KR20160139191A - 칫솔핸들 자동정렬 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칫솔핸들 자동정렬 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 기계 본체(20); 상기 기계 본체(20)의 이송 라인에 순서대로 구비된 수송 유닛(30)과 분리공급 유닛(40)과 방향전환 유닛(50)과 리버스 유닛(60) 및 로봇이송 유닛(70);을 포함하여 구성되며, 상기 수송 유닛(30)은 칫솔핸들을 상기 분리공급 유닛(40)으로 이송하도록 구성되고, 상기 분리공급 유닛(40)은 상기 칫솔핸들을 하나씩 순서대로 상기 방향전환 유닛(50)으로 공급하도록 구성되고, 상기 방향전환 유닛(50)은 상기 칫솔핸들을 상기 리버스 유닛(60)(앞뒤면 뒤집기 유닛)으로 공급하도록 구성되고, 상기 리버스 유닛(60)은 상기 칫솔핸들의 앞면과 뒷면을 바꾸어주도록 구성되고, 상기 로봇이송 유닛(70)은 상기 리버스 유닛(60)에 의해 앞면과 뒷면이 정상 위치로 바뀐 상기 칫솔핸들을 식모기에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

칫솔핸들 자동정렬 공급장치{Toothbrush handle auto adjustment supply machine}

본 발명은 칫솔핸들 자동정렬 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 칫솔핸들을 칫솔 식모기에 장착시켜주는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 칫솔은 칫솔핸들를 가진 손잡이 몸체와, 칫솔모가 식모되는 칫솔핸들판으로서 구성되며, 칫솔핸들판에 칫솔모를 식모하고, 이렇게 칫솔모가 식모된 칫솔핸들판을 손잡이 몸체의 칫솔핸들에 결합하여 칫솔핸들에 칫솔핸들판을 융착시킴으로써 제조될 수 있다.

최근 들어서는, 칫솔의 기능적인 면을 부각시킨 다양한 칫솔들이 개발되고 있는 바, 칫솔핸들판에 연성 고무소재의 돌기물을 형성하는 칫솔을 그 예로 들 수 있다. 이러한 칫솔은 양치질시 이 돌기물이 잇몸을 맛사지함으로써 잇몸 건강을 증진시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

그런데, 이와 같은 칫솔을 제조하기 위해서는 칫솔핸들판들을 일정한 자세로 정렬한 상태에서 칫솔 제조 유닛으로 공급해야 하는 바, 칫솔핸들판에 돌기물이 돌출되게 형성되고 있기 때문에 이들 칫솔핸들판을 일정한 자세로 정렬하지 못하게 된다.

이에, 종래에는 작업자가 직접 칫솔핸들판을 일정한 자세로 정렬하고, 이렇게 정렬된 칫솔핸들판을 로보트가 하나씩 집어서 칫솔 제조 유닛으로 공급하고 있는 바, 이로 인해 칫솔의 대량 생산이 어려워지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 기존에는 칫솔핸들이 원래 정상 피딩 상태에 있지 못하고 뒤집어져 있는 경우에 칫솔핸들를 제대로 정상 피딩 상태로 복귀시키는 기능에 있어서 미비한 문제점이 있다.

그리고, 기존에는 칫솔핸들의 피딩에 의해 다량으로 공급하는 유닛에서 칫솔을 식모기 부분에 올려주는 칫솔 로딩기능에 있어서도 미비한 문제점이 있다. 칫솔 식모기와 칫솔 리프팅 장치의 유기적이고 복합적인 기능을 하는데 있어서 여러 가지로 미비한 단점을 가지고 있는 것이다.

국내등록특허 제10-0683534호(2007.02.09 등록) 국내등록특허 제10-0683533호(2007.02.09 등록) 국내등록특허 제10-1077924호(2011.10.24 등록)

본 발명의 목적은 칫솔핸들을 자동으로 칫솔 식모기에 장착시켜주고, 칫솔핸들이 원래 정상 피딩 상태에 있지 못하고 뒤집어져 있는 경우에 칫솔핸들를 제대로 정상 피딩 상태로 돌려주는 기능을 수행하며, 칫솔핸들을 식모기 부분에 올려주는 칫솔 로딩기능에 있어서도 충실히 부응하는 새로운 칫솔핸들 자동정렬 공급장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 기계 본체; 상기 기계 본체의 이송 라인에 순서대로 구비된 수송 유닛과 분리 공급 유닛과 방향전환 유닛과 리버스 유닛 및 로봇이송 유닛;을 포함하여 구성되며, 상기 수송 유닛은 칫솔 핸들을 상기 분리 공급유닛으로 이송하도록 구성되고, 상기 분리 공급유닛은 상기 칫솔핸들을 하나씩 순서대로 상기 방향전환 유닛으로 공급하도록 구성되고, 상기 방향전환 유닛은 상기 칫솔핸들을 상기 리버스 유닛(앞뒤면 뒤집기 유닛)으로 공급하도록 구성되고, 상기 리버스 유닛은 상기 칫솔 핸들의 앞면과 뒷면을 바꾸어주도록 구성되고, 상기 로봇이송 유닛(70)은 상기 리버스 유닛에 의해 앞면과 뒷면이 정상 위치로 바뀐 상기 칫솔 핸들을 식모기에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동 정렬 공급장치가 제공된다.

상기 방향전환 유닛은, 상기 기계 본체의 칫솔 핸들 투입단에서 배출단 방향으로 이동가능하게 설치된 이송 가동체(타이밍 벨트나 컨베이어 벨트 등); 상기 이송 가동체에 일정 간격으로 구비되어 상기 칫솔 핸들의 거치시 상기 칫솔 핸들을 중심부를 기준으로 일정 각도 방향전환(돌려주는)시켜주는 거치대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 리버스 유닛은, 상기 기계 본체에 설치된 회전기구; 상기 회전기구에 의해 앞뒤면이 뒤집어지기 위한 상기 칫솔핸들의 앞면과 뒷면을 감지하는 에어센서 검측기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 리버스 유닛의 상기 회전기구는, 상기 기계본체에 설치된 지지대에 장착된 회전 실린더; 상기 회전 실린더의 일측에 배치되도록 상기 지지대에 장착된 푸셔 실린더; 상기 회전 실린더의 작동에 의해 회전하는 기준 스크류캡; 상기 기준 스크류캡에 회전 가능하게 결합된 회전 스크류캡; 상기 기준 스크류캡을 회전시키도록 상기 회전 실린더의 피스톤에 구동적으로 연결된 회전판; 상기 회전 스크류캡에 결합된 슬라이딩 기구; 상기 슬라이딩 기구에 연결된 가이드 집게; 상기 가이드 집게에 구비되어 칫솔 헤드를 그립하는 헤드 고정대;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 에어센서 검측기는 상기 리버스 유닛의 하부에 배치되도록 상기 기계장치 내부에 설치되어, 에어에 의해 상기 칫솔헤드의 앞뒤면을 감지하여 상기 리버스 유닛에 신호를 보내 상기 칫솔헤드를 정상 앞뒤면 방향으로 회전시켜주도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 로봇이송 유닛은 상기 리버스 유닛의 상부에 배치되도록 상기 기계본체에 구비되며, 상기 리버스 유닛에 의해 앞뒤면이 정상 위치로 배치된 상기 칫솔헤드를 집어서 식모기로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 회전기구(장치)의 측면에 배치되도록 상기 기계본체에 장착된 칫솔 리프팅 유닛;을 더 포함하여 구성되며, 상기 칫솔 리프팅 유닛은 제어 유닛에 의해 작동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 분리 공급유닛은 입구와 출구를 구비하고, 상기 분리 공급유닛의 출구에는 회전축과 이송보조장치(계단식 걸림편을 구비한 벨트??)가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 회전축과 상기 이송보조장치의 측면에 끝선정렬 장치가 더 구비되며, 상기 끝선정렬 장치는 가이드와 에어실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방향전환 유닛은, 두께감지센서, 칫솔핸들 집게, 회전축, 에어 실린더, 감지 스위치, 두께 측정기 및 감지 집게를 포함하며, 상기 운송유닛은, 모터, 운송벨트, 속도 제어스위치를 포함하여 구성되며, 상기 로봇이송 유닛은, 아크릴판, 서보모터, 컨베이어 구동모터, 컨베이어 베어링, 벨트, 로봇 아암 및 연결대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 칫솔핸들 자동정렬 공급장치는 수송 유닛에 의해 칫솔 핸들을 분리 공급유닛으로 이송하고, 분리 공급유닛은 칫솔핸들을 하나씩 순서대로 방향전환 유닛으로 공급하고, 방향전환 유닛은 칫솔핸들을 리버스 유닛(앞뒤면 뒤집기 유닛)으로 공급하고, 리버스 유닛은 칫솔 핸들의 앞면과 뒷면을 바꾸어주도록 구성되고, 로봇이송 유닛(70)은 리버스 유닛에 의해 앞면과 뒷면이 정상 위치로 바뀐 칫솔 핸들을 식모기에 공급하여 칫솔 핸들에 칫솔모가 식재되도록 하는 것으로, 최소한의 인력으로 자동정렬 로봇장치를 이용하여 칫솔핸들을 칫솔식모기에 효율적이고 정확하게 장착할 수 있도록 하는 효과, 칫솔의 대량 생산이 가능해지는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 칫솔핸들이 원래 정상 피딩 상태에 있지 못하고 뒤집어져 있는 경우에 칫솔핸들를 제대로 정상 피딩 상태로 복귀시키는 기능에 있어서 만족스러운 기능을 발휘한다.

그리고, 본 발명에서는 칫솔핸들의 피딩에 의해 다량으로 공급하는 유닛에서 칫솔을 식모기 부분에 올려주는 칫솔 로딩기능에 있어서도 충분히 만족스로운 효과가 있다. 즉, 본 발명은 칫솔 식모기와 칫솔 리프팅 장치의 유기적이고 복합적인 기능을 하는데 있어서 여러 가지로 만족스러운 기능을 하게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 칫솔핸들 자동정렬 공급장치의 외관 사시도
도 2는 본 발명의 구조를 보여주는 정면도
도 3은 도 1의 평면도
도 4는 도 1에 도시된 주요부인 분리공급 유닛의 일측면도
도 5는 본 발명의 주요부인 방향전환 유닛을 구성하는 고정 거치대와 가동 거치대의 구성 및 작동 상태를 개념적으로 보여주는 측면도
도 6은 본 발명의 주요부인 기계 본체와 리버스 유닛을 보여주는 사시도
도 7은 도 6의 정면도
도 8은 도 6에 도시된 리버스 유닛의 구조를 보여주는 사시도
도 9는 도 8의 일측면도
도 10은 도 8의 평면도
도 11은 도 8의 구조를 보여주는 측단면도
도 12는 본 발명의 주요부인 로봇이송 유닛의 구조를 보여주는 사시도
도 13은 도 12의 일측면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 칫솔핸들을 칫솔 식모기에 장착시켜 주는 자동정렬 공급장치이다. 이를 위하여, 본 발명의 칫솔핸들 자동 정렬 공급장치는 기계 본체(20)에 제어 유닛이 설치되고, 기계 본체(20)의 이송로(칫솔핸들 이송로)를 따라 순서대로 기계의 본체 위에 수송 유닛(30), 분리공급 유닛(40), 방향전환 유닛(50), 리버스 유닛(60), 로봇이송 유닛(70)이 구비된다. 물론, 제어 유닛은 수송 유닛(30), 분리공급 유닛(40), 방향전환 유닛(50), 리버스 유닛(60), 로봇이송 유닛(70)이 연계되어 작동되도록 통상적인 프로그래밍에 의해 컨트롤하게 된다. 기계 본체(20)에서 칫솔핸들이 처음 들어오는 한쪽을 투입단이라 하면 칫솔핸들이 이송되어서 배출되는 반대쪽을 배출단이라 할 수 있는데, 상기 기계 본체(20)의 투입단에서 배출단을 따라 수송 유닛(30), 분리공급 유닛(40), 방향전환 유닛(50), 리버스 유닛(60), 로봇이송 유닛(70)이 순서대로 구비되어 있다.

상기 기계 본체(20)는 육면체 프레임 형상으로 구성된다. 전면판과 후면판이 앞뒤로 배치되어 연결 프레임과 같은 연결부재에 의해 연결됨으로써 기계 본체(20)가 적어도 전면판과 후면판을 구비하고, 전면판과 후면판 사이에 이송 라인(이송 공간부)를 구비한 육면체 프레임 형상을 하고 있다. 기계 본체(20)를 위에서 볼 때에 전면판과 후면판 사이의 이송 라인 폭이 한쪽의 칫솔핸들 투입단과 다른 쪽의 칫솔핸들 배출단 사이의 폭보다 더 작게 구성된다. 따라서, 기계 본체(20)가 전후 폭보다 양쪽 사이의 폭보다 더 짧은 대략 직육면체 프레임 형상으로 이루어진다. 한편, 기계본체의 후면판과 인접된 위치에는 칫솔헤드에 칫솔모를 심어주기 위한 식모기가 구비된다. 기계 본체(20)를 위에서 볼 때에 후면판의 옆에 식모기가 배치되어 있다. 이때, 상기 식모기는 칫솔헤드에 칫솔모를 심어주는 통상의 식모기를 채용할 수 있으므로, 식모기에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 수송 유닛(30)은 불규칙적인 배열의 칫솔핸들을 분리공급 유닛(40)으로 이송한다. 수송 유닛(30)은 기계 본체(20)의 투입단 쪽에 배치된다. 불규칙적인 배열의 칫솔핸들이라 함은 복수개의 칫솔핸들이 상단부와 하단부 위치와 앞면 및 뒷면이 방향성 있게 정렬되어 있지 않은 상태를 의미한다. 수송 유닛(30)은 이러한 불규칙적인 배열의 칫솔핸들을 상기 분리공급 유닛(40)으로 이송하는 것이다. 이때, 수송 유닛(30)은 상부가 개방되고 전면 수용판과 후면 수용판을 구비한 수송 박스체와, 이 수송 박스체의 내부에 구비된 이송 벨트(컨베이어 벨트 등)와, 이송 벨트를 무한 궤도식으로 운동하도록 지지하는 적어도 한 쌍의 롤러와, 상기 한 쌍의 롤러 중에서 적어도 하나의 롤러의 중심부에 모터축이 연결된 모터를 포함할 수 있으며, 모터의 모터축이 회전하면 모터축에 연결된 구동롤러가 회전하고, 이송 벨트를 무한궤도식으로 구동롤러와 다른 아이들 롤러에 결합되어 있어서, 상기 이송 벨트가 무한궤도 운동하며, 상기 이송 벨트에 얹혀져 있는 불규칙한 배열의 칫솔핸들이 이송 벨트의 무한궤도 운동에 따라 상기 분리공급 유닛(40)으로 이송될 수 있다. 수송 유닛(30)이 기계 본체(20)의 이송 라인 영역에 정렬되어 있어서 기계 본체(20)의 투입단 쪽으로 칫솔핸들을 이송하게 된다.

상기 분리공급 유닛(40)은 칫솔핸들을 하나씩 순서대로 방향전환 유닛(50)으로 공급하도록 구성된다. 분리공급 유닛(40)은 계단식 공급장치에 의해 칫솔핸들을 일일이 하나씩 순서대로 방향전환 유닛(50)으로 이송한다. 이때, 계단식 공급장치는 계단식 고정 지지판(42)과 계단식 승강 지지판(44)을 포함한다. 또한, 분리공급 유닛(40)은 계단식 승강 지지판(44)을 상승시키는 승강 구동유닛을 포함한다. 그리고, 분리공급 유닛(40)은 프리 분리공급 가동판(46)과, 이러한 프리 분리공급 가동판(46)을 상승시키는 프리 승강 구동유닛을 포함한다.

상기 계단식 고정 지지판(42)은 복수개의 고정 계단부(42A)가 상하 방향으로 구비된 것으로, 상기 기계 본체(20)의 투입단 쪽에 구비된 전면판과 후면판의 일부 이송 라인 상에 배치되어 있다. 기계 본체(20)의 투입단에 인접한 전면판 일부와 후면판 일부 사이의 이송 라인에 계단식 고정 지지판(42)이 경사지게 배치되어 있다. 기계본체의 전면에서 볼 때에 좌측으로 일정 각도 경사지도록 계단식 고정 지지판(42)이 배열되어 있다. 기계 본체(20)의 전면에서 볼 때에 계단식 고정 지지판(42)의 각각의 고정 계단부(42A)가 상하 방향으로 배치되어 계단 구조를 이루고 있다. 각각의 고정 계단부(42A) 사이에는 스페이스가 확보되어 있다. 각각의 스페이스는 계단식 승강 지지판(44)의 각 승강 계단부(44A)가 배치되는 공간이다.

상기 계단식 승강 지지판(44)은 계단식 고정 지지판(42)의 옆에서 승강되도록 기계 본체(20)의 투입단에 배치된다. 계단식 승강 지지판(44)은 복수개의 승강 계단부(44A)가 상하 방향으로 구비된 것으로, 상기 기계 본체(20)의 투입단 쪽에 구비된 전면판과 후면판의 일부 이송 라인 상에 배치되어 있다. 계단식 승강 지지판(44)도 기계 본체(20)의 투입단에 인접한 전면판 일부와 후면판 일부 사이의 이송 라인에 경사지게 배치되어 있다. 기계본체의 전면에서 볼 때에 우측으로 일정 각도 경사지도록 계단식 승강 지지판(44)이 배열되어 있다. 기계 본체(20)의 전면에서 볼 때에 계단식 승강 지지판(44)의 각각의 승강 계단부(44A)가 상하 방향으로 배치되어 계단 구조를 이루고 있다. 각각의 승강 계단부(44A)가 계단식 고정 지지판(42)의 각 고정 계단부(42A) 사이에 확보된 스페이스에 들어가 있어서, 각각의 승강 계단부(44A)가 계단식 고정 지지판(42)의 각 고정 계단부(42A) 옆에서 승강될 수 있는 구조를 취하고 있다.

이때, 계단식 승강 지지판(44)이 내려가 있을 때에는 각 승강 계단부(44A)의 상단부가 계단식 고정 지지판(42)의 각각의 고정 계단부(42A)의 상단부보다 높이가 낮아서, 상기 승강 계단부(44A)의 상단부와 고정 계단부(42A)의 상단부 사이에 칫솔핸들을 수용할 수 있는 핸들 수용홈이 확보된다. 상기 핸들 수용홈의 양쪽 폭은 칫솔핸들 하나가 들어갈 수 있는 정도의 폭(즉, 칫솔핸들의 양쪽 사이의 폭과 유사한 폭)으로 이루어지므로, 핸들 수용홈에 하나의 칫솔핸들만 들어갈 수 있게 된다. 칫솔핸들이 하나씩 분리되어 방향전환 유닛(50)으로 이송될 수 있는 상태로 되는 것이다.

상기 계단식 승강 지지판(44)이 내려가 있을 때에 각각의 핸들 수용홈에 들어있던 하나의 칫솔핸들은 계단식 승강 지지판(44)이 상승하여 각각의 승강 계단부(44A)가 올라오면, 계단식 승강 지지판(44)의 아래쪽 승강 계단부(44A)가 계단식 고정 지지판(42)의 위쪽의 고정 계단부(42A) 상단부까지 올라오는데, 상기 계단식 승강 지지판(44)과 계단식 고정 지지판(42)이 좌측 방향(다시 말해, 기계 본체(20)의 투입단에서 배출단 방향)을 일정 각도 경사지게 배치되어 있으므로, 아래쪽의 승강 계단부(44A)에서 위로 밀어올려진 칫솔핸들이 위쪽의 고정 계단부(42A)의 상단부로 흘러 내려가고, 그 다음에 계단식 승강 지지판(44)이 내려가면 위쪽의 승강 계단부(44A)의 상단부가 상기 위쪽의 고정 계단부(42A)의 상단부보다 더 아래로 내려가면서 핸들 수용홈이 형성되고, 상기 핸들 수용홈에 하나의 칫솔핸들이 수용된 상태가 된다. 이러한 계단식 승강 지지판(44)의 상승과 하강 작동을 반복하여 아래쪽의 칫솔핸들을 계단식으로 점점 위로 공급하여 상기 방향전환 유닛(50)으로 공급될 수 있도록 한다.

예를 들어, M1으로 표시된 승강 계단부(44A)를 아래의 승강 계단부(44A)라 하고 M2로 표시된 승강 계단부(44A)를 위쪽의 승강 계단부(44A)라 하는 한편, F1으로 표시된 고정 계단부(42A)를 아래쪽의 고정 계단부(42A)라 하고, M2로 표시된 고정 계단부(42A)를 위쪽의 고정 계단부(42A)라 하고, M2보다 더 위쪽의 고정 계단부(42A)를 F3라고 한다면, 아래의 승강 계단부(44A:M1)은 고정 계단부(42A:F1)와 위쪽의 고정 계단부(42A:F2) 사이의 스페이스에 배치됨과 동시에 아래의 승강 계단부(44A:M1)의 상단부가 상기 고정 계단부(42A:F1)의 상단부보다 높이가 낮아서 하나의 칫솔핸들이 아래의 승강 계단부(44A:M1)의 상단부와 상기 고정 계단부(42A:F1)의 상단부 사이에 확보된 핸들 수용홈에 들어가 있는 한편, 상기 승강 계단부(44A:M1)보다 더 위에 있는 위쪽의 승강 계단부(44A:M2)는 F2로 표시된 고정 계단부(42A)보다 더 위에 있는 위쪽의 고정 계단부(42A:F3)와 아래쪽의 고정 계단부(42A:F2) 사이의 스페이스에 배치됨과 동시에 아래의 M2로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부가 F2로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부보다 높이가 낮아서 위쪽의 또 다른 하나의 칫솔핸들이 위쪽 승강 계단부(44A:M2)의 상단부와 상기 고정 계단부(42A:F2)의 상단부 사이에 확보된 핸들 수용홈에 들어가 있게 된다.

이어서, 상기 계단식 승강 지지판(44)을 상승시키면 각 승강 계단부(44A)가 올라오는데, M1으로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부가 F2로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부까지 올라오고 동시에 M2로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부는 F3로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부까지 올라온다. 이때, 상기와 같이 계단식 승강 지지판(44)과 계단식 고정 지지판(42)이 경사지게 배치(기계본체의 투입단에서 배출단 방향으로 경사지게 배치)되어 있어서 아래쪽의 승강 계단부(44A)에서 위로 밀어올려진 칫솔핸들이 위쪽의 고정 계단부(42A)의 상단부로 흘러 내려간다.

다음, 상기 계단식 승강 지지판(44)이 내려가면 F3로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부보다 M2으로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부 높이가 더 낮아져서 확보된 핸들 수용홈에 아래쪽에서 올라온 칫솔핸들이 수용되는 한편, F2로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부보다 M1으로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부 높이가 더 낮아져서 확보된 핸들 수용홈에 아래쪽에서 올라온 칫솔핸들이 수용된다. 즉, M1으로 표시된 승강 계단부(44A)에 의해서 아래쪽에서 올라온 하나의 칫솔핸들이 F2으로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부와 M1으로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부 사이에 확보된 핸들 수용홈에 수용되고, M2으로 표시된 승강 계단부(44A)에 의해서 아래쪽에서 올라온 또 다른 하나의 칫솔핸들이 F3으로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부와 M2으로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부 사이에 확보된 핸들 수용홈에 수용된다.

이처럼 계단식 승강 지지판(44)을 반복적으로 승강시키는 작동을 하면 칫솔핸들이 하나씩 아래쪽에서 위쪽으로 계단식으로 분리된 상태로 올라와서 기계본체에 설치된 방향전환 유닛(50)에 하나씩 순서대로 공급될 수 있게 된다.

이때, 상기 계단식 승강 지지판(44)은 승강 작동유닛에 의해 반복적으로 승강되도록 구성될 수 있다. 승강 작동유닛은 실린더(CY)로 구성될 수 있는데, 실린더의 피스톤 로드가 계단식 승강 지지판(44)에 연결되어, 실린더의 피스톤 로드가 신장하면 계단식 승강 지지판(44)이 상승하고, 실린더의 피스톤 로드가 신장된 상태에서 원위치로 다시 후퇴하면 계단식 승강 지지판(44)이 하강할 수 있다. 계단식 승강 지지판(44)은 베이스 승강 지지판에 복수개의 승강 계단부(44A)가 연결되는데, 실린더의 피스톤 로드가 계단식 승강 지지판(44)의 베이스 승강 지지판에 연결됨으로써, 실린더의 피스톤 로드가 신축함에 따라 베이스 승강 지지판(44)의 각 승강 계단부(44A)가 승강 작동될 수 있다. 계단식 승강 지지판(44)을 승강 작동되도록 하는 수단이면 모두 승강 구동유닛으로 채용될 수 있음을 이해해야 할 것이다.

한편, 본 발명에서 분리공급 유닛(40)은 프리 분리공급 가동판(46)과, 이러한 프리 분리공급 가동판(46)을 상승시키는 프리 승강 구동유닛을 포함한다. 프리 공급 가동판은 계단식 고정 지지판(42)의 최하단 고정 계단부(42A)보다 앞쪽에 구비된다. 즉, 기계 본체(20)의 투입단 쪽에서 배출단 쪽으로 진행하는 이송 라인을 기준으로 할 때에 프리 공급 가동판이 계단식 고정 지지판(42)보다 더 앞쪽의 이송 라인에 배치된 것이다. 다시 말해, 칫솔핸들이 프리 공급 가동판으로 들어와서 계단식 고정 지지판(42) 쪽으로 이송될 수 있는 상태로 대기한다.

상기 프리 분리공급 가동판(46)은 계단식 고정 지지판(42) 앞에 승강 가능하게 배치된다. 구체적으로, M1으로 표시된 고정 계단부(42A) 앞에 프리 분리공급 가동판(46)이 승강 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 상기 프리 분리공급 가동판(46)의 상단부 높이는 M1으로 표시된 가장 아래의 고정 계단부(42A)의 상단부 높이보다 낮도록 구성된다. 이때, 상기 프리 분리공급 가동판(46)도 승강 작동유닛에 의해 반복적으로 승강되도록 구성될 수 있다. 프리 분리공급 가동판(46) 전용의 승강 작동유닛도 실린더로 구성될 수 있는데, 실린더의 피스톤 로드가 프리 분리공급 가동판(46)에 연결되어, 실린더의 피스톤 로드가 신장하면 프리 분리공급 가동판(46)이 상승하고, 실린더의 피스톤 로드가 신장된 상태에서 원위치로 다시 후퇴하면 프리 분리공급 가동판(46)이 다시 하강할 수 있다. 상기 프리 분리공급 가동판(46)을 승강 작동되도록 하는 수단이면 모두 승강 구동유닛으로 채용될 수 있음을 역시 이해해야 할 것이다.

상기 프리 분리공급 가동판(46)은 전술한 수송 유닛(30)과 계단식 고정 지지판(42) 사이에 배치되고, 프리 분리공급 가동판(46)은 수송 유닛(30)보다 아래에 배치되어, 수송 유닛(30)에서 칫솔핸들이 프리 분리공급 가동판(46) 위로 낙하될 수 있도록 구성된다.

상기 수송 유닛(30)에서 낙하된 칫솔핸들은 프리 분리공급 가동판(46)이 상승함에 따라 위로 밀어 올려져서 계단식 고정 지지판(42)의 M1으로 표시된 고정 계단부(42A)(즉, 가장 처음의 고정 계단부)의 상단부와 계단식 승강 지지판(44)의 F1으로 표시된 승강 계단부(44A)(즉, 가장 처음의 승강 계단부)의 상단부로 올라오는데, 상기 계단식 승강 지지판(44)이 아래로 내려가 있는 상태에서는 M1으로 표시된 고정 계단부(42A)의 상단부 높이가 F1으로 표시된 승강 계단부(44A)의 상단부보다 낮아지면서 핸들 수용홈이 확보되며, 이러한 F1 고정 계단부(42A)와 M1 승강 계단부(44A)의 상단부 사이에 확보된 핸들 수용홈에 칫솔핸들이 수용될 수 있다. 즉, 프리 분리공급 가동판(46)은 다수개의 칫솔핸들을 밀어올려서 계단식 고정 지지판(42)과 계단식 승강 지지판(44)쪽으로 공급하게 된다. 물론, 상기 프리 분리공급 가동판(46)에 의해 위로 올라온 칫솔핸들은 상기와 같은 계단식 승강 지지판(44)의 반복적인 승강 작동에 의해 위에서 아래로 하나씩 올라가서 상기 방향전환 유닛(50)으로 공급될 수 있음은 당연하다. 한편, 필요시 프리 공급 가동판이 계단식 승강 지지판(44)과 함께 상승한다. 즉, 상기 계단식 승강 지지판(44)이 상승할 때에 프리 공급 가동판도 동시에 상승하도록 구성될 수 있다.

상기 분리공급 유닛(40)은 입구와 출구를 구비하는데, 분리공급 유닛(40)의 출구 부분에 이송 보조장치가 구비된다. 이송 보조장치는 실린더와 이송 지지판을 포함할 수 있다.

상기 실린더는 기계본체에 장착된다. 기계본체를 구성하는 전면판과 배면판이 연결판에 의해 서로 연결되어 있는데, 상기 연결판에 실린더가 장착될 수 있다. 실린더는 기계본체의 배출단 방향으로 경사지게 장착되어 있다. 기계본체의 전면판 앞에서 볼 때에 실린더가 좌측 방향으로 경사지게 장착된 구조를 취한다. 따라서, 실린더에 구비된 피스톤 로드도 실린더와 동일한 방향으로 경사지게 배열되어 있다.

상기 이송 지지판은 실린더의 피스톤 로드에 연결된다. 이송 지지판은 분리공급 유닛(40)를 구성하는 계단식 고정 지지판(42)의 최상단 고정 계단부(42A) 위쪽에 구비된다. 이송 지지판은 실린더의 피스톤 로드에 연결된 상태에서 기계본체의 투입단 쪽으로 경사지게 배치되어 있다. 기계본체의 전면판 앞에서 볼 때에 이송 지지판이 좌측 방향으로 경사지게 장착된 구조를 취한다. 상기 분리공급 유닛(40)의 계단식 고정 지지판(42)의 최상단 고정 계단부(42A)로 올라온 칫솔핸들은 이송 지지판에 지지되어 상기 방향전환 유닛(50)의 거치대(52) 쪽으로 공급될 수 있는 상태(낙하 공급될 수 있는 상태)로 대기한다. 상기 실린더의 피스톤 로드가 신장된 상태에서 이송 지지판이 내려오며, 이송 지지판이 내려온 상태에서 계단식 고정 지지판(42)의 최상단 고정 계단부(42A)의 상단부보다 이송 지지판의 하단부가 더 밑으로 내려가게 되어서 상기 방향전환 유닛(50)으로 칫솔핸들이 공급될 이송로가 막혀 있는 상태가 되므로, 상기 칫솔핸들이 이송 지지판에 지지되어 공급 대기 상태가 된다. 다음, 상기 실린더의 피스톤 로드가 신장된 상태에서 후퇴(축소)된 상태로 전환되면, 이송 지지판이 올라가며, 이송 지지판이 올라간 상태에서 계단식 고정 지지판(42)의 최상단 고정 계단부(42A)의 상단부보다 이송 지지판의 하단부가 더 위로 올라가게 되어서 상기 방향전환 유닛(50)으로 칫솔핸들이 공급될 이송로가 개방된 상태가 되므로, 상기 칫솔핸들이 방향전환 유닛(50) 쪽으로 공급될 수 있다. 후술할 방향전환 유닛(50)의 거치대(52)로 칫솔핸들이 공급된다. 칫솔핸들이 방향전환 유닛(50)의 거치대(52)에 구비된 거치홈(HG)에 낙하되어 공급될 수 있다.

상기 이송 보조장치와 인접된 위치에 끝선 정렬장치가 구비된다. 끝선 정렬장치는 실린더와 정렬 가이드판을 포함할 수 있다.

상기 기계본체를 구성하는 전면판과 배면판이 연결판에 의해 서로 연결되어 있는데, 상기 연결판에 끝선 정렬장치의 실린더가 장착될 수 있다. 물론, 끝선 정렬장치의 실린더는 이송 보조장치의 실린더와 중첩되지 않는 위치에 구비된다. 끝선 정렬장치의 실린더는 피스톤 로드가 기계본체의 전후면 방향으로 배치된다. 실린더의 피스톤 로드가 기계본체의 칫솔핸들 이송 방향과 직교하는 방향으로 전후진 작동할 수 있다.

상기 정렬 가이드판은 실린더의 피스톤 로드에 연결된다. 정렬 가이드판은 기계본체의 전면판과 후면판 사이의 이송 라인에 세워져서 배치된다. 즉, 정렬 가이드판이 기계본체의 전면판과 후면판과 마주하는 방향으로 배치되어 세워진 상태가 될 수 있다. 상기 정렬 가이드판은 실린더의 피스톤 로드가 신장되면 전진(기계본체의 전면판과 후면판 사이에 확보된 이송 라인의 일측에서 전진)하여 칫솔핸들을 밀어주므로 칫솔핸들의 끝선이 정렬된다. 상기 실린더의 피스톤 로드가 축소되어 있으면 정렬 가이드판도 후퇴된 상태(원위치에 있는 상태)가 되는데, 이러한 정렬 가이드판의 원위치 상태에서는 분리공급 유닛(40)으로부터 올라온 칫솔핸들의 한쪽 단부(주로, 기단부)가 정렬 가이드판의 한쪽면(안쪽면)에 접촉되어 있다가 상기 실린더의 피스톤 로드 신장에 의해 정렬 가이드판이 전진하면 칫솔핸들이 전진하여 상기 방향 전환유닛으로 공급될 칫솔핸들의 끝단(끝선)이 나란하게 정렬된다. 상기 칫솔핸들이 방향전환 유닛(50)으로 공급되기 이전에 끝선 정렬장치에 의해 미리 칫솔핸들이 가지런하게 정렬되는 것이다. 복수개의 칫솔핸들의 양끝단이 동일 이송 라인상에 배치되도록 가지런히 정렬된다고 할 수 있다. 한편, 상기 실린더의 피스톤 로드가 후진하여 원위치 복귀하면 정렬 가이드판도 원래 위치로 복귀하여 다음에 들어올 칫솔핸들을 정렬시킬 수 있는 상태로 대기한다. 이러한 끝선 정렬장치의 정렬 가이드판이 반복적으로 전후진 작동하여 상기 분리공급 유닛(40)으로 공급된 칫솔핸들 하나 하나의 끝선(양단부)들을 가지런히 정렬하게 된다.

상기 방향전환 유닛(50)은 분리공급 유닛(40)의 앞쪽에 구비된다. 기계 본체(20)의 배출단과 분리공급 유닛(40) 사이에 방향전환 유닛(50)이 구비된다. 정확하게는 기계본체에 장착된 이송 보조장치와 기계본체의 배출단 사이의 이송 라인에 방향전환 유닛(50)이 구비된다. 이러한 방향전환 유닛(50)은 칫솔핸들을 일정 각도 회전시켜서 리버스 유닛(60)(앞뒤면 뒤집기 유닛)으로 공급하기 위한 것이다. 이를 위하여, 방향전환 유닛(50)은 거치대(52)를 포함하며, 거치대(52)는 고정 거치대(52A)와 가동 거치대(52B)를 포함한다. 또한, 방향전환 유닛(50)은 가동 거치대(52B)의 가동을 위한 거치대(52) 구동유닛을 포함한다.

상기 고정 거치대(52A)는 기계 본체(20)의 이송 라인을 따라 구비된다. 고정 거치대(52A)는 상면과 양면으로 개방된 거치홈(HG)이 구비된다. 복수개의 거치홈(HG)이 고정 거치대(52A)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있다. 고정 거치대(52A)의 복수개의 거치홈(HG)이 기계 본체(20)의 이송 라인을 일정 간격으로 배열된 구조이다. 이때, 거치홈(HG)은 상부에서 하부로 갈수록 양쪽 내측면 사이의 거리가 점점 좁아지도록 구성된다. 거치홈(HG)이 U자형 홈으로 구성될 수도 있다. 거치홈(HG)이 U자형 홈이라서 고정 거치대(52A)를 U자 거치대(52)라 할 수 있다. 고정 거치대(52A)는 기계 본체(20)의 이송 라인상에 전후 하나씩 두 개가 배치된다. 고정 거치대(52A)가 기계 본체(20)의 이송 라인에 전후 방향으로 마주하도록 배치되어 있다. 물론 각 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)은 기계 본체(20)의 전후방 동일 선상(전후 마주하는 위치)에 배열되어 있다. 칫솔핸들이 기계 본체(20)의 이송 라인과 직교하는 방향으로 공급되는데, 칫솔핸들의 전단과 후단이 두 개의 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG)에 걸려지게 된다. 즉, 칫솔핸들이 두 개의 고정 거치대(52A)에 걸려진 상태가 될 수 있고, 이러한 상태에서 칫솔핸들의 길이 방향이 기계본체의 이송 라인과 직교하는 방향으로 배치된다.

상기 가동 거치대(52B)는 기계 본체(20)의 이송 라인을 따라 구비된다. 가동 거치대(52B)도 상면과 양면으로 개방된 거치홈(HG)이 구비된다. 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG)도 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG)과 동일한 구조이다. 복수개의 거치홈(HG)이 가동 거치대(52B)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있다. 가동 거치대(52B)의 복수개의 거치홈(HG)이 기계 본체(20)의 이송 라인을 일정 간격으로 배열된 구조이다. 이때, 거치홈(HG)은 상부에서 하부로 갈수록 양쪽 내측면 사이의 거리가 점점 좁아지도록 구성된다. 따라서, 칫솔핸들이 거치홈(HG)에 보다 안정적으로 거치되는 효과는 물론 원활하게 거치되도록 가이드되는 효과가 있다. 한편, 거치홈(HG)이 U자형 홈으로 구성될 수도 있다. 거치홈(HG)이 U자형 홈이라서 가동 거치대(52B) 역시 U자 거치대(52)라 할 수 있다. 가동 거치대(52B)도 기계 본체(20)의 이송 라인상에 전후 하나씩 두 개가 배치된다. 가동 거치대(52B)가 기계 본체(20)의 이송 라인에 전후 방향으로 마주하도록 배치되어 있다. 물론 각 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)은 기계 본체(20)의 전후방 동일 선상(전후 마주하는 위치)에 배열되어 있다. 칫솔핸들이 기계 본체(20)의 이송 라인과 직교하는 방향으로 공급되는데, 칫솔핸들의 전단과 후단이 두 개의 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG)에 걸려지게 된다. 즉, 칫솔핸들이 두 개의 가동 거치대(52B)에 걸려진 상태가 될 수 있고, 이러한 상태에서 칫솔핸들의 길이 방향이 기계본체의 이송 라인과 직교하는 방향으로 배치된다.

이때, 상기 가동 거치대(52B)는 기계본체의 이송 라인에서 이동 가능하도록 구성된다. 가동 거치대(52B)의 이동은 기계본체의 이송 라인을 따라 전진, 하강, 후진, 상승, 전진하는 과정을 반복하는 이동이 될 수 있다. 가동 거치대(52B)의 이러한 이동은 가동 거치대(52B)에 구비된 연결축이 구동모터의 모터축에서 편심된 위치에 연결됨으로써 모터의 모터축의 회전에 의해 가동 거치대(52B)가 상기 전진, 하강, 후진, 상승, 전진하는 과정을 반복할 수 있다. 구체적으로, 구동모터의 모터축에 회전판이 구비되고, 회전판에는 연결축의 일단부가 연결되고, 연결축의 타단부는 상기 가동 거치대(52B)에 힌지부를 매개로 연결된다. 힌지부는 연결축의 타단부측 외주면이 상대 회전 가능하게 결합된 힌지 보스로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 구동모터의 모터축과 가동 거치대(52B)를 연결하는 연결핀의 모터축의 회전 중심부에서 편심되도록 회전판의 중심부에서 편심된 위치에 구비되어 있으므로, 상기 구동 모터의 모터축이 회전하면, 상기 연결핀의 회전 이동 각도에 따라 가동 거치대(52B)가 전진, 하강, 후진, 상승 이동을 반복적으로 수행할 수 있게 된다. 가동 거치대(52B)의 전진, 하강, 후진, 상승 이동을 한 주기(one cycle)이라 하면 상기 주기를 반복적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 한편, 상기 가동 거치대(52B)의 전진, 하강, 후진, 상승 이동은 구동모터 이외에 벨트 컨베이어와 같은 다른 구동수단을 채용할 수 있음은 당연하다.

상기 가동 거치대(52B)가 하강한 상태에서는 가동 거치대(52B)의 위쪽에 고정 거치대(52A)가 구비되고, 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)과 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)은 상하 동일 선상에 배치된다. 예를 들어, 고정 거치대(52A)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 FG1과 FG2 및 F3라 하고, 가동 거치대(52B)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 DG1과 DG2 및 DG3라 하면, 상기 가동 거치대(52B)가 하강한 상태에서 고정 거치대(52A)의 세 개의 거치홈(HG) FG1과 FG2 및 FG3에 가동 거치대(52B)의 세 개의 거치홈(HG) DG1과 DG2 및 DG3가 각각 상하 방향으로 동일 선상에 배치된다.

상기 가동 거치대(52B)가 후진한 상태에서는 가동 거치대(52B)의 위쪽에 고정 거치대(52A)가 구비되고, 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)과 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)은 상하 동일 선상에 배치되는데, 이처럼 가동 거치대(52B)가 후진한 상태에서는 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)이 한 칸씩 뒤로 후퇴한 상태에서 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)과 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)은 상하 동일 선상에 배치된다. 예를 들어, 고정 거치대(52A)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 FG1과 FG2 및 F3라 하고, 가동 거치대(52B)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 DG1과 DG2 및 DG3라 하면, 상기 가동 거치대(52B)가 하강한 상태에서 고정 거치대(52A)의 세 개의 거치홈(HG) FG1과 FG2 및 FG3에 가동 거치대(52B)의 세 개의 거치홈(HG) DG1과 DG2 및 DG3가 각각 상하 방향으로 동일 선상에 배치되어 있다가 상기 가동 거치대(52B)가 후진한 상태에서는 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG) FG2에는 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG) DG1이 상하 방향으로 동일 선상에 정렬되고 고정 거치대(52A)의 거치함 F3에는 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG) DG2가 상하 방향으로 동일 선상에 배치되며, 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG) DG3는 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG) FG4와 상하 동일 선상에 배치된다.

상기 가동 거치대(52B)가 상승한 상태에서는 고정 거치대(52A)의 위쪽에 가동 거치대(52B)가 위치하게 되고, 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)과 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)은 상하 동일 선상에 배치된다. 상기와 같이, 가동 거치대(52B)가 후퇴한 다음에 상승한 상태에서는 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)이 한 칸씩 뒤로 후퇴한 상태에서 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)과 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)이 상하 동일 선상에 배치된다. 예를 들어, 고정 거치대(52A)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 FG1과 FG2 및 F3라 하고, 가동 거치대(52B)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 DG1과 DG2 및 DG3라 하면, 상기 가동 거치대(52B)가 후진한 다음 상승한 상태에서는 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG:FG2)에는 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG:DG1)이 상하 동일 선상에 정렬되고 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG) F3에는 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG:DG2)가 상하 동일 선상에 배치되며, 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG:DG3)는 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG:FG4)와 상하 동일 선상에 배치된다. 상기 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG)들이 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG)들보다 위쪽으로 올라가 있는 상태에서 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG)들과 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG)들이 상하 동일 선상에 정렬되도록 구성된 것이다.

상기 가동 거치대(52B)가 상승한 다음에는 전진하는 이동을 하게 된다. 상기 가동 거치대(52B)의 전진한 상태에서는 고정 거치대(52A)의 위쪽에 가동 거치대(52B)가 위치하게 되고, 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)과 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)은 상하 동일 선상에 배치됨과 동시에 가동 거치대(52B)의 후퇴되어 있던 각 거치홈(HG)들이 한 칸씩 앞으로 전진하여 상기 가동 거치대(52B)의 하강시에서와 같은 위치로 이동한다. 예를 들어, 고정 거치대(52A)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 FG1과 FG2 및 F3라 하고, 가동 거치대(52B)의 세 개의 거치홈(HG)을 각각 DG1과 DG2 및 DG3라 하면, 상기 가동 거치대(52B)가 전진한 상태에서는 고정 거치대(52A)의 세 개의 거치홈(HG: FG1과 FG2 및 FG3)에 가동 거치대(52B)의 세 개의 거치홈(HG:DG1과 DG2 및 DG3)가 각각 상하 방향으로 동일 선상에 배치된다.

상기한 바와 같이, 가동 거치대(52B)의 전진, 하강, 후진, 상승 이동을 한 주기(one cycle)이라 하면 가동 거치대(52B)는 상기 주기 운동을 반복적으로 수행하므로, 가동 거치대(52B)의 각 거치홈(HG)이 전진, 하강, 후진, 상승의 주기적인 이동을 반복하게 된다. 가동 거치대(52B)가 상기와 같은 주기적인 이동을 반복하면, 가동 거치대(52B)의 거치홈(HG)에 걸쳐진 칫솔핸들도 이동하여 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG)에 하나씩 걸쳐지므로, 칫솔핸들을 이동시킬 수 있다. 칫솔모를 칫솔핸들에 심기 위한 식모기가 기계본체의 배출단 일측에 구비되는데, 상기 칫솔핸들이 하나씩 식모기가 구비된 기계본체의 배출단 쪽으로 이동할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 전진 실린더, 하강 실린더, 후진 실린더, 상승 실린더에 의해 가동 거치대(52B)가 전진, 하강, 후진, 상승 이동을 반복하도록 구성될 수도 있다. 상기 가동 거치대(52B)를 전술한 바와 같은 주기 운동시킬 수 있는 것은 거치대(52) 구동유닛인데, 상기 가동 거치대(52B)를 전진, 하강, 후진, 상승 이동의 주기를 반복적으로 수행할 수 있는 수단은 모두 거치대(52) 구동유닛으로 채용이 가능하다 하겠다.

한편, 거치대 구동유닛은 컨베이어 벨트를 포함하도록 구성되고, 컨베이어 벨트에 분할된 복수개의 유자형 거치대(52)가 구비된 구성도 가능하다. 컨베이어 벨트는 폐루프형으로 구성되고, 컨베이어 벨트의 폐루프형 공간에 내장되어 컨베이어 벨트의 안쪽면에 접촉되도록 결합된 적어도 두 개의 벨트 롤러 중에서 어느 하나의 벨트 롤러 중심부에 모터의 모터축을 연결하여 구동 벨트 롤러를 형성하고, 다른 아이들 벨트 롤러는 구동 벨트 롤러에 풀리 또는 체인과 스프로켓에 의해 연결되도록 구성되며, 상기 컨베이어 벨트의 바깥면에 분할된 복수개의 거치대(52)를 구비하고, 거치대(52)는 거치홈(HG)(예를 들어, 유자홈)을 구비하도록 구성될 수 있다.

이러한 경우, 컨베이어 벨트를 구동모터에 의해 한 피치씩 이동시키면, 상기 거치대(52)도 한 피치씩 이동하고, 거치대(52)의 거치홈(HG)에 걸쳐진 칫솔핸들도 한 피치씩 이동될 수 있다. 칫솔모를 칫솔핸들에 심기 위한 식모기가 기계본체의 배출단 일측에 구비되는데, 상기 칫솔핸들이 식모기가 구비된 기계본체의 배출단 쪽으로 하나씩 이동할 수 있다. 벨트 컨베이어에 캐터필러식으로 복수개의 거치대(52)가 구비되어, 벨트 컨베이어의 전진을 한 피치씩 되도록 하면, 상기 복수개의 거치대(52)들이 한 피치씩 이동하여 각 거치대(52)의 거치홈(HG)에 거치된 칫솔핸들을 식모기를 향하여 한 피치씩 공급되도록 할 수 있다.

상기 리버스 유닛(60)은 기계본체에 구비된다. 본 발명에서는 리버스 유닛(60)을 구성하는 회전 유닛과 검측기 기구(에어센서 검측기 기구)가 기계본체에 구비된다.

상기 검측기 기구는 기계본체의 이송 라인 상측에 설치된 광센서를 구비한다. 또한, 검측기 기구는 광센서의 칫솔핸들 감지 신호(칫솔핸들의 앞면 또는 뒷면을 감지하는 신호)에 의해 회전 유닛의 작동을 제어하는 컨트롤부를 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 광센서는 지지대에 의해 기계본체의 이송 라인 상측에 배치된다. 상기 방향전환 유닛(50)의 고정 거치대(52A)와 가동 거치대(52B)에 의해 칫솔핸들이 이동하는데, 상기 광센서가 기계본체의 이송 라인 위에서 칫솔핸들이 앞면이 기계본체의 이송라인 위로 향해 있는지 칫솔핸들의 뒷면이 기계본체의 이송라인 위로 향해 있는지를 감지하게 된다. 상기 광센서에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면을 감지하여 리버스 유닛(60)에 신호를 보내 일정한 방향으로 칫솔핸들을 뒤집어준다. 광센서에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면을 감지하여 컨트롤러에 신호를 보내고, 컨트롤러는 리버스 유닛(60)의 회전 유닛을 구동시켜 칫솔핸들을 일정한 방향으로 뒤집어준다. 칫솔핸들의 앞면이 이송 라인에서 아래를 보도록 공급되면, 식모기에 의해 칫솔핸들의 앞면에 칫솔모가 심어지도록 칫솔핸들의 앞면이 기계본체의 이송 라인에서 위쪽으로 보도록 칫솔핸들을 뒤집어준다. 만일, 칫솔핸들의 앞면이 기계본체의 이송 라인에서 위쪽을 보도록 공급되면 광센서는 이를 감지하여 칫솔핸들을 뒤집어주기 위한 감지신호를 컨트롤러에 보내지 않아서 안쪽면이 위로 향한 칫솔핸들을 리버스 유닛(60)에 의해 뒤집는 작동을 생략하도록 구성된다.

한편, 본 발명에서 검측기 기구는 에어센서 검측기 기구를 채용할 수 있다. 에어센서 검측기는 리버스 유닛(60)의 하부에 배치되도록 기계장치 내부에 설치되어, 에어에 의해 칫솔헤드의 앞뒤면을 감지하여 리버스 유닛(60)에 신호를 보내 칫솔헤드를 정상 앞뒤면 방향으로 회전시켜주도록 구성된다. 이때, 에어센서 검측기 기구는 에어 센서를 포함할 수 있다. 에어 센서와 리버스 유닛(60) 사이에 연결된 컨트롤러도 에어센서 검측기의 구성이 될 수 있다. 에어 센서는 기계 본체(20)에 설치되어 있다. 리버스 유닛(60)의 아래에 설치된다. 이러한 에어센서 검측기는 에어로 칫솔 앞뒤면 감지하여 리버스 유닛(60)에 신호를 송신(컨트롤러에 신호를 송신)하여 칫솔핸들을 일정한 방향으로 일정하게 뒤집어 준다. 일정한 방향으로 일정하게 뒤집어준다는 것은 칫솔핸들의 칫솔모가 심어질 안쪽면이 기계 본체(20)의 이송 라인에서 아래쪽으로 보고 있는 상태에서 공급되면 칫솔핸들을 뒤집어서 칫솔핸들의 안쪽면이 위쪽을 보도록 전환하는 것을 의미한다. 물론, 에어 센서에 의해 칫솔핸들의 칫솔모가 심어질 안쪽면이 위를 보고 있는 상태인 것이 감지(에서 센서의 에어에 의해 칫솔모의 안쪽면에 형성된 칫솔모 식재홈이 감지)되면 에어 센서는 칫솔핸들을 뒤집어주기 위한 신호를 컨트롤러에 전송하지 않아서 해당 칫솔핸들을 뒤집는 작동이 생략되도록 구성될 수 있다.

상기 리버스 유닛(60)을 구성하는 회전 유닛은 검측기 기구에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면을 감지한 신호에 따라 칫솔핸들을 뒤집어주는 기능을 하게 된다. 이를 위하여, 본 발명에서 리버스 유닛(60)은 기계본체에 지지대(브라켓 등)를 매개로 장착된 푸셔 실린더와, 이 푸셔 실린더의 피스톤 로드에 장착된 로테이터와, 이 로테이터에 장착된 그립퍼와, 이 그립퍼의 그립 작동이 이루어지도록 하는 그립 작동수단을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 지지대는 기계본체의 구성인 전면판 또는 후면판에 볼트 등의 체결구에 의해 고정된다. 본 발명에서는 기계본체의 전면판에 지지대가 구비된다.

상기 푸셔 실린더는 지지대에 볼트 등의 체결구로 고정될 수 있다. 푸셔 실린더의 피스톤 로드는 기계본체의 이송 라인과 교차되는 방향으로 배치된다. 기계본체의 이송라인과 직교하는 방향으로 푸셔 실린더의 피스톤 로드가 배치될 수 있다. 상기 칫솔핸들이 가동 거치대(52B)의 전술한 주기적인 이동에 의해 기계본체의 이송 라인과 직교하는 방향으로 이동하는데, 상기 푸셔 실린더의 피스톤 로드가 칫솔핸들의 길이 방향과 나란한 방향으로 배치되어 있는 것이다.

상기 로테이터는 푸셔 실린더의 피스톤 로드에 브라켓과 볼트 등의 고정수단으로 장착된 로테이션 구동모터와, 이 로테이션 구동모터의 모터축에 동력전달수단을 연결된 로테이션판을 포함할 수 있다. 이때, 동력전달수단은 로테이션 구동모터의 모터축에 동축적으로 결합된 구동기어와, 이 구동기어에 치합되며 로테이션판의 중심부에 동축적으로 구비된 종동기어를 포함할 수 있다. 상기 로테이션 구동모터의 모터축 회전이 이루어지면 구동기어와 종동기어에 의해 로테이션판이 회전하게 된다. 이때, 로테이션판의 회전각도는 180°가 되도록 구성될 수 있다. 로테이션판이 회전되지 않는 원위치에서의 각도를 0°라고 하면 로테이션판의 회전시의 각도는 180°가 될 수 있다.

상기 그립퍼는 로테이터에 장착된다. 로테이터의 로테이션판에 그립퍼가 장착된다. 그립퍼는 고정 그립핑편과, 이 고정 그립핑편에 전진 및 후진하는 가동 그립핑편을 포함할 수 있다. 가동 그립핑편이 고정 그립핑편과 일정 거리 이격되어 있는데, 가동 그립핑편이 고정 그립핑편에서 벌어지면 칫솔핸들을 가동 그립핑편과 고정 그립핑편에 의해 그립할 수 있는 그립 대기 상태가 되고, 가동 그립핑편이 고정 그립핑편 쪽으로 좁혀져서 원래의 이격 거리로 복귀하면 칫솔핸들을 그립할 수 있는 상태가 된다.

상기 그립 작동수단은 그립퍼의 구성은 고정 그립핑편과 가동 그립핑편에 의해 칫솔핸들을 그립할 수 있도록 하는 것이다. 그립 작동수단은 그립 실린더로 구성될 수 있는데, 그립 실린더는 로테이터를 구성하는 로테이션판에 볼트와 브라켓 등의 고정수단으로 장착될 수 있다. 그립 실린더의 피스톤 로드에 상기 가동 그립핑편이 연결된다. 따라서, 그립 실린더의 피스톤 로드가 전진하여 있으면, 상기 가동 그립핑편이 고정 그립핑편 쪽으로 좁혀져서 칫솔핸들을 가동 그립핑편과 고정 그립핑편으로 그립할 수 있고, 그립 실린더의 피스톤 로드가 후진하여 있으면, 상기 가동 그립핑편이 고정 그립핑편 쪽에서 더 벌어져서 칫솔핸들을 가동 그립핑편과 고정 그립핑편으로 그립한 상태를 해제한 상태로 전환(칫솔핸들 그립 해제 상태로 전환)할 수 있다. 칫솔핸들 그립 해제 상태는 물론 칫솔핸들을 그립할 수 있는 대기 상태라고 할 수 있다. 상기 방향 전환유닛의 가동 거치대(52B)에 의해 칫솔핸들이 기계본체의 이송 라인을 따라 하나씩 하나씩 순서대로 그립퍼 쪽으로 이동하는데, 그립퍼의 각 고정 그립핑편과 가동 그립핑편이 칫솔핸들을 하나씩 그립하고, 그립퍼가 칫솔핸들을 그립한 상태에서 상기 로테이터의 로테이션판이 회전하면 그립퍼에 의해 그립되어 있는 칫솔핸들이 앞뒤면이 뒤집어지게 된다. 칫솔핸들의 뒷면(즉, 칫솔모가 식모되지 않는 면)이 기계본체의 이송 라인에서 위쪽을 보고 있으면, 그립퍼(GP)로 잡고 있는 칫솔핸들(TH)을 뒤집어서 칫솔핸들의 안쪽면(즉, 칫솔모가 식모되는 면)이 기계본체의 이송 라인에서 위쪽으로 보도록 뒤집어진다. 상기 로테이션판(RP)이 0°에서 180°로 회전하므로, 로테이션판에 장착된 그립퍼와 칫솔핸들이 180° 뒤집어지게 되므로 칫솔핸들의 안쪽면이 기계본체의 이송 라인에서 위를 보고 칫솔핸들의 바깥면이 기계본체의 이송 라인에서 아래를 보도록 뒤집어질 수 있는 것이다. 물론, 상기 로테이션판의 회전에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면(즉, 안쪽면과 바깥면)이 뒤집어진 다음에는 로테이션판과 그립퍼 및 그립 작동유닛(즉, 그립 실린더)가 원래 위치로 역회전하여 다음 번에 들어오는 칫솔핸들을 그립할 수 있는 대기 상태로 전환한다.

한편, 본 발명에서 리버스 유닛(60)은 기계본체에 지지대(브라켓 등)를 매개로 장착된 푸셔 실린더와, 상기 지지대에 장착된 회전 실린더와, 기준 스크류캡 및 후면 스크캡과, 가이드 집게 및 헤드 고정대를 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 푸셔 실린더를 기계본체에 장착하기 위한 지지대는 상기와 마찬가지로 기계본체의 구성인 전면판에 구비될 수 있다.

상기 푸셔 실린더는 상기한 바와 같이 지지대에 볼트 등의 체결구로 고정될 수 있다. 푸셔 실린더의 피스톤 로드는 기계본체의 이송 라인과 교차되는 방향으로 배치된다. 칫솔핸들이 가동 거치대(52B)의 전술한 주기적인 이동에 의해 기계본체의 이송 라인과 직교하는 방향으로 이동하는데, 상기 푸셔 실린더의 피스톤 로드가 칫솔핸들의 길이 방향과 나란한 방향으로 배치되어 있다.

상기 회전 실린더는 기계본체에 고정되어 있는 지지대에 볼트 등의 고정수단으로 장착된다. 회전 실린더의 피스톤 로드는 푸셔 실린더의 피스톤 로드와 나란한 방향으로 배열되어 있다.

상기 기준 스크류캡은 내부에 공간부가 구비됨과 동시에 내주면에는 나사부가 있는 원형관 형상으로 구성되는데, 이러한 기준 스크류캡의 외주면이 연결대에 의해 푸션 실린더의 피스톤 로드에 연결되어 있다. 기준 스크류캡은 길이 방향이 푸셔 실린더의 피스톤 로드와 나란한 방향으로 배열되어 있다.

상기 회전 스크류캡은 외주면에 형성된 나사부가 기준 스크류캡 내주면의 나사부에 결합되어 있다. 회전 스크류캡의 기단부는 후술하는 회전 실린더의 피스톤 로드에 연결되어 있다.

상기 회전 스크류캡의 선단부에는 가이드 집게가 구비된다. 가이드 집게는 서로 이격되어 있는 한 쌍의 가이드 집게편으로 구성되어, 두 개의 가이드 집게편 사이로 칫솔핸들이 들어오고, 두 개의 가이드 집게편이 칫솔핸들을 양쪽에서 지지하게 된다.

상기 가이드 집게에는 핸들 고정대가 구비된다. 핸들 고정대에는 칫솔핸들을 거치하여 고정하기 위한 핸들 고정홈이 구비된다. 핸들 고정홈은 위쪽이 개방된 홈 형태이다. 가이드 집게의 두 개의 가이드 집게편 사이에 핸들 고정대가 구비되어, 두 개의 가이드 집게편은 칫솔핸들을 양쪽에서 지지하고 핸들 고정대의 핸들 거치홈(HG)에는 칫솔핸들이 안착되어, 상기 회전 스크류캡의 회전시 가이드 집게와 핸들 고정대가 회전하여 칫솔핸들이 앞뒤면(즉, 칫솔핸들에서 칫솔모가 식모되는 안쪽면과 칫솔모가 식모되지 않는 바깥면)이 뒤집어지기 위한 대기 상태로 된다.

상기 핸들 고정대의 핸들 고정홈에 칫솔핸들의 한쪽 단부측이 들어와서 안착되고 가이드 집게가 칫솔핸들을 양쪽에서 지지한 상태에서 상기 푸셔 실린더의 피스톤 로드를 전진시키면, 상기 기준 스크류캡이 전진하는데, 기준 스크류캡에 회전 스크류캡이 스크류식 결합(나사식 결합)이 되어 있고, 회전 스크류캡의 기단부는 회전 실린더의 피스톤 로드에 연결되어 있어서, 상기 기준 스크류캡의 전진시에 회전 스크류캡과 회전 실린더의 피스톤 로드 및 가이드 집게와 핸들 고정대가 회전하게 되므로, 상기 핸들 고정대에 안착 결합된 칫솔핸들이 회전하여 칫솔핸들의 앞뒤면이 뒤집어지게 된다. 물론, 상기 회전 스크류캡의 회전 각도는 180°가 되어서 가이드 집게와 핸들 고정대의 회전 각도로 180°이고, 핸들 고정대에 안착 결합된 칫솔핸들의 회전 각도 역시 180°가 되므로 칫솔핸들의 앞뒤면이 뒤집어지게 된다.

상기 방향 전환유닛의 가동 거치대(52B)에 의해 칫솔핸들이 기계본체의 이송 라인을 따라 하나씩 하나씩 순서대로 그립퍼 쪽으로 이동하는데, 회전 스크류캡에 구비된 핸들 고정대에 칫솔핸들이 안착 결합된 상태에서 상기 회전 스크류캡이 회전하면 핸들 고정대에 안착 결합되어 칫솔핸들이 앞뒤면이 뒤집어지게 된다. 칫솔핸들의 뒷면(즉, 칫솔모가 식모되지 않는 면)이 기계본체의 이송 라인에서 위쪽을 보고 있으면, 그립퍼로 잡고 있는 칫솔핸들을 뒤집어서 칫솔핸들의 안쪽면(즉, 칫솔모가 식모되는 면)이 기계본체의 이송 라인에서 위쪽으로 보도록 뒤집어진다. 상기 회전 스크류캡이 0°에서 180°로 회전하므로, 회전 스크류캡에 장착된 핸들 고정대와 칫솔핸들이 180° 뒤집어지게 되므로 칫솔핸들의 안쪽면이 기계본체의 이송 라인에서 위를 보고 칫솔핸들의 바깥면이 기계본체의 이송 라인에서 아래를 보도록 뒤집어질 수 있는 것이다. 물론, 상기 회전 스크류캡의 회전에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면(즉, 안쪽면과 바깥면)이 뒤집어진 다음에는 회전 스크류캡과 가이드 집게 및 핸들 고정대가 원래 위치로 역회전하여 다음 번에 들어오는 칫솔핸들을 그립할 수 있는 대기 상태로 전환한다.

한편, 상기 리버스 유닛(60)은 전술한 검측기 기구의 옆에 배치된다. 기계본체의 이송 라인을 기준으로 할 때에 검측기 기구와 기계본체의 배출단 사이에 리버스 유닛(60)이 구비된다. 상기 검측기 기구에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면을 검지하여 리브스 유닛에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면을 뒤집는 작동을 할 지의 여부를 결정한다. 검측기 기구에서 칫솔핸들의 앞뒤면을 검출한 다음 리버스 유닛(60)으로 칫솔핸들이 이동되는데, 검측기 기구에서 칫솔핸들의 앞면(즉, 칫솔모가 심어질 안쪽면)이 밑으로 향하고 칫솔핸들의 뒷면(즉, 칫솔모가 심어지는 않는 바깥면)이 위로 향하도록 배치되어 있는 것을 검지하면 리버스 유닛(60)으로 이동한 칫솔핸들이 상기한 바와 같은 작동을 통해서 칫솔핸들의 앞뒤면을 뒤집는 작동(즉, 칫솔핸들의 앞면이 위로 향하고 칫솔핸들의 뒷면이 아래로 향하도록 뒤집는 작동)을 하게 되며, 검측기 기구에서 칫솔핸들의 뒷면(즉, 칫솔모가 심어지지 않는 바깥면)이 밑으로 향하고 칫솔핸들의 앞면(즉, 칫솔모가 심어지는 안쪽면)이 위로 향하도록 배치되어 있는 것을 검지하면 리버스 유닛(60)으로 이동한 칫솔핸들의 앞뒤면이 뒤집어지는 작동을 생략하도록 구성된다. 이러한 검측기 기구에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면을 검출하여 리버스 유닛(60)에 의해 칫솔핸들의 앞뒤면을 뒤집는 작동 또는 칫솔핸들의 앞뒤면을 뒤집는 작동을 생략하는 것은 상기 검측기 기구와 리버스 유닛(60)에 연결된 컨트롤러에 의해 제어할 수 있다. 컨트롤러는 검측기 기구의 광센서(또는 에어센서)와 푸셔 실린더 구동장치 사이에 회로적으로 연결되어, 컨트롤러에 의해 리버스 유닛(60)의 구동을 제어하도록 구성될 수 있는 것이다.

상기 기계본체의 배출단에는 칫솔핸들을 들어올려서 식모기로 이동시키는 로봇이송 유닛(70)이 구비된다. 즉, 로봇이송 유닛(70)은 리버스 유닛(60)의 상부에 배치되도록 기계 본체(20)의 배출단에 인접되도록 구비되며, 상기 리버스 유닛(60)에 의해 정상 앞뒤면으로 배치된 칫솔헤드를 집어서 식모기로 공급하게 된다. 이를 위하여 로봇이송 유닛(70)은 픽업 그립퍼와 픽업 그립 구동부 및 픽업 그립퍼 이동부를 포함할 수 있다.

상기 픽업 그립퍼(PUG)는 승강 작동수단에 의해 기계본체의 이송 라인에서 승강될 수 있다. 승강 작동수단은 실린더가 될 수 있는데, 실린더가 기계본체의 이송 라인 위쪽에 배치된 픽업 이동 지지 프레임에 장착될 수 있다. 픽업 이동 지지 프레임은 기계본체의 이송 라인과 직교하는 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 프레임에는 슬라이드 프레임이 구비되어, 슬라이드 프레임에 상기 실린더가 장착될 수 있다.

상기 픽업 그립퍼는 승강 작동수단을 구성하는 실린더의 피스톤 로드에 연결된 그립 지지 프레임에 이동 가능하게 결합된 가동 그립핑편과, 상기 그립 지지 프레임에 결합되고 피스톤 로드는 가동 그립핑편에 연결된 그립 가동 실린더와, 상기 그립 지지 프레임에 구비되어 가동 그립핑편과 마주하는 위치에 배치된 고정 그립핑편을 포함한다.

상기 가동 그립핑편이 피스톤 로드에 연결된 상기 실린더가 픽업 그립 구동부가 될 수 있다.

따라서, 상기 그립 가동 실린더의 피스톤 로드가 전진하여 있는 상태에서는 고정 그립핑편과 가동 그립핑편에 의해 칫솔핸들을 그립할 수 있고, 상기 그립 가동 실린더의 피스톤 로드가 후진하여 있는 상태에서는 고정 그립핑편에서 가동 그립핑편이 더 벌어져서 고정 그립핑편과 가동 그립핑편에 의해 칫솔핸들을 그립하기 위한 대기 상태가 될 수 있다.

상기 픽업 그립퍼의 고정 그립핑편과 가동 그립핑편이 칫솔핸들을 그립한 다음에는 승강 작동수단을 구성하는 실린더의 피스톤 로드가 후진하여 픽업 그립퍼를 위로 들어올려서 픽업 그립퍼가 물고 있는 칫솔핸들을 기계본체에 구비된 거치대(52)의 거치홈(HG)(정확하게는 고정 거치대(52A)의 거치홈(HG))에서 위로 들어올리게 된다.

상기 픽업 그립퍼 이동부는 칫솔핸들을 그립한 픽업 그립퍼와 픽업 그립 구동부를 식모기 쪽으로 이동시키기 위한 것으로, 상기 픽업 그립퍼와 픽업 그립 구동부(즉, 픽업 구동 실린더 등)가 장착된 슬라이드 프레임에 피스톤 로드가 연결된 이동 작동 실린더로 구성될 수 있다. 이동 작동 실린더는 상기 기계본체의 이송 라인 위쪽에 설치된 상기 픽업 이동 지지 프레임에 고정될 수 있으며, 이동 작동 실린더의 피스톤 로드는 픽업 이동 지지 프레임과 나란한 방향으로 배치된다.

따라서, 이동 작동 실린더의 피스톤 로드가 전진하여 있는 상태에서는 픽업 그립퍼와 픽업 그립 구동부가 칫솔핸들을 픽업할 수 있는 기계본체의 이송 라인 위쪽에 배치되어 있으며, 상기 이동 작동 실린더의 피스톤 로드가 후진하여 있는 상태에서는 픽업 그립퍼와 픽업 그립 구동부가 식모기로 이동한 상태가 된다.

한편, 상기 픽업 그립퍼로 칫솔핸들을 그립하여 식모기로 이동한 다음에는 픽업 그립퍼의 가동 그립핑편을 벌려서 식모기에 칫솔핸들이 거치되도록 하고 상기 이동 작동 실린더의 피스톤 로드를 전진시켜서 그 다음 번의 칫솔핸들을 그립하기 위한 대기 상태로 전환한다. 이러한 픽업 그립퍼의 전후진 작동에 의해 칫솔핸들을 하나씩 식모기로 이동하여 식모기에 의해 칫솔핸들에 칫솔모가 식모되도록 한다. 이때, 식모기는 통상의 식모기를 채용하게 되므로, 식모기에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 최소한의 인력으로 자동정렬 로봇장치를 이용하여 칫솔핸들을 칫솔식모기에 효율적이고 정확하게 장착할 수 있도록 하는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치이다. 상기한 구성의 본 발명에 의한 칫솔핸들 자동 정렬 공급장치에 의해 식모기로 칫솔핸들을 자동 정렬하여 공급하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수송 유닛(30)(이송 장치)에서는 칫솔핸들을 수송 벨트 위에 담아주면 자동으로 분리공급 유닛(40)로 이동한다.

상기 분리공급 유닛(40)(분리공급 장치)는 계단식으로 구성되었으며 이송장치를 거쳐 내려온 칫솔핸들은 계단식 분리공급장치(상기 계단식 고정 지지판과 계단식 승강 지지판)를 거쳐 하나씩 정렬되어 거치대(52)에 장착하게 된다. 이때, 타이밍 벨트에 설치된 칫솔핸들을 유자 형상의 거치대(52)에 장착하도록 구성될 수도 있다.

상기 칫솔핸들 끝선 정렬장치에서는 분리공급 유닛(40)에서 넘어오는 칫솔핸들을 개별적으로 가이드 방향으로 밀어 끝선을 맞춰주어 길이를 동일하게 만들어 준 다음 유자 형상의 거치대(52)에 넘겨준다. 유자 형상이라 함은 거치대(52)의 거치홈(HG) 형상이 유자 형상으로 이루어진 것을 의미한다. 거치대(52)는 방향전환 유닛(50)의 구성이다.

한편, 칫솔핸들 좌우 정렬장치에서는 거치대(52)를 거쳐 이송되고 있는 칫솔핸들을 하나씩 센서로 감지하여 칫솔 헤드와 칫솔 손잡이 부분을 회전 장치에 의해 일정하게 맞춰주도록 구성될 수 있다. 회전 장치는 기계 본체(20)의 이송 라인 위에 수평하게 배치된 회전판, 이 회전판에 구비되어 실린더 등의 그립 작동수단에 의해 그립작동하는 집게 형식의 그립퍼, 상기 회전판의 회전을 가이드하는 회전 구동수단을 포함할 수 있는데, 상기 거치대(52)의 거치홈(HG)에 거치되어 있는 칫솔핸들을 그립퍼에 의해 집어서 회전판을 승강 장치 등에 의해 상승시킨 다음, 상기 회전판을 회전(기계 본체(20)의 이송 라인을 기준으로 180° 회전)시켜서 칫솔 핸들의 칫솔 헤드와 칫솔 손잡이 부분을 일정하게 맞춰준다. 이때, 칫솔 핸들의 칫솔 헤드와 칫솔 손잡이 부분이 정상 위치에 있는지의 여부는 앞쪽의 감지 센서에 의해 감지하여 회전 장치의 회전 구동을 컨트롤부에서 제어하도록 구성될 수 있다. 한편, 상기 칫솔 핸들의 칫솔 헤드와 칫솔 손잡이가 정위치에 있지 않는 상태이면 상기 감지 센서가 이를 감지하여 칫솔 헤드와 칫솔 손잡이가 정위치에 있는 않는 해당 칫솔 핸들을 기계 본체(20)의 배출단에 구비된 식모기로 공급되지 않고 별도의 취출 장치에 의해 기계 본체(20)의 이송 라인에서 빼내도록 구성될 수도 있다.

검측기(앞뒤면 감지 장치 또는 에어센서 검측기)에서는 칫솔헤드의 홀(즉, 칫솔모가 식재되기 위한 칫솔모 홈)을 에어센서로 감지하여 칫솔핸들의 앞뒤면을 구분하여 뒤집어 주도록 한다. 방향전환 유닛(50)에서는 칫솔핸들의 앞뒤면을 감지하여 칫솔핸들이 상부로 향하도록 돌려준다.

로봇이송 유닛(70)은 일정하게 정렬되어있는 칫솔핸들을 하나씩 잡아서 칫솔 식모기의 식모 속도에 맞추어 정확하고 일정하게 정해진 위치에 장착시켜 준다. 로봇이송 유닛(70)의 모든 구동부는 서버모터 에어실린더로 작동될 수 있으며, 레이저센서와 에어센서로 감지하도록 구성될 수 있다.

상기 로봇이송 유닛(70)에 의해 식모기로 투입된 칫솔핸들에 칫솔모를 식모하게 된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

20. 기계 본체 30. 수송 유닛
40. 분리 공급 유닛 50. 방향 전환 유닛
60. 리버스 유닛 70. 로봇 이송 유닛

Claims (10)

1. 기계 본체(20);
   상기 기계 본체(20)의 이송 라인에 순서대로 구비된 수송 유닛(30)과 분리공급 유닛(40)과 방향전환 유닛(50)과 리버스 유닛(60) 및 로봇이송 유닛(70);을 포함하여 구성되며,
   상기 수송 유닛(30)은 칫솔핸들을 상기 분리공급 유닛(40)으로 이송하도록 구성되고,
   상기 분리공급 유닛(40)은 상기 칫솔핸들을 하나씩 순서대로 상기 방향전환 유닛(50)으로 공급하도록 구성되고,
   상기 방향전환 유닛(50)은 상기 칫솔핸들을 상기 리버스 유닛(60)으로 공급하도록 구성되고,
   상기 리버스 유닛(60)은 상기 칫솔핸들의 앞면과 뒷면을 바꾸어주도록 구성되고,
   상기 로봇이송 유닛(70)은 상기 리버스 유닛(60)에 의해 앞면과 뒷면이 정상 위치로 바뀐 상기 칫솔핸들을 식모기에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동 정렬 공급장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 방향전환 유닛(50)은,
   상기 기계 본체(20)의 칫솔핸들 투입단에서 배출단 방향으로 이동가능하게 설치된 이송 가동체;
   상기 이송 가동체에 일정 간격으로 구비되어 상기 칫솔핸들의 거치시 상기 칫솔핸들을 중심부를 기준으로 일정 각도 방향전환시켜주는 거치대(52);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동 정렬 공급장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 리버스 유닛(60)은,
   상기 기계 본체(20)에 설치된 회전기구;
   상기 회전기구에 의해 앞뒤면이 뒤집어지기 위한 상기 칫솔핸들의 앞면과 뒷면을 감지하는 검측기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동 정렬 공급장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 리버스 유닛(60)의 상기 회전기구는,
   상기 기계본체에 설치된 지지대에 장착된 회전 실린더;
   상기 회전 실린더의 일측에 배치되도록 상기 지지대에 장착된 푸셔 실린더;
   상기 회전 실린더의 작동에 의해 회전하는 기준 스크류캡;
   상기 기준 스크류캡에 회전 가능하게 결합되며 기단부가 상기 회전 실린더의 피스톤 로드에 연결된 회전 스크류캡;
   상기 회전 스크류캡에 구비된 결합된 가이드 집게;
   상기 가이드 집게에 구비되어 칫솔핸들을 지지하는 헤드 고정대;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동 정렬 공급장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 검측기는 상기 리버스 유닛(60)에 인접하여 배치되도록 상기 기계장치 내부에 설치되어, 상기 검측기의 에어에 의해 상기 칫솔헤드의 앞뒤면을 감지하여 상기 리버스 유닛(60)에 신호를 보내 상기 칫솔헤드를 정상 앞뒤면 방향으로 회전시켜주도록 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 로봇이송 유닛(70)은 상기 리버스 유닛(60)의 상부에 배치되도록 상기 기계본체에 구비되며, 상기 리버스 유닛(60)에 의해 정상 앞뒤면으로 배치된 상기 칫솔헤드를 상기 로봇이송 유닛(70)에 의해 집어서 식모기로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 분리공급 유닛(40)은 입구와 출구를 구비하고, 상기 분리공급 유닛(40)의 출구에는 회전축과 이송 지지판이 구비된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 회전축과 상기 이송 지지판에 인접되도록 끝선 정렬 장치가 더 구비되며, 상기 끝선 정렬 장치는 실린더와 정렬 가이드판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 방향전환 유닛(50)은,
   복수개의 거치홈(HG)이 길이 방향을 따라 일정 간격으로 구비되어 상기 기계본체의 이송 라인을 따라 배치된 고정 거치대(52A);
   복수개의 거치홈(HG)이 길이 방향을 따라 일정 간격으로 구비되어 상기 기계본체의 이송 라인에 이동 가능하게 구비되어 상기 거치홈(HG)에 들어와 있는 칫솔핸들을 상기 고정 거치대(52A)의 각 거치홈(HG)에 전달하여 상기 칫솔핸들이 순차적으로 상기 기계본체의 배출단으로 이송되도록 하는 가동 거치대(52B);
   상기 가동 거치대(52B)의 이동을 유도하는 거치대(52) 구동 유닛;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 로봇이송 유닛(70)은,
    상기 기계본체의 이송 라인에서 승강되는 픽업 그립퍼;
    상기 픽업 그립퍼의 픽업 작동을 시키는 픽업 그립 구동부;
    상기 픽업 그립퍼와 상기 픽업 그립 구동부를 식모기 쪽으로 이송되도록 하는 픽업 그립퍼 이동부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칫솔핸들 자동정렬 공급장치.

Images