KR102351810B1 - 식품 자동포장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순두부와 같은 액상의 식품을 자동으로 포장시키는 포장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적재된 패키지를 자동으로 인출하여 식품 충진 및 밀봉시켜 자동으로 포장이 가능하고, 포장과정에서 내용물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있으며, 자동으로 포장하는 과정에서 패키지의 이동을 최소화하여 설치면적을 최소화할 수 있고, 일측에서 패키지 인출 및 충진준비 과정이 진행되는 동안 타측에서는 충진 및 밀봉을 수행하여 자동포장이 동시다발적으로 일어날 수 있고, 이를 통해 빠르게 다량의 완제품을 생산할 수 있는 식품 자동포장장치에 관한 것이다.

Description

식품 자동포장장치 {FOOD AUTOMATIC PACKING APPARATUS}

본 발명은 순두부와 같은 액상의 식품을 자동으로 포장시키는 포장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적재된 패키지를 자동으로 인출하여 식품 충진 및 밀봉시켜 자동으로 포장이 가능하고, 포장과정에서 내용물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 식품 자동포장장치에 관한 것이다.

순두부와 같은 액상식품은 비닐과 같은 합성수지로 제조된 패키지에 주입되어 시판되고 있는데, 제조된 식품을 빠르게 비닐 용기 내부로 주입한 뒤 이를 밀봉하여 포장하게 되는데, 이러한 과정을 액상의 식품을 수동으로 포장하기는 다소 어렵고 반복 동작으로 포장이 이루어지기 때문에 자동으로 식품을 포장하는 장치가 이용되어 지고 있다.

상술된 순두부는 두부를 만드는 과정에서 콩의 단백질이 응고되었을 때 압착하지 않고 그대로 먹는 것으로 찌개나 샐러드 등 곁들어 요리 및 섭취할 수 있다. 이러한 순두부는 영양소가 풍부한 콩으로 만들고, 질감이 부드러워 소화하기 쉬운 영양식품으로 많은 판매가 이루어지고 있으며 특히 고단백 식품인 반면 칼로리는 적어 다이어트 식품으로도 각광받고 있다.

이와 같이 액상식품인 순두부를 자동으로 포장하는 장치에 관한 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0106030호에 "순두부 자동포장시스템"이 개시되어 있다.

상기 선행기술은 순두부를 비닐팩에 주입하고 융착한 후 회수하는 과정을 자동화함으로서, 작업자가 손이나 팔에 인가되는 피로와 통증을 완화할 수 있는 순두부 자동포장시스템에 관한 것이나, 비닐팩이 안착판 상에 구비된 상태에서 자동으로 충진 및 융착하는 과정만을 수행할 수 있고, 비닐팩이 자동으로 안착판 상에 구비되는 것은 나타나지 않아 완전히 자동으로 이루어지지 않는다는 문제가 존재한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0106030호 "순두부 자동포장시스템" 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0007754호 "순두부 비닐팩 포장장치"

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적재된 패키지를 자동으로 인출하여 식품 충진 및 밀봉시켜 자동으로 포장이 가능하고, 포장과정에서 내용물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 식품 자동포장장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 자동으로 포장하는 과정에서 패키지의 이동을 최소화하여 설치면적을 최소화할 수 있고, 일측에서 패키지 인출 및 충진준비 과정이 진행되는 동안 타측에서는 충진 및 밀봉을 수행하여 자동포장이 동시다발적으로 일어날 수 있고, 이를 통해 빠르게 다량의 완제품을 생산할 수 있는 식품 자동포장장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 상하면이 겹쳐진 형태의 얇은 패키지의 하면을 고정시켜 충진부가 패키지의 개방된 일면으로 용이하게 내삽되어 내용물의 손실없이 패키지로 충진될 수 있는 식품 자동포장장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 수평방향으로 연장된 이동홀이 관통형성된 프레임부; 상기 프레임부 정면에 구비되며 상기 이동홀 일측 상단에 구비되어 다수개의 패키지가 적층되는 적재부; 상기 이동홀 일측 하단에 구비되어 상기 적재부로부터 패키지를 인출하는 흡착부; 상기 이동홀을 관통하여 상기 흡착부에 흡착된 패키지에 결합되어 식품을 충진하는 충진부; 상기 이동홀 타측 상단에 구비되어 상기 충진부로부터 내부에 식품이 충진된 패키지를 밀봉시키는 밀봉부; 및 상기 이동홀 일측 하단에 구비되어 상기 충진부로부터 충진되는 패키지를 지지하고 상기 밀봉부를 통해 밀봉완료된 패키지를 외부로 배출하는 지지부;를 포함하며, 상기 충진부는 상기 이동홀 내측을 따라 상기 흡착부에 구비된 패키지에 전진하여 내삽 결합되고, 상기 충진부는 결합된 상기 패키지를 상기 지지부 상측으로 이동시킨 후 상기 패키지 내부를 충진시키며, 충진완료된 상기 패키지로부터 상기 충진부는 후진하여 분리되고 상기 밀봉부가 하강하여 상기 패키지를 밀봉시킬 수 있다.

또한, 흡착부는, 각관 형상을 가지며 후측 말단에 상기 프레임부 정면과 결합되는 제1 힌지가 구비되고 하면 중앙에 하측으로 돌출된 하부가 형성된 흡착관; 및 상기 흡착관 상면을 따라 일정간격 이격된 다수개의 흡착모듈;을 포함하며, 상기 흡착관 하부는 상기 프레임부를 관통하여 전후방향으로 이동하는 제1 실린더와 결합되고, 상기 제1 실린더가 전진시 상기 흡착관은 상기 제1 힌지를 중심으로 상측으로 이동하여 상기 흡착모듈이 상기 적재부 하면에 구비된 패키지 하면에 흡착되며, 상기 제1 실린더 후진시 상기 흡착관은 상기 제1 힌지를 중심으로 하측으로 회동되어 상기 흡착모듈과 흡착한 패키지가 상기 적재부 하면으로부터 인출될 수 있다.

이때, 흡착부는 상기 흡착관 후측 말단과 상기 프레임부 정면간의 이격된 공간에는 전후방향으로 이동할 수 있으며, 상단이 정면측으로 수직 굴곡되는 하면고정구;를 포함하고, 상기 하면고정구는 상기 흡착모듈 상측에 인출된 패키지가 흡착 고정되면 전진하여 상기 패키지의 돌출된 하면을 하측으로 굴곡 및 고정시켜 상기 패키지의 입구를 개방시킬 수 있다.

이때, 흡착부는, 상기 흡착모듈 상부에 패키지가 흡착 고정시 상기 패키지의 입구측으로 에어를 분사하여 상기 패키지의 하면을 하측방향으로 굴곡시키는 분사구;를 포함하며, 상기 분사구의 에어 분사 후 하측으로 굴곡된 상기 패키지의 하면을 상기 하면고정구가 전진하여 밀착고정시킬 수 있다.

또한, 밀봉부는, 상기 프레임부 정면에 고정되는 밀봉프레임; 및 상기 밀봉프레임 하면에 구비되어 상하방향으로 이동되고 상기 밀봉프레임으로부터 열을 전달받아 하측에 구비된 패키지의 입구를 열융착하여 밀봉시키는 밀봉프레스;를 포함한다.

이때, 밀봉부는, 상기 밀봉프레스 정면에 구비되되, 상기 밀봉프레스보다 하측으로 돌출형성되는 멈춤쇠; 및 상기 멈춤쇠 상단에 구비되어 상기 밀봉프레스 하강시 상기 지지부 상단과 충돌하여 상측으로 이동되는 상기 멈춤쇠로 인해 압축되는 탄성부재;를 포함하며, 상기 멈춤쇠는 상기 밀봉프레스 하강시 상기 지지부 상에 구비된 패키지와 밀착되어 상기 패키지 입구를 폐쇄하고, 상기 멈춤쇠가 상기 패키지 상면에 고정된 상태로 상기 밀봉프레스가 상기 패키지 입구를 열융착하여 밀봉시킬 수 있다.

또한, 지지부는, 각관 형상을 가지며 후측 말단에 상기 프레임부 정면과 결합되는 제2 힌지가 구비되고 하면 중앙에 하측으로 돌출된 하부가 형성된 지지프레임; 상기 지지프레임 상면에 구비되며, 상측에 패키지의 입구가 배치되고, 상기 밀봉부 하강시 상기 패키지의 입구를 지지하여 밀봉이 이루어지는 지지플레이트; 및 상기 지지프레임 정면측 말단에 구비되어 하측방향으로 경사를 가지며, 내측에 공간이 형성된 굴곡된 패널 형상의 지지구;를 포함하며, 상기 지지프레임 하부는 상기 프레임부를 관통하여 전후방향으로 이동하는 제2 실린더와 결합되고, 상기 충진부와 결합된 상태로 상기 지지부로 이동된 패키지는 입구측은 상기 지지플레이트상에 거치되며, 충진된 패키지는 상기 지지구 내측에 구비되어 지지되고, 상기 제2 실린더 전진시 상기 지지프레임은 상기 제2 힌지를 중심으로 상측으로 이동하여 상측에 구비된 패키지를 지지하며, 상기 패키지가 충진 및 밀봉이 완료되면 상기 제2 실린더 후진하여 상기 지지프레임은 상기 제2 힌지를 중심으로 하측으로 회동되고, 상기 패키지는 하측으로 배출할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 적재된 패키지를 자동으로 인출하여 식품 충진 및 밀봉시켜 자동으로 포장이 가능하고, 포장과정에서 내용물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 보유한다.

또한, 자동으로 포장하는 과정에서 패키지의 이동을 최소화하여 설치면적을 최소화할 수 있고, 일측에서 패키지 인출 및 충진준비 과정이 진행되는 동안 타측에서는 충진 및 밀봉을 수행하여 자동포장이 동시다발적으로 일어날 수 있고, 이를 통해 빠르게 다량의 완제품을 생산하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 보유한다.

또한, 상하면이 겹쳐진 형태의 얇은 패키지의 하면을 고정시켜 충진부가 패키지의 개방된 일면으로 용이하게 내삽되어 내용물의 손실없이 패키지로 충진될 수 있는 효과를 보유한다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치를 사시도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 식품 자동포장장치를 정면도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 패키지를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 적재부를 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명에 따른 적재부를 분해사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 흡착부를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 패키지의 고정 및 충진관 내삽 예시를 측면도로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 흡착관의 흡착 및 상측 이동예시를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 흡착관의 하측 이동예시를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 충진부를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치를 후면도로 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 밀봉부를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 지지부를 나타낸 것이다.
도 13 내지 16은 본 발명에 따른 패키지의 충진, 밀봉 및 배출되는 예시를 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 흡착 및 충진되는 예시를 정면도로 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 패키지 인출 및 밀봉되는 예시를 정면도로 나타낸 것이다.
도 19는 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 패키지 이동 및 배출되는 예시를 정면도로 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 자동포장단계를 흐름도로 나타낸 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치를 사시도로 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명에 따른 식품 자동포장장치를 정면도로 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 패키지를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 따른 적재부를 나타낸 것이고, 도 4a는 본 발명에 따른 적재부를 분해사시도로 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 흡착부를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 패키지의 고정 및 충진관 내삽 예시를 측면도로 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명에 따른 흡착관의 흡착 및 상측 이동예시를 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명에 따른 흡착관의 하측 이동예시를 나타낸 것이며, 도 9는 본 발명에 따른 충진부를 나타낸 것이고, 도 10은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치를 후면도로 나타낸 것이며, 도 11은 본 발명에 따른 밀봉부를 나타낸 것이고, 도 12는 본 발명에 따른 지지부를 나타낸 것이며, 도 13 내지 16은 본 발명에 따른 패키지의 충진, 밀봉 및 배출되는 예시를 나타낸 것이고, 도 17은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 흡착 및 충진되는 예시를 정면도로 나타낸 것이며, 도 18은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 패키지 인출 및 밀봉되는 예시를 정면도로 나타낸 것이고, 도 19는 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 패키지 이동 및 배출되는 예시를 정면도로 나타낸 것이며, 도 20은 본 발명에 따른 식품 자동포장장치의 자동포장단계를 흐름도로 나타낸 것이다.

설명에 앞서, 흡착부(300)가 패키지(10)와 내삽되어 결합되는 경우 프레임부(100) 정면측으로 이동되는 것을 '전진'한다고 기재하였으며, 충진단계를 마친 후 패키지(10)로부터 분리될 때 충진부(400)가 프레임부(100) 후면측으로 이동되는 것을 '후진'한다고 기재하여 충진부(400)의 이동방향을 설명하였음을 미리 밝힌다.

또한, 도 13 내지 16은 하측 구성을 명확하게 식별할 수 있도록 적재부를 생략하고 도시한 것임을 미리 밝힌다.

본 발명은 순두부와 같은 액상의 식품을 자동으로 포장시키는 포장장치에 관한 것으로, 이러한 포장장치(1)는 프레임부(100), 다수개의 패키지(10)를 적재하는 적재부(200), 상기 적재부(200)에 적재된 패키지(10)를 인출하는 흡착부(300), 상기 흡착부(300)에서 인출된 패키지(10)와 결합되어 이동시키고 상기 패키지(10) 내부로 식품을 충진하는 충진부(400) 및 상기 충진부(400)가 충진완료한 패키지(10)의 개방된 일면을 융착시켜 밀봉하는 밀봉부(500)를 포함한다.

먼저, 포장장치(1)를 통해 식품이 내부에 충진된 상태로 밀봉되어 완제품 상태로 생산하는 패키지(10)는 상면(11)과 하면(12)이 대응되는 형상을 가지되 가장자리가 접합되어 내부에 식품이 충진될 캐비티(13)가 형성된다.

이러한 패키지(10) 중 접합된 상면(11)과 하면(12)의 일측 중앙에는 돌출형성되어 가장자리가 접합되지 않아 식품이 주입될 수 있는 입구가 형성된다(도 3의 (A) 참조).

이때, 패키지(10)의 입구가 형성되는 부분은 상면(11)과 하면(12)이 밀착된 부분에 위치한 입구를 벌려 내부 캐비티(13)와 외부가 연통되어야 하는데 이때 상면(11)과 하면(12)이 동일한 형상으로 이루어져 상하방향으로 접합되는 경우 패키지(10)의 입구측을 벌리기 어렵다는 문제가 존재한다.

따라서, 상면(11)과 하면(12)은 동일한 형상으로 이루어져 상하방향으로 적층 후 밀착된 가장자리 부분을 접합하여 내부에 캐비티(13)를 형성하되 일측 중앙에 돌출형성되는 면 중 하면(12)에는 상면(11)보다 돌출되는 정도가 크게 형성되는 돌출면(12a)이 구비되어 후술된 하면고정구(340) 및 분사구(350)를 통해 돌출면(12a)을 하측으로 굴곡 및 고정시켜 상면(11)과 하면(12)간의 틈새를 벌려 입구가 개방된 상태로 구비되고, 이러한 입구에 충진부(400)가 용이하게 인입 및 분리될 수 있도록 한다. 이는 아래의 하면고정구(340) 및 분사구(350)측을 설명할 때 자세히 설명하도록 한다.

캐비티(13)로 식품이 충진완료된 패키지(10)는 도 3의 (B)와 같이 후술된 밀봉부(500)를 통해 입구측이 밀봉되어지고, 이를 통해 완제품 상태로 외부로 이송 및 판매되어질 수 있다.

프레임부(100)는 패널 형상으로 이루어지며, 정면에 적재부(200), 흡착부(300) 및 밀봉부(500)가 구비되고, 충진부(400)가 이동될 수 있도록 중앙에 이동홀(110)이 형성되며, 프레임부(100)의 타면에는 충진부(400)가 구비되어 상기 이동홀(110)을 관통하여 패키지(10)와 결합 및 충진과정을 수행할 수 있도록 한다.

이러한 프레임부(100)의 이동할 하부 양측에는 각각 제1 힌지(121)와 제2 힌지(122)로 이루어진 힌지(120)가 구비된다. 또한, 제1 힌지(121)와 제2 힌지(122) 하단에는 프레임부(100)의 정면을 관통하여 수평방향으로 이동되는 실린더(130)가 구비된다.

실린더(130)는 제1 힌지(121)와 제2 힌지(122) 하측에 각각 구비되는 제1 실린더(131)와 제2 실린더(132)를 포함한다.

이러한 힌지(120) 및 실린더(130)는 각각 흡착부(300)와 후술된 지지부(600)를 회동시켜 용이하게 작업을 수행할 수 있도록 한다.

이동홀(110)의 일측 하단에 구비되는 제1 힌지(121)는 흡착부(300)의 일단과 연결되고, 제1 실린더(131)는 흡착부(300)의 하단과 결합되어 제1 실린더(131)가 수평이동하면서 흡착부(300)는 제1 힌지(121)를 중심으로 하측으로 회동되어 이동될 수 있다.

또한, 이동홀(110)의 타측 하단에 구비되는 제2 힌지(122)는 후술된 지지부(600)의 일단과 연결되고, 제2 실린더(132)는 지지부(600)의 하단과 결합되어 제2 실린더(132)가 수평이동하면서 지지부(600)는 제2 힌지(122)를 중심으로 하측으로 회동되어 이동될 수 있다.

또한, 제1 및 2 실린더(131, 132)의 정면측 일단에는 후술된 흡착관 하부(311)와 지지프레임 하부(611)와 결합될 수 있는 결합브라켓(130a)이 각각 구비된다.

결합브라켓(130a)은 상면이 'ㄷ'자 형상을 가지되, 내측홈과 연결된 측면이 프레임부(100) 정면측을 향하게 구비된다.

이러한 결합브라켓(130a)의 굴곡되어 형성된 내측공간으로 흡착관 하부(311) 및 지지프레임 하부(611)가 각각 인입되며, 결합브라켓(130a)과 인입된 구성을 관통하여 결합시키되 인입된 구성이 결합브라켓(130a) 내측을 따라 회동될 수 있는 회동핀(130b)이 구비된다.

따라서, 회동핀(130b)과 결합된 흡착관 하부(311) 또는 지지프레임 하부(611)가 실린더(130) 이동시 회동핀(130b)을 중심으로 회동되어 흡착관(310) 또는 지지프레임(610)이 결합된 힌지(120)를 중심으로 용이하게 회동될 수 있도록 한다.

또한, 프레임부(100)의 후면에는 포장장치(1)에 포함되는 구성의 구동을 제어하는 제어부(140)가 구비된다.

이러한 제어부(140)는 흡착부(300)를 회동시키는 제1 실린더(131)와 흡착여부를 조절하는 에어호스 및 에어모터를 구동시킬 수 있고, 충진부(400)의 이동 및 상기 충진부(400)의 구동을 제어하여 충진부(400)가 이동홀(110) 내측을 따라 적합한 위치에 이동 및 관통정도를 조절할 수 있고, 충진부(400)와 연결된 식품저장탱크를 제어하여 충진부(400)와 연결된 패키지(10)측으로 식품을 주입시키는 역할을 수행한다.

또한, 제어부(140)는 밀봉부(500)가 이동 및 충진완료된 패키지(10)를 밀봉 수 있도록 상기 밀봉부(500)의 구동을 제어할 수 있으며, 지지부(600) 또한 구동을 제어할 수 있다.

상술된 제어부(140)는 식품을 포장이 이루어지는 프레임부(100) 정면이 아닌 후면에 구비되어 포장에 영향을 주지 않고, 포장장치(1)의 구성들을 자동으로 제어함으로써 별도의 조작없이 쉽게 식품 포장과정을 수행할 수 있도록 한다.

적재부(200)는 다수개의 패키지(10)가 적층된 상태로 구비되는 것으로, 프레임부(100)의 정면 중 이동홀(110)을 중심으로 일측 상단에 구비되어 프레임부(100) 정면에 결합고정된다.

이러한 적재부(200)는 패널 형상을 가지며, 적재부(200) 상면으로 적층된 패키지(10)가 구비된다. 이때, 적재부(200)의 중앙에는 적재부(200)를 관통한 인출홀(210)이 관통형성된다.

인출홀(210)은 적재부(200)의 중앙측에 관통형성되되, 인출홀(210)의 내측 너비는 흡착부(300)의 상면 형상과 대응되거나 상면 형상보다 크게 제작되되, 인출홀(210)이 과도하게 크게 형성되어 적재부(200) 상면에 적층된 패키지(10)의 하면이 인출홀(210)측으로 과도하게 빠져나와 패키지(10)가 외력없이 인출홀(210) 하측으로 쏟아져 내리는 것이 방지하는 크기를 가져야한다.

따라서, 적재부(200) 상면에 적층된 패키지(10)들은 인출홀(210)에 의해 하면 중앙측 일부가 하측으로 노출되고, 인출홀(210)과 대응되지 않는 패키지(10)의 가장자리측은 적재부(200) 상면에 밀착되어 상기 적재부(200) 상면측에 안정적으로 구비될 수 있도록 한다.

적재부(200) 상면에 적층된 패키지(10)들 중 가장 하면에 구비되어 적재부(200) 상면에 밀착된 패키지(10)를 흡착부(300)가 흡착시켜 인출홀(210)을 통해 인출시켜 적재부(200)로부터 이탈시키고, 흡착부(300)에 흡착된 상태로 이동하게 된다.

적재부(200)의 상면에는 패키지(10)의 가장자리 외측을 따라 일정간격 이격되어 상측으로 돌출된 다수개의 가이드봉(220)이 구비된다.

가이드봉(220)은 패키지(10) 가장자리 형상에 따라 구비되어 내측에 패키지(10)가 구비될 수 있는 공간을 형성하고, 사용자는 가이드봉(220)의 내측으로 패키지(10)를 올바른 위치로 배치시킬 수 있다.

특히, 프레임부(100)가 해당되는 측면으로 패키지(10)의 입구가 향해져야 하기 때문에 단순 적층하는 경우 패키지(10)의 잘못된 입구 위치로 인해 패키지(10)에 충진부(400)가 제대로 결합되지 않아 포장과정에 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 가이드봉(220)을 통해 이러한 문제를 해결할 수 있으며, 나아가 가벼운 패키지(10)가 외부에서 부는 바람 등으로 인해 적재부(200) 상면을 이탈하는 것을 방지할 수도 있다.

또한, 적재부(200) 상면에 구비되는 패키지(10)가 적재부(200) 상면에 밀착되어 흡착부(300)에 용이하게 흡착될 수 있도록 적층된 패키지(10) 상부에 무게추(230)를 추가로 구비할 수 있다.

무게추(230)는 가이드봉(220) 내측에 구비되어 하중을 갖는 금속 패널형상으로 이루어져 상측으로 돌출된 손잡이(231)를 잡고 사용자가 무게추(230)를 가이드봉(220) 내측에 구비된 적층된 패키지(10) 상면으로 구비할 수 있으며, 추후 패키지(10)를 추가 적층시 손잡이(231)를 잡고 패키지(10) 상면에 구비된 무게추(230)를 적재부(200) 밖으로 이동시킨 뒤 패키지(10) 상면에 다른 패키지(10)들을 추가로 적층시킬 수 있다.

따라서, 무게추(230)의 하중으로 인해 패키지(10)는 적재부(200) 상측에 밀착되어 고정됨으로써 흡착부(300)가 상승시 흡착모듈(320)과 인출홀(210) 내 패키지(10) 하면이 쉽게 흡착되어 인출될 수 있도록 한다.

흡착부(300)는 적재부(200) 하측에 구비되어 인출홀(210) 내측에 구비되는 패키지(10)와 흡착되고, 패키지(10)와 흡착된 상태로 회동되어 패키지(10)를 인출홀(210)로부터 인출시키고, 인출된 패키지(10)에 흡착부(300)가 내삽 및 결합되도록 패키지(10)를 고정시키는 역할을 수행한다.

이러한 흡착부(300)는 제1 힌지(121) 및 제1 실린더(131)를 통해 회동되는 흡착관(310)과, 상기 흡착관(310)의 상면에 구비되어 인출홀(210) 내측에 구비된 패키지(10) 하면과 흡착되는 다수개의 흡착모듈(320)을 포함한다.

흡착관(310)은 제어부(140)의 동작에 따라 공기를 제공하는 에어호스와 연결되어 흡착모듈(320)측으로 공기를 제공하고, 이를 통해 흡착모듈(320)의 흡착여부를 조절할 수 있다.

또한, 흡착관(310) 하면 중앙에는 하측으로 돌출된 흡착관 하부(311)가 구성되며, 상기 흡착관 하부(311)는 상술된 바와 같이 제1 힌지(121)의 정면 말단에 구비된 결합브라켓(130a)과 결합되고, 흡착관(310)의 후면은 제1 힌지(121)와 연결된다.

따라서, 제1 실린더(131)가 전후방향으로 이동함에 따라 제1 힌지(121)를 중심으로 흡착관(310)이 상측으로 이동하여 지면과 수평하게 구비되고, 흡착관(310) 상면에 구비된 흡착모듈(320)이 인출홀(210) 내측에 구비된 패키지(10) 하면과 밀착되어 이를 흡착할 수 있도록 하고, 패키지(10)가 흡착된 상태로 하측으로 회동되어 패키지(10) 입구로 충진부(400)가 용이하게 내삽될 수 있도록 한다.

흡착모듈(320)은 다수개로 이루어지며, 흡착관(310)의 상면을 따라 일정간격 이격되어 구비된다.

이러한 흡착모듈(320)은 흡착관(310)과 연결된 에어호스와 연결됨으로써 제어부(140)의 구동제어에 따라 진공흡착되거나 흡착상태를 해제함으로써 흡착관(310) 상부에 패키지(10)가 구비될 수 있도록 한다.

흡착모듈(320)은 하측 중앙으로 함몰굴곡된 돔 형상을 가지며, 중앙에는 흡착관(310) 내 에어호스와 연결된 홀(도면에 미도시)이 형성된다. 따라서, 홀을 통해 흡착모듈(320) 내부공간이 진공상태가 되어 패키지(10) 하면과 진공흡착될 수 있고, 흡착부(300)와 패키지(10)를 분리할 때 에어호스가 공기흡입을 정지하기만 해도 흡착모듈(320)내측으로 흡착된 패키지(10)가 자동으로 펼쳐져 충진부(400)를 따라 패키지(10)가 흡착모듈(320)을 쉽게 이탈할 수 있다.

흡착모듈(320)은 주로 패키지(10)의 입구측을 제외한 본체 부분에 구비됨으로써 충진부(400)가 내삽될 때 흡착부(300)와 과도하게 밀착되지 않은 입구측으로 쉽게 내삽될 수 있도록 하고, 후술된 하면고정구(340)와 흡착부(300)와 흡착되지 않은 패키지(10)의 하면(12)이 쉽게 밀착되도록 한다.

한편, 흡착관(310) 중 흡착모듈(320)간의 이격된 공간으로 패키지(10)가 구비되는 경우 흡착모듈(320)의 흡착력에 의해 패키지(10)가 흡착관(310) 상측으로 과도하게 밀착되어 가라앉을 우려가 존재한다.

따라서, 흡착모듈(320)간의 이격된 공간에는 흡착관(310)을 상하방향으로 관통하는 핀 관통홀(312)이 형성되고, 상기 핀 관통홀(312)을 관통하여 흡착관(310)과 결합되며 흡착관(310) 상측으로 구비되는 패키지(10)의 하측을 지지하는 관통핀(330)이 추가로 구비될 수 있다.

관통핀(330)은 핀 관통홀(312)을 관통하여 결합되며, 이러한 관통핀(330)은 원통 형상의 핀으로 이루어진다. 이때, 관통핀(330)의 상면은 흡착모듈(320)의 상면과 동일하게 위치하며 흡착관(310)과 결합됨으로써 흡착모듈(320)을 통해 흡착된 패키지(10)의 하면이 관통핀(330) 상면과 밀착되어 흡착모듈(320)간의 이격된 공간으로 패키지(10)가 구부러지거나 가라앉는 등의 문제를 방지할 수 있다.

특히, 제어부(140)로 인해 흡착모듈(320)이 흡착동작을 해제하면 패키지(10)는 충진부(400)를 따라 이동홀(110)의 타측으로 이동하게 되는데 이때 패키지(10)가 흡착모듈(320)간의 이격된 공간으로 과도하게 가라앉는 경우 패키지(10)가 흡착부(300)측으로 기울어져 충진부(400) 이동시 충진관(410)이 패키지(10)와 분리되어 충진관(410)만이 이동될 우려가 존재하기 때문에 이를 방지하기 위하여 관통핀(330)이 구비되도록 한다.

또한, 흡착모듈(320)의 흡착력에 의해 상기 흡착모듈(320)의 상측으로 구비되는 패키지(10)는 상면(11)에 비해 하면(12)이 프레임부(100) 정면측으로 보다 돌출되어 있기 때문에 충진관(410)이 전진하여 패키지(10) 입구측으로 내삽될 때 하면(12)이 충분하게 하측을 향해 기울어져야 지면에 수평하게 전후방향으로 이동하는 충진관(410)이 패키지(10)의 하면(12) 상측으로 인입되어 입구측으로 용이하게 인입될 수 있다.

따라서, 흡착부(300)의 흡착관(310)이 구비되는 측에는 패키지(10)의 하면(12)을 하측으로 기울여 고정시킴으로써 용이하게 충진관(410)이 인입될 수 있도록 패키지(10) 입구를 벌릴 수 있는 하면고정구(340)가 구비된다.

하면고정구(340)는 각관 형태로 이루어져 지면에 수직하게 배치됨과 동시에 흡착부(300)에 흡착고정된 패키지(10)의 하면(12)이 위치하는 측으로 상단이 흡착부(300) 측으로 굴곡형성된다.

이러한 하면고정구(340)는 프레임부(100)의 정면을 관통하는 이동관(341)이 후면 중앙에 구비되어 상기 이동관(341)이 전후방향으로 움직임에 따라 하면고정구(340)의 굴곡된 상단이 흡착부(300)에 흡착고정된 패키지(10)의 돌출면(12a)과 밀착되어 하면(12)을 하측방향으로 굴곡시킬 수 있다(도 6의 (C) 참조).

한편, 패키지(10)는 비닐 재질의 얇은 소재로 이루어져 있기 때문에 하면고정구(340)가 전진하더라도 패키지(10)의 돌출면(12a)이 상측을 향하게 구비되는 경우 하면고정구(340)가 미처 돌출면(12a)을 잡고 하측으로 굴곡 및 고정시킬 수 없을 우려가 존재한다.

따라서, 패키지(10)의 돌출면(12a)이 하측방향을 향하게 굽혀져 전진 이동한 하면고정구(340)의 상단면과 밀착되어 고정될 수 있도록 분사구(350)가 추가로 구비될 수 있다.

분사구(350)는 도 2와 같이 얇은 관으로 이루어지며 외부의 에어호스(도면에 미도시)와 연결되어 흡착부(300)가 적재부(200)에 구비된 패키지(10) 하면(12)과 흡착하여 회동되는 경우(도 6의 (A) 참조) 패키지(10)의 돌출면(12a) 상측에 위치하는 분사구(350)가 돌출면(12a)의 상측에서 하측을 향해 에어를 분사하여 얇은 비닐 소재의 돌출면(12a)이 하측방향으로 굴곡되도록 한다(도 6의 (B) 참조). 이후 도 6의 (C)와 같이 하면고정구(340)가 전진하여 하측으로 굽혀진 돌출면(12a)과 밀착하여 고정시킴으로써 패키지(10)의 상면(11)과 하면(12)이 각각 상측과 하측을 향하게 벌려진 상태로 배치 및 고정되고, 이후 도 6의 (D)와 같이 충진관(410) 전진시 용이하게 충진관(410)이 패키지(10)의 상면(11)과 하면(12)간의 벌려진 틈새인 입구로 인입될 수 있도록 한다.

충진부(400)는 프레임부(100) 후면에 구비되되 이동홀(110) 내측을 관통하여 프레임부(100) 정면측으로 돌출되면서 프레임부(100) 정면에 구비되는 패키지(10)에 식품을 충진하는 역할을 수행한다.

이러한 충진부(400)는 충진관(410), 전진모듈(420) 및 이동모듈(430)로 구성된다.

충진관(410)은 내부에 홀이 형성된 관 형상을 가지며, 외부에 구비된 식품저장탱크와 연결되어 상기 식품저장탱크로부터 전달받은 식품을 패키지(10)측으로 제공하여 패키지(10)를 충진시킨다.

충진관(410)은 후면이 전진모듈(420)과 연결되어 전후진이 가능하고, 이를 통해 이동홀(110) 내측으로 관통하여 전진 또는 프레임부(100) 후면측으로 후진할 수 있다.

충진관(410)의 정면측 말단은 사측으로 갈수록 점차 돌출너비가 넓어지는 경사를 가지며, 이러한 충진관(410)의 정면은 주사기 바늘과 같은 효과로 쉽게 패키지(10) 내측으로 삽입될 수 있도록 한다.

전진모듈(420)은 충진관(410) 후측 말단과 결합되어 상기 충진관(410)을 전후진방향으로 이동시킬 수 있다. 충진관(410)은 도 10과 같이 전진모듈(420) 중앙을 관통하여 구비되고, 전진모듈(420) 내부에는 상기 충진관(410)을 전진 또는 후진시킬 수 있는 실린더 등의 구성이 내장된다.

전진모듈(420) 하부 일측에는 하측으로 돌출되어 이동레일(431)을 관통하는 끼움구(421)가 구비되며, 끼움구(421)는 한 쌍의 원형관 형상으로 이루어진 이동레일(431)에 결합 및 고정되어 이동모듈(430)의 조작을 따라 이동레일(431)과 함께 수평이동하게된다.

이동모듈(430)은 전진모듈(420)을 포함한 충진관(410)을 수평방향, 즉 프레임부(100)를 중심으로 좌우측으로 이동시켜 충진관(410)이 이동홀(110) 내측을 따라 좌우로 이동시키는 역할을 수행한다.

상기 이동모듈(430)은 한 쌍의 이동레일(431)이 관통되어 결합되고, 상술된 전진모듈(420)과 같이 내측에 이동레일(431)을 좌우방향으로 이동시킬 수 있는 실린더 등의 구성이 내장되어 있다. 또한, 이동모듈(430)을 관통한 이동레일(431)의 일측과 반대되는 타측에는 끼움구(421)가 관통결합됨으로써 이동레일(431)의 이동과 함께 전진모듈(420) 및 충진관(410)이 이동될 수 있다.

따라서, 상술된 구성을 갖는 충진부(400)는 용이하게 전후방향 및 좌우방향으로 이동됨으로써 패키지(10)와 결합 및 분리될 수 있고, 패키지(10)와 결합된 상태로 패키지(10)를 밀봉부(500)측으로 이동시킬 수 있다.

밀봉부(500)는 이동홀(110)의 타측, 즉 적재부(200) 및 흡착부(300)와 반대되는 측면 상단에 구비되어 충진부(400)를 통해 이동홀(110) 타측으로 이동 및 충진된 패키지(10)의 입구를 밀봉하여 판매가능한 완제품 상태로 제조하는 역할을 수행한다.

이러한 밀봉부(500)는 프레임부(100) 정면에 결합고정되는 밀봉프레임(501)과, 상기 밀봉프레임(501) 하측에 구비되어 상하방향으로 이동되고 하강시 밀착된 패키지(10)의 입구측을 밀봉시키는 밀봉프레스(510)가 구비된다.

밀봉프레스(510)는 밀봉프레임(501)의 제어를 따라 상하방향으로 이동하여 하측으로 이동시 후술된 지지부(600)의 지지플레이트(620)측으로 하강하고, 지지플레이트(620) 상에 위치한 충진완료된 패키지(10)의 입구를 가압하여 밀봉시키는 역할을 수행한다.

즉, 입구가 형성된 패키지(10)의 상면(11)과 하면(12)을 가압하여 입구를 마감 및 완전밀봉시키는 것으로, 주로 고온으로 가압할 수 있는 열융착 장치가 구비되며, 비닐과 같은 소재로 이루어진 패키지(10)의 상면(11)과 하면(12)이 각각 입구측으로 서로 밀착되어 열융착됨으로써 식품이 충진완료된 패키지(10)를 밀봉시킬 수 있다.

그러나 상술된 밀봉프레스(510)를 하강시켜 충진완료된 패키지(10)의 입구를 바로 고온가압하여 열융착시키는 경우 패키지(10) 입구측으로 차오른 내용물이 밀봉프레스(510)의 압력에 의해 입구측으로 배출될 우려가 존재한다.

따라서, 밀봉프레스(510)가 하강하여 패키지(10) 입구를 밀봉시키기 전 먼저 패키지(10) 입구를 1차적으로 밀봉하고, 그 후 밀봉프레스(510)가 하강하여 패키지(10) 입구를 밀봉시킴으로써 가압력에 의해 패키지(10) 내용물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 멈춤쇠(520)가 밀봉부(500)에 추가로 포함될 수 있다.

멈춤쇠(520)는 밀봉프레스(510)의 정면에 배치되되, 밀봉프레스(510)의 정면에 구비된 멈춤쇠 이동레일(511)에 멈춤쇠(520) 상단 일부가 끼움결합된다.

또한, 멈춤쇠(520) 정면 중앙측에는 링 형상의 레일결합구(521)가 멈춤쇠 이동레일(511)의 개방된 정면일부를 관통하여 형성되고, 이러한 레일결합구(521)는 멈춤쇠 이동레일(511)의 정면에 구비되되 상단이 밀봉프레스(510) 상단에 고정되는 봉 형상의 승하강레일(522)에 관통결합된다.

따라서, 도 11과 같이 멈춤쇠(520)는 상단 일부가 멈춤쇠 이동레일(511) 내측에 끼워져 결합되고, 멈춤쇠(520) 정면에 구비된 레일결합구(521)는 관통된 승하강레일(522)을 따라 상하방향으로 이동하게 된다.

이때, 승하강레일(522)의 상하단은 레일결합구(521)의 내측 중앙에 형성된 홀의 내경보다 크게 형성되어 레일결합구(521)가 승하강레일(522)의 높이방향을 따라 상하방향으로 이동할 수 있으나 상단 또는 하단측으로 완전히 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 승하강레일(522)의 상단과 레일결합구(521)의 상면간에는 스프링 형상의 탄성부재(523)가 구비된다.

따라서, 밀봉프레스(510) 하강시 멈춤쇠(520)는 상기 밀봉프레스(510)보다 먼저 하강하여 패키지(10) 입구측과 밀착되고, 밀착된 이후 밀봉프레스(510)가 패키지(10) 입구측으로 보다 하강하게 되면 탄성부재(523)의 압축으로 인해 멈춤쇠(520)는 멈춤쇠 이동레일(511) 및 승하강레일(522)을 따라 상측으로 이동되고, 밀봉프레스(510)는 패키지(10) 입구에 밀착되어 고온가압을 통해 밀봉시킬 수 있다.

이후 밀봉을 마친 밀봉프레스(510)가 밀봉프레임(501)에 의해 다시 상승하게 되면 입구측을 가압하고 있던 멈춤쇠(520) 또한 상측으로 이동하게 되고, 이때 압축된 탄성부재(523)는 탄성복원력에 의해 원위치로 복귀하게 되면서 다음 패키지(10) 밀봉시 다시 밀봉프레스(510)가 패키지(10)와 밀착하기 전 멈춤쇠(520)를 통해 패키지(10) 입구를 먼저 폐쇄시킬 수 있다.

이때, 멈춤쇠(520)의 수평너비는 패키지(10)의 입구와 대응되는 너비를 가지며, 멈춤쇠(520)가 1차적으로 충진완료된 패키지(10) 입구를 폐쇄시키고, 이후 폐쇄된 패키지(10) 입구를 밀봉프레스(510)가 고온가압하여 최종적으로 열융착시켜 판매가능한 완제품을 생산하게 된다.

한편, 패키지(10)에 충진관(410)이 내삽된 상태로 이동홀(110)의 타측방향으로 충진부(400)의 이동에 따라 패키지(10) 및 충진관(410)이 이동하게 되는데, 이동된 이후 패키지(10)로 식품을 충진한 후 상측에 구비된 밀봉부(500)를 통해 충진완료된 패키지(10)의 입구를 열융착시켜 밀봉하게 되는데 이때 밀봉프레스(510)가 하강하기 전 충진부(400)가 후진해야하며, 충진부(400)가 분리되어 충진완료된 패키지(10)가 하강하지 않고 밀봉부(500)를 통해 밀봉과정이 완료되기 전까지 충분히 지지될 필요가 존재한다.

특히, 열융착 작업시 상하방향으로 프레스하는 것이 아닌 패키지(10) 상측에 위치한 밀봉부(500)가 승하강 운동을 하게 되는데 이때 패키지(10)를 중심으로 상측으로 하강하는 밀봉프레스(510)와 밀착되는 부분에도 패키지(10)를 충분히 지지하는 부분이 구비되어 고온가압되는 패키지(10) 입구가 지지 및 고정될 수 있어야 한다.

따라서, 패키지(10)에 식품이 충진되는 과정에서 패키지(10)를 지지하고, 용이하게 밀봉부(500)에 의해 밀봉될 수 있도록 하며, 밀봉 완료된 패키지(10)를 바스켓이나 컨베이어벨트(C) 등으로 배출시켜 다음 패키지(10)를 지지할 수 있는 지지부(600)가 구비된다.

지지부(600)는 제2 힌지(122) 및 제2 실린더(132)와 연결되는 지지프레임(610)과, 패키지(10) 입구가 구비되는 곳에 구비되어 밀봉프레스(510)의 하면과 밀착되는 지지플레이트(620) 및 상기 지지프레임(610)의 정면측에 구비되어 패키지(10)가 식품 충진시 하중으로 인해 하강하는 것을 방지할 수 있도록 패키지(10)를 지지하는 지지구(630)를 포함한다.

지지프레임(610)은 각관 형상으로 프레임부(100) 정면에 수직하여 돌출되고, 지지프레임(610)의 후면은 힌지(120) 중 제2 힌지(122)와 결합되고, 지지프레임(610)의 하면 중앙에는 하측으로 돌출된 지지프레임 하부(611)가 실린더(130) 중 제2 실린더(132)와 결합되어 제2 실린더(132)의 전진 또는 후진을 통해 지지프레임(610)이 지면에 수평하게 구비되거나(도 12의 (A) 참조), 하측으로 회동되어(도 12의 (B) 참조) 패키지(10)를 지지 또는 하측으로 하강시킬 수 있도록 한다.

지지프레임(610)의 상면 중 밀봉프레스(510) 및 멈춤쇠(520)가 하강하여 밀착되는 부분에는 지지플레이트(620)가 구비된다.

지지플레이트(620)는 밀봉프레스(510)의 고온가압에도 변성 및 변형되지 않는 재질로 이루어지며, 패키지(10)의 입구가 상측에 구비되어 밀봉프레스(510) 및 멈춤쇠(520)가 하강시 지지플레이트(620) 상면에 구비되는 패키지(10) 입구를 가압하여 내용물 이탈방지 및 열융착을 통한 밀봉과정이 수행될 수 있도록 한다.

지지구(630)는 패키지(10)의 하면과 대응되는 판 형상을 가지되, 하측으로 굴곡되어 내측 공간으로 패키지(10)가 용이하게 구비될 수 있도록 한다.

이러한 지지구(630)는 지지프레임(610)이 지면과 평행하게 구비될 때 하측방향으로 약간 기울어진 경사를 가지되, 과도한 경사로 인해 패키지(10)가 충전도중 지지구(630)의 경사로 인해 하강하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

이후 제2 실린더(132)의 후진으로 인해 제2 힌지(122)를 중심으로 지지프레임(610)이 하측으로 회동되면 지지구(630)는 충진 및 밀봉이 완료된 패키지(10)가 하중 및 지지구(630)의 경사로 인해 하측으로 자동으로 미끄러져 배출될 수 있도록 한다.

이때, 지지구(630)의 내측면, 즉 패키지(10)가 구비되는 측에는 다수개의 마찰돌기(도면에 미도시)가 추가로 구비됨으로써 패키지(10)가 지지구(630)의 내측 경사로 인해 하측으로 이동하는 것을 방지할 수 있도록 충분한 마찰력을 가질 수 있고, 지지프레임(610)이 완전히 하측으로 회동되어야 충진 및 밀봉이 완료된 패키지(10)가 하강하여 컨베이어벨트(C) 등으로 배출되어 완제품을 보관할 수 있도록 한다.

한편, 밀봉부(500)가 하강하여 충진완료된 패키지(10) 입구를 밀봉시킨 후 밀봉부(500)가 다시 상승함과 동시에 지지부(600)는 제2 실린더(132)에 의해 하측으로 회동되어 충진 및 밀봉이 완료된 패키지(10)는 하중 및 지지구(630)의 경사에 따라 하강하여 컨베이어벨트(C)로 전달될 수 있는데 이때 미처 패키지(10)가 지지구(630) 하측으로 이동되지 못할 수 있고, 지지구(630)에 배출되어야 할 패키지(10)가 그대로 있는 상태에서 충진부(400)를 통해 새로운 패키지(10)가 지지구(630) 상측으로 이동하는 경우 패키지(10)간의 충돌로 인해 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 지지구(630) 상측에 구비되어 패키지(10)의 충진 및 밀봉완료 상태를 감지하고, 하측으로 용이하게 배출되었는지 여부를 감지할 수 있는 센서부(700)가 추가로 포함될 수 있다.

센서부(700)는 위치상 지지구(630) 상측에 거치되어야 하기 때문에 적재부(200)의 측면에 연결되어 패키지(10)의 위치 등을 감지하는 센서가 하측을 향하게 배치됨으로써 센서부(700)의 하측에 구비되는 지지구(630)상에 위치한 패키지(10)를 감지한다.

이때, 센서부(700)에 포함되는 센서는 적외선 센서 등으로 이루어져 패키지(10)가 지지구(630)상에 위치했는지 여부, 패키지(10)의 충진완료 여부, 밀봉부(500)가 패키지(10) 밀봉 후 하측으로 회동시 밀봉부(500)가 지지구(630) 상측을 이탈하여 외부로 배출되는지 여부를 확인할 수 있다.

특히, 패키지(10)가 충진부(400)를 통해 충진되는지 여부를 패키지(10)의 부품정도를 패키지(10) 상면을 감지한 적외선의 이동속도 등을 통해 감지 및 확인함으로써 기설정된 두께 이상으로 부풀어오르는 경우 충진이 완료됨을 파악하고, 이를 통해 밀봉부(500)가 하강하여 패키지(10) 입구를 밀봉시키도록 하되, 기설정된 두께 이상으로 부풀지 않고 패키지(10)의 두께가 변함없이 멈춰있는 경우 식품이 저장된 탱크 등의 이상을 확인할 수 있도록 제어부(140)로 신호를 보내 제어부(140)는 연동된 알림수단이나 관리자 단말기 측으로 이상상태를 감지함을 안내할 수 있다.

또한, 충진 및 밀봉 완료된 패키지(10)가 지지프레임(610)의 회동으로도 하강하여 배출되지 않은 경우 마찬가지로 센서부(700)가 제어부(140)측으로 이상신호를 발생시켜 외부로 알림과 동시에 흡착부(300)에 흡착되어 구비된 패키지(10)가 지지부(600)측으로 자동 이동되는 것 또한 방지할 수 있다.

상술된 구성을 갖는 포장장치(1)를 통해 자동으로 식품을 포장하여 완제품을 생산하는 과정은 도 20과 같다.

이러한 자동포장단계는 포장적재부(200)에 패키지(10)를 적층하여 적재하는 적재단계(S10)와, 적재된 패키지(10)를 흡착부(300)가 적재부(200)의 인출홀(210)에 구비된 패키지(10)의 하면을 흡착하고 흡착부(300)의 회동을 통해 적재부(200) 하측으로 흡착된 패키지(10)를 인출하는 흡착 및 인출단계(S20)와, 상기 흡착 및 인출단계(S20)를 통해 흡착부(300) 상부에 구비된 패키지(10)의 하면을 하면고정구(340) 및 분사구(350)를 통해 고정하여 패키지(10)의 입구를 벌릴 수 있는 하면 고정단계(S30)와, 상기 하면 고정단계(S30)를 통해 패키지(10)의 벌려진 입구로 충진부(400)의 충진관(410)이 전진하여 패키지(10)의 개방된 입구로 삽입되는 충진부 삽입단계(S40)와, 충진부(400)가 패키지(10)에 삽입된 상태로 이동홀(110)을 따라 충진부(400)가 이동하여 지지부(600)측에 패키지(10)를 이동시키고 이후 충진부(400)와 연결된 식품 저장 탱크로부터 식품을 제공받아 충진부(400)를 통해 결합된 패키지(10)로 식품을 충진하는 이동 및 충진단계(S50)와, 패키지(10)에 충진 완료되면 충진부(400)를 후진시켜 충진완료된 패키지(10)로부터 충진부(400)를 분리하는 충진부 분리단계(S60)와, 이후 밀봉부(500)가 하강하면서 먼저 밀착된 멈춤쇠(520)를 통해 1차적으로 충진완료된 패키지(10)의 입구가 잠금상태로 구비되는 잠금단계(S70)와, 잠금단계(S70) 완료 후 계속 하강된 밀봉부(500)의 밀봉프레스(510)를 통해 패키지(10)의 입구를 밀봉시키는 밀봉단계(S80)와, 상기 밀봉단계(S80)를 통해 충진 및 밀봉이 완료된 패키지(10)를 지지부(600)가 하측으로 회동되어 외부로 배출시키는 배출단계(S90)를 포함하여 수행된다.

따라서, 상술된 단계들을 통해 패키지(10)를 식품이 충진 및 밀봉이 완료된 완제품으로 생산함으로써 식품을 자동으로 포장할 수 있다.

한편, 상술된 구성을 갖는 포장장치(1)는 하나의 패키지(10)를 흡착, 이동, 충진 및 밀봉 후 배출하는 과정을 마친 후 다른 패키지(10)를 다시 흡착, 이동, 충진 및 밀봉 후 배출하지 않고, 동시다발적으로 각 구성이 동작을 수행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.

즉, 흡착부(300)가 상측으로 회동되어 적재부(200)의 인출홀(210) 하면에 구비된 패키지(10)와 흡착하는 동안 충진부(400)와 결합된 패키지(10)는 지지부(600)측으로 이동하여 충진단계를 수행하게 된다.

이후 충진이 완료된 패키지(10)와 결합된 충진부(400)는 후진하여 하측으로 회동되고 상술된 분사구(350) 및 하면고정구(340)를 통해 흡착부(300) 상에 구비된 패키지(10)의 입구로 이동 및 전진하여 삽입되며, 지지부(600)상에 구비되어 충진완료된 패키지(10)는 밀봉부(500)를 통해 입구가 밀봉된 후 지지부(600)가 하측으로 회동되어 밀봉완료된 패키지(10)를 하측으로 배출시키게 된다.

따라서, 이러한 과정을 동시다발적으로 이루어지게 함으로써 빠르게 패키지(10)의 완제품을 생산할 수 있다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 포장장치
10: 패키지
100: 프레임부 200: 적재부
300: 흡착부 400: 충진부
500: 밀봉부 600: 지지부
700: 센서부
C: 컨베이어벨트

Claims (7)

1. 수평방향으로 연장된 이동홀이 관통형성된 프레임부;
   상기 프레임부 정면에 구비되며 상기 이동홀 일측 상단에 구비되어 다수개의 패키지가 적층되는 적재부;
   상기 이동홀 일측 하단에 구비되어 상기 적재부로부터 패키지를 인출하는 흡착부;
   상기 이동홀을 관통하여 상기 흡착부에 흡착된 패키지에 결합되어 식품을 충진하는 충진부;
   상기 이동홀 타측 상단에 구비되어 상기 충진부로부터 내부에 식품이 충진된 패키지를 밀봉시키는 밀봉부; 및
   상기 이동홀 일측 하단에 구비되어 상기 충진부로부터 충진되는 패키지를 지지하고 상기 밀봉부를 통해 밀봉완료된 패키지를 외부로 배출하는 지지부;를 포함하며,
   상기 충진부는 상기 이동홀 내측을 따라 상기 흡착부에 구비된 패키지에 전진하여 내삽 결합되고, 상기 충진부는 결합된 상기 패키지를 상기 지지부 상측으로 이동시킨 후 상기 패키지 내부를 충진시키며, 충진완료된 상기 패키지로부터 상기 충진부는 후진하여 분리되고 상기 밀봉부가 하강하여 상기 패키지를 밀봉시키고,
   상기 흡착부는,
   각관 형상을 가지며 후측 말단에 상기 프레임부 정면과 결합되는 제1 힌지가 구비되고 하면 중앙에 하측으로 돌출된 하부가 형성된 흡착관; 및
   상기 흡착관 상면을 따라 일정간격 이격된 다수개의 흡착모듈;을 포함하며,
   상기 흡착관 하부는 상기 프레임부를 관통하여 전후방향으로 이동하는 제1 실린더와 결합되고,
   상기 제1 실린더가 전진시 상기 흡착관은 상기 제1 힌지를 중심으로 상측으로 이동하여 상기 흡착모듈이 상기 적재부 하면에 구비된 패키지 하면에 흡착되며,
   상기 제1 실린더 후진시 상기 흡착관은 상기 제1 힌지를 중심으로 하측으로 회동되어 상기 흡착모듈과 흡착한 패키지가 상기 적재부 하면으로부터 인출되고,
   상기 흡착부는 상기 흡착관 후측 말단과 상기 프레임부 정면간의 이격된 공간에는 전후방향으로 이동할 수 있으며, 상단이 정면측으로 수직 굴곡되는 하면고정구;를 포함하고,
   상기 하면고정구는 상기 흡착모듈 상측에 인출된 패키지가 흡착 고정되면 전진하여 상기 패키지의 돌출된 하면을 하측으로 굴곡 및 고정시켜 상기 패키지의 입구를 개방시키며,
   상기 흡착부는,
   상기 흡착모듈 상부에 패키지가 흡착 고정시 상기 패키지의 입구측으로 에어를 분사하여 상기 패키지의 하면을 하측방향으로 굴곡시키는 분사구;를 포함하며,
   상기 분사구의 에어 분사 후 하측으로 굴곡된 상기 패키지의 하면을 상기 하면고정구가 전진하여 밀착고정시키고,
   상기 밀봉부는,
   상기 프레임부 정면에 고정되는 밀봉프레임; 및 상기 밀봉프레임 하면에 구비되어 상하방향으로 이동되고 상기 밀봉프레임으로부터 열을 전달받아 하측에 구비된 패키지의 입구를 열융착하여 밀봉시키는 밀봉프레스;를 포함하며,
   상기 밀봉부는,
   상기 밀봉프레스 정면에 구비되되, 상기 밀봉프레스보다 하측으로 돌출형성되는 멈춤쇠; 및 상기 멈춤쇠 상단에 구비되어 상기 밀봉프레스 하강시 상기 지지부 상단과 충돌하여 상측으로 이동되는 상기 멈춤쇠로 인해 압축되는 탄성부재;를 포함하며,
   상기 멈춤쇠는 상기 밀봉프레스 하강시 상기 지지부 상에 구비된 패키지와 밀착되어 상기 패키지 입구를 폐쇄하고, 상기 멈춤쇠가 상기 패키지 상면에 고정된 상태로 상기 밀봉프레스가 상기 패키지 입구를 열융착하여 밀봉시키며,
   상기 지지부는,
   각관 형상을 가지며 후측 말단에 상기 프레임부 정면과 결합되는 제2 힌지가 구비되고 하면 중앙에 하측으로 돌출된 하부가 형성된 지지프레임;
   상기 지지프레임 상면에 구비되며, 상측에 패키지의 입구가 배치되고, 상기 밀봉부 하강시 상기 패키지의 입구를 지지하여 밀봉이 이루어지는 지지플레이트; 및
   상기 지지프레임 정면측 말단에 구비되어 하측방향으로 경사를 가지며, 내측에 공간이 형성된 굴곡된 패널 형상의 지지구;를 포함하며,
   상기 지지프레임 하부는 상기 프레임부를 관통하여 전후방향으로 이동하는 제2 실린더와 결합되고,
   상기 충진부와 결합된 상태로 상기 지지부로 이동된 패키지는 입구측은 상기 지지플레이트상에 거치되며, 충진된 패키지는 상기 지지구 내측에 구비되어 지지되고,
   상기 제2 실린더 전진시 상기 지지프레임은 상기 제2 힌지를 중심으로 상측으로 이동하여 상측에 구비된 패키지를 지지하며,
   상기 지지구의 내측면인 상기 패키지가 구비되는 측에는 다수개의 마찰돌기가 구비되어, 상기 패키지가 상기 지지구의 내측 경사로 인해 하측으로 이동하는 것을 방지하고,
   상기 패키지가 충진 및 밀봉이 완료되면 상기 제2 실린더 후진하여 상기 지지프레임은 상기 제2 힌지를 중심으로 하측으로 회동되고, 상기 패키지는 하측으로 배출되는 것을 특징으로 하는 식품 자동포장장치.
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