KR102404919B1 - 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치로서, 베이스프레임(100); 다단 슬라이딩 방식으로 신축되는 다단 컨베이어로서, 상기 베이스프레임(100) 상에 결합되는 다단 컨베이어부(200); 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인이 다수의 용기(c) 상에 순차적으로 위치하도록, 상기 다단 컨베이어부(200)의 길이를 조절하는 신축구동부(300); 상기 다단 컨베이어부(200)의 시작라인 상에 조각과일(f)을 공급하는 공급호퍼부(400); 및 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인에 결합되어 낙하되는 조각과일(f)을 담고 있다가, 상기 조각과일(f)의 전체중량이 목표중량에 도달하면 상기 용기(c)로 배출하는 계량배출부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조각과일용 자동 계량 및 투입 장치{Automatic weighing and feeding device for sliced fruits}
본 발명은 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격과 손상에 민감한 조각과일을 용기에 정량 투입한 후, 포장 공정으로 공급하는 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 관한 것이다.
조각과일이란, 과일을 여러 조각으로 잘라 컵에 담아 파는 소분·소용량 과일을 말한다. 보통, 컵에 담아 팔기 때문에 컵 과일로도 불린다.
최근, 1인 가구의 증가, 젊은 소비층의 간편식 선호 현상 등 소비트렌드 변화로 조각과일의 수요가 지속적으로 증가하고 있으나, 조각과일은 편리한 대신 유통기한이 짧고, 공기 중에 노출될 경우 식물성 조직의 폴리페놀이라는 페놀화합물이 산소와 만나 산화 효소와 반응하면서 갈색으로 변하게 되어 갈변 방지 코팅을 하거나 밀폐된 용기에 보관해야 한다.
따라서, 조각과일은 유통기한을 늘리고 갈변현상 방지를 위해 비타민 C 처리 등을 하게 되는데, 포장과정 중 충격에 의해 과일이 손상되면 코팅효과가 없어지기 때문에 계량 포장 과정 중 외부손상으로 인해 코팅 면이 깨지지 않도록 하는 것이 중요하다.
그러나, 조각과일의 연약성으로 인해, 지금까지 가공업체에서는 수작업에 의존하여 조각과일을 용기에 투입하고 있는 바, 용기에 투입되는 조각과일의 양이 일정하지 않다는 문제점과, 인력과 시간이 소모되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1239374호(2013년03월05일 등록 공고, 발명의 명칭 : 과일이나 농산물 선별기의 박스포장을 위한 정량 공급장치)
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조각과일을 목표중량에 맞춰 계량한 후, 용기에 손상없이 공급할 수 있는 자동화된 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치는, 베이스프레임(100); 다단 슬라이딩 방식으로 신축되는 다단 컨베이어로서, 상기 베이스프레임(100) 상에 결합되는 다단 컨베이어부(200); 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인이 다수의 용기(c) 상에 순차적으로 위치하도록, 상기 다단 컨베이어부(200)의 길이를 조절하는 신축구동부(300); 상기 다단 컨베이어부(200)의 시작라인 상에 조각과일(f)을 공급하는 공급호퍼부(400); 및 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인에 결합되어 낙하되는 조각과일(f)을 담고 있다가, 상기 조각과일(f)의 전체중량이 목표중량에 도달하면 상기 용기(c)로 배출하는 계량배출부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 있어서, 상기 다단 컨베이어부(200)는, 상기 베이스프레임(100)에 결합되고 상부에 길이방향으로 슬라이드홈(211)이 형성되는 고정컨베이어(210)와, 상기 슬라이드홈(211)을 따라 슬라이딩 가능하도록 상기 고정컨베이어(210)에 결합되는 이동컨베이어(220)와, 상기 베이스프레임(100)에 결합되어 회전력을 제공하는 컨베이어 구동모터(230)와, 상기 컨베이어 구동모터(230)에 의해 회전되도록 상기 베이스프레임(100)의 하반부에 회전 가능하게 결합되는 구동풀리(240)와, 상기 베이스프레임(100)의 상반부에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 아이들풀리(250)와, 상기 고정컨베이어(210)의 시작라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제1 피동풀리(260)와, 상기 고정컨베이어(210)의 끝라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제2 피동풀리(270)와, 상기 이동컨베이어(220)의 시작라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제3 피동풀리(280)와, 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제4 피동풀리(290)와, 상기 구동풀리(240), 상기 한 쌍의 아이들풀리(250), 상기 제1 피동풀리(260), 상기 제2 피동풀리(270), 상기 제3 피동풀리(280) 및 상기 제4 피동풀리(290)를 따라 연속적으로 감기는 벨트(295)를 구비하고, 상기 신축구동부(300)는, 상기 이동컨베이어(220)의 일측 스탠드(221)에 나란하게 결합되는 랙기어(310)와, 상기 랙기어(310)와 맞물리도록 상기 고정컨베이어(210)에 회전 가능하게 결합되는 피니언기어(320)와, 상기 피니언기어(320)를 정·역회전시키는 직선구동모터(330)를 구비하며, 상기 직선구동모터(330)의 정·역회전 구동에 의해 상기 이동컨베이어(220)가 전후진되는 과정에서, 상기 제1 피동풀리(260)에서 상기 제4 피동풀리(290)까지 연결된 벨트(295)의 길이변화(ΔL1)가 상기 제2 피동풀리(270)에서 상기 제3 피동풀리(280)까지 연결된 벨트(295)의 길이변화(ΔL2)로 보상되면서, 상기 벨트(295)에 걸리는 장력이 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 있어서, 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인에서 상기 계량배출부(500)로 낙하되는 조각과일(f)의 낙차(h1)가 감소되도록, 상기 제4 피동풀리(290)의 풀리 직경(d4)이 상기 제3 피동풀리(280)의 풀리 직경(d3)보다 작게 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 있어서, 일단부가 상기 공급호퍼부(400)의 배출구(405)에 근접하게 베이스프레임(100)에 결합되고, 타단부는 상기 이동컨베이어(220)의 양측 스탠드(221) 상부를 따라 상기 용기(c)까지 연장되어 서로 마주보게 배치되어, 상기 조각과일(f)의 이탈을 방지하는 한 쌍의 측면가이드바(700); 및 상기 이동컨베이어(220)의 양측 스탠드(221)의 전체구간 중, 끝라인과 인접한 말단구간을 따라 일정간격으로 결합되되, 끝라인을 향하여 내측 사선방향으로 결합되어 상기 조각과일(f)의 중앙 정렬을 안내하는 다수의 정렬핑거부(800);를 더 포함하며, 상기 다수의 정렬핑거부(800)는, 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인으로 갈수록 경사각도가 커지면서 내측으로 더 돌출되게 구성되고, 상기 다수의 정렬핑거부(800) 중, 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인과 인접한 제1 정렬핑거부(810)는, 내측을 향해 돌출되다가 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인을 향해 절곡연장되어 'ㄱ'자 형상을 이룰 수 있다.
본 발명에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 있어서, 상기 계량배출부(500)는, 상기 다단 컨베이어부(200)에 결합되는 수직브라켓(510)과, 상기 수직브라켓(510)에 결합되어 하중의 변화를 전기신호로 변환하는 로드셀(520)과, 일단부가 상기 로드셀(520)에 결합되고 타단부는 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인을 향해 연장되는 수평브라켓(530)과, 상하부가 개방된 함체 형상으로 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인에 오도록 상기 수평브라켓(530)의 타단부에 결합되는 계량호퍼(540)와, 상기 계량호퍼(540)의 하부를 가로막는 개폐플레이트(550)와, 직선 액츄에이터로서 일단부가 상기 수직브라켓(510)에 결합되고 타단부는 상기 개폐플레이트(550)에 결합되어 상기 개폐플레이트(550)를 밀고 당기는 개폐구동기(560)을 구비할 수 있다.
본 발명의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 따르면, 각 용기의 위치에 맞춰 다단 컨베이어의 길이가 다단 슬라이드 형태로 신축되는 방식을 채택함으로써, 조각과일을 분배하기 위한 별도의 설비없이 쉽고 간단하고 정확하게 조각과일을 각 용기에 분배되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 계량배출부에 담기는 조각과일의 무게를 로드셀을 통해 계량한 후, 목표중량에 맞게 용기로 배출함으로써, 정량의 조각과일을 배출 전에 계량한 후 용기에 안정적으로 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 기존의 수작업에 의존하던 조각과일의 용기 투입 작업을 신속하고 간편하며 위생적으로 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 이동컨베이어가 전후진되는 과정에서 벨트의 전체 길이가 일정하게 유지되는 구조를 채택함으로써, 벨트의 장력 변화없이 다단 컨베이어부가 안정적으로 구동되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 제4 피동풀리의 직경이 제3 피동풀리의 직경보다 작게 구성되어 낙차에 의해 조각과일이 받는 물리적 충격을 최소화함으로써, 조각과일의 유통기한이 연장되고 신선도가 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 측면가이드바 및 다수의 정렬핑거부가 더 포함됨으로써, 조각과일이 이탈되는 현상 또는, 마찰에 의해 뭉치거나 정렬이 안 되어 정량이 투입되지 않는 현상이 방지되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 계량배출부가 슬라이딩 개폐 방식으로 개폐됨으로써, 조각과일의 낙차에 따른 손상을 최소화할 수 있으며, 사람이 손으로 투입하는 것처럼 위생적이고 안전하게 계량포장을 할 수 있고, 조각키위, 묵 등 연질의 가공품을 안정적으로 계량투입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 여러 대의 설비를 횡방향으로 병렬 배치함으로써, 대량 생산 또는 소량 생산 등에 구애받지 않고 현장에 적용할 수 있으며, 같은 용기에 사과, 배, 감, 키위 등 여러 종류의 조각과일을 투입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 공급호퍼부가 스크류이송 방식으로 구성됨으로써, 가공식자재가 엉기거나 파손되지 않고 일정량 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 다단 컨베이어부를 분리하여 작업후 청소나 살균소독이 가능함으로써, 위생 관리를 철저하게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 정부 시책 등으로 수요가 높아진 조각과일의 생산을 100% 인력에 의존하는 현실에서 생산업체들의 현장 수요에 의해 개발된 우수한 장치이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 측면도.
도 2는 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 다단 컨베이어부의 동작과정을 나타낸 과정도.
도 3은 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 공급호퍼부의 측단면도.
도 4는 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 계량배출부의 측단면도.
도 5a와 도 5b는 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치의 동작과정을 순서대로 나타낸 과정도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 이동컨베이어의 끝라인 측을 확대하여 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 한 쌍의 측면가이드바 및 다수의 정렬핑거부를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 계량배출부의 측면도.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명과 관련하여 공지된 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 공지된 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 다단 컨베이어부의 동작과정을 나타낸 과정도이며, 도 3은 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 공급호퍼부의 측단면도이고, 도 4는 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 계량배출부의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치는 충격과 손상에 민감한 조각과일을 용기에 정량 투입한 후, 포장 공정으로 공급하는 장치로서, 베이스프레임(100), 다단 컨베이어부(200), 신축구동부(300), 공급호퍼부(400)와 계량배출부(500)를 포함하여 구성된다.
베이스프레임(100)은 다수의 세로빔과 가로빔이 결합되어 선반 구조를 이루는 프레임이다. 베이스프레임(100)은 다수의 용기(c)가 반송되는 반송라인(L)의 일측에서 반송라인(L)의 이송방향(도면상 깊이방향)과 교차되는 방향으로 배치된다.
다단 컨베이어부(200)는 다단 슬라이딩 방식으로 신축되는 다단 컨베이어로서, 베이스프레임(100) 상에 수평으로 결합된다.
다단 컨베이어부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스프레임(100)에 결합되고 상부에 길이방향으로 슬라이드홈(211)이 형성되는 고정컨베이어(210)와, 슬라이드홈(211)을 따라 슬라이딩 가능하도록 고정컨베이어(210)에 결합되는 이동컨베이어(220)와, 베이스프레임(100)에 결합되어 회전력을 제공하는 컨베이어 구동모터(230)와, 컨베이어 구동모터(230)에 의해 회전되도록 베이스프레임(100)의 하반부에 회전 가능하게 결합되는 구동풀리(240)와, 베이스프레임(100)의 상반부에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 아이들풀리(250)와, 고정컨베이어(210)의 시작라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제1 피동풀리(260)와, 고정컨베이어(210)의 끝라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제2 피동풀리(270)와, 이동컨베이어(220)의 시작라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제3 피동풀리(280)와, 이동컨베이어(220)의 끝라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제4 피동풀리(290)와, 구동풀리(240)- 한 쌍의 아이들풀리(250)-제1 피동풀리(260)-제2 피동풀리(270)-제3 피동풀리(280)-제4 피동풀리(290)-구동풀리(240)를 따라 폐회로를 이루며 연속적으로 감기는 벨트(295)를 구비한다.
신축구동부(300)는 다단 컨베이어부(200)의 끝라인이 다수의 용기(c) 상에 순차적으로 위치하도록 다단 컨베이어부(200)의 길이를 조절하는 구성이다.
본 실시예에서 신축구동부(300)는 이동컨베이어(220)의 일측 스탠드(221)에 나란하게 결합되는 랙기어(310)와, 랙기어(310)와 맞물리도록 고정컨베이어(210)에 회전 가능하게 결합되는 피니언기어(320)와, 체인 연결 방식으로 피니언기어(320)를 정·역회전시키는 직선구동모터(330)를 구비한다.
직선구동모터(330)는 휠드 전압이 90V, 아마츄어 전압이 180V이고 0.5마력의 용량으로 중부하용으로 적당하며, 속도조절이 쉽고 간단한 회로 결선으로 정역회전을 만들기 쉬운 DC 400W 모터를 사용하는 것이 바람직하다.
이외에도, 신축구동부(300)는 공유압실린더, LM가이드-볼스크류 조합 등 다양한 직선 액츄에이터 수단이 적용될 수 있다.
다단 컨베이어부(200)는 신축구동부(300)의 구동에 의해 길이가 변하게 되는데, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 직선구동모터(330)가 정회전되면, 이동컨베이어(220)가 전진되고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 직선구동모터(330)가 역회전되면, 이동컨베이어(220)가 후진된다.
이때, 구동풀리(240)- 한 쌍의 아이들풀리(250)-제1 피동풀리(260)-제2 피동풀리(270)-제3 피동풀리(280)-제4 피동풀리(290)-구동풀리(240)를 잇는 벨트(295)의 각 연결구간 중에서, 제1 피동풀리(260)에서 제4 피동풀리(290)까지 연결된 벨트(295)의 길이와 제2 피동풀리(270)에서 제3 피동풀리(280)까지 연결된 벨트(295)의 길이가 서로 반대로 변하게 된다.
즉, 이동컨베이어(220)가 전후진되는 과정에서, 제1 피동풀리(260)에서 제4 피동풀리(290)까지 연결된 벨트(295)의 길이변화(ΔL1)가 제2 피동풀리(270)에서 제3 피동풀리(280)까지 연결된 벨트(295)의 길이변화(ΔL2)로 보상되면서, 벨트(295)의 전체 길이가 일정하게 유지된다. 이는 벨트(295)에 걸리는 장력이 일정하게 유지되는 것을 의미한다.
공급호퍼부(400)는 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 다단 컨베이어부(200)의 시작라인 상에 조각과일(f)을 공급하는 구성이다.
공급호퍼부(400)는 상부에 입구(411)가 형성되고 하부에 출구(412)가 형성되는 호퍼(410)와, 입구(411)로 투입된 조각과일(f)을 출구(412) 측으로 이송시키는 이송스크류(420)와, 이송스크류(420)를 회전시키는 회전모터(430)를 구비한다.
계량배출부(500)는 도 4에 도시된 바와 같이, 다단 컨베이어부(200)의 끝라인에 결합되어 낙하되는 조각과일(f)을 담고 있다가, 조각과일(f)의 전체중량이 목표중량에 도달하면 용기(c)로 배출하는 구성이다.
본 실시예에서 계량배출부(500)는 다단 컨베이어부(200)에 결합되는 수직브라켓(501)과, 수직브라켓(501)에 결합되어 하중의 변화를 전기신호로 변환하는 로드셀(502)과, 일단부가 로드셀(502)에 결합되고 타단부는 다단 컨베이어부(200)의 끝라인을 향해 연장되는 수평브라켓(503)과, 상부가 개방되고 하부 일측면이 개방된 함체 형상으로 다단 컨베이어부(200)의 끝라인에 오도록 수평브라켓(503)의 타단부에 결합되는 계량호퍼(504)와, 일단부가 계량호퍼(504)의 개방된 하부 일측면 상단에 힌지결합되고 타단부는 계량호퍼(504)의 개방된 하부 일측면을 가로막도록 연장되는 개폐플레이트(505)와, 개폐플레이트(505)의 일단부에서 상측으로 연장되는 연장로드(506)과, 직선 액츄에이터로서 일단부가 수평브라켓(503)에 힌지 결합되고 타단부는 연장로드(506)의 단부에 힌지 결합되어 개폐플레이트(505)를 회전시키는 개폐구동기(507)을 구비한다.
개폐구동기(507)가 신장 구동되면, 개폐플레이트(505)가 도면상 시계방향으로 회전되면서 계량호퍼(504)의 하부 일측면이 닫히게 되고, 개폐구동기(507)가 압축 구동되면, 개폐플레이트(505)가 도면상 반시계방향으로 회전되면서 계량호퍼(504)의 하부 일측면이 열리게 된다.
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치는 다음과 같은 과정을 통해 동작하게 된다.
도 5a와 도 5b는 도 1의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치의 동작과정을 순서대로 나타낸 과정도이다.
먼저, 자동제어를 위하여 PLC로 구성된 제어부(600, 도 1 참조)가 더 포함된다. PLC는 제어반 내 릴레이, 타이머, 카운터 등의 기능을 반도체 소자로 대체하고 시퀀스 제어와 연산 제어가 가능한 제어장치로서, 제어부(600)는 계량배출부(500)의 로드셀(502)에서 출력되는 중량신호를 입력받고, 미리 입력된 판단·처리조건에 의해 생성된 동작신호를 다단 컨베이어부(200)의 컨베이어 구동모터(230), 신축구동부(300)의 직선구동모터(330), 공급호퍼부(400)의 회전모터(430) 및 계량배출부(500)의 개폐구동기(507)로 각각 출력한다.
<제1 제어모드>
최초 상태로서, 제어부(600)는 도 2 및 도 5a의 (a)에 도시된 바와 같이, 신축구동부(300)의 직선구동모터(330)를 정회전 방향으로 제어한다. 그러면, 이동컨베이어(220)가 전진되면서 다수의 용기(c) 중 1열에 위치한 용기(c)에 계량배출부(500)가 오게 된다.(반송라인(L)을 기준으로, 용기(c)의 이송방향과 나란한 각각의 라인을 열이라 하고, 열와 교차되는 라인을 행이라 한다.)
<제2 제어모드>
그 다음, 제어부(600)는 도 2, 도 3 및 도 5a의 (b)에 도시된 바와 같이, 다단 컨베이어부(200)의 컨베이어 구동모터(230) 및 공급호퍼부(400)의 회전모터(430)가 모두 구동되도록 제어한다. 그러면, 공급호퍼부(400)의 이송스크류(420)에 의해 조각과일(f)이 출구(412) 측으로 이송·배출되고, 배출된 조각과일(f)이 다단 컨베이어부(200)의 벨트(295)를 따라 다단 컨베이어부(200)의 끝라인으로 이송된 후, 계량배출부(500)에 1개씩 낙하되어 담기게 된다.
<제3 제어모드>
조각과일(f)이 계량배출부(500)에 계속 쌓이면서, 조각과일(f)의 전체중량이 미리 세팅된 목표중량에 도달하면, 도 5b의 (c)에 도시된 바와 같이, 계량배출부(500)의 로드셀(502)에서 중량신호가 출력된다.
중량신호를 입력받은 제어부(600)는 계량배출부(500)에 조각과일(f)이 일정량 채워졌다고 판단하여, 다단 컨베이어부(200)의 컨베이어 구동모터(230) 및 공급호퍼부(400)의 회전모터(430)가 모두 정지되도록 제어함과 동시에, 계량배출부(500)의 개폐구동기(507)가 압축 구동되도록 제어한다.
그러면, 개폐플레이트(505)가 열리면서, 계량배출부(500)에 담긴 조각과일(f)이 1열에 위치한 용기(c)로 배출된다.
<제4 제어모드>
계량배출부(500)에 담긴 조각과일(f)이 배출됨에 따라, 로드셀(502)에서 중량신호가 출력되지 않으면, 도 5b의 (d)에 도시된 바와 같이, 제어부(600)는 계량배출부(500)가 비었다고 판단하여 개폐구동기(507)가 신장 구동되도록 제어한다.
개폐플레이트(505)가 닫히면, 제어부(600)는 신축구동부(300)의 직선구동모터(330)를 역회전 방향으로 제어한다. 그러면, 이동컨베이어(220)가 소정간격으로 후진되면서 2열에 위치한 용기(c)에 계량배출부(500)가 오게 된다.
<제5 제어모드>
마지막으로, 도 5b의 (e)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 제어모드부터 제4 제어모드까지의 과정이 마지막 열에 위치한 용기(c)까지 반복적으로 진행된 후, 개폐플레이트(505)가 닫히면, 제어부(600)는 해당 행에 놓여진 용기(c)들에 조각과일(f)이 모두 투입되었다고 판단하고, 용기(c)가 1행 전진 구동되도록 반송라인(L)을 제어한 후, 도 5a의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 제어모드에서부터 재시작되도록 제어한다.
이와 같이, 본 발명은 각 용기의 위치에 맞춰 다단 컨베이어의 길이가 다단 슬라이드 형태로 신축되는 방식을 채택함으로써, 조각과일을 분배하기 위한 별도의 설비없이 쉽고 간단하고 정확하게 조각과일을 각 용기에 분배되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 계량배출부에 담기는 조각과일의 무게를 로드셀을 통해 계량한 후, 목표중량에 맞게 용기로 배출함으로써, 정량의 조각과일을 용기에 안정적으로 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 기존의 수작업에 의존하던 조각과일의 용기 투입 작업을 신속하고 간편하며 위생적으로 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 이동컨베이어가 전후진되는 과정에서 벨트의 전체 길이가 일정하게 유지되는 구조를 채택함으로써, 벨트의 장력 변화없이 다단 컨베이어부가 안정적으로 구동되는 효과를 얻을 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 대해 설명한다. 앞 실시예와 중복되는 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 이동컨베이어의 끝라인 측을 확대하여 나타낸 도면이다.
조각과일(f)은 유통기한을 늘리고 갈변현상 방지를 위해 비타민 C 처리 등을 하게 되는데, 포장과정 중 충격에 의해 과일이 손상되면 코팅효과가 없어지기 때문에 계량 포장 과정 중 외부손상으로 인해 코팅면이 깨지지 않도록 하는 것이 중요하다.
도 6을 참조하면, 이동컨베이어(220)의 끝라인에서 계량배출부(500)로 낙하되는 조각과일(f)의 낙차(h1)가 클수록 조각과일(f)이 받는 충격이 커지게 되고, 충격이 클수록 조각과일(f)의 코팅면이 손상될 확률이 높아지게 된다.
이를 최소화하기 위해, 본 실시예는 조각과일(f)의 낙차(h1)가 감소되도록, 제4 피동풀리(290)의 풀리 직경(d4)이 제3 피동풀리(미도시)의 풀리 직경(d3)보다 작게 구성된다.
따라서, 제3 피동풀리(미도시)에서 제4 피동풀리(290) 측으로 벨트(295)가 이동할 때, 벨트(295)의 상면 높이가 점점 낮아지면서 하향 경사진 형태를 이루게 된다.
이와 같이, 본 발명은 제4 피동풀리의 직경이 제3 피동풀리의 직경보다 작게 구성되어 낙차에 의해 조각과일이 받는 물리적 충격을 최소화함으로써, 조각과일의 유통기한이 연장되고 신선도가 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제3 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 대해 설명한다. 앞 실시예와 중복되는 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 한 쌍의 측면가이드바 및 다수의 정렬핑거부를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예는 이동컨베이어(220)를 타고 이송되어 계량배출부(500)로 낙하되는 조각과일(f)이 이탈되지 않고 계량배출부(500)에 정확하게 떨어져 담길 수 있도록 하기 위함으로서, 한 쌍의 측면가이드바(700) 및 다수의 정렬핑거부(800)가 더 포함된다.
한 쌍의 측면가이드바(700)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 일단부가 공급호퍼부(400)의 배출구(405)에 근접하게 베이스프레임(100)의 상부에 결합되고, 타단부는 이동컨베이어(220)의 양측 스탠드(221) 상부를 따라 용기(c)가 거치된 반송라인(L)까지 연장되어 서로 마주보게 배치된다.
한 쌍의 측면가이드바(700)는 이동컨베이어(220)를 타고 이송되는 조각과일(f)의 측방향 이탈을 방지하는 구성이다.
다수의 정렬핑거부(800)는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 이동컨베이어(220)의 양측 스탠드(221)의 전체구간 중, 이동컨베이어(220)의 끝라인과 인접한 말단구간을 따라 일정간격으로 결합되되, 끝라인을 향하여 내측 사선방향으로 결합되어 조각과일(f)의 중앙 정렬을 안내하는 구성이다.
다수의 정렬핑거부(800)는 이동컨베이어(220)의 끝라인으로 갈수록 경사각도가 커지면서 내측으로 더 돌출되게 구성되고, 다수의 정렬핑거부(800) 중, 이동컨베이어(220)의 끝라인과 인접한 제1 정렬핑거부(810)는 내측을 향해 돌출되다가 이동컨베이어(220)의 끝라인을 향해 절곡연장되어 'ㄱ'자 형상을 이루는 것이 바람직하다.
이는 다수의 정렬핑거부(800)와의 마찰로 조각과일(f)이 뭉치거나 정렬이 안 되어 정량이 투입되지 않는 현상을 방지하기 위함이다.
지금부터는 본 발명의 제4 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 대해 설명한다. 앞 실시예와 중복되는 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치에 포함된 계량배출부의 측면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에서 계량배출부(500)는 이동컨베이어(220)의 끝라인에 결합되는 수직브라켓(510)과, 수직브라켓(510)에 결합되어 하중의 변화를 전기신호로 변환하는 로드셀(520)과, 일단부가 로드셀(520)에 결합되고 타단부는 이동컨베이어(220)의 끝라인을 향해 연장되는 수평브라켓(530)과, 상하부가 개방된 함체 형상으로 이동컨베이어(220)의 끝라인에 오도록 수평브라켓(530)의 타단부에 결합되는 계량호퍼(540)와, 계량호퍼(540)의 하부를 가로막는 개폐플레이트(550)와, 직선 액츄에이터로서 일단부가 수직브라켓(510)에 결합되고 타단부는 개폐플레이트(550)에 결합되어 개폐플레이트(550)를 밀고 당기는 개폐구동기(560)을 구비한다.
이처럼, 계량배출부(500)를 슬라이딩 개폐 방식으로 변경한 것은, 조각과일(f)의 낙차(h2), 즉 계량호퍼(540)의 바닥면에서 용기(c)의 바닥면까지의 거리를 최소화하기 위함이다.
제1 실시예와 같이 개폐플레이트(505)가 회전되는 회전 개폐 방식을 채택하게 되면, 개폐플레이트(505)의 회전반경을 고려하여 계량배출부(500)와 용기(c) 사이의 거리를 이격시켜야 한다.
반대로, 본 실시예와 같이 개폐플레이트(550)가 슬라이딩되는 슬라이딩 개폐 방식을 채택하게 되면, 계량배출부(500)와 용기(c) 사이의 거리를 최대한 근접하게 설정할 수 있으므로, 조각과일(f)의 낙차(h2)에 따른 손상을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치는, 각 용기의 위치에 맞춰 다단 컨베이어의 길이가 다단 슬라이드 형태로 신축되는 방식을 채택함으로써, 조각과일을 분배하기 위한 별도의 설비없이 쉽고 간단하고 정확하게 조각과일을 각 용기에 분배되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 계량배출부에 담기는 조각과일의 무게를 로드셀을 통해 계량한 후, 목표중량에 맞게 용기로 배출함으로써, 정량의 조각과일을 배출 전에 계량한 후 용기에 안정적으로 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 기존의 수작업에 의존하던 조각과일의 용기 투입 작업을 신속하고 간편하며 위생적으로 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 이동컨베이어가 전후진되는 과정에서 벨트의 전체 길이가 일정하게 유지되는 구조를 채택함으로써, 벨트의 장력 변화없이 다단 컨베이어부가 안정적으로 구동되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 제4 피동풀리의 직경이 제3 피동풀리의 직경보다 작게 구성되어 낙차에 의해 조각과일이 받는 물리적 충격을 최소화함으로써, 조각과일의 유통기한이 연장되고 신선도가 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 측면가이드바 및 다수의 정렬핑거부가 더 포함됨으로써, 조각과일이 이탈되는 현상 또는, 마찰에 의해 뭉치거나 정렬이 안 되어 정량이 투입되지 않는 현상이 방지되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 계량배출부가 슬라이딩 개폐 방식으로 개폐됨으로써, 조각과일의 낙차에 따른 손상을 최소화할 수 있으며, 사람이 손으로 투입하는 것처럼 위생적이고 안전하게 계량포장을 할 수 있고, 조각키위, 묵 등 연질의 가공품을 안정적으로 계량투입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 여러 대의 설비를 횡방향으로 병렬 배치함으로써, 대량 생산 또는 소량 생산 등에 구애받지 않고 현장에 적용할 수 있으며, 같은 용기에 사과, 배, 감, 키위 등 여러 종류의 조각과일을 투입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 공급호퍼부가 스크류이송 방식으로 구성됨으로써, 가공식자재가 엉기거나 파손되지 않고 일정량 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 다단 컨베이어부를 분리하여 작업후 청소나 살균소독이 가능함으로써, 위생 관리를 철저하게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 정부 시책 등으로 수요가 높아진 조각과일의 생산을 100% 인력에 의존하는 현실에서 생산업체들의 현장 수요에 의해 개발된 우수한 장치이다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다. 특히, 본 발명에서 조각과일은 사과와 같이 깍뚝썰기되어 포장되는 각종 과일식품, 방울토마토와 같은 낱개 과일류, 캔디류, 초콜릿류, 한과류, 밀가루와 같은 분말원료 등을 모두 포함하는 광의의 개념으로 이해해야 한다.
100 : 베이스프레임
200 : 다단 컨베이어부
300 : 신축구동부
400 : 공급호퍼부
500 : 계량배출부

Claims (5)

  1. 베이스프레임(100);
    다단 슬라이딩 방식으로 신축되는 다단 컨베이어로서, 상기 베이스프레임(100) 상에 결합되는 다단 컨베이어부(200);
    상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인이 다수의 용기(c) 상에 순차적으로 위치하도록, 상기 다단 컨베이어부(200)의 길이를 조절하는 신축구동부(300);
    상기 다단 컨베이어부(200)의 시작라인 상에 조각과일(f)을 공급하는 공급호퍼부(400); 및
    상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인에 결합되어 낙하되는 조각과일(f)을 담고 있다가, 상기 조각과일(f)의 전체중량이 목표중량에 도달하면 상기 용기(c)로 배출하는 계량배출부(500);를 포함하고,
    상기 다단 컨베이어부(200)는, 상기 베이스프레임(100)에 결합되고 상부에 길이방향으로 슬라이드홈(211)이 형성되는 고정컨베이어(210)와, 상기 슬라이드홈(211)을 따라 슬라이딩 가능하도록 상기 고정컨베이어(210)에 결합되는 이동컨베이어(220)와, 상기 베이스프레임(100)에 결합되어 회전력을 제공하는 컨베이어 구동모터(230)와, 상기 컨베이어 구동모터(230)에 의해 회전되도록 상기 베이스프레임(100)의 하반부에 회전 가능하게 결합되는 구동풀리(240)와, 상기 베이스프레임(100)의 상반부에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 아이들풀리(250)와, 상기 고정컨베이어(210)의 시작라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제1 피동풀리(260)와, 상기 고정컨베이어(210)의 끝라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제2 피동풀리(270)와, 상기 이동컨베이어(220)의 시작라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제3 피동풀리(280)와, 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인 측에 회전 가능하게 결합되는 제4 피동풀리(290)와, 상기 구동풀리(240), 상기 한 쌍의 아이들풀리(250), 상기 제1 피동풀리(260), 상기 제2 피동풀리(270), 상기 제3 피동풀리(280) 및 상기 제4 피동풀리(290)를 따라 연속적으로 감기는 벨트(295)를 구비하고,
    상기 신축구동부(300)는, 상기 이동컨베이어(220)의 일측 스탠드(221)에 나란하게 결합되는 랙기어(310)와, 상기 랙기어(310)와 맞물리도록 상기 고정컨베이어(210)에 회전 가능하게 결합되는 피니언기어(320)와, 상기 피니언기어(320)를 정·역회전시키는 직선구동모터(330)를 구비하며,
    상기 직선구동모터(330)의 정·역회전 구동에 의해 상기 이동컨베이어(220)가 전후진되는 과정에서, 상기 제1 피동풀리(260)에서 상기 제4 피동풀리(290)까지 연결된 벨트(295)의 길이변화(ΔL1)가 상기 제2 피동풀리(270)에서 상기 제3 피동풀리(280)까지 연결된 벨트(295)의 길이변화(ΔL2)로 보상되면서, 상기 벨트(295)에 걸리는 장력이 일정하게 유지되고,
    일단부가 상기 공급호퍼부(400)의 배출구(405)에 근접하게 베이스프레임(100)에 결합되고, 타단부는 상기 이동컨베이어(220)의 양측 스탠드(221) 상부를 따라 상기 용기(c)까지 연장되어 서로 마주보게 배치되어, 상기 조각과일(f)의 이탈을 방지하는 한 쌍의 측면가이드바(700); 및
    상기 이동컨베이어(220)의 양측 스탠드(221)의 전체구간 중, 끝라인과 인접한 말단구간을 따라 일정간격으로 결합되되, 끝라인을 향하여 내측 사선방향으로 결합되어 상기 조각과일(f)의 중앙 정렬을 안내하는 다수의 정렬핑거부(800);를 더 포함하며,
    상기 다수의 정렬핑거부(800)는, 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인으로 갈수록 경사각도가 커지면서 내측으로 더 돌출되게 구성되고,
    상기 다수의 정렬핑거부(800) 중, 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인과 인접한 제1 정렬핑거부(810)는, 내측을 향해 돌출되다가 상기 이동컨베이어(220)의 끝라인을 향해 절곡연장되어 'ㄱ'자 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동컨베이어(220)의 끝라인에서 상기 계량배출부(500)로 낙하되는 조각과일(f)의 낙차(h1)가 감소되도록, 상기 제4 피동풀리(290)의 풀리 직경(d4)이 상기 제3 피동풀리(280)의 풀리 직경(d3)보다 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계량배출부(500)는, 상기 다단 컨베이어부(200)에 결합되는 수직브라켓(510)과, 상기 수직브라켓(510)에 결합되어 하중의 변화를 전기신호로 변환하는 로드셀(520)과, 일단부가 상기 로드셀(520)에 결합되고 타단부는 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인을 향해 연장되는 수평브라켓(530)과, 상하부가 개방된 함체 형상으로 상기 다단 컨베이어부(200)의 끝라인에 오도록 상기 수평브라켓(530)의 타단부에 결합되는 계량호퍼(540)와, 상기 계량호퍼(540)의 하부를 가로막는 개폐플레이트(550)와, 직선 액츄에이터로서 일단부가 상기 수직브라켓(510)에 결합되고 타단부는 상기 개폐플레이트(550)에 결합되어 상기 개폐플레이트(550)를 밀고 당기는 개폐구동기(560)을 구비하는 것을 특징으로 하는 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치.
KR1020200039596A 2020-04-01 2020-04-01 조각과일용 자동 계량 및 투입 장치 KR102404919B1 (ko)

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