KR102392622B1

KR102392622B1 - 캔 뚜껑 밀봉 장치

Info

Publication number: KR102392622B1
Application number: KR1020200021081A
Authority: KR
Inventors: 이정열
Original assignee: 이정열
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2022-04-29
Also published as: KR20210106203A

Abstract

본 발명은 캔 뚜껑 밀봉 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 캔 뚜껑을 캔 몸체에 놓은 상태에서 캔 몸체를 자동으로 상승 이동시킴으로써 캔 뚜껑이 캔 몸체에 밀봉되도록 한 캔 뚜껑 밀봉 장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치는 캔 뚜껑이 놓인 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부와, 상기 캔 수납부를 상하로 이동시키는 캔 승강부와, 상기 캔 승강부에 의해 상기 캔 수납부가 상승하면서 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑에 의해 시밍척에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지부와, 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑을 밀봉하는 캔 밀봉부와, 상기 압력 감지부에 의해 압력의 변화가 감지되면 상기 캔 승강부의 동작을 정지시키고 상기 캔 밀봉부를 구동시키는 제어부를 포함한다.

Description

캔 뚜껑 밀봉 장치{Can Seaming apparatus}

본 발명은 캔 뚜껑 밀봉 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 캔 뚜껑을 캔 몸체에 놓은 상태에서 캔 몸체를 자동으로 상승 이동시킴으로써 캔 뚜껑이 캔 몸체에 밀봉되도록 한 캔 뚜껑 밀봉 장치에 관한 것이다.

캔 음료를 제조할 때 캔 안에 음료를 채워 넣은 후에 캔 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 차단하기 위해 뚜껑으로 캔을 밀봉하는 과정이 필요하다.

캔을 밀봉할 때 캔 몸체의 개구부 테두리와 캔 뚜껑의 테두리를 함께 감아 압착하게 된다. 캔 뚜껑을 캔 몸체의 테두리에 감아서 압착하는 작업을 일반적으로 캔 시밍(seaming)이라고 일컫는다.

종래 캔 음료 공장에서 사용하는 캔 시밍 장치의 경우, 시밍 척(seaming chuck) 및 시밍 롤(seaming roll)로 구성된 시밍 수단이 하강하면 시밍 척이 캔 뚜껑의 상면과 접촉하여 캔이 고정되고, 이후 시밍 척이 회전하면서 고정된 캔을 회전시키는 동안 시밍 롤이 캔의 테두리를 가압하면서 캔이 밀봉된다.

최근에 수제 맥주를 비롯하여 질소 커피나 더치 커피 등에 대한 인기가 높아지고 각종 배달 음식에 대한 주문이 폭증하면서 가정이나 사업장, 가게, 음식점 등에서 직접 캔을 밀봉하기 위해 소형의 캔 시밍 장치를 사용하는 경우가 점점 늘어나고 있다.

소형의 캔 시밍 장치에 대한 선행 기술로서 한국공개특허 제10-2019-0087902호에서 자동 셋팅 시밍 머신이 개시되어 있다.

본 선행 기술은 시밍하려는 캔의 높이에 따라 높이 조절부의 일측에 다수 개의 관통공을 형성하여 높이를 조절하고 난 이후 고정핀을 관통공에 삽입하여 고정시키고 있다. 즉, 본 선행 기술에서는 캔을 시밍할 때 캔의 높이에 따라 높이 조절부를 매번 조정하여야 하는 불편함이 있다.

따라서 다양한 높이를 갖는 캔을 시밍할 때 매번 캔 높이에 따라 캔 받침대의 높이를 조절할 필요가 없는 새로운 구조의 캔 시밍 장치를 개발할 필요가 있다.

한국공개특허 제10-2019-0087902호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 캔 높이에 따라 캔 받침대의 높이를 조절할 필요 없이 캔을 밀봉할 수 있는 캔 뚜껑 밀봉 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자동으로 캔 시밍 동작을 하면서도 간단한 구조를 가진 캔 뚜껑 밀봉 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치는 캔 뚜껑이 놓인 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부와, 상기 캔 수납부를 상하로 이동시키는 캔 승강부와, 상기 캔 승강부에 의해 상기 캔 수납부가 상승하면서 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑에 의해 시밍척에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지부와, 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑을 밀봉하는 캔 밀봉부와, 상기 압력 감지부에 의해 압력의 변화가 감지되면 상기 캔 승강부의 동작을 정지시키고 상기 캔 밀봉부를 구동시키는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치는 캔 뚜껑이 놓인 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부와, 상기 캔 수납부를 이동시키는 캔 승강부와, 상기 캔 승강부의 이동에 의해 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑이 시밍척과 접촉하여 발생하는 압력의 변화를 감지하는 압력 감지부와, 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑을 밀봉하는 캔 밀봉부와, 상기 압력 감지부에 의해 압력의 변화가 감지되면 상기 캔 승강부의 동작을 정지시키고 상기 캔 밀봉부를 구동시키는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치는 스크류의 회전에 따른 스크류 너트의 이동에 의해 스크류 너트에 부착된 캔 수납부가 상하로 이동하고, 상기 캔 수납부가 상승하면 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑이 시밍척과 접촉하여 시밍척을 가압하고, 시밍척에 가해진 압력에 의해 시밍척의 회전 축과 연결된 중간 부재에 부착된 로드셀의 압력이 변하면 스크류의 회전이 정지되고 시밍척이 회전하면서 시밍척 쪽으로 시밍롤이 이동함으로써 캔 뚜껑을 밀봉하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 캔의 높이에 상관없이 캔 수납부에 놓인 캔을 밀봉시킬 수 있어서 사용자가 요구하는 양에 따라 캔을 바꿀 때 캔 수납부의 높이를 조절할 필요가 없기 때문에 캔 밀봉 작업의 효율을 높일 수 있다.

또한, 종래의 자동 캔 밀봉 장치에서는 시밍척(seaming chuck) 및 시밍롤(seaming roll)로 구성된 캔 밀봉부가 상하로 움직여서 캔 밀봉 장치의 구조가 복잡하고 제작 비용이 많이 들었으나, 본 발명은 캔 밀봉부의 상하 이동 대신 캔이 이동하기 때문에 간단한 구조로 제작이 가능하며 이에 따라 제작 단가도 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치의 전방 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치의 후방 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치의 캔 밀봉부에서 시밍롤의 동작을 설명하기 위한 도면.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 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.

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

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치의 전방 사시도이고, 도 2는 캔 뚜껑 밀봉 장치의 후방 사시도이고, 도 3은 캔 뚜껑 밀봉 장치의 측면도이고, 도 4는 캔 뚜껑 밀봉 장치의 정면도이고, 도 5는 캔 뚜껑 밀봉 장치의 캔 밀봉부에서 시밍롤의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 캔 뚜껑 밀봉 장치는 캔 뚜껑이 놓인 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부(100), 캔 수납부(100)를 상하로 이동시키는 캔 승강부(200), 캔 승강부(200)에 의해 캔 수납부(100)가 상승하면서 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑에 의해 시밍척(319)에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지부(400), 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑을 밀봉하는 캔 밀봉부(300), 압력 감지부(400)에 의해 압력의 변화가 감지되면 캔 승강부(200)의 동작을 정지시키고 캔 밀봉부(200)를 구동시키는 제어부(미도시)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서 압력 감지부(400)로서 로드셀(load cell)을 사용할 수 있다. 캔 뚜껑 밀봉 장치의 전체적인 동작을 제어하는 제어부로는 마이크로 컨트롤러(MCU)를 사용한다.

캔 수납부(100)는 캔이 안착되는 캔 수납대(101)와 일단은 캔 수납대(101)의 하단에 부착되며 타단은 스크류 너트(209)와 결합되어 있는 지지판(103)으로 구성되어 있다.

캔 수납부(100)는 스크류(207)의 회전에 연동하는 스크류 너트(209)의 이동에 따라 스크류 너트(209)와 결합된 지지판(103)이 이동하면서 상하로 이동하게 된다.

캔 승강부(200)는 캔 승강을 위한 회전력을 제공하는 승강모터(201), 승강모터(201)의 회전축에 연결된 제1 승강기어(203), 제1 승강기어(203)에 맞물려 있는 제2 승강기어(205), 제2 승강기어(205)의 축에 연결되어 회전하는 스크류(207) 및 스크류(207)의 회전에 연동하는 스크류 너트(209)로 구성되어 있다.

승강모터(201)가 동작하면 승강모터(201)의 회전축에 연결된 제1 승강기어(203)가 회전하고 제1 승강기어(203)에 맞물려 있는 제2 승강기어(205)가 회전하면서 스크류(207)가 회전하여 스크류 너트(209)가 이동한다.

승강모터(201)의 정방향 회전에 의해 스크류 너트(209)가 상방으로 이동하여 캔 수납부(100)가 상승하고, 승강모터(201)의 역방향 회전에 의해 스크류 너트(209)가 하방으로 이동하여 캔 수납부(100)가 하강하게 된다.

캔 밀봉부(300)는 밀봉을 위한 회전력을 제공하는 밀봉모터(301), 밀봉모터(301)의 회전축에 연결된 제1 밀봉기어(303)와, 제1 밀봉기어(303)에 맞물려 있는 제2 밀봉기어(305), 시밍척(319)의 회전축에 연결되어 제2 밀봉기어(305)에 맞물려 있는 제3 밀봉기어(307), 제1 밀봉기어(303)의 하단에 위치하며 밀봉모터(301)의 회전축에 연결된 제4 밀봉기어(309), 제4 밀봉기어(309)에 맞물려 있는 제5 밀봉기어(311), 제5 밀봉기어(311)의 축에 연결된 캠(313), 제5 밀봉기어(311)의 회전에 따른 캠(313)의 회전에 따라 캠(313)의 측면과 접촉하면서 시밍롤(317)을 시밍척(319) 쪽으로 위치 이동시키는 링크(315) 등을 포함한다.

밀봉모터(301)가 동작하면 밀봉모터(301)의 회전축에 연결된 제1 밀봉기어(303)가 회전하고 제1 밀봉기어(303)에 맞물려 있는 제2 밀봉기어(305)가 회전하면서 제3 밀봉기어(307)가 회전한다. 제3 밀봉기어(307)가 회전하면 시밍척(319)이 회전하게 된다.

한편, 밀봉모터(301)가 동작하면 제1 밀봉기어(303) 아래에 있는 제4 밀봉기어(309)도 회전하고 제4 밀봉기어(309)에 맞물려 있는 제5 밀봉기어(311)가 회전하게 된다.

제5 밀봉기어(311)가 회전하면, 제5 밀봉기어(311)의 아래에 있는 캠 어셈블리(313)가 회전하게 되고 캠 어셈블리(313)의 측면과 접촉하는 볼 베어링(321)에 의해 링크(315)가 변위된다.

도 5를 참조하면, 링크(315)는 좌우 2개의 링크로 구성되어 각각 좌측 및 우측 시밍롤(317)을 시밍척(319) 쪽으로 이동시킨다.

제1 링크(315-1)의 일단에는 제1 볼 베어링(321-1)이 연결되고 타단에는 좌측 시밍롤이 연결되어 있다. 마찬가지로 제2 링크(315-1)의 일단에는 제2 볼 베어링(321-2)이 연결되고 타단에는 우측 시밍롤이 연결되어 있다.

제5 밀봉기어(311)의 축에 연결된 제1 캠(313-1)은 제1 볼 베어링(321-1)과 접촉하여 제1 링크(315-1)를 변위시키고, 제1 캠(313-1)의 아래에 위치한 제2 캠(313-2)은 제2 볼 베어링(321-2)과 접촉하여 제2 링크(315-2)를 변위시킨다.

밀봉모터(301)의 정방향 회전에 의해 시밍롤(317)이 시밍척(319) 중심으로 이동되도록 제1 링크(315-1) 및 제2 링크(315-2)가 제1 위치로 변위되고, 밀봉모터(301)의 역방향 회전에 의해 시밍롤(317)이 시밍척(319)에서 멀어져 원 위치로 이동되도록 제1 링크(315-1) 및 제2 링크(315-2)가 제2 위치로 변위된다.

압력 감지부(400)는 캔의 상승을 감지하여 제어부에 전달한다. 캔의 상승은 압력의 변화로부터 감지할 수 있다.

압력 감지부(400)로서 사용되는 로드셀의 일단은 지지부재(404)에 연결되어 지지되어 있고, 로드셀의 타단은 중간부재(402)에 연결되어 있다. 중간부재(402)의 동일 면상에 로드셀과 함께 시밍척(319)의 회전축에 연결된 제3 밀봉기어(307)도 연결되어 있다.

중간부재(402)와 제3 밀봉기어(307)는 미니어처 볼 베어링에 의해 연결되어 제3 밀봉기어(307)의 회전에 의해 시밍척(319)이 회전할 수 있게 된다.

시밍척(319)에 상승한 캔이 접촉하게 되면 시밍척(319)에 압력이 가해지고 시밍척(319)에 가해진 압력은 중간부재(402)로 전달되며 중간부재(402)에 전달된 압력에 의해 중간부재(402)에 부착된 로드셀의 압력에 변화가 발생한다.

이러한 로드셀의 압력에 변화가 발생하면 제어부가 캔의 상승을 감지하게 되고 제어부가 캔 승강부(100)의 상승 동작을 정지시키는 동시에 캔 밀봉부(300)의 동작을 개시하여 캔 밀봉의 동작이 수행되도록 한다.

만약 캔 수납부(100)에 캔이 놓여 있지 않은 상태에서 캔 수납부(100)가 상승하게 되면 압력의 변화를 감지할 수 없기 때문에 캔 승강부(200)의 상승 동작을 제어할 수 없게 된다.

이에 따라서 본 발명의 실시예에서 스크류 너트(209)의 이동 구간에 리미트 스위치를 설치하여 캔 수납부(100)가 일정 높이 이상 상승하면 이를 감지하여 캔이 놓여 있지 않은 상태에서 캔 수납부(100)의 상승을 제어할 수 없는 문제를 해결할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

100: 캔 수납부 101: 캔 수납대
103: 지지판 200: 캔 승강부
201: 승강모터 203: 제1 승강기어
205: 제2 승강기어 207: 스크류
209: 스크류 너트 300: 캔 밀봉부
301: 밀봉모터 303: 제1 밀봉기어
305: 제2 밀봉기어 307: 제3 밀봉기어
309: 제4 밀봉기어 311: 제5 밀봉기어
313: 캠 315: 링크
317: 시밍롤 319: 시밍척
321: 볼 베어링 400: 로드셀
402: 중간부재 404: 지지부재

Claims

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캔 뚜껑이 놓인 캔 몸체가 안착되는 캔 수납부와,
상기 캔 수납부를 이동시키는 캔 승강부와,
상기 캔 승강부의 이동에 의해 캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑이 시밍척과 접촉하여 발생하는 압력의 변화를 감지하는 압력 감지부와,
캔 몸체 위에 놓인 캔 뚜껑을 밀봉하는 시밍척과 시밍롤로 구성된 캔 밀봉부와,
상기 압력 감지부에 의해 압력의 변화가 감지되면 상기 캔 승강부의 동작을 정지시키고 상기 캔 밀봉부를 구동시키는 제어부를 포함하고,
상기 압력 감지부는 로드셀로 구성되어, 로드셀 일단의 하면은 지지부재의 상면에 안착되어 있고 로드셀 타단의 상면은 중간부재 하면의 일측에 접촉되어 있고, 상기 중간부재 하면의 타측은 볼 베어링을 통해 상기 시밍척의 회전축 기어와 연결되어, 상기 로드셀은 상기 지지부재와 상기 중간부재 사이에서 가압된 상태에 있다가 상기 시밍척에 가해지는 압력이 상기 시밍척의 회전축 기어를 통해 상기 중간부재 하면의 타측으로 전달되면서 상기 중간부재에 전달된 압력에 의해 상기 중간부재에 의한 상기 로드셀로의 가압 상태가 완화되어 상기 로드셀의 압력에 변화가 발생하는 것을 특징으로 하는 캔 뚜껑 밀봉 장치.
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