KR20140145311A - 초음파 성형 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 성형 가공 장치에 관한 것으로, 받침부와, 상기 받침부에 기립되어 고정된 조절봉과, 상기 조절봉에 일측 단부가 고정된 지지프레임과, 상기 지지프레임의 타측 단부에 고정되어 피스톤을 수직 상하 운동시킬 수 있는 공압실린더와, 상기 피스톤 저부에 장착되어 성형물의 표면에 초음파 진동을 가하게 되는 진동플레이트와, 상기 받침부에 장착되어 상기 진동플레이트의 초음파 진동에 의해 성형물의 표면에 성형무늬를 가공하는 금형판넬을 포함하여 구성되는 초음파 성형 가공 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면 별도의 성형부재를 마련하지 않아도 되어 신발 성형에 요구되는 비용 절감을 이루며, 신발의 닳음이나 헤어짐이 있을 때까지 성형무늬를 지속적으로 유지할 수 있어 신발 미관의 훼손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

초음파 성형 가공 장치{Ultrasonics Wave Forming Device}

본 발명은 초음파 성형 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파를 이용하여 성형물의 표면에 성형 무늬를 형성할 수 있는 초음파 성형 가공 장치에 관한 것이다.

일반적으로 신발의 표면에 무늬를 형성하고자 할 경우, 융착기와 같은 장치를 이용하게 되는데, 이러한 융착기로 신발을 성형할 때는 신발의 내외피에 별도의 성형무늬를 융착하여 원하는 무늬를 형성하게 된다.

상술된 바와 같이, 별도의 성형 무늬를 형성한 성형부재를 신발 내외피에 융착함으로써 제작된 신발을 장기간 동안 착용하다 보면, 융착 부위의 점착력이 약해지면서 성형부재가 신발 내외피에서 분리되거나 헤어지는 문제가 발생하게 된다.

상기에서 언급한 융착기로는, 공개번호 특1993-0019327호(특허문헌 1)가 안출된 바 있고, 이 특허문헌 1의 기술 이외에도 다수의 융착기들이 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 1의 기술은 본체와, 상기 본체 양측에 입설된 안내레일과, 상기 안내레일의 중간에 고정된 고정플레이트와, 상기 고정플레이트의 상부에 마련되어 상기 본체의 상부에 마련된 실린더에 의해 승강을 이루되 안내레일에 의해 안내되며 공구혼을 갖춘 공구혼지지부재와, 상기 고정플레이트의 하부에 마련되어 지그를 갖추고 상기 안내레일에 의해 안내되며 승강을 이루는 지그지지부재와, 상기 지그지지부재를 승강시키도록 하단이 상기 본체하부에 회전 가능하게 지지되고, 상측은 상기 고정플레이트에 회전 가능하게 나사 결합된 이송축과, 상기 이송축을 회전시키는 모터를 구비하여 구성됨을 특징으로 한다.

하지만, 특허문헌 1의 기술은 전술된 바처럼 성형부재를 내외피에 융착한 신발을 장기간 동안 착용하다 보면, 융착 부위의 점착력 약화로 인해 성형부재가 내외피로부터 분리되거나 헤어지는 문제점을 여전히 해소하지 못하고 있으며, 다른 융착기와 관련된 기술 또한 상기의 문제점을 해결하지 못하는 실정이다.

공개특허 제1993-0019327호.

전술된 문제점을 해소함에 있어, 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치는 신발의 내외피에 별도의 성형무늬를 형성한 성형부재를 마련할 필요 없이, 신발 내외피 자체에 성형무늬를 성형 가공하고자 함이 목적이다.

아울러, 초음파 성형 가공 장치에 의해 성형물의 성형 시 성형물 파단을 방지함에 목적이 있다.

전술된 목적을 달성함에 있어, 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치는, 지면을 지지하는 받침부와, 상기 받침부에 기립되어 고정된 조절봉과, 상기 조절봉에 일측 단부가 고정된 지지프레임과, 상기 지지프레임의 타측 단부에 고정되어 피스톤을 수직 상하 운동시킬 수 있는 공압실린더와, 상기 피스톤 저부에 장착되어 성형물의 표면에 초음파 진동을 가하게 되는 진동플레이트와, 상기 받침부에 장착되어 상기 진동플레이트의 초음파 진동에 의해 성형물의 표면에 성형무늬를 가공하는 금형판넬을 포함하여 구성되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 진동플레이트의 저면부는 평면부로 형성되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 금형판넬에는 성형물의 표면부에 다양한 패턴의 성형무늬를 형성할 수 있는 성형무늬부재가 형성되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 성형무늬부재의 상단은 예리한 칼날 형상을 이루게 되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 조절봉의 길이 방향으로 형성된 스크류와 상기 지지대의 체결공 내에 형성된 스크류가 서로 물림구조로 상기 조절봉과 상기 지지대가 상호 체결 고정되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 받침부에 장착 고정된 어댑터블록이 더 마련되어 조절봉이 고정되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 조절봉을 감싸는 형태의 조절구가 더 마련되어 지지프레임의 높낮이를 조절하게 되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 조절구는 조절봉에 고정되도록 외주면에 마련된 다수개의 가압볼트와, 외주면에 돌출된 다수개의 손잡이를 더 포함하여 구성되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상기 평면부 표면에는 초경합금이 코팅되는 초음파 성형 가공 장치임을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치는, 신발 내외피 자체에 성형무늬를 성형 가공할 수 있어 신발에서의 성형부재 분리와 같은 문제를 해결할 수 있고, 별도의 성형부재를 마련하지 않아도 되어 신발 성형에 요구되는 비용 절감을 이루며, 신발의 닳음이나 헤어짐이 있을 때까지 성형무늬를 지속적으로 유지할 수 있어 신발 미관의 훼손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치의 작동 상태를 도시한 측단면도.
도 3은 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치의 요부인 금형부재를 도시한 상세도.
도 4는 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치의 요부인 진동플레이트의 저면부를 도시한 상세도.
도 5는 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치의 요부인 금형부재와 진동플레이트의 접촉 상태를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치로 성형된 성형물을 도시한 상세도.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치에 있어, 공압실린더의 작동 구현을 위해 필히 요구되는 콤프레셔, 에어유닛(레귤레이터, 에어필터, 수동밸브, 압력게이지), 방향제어기(솔레노이드밸브), 전원부 등은 공지기술로 여겨져 하기 첨부된 도면 및 상세한 설명에서 생략하기로 한다.

아울러, 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치로 성형을 이루게 되는 성형물은 예컨대 신발의 내피 또는 외피를 포함하는데, 상기 내외피 모두에 성형될 수 있기 때문에 하기에서는 신발의 내피만 언급하기로 하고 외피의 설명은 생략하기로 한다. 아울러, 성형물은 유연한 소재로 이루어진 모든 제품을 포함하나, 본 실시 예에서는 편의상 신발에 국한하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 성형 가공 장치는, 바닥부에 위치한 받침부(10)와, 상기 받침부(10)에 기립되어 지지프레임(14)을 지지 고정하는 조절봉(12)과, 상기 조절봉(12)에 의해 지지 고정된 채 공압실린더(17)의 피스톤(18)을 유격 및 요동 없이 수직 방향으로 상하 안내하는 지지프레임(14)과, 상기 지지프레임(14)에 마련되어 피스톤(18)의 상하 운동을 이루게 하는 공압실린더(17)와, 상기 공압실린더(17)에 의해 수직으로 상하 운동하는 피스톤(18)과, 상기 피스톤(18) 하부에 장착되어 초음파 진동을 이루게 되는 진동플레이트(20)와, 상기 받침부(10)에 장착되어 상기 진동플레이트(20)의 초음파 진동에 의해 신발의 내피(30)에 성형무늬를 성형시키는 금형판넬(21)을 포함한다.

상기 조절봉(12)에는 받침부(10)에서 기립 고정될 수 있도록 상기 받침부(10)에 장착 고정된 어댑터블록(11)이 더 마련되고, 상기 어댑터블록(11)에 조절봉(12)이 끼움 고정된 상태로 기립된다. 조절봉(12)은 볼트와 너트의 체결로 상기 어댑터블록(11)에 고정될 수 있고, 기어이의 맞물림 구조로도 고정될 수 있다.

상기 조절봉(12)과 상기 지지프레임(14)은 서로 체결 고정되는데, 이는 조절봉(12)의 길이 방향으로 형성된 스크류(12a)와, 지지프레임(14)의 일측단에 형성된 체결홀(15) 내경의 스크류(15a)가 서로 치차되어 고정되기 때문이다.

한편, 지지프레임(14)을 조절봉(12)에서 상하 방향으로 이동시켜 높낮이 조절이 가능하도록 상기 지지프레임(14)의 체결홀(15) 하부에 조절구(13)가 더 마련된다.

조절봉(12)에 고정되는 상기 조절구(13)는 다수개의 가압볼트(13a)의 가압력에 의해 고정된다. 상기 조절구(13)는 조절봉(12)을 감싸는 형태로 마련된다.

상기 가압볼트(13a)를 풀게 되면 조절구(13)는 조절봉(12)에서 이동이 자유롭게 되고, 손잡이(13b)를 통하여 회전시키며 쉽게 조절구(13)의 이동을 이룰 수 있게 된다.

한편, 지지프레임(14)의 타측단에는 공압실린더(17)가 장착되어 피스톤(18)을 수직으로 상하 이동하도록 유도하게 되는데, 이때 피스톤(18)의 수직 이동 시, 유격 및 유동이 없도록 피스톤(18)의 배면부에 홈 형상의 가이드홈조(18a)를 더 형성하고, 이 가이드홈조(18a)가 지지프레임(14)의 타측단 내부에 형성된 가이드돌조(미도시)를 따라 안내 받으며 승강하게 된다.

한편, 상기 피스톤(18)의 저면부에는 로드(19)의 일단이 체결되고, 상기 로드(19)의 타단은 진동플레이트(20)를 장착하게 된다.

상기 진동플레이트(20)는 케이블로 연결된 초음파 발생기(미도시)를 통하여 초음파 진동을 구현하게 된다. 상기 진동플레이트(20)의 저면부는 평면부(20a) 형상을 이루고 있다.

상기 진동플레이트(20)의 평면부(20a)에는 초경합금으로 코팅됨을 이루게 되는데, 이는 진동플레이트(20)의 평면부(20a) 표면에 발생될 수 있는 손상을 방지하기 위함이다.

진동플레이트(20)가 초당 150khz 로 초음파 진동을 구현하기 때문에 평면부(20a) 재질이 금속임에도 불구하고 표면 손상이 발생하게 되는데, 이러한 표면 손상 방지를 위해 평면부(20a)에 초경합금을 코팅함으로써 표면 손상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 진동플레이트(20)의 수직 하 방향에 위치되는 받침부(10)에는 금형판넬(21)이 장착된다.

상기 금형판넬(21) 상에는 신발 내피 표면에 성형무늬를 성형할 수 있는 성형무늬부재(22)가 형성되어 마련된다. 상기 성형무늬부재(22)의 상단부는 칼날부(22a) 형상을 갖게 된다.

이하, 본 발명에 의한 초음파 성형 가공 장치의 작동 상태를 설명하기로 한다. 초음파 성형 가공 장치의 작동은 제어부(미도시)에 의해 작동됨은 당연한 것이기 때문에 제어부에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.

금형판넬(18)의 성형무늬부재(22) 상에 신발 내피를 올려 놓고, 전원부의 전원을 인가하게 되면, 어댑터블록(11)에 수용된 채 기립된 조절봉(12)의 지지를 받고 있는 공압실린더(17)의 피스톤(18)이 수직으로 하강하게 된다.

이때, 피스톤(18) 저부에 장착 고정된 진동플레이트(20)도 수직 하강을 이루게 된다.

수직 하강하는 진동플레이트(20)는 받침부(10) 상에 마운팅 되어 장착된 금형판넬(21) 방향으로 하강하다가, 금형판넬(21)의 성형무늬부재(22) 상에 올려진 신발의 내피(30)를 가압하는 상태에 이르기까지 하강한다.

공압실린더(17)의 피스톤(18) 하강이 멈춰짐에 따라 진동플레이트(20)는 내피(30)를 일정한 힘으로 가압한 상태를 유지하게 된다.

신발의 내피(30)는 금형판넬(21)의 성형무늬부재(22)와 진동플레이트(20) 상에 개재된 상태에 놓이게 된다.

초음파 발생기(미도시)를 작동하게 되면, 진동플레이트(20)는 신발의 내피(30)를 상 방향에서 일정하게 가압하고 있는 상태로 초음파 진동을 구현하게 된다.

이때, 신발의 내피(30)는 초음파 진동을 구현하는 진동플레이트(20)와 성형무늬부재(22)의 상단에 형성된 칼날부(22a) 사이에서 표면부에 성형무늬부재(22)에 형성된 성형무늬와 동일한 형상의 성형무늬를 얻게 된다.

상기에서와 같이, 신발의 내피(30) 표면부에 직접적인 성형무늬를 성형 가공할 수 있음은, 진동플레이트(20)의 초당 150khz 진동수에 따른 평면부(20a)의 손상 방지를 위해 코팅된 초경합금과, 상기 평면부(20a)의 평활도에 기인한다.

진동플레이트(20)가 초당 빠른 속도와 미세한 움직임으로 진동하게 될 경우 진동플레이트(20)의 저면부에 해당되는 평면부(20a)가 직접 타격을 받아 평면부(20a)에 손상이 발생할 수 있다.

상기 평면부(20a)는 하부 방향에 배치된 성형무늬부재(22) 상단의 칼날부(22a)에 진동을 가하며 타격을 받기 때문에 평면부(20a)의 평활도 손상에 취약한 구조다.

손상이라 함은 평면부(20a) 표면의 긁힘 자국이나, 스크래치, 부분 파손과 같은 것을 의미하는 바, 손상이 발생되면 평면부(20a)의 평활도가 좋지 못하여 초음파 진동에 따른 평면부(20a)의 미세한 타격에 있어 타격 접촉에 불규칙성이 일어나 신발의 내피(30)가 성혀무늬부재(22)의 칼날부(22a)에 의해 파단될 문제가 발생한다.

이러한 신발의 내피(30) 파단 문제점을 해소하기 위하여 진동플레이트(20)의 저면부 부위를 평면부(20a) 형상을 갖게 하고, 또한 이 평면부(20a)의 평활도 손상을 방지하기 위하여 초경합금을 코팅함으로써 내피(30)의 성형무늬 성형 시 발생할 수 있는 파단 문제점을 해결하게 된다.

이와 같이, 초음파 성형 가공 장치는 신발의 내피(30) 표면부에 성형무늬를 성형시키게 된다.

상술된 바와 같이, 별도의 성형무늬를 갖는 부재가 마련될 필요 없이, 신발의 내 외피 자체에 성형무늬를 성형할 수 있음에 따라 신발 성형에 요구되는 비용을 절감하고, 신발의 닳음이나 헤어짐이 있을 때까지 성형무늬를 지속적으로 유지할 수 있어 신발 미관의 훼손을 방지하는 효과를 갖는다.

10 : 받침부 11 : 어댑터블록
12 : 조절봉 13 : 조절구
14 : 지지프레임 15 : 체결홀
17 : 공압실린더 18 : 피스톤
19 : 로드 20 : 진동플레이트
21 : 금형판넬 22 : 성형무늬부재
30 : 내피

Claims (9)

1. 지면을 지지하는 받침부;
   상기 받침부에 기립되어 고정된 조절봉;
   상기 조절봉에 일측 단부가 고정된 지지프레임;
   상기 지지프레임의 타측 단부에 고정되어 피스톤을 수직 상하 운동시킬 수 있는 공압실린더;
   상기 피스톤 저부에 장착되어 성형물의 표면에 초음파 진동을 가하게 되는 진동플레이트;
   상기 받침부에 장착되어 상기 진동플레이트의 초음파 진동에 의해 성형물의 표면에 성형무늬를 가공하는 금형판넬;
   을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 진동플레이트의 저면부는, 평면부로 형성됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 금형판넬에는, 성형물의 표면부에 다양한 패턴의 성형무늬를 형성할 수 있는 성형무늬부재가 형성됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 성형무늬부재의 상단은, 예리한 칼날 형상을 이루게 됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 조절봉의 길이 방향으로 형성된 스크류와 상기 지지대의 체결공 내에 형성된 스크류가 서로 물림구조로 상기 조절봉과 상기 지지대가 상호 체결 고정됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 받침부에 장착 고정된 어댑터블록이 더 마련되어 조절봉이 고정됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 조절봉을 감싸는 형태의 조절구가 더 마련되어 지지프레임의 높낮이를 조절하게 됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
8. 제7 항에 있어서, 상기 조절구는,
   조절봉에 고정되도록 외주면에 마련된 다수개의 가압볼트와, 외주면에 돌출된 다수개의 손잡이를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.
9. 제2 항에 있어서,
   상기 평면부 표면에는, 초경합금이 코팅됨을 특징으로 하는 초음파 성형 가공 장치.

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