KR20190019457A - 핫 스탬핑 소재 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단면폭이 불균일한 핫 스탬핑 소재를 균일하게 통전 가열할 수 있는 핫 스탬핑 소재 가열 장치에 관한 것으로서, 제 1 전류가 소재를 제 1 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 1-1 위치와 제 1-2 위치에 각각 설치되는 제 1 전극쌍과, 제 2 전류가 상기 소재를 제 2 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 2-1 위치와 제 2-2 위치에 각각 설치되는 제 2 전극쌍 및 상기 소재의 일부분에 전류가 집중되어 부분적으로 과열되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍에 상기 제 1 전류를 공급하는 동안 상기 제 2 전극쌍에 상기 제 2 전류를 차단하고, 상기 제 2 전극쌍에 상기 제 2 전류를 공급하는 동안 상기 제 1 전극쌍에 상기 제 1 전류를 차단하는 순차 전류 공급 장치를 포함할 수 있다.

Description

핫 스탬핑 소재 가열 장치{Heating apparatus of hot-stamping material}

본 발명은 핫 스탬핑 소재 가열 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 단면폭이 불균일한 핫 스탬핑 소재를 균일하게 통전 가열할 수 있는 핫 스탬핑 소재 가열 장치에 관한 것이다.

핫 스탬핑 기술은 강판을 적정온도로 가열하여 프레스 금형 내에서 한번에 성형한 후, 급속 냉각하여 고강도 차체 부품을 제조하는 성형 기술이다. 이러한 핫 스탬핑 성형품은 일반 강판 부품보다 강도가 4~5배 높으면서 무게는 기존에 비해 최대 40%까지 줄일 수 있어 차체의 경량화와 고강도 특성을 동시에 이룰 수 있는 이점이 있다.

일반적으로, 핫 스탬핑용 소재를 가열하기 위해서는 통전 가열, 근적외선 가열, 원적외선 가열 및 고주파 유도 가열 등의 방법이 적용될 수 있다. 특히, 소형의 차체 부품을 핫 스탬핑하는 경우에는 통전 가열 방법이 주로 적용되고 있다. 통전 가열은 통전으로 발생하는 저항열을 이용하여 소재를 가열하는 기술이다. 이러한 통전 가열을 이용한 핫 스탬핑 소재 가열 장치는 콤팩트하고, 빠른 가열 속도로 인해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 가열 온도의 제어가 쉬운 이점이 있다.

그러나, 이러한 종래의 핫 스탬핑 소재 가열 장치는 폭이 일정한 직사각형 형태의 소재에서만 효과적으로 균일한 가열이 가능하며, 단면폭이 길이 방향으로 불균일한 다각형 형태의 소재를 균일하게 가열할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 단면폭이 길이 방향으로 일정하지 않은 소재를 통전 가열하게 되면 단면폭에 따라 길이 방향으로 균일하지 않은 전류밀도가 발생하게 되고, 이러한 균일하지 못한 전류밀도에 따라 통전 가열하는 소재의 온도 편차가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 통전 가열 시 소재에 전류를 공급하는 전극을 다수개 형성하여 소재의 넓은 단면폭 부위에서도 좁은 단면폭을 가지는 부위와 유사하게 온도를 승온시켜, 단면폭이 길이 방향으로 일정하지 않은 소재를 전체적으로 목표하는 온도에 균일하게 가열시킬 수 있는 핫 스탬핑 소재 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 핫 스탬핑 소재 가열 장치가 제공된다. 상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치는, 제 1 전류가 소재를 제 1 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 1-1 위치와 제 1-2 위치에 각각 설치되는 제 1 전극쌍; 제 2 전류가 상기 소재를 제 2 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 2-1 위치와 제 2-2 위치에 각각 설치되는 제 2 전극쌍; 및 상기 소재의 일부분에 전류가 집중되어 부분적으로 과열되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍에 상기 제 1 전류를 공급하는 동안 상기 제 2 전극쌍에 상기 제 2 전류를 차단하고, 상기 제 2 전극쌍에 상기 제 2 전류를 공급하는 동안 상기 제 1 전극쌍에 상기 제 1 전류를 차단하는 순차 전류 공급 장치;를 포함할 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 제 3 전류가 상기 소재를 제 3 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 3-1 위치와 제 3-2 위치에 각각 설치되는 제 3 전극쌍;을 더 포함할 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 소재는, 일단이 제 1 폭을 가지고 타단이 상기 제 1 폭 보다 작은 제 2 폭을 가지는 단면폭이 구간별로 가변되는 소재이고, 상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍은, 상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향 및 상기 제 3 방향이 서로 같은 방향으로 향할 수 있도록, 상기 소재에 폭방향으로 나란하게 배치될 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 순차 전류 공급 장치는, 상기 소재의 제 1 부분, 제 2 부분 및 제 3 부분을 순차적으로 가열시켜 단면폭이 가변되는 상기 소재를 균일하게 가열시킬 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍에 순차적으로 전류를 공급할 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 순차 전류 공급 장치는, 상기 소재의 부분 통전이 가능할 수 있도록 전류가 공급되는 전극쌍 이외의 전극쌍의 전류를 차단시킬 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 순차 전류 공급 장치는, 상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍에 순차적으로 69.9A/㎟ 내지 71.9A/㎟의 전류를 0.5초 내지 1.5초씩 공급하고 이를 2사이클 내지 4 사이클 반복할 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 순차 전류 공급 장치는, 상기 제 1 전극쌍, 상기 제 3 전극쌍 및 상기 제 2 전극쌍 순으로 전류를 공급할 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 제 1 전극쌍은, 음극 또는 양극을 가지고 상기 소재의 상기 제 1-1 위치에 제 1 길이 만큼 접촉되는 제 1-1 전극; 및 상기 제 1-1 전극과 반대 극성을 가지고 상기 소재의 상기 제 1-2 위치에 상기 제 1 길이 보다 짧은 제 2 길이 만큼 접촉되는 제 1-2 전극;을 포함하고, 상기 제 2 전극쌍은, 상기 제 1-1 전극과 상기 소재의 폭방향으로 나란하게 배치되어 음극 또는 양극을 가지고 상기 소재의 상기 2-1 위치에 제 3 길이 만큼 접촉되는 제 2-1 전극; 및 상기 제 1-2 전극과 상기 소재의 폭방향으로 나란하게 배치되어 상기 제 2-1 전극과 반대 극성을 가지고 상기 소재의 상기 2-2 위치에 제 4 길이 만큼 접촉되는 제 2-2 전극;을 포함할 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 제 1-1 전극의 상기 제 1 길이와 상기 제 2-1 전극의 상기 제 3 길이는 동일한 길이를 가지고, 상기 제 1-2 전극의 상기 제 2 길이와 상기 제 2-2 전극의 상기 제 4 길이는 동일한 길이를 가질 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 소재는, 원형 형상을 가지는 소재이고, 상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향 및 상기 제 3 방향은 상기 소재의 중심부에서 교차되어 원형 형상으로 형성된 상기 소재를 균일하게 가열할 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍은 상기 중심부를 기준으로 방사선상에 60도 등각 배치될 수 있다.

상기 핫 스탬핑 소재 가열 장치에서, 상기 소재는, 십자 형상을 가지는 소재이고, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 상기 소재의 중심부에서 교차되어 십자 형상으로 형성된 상기 소재를 균일하게 가열할 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍 및 상기 제 2 전극쌍은 상기 중심부를 기준으로 방사선상에 90도 등각 배치될 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 통전 가열 시 소재에 전류를 공급하는 전극을 다수개 형성하고, 소재를 다수개의 부분 영역으로 나누어 다수개의 부분 영역을 번갈아 가며 순차적으로 가열시킴으로써, 소재의 넓은 단면폭 부위에서도 좁은 단면폭을 가지는 부위와 유사하게 온도를 승온시킬 수 있다.

이에 따라, 단면폭이 길이 방향으로 일정하지 않은 소재를 전체적으로 목표하는 온도로 균일하고 빠르게 가열시키는 효과를 가질 수 있는 핫 스탬핑 소재 가열 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치(100)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치(100)는, 크게 제 1 전극쌍(10)과, 제 2 전극쌍(20)과, 제 3 전극쌍(30) 및 순차 전류 공급 장치(미도시)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전극쌍(10)은, 제 1 전류(A1)가 소재(M)를 제 1 방향으로 가로지르도록 소재(M)의 제 1-1 위치와 제 1-2 위치에 각각 설치되고, 제 2 전극쌍(20)은, 제 2 전류(A2)가 소재(M)를 제 2 방향으로 가로지르도록 소재(M)의 제 2-1 위치와 제 2-2 위치에 각각 설치되며, 제 3 전극쌍(30)은, 제 3 전류(A3)가 소재(M)를 제 3 방향으로 가로지르도록 소재(M)의 제 3-1 위치와 제 3-2 위치에 각각 설치될 수 있다.

더욱 구체적으로, 제 1 전극쌍(10)은, 음극 또는 양극을 가지고 소재(M)의 상기 제 1-1 위치에 제 1 길이(L1) 만큼 접촉되는 제 1-1 전극(11) 및 제 1-1 전극(11)과 반대 극성을 가지고 소재(M)의 상기 제 1-2 위치에 제 1 길이(L1) 보다 짧은 제 2 길이(L2) 만큼 접촉되는 제 1-2 전극(12)을 포함할 수 있다.

또한, 제 2 전극쌍(20)은, 제 1-1 전극(11)과 소재(M)의 폭방향으로 나란하게 배치되어 음극 또는 양극을 가지고 소재(M)의 상기 2-1 위치에 제 3 길이(L3) 만큼 접촉되는 제 2-1 전극(21) 및 제 1-2 전극(12)과 소재(M)의 폭방향으로 나란하게 배치되어 제 2-1 전극(21)과 반대 극성을 가지고 소재(M)의 상기 2-2 위치에 제 3 길이(L3) 보다 짧은 제 4 길이(L4) 만큼 접촉되는 제 2-2 전극(22)을 포함할 수 있다.

또한, 제 3 전극쌍(30)은, 제 2-1 전극(21)과 소재(M)의 폭방향으로 나란하게 배치되어 음극 또는 양극을 가지고 소재(M)의 상기 3-1 위치에 제 5 길이(L5) 만큼 접촉되는 제 3-1 전극(31) 및 제 2-2 전극(22)과 소재(M)의 폭방향으로 나란하게 배치되어 제 3-1 전극(31)과 반대 극성을 가지고 소재(M)의 상기 3-2 위치에 제 5 길이(L5) 보다 짧은 제 6 길이(L6) 만큼 접촉되는 제 3-2 전극(32)을 포함할 수 있다.

예컨대, 소재(M)는, 일단이 제 1 폭(W1)을 가지고 타단이 제 1 폭(W1) 보다 작은 제 2 폭(W2)을 가지는 단면폭이 길이 방향을 따라 구간별로 가변되는 소재이고, 제 1 폭(W1)을 가지는 소재(M)의 일단을 3개의 구역으로 나누어 폭 방향으로 제 1-1 전극(11)과 제 2-1 전극(21) 및 제 3-1 전극(31)이 순서대로 배치되고, 제 2 폭(W2)을 가지는 소재(M)의 일단을 3개의 구역으로 나누어 폭 방향으로 제 1-2 전극(12)과 제 2-2 전극(22) 및 제 3-2 전극(32)이 순서대로 배치될 수 있다.

이때, 제 1-1 전극(11)의 제 1 길이(L1)와, 제 2-1 전극(21)의 제 3 길이(L3) 및 제 3-1 전극(31)의 제 5 길이(L5)는 동일한 길이를 가지고, 제 1-2 전극(12)의 제 2 길이(L2)와, 제 2-2 전극(22)의 제 4 길이(L4) 및 제 3-2 전극(32)의 제 6 길이(L6)는 동일한 길이 가질 수 있다. 더불어, 제 1 길이(L1)와 제 3 길이(L3) 및 제 5 길이(L5)는, 제 2 길이(L2)와 제 4 길이(L4) 및 제 6 길이(L6) 보다 길게 형성될 수 있다.

이에 따라, 제 1 전극쌍(10), 제 2 전극쌍(20) 및 제 3 전극쌍(30)은, 상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향 및 상기 제 3 방향이 서로 같은 방향으로 향할 수 있도록, 상기 소재(M)에 폭방향으로 나란하게 배치될 수 있다.

더욱 구체적으로, 제 2-1 전극(21)은 소재(M) 일단의 중간부, 제 2-2 전극(22)은 소재(M) 타단의 중간부에 배치되어, 제 2 전류(A)가 소재(M)의 길이 방향과 수평인 상기 제 2 방향으로 소재(M)를 가로지를 수 있다.

더불어, 제 1-1 전극(11)은 소재(M)의 제 1 폭(W1)을 가지는 일단의 일측, 제 1-2 전극(12)은 소재(M)의 제 1 폭(W1) 보다 작은 제 2 폭(W2)을 가지는 타단의 일측에 배치되어, 제 1 전류(A1)가 상기 제 2 방향을 기준으로 경사진 방향인 상기 제 1 방향으로 소재(M)를 가로지를 수 있다.

또한, 제 3-1 전극(31)은 소재(M)의 제 1 폭(W1)을 가지는 일단의 타측, 제 3-2 전극(32)은 소재(M)의 제 1 폭(W1) 보다 작은 제 2 폭(W2)을 가지는 타단의 타측에 배치되어, 제 3 전류(A3)가 상기 제 2 방향을 기준으로 상기 제 1 방향과 반대로 경사진 방향인 상기 제 3 방향으로 소재(M)를 가로지를 수 있다.

따라서, 소재(M)의 통전 가열 시 소재(M)에 전류를 공급하는 전극쌍(10, 20, 30)을 다수개 형성하고, 소재(M)를 다수개의 부분 영역으로 나누어 각 부분 영역을 제 1 전류(A1), 제 2 전류(A2) 및 제 3 전류(A3)가 각각 가로지르면서 통전 가열시킴으로써, 소재(M)의 넓은 단면폭 부위에서도 좁은 단면폭을 가지는 부위와 유사하게 온도를 승온 시킬 수 있다.

이에 따라, 단면폭이 길이 방향으로 일정하지 않은 소재(M)를 전체적으로 목표하는 온도로 균일하고 빠르게 가열시킬 수 있다. 아울러, 본 실시예에서 전극쌍의 숫자를 3개로 한정하였지만 반드시 이에 국한되지 않고 소재(M)의 단면폭 변화량에 따라 효과적으로 통전 가열시킬 수 있도록 전극쌍이 다양한 개수로 구성될 수 있다.

또한, 도시 되진 않았지만, 순차 전류 공급 장치(미도시)는 제 1 전극쌍(10)과 제 2 전극쌍(20) 및 제 3 전극쌍(30)과 전기적으로 연결되고, 소재(M)의 일부분에 전류가 집중되어 부분적으로 과열되는 것을 방지할 수 있도록, 제 1 전극쌍(10)에 제 1 전류(A1)를 공급하는 동안 제 2 전극쌍(20)에 제 2 전류(A2) 및 제 3 전극쌍(30)에 제 3 전류(A3)를 차단하고, 제 2 전극쌍(20)에 제 2 전류(A2)를 공급하는 동안 제 1 전극쌍(10)에 제 1 전류(A1) 및 제 3 전극쌍(30)에 제 3 전류(A3)를 차단하며, 제 3 전극쌍(30)에 제 3 전류(A3)를 공급하는 동안 제 1 전극쌍(10)에 제 1 전류(A1) 및 제 2 전극쌍(20)에 제 2 전류(A2)를 차단할 수 있다.

이에 따라, 상기 순차 전류 공급 장치는, 소재(M)의 부분 통전이 가능할 수 있도록, 전류가 공급되는 전극쌍 이외의 다른 전극쌍의 전류를 차단시킬 수 있다. 이와 같이, 소재(M)의 부분 통전 시 좁은 전극 주위로 높은 전류밀도가 형성되어 온도가 상승될 수 있으므로, 소재(M)의 단면폭이 넓은 부위에 온도를 선택적으로 집중적으로 상승시킬 수 있다.

또한, 상기 순차 전류 공급 장치는, 소재(M)의 제 1 전류(A1)가 흐르는 부분인 제 1 부분과, 제 2 전류(A2)가 흐르는 부분인 제 2 부분 및 제 3 전류(A3)가 흐르는 부분인 제 3 부분을 순차적으로 가열시켜 단면폭이 길이 방향으로 가변되는 소재(M)를 더욱 균일하게 통전 가열시킬 수 있도록, 제 1 전극쌍(10)과 제 2 전극쌍(20) 및 제 3 전극쌍(30)에 순차적으로 전류를 공급할 수 있다.

더불어, 상기 순차 전류 공급 장치는, 소재(M)를 더욱 효과적으로 균일하게 가열시킬 수 있도록 전류 공급 순서를 제 1 전극쌍(10), 제 3 전극쌍(30) 및 제 2 전극쌍(20) 순으로 하는 것이 바람직할 수 있다. 이때, 제 1 전극쌍(10), 제 2 전극쌍(20) 및 제 3 전극쌍(30)에 순차적으로 69.9A/㎟ 내지 71.9A/㎟의 전류를 0.5초 내지 1.5초씩 공급하고 이를 2사이클 내지 4 사이클 반복할 수 있으며, 각 전극쌍(10, 20, 30)에 70.9A/㎟를 1초씩 부하하고 3사이클 반복하는 것이 가장 효과적일 수 있다.

그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치(100)는, 단면폭이 길이 방향으로 불균일한 소재(M)를 통전 가열 시 소재(M)에 전류를 공급하는 전극쌍(10, 20, 30)을 다수개 형성하고, 소재(M)를 다수개의 부분 영역으로 나누어 다수개의 부분 영역을 번갈아 가며 순차적으로 가열시킴으로써, 소재(M)의 넓은 단면폭 부위에서도 좁은 단면폭을 가지는 부위와 유사하게 온도를 승온 시킬 수 있다. 이에 따라, 단면폭이 길이 방향으로 일정하지 않은 소재(M)를 전체적으로 목표하는 온도로 균일하고 빠르게 가열시키는 효과를 가질 수 있는 핫 스탬핑 소재 가열 장치(100)를 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 소재(M)는, 십자 형상을 가지는 소재이고, 제 1 전류(A1)가 소재(M)를 가로지르는 제 1 방향 및 제 2 전류(A2)가 소재(M)를 가로지르는 제 2 방향은, 소재(M)의 중심부에서 교차되어 십자 형상으로 형성된 소재(M)를 균일하게 가열할 수 있도록, 제 1 전극쌍(10) 및 제 2 전극쌍(20)은 상기 중심부를 기준으로 방사선상에 90도 등각 배치될 수 있다.

이때, 제 1 전극쌍(10) 및 제 2 전극쌍(20)과 전기적으로 연결된 순차 전류 공급 장치(미도시)는, 제 1 전극쌍(10) 및 제 2 전극쌍(20)에 순차적으로 전류를 공급하여, 소재(M)의 제 1 전류(A1)가 흐르는 부분인 제 1 부분 및 소재(M)의 제 2 전류(A2)가 흐르는 부분인 제 2 부분을 순차적으로 가열시킴으로써, 소재(M)를 전체적으로 균일하게 가열시킬 수 있다.

그러므로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치(200)는, 십자 형상을 가지는 소재(M)를 통전 가열 시 소재(M)에 전류를 공급하는 전극쌍(10, 20)을 다수개 형성하고, 소재(M)를 다수개의 부분 영역으로 나누어 다수개의 부분 영역을 번갈아 가며 순차적으로 가열시킴으로써, 단면폭이 일정하지 않은 십자 형상의 소재(M)를 전체적으로 목표하는 온도로 균일하고 빠르게 가열시키는 효과를 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치(300)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 소재(M)는, 원형 형상을 가지는 소재이고, 제 1 전류(A1)가 소재(M)를 가로지르는 제 1 방향, 제 2 전류(A2)가 소재(M)를 가로지르는 제 2 방향 및 제 3 전류(A1)가 소재(M)를 가로지르는 제 3 방향은 상기 소재(M)의 중심부에서 교차되어, 원형 형상으로 형성된 소재(M)를 균일하게 가열할 수 있도록, 제 1 전극쌍(10), 제 2 전극쌍(20) 및 제 3 전극쌍(30)은 상기 중심부를 기준으로 방사선상에 60도 등각 배치될 수 있다.

이때, 제 1 전극쌍(10), 제 2 전극쌍(20) 및 제 3 전극쌍(30)과 전기적으로 연결된 순차 전류 공급 장치(미도시)는, 제 1 전극쌍(10), 제 2 전극쌍(20) 및 제 3 전극쌍(30)에 순차적으로 전류를 공급하여, 소재(M)의 제 1 전류(A1)가 흐르는 부분인 제 1 부분과, 소재(M)의 제 2 전류(A2)가 흐르는 부분인 제 2 부분 및 소재(M)의 제 3 전류(A2)가 흐르는 부분인 제 3 부분을 순차적으로 가열시킴으로써, 소재(M)를 전체적으로 균일하게 가열시킬 수 있다.

그러므로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 핫 스탬핑 소재 가열 장치(200)는, 원형 형상을 가지는 소재(M)를 통전 가열 시 소재(M)에 전류를 공급하는 전극쌍(10, 20, 30)을 다수개 형성하고, 소재(M)를 다수개의 부분 영역으로 나누어 다수개의 부분 영역을 번갈아 가며 순차적으로 가열시킴으로써, 단면폭이 일정하지 않은 원형 형상의 소재(M)를 전체적으로 목표하는 온도로 균일하고 빠르게 가열시키는 효과를 가질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 제 1 전극쌍
20: 제 2 전극쌍
30: 제 3 전극쌍
M: 소재
A1: 제 1 전류
A2: 제 2 전류
A3: 제 3 전류
100, 200, 300: 핫 스탬핑 소재 가열 장치

Claims (11)

1. 제 1 전류가 소재를 제 1 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 1-1 위치와 제 1-2 위치에 각각 설치되는 제 1 전극쌍;
   제 2 전류가 상기 소재를 제 2 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 2-1 위치와 제 2-2 위치에 각각 설치되는 제 2 전극쌍; 및
   상기 소재의 일부분에 전류가 집중되어 부분적으로 과열되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍에 상기 제 1 전류를 공급하는 동안 상기 제 2 전극쌍에 상기 제 2 전류를 차단하고, 상기 제 2 전극쌍에 상기 제 2 전류를 공급하는 동안 상기 제 1 전극쌍에 상기 제 1 전류를 차단하는 순차 전류 공급 장치;
   를 포함하는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   제 3 전류가 상기 소재를 제 3 방향으로 가로지르도록 상기 소재의 제 3-1 위치와 제 3-2 위치에 각각 설치되는 제 3 전극쌍;
   을 더 포함하는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 소재는,
   일단이 제 1 폭을 가지고 타단이 상기 제 1 폭 보다 작은 제 2 폭을 가지는 단면폭이 구간별로 가변되는 소재이고,
   상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍은,
   상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향 및 상기 제 3 방향이 서로 같은 방향으로 향할 수 있도록, 상기 소재에 폭방향으로 나란하게 배치되는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 순차 전류 공급 장치는,
   상기 소재의 제 1 부분, 제 2 부분 및 제 3 부분을 순차적으로 가열시켜 단면폭이 가변되는 상기 소재를 균일하게 가열시킬 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍에 순차적으로 전류를 공급하는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 순차 전류 공급 장치는,
   상기 소재의 부분 통전이 가능할 수 있도록 전류가 공급되는 전극쌍 이외의 다른 전극쌍의 전류를 차단시키는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 순차 전류 공급 장치는,
   상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍에 순차적으로 69.9A/㎟ 내지 71.9A/㎟의 전류를 0.5초 내지 1.5초씩 공급하고 이를 2사이클 내지 4 사이클 반복하는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 순차 전류 공급 장치는,
   상기 제 1 전극쌍, 상기 제 3 전극쌍 및 상기 제 2 전극쌍 순으로 전류를 공급하는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
8. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 전극쌍은,
   음극 또는 양극을 가지고 상기 소재의 상기 제 1-1 위치에 제 1 길이 만큼 접촉되는 제 1-1 전극; 및
   상기 제 1-1 전극과 반대 극성을 가지고 상기 소재의 상기 제 1-2 위치에 상기 제 1 길이 보다 짧은 제 2 길이 만큼 접촉되는 제 1-2 전극;을 포함하고,
   상기 제 2 전극쌍은,
   상기 제 1-1 전극과 상기 소재의 폭방향으로 나란하게 배치되어 음극 또는 양극을 가지고 상기 소재의 상기 2-1 위치에 제 3 길이 만큼 접촉되는 제 2-1 전극; 및
   상기 제 1-2 전극과 상기 소재의 폭방향으로 나란하게 배치되어 상기 제 2-1 전극과 반대 극성을 가지고 상기 소재의 상기 2-2 위치에 상기 제 3 길이 보다 짧은 제 4 길이 만큼 접촉되는 제 2-2 전극;
   을 포함하는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1-1 전극의 상기 제 1 길이와 상기 제 2-1 전극의 상기 제 3 길이는 동일한 길이를 가지고, 상기 제 1-2 전극의 상기 제 2 길이와 상기 제 2-2 전극의 상기 제 4 길이는 동일한 길이를 가지는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
10. 제 2 항에 있어서,
    상기 소재는, 원형 형상을 가지는 소재이고,
    상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향 및 상기 제 3 방향은 상기 소재의 중심부에서 교차되어 원형 형상으로 형성된 상기 소재를 균일하게 가열할 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍, 상기 제 2 전극쌍 및 상기 제 3 전극쌍은 상기 중심부를 기준으로 방사선상에 60도 등각 배치되는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 소재는, 십자 형상을 가지는 소재이고,
    상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 상기 소재의 중심부에서 교차되어 십자 형상으로 형성된 상기 소재를 균일하게 가열할 수 있도록, 상기 제 1 전극쌍 및 상기 제 2 전극쌍은 상기 중심부를 기준으로 방사선상에 90도 등각 배치되는, 핫 스탬핑 소재 가열 장치.

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