[go: up one dir, main page]

KR102887119B1 - Device for joining thermoplastic members to each other - Google Patents

Device for joining thermoplastic members to each other

Info

Publication number
KR102887119B1
KR102887119B1 KR1020220167545A KR20220167545A KR102887119B1 KR 102887119 B1 KR102887119 B1 KR 102887119B1 KR 1020220167545 A KR1020220167545 A KR 1020220167545A KR 20220167545 A KR20220167545 A KR 20220167545A KR 102887119 B1 KR102887119 B1 KR 102887119B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoplastic member
curved
unit
induction heating
heating unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020220167545A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20240083423A (en
Inventor
강창수
유명한
최보경
Original Assignee
재단법인 한국탄소산업진흥원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 한국탄소산업진흥원 filed Critical 재단법인 한국탄소산업진흥원
Priority to KR1020220167545A priority Critical patent/KR102887119B1/en
Publication of KR20240083423A publication Critical patent/KR20240083423A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102887119B1 publication Critical patent/KR102887119B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/18—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools
    • B29C65/24—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools characterised by the means for heating the tool
    • B29C65/30—Electrical means
    • B29C65/32—Induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/03—After-treatments in the joint area
    • B29C66/034—Thermal after-treatments
    • B29C66/0342—Cooling, e.g. transporting through welding and cooling zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B29L2031/3082—Fuselages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B29L2031/3085—Wings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 서로 다른 두께를 가지는 직선형 또는 곡선형 열가소성 부재를 유도가열에 의해 접합할 때, 유도가열된 두께가 얇은 직선형 또는 곡선형 열가소성 부재를 냉각유닛으로 냉각시킨다. 이로 인해, 접합을 위해 열전달이 충분히 이루어지도록 두께가 두꺼운 열가소성 부재를 기준으로 유도가열할 경우 두께가 얇은 열가소성 부재가 과도한 열전달로 인해 녹거나 타는 현상을 방지할 수 있다. 또한 냉각유닛은 상부와 하부에서 각각 작동가능하여, 두께가 얇은 열가소성 부재의 적층위치에 상관없이 두께가 얇은 열가소성 부재를 냉각시킬 수 있고, 유도가열유닛의 전방과 후방에서 각각 작동가능하여, 유도가열유닛의 작동방향에 상관없이 두께가 얇은 열가소성 부재를 냉각시킬 수 있다.The present invention, when joining linear or curved thermoplastic members having different thicknesses by induction heating, cools the induction-heated thin linear or curved thermoplastic members by a cooling unit. Accordingly, when induction heating is performed based on a thick thermoplastic member to ensure sufficient heat transfer for joining, the thin thermoplastic member can be prevented from melting or burning due to excessive heat transfer. In addition, the cooling unit can be operated from the upper and lower sides, so that the thin thermoplastic member can be cooled regardless of the stacking position of the thin thermoplastic member, and can be operated from the front and rear sides of the induction heating unit, so that the thin thermoplastic member can be cooled regardless of the operating direction of the induction heating unit.

Description

열가소성 부재 접합장치{Device for joining thermoplastic members to each other}Device for joining thermoplastic members to each other

본 발명은 열가소성 부재 접합장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoplastic member joining device.

최근 들어, 항공기 동체, 날개 등을 제조하는데, 반복적인 용융 접합이 가능한 열가소성 부재가 많이 사용되고 있다. 열가소성 부재는 열가소성 수지를 기지로 하며, 탄소섬유로 강화된 탄소복합재다.Recently, thermoplastic components capable of repeated melt bonding have been widely used in the manufacturing of aircraft fuselages, wings, and other components. These components are carbon composites made from thermoplastic resin and reinforced with carbon fiber.

이러한 열가소성 부재로, 항공기 동체, 날개 중 평평한 부분 또는 굴곡진 부분을 만들 때, 2개 이상의 직선형 또는 곡선형 탄소복합재를 접합시키는 작업이 필요하다.When making flat or curved parts of aircraft fuselage or wings with these thermoplastic members, it is necessary to join two or more straight or curved carbon composites.

종래, 금속판재를 접합시키기 위한 레이저 용접이나 스폿 용접은 탄소복합재를 접합할 수 없기에, 2개 이상의 직선형 또는 곡선형 탄소복합재를 접착 방식이나, 기계적 체결 방식으로 접합하고 있다.Conventionally, laser welding or spot welding for joining metal sheets cannot join carbon composites, so two or more straight or curved carbon composites are joined using adhesive or mechanical fastening methods.

그런데, 접착 방식의 경우, 완전 경화까지 시간이 필요한 구조용 접착제가 사용되므로, 직선형 또는 곡선형 탄소복합재의 접합 시간을 단축시키기 어렵다.However, in the case of the bonding method, structural adhesives that require time for complete curing are used, making it difficult to shorten the bonding time of straight or curved carbon composites.

또한, 기계적 체결 방식의 경우, 셀프 피어싱 리벳을 사용하므로, 직선형 또는 곡선형 탄소복합재에 구멍이 뚫려, 뚫린 부분이 약해지는 단점이 있다.In addition, in the case of mechanical fastening, since self-piercing rivets are used, there is a disadvantage in that holes are drilled in straight or curved carbon composite materials, and the drilled portion becomes weak.

또한, 종래 접착이나 기계적 체결 방식은 직선형 또는 곡선형 탄소복합재를 연속적으로 빠르게 접합하기 어렵다는 단점을 가진다.In addition, conventional adhesive or mechanical fastening methods have the disadvantage of being difficult to continuously and quickly bond straight or curved carbon composites.

한국등록특허(10-1933915)Korean registered patent (10-1933915)

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 열가소성 부재 접합장치를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide a thermoplastic member joining device capable of solving the above-described problems.

상기 목적을 달성하기 위한 열가소성 부재 접합장치는,A thermoplastic member joining device for achieving the above purpose is:

제1직선형 열가소성 부재와 상기 제1직선형 열가소성 부재의 두께와 다른 두께를 가지는 제2직선형 열가소성 부재를 유도가열하여 접합시키는 유도가열유닛; An induction heating unit that inductively heats and joins a first linear thermoplastic member and a second linear thermoplastic member having a thickness different from that of the first linear thermoplastic member;

상기 유도가열유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 두께방향으로 이동시키는 두께방향 이동유닛; A thickness direction moving unit connected to the above induction heating unit and moving the above induction heating unit in the thickness direction;

상기 두께방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 길이방향으로 이동시키는 길이방향 이동유닛; A longitudinal movement unit connected to the above thickness-direction movement unit and moving the induction heating unit in the longitudinal direction;

상기 길이방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 폭방향으로 이동시키는 폭방향 이동유닛; 및A width-direction moving unit connected to the longitudinal moving unit and moving the induction heating unit in the width direction; and

상기 유도가열유닛에 의해 유도가열된 상기 제1직선형 열가소성 부재와 상기 제2직선형 열가소성 부재 중 두께가 얇은 것을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including a cooling unit that cools the thinner one of the first linear thermoplastic member and the second linear thermoplastic member inductively heated by the induction heating unit.

또한, 상기 목적은,In addition, the above purpose is,

제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제1곡선형 열가소성 부재의 두께와 다른 두께를 가지는 제2곡선형 열가소성 부재를 유도가열하여 접합시키는 유도가열유닛;An induction heating unit that inductively heats and joins a first curved thermoplastic member and a second curved thermoplastic member having a thickness different from that of the first curved thermoplastic member;

상기 유도가열유닛을 지지하며, 상기 유도가열유닛을 두께방향으로 이동시키는 두께방향 이동유닛; A thickness direction moving unit that supports the above induction heating unit and moves the above induction heating unit in the thickness direction;

상기 두께방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 길이방향으로 이동시키는 길이방향 이동유닛; A longitudinal movement unit connected to the thickness-direction movement unit and moving the induction heating unit in the longitudinal direction;

상기 길이방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 폭방향으로 이동시키는 폭방향 이동유닛; A width-direction moving unit connected to the longitudinal moving unit and moving the induction heating unit in the width direction;

상기 두께방향 이동유닛과 상기 유도가열유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 길이방향 및 폭방향으로 틸팅시키는 곡면용 틸팅유닛; 및A curved tilting unit connected to the thickness-direction moving unit and the induction heating unit, and tilting the induction heating unit in the length direction and width direction; and

상기 유도가열유닛에 의해 유도가열된 상기 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제2곡선형 열가소성 부재 중 두께가 얇은 것을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 부재 접합장치에 의해 달성된다.This is achieved by a thermoplastic member joining device characterized by including a cooling unit that cools the thinner one of the first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member inductively heated by the induction heating unit.

본 발명은 서로 다른 두께를 가지는 직선형 또는 곡선형 열가소성 부재를 유도가열에 의해 접합할 때, 유도가열된 두께가 얇은 직선형 또는 곡선형 열가소성 부재를 냉각유닛으로 냉각시킨다. 이로 인해, 접합을 위해 열전달이 충분히 이루어지도록 두께가 두꺼운 열가소성 부재를 기준으로 유도가열할 경우 두께가 얇은 열가소성 부재가 과도한 열전달로 인해 녹거나 타는 현상을 방지할 수 있다. 또한 냉각유닛은 상부와 하부에서 각각 작동가능하여, 두께가 얇은 열가소성 부재의 적층위치에 상관없이 두께가 얇은 열가소성 부재를 냉각시킬 수 있고, 유도가열유닛의 전방과 후방에서 각각 작동가능하여, 유도가열유닛의 작동방향에 상관없이 두께가 얇은 열가소성 부재를 냉각시킬 수 있다.The present invention, when joining linear or curved thermoplastic members having different thicknesses by induction heating, cools the induction-heated thin linear or curved thermoplastic members by a cooling unit. Accordingly, when induction heating is performed based on a thick thermoplastic member to ensure sufficient heat transfer for joining, the thin thermoplastic member can be prevented from melting or burning due to excessive heat transfer. In addition, the cooling unit can be operated from the upper and lower sides, so that the thin thermoplastic member can be cooled regardless of the stacking position of the thin thermoplastic member, and can be operated from the front and rear sides of the induction heating unit, so that the thin thermoplastic member can be cooled regardless of the operating direction of the induction heating unit.

본 발명은 직선형 또는 곡선형 열가소성 부재들이 유도가열유닛에 의해 유도가열되어 접합된다. 이로 인해, 종래 구조용 접착제 사용으로 인해 직선형 또는 곡선형 탄소복합재의 접합 시 시간이 과다하게 소요되는 단점을 해결할 수 있다. 또한, 종래 셀프 피어싱 리벳으로 사용으로 인해 직선형 또는 곡선형 탄소복합재의 뚫린 부분에 균열이 발생해 취약해지는 단점을 해결할 수 있다. 또한, 종래 직선형 또는 곡선형 탄소복합재를 연속적으로 빠르게 접합하기 어렵다는 단점을 해결할 수 있다. 또한, 직선형 또는 곡선형 열가소성 부재가 가열원과 표면 접촉을 하지 않기 때문에 오염이 적고, 빠른 가열이 가능하며, 일정한 온도제어가 가능하여 자동화 공정에 적용하기에 유리하다.The present invention bonds linear or curved thermoplastic members by induction heating using an induction heating unit. This overcomes the drawback of excessive time required for bonding linear or curved carbon composites due to the use of conventional structural adhesives. Furthermore, the present invention overcomes the drawback of cracking and vulnerability in the perforated portions of linear or curved carbon composites due to the use of conventional self-piercing rivets. Furthermore, the present invention overcomes the drawback of difficulty in continuously and rapidly bonding linear or curved carbon composites. Furthermore, since the linear or curved thermoplastic members do not make surface contact with the heating source, contamination is reduced, rapid heating is possible, and consistent temperature control is possible, making it advantageous for application in automated processes.

본 발명은 이동가능한 유도가열유닛에 의해 직선형 또는 곡선형 열가소성 부재들이 연속적으로 유도가열되고 가압되면서 서로 접합된다. 이로 인해, 연속적인 유도가열 접합 공정이 가능하며, 유도가열유닛의 위치를 변경할 수 있어 대형의 열가소성 부재에도 적용할 수 있다.The present invention relates to a method for joining linear or curved thermoplastic members by continuously induction heating and pressurizing them using a movable induction heating unit. This enables a continuous induction heating joining process, and the ability to change the position of the induction heating unit allows for application to large thermoplastic members.

도 1은 접합대상이 되는 직선형 열가소성 부재들을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 유도가열유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 두께방향 이동유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 길이방향 이동유닛과 폭방향 이동유닛을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 접합대상이 되는 곡선형 열가소성 부재를 나타내는 것으로, 도 7(a)는 길이방향으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들이고, 도 7(b)는 폭방향으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 유도가열유닛을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 유도가열유닛, 두께방향 이동유닛, 곡면용 틸팅유닛을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 곡면용 틸팅유닛의 제2틸팅모듈의 내부단면을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치의 작동을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a drawing showing straight thermoplastic members to be joined.
FIG. 2 is a drawing showing a thermoplastic member joining device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a drawing showing the induction heating unit illustrated in Figure 2.
Figure 4 is a drawing showing the thickness direction moving unit illustrated in Figure 2.
Figure 5 is a drawing showing the longitudinal movement unit and the width movement unit illustrated in Figure 2.
FIG. 6 is a drawing for explaining the operation of a thermoplastic member joining device according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 7 shows curved thermoplastic members to be bonded. Fig. 7(a) shows curved thermoplastic members curved in the longitudinal direction, and Fig. 7(b) shows curved thermoplastic members curved in the width direction.
Figure 8 is a drawing showing a thermoplastic member joining device according to a second embodiment of the present invention.
Figure 9 is a drawing showing the induction heating unit illustrated in Figure 8.
Figure 10 is a drawing showing the induction heating unit, thickness direction movement unit, and curved surface tilting unit illustrated in Figure 8.
Fig. 11 is a drawing showing the internal cross-section of the second tilting module of the curved tilting unit illustrated in Fig. 10.
Figure 12 is a drawing showing the operation of a thermoplastic member joining device according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치를 자세히 설명한다.Hereinafter, a thermoplastic member joining device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 제1실시예에 따른 직선형 열가소성 부재 접합장치는 도 1에 도시된 바와 같이 평평하게 형성되며, 서로 다른 두께를 가지는 두 개의 직선형 열가소성 부재들(T11, T21)을 유도가열에 의해 서로 접합시키는 장치다.A straight thermoplastic member joining device according to a first embodiment of the present invention is a device that is formed flat as shown in FIG. 1 and joins two straight thermoplastic members (T11, T21) having different thicknesses to each other by induction heating.

접합대상이 되는 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)는 탄소섬유에 폴리에텔에텔케톤(PEEK)과 같은 고내열 열가소성 수지가 함침된 탄소복합재로 이루어진다. 본 실시예에서는 제2직선형 열가소성 부재(T21)의 두께가 제1직선형 열가소성 부재(T11)보다 두꺼운 경우를 예로 설명한다.The first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) to be bonded are made of a carbon composite material in which carbon fiber is impregnated with a high-heat-resistant thermoplastic resin such as polyetheretherketone (PEEK). In this embodiment, a case in which the thickness of the second linear thermoplastic member (T21) is thicker than that of the first linear thermoplastic member (T11) is described as an example.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 직선형 열가소성 부재 접합장치는, 유도가열유닛(100), 두께방향 이동유닛(200), 길이방향 이동유닛(300), 폭방향 이동유닛(400), 냉각유닛(600)으로 구성된다.As illustrated in FIG. 2, a linear thermoplastic member joining device according to a first embodiment of the present invention is composed of an induction heating unit (100), a thickness direction moving unit (200), a length direction moving unit (300), a width direction moving unit (400), and a cooling unit (600).

[유도가열유닛(100)][Induction heating unit (100)]

유도가열유닛(100)은 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제1직선형 열가소성 부재(T11)의 두께와 다른 두께를 가지는 제2직선형 열가소성 부재(T21)를 유도가열하여 접합시킨다. The induction heating unit (100) induction heats and joins a first linear thermoplastic member (T11) and a second linear thermoplastic member (T21) having a thickness different from that of the first linear thermoplastic member (T11).

유도가열유닛(100)은 길이방향 이동유닛(300)에 의해 길이방향(X)으로 이동되며, 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)를 연속적으로 접합시킨다.The induction heating unit (100) is moved in the longitudinal direction (X) by the longitudinal movement unit (300) and continuously joins the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21).

도 3에 도시된 바와 같이, 유도가열유닛(100)은, 가열유닛 프레임(110), 전류 변환기(current transducer box)(120), 가열 코일(130), 피가열체(140), 가압부재(150)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the induction heating unit (100) is composed of a heating unit frame (110), a current transducer box (120), a heating coil (130), a heated body (140), and a pressurizing member (150).

가열유닛 프레임(110), 전류 변환기(120), 가열 코일(130)Heating unit frame (110), current converter (120), heating coil (130)

가열유닛 프레임(110)은 두께방향 이동유닛(200)에 연결된다.The heating unit frame (110) is connected to the thickness direction moving unit (200).

전류 변환기(120)는 가열유닛 프레임(110)에 결합되며, 전원장치(미도시)로부터 공급받은 전류를 변환한다. 즉, 전류 변환기(120)는 전원장치(미도시)로부터 고전압 저전류를 인가받아 저전압 대전류로 변환한다.The current converter (120) is coupled to the heating unit frame (110) and converts the current supplied from the power supply (not shown). That is, the current converter (120) receives high voltage and low current from the power supply (not shown) and converts it into low voltage and high current.

가열 코일(130)은 전류 변환기(120)에 결합되며, 전류 변환기(120)로부터 전류를 인가받는다. 즉, 가열 코일(130)은 전류 변환기(120)로부터 고주파 대전류를 인가받아 교번 자기장을 발생시켜 피가열체(140) 및 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)에 포함된 탄소섬유를 가열시킨다. 탄소섬유는 전기전도 특성이 있어 가열 코일(130)에 의해 가열될 수 있다.The heating coil (130) is coupled to the current converter (120) and receives current from the current converter (120). That is, the heating coil (130) receives a high-frequency, high-current from the current converter (120) to generate an alternating magnetic field, thereby heating the heated body (140) and the carbon fibers included in the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21). The carbon fibers have electrically conductive properties and can be heated by the heating coil (130).

피가열체(140)Heated body (140)

피가열체(140)는 가열유닛 프레임(110)에 결합되며, 가열 코일(130)의 하부 영역에 위치된다. 피가열체(140)는 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)의 접합시, 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21) 사이에 위치된다.The heated body (140) is coupled to the heating unit frame (110) and is positioned in the lower region of the heating coil (130). The heated body (140) is positioned between the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) when the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) are joined.

피가열체(140)는 가열 코일(130)에 대해 이격되어 배치되어 가열 코일(130)과의 전자기적 상호작용에 의해 가열된다. 즉, 가열 코일(130)에 의한 피가열체(140)의 가열은 전자기 유도 현상, 와전류(Eddy current) 및 히스테리시스 손상(Hysteresis loss) 등에 의해 이루어진다.The heated body (140) is placed spaced apart from the heating coil (130) and is heated by electromagnetic interaction with the heating coil (130). That is, the heating of the heated body (140) by the heating coil (130) is achieved by electromagnetic induction, eddy current, and hysteresis loss.

피가열체(140)는 전자기 상호작용이 가능한 니켈(Nickel), 철(Iron), 강철(Steel)과 같은 자성체 금속 재질로 이루어진다.The heating element (140) is made of a magnetic metal material capable of electromagnetic interaction, such as nickel, iron, or steel.

가압부재(150)Pressurized member (150)

가압부재(150)는 가열유닛 프레임(110)에 결합되며, 제1직선형 열가소성 부재(T11)를 제2직선형 열가소성 부재(T21) 방향으로 가압한다. The pressurizing member (150) is coupled to the heating unit frame (110) and presses the first linear thermoplastic member (T11) toward the second linear thermoplastic member (T21).

가압부재(150)는 가열 코일(130)의 양측에 각각 한 개씩 배치된다. 따라서 가열 코일(130)이 전방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 좌측의 가압부재(150)가 작동되고, 가열 코일(130)이 후방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 우측의 가압부재(150)가 작동된다.The pressure member (150) is arranged one on each side of the heating coil (130). Accordingly, when the heating coil (130) moves forward, the pressure member (150) on the left side arranged subsequent to the direction of movement is operated, and when the heating coil (130) moves backward, the pressure member (150) on the right side arranged subsequent to the direction of movement is operated.

가압부재(150)는 가열유닛 프레임(110)에 결합된 가압 실린더 본체(151)와, 가압 실린더 본체(151)에 상대이동 가능하게 결합되며, 가압 실린더 본체(151)에 의해 두께방향(Z)으로 이동되는 가압 실린더 로드(152)와, 가압 실린더 로드(152)에 회전 가능하게 결합되며, 제1직선형 열가소성 부재(T11)를 가압하는 가압 롤러(153)로 구성된다.The pressurizing member (150) is composed of a pressurizing cylinder body (151) coupled to a heating unit frame (110), a pressurizing cylinder rod (152) that is coupled to the pressurizing cylinder body (151) so as to be relatively movable and is moved in the thickness direction (Z) by the pressurizing cylinder body (151), and a pressurizing roller (153) that is rotatably coupled to the pressurizing cylinder rod (152) and pressurizes the first linear thermoplastic member (T11).

그 밖에 유도가열유닛(100)에는 가열되는 열가소성 부재의 표면 온도를 측정하기 위해 적외선 온도계가 설치될 수도 있다. In addition, an infrared thermometer may be installed in the induction heating unit (100) to measure the surface temperature of the thermoplastic member being heated.

한편, 전원장치(미도시), 전류 변환기(120), 가열 코일(130)은 별도의 냉각기(미도시)에 연결되어 냉각된다. 냉각기(미도시)는 수냉 방식으로 구성되며, 냉각기(미도시)에는 냉각수를 공급하는 냉각용 배관이 구비된다. Meanwhile, the power supply (not shown), current converter (120), and heating coil (130) are connected to a separate cooler (not shown) and cooled. The cooler (not shown) is configured as a water-cooled system, and is equipped with a cooling pipe that supplies cooling water to the cooler (not shown).

[두께방향 이동유닛(200)][Thickness direction movement unit (200)]

두께방향 이동유닛(200)은 유도가열유닛(100)에 연결되며, 유도가열유닛(100)을 두께방향(Z)으로 이동시킨다. 두께방향 이동유닛(200)은 적층되어 배치된 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)의 두께에 따라 유도가열유닛(100)의 배치 위치(두께방향(Z)의 위치)를 조절한다. The thickness direction moving unit (200) is connected to the induction heating unit (100) and moves the induction heating unit (100) in the thickness direction (Z). The thickness direction moving unit (200) adjusts the arrangement position (position in the thickness direction (Z)) of the induction heating unit (100) according to the thickness of the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) that are arranged in a stacked manner.

도 4에 도시된 바와 같이, 두께방향 이동유닛(200)은 두께방향 이동용 프레임(210), 두께방향용 이동블록(220), 두께방향용 이동 가이드부(230), 두께방향용 이동구동부(240)로 구성된다. As shown in Fig. 4, the thickness direction movement unit (200) is composed of a thickness direction movement frame (210), a thickness direction movement block (220), a thickness direction movement guide unit (230), and a thickness direction movement drive unit (240).

두께방향 이동용 프레임(210)은 길이방향 이동유닛(300)에 연결된다. The frame (210) for thickness direction movement is connected to the longitudinal direction movement unit (300).

두께방향용 이동블록(220)은 유도가열유닛(100)이 결합된다.The thickness direction moving block (220) is coupled with an induction heating unit (100).

두께방향용 이동 가이드부(230)는 두께방향 이동용 프레임(210)에 결합되며, 두께방향용 이동블록(220)이 두께방향(Z)으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다. 두께방향용 이동 가이드부(230)는 한 쌍의 가이드 레일로 이루어진다.The thickness-direction movement guide part (230) is coupled to the thickness-direction movement frame (210), and the thickness-direction movement block (220) is connected so as to be able to slide in the thickness direction (Z). The thickness-direction movement guide part (230) is composed of a pair of guide rails.

두께방향용 이동구동부(240)는 두께방향 이동용 프레임(210)에 결합되며, 두께방향용 이동블록(220)을 두께방향(Z)으로 이동시킨다. 두께방향용 이동구동부(240)는 두께방향 이동용 프레임(210)에 회전 가능하게 결합되는 두께방향 이동용 스크류부(240a)와, 두께방향 이동용 스크류부(240a)에 나사결합되며 두께방향용 이동블록(220)에 결합되는 두께방향용 이동너트(미도시)와, 두께방향 이동용 스크류부(240a)의 상단부에 결합되어 두께방향 이동용 스크류부(240a)를 회전시키는 두께방향용 구동모터(240b)로 구성된다.The thickness-direction moving drive unit (240) is coupled to the thickness-direction moving frame (210) and moves the thickness-direction moving block (220) in the thickness direction (Z). The thickness-direction moving drive unit (240) is composed of a thickness-direction moving screw unit (240a) that is rotatably coupled to the thickness-direction moving frame (210), a thickness-direction moving nut (not shown) that is screw-coupled to the thickness-direction moving screw unit (240a) and coupled to the thickness-direction moving block (220), and a thickness-direction driving motor (240b) that is coupled to the upper end of the thickness-direction moving screw unit (240a) and rotates the thickness-direction moving screw unit (240a).

[길이방향 이동유닛(300)][Length direction movement unit (300)]

길이방향 이동유닛(300)은 두께방향 이동유닛(200)에 연결되며, 유도가열유닛(100)을 길이방향(X)으로 이동시킨다. 길이방향 이동유닛(300)은 두께방향 이동유닛(200)을 길이방향(X)으로 일정 속도로 이동시킴으로써, 두께방향 이동유닛(200)에 연결된 유도가열유닛(100)을 길이방향(X)으로 일정 속도로 이동시킨다. The longitudinal movement unit (300) is connected to the thickness movement unit (200) and moves the induction heating unit (100) in the longitudinal direction (X). The longitudinal movement unit (300) moves the thickness movement unit (200) in the longitudinal direction (X) at a constant speed, thereby moving the induction heating unit (100) connected to the thickness movement unit (200) in the longitudinal direction (X) at a constant speed.

도 5에 도시된 바와 같이, 길이방향 이동유닛(300)은 길이방향 이동용 프레임(310), 길이방향용 이동블록(320), 길이방향용 이동 가이드부(330), 길이방향용 이동구동부(340)로 구성된다. As shown in Fig. 5, the longitudinal movement unit (300) is composed of a longitudinal movement frame (310), a longitudinal movement block (320), a longitudinal movement guide unit (330), and a longitudinal movement drive unit (340).

길이방향 이동용 프레임(310)은 폭방향 이동유닛(400)에 연결된다.The longitudinal movement frame (310) is connected to the width movement unit (400).

길이방향용 이동블록(320)은 두께방향 이동유닛(200)이 결합된다.The longitudinal moving block (320) is coupled with the thickness direction moving unit (200).

길이방향용 이동 가이드부(330)는 길이방향 이동용 프레임(310)에 결합되며, 길이방향용 이동블록(320)이 길이방향(X)으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다. 길이방향용 이동 가이드부(330)는 한 쌍의 가이드 레일로 이루어진다.The longitudinal movement guide part (330) is connected to the longitudinal movement frame (310), and the longitudinal movement block (320) is connected so as to be able to slide in the longitudinal direction (X). The longitudinal movement guide part (330) is composed of a pair of guide rails.

길이방향용 이동구동부(340)는 길이방향 이동용 프레임(310)에 결합되며, 길이방향용 이동블록(320)을 길이방향(X)으로 이동시킨다. 길이방향용 이동구동부(340)는 길이방향 이동용 프레임(310)에 회전 가능하게 결합되는 길이방향 이동용 볼스크류부(340a)와, 길이방향 이동용 볼스크류부(340a)에 나사결합되며 길이방향용 이동블록(320)에 결합되는 길이방향용 이동너트(미도시)와, 길이방향 이동용 볼스크류부(340a)에 결합되어 길이방향 이동용 볼스크류부(340a)를 회전시키는 길이방향용 구동모터(340b)로 구성된다. The longitudinal movement drive unit (340) is coupled to the longitudinal movement frame (310) and moves the longitudinal movement block (320) in the longitudinal direction (X). The longitudinal movement drive unit (340) is composed of a longitudinal movement ball screw unit (340a) that is rotatably coupled to the longitudinal movement frame (310), a longitudinal movement nut (not shown) that is screw-coupled to the longitudinal movement ball screw unit (340a) and coupled to the longitudinal movement block (320), and a longitudinal movement drive motor (340b) that is coupled to the longitudinal movement ball screw unit (340a) and rotates the longitudinal movement ball screw unit (340a).

[폭방향 이동유닛(400)][Width-direction movement unit (400)]

폭방향 이동유닛(400)은 길이방향 이동유닛(300)에 연결되며, 유도가열유닛(100)을 폭방향(Y)으로 이동시킨다. 폭방향 이동유닛(400)은 길이방향(X)에 교차하는 폭방향(Y)에서의 유도가열유닛(100)의 위치를 조절한다. The width-direction movement unit (400) is connected to the length-direction movement unit (300) and moves the induction heating unit (100) in the width-direction (Y). The width-direction movement unit (400) adjusts the position of the induction heating unit (100) in the width-direction (Y) intersecting the length-direction (X).

도 5에 도시된 바와 같이, 폭방향 이동유닛(400)은, 폭방향 이동용 프레임(410), 폭방향용 이동블록(420), 폭방향용 이동 가이드부(430), 폭방향용 이동구동부(440)로 구성된다. As shown in Fig. 5, the width direction movement unit (400) is composed of a width direction movement frame (410), a width direction movement block (420), a width direction movement guide unit (430), and a width direction movement drive unit (440).

폭방향 이동용 프레임(410)은 평판 형상으로 형성되며, 폭방향 이동용 프레임(410)의 상면에 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)가 적층된 형태로 배치된다. 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)는 지그 또는 별도 제작된 치구에 의해 폭방향 이동용 프레임(410)에 고정될 수 있다.The frame (410) for widthwise movement is formed in a flat plate shape, and a first linear thermoplastic member (T11) and a second linear thermoplastic member (T21) are arranged in a laminated form on the upper surface of the frame (410) for widthwise movement. The first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) can be fixed to the frame (410) for widthwise movement by a jig or a separately manufactured tool.

폭방향용 이동블록(420)은 길이방향 이동유닛(300)이 결합된다.The width-direction moving block (420) is combined with the length-direction moving unit (300).

폭방향용 이동 가이드부(430)는 폭방향 이동용 프레임(410)에 결합되며, 폭방향용 이동블록(420)이 폭방향(Y)으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다. 폭방향용 이동 가이드부(430)는 한 쌍의 가이드 레일로 이루어진다.The width-direction movement guide part (430) is connected to the width-direction movement frame (410), and the width-direction movement block (420) is connected so as to be able to slide in the width direction (Y). The width-direction movement guide part (430) is composed of a pair of guide rails.

폭방향용 이동구동부(440)는 폭방향용 이동블록(420)에 결합되며, 폭방향용 이동블록(420)을 폭방향(Y)으로 이동시킨다. 폭방향용 이동구동부(440)는, 폭방향용 이동블록(420)의 상단에 결합되어 폭방향용 이동블록(420)을 폭방향용 이동 가이드부(430)를 따라 슬라이딩 이동시키는 폭방향용 손잡이(440a)와, 폭방향용 이동블록(420)의 하단에 결합되어 폭방향용 이동블록(420)의 이동을 제한하는 폭방향용 잠금부재(440b)로 구성된다. The width-direction moving drive unit (440) is coupled to the width-direction moving block (420) and moves the width-direction moving block (420) in the width direction (Y). The width-direction moving drive unit (440) is composed of a width-direction handle (440a) coupled to the upper end of the width-direction moving block (420) to slide the width-direction moving block (420) along the width-direction moving guide unit (430), and a width-direction locking member (440b) coupled to the lower end of the width-direction moving block (420) to restrict the movement of the width-direction moving block (420).

[냉각유닛(600)][Cooling unit (600)]

냉각유닛(600)은 유도가열유닛(100)에 의해 유도가열된 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21) 중 두께가 얇은 것을 냉각시킨다. The cooling unit (600) cools the thinner one among the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) inductively heated by the induction heating unit (100).

유도가열유닛(100)의 가열정도는 두께가 두꺼운 열가소성 부재의 용융을 기준으로 설정된다. 두께가 얇은 열가소성 부재를 기준으로 가열되면 두께가 두꺼운 열가소성 부재에는 열전달이 충분히 이루어지지 않아 접합이 안 될 확률이 높기 때문이다.The heating level of the induction heating unit (100) is set based on the melting of a thick thermoplastic member. This is because if a thin thermoplastic member is heated based on the melting of the thick thermoplastic member, heat transfer to the thick thermoplastic member is not sufficient, and thus there is a high probability that bonding will not occur.

그러나 유도가열유닛(100)의 가열정도가 두께가 두꺼운 열가소성 부재를 기준으로 설정된 경우, 두께가 얇은 열가소성 부재는 열전달이 많아 녹거나 탈 수 있다. However, if the heating level of the induction heating unit (100) is set based on a thick thermoplastic member, a thin thermoplastic member may melt or burn due to high heat transfer.

따라서 냉각유닛(600)은 두께가 얇은 열가소성 부재를 냉각시켜, 두께가 두꺼운 열가소성 부재를 기준으로 전달된 열에 의해 두께가 얇은 열가소성 부재가 손상되는 것을 방지한다. Therefore, the cooling unit (600) cools the thin thermoplastic member, thereby preventing the thin thermoplastic member from being damaged by heat transferred from the thick thermoplastic member.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각유닛(600)은 상부 냉각부재(610)와 하부 냉각부재(620)로 구성된다. As shown in FIGS. 3 and 6, the cooling unit (600) is composed of an upper cooling member (610) and a lower cooling member (620).

상부 냉각부재(610)Upper cooling member (610)

상부 냉각부재(610)는 제1직선형 열가소성 부재(T11)를 냉각시킨다. 상부 냉각부재(610)는 본 실시예에서와 같이, 두께가 얇은 제1직선형 열가소성 부재(T11)가 두께가 두꺼운 제2직선형 열가소성 부재(T21) 위에 배치된 경우 작동된다. The upper cooling member (610) cools the first linear thermoplastic member (T11). The upper cooling member (610) operates when, as in the present embodiment, the thin first linear thermoplastic member (T11) is placed on the thick second linear thermoplastic member (T21).

상부 냉각부재(610)는 가열 코일(130)과 가압부재(150) 사이에 각각 한 개씩 배치된다. 따라서 가열 코일(130)이 전방(도 6에 도시된 우측을 향하는 점선 화살표 방향)으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 좌측의 상부 냉각부재(610)가 작동되고, 가열 코일(130)이 후방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 우측의 상부 냉각부재(610)가 작동된다.The upper cooling members (610) are each placed between the heating coil (130) and the pressure member (150). Accordingly, when the heating coil (130) moves forward (in the direction of the dotted arrow pointing to the right as shown in FIG. 6), the upper cooling member (610) on the left side, which is placed subsequently in the direction of movement, is operated, and when the heating coil (130) moves backward, the upper cooling member (610) on the right side, which is placed subsequently in the direction of movement, is operated.

상부 냉각부재(610)는 가열유닛 프레임(110)에 결합되는 냉각용 배관(611)과, 냉각용 배관(611)에 결합되며, 제1직선형 열가소성 부재(T11)를 향하여 공기를 분사하는 냉각용 노즐(612)로 구성된다. 냉각용 배관(611)은 공기를 공급하는 공기 공급용 펌프(미도시)에 연결된다. The upper cooling member (610) is composed of a cooling pipe (611) coupled to the heating unit frame (110) and a cooling nozzle (612) coupled to the cooling pipe (611) and spraying air toward the first linear thermoplastic member (T11). The cooling pipe (611) is connected to an air supply pump (not shown) that supplies air.

하부 냉각부재(620)Lower cooling member (620)

하부 냉각부재(620)는 제2직선형 열가소성 부재(T21)를 냉각시킨다. 하부 냉각부재(620)는 본 실시예와 달리, 두께가 얇은 제2직선형 열가소성 부재(T21)가 두께가 두꺼운 제1직선형 열가소성 부재(T11) 아래에 배치된 경우 작동된다. The lower cooling member (620) cools the second linear thermoplastic member (T21). Unlike the present embodiment, the lower cooling member (620) operates when the thin second linear thermoplastic member (T21) is positioned below the thick first linear thermoplastic member (T11).

하부 냉각부재(620)는 폭방향 이동유닛(400)의 폭방향 이동용 프레임(410)의 내부에 배치되며, 냉각수가 유동되는 냉각유로(621)를 포함한다. 냉각유로(621)는 폭방향 이동용 프레임(410)의 폭방향(Y)으로 길게 형성되며, 복수 개의 냉각유로(621)가 길이방향(X)으로 일정간격을 두고 배치된다. 각 냉각유로(621)에는 자동개폐밸브(미도시)가 설치된다.The lower cooling member (620) is arranged inside the frame (410) for widthwise movement of the widthwise movement unit (400) and includes a cooling channel (621) through which cooling water flows. The cooling channel (621) is formed long in the widthwise direction (Y) of the frame (410) for widthwise movement, and a plurality of cooling channels (621) are arranged at regular intervals in the longitudinal direction (X). An automatic opening/closing valve (not shown) is installed in each cooling channel (621).

가열 코일(130)의 이동방향에 따라 가열 코일(130)의 이동방향에 대해 후속하여 배치된 냉각유로(621)의 자동개폐밸브가 개방되어 하부 냉각부재(620)가 작동된다. Depending on the direction of movement of the heating coil (130), the automatic opening/closing valve of the cooling path (621) arranged subsequently to the direction of movement of the heating coil (130) is opened, and the lower cooling member (620) is operated.

냉각유로(621)는 냉각수를 유동시키기 위한 압력을 제공하는 냉각수 유동용 펌프(미도시)에 연결된다.The cooling channel (621) is connected to a cooling water flow pump (not shown) that provides pressure to flow the cooling water.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치의 작동을 자세히 설명한다. 도 1 내지 도 5를 기본적으로 참조한다. Hereinafter, the operation of a thermoplastic member joining device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail. Reference will be made primarily to FIGS. 1 to 5.

도 6에 도시된 바와 같이, 서로 두께가 다른 평판 형상의 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)가 폭방향 이동유닛(400)의 폭방향 이동용 프레임(410)에 배치된다. 본 실시예에서는 두께가 더 두꺼운 제2직선형 열가소성 부재(T21)가 제1직선형 열가소성 부재(T11) 아래 배치된다. As illustrated in Fig. 6, a first linear thermoplastic member (T11) and a second linear thermoplastic member (T21) having different thicknesses and having a flat plate shape are arranged on a frame (410) for widthwise movement of a widthwise movement unit (400). In the present embodiment, the second linear thermoplastic member (T21) having a thicker thickness is arranged below the first linear thermoplastic member (T11).

제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)의 두께와 크기에 따라 두께방향 이동유닛(200)과 폭방향 이동유닛(400)을 작동시켜 유도가열유닛(100)의 위치를 조정한다.The position of the induction heating unit (100) is adjusted by operating the thickness direction moving unit (200) and the width direction moving unit (400) according to the thickness and size of the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21).

유도가열유닛(100)의 가열 코일(130)이 제1직선형 열가소성 부재(T11)의 상부에 이격되어 위치된다.The heating coil (130) of the induction heating unit (100) is positioned spaced apart from the upper portion of the first linear thermoplastic member (T11).

제1직선형 열가소성 부재(T11)는 가열 코일(130)과 피가열체(140)의 사이에 위치된다. 피가열체(140)는 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21) 사이에 위치된다. 제2직선형 열가소성 부재(T21)는 피가열체(140)에 아래에 위치된다.A first linear thermoplastic member (T11) is positioned between a heating coil (130) and a heated body (140). The heated body (140) is positioned between the first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21). The second linear thermoplastic member (T21) is positioned below the heated body (140).

제1직선형 열가소성 부재(T11)의 하면은 피가열체(140)의 상면에 접촉되거나 미세하게 이격될 수 있다. 제2직선형 열가소성 부재(T21)의 상면은 피가열체(140)의 하면에 접촉되거나 미세하게 이격될 수 있다. The lower surface of the first linear thermoplastic member (T11) may be in contact with or slightly spaced apart from the upper surface of the heated body (140). The upper surface of the second linear thermoplastic member (T21) may be in contact with or slightly spaced apart from the lower surface of the heated body (140).

유도가열유닛(100)이 길이방향 이동유닛(300)에 의해 전방으로 일정속도로 이동된다. 평판 형상의 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)가 전방으로 이동하는 피가열체(140)와 가열 코일(130)의 전자기적 상호작용에 의해 연속적으로 유도가열된다. 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)는 피가열체(140)에서 방출된 열에 의해 가열되어 부분적으로 용융될 수 있다. 길이방향 이동유닛(300)의 이동속도를 조절하여 유도가열유닛(100)의 가열정도를 조절한다. An induction heating unit (100) is moved forward at a constant speed by a longitudinal movement unit (300). A first linear thermoplastic member (T11) and a second linear thermoplastic member (T21) in the shape of a flat plate are continuously inductively heated by the electromagnetic interaction between a heated body (140) moving forward and a heating coil (130). The first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) can be heated and partially melted by the heat emitted from the heated body (140). The degree of heating of the induction heating unit (100) is controlled by controlling the moving speed of the longitudinal movement unit (300).

이때 유도가열유닛(100)의 가열정도는 두께가 두꺼운 제2직선형 열가소성 부재(T21)의 용융을 기준으로 설정되고, 냉각유닛(600)이 과열된 제1직선형 열가소성 부재(T11)를 냉각시킨다. 이를 위해, 전방으로 이동하는 가열 코일(130)의 이동방향에 대해 후속하여 배치된 좌측의 상부 냉각부재(610)가 작동한다. 상부 냉각부재(610)는 유도가열된 제1직선형 열가소성 부재(T11)를 향해 공기를 분사한다.At this time, the heating degree of the induction heating unit (100) is set based on the melting of the thick second linear thermoplastic member (T21), and the cooling unit (600) cools the overheated first linear thermoplastic member (T11). To this end, the upper cooling member (610) on the left side, which is arranged subsequently to the moving direction of the heating coil (130) moving forward, operates. The upper cooling member (610) sprays air toward the induction-heated first linear thermoplastic member (T11).

가열 코일(130)의 후방에 배치된 가압부재(150)가 하강하여, 유도가열된 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)를 연속적으로 가압한다. 유도가열유닛(100)이 전방으로 일정속도로 이동되고 있으므로, 유도가열된 제1직선형 열가소성 부재(T11)와 제2직선형 열가소성 부재(T21)는 가압 롤러(153)에 의해 연속적으로 가압되어 서로 접합된다. A pressurizing member (150) positioned at the rear of the heating coil (130) is lowered to continuously pressurize the induction-heated first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21). Since the induction heating unit (100) is moving forward at a constant speed, the induction-heated first linear thermoplastic member (T11) and the second linear thermoplastic member (T21) are continuously pressed by the pressurizing roller (153) to be joined to each other.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치를 자세히 설명한다.Hereinafter, a thermoplastic member joining device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 제2실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치는 서로 다른 두께를 가지는 두 개의 곡선형 열가소성 부재들(T1, T2)을 유도가열에 의해 서로 접합시키는 장치로, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 길이방향(X)으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들(T1, T2)과, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 폭방향(Y)으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들(T1, T2)을 접합시킬 수 있다.A thermoplastic member joining device according to a second embodiment of the present invention is a device that joins two curved thermoplastic members (T1, T2) having different thicknesses to each other by induction heating, and can join curved thermoplastic members (T1, T2) curved in the longitudinal direction (X) as shown in Fig. 7(a) and curved thermoplastic members (T1, T2) curved in the width direction (Y) as shown in Fig. 7(b).

접합대상이 되는 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)는 탄소섬유에 폴리에텔에텔케톤(PEEK)과 같은 고내열 열가소성 수지가 함침된 탄소복합재로 이루어진다. 본 실시예에서는 제2직선형 열가소성 부재(T2)의 두께가 제1직선형 열가소성 부재(T1)보다 두꺼운 경우를 예로 설명한다.The first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) to be bonded are made of a carbon composite material in which carbon fiber is impregnated with a high-heat-resistant thermoplastic resin such as polyether ether ketone (PEEK). In this embodiment, a case in which the thickness of the second linear thermoplastic member (T2) is thicker than that of the first linear thermoplastic member (T1) is described as an example.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치는, 유도가열유닛(100A), 두께방향 이동유닛(200), 길이방향 이동유닛(300), 폭방향 이동유닛(400), 곡면용 틸팅유닛(500), 냉각유닛(600A)으로 구성된다. 길이방향 이동유닛(300), 폭방향 이동유닛(400)은 제1실시와 동일한 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. As illustrated in FIG. 8, a thermoplastic member joining device according to a second embodiment of the present invention comprises an induction heating unit (100A), a thickness-wise moving unit (200), a length-wise moving unit (300), a width-wise moving unit (400), a tilting unit for curved surfaces (500), and a cooling unit (600A). Since the length-wise moving unit (300) and the width-wise moving unit (400) have the same configuration as those of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. The same reference numerals are used for the same configurations.

[유도가열유닛(100A)][Induction heating unit (100A)]

유도가열유닛(100A)은 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제1곡선형 열가소성 부재(T1)의 두께와 다른 두께를 가지는 제2곡선형 열가소성 부재(T2)를 유도가열하여 접합시킨다. The induction heating unit (100A) induction heats and joins a first curved thermoplastic member (T1) and a second curved thermoplastic member (T2) having a thickness different from that of the first curved thermoplastic member (T1).

유도가열유닛(100A)은 길이방향 이동유닛(300)에 의해 길이방향(X)으로 이동되며, 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)를 연속적으로 접합시킨다.The induction heating unit (100A) is moved in the longitudinal direction (X) by the longitudinal movement unit (300) and continuously joins the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2).

도 9에 도시된 바와 같이, 유도가열유닛(100A)은, 가열유닛 프레임(110), 전류 변환기(current transducer box)(120), 가열 코일(130), 피가열체(140), 상부 가압부재(150a), 하부 가압부재(15b)로 구성된다.As shown in Fig. 9, the induction heating unit (100A) is composed of a heating unit frame (110), a current transducer box (120), a heating coil (130), a heated body (140), an upper pressurizing member (150a), and a lower pressurizing member (15b).

가열유닛 프레임(110), 전류 변환기(120), 가열 코일(130)Heating unit frame (110), current converter (120), heating coil (130)

가열유닛 프레임(110)은 곡면용 틸팅유닛(500)에 연결된다. 즉, 가열유닛 프레임(110)의 일면은 곡면용 틸팅유닛(500)의 제1틸팅모듈(510)에 결합되고, 다른 일면은 제2틸팅모듈(520)에 결합된다. The heating unit frame (110) is connected to the curved tilting unit (500). That is, one side of the heating unit frame (110) is connected to the first tilting module (510) of the curved tilting unit (500), and the other side is connected to the second tilting module (520).

전류 변환기(120)는 곡면용 틸팅유닛(500)의 제2틸팅모듈(520)에 결합되며, 전원장치(미도시)로부터 공급받은 전류를 변환한다. 즉, 전류 변환기(120)는 전원장치(미도시)로부터 고전압 저전류를 인가받아 저전압 대전류로 변환한다.The current converter (120) is coupled to the second tilting module (520) of the curved tilting unit (500) and converts the current supplied from the power supply (not shown). That is, the current converter (120) receives high voltage and low current from the power supply (not shown) and converts it into low voltage and high current.

가열 코일(130)은 전류 변환기(120)에 결합되며, 전류 변환기(120)로부터 전류를 인가받는다. 즉, 가열 코일(130)은 전류 변환기(120)로부터 고주파 대전류를 인가받아 교번 자기장을 발생시켜 피가열체(140) 및 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)에 포함된 탄소섬유를 가열시킨다. 탄소섬유는 전기전도 특성이 있어 가열 코일(130)에 의해 가열될 수 있다.The heating coil (130) is coupled to the current converter (120) and receives current from the current converter (120). That is, the heating coil (130) receives a high-frequency, high-current from the current converter (120) to generate an alternating magnetic field, thereby heating the heated body (140) and the carbon fibers included in the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2). The carbon fibers have electrically conductive properties and can be heated by the heating coil (130).

피가열체(140)Heated body (140)

피가열체(140)는 곡면용 틸팅유닛(500)에 연결되며, 가열 코일(130)의 하부 영역에 위치된다. 피가열체(140)는 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 접합시, 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2) 사이에 위치된다.The heated body (140) is connected to the tilting unit (500) for curved surfaces and is positioned in the lower region of the heating coil (130). The heated body (140) is positioned between the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) when the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) are joined.

피가열체(140)는 가열 코일(130)에 대해 이격되어 배치되어 가열 코일(130)과의 전자기적 상호작용에 의해 가열된다. 즉, 가열 코일(130)에 의한 피가열체(140)의 가열은 전자기 유도 현상, 와전류(Eddy current) 및 히스테리시스 손상(Hysteresis loss) 등에 의해 이루어진다.The heated body (140) is placed spaced apart from the heating coil (130) and is heated by electromagnetic interaction with the heating coil (130). That is, the heating of the heated body (140) by the heating coil (130) is achieved by electromagnetic induction, eddy current, and hysteresis loss.

피가열체(140)는 전자기 상호작용이 가능한 니켈(Nickel), 철(Iron), 강철(Steel)과 같은 자성체 금속 재질로 이루어진다.The heating element (140) is made of a magnetic metal material such as nickel, iron, or steel that is capable of electromagnetic interaction.

상부 가압부재(150a) 및 하부 가압부재(150b)Upper pressure member (150a) and lower pressure member (150b)

상부 가압부재(150a)와 하부 가압부재(150a)는 곡면용 틸팅유닛(500)의 제2틸팅모듈(520)에 각각 결합되며, 두께방향으로 서로 거울 대칭으로 배치된다. The upper pressure member (150a) and the lower pressure member (150a) are each connected to the second tilting module (520) of the curved tilting unit (500) and are arranged mirror-symmetrically with respect to each other in the thickness direction.

상부 가압부재(150a)와 하부 가압부재(150a) 사이에 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)가 배치되어, 상부 가압부재(150a)는 제1곡선형 열가소성 부재(T1)를 제2곡선형 열가소성 부재(T2) 방향으로 가압하고, 하부 가압부재(150a)는 제2곡선형 열가소성 부재(T2)를 제1곡선형 열가소성 부재(T1) 방향으로 가압한다. A first curved thermoplastic member (T1) and a second curved thermoplastic member (T2) are arranged between an upper pressure member (150a) and a lower pressure member (150a), so that the upper pressure member (150a) presses the first curved thermoplastic member (T1) toward the second curved thermoplastic member (T2), and the lower pressure member (150a) presses the second curved thermoplastic member (T2) toward the first curved thermoplastic member (T1).

상부 가압부재(150a)와 하부 가압부재(150a)는 가열 코일(130)의 양측에 각각 한 개씩 배치된다. 따라서 가열 코일(130)이 전방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 좌측의 상부 가압부재(150a)와 하부 가압부재(150a)가 작동되고, 가열 코일(130)이 후방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 우측의 상부 가압부재(150a)와 하부 가압부재(150a)가 작동된다.The upper pressure member (150a) and the lower pressure member (150a) are arranged one on each side of the heating coil (130). Therefore, when the heating coil (130) moves forward, the upper pressure member (150a) and the lower pressure member (150a) on the left, which are arranged subsequently in the direction of movement, are operated, and when the heating coil (130) moves backward, the upper pressure member (150a) and the lower pressure member (150a) on the right, which are arranged subsequently in the direction of movement, are operated.

상부 가압부재(150a)는 곡면용 틸팅유닛(500)의 제2틸팅모듈(520)에 결합된 상부 가압 실린더 본체(151a)와, 상부 가압 실린더 본체(151a)에 상대이동 가능하게 결합되며, 상부 가압 실린더 본체(151a)에 의해 두께방향(Z)으로 이동되는 상부 가압 실린더 로드(152a)와, 상부 가압 실린더 로드(152a)에 회전 가능하게 결합되며, 제1곡선형 열가소성 부재(T1)를 가압하는 상부 가압 롤러(153a)로 구성된다.The upper pressure member (150a) is composed of an upper pressure cylinder body (151a) coupled to a second tilting module (520) of a curved tilting unit (500), an upper pressure cylinder rod (152a) that is coupled to the upper pressure cylinder body (151a) so as to be relatively movable and moves in the thickness direction (Z) by the upper pressure cylinder body (151a), and an upper pressure roller (153a) that is rotatably coupled to the upper pressure cylinder rod (152a) and presses the first curved thermoplastic member (T1).

하부 가압부재(150b)는 곡면용 틸팅유닛(500)의 제2틸팅모듈(520)에 결합된 하부 가압 실린더 본체(151b)와, 하부 가압 실린더 본체(151b)에 상대이동 가능하게 결합되며, 하부 가압 실린더 본체(151b)에 의해 두께방향(Z)으로 이동되는 하부 가압 실린더 로드(152b)와, 하부 가압 실린더 로드(152b)에 회전 가능하게 결합되며, 제2곡선형 열가소성 부재(T2)를 가압하는 하부 가압 롤러(153b)로 구성된다.The lower pressure member (150b) is composed of a lower pressure cylinder body (151b) coupled to a second tilting module (520) of a curved tilting unit (500), a lower pressure cylinder rod (152b) that is coupled to the lower pressure cylinder body (151b) so as to be relatively movable and moves in the thickness direction (Z) by the lower pressure cylinder body (151b), and a lower pressure roller (153b) that is rotatably coupled to the lower pressure cylinder rod (152b) and presses the second curved thermoplastic member (T2).

그 밖에 유도가열유닛(100A)에는 가열되는 열가소성 부재의 표면 온도를 측정하기 위해 적외선 온도계가 설치될 수 있다. In addition, an infrared thermometer may be installed in the induction heating unit (100A) to measure the surface temperature of the thermoplastic member being heated.

한편, 전원장치(미도시), 전류 변환기(120), 가열 코일(130)은 별도의 냉각기(미도시)에 연결되어 냉각된다. 냉각기(미도시)는 수냉 방식으로 구성되며, 냉각기(미도시)에는 냉각수를 공급하는 냉각용 배관이 구비된다. Meanwhile, the power supply (not shown), current converter (120), and heating coil (130) are connected to a separate cooler (not shown) and cooled. The cooler (not shown) is configured as a water-cooled system, and is equipped with a cooling pipe that supplies cooling water to the cooler (not shown).

[두께방향 이동유닛(200)][Thickness direction movement unit (200)]

두께방향 이동유닛(200)은 곡면용 틸팅유닛(500)에 연결된다. 따라서 두께방향 이동유닛(200)은 곡면용 틸팅유닛(500)에 연결된 유도가열유닛(100A)을 지지하며, 유도가열유닛(100A)을 두께방향(Z)으로 이동시킨다. The thickness direction moving unit (200) is connected to the curved tilting unit (500). Therefore, the thickness direction moving unit (200) supports the induction heating unit (100A) connected to the curved tilting unit (500) and moves the induction heating unit (100A) in the thickness direction (Z).

두께방향 이동유닛(200)은 적층되어 배치된 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 굴곡에 따라 유도가열유닛(100A)의 두께방향(Z) 위치를 조절한다. The thickness direction moving unit (200) adjusts the thickness direction (Z) position of the induction heating unit (100A) according to the curvature of the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) that are stacked and arranged.

두께방향 이동유닛(200)은 곡면용 틸팅유닛(500)에 연결된다는 점을 제외하고는 제1실시예와 동일한 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략한다. The thickness direction moving unit (200) has the same configuration as the first embodiment except that it is connected to the curved tilting unit (500), so a detailed description is omitted.

[곡면용 틸팅유닛(500)][Tilting unit for curved surfaces (500)]

곡면용 틸팅유닛(500)은 두께방향 이동유닛(200)과 유도가열유닛(100A)에 연결되며, 유도가열유닛(100A)을 폭방향(Y) 및 길이방향(X)으로 틸팅시킨다.The tilting unit (500) for curved surfaces is connected to the thickness direction moving unit (200) and the induction heating unit (100A), and tilts the induction heating unit (100A) in the width direction (Y) and the length direction (X).

도 10에 도시된 바와 같이, 곡면용 틸팅유닛(500)은 제1틸팅모듈(510)과 제2틸팅모듈(520)로 구성된다.As shown in Fig. 10, the tilting unit (500) for curved surfaces is composed of a first tilting module (510) and a second tilting module (520).

제1틸팅모듈(510)First tilting module (510)

제1틸팅모듈(510)은 유도가열유닛(100A)에 연결되어 유도가열유닛(100A)을 길이방향(X)으로 틸팅시킨다. 제1틸팅모듈(510)은 두께방향 이동유닛(200)에 연결되어 두께방향 이동유닛(200)에 의해 두께방향으로 이동된다.The first tilting module (510) is connected to the induction heating unit (100A) and tilts the induction heating unit (100A) in the longitudinal direction (X). The first tilting module (510) is connected to the thickness direction movement unit (200) and moves in the thickness direction by the thickness direction movement unit (200).

제1틸팅모듈(510)은 도 11에 도시된 바와 같이, 제1틸팅용 고정프레임(511), 제1틸팅용 회전축(512), 제1틸팅용 회전프레임(513), 제1틸팅용 회전 구동부(514)로 구성된다.As shown in Fig. 11, the first tilting module (510) is composed of a first tilting fixed frame (511), a first tilting rotation axis (512), a first tilting rotation frame (513), and a first tilting rotation drive unit (514).

제1틸팅용 고정프레임(511)은 두께방향 이동유닛(200)의 두께방향용 이동블록(220)에 결합된다. The first tilting fixed frame (511) is connected to the thickness direction moving block (220) of the thickness direction moving unit (200).

제1틸팅용 회전축(512)은 길이방향(X)으로 회전가능하게 폭방향(Y)을 회전축심으로 하여, 제1틸팅용 고정프레임(511)에 회전 가능하게 결합된다.The first tilting rotation axis (512) is rotatable in the longitudinal direction (X) and is rotatably connected to the first tilting fixed frame (511) with the width direction (Y) as the rotation axis.

제1틸팅용 회전프레임(513)은 제1틸팅용 회전축(512)에 결합된다.The first tilting rotation frame (513) is coupled to the first tilting rotation axis (512).

제1틸팅용 회전 구동부(514)는 제1틸팅용 고정프레임(511)에 결합되고 제1틸팅용 회전축(512)에 연결되며, 제1틸팅용 회전축(512)을 회전시킨다. The first tilting rotation drive unit (514) is coupled to the first tilting fixed frame (511) and connected to the first tilting rotation shaft (512), and rotates the first tilting rotation shaft (512).

제2틸팅모듈(520)Second tilting module (520)

제2틸팅모듈(520)은 유도가열유닛(100A)에 연결되어 유도가열유닛(100A)을 폭방향(Y)으로 틸팅시킨다.The second tilting module (520) is connected to the induction heating unit (100A) and tilts the induction heating unit (100A) in the width direction (Y).

제2틸팅모듈(520)은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2틸팅용 회전축(521), 제2틸팅용 회전프레임(522), 제2틸팅용 각도 조절부(523)로 구성된다. The second tilting module (520) is composed of a second tilting rotation axis (521), a second tilting rotation frame (522), and a second tilting angle adjustment unit (523), as shown in FIGS. 9 and 10.

제2틸팅용 회전축(521)은 폭방향(Y)으로 회전가능하게 길이방향(X)을 회전축심으로 하여, 제2틸팅용 회전프레임(522)에 연결된다.The second tilting rotation axis (521) is connected to the second tilting rotation frame (522) with the longitudinal direction (X) as the rotation axis so as to be rotatable in the width direction (Y).

제2틸팅용 회전프레임(522)에는 유도가열유닛(100A)이 장착되며, 제2틸팅용 회전프레임(522)은 제2틸팅용 회전축(521)에 회전 가능하게 결합된다. 제2틸팅용 회전프레임(522)에 유도가열유닛(100A)의 전류 변환기(120)와 상부 가압부재(150a) 및 하부 가압부재(150b)가 연결된다. An induction heating unit (100A) is mounted on the second tilting rotation frame (522), and the second tilting rotation frame (522) is rotatably coupled to the second tilting rotation shaft (521). The current converter (120) of the induction heating unit (100A), the upper pressure member (150a), and the lower pressure member (150b) are connected to the second tilting rotation frame (522).

제2틸팅용 각도 조절부(523)는 유도가열유닛(100A)의 가열유닛 프레임(110)에 결합되고 제2틸팅용 회전프레임(522)에 연결되며, 제2틸팅용 회전프레임(522)의 회전 각도를 조절한다. 제2틸팅용 각도 조절부(523)는, 유도가열유닛(100A)의 가열유닛 프레임(110)에 결합되며 각도 조절용 슬릿(523b)이 형성된 각도 조절용 플레이트(523a)와, 제2틸팅용 회전프레임(522)에서 돌출되어 각도 조절용 슬릿(523b)을 관통하는 각도 조절용 손잡이(523c)로 구성된다. The second tilting angle adjustment unit (523) is coupled to the heating unit frame (110) of the induction heating unit (100A) and connected to the second tilting rotation frame (522), and adjusts the rotation angle of the second tilting rotation frame (522). The second tilting angle adjustment unit (523) is coupled to the heating unit frame (110) of the induction heating unit (100A) and is composed of an angle adjustment plate (523a) having an angle adjustment slit (523b) formed therein, and an angle adjustment handle (523c) protruding from the second tilting rotation frame (522) and penetrating through the angle adjustment slit (523b).

본 실시예에서 각도 조절용 손잡이(523c)는 제2틸팅용 회전프레임(522)에 형성된 나사홈(미도시)에 나사결합된다. 이러한 각도 조절용 손잡이(523c)는 회전에 의해 각도 조절용 플레이트(523a)를 제2틸팅용 회전프레임(522)에 가압 및 가압 해제하여 유도가열유닛(100A)의 가열유닛 프레임(110)에 대한 제2틸팅용 회전프레임(522)의 회전 각도를 변경 및 고정할 수 있다.In this embodiment, the angle adjustment handle (523c) is screwed into a screw groove (not shown) formed in the second tilting rotation frame (522). The angle adjustment handle (523c) can change and fix the rotation angle of the second tilting rotation frame (522) with respect to the heating unit frame (110) of the induction heating unit (100A) by pressing and releasing the angle adjustment plate (523a) against the second tilting rotation frame (522) by rotation.

제2틸팅용 회전프레임(522)의 회전 각도는, 수동으로 변경 및 고정되거나, 또는 각도 조절용 손잡이(523c)에 스텝모터를 달아서 변경 및 고정될 수도 있다.The rotation angle of the second tilting rotation frame (522) can be changed and fixed manually, or can be changed and fixed by attaching a stepper motor to the angle adjustment handle (523c).

[냉각유닛(600A)][Cooling unit (600A)]

냉각유닛(600A)은 유도가열유닛에 의해 유도가열된 제1곡선형 열가소성 부재와 제2곡선형 열가소성 부재 중 두께가 얇은 것을 냉각시킨다. The cooling unit (600A) cools the thinner one among the first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member inductively heated by the induction heating unit.

도 6 및 도 12에 도시된 바와 같이, 냉각유닛(600A)은 상부 냉각부재(610)와 하부 냉각부재(630)로 구성된다. As shown in FIG. 6 and FIG. 12, the cooling unit (600A) is composed of an upper cooling member (610) and a lower cooling member (630).

상부 냉각부재(610)Upper cooling member (610)

상부 냉각부재(610)는 제1곡선형 열가소성 부재(T1)를 냉각시킨다. 상부 냉각부재(610)는 본 실시예에서와 같이, 두께가 얇은 제1곡선형 열가소성 부재(T1)가 두께가 두꺼운 제2곡선형 열가소성 부재(T2) 위에 배치된 경우 작동된다. The upper cooling member (610) cools the first curved thermoplastic member (T1). The upper cooling member (610) operates when, as in the present embodiment, the first curved thermoplastic member (T1) having a thin thickness is placed on the second curved thermoplastic member (T2) having a thick thickness.

상부 냉각부재(610)는 가열 코일(130)과 상부 가압부재(150a) 사이에 각각 한 개씩 배치된다. 따라서 가열 코일(130)이 전방(도 12에 도시된 X축 방향)으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 좌측의 상부 냉각부재(610)가 작동되고, 가열 코일(130)이 후방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 우측의 상부 냉각부재(610)가 작동된다.The upper cooling members (610) are each placed between the heating coil (130) and the upper pressure member (150a). Accordingly, when the heating coil (130) moves forward (in the X-axis direction shown in FIG. 12), the upper cooling member (610) on the left side, which is placed subsequently in the moving direction, is operated, and when the heating coil (130) moves backward, the upper cooling member (610) on the right side, which is placed subsequently in the moving direction, is operated.

상부 냉각부재(610)는 가열유닛 프레임(110)에 결합되는 제1냉각용 배관(611)과, 제1냉각용 배관(611)에 결합되며, 제1직선형 열가소성 부재를 향하여 공기를 분사하는 제1냉각용 노즐(612)로 구성된다. 제1냉각용 배관(611)은 공기를 공급하는 공기 공급용 펌프(미도시)에 연결된다. The upper cooling member (610) is composed of a first cooling pipe (611) coupled to the heating unit frame (110) and a first cooling nozzle (612) coupled to the first cooling pipe (611) and spraying air toward the first linear thermoplastic member. The first cooling pipe (611) is connected to an air supply pump (not shown) that supplies air.

하부 냉각부재(630)Lower cooling member (630)

하부 냉각부재(630)는 제2곡선형 열가소성 부재(T2)를 냉각시킨다. 하부 냉각부재(630)는 본 실시예와 달리, 두께가 얇은 제2곡선형 열가소성 부재(T2)가 두께가 두꺼운 제1곡선형 열가소성 부재(T1) 아래에 배치된 경우 작동된다. The lower cooling member (630) cools the second curved thermoplastic member (T2). Unlike the present embodiment, the lower cooling member (630) operates when the thin second curved thermoplastic member (T2) is placed below the thick first curved thermoplastic member (T1).

하부 냉각부재(630)는 상부 냉각부재(610)에 대해 두께방향으로 서로 거울 대칭으로 배치된다. 상부 냉각부재(610)와 마찬가지로, 가열 코일(130)이 전방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 좌측의 하부 냉각부재(630)가 작동되고, 가열 코일(130)이 후방으로 이동할 때는 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 우측의 하부 냉각부재(630)가 작동된다.The lower cooling member (630) is arranged mirror-symmetrically with respect to the upper cooling member (610) in the thickness direction. As with the upper cooling member (610), when the heating coil (130) moves forward, the lower cooling member (630) on the left, which is arranged subsequent to the moving direction, is operated, and when the heating coil (130) moves backward, the lower cooling member (630) on the right, which is arranged subsequent to the moving direction, is operated.

하부 냉각부재(630)는 가열유닛 프레임(110)에 결합되는 제2냉각용 배관(631)과, 제2냉각용 배관(631)에 결합되며, 제2직선형 열가소성 부재(T2)를 향하여 공기를 분사를 분사하는 제2냉각용 노즐(632)로 구성된다. 제2냉각용 배관(631)은 공기를 공급하는 공기 공급용 펌프(미도시)에 연결된다. The lower cooling member (630) is configured with a second cooling pipe (631) coupled to the heating unit frame (110) and a second cooling nozzle (632) coupled to the second cooling pipe (631) and spraying air toward the second linear thermoplastic member (T2). The second cooling pipe (631) is connected to an air supply pump (not shown) that supplies air.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 열가소성 부재 접합장치의 작동을 자세히 설명한다. 도 7 내지 도 11을 기본적으로 참조한다. Hereinafter, the operation of a thermoplastic member joining device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail, with reference primarily to FIGS. 7 to 11.

도 12에 도시된 바와 같이, 서로 두께가 다른 접합대상이 되는 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)가 폭방향 이동유닛(400)의 폭방향 이동용 프레임(410)에 배치된다. 본 실시예에서는 두께가 더 두꺼운 제2곡선형 열가소성 부재(T2)가 제1곡선형 열가소성 부재(T1) 아래 배치된다. As illustrated in Fig. 12, a first curved thermoplastic member (T1) and a second curved thermoplastic member (T2) having different thicknesses to be joined are placed on a frame (410) for widthwise movement of a widthwise movement unit (400). In the present embodiment, a second curved thermoplastic member (T2) having a thicker thickness is placed below the first curved thermoplastic member (T1).

제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 두께와 크기에 따라 두께방향 이동유닛(200)과 폭방향 이동유닛(400)을 작동시켜 유도가열유닛(100A)의 위치를 조정한다. The position of the induction heating unit (100A) is adjusted by operating the thickness direction moving unit (200) and the width direction moving unit (400) according to the thickness and size of the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2).

도 12에 도시된 바와 같이, 유도가열유닛(100A)의 가열 코일(130)이 제1곡선형 열가소성 부재(T1)의 상부영역에 이격되어 위치된다.As shown in Fig. 12, the heating coil (130) of the induction heating unit (100A) is positioned spaced apart from the upper region of the first curved thermoplastic member (T1).

제1곡선형 열가소성 부재(T1)는 가열 코일(130)과 피가열체(140)의 사이에 위치된다. 피가열체(140)는 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2) 사이에 위치된다. 제2곡선형 열가소성 부재(T2)는 피가열체(140)에 아래에 위치된다.A first curved thermoplastic member (T1) is positioned between a heating coil (130) and a heated body (140). The heated body (140) is positioned between the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2). The second curved thermoplastic member (T2) is positioned below the heated body (140).

제1곡선형 열가소성 부재(T1)의 하면은 피가열체(140)의 상면에 접촉되거나 미세하게 이격될 수 있다. 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 상면은 피가열체(140)의 하면에 접촉되거나 미세하게 이격될 수 있다. The lower surface of the first curved thermoplastic member (T1) may be in contact with or slightly spaced from the upper surface of the heated body (140). The upper surface of the second curved thermoplastic member (T2) may be in contact with or slightly spaced from the lower surface of the heated body (140).

도 7(a)에 도시된 바와 같이 길이방향(X)으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들(T1, T2)의 경우, 제1틸팅모듈(510)을 회전시켜 유도가열유닛(100A)의 가열 코일(130)과 피가열체(140)를 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 표면에 나란하게 배치한다.In the case of curved thermoplastic members (T1, T2) curved in the longitudinal direction (X) as shown in Fig. 7(a), the first tilting module (510) is rotated so that the heating coil (130) and the heated body (140) of the induction heating unit (100A) are arranged parallel to the surfaces of the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2).

도 7(b)에 도시된 바와 같이 폭방향(Y)으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들(T1, T2)의 경우, 제2틸팅모듈(520)을 회전시켜 유도가열유닛(100A)의 가열 코일(130)과 피가열체(140)를 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 표면에 나란하게 배치한다.In the case of curved thermoplastic members (T1, T2) curved in the width direction (Y) as shown in Fig. 7(b), the second tilting module (520) is rotated to place the heating coil (130) of the induction heating unit (100A) and the heated body (140) parallel to the surfaces of the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2).

도 7(a)에 도시된 바와 같이 길이방향(X)으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들(T1, T2)의 경우, 곡면용 틸팅유닛(500)의 제1틸팅모듈(510)과 두께방향 이동유닛(200)이 함께 작동하여 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 곡선 변화에 따라 유도가열유닛(100A)의 회전 각도와 높이를 변경한다. 따라서 유도가열유닛(100A)의 가열 코일(130)과 피가열체(140)가 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 표면에 대해 나란하게 배치된 채, 길이방향(X)으로 이동될 수 있다. As illustrated in Fig. 7(a), in the case of curved thermoplastic members (T1, T2) curved in the longitudinal direction (X), the first tilting module (510) and the thickness-direction moving unit (200) of the curved tilting unit (500) work together to change the rotation angle and height of the induction heating unit (100A) according to the change in the curve of the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2). Accordingly, the heating coil (130) and the heated body (140) of the induction heating unit (100A) can be moved in the longitudinal direction (X) while being arranged parallel to the surfaces of the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2).

도 7(b)에 도시된 바와 같이 폭방향(Y)으로 굴곡진 곡선형 열가소성 부재들(T1, T2)의 경우, 유도가열유닛(100A)의 가열 코일(130)과 피가열체(140)가 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 표면에 대해 나란하게 배치된 상태를 유지하며 유도가열유닛(100A)이 길이방향 이동유닛(300)에 의해 전방으로 일정속도로 이동된다. As shown in Fig. 7(b), in the case of curved thermoplastic members (T1, T2) curved in the width direction (Y), the heating coil (130) and the heated body (140) of the induction heating unit (100A) are maintained in a state of being arranged parallel to the surfaces of the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2), and the induction heating unit (100A) is moved forward at a constant speed by the longitudinal movement unit (300).

제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)는 전방으로 이동하는 피가열체(140)와 가열 코일(130)의 전자기적 상호작용에 의해 연속적으로 유도가열된다. 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)는 피가열체(140)에서 방출된 열에 의해 가열되어 부분적으로 용융될 수 있다. 길이방향 이동유닛(300)의 이동속도를 조절하여 유도가열유닛(100A)의 가열정도를 조절한다. The first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) are continuously inductively heated by the electromagnetic interaction between the forwardly moving heated body (140) and the heating coil (130). The first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) can be heated and partially melted by the heat emitted from the heated body (140). The degree of heating of the induction heating unit (100A) is controlled by controlling the moving speed of the longitudinal moving unit (300).

이때 유도가열유닛(100A)의 가열정도는 두께가 두꺼운 제2곡선형 열가소성 부재(T2)의 용융을 기준으로 설정되고, 냉각유닛(600A)이 과열된 제1직선형 열가소성 부재(T11)를 냉각시킨다. 이를 위해, 전방으로 이동하는 가열 코일(130)의 이동방향에 대해 후속하여 배치된 좌측의 상부 냉각부재(610)가 작동한다. 상부 냉각부재(610)는 유도가열된 제1곡선형 열가소성 부재(T1)를 향해 공기를 분사한다.At this time, the heating degree of the induction heating unit (100A) is set based on the melting of the thick second curved thermoplastic member (T2), and the cooling unit (600A) cools the overheated first linear thermoplastic member (T11). To this end, the upper cooling member (610) on the left side, which is arranged subsequently to the moving direction of the heating coil (130) moving forward, operates. The upper cooling member (610) injects air toward the first curved thermoplastic member (T1) that has been inductively heated.

가열 코일(130)의 후방에 배치된 가압부재(150)가 하강하여, 유도가열된 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)를 가압한다. 유도가열유닛(100A)이 전방으로 일정속도로 이동되고 있으므로, 유도가열된 제1곡선형 열가소성 부재(T1)와 제2곡선형 열가소성 부재(T2)는 가압 롤러(153)에 의해 연속적으로 가압되어 서로 접합된다.A pressurizing member (150) positioned at the rear of the heating coil (130) is lowered to pressurize the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) that have been inductively heated. Since the induction heating unit (100A) is moved forward at a constant speed, the first curved thermoplastic member (T1) and the second curved thermoplastic member (T2) that have been inductively heated are continuously pressed by the pressurizing roller (153) to be joined to each other.

한편, 지금까지 상술한 열가소성 부재 접합장치가, 서로 다른 두께를 가진 제1직선형 열가소성 부재와 제2직선형 열가소성 부재를 유도가열로 접합하거나, 서로 다른 두께를 가진 제1곡선형 열가소성 부재와 제2곡선형 열가소성 부재를 유도가열로 접합하는 것만 설명하였으나, 당연히 상술한 열가소성 부재 접합장치로, 동일한 두께를 가진 제1직선형 열가소성 부재와 제2직선형 열가소성 부재를 유도가열로 접합하거나, 동일한 두께를 가진 제1곡선형 열가소성 부재와 제2곡선형 열가소성 부재를 유도가열로 접합할 수도 있을 것이다. 이 경우, 냉각유닛이 동일한 두께를 가진 제1직선형 열가소성 부재 및 제2직선형 열가소성 부재 또는 동일한 두께를 가진 제1곡선형 열가소성 부재 및 제2곡선형 열가소성 부재를 동시에 냉각시킨다.Meanwhile, the thermoplastic member joining device described so far has only been described for joining first and second linear thermoplastic members having different thicknesses by induction heating, or for joining first and second curved thermoplastic members having different thicknesses by induction heating. However, the thermoplastic member joining device described above may also be used for joining first and second linear thermoplastic members having the same thickness by induction heating, or for joining first and second curved thermoplastic members having the same thickness by induction heating. In this case, the cooling unit simultaneously cools the first and second linear thermoplastic members having the same thickness or the first and second curved thermoplastic members having the same thickness.

100, 100A: 유도가열유닛 110: 가열유닛 프레임
120: 전류 변환기 130: 가열 코일
140: 피가열체 150: 가압부재
151: 가압 실린더 본체 152: 가압 실린더 로드
153: 가압 롤러 160: 냉각부재
170: 온도센서 200: 두께방향 이동유닛
210: 두께방향 이동용 프레임 220: 두께방향용 이동블록
230: 두께방향용 이동 가이드부 240: 두께방향용 이동구동부
240a: 두께방향 이동용 볼스크류부 240b: 두께방향용 구동모터
300: 길이방향 이동유닛 310: 길이방향 이동용 프레임
320: 길이방향용 이동블록 330: 길이방향용 이동 가이드부
340: 길이방향용 이동구동부 340a: 길이방향 이동용 볼스크류부
340b: 길이방향용 구동모터 400: 폭방향 이동유닛
410: 폭방향 이동용 프레임 420: 폭방향용 이동블록
430: 폭방향용 이동 가이드부 440: 폭방향용 이동구동부
440a: 폭방향용 손잡이 440b: 폭방향용 잠금부재
500: 곡면용 틸팅유닛 510: 제1틸팅모듈
511: 제1틸팅용 고정프레임 512: 제1틸팅용 회전축
513: 제1틸팅용 회전프레임 514: 제1틸팅용 회전 구동부
520: 제2틸팅모듈 521: 제2틸팅용 고정프레임
522: 제2틸팅용 회전축 523: 제2틸팅용 각도 조절부
523a: 각도 조절용 플레이트 523b: 각도 조절용 슬릿
523c: 각도 조절용 손잡이 600: 냉각유닛
610: 상부 냉각부재 620, 630: 하부 냉각부재
T11: 제1직선형 열가소성 부재 T21: 제2직선형 열가소성 부재
T1: 제1곡선형 열가소성 부재 T2: 제2곡선형 열가소성 부재
X: 길이방향 Y: 폭방향
Z: 두께방향100, 100A: Induction heating unit 110: Heating unit frame
120: Current transformer 130: Heating coil
140: Heated body 150: Pressurized member
151: Pressurized cylinder body 152: Pressurized cylinder rod
153: Pressure roller 160: Cooling member
170: Temperature sensor 200: Thickness direction movement unit
210: Frame for thickness direction movement 220: Thickness direction movement block
230: Thickness direction moving guide part 240: Thickness direction moving drive part
240a: Ball screw unit for thickness direction movement 240b: Drive motor for thickness direction
300: longitudinal movement unit 310: longitudinal movement frame
320: Longitudinal moving block 330: Longitudinal moving guide
340: Longitudinal movement drive unit 340a: Ball screw unit for longitudinal movement
340b: Drive motor for longitudinal direction 400: Transverse movement unit
410: Frame for width-wise movement 420: Movement block for width-wise movement
430: Width-direction moving guide part 440: Width-direction moving drive part
440a: Width-direction handle 440b: Width-direction locking member
500: Tilting unit for curved surfaces 510: First tilting module
511: Fixed frame for first tilting 512: Rotating axis for first tilting
513: Rotating frame for first tilting 514: Rotating drive unit for first tilting
520: Second tilting module 521: Second tilting fixed frame
522: Rotation axis for second tilting 523: Angle adjustment part for second tilting
523a: Angle adjustment plate 523b: Angle adjustment slit
523c: Angle adjustment handle 600: Cooling unit
610: Upper cooling member 620, 630: Lower cooling member
T11: First linear thermoplastic member T21: Second linear thermoplastic member
T1: First curved thermoplastic member T2: Second curved thermoplastic member
X: length direction Y: width direction
Z: thickness direction

Claims (5)

제1직선형 열가소성 부재와 상기 제1직선형 열가소성 부재의 두께와 다른 두께를 가지는 제2직선형 열가소성 부재를 유도가열하여 접합시키는 유도가열유닛; 상기 유도가열유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 두께방향으로 이동시키는 두께방향 이동유닛; 상기 두께방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 길이방향으로 이동시키는 길이방향 이동유닛; 상기 길이방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 폭방향으로 이동시키는 폭방향 이동유닛; 및 상기 유도가열유닛에 의해 유도가열된 상기 제1직선형 열가소성 부재와 상기 제2직선형 열가소성 부재 중 두께가 얇은 것을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하며,
상기 유도가열유닛은,
상기 두께방향 이동유닛에 연결되는 가열유닛 프레임; 상기 가열유닛 프레임에 결합되며, 전원장치로부터 공급받은 전류를 변환하는 전류 변환기; 상기 전류 변환기에 결합되며, 상기 전류 변환기로부터 전류를 인가받는 가열 코일; 상기 가열유닛 프레임에 결합되며, 상기 가열 코일의 하부에 이격되어 배치되어 상기 가열 코일과의 전자기적 상호작용에 의해 가열되며, 상기 제1직선형 열가소성 부재와 상기 제2직선형 열가소성 부재 사이에 위치된 피가열체; 및 상기 가열유닛 프레임에 결합되며, 상기 제1직선형 열가소성 부재를 상기 제2직선형 열가소성 부재 방향으로 가압하는 가압부재를 포함하며,
상기 가압부재는 상기 가열 코일의 좌측과 우측에 각각 배치된, 좌측 가압부재와 우측 가압부재로 구성되며,

상기 제1직선형 열가소성 부재의 두께가 상기 제2직선형 열가소성 부재의 두께보다 얇고, 상기 제1직선형 열가소성 부재가 상기 제2직선형 열가소성 부재 위에 배치되고, 상기 가열 코일이 우측으로 이동할 때는,
상기 우측 가압부재에 구비된 우측 가압롤러가 상승한 상태와, 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 상기 좌측 가압부재에 구비된 좌측 가압롤러가 하강한 상태로, 유도 가열된 상기 제1직선형 열가소성 부재와 상기 제2직선형 열가소성 부재를 가압하고,
이동방향에 대해 후속하여 배치된 좌측의 상부 냉각부재로부터 토출된 냉각기체에 의해 가압된 상기 제1직선형 열가소성 부재와 상기 제2직선형 열가소성 부재가 냉각되며,

상기 제1직선형 열가소성 부재의 두께가 상기 제2직선형 열가소성 부재의 두께보다 얇고, 상기 제1직선형 열가소성 부재가 상기 제2직선형 열가소성 부재 위에 배치되고, 상기 가열 코일이 좌측으로 이동할 때는,
상기 좌측 가압부재에 구비된 좌측 가압롤러가 상승한 상태와, 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 상기 우측 가압부재에 구비된 우측 가압롤러가 하강한 상태로, 유도 가열된 상기 제1직선형 열가소성 부재와 상기 제2직선형 열가소성 부재를 가압하고,
이동방향에 대해 후속하여 배치된 우측의 상부 냉각부재로부터 토출된 냉각기체에 의해 가압된 상기 제1직선형 열가소성 부재와 상기 제2직선형 열가소성 부재가 냉각되는 것을 특징으로 하는 열가소성 부재 접합장치.An induction heating unit for induction heating and joining a first linear thermoplastic member and a second linear thermoplastic member having a different thickness from that of the first linear thermoplastic member; a thickness direction moving unit connected to the induction heating unit and moving the induction heating unit in the thickness direction; a length direction moving unit connected to the thickness direction moving unit and moving the induction heating unit in the length direction; a width direction moving unit connected to the length direction moving unit and moving the induction heating unit in the width direction; and a cooling unit for cooling a thinner one of the first linear thermoplastic member and the second linear thermoplastic member induction heated by the induction heating unit.
The above induction heating unit,
A heating unit frame connected to the thickness direction moving unit; a current converter coupled to the heating unit frame and converting a current supplied from a power supply; a heating coil coupled to the current converter and receiving a current from the current converter; a heated body coupled to the heating unit frame and spaced apart from the lower portion of the heating coil and heated by electromagnetic interaction with the heating coil, the heated body positioned between the first linear thermoplastic member and the second linear thermoplastic member; and a pressing member coupled to the heating unit frame and pressing the first linear thermoplastic member toward the second linear thermoplastic member.
The above pressurizing member is composed of a left pressurizing member and a right pressurizing member, which are respectively positioned on the left and right sides of the heating coil.

When the thickness of the first linear thermoplastic member is thinner than the thickness of the second linear thermoplastic member, the first linear thermoplastic member is placed on the second linear thermoplastic member, and the heating coil moves to the right,
The right pressure roller provided on the right pressure member is raised, and the left pressure roller provided on the left pressure member, which is subsequently arranged in the moving direction, is lowered, thereby pressurizing the first linear thermoplastic member and the second linear thermoplastic member that are inductively heated.
The first linear thermoplastic member and the second linear thermoplastic member are cooled by the cooling gas discharged from the upper cooling member on the left side arranged subsequently in the direction of movement,

When the thickness of the first linear thermoplastic member is thinner than the thickness of the second linear thermoplastic member, the first linear thermoplastic member is placed on the second linear thermoplastic member, and the heating coil moves to the left,
The left pressure roller provided on the left pressure member is raised, and the right pressure roller provided on the right pressure member, which is subsequently arranged in the moving direction, is lowered, thereby pressurizing the first linear thermoplastic member and the second linear thermoplastic member that are inductively heated.
A thermoplastic member joining device characterized in that the first linear thermoplastic member and the second linear thermoplastic member are cooled by cooling gas discharged from the upper cooling member on the right side arranged subsequently in the direction of movement. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제1곡선형 열가소성 부재의 두께와 다른 두께를 가지는 제2곡선형 열가소성 부재를 유도가열하여 접합시키는 유도가열유닛; 상기 유도가열유닛을 지지하며, 상기 유도가열유닛을 두께방향으로 이동시키는 두께방향 이동유닛; 상기 두께방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 길이방향으로 이동시키는 길이방향 이동유닛; 상기 길이방향 이동유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 폭방향으로 이동시키는 폭방향 이동유닛; 상기 두께방향 이동유닛과 상기 유도가열유닛에 연결되며, 상기 유도가열유닛을 길이방향 및 폭방향으로 틸팅시키는 곡면용 틸팅유닛; 및 상기 유도가열유닛에 의해 유도가열된 상기 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제2곡선형 열가소성 부재 중 두께가 얇은 것을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하며,
상기 유도가열유닛은,
상기 두께방향 이동유닛에 연결되는 가열유닛 프레임; 상기 가열유닛 프레임에 결합되며, 전원장치로부터 공급받은 전류를 변환하는 전류 변환기; 상기 전류 변환기에 결합되며, 상기 전류 변환기로부터 전류를 인가받는 가열 코일; 상기 가열유닛 프레임에 결합되며, 상기 가열 코일의 하부에 이격되어 배치되어 상기 가열 코일과의 전자기적 상호작용에 의해 가열되며, 상기 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제2곡선형 열가소성 부재 사이에 위치된 피가열체; 및 상기 가열유닛 프레임에 결합되며, 상기 제1곡선형 열가소성 부재를 상기 제2곡선형 열가소성 부재 방향으로 가압하는 가압부재를 포함하며,
상기 가압부재는 상기 가열 코일의 좌측과 우측에 각각 배치된, 좌측 가압부재와 우측 가압부재로 구성되며,

상기 제1곡선형 열가소성 부재의 두께가 상기 제2곡선형 열가소성 부재의 두께보다 얇고, 상기 제1곡선형 열가소성 부재가 상기 제2곡선형 열가소성 부재 위에 배치되고, 상기 가열 코일이 우측으로 이동할 때는,
상기 우측 가압부재에 구비된 우측 가압롤러가 상승한 상태와, 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 상기 좌측 가압부재에 구비된 좌측 가압롤러가 하강한 상태로, 유도 가열된 상기 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제2곡선형 열가소성 부재를 가압하고,
이동방향에 대해 후속하여 배치된 좌측의 상부 냉각부재로부터 토출된 냉각기체에 의해 가압된 상기 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제2곡선형 열가소성 부재가 냉각되며,

상기 제1곡선형 열가소성 부재의 두께가 상기 제2곡선형 열가소성 부재의 두께보다 얇고, 상기 제1곡선형 열가소성 부재가 상기 제2곡선형 열가소성 부재 위에 배치되고, 상기 가열 코일이 좌측으로 이동할 때는,
상기 좌측 가압부재에 구비된 좌측 가압롤러가 상승한 상태와, 이동방향에 대해 후속하여 배치되는 상기 우측 가압부재에 구비된 우측 가압롤러가 하강한 상태로, 유도 가열된 상기 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제2곡선형 열가소성 부재를 가압하고,
이동방향에 대해 후속하여 배치된 우측의 상부 냉각부재로부터 토출된 냉각기체에 의해 가압된 상기 제1곡선형 열가소성 부재와 상기 제2곡선형 열가소성 부재가 냉각되는 것을 특징으로 하는 열가소성 부재 접합장치.An induction heating unit for induction heating and joining a first curved thermoplastic member and a second curved thermoplastic member having a different thickness from that of the first curved thermoplastic member; a thickness direction moving unit supporting the induction heating unit and moving the induction heating unit in the thickness direction; a longitudinal moving unit connected to the thickness direction moving unit and moving the induction heating unit in the longitudinal direction; a width direction moving unit connected to the longitudinal moving unit and moving the induction heating unit in the width direction; a curved tilting unit connected to the thickness direction moving unit and the induction heating unit and tilting the induction heating unit in the longitudinal direction and the width direction; and a cooling unit for cooling a thinner one of the first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member induction heated by the induction heating unit.
The above induction heating unit,
A heating unit frame connected to the thickness direction moving unit; a current converter coupled to the heating unit frame and converting a current supplied from a power supply; a heating coil coupled to the current converter and receiving a current from the current converter; a heated body coupled to the heating unit frame and spaced apart from the lower portion of the heating coil and heated by electromagnetic interaction with the heating coil, the heated body positioned between the first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member; and a pressing member coupled to the heating unit frame and pressing the first curved thermoplastic member toward the second curved thermoplastic member.
The above pressurizing member is composed of a left pressurizing member and a right pressurizing member, which are respectively positioned on the left and right sides of the heating coil.

When the thickness of the first curved thermoplastic member is thinner than the thickness of the second curved thermoplastic member, the first curved thermoplastic member is placed on the second curved thermoplastic member, and the heating coil moves to the right,
The right pressure roller provided on the right pressure member is raised, and the left pressure roller provided on the left pressure member, which is subsequently arranged in the moving direction, is lowered, thereby pressurizing the first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member that are inductively heated.
The first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member are cooled by the cooling gas discharged from the upper cooling member on the left side arranged subsequently in the direction of movement,

When the thickness of the first curved thermoplastic member is thinner than the thickness of the second curved thermoplastic member, the first curved thermoplastic member is placed on the second curved thermoplastic member, and the heating coil moves to the left,
The left pressure roller provided on the left pressure member is raised, and the right pressure roller provided on the right pressure member, which is subsequently arranged in the moving direction, is lowered, thereby pressurizing the first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member that are inductively heated.
A thermoplastic member joining device characterized in that the first curved thermoplastic member and the second curved thermoplastic member are cooled by cooling gas discharged from the upper cooling member on the right side arranged subsequently in the direction of movement.
KR1020220167545A 2022-12-05 2022-12-05 Device for joining thermoplastic members to each other Active KR102887119B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220167545A KR102887119B1 (en) 2022-12-05 2022-12-05 Device for joining thermoplastic members to each other

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220167545A KR102887119B1 (en) 2022-12-05 2022-12-05 Device for joining thermoplastic members to each other

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240083423A KR20240083423A (en) 2024-06-12
KR102887119B1 true KR102887119B1 (en) 2025-11-14

Family

ID=91469560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220167545A Active KR102887119B1 (en) 2022-12-05 2022-12-05 Device for joining thermoplastic members to each other

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102887119B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001310392A (en) * 2000-04-27 2001-11-06 Kasai Kogyo Co Ltd Caulking device
KR101398604B1 (en) * 2012-05-22 2014-05-22 삼성중공업 주식회사 Welding apparatus and controlling method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160019269A (en) * 2014-08-11 2016-02-19 송상석 hot water mat's heating seat process apparatus
KR101933915B1 (en) 2016-12-28 2018-12-31 이엔컴퍼지트 주식회사 Hot press forming apparatus of composite fiber sheet
AU2019304113B2 (en) * 2018-07-16 2021-08-12 Arkema France Method for welding parts made of thermoplastic material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001310392A (en) * 2000-04-27 2001-11-06 Kasai Kogyo Co Ltd Caulking device
KR101398604B1 (en) * 2012-05-22 2014-05-22 삼성중공업 주식회사 Welding apparatus and controlling method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240083423A (en) 2024-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5847375A (en) Fastenerless bonder wingbox
US4978825A (en) Thermoplastic composite induction welder
US5832594A (en) Tooling for inserting Z-pins
US6565942B2 (en) Composite panel having a thermoplastic seam weld
US5225025A (en) Apparatus and method for resistance welding
US5863635A (en) Composite detail having Z-pin stubble
US6323468B1 (en) Static coil apparatus and method for welding thermoplastic composite structures
US5760379A (en) Monitoring the bond line temperature in thermoplastic welds
US5286327A (en) Method and apparatus for bonding or melt fusing plastic matrix composite materials
US5688426A (en) Hybrid metal webbed composite beam
US5624594A (en) Fixed coil induction heater for thermoplastic welding
US5556565A (en) Method for composite welding using a hybrid metal webbed composite beam
US5829716A (en) Welded aerospace structure using a hybrid metal webbed composite beam
US5935698A (en) Composites joined with precured, Z-pinned strips
US5641422A (en) Thermoplastic welding of organic resin composites using a fixed coil induction heater
EP3772406A1 (en) Induction welding for thermoplastic composite parts
US11518112B2 (en) Joining method and machining head and manufacturing machine for carrying out the method
US7896994B2 (en) Ultrasonic assembly method
US5786576A (en) Self-steering system for guiding a moving induction coil during thermoplastic welding
CN115922052A (en) Ultrasonic continuous welding system and method
KR102887119B1 (en) Device for joining thermoplastic members to each other
KR102476149B1 (en) Device and method for joining curved thermoplastic members to each other
CN113459501B (en) Complex bearing part forming device based on fused deposition technology
EP4212325A1 (en) Beaded panels and systems and methods for forming beaded panels
US12103243B2 (en) Welding method

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

D22 Grant of ip right intended

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-1-2-D10-D22-EXM-PE0701 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

F11 Ip right granted following substantive examination

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-4-F10-F11-EXM-PR0701 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

U11 Full renewal or maintenance fee paid

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-2-U10-U11-OTH-PR1002 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Year of fee payment: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

Q13 Ip right document published

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-4-4-Q10-Q13-NAP-PG1601 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)