KR102454131B1 - 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치 - Google Patents

농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 농산물 자동 포장 기계의 피딩장치는 상위 컨베이어상에 촘촘히 적층된 케이스를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서, 상기 상위 컨베이어의 낙하지점의 풀리를 상위 컨베이어의 후방 풀리보다 높게 배치하여, 상위 컨베이어가 이동 방향을 따라 점차 상방으로 경사지도록 설치하고, 상기 상위 컨베이어의 후방에는 적층된 케이스를 수용하여 적층된 케이스를 상기 상위 컨베이어에 진입하도록 안내하는 경사 트레이를 마련하되, 상기 경사 트레이의 후방은 상기 상위 컨베이어 방향보다 높게 형성하여, 적층된 케이스가 경사 트레이를 따라 미끄러져 상기 상위 컨베이어에 진입할 때 후위의 케이스들이 중력에 의하여 선위의 케이스를 가압하면서 밀착되게 한 것을 특징으로 한다.

Description

농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치{FEEDING APPARATUS FOR AUTOMATIC AGRICULTURAL PRODUCTS PACKAGING MACHINE}
본 발명은 농산물 자동 포장 기계의 피딩 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 상위 컨베이어상에 촘촘히 적층된 케이스를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서, 상위 컨베이어에 의하여 낙하지점으로 이송되는 케이스들이 이송 되는 도중 간격이 분리되지 않고 촘촘하게 일정한 간격을 유지하면서 분리 낙하지점까지 이송될 수 있게 하는 케이스 피딩 장치에 관한 것이다.
등록실용신안공보 제20-0224221호에는 농산물 포장용 상자가 개시되어 있다. 제20-0224221호 고안에 따른 농산물 포장용 상자는 PET 수지 등의 합성 수지를 이용하여 성형한 것으로, 토마토, 딸기, 과일 등의 농산물(이하, 단순히 농산물이라고 한다)을 소량 단위로 포장할 수 있도록 몸체부와 몸체부 상단 일측에 회전방식으로 개방되는 덮개부를 포함하고 있다.
근래, 농산물을 자동으로 포장할 수 있는 기계들이 다수 사용되고 있으나, PET 수지 등의 합성수지 포장 상자를 이용하여 농산물을 자동으로 포장할 수 있는 기계는 만들어지지 않고 있다. PET 수지 등의 합성수지 포장 상자는 매우 얇고 가볍게 성형될 뿐만 아니라 덮개부와 몸체부간의 연결부가 탄성에 의하여 벌어지기 쉬워 자동화 공정에서 다루기가 용이하지 않기 때문이다. 특히, 다수의 합성수지 포장 상자들을 다수 적층한 상태로 간격을 일정하게 유지하면서 이송하는 공정과, 이송된 케이스들을 낱개로 분리하여 하나씩 공급하는 공정이 자동화하기 어렵다. 이러한 공정이 정밀하게 동작되지 않으면, 자동 포장 공정에서 케이스의 공급이 실패할 수 있고, 케이스의 공급이 실패할 경우, 농산물이 자동화 공정의 컨베이어 등에 쏟아져 사고를 유발할 수 있다.
따라서, 이러한 PET 수지 등의 합성수지 포장 상자에 농산물을 포장함에 있어서는, 농산물을 계량하여 일정량씩 포장 상자 내에 투입한 후 덮개부를 닫아 잠금하는 수작업에 의존할 수 밖에 없다.
등록실용신안공보 등록번호 제20-0224221호 (등록일자 : 2001. 03. 06)
본 발명은 종래 합성수지 포장 상자에 의한 농산물 포장의 자동화에 따른 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상위 컨베이어상에 촘촘히 적층된 케이스를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서, 상위 컨베이어에 의하여 낙하지점으로 이송되는 케이스들이 이송 되는 도중 간격이 분리되지 않고 촘촘하게 일정한 간격을 유지하면서 분리 낙하지점까지 이송될 수 있게 하는 케이스 피딩 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 과제는, 상위 컨베이어상에 촘촘히 적층된 케이스를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서, 상기 상위 컨베이어의 케이스 분리 낙하 지점의 전방 풀리를 상위 컨베이어의 후방 풀리보다 높게 배치하여, 상위 컨베이어가 이동 방향을 따라 점차 상방으로 경사지도록 설치하고, 상기 상위 컨베이어의 후방에는 적층된 케이스를 수용하여 적층된 케이스를 상기 상위 컨베이어에 진입하도록 안내하는 경사 트레이를 마련하되, 상기 경사 트레이의 후방은 상기 상위 컨베이어 방향보다 높게 형성하여, 적층된 케이스가 경사 트레이를 따라 미끄러져 상기 상위 컨베이어에 진입할 때 후위의 케이스들이 중력에 의하여 선위의 케이스를 가압하면서 밀착되게 함으로써 해결할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상위 컨베이어상에 촘촘히 적층된 수십 내지 수백개의 케이스를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서, 상위 컨베이어가 케이스 분리 낙하지점으로 갈수록 높게 배치하고, 상위 컨베이어의 후단에는 반대방향으로 경사진 경사 트레이를 통해 케이스를 공급함으로써, 상위 컨베이어의 분리 낙하지점까지 케이스를 이송시키는 과정에서 후위의 케이스가 선위의 케이스에 지속적으로 압력을 가할 수 있으므로, 케이스간의 간격이 벌어지지 않고 일정한 간격을 유지하여 케이스 분리 낙하 단계에서 매 전진 공정에서 실패없이 케이스가 낱개로 하위 컨베이어에 분리 낙하할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 농산물 자동 포장 기계에 사용될 수 있는 케이스의 일 실시 예에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치를 이용하여 토마토를 케이스에 포장하는 방법을 보여주는 구성도이다.
도 3은 도 2에서 본 발명에 따른 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치를 지지하는 수직프레임을 더 추가한 구성도이다.
도 4와 도 5는 분리 낙하지점까지 이송되어 온 케이스가 케이스 분리 낙하 장치에 의하여 분리되어 낙하하는 과정을 좌측에서 도시한 사시도다.
도 6과 도 7은 분리 낙하지점까지 이송되어 온 케이스가 케이스 분리 낙하 장치에 의하여 분리되어 낙하하는 과정을 우측에서 도시한 사시도다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치에 대한 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 토마토 등의 농산물 포장에 사용되는 케이스(100)는 PET 등의 플라스틱 재질로 성형되고, 농산물을 수용하는 본체(101)와 본체 상부를 덮는 덮개(103)로 이루어지며, 본체(101)와 덮개(103)는 본체 상단 측면에서 연결부(105)에 의하여 연결되어 일체로 형성된다. 케이스(100)의 본체(101) 상단 가장자리와 덮개(103)의 가장자리에는 연결부(105)를 제외하고 작은 폭의 플랜지가 형성되어 있다. 케이스(100)는 본체(101)와 덮개(103)의 잠금에 의한 밀폐 될 수 있다. 이를 위하여, 본체(101)의 상단 가운데 상기 연결부(105)의 맞은 편 플랜지부에는 체결홈(109)이 형성되고, 덮개(107)의 대응되는 위치의 플랜지에 체결돌기(107)가 형성된다. 농산물을 본체(101)에 투입한 후 덮개(103)를 닫고, 체결돌기(107)를 체결홈(109)에 압입함으로써 밀폐가 이루어진다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 농산물 자동 포장 기계는 상위 컨베이어(1)와 상기 상위 컨베이어(1)에 연속하여 더 낮은 위치에 배치된 하위 컨베이어(35)를 포함한다. 상위 컨베이어(1)의 상면에는, 다수(예를 들어 100개)의 상기 케이스(100)가 열려진 상태로 일정한 간격(예를 들어 4.2mm)으로 촘촘히 적층되어 있고, 상위 컨베이어(1)는 적층된 케이스(100)를 적층 간격 만큼씩 전진시킨 후 정지하는 동작을 반복한다. 상기 상위 컨베이어(1)의 상방에는 케이스 분리 낙하 장치가 배치되어, 적층된 케이스(100)를 하나씩 분리하여 하방으로 이탈시킨다. 상기 케이스(100)가 낙하하는 지점에는 하위 컨베이어(35)가 전진과 정지 동작을 반복하면서 케이스를 수용하여 이송한다. 하위 컨베이어(35)는, 케이스(100)를 하나씩 수용할 수 있는 간격을 두고 칸막이(37)가 연속으로 형성되어 있고 상기 상위 컨베이어(1)에서 분리되어 낙하된 케이스(100)를 칸막이 사이에 수용하여 이송한다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이스 분리 낙하 장치는, 축(12)이 상하방으로 승강하도록 설치된 제1액츄에이터(10)와, 상기 제1액츄에이터(1)의 축(12) 하단에 부착되어 승강하고 상승 상태에서 첨단하부가 최선위 케이스(100)의 연결부 직후에 배치되는 분리날(3)과, 상기 분리날(3) 옆에 회전가능하게 수직으로 배치되어 하단이 최선위 케이스(100)의 전면을 막아 최선위 케이스(100)가 자유 이탈하지 못하게 저지하는 중량막대(23)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 특징은, 상위 컨베이어(1)상에 촘촘히 적층된 케이스(100)를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어(35)의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어(35)에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서, 상기 상위 컨베이어(1)의 케이스 분리 낙하 지점의 전방 풀리(75)를 상위 컨베이어(1)의 후방 풀리(73)보다 높게 배치하여, 상위 컨베이어(1)가 이동 방향을 따라 점차 상방으로 경사지도록 설치한 점과, 상기 상위 컨베이어(1)의 후방에는 적층된 케이스(100)를 수용하여 적층된 케이스(100)를 상기 상위 컨베이어에 진입하도록 안내하는 경사 트레이(65)를 마련하되, 상기 경사 트레이(65)의 후방은 상기 상위 컨베이어(1) 방향보다 높게 형성하여, 적층된 케이스(100)가 경사 트레이(65)를 따라 미끄러져 상기 상위 컨베이어(1)에 진입할 때 후위의 케이스(100)들이 중력에 의하여 선위의 케이스(100)를 가압하면서 밀착되게 한 점에 있다. 이때, 경사진 상위 컨베이어(1)는 적층된 케이스(100)를 적층 간격(예를 들어 4.2mm) 만큼씩 전진시킨 후 정지하는 동작을 반복게 되는 데, 이 과정에서도 경사진 상위 컨베이어(1)의 벨트는 후위 케이스(100)가 선위 케이스(100)를 가압하게 되고, 경사 트레이(67) 상의 케이스들은 한깐씩 미끄러져 내려 오면서 후위 케이스가 선위 케이스를 가압한다.
따라서, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 적층된 케이스(100)가 이송하는 과정에서 간격의 벌어짐 없이 일정한 간격을 유지하면서 상위 컨베이어(1)의 케이스 분리 낙하 지점까지 한칸씩 이송되고, 케이스 낙하 분리 장치에 의하여 매 분리 낙하 공정마다 케이스의 누락 없이 하위 컨베이어(35)에 케이스(100)를 공급하게 된다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 하위 컨베이어(35)에는 농산물 투입수단과 덮개 밀폐 수단이 마련된다.
농산물 투입수단은 농산물이 이송되어 일시 저장되는 호퍼(43)와 호퍼 하단에 연결된 배출관(45)과 배출관(47)의 하단을 개폐하는 배출관 도어(47)를 포함한다. 상기 배출관 도어(47)가 열릴 때마다 하나의 케이스에 포장될 분량의 농산물이 배출된다. 케이스 본체(101)에 안정적으로 농산물을 투입하기 위하여, 상기 케이스 본체(101) 상부에는 소형의 이동호퍼(49)와, 상기 이동호퍼(49)를 상하 방향으로 구동할 수 있는 제2액츄에이터(51)를 더 마련할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 배출관 도어(47)가 닫힐 때에는 상기 제2액츄에이터(51)가 상기 이동호퍼(49)를 케이스 본체(101)로부터 상방으로 일정거리 이격되게 상승시키고, 도 3에 도시된 바와 같이, 배출관 도어(47)가 열리기 직전에는 상기 제2액츄에이터(51)가 상기 이동호퍼(49)를 하강시켜 이동호퍼(49)의 하단이 케이스 본체(101)의 상면에 접하게 한다. 이렇게 함으로써, 케이스 본체(101)에 농산물을 투입하는 과정에서 농산물이 외부로 이탈함 없이 안정적으로 케이스 본체(101) 내에 투입될 수 있다.
케이스(100)는 덮개(103)가 열린 상태로 하위 컨베이어(35)에 낙하된다. 상기 하위 컨베이어 위에 배치되어 상기 농산물 투입수단에 의하여 농산물이 케이스의 본체에 투입된 후 케이스의 덮개를 닫는 덮개 밀폐수단이 필요하다. 덮개 밀폐수단은 농산물 투입 후 케이스(100)의 덮개(103)를 자동으로 닫고, 케이스(100)의 본체(103)에 형성된 체결홈(109)과 케이스(100)의 날개에 형성된 체결돌기(107)를 압입하여 결합한다. 이를 위해 본 발명에 따른 농산물 자동 포장 기계는 하위 컨베이어(35) 상부에 덮개를 자동으로 닫을 수 있는 덮개 닫힘 유도봉(41)을 마련하고, 하위 컨베이어(35)의 측면에 상기 케이스(100)의 본체(103)에 형성된 체결홈(109)과 케이스(100)의 날개에 형성된 체결돌기(107)를 압입할 수 있는 클램프(55)와 클램프(55)를 구동하기 위한 제3액츄에이터(59)를 마련한다. 상기 덮개 닫힘 유도봉(41)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 측면에서 보아 케이스 낙하지점에서 낮고 농산물 투입지점에서 가장 높으며 클램프 배치 지점에서 덮개(103)가 닫힌 케이스(100)의 높이로 조정되고, 도 4에 도시된 바와 같이 평면에서 보아, 케이스(100)의 덮개(103) 측에서 하위 컨베이어(35)의 측면을 따라 직선방향으로 진행하다가 농산물 투입지점을 지난 후 점차 내측으로 굴곡된 후, 클램프(55) 부근에서 다시 굴곡되어 직선 방향으로 진행한다. 따라서, 케이스(100)는 하위 컨베이어(35)를 따라 이동하면서, 덮개(103)의 외측이 덮개 닫힘 유도봉(41)에 접하면서 농산물 투입전까지는 열려 있다가 농산물 투입지점에서 기립하고, 농산물 투입지점을 지나면 덮개 닫힘 유도봉(41) 하부로 밀려 클램프(55) 배치 지점에서는 케이스 덮개(103)와 케이스 본체(101)가 밀착되게 된다. 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 하위 컨베이어(35)의 클램프(55) 맞은 편에는 정렬 롤러(63)를 구비하고, 클램프(55)에 의한 압착 직전에 덮개(103)가 닫힌 케이스(100)의 연결부(105)에 밀착 회전하면서 케이스 본체(101)와 덮개(103)가 평면적으로 정확히 일치할 수 있게 가이드하는 것이 바람직하다. 이렇게 할 경우, 클램프에 의한 압착시 케이스 본체(101)의 체결홈(109)과 케이스 덮개(103)의 체결돌기(107)가 평면적으로 정확히 일치하여 결합이 용이해 진다.
상기 클램프(55)는 상하 구동 가능한 클램프상부턱(57a)과 고정된 클램프하부턱(57b)을 구비하고, 케이스(100) 방향으로 전진하거나 후진할 수 있다. 이러한 구동은 클럽프(55)에 결합된 제3액츄에이터(59)에 의하여 이루어진다. 케이스(100)가 클램프 배치 지점까지 이송되면, 케이스(100)의 덮개(103)는 상기 덮개 닫힘 유도봉(41)에 의하여 케이스(100)의 본체(101)에 밀착되고, 클램프(55)가 케이스(100)으로 전진하여 케이스(100)의 체결홈(109) 및 체결돌기(107)측 플랜지를 클램프상부턱(57a)과 클램프하부턱(57b) 사이에 물고 압착한다. 이를 통해 케이스 본체(101)의 체결홈(109)과 케이스 덮개(103)의 체결돌기(107)가 견고하게 결합된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 상위 컨베이어상에 촘촘히 적층된 수십 내지 수백개의 케이스를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서, 상위 컨베이어가 케이스 분리 낙하지점으로 갈수록 높게 배치하고, 상위 컨베이어의 후단에는 반대방향으로 경사진 경사 트레이를 통해 케이스를 공급함으로써, 상위 컨베이어의 분리 낙하지점까지 케이스를 이송시키는 과정에서 후위의 케이스가 선위의 케이스에 지속적으로 압력을 가할 수 있으므로, 케이스간의 간격이 벌어지지 않고 일정한 간격을 유지하여 케이스 분리 낙하 단계에서 매 전진 공정에서 실패없이 케이스가 낱개로 하위 컨베이어에 분리 낙하할 수 있는 효과가 있는 것이다. 따라서, 케이스 공급 실패에 의한 농산물 포장 자동화 공정의 중단을 예방할 수 있다.
1 : 상위 컨베이어
3 : 분리날
4 : 첨단하부
5 : 턱
6 : 스프링연결부재
7 : 스프링
9 : 스프링연결부재
10 : 제1액츄에이터
11 : 브라켓
12 : 축
13 : 브라켓
14a, 14b : 힌지날개
15 : 힌지
16 : 높이조절부재
17 : 수평프레임
19 : 브라켓
21 : 중력막대 회전축
23 : 중력막대
25 : 스톱퍼 고정부재
27 : 스톱퍼
29 : 두께조절부재
31 : 좌측수직프레임
33 : 우측수직프레임
35 : 하위 컨베이어
37 : 칸막이
41 : 덮개 닫힘 유도봉
43 : 호퍼
45 : 배출관
47 : 배출관 도어
49 : 이동호퍼
51 : 제2액츄에이터
53 : 축
55 : 클램프
57a,57b : 클램프 턱
59 : 제3액츄에이터
61 : 가이드 측벽
63 : 정렬 롤러
65 : 경사 트레이
67 : 수평 가이드
69, 71 : 수직 프레임
73 : 후방 풀리
75 : 전방 풀리

Claims (3)

  1. 상위 컨베이어상에 촘촘히 적층된 케이스를 하나씩 분리하여 하위 컨베이어의 케이스 수용공간부로 정확히 낙하시킨 후, 하위 컨베이어에서 농산물을 투입하고 자동 밀폐할 수 있는 농산물 자동 포장 기계에 있어서,
    상기 상위 컨베이어의 케이스 분리 낙하 지점의 전방 풀리를 상위 컨베이어의 후방 풀리보다 높게 배치하여, 상위 컨베이어가 이동 방향을 따라 점차 상방으로 경사지도록 설치하고,
    상기 상위 컨베이어의 후방에는 적층된 케이스를 수용하여 적층된 케이스를 상기 상위 컨베이어에 진입하도록 안내하는 경사 트레이를 마련하되,
    상기 경사 트레이의 후방은 상기 상위 컨베이어 방향보다 높게 형성하여, 적층된 케이스가 경사 트레이를 따라 미끄러져 상기 상위 컨베이어에 진입할 때 후위의 케이스들이 중력에 의하여 선위의 케이스를 가압하면서 밀착되게 하고,
    상기 상위 컨베이어의 상방에는 케이스 분리 낙하 장치를 배치하여, 적층된 케이스를 하나씩 분리하여 하방으로 이탈시키되,
    상기 케이스 분리 낙하 장치는, 축이 상하방으로 승강하도록 설치된 제1액츄에이터와, 상기 제1액츄에이터의 축 하단에 부착되어 승강하고 상승 상태에서 첨단하부가 최선위 케이스의 연결부 직후에 배치되는 분리날과, 상기 분리날 옆에 회전가능하게 수직으로 배치되어 하단이 최선위 케이스의 전면을 막아 최선위 케이스가 자유 이탈하지 못하게 저지하는 중량막대를 포함하여 구성한 것을 특징으로 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하위 컨베이어에는 케이스를 하나씩 수용할 수 있는 간격을 두고 칸막이가 연속으로 형성되어 있고 상기 상위 컨베이어에서 분리되어 낙하된 케이스를 칸막이 사이에 수용하여 이송하는 것을 특징으로 하는 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하위 컨베이어에는 이동하는 케이스의 몸체에 농산물을 투입하는 농산물 투입수단과, 상기 하위 컨베이어 위에 배치되어 상기 농산물 투입수단에 의하여 농산물이 케이스의 본체에 투입된 후 케이스의 덮개를 닫는 덮개 밀폐수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 농산물 자동 포장 기계의 케이스 피딩 장치.





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