KR101771875B1 - 냉각기능을 갖는 초음파 미싱장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치는, 가공대상을 투입영역으로부터 배출영역으로 이송하는 적어도 하나 이상의 휠을 구비한 이동선반; 상기 이동선반의 상측에 위치하는 것으로서, 상기 가공대상의 표면에 초음파를 전달하여 융착시키는 진동자를 포함하는 진동가공부; 상기 이동선반 및 상기 진동가공부를 지지하는 프레임; 상기 프레임에서 상기 진동가공부가 위치한 주변영역에 설치되어 상기 진동자에서 발생하는 열을 발산시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각기능을 갖는 초음파 미싱장치{Ultrasonic Sewing Machine Having Function of Cooling}

본 발명은 냉각기능을 갖는 초음파 미싱장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 프레임 일 측에 냉각부를 구비하되, 초음파 미싱장치가 동작하면서 이 냉각부와 연동되어 구동제어를 수행함으로써 냉각이 필요한 시점에 적소에 냉각을 진행할 수 있는 초음파 미싱장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 부품 등을 결합시키는 방법 중의 하나로 초음파 융착이 널리 사용되고 있는데, 공압 프레스 방식의 프레임에 1개의 초음파 융착기구를 장착하여 융착작업을 포인트별로 수행하는 초음파 장비나, 복수개의 초음파 융착기구를 로봇에 장착하여 여러 포인트를 융착하는 초음파 장비가 사용되고 있다.

종래의 프레스 방식의 초음파 융착장치는 융착 대상물이 올려지는 선반을 구비한 프레임, 프레임의 일측에 상하방향으로 이동가능하게 구비되는 종방향 이동부재, 종방향 이동부재를 이동시키는 종방향 이송기구, 종방향 이동부재와 일체로 거동가능하게 구비되는 초음파 융착기구를 포함하여 구성되어 있다.

종방향 이송기구로 종방향 이동부재를 상하방향으로 이동시키게 되면 초음파 융착기구가 함께 이동하면서 대상물에 접근하여 융착작업을 수행하게 된다.

그러나, 초음파 융착기구의 특성 상 초음파를 통해 진동을 발생시켜 이를 열에너지로 변환시킴으로써 융착을 수행하는 만큼 장시간 사용 시 초음파를 생성하는 진동수단에서 열이 발생하여 점차 기기의 효율이 줄어드는 단점이 있다. 따라서, 장시간 사용이 필요한 초음파 융착기구의 구성에는 필수적으로 냉각구성이 포함되어야 하는데, 이 냉각구성은 공랭방식인 냉각팬을 장착하는 방법부터 수냉방식인 냉각관을 장착하는 방식 등 다양한 방법이 활용되고 있으나, 대부분 냉각구성의 구비에 따른 비용보다 냉각효과가 낮아 쉽게 냉각구성을 포함시키지 못하고 있는 것이 현실이다.

이와 같은 한계점을 극복하기 위한 구성이 한국 공개특허 제 10-2013-0049366호에 게시되어 있다. 한국 공개특허 제 10-2013-0049366호는 공냉장치가 부설된 초음파 용융접착장치에 관한 것으로서, 초음파를 이용하여 원단이나 합성수지 등을 접착시킬 때 초음파에 의하여 발생되는 열로 인해 진동자나 메인혼 또는 공구혼이 과열되어 초음파 융착장치가 고장을 일으키거나 접합시켜야 할 합성수지나 직물지가 고열로 인해 변색이나 변형되어 하자가 나는 것을 방지하도록 하기 위하여 공기를 이용해 진동자와 메인혼 부분의 온도를 공기를 공급하는 방식을 통해 공랭시켜 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면, 초음파를 이용하여 원단이나 합성수지 등을 접착시킬 때 초음파에 의하여 발생되는 열로 인해 진동자나 메인혼 또는 공구혼이 과열되어 초음파 융착장치가 고장을 일으키거나 접합시켜야 할 합성수지나 직물지가 고열로 인해 변색이나 변형되어 하자가 나는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있으나, 메인혼 및 공구혼을 제외한 부분의 냉각은 이루어지지 않아 용융접착장치가 부착된 미싱구성에서 냉각방식으로 적용하기에는 적합하지 못하다는 단점이 있다.

따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 프레임 일 측에 냉각부를 구비하되, 초음파 미싱장치가 동작하면서 이 냉각부와 연동되어 구동제어를 수행함으로써 냉각이 필요한 시점에 적소에 냉각을 진행할 수 있는 초음파 미싱장치를 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 가공대상의 표면에 초음파를 전달하여 융착시키는 초음파 미싱장치에서 진동가공수단에서 발생되는 열을 식힐 수 있는 냉각구성을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 초음파 미싱장치의 하우징에 냉각구성에서 발생하는 바람을 더욱 효율적으로 냉각에 활용할 수 있도록 하는 구성을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 다양한 두께 및 표면형태를 갖는 가공대상의 이동이 가능하도록 승강부를 더 추가하되, 이 승강부와 대응되어 냉각을 수행하는 구성을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 추가로 분사방식의 냉각을 적용할 수 있는 구성을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치는, 가공대상을 투입영역으로부터 배출영역으로 이송하는 적어도 하나 이상의 휠을 구비한 이동선반; 상기 이동선반의 상측에 위치하는 것으로서, 상기 가공대상의 표면에 초음파를 전달하여 융착시키는 진동자를 포함하는 진동가공부; 상기 이동선반 및 상기 진동가공부를 지지하는 프레임; 상기 프레임에서 상기 진동가공부가 위치한 주변영역에 설치되어 상기 진동자에서 발생하는 열을 발산시키는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 프레임은, 일정 간격을 두고 천장면과 바닥면을 형성하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 생성된 메인거치공간과, 상기 메인거치공간 측면의 적어도 일부를 밀폐하는 측벽을 포함하되, 상기 진동가공부가 상기 메인거치공간에 기립된 상태로 천장면 및 바닥면을 관통하여 거치되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 냉각부는, 팬의 회전에 의해 공기를 유동시키는 냉각팬으로 구성되고, 상기 측벽에는, 상기 냉각팬에서 배출되는 공기의 이동통로를 형성하도록 일정한 간격마다 일 측면에서 타 측면을 향해 함입된 복수개의 배기유도홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기유도홈의 표면에는, 일정한 간격과 높이로 돌출된 복수의 배기가이드를 더 포함하되, 상기 배기가이드는, 기울어진 형태로 기립 형성되어 바람이 상기 진공가공부의 주변에 머무는 시간 및 면적을 단순 배기유도홈을 따라 흐르는 경우보다 증가시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치는,

1) 진동가공수단의 주변 영역에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있는 냉각수단을 제공하며,

2) 특히 냉각수단 주변 프레임의 표면을 가공하여 냉각효율을 높일 수 있는 구성을 제공할 뿐 아니라,

3) 가공대상이 용이하게 투입 및 배출되도록 이송을 보조할 수 있으면서 승강이 가능하여 다양한 두께와 표면형태를 갖는 가공대상이 투입 가능한 누름수단을 제공하되, 이 누름수단과 연계하여 냉각을 진행할 수 있는 추가 냉각구성을 제공하고,

4) 나아가, 분사방식의 냉각을 적용할 수 있는 구성을 더 적용하여 냉각 효율을 최대화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 초음파 미싱장치의 기본 구성을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 메인거치공간 구성을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 승강판의 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 냉각제분사장치 및 냉각제수거판의 구성을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 완충연장부의 구성을 도시한 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 초음파 미싱장치의 기본 구성을 도시한 사시도이다.

본 발명의 초음파 미싱장치는, 가공대상(10)을 투입영역으로부터 배출영역으로 이송하는 적어도 하나 이상의 휠을 구비한 이동선반(200) 및 이동선반(200)의 상측에 위치하여 이송되는 가공대상(10)의 표면에 초음파를 전달함으로서 가공대상(10)을 융착시키는 진동자를 포함하는 진동가공부(300)와 이 이동선반(200) 및 진동가공부(300)를 지지하는 프레임(100)을 기본으로 한다.

여기서 프레임(100)은 도면에도 나타나 있듯이 이동선반(200)과 진동가공부(300)를 지지하기 위한 구성으로서, 복수의 가로패널, 세로패널, 바 등을 결합하여 생성된 지지용 프레임(100)을 의미한다. 따라서, 그 형태는 따로 지정되지는 않으며 지면으로부터 일정 높이 이격된 위치에 이동선반(200)을 구비함과 동시에 이 이동선반(200)의 상부에 이동선반(200)과 마주보도록 진동가공부(300)를 고정시킬 수 있는 구조를 갖되, 진동가공부(300)에서 발생할 수 있는 새어나온 초음파에 영향을 받지 않으면서, 동시에 외부로부터 어느 정도의 외력이 가해지더라도 흔들림 없이 고정된 형상을 유지할 수 있는 자재로 구성되도록 해야 할 것이다.

이동선반(200)은 이 프레임(100)의 일 측에 위치하는 것으로서, 가공대상(10)을 상면에 올려놓은 상태로 투입영역으로부터 배출영역으로 이송하는 역할을 한다. 따라서, 이동선반(200)의 상면에는 적어도 하나 이상의 휠이 구비되어 이 휠의 회전에 따라 가공대상(10)이 이동하도록 하는 것이다. 이 때, 휠의 위치는 정확하게 지정된 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있음은 물론이다.

여기서 가공대상(10)을 더 설명하면, 초음파가 전달되어 진동함으로써 발생하는 열을 통해 융착이 가능한 화학섬유나 화학자재를 의미하는 것이며, 일반적으로 두 개 이상의 가공대상(10)을 포갠 상태로 이동선반(200)을 통과시킴으로서 두 가공대상(10)이 서로 융착되도록 하는 것이다. 따라서, 그 형태는 다양하게 적용될 수 있으며, 표면처리도 다양한 굴곡이나 무늬를 갖는 가공대상(10)이 투입될 수 있되, 도면에서 나타나는 바와 같이 판이나 면 형상을 갖도록 가공된 가공대상(10)을 활용하는 것이 가장 바람직하다고 하겠다. 또한, 별도의 추가구성으로서, 이동선반(200)으로 가공대상(10)을 투입하기 위한 별도의 투입보조장치(미도시)나 배출된 가공대상(10)을 보관하기 위한 별도의 보관장치(미도시)등이 더 포함될 수 있음은 물론이다.

진동가공부(300)는 초음파를 발생시키는 진동자와 발생된 초음파가 방출되도록 하는 혼(미도시)을 포함하는 것으로서, 진동자로부터 발생된 초음파를 혼을 통해 증폭하여 외부로 발산시키는 것이다. 이러한 초음파는 그 진동수가 상당하기 때문에, 초음파를 맞게 되는 가공대상(10)의 표면을 진동시켜 열을 발생시키게 되고, 이 열을 통해 가공대상(10)이 융착될 수 있도록 하는 구성이다.

더 나아가, 진동가공부(300)의 주변영역에 설치되어 진동자에서 발생하는 열을 발산시키는 냉각부(700)의 구성이 더 포함될 수 있다. 이 냉각부(700)는 일반적으로 열이 발생되는 기기에 활용되는 냉각구성인 열전도방식, 공랭식, 수냉식, 유냉식 등의 방법이 모두 적용될 수 있는 것이며, 본 설명에서는 이 중 도면에 나타나 있듯이 공랭식 구성을 기본으로 하여 설명하도록 하겠다.

도 2는 본 발명의 메인거치공간(130) 구성을 도시한 사시도이다.

프레임(100)에서 이 냉각부(700)가 어떻게 설치되는지를 먼저 확인하면, 우선적으로 프레임(100)에는 진동가공부(300)가 기립된 상태로 거치되는 메인거치공간(130)이 포함된다. 이 메인거치공간(130)은 복수의 지지판(110)과 복수의 측벽(120)을 통해 바닥면, 천장면, 바닥면 및 측면을 형성하되, 측면의 경우 모두 다 둘러싸이지 않고 구성될 수 있으며, 나아가 이 중 바닥면과 천장면의 중앙부위를 진동가공부(300)가 관통하여 거치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 거치구성은 진동가공부(300)에서 진동이 새어나오더라도 메인거치공간(130)을 구성하는 지지판(110)에 의해 일정 수준의 진동을 흡수시킬 수 있음은 물론이다.

이 때, 메인거치공간(130)의 바닥면에는 진동가공부(300)가 기립되도록 관통된 부위 주변에서 냉각부(700)가 고정될 수 있도록 관통된 냉각부고정홈(111)이 더 형성되며, 이에 따라 냉각부(700)를 이 냉각부고정홈(111)에 끼우는 것으로 냉각부(700)가 고정될 수 있게 되는 것이다. 따라서, 냉각부(700)는 진동가공부(300)의 주변에서 진동가공부(300)를 직접 냉각할 수 있도록 위치하게 된다.

여기서, 측면을 형성하는 측벽(120)에는 공기의 이동통로를 형성하도록 일정한 간격마다 일 측면으로부터 타 측면을 향해 함입된 복수개의 배기유도홈(121)이 더 형성될 수 있다. 이러한 배기유도홈(121)이 형성된 측벽(120)은 마치 빗살무늬와 같은 동일한 방향으로 연속적인 함입무늬를 확인할 수 있는데, 이러한 배기유도홈(121)을 따라 냉각부(700)(냉각팬)에서 발생되는 바람을 일정한 방향으로 이동시킬 수 있음과 동시에 이러한 바람이 배기유도홈(121)이 없는 경우보다 오래 넓은 면적에 작용할 수 있어 높은 냉각효과를 기대할 수 있음은 물론이다.

추가로, 배기유도홈(121)의 표면에 복수의 배기가이드(122)를 더 적용할 수도 있으며, 이 배기가이드(122)는 배기유도홈(121)의 표면에 일정한 간격마다 기립되도록 형성되되, 기울어진 형태를 가지고 있어 바람이 배기유도홈(121)만 형성한 경우보다 더욱 넓고 더욱 긴 시간 동안 냉각에 관여할 수 있도록 구성한 것이다.

더 나아가, 초음파 미싱장치는 이동선반(200)에서 가공대상(10)의 이송방향을 따라 진동가공부(300)의 주변에 일정한 간격을 두고 승강 가능하게 기립 배치되어 가공대상(10)의 표면을 누르는 승강누름부(400)가 더 포함될 수 있다. 이 승강누름부(400)는 가공대상(10)을 중심으로 진동가공부(300)보다 앞선 위치인 투입영역과 후방 위치인 배출영역에 각각 위치하게 되는데, 투입영역에 위치한 승강누름부(400)의 경우 진동가공부(300)로 투입되는 가공대상(10)을 1차적으로 눌러줌으로써 가공대상(10)이 정확한 위치에서 진동가공부(300)로 투입될 수 있도록 하는 것이다. 배출영역에 위치한 승강누름부(400)의 경우 진동가공부(300)에서 융착과정이 끝난 가공대상(10)을 배출하는 것으로서, 이 때에도 정확한 위치로 배출될 수 있으며 후방에서 배출 중에 가공대상(10)이 꼬이거나 뭉치지 않도록 가이드하는 역할을 한다. 또한, 승강제어가 가능하므로 다양한 두께의 가공대상(10)이 투입 가능함은 물론이며, 가공대상(10)의 표면이 평평하지 않고 다양한 무늬나 돌기가 형성된 경우에도 이 승강누름부(400)를 통해 지지할 수 있게 된다. 이러한 승강누름부(400)는 가공대상(10)의 일 면을 누르는 역할 이외에도 가공대상(10)이 용이하게 이동할 수 있도록 별도의 롤러와 같은 구성이 더 포함될 수도 있음은 물론이다.

이 때, 이러한 승강누름부(400) 구성의 추가로 인해 별도의 컨트롤러(500)의 구성이 더 포함될 수 있다. 이 컨트롤러(500)는 승강누름부(400)의 승강여부에 따라 냉각부(700)인 냉각팬의 구동을 제어하는 것이다. 즉, 승강누름부(400)가 승강하는 것은 해당 부위의 두께가 다른 부위보다 두꺼워 융착공정에 있어 진동가공부(300)에 보다 높은 부하가 걸리기 마련이며, 따라서 가공대상(10)의 두께에 따라 진동가공부(300)에서 열의 발생량이 달라질 수 있다는 점을 활용하는 것이다.

이러한 승강누름부(400)와 대응되어 냉각부(700)의 구동을 제어하는 구성을 더욱 상세하게 살펴보면, 먼저 이동선반(200)의 표면 일 측에는 승강누름부(400)의 근접거리를 감지하는 근접스위칭센서(210)가 포함될 수 있다. 이 근접스위칭센서(210)는 이동선반(200)의 표면에서 승강누름부(400)가 근접함에 따라 그 근접된 거리를 감지하는 역할을 하며, 이에 따라 컨트롤러(500)는 이 근접스위칭센서(210)에서 감지된 승강누름부(400)의 근접거리 고저에 따라 냉각부(700)에 포함된 냉각팬의 회전속도를 제어하는 근접냉각모듈(510)을 더 포함하여 구성하는 것이다. 즉, 근접거리가 작은 경우(가까운 경우)에는 진동가공부(300)에 낮은 부하가 걸리는 경우이므로 냉각부(700)를 약하게 구동하도록 제어하고, 근접거리가 큰 경우(먼 경우)에는 진동가공부(300)에 높은 부하가 걸리는 경우이므로 냉각부(700)를 강하게 구동하도록 제어하는 것이다.

다른 구성으로서, 별도의 추가적인 냉각구성이 더 적용될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 승강판(600)의 구성을 도시한 사시도이다.

먼저, 승강누름부(400)의 구성을 살펴보면 승강누름부(400)에는 프레임(100)에 장착되는 것으로서 승강누름부(400)의 바디역할을 하는 승강본체(440)와, 이 승강본체(440)의 내부에서 실질적으로 승강하는 승강피스톤(450)이 포함된다. 따라서 승강누름부(400)가 승강 제어되는 것은 곧 승강피스톤(450)이 승강하는 것이다. 이를 이용하여 승강피스톤(450)의 둘레면 일 측에서 진동가공부(300)를 향해 연장된 연장지지바(601)와 이 연장지지바(601)의 단부에서 다시 수직방향으로 연장된 연장축(602)을 더 장착할 수 있다. 이에 따라 연장지지바(601)와 연장축(602)은 ‘T’와 같은 형태를 가질 수 있게 되는 것이다. 다만 앞서 설명한 바와 같이 승강누름부(400)는 진동가공부(300)를 중심으로 투입영역과 배출영역에 각각 하나 이상씩 위치하고 있으며, 이를 한 쌍으로 활용 가능하다.

따라서, 이 연장축(602)의 양 단에서 이웃한 연장축(602)의 양 단을 각각 연결하는 풍압생성판(603)을 포함하는 승강판(600)의 구성을 더 할 수 있다. 즉, 이러한 구성은 진동가공부(300)의 양 측면에 각각 위치한 한 쌍의 승강누름부(400)에서 승강피스톤(450)을 매개로 연결되는 것으로서, 마치 ‘ㅁ’과 같은 형상으로 진동가공부(300)가 중앙의 빈 영역에 위치한 상태에서 승강피스톤(450)의 승강에 따라 풍압생성판(603)에 의해 바람을 생성할 수 있도록 한 것이다.

추가로 풍압생성판(603)은 하우징의 개방된 측면을 향해 경사지게 연장된 풍향가이드(610)가 더 포함된다. 이 풍향가이드(610)의 경사진 방향은 개방된 측면을 향하는 방향으로서, 상방 또는 하방 중 어느 방향으로도 가능함은 물론이다. 다만, 추가로 풍향가이드(610)는 연장축(602)과 맞닿은 양 단으로부터 중앙부위까지 점차 높이가 낮아지는 형태를 갖는 강하부(612)를 포함하여, 그 단면의 형태가 ‘V’형태를 갖도록 형성되며, 강하부(612)이자 가장 높이가 낮은 중앙부위에서 하우징의 개방된 측면을 향해 추가로 돌출 연장된 것으로서, 내측으로 라운드진 형태를 갖춘 배출유도부(611)가 더 포함될 수 있다. 즉, 이 배출유도부(611)는 내측으로 라운드지도록 연장된 길이에 따라 다양한 역할을 할 수 있는데, 생성된 바람을 빠르게 외부로 배출하고 싶은 경우라면, 배출유도부(611)의 길이를 작게 형성하여 그 끝단이 하우징의 개방된 측면을 향하도록 구성하고, 생성된 바람을 다시 한 번 냉각부(700)나 진동가공부(300)에 전달하기 위한 구성이라면 배출유도부(611)의 길이를 길게 형성하여 그 끝단이 냉각부(700)나 진동가공부(300)를 향하도록 구성함으로써 바람의 재활용이 가능하게 됨은 물론이다.

도 4는 본 발명의 냉각제분사장치(140) 및 냉각제수거판(460)의 구성을 도시한 사시도이다.

다른 추가구성으로서, 프레임(100)에서 진동가공부(300)의 상부 주변영역에는 냉각제가 보관되는 냉각제탱크(141)와, 이 냉각제를 진동가공부(300)를 향해 낙하시키는 분사부(142)를 포함하는 냉각제분사장치(140)가 더 포함될 수 있다. 여기서 냉각제는 분말이나 액체, 기체, 고체 등 다양한 냉각물질이 적용 가능하되, 기기에 묻어 남아있더라도 녹이 스는 등의 문제가 없는 인산나트륨-에틸렌글리콜((NaPO4-HO(CH2)2OH)))과 같은 물질이 냉각물질로서 활용될 수 있다. 또한 이에 대응되어 컨트롤러(500)에도 승강부의 승강여부에 따라 냉각제분사장치(140)의 냉각제 배출여부를 제어하는 배출제어모듈(520)이 더 포함되어 구성될 수 있으며, 이것의 원리는 앞서 설명한 근접냉각모듈(510)과 유사한 것이라 할 수 있겠다.

여기에 추가로 최대 부하상황인 승강부의 최대 상승 상황에서 냉각제가 무조건 강제 배출될 수 있는 구성이 더 포함될 수 있다. 즉, 프레임(100)에는 승강누름부(400)의 상부 주변영역에 위치하여 이 승강누름부(400)가 상승됨에 따라 프레임(100)의 상부 일 측을 누를 수 있는데, 이러한 압력을 감지하는 압력센서(143)를 더 포함하는 것이다. 따라서, 이 압력센서(143)와 배출제어모듈(520)을 연계시켜 압력센서(143)에서 압력을 감지하면 분사부(142)에서 냉각제를 강제로 낙하시키도록 제어하는 압력제어부(521)의 구성을 더 포함시킴으로서, 보다 확실한 냉각제의 배출을 통한 냉각구성을 갖출 수 있다.

다만, 이렇게 냉각제가 배출되는 경우, 냉각제가 닿지 않아야하는 진동가공부(300)와 가공대상(10)이 서로 맞닿아 진동을 전달하여 열을 발생시키는 혼 부위 및 가공대상(10)의 표면과 같은 부위에 냉각제가 튀는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 승강누름부(400)의 측면에는 진동가공부(300)의 횡단면 폭보다 큰 폭을 갖는 것으로서, 중앙부위에 진동가공부(300)가 관통할 수 있는 중앙관통공(461)이 형성된 냉각제수거판(460)이 장착된다. 이 냉각제수거판(460) 또한 진동가공부(300)의 앞뒤로 위치하는 승강누름부(400)에 각각 연결되어 위치하며, 이에 따라 일종의 안전망과 같은 형태로 진동가공부(300)의 혼 부위보다 높은 위치에 위치하도록 구성되는 것이다. 따라서, 냉각제가 배출되었을 때, 냉각제수거판(460)에 의해 진동가공부(300)의 혼 부위나 가공대상(10)에 냉각제가 튀지 않도록 하는 구성을 갖출 수 있게 된다.

다만, 이 냉각제수거판(460)도 승강누름부(400)와 함께 승강이 가능하며, 냉각제가 수거판에 남음과 동시에 진동가공부(300)의 표면을 둘러싸고 있다는 특징이 있다. 즉, 배출되어 냉각제수거판(460)의 상단에 남겨진 냉각제를 진동가공부(300)의 표면을 식히는 데에 활용하는 것이다. 이를 위해 냉각제수거판(460)은 중앙관통공(461)의 둘레를 따라 하방으로 연장되되, 이 진동가공부(300)의 둘레면으로부터 일정 간격 이격된 이격공간을 형상하는 하부연장부(462)와, 하부연장부(462)의 단부에서 진동가공부(300)의 둘레면에 밀착되도록 절곡 연장된 밀폐부(463)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 냉각제는 하부연장부(462)와 밀폐부(463)에 의해 형성된 이격공간에 담겨질 수 있다. 이러한 냉각제의 이동을 보조하기 위해 냉각제수거판(460)을 중앙부위로 갈수록 점차 높이가 낮아지는 구성으로 구성할 수도 있음은 물론이며, 더 나아가 밀폐부(463)가 진동가공부(300)의 둘레면과 밀착되면서도 승강이 자유롭도록 별도의 패킹이 밀폐부(463)에 더 장착될 수도 있음은 물론이다.

다시 승강부의 설명으로 돌아가, 이 승강누름부(400)는 지속적으로 승강동작을 수행하기 때문에 이러한 승강동작에서 충격을 감소시킬 수 있는 다음의 구성을 더 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 완충연장부(430)의 구성을 도시한 사시도이다.

승강누름부(400)의 측면 일 측에는 힌지를 매개로 상하로 회동가능하게 장착되는 완충연장부(430)가 더 부착될 수 있다. 이 완충연장부(430)는 바람직하게는 탄성재질로 구성되는 것이 좋으며 가공대상(10)의 이송방향을 향해 위치하되, 충분한 길이를 가져 승강누름부(400)보다 먼저 가공대상(10)의 표면에 닿게 된다. 따라서, 승강누름부(400)가 하강할 때, 가장 먼저 가공대상(10)의 표면에 닿기 때문에 충격을 제일 먼저 흡수하는 역할을 수행할 수 있다.

여기서 완충연장부(430)의 상세한 구성을 살펴보면, 비탄성재질로 구성되되 측면에 높이방향으로 함입된 이동슬롯(432)이 형성된 연장본체(431)와, 탄성재질로 구성되는 것으로서 연장본체(431)의 측면을 둘러싸는 형태를 갖되, 이동슬롯(432)에 결합되어 상하로 슬라이딩이동 가능한 충격흡수커버(433)를 포함하여 구성된다. 따라서, 초기상태에서 승강누름부(400)가 떠 있을 때에는 중력의 영향으로 충격흡수커버(433)가 최대로 하방으로 내려와 위치하고 있으며, 이에 따라 승강누름부(400)가 가공대상(10)의 표면을 향해 하강하게 되면 가장 먼저 가공대상(10)의 표면에 이 충격흡수커버(433)가 닿게 된다. 다만 충격흡수커버(433)는 탄성재질로 구성되기 때문에 충분히 충격을 흡수할 수 있으며, 이렇게 충격을 흡수하는 상태로 상방을 향해 슬라이딩 이동되어 최적의 위치에서 정지한 상태로 가공대상(10)의 표면을 누르게 되는 것이다. 따라서, 이 완충연장부(430)는 충격을 흡수하는 기능 이외에도 가공대상(10)의 표면을 누르는 것을 보조할 수 있음은 물론이다.

이러한 구성을 더 활용하는 것으로서, 연장본체(431)의 하단부에 힌지를 매개로 상하로 회동가능하게 결합된 받침패널(434)을 더 포함시킬 수 있다. 이 받침패널(434)은 도면에서 보여지는 바와 같이 연장본체(431)에서 가공대상(10)의 표면과 가까운 곳에 결합되는 것이 가장 바람직하나, 반대측에 부착되어도 큰 문제는 없다. 이 받침패널(434)은 충격흡수커버(433)가 하단으로 이동되어있을 때에는 충격흡수커버(433)에 의해 노출되지 않다가 충격흡수커버(433)가 상단으로 이동되면서 노출됨에 따라 가공대상(10)의 표면에 밀착되어 연장본체(431)가 진동 등에 영향을 받아 흔들리는 것을 방지할 수 있는 구성이다.

이러한 진동방지구성 및 충격흡수커버(433)의 내측에 용이하게 보관되기 위한 구성으로서, 받침패널(434)의 단부에는 자성체(435)가 부착될 수 있으며, 충격흡수커버(433)의 내측면 일 측이자 받침패널(434)의 단부의 자성체(435)가 위치하는 곳에도 자성체(435)가 부착될 수 있고, 더 나아가 이동선반(200)의 표면에서 이 받침패널(434)이 가공대상(10)의 표면에 밀착되는 위치와 대응되는 위치에도 자성체(435)가 부착될 수 있다. 이 자성체(435)는 서로를 당기는 인력이 작용하기 때문에, 자성체(435)의 인력에 의해 강제로 받침패널(434)의 위치를 고정시킬 수 있어 보다 진동에 버틸 수 있는 구성을 갖게 됨은 물론이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 가공대상 100: 프레임
110: 지지판 111: 냉각부고정홈
120: 측벽 121: 배기유도홈
122: 배기가이드 130: 메인거치공간
140: 냉각제분사장치 141: 냉각제탱크
142: 분사부 143: 압력센서
200: 이동선반 210: 근접스위칭센서
300: 진동가공부 400: 승강누름부
430: 완충연장부 431: 연장본체
432: 이동슬롯 433: 충격흡수커버
434: 받침패널 435: 자성체
440: 승강본체 450: 승강피스톤
460: 냉각제수거판 461: 중앙관통공
462: 하부연장부 463: 밀폐부
500: 컨트롤러 510: 근접냉각모듈
520: 배출제어모듈 521: 압력제어부
600: 승강판 601: 연장지지바
602: 연장축 603: 풍압생성판
610: 풍향가이드 611: 배출유도부
612: 강하부 700: 냉각부

Claims (14)

1. 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치로서,
   가공대상을 투입영역으로부터 배출영역으로 이송하는 적어도 하나 이상의 휠을 구비한 이동선반;
   상기 이동선반의 상측에 위치하는 것으로서, 상기 가공대상의 표면에 초음파를 전달하여 융착 가공하는 진동자를 포함하는 진동가공부;
   상기 이동선반 및 상기 진동가공부를 지지하는 프레임;
   상기 프레임에서 상기 진동가공부가 위치한 주변영역에 설치되어 상기 진동자에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부;
   상기 이동선반의 이송방향을 따라 상기 진동가공부의 주변에 일정 간격을 두고 승강 가능하게 기립 배치된 것으로서, 상기 가공대상의 표면을 누르는 승강누름부와, 상기 승강누름부의 승강여부에 따라 상기 냉각부의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하되,
   상기 프레임은,
   일정 간격을 두고 천장면과 바닥면을 형성하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 생성된 메인거치공간과, 상기 메인거치공간 측면의 적어도 일부를 밀폐하는 측벽을 포함함으로써, 상기 진동가공부가 상기 메인거치공간에 기립된 상태로 천장면 및 바닥면을 관통하여 거치되고,
   상기 승강누름부는, 상기 프레임에 장착되는 승강본체와 상기 승강본체의 내부에서 승강하는 승강피스톤을 포함하되,
   상기 승강피스톤의 둘레면 일 측에는,
   상기 진동가공부를 향해 연장된 연장지지바와, 상기 연장지지바의 단부에서 상기 연장지지바로부터 수직방향으로 연장된 연장축 및, 상기 연장축의 양단에서 이웃한 연장축의 양단을 각각 연결하는 풍압생성판을 포함하는 승강판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각부는,
   팬의 회전에 의해 공기를 유동시키는 냉각팬으로 구성되고,
   상기 측벽에는,
   상기 냉각팬에서 배출되는 공기의 이동통로를 형성하도록 일정한 간격마다 일 측면에서 타 측면을 향해 함입된 복수개의 배기유도홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 배기유도홈의 표면에는,
   일정한 간격과 높이로 돌출된 복수의 배기가이드를 더 포함하되,
   상기 배기가이드는,
   바람이 상기 진동가공부의 주변에 머무는 시간 및 면적을 단순 배기유도홈을 따라 흐르는 경우보다 증가시킬 수 있도록,
   상방을 향해 경사지게 기립 형성된 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각부는,
   팬의 회전에 의해 공기를 유동시키는 냉각팬으로 구성되고,
   상기 이동선반의 표면 일 측에는,
   상기 승강누름부의 근접거리를 감지하는 근접스위칭센서가 포함되며,
   상기 컨트롤러는,
   상기 근접스위칭센서에서 감지된 상기 승강누름부 근접거리의 고저에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 제어하는 근접냉각모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 프레임은,
   상기 진동가공부의 상부 주변영역에 위치하는 것으로서,
   냉각제가 보관되는 냉각제탱크와,
   상기 냉각제를 상기 진동가공부를 향해 낙하시키는 분사부를 포함하는 냉각제분사장치를 더 포함하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 승강누름부의 승강여부에 따라 상기 냉각제분사장치의 냉각제 배출여부를 제어하는 배출제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 승강누름부의 상부 주변영역에 위치하는 것으로서,
    상기 승강누름부가 상승되면서 누르는 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 배출제어모듈은,
    상기 압력센서에서 압력이 감지됨에 따라 상기 분사부에서 냉각제를 낙하시키도록 제어하는 압력제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 승강누름부의 측면에는,
    상기 진동가공부의 횡단면 폭보다 큰 폭을 갖되, 중앙부위에 상기 진동가공부가 관통할 수 있도록 중앙관통공이 형성된 상태에서 이웃한 승강누름부의 측면까지 연장된 냉각제수거판이 더 장착되어,
    상기 냉각제수거판의 하단으로 냉각제가 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 냉각제수거판은,
    상기 중앙관통공의 둘레를 따라 하방으로 연장되되 상기 진동가공부의 둘레면으로 부터 일정 간격 이격된 이격공간을 형성하는 하부연장부와,
    상기 하부연장부의 단부에서 상기 진동가공부의 둘레면에 밀착되도록 절곡 연장된 밀폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 승강누름부의 측면 일 측에는,
    힌지를 매개로 상하로 회동가능하게 장착되는 완충연장부가 더 부착되어,
    상기 승강누름부가 하강되면서 상기 완충연장부가 상기 가공대상의 표면에 먼저 닿아 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 완충연장부는,
    비탄성재질로 구성되되, 측면에 높이방향으로 함입된 이동슬롯을 포함하는 연장본체와,
    탄성재질로 구성되되, 상기 연장본체의 측면을 둘러싼 상태에서 상기 이동슬롯에 슬라이딩 결합되어 상하로 슬라이딩 이동하는 충격흡수커버를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각성능을 향상시킨 초음파 미싱장치.

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