, 상기 초음파 혼과 반응하여 용착을 수행하는 용착휠;

상기 롤러 지지대와 상기 작업대에 형성되어 용착하고자 하는 원단의 각각 진입을 안내하는 이격 형성된 한 쌍의 상,하부 원단가이더; 및

상기 승강 지지대에 형성되어 상기 승강 작동대의 걸쇠와 걸림 작동에 의해 승강 작동대의 하강 행정거리를 조절하는 스트록 조절부를 포함하여 구성하며,

또한, 상기 스트록 조절부는,

상기 승강 지지대의 스크류 축설부에 수직으로 축설 및 하부가 노출되며, 상부에 조절손잡이가 형성된 스크류;

상기 스크류의 하부에 나사 결합 및 상부에 스프링 탄설되어 스크류 회전시 승강 지지대를 가이드로 하여 상하 승강 작동 및 승강 작동대가 하강시 상부에 걸쇠가 걸림되며, 일측에는 스케일 측정대가 형성된 스토퍼;

상기 승강 지지대 상부에 장착 및 측정봉이 하방 돌출 및 스케일 측정대에 간섭되어 승강 작동대의 하강 행정거리를 측정하는 스케일을 포함하여 구성하며,

또한, 상기 열풍 발생수단은,

상기 승강 지지대 상부에 형성되는 히터봉 장착대;

회동대를 통해 상기 히터봉 장착대에 좌우 회동 가능하도록 장착되며, 하단에는 열풍 토출노즐이 형성되어 공급되는 원단으로 열풍을 토출하여 예열하는 히터봉; 및

상기 히터봉 장착대에 회동 가능하도록 장착되며, 실린더로드가 회동대에 연결되어 히터봉의 회동을 단속하는 회동실린더를 포함하여 구성함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 합성수지용 용착기는 열풍발생수단을 이용하여 중첩되는 원단의 접합부를 예열이 가능하고, 연속하여 초음파를 이용한 용착이 가능하게 구성된 것인바, 열풍을 이용해 접합하고자 하는 원단의 예열과 초음파 마찰열을 이용한 접합면의 집중적인 분재 분해 및 용착이 가능하게 되는 등 신속하고 견고한 용착 작업이 가능하게 되는 등 용착작업성이 한층 향상되는 효과를 얻을수 있는 것이다.

또한, 초음파 혼이 용착휠과 대응되는 방향으로 동일한 수직방향 회전력을 가지고 둘레면으로 초음파 발생이 가능하게 구성된 것인바, 원단의 안정적인 진입과 용착 과정에서 원단의 밀림 현상이 방지되는 등 작업성의 향상과 용착 불량이 최소화되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 용착휠의 하강 스트록 조절을 통해 원단의 두께나 재질 등에 따라 안정적인 용착 작업이 가능한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 합성수지용 용착기의 사시도.
도 2는 본 발명 합성수지용 용착기의 정면도.
도 3은 본 발명 합성수지용 용착기의 요부 사시도.
도 4는 본 발명 합성수지용 용착기의 초음파 발생기 요부도.
도 5는 본 발명 합성수지용 용착기의 초음파 혼 요부 단면도.
도 6은 본 발명 합성수지용 용착기의 용착유닛 요부도.
도 7은 본 발명 합성수지용 용착기의 스트록 조절부 요부도.
도 8은 본 발명 합성수지용 용착기의 열풍 발생수단 요부도.
도 9는 본 발명 합성수지용 용착기의 스트록 조절상태도.
도 10은 본 발명 합성수지용 용착기의 스트록 조절상태도.
도 11은 본 발명 합성수지용 용착기의 원단 용착상태도.
도 12는 본 발명 합성수지용 용착기의 초음파 진동에너지 작용상태도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 합성수지용 용착기의 사시도이고, 도 2는 본 발명 합성수지용 용착기의 정면도이며, 도 3은 본 발명 합성수지용 용착기의 요부 사시도이다.

도 1 및 도 3의 도시와 같이 본 발명 합성수지용 용착기(1)는 본체(100)와, 승강 지지대(200)와, 초음파 발생기(300)와, 용착유닛(400)과, 열풍 발생수단(500)으로 구성된다.

먼저, 본체(100)는 본 발명 합성수지용 용착기(1)를 구성함에 있어 그 기초를 이루게 구성된 것으로, 수직으로 구성되어 조작부 등이 구축된다.

그리고 본체(100)에는 그 중간부에는 일측으로 돌출되는 판체형 작업대(110)가 구성된 것으로, 이때 작업대(110)에는 후술하는 초음파 혼(330)의 상부 인출을 유도하기 위한 혼 인출공(111)이 관통 구성된다.

그리고 본체(100)에는 상부에 상기 작업대(110)의 상부로 수평 연장되는 지지아암(120)이 구성된다.

또한, 본체(100)에는 본 발명 합성수지용 용착기(1)를 작동함에 있어 스위치가 구성되어 있음은 당연할 것이다.

상기 승강 지지대(200)는 본 발명 합성수지용 용착기(1)를 구성함에 있어 후술하는 용착유닛(400) 및 열풍 발생수단(500)의 설치 및 지지하게 구성된다.

이를 위해, 승강 지지대(200)는 상기 지지아암(120)의 단부에 형성되는 판체 등의 블록 형태를 이루게 구성된 것으로, 일측 상부에는 스크류 축설부(210)가 돌출 구성된다.

그리고 승강 지지대(200)에는 후술하는 용착유닛(400)의 상하 승강을 작동하는 승강실린더(220)가 구성된 것으로, 승강실린더(220)에는 실린더로드(220a)가 하방으로 출몰 작동하게 구성된다.

상기 초음파 발생기(300)는 본 발명 합성수지용 용착기(1)를 구성함에 있어 마찰렬을 부여하기 위한 초음파를 발생시키게 구성된다.

이를 위해, 초음파 발생기(300)는 도 4를 참조하여 통상의 진동자(310)와 부스터(320)와 초음파 혼(330)이 연속 형성된 원통 형태를 이루게 구성된 것으로, 본 발명에서는 작업대(110)의 저면에 수평 형태로 배치되되 수직방향 회전력을 가지게 구성된다.

한편, 본 발명에서 상기와 같이 초음파 발생기(300)의 회전력을 부여하기 위해서는 한정되는 것이 아니라 모터(301) 구동에 의해 가능한 것으로, 이를 위해 부스터(320) 부분이 베어링(도면중 미도시함) 등을 통해 작업대(110) 저면에 장착되게 구성되며, 통상의 벨트 풀리 등을 통해 모터(301) 구동되게 구성된다.

특히, 본 발명에서 상기 초음파 혼(330)은 상기와 같은 수직방향 회전 구성에 따른 수직방향 회전력을 부여하는 과정에서 초음파 에너지를 선단면이 아닌 원둘레로 발생하게 구성된다.

이를 위해, 도 5를 참조하여 초음파 혼(330)은 먼저, 바디부(340)를 이루게 구성된 것으로, 이때 바디부(340)는 상기 부스터(320)와 연장되게 구성된다.

또한, 초음파 혼(330)에는 상기 바디부(340)의 선단에서 연장 형성되어 실질적으로 초음파 진동을 발생시키는 헤드부(350)가 구성된 것으로, 이때 헤드부(350)는 상기 바디부(340)의 선단에 연장 형성되되, 바디부(340)의 직경보다 둘레로 돌출되도록 소정 두께를 이루는 원반 형태로 구성된다.

한편, 본 발명에서 상기 헤드부(350)는 바디부(340)로 전달된 진동을 그 헤드부(350)의 둘레로 유도 발생시키게 구성된다.

이를 위해, 먼저, 헤드부(350)에는 상기 바디부(340)로부터 전달받은 진동을 후술하는 진동 발생부(355)로 유도하기 위한 진동 유도판(351)을 이루게 구성된 것으로, 진동 유도판(351)은 상기 바디부(340)의 선단에서 그 바디부(340)보다 큰 직경을 이루게 구성된다.

이때, 진동 유도판(351)의 후면에 상기 바디부(340)가 연장되게 구성된 것으로, 그 바디부(340)가 연결되는 위치에는 초음파 에너지의 원활한 전달을 위해 연결 곡선부(352)를 이루게 구성된다.

그리고 진동 유도판(351)에는 전후면 둘레에 각각 초음파 에너지의 원활한 전달을 위해 만곡한 곡률을 이루면서 진동 유도판(351)의 두께를 확장시키기 위한 전,후방 곡선부(353a)(353b)를 이루게 구성된다.

또한, 헤드부(350)에는 상기 진동 유도판(351)으로부터 진동을 전달받아 실질적으로 진동을 발생시켜 마찰열을 부여하는 진동 발생부(355)가 구성된 것으로, 이때 진동 발생부(355)는 상기 진동 유도판(351)의 두께보다 두꺼워지도록 전,후방 곡선부(353a)(353b)의 끝단 두께를 이루면서 소정의 폭을 이루는 원형때 형태를 이루며 외둘레면에 마찰열을 발생시키는 용착면(356)을 이루게 구성된다.

즉, 초음파 발생기(300)는 원단을 두 장의 원단을 용착하는 과정에서 마찰열을 발생시키기 위한 초음파 에너지를 발생하게 구성된다.

상기 용착유닛(400)은 본 발명 합성수지용 용착기(1)를 구성함에 있어 원단을 가압 및 상기 초음파 혼(330)과 반응하여 마찰열에 의해 원단을 용착하게 구성된다.

이를 위해, 용착유닛(400)은 도 6을 참조하여 먼저, 승강 작동대(410)가 구성된 것으로, 승강 작동대(410)는 상기 승강 지지대(200)에 통상의 LM가이더 등을 통해 상하 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 승강실린더(220)의 실린더로드(220a)가 결합되어 승강실린더(220) 작동에 의해 승강 지지대(200)를 가이드로 하여 상하 승강 작동되게 구성된다.

그리고 승강 작동대(410)에는 외측면에 걸쇠(411)가 구성된 것으로, 걸쇠(411)는 후술하는 스트록 조절부(440)와 반응하여 하강을 제한하게 구성된다.

또한, 용착유닛(400)에는 용착휠(420)이 구성된 것으로, 용착휠(420)은 상기 초음파 혼(330)과 대응되도록 소정의 두께를 갖는 금속재 롤러 형태를 이루게 구성된다.

이때, 용착휠(420)은 롤러 지지대(421)에 축설되게 구성되되, 롤러 지지대(421)가 상기 승강 작동대(410)의 하단에 결합되어 승강 작동대(410)와 함게 상하 승강 작동하며, 하강시 초음파 혼(330)과의 사이에서 원단을 가압하게 구성된다.

한편, 본 발명에서 용착휠(420)은 수직방향 회전하되, 상기 초음파 혼(330)과 반대 방향으로 회전하여 전방에서 공급되는 원단을 용착과 함께 후방으로 배출하게 구성된다.

이때, 본 발명에서 용착휠(420)의 회전 구조로는 통상의 모터(401)가 직결 연결되거나 별도의 벨트 풀리 또는 체인 스프라켓 등을 통해 연결되어 회전력을 가지게 구성돌 것이다.

또한, 용착유닛(400)에는 용착하고자 하는 두 장의 원단의 공급을 안내하는 상,하부 원단가이더(430)(430')가 구성된다.

이때, 상,하부 원단가이더(430)(430')는 서로 반대 방향으로 개방되는 "ㄷ"형 브라켓 형태로 구성된 것으로, 먼저 상부 원단가이더(430)는 상기 롤러 지지대(421) 전방에 형성되고, 하부 원단가이더(430')는 상기 작업대(110)에 형성되어 용착하고자 하는 두장의 원단을 상부 및 하부로 안정적으로 중첩 공급하게 된다.

또한, 용착유닛(400)에는 상기와 같이 상하 승강 작동하는 승강 작동대(410)의 하강 행정거리를 조절하여 용착휠(420)의 원단 가압력을 조절하는 스트록 조절부(440)가 구성된다.

이를 위해, 도 7을 참조하여 스트록 조절부(440)는 먼저, 하부에 나사산을 갖는 스크류(441)가 구성된 것으로, 스크류(441)는 상기 승강 지지대(200)의 스크류 축설부(210)에 수직으로 축설되고 그 하부가 노출되게 구성되며, 상단에는 회전 조절이 가능한 조절손잡이(441a)가 구성된다.

또한, 스트록 조절부(440)에는 스토퍼(442)가 구성된 것으로, 스토퍼(442)는 상기 스크류(441)의 하부에 나사 결합되고 상부에는 상기 스크류 축설부(210)와의 사이에서 스크류(441)를 감싸는 스프링(443) 탄설되어 스크류(441)가 회전시 그 스크류(441)를 따라 상하 승강 작동하게 구성되며, 상부에는 상기 승강 작동대(410)의 걸쇠(411)가 걸림 반응하게 구성된다.

이때, 스토퍼(442)는 상기 승강 지지대(200)와 가이드홈 및 돌기 (도면중 미도시함) 등을 통해 가이드 연결되어 승강 가이드 되게 구성될 것이다.

그리고 스토퍼(442)에는 일측에 후술하는 스케일(445)의 측정봉(446)과 접촉 반응하는 스케일 측정대(444)가 구성된다.

또한, 스트록 조절부(440)에는 상기 스케일 측정대(444)에 간섭되어 승강 작동대(410)의 하강 행정거리를 측정하는 스케일(445)이 구성된다.

이때, 스케일(445)은 측정봉(446)이 인출력을 가지게 구성되어 통상의 간격 등을 측정하는 것이면 가능한 것으로, 본 발명에서는 상기 승강 지지대(200)에 수직으로 장착되고, 측정봉(446)이 상기 스케일 측정대(444)에 접촉 반응하게 구성된다.

이에, 스케일(445)은 측정봉(446)이 스케일 측정대(444)와 반응하게 구성된 것으로, 승강실린더(220)의 인입 작동에 의해 승강 작동대(410)가 상승한 상태를 영점으로 하여 스토퍼(442)의 승강 조절을 통해 승강 작동대(410)가 하강하여 걸쇠(411)가 스토퍼(442)에 걸리는 행정거리를 측정하게 되며, 본체(100)에 형성된 디스플레이 가능한 조작부(도면중 미도시함)를 통해 측정된 행정거리를 출력 가능할 것이다.

즉, 용착유닛(400)은 용착휠(420)이 상기 초음파 혼(330)과 반응하여 마찰열을 발생 및 초음파 혼(330)과 용착휠(420)의 사이로 진입되는 원단의 가압 및 용착이 가능하게 하며, 특히 원단의 두께나 종류 등에 따라 원단 가압력을 편리하고 정확하게 조절하여 안정된 용착이 가능하게 한다.

상기 열풍 발생수단(500)은 본 발명 합성수지용 용착기(1)를 구성함에 있어 공급되는 원단에 열풍을 가해 초음파 용착에 앞서 예열을 수행하게 구성된다.

이를 위해, 열풍 발생수단(500)은 도 8을 참조하여 먼저, 히터봉 장착대(510)가 구성된 것으로, 히터봉 장착대(510)는 상기 승강 지지대(200)의 상부 일측에 형성된다.

또한, 열풍 발생수단(500)은 히터봉(520)이 구성된 것으로, 히터봉(520)은 상부의 회동대(522)를 통해 상기 히터봉 장착대(510)에 좌우 회동 가능하도록 축 결합되게 구성된다.

그리고 히터봉(520)에는 하단에 열풍 토출노즐(521)이 형성된 것으로, 열풍x토출노즐(521)은 히터봉(520)에서 생성된 열풍을 하부에서 공급되는 원단에 토출하게 구성된다.

한편, 본 발명에서 히터봉(520)은 새롭게 구현되는 것이 아니라 통상의 열풍용착기에 적용되는 것으로, 열풍의 생성 및 토출력을 가지는 것이면 가능할 것이다.

또한, 열풍 발생수단(500)에는 회동실린더(530)가 구성된 것으로, 회동실린더(530)는 상기 히터봉 장착대(510)에 회동 가능하도록 장착되는 한편, 실린더로드(530a)가 상기 회동대(522)에 연결되어 출몰 작동에 의해 히터봉(520)을 좌우 회동시키게 구성된다.

즉, 열풍 발생수단(500)은 하단이 회동되어 일측 도면상 좌측으로 회동시 열풍 토출노즐(521)이 상,하부 원단가이더(430)(430') 사이로 위치되어 공급되는 상부 및 하부 원단에 열풍을 토출하게 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 합성수지용 용착기의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 8의 도시와 같이 본 발명 합성수지용 용착기는 비교적 두꺼은 원단이나 표면에 고분자 물질이 코팅된 원단의 경우, 원단의 예열 및 초음파 용착을 통해 주변 코팅면의 훼손 없이 안정적이고 신속한 용착이 가능하게 하면서도 공급되는 원단의 원활한 공급 및 배출이 가능하게 하며, 특히 원단의 두께 및 종류에 따라 안정적인 가압력을 부여하여 안정적인 용착 작업이 가능하게 한다.

먼저, 본 발명 합성수지용 용착기(1)는 용착하고자 하는 원단의 종류에 따라 용착휠(420) 즉, 승강 작동대(410)의 하강 스트록을 조절하면 되는 것으로, 이때 스트록은 용착휠(420)이 원단을 가압하는 정도를 조절하면 된다.

이는 스크류(441)의 회전 조절에 의해 가능하게 되는 것으로, 이에 그 스크류(441)에 나삽된 스토퍼(442)가 상하 승강 작동하게 된다.

먼저, 도 9를 참조하여 비교적 얇은 두께(t1)의 원단(10)을 작업시에는 용착휠(420)을 일반적인 원단의 가압시보다 하강 작동시키면 되는 것으로, 이는 스토퍼(442)를 하강 작동시켜 가능하게 된다.

이에, 승강실린더(220) 작동에 의해 승강 작동대(410)를 하강하게 되면, 그 승강 작동대(410)에 형성된 걸쇠(411)는 스토퍼(442)가 하강한 만큼 실린더로드(220a)가 길게 하강(d1)하게 되는 것인바, 용착휠(420) 또한 하강 행정거리가 늘어나 원단(10)의 안정된 가압이 가능하게 된다.

또한, 도 10을 참조하여 비교적 두꺼운 두께(t2)의 원단(10)을 작업시에는 용착휠(420)을 상승 작동시키면 되는 것으로, 이는 스토퍼(442)를 상승 작동시켜 가능하게 된다.

이에, 승강실린더(220) 작동에 의해 승강 작동대(410)를 하강하게 되면, 그 승강 작동대(410)에 형성된 걸쇠(411)는 스토퍼(442)가 상승한 만큼 실린더로드(220a)가 짧게 하강(d2)하게 되는 것인바, 용착휠(420) 또한 하강 행정거리가 짧아져 원단(10)의 안정된 가압이 가능하게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기와 같은 스트록의 조절 상태를 정확히 측정 및 출력 가능한 것인바, 이는 스케일(445)에 의한 측정을 통해 가능하게 된다.

즉, 스케일(445)은 측정봉(446)이 스토퍼(442)의 승강 조절에 의해 스케일 측정대(444)에 접촉 반응하여 행정거리를 측정하되, 승강 작동대(410)가 하강하여 걸쇠(411)가 스토퍼(442)에 걸리는 거리를 측정하게 되는 것으로, 그 측정된 행정거리는 본체(100)에서 출력 및 정확한 조절상태의 확인 가능하게 된다.

이후, 상기와 같이 스트록이 조절된 상태에서 원단의 용착 상태를 살펴보면,

도 11을 참조하여 원단(10)의 용착을 위해서는 먼저, 승강실린더(220)를 작동시켜 승강 작동대(410)를 1차로 하강시키면 되는 것으로, 이에 용착휠(420)은 하강하여 초음파 혼(330) 상부에 근접되게 된다.

이후, 중첩하고자 하는 원단(10)을 공급하되, 두 장의 원단(10)을 상,하부 원단가이더(430)(430')에 각각 삽입시켜 장전하면 된다.

이후, 실질적으로 용착 작업을 수행하되, 이는 용착휠(420)을 2차로 하강시키면 되는 것으로, 이에 용착휠(420)은 초음파 혼(330)과의 사이에 원단(10)이 가압되는 근접상태를 이루면서 각각 다른 방향으로 회전 작동하게 된다.

또한, 상기와 같이 용착휠(420)과 초음파 혼(330)의 작동과 함께 히터봉(520)이 장착되는 것으로, 히터봉(520)은 회동실린더(530) 작동에 의해 하단이 도면상 우측에서 좌측으로 회동 작동하게 되며 이에 열풍 토출노즐(521)이 상,하부 원단가이더(430)(430') 사이에 위치됨과 동시에 열풍 토출노즐(521)로 열풍이 토출되어 상부 및 하부 원단(10)의 대항면을 소정 가열하게 된다.

이후, 원단을 진입시키면 되는 것으로, 공급되는 원단은 서로 중첩된 상태로 회전하는 초음파 혼(330)과 용착휠(420)의 사이로 진입됨과 동시에 초음파 혼(330)과 용착휠(420)의 사이에서 마찰열에 의해 용융 및 가압 용착되게 된다.

이때, 본 발명에서는 공급되는 원단(10)이 초음파 혼(330)과 용착휠(420)의 반대방향 회전력에 의해 자연스럽게 원단을 당겨 공급 및 배출이 가능하게 되는 것인바, 원단의 안정된 공급 및 용착 작업이 가능하게 된다.

한편, 본 발명에서는 이러한 원단의 원활한 공급을 위해 초음파 혼(330)의 구조적인 개선을 통해 가능한 것으로, 이는 도 12를 참조하여 부스터(320)로부터 전달되는 초음파 진동에너지는 초음파 혼(330)의 바디부(340)의 선단으로 전달되게 된다.

이후, 전달된 초음파 진동에너지는 헤드부(350)로 전달되는 것으로, 이는 바디부(340)의 선단과 연결된 연결 곡선부(352)를 통해 자연스럽게 헤드부(350)의 진동 유도판(351)으로 전달 및 원반 형태를 따라 둘레를 향해 직각 방향으로 방향 전환 및 고르게 전달되게 된다.

이후, 진동 유도판(351)에 전달된 초음파 진동에너지는 진동 발생부(355)로 전달되는 것으로, 이는 상기 진동 유도판(351)의 둘레에 형성된 전,후방 곡선부(353a)(353b)를 통해 자연스럽게 진동 발생부(355)로 전달되게 된다.

이에, 진동 발생부(355)로 전달된 초음파 진동에너지는 그 선단면 즉, 진동 발생부(355)의 둘레면을 이루는 용착면(356)에 발생하게 되는 것으로, 이렇게 발생된 초음파 진동에너지가 용착휠(420)과의 사이에서 원단(10)에 전달되면 원단의 접합면에서 순간적인 마찰열을 발생하여 합성수지가 용해 접착되어 강력한 분자적 결합을 이룬다.

이상과 같이 본 발명 합성수지용 용착기는 원단의 예열과 접합면에 대한 집중적인 분자 분해를 통해 신속한 용착 작업이 가능하게 되며, 특히 초음파 혼과 용착휠의 서로 다른 방향의 수직 회전 구조를 통해 원단의 진입부터 배출까지 원활한 진행이 가능하게 되며, 스트록 조절부에 의해 용착하고자 하는 원단의 종류에 용이한 가압력의 조절이 가능하게 된다.

100 : 본체 110 : 작업대
111 : 혼 인출공 120 : 지지아암
200 : 승강 지지대 210 : 스크류 축설부
220 : 승강실린더 220a : 실린더로드
300 : 초음파 발생기 310 : 진동자
320 : 부스터 330 : 초음파 혼
340 : 바디부 350 : 헤드부
351 : 진동 유도판 352 : 연결 곡선부
353a,353b : 전,후방 곡선부 355 : 진동 발생부
356 : 용착면
400 : 용착유닛 410 : 승강 작동대
411 : 걸쇠 420 : 용착휠
421 : 롤러 지지대 430,430' : 상,하부 원단가이더
440 : 스트록 조절부 441 : 스크류
442 : 스토퍼 443 : 스프링
444 : 스케일 측정대 445 : 스케일
446 : 측정봉
500 : 열풍 발생수단 510 : 히터봉 장착대
520 : 히터봉 521 : 열풍 토출노즐
522 : 회동대 530 : 회동실린더
530a : 실린더로드

Claims (5)

1. 중간부에는 일측으로 돌출되고 혼 인출공(111)이 형성된 작업대(110)가 형성되고, 상부에는 작업대(110) 상부로 돌출되는 지지아암(120)이 형성된 본체(100);
   상기 지지아암(120)에 형성되며 상부 일측에는 스크류 축설부(210)가 돌출 형성되며, 실린더로드(220a)가 하방 인출력을 가지도록 승강실린더(220)가 형성된 승강 지지대(200);
   진동자(310)와 부스터(320)와 초음파 혼(330)으로 구성되며, 상기 작업대(110)의 하부에 형성 및 모터 구동에 의해 수직방향 회전력을 가지고, 초음파 혼(330)의 둘레면으로 초음파 진동을 발생시키는 초음파 발생기(300);
   상기 승강 지지대(200)에 형성되어 승강실린더(220) 작동에 의해 상하 승강 작동하며, 원단을 가압 및 초음파 혼(330)과 반응하여 마찰열을 발생 및 접합을 수행하는 용착유닛(400); 및
   상기 승강실린더(220)에 형성되며, 좌우 회동 작동에 의해 공급되는 원단에 열풍을 부여하는 열풍 발생수단(500)을 포함하여 구성하며,
   상기 초음파 혼(330)은,
   상기 부스터(320)와 연결되는 바디부(340); 및
   상기 바디부(340)의 선단에서 둘레로 돌출 형성되어 그 돌출된 둘레로 진동을 발생시키는 원반 형태의 헤드부(350)를 포함하여 구성하며,
   상기 헤드부(350)는,
   상기 바디부(340)의 선단에서 곡률을 이루는 연결 곡선부(352)로 연결 및 바디부(340)보다 큰 직경을 이루는 원반 형태로 구성되며, 둘레 전방 및 후방에는 각각 곡률을 이루면서 두께를 확장시키는 전,후방 곡선부(353a)(353b)가 형성된 진동 유도판(351); 및
   상기 전,후방 곡선부(353a)(353b)와 연결되며 외둘레면에 용착면(356)을 이루는 진동 발생부(355)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 합성수지용 용착기.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 용착유닛(400)은,
   상기 실린더로드(220a)가 연결되고 승강 지지대(200)에 상하 슬라이딩 결합되며, 일측에는 걸쇠(411)가 형성된 승강 작동대(410);
   상기 승강 작동대(410)의 하단에서 롤러 지지대(421)를 통해 축설 및 모터 구동에 의해 초음파 발생기(300)와 반대 방향의 수직 회전하며, 상기 초음파 혼(330)과 반응하여 용착을 수행하는 용착휠(420);
   상기 롤러 지지대(421)와 상기 작업대(110)에 형성되어 용착하고자 하는 원단의 각각 진입을 안내하는 이격 형성된 한 쌍의 상,하부 원단가이더(430)(430'); 및
   상기 승강 지지대(200)에 형성되어 상기 승강 작동대(410)의 걸쇠(411)와 걸림 작동에 의해 승강 작동대(410)의 하강 행정거리를 조절하는 스트록 조절부(440)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 합성수지용 용착기.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 스트록 조절부(440)는,
   상기 승강 지지대(200)의 스크류 축설부(210)에 수직으로 축설 및 하부가 노출되며, 상부에 조절손잡이(441a)가 형성된 스크류(441);
   상기 스크류(441)의 하부에 나사 결합 및 상부에 스프링(443) 탄설되어 스크류(441) 회전시 승강 지지대(200)를 가이드로 하여 상하 승강 작동 및 승강 작동대(410)가 하강시 상부에 걸쇠(411)가 걸림되며, 일측에는 스케일 측정대(444)가 형성된 스토퍼(442);
   상기 승강 지지대(200) 상부에 장착 및 측정봉(446)이 하방 돌출 및 스케일 측정대(444)에 간섭되어 승강 작동대(410)의 하강 행정거리를 측정하는 스케일(445)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 합성수지용 용착기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 열풍 발생수단(500)은,
   상기 승강 지지대(200) 상부에 형성되는 히터봉 장착대(510);
   회동대(522)를 통해 상기 히터봉 장착대(510)에 좌우 회동 가능하도록 장착되며, 하단에는 열풍 토출노즐(521)이 형성되어 공급되는 원단으로 열풍을 토출하여 예열하는 히터봉(520); 및
   상기 히터봉 장착대(510)에 회동 가능하도록 장착되며, 실린더로드(530a)가 회동대(522)에 연결되어 히터봉(520)의 회동을 단속하는 회동실린더(530)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 합성수지용 용착기.
   

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