KR20180099396A - 초음파 컷팅장치 - Google Patents

Abstract

초음파 진동을 이용한 칼날에 의하여 최소한 2겹 이상으로 겹쳐진 합성섬유사로 제직된 시트원단을 올이 발생하지 않으면서 서로 달라붙지 않게 컷팅이 이루어질 수 있도록 컷팅하고자 하는 시트원단의 밑면이 맞닿아 슬라이딩 가능하게 마련되는 베이스; 상기 베이스 상에 그 베이스의 상면 보다 더 돌출되되, 컷팅하고자 하는 시트원단이 진입되는 방향으로부터 경사진 컷팅날부가 형성되어 장착 고정되는 컷팅날; 및 상기 컷팅날의 상부에 그 컷팅날의 상단과 접촉되어 초음파에 의한 상기 컷팅날부를 횡방향으로 진동시키도록 거치되는 초음파 진동자 혼;을 포함하는 초음파 컷팅장치를 제공한다.
그에 따라 절단하고자 하는 여러 겹의 시트원단을 서로 달라붙지 않고 올이 발생하지 않도록 간단하고 편리하게 컷팅할 수 있는 효과와 함께 그로 인한 상품성 높은 시트원단을 제공할 수 있는 효과도 가진다.

Description

초음파 컷팅장치{Ultrasonic cutting device}

본 발명은 초음파 컷팅장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 초음파 진동을 이용한 칼날에 의하여 최소한 2겹 이상으로 겹쳐진 합성섬유사로 제직된 시트원단을 올이 발생하지 않으면서 서로 달라붙지 않게 컷팅이 이루어질 수 있도록 한 초음파 컷팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 커텐지 등과 같은 합성섬유사로 제직 된 시트원단(이하 '시트원단'이라 한다)을 절단하는 방법에는 통상 칼날을 가압에 의해 절단하는 방법과, 칼날을 슬라이딩시켜 절단하는 방법이 주로 사용된다.

전자인 칼날을 가압하여 시트원단을 절단하는 방법에 있어서는 1겹을 절단시에는 아무런 문제가 없었으나, 적어도 2겹 이상 겹쳐진 상태에서의 가압에 의해 절단시에는 가압으로 인한 서로 겹쳐지는 부분이 서로 달라붙게 되는 문제점이 발생하였다. 그로 인해 절단작업 후 서로 달라붙은 부분을 재차 수작업에 의해 떼어내야 하는 작업이 병행되어야 하는 단점 또한 가진다. 특히, 달라붙은 부분을 낱장으로 떼어내는 과정에서 시트원단이 결 방향으로 찢김이 발생하는 문제점으로 인해 결국 상품으로서 사용할 수 없는 크나큰 문제점도 가진다.

후자인 칼날을 슬라이딩시켜 시트원단을 절단하는 방법에 있어서는 시트원단을 칼날이 강제로 밀면서 절단함으로 인해 그 절단되는 부분에 합성섬유사의 올이 발생하는 문제점으로 인해 상품으로서의 가치가 떨어지는 단점을 가진다. 특히, 여러 겹을 겹쳐 절단하는 경우, 상기한 올이 발생하는 문제점 이외에 절단이 원활하게 이루어지지 않는 단점도 가진다.

이러한 문제점을 해소하고자 종래에도 초음파를 이용하여 각종 섬유나 합성수지사로 제직 된 시트원단 등을 절단하는 절단장치가 안출되어 사용된다.

대한민국 공개특허공보 제10-1998-030024호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 직물지 평면상에 올려놓고, 초음파를 이용하여 컷팅됨과 동시에 열융착에 의해 재봉합되도록 함으로서, 컷팅면의 처리가 매끄럽고, 실의 풀어짐을 방지할 수 있으며, 다양한 형태의 재단과 문양을 새켜넣을 수 있도록 하는 기술이 제안된 바 있다.

또한, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0223092호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 필름원단 사이로 비닐지퍼를 부착시키는 경우 지퍼부분과 필름원단 부분을 별도로 가열시킴으로써 절단면의 일그러짐을 방지하고 지퍼절단면을 견고하게 부착시킬 수 있도록 구조가 개선된 지퍼 부착용 필름원단 가공 시스템의 절단/접착유니트와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 일본 실용신안등록공보 실개평4-68000호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 열가소성 소재를 가지는 가공 시트를 간편하고 고속으로라고 용착, 용단처리할 수 있는 초음파 절단 장치와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 일본 공개특허공보 특개평7-100795호(이하 '선행기술문헌 4'라 한다)에 게시된 바와 같이 천 등의 시트를 절단하는 절단 공구의 교환이 용이하게 이루어질 수 있는 초음파 시트 절단방법과 같은 기술도 제안된 바 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-1998-030024호 대한민국 등록실용신안공보 제20-0223092호 일본 실용신안등록공보 실개평4-68000호 일본 공개특허공보 특개평7-100795호

그러나 선행기술문헌 1 내지 4는 다 같이 초음파를 이용하여 절단과 동시에 두개의 시트나 원단을 접합시키는 기술에 관한 것임을 알 수 있습니다.

다시 말해서, 승강되는 초음파 혼 또는 초음파 칼날에 의해 절단하고자 하는 시트나 원단을 절단과 동시에 두 부재를 융착시키는 기술임을 알 수 있습니다.

본 발명의 주된 해결과제는 초음파 진동을 이용한 칼날에 의하여 최소한 2겹 이상으로 겹쳐진 합성섬유사로 제직된 시트원단을 올이 발생하지 않으면서 서로 달라붙지 않게 컷팅이 이루어질 수 있도록 한 초음파 컷팅장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 해결과제는 컷팅하고자 하는 시트원단이 더욱더 원활하게 슬라이딩 되면서 컷팅이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 컷팅하고자 하는 시트원단의 밑면이 맞닿아 슬라이딩 가능하게 마련되는 베이스; 상기 베이스 상에 그 베이스의 상면 보다 더 돌출되되, 컷팅하고자 하는 시트원단이 진입되는 방향으로부터 경사진 컷팅날부가 형성되어 장착 고정되는 컷팅날; 및 상기 컷팅날의 상부에 그 컷팅날의 상단과 접촉되어 초음파에 의한 상기 컷팅날부를 횡방향으로 진동시키도록 거치되는 초음파 진동자 혼;을 포함한다.

상기 컷팅날의 상부에 형성되는 컷팅날부는 상단에 상기 초음파 진동자 혼의 밑면과 접촉되는 꼭지점이 형성되는 다각형 형태로 형성된다.

상기 컷팅날의 장착 고정은 베이스 상에 형성되는 장착홈, 상기 장착홈 상에 체결 고정되는 장착지그 사이에 탈착 가능하게 고정된다.

상기 초음파 진동자 혼의 거치는 그 초음판 진동자 혼의 상부 외측을 감싸는 하우징, 상기 하우징의 일측에 상부가 체결되며 하부는 상기 장착지그와 체결되는 거치대에 의해 거치 된다.

상기 베이스의 시트원단이 진입되는 상면은 경사면 또는 곡면으로 형성되며, 상기 초음파 진동자 혼의 밑면은 곡면으로 형성된다.

본 발명은 초음파 진동을 이용한 칼날에 의하여 최소한 2겹 이상으로 겹쳐진 합성섬유사로 제직된 시트원단을 올이 발생하지 않으면서 서로 달라붙지 않게 컷팅이 이루어질 수 있도록 함으로써, 절단하고자 하는 여러 겹의 시트원단을 서로 달라붙지 않고 올이 발생하지 않도록 간단하고 편리하게 컷팅할 수 있는 효과와 함께 그로 인한 상품성 높은 시트원단을 제공할 수 있는 효과도 가진다.

또한, 컷팅하고자 하는 시트원단이 더욱더 원활하게 슬라이딩 되면서 컷팅이 이루어질 수 있도록 함으로써, 시트원단의 컷팅에 따른 컷팅 효율성을 극대화할 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 2는 도 1에 따른 결합 사시도,
도 3은 도 2에 따른 측단면도,
도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 측단면도 및 요부 확대 정단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 결합 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 측단면도 및 요부 확대 정단면도이다.

도시된 바와 같이 초음파를 이용한 초음파 컷팅장치(1)는 커텐지 등과 같은 합성섬유사로 제직된 시트원단(이하 '시트원단'이라 한다)을 적어도 2겹 이상 겹쳐진 상태에서도 원활하게 컷팅이 이루어질 수 있도록 하는 장치를 제공한다. 이때, 1겹의 시트원단을 컷팅하는 것 또한 무관하다.

본 발명은 초음파 진동을 이용한 칼날에 의하여 최소한 2겹 이상으로 겹쳐진 합성섬유사로 제직된 시트원단을 올이 발생하지 않으면서 서로 달라붙지 않게 컷팅이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명에 따른 초음파 컷팅장치(1)는 컷팅하고자 하는 시트원단의 밑면이 맞닿아 슬라이딩 가능하게 마련되는 베이스(10)와; 상기 베이스(10) 상에 그 베이스(10)의 상면 보다 더 돌출되되, 컷팅하고자 하는 시트원단이 진입되는 방향으로부터 경사진 컷팅날부(22)가 형성되어 통상적인 볼팅이나 혹을 슬라이딩 삽입되어 장착 고정되는 컷팅날(20); 및 상기 컷팅날(20)의 상부에 그 컷팅날(20)의 상단과 접촉되어 초음파에 의한 상기 컷팅날부(22)를 횡방향으로 진동시키도록 거치되는 초음파 진동자 혼(30);을 포함한다. 상기 시트원단은 최소한 2겹 이상으로 겹쳐진 상태에서 최하부에 위치한 시트원단의 밑면이 베이스에 맞닿는다. 상기 시트원단의 슬라이딩은 작업자의 수작업에 의해 이루어질 수 있음은 물론 공지된 슬라이드 장치에 의해 슬라이딩시켜도 무방하다.

상기 초음파 진동자 혼(30)은 대략 1초에 30,000번 정도로 미세하게 진동하는 횡파이다. 또, 상기 초음파 진동자 혼(30)의 밑면은 완만한 곡면(32)으로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 곡면(32)은 컷팅하고자 하는 시트원단이 원활하게 진입되어 슬라이딩될 수 있도록 함은 물론 컷팅날(20)의 상단과 선접촉이 아닌 점접촉 되도록 하기 위한 것이다. 이는 초음파 진동자 혼의 횡파가 컷팅날로의 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

베이스(10)는 컷팅하고자 하는 시트원단이 원활하게 슬라이딩 가능하도록 상면의 시트원단이 진입되는 부분이 경사지게 형성되거나 혹은 곡면으로 형성되는 것이 바람직하며, 시트원단의 컷팅시 그 시트원단의 밑면을 안정적으로 지지되도록 소정 폭으로 형성된다.

컷팅날(20)의 상부에 형성되는 컷팅날부(22)는 상단에 상기 초음파 진동자 혼(30)의 밑면과 접촉되는 꼭지점이 형성되는 다각형 형태로 형성된다. 이때, 상기 컷팅날부가 형성된 부분은 통상 직각삼각형이나 혹은 마름모꼴 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 컷팅하고자 하는 시트원단이 원활하게 진입됨과 동시에 횡방향으로의 진동에 따른 미세한 떨림에 의해 시트원단의 컷팅이 더욱더 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 위한 것이다. 즉, 시트원단과의 접촉면적을 최소화하면서 횡방향으로의 진동에 의해 미세한 떨림에 의해 슬라이딩되는 시트원단을 양측으로 미세하게 벌려지도록 컷트 함으로써, 2겹 이상으로 겹쳐진 상태에서도 서로 달라붙지 않고 원활하게 컷팅이 이루어질 수 있는 것이다. 특히, 1초에 30,000만 번의 진동에 의한 떨림에 의해 시트원단을 컷팅함에 따라 겹쳐진 시트원단이 달라붙지 않고 컷팅 될 수 있는 것이다. 다시 말해서, 컷팅과 동시에 그 컷팅된 면을 미세한 진동에 의해 쳐줌에 따라 시트원단이 겹쳐진 상태에서도 서로 달라붙지 않을 뿐만 아니라 그 컷팅된 면으로 올 또한 발생하지 않게 되는 것이다. 이러한 진동에 의해 미세한 떨림은 초음파 진동자 혼의 밑면으로 컷팅날의 컷팅날부가 점접촉됨으로 인해 가능한 것이다.

아울러, 상기 컷팅날(20)의 장착 고정은 베이스(10) 상에 상하로 관통되도록 형성되는 장착홈(12)과, 상기 장착홈(12) 상에 통상적인 볼팅 또는 슬라이딩 방식에 의해 체결 고정되는 장착지그(14) 사이에 볼트 또는 스크류 등에 의해 탈착 가능하게 고정된다. 상기 장착지그(14)의 일측에는 컷팅날(20)이 삽입될 수 있는 미세한 슬릿 홈(14a)이 형성되어 있음은 물론 상기 슬릿 홈(14a)으로 컷팅날(20)이 삽입된 상태에서 그 장착지그(14)의 측면에서 볼트 또는 스크류 등에 의해 고정된다. 상기 컷팅날을 슬릿 홈 상에서 탈착 가능하게 마련하는 것은 사용 중 컷팅날의 손상이나 혹은 마모 등으로 인해 교체가 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다. 아울러, 상기 컷팅날은 슬릿 홈 상에서 체결 고정시 초음파 진동자 혼의 밑면과 접촉되도록 상하 또는 전후로의 위치 조절 가능한 조건도 가진다.

상기에서, 장착지그(14)는 베이스(10) 상의 장착홈(12)에 삽입됨과 동시에 상기 베이스(10)로부터 분리되어 체결되는 커버(10a)와 함께 체결 고정될 수 있다.

한편, 상기 초음파 진동자 혼(30)의 거치는 그 초음판 진동자 혼(30)의 상부 외측을 감싸는 하우징(34)과, 상기 하우징(34)의 일측에 상부가 볼팅 등에 의해 체결되며 하부는 상기 장착지그(14)와 통상적인 볼팅 등에 의해 체결되는 거치대(35)에 의해 거치 된다. 이때, 상기 거치대(35)에는 도시하지 않았지만 원활한 운반 등을 위한 통상적인 방식에 의해 체결 고정되는 손잡이를 포함할 수 있다. 또, 상기 하우징(34)은 초음파 진동자 혼(30)을 감싸는 형태로 통상 2 분할된 형태로, 볼팅 등에 의해 고정된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 컷팅하고자 하는 시트원단을 적어도 2겹 이상으로 겹친 상태에서 베이스의 상면으로 그 겹쳐진 복수 개의 시트원단의 밑면이 맞닿도록 하면서 초음파 진동자 혼의 밑면과 접촉되어 있는 컷팅날 사이로 슬라이딩시킨다.

그에 따라 초음파 진동자 혼의 대략 1초에 30,000번의 횡방향 진동에 의해 떨림이 전달된 컷팅날은 미세한 폭으로 진동하고 있는 상태이므로 슬라이딩되는 시트원단을 좌우로 미세하게 컷트하면서 그 컷팅된 면을 쳐주면서 컷팅하게 된다.

그로 인해 복수 겹으로 겹쳐진 시트원단의 컷팅된 컷팅 면이 서로 달라붙지 않고 컷팅이 이루어질 수 있는 것이다.

따라서, 종래와 같이 복수 겹의 시트원단을 절단시 그 절단된 부분이 부착됨으로 인한 후처리작업을 생략할 수 있음은 물론 후처리작업시 시트원단이 결 방향으로 찢김이 발생하는 문제점 또한 생략할 수 있어, 높은 상품성을 가질 수 있는 것이다.

아울러, 컷팅시 미세한 진동에 의한 떨림으로 컷팅됨과 동시에 그 컷팅 면을 쳐줌에 따라 컷팅된 부분의 면에도 올 또한 발생하지 않게 함으로써, 상품성을 더욱더 높일 수 있는 장점도 가진다.

1 : 초음파 컷팅장치
10 : 베이스 10a : 커버
12 : 장착홈 14 : 장착지그
14a : 슬릿 홈 20 : 컷팅날
22 : 컷팅날부 30 : 초음파 진동자 혼
32 : 곡면 34 : 하우징
35 : 거치대

Claims (5)

1. 컷팅하고자 하는 시트원단의 밑면이 맞닿아 슬라이딩 가능하게 마련되는 베이스;
   상기 베이스 상에 그 베이스의 상면 보다 더 돌출되되, 컷팅하고자 하는 시트원단이 진입되는 방향으로부터 경사진 컷팅날부가 형성되어 장착 고정되는 컷팅날; 및
   상기 컷팅날의 상부에 그 컷팅날의 상단과 접촉되어 초음파에 의한 상기 컷팅날부를 횡방향으로 진동시키도록 거치되는 초음파 진동자 혼;을 포함하는 초음파 컷팅장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 컷팅날의 상부에 형성되는 컷팅날부는 상단에 상기 초음파 진동자 혼의 밑면과 접촉되는 꼭지점이 형성되는 다각형 형태로 형성되는 초음파 컷팅장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 컷팅날의 장착 고정은 베이스 상에 형성되는 장착홈, 상기 장착홈 상에 체결 고정되는 장착지그 사이에 탈착 가능하게 고정되는 초음파 컷팅장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 초음파 진동자 혼의 거치는 그 초음판 진동자 혼의 상부 외측을 감싸는 하우징, 상기 하우징의 일측에 상부가 체결되며 하부는 상기 장착지그와 체결되는 거치대에 의해 거치되는 초음파 컷팅장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 베이스의 시트원단이 진입되는 상면은 경사면 또는 곡면으로 형성되며, 상기 초음파 진동자 혼의 밑면은 곡면으로 형성되는 초음파 컷팅장치.
   

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