KR101917292B1 - 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치 - Google Patents

Abstract

발진기로부터 전기적 주파수를 기계적 진동으로 변환하는 트랜스듀서(10), 이러한 기계적 진동의 진폭을 증폭시키는 부스터(20) 및 증폭된 기계적 진동을 융착물에 전달하는 혼(30)을 포함하는 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 외부로부터 공기가 공급되는 2개의 공기유입구(41, 42)가 양쪽에 구비되어 있는 커넥터(40); 공기를 유입 및 회전시키기 위하여 일정 경사를 가지며 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈(51)이 형성된 에어블로워 몰드(air blower mold)(100); 공기를 공기유입구(41, 42)로부터 케이스(60) 내부로 유입시키기 위하여 에어블로워 몰드(100)의 복수의 홈(51)에 연통되는 환형슬릿홈(91); 상기 에어블로워 몰드(100)에 일측이 끼움결합되며, 내부에 트랜스듀서(10) 일부를 내장하는 케이스(60); 및 트랜스듀서(10)를 둘러싸며 트랜스듀서(10)보다 더 큰 직경으로 연장되어 형성되며 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구(12)가 구비된 환형끼움부(11)를 포함할 수 있다.

Description

공랭장치가 구비된 초음파 융착장치{ULTRASONIC FUSION APPARATUS EQUIPPED WITH AIR COOLING DEVICE}

본 발명은 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기를 이용해 초음파 융착장치의 과열되는 각 부분에 회전하는 공기가 공급되도록 하여 초음파 융착장치를 냉각시키는 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 융착장치는 초음파 진동에너지를 이용하여 플라스틱 등의 접합면에서 순간적인 마찰열이 발생하여 플라스틱 등을 융해시켜 분자적 결합으로 접착할 수 있는 장치이다. 하지만, 연속적인 작업을 하거나 용량이 큰 초음파 융착장치를 사용하는 경우, 초음파로 인해 발생되는 열로 인해 초음파 융착장치의 트랜스듀서(transducer), 부스터(booster) 및 혼(horn)이 과열되어 플라스틱 등의 접합부가 고열로 인해 변형이나 변질되어 제품의 불량이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 융착장치가 고장이 나거나 파손이 되는 문제가 있었다.

이를 해결하기 위한 종래기술로서, 공개특허공보 제10-2013-0049366호에서는 진동자와 메인혼 부분의 온도를 공기를 공급하여 공랭시켜 조절할 수 있도록 한 공랭장치가 부설된 초음파 용융접착장치가 개시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 종래 특허문헌에서는 냉각장치 본체(1)의 공기유입구(2)를 통해 공급된 찬 공기가 냉각장치 본체와 발진기 사이에 형성되어 있는 빈 공간으로 채원지면서 1차적으로 발진기(3)를 공랭시키게 되며, 이후, 냉각장치 내부의 빈 공간에 채워진 찬 공기는 다시 고정브라켓(4)에 형성된 공기공급용 통공(5)을 통해 빠져나오면서 스로틀링 효과로 인하여 더 냉각이 됨과 동시에 속도도 빨리지게 되며, 이후 다시 공기분사구(6)에 형성되어 있는 공랭용 통공(7)을 통해 빠져나오면서 2차적으로 스로틀링 효과로 인해 추가적으로 냉각이 됨과 동시에 공기유출속도도 더 빨라지는 구성을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래기술은 공기유입구(2)가 냉각장치 본체(1)의 상부 측면 중앙부에 1개만 형성되어 있으므로, 공기유입구(2)를 통해 흡입되는 공기는 발진기(3) 상부면에 직접 부딪히는 등으로 인해 불규칙한 공기 흐름을 갖게 된다. 과열된 발진기(3)의 주위에서의 이러한 불규칙한 공기 흐름은 균질하지 않은 온도 구배를 가지므로, 발진기(3)를 효율적으로 냉각시키기 어렵다는 문제가 있었다.

또한, 종래기술에서는 공기유입구(2)를 통해 흡입되는 공기가 발진기(3)에 부딪혀 다시 공기유입구(2)를 향한 공기의 저항을 만들기 때문에, 공기유입구(2)를 통하여 큰 압력의 공기를 넣어주어야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 상당 부분의 공기가 발진기(3)와 공기유입구(2) 사이에 정체되어 있으므로 과열된 발진기(3)로부터 전달받은 열을 쉽게 외부로 배출시키기 어렵다는 문제가 있었다.

나아가, 종래기술에서의 위와 같은 불규칙한 공기의 흐름은 냉각장치 본체(1) 내부를 따라 공기공급용 통공(5)을 통해 하부 방향으로 바로 분사된다. 그 후, 공랭용 통공(7)의 경사각도에 따라 다시 공기의 경로가 바뀌므로, 공기의 압력이 순간적으로 상당부분 낮아지게 된다. 복수의 공랭용 통공(7)을 통하여 압력이 낮아진 상태의 공기를 진동자, 메인혼, 공구혼 각각에 대하여 불어주게 된다면, 공기는 진동자, 메인혼, 공구혼 전체를 감싸는 형태가 아니라 그 일부분만으로 계속하여 접촉하게 되므로, 효율적인 초음파 융착장치의 냉각이 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 초음파로 인하여 발생하는 열로 인해 초음파 융착장치의 트랜스듀서, 부스터 및 혼이 과열되어 플라스틱 등의 접합부가 고열로 인해 변형이나 변질되어 제품의 불량이 발생하거나, 초음파 융착장치가 고장이 나거나 파손이 되는 문제를 방지하도록 하기 위하여 초음파로 인해 발생되는 과열을 미리 제거할 수 있도록 하는 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치를 제공함에 있다.

또한, 회전하는 공기 흐름을 형성하는 구조를 통하여 온도 구배를 균질하게 하고 공기의 저항이 적도록 함으로써 트랜스듀서를 효율적으로 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 회전하는 공기 흐름이 통공의 구조와 연계되어 부스터 및 혼을 회전하며 감싸도록 함으로써 부스터 및 혼까지도 함께 냉각이 가능한 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치를 제공함에 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 초음파 융착장치는 발진기로부터 전기적 주파수를 기계적 진동으로 변환하는 트랜스듀서(transducer), 이러한 기계적 진동의 진폭을 증폭시키는 부스터(booster) 및 증폭된 기계적 진동을 융착물에 전달하는 혼을 포함하는 공랭장치를 구비하며, 외부로부터 공기가 공급되는 2개의 공기유입구가 양쪽에 구비되어 있는 커넥터; 공기를 유입 및 회전시키기 위하여 일정 경사를 가지며 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈이 형성된 에어블로워 몰드(air blower mold); 공기를 공기유입구로부터 케이스 내부로 유입시키기 위하여 에어블로워 몰드의 복수의 홈에 연통되는 환형슬릿홈; 에어블로워 몰드에 일측이 끼움결합되며, 내부에 트랜스듀서 일부를 내장하는 케이스; 및 트랜스듀서를 둘러싸며 트랜스듀서보다 더 큰 직경으로 연장되어 형성되며 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구가 구비된 환형끼움부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 케이스 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 케이스의 내측에 끼움결합되는 나선형의 가이드스프링을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 케이스 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 케이스의 내면에 이루어지는 나선형의 돌출부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 케이스 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 케이스의 내측에 끼움결합되며 내면에 나선형의 돌출부가 이루어지며, 공기의 회전을 복수개의 공기배출구까지 유지시키기 위하여 일단부가 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구의 바깥직경의 연장선까지 연장되어 이루어진 원통형 부싱을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따른 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 에어블로워 몰드는 제1 및 제2 에어블로워 몰드로 이루어지며, 제1 에어블로워 몰드에는 복수의 홈이 형성되고, 제2 에어블로워 몰드는 커넥터와 제1 에어블로워 몰드 사이에 끼움결합되며 2개의 공기유입구를 관통시키기 위한 2개의 구멍을 갖고, 제1 에어블로워 몰드와 제2 에어블로워 몰드 사이에는 공기 유입공간이 형성되며, 공기의 속도를 빠르게 하기 위하여 환형슬릿홈은 공기유입공간과 복수의 홈을 연통시키며 공기 유입공간보다 더 좁아질 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 복수의 공기배출구로부터 배출되는 회전되는 공기가 부스터 또는 혼을 감싸면서 냉각시키도록 하기 위하여 복수의 공기배출구는 환형끼움부의 가장자리로부터 중심을 향하여 경사지게 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면 초음파로 인하여 발생하는 열로 인해 초음파 융착장치의 트랜스듀서, 부스터 및 혼이 과열되어 플라스틱 등의 접합부가 고열로 인해 변형이나 변질되어 제품의 불량이 발생하거나, 초음파 융착장치가 고장이 나거나 파손이 되는 문제를 방지하도록 하기 위하여 초음파로 인해 발생되는 과열을 미리 제거할 수 있다.

또한, 회전하는 공기 흐름을 형성하는 구조를 통하여 온도 구배를 균질하게 하고 공기의 저항이 적도록 함으로써 트랜스듀서를 효율적으로 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 회전하는 공기 흐름이 통공의 구조와 연계되어 부스터 및 혼을 회전하며 감싸도록 함으로써 부스터 및 혼까지도 함께 냉각할 수 있다.

도 1은 종래 기술인 공랭장치가 부설된 초음파 용융접착장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 초음파 융착장치의 각 구성부분이 조립되기 전의 상태를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 초음파 융착장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3의 초음파 융착장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 초음파 융착장치에서의 공기가 순환되는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6(a) 내지 6(c)는 도 4의 초음파 융착장치의 세가지 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 4의 초음파 융착장치의 케이스 내부에 스프링이 끼워진 상태를 개략적으로 도시한 부분단면도이다.
도 8은 도 4의 초음파 융착장치가 트랜스듀서뿐만 아니라 부스터 및 혼까지 공기가 순환되는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.

특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 출원의 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 출원의 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2 내지 도 8에는 발진기로부터 전기적 주파수를 기계적 진동으로 변환하는 트랜스듀서(transducer)(10), 이러한 기계적 진동을 혼(horn)에 전달하는 부스터(booster)(20) 및 기계적 진동을 증폭시키는 혼(30)을 포함하는 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치가 도시되어 있다.

본 발명의 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 커넥터(40), 제1 에어블로워 몰드(50)와 제2 에어블로워 몰드(80)로 이루어진 에어블로워 몰드(air blower mold)(100), 환형슬릿홈(91), 케이스(60) 및 환형끼움부(11)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 초음파 융착장치는 상부로부터 커넥터(40), 제2 에어블로워 몰드(80), 제1 에어블로워 몰드(50), 케이스(60), 나선형의 스프링(70), 오링(61), 트랜스듀서(10), 양쪽으로 오링 및 스냅링이 배치되는 게이지(13)의 순서대로 끼움결합되어 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 커넥터(40)는 외부로부터 공기가 공급되는 2개의 공기유입구(41, 42)를 양쪽에 구비할 수 있다. 2개의 공기유입구(41, 42)는 제2 에어블로워 몰드(air blower mold)(80)에 형성된 2개의 구멍에 관통되어 제1 에어블로워 몰드(50)에 형성된 복수의 홈(51)을 통하여 외부 공기를 케이스(60) 내부로 유입시킬 수 있다. 공기유입구(41, 42)에는 바깥으로부터 공기 펌프 등과 연결되어 공기를 공급받을 수 있다. 또한, 2개의 공기유입구(41, 42)가 일정 간격을 두고 이격되어 있으므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 공기는 케이스(60) 내부 중심방향으로 치우치지 않고 케이스(60) 내부에서 순환할 수 있다. 2개의 공기유입구(41, 42)는 커넥터의 좌우에 연장되어 형성되어 있는 끼움부에 끼워질 수 있으나, 공기유입구(41,42)의 개수 또는 위치는 이에 제한되는 것은 아니며 공기유입구(41,42)의 개수를 임의로 설정하거나 이를 경사지게 구성하는 등 초음파 융착장치의 냉각을 위한 다른 임의의 구성도 적용 가능하다.

이와 같이, 외부의 공기를 케이스(60) 내부로 2개의 공기유입구(41, 42)를 통해 주입시켜 케이스(60) 내부의 트랜스듀서(10)를 냉각시킬 수 있게 된다. 이에 따라 초음파로 인하여 발생하는 열로 인해 초음파 융착장치의 트랜스듀서, 부스터 및 혼이 과열되어 플라스틱 등의 접합부가 고열로 인해 변형이나 변질되어 제품의 불량이 발생하거나, 초음파 융착장치가 고장이 나거나 파손이 되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 공기유입구(41, 42)는 일정 간격을 두고 이격되어 있으므로, 공기의 유입이 케이스(60) 내부의 중앙부분에 집중되지 않게 된다. 따라서, 공기유입구(41, 42)를 통해 흡입되는 공기가 트랜스듀서(10) 상부면에 직접적으로 부딪히지 않으므로 그에 따른 불규칙한 공기 흐름을 사전에 방지할 수 있다. 또한, 케이스(60) 내부의 바깥쪽을 따라 공기가 순환할 수 있도록 하여, 공기가 트랜스듀서(10) 상부면에 머무르며 공기의 유입을 방해하지 않고 측면으로 흘러 복수의 공기배출구(12)로 순환하는 공기의 압력을 유지하며 빠져나갈 수 있게 한다. 즉, 2개의 공기유입구(41, 42)를 통해 외부로부터 들어온 공기는 제1 에어블로워 몰드(50)의 복수의 홈(51) 및 환형슬릿홈(91)을 통하여 케이스(60) 내부로 유입된 다음, 순환하며 트랜스듀서(10)를 냉각하고, 환형끼움부(11)의 복수의 공기배출구(12)를 통해 빠져나가게 되는 것이다.

도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 에어블로워 몰드(50)에는 공기를 유입 및 회전시키기 위하여 일정 경사를 가지며 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈(51)이 형성될 수 있다. 복수의 홈(51)은 상부의 2개의 공기유입구(41,42)를 통해 외부로부터 들어온 공기가 케이스(60) 내부로 유입되는 통로 역할을 한다. 이를 위하여, 복수의 홈(51)은 제1 에어블로워 몰드(50)의 환형으로 경사지며 이루어진 내측면의 일부를 관통하며 일정 길이로 형성된다. 다만, 이러한 복수의 홈(51)은 제1 에어블로워 몰드(50)의 내측면을 관통하지 않고 일정한 깊이의 홈으로 이루어질 수도 있으며, 각각의 홈(51)은 내측 원주의 접선방향에 대하여 일정 경사각을 가지는 방향으로 형성될 수도 있다. 이렇게 복수의 홈(51)이 제1 에어블로워 몰드(50)의 내측 원주의 접선방향으로 연장됨으로써, 유입되는 공기가 동시에 복수의 홈(51) 및 환형슬릿홈(91)을 통하여 케이스(60) 내부로 들어오며 회전하게 된다.

따라서, 커넥터(40) 양쪽의 2개의 공기유입구(41, 42)로 공기가 케이스(60)의 중심방향이 아닌 측방향으로 들어오면서, 동시에 환형슬릿홈(91)을 통하여 일정한 회전력을 가지기 때문에, 공기가 트랜스듀서(10)에 충돌하지 않고도 트랜스듀서(10)의 주위를 둘러싸며 순환압력을 유지하며 복수의 공기배출구(12)로 빠져나가는 것이 가능해진다. 이에 따라, 케이스(60) 내부에서는 케이스(60) 하부를 향하여 연속적인 순환압력을 갖는 공기가 흐르면서 트랜스듀서(10)를 효과적으로 냉각시키게 된다. 다만, 복수의 홈(51)의 길이 및 경사각에 있어서는 이에 제한되는 것은 아니며 공기의 순환흐름을 유도할 수 있는 어떠한 구성도 적용될 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 환형슬릿홈(91)은 공기를 공기유입구(41, 42)로부터 케이스(60) 내부로 유입시키기 위하여 제1 에어블로워 몰드(50)의 복수의 홈(51)에 연통될 수 있다. 환형슬릿홈(91)은 제1 에어블로워 몰드(50)와 제2 에어블로워 몰드(80)가 서로 끼워지면서 생기는 홈으로써, 2개의 공기유입구(41, 42)로부터 유입된 공기가 케이스(60) 내부로 용이하게 통과될 수 있도록 한다. 즉, 외부로부터 유입된 공기는 환형슬릿홈(91)과 복수의 홈(51)을 통하여 한꺼번에 케이스(60) 내부로 유입되게 된다. 이러한 환형슬릿홈(91)은 상대적으로 좁은 간격의 원형 홈을 가지므로, 유입되는 공기의 속도를 빠르게 할 수 있다. 따라서, 이렇게 형성된 빠른 속도의 공기는 트랜스듀서(10)를 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 다만, 공기가 빠르게 흐르면 공기의 압력이 감소하므로, 이러한 공기가 트랜스듀서(10)에 부딪히게 된다면 트랜스듀서(10)를 냉각하려는 기능을 충분히 발휘할 수 없게 되므로, 일정 간격 이격된 2개의 공기유입구(41, 42) 및 제1 에어블로워 몰드(50)에 이루어진 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈(51)이 공기를 케이스(60)의 측면방향으로 회전시키면서 순환하도록 하여 공기의 압력을 유지시키며 냉각기능을 효과적으로 발휘할 수 있는 것이다.

케이스(60)는 에어블로워 몰드(100)에 일측이 끼움결합되며, 내부에 트랜스듀서(10)의 일부를 내장할 수 있다. 케이스(60)의 다른 일측에는 환형끼움부(11)가 끼움결합될 수 있으며, 환형끼움부(11) 상부의 트랜스듀서(10) 일부가 케이스(60) 내에 내장될 수 있다. 또한, 환형끼움부(11)는 트랜스듀서(10)를 둘러싸며 트랜스듀서(10)보다 더 큰 직경으로 연장되어 형성되며 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구(12)가 구비될 수 있다. 즉, 트랜스듀서(10)에는 환형끼움부(11) 및 환형끼움부(11)에 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구(12)가 구비되며, 복수의 공기배출구(12)를 통하여 케이스(60) 내부에서 회전하며 순환하는 공기가 외부로 배출된다. 이때, 복수의 공기배출구(12)를 통하여 초음파 융착장치의 하부방향으로 빠져나간 공기는 트랜스듀서(10) 하부에 위치한 부스터(20) 및 혼(30)을 동시에 냉각시킬 수 있게 된다.

본 발명의 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치의 제1 실시예는, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 나선형의 가이드스프링(70)을 더 포함할 수 있으며, 나선형의 가이드스프링(70)은 케이스(60) 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 케이스(60)의 내측에 끼움결합될 수 있다. 나선형의 가이드스프링(70)은 탄성이 있는 부재로 이루어질 수 있으므로 트랜스듀서(10)의 환형 끼움부(11) 위에 부착되는 오링(61)으로부터 제1 에어블로워 몰드(50)에 이르기까지 케이스(60)의 내면을 따라 끼워질 수 있게 된다. 이렇게 케이스(60)의 내면에 끼워진 나선형의 가이드스프링(70)은 케이스(60) 내부를 흐르는 공기의 회전력을 더욱 강화 및 유지시킬 수 있게 한다. 이러한 가이드스프링(70)의 간격을 탄성을 이용하여 조절함으로써 공기의 회전력을 조절할 수 있으며, 이는 케이스(60)에 쉽게 탈부착 가능하다.

본 발명의 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치의 제2 실시예는, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 나선형의 돌출부(71)를 더 포함할 수 있으며, 나선형의 돌출부(71)는 케이스(60) 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 케이스(60)의 내면에 이루어질 수 있다. 이 경우, 탈부착이 가능한 가이드스프링(70)과 달리 케이스(60)의 내면에 사전에 나선형의 돌출부(71)를 형성시키게 된다. 제2 실시예에 따른 효과는 제1 실시예에 따른 케이스(60) 내부의 공기의 회전력을 강화 및 유지시키는 효과를 그대로 포함할 수 있다.

본 발명의 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치의 제3 실시예는, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 원통형 부싱(72)을 더 포함할 수 있으며, 원통형 부싱(72)은 케이스(60) 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 케이스(60)의 내측에 끼움결합되며 내면에 나선형의 돌출부(73)가 이루어지며, 공기의 회전을 복수개의 공기배출구(12)까지 유지시키기 위하여 일단부가 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구(12)의 바깥직경(d2)의 연장선까지 연장되어 이루어질 수 있다. 다시 말하면, 원통형 부싱(72)은 일정 두께를 가지며 케이스(60)의 내부면에 맞게 끼워지도록 만들어진 것으로써, 탈부착이 가능하며 이에 형성된 나선형의 돌출부(73)는 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 케이스(60) 내부의 공기의 회전력을 강화 및 유지시키는 효과를 그대로 포함할 수 있다.

즉, 제3 실시예는 원통형 부싱(72)의 공기배출구(12)를 향하는 일단부의 직경이 점점 좁아져 공기배출구(12)의 바깥직경의 연장선(d2)까지 연장됨으로써, 케이스(60) 내부의 공기가 측방향으로 회전하며 원통형 부싱(72)의 내면을 따라 곧바로 공기배출구(12)로 압력의 손실 없이 빠져나갈 수 있도록 한다. 따라서, 공기가 순환압력을 최대한 유지하며 공기배출구(12)를 통해 빠져나가기 때문에, 공기배출구(12) 하부에 위치한 부스터(20) 및 혼(30)을 회전하는 공기에 의해 감싸면서 상대적으로 빠른 순환속도로 냉각시킬 수 있는 것이다. 이때, 원통형 부싱(72)의 일단부의 직경은 작아지면서, 일단부의 두께는 점점 커지도록 구성할 수 있다. 한편, 원통형 부싱(72)은 일단부의 직경이 점점 좁아지되, 일단부의 두께는 동일하게 공기배출구(12)의 바깥직경의 연장선(d2)까지 휘어지며 연장되도록 구성할 수도 있으며, 일단부가 공기배출구(12)의 바깥직경의 연장선(d2)과 일치하지 않더라도 그 근방까지 연장되도록 구성할 수도 있다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 케이스(60) 내부의 공기는 일정 간격 이격되어 있는 2개의 공기유입구(41, 42)에 따라 케이스(60)의 측방향으로 유도되며, 제1 에어블로워 몰드(50)의 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈(51)에 의하여 공기가 케이스(60) 내부에서 회전력을 가지게 되며, 전술한 제1 내지 제3 실시예에 따라 이러한 회전력을 강화 또는 유지시키면서 효과적으로 트랜스듀서(10)를 감싸며 냉각시킬 수 있게 한다. 나아가, 복수의 공기배출구(12)로 빠져나간 공기는 이러한 회전력을 유지하며 하부의 부스터(20) 및 혼(30)을 감싸며 냉각시키는 효과도 갖게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 제2 에어블로워 몰드(80) 및 공기 유입공간(90)을 더 포함할 수 있다. 제2 에어블로워 몰드(80)는 커넥터(40)와 제1 에어블로워 몰드(50) 사이에 끼움결합되며 2개의 공기유입구(41, 42)를 관통시키기 위한 2개의 구멍을 가진다. 또한, 공기 유입공간(90)은 제1 에어블로워 몰드(50)와 제2 에어블로워 몰드(80) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 공기의 속도를 빠르게 하기 위하여 환형슬릿홈(91)은 공기유입공간(90)과 복수의 홈(51)을 연통시키며 공기 유입공간(90)보다 더 좁아질 수 있다. 공기유입공간(90)은 제1 에어블로워 몰드(50)와 제2 에어블로워 몰드(80)가 끼워질 때 그 사이에 이루어지는 공간이며, 대략 사각형의 단면을 갖는 환형의 형상으로 이루어진다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 공기유입구(41, 42)에 의해 유입된 외부 공기는 공기 유입공간(90)을 통하여 환형슬릿홈(91)과 이에 연통된 복수의 홈(51)을 통하여 케이스(60) 내부로 유입된다.

환형슬릿홈(91)은 공기유입공간(90)에 비하여 상당히 좁게 형성되어 있으므로, 공기가 빠른 속도로 케이스 내부(60)로 유입될 수 있다. 이러한 빠른 속도를 갖는 공기는 제1 에어블로워 몰드(50)의 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈(51)에도 동시에 유입되어 효과적으로 공기의 순환구조를 형성할 수 있게 한다. 여기에 일정 간격 이격된 2개의 공기유입구(41, 42)는 이러한 공기의 순환구조가 트랜스듀서(10) 중앙에 부딪히지 않고 케이스(60)의 측방향으로 안정되게 유지될 수 있도록 공기를 유입시킬 수 있으며, 케이스(60) 내부의 순환하는 공기가 트랜스듀서(10)를 감싸며 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 공기배출구(12)로부터 배출되는 회전되는 공기가 부스터(20) 및 혼(30)을 감싸면서 냉각시키도록 하기 위하여 복수의 공기배출구(12)는 환형끼움부(11)의 가장자리로부터 중심을 향하여 경사지게 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 공기배출구(12)는 환형끼움부(11)의 하부 중심방향을 향하여 일정 각도를 가지고 경사지게 이루어질 수 있으며, 상기 각도는 냉각시키려는 하부의 부스터(20) 또는 혼(30)의 위치에 맞게 조절될 수 있다. 복수의 공기배출구(12)가 트랜스듀서 중심방향의 하부를 향함으로써, 케이스(60) 내부에서 순환구조를 갖고 회전하는 공기가 이러한 회전력을 유지하며 복수의 공기배출구(12)를 통하여 하부의 부스터(20) 또는 혼(30) 등 냉각이 필요한 장치들로 방출될 수 있다. 이러한 공기의 순환기류는 냉각이 필요한 부스터(20)또는 혼(30)등의 공기배출구(12) 하부에 위치한 장치들을 감싸면서 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

요약하면, 본 발명의 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치는 트랜스듀서(10), 부스터(20) 및 혼(30)을 4단계의 구조를 통하여 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

첫번째 단계의 구조는 커넥터(40) 양쪽에 일정 간격 이격되어 구비된 2개의 공기유입구(41, 42)를 통해 외부의 공기를 케이스의 측방향으로 유입시켜 공기가 트랜스듀서(10)에 부딪혀 불규칙한 기류를 형성하지 않고 이후 순환구조를 형성하기 위한 기초를 마련하는 구조이다.

두번째 단계의 구조는 제1 에어 블로워 몰드(50) 내면에 일정 경사를 가지며 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈(51)을 통하여 공기유입구(41, 42)를 통해 유입된 공기가 회전을 시작하며 케이스(60) 내부로 유입되는 구조이다. 또한, 공기 유입공간(90)보다 좁게 형성된 환형슬릿홈(91)은 공기의 유입속도를 빠르게 할 수 있으며 복수의 홈(51)과 함께 공기를 케이스 내부로 유입시킨다.

세번째 단계의 구조는 전술한 3가지의 실시예들을 통하여 나선형의 가이드스프링(70) 또는 나선형의 돌출부(71, 73)로 케이스(60) 내부의 공기의 회전에 의한 순환구조를 강화 및 유지시킬 수 있다. 이러한 공기의 순환구조는 트랜스듀서(10)를 감싸며 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 특히, 제3 실시예에서는 원통형 부싱의 일단부가 경사를 이루며 복수의 공기배출구(12)의 바깥직경의 연장선(d2)까지 연장되므로 순환되는 공기의 흐름을 공기배출구(12)까지 효과적으로 유지시킬 수 있다.

네번째 단계의 구조는 복수의 공기배출구(12)가 트랜스듀서(10)의 중심방향을 향하여 하부로 경사지며 이루어져 있으므로, 하부의 부스터(20) 또는 혼(30)을 향하여 공기의 회전 순환구조를 유지하며 배출하여 부스터(20) 또는 혼(30)과 같은 하부의 장치들 또한 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

이러한 공랭장치의 4단계의 구조는 공기의 회전 순환 구조를 연속적으로 유지시키며 트랜스듀서(10), 부스터(20) 또는 혼(30) 등의 과열되는 장치들을 감싸며 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변경 및/또는 변경 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 그에 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 트랜스듀서 11: 환형끼움부
12: 공기배출구 20: 부스터
30: 혼 40: 커넥터
41, 42: 공기유입구 50: 에어블로워 몰드
51: 복수의 홈 60: 케이스
70: 가이드스프링 71, 73: 나선형의 돌출부
72: 원통형 부싱 80: 제2 에어블로워 몰드
90: 공기 유입공간 91: 환형슬릿홈
100: 에어블로워 몰드

Claims (6)

1. 발진기로부터 전기적 주파수를 기계적 진동으로 변환하는 트랜스듀서(transducer)(10), 이러한 기계적 진동의 진폭을 증폭시키는 부스터(booster)(20) 및 증폭된 기계적 진동을 융착물에 전달하는 혼(30)을 포함하는 공랭장치가 구비된 초음파 융착장치에 있어서,
   외부로부터 공기가 공급되는 2개의 공기유입구(41, 42)가 양쪽에 구비되어 있는 커넥터(40);
   공기를 유입 및 회전시키기 위하여 일정 경사를 가지며 내측 원주의 접선방향으로 연장되는 복수의 홈(51)이 형성된 에어블로워 몰드(air blower mold)(100);
   공기를 공기유입구(41, 42)로부터 케이스(60) 내부로 유입시키기 위하여 상기 에어블로워 몰드(100)의 복수의 홈(51)에 연통되는 환형슬릿홈(91);
   상기 에어블로워 몰드(100)에 일측이 끼움결합되며, 내부에 트랜스듀서(10) 일부를 내장하는 케이스(60); 및
   상기 트랜스듀서(10)를 둘러싸며 상기 트랜스듀서(10)보다 더 큰 직경으로 연장되어 형성되며 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구(12)가 구비된 환형끼움부(11)를 포함하는
   공랭장치가 구비된 초음파 융착장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이스(60) 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 상기 케이스(60)의 내측에 끼움결합되는 나선형의 가이드스프링(70)을 더 포함하는
   공랭장치가 구비된 초음파 융착장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 케이스(60) 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 상기 케이스(60)의 내면에 이루어지는 나선형의 돌출부(71)를 더 포함하는
   공랭장치가 구비된 초음파 융착장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 케이스(60) 내부로 유입된 공기의 회전을 유도하기 위하여 상기 케이스(60)의 내측에 끼움결합되며 내면에 나선형의 돌출부(73)가 이루어지며, 공기의 회전을 상기 복수개의 공기배출구(12)까지 유지시키기 위하여 일단부가 상기 원주 방향으로 이루어진 복수의 공기배출구(12)의 바깥직경(d2)의 연장선까지 연장되어 이루어진 원통형 부싱(72)을 더 포함하는
   공랭장치가 구비된 초음파 융착장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 에어블로워 몰드(100)는 제1 및 제2 에어블로워 몰드로 이루어지며,
   상기 제1 에어블로워 몰드에는 복수의 홈(51)이 형성되고,
   상기 제2 에어블로워 몰드는 상기 커넥터(40)와 상기 제1 에어블로워 몰드(50) 사이에 끼움결합되며 상기 2개의 공기유입구(41, 42)를 관통시키기 위한 2개의 구멍을 갖고,
   상기 제1 에어블로워 몰드(50)와 상기 제2 에어블로워 몰드(80) 사이에는 공기 유입공간(90)이 형성되며,
   공기의 속도를 빠르게 하기 위하여 상기 환형슬릿홈(91)은 상기 공기유입공간(90)과 상기 복수의 홈(51)을 연통시키며 상기 공기 유입공간(90)보다 더 좁아지는
   공랭장치가 구비된 초음파 융착장치.
   
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 공기배출구(12)로부터 배출되는 회전되는 공기가 상기 부스터(20) 또는 상기 혼(30)을 감싸면서 냉각시키도록 하기 위하여 상기 복수의 공기배출구(12)는 상기 환형끼움부(11)의 가장자리로부터 중심을 향하여 경사지게 이루어진
   공랭장치가 구비된 초음파 융착장치.

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