KR100851217B1

KR100851217B1 - 열융착기

Info

Publication number: KR100851217B1
Application number: KR1020070104971A
Authority: KR
Inventors: 남승모
Original assignee: 한일이화주식회사
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2008-08-07

Abstract

본 발명은 열융착기에 관한 것으로, 하부지그(3)상에 위치한 제품을 고정시키는 스토퍼 작업과 열융착 작업 및 냉각 작업이 한 개의 복합 유니트(10)에 의해 진행됨으로써, 열융착기의 전체적인 부피 및 중량을 줄일 수 있게 되고 제조원가의 절감을 이룩할 수 있게 되며, 생산성의 향상 및 열융착된 제품의 품질성능을 크게 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

또한 본 발명의 열융착기는 융착보스의 둘레부위를 고르게 가압한 상태에서 열융착 작업을 진행할 수 있게 되므로 미융착 및 과융착의 발생을 예방할 수 있게 되고, 냉매가 다수개의 냉각노즐을 통해 열융착팁의 전체부위에 걸쳐 고르게 분사됨으로써 융착이 완료된 제품의 품질성능이 향상됨은 물론 냉각시간의 단축을 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

열융착기, 열융착 유니트, 냉각 유니트

Description

열융착기{Hot stacking machine}

본 발명은 사출 성형으로 제작된 두 개의 플라스틱 단품을 열융착으로 결합하여 조립시킬 수 있도록 하는 열융착기에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량의 내장재들은 플라스틱을 사출 성형하여 제작되며, 필요에 따라 사출 성형된 두 단품을 서로 조립하여 제작되기도 한다.

이때, 두 개의 플라스틱 단품을 서로 조립하는 방법으로 가장 많이 사용하는 것은 열융착에 의한 결합방식이며, 이를 통해 원가절감 및 경량화를 이룩할 수 있게 된다.

한편, 도 1과 도 2에는 종래의 열융착기가 도시되어 있는 바, 상기 열융착기는 사출 성형하여 제작된 제1,2단품(1,2)이 적층식으로 셋팅되는 하부지그(3)와, 실린더(4)에 의해 상기 하부지그(3)를 향해 하강 및 상승 동작하도록 설치된 상부플레이트(5)와, 상기 상부플레이트(5)에 장착되어 상기 하부지그(3)상에 셋팅된 제1,2단품(1,2)을 열융착으로 결합시킬 수 있게 열융착팁(6b)을 구비한 열융착 유니트(6)와, 상기 열융착 유니트(6)의 측부에서 상기 상부플레이트(5)에 고정 장착되어 상기 열융착 유니트(6)에 의한 상기 제1,2단품(1,2)의 결합시 상기 제1,2단 품(1,2)의 유동을 방지하기 위해 상기 제1,2단품(1,2)을 가압하는 스토퍼 유니트(7)와, 상기 열융착 유니트(6)의 측부에서 상기 상부플레이트(5)에 고정 장착되어 상기 열융착 유니트(6)에 의한 상기 제1,2단품(1,2)의 결합시 냉매를 이용하여 상기 열융착팁(6b)을 냉각시킬 수 있도록 그 선단이 상기 열융착팁(6b)을 향하도록 설치된 냉각 유니트(8)와, 상기 실린더(4)의 동작과 후술하는 열공급부재(6c)의 온도 및 냉매의 분사시기 등을 제어하는 콘트롤러(9)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 열융착 유니트(6)는 상기 상부플레이트(5)에 장착되어 그 선단이 상기 하부지그(3)를 향하도록 설치된 열융착 하우징(6a)과, 상기 열융착 하우징(6a)의 선단에 결합되어 그 선단이 상기 하부지그(3)에 셋팅된 제1,2단품(1,2)을 향하도록 장착된 열융착팁(6b)과, 상기 열융착팁(6b)으로 열을 공급하도록 상기 열융착 하우징(6a)에 구비된 열공급부재(6c)와, 상기 제1,2단품(1,2)의 열융착 결합시 온도를 검출하여 상기 콘트롤러(9)로 신호를 전달하도록 구비된 온도센서(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 콘트롤러(9)는 상기 온도센서의 신호를 전달받아 상기 실린더(4)의 동작을 제어함으로써 상기 열융착팁(6b)의 가압시간을 제어하고, 동시에 상기 열공급부재(6c)의 온도를 제어함으로써 상기 열융착팁(6b)의 가열온도를 제어하며, 상기 냉각 유니트(8)를 통한 냉매의 분사시기를 제어한다.

상기 열공급부재(6c)는 히터(heater)인 것을 특징으로 하며, 상기 온도센서는 상기 열공급부재(6c)의 온도를 검출하도록 상기 열융착 하우징(6a)에 고정 설치된 것이 일반적인 구성이다.

그리고, 상기 스토퍼 유니트(7)는, 상기 열융착 하우징(6a)의 측부에서 상기 상부플레이트(5)에 고정 장착되는 스토퍼 하우징(7a)과, 일단은 상기 스토퍼 하우징(7a)속으로 삽입되어 스프링(7b)을 매개로 탄지되고 타단은 상기 스토퍼 하우징(7a)의 밖으로 돌출되어 그 선단이 상기 하부지그(3)를 향하도록 설치된 가압로드(7c)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 냉각 유니트(8)는, 상기 열융착 하우징(6a)의 측부에서 상기 상부플레이트(5)에 고정 장착되는 니플(8a)과, 일단은 상기 니플(8a)에 결합되고 타단은 상기 열융착팁(6b)을 향하도록 설치되어 상기 열융착팁(6b)으로 냉매를 분사하는 냉각노즐(8b)을 포함하여 구성된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 열융착기는 열융착 유니트(6)와 스토퍼 유니트(7) 및 냉각 유니트(8)가 각각 별도의 구성으로 이루어지면서 상부플레이트(5)에 고정 장착되는 구성이기 때문에, 부피가 크고 제조원가가 비싸며 아울러 중량이 많이 나가는 문제가 있었다.

또한, 종래의 열융착기는 스토퍼 유니트(7)의 가압로드(7c)가 도 2와 같이 융착보스(2a)로부터 한쪽방향으로 이격된 위치만을 편심 가압하게 되는데, 이와 같은 상태로 열융착 작업이 진행되면 상기 제1,2단품(1,2)은 국부적으로 미융착 및 과융착이 발생하게 되고, 이로 인해 조립 완료된 제1,2단품(1,2)은 품질성능이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.

또한, 종래의 열융착기는 냉각노즐(8b)을 통해 분사되는 냉매가 열융착팁(6b)의 어느 한 부위에만 집중적으로 분사되어 그 부위를 먼저 냉각시키고 냉매 가 직접적으로 분사되지 않는 나머지 부위는 열전달을 통해 냉각되는 구성으로 되어 있기 때문에, 냉각시간이 오래 걸리고 이로 인해 생산성이 낮아지는 문제가 있으며, 심한 경우에는 냉각의 불균일로 인해 조립 완료된 제1,2단품(1,2)은 서로의 결합력이 떨어지게 되고 이 결과 작은 충격력에도 제1,2단품(1,2)이 서로 쉽게 분리되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은, 열융착 유니트와 스토퍼 유니트 및 냉각 유니트를 하나의 복합 유니트로 어셈블리화하여, 부피와 중량을 줄이고 제조원가를 절감시킬 수 있도록 하는 열융착기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 융착보스의 둘레부위를 고르게 가압한 상태에서 열융착 작업을 진행할 수 있도록 하여, 미융착 및 과융착의 발생을 예방하고 이를 통해 융착이 완료된 제품의 품질성능을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 데에 있다.

또한, 본 발명은, 냉매가 열융착팁의 전체부위에 걸쳐 고르게 분사되는 구성을 갖도록 함으로써 융착이 완료된 제품의 품질성능을 향상시킬 수 있도록 하고 아울러 냉각시간의 단축을 도모하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열융착기는, 하부지그를 향해 하강 및 상승 동작하도록 설치된 상부플레이트에 고정 장착된 하우징과; 상기 하부지그를 향하도록 상기 하우징의 선단에 결합된 열융착팁과; 상기 열융착팁으로 열을 공급하기 위해 상기 하우징내에 구비된 열공급부재와; 일단은 상기 하우징에 장착된 니플과 연결되면서 타단은 상기 하우징을 관통하여 그 선단이 상기 열융착팁을 향하도록 설치된 다수개의 냉각노즐과; 내측의 관통구멍속에 상기 열융착팁과 상기 냉각노즐이 위치하도록 일단이 상기 하우징의 외곽 표면에 끼워짐과 더불어 상기 하우징의 길이방향을 따라 상승 및 하강 이동이 가능하도록 설치된 스토퍼부재;를 포함하는 복합 유니트를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 열융착기는, 하부지그상에 위치한 제품을 고정시키는 스토퍼 작업과 열융착 작업 및 냉각 작업이 한 개의 복합 유니트에 의해 진행됨으로써, 열융착기의 전체적인 부피 및 중량을 줄일 수 있게 되고 제조원가의 절감을 이룩할 수 있게 되며, 생산성의 향상 및 열융착된 제품의 품질성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 융착보스의 둘레부위를 고르게 가압한 상태에서 열융착 작업을 진행할 수 있게 되므로 미융착 및 과융착의 발생을 예방할 수 있게 되고, 냉매가 다수개의 냉각노즐을 통해 열융착팁의 전체부위에 걸쳐 고르게 분사됨으로써 융착이 완료된 제품의 품질성능이 향상됨은 물론 냉각시간의 단축을 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명 실시예의 열융착기는 도 3에 도시된 바와 같이, 사출 성형하여 제작된 제1,2단품(1,2)이 적층식으로 셋팅되는 하부지그(3)와, 실린더(4)에 의해 상기 하부지그(3)를 향해 하강 및 상승 동작하도록 설치된 상부플레이트(5)와, 상기 상부플레이트(5)에 장착된 복합 유니트(10)와, 상기 실린더(4)의 동작과 후술하는 열공급부재(13)의 온도 및 냉매의 분사시기 등을 제어하는 콘트롤러(9)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 복합 유니트(10)는 상기 실린더(4)의 동작으로 상기 상부플레이트(5)가 상기 하부지그(3)를 향해 하강할 때 상기 하부지그(3)상에 셋팅된 상기 제1,2단품(1,2)을 가압하여 고정하는 기능과, 상기 제1,2단품(1,2)을 가압 고정한 상태에서 상기 제1,2단품(1,2)을 열융착으로 서로 결합시키는 기능과, 상기 제1,2단품(1,2)의 열융착 결합후 결합부위를 냉각시키는 기능을 동시에 수행할 수 있는 구성으로 되어 있다.

즉, 상기 복합 유니트(10)는, 상기 상부플레이트(5)에 고정 장착되어 상기 하부지그(3)를 향해 하강 및 상승 동작하도록 설치된 하우징(11)과, 상기 하부지그(3)에 셋팅된 상기 제1,2단품(1,2)을 향하도록 상기 하우징(11)의 선단에 결합된 열융착팁(12)과, 상기 열융착팁(12)으로 열을 공급하기 위해 상기 하우징(11)내에 구비된 열공급부재(13)와, 일단은 상기 하우징(11)에 장착된 니플(14)과 연결되면서 타단은 상기 하우징(11)을 관통하여 그 선단이 상기 열융착팁(12)을 향하도록 설치되어 상기 열융착팁(12)으로 냉매를 분사하는 다수개의 냉각노즐(15)과, 내측 의 관통구멍(16a)속에 상기 열융착팁(12)과 상기 냉각노즐(15)이 위치하도록 일단이 상기 하우징(11)의 외곽 표면에 끼워짐과 더불어 상기 하우징(11)의 길이방향을 따라 상승 및 하강 이동이 가능하도록 설치된 스토퍼부재(16)와, 상기 열공급부재(13)의 외측 표면을 감싸도록 상기 하우징(11)내에 구비되면서 상기 냉각노즐(15)쪽으로의 열전달을 차단하는 단열재(17)를 포함하여 이루어지는 구성이다.

또한, 본 발명의 복합 유니트(10)는, 상기 제1,2단품(1,2)의 열융착 결합시 온도를 검출하여 상기 콘트롤러(9)로 신호를 전달하도록 구비된 온도센서(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 콘트롤러(9)는 상기 온도센서의 신호를 전달받아 상기 실린더(4)의 동작을 제어함으로써 상기 열융착팁(12)의 가압시간을 제어하고, 동시에 상기 열공급부재(13)의 온도를 제어함으로써 상기 열융착팁(12)의 가열온도를 제어하며, 상기 냉각노즐(15)을 통한 냉매의 분사시기를 제어한다.

상기 열공급부재(13)는 히터(heater)인 것을 특징으로 하며, 상기 온도센서는 상기 열공급부재(13)의 온도를 검출하도록 상기 하우징(11)에 고정 설치된 것이 일반적인 구성이다.

한편, 본 발명에 따른 상기 복합 유니트(10)는, 상기 하우징(11)의 외곽 표면으로 끼워지는 상기 스토퍼부재(16)의 일단에 다수개의 가이드홀(16b)이 형성되는데, 상기 가이드홀(16b)은 슬릿(siit) 형상으로 형성되며 그 양단은 상기 스토퍼부재(16)가 상기 하우징(11)을 따라 이동하는 방향과 동일한 방향을 향하도록 형성된다.

또한, 상기 스토퍼부재(16)는 스토퍼볼트(18)에 의해 상승 및 하강 이동을 제한받도록 설치되며, 이를 위해 상기 스토퍼볼트(18)의 일단은 상기 가이드홀(16b)을 관통하여 상기 하우징(11)에 고정 결합되고 타단은 상기 가이드홀(16b)을 통해 상기 스토퍼부재(16)의 외측으로 돌출되도록 설치된다.

그리고, 상기 스토퍼부재(16)는 스프링부재(19)를 매개로 상승 및 하강 이동이 탄력적으로 진행될 수 있는 구성이며, 이를 위해 상기 스프링부재(19)는 상기 스토퍼부재(16)의 관통구멍(16a)속에 위치하면서 일단은 상기 하우징(11)의 선단에 지지되고 타단은 상기 스토퍼부재(16)의 스프링안착면(16c)에 지지되도록 설치된다.

또한, 상기 냉각노즐(15)은 상기 열융착팁(12)의 둘레를 따라 최소 3개 내지 최대 4개가 등간격으로 배치되도록 설치된 구조이다.

이로 인해, 상기 냉각노즐(15)을 통해 분사되는 냉매는 상기 열융착팁(12)의 전체 표면으로 고르게 분사된다.

이하, 본 발명의 복합 유니트(10)를 이용하여 사출 성형으로 제작된 제1단품(1)과 제2단품(2)을 열융착 결합시키는 조립과정에 대해 설명한다.

먼저, 도 4는 사출 성형으로 제작된 제1,2단품(1,2)을 하부지그(3)상에 셋팅시킨 후 열융착으로 결합하여 조립시킬 수 있도록 하는 준비단계이다.

상기 도 4의 준비단계에서 콘트롤러(9)의 제어에 따라 상부플레이트(5)가 하강하면 융착보스(2a)는 도 5와 같이 스토퍼부재(16)의 관통구멍(16a)으로 삽입되며, 상기 스토퍼부재(16)의 선단은 융착보스(2a)를 중심으로 그 둘레부위를 고르게 가압하여 상기 제1,2단품(1,2)의 유동을 방지하게 된다.

도 5의 상태에서, 상기 상부플레이트(5)가 더 하강하면 상기 스토퍼부재(16)는 상기 제1,2단품(1,2)을 가압하고 있는 상태에서 도 6과 같이 스프링부재(19)의 힘을 이기고 하우징(11)을 따라 상승 이동하게 된다.

이때, 상기 스프링부재(19)의 상승 이동은 도시된 바와 같이 스토퍼볼트(18)가 가이드홀(16b)의 하단쪽 끝에 걸려질 때까지 이동한다.

한편, 도 6과 같이 상기 상부플레이트(5)가 하강하면 열융착팁(12)의 선단은 융착보스(2a)를 가압 및 열융착하게 되고, 이를 통해 상기 제1,2단품(1,2)은 상기 융착보스(2a)를 통해 서로 결합되면서 조립된다.

이때, 열융착 작업시의 온도는 온도센서에 의해 검출되며, 콘트롤러(9)는 상기 온도센서의 신호를 전달받아 상기 실린더(4)의 동작을 제어하여 상기 열융착팁(12)이 융착보스(2a)를 가압하는 시간을 제어하게 되고, 동시에 열공급부재(13)의 온도를 제어함으로써 상기 열융착팁(12)이 융착보스(2a)를 가열하는 온도를 제어하게 된다.

그리고, 열융착이 종료되고 나면 콘트롤러(9)의 제어에 의해 냉각노즐(15)을 통해 냉매(에어)가 분사되어 상기 열융착팁(12)을 식혀주게 된다.

상기 냉매의 분사시간은 콘트롤러(9)에 의해 제어된다.

여기서, 상기 냉각노즐(15)은 상기 열융착팁(12)의 둘레를 따라 최소 3개 내지 최대 4개가 등간격으로 배치되도록 설치된 구조이기 때문에, 상기 냉각노즐(15)을 통해 분사되는 냉매는 상기 열융착팁(12)의 표면 전체에 고르게 분사되며, 이로 인해 상기 열융착팁(12)은 빠르게 냉각된다.

그리고, 상기 열융착팁(12)이 완료되고 나면 상기 실린더(4)의 동작으로 하강하였던 상기 상부플레이트(5)는 도 7과 같이 최초의 위치로 상승 복귀하여 다음 번의 동작을 준비하게 된다.

상기 상부플레이트(5)가 상승 복귀하고 나면 상기 하부지그(3)상에 위치한 제1,2단품(1,2)은 융착보스(2a)를 통해 서로 결합되어 조립이 완료된 제품상태가 되는 바, 작업자는 조립 완료된 완제품을 상기 하부지그(3)로부터 취출하여 다음 공정에서 사용할 수 있도록 준비하게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예는 한 개의 복합 유니트(10)에 의해 하부지그(3)상에 셋팅된 제1,2단품(1,2)을 고정시키는 스토퍼 작업과 열융착 작업 및 냉각 작업을 한 번에 진행할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명의 열융착기는 도 1을 참조로 전술한 종래의 열융착기에서 열융착 유니트(6), 스토퍼 유니트(7), 냉각 유니트(8)를 한 개의 복합 유니트(10)로 어셈블리화시킨 구성이기 때문에, 부피와 중량을 줄일 수 있게 되고, 아울러 열융착기의 제조원가를 대폭적으로 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 열융착기는 복합 유니트(10)가 융착보스(2a)의 둘레부위를 고르게 가압한 상태에서 열융착 작업을 진행할 수 있는 구성이기 때문에 미융착 및 과융착의 발생을 예방할 수 있게 되고, 이를 통해 열융착된 완제품은 그 품질성능이 크게 향상된다.

또한, 본 발명은, 다수개의 냉각노즐(15)을 통해 분사되는 냉매가 빠른 시간 내에 열융착팁(12)의 전체부위를 한번에 고르게 냉각시킬 수 있기 때문에, 열융착된 완제품은 그 품질성능이 크게 향상되며 아울러 냉각시간의 단축을 통해 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 열융착기에 대한 도면,

도 2는 종래의 열융착기의 작동상태를 보여주기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 따라 복합 유니트를 구비한 열융착기의 도면,

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 복합 유니트의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

3 - 하부지그 5 - 상부플레이트

10 - 복합 유니트 11 - 하우징

12 - 열융착팁 13 - 열공급부재

14 - 니플 15 - 냉각노즐

16 - 스토퍼부재 16a - 관통구멍

16b - 가이드홀 16c - 스프링안착면

17 - 단열재 18 - 스토퍼볼트

19 - 스프링부재

Claims

하부지그(3)를 향해 하강 및 상승 동작하도록 설치된 상부플레이트(5)에 고정 장착된 하우징(11)과;

상기 하부지그(3)를 향하도록 상기 하우징(11)의 선단에 결합된 열융착팁(12)과;

상기 열융착팁(12)으로 열을 공급하기 위해 상기 하우징(11)내에 구비된 열공급부재(13)와;

일단은 상기 하우징(11)에 장착된 니플(14)과 연결되면서 타단은 상기 하우징(11)을 관통하여 그 선단이 상기 열융착팁(12)을 향하도록 설치된 다수개의 냉각노즐(15)과;

내측의 관통구멍(16a)속에 상기 열융착팁(12)과 상기 냉각노즐(15)이 위치하도록 일단이 상기 하우징(11)의 외곽 표면에 끼워짐과 더불어 상기 하우징(11)의 길이방향을 따라 상승 및 하강 이동이 가능하도록 설치된 스토퍼부재(16);

를 포함하는 복합 유니트(10);

를 구비한 열융착기.
청구항 1에 있어서, 상기 복합유니트(10)는,

상기 열공급부재(13)의 외측 표면을 감싸도록 상기 하우징(11)내에 구비되면서 상기 냉각노즐(15)쪽으로의 열전달을 차단하는 단열재(17);

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열융착기.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징(11)의 외곽 표면으로 끼워지는 상기 스토퍼부재(16)의 일단에는 상기 스토퍼부재(16)가 상기 하우징(11)을 따라 이동하는 방향으로 다수개의 가이드홀(16b)이 형성되고;

상기 스토퍼부재(16)는 상기 가이드홀(16b)을 관통하여 일단이 상기 하우징(11)에 고정 결합되고 타단이 상기 가이드홀(16b)을 통해 상기 스토퍼부재(16)의 외측으로 돌출된 스토퍼볼트(18)에 의해 상승 및 하강 이동을 제한받도록 설치된 것;

을 특징으로 하는 열융착기.
청구항 3에 있어서, 상기 스토퍼부재(16)는,

상기 관통구멍(16a)속에 위치하면서 일단은 상기 하우징(11)의 선단에 지지되고 타단은 상기 스토퍼부재(16)의 스프링안착면(16c)에 지지되도록 설치된 스프링부재(19)에 의해 탄력적인 상승 및 하강 이동을 하도록 설치된 것;

을 특징으로 하는 열융착기.
청구항 1에 있어서, 상기 냉각노즐(15)은,

상기 열융착팁(12)의 둘레를 따라 최소 3개 내지 최대 4개가 등간격으로 배치되도록 설치된 것;

을 특징으로 하는 열융착기.