KR100933792B1

KR100933792B1 - 자동 금속 용착 혼 장치

Info

Publication number: KR100933792B1
Application number: KR1020090089474A
Authority: KR
Inventors: 서정석
Original assignee: 서정석
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2009-12-24

Abstract

본 발명은 금속을 자동으로 용착하는 자동 금속 용착 혼 장치에 관한 것으로, 다수의 제1결합홀이 형성된 설치베이스; 제1관통홀을 형성한 받침대와, 제2결합홀이 구성된 슬라이드결합부로 구성된 지그; 결합수단에 의해 제2결합홀에 체결되는 제2관통홀을 형성한 앤빌; 제3관통홀을 형성한 수직설치대; 제3결합홀을 후면에 형성하고, 전면 양측 가장자리에는 제1리니어베어링이 결합된 슬라이드홈부를 구성한 수직가이드부; 상기 수직가이드부에 슬라이딩 결합되도록 제2리니어베어링을 구성하되, 전면 양측으로는 제4결합홀을 구성하고, 상면으로는 이동결합판이 결합구성된 수직이동부; 혼을 양측에서 지지하는 혼지지부와, 조립볼트에 의해 혼지지부의 일측과 타측에 각각 결합구성되는 진동자와 부스터로 이루어진 진동가압부; 수직이동부의 이동결합판에 볼트결합되는 헤드축과, 에어호스를 통해 유입되는 공기압에 따라 헤드축을 상하로 동작시키는 로드를 형성한 실린더로 구성된 수직가압부; 수직가압부의 작동을 제어하는 제어부; 제어부를 가동시키는 조작스위치로 구성된 것에 특징이 있다.

본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치를 이용하면, 조작스위치의 작동에 따른 제어부의 제어에 의해 혼과 앤빌 사이에 위치한 금속의 용착이 자동으로 이루어질 뿐만 아니라, 진동전달고정부에 구성된 케이스와 판스프링에 의해 금속의 용착이 안정적으로 용이하게 이루어지는 장점이 있으며, 마모 발생한 구성품의 교체가 손쉽기 때문에 유지보수가 편리한 장점이 있다.

자동, 금속, 용착, 혼, 교체

Description

자동 금속 용착 혼 장치{AN AUTOMATIC METAL UNION DEVICE WHICH USES THE HORN}

본 발명은 자동 금속 용착 혼 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조작스위치의 작동에 따른 제어부의 제어에 의해 혼과 앤빌 사이에 위치한 금속의 용착이 자동으로 이루어질 뿐만 아니라, 진동전달고정부에 구성된 케이스와 판스프링에 의해 금속의 용착이 안정적으로 용이하게 이루어지는 장점이 있으며, 마모 발생한 구성품의 교체가 손쉽기 때문에 유지보수가 편리한 장점이 있는 자동 금속 용착 혼 장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 용착기란 사람의 귀에 들리지 않는 15khz~60khz 사이의 음파를 이용하여 플라스틱이나 금속을 접착하는 장비를 말하며, 이러한, 상기 초음파 용착기는 크게 전기적 에너지를 내는 발진기와, 전기에너지를 진동으로 변환하는 진동자(converter)와, 진동자에서 발생한 진동을 증감 또는 감소시키는 부스터(booster) 및 상기 부스터와 연계되어 제품과 직접 맞닿아 진동을 전달하는 공구혼(tool horn)으로 구성된다.

상기한 구성에 따른 초음파 용착기의 작동 원리를 살펴보면, 먼저 파워 서플라이를 통해 100~250v, 50/60Hz의 전원을 15,000Hz와 60,000Hz의 에너지로 변환시키고, 이것을 다시 진동자를 통해 기계적 진동에너지로 변환시킨 후 부스터로 그 진폭을 조절한다.

이와 같이 형성된 초음파 진동에너지가 공구혼을 통하여 용착물에 전달되면 용착물의 접합면에서 순간적인 마찰열이 발생하므로, 상기 용착물이 용해 접착되어 강력한 분자적 결합이 이루어진다. 따라서, 상기한 초음파를 이용한 진동작용을 통해 열가소성 플라스틱과 플라스틱, Film과 Film, 합성섬유, 금속 튜브 등을 신속하고 청결하게 용착할 수 있는 것이다.

그러나, 상기한 초음파 용착기는 용착시 진동이 발생하는 특성상, 상기한 진동이 용착기 본체에 전달되기 때문에 제품에 정확한 진동을 가하여 용착시킬 수 없게 되어 용착정밀도가 저하되는 등, 기계의 안정도면에서 문제가 야기 되었을 뿐만 아니라, 작업자가 금속 용착에 대한 모든 조건을 만족 시킨 후, 일일이 수작업으로 해야 하기 때문에 작업성과 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치는 다수의 제1결합홀이 형성된 설치베이스; 상기 설치베이스의 제1결합홀에 대응되는 제1관통홀을 형성한 받침대와, 상기 받침대의 상측에 형성되며 제2결합홀이 구성된 슬라이드결합부로 구성된 지그; 상기 지그의 슬라이드결합부에 슬라이드 결합되며, 결합수단에 의해 제2결합홀에 체결되는 제2관통홀을 형성한 앤빌; 상기 설치베이스에 형성된 제1결합홀에 결합되어 수직으로 설치되며, 전면으로는 제3관통홀을 형성한 수직설치대; 상기 수직설치대의 전면에 결합되도록 제3관통홀에 대응되는 제3결합홀을 후면에 형성하고, 전면 양측 가장자리에는 제1리니어베어링이 결합된 슬라이드홈부를 구성한 수직가이드부; 상기 수직가이드부에 슬라이딩 결합되도록 제1리니어베어링에 결합되는 제2리니어베어링을 구성하되, 전면 양측으로는 결합을 위한 제4결합홀을 구성하고, 상면으로는 이동결합판이 결합구성된 수직이동부; 상기 수 직이동부의 제4결합홀에 결합되어 혼을 양측에서 지지하는 혼지지부와, 상기 혼의 양측에 조립된 조립볼트에 의해 혼지지부의 일측과 타측에 각각 결합구성되는 진동자와 부스터로 이루어진 진동가압부; 수직이동부의 이동결합판에 볼트결합되는 헤드축과, 에어호스를 통해 유입되는 공기압에 따라 헤드축을 상하로 동작시키는 로드를 형성한 실린더로 구성된 수직가압부; 상기 설치베이스의 후방에 구성되어 수직가압부의 작동을 제어하는 제어부; 상기 설치베이스의 양측에 각각 구성되어 수직가압부의 작동을 제어하는 제어부를 가동시키는 조작스위치로 구성된 것에 특징이 있다.

본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치는 조작스위치의 작동에 따라 제어부가 수직가압부를 자동으로 작동시키고, 수직가압부의 자동작동에 따라 수직이동부와 상기 수직이동부에 결합된 진동가압부가 수직가이드부를 따라 자동으로 움직이게 되어 혼과 앤빌 사이에 위치한 금속의 용착이 자동으로 이루어지는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 진동가압부의 진동전달고정부에 구성된 고정케이스가 혼의 양측을 견고하게 고정하고 있을 뿐만 아니라, 상기 고정케이스가 제1, 2지지대에 결합고정되어 있어도 고정케이스 내측에 구성된 판스프링에 의해 혼의 양측에 결합된 진동자와 부스터에 의한 증폭된 떨림을 혼으로 그대로 전달할 수 있기 때문에 금속의 용착이 안정적으로 용이하게 이루어지는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 지속적인 사용으로 인하여 슬라이드 결합된 제1, 2리니어 베어링에 마모가 발생하였을 시에는 볼트결합된 이동결합판을 수직이동부와 수직가압부에서 분리시킨 후, 마모된 수직가이드부와 수직이동부에 각각 구성된 제1, 2리니어베어링을 간편하게 교체설치할 수 있을 뿐만 아니라, 진동가압부의 혼지지부에 구성된 제2지지대의 분리를 통해 혼을 손쉽게 분리할 수 있기 때문에 혼의 유지보수 또한 손쉽게 할 수 있는 유용한 발명이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치를 도시한 사시도이고, 도 2, 3은 본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치를 도시한 분리사시도이며, 도 4, 5는 본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치의 작동 전, 후 상태도로서 같이 설명한다.

본 발명은 초음파를 이용하여 금속을 자동으로 용착하는 자동 금속 용착 혼 장치(150)에 관한 것으로, 설치베이스(10)와, 지그(20)와, 앤빌(30)과, 수직설치대(40)와, 수직가이드부(50)와, 수직이동부(60)와, 진동가압부(70)와, 수직가압부(80)와, 제어부(90)와, 조작스위치(100)로 구성된다.

먼저, 설치베이스(10)는 바닥에 설치되는 베이스로서 구성품의 결합을 위한 다수의 제1결합홀(11)이 형성되어 있다.

또한, 지그(20)는 볼트와 같은 결합수단에 의해 상기 설치베이스(10)에 결합되는 것으로, 설치베이스(10)의 제1결합홀(11)에 대응되는 제1관통홀(21)을 형성한 받침대(22)를 구성하고 있으며, 상기 받침대(22)의 상측에는 제2결합홀(23)이 구성된 슬라이드결합부(24)를 형성하고 있다.

여기서, 상기 슬라이드결합부(24)는 앤빌(30)의 안정적인 결합을 위하여 양측면에 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 슬라이드경사면(25)을 두도록 할 수도 있을 것이다.

또한, 앤빌(30)은 상기 지그(20)의 슬라이드결합부(24)에 슬라이드 결합되어 용착할 금속 대상물을 받치는 것으로, 결합수단에 의해 제2결합홀(23)에 체결되는 제2관통홀(31)을 형성하고 있다.

또한, 수직설치대(40)는 상기 설치베이스(10)에 형성된 제1결합홀(11)에 결합되어 수직으로 설치되는 것으로, 하측으로 볼트와 같은 결합수단에 의해 제1결합홀(11)에 결합되는 설치홀(40a)이 구성되어 있으며, 전면으로는 구성품의 결합체결을 위한 제3관통홀(41)을 형성한다.

또한, 수직가이드부(50)는 상기 수직설치대(40)의 전면에 결합되는 것으로, 수직설치대(40)의 제3관통홀(41)에 대응되는 제3결합홀(51)을 후면에 형성하고 있다.

그리고, 상기 수직가이드부(50)의 전면 양측 가장자리에는 슬라이드 결합을 위한 슬라이드홈부(53)가 각각 구성되어 있으며, 상기 슬라이드홈부(53)에는 부드러운 동작을 유도하는 제1리니어베어링(52)이 결합되어 있는 것에 특징이 있다.

또한, 수직이동부(60)는 상기 수직가이드부(50)에 결합되어 상하로 슬라이딩 되는 것으로, 수직가이드부(50)의 제1리니어베어링(52)에 결합되는 제2리니어베어 링(61)이 구성된 것에 특징이 있다.

그리고, 상기 수직이동부(60)의 전면 양측으로는 결합을 위한 제4결합홀(62)이 구성되어 있으며, 상면으로는 이동결합판(63)이 볼트와 같은 결합수단에 의해 결합구성되어 진다.

또한, 진동가압부(70)는 상기 수직이동부(60)의 결합구성됨으로써, 수직이동부(60)의 상하 슬라이딩 동작에 따라 상하로 움직이는 것으로, 수직이동부(60)의 제4결합홀(62)에 결합되어 혼(H)을 양측에서 지지하는 혼지지부(75)를 구성하고 있다.

아울러, 상기 혼(H)의 양측에는 조립볼트(B)가 각각 결합되어 있으며, 상기 조립볼트(B)에는 진동자(76)와 부스터(77)가 각각 결합되는 구성으로 되어 있어 혼지지부(75)의 일측과 타측에는 진동자(76)와 부스터(77)가 각각 밀착결합되는 구성으로 되어 있다.

그리고, 상기 진동가압부(70)의 혼지지부(75)는 상기 수직이동부(60)의 제4결합홀(62)에 결합되는 제1지지대(71)와, 결합수단에 의해 상기 제1지지대(71)에 결합되는 제2지지대(72)로 구성되며, 상기 제1, 2지지대(71, 72)의 내측에는 혼(H)의 안정된 고정지지를 하는 진동전달고정부(73)가 구성되어 진다.

더불어, 상기 진동가압부(70)의 혼지지부(75)에 구성된 진동전달고정부(73)에는 판스프링(73a)이 구성되어 있어 진동자(76)와 부스터(77)에 의한 떨림을 혼(H)으로 그대로 전달할 수 있으며, 상기 판스프링(73a)의 외측을 감싸 제1, 2지지대(71, 72)에 고정된 상태로 혼(H)을 지지하는 고정케이스(73b)가 구성되어 있기 때문에 혼(H)의 흔들림 없이 안정된 고정지지가 이루어지게 된다.

다시 말해, 상기 혼(H)의 양측에 판스프링(73a)의 일측이 밀착된 상태로 진동전달고정부(73)가 설치되고, 조립볼트(B)를 통해 상기 혼(H)의 양측에 각각 결합되는 진동자(76)와 부스터(77)가 진동전달고정부(73)의 판스프링(73a)의 타측에 각각 밀착된 상태로 결합되기 때문에 다른 구성품에 떨림을 전달하지 않고, 혼(H)으로만 떨림을 그대로 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 판스프링(73a)의 외측을 감싸며 혼(H)을 고정지지하는 고정케이스(73b)에 의해 혼(H)의 안정된 고정지지가 이루어지게 되는 것이다.

또한, 수직가압부(80)는 상기 수직가이드부(50)의 상부에 결합설치되는 것으로, 수직이동부(60)의 이동결합판(63)에 볼트결합되는 헤드축(82)과, 상기 헤드축(82)에 연결되며 제어부(90)의 제어에 따른 에어호스(A)를 통해 유입되는 공기압에 따라 헤드축(82)을 상하로 동작시키는 로드(83)를 형성한 실린더(84)로 구성된다.

여기서, 상기 헤드축(82)은 이동결합판(63)에 볼트결합되는 볼트축(81)을 일체로 형성할 수도 있으나, 본 발명의 용이한 설치를 위하여 로드(83)에 일체로 형성되는 제1헤드(82a)와 상기 제1헤드(82a)에 결합되는 볼트축(81)이 형성된 제2헤드(82b)로 구성될 수도 있을 것이다.

또한, 제어부(90)는 상기 설치베이스(10)의 후방에 구성되는 것으로, 수직가압부(80)의 작동을 설정된 값에 따라 제어하는 작동을 한다.

또한, 조작스위치(100)는 상기 설치베이스(10)의 양측에 각각 구성되는 것으 로, 수직가압부(80)의 작동을 제어하는 제어부(90)를 가동시키는 작동을 하며, 작업자의 안전을 위하여 양측에 구성된 2개의 조작스위치(100)를 동시에 작동시켜야만 제어부(90)가 가동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 설치베이스(10)에 설치된 지그(20)에 용착시킬 금속에 맞는 앤빌(30)을 설치한 후, 앤빌(30)의 상부에 금속을 안착시킨다. 이때에 사용되는 앤빌(30)은 용착시킬 금속의 크기에 따라서 다양하게 사용될 수 있을 것이다.

이처럼, 금속을 앤빌(30)위에 안착시킨 후에는, 작업자가 양손으로 2개의 조작스위치(100)를 동시에 누름으로써 제어부(90)를 가동시킬 수 있으며, 이로써 제어부(90)의 제어에 따라 수직가압부(80)가 작동하게 된다.

그리고, 수직가압부(80)의 작동은 실린더(84)의 작동에 따라 로드(83)가 하측방향으로 움직이면서 일어나며, 이에 따라 로드(83)에 일체로 결합된 헤드축(82)과 상기 헤드축(82)에 결합된 수직이동부(60)가 하측방향으로 이동되게 된다.

또한, 이와 같은 수직이동부(60)의 이동은 수직가이드부(50)에 결합된 제1리니어베어링(52)과 상기 제1리니어베어링(52)에 슬라이드 결합된 제2리니어베어링(61)에 의해서 부드럽게 일어나는 것으로, 이와 같은 작동에 따라 상기 수직이동부(60)에 결합된 진동가압부(70)가 하측으로 이동하게 되어 앤빌(30)에 놓여진 금속의 상측면을 진동가압부(70)에 고정지지된 혼(H)이 가압하는 작용을 하게 되는 것이다.

아울러, 상기와 같은 혼(H)의 가압작용이 일어날때에는, 제어부(90)의 제어 에 따라 진동자(76)에도 전원이 공급되어 진동자(76)가 작동하게 되는데, 이때, 상기 진동자(76)에서 발생하는 떨림이 판스프링(73a)을 통하여 혼(H)으로 그대로 전달되게 되고, 이후, 진동자(76)의 반대측면에 구성된 부스터(77)에 의해 떨림의 폭이 조절된 상태로 혼(H)에 전달되기 때문에 전술한 바와 같이 혼(H)이 금속의 상측을 가압함과 동시에 떨림을 일으켜 혼(H)과 앤빌(30)사이에 놓여진 금속의 용착이 일어나게 되는 것이다.

더불어, 이와 같은 금속의 용착작업은 조작스위치(100)의 작동에 따라 가동되는 제어부(90)의 설정값에 따라 정해지는 것으로, 정해진 일정시간의 용착작업이 진행 된 후에는 자동으로 초기상태로 복귀되게 되며, 용착작업의 진행시에는 진동가압부(70)의 혼지지부(75)가 혼(H)의 양측을 안정되게 지지하고 있기 때문에 정교한 용착작업을 할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예를 한정하여 설명하였지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치를 도시한 사시도.

도 2, 3은 본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치를 도시한 분리사시도.

도 4, 5는 본 발명의 자동 금속 용착 혼 장치의 작동 전, 후 상태도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

A : 에어호스 B : 조립볼트

H : 혼 10 : 설치베이스

11 : 제1결합홀 20 : 지그

21 : 제1관통홀 22 : 받침대

23 : 제2결합홀 24 : 슬라이드결합부;

25 : 슬라이드경사면 30 : 앤빌

31 : 제2관통홀 40 : 수직설치대

40a : 설치홀 41 : 제3관통홀

50 : 수직가이드부 51 : 제3결합홀

52 : 제1리니어베어링 53 : 슬라이드홈부

60 : 수직이동부 61 : 제2리니어베어링

62 : 제4결합홀 63 : 이동결합판

70 : 진동가압부 71, 72 : 제1, 2지지대

73 : 진동전달고정부 73a : 판스프링

73b : 고정케이스 75 : 혼지지부

76 : 진동자 77 : 부스터

80 : 수직가압부 81 : 볼트축

82 : 헤드축 82a, 82b : 제1, 2헤드

83 : 로드 84 : 실린더

90 : 제어부 100 : 조작스위치

150 : 자동 금속 용착 혼 장치

Claims

다수의 제1결합홀(11)이 형성된 설치베이스(10);

상기 설치베이스(10)의 제1결합홀(11)에 대응되는 제1관통홀(21)을 형성한 받침대(22)와, 상기 받침대(22)의 상측에 형성되며 제2결합홀(23)이 구성된 슬라이드결합부(24)로 구성된 지그(20);

상기 지그(20)의 슬라이드결합부(24)에 슬라이드 결합되며, 결합수단에 의해 제2결합홀(23)에 체결되는 제2관통홀(31)을 형성한 앤빌(30);

상기 설치베이스(10)에 형성된 제1결합홀(11)에 결합되어 수직으로 설치되며, 전면으로는 제3관통홀(41)을 형성한 수직설치대(40);

상기 수직설치대(40)의 전면에 결합되도록 제3관통홀(41)에 대응되는 제3결합홀(51)을 후면에 형성하고, 전면 양측 가장자리에는 제1리니어베어링(52)이 결합된 슬라이드홈부(53)를 구성한 수직가이드부(50);

상기 수직가이드부(50)에 슬라이딩 결합되도록 제1리니어베어링(52)에 결합되는 제2리니어베어링(61)을 구성하되, 전면 양측으로는 결합을 위한 제4결합홀(62)을 구성하고, 상면으로는 이동결합판(63)이 결합구성된 수직이동부(60);

상기 수직이동부(60)의 제4결합홀(62)에 결합되어 혼(H)을 양측에서 지지하는 혼지지부(75)와, 상기 혼(H)의 양측에 조립된 조립볼트(B)에 의해 혼지지부(75)의 일측과 타측에 각각 결합구성되는 진동자(76)와 부스터(77)로 이루어진 진동가압부(70);

상기 수직가이드부(50)의 상부에 결합설치되며, 수직이동부(60)의 이동결합판(63)에 볼트결합되는 헤드축(82)과, 상기 헤드축(82)에 연결되며 에어호스(A)를 통해 유입되는 공기압에 따라 헤드축(82)을 상하로 동작시키는 로드(83)를 형성한 실린더(84)로 구성된 수직가압부(80);

상기 설치베이스(10)의 후방에 구성되어 수직가압부(80)의 작동을 제어하는 제어부(90);

상기 설치베이스(10)의 양측에 각각 구성되어 수직가압부(80)의 작동을 제어하는 제어부(90)를 가동시키는 조작스위치(100)로 구성된 것에 특징이 있는 자동 금속 용착 혼 장치.
제 1항에 있어서, 상기 진동가압부(70)의 혼지지부(75)는 상기 지그(20)의 제2결합홀(23)에 결합되는 제1지지대(71)와, 결합수단에 의해 상기 제1지지대(71)에 결합되는 제2지지대(72)로 구성되며, 상기 제1, 2지지대(71, 72)의 내측에는 진동전달고정부(73)가 더 포함되어 구성된 것에 특징이 있는 자동 금속 용착 혼 장치.
제 2항에 있어서, 상기 진동가압부(70)의 혼지지부(75)에 구성된 진동전달고정부(73)는 진동자(76)와 부스터(77)에 의한 떨림을 혼으로 전달하기 위한 판스프 링(73a)과, 상기 판스프링(73a)의 외측을 감싸 제1, 2지지대(71, 72)에 고정되어 혼(H)을 지지하는 고정케이스(73b)로 이루어진 것에 특징이 있는 자동 금속 용착 혼 장치.
제 1항에 있어서, 상기 수직가압부(80)의 헤드축(82)은 로드(83)에 일체로 형성되는 제1헤드(82a)와, 상기 제1헤드(82a)에 결합되는 볼트축(81)이 형성된 제2헤드(82b)로 구성된 것에 특징이 있는 자동 금속 용착 혼 장치.