KR20230036701A - 궐련형 전자담배의 히터모듈 자동조립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히터모듈의 조립 능률을 향상시켜 대량생산이 가능하고, 코킹작업시 발생할 수 있는 작업자의 안전사고 발생을 방지할 수 있는 궐련형 전자담배의 히터모듈 자동조립장치를 제공한다.
본 발명의 히터모듈 자동조립장치는, 인덱스테이블과, 인덱스테이블에 복수개 배치된 고정지그와, 상기 인덱스테이블을 소정각도씩 간헐 회전시키기 위한 회전구동기구와, 고정지그의 고정구멍에 가열핀의 일단을 삽입하는 가열핀 장착부와, 가열핀 장착부에 가열핀을 공급하기 위한 제1 부품정렬공급기와, 고정지그의 고정구멍에 삽입된 가열핀을 가압하여 고정위치로 더욱 삽입시키는 제1 가압부와, 고정지그의 고정구멍에 삽입된 가열핀에 플랜지의 조립구멍을 끼워맞춤하여 가조립하는 플랜지 장착부와, 플랜지 장착부에 플랜지를 공급하는 제2 부품정렬공급기와, 가열핀에 가조립된 플랜지를 가압하여 조립하는 제2 가압부와, 가열핀에 조립된 플랜지를 회전시켜 플랜지의 십자홈이 설정된 코킹위치에 오도록 하는 코킹위치정렬부와, 가열핀의 코킹용 단척부를 코킹하여 히터모듈을 완성하는 코킹부와, 완성된 히터모듈을 고정지그로부터 제거하는 배출부로 이루어진다.

Description

궐련형 전자담배의 히터모듈 자동조립장치{Heater module automatic assembly device for cigarette-type electronic cigarette}

본 발명은 궐련형 전자담배의 히터모듈 자동조립장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가열핀과 플랜지로 이루어진 히터모듈을 자동조립하여 대량생산할 수 있는 궐련형 전자담배의 히터모듈 자동조립장치에 관한 것이다.

일반적으로 궐련형 전자담배는 담뱃잎을 담은 궐련형 전용 담배스틱을 가열하여 사용자가 흡입하도록 되어 있다. 따라서 전자담배의 본체에는 담배스틱을 끼워넣기 위한 삽입구멍이 구비되고, 삽입구멍에 끼워 넣어진 담배스틱을 가열하기 위한 히터모듈이 구비되어 있다. 히터모듈은 담배스틱을 가열하기 위한 가열핀과, 상기 가열핀을 본체 내에 고정하여 유동하지 않도록 하는 플랜지로 이루어진다.

이러한 구성의 히터모듈은 본 출원인에 의해 국내 특허출원 제10-2021-0090175호로서 제안되어 있다.

도 1은 상기한 히터모듈을 나타낸 분리사시도로서, 도시된 바와 같이 히터모듈(100)은 가열핀(110)과 플랜지(120)로 이루어진다.

가열핀(110)의 한쪽 끝단은 담배스틱에 찔러 넣기 용이하도록 끝이 뾰족한 원추형상부(111)로 형성되고, 다른 끝단에는 플랜지(120)와의 결합을 위한 조립용 단턱부(113)와, 코킹용 단턱부(114)가 연이어 형성되어 있으며, 조립용 단턱부(113)는 가열핀(110)의 외경보다 작은 직경을 가지고, 코킹용 단턱부(114)는 조립용 단턱부(113)보다 작은 직경을 가지도록 형성된다.

플랜지(120)는 원판형으로 형성되어 중앙에 조립구멍(121)이 형성되고, 플랜지(120) 상면의 조립구멍(121) 가장자리에는 십자홈(122)을 가지는 돌출부(123)가 형성되어 있다. 조립구멍(121)의 길이는 가열핀(110)의 조립용 단턱부(113) 길이와 동일하거나 약간 길게 형성되어 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)를 조립구멍(121)에 삽입하면 도 2a에 도시된 바와 같이 코킹용 단턱부(114)가 조립구멍(121) 밖으로 소정높이 돌출하도록 되어 있다.

따라서, 도 2b에서와 같이 조립구멍(121)으로 돌출된 코킹용 단턱부(114)를 십자형 펀치로 펀칭하여 코킹용 단턱부(114)의 일부(114a)를 절결함과 동시에 절곡(코킹;caulking)시키면, 코킹용 단턱부(114)의 일부(114a)가 플랜지(120)의 십자홈(122)에 끼워지면서 상면에 밀착하게 되고, 이로써 가열핀(110)과 플랜지(120)가 견고하게 결합되어 히터모듈(100)이 조립된다.

그러나 종래에는 상기와 같은 히터모듈(100)의 조립작업이 십자형 펀치에 의한 코킹가공을 제외한 공정이 모두 작업자에 의한 수작업으로 이루어짐에 따라, 생산성이 저하되어 대량생산에 어려움이 있고, 코킹작업시 작업자의 부주의에 의한 안전사고가 항상 발생할 수 있는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 히터모듈의 조립 능률을 향상시켜 대량생산이 가능하고, 코킹작업시 발생할 수 있는 작업자의 안전사고 발생을 방지할 수 있는 궐련형 전자담배의 히터모듈 자동조립장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수직축을 중심으로 회전 자유롭게 설치된 인덱스테이블; 상기 인덱스테이블 상의 원주방향으로 복수개 배치되고, 가열핀의 일단을 고정하기 위한 고정구멍이 수직방향으로 형성된 고정지그; 상기 인덱스테이블을 소정각도씩 간헐 회전시키기 위한 회전구동기구; 상기 가열핀의 조립용 단턱부 및 코킹용 단턱부가 상방을 향해 노출되게 하여 상기 고정지그의 고정구멍에 가열핀의 일단을 삽입하는 가열핀 장착부; 상기 가열핀 장착부에 가열핀을 일정한 자세로 정렬하여 공급하기 위한 제1 부품정렬공급기; 상기 고정지그의 고정구멍에 삽입된 가열핀을 가압하여 고정위치로 더욱 삽입시키는 제1 가압부; 상기 고정지그의 고정구멍에 삽입된 가열핀의 코킹용 단턱부를 통해 플랜지의 조립구멍을 끼워맞춤하여 가열핀에 플랜지를 가조립하는 플랜지 장착부; 상기 플랜지 장착부에 플랜지를 일정한 자세로 정렬하여 공급하는 제2 부품정렬공급기; 상기 가열핀에 가조립된 플랜지를 가압하여 플랜지의 조립구멍을 가열핀의 조립용 단턱부에 끼워맞춤함으로써 가열핀의 코킹용 단턱부가 플랜지 상면으로부터 돌출하여 노출되도록 하는 제2 가압부; 상기 가열핀에 조립된 플랜지를 회전시켜 플랜지의 십자홈이 설정된 코킹위치에 오도록 하는 코킹위치정렬부; 상기 플랜지 상면으로 노출된 가열핀의 코킹용 단턱부에서 플랜지의 십자홈에 대응하는 일부를 십자형 펀치로 코킹하여 상기 일부가 플랜지의 십자홈에 끼워지면서 플랜지 상면에 밀착되게 하는 코킹부; 및 상기 코킹부에 의해 조립된 히터모듈을 고정지그로부터 제거하는 배출부를 포함하여 이루어진 궐련형 전자담배 히터모듈 자동조립장치에 특징이 있다.

또한 본 발명은, 상기 플랜지 장착부와 제2 가압부 사이에 배치되어 가열핀에 플랜지가 조립되어 있는지를 확인하기 위한 제1 검출부와, 상기 배출부에 구비되어 고정지그로부터 히터모듈이 배출되었는지를 확인하기 위한 제2 검출부를 더 포함하는 궐련형 전자담배 히터모듈 자동조립장치에 특징이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 부품정렬공급기는, 다수의 가열핀을 수용하여 진동에 의해 가열핀을 일렬로 이동시키는 정렬통체를 구비하고, 상기 가열핀이 일렬로 배출되는 정렬통체의 통로에는 가열핀의 원추형상부가 이동방향을 향할 때 통과시키고 가열핀의 코킹용 단턱부가 이동방향을 향할 때 정렬통체 내부로 낙하시키는 정렬단차와 낙하유도경사면으로 이루어진 정렬부를 구비하여 상기 가열핀이 항상 일정한 자세로 공급되도록 한 전자담배 히터모듈 자동조립장치에 특징이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 제2 부품정렬공급기는, 다수의 플랜지를 수용하여 진동에 의해 플랜지를 일렬로 이동시키는 정렬통체를 구비하고, 상기 플랜지가 일렬로 이동하는 통로에는 플랜지의 돌출부가 접촉할 때 통과시키고 플랜지의 돌출부 반대면이 접촉할 때 정렬통체 내부로 낙하시키는 정렬단턱 및 경사지지면으로 이루어진 정렬부를 구비하여 플랜지가 항상 일정한 자세로 공급되도록 한 전자담배 히터모듈 자동조립장치에 특징이 있다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 코킹위치정렬부는, 회전조립체; 상기 회전조립체를 180도 회전시키기 위한 구동모터; 및 상기 회전조립체 및 구동모터를 상하방향으로 이동시키기 위한 직선이동기구를 포함하며, 상기 회전조립체는, 상기 구동모터의 축에 고정되는 회전통체와, 상기 회전통체 내에서 상하방향으로 직선이동하도록 된 정렬부재와, 상기 정렬부재의 저면에 형성되어 플랜지의 십자홈에 끼워맞춤되는 정렬돌기와, 상기 회전통체와 정렬부재 사이에 탄력 설치되어 상기 정렬부재가 항상 하방으로 이동하도록 탄성력을 부여하는 스프링으로 이루어진 전자담배 히터모듈 자동조립장치에 특징이 있다.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 궐련형 전자담배의 히터모듈을 구성하는 가열핀과 플랜지를 정렬하여 각각 공급하면서 가열핀과 플랜지를 조립하고 코킹하여 견고하게 결합하는 전공정이 자동으로 이루어짐에 따라, 조립 효율이 증대되어 대량생산이 가능하고, 제조단가를 대폭 절감할 수 있으며, 코킹작업시 발생할 수 있는 작업자의 안전사고를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 자동조립장치에 의해 자동 조립되는 궐련형 전자담배의 히터모듈을 나타낸 분리 사시도.
도 2의 (a) 및 (b)는 도 1에 나타낸 히터모듈의 조립공정을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 히터모듈 자동조립장치를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 히터모듈 자동조립장치에서 인덱스테이블 및 회전구동기구를 나타낸 측면도.
도 5의 (a) 내지 (d)는 도 3에 도시된 제1 부품정렬공급기에서 가열핀의 자세 정렬 과정을 나타낸 정렬부의 평면도 및 단면도.
도 6의 (a) 내지 (c)는 도 3에 도시된 가열핀 장착부의 구성 및 동작을 나타낸 단면도.
도 7의 (a) 및 (b)는 도 3에 도시된 제1 가압부의 구성 및 동작을 나타낸 측면도.
도 8의 (a) 내지 (c)는 도 3에 도시된 제2 부품정렬공급기에서 플랜지의 자세 정렬 과정을 나타낸 정렬부의 평면도 및 단면도.
도 9의 (a) 및 (b)는 도 3에 도시된 플랜지 장착부의 구성 및 동작을 나타낸 측면도.
도 10은 도 3에 도시된 제1 검출부를 나타낸 측면도.
도 11의 (a) 및 (b)는 도 3에 도시된 제2 가압부의 구성 및 동작을 나타낸 측면도.
도 12의 (a) 내지 (d)는 도 3에 도시된 코킹위치정렬부의 구성 및 동작을 나타낸 측면도.
도 13의 (a) 및 (b)는 도 3에 도시된 코킹부의 구성 및 동작을 나타낸 측면도.
도 14의 (a) 및 (b)는 도 3에 도시된 배출부의 구성 및 동작을 나타낸 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 궐련형 전자담배의 히터모듈 자동조립장치를 나타낸 평면도로서, 수직축(11)을 중심으로 회전 자유롭게 설치된 인덱스테이블(10)을 구비하고, 인덱스테이블(10) 상의 원주방향으로 도 1에 도시된 히터모듈(100)의 자동 조립을 위한 복수개의 고정지그(12)가 고정되며, 고정지그(12)에는 가열핀(110)의 원추형상부(111)측이 삽입되는 고정구멍(12a)이 수직방향으로 형성된다.

인덱스테이블(10)의 주변에는, 상기 고정지그(12)가 소정각도 간헐회전하여 멈추는 위치에 인덱스테이블(10)의 회전방향을 따라, 가열핀 장착부(20) 및 제1 부품정렬공급기(25), 제1 가압부(31), 플랜지 장착부(40) 및 제2 부품정렬공급기(45), 제1 검출부(32), 제2 가압부(33), 코킹위치정렬부(51), 코킹부(61), 배출부(66)가 차례로 구비된다.

도 4에 도시된 바와 같이 인덱스테이블(10)은, 회전구동기구(13)에 의해 소정각도씩 간헐 회전하도록 구성된다. 회전구동기구(13)는 예를 들어 구동모터(13a)와, 상기 구동모터(13a)의 회전동력을 수직축(11)에 전달하는 타이밍벨트(13b) 및 한 쌍의 풀리(13c)로 구성할 수 있으며, 상기한 회전구동기구(13) 외에도 수직축(11)을 소정각도 간헐 회전할 수 있는 구성이라면 모두 적용 가능하다.

본 실시예에서는 고정지그(12)를 45도 등간격으로 8개 배치하고, 인덱스테이블(10)은 회전구동기구(13)에 의해 45도씩 간헐 회전하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 설계에 따라 고정지그(12)의 설치수와 인덱스테이블(10)의 간헐 회전각도는 변경될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 제1 부품정렬공급기(25)는 가열핀 장착부(20)에 가열핀(110)을 일정한 자세로 하나씩 공급하기 위한 것으로, 다수의 가열핀(110)을 랜덤한 상태로 수용할 수 있는 정렬통체(26)를 진동시키면 가열핀(110)이 일렬로 자동 정렬되어 나선형 통로(27)를 따라 배출되도록 한 공지의 진동식 부품정렬공급기를 이용하고, 상기 통로(27) 상에 가열핀(110)이 항상 일정한 자세로 공급되도록 하는 정렬부(28)를 구비하여 이루어진다.

정렬부(28)는, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 가열핀(110)이 일렬로 이동되는 통로(27)에 가열핀(110)의 원추형상부(111)가 이동방향을 향할 때에는 통과시키고, 도 5의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)가 이동방향을 향할 때에는 낙하시키는 정렬단차(H)와 낙하유도경사면(28a)을 형성하여 구성할 수 있다.

즉, 정렬부(28)의 통로(27) 바닥면을 진입전 보다 진입후가 약간 높게 정렬단차(H)를 형성하여 가열핀(110)의 원추형상부(111)가 진행방향을 향할 때에는 상기 정렬단차(H)를 넘어 계속 통로(27)를 따라 배출되지만, 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)가 이동방향을 향할 때에는 상기 코킹용 단턱부(114)가 정렬단차(H)에 걸림과 동시에, 낙하유도경사면(28a)에 의해 측방향으로 유도되어 아래로 낙하하도록 된 것이다.

또한 도 3에서와 같이 제1 부품정렬공급기(25)에서 가열핀 장착부(20)로 가열핀(110)을 원할하게 공급하기 위해서, 제1 부품정렬공급기(25)의 통로(27) 끝부분과 가열핀 장착부(20)를 튜브(29a)로 연결하고, 튜브(29a)에 에어토출노즐(29b)를 구비하여 에어압을 반복하여 주입시킴으로써 가열핀(110)을 가열핀 장착부(20)로 하나씩 공급하는 것이 바람직하다.

도 3의 가열핀 장착부(20)는 도 6의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 고정지그(12)의 고정구멍(12a)에 가열핀(110)의 원추형상부(111)를 삽입하여 공급하기 위한 것으로, 제1 부품정렬공급기(25)의 튜브(29a)와 연결되어 공급된 가열핀(110)을 수용하는 수직통로(21)가 형성되고, 직선이동기구(22)에 의해 상하이동하는 장착몸체(23)를 구비한다. 상기 직선이동기구(22)는 공지의 에어실린더 또는 볼스크류모터를 이용할 수 있다.

또한 장착몸체(23)에는 에어호스(23a)를 통해 공급되는 에어압에 의해 전진하고, 이때 압축되는 스프링(23b)의 복원력에 의해 후진하는 제1 및 제2 스토퍼(24a,24b)가 상하로 배치된다.

이때 아래쪽의 제1 스토퍼(24a)에는 통과구멍(24c)이 형성되고, 통과구멍(24c)은 제1 스토퍼(24a)가 전진하여 수직통로(21)와 일치할 때 가열핀(110)이 자중에 의해 낙하하여 고정지그(12)의 고정구멍(12a)에 삽입되게 하고, 제1 스토퍼(24a)의 후진시에는 통과구멍(24c)이 수직통로(21)와 어긋나 가열핀(110)을 수직통로(21) 내에 정지시키게 된다.

또한 위쪽의 제2 스토퍼(24b)는 전진시 끝단이 가열핀(110)을 가압하여 수직통로(21) 내에 정지시키고, 후진시 가열핀(110)과 이격되어 가열핀(110)이 자중에 의해 낙하하도록 되어 있다.

도 3에서 상기 가열핀 장착부(20)의 다음에 위치한 제1 가압부(31)는, 고정지그(12)의 고정구멍(12a)에 삽입된 가열핀(110)을 가압하여 설정된 고정위치로 더욱 삽입하기 위한 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이 가열핀(110)의 상단을 가압하는 가압부재(31a)와, 가압부재(31a)를 상하운동시키기 위한 직선이동기구(31b)로 이루어지고, 직선이동기구(31b)는 공지의 에어실린더 또는 볼스크류모터를 이용할 수 있다.

직선이동기구(31b)의 상하 스트로크는 가열핀(110)이 고정지그(12)에 설정된 깊이로 삽입되도록 설정된다.

다시 도 3을 참조하면, 제1 가압부(31)의 다음에 위치하는 제2 부품정렬공급기(45)는 플랜지 장착부(40)에 플랜지(120)를 일정한 자세로 정렬하여 공급하기 위한 것으로, 다수의 플랜지(120)를 랜덤한 상태로 수용하는 정렬통체(46)를 진동시키면 플랜지(120)가 일렬로 자동 정렬되어 나선형 통로(47)를 따라 배출되도록 한 공지의 진동식 부품정렬공급기를 이용하고, 통로(47) 상에 플랜지(120)가 항상 일정한 자세로 공급되도록 하는 정렬부(48)를 구비하여 이루어진다.

상기 정렬부(48)는, 도 8의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 플랜지(120)가 일렬로 배출되는 통로(47)에 플랜지(120)의 돌출부(123)가 접촉할 때 통과시키고 플랜지(120)의 돌출부(123) 반대면이 접촉할 때 낙하시키는 정렬단턱(48a)과 경사지지면(48b)을 형성하여 이루어진다.

즉, 정렬부(48)의 통로(47)에 플랜지(120)의 일측면이 접촉하는 경사지지면(48b)과, 플랜지(120)의 둘레 가장자리부를 받쳐지지하는 정렬단턱(48a)을 형성하고, 정렬단턱(48a)의 폭길이는 플랜지(120)에 형성된 돌출부(123)의 돌출길이와 같거나 적어도 작게 형성함으로써 경사지지면(48b)에 플랜지(120)의 돌출부(123) 반대면이 접촉하여 이동할 때에는 상기 정렬단턱(48a)에 플랜지(120)의 둘레 가장자리부가 접촉되면서 안내되어 통과하고, 플랜지(120)의 돌출부(123)가 경사지지면(48b)에 접촉하여 이동할 때에는 플랜지(120)의 둘레 가장자리부가 정렬단턱(48a)으로부터 이탈하여 낙하하도록 된 것이다.

플랜지 장착부(40)는 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1 가압부(31)에 의해 고정지그(12)에 일정 깊이로 삽입된 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)를 통해 플랜지(120)의 조립구멍(121)을 끼워맞춤하여 가열핀(110)에 플랜지(120)를 가조립하기 위한 것으로, 제2 부품정렬공급기(45)로부터 하나씩 공급되는 플랜지(120)를 진공흡착하기 위한 흡착판(41)을 구비하는 진공흡착기구(42)와, 상기 진공흡착기구(42)를 X축과 Y축 방향으로 직선왕복 시키기 위한 2축이동기구(43)로 구성할 수 있다.

도 3에서 플랜지 공급부(40)의 다음에 위치하는 제1 검출부(32)는 플랜지 장착부(40)에서 가열핀(110)에 플랜지(120)가 가조립된 상태를 확인하기 위한 것으로, 도 10에 도시된 바와 같이 가열핀(110)에 가조립된 플랜지(120)의 수평위치에 소정 간격 이격시켜 구비한 검출센서(32a)로 이루어지고, 검출센서(32a)는 검출대상물과 소정거리 이격된 위치에서 검출 가능한 근접센서 또는 광센서로 구성할 수 있다.

도 3에서 제1 검출부(32)의 다음에 위치하는 제2 가압부(33)는 도 11의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 가열핀(110)에 가조립된 플랜지(120)를 가압하여 플랜지(120)의 조립구멍(121)을 가열핀(110)의 조립용 단턱부(113)에 끼워맞춤함으로써 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)가 플랜지(120) 상면으로부터 돌출하여 노출되도록 하는 것으로, 플랜지(120)의 상면을 가압하는 가압부재(34)와, 가압부재(34)를 상하운동시키기 위한 제1 직선이동기구(35)와, 가열핀(110)을 하부에서 받쳐지지하기 받침부재(36)와, 상기 받침부재(36)를 상하운동시키기 위한 제2 직선이동기구(37)로 이루어진다.

이때 상기 제1 직선이동기구(35)는 공지의 에어실린더 또는 볼스크류모터를 이용할 수 있고, 제2 직선이동기구(37)는 에어호스(37a)를 통해 공급되는 에어압에 의해 받침부재(36)가 상승하고, 이때 압축되는 스프링(37b)의 복원력에 의해 하강하도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 3에서 제2 가압부(33)의 다음에 위치하는 코킹위치정렬부(51)는 도 12의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 제2 가압부(33)에서 가열핀(110)에 조립된 플랜지(120)를 회전시켜 랜덤한 상태로 공급되는 플랜지(120)의 십자홈(122) 위치를 설정된 코킹위치에 오도록 정렬하기 위한 것으로, 회전조립체(52)와, 상기 회전조립체(52)를 180도 회전시키기 위한 구동모터(53)와, 상기 회전조립체(52) 및 구동모터(53)를 상하방향으로 이동시키기 위한 직선이동기구(54)로 이루어진다. 상기 직선이동기구(54)는 공지의 에어실린더 또는 볼스크류모터를 이용할 수 있다.

또한 상기 회전조립체(52)는 구동모터(53)의 축에 고정되는 회전통체(55)와, 상기 회전통체(55) 내에서 상하방향으로 직선이동하도록 된 정렬부재(57)을 구비하고, 정렬부재(57)는 회전통체(55) 안둘레면에 형성한 직선가이드홈(56a)과 정렬부재(57)에 형성한 직선가이드돌기(56b)에 의해 상하방향으로 직선이동이 안내된다.

정렬부재(57)는 저면에 플랜지(120)의 십자홈(122)에 끼워맞춤되는 정렬돌기(57a)가 형성되고, 회전통체(55)와 정렬부재(57) 사이에는 스프링(58)이 탄력 설치되어 상기 정렬부재(57)가 항상 하방으로 이동하도록 탄성력을 부여하도록 되어 있다.

도 3에서 코킹위치정렬부(51)의 다음에 위치하는 코킹부(61)는 도 2의 (a) 및 도 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 코킹위치정렬부(51)에 의해 코킹위치가 정렬된 플랜지(120)의 조립구멍(121)으로 노출되는 코킹용 단턱부(114)에서 플랜지(120)의 십자홈(122)에 대응하는 일부(114a)를 절단 및 절곡(코킹)하여 플랜지(120)의 십자홈(122)에 끼워맞춤함과 동시에 플랜지(120) 상면에 밀착시킴으로써, 가열핀(110)과 플랜지(120)를 견고하게 결합하여 히터모듈(100)로 완성하기 위한 것으로, 도 13의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 십자형 펀치(62)와, 상기 십자형 펀치(62)를 상하방향으로 직선이동시키기 위한 제1 직선이동기구(63)와, 가열핀(110)을 하부에서 받쳐지지하기 받침부재(64)와, 상기 받침부재(64)를 상하운동시키기 위한 제2 직선이동기구(65)로 이루어진다.

이때 상기 제1 직선이동기구(63)는 공지의 에어실린더 또는 볼스크류모터를 이용할 수 있고, 제2 직선이동기구(65)는 에어호스(65a)를 통해 공급되는 에어압에 의해 받침부재(64)가 상승하고, 이때 압축되는 스프링(65b)의 복원력에 의해 하강하도록 구성할 수 있다.

도 3에서 코킹부(61)의 다음에 위치하는 배출부(66)는 도 14의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 완성된 히터모듈(100)을 고정지그(12)로부터 제거하기 위한 것으로, 히터모듈(100)의 플랜지(120)를 진공흡착하기 위한 흡착판(66a)을 구비한 진공흡착기구(66b)와, 상기 진공흡착기구(66b)를 X축과 Y축 방향으로 직선왕복 시키기 위한 2축이동기구(66c)로 구성할 수 있다. 이때 진공흡착기구(66b)의 이동기구는 2축이동기구(66c) 외에도 일축을 중심으로 진공흡착기구(66b)를 소정각도 회전운동시키는 구성으로 하여도 좋다.

또한 도 3에서와 같이 배출부(66)에는 제2 검출부(67)가 구비되어 있고, 제2 검출부(67)는 도 14의 (a) 및 (b)에서와 같이 고정지그(12)로부터 히터모듈(100)이 배출되었는지를 확인하기 위한 것으로, 가열핀(110)에 조립된 플랜지(120)의 수평위치에 소정 간격 이격시켜 구비한 검출센서(67a)로 이루어지고, 검출센서(67a)는 검출대상물과 소정거리 이격된 위치에서 검출 가능한 근접센서 또는 광센서로 구성할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 히터모듈 자동조립장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 3에서와 같이 히터모듈(100)의 조립을 위한 가열핀(110)은 제1 부품정렬공급기(25)에서 가열핀 장착부(20)로 공급되고, 플랜지(120)는 제2 부품정렬공급기(45)에서 플랜지 장착부(40)로 공급된다.

먼저, 제1 부품정렬공급기(25)에 의한 가열핀(110)의 공급은, 제1 부품정렬공급기(25)를 구동하여 진동을 발생시키면, 가열핀(110)이 일렬로 정렬되어 나선형 통로(27)를 따라 이송되고, 통로(27)에 구비된 정렬부(28)에 의해 일정한 자세로 정렬되어 배출된다.

즉, 도 5의 (a) 및 (b)에서와 같이 정렬부(28)는 통로(27) 바닥면에 약간 높은 정렬단차(H)를 형성한 것이므로, 가열핀(110)의 원추형상부(111)가 이동방향을 향할 때에는 원추형상부(111)의 뾰족한 부분에 의해 상기 정렬단차(H)를 넘어 계속 통로(27)를 따라 이동하여 배출된다.

그러나 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)가 이동방향을 향할 때에는 도 5의 (c) 및 (d)에서와 같이 코킹용 단턱부(114)의 하부가 정렬단차(H)에 걸리게 되므로, 낙하유도경사면(28a)에 의해 측방향으로 유도되어 다시 정렬통체(26) 내부로 낙하한다.

따라서, 가열핀(110)의 원추형상부(111)가 항상 이동방향을 향하도록 정렬하여 하나씩 배출할 수 있고, 배출되는 가열핀(110)은 도 3에서와 같이 에어토출노즐(29b)로 반복하여 유입되는 강한 에어압에 의해 튜브(29a)를 통해 가열핀 장착부(20)로 하나씩 공급된다.

가열핀 장착부(20)에서는, 도 6의 (a)에서와 같이 제1 및 제2 스토퍼(24a,24b)가 모두 후진한 상태에서 튜브(29a)를 통해 가열핀(110)이 장착몸체(23)의 수직통로(21) 내부로 유입되고, 제1 스토퍼(24a)가 후진한 상태에서는 통과구멍(24c)이 수직통로(21)와 어긋나게 되므로 가열핀(110)들은 정지한 상태가 된다.

이어서 도 6의 (b)에서와 같이 직선이동기구(22)를 구동하여 장착몸체(23)를 하강시키고, 에어호스(23a)를 통해 에어압을 유입시키면 스프링(23b)이 압축되면서 제1 및 제2 스토퍼(24a,24b)가 전진하게 된다. 이로 인해 제1 스토퍼(24a)의 통과구멍(24c)은 수직통로(21)와 일치하고, 제2 스토퍼(24b)의 끝단은 다음 가열핀(110)을 가압하게 되므로, 최하 위치의 가열핀(110)은 통과구멍(24c)을 통해 자중에 의해 낙하하여 원추형상부(111)가 고정지그(12)의 고정구멍(12a)에 끼워지고, 다음 가열핀(110)은 수직통로(21)내에 정지된 상태로 있게 된다.

이어서 도 6의 (c)에서와 같이 직선이동기구(22)를 구동하여 장착몸체(23)를 상승시키게 되면, 제1 스토퍼(24a)의 통과구멍(24c)으로부터 가열핀(110)이 완전히 빠져 나가게 되고, 이후 에어호스(23a)를 통해 유입되던 에어압을 제거하면, 압축되어 있던 스프링(23b)의 탄성복원력에 의해 제1 및 제2 스토퍼(24a,24b)가 후진하여 원위치하므로, 도 6의 (a)에서와 같이 다음 가열핀(110)은 하강하여 제1 스토퍼(24a) 상에 정지한 상태가 되고, 튜브(29a)를 통해 새로운 가열핀(110)이 장착몸체(23)의 수직통로(21) 내부로 유입된다.

따라서 상기한 동작을 반복하여 가열핀 장착부(20)에 위치한 고정지그(12)의 비어 있는 고정구멍(12a)에 가열핀(110)을 반복하여 장착할 수 있다.

이어서 도 3에서와 같이 가열핀 장착부(20)에서 가열핀(110)이 장착된 고정지그(12)는 인덱스테이블(10)의 45도 회전후 정지하는 것에 의해 제1 가압부(31)에 위치하게 된다. 제1 가압부(31)에서는 도 7의 (a) 및 (b)에서와 같이 직선이동기구(31b)의 작동에 의해 가압부재(31a)가 하강후 상승하면서 고정지그(12)의 고정구멍(12a)에 삽입된 가열핀(110)을 가압하여 미리 설정한 고정위치로 더욱 삽입시킨다.

이어서 도 3에서와 같이 인덱스테이블(10)이 45도 회전후 정지하게 되면, 가열핀(110)이 고정위치로 삽입된 고정지그(12)는 플랜지 장착부(40)로 이동하고, 플랜지 장착부(40)는 제2 부품정렬공급기(45)로부터 공급되는 플랜지(120)의 조립구멍(121)을 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)에 끼워 가조립하게 된다.

즉, 제2 부품정렬공급기(45)를 구동하여 진동을 발생시키면, 플랜지(120)가 일렬로 정렬되어 나선형 통로(47)를 따라 이송되고, 통로(47)에 구비된 정렬부(48)에 의해 일정한 자세로 정렬되어 배출된다.

정렬부(48)에서는 도 8의 (a) 내지 (c)에서와 같이 통로(47)에 플랜지(120)의 일측면이 접촉하는 경사지지면(48b)과 플랜지(120)의 둘레 가장자리부를 받쳐지지하는 정렬단턱(48a)이 형성되고, 정렬단턱(48a)의 폭길이는 플랜지(120)에 형성된 돌출부(123)의 돌출길이와 같거나 적어도 짧게 형성한 것이므로, 도 8의 (b)에서와 같이 경사지지면(48b)에 플랜지(120)의 돌출부(123) 반대면이 접촉하여 이동할 때에는 상기 정렬단턱(48a)에 플랜지(120)의 둘레 가장자리부가 안내되어 통과하고, 도 8의 (c)에서와 같이 플랜지(120)의 돌출부(123)가 경사지지면(48b)에 접촉하여 이동할 때에는 플랜지(120)부의 둘레 가장자리부가 정렬단턱(48a)에 안내되지 못하여 낙하하게 된다.

따라서 항상 플랜지(120)의 돌출부(123)가 위를 향하도록 한 자세로 정렬하여 하나씩 플랜지 장착부(40)로 공급할 수 있다.

플랜지 장착부(40)에서는 도 9의 (a)에서와 같이 2축이동기구(43)가 동작하여 흡착판(41) 및 진공흡착기구(42)를 하강시킴과 동시에, 진공흡착기구(42)를 통해 진공압을 작용시키게 되면, 흡착판(41)이 플랜지(120)를 흡착할 수 있고, 2축이동기구(43)가 흡착판(41)을 다시 상승시켜, 도 8의 (b)에서와 같이 고정지그(12)의 가열핀(110) 상부로 이동시키고, 이어서 2축이동기구(43)가 흡착판(41) 및 진공흡착기구(42)를 하강시켜 플랜지(120)의 조립구멍(121)을 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)에 끼워 넣음과 동시에, 진공흡착기구(42)의 진공압을 제거하면서 흡착판(41)을 상승시키는 것에 의해 플랜지(120)를 가열핀(110)에 가조립할 수 있다.

이어서, 도 3에서와 같이 인덱스테이블(10)이 45도 회전후 정지하면, 가열핀(110)과 플랜지(120)가 가조립된 고정지그(12)는 제1 검출부(32)에 정지하게 되고, 제1 검출부(32)에서는 도 10에서와 같이 검출센서(32a)가 가열핀(110)에 플랜지(120)가 가조립된 상태를 확인하여 정상일 경우 인덱스테이블(10)를 45도 회전시켜 다음 공정을 진행시키고, 이상이 있는 경우, 모든 공정의 동작을 중지시키고 관리자가 인식할 수 있도록 경보음과 경광등을 작동시키게 된다.

이어서, 도 3에서와 같이 인덱스테이블(10)이 45도 회전후 정지하게 되면, 가열핀(110)과 플랜지(120)가 가조립된 고정지그(12)는 제2 가압부(33)에 위치하게 되고, 제2 가압부(33)에서는 도 11의 (a) 및 (b)에서와 같이 제2 직선이동기구(37)가 작동하여 받침부재(36)를 상승시킴으로써 가열핀(110)의 하단인 원추형상부(111)를 받쳐지지함과 동시에, 제1 직선이동기구(35)가 작동하여 가압부재(34)를 하강시킴으로써 가열핀(110)에 가조립된 플랜지(120)를 가압하여 플랜지(120)의 조립구멍(121)을 가열핀(110)의 조립용 단턱부(113)에 끼워맞춤하여 조립한다.

따라서 가열핀(110)의 코킹용 단턱부(114)가 플랜지(120) 상면으로부터 돌출하여 노출된다(도 2의 (a) 참조).

이어서 도 3에서와 같이 인덱스테이블(10)이 45도 회전한 후 정지하게 되면, 가열핀(110)과 플랜지(120)가 조립된 고정지그(12)는 코킹위치정렬부(51)에 위치하게 된다.

코킹위치정렬부(51)에서는 도 12의 (a) 및 (b)에서와 같이 플랜지(120)의 십자홈(122) 위치가 랜덤한 상태에 있는 것이므로, 직선이동기구(54)를 작동시켜 회전조립체(52)를 하강시키면, 정렬부재(57)의 정렬돌기(57a)가 플랜지(120)의 돌출부(123) 상면과 접촉하게 되고, 이로 인해 스프링(58)이 압축되면서 정렬부재(57)는 직선가이드홈(56a)과 직선가이드돌기(56b)에 안내되어 약간 상승하게 된다.

이상태에서 구동모터(53)가 구동하여 회전조립체(52)를 180도 회전시키게 되면, 도 12의 (c)에서와 같이 정렬부재(57)가 함께 회전하면서 정렬돌기(57a)가 플랜지(120)의 십자홈(122)과 일치할 때 압축된 스프링(37b)의 탄성복원력에 의해 정렬부재(57)가 하강하므로, 정렬돌기(57a)가 플랜지(120)의 십자홈(122)에 끼워맞춤되고, 이로 인해 회전조립체(52)의 계속되는 회전에 의해 플랜지(120)가 함께 회전하여 도 12의 (d)에서와 같이 플랜지(120)의 십자홈(122)을 설정된 코킹위치로 정렬할 수 있다.

이어서 도 3에서와 같이 인덱스테이블(10)의 45도 회전후 정지하면, 플랜지(120)의 코킹위치가 정렬된 고정지그(12)가 코킹부(61)로 이동하게 되고, 코킹부(61)에서는 도 13의 (a) 및 (b)에서와 같이 제2 직선이동기구(65)의 에어호스(65a)를 통한 에어압으로 받침부재(64)를 상승시켜 가열핀(110)의 하단인 원추형상부(111)를 받쳐지지함과 동시에, 제1 직선이동기구(63)를 작동시켜 십자형 펀치(62)를 하강시킴으로써 이루어진다.

따라서, 도 2의 (a) 및 도 (b)에 도시된 바와 같이, 플랜지(120)의 조립구멍(121)으로 노출된 코킹용 단턱부(114)의 십자홈(122)에 대응하는 일부(114a)를 십자형 펀치(62)가 절단 및 절곡(코킹)하는 것에 의해 코킹된 일부(114a)는 플랜지(120)의 십자홈(122)에 끼워넣어지면서 플랜지(120) 상면에 밀착되므로 가열핀(110)에 플랜지(120)가 견고하게 결합되어 히터모듈(100)이 완성된다.

이어서 도 3에서와 같이 인덱스테이블(10)이 45도 회전후 정지하면, 히터모듈(100)이 완성된 고정지그(12)는 배출부(66)에 위치되고, 배출부(66)에서는 도 14의 (a)에서와 같이 2축이동기구(66c)가 동작하여 흡착판(66a)을 하강시킴과 동시에, 진공흡착기구(66b)의 진공압을 작용시켜 흡착판(66a)이 플랜지(120)를 흡착하게 되면, 2축이동기구(66c)가 흡착판(66a)을 다시 상승시켜, 고정지그(12)로부터 히터모듈(100)을 빼낼 수 있다.

이어서 도 14의 (b)에서와 같이 구동모터(66d)가 구동하여 진공기구(66c)가 흡착판(66a)을 X축방향으로 이동시켜 배출통(66d) 상에 위치시킨 후, 진공압을 제거하면 흡착판(66a)으로부터 히터모듈(100)이 낙하하여 배출통(66d)으로 배출된다.

이때, 배출부(66)에 구비된 제2 검출부(67)의 검출센서(67a)가 고정지그(12)에서 히터모듈(100)이 제거(배출)되었는지를 확인하게 되고, 제거된 것으로 확인될 경우, 인덱스테이블(10)를 45도 회전시키면서 모든 공정을 계속 진행시키고, 이상이 있는 경우, 모든 공정의 동작을 중지시키고 관리자가 인식할 수 있도록 경보음과 경광등을 작동시키게 된다.

이어서 도 3에서와 같이 인덱스테이블(10)이 45도 회전후 정지하면, 배출부(66)에서 히터모듈(100)이 배출된 빈 고정지그(12)는 처음의 가열핀 장착부(20)에 위치되므로, 상술한 공정을 반복하여 수행할 수 있고, 이로써 히터모듈(100)의 조립능률을 대폭 증대시켜 생산성을 향상시키고, 대량생산이 가능하며, 전공정이 자동으로 이루어지므로 코킹을 위한 펀칭작업시 작업자의 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 인덱스테이블 11 : 수직축
12 : 고정지그 12a : 고정구멍
13 : 회전구동기구 20 : 가열핀 장착부
25 : 제1 부품정렬공급기 26 : 정렬통체
27 : 통로 28 : 정렬부
H : 정렬단차 28a : 낙하유도경사면
31 : 제1 가압부 32 : 제1 검출부
33 : 제2 가압부 40 : 플랜지 장착부
45 : 제2 부품정렬공급기 46 : 정렬통체
47 : 통로 48 : 정렬부
48a : 정렬단턱 48b : 경사지지면
51 : 코킹위치정렬부 61 : 코킹부
66 : 배출부 67 : 제2 검출부
100 : 히터모듈 110 : 가열핀
120 : 플랜지 H : 정렬단차

Claims (5)

1. 수직축을 중심으로 회전 자유롭게 설치된 인덱스테이블;
   상기 인덱스테이블 상의 원주방향으로 복수개 배치되고, 가열핀의 일단을 고정하기 위한 고정구멍이 수직방향으로 형성된 고정지그;
   상기 인덱스테이블을 소정각도씩 간헐 회전시키기 위한 회전구동기구;
   상기 가열핀의 조립용 단턱부 및 코킹용 단턱부가 상방을 향해 노출되게 하여 상기 고정지그의 고정구멍에 가열핀의 일단을 삽입하는 가열핀 장착부;
   상기 가열핀 장착부에 가열핀을 일정한 자세로 정렬하여 공급하기 위한 제1 부품정렬공급기;
   상기 고정지그의 고정구멍에 삽입된 가열핀을 가압하여 고정위치로 더욱 삽입시키는 제1 가압부;
   상기 고정지그의 고정구멍에 삽입된 가열핀의 코킹용 단턱부를 통해 플랜지의 조립구멍을 끼워맞춤하여 가열핀에 플랜지를 가조립하는 플랜지 장착부;
   상기 플랜지 장착부에 플랜지를 일정한 자세로 정렬하여 공급하는 제2 부품정렬공급기;
   상기 가열핀에 가조립된 플랜지를 가압하여 플랜지의 조립구멍을 가열핀의 조립용 단턱부에 끼워맞춤함으로써 가열핀의 코킹용 단턱부가 플랜지 상면으로부터 돌출하여 노출되도록 하는 제2 가압부;
   상기 가열핀에 조립된 플랜지를 회전시켜 플랜지의 십자홈이 설정된 코킹위치에 오도록 하는 코킹위치정렬부;
   상기 플랜지 상면으로 노출된 가열핀의 코킹용 단턱부에서 플랜지의 십자홈에 대응하는 일부를 십자형 펀치로 코킹하여 상기 일부가 플랜지의 십자홈에 끼워지면서 플랜지 상면에 밀착되게 하는 코킹부; 및
   상기 코킹부에 의해 조립된 히터모듈을 고정지그로부터 제거하는 배출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배 히터모듈 자동조립장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지 장착부와 제2 가압부 사이에 배치되어 가열핀에 플랜지가 조립되어 있는지를 확인하기 위한 제1 검출부와, 상기 배출부에 구비되어 고정지그로부터 히터모듈이 배출되었는지를 확인하기 위한 제2 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배 히터모듈 자동조립장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 부품정렬공급기는,
   상기 다수의 가열핀을 수용하여 진동에 의해 가열핀을 일렬로 이동시키는 정렬통체를 구비하고, 상기 가열핀이 일렬로 배출되는 정렬통체의 통로에는 가열핀의 원추형상부가 이동방향을 향할 때 통과시키고 가열핀의 코킹용 단턱부가 이동방향을 향할 때 정렬통체 내부로 낙하시키는 정렬단차와 낙하유도경사면으로 이루어진 정렬부를 구비하여, 상기 가열핀이 항상 일정한 자세로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 전자담배 히터모듈 자동조립장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 부품정렬공급기는,
   상기 다수의 플랜지를 수용하여 진동에 의해 플랜지를 일렬로 이동시키는 정렬통체를 구비하고, 상기 플랜지가 일렬로 이동하는 통로에는 플랜지의 돌출부가 접촉할 때 통과시키고 플랜지의 돌출부 반대면이 접촉할 때 정렬통체 내부로 낙하시키는 정렬단턱 및 경사지지면으로 이루어진 정렬부를 구비하여 플랜지가 항상 일정한 자세로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 전자담배 히터모듈 자동조립장치.
5. 제 1 항에 있어서, 코킹위치정렬부는,
   회전조립체;
   상기 회전조립체를 180도 회전시키기 위한 구동모터; 및
   상기 회전조립체 및 구동모터를 상하방향으로 이동시키기 위한 직선이동기구를 포함하며,
   상기 회전조립체는,
   상기 구동모터의 축에 고정되는 회전통체와, 상기 회전통체 내에서 상하방향으로 직선이동하도록 된 정렬부재와, 상기 정렬부재의 저면에 형성되어 플랜지의 십자홈에 끼워맞춤되는 정렬돌기와, 상기 회전통체와 정렬부재 사이에 탄력 설치되어 상기 정렬부재가 항상 하방으로 이동하도록 탄성력을 부여하는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자담배 히터모듈 자동조립장치.

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