KR101621281B1 - 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드는,
가변 성형 몰드를 형성하는 대향하는 두 쌍의 이동지그와, 상기 이동지그가 착탈 가능하도록 결합되는 지그홀더와, 상기 지그홀더에 일단이 결합되는 고정축과, 상기 고정축의 타단에 결합되는 가이드블럭 및
상기 가이드블럭을 원하는 위치로 이동시키는 이동수단을 구비하되,
상기 이동지그는 지그홀더에 고정결합되는 코어부와 상기 코어부에 상대이동이 가능한 가변부를 포함하며,
상기 이동수단에 의해 상기 이동지그의 위치가 변화되어 가변 성형 몰드의 크기가 변화되었을때, 상기 이동지그의 가변부의 위치를 변화시켜 인접한 이동지그의 양 단이 맞닿도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드{MOLD FOR FORMING PAPER CONTAINER }

본 발명은 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드에 관한 것으로, 종이용기의 성형틀이 되는 성형몰드를 수동 또는 자동으로 용이하게 가변할 수 있는 구조를 도입함으로써, 제작하고자 하는 종이용기의 크기에 대응하여 빠른 시간에 성형 몰드의 구조를 변화시킬 수 있는 가변 성형 몰드에 관한 것이다.

최근에는 환경 공해물질로 취급되는 스치로폼 제품을 대체하기 위한 일회용종이용기에 대한 수요가 증가하고 있다. 그리고, 환경 규제가 보다 엄격해지고 폐기과정이 어렵고 복잡한 스티로폼의 사용을 줄이고 친환경적이면서 제조단가가 저렴한 종이용기에 대한 필요성이 갈수록 늘어나고 있다.

또한, 식품제조업과 급식 및 외식산업을 포함한 세계 식품 산업규모가 2007년 이후로 반도체 산업 규모의 15배에 해당하는 4조 달러를 웃돌고 있는바, 이에 따른 외식 용기 및 급식 용기에 대한 요구가 급격히 증가하고 있다.

기존의 종이용기 제조장치는 종이용기 원단지에 열을 가하여 성형하거나 접착제를 도포하여 성형하도록 구성되어 있었으나, 대량 생산에 적합하지 못한 문제점이 있다.

또한, 종이용기를 열접착하기 위한 장치는 종이용기를 가압하기 위한 지그나 어셈블리가 종이용기의 형상마다 별개로 제작되어야 하기 때문에 호환성이 부족하고 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 종이용기 성형장치의 경우 크기가 다른 종이용기를 제작하기 위해서는 종이용기의 성형틀이 되는 성형 몰드를 분리하여 다른 크기의 성형몰드를 재결합한 후 불량이 발생하지 않도록 여러번의 셋팅과정을 거친 후에야 비로소 작업을 개시할 수 있었다. 이러한 종래의 종이용기 성형장치는 다양한 크기의 종이용기를 하나의 성형장치로 제작하는데 상당한 어려움이 있어왔으며, 제작효율을 떨어뜨리는 문제가 있어 왔다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 고안된 선행기술로는 일본공개특허 특개2002-120305호가 있으나, 이 또한 성형 몰드를 형성하는 지그를 분리결합하는 과정을 거쳐야 하고, 빠른 시간내에 다양한 크기의 종이용기를 성형하기 위한 작업에는 적절하지 못한 구조를 가지고 있다는 문제를 가지고 있다.

일본공개특허 특개2002-120305호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종이용기의 성형틀이 되는 성형몰드를 수동 또는 자동으로 용이하게 가변할 수 있는 구조를 도입함으로써, 제작하고자 하는 종이용기의 크기에 대응하여 빠른 시간에 성형 몰드의 구조를 변화시켜 작업시간을 단축시킬 수 있는 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로,

공급되는 원지에 따라 대응하여 크기를 변화시킬 수 있는 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드에 관한 것으로서,

가변 성형 몰드를 형성하는 대향하는 두 쌍의 이동지그와, 상기 이동지그가 착탈 가능하도록 결합되는 지그홀더와, 상기 지그홀더에 일단이 결합되는 고정축과, 상기 고정축의 타단에 결합되는 가이드블럭 및

상기 가이드블럭을 원하는 위치로 이동시키는 이동수단을 구비하되,

상기 이동지그는 지그홀더에 고정결합되는 코어부와 상기 코어부에 상대이동이 가능한 가변부를 포함하며,

상기 이동수단에 의해 상기 이동지그의 위치가 변화되어 가변 성형 몰드의 크기가 변화되었을때, 상기 이동지그의 가변부의 위치를 변화시켜 인접한 이동지그의 양 단이 맞닿도록 하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 이동수단은,

리드가 형성된 리드스크류와, 상기 가이드블럭과 연결되고 상기 리드스크류에 결합되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 리드스크류의 축방향으로 이동하는 이동블럭을 포함하고,

상기 리드스크류에는 상기 리드스크류를 회전구동하는 구동수단이 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 리드스크류는 양방향의 리드가 형성되어 있는 양방향 리드스크류를 채택하고, 상기 양방향 리드스크류에는 리드스크류의 회전에 따라 서로 반대방향으로 이동하는 한 쌍의 이동블럭이 결합되며, 상기 이동블럭과 연동된 대향하는 한 쌍의 이동지그가 몰드의 중심을 기준으로 서로 대칭이동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 양방향 리드스크류를 회전구동하는 구동수단은 수동으로 구동되는 핸들과 제어부에 의해 회전수가 제어되는 서보모터 중 어느 하나가 채택되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 이동지그의 가변부는 코어부에 대하여 슬라이딩 이동하되, 상기 가변부와 상기 코어부에는 각각 복수개의 위치조절 핀홀이 형성되어 고정핀에 의해 가변부가 코어부에 고정결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 성형몰드에 가변구조를 적용하고, 서보모터를 이용한 자동 가변 제어를 구현함으로써, 종이용기의 성형틀이 되는 성형몰드를 분리하여 다른 크기의 성형몰드를 재결합하는 과정에서 발생하는 불량과 여러번의 셋팅과정을 거치는 작업시간의 낭비를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

결과적으로, 소량 다품종의 제품의 생산이 가능하게 되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드의 평면도.
도 2는 가변 성형 몰드가 장착된 종이용기 성형 장치의 사시도.
도 3은 가변 성형 몰드가 장착된 종이용기 성형 장치의 평면도.
도 4는 가변 성형 몰드가 장착된 종이용기 성형 장치의 정면도.
도 5는 가변 성형 몰드가 장착된 종이용기 성형 장치의 측면도.
도 6은 가변 성형 몰드의 이동지그가 위치변화된 상태를 나타내는 설명도.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

설명에 앞서, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예(들)에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시 예(들)은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않는다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시 예(들)을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다.

통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시 예(들)은 본 발명의 이상적인 실시 예(들)의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시 예(들)은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가변 성형 몰드(150)의 사시도이고, 도 2 내지 도 5는 가변 성형 몰드가 장착된 종이용기 성형장치(100)에 관한 도면이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 가변 성형 몰드(150)는, 4개의 이동지그가 성형 몰드를 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이 이동지그(151)가 서로 맞닿아 사각의 성형 몰드를 구성하며, 몰드 중심을 기준으로 마주보는 이동지그가 대칭으로 이동하는 구조를 가진다.

이동지그(151)는 지그홀더(152)에 고정결합된다. 이동지그가 지그홀더에 결합되는 방식은 다양한 방식이 채택될 수 있으나, 착탈이 용이하도록 결합볼트에 의해 결합되는 것이 바람직하다.

지그홀더(152)에는 가이드블럭(153)이 결합된다. 가이드블럭(153)이 지그홀더(152)에 직접 결합될 수도 있고, 지그홀더와 가이드블럭이 고정축(미표시)을 매개로 결합될 수도 있다.

가이드블럭은 종이용기 성형장치의 바디에 장착된 가이드레일 등에 의해 축방향 이동이 안내될 수 있으며, 가이드블럭은 이동블럭과 연결된다. 이동블럭은 리드스크류(155,156)에 결합되어 리드스크류의 회전에 따라 리드스크류의 축방향으로 직선운동하게 되며, 이에 따라 가이드블럭과 이동지그도 각각 축방향 직선운동을 하게 된다.

가이드블럭의 이동수단은 리드스크류와 리드스크류를 회전시키는 구동수단이 포함될 수 있다. 구동수단은 리드스크류의 축에 결합되어 수동으로 회전시킬 수 있는 핸들(미표시)이 선택될 수도 있고, 자동제어가 가능한 서보모터(181,182)가 선택될 수도 있다.

구동수단으로 서보모터가 선택되는 경우에는 공급되는 원지가 정해지면 원지의 크기에 따라 제어부에 의해 서보모터가 구동이 제어되고, 서보모터의 회전에 따라 리드스크류가 정해진 회전수만큼 회전하고, 이동블럭이 일정거리 직선운동하게 되며, 결국 이동지그가 정해진 위치에 정렬되게 된다.

이때, 하나의 리드스크류에 의해 대향하는 두개의 이동지그가 성형몰드의 중심을 기준으로 서로 대칭이동할 수 있도록, 반대 방향의 리드가 동시에 형성된 양방향 리드스크류가 채택되는 것이 바람직하다. 양방향 리드스크류를 채택함으로써, 원지의 크기와 형태에 상관없이 성형몰드의 중심이 이동하지 않도록 제어할 수 있다.

성형몰드(150)를 형성하는 이동지그(151)는 가로폭을 결정하는 한 쌍과 세로폭을 결정하는 한 쌍이다. 따라서, 성형몰드를 원하는 크기로 가변하기 위해서는 두 개의 리드스크류가 구비되어야 하고 하나의 리드스크류가 한 쌍의 이동지그의 위치를 결정하게 된다.

구동수단으로 수동핸들이 선택되는 경우에도 이동지그의 위치 이동 원리는 서보모터가 선택되는 경우와 같다. 다만, 성형몰드의 가로폭과 세로폭을 확인할 수 있는 눈금이 새겨진 거리측정수단이 추가적으로 구비되어야 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 이동지그가 위치 이동을 하게 되면, 성형 몰드의 모서리가 개방되는 현상이 발생된다. 따라서, 인접하는 이동지그의 양 단이 서로 맞닿도록 이동지그의 길이가 조정가능하도록 설계되어야 한다. 이를 위하여 이동지그는 지그홀더에 고정결합되는 코어부(151a)와 코어부에 대하여 슬라이딩 이동이 가능한 가변부(151b)를 포함하여 구성된다. 가변부는 코어부를 감싸는 구조를 가지며, 코어부의 길이 방향으로 슬라이딩 이동이 가능하다. 도 6의 경우 가변부를 코어부 바깥쪽으로 이동시켜 이동지그의 길이가 길어지는 방향으로 이동시키면 인접한 이동지그의 양 단이 맞닿도록 할 수 있다. 위치를 이동시킨 가변부를 코어부에 대하여 고정하기 위하여 고정핀이 구비된다. 또한 가변부와 코어부에는 각각 복수개의 위치조절 핀홀(미표시)이 형성되고, 고정핀(151c)을 위치조절핀홀에 결합시켜 가변부를 코어부에 고정시킨다. 만약 가변부를 코어부에 대하여 고정할 수 있는 위치가 세가지라면, 총 9종류 크기의 종이용기를 성형하는 것이 가능해 진다. 또한, 이동지그는 지그홀더에 대하여 착탈이 가능하므로, 이동지그의 교환으로 더 다양한 크기의 종이용기를 성형할 수 있다. 즉, 길이 조절이 가능한 이동지그가 두 종류 정도만 구비되어도 수십가지 크기의 종이용기의 성형이 가능해지게 된다.

종이용기의 크기가 달라지면 종이용기 성형장치 전체로 보아, 성형 몰드 외에 이송레일(130), 상부지그(160), 공급적재부(110)의 크기도 변화되어야 한다. 다만 본 발명에서는 가변 성형 몰드에 대하여만 설명하고 그 외 요소의 가변구조에 대하여는 자세한 설명을 생략한다.

위에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 종이용기 성형장치용 가변 성형 몰드를 이용하면, 크기가 다른 종이용기를 생산할 필요가 있을때, 종래와 같이 성형 몰드 자체를 분리하고 크기에 맞는 성형 몰드를 재결합하여 셋팅하는데 걸리는 시간의 낭비, 종이의 낭비 문제를 모두 해결할 수 있으며, 소량 다품종 생산에 효율적으로 대응할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다

100 : 종이성형장치
150 : 가변 성형 몰드
151 : 이동지그
151a : 코어부
151b : 가변부
151c : 고정핀
152 : 지그홀더
153 : 가이드블럭
155, 156 : 리드스크류
157, 158 : 이동블럭
181, 182 : 서보모터

Claims (5)

1. 공급되는 원지에 따라 대응하여 크기를 변화시킬 수 있는 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드에 있어서,
   가변 성형 몰드를 형성하는 대향하는 두 쌍의 이동지그와, 상기 이동지그가 착탈 가능하도록 결합되는 지그홀더에 결합되는 가이드블럭 및
   상기 가이드블럭을 원하는 위치로 이동시키는 이동수단을 구비하되,
   상기 이동지그는 지그홀더에 고정결합되는 코어부와 상기 코어부에 상대이동이 가능한 가변부를 포함하며,
   상기 이동수단에 의해 상기 이동지그의 위치가 변화되어 가변 성형 몰드의 크기가 변화되었을때, 상기 이동지그의 가변부의 위치를 변화시켜 인접한 이동지그의 양 단이 맞닿도록 하며,
   상기 이동지그(151)의 가변부(151b)는 코어부(151a)에 대하여 슬라이딩 이동하되, 상기 가변부와 코어부에는 각각 복수개의 위치조절 핀홀이 형성되어 고정핀(151c)에 의해 가변부가 코어부에 고정결합되는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동수단은,
   리드가 형성된 리드스크류와, 상기 가이드블럭과 연결되고 상기 리드스크류에 결합되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 리드스크류의 축방향으로 이동하는 이동블럭을 포함하고,
   상기 리드스크류에는 상기 리드스크류를 회전구동하는 구동수단이 결합되는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 리드스크류는 양방향의 리드가 형성되어 있는 양방향 리드스크류를 채택하고, 상기 양방향 리드스크류에는 리드스크류의 회전에 따라 서로 반대방향으로 이동하는 한 쌍의 이동블럭이 결합되며, 상기 이동블럭과 연동된 대향하는 한 쌍의 이동지그가 몰드의 중심을 기준으로 서로 대칭이동하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 양방향 리드스크류를 회전구동하는 구동수단은 수동으로 구동되는 핸들과 제어부에 의해 회전수가 제어되는 서보모터 중 어느 하나가 채택되는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형 장치용 가변 성형 몰드.
   
5. 삭제

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