KR20090056240A - 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는식모 기기 및 식모 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 식모 기기 및 식모 방법에 관한 것으로서, 식모혈이 생성되지 않은 칫솔대의 헤드부에 칫솔 사용자에게 적합한 식모 패턴을 디자인하여, 그 디자인된 식모 패턴에 따라 식모혈을 생성하고 칫솔모를 식모할 수 있는 칫솔모 식모 기기 및 식모 방법에 관한 것이다.　

본 발명에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 식모 기기 및 식모 방법은, 식모혈을 생성시와 칫솔모 식모시에, 2차원 스텝모터에 의한 상대적인 위치 이동을 동일하게 적용하여, 칫솔대 공급 위치에서 드릴 및 리머 장착부에 마련된 드릴 및 리머에 의하여, 칫솔대 장착부에 재치된 식모혈이 생성되지 않은 칫솔대의 헤드부에 셀프 디자인된 식모 패턴대로 식모혈을 생성한 후, 곧바로 칫솔대 장착부를 식모 위치로 이동하여 칫솔모를 식모함으로써 특수 용도의 칫솔은 물론, 연구용으로 적은 수량의 칫솔을 제조하는 데 유용하게 사용될 수 있는 칫솔모 식모 기기 및 방법에 관한 것이다.

칫솔, 식모 기기, 셀프 디자인, 식모 패턴

Description

셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 식모 기기 및 식모 방법{Tufting Machine And Method Which Simply Enable To Make Self-Designed Tufting Pattern Toothbrush}

본 발명은 칫솔의 제조에 사용되는 칫솔모 식모 기기 및 방법에 관한 것으로, 칫솔모 식모 기기의 칫솔대 공급위치에 설치된 드릴 및 리머 장착부를 사용하여 사전에 프로그램된 셀프 디자인 식모 패턴대로 식모혈을 생성하고, 동일한 프로그램을 사용하여 칫솔모가 식모될 위치에서 셀프 디자인 식모 패턴대로 식모를 함으로써, 원 스텝으로 간단하게 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기에 관한 것이다.

일반적으로, 칫솔은 칫솔대와 칫솔모로 구성되며, 칫솔대는 칫솔모가 식모되는 헤드부, 손으로 잡는 부분인 파지부, 및 헤드부와 파지부를 연결하는 경부로 구성되어 있다.

최근, 칫솔대는 재료로 폴리프로필렌과 같은 플라스틱과 열가소성 엘라스토 머를 결합하여, 칫솔대에 요구되는 물성인 강도(强度)와　파지부의 마찰 특성을 고루 갖추면서도 외관상 미려한 제품들이 많이 개발되어 수요자의 다양한 요구를 충족시키고 있다.

한편, 일반적으로 칫솔의 제작과정에 있어서, 칫솔대의 헤드부에 칫솔모의 식모는, 칫솔대의 헤드부에 미리 결정된 식모 패턴에 따라 식모혈(tufting hole)을 생성하고,　식모 기기에 의하여 그 생성된 식모혈에 칫솔모를 식모하도록 되어 있다. 물론, 이와 같이 미리 결정된 식모 패턴에 의해 형성된 식모혈에 칫솔모를 식모하는 것은 동일 패턴의 칫솔모로 된 칫솔을 대량으로 생산하는 경우에 적합하다.

그러나 사람마다 구강의 구조가 다르고, 치아 건강의 상태가 다를 뿐 아니라, 경우에 따라서는 치열교정기를 설치하기도 하므로, 획일적인 식모 패턴을 가지는 칫솔보다는 자신의 구강 환경과 치아 건강에 적합한 칫솔에 대한 요구가 점차 증가되는 현실이다. 따라서 이를 만족시키기 위하여는 여러 종류의 식모 패턴을 갖는 칫솔대를 다양하게 제조할 필요가 있다.

이러한 경우, 종래의 식모 기기를 활용하기 위해서는 필연적으로 많은 수의 칫솔대 제조 금형이 필요하게 된다. 예컨대, 동일한 디자인의 칫솔대라고 하더라도, 식모 패턴이 달라지면, 고가의 금형을 별도로 제조하여야 하는 문제점이 있게 된다. 게다가, 과거에는 칫솔대의 재질과 형태가 간단하여 재료비나, 금형의 비용이 그리 높지 않았지만, 최근에는 재질의 다양성, 디자인의 미적 추구 등으로 인하여 재료비는 물론, 금형의 구조가 복잡해져서 그 비용이 매우 큰 폭으로 높아지고 있다.

그렇다고 하더라도, 다양한 식모 패턴을 갖는 각각의 칫솔들이 대량으로 소비될 수 있는 경우에는 문제가 되지 않지만, 상기한 바와 같이 치열교정 중이라든지, 구강 구조가 특이하여 일반 칫솔 사용이 곤란한 경우라든지, 특수 용도로 특별한 식모 패턴을 가지는 칫솔을 적은 수량으로 제조할 필요가 있는 경우에는 별도의 칫솔대 금형을 제작하는 것이 경제적으로 큰 부담이 되어 이러한 소비자의 욕구를 충족시키지 못하고 있는 실정이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 한국 등록특허 제0403967호, 제0419403호, 제0551626호 등에서는, 같은 칫솔대의 헤드부만을 교체하여 장착할 수 있는 리필 방식의 칫솔대에 리필 헤드부의 식모 배열을 다양화하여 사용하는 방법을 채용하고 있다. 그러나, 이러한 리필 방식에 의하는 경우에도, 식모 패턴의 수만큼 별도의 헤드부를 만들기 위한 금형이 필요하게 된다. 즉, 식모 패턴에 따른 헤드부의 금형의 별도 제작에 따른 비용부담이 발생하게 되어, 그 해결 정도에는 한계가 있다고 할 것이다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 칫솔모 식모 기기의 칫솔대 투입부에 설치된 드릴 및 리머 장착부을 사용하여 사전에 프로그램된 셀프 디자인 식모 패턴대로 식모혈을 생성하고, 동일한 프로그램을 사용하여 칫솔모가 식모될 위치에서 셀프 디자인 식모 패턴대로 식모를 함으로써, 저렴한 비용으로 다양한 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있도록, 원 스텝으로 간단하게 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기 및 식모방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기는, 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 칫솔모 식모 기기에 있어서, 콘트롤 패널이 장착된 기단부와, 상기 기단부의 상부에 마련된 이동레일을 따라 왕복 이동하도록 설치된 칫솔대 장착부와, 칫솔대 공급 위치에서, 상기 칫솔대 장착부에 장착된 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공하고, 천공된 식모혈을 다듬기 위한 드릴 및 리머 장착부와, 칫솔모 식모위치에서, 상기 칫솔대 장착부에 장착된 칫솔대의 헤드부의 식모혈에 칫솔모를 평선과 함께 식모하는 식모 어셈블리와, 상기 식모 어셈블리에 칫솔모를 공급하는 칫솔모 공급부와, 상기 식모 어셈블리에 평선을 공급하는 평선 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 소비자 의 다양한 요구나 연구개발 등에 적합하게 이용할 수 있는 다품종 소량 생산을 저비용으로 간단하게 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 본 발명에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기의 칫솔모 공급부는 칫솔모 충진 박스 및 칫솔모 운반기를 구비하고, 상기 칫솔모 충진 박스가 1 또는 2개 이상인 것을 특징으로 한다. 하나의 칫솔모로 된 칫솔을 제조하는 경우에는 칫솔모 충진 박스가 1개로도 충분하지만, 본 발명과 같이, 칫솔모 충진 박스를 2개 이상으로 하는 경우에는, 동시에 2종류 이상의 칫솔모를 식모할 필요가 있는 경우에도 유연하게 대응할 수 있게 된다.

또한, 상기 본 발명에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기의 칫솔모 공급부의 칫솔모 충진 박스는 착탈이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 칫솔 공급부를 착탈이 가능하도록 함으로써, 다양한 재질이나 굵기의 칫솔모를 미리 준비하여, 소비자에게 적합한 재질의 칫솔모로 식모된 칫솔을 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 본 발명에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기에 있어서, 상기 드릴 및 리머 장착부는 드릴 장착부와 리머 장착부를 구비하고, 상기 드릴 장착부와 상기 리머 장착부는 칫솔대 장착부에 대향하도록 수평방향으로 이격되어 형성된 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 드릴에 의하여 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공한 후, 천공된 식모혈을 리머에 의해 다듬을 수 있게 된다.

또한, 상기 본 발명에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기는, 상기 드릴 및 리머 장착부의 드릴 및 리머를 자동으로 교체하는 드릴 및 리머 자동 교체 장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 드릴 및 리머 자동 교체 장치를 더 구비함으로써, 드릴에 의하여 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공한 후, 칫솔대 장착부를 이동시키지 아니하고, 리머에 의해 천공된 식모혈을 다듬을 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 측면은, 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 방법에 관한 것으로, 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 방법에 있어서, 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부 보다 작은 면적의 범위 내에서 설계된 셀프 디자인 식모 패턴을 준비하여, 칫솔대 장착부에 장착된 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴을 부착하는 단계와, 상기 칫솔대 장착부에 장착된 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 부착된 상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴을 따라, 각 식모혈의 위치를 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 지정하고, 그 위치 데이터를 데이터 입력부에 입력하여 데이터베이스에 저장하는 단계와, 상기 데이터베이스에 저장된 위치 데이터에 의하여, 드릴 및 리머 장착부의 드릴에 의해 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공하고, 상기 드릴 및 리머 장착부의 리머에 의해 상기 칫솔대의 헤드부에 천공된 식모혈을 다듬는 단계와, 상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴대로 식모혈이 완성된 칫솔대를 장착한 상태에서 칫솔대 장착부를 칫솔모 식모 위치로 이동시키는 단계와, 상기 칫솔모 식모 위치에서 식모 어셈블리의 식모 바늘에 의하여, 칫솔모 공급부에서 공급된 칫솔모와 평선 공급부에서 공급된 평선을, 상기 데이터베이스에 저장된 위치 데이터에 따라, 상기 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 식모하는 단계와, 상기 칫솔대의 헤드부에 칫솔모의 식모가 완성된 후, 칫솔대 배출장치에 의하여 상기 칫솔대를 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 또 다른 식모 다른 방법은, 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 방법에 있어서, 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 형성할 식모패턴을 데이터베이스에 미리 데이터로 저장되어 있는 셀프 디자인된 식모 패턴 중에서 어느 하나를 선택하여 지정하는 단계와, 상기 데이터베이스에서 선택된 셀프 디자인된 식모 패턴에 따라, 칫솔대 장착부에 장착된 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에, 드릴 및 리머 장착부의 드릴에 의해 식모혈을 천공하고, 상기 드릴 및 리머 장착부의 리머에 의해 상기 칫솔대의 헤드부에 천공된 식모혈을 다듬는 단계와, 상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴대로 식모혈이 완성된 칫솔대를 장착한 상태에서 칫솔대 장착부를 칫솔모 식모 위치로 이동시키는 단계와, 상기 칫솔모 식모 위치에서 식모 어셈블리의 식모 바늘에 의하여, 칫솔모 공급부에서 공급된 칫솔모와 평선 공급부에서 공급된 평선을, 상기 데이터베이스에 저장된 위치 데이터에 따라, 상기 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 식모하는 단계와, 상기 칫솔대의 헤드부에 칫솔모의 식모가 완성된 후, 칫솔대 배출장치에 의하여 상기 칫솔대를 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 미리 데이터베이스에 저장되어 있는 셀 프 디자인된 식모 패턴를 선택하여 사용할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 칫솔모 식모 기기에 의하는 경우, 셀프 디자인 식모 패턴을 가지는 칫솔을 별도의 칫솔대 금형 제작을 하지 않고도 간단하게 제조할 수 있게 해줌으로써, 다품종 소량의 칫솔 제품을 저비용으로 용이하게 제조할 수 있게 된다.

따라서, 다양한 패턴의 칫솔을 필요로 하는 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있으며, 또한 연구 목적으로 식모 패턴을 개발하고 이를 실사용 테스트하기 위하여 수십 혹은 수백 개 정도의 칫솔을 제조하는 데에도 응용할 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 도면을 통해 본 발명의 일 실시예에 의한 식모 기기의 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기를 나타낸 사시도 이고, 도 2의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 식모 기기의 부분 단면도, 도 2의 (b)는 칫솔모 식모시 식모 바늘과 호적기의 관계를 설명하기 위한 부분 확대도, 도 3은 본 발명의 실시예에서의 평선 절단기를 설명하기 위한 부분 평면도이다.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명에 의한 칫솔모 식모 기기는 콘트롤 패널(70)이 장착된 기단부(10), 칫솔대 장착부(20), 식모 어셈블리(30), 칫솔모 공급부(40), 평선(anchor) 공급부(50) 및 드릴 및 리머 장착부(60) 등을 포함하여 구성되어 있다.

기단부(10)의 측면에는 콘트롤 패널(70)이 장착되어 있고, 콘트롤 패널(70)에는 데이터를 입력하는 데이터 입력부(71), 현재의 작동상태 등을 표시하는 표시부(72), 식모 기기의 작동을 자동모드나 수동모드로 전환시키는 자동모드/수동모드 전환스위치(73) 등이 마련되어 있다. 이 콘트롤 패널(70)의 조작을 통하여, 본 발명의 식모 기기의 동작을 제어하기 위한 데이터 입력 및 식모 기기의 조작 등을 간단하게 할 수 있게 된다.

칫솔대 장착부(20)는 상기 기단부(10)의 상부에 마련된 이동레일(23)을 따라 왕복 이동하도록 설치되어 있다. 이때 칫솔대 장착부(20)는 압축공기에 의한 구동으로 이동 레일(23)을 따라 이동한다. 또한 상기 칫솔대 장착부(20)에는 칫솔대가 재치되는 칫솔대 재치대(21)와 이 칫솔대 재치대(21)를 내장된 스텝모터에 의해 xy축으로 이동시킬 수 있는 직교레일(22)이 마련되어 있다. 상기 스텝모터는 1/1000인치까지 조절되고, xy방향으로 움직이는 2차원 정밀 스텝모터이다. 이 스텝모터를 이용하여 수동으로 셀프 디자인한 각 식모혈의 위치를 칫솔대의 헤드부에 지정하고, 그 위치 데이터를 콘트롤 패널(70)을 통해 데이터베이스에 입력하면, 입력된 위치 데이터에 따라 정밀 스텝모터가 칫솔대를 장착한 칫솔대 재치대(21)를 이동시켜 드릴 및 리머 장착부에 의한 식모혈의 천공 및 리머에 의한 다듬질이 이루어지 고, 최종적으로 식모 위치에서 식모 어셈블리(30)에 의한 칫솔모의 식모가 이루어지게 된다. 즉, 칫솔대 장착부(20)는 식모 기기에 공급되는 압축 공기의 힘과, 콘트롤 패널 내부의 전자 회로의 전자 제어에 의하여 드릴에 의한 천공 위치, 리머(reamer)에 의한 다듬질 위치 및 식모 위치 등을 직선 왕복 운동을 하게 되는데, 각각의 위치에서 개개의 식모혈에 대한 스텝모터의 상대적인 위치 이동은 동일하게 된다.

또한, 상기 기단부(10)의 일측에는 상기 칫솔대 장착부(20)보다 높게 위치하도록 지지대(80)가 마련되고, 지지대(80) 상에, 식모 어셈블리(30), 칫솔모 공급부(40) 및 평선 공급부(50) 등이 마련된다.

식모 어셈블리(30)는, 상기 칫솔대 장착부(20)의 상측에서 칫솔대 재치대(21)에 재치된 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 칫솔모를 식모 가능하도록 지지대(80) 상에 장치되고, 또한, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 식모 바늘(31)과 호적기(32)를 포함한다. 상기 식모 바늘(31)은 상기 칫솔모 공급부(40)에서 공급된 칫솔모와 평선 공급부(50)에서 공급된 평선을 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 삽입시킨다. 식모할 때, 식모 바늘(31)은 지지대(80)의 아래쪽으로 부착된 호적기(32)를 통과함으로써 식모혈의 정확한 위치에 칫솔모와 평선을 삽입할 수 있게 된다.

칫솔모 공급부(40)는 상기 식모 어셈블리(30)에 칫솔모를 공급할 수 있도록 지지대(80) 상에 설치되고, 칫솔모 충진 박스(41, 42)와 칫솔모 운반기(43) 등을 포함한다. 이때, 도 1 및 2에서는 칫솔모 충진 박스(41, 42)는 2개로 도시되어 있 지만, 칫솔모 충진 박스(41, 42)는 하나 또는 2개 이상 마련될 수 있으며, 칫솔모 충진 박스(41, 42)가 2개 이상(바람직하게는, 2 내지 4개)인 경우에는 칫솔모 충진 박스 각각에 재질이나 굵기가 다른 종류의 칫솔모를 충진하여, 하나의 칫솔에 2종류 이상의 칫솔모를 동시에 식모할 수 있게 된다.

또한, 상기 칫솔모 충진 박스(41, 42)를 착탈이 가능하도록 하는 경우, 여러 종류의 필요한 칫솔모를 충진한 칫솔모 충진 박스를 미리 준비하여 놓고, 필요에 따라 칫솔모 충진 박스를 교체하여 장착할 수 있게 된다.

또한 칫솔모 충진 박스(41, 42)의 후면 판넬은 전후 방향으로 조절이 가능하게 되어 있어, 평선 공급부(50)에서 공급되는 평선이 칫솔모의 중앙부(또는 원하는 위치)에 위치하도록 조절할 수 있게 된다. 이러한 조절이 완료되면, 칫솔모 충진 박스(41, 42)에 충진된 칫솔모는, 식모 어셈블리(30)에 의해 칫솔대에 칫솔모를 식모할 때, 칫솔모 공급부의 하측에 마련되어 수평으로 왕복운동을 하는 칫솔모 운반기(43)에 의해 식모 어셈블리(30)의 식모 바늘(31) 쪽으로 공급되게 된다.

평선(anchor) 공급부(50)는 지지대(80)의 일측에 마련되어 칫솔모를 식모할 때에 식모 바늘에 의하여 반으로 접힌 칫솔모와 함께 식모혈에 박혀서 칫솔모가 빠지지 않도록 지지하는 평선을 식모 어셈블리(30)의 식모 바늘(31)에 공급한다. 이때, 평선 공급부(50)에서 공급되는 평선은, 도 3에 도시된 평선 절단기(51)에 의하여 적절한 크기로(식모혈의 직경보다 약간 크게) 절단되어 식모 어셈블리(30)의 식모 바늘(31)에 공급되게 된다.

드릴 및 리머 장착부(60)는 칫솔대 장착부(20)가 칫솔대 공급위치(도 5의 공 급 위치(A))에 있을 때, 칫솔대 재치대(21)에 재치된 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공할 수 있도록 위치를 맞추어 기단부(10)에 설치된다. 드릴 및 리머 장착부(60)에는 드릴이 장착되는 홀(hole)이 형성된 드릴 장착부(61)와 리머가 장착되는 홀이 형성된 리머 장착부(62)가 구비되는데, 상기 드릴 장착부(61)와 상기 리머 장착부(62)는 칫솔대 장착부(20)에 대향하도록 수평방향으로 이격되어 형성된다.

드릴 장착부(61)에 장착되는 드릴에 의하여 칫솔대의 헤드부에 셀프 디자인된 각 식모혈을 천공한 다음, 리머 장착부(62)의 위치로 이동하면, 리머 장착부(62)에 장착되어 있는 리머가 드릴에 의하여 천공된 식모혈을 다듬어 주게 된다. 이 과정을 통하여 식모혈의 모양이 고르고 칫솔 제품의 모양이 완성도가 높아질 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 있어서 드릴 및 리머 자동 교체 장치(63)가 부착된 식모 기기에 관한 것으로서, (a)는 평면도이고, (b)는 측면도이며, (c) 내지 (f)는 드릴 및 리머 자동 교체 장치(63)에 의해 드릴 및 리머 장착부(60)에서 드릴 및 리머를 자동 교체하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 4의 (a)와 (b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 드릴 및 리머 자동 교체 장치(63)는 드릴 및 리머 장착부(60)에 대향되는 측면으로 기단부(10)에 장치되어 있다. 또한, 드릴 및 리머 자동 교체 장치(63)는 도 4의 (c) 내지 (f)에서 도시하고 있는 바와 같이 드릴 및 리머 장착부(60)에 장착되는 드릴과 리머를 필요에 따라 교체할 수 있게 된다. 이러한 드릴 및 리머 자동 교체 장치(63)를 부가하여 사용하는 경우, 드릴 및 리머 장착부(60)에서 드릴이나 리머가 장착되는 부위로서 하나의 홀(hole)만 형성되어 있어도 드릴이나 리머를 교체하여 사용할 수 있기 때문에, 일반적인 드릴링머신을 본 발명의 실시예에서 사용되는 드릴 및 리머 장착부(60)로서 폭넓게 응용할 수 있게 된다.

또한, 이 경우 먼저 장착된 드릴에 의하여 칫솔대의 헤드부에 셀프 디자인된 각 식모혈의 천공이 끝나면, 드릴 및 리머 자동 교체 장치(63)에 의하여, 도 4의 (c) 내지 (f)에서 도시된 과정을 통하여 드릴에서 리머로 교체되어 장착되고, 칫솔대 장착부(20)의 이동없이, 교체 장착된 리머에 의하여 천공된 식모혈을 다듬어 주게 된다.

도 5 및 도 6은 각각 드릴 및 리머 장착부(60)에 장착된 드릴에 의하여 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공할 때의 칫솔대 장착부(20)의 위치(도 5)와 식모 어셈블리(30)에 의하여 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 칫솔모를 식모할 때의 칫솔대 장착부(20)의 위치를 나타낸 도면(도 6)이다.

도 5에 의하면, 칫솔대가 처음 공급되는 위치(이하, "칫솔대 공급위치(A)"라 한다)에서 드릴 및 리머 장착부(60)에 장착된 드릴에 의하여 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공할 수 있도록 위치되어 있다. 칫솔대 공급위치(A)에서, 칫솔대 장착부(20)는 이미 입력된 위치 데이터에 따라, 정밀 스텝모터에 의해 직교레일(22)을 따라 이동하게 되고, 드릴 및 리머 장착부(60)에 장착된 드릴에 의하여 칫솔대의 헤드부의 지정된 위치에 식모혈을 천공하게 된다. 칫솔대의 헤드부에 대한 식모혈의 천공이 완료되면, 드릴과 동일한 직경을 가진 리머에 의해 식모혈을 다듬게 되는데, 이때 칫솔대 장착부(20)의 각 식모혈로의 위치 이동은 스텝모터에 의해 식모 혈을 천공할 때와 같은 이동을 반복하게 된다.

도 6에 의하면, 식모 어셈블리(30)에 의하여 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 칫솔모를 식모할 때에는, 칫솔대 장착부(20)가 식모 바늘(31)의 하측에 위치(이하, "칫솔모 식모위치(B)"라 한다)하도록 되어 있다. 칫솔모 식모위치(B)에서 식모 어셈블리(30)의 식모 바늘(31)에 의하여 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모할 수 있도록, 칫솔대 장착부(20)는, 칫솔대의 헤드부에 천공을 하거나 다듬질을 할 때와 마찬가지로, 스텝모터에 의하여 입력된 위치 데이터에 따라 이동을 하게 된다.

또한, 도 7은 본 발명의 실시예에서 사용되는 식모혈이 형성되어 있지 않은 칫솔대를 예시적으로 도시하고 있으며, 도 8은 다양하게 셀프 디자인된 식모 패턴으로 헤드부에 식모혈이 형성된 칫솔대를 예시적으로 나타내고 있다. 셀프 디자인된 식모 패턴에 관하여는 도 8에 도시된 예들로 한정되는 것이 아니고, 즉석에서 개별 수요자에게 적합하도록 셀프 디자인된 식모 패턴을 사용할 수 있으며, 미리 셀프 디자인하여 설계한 다양한 식모 패턴을 데이터베이스에 저장하여 활용할 수도 있다.

다음은, 본 발명에 의한 칫솔모 식모 기기의 동작 과정을 이하에서 자세히 설명한다.

먼저, 칫솔모 충진 박스(41, 42)에는 칫솔모를 충진하고, 평선 공급부(50)에는 평선을 장착하고, 별도의 장치로 마련된 칫솔대 공급장치에는, 도 7에 일례로 도시된 바와 같은, 식모혈을 형성되지 아니한 칫솔대를 채움으로써 칫솔모 식모를 위한 재료를 준비한다.

그 다음, 칫솔모 공급부(40)에서 공급되는 칫솔모와 평선 공급부(50)에서 공급되는 평선은 식모 바늘(31)이 물고 들어갈 수 있도록 식모 바늘(31)이 통과하는 위치에 연결한다.

다음으로, 콘트롤 패널(70)의 전환 스위치(73)를 수동 모드로 전환한다. 주축 수동 회전용 핸들(11)을 돌려 수동으로 식모 운반기(43)를 작동시키면서, 칫솔모의 중앙(혹은 원하는 위치)에 평선이 위치하도록 칫솔모 공급부의 후면 판넬을 조절하여 칫솔모 공급부(40) 내의 칫솔모 다발의 전후 위치를 조정하고, 호적기(32)를 장착한 후, 압축공기 구동에 의하여 이동레일(23)을 따라 칫솔대 장착부(20)를 도 5의 칫솔대 공급 위치(A)에 위치시킨다.

다음으로, 칫솔대의 헤드부 보다는 작은 면적의 범위 내에서 설계된 셀프 디자인 식모 패턴을 준비한다. 셀프 디자인 식모 패턴의 크기 범위는 전체 변 모두 칫솔대 헤드의 가장 자리에서 0.5㎜ 정도 안쪽에 들어올 정도의 크기인 것이 바람직하다. 물론, 상기한 바와 같이, 다양한 셀프 디자인 식모 패턴을 미리 설계하여 데이터베이스에 저장한 것을 활용하는 경우, 데이터베이스에 저장된 식모 패턴 중에서 선택하여 사용할 수도 있다.

이러한 준비과정을 마치면, 칫솔대 공급장치로부터 식모혈이 형성되지 아니한 칫솔대를 공급((칫솔대 공급은 수동으로 할 수도 있다)하여, 칫솔대 장착부(20)의 칫솔대 재치대(21)에 재치하고, 칫솔대 재치대(21)에 재치된 칫솔대의 헤드부는 지그(jig)(도시하지 않음)에 의해 고정시킨다. 칫솔대의 헤드부를 지그에 고정함으 로써, 뒤에 천공하거나 다듬기 작업 또는 칫솔모 식모작업을 할 때 그 위치를 정확하게 할 수 있다.

칫솔대 장착부(20)에 칫솔대가 장착되면, 상기한 미리 준비된 셀프 디자인 식모 패턴를 식모혈이 없는 칫솔대의 헤드부에 부착하고, 정밀 스텝모터를 이용하여 수동으로 칫솔대 장착부(20)를 이동시켜 가면서, 셀프 디자인 식모 패턴에 따른 각 식모혈의 위치를 칫솔대의 헤드부에 지정하고, 그 위치 데이터를 데이터 입력부(71)에 입력하여 데이터베이스에 저장한다. 다만, 상기한 바와 같이, 미리 설계하여 데이터베이스에 저장한 식모 패턴을 이용하는 경우에는 적합한 식모 패턴을 선택하여 지정함으로써 이러한 절차를 간략화할 수 있다. 또한, 이때 동일한 패턴에 대한 필요한 칫솔 수량이 미리 정해져 있으면, 그 수량을 테이터 입력부(73)에 입력함으로써, 지정된 수량만큼 자동모드에서 반복 생산할 수 있다.

모든 식모혈의 위치 데이터 등이 입력되면, 드릴 및 리머 장착부(60)에 셀프 디자인한 식모혈의 지름에 맞는 드릴 및/또는 리머를 각각 장착하고, 전환 스위치(73)를 자동 모드로 전환하여 식모혈의 천공 및 다듬기 작업을 개시한다. 천공 및 다듬기 작업은 먼저 드릴에 의하여 입력된 위치 데이터에 따라 셀프 디자인된 각 식모혈을 칫솔대의 헤드부에 천공하고, 모든 식모혈이 생성되면 리머(reamer)에 의하여 각 식모혈의 모양을 다듬어 준다.

식모혈을 천공한 다음에 리머로 다듬어 주는 과정을 생략하면, 식모혈의 모양이 고르지 못하여 칫솔 제품의 모양이 완성도가 떨어지게 되므로 생략하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 과정을 거쳐서, 도 8에 예시된 바와 같이, 셀프 디자인된 다양한 식모 패턴으로 식모혈이 형성된 칫솔대를 얻을 수 있게 된다.

칫솔대에 식모혈이 완성되면, 칫솔대 장착부(20)는 식모혈이 완성된 칫솔대를 장착한 상태에서, 압축 공기에 의한 구동으로 이동레일(23)을 따라, 칫솔모가 식모될 칫솔모 식모 위치(B)로 이동된다.

칫솔대 장착부(20)가 칫솔모 식모 위치(B)에 도달하면, 칫솔모 충진 박스(41, 42)의 하측에 마련된 칫솔모 운반기(43)가 왕복 운동을 하면서, 칫솔모 충진 박스(41, 42)로부터 식모 바늘(31) 쪽으로 칫솔모를 공급하게 되는데, 칫솔모 운반기(43)는 좌우로 이동할 때, 중력에 의하여 칫솔모 공급부(20)로부터 칫솔모 운반기(43)의 파여진 홈으로 칫솔모가 유입되고, 이 유입된 칫솔모가 식모바늘(31)의 밑부분까지 이동하면, 식모바늘이 적당한 크기로 잘려진 평선과 칫솔모를 물고 수직으로 내려오면서 호적기(32)를 통과하여 정렬된 상태로 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 식모되게 된다. 이때, 평선 공급부(50)에서 공급되는 평선은 평선 절단기(51)에 의하여 식모혈의 크기보다 약간 크게 절단되어 식모 바늘(31) 쪽으로 공급된다. 또한, 상기한 천공 및 다듬기 작업에서와 마찬가지로, 스텝모터는 데이터베이스에 입력된 위치 데이터에 따라 칫솔대 장착부(20)를 이동시켜 가면서, 칫솔대의 헤드부에 형성된 각 식모혈마다 칫솔모가 적절하게 식모될 수 있게 한다.

칫솔모 식모 위치(B)에서, 칫솔대의 헤드부에 칫솔모의 식모가 완료되면, 압축 공기의 구동에 의하여 칫솔대를 고정시켰던 지그가 개방되고, 동시에 칫솔대 재치대(21)의 안쪽으로 장치된 핀(pin)이 칫솔대의 헤드부를 밀어내어 장착된 칫솔대를 칫솔대 재치대(21)로부터 배출시키고, 칫솔대 장착부(20)는 이동레일(23)을 따 라 공급위치(A)로 되돌아 온다.

동일한 패턴의 칫솔모를 갖는 칫솔의 필요한 수량을 미리 지정하여 입력한 경우에는 자동모드에서 지정된 수량만큼의 칫솔을 생산할 때까지 그 패턴에 의한 식모혈의 천공작업, 다듬기 작업 및 칫솔모 식모작업이 반복된다.

또한, 상기 식모 기기의 동작과정에서, 드릴 및 리머 장착부(60)에 의한 천공작업 및 다듬기 작업과정을 생략하도록 제어하고, 이미 식모혈이 형성된 칫솔대를 공급하여, 동일 패턴을 갖는 칫솔의 대량 생산을 목적으로 하는 일반적인 식모 기기와 같이 운용할 수 있는 것이어서, 본 발명에 의한 식모 기기는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 생산할 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 식모기에서 이루어지는 대량 생산에도 유연하게 대응할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기의 사시도

도 2의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 식모 기기의 부분 단면도이고, (b)는 칫솔모 식모시 식모 바늘과 호적기의 관계를 설명하기 위한 부분 확대도.

도 3은 본 발명의 실시예에서의 평선 절단기를 설명하기 위한 부분 평면도

도 4의 (a)는 본 발명의 다른 실시예 있어서 드릴 및 리머 자동 교체 장치가 부착된 식모 기기 평면도이고, (b)는 측면도이며, (c) 내지 (f)는 드릴 및 리머 자동 교체 장치에 의해 드릴 및 리머 장착부에서 드릴 및 리머를 자동 교체하는 과정을 설명하는 도면

도 5는 본 발명에 의한 실시예에 있어서, 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공할 때의 관계를 설명하는 도면

도 6는 본 발명에 의한 실시예에 있어서, 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모할 때의 관계를 설명하는 도면

도 7는 본 발명의 실시예에서 사용되는 식모혈이 형성되어 있지 아니한 칫솔대의 예시도

도 8은 본 발명에 실시예에 의한 식모 기기로 형성된 셀프 디자인 식모 패턴를 나타내는 예시도.

(도면의 주요부분에 대한 설명)

10 기단부 11 주축 수동 회전용 핸들

20 칫솔대 장착부 21 칫솔대 재치대

22 xy 직교 레일 23 칫솔대 장착부 이동 레일

30 식모 어셈블리 31 식모 바늘

32 호적기

40 칫솔모 공급부 41, 42 칫솔모 충진 박스

43 칫솔모 운반기 44 칫솔모 운반기 가이드

50 평선 공급부 51 평선 절단기

60 드릴 및 리머 장착부 61 드릴 장착부

62 리머 장착부 63 드릴 및 리머 자동 교체 장치

70 콘트롤 패널 71 데이터 입력부

72 작동상태 표시부 73 자동모드/수동모드 전환 스위치

80 지지대

A 칫솔대 공급 위치 B 칫솔모 식모 위치

Claims (7)

1. 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 칫솔모 식모 기기에 있어서,

   콘트롤 패널이 장착된 기단부와,

   상기 기단부의 상부에 마련된 이동레일을 따라 왕복 이동하도록 설치된 칫솔대 장착부와,

   칫솔대 공급 위치에서, 상기 칫솔대 장착부에 장착된 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공하고, 천공된 식모혈을 다듬기 위한 드릴 및 리머 장착부와,

   칫솔모 식모위치에서, 상기 칫솔대 장착부에 장착된 칫솔대의 헤드부의 식모혈에 칫솔모를 평선과 함께 식모하는 식모 어셈블리와,

   상기 식모 어셈블리에 칫솔모를 공급하는 칫솔모 공급부와,

   상기 식모 어셈블리에 평선을 공급하는 평선 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 칫솔모 공급부는 칫솔모 충진 박스 및 칫솔모 운반기를 포함하고, 상기 칫솔모 충진 박스가 1 또는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 칫솔모 공급부의 칫솔모 충진 박스는 착탈이 가능한 것을 특징으로 하는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 드릴 및 리머 장착부는 드릴 장착부와 리머 장착부를 포함하고, 상기 드릴 장착부와 상기 리머 장착부는 칫솔대 장착부에 대향하도록 수평방향으로 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기.
5. 제 1 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 드릴 및 리머 장착부의 드릴 및 리머를 자동으로 교체하는 드릴 및 리머 자동 교체 장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모 기기.
6. 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 방법에 있어서,

   상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부 보다 작은 면적의 범위 내에서 설계된 셀프 디자인 식모 패턴을 준비하여, 칫솔대 장착부에 장착된 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴을 부착하는 단계와,

   상기 칫솔대 장착부에 장착된 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 부착된 상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴을 따라, 각 식모혈의 위치를 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 지정하고, 그 위치 데이터를 데이터 입력부에 입력하여 데이터베이스에 저장하는 단계와,

   상기 데이터베이스에 저장된 위치 데이터에 의하여, 드릴 및 리머 장착부의 드릴에 의해 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 식모혈을 천공한 후, 상기 드릴 및 리머 장착부의 리머에 의해 상기 칫솔대의 헤드부에 천공된 식모혈을 다듬는 단계와,

   상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴대로 상기 칫솔대 헤드부에 식모혈이 완성된 칫솔대를 장착한 상태에서 상기 칫솔대 장착부를 칫솔모 식모 위치로 이동시키는 단계와,

   상기 칫솔모 식모 위치에서 식모 어셈블리의 식모 바늘에 의하여, 칫솔모 공급부에서 공급된 칫솔모와 평선 공급부에서 공급된 평선을, 상기 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 식모하는 단계와,

   상기 칫솔대의 헤드부에 칫솔모의 식모가 완성된 후, 칫솔대 배출장치에 의하여 상기 칫솔대를 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모방법.
7. 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 칫솔모를 식모하는 방법에 있어서,

   상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에 형성할 식모패턴을 데이터베이스에 미리 데이터로 저장되어 있는 셀프 디자인된 식모 패턴 중에서 어느 하나를 선택하여 지정하는 단계와,

   상기 데이터베이스에서 선택된 셀프 디자인된 식모 패턴에 따라, 칫솔대 장착부에 장착된 상기 식모혈 없는 칫솔대의 헤드부에, 드릴 및 리머 장착부의 드릴에 의해 식모혈을 천공하고, 상기 드릴 및 리머 장착부의 리머에 의해 상기 칫솔대의 헤드부에 천공된 식모혈을 다듬는 단계와,

   상기 설계된 셀프 디자인 식모 패턴대로 상기 칫솔대의 헤드부에 식모혈이 완성된 칫솔대를 장착한 상태에서 상기 칫솔대 장착부를 칫솔모 식모 위치로 이동시키는 단계와,

   상기 칫솔모 식모 위치에서 식모 어셈블리의 식모 바늘에 의하여, 칫솔모 공급부에서 공급된 칫솔모와 평선 공급부에서 공급된 평선을, 상기 칫솔대의 헤드부에 형성된 식모혈에 식모하는 단계와,

   상기 칫솔대의 헤드부에 칫솔모의 식모가 완성된 후, 칫솔대 배출장치에 의하여 상기 칫솔대를 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 디자인된 식모 패턴 칫솔을 간단하게 제조할 수 있는 칫솔모 식모방법.

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