KR101743589B1 - 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로타리 자동 포장기에 액상 충전물을 공급하기 위한 액상 충전기를 쉽게 분리 및 결합할 수 있으면서 결합시에는 테이퍼를 통해 용이하게 제자리를 찾아서 결합할 수 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치에 관한 것으로, 프레임과; 상기 프레임에 결합되되, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 가이드바와; 상기 가이드바에 결합하여 상, 하 이동할 수 있도록 결합되며, 액상 충전용 실린더의 하부를 지지할 수 있도록 형성된 리프팅 프레임과; 상기 프레임의 일측에 회전 가능하도록 결합되어 있는 제1 기어와 상기 제1 기어를 작동시키기 위한 작동 핸들로 구성된 구동부와; 상기 구동부의 제1 기어와 연동하여 작동하되, 제1 기어보다 작은 직경으로 이루어져 있는 제2 기어와 상기 제2 기어에 결합되어 있는 핀과 일측은 핀에 결합되고 타측은 프리팅 프레임에 결합되어 구동부의 작동시 리프팅 프레임이 상, 하로 구동될 수 있도록 형성된 작동바로 구성된 토글부와; 상기 가이드바의 상측에 형성되며 액상 충전용 실린더의 상부와 결합하는 상측 고정부;로 구성되어 있어, 평상시에도 액상 충전용 실린더를 받치고 있는 구조로 이루어져 있어, 제1 기어와 제2 기어의 기어비를 통해 작은 힘으로도 액상 충전용 실린더를 승, 하강시켜 액상 충전기에서 분리 및 결합하여 여성 작업자들도 쉽게 액상 충전기를 탈, 부착할 수 있고, 제2 기어에 고정된 핀과 작동바가 토글원리로 수직방향으로 강략하게 미는 힘이 발생해 안정된 지지력을 형성하여 작업자의 작업성 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론, 핀과 제2 기어의 위치를 액상 충전기 최대 승강시 및 최대 하강시 중력에 의해 움직임이 발생하지 않는 위치에 형성하여 별도의 장치 없이도 액상 충전용 실린더를 고정시킬 수 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치에 관한 것이다.

Description

액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치{Liquid filler lifting and supporting device of cylinder}
본 발명은 로타리 자동 포장기에 액상 충전물을 계량, 충전하는 액상충전기의 충전용 실린더를 안전하고 편리하게 분리 및 결합할 수 있는 승, 하강 장치에 관한 것이다.
일반적으로 로타리 자동 포장기는 회전체에 다수의 그리퍼가 형성되어 봉지를 공급받은 후 여러 공정으로 회전하여 봉지 내에 충전물이 충진된 제품을 생산하는 장치이다.
이러한, 로타리 자동 포장기에는 봉지 내에 액상 충전물을 주입하기 위해 액상 충전물을 수납하고 있는 액상 충전기가 구비된다.
종래의 액상 충전기로는 본 출원인이 출원하였던 대한민국 등록특허 제10-1314227호(2013.09.26), 『탈착 가능한 로드가 장착된 포장장치의 액상 충전기』가 있다.
이러한, 액상 충전기는 로타리 자동 포장기에 설치되어 로타리 자동 포장기의 작동시 파우치에 내용물을 충전할 수 있도록 내용물을 공급하는 장치로서 내부에 액상이 충전된 액상 충전용 실린더가 구성된다.
한편, 상기와 같은 액상 충전용 실린더는 중량이 매우 무거워 인력으로 조립이 용이하지 않음은 물론, 떨어뜨렸을 때에 매우 위험하며, 특히, 액상 충전용 실린더가 액상 충전기에 프레임에 수직으로 매달려 있는 구조로 실린더 상부를 클램프 또는 볼트로 고정하는 형태로 조립되어 있다.
상기와 같이, 액상 충전기에 매달려 있는 형태로 강력하게 결합되어 있는 액상 충전용 실린더를 탈착할 필요성이 있을 경우 일단 액상 충전용 실린더를 지지하면서 승하강 시키기 위해 액상 충전용 실린더를 호이스트와 같은 소형 리프팅 장치를 이용해 지지 및 승하시킨 후 볼트 또는 클램프를 결합을 제거해야하는 불편함이 있었다.
특히, 상기 액상 충전용 실린더는 액상 내용물을 공급하기 위한 것으로 내용물 충진을 위해 작동할 때에 내부에 압력이 발생하는데, 이렇게 내용물 충진 작업을 하던 중에 액상 충전용 실린더를 액상 충전기에서 분리하여야 할 경우 내부에 압력이 형성된 상태여서 분해 작업이 매우 어려웠다.
한편, 액상 충전기에 결합하는 액상 충전용 실린더 내부에는 내용물을 충진시키기 위해 액상 내용물을 외부로 토출하게 되는데, 이때에 발생하는 내부 압력은 매우 높게 형성되고, 또한 액상 충전기에 결합하는 액상 충전용 실린더는 볼트나 클램프에 의해서만 결합력이 발생하는 구조로 이루어져 있어 액상 충전기 내부에서 발생하는 압력을 견디면서 액상 충전기에 결합할 수 있을 정도의 체결력이 필요로 하게 된다.
이러한, 요건을 충족시키기 위해서는 액상 충전기에 액상 충전용 실린더의 상부가 매우 정확한 위치에 결합되어야 하는데 종래에는 액상 충전용 실린더 상부를 정확한 위치에 결합하기 위한 과정이 매우 어려운 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치는 평상시에도 액상 충전용 실린더를 받치고 있는 구조로 이루어져 있어 구조적 안정성을 향상시키는 한편, 액상 충전용 실린더를 받치고 있는 상태에서 액상 충전용 실린더를 승, 하강시시켜 분해 및 결합함으로써 액상 충전용 실린더 내부에서 압력이 발생하는 상태에서도 작업성을 개선할 수 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 액상 충전기에 액상 충전용 실린더 상부의 조립시 테이퍼에 의해 정확한 위치에 견고하게 결합시킬 수 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 액상 충전용 실린더의 승, 하강 이후 별도의 고정장치 없이도 액상 충전용 실린더의 위치가 최초의 자리를 유지할 수 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 중량이 무거운 액상 충전기의 탈부착시 부녀자들도 쉽게 액상 충전용 실린더를 승, 하강시킬 수 있도록 하여 작업자의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 사용자가 작동시키는 구동부의 제1 기어와 제2 기어의 기어비를 통해 작은 힘으로도 액상 충전용 실린더를 승, 하강시켜 액상 충전기에서 분리 및 결합하여 여성 작업자들도 쉽게 액상 충전기를 탈, 부착할 수 있음은 물론,
제2 기어에 고정된 핀과 작동바가 토글원리로 수직방향으로 강략하게 미는 힘이 발생해 안정된 지지력을 형성하여 작업자의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 토글부의 핀과 제2 기어의 위치를 액상 충전기 최대 승강시 및 최대 하강시 중력에 의해 움직임이 발생하지 않는 위치에 형성하여 별도의 장치 없이도 액상 충전용 실린더를 고정시킬 수 있다.
아울러, 프레임과 구동부에 고정핀이 삽입할 수 있는 핀홀을 형성해 액상 충전용 실린더의 승, 하강 이후 안전성을 도모할 수 있는 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 토글부의 작동상태를 도시하기 위한 참조도.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성에 대해 더욱 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 프레임(10)은 도 1에서 도시된 바와 같이 작업공간의 바닥면에 설치되는 구성으로 다수의 플레이트판 및 프레임을 통해 제작되는 기초 구성이다.
다음으로, 가이드바(20)는 상기 프레임(10)에 일측이 결합되어 수직 방향으로 연장된 형태로 구성된다.
상기 가이드바(20)는 4개소가 한조를 이루어 구성되며, 특별히 한정하는 것은 아니지만 단면형상이 원형으로 형성하는 것이 좋다.
다음으로, 리프팅 프레임(30)은 상기 가이드바(20)에 슬라이딩 가능하도록 결합하여 가이드바(20)에 의해 가이드되어 상, 하 방향으로 이동할 수 있는 구성이다.
따라서, 리프팅 프레임(30)은 가이드바(20)와의 결합시 상, 하로 원활히 구동할 수 있게 슬라이딩 운동이 가능한 베어링(도면에 미도시)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 리프팅 프레임(30)은 바닥면(31)에는 액상 충전용 실린더(1)를 고정 결합하기 위한 바닥홀(31)이 더 형성될 수도 있다.
다음으로, 구동부(40)는 상술한 프레임(10)의 일측에 회전 가능하도록 결합되어 있는 제1 기어(41)가 구성되고, 상기 제1 기어(41)에 결합하여 제1 기어(41)을 작업자가 회전시킬 수 있는 작동 핸들(42)이 구성된다.
여기서, 상기 제1 기어(41)는 프레임(10)의 양 측면에 각각 1개소씩 총 2개소가 구성되어 있으며, 이와 결합하는 작동 핸들(42)은 각각의 제1 기어(41)에 결합하는 연결바(42a)가 구성되고, 이 연결바(42a)를 연결하기 위한 핸들(42b)이 구성되어 작업자가 양 측면에 형성된 제1 기어(41)를 핸들(42b)을 통해 한번에 작동시킬 수 있도록 구성된다.
다음으로, 토글부(50)는 상기 구동부(40)에 형성된 제1 기어(41)와 연동하여 작동하는 제2 기어(51)가 구성되어 있다.
상기 제2 기어(51)는 제1 기어(41)보다 직경이 작은 형태로 구성하는 것이 좋으며 제1 기어(41)와 대응하여 형성되는 만큼 제1 기어(41)와 동일하게 2개소로 구성된다.
또한, 일측은 상기 제2 기어(51)의 내측에 자전형태의 회전이 이루어지는 핀(52)과 회전 가능하도록 연결되고, 타측은 리프팅 프레임(30)에 결합하는 작동바(53)가 구성된다.
특히, 상기 제2 기어(51)에 결합한 핀(52)은 구동부(40)의 구동에 의해 제1 기어(41)가 작동하여 토글부(50)의 제2 기어(51)를 회전시켜 토글부(50)에 결합되어 있는 리프팅 프레임(30)이 최상측으로 이동하였을 때와 최하측으로 이동하였을 때에, 토글부(50)를 구성하는 핀(52)의 중심부 위치가 작동바(53)의 축중심 위치와 수직방향으로 일치할 수 있도록 구성되어 액상 충전용 실린더(1)의 자중에 의해 발생하는 힘에 의해 구동부(40)를 사용자가 작동시키지 않은 상태에서 작동하지 않도록 구성되어 있다.
즉, 구동부(40)를 작동시키게 되면 제1 기어(41)가 회전하게 되고, 이 제1 기어(41)와 연동하는 제2 기어(51)가 회전하게 되며, 상기 제2 기어(51)의 회전시 제2 기어(51)에 회전가능하도록 결합되어 있는 핀(52)에 의해 작동바(53)가 상, 하 방향으로 수직운동을 하게 되며, 이때에, 작동바(53)의 상승 과정 중 리프팅 프레임(30)의 최대 상승시에는 토글부(50)의 핀(52) 중심부 위치가 작동바(53)의 축중심 위치와 수직방향으로 일치하는 12시 방향에 토글부(50)의 핀(52)이 위치하게 되고, 작동바(53)의 하강 과정 중 리프팅 프레임(30)이 최대 하강시에는 토글부(50)의 핀(52) 중심부 위치가 작동바(53)의 축중심 위치와 수직방향으로 일치하는 6시 방향에 토글부(50)의 핀(52)이 위치되도록 구성된다.
다음으로, 상측 고정부(60)는 상기 가이드바(20)의 상측에 형성되어 액상 충전용 실린더(1)의 상측을 고정함과 동시에 액상 충전용 실린더(1) 내의 액상 충전물을 로타리 자동 포장기(도면에 미도시)로 공급할 수 있는 구성이다.
이러한, 상측 고정부(60)에는 액상 충전용 실린더(1)에 형성된 상부 결합부(1a)와 결합할 수 있는 상부 결합홀(61)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 액상 충전용 실린더(1)의 상부 결합부(1a)와 상부 고정부(60)의 상부 결합홀(61)에는 동일한 크기의 테이퍼가 구성되어 있는 것이 좋다.
또한, 상기 액상 충전용 실린더의 상부 결합부(1a)에는 오링(O)을 형성해 밀폐성을 형성할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 본 발명은 구동부(40)를 이용해 리프팅 프레임(30)의 위치를 최대 승하강시켰을 때에 토글부(50)에 의해 위치가 고정되어 구동부(40)가 자력에 의해 작동하지 않지만, 안전성을 확보하기 위한 보조 안전장치를 더 추가할 수 있다.
즉, 구동부(40)의 제1 기어(41)에는 구동부용 핀홀(41a)이 구성되어 있고, 프레임(10)에는 리프팅 프레임(30)이 최하측으로 이동하였을 때에 구동부용 핀홀(41a)과 일치하는 제1 프레임용 핀홀(11)이 형성되어 있으며, 리프팅 프레임(30)이 최상측으로 이동하였을 때에 구동부용 핀홀(41a)과 일치하는 제2 프레임용 핀홀(12)이 형성되어 고정핀(P)에 의해 고정될 수 있도록 구성된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치에 대한 작용효과에 대해 살펴보도록 한다.
본 발명의 로타리 자동 포장기의 액상 충전 리프팅 장치(100)는 로타리 자동 포장기의 공정 중 액상의 충전물을 주입할 때에 이용되는 액상 충전물을 수납하고 있는 액상 충전용 실린더(1)를 로타리 자동 포장기로 액상 충전물을 공급하기 위한 장치에서 조립 및 분리하기 위해 사용하게 되며, 도 1에서와 같이 ① 구동부(40) 작동 → ② 토글부(50) 작동 → ③ 리프팅 프레임(30) 승, 하강 → ④ 액상 충전용 실린더 승, 하강 순으로 작동이 이루어지게 된다.
즉, 상기 액상 충전용 실린더(1)의 최초 결합시 또는 결합 이후 액상 충전용 실린더(1)의 내부 청소시 또는 액상 충전용 실린더(1)의 소모품 교환 등의 이유로 액상 충전기에서 이를 분리 및 조립하는 작업을 수월하게 할 수 있도록 하는 장치이다.
상술한 액상 충전용 실린더(1)는 자체 무게가 무겁기 때문에 이를 분리하기가 매우 어렵고, 또한, 액상 충전용 실린더(1)를 탈착하여 소정의 목적을 달성한 후 최초의 자리로 조립할 때에도 여러 명의 작업자가 작업하여야만 하였으며, 특히, 최초의 자리에 실린더를 정확한 위치에 고정하기가 매우 어려웠다.
본 발명은 상술한 액상 충전용 실린더(1)의 조립 및 분리를 위해 리프팅 프레임(30)에 액상 충전용 실린더(1)를 거치할 수 있도록 구성되었고, 이 리프팅 프레임(30)을 구동부(40) 및 토글부(50)를 이용해 상, 하 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 사용자가 구동부(40)에 형성되어 있는 작동 핸들(42)을 작동시키는 것만으로 상측 고정부(60)에 결합된 액상 충전용 실린더(1)를 분리할 수 있게 된다.
특히, 상기 구동부(40)의 제1 기어(41)는 토글부(50)의 제2 기어(51)보다 직경이 큰, 다시 말해 기어 이빨의 수가 더 많은 형태로 형성되어 있기 때문에, 작동 핸들(42)의 작동시 큰 힘을 들이지 않고도 액상 충전용 실린더(1)를 상측 고정부(60)에 결합 및 분리할 수 있게 된다.
또한, 상기 토글부(50)의 핀(52)은 제2 기어(51)와의 결합시 리프팅 프레임(30)이 상측 고정부(60)에 밀착되어 결합되는 위치, 다시 말해, 액상 충전용 실린더(1)가 최상측으로 이동한 상태일 경우 및 액상 충전용 실린더(1)가 최하측으로 이동한 상태일 경우에 제2 기어(51)의 중심축과 핀(52)의 중심축 및 작동바(53)의 중심축이 모두 수직방향으로 일치하게 된다.
즉, 상술한 구동부(40)를 작업자가 작동시키면 제1 기어(41)가 회전하게 되고, 이 제1 기어(41)와 연동하는 제2 기어(51)가 회전하게 되며, 상기 제2 기어(51)의 회전시 제2 기어(51)에 회전가능하도록 결합되어 있는 핀(52)에 의해 작동바(53)가 상, 하 방향으로 수직운동을 하게 되며, 이때에, 작동바(53)의 상승 과정 중 리프팅 프레임(30)의 최대 상승시에는 토글부(50)의 핀(52) 중심부 위치가 작동바(53)의 축중심 위치와 수직방향으로 일치하는 12시 방향에 토글부(50)의 핀(52)이 위치하게 되고, 작동바(53)의 하강 과정 중 리프팅 프레임(30)이 최대 하강시에는 토글부(50)의 핀(52) 중심부 위치가 작동바(53)의 축중심 위치와 수직방향으로 일치하는 6시 방향에 토글부(50)의 핀(52)이 위치하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 액상 충전용 실린더(1)의 자중에 의해 아무리 큰 힘이 작용하더라도 토글부(50)의 전 구성요소의 중심축이 수직방향으로 일치해져 수직방향으로 강력한 미는 힘이 발생함으로써 안정된 지지력을 형성하여 토글부(50)를 구동시키기 위한 구동부(40)를 작업자가 작동시키지 않는 이상 자력에 의해 가동되지 않게 된다.
물론, 사용자가 구동부(40)의 작동 핸들(42)을 작동시킬 경우에는 가동할 수 있도록 작동되는 것은 당연한 것이다.
특히, 본 발명에서는 액상 충전용 실린더(1)의 위치가 최상측 또는 최하측에 배치되어 액상 충전용 실린더(1) 자체 중량에 의해 구동부(40)가 작동하거나 또는 사용자의 부주의로 인해 작동 핸들(42)을 건드려서 액상 충전용 실린더(1)가 최초의 위치를 유지할 수 없을 경우를 대비해 형성한 고정핀(P)이 구동부(40)의 작동을 제한할 수 있도록 작용한다.
한편, 본 발명은 상술한 액상 충전용 실린더(1)의 탈착이 이루어진 후 최초의 자리로 부착하는 과정도 매우 간단하게 이루어지게 된다.
즉, 액상 충전용 실린더(1)의 세척이 완료된 이후 리프팅 프레임(30)을 구동부(40) 및 토글부(50)를 통해 상측으로 이동시키기만 하면 상측 고정부(60)와의 고정이 완료된다.
특히, 본 발명에서의 상측 고정부(60)에는 액상 충전용 실린더(1)의 상부 결합부(1a)가 결합할 수 있는 상부 결합홀(61)이 구성되어 있는데, 상부 결합부(1a)와 상부 결합홀(61)에는 테이퍼가 형성되어 있어, 상술한 바와 같이 액상 충전용 실린더(1)를 상측으로 이동시켜 상측 고정부(60)에 결합하는 과정에서 테이퍼에 의해 상부 결합부(1a) 및 이에 결합하는 상부 결합홀(61)간의 축 중심이 매우 쉽게 일치하게 되어 정밀한 작업을 매우 손쉽게 할 수 있기 때문에 작업시간 단축 및 작업자의 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.
1 : 액상 충전용 실린더 1a : 상부 결합부
F : 고정핀 O : 오링
10 : 프레임
11 : 제1 프레임용 핀홀 12 : 제2 프레임용 핀홀
20 : 가이드바
30 : 리프팅 프레임
31 : 바닥면 31a : 바닥홀
40 : 구동부
41 : 제1 기어 41a : 구동부용 핀홀
42 : 작동 핸들 42a : 연결바 42b : 핸들
50 : 토글부
51 : 제2 기어 52 : 핀 53 : 작동바
60 : 상측 고정부
61 : 상부 결합홀
100 : 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치

Claims (4)

  1. 프레임(10);
    상기 프레임(10)에 결합되되, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 가이드바(20);
    상기 가이드바(20)에 결합하여 상, 하 이동할 수 있도록 결합되며, 액상 충전용 실린더(1)의 하부를 지지할 수 있도록 형성된 리프팅 프레임(30);
    상기 프레임(10)의 일측에 회전 가능하도록 결합되어 있는 제1 기어(41)와 상기 제1 기어(41)를 작동시키기 위한 작동 핸들(42)로 구성된 구동부(40);
    상기 구동부(40)의 제1 기어(41)와 연동하여 작동하되, 제1 기어(41)보다 작은 직경으로 이루어져 있는 제2 기어(51)와 상기 제2 기어(51)에 결합되어 있는 핀(52)과 일측은 핀(52)에 회전 가능하도록 결합되고 타측은 리프팅 프레임(30)에 결합되어 구동부(40)의 작동시 리프팅 프레임(30)이 상, 하로 구동될 수 있도록 형성된 작동바(53)로 구성된 토글부(50);
    상기 가이드바(20)의 상측에 형성되며 액상 충전용 실린더(1)의 상부와 결합하는 상측 고정부(60);로 이루어진 것에 특징이 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동부(40)의 제1 기어(41)는 프레임(10)의 양 측면에 각각 1개소씩 형성되고, 제1 기어(41)에 결합하는 작동 핸들(42)은 제1 기어(41)에 결합되는 한쌍의 연결바(42a)와 상기 한쌍의 연결바(42a)에 연결되어 사용자가 양 측면에 형성된 제1 기어(41)를 한번에 작동시킬 수 있는 핸들(42b)로 구성되어 있는 것에 특징이 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 토글부(50)의 핀(52)은 구동부(40)를 통해 리프팅 프레임(30)을 최대로 상승시켰을 때에는 제2 기어(52)와 결합된 위치가 12시 방향으로 배치되도록 하고, 리프팅 프레임(30)이 최대로 하강하였을 때에는 제2 기어(52)와 결합된 위치가 6시 방향으로 배치되도록 결합하는 것에 특징이 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 액상 충전용 실린더(1)의 상부에는 테이퍼가 형성되어 있는 상부 결합부(1a)를 형성하고, 상측 고정부(60)에는 액상 충전용 실린더(1)의 상부 결합부(1a)에 형성된 테이퍼와 동일한 크기와 형상으로 이루어진 상부 결합홀(61)을 형성하여 액상 충전용 실린더(1)의 동심도를 맞출 수 있도록 구성되는 것에 특징이 있는 액상 충전용 실린더 고정 및 승하강 장치.
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