KR100493557B1

KR100493557B1 - 용기뚜껑 공급장치

Info

Publication number: KR100493557B1
Application number: KR10-2002-0076371A
Authority: KR
Inventors: 이익재
Original assignee: 성원자동기계 주식회사
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2005-06-08
Also published as: KR20040049352A

Abstract

본 발명은 용기뚜껑 공급장치에 관한 것으로, 발명의 주된 목적은 버큠홀더들을 보유한 샤프트를 상, 하로 승강시키면서 상기 버큠홀더들의 위치를 180°회전시켜줄 수 있도록 하되, 롤러를 가진 구름반전기구와 상기 롤러가 접하게될 캠 플레이트를 구름접촉에 의해 작동하도록 하므로써, 부품수를 줄여 제조원가를 낮추고, 마찰에 대한 내마모성을 높여 보다 정확하게 작동하면서 수명이 오래가도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 하부 고정 프레임(10) 상에서 좌, 우 양측에 입설된 한 쌍의 가이드 포스트(20)와, 상기 가이드 포스트(20)에 양단이 끼워진 채 공압실린더(31)로써 상, 하 승강이 가능한 작동 프레임(30), 상기 프레임의 양단에 베어링(34)을 개입시켜 축설한 횡방향의 작동 샤프트(40), 상기 작동 샤프트의 중단 중단에 임의의 간격으로 축설하되 버큠홀더(51)를 가진 뚜껑 홀더기구(50), 상기한 각각의 뚜껑 홀더기구(50)들에 대응하여 그 직상부에 위치하도록 상부 고정 프레임(61)에 구비한 뚜껑 공급용 메거진(60)으로 이루어진 용기뚜껑 공급장치에 있어서, 상기한 하부 고정 프레임(10)과 상부 고정 프레임(61)의 측편에 고정하되, 상기한 작동 샤프트(40)의 끝단이 끼워지도록 장공(71)을 가진 가이드 플레이트(70); 상기 가이드 플레이트(70)의 측편에 부착하되, 캠면(82)을 갖는 캠 플레이트(80); 상기한 작동 샤프트(40)의 끝단에 축설한 원판(91)과, 상기 원판의 외측면에 축착하되, 상기 캠 플레이트(80)의 캠면(82)에 접촉할 한 쌍의 구름 롤러(92)와, 상기 원판의 내측면에 축착하되 상기 가이드 플레이트(70)의 장공(71)을 따라 이동할 가이드 롤러(93)로 이루어진 구름반전기구(90);를 포함하여 구성하는 것이다.

Description

용기뚜껑 공급장치{CAP SUPPLY DEVICE FOR PAIL}

본 발명은 용기뚜껑 공급장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 매거진에 다량 적재된 용기뚜껑을 몰드 위에 장착되는 용기의 상면으로 하나씩 자동 이송 공급하되, 이송하는 과정에서 반전에 필요한 반전유도기구의 구조를 보다 간단하고, 원할히 작동하도록 개량한 것이다.

용기뚜껑 공급장치는 임의의 용기에 내용물을 담고 그 위로 뚜껑을 덮어 밀봉한 상태로 출하하는 자동화 공정에 사용하는 것이며, 특허 제248469호(이하 "선행발명"이라 함)와 그 이전의 실용신안등록출원 제97-1561호(이하 "선행고안"이라 함) 등이 알려져 있다.

상기한 선행고안은 상부측 매거진에 적재된 용기뚜껑을 하나씩 홀더를 이용하여 클램핑한 후, 상기 홀더와 함께 용기뚜껑이 몰드의 용기 위에 위치할 수 있도록 180°반전시키는 방법을 통해 용기뚜껑을 몰드에 이송 공급하되, 매거진의 용기뚜껑을 클램핑시킨 후, 홀더에 클램핑된 용기뚜껑이 하부측으로 반전될 수 있도록 홀더를 하부측으로 하강시키는 실린더, 상기 홀더가 몰드 위의 용기에 위치하도록 반전시키는 회전실린더, 그리고 몰드의 상면으로 회전된 용기뚜껑을 몰드 위의 용기에 내려놓을 수 있도록 홀더를 하강시키는 실린더가 구비되어 상기 실린더에 의하여 홀더와 함께 용기뚜껑이 직선 및 회전 운동되면서 순차적으로 몰드 위의 용기에 공급하도록 구성되고 있다.

한편, 선행 발명은 상기한 선행고안이 가지는 미비점 즉, 모두 3개의 실린더를 사용하여 용기뚜껑을 클램핑하는 점, 클램핑한 홀더가 직선 및 회전운동 하도록 구성되고 있어 그 장치 및 구조가 복잡한 점, 각각의 실린더를 제어하는 제어부의 구성이 복잡해지는 점 등의 여러 가지 문제점을 해결하는 것이다.

이는 상부 매거진에 적재된 용기뚜껑을 홀더에 파지하여 그 직하방으로 이송되는 몰드의 상면으로 이송 공급하도록 하되, 상기 홀더가 고정되는 샤프트의 일측단이 가이드블럭의 장공으로 관통되게 끼워져 실린더에 의해 장공을 따라 이동하도록 되고, 상기 샤프트에 가이드블럭과 접촉하도록 된 캠을 조립하여 캠과 가이드블럭에 의해 샤프트가 직선운동과 회전운동 및 직선운동을 반복하며 매거진에 적재된 용기뚜껑을 몰드에 공급하도록 되고, 상기 캠에는 상ㆍ하로 관통되는 한쌍의 가이드홈과 상기 가이드홈의 중앙 하부측으로 형성되는 구형 지지돌기의 양쪽에 서로 대향되는 호형장공이 설치되며, 가이드블럭에는 안내장공의 양쪽면에 길이방향으로 한쌍의 안내레일과 상기 안내레일 사이에 각각 배치되는 스토퍼는 캠보다 작은 폭으로 고정되어 그 중 어느 하나는 항상 캠과 접촉하도록 되고, 스토퍼는 캠의 호형 지지돌기의 동일한 폭으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

그러나 이와 같은 선행발명의 경우에는 캠의 형상이 복잡하여 제작이 어렵고, 롤러와 캠의 접촉면 사이에 갭이 생기기 때문에 소음이 크고, 캠면의 마모가 심하며, 장시간 사용하게 되면 작동위치에 대한 오차가 발생하고, 충격에 약하기 때문에 자주 교체해 주어야 하는 문제가 있다.

특히, 캠의 형상이 복잡한 만큼 그 캠의 홈으로 끼워지는 여러 스토퍼들의 갭(공차 및 작동여유에 따른 공간)이 있기 때문에 작동이 부자연스러우며 마찰 마모가 큭다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하고자 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 버큠홀더들을 보유한 샤프트를 상, 하로 승강시키면서 상기 버큠홀더들의 위치를 180°회전시켜줄 수 있도록 하되, 롤러를 가진 구름반전기구와 상기 롤러가 접하게될 캠 플레이트를 구름접촉에 의해 작동하도록 하므로써, 부품수를 줄여 제조원가를 낮추고, 마찰에 대한 내마모성을 높여 보다 정확하게 작동하면서 수명이 오래가도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 하부 고정프레임 상에서 좌, 우 양측에 입설된 한 쌍의 가이드 포스트와, 상기 가이드 포스트에 양단이 끼워진 채 공압실린더로써 상, 하 승강이 가능한 작동 프레임, 상기 프레임의 양단에 베어링을 개입시켜 축설한 횡방향의 작동 샤프트, 상기 작동 샤프트의 중단 중단에 임의의 간격으로 축설하되 버큠홀더를 가진 뚜껑 홀더기구, 상기한 각각의 뚜껑 홀더기구들에 대응하여 그 직상부에 위치하도록 상부 고정프레임에 구비한 뚜껑 공급용 메거진으로 이루어진 용기뚜껑 공급장치에 있어서, 상기한 하부 고정프레임과 상부 고정프레임의 측편에 고정하되, 상기한 작동 샤프트의 끝단이 끼워지도록 장공을 가진 가이드 플레이트; 상기 가이드 플레이트의 측편에 부착하되, 캠면을 갖는 캠 플레이트; 상기한 작동 샤프트의 끝단에 축설한 원판과, 상기 원판의 외측면에 축착하되, 상기 캠 플레이트의 캠면에 접촉할 한 쌍의 구름 롤러와, 상기 원판의 내측면에 축착하되 상기 가이드 플레이트의 장공을 따라 이동할 가이드 롤러로 이루어진 구름반전기구를 포함하여 구성하는 것이다.

이하 본 발명의 구성 및 작동을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명의 용기꾸껑 공급장치는 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이 하부 고정 프레임(10) 상에서 좌, 우 양측에 입설된 한 쌍의 가이드 포스트(20)와, 상기 가이드 포스트(20)에 양단이 끼워져 지지된 채 공압실린더(31)로써 상, 하 승강이 가능하게 마련된 작동 프레임(30), 상기 프레임의 양단에 베어링(34)을 개입시켜 축설한 횡방향의 작동 샤프트(40), 상기 작동 샤프트의 중단 중단에 임의의 간격으로 축설하되 버큠홀더(51)를 가진 뚜껑 홀더기구(50), 상기한 각각의 뚜껑 홀더기구(50)들에 대응하여 그 직상부에 위치하도록 상부 고정 프레임(61)에 구비한 뚜껑 공급용 메거진(60)을 기본적으로 가지며, 이는 선행고안과 선행발명에서와 대동소이하다.

이 때 본 발명에서는 상기한 하부 고정 프레임(10)과 상부 고정 프레임(61)의 측편에 고정하되, 상기한 작동 샤프트(40)의 끝단이 끼워지도록 장공(71)을 가진 가이드 플레이트(70), 그리고 상기 가이드 플레이트(70)의 측편에 부착하되, 캠면(82)을 갖는 캠 플레이트(80) 및 구름반전기구(90)를 새로 설치하는 것이 특징이다.

상기한 구름반전기구(90)는 도 3 내지 도 4에서 보는 바와 같이 상기한 작동 샤프트(40)의 끝단에 축설한 원판(91)과, 상기 원판의 외측면에 축착하되 상기 캠 플레이트(80)의 캠면(82)에 접촉할 한 쌍의 구름 롤러(92)와, 상기 원판의 내측면에 축착하되 상기 가이드 플레이트(70)의 장공(71)을 따라 이동할 가이드 롤러(93)로 이루어진다.

특히, 상기한 가이드 플레이트(70)의 장공(71) 중단에는 반전용 요홈부(72)를 형성하고, 상기 가이드 플레이트(70)에 고정되는 캠 플레이트(80)의 캠면(82) 중단에는 반전용 돌출부(81)를 형성하여, 가이드 플레이트(70) 측면에 캠 플레이트(80) 조립시 상기 반전용 요홈부(72)와 반전용 돌출부(81)는 같은 높이에서 서로 중첩되도록 조립한다.

그리고 또한, 상기한 원판(91)의 내측면에 축착한 가이드 롤러(93)와 그 원판(91)의 외측면에 축착한 한 쌍의 구름 롤러(92)들은 원판의 센터를 제외한 위치에 축착하되, 상기한 한 쌍의 구름 롤러(92)가 상기한 가이드 롤러(93)로부터 서로 같은 거리에 있도록 하면서, 상기한 원판(91)의 내측면에 축착한 가이드 롤러(93)가 장공(71)의 요홈부(72)에 위치하였을 때, 상기한 한 쌍의 구름 롤러(92)들은 서로 수직의 상태로 위치하고, 동시에 상기한 뚜껑 홀더기구(50)는 수평을 이루는 위치가 되도록 셋팅하는 것이 중요하다(도 6참조).

또, 상기한 가이드 플레이트(70)는 하부 고정 프레임(10)과 상부 고정 프레임(61)의 측편에 고정하되, 그 반전용 요홈부(72)의 높이를 조정하기 위하여 세로로 긴 나사구멍(73)을 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 작동 프레임(30)이 상, 하 승강하는데 있어서, 항상 정위치로 이동이 가능하도록 상기한 가이드 포스트(20)의 일측으로 랙치부(21)를 형성하고, 상기 작동 프레임(30)의 내부에는 여기에 치합되는 피니언(33)을 내설하여 오차없이 작동하도록 한다(도 2내지 도 3참조).

도면중 미설명 부호 C는 용기이다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명한다.

먼저, 작동 샤프트(40)의 중단 중단에 구비된 뚜껑 홀더기구(50)는 수직으로 상향진 상태에서 각각의 버큠홀더(51)들이 그 위에 구비된 뚜껑 공급용 메거진(60)에서 각각 하나씩의 뚜껑을 흡입하여 홀딩한다. (도 1 좌측 윗부분의 실선 상태)

이 상태에서 작동 프레임(30)에 연결된 공압실린더(31)의 로드(32)가 연장되면 상기의 작동 프레임(30)을 포함한 작동 샤프트(40)가 모두 하향 이동하며, 하향 이동하는 도중에 본 발명의 구름반전기구(90)에 의해 홀더기구(50)들이 수직으로 하향진 상태로 반전한다. (도 1의 좌측 아랫부분의 가상선 상태)

이 후, 반전된 위치의 버큠홀더(51)들이 홀딩했던 뚜껑들을 그 아래의 용기(C)위로 올려 놓게 되고, 다시 공압실린더(31)의 로드(32)가 삽입되면 상기의 작동 프레임(30)을 포함한 작동 샤프트(40)가 모두 상향 이동하며, 상향 이동하는 도중에 본 발명의 구름반전기구(90)에 의해 홀더기구(50)들이 다시 수직으로 상향진 상태 즉, 도 1의 좌측 실선과 같은 상태로 반전하여 복귀한다.

이것이 1행정이며, 이때의 홀딩용 버큠의 작동은 별도의 진공발생 및 진공공급 제어수단에 의해 이루어 지는 바, 여기에 대한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 구름반전기구(90)는 도 3에서 보는 바와 같이 공압실린더(31)의 로드(32)가 연장되어 작동 프레임(30) 및 작동 샤프트(40)가 하강함에 따라서 작동한다.

즉, 작동 샤프트(40)가 하강하면 그 끝단에 고정된 원판(91)의 가이드 롤러(93)가 가이드 플레이트(70)의 장공(71)을 따라 하강하고, 이 원판(91)의 외측면에 축착된 한 쌍의 구름 롤러(92)는 캠 플레이트(80)의 캠면(82)을 따라 이동하게 된다.

이때, 먼저 캠면(82)에 접촉한 구름 롤러(92)가 캠면(82)의 돌출부(81)에 이르면(도면상 원판의 좌측에 부착된 구름 롤러) 더이상 진행하지 못 하고 캠면과의 접촉점을 기준으로 원판(91)을 시계방향(도 3의 상태를 기준)으로 회전시키고자 하는 힘을 발생하게 되고, 이러한 힘에 의해 안쪽의 가이드 롤러(93)가 장공(71)의 요홈부(72)로 안내되기 때문에 더 회전되어 가이드 롤러(93)가 장공(71)의 요홈부(72) 바닥에 이르렀을 때는 원판(91)이 90°회전한 상태가 된다.

이어서 작동 샤프트(40) 즉, 원판(91)이 더 하강하게 되면, 이번에는 장공(71)의 요홈부(72)에서 빠져 나오고 있는 가이드 롤러(93)에 의해 더욱 더 시계방향으로 회전되며, 급기야 원판(91) 외측의 또 다른 구름 롤러(92)가 캠 플레이트(80)의 아랫부분 캠면(82)에 접하게 된다.

이와 같은 진행이 지속되면 가이드 롤러(93)가 장공(71)의 아래 수직부분으로 이동하기 때문에 원판(91)의 최초 하강하기 시작하는 상태로부터 완전히 180°회전한 상태가 된다.

따라서 작동 샤프트(40)의 뚜껑 홀더기구(50)들은 앞서 설명한 바와 같이 수직으로 하향진 상태가 되는 것이다. (도 1의 좌측 아랫부분의 가상선 상태)

반대로 공압실린더(31)의 로드(32)가 삽입되어 작동 프레임(30) 및 작동 샤프트(40)가 모두 상승하게 되면 앞에서 설명한 것과 역행으로 작동하여 작동 샤프트(40)의 뚜껑 홀더기구(50)들은 다시 수직으로 상향진 상태(도 1의 좌측 윗부분의 실선 상태)가 될 것이다.

즉, 원판(91)이 작동 샤프트(40)에 의해 상승하면, 캠 플레이트(80)이 캠면(82)에 나중에 접촉하게 된 구름 롤러(92)가 캠면(82)의 돌출부(81)에 이르게 되는 바, 이 때는 원판(91)이 반시계방향(역시 도 3의 상태 기준임)으로 회전하려는 힘이 생기고, 더 상승할수록 원판(91) 안쪽의 가이드 롤러(93)가 다시 장공(71)의 요홈부(72)로 들어가기 때문에 반시계방향으로의 회전력이 더 발생하며, 이어서 가이드 롤러(93)가 장공(71)의 요홈부(72) 바닥으로부터(90°상태) 나와 수직부로까지 이동하면 완전히 복귀되어 다시 0°의 수직상태를 유지한다.

여기 까지가 작동 샤프트(40)에 구비된 뚜껑 홀더기구(50)를 수직 상향의 0°로부터 90°를 지나 수직 하향의 180°, 수직 하향의 180°로부터 다시 90°를 지나 수직 상향의 0°로 반전 및 복귀하는 한 행정이며, 도 6내지 도 7에서 보이는 바와 같다.

상기와 같은 본 발명에서 뚜껑 홀더기구(50)가 반전되는 포인트는 장공(71)의 요홈부(72) 및 캠면(82)의 돌출부(81)가 있는 부분이며, 이 부분의 높이를 조절하기 위해서는 가이드 플레이트(70)의 사방에 형성된 긴 나사구멍(73)의 범위 안에서 조정이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기한 가이드 포스트(20)의 일측으로 랙치부(21)를 형성하고, 상기 작동 프레임(30)의 내부에 피니언(33)을 내설하여 서로 치합된 상태로 승강하도록 하였기 때문에 실린더 로드(32)의 출입에 따라 승강되는 위치가 항상 정확하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 작동 샤프트가 승강 작동을 할 때, 그 샤프트의 끝단에 축착 고정된 원판에서 내측으로는 가이드 롤러를 구비하여 가이드 플레이트의 장공을 따라 이동하게 하고, 외측으로는 한 쌍의 구름 롤러를 구비하여 캠 플레이트의 캠면에 구름 접촉하도록 하였기 때문에 종래와 같은 복잡한 캠이 없고, 그 구조가 매우 간단할 뿐만 아니라 롤러와 캠면의 사이에 항상 갭이 없이 작동하기 때문에 소음이 적고, 내마모성이 크기 때문에 수명이 크게 연장된다.

도 1은 본 발명의 용기뚜껑 공급장치를 보인 정면도,

도 2는 본 발명의 용기뚜껑 공급장치를 보인 사시도,도 3은 본 발명의 용기뚜껑 공급장치를 보인 측면도,

도 4는 본 발명의 용기뚜껑 공급장치의 요부 분리 사시도,도 5는 본 발명의 요부 평단면도,

도 6은 본 발명의 반전과정을 설명하기 위한 일부 측면도,도 7은 도 6에 따른 사시도 이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10 : 하부 고정 프레임 20 : 가이드 포스트

21 : 랙치부 30 : 작동 프레임

31 : 실린더 32 : 로드

33 : 피니언 34 : 베어링

40 : 작동 샤프트 50 : 뚜껑 홀더기구

51 : 버큠홀더 60 : 메거진

61 : 상부 고정 프레임 70 : 가이드 플레이트

71 : 장공 72 : 요홈부

73 : 나사구멍 80 : 캠 플레이트

81 : 돌출부 82 : 캠면

90 : 구름반전기구 91 : 원판

92 : 구름 롤러 93 : 가이드 롤러

Claims

하부 고정 프레임(10) 상에서 좌,우 양측에 입설된 한 쌍의 가이드 포스트(20)와, 상기 가이드 포스트(20)에 양단이 끼워진 채 공압실린더(31)로써 상,하 승강이 가능한 작동 프레임(30), 상기 프레임의 양단에 베어링(34)를 개입시켜 축설한 횡방향의 작동 샤프트(40), 상기 작동 샤프트의 중간 중간에 임의 간격으로 축설하되 버큠홀더(51)를 가진 뚜껑 홀더기구(50), 상기한 각각의 뚜껑 홀더기구(50)들에 대응하여 그 직상부에 위치하도록 상부 고정 프레임(61)에 구비한 뚜껑 공급용 메거진(60), 상기한 하부 고정 프레임(10)과 상부 고정 프레임(61)의 측편에 고정하되, 상기한 작동 샤프트(40)의 끝단이 끼워지도록 장공(71)을 가진 가이드 플레이트(70)로 이루어진 용기뚜껑 공급장치에 있어서,

상기 가이드 플레이트(70)의 장공(71) 중단에는 반전용 요홈부(72)가 형성되며, 상기 요홈부(72)가 형성된 가이드 플레이트(70)의 측편에는 캠면(82)을 갖는 캠 플레이트(80)가 이격되어 부착되되, 이 캠 플레이트(80)의 캠면(82) 중단에는 상기 반전용 요홈부(72)와 같은 높이에서 중첩되는 반전용 돌출부(81)가 형성되고, 상기한 작동 샤프트(40)의 끝단에는 원판(91)을 포함하여 이루어진 구름반전기구(90)가 설치되되, 이 구름반전기구 원판(91)의 외측면과 내측면에는 각각 상기 캠 플레이트(80)의 캠면(82)과 접촉하는 한 쌍의 구름 롤러(92)와, 상기 가이드 플레이트(70)의 장공(71)을 따라 이동하는 가이드 롤러(93)가 구비된 것을 특징으로 하는 용기뚜껑 공급장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기한 가이드 포스트(20)는 일측으로 랙치부(21)를 형성하고, 상기 작동 프레임(30)의 내부에는 여기에 치합되는 피니언(33)을 내설하여, 승강시 정위치 이동이 가능하도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 용기뚜껑 공급장치.
제 1 항에 있어서,

상기한 원판(91)의 내측면에 축착한 가이드 롤러(93)와 그 원판(91)의 외측면에 축착한 한 쌍의 구름 롤러(92)들은 원판의 센터를 제외한 위치에 축착하되, 상기한 한 쌍의 구름 롤러(92)가 상기한 가이드 롤러(93)로부터 서로 같은 거리에 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 용기뚜껑 공급장치.
제 4 항에 있어서,

상기한 원판(91)의 내측면에 축착한 가이드 롤러(93)가 장공(71)의 요홈부(72)에 위치하였을 때, 상기한 한 쌍의 구름 롤러(92)들은 서로 수직의 상태로 위치하고, 동시에 상기한 뚜껑 홀더기구(50)는 수평을 이루는 위치가 되도록 셋팅하여서 된 것을 특징으로 하는 용기뚜껑 공급장치.