KR900003286B1 - 가열압착 금형판의 가열방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가열압착 금형판의 가열방법 및 장치

제 1 도는 본 발명에 따라 일예시적으로 구성된 가열장치의 분리 사시도.

제 2 도는 본 발명에 따라 일예시적으로 구성된 가열판의 평면도.

제 3 도는 본 발명의 요부발췌 분리 사시도.

제 4 도는 제 2 도의 A-A선을 발췌한 상태의 금형판 결합상태 단면도.

제 5 도는 종래 가열장치의 평면구성도.

제 6 도는 본 발명과 종래 발명의 사용에 따른 전류선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 금형판 2 : 금속판

3 : 오목홈수단 31 : 가이드돌기

32 : 연결통로 4 : 권선체

41 : 연결부 42 : 구멍

5 : 내열성수지테이프 6 : 보호판

본 발명은 가열장치로부터 열을 전도받아 소정의 온도로 가열된 상태에서 상면의 금형내에 피접착물을 삽입 홀딩시켜 가열 접착을 행하도록 구성된 가열압착 금형판의 가열방법 및 장치에 관한 것이다.

가열압착 금형판(이하 금형판이라 약칭한다)은 주로 본체와 바닥판이 상호 분리 형성된뒤 이들을 일체로 가열 접착시키게 되는 운동화나 각종 신발류 및 그 밖에 가열접착 공정을 요하는 곳에서 널리 사용되고 있는 장치이며, 이는 하부에 발열장치가 내설된 열전도성 금속판이 결합 설치되므로서 하나의 독립된 기능의 메카니즘을 구성하게 된다.

여기에서 종래 금형판의 가열방법 및 장치를 살펴보면 도면 제 5 도에서와 같이, 금형판과 동일한 크기 및 소정의 두께를 가지면서 볼트와 같은 체결부재로 금형판의 저면에 고정부착 설치되는 금속판(2')의 내부에 알맞은 패턴으로 전열선(8')을 배열 설치됨에 따라, 전열선(8')에 외부전원을 입력가열시키면 그 열이 금속판(2')을 통해 상부의 금형판으로 전도되어 일측의 온도조절기(도시하지 않음)에 의해 소정의 온도를 지속적으로 유지하도록 가열시켜 주게되는 것이었다.

그런데, 상기와 같이 전열선(8')에서 발생된 열이 금속판(2')을 열전도 매개체로 하여 금형판에 전달되는 간접가열방식을 채택함에 따라, 첫째, 열전도효율이 낮고 열손실이 많이 발생하게 되어 금형판을 소정의 온도(약 300℃)로 가열시키고자 할때에는 전열선(8')의 가열온도를 약 800℃까지 상승시켜야 하므로 그에 따른 막대한 전기에너지를 사용하게 되고, 둘째, 전열선(8')과 직접 접하게 되는 금속판 일측부위가 거의 그에 비례하는 상당히 높은 온도로 가열되므로서 금형의 측방에 위치하여 작업하는 작업자측으로 고열이 복사열 전달되어 작업환경에 상당한 악조건이 되고 있으며 화재의 위험성도 상당히 내재하고 있음은 물론이고, 셋째, 금속판의 부위별 온도차(즉, 전열선(8')이 위치한 부근과 그렇지 못한 부분)가 상당히 심하게 나타나면서, 그 상태대로 상측의 금형판에 전도됨에 따라 금형판의 열분포가 고르지 못하여 접착 작업시 불량발생률이 높게 나타나는 등의 제반 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 간접 가열 방식에 따른 제반 문제점을 해결함과 동시, 직접가열방식에 의한 전력소모를 대폭 감소시키고 금형판의 열분포를 전체적으로 균일하게 하며, 외부 발열량을 최소화하여 작업환경을 향상 개선시킬 수 있도록 함에 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 금속판의 상부에 적어도 1개 이상의 오목홈수단을 형성하면서 그 내부에 각각 유도코일 권선체를 외부 절연 형태로 삽입 설치하고, 각각의 유도코일 권선체에 교류전원을 인가시켜 유도코일에서 발생된 자력선이 금속판에 작용했을때 판 내부에서 자력선의 흐름을 방해하는 소용돌이전류 즉, 와류(渦流)가 발생하므로서, 그 저항(와류손(渦流損 : Eddy current loss))에 의하여 금속판이 직접 가열되면서 상측의 금형판을 전도 가열시킬수 있는 직접 가열방식으로 개선한 것이다.

이를 첨부된 예시도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상면 일측에 금형부(11)를 구비한 금형판(1)의 저면에 체결부재로서 관통 결합 설치되는 금속판(2)에 가열장치를 형성함에 있어서, 도면 제 1,3 도에서와 같이 금속판(2)의 상면에는 중앙부위에 가이드 돌기부(31)를 구비한 소정크기의 오목홈수단(3)이 일정한 형태로 배열 형성됨과 동시, 각각의 오목홈수단(3) 사이에는 연결통로(32)가 형성되었다. 그리고, 유도코일을 상기 홈과 유사한 외곽형태를 가지며 그보다 낮은 높이로 적층 권회시켜 중앙에 상기 가이드 돌기(31)가 삽입될 구멍(42)을 구비하고, 내열성수지 테이프(5)로 절연커버링된 권선체(4)가 각각의 오목홈수단(3)내에 연결부(41)로서 상호 직렬 연결된 상태로 삽입 결합 설치되므로서, 권선체(4)는 오목홈수단(3)내에서 구멍(42)과 가이드돌기(31)를 이용하여 유동방지 형태로 결합설치되었다(도면 제 2 도 참조).

또한, 상기 권선체(4)의 상부에는 내열성이 강한 석면재 보호판(6)이 커버링 설치되어 금형판(1) 저면과 접촉시 손상을 방지 보호해주며, 연결통로(32)내에 위치하게 되는 연결부(41) 및 유도코일 인입부와 인출부 주위에는 내열성 부도체 튜브(7)가 삽입 설치되므로서 금속판과 완벽한 절연상태를 유지하게 되는 것이다. 이때, 상기 권선체(4)를 구성하게 되는 유도코일의 권회수는 통상 50-100회 정도로 하며, 코일은 직경 1mm내외의 구리단선으로 형성함이 바람직하다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

금속판(2)의 일측에 부설된 플러그를 이용하여 유도코일에 교류전원을 인가하면 연결부(41)로서 각각 직렬형태로 연결된 오목홈수단(3)내의 권선체(4)에 전류가 흐르게 되는바, 이때 각각의 권선체(4) 주위에 변화하는 자력선에 의한 유도자장이 형성될때 금속판(2)에서는 자체 분자구조내에서 상기 자력선의 흐름을 방해하는 와류(일명 : 와전류)가 발생되면서 저항 역할을 행하여 와류손에 의한 열이 발생하므로서, 그 열에 의하여 금속판(2)이 전체적으로 고르고 균일하게 직접 가열됨과 동시 저온열 원인 상측의 금형판(1)으로 전도시키게 되어 이 역시 전체적으로 온도분포가 균일하게 가열되는 것이다.

이상과 같이 유도코일에 일정시간 동안 전원을 공급하게 되면 금속판(2)이 상당한 온도로 가열되면서 직접 금형판(1)을 온도 조절기(도시하지 않음)로서 셋팅시킨 온도까지 상승시킨 다음, 금형판의 온도에 따라 자동적으로 필요한 만큼의 전원이 공급 내지 차단되는 동작을 연속 반복적으로 되풀이하여 일정 온도를 유지시켜 주는 것이며, 상기 각각의 권선체(4)는 스스로 발열되지는 않지만 금속판(2)의 인접부로부터 열을 전도받아 그의 70-80%정도까지 상승하게 되므로, 상기 권선체 및 유도코일을 감싸 절연시키고 있는 수지테이프(5) 및 부도체튜브(7)는 완벽한 내열성을 유지해야만 고온에서 열적 변형내지 손실이 발생되지 않아 금속판(2)측으로의 전류누설에 의한 감전사고를 방지할수 있는 것이다.

또한, 상기 각각의 오목홈수단(3)과 가이드돌기(31) 및 그 내부로 삽입될 권선체(4)의 형태는 각체 또는 원통체등 여러가지로 형성할수 있으나, 가공상 원통체가 가장 바람직하다.

그리고, 도면 제 6 도는 반복실험에 의해 얻어진 본 발명에 따른 장치와 종래 장치를 사용시 소모되는 전류선도인바, 본 발명의 금형판이 짧은 시간내에 설정온도에 도달하게 되며, 그후에는 시간이 흐를수록 전류가 2차 곡선 형태로 하강하게 되지만, 종래 장치의 금형판은 보다 늦게 가열됨은 물론이고, 시간이 경과되어도 일정수치(약 13A)이하로는 떨어지지 않게 되는바, 그에 따른 많은 전력감소효과(W=I²R)를 얻을수 있는 것이다.

이상과 같이 구성되고 작동되는 본 발명은, 금형판(1)의 가열에 종래의 금속판내에 전열선을 배열설치한 간접 가열방식에서 유도코일을 이용한 금속판(2)내에서 와류손에 의한 직접 가열방식으로 개선되므로서, 설치 구성상의 간편 및 단순화는 물론이거니와, 종래에 비해 신속히 가열되고 장기간 사용시에도 작은 전류를 소모하게 되므로 현격한 절전에 따른 에너지 절감효과와 아울러 제품의 제조원가를 절감할 수 있으며, 금속판(2) 자체의 온도가 설정치 이상은 상승되지 않으므로 종래의 간접가열 방식의 높은 고열에 비해 월등히 낮은 온도를 유지하여 화상 및 화재의 염려를 사전에 방지하여 작업자에게 보다 좋은 작업조건을 제공하고, 금형판(1)의 전체적인 온도분포가 고르게 가열되므로 종래와 같이 온도분포차이에 따른 불량을 배제하여 생산성을 향상시킬수 있는 특출한 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 금형판의 저면에 체결부재로서 상호 결합 설치되는 금속판을 이용하여, 금형판을 소정의 온도까지 가열시킴에 있어서, 금속판(2)의 상면 소정위치에는 각각 적어도 1개 이상의 오목홈수단(3)을 상호 연결통로(32)로서 관통 연결 상태로 형성한뒤, 각각의 오목홈수단(3)내에는 단선 유도코일을 일정 회전수단큼 권회 형성한 유도 자장 형성용 권선체(4)가 내열성 수지테이프(5)로 절연 커버링되고 상부에 내열성 보호판(6)을 커버링한 형태로 삽입 설치함과 동시, 상호 내열성 부도체튜브(7)로 커버링된 연결부(41)로서 직렬연결 설치하므로서, 권선체(4)에 교류전원을 인가시 그 주위에 형성된 유도자장의 흐름을 방해하는 와류손에 의해 발생된 열로서 금속판이 직접 가열되어 금형판을 전도가열시킴을 특징으로 하는 가열압착금형판의 가열 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 오목홈수단(3)은 중앙에 가이드돌기(3l)를 형성하는 원통형상으로 하고, 그 내부에 삽입 설치될 권선체(4)의 외부 형태와 상기 오목홈수단과 유사하게 함과 동시, 중앙부의 구멍(42)을 이용하여 상기 가이드돌기(31)와 결합됨을 특징으로 하는 가열압착 금형판의 가열 방법.
3. 금형판의 저면에 체결부재로서 상호 결합된 금속판에 가열 장치를 형성함에 있어서, 금속판(2)의 상면에는 소정의 폭과 깊이를 가지는 적어도 1개 이상의 오목홈수단(3)이 상호 연결통로(32)로서 관통상태로 형성됨과 동시, 소정 직경의 단선 유도코일이 일정수만큼 권회 형성되고 내열성 수지 테이프(5)로 커버링되며, 상부와 금속판 저면 사이에 내열성 보호판(6)이 개재되고, 상호 절연커버링된 연결부(41)로서 직렬 연결된 상태로 상기 각각의 오목홈 수단내에 삽입 설치된 유도 자장 형성용 권선체(4)로서 결합구성됨을 특징으로 하는 가열압착 금형판의 가열 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 오목홈수단(3)은 바닥면 중앙부에 가이드돌기(31)를 구비한 원통형으로 형성되고, 권선체(4)는 중앙에 상기 가이드돌기삽입용 구멍(42)을 구비한 원통형으로 형성됨을 특징으로 하는 가열압착 금형판의 가열 창치.

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