KR20110053616A - 재료 포장 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 재료를 투입 저장하는 호퍼; 입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와,

상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단; 상기 이

송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷과, 상기 계량 버킷의 무게를 측정하는 로

드셀을 포함하는 칭량수단; 및 상기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고,

상기 이송 스크류는 회전축의 외주면에 상호 이격된 채로 불연속적으로 형성되어 있는 복수의 회전날개를 포함하

고, 상기 회전날개 사이의 간격(L1, L2,...Lf-1,Lf)은 이송 파이프의 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 L1 > L2 >

... > Lf-1 > Lf 와 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치에 관한 것이다.

포장, 대표

Description

재료 포장 장치{Packing apparatus}

본 고안은 재료 포장 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 녹차잎을 비롯한 <1> 다양한 종류의 포장 재료를 용이

하게 호퍼로 공급함과 동시에 정밀하게 칭량하여 포장할 수 있도록 개선된 재료 포장 장치에 관한 것이다.

재료를 호퍼에 투입하고 소정량씩 칭량하여 포장하는 장치들이 제안된 바 있다. 대한민국 특허공개 제2004-

0106348호는 건조 재료를 소량씩 칭량하여 이송하고, 이송된 재료를 포장 기구에 의해 포장하는 '건조 재료의

포장 장치'가 개시되어 있다.

<3> 상기 문헌에 기재된 포장 장치는 건조 재료를 투입하는 상부 호퍼와, 상부 호퍼 내에 저장된 건조 재료를 배출

하는 회전식 이송기와, 이송된 건조 재료를 저장하는 하부 호퍼와, 하부 호퍼 내의 건조 재료를 교반하면서 경

사 하방으로 이송하는 복수개의 이송 파이프와, 건조 재료를 칭량하여 소정량만 저장하고 일시 저장된 건조 재

료를 이송하는 개폐 덤퍼를 구비하는 계량 버킷과, 계량된 건조 재료를 포장 기구의 주머니 형성부에 고속으로

공급하는 이송 슈트와, 공급된 건조 재료를 포장하는 포장 기구를 포함한다.

<4> 그러나, 상기 포장 장치는 밥이나 조미된 분말 식품 또는 컵 라면의 양념과 같이 가루 입상물을 처리하는 것으

로서, 소정 크기를 가진 차 잎을 포장하기에는 적절치 못하다.

<5> 즉, 차 잎은 분말 재료와는 달리 소정의 크기를 가지며, 적어도 차 잎의 부분적인 형상을 유지한 채로 포장되는

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것이 바람직하다. 이러한 차 잎을 상기 포장 장치에 투입할 경우에는 재료의 전송 통로가 분말에 적절하도록

설계되어 있으므로 차 잎이 원활하게 전송되지 못한다.

또한, 상기 장치에서는 재료를 칭량하는 계량 버킷에 개폐 덤퍼가 마련되어 <6> 있는데, 이 개폐 덤퍼가 개폐되는

과정에서 로드셀에 적잖은 충격이 가해진다. 즉, 개폐 덤퍼를 열어 재료를 이송 슈트로 배출한 후에 개폐 덤퍼

가 자유 낙하에 의해 닫히는 과정에서 로드셀을 타격함으로써 충격이나 진동이 발생하게 되고 이러한 충격이나

진동은 로드셀의 정밀한 칭량을 저해하는 요인이 된다.

<7> 아울러, 상기 장치에서 재료를 투입하기 위한 상부 호퍼는 비교적 높이가 높은 장치의 상단에 구비되어 있는데,

작업자는 선 채로 호퍼 내의 재료를 육안으로 관찰하면서 소정 범위까지 재료의 양이 줄어들 경우 수작업으로

재료를 연속적으로 투입하게 되므로 매우 불편하였다.

<8> 상기와 같은 종래의 포장 장치에 있어서 또 하나의 문제점은 계량 정밀도에 있다. 특히, 이송스크류에 의해 재

료를 이송하여 계량 버킷에 투입하는 경우에 이송스크류의 회전날개는 일률적으로 균일하게 분포되어 있어서 소

량으로 정밀하게 재료를 공급하여 측정하는 것에는 한계가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 감안하여 창안된 것으로서, 개폐 덤퍼를 제거하고 칭량 수단을 회전시켜 재료를

배출시키도록 함으로써 충격이나 진동 발생을 억제할 수 있도록 구성된 재료 포장 장치를 제공하는 것을 목적으

로 한다.

<10> 본 고안의 또 다른 목적은 편심캠을 사용하여 칭량 수단을 회전시킴으로써 충격이나 진동을 최소화하도록 구성

된 재료 포장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<11> 본 고안의 또 다른 목적은 공급 호퍼에 착탈되는 적재 호퍼를 구비하고, 상기 적재 호퍼에 재료를 담아 공급하

는 재료 포장 장치를 제공하는 것이다.

<12> 본 고안의 또 다른 목적은 호퍼에 담긴 재료를 이송하는 이송 수단을 장치 본체에 간단하게 착탈가능하도록 구

성함으로써 청소와 유지 보수가 용이한 재료 포장 장치를 제공하는 것이다.

<13> 본 고안의 또 다른 목적은 이송스크류의 회전날개 사이의 간격을 설정함으로써 재료를 정밀하게 이송 및 칭량할

수 있도록 구성된 재료 포장 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치는, 재료를 투입 저장하는

호퍼; 입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도

록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단; 상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담

아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷과, 상기 계량 버킷의 무게를 측정하는 로드셀을 포함하는 칭량수단; 및 상

기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고, 상기 이송 스크류는 회전축의

외주면에 상호 이격된 채로 불연속적으로 형성되어 있는 복수의 회전날개를 포함하고, 상기 회전날개 사이의 간

격(L1, L2,...Lf-1,Lf)은 이송 파이프의 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 L1 > L2 > ... > Lf-1 > Lf와 같이 설정된

다.

<15> 바람직하게, 상기 계량 버킷은 상기 공급슈트를 향해 일방향으로 개방된 형상을 가지며,상기 칭량수단은 회전에

의해 상기 계량 버킷에 담긴 재료를 상기 공급슈트로 낙하시켜 배출하도록 구성된다.

<16> 또한, 본 고안은 서포트부재; 상기 서포트부재에는 회전가능하도록 결합되는 동시에 상기 로드셀과 계량 버킷이

일체로 결합되는 회전브라켓; 상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드; 및 상기 작동로드를 직선 왕복 운동

시키는 편심캠;을 포함하고, 상기 작동로드의 타단이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하

여 상기 작동로드가 직선 왕복 운동함으로써 상기 회전브라켓이 회전하도록 구성된다.

<17> 본 고안에 따르면, 상기 호퍼는, 장치 본체에 형성되어 있는 호퍼 적재부와, 재료를 적재하는 동시에 상기 호퍼

적재부에 착탈가능하게 결합되는 적재 호퍼로 구성되고, 상기 적재 호퍼의 하부 개구부는 경첩에 의해 상호 회

동하도록 결합된 한 쌍의 개폐 플레이트에 의해 개폐된다.

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또한, 본 고안의 재료 포장 장치는 상기 이송 파이프가 안착되는 안착홈이 <18> 형성된 지지블럭을 더 포함하고, 상

기 지지블럭에는 상기 이송 파이프의 측면에 형성된 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되어, 상기 이송 파이프

가 본체의 프레임에 착탈결합된다.

<19> 본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 회전날개는 복수개의 그룹으로 그 루핑되고, 상기 회전날개 사이의 간

격은 그룹별로 점차로 작아지도록 설정된다.

<20> 본 고안의 또 다른 측면에 따르면, 재료를 투입 저장하는 호퍼;입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록

설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포

함하는 이송수단; 상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷; 상기 계량 버

킷의 무게를 측정하도록 계량 버킷과 일체로 결합된 로드셀; 상기 계량 버킷과 로드셀이 일체로 결합된 채로 회

전가능한 회전브라켓; 상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드; 상기 작동로드를 직선 왕복 운동시키는 편심

캠; 및 상기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고, 상기 작동로드의 타단

이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하여 상기 작동로드가 직선 왕복 운동함으로써 상기

회전브라켓이 회전하는 재료 포장 장치가 제공된다.

본 고안에 따른 재료 포장 장치는 계량 버킷을 회전시킴으로써 재료를 투입하므로 종래와 같이 개폐 덤퍼를 사

용하던 방식에 비해 충격이나 진동 발생을 줄일 수 있다. 특히, 편심캠과 회전롤러만을 채용하면 족하고, 별도

의 댐핑수단을 설치할 필요가 없으므로 장치가 구조가 간소화되는 한편 효과는 극대화할 수 있다.

<22> 또한, 본 고안의 재료 포장 장치는 별도의 적재 호퍼를 구비하고 여기에 포장 재료를 적재하여 공급 호퍼와 결

합시키기 때문에 종래와 같이 작업자가 계속해서 호퍼를 감시하면서 재료를 공급하여야 하는 불편을 제거할 수

있다.

<23> 나아가, 본 고안의 재료 포장 장치에서는 포장 재료가 끼거나 뭉치기 쉬한 이송수단을 장치 본체로부터 간단하

게 착탈할 수 있으므로 청소와 유지 보수가 매우 편리한 장점이 있다.

<24> 또한, 본 고안의 재료 포장 장치에 따르면, 배출구쪽으로 갈수록 회전날개 사이의 간격이 줄어들도록 설정함으

로써 최종적으로 공급되는 재료의 양을 최소화할 수 있고 이에 따라 정밀한 칭량이 가능하다.

<25> 그 밖에 본 고안이 가지는 보다 구체적인 효과와 장점들은 이하에서 서술하는 실시예를 통해서 설명될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및

청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그

자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여

본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와

도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변

하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을

이해하여야 한다.

<27> 도 1에는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

<28> 도면을 참조하면, 본 고안의 재료 포장 장치는 녹차잎과 같은 재료를 소정량씩 구분하여 공급하는 재료 투입부

(10)와, 상기 재료 투입부(10)에서 투입되는 재료를 롤(20)상태로 공급되는 포장지로 감싸서 포장하는 재료 포

장부(30)를 포함한다.

<29> 상기 재료 투입부(10)의 구성은 도 2 및 도 3에 보다 상세히 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 고안의 재

료 포장 장치는, 재료를 투입 저장하는 호퍼(100)와, 상기 호퍼 내에 담긴 재료를 소정량씩 이송하는 이송수단

(200)과, 상기 재료를 칭량하는 칭량수단(300)과, 칭량된 재료를 포장 기구(미도시) 측으로 공급하는 공급슈트

(400)를 포함한다.

<30> 상기 호퍼(100)는 장치의 프레임(1) 상부에 설치되며, 상부 입구는 넓고 하부 출구는 좁은 형태를 가져서 재료

가 자중에 의해 낙하하면서 집결되도록 구성된다. 상기 호퍼(100)는 스테인레스 스틸 또는 그 밖의 금속 소재

로 제조될 수 있으며, 바람직하게 부식 방지 처리가 되어 있어서 취급되는 재료에 의해 부식되지 않도록 한다.

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본 고안에 따르면 상기 호퍼(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, <31> 장치 본체에 형성되어 있는 호퍼

적재부(110)와, 재료를 적재하는 동시에 상기 호퍼 적재부(110)에 착탈가능하게 결합되는 적재 호퍼(120)로 구

성된다.

<32> 상기 적재 호퍼(120)의 경사면(121)은 호퍼 적재부(110)의 경사면(111)과 동 일한 기울기로 형성되어 있어서 도

면에 도시된 바와 같이 적재 호퍼(120)의 하부가 호퍼 적재부(110)에 맞춤 결합될 수 있다.

<33> 또한, 상기 적재 호퍼(120)에는 적재 호퍼(120)의 하부 개구부를 착탈식으로 개폐하는 개폐수단(130)이 구비된

다.

<34> 바람직하게, 상기 개폐수단(130)은 경첩(131)에 의해 상호 회동하도록 결합된 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(13

3)를 포함한다. 상기 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(133)는 일 테두리가 서로 맞닿은 채로 도 5에 도시된 화살표

와 같이 경첩(131)에 의해 일방향(하방)으로만 회동하도록 결합된다.

<35> 따라서, 상기 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(133)가 서로 결합된 상태에서는 도 5에 도시된 바와 같이 적재 호퍼

(120)의 하부에 있는 경사면(121) 내측에 걸쳐져 지지됨으로써 적재 호퍼(120)의 하부 개구부를 폐쇄하게 된다.

이때, 물론 개폐 플레이트(132)(133)의 면적은 하부 개구부의 면적에 상응하도록 설정되어야 할 것이다.

<36> 바람직하게, 상기 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(133)가 적재 호퍼(120)의 하부 경사면(121) 내측에 용이하게 걸

쳐지도록 하기 위해서 상기 개폐 플레이트(132)(133)의 양측단부에는 경사 플렌지(134)(135)가 더 형성될 수 있

다.

<37> 상기 경사 플렌지(134)(135)는 개폐 플레이트(132)(133)의 측단부로부터 적재 호퍼(120)의 하부 경사면(121)과

동일한 기울기를 가지도록 하방으로 연장 형성된다. 따라서, 상기 경사 플렌지(134)(135)가 적재 호퍼(120)의

하부 경사면(121) 내측면에 자연스럽게 밀착될 수 있으므로 개폐 플레이트(132)(133)의 위치 선정이 용이할 뿐

만 아니라, 더욱 양호한 폐쇄 효과를 얻을 수 있다.

<38> 상기 적재 호퍼(120)의 하부 개구부를 개방하기 위해서는 도 6에 도시된 바와 같이 위로 잡아 당겨 개폐 플레이

트(132)(133)가 경첩(131)을 중심으로 하방으로 회동하여 접히도록 한다. 이를 위해, 개폐 플레이트(132)(13

3)의 상면에 고리(136)를 형성하고 여기에 와이어나 끈(미도시) 등을 연결해 잡아 당길 수 있도록 하는 것이 바

람직하다.

<39> 상기 호퍼(100)의 하부 배출구에는 투입된 재료를 운반하는 이송수단(200)이 설치되어 있다. 상기 이송수단

(200)은, 도 7에 도시된 바와 같이 입구가 호퍼(100)의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프(210)와,

상기 이송 파이프(210) 내에서 회전하도록 설치된 이송 스크류(220)를 포함한다.

<40> 상기 이송 스크류(220)의 구성은 도 8 및 도 9에 보다 상세하게 도시되어 있다.

<41> 이들 도면을 참조하면, 상기 이송 스크류(220)는 이송 파이프(210) 내에 길이 방향으로 설치되는

회전축(230)과, 상기 회전축(230)의 외주면에 상호 이격된 채로 장착되어 있는 복수의 회전날개(240)를 포함한

다.

<42> 바람직하게, 상기 회전축(230)과 회전날개(240)는 재료와 반응하지 않으며 내식성을 가지도록 스테인레스 스틸

또는 내식처리된 금속 소재로 제조된다. 이 경우 상기 회전날개(240)는 회전축(230)에 용접에 의해 고정될 수

있다.

<43> 본 고안에 따르면, 상기 회전날개(240)는 회전축(230)의 외주면에 불연속적으로 형성된다. 본 명세서 및 청구범

위에서 "회전날개가 불연속적으로 형성된다"는 의미는 회전날개가 회전축의 외주면 상에 길이 방향으로 나선형

을 그리면서 연속적으로 형성되는 것이 아니라, 일부분에만 부분적으로 형성되는 것을 가리킨다. 이것은 곧 회

전날개의 폭(W)이 특정값으로 정해진다는 의미이며, 또한, n 번째 회전날개와 n+1 번째 회전날개 사이에 날개가

형성되지 않은 부분이 존재하는 것을 의미한다. 본 고안의 이러한 특징은 분말 형상이 아니라 녹차잎과 같이

소정 크기와 형상을 가진 재료들을 이송 및 처리가능하도록 해 준다.

<44> 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 회전날개(240) 사이의 각도는 약 60°정도가 바람직하지만 반드시 이러한 수치

로 한정되는 것은 아니다.

<45> 상기 회전날개(240)는 회전축(230)과 직교하는 수직축(V)에 대해서 소정 각도(θ)를 이루도록 경사져 있어서,

회전시 재료를 옆으로 밀어서 운반할 수 있도록 구성된다. 바람직하게, 상기 각도(θ)는 20°~ 30°범위로 설

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정되지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

도면에서 미설명된 참조번호 242는 배출공간(S) 내에 위치하도록 설치된 <46> 보조 회전날개를 가리키는 것으로서,

상기 보조 회전날개(242)는 회전날개(240)에 비해 그 폭(W)이 상대적으로 좁으며, 주로 배출공간(S) 내에서 재

료를 이송 파이프(210) 쪽으로 밀어 넣는 기능을 수행한다.

<47> 본 고안에 따르면, 상기 회전날개(240) 사이의 간격(L1, L2,...Lf-1,Lf)은 이 송 파이프(210)의 입구쪽에서 출구

쪽으로 갈수록 점차로 작아지도록 설정되어 있다.

Claims (8)

1. 재료를 투입 저장하는 호퍼;

   입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설

   치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단;

   상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷과, 상기 계량 버킷의 무게를 측정

   하는 로드셀을 포함하는 칭량수단; 및

   상기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고,

   상기 이송 스크류는 회전축의 외주면에 상호 이격된 채로 불연속적으로 형성되어 있는 복수의 회전날개를 포함

   하고,

   상기 회전날개 사이의 간격(L1, L2,...Lf-1,Lf)은 이송 파이프의 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록

   L1 > L2 > ... > Lf-1 > Lf

   와 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 계량 버킷은 상기 공급슈트를 향해 일방향으로 개방된 형상을 가지며,상기 칭 량수단은 회전에 의해 상기

   계량 버킷에 담긴 재료를 상기 공급슈트로 낙하시켜 배출하는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
3. 제2항에 있어서,

   서포트부재;

   상기 서포트부재에는 회전가능하도록 결합되는 동시에 상기 로드셀과 계량 버킷이 일체로 결합되는 회전브라켓;

   상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드; 및

   상기 작동로드를 직선 왕복 운동시키는 편심캠;을 포함하고,

   상기 작동로드의 타단이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하여 상기 작동로드가 직선 왕

   복 운동함으로써 상기 회전브라켓이 회전하는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 편심캠은 원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 호퍼는, 장치 본체에 형성되어 있는 호퍼 적재부와, 재료를 적재하는 동시에 상기 호퍼 적재부에 착탈가능

   하게 결합되는 적재 호퍼로 구성되고,

   상기 적재 호퍼의 하부 개구부는 경첩에 의해 상호 회동하도록 결합된 한 쌍의 개폐 플레이트에 의해 개폐되는

   것을 특징으로 하는 재료 포장 장치
6. 제1항에 있어서,

   상기 이송 파이프가 안착되는 안착홈이 형성된 지지블럭을 더 포함하고,

   상기 지지블럭에는 상기 이송 파이프의 측면에 형성된 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되어, 상기 이송 파이

   프가 본체의 프레임에 착탈결합되는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 회전날개는 복수개의 그룹으로 그루핑되고,

   상기 회전날개 사이의 간격은 그룹별로 점차로 작아지도록 설정된 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
8. 재료를 투입 저장하는 호퍼;

   입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설

   치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단;

   상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷;

   상기 계량 버킷의 무게를 측정하도록 계량 버킷과 일체로 결합된 로드셀;

   상기 계량 버킷과 로드셀이 일체로 결합된 채로 회전가능한 회전브라켓;

   상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드;

   상기 작동로드를 직선 왕복 운동시키는 편심캠; 및

   상기 계량 버킷에 일시적으로 저장되어 상기 로드셀에 의해 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를

   포함하고,

   상기 작동로드의 타단이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하여 상기 작동로드가 직선 왕

   복 운동함으로써 상기 회전브라켓이 회전하는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.