KR20010068137A

KR20010068137A - 프리폼 게이트 컷팅장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20010068137A
Application number: KR1020010022830A
Authority: KR
Inventors: 안명호
Original assignee: 안명호
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2001-07-13
Also published as: KR100421533B1

Abstract

본 발명은 PET수지를 사출성형한 프리폼에서 게이트를 컷팅하기 위한 프리폼 게이트 컷팅장치와 그 방법에 관한 것으로, 프리폼이 수직으로 공급될 수 있도록 공급가이드레일(60)이 경사지게 설치된 프리폼공급수단(S); 상기 프리폼공급수단으로부터 공급된 프리폼(200)을 회전하면서 정렬시키는 프리폼정렬수단(T); 상기 프리폼정렬수단의 일정위치에서 프리폼(200)을 전달받아 회전 이동시키는 프리폼 고정 및 이동수단(U); 상기 프리폼 고정 및 이동수단에 의해 회전 이동되는 프리폼(200)의 게이트(205)를 컷팅할 수 있도록 메인프레임(F)의 일측 상단에 설치된 게이트컷팅수단(V); 상기 게이트컷팅수단에 의해 게이트(205)가 절단된 프리폼이 배출되도록 회전하는 프리폼고정 및 이동수단(U) 일측에 배출가이드레일(70)이 설치된 프리폼배출수단(E); 동력을 발생시켜 상기 각 장치를 회전시키는 동력발생 및 전달수단(W); 전원공급과 프리폼정렬수단(T), 프리폼고정 및 이동수단(U)을 제어하기 위한 각종 조작스위치가 구비된 제어수단(P); 상기 각 수단이 고정 설치되는 메인프레임(F)으로 구성되는 프리폼게이트 컷팅장치와 그 방법을 제공한다.

Description

프리폼 게이트 컷팅장치 및 그 방법{A GATE CUTTING MACHINE AND METHOD FOR THE PREFORM}

본 발명은 PET병을 제조하기 위해 PET수지를 1차 사출성형한 중간제품인 프리폼에서 프리폼의 성형시 생성된 게이트를 컷팅하기 위한 프리폼 게이트 컷팅장치와 그 방법에 관한 것으로, 특히 사출성형된 프리폼이 수직으로 공급되어 일정한 속도로 회전하고 있는 프리폼정렬수단과 프리폼고정 및 이동수단에 의해 정렬 회전이동되면서 프리폼의 하단에 형성된 게이트가 게이트 컷팅수단에 의해 자연스럽게 컷팅되므로서 프리폼 게이트의 컷팅속도의 향상과 작업능률을 향상하고 투명한 상태의 게이트 절단면을 얻을 수 있도록 하는 프리폼 게이트 컷팅장치 및 그 방법에 관한 것이다.

통상 사용되고 있는 PET병은 특유의 무독성, 투명성, 내구성, 재생성 등이 뛰어나 종래 사용되었던 유리 및 알루미늄 캔 용기의 대체용기로써 우리생활에 널리 사용되고 있다.

이러한, PET병은 PET수지를 녹여서 용도별로 26ｇ(340㎖내열용 프리폼), 34ｇ(500㎖내열용 프리폼), 48ｇ(1.5ℓ내압용 프리폼)으로 구분되는 중간제품인 프리폼(Preform)을 생산하는 단계, 프리폼의 주입구가 고온에 변형되지 않도록 결정화(Crystalizing)시키고, 생산된 프리폼을 일정한 온도로 재가열하는 단계, 일정한 형상의 금형내에 주입하여 금형내에서 1차 연신하는 단계, 고압을 가하여 요구하는 병형태로 최종성형하는 단계, 냉각하여 추출하는 단계를 거쳐 통상적으로 제작이 이루어진다.

즉, 최종성형품인 식음료용 PET병은 PET수지를 녹여서 1차 사출성형한 중간제품인 프리폼의 제작에서부터 시작되는데, 본 발명은 PET수지를 이용해 프리폼의 사출 성형시 프리폼의 사출금형내로 유입되는 PET수지가 사출성형된 프리폼의 엔드(end)부에 일정길이의 게이트가 형성되어 배출되는데, 이때 형성된 게이트를 컷팅하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래에도 프리폼의 엔드부에 형성된 게이트를 컷팅하는 장치는 주로 외국의 소수업체에서 생산되어 국내에 고가로 도입되어 사용되고 있었으나, 장치의 구입비용에 비해 작업속도가 떨어지고 잦은 고장으로 작업능률이 떨어지고, 이로 인해 성수기의 경우에는 대량의 PET병의 소비로 인해 요구되어진 생산량을 맞출수 없는 문제점이 있었으며, 게이트 절단면이 깨끗하지 못해 최종소비제품을 생산하는 완성업계의 불만이 증대되었다.

특히, 게이트가 컷팅된 프리폼의 엔드부 단면이 PET병의 외주연과 같이 투명하게 컷팅되지 않고 불투명하게 컷팅 처리되어 식음료가 채워져 유통되는 과정에서 불투명하게 처리된 게이트 절단면을 이용해 불순물이 투입되어지는 경우 제조업계 뿐만 아니라 일반 소비자들에게 큰 혼란을 야기하여 사회적인 문제를 일으키는 경우가 발생되었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 특허출원제2000-68279호(이하 “본 출원인의 선출원”이라 한다)로 “프리폼게이트 컷팅장치 및 그 방법”을 특허출원한 바 있다.

상술한 본 출원인의 선출원에서는 성형된 프리폼이 프리폼게이트 컷팅장치로 투입되어질 때 경사지게 설치된 공급가이드레일을 타고 상단부에서 하단부로 슬라이딩되면서 프리폼정렬수단으로 공급되는 자연낙하방식을 이용하였다.

이렇게 자연낙하방식을 이용하여 프리폼정렬수단으로 공급된 프리폼은 종동축에 의해 회전하는 프리폼정렬수단의 제 1스타휠에 캡쳐되기까지 일정 시간동안 대기하는 정지상태가 발생되고, 정지된 상태에서 일정속도로 회전하는 제 1스타휠에 의해 프리폼이 한개씩 캡쳐되어지는 동작이 매끄럽게 이루어지지 못하는 면이 있었고, 제 1스타휠에 의해 프리폼이 캡쳐되어질 때 프리폼의 표면에 흠질이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 본출원인의 선출원에서는 프리폼고정 및 이동수단으로 공급된 프리폼을 상단부에서 가압하는 가압로드가 상부휠에 고정 설치되어 볼(Ball) 앤 부시방식으로 승강동작이 이루어질 수 있도록 구성되었으나, 프리폼의 가압시 그 가압력에 의해 소정의 유동이 발생되어 게이트가 컷팅되는 프리폼의 절단면이 깨끗하게 처리되지 못하는 면이 있어 이에 대한 단점을 해결하여야 할 필요성이 있었으며, 프리폼고정 및 이동수단의 제 2스타휠에 프리폼이 수용되는 프리폼포켓이 제 2스타휠과 일체로 구성되어 서로 다른 크기의 직경을 갖는 프리폼에 대해서 게이트 컷팅작업을 수행하는 경우 별도의 프리폼게이트컷팅장치를 구비하거나 프리폼고정 및 이동수단 전체를 분리해서 프리폼 고정 및 이동수단을 교체해야 하는 불편이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점들과 본 출원인의 선출원된 특허출원2000-68279호의 프리폼게이트 컷팅장치에서의 일부 미비점을 보완하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 프리폼게이트 컷팅장치 및 그 방법은 프리폼 엔드부에 형성된 게이트 컷팅시 그 절단면이 투명한 상태가 유지되도록 하여 프리폼으로 제작된 PET병의 품질을 향상시키고, 종래의 장치에 비해 구조를 간단히 하여 고장발생을 줄임으로써 장치의 가동율 증대와 작업능력을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 서로 다른 크기의 직경을 갖는 프리폼 게이트 컷팅작업시에도 간단한 부품 교환으로 장치 전체 및 주요 구성부의 교체작업을 해야하는 불편을 없애고, 교체작업에 따른 과다한 작업중단시간을 줄일수 있는 프리폼게이트 컷팅장치를 제공하고자 하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 장치의 고가 수입으로 인해 발생되었던 외화유출 문제를 자체 기술로 개발한 장치로 대체하므로써 외화유출 문제를 해소함과 아울러 기술력의 축적을 도모하여 역수출을 꾀할 수 있는 경쟁력이 뛰어난 프리폼 게이트 컷팅장치및 그 방법을 제공하고자 하는데 또다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 컷팅장치의 외관사시도,

도 2 본 발명에 따른 컷팅장치의 좌측면도,

도 3은 본 발명에 따른 컷팅장치에서 제어수단이 분리된 우측면도,

도 4는 본 발명에 따른 컷팅장치의 분해사시도,

도 4a는 도 4에서 프리폼 고정 및 이동수단을 발췌한 일부 확대 분해사시도,

도 4b는 도 4에서 고정스크류 및 스톱퍼만을 발췌한 일부확대사시도,

도 5는 본 발명의 컷팅장치에 적용된 컷팅수단의 확대사시도,

도 6은 본 발명에 따른 컷팅장치에 구비된 각종 센서의 설치구성관계를 개략적으로 도시한 평면도,

도 7은 본 발명에 따른 컷팅장치의 조작판넬에 구비된 조작스위치의 구성도,

도 8은 본 발명에 따른 컷팅장치에 프리폼이 공급, 이동되어 게이트가 컷팅된 후 배출되는 과정을 전체적으로 도시한 개략도,

도 9는 도 8에서 프리폼게이트가 컷팅수단에 의해 컷팅되는 과정만을 발췌 도시한 게이트의 컷팅 전·후의 상태도,

도 10은 본 발명에 따른 컷팅장치의 동작상태도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명

F : 메인프레임 f : 보조프레임

E : 프리폼배출수단 P : 제어수단

S : 프리폼공급수단 T : 프리폼정렬수단

U : 프리폼고정 및 이동수단 V : 게이트컷팅수단

W : 동력발생 및 전달수단 15 : 스크류구동모터

60 : 공급가이드레일 62, 62′: 프리폼감지센서

64 : 프리폼공급차단기 65 : 공급스크류

68 : 스톱퍼 70 : 배출가이드레일

72, 72′: 프리폼감지센서 80 : 가이드앗세이

90 : 구동부 93 : 구동기어

94 : 제 2스타휠 95 : 상부휠

96 : 가압로드 99 : 프리폼포켓

110 : 종동부 113 : 종동기어

115 : 제 1스타휠 130 : 가이드앗세이

140 : 컷팅나이프 142 : 수직부재

150 : 구동모터 160 : 보호카바

170 : 게이트저장통 180 : 토크감지센서

200 : 프리폼 202 : 주입구

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치는 상·하부판넬이 구비된 메인프레임; 동력을 발생시키는 구동모터와, 동력전달용 풀리와 벨트가 구비되어 상기 메인프레임의 하부판넬 상부 일측에 설치되는 동력발생 및 전달수단; 상기 메인프레임의 하부판넬에 하단부가 고정 지지되고 상부판넬을 관통하여 수직으로 설치되는 구동축과, 상기 동력발생 및 전달수단에서 동력을 전달받아 구동축을 회전시키는 구동풀리와, 구동풀리의 상단으로 설치된 구동기어로 구성되는 구동부; 상기 구동축의 일측에 수직으로 설치되어 상기 메인프레임의 저면에 그 하단이 고정 설치되는 종동축과, 종동축의 하단부에서 구동기어에 맞물려 종동축을 회전시키는 종동기어로 구성되는 종동부; 사출성형된 프리폼이 수직상태로 슬라이딩 공급되도록 경사지게 설치된 공급가이드레일이 구비된 프리폼공급수단; 상기 종동축의 상단에서 종동축과 동일하게 회전되도록 구성되어 상기 프리폼공급수단으로부터 한개씩 투입된 프리폼을 회전 정렬시키는 제 1스타휠과 가이드앗세이가 구비된 프리폼정렬수단; 상기 구동축의 상단에서 구동축과 동일하게 회전되도록 구성되어 프리폼정렬수단에서 일정 각도로 회전된 프리폼을 프리폼포켓에 수수용하여 이동시키는 제 2스타휠가 가이드앗세이가 상기 프리폼정렬수단의 일측 외주연과 일부 교차되도록 설치되는 프리폼고정 및 이동수단; 상기 프리폼고정 및 이동수단에 의해 회전되는 프리폼의 게이트를 컷팅하기 위해 메인프레임 상면에 수직으로 설치되고 그 상면에 컷팅나이프가 설치된 게이트컷팅수단; 상기 게이트컷팅수단에 의해 게이트가 컷팅된 프리폼이 일정각도 회전된 후에 자연스럽게 배출되도록 상기 프리폼고정 및 이동수단의 일측에서 제 2스타휠의 회전 접선방향에 배출가이드레일이 설치된 프리폼배출수단; 상기 동력발생 및 전달수단에 전원공급과, 각 수단을 통제하기 위한 각종 조작스위치가 구비되어 상기 메인프레임의 일측에 설치되는 제어수단을 포함하여 이루어진다.

특히, 프리폼정렬수단으로 공급되는 프리폼의 원할한 공급이 이루어질 수 있도록 프리폼공급수단의 말단에는 외주연에 나선형의 홈이 형성된 프리폼 공급스크류가 설치되어 있다.

또한, 상기 게이트컷팅수단은 메인프레임의 상부판넬 상면에 고정되는 고정판과, 이 고정판의 상면에 수직으로 설치된 복수의 수직부재와, 상기 수직부재의 상면에 고정 설치되는 나이프고정부재와, 상기 나이프고정부재의 상면에서 양단의 고정브라켓트에 의해 고정되는 컷팅나이프로 구성되며, 상기 수직부재는 프리폼의 이동 및 고정수단에 고정된 프리폼의 높이에 따라 그 높낮이를 조절할 수 있는 높이조절수단이 구비된다.

또한, 상기 프리폼 고정 및 이동수단에는 제 2스타휠의 상단에서 회전하는 구동축에 아이들상태가 유지되도록 고정 설치되는 고정휠과, 상기 고정휠의 상단에서 고정휠과 동일하게 구동축에 대해 아이들상태가 유지되도록 고정 설치되고 외주면에 일정깊이의 이동안내홈이 포물선궤적을 이루도록 형성된 원통형의 이동안내캠과, 상기 이동안내캠의 상단에 설치되어 구동축에 의해 회전이 이루어지는 원판형상의 상부휠과, 상기 상부휠의 테두리부위에 일정간격으로 관통 설치되어 스플라인방식으로 결합되는 복수개의 가압로드와, 상기 가압로드의 하단부에 결합된 ┛형상의 지지편과, 이 지지편을 가압하도록 지지편 상단의 가압로드 외주연에 설치되는 가압스프링과, 상기 지지편 하단의 가압로드 선단에 결합되어 제 2스타휠에 끼워져 이동되는 프리폼의 상단을 가압하는 탄성가압편과, 상기 이동안내홈에 결합되어 상부휠의 회전에 따라 이동되면서 탄성가압편이 프리폼의 상단을 가압하거나 해제하도록 상기 지지편의 일측단에 돌설된 회전롤러와, 제 2스타휠의 외측으로 설치되어 프리폼포켓에 끼워진 프리폼의 회전 이동을 안내하도록 설치되는 가이드앗세이로 구성되어 이루어진다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅방법은 사출 성형된 프리폼이 프리폼공급수단의 공급가이드레일에 프리폼의 주입구가 걸쳐진 수직 상태에서 자동으로 슬라이딩 공급된 후에 회전하는 공급스크류에 의해 한개씩 공급시키는 프리폼 공급단계; 공급된 프리폼을 일정한 속도로 회전하고 있는 제 1스타휠의 걸림포켓에 한개씩 수용하여 회전 이동시키면서 정렬시키는 회전이동단계; 일정각도 회전 이동된 프리폼을 구동축에 의해 상기 제 1스타휠과 반대방향으로 회전하는 제 2스타휠의 프리폼포켓으로 전달받아 상부휠에 설치된 가압로드와 가압편에 의해 프리폼의 상단부를 가압 회전시키다가 메인프레임 상면에 설치된 게이트컷팅수단에 의해 프리폼 하단부에 돌출된 게이트를 절단시키는 게이트 컷팅단계; 게이트가 컷팅된 프리폼이 제 2스타휠의 회전과 함께 일정각도 회전된 후에 제 2스타휠의 외주연 일측에서 제 2스타휠의 회전 접선방향으로 설치된 프리폼배출수단으로 이동되도록 한 후에 배출가이드레일을 통해 자연스럽게 배출되도록 하는 프리폼배출단계로 이루어지는 프리폼 게이트 컷팅방법을 제공한다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치와 그 방법에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치의 구성을 살펴보면, 도 1 및도 2에 컷팅장치의 외관사시도와 좌측면도가 도시되어 있고, 도 3은 컷팅장치의 내부구성을 상세히 파악할 수 있도록 메인프레임(F)의 상단 일측에 설치된 제어수단(P)이 제거된 상태에서의 컷팅장치에 대한 우측면도를 도시하고 있으며, 도 4는 컷팅장치의 주요 구성부에 대한 분해상태가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치는 PET병을 제조하기 위해 1차적으로 PET수지를 이용해 사출성형된 프리폼에 있어서, 사출 성형시 프리폼의 엔드(end)부에 형성되는 게이트를 컷팅하기 위한 장치이다.

장치의 주요 구성은 상·하부 판넬이 구비되어 장치의 골격을 이루는 메인프레임(F)과, 메인프레임(F)의 하부판넬 상면에서 상부판넬을 관통하여 수직으로 설치되는 구동부(90)와 종동부(110), 구동부(90)의 상단에 회전가능하도록 결합되는 제 2스타휠(94)과 상부휠(95)이 구비된 프리폼 고정 및 이동수단(U)과, 상기 종동부(110)의 상단에서 회전가능하도록 설치된 제 1스타휠(115)에 의해 상기 프리폼 고정 및 이동수단(U)에 프리폼을 공급하는 프리폼정렬수단(T)과, 성형된 프리폼을 자연스럽게 공급할 수 있도록 경사지게 설치되고 상기 프리폼정렬수단(T)의 일측에서 제 1스타휠(115)의 회전 접선방향으로 연결 설치되어 프리폼을 공급하는 공급가이드레일(60)이 구비된 프리폼공급수단(S)과, 상기 프리폼 고정 및 이동수단(U)의 일측에서 제 2스타휠(94)의 회전 접선방향으로 연결 설치되어 게이트가 컷팅된 프리폼이 자연스럽게 배출되도록 하향 경사지게 설치된 배출가이드레일(70)이 구비된프리폼배출수단(E)으로 구성된다.

이와 더불어, 상기 프리폼 고정 및 이동수단(U)에 의해 이동되는 프리폼의 게이트를 컷팅할 수 있도록 프리폼 고정 및 이동수단(U)의 일측 하단에서 메인프레임(F)의 상부판넬 상면에 수직으로 설치된 게이트컷팅수단(V)과, 외부에서 공급되는 전원에 의해 구동모터(150)를 구동시키고 이에 결합된 벨트 및 풀리에 의해 상기 구동부(90)를 구동시킬 수 있도록 메인프레임(F)의 하부판넬 상면에 설치되는 동력발생 및 전달수단(W)과, 상기 각 수단의 동작이 원활히 이루어질 수 있도록 전체적으로 제어 및 조작하기 위한 각종 스위치와 전기장치가 구비되어 메인프레임(F)의 일측에 설치되는 제어수단(P)으로 구성된다.

또한, 상기 주요장치 이외에 보조장치로 상기 메인프레임(F)의 상단에 설치되어 장치의 상부를 감싸는 투명재질의 보호카바(160)가 설치될 수 있도록 지지하는 보조프레임(f)이 구비되며, 상기 프리폼배출수단(E)의 하단에는 프리폼의 게이트 컷팅시 발생되는 불량품 및 프리폼 자체의 불량이 있는 경우 이를 별도로 분류하기 위한 불량품배출함(75)이 구비되고, 상기 게이트컷팅수단(V)의 절단나이프 (140) 하단에 설치된 게이트배출호스(145)를 통해 프리폼에서 절단된 게이트가 한곳에 모이는 게이트저장통(170)이 메인프레임(F)의 하부판넬상에 구비되어 있다.

한편, 이하에서는 상술한 구성에 더불어 도 4 내지 도 5를 참조하면서 주요부분을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치는 사출성형된 프리폼(200: 도 8에 도시됨)의 주입구(202: 도 8에 도시됨)가 상부를 향하도록 수직으로 정렬된 상태에서 공급, 이동, 게이트 컷팅 및 배출이 이루어지도록 한 것으로, 상기 프리폼공급수단(S)과 프리폼배출수단(E)은 프리폼의 주입구의 단턱이 걸쳐져 자연스럽게 공급 및 배출되도록 경사지게 설치되는 공급가이드레일(60)과 배출가이드레일(70)이 구비되며, 상기 공급가이드레일(60)과 배출가이드레일(70)은 그 하단에 메인프레임 (F)의 상단에 수직으로 설치되는 지지부재(61)(71)에 의해 고정된다.

특히, 상기 공급가이드레일(60)은 그 내측에 수직상태로 공급된 프리폼이 윗쪽에서 아랫쪽으로 자연스럽게 미끄러지면서 공급될 수 있도록 투입부(프리폼이 최초에 진입되는 부위)가 그 타단보다 높이 설치되며, 공급가이드레일(60)을 따라 낙하된 프리폼이 한개씩 강제 이동되어 프리폼정렬수단(T)의 제 1스타휠(115)의 걸림포켓(120)에 투입될 수 있도록 가이드앗세이(80)의 하단에서 프리폼의 진행방향으로 외주연에 나선형의 홈이 형성된 공급스크류(65)가 설치되어 있으며, 이 공급스크류(65)는 메인프레임(F)의 상부판넬 상면에 설치된 스크류구동모터(15)와 벨트(16)로 연결되어 구동될 수 있도록 구성되고, 상기 배출가이드레일(70)은 프리폼고정 및 이동수단(U)의 제 2스타휠(94)의 회전 이동되는 접선방향에 입구측이 연결 설치되어 제 2스타휠(94)에 의해 회전되는 프리폼이 프리폼포켓(99)에서 자연스럽게 이탈되어 배출되도록 하향 경사지게 설치되는 구성을 갖는다.

메인프레임(F)의 상부판넬 상면으로 돌출된 상기 구동축(91)에는 프리폼 고정 및 이동수단(U)이 설치되는 것으로, 프리폼 고정 및 이동수단(U)은 도 4a에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 테두리부위에서 일정간격을 유지하면서 오목한 반구형의 프리폼포켓(99)이 형성되고, 구동축(91)의 회전에 따라 회전되도록 결합된제 2스타휠(94)과, 제 2스타휠(94)의 상단에서 회전하는 구동축(91)에 대해 아이들상태가 유지되도록 고정 설치되는 고정휠(107)과, 상기 고정휠(107)의 상단에서 회전하는 구동축(91)에 대해 아이들상태가 유지되도록 고정 설치되고 외주연에 일정깊이의 이동안내홈(105)이 포물선궤적을 이루도록 원주방향으로 형성된 원통형의 이동안내캠(102)과, 상기 이동안내캠(102)의 상단에 결합되어 구동축(91)의 회전에 따라 회전이 이루어지는 상부휠(95)과, 상기 상부휠(95)의 테두리부위에 일정간격 유지되어 그 하단으로 관통설치되는 복수개의 가압로드(96)와, 상기 상부휠(95)의 하단으로 돌출된 가압로드(96)의 외주연 하단에 결합된 ┛형상의 지지편(97)을 가압하도록 설치되는 가압스프링(97)과, 상기 지지편(97)의 하단에 결합되어 상기 제 2스타휠(94)에 끼워져 이동되는 프리폼(200)의 주입구(202) 상단을 가압하는 탄성가압편(98)과, 상기 이동안내홈(105)에 결합되어 상부휠(95)의 회전에 따라 포물선궤적으로 회전 이동되면서 탄성가압편(98)이 프리폼(200)의 상단을 가압하거나 해제하도록 상기 지지편(97′)의 일측단에 회전롤러(100)가 구비되어 있다.

상기 지지편(97′)이 이동안내홈(105)을 따라 포물선궤적으로 이동되면서 제 2스타휠(94)에 끼워진 프리폼의 상단부를 가압하는 가압로드(96)가 프리폼을 가압할 때 좌·우 흔들림이 방지되도록 상기 가압로드(96)는 외주연에 수직방향의 스플라인이 형성되어 있으며, 이 스플라인이 형성된 가압로드(96)가 고정되는 상부휠(95)에는 보스가 결합되어 직선운동이 가능하도록 구성되고, 상부휠(95)의 상단으로 돌출되는 가압로드(96) 상단부에는 보호캡(102)이 씌여진다.

또한, 이와 더불어 제 2스타휠(94)의 프리폼포켓(99)에 끼워져 회전 이동되는 프리폼의 외주연 일측을 지지하여 스타휠(94)의 회전시 프리폼의 이탈방지와 프리폼의 원활한 이동이 가능하도록 스타휠(94)의 타측에 일정간격 이격되어 스타휠(94)의 회전반경과 동일한 곡면부가 내주연에 형성된 가이드판(81)과, 이 가이드판(81)이 일정높이로 고정 설치되도록 메인프레임(F)의 상면에 수직으로 설치되는 지지부재(82)로 구성되는 가이드앗세이(80)가 설치된다.

특히, 제 2스타휠(94)의 외주연에 일정간격으로 오목하게 형성되어 프리폼이 수용되는 프리폼포켓(99)에는 필요에 따라 프리폼포켓(99)의 내주연 크기를 조정하여 서로 다른 직경을 갖는 프리폼의 게이트 절단작업이 가능하도록 하는 교체가능한 포켓조정부재(99a)가 나사결합되어 있다.

또한, 상기 공급가이드레일(60)과 배출가이드레일(70)의 전·후측에는 프리폼의 공급 및 배출시 이상유무를 감지하여 경고신호를 발생시키는 프리폼감지센서 (62)(62′)(72)(72′)가 한개 이상 구비되어 있다

상기 프리폼감지센서(62)(62′)(72)(72′)에 의해 프리폼의 공급 또는 배출에 따른 이상이 감지된 경우 제어수단(P)의 상단부에 설치된 경고등(50)이 점멸되고, 경고등(50)의 점멸과 동시에 상기 프리폼공급수단(S)에서 프리폼정렬수단(T)으로 프리폼(200)이 공급되는 것을 차단할 수 있도록 상기 공급가이드레일(60)의 말단에 공급스크류(15)로 프리폼이 진입되는 것을 차단하기 위한 프리폼공급차단기 (64)가 설치된다.

상기 프리폼공급차단기(64)는 공급가이드레일(60)의 말단 상면에설치되어 계속 진입되는 프리폼의 진입시 주입구 외주연과 접촉되면서 회전되는 보조회전구(67)가 설치되고, 보조회전구(67)가 설치된 동일축상의 공급가이드레일 (60)의 하단부에 프리폼의 몸체 외주연을 감싸 회전되면서 프리폼의 이동이 가능하도록 하는 보조스타휠(69)이 구비되며, 상기 보조회전구(67)의 후방으로 에어실린더(63)에 의해 전·후진 동작되는 스톱퍼(68)가 설치되어 에어실린더(63)의 동작으로 스톱퍼 (68)가 신장되어 보조회전구(67)의 후면을 가압하여 보조회전구(67)의 공전을 방해하여 프리폼의 공급이 일시 중단될 수 있도록 구성된다.

상기 배출가이드레일(70)의 입구에는 프리폼의 게이트 컷팅시 발생된 불량프리폼을 배출가이드레일(70)의 하단으로 낙하시켜 배출시킬 수 있도록 하는 확장실린더(73)가 구비되며, 이 확장실린더(73)는 배출가이드레일(70)의 일부로 구성되어 통상의 배출가이드레일(70)의 폭보다 소정의 폭만큼 증대시킬 수 있도록 구성되는 것으로, 프리폼고정 및 이동수단(U)으로 이탈된 프리폼이 진입되는 배출가이드레일 (70)의 입구 근처에서 배출가이드레일(70)의 일부 단면이 내측으로 일정깊이 절단되어지고, 이 절단된 단면에 상기 확장실린더(73)에 의해 신장되어 배출가이드레일 (70)의 내측폭과 평행을 이루는 분할된 보조배출가이드레일(도시안됨)을 동작시킬 수 있도록 구성된다.

또한, 프리폼의 진입을 차단하거나 불량프리폼을 배출시키는 상기 프리폼공급차단기(64)와 확장실린더(73)를 동작시키기 위한 공기압제어수단(R) 및 공기발생수단(D)이 메인프레임(F)의 하부판넬 일측에 설치되어 있는데, 상기 공기압제어수단(R)은 프리폼감지센서(62)(62′)(72)(72′)가 이상상태를 감지함에 따라 프리폼공급수단(S)으로부터 프리폼의 공급을 차단하도록 공기압발생수단(D)으로부터 압축공기를 공급하여 에어실린더(63)를 신장시키고, 에어실린더(63)의 신장으로 프리폼의 공급과 함께 아이들상태로 회전하는 스톱퍼(68)를 정지시키게 되며, 이상상태의 해제시에는 에어공급을 차단하여 신장되었던 프리폼공급차단기(64)가 원래대로 복원 동작되어 보조회전구(67)와 보조스타휠(69)이 회전되면서 프리폼이 공급될 수 있도록 한다.

또한, 상기 확장실린더(73)의 제어는 평상시에는 에어가 지속적으로 공급된 상태를 유지하므로써 전·후측 배출가이드레일(70)과 동일한 폭을 유지하다가 게이트가 컷팅된 프리폼의 불량여부를 감지하여 불량프리폼이 배출되는 경우에 에어공급을 차단하여 신장되었던 확장실린더(73)가 수축되도록 전·후 배출가이드레일 (70)의 설치 폭보다 크게 확장되도록 하여 불량프리폼이 하단에 구비된 불량배출함(75)으로 낙하되도록 구성되고, 불량프리폼이 배출된 후에는 다시 에어공급수단 (D)에서 에어가 공급되어 통상의 배출가이드레일(70)의 폭과 동일하게 유지되도록 구성되며, 상기 프리폼감지센서(62)(62′)(72)(72′)의 설치부위에 대한 모식도가 도 6에 상세히 도시되어 있다.

그리고, 상기 동력발생 및 전달수단(W)은 메인프레임(F)의 하단 내측에 설치되는 것으로, 외부에서 입력된 전원에 의해 동력을 발생시키는 구동모터(150)와, 구동모터(150)의 속도에 따라 속조조절이 자유자재로 이루어지는 무단변속기(151)와, 무단변속기(151)의 회전력을 전달하기 위한 회전축(153)과 타이밍벨트(152)로 구성된다. 또한, 상기 구동부(90)는 메인프레임(F)의 중앙 일측에 수직으로 설치되어 그 하단부가 메인프레임(F)의 하부판넬 상면에서 텐션브라켓트에 의해 고정 지지되고 그 상단은 메인프레임(F)의 상부판넬 상면으로 돌출되는 구동축(91)과, 상기 동력발생 및 전달수단(W)으로부터 동력을 전달받아 회전이 이루어지도록 구동축(91)의 하단에서 상기 타이밍벨트(152)와 결합되는 구동풀리(92)가 구비되며, 이 구동풀리(92)의 상단으로는 구동기어(93)가 결합된다.

상기 종동부(110)는 상기 구동부(90)의 일측에서 그 하단부가 메인프레임(F)의 하단에 고정되어 수직으로 설치되고 그 상단은 메인프레임(F)의 상면으로 돌출 설치되는 종동축(111)과, 상기 구동부(90)의 동력을 전달받아 회전가능하도록 종동축(111)의 하단, 즉 구동축(91)의 구동기어(93)에 외접되도록 동일 높이에 설치되어 구동축(91)의 회전방향과 반대로 종동축(111)을 회전시키는 종동기어(113)로 구성된다.

메인프레임(F)의 상면으로 돌출된 종동축(111)의 상단에 결합되어 종동축(111)과 동일방향으로 회전되는 프리폼정렬수단(T)은 테두리부위에 일정간격으로 걸림포켓(120)이 형성되고 상기 구동부(90)의 제 2스타휠(94)보다 다소 높게 설치되는 제 1스타휠(115)과, 제 1스타휠(115)의 걸림포켓(120)에 걸린 프리폼이 수직으로 정렬된 상태에서 제 1스타휠(115)의 회전과 함께 원할하게 회전 이동되도록 제 1스타휠(115)의 외측으로 일정간격 이격설치되어 스타휠(115)의 회전반경과 동일한 곡면부가 내주연에 형성된 가이드판(131)과, 이 가이드판(131)을 고정프레임(F)의 상면에서 수직으로 지지하는 지지부재(132)로 구성되는 가이드앗세이 (130)로 구성된다.

그리고, 종동부(110)의 종동축(111)에 회전력이 제대로 전달되어 제 1스타휠(115)에 끼워진 프리폼이 제대로 공급되고 있는지의 여부를 종동축(111)의 회전력으로 프리폼의 원활한 공급유무를 확인할 수 있는 토크감지부(180)가 제 1스타휠(115)의 하단부 또는 구동축에 접촉되도록 메인프레임(F)의 상면에 설치되며, 상기 토크감지부(180)의 위치 또한 도 6의 모식도에 도시되어 있다.

한편, 상기 프리폼 고정 및 이동수단(U)에 의해 회전 이동되는 프리폼의 게이트를 컷팅할 수 있도록 상기 프리폼고정 및 이동수단(U)의 하단 일측에 수직으로 설치되는 게이트컷팅수단(V)은 도 5에 상세히 도시된 바와 같이, 메인프레임(F)의 상부판넬 상면에 고정 설치되는 고정판(144)과, 이 고정판(144)의 상면에 수직으로 설치되는 복수의 수직부재(142)와, 상기 수직부재(142)의 상면에 고정 설치되는 나이프고정부재(141)와, 나이프고정부재(141)의 상면에서 고정브라켓트(144′)에 의해 고정 설치되는 컷팅나이프(140)로 구성되며, 상기 컷팅나이프(140)는 양측으로 분할되어진 한쌍으로 이루어지고, 양측 나이프의 절단날부위가 V형으로 대면되어 게이트가 진입되는 입구는 다소 크게 개구되고 배출되는 후방은 거의 밀착상태가 유지되도록 하여 프리폼의 게이트가 그 중심부를 통과하면서 절단될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 컷팅나이프(140)는 일정기간 사용후 고정브라켓트(144′)를 분해하여 마모된 나이프를 교체할 수 있도록 구성되고, 상기 수직부재(142)는 프리폼을 고정 회전이동시키는 프리폼고정 및 이동수단(U)의 설치높이나 프리폼의 길이에 따라 그 높낮이를 조절할 수 있도록 높이조절수단(143)이 구비된다.

그리고, 게이트컷팅수단(V)에 의해 프리폼에서 컷팅된 게이트가 메인프레임(F)의 상면에 낙하되어 지저분하게 어지럽혀지는 것을 방지할 수 있도록 게이트컷팅수단(V)의 컷팅나이프(140) 하단에 게이트배출호스(145)가 결합되고, 이 게이트배출호스(145)는 메인프레임(F)의 하단에 설치된 게이트저장통(170)으로 낙하된다.

한편, 이와 같이 구성된 각 장치가 메인프레임(F)에 고정 설치된 후에 동작되는 각 장치를 보호하고, 회전하는 장치에 의해 작업자의 안전사고 발생을 방지할 수 있도록 하며, 동작되는 장치를 외부에서 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 투명재질의 보호카바(160)가 구비된 보조프레임(f)이 메인프레임(F)의 상단으로 설치 고정된다.

상기 각 수단의 동작을 컨트롤 할 수 있는 제어수단(P)은 도 7에 도시된 바와 같이, 각종 조작스위치가 컨트롤박스(40)의 외부표면에 구비되고, 컨트롤박스(40)의 내부에는 각 조작스위치에 연결된 전기장치와 메인전원스위치(도시안됨)가 구비되어 있으며, 상기 제어수단(P)의 상면에는 상기 각 센서(62)(62′) (72)(72′)에서 이상상태를 감지한 경우 작업자 및 관리자에 그 이상 상태를 알릴 수 있는 경고등(50)이 설치된다.

상기 조작스위치는 컷팅장치의 자동 또는 수동 조작에 따라 각각 구분하여 사용할 수 있도록 구성되는 것으로, 장치를 자동 또는 수동으로 선택하는 선택스위치(22), 파워 온/오프스위치(21)(27), 긴급스톱스위치(28), 자동운전/정지스위치 (23)(29), 메인모터 온/오프스위치(24)(30), 블로어 온/오프스위치(25)(31), 피딩실린더 온/오프스위치(26), 부저멈춤스위치(33), 리셋스위치(34) 등이 구비되는 것으로, 각 스위치의 기능은 스위치의 명칭에 따라 용이하게 파악 가능하고, 통상의기술수단에 의해 그 실시가 가능하므로, 본 발명의 상세한 설명에서는 이들의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 이하에서는 상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치를 이용하여 프리폼의 게이트를 컷팅하는 방법에 대해서 설명한다.

상기 프리폼공급수단(S)의 공급가이드레일(60)에 사출 성형된 프리폼(200)이 그 주입구(202)가 공급가이드레일(60)에 걸쳐진 수직상태에서 자동으로 슬라이딩 공급된 후에 회전하는 공급스크류(65)에 의해 한개씩 공급시키는 프리폼공급단계 (L1); 공급된 프리폼(200)을 일정속도로 회전하고 있는 제 1스타휠(115)의 걸림포켓(120)에 한개씩 수용하여 회전이동시키면서 정렬시키는 회전이동단계(L2); 일정각도 회전 이동된 프리폼(200)을 구동축(91)에 의해 상기 제 1스타휠(115)과 반대방향으로 회전하는 제 2스타휠(94)의 프리폼포켓(99)으로 전달받아 상부휠(95)에 설치된 가압로드(96)와 가압편(98)에 의해 프리폼의 상단부를 가압 회전시키다가 메인프레임(F)의 상단에 설치된 게이트컷팅수단(V)에 의해 프리폼(200)의 하단부에 돌출된 게이트(205)를 절단시키는 게이트 컷팅단계(L3); 게이트가 컷팅된 프리폼(200)을 제 2스타휠(94)의 회전과 함께 일정각도 회전시킨 후에 제 2스타휠(94)의 외주연 일측에서 제 2스타휠(94)의 회전 접선방향으로 설치된 프리폼배출수단(E)으로 이동되도록 한 후에 배출가이드레일(70)을 통해 자연스럽게 배출되도록 하는 프리폼배출단계(L4)로 이루어진다.

또한, 상기 프리폼게이트의 컷팅방법에는 프리폼공급수단(S)의 공급가이드레일(60)에 프리폼(200)의 공급이 중단되거나, 프리폼배출수단(E)의 배출가이드레일(70)로 게이트가 컷팅된 프리폼의 배출이 제대로 이루어지지 않은 경우에 상기 공급가이드레일(60)과 배출가이드레일(70)의 전·후단에 설치된 한개 이상의 프리폼감지센서가 프리폼(200)의 공급 및 배출의 이상상태를 감지하여 경고신호를 발생시키고, 상기 제어수단(P)에 전기적인 신호를 보내 각 장치의 구동을 정지시키는 임시정지단계(L5); 프리폼(200)의 공급 또는 배출이 원활히 이루어진 경우 각 장치를 다시 정상적으로 구동시키는 재구동단계(L6)가 포함되어 이루어진다.

한편, 이하에서는 상기한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치의 동작과 작용에 대해서 도 8 내지 도 10을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치의 동작을 설명하기 위해 본 발명의 상세한 설명에서는 각 장치가 정상적인 작동이 이루어질 수 있도록 메인프레임(F)에 각 수단이 조립 설치되고, 정상적인 동작상태로 셋팅되어 프리폼(200)의 공급이 이루어지는 것으로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 컷팅장치에 프리폼(200)이 공급되어 게이트(205)가 컷팅되고, 게이트(205)가 컷팅된 프리폼이 배출되어지는 순서 및 동작과정을 주요장치의 도시없이 이해가 용이하도록 간략하게 모식화한 개략도이다.

즉, 사출성형된 프리폼(200)은 자동으로 컷팅장치의 프리폼공급수단(S)으로 공급되어질 때, 상기 프리폼(200)은 주입구(202)가 상면을 향하도록 수직으로 세워진 상태에서 연속적으로 공급이 이루어지며, 이때 공급되는 프리폼(200)은 상기 프리폼공급수단(S)이 소정의 기울기를 갖도록 경사지게 설치되어 있으므로 그 자중에의해 공급가이드레일(60) 하단으로 낙하된다.

이렇게 자연낙하된 프리폼은 공급가이드레일(60)의 말단에 설치된 프리폼공급차단기(64)의 보조회전구(67)를 거쳐 일정속도로 회전하고 있는 공급스크류(65)에 의해 프리폼정렬수단(T)의 제 1스타휠(115)의 회전 접선방향으로 이동된다.

공급스크류(65)에 의해 한개씩 이동된 프리폼(200)은 종동축(111)에 의해 회전하고 있는 제 1스타휠(115)의 외주연에 형성된 걸림포켓(120)에 하나씩 수용되면서 제 1스타휠(115)의 회전과 함께 직립상태로 바르게 정렬되면서 이동되다가 제 1스타휠(115)의 회전방향에 대해 상호 교차되도록 설치된 프리폼 고정 및 이동수단(U)으로 이동이 이루어진다.

프리폼정렬수단(T)에서 프리폼고정 및 이동수단(U)으로의 프리폼(200)의 이동은 프리폼정렬수단(T)의 제 1스타휠(115)과 프리폼고정 및 이동수단(U)의 제 2스타휠(94)이 상호 높낮이가 다르고 회전 접선방향이 상호 교차되도록 구성되고, 제 1스타휠(115)의 외측에 설치된 가이드앗세이(80)가 더 높게 설치되고, 제 1스타휠(115)의 가이드앗세이(130)의 말단부에 제 2스타휠(94)의 가이드앗세이(80)의 선단부가 연결되면서 제 1스타휠(115)에 의해 회전 이동되는 프리폼(200)의 주입구 상단 외주연이 제 2스타휠(94)의 가이드앗세이(80) 선단부에 걸려 가이드앗세이(80)의 내측으로 이동되면서 제 1스타휠(115)보다 더 낮은 위치에 설치된 제 2스타휠(94)의 프리폼포켓(99)에 프리폼(200)의 몸통부가 수용되면서 프리폼이 제 1스타휠(115)에 제 2스타휠(94)로 자연스럽게 이동된다.

제 2스타휠(94)에 의해 회전되는 프리폼(200)은 제 2스타휠(94)과 제 2스타휠(94)의 타측에 구비된 가이드앗세이(80)에 의해 프리폼끼움부(99)에 견고히 끼움 설치되어 외주연이 고정되고, 제 2스타휠(94)의 상부에 설치되어 제 2스타휠(94)과 함께 회전하고 있는 상부휠(95)에 설치된 가압로드(96)가 원통형 이동안내캠(102)의 이동안내홈(105)의 하단부로 이동된 지지편(97′)에 의해 프리폼(200)의 주입구(202) 상단을 가압하면서 회전 이동된다.

상부휠(95)에 설치된 가압로드(96)의 탄성가압편(98)이 프리폼(200)의 주입구(202) 상단을 가압하는 동작은 가압로드(96)와 탄성가압편(98)이 결합되어 있는 지지편(97′)이 그 일측에 구비된 회전롤러(100)가 이동안내캠(102)의 이동안내홈 (105)을 따라 포물선 궤적을 이루면서 상부휠(95)과 함께 회전이 이루어지므로 회전롤러(100)가 이동안내캠(102)의 하단에 형성된 이동안내홈(105)으로 이동됨과 동시에 가압로드(96)도 함께 하향 이동되면서 프리폼(200)의 상단을 가압하게 되고, 가압로드(96)가 하향되어지는 시점은 프리폼(200)이 프리폼정렬수단(T)에서 프리폼 고정 및 이동수단(U)으로 이동된 후 일정각도 회전되어 게이트컷팅수단(V)으로 진입하기 전에 이루어지도록 구성되므로써 게이트 컷팅시 프리폼(200)의 유동을 방지하게 되며, 특히 가압로드(96)가 스플라인 형상으로 이루어져 게이트 절단시 프리폼의 좌·우 유동이 발생되지 않아 게이트의 절단이 확실히 이루어지도록 한다.

이와 같이 프리폼(200)은 그 상단부가 가압로드(96)의 탄성가압편(98)의 가압과, 그 외주연이 프리폼끼움부(99)와 가이드앗세이(80)에 의해 고정 지지되면서 제 2스타휠(94)의 회전에 따라 일정각도 회전 이동되다가 프리폼 고정 및 이동수단(U)의 일측 하단에 수직으로 설치된 게이트컷팅수단(V)의 컷팅나이프(140)내측으로 게이트(205)가 진입되면서 컷팅이 이루어지고, 게이트(205)의 컷팅이 이루어진 프리폼(200)은 스타휠(94)의 회전에 의해 다시 일정각도(90°내외) 회전이 이루어지다가 프리폼배출수단(E)으로 배출된다.

상기 프리폼 고정 및 이동수단(U)으로 이동된 프리폼(200)이 제 2스타휠(94)의 회전에 의해 회전되면서 게이트 컷팅수단(V)에 의해 게이트(205)가 컷팅되는 상태를 알아보기 쉽도록 게이트 컷팅과정을 발췌 도시한 일부 확대사시도가 도 9에 도시되어 있다.

상기 게이트컷팅수단(V)은 프리폼 고정 및 이동수단(U)의 스타휠(94)에 의해 이동되는 프리폼(200)의 크기나 스타휠(94)의 설치높이 등에 의해 그 높낮이가 조절되어 게이트(205)가 돌출 형성된 프리폼(200)의 선단면에서 게이트(205)의 컷팅이 이루어질 수 있도록 하며, 일정기간 사용후 컷팅나이프(140)의 날부위가 마모된 경우에는 컷팅나이프(140)의 상면을 고정하고 있는 고정브라켓트(144′)를 해제하여 다른 컷팅나이프로 교체 사용할 수 있어 반 영구적으로 사용이 가능하며, 그 교체작업이 간단하고 교체시간 또한 많이 소요되지 않아 작업에 지장을 주지 않는다.

또한, 메인프레임(F)의 하단 내측에 설치된 게이트저장통(170)은 프리폼에서 컷팅되어 메인프레임(F)의 상부판넬 상면에 낙하되는 게이트가 게이트배출호스 (144)를 통해 한곳에 모이도록 함으로써 컷팅된 게이트가 메인프레임(F)의 상단에 어지럽혀지거나 회전하는 장치에 말려들어가는 것을 방지하도록 하여 장치의 원만한 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

그리고, 프리폼의 이상 공급시에는 공급가이드레일(60)과 배출가이드레일(70)에 구비된 감지센서에 의해 경고신호가 발생함과 아울러 장치의 구동이 멈추고, 프리폼공급차단기(64)에 의해 프리폼의 공급이 중단되므로 프리폼의 비정상적인 공급에 따른 장치의 고장을 방지하여 장치의 내구수명을 연장시킬 수 있으며, 또한 배출가이드레일(70)의 선단부에는 배출가이드레일의 일부분을 확장시키는 확장실린더(73)가 구비되어 게이트 컷팅시 프리폼의 불량이 발생된 경우 자동으로 불량프리폼을 제거할 수 있기 때문에 불량프리폼이 다음 단계로 계속 공급되어 불량 PET병이 제조되지 않도록 하여 상품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같은 구성 및 동작으로 게이트(205)가 형성된 프리폼(200)이 본 발명에 따른 컷팅장치에 공급되어 게이트컷팅수단(V)에 의해 게이트(205)가 컷팅되는 것으로, 본 발명에 따른 컷팅장치에 의해 게이트(205)가 컷팅된 프리폼(200)의 엔드부는 프리폼의 몸통부와 같이 투명한 상태로 절단되어 PET병의 제조후에도 게이트의 절단면이 투명한 상태가 계속 유지되므로써 PET병의 상품성을 향상시킬 수 있으며, 종래의 불투명한 게이트 절단면을 이용해 이물질이 투입되여져 이를 구입한 소비자나 이를 제조한 제조업체 등 사회적으로 큰 문제를 야기시켰던 불미한 사건의 발생을 예방할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 게이트 컷팅장치는 프리폼(200)이 일정한 속도로 회전하는 프리폼 정렬수단(T)과 프리폼 고정 및 이동수단(U)에 의해 계속적으로 공급되면서 게이트 컷팅 작업이 수행되기 때문에 프리폼의 게이트의 컷팅속도의 향상으로 생산성과 작업능률을 향상시킬 수 있으며, 회전하는 제 2스타휠(94)의 프리폼포켓(99)과 가이드앗세이(80), 가압로드(96)의 탄성가압편(98)에 의해 가압 지지되므로 회전시에도 견고히 지지되면서 회전과 동시에 게이트(205)가 자연스럽게 컷팅되므로 그 절단면이 투명하고 깨끗하게 컷팅될 수 있는 것이다.

또한, 제 2스타휠(94)의 프리폼포켓(99)은 프리폼의 크기(직경)에 따라 적당한 반경을 갖는 포켓조절부재(99a)로 교체 사용가능하므로, 종래와 같이 프리폼고정 및 이동수단(U)의 전체를 분해하여 제 2스타휠(94)을 교체하여야 하는 불편이 없고, 이러한 교체작업에 따른 과다한 작업시간의 손실을 줄일 수 있어 생산량 증대에 기여할 수 있으며, 고가의 프리폼고정 및 이동수단(U)을 별도로 구입하여야 하는 경제적부담을 덜수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치에 의해 게이트가 컷팅되는 프리폼은 회전하는 제 1스타휠(115)과, 제 1스타휠(115)의 외주연 일측에 일정간격 이격 설치되어진 가이드앗세이(130)와, 상부휠(95)에 설치된 가압로드(96)에 의해 견고히 고정되어 일정한 속도로 회전을 하면서 일측 하단에 설치된 게이트 컷팅수단(V)을 통과하면서 게이트(205)가 자동으로 컷팅되는 구성으로 이루어져 있기 때문에, 프리폼(200)을 고정한 후에 컷팅수단을 이동시켜 게이트를 컷팅하는 동작 및 그러한 장치의 구성에 비해 장치의 간단화로 고장 발생과 재료의 원가를 줄일 수 있고, 작업속도가 빨라 생산량을 향상시킬 수 있으며, 장치의 가격이 저렴하여 종래와 같이 고가의 수입장비를 사용하므로 인해 발생되었던 경제적인 비용손실을 절감할 수 있는 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치는 자체기술로 개발되어 외국에 고가의 로얄티를 제공하지 않아도 되고, 국내의 기술력을 축적하여 경쟁력 있는제품을 생산할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리폼 게이트 컷팅장치 및 그 방법은 동력발생 및 전달수단에 의해 일정한 속도록 회전하는 구동축과 종동축 상단에 프리폼을 이동시키기 위한 제 1, 2스타휠이 구비된 프리폼정렬수단과 프리폼 고정 및 이동수단에 의해 연속적으로 프리폼이 공급 회전되면서 게이트컷팅수단에 의해 프리폼의 게이트가 자연스럽게 컷팅된 후에 배출되는 구성으로 이루어져 프리폼의 게이트 컷팅작업이 연속적으로 이루어져 작업량 증대와 장치의 가동율을 동시에 향상시킬 수 있으며, 종래의 장치에 비해 구성의 간단화로 잦은 고장 발생율을 현저히 감소시켜 생산량 증대를 촉진하고, 장치 가격의 저렴화를 통해 제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있는 것이다.

Claims

상·하부판넬이 구비된 메인프레임(F); 동력을 발생시키는 구동모터(150)와, 동력전달수단이 구비되어 상기 메인프레임(F)의 하부판넬 상부 일측에 설치되는 동력발생 및 전달수단(W); 상기 메인프레임(F)의 하부판넬에 하단부가 고정 지지되고 상부판넬을 관통하여 수직으로 설치되는 구동축(92)과, 상기 구동축(92)의 하단부에 결합되어 상기 동력발생 및 전달수단(W)에서 동력을 전달받아 회전되는 구동축(91)과 구동풀리(92) 및 구동풀리(92)의 상단으로 설치된 구동기어(93)로 구성되는 구동부(90); 상기 구동축(92)의 일측에서 수직으로 설치되어 메인프레임(F)의 저면에 그 하단이 고정 설치되는 종동축(111)과, 구동기어(93)에 맞물려 종동축(111)을 회전시키는 종동기어(113)로 구성되는 종동부(110); 사출성형된 프리폼(200)의 주입구(202)가 걸쳐져 수직으로 공급되도록 공급가이드레일(60)이 경사지게 설치된 프리폼공급수단(S); 상기 종동축(111)의 상단에서 종동축(111)과 동일하게 회전되도록 구성되어 상기 프리폼공급수단(S)으로부터 한개씩 투입된 프리폼(200)을 걸림포켓(120)의 내측에서 회전 정렬시키는 제 1스타휠(115)과 가이드앗세이(130)가 구비된 프리폼정렬수단(T); 상기 구동축(91)의 상단에서 구동축(91)과 동일하게 회전되도록 구성되어 프리폼정렬수단(T)에서 일정 각도로 회전된 프리폼(200)을 프리폼포켓(99)에 수용하여 이동시키는 제 2스타휠(94)과 가이드앗세이(80)가 상기 프리폼정렬수단(T)의 일측 외주연과 일부 교차되도록 설치되는 프리폼 고정 및 이동수단(U); 상기 프리폼 고정 및 이동수단(U)에 의해 회전 이동되는 프리폼(200)의 게이트(205)를 컷팅하기 위해 상기 메인프레임(F)의 일측 상단에 설치되는 게이트컷팅수단(V); 상기 게이트컷팅수단(V)에 의해 게이트(205)가 컷팅된 프리폼이 일정각도 회전된 후에 자연스럽게 이탈되어 배출되도록 제 2스타휠(94)의 회전 접선방향의 배출가이드레일(70)이 경사지게 설치된 프리폼배출수단(E); 상기 동력발생 및 전달수단(W)에 전원공급과, 각 수단을 제어하기 위한 각종 조작스위치가 구비되어 상기 메인프레임(F)의 상부판넬 일측에 설치되는 제어수단(P)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 프리폼 고정 및 이동수단(U)에는 상기 제 2스타휠(94)의 상단에서 구동축(91)의 회전과 무관하도록 고정 설치되는 고정휠(107)과, 상기 고정휠(107)의 상단에서 구동축(91)의 회전과 무관하게 고정 설치되고 외주연에 일정깊이의 이동안내홈(105)이 포물선궤적을 이루도록 원주방향으로 형성된 이동안내캠(102)과, 상기 이동안내캠(102)의 상단에 설치되어 구동축(91)의 회전에 따라 회전이 이루어지는 상부휠(95)과, 상기 상부휠(95)의 테두리부위에서 일정간격으로 관통설치되어 스플라인방식으로 결합되는 복수개의 가압로드(96)와, 상기 상부휠(95)의 하단으로 돌출된 가압로드(96)의 외주연에는 그 하단에 결합된 ┛형상의 지지편(97)을 가압하도록 설치되는 가압스프링(97)과, 상기 제 2스타휠(94)에 끼워져 이동되는 프리폼(200)의 주입구(202) 상단을 가압하도록 지지편(97)의 하단에 결합되는 탄성가압편(98)과, 상기 이동안내홈(105)에 결합되어 상부휠(95)의 회전에 따라 회전 이동되면서 탄성가압편(98)이 프리폼(200)의 상단을 가압하거나 해제하도록 상기 지지편(97)의 일측단에 돌설된 회전롤러(100)로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 게이트컷팅수단(V)은 메인프레임(F)의 상면에 고정 설치되는 고정판 (144)과, 이 고정판(144) 상면에 수직으로 구비된 복수의 수직부재(142)와, 상기 수직부재(142)의 상면에 결합되는 나이프고정부재(141)와, 상기 나이프고정부재 (141) 상면에서 양측의 절단날 부위가 V형상으로 중심부에서 상호 대면되어 고정브라켓트(144′)에 고정되는 컷팅나이프(140)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 3항에 있어서,

상기 수직부재(142)에는 프리폼의 이동 및 고정수단(U)에 고정된 프리폼(200)의 높이에 따라 그 높낮이를 조절할 수 있도록 높이조절수단(143)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 프리폼공급수단(S)의 공급가이드레일(60)의 전·후측과, 게이트가 컷팅된 프리폼(200)이 배출되어지는 프리폼배출수단(E)의 배출가이드레일(70)의 전·후측에는 프리폼(200)의 공급과 배출상태를 감시하여 이상시 경고신호를 발생시키는 복수개의 프리폼감지센서(62)(62′)(72)(72′)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 5항에 있어서,

상기 프리폼감지센서(62)(62′)(72)(72′)에 의해 경고신호가 발생되는 경우 프리폼공급수단(S)에서 프리폼정렬수단(T)으로 프리폼(200)의 공급을 중단시키도록 공급가이드레일(60)의 말단부에 프리폼공급차단기(64)가 설치되고, 상기 배출가이드레일(70)의 입구측에는 불량프리폼을 배출시키기 위해 분할 형성된 배출가이드레일(70)의 폭을 가변시킬 수 있는 확장실린더(73)가 구비되며, 상기 프리폼공급차단기(64)와 확장실린더(73)를 동작시키기 위해 에어 공급을 조절하는 공기압제어수단 (R) 및 에어발생수단(D)이 메인프레임(F)의 하부판넬 일측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 게이트컷팅수단(V)의 컷팅나이프(140)의 하단에는 절단된 게이트가 배출되는 게이트배출호스(145)가 설치되고, 메인프레임(F)의 상단 일측에는 상기 게이트배출호스(145)로 낙하된 게이트를 수용하기 위한 게이트저장통(170)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 프리폼공급수단(S)에는 공급가이드레일(60)의 말단부에 위치한 프리폼을 프리폼정렬수단(T)으로 강제 이동시키기 위해 프리폼의 이동방향으로 외주연에 나선형의 홈이 형성된 프리폼 공급스크류(65)가 설치되고, 이 공급스크류(65)는 메인프레임(F)에 별도로 설치된 스크류구동모터(15)에 의해 구동될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅장치.
제 1항의 장치에서, 경사지게 설치된 프리폼공급수단(S)의 공급가이드레일 (60)에 사출 성형된 프리폼(200)이 수직으로 걸쳐저 자중에 의해 슬라이딩된 후에 공급스크류(65)에 의해 한개씩 강제 이동되어 프리폼정렬수단(T)으로 공급되도록 하는 프리폼공급단계(L1); 공급된 프리폼(200)이 프리폼정렬수단(T)의 일측으로 순서대로 진입되면서 종동부(110)에 의해 일정속도로 회전하고 있는 제 1스타휠(115)의 걸림포켓(120)에 수용되어 제 1스타휠(115)의 회전반경을 따라 일정각도 이동되면서 정렬되도록 하는 회전이동단계(L2); 일정각도 회전 이동된 상기 프리폼(200)이 제 1스타휠(115)의 외주연 일측 상단에 설치된 가이드앗세이(80)와 제 1스타휠 (115)과 반대방향으로 회전하고 있는 프리폼고정 및 이동수단(U)의 제 2스타휠(94)의 프리폼포켓(99)으로 이동되어 상부휠(95)에 의해 회전하는 가압로드(96)에 의해 가압되면서 일정각도 회전된 후에 메인프레임(F)의 상단 일측에 설치된 게이트컷팅수단(V)에 의해 그 하단부에 형성된 게이트(205)를 컷팅시키는 게이트 컷팅단계 (L3); 게이트가 컷팅된 프리폼(200)이 제 2스타휠(94)의 회전과 함께 일정각도 회전되다가 제 2스타휠(94)의 일측 회전 접선방향에 연결 설치된 프리폼배출수단(E)으로 배출되어지는 프리폼배출단계(L4)를 거쳐 프리폼 게이트의 컷팅이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅방법.
제 9항에 있어서,

상기 프리폼공급수단(S)의 공급가이드레일(60)에 프리폼(200)의 공급이 중단되거나, 프리폼배출수단(E)의 배출가이드레일(70)로 게이트가 컷팅된 프리폼의 배출이 제대로 이루어지지 않은 경우에 상기 공급가이드레일(60)과 배출가이드레일 (70)의 전·후단에 설치된 한개 이상의 프리폼감지센서가 프리폼(200)의 공급 및 배출의 이상상태를 감지하여 상기 제어수단(P)에 전기적인 신호를 보내 각 장치의 구동을 정지시키는 임시멈춤단계(L5); 프리폼(200)의 공급 또는 배출이 원활히 이루어진 경우 각 장치를 다시 정상적으로 구동시키는 재구동단계(L6)가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 프리폼 게이트 컷팅방법.