KR102063691B1 - 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파우치(pouch)와 같은 포장용기에 내용물, 즉 고형물을 투입, 밀봉하여 제품화하는 일련의 자동화 공정에 사용되는 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬(skirt funnel)에 관한 것으로서, 상단부에 넓은 입구를 가지고 하단부에 좁은 출구를 갖는 깔때기 본체와; 상하방향으로 연장되어 상기 깔때기 본체의 하단부의 상기 출구 둘레에 설치되어 내측으로 오므라든 협소위치와 외측으로 벌어지는 확장위치 간을 회동 가능한 다수의 스커트 날개와; 상기 다수의 스커트 날개의 상기 깔때기 본체에 대한 각 회전 중심으로부터 반경방향으로 이격하도록 돌출 형성되는 다수의 피구동 아암과; 내측에 상기 다수의 스커트 날개를 수용하는 수용공을 가지며, 상하방향으로는 상기 다수의 피구동 아암과 중첩하도록 배치되는 수평의 구동 플레이트와; 상기 깔때기 본체에 대하여 상기 구동 플레이트를 승강 구동함으로써 상기 다수의 피구동 아암을 가압하여 상기 다수의 스커트 날개를 상기 협소위치로부터 상기 확장위치로 회동시키는 에어실린더(air cylinder)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 낙하하는 고형물의 중력만으로는 스커트 날개를 충분히 벌리지 못하게 되는 경우에도 자동으로 벌어지도록 구성되는 다수의 스커트 날개의 구동 메커니즘에 의해 원활한 고형물의 낙하를 달성할 수 있다.

Description

고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬{FORCED SKIRT FUNNEL FOR DROPPING SOLID SUBSTANCE}

본 발명은 파우치(pouch)와 같은 포장용기에 내용물, 즉 고형물을 투입, 밀봉하여 제품화하는 일련의 자동화 공정에 사용되는 것으로서, 특히 포장용기에 고형물을 투입하는 통로로 사용되는 스커트 펀넬(skirt funnel)에 관한 것이다.

일반적으로 자동화 공정에서 포장용기에 고형물을 투입하고자 하는 경우에는 깔때기(funnel)를 통해 포장용기의 벌어진 입구로 상기 고형물을 투입하는 방법을 이용하고 있으나, 투입하고자 하는 고형물의 단위부피 내지 단위사이즈가 큰 경우에는 상기 깔때기의 좁은 출구에 막혀 투입되지 못하는 경우가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 출원인에 의해 제안된 발명이 도 1에 도시된 바와 같은 스커트 펀넬(skirt funnel)이다.

즉, 깔때기 바디(1)의 하반부를 스커트 부재들(2)로 분할해줌으로써 낙하하는 고형물의 중력에 의해 스커트 부재들(2)이 벌어지게 하여 상기 고형물이 쉽게 통과할 수 있도록 해준 것이다.

그러나, 투입되는 고형물이 소량이거나 부피에 비해 무게가 적은 경우에는 낙하하는 중력으로 스커트 부재들(2)을 충분히 벌리지 못하게 되고, 이에 따라 고형물이 낙하하는 통로를 막아 결국 자동화 라인 전체를 정지시키게 된다는 문제가 있었다.

[선행기술문헌] 특허등록 제10-1000898호(등록일자: 2010.12.07.)

따라서, 본 발명의 목적은 투입되는 고형물의 중량이 적은 경우에도 스커트 부재들의 작동이 제대로 이루어질 수 있도록 한 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상단부에 넓은 입구를 가지고 하단부에 좁은 출구를 갖는 깔때기 본체와; 상하방향으로 연장되어 상기 깔때기 본체의 하단부의 상기 출구 둘레에 설치되어 내측으로 오므라든 협소위치와 외측으로 벌어지는 확장위치 간을 회동 가능한 다수의 스커트 날개와; 상기 다수의 스커트 날개의 상기 깔때기 본체에 대한 각 회전 중심으로부터 반경방향으로 이격하도록 돌출 형성되는 다수의 피구동 아암과; 내측에 상기 다수의 스커트 날개를 수용하는 수용공을 가지며, 상하방향으로는 상기 다수의 피구동 아암과 중첩하도록 배치되는 수평의 구동 플레이트와; 상기 깔때기 본체에 대하여 상기 구동 플레이트를 승강 구동함으로써 상기 다수의 피구동 아암을 가압하여 상기 다수의 스커트 날개를 상기 협소위치로부터 상기 확장위치로 회동시키는 에어실린더(air cylinder)를 포함하는 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬을 제공한다.

여기서, 상기 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬은, 상기 구동 플레이트의 상부에 이격하여 배치되며 내측에 관통 형성되는 지지공을 통해 상기 깔때기 본체가 안착되는 수평의 고정 플레이트를 더 포함하고, 상기 에어실린더는 상기 깔때기 본체를 중심으로 서로 대칭되도록 배치되는 한 쌍으로 구비되어 상기 고정 플레이트 상에 탑재되는 구성을 취할 수도 있다.

그리고, 상기 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬은 상기 다수의 스커트 날개를 둘러싸는 탄성인장부재를 더 포함하고, 상기 탄성인장부재는 상기 에어실린더의 구동이 해제되는 경우 상기 다수의 스커트 날개를 내측으로 탄성 가압함으로써 상기 협소위치로 복귀 회동시키며, 상기 에어실린더는 상기 탄성인장부재에 의한 상기 다수의 스커트 날개의 복귀 시 재차 구동됨으로써 상기 다수의 스커트 날개의 털기 동작이 구현되도록 구성할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬에 의하면, 고형물의 투입과 연동하여 에어실린더의 작동으로 구동 플레이트가 승강 구동되도록 하여 이를 통해 다수의 스커트 날개가 외측으로 벌어지도록 함으로써 낙하하는 고형물의 중량이 적어 그 중력만으로는 스커트 날개를 충분히 벌리지 못하게 되는 경우에도 상기와 같이 자동으로 벌어지도록 구성되는 다수의 스커트 날개의 구동 메커니즘에 의해 원활한 고형물의 낙하를 달성할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 고형물 투입용 스커트 펀넬의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬의 정면도,
도 3은 도 2의 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬의 평면도,
도 4 및 도 5는 도 3의 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬의 작동 전(도 4) 및 작동 후(도 5)의 상태를 도시한 주요부 확대도이다.

본 발명의 실시예에 따른 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 상하로 기립된 깔때기 본체(110), 그 둘레로 설치되는 다수의 스커트 날개(120), 각 스커트 날개(120)의 상단으로부터 돌출 형성되는 다수의 피구동 아암(130), 이 피구동 아암(130)을 통해 상기 다수의 스커트 날개(120)를 외측으로 벌려주기 위해 승강되는 구동 플레이트(140), 이 구동 플레이트(140)의 승강 구동을 위한 한 쌍의 에어실린더(air cylinder, 150)를 포함한다.

깔때기 본체(110)는 상단부에 넓은 입구를 가지고 하단부에 좁은 출구(111)를 가지며, 수평으로 연장된 고정 플레이트(160)의 내측에 관통 형성되는 지지공(161)에 삽입되어 안착된 상태로 고정된다.

상하 방향으로 연장되되 상부가 넓고 하부가 좁게 형성된 다수의 스커트 날개(120)는 깔때기 본체(110)의 하단부 출구(111) 둘레에 설치되어 외측으로 둘러싸는 탄성인장부재, 구체적으로 O링(도 4의 170)에 의해 내측으로 탄성 가압됨으로써 도 2에 도시된 '협소위치'로 유지된다.

피구동 아암(130)은 각 스커트 날개(120)의 상단부로부터 외측인 반경방향으로 돌출되게 형성된다.

구동 플레이트(140)는 수용공(141)이 형성되어 그 내측에 상기 다수의 스커트 날개(120)를 수용하되, 각 스커트 날개(120)의 상단부로부터 외측으로 연장 형성되는 상기 피구동 아암(130)의 말단부(131)가 도 3에 도시된 바와 같이 상하방향으로 중첩하여 배치되도록 한다.

한 쌍의 에어실린더(150)는 깔때기 본체(110)를 중심으로 서로 좌우로 대칭되도록 배치되어 고정 플레이트(160) 상에 탑재된다.

에어실린더(150)의 작동으로 신축 구동되는 로드(151)의 말단부는 고정 플레이트(160)의 하부에 이격하여 평행하게 배치되는 구동 플레이트(140)에 연결된다.

에어실린더(150)의 비구동 상태, 즉 구동이 해제된 상태에서는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 구동 플레이트(140)가 하강된 상태로 유지되고, 이에 따라 스커트 날개(120)는 O링(170)에 의해 내측으로 탄성 가압됨으로써 '협소위치'로 유지된다.

이러한 상태로부터 에어실린더(150)가 구동되면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 로드(151)를 따라 상승하는 구동 플레이트(140)에 의해 피구동 아암(130)이 스커트 날개(120)의 회전중심(C)을 기준으로 회전함으로써 이와 일체로 이루어진 스커트 날개(120) 또한 외측으로 벌어져 도 5에 도시된 '확장위치'로 회동한다.

도 5의 '확장위치'에서 에어실린더(150)의 구동이 해제되는 경우에는 스커트 날개(120)는 O링(170)에 의해 도 4의 '협소위치'로 복귀회동하고, 구동 플레이트(140)와 로드(151)는 자중 및 상기 O링(170)의 탄성력에 기인한 피구동 아암(130)의 가압에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 하강한다.

도 2의 '협소위치' 상태에서 깔때기 본체(110)의 상부에서 고형물이 투입되는 경우, 에어실린더(150)가 작동하여 도 5에 도시된 바와 같은 '확장위치'로 전환되는바, 스커트 날개(120)의 내측(도 4, 5에서는 우측)을 통과하는 고형물의 종류(ex. 고기, 참치)에 따라서는 스커트 날개(120)의 내측면에 묻게 되는 일이 종종 발생하는데 이를 그대로 방치할 경우에는 눌러 붙어 박테리아 등이 기생하는 등 오염원이 될 수 있다.

본 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 스커트 날개(120)가 도 5의 '확장위치'에서 도 4의 '협소위치'로 복귀회동이 완료된 에어실린더(150)가 재차 구동되게 제어함으로써 스커트 날개(120)가 복귀 후 다시 개방->복귀를 반복하도록 하여 스커트 날개(120)에 일종의 '털기' 동작이 일어나도록 함으로써 상기와 같이 그 내측면에 묻게 되는 고형물을 털어낼 수 있도록 한다.

한편, 도 2를 참조할 때 깔때기 본체(110)의 내측에는 이와 유사한 형태의, 별도의 합성수지 소재의 박판 깔때기(도면 미도시)를 내주면 상에 안착되도록 끼워줌으로써 투입되는 고형물이 주로 금속재로 이루어지는 깔때기 본체(110)나 스커트 날개(120)에 들러붙지 않도록 할 수 있다. 이를 위해 상기 박판 깔때기의 하단부는 깔때기 본체(110)의 하단부 출구(111)보다 조금 더 돌출되게 형성하는 것이 바람직하다. 상기 박판 깔때기는 하루 2회 등으로 주기적으로 교체해주어 자동화 공정상의 청결상태를 유지하는데 기여할 수 있다.

이상에서 설명된 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬(100)은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기에서 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

100: 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬 110: 깔때기 본체
111: 출구 120: 스커트 날개
130: 피구동 아암 140: 구동 플레이트
141: 수용공 150: 에어실린더
151: 로드 160: 고정 플레이트
161: 지지공 170: O링

Claims (3)

1. 상단부에 넓은 입구를 가지고 하단부에 좁은 출구를 갖는 깔때기 본체와;
   상하방향으로 연장되어 상기 깔때기 본체의 하단부의 상기 출구 둘레에 설치되어 내측으로 오므라든 협소위치와 외측으로 벌어지는 확장위치 간을 회동 가능한 다수의 스커트 날개와;
   상기 다수의 스커트 날개의 상기 깔때기 본체에 대한 각 회전 중심으로부터 반경방향으로 이격하도록 돌출 형성되는 다수의 피구동 아암과;
   내측에 상기 다수의 스커트 날개를 수용하는 수용공을 가지며, 상하방향으로는 상기 다수의 피구동 아암과 중첩하도록 배치되는 수평의 구동 플레이트와;
   상기 깔때기 본체에 대하여 상기 구동 플레이트를 승강 구동함으로써 상기 다수의 피구동 아암을 가압하여 상기 다수의 스커트 날개를 상기 협소위치로부터 상기 확장위치로 회동시키는 에어실린더(air cylinder); 및
   상기 다수의 스커트 날개를 둘러싸며, 상기 에어실린더의 구동이 해제되는 경우 상기 다수의 스커트 날개를 내측으로 탄성 가압함으로써 상기 협소위치로 복귀 회동시키는 탄성인장부재를 포함하는 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동 플레이트의 상부에 이격하여 배치되며, 내측에 관통 형성되는 지지공을 통해 상기 깔때기 본체가 안착되는 수평의 고정 플레이트를 더 포함하고,
   상기 에어실린더는 상기 깔때기 본체를 중심으로 서로 대칭되도록 배치되는 한 쌍으로 구비되어 상기 고정 플레이트 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬.
3. 제1항에 있어서,
   상기 에어실린더는
   상기 탄성인장부재에 의한 상기 다수의 스커트 날개의 복귀 시 재차 구동됨으로써 상기 다수의 스커트 날개의 털기 동작이 구현되도록 하는 것을 특징으로 하는 고형물 투입용 자동식 스커트 펀넬.

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