KR101116917B1 - 풀 사출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출되는 풀 량을 정확하게 제어하고, 풀 사출의 시작과 중지를 자유롭게 할 수 있는 풀 사출 장치에 관한 것으로서, 풀 사출 신호에 의하여 노즐을 통하여 접착용 풀을 사출하는 풀인젝터와, 풀인젝터의 노즐을 통하여 사출되는 풀의 유무를 감지하는 사출풀감지수단과, 사출풀감지수단에서 사출풀이 감지되지 아니하면 풀이 사출되는 노즐의 출구를 막아서 노즐의 풀이 굳어지는 것을 방지하는 노즐크리너를 포함하여 이루어진다.

풀인젝터, 풀 감지기, 노즐크리너, 풀사출장치

Description

풀 사출 장치{Adhesive Material Injection Device}

도 1은 본 발명의 풀사출장치 개략도이고,

도 2는 본 발명의 풀인젝터에 대한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 풀사출장치를 이용한 용기제작용 자동화 시스템의 블록도이다

본 발명은 풀 사출 장치에 관한 것으로서, 특히 사출되는 풀 량을 정확하게 제어하고, 풀 사출의 시작과 중지를 자유롭게 할 수 있는 풀 사출장치에 관한 것이다.

포장 용기(예: 과일박스, 봉투, 주머니, 쇼핑백, 와이셔츠 케이스, 등등)를 제작할 경우에 판상의 재료를 절단하고 구부려서 필요한 개소에 접착제(이하 "풀"이라 한다)를 발라서 서로 붙이는 방법을 사용한다. 풀 대신 금속 침을 사용하여 결합시키는 방법도 사용되고 있다.

풀칠을 하여 포장용기를 대량으로 제작하는 종래의 방법은, 풀을 롤러에 묻히고 이 롤러가 다시 판재에 풀을 붙이는 방식을 사용하고 있다.

그러나 이 방법은 자동화 기계에서 처음에는 저속으로 시작되고 점점 고속으로 작업이 진행되어야 하는데, 시작 시와 고속 작업 시에 풀 량을 정확하게 조절하기가 매우 힘들고, 작업이 끝난 후 다시 작업을 하려고 할 때 풀이 쉽게 굳어짐으로 일일이 롤러를 닦아주어야 하는 불편한 점이 많았다.

풀칠을 하는 또 다른 종래의 방법은 가압된 풀을 작은 노즐을 통하여 사출되게 하는 방법을 사용하는 경우도 있지만 이 경우에도 풀의 압력을 제어하여 사출되는 풀 량을 제어하기가 매우 어렵고, 풀이 굳어지는 것을 방지하기 위하여 노즐을 매번 닦아 주어야 하는 불편함이 있고, 노즐에서 풀이 사출되지 아니하여도 이를 감지하여 즉각 작업을 중지하여 주지 못함으로 불량이 많이 발생하고, 작업의 시작과 종료가 까다로우움은 위의 예와 마찬가지이다.

즉, 종래의 방법은 도포 되거나 사출되는 풀 량을 정확하게 제어하기가 힘들고, 풀사출이 불량하여도 작업이 계속되며, 작업의 시작과 종료 시에 풀 사출노즐이나 풀 롤러를 매번 닦아 주어야 하는 등의 불편함이 많았다.

본 발명은 사출되는 풀 량을 정확하게 제어될 수 있게 하고, 풀 사출 작업의 시작과 종료를 쉽게 할 수 있는 풀 사출 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 목적은 풀 사출 신호에 의하여 노즐을 통하여 접착용 풀을 사출하는 풀인젝터와, 풀인젝터의 노즐을 통하여 사출되는 풀의 유무를 감지하는 사출풀감지수단과, 사출풀감지수단에서 사출풀이 감지되지 아니하면 풀이 사출되는 노즐의 출구를 막는 노즐크리너를 포함하여 이루어지는 풀사출장치를 제공하려는 것이 다.

이하에서 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예들을 자세히 설명한다.

본 발명은 풀 사출 신호에 의하여 노즐을 통하여 접착용 풀을 사출하는 풀인젝터(100)와, 풀인젝터(100)의 노즐을 통하여 사출되는 풀의 유무를 감지하는 사출풀감지수단(200)과, 사출풀감지수단(200)에서 사출된 풀이 감지되지 아니하면 풀이 사출되는 풀인젝터의 노즐 출구를 막는 노즐크리너(300)를 포함하여 이루어진다.

풀인젝터(100), 사출풀감지수단(200), 및 노즐크리너(300)는 중앙제어시스템(500)과 신호를 주고받으며, 중앙제어시스템은 조장용기제작을 위한 기계장치들과 함께 이들을 제어하고 있다.

사출감지수단(200)은 발광수단(210)과 수광수단(220)을 가진 광센서(230)를 이용한 것으로서, 발광수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 사용하고, 수광소자는 광 트랜지스터 또는 광다이오드를 사용하면 된다. 발광수단과 수광수단으로 광 발사 및 입사 방향은 풀인젝터의 풀 발사 노즐(113) 출구를 향하게 설치되어 있어서, 전자회로(240)에서 발생된 발광신호는 발광수단을 동작시켜서 빛(또는 레이저 광)을 발하게 하고 발광수단에서 발생된 빛은 사출되는 풀에 비쳐지고, 이 풀에서 반사된 빛은 수광소자에서 전기신호로 변환되어 전자회로(240)에서 처리되어 신호선(250)으로 출력된다.

노즐크리너(300)는 가동편(310)과 이 가동편 구동수단(320)을 가진다.

가동편(310)은 구동수단(320)에 의하여 일정한 각도만큼 회동된다. 풀 사출 작업을 시작할 때는 구동수단이 노즐을 오픈 하는 방향으로 가동편은 회동시킨다. 그러면 노즐을 막은 위치에 있던 가동편은 노즐의 출구를 열어서 풀이 노즐을 통하여 사출될 수 있도록 한다. 작업이 종료되거나 무슨 이유로 중단되면, 구동수단은 노즐을 막는 방향으로 가동편(310)을 회동시킨다. 가동편(310)은 구동수단(320)에 의하여 일정한 각도만큼 회동된다. 즉 풀인젝터(100)의 노즐(113)의 출구 옆에서 밀착되어 이동하면서 노즐이 공기 중으로 노출되지 아니하도록 막는다.

구동수단(320)은 가동편(310)이 노즐을 막는 위치와 오픈 하는 위치로 이동시킬 수 있는 기구로서, 기존의 모터 또는 안정된 2위치를 가진 솔레노이드 구동기, 등을 사용하면 된다. 모터(320)는 인입선(324)으로부터 동작신호를 받아서 스테이터(321, 323) 또는 로터(322)를 자화시키면 회전하게 되는데, 순간펄스를 보내어 일정한 각도만큼 회전되도록 하게 만든다. 순간 펄스의 극성을 바꾸어서 회전방향을 바꾸면 노즐의 개폐를 쉽게 제어할 수 있다. 이 외에도 왕복 운동하도록 힘을 만드는 기존의 제품들을 사용할 수가 있다. 가동편을 회동하도록 하여도 되고, 직선운동으로 노즐을 오픈 또는 크로즈 시키도록 하여도 물론 된다.

또 가동편(310)에는 노즐 출구를 탄력적으로 막기 위하여 탄성체로 된 캡(330)을 결합시킬 수 있도록 되어 있다. 풀은 주로 겔 형태로 되어 있는 경우가 많으므로 마루를 걸레로 닦듯이 가동편에 결합된 탄성체캡(330)이 노즐 출구를 깔끔하게 닦아주는 역할을 한다.

풀인젝터(100)는 노즐부(110), 노즐니들(130),니들작동수단(150)을 가지고 있어서, 중앙제어시스템의 제어신호에 따라 니들작동수단이 노즐니들을 움직여서 노즐부의 노즐을 오픈 또는 크로즈 시킨다. 이 때 오픈 및 크로즈 시키는 속도는 500회/초 정도까지 실현시킬 수가 있다. 오픈 및 크로즈 시키는 주기는 2ms 정도된다.

노즐부(110)는 가압된 접착용 풀(101)을 인입구(101)로 받아서 저장하는 압력실(105)과, 이 압력실의 하측(도면을 기준으로 한 방향임) 단부에 형성되어 풀을 사출하는 노즐(103)이 형성되어 있다. 노즐부(110)는 노즐(103)의 직경을 조절하기 위하여 상기 노즐의 중심선과 같은 중심을 가지는 조절용 노즐(113)이 형성되어 있는 노즐캡(112)을 추가로 구비할 수도 있다. 노즐의 크기를 조정하고자 할 경우에는 노즐캡을 교환하면 된다. 노즐부(110)는 지지부(109)에 의하여 둘러싸여 지지되고 이 지지부는 노즐작동수단(150)과 연결부재(170)로 결합된다.

노즐니들(130)은 노즐(103)을 개폐하는 두부(131)와, 니들작동수단(150)과 결합되는 니들몸체(133)와, 두부와 니들몸체를 연결하는 가느다란 목부(135)로 되어 있고, 목부에는 압력실(105)의 풀이 상기 니들몸체(133)부분으로 누출되는 것을 억제하기 위한 패킹(107)이 설치되어 있다.

니들작동수단(150)는 노즐니들(130)과 일체로 결합된 작동편(153)과, 작동편(153)을 흡인할 전자력을 발생하는 솔레노이드(151)와, 솔레노이드(151)를 감싸고 지지하는 케이스(152)와, 케이스(152)와 노즐니들(130)사이에 힘을 가하여 상기 노즐니들(130)이 항상 노즐(103)을 막는 위치로 움직이도록 밀고 있는 스프링(154)을 포함하여 이루어진다.

솔레노이드(151)가 신호선(190)으로 전기신호를 받으면 자화되면서 자력 통 로인 케이스(152)에 자속이 흐르고 이 자속은 작동편(153)을 위로 흡인하여 작동편과 일체로 된 노즐니들(133)의 두부(131)가 노즐(103)의 입구를 열어 주게 되어 압력을 받고 있는 풀이 노즐을 통하여 외부로 사출된다. 솔레노이드에 전기신호가 소멸되면 작동편(153)은 스프링(154)힘에 의하여 원위치 하게 된다. 즉 노즐니들의 두부가 노즐을 막아서 풀의 사출이 중단된다. 이러한 동작은 다음에 자세히 설명될 것이다.

니들작동수단(150)와 노즐부(110)는 노즐니들의 이동시 이를 가이드하면서, 케이스(152)와 노즐부(110)의 지지부(109)를 결합시키는 연결부재(170)에 의하여 결합된다. 작동편(153)과 케이스(152)는 잔류자속이 작은 물질로 만들어지고 연결부재(170)는 비자성체로 되어서 솔레노이드가 자력선을 발생시키면 작동편은 자화 되면서 케이스에 흡착되지만 작동편과 연결부재는 흡인력이 발생되지 아니한다.

니들작동수단(150)의 케이스(152)에는 외부로 노출된 개구(181)가 형성되고, 압력실(105)의 압력과 비슷한 압력으로 가압된 불활성액체 또는 겔상의 물질이 이 개구를 통하여 인가되어 압력실의 풀이 니들작동수단(150) 쪽으로 새어 나오는 것을 억제하기 위한 압력조절기구(180)를 구비한다.

압력조절기구(180)는 개구(181)가 포함되는 부위의 상기 케이스(152)에 결합된 실린더(182)와, 실린더 내부에 삽입된 피스톤(183)과, 피스톤을 개구 쪽으로 밀어주는 스프링(184)과, 스프링의 일단을 지지하면서 실린더(182)의 타단을 막는 마개(185)를 포함한다. 그래서 스프링(184)이 피스톤(183)을 미는 힘으로 과 실린더 내부에 충진된 액체를 밀어서 케이스의 개구에 주입하여 주기 때문에 결국 패킹(107)의 위쪽 부분의 틈새에까지 액체가 스며들어서 노즐니들과 패킹 사이로 새어나오는 풀을 막아 주게 된다. 이 용도에 사용될 수 있는 액체는 자동차 엔진오일, 부동액, 윤활유, 등이 있다.

또 다른 압력조절기구의 제2실시예는, 케이스의 개구(181)에 압력 조절용 유체 인입용 파이프(203)를 연결하고, 압력실(105)에 풀을 공급하는 풀 공급용 파이프(205)와 연결된 풀압력전달용 파이프(204)와 유체인입용 파이프(203)가 피스톤(202) 양편 공간에 연결된 실린더(200)일 수도 있다. 이 실린더(200)의 피스톤(202) 양편 방에는 비중이 서로 다른 유체가 충진되어서 실린더 벽과 피스톤 사이에서 누설되어도 서로 혼합되지 아니하도록 하면 좋다.

이때 도시된 바와 같이, 압력 조절용 유체인입용 파이프(203)를 실린더(182) 벽에 개구하여 연결하여 스프링(184)과 피스톤(183)의 힘을 보완하는 정도로 사용할 수도 있고, 유체인입용파이프(203)를 케이스의 개구(181)에 직접 연결하여 사용할 수도 있다.

전체 시스템의 동작은 다음과 같다.

중앙제어시스템(500)은 포장용기 제작을 위하여 자동 기계 장치들을 제어하여 필요한 판재가 공정에 따라 가공되어 흐르게 하면서, 이 판재에 풀칠할 부분이 본 발명의 풀인젝터(100) 영역에 오게 되면, 노즐크리너(300)에 신호를 보내어 풀인젝터의 노즐을 열게 하고, 풀인젝터에 신호를 보내어 필요한 풀양 만큼 사출되게 한다. 풀인젝터에서 풀이 사출되면 즉시 사출감지수단에서 풀 사출을 감지하여 풀이 사출되고 있음을 알리는 신호를 발생하는데, 이 신호를 중앙제어시스템이 수신 하여 정상적으로 풀이 사출되고 있음을 알게 된다. 이렇게 되면 전체적인 공정속도를 규정된 속도까지 증가시키며 작업을 수행하게 된다.

만약, 풀인젝터에 풀을 사출하도록 신호를 보내었음에도 불구하고 사출감지수단(200)에서 풀 감지 신호가 나오지 아니하면 노즐크리너를 작동시켜 노즐을 다시 막게 하고, 전체 동작을 중지시켜서 경보를 울리어 문제를 해결하게 한다.

또한 작업을 중지 또는 종료시킬 때는 풀인젝터의 사출을 중지시키고 노즐크리너를 작동시켜 인젝터의 노즐을 막은 후 종료 단계의 동작들을 실행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 풀 사출 장치를 사용하면 풀사출 또는 풀을 바르는 공정이 필요한 연속 공정에서 공정의 처음과 마지막 또는 중단 시에 풀 사출이 적당한 때에 이루어지기 때문에 재료의 손실이 적고, 풀사출의 개시와 종료 동작이 자동적으로 이루어짐으로 공정이 정밀하여 지고 정확하여 지고, 줄사출을 항상 감지하고 있음으로 풀사출이 안되는 경우 즉시 작업을 중지하게 하여 불량을 줄이며, 노즐크리너 캡을 수동으로 닦아주지 아니하여도 되고 작업 전 또는 후에 캡만 교환하여 주면 되므로 작업하기가 매우 쉬워 진다.

Claims (14)

1. 노즐을 통하여 접착용 풀을 사출하는 풀인젝터(100)와, 상기 풀인젝터의 노즐을 통하여 사출되는 풀의 유무를 감지하는 사출풀감지수단(200)과, 상기 사출풀감지수단에서 사출풀이 감지되지 아니하면 풀이 사출되는 상기 노즐의 출구를 막는 노즐크리너(300)를 포함하고,

   상기 풀인젝터(100)는,

   가압된 접착용 풀(101)을 인입시켜서 저장하는 압력실(105)과 이 압력실의 단부에 형성되어 풀을 사출하는 노즐(103)이 형성되어 있는 노즐부(110)와,

   일측 단부에 상기 노즐을 개폐하는 두부가 형성되어 있는 노즐니들(130)과,

   상기 노즐니들이 상기 노즐(103)을 개폐하도록 왕복 운동시키는 니들작동수단(150)을 포함하는 풀사출장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 사출풀감지수단은 발광수단(210)과 수광수단(220)을 가진 광센서(230)를 이용한 것이 특징인 풀사출장치
3. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐크리너는,

   상기 노즐의 출구를 옆에서 밀착되게 이동하면서 노즐을 막고 열어서 상기 노즐의 출구의 풀이 굳어지지 아니하도록 하는 가동편(310)과,

   상기 가동편이 상기 노즐의 출구를 개폐하도록 작동시키는 구동수단(320)을 포함하는 것이 특징인 풀사출장치
4. 청구항 3에 있어서, 상기 구동수단은 모터인 것이 특징인 풀사출장치
5. 청구항 3에 있어서, 상기 가동편(310)은 노즐 출구를 막는 부분에 교환 가능하도록 결합되는 탄성체캡(330)을 추가로 구비하는 것이 특징인 풀사출장치
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐부(110)는,

   상기 노즐(103)의 직경을 조절하기 위하여 상기 노즐의 중심선과 같은 중심선을 가지는 조절용 노즐(113)이 형성된 노즐캡(112)을 추가로 구비하는 풀사출장치
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 노즐니들(130)은 상기 노즐(103)을 개폐하는 두부(131)와,

   상기 니들작동수단(150)과 결합되는 니들몸체(133)와,

   상기 두부와 니들몸체를 연결하는 가느다란 목부(135)로 되어 있고,

   상기 목부에는 압력실(105)의 풀이 상기 니들몸체(133)부분으로 누출되는 것을 억제하기 위한 패킹(107)이 설치되어 있는 것이 특징인 풀사출장치
9. 청구항 1에 있어서, 상기 니들작동수단(150)는,

   상기 노즐니들과 일체로 결합된 작동편(153)과,

   상기 작동편(153)을 흡인하도록 전자력을 발생하는 솔레노이드(151)와,

   상기 솔레노이드를 감싸고 지지하는 케이스(152)와,

   상기 케이스와 상기 노즐니들사이에 힘을 가하여 상기 노즐니들이 항상 상기 노즐을 막는 위치로 움직이도록 하는 스프링(154)을 포함하여 이루어지는 것이 특징인 풀사출장치
10. 청구항 9에 있어서, 상기 니들작동수단(150)와 상기 노즐부(110)는 상기 노즐 니들의 이동시 이를 가이드하면서, 상기 노즐부(110)의 지지부(109)와 상기 케이스(152)를 결합시키는 연결부재(170)에 의하여 결합되는 것이 특징인 풀사출장치
11. 청구항 9에 있어서, 상기 니들작동수단(150)의 케이스(152)에는 외부로 노출된 개구(181)가 형성되고,

    압력실(105)의 압력과 대등한 압력으로 가압된 유체가 이 개구를 통하여 인입 되어 압력실의 풀이 니들작동수단(150) 쪽으로 새어 나오는 것을 억제하기 위한 압력조절기구(180)를 구비하는 것을 특징으로 풀사출장치
12. 청구항 11에 있어서, 상기 압력조절기구는,

    상기 개구(181)가 포함되는 부위의 상기 케이스(152)에 결합된 실린더(182)와,

    상기 실린더 내부에 삽입된 피스톤(183)과,

    상기 피스톤을 상기 개구 쪽으로 밀어주는 스프링(184)과,

    상기 스프링의 일단을 지지하고 상기 실린더의 타단을 막는 마개(185)를 포함하는 것이 특징인 풀사출장치
13. 청구항 11에 있어서, 상기 압력조절기구는,

    상기 개구(181)에 압력 조절용 유체 인입용 파이프(203)를 연결하고,

    압력실(105)에 풀을 공급하는 풀 공급용 파이프(205)와 연결된 풀압력전달용 파이프(204)와 상기 유체 인입용 파이프(203)가 피스톤 양단 공간에 연결된 실린더(200)로 이루어진 것이 특징인 풀사출장치
14. 청구항 13에 있어서, 상기 실린더(200)의 피스톤(202) 양편 방에는 비중이 서로 다른 액체가 삽입된 것을 특징으로 하는 풀사출장치

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