KR102091391B1 - 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치(Embossing device for pressing the plate machined)에 관한 것으로, 장치 본체와; 상기 장치 본체의 대략 중앙에 설치되는 상부롤러 및 상기 상부롤러와 대응되게 설치되어 상부롤러를 통과하는 판재를 지지하는 하부롤러를 포함하는 롤러들과; 상기 롤러들의 외부에 설치되어 상기 롤러들의 외표면에 고열을 전달하는 히팅 장치와; 상기 히팅 장치에서 발생되는 고열을 냉각시키는 냉각시스템유닛과; 상기 롤러들과 상기 히팅 장치와 상기 냉각시스템유닛을 제어하는 제어부;를 포함하여 금형의 표면에 직접 고열을 전달하여 열효율을 향상시키도록 하고, 가열온도의 조절이 간편해져 금형의 표면온도가 과도하게 상승하지 않도록 제어가능하여 과열로 인한 제품불량을 최소화하는 효과가 있으며, 작업종료후에는 히팅장치를 오프시키면 금형 표면의 온도는 단시간 내에 상온으로 복귀되므로 관리부주위 등으로 인한 화재발생을 방지하도록 하고, 냉각시스템유닛을 구비하여 방열작용을 보다 원활하게 실시하는 효과가 있다.

Description

판재를 가압가공하는 엠보싱 장치{Embossing device for pressing the plate machined}

본 발명은 목재에 장식무늬를 가공하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판재의 표면에 직접 엠보무늬를 가압가공하여 성형하도록 한 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로 장농 및 장식장과 같은 가구는 전면에 여러가지 다양한 무늬모양을 형성하여 가구의 표면에 직접 음각이나 양각의 방법으로 새겨넣거나 또는 음각 및 양각으로 무늬모양이 새겨진 별도의 장식판을 부착하여 가공하는 방식이다.

기존 대부분의 장식판의 경우 PVC 시트를 이용한 PVC 합판, 종이를 이용하여 표면을 장식한 종이 시트패널이 있으며, PVC 합판은 중밀도섬유판(Medium Density Fiberboard;MDF), 파티클보드(Particle Board;PB), 합판 및 석고보드의 기재층의 표면에 PVC 시트를 코팅하여 제조된다.

이러한 장식판은 온도변화에 따른 열변형이 심해 겨울철 작업시 필름이 경화되어 내충격성이 떨어지면서 제품 불량 및 생산효율이 떨어질뿐 아니라, 소각 또는 화재시 다량의 유독가스를 배출하므로 인체에 치명적인 문제가 있다. 한편, 종이 시트패널은 기재 표면에 인쇄된 종이 시트를 부착하는 것으로서, 접착공정에서 기포의 발생이나 박리 등의 문제점이 있어 제품의 품질 저하를 초래하는 단점이 있다.

또한, 장식효과를 필요로 하는 가구에 적용되는 장식판재의 경우에는 대체로 그 가공이 까다로울 뿐만 아니라 고가의 설비를 필요로 하고 있음에도 불구하고 대량생산이 어려워 제조비용을 크게 상승시키는 결과를 초래하게 되는 고가의 제품에만 제한적으로 이용되고 있는 실정이다.

최근에는 천연 무늬목을 가구에 직접 부착하는 방식으로 가구를 장식하는 추세가 늘어가고 있는데, 이러한 천연목 장식판의 경우 무늬목을 일일이 별도로 만들어서 판재 표면에 부착해야 하므로, 제조 비용이 높고 제조 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 시간이 경과되면 판재나 가구로부터 쉽게 박리되는 결함이 생기게 된다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 장식판을 부착하거나 종이 시트재를 사용하지 않고도 판재의 표면에 소비자의 요구에 부응하는 장식효과를 거둘 수 있도록 한 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 판재의 가압가공 성형시 판재의 외부에서 고열을 방사하면서도 발생되는 고열을 효과적으로 방열 및 냉각시켜 제품 제조시의 불량을 방지하고, 고열에 따른 화재발생과 같은 안전사고를 예방하도록 한 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 판재의 가공작업의 전 공정을 자동화하여 정밀한 가공작업을 간편하고 정확하게 구현하도록 한 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상,하부롤러에 장착되는 엠보금형을 교체 및 장착하기에 편리하도록 이송장치를 구비한 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 의한 판재의 엠보싱 장치는 장치 본체와; 상기 장치 본체의 대략 중앙에 설치되는 상부롤러 및 상기 상부롤러와 대응되게 설치되어 상부롤러를 통과하는 판재를 지지하는 하부롤러를 포함하는 롤러들과; 상기 롤러들의 외부에 설치되어 상기 롤러들의 외표면에 고열을 전달하는 히팅 장치와; 상기 히팅 장치에서 발생되는 고열을 냉각시키는 냉각시스템유닛과; 상기 롤러들과 상기 히팅 장치와 상기 냉각시스템유닛을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 상부롤러와 상기 하부롤러는 각각 롤러의 중앙에 회전샤프트가 설치되고 상기 회전샤프트는 동력원인 구동모터를 구비한다.

상기 히팅 장치는 상기 상부롤러와 상기 하부롤러에 각각 대응되도록 상,하부 히팅장치가 분리설치된다.

상기 히팅장치는 열원인 버너부와, 상기 버너부에서 발생되는 열을 롤러측에 전달하는 버너와, 상기 버너의 위치를 전후상하 방향으로 조절하기 위한 버너조절기를 포함하여 구성된다.

상기 냉각시스템유닛은 물탱크를 포함하는 수냉방식인 것이 바람직하다.

본 발명은 별도의 장식판을 부착하거나 종이 시트재를 사용하지 않고도 판재의 표면에 소비자의 요구에 부응하는 장식효과를 거두는 효과가 있다.

본 발명은 판재의 가압가공 성형시 판재의 외부에서 고열을 방사하면서도 발생되는 고열을 효과적으로 방열 및 냉각시켜 제품 제조시의 불량을 방지하고, 고열에 따른 화재발생과 같은 안전사고를 예방하는 효과가 있다.

본 발명은 판재의 가공작업의 전 공정을 자동화하여 정밀한 가공작업을 정확하게 구현할 뿐 아니라 가공작업을 간편하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시예에 의한 외관도.
도 2는 본 발명에 의한 장치의 정면도.
도 3은 도 2의 좌측면도.
도 4는 도 2의 우측면도.
도 5는 롤러에 대한 히팅장치의 위치를 개시한 구성도.
도 6은 도 2에 이송대 조립체가 설치된 상태도.

이하에서는 본 발명을 구체화한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면으로서, 본 발명의 일 실시예는 장치 본체(10)와, 상기 장치 본체(10)의 대략 중앙에 설치되는 상부롤러조립체(20) 및 상기 상부롤러조립체(20)와 대응되게 설치되어 상부롤러조립체(20)를 통과하는 판재(1)를 지지하는 하부롤러조립체(30)와, 상기 롤러조립체(20)(30)들의 외부에 설치되어 상기 상,부롤러조립체(20)(30)들의 외표면에 고열을 전달하는 히팅 장치(40)(50)와, 상기 히팅 장치(40)(50)에서 발생되는 고열을 냉각시키는 냉각시스템유닛(60)과, 상기 롤러조립체(20)(30)들과 상기 히팅 장치(40)(50)와 상기 냉각시스템유닛(60)의 동작을 제어하는 제어부(70)로 구성한다.

상기 장치 본체(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 대량 장방형의 하우징의 형태로 형성된다. 하우징은 베이스(12)와, 베이스(12)와 일체로 형성되는 바디(14)로 형성된다.

본 발명에 의한 롤러조립체는 상부롤러조립체(20)와 하부롤러조립체(30)로 구성되는데, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 상부롤러조립체(20)는 상부롤러(22)와, 상부롤러(22)의 중앙에 압입설치되는 회전샤프트(24)와, 회전샤프트의 일단에 연결되어 회전샤프트(24)를 구동시키는 구동모터(26)로 구성된다.

상기 하부롤러조립체(30)는 하부롤러(32)와, 하부롤러(32)의 중앙에 설치되는 회전샤프트(34)와, 회전샤프트(34)를 구동시키는 구동모터(36)로 구성된다.

상기 히팅 장치(40)(50)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 상부롤러조립체(20)와 대응되는 위치에 설치되는 상부히팅장치(40)와, 상기 하부롤러조립체(20)와 대응되는 위치에 설치되는 하부히팅장치(50)로 구성된다. 상기 상부히팅장치(40)는 열원인 상부버너부(42)와, 상기 상부버너부(42)에서 발생되는 열을 롤러측에 전달하는 상부버너(44)와, 상기 상부버너(44)의 전후상하 방향 및 열이 조사되는 각도를 각각 조절하기 위한 버너조절기(46)로 구성된다. 상기 하부히팅장치(50)는 열원인 하부버너부(52)와, 상기 하부버너부(52)에서 발생되는 열을 롤러측에 전달하는 상부버너(54)와, 상기 상부버너(54)의 전후상하 방향 및 열이 조사되는 각도를 각각 조절하기 위한 버너조절기(56)로 구성된다.

상기 히팅 장치(40)(50)는 상기 장치 본체(10)에 대하여 착탈가능하게 설치된다. 즉, 상기 상부히팅장치(40)와 상기 하부히팅장치(50)는 각각의 히팅장치가 단위조립체인 히터블록으로 설치되므로 유지관리를 위한 교체작업시 장치 본체(10)에서 분리할 수 있다.

상기 냉각시스템유닛(60)은 도 4에 도시한 바와 같이, 상부물탱크(62)와 하부물탱크(64)를 포함하는 수냉식 시스템으로 구성된다. 상기 상부물탱크(62)에는 상부급수관(66) 및 상부배수관(67)이 각각 연결되고, 상기 하부물탱크(64)에는 하부급수관(68) 및 하부배수관(69)이 각각 연결된다. 다만, 상기 냉각시스템유닛(60)을 수냉식으로 한정할 필요는 없고 공냉식냉각시스템과 함께 사용할 수 있음은 물론이다.

상기 제어부(70)는 도 1에 도시한 바와 같이, 장치 본체(10)의 일측에 설치되며, 상기 상부롤러조립체(20), 하부롤러조립체(30), 상부히팅장치(40), 하부히팅장치(50) 및 냉각시스템유닛(60)과 전기적으로 각각 연결되어 작업자가 제어동작을 실시하게 된다. 이러한 제어부(70)는 장치 본체(10)의 일측에 연결설치하여 사용할 수 있고, 별도의 이격된 장소에서도 리모트콘트롤러를 사용하여 원격으로 제어할 수도 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 엠보싱 장치의 동작을 도 5의 도면을 추가적으로 참조하여 설명한다.

먼저 작업자가 전원을 온(ON)시킴으로써 파워가 입력되는 단계를 수행한다 (Power Input Step).

그리고 제어부(70)에서 일반적인 엠보싱 공정수행을 위하여 각 단계별 동작이 초기화된다.(Installation Step). 이러한 초기화 단계를 매번 실시할 필요는 없으나 가동대상물인 판재에 인쇄되는 엠보패턴에 따라 주기적이거나 선택적으로 실시할 수 있다.

이어서 금형이 장착된 상부롤러(22) 및 하부롤러(32)의 표면을 가열하는 제1 히팅 단계를 수행한다(Installation and Heating of Rolls Step). 상부롤러(22)에 대해서는 이에 대응되게 설치된 상부히팅장치(40)가 작동되어 열을 조사된다. 또한, 하부롤러(32)에 대해서는 이에 대응되게 설치된 하부히팅장치(50)가 작동되어 열이 조사된다. 이때 상부히팅장치(40)와 하부히팅장치(50)의 구성은 동일하므로, 상부히팅장치(40)가 상부롤러(22)를 가열시 위치를 셋팅하는 동작을 일예로 하여 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상부히팅장치(40)의 상부버너부(42)에서 발생되는 고열은 상부버너(44)를 통해 상부롤러(22)에 장착된 엠보금형(E1)의 표면으로 조사된다. 이때 상부버너(44)의 최선단부가 상부롤러(22)의 접선에 대하여 평행한 위치로 셋팅되도록 버너조절기(46)를 조절한다. 즉, 버너조절기(46)의 회전에 연동하는 메카니즘에 의해 상부버너(44)의 회동되면서 각도가 조절된다. 이러한 메카니즘은 수평방향으로 이동 또는 수직방향으로 이동을 포함한다. 도 5에서는 상부버너(44)가 회전하는 축(48)을 중심으로 회전되어 상부버너(44)의 최적의 각도로 셋팅된 상태가 도시되어 있다. 이처럼 상부롤러(22)의 외부에서 엠보금형(E1)의 표면을 가열하게 되면, 엠보금형(E1)의 표면은 가장 빠른 시간 내에 소정의 성형 온도도 상승된다.

실제 엠보싱 작업을 수행하기 위하여 상부롤러(22)와 하부롤러(32)를 작업위치로 배치한다.(Fitting of Rolls Step) 통상적으로 상부롤러(22)는 판재(1)의 상면과 접촉되도록 아래방향으로 하강시킨다. 그리고 하부롤러(32)는 하부롤러(32)가 배치된 위치에서 그대로 판재(1)의 하면을 지지하게 된다.

상부롤러(22)가 하강되어 작업위치로 이동된 상태에서 공급되는 판재(1)는 상부롤러(22)에 장착된 엠보금형과 하부롤러(32)의 장착된 금형 사이를 통과한다. 이때 통상적으로 상부롤러(22)에 장착된 엠보금형(E1)에 새겨진 엠보무늬가 판재(1)의 상면에 엠보싱된다(Wood Embossing Step). 엠보무늬는 엠보금형에 형성된 엠보패턴 의해 다양한 모양과 형태의 무늬가 제공될 수 있으며, 이러한 엠보무늬의 가공은 판재(1)의 종류, 품질에 관계없이 다양한 장식무늬를 구현할 수 있다. 이때 판재(1)의 양측면에서 동시에 엠보무늬를 가공하는 경우에는 하부롤러(32)의 장착된 하부측 엠보금형에 새겨진 엠보무늬가 판재(1)의 하면에 엠보싱되는 것이다.

상기 상부롤러(22)에 장착된 엠보금형(E1)은 상부히팅장치(40)에 의해 히팅된 상태이기 때문에 판재(1)를 고열로 연화시켜 가압가공이 원활하게 이루어진다. 하부롤러(32)에 장착된 엠보금형도 하부히팅장치(50)에 의해 히팅시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 상,하부롤러(22)(32)를 통과되는 판재(1)의 양면을 동시에 가열함으로써 판재(1)가 어느 한쪽 면으로 휘어지는 불량을 방지할 수 있다.

엠보싱 가공작업을 일정 시간 수행하면서 상부롤러(22) 또는 하부롤러(32)에 장착된 엠보금형의 표면온도가 떨어지는 시점에서 제2 히팅 작업을 수행할 수 있다(Heating of Rolls Step). 이는 가공작업량을 사전에 제어부(70)에 입력함으로써 엠보싱 가공작업을 일시적으로 중단하고 상부롤러(22)가 일정높이로 상승되어 상부히팅장치(40)에 의해 상부측 금형의 표면이 가열되며, 하부롤러(22)는 하부히팅장치(50)에 의하 하부측 금형의 표면이 가열된다.

또는, 추가 작업이 필요치 않은 경우에는 히팅된 상부롤러(22) 또는 하부롤러(32)를 냉각시키기 위한 냉각시스템유닛 가동 단계(Unit Cooling System Loading Step)를 수행하게 된다.

이러한 상기 히팅 단계와 가동 단계를 컨트롤하는 단계(Controls Step)는 가공작업시 판재의 재질, 엠보무늬의 형태, 작업속도 등을 고려하여 제어부(70)를 조작하여 작업자가 선택적으로 실시할 수 있다.

판재에 대한 엠보무늬 가압가공작업이 모두 완료되면, 작업자는 전원을 오프(OFF)시킨다.

엠보무늬의 가공작업 완료 후에 전원이 오프되더라도 잔류열로 인한 기기의 이상이 발생을 감지하는 열센서(미도시)는 별도 전원으로 작동하게 된다. 따라서 열센서가 별도의 잔류열을 감지하는 경우에는 자동으로 전원이 온되면서 제어부(70)는 추가적으로 냉각시스템유닛(60)을 작동시켜 과열로 인한 기기의 오류 및 화재발생을 차단하도록 한다.

본 발명에 의한 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치는 상,하부 롤러에 각각 장착되는 엠보금형을 사용하게 된다. 이러한 엠보금형은 장식무늬의 모양 및 형태에 따라 각각 상부 롤러 또는 하부 롤러에 장착되며, 금형을 롤러에서 분리하고 새로운 금형을 교체하는 작업이 수시로 이루어진다. 이때 금형은 톤급의 중량이므로 작업자가 인력으로 교체가 어려워 보통 지게차를 이용하게 되는데 작업시간이 많이 소요되고 사고의 위험도 따른다.

본 발명에서는 이러한 금형의 장착 및 교체작업을 위해 도 2에 도시된 바와 같은 이송장치(80)의 구성을 더 구비할 수 있다. 상기 이송장치(80)는 지지대(82)와, 상기 지지대(82)에 다수 회전가능하게 설치된 롤러(84)와, 구동원인 모터(86)와 모터의 동력을 감속하여 전달하는 감속기(88) 등의 구성을 포함한다.

이와 같은 구성을 갖는 이송장치(80)에 의해 금형을 투입 및 배출하는 경우에는 도 6에 도시한 바와 같이, 이송대 조립체(90)를 장치 본체(10)의 일측에 연결설치한다. 따라서 이송대 조립체(90)를 통해서 금형을 안착시킨 후에 이송장치(80)쪽으로 금형을 투입시키거나, 반대로 이송장치(80)에 안착된 금형을 이송대 조립체(90)쪽으로 배출시킬 수 있다.

본 발명에서 사용되는 금형은 중량이 상당하고 고열로 인해 온도도 상승된 상태일 수 있으므로 상기와 같이 이송장치(80)와 이송대 조립체(90)를 사용하면 작업의 효율성을 극대화시킬 수 있게 된다. 이러한 이송장치(80)를 이용하여 상,하부 롤러 조립체(20)(30)의 교체작업도 가능하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1 ; 판재 10 ; 장치 본체
20 ; 상부롤러조립체 22 ; 상부롤러
24 ; 회전샤프트 26 ; 구동모터
30 ; 하부롤러조립체 32 ; 하부롤러
34 ; 회전샤프트 36 ; 구동모터
40 ; 상부히팅장치 42 ; 상부버너부
44 ; 상부버너 46 ; 버너조절기
50 ; 하부히팅장치 52 ; 상부버너부
54 ; 하부버너 56 ; 버너조절기
60 ; 냉각시스템유닛 62,64 ; 상,하부 물탱크
70 ; 제어부 80 ; 이송장치

Claims (5)

1. 장치 본체와;
   상기 장치 본체의 대략 중앙에 설치되는 상부롤러 및 상기 상부롤러와 상하방향에서 대응되게 설치되어 상부롤러를 통과하는 판재를 지지하는 하부롤러를 포함하는 롤러조립체와;
   상기 롤러조립체의 외부에 설치되어 상기 롤러조립체에 장착되는 금형의 외표면에 고열을 전달하는 히팅 장치와;
   상기 히팅 장치에서 발생되는 고열을 방열 및 냉각시키는 냉각시스템유닛과;
   상기 롤러조립체, 상기 히팅 장치 및 상기 냉각시스템유닛의 동작을 제어하는 제어부;
   상기 롤러조립체의 하부에 설치되며, 상기 롤러조립체의 상,하부롤러와, 상기 상,하부롤러에 장착되는 금형 등을 이송시키기 위한 이송장치를 포함하며;
   상기 냉각시스템유닛은,
   상부급수관 및 상부배수관이 각각 연결되는 상부물탱크와;
   하부급수관 및 하부배수관이 각각 연결 하부물탱크를 포함하며;
   상기 이송장치는,
   지지대와;
   상기 지지대에 다수 회전가능하게 설치된 롤러와;
   구동원인 모터와 상기 모터의 동력을 감속하여 전달하는 감속기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부롤러와 상기 하부롤러는 각각 롤러의 중앙에 회전샤프트가 설치되고 상기 회전샤프트는 동력원인 구동모터를 구비한 것을 특징으로 하는 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 히팅 장치는 상기 상부롤러와 상기 하부롤러에 각각 대응되도록 상부 히팅 장치와 하부 히팅 장치로 분리하여 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 히팅장치는 열원인 버너부와, 상기 버너부에서 발생되는 열을 롤러측에 전달하는 버너와, 상기 버너의 위치를 전후방향 및 상하 방향으로 이동시키기 위한 버너조절기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판재를 가압가공하는 엠보싱 장치.
5. 삭제

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