KR20110089621A

KR20110089621A - 초음파 용착기

Info

Publication number: KR20110089621A
Application number: KR1020100009106A
Authority: KR
Inventors: 홍성철
Original assignee: 홍성철
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2011-08-09

Abstract

본 발명은 테이블에 고정되는 초음파발생부의 초음파가 하방에서 상방으로 전달되고 또한 상기 초음파발생부의 상단부에 패턴롤이 하강하면서 용착부재들을 눌러주도록 구성하여, 구성의 간편성과 연속 용착이 가능함에 따라 제품생산성을 극대화하는 제품경쟁력을 강화하는 초음파 용착기에 관한 것으로, 이를 위해 초음파용착기는 테이블과; 부스터와 혼 및 상기 부스터와 혼을 테이블에 고정시키며 상기 혼에서 발생하는 초음파의 진동에 의해 상기 테이블 고정이 용이하도록 하는 고정부로 구성되는 초음파발생부; 상기 테이블의 상단에 일단이 고정되는 고정브라켓과 상기 고정브라켓에 일단이 고정되고 외부에서 제공되는 유압에 의해 승강력을 제공하는 실린더와 상기 고정브라켓의 일단에 마련되어 상기 실린더의 승강력에 의해 승강하는 승강브라켓과 상기 승강브라켓의 하단부에 마련되고 외주연에 패턴이 구성된 패턴롤 및 상기 승강브라켓의 일단에 마련되어 상기 패턴롤을 회전시키도록 회전력을 제공하는 구동부로 구성되는 용착부; 및 상기 테이블의 일측에 마련되어 제1 및 제2용착부재들을 상기 초음파발생부 및 용착부 사이로 이송하도록 하는 이송지지부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 용착기{A ultrasonic Welder}

본 발명은 초음파 용착기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 테이블에 고정되는 초음파발생부의 초음파가 하방에서 상방으로 전달되고 또한 상기 초음파발생부의 상단부에 패턴롤이 하강하면서 제1 및 제2용착부재를 눌러주도록 구성하여, 구성의 간편성과 연속 용착이 가능함에 따른 용착 작업성을 극대화하는 제품경쟁력을 강화하는 초음파 용착기에 관한 것이다.

일반적으로, 열용착이란 상,하 지그에 고정된 용착물을 재질의 용융 온도보다 약간 높은 온도로 가열된 열판으로 가열, 연화, 용융시킨 후 용착부 부위가 충분히 녹았을 때 열판을 제거하고 상호 가압한 후 굳을 때까지 냉각하여 용착을 이루는 것을 말한다.

열판용착은 주로 용착물의 형상이 크거나 용착 부위가 다중 곡률을 가진 곡면과 같이 3차원 형상으로 복잡하고 정밀한 제품 등에 적합하고, 높은 인장 강도와 수밀, 기밀 등을 요구하는 제품에 적용할 수 있다.

아울러, 용착 방법에는 직접 용착방식과 간접 용착방식이 있으며 일반적으로 널리 사용되어지는 것이 열판에 제품을 접촉 가열하는 직접 가열 방식으로, 직접 가열 용착 방법에는 낮은 온도를 이용하며(섭씨 260도 이하) 적합한 재료로는 PP, PE, PVC, ABS등 융점이 낮은 제품과 재질상 열을 오래 보존하고 있는 특성을 가진 플라스틱제품에 주로 사용되어 진다.

또한, 간접 가열 용착 방법에는 상대적으로 높은 온도를 이용하고 있으며, (섭씨 400도 이상) 이러한 용착 방법에 적합한 수지로는 Nylon, Acetal, Acrylic 그리고 Filter등이 함유된 제품 등에 이용되어 지고 있다.

이들 재료들은 융점이 낮으나 열판에 달라붙는 경우나, 융점은 높으나 붙어 늘어짐 현상이 일어날 때 이형성을 위해 이용되어 지고 있다.

즉, 서로 융점이 다른 2Part의 부품을 용착할 때에는 위의 두 가지 방법을 혼용하여 서로 다른 융점을 유지하며 용착하기도 한다.

한편, 열용착방법에는 초음파, 고주파, 회전, 진동용착방법 등이 있다.

그 중 초음파열용착은 220V, 50/60Hz의 전원을 Power supply를 통해 15,000~60,000Hz의 전기에너지로 변환시키고 이것을 다시 Converter를 통해 기계적 진동에너지로 바꾼 후 Booster로 그 진폭을 조절한다. 이렇게 형성된 초음파 진동 에너지가 horn을 통하여 용착물에 전달되면 용착물의 접합면에서 순간적인 마찰열을 발생하여 플라스틱 수지가 용해 접착되어 강력한 분자적 결합을 이룬다.

초음파의 진동이 처음 가해지면 용착면의 미세한 표면 기복이 매우 빠르게 발열된다. 이 표면 기복의 돌출된 부분이 다른 곳보다 많은 응력이 집중되어 큰 변형률과 진동에너지의 대부분을 소모하게 되어 용착부위의 돌출부분이 용융되고 그 외의 부분으로 흐름이 발생한다. 이 순간 용착면 전체에 용융층이 얇게 형성되고, 초음파의 계속적인 진동으로 짧은 시간에 확산이 이루어져 플라스틱 중합체에서 결합하고 남은 가원자들이 상대편 가원자들과 분자 1차 결합을 이루어 용착이 된다.

그러나, 종래에 제공되었던 초음파 용착기는 구성이 복잡하고, 연속작업이 어려워, 작업생산량이 저하되는 문제점과 아울러 용착작업 단가가 상승되는 문제점으로 제품경쟁력이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 초음파를 발생하는 혼의 끝단이 테이블과 수평상태를 이룸에 따라 상기 혼에서 발생한 초음파가 용착할 부분의 주위에서도 영향을 미쳐 불필요한 부위의 용착이 이루어지는 용착부위가 미려하지 못하여, 결국 제품의 디자인을 해치는 문제점이 있었다.

아울러, 용착면의 패턴이 일정한 간격으로 유지함에 따라 용착부위의 용착강도가 약하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은 테이블에 고정되는 초음파발생부의 초음파가 하방에서 상방으로 전달되고 또한 상기 초음파발생부의 상단부에 패턴롤이 하강하면서 제1 및 제2용착부재를 눌러주도록 구성하여, 구성의 간편성과 연속 용착이 가능함에 따른 용착작업성을 극대화하는 제품경쟁력을 강화하는 초음파 용착기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 패턴롤의 외주연에 형성된 패턴이 정사각, 직사각 또는 빗살무늬, 사선방향의 장방형이면서 끝단이 용착면적을 극대화하도록 라운딩으로 형성되고, 배열이 지그재그로 상호 중첩부위를 형성함으로써, 용착 접착력을 상승시키도록 하는 초음파 용착기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 테이블에 고정되는 부스터 및 혼을 고정하는 고정부를 구성하여, 상기 고정부에 의해 상기 혼에서 발생된 초음파의 진동을 상쇄시켜 고정이 용이하고, 또한 상기 고정부에 의해 용착부재들의 재질에 따라 테이블에서 혼의 높낮이 조절이 가능함에 따라 초음파 용착이 용이하게 이루어지도록 하는 초음파용착기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 테이블에 고정되는 혼의 상면이 상기 테이블의 상면보다 일정높이를 유지하도록 높이유지하우징을 더 구성하여, 상기 혼에서 발생하는 초음파에 의해 용착부재들에 미치는 초음파가 용착부위 외의 주변으로 퍼지는 것을 방지하여, 고른 용착부위가 형성되도록 하는 초음파 용착기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초음파 용착기는 위험물 또는 독극물과 같이 취급상 주의를 요하는 물품을 저장하기 위해 사용하는 이중의 비닐포대를 열용착으로 접착하기 위한 초음파 용착기에 있어서, 상기 초음파용착기는 테이블과; 부스터와 상기 부스터의 상단에 고정되며 끝단부가 상기 테이블의 상단면에 위치된 혼 및 상기 부스터와 혼을 테이블에 고정시키며 상기 혼에서 발생하는 초음파의 진동에 의해 상기 테이블 고정이 용이하도록 하는 고정부로 구성되는 초음파발생부; 상기 테이블의 상단에 일단이 고정되는 고정브라켓과 상기 고정브라켓에 일단이 고정되고 승강력을 제공하는 승강부재와 상기 고정브라켓의 일단에 마련되어 상기 승강부재의 승강력에 의해 승강하는 승강브라켓과 상기 승강브라켓의 하단부에 마련되고 외주연에 패턴이 구성된 패턴롤 및 상기 승강브라켓의 일단에 마련되어 상기 패턴롤을 회전시키도록 회전력을 제공하는 구동부로 구성되는 용착부; 및 상기 테이블의 일측에 회전가능하게 마련되는 제1권취롤과 상기 제1권취롤에 권취되고 일단이 상기 테이블의 상면에 위치되는 제1용착부재와 상기 테이블의 타측에 회전가능하게 마련되는 제2권취롤과 상기 제2권취롤에 권취되고 일단이 상기 승강브라켓의 패턴롤의 외주면에 마련되어 상기 승강브라켓이 실린더의 하강력에 의해 하강하여 상기 제2용착부재를 제1용착부재에 밀착시키고 상기 패턴롤이 구동부에 의해 회전과 함께 상기 초음파발생부의 혼을 통해 발생하는 초음파에 의해 상기 패턴롤과 혼 사이의 제1 및 제2용착부재가 초음파 접착되면서 상기 구동부의 회전력에 의해 패턴롤이 회전됨에 따라 초음파접착된 제1 및 제2용착부재를 일방향으로 이송시키도록 하는 이송지지부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 이송지지부에는 상기 테이블의 일단에 회전가능하게 제1 및 제2권취롤 사이로 마련되는 제3권취롤; 및 상기 제3권취롤에 권취되고 상기 제1 및 제2용착부재의 사이에 위치되도록 마련되어 상기 제1 및 제2용착부재가 열용착이 용이하도록 하는 접착성시트;를 더 구성함이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 테이블에는 초음파발생부의 혼과 용착부의 패턴롤 사이에 마련되는 제1 및 제2용착부재가 초음파에 의해 열용착될 때 상기 혼에서 발생하는 초음파에 의해 용착부위의 주변으로 초음파가 전달됨을 방지시켜 고른 용착부위가 형성되도록 상기 테이블의 상면에서 혼이 일정높이의 간격을 가지도록 지지하는 높이유지하우징;을 더 구성함이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 초음파발생부의 고정부는 부스터와 혼이 상호 밀착되는 부분에 각각 마련되고 상기 부스터와 혼의 외주연을 지지하는 제1 및 제2커버와; 상기 부스터, 혼과 제1 및 제2커버 사이에 각각 마련되는 패킹; 상기 제1 및 제2커버를 상호 결합 고정되도록 하는 복수의 제1볼트; 일단이 상기 테이블에 고정되어 하향되게 새워지는 복수의 고정봉; 상기 복수의 고정봉에 고정되고 중앙에 상기 제1 및 제2커버가 위치되도록 통공이 형성된 고정대; 상기 고정대의 상단에 마련되어 상기 혼을 지지하는 제2커버를 압박하는 제3커버; 상기 고정대의 하단에 마련되어 상기 부스터를 지지하는 제1커버를 압박하는 제4커버; 및 상기 제4커버에 일단이 체결되며 끝단은 상기 제1커버의 하단에 밀착되어 상기 제1커버와 제4커버 사이에 일정간격이 유지되도록 하는 복수의 방진볼트;로 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 승강브라켓에는 하단 중앙부에 회전가능하게 마련되는 패턴롤과; 상기 패턴롤의 양단에 일정간격 이격되게 마련되어 제2용착부재를 지지하는 복수의 밀착롤; 및 상기 패턴롤과 복수의 밀착롤 사이에 마련되어 상기 패턴롤 또는 밀착롤에 제1 및 제2용착부재가 말려 들어가는 것을 방지하는 컬럼;이 더 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 테이블에는 용착부재의 이송을 안내하도록 마련되는 제1가이드레일; 및 상기 제1가이드레일의 상단을 덮도록 하여 상기 제1가이드레일의 높이만큼의 띄움공간으로 용착부재가 이송되도록 하고 어느 일측에 패턴롤이 승강되도록 삽입공이 형성된 제2가이드레일;을 더 포함함이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 패턴롤의 외주연에 구성된 패턴은 정사각형, 세로형 직사각형, 가로형 직사각형, 빗살무늬형 또는 사선방향의 장방형 패턴 중 어느 하나;이고, 패턴들 각각의 형상 끝단은 용착면적을 극대화하여 용착부재들의 접착력을 강화하기 위해 라운딩;이 형성됨이 바람직하다.

이상과 같이 테이블에 고정되는 초음파발생부의 초음파가 하방에서 상방으로 전달되고 또한 상기 초음파발생부의 상단부에 패턴롤이 하강하면서 제1 및 제2용착부재를 눌러주도록 구성하여, 구성의 간편성과 연속 용착이 가능함에 따른 용착작업성을 극대화하는 제품경쟁력을 강화하는 효과가 있다.

그리고, 패턴롤의 외주연에 형성된 패턴이 정사각, 직사각 또는 빗살무늬, 사선방향의 장방형이면서 끝단이 용착면적을 극대화하도록 라운딩으로 형성되고, 배열이 지그재그로 상호 중첩부위를 형성함으로써, 용착 접착력을 상승시키도록 하는 효과가 있다.

아울러, 테이블에 고정되는 부스터 및 혼을 고정하는 고정부를 구성하여, 상기 고정부에 의해 상기 혼에서 발생된 초음파의 진동을 상쇄시켜 고정이 용이하고, 또한 상기 고정부에 의해 용착부재들의 재질에 따라 테이블에서 혼의 높낮이 조절이 가능함에 따라 초음파 용착이 용이하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.

또한, 테이블에 고정되는 혼의 상면이 상기 테이블의 상면보다 일정높이를 유지하도록 높이유지하우징을 더 구성하여, 상기 혼에서 발생하는 초음파에 의해 용착부재들에 미치는 초음파가 용착부위 외의 주변으로 퍼지는 것을 방지하여, 고른 용착부위가 형성되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 초음파용착기의 정면도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 초음파용착기의 작동상태도.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 초음파용착기의 측면도.
도 4는 도 1의 'IV'부 확대도.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 용착부의 분리사시도.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 용착부의 구동부 작동상태도.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 패턴롤의 확대 사시도.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 패턴롤의 패턴의 확대도로서,
8a는 정사각형 패턴, 8b는 세로의 직사각형 패턴, 8c는 가로의 직사각형 패턴, 8d는 빗살무늬 패턴, 8e는 사선방향의 장방형 패턴.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 초음파용착기의 정면도.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 초음파용착기의 정면도.
도 11은 본 발명의 제4실시 예에 따른 용착부의 분리사시도.
도 12는 본 발명의 제4실시 예에 따른 초음파용착기의 측면도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

(제1실시 예)

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 초음파용착기의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 초음파용착기의 작동상태도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 초음파용착기의 측면도로서, 이를 참조한다.

초음파 용착기(1)는 테이블(10)과, 상기 테이블(10)의 어느 일측에 고정되어 초음파를 하방에서 상방으로 발생시키는 초음파발생부(20)와, 상기 테이블(10)의 상단에 마련되고 상기 초음파발생부(20)에서 발생된 초음파에 의해 용착부재들이 상호 용착되도록 지지하는 용착부(30), 및 상기 테이블(10)의 어느 일단에 구성되어 상기 초음파발생부(20)와 용착부(30) 사이로 용착부재들이 이송되도록 상기 용착부재들을 지지하는 이송지지부(40)로 구성된다.

테이블(10)은 각 구성품들을 지지하는 수단이다.

아울러, 상기 테이블(10)에는 도시된 바와 같이 초음파발생부(20) 및 용착부(30)를 제어하는 제어수단들이 구성된 컨트롤패널들과 작업상태를 외부에서 식별할 수 있는 디스플레이가 구성되어 있다.

또한, 상기 테이블(10)의 하단에는 이동이 용이하고, 또한 어느 한 곳에 고정되도록 구성된 복수의 캐스터(12)가 더 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 테이블(10)에는 용착부재들의 이송을 가이드하기 위한 제1가이드레일(16)이 더 구성된다.

초음파발생부(20)는 제어패널에 구성된 컨버터를 통해 전달되는 진동에너지의 진폭을 변환하는 부스터(22)와, 상기 부스터(22)의 상단에 일단이 밀착고정되어 상기 부스터(22)에서 진폭이 변환된 초음파를 용착부재로 발산하는 혼(24), 및 상기 부스터(22)와 혼(24) 사이의 밀착 고정력이 확고하도록 고정하는 고정부(26)로 구성된다.

도 4는 도 1의 'IV'부 확대도로서, 이를 참조하면, 상기 고정부(26)는 상기 부스터(22)와 혼(24)이 상호 밀착되는 부분에 각각 마련되고 상기 부스터(22)와 혼(24)의 외주연을 지지하는 제1 및 제2커버(261)(262)와, 상기 부스터(22), 혼(24)과 제1 및 제2커버(261)(262) 사이에 각각 마련되는 패킹(263)과, 상기 제1 및 제2커버(261)(262)를 상호 결합 고정되도록 하는 복수의 제1볼트(264)와, 일단이 상기 테이블(10)에 고정되어 하향되게 새워지는 복수의 고정봉(265)과, 상기 복수의 고정봉(265)에 고정되고 중앙에 상기 제1 및 제2커버(261)(262)가 위치되도록 통공이 형성된 고정대(266)와, 상기 고정대(266)의 상단에 마련되어 상기 혼(24)을 지지하는 제2커버(262)를 압박하는 제3커버(267)와, 상기 고정대(266)의 하단에 마련되어 상기 부스터(22)를 지지하는 제1커버(261)를 압박하는 제4커버(268), 및 상기 제4커버(268)에 일단이 체결되며 끝단은 상기 제1커버(261)의 하단에 밀착되어 상기 제1커버(261)와 제4커버(268) 사이에 일정간격이 유지되도록 하는 복수의 방진볼트(269)로 구성된다.

따라서, 상기 고정부(26)는 부스터(22)와 혼(24)이 테이블(10)의 하방에 안정적으로 고정되도록 지지수단이면서, 상기 부스터(22)와 혼(24)에서 발생하는 초음파로 인해 진동되는 것을 방지하는 수단이다.

즉, 진동방지역할은 부스터(22)와 혼(24) 사이를 연결하는 제1 및 제2커버(261)(262)가 고정대(266)를 중심으로 상,하단에 제3 및 제4커버(267)(268)로 고정된 상태에서 상기 제4커버(268)와 제1커버(261) 사이의 간격을 유지하도록 방진볼트(269)가 마련되어, 부스터(22)와 혼(24)의 초음파에 의한 진동이 상기 방진볼트(269)에 의해 간격이 유지된 공간에서 상쇄됨에 따라 진동방지역할을 수행하게 되는 것이다.

또한, 상기 고정부(26)에는 도시된 바와 같이 고정봉(265)에 고정대(266)를 고정하기 위한 복수의 너트가 구성되어 있으므로, 상기 복수의 너트의 고정위치에 따라 부스터(22) 및 혼(24)을 테이블(10)에 대하여 높낮이를 조절할 수 있으므로, 용착부재들의 재질에 따라 높낮이를 조절할 수 있으므로, 상기 용착부재들의 재질 또는 초음파발생에 따른 용착정도를 조절하는 사용 한계성을 극복하게 되는 것이다.

용착부(30)는 용착부재들을 하방의 초음파발생부(20)로 밀착시켜 용착되도록 하는 수단이다.

도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 용착부의 분리사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 용착부의 구동부 작동상태도로서, 이를 참조하면, 상기 용착부(30)는 테이블(10)의 상단에 일단이 고정되고 상향으로 일정높이 세워지는 고정브라켓(31)과, 상기 고정브라켓(31)에 고정되고 승강력을 제공하는 승강부재(32)와, 상기 고정브라켓(31)에 지지되고 상기 승강부재(32)에 일단이 고정되어 상기 승강부재(32)의 승강력에 의해 승강하는 승강브라켓(34)과, 상기 승강브라켓(34)의 하단 중앙에 마련되어 혼(24)에서 발생한 초음파에 의해 용착부재들이 초음파 용착되도록 외주연에 용착패턴이 형성된 패턴롤(36)과, 상기 승강브라켓(34)의 하단에 고정되고 상기 패턴롤(36)의 양단에 각각 마련되어 용착부재들을 지지하는 복수의 밀착롤(37)과, 상기 승강브라켓(34)의 하방에 마련되고 패턴롤(36)과 복수의 밀착롤(37) 사이에 위치되어 용착부재들이 상기 패턴롤(36)과 복수의 밀착롤(37) 사이로 말려 들어가는 것을 방지하는 복수의 컬럼(38), 및 승강브라켓(34)의 일단에 마련되어 상기 패턴롤(36)과 복수의 밀착롤(37)에 회전력을 제공하는 구동부(39)로 구성된다.

상기 승강부재(32)는 승강브라켓(34)에 승강력을 제공하는 수단으로, 이 경우 공압 또는 유압을 공급원으로 하여 승강력을 제공하는 실린더 또는 정, 역회전에 의해 승강력을 제공하는 모터 중 어느 하나로 구성됨이 바람직하고, 또한 승강브라켓(34)의 정밀 승강이 가능하도록 서보실린더 또는 서보모터를 이용함이 더욱 바람직하다.

상기 승강브라켓(34)은 패턴롤(36)과 밀착롤(37) 및 구동부(39) 들을 탑재한 상태에서 상기 승강부재(32)에서 제공되는 승강력에 의해 상기 고정브라켓(31)을 따라 상,하로 승강하는 수단이다.

아울러, 상기 승강브라켓(34)의 원활한 승강 및 정밀한 승강을 위해서는 상기 고정 및 승강브라켓(31)(34) 사이에는 가이드수단을 더 구성함이 바람직하다.

상기 가이드수단은 상기 고정브라켓(31)의 일측에 수직으로 세워지는 복수의 가이드레일(35a)이 구성되고, 상기 가이드레일(35a)을 따라 상,하로 승강하는 슬라이더(35b)가 상기 승강브라켓(34)에 고정된다.

따라서, 고정브라켓(31)에 구성된 승강부재(32)에서 승강력이 제공되면, 승강브라켓(34)에 고정된 슬라이더(35b)가 가이드레일(35a)의 안내에 따라 상기 승강브라켓(34)이 승강하게 된다.

한편, 상기 가이드수단인 가이드레일(35a)과 슬라이더(35b)는 정밀제어가 가능한 LM가이드 또는 볼타입 가이드들 중 어느 하나로 구성됨이 바람직하고, 이에 한정하는 것은 아니며 고정브라켓(31)을 따라 승강브라켓(34)이 원활하게 승강될 수 있는 수단이면 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 패턴롤(36)은 용착부재들의 상단에서 초음파발생부(20)로 눌러줌과 아울러 상기 초음파발생부(20)를 통해 용착부재들로 전달되는 초음파에 의해 접착이 용이하도록 외주연에 요철 형상의 패턴이 형성된 수단이다.

도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 패턴롤의 패턴의 확대도로서, 8a는 정사각형 패턴, 8b는 세로의 직사각형 패턴, 8c는 가로의 직사각형 패턴, 8d는 빗살무늬 패턴, 8e는 사선방향의 장방형 패턴으로, 이를 참조하면, 상기 패턴롤(36)의 패턴은 정사각형이면서 상,하에 일정간격으로 다수 형성되되 상,하에 위치한 정사각형들이 일정부분 중첩되는 지그재그 배열로 정사각형 패턴(36a)이나 지그재그 배열이고 직사각형이면서 세로로 세워진 상태의 세로형 직사각형 패턴(36b), 또는 지그재그 배열이고 직사각형이면서 가로로 누워진 상태의 가로형 직사각형 패턴(36c), 접착면이 빗살무늬형태로 이루어져 중앙부에 다이아몬드형상이 형성되는 빗살무늬형(36d), 또는 장방형이면서 사선방형으로 형성된 장방형 패턴(36e) 들 중 어느 하나임이 바람직하다.

또한, 상기의 패턴들은 끝단부가 라운딩(R)형상으로 형성됨이 바람직한 것으로, 이는 라운딩(R)으로 형성됨으로 용착면을 확대시켜 접착력을 증폭하도록 하는 것이다.

물론, 상기 패턴롤(36)의 패턴은 이에 한정하는 것은 아니며, 종래와 같이 일정간격으로 계속 배열됨에 따라 일정간격에 의한 용착강도가 저하됨을 방지하는 것으로, 지그재그 배열로 일정부분이 중첩되게 하여 용착강도를 높인 것이다.

도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 패턴롤의 확대 사시도로서, 이를 참조하면, 상기 패턴롤(36)은 승강브라켓(34)에 회전가능하게 구성되는 것이고, 상기 패턴롤(36)에는 중앙에 일단이 고정되는 제1축(362)과, 상기 제1축(362)에 고정되고 고정부(39)에서 회전력을 전달받아 상기 패턴롤(36)이 회전되도록 하는 제1휠(364)로 구성된다.

또한, 상기 제1축(362)에는 밀착롤(38)에 회전력을 전달할 수 있도록 제2휠(366)이 더 구성됨이 바람직하다.

상기 밀착롤(37)은 승강브라켓(34)에 회전가능하게 구성되며 상기 패턴롤(36)의 양단에 일정간격을 유지하고 각각 마련되어, 상기 패턴롤(34)로 용착부재가 원활하게 이송되도록 하는 수단이다.

상기 밀착롤(37)에는 중앙에 일단이 고정되는 제2축(372), 및 상기 제2축(372)에 고정되어 상기 패턴롤(36)에 구성된 제2휠(366)로부터 회전력을 전달받아 상기 밀착롤(37)이 회전되도록 하는 제3휠(374)로 구성된다.

물론, 상기 제2휠(366)에서 제3휠(374)로 회전력을 전달하는 방식으로는 벨트나 체인을 이용할 수 있고, 또는 기어 치합에 의할 수 있는 것으로, 이는 사용목적 및 구성에 따라 선택할 수 있는 것이다.

아울러, 상기 밀착롤(37)의 외주연에는 실리콘이나 고무와 같은 마찰계수가 우수한 합성수지를 도포하여, 용착부재의 용이한 이송이 이루어지도록 형성함이 바람직하다.

상기 컬럼(38)은 패턴롤(36)과 밀착롤(37) 사이에 마련되어, 용착부재가 상기 패턴롤(36)과 밀착롤(37)에 의해 말려 들어가는 것을 방지하는 수단이다.

상기 컬럼(38)은 컬럼대(382)와, 상기 컬럼대(382)에 일단이 고정되고 타단은 승강브라켓(34)에 고정되는 높이조절대(384)로 구성된다.

아울러, 상기 컬럼대(382)는 패턴롤(36)과 밀착롤(37)의 회전에 의해 이송하는 용착부재의 원활한 이송을 위해 장력을 제공하는 것으로, 상기 용착부재와 동일한 재질 또는 경도가 약한 합성수지재로 이루어질 수 있으며, 또는 금속재로 형성될 수 있는 것이다.

또한, 상기 높이조절대(384)의 일단은 승강브라켓(34)에 일정깊이 삽입홈을 형성하고, 상기 삽입홈에 삽입되어 별도의 볼트에 의해 고정되며, 이 경우 상기 승강브라켓(34)의 삽입홈의 깊이보다 다소 낮은 길이로 삽입되어 경우에 따라서는 높이조절대(384)의 삽입깊이에 따라 컬럼대(382)의 높낮이를 조절할 수 있도록 하여, 패턴롤(36)과 밀착롤(37)의 회전에 의해 이송되는 용착부재로 미치는 장력을 조절할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 구동부(39)는 패턴롤(36)에 회전력을 제공하는 수단으로, 승강브라켓(34)의 어느 일측에 고정되는 모터(392)와, 상기 모터(382)에서 연장되는 연장축(394), 및 상기 연장축(394)의 어느 일측에 고정되어 상기 연장축(394)과 함께 회전하는 제4휠(396)로 구성된다.

아울러, 상기 제4휠(396)에는 패턴롤(36)의 제1휠(364)로 회전력이 전달되도록 동력전달수단이 구성되는 것으로, 상기 동력전달수단은 벨트 또는 체인 등으로 구성될 수 있고, 경우에 따라서는 기어 치합에 의해 동력이 전달될 수 있도록 구성할 수 있는 것이다.

상기 이송지지부(40)는 용착부재들을 각각 권취한 상태에서 상기 용착부재들을 상기 초음파발생부(20)와 용착부(30)로 이송되도록 지지하는 수단이다.

상기 이송지지부(40)는 테이블(10)의 일단에 회전가능하게 마련되고 제1용착부재(43)가 권취되어 있는 제1권취롤(42), 및 상기 테이블(10)의 타단에 회전가능하게 마련되고 제2용착부재(45)가 권취되어 있는 제2권취롤(44)로 구성된다.

아울러, 상기 제1 및 제2권취롤(42)(44)과 테이블(10) 사이의 각각에는 제1 및 제2용착부재(43)(45)가 원활하게 이송되도록 제1 및 제2아이들롤(46)(47)이 더 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1권취롤(42)에 권취된 제1용착부재(43)는 제1아이들롤(46)에 안내되면서 테이블(10)의 상면을 따라 이송되고, 상기 제2권취롤(44)에 권취된 제2용착부재(45)는 제2아이들롤(47)에 안내되면서 용착부(30)의 패턴롤(36) 및 밀착롤(37)에 안내되면서 이송되도록 구성함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 초음파 용착기의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제1 및 제2권취롤(42)(44)에 권취된 제1 및 제2용착부재(43)(45)를 끌어당겨 초음파발생부(20)와 용착부(30) 사이에 각각 위치시킨다.

그리고, 승강부재(32)에서 하강력이 작용하면 승강브라켓(34)이 하강되고, 이로 인해 상기 승강브라켓(34)의 패턴롤(36) 및 밀착롤(37)의 하단부에 위치된 제2용착부재(45)가 테이블(10)의 상단에 위치된 제1용착부재(43)에 밀착된다.

이후, 전원이 구동부(39)의 모터(392) 및 초음파발생부(20)로 인가되면, 상기 모터(392)의 회전력은 연장축(394)을 통해 제4휠(396)을 회전시키게 되고, 이러한 제4휠(396)의 회전력은 동력전달수단을 통해 제1휠(364)이 회전됨에 따라 패턴롤(36)이 회전하게 된다.

또한, 상기 패턴롤(36)에는 동력전달수단에 의해 제2휠(366)과 제3휠(372)이 연결된 상태이므로 상기 패턴롤(36)의 회전에 따라 복수의 밀착롤(37)이 동일한 회전방향으로 회전하게 된다.

따라서, 상기 패턴롤(36) 및 밀착롤(37)의 회전은 승강브라켓(34)이 하강하여, 제1 및 제2용착부재(43)(45)를 밀착시킨 상태이므로, 패턴롤(36) 및 밀착롤(37)의 회전방향으로 상기 제1 및 제2용착부재(43)(45)를 이송하게 된다.

한편, 초음파발생부(20)는 전원인가로 인해 부스터(22)를 통해 혼(24)에서 초음파가 발생되고, 이러한 혼(24)을 통해 발생된 초음파는 제1 및 제2용착부재(43)(45)들을 가열시키게 된다.

그리고, 이렇게 가열된 제1 및 제2용착부재(43)(45)는 상단을 압박하는 패턴롤(36)의 패턴에 의해 가열 용착되는 것이다.

한편, 피용착물의 크기에 따라서 초음파용착기(1)의 일측에 또는 별도로 피용착물을 그립한 상태에서 이송시키는 콘베어수단을 더 구성할 수 도 있는 것이다.

또한, 테이블(10) 즉, 혼(24)이 구성된 양측에는 용착부재의 이송이 용이하도록 지지하는 복수의 롤이 구성됨이 더욱 바람직하다.

(제2실시 예)

도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 초음파용착기의 정면도로서, 이를 참조하면, 이송지지부(40)는 제3권취롤(48)과 상기 제3권취롤(48)에 권취되는 접착용시트(49)를 더 구성하는 것으로, 이는 제1 및 제2용착부재(43)(45)가 초음파에 의해 용착이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

아울러, 상기 이송지지부(40)에는 접착용시트(49)의 용이한 이송을 위해 아이들롤을 추가할 수 있는 것이다.

또한, 상기 접착용 시트(49)는 제1 및 제2용착부재(43)(45) 사이에 마련되도록 구성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 및 제2용작부재(43)(45)의 외측면에 위치되어도 무방하고, 이 경우 제2용착부재(45)의 외주연 상단에 위치됨이 바람직하다.

(제3실시 예)

도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 초음파용착기의 정면도로서, 이를 참조하면, 상기 초음파발생부(20)의 혼(24)의 상단이 고정되는 테이블(10)에는 상기 혼(24)의 상단부가 테이블(10)의 상면보다 일정 높이편차를 가지도록 하는 높이유지하우징(14)을 더 구성함이 바람직하다.

이는 제1실시 예와 같이 테이블(10)의 상면에 제1용착부재(43)가 밀착된 상태로 이송될 때 초음파발생부(20)에서 발생된 초음파가 용착부위의 주변으로 미치어 용착부위 주변에 변형이 생길 수 있고, 이를 방지하기 위해 제1 및 제2용착부재(43)(45)의 용착 부위로만 초음파가 전달되도록 하기 위한 것이다.

(제4실시 예)

도 11은 본 발명의 제4실시 예에 따른 용착부의 분리사시도이고, 도 12는 본 발명의 제4실시 예에 따른 초음파용착기의 측면도로서, 이를 참조하며, 제1 내지 제3실시 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제4실시 예에 따른 용착부(30a)는 테이블(10)이 고정되는 고정브라켓(31)과, 상기 고정브라켓(31)에 마련되어 승강력을 제공하는 승강부재(32)와, 상기 고정브라켓(31)에 지지되고 승강부재(32)의 승강력에 의해 승강하는 승강브라켓(34a)과, 상기 승강브라켓(34a)에 회전가능하게 지지되는 패턴롤(36), 및 상기 패턴롤(36)에 회전력을 제공하는 구동부(39)로 구성된다.

즉, 제1실시 예의 승강브라켓(34)에 구성되었던 밀착롤(37) 및 컬럼(38)이 제4실시 예의 승강브라켓(34a)에는 제외된 구성이다.

그리고, 상기 제1실시 예의 밀착롤(37) 및 컬럼(38)의 용착부재 이송 및 용착시 패턴롤(36)에 용착되어 동반 승강하는 것을 방지하는 역할은 테이블(10)에 제2가이드레일(18)을 더 구성하여, 이를 대체하도록 하였다.

상기 제2가이드레일(18)은 제1가이드레일(16)의 상단을 덮도록 마련되어 상기 제1가이드레일(16)의 높이만큼 띄움공간(S)이 형성하여, 상기 띄움공간(S)으로 용착부재들이 진입 및 배출되도록 하며, 패턴롤(36)의 용착시 용착부재들이 눌러 붙어 동반 상승하는 것을 차단하도록 한다.

아울러, 상기 제2가이드레일(18)에는 패턴롤(36)이 초음파발생부(20)의 혼(24)과 밀착될 수 있도록 상기 패턴롤(36)의 일부가 삽입되도록 삽입공(19)이 더 구성됨이 바람직하다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 초음파 용착기를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1: 초음파 용착기 10: 테이블
12: 캐스터 14: 높이유지하우징
16: 제1가이드레일 18: 제2가이드레일
20: 초음파발생부 22: 부스터
24: 혼 26: 고정부
261: 제1커버 262: 제2커버
263: 패킹 264: 제1볼트
265: 고정봉 266: 고정대
267: 제3커버 268: 제4커버
269: 방진볼트 30, 30a: 용착부
31: 고정브라켓 32: 승강부재
34, 34a: 승강브라켓 35a: 가이드레일
35b: 슬라이더 36: 패턴롤
362: 제1축 364: 제1휠
366: 제2휠 37: 밀착롤
372: 제2축 374: 제3휠
38: 컬럼 382: 컬럼대
384: 높이조절대 39: 구동부
392: 모터 394: 연장축
396: 제4휠 40: 이송지지부
42: 제1권취롤 43: 제1용착부재
44: 제2권취롤 45: 제2용착부재
48: 제3권취롤 49: 접착용시트

Claims

위험물 또는 독극물과 같이 취급상 주의를 요하는 물품을 저장하기 위해 사용하는 이중의 비닐포대를 열용착으로 접착하기 위한 초음파 용착기에 있어서,
상기 초음파용착기는 테이블과;
부스터와 상기 부스터의 상단에 고정되며 끝단부가 상기 테이블의 상단면에 위치된 혼 및 상기 부스터와 혼을 테이블에 고정시키며 상기 혼에서 발생하는 초음파의 진동에 의해 상기 테이블 고정이 용이하도록 하는 고정부로 구성되는 초음파발생부;
상기 테이블의 상단에 일단이 고정되는 고정브라켓과 상기 고정브라켓에 일단이 고정되고 승강력을 제공하는 승강부재와 상기 고정브라켓의 일단에 마련되어 상기 승강부재의 승강력에 의해 승강하는 승강브라켓과 상기 승강브라켓의 하단부에 마련되고 외주연에 패턴이 구성된 패턴롤 및 상기 승강브라켓의 일단에 마련되어 상기 패턴롤을 회전시키도록 회전력을 제공하는 구동부로 구성되는 용착부; 및
상기 테이블의 일측에 회전가능하게 마련되는 제1권취롤과 상기 제1권취롤에 권취되고 일단이 상기 테이블의 상면에 위치되는 제1용착부재와 상기 테이블의 타측에 회전가능하게 마련되는 제2권취롤과 상기 제2권취롤에 권취되고 일단이 상기 승강브라켓의 패턴롤의 외주면에 마련되어 상기 승강브라켓이 실린더의 하강력에 의해 하강하여 상기 제2용착부재를 제1용착부재에 밀착시키고 상기 패턴롤이 구동부에 의해 회전과 함께 상기 초음파발생부의 혼을 통해 발생하는 초음파에 의해 상기 패턴롤과 혼 사이의 제1 및 제2용착부재가 초음파 접착되면서 상기 구동부의 회전력에 의해 패턴롤이 회전됨에 따라 초음파접착된 제1 및 제2용착부재를 일방향으로 이송시키도록 하는 이송지지부;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.
청구항 1에 있어서, 상기 이송지지부에는
상기 테이블의 일단에 회전가능하게 제1 및 제2권취롤 사이로 마련되는 제3권취롤; 및
상기 제3권취롤에 권취되고 상기 제1 및 제2용착부재의 사이에 위치되도록 마련되어 상기 제1 및 제2용착부재가 열용착이 용이하도록 하는 접착성시트;
를 더 구성하는 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.
청구항 1에 있어서, 상기 테이블에는
초음파발생부의 혼과 용착부의 패턴롤 사이에 마련되는 제1 및 제2용착부재가 초음파에 의해 열용착될 때 상기 혼에서 발생하는 초음파에 의해 용착부위의 주변으로 초음파가 전달됨을 방지시켜 고른 용착부위가 형성되도록 상기 테이블의 상면에서 혼이 일정높이의 간격을 가지도록 지지하는 높이유지하우징;
을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.
청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 초음파발생부의 고정부는
부스터와 혼이 상호 밀착되는 부분에 각각 마련되고 상기 부스터와 혼의 외주연을 지지하는 제1 및 제2커버와;
상기 부스터, 혼과 제1 및 제2커버 사이에 각각 마련되는 패킹;
상기 제1 및 제2커버를 상호 결합 고정되도록 하는 복수의 제1볼트;
일단이 상기 테이블에 고정되어 하향되게 새워지는 복수의 고정봉;
상기 복수의 고정봉에 고정되고 중앙에 상기 제1 및 제2커버가 위치되도록 통공이 형성된 고정대;
상기 고정대의 상단에 마련되어 상기 혼을 지지하는 제2커버를 압박하는 제3커버;
상기 고정대의 하단에 마련되어 상기 부스터를 지지하는 제1커버를 압박하는 제4커버; 및
상기 제4커버에 일단이 체결되며 끝단은 상기 제1커버의 하단에 밀착되어 상기 제1커버와 제4커버 사이에 일정간격이 유지되도록 하는 복수의 방진볼트;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.
청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 승강브라켓에는
하단 중앙부에 회전가능하게 마련되는 패턴롤과;
상기 패턴롤의 양단에 일정간격 이격되게 마련되어 제2용착부재를 지지하는 복수의 밀착롤; 및
상기 패턴롤과 복수의 밀착롤 사이에 마련되어 상기 패턴롤 또는 밀착롤에 제1 및 제2용착부재가 말려 들어가는 것을 방지하는 컬럼;
이 더 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.
청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서,
상기 테이블에는 용착부재의 이송을 안내하도록 마련되는 제1가이드레일; 및
상기 제1가이드레일의 상단을 덮도록 하여 상기 제1가이드레일의 높이만큼의 띄움공간으로 용착부재가 이송되도록 하고 어느 일측에 패턴롤이 승강되도록 삽입공이 형성된 제2가이드레일;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.
청구항 1 또는 5에 있어서, 상기 패턴롤의 외주연에 구성된 패턴은
정사각형, 세로형 직사각형, 가로형 직사각형, 빗살무늬형 또는 사선방향의 장방형 패턴 중 어느 하나;
인 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.
청구항 7에 있어서,
상기 패턴들 각각의 형상 끝단은 용착면적을 극대화하여 용착부재들의 접착력을 강화하기 위해 라운딩;
이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 용착기.