KR20140089186A

KR20140089186A - 싱글라인 화장품 충전장치

Info

Publication number: KR20140089186A
Application number: KR1020130001114A
Authority: KR
Inventors: 신중광
Original assignee: 신중광
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2014-07-14

Abstract

본 발명은 화장품 용기에 액상의 로션이나 스킨을 자동으로 충전하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 화장품 용기의 로딩 및 언로딩, 용기의 세척, 내용물 충전, 인 캡 및 아웃 캡의 자동 체결 등과 같이 용기에 내용물을 충전하고 포장 완료하는 전체적인 공정을 자동으로 수행하는 새로운 형태의 화장품 충전 방식을 구현함으로써, 대량생산 체제의 구축으로 생산비 절감 등 생산성 향상을 도모할 수 있고, 자동화 공정의 도입으로 제품의 품질을 확보할 수 있는 화장품 충전장치를 제공한다.

Description

싱글라인 화장품 충전장치{SHINGLE LINE CHARGING DEVICE FOR COSMETIC VESSELS}

본 발명은 싱글라인 화장품 충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화장품 용기에 액상의 로션이나 스킨을 자동으로 충전하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 화장품은 여성의 아름다움을 가꾸기 위하여 주로 사용되는 것으로 그 종류 또한 다양하다.

최근의 화장품은 사용 측면에서 고형화되어 있는 화장품보다는 로션이나 스킨 등과 같은 액상의 화장품으로 발전되고 있는 추세이며, 이러한 추세에 따라 액상의 화장품은 보관하고 사용함에 있어 그 편리성을 제공하기 위하여 튜브나 병의 형태로 포장되어 나오고 있다.

보통 액상이나 점액의 형태로 되어 있는 스킨이나 로션 등과 같은 화장품은 상하방향으로 동작하는 분사노즐과 이 분사노즐이 연결된 내용물 압출장치 등으로 이루어진 액상 화장품 충전장치에 의해 용기 내에 자동으로 정량 충전된다.

현재 액상의 화장품을 용기에 충전하는데 사용하는 충전장치는 압축공기로써 액상의 화장품을 가압하는 방식을 주로 사용하고 있으며, 자동으로 이송되는 용기를 운반지그상에 안착시킨 상태에서 이들을 이송시켜가며 해당의 용기가 노즐 하부에 위치하면, 이때의 노즐이 하강하여 용기의 내부에 각종 내용물을 주입하는 방식으로 화장품을 충전하게 된다.

예를 들면, 호퍼 등에 저장된 액상의 화장품(로션이나 스킨 등)을 저장조로 보내어 저장한 다음, 이 저장조에 들어 있는 액상 화장품을 다시 펌프로써 가압탱크 안으로 이송시켜 저장한다.

이 상태에서 가압탱크 안으로 압축공기를 공기압축기로써 주입하면, 가압탱크 안의 화장품은 그 압축공기의 힘으로 노즐쪽으로 배출이 이루어지게 되는 한편, 노즐은 용기의 이동 중에 용기의 윗쪽으로 충분히 상승한 상태를 유지하다가 비어 있는 상태의 용기가 아래쪽에 위치되면, 노즐이 하강하여 용기의 내부로 진입하게 되고, 이와 동시에 내용물 압출장치로부터 공급되는 내용물이 노즐의 하단을 통해 용기 속에 주입되는 방식으로 화장품 충전이 이루어지게 된다.

이러한 화장품 충전장치는 한국등록특허 10-0306614호, 한국공개특허 10-2009-0013318호, 한국공개실용신안 20-2009-0006156호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.

그러나, 종래의 화장품 충전장치들의 경우, 용기에 내용물을 자동으로 충전하는 방식에 대해서만 제시하고 있을 뿐, 용기의 로딩 및 언로딩, 캡의 체결 등과 같은 일련의 과정들을 작업자의 수작업에 의존하여 진행하는 관계로 품질 확보에 어려움이 있고, 작업성 및 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 종래의 화장품 충전방식은 많은 작업자들이 작업을 행함으로써 인건비가 많이 소요됨은 물론, 작업성 저하를 초래하게 되고, 균일한 품질을 유지하는 것이 어려워 많은 불량률에 의해 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있다.

한국등록특허제10-0306614호(화장품액 자동 충전장치, 2001년08년10일등록) 한국공개특허제10-2009-0013318호(액상의 화장품 내용물을 용기 내에 자동 주입하기 위한분사노즐의 제어방법 및 그 제어장치, 2009년02년05일공개) 한국공개실용신안제20-2009-0006156호(액상의 화장품 내용물을 용기 내에 자동 주입하기 위한 분사노즐의 제어장치, 2009년06월22일공개)

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 화장품 용기의 로딩 및 언로딩, 용기의 세척, 내용물 충전, 인 캡 및 아웃 캡의 자동 체결 등과 같이 용기에 내용물을 충전하고 포장 완료하는 전체적인 공정을 자동으로 수행하는 새로운 형태의 화장품 충전 방식을 구현함으로써, 대량생산 체제의 구축으로 생산비 절감 등 생산성 향상을 도모할 수 있고, 자동화 공정의 도입으로 제품의 품질을 확보할 수 있는 화장품 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 화장품 충전장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 화장품 충전장치는 용기의 공급에서부터 용기의 세척, 내용물 충전, 인 캡 부착 및 아웃 캡 체결, 그리고 용기의 배출까지의 과정을 자동 또는 반자동으로 수행하는 장치로서, 상면에 용기의 이송경로를 제공하는 직선상의 이송 테이블이 갖추어져 있는 본체와, 상기 본체의 선단부 영역에 조성되어 자동 또는 수동으로 용기가 최초 세팅되는 로딩 파트와, 상기 로딩 파트의 뒷쪽 영역에 설치되어 위아래로 움직이는 충전 노즐을 이용하여 용기의 내부에 내용물을 채우는 충전 파트와, 상기 충전 파트의 뒷쪽 영역에 설치되어 자동 또는 수동으로 용기의 넥 상단에 인 캡을 세팅함과 더불어 위아래 동작하는 프레스 블럭을 이용하여 인 캡을 부착하는 인 캡 파트와, 상기 인 캡 파트의 뒷쪽 영역에 설치되어 자동 또는 수동으로 용기의 넥에 아웃 캡을 세팅함과 더불어 위아래 움직이는 동시에 회전가능한 핑거를 이용하여 아웃 캡을 체결하는 아웃 캡 파트와, 상기 아웃 캡 파트의 뒷쪽으로 연장 설치되어 벨트 구동을 통해 용기를 배출하는 언로딩 파트와, 상기 본체에 있는 이송 테이블을 따라 나란하게 설치되면서 X축 방향 및 Y축 방향으로 동작하는 여러 쌍의 홀더를 이용하여 용기를 한 스텝씩 전진 이송시켜주는 이송 파트를 포함하는 구조로 이루어지는 것이 특징이다.

여기서, 상기 화장품 충전장치는 로딩 파트와 충전 파트의 사이에 설치되는 것으로, 용기 속에 내용물을 충전하기에 앞서 위아래로 움직이는 에어 노즐을 이용하여 용기 내의 이물질을 제거하는 에어 크리너 파트를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 충전 파트의 경우, 본체의 내부에 수직 설치되는 충전용 실린더와, 상기 충전용 실린더의 로드에 연결되어 위아래로 동작하는 업다운 플레이트와, 상기 업다운 플레이트에 설치되고 아래쪽의 충전 노즐, 윗쪽의 가압용 실린더 및 측면의 내용물 공급포트를 가지면서 용기 속에 내용물을 채우는 충전 헤드를 포함하는 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 충전 파트는 업다운 플레이트상에 설치되고 상하 슬라이드 가능한 적어도 2개의 바와, 용기의 넥에 끼워지는 홀을 가지면서 바의 하단에 형성되는 플레이트로 구성되어, 내용물 충전에 앞서 용기를 잡아주는 충전 가이드장치를 더 포함할 수 있다.

바람직한 일 예로서, 상기 아웃 캡 파트는 본체의 상면에 세워지는 포스트와, 상기 포스트에 수평 설치되는 실린더 베이스와, 상기 실린더 베이스에 설치되는 서보모터 및 중공축과, 상기 서보모터와 중공축 사이에 연결설치되어 동력을 전달하는 벨트 및 풀리와, 상기 중공축에 연결되어 상하 및 회전 함께 벌어지거나 오므라드는 다수의 핑거를 가지는 체결 헤드와, 상기 체결 헤드 및 핑거의 동작을 위한 업다운 실린더 및 업다운 블럭을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 아웃 캡 파트의 경우에는 포스트에 설치되는 핸들과 스크류바로 구성되어 체결 헤드를 포함하는 체결용 실린더 전체의 높이를 조절해주는 높이조절장치를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 화장품 충전장치는 인 캡 파트와 아웃 캡 파트에 배속되는 것으로, 본체에 있는 이송 테이블을 사이에 두고 서로 마주보며 배치되어 그 사이에 위치되는 용기를 잡아주는 한 쌍의 클램프 블럭 및 클램프 실린더를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 화장품 충전장치의 이송 파트는 본체의 내부에 설치되는 이송용 실린더와, 상기 본체의 상면과 나란하게 위치되면서 다수의 LM 가이드에 의해 슬라이드 가능하게 지지되는 동시에 이송용 실린더의 로드에 연결되어 X축 방향으로 전후진이 가능한 이송용 베이스와, 상기 이송용 베이스의 상면에 지지되면서 베이스 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수 쌍으로 이루어지고 본체에 있는 이송 테이블을 사이에 두고 서로 마주보며 위치되어 그 사이에 위치되는 용기를 잡아주거나 놓아주는 홀더 및 홀더 실린더를 포함하는 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 화장품 용기의 로딩에서부터 내용물 충전, 인 캡 및 아웃 캡의 체결, 그리고 화장품 용기의 언로딩까지의 전체 공정을 자동화 라인으로 수행할 수 있는 새로운 화장품 충전 장치를 제공함으로써, 대량생산을 통한 생산성 향상은 물론, 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 레이아웃을 나타내는 정면구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 레이아웃을 나타내는 평면구성도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 이송 파트를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 에어 크리너 파트를 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 충전 파트를 나타내는 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 인 캡 파트를 나타내는 사시도
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 아웃 캡 파트를 나타내는 사시도 및 측면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 레이아웃을 나타내는 정면구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 레이아웃을 나타내는 평면구성도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 화장품 충전장치는 용기의 로딩, 용기 내부의 세척, 내용물 충전, 인 캡 부착, 아웃 캡 체결, 용기의 언로딩으로 이루어지는 전체 공정을 자동으로 수행하는 장치로서, 이렇게 화장품 충전을 위한 공정에 자동화 개념을 도입함으로써, 작업의 효율성 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 특징이 있다.

여기서, 상기 용기의 로딩, 인 캡 부착을 위한 인 캡 세팅 및 아웃 캡 체결을 위한 아웃 캡 세팅 과정은 자동 또는 수동으로 진행될 수 있다.

이를 위하여, 화장품 용기의 이송경로에 해당하는 일직선상의 이송 테이블(10)이 갖추어져 있는 본체(11)가 마련되고, 이러한 본체(11)의 상면에는 이송 테이블(10)의 경로를 따라가면서 로딩 파트(12), 에어 크리너 파트(23), 충전 파트(24), 인 캡 파트(16) 및 아웃 캡 파트(18), 언로딩 파트(19)가 차례로 배치된다.

이때, 상기 이송 테이블(10)은 소정의 폭을 갖는 직사각형의 플레이트로 이루어지고, 본체(11)의 폭 중간에서 길이방향을 따라 나란하게 수평 배치되면서 선단과 후단이 바에 의해 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다.

또한, 상기 본체(11)의 일측에는 로션이나 스킨 등의 내용물을 펌핑하여 충전 파트(24)측에 제공할 수 있는 내용물 펌핑장치(58)가 설치되고, 이때의 내용물 펌핑장치(58)와 충전 파트(24) 사이에는 내용물 호스(59)가 연결되어, 내용물 공급이 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 화장품 용기의 이송을 위한 수단으로 이송 파트(21)가 마련되고, 이때의 이송 파트(21)는 본체(11)에 있는 이송 테이블(10)과 나란하게 배치되면서 본체 상판의 위아래 영역에 걸쳐 설치된다.

또한, 상기 본체(11)의 선단부와 후단부에는 각각 로딩 파트(12)와 언로딩 파트(19)가 마련되어, 빈 용기가 라인 내에 투입될 수 있게 되고, 또 내용물이 채워진 후에 인 캡 및 아웃 캡까지 씌워진 용기가 라인 밖으로 배출될 수 있게 된다.

상기 로딩 파트(12)는 본체(11)의 선단부에 조성되어 용기가 최초로 세팅되는 영역으로서, 이곳에 용기가 로딩되면 이송 파트(21)에 의해 후속 공정으로 용기가 이송되는 것으로부터 공정이 시작될 수 있게 된다.

이러한 로딩 파트(12)에 용기가 로딩되는 방식은 작업자의 수작업에 의해 용기를 투입하는 수동 방식, 또는 로봇이나 피더 등과 같은 수단에 의해 용기가 투입되는 자동 방식이 적용될 수 있게 된다.

본 발명의 일 예에서는 로딩 파트(12)의 영역, 즉 본체(11)에 있는 테이블(10)의 앞쪽 구간에 작업자가 용기를 하나씩 올려놓는 수동 방식의 예를 보여준다.

그리고, 상기 언로딩 파트(19)는 본체(11)의 후단부에서 용기를 라인 밖으로 배출하는 수단으로서, 본체(11)의 뒷쪽으로 계속 이어지는 구조로 이루어지게 된다.

예를 들면, 상기 본체(11)의 후단부에는 테이블(10)의 끝과 연접되면서 같은 높이로 계속 이어지는 보조 테이블(41)이 연장 설치되고, 이렇게 설치되는 보조 테이블(41)의 양옆에는 X축 방향으로 나란한 동시에 Y축 방향으로 상호 일정간격을 유지하는 한 쌍의 컨베이어(42) 및 컨베이어 프레임(43)이 설치된다.

이때, 상기 컨베이어(42)는 옆으로 세워진 자세를 취하게 되고, 이에 따라 용기의 양쪽 측면과의 접촉마찰을 통해 용기를 이동시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 각각의 컨베이어 프레임(43)의 후단 상면에는 벨트 컨베이어의 구동을 위한 모터(44)가 설치된다.

여기서, 상기 X축 방향은 본체(11)의 좌우 길이 방향을 의미하고, Y축 방향은 본체(11)의 전후 폭 방향을 의미한다.

이에 따라, 본체(11)의 이송 테이블(10)을 따라 이송되어 끝에 위치된 용기, 즉 아웃 캡 체결까지 모두 마친 용기는 그 다음으로 오는 용기에 의해 밀려나면서 컨베이어(42)의 구간 내로 진입하게 되고, 이렇게 진입한 용기는 벨트 컨베이어 구동에 의해 뒷쪽으로 이동되어 배출될 수 있게 된다.

특히, 상기 한 쌍의 컨베이어(42) 및 컨베이어 프레임(43)은 서로 간의 간격 조절이 가능한 구조로 설치되어, 용기의 사양(크기 등)에 맞게 간격을 조절하여 사용할 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 각 컨베이어 프레임(43)의 저면에는 아래로 수직 연장되는 브라켓(45)이 각각 형성되고, 이때의 브라켓(45)은 그 하단이 본체(11)의 후면에서 Y축 방향을 따라 길게 설치되어 있는 LM 장치(46)측에 연결된다.

이때의 LM 장치(46)는 핸들 조작에 의해 구동되는 볼/스크류 방식을 적용할 수 있게 된다.

물론, 상기 LM 장치(46)의 스크류바에는 서로 반대방향으로 나사산이 형성되어 있는 두 부분이 동시에 존재하여, 핸들 조작시 양쪽의 컨베이어 프레임(43)이 Y축 방향을 따라 서로 가까워지거나 멀어지는 움직임을 보일 수 있게 된다.

예를 들면, 용기의 사양이 변경되어 간격을 다시 설정해야 하는 경우, 작업자가 핸들을 조작하면 컨베이어(42)를 포함하는 컨베이어 프레임(43) 전체가 Y축 방향으로 움직이면서 서로 가까워지거나, 또는 서로 멀어지게 되므로, 이러한 방식으로 용기에 맞게 간격을 조절할 수 있게 된다.

따라서, 본체(11)의 선단부에 조성되는 로딩 파트(12)의 영역에 용기가 투입되면, 이때의 용기는 이송 파트(21)에 의해 한 스텝씩 자리를 옮겨가면서 각 파트를 순차적으로 거치게 되고, 결국 용기 속에 내용물이 자동으로 충전되는 공정 및 인 캡과 아웃 캡이 자동으로 부착 및 체결되는 공정을 거친 후에 언로딩 파트(19)의 영역을 따라 배출되는 일련의 과정을 통해 화장품 충전공정이 완료될 수 있게 된다.

이와 같이, 화장품 충전을 위한 전 공정이 직선상의 자동화 라인에서 이루어지게 되므로서, 생산 사이클 타임을 대폭 단축할 수 있고, 결국 대량 생산 체계의 구축이 가능하여 생산성을 획기적으로 높일 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 이송 파트를 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 이송 파트(21)는 본체(11)의 이송 테이블(10) 양옆에 위치되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 동작하는 여러 쌍의 홀더(20)를 이용하여 용기를 한 스텝씩 전진 이송시켜주는 수단으로서, 홀더(20)로 용기를 잡은 상태에서 전진하여 용기를 한 피치 옮겨주고, 홀더(20)가 용기를 놓은 상태에서 후진하여 초기 위치로 복귀되는 동작을 반복하면서 용기를 스텝 이송시키는 방식으로 이루어진다.

이를 위하여, 본체(11)의 상면에는 본체 상판과 나란한 이송용 베이스(39)가 배치되고, 이때의 이송용 베이스(39)는 그 저면을 이용하여 LM 가이드(38)에 의해 지지되는 구조로 설치된다.

즉, 본체 상판의 저면에는 X축 방향을 따라 나란하게 수평 위치되면서 양단부가 LM 브라켓(47)에 의해 지지되는 한 쌍의 LM 가이드(38)가 설치되고, 이렇게 설치되는 LM 가이드(38)의 슬라이드 블럭에 이송용 베이스(39)의 저면이 결합되므로서, 이송용 베이스(39)는 LM 가이드(38)의 안내를 받으면서 X축 방향으로 슬라이드되면서 전진 및 후진이 가능하게 된다.

이때, 상기 LM 가이드(38)의 전후측 LM 브라켓(47)에는 이송용 베이스(39)가 부딪히게 되는 쇽업소버 등의 완충용 스톱퍼(48)가 각각 설치되어 있어서, 이송용 베이스(39)의 움직임이 안정적으로 구속될 수 있게 된다.

그리고, 상기 이송용 베이스(39)를 움직여주는 수단으로 이송용 실린더(37)가 마련되고, 이때의 이송용 실린더(37)는 본체측에 지지되면서 그 로드를 통해 이송용 베이스(39)에 연결된다.

이에 따라, 이송용 실린더(37)의 전후진 작동에 의해 이송용 베이스(39)는 전진과 후진을 반복할 수 있게 된다.

실질적으로 용기를 직접 파지하여 옮겨주는 수단으로 홀더(20) 및 홀더 실린더(40)가 마련된다.

상기 홀더(20) 및 홀더 실린더(40)는 이송용 베이스(39)의 상면에서 Y축 방향으로 놓여지는 구조로 설치되고, 본체(11)에 있는 이송 테이블(10)을 사이에 두고 위치되는 한 쌍이 그 사이에 있는 용기를 함께 파지할 수 있게 된다.

즉, 상기 이송용 베이스(39)의 상면에는 홀더 실린더(40)가 고정 설치되고, 이렇게 설치되는 홀더 실린더(40)의 로드에는 판 형태의 홀더 브라켓(49)이 수직 자세로 연결되며, 이때의 홀더 브라켓(49)의 상단 전면에 용기를 직접 파지하는 홀더(20)가 수평자세로 설치된다.

이러한 홀더(20)는 그 전면에 대략 "V"자 형상의 홈(50)이 형성되어 있어서, 이 홈(50)의 내측으로 용기를 수용하면서 파지할 수 있게 된다.

그리고, 하나의 홀더 브라켓(49)에는 용기 피치간격만큼 X축 방향으로 떨어져 위치되는 2개의 홀더(20)가 설치되고, 이에 따라 홀더 실린더(40)가 작동하게 되면 2개의 용기가 홀더(20)에 의해 파지되어 이송될 수 있게 된다.

용기 이송의 예를 살펴보면, 홀더 실린더(40)의 전진 작동시 용기를 가운데 두고 서로 마주보며 위치하는 홀더(20)가 동시에 용기쪽으로 모아지면서 용기를 파지할 수 있게 되고, 이 상태에서 이송용 실린더(37)의 전진 작동에 의해 이송용 베이스(39) 전체가 X축 방향으로 전진 이동하게 되므로서, 용기가 다음 공정으로 한 스텝 이동되는 한편, 용기의 이동 후에는 홀더 실린더(40)의 후진 작동에 의해 홀더(20)가 용기로부터 떨어짐과 더불어 이송용 실린더(37)의 후진 작동으로 홀더(20)는 한 스텝 뒤로 이동하여 원래의 위치로 복귀될 수 있게 된다.

본 발명의 일 예에서는 2개씩 서로 마주보는 4개의 홀더(20)를 가지는 총 4쌍이 구비되어, 초기 위치 기준으로 로딩 파트(12) 영역과 에어 크리너 파트(23) 영역에 걸쳐서 한 쌍, 충전 파트(14) 영역과 인 캡 세팅 영역에 걸쳐 한 쌍, 인 캡 파트(16) 영역과 아웃 캡 세팅 영역에 걸쳐 한 쌍, 아웃 캡 예비 세팅 영역과 아웃 캡 파트(18) 영역에 걸쳐 한 쌍이 각각 배치되는 예를 보여준다.

이러한 배치 예에 따라 각 파트에서 공정을 마친 용기는 한 번에 두 개씩 파지되어 한 스텝 이송된 후에 다음 공정의 영역 내에 위치될 수 있게 된다.

즉, 4개로 이루어진 한 쌍의 홀더 조합이 2개씩의 용기를 동시에 잡아서 옮길 수 있게 되고, 결국 각 공정 완료 후 8개의 용기가 함께 용기 간 피치간격만큼 한 스텝 이송될 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 에어 크리너 파트를 나타내는 사시도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 에어 크리너 파트(23)는 용기 속에 내용물을 충전하기 전에 에어를 이용하여 용기 내부를 세척하는 수단으로서, 로딩 파트(12)와 충전 파트(14)의 사이에 설치된다.

이를 위하여, 본체(11)의 상면에는 이송 테이블(10)의 한 쪽 옆에 수직의 지지대(51)가 세워지고, 상기 지지대(51)의 상단부 전면에는 로드를 아래로 하는 크리너 실린더(52)가 설치된다.

그리고, 상기 크리너 실린더(52)의 로드에는 이송 테이블(10)이 있는 앞쪽까지 수평 연장되는 플레이트 형태의 크리너 암(53)이 그 후단부를 통해 연결 설치되고, 이렇게 설치되는 크리너 암(53)의 선단부 저면에는 에어 분사를 위한 에어 노즐(22)이 설치된다.

이때, 상기 에어 노즐(22)에는 컴프레서 등과 같은 외부의 압축공기 공급원(미도시)으로부터 연장되는 에어 호스(54)가 연결되어, 에어 노즐(22)측으로 압축공기가 공급될 수 있게 된다.

이에 따라, 에어 크리너 파트(23)의 작업 영역에 용기가 위치되면, 크리너 실린더(52)의 작동에 의해 에어 노즐(22)을 포함하는 크리너 암(53) 전체가 하강하게 되고, 이와 함께 크리너 암(53)에 있는 에어 노즐(22)은 용기의 넥 상면에 밀착되면서 용기 내부를 밀폐시켜주게 되며, 이 상태에서 에어 노즐(22)로부터 분사되는 압축공기가 용기 속으로 들어가게 되므로서, 용기 내의 이물질이 제거될 수 있게 된다.

특히, 이때의 에어 노즐(22)은 노즐 몸체 중심을 수직 관통하는 가는 관 형태의 주입 노즐(22a)과, 이 주입 노즐(22a)의 외곽에 조합되는 원통형의 흡입 노즐(22b)로 구성되며, 주입 노즐(22a)을 통한 압축공기의 주입과정과 더불어 흡입 노즐(22b)을 통한 용기 속 공기 및 이물질 흡입과정이 동시에 순차적으로 진행되면서 용기의 내부 세척이 이루어질 수 있게 된다.

물론, 이때의 흡입 노즐(22b)에는 버큠펌프 등과 같은 외부의 진공압 공급원(미도시)으로부터 연장되는 진공 호스(55)가 연결될 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 충전 파트를 나타내는 사시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 충전 파트(14)는 용기의 내부에 로션이나 스킨 등과 같은 내용물을 주입하는 것으로서, 공정의 진행방향을 기준하여 로딩 파트(12)의 뒷쪽 영역, 실질적으로는 에어 크리너 파트(23)의 뒷쪽 영역에 설치되어, 상하 동작하는 충전 노즐(13)을 이용하여 용기 속에 내용물을 채우는 기능을 수행하게 된다.

이를 위하여, 본체(11)의 내부에 위치되면서 본체 상판에 지지되는 구조로 설치되는 충전용 실린더(24)가 마련되고, 상기 충전용 실린더(24)의 로드에는 본체(11)의 상부에서 Y축 방향을 따라 수평 위치되는 대략 "T"자 모양의 업다운 플레이트(25)가 그 후단부를 통해 연결 설치된다.

이렇게 설치되는 업다운 플레이트(25)의 선단부는 본체(11)에 있는 이송 테이블(10)의 영역까지 위치될 수 있게 된다.

이때, 상기 업다운 플레이트(25)는 본체 상판의 바로 윗쪽에 설치되어 있는 가이드 플레이트(56)와 이 가이드 플레이트(56)에 수직 설치되는 가이드 바(57)에 의한 안내를 받게 된다.

즉, 상기 업다운 플레이트(25)는 가이드 바(57)에 LM 부시 등을 매개로 하여 슬라이드 가능한 구조로 관통 결합되어, 상하 동작시 안내를 받을 수 있게 된다.

여기서, 상기 충전용 실린더(24)의 로드는 가이드 플레이트(56)를 여유있게 관통하여 그 윗쪽에 위치되는 업다운 플레이트(25)에 연결될 수 있게 된다.

그리고, 실질적으로 내용물을 충전하는 수단으로 업다운 플레이트(25)의 상면에 설치되는 충전 헤드(28)가 마련된다.

이러한 충전 헤드(28)의 한 쪽 측면에는 내용물 공급포트(27)가 연결되어, 이곳을 통해 내용물을 공급받을 수 있게 되고, 이때의 내용물 공급포트(27)에는 냉용물 펌핑장치(도 2의 도면부호 58)로부터 연장되는 내용물 호스(59)가 연결된다.

또한, 상기 충전 헤드(28)의 상부에는 헤드 본체 내로 주입되는 내용물을 차단할 수 있는 수단으로 체크 실린더(26)가 설치되고, 이때의 체크 실린더(26)의 로드는 충전 헤드(28)의 내부까지 연장 위치되어, 그 끝에 부착되는 피스톤(미도시)을 통해 내용물이 적량으로 채워짐과 동시에 아래로 밀려나 내용물을 차단할 수 있게 된다.

여기서, 상기 체크 실린더(26)는 충전 헤드(28)의 상단에 설치되어 있는 플레이트와 다수의 바에 의해 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다.

그리고, 상기 충전 헤드(28)의 하부에는 용기 속에 내용물을 토출하는 충전 노즐(13)이 설치되며, 이때의 충전 노즐(13)은 충전 헤드(28)의 저부로 길게 연장되는 충전관(60)의 하단에 부착되어, 충전 헤드(28)를 포함하는 업다운 플레이트(25) 전체가 하강할 때 용기의 내부로 진입하여 들어갈 수 있게 된다.

즉, 상기 충전 노즐(13)은 용기 속까지 들어가서 내용물을 토출하여 채울 수 있게 된다.

따라서, 충전 파트(14)의 작업 영역에 용기가 위치되면, 충전용 실린더(24)의 후진 작동에 의해 체크 실린더(26) 및 충전 헤드(28)를 포함하는 업다운 플레이트(25) 전체가 하강하게 되고, 이와 함께 충전 헤드(28)에 있는 충전 노즐(13)이 용기의 넥을 통해 용기 속으로 들어가게 되며, 이와 동시에 충전 노즐(13)을 통한 내용물의 토출이 이루어지면서 용기의 내부에 내용물이 채워질 수 있게 되고, 적정량이 다 채워지면 체크 실린더(26)의 작동하여 내용물 공급을 차단하게 된다.

위와 같이, 용기의 내부에 미리 정해져 있는 정량의 내용물이 채워지게 되면, 업다운 플레이트(25)가 상승하면서 충전 노즐(13) 또한 용기 밖으로 빠져나와 초기 높이로 복귀된다.

이때의 내용물 충전은 용기 속에 들어가 있던 충전 노즐(13)이 위로 상승하는 시점부터 용기 밖으로 빠져나오기 전까지의 과정 동안에 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

물론, 충전 노즐(13)을 통한 내용물 토출이 이루어지는 시점에 맞춰 내용물 펌핑장치로부터의 내용물 공급이 이루어지거나, 그 전에 미리 일정량의 내용물이 충전 헤드(28)측에 공급될 수 있도록 하는 설정이 가능하다.

특히, 상기 충전 파트(14)에는 용기 속에 내용물을 충전하기에 앞서 용기를 안정적으로 잡아주고, 또 충전 노즐(13)의 정확한 진입을 안내하는 수단으로 충전 가이드장치(29)가 구비된다.

상기 충전 가이드장치(29)는 충전용 실린더(24)의 작동에 의해 업다운 플레이트(25)와 함께 움직이면서 충전 노즐(13)이 용기 속에 들어가기 전에 용기의 넥부분에 끼워주면서 용기를 흔들리지 않게 잡아줄 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 업다운 플레이트(25)에는 2개의 바(29a)가 양쪽에서 나란하게 수직 관통되는 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 바(29a)는 업다운 플레이트(25)의 상면에 있는 원통형의 블럭체(61) 및 그 밑의 플레이트를 관통하면서 위아래로 자유롭게 슬라이드 가능하게 된다.

이때, 상기 바(29a)에는 바 스톱퍼(62)가 장착되며, 상기 바 스톱퍼(62)가 블럭체(61)의 상단에 걸려짐에 따라 바(29a)의 하향 이동이 구속될 수 있게 된다.

즉, 상기 바(29a)는 블럭체(61)에 바 스톱퍼(62)가 걸려질 때까지만 자중에 의해 아래로 내려갈 수 있게 된다.

그리고, 상기 바(29a)의 하단에는 플레이트(29c)가 수평자세로 결합되며, 이와 더불어 플레이트(29c)의 뒷쪽으로는 용기의 넥에 끼워지는 홀(29b)이 형성된다.

이때, 상기 플레이트(29c)의 홀(29b)은 충전 노즐(13) 및 충전관(60)이 관통되는 홀이기도 하다.

이에 따라, 용기 속에 내용물 충전 시 충전용 실린더(24)의 후진 작동에 의해 체크 실린더(26) 및 충전 헤드(28)를 포함하는 업다운 플레이트(25) 전체가 하강할 때, 상기 플레이트(29c) 및 바(29a)도 함께 하강하게 되고, 계속해서 충전 노즐(13)보다 아래쪽에 있는 플레이트(29c)의 홀(29b)이 먼저 용기의 넥에 끼워지게 된다.

다음, 체크 실린더(26) 및 충전 헤드(28)를 포함하는 업다운 플레이트(25) 전체가 계속 하강하게 되면, 이때의 플레이트(29c)와 바(29a)는 용기의 넥에 걸려 더 이상 내려가지 못하게 되고, 이와 동시에 플레이트(29c)와 바(29a)는 상대적으로 위로 올라가게 되며, 계속적인 하강에 의해 결국은 충전 노즐(13)이 플레이트(29c)에 있는 홀(29b)을 통해 용기 속으로 진입할 수 있게 된다.

그리고, 내용물 충전이 완료되어 체크 실린더(26) 및 충전 헤드(28)를 포함하는 업다운 플레이트(25) 전체가 상승할 때, 플레이트(29c)와 바(29a)는 자중에 의해 아래로 내려와 초기 상태(충전노즐보다 한참 아래에 위치되는 상태)로 복귀된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 인 캡 파트를 나타내는 사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 상기 인 캡 파트(16)는 얇은 수지재의 막으로 되어 있는 인 캡을 용기의 넥 상단에 부착하여 용기를 마감하는 공정을 수행한다.

이를 위하여, 상기 충전 파트(14)의 뒷쪽 영역에는 용기의 넥 상단에 인 캡을 세팅하는 영역과 용기의 넥 상단에 놓여진 인 캡을 가압하여 부착하는 영역이 조성된다.

이때의 각 영역은 용기의 피치 간격에 상응하는 거리를 두고 위치되며, 앞선 영역에서는 용기 넥 상단에 인 캡이 놓여지는 공정이 수행되고, 그 다음 영역에서는 인 캡을 눌러서 부착하는 공정이 수행된다.

여기서, 용기의 넥 상단에 인 캡을 세팅하는 작업은 작업자의 수작업에 의해 이루어지거나, 소정의 피더 등을 이용하여 자동으로 인 캡을 공급 및 세팅하는 자동화 작업에 의해 이루어질 수 있게 되며, 본 발명에서는 작업자가 직접 인 캡을 용기 넥 상단에 올려놓는 수작업의 예를 보여준다.

그리고, 인 캡의 가압 부착을 위한 수단으로 프레스 블럭(15)이 마련되며, 이때의 프레스 블럭(15)은 위아래로 움직이면서 용기 넥 상단에 있는 인 캡을 위에서 눌러주는 방식으로 작동하게 된다.

예를 들면, 상기 본체(11)의 상판에는 일정높이의 블럭 지지대(63)가 수직 설치되고, 이렇게 설치되는 블럭 지지대(63)의 상단부, 즉 이송 테이블(10)이 있는 영역까지 수평 연장되어 있는 끝부분에는 프레스 실린더(64)가 수직 자세로 설치되며, 이때의 프레스 실린더(64)의 로드에 원통형의 프레스 블럭(15)이 결합된다.

이에 따라, 넥 상단에 인 캡이 가(假) 접착되어 있는 용기가 인 캡 파트(16)의 작업 영역에 위치되면, 프레스 실린더(64)의 작동에 의해 프레스 블럭(15)이 아래로 내려가면서 인 캡을 눌러주게 되므로서, 용기의 넥 상단에 인 캡이 부착될 수 있게 된다.

도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장품 충전장치의 아웃 캡 파트를 나타내는 사시도 및 측면도이다.

도시한 바와 같이, 상기 아웃 캡 파트(18)는 용기의 넥에 아웃 캡을 자동으로 체결하는 수단으로서, 용기의 넥에 아웃 캡을 세팅(가 체결)하고, 이렇게 세팅되어 있는 아웃 캡을 핑거(17)로 잡고 돌려서 최종 체결하는 방식으로 작업을 수행하게 된다.

예를 들면, 상기 아웃 캡 파트(18)에는 3개의 영역, 즉 용기 한 피치 거리씩 떨어져 있는 아웃 캡 세팅 영역, 아웃 캡 예비 세팅 영역 및 아웃 캡 체결 영역이 용기 진행방향을 따라 차례로 조성되며, 아웃 캡 세팅 영역 또는 아웃 캡 예비 세팅 영역에서는 용기의 넥에 아웃 캡을 살짝 체결하는 작업이 수행되고, 아웃 캡 체결 영역에서는 아웃 캡이 완전히 체결되는 작업이 수행된다.

여기서, 상기 아웃 캡 세팅 영역에 실제 아웃 캡의 가 체결이 이루어지며, 아웃 캡 예비 세팅 영역은 혹시 아웃 캡 세팅 영역에서 아웃 캡이 세팅되지 못할 때를 대비하여 만들어 놓은 예비 영역이라 할 수 있다.

그리고, 아웃 캡의 세팅은 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 작업자가 직접 아웃 캡을 용기의 넥에 살짝 체결하는 방식으로 작업을 진행하는 수동의 예를 보여준다.

이러한 아웃 캡 파트(18)에서는 연계적으로 이루어지는 일련의 핑거 상하 동작 및 핑거 클램핑 동작, 그리고 핑거 회전 동작을 이용하여 실질적으로 아웃 캡을 체결하게 된다.

이를 위하여, 본체(11)의 상면에는 수직의 포스트(30)가 세워지고, 상기 포스트(30)의 상단부에는 뒷쪽에 스크류 블럭(68)을 가지는 실린더 베이스(66)가 수평 자세로 결합되며, 상기 실린더 베이스(66)의 윗쪽에는 다수의 수직바(69)에 의해 지지되는 보조 플레이트(70)가 나란하게 설치된다.

그리고, 상기 실린더 베이스(66)의 선단부에는 보스에 의해 지지되는 수직의 중공축(71)이 설치되고, 이때의 중공축(71)의 상단부는 후술하는 업다운 블럭(73)에 지지된다.

이렇게 설치되는 중공축(71)의 하단부에는 다수의 핑거(17)를 가지는 체결 헤드(32)가 설치된다.

예를 들면, 상기 체결 헤드(32)에는 그 원통형 몸체의 둘레를 따라가면서 120°간격으로 배치되는 3개의 핑거(17)가 상단 핀 결합구조로 장착되고, 이때의 핑거(17)는 아웃 캡을 잡고 돌리는 수단으로서 대략 "L"자 모양을 하고 있으며, 그 상단이 체결 헤드(32)측에 핀 구조로 지지됨과 더불어 이때의 핀 지지점을 중심으로 회전될 수 있게 된다.

이러한 핑거(17)들은 초기에 각각이 바깥쪽으로 벌어져 있다가 체결시에는 동시에 안쪽으로 오므라들면서 아웃 캡을 클램핑하고, 이 상태에서 회전함과 더불어 아래로 내려가면서 아웃 캡을 완전히 체결할 수 있게 된다.

물론, 다양한 크기의 아웃 캡에 골고루 체결하기 위하여 상기 핑거(17)는 충분히 벌어져 있는 초기 자세로 설계될 수 있게 된다.

또한, 아웃 캡을 돌려서 체결하기 위한 회전력을 제공하는 수단으로 서보모터(33)가 마련되고, 이때의 서보모터(33)는 보조 플레이트(70)의 상면에 수직 자세로 설치된다.

그리고, 상기 서보모터(33)의 축과 중공축(71)의 길이 중간쯤의 위치에는 풀리(72a,72b)가 장착되고, 이때의 각 풀리(72a,72b)는 벨트(77)에 의해 서로 연결될 수 있게 된다.

여기서, 상기 중공축(71)에 장착되는 풀리(72b)의 경우 보조 플레이트(70)의 저면상에 회전가능한 구조로 지지되는 동시에 중공축(71)과는 세레이션 구조로 결속되어, 중공축 상하 이동에 따른 위치 변화시에도 중공축(71)과 결속관계를 유지하면서 함께 회전될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 서보모터(33)가 작동하게 되면 풀리(72a,72b) 및 벨트(77)의 전동에 의해 중공축(71)이 회전하게 되고, 결국 이때의 중공축(71)의 회전에 의해 그 하단부에 설치되어 있는 체결헤드(32) 및 핑거(17)가 회전되면서 아웃 캡을 돌려줄 수 있게 된다.

또한, 상기 체결헤드(32)의 상승 및 하강을 위한 수단으로 보조 플레이트(70)상에 설치되는 업다운 실린더(31)와 이 업다운 실린더(31)의 로드에 연결되는 업다운 블럭(73)이 마련되고, 이때의 업다운 블럭(73)은 다수의 베어링을 매개로 중공축(71)의 상단부를 지지할 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 업다운 실린더(31)의 작동에 의해 업다운 블럭(73) 및 중공축(71)이 상하로 움직임에 따라 핑거(17) 및 체결헤드(32) 전체가 상승 및 하강될 수 있게 된다.

그리고, 상기 핑거(17)를 벌려주기 위한 수단으로 로드(74)가 마련되고, 이때의 로드(74)는 그 상단부가 보조실린더(75)에 결합되어 업다운 블럭(73)상에서 수직운동을 할 수 있는 구조로 설치된다.

이렇게 설치되는 로드(74)의 하단부는 중공축(71)을 동심원상으로 관통하면서 아래로 연장되어 체결헤드(32)의 내부까지 연장되며, 이렇게 연장되는 로드(74)의 하단에는 구면을 이용하여 핑거(17)의 상단부와 접촉하는 캠(76)이 장착된다.

이에 따라, 상기 업다운 실린더(31)의 작동 후 보조실린더(75)가 연속작동하여 로드(74)가 상승 및 하강하면서 그 하단의 캠(76)을 통해 핑거(17)를 벌려주거나 오므릴 수 있게 된다.

즉, 로드 하강시 캠(76)이 각 핑거(17)의 상단부(실질적으로는 상단부에 있는 롤러)를 내측에서 외측으로 눌러주게 되고, 결국 핑거(17)는 핀 지지점을 중심으로 회전하면서 핑거(17)가 안쪽으로 오므라들게 된다.

그리고, 로드 상승시 핑거(17)는 스프링에 의해 다시 바깥쪽으로 벌려질 수 있게 된다.

물론, 상기 업다운 실린더(31)의 작동에 의해 업다운 블럭(73)이 위아래로 움직임에 따라 중공축(71)도 위아래로 약간 움직일 수 있게 되는데, 이때 중공축(71)의 풀리 장착부위가 세레이션 구조로 연결되어 있기 때문에 벨트(77)가 동력을 전달하는데에는 전혀 문제가 없게 된다.

따라서, 용기의 넥 상단에 아웃 캡이 가(假) 체결되어 있는 용기가 아웃 캡 파트(18)의 작업 영역에 위치되면, 후술하는 2개의 클램프 블럭(35)이 용기를 잡아주게 되고, 이 상태에서 업다운 실린더(31)의 작동에 의해 핑거(17)를 포함하는 체결 헤드(32) 전체가 하강함과 동시에 로드(74)의 작동에 의해 벌어져 있던 핑거(17)들이 오므라들면서 아웃 캡을 클램핑하게 되며, 계속해서 서보모터(33)의 작동 및 벨트 전동에 의해 중공축(71)이 회전하게 되면서 핑거(17) 및 체결 헤드(32) 전체가 회전하게 되고, 결국 아웃 캡을 잡고 돌려주게 되므로서, 용기의 넥에 아웃 캡의 완전히 체결될 수 있게 된다.

또한, 상기 아웃 캡 파트(18)의 경우, 다양한 규격의 용기에 유연하게 대처하기 위하여 높이 조절을 가능하게 해주는 수단으로 높이조절장치(34)를 포함한다.

상기 높이조절장치(34)는 핸들(34a)과 스크류바(34b) 등을 포함하여 구성되고, 핸들 조작에 따른 스크류바의 스크류 전동작용을 통해 체결 헤드(32)를 포함하는 체결용 실린더 전체의 위치를 위아래로 움직여 조절할 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 포스트(30)의 상단 부근과 하단 부근에는 높이 조절시 기준체 역할을 하는 스크류바 지지용 플레이트(67)가 각각 설치되고, 상기 실린더 베이스(66)의 일측, 예를 들면 포스트측 체결부위의 한쪽 옆에는 스크류 블럭(68)이 설치되는 한편, 상단에 핸들(34a)을 가지는 스크류바(34b)가 구비되고, 이때의 스크류바(34b)는 상단부와 하단부가 스크류바 지지용 플레이트(67)측에 지지되는 구조로 회전가능하게 설치되는 동시에 실린더 베이스(66)측에 있는 스크류 블럭(68)과는 스크류 전동가능한 구조로 결합된다.

즉, 상기 스크류 블럭(68)에는 나사산을 가지는 홀이 형성되고, 이때의 홀에 스크류바(34b)가 스크류 결합되므로서, 스크류바(34b)와 스크류 블럭(68) 간의 스크류 전동이 가능하게 된다.

이에 따라, 용기의 사양 변경시, 높이가 달라지는 용기를 대상으로 한 아웃 캡 체결시 실린더 베이스(66)의 포스트측 체결부위를 약간 느슨하게 푼 상태에서 작업자가 핸들(34a)을 돌리면 스크류바(34b)와 스크류 블럭(68) 간의 스크류 전동작용에 의해 체결 헤드(32) 등을 포함하는 실린더 베이스(66) 전체가 위아래 움직일 수 있게 되고, 높이 조절 후에 실린더 베이스(66)를 재차 고정시키면, 결국 해당 용기에 맞게 높이를 조절하여 사용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 용기의 넥에 인 캡을 세팅(가 접착)할 때, 용기의 넥에 아웃 캡을 세팅(가 체결)할 때, 그리고 인 캡을 실제 체결할 때 용기가 흔들리지 않도록 잡아주는 수단을 제공한다.

물론, 용기 속의 이물질을 제거할 때에는 에어 노즐(22)이 용기의 넥을 눌러주고 있고, 또 내용물을 충전할 때에는 충전 가이드장치(29)가 용기의 넥을 잡아주고 있고, 또 인 캡을 눌러서 부착할 때에는 홀더(20)가 용기를 잡고 있는 상태(용기를 옮긴 후 벌어지기 직전의 상태)에서 프레스 블럭(15)에 의한 가압이 이루어지기 때문에 이들 공정에서는 특별히 용기를 잡아주는 수단을 필요로 하지 않게 된다.

이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 인 캡 파트(16)의 인 캡 세팅 영역과, 아웃 캡 파트(18)의 아웃 캡 세팅 영역 및 아웃 캡 예비 세팅 영역, 그리고 아웃 캡 체결 영역에는 각각 한 쌍씩의 클램프 블럭(35)과 클램프 실린더(36)가 배치되어, 각각의 공정 중 용기를 안정적으로 잡아줄 수 있게 된다.

예를 들면, 상기 클램프 블럭(35) 및 클램프 실린더(36)의 조합이 본체(11)에 있는 이송 테이블(10)을 사이에 두고 서로 마주보며 배치되고, 즉 한 쌍의 클램프 블럭(35) 및 클램프 실린더(36)가 용기 이송라인을 가운데 두고 Y축 방향을 따라 서로 마주보며 배치되고, 이에 따라 그 사이에 용기가 놓여지면 용기의 앞뒷쪽을 전후측 2개의 클램프 블럭(35)이 함께 클램핑하여 잡아줄 수 있게 된다.

여기서, 상기 클램프 실린더(36)는 본체(11)의 상판에서 일정높이로 설치되는 실린더 지지대(65)상에 고정 설치되고, 상기 클램프 블럭(35)은 판 형태로서 클램프 실린더(36)의 로드에 설치되어, 실린더 작동시 Y축 방향으로 전후진 동작하면서 용기측에 밀착되거나 용기측으로부터 떨어질 수 있게 된다.

이때의 클램프 블럭(35)도 선단부에 대략 "V"모양의 홈(50)이 형성되어 있어서 이 부분으로 원형의 용기를 안정적으로 수용하면서 잡아줄 수 있게 된다.

그리고, 상기 아웃 캡 파트(18)에 배치되는 클램프 블럭(35) 및 클램프 실린더(36)의 경우, 아웃 캡 세팅 영역과 아웃 캡 예비 세팅 영역에 1개의 클램프 실린더(36)가 배치되고, 이 클램프 실린더(36)의 로드에 용기의 한 피치 간격을 동시에 커버할 수 있는 길이를 갖는 클램프 블럭(35)이 설치되어, 실린더 작동시 하나의 클램프 블럭(35)이 두 개의 용기를 동시에 클램핑할 수 있게 된다.

물론, 이때의 클램프 블럭(35)의 선단부에는 2개의 "V"모양의 홈(50)이 용기 피치 간격을 두고 형성된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 화장품 충전장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

화장품 충전공정은 용기 로딩, 용기 세척, 내용물 충전, 인 캡 부착, 아웃 캡 체결, 용기 언로딩의 순서로 진행된다.

각 공정을 차례로 거치게 되는 용기는 이송 파트(21)에 의한 스텝 이송방식으로 한 피치씩 옮겨가면서 공정 영역 내에 위치된다.

그리고, 용기를 처음 로딩하는 공정, 인 캡을 가(假) 부착하는 공정, 아웃 캡을 가(假) 부착하는 공정은 작업자의 수작업에 의해 이루어지게 된다.

또한, 전체 공정 라인에서 용기는 2개가 동시에 한 피치씩 이송되는 방식으로 진행되며, 본체(11)에 X축 방향으로 길게 배치되어 있는 이송 테이블(10)은 용기의 직선상 진행경로의 역할을 하게 된다.

먼저, 로딩 파트(12)의 빈 용기가 로딩되고, 이때의 빈 용기는 이송 파트(21)에 의해 에어 크리너 파트(23)의 영역으로 이송되어 위치되며, 이곳에서 에어 노즐(22)에 의해 용기 내부의 이물질 등이 제거된다.

다음, 용기 내부 세척을 마친 용기는 이송 파트(21)에 의해 충전 파트(14)의 영역으로 이송되어 위치되며, 이곳에서 충전 노즐(13)에 의해 용기 내부에 내용물이 채워지게 된다.

다음, 내용물 충전을 마친 용기는 이송 파트(21)에 의해 인 캡 파트(16)의 인 캡 세팅 영역으로 이송되어 위치되며, 이곳에서 작업자에 의해 용기 넥 상단에 인 캡이 가 부착된다.

다음, 인 캡이 가 부착되어 있는 용기는 이송 파트(21)에 의해 인 캡 파트(16)의 인 캡 부착 영역으로 이송되어 위치되며, 이곳에서 프레스 블럭(15)에 의해 용기 넥 상단에 인 캡이 완전히 부착되면서 용기의 밀봉이 이루어지게 된다.

다음, 인 캡 부착 후에 용기는 이송 파트(21)에 의해 아웃 캡 파트(18)의 아웃 캡 세팅 영역으로 이송되어 위치되고, 이곳에서 작업자에 의해 용기 넥에 아웃 캡이 가 체결된다.

다음, 아웃 캡이 가 체결되어 있는 용기는 이송 파트(21)에 의해 아웃 캡 예비 세팅 영역을 거친 후, 아웃 캡 파트(18)의 영역, 즉 아웃 캡을 완전히 체결하는 영역으로 이송되어 위히되고, 이곳에서 핑거(17)에 의해 용기 넥에 아웃 캡이 체결된다.

다음, 아웃 캡까지의 공정을 모두 거친 용기는 이송 파트(21)에 의해 언로딩 파트(19)의 영역 바로 앞까지 이송되어 위치되고, 계속해서 이송 파트(21)에 의해 옮겨지는 후속 용기에 의해 밀려나면서 언로딩 파트(19)의 컨베이어(42) 내로 진입하여 이것을 타고 밖으로 배출되는 것으로 화장품 충전공정이 모두 완료된다.

10 : 이송 테이블 11 : 본체
12 : 로딩 파트 13 : 충전 노즐
14 : 충전 파트 15 : 프레스 블럭
16 : 인 캡 파트 17 : 핑거
18 : 아웃 캡 파트 19 : 언로딩 파트
20 : 홀더 21 : 이송 파트
22 : 에어 노즐 23 : 에어 크리너 파트
24 : 충전용 실린더 25 : 업다운 플레이트
26 : 가압용 실린더 27 : 내용물 공급포트
28 : 충전 헤드 29 : 충전 가이드장치
29a : 바 29b : 홀
29c : 플레이트 30 : 포스트
31 : 업다운 실린더 32 : 체결 헤드
33 : 서보모터 34 : 높이조절장치
34a : 핸들 34b : 스크류바
35 : 클램프 블럭 36 : 클램프 실린더
37 : 이송용 실린더 38 : LM 가이드
39 : 이송용 베이스 40 : 홀더 실린더
41 : 보조 테이블 42 : 컨베이어
43 : 컨베이어 프레임 44 : 모터
45 : 브라켓 46 : LM 장치
47 : LM 브라켓 48 : 스톱퍼
49 : 홀더 브라켓 50 : 홈
51 : 지지대 52 : 크리너 실린더
53 : 크리너 암 54 : 에어 호스
55 : 진공 호스 56 : 가이드 플레이트
57 : 가이드 바 58 : 내용물 펌핑장치
59 : 내용물 호스 60 : 충전관
61 : 블럭체 62 : 바 스톱퍼
63 : 블럭 지지대 64 : 프레스 실린더
65 : 실린더 지지대 66 : 실린더 베이스
67 : 스크류바 지지용 플레이트 68 : 스크류 블럭
69 : 수직바 70 : 보조 플레이트
71 : 중공축 72a,72b : 중공축
73 : 업다운 블럭 74 : 로드
75 : 스프링 76 : 캠
77 : 벨트

Claims

용기의 공급에서부터 내용물 충전, 인 캡 부착 및 아웃 캡 체결, 그리고 용기의 배출까지의 과정을 자동 또는 반자동으로 수행하는 것으로서,
상면에 용기의 이송경로를 제공하는 직선상의 이송 테이블(10)이 갖추어져 있는 본체(11);
상기 본체(11)의 선단부 영역에 조성되어 자동 또는 수동으로 용기가 최초 세팅되는 로딩 파트(12);
상기 로딩 파트(12)의 뒷쪽 영역에 설치되어 위아래로 움직이는 충전 노즐(13)을 이용하여 용기의 내부에 내용물을 채우는 충전 파트(14);
상기 충전 파트(14)의 뒷쪽 영역에 설치되어 자동 또는 수동으로 용기의 넥 상단에 인 캡을 세팅함과 더불어 위아래 동작하는 프레스 블럭(15)을 이용하여 인 캡을 부착하는 인 캡 파트(16);
상기 인 캡 파트(16)의 뒷쪽 영역에 설치되어 자동 또는 수동으로 용기의 넥에 아웃 캡을 세팅함과 더불어 위아래 움직이는 동시에 회전가능한 핑거(17)를 이용하여 아웃 캡을 체결하는 아웃 캡 파트(18);
상기 아웃 캡 파트(18)의 뒷쪽으로 연장 설치되어 벨트 구동을 통해 용기를 배출하는 언로딩 파트(19);
상기 본체(11)에 있는 이송 테이블(10)을 따라 나란하게 설치되면서 X축 방향 및 Y축 방향으로 동작하는 여러 쌍의 홀더(20)를 이용하여 용기를 한 스텝씩 전진 이송시켜주는 이송 파트(21);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.
청구항 1에 있어서,
상기 로딩 파트(12)와 충전 파트(14)의 사이에 설치되는 것으로서, 용기 속에 내용물을 충전하기에 앞서 위아래로 움직이는 에어 노즐(22)을 이용하여 용기 내의 이물질을 제거하는 에어 크리너 파트(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.
청구항 1에 있어서,
상기 충전 파트(14)는 본체(11)의 내부에 수직 설치되는 충전용 실린더(24)와, 상기 충전용 실린더(24)의 로드에 연결되어 위아래로 동작하는 업다운 플레이트(25)와, 상기 업다운 플레이트(25)에 설치되고 아래쪽의 충전 노즐(13), 윗쪽의 체크 실린더(26) 및 측면의 내용물 공급포트(27)를 가지면서 용기 속에 내용물을 채우는 충전 헤드(28)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 충전 파트(14)는 업다운 플레이트(25)상에 설치되고 상하 슬라이드 가능한 적어도 2개의 바(29a)와, 용기의 넥에 끼워지는 홀(29b)을 가지면서 바(29a)의 하단에 형성되는 플레이트(29c)로 구성되어, 내용물 충전에 앞서 용기를 잡아주는 충전 가이드장치(29)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.
청구항 1에 있어서,
상기 아웃 캡 파트(18)는 본체(11)의 상면에 세워지는 포스트(30)와, 상기 포스트(30)에 수평 설치되는 실린더 베이스(66)와, 상기 실린더 베이스(66)에 설치되는 서보모터(33) 및 중공축(71)과, 상기 서보모터(33)와 중공축(71) 사이에 연결설치되어 동력을 전달하는 벨트 및 풀리와, 상기 중공축(71)에 연결되어 상하 및 회전 함께 벌어지거나 오므라드는 다수의 핑거(17)를 가지는 체결 헤드(32)와, 상기 체결 헤드(32) 및 핑거(17)의 동작을 위한 업다운 실린더(31) 및 업다운 블럭(73)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
상기 아웃 캡 파트(18)는 포스트(30)에 설치되는 핸들(34a)과 스크류바(34b)로 구성되어 체결 헤드(32)를 포함하는 체결용 실린더(31) 전체의 높이를 조절해주는 높이조절장치(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.
청구항 1에 있어서,
상기 인 캡 파트(16)와 아웃 캡 파트(18)에는 본체(11)에 있는 이송 테이블(10)을 사이에 두고 서로 마주보며 배치되어 그 사이에 위치되는 용기를 잡아주는 한 쌍의 클램프 블럭(35) 및 클램프 실린더(36)가 구비되는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이송 파트(21)는 본체(11)의 내부에 설치되는 이송용 실린더(37)와, 상기 본체(11)의 상면과 나란하게 위치되면서 다수의 LM 가이드(38)에 의해 슬라이드 가능하게 지지되는 동시에 이송용 실린더(37)의 로드에 연결되어 X축 방향으로 전후진이 가능한 이송용 베이스(39)와, 상기 이송용 베이스(39)의 상면에 지지되면서 베이스 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수 쌍으로 이루어지고 본체(11)에 있는 이송 테이블(10)을 사이에 두고 서로 마주보며 위치되어 그 사이에 위치되는 용기를 잡아주거나 놓아주는 홀더(20) 및 홀더 실린더(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화장품 충전장치.