KR102182211B1 - 용기 뚜껑 자동 캡핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 공급되는 용기 마다의 사이즈에 적합한 위치에서 클램핑하고, 캡핑부에 의하여 기설정된 회전비에 따라 뚜껑을 용기에 회전 결합시키게 됨으로써, 다양한 크기의 용기에 범용 적용이 가능하고, 상기 용기에 따른 뚜껑 결합 회전비가 설정되어 요구되는 조임 정도의 뚜껑 결합이 가능한 용기 뚜껑 자동 캡핑장치를 제공하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 바닥면에 지지되고, 이동 가능하게 캐스터가 마련되는 한 쌍의 베이스바와, 상기 베이스바 상에 설치되는 전기제어박스와, 상기 전기제어박스의 상부측에 승하강 가능하게 이격 설치되며, 전방으로는 도어 개방되고, 일측방에 제어패널이 마련되는 캡핑본체와, 상기 캡핑본체의 하면으로 돌출 설치되어 컨베이어를 따라 공급되는 용기를 척킹할 수 있는 용기척킹단을 포함하고, 상기 용기척킹단이 승하강 및 전, 후진 이동과 상기 용기척킹단의 간격 조절이 가능하도록 상기 캡핑본체의 내부에 설치되는 용기척킹파트 및 상기 용기척킹단의 상부측에서 상기 용기의 뚜껑을 결합시키는 캡핑척단을 포함하며, 상기 캡핑척단의 전, 후진 위치 이동 및 및 간격 조절이 가능하도록 상기 캡핑본체의 내부에 설치되는 캡핑파트를 포함하는 것이다.

Description

용기 뚜껑 자동 캡핑장치{CONTAINER CAP AUTOMATIC CAPPING DEVICE}

본 발명은 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화장품이나 음료수와 같은 내용물을 수용하는 용기의 뚜껑을 자동으로 조임 결합시키되, 조임 결합 정도가 일정한 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용기의 뚜껑은 스크류 뚜껑(Screw Cap), 프레스 뚜껑(Press Cap)과 안전 뚜껑(Safety Cap) 등 다양한 형태와 구조로 개발되어 사용되고 있다.

스크류 뚜껑은 용기의 병목(Bottleneck)에 형성되어 있는 수나사에 뚜껑의 암나사를 체결하는 스크류 캡핑(Screw Capping)에 의하여 결합되고 있으며, 프레스 뚜껑은 용기에 압박하는 프레스 캡핑(Press Capping)에 의하여 결합되고 있다.

그리고 안전 뚜껑은 스크류 캡핑과 프레스 캡핑의 병용에 의하여 용기에 결합되고 있다. 안전 뚜껑은 사용자가 손바닥으로 누르면서 돌려야 개방되므로, 어린이가 쉽게 열 수 없다.

이러한 안전 뚜껑은 어린이 보호 뚜껑(Child Resistant Cap 또는 Child Proof Cap)이라 부르고도 있다. 여기서 용기와 스크류 뚜껑의 결합을 위한 캡핑장치는 한국공개특허 10-2006-0113060호에 개시되어 있다. 이 특허 문헌의 캡핑장치는 뚜껑이 씌워져 있는 용기를 탑재하여 이송하는 이송컨베이어와, 이송컨베이어의 양측에 설치되어 용기를 이송하는 한 쌍의 측면컨베이어들과, 뚜껑을 회전시키는 복수의 회전원판들과, 뚜껑을 가압하는 가압컨베이어를 포함한다.

그러나 상기한 바와 같은 캡핑장치는, 측면컨베이어들과 회전원판들의 간격과 높이를 용기와 뚜껑의 크기에 맞도록 조절하기 곤란한 단점이 있다. 또한, 용기와 뚜껑의 결합 상태를 별도로 검사해야 하는 등 여러 가지 문제가 있었다. 더욱이 내용물에 따라 수요자가 요구하는 조임 정도가 다르기 때문에 요구 조건을 일률적으로 적용하기 어려웠다.

이에 따라 항상 일정한 조임으로 뚜껑을 캡핑할 수 있는 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연속 공급되는 용기 마다의 사이즈에 적합한 위치에서 클램핑하고, 캡핑부에 의하여 기설정된 회전비에 따라 뚜껑을 용기에 회전 결합시키게 됨으로써, 다양한 크기의 용기에 범용 적용이 가능하고, 상기 용기에 따른 뚜껑 결합 회전비가 설정되어 요구되는 조임 정도의 뚜껑 결합이 가능한 용기 뚜껑 자동 캡핑장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 바닥면에 지지되고, 이동 가능하게 캐스터가 마련되는 한 쌍의 베이스바와, 상기 베이스바 상에 설치되는 전기제어박스와, 상기 전기제어박스의 상부측에 승하강 가능하게 이격 설치되며, 전방으로는 도어 개방되고, 일측방에 제어패널이 마련되는 캡핑본체와, 상기 캡핑본체의 하면으로 돌출 설치되어 컨베이어를 따라 공급되는 용기를 척킹할 수 있는 용기척킹단을 포함하고, 상기 용기척킹단이 승하강 및 전, 후진 이동과 상기 용기척킹단의 간격 조절이 가능하도록 상기 캡핑본체의 내부에 설치되는 용기척킹파트 및 상기 용기척킹단의 상부측에서 상기 용기의 뚜껑을 결합시키는 캡핑척단을 포함하며, 상기 캡핑척단의 전, 후진 위치 이동 및 및 간격 조절이 가능하도록 상기 캡핑본체의 내부에 설치되는 캡핑파트를 포함하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전기제어박스상에서부터 상기 캡핑본체를 관통하여 수직하게 한 쌍의 기둥이 설치되고, 상기 기둥의 상단에 플레이트가 설치되며, 상기 플레이트 상에 구동모터가 설치되고, 상기 구동모터에 의하여 회전 운동하고 상기 전기제어박스에 수직하게 지지되도록 볼스크류축이 설치되며, 상기 볼스크류축을 따라 상기 캡핑본체가 너트 체결되어 승하강 이동되는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 용기척킹단은, 직선 거리 이격되어 설치되는 타이밍풀리와, 상기 타이밍풀리를 포함하여 설치되는 사이드벨트와, 상기 타이밍풀리의 상측으로 설치되어 상기 캡핑본체로부터 이어지는 수직기둥에 연결되는 사각플레이트와, 상기 사각플레이트에 설치되는 용기실린더와, 상기 용기실린더에 의하여 전, 후진되며, 상기 사이드벨트의 내측에서 같이 전, 후진 이동되는 용기클램프를 포함하는 제1용기척킹부와, 상기 제1용기척킹부와 동일한 구성으로 상기 제1용기척킹부와 마주하여 설치되는 제2용기척킹부로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 용기척킹파트는 상기 제1용기척킹부와 상기 제2용기척킹부의 상기 수직기둥의 각 단부가 캡핑본체의 내부로 이어져서 간격조절블록이 설치되고, 상기 간격조절블록이 수평방향으로 관통 설치되되, 좌, 우측 나사산 방향이 상이하여 상기 간격조절블록이 반대 방향으로 이동 가능한 간격조절스크류바가 설치되며, 상기 간격조절스크류바의 단부측에 간격조절구동모터와 수동 작동 가능한 간격조절핸들이 설치되어 상기 용기척킹단의 간격을 조절할 수 있도록 용기간격조절부를 포함할 수 있다.

그리고 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 용기척킹파트는 상기 제1용기척킹부와 상기 제2용기척킹부가 연결되어 같이 승하강 이동 가능한 직사각형의 지지플레이트가 캡핑본체의 내측에 수직하게 설치되고, 상기 지지플레이트에는 승하강을 가이드할 수 있는 LM가이드가 설치되며, 상기 지지플레이트의 일측면에 너트뭉치가 설치되고, 상기 너트뭉치에 관통하여 수직하게 볼스크류축이 설치되며, 상기 볼스크류축에는 승강모터가 연결 설치되는 용기척킹승하강이동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 캡핑본체의 내측면에는 상기 지지플레이트의 승하강 이동을 제한할 수 있도록 리미트센서가 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 캠핑척단은, 원주 방향을 따라 회전되는 한 쌍의 회전베어링이 배치되고, 상기 회전베어링에는 수직하게 회전바가 상기 캡핑본체의 내부로 이어져서 제1전후진플레이트에 연결 설치되는 제1캡핑척부와, 상기 제1캡핑척부와 동일한 구성으로 상기 제1캡핑척부와 마주하여 설치되는 제2캡핑척부로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1캡핑척부의 회전베이링과 제2캡핑척부의 회전베어링은 동일 방향으로 회전되는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 캡핑파트는 상기 제1캡핑척부의 상기 제1전후진플레이트와, 상기 제2캡핑척부의 전후진플레이트에는 캡핑LM블록이 설치되고, 상기 캡핑LM블록에는 길이 방향으로 관통 설치되되, 좌, 우측 나사산 방향이 상이하여 마주하는 상기 전후진플레이트가 방향으로 이동 가능하도록 하는 한 쌍의 캡핑위치이동스크류바와, 상기 한 쌍의 캡핑위치이동스크류바 중 어느 하나의 단부측에 캡핑구동모터와 수동 작동 가능한 캡핑조절핸들이 설치되어 상기 캡핑척단의 위치 이동이 가능한 캡핑이동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1전후진플레이트와 상기 제2전후진플레이트 각각에는 전, 후진 이동시킬 수 있는 캡핑실린더가 설치되고, 상기 제1전후진플레이트와 상기 제2전후진플레이트 각각의 상면에는 제1캡핑플레이트와 제2캡핑플레이트가 설치되며, 상기 제1캡핑플레이트에는 캡핑용서보모터가 설치되고, 상기 캡핑용서보모터에 의해 구동되고 다수개의 관절을 가지는 캡핑링크절이 설치되며, 상기 캡핑링크절에 제1캡핑척부와 제2캡핑척부가 연결되어 용기 뚜껑을 향하여 오므려졌다 벌어지는 동작으로 뚜껑을 캡핑하게 되는 캡핑부를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서는, 연속 공급되는 용기 마다의 사이즈에 적합한 위치에서 클램핑하고, 캡핑부에 의하여 기설정된 회전비에 따라 뚜껑을 용기에 회전 결합시키게 됨으로써, 다양한 크기의 용기에 범용 적용이 가능하고, 상기 용기에 따른 뚜껑 결합 회전비가 설정되어 요구되는 조임 정도의 뚜껑 결합이 가능하여 조립 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 연속된 공정을 통하여 작업시간을 줄일 수 있어 대량 생산이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 전체를 보여주는 정면도이고,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 전체를 보여주는 평면도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 전체를 보여주는 측면도이고,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑본체의 측면을 보여주는 사진이고,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑본체의 내부를 보여주는 사진이고,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹단과 캡핑척단을 보여주는 사진이고,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹파트를 보여주는 정면도이고,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹파트를 보여주는 평면도이고,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹파트를 보여주는 측면도이고,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑파트를 보여주는 정면도이고,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑파트를 보여주는 평면도이고,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑파트를 보여주는 측면도이고,

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

여기서 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 전체를 보여주는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 전체를 보여주는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 전체를 보여주는 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑본체의 측면을 보여주는 사진이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑본체의 내부를 보여주는 사진이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹단과 캡핑척단을 보여주는 사진이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹파트를 보여주는 정면도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹파트를 보여주는 평면도이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 용기척킹파트를 보여주는 측면도이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑파트를 보여주는 정면도이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑파트를 보여주는 평면도이고, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치에서 캡핑파트를 보여주는 측면도이다.

용기 뚜껑 자동 캡핑장치는, 도 1 또는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 바닥면에 지지되는 베이스바(100)와, 베이스바(100)에 설치되는 전기제어박스(104)와, 작동을 위하여 각종 부품들이 내장 설치되는 캡핑본체(110)와, 공급되는 용기(10)를 척킹하기 위한 용기척킹파트(200) 및 실질적으로 용기(10)의 뚜껑(12)을 결합시키는 캡핑파트(300)를 포함할 수 있다.

먼저, 베이스바(100)는 바닥면에 지지되는 것으로서, 금속의 사각바가 나란히 한 쌍으로 이루어지며, 적정 거리 이격되어 길이 방향으로 나란히 설치될 수 있다.

그리고 베이스바(100)의 바닥면에는 캐스터(102)가 설치될 수 있으며, 하나의 베이스바(100)에 적어도 2개 이상의 캐스터(102)가 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

베이스바(100)상에는 전기제어박스(104)가 설치될 수 있다.

전기제어박스(104)는 사각의 틀 형상으로 작동을 위한 각종 전기제어 부품들이 내장 설치되며, 베이스바(100)의 중심으로부터 벗어나서 일단부측에 설치되는 것이 바람직하다.

여기서 전기제어박스(104)의 상측으로는 캡핑본체(110)가 편심되게 되게 설치될 수 있다. 이는 캡핑본체(110)의 하부측으로 용기(10)의 자동 공급을 위하여 컨베이어(20)가 설치되기에 전기제어박스(104)가 베이스바(100)의 중심으로부터 벗어나서 설치되는 것이다.

전기제어박스(104)의 상부측으로 적정 거리 이격되어 캡핑본체(110)가 설치된다.

캡핑본체(110)는 내부에 공간이 마련되는 사각의 틀로 이루어져서, 내부 공간에 캡핑을 위하여 필요한 작동 부품들이 내장 설치되는 것이다.

상기 캡핑본체(110)는 미도시 되었지만, 전방측으로 회전 개방되는 도어가 설치될 수 있으며, 일측면으로는 전기적으로 연결된 제어패널(111: 도 5에 도시)이 설치될 수 있다.

여기서 제어패널(111)에서는 입력된 용기의 크기와 뚜껑의 크기 등에 따라 작동을 제어하게 되는 것이다.

덧붙여, 제어패널(111)에는 미도시 되었지만, 용기 크기 값과 뚜껑의 결합을 위한 조임 정도 값이 입력되는 입력부와, 입력부에 의하여 입력된 값에 의하여 이동이나 간격조절 거리를 연산하는 연산부와, 연산부에 의하여 연산된 결과에 따라 모터들의 작동 여부 판단 회전 속도를 제어하는 출력부를 포함할 수 있다.

더욱이 제어패널(111)은 시퀀스 제어(예: heat-up, operation mode, cool-down 등을 제어), 피드백 제어, EBOP 제어를 담당하고, 운전 중 실시간 감시를 통해 운전 변수를 변경할 수 있고, 상태 제어 및 예측 진단을 수행할 수 있다.

또, 제어패널(111)은 외부 통신망(예: 이더넷)을 통해 상위 제어시스템에 연결될 수 있다. 상위 제어시스템은 복수의 연료 전지 시스템들의 제어기들과 연결되며, 단위 모듈 별(6/24/120kW) 병렬 운전 및 단위 모듈 고장 시 부하 분담을 조정하는 통합적인 제어를 담당한다.

제어패널(111)을 통해 상위 제어시스템의 상태 감시를 기반으로 전체 시스템의 안정성 및 신뢰성이 향상될 수 있다. 스택 모듈의 수명 및 발전 출력량 중 원하는 사항에 우선순위를 부여하는 운영도 가능하다. 단위 모듈의 교체 가능으로, 시스템의 운전 지속성도 확보된다. 예를 들어, 개별 독립 운전, 통합 병렬 운전, 부하 변동 운전 등의 다양한 방식들이 지원될 수 있다.

한편, 캡핑본체(110)는 하단이 전기제어박스(104)에 지지되고, 수직하게 이어져서 캡핑본체(110)를 관통한 한 쌍의 기둥(112)에 의하여 지지 고정될 수 있다.

그리고 캡핑본체(110)를 관통한 한 쌍의 기둥(112) 상단에는 직사각형의 플레이트(113)가 한 쌍의 기둥(112)을 잇는 형태로 설치되고, 플레이트(113)에는 구동모터(114)가 설치되며, 구동모터(114)에 연결되어 회전 운동하는 볼스크류축(115)이 한 쌍의 기둥(112) 사이에 전기제어박스(104)에 수직하게 설치될 수 있다.

볼스크류축(115)은 스풀라인 형태이며, 볼스크류축(115)을 따라 캡핑본체(110)가 너트 체결되어 볼스크류축(115)을 따라 승하강 이동될 수 있는 것이다.

여기서 결합용 뚜껑(12)이 포함되는 용기(10)가 컨베이어(20)를 따라 이송되는데, 상기 용기(10)의 크기와 높이가 제품마다 상이하기 때문에 이를 맞추기 위하여 일차적으로 캡핑본체(110)의 승하강 이동을 통하여 높이를 맞추게 된다.(도 2에 도시)

그리고 캡핑본체(110)를 승하강 이동시키기 위한 구동모터(114)와 전기적으로 연결되는 케이블은 케이블베어(116)에 의하여 안정성을 높일 수 있다.

용기척킹파트(200)에 대해서는 도 6 내지 도 10을 참고하여 설명한다.

용기척킹파트(200)는 크게 캡핑본체(110)의 하면으로 돌출 설치되어 컨베이어(20)를 따라 공급되는 용기(10)를 척킹할 수 있는 용기척킹단(210)을 포함하며, 용기척킹단(210)을 승하강 및 전, 후진 이동과 상기 용기척킹단의 간격 조절이 가능하도록 설치되는 용기간격조절부(220)와 용기척킹승하강이동부(230)를 포함할 수 잇다.

먼저, 용기척킹단(210)은, 크게 제1용기척킹부(211a)와 제2용기척킹부(211b)로 구성되며, 이들 제1,2용기척킹부(211a)(211b)는 동일 구성으로 하여 마주하여 진행 방향을 따라 형성될 수 있다.

이에 따라 제1용기척킹부(211a)만을 설명하면, 컨베이어(20)의 진행방향을 따라 직선 거리 이격되어 타이밍풀리(212)가 한 쌍으로 설치되고, 상기 한 쌍의 타이밍풀리(212)에는 사이드벨트(213)가 설치되어 동력을 전달받게 된다.

그리고 한 쌍의 타이밍풀리(212)를 연결하는 직사각형의 사각플레이트(214)가 상측에 설치될 수 있으며, 사각플레이트(214)는 캡핑본체(110)로부터 이어지는 수직기둥(215)에 의하여 지지될 수 있다.

여기서 수직기둥(215)의 사이에 한 쌍의 타이밍풀리(212)중 어느 하나에 회전력을 부여할 수 있도록 연결된 회전체(216)가 설치되고, 제1용기척킹부(211a)의 회전체(216)와 제2용기척킹부(211b)의 회전체(216)에는 각각 용기구동모터(217)가 연결 설치되어 회동이 가능할 수 있다.

그리고 앞서 설명한 바와 같이 용기구동모터(217)는 제어패널(111)의 입력부와 연산부 및 출력부를 통해 기설정된 값에 따라 구동이 제어될 수 있다.

사각플레이트(214)에는 용기실린더(218)가 제2용기척킹부(211b)와 마주하는 방향으로 설치되며, 용기실린더(218)는 공압 또는 에어 실린더일 수 있다.

그리고 용기실린더(218)의 단부에는 용기클램프(219)가 설치되어 용기실린더(218)에 의하여 전, 후진되며, 사이드벨트(213)의 내측에서 같이 전, 후진 이동되어 용기(10)를 척킹하게 된다.

한편, 용기척킹파트(200)는, 도 5 또는 도 6에 나타난 사진을 참고하면, 용기척킹단(210)의 승하강 및 전, 후진 이동과 같이, 용기척킹단(210)의 간격 조절이 가능하도록 캡핑본체(110)의 내부에 설치될 수 있다.

용기간격조절부(220)는 앞서 설명한 제1용기척킹부(211a)와 제2용기척킹부(211b)의 각 수직기둥(215)의 단부에는 간격조절블록(221)이 설치되고, 간격조절블록(221)에는 간격조절스크류바(222)가 수평방향으로 관통 설치되되, 간격조절스크류바(222)에 형성된 나사산이 중심을 기준으로 좌, 우측 나사산 방향이 상이하게 형성될 수 있다.

따라서 간격조절스크류바(222)의 회전에 의하여 제1용기척킹부(211a)의 간격조절블록(221)과 제2용기척킹부(211b)의 간격조절블록(221)이 상호 반대 방향으로 수평이동하면서 간격이 넓어졌다 좁아 졌다 할 수 있다.

간격조절스크류바(222)의 단부측에 간격조절구동모터(223)와 수동 작동 가능한 간격조절핸들(224)이 설치될 수 있다.

간격조절핸들(224)은 캡핑본체(110)의 일측면에 돌출 설치되어 외부에서 작동이 가능하도록 하였으며, 하기에서 설명할 높낮이 조절을 위하여 수직 방향으로 일정 길이의 장공(225)이 형성될 수 있다.

더욱이 용기척킹파트(200)는 제1용기척킹부(211a)와 제2용기척킹부(211b)가 연결되어 같이 승하강 이동이 가능할 수 있도록 용기척킹승하강이동부(230)를 포함할 수 있다.

이에 따라 용기척킹승하강이동부(230)로는, 캡핑본체(110)의 내측면에 근접하여 직사각형의 지지플레이트(231)가 수직하게 설치되고, 지지플레이트(231)에는 용기구동모터(217) 등이 연결되어 있으며, 일측면에 승하강을 가이드할 수 있는 LM가이드(232)가 설치되고, 지지플레이트(231)의 일측면에 너트뭉치(233)가 고정 설치되며, 너트뭉치(233)에 관통하여 수직하게 볼스크류축(234)이 설치될 수 있다.

볼스크류축(234)의 상, 하 양단은 캡핑본체(110)의 바닥면과 천장면에 고정 지지될 수 있으며, 볼스크류축(234)에는 승강모터(235)가 연결 설치되어 승강모터(235)의 구동에 의하여 지지플레이트(231)가 승하강 이동되며 이와 같이 제1용기척킹부(211a)와 제2용기척킹부(211b)로 승하강 이동이 가능하게 된다.

더 나아가 캡핑본체(110)의 내측면에는 지지플레이트(231)의 승하강 이동을 제한할 수 있도록 리미트센서(236)가 더 포함될 수 있다.

캡핑파트(300)는 도 11 내지 도 13을 참고하여 설명한다.

캡핑파트(300)는 용기척킹단(210)의 상부측에서 용기(10)의 뚜껑을 결합시키는 캡핑척단(310)을 포함함과 같이, 캡핑척단(310)의 전, 후진 위치 이동 및 간격 조절이 가능하도록 캡핑이동부(320)와, 실질적으로 캡핑이 이루어지는 캡핑부(330)를 크게 포함할 수 있다.

캡핑척단(310)을 먼저 설명하면, 캡핑척단(310)은 다시 제1캡핑척부(311)와 제2캡핑척부(314)로 구분할 수 있으며, 제1캡핑척부(311)와 제2캡핑척부(314)는 동일한 구성이기에 제1캡핑척부(311)를 중심으로 기재한다.

여기서 다시 도 5 또는 도 6을 참고하여 설명하면, 제1캡핑척부(311)는 원주 방향을 따라 회전되는 한 쌍의 회전베어링(312)이 배치되고, 회전베어링(312)에는 수직하게 회전바(313)가 캡핑본체(110)의 내부로 이어지도록 설치된다.

그리고 회전바(313)와 연결되도록 제1전후진플레이트(311a)가 설치되고, 제2캡핑척부(314)에는 제2전후진플레이트(314a)가 설치될 수 있다.

캡핑척단(310)의 위치 이동이 가능한 캡핑이동부(320)로는, 제1캡핑척부(311)의 제1전후진플레이트(311a)와 제2캡핑척부(314)의 전후진플레이트(311a, 314a)에는 캡핑LM블록(322)이 설치되고, 상기 캡핑LM블록(322)에는 길이 방향으로 관통 설치되되, 좌, 우측 나사산 방향이 상이하여 마주하는 제1, 2전후진플레이트(311a)(314a)가 방향으로 이동 가능하도록 하는 한 쌍의 캡핑위치이동스크류바(324)가 설치될 수 있다.

캡핑위치이동스크류바(324)에 형성된 나사산이 중심을 기준으로 좌, 우측 나사산 방향이 상이하게 형성될 수 있다.

따라서 캡핑위치이동스크류바(324)의 회전에 의하여 캡핑LM블록(322)에 의해 제1전후진플레이트와 제2전후진플레이트(314a)이 상호 반대 방향으로 수평이동하면서 간격이 넓어졌다 좁아졌다 할 수 있다.

그리고 한 쌍의 캡핑위치이동스크류바(324) 중 어느 하나의 단부측에 캡핑구동모터(114)와 수동 작동 가능한 캡핑조절핸들(328)이 설치될 수 있다.

캡핑조절핸들(328)과 앞선 간격조절핸들(224)은 캡핑본체(110)의 같은 일측면에 설치되는 것이 바람직하며, 제어패널(111)이 설치된 일면에 같이 설치되면 더욱 바람직할 수 있다.

그리고 캡핑부(330)는, 제1전후진플레이트(311a)와 제2전후진플레이트(314a) 각각에 전, 후진 이동시킬 수 있는 캡핑실린더(331)가 설치될 수 있다.

캡핑실린더(331)는 한 쌍의 캡핑위치이동스크류바(324) 상에 설치된 지지판에 의하여 지지 설치된다.

이어서 제1전후진플레이트(311a)와 제2전후진플레이트(314a) 각각의 상면에는 제1캡핑플레이트(332)와 제2캡핑플레이트(333)가 설치되며, 제1캡핑플레이트(332)에는 캡핑용서보모터(334)가 설치되고, 캡핑용서보모터(334)에 의해 구동되고 다수개의 관절을 가지는 캡핑링크절(335)이 설치될 수 있다.

따라서 캡핑링크절(335)에 제1캡핑척부(311)와 제2캡핑척부(314)가 연결되어 용기(10)의 뚜껑(12)을 향하여 오므려졌다 벌어지는 동작으로 뚜껑(12)을 캡핑하게 된다.

좀 더 자세히 캡핑링크절(335)을 설명하면, 제1캡핑플레이트(332)와 제2캡핑플레이트(333) 각각에 삼각의 플레이트가 설치되고, 마주하는 삼각의 플레이트는 힌지 결합되어 있으며, 각 삼각의 플레이트에는 기어풀리와 벨트로 연결되고, 그 사이에 회전바(313)와 연결된 베어링이 연결되어 회전 구동될 수 있다.

따라서 제1캡핑척부(311)의 회전베어링(312)과 제2캡핑척부(314)의 회전베어링(312)은 동일 방향으로 회전이 가능할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 용기 뚜껑 자동 캡핑장치의 작용은, 다시 도 1 내지 도 6을 참고하여 설명한다.

컨베이어(20)가 캡핑본체(110)의 하부측에 위치되고, 컨베이어(20)를 통해 이동 공급될 용기(10)와 뚜껑(12) 사이즈 및 이에 따른 뚜껑(12)의 조임 정도가 정해지면, 제어패널(111)에 입력된 설정값에 따라 캡핑본체(110)의 승하강 이동 및 용기척킹파트(200)와 캡핑파트(300)가 작동하게 된다.

먼저, 용기(10)와 뚜껑(12)의 사이즈에 따라 구동모터(114)의 작동에 의하여 캡핑본체(110)가 볼스크류축(115)을 따라 어느 정도 승하강 이동되어 위치가 셋팅되게 된다.

이어서 용기척킹승하강이동부(230)의 작동으로 용기(10)에 대하여 좀 더 세밀하게 승하강 이동되어 용기(10)의 척킹부분 높이를 조절하게 된다.

승강모터(235)의 구동에 의하여 지지플레이트(231)의 너트뭉치(233)가 볼스크류축(234)과 LM가이드(232)를 따라 승하강 이동되고, 지지플레이트(231)의 이동에 따라 제1용기척킹부(211a)와 제2용기척킹부(211b)로 이루어지는 용기척킹단(210)이 승하강 이동되어 적정 높이에 위치하게 된다.

그리고 지지플레이트(231)의 승하강 이동에 따라 간격조절핸들(224)도 장공(225)을 통해 같이 이동될 수 있다.

상기와 같이, 용기척킹승하강이동부(230)를 통하여 높이가 설정되면, 용기간격조절부(220)의 작동으로 사이드벨트(213)가 용기(10)의 둘레 사이즈에 근접하도록 간격이 조절된다.

간격조절구동모터(223)에 의하여 간격조절스크류바(222)가 회전 구동되고, 간격조절스크류바(222)에서 중앙을 중심으로 좌, 우 나사산이 다르게 형성된 위치에 설치된 용기간격조절부(220)는 좌, 우로 좁아졌다 벌어지면서 설정값에 따라 간격이 조절될 수 있다.

여기서 수동 조작으로 간격조절핸들(224)을 통한 간격 조절도 가능할 수 있다.

그리고 컨베이어(20)를 통해 용기(10)의 공급이 시작되면, 용기구동모터(217)의 작동에 의하여 회전체(216)가 회전 구동되고, 회전체(216)에 연결된 어느 하나의 타이밍풀리(212)가 회전하면서 연결된 사이드벨트(213)를 회전시키게 된다.

같은 작동으로 제1용기척킹부(211a)와 간격 조절되어 마주하는 제2용기척킹부(211b)로 동일 방향으로 사이드벨트(213)가 작동된다.

이에 따라 컨베이어(20)로 이송된 용기(10)가 사이드벨트(213)에 위치되면, 동시에 용기실린더(218)의 전진 작동으로 용기클램프(219)를 통해 사이드벨트(213)를 가압하여 용기(10)의 외주연 양측에서 기설정 시간 척킹을 실시하게 된다.

다음과 같이 용기(10)가 고정된 상태에서 뚜껑(12)의 결합이 이루어지게 된다.

그 전에 용기간격조절부(220)의 조절과 같이 하여 캡핑척단(310)의 이동도 요구되며, 이에 따라 캡핑이동부(320)도 작동되어 뚜껑(12)의 사이즈에 맞게 간격 이동이 이루어져야 한다.

캡핑구동모터(114)의 작동으로 캡핑위치이동스크류바(324)가 회전하고, 캡핑위치이동스크류바(324)에서 중앙을 중심으로 좌, 우 나사산이 다르게 형성된 위치에 설치된 캡핑LM블록(322)과 이 좌, 우로 좁아졌다 벌어지면서 설정값에 따라 간격이 조절될 수 있다.

캡핑LM블록(322)의 간격 조절은 제1캡핑척부(311)의 제1전후진플레이트(311a)와 제2캡핑척부(314)의 제2전후진플레이트(314a)의 간격 조절과 동시에 제1캡핑플레이트(332)와 제2캡핑플레이트(333)도 같이 이동된다.

여기서 보다 미세 간격 조절은 캡핑실린더(331)에 의하여 이루어지게 된다.

그리고 캡핑조절핸들(328)의 수동 조작으로도 간격 조절이 가능할 수 있다.

그리고 캡핑용서보모터(334)에 의하여 회전바(313)와 회전베어링(312)이 동일 방향으로 회전된다. 즉, 한 쌍씩 마주하는 제1캡핑척부(311)와 제2캡핑척부(314)가 회전하면서 척킹된 용기(10)의 상단에 뚜껑(12)을 클램프하여 결합을 시키게 된다.

더욱이 제1캡핑척부(311)와 제2캡핑척부(314)는 캡핑링크절(335)을 통해 자연스럽게 오므려졌다, 펼쳐지면서 뚜껑(12)을 클램프한 후, 회전을 통해 뚜껑(12)을 기설정된 회전에 따라 용기(10)에 결합시키게 된다.

따라서 뚜껑(12)의 회전 결합 정도가 기설절값에 따라 이루어지기에 조임 정도가 일정할 수 있다.

뚜껑(12)의 조임 결합이 완료되면, 일시 멈추었던, 타이밍풀리(212)와 사이드벨트(213)가 구동되고, 용기실린더(218)에 의하여 용기클램프(219)도 후진하여 용기(10)의 척킹을 해제시켜서 이송이 가능하게 되며, 마찬가지로 제1캡핑척부(311)와 제2캡핑척부(314)도 캡핑실린더(331)에 의하여 후퇴하여 뚜껑(12)이 결합된 용기(10)를 이송시키게 된다.

전술한 바와 같은 기능들로 인해, 연속 공급되는 용기 마다의 사이즈에 적합한 위치에서 클램핑하고, 캡핑부에 의하여 기설정된 회전비에 따라 뚜껑을 용기에 회전 결합시키게 됨으로써, 다양한 크기의 용기에 범용 적용이 가능하고, 상기 용기에 따른 뚜껑 결합 회전비가 설정되어 요구되는 조임 정도의 뚜껑 결합이 가능하여 조립 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 연속된 공정을 통하여 작업시간을 줄일 수 있어 대량 생산이 가능할 수 있다.

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.

10 : 용기 12 : 뚜껑
100 : 베이스바 104 : 전기제어박스
110 : 캡핑본체 200 : 용기척킹파트
210 : 용기척킹단 220 : 용기간격조절부
230 : 용기척킹승하강이동부 300 : 캡핑파트
310 : 캡핑척단 320 : 캡핑이동부
330 : 캡핑부

Claims (10)

1. 바닥면에 지지되고, 이동 가능하게 캐스터가 마련되는 한 쌍의 베이스바와,
   상기 베이스바 상에 설치되는 전기제어박스와,
   상기 전기제어박스의 상부측에 승하강 가능하게 이격 설치되며, 전방으로는 도어 개방되고, 일측방에 제어패널이 마련되는 캡핑본체와,
   상기 캡핑본체의 하면으로 돌출 설치되어 컨베이어를 따라 공급되는 용기를 척킹할 수 있는 용기척킹단을 포함하고, 상기 용기척킹단이 승하강 및 전, 후진 이동과 상기 용기척킹단의 간격 조절이 가능하도록 상기 캡핑본체의 내부에 설치되는 용기척킹파트, 및
   상기 용기척킹단의 상부측에서 상기 용기의 뚜껑을 결합시키는 캡핑척단을 포함하며, 상기 캡핑척단의 전, 후진 위치 이동 및 및 간격 조절이 가능하도록 상기 캡핑본체의 내부에 설치되는 캡핑파트를 포함하며,
   상기 용기척킹파트에 의하여 작동되는 상기 용기척킹단은,
   직선 거리 이격되어 설치되는 타이밍풀리와,
   상기 타이밍풀리를 포함하여 설치되는 사이드벨트와,
   상기 타이밍풀리의 상측으로 설치되어 상기 캡핑본체로부터 이어지는 수직기둥에 연결되는 사각플레이트와,
   상기 사각플레이트에 설치되는 용기실린더와,
   상기 용기실린더에 의하여 전, 후진되며, 상기 사이드벨트의 내측에서 같이 전, 후진 이동되는 용기클램프를 포함하는 제1용기척킹부와,
   상기 제1용기척킹부와 동일한 구성으로 상기 제1용기척킹부와 마주하여 설치되는 제2용기척킹부를 포함하고,
   상기 용기척킹파트는,
   상기 제1용기척킹부와 상기 제2용기척킹부가 연결되어 같이 승하강 이동 가능한 직사각형의 지지플레이트가 캡핑본체의 내측에 수직하게 설치되고,
   상기 지지플레이트에는 승하강을 가이드할 수 있는 LM가이드가 설치되며,
   상기 지지플레이트의 일측면에 너트뭉치가 설치되고,
   상기 너트뭉치에 관통하여 수직하게 볼스크류축이 설치되며,
   상기 볼스크류축에는 승강모터가 연결 설치되는 용기척킹승하강이동부,
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 전기제어박스 상부측에 상기 캡핑본체를 관통하여 수직하게 한 쌍의 기둥이 설치되고,
   상기 기둥의 상단에 플레이트가 설치되며,
   상기 플레이트 상에 구동모터가 설치되고,
   상기 구동모터에 의하여 회전 운동하고 상기 전기제어박스에 수직하게 지지되도록 볼스크류축이 설치되며,
   상기 볼스크류축을 따라 상기 캡핑본체가 너트 체결되어 승하강 이동되는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 용기척킹파트는,
   상기 제1용기척킹부와 상기 제2용기척킹부의 상기 수직기둥의 각 단부가 캡핑본체의 내부로 이어져서 간격조절블록이 설치되고,
   상기 간격조절블록이 수평방향으로 관통 설치되되, 좌, 우측 나사산 방향이 상이하여 상기 간격조절블록이 반대 방향으로 이동 가능한 간격조절스크류바가 설치되며,
   상기 간격조절스크류바의 단부측에 간격조절구동모터와 수동 작동 가능한 간격조절핸들이 설치되어 상기 용기척킹단의 간격을 조절할 수 있도록 용기간격조절부,
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 캡핑본체의 내측면에는 상기 지지플레이트의 승하강 이동을 제한할 수 있도록 리미트센서가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 캡핑파트에서 상기 캡핑척단은,
   원주 방향을 따라 회전되는 한 쌍의 회전베어링이 배치되고,
   상기 회전베어링에는 수직하게 회전바가 상기 캡핑본체의 내부로 이어져서 제1전후진플레이트에 연결 설치되는 제1캡핑척부와,
   상기 제1캡핑척부와 동일한 구성으로 상기 제1캡핑척부와 마주하여 설치되는 제2캡핑척부로 구성되는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1캡핑척부의 회전베이링과 상기 제2캡핑척부의 회전베어링은 동일 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 캡핑파트는,
   상기 제1캡핑척부의 상기 제1전후진플레이트와, 상기 제2캡핑척부의 제2전후진플레이트에는 캡핑LM블록이 설치되고, 상기 캡핑LM블록에는 길이 방향으로 관통 설치되되, 좌, 우측 나사산 방향이 상이하여 마주하는 상기 전후진플레이트가 길이 방향으로 이동 가능하도록 하는 한 쌍의 캡핑위치이동스크류바와,
   상기 한 쌍의 캡핑위치이동스크류바 중 어느 하나의 단부측에 캡핑구동모터와 수동 작동 가능한 캡핑조절핸들이 설치되어 상기 캡핑척단의 위치 이동이 가능한 캡핑이동부,
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1전후진플레이트와 상기 제2전후진플레이트 각각에는 전, 후진 이동시킬 수 있는 캡핑실린더가 설치되고,
    상기 제1전후진플레이트와 상기 제2전후진플레이트 각각의 상면에는 제1캡핑플레이트와 제2캡핑플레이트가 설치되며,
    상기 제1캡핑플레이트에는 캡핑용서보모터가 설치되고,
    상기 캡핑용서보모터에 의해 구동되고 다수개의 관절을 가지는 캡핑링크절이 설치되며,
    상기 캡핑링크절에 제1캡핑척부와 제2캡핑척부가 연결되어 용기 뚜껑을 향하여 오므려졌다 벌어지는 동작으로 뚜껑을 캡핑하게 되는 캡핑부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 뚜껑 자동 캡핑장치.
    

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