KR101720882B1 - 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균일한 품질과 대량 생산 가능한 전기매트의 초음파 융착장치를 제안하고 있다. 본 발명의 초음파 융착장치는, 초음파 혼(48)과의 사이에서 상부원단과 하부원단을 융착하기 위하여, 초음파 혼(48) 측으로 설치되는 다수의 융착핀(44)을 구비하는 금형(42)과; 상기 금형(42)의 상부에 설치되어 상기 금형(42)을 지지하기 위한 상부프레임(12); 상기 상부프레임(12)을 상하 방향으로 직선 왕복 운동시키는 승하강장치(14); 상기 초음파 혼(48)과 융착핀(44) 사이에서 초음파 융착 시, 원단이 상기 융착핀(44)에 들러붙는 것을 방지하기 위한 가압판(52); 그리고 상기 금형(42)의 하강 시 상기 융착핀(44)보다 빨리 원단 상에 접촉하고, 상기 금형(42)의 상승 시 상기 융착핀(44)보다 늦게 원단에서 이격되도록 상기 가압판(52)을 지지하는 지지수단을 포함하여 구성된다.

Description

전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치{Ultrasonic wave joining device for manufaturing electric blanket}

본 발명은 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기매트의 넓은 표면에 대하여 다수의 융착점을 형성하기 위한 융착장치의 융착용핀과 원단이 서로 들러붙는 것을 방지할 수 있도록 구성되는 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기 요라고도 불리는 전기 매트는, 내부에 배치된 열선의 발열을 이용하는 난방 제품이라고 할 수 있다. 이러한 전기 매트를 제조하는 일반적인 방법은, 먼저 봉제를 이용하여 매트를 만든 다음, 열선을 봉제선 사이에 삽입하는 것이라고 할 수 있다. 그러나 이러한 방법은, 실질적으로 봉제선 사이를 따라서 열선을 삽입하는 공정을 자동화시키는 것은 현실적으로 매우 어렵기 때문에, 작업자의 수작업에 의존하고 있다.

이와 같이 작업자의 수작업에 의하여 봉제선 사이를 따라 열선을 삽입하는 작업은 작업성의 한계가 지적될 수밖에 없는 생산성의 문제, 그리고 전기매트의 크기로 인한 작업자의 작업 환경이 열악해질 수밖에 없는 단점이 제기된다. 이러한 작업 환경 및 생산성의 문제 이외에도, 봉제선의 내부로 삽입된 열선이 원래 배치된 자리를 유지하지 못하는 안전성의 문제점도 지적된다.

이와 같은 단점을 해소하기 위하여 본 발명자는 초음파 융착을 이용하여 상부원단과 하부원단을 서로 접합시킬 수 있도록 구성되는 전기 매트를 개발하기에 이르렀다. 이와 같이 초음파 융착에 의하여 상부원단과 하부원단을 서로 부분적으로 일체화시키기 이전에, 상부원단과 하부원단 사이에는, 열선을 원하는 형태로 배치하여 고정된 상태를 유지할 수 있어야 한다.

그리고 이렇게 열선이 고정된 배치를 가지는 상태에서, 상부원단과 하부원단을 다수의 융착점을 형성하는 것에 의하여 서로 고정하게 되면, 열선은 상부원단과 하부원단 사이에서 정해진 배치를 유지할 수 있음은 당연하다. 이와 같은 초음파융착을 이용하게 되면, 봉제가 불필요하게 되기 때문에 실질적으로 전기매트의 생산성 향상에 현저한 생산성 효율이라는 결과를 기대할 수 있을 것이다.

이와 같이 전기매트는 실제로 1인용이라고 하더라도 상당한 면적을 가지고 있다. 그리고 이렇게 큰 면적을 가지는 전기매트를 한번의 초음파 융착으로, 매트 전체에서 다수의 융착점이 생성되는 것은 현실적으로 무리라고 할 수 있다. 즉, 전기매트의 상부원단과 하부원단을 초음파 융착시키기 위해서는, 다수의 초음파 혼 및 다수의 금형어셈블리를 이용할 수밖에 없는 것이다.

이와 같이 다수의 초음파 혼 및 금형어셈블리를 이용하는 경우에는, 실질적으로 전체적으로 균일한 접촉압력을 제공할 수 있어야 바람직하나, 현실적으로 수 많은 초음파 융착점에 대하여 균일한 접촉압력을 제공하는 것은 상당히 어렵다. 예를 들어 하부에 있는 초음파 혼의 상면(수평면)과 금형어셈블리의 하부에 형성되는 다수의 융착핀은 동일한 평탄도를 가져야만 전체적으로 균일한 품질의 초음파 융착이 가능하게 되는 것이다.

본 발명의 목적은, 상부원단과 하부원단이 초음파 융착에 의하여 결합되는 전기매트를 제조하기 위하여, 다수의 초음파 융착점을 형성하기 위한 다수의 융착핀과 상부원단 및 하부원단이 서로 들러붙는 것을 방지하여, 일정한 위치에 융착점을 형성할 수 있고, 이를 통하여 융착 공정에서 발생하는 제품불량을 방지할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 실질적으로는, 초음파 융착의 품질을 향상시킬수 있다는 것을 의미한다고 할 수 있고, 이를 통하여 전기매트의 품질을 전체적으로 향상시킬 수 있다는 것을 의미한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치는, 전기매트의 상부원단과 하부원단에 다수의 융착점을 형성하여, 그 사이에 배치되는 열선을 고정하기 위한 전기매트의 초음파 융착장치이고; 초음파 혼과의 사이에서 상부원단과 하부원단을 융착하기 위하여, 초음파 혼 측으로 설치되는 다수의 융착핀을 구비하는 금형과; 상기 금형의 상부에 설치되어 상기 금형을 지지하기 위한 상부프레임; 상기 상부프레임을 상하 방향으로 직선 왕복 운동시키는 승하강장치; 상기 초음파 혼과 융착핀 사이에서 초음파 융착 시, 원단이 상기 융착핀에 들러붙는 것을 방지하기 위한 가압판; 그리고 상기 금형의 하강 시 상기 융착핀보다 빨리 원단 상에 접촉하고, 상기 금형의 상승 시 상기 융착핀보다 늦게 원단에서 이격되도록 상기 가압판을 지지하는 지지수단을 포함하여 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 초음파 융착장치는, 지지수단이, 상기 금형에 지지되는 지지부와; 상단부가 상기 지지부를 관통하여 그 상측에서, 하방으로 이동하지 않도록 상기 지지부에 지지되고, 하단부가 상기 가압판에 고정되며, 상기 가압판이 상기 융착핀 보다 하측에 위치할 수 있는 길이로 성형되는 연결 샤프트; 그리고 상기 연결 샤프트에 삽입되고, 상기 금형에 고정된 상태의 지지부에 대하여 상기 가압판을 하방으로 탄성적으로 지지하는 스프링을 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 초음파 융착장치의 연결 샤프트는, 한 쌍으로 나란하게 형성되고, 한 쌍의 연결 샤프트의 상단부를 연결하여 상기 지지부에 지지되는 연결바아를 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 초음파 융착장치의 가압판은, 상기 융착핀이 통과할 수 있는 통과공이 성형된다.

그리고 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 초음파 융착장치는, 상단부가 상기 상부프레임을 관통한 상태로 설치되고, 하단부가 상기 금형과 연결되는 지지샤프트와; 상기 상부프레임의 상부에서, 상기 지지샤프트와 나사결합되어, 금형의 높이를 조절할 수 있는 높이조절너트; 상기 지지샤프트에 삽입되는 스프링; 그리고 상기 스프링의 하단부와 상기 금형 사이에 설치되고, 회전에 의한 높이조절을 통하여 스프링의 탄성력을 조절할 수 있는 탄성력조절너트를 더 포함하여 구성된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 일정한 형태로 배치되는 열선을 상이에 두고 상부원단과 하부원단을 초음파 융착에 의하여 서로 고정된 상태를 유지할 수 있게된다. 그리고 내부의 열선은 다수의 초음파 융착점에 의하여 배열된 형태(예를들면 지그재그 배열)를 그대로 유지할 수 있게 된다. 이와 같이 본 발명의 장치를 이용하게 되면, 가장 기본적으로 초음파 융착을 이용하기 때문에 생산성의 향상의 측면에서 가장 유리한 장점을 가질 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 융착핀과 초음파 혼 사이의 평탄도(수평도)를 정확하게 조절할 수 있음은 물론이고, 접촉 압력을 균일하게 유지할 수 있게 된다. 따라서 상부원단과 하부원단 사이에서 형성되는 다수의 융착점이 신뢰성 있는 품질로 균일하게 성형될 수 있는 작용 효과를 기대할 수 있다. 이와 같은 점은 실질적으로 전기매트의 안전성의 확보는 물론이고, 높은 품질을 가능하게 하는 장점으로 나타날 것으로 기대된다.

또한 본 발명에 의하면, 융착핀과 초음파 혼에 의하여 상부원단과 하부원단을 융착할 때, 원단이 융착핀에 들러붙는 것을 방지할 수 있는 가압판이 구성된다. 이와 같은 가압판의 구성은, 일정한 위치에 융착점을 형성할 수 있고, 이를 통하여 융착 공정에서 발생하는 제품불량을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명에 의한 전기매트 제조장치의 전체 예시 사시도.
도 2는 본 발명의 전기매트 제조장치의 전체 예시 단면도.
도 3은 본 발명의 초음파 융착장치의 예시 정면도.
도 4는 본 발명의 가압판의 예시 단면도.
도 5는 본 발명의 가압판의 예시 사시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 본 발명의 제조장치에 의하여 제조되는 전기매트는, 상부원단과 하부원단이 서로 융착되는 융착점이 다수 개 형성되고, 열선이 이러한 융착점 사이에서 원래 배치된 상태로 유지되도록 구성된다. 그리고 본 발명의 융착장치는, 상부원단과 하부원단이 균일한 품질의 융착점에 의하여 서로 연결되도록 하기 위한 장치이다.

먼저 도 1 및 2를 참고하면, 전기매트 제조장치에서, 본체(10) 상에 올려지는 트레이(20)는, 예를 들면 벨트 컨베어 또는 볼스크류 등으로 구성될 수 있는 이송장치(22)에 의하여 수평면 상에서 일측으로 일정 간격씩 피딩될 수 있다. 예를 들면 도 1에 도시한 상태에서, 하부원단이 상기 트레이(20) 상에 고정된 후 트레이(20)가 일정 간격 좌측으로 이송될 수 있다.

이렇게 이송된 상태에서, 상기 트레이(20) 위에 고정된 하부원단 상에는 열선이 원하는 형태로 배치된다. 이러한 열선의 배치는 여러 가지 방법, 예를 들면 수작업으로도 가능할 뿐만 아니라, 도시한 바와 같은 전선배열장치(30)가 트레이(20) 상에 고정된 고정용핀(24)을 이용하여 원하는 형태(예를 들면 지그재그 형상)로 배치되는 것도 가능하다. 그리고 이와 같이 하부원단 상에 전선의 배치가 완료되면, 하부원단 위에 상부원단을 고정한다.

이러한 상태에서 트레이(20)는 다시 좌측으로 일정량 이송되어 초음파 융착장치(40)의 하부에 위치하게 된다. 그리고 이러한 상태에서 초음파 융착장치(40)는 다수의 융착핀(44)과 초음파 혼(48) 사이로 하부원단과 상부원단을 개재시켜, 발진하는 것에 의하여 다수의 융착점을 형성하게 된다. 여기서 미리 배열된 열선은 하부원단과 상부원단 사이에서 정해진 위치를 유지하고 있으며, 초음파 융착장치(40)에 의하여 형성되는 다수의 융착점은 열선이 정해진 위치를 유지할 수 있는 위치에 형성되는 것이라고 할 수 있다.

본 발명에서의 전기매트의 제조는, 이와 같은 장치 본체(10)에 의하여 수행되는 것이고, 도시한 실시 예에서는 본체(10)의 중앙부분에 초음파 융착장치(40)를 설치하고, 초음파 융착장치(40)의 양측에는 교대로 동작하는 한 쌍의 트레이(20)을 설치하고 있다. 이와 같이 초음파 융착장치(40)의 양측에 트레이(20)를 설치하여 교대로 융착 공정을 수행할 수 있도록 구성함으로써 전체적으로 생산성의 효율을 최대화시킬 수 있게 되는 것을 알 수 있다.

다음에는 도 3을 참고하면서 본 발명의 초음파 융착장치(40)에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 도시한 실시 예에서 상기 초음파 융착장치(40)는, 초음파 발진을 일으키는 초음파 혼(48)과, 상기 초음파 혼(48)의 상면에 접촉하는 다수의 융착핀(44)을 포함하고 있다. 상기 초음파 혼(48)의 상면은 가능하면 수평면을 유지하는 것이 바람직하고, 다수 개의 융착핀(44)의 하단부 또한 전체적으로 수평면을 가지도록 배치되어야 한다.

즉, 다수의 융착핀(44)과 초음파 혼(48)의 상면은, 균일한 접촉 압력을 가지도록 하는 것이, 초음파 융착의 균일한 품질 제공의 측면에서 바람직하다. 만일 다수의 융착핀(44)이 초음파 혼(48)에 대하여 각각 다른 접촉 압력을 가지게 되면, 생성되는 융착점의 품질이 다르게 되어 상부원단과 하부원단의 균일한 접착에 문제가 발생하게 된다. 본 발명에서는 모든 초음파 융착핀(44)이 가능한 법위 내에서 초음파 혼(48)과 균일한 접촉 압력으로 접촉하도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 융착장치에서, 다수의 융착핀(44)을 구비하는 금형(42)은 전기매트의 길이 방향에 대하여 다수 개 배열되고, 상기 초음파 혼(48)도 매트의 길이 방향에 대하여 동일하게 다수 개 배열된다. 따라서 각자의 금형(42)에 구비되는 다수의 융착핀(44)은, 다른 금형(42)에 구비되어 있는 융착핀(44)과도 허용 오차범위 내에서 균일한 접촉 압력을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 초음파 융착장치(40)는, 매트의 길이 방향으로 배열(바람직하게는 직선형으로)되는 다수의 금형(42)과 이러한 금형(42)에 대응하도록 매트의 길이 방향으로 배열되는 다수의 초음파 혼(48)을 포함하고 있음을 알 수 있다.

하단부에 다수의 융착핀(44)을 구비하는 다수의 금형(42)은, 상부프레임에 연결되어 지지되고 있다. 그리고 상부 프레임은 공압실린더 또는 유압실린더와 같은 승하강장치(14)에 의하여, 본체에 대하여 상하 방향으로 일정 간격 운동하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 그리고 초음파 혼(48)도, 공압실린더 또는 유압실린더와 같은 승하강장치(18)에 의하여 상하 방향으로 일정 구간에서 승하강이 가능하다.

여기서 그 사이에 열선의 배열이 완료된 상부원단과 하부원단은, 상기 트레이(20) 상에 올려진 상태에서 상기 융착핀(44)과 초음파 혼(48) 사이로 공급된다. 여기서 트레이(20)는 후술하는 바와 같이 상부원단과 하부원단의 초음파 융착을 위하여, 와이어를 이용하여 원단을 지지하고 있다. 원단이 공급되면 초음파 융착을 위하여, 상기 융착핀(44)을 구비하는 금형(42)은 하강하고, 상기 초음파 혼(48)은 일정 간격 상승하게 된다. 상기 융착핀(44)과 초음파 혼(48)이 접촉한 상태에서 초음파 발진에 의하여 1차 융착이 진행된 후, 상기 트레이(20)의 위치가 조금 이동하고, 다시 2차 융착이 진행된다. 이렇게 하여 전기 매트의 전체 면적에 대하여 충분한 융착이 진행되면, 열선은 융착점 사이에서 고정된 상태를 유지하게 되는 것이다.

여기서 초음파 혼(48)은 수평상태를 유지하도록 설치되는 것은 당연하고, 다수 개의 융착핀(44)의 하단부도 수평상태를 유지하도록 설치되는 것은 당연하고, 다수 개의 융착핀(44)의 하단부도 수평상태를 유지할 수 있어야 함은 상술한 바와 같이, 상기 융착핀(44)을 하부에 구비하고 있는 금형(42)은 좌우 한 쌍의 금형(42)에 의하여 상기 상부프레임에 지지된다. 이러한 상부프레임은 너트(64,68)와 결합하는 부분에는 나사산이 성형되어 있다. 그리고 상기 금형(42)에는 융착핀(44)의 온도를 높일 수 있는 히터가 내장되는 것이 바람직하다.

따라서 상기 상부프레임의 상부에서 지지샤프트(62)와 결합되는 너트(64)를 조절하는 것에 의하여, 상기 융착핀(44)의 수평도를 조절할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 너트(64)는 실질적으로 금형(42)의 좌우측 높이조절을 통하여 수평조절을 수행하는 것이라고 할 수 있어서, 이하에서는 수평조절너트(64)라고 칭하기로 한다. 그리고 이러한 수평조절너트(64)는 풀림 방지를 위하여, 서로 나사산의 방향이 다른 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 지지샤프트(62)의 상단부에 체결되어 있는 수평조절너트(64) 이외에, 상기 지지샤프트(62)의 하단부에도 너트(68)가 결합되어 있다. 이러한 너트(68)는 실질적으로는 금형(42)의 직상부에 해당하는 위치임을 알 수 있다. 그리고 상기 너트(68)와 상부프레임 사이에는 스프링(66)이 설치되어 있다. 여기서 상기 너트(68)를 회전시킴으로써, 상하부로 움직이게 되면 실질적으로는 상기 스프링(66)의 길이가 변하게 됨을 알 수 있다. 상기 스프링(66)의 길이가 변한다고 하는 것은, 실질적으로 상기 스프링(66)의 단성력을 변화시키는 것이라고 할 수 있다.

따라서 상기 너트(68)는 스프링(66)의 탄성력을 조절하기 위한 것임을 알 수 있고, 이하에서는 탄성력조절너트(68)이라고 칭하기로 한다. 그리고 이러한 탄성력조절너트(68)도 임의로 풀리는 것을 방지하기 위하여 한 쌍으로 구성하는 것이 바람직할 것이다. 이렇게 탄성력이 조절가능한 스프링(66)은, 상기 초음파 혼(48)과 융착핀(44) 사이에서 융착이 진행돌 때 상기 금형(42)이 초음파 혼(48)에 밀착될 수 있는 탄성력을 제공하는 것이다. 이러한 스프링(66)에 의하여 제공되는 탄성력은 실질적으로 초음파 융착의 품질에 직접적인 영향을 미치는 것은 당연하다고 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 하부에 다수의 융착핀(44)을 구비하고 있는 금형(42)은, 좌우에 배치되는 한 쌍의 지지샤프트(62)의 높이조절너트(64)를 이용하여 수평조절(평탄도조절)을 정밀하게 세팅하는 것이 가능함을 알 수 있다. 또한 상기 탄성력조절너트(68)의 조작으로 상기 스프링(66)의 탄성력을 조절하는 것이 가능하게 되고, 초음파 융착에 최적의 탄성력을 상기 융착핀(44)에 제공하는 것이 가능하게 됨을 알 수 있다.

다음에는 상기 금형(42)에 지지되고, 융착 공정에서 상부원단과 하부원단이 상기 융착핀(44)에 들러붙는 것을 방지하는 가압판(52)의 구성에 대하여 살펴보기로 한다. 상기 가압판(52)은 상기 융착핀(44)과 대응되는 위치에서 상기 융착핀(44)이 통과할 수 있는 통과공(52a)이 다수 개 성형되고, 상기 금형(42)과 초음파 혼(48) 사이에서 상하 방향으로 직선운동 가능하도록 상기 금형(42)에 지지된다. 그리고 상기 가압판(52)은 상기 융착핀(44)이 승하강장치(14)에 의하여 원단 방향으로 하강할 때 상기 융착핀(44)보다 먼저 원단에 접촉하고, 상기 승하강장치(14)에 의하여 그 반대 방향으로 상승할 때 상기 융착핀(44)보다 늦게 이동한다.

여기서 융착핀(44) 보다 늦게 가압판(52)이 원단에서 이격한다는 것은, 원단의 융착이 완료된 상태에서 융착핀(44)이 원단과 확실히 분리되기 전까지 가압판(52)이 원단을 가압하고 있다는 것을 의미한다. 그리고 도 5에서 도시한 실시 예에서 상기 가압판(52)은, 양측면이 일정한 경사를 가지도록 성형되어 있다. 이러한 경사면은 상부원단과 하부원단을 이송할 때 가압판(52)에 걸리는 것을 예방하기 위한 것이라고 할 수 있다.

상기 가압판(52)의 상면에 하단부가 고정되는 한 쌍의 연결 샤프트(56)는, 그 상단부가 상기 금형(42)의 일측에 고정되는 지지부(54)를 관통함으로써 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 도 4에서 도시한 실시 예에서 상기 한 쌍의 연결 샤프트(56)는, 상기 지지부(54)를 관통하여 그 상측으로 연장되고, 연장된 한 쌍의 연결 샤프트(56)는 연결바아(57)에 의하여 상단부가 서로 고정되어 같이 동작하게 된다.

상술한 연결바아(57)는 상기 연결 샤프트(56)가 더 이상 하방으로 이동하지 않도록 상기 지지부(54)에 지지되는 것이라고 할 수 있다. 그리고 상기 연결 샤프트(56)는 가압판(52)이 상기 융착핀(44)보다 하측에 위치할 수 있는 길이로 성형된다. 그리고 상기 한 쌍의 연결 샤프트(56)에는 탄성력을 제공하는 스프링(58)이 삽입되어 있다. 상기 스프링(58)은 상기 가압판(52)과 지지부(54) 사이에서 연결 샤프트(56)에 지지되어 있어서, 고정된 상태의 지지부(54)에 대하여 가압판(52)을 항상 하방으로 탄성적으로 지지한다. 그리고 상기 스프링(58)은 금형(42)의 하강에 의하여 상기 가압판(52)이 원단에 접촉한 뒤에, 상기 융착핀(44)이 상기 통과공(52a)을 통과할 때까지 그 길이가 압축되고, 상기 금형(42)의 상승에 의하여 상기 가압판(52)이 원단에서 이격될 때까지 팽창하여 그 길이가 복원된다.

다음에는 승하강장치(14)에 의하여 상기 융착핀(44)과 가압판(52)의 동작 및 상부원단과 하부원단의 융착 과정에 대하여 살펴보기로 한다. 앞에서 상술한 바와 같이 상기 금형(42)이 승하강장치(14)에 의하여 하강하면, 상기 금형(42)의 하부에 형성된 융착핀(44)과 상기 금형(42)에 지지되는 가압판(52)이 함께 하강하게 된다. 여기서 상기 가압판(52)은 상기 연결 샤프트(56)에 의하여 상기 융착핀(44)의 끝단부 보다 하측에 위치한 상태에서 하강하게 된다. 그리고 금형(42)이 하강하게 되면, 동시에 상기 초음파 혼(48)이 승하강장치(18)에 의하여 일정 높이 상승한다.

또한 상승된 상태의 초음파 혼(48)의 상측에는 상부원단과 하부원단이 위치하게 된다. 이와 같은 상태에서 상기 금형(42)이 하강하면서, 상기 융착핀(44)과 가압판(52)이 함께 하강하게 되고, 상기 가압판(52)이 융착핀(44)보다 먼저 원단에 접촉하게 된다. 그 후에 상술한 스프링(58)이 압축되면서 상기 가압판(52)은 원단을 가압하게 되고, 상기 융착핀(44)은 가압판(52)에 형성된 통과공(52a)을 통과하여 원단에 접촉하게 된다.

그리고 상기 융착핀(44)과 초음파 혼(48)에 의하여 상부원단과 하부원단을 융착하게 된다. 상기 초음파 혼(48)은 전기적에너지를 진동에너지로 변환하여 원단에 전달하고, 상기 융착핀(44)이 원단을 가압하여 순간적으로 마찰열을 발생시켜 접합면이 용해 접착되어 융착점을 형성하게 된다.

이와 같이 융착이 완료되면, 상기 융착핀(44)과 가압판(52)은 상기 승하강장치(14)에 의하여 상승하는 금형(52)과 같이 상승하게 된다. 여기서 상기 가압판(52)은 스프링(58)이 압축된 상태이기 때문에 상기 융착핀(44) 보다 늦게 상승하게 된다. 즉, 상기 가압판(52)은 융착핀(44)이 원단에서 완전히 이격될 때까지 원단을 잡아줌으로써, 상기 융착핀(44)과 원단이 서로 들러붙는 것을 방지하게 된다. 여기서 상기 초음파 혼(48)은 상승된 상태를 유지하게 되고, 상부원단과 하부원단이 일정 간격 이동한 후에 다시 금형(42)이 하강하면서 융착을 반복하게 된다. 상부원단과 하부원단의 융착은 여러 번의 융착 과정에 의하여 전체적인 융착점이 형성된다.

위에서 설명한 실시 예에서는, 가압판(52)에 융착핀(44)이 통과하는 다수의 통과공(52a)이 성형되어 있고, 융착핀(44)은 상기 통과공(52a)을 통과한 상태에서 초음파 융착이 이루어지도록 동작하고 있다. 그러나 본 발명은, 원단의 초음파 융착이 완료된 상태에서, 상기 융착핀(44)이 원단에서 완전히 이격되기 전까지 가압판(52)이 원단을 누르고 있도록 구성하는 것을 주제로 한다.

따라서 상기 가압판(52)은 융착핀(44)이 완전히 원단에서 이격될 때까지 원단을 잡고 있으면 충분하다. 이를 위해서는, 상기 가압판(52)은 융착핀(44)과 인접한 위치에서 원단을 누를 수 있으면 충분하고, 다수의 통과공(52a)은 선택적인 구성 요소임을 알 수 있을 것이다.

즉, 상기 가압판(52)은, 상기 융착핀(44)과 초음파 혼(48)에 의하여 상부원단과 하부원단을 융착하는 과정에서 상기 융착핀(44) 보다 빨리 원단에 접촉하여 원단을 가압하고, 상기 융착핀(44) 보다 늦게 원단에서 이격됨으로써, 원단이 융착핀(44)에 들러붙는 것을 방지하기 위하여 구성되는 것이라고 할 수 있다.

본 발명의 가압판(52)은, 상술한 동작에 의하여 상부원단과 하부원단의 일정한 위치에 융착점을 형성할 수 있고, 이를 통하여 융착 공정에서 발생하는 제품불량을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 ..... 본체
12 ..... 상부프레임
14 ..... 승하강장치
18 ..... 승하강장치
20 ..... 트레이
30 ..... 전선배열장치
40 ..... 초음파 융착장치
42 ..... 금형
44 ..... 융착핀
48 ..... 초음파 혼
52 ..... 가압판
52a ..... 통과공
54 ..... 지지부
56 ..... 연결 샤프트
57 ..... 연결바아
58 ..... 스프링
62 ..... 지지샤프트
64 ..... 높이조절너트
66 ..... 스프링
68 ..... 탄성력조절너트

Claims (5)

1. 전기매트의 상부원단과 하부원단에 다수의 융착점을 형성하여, 그 사이에 배치되는 열선을 고정하기 위한 전기매트의 초음파 융착장치이고;
   초음파 혼(48)과의 사이에서 상부원단과 하부원단을 융착하기 위하여, 초음파 혼 측으로 설치되는 다수의 융착핀(44)을 구비하는 금형(42)과;
   상기 금형(42)의 상부에 설치되어 상기 금형(42)을 지지하기 위한 상부프레임(12);
   상기 상부프레임(12)을 상하 방향으로 직선 왕복 운동시키는 승하강장치(14);
   상기 초음파 혼(48)과 융착핀(44) 사이에서 초음파 융착 시, 원단이 상기 융착핀(44)에 들러붙는 것을 방지하기 위한 가압판(52); 그리고
   상기 금형(42)의 하강 시 상기 융착핀(44)보다 빨리 원단 상에 접촉하고, 상기 금형(42)의 상승 시 상기 융착핀(44)보다 늦게 원단에서 이격되도록 상기 가압판(52)을 지지하는 지지수단을 포함하여 구성되는 전기매트의 제조를 위한 초음파 융착장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지수단은,
   상기 금형에 고정되는 지지부(54)와;
   상단부가 상기 지지부(54)를 관통하여 그 상측에서, 하방으로 이동하지 않도록 상기 지지부(54)에 지지되고, 하단부가 상기 가압판(52)에 고정되며, 상기 가압판(52)이 상기 융착핀(44) 보다 하측에 위치할 수 있는 길이로 성형되는 연결 샤프트(56); 그리고
   상기 연결 샤프트(56)에 삽입되고, 상기 금형에 고정된 상태의 지지부(54)에 대하여 상기 가압판(52)을 하방으로 탄성적으로 지지하는 스프링(58)을 포함하여 구성되는 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 연결 샤프트(56)는 한 쌍으로 나란하게 형성되고,
   한 쌍의 연결 샤프트(56)의 상단부를 연결하여 상기 지지부(54)에 지지되는 연결바아(57)를 포함하여 구성되는 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가압판(52)에는, 상기 융착핀(44)이 통과할 수 있는 통과공(52a)이 성형되는 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상단부가 상기 상부프레임(12)을 관통한 상태로 설치되고, 하단부가 상기 금형(42)과 연결되는 지지샤프트(62)와;
   상기 상부프레임(12)의 상부에서, 상기 지지샤프트(62)와 나사결합되어, 금형의 높이를 조절할 수 있는 높이조절너트(64);
   상기 지지샤프트(62)에 삽입되는 스프링(66); 그리고
   상기 스프링(66)의 하단부와 상기 금형(42) 사이에 설치되고, 회전에 의한 높이조절을 통하여 스프링(66)의 탄성력을 조절할 수 있는 탄성력조절너트(68)를 더 포함하여 구성되는 전기매트 제조를 위한 초음파 융착장치.
   
   

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