KR101815997B1 - 튜브용기의 캡핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브용기의 캡핑장치를 개시한다.
본 발명의 튜브용기의 캡핑장치는 튜브공급을 위한 튜브삽입봉에 꽂혀진 튜브바디에 마개를 나사체결 방식으로 조립하는 튜브용기의 캡핑장치에 있어서, 상기 튜브바디에 마개를 가조립하는 요소로, 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공하는 제1베이스테이블 및 이 제1베이스테이블의 상부에서 직선 이동 가능하게 구비되는 제1이동테이블 및 이 제1이동테이블을 전,후방향으로 이동되는 구동력을 제공하는 제1구동실린더 및 제1이동테이블에 설치되어 일체로 이동되는 것으로 전방측에 배치된 마개를 진공 흡착하여 고정하는 진공흡착부 및 이 마개를 진공흡착한 진공흡착부를 일방향 회전시켜 마개를 나사체결 방식으로 튜브바디에 가조립되게 하는 제1체결구동원 및 상기 진공흡착부의 전방측에 설치되어 마개를 순차적으로 공급하는 마개공급부로 구성되는 제1캡핑기와; 상기 제1캡핑기의 일측에 설치되어 가조립된 마개에 조임체결을 하는 요소로, 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공하는 제2베이스테이블 및 이 제2베이스테이블의 상부에서 직선 이동 가능하게 구비되는 제2이동테이블 및 이 제2이동테이블을 전,후 방향으로 이동되는 구동력을 제공하는 제2구동실린더 및 상기 제2이동테이블에 설치되어 상기 튜브바디에 가조립된 마개를 집게구조로 물림 고정하는 집게고정부 및 이 집게고정부를 오므리거나 벌려지게 구동력을 제공하는 집게실린더 및 상기 마개를 물림 고정한 집게고정부를 일방향 회전시켜 튜브바디에 가조립된 마개에 조임력을 작용하는 제2체결구동원으로 구성되는 제2캡핑기를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 튜브용기의 캡핑장치는, 진공흡입을 이용하여 가조립을 실시함에 따라 마개와 튜브바디가 정확하게 정렬되지 않은 상태라도 과도한 물리력이 작용하지 않음에 따라 조립오차로 인한 마개와 튜브바디의 파손을 방지할 수 있으며, 가조립된 마개는 집게구조를 갖는 집게고정부에 의해 확실하게 물림 고정된 상태에서 마개가 나선방향으로 체결될 수 있는 최대 허용치 까지 조임체결력을 작용할 수 있으므로 확실하고 정확한 체결품질을 제공할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

Description

튜브용기의 캡핑장치{Capping apparatus for a tube}

본 발명은 튜브의 헤드에 마개를 조립하는 튜브용기의 캡핑장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜브용기의 헤드부분에 진공으로 흡착한 마개를 가조립한 뒤 마개를 집게방식으로 잡은 상태에서 확실하게 조임체결이 이루어지도록 함으로써 튜브용기에 결합된 마개가 견고한 결합 상태가 유지될 수 있도록 하여 유통과정에서 마개가 풀림되는 현상을 방지하고 내용물 보관에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 튜브용기의 캡핑장치에 관한 것이다.

일반적으로 튜브용기는 화장품, 의약품의 연고류, 향보존을 위한 내용물 등의 포장을 위한 용도로 널리 사용되고 있으며, 그 종류를 살펴보면 재질에 따라 크게 알루미늄으로 성형된 알루미늄 튜브와, 라미네이트 튜브로 대별된다.

상기 알루미늄 튜브는 의약품이나 내약품성이 요구되는 내용물 등의 포장을 위한 용도로 사용되며, 통상 소정크기의 알루미늄 덩어리를 충격 압축법에 의해 원통형으로 성형하고 실(Seal) 공정과 인쇄 공정(볼록판 오프셋 방식의 튜브 인쇄기로 인쇄) 등을 거쳐 완성된 튜브로 성형된다. 이와 같이 제조되는 알루미늄 튜브는 캡을 제외한 몸체 전체가 알루미늄으로 성형되어 있어 가스 및 수분에 대한 고차단성을 유지할 수 있으나, 알루미늄 금속이 갖는 복원력이 낮은 특성으로 인해 쉽게 변형되어 사용이 불편하고, 또한 심하게 굽힘 된 경우에는 굽힘 부위가 절단되거나 파손되어 내용물이 외부로 유출되어 내용물 보존성에 악영향을 미치는 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하고자 최근에는 고차단성을 유지하면서 높은 복원성을 갖는 라미네이트가 널리 사용되고 있으며, 상기 라미네이트 튜브는 여러 가지 페이스트상 물질인 치약이나 식품 및 연고 등의 포장을 위한 튜브로 사용되며, 통상 압출 합지 방식(Extrusion Lamination)으로 기재를 접착 수지와 접착시켜 쉬트 상태로 제조한 뒤 이를 쉬트(sheet) 또는 롤(roll) 상태로 절단하여 튜브용기를 성형하고, 인쇄공정과 원통성형을 위한 실(Seal) 공정 등을 거쳐 완성된 튜브를 만드는 것이며, 최종 내용물 충진후 봉합 실(Seal)을 하는 것으로서 그 기능을 하는 것이다.

한편, 튜브는 내용물이 충진되는 튜브바디와, 이 튜브바디의 일측을 마감하여 내용물을 토출시켜 사용이 가능하도록 한 헤드로 구성되며, 이러한 튜브바디와 헤드로 이루어진 튜브는 튜브 성형장치에 의해 제조되며, 튜브용기를 제작시 내용물을 충진하기 이전에 튜브용기의 헤드에 마개를 체결하게 된다.

종래에는 튜브용기의 헤드에 마개를 체결함에 있어 수작업에 의존하였으나 작업성이 불량하고 효율성이 낮을 뿐만 아니라 작업자마다 마개의 조립력이 상이함에 따라 불량발생이 빈번한 폐단이 있었다.

이를 해결하기 위하여 종래에는 마개를 자동으로 체결하는 캡핑장치가 제안된 바 있으며, 대부분 상기 튜브용기를 컨베이어 방식이나 다수의 꽂이봉이 형성된 턴테이블 등과 같은 이송수단에 의해 자동으로 공급되면서 그 자동 공급되는 튜브용기의 헤드에 마개가 걸쳐져 체결될 수 있는 구조로 제공됨에 따라 상기 마개가 단순히 튜브용기의 헤드에 끼워지는 정도로만 체결됨에 따라 튜브용기를 운반하는 과정에서 마개가 쉽게 분리되거나 체결이 풀림에 따라 작업자가 수작업으로 재차 체결해야 하는 폐단이 있었다.

등록특허 제10-1010734호, ′튜브 헤드의 성형장치′ 등록특허 제10-0525834호, ′튜브용기의 캡핑장치′

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용기마개의 헤드부에 진공흡착 방식으로 흡착한 마개를 가조립하고, 이 가조립된 마개를 다시 집게구조로 견고하고 확실하게 잡은 상태에서 조임 체결을 하여 유통과정에서 마개가 풀리는 등의 폐단을 해소할 수 있는 튜브용기의 캡핑장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치는, 튜브공급을 위한 튜브삽입봉에 꽂혀진 튜브바디에 마개를 나사체결 방식으로 조립하는 튜브용기의 캡핑장치에 있어서,

상기 튜브바디에 마개를 가조립하는 요소로, 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공하는 제1베이스테이블 및 이 제1베이스테이블의 상부에서 직선 이동 가능하게 구비되는 제1이동테이블 및 이 제1이동테이블을 전,후방향으로 이동되는 구동력을 제공하는 제1구동실린더 및 제1이동테이블에 설치되어 일체로 이동되는 것으로 전방측에 배치된 마개를 진공 흡착하여 고정하는 진공흡착부 및 이 마개를 진공흡착한 진공흡착부를 일방향 회전시켜 마개를 나사체결 방식으로 튜브바디에 가조립되게 하는 제1체결구동원 및 상기 진공흡착부의 전방측에 설치되어 마개를 순차적으로 공급하는 마개공급부로 구성되는 제1캡핑기와;

상기 제1캡핑기의 일측에 설치되어 가조립된 마개에 조임체결을 하는 요소로, 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공하는 제2베이스테이블 및 이 제2베이스테이블의 상부에서 직선 이동 가능하게 구비되는 제2이동테이블 및 이 제2이동테이블을 전,후 방향으로 이동되는 구동력을 제공하는 제2구동실린더 및 상기 제2이동테이블에 설치되어 상기 튜브바디에 가조립된 마개를 집게구조로 물림 고정하는 집게고정부 및 이 집게고정부를 오므리거나 벌려지게 구동력을 제공하는 집게실린더 및 상기 마개를 물림 고정한 집게고정부를 일방향 회전시켜 튜브바디에 가조립된 마개에 조임력을 작용하는 제2체결구동원으로 구성되는 제2캡핑기를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 마개공급부는 상기 진공흡착부의 전방측에 설치되어 수직하는 방향으로 배치되어 자중에 의해 마개가 하방향으로 순차적으로 공급되게 구비되며, 하단부는 상기 진공흡착부가 삽입 통과할 수 있도록 통로를 형성하는 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 집게실린더는 전,후진하는 집게로드 및 이 집게로드의 끝단부에는 끝으로 향하면서 점진적으로 지름이 감소되는 원뿔 형상의 확개유도핀이 구비되며;, 상기 집게고정부는 상기 집게실린더에 결합 고정되고 그 중심으로 확개유도핀이 삽입 통과되게 배치되는 바디 및 상기 확개유도핀의 양측에 각각 배치되어 구름 접촉되는 한 쌍의 변위휠 및 이들 각 변위휠이 일측에 구비되고 타측은 길게 연장되는 것으로 일단이 바디에 힌지 결합되는 것에 의해 상기 변위휠의 변위에 따라 힌지를 중심으로 시소작용을 하는 집게편 및 이 집게편의 서로 마주보는 측면에 각각 구비되어 마개의 외면에 접촉되어 물림고정하는 완충성을 갖는 탄성가압체로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 튜브삽입봉은 일방향 소정각도 회전하는 로터리 튜브 공급기에 방사상으로 배치된 것이며, 상기 제1캡핑기는 진공흡착부의 전면이 튜브삽입봉을 향하여 전진 또는 후퇴하도록 배치되고, 상기 제2캡핑기는 상기 제1캡핑기의 일측에 설치되되 집게고정부가 상기 튜브삽입봉을 향하여 전진 또는 후퇴하도록 배치되는 구성에 있다.

본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치는, 진공흡입 요소인 진공흡착부를 구비한 제1캡핑기에 의해 튜브바디에 마개를 가조립하고, 이렇게 가조립된 마개는 상기 제1캡핑기의 일측에 위치한 제2캡핑기에서 확실한 물림고정력을 통해 최종 조립을 실시함으로써 정확하고 강력한 조임체결이 이루어지도록 할 수 있으므로 결과적으로 튜브바디에 결합된 마개가 견고한 결합 상태가 유지될 수 있어 유통과정에서 마개가 풀림되거나 체결력이 완화되는 것을 방지하고 내용물 보관에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 기대된다.

즉, 본 발명의 튜브용기의 캡핑장치는 진공흡입을 이용하여 가조립을 실시함에 따라 마개와 튜브바디가 정확하게 정렬되지 않은 상태라도 과도한 물리력이 작용하지 않음에 따라 조립오차로 인한 마개와 튜브바디의 파손을 방지할 수 있으며, 가조립된 마개는 집게구조를 갖는 집게고정부에 의해 확실하게 물림 고정된 상태에서 마개가 나선방향으로 체결될 수 있는 최대 허용치 까지 조임체결력을 작용할 수 있으므로 확실하고 정확한 체결품질을 제공할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제1캡핑기의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제1캡핑기의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제2캡핑기의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제2캡핑기의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치의 시제품을 나타낸 도면,

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에는, 방사상으로 복수의 튜브용기를 꽂을 수 있는 튜브삽입봉(110)이 복수 구비되는 것으로 구동원에 의해 일방향 소정각도 회전하는 공지의 로터리 튜브 공급기(100)와, 이 로터리 튜브 공급기(100)의 외측에 위치되어 튜브삽입봉(110)에 삽입된 튜브바디(td)에 진공흡착한 마개(tc)를 체결 조립하여 가조립하는 제1캡핑기(10)와, 이 제1캡핑기(10)의 일측에 위치되어 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)를 집게구조로 물림 고정한 뒤 강력한 조임력으로 체결조립하는 제2캡핑기(20)가 도시되어 있다.

도 2는 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제1캡핑기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도면에는, 각종 구성부품이 탑재되는 제1베이스테이블(11)과, 이 제1블의 상부에 구비되어 도면을 기준으로 좌,우 이동 가능하게 구비되는 제1이동테이블(12)과, 상기 제1이동테이블(12)의 상부에 설치고정되어 이동테이블(12)과 일체로 연동하여 좌,우로 이동되는 것으로 끝단부에 마개(tc)의 평탄한 일면에 밀접하게 접촉한 상태에서 진공으로 흡착 고정하는 진공흡착부(13)와, 이 진공흡착부(13)의 일측 끝에 축연결되어 일방향 회전시키는 구동력을 제공하는 제1체결구동원(15)과, 상기 제1베이스테이블(11)에 고정설치되어 상기 제1이동테이블(12)을 좌,우로 이동 가능하게 로드(17a)를 출몰시키는 제1구동실린더(17)로 그리고 상기 진공흡착부(13)의 앞쪽에 배치되어 마개(tc)를 순차적으로 공급하는 공급요소인 마개공급부(19)로 이루어진 제1캡핑기(10)가 도시되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제1캡핑기의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도면에는 도 1의 로터리 튜브 공급기(100)의 일측에 고정 설치되어 튜브삽입봉(110)에 끼워진 튜브바디(td)에 마개(tc)를 가조립하는 것으로, 각종 구성요소가 장착되는 제1베이스테이블(11)과, 이 제1베이스테이블(11)의 상부에 도면을 기준으로 좌,우 이동 가능하게 구비되는 제1이동테이블(12) 그리고 상기 제1이동테이블(12)을 좌,우 이동 가능한 구동력을 제공하는 제1구동실린더(17) 그리고 상기 제1이동테이블(12)에 설치되어 일체로 좌,우 연동되는 것으로 마개(tc)를 진공흡착하여 고정시키는 진공흡착부(13) 그리고 이 진공흡착부(13)를 일방향 회전시켜 상기 튜브삽입봉(110)에 마개(tc)를 나사체결 방식으로 조립되게 하는 제1체결구동원(15)으로 이루어진 제1캡핑기(10)가 도시되어 있다.

상기 도 2 및 도 3에 나타낸 제1캡핑기(10)는 제1구동실린더(17)에 전원이 인가되어 로드(17a)를 전진 이동시키면, 상기 제1이동테이블(12)이 도 2의 상태에서 도 3의 상태로 즉, 도면을 기준으로 우측으로 이동하면서 진공흡착부(13)가 마개공급부(19)의 마개(tc)를 진공흡착한 상태로 그 앞쪽에 위치한 튜브삽입봉(110)에 끼워진 튜브바디(td)측으로 이동하게 되고, 이동이 완료되면 상기 진공흡착부(13)는 제1체결구동원(15)으로부터 회전 구동력을 전달받아 회전을 이룸에 따라 결과적으로 상기 마개(tc)는 튜브바디(td)와 나사체결 구조에 의해 체결이 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제2캡핑기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도면에는, 도 1의 로터리 튜브 공급기(100)의 일측에 고정설치되어 상기 제1캡핑기(10)에 의해 가조립된 마개(tc)를 확실하게 조임 체결을 하기 위한 제2캡핑기(20)가 도시되어 있으며, 본 발명의 제2캡핑기(20)는 크게 각종 구성요소가 상부에 설치되는 제2베이스테이블(21)과, 상기 제2베이스테이블(21)의 상부에 설치되어 도면을 기준으로 좌,우 이동 가능하게 구비되는 제2이동테이블(22)과, 상기 제2이동테이블(22)을 좌,우 이동 가능하게 구동력을 제공하는 제2구동실린더(27)와, 상기 제2베이스테이블(21)에 설치되어 일체로 좌,우 이동되는 것으로 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)를 집게구조로 물림고정하는 집게고정부(23) 그리고 이 집게고정부(23)를 오므리거나 벌려지도록 구동력을 제공하는 집게실린더(24) 그리고 상기 집게고정부(23)를 일방향 회전시켜 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)를 나사체결 방식으로 확실하게 조립되게 조임력을 제공하는 제2체결구동원(25)이 도시되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치에서 제2캡핑기의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도면에는, 도 4의 제2캡핑기(20)에서 제2구동실린더(27)의 로드가 전진이동하여 제2베이스테이블(21)을 도면을 기준으로 우측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 제2베이스테이블(21)에 설치된 집게고정부(23)가 일체로 연동하여 이동됨에 따라 결과적으로 상기 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc) 측으로 근접 이동하게 된다. 이와 동시에 상기 제2베이스테이블(21)의 일측에 고정설치된 집게실린더(24)는 집게로드(24a)를 도면을 기준으로 우측 방향으로 전진 이동시킴에 따라 이 집게로드(24a)의 끝단부에 구비된 확개유도핀(24b)이 일체로 이동을 이루게 된다. 이때 상기 확개유도핀(24b)은 도면을 기준으로 우측으로 진행하면서 지름이 감소되는 원뿔 형상으로 제공됨에 따라 그 양측에 배치한 한 쌍의 변위휠(24c)이 도면을 기준으로 상·하로 벌어지게 되고, 이 한 쌍의 변위휠(24c)이 힌지결합된 한 쌍의 집게편(23a)이 각각의 힌지(23ah)를 중심으로 회동되어 오므려지게 되므로 결과적으로 그 사이에 위치된 마개(tc)의 외면을 잡은 형태를 이루게 된다. 이때, 상기 한 쌍의 집게편(23a)은 상기 마개(tc)의 외면을 강한 마찰접촉으로 고정시킬 수 있도록 우레탄이나 실리콘재로 된 완충성을 갖는 탄성가압체(23ab)가 구비되어 있다.

한편, 상기 한 쌍의 집게편(23a)이 마개(tc)를 고정한 상태에서는 상기 집게고정부(23)와 벨트(v)로 연결되어 구동력을 제공하는 제2체결구동원(25)의 회전 구동에 의해 상기 집게고정부(23)가 마개(tc)를 강하게 물고 있는 상태에서 일방향 회전을 이루면서 튜브바디(td)에 확실하게 조임 체결되게 한다.

또한, 상기 한 쌍의 집게편(23a)을 회전시켜 마개(tc)를 튜브바디(td)에 대한 체결이 완료되면, 상기 집게실린더(24)는 집게로드(24a)를 도면을 기준으로 좌측 방향으로 후퇴 이동시킴에 따라 이 집게로드(24a)의 끝단부에 구비된 확개유도핀(24b)이 일체로 후퇴 이동을 이루게 되며, 이러한 상태에서 상기 확개유도핀(23b)의 양측에 접촉 상태의 한 쌍의 변위횔은 위치 복원됨에 따라 상기 한 쌍의 집게편(23a)은 탄성가압체(23ab) 부분이 서로 벌어지게 된다.

이하, 이상의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 튜브용기의 캡핑장치는 크게 구동원에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 소정각도 회전하는 로터리 튜브 공급기(100)에 방사상으로 배치된 튜브삽입봉(110)에 꽂혀진 튜브바디(td)에 마개(tc)를 가조립하는 제1캡핑기(10)와, 상기 제1캡핑기(10)에 의해 가조립된 튜브바디(td)의 마개(tc)를 물리적으로 확실하게 고정한 상태에서 강하게 조임체결을 하는 제2캡핑기(20)로 구성된다.

제1캡핑기(10)는 각종 구성부품이 설치될 수 있는 장착공간을 제공하는 제1베이스테이블(11)과, 이 제1베이스테이블(11)의 상부에 설치되어 직선이동이 가능하게 구비되는 제1이동테이블(12)과, 이 제1이동테이블(12)을 전,후 방향으로 직선이동될 수 있게 전진 또는 후진 방향으로의 구동력을 제공하는 제1구동실린더(17)와, 상기 제1이동테이블(12)에 설치되어 일체로 직선 이동을 이루는 것으로 전진 이동시 전방측에 설치된 마개공급부(19)에 구비된 마개(tc)를 흡착하여 튜브바디(td)측으로 근접 이동하는 진공흡착부(13) 및 이 진공흡착부(13)를 일방향 회전시켜 마개(tc)를 나사체결 방식으로 튜브바디(td)에 가조립하는 제1체결구동원(15) 및 상기 진공흡착부(13)의 전방측에 설치되어 마개(tc)를 순차적으로 공급하는 마개공급부(19)로 구성된다.

상기 제1베이스테이블(11)은 방사상으로 배치되는 복수의 튜브삽입봉(110)을 구비한 로터리 튜브 공급기(100)의 외측에 설치되는 것으로 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공함과 아울러 후술할 제1이동테이블(12)이 도면을 기준으로 우측으로 이동할 수 있도록 받침대 역할을 하는 요소이다.

상기 제1이동테이블(12)은 상기 제1베이스테이블(11)의 상부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 도면을 기준으로 좌,우 이동 가능하게 구비되는 것으로, 도 1을 기준으로 살펴보면 로터리 튜브 공급기(100)의 튜브삽입봉(110)을 향하여 전진 또는 전진 이동된 상태에서 후퇴하여 위치 복귀되는 이동요소이다. 이러한 제1이동테이블(12)은 상기 제1베이스테이블(11)의 일측에 설치된 제1구동실린더(17)로부터 전,후진 구동력을 제공받아 이동되게 구성된다.

상기 제1구동실린더(17)는 유압 또는 공압을 작동압으로 하여 로드(미부호)를 출몰시키는 구동요소로서, 본 발명에서는 제1베이스테이블(11)의 일측에 설치되어 로드의 일단이 제1이동테이블(12)의 일측에 연결되는 구성이며, 이러한 구성에 의해 상기 제1구동실린더(17)가 로드를 출몰시키면 이에 연동하여 상기 제1이동테이블(12)이 연동하여 전진 이동을 이루게 된다.

상기 진공흡착부(13)는 상기 제1이동테이블(12)의 일측에 설치되어 일체로 이동되는 것으로 상기 마개(tc)를 진공흡착하여 고정시키는 요소이다. 이러한 진공흡착부(13)는 도면에 나타내지는 않았으나 일측에 진공을 생성하기 위하여 진공탱크와 배관으로 연결되는 구성이며, 상기 마개(tc)의 평탄한 윗면에 밀착 접촉된 상태에서 진공흡착으로 고정시키는 요소이다. 이러한 진공흡착부(13)는 크게 관형상의 축요소로서 후술할 제1체결구동원(15)에 축연결되어 회전 구동력을 전달받는 길이재의 흡착봉(13a) 및 이 흡착봉(13a)의 끝단부에 구비되는 것으로 외부에 구비된 진공탱크(미도시)와 관으로 연결되어 진공력을 작용하도록 구비되는 흡착판(13b)으로 구성되며, 이때의 상기 흡착판(13b)은 상기 마개(tc)에 밀착접촉 한 상태에서 진공력을 작용하여 흡착고정시킬 수 있는 특징을 만족시킨다면 공지의 다양한 기술에 의해 실시되어도 무방하다.

상기 제1체결구동원(15)은 상기 진공흡착부(13)를 일방향 회전시켜 상기 튜브삽입봉(110)에 마개(tc)를 나사체결 방식으로 조립되게 하는 구동요소이다. 이러한 제1체결구동원(15)은 도 2 및 도 3을 기준으로 설명하면 상기 제2이동테이블(22)의 상부 좌측에 배치되어 회전구동력을 제공하는 공지의 스테핑 모터가 사용될 수 있으며, 컨트롤러(미도시)로부터 제어신호를 인가받아 일방향 회전구동력을 생성하는 것에 의해 상기 마개(tc)를 흡착 고정한 진공흡착부(13)를 일방향 회전시킴으로써 상기 마개(tc)가 튜브바디(td)에 나사체결 구조에 의해 조립되게 한다.

상기 마개공급부(19)는 상기 진공흡착부(13)의 전방측에 설치되어 수직하는 방향으로 배치되고, 그 내부에는 수직하는 방향으로 일렬로 복수의 마개들이 수용되어 있어 하방향으로 순차적으로 자중에 의해 공급되도록 구성되며, 하단부는 상기 진공흡착부(13)가 삽입 통과할 수 있도록 관통된 통로(미부호)를 형성하는 구성이다.

한편, 상기 제1캡핑기(10)는 상기 진공흡착부(13)의 전면이 로터리 튜브 공급기(100)의 튜브삽입봉(110)을 향하여 전진 또는 후퇴하도록 배치된다.

이와 같이 구성되는 제1캡핑기(10)는 로터리 튜브 공급기(100)에 마련되는 복수의 튜브삽입봉(110) 중 어느 하나가 전면측에 배치되면 제어신호를 받아 제1체결구동원(15)이 제1이동테이블(12)을 전진 이동시키는 것에 의해 진공흡착부(13)가 마개공급부(19)의 하단부에 마련된 통로상에 위치한 마개(tc) 측으로 이동된다. 이때, 상기 진공흡착부(13)는 진공력이 작용함에 따라 상기 마개(tc)에 접촉하여 진공흡착으로 고정하고, 이렇게 고정한 상태에서 전진 이동을 하여 결과적으로 튜브삽입봉(110)에 삽입된 튜브바디(td)측으로 근접 이동하게 된다.

이어서, 상기 마개(tc)를 흡착한 진공흡착부(13)가 전진 이동을 이룸과 동시에 제1체결구동원(15)이 일방향 소정속도로 회전을 함에 따라 상기 마개(tc)는 튜브바디(td)에 나사체결로 조립되어진다. 이때, 상기 진공흡착부(13)는 진공력으로 마개(tc)를 흡착고정한 상태이므로 과도한 물리력이 작용하지 않음에 따라 튜브바디(td)에 마련된 나선(미부호)을 따라 자연스럽게 나사체결을 이루게 된다. 따라서, 마개(tc)와 튜브바디(td)가 서로 조립 위치가 수mm 내에서 오차가 발생하는 경우라도 상기 바디(23b)는 진공력을 상회하는 물리력이 작용하는 경우 이탈되어 파손이나 손상이 방지된다.

제2캡핑기(20)는 제2베이스테이블(21) 및 이 제2베이스테이블(21)의 상부에 설치되어 직선 이동 가능하게 구비되는 제2이동테이블(22)과, 상기 제2이동테이블(22)을 직선 이동 가능하게 구동력을 제공하는 제2구동실린더(27) 및 상기 제2이동테이블(22)에 설치되어 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)를 집게구조로 물림고정하는 집게고정부(23) 및 이 집게고정부(23)를 오므리거나 벌려지도록 하는 집게실린더(24) 및 이 집게고정부(23)를 일방향 회전시켜 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)를 완전히 체결조립되게 하는 제2체결구동원(25)으로 구성된다.

상기 제2베이스테이블(21)은 상기 방사상으로 배치되는 복수의 튜브삽입봉(110)을 구비한 로터리 튜브 공급기(100)의 외측에 설치되는 것으로, 앞서 설명한 제1베이스테이블(11)의 일측에 설치되어 그 상부면으로 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공함과 아울러 후술할 제2이동테이블(22) 도면 4 및 도 5를 기준으로 우측으로 이동할 수 있도록 받침대 역할을 하는 요소이다.

상기 제2이동테이블(22)은 상기 제2베이스테이블(21)의 상부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 도면을 기준으로 좌,우 이동 가능하게 구비되며, 도 1을 기준으로 살펴보면 로터리 튜브 공급기(100)의 튜브삽입봉(110)을 향하여 전진 또는 전진 이동된 상태에서 후퇴하여 위치 복귀되는 이동요소이다. 이러한 제2이동테이블(22)은 상기 제2베이스테이블(21)의 일측에 설치된 제2구동실린더(27)로부터 전,후진 구동력을 제공받아 이동되게 구성된다.

상기 제2구동실린더(27)는 유압 또는 공압을 작동압으로 하여 로드(미부호)를 출몰시키는 구동요소로서, 상기 제2베이스테이블(21)의 일측에 설치되어 로드의 일단이 제2이동테이블(22)에 연결되어 전진 또는 후진 이동시킨다.

상기 집게실린더(24)는 유압 또는 공압을 작동압으로 하여 전,후진하는 집게로드(24a)를 구비하고, 이 집게로드(24a)의 끝단부에는 끝으로 향하면서 점진적으로 지름이 감소되는 원뿔 형상의 확개유도핀(24b)이 구비된다.

상기 집게고정부(23)는 상기 집게실린더(24)에 결합 고정되고 그 중심으로 확개유도핀(24b)이 삽입 통과되게 배치되는 바디(23b)와, 상기 확개유도핀(24b)의 양측에 각각 배치되어 구름 접촉되는 한 쌍의 변위휠(24c) 그리고 이들 각 변위휠(24c)이 일측에 구비되고 타측은 길게 연장되는 것으로 일단이 바디(23b)에 힌지 결합되는 것에 의해 상기 변위휠(24c)의 변위에 따라 힌지(23ah)를 중심으로 시소작용을 하여 도면을 기준으로 우측 끝단부분이 서로 집게 모양으로 벌어지거나 오므려지는 집게편(23a) 끝으로 상기 한 쌍의 집게편(23a)의 서로 마주보는 측면에 각각 구비되어 마개(tc)의 외면에 마찰 접촉되어 물림 고정하는 실리콘재 또는 우레탄재 등과 같은 완충성을 갖는 재질로 된 탄성가압체(23ab)로 구성된다.

상기 제2체결구동원(25)은 상기 마개(tc)를 물림 고정한 집게고정부(23)를 일방향 회전시킴으로써 상기 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)가 견고하고 확실한 조임력을 갖도록 하는 모터가 사용된다. 이러한 제2체결구동원(25)은 다양한 동력전달구조를 통해 집게고정부(23)를 연동 회전시키도록 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 일 실시례로 제2체결구동원(25)의 출력축에 구동풀리(p1)를 마련하고, 상기 집게고정부(23)의 일측에는 종동풀리(p2)를 마련하여 이들 구동풀리(p1)와 종동풀리(p2)를 벨트(v)로 연결하여 동력전달이 이루어지는 구성을 제안하였으며, 본 발명은 이에 한정하지 않고 집게고정부(23)를 회전시키는 구조라면 공지의 다양한 동력전달 구조가 적용되어도 무방하다.

한편, 상기 제2캡핑기(20)는 상기 제1캡핑기(10)의 일측에 설치되되, 상기 집게고정부(23)가 상기 로터리 튜브 공급기(100)의 튜브삽입봉(110)을 향하여 전진 또는 후퇴하도록 배치되는 구성이다.

이와 같이 구성되는 제2캡핑기(20)는 도 4에 나타내 보인 바와 같이, 상기 제1캡핑기(10)에서 튜브바디(td)에 마개(tc)가 가조립이 튜브삽입봉이 위치되면, 제어신호를 받은 제2체결구동원(25)이 로드를 출몰시켜 제2이동테이블(22)을 전진 이동시키고, 이와 동시에 상기 집게실린더(24)의 집게로드(24a) 역시 전진 이동을 하여 집게고정부(23)를 구성하는 한 쌍의 집게편(23a)이 벌려져 있는 상태에서 오므려지게 한다. 이러한 동작을 통해 상기 집게고정부(23)를 구성하는 한 쌍의 집게편(23a)은 벌려져 있는 상태에서 상기 마개(tc)의 외면으로 이동하면서 오므려짐에 따라 상기 마개(tc)의 외면에 대해 강하게 물림고정력을 생성하게 되고, 이러한 상태에서 제2체결구동원(25)이 일방향 회전을 하는 것에 의해 상기 마개(tc)는 튜브바디(td)에 더욱 강하게 조임 체결되어진다.

한편, 상기 집게실린더(24)는 집게로드(24a)를 전진 출몰시키면, 이 집게로드(24a)의 끝단부에 제공된 확개유도핀(24b)이 전진 이동을 하게 되고, 이때 상기 확개유도핀(24b)의 양측에 배치된 한 쌍의 변위휠(24c)이 외측으로 이동되는 변위를 갖게 된다.

여기서, 상기 변위휠(24c)은 한 쌍의 집게편(23a)의 일측 끝에 회전 가능하게 결합되어 있고, 이 집게편(23a)은 그 일단이 바디(23b)에 힌지(23ah) 결합되어 있으므로, 결과적으로 상기 한 쌍의 변위휠(24c)이 벌어지게되면 탄성가압체(23ab)가 구비된 타측 끝은 반대로 오므려져 마개(tc)에 대한 물림 고정이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 튜브용기의 캡핑장치는 진공흡착 방식의 제1캡핑기(10)가 튜브바디(td)와 마개(tc)를 과도한 물리력이 작용하지 않으면서 자연스럽게 가조립을 수행하고, 이렇게 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)는 다시 집게방식에 의해 강한 물림 고정력을 갖는 제2캡핑기(20)에 의해 정확하고 확실하게 체결이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 제1캡핑기
11 : 제1베이스테이블 12 : 제1이동테이블
13 : 진공흡착부 13a : 흡착봉
13b : 흡착판 15 : 제1체결구동원
17 : 제1구동실린더 19 : 마개공급부
20 : 제2캡핑기
21 : 제2베이스테이블 22 : 제2이동테이블
23 : 집게고정부 23a : 집게편
23b : 탄성가압체 23ah : 집게힌지
24 : 집게실린더 24a : 집게로드
24b : 확개유도핀 24c : 변위휠
25 : 제2체결구동원 27 : 제2구동실린더
100 : 로터리 튜브 공급기 110 : 튜브삽입봉
p1 :구동풀리 p2 : 종동풀리
v : 벨트 td : 튜브바디
tc : 마개

Claims (4)

1. 일 방향 소정각도 회전하는 로터리 튜브 공급기(100)에 방사상으로 배치되는 튜브삽입봉(110)에 꽂혀진 튜브바디(td)에 마개(tc)를 나사체결 방식으로 가조립하는 요소로, 튜브공급을 위한 튜브삽입봉(110)에 꽂혀진 튜브바디(td)에 마개(tc)를 나사체결 방식으로 가조립하는 요소로, 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공하는 제1베이스테이블(11) 및 이 제1베이스테이블(11)의 상부에서 직선 이동 가능하게 구비되는 제1이동테이블(12) 및 이 제1이동테이블(12)을 전,후방향으로 이동되는 구동력을 제공하는 제1구동실린더(17) 및 제1이동테이블(12)에 설치되어 일체로 이동되는 것으로 전방측에 배치된 마개(tc)를 진공 흡착하여 고정하는 진공흡착부(13) 및 이 마개(tc)를 진공흡착한 진공흡착부(13)를 일방향 회전시켜 마개(tc)를 나사체결 방식으로 튜브바디(td)에 가조립되게 하는 제1체결구동원(15) 및 상기 진공흡착부(13)의 전방측에 설치되어 마개(tc)를 순차적으로 공급하는 것으로 상기 진공흡착부(13)의 전방측에 설치되어 수직하는 방향으로 배치되어 자중에 의해 마개가 하방향으로 순차적으로 공급되게 구비되고 하단부는 상기 진공흡착부(13)가 삽입 통과할 수 있도록 통로를 형성하는 마개공급부(19)로 구성되되, 상기 진공흡착부(13)의 전면이 튜브삽입봉을 향하여 전진 또는 후퇴하도록 배치되는 제1캡핑기(10)와;
   상기 제1캡핑기(10)의 일측에 설치되어 가조립된 마개(tc)에 조임체결을 하는 요소로, 각종 구성요소가 장착되는 공간을 제공하는 제2베이스테이블(21) 및 이 제2베이스테이블(21)의 상부에서 직선 이동 가능하게 구비되는 제2이동테이블(22) 및 이 제2이동테이블(22)을 전,후 방향으로 이동되는 구동력을 제공하는 제2구동실린더(27) 및 상기 제2이동테이블(22)에 설치되어 상기 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)를 집게구조로 물림 고정하는 집게고정부(23) 및 이 집게고정부(23)를 오므리거나 벌려지게 구동력을 제공하는 집게실린더(24) 및 상기 마개(tc)를 물림 고정한 집게고정부(23)를 일방향 회전시켜 튜브바디(td)에 가조립된 마개(tc)에 조임력을 작용하는 제2체결구동원(25)으로 구성되되, 상기 제1캡핑기(10)의 일측에 설치되되 집게고정부(23)가 상기 튜브삽입봉을 향하여 전진 또는 후퇴하도록 배치되는 제2캡핑기(20)를 포함하며,
   상기 집게실린더(24)는 유압 또는 공압을 작동으로 하여 전,후진하는 집게로드(24a) 및 이 집게로드(24a)의 끝단부에는 끝으로 향하면서 점진적으로 지름이 감소되는 원뿔 형상의 확개유도핀(24b)이 구비되고;,
   상기 집게고정부(23)는 상기 집게실린더(24)에 결합 고정되고 그 중심으로 확개유도핀(24b)이 삽입 통과되게 배치되는 바디(23b) 및 상기 확개유도핀(24b)의 양측에 각각 배치되어 구름 접촉되는 한 쌍의 변위휠(24c) 및 이들 각 변위휠(24c)이 일측에 구비되고 타측은 길게 연장되는 것으로 일단이 바디(23b)에 힌지 결합되는 것에 의해 상기 변위휠(24c)의 변위에 따라 힌지(23ah)를 중심으로 시소작용을 하는 집게편(23a) 및 이 집게편(23a)의 서로 마주보는 측면에 각각 구비되어 마개(tc)의 외면에 접촉되어 물림고정하는 것으로 완충성을 갖는 재질로 탄성가압체(23ab);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 튜브용기의 캡핑장치.
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