KR100873715B1 - 자동 로터리 캡핑 장치의 캡 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 로터리 캡핑 장치에 적용되어 곡선 캡 이송장치를 통해 연속 공급되는 캡을 순차적으로 캡핑 척의 척킹 포인트로 이송시켜주기 위한 캡 이송장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 다수의 캡 홀딩구가 등 간격으로 입설 고정된 벨트나 체인 등의 전동수단을 원형의 이송궤도가 아닌 불규칙한 폐곡선 궤도를 따라 이송되도록 구성하되 한 조의 궤도 유지수단을 이용하여 상기 전동수단을 따라 이동되는 캡 홀딩구의 이동궤적 일부가 캡핑 척의 회전궤도와 일정 길이 범위 내에서 일치하는 중첩라인을 마련하고 이 중첩라인의 일부에 해당 영역 내에서는 언제든지 척킹이 가능한 척킹가능궤도부를 구성하여 캡의 척킹 가능 영역과 척킹 가능 시간의 연장이 가능하도록 함으로써 캡핑 척에 부여되는 흡입 압력이나 동작중 척킹상태, 캡핑 척과 캡의 중심 불일치 등의 제반 작동조건이 정밀하게 이루어지지 않더라도 캡의 척킹이 실수없이 정확하고 원활하게 수행할 수 있게 됨으로써 캡핑 과정에서의 불량을 방지할 수 있도록 한 것이다.

자동로터리캡핑장치, 척킹포인트, 캡핑척, 캡홀딩구, 궤도유지수단.

Description

자동 로터리 캡핑 장치의 캡 이송장치{Cap transterring apparatus for capping machine}

본 발명은 자동 로터리 캡핑 장치에 적용되어 곡선 캡 이송장치를 통해 연속 공급되는 캡을 순차적으로 캡핑 척의 척킹 포인트로 이송시켜주기 위한 캡 이송장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 다수의 캡 홀딩구가 등 간격으로 입설 고정된 벨트나 체인 등의 전동수단을 원형의 이송궤도가 아닌 불규칙한 폐곡선 궤도를 따라 이송되도록 구성하되 한 조의 궤도 유지수단을 이용하여 상기 전동수단을 따라 이동되는 캡 홀딩구의 이동궤적 일부가 캡핑 척의 회전궤도와 일정 길이 범위 내에서 일치하는 중첩라인을 마련하고 이 중첩라인의 일부에 해당 영역 내에서는 언제든지 척킹이 가능한 척킹가능궤도부를 구성하여 캡의 척킹 가능 영역과 척킹 가능 시간의 연장이 가능하도록 함으로써 캡핑 척에 부여되는 흡입 압력이나 동작중 척킹 상태 또는 캡핑 척과 캡의 중심 불일치 등의 제반 작동조건이 정밀하게 이루어지지 않더라도 캡의 척킹이 실수없이 정확하고 원활하게 수행할 수 있게 됨으로써 캡핑 과정에서의 불량을 방지할 수 있도록 한 것이다.

최근 생산성 향상과 인건비 절감의 방안으로 자동화 장치들이 급격히 보급되 고 있으며, 포장분야에서도 용기를 자동으로 이송하는 장치와, 용기에 정량의 충입물을 충입하는 장치, 충입물이 충입된 용기에 자동으로 캡을 씌우는 장치, 및 라벨링 또는 프린팅을 통해 용기에 색인을 형성하는 장치 등을 포함한 제품의 포장에 관련된 일련의 장치들이 유기적으로 결합되어 이루어진 용기 포장시스템이 보급되고 있다.

이러한 용기 포장시스템을 구현함에 있어, 상기 충입물이 충입된 용기에 자동으로 캡을 씌우는 장치인 캡핑기는, 캡을 용기에 기밀되게 캡핑하여 제품의 안정적인 보관과 운반성을 확보하도록 하기 위한 공정에 사용되는 장치인 만큼 매우 긴요한 장치이다.

이러한 자동 캡핑을 위한 장치로서, 종래에도 용기와 캡이 자동으로 일정 속도로 이송 공급되고 동시에 캡핑 척 또한 동일한 속도로 회전 이동되면서 일정 지점에서 캡을 파지하여 캡핑하는 자동 로터리 캡핑기가 도 8에서와 같이 알려지고 있다.

이는 이송 컨베이어를 통해 연속 공급되는 캡(CP)을 회전축(2)을 통해 축설되는 캡 이송구(1)의 캡 안착홈(3)으로 안내 유입시켜 홀딩시킨 상태에서 홀딩된 캡(CP)의 중심이 회전축(2)을 기준으로 하는 호형의 이송궤도(4)로 회동 이송되도록 함과 동시에 회전 구동되는 캡핑 척 지지판(5)에는 상기 캡(CP)의 이송궤도(4)와 한 점에서 접선하는 정원형의 회전궤도(7)를 갖는 다수의 캡핑 척(6)을 등각으로 수직 배치하여서 된 것이며, 이송되는 캡(CP)의 중심과 캡핑 척(6)의 중심은 항상 접선하는 한 점에서 일치될 수 있도록 상호 회전속도를 적절히 설정하게 됨은 물론이며 상기 캡핑 척(6)에는 승강은 물론 이송되는 캡을 홀딩할 수 있도록 척킹 또는 흡입압력을 부여하게 되는 액츄에이터 및 캡핑 척(6)이 캡의 홀딩과 해제를 선택할 수 있도록 척킹 또는 흡입 압력의 공급 방향을 제어하기 위한 스위칭 밸브 등의 구조가 적용된다.

상기의 도 8에서와 같은 종래의 자동 로터리 캡핑기에 적용되는 캡 이송구(1)는 캡(CP)의 호형의 이송궤도(4)와 캡핑 척(6)의 정원형의 회전궤도(7)가 만나는 한 점의 척킹 포인트(8)에서만 캡(CP)의 중심과 캡핑 척(6)의 중심이 일치하게 되는 것이므로 이 척킹 포인트(8)에서 상호의 중심이 벗어나지 않는 시간 내에 캡핑 척(6)에 캡의 흡착에 충분한 일정한 척킹 또는 흡입압력이 형성되어야 하는 것이나 척킹 포인트(8)에서 상호의 중심이 편심되지 않고 일치하는 시간은 구조상 극히 짧은 순간에 불과하게 됨과 아울러 캡핑 척(6)에 캡의 홀딩 압을 부여하기 위한 상기의 구조들은 에어 압의 발생과 이를 제어하는 구조이므로 동작에 고도의 정밀성을 부여하기 어려운 것이 사실이다.

따라서 캡핑 척(6)으로 공급되는 척킹 또는 흡입압력의 균등성과 속도가 정밀치 못하게 되고, 캡(CP)과 캡핑 척(6)의 중심이 일치하는 순간이 극히 짧은 관계로 척킹 또는 흡입압력의 공급이 설정된 시점보다 미세하게라도 빠르거나 늦게 되는 경우에는 캡을 놓치거나 캡의 기울움 등으로 캡핑의 속도가 저하되는 문제가 있으며, 캡(CP)의 파지나 흡착이 정확하게 척킹 포인트(8)에서 이루어지지 않고 그 이전이나 이후에 이루어지게 됨으로써 캡핑 척(6)의 중심과 척킹 또는 흡착된 캡(CP)의 중심이 상호 일치하지 못하고 편심되게 되어 차기의 공정인 용기에의 캡핑 시, 홀딩된 캡을 용기(9)의 입구에 눌러 결합시키는 방식의 캡핑인 경우에는 캡이 용기의 입구와 일치되지 못해 캡이 용기의 입구에 정확히 끼워지지 못하고 캡의 하단부가 용기 입구 상연부와 접촉됨으로써 캡과 용기의 변형 훼손이 초래되는 일이 빈번하다.

또한 홀딩된 캡을 파지한 상태에서 회전시킴으로써 캡을 용기에 나사 결합시키기 위한 캡핑인 경우에는 캡이 용기의 입구와 일치되지 못해 캡과 용기의 나사 결합이 이루어 지지 못해 결합불량은 물론 나사산의 훼손이 초래되어 해당 캡과 용기를 폐기해야 하는 문제가 초래되기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 기존의 구조에서 기인되는 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 캡의 척킹 가능범위와 시간을 연장시킬 수 있도록 하여 캡핑 척에 부여되는 척킹 또는 흡입 압력이나 동작 중 척킹 상태 또는 캡핑 척과 캡의 중심 불일치 등의 제반 작동조건이 정밀하게 이루어지지 않더라도 캡의 척킹이 실수없이 정확하고 원활하게 수행할 수 있게 됨으로써 캡핑 과정에서의 불량을 방지할 수 있는 자동 캡핑 장치의 개선된 캡 이송장치를 제공함에 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

다수의 캡 홀딩구가 등 간격으로 입설 고정된 벨트나 체인 등의 전동수단을 원형의 이송궤도가 아닌 불규칙한 폐곡선 궤도를 따라 이송되도록 구성하되 본체에 고정되는 한 조의 궤도 유지수단을 이용하여 상기 전동수단을 따라 이동되는 캡 홀딩구의 이동궤적 일부가 캡핑 척의 회전궤도와 일치하는 일정 길이 범위의 중첩라인을 형성하되 이 중첩라인의 일부에 척킹가능궤도부를 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 캡을 이송시키는 캡 홀딩구의 이동 궤적 중 일부를 캡핑 척의 회전궤도와 일정 길이 범위 내에서 일치하는 중첩라인으로 구성하고 이 중첩라인의 일부에 언제든지 캡의 홀딩이 가능한 척킹가능궤도부를 마련함으로써 캡핑 척의 캡의 척킹 가능범위와 시간을 연장시킬 수 있게 됨으로써 캡핑 척에 부여되는 흡입 압력이나 동작중 척킹 상태 또는 캡핑 척과 캡의 중심 불일치 등의 제반 작동조건이 정밀하게 이루어지지 않더라도 캡의 척킹이 실수없이 정확하고 원활하게 수행할 수 있게 됨으로써 캡핑 과정에서의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 구성예의 조립 상태를 보이는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 조립 부품을 보이는 도 1의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 작동 상태를 설명하기 위한 평면 예시도이다.

본 발명은 일정 높이의 벽체(11)가 삽입 지지 될 수 있도록 가장자리에 삽지요구(12)를 구비하는 본체(10)와;

상기 본체(10)에 하단이 고정되는 한 조의 지지봉(21)을 통해 본체(10)와 상호 이격되게 고정 설치되며 저면에 플랜지판(22)을 체결 구비하는 덮개체(20)와;

상기 본체(10)상에 이격 상태로 회전 가능하게 축설되며 본체(10)의 외부로 원동축(31) 및 피동축(41)이 돌출 구성되는 원동기어(30) 및 피동기어(40)와;

상기 원동기어(30) 및 피동기어(40)에 연결되며 체인 또는 타임벨트로 이루어진 전동수단(50)과;

상기 전동수단(50)에 등 간격으로 구성되는 다수의 브라켓(65)을 통해 고정상태로 입설되며, 저면에 상기 브라켓(65)에 끼워지는 고정봉(62)이 일체로 구성되는 몸체(61)의 중간에 요입 구성되는 환형의 안내요홈(63)과, 상기 안내요홈(63)의 상측으로 구성되는 캡 홀딩부(64)를 포함하는 다수의 캡 홀딩구(60)와;

상기 본체(10)상에 고정 설치되는 상태에서 내측 변에 상기 전동수단(50)과 접촉하는 호형의 궤도 안내변부(71)를 구비하며 전동수단(50)의 이동궤도 중 일부를 캡핑 척(C)의 회전궤도(C')와 일정 길이 범위 내에서 일치시키도록 유도하는 전동수단 궤도유지편(70)과;

상기 덮개체(20)의 상면 연부에 일체로 나사 체결되며 내측 변에 호형의 안내변부(81')를 구비하는 외측궤도 유지편(81)과, 상기 외측궤도 유지편(81)과 동일 높이를 유지하는 상태에서 일정한 간격으로 이격 설치되며 한 조의 스페이서(83)를 통해 상기 전동수단 궤도유지편(70)상에 고정 설치되며 내측 변에 호형의 안내변부(82')를 구비하는 내측 궤도 유지편(82)으로 구성되며,

상기 캡 홀딩구(60)의 이동궤도 중 구간 일부가 캡핑 척(C)의 회전궤도(C')와 일정 길이 범위 내에서 일치하는 구간인 중첩라인(90)을 두고 이 중첩라인(90)의 구간 일부에 척킹가능궤도부(91)가 마련되도록 하는 캡 홀딩부(60)의 궤도 유지 수단(80)을 각각 포함하여서 된 것이다.

※ 도면 중 미 설명 부호 ※

(100)은 캡이고,

(101)은 캡 공급부이며,

(102)는 용기이고,

(103)은 캡이 결합된 용기를 배출시켜주기 위한 배송구이며,

(104)는 캡핑 척 지지판이고,

(105)는 테이블을 보이는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 캡핑 척 지지판(104)에는 도 3에서와 같이 등 간격의 원형으로 다수의 캡핑 척(C)이 배치되며 캡핑 척(C)은 캡핑 척 지지판(104)의 회전에 의해 일정한 직경의 회전궤도(C') 및 일정 속도로 회전된다.

본 발명의 장치는 도 4에서와 같이 테이블(105)상에 고정 설치되는 상태에서 상기 원동축(31) 및 피동축(41)이 테이블(105)의 저면으로 돌출되어 원동축(31)에는 별도의 감속구조를 통한 감속상태의 회전력이 공급되고 피동축(41)에는 캡핑이 완료된 용기(102)를 배출하기 위한 배송구(103)가 축설된다.

한편 본 발명의 동작이 이루어지기 위해서는 캡 공급부(101)에서 공급되어온 캡(100)을 홀딩한 캡 홀딩구(60)가 회전되는 캡핑 척(C)과 수직으로 일치될 수 있 도록 상기 원동축(31)의 회전속도를 조절하여 캡 홀딩구(60)의 이송속도를 적절하게 설정하여야 한다.

또한 캡 홀딩구(60)와 한지점에서 일치되는 순간 캡핑 척(C)은 도 4 및 도 7에서와 같이 캡을 파지 또는 흡착할 수 있는 위치로 하강을 개시하게 되며 완전히 척킹 위치로 하강된 상태에서는 일정 범위만큼 높낮이의 변화없이 동일한 높이로 유지되는 일정한 구간의 척킹가능궤도부(91)가 형성되어 척킹가능궤도부(91)의 구간 내에서는 언제든지 캡의 홀딩가능 상태가 유지되다가 파지 또는 흡착후 척킹가능궤도부(91)를 벗어남과 동시에 캡핑 척(C)이 캡(100)을 물고 상승되도록 캡핑 척(C)의 승강조절구조를 적절히 세팅 설정해야 한다.

본 발명이 적용된 자동 로터리 캡핑장치는 도 3 및 도 6에서와 같이 캡핑 척 지지판(104)의 캡핑 척(C)이 일정속도로 회전되고 동시에 별도의 동력을 통해 전동수단(50)이 회전되면 이에 장착된 각 캡 홀딩구(60)가 캡 공급부(101)에서 공급되는 캡(100)을 연속적으로 홀딩하면서 캡 홀딩구(60)의 이동궤적 중 캡핑 척(C)의 회전궤도(C')와 일치하기 시작하는 중첩라인(90)의 구간이 형성되는 시점에서 캡핑 척(C)과 수직으로 일치된 상태에서 캡 홀딩구(60)의 안내요홈(63)에 궤도유지수단(80)의 외측궤도 유지편(81)과 내측 궤도 유지편(82)의 안내 변부(81')(82')가 접촉하면서 통과됨으로써 캡 홀딩구(60)의 진로가 캡핑 척(C)의 회전궤도(C')와 일치하게 된다.

이와 같이 캡 홀딩구(60)와 캡핑 척(C)이 일치되는 중첩라인(90)의 시점부터 도 7에서와 같이 캡핑 척(C)의 캡의 홀딩을 위한 하강이 시작되며 계속 회전 이송 되는 캡 홀딩구(60)과 캡핑 척(C)이 척킹가능궤도부(91)에 도달하게 되면 캡핑 척(C)은 캡 홀딩구(60)에 씌워진 캡(100)을 홀딩할 수 있는 최저위치로 하강되게 된다.

이 상태에서 계속적인 회전 이동에 의해 캡 홀딩구(60)과 캡핑 척(C)이 척킹가능궤도부(91)의 중간부에 도달하게 되면 액츄에이터(미 도시함)가 작동되어 흡입압력을 캡핑 척(C)에 공급시킴으로써 캡(100)을 파지하거나 흡착시키게 되며 캡핑 척(C)이 척킹가능궤도부(91)를 벗어남과 동시에 도 4에서와 같이 상승하여 캡(100)을 캡 홀딩구(60)에서 완전히 이탈시킨 상태에서 다시 서서히 하강하면서 연속 공급되는 용기(102)의 입구에 캡(100)을 캡핑하게 되는 것이며 캡핑이 완료된 용기(102)는 피동축(41)에 동축으로 연결된 배송구(103)를 통해 차기 라인으로 배출된다.

한편 상기 과정에서 캡(100)의 홀딩이 이루어지는 순간은 캡 홀딩구(60)와 캡핑 척(C)이 척킹가능궤도부(91)의 구간 중간부에 도달하게 되는 시점으로 설정한다 하더라도 예를 들어 캡핑 척(C)으로 공급되는 흡입압력의 균등성과 속도가 정밀치 못하다거나, 캡핑 척(C)의 흡입압력의 공급이 설정된 시점보다 미세하게라도 빠르거나 늦게 이루어짐으로써 캡(100)의 파지나 흡착이 정확하게 척킹가능궤도부(91)의 중간 지점으로 설정한 척킹 포인트에서 이루어지지 않고 미세하게 그 이전이나 이후에 이루어지게 되더라도 척킹 포인트의 이전이나 이후 영역 또한 척킹가능궤도부(91)에 속하게 됨으로써 캡 홀딩구(60)와 캡핑 척(C)은 이미 또는 여전히 척킹가능궤도부(91)의 구간내에 위치되어 있는 상태 즉 캡의 홀딩이 가능한 최 저의 위치로 하강된 상태를 유지하게 됨으로써 설정된 척킹 포인트에서 약간 벗어나더라도 척킹 포인트에서와 동일하게 캡의 안정적인 홀딩 작업이 가능하게 된다.

이상에서는, 본 발명의 일실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

도 1은 본 발명의 일 구성예의 조립 상태를 보이는 사시도.

도 2는 본 발명의 조립 부품을 보이는 도 1의 분리 사시도.

도 3은 본 발명의 작동 상태를 설명하기 위한 평면 예시도.

도 4는 본 발명의 작동 상태를 설명하기 위한 정 단면 예시도.

도 5는 본 발명에 적용되는 전동수단 궤도유지편의 사용상태를 보이는 예시도.

도 6은 본 발명에 적용되는 캡 홀딩구가 궤도 유지수단을 통과하는 상태를 보이는 요부 측 단면도.

도 7은 본 발명에 적용되는 척킹가능궤도부를 보이는 평면 예시도.

도 8은 기존의 자동 로터리 캡핑 장치에 적용되는 캡 이송장치의 구조와 작동상태를 보이는 평면 예시도.

〈 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

10:본체 11:벽체

12:삽지요구 20:덮개체

21:지지봉 22:플랜지판

30:원동기어 40:피동기어

50:전동수단 60:캡홀딩구

61:몸체 62:고정봉

63:안내요홈 64:캡 홀딩부

65:브라켓 70:전동수단 궤도유지편

71:궤도 안내변부 80:궤도유지수단

81:외측궤도 유지편 81':안내변부

82:내측궤도 유지편 82':안내변부

83:스페이서 91:척킹가능궤도부

Claims (5)

1. 벽체(11)를 구비하는 본체(10)와;

   한 조의 지지봉(21)을 통해 상기 본체(10)와 상호 이격되게 고정 설치되는 덮개체(20)와;

   상기 본체(10)상에 축설된 원동기어(30) 및 피동기어(40)에 연결되며 체인 또는 타임벨트로 이루어진 전동수단(50)과;

   상기 전동수단(50)에 입설되어 전동수단의 이동궤적을 따라 이동되는 다수의 캡 홀딩구(60)와;

   상기 전동수단(50)의 이동궤도의 일부가 캡핑 척(C)의 회전궤도(C')와 일치되도록 유도하는 전동수단 궤도유지편(70)과;

   상기 캡 홀딩구(60)의 이동궤도의 구간 일부가 캡핑 척(C)의 회전궤도(C')와 일치하는 중첩라인(90)을 형성토록 유도하는 궤도 유지수단(80)을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 자동 로터리 캡핑 장치의 캡 이송장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 중첩라인(90)의 일부에 캡핑 척(C)이 척킹 가능 위치로 유지되는 척킹가능궤도부(91)를 형성함을 특징으로 하는 자동 로터리 캡핑 장치의 캡 이송장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 캡 홀딩구(60)는 안내요홈(63)과 캡 홀딩부(64)를 구 비함을 특징으로 하는 자동 로터리 캡핑 장치의 캡 이송장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 궤도 유지수단(80)은,

   상기 덮개체(20)의 상면 연부에 체결되는 외측궤도 유지편(81)과,

   상기 외측궤도 유지편(81)과 동일 높이를 유지하는 상태에서 일정한 간격으로 이격 설치되며 한 조의 스페이서(83)를 통해 상기 전동수단 궤도유지편(70)상에 고정 설치되는 내측 궤도 유지편(82)으로 구성됨을 특징으로 하는 자동 로터리 캡핑 장치의 캡 이송장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 척킹가능궤도부(91)는 그의 구간에서 캡핑 척(C)이 높낮이 변화없이 수평으로 이동되도록 구성함을 특징으로 하는 자동 로터리 캡핑 장치의 캡 이송장치.

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