KR20120017119A - 종이컵 제조기의 원지 자동 공급 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 방식 순차 이송 자동제어에 의한 종이컵 자동제조기에서 원지를 공급하는 원지 공급 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 원지를 고속으로 턴테이블에 공급할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 원지를 흡착하여 공급하는 공급부에 다수개의 흡착구가 한 세트로 된 원지 고정구를 회전판에 다수 개 설치하여 회전판이 회전하면서 원지를 흡착 고정하고 고정된 원지는 원지 고정구가 회전하여 컵통체 제작용 턴테이블에 공급될 수 있도록 함으로써 해소할 수가 있다.
본 발명은 원지를 흡착하여 공급하는 공급부가 다수 개로 구성되어 있기 때문에 최대로 짧은 시간에 원지를 공급할 수가 있으며, 이로 인하여 종이컵을 기존에 비하여 월등하게 대량 생산할 수가 있다.
또한, 본 발명은 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 생산속도가 늦어 여러 대의 종이컵제조기를 사용하던 것을 하나의 기계로 해결함으로써 불필요한 지출을 절감하고 또한 좁은 공간에도 제작을 할 수가 있는 유용한 발명이다.

Description

종이컵 제조기의 원지 자동 공급 방법 및 그 장치{Paper cup}

본 발명은 종이컵 자동 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는 로터리 방식 순차 이송 자동제어에 의한 종이컵 자동제조기에서 원지를 공급하는 원지 공급 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 국내에서 생산되는 종이컵 제조기기는 가격이 저렴한 반면에 구조가 너무 취약하여 고장이 잦은 단점이 있으며, 종이컵을 제작하는데 시간이 너무 걸리고 시간대비 생산량이 너무 적어 국제 경쟁에 밀리게 되는 문제점이 있다.

본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 로터리방식 순차 자동제어에 의한 종이컵의 연속 제조장치(특허 제72215호, 공고번호 93-10153호)와 종이컵 제조기의 컵통체 예열 및 성형장치(실용신안등록 제58505호, 공고번호 93-7210호)가 안출되었는 바,

상기 전자의 발명은 공지의 종이컵 자동제조기에 있어서, 각각 60°, 45°, 60°.각도로 회전 공급하는 공급부, 예열턴테이블과 성형턴테이블, 및 마무리작업턴테이블의 상호연동에 의한 순차제어로서 종이컵을 연속제조함에 있어,

제 1공정 공급, 예열턴테이블과 성형턴테이블 및 스타트지점의 원지 공급대상에 합성수지로 코팅 처리되어 재단된 원지를 적층 시킨 상태에서 하부 측에 한 쌍의 흡착판으로서 테이블 상의 원지를 이송 집게에 한 장씩 흡착되게 물려주고, 60° 회전된 위치에서 집게는 순간 벌림 후 이송가이드 바의 위치 조정 스프링 가이드에 의하여 위치 조정되는 원지를 재차 조정 상태에서 물고 원지를 이송 공급하며,

제 2공정 120°, 180°회전 위치에서 원지의 압측 접착단을 1. 2차 예열 열풍기에 의하여 예열시키고, 후측 접착단을 절곡기와 하부에서 예열 열판이 접촉되는 절곡받침대 위치에서 예열과 함께 절곡시키고,

제 3공정 240°회전 위치에서 원지 이송 집게로부터 벌림 상태에서 원지를 이양받은 개폐홀더는 성형 턴테이블의 스타트지점 컵 금형에 오므려지면서 원지를 말아 양 접착단을 포개어 상측 압착대에 물려주고 이때 물려지지 않은 접

착단 하부측은 별도의 접착단 하부측 예열 열풍기로서 추가 예열을 한 후 45°회전 위치에 압착 집게로 압착시켜 컵통체를 형성하며,

제 4공정 90°회전위치의 밑지 성형 공급장치에 의하여 공급되는 두루마리 원지를 2단 금형과 2단 피스톤 펀치로서 형 따기 하면서 드로잉 하여 컵통체의 밑부분에 끼워 막아주고,

제 5공정 130°, 180°회전 위치의 컵통체 하부 예열 열풍기에서의 예열과 가열절곡기에 의한 밑지가 끼워진 컵통체 하부의 절곡을 이루고,

제 6공정 225°회전 지점의 하단 절곡부 압착기에 의하여 컵통체 하부를 삽입한 상태에서 내측에 위치하는 편심 구동 로울러로서 압력을 가하면서 자전과 공전으로 전 둘레를 압착시켜 성형하고,

제 7공정 270°회전지점에서 냉각팬으로서 컵통체 밑부분을 냉각시키는 동시에 3갈래로 분기 된 압축공기 토출관으로서 225°, 270°, 315°지점에서의 컵통체 접착단 상부측을 3차에 걸쳐 냉각시키며,

제 8공정 315° 회전 지점에 고정상태로 설치된 압축공기 주입관이 성형 턴테이블 상에 각 컵 금형의 단부측으로 관통되도록 형성된 압축공기 배출공의 주입구가 회전되어 일치되는 순간 압축공기 주입으로 컵금형상의 컵통체를 부어 내 성형 배출관을 통과시켜 마무리 작업 턴테이블의 스타트 지점에 세워지게 이송시키고,

제 9공정 60°회전 위치에서 이상 유무를 검출하며,

제 10공정 120°, 180°, 240° 지점에 맞추어 승강대 상에 설치된 기름 도포가 상단 1차 말림 금형 상단 2차 말림 금형을 동시 승강시키면서 컵 상단을 기름친 후 1. 2차로 말아주어 컵을 완성하며,

제 11공정, 330°회전 위치에서 이송배출관을 통하여 고압에어로서 완성된 컵을 포장실로 배출하는 반복공정으로 종이컵을 연속제조하는 공정이었다.

그러나 상기의 방법은 원지가 수개의 컵 금형이 수평으로 부착되어 회전축으로부터 지름이 커짐으로써 8등분 분활시 조금만 각도가 틀려도 정지 위치가 많이 틀려지게 됨으로써 컵 성형 상태가 불안정하여 컵의 자동제조가 자주 정지하

여야 하는 등의 문제점이 있었다.

한편, 상기 후자의 고안은 이송 집게가 장치된 공급, 예열턴테이블과 컵 금형이 외부면에 돌출 설치된 성형 턴테이블 사이에 개폐홀더를 설치하여 양 접착단이 예열 되어 이송되어온 원지를 컵 금형에 말아 접착단을 포개준 후 상측의 압착대가 하강하여 압착시킴으로써 접착이 이루어져 컵통체가 형성될 수 있도록 한 것에 있어서,

상기 컵통체에 밑지를 끼우기 위하여 컵 금형 외측으로 돌출 형성되는 접착되지 못하는 접착단 하부측으로 추가 접착시키기 위하여 상부측에 별도의 하부측 추가 예열 열풍기를 설치하고 컵 금형의 45°회전지점에는 예열 되어온 접착단 하부측을 접착시켜 주기 위하여 에어 실린더에 의하여 개폐되는 접착단 하부측 압착집게를 설치하여 2차적으로 접착시켜 줄 수 있도록 구성된 것이다.

그러나 상기의 고안은 1차 예열 및 원지의 측면 절곡과 원지의 타측부의 예열이 동시에 이루어지기 때문에 에어의 힘에 의하여 원지가 유동 되는 단점이 있으며, 이로 인하여 불량 컵이 발생률을 상승시키게 됨으로써 고가의 원자재 낭비와 작업시간을 낭비하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안자는 개량된 로터리방식 순차 이송 자동제어에 의한 종이컵의 연속제조방법과 그 장치(특허 제247571호 공개번호 1997년 제61504호)를 출원하였는바, 상기의 발명은 종이컵 제조기 본체의 상부 일측에 원지를 쌓아 놓고 흡착구에 의하여 원지를 가이드레일에 한 장씩 공급할 수 있는 원지공급부:

가이드레일과 유동구에 의하여 원지를 한 장씩 이송시킬 수 있는 이송부: 원지의 한쪽을 가열 및 절곡시키는 절곡부와

원지를 감아 융착시키는 융착성형부:

컵통체를 90°회전시키는 회전이송부:

컵통체의 상단부에 식용 윤활유를 도포하는 윤활도포장치가 설치되어 있는 이송턴테이블:

컵의 상단부를 성형하는 상단 성형 턴테이블:

밑받침 원지 공급부와 밑지 성형부가 설치되어 있는 밑지 성형턴테이블:

컵의 상단부를 성형하는 상단성형 턴테이블:

이송파이프를 설치하여 인출기에 의하여 완성된 컵을 포장실로 배출하는 반복공정으로 종이컵을 연속 제조할 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기의 발명은 원지를 공급하는 방법이 흡착구가 하나의 원지를 흡착하여 하나씩 공급하는 방법이기 때문에 종이컵을 제조하는 공정이 느리고, 이로 인한 생산능률이 저하되는 문제점이 있다.

좀더 상세하게 설명하면 원자가 쌓여 있는 원지공급부에서 흡착구가 원지를 흡착하여 원지공급부의 하단부에 설치된 턴테이블에 공급하는 방법이기 때문에 원지를 공급하는 작업이 느린 단점이 있다.

상기와 같이 턴테이블에 공급하는 원지의 공급이 느려 종이컵을 빠른 시간에 대량으로 제작할 수가 없는 단점이 있으며, 2개 한 쌍으로 된 하나의 흡착구가 원지를 흡착하여 턴테이블에 공급한 다음 다시 원상 복귀하여 다른 원지를 흡수하여 공급하는 방식으로 하나의 원지를 공급하기 위하여 움직이는 동안의 기본적인 작업시간이 소요되었으며, 이로 인하여 종이컵의 제작을 빠르게 할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명을 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 원지를 고속으로 턴테이블에 공급할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 부가적인 목적으로는 부채꼴 형으로 재단된 원지를 회전방식으로 안전하게 공급될 수 있도록 하는데 그 부가적인 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 원지를 흡착하여 공급하는 공급부에 다수개의 흡착구가 한 세트로 된 원지 고정구를 회전판에 다수 개 설치하여 회전판이 회전하면서 원지를 흡착 고정하고 고정된 원지는 원지 고정구가 회전하여 컵통체 제작용 턴테이블에 공급될 수 있도록 함으로써 해소할 수가 있다.

본 발명은 원지를 흡착하여 공급하는 공급부가 다수 개로 구성되어 있기 때문에 최대로 짧은 시간에 원지를 공급할 수가 있으며, 이로 인하여 종이컵을 기존에 비하여 월등하게 대량 생산할 수가 있다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 생산속도가 늦어 여러 대의 종이컵제조기를 사용하던 것을 하나의 기계로 해결함으로써 불필요한 지출을 절감하고 또한 좁은 공간에도 제작을 할 수가 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 공정을 보인 블록도
도 2는 본 발명이 설치된 종이컵 제조기를 보인 개략 평면 블록도
도 3은 본 발명 종이컵 제조기의 측 단 블록도
도 4는 본 발명 원지 공급부의 작동 상태를 보인 요부 확대 단면도
도 5는 본 발명 원지 공급부의 요부 발췌 사시도
도 6은 본 발명 원지 공급부의 요부 확대 단면도

원지 적재부에 부채꼴 형으로 재단된 원지를 공급하는 원지 적재단계;

모터의 구동에 의하여 90°간격으로 다수개의 흡착구가 설치되어 있는 원지 공급부가 작동하는 원지 공급부 구동단계;

상기 원지 공급부 구동단계에 의하여 회전판이 회전하되 흡착구가 90°회전하여 적재부에 적재되어 있는 원지에 위치하여 흡착구에 의하여 원지가 흡착되는 원지 흡착단계;

상기 원지 흡착단계에서 원지가 흡착됨과 동시에 다수개의 흡착구가 설치된 회전판이 계속 회전하여 원지를 흡착하여 고정한 흡착구는 180°에서 원지를 분리하여 받침판에 올려놓고, 이와 동시에 회전판에 설치된 다른 흡착구가 적재부에 적재된 원지를 흡착하여 고정하는 흡착 및 원지 공급단계;

상기 원지 공급단계에서 원지를 분리한 흡착구는 180°부터 360°까지 대기상태로 회전판에 의하여 회전하고 360°에서 다시 원지를 흡착하는 대기단계를 포함하여서 된 것이다.

상기와 같이 된 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

컵 통체 성형 턴테이블과 밑지 성형 턴테이블 및 컵 상단 성형 턴테이블이 설치된 본체(1)의 상측에서 컵 통체 성형 턴테이블의 원지 이송부 전면에 설치되는 원지가 올려 지는 받침판(2);

상기 받침판(2)의 상부에 모터와 기어 및 체인에 의하여 구동하는 구동장치(3)에 의하여 회전하며, 90°간격으로 흡착구(4)가 설치된 다수개의 회전봉(15)이 설치된 회전판(11)을 설치하여 회전장치(5)에 의하여 회전되는 원지 공급장치(6)로 이루어진 것으로, 미 설명 부호 20은 컵 통체 성형 턴테이블, 21은 밑지 성형 턴테이블, 22는 컵 상단 성형 턴테이블, 23은 컵 통체 성형 턴테이블의 원지 이송부를 보인 것이다.

상기 원지 공급장치(6)는 본체(1)의 상측에 지지대(7)를 설치하고 지지대(7)에 고정축(8)을 설치하되 고정축(8)의 내부에 베어링을 이용하여 회전축(9)을 설치하여 회전되게 하며, 회전축(9)의 한쪽에는 원동기어(10)를 설치하여 모터에 의하여 구동되는 체인기어와 연결된 체인에 의하여 회전되게 하고, 회전축(9)의 다른 쪽에는 회전판(11)을 설치하며, 회전판(11)에는 90°간격으로 다수개의 흡착구(4)가 설치된 회전봉(15)을 설치하여 에어의 흡착에 의하여 원지가 흡착 고정되거나 분리되게 하고, 원동기어(10)와 회전판(11)사이의 고정축(8)에는 고정기어(12)를 설치하고, 회전판(11)에 설치된 각각의 흡착구(4)에는 구동기어(13)를 설치하되, 각각의 구동기어(13)와 고정축(8)에 설치된 고정기어(12) 사이에는 연동기어(14)를 설치하여 각각의 흡착구(4)가 90°회전할 때마다 흡착구(4)가 360°회전할 수 있도록 하여서 된 것이다.

상기와 같이 된 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본체(1)의 상부에 설치된 원지 적재부에 부채꼴 형으로 재단된 원지를 공급하여 적재한 다음 전원스위치를 온 시키면 본체(1)에 설치된 각각의 구동부에 의하여 컵 통체 성형 턴테이블과 밑지 성형 턴테이블 및 컵 상단 성형 턴테이블과 원지 공급장치(6)가 작동하게 된다.

상기와 같이 종이컵 제조기가 작동되면 원지 공급장치(6)에 설치된 모터가 작동하여 체인에 의하여 지지대(7)에 설치된 원동기어(10)를 회전시키게 된다.

이와 같이 원동기어(10)가 회전하게 되면 고정축(8)의 내부에 설치되어 있는 회전축(9)이 회전하게 되고, 이로 인하여 회전판(11)이 같이 회전하게 된다.

상기와 같이 회전판(11)이 회전하여 흡착구(4)가 설치된 회전봉(15)이 90°회전하여 원지가 적재된 원지 적재부에 위치하게 되면 회전봉(15)에 설치된 다수개의 흡착구(4)에서 공기가 흡입되면서 원지를 흡착 고정하게 된다.

이와 같이 원지가 흡착구(4)에 의하여 고정됨과 동시에 회전판(11)은 계속 회전하게 되며, 원지를 흡착한 회전봉(15) 다시 90°회전하여 180°위치에 설치된 받침판(2)에 위치하게 되면 공기를 흡입하고 있던 힘이 차단되면서 흡착구(4)에서 원지가 분리되어 받침판(2)에 떨어지게 되고, 이와 동시에 회전판(11)에 설치되어 있는 다른 흡착구가 원지공급부에서 다시 원지를 흡착 고정하게 된다.

상기와 같이 원지가 공급되면 원지 이송부에 의하여 원지가 컵 통체 성형 턴테이블로 이송되어 컵 통체로 성형 되며, 원지가 분리된 흡착구(4)가 설치된 회전봉(15)은 180°위치에서 회전판(11)에 의하여 계속 회전되면서 대기하며 회전되고 회전봉(15)이 360°를 지나 90°를 더 회전하여 원지적재부에 이르게 되면 다시 원지를 흡입 고정하게 된다.

한편, 회전판(11)이 회전함과 동시에 회전판(11)에 설치된 각각의 회전봉(15)에는 구동기어(13)가 설치되어 있고 구동기어(13)는 연동기어(14)에 의하여 연동하며 연동기어(14)는 고정축(8)에 설치된 고정기어(12)에 체결되어 있기 때문에 회전판(11)이 회전함과 동시에 흡착구가 설치된 회전봉(15)이 같이 회전하게 된다.

이때 각각의 회전봉(15)은 고정기어(12)와 연동기어(14)의 기어 비에 의하여 회전봉(15)이 설치된 회전판(11)이 90°이동할 때마다 회전봉(15)은 360°회전하게 된다.

1. 본체 2. 받침판
3. 구동장치 4. 흡착구
5. 회전장치 6. 원지 공급장치
7. 지지대 8. 고정축
9. 회전축 10. 원동기어
11. 회전판 12. 고정기어
13. 구동기어 14. 연동기어
15. 회전봉

Claims (3)

1. 원지 적재부에 부채꼴 형으로 재단된 원지를 공급하는 원지 적재단계;
   모터의 구동에 의하여 90°간격으로 다수개의 흡착구가 설치되어 있는 원지 공급부가 작동하는 원지 공급부 구동단계;
   상기 원지 공급부 구동단계에 의하여 회전판이 회전하되 흡착구가 90°회전하여 적재부에 적재되어 있는 원지에 위치하여 흡착구에 의하여 원지가 흡착되는 원지 흡착단계;
   상기 원지 흡착단계에서 원지가 흡착됨과 동시에 다수개의 흡착구가 설치된 회전판이 계속 회전하여 원지를 흡착하여 고정한 흡착구는 180°에서 원지를 분리하여 받침판에 올려놓고, 이와 동시에 회전판에 설치된 다른 흡착구가 적재부에 적재 된 원지를 흡착하여 고정하는 흡착 및 원지 공급단계;
   상기 원지 공급단계에서 원지를 분리한 흡착구는 180°부터 360°까지 대기상태로 회전판에 의하여 회전하고 360°에서 다시 원지를 흡착하는 대기단계를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 종이컵 제조기의 원지 자동 공급 방법.
2. 컵 통체 성형 턴테이블과 밑지 성형 턴테이블 및 컵 상단 성형 턴테이블이 설치된 본체(1)의 상측에서 컵 통체 성형 턴테이블의 원지 이송부 전면에 설치되는 원지가 올려 지는 받침판(2);
   상기 받침판(2)의 상부에 모터와 기어 및 체인에 의하여 구동하는 구동장치(3)에 의하여 회전하며, 90°간격으로 흡착구(4)가 설치된 다수개의 회전봉(15)이 설치된 회전판(11)을 설치하여 회전장치(5)에 의하여 회전되는 원지 공급장치(6)로 이루어진 것을 특징으로 하는 종이컵 제조기의 원지 자동 공급 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 원지 공급장치(6)는 본체(1)의 상측에 지지대(7)를 설치하고 지지대(7)에 고정축(8)을 설치하되 고정축(8)의 내부에 베어링을 이용하여 회전축(9)을 설치하여 회전되게 하며, 회전축(9)의 한쪽에는 원동기어(10)를 설치하여 모터에 의하여 구동되는 체인기어와 연결된 체인에 의하여 회전되게 하고, 회전축(9)의 다른 쪽에는 회전판(11)을 설치하며, 회전판(11)에는 90°간격으로 다수개의 흡착구(4)가 설치된 회전봉(15)을 설치하여 에어의 흡착에 의하여 원지가 흡착 고정되거나 분리되게 하고, 원동기어(10)와 회전판(11)사이의 고정축(8)에는 고정기어(12)를 설치하고, 회전판(11)에 설치된 각각의 흡착구(4)에는 구동기어(13)를 설치하되, 각각의 구동기어(13)와 고정축(8)에 설치된 고정기어(12) 사이에는 연동기어(14)를 설치하여 각각의 흡착구(4)가 90°회전할 때마다 흡착구(4)가 360°회전할 수 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 종이컵 제조기의 원지 자동 공급 장치.

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