KR101860311B1

KR101860311B1 - 화장품 용기의 캡을 제조하기 위한 장치

Info

Publication number: KR101860311B1
Application number: KR1020170178895A
Authority: KR
Inventors: 심현화
Original assignee: (주)대호실업
Priority date: 2017-12-23
Filing date: 2017-12-23
Publication date: 2018-05-23

Abstract

본 발명은 화장품 용기의 캡(cap)을 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 캡 제조 장치는, 상기 캡을 구성하는 외캡들을 2개의 열들로 정렬하고, 상기 정렬된 외캡들 각각에 다수의 돌기들을 형성하는 외캡 가공부, 상기 캡을 구성하는 내캡들을 미리 정의된 방향으로 세우고 정렬하여 공급하는 내캡 공급부, 및 상기 외캡 가공부로부터 공급되는 외캡들 및 상기 내캡 공급부로부터 공급되는 내캡들을 결합하는 캡 결합부를 포함한다.

Description

화장품 용기의 캡을 제조하기 위한 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING COSMETIC CAP FOR CONTAINER}

본 발명은 물건의 제조를 위한 것으로, 보다 구체적으로 화장품 용기의 캡(cap)을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 화장품 용기는 액상 또는 페이스트 상의 화장품이나 기타 내용물을 공기의 압력에 의해 일정량씩 배출시켜 사용하도록 설계된다. 크게, 화장품 용기는 팁튜브에 의해 내용물을 흡입하여 배출하고 용기 내에는 그 만큼의 공기가 유입되는 딥튜브 방식과, 용기 내부가 진공으로 됨에 따라 피스톤이 상승하여 내용물을 밀어올리는 에어리스 타입으로 구분될 수 있다.

도 1은 펌프식 화장품 용기의 예를 도시한다. 도 1을 참고하면, 화장품 용기는 용기(110), 캡(cap)(120), 누름 버튼(130), 오버 캡(over cap)(140)을 포함한다. 용기(110), 캡(120), 누름 버튼(130)은 결합된 형태로 사용되며, 용기(100) 내부에 점성이있는 액체형 화장품(예: 로션 등)이 담겨진다. 오버 캡(140)은 사용자의 편의를 위한 것으로, 캡(120)에 접촉되는 형태로 누름 버튼(130)을 덮을 수 있다.

도 2는 화장품 용기에 사용되는 캡의 구조를 도시한다. 도 2를 참고하면, 캡(120)은 외(外, outer)캡(210) 및 내(內, inner)캡(220)으로 구성된다. 도 2의 (a)와 같이, 외캡(210)은 원통형 구조의 금속체로서, 누름 버튼(130)이 삽입될 수 있도록 상하가 뚫려있는 구조이다. 예를 들어, 외캡(210)의 재질은 알루미늄일 수 있다. 내캡(220)은 원통형 구조를 가지며, 그 재질은 플라스틱일 수 있다. 도 2의 (b)와 같이 외캡(210)의 하단 외부에 돌기들(212-1, 212-2, 213-3)이 형성된다. 돌기들(212-1, 212-2, 213-3)은 오버 캡(140) 장착 시, 오버 캡(140) 내부의 홈에 끼워져, 오버 캡(140)이 빠지지 않게 잡아주는 역할을 위해 구성된다. 그리고, 도 2의 (c)와 같이, 내캡(220)이 외캡(210)의 내부로 결합됨으로서, 캡(120)이 구성될 수 있다.

도 2와 같은 방식에 따라 캡(120)이 구성될 수 있다. 그러나, 돌기들(212-1, 212-2, 213-3)의 형성, 외캡(210) 및 내캡(220)의 결합 등은 대부분 수작업에 의해 이루어진다. 이에 따라, 캡(120)의 제조에 많은 비용과 시간이 소요된다. 그러므로, 캡(120)의 제조를 위한 보다 효율적인 방안이 필요하다.

본 발명은 화장품 용기의 캡(cap)을 효과적으로 제조하기 위한 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 캡을 구성하는 외캡의 가공, 외캡 및 내캡의 조립 공정을 자동화하기 위한 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 캡 제조 장치는, 상기 캡을 구성하는 외캡들을 2개의 열들로 정렬하고, 상기 정렬된 외캡들 각각에 다수의 돌기들을 형성하는 외캡 가공부, 상기 캡을 구성하는 내캡들을 미리 정의된 방향으로 세우고 정렬하여 공급하는 내캡 공급부, 및 상기 외캡 가공부로부터 공급되는 외캡들 및 상기 내캡 공급부로부터 공급되는 내캡들을 결합하는 캡 결합부를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치는, 외캡 가공, 외캡-내캡 조립 등 모든 공정을 자동화함으로써, 적은 인력으로 빠르게 많은 수의 캡들을 제조할 수 있게 한다.

도 1은 펌프식 화장품 용기의 예를 도시한다.
도 2는 화장품 용기에 사용되는 캡의 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 기능적 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부 내의 외캡 정렬 유닛을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부 내의 진동 유닛을 도시한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부 내의 1차 외캡 운반 유닛을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부 내의 돌기 형성 유닛을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 내캡 공급부를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 내캡 공급부 내의 내캡 공급 조절 센서를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 외캡 로딩(loading) 유닛을 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 접착제 분사 유닛을 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 접착제 검사 유닛을 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 내캡 프레싱 유닛을 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 언로딩(unloading) 유닛을 도시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 외캡 및 내캡의 결합으로 구성되는 용기의 캡을 제조하는 장치 및 그 장치를 이용한 캡의 제조 과정에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 기능적 구성을 도시한다. 도 3을 참고하면, 캡 제조 장치는 외캡 가공부(310), 내캡 공급부(320), 캡 결합부(330), 구동부(340), 제어부(350)를 포함한다.

외캡 가공부(310)는 외캡(예: 도 2의 외캡(210))을 공급받아, 외캡에 적어도 하나의 돌기를 형성한다. 이때, 다수의 외캡들이 동시에 공급되더라도, 외캡 가공부(310)는 후술하는 구조를 이용하여 외캡들을 정렬 및 가공한다. 그리고, 외캡 가공부(310)는 적어도 하나의 돌기를 가지는 외캡들을 캡 결합부(330)로 제공한다. 이를 위해, 외캡 가공부(310)는 후술하는 바와 같은 구조를 가진다.

내캡 공급부(320)는 내캡(예: 도 2의 내캡(220))을 캡 결합부(330)로 공급한다. 이때, 내캡 공급부(320)는 내캡들 각각을 올바른 방향으로 세우고, 정렬한 후, 캡 결합부(330)로 공급한다. 이를 위해, 내캡 공급부(320)는 후술하는 바와 같은 구조를 가진다.

캡 결합부(330)는 내캡 및 외캡을 결합한다. 구체적으로, 캡 결합부(330)는 외캡 가공부(310)로부터 제공되는 외캡의 내측 면에 접착제를 분사하고, 접착제가 분사된 외캡의 내측으로 내캡을 배치하고, 외캡 및 내캡을 조립한 후, 배출한다. 이를 위해, 캡 결합부(330)는 후술하는 바와 같은 구조를 가진다.

구동부(340)는 외캡 가공부(310), 내캡 공급부(320), 캡 결합부(330) 각각을 구성하는 구성요소들에물리적·전기적 힘을 가하여 각자의 기능을 수행하도록 한다. 예를 들어, 구동부(340)는 모터, 공압기, 유압기 등 동력 발생 수단을 포함한다. 도 3에서, 구동부(340)는 하나의 블록으로 도시되었으나, 구동부(340)는 다수의 물리적 구성요소들을 포함하고, 다수의 물리적 구성요소들은 외캡 가공부(310), 내캡 공급부(320), 캡 결합부(330) 각각에 분산 배치될 수 있다.

제어부(350)는 구동부(340)의 동작을 제어하는 수단이다. 즉, 제어부(350)는 구동부(340)에 포함되는 구성요소들 각각에 전기적 신호를 공급함으로써 구동부(340)가 외캡 가공부(310), 내캡 공급부(320), 캡 결합부(330)를 적절히 동작시키도록 제어한다. 또한, 제어부(350)는 구동부(340)를 제어하기 위한 스위치, 배전반, 제어 패널, 사용자 인터페이스 등을 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부를 도시한다. 도 4를 참고하면, 외캡 가공부(310)는 외캡 피더(feeder)(410), 한 쌍의 진동 유닛(420-1 및 420-2), 한 쌍의 1차 외캡 이송 경로(430-1 및 430-2), 한 쌍의 외캡 회전판(440-1 및 440-2), 한 쌍의 1차 외캡 운반 유닛(450-1 및 450-2), 한 쌍의 돌기 형성 유닛(460-1 및 460-2), 2차 외캡 운반 유닛(470), 2차 외캡 이송 경로(480)를 포함한다.

외캡 피더(410)은 사용자에 의해 부어진 복수의 외캡들을 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2) 각각으로 일렬로 정렬하여 공급한다. 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1)로 공급된 외캡들은 좌측 진동 유닛(420-1)의 진동에 의해 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1)를 따라 이동된다.

좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1)의 끝단까지 외캡이 이동되면, 좌측 1차 외캡 운반 유닛(450-1)은 외캡을 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1)로부터 좌측 외캡 회전판(440-1)의 고정 홈(442)으로 운반한다. 좌측 외캡 회전판(440-1)의 바깥 경계 부근에 다수의 고정 홈(442)들이 형성되어 있으며, 좌측 외캡 회전판(440-1)은 주기적으로 일정 각도씩 회전한다. 도 4와 같이, 하나의 회전판(440-1)에 12개의 고정 홈(442)들이 형성된 경우, 1회당 30°(=360°÷12)씩 회전한다. 이때, 좌측 외캡 회전판(440-1)은 반시계 방향으로, 우측 외캡 회전판(440-2)은 시계 방향으로 회전한다. 이하 설명의 편의를 위해, 1회의 30° 회전에 소요되는 시간을 '사이클(cycle)'이라 칭한다.

좌측 외캡 회전판(440-1)의 고정 홈(442)들 중 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1)에 가장 인접한 고정 홈(442)에 외캡이 위치한 후, 3회의 사이클들을 통해 외캡은 좌측 돌기 형성 유닛(460-1)까지 이동된다. 좌측 돌기 형성 유닛(460-1)에 의해 외캡에 적어도 하나의 돌기가 형성된 후, 좌측 외캡 회전판(440-1)의 회전에 따라 외캡은 계속 이동된다. 6회의 사이클을 통해, 외캡은 2차 외캡 운반 유닛(470)에 인접하게 이동되고, 2차 외캡 운반 유닛(470)에 의해 2차 외캡 이송 경로(480)로 운반된다.

상술한 유사한 과정이 우측 진동 유닛(420-2), 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2), 우측 외캡 회전판(440-2), 우측 1차 외캡 운반 유닛(450-2), 우측 돌기 형성 유닛(460-2)에 의해 이루어진다. 즉, 외캡을 가공하는 동작이 한쌍의 구성요소들에 의해 병렬적으로 수행된다. 따라서, 보다 빠른 외캡의 가공을 가능케 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 외캡 정렬 유닛을 도시한다. 도 5를 참고하면, 외캡 피더(410)은 트레이(502), 가이드 부재들(504-1, 504-2, 504-3), 진동 유닛(506)을 포함한다. 상기 트레이(502)는 외캡들을 수용하여, 사용자가 트레이(502)에 외캡들을 부으면, 진동 유닛(506)의 진동에 의해 외캡들이 트레이(502) 상에서 한 쌍의 1차 외캡 이송 경로(430-1 및 430-2)을 향해 이동된다. 이때, 외캡들은 가이드 부재들(504-1, 504-2, 504-3)에 의해 인도되어, 2개 줄로 정렬되고, 1차 외캡 이송 경로(430-1 및 430-2) 각각으로 공급된다. 도 5의 경우, 3개의 가이드 부재들(504-1, 504-2, 504-3)이 도시되었으나, 필요에 따라 적어도 하나의 가이드 부재가 더 배치될 수 있다. 가이드 부재들(504-1, 504-2, 504-3)은 접촉에 의한 외캡의 손상을 방지하기 위해 스펀지 또는 플라스틱 소재로 구성될 수 있다. 추가로, 1차 외캡 이송 경로들(430-1 및 430-2) 상에, 외캡의 존부를 센싱하기 위한 광 센서들(508-1 및 508-2)이 배치될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 진동 유닛을 도시한다. 도 6을 참고하면, 진동 유닛(506)은 트레이(502) 하단에 접촉되며, 제1 판 스프링(602-1) 및 제2 판 스프링(602-2)을 포함한다. 제1 판 스프링(602-1) 및 제2 판 스프링(602-2)은 하우징(604) 내부에 설치된 전자석에 의해 진동한다. 전자석에 공급되는 교류 신호에 따라 진동의 횟수가 달라진다. 예를 들어, 분당 약 3000회의 진동이 발생할 수 있다. 이때, 제1 판 스프링(602-1) 및 제2 판 스프링(602-2)의 설치 각도에 따라 트레이(502) 상 물체(예: 외캡)의 이동 방향이 달라진다. 도 6과 같이 제1 판 스프링(602-1) 및 제2 판 스프링(602-2)의 상부에 비해 하부가 좌측으로 배치되어 있으므로, 트레이(502) 상 물체(예: 외캡)는 좌측으로 이동될 것이다. 도 4에 도시된 한 쌍의 진동 유닛(420-1 및 420-2)도 도 6의 진동 유닛(506)과 유사한 구조 및 동작 원리를 가진다.

도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부 내의 1차 외캡 운반 유닛을 도시한다. 도 7a 및 도 7b를 참고하면, 외캡 운반 유닛(450-2)은 집게부(702), 상하 운동부(704), 전후 운동부(706), 고정부(708)를 포함한다.

도 7a와 같이, 집게부(702)는 2개의 다리들을 포함하며, 2개의 다리들의 거리가 조절됨에 따라, 외캡을 집어들 수 있다. 집게부(702)의 2개의 다리들이 좁혀지면, 외캡의 내경보다 작아져 외캡에 삽입될 수 있다. 다리들이 외캡에 삽입된 상태에서 다리들이 펼쳐지면, 외캡의 내측면에 2개의 다리들이 접촉된다. 집게부(702)의 2개의 다리들은 외캡의 손상을 방지하기 위해 연성을 가진 재질로 구성될 수 있다. 상하 운동부(704)는 상하 운동을 통해 집게부(702)를 상하로 이동시킨다. 또한, 도 7b와 같이, 전후 운동부(706)는 전후 운동을 통해 집게부(702)를 전후로 이동시킴으로써, 집게부(702)를 1차 외캡 이송 경로(430-2)의 상단 또는 외캡 회전판(440-2)의 상단에 위치시킨다.

외캡의 운반 과정을 살펴보면, 도 7a의 (a)와 같이, 외캡이 1차 외캡 이송 경로(430-2)의 끝단까지 이동되면, 집게부(702)가 외캡의 위로 이동된다. 여기서, 외캡이 1차 외캡 이송 경로(430-2)의 끝단에 이동됨을 감지하기 위한 센서(미도시)가 더 포함될 수 있다. 이후, 도 7a의 (b)와 같이, 집게부(702)의 다리들이 좁혀진 후, 아래로 이동되면, 집게부(702)가 외캡의 내부로 삽입된다. 이후, 집게부(702)의 다리들이 넓혀지면, 다리들이 외캡의 내부에 밀착된다. 이 상태에서, 집게부(702)가 위로 이동되면, 외캡이 들려진다. 도 7b의 (a)와 같이, 외캡이 들려진 상태에서, 전후 운동부(706)의 후향 운동에 의해 (b)와 같이 후단으로 이동되면, 외캡은 외캡 회전판(440-2)의 상단으로 이동된다. 이후, 상하 운동부(704)의 하향 운동에 의해 외캡은 외캡 회전판(440-2)의 하나의 고정 홈(442)에 배치된다. 이어, 집게부(702)의 다리가 좁혀지고, 다시 상하 운동부(704)의 상향 운동에 의해 집게부(702)만이 상부로 이동된다. 이러한 과정이 외캡 회전판(440-2)의 1 사이클 동안 수행되어, 1 사이클 당 하나의 외캡이 외캡 회전판(440-2)의 고정 홈(442)으로 운반된다.

도 4의 2차 외캡 운반 유닛(470)은 도 7a 및 도 7b의 집게부(702)와 유사한 구조의 집게부를 이용하여 좌측 외캡 회전판(460-1) 및 우측 외캡 회전판(460-2) 각각으로부터 2차 외캡 이송 경로(480)로 외캡들을 운반한다. 이때, 2개의 회전판들(460-1 및 460-2)로부터 하나의 이송 경로(480)로 외캡들을 운반하므로, 2차 외캡 운반 유닛(470)은 좌측 외캡 회전판(460-1) 및 우측 외캡 회전판(460-2)을 번갈아가며 하나씩 외캡을 운반한다. 예를 들어, 2차 외캡 운반 유닛(470)은 하나의 운동부에 2개의 집게부들이 나란히 연결된 구조로서, 좌측 외캡 회전판(460-1)에서 외캡을 집는 동안 우측 외캡 회전판(460-2)에서 집어진 외캡을 2차 외캡 이송 경로(480)에 내려놓고, 우측 외캡 회전판(460-2)에서 외캡을 집는 동안, 좌측 외캡 회전판(460-1)에서 집어진 외캡을 2차 외캡 이송 경로(480)에 내려놓을 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 가공부 내의 돌기 형성 유닛을 도시한다. 도 8a 및 도 8b를 참고하면, 돌기 형성 유닛(460-1)은 형성하고자 하는 돌기들의 개수만큼의 고정부들(802-1, 802-2, 802-3), 헤머링(hammering)부들(804-1, 804-2, 804-3), 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3), 외캡 상승부(808)를 포함한다.

도 8a를 참고하면, 하나의 고정부(802) 및 하나의 헤머링부(804)를 포함하는 프레스(press) 셋트는 하나의 돌기 틀(806)을 향해 배치된다. 도 8a는 3개의 돌기들을 형성하기 위한 구조로서, 3개의 프레스 셋트들이 120°의 각도로 배치된 예를 도시한다. 다른 실시 예에 따라, 2개 또는 4개 이상의 돌기들을 형성하는 구조도 가능하며, 이 경우, 2개 또는 4개 이상의 고정부(802) 및 하나의 헤머링부(804)의 셋트들이 포함될 수 있다.

도 8b의 (a)와 같이 외캡이 외캡 회전판(440-1)의 회전에 의해 돌기 형성 가능한 위치에 도달하면, 도 8b의 (b)와 같이 외캡 상승부(808)가 상승하여 외캡이 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)까지 올려진다. 즉, 외캡 상승부(808)는 외캡을 돌기 틀이 위치한 높이까지 들어올린다. 이후, 도 8b의 (c)와 같이 헤머링부(804-3)가 외캡을 타격함으로써, 외캡의 일면이 눌리며 돌기가 형성된다. 일 실시 예에 따라, 제1 헤머링부(804-1), 제2 헤머링부(804-2), 제3 헤머링부(804-3)가 순차적으로 외캡을 타격한다. 다른 실시 예에 따라, 제1 헤머링부(804-1), 제2 헤머링부(804-2), 제3 헤머링부(804-3)가 동시에 외캡을 타격할 수 있다. 이후, 이러한 과정이 외캡 회전판(440-1)의 1 사이클 동안 수행되어, 1 사이클 당 하나의 외캡에 필요한 개수(예: 3개)의 돌기들이 형성된다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 내캡 공급부를 도시한다. 도 9를 참고하면, 내캡 공급부(320)는 내캡 호퍼 피더(hopper feeder)(910), 내캡 피더(920), 내캡 공급 조절 센서(930), 내캡 자세(position) 조절 유닛(940), 내캡 분류 유닛(950)을 포함한다.

내캡 호퍼 피더(910)은 내캡들을 수용하여, 사용자가 내캡들을 쏟아붇는 부분이다. 내캡 호퍼 피더(910)에 부어진 내캡들은 진동 유닛(506)과 유사한 진동 유닛에 의해 이동되어, 공급 트레이(912)를 통해 내캡 피더(920)으로 전달된다. 이때, 내캡 공급 조절 센서(930)는 내캡 피더(920)에 축적된 내캡들의 양에 따라 내캡 호퍼 피더(910)의 내캡 배출 동작을 제어한다.

내캡 피더(920)의 내부는 내캡들이 상부로 이동할 수 있는 나선 구조를 가진다. 내캡 피더(920)에 넣어진 내캡들은 진동 유닛(506)과 유사한 진동 유닛에 의해 나선 구조를 따라 내벽을 타고 상부로 이동된다. 이동 과정에서, 내캡 자세 조절 유닛(940)에 의해 내캡들이 세워진다. 구체적으로, 내캡 자세 조절 유닛(940)은 일정 압력으로 공기를 배출하는 장치로 구현될 수 있으며, 풍압에 의해 내캡이 세워질 수 있다.

외캡이 캡 결합부(330)로 제공될 때 도 2에 도시된 외캡을 뒤집은 상태로, 즉, 돌기가 상부에 위치한 상태로 공급되므로, 결합을 위해서 내캡도 도 2에 도시된 내캡을 뒤집은 상태로 공급되어야 한다. 따라서, 도 2와 같이 세워진 내캡이 내캡 분류 유닛(950)에 의해 걸러진다. 다시 말해, 내캡 분류 유닛(950)에 의해 잘못된 방향으로 세워진 내캡이 분류된다. 내캡 분류 유닛(950)은 일정 크기 및 길이의 홀을 포함하는 나선 경로의 일부로서, 도 2와 같이 세워진 내캡을 내캡 피더(920)의 하부로 떨어뜨린다. 즉, 내캡 분류 유닛(950)은 나선 경로 상에서 도 2와 같이 새워진 내캡을 내캡 피더(920)이 하부로 자유 낙하시키고, 도 2와 반대로 새워진 내캡을 통과시키도록 일정 형상으로 홀을 형성함으로써 구현될 수 있다.

이후, 내캡들은 내캡 이송 경로(960)로 전달되고, 내캡 이송 경로(960)를 통해 내캡들은 캡 결합부(330)로 공급된다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 내캡 공급부 내의 내캡 공급 조절 센서를 도시한다. 도 10을 참고하면, 내캡 공급 조절 센서(930)는 내캡 피더(920)의 중앙 부분에 센서를 배치하기 위한 지지대(1002), 내캡이 내캡 피더(920) 내에 일정 높이 이상 쌓여있는 경우 접혀지는 접이판(1004), 접이판(1004)의 상태를 감지하는 센서(1006)를 포함한다. 접이판(1004)이 상부를 향해 접힘은 내캡이 내캡 피더(920) 내에 일정 높이 이상 쌓여있음을 의미하므로, 센서(1006)는 이를 감지하고, 이에 따라, 내캡 호퍼 피더(910)에 부어진 내캡들을 이동시키는 진동 유닛(506)의 동작을 정지시킨다. 내캡이 정렬되어 캡 결합부(330)에 공급됨에 따라 내캡 피더(920) 내에 쌓여진 내캡의 높이가 낮아지면, 접이판(1004)이 다시 펴지고, 이에 따라 내캡 호퍼 피더(910)에 부어진 내캡들을 이동시키는 진동 유닛(506)의 다시 동작을 시작한다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부를 도시한다. 도 11을 참고하면, 캡 결합부(330)는 2차 외캡 이송 경로(480) 상의 외캡들을 이동시키기 위한 진동 유닛(1110), 회전판(1120), 외캡 로딩(loading) 유닛(1130), 접착 분사 유닛(1140), 접착제 검사 유닛(1150), 내캡 로딩 유닛(1160), 내캡 프레스 유닛(1170), 언로딩(unloading) 유닛(1180), 캡 이송 경로(1190)를 포함한다.

진동 유닛(1110)은 2차 외캡 이송 경로(480) 상의 외캡들을 이동시키기 위한 진동을 발생시킨다. 진동 유닛(1110)은 진동 유닛(508)과 유사한 구조를 가진다. 진동 유닛(1110)은 2차 외캡 이송 경로(480)의 일부 구간에서 외캡을 이동시킬 수 있으며, 나머지 구간은 컨베이어 벨트로 구성될 수 있다.

회전판(1120)은 내캡 또는 내캡-외캡 결합체가 각 공정을 거칠 수 있도록 회전한다. 여기서, 내캡 또는 내캡-외캡 결합체는 회전판(1120) 상의 지그(1122)들에 삽입되며, 회전판(1120)의 회전에 따라 이동한다. 도 11와 같이, 하나의 회전판(1120)에 12개의 지그(1122)들이 형성된 경우, 1회당 30°(=360°÷12)씩 회전한다. 이때, 회전판(1120)은 반시계 방향으로 회전한다. 이하 설명의 편의를 위해, 1회의 30°회전에 소요되는 시간을 '사이클'이라 칭한다.

외캡 로딩 유닛(1130)은 2차 외캡 이송 경로(480)를 통해 이송된 외캡을 회전판(1120) 상의 지그(1122)에 배치시킨다. 접착 분사 유닛(1140)은 지그(1122)에 로딩되어 이동된 외캡의 내측면에 접착제를 분사한다. 이때, 접착제 분사 유닛(1140)은 센서(1124-1)에 의해 해당 위치의 지그(1122)에 외캡이 로딩되었음이 확인된 후, 접착제를 분사한다. 센서(1124-1)를 이용함으로써, 외캡이 로딩되지 아니한 채로 접착제가 분사되어 지그(1122)가 손상되는 것이 방지되 수 있다.

접착제 검사 유닛(1150)은 외캡의 내측면에 접착제가 정상적으로 분사되었는지 검사한다. 내캡 로딩 유닛(1160)은 내캡 이송 경로(960)를 통해 이송된 내캡을 지그(1122)에 로딩된 외캡의 내부에 배치시킨다. 내캡 프레스 유닛(1170)은 외캡이 내부에 놓여진 내캡을 프레싱하여 밀착시킨다. 언로딩(unloading) 유닛(1180)은 외캡-내캡 결합체를 지그(1122)로부터 이탈시킨다. 그리고, 센서(1124-2)에 의해, 외캡-내캡 결합체가 정상적으로 언로딩되었는지 검사된다. 만일, 외캡-내캡 결합체가 언로딩되지 아니함이 판단되면, 경보음이 울리거나, 캡 제조 장치의 동작이 중단될 수 있다. 캡 이송 경로(1190)는 언로딩 유닛(1180)에 의해 언로딩된 외캡-내캡 결합체를 운반한다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 외캡 로딩 유닛을 도시한다. 도 12를 참고하면, 외캡 로딩 유닛(1130)은 홀(1202), 걸림부(1204), 실린더(1206)를 포함한다. 도 12의 (a)와 같이, 2차 외캡 이송 경로(480)를 통해 이송된 외캡은 외캡보다 큰 반지름의 홀(1202)에 빠져, 걸림부(1204)에 걸린다. 걸림부(1204)는 실리콘 패드, 스프링 등 탄성을 가진 부재로 구성될 수 있다. 걸림부(1204)에 외캡이 놓여지면, 도 12의 (b)와 같이 실린더(1206)이 외캡을 밀어 지그(1122)의 홈으로 외캡을 배치한다. 도 11의 내캡 로딩 유닛(1160)은 도 12의 외캡 로딩 유닛(1130)과 유사한 구조로 구성될 수 있다. 단, 홀(1202), 걸림부(1206)의 크기가 내캡에 적합하도록 수정되어야 할 것이다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 접착제 분사 유닛을 도시한다. 도 13을 참고하면, 접착제 분사 유닛(1140)은 분사 노즐(1302), 접착제 공급관(1304), 회전 구동부(1306)를 포함한다. 접착제 공급관(1304)을 통해 공급된 접착제는 분사 노즐(1302)을 통해 일정 방향으로 분사된다. 이때, 회전 구동부(1306)는 지그(1122)의 적어도 일부를 회전시키고, 이에 따라 지그(1122)에 배치된 외캡이 회전, 즉, 원운동한다. 이에 따라, 일정 방향으로 분사된 접착제가 외캡의 내측면에 골고루 뿌려진다.

접착제의 종류에 따라, 일정 온도에서 접착제를 분사해야하는 경우, 접착제 분사 유닛(1140)은 접착제를 가열하는 가열부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌-비닐 아세트산 공중합체(ethylene-vinylacetate copolymer), 스타이렌-에틸렌/뷰틸렌-스타이렌 블록 공중합체, 수소처리된 탄화수소(C6-20) 중합물, 폴리에틸렌(polythylene), 1-부텐-프로필렌 공중합체(1-Butene-propylene copolymer)이 ㅇ약 15:5:50:10:20으로 혼합된 접착제가 사용될 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 접착제 검사 유닛을 도시한다. 도 14를 참고하면, 접착제 검사 유닛(1150)은 지지대(1402), 조절대(1404), 연산 회로(1406), 센서(1408)를 포함한다. 지지대(1402)는 조절대(1404)를 통해 연산 회로(1406), 센서(1408)를 고정하며, 조절대(1404)는 연산 회로(1406), 센서(1408)의 측정 방향을 적절히 조절하기 위해 사용된다. 연산 회로(1406)는 센서에 의해 획득된 센싱 값을 분석하여, 접착제의 정상 분사 여부를 판단한다. 센서(1408)는 접착제가 분사된 외캡의 내측면의 상태를 센싱한다. 예를 들어, 연산 회로(1406), 센서(1408)는 비전(vision) 센서일 수 있다. 즉, 센서(1408)는 카메라로서, 연산 회로(1406)은 카메라를 통해 촬영된 이미지를 분석함으로써 외캡의 내측면에 접착제가 분사되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 연산 회로(1406)는 외캡의 내측면의 색상, 빛 반사율, 두께 등에 기반하여 접착제가 분사되었는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, 연산 회로(1406)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

만일, 접착제가 분사되지 아니하였다 판단되는 경우, 연산 회로(1406)는 캡 제조 장치의 동작들 중단하기 위한 조치를 취하거나, 또는 경보를 발생시킬 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 접착제 검사 유닛(1150)이 통신 수단을 구비하거나 또는 통신 수단과 연결되어 있는 경우, 통신 수단을 통해 접착제 분사 상태에 대한 정보를 송신할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 내캡 프레싱 유닛을 도시한다. 도 15를 참고하면, 내캡 프레싱 유닛(1170)은 고정부(1502) 및 프레스부(1504)를 포함한다. 도 15의 (a)와 같이, 접착제가 분사된 외캡 및 그 위에 놓여진 내캡을 로딩한 지그(1122)가 도달하면, 도 15의 (b)와 같이 프레스부(1504)가 하강 운동하여 내캡을 외캡에 밀착시킨다.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캡 제조 장치의 캡 결합부 내의 언로딩 유닛을 도시한다. 도 16을 참고하면, 언로딩 유닛(1180)은 이동부(1602), 접촉 부재(1604), 각도 조절부(1606)를 포함한다. 이동부(1602)는 수평 운동을 통해 외캡-내캡 결합체를 당겨 옮긴다. 접촉 부재(1604)는 이동부(1602)와의 충격에 의해 캡이 손상되는 것을 방지하기 위한 완충제이다. 예를 들어, 접촉 부재(1604)는 고무, 플라스틱 등의 재질을 가질 수 있다. 각도 조절부(1606)는 언로딩 유닛(1180)을 위아래 방향으로 회전시키기 위한 부분으로, 이동부(1602)가 적절한 위치에서 수평 운동을 하도록 언로딩 유닛(1180)과 지면과의 각도로 조절하기 위해 사용될 수 있다.

도 16의 (a)와 같이 이동부(1602)가 돌출된 상태에서, 회전판(1120)의 회전에 따라 지그(1122)가 언로딩 유닛(1180)의 하부로 위치된다. 이때, 지그(1122)의 내부 지지 부재(1126)가 상승하여, 외캡-내캡 결합체가 지그(1122)에서 이탈하기 유리한 상태가 된다. 이어, 도 16의 (b)와 같이, 이동부(1604)가 당겨지고, 이에 따라 이동부(1602)가 외캡-내캡 결합체를 타격하고, 외캡-내캡 결합체가 지그(1122)에서 이탈한다. 이에 따라, 이탈된 외캡-내캡 결합체는 이송 수단(1608)(예: 컨베이어 밸트)에 의해 캡 제조 장치 외부로 배출된다. 이후, 이동부(1602)는 다시 돌출되고, 회전판(1120)의 회전에 의해 다음 지그(1122)가 언로딩 유닛(1180)의 하부로 진입한다. 이러한 과정이 회전판(1120)의 1개 사이클 동안 이루어진다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

화장품 용기의 캡을 제조하기 위한 장치에 있어서,
상기 캡을 구성하는 금속 재질의 외캡들을 2개의 열들로 정렬하고, 상기 외캡들 각각에 다수의 돌기들을 형성하는 외캡 가공부(310);
상기 외캡들에 내부에 결합되는 플라스틱 재질의 내캡들을 정렬하여 공급하는 내캡 공급부(320); 및
상기 외캡 가공부로부터 공급되는 외캡들 및 상기 내캡 공급부로부터 공급되는 상기 내캡들을 결합하는 캡 결합부(330)를 포함하며,
상기 외캡 가공부(310)는,
평판 트레이(502)에 놓여진 상기 외캡들을 진동을 이용하여 이동시키되, 가이드 부재(504-1, 504-2, 504-3)를 이용하여 상기 외캡들을 상기 평판 트레이(502) 상에서 상기 외캡들을 2개의 열들로 분리하여 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2)를 향해 이동시키는 외캡 피더(feeder)(410);
상기 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 상기 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2) 각각을 통해 이송된 외캡들을, 사이클 당 일정 각도를 회전하는 운동을 통해 회전 이동시키는 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 우측 외캡 회전판(440-2); 및
상기 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 상기 우측 외캡 회전판(440-2)에 의해 이동된 외캡들 각각을 해머링(hammering)함으로써 상기 다수의 돌기들을 형성하는 좌측 돌기 형성 유닛(460-1) 및 우측 돌기 형성 유닛(460-2)을 포함하며,
상기 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 상기 우측 외캡 회전판(440-2) 각각은, 원형 회전판을 관통하도록 형성된, 상단은 외캡의 지름보다 크고, 하단은 상기 외캡의 지름보다 작은 반경의 홀로 형성되는 고정홈들(442)을 이용하여 상기 외캡들을 수용하고,
상기 좌측 돌기 형성 유닛(460-1)은, 상기 좌측 외캡 회전판의 회전에 의해 외캡이 돌기 형성 가능한 위치에 도달하면, 하나의 사이클 동안, 상기 외캡이 수용된 고정홈(442)을 통해 상기 원형 회전판을 아래에서 위로 가로지르도록 상승부(808)를 상승시킴으로써 고정된 다수의 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)이 위치한 높이까지 상기 외캡을 들어올려 상기 외캡의 내부에 상기 다수의 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)이 위치하게 한 후, 다수의 헤머링부들(804-1, 804-2, 804-3)을 이용하여 상기 외캡의 외부에서 상기 다수의 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)이 존재하는 위치를 순차적으로 타격함으로써 상기 외캡에 상기 다수의 돌기들을 형성한 후, 상기 상승부(808)를 하강시킴으로써 상기 외캡을 상기 고정홈(442)으로 재배치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 외캡은, 원통형 구조를 가지며, 상하가 뚫려있으며, 상단 홀의 지름이 하단 홀의 지름보다 작고, 상대적으로 작은 홀을 형성하는 상단이 지면을 향한 상태로 상기 고정홈들에 수용되며,
상기 상승부(808)는, 상승 시 상기 외캡의 상단 홀을 통해 내부로 삽입되는 제1 부분과, 상기 제1 부분보다 넓은 반경을 가짐으로 인해 상기 외캡의 상단 홀을 통과하지 못하는 제2 부분을 포함하며,
상기 외캡은, 상기 상승부(808)의 상승 시, 상기 제1 부분에 의해 고정되고, 상기 제2 부분에 의해 들어올려짐에 따라, 상기 다수의 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)이 위치한 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 외캡 가공부(310)는,
상기 외캡 피더(410)로부터 공급되는 외캡들을 상기 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 상기 우측 외캡 회전판(440-2)으로 이동시키기 위한 상기 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 상기 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2);
상기 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 상기 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2)에 진동을 주어 상기 외캡들을 이동시키는 진동 유닛들(420-1, 420-2); 및
상기 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 상기 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2) 상에 외캡의 존부를 센싱하는 광 센서들(508-1, 508-2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 내캡 공급부(320)는,
상기 내캡들을 수용하고, 진동에 의해 상기 내캡들을 배출하는 내캡 호퍼 피더(hopper feeder)(910);
상기 내캡 호퍼 피더(910)에 의해 배출된 상기 내캡들을 정렬하여 이동시키는 내캡 피더(920);
상기 내캡 피더(920)에 축적된 내캡들의 양에 따라 상기 내캡 호퍼 피더의 내캡 배출 동작을 제어하기 위한 내캡 공급 조절 센서(930);
상기 내캡 피더(920)의 내캡 이동 경로 상에 배치되어, 풍압에 의해 내캡을 세우는 내캡 자세(position) 조절 유닛(940); 및
상기 내캡 피더(920)의 내캡 이동 경로 상에 배치되어, 미리 정의된 방향으로 세워지지 아니한 내캡들을 분류하는 내캡 분류 유닛(950)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 캡 결합부(330)는,
다수의 지그들(1122)을 구비하고, 주기적으로 일정 각도씩 회전하는 회전판(1120);
상기 외캡 가공부(310)로부터 공급되는 외캡을 상기 지그들(1122) 중 하나의 지그 상에 배치하는 외캡 로딩(loading) 유닛(1130);
상기 외캡이 배치되고 상기 회전판(1120)이 일정 각도 회전한 후, 상기 지그를 회전시키며 상기 외캡의 내측면에 접착제를 분사하는 접착제 분사 유닛(1140);
상기 접착제가 분사되고 상기 회전판(1120)이 일정 각도 회전한 후, 상기 접착제의 분사 상태를 검사하는 접착제 검사 유닛(1150);
상기 접착제의 분사 상태가 검사되고 상기 회전판(1120)이 일정 각도 회전한 후, 상기 외캡의 내부에 상기 내캡 공급부(320)로부터 공급되는 내캡을 배치하는 내캡 로딩 유닛(1160);
상기 내캡이 배치되고 상기 회전판(1120)이 일정 각도 회전한 후, 상기 내캡을 프레싱(pressing)하여 상기 내캡을 상기 외캡에 밀착시키는 프레싱 유닛(1170); 및
상기 내캡을 프레싱하고 상기 회전판(1120)이 일정 각도 회전한 후, 상기 외캡 및 상기 내캡의 결합체를 상기 지그로부터 이탈시키는 언로딩(unloading) 유닛(1180)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
화장품 용기의 캡을 제조하기 위한 장치에 있어서,
평판 트레이(502)에 놓여진 외캡들을 진동을 이용하여 이동시키되, 가이드 부재(504-1, 504-2, 504-3)를 이용하여 상기 외캡들을 상기 평판 트레이(502) 상에서 상기 외캡들을 2개의 열들로 분리하여 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2)를 향해 이동시키는 외캡 피더(feeder)(410);
상기 외캡 피더(410)로부터 공급되는 외캡들을 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 우측 외캡 회전판(440-2)으로 이동시키기 위한 상기 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 상기 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2);
상기 좌측 1차 외캡 이송 경로(430-1) 및 상기 우측 1차 외캡 이송 경로(430-2) 각각을 통해 이송된 외캡들을, 사이클 당 일정 각도를 회전하는 운동을 통해 회전 이동시키는 상기 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 상기 우측 외캡 회전판(440-2); 및
상기 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 상기 우측 외캡 회전판(440-2)에 의해 이동된 외캡들 각각을 해머링(hammering)함으로써 다수의 돌기들을 형성하는 좌측 돌기 형성 유닛(460-1) 및 우측 돌기 형성 유닛(460-2)을 포함하며,
상기 좌측 외캡 회전판(440-1) 및 상기 우측 외캡 회전판(440-2) 각각은, 원형 회전판을 관통하도록 형성된, 상단은 외캡의 지름보다 크고, 하단은 상기 외캡의 지름보다 작은 반경의 홀로 형성되는 고정홈들(442)을 이용하여 상기 외캡들을 수용하고,
상기 좌측 돌기 형성 유닛(460-1)은, 상기 좌측 외캡 회전판의 회전에 의해 외캡이 돌기 형성 가능한 위치에 도달하면, 하나의 사이클 동안, 상기 외캡이 수용된 고정홈(442)을 아래에서 위로 가로지르도록 상승부(808)를 상승시킴으로써 다수의 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)이 위치한 높이까지 상기 외캡을 들어올려 상기 외캡의 내부에 상기 다수의 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)이 위치하게 한 후, 상기 다수의 돌기 틀들(806-1, 806-2, 806-3)의 위치들에서 다수의 헤머링부들(804-1, 804-2, 804-3)을 이용하여 순차적으로 상기 외캡을 타격함으로써 상기 외캡에 상기 다수의 돌기들을 형성한 후, 상기 상승부(808)을 하강시킴으로써 상기 외캡을 상기 고정홈(442)으로 재배치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
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