KR101639800B1 - 젤라틴 캡슐 성형기의 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 젤라틴을 원료로 하여 제약 및 식품용 캡슐을 성형하기 위한 캡슐 성형기의 성형장치에 관한 것으로, 캡슐의 외피를 성형하기 위하여 복수의 포켓이 형성되되 서로 마주보게 장착되는 한 쌍의 다이롤과, 상기 한 쌍의 다이롤에 각각 장착되어 다이롤의 개별구동이 이루어지도록 하는 서보모터와, 서보모터의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 구성되도록 하고, 상기 서보모터는 기계적인 동작을 감지하여 정보를 전기적 신호로 변환하는 엔코더가 장착되어 엔코더에서 포워딩한 신호를 기반으로 제어부에서 서보모터를 제어하여 다이롤의 자동 정렬이 이루어지도록 하고, 또한 이러한 다이롤의 정위치 설정이 다이롤 가공시 핀홀을 먼저 가공한 후 그 핀홀을 기준으로 포켓의 위치가 배열되도록 함으로써 젤라틴 캡슐의 외피를 성형하기 위한 다이롤의 정위치 정렬이 제어부에 의하여 자동으로 이루어지도록 함은 물론, 엔코더에서 다이롤의 기계적인 위치의 고유값을 인식하여 다이롤의 원점 복원이 가능하도록 하며, 이러한 고유값을 기반으로 포켓의 갯수에 따라서 ?지에서 약액이 주입되는 시간을 산출하여 타임라인을 자동 조절할 수 있도록 한 것이다.

Description

젤라틴 캡슐 성형기의 성형장치{The molding device for molding gelatin capsules}

본 발명은 젤라틴을 원료로 하여 제약 및 식품용 캡슐을 성형하기 위한 캡슐 성형기의 성형장치에 관한 것으로, 젤라틴 캡슐의 외피를 성형하기 위한 다이롤의 정위치 정렬과 약액을 주입하기 위한 ?지의 타임라인의 설정이 자동으로 이루어져 젤라틴 캡슐 성형기의 성형장치의 세팅이 정밀하고 정확하게 이루어지도록 함과 동시에 세팅시간을 단축할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 젤라틴 캡슐성형기는 도 1에 도시된 바와 같이 양측에 대칭되게 마련되어 젤라틴을 공급하는 젤라틴 공급장치(1)와, 젤라틴 공급장치(1)로부터 얇은 시트형상으로 공급된 젤라틴 시트를 냉각시키는 캐스팅 드럼(2)과, 캐스팅 드럼을 통하여 냉각된 젤라틴 시트를 견인하기 위한 가이드롤러(3)와, 가이드롤러(3)에 의하여 견인된 젤라틴 시트를 캡슐의 형태로 성형하면서 약액을 주입하는 성형장치(4)로 이루어져 액상의 젤라틴을 캡슐의 형태로 성형하면서 그 안에 약액을 주입하여 충진한다.

상기와 같이 구성되는 젤라틴 캡슐 성형기의 성형장치(4)는 캡슐의 외피를 성형하기 위한 다이롤의 상부에 약액을 주입하기 위한 ?지가 장착되어 약액을 정량 주입하게 되며, ?지는 약액 공급장치(5)와 연결되어 약액을 공급하게 된다.

종래의 캡슐 성형기는 하나의 구동모터를 이용하여 캡슐 성형기 전체를 구동시켜주도록 구성되는 것으로, 다이롤과 ?지는 하나의 구동모터에 연동시킴으로써 회전하는 다이롤의 캡슐형상으로 음각된 오목한 부위로 젤라틴의 외피가 성형됨과 동시에 일정한 주기로 약액을 충진시켜줌으로써 젤라틴 캡슐이 제조된다.

이렇게 제작되는 캡슐의 품질을 높이고 불량을 줄이기 위해서는 두 개의 마주보는 다이롤의 포켓이 일치하도록 정확하게 정렬하여야하고 ?지의 타임라인에 맞추어 성형이 이루어지도록 하여야 하므로 위치설정이 매우 중요하다.

그런데 종래의 성형장치는 다이롤의 정렬 및 ?지를 통하여 약액을 주입하는 시기를 조절하기 위한 타임라인의 설정이 매우 어렵다.

즉, 성형장치의 작동구조가 하나의 구동모터에 연동하여 작동하는 구조이므로 이를 정렬하기 위해서는 다이롤에 연결되어 있는 구동을 모두 끊은 후에 정렬작업을 해야하므로 작업이 매우 번거로우며, 특히 두 개의 다이롤을 기어의 맞물림에 의하여 연동되어 회전되도록 장착되기 때문에 다이롤을 정렬할 때 두 개의 연동을 끊어야 하는 등 작업시간이 오래 걸리게 된다.

즉, 메인구동부에 양측의 다이롤이 연동되는 구조이기 때문에 메인 구동모터를 끄지 않는 이상 위치조절 불가능하고, 다이롤을 정렬하고자 하는 경우 다이롤의 후방에 조립된 고정볼트를 풀어서 다이롤의 연동을 끊은 후 기어와 축을 분리하여 다이롤을 정렬하게 되므로 다이롤 정렬이 매우 번거롭고, 작업시간이 오래 걸린다.

뿐만 아니라, 다이롤의 전면에는 작업자가 육안으로 확인하면서 정위치 정렬을 위하여 표시눈금이 형성되는데, 이를 조절하기 위해서는 한 명의 작업자가 장치 후방에서 다이롤을 회전시켜 조절하고 다른 한 명은 장치의 전면에서 다이롤의 정렬상태를 확인하여 후방의 작업자에게 위치를 확인시켜주면서 조절하게 되는데, 이렇게 수작업으로 다이롤을 정렬하기 위해서는 반드시 두 명의 작업자가 동시에 작업을 해야 하고, 작업이 불편하고 정렬시간도 매우 오래 걸린다.

또한, 표시눈금을 확인하면서 육안으로 조절하기 때문에 미세하게 오차가 발생할 수 있으며, 이는 캡슐의 품질 저하나, 불량률의 증가로 인한 로스비용이 증가하게 되는 문제가 있다.

한편, 캡슐 주입 방향 설정은 다이롤의 포켓에 좌,우 반복적으로 약액을 주입하는 ?지의 방향을 설정하기 위한 것으로, 작업자가 인젝션 슬라이드 정렬, 타임기어 장착을 하여야 한다.

특히, 다이롤이 변경되는 경우에는 포켓의 갯수 또한 달라지기 때문에 그에 맞는 타이밍기어로 교체하여 장착해야 하므로 생산하고자 하는 캡슐제품이 변경될 때마다 장치를 분리하여 연동을 끊고 재장착하여야 하는 불편함이 있으며, 이러한 교체 장착에 소요되는 시간이 너무 오래 걸리므로 작업자의 작업성이 떨어짐은 물론, 젤라틴 캡슐의 생산력 저하로 이어지게 되는 등의 문제가 있다.

KR 100979586 B1 KR 101128488 B1 KR 100459850 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 캡슐의 외피를 성형하기 위한 다이롤의 위치 정렬과 약액을 주입하기 위한 타임라인의 설정이 정확하고 정밀하게 이루어지면서도 세팅시간을 단축할 수 있도록 함에 본 발명의 목적이 있다.

또한, 생산하고자 하는 캡슐제품이 변경되는 경우에도 구동부를 재장착할 필요없이 다이롤 교체만으로 생간 가능하도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 캡슐의 외피를 성형하기 위하여 복수의 포켓이 형성되되 서로 마주보게 장착되는 한 쌍의 다이롤과, 상기 한 쌍의 다이롤에 각각 장착되어 다이롤의 개별구동이 이루어지도록 하는 서보모터와, 서보모터의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 구성되도록 하고, 상기 서보모터는 기계적인 동작을 감지하여 정보를 전기적 신호로 변환하는 엔코더가 장착되어 엔코더에서 포워딩한 신호를 기반으로 제어부에서 서보모터를 제어하여 다이롤의 자동 정렬이 이루어지도록 한 것이다.

또한, 다이롤 성형시 핀홀을 가공한 후 그 핀홀을 기준점으로 설정하여 포켓의 위치가 배열될 수 있도록 가공함으로써 핀홀을 영점으로 하여 제어부에서의 영점 설정이 자동으로 이루어지도록 한 것이다.

또한, 이러한 핀홀의 기계적인 위치의 고유값을 기반으로 하여 ?지의 약물주입을 위한 주입구의 타임라인이 조정되도록 함으로써 약액의 주입 타임을 포켓의 어레이 갯수에 따라서 자동 산출하여 약액의 주입이 정확하고 정밀하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 젤라틴 캡슐 성형기의 성형장치에 의하면, 작업자가 컨트롤패널에서 간단하게 조작하여 다이롤의 정렬과 타임라인의 설정이 이루어지게 되므로 작업시간을 단축하고, 캡슐 성형기의 세팅시간을 현저히 단축할 수 있으므로 생산성이 향상된다.

또한, 다이롤 정렬과 타임라인의 설정이 정확하고 정밀하게 이루어지므로 제품의 품질을 향상시킬 수 있고, 불량률을 최소화하여 로스비용을 절감할 수 있다.

또한, 다이롤이 원점 복귀기능을 갖게 되므로 사용중 비틀림이 발생하여 원점 값이 변형되거나 또는 전기차단에 의하여 기계작동이 중지된 경우에도 간단하게 원점을 재설정할 수 있게 된다.

또한, 다이롤이 개별구동에 의하여 제어가 가능하므로 성형제품을 변경하는 경우에도 별도의 타이밍기어를 분리하거나 재장착할 필요가 없이 다이롤 교체만으로 간편하게 다른 제품을 성형할 수 있으며, 이 과정에서 불필요하게 작업시간이 낭비되지 않는다.

도 1은 본 발명의 캐스팅 드럼이 장착된 젤라틴 캡슐 성형기의 외관 사시도
도 2는 도 1의 캡슐 성형기의 정면도
도 3은 본 발명의 성형장치의 구조를 나타낸 사시도
도 4는 도 3의 배면 사시도
도 5는 본 발명의 성형장치의 구성도
도 6 및 도 7은 본 발명의 다이롤의 결합구조를 나타낸 분해 사시도
도 8은 본 발명의 다이롤 정렬을 위한 작동상태도
도 9는 본 발명의 성형장치에 ?지가 장착된 상태의 사시도
도 10은 본 발명의 다이롤과 ?지의 타임라인 설정상태를 나타낸 개략도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 젤라틴 캡슐 성형기는 양측에 대칭되게 마련되어 젤라틴을 공급하는 젤라틴 공급장치(1)와, 젤라틴 공급장치(1)로부터 얇은 시트형상으로 공급된 젤라틴 시트를 냉각시키는 캐스팅 드럼(2)과, 캐스팅 드럼을 통하여 냉각된 젤라틴 시트를 견인하기 위한 가이드롤러(3)와, 가이드롤러(3)에 의하여 견인된 젤라틴 시트를 캡슐의 형태로 성형하면서 약액을 주입하는 성형장치(4)와, 성형장치에서 젤라틴 캡슐의 외피가 성형될 때 약액을 공급하기 위한 약액 공급장치(5)로 이루어져 액상의 젤라틴을 캡슐의 형태로 성형하면서 그 안에 약액을 주입하도록 된다.

성형장치(4)의 구조는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 양측으로 공급되는 젤라틴 시트가 맞물려 성형이 이루어지도록 하는 다이롤(10)과, 다이롤(10)을 회전 구동하기 위한 서보모터(20)와, 제어부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

다이롤(10)은 캡슐의 외피를 성형하기 위한 것으로, 원통형의 표면을 따라서 복수의 포켓(11)이 형성되며, 두 개의 다이롤(10a,10b)이 캡슐 성형기에서 좌,우측으로 서로 마주보게 장착되어 포켓(11)에 의하여 캡슐의 외피가 성형이 이루어지게 된다.

좌측과 우측의 다이롤(10a,10b)에는 각각 서보모터(20a,20b)가 장착되어 각각의 다이롤(10a,10b)의 개별 구동이 이루어지게 된다.

서보모터(20)는 동작을 제어하기 위한 제어부(30)에 연결되어 제어부(30)의 신호에 의하여 모터의 구동이 이루어지게 되며, 감속기(21)가 장착되어 모터의 회전속도를 제어할 수 있게 된다.

또한, 서보모터(20)에는 도 5에 도시된 바와 같이 기계적인 동작을 감지하여 정보를 전기적 신호로 변환하는 엔코더(22)가 장착되며, 엔코더(22)에서 포워딩하는 신호를 기반으로 제어부(30)에서 서보모터(20)를 제어하여 다이롤(10)의 위치 정렬이 이루어지게 된다.

이때, 다이롤(10)은 복수의 포켓(11)을 형성함에 있어서, 핀홀(12)을 먼저 가공한 후, 핀홀(12)을 기준으로 포켓(11)의 위치가 설정되도록 가공하면 포켓(11)이 정위치에 가공된다. 즉, 다이롤(10)에 포켓(11)을 가공하기 위하여 CNC머신에 장착할 때 핀홀(12)을 기준점으로 가공함으로써 핀홀(12)에 대응하여 포켓(11)의 위치를 설정할 수 있게 된다.

따라서 다이롤(10)에 형성된 핀홀(12)을 다이롤의 회전 구동을 위한 샤프트(13) 또는 그 샤프트(13)에 결합되는 회전판(13a)과 축핀(14)으로 끼워 조립하고, 그 핀홀(12)의 위치만 제어부(30)에 프로그램으로 입력시키면 엔코더(22)에 의하여 다이롤(10)의 기계적 위치에 대한 고유값을 설정할 수 있게 된다.

그리고 이렇게 제어부(30)에서 다이롤(10)의 기계적 위치에 대한 고유값을 인식할 수 있게 되면 다이롤(10)을 정렬함에 있어서 제어부(30)가 서보모터(20)를 제어하여 다이롤(10)의 정렬 상태를 원점으로 복귀할 수 있도록 되며, 따라서 작업자가 컨트롤패널에서 원점복귀를 선택하면 도 8에 도시된 바와 같이 다이롤(10)이 자동 정렬된다.

따라서 작업자가 다이롤을 정렬하기 위하여 캡슐 성형기 장치를 분해하거나 구동을 끊는 등의 별도의 작업이 필요치 않고 간편하게 다이롤 정렬을 수행할 수 있으며, 다이롤 세팅 시간을 매우 단축할 수 있다.

또한, 초기 세팅된 값을 엔코더(22)에 입력함으로써 캡슐을 성형하는 과정에서 기계가 틀어지더라도 원점 복귀를 누르면 정위치로 세팅이 이루어지도록 되며, 유사시 전원이 나가는 등의 상황이 발생하더라도 항상 정해진 원점 값을 기억하기 때문에 원점 복귀가 가능하므로 단시간에 재가동이 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 다이롤(10)의 상부에는 다이롤에 의하여 젤라틴 캡슐의 외피가 성형될 때 약액을 주입하기 위한 ?지(40)가 장착된다.

?지(40)에는 젤라틴 캡슐에 약액을 주입하기 위한 주입구(41)가 형성되며, 한 쌍의 다이롤(10a,10b)에 형성된 포켓(11)이 서로 마주하여 성형이 이루어질 때 주입구(41)를 통하여 약액을 주입함으로써 캡슐의 외피가 성형됨과 동시에 약액이 주입되어 젤라틴 캡슐이 제작된다.

즉, 다이롤(10)을 회전시키면서 포켓(11)의 위치와 ?지(40)의 주입구(41)가 설정된 위치에 도달하였을 때 약액의 주입이 이루어지도록 타임라인을 설정하게 되는데, 이러한 타임라인의 설정이 제어부(30)를 통하여 이루어지게 되므로 작업자가 별도로 육안으로 타임라인을 설정할 필요가 없으므로 세팅작업이 매우 간편하게 된다.

이때, 제어부(30)에서의 타임라인 설정은, 상술한 바와 같이 다이롤(10)의 핀홀(12)을 기준으로 하여 포켓(11)이 배열되도록 가공되어 있으므로 제어부(30)에서 다이롤(10)에 형성된 포켓(11)의 어레이 갯수를 기반으로 다이롤의 회동각도를 제어하여 도 10에 도시된 바와 같이 타임라인(T)을 설정하게 되므로 약액 주입이 정확하고 정밀하게 이루어진다.

즉, 다이롤(10)의 외주면을 따라서 배열된 포켓(11)의 갯수에 따라서, 예를 들면 다이롤(10)의 외면에 배열되는 포켓(11)의 어레이 갯수가 20개일 경우 또는 30개일 경우의 각도 값을 서로 다르게 설정함으로써 작업자가 컨트롤패널에서 수치를 입력하면 제어부(30)에서 작업자가 입력된 수치에 따라 회동각도를 배분하여 다이롤(10)의 회전각도를 제어함으로써 다이롤(10)의 포켓(11)과 ?지(40)의 주입구(41)가 정확한 타임라인에 도달하였을 때 약물주입이 이루어지게 된다.

따라서 성형제품을 변경하는 경우에도 별도의 타이밍기어를 분리하거나 재장착할 필요가 없이 개별구동에 의하여 회전 각도를 제어할 수 있는 다이롤(10) 교체만으로 간편하게 다른 제품을 성형할 수 있다.

한편, 상기 다이롤(10)은 좌,우측에 각각 위치되는 다이롤(10a,10b) 중 어느 하나 이상의 다이롤에 폭 조절장치(50)가 더 포함되어 구성될 수 있다.

폭 조절장치(50)는 다이롤(10)의 회전을 위한 샤프트(13)가 브라켓(51)에 장착되고, 브라켓(51)이 리니어 가이드(52)에 의하여 좌,우로 슬라이드 작동이 이루어지도록 되며, 폭 조절장치(50)는 샤프트(13)의 전,후방에 각각 한 쌍으로 장착하여 수평 이동이 가능하게 하면서 비틀어짐이 발생하지 않도록 함이 바람직하다.

이때, 좌,우 측에 장착된 다이롤(10a,10b)에 장착된 서보모터(20a,20b)가 개별 구동됨으로 인하여 좌,우측의 다이롤(10a,10b)을 개별적으로 좌,우 슬라이드 이동시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 간격조절이 용이함은 물론, 이러한 간격조절을 제어부(30)에서 자동 제어할 수 있으므로 사용 및 조작이 매우 간편하게 된다.

1: 젤라틴 공급장치 2: 캐스팅 드럼
3: 가이드롤러 4: 성형장치
5: 약액 공급장치
10: 다이롤 11: 포켓
12: 핀홀 13: 샤프트
14: 축핀
20: 서보모터 21: 감속기
22: 엔코더
30: 제어부
40: ?지 41: 주입구
50: 폭 조절장치 51: 브라켓
52: 리니어가이드

Claims (4)

1. 캡슐의 외피를 성형하기 위하여 복수의 포켓(11)이 형성되되 서로 마주보게 장착되는 한 쌍의 다이롤(10);
   상기 한 쌍의 다이롤(10)에 각각 장착되어 다이롤의 개별구동이 이루어지도록 하는 서보모터(20);
   상기 서보모터(20)의 동작을 제어하기 위한 제어부(30);
   를 포함하여 구성되고,
   상기 서보모터(20)는 기계적인 동작을 감지하여 정보를 전기적 신호로 변환하는 엔코더(22)가 장착되어 엔코더(22)에서 포워딩한 신호를 기반으로 다이롤(10)에 형성된 포켓(11)의 어레이 갯수를 기반으로 다이롤의 회동각도를 제어가능하는 타임라인이 설정된 제어부에서 서보모터(20)를 제어하여 다이롤(10)의 정렬이 이루어지게 되고,
   상기 다이롤(10)은 일측에 복수의 포켓(11)의 영점을 설정하기 위한 핀홀(12)이 형성되어 핀홀을 영점으로 하여 포켓(11)이 가공되며,
   상기 핀홀(12)은 다이롤의 회전 구동을 위한 샤프트(13) 또는 그 샤프트(13)에 결합되는 회전판(13a)과 축핀(14)으로 끼워 조립되어 핀홀을 기준으로 포켓의 기계적 위치에 대한 고유값이 설정되며 제어부(30)에 입력된 핀홀의 위치값을 기반으로 포켓의 위치 정렬이 이루어지게 되고,
   상기 한 쌍의 다이롤(10) 중 어느 하나 이상의 다이롤(10)은 리니어 가이드(52)에 의하여 좌,우로 슬라이드 작동이 가능하게 장착되어 다이롤(10) 간의 간격 조절이 가능하게 됨을 특징으로 하는 젤라틴 캡슐 성형기의 성형장치.
   
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