KR20200115410A - 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치에 관한 것이다. 이는, 상부로 개방되며 내용물을 수용하는 오목한 형태의 수용부를 구비하고, 소정 이송경로를 따라 이송하는 케이스부재의 상부에, 일정폭을 가지며 길이방향으로 연장된 합성수지 필름형 커버시트를 연속 공급하는 것으로서, 상기 케이스부재를 향하는 커버시트를 그 사이로 통과시키는 한 쌍의 수직지지판과; 상기 수직지지판에 그 양단이 지지되어 수평을 이루고, 커버시트의 이송을 가이드 하는 다수의 가이드롤과; 상기 수직지지판의 사이에 설치되며, 상기 가이드롤을 거쳐 이동하는 커버시트에 중력을 작용시켜 커버시트의 텐션을 유지하는 장력유지부와; 상기 이송경로의 말단부에 위치하며 커버시트를 권취하는 권취릴과; 상기 권취릴의 작동을 제어하는 제어부가 포함된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치는, 자동포장기내에서 정해진 경로를 따라 스텝이송 되고 있는 케이스부재 상면에 커버시트를 연속 공급함으로서 포장 생산성을 향상시킬 수 있게 한다.

Description

피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치{Cover sheet step transfer device in automatic packager for cosmetic pack}

본 발명은 롤 형태로 감겨있는 필름형 커버시트의 스텝이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피부미용재 자동포장기에 적용되어 효과적인 자동포장을 가능하게 하는 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치에 관한 것이다.

피부의 각질을 제거한다거나 모공을 축소하고 기미를 없애 피부상태를 개선하며 노화를 방지하기 위한 다양한 성분 및 방식의 화장용품이 개발되고 있다. 그 중, 미용팩은 피부의 진정과 상태 개선을 주 목적으로 하는 것으로서, 얼굴을 포함한 피부에 기능성 화장액(가령, 에센스) 자체를 도포하거나, 또는 화장액이 함침된 시트부재를 피부에 덮어씌우는 방식으로 적용되는 화장용품이다.

미용팩은 화장액내에 함유된 성분의 특성에 따라 제각기 다른 효능을 가지며, 가령, 모공 내 피지 및 불순물을 제거하여 피부를 부드럽게 한다거나, 각종 영양 및 수분을 공급한다거나, 모공 축소, 피부 진정, 탄력 증진 등을 통한 피부의 밸런스를 맞추어주는 기능을 하기도 한다.

이러한 이유로, 피부미용에 관심이 많은 여성은 물론, 최근에는 젊은 남성들에 이르기까지, 자신에 맞는 미용팩을 이용해 피부를 관리하고자 하는 모습을 쉽게 볼 수 있다.

미용팩과 관련된 피부 관리용 제품은, 여러 종류가 있으며 그 중에는, 국내등록특허공보 제10-1260021호(커버부재가 부착된 마스크팩)도 있다. 개시된 미용팩은, 눈개방부, 코절개부, 입개방부 및 테두리 절개부가 형성되고 각종 미용 영양분액이 함침된 시트부재와, 상기 시트부재에 가접합되는 폴리에틸렌(PE) 소재의 커버부재의 적층 구조를 갖는다.

그런데, 상기 미용팩은, 시트부재가 몇 번 접힌 상태로 얇은 파우치내에 수용된 상태로 유통되므로, 파우치에서 꺼낸 시트부재를 펼쳐 얼굴에 부착하는 것이 번거롭고, 또한, 마스크 팩을 포장하는 경우 여러 가지 이유로 영양물질이 유실될 수 있다는 단점을 갖는다.

이에 국내 공개특허공보 제10-2016-0061079호(마스크 팩 포장 용기 및 마스크 팩 포장 방법)에는, 용기하부와 덮개부로 이루어진 포장 용기가 소개되어 있다. 용기하부는 마스크 및 미용액을 수용하는 용기로서 그 상면에 결합부를 가지고, 덮개부는 결합부에 대해 접착 고정된다.

상기한 종래 마스크 팩은, 용기하부에 대해 덮개부를 접착 고정하는 과정을 통해 생산되는데, 이러한 반복 작업을 할 수 있는 효과적인 자동화 장치는 개발된 바 없다.

국내 공개특허공보 제10-2016-0139923호 (마스크팩 포장장치) 국내 등록특허공보 제10-1593482호 (마스크팩 포장장치) 국내 공개특허공보 제10-2016-0061079호 (마스크 팩 포장 용기 및 마스크 팩 포장 방법)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 자동포장기내에서 정해진 경로를 따라 스텝이송 되고 있는 케이스부재 상면에 커버시트를 연속 공급함으로서 포장 생산성을 향상시킬 수 있게 하는 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치는, 상부로 개방되며 내용물을 수용하는 오목한 형태의 수용부를 구비하고, 소정 이송경로를 따라 이송하는 케이스부재의 상부에, 일정폭을 가지며 길이방향으로 연장된 합성수지 필름형 커버시트를 연속 공급하는 것으로서, 상기 케이스부재를 향하는 커버시트를 그 사이로 통과시키는 한 쌍의 수직지지판과; 상기 수직지지판에 그 양단이 지지되어 수평을 이루고, 커버시트의 이송을 가이드 하는 다수의 가이드롤과; 상기 수직지지판의 사이에 설치되며, 상기 가이드롤을 거쳐 이동하는 커버시트에 중력을 작용시켜 커버시트의 텐션을 유지하는 장력유지부와; 상기 이송경로의 말단부에 위치하며 커버시트를 권취하는 권취릴과; 상기 권취릴의 작동을 제어하는 제어부가 포함된다.

또한, 상기 커버시트는; 롤 형태로 감긴 상태로 수평의 전동보빈에 끼워져 지지되고, 상기 전동보빈은, 제어부에 의해 축회전하며 커버시트를 일정 길이만큼씩 풀어주는 구성을 갖는다.

또한, 상기 커버시트의 폭방향 단부에는 마킹부가 인쇄되어 있고, 상기 수직지지판에는, 상기 마킹부의 이송경로 상부에 위치하며 이송하는 마킹부의 위치를 감지하여 커버시트의 정위치를 판단하는 정위치감지부가 더 설치된다.

아울러, 상기 양측 수직지지판에는 수직으로 연장된 일정폭의 수직슬릿이 형성되며, 상기 장력유지부는; 각 수직슬릿의 측부에 수직슬릿과 나란하게 고정되는 랙기어와, 그 양단부가 상기 수직슬릿에 수용되어 승강 가능하게 지지되고, 외주면에는 라쳇톱니부가 형성되어 있는 인너튜브와, 상기 인너튜브에 고정되며 각 랙기어와 치합하는 피니언기어와, 상기 인너튜브를 그 내부에 수용하는 중공튜브형 부재로서, 상기 커버시트와 접하는 아우터튜브와, 상기 아우터튜브의 내측에서 라쳇톱니부에 대응 배치되는 것으로서, 피니언기어가 하강하며 일 방향으로 회전할 때 아우터튜브를 동일한 방향으로 회전시키고, 피니언기어가 상승하며 반대 방향으로 회전할 때 인너튜브가 아우터튜브 내에서 공회전 하게 하는 선택스토퍼부를 포함한다.

또한, 상기 선택스토퍼부는; 상기 라쳇톱니부에 대응 배치되며, 피니언기어가 하강할 때 라쳇톱니부에 치합하고, 피니언기어가 상승할 때 라쳇톱니부로부터 분리되는 일방향스토퍼와, 상기 일방향스토퍼를 라쳇톱니부로 지지하는 스프링을 구비한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치는, 자동포장기내에서 정해진 경로를 따라 스텝이송 되고 있는 케이스부재 상면에 커버시트를 연속 공급함으로서 포장 생산성을 향상시킬 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버시트 스텝이송장치가 포함된 자동포장기의 포장 방식을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버시트 스텝이송장치가 적용되어 있는 자동포장기를 전체적으로 나타내 보인 구조도이다.
도 3은 도 2에 도시한 케이스부재공급부 및 이송부의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4a 내지 4d는 도 2의 받침이송부의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시한 커버시트 스텝이송장치를 도시한 절제 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 장력유지부의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 7a,7b,7c는 도 5에 도시한 장력유지부의 작동 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2의 융착확인부를 따로 도시한 도면이다.
도 9a 및 9b는 도 2에 도시한 커팅부의 구성 및 작동을 참고적으로 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버시트 스텝이송장치가 포함된 자동포장기의 포장 방식을 참고적으로 설명하기 위한 도면이다.

자동포장기를 이용한 포장방식은, 준비된 케이스부재(12)의 수용부(12b)에 화장액을 채운 후, 수용부(12b)를 커버시트(13)로 밀폐하고, 커버시트(13)가 씌워진 케이스부재(12)를 절단선(도 1e의 16)을 따라 절단하여 완제품(19)을 얻는 방식이다.

상기 케이스부재(12)는, 도 1a에 도시한 바와 같이, 사각판의 형태를 취하는 평판부(12a)와, 네 개의 수용부(12b)를 갖는다. 수용부(12b)는 화장액과 팩용 시트부재를 수용하는 오목한 홈으로서 그 모양이나 사이즈는 다양하게 변경 가능하다. 이러한 케이스부재(12)는 사각의 합성수지판을 프레싱 가공하여 미리 제작된 것이다.

도 1b는 수용부(12b)에 화장액을 채우는 모습을 나타낸다. 공급튜브(34a)는 후술할 화장액호스(32)를 통해 공급된 화장액을 수용부(12b)로 투입하는 파이프이다.

수용부(12b)에 팩부재와 화장액이 수용되었다면 도 1c 및 1d에 도시한 바와 같이, 케이스부재(12)의 상부에 커버시트(13)를 씌운 상태로, 커버시트(13)를 가열판(61a)으로 눌러 융착 시킨다. 수용부(12b) 주변의 평판부(12a)에 커버시트(13)를 융착 시키는 것이다.

커버시트(13)는 일정폭을 갖는 합성수지 필름으로서 도 2에 도시한 바와 같이 롤 형태로 감긴 상태에서, 일정 길이씩 풀려나와 케이스부재(12)의 상면에 융착된다. 상기 융착과정을 마친 후의 가공물은 반제품(18)으로서, 커버시트(13)의 저면에 고정되어 일직선을 이룬다.

상기 융착과정을 마친 후 에는, 도 1e에 도시한 절단선(16)을 따라 절단하여 완제품(19)을 따낸다. 도 1f에 도시한 바와 같이, 완제품(19)은 하나의 수용부(12b)와, 수용부(12b)를 밀폐하는 커버시트(13)로 이루어진다. 커버시트(13)는 수용부(12b) 주변의 일정폭의 평판부(12a)에 융착된 상태로 밀봉을 유지한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버시트 스텝이송장치(40)가 적용되어 있는 자동포장기(100)를 전체적으로 나타내 보인 구조도이다.

도시한 바와 같이, 자동포장기(100)는, 케이스부재공급부(20), 받침이송부(50), 로딩부(25), 화장액공급부(30), 스텝이송장치(40), 융착부(60), 융착확인부(70), 커팅부(80), 컨베이어(91), 제어부(90)를 포함한다.

먼저, 케이스부재공급부(20)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상호 평행하게 이격되는 한 쌍의 가이드패스(21), 가이드패스(21)의 중앙에 설치되는 센터월(21b), 정위치판(23), 왕복피더(22), 센서(24)를 갖는다.

가이드패스(21)는 일정폭을 가지며 길이방향으로 연장된 띠형 부재를 세워 구성한 것으로서, 그 상단부 내측에 슬라이딩홈(21a)을 갖는다. 슬라이딩홈(21a)은 케이스부재(12)의 폭방향 양단부를 지지하는 지지턱의 역할을 한다. 케이스부재(12)는 슬라이딩홈(21a)에 걸린 상태로 왕복피더(22)의작용에 의해 정위치판(23)으로 이동한다.

센터월(21b)은 가이드패스(21)의 중앙부에 배치된 지지이며, 케이스부재(12)의 처짐을 방지함과 동시에 직선 주행을 가이드 한다.

정위치판(23)은 가이드패스(21)의 말단부에 고정된 수직판으로서, 말단부에 도달한 케이스부재(12)를 정위치 시키는 역할을 하며, 그 측부에 상기 센서(24)를 갖는다. 센서(24)는 정위치판(23)에 도달한 케이스부재(12)를 감지하고 감지한 내용을 제어부(90)로 전달한다. 제어부(90)는 센서(24)의 신호를 통해, 다음 투입할 케이스부재(12)가 정위치 됨을 판단하고 로딩부(25)를 작동시킨다. 도면부호 12c는 로딩부(25)의 흡착노즐(25d)이 접하는 흡착부위이다.

왕복피더(22)는 가이드패스(21)의 내측에 설치되고 반복적 승강 및 수평방향 왕복운동을 통해 케이스부재(12)를 정위치판(23) 까지 이송시키는 역할을 한다. 왕복피더(22)는, 사각판 형태의 수평판(22a)과, 두 개의 수직핀(22b)을 포함하며, 도시하지 않은 액츄에이터(미도시)에 의해 정해진 경로를 순환운동 한다. 가령, 상승, 정위치판(23)으로의 전진, 하강, 후진의 동작을 반복하는 것이다.

상기 두 개의 수직핀(22b)은 상승한 상태에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 앞뒤로 이웃하는 케이스부재(12)의 사이에 끼워진다. 전방 수직핀(22b)은 앞쪽 케이스부재(12)를 정위치판(23) 측으로 밀어 이송시키고, 후방 수직핀은 뒤쪽 케이스부재(12)가 관성에 의해 전방으로 쏠리는 것을 방지한다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 케이스부재공급부(20)의 하류측에 받침이송부(50)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 받침이송부(50)는 케이스부재공급부(20)와 후술할 메인융착부(61)의 사이를 왕복하는 것으로서, 받침판(53), 제1액츄에이터(52), 승강판(54), 제1트레이(57), 이송수단을 구비한다.

받침이송부(50)는 수평의 테이블(103) 상부에 수직으로 세워진 상태로 이송수단의 작용에 의해 슬라이딩 운동한다. 이를 위해 테이블(103)의 상면에는 2열의 가이드레일(51)이 평행하게 배치된다. 가이드레일(51)은 케이스부재공급부(20)와 메인융착부(61)의 사이에 수평으로 고정되며 받침판(53)의 슬라이더(53a)를 지지한다. 슬라이더(53a)는 받침판(53)의 하부에 고정된 부속으로서 가이드레일(51)에 올려진 상태로 슬라이딩 운동 가능하다.

받침판(53)은, 가이드레일(51)에 수평으로 지지된 판상 부재로서, 그 상부 중앙에 제1액츄에이터(52)를 갖는다. 제1액츄에이터(52)의 실린더(52a)는 받침판(53)에 볼팅 결합하며, 피스톤로드(52b)의 상단부에는 승강판(54)이 고정된다. 승강판(54)은 제1액츄에이터(52)의 작동에 의해 승강운동 한다.

아울러 제1액츄에이터(52)의 주변에는 네 개의 수직가이더(도 3의 58a)와 기둥(58b)이 배치된다. 수직가이더(58a)는 수직으로 연장된 중공튜브이고, 기둥(58b)은 수직가이더(58a)를 관통하며 승강 운동하는 환봉이다. 기둥(58b)은 그 상단부가 승강판(54)에 고정되며, 승강판(54)의 승강운동을 가이드 한다.

제1트레이(57)는 도 3에 도시한 바와 같이, 일정두께를 갖는 사각판으로서 그 상면에 네 개의 홈(57a)을 갖는다. 각각의 홈(57a)은 케이스부재(12)의 수용부(12b)를 수용한다. 로딩부(25)를 이용해 케이스부재(12)를 흡착하여 제1트레이(57)에 내려놓으면 케이스부재(12)가 제1트레이(57)에 안착된다.

한편, 상기 이송수단은, 도 2에 도시한 바와 같이, 테이블(103)의 하부에 수평으로 설치되는 제1리드스크류(55), 제1리드스크류(55)에 치합하며 받침판(53)에 고정되는 캐리어(53b)와, 제1리드스크류(55)를 축회전 시키는 스크류모터(56)을 포함한다. 도면부호 59는 제1리드스크류(55) 및 후술할 제2리드스크류(65k)를 지지하는 베어링부이다.

상기 스크류모터(56)를 구동함에 따라 제1리드스크류(55)가 축회전하고 받침이송부(50)가 수평방향으로 왕복운동 함은 물론이다. 특히 받침이송부(50)는, 도면상 좌측으로 이동하여 메인융착부(61)의 가열판(61a) 하부에 위치한다.

한편, 상기 로딩부(25)는, 가이드패스(21)의 말단부에 대기하고 있는 케이스부재(12)를 흡착하여 제1트레이(57)에 내려놓는 역할을 한다. 이는, 수평의 노즐지지대(25a), 노즐지지대(25a)에 일체를 이루며 가이드패스(21)의 후방으로 연장된 연결브라켓(25b), 연결브라켓(25b)에 고정되는 액츄에이터(미도시)로 이루어진다. 액츄에이터는 노즐지지대(25a)를 정해진 경로를 따라 승강 및 수평운동 시키는 역할을 한다.

아울러 상기 노즐지지대(25a)에는 네 개의 흡착노즐(25d)과 연결피팅(25c)이 구비된다. 연결피팅(25c)은 진공호스(25e)를 흡착노즐(25d)에 접속시키는 역할을 한다. 진공호스(25e)는 외부의 진공펌프에 연결되며 흡착노즐(25d)을 통해 진공압을 형성한다.

상기 흡착노즐(25d)은 케이스부재(12)의 흡착부위(12c)에 밀착한 상태로 음압의 작용에 의해 케이스부재(12)를 흡착한다. 흡착상태로 케이스부재(12)를 제1트레이(57) 상부로 옮기는 것이다.

상기 화장액공급부(30)는, 케이스부재(12)의 수용부(12b)에 화장액을 공급하는 것으로서, 호퍼형 공급탱크(31), 다수의 화장액호스(32), 정량펌프(33), 화장액로더(34)를 포함한다.

공급탱크(31)는 외부로부터 공급된 화장액을 그 내부에 수용하는 용기로서 하단부에 호스접속부(31a)를 갖는다. 호스접속부(31a)는 네 개의 화장액호스(32)를 공급탱크(31)와 연결시키는 접속수단이다. 케이스부재(12)에 네 개의 수용부(12b)가 형성되어 있으므로 화장액호스(32)도 네 개이다.

상기 호스접속부(31a)를 통과해 화장액호스(32)로 유입한 화장액은 각 정량펌프(33)을 거쳐 화장액로더(34)의 실린더(34b)로 공급된다. 정량펌프(33)는 화장액을 일정량씩 펌핑하는 역할을 한다. 정량펌프(33)에 의해 네 개의 수용부(12b)에는 동일한 유량의 화장액이 채워지게 된다.

상기 화장액호스(32)는 플랙시블한 가요성 호스로서, 대기하고 있는 제1트레이(57)의 상부로 연장되어 화장액로더(34)의 실린더(34b)에 연결된다. 실린더(34b)는 그 하부에 수직의 공급튜브(34a)를 가지며 화장액호스(32)를 통해 전달받은 화장액을 공급튜브(34a)로 내려 보낸다. 공급튜브(34a)를 통과한 화장액은 제1트레이(57)에 올려져 있는 케이스부재(12)의 수용부(12b)에 채워진다.

한편, 본 실시예에 따른 스텝이송장치(40)는, 소정 이송경로를 따라 이송하는 케이스부재의 상부에, 커버시트(13)를 연속 공급하는 것으로서, 수직지지판(42), 다수의 가이드롤(43), 장력유지부(44), 권취릴(93), 제어부(90)를 포함한다. 제어부(90)는 자동포장기를 전체적으로 컨트롤 한다.

상기 커버시트는 도 2에 도시한 바와 같이, 롤 형태로 감긴 상태로 수평의 전동보빈(41)에 끼워져 지지된다. 전동보빈(41)은, 제어부(90)에 의해 일정 각도씩 축회전하며 커버시트를 설정된 길이만큼씩 풀어주는 동력축이다. 전동보빈(41)으로부터 한 번씩 풀려나가는 커버시트(13)의 설정길이는, 앞뒤로 이웃하는 케이스부재의 선단부 간의 거리에 대응한다.

전동보빈(41)의 회전에 따라 풀려 나오는 커버시트(13)는 가이드롤(43)에 지지되며 스텝 이송한다. 말하자면, 앞뒤로 이웃하는 케이스부재 선단부의 간격에 해당하는 거리만큼씩 이동하는 것이다. 예를 들어, 상기 선단부 사이의 간격이 30cm 라면, 커버시트(13)은 30cm 이동 후 정지하고 다시 30cm 이동 후 정지하는 이송 패턴을 갖는다. 커버시트(13)가 정지한 동안 화장액이 주입되고 열융착이 이루어지며, 후술할 커팅 과정이 수행된다.

아울러, 커버시트의 폭방향 일단부에는 마킹부(13a)가 일정간격으로 인쇄되어 있다. 마킹부의 간격은 상기한 설정길이와 같다. 마킹부(13a)는 후술할 정위치감지부(45)에 의해 감지되는 대상이다.

상기 권취릴(93)은 상기한 소정 이송경로의 말단부에 설치되며 커팅부(80)를 통과한 후의 커버시트(14)를 인장하는 역할을 한다.

도 5는 도 2에 도시한 커버시트 스텝이송장치(40)를 도시한 절제 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시한 장력유지부의 내부 구조를 도시한 단면도이다. 또한 도 7a,7b,7c는 도 5에 도시한 장력유지부의 작동 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 가이드롤(43)의 양단부가 수직지지판(42)에 지지되어 있다. 가이드롤(43)은 융착부(60) 측으로 이동하는 커버시트(13)를 지지하는 환봉형 부재로서, 그 사이즈나 배치는 필요에 따라 달라질 수 있다.

상기 수직지지판(42)은 일정두께를 가지는 수직의 사각판으로서 상호 평행하게 이격 배치되고 그 사이로 커버시트(13)를 통과시킨다. 다수의 가이드롤(43)이 수직지지판(42)에 지지되어 평행을 유지함은 물론이다. 도면부호 42a는 수직지지판(42)의 간격을 유지하는 간격유지봉이다.

아울러 수직지지판(42)의 상측부에는 받침플레이트(42c)가 고정된다. 받침플레이트(42c)는 일정폭을 갖는 판상부재로서 수직지지판(42)에 수평으로 고정되고 그 위로 커버시트(13)를 통과시킨다. 커버시트(13)는 받침플레이트(42c)의 상면을 스쳐 지나간다.

또한 받침플레이트(42c)의 일단부 상측에는 정위치센서(45)가 설치된다. 정위치센서(45)는 이송 중의 커버시트(13)의 정위치를 감지하는 역할을 한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 커버시트(13)의 폭방향 일단부에는 마킹부(13a)가 인쇄되어 있는데, 마킹부(13a)의 위치를 감지하는 것이다. 마킹부(13a)는 커버시트(13)의 이동시 정위치센서(45)의 하부에 한 번 정지하며, 정위치센서(45)는 정지한 마킹부(13a)의 위치를 감지하는 것이다.

한편, 양측 수직지지판(42)에는 수직슬릿(42b)이 형성되어 있다. 수직슬릿(42b)은 일정폭을 가지며 수직으로 연장된 관통로로서, 후술할 인너튜브(44c)의 단부를 수용 지지한다.

상기 장력유지부(44)는 상기 수직지지판의 사이에 설치되며, 상기 가이드롤을 거쳐 이동하는 커버시트에 중력을 작용시켜 커버시트의 텐션을 유지하는 역할을 한다. 이는, 랙기어(44a), 피니언기어(44b), 인너튜브(44c), 아우터튜브(44e), 선택스토퍼부를 구비한다.

먼저, 랙기어(44a)는 수직슬릿(42b)의 측부에 나란하게 고정된 기어이다. 랙기어(44a)의 기어이는 수직슬릿(42b)을 향한다. 피니언기어(44b)는 인너튜브(44c)의 양단부에 고정된 기어로서 랙기어(44a)와 치합한다.

인너튜브(44c)는 피니언기어(44b)의 중앙부를 관통하여 수직슬릿(42b)에 끼워져 지지된다. 인너튜브(44c)가 수직슬릿(42b)에 지지된 상태로 승강운동 함은 물론이다. 아울러 피니언기어(44b)는 랙기어(44a)에 치합 상태를 유지한다. 또한, 피니언기어(44b)와 인너튜브(44c)는 상호 고정된다. 따라서, 피니언기어(44b)가 회전할 때 인너튜브(44c)도 동시에 축회전 하는 것이다.

또한 인너튜브(44c)의 외주면에는 라쳇톱니부(44d)가 마련되어 있다. 라쳇톱니부(44d)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 시계 방향으로 기울어진 톱니의 형태를 취한다. 라쳇톱니부(44d)는 인너튜브(44c) 외주면 전체면에 형성될 수도 있고, 인너튜브(44c)의 중앙부나 사이드에 부분적으로 형성될 수도 있다.

아우터튜브(44e)는 인너튜브(44c)를 그 내부에 수용하는 중공튜브형 부재로서 외주면이 커버시트(13)와 면접한다. 이송하는 커버시트(13)는 아우터튜브(44e)의 하부를 통과하며 아우터튜브(44e)를 받쳐 올린다. 아우터튜브(44e)나 인너튜브(44c)는 공중에 떠 있는 상태로서 중력의 작용을 받으므로, 이송 중의 커버시트(13)를 팽팽하게 유지 한다. 커버시트(13)는, 아우터튜브(44e)와 인너튜브(44c)와 피니언기어(44b)와 선택스토퍼부의 중량에 해당하는 장력의 영향을 받는 것이다.

상기 선택스토퍼부는, 피니언기어(44b)가 하강하며 화살표 s방향으로 회전 할 때 아우터튜브(44e)를 동일한 방향으로 회전시키고, 피니언기어가 상승하며 회전할 때 인너튜브(44c)가 아우터튜브 내에서 공회전 하게 한다.

이러한 선택스토퍼부는, 일방향스토퍼(44f), 스토퍼가이더(44g), 판스프링(44h)을 포함한다. 일방향스토퍼(44f)는 상기 라쳇톱니부(44d)에 치합 가능한 톱니형 부속으로서, 판스프링(44h)의 작용에 의해 라쳇톱니부(44d) 측으로 탄력 가압된다.

일방향스토퍼(44f)는 인너튜브(44c)가 화살표 s방향으로 회전할 때 라쳇톱니부(44d)에 걸려, 인너튜브(44c)의 회전력을 아우터튜브(44e)로 전달한다. 인너튜브와 아우터튜브가 같은 방향으로 같은 속도로 축회전 한다. 또한, 인너튜브(44c)가 화살표 t방향으로 회전할 때에는 치합상태에서 벗어나, 인너튜브(44c)가 아우터튜브(44e) 내부에서 공회전 하게 한다.

스토퍼가이더(44g)는 일방향스토퍼(44f)를 지지하며 라쳇톱니부(44d)에 대한 일방향스토퍼(44f)의 진퇴운동을 가이드 한다.

상기 구성을 갖는 장력유지부(44)의 작동은 다음과 같은 방식으로 이루어진다.

도 7a에 도시한 바와 같이, 아우터튜브(44e)가 하사점에 위치하고 있는 상태에서 커버시트(13)를 화살표 z방향으로 당김과 동시에 전동보빈(41)을 고정시키면, 아우터튜브(44e)가 상승하며 도 7b에 표시한 바와 같이 상사점에 도달한다.

아우터튜브(44e)가 상승하는 동안 피니언기어(44b)가 화살표 t방향으로 회전함은 물론이다. 그러나 피니언기어(44b)가 화살표 t방향으로 회전할 때에는 일방향스토퍼(44f)가 라쳇톱니부(44d)에 걸리지 않으므로, 인너튜브(44c)는 아우터튜브(44e) 내에서 공회전한다. 다시 말해, 인너튜브(44c)가 상승하며 축회전하더라도 축회전력이 아우터튜브(44e)에 전달되지 않아 아우터튜브(44e)는 회전하지 않는 것이다. 또한, 이 때 전동보빈(41)이 커버시트(13)를 내어 놓지 않으므로, 아우터튜브(44e) 양측의 A지점과 B지점의 상대 위치는 변화가 없다.

도 7b의 상태에서 전동보빈(41)이 회전하여 커버시트(13)를 공급하면, 커버시트(13)는 아우터튜브(44e)와 인너튜브와 피니언기어의 중력의 작용에 의해 하부로 쳐진다. 이 때 피니언기어(44b)는 화살표 s방향으로 회전하며 회전력을 인너튜브(44c)로 전달한다.

인너튜브(44c)가 화살표 s방향으로 회전함에 따라 일방향스토퍼(44f)는 라쳇톱니부(44d)에 치합하고, 인너튜브(44c)의 회전력을 아우터튜브(44e)로 전달한다. 결국 아우터튜브는 하강하면서 화살표 s방향으로 회전하며 커버시트(13)를 이송을 용인한다. 아우터튜브가 회전하지 않는다면, 커버시트(13)는 아우터튜브와의 마찰에 의해 이송되지 않는다.

도 7c에 도시한 바와 같이, 아우터튜브(44e)의 우측에 위치하던 B지점이 좌측으로 이송된 것이다. 이와 같이 커버시트(13)는 장력유지부(44)의 동작에 의해 항상 팽팽하게 당겨진 상태를 유지할 수 있다.

다시 도 2를 참조하여 자동포장기의 전체적인 구조 설명을 이어가기로 한다.

도시한 바와 같이, 받침이송부(50)의 하류측에는 융착부(60)가 위치한다. 융착부(60)는 메인융착부(61)와 융착안정부(65)로 이루어진다. 메인융착부(61)는 화장액이 수용된 케이스부재(12)의 상부에 커버시트(13)를 열융착시키는 역할을 한다. 융착안정부(65)는 융착부위를 한 번 더 융착시킴과 아울러 융착면을 가압하여 균일한 두께를 가지게 한다. 또한, 메인융착부(61)는 한 곳에 고정되어 있고, 융착안정부(65)는 좌우방향으로 왕복운동 한다.

메인융착부(61)는, 커버시트(13)를 그 하부로 통과시키는 가열판(61a)과, 가열판에 전력을 유도하는 전력접속부(61b)를 갖는다. 가열판(61a)은 별도의 액츄에이터(미도시)의 작용에 의해 승강운동이 가능하다.

즉, 가열판(61a)은 제1트레이(57)가 케이스부재(12)와 함께 그 하부에 도달한 직후 하강하여 케이스부재(12)와 밀착하고, 밀착한 상태로 열을 발생하여, 케이스부재(12)의 평판부(12a)에 커버시트(13)를 융착 시킨다.

도 4a 내지 4d는 도 2의 받침이송부(50) 및 메인융착부(61)의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 제1트레이(57)가 공급튜브(34a)의 연직 하부에서 하강한 상태로 대기하고 있음을 알 수 있다.

상기 대기 상태에서, 제1트레이(57)가 화살표 a1방향으로 상승하면, 로딩부(25)가 제1트레이(57)의 상부로 이동하여 제1트레이(57)에 케이스부재(12)를 내려놓고 빠진다. 이와 거의 동시에 공급튜브(34a)는 화장액을 내려보내 수용부(12b)를 채운다.

상기 과정이 완료된 후 제1트레이(57)는 화살표 a2방향으로 수평 이동하여 가열판(61a)의 연직 하부에서 정지한다. 이 후 가열판(61a)은 하강하여 커버시트(13)를 케이스부재(12)의 상면에 대해 가압함과 동시에 열을 발생한다. 커버시트(13)는 가열판(61a)으로부터 발생한 열에 의해 케이스부재(12)에 열융착 된다. 이러한 열융착을 통해 수용부(12b)가 밀봉됨은 물론이다.

열융착이 완료된 융착물은, 커버시트(13)를 통해 길이방향으로 이어진 상태로서, 융착안정부(65)에 물려 융착확인부(70) 측으로 한 단계 스텝이송된다. 상기 융착이 완료되었다면 제2트레이(57)는 하강한 후 처음의 자리로 복귀하여 케이스부재(12)의 로딩을 기다린다.

다수의 케이스부재(12)는, 길게 연장된 하나의 커버시트(13)의 저면에 융착된 상태로서, 커버시트(13)의 계속적인 스텝이송에 따라 커팅부(80)측으로 이동한다.

융착안정부(65)는, 제2액츄에이터(65a), 받침판(65b), 제2트레이(65c), 가열판(65e)을 포함한다.

제2액츄에이터(65a)는 가이드레일(65h)의 상부에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되며 그 하부에 캐리어(65n)를 갖는다. 캐리어(65n)는 제2리드스크류(65k)에 치합하며 제2리드스크류(65k)가 스크류모터(65m)에 의해 축회전함에 의해 제2리드스크류(65k)의 길이방향으로 왕복운동 한다. 결국 융착안정부(65)는 스크류모터(65m)에 의해, 융착확인부(70)와 메인융착부(61)의 사이를 왕복하는 것이다.

상기 받침판(65b)은 제2액츄에이터(65a)의 피스톤로드의 상단부에 고정된 수평판으로서 제2트레이(65c)를 승강운동 시킨다. 제2트레이(65c)는 제1트레이(57)와 동일한 사이즈와 형상을 갖는다.

또한 가열판(65e)은 프레임(65d)에 지지되며 외부로부터 가해진 전력에 의해 열을 발생하여 반제품에 열을 가하는 역할을 한다.

*상기 구성을 갖는 융착안정부(65)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

일단 제2트레이(65c)는 하강한 상태로, 메인융착부(61) 측으로 이동하여 융착된 상태의 반제품이 오기를 기다린다. 반제품이라는 용어는 도 1을 통해 설명하였다. 마침내 스텝 이송된 반제품이 제2트레이(65c)의 연직 상부에 위치하였다면, 제2트레이(65c)가 상승하며 반제품을 가열판(65e) 측으로 가압한다. 반제품이 제2트레이(65c)와 가열판(65e)에 물려 고정되는 것이다.

이 상태에서 가열판(65e)이 발열하여 융착부위를 가열하고, 그와 동시에 스크류모터(65m)가 융착안정부(65)를 도면상 좌측으로 한 단계 스텝이송시킨다. 스텝이송을 마친 후에는 제2트레이(65c)가 하강하여 처음 자리로 원위치하고, 반제품은 융착확인부(70)로 이동한다.

도 8은 도 2의 융착확인부를 따로 도시한 도면이다.

융착확인부(70)는 융착부(60)를 통해 융착이 완료된 반제품을 그 내부로 통과시키며 융착부위에 집중 하중을 주는 역할을 한다. 융착확인부(70)는, 지지력을 제공하는 직립된 상태의 통과프레임(71), 통과프레임(71)의 내측에 회전 가능하도록 설치된 받침롤(73) 및 가압롤(74)으로 이루어진다.

받침롤(73)은 일정직경을 가지는 환봉의 형태를 취하며 반제품(18)의 상부에 수평으로 위치한다. 또한 가압롤(74)은 디스크형 롤러로서 반제품(18)의 하부에 위치한다. 가압롤(74)은 반제품(18)의 폭방향 양단부 및 중앙부를 상향 가압하여, 융착된 부분을 보다 강력하게 압착시킨다.

상기 받침롤(73)을 통과한 반제품은 커팅부(80)를 통과하며 분리되어 완제품(도 1의 19)화 된다. 완제품은 하나의 케이스부재(12)에 포함되어 있는 네 개의 수용부(12b)를 커팅과정을 통해 분리한 것이다.

도 9a 및 9b는 도 2에 도시한 커팅부의 구성 및 작동을 참고적으로 설명하기 위한 도면이다.

위에 언급한 바와 같이, 커팅부(80)는, 커버시트와 케이스부재 융착물, 즉 반제품 상태의 융착물을, 각 수용부 단위로 커팅시켜 완제품화 하는 것이다.

도시한 바와 같이, 커팅부(80)는, 지지력을 제공하는 프레임(81), 상부지지체(82b), 타발커터(87), 누름판(86), 승강금형(85), 받침대(84), 금형액츄에이터(81a)를 갖는다.

상기 프레임(81)은 융착확인부(70)의 하류측에 세워진 구조체로서, 하부지지체(82a)와 상부지지체(82b)를 갖는다. 상부지지체(82b)는 하부지지체(82a)의 상부에 수평으로 고정된다.

상기 타발커터(87)는 상부지지체(82b)의 저면에 고정된 커팅부재로서, 그 하단 에지부에 블레이드부(87a)를 갖는다. 블레이드부(87a)는 도 1e에 도시한 절단선(16)을 따라 반제품을 커팅하기 위한 칼날이다. 당연히, 블레이드부(87a)의 연직 하부에는, 수용부(12b)와 수용부 주변의 평판부 일부를 포함한다.

누름판(86)은 스프링홈(86a)과 커터통로(86b)를 갖는 사각판상 부재이다. 스프링홈(86a)에는 스프링(88)이 내장된다. 스프링(88)은 누름판(86)을 하향 탄력 지지한다.

커터통로(86b)는 타발커터(87)를 수용하는 관통구멍으로서, 누름판(86)이 승강금형(85)에 의해 상향 가압될 때, 타발커터(87)가 커터통로(86b)의 하부로 돌출되도록 함으로써 타발커터(87)가 커팅을 수행하게 한다.

받침대(84)는 다수의 제1수직로드(83)를 통해 수평으로 지지되며 승강운동 하는 사각판으로서 중앙부에 관통로(84a)를 갖는다. 관통로는 타발 커팅이 완료된 완제품이 하부로 낙하하는 통로이다. 상기 제1수직로드(83)는 하부지지체(82a)를 하향 통과한 상태로 하부지지체(82a) 아래에서 금형액츄에이터(81a)에 연결된다. 금형액츄에이터(81a)는 제어부(90)에 의해 작동하여 받침대(84)를 승강운동 시킨다.

승강금형(85)은 받침대(84)의 상부에 고정된 사각판으로서 다수의 커팅구멍(85a)을 갖는다. 커팅구멍(85a)은 커터통로(86b)와 같은 사이즈를 갖는 관통구멍이다.

도 8a는 상기 융착확인부(70)를 통과한 반제품이 승강금형(85)의 상부에 올려 있는 상태를 나타낸다. 반제품을 승강금형(85)에 올리기 위해 승강금형(85)이 승강운동 함은 물론이다.

상기와 같이, 승강금형(85)에 반제품이 올라가 있는 상태에서, 금형액츄에이터(81a)를 구동하여 승강금형(85)을 상승시키면, 승강금형이 반제품을 개재한 상태로 누름판(86)의 저면에 도달한 후 누름판(86)을 상부로 밀어 올린다.

누름판(86)이 상승함에 따라, 타발커터(87)가 커터통로(86b) 하부로 돌출됨과 동시에 상기 절단선(16)을 절단하며 커팅구멍(85a)의 내부까지 내려온다. 하나의 반제품으로부터 네 개의 완제품이 얻어지게 되는 것이다.

상기 타발커터(87)에 의해 절단된 완제품(19)은, 낙하하여 하측의 컨베이어(91)에 로딩된 상태로 배출된다. 상기 완제품이 빠져나간 후의 남아 있는 커버시트(14)는 권취릴(93)에 감긴다. 권취릴(93)은 제어부(90)에 의해 제어되어 그 회전속도가 조절되며 커버시트(14)를 당겨 원활한 스텝이송을 가능케 한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

12:케이스부재 12a:평판부 12b:수용부
12c:흡착부위 13:커버시트 13a:마킹부
14:커버시트 16:절단선 18:반제품
19:완제품 20:케이스부재공급부 21:가이드패스
21a:슬라이딩홈 21b:센타월 22:왕복피더
22a:수평판 22b:수직핀 23:정위치판
24:센서 25:로딩부 25a:노즐지지대
25b:연결브라켓 25c:연결피팅 25d:흡착노즐
25e:진공호스 30:화장액공급부 31:공급탱크
31a:호스접속부 32:화장액호스 33:정량펌프
34:화장액로더 34a:공급튜브 34b:실린더
40:스텝이송장치 41:전동보빈 42:수직지지판
42a:간격유지봉 42b:수직슬릿 42c:받침플레이트
43:가이드롤 44:장력유지부 44a:랙기어
44b:피니언기어 44c:인너튜브 44d:라쳇톱니부
44e:아우터튜브 44f:일방향스토퍼 44g:스토퍼가이더
44h:판스프링 45:정위치센서 50:받침이송부
51:가이드레일 52:제1액츄에이터 52a:실린더
52b:피스톤로드 53:받침판 53a:슬라이더
53b:캐리어 54:승강판 55:제1리드스크류
56:스크류모터 57:제1트레이 57a:홈
58a:수직가이더 58b:기둥 59:베어링부
60:융착부 61:메인융착부 61a:가열판
61b:전력접속부 65:융착안정부 65a:제2액츄에이터
65b:받침판 65c:제2트레이 65d:프레임
65e:가열판 65h:가이드레일 65k:제2리드스크류
65m:스크류모터 65n:캐리어 70:융착확인부
71:통과프레임 73:받침롤 74:가압롤
80:커팅부 81:프레임 81a:금형액츄에이터
82a:하부지지체 82b:상부지지체 83:제1수직로드
84:받침대 84a:관통로 85:승강금형
85a:커팅구멍 86:누름판 86a:스프링홈
86b:커터통로 87:타발커터 87a:블레이드부
88:스프링 90:제어부 91:컨베이어
93:권취릴 100:자동포장기 103:테이블

Claims (1)

1. 상부로 개방되며 내용물을 수용하는 오목한 형태의 수용부를 구비하고, 소정 이송경로를 따라 이송하는 케이스부재의 상부에, 일정폭을 가지며 길이방향으로 연장된 합성수지 필름형 커버시트를 연속 공급하는 것으로서,
   상기 케이스부재를 향하는 커버시트를 그 사이로 통과시키는 한 쌍의 수직지지판과;
   상기 수직지지판에 그 양단이 지지되어 수평을 이루고, 커버시트의 이송을 가이드 하는 다수의 가이드롤과;
   상기 수직지지판의 사이에 설치되며, 상기 가이드롤을 거쳐 이동하는 커버시트에 중력을 작용시켜 커버시트의 텐션을 유지하는 장력유지부와;
   상기 이송경로의 말단부에 위치하며 커버시트를 권취하는 권취릴과;
   상기 권취릴의 작동을 제어하는 제어부가 포함된 피부미용재 자동포장기용 커버시트 스텝이송장치.

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