KR20190029890A - 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 진동 에너지를 이용해 피 가공물을 가공하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치에 관한 것으로 좌우 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 플레이트; 서로 이격된 상태로 상기 한 쌍의 플레이트를 상호 연결하는 제1 슬라이더와 제2 슬라이더로 구성되는 가이드 암; 상기 제1 슬라이더의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 상면을 가압하는 금형부; 상기 금형부의 이동 방향과 동일하게 상기 제2 슬라이더의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 하면에 초음파 진동에너지를 제공하는 초음파 발생부; 및 플레이트에 설치되고 상기 금형부와 초음파 발생부가 가이드 암을 따라 슬라이딩하도록 금형부와 초음파 발생부에 구동력을 제공하는 동력발생수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 진동을 이용한 원단 가공장치{Fabric machine using ultrasonic vibration}

본 발명은 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 진동 에너지를 이용해 피 가공물을 가공하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 발생기는 발진기, 진동자, 부스터 및 혼으로 결합 구성되는데, 상기 발진기에서 공급되는 전기적 에너지를 진동자에서 기계적 진동 에너지로 변환시키고, 부스터에서 상기 기계적 진동 에너지를 증폭시켜 혼을 통해 가공물의 실링, 펀칭, 엠보, 커팅 등의 가공을 행하게 되는 것이다. 이러한 초음파 발생기는 다양한 분야에서 다양한 용도로 이용되어지고 있다.

한편, 상기 초음파 발생기를 이용한 종래의 원단가공장치는 대한민국 등록실용신안공보 제20-0439801호(명칭: 초음파를 이용한 원단가공장치)에 개시된 바 있다. 상기 종래의 원단가공장치를 간략하게 개관하자면, 단일 또는 다수겹의 원단 상하부로 초음파발생부와 외표면에 양각된 돌출부에 의한 성형부를 갖는 회전롤금형을 구비하여 초음파에 의해 원단을 가공하되, 상기 초음파 발생부(30)는 원단(2)의 폭방향으로 설치되는 프레임지지대(45)상에 다수개를 병설하되, 전후로 교번되게 경사 위치하여 각 초음파 발생부의 혼(36)이 지그재그 형태로 인접부위가 상호 중첩부위(T)를 갖도록 연속 형성함과, 상기 회전롤금형(20)은 적어도 원단의 폭보다 길게 형성함을 기재하고 있다.

그러나, 전술한 바와 같이 상기 종래의 원단가공장치는 투입되는 원단의 장폭에 맞추어 금형롤러의 폭방향의 길이를 구현해야 하기 때문에 원단의 장폭 길이가 긴 원단을 한번에 가공하고자 할 경우 그에 대응하는 금형롤러가 반드시 구비되어야 한다. 즉, 금형롤러의 폭방향 길이가 증가함에 따라 금형롤러의 제작 단가가 상승하는 문제점이 발생한다.

아울러, 상기 금형롤러에 대응하는 초음파 발생부는 원단의 폭방향을 따라 다수개가 병설되야만 하는데 초음파 발생부의 개수가 증가함에 따라 원단가공장치를 구동하는데 필요한 전력이 많이 소요되며 다수의 초음파 발생부를 구비하기 위한 구매비용 증가 등의 문제점이 뒤따르게 된다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0439801호

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 피 가공물의 장폭 길이에 대응되는 금형롤러를 구비할 필요 없이 다양한 규격의 장폭을 갖는 피 가공물을 가공할 수 있어 범용성이 개선된 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 가공장치는 피 가공물의 좌우 폭에 대응되는 크기의 금형롤러 및 다수의 초음파 모듈을 구비하지 않아도 피 가공물을 효과적으로 가공할 수 있으므로 비용 대비 원가를 절감할 수 있는 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명에 따른 가공장치의 구동에 필요한 전력을 최소화시킬 수 있어 전기료 등을 대폭 점감시킬 수 있는 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 좌우 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 플레이트; 서로 이격된 상태로 상기 한 쌍의 플레이트를 상호 연결하는 제1 슬라이더와 제2 슬라이더로 구성되는 가이드 암; 상기 제1 슬라이더의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 상면을 가압하는 금형부; 상기 금형부의 이동 방향과 동일하게 상기 제2 슬라이더의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 하면에 초음파 진동에너지를 제공하는 초음파 발생부; 및 플레이트에 설치되고 상기 금형부와 초음파 발생부가 가이드 암을 따라 슬라이딩하도록 금형부와 초음파 발생부에 구동력을 제공하는 동력발생수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가공장치는 투입되는 피 가공물의 좌우 양 단을 파지한 상태로 신장시켜 피 가공물에 장력을 부여하도록 한 쌍의 플레이트에 각각 설치되는 한 쌍의 장력발생부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 동력발생수단은, 정역 회전하는 제1 구동모터; 회전축이 좌우 폭 방향을 따라 배치되며 제1 회전축의 경로상에 제1 타이밍 풀리를 구비한 채로 한 쌍의 플레이트에 각각 설치되는 한 쌍의 제1 샤프트; 제1 구동모터의 구동력을 제1 샤프트로 전달하기 위해 제1 구동모터의 출력단과 제1 샤프트의 타이밍 풀리에 감기는 메인벨트; 상기 제1 샤프트의 하방으로 이격된 상태에서 제2 회전축이 좌우 폭 방향을 따라 배치되며 제2 회전축의 경로상에 제2 타이밍 풀리를 구비한 채로 한 쌍의 플레이트에 각각 설치되는 한 쌍의 제2 샤프트; 제1 샤프트의 구동력을 제2 샤프트로 전달하기 위해 제1 샤프트와 제2 샤프트에 감기는 연동벨트; 상기 한 쌍의 제1 샤프트을 상호 연동시키도록 각각의 제1 샤프트에 감기며 경로상에 상기 금형부가 고정되는 제1 안내벨트; 및 상기 한 쌍의 제2 샤프트을 상호 연동시키도록 각각의 제2 샤프트에 감기며 경로상에 상기 초음파 발생부가 고정되는 제2 안내벨트;를 포함하되, 상기 금형부와 초음파 발생부는 상기 제1 구동모터의 구동력에 의해 제1 안내벨트와 제2 안내벨트가 무한궤도 형태로 회전하면 제1 안내벨트와 제2 안내벨트에 고정된 채로 가이드 암의 길이방향을 따라 슬라이딩하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금형부는, 상기 제1 안내벨트에 고정된 상태에서 상기 제1 슬라이더에 슬라이딩 가능하게 접속하는 'ㅍ'자 형상의 금형이송프레임; 및 하단에 금형롤러가 구비되고 상기 이송프레임 상에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 초음파 발생부는, 압전소자로 발진기의 전기에너지를 초음파 진동에너지로 변환하는 진동자와 상기 진동자와 결합되어 초음파 진동에너지를 증폭 전달하는 부스터와 상기 부스터의 상부에 장착되고 피 가공물에 접촉하여 초음파 진동에너지를 피 가공물로 전달하는 혼으로 구성된 초음파 모듈; 상기 초음파 모듈을 지지한 상태에서 상기 제2 슬라이더에 슬라이딩 가능하게 접속하는 캐리어; 및 상기 혼과 동일선상에서 피 가공물의 하면에 접촉하도록 캐리어의 상단에 설치되는 롤링부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 장력발생부는, 판부재; 피 가공물의 단부를 향해 접근과 복귀가 가능하도록 판부재에서 슬라이딩하며 피 가공물의 단부를 파지할 수 있게 동작하는 파지부; 및 상기 파지부를 피 가공물의 단부로 슬라이딩시키도록 상기 판부재에 설치되는 구동부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.

첫째, 금형부와 초음파 발생부가 가이드 암을 따라 피 가공물의 좌우 폭 방향으로 이동하기 때문에 피 가공물의 장폭 길이에 대응되는 금형롤러를 구비할 필요 없이 다양한 규격의 장폭을 갖는 피 가공물을 가공할 수 있어 가공장치의 범용성을 증대시킬 수 있고 피 가공물의 좌우 폭에 대응되는 크기의 금형롤러 및 다수의 초음파 모듈을 구비하지 않아도 피 가공물을 효과적으로 가공할 수 있으므로 비용 대비 생산원가를 대폭 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

둘째, 한 개의 제1 구동모터에 의해 제공되는 구동력을 통해 금형부와 초음파 발생부를 동시에 슬라이딩시킬 수 있으므로 가공장치의 구동에 필요한 전력을 최소화시킬 수 있어 전기료 등을 대폭 절감시킬 수 있는 특징이 있다.

셋째, 장력발생부가 피 가공물을 좌우 폭 방향으로 신장시켜 팽팽하게 유지하도록 작용함으로써 금형부와 초음파 발생부가 피 가공물을 가공할 때 피 가공물이 구겨지거나 접힌 상태에서 가공됨으로써 발생하는 완제품의 불량을 방지할 수 있으며 이에 따라 최종적으로 가공되는 완제품의 질을 보다 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 가공장치의 개념을 설명하기 위한 측면을 개략적으로 도시한 개념도이고 도 1b는 본 발명에 따른 가공장치의 개념을 설명하기 위한 전면을 개략적으로 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 가공장치의 전체적인 외관을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 금형부를 설명하기 위한 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 초음파 발생부를 설명하기 위한 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 가공장치의 전면을 개략적으로 도시한 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 동력발생수단을 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명에 따른 장력발생부를 설명하기 위한 분해 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 장력발생부를 설명하기 위해 가공장치의 평면을 개략적으로 도시한 개념도.
도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 이송부재를 설명하기 위한 개념도.
도 11은 본 발명에 따른 가공장치로 가공된 피 가공물의 일례를 개략적으로 도시한 실제사진.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

설명에 앞서 편의를 위해 엄밀하지 않은 대략의 방향기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 도 2에 도시된 그대로의 상태에서 전후(z), 상하(y), 좌우(x) 방향을 나누고, 다른 도면과 관련된 설명에서도 이 기준에 따라 방향을 특정한다. 아울러, 이하에서 설명하는 한 쌍으로 이루어지는 부재들은 설명의 편이를 위해 편측에 위치한 부재들을 기준으로 설명하겠다.

본 발명에 따른 가공장치는 상기 특징을 구현하기 위해 크게 좌우 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 플레이트(100, 100'), 서로 이격된 상태로 상기 한 쌍의 플레이트(100, 100')를 상호 연결하는 제1 슬라이더(210)와 제2 슬라이더(220)로 구성되는 가이드 암(200), 상기 제1 슬라이더(210)의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 상면을 가압하는 금형부(300), 상기 금형부(300)의 이동 방향과 동일하게 상기 제2 슬라이더(220)의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 하면에 초음파 진동에너지를 제공하는 초음파 발생부(400) 및 플레이트(100)에 설치되고 상기 금형부(300)와 초음파 발생부(400)가 가이드 암(200)을 따라 슬라이딩하도록 금형부(300)와 초음파 발생부(400)에 구동력을 제공하는 동력발생수단(500)을 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 자세한 설명에 앞서 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명에 따른 가공장치의 개념을 간략하게 설명하겠다. 도 1a는 본 발명에 따른 가공장치의 개념을 설명하기 위한 측면을 개략적으로 도시한 개념도이고 도 1b는 본 발명에 따른 가공장치의 개념을 설명하기 위한 전면을 개략적으로 도시한 개념도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이 가공장치의 골격을 구성하는 한 쌍의 플레이트(100, 100')의 전방에는 가공 전 피 가공물이 권취된 재료롤러(PR)가 구비되어 있다. 이때, 단일 또는 다겹의 피 가공물을 가공할 수 있도록 이와 대응되는 복수의 재료롤러(PR)가 구비될 수 있다. 아울러, 가공이 완료된 피 가공물을 회수하는 회수롤러(TR)가 플레이트(100)의 후방에 설치될 수 있으며 가공을 위해 가공장치에 투입된 피 가공물을 이송하도록 복수의 보조롤러(720)를 구비한 이송부재(700)가 플레이트(100)에 설치될 수도 있다. 상기 이송부재(700)에 대해서는 후술하기로 한다.

또한, 도 1b에 도시된 바와 같이 투입되는 피 가공물(2점쇄선)의 하면에는 초음파 발생부(400)가, 상면에는 금형부(300)가 각각 접하도록 구현되나 이와 반대로 피 가공물의 상면에 초음파 발생부(400)가, 하면에 금형부(300)가 각각 접하도록 설계하여도 무관하다. 즉, 투입되는 피 가공물의 양 면에 접한 채로 좌우 폭 방향을 따라 초음파 발생부(400)와 금형부(300)가 동시에 이동하면서 피 가공물을 가공하게 된다.

또, 도 1b에 도시된 바와 같이 한 쌍의 플레이트(100, 100')에는 투입되는 피 가공물의

좌우 폭 양단을 파지한 채 피 가공물을 신장시키는 한 쌍의 장력발생부(600)가 설치될 수도 있다. 상기 장력발생부(600)의 자세한 설명은 후술하기로 한다.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명에 따른 가공장치를 구성하는 구성요소들을 자세하게 설명하겠다. 먼저, 가이드 암(200)은 전술한 바와 같이 제1 슬라이더(210)와 제2 슬라이더(220)로 구분되며 이때, 제1 슬라이더(210)와 제2 슬라이더(220)는 상하 방향으로 서로 평행하게 이격된 상태에서 한 쌍의 플레이트(100, 100')를 상호 연결하게 된다. 또한, 제1 슬라이더(210)와 제2 슬라이더(220)의 각각 상면과 하면에 후술되는 금형부(300)와 초음파 발생부(400)가 슬라이딩 가능하게 접속하는 레일부재(211, 221)가 길이방향을 따라 형성될 수 있다.

다음으로, 금형부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 안내벨트(560)에 고정된 상태에서 상기 제1 슬라이더(210)에 슬라이딩 가능하게 접속하는 'ㅍ'자 형상의 금형이송프레임(310), 하단에 금형롤러(321)가 구비되고 금형이송프레임(310) 상에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가압부(320), 상기 가압부(320)를 상하 방향으로 동작시키는 승강부재(330)를 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로, 금형이송프레임(310)의 전후 양단에는 제1 슬라이더(210)의 레일부재(211)에 접속하는 안내편(311)이 구비되며 상면에는 후술되는 동력발생수단(500)의 제1 안내벨트(560)를 파지하는 제1 파지브라켓(312)이 구비된다. 다시 말해, 제1 안내벨트(560)의 경로를 금형이송프레임(310)의 상면과 제1 파지브라켓(312)이 동시에 파지하는 형태로 구현된다. 아울러, 내부로 가압부(320)를 수용할 수 있도록 금형이송프레임(310)의 내부에는 일정 공간이 형성된다.

상기 가압부(320)는 금형이송프레임(310)의 내부에 지지된 상태에서 상하 방향으로 승강한다. 이때, 가압부(320)에 구비된 금형롤러(321)는 금형부(300)의 좌우 병진에 따라 투입되는 피 가공물에 접촉된 상태에서 회전하게 된다. 한편, 상기 금형롤러(321)를 독립적으로 회전시키는 전동모터(625)(미도시)가 금형부(300)에 더 포함될 수 있다. 아울러, 상기 금형롤러(321)의 표면에는 피 가공물에 성형할 패턴이 양각의 형상으로 각인되어 있다. 상기 패턴이 피 가공물에 접촉하는 높낮이에 따라 피 가공물을 천공, 엠보, 융착 등을 수행할 수 있다. 다시 말해, 피 가공물에 상기 패턴을 완전히 밀착시켰을 경우 피 가공물을 천공하게 되고 피 가공물에 패턴을 밀착시켰을 때보다 패턴을 상승시키면 피 가공물에 엠보 또는 융착 가공을 수행할 수 있는 것이다.

피 가공물에 패턴이 접촉하는 높이를 미세하게 조절하기 위하여 상기 승강부재(330)가 이용될 수 있으며 상기 승강부재(330)는 예컨대 유압 또는 공압 실린더를 채용할 수 있다.

상기 승강부재(330)는 바람직하게 금형이송프레임(310)의 상면 중심부분에 안착될 수 있으며 하방으로 연장된 로드의 단부에 상기 가압부(320)가 부착돼서 승강부재(330)의 동작에 의해 가압부(320)가 미세하게 승, 하강할 수 있다.

다음으로, 초음파 발생부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 압전소자로 발진기의 전기에너지를 초음파 진동에너지로 변환하는 진동자(421)와 상기 진동자(421)와 결합되어 초음파 진동에너지를 증폭 전달하는 부스터(422)와 상기 부스터(422)의 상부에 장착되고 피 가공물에 접촉하여 초음파 진동에너지를 피 가공물로 전달하는 혼(423)으로 구성된 초음파 모듈(420), 상기 초음파 모듈(420)을 지지한 상태에서 상기 제2 슬라이더(220)에 슬라이딩 가능하게 접속하는 캐리어(410) 및 상기 혼(423)과 동일선상에서 피 가공물의 하면에 접촉하도록 캐리어(410)의 상단에 설치되는 롤링부재(430)를 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로, 캐리어(410)의 전후 양단에는 제2 슬라이더(220)의 레일부재(221)에 접속하는 안내편(411)이 구비되며 전후 양단에는 후술되는 동력발생수단(500)의 제2 안내벨트(570)를 파지하는 제2 파지브라켓(412)이 구비된다. 다시 말해, 제2 안내벨트(570)의 경로를 캐리어(410)의 전후 양측면과 제2 파지브라켓(412)이 동시에 파지하는 형태로 구현된다. 아울러, 내부로 초음파 모듈(420)을 수용할 수 있도록 캐리어(410)의 내부에는 일정 공간이 형성된다.

또한, 롤링부재(430)는 캐리어(410)의 상단에 위치하되 회전하는 기준의 축이 전후 방향으로 위치한 상태로 회전 가능하게 설치된다. 이때, 롤링부재(430)가 혼(423)을 기준으로 좌우 양측에 설치되기 때문에 혼(423)에 접촉되는 가공영역을 항시 펴진 상태로 유지할 수 있다.

즉, 초음파 발생부(400)가 좌우 폭 방향으로 슬라이딩하는 과정에서 혼(423)에 접촉하는 피 가공물이 접히거나 구겨지는 등의 불상사를 방지할 수 있다.

다음으로, 상기 금형부(300)와 초음파 발생부(400)에 구동력을 제공하는 동력발생수단(500)의 일례에 대해서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 동력발생수단(500)은 도 1b, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 정역 회전하는 제1 구동모터(510), 제1 회전축(521)이 좌우 폭 방향을 따라 배치되며 제1 회전축(521)의 경로상에 제1 타이밍 풀리(522)를 구비한 채로 한 쌍의 플레이트(100, 100')에 각각 설치되는 한 쌍의 제1 샤프트(520, 520'), 제1 구동모터(510)의 구동력을 제1 샤프트(520)로 전달하기 위해 제1 구동모터(510)의 출력단과 제1 샤프트(520)의 제1 타이밍 풀리(522)에 감기는 메인벨트(530), 상기 제1 샤프트(520)의 하방으로 이격된 상태에서 제2 회전축(541)이 좌우 폭 방향을 따라 배치되며 제2 회전축(541)의 경로상에 제2 타이밍 풀리(542)를 구비한 채로 한 쌍의 플레이트(100, 100')에 각각 설치되는 한 쌍의 제2 샤프트(540, 540'), 제1 샤프트(520)의 구동력을 제2 샤프트(540)로 전달하기 위해 제1 샤프트(520)와 제2 샤프트(540)에 감기는 연동벨트(550), 상기 한 쌍의 제1 샤프트(520, 520')를 상호 연동시키도록 각각의 제1 샤프트(520, 520')에 감기며 경로상에 상기 금형부(300)가 고정되는 제1 안내벨트(560) 및 상기 한 쌍의 제2 샤프트(540, 540')를 상호 연동시키도록 각각의 제2 샤프트(540, 540')에 감기며 경로상에 상기 초음파 발생부(400)가 고정되는 제2 안내벨트(570)를 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로, 본 실시예에서의 제1 구동모터(510)는 도 1에 도시된 바와 같이 플레이트(100)의 제1 모터고정브라켓(110)에 의해 플레이트(100)의 외측으로 한 개가 설치된다. 즉, 본 발명에 따른 가공장치의 특징은 한 개의 제1 구동모터(510)를 통해 금형부(300)와 초음파발생부를 동시에 슬라이딩시킬 수 있도록 구동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 가공장치의 구동에 필요한 구성을 간소화하고 구동원에 소요되는 전력을 최소화시킬 수 있어 전기료 등을 절감시킬 수 있다.

다음으로, 한 쌍의 제1 샤프트(520, 520')는 한 쌍의 플레이트(100, 100')에 각각 구비되는 제1 축고정브라켓(120)에 제1 회전축(521)의 양단이 베어링 고정된다. 보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 제1 샤프트(520)는 크게 제1 회전축(521), 상기 제1 회전축(521)에 체결되는 제1 메인풀리(522-1), 제1 연동풀리(522-2) 및 제1 종동풀리(522-3)를 포함하여 구성된다.

아울러, 한 쌍의 제2 샤프트(540, 540')는 한 쌍의 플레이트(100, 100')에 각각 구비되는 제2 축고정브라켓(130)에 제2 회전축(541)의 양단이 베어링 고정된다. 보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 제2 샤프트(540)는 크게 제2 회전축(541), 상기 제2 회전축(541)에 체결되는 제2 연동풀리(542-1) 및 제2 종동풀리(542-1)를 포함하여 구성된다.

이때, 제1 메인풀리(522-1)와 제1 구동모터(510)의 출력단에 메인벨트(530)가 감겨 제1 구동모터(510)의 구동력을 제1 회전축(521)에 전달시킬 수 있다. 또한, 제1 연동풀리(522-2)와 제2 연동풀리(542-1)에는 상기 연동벨트(550)가 감겨 제1 샤프트(520)와 제2 샤프트(540)를 연동시킨다. 또, 한 쌍의 제1 샤프트(520, 520')를 상호 연동시키도록 각각의 제1 종동풀리(522-3)에는 제1 안내벨트(560)가 감긴다.

이와 유사하게, 한 쌍의 제2 샤프트(540, 540')를 상호 연동시키도록 각각의 제2 종동풀리(542-1)에는 제2 안내벨트(570)가 감긴다.

한편, 본 발명에 따른 동력발생수단(500)과 상기 동력발생수단(500)에 의해 슬라이딩하는 금형부(300) 및 초음파 발생부(400)의 작용에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 구동모터(510)가 회전력을 발생하게 되면 제1 구동모터(510)에 상호 연동된 제1 샤프트(520)가 회전하게 된다. 이때, 제1 샤프트(520)와 제2 샤프트(540)가 연동벨트(550)에 의해 상호 연동되어 있기 때문에 제1 구동모터(510)의 구동력을 제2 샤프트(540)도 전달받을 수 있다. 따라서, 제1 샤프트(520)와 제2 샤프트(540)가 제1 구동모터(510)에 의해 회전하게 되면,

상기 금형부(300)와 초음파 발생부(400)는 상기 제1 구동모터(510)의 구동력에 의해 무한궤도 형태로 회전하는 제1 안내벨트(560)와 제2 안내벨트(570)에 고정된 채로 가이드 암(200)의 길이방향을 따라 좌우로 슬라이딩한다.

즉, 금형부(300)와 초음파 발생부(400)가 피 가공물의 좌우 폭 방향을 따라 이동하면서 상호 작용으로 펀칭, 엠보, 융착 등의 가공을 수행한다. 따라서, 본 발명에 따른 가공장치는 피 가공물의 좌우 폭에 대응되는 크기의 금형롤러 및 다수의 초음파 모듈을 구비하지 않아도 피 가공물을 효과적으로 가공할 수 있으므로 비용 대비 원가를 절감할 수 있고, 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 가공장치는 투입되는 피 가공물의 좌우 양 단을 파지한 상태로 신장시켜 피 가공물에 장력을 부여하도록 한 쌍의 플레이트(100, 100')에 각각 설치되는 한 쌍의 장력발생부(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 한 쌍의 장력발생부(600)는 도 7 내지 8에 도시된 바와 같이 한 쌍의 플레이트(100, 100')에 각각 고정되며 플레이트(100)의 전후 폭방향을 기준으로 대략 플레이트(100)의 중심에 위치할 수 있도록 구비된다.

한편, 본 발명에 따른 가공장치는 이송부재(700)에 의해 피 가공물이 내부로 진입과 정지를 교번적으로 반복 실시하게 된다. 이때, 피 가공물이 정지하는 순간 장력발생부(600)가 피 가공물의 좌우 양단을 파지하면서 좌우로 당겨줌으로써 보다 정확하게 피 가공물을 가공할 수 있게 된다.

상기 특징을 구현하기 위한 본 발명에 따른 장력발생부(600)는 크게 판부재(610), 피 가공물의 단부를 향해 접근과 복귀가 가능하도록 판부재(610)에서 슬라이딩하며 피 가공물의 단부를 파지할 수 있게 동작하는 파지부(620) 및 상기 파지부(620)를 피 가공물의 단부로 슬라이딩시키도록 상기 판부재(610)에 설치되는 구동부재(630)를 포함하여 구성된다.

이때, 판부재(610)는 플레이트(100) 상에 고정된 상태이며 상기 판부재(610)의 상면으로 파지부(620)가 슬라이딩 가능하게 설치된다. 한편, 상기 구동부재(630)를 통해 판부재(610)의 상면에서 파지부(620)가 슬라이딩 가능하도록 동작하게 되는데, 상기 구동부재(630)의 일례로는 공지의 유, 공압 실린더가 채용될 수 있다. 즉, 구동부재(630)의 로드가 신장 및 압축을 반복하면서 파지부(620)를 좌우 폭 방향으로 슬라이딩시킨다.

또한, 파지부(620)는 판부재(610)와 접하는 하집게(621), 상기 하집게(621)의 상면에 수직방향으로 설치되는 지지봉(622), 하집게(621)와 평행하도록 지지봉(622)에 끼워지는 상집게(623), 상기 지지봉(622)의 상단에 설치되는 고정판(624) 및 상기 고정판(624)에 고정된 상태에서 상집게(623)를 상하 방향으로 이동시키는 전동부재(625)를 포함하여 구성된다.

이때, 하집게(621)와 상집게(623) 사이로 피 가공물이 개재되며 전동부재(625)의 작동에 의해 상집게(623)가 하강하여 하집게(621)와 상호 맞물리게 된다. 한편, 상기 전동부재(625)는 공지의 유, 공압 실린더를 채용하였다.

이하, 본 발명에 따른 장력발생부(600)의 작용에 대해서 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 피 가공물이 이송부재(700)에 의해 공급되다가 가공을 위해 공급을 중단하게 되면 구동부재(630)의 작동에 의해 파지부(620)가 피 가공물의 단부를 향해 슬라이딩 이동하면서 하집게(621)와 상집게(623) 사이에 피 가공물의 변 일부를 개재시킨다. 이와 동시에 전동부재(625)의 작동에 의해 상집게(623)가 하강하면서 하집게(621)와 맞물리게 되고 파지부(620)가 구동부재(630)에 의해 원 위치로 복귀하면서 파지하고 있던 피 가공물을 팽팽하게 신장시킨다. 이후, 팽팽해진 피 가공물의 좌우 폭 방향을 따라 금형부(300)와 초음파 발생부(400)가 이동하면서 피 가공물을 가공하게 된다.

따라서, 금형부(300)와 초음파 발생부(400)가 피 가공물을 가공할 때 피 가공물이 구겨지거나 접힌 상태에서 가공됨으로써 발생하는 완제품의 불량을 방지할 수 있다. 즉, 최종적으로 가공되는 완제품의 질을 보다 개선시킬 수 있게 된다.

다음으로, 도 9 내지 도 10을 참고하여 이송부재(700)의 일례에 대해서 설명하겠다. 본 실시예의 이송부재(700)는 플레이트(100)에 고정되는 제2 구동모터(710), 한 쌍의 플레이트(100, 100') 사이에 양 단이 접속한 채로 회전 가능하게 설치되는 복수의 보조롤러(720), 상기 복수의 보조롤러(720)의 일단과 제2 구동모터(710)의 출력단에 감겨 제2 구동모터(710)의 구동력을 복수의 보조롤러(720)에 전달시키는 제3 안내벨트(730)를 포함하여 구성된다.

즉, 제2 구동모터(710)가 작동하게 되면 이와 연동된 복수의 보조롤러(720)들이 회전하면서 재료롤러(PR)에 권취된 피 가공물을 풀어 방향으로 공급하거나 금형부(300)와 초음파 발생부(400)를 통한 가공을 위해 피 가공물의 공급을 중단시키는 역할을 담당한다.

따라서, 복수로 구비된 보조롤러(720)들을 통해 안정적으로 피 가공물을 공급할 수 있으며, 한 개의 제2 구동모터(710)를 통해 복수의 보조롤러(720)들을 회전시킬 수 있도록 구현함으로써 이송부재(700)의 구동시 필요로 하는 전력을 최소화시킬 수 있어 전기료를 대폭 절감할 수 있다.

한편, 상기 금형부(300), 초음파 발생부(400), 동력발생수단(500), 장력발생부(600) 및 이송부재(700)는 제어수단(미도시)과 전기적으로 연결되어 시퀸스제어 됨이 바람직할 것이다.

100, 100': 플레이트
200: 가이드 암
210: 제1 슬라이더
220: 제2 슬라이더
300: 금형부
310: 금형이송프레임
320: 가압부
330: 승강부재
400: 초음파 발생부
410: 캐리어
420: 초음파 모듈
430: 롤링부재
500: 동력발생수단
510: 제1 구동모터
520, 520': 제1 샤프트
530: 메인벨트
540, 540': 제2 샤프트
550: 연동벨트
560: 제1 안내벨트
570: 제2 안내벨트
600: 장력발생부
700: 이송부재

Claims (6)

1. 좌우 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 플레이트;
   서로 이격된 상태로 상기 한 쌍의 플레이트를 상호 연결하는 제1 슬라이더와 제2 슬라이더로 구성되는 가이드 암;
   상기 제1 슬라이더의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 상면을 가압하는 금형부;
   상기 금형부의 이동 방향과 동일하게 상기 제2 슬라이더의 좌우 폭 방향을 따라 슬라이딩하면서 피 가공물의 하면에 초음파 진동에너지를 제공하는 초음파 발생부; 및
   플레이트에 설치되고 상기 금형부와 초음파 발생부가 가이드 암을 따라 슬라이딩하도록 금형부와 초음파 발생부에 구동력을 제공하는 동력발생수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가공장치는
   투입되는 피 가공물의 좌우 양 단을 파지한 상태로 신장시켜 피 가공물에 장력을 부여하도록 한 쌍의 플레이트에 각각 설치되는 한 쌍의 장력발생부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력발생수단은,
   정역 회전하는 제1 구동모터;
   회전축이 좌우 폭 방향을 따라 배치되며 제1 회전축의 경로상에 제1 타이밍 풀리를 구비한 채로 한 쌍의 플레이트에 각각 설치되는 한 쌍의 제1 샤프트;
   제1 구동모터의 구동력을 제1 샤프트로 전달하기 위해 제1 구동모터의 출력단과 제1 샤프트의 타이밍 풀리에 감기는 메인벨트;
   상기 제1 샤프트의 하방으로 이격된 상태에서 제2 회전축이 좌우 폭 방향을 따라 배치되며 제2 회전축의 경로상에 제2 타이밍 풀리를 구비한 채로 한 쌍의 플레이트에 각각 설치되는 한 쌍의 제2 샤프트;
   제1 샤프트의 구동력을 제2 샤프트로 전달하기 위해 제1 샤프트와 제2 샤프트에 감기는 연동벨트;
   상기 한 쌍의 제1 샤프트을 상호 연동시키도록 각각의 제1 샤프트에 감기며 경로상에 상기 금형부가 고정되는 제1 안내벨트; 및
   상기 한 쌍의 제2 샤프트을 상호 연동시키도록 각각의 제2 샤프트에 감기며 경로상에 상기 초음파 발생부가 고정되는 제2 안내벨트;를 포함하되,
   상기 금형부와 초음파 발생부는 상기 제1 구동모터의 구동력에 의해 제1 안내벨트와 제2 안내벨트가 무한궤도 형태로 회전하면 제1 안내벨트와 제2 안내벨트에 고정된 채로 가이드 암의 길이방향을 따라 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 금형부는,
   상기 제1 안내벨트에 고정된 상태에서 상기 제1 슬라이더에 슬라이딩 가능하게 접속하는 'ㅍ'자 형상의 금형이송프레임; 및
   하단에 금형롤러가 구비되고 상기 이송프레임 상에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 초음파 발생부는,
   압전소자로 발진기의 전기에너지를 초음파 진동에너지로 변환하는 진동자와 상기 진동자와 결합되어 초음파 진동에너지를 증폭 전달하는 부스터와 상기 부스터의 상부에 장착되고 피 가공물에 접촉하여 초음파 진동에너지를 피 가공물로 전달하는 혼으로 구성된 초음파 모듈;
   상기 초음파 모듈을 지지한 상태에서 상기 제2 슬라이더에 슬라이딩 가능하게 접속하는 캐리어; 및
   상기 혼과 동일선상에서 피 가공물의 하면에 접촉하도록 캐리어의 상단에 설치되는 롤링부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 한 쌍의 장력발생부는,
   판부재;
   피 가공물의 단부를 향해 접근과 복귀가 가능하도록 판부재에서 슬라이딩하며 피 가공물의 단부를 파지할 수 있게 동작하는 파지부; 및
   상기 파지부를 피 가공물의 단부로 슬라이딩시키도록 상기 판부재에 설치되는 구동부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 원단 가공장치.

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