KR102262367B1 - 캔 시밍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 받침판, 상기 받침판에 연결되어 고정판과 연결되는 서포트 빔, 승강 상판에 연결되고 캔 몸체에 캔 뚜껑을 밀봉하기 위한 시밍부, 상기 시밍부를 상, 하로 왕복운동하기 위한 승강부, 받침판에 연결되고 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부 및 캔 수납부 하부에 위치한 멈춤감지센서로부터 감지신호를 입력받은 경우, 승강부의 하강을 멈추고 시밍부가 동작하도록 제어하는 제어부를 포함하는 캔 시밍장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 캔의 높이에 상관없이 캔 수납부에 놓인 캔을 밀봉시킬 수 있음으로 소비자가 요구하는 양에 따라 캔을 바꿀 때 캔 수납부의 높이를 조절할 필요가 없음으로 캔 시밍작업의 효율을 높일 수 있다.

Description

캔 시밍장치{CAN SEAMING APPARATUS}

본 발명은 캔 시밍장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캔 뚜껑을 캔 몸체에 놓은 상태에서 캔 뚜껑을 캔 몸체에 밀봉시키는 캔 시밍장치에 관한 것이다.

각종 음료의 포장용기로서 사용되는 캔을 제조하는 과정에 있어서, 캔의 몸통에 음료를 채워 넣은 후에 캔 내부와 외부의 공기의 이동을 차단하도록 밀봉하는 기술이 가장 중요하다.

캔의 제조를 위해서는 먼저 변형이 용이한 판을 정해진 치수의 사각형으로 자른 뒤, 이를 원형으로 말아 사이드 심(Side seam)을 용접하여 원통 형태의 바디(Body, 즉, 상하가 개구된 캔)을 만든다. 이후에 바디의 개구부를 캔 뚜껑으로 덮고, 바디의 개구부 테두리와 캔 뚜껑의 테두리를 함께 감아 압착함으로써 캔을 밀봉한다. 이와 같이, 캔 뚜껑을 캔 바디의 테두리에서 감아서 압착하는 작업을 캔 시밍(seaming)이라고 일컫는다.

캔 시밍 장치에서는 리프트 수단에 의해 뚜껑이 얹혀진 캔이 상승하면, 시밍 척(seaming chuck)이 캔 뚜껑의 상면에 맞닿아 리프트 수단과 시밍 척 사이에 캔이 고정된다. 이후에, 시밍 척이 빠르게 회전하여 고정된 캔을 회전시키는 동안 시밍 롤(seaming roll)이 수평 운동으로 시밍 척에 접근하여 캔의 테두리를 밀면서 압력을 가하여 캔을 밀봉한다.

이러한 캔 시밍 장치는 모터에서 발생된 회전력을 벨트를 통해 시밍 척으로 제공하도록 구성되었는데, 그 구성의 부피와 무게가 상당하여 주로 공장에서 사용된다. 그런데, 최근에 주류법 완화로 수제맥주공급이 가능하여 수제 맥주의 공급과 수요가 증가하고 질소 커피나 더치 커피 등의 판매가 증가하면서, 가정에서 또는 개인 사업장에서 직접 캔을 밀봉하기 위한 소형 캔 시밍 장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명과 관련된 선행기술로 대한민국공개특허공보 제10-2019-0087902호의 자동 셋팅 시밍 머신이 개시되어 있다. 상기 선행기술은 시밍하려는 캔의 높이에 따라 높이 조절부의 일측에 다수 개의 관통공을 형성하여 높이를 조절하고 난 이후 고정핀을 상기 관통공에 삽입되어 고정시키고 있다. 즉 상기 선행기술은 시밍헤드는 고정된 상태로 캔의 높이에 따라 상기 높이 조절부를 매번 조정하여야 하는 불편함이 있다.

따라서 다양한 용량에 따른 다양한 캔 높이를 갖는 캔을 시밍함에 있어서 매번 캔 높이에 따라 캔 받침대의 높이를 조절할 필요가 없는 새로운 캔 시밍장치의 개발이 필요하다 할 것이다.

1. 대한민국공개특허공보 제10-2019-0087902호(2019.07.25)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 캔의 높이에 상관없이 캔을 캔 수납부에 안착된 상태에서 뚜껑을 밀봉시킬 수 있는 캔 시밍장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 캔 시밍장치는 받침판, 상기 받침판에 연결되어 고정판과 연결되는 서포트 빔, 승강 상판에 연결되고 캔 몸체에 캔 뚜껑을 밀봉하기 위한 시밍부, 상기 시밍부를 상, 하로 왕복운동하기 위한 승강부, 받침판에 연결되고 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부 및 캔 수납부 하부에 위치한 멈춤감지센서로부터 감지신호를 입력받은 경우, 승강부의 하강을 멈추고 시밍부가 동작하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 서포트 빔에 지지 브라켓을 통하여 연결되는 리미트 스위치를 더 포함하며, 상기 제어부는 리미트 스위치로부터 감지신호를 입력받은 경우, 승강 하판이 허용된 범위를 벗어났다고 판단하고, 승강 모터의 동작을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 캔 수납부는 하우징, 캔 몸체가 놓이는 캔 받침대가 삽입되어 지지하기 위한 지지몸체, 지지몸체와 캔 외부 하우징 사이에 위치하는 롤러베어링을 포함하고, 상기 캔 받침대는 내부에 센서 샤프트가 삽입되는 삽입홈 및 코일 스프링이 삽입되는 코일 삽입홈이 형성되어, 센서 샤프트의 일단은 코일 삽입홈에 삽입되어 있는 코일 스프링을 관통하여 삽입홈에 삽입되어 캔 받침대와 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 캔의 높이에 상관없이 캔 수납부에 놓인 캔을 밀봉시킬 수 있음으로 소비자가 요구하는 양에 따라 캔을 바꿀 때 캔 수납부의 높이를 조절할 필요가 없음으로 캔 시밍작업의 효율을 높일 수 있다.

즉 용량에 따른 다양한 높이를 갖는 캔에 상관없이 그대로 캔을 수납부에 위치시킨 후 곧바로 캔 시밍을 할 수 있음으로 작업자는 캔 높이에 따른 캔 수납부의 높이를 변경할 필요가 없음으로 캔 시밍 작업을 효율적으로 할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 시밍장치의 사시도 및 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 시밍장치의 시밍부를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 수납부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 시밍장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.

따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 시밍장치의 사시도 및 측면도이다.

도 1a 내지 도 1c에서 보는 바와 같이, 캔 시밍장치(1000)는 받침판(1), 상기 받침판에 연결되어 고정판(102)과 연결되는 서포트 빔(5), 승강 상판(103)에 연결되고 캔 몸체에 캔 뚜껑을 밀봉하기 위한 시밍부(200), 상기 시밍부(200)를 상, 하로 왕복운동하기 위한 승강부(100), 받침판(1)에 연결되고 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부(300) 및 캔 수납부(300) 하부에 위치한 멈춤감지센서(400)로부터 감지신호를 입력받은 경우, 승강부의 하강을 멈추고 시밍부가 동작하도록 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다. 멈춤감지센서(400)는 수광부와 발광부로 이루어져 상기 수광부와 발광부 사이의 광경로가 차단되었을 경우, 감지신호를 제어부로 출력하는 광센서일 수 있다. 여기서 멈춤감지센서(400)는 광센서로 설명하였으나 이에 한정하지 아니하고, 캔 수납부 내에 있는 센서 샤프트의 하강 또는 캔 받침대의 하강을 감지할 수 있는 근접센서, 거리센서, 누름센서, 리미트 스위치 등의 다양한 센서로 이루어질 수 있다.

승강 상판(103)은 캔 수납부(300)에 안착된 캔 몸체에 놓은 뚜껑을 밀봉하기 위한 시밍부(200)가 연결될 수 있으며, 시밍부(200)에 대해서는 도 2에서 상세히 설명한다. 승강 상판(103) 하부에 밀봉모터(210)가 연결되고, 고정판(102) 및 승강 하판(101)은 밀봉모터(210)를 수용하기 위한 개구가 형성되어 밀봉모터(210)가 이동하는 공간이 형성될 수 있다.

받침판(1)은 4개의 서포트 빔(5)이 연결되고, 서포트 빔(5)은 연결블록(6)을 통하여 고정판(102)과 연결되어 고정판(102)은 서포트 빔(5)에 고정될 수 있다. 승강 측판(104)은 승강 상판(103)과 승강 하판(101)을 연결시켜, 승강 모터에 의하여 승강 하판(101)이 아래로 이동하는 경우, 승강 상판(103)에 연결된 시밍부(200)가 캔 수납부(300)에 놓인 캔 상부로 이동하여 캔 뚜껑을 캔 몸체에 밀봉시킬 수 있다.

승강부(100)는 승강모터 브라켓(125)을 통하여 받침판(1)에 연결되는 승강모터(120), 상기 승강모터 축에 연결되는 제1 승강기어(121), 상기 제1 승강기어(131)와 연결되는 제2 승강기어(131), 승강 하판(101)에 연결되는 스크류 너트(130) 및 스크류 너트(130)에 삽입 연결되고 일단이 제2 승강기어 및 받침판(1)에 연결되고, 타단이 고정판(102)에 연결되는 스크류(135)를 포함할 수 있다. 승강부(100)는 승강 모터(120)의 회전에 따라 스크류(135)가 회전하여 승강 측판(104)을 통하여 연결된 승강 하판(101) 및 승강 상판(103)을 상, 하로 이동시킬 수 있다. 따라서 제어부(500)는 승강 모터(120)를 제어하여 승강 상판(103)에 위치한 시밍부(200)를 아래로 이동시켜 캔 수납부(300)에 위치한 캔 뚜껑이 중앙 헤드에 삽입되도록 제어할 수 있다. 승강부(100)는 승강 하판(101)에 연결되는 리니어부싱(115) 및 상기 리니어부싱(115)을 관통하고, 일단은 받침판(1)에 연결되고 타단은 고정판(102)에 연결되는 가이드 바(110)를 포함하며, 가이드 바(110)는 스크류(135)의 회전에 따라 승강 하판(101) 및 승강 상판(103)이 상, 하 이동시 가이드 할 수 있다.

도 1c를 참고하면, 서포트 빔(5)에 지지 브라켓(7)을 통하여 리미트 스위치(410,420)가 연결될 수 있다. 리미트 스위치(410,420)는 승강 하판(101)에 연결된 접촉부재(8)와 승강 하판(101)의 상, 하 이동시 접촉하여 발생된 감지신호를 제어부(500)로 전송할 수 있다. 리미트 스위치(410,420)는 승강 하판(101)이 이동함에 있어 허용될 수 있는 최대 높이에 위치하는 제1 리미트 스위치(410) 및 최소 높이에 위치하는 제2 리미트 스위치(420)로 이루어질 수 있다. 제어부(500)는 제1 및 제2 리미트 스위치(410,420)로부터 감지신호를 입력받은 경우, 승강 하판(101)이 허용된 범위를 벗어났다고 판단하고, 승강 모터(120)의 동작을 중지시켜 오작동을 방지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 시밍장치의 시밍부를 도시한 도면이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 승강 상판(103)은 상부에 밀봉모터(210)와 연결되는 제1 밀봉기어(211), 제1 밀봉기어(211)과 연결되는 제2 밀봉기어(212) 및 제2 밀봉기어와 연결되는 제3 밀봉기어(213)가 승강 상판(103)에 지지될 수 있다. 시밍부(200)는 제2 밀봉기어(212)의 축과 연결되어 회전하는 캠(240), 제3 밀봉기어(213)의 축과 연결되어 회전하고, 캔 몸체에 놓인 캔 뚜껑을 지지하는 중앙 헤드(220) 및 중앙 헤드(220)에 지지되어 회전하는 캔 뚜껑의 가장자리 부분에 캠(240)의 회전에 의하여 밀착되어 압력을 가하여 캔 뚜껑을 캔 몸체에 밀봉시키는 측면 헤드(230)을 포함할 수 있다.

측면 헤드(230)는 승강 상판(103)에 연결되는 연결몸체(10)와 중심축(233)을 통하여 연결되는 링크(231)의 일단에 연결되고, 링크의 타단은 연결핀(234)을 통하여 캠(240)의 외면과 접촉하여 회전하는 볼베이링(235)과 연결될 수 있다. 따라서 제2 밀봉기어(212)의 회전에 따라 캠(240)이 회전함에 따라 볼 베어링(235)이 캠(240)의 측면과 접촉하여 링크(231)의 끝단에 연결된 측면 헤드(230)를 중앙헤드(220) 쪽으로 이동시켜 캔 뚜껑을 캔 몸체에 밀봉시키도록 압력을 가할 수 있다. 측면 헤드(230)는 도시하지는 않았지만 캔 뚜껑을 캔 몸체에 압력을 가하여 밀봉시킨 후 처음 상태로 돌아오기 위하여 스프링이 연결될 있다. 예를 들어 스프링의 일단이 측면에드에 연결되고 스프링의 타단은 고정된 서포트 빔에 연결될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 수납부를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 시밍장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 3a 및 도 3b에서 보는 바와 같이, 캔 수납부(300)는 하우징(340), 캔 몸체가 놓이는 캔 받침대(310)가 삽입되어 지지하기 위한 지지몸체(320), 지지몸체(320)와 캔 외부 하우징(340) 사이에 위치하는 롤러베어링(330,331)을 포함할 수 있다. 캔 수납부(300)의 캔 받침대(310)와 중앙 헤드(220) 사이에 위치한 캔은 롤러베어링(330,331)에 의하여 하우징(340) 내부에서 중앙 헤드(220)의 회전에 따라 동시에 회전할 수 있다. 캔 받침대(310)는 내부에 센서 샤프트(350)가 삽입되는 삽입홈(311) 및 코일 스프링이 삽입되는 코일 삽입홈(312)이 형성될 수 있다. 센서 샤프트(350)의 일단은 코일 삽입홈(312)에 삽입되어 있는 코일 스프링을 관통하여 삽입홈(311)에 삽입되어 캔 받침대(310)와 연결될 수 있다. 여기서 코일 스프링은 중앙 헤드의 하강에 따라 캔 받침대와 중앙 헤드 사이에 위치한 캔에 압력을 주어 캔 뚜껑이 캔 몸체와 완전히 밀착된 상태가 될 정도의 탄성력을 가져야 한다. 예를 들어 탄성력이 기준보다 약할 경우, 캔 뚜껑이 캔 몸체에 완전히 밀착되지 않은 상태에서 회전에 따른 밀봉을 수행하므로 밀봉 불량이 발생하여 캔 내부에 있는 액체가 밖으로 유출될 수 있다. 또한 탄성력이 기준보다 강할 경우, 센서 샤프트가 광센서 경로에 도달하기 전에 중앙 헤드에 하강에 따라 캔 받침대가 하강하지 못하여 캔이 터지는 문제가 발생할 수 있다.

도 4를 참고하면, 작업자가 캔 받침대(310)에 밀봉하고자 하는 캔을 놓은 후, 동작 스위치(501)을 작동시키면, 제어부(500)는 승강모터(120)를 동작시켜 시밍부의 중앙 헤드(220)가 캔 상부로 하강하도록 제어할 수 있다. 캔 받침대(310)에 놓인 캔 상부의 캔 뚜껑은 승강부의 작동에 따라 하강하는 중앙 헤드에 삽입된 상태로 아래로 눌러질 수 있다. 이 때, 캔 받침대 내부에 삽입된 코일 스프링(315)의 탄성력에 의하여 캔 몸체와 캔 뚜껑은 밀착된다. 밀착된 상태로 승강부의 동작에 따라 계속적으로 중앙 헤드가 캔을 아래로 누를 경우, 캔 받침대(310) 내부에 있는 센서 샤프트(350)의 타단은 광센서(400)의 광경로를 차단하게 되어 광센서(400)는 감지신호를 제어부로 출력한다.

광센서(400)로부터 센서 샤프트(350)에 의하여 감지신호를 입력받은 제어부(500)는 승강모터(120)의 동작을 정지하도록 제어하여 시밍부(200)의 중앙 헤드(220)가 더 이상 하강하지 않도록 한다. 이후 계속적으로 제어부(500)는 밀봉모터(210)가 동작시켜 캔 상부와 삽입되어 있는 중앙 헤드(220)를 회전 시킴과 동시에 중앙 헤드의 옆에 있는 밀봉 헤드가 캔 뚜껑을 캔 몸체에 밀봉하도록 제어할 수 있다.

캔 시밍 장치(1000)는 현재 동작 상태에 따른 상태정보를 디스플레이부(502)를 통하여 표시할 수 있으며, 제어부(500)는 마이크로컨트롤러(MCU)로 이루어지며, 메모리(503)에 저장된 프로그램에 따라 캔 시밍 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1 : 받침판 5 : 서포트 빔
6 : 연결블록 7 : 지지 브라켓
10 : 연결몸체 100 : 승강부
101 : 승강 하판 102 : 고정판
103 : 승강 상판 104 : 승강 측판
110 : 가이드 바 115 : 리니어부싱
120 : 승강 모터 125 : 승강모터 브라켓
135 : 스크류 200 : 시밍부
210 : 밀봉모터 220 : 중앙 헤드
230 : 측면 헤드 231 : 링크
233 : 중심축 234 : 연결핀
235 : 볼 베어링 240 : 캠
300 : 캔 수납부 310 : 캔 받침대
311 : 삽입홈 312 : 코일 삽입홈
315 : 코일 스프링 320 : 지지몸체
330, 331 : 롤러베어링 340 : 하우징
350 : 샤프트 400 : 멈춤감지센서, 광센서
410, 420 : 리미트 스위치 500 : 제어부
501 : 동작 스위치 502 : 디스플레이부
503 : 메모리 1000 : 캔 시밍장치

Claims (3)

1. 받침판(1),
   상기 받침판에 연결되어 고정판(102)과 연결되는 서포트 빔(5),
   승강 상판(103)에 연결되고 캔 몸체에 캔 뚜껑을 밀봉하기 위한 시밍부(200),
   상기 시밍부(200)를 상, 하로 왕복운동하기 위한 승강부(100),
   받침판(1)에 연결되고 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부(300) 및
   상기 캔 수납부(300)는 하우징(340), 캔 몸체가 놓이는 캔 받침대(310)가 삽입되어 지지하기 위한 지지몸체(320), 지지몸체(320)와 캔 외부 하우징(340) 사이에 위치하는 롤러베어링(330,331)을 포함하고,
   상기 캔 받침대(310)는 내부에 센서 샤프트(350)가 삽입되는 삽입홈(311) 및 코일 스프링이 삽입되는 코일 삽입홈(312)이 형성되어, 센서 샤프트(350)의 일단은 코일 삽입홈(312)에 삽입되어 있는 코일 스프링을 관통하여 삽입홈(311)에 삽입되어 캔 받침대(310)와 연결되는 것을 특징으로 하고,
   승강부에 의하여 시밍헤드의 하강에 따라 캔 수납부 내부에 위치한 센서 샤프트 타단이 멈춤감지센서의 감지영역에 위치함으로써 멈춤감지센서로부터 감지신호를 입력받은 경우, 승강부의 하강을 멈추고 시밍부가 동작하도록 제어하는 제어부(500)를 포함하는 캔 시밍장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   서포트 빔(5)에 지지 브라켓(7)을 통하여 연결되는 리미트 스위치(410,420)를 더 포함하며,
   상기 제어부는 리미트 스위치(410,420)로부터 감지신호를 입력받은 경우, 승강 하판(101)이 허용된 범위를 벗어났다고 판단하고, 승강 모터(120)의 동작을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 캔 시밍장치.
   
3. 삭제

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