KR101821523B1 - 열과 진동을 이용한 융착 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작업대상물을 비스듬한 방향으로 융착할 수 있도록 한 열과 진동을 이용한 융착 장치 및 방법에 관한 것으로, 본체; 상기 본체의 상부에 형성되어, 제1 작업대상물을 고정하기 위한 상부프레임; 상기 본체의 중앙 부분에 형성되어 제2 작업대상물을 고정하며, 상승시 일정 각도로 비스듬하게 이동하면서 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가압하기 위한 하부프레임; 상기 하부프레임의 하부에 형성되어, 상기 하부프레임을 상하방향으로 이동시키기 위한 구동수단; 상기 상부프레임과 상기 하부프레임 사이에 형성되어, 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가열하기 위한 히터; 및 상기 상부프레임의 상부에 형성되어, 상기 상부프레임을 진동시키기 위한 진동 테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열과 진동을 이용한 융착 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FUSING USING HEATING AND VIBRATION}
본 발명은 열과 진동을 이용한 융착 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 작업대상물을 비스듬한 방향으로 융착할 수 있도록 한 열과 진동을 이용한 융착 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차용 플라스틱 부품을 제작하는 경우, 여러 개의 플라스틱 부품들을 결합하여 이를 완성한다. 따라서 분리된 개개의 부품들을 일체로 결합하는 작업이 필수적으로 요구되며, 이를 위해 통상 열을 가해 결합하거나 진동 융착기를 이용하여 결합하도록 하는 방법이 사용되고 있다.
한국등록특허 제10-1488738호(2015.02.11 등록)는 진동 융착기의 진동 융착시 발생하는 팁의 발생을 방지하기 위한 방법 및 그 장치에 관하여 기재되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 본체의 내측 중간 하단에 설치되며 상부에 하부 제품을 고정할 수 있도록 히터가 설치된 지그가 설치되고 저면에 서보모터가 설치되어 서보모터에 의하여 상부와 하부로 작동되는 상부와 하부 작동 테이블과; 상기 상부와 하부 작동 테이블의 상측에 설치되며 저면에 상부 제품 고정용 지그가 설치되고 상단부에는 진동용 헤드가 설치된 진동 테이블로 이루어진 진동 융착기의 진동 융착시 발생하는 팁의 발생을 방지하기 위한 방법 및 그 장치에 있어서, 상기 상부와 하부 작동 테이블의 상부 양측에 수직으로 설치되고 내측 대응되는 위치에 각각 가이드 홈이 형성된 가이드 판과; 상기 가이드 판의 외측에 각각 전면으로 하향 경사지게 설치된 받침대와; 상기 각 받침대의 상부에 설치되어 전후로 작동되는 실린더와; 상기 가이드 판의 상부에 설치되며 가이드 판에 형성된 가이드 홈에 삽입 체결되도록 양측 전면에 수직으로 롤러가 체결된 지지대를 구성하고, 후미 양측에는 하단으로 각각 실린더에 결합하는 고정구를 설치하며, 상면과 하면에 예열용 히터가 설치되고 각 예열용 히터가 제품과 닿는 부분에 실리콘 패드를 체결하여 실리콘 패드가 제품의 결합 면을 압착하여 고정한 상태에서 예열 되도록 된 작동판이 포함되어 상부와 하부 제품의 결합 면을 히터가 직접 접촉하여 예열하도록 된 것을 특징으로 한다.
한국등록특허 제20-0423571호(2006.08.02 등록)는 자동차용 플라스틱 부품의 열융착 장치에 관하여 기재되어 있으며, 개시된 기술에 따르면, 직육면체 형상의 프레임; 상기 프레임내 공간을 상/하부공간으로 분할하는 바닥판; 상기 하부공간에 설치되는 전장제어부; 상기 상부공간의 바닥판 양측에 직립상태로 고정되는 한 쌍의 가이드컬럼; 상기 양측 가이드컬럼에서 상하이동하도록 각각 설치된 가이드; 상기 양측 가이드에 양단이 연결되고, 상측면에 상기 전장제어부에 연결된 히터 전력 공급용 전선의 단자모듈과 별도의 냉각용 에어공급장치에 연결된 호스의 호스연결모듈이 설치된 승강대; 상기 프레임의 양측 중앙부에 장착되어 상기 가이드의 수평판 하면에 실린더로드가 연결되는 에어실린더; 상기 승강대의 하측면에 장착되는 열융착유니트 장착부재; 상기 열융착유니트 장착부재에 작업대상물의 열융착점 위치에 따라 배치/고정되고 상기 단자모듈에 연결되는 열융착툴; 상기 열융착유니트 장착부재에서 상기 열융착툴에 근접하여 설치되고, 상기 호스연결모듈에 연결되는 에어노즐; 상기 바닥판의 정위치에 놓여지는 지그플레이트; 상기 지그플레이트의 상측면에 배치/고정되어 상기 작업대상물을 지지하는 지그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 종래의 융착 장치는, 작업대상물을 수직방향으로 가압함과 동시에 열을 가하여 융착시키기 때문에 경사지게 형성된 작업대상물이나 언더컷을 가지는 작업대상물을 융착시키는 경우 정확한 위치에 정확한 양만큼 융착시킬 수 없는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-1488738호 한국등록특허 제20-0423571호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하부프레임이 상승시 일정각도로 비스듬하게 이동하면서 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가압하여 융착할 수 있도록 형성한 열과 진동을 이용한 융착 장치 및 방법을 제공한다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 본체; 상기 본체의 상부에 형성되어, 제1 작업대상물을 고정하기 위한 상부프레임; 상기 본체의 중앙 부분에 형성되어 제2 작업대상물을 고정하며, 상승시 일정 각도로 비스듬하게 이동하면서 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가압하기 위한 하부프레임; 상기 하부프레임의 하부에 형성되어, 상기 하부프레임을 상하방향으로 이동시키기 위한 구동수단; 상기 상부프레임과 상기 하부프레임 사이에 형성되어, 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가열하기 위한 히터; 및 상기 상부프레임의 상부에 형성되어, 상기 상부프레임을 진동시키기 위한 진동 테이블을 포함하는 열과 진동을 이용한 융착 장치를 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 상부프레임은, 상기 본체의 상부에 형성되는 상부베이스; 상기 상부베이스의 하부 중앙 부분에 형성되어, 하부에 제1 작업대상물을 고정하기 위한 상부지그; 및 상기 상부베이스의 하부 일측에 형성되어, 상기 하부프레임를 일정 각도로 비스듬하게 이동시키기 위한 상부캠블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 하부프레임은, 상기 본체의 중앙 부분에 형성되는 하부메인베이스; 상기 하부메인베이스에 형성되어, 슬라이드 시켜주기 위한 슬라이드기; 상기 슬라이드기에 연결 형성되어, 상기 슬라이드기의 슬라이드에 의해 좌우방향으로 이동하는 하부보조베이스; 상기 하부보조베이스의 상부 일측에 형성되어, 상승시 상기 상부프레임과 접촉하면서 일정 각도로 비스듬하게 이동되는 하부캠블록; 및 상기 하부보조베이스의 상부에 형성되어, 상부에 제2 작업대상물을 고정하기 위한 하부지그를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 슬라이드기는, 상기 하부메인베이스의 상부면에 형성되는 가이드레일; 상기 하부보조베이스의 하부에 형성되어, 상기 가이드레일에 삽입되어 좌우로 슬라이드 하는 가이드 블록; 상기 하부보조베이스의 하부에 형성되는 제1 스프링 블록; 상기 하부메인베이스에 형성되는 제2 스프링 블록; 및 상기 제1 스프링 블록과 상기 제2 스프링 블록 사이에 형성되어, 상기 제1 스프링 블록에 탄력을 제공하기 위한 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 하부프레임은, 상기 하부메인베이스와 상기 하부보조베이스 사이에 형성되어, 상기 하부보조베이스가 상승시 일정 각도로 비스듬하게 이동된 상태에서 상기 하부보조베이스를 고정하기 위한 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 고정부는, 상기 하부메인베이스의 상부 일측에 형성되어, 상하방향으로 왕복운동하는 실린더; 및 상기 실린더의 로드 상단에 형성되어, 상기 실린더 로드의 왕복운동에 따라 상하방향으로 이동하면서 상승시 상기 하부보조베이스에 삽입되어 상기 하부보조베이스를 고정시키기 위한 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 하부프레임은, 상기 하부보조베이스에 형성되어, 상기 고정핀을 삽입하여 고정하기 위한 고정홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 상부프레임은, 상기 본체의 상부에 형성되는 상부베이스; 상기 상부베이스의 하부 중앙 부분에 형성되어, 하부에 제1 작업대상물을 고정하기 위한 상부지그; 및 상기 본체의 일측에 형성되어, 상기 하부프레임를 일정 각도로 비스듬하게 이동시키기 위한 상부캠블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상부프레임에 제1 작업대상물을 고정하는 제1 고정 단계; 하부프레임에 제2 작업대상물을 고정하는 제2 고정 단계; 구동수단에 의해 하부프레임이 일정 각도로 비스듬하게 이동하면서 상승하는 상승단계; 히터를 통해 상기 상부프레임과 상기 하부프레임 사이를 가열하여 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가열하는 가열단계; 진동 테이블을 이용하여 상기 상부프레임을 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 진동 융착시키는 진동단계; 및 구동수단에 의해 하부프레임이 하강하는 하강단계를 포함하는 열과 진동을 이용한 융착 방법을 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 열융착단계 이후에, 고정부를 이용하여 일정 각도로 비스듬하게 이동된 하부프레임을 고정하기 위한 고정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 하부프레임이 상승시 일정각도로 비스듬하게 이동하면서 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가압하여 융착시킴으로써, 경사지게 형성된 작업대상물이나 언더컷을 가지는 작업대상물을 융착시 정확한 위치에 정확한 양만큼 융착시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열과 진동을 이용한 융착 장치를 설명하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열과 진동을 이용한 융착 장치를 설명하는 측면도이다.
도 3은 도 1에 있는 상부프레임을 제1 예로 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 하부프레임을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 상부프레임을 제2 예로 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열과 진동을 이용한 융착 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7 내지 도 11은 각각 공정별 개략도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 열과 진동을 이용한 융착 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열과 진동을 이용한 융착 장치를 설명하는 정면도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열과 진동을 이용한 융착 장치를 설명하는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 열과 진동을 이용한 융착 장치(10)는, 본체(100), 상부프레임(200), 하부프레임(300), 구동수단(400), 히터(500), 진동 테이블(600)을 포함한다.
본체(100)는, 내부에 수납공간을 구비하며, 수납공간에 상부프레임(200), 하부프레임(300), 구동수단(400), 히터(500), 진동 테이블(600)을 설치한다.
상부프레임(200)은, 본체(100)의 상부에 고정 형성되며, 제1 작업대상물(A)을 고정시킨다.
하부프레임(300)은, 본체(100)의 중앙 부분에 형성되어 제2 작업대상물(B)을 고정시키며, 구동수단(400)에 의해 상하방향으로 운동하되, 상승시 일정 각도(예를 들어, 30 ~ 60°)로 비스듬하게 이동하면서 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이를 비스듬한 방향으로 가압해준다.
구동수단(400)은, 하부프레임(300)의 하부에 형성되며, 하부프레임(300)을 상하방향으로 이동시킨다.
일 실시 예에서, 구동수단(400)은, 하부프레임(300)을 승하강시키기 위해 실린더, 서보모터 등 다양한 구동수단으로 형성할 수 있다.
히터(500)는, 상부프레임(200)과 하부프레임(300) 사이에 형성되며, 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이의 융착 부위를 가열한다.
일 실시 예에서, 히터(500)는, 상부프레임(200)과 하부프레임(300) 사이에 해당하는 본체(100)의 후방에 형성할 수 있으며, 가열 작업시 전방으로 이송하여 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이를 가열할 수 있다.
일 실시 예에서, 히터(500)는, 발열하는 열판, 열풍을 공급하는 열풍 장치 등 다양한 열 공급수단으로 형성하여 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이에 약 150 ~ 200℃의 열을 가할 수 있다.
일 실시 예에서, 히터(500)는, 진동 융착 전에 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이의 융착 부위를 가열함으로써, 진동 융착된 작업대상물의 불량 등을 미연에 방지하여 품질을 향상시킬 수 있다.
진동 테이블(600)은, 상부프레임(200)의 상부에 형성되어, 상부프레임(200)을 진동시킨다.
일 실시 예에서, 진동 테이블(600)은, 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B)을 융착시키기 위해 정해진 주파수(예를 들어, 180 ~ 240hz)와 진폭(예를 들어, 0.5 ~ 2mm)에 의해 수평 방향으로 진동마찰을 가해줄 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 열과 진동을 이용한 융착 장치(10)는, 하부프레임(300)이 상승시 일정각도로 비스듬하게 이동하면서 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이를 가압하여 융착시킴으로써, 경사지게 형성된 작업대상물이나 언더컷을 가지는 작업대상물을 융착시 정확한 위치에 정확한 양만큼 융착시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 상부프레임을 제1 예로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상부프레임(200)은, 상부베이스(210), 상부지그(220), 상부캠블록(230)을 포함한다.
상부베이스(210)는, 본체(100)의 상부에 설치되며, 하부 중앙 부분에 상부지그(220)를 구비한다.
일 실시 예에서, 상부베이스(210)는, 진동 테이블(600)의 하부에 형성되어, 진동 테이블(600)에 의해 수평 방향으로 진동할 수 있다.
상부지그(220)는, 상부베이스(210)의 하부 중앙 부분에 형성되며, 하부에 제1 작업대상물(A)을 고정시킨다.
상부캠블록(230)은, 상부베이스(210)의 하부 일측에 형성되며, 하부프레임(300)를 일정 각도로 비스듬하게 이동시킨다.
일 실시 예에서, 상부캠블록(230)은, 하부 내측이 일정 각도(예를 들어, 30 ~ 60°)로 경사지게 형성되어, 하부캠블록(340)을 비스듬하게 이동시킬 수 있다. 이때, 상부캠블록(230)의 하부에 형성되는 경사는 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B)의 형상에 따라 다양한 각도로 형성할 수 있으며, 상부캠블록(230)의 하부에 형성되는 경사에 따라 하부캠블록(340)이 이동되는 거리를 조절할 수 있다.
일 실시 예에서, 상부캠블록(230)은, 상부베이스(210)의 하부 일측 전단과 상부베이스(210)의 하부 일측 후단에 각각 2개로 형성할 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 하부프레임을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 하부프레임(300)은, 하부메인베이스(310), 슬라이드기(320), 하부보조베이스(330), 하부캠블록(340), 하부지그(350)를 포함한다.
하부메인베이스(310)는, 본체(100)의 중앙 부분에 형성된다.
슬라이드기(320)는, 하부메인베이스(310)와 하부보조베이스(330) 사이에 형성되며, 하부보조베이스(330)를 좌우방향으로 슬라이드 시켜준다.
일 실시 예에서, 슬라이드기(320)는, 가이드레일(321), 가이드 블록(322), 제1 스프링 블록(323), 제2 스프링 블록(324), 스프링(325)를 포함할 수 있다.
가이드레일(321)은, 하부메인베이스(310)의 상부면에 길이방향으로 형성되어, 가이드 블록(332)이 슬라이드 할 수 있도록 가이드 한다.
일 실시 예에서, 가이드레일(321)은, 하부메인베이스(310) 상부면의 전단과 하부메인베이스(310) 상부면의 후단에 각각 2개로 형성할 수 있다.
가이드 블록(322)은, 하부보조베이스(330)의 하부에 형성되며, 가이드레일(321)에 삽입되어 좌우로 슬라이드 한다.
일 실시 예에서, 가이드 블록(322)은, 하부보조베이스(330) 하부의 전단과 하부보조베이스(330) 하부의 후단에 각각 2개로 형성되며, 하부메인베이스(310) 상부면의 전단과 하부메인베이스(310) 상부면의 후단에 형성된 가이드레일(321)에 각각 삽입되어 슬라이드 할 수 있다.
제1 스프링 블록(323)은, 하부보조베이스(330)의 하부에 형성되어, 스프링(325)으로부터 탄력을 제공받는다.
일 실시 예에서, 제1 스프링 블록(323)은, 하부보조베이스(330) 하부의 전단과 하부보조베이스(330) 하부의 후단에 각각 형성된 2개의 가이드 블록(322)의 사이에 해당하는 하부보조베이스(330)의 하부 중앙 부분에 형성될 수 있다.
제2 스프링 블록(324)은, 하부메인베이스(310)의 일측에 형성된다.
스프링(325)은, 제1 스프링 블록(323)과 제2 스프링 블록(324) 사이에 형성되어, 제1 스프링 블록(323)에 탄력을 제공한다. 즉, 하부프레임(300)이 상승시 하부캠블록(340)에 의해 하부보조베이스(330)가 슬라이드 되면 스프링(325)이 압축되었다가 진동 융착 작업후 하부프레임(300)이 하강하게 되면 스프링(325)의 탄력에 의해 제1 스프링 블록(323)을 원위치로 복귀시킬 수 있다.
하부보조베이스(330)는, 슬라이드기(320)에 연결 형성되며, 슬라이드기(320)의 슬라이드에 의해 좌우방향으로 이동한다.
하부캠블록(340)은, 하부보조베이스(330)의 상부 일측에 형성되며, 상승시 상부프레임(200)과 접촉하면서 일정 각도로 비스듬하게 이동된다.
일 실시 예에서, 하부캠블록(340)은, 상부 내측이 일정 각도(예를 들어, 30 ~ 60°)로 경사지게 형성하여, 구동수단(400)에 의해 상승시 상부캠블록(230)의 경사진 부분과 접촉하면서 비스듬하게 이동하면서 상승할 수 있다.
일 실시 예에서, 하부캠블록(340)은, 하부보조베이스(330)의 상부 일측 전단과 하부보조베이스(330)의 상부 일측 후단에 각각 2개로 형성할 수 있다.
하부지그(350)는, 하부보조베이스(330)의 상부에 형성되어 상부에 제2 작업대상물(B)을 고정시킨다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 하부프레임(300)는, 고정부(360)를 더 포함할 수 있다.
고정부(360)는, 하부메인베이스(310)와 하부보조베이스(330) 사이에 형성되어, 하부보조베이스(330)가 상승시 일정 각도로 비스듬하게 이동된 상태에서 하부보조베이스(330)가 움직이지 않도록 하부보조베이스(330)를 고정시킨다.
일 실시 예에서, 고정부(360)는, 하부프레임(300)이 구동수단(400)에 의해 수직방향으로 하강한 이후에 고정을 해제할 수 있다.
일 실시 예에서, 고정부(360)는, 실린더(361), 고정핀(362)을 포함할 수 있다.
실린더(361)는, 하부메인베이스(310)의 상부 일측에 형성되어, 상하방향으로 왕복운동한다.
고정핀(362)는, 실린더(361)의 로드 상단에 형성되어, 실린더(361) 로드의 왕복운동에 따라 상하방향으로 이동하면서 상승시 하부보조베이스(330)에 삽입되어 하부보조베이스(330)를 고정시킨다.
이때, 하부보조베이스(330)는, 고정핀(362)을 고정시키기 위한 고정홈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 형성할 수 있으며, 고정핀(362)이 고정홈에 삽입되어 고정될 수 있다.
도 5는 도 1에 있는 상부프레임을 제2 예로 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 상부프레임(200)은, 상부베이스(250), 상부지그(260), 상부캠블록(270)을 포함한다. 여기서, 상부베이스(250), 상부지그(260)는 도 3의 구성요소와 유사하므로 그 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서만 아래에서 설명한다.
상부캠블록(270)은, 본체(100)의 일측에 형성되어, 하부프레임(300)을 일정 각도로 비스듬하게 이동시킨다.
일 실시 예에서, 상부캠블록(270)은, 제1 캠블록(271), 제2 캠블록(272), 제3 캠블록(273)을 포함할 수 있다.
제1 캠블록(271)은, 본체(100)의 상부 일측에 고정 형성되며, 하부에 제2 캠블록(272)이 구비된다.
제2 캠블록(272)은, 제1 캠블록(271)의 하부에 형성되며, 하부 내측이 일정 각도(예를 들어, 30 ~ 60°)로 경사지게 형성되어, 하부캠블록(340)을 비스듬하게 이동시킬 수 있다.
제3 캠블록(273)은, 제2 캠블록(272)의 하부에 'L'자 형상으로 형성되며, 하부캠블록(340)을 수직방향으로 안내한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열과 진동을 이용한 융착 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 우선, 상부프레임(200)에 제1 작업대상물(A)을 고정한다(S100).
상술한 단계 S100에 있어서, 상부프레임(200)은, 상부베이스(210), 상부지그(220), 상부캠블록(230)을 포함할 수 있다.
상부베이스(210)는, 본체(100)의 상부에 설치되며, 하부 중앙 부분에 상부지그(220)를 구비한다.
일 실시 예에서, 상부베이스(210)는, 진동 테이블(600)의 하부에 형성되어, 진동 테이블(600)에 의해 수평 방향으로 진동할 수 있다.
상부지그(220)는, 상부베이스(210)의 하부 중앙 부분에 형성되며, 하부에 제1 작업대상물(A)을 고정시킨다.
상부캠블록(230)은, 상부베이스(210)의 하부 일측에 형성되며, 하부프레임(300)를 일정 각도로 비스듬하게 이동시킨다.
일 실시 예에서, 상부캠블록(230)은, 하부 내측이 일정 각도(예를 들어, 30 ~ 60°)로 경사지게 형성되어, 하부캠블록(340)을 비스듬하게 이동시킬 수 있다. 이때, 상부캠블록(230)의 하부에 형성되는 경사는 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B)의 형상에 따라 다양한 각도로 형성할 수 있으며, 상부캠블록(230)의 하부에 형성되는 경사에 따라 하부캠블록(340)이 이동되는 거리를 조절할 수 있다.
일 실시 예에서, 상부캠블록(230)은, 상부베이스(210)의 하부 일측 전단과 상부베이스(210)의 하부 일측 후단에 각각 2개로 형성할 수 있다.
하부프레임(300)에 제2 작업대상물(B)을 고정한다(S200).
상술한 단계 S200에서 제2 작업대상물(B)을 고정시킨 하부프레임(300)이 구동수단(400)에 의해 상승하면서 일정 각도(예를 들어, 30 ~ 60°)로 비스듬하게 이동한다(S300).
상술한 단계 S300에 있어서, 하부프레임(300)은, 하부메인베이스(310), 슬라이드기(320), 하부보조베이스(330), 하부캠블록(340), 하부지그(350)를 포함할 수 있다.
하부메인베이스(310)는, 본체(100)의 중앙 부분에 형성된다.
슬라이드기(320)는, 하부메인베이스(310)와 하부보조베이스(330) 사이에 형성되며, 하부보조베이스(330)를 좌우방향으로 슬라이드 시켜준다.
일 실시 예에서, 슬라이드기(320)는, 가이드레일(321), 가이드 블록(322), 제1 스프링 블록(323), 제2 스프링 블록(324), 스프링(325)를 포함할 수 있다.
가이드레일(321)은, 하부메인베이스(310)의 상부면에 길이방향으로 형성되어, 가이드 블록(332)이 슬라이드 할 수 있도록 가이드 한다.
일 실시 예에서, 가이드레일(321)은, 하부메인베이스(310) 상부면의 전단과 하부메인베이스(310) 상부면의 후단에 각각 2개로 형성할 수 있다.
가이드 블록(322)은, 하부보조베이스(330)의 하부에 형성되며, 가이드레일(321)에 삽입되어 좌우로 슬라이드 한다.
일 실시 예에서, 가이드 블록(322)은, 하부보조베이스(330) 하부의 전단과 하부보조베이스(330) 하부의 후단에 각각 2개로 형성되며, 하부메인베이스(310) 상부면의 전단과 하부메인베이스(310) 상부면의 후단에 각각 삽입되어 슬라이드 할 수 있다.
제1 스프링 블록(323)은, 하부보조베이스(330)의 하부에 형성되어, 스프링(325)으로부터 탄력을 제공받는다.
일 실시 예에서, 제1 스프링 블록(323)은, 가이드 블록(322)의 사이에 해당하는 하부보조베이스(330)의 하부 중앙 부분에 형성될 수 있다.
제2 스프링 블록(324)은, 하부메인베이스(310)의 일측에 형성된다.
스프링(325)은, 제1 스프링 블록(323)과 제2 스프링 블록(324) 사이에 형성되어, 제1 스프링 블록(323)에 탄력을 제공한다. 즉, 하부프레임(300)이 상승시 하부캠블록(340)에 의해 하부보조베이스(330)가 슬라이드되면 압축되었다가 진동 융착 작업후 하부프레임(300)이 하강하게 되면 탄력에 의해 제1 스프링 블록(323)을 원위치로 복귀시킬 수 있다.
하부보조베이스(330)는, 슬라이드기(320)에 연결 형성되며, 슬라이드기(320)의 슬라이드에 의해 좌우방향으로 이동한다.
하부캠블록(340)은, 하부보조베이스(330)의 상부 일측에 형성되며, 상승시 상부프레임(200)과 접촉하면서 일정 각도로 비스듬하게 이동된다.
일 실시 예에서, 하부캠블록(340)은, 상부 내측이 일정 각도(예를 들어, 30 ~ 60°)로 경사지게 형성하여, 구동수단(400)에 의해 상승시 상부캠블록(230)의 경사진 부분과 접촉하면서 비스듬하게 이동하면서 상승할 수 있다.
일 실시 예에서, 하부캠블록(340)은, 하부보조베이스(330)의 상부 일측 전단과 하부보조베이스(330)의 상부 일측 후단에 각각 2개로 형성할 수 있다.
하부지그(350)는, 하부보조베이스(330)의 상부에 형성되어 상부에 제2 작업대상물(B)을 고정시킨다.
상술한 단계 S300에 있어서, 하부프레임(300)이 비스듬하게 이동하면서 상승함에 따라 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이를 비스듬한 방향으로 가압할 수 있다.
상술한 단계 S300에서 상승된 하부프레임(300)과 상부프레임(200) 사이를 히터(500)로 가열하여 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이의 융착 부위를 가열시킨다(S400).
상술한 단계 S400에 있어서, 히터(500)는, 발열하는 열판, 열풍을 공급하는 열풍 장치 등 다양한 열 공급수단으로 형성하여 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이에 약 150 ~ 200℃의 열을 가할 수 있다.
상술한 단계 S400에 있어서, 히터(500)는, 상부프레임(200)과 하부프레임(300) 사이에 해당하는 본체(100)의 후방에 형성할 수 있으며, 가열 작업시 전방으로 이송하여 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이를 가열할 수 있다.
상술한 단계 S400에 있어서, 히터(500)는, 진동 융착 전에 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이의 융착 부위를 가열함으로써, 진동 융착된 작업대상물의 불량 등을 미연에 방지하여 품질을 향상시킬 수 있다.
상술한 단계 S400 이후에 진동 테이블(600)을 이용하여 상부프레임(200)을 진동시켜 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B) 사이를 진동 융착시킨다(S500).
상술한 단계 S500에 있어서, 진동 테이블(600)은, 상부프레임(200)의 상부에 형성되어, 상부프레임(200)을 진동시킨다.
상술한 단계 S500에 있어서, 진동 테이블(600)은, 제1 작업대상물(A)과 제2 작업대상물(B)을 융착시키기 위해 정해진 주파수(예를 들어, 180 ~ 240hz)와 진폭(예를 들어, 0.5 ~ 2mm)에 의해 수평 방향으로 진동마찰을 가해줄 수 있다.
상술한 단계 S500에서 진동 융착 작업이 끝나게 되면 하부프레임(300)이 구동수단(400)에 의하여 수직방향으로 하강하게 된다(S700).
상술한 단계 S700 이후에, 하부프레임(300)이 원상 복귀되어 정지되면 진동 융착된 작업대상물을 인출한다.
상술한 바와 같은 과정을 가지는 열과 진동을 이용한 융착 방법은, 도면에서 제1 고정 단계(S100)가 제2 고정 단계(S200) 보다 먼저 진행되는 것처럼 도시되었으나 이들의 순서는 바뀔 수도 있고 아니면 동시에 진행될 수도 있다.
상술한 바와 같은 과정을 가지는 열과 진동을 이용한 융착 방법은, 상술한 단계 S500 이후에 고정부(360)를 이용하여 일정 각도로 비스듬하게 이동된 하부프레임을 고정할 수 있다(S600).
상술한 단계 S600에 있어서, 고정부(360)는, 하부메인베이스(310)와 하부보조베이스(330) 사이에 형성되어, 하부보조베이스(330)가 상승시 일정 각도로 비스듬하게 이동된 상태에서 하부보조베이스(330)가 움직이지 않도록 하부보조베이스(330)를 고정시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 고정부(360)는, 하부프레임(300)이 구동수단(400)에 의해 수직방향으로 하강한 이후(상술한 단계 S500 이후)에 고정을 해제할 수 있다.
일 실시 예에서, 고정부(360)는, 실린더(361), 고정핀(362)을 포함할 수 있다.
실린더(361)는, 하부메인베이스(310)의 상부 일측에 형성되어, 상하방향으로 왕복운동한다.
고정핀(362)는, 실린더(361)의 로드 상단에 형성되어, 실린더(361) 로드의 왕복운동에 따라 상하방향으로 이동하면서 상승시 하부보조베이스(330)에 삽입되어 하부보조베이스(330)를 고정시킨다.
이때, 하부보조베이스(330)에 고정핀(362)을 고정시키기 위한 고정홈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 형성할 수 있으며, 고정핀(362)이 고정홈에 삽입되어 고정되는 것이다.
도 7 내지 도 11은 각각 공정별 개략도이다.
도 7을 참조하면, 상부프레임(200)에 제1 작업대상물(A)이 고정되고, 하부프레임(300)에 제2 작업대상물(B)이 고정된 상태가 잘 나타나 있다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 하부프레임(300)이 구동수단(400)에 의해 상승시 하부캠블록(340)이 상부캠블록(230)에 접촉하면서 일정 각도로 비스듬하게 이동하도록 한다.
도 10을 참조하면, 하부프레임(300)이 상승시 하부보조베이스(300)가 일정 각도로 비스듬하게 이동된 상태에서, 고정부(360)를 이용하여 하부보조베이스(330)가 움직이지 않도록 하부보조베이스(330)를 고정시킨 상태를 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 하부보조베이스(330)가 고정부(360)에 의해 고정된 상태에서 하강단계를 설명하는 것이다. 즉, 하부프레임(300)이 구동수단(400)에 의해 수직방향으로 하강한 이후에, 고정부(360)의 고정을 해제하여 스프링(325)의 탄력에 의해 제1 스프링 블록(323)이 이동하면서 하부보조베이스(330)가 원위치로 복귀되도록 한다.
이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 열과 진동을 이용한 융착 장치
100 : 본체
200 : 상부프레임
210, 250 : 상부베이스
220, 260 : 상부지그
230, 270 : 상부캠블록
271 : 제1 캠블록
272 : 제2 캠블록
273 : 제3 캠블록
300 : 하부프레임
310 : 하부메인베이스
320 : 슬라이드기
321 : 가이드레일
322 : 가이드 블록
323 : 제1 스프링 블록
324 : 제2 스프링 블록
325 : 스프링
330 : 하부보조베이스
340 : 하부캠블록
350 : 하부지그
360 : 고정부
361 : 실린더
362 : 고정핀
400 : 구동수단
500 : 히터
600 : 진동테이블
A : 제1 작업대상물
B : 제2 작업대상물

Claims (10)

  1. 본체;
    상기 본체의 상부에 형성되어, 제1 작업대상물을 고정하기 위한 상부프레임;
    상기 본체의 중앙 부분에 형성되어 제2 작업대상물을 고정하며, 상승시 일정 각도로 비스듬하게 이동하면서 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가압하기 위한 하부프레임;
    상기 하부프레임의 하부에 형성되어, 상기 하부프레임을 상하방향으로 이동시키기 위한 구동수단;
    상기 상부프레임과 상기 하부프레임 사이에 형성되어, 제1 작업대상물과 제2 작업대상물 사이를 가열하기 위한 히터; 및
    상기 상부프레임의 상부에 형성되어, 상기 상부프레임을 진동시키기 위한 진동 테이블을 포함하되,
    상기 하부프레임은,
    상기 본체의 중앙 부분에 형성되는 하부메인베이스;
    상기 하부메인베이스에 형성되어, 슬라이드 시켜주기 위한 슬라이드기;
    상기 슬라이드기에 연결 형성되어, 상기 슬라이드기의 슬라이드에 의해 좌우방향으로 이동하는 하부보조베이스;
    상기 하부보조베이스의 상부 일측에 형성되어, 상승시 상기 상부프레임과 접촉하면서 일정 각도로 비스듬하게 이동되는 하부캠블록; 및
    상기 하부보조베이스의 상부에 형성되어, 상부에 제2 작업대상물을 고정하기 위한 하부지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 열과 진동을 이용한 융착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부프레임은,
    상기 본체의 상부에 형성되는 상부베이스;
    상기 상부베이스의 하부 중앙 부분에 형성되어, 하부에 제1 작업대상물을 고정하기 위한 상부지그; 및
    상기 상부베이스의 하부 일측에 형성되어, 상기 하부프레임를 일정 각도로 비스듬하게 이동시키기 위한 상부캠블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 열과 진동을 이용한 융착 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 슬라이드기는,
    상기 하부메인베이스의 상부면에 형성되는 가이드레일;
    상기 하부보조베이스의 하부에 형성되어, 상기 가이드레일에 삽입되어 좌우로 슬라이드 하는 가이드 블록;
    상기 하부보조베이스의 하부에 형성되는 제1 스프링 블록;
    상기 하부메인베이스에 형성되는 제2 스프링 블록; 및
    상기 제1 스프링 블록과 상기 제2 스프링 블록 사이에 형성되어, 상기 제1 스프링 블록에 탄력을 제공하기 위한 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 열과 진동을 이용한 융착 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하부프레임은,
    상기 하부메인베이스와 상기 하부보조베이스 사이에 형성되어, 상기 하부보조베이스가 상승시 일정 각도로 비스듬하게 이동된 상태에서 상기 하부보조베이스를 고정하기 위한 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열과 진동을 이용한 융착 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 고정부는,
    상기 하부메인베이스의 상부 일측에 형성되어, 상하방향으로 왕복운동하는 실린더; 및
    상기 실린더의 로드 상단에 형성되어, 상기 실린더 로드의 왕복운동에 따라 상하방향으로 이동하면서 상승시 상기 하부보조베이스에 삽입되어 상기 하부보조베이스를 고정시키기 위한 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 열과 진동을 이용한 융착 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하부프레임은,
    상기 하부보조베이스에 형성되어, 상기 고정핀을 삽입하여 고정하기 위한 고정홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열과 진동을 이용한 융착 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 상부프레임은,
    상기 본체의 상부에 형성되는 상부베이스;
    상기 상부베이스의 하부 중앙 부분에 형성되어, 하부에 제1 작업대상물을 고정하기 위한 상부지그; 및
    상기 본체의 일측에 형성되어, 상기 하부프레임를 일정 각도로 비스듬하게 이동시키기 위한 상부캠블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 열과 진동을 이용한 융착 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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