KR100715189B1 - 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일회용 가스 라이터의 인서트를 조립하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어부의 제어에 의해 인서트의 노즐 조립구 내부에 호스 조립체, 스폰지 조립체 및 노즐 조립체를 순차적으로 결합하여 인서트 조립체를 만들어 주고, 각 공정별 작업 오류 여부를 자동으로 감지하여 작업자에게 통보할 수 있는 자동화된 인서트 조립 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치는, 인서트 조립체를 탑재하기 위한 이송 지그와; 상기 이송 지그를 조립 공정을 따라 순회시키는 이송 가이드와; 상기 이송 가이드를 따라 상기 이송 지그를 이송시켜주는 이송 기구와; 상기 이송 지그에 인서트를 탑재하는 인서트 탑재기와; 상기 인서트 탑재기 후단에 구비되어, 상기 이송 지그에 탑재된 인서트에 호스 조립체를 탑재하는 호스 탑재기와; 상기 호스 탑재기 후단에 구비되어, 호스 조립체 상부에 스폰지 조립체를 탑재하는 스폰지 탑재기와; 상기 스폰지 탑재기 후단에 구비되어, 스폰지 조립체 상부에 노즐 조립체를 탑재하여 체결하는 노즐 장착기와; 상기 이송 기구, 인서트 탑재기, 호스 탑재기, 스폰지 탑재기 및 노즐 장착기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 점을 특징으로 한다.

가스 라이터, 인서트 조립체, 자동화, 조립 장치

Description

일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치{An apparatus for assembling the inserts of disposable gas lighters}

도 1은 통상적으로 사용되는 일회용 가스 라이터의 구조를 보여주는 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치의 전체 구조를 나타내는 도면.

도 3은 도 2에 도시된 인서트 정렬부를 나타내는 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 인서트 탑재부를 나타내는 사시도.

도 5는 도 2에 도시된 호스 탑재부의 구성을 나타내는 사시도.

도 6A는 도 2에 도시된 스폰지 탑재부의 구성을 나타내는 사시도.

도 6B는 도 6A에 도시된 스폰지 탑재부의 작동 모습을 나타내는 도면.

도 7은 도 2에 도시된 노즐 공급부의 구성을 나타내는 도면.

도 8은 도 2에 도시된 노즐 탑재부의 구성을 나타내는 사시도.

도 9는 도 2에 도시된 노즐 체결기의 구성을 나타내는 사시도.

도 10은 도 2에 도시된 조립체 수거기의 구성을 나타내는 사시도.

도 11A 및 도 11B는 도 2에 도시된 제1 검출기의 구성을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3 : 인서트 조립체 4 : 탱크

10 : 노즐 조립체 11 : 노즐

12 : 노즐탑 20 : 스폰지 조립체

21 : 스폰지 30 : 호스 조립체

40 : 인서트 49 : 노즐 장착구

9 : 이송 지그 100 : 인서트 탑재기

112, 212, 312 : 보울피더 190, 290, 390, 490 : 슈트

122, 141 : 집게 200 : 호스 탑재기

220 : 호스 탑재부 222 : 호스 삽입핀

271 : 호스 정렬 블럭 272 : 호스 지지판

300 : 스폰지 탑재기 320 : 스폰지 탑재부

321, 421, 621 : 장착봉 322 : 내삽핀

400 : 노즐 장착기 412 : 슈트 연결대

413 : 노즐 상승대 420 : 노즐 탑재부

422, 522 : 래크 기어 500 : 노즐 체결기

521 : 노즐 체결봉 600 : 조립체 수거기

710, 720, 730, 740 : 검출기 714 : 센서부

711 : 검출봉 900 : 이송 가이드

910, 920, 930, 940 : 이송 기구

135, 136, 138, 145, 146, 155, 165, 226, 277, 326, 335, 336, 360, 416,

435, 436, 425, 525, 536, 625, 626 : 실린더

본 발명은 일회용 가스 라이터의 인서트를 조립하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어부의 제어에 의해 인서트의 노즐 조립구 내부에 호스 조립체, 스폰지 조립체 및 노즐 조립체를 순차적으로 결합하여 인서트 조립체를 만들어 주고, 각 공정별 작업 오류 여부를 자동으로 감지하여 작업자에게 통보할 수 있는 자동화된 인서트 조립 장치에 관한 것이다.

근래 들어 경제의 급격한 발전과 더불어 소득 수준이 증대됨에 따라 기존에 불을 붙이기 위하여 사용되던 성냥을 점차 일회용 가스 라이터가 대체하게 되었다.

이러한 일회용 가스 라이터는 가격이 저렴하고 편리하게 사용할 수 있어 흡연가들 뿐만 아니라 비흡연가들 사이에도 널리 애용되고 있다.

일회용 가스 라이터는 구성 부품이 소형이고 그 조립 과정이 까다로워서 대부분의 제조 공정을 수작업에 의존하고 있는데, 최근 인건비가 급격히 상승하고 구인난이 증가하는 등 국내에서의 제조 원가 상승 요인이 증가함에 따라, 동남아나 중국 등에서 제조된 수입산 라이터가 국내 시장의 70% 이상을 점유하게 되었다.

따라서, 저가의 수입산 라이터와 경쟁하기 위해서는 제조 공정을 자동화하고 불량율을 감소시켜, 인건비 등의 부대 비용을 감축시키고 품질 및 생산성을 더욱 향상시킬 필요가 있다.

통상적으로 사용되는 일회용 가스 라이터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 가스 가 저장되는 탱크(4)와, 탱크(4) 상부에 구비되어 탱크(4) 내부의 가스를 분출시키는 기능을 수행하는 인서트 조립체(3)와, 인서트 조립체(3)의 상부에 구비되어 인서트 조립체에서 분출된 가스를 발화시키는 돌집 조립체(1) 및 인서트 조립체(3)의 상부에 결합되는 화염 조절링(2)을 포함하여 구성된다.

여기서, 인서트 조립체(3)는 탱크(4) 상부의 개구를 밀폐시키는 인서트(40)와, 탱크(4) 내부의 액화 가스가 통과하는 경로인 호스 조립체(30)와, 호스 조립체(30)를 경유하여 공급되는 액화 가스를 스폰지(21)에 저장하는 스폰지 조립체(20)와, 노즐(11)을 개방하여 스폰지 조립체(20)에 저장되어 있는 액화가스를 기체 상태로 상부로 분출시키는 노즐 조립체(10)로 구성된다.

이와 같이 다양한 부품으로 구성된 인서트 조립체(3)를 조립하는 공정은 인서트(40)의 노즐 장착구(49)에 호스 조립체(30), 스폰지 조립체(20) 및 노즐 조립체(10)를 순차적으로 삽입시키고, 최종적으로 노즐 조립체(10)의 노즐탑(12) 하단에 형성된 나사부를 노즐 장착구(49) 상부에 형성된 암나사에 체결시키는 작업으로 구성된다.

그러나, 종래의 인서트 조립 공정은 대부분 수작업에 의해 수행되고 있으므로 생산 속도가 느리고 인건비가 많이 소요되며 불량률이 높아 생산 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 인서트 조립 공정의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 제어부의 제어에 의해 인서트의 노즐 조립구 내부에 호스 조립체, 스폰지 조립체 및 노즐 조립체를 순차적으로 결합하여 인서트 조립체를 만들어 주고, 각 공정별 작업 오류 여부를 자동으로 감지하여 작업자에게 통보하도록 구성된 인서트 조립 장치를 제공하여, 종래의 수작업에 주로 의존하는 인서트 조립 공정을 대체하여 자동화시킴으로써 생산성을 향상시키고 불량률을 감소시키는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 인서트 조립체를 탑재하기 위한 이송 지그와; 상기 이송 지그를 조립 공정을 따라 순회시키는 이송 가이드와; 상기 이송 가이드를 따라 상기 이송 지그를 이송시켜주는 이송 기구와; 상기 이송 지그에 인서트를 탑재하는 인서트 탑재기와; 상기 인서트 탑재기 후단에 구비되어, 상기 이송 지그에 탑재된 인서트에 호스 조립체를 탑재하는 호스 탑재기와; 상기 호스 탑재기 후단에 구비되어, 호스 조립체 상부에 스폰지 조립체를 탑재하는 스폰지 탑재기와; 상기 스폰지 탑재기 후단에 구비되어, 스폰지 조립체 상부에 노즐 조립체를 탑재하여 체결하는 노즐 장착기와; 상기 이송 기구, 인서트 탑재기, 호스 탑재기, 스폰지 탑재기 및 노즐 장착기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치 의 전체 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 인서트 조립 장치는 인서트의 노즐 조립구 내부에 호스 조립체, 스폰지 조립체, 노즐 조립체를 순차적으로 결합하여 인서트 조립체를 만들어 주는 장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 인서트 조립체를 한번에 탑재할 수 있도록 다수의 내부 격벽이 형성되어 있는 이송 지그(9)를 사용하여, 하나의 이송 지그(9)에 탑재되는 부품들을 하나의 작업 단위로 하여 각 공정을 수행하게 된다. 이송 지그(9) 하나의 인서트 조립체 탑재 개수는 작업 효율과 작업 공간을 고려하여 다양하게 설정될 수 있는데, 본 실시예에서는 10 개로 설정하여 효율적인 작업을 수행할 수 있도록 하였다.

본 발명의 일실시예에 따른 인서트 조립 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 인서트 조립체를 탑재하기 위한 이송 지그(9)와, 이송 지그(9)를 정렬하여 조립 공정을 따라 순회시키는 이송 가이드(900)와, 이송 가이드를 따라 이송 지그(9)를 이송시켜주는 이송 기구(910, 920, 930, 940)와, 이송 지그(9)에 인서트를 탑재하는 인서트 탑재기(100)와, 이송 지그(9)에 탑재된 각 인서트의 노즐 장착구에 호스 조립체를 탑재하는 호스 탑재기(200)와, 호스 조립체가 탑재된 각 인서트의 노즐 장착구에 스폰지 조립체를 탑재하는 스폰지 탑재기(300)와, 스폰지 조립체가 탑재된 각 인서트의 노즐 장착구에 노즐 조립체를 탑재하여 체결해주는 노즐 장착기(400)와, 노즐 조립체를 완전히 체결해주는 노즐 체결기(500)와, 조립이 완료된 노즐 조립체를 이송 지그(9)에서 들어 올려 적재하는 조립체 수거기(600) 및 각 장치와 연결되어 그 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

이송 가이드(900)는 전체 조립 공정을 따라 직사각형의 경로를 형성하도록 배치되어, 연속적으로 배열되는 이송 지그(9)들이 이송 가이드(900)의 내부를 따라 계속 순환하게 된다. 또한, 이송 가이드(900)가 형성하는 경로의 각 모서리 주변에는, 해당 위치로 이송되는 이송 지그(9)를 진행되어 오던 방향과 직각 방향으로 밀어주는 이송 기구(910, 920, 930, 940)를 구비하여, 직사각형 경로 상의 한 변을 따라 진행되어 오는 이송 지그(9)가 모서리에 다다른 후 직각 방향으로 경로를 변경하여 계속 진행되도록 해준다.

이하, 본 실시예에 따른 인서트 조립 장치를 구성하는 각 공정별 장치에 대하여 조립 공정 순서에 따라 상세히 설명하기로 한다.

(인서트 탑재기)

인서트 탑재기(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저장되어 있는 인서트(40)들을 공급해주는 인서트 공급부(110)와, 인서트 공급부로부터 공급받은 인서트를 순차적으로 이송해주는 슈트(chute; 190)와, 슈트(190)의 경로 중간에 구비되어 슈트(190)를 따라 이송되는 각 인서트(40)의 방향을 정렬해주는 인서트 정렬부(120)와, 슈트(190)를 따라 대기 위치로 이송된 인서트(40)들을 이송 지그(9)에 탑재시켜주는 인서트 탑재부(140)로 구성된다.

인서트 공급부(110)는 다량의 인서트(40)가 저장되어 있는 인서트 저장부(111)와 저장부로부터 공급받은 인서트를 자체 진동에 의해 순차적으로 정렬하여 슈트로 공급해 주는 보울피더(bowl feeder; 112)로 구성되며, 슈트(190)는 이송 지 그(9)의 인서트 탑재 개수 만큼 이송 홈이 형성되어 진동에 의해 다수의 인서트를 이송 홈을 따라 연속적으로 이송해주게 된다.

여기서, 슈트(190)를 타고 이송되는 각 인서트(40)는 위에서 내려다 보았을 때 노즐 장착구(49)의 위치가 모두 동일한 방향을 향하도록 정렬되어 있어야 한다. 즉, 작업 단위별로 인서트(40)의 노즐 장착구(49)가 일렬로 배열되어 있어야 이후 공정에서 노즐 장착구(49) 내에 노즐 조립체 등을 정확하게 탑재할 수 있게 된다. 따라서, 도 3에 도시된 인서트 정렬부(120)를 이용하여 인서트(40)의 방향을 일정하게 정렬해 주게 된다.

도 3은 도 2에 도시된 인서트 정렬부를 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 인서트 정렬부(120)는, 슈트(190)를 타고 이송되어 오는 각 인서트(40)를 파지하여 노즐 장착구(49)의 방향을 검사하는 파지부(121)와, 파지부(121)를 수직축에 대하여 회전시켜주는 모터(131)와, 파지부(121)를 슈트(190)의 길이 방향으로 왕복 이동시켜주는 수평 구동 실린더(135) 및 수직으로 이동시켜주는 수직 구동 실린더(136)를 포함하여 구성된다.

여기서, 각 인서트에 대응하는 파지부(121)와 모터(131)의 조합은 슈트(190)의 길이 방향과 수직으로 일렬 배치하지 않고 지그재그(zigzag) 형으로 배치함으로써 설치 공간을 줄여줄 수 있다.

파지부(121)는 압축 스프링의 탄성에 의해 인서트를 파지하는 정렬용 집게(122)와, 정렬용 집게(122)의 양 다리 사이에 수직으로 탄성지지되는 검사 핀(123)과, 검사핀(123)이 정렬용 집게(122)에 대하여 상대적으로 상승되는 것을 감지하는 검사핀 감지 센서(미도시)로 구성된다. 또한, 파지부(121)의 상단에는 모터(131)의 회전축과 벨트(132)로 연결되어 있는 풀리(124)가 형성되어, 파지된 인서트의 방향이 잘 못 되어 있는 경우 모터(131)의 구동에 의해 파지부(121)를 수직축에 대하여 180˚ 회전시킴으로써 인서트의 방향을 반대로 바로잡아줄 수 있다.

여기서, 검사핀(123)은 올바른 방향의 인서트(40)가 파지되었을 때 노즐 장착구(49) 내로 일정 깊이 만큼 삽입될 수 있도록 구비되어, 인서트의 방향이 잘못되어 노즐 장착구(49)의 위치가 반대편에 있는 경우, 파지부(121)가 수직 이송 실린더(136)에 의해 하방으로 내려오면서 인서트(40)를 집는 순간 검사핀(123)이 인서트 상면과 접촉하며 밀려 올라가게 되고, 정렬용 집게(122)에 대하여 상대적으로 상승하는 검사핀(123)의 동작을 검사핀 감지 센서가 감지하여 전선(125)을 통해 제어부 측으로 감지 신호를 출력하게 된다.

제어부는 검사핀 감지 센서로부터 감지 신호가 입력되면 인서트 방향이 잘못된 위치의 모터(131)를 구동하여 파지부(121)를 수직축에 대하여 180˚ 회전시킴으로써 인서트의 방향을 바로 잡아 주게 된다.

이와 같이, 인서트 정렬부(120)는 파지부(121)로 인서트를 파지한 후 들어 올리고, 인서트의 방향을 올바르게 정렬시킨 후 인서트의 이송 방향으로 일정 거리를 이동하여 슈트 상의 이송 홈에 다시 내려 놓게 된다.

파지부(121)가 인서트를 내려 놓는 위치에는 파지부(121)의 정렬용 집게(122)에 대향하여 인서트 이탈핀(137)과, 인서트 이탈핀(137)을 전진시키는 이탈 핀 구동 실린더(138)가 구비되는데, 파지부(121)가 인서트를 내려놓기 위해 슈트(190) 상면으로 하강하면 이탈핀 구동 실린더(138)에 의해 인서트 이탈핀(137)이 전진하면서 정렬용 집게(122)의 양 다리 사이로 삽입되고, 파지부(121)가 다시 상승하면 인서트 이탈핀(137)이 인서트 상면에 가하는 힘에 의해 정렬용 집게(122)에 물려 있는 인서트가 정렬용 집게(122)에서 이탈하여 슈트(190)의 이송홈에 다시 안착된다.

여기서, 정렬용 집게(122)를 탄성에 의해 파지하는 방식이 아닌 공압식으로 구성할 수도 있는데, 이 경우에는 공압에 의해 정렬용 집게가 벌어지면서 인서트를 내려 놓게 되므로 인서트 이탈핀(137)과 같은 별도의 인서트 이탈 수단을 따로 구비하지 않아도 된다.

도 4는 도 2에 도시된 인서트 탑재부를 나타내는 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 인서트 탑재부(140)는 인서트를 파지하는 탑재용 집게(141)와, 탑재용 집게(141)를 수평 및 수직 방향으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(145) 및 수직 구동 실린더(146)를 포함하여 구성된다.

여기서, 앞서 설명한 정렬용 집게(122)와 마찬가지로, 탑재용 집게(141)를 탄성에 의해 작동하는 방식으로 구성할 경우에는 인서트 이탈핀(154)과, 인서트 이탈핀(154)을 전진시키는 이탈핀 구동 실린더(155)로 구성되는 인서트 이탈 수단을 구비하여, 탑재용 집게(141)가 이송 지그(9)에 인서트를 내려 놓을 수 있도록 해준다.

또한, 이송 지그를 이송 가이드의 이송 경로상에서 이탈시켜 작업 위치로 이동시키고, 작업 후 원 위치로 복귀시키는 지그 정렬기를 구비하여, 외부 온도와 공차 등의 영향으로 오차가 발생할 수 있는 이송 지그(9)의 위치를 보다 정확한 위치로 이동시킨 후 작업함으로써 작업의 정확도를 향상시킬 수 있다. 지그 정렬기는 이송 지그의 양 측에 각각 구비되는 정렬대(161)와 각 정렬대(161)를 구동하기 위한 정렬 실린더(165)로 구성되어, 양 정렬 실린더(165)가 교대로 작동하면서 정렬대(161)로 이송 지그(9)를 밀어 줌으로써 작업 위치로 이동시키거나 원위치로 복귀시킬 수 있다. 여기서, 이송 지그(9)의 일측에는 정렬 실린더(165) 대신 정렬대(161)를 탄지하는 정렬 스프링(미도시)을 구비하여, 이송 지그(9)가 일측의 정렬 실린더(161)에 의해 작업 위치로 이동했다가, 타측의 스프링에 의해 원위치로 복귀되도록 할 수도 있다.

이와 같이 구성된 인서트 탑재부(140)는, 수평 및 수직 구동 실린더(145, 146)의 작동에 의해 탑재용 집게(141)를 슈트(190)를 타고 대기 위치로 이송된 인서트 측으로 이동시켜 인서트를 파지한 후, 이송 지그(9) 측으로 이동시켜 이송 지그(9)의 인서트 탑재 공간에 안착시키게 된다.

(호스 탑재기)

호스 탑재기(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저장되어 있는 호스 조립체(30)를 공급해주는 호스 공급부(210)와, 호스 공급부(210)로부터 공급받은 호스 조립체를 순차적으로 이송해주는 슈트(290)와, 슈트(290)를 타고 이송되는 호스 조 립체를 장착하여 이송 지그(9)에 탑재시켜주는 호스 탑재부(220)로 구성된다.

여기서, 호스 공급부(210)는 다량의 호스 조립체(30)가 저장되어 있는 호스 저장부(211)와 호스 저장부(211)로부터 공급받은 호스 조립체를 자체 진동에 의해 순차적으로 정렬하여 슈트(290)로 공급해 주는 보울피더(212)로 구성된다.

도 5는 도 2에 도시된 호스 탑재부의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 호스 탑재부(220)는 슈트(290)로부터 유입된 호스 조립체를 이송 지그(9) 상의 탑재 위치로 정렬해주는 호스 정렬부(270)와, 호스 정렬부(270)에 의해 정렬된 호스 조립체를 하방으로 밀어주어 이송 지그(9)에 탑재된 인서트(40)의 노즐 장착구(49)에 삽입시키는 호스 삽입핀(222)과 호스 삽입핀(222)을 상하 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(226)를 포함하여 구성된다.

호스 정렬부(270)는 슈트(290)의 말단에 밀착하여 구비되고 슈트(290)와 대향하는 일측에 호스 조립체를 통과시키기 위한 홈이 형성되어 있는 호스 정렬 블럭(271)과, 호스 정렬 블럭의 상면에 슈트(290)의 길이 방향으로 왕복 이동이 가능하도록 구비되고 슈트(290)와 대향하는 일측에 호스 조립체를 유입시켜 지지하기 위한 홈이 형성되어 있는 호스 지지판(272)과, 호스 지지판을 왕복 이동시키는 지지판 실린더(277)로 구성된다.

여기서, 호스 지지판(272)은 홈 너비가 호스 조립체의 상단부 직경보다 작고 몸통부 직경보다 크도록 구성되는데, 지지판 실린더(277)의 작동에 의해 슈트(290)의 말단에 밀착하게 되면 호스 조립체가 호스 지지판(272)의 홈을 통해 유입되면서 안착되고, 슈트(290)에서 멀어지는 방향으로 슬라이딩되면 호스 조립체가 호스 지지판(272)의 홈을 이탈하면서 그 하부에 구비된 호스 정렬 블럭(271)의 홈을 타고 자유 낙하하여 이송 지그(9)에 탑재된 인서트의 노즐 장착구(49)에 삽입된다. 이와 동시에, 수직 구동 실린더(226)의 작동에 의해 호스 삽입핀(222)을 하강시킴으로써, 인서트 노즐 장착구(49)에 완전히 삽입되지 않고 걸려 있는 호스 조립체를 압박하여 완전히 삽입시키게 된다.

한편, 슈트(290)의 이송홈을 타고 말단까지 이송된 호스 조립체는 그 바로 뒤를 따라 이송되어 대기하고 있는 다른 호스 조립체에 의해 강한 압착력을 받게 되는데, 이와 같은 타 호스 조립체와의 간섭으로 인하여 호스 조립체가 노즐 장착구(49)에 원활하게 삽입되지 못할 수도 있다.

따라서, 바람직하게는 호스 정렬 블럭(271)을 슈트(290)의 길이 방향과 수직으로 왕복 이동시키는 호스 정렬 실린더(275)를 추가로 구비하여, 호스 조립체를 낙하시키기 전에 호스 정렬 실린더(275)를 작동시켜 호스 정렬 블럭(271)과 그 위에 구비된 호스 지지판(272)을 함께 옆으로 슬라이딩시킴으로써, 호스 지지판(272) 위에 안착된 호스 조립체들을 뒤에 따라오는 호스 조립체들로부터 완전히 격리시켜 준 후 노즐 장착구(49)에 삽입시키는 것이 좋다.

(스폰지 탑재기)

스폰지 탑재기(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저장되어 있는 스폰지 조립체(20)를 공급해주는 스폰지 공급부(310)와, 스폰지 공급부(310)로부터 공급받은 스폰지를 순차적으로 이송해주는 슈트(390)와, 슈트(390)를 따라 대기 위치로 이송된 스폰지 조립체를 이송 지그(9)에 탑재되어 있는 인서트(40)의 노즐 장착구(49)에 탑재시켜주는 스폰지 탑재부(320)로 구성된다.

여기서, 스폰지 공급부(310)는 다량의 스폰지 조립체(20)가 저장되어 있는 스폰지 저장부(311)와 스폰지 저장부(311)로부터 공급받은 스폰지 조립체를 자체 진동에 의해 순차적으로 정렬하여 슈트(390)로 공급해 주는 보울피더(312)로 구성된다.

도 6A는 도 2에 도시된 스폰지 탑재부의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 6B는 도 6A에 도시된 스폰지 탑재부의 작동 모습을 나타내는 도면으로서, 인서트의 노즐 장착구 내에 스폰지 조립체를 탑재하는 모습을 보여주고 있다.

도 6A 및 도 6B에 도시된 바와 같이, 스폰지 탑재부(320)는 중공 원통형으로 구성되어 내주연 하단부에 스폰지 조립체(20)의 T-디스크(T-disk; 22) 상부 돌기가 삽입되는 스폰지 장착봉(321)과, 스폰지 장착봉(321)의 중공부에 삽입되어 스폰지 장착봉(321)의 내주연을 따라 왕복 운동하는 내삽핀(322)과, 스폰지 장착봉(321)을 수평 및 수직 으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(335) 및 수직 구동 실린더(336)와, 내삽핀(322)을 하강시키는 내삽핀 구동 실린더(326) 및 내삽핀(322)의 상단부를 탄성 지지하여 하강된 내삽핀(322)을 다시 원위치로 상승시키는 내삽핀 스프링(323)으로 구성된다.

여기서, 내삽핀 구동 실린더(326)의 구동축에 연결되는 내삽핀 구동판(324) 을 구비하여, 내삽핀 구동 실린더(326)를 작동시켜 다수의 내삽핀(322) 상부를 내삽핀 구동판(324)의 하면으로 압박하여 동시에 하강시킴으로써, 스폰지 장착봉(321)에 끼워져 있는 스폰지 조립체를 스폰지 장착봉(321)에서 이탈시켜 인서트(40)의 노즐 장착구(49)에 안착시키게 된다.

또한, 전술한 인서트 탑재부(140)와 마찬가지로 이송 지그(9)를 별도의 작업 위치로 이동시켜주는 지그 정렬기(360)를 구비하여 작업의 정확도를 향상시키는 것이 좋다.

한편, 슈트(390)의 이송홈을 타고 말단까지 이송된 스폰지 조립체는 그 바로 뒤를 따라 이송되어 대기하고 있는 다른 스폰지 조립체에 의해 강한 압착력을 받게 되는데, 스폰지 조립체는 이와 같은 타 스폰지 조립체와의 간섭으로 인하여 스폰지 장착봉(321)에 원활하게 장착되지 못할 수도 있다.

따라서, 바람직하게는 슈트(390)의 말단에 밀착하여 구비되고 상면에 스폰지 조립체를 안착시키기 위한 고정홈(미도시)이 형성되어 있는 스폰지 정렬 블럭(371)과, 스폰지 정렬 블럭(371)을 슈트(390)의 길이 방향과 수직으로 왕복 이동시키는 스폰지 정렬 실린더(375)를 추가로 구비하여, 슈트(390)를 타고 이송되어온 스폰지 조립체가 스폰지 정렬 블럭(371)의 고정홈에 안착되면 스폰지 정렬 실린더(375)를 작동시켜 스폰지 정렬 블럭(371)을 옆으로 슬라이딩시킴으로써, 탑재 대상이 되는 스폰지 조립체들을 뒤에 따라오는 스폰지 조립체들로부터 완전히 격리시킨 후 스폰지 장착봉(321)에 장착하는 것이 좋다.

이와 같이 구성된 스폰지 탑재부(320)의 작동 과정은 다음과 같다.

먼저, 스폰지 조립체가 슈트(390)를 타고 스폰지 정렬 블럭(371)의 고정홈에 안착되면 스폰지 정렬 실린더(375)의 작동에 의해 스폰지 정렬 블럭(371)을 옆으로 슬라이딩시키고, 수평 및 수직 구동 실린더(335, 336)의 작동에 의해 스폰지 장착봉(321)을 슬라이딩된 스폰지 정렬 블럭(371) 상의 스폰지 조립체 상부로 이동시켜 스폰지 조립체를 파지하게 된다.

이후, 스폰지 장착봉(321)을 이송 지그(9)에 탑재된 인서트의 노즐 장착구(49) 상부에 이동시키고 내삽핀 구동 실린더(326)를 작동시켜 내삽핀(322)을 하강시킴으로써 스폰지 조립체를 인서트의 노즐 장착구(49)에 안착시키게 된다.

(노즐 장착기)

노즐 장착기(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저장되어 있는 노즐 조립체(10)를 공급해 주는 노즐 공급부(410)와, 노즐 공급부(410)로부터 공급받은 노즐 조립체를 순차적으로 이송해주는 슈트(490)와, 슈트(490)를 따라 대기 위치로 이송된 노즐 조립체를 이송 지그(9)에 탑재되어 있는 인서트(40)의 노즐 장착구(49)에 삽입시켜주는 노즐 탑재부(420)로 구성된다.

여기서, 노즐 공급부(410)를 앞서 설명한 스폰지 탑재기(200)에서와 같이, 진동에 의해 작동하는 보울 피더로 구성할 수도 있으나, 이 경우 노즐 조립체(10)의 오링(13; 도 1 참조)에 도포되어 있는 오일이 보울 피더의 진동에 의해 외부로 유출될 수 있어, 노즐 조립체의 오작동을 야기할 수 있는 문제가 있다.

따라서, 노즐 공급부(410)를, 도 7에 도시된 바와 같이, 내부로 슈트(490)의 일단이 관통되어 들어오는 노즐 저장함(411)과, 일면이 노즐 저장함(411) 내부에 위치하는 슈트(490)의 일단에 밀착되도록 수직으로 구비되는 슈트 연결대(412)와, 일측면이 슈트 연결대(412)와 밀착된 채로 상하 왕복 운동하고, 상면이 상기 슈트 연결대(412) 측으로 갈수록 하강하도록 경사진 노즐 상승대(413)와, 노즐 상승대(413)의 하부에 구비되어 노즐 상승대(413)를 상승 및 하강시키는 노즐 상승 실린더(416)로 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성된 노즐 공급부(410)는 노즐 저장함(411)의 하부에 저장되어 있는 노즐 조립체(10)들을 슈트 연결대(412) 상단까지 노즐 상승대(413) 상면의 경사진 부분을 이용하여 밀어 올려 노즐 조립체들이 슈트 연결대(412)의 상단을 타고 슈트(490)로 부드럽게 유입되도록 해주므로, 오일의 손상 없이 노즐 조립체를 안전하게 공급할 수 있다.

도 8은 도 2에 도시된 노즐 탑재부의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 노즐 탑재부(420)는, 외주연을 따라 평기어부가 형성되어 있고 내주연 하단에 노즐 조립체(10)를 끼워 장착할 수 있는 중공 원통형의 노즐 장착봉(421)과, 노즐 장착봉(421)의 평기어부와 맞물리도록 수평으로 설치되는 래크 기어(422)와, 래크 기어(422)를 수평 방향으로 왕복 이동시키는 기어 구동 실린더(425)와, 노즐 장착봉(421)을 각각 수평 및 수직으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(435) 및 수직 구동 실린더(436)를 포함하여 구성된다.

각 노즐 장착봉(421) 및 래크 기어(422)는 상면이 수직 구동 실린더(436)의 구동축과 연결되어 수직 구동 실린더(436)에 의해 상하 왕복 이동하는 장착봉 지지 대(424)에 의해 지지되도록 구비된다. 노즐 장착봉(421) 외주연 하단부에는 길이 방향으로 슬릿(421a)이 형성되어 노즐 조립체(10)의 노즐탑(12)이 용이하게 삽입될 수 있도록 하고, 내주연 하단에는 노즐탑(12)의 기어부와 맞물리는 기어산이 형성되어, 노즐 조립체(10)를 회전시킴에 따라 노즐탑(12) 하단의 나사부가 인서트의 노즐 장착구(49)에 형성된 암나사부에 체결되도록 할 수 있다.

여기서, 작업 위치의 이송 지그(9)에 탑재된 각 인서트의 상부를 일부 덮도록 인서트의 상면에 근접하여 인서트 고정판(441)을 구비함으로써, 노즐 장착봉(421)이 인서트의 노즐 장착구(49)에 노즐 조립체(10)를 체결한 후 상승 할 때, 노즐 장착봉(421)에 동반하여 상승하는 인서트의 상면을 인서트 고정판(414)으로 구속해 줌으로써 노즐 장착봉(421)과 노즐 조립체(10)의 결합을 해제시키는 것이 바람직하다.

또한, 노즐 장착봉(421)을 탄성 지지하는 장착봉 스프링(미도시)을 장착봉 지지대(424)에 구비함으로써, 노즐 장착봉(421)이 노즐 조립체(10)를 장착하기 위해 하강하면서 노즐 조립체와 충돌할 때에 발생하는 충격을 흡수할 수 있도록 하는 것이 좋다.

한편, 전술한 스폰지 탑재부에서와 마찬가지로, 슈트(490)의 말단에 밀착하여 구비되고 상면에 노즐 조립체를 안착시키기 위한 고정홈(미도시)이 형성되어 있는 노즐 정렬 블럭(471)과, 노즐 정렬 블럭(471)을 슈트(490)의 길이 방향과 수직으로 왕복 이동시키는 노즐 정렬 실린더(475)를 추가로 구비하여, 슈트(490)를 타고 이송되어온 노즐 조립체가 노즐 정렬 블럭(471) 상면의 고정홈에 안착되면 노즐 정렬 실린더(475)를 작동시켜 노즐 정렬 블럭(471)을 옆으로 슬라이딩시킴으로써, 탑재 대상이 되는 노즐 조립체들을 뒤에 따라오는 노즐 조립체들로부터 완전히 격리시킨 후 노즐 장착봉(421)에 장착하는 것이 좋다.

이와 같이 구성된 노즐 탑재부(420)의 작동 과정은 다음과 같다.

먼저, 노즐 조립체가 슈트(490)를 타고 노즐 정렬 블럭(471)의 고정홈에 안착되면 노즐 정렬 실린더(475)의 작동에 의해 노즐 정렬 블럭(471)을 옆으로 슬라이딩시키고, 수평 및 수직 구동 실린더(435, 436)의 작동에 의해 노즐 장착봉(421)을 슬라이딩된 노즐 정렬 블럭(471) 상의 노즐 조립체 상부로 이동시켜 노즐 조립체를 파지하게 된다.

이후, 수평 및 수직 구동 실린더(435, 436)의 작동에 의해 노즐 장착봉(421)을 이송 지그(9)에 탑재된 인서트의 노즐 장착구(49) 상부에 이동시킨 후 하강시킴으로써 노즐 조립체를 이송 지그(9)에 탑재된 인서트의 노즐 장착구 내부에 안착시키고, 이 상태에서 기어 구동 실린더(425)에 의해 래크 기어(422)를 수평 이송시킴으로써 래크 기어(422)와 맞물린 노즐 장착봉(421)을 수직축을 중심으로 회전시켜 노즐 조립체(10)를 노즐 장착구(49) 상부에 형성된 암나사에 체결시키게 된다.

최종적으로, 수직 구동 실린더(436)에 의해 노즐 장착봉(421)을 상승시켜 노즐 장착봉(421)으로부터 노즐 조립체(10)가 이탈되도록 한다.

여기서, 노즐 탑재부(420)는 노즐 조립체(10)를 인서트의 노즐 장착구(49)에 안착시킴과 동시에 완전히 체결시킬 수도 있으나, 작업 속도를 보다 높이기 위해서 노즐 조립체를 노즐 장착구에 고정될 수 있을 정도만 체결한 후, 나머지 체결은 후 술하여 설명할 노즐 체결기(520)에서 수행하도록 구성하는 것이 바람직하다.

(노즐 체결기)

도 9는 도 2에 도시된 노즐 체결기의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 노즐 체결기(500)는 노즐 장착기(420)에서 일부 체결된 노즐 조립체(10)를 완전히 체결하는 장치로서, 내주연 하단부에 노즐 조립체(10)의 노즐탑(12) 기어부와 맞물리는 기어산이 형성되어 있고, 외주연을 따라 평기어부가 형성되어 있는 중공 원통형의 노즐 체결봉(521)과, 노즐 체결봉(521)의 평기어부와 맞물려 노즐 체결봉(521)을 중심축에 대하여 회동시켜주는 래크 기어(522)와, 래크 기어(522)를 수평 방향으로 왕복 이동시켜주는 기어 이송 실린더(525)와, 노즐 체결봉(521)을 수직으로 왕복 이동시켜주는 수직 구동 실린더(536)를 포함하여 구성된다.

여기서, 전술한 노즐 탑재부(420)에서와 마찬가지로 인서트 고정판(541)을 구비하여, 노즐 체결봉(521)이 노즐 조립체를 인서트에 체결한 후 상승할 때 인서트 고정판(541)으로 인서트의 상면을 구속함으로써, 노즐 체결봉(521)과 노즐 조립체의 결합을 해제시키는 것이 좋다. 또한, 전술한 바와 같이 이송 지그(9)를 별도의 작업 위치로 이동시켜주는 지그 정렬기(미도시)를 구비하여 작업의 정확도를 향상시키는 것이 좋다.

이와 같이 구성된 노즐 체결기(500)는, 수직 구동 실린더(536)를 작동하여 노즐 체결봉(521)을 하강시킴으로써 이송 지그(9)에 탑재된 인서트에 일부 체결되 어 있는 노즐 조립체의 노즐탑(12)이 노즐 체결봉(521)의 중공부 하단에 끼워지도록 한다. 이후 기어 구동 실린더(525)에 의해 래크 기어(522)를 수평 이송시킴으로써 래크 기어(522)와 맞물린 노즐 체결봉(521)을 수직축을 중심으로 회전시켜 노즐 조립체를 노즐 장착구 상부에 형성된 암나사에 체결시키고, 수직 구동 실린더(536)에 의해 노즐 체결봉(521)을 다시 상승시켜 노즐 체결봉(521)으로부터 노즐 조립체가 이탈되도록 한다.

(조립체 수거기)

도 10은 도 2에 도시된 조립체 수거기의 구성을 나타내는 사시도이다.

조립체 수거기(600)는 조립 공정 상의 말단에 구비되어 조립이 완료된 인서트 조립체를 이송 지그에서 제거하여 저장해 두는 장치로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 중공 원통형으로 이루어져 인서트 조립체의 노즐탑(12)을 내주연 하단부에 삽입시키는 인서트 장착봉(621)과, 인서트 장착봉(621)을 수평 및 수직 방향으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(625) 및 수직 구동 실린더(626)와, 각 인서트 장착봉(621)이 수평으로 이송되면서 끼워지도록 슬릿이 형성되어 있는 인서트 조립체 이탈판(631)을 포함하여 구성된다.

인서트 조립체 이탈판(631)의 하부에는 조립이 완료된 인서트 조립체를 담아 다음 공정으로 이동시키기 위한 적재함(650)과, 적재함(650) 내부로 인서트 조립체를 미끄러뜨리기 위한 경사판(641)이 구비된다.

여기서, 인서트 장착봉(621) 외주연 하단부에는 길이 방향으로 슬릿이 형성 되어 인서트 조립체의 노즐탑(12)이 용이하게 삽입될 수 있도록 구성하고, 전술한 바와 같은 지그 정렬기(미도시)를 구비하여 작업의 정확도를 향상시키는 것이 좋다.

이와 같이 구성된 조립체 수거기(600)의 작동 과정은 다음과 같다.

수평 및 수직 구동 실린더(635, 636)의 작동에 의해 인서트 장착봉(621)을 작업 위치의 이송 지그에 탑재되어 있는 인서트 조립체 상부로 이동시켜 인서트 조립체를 파지한 후, 인서트 장착봉(621)을 다시 상승시키면서 인서트 조립체 이탈판(631) 측으로 이동시켜 인서트 장착봉(621)의 중단부가 인서트 조립체 이탈판(631)의 슬릿에 끼워지도록 한다. 이 상태에서 수직 구동 실린더(636)에 의해 인서트 장착봉(621)을 상승시키면, 인서트 장착봉(621)의 하단에 결합되어 있는 인서트 조립체가 인서트 조립체 이탈판(631)의 저면에 구속되어 인서트 장착봉(621)으로부터 떨어져서 하부에 구비된 경사판(641)을 타고 적재함(650) 내부로 이동한다.

이와 같이, 조립 공정을 모두 거쳐 조립이 완료된 인서트 조립체를 조립체 수거기(600)를 이용하여 이송 지그에서 제거하고, 인서트 탑재 공간이 비워진 이송지그는 다시 최초의 조립 공정을 수행하는 인서트 탑재기(100) 측으로 이송시킴으로써, 이송 지그를 이송 가이드를 따라 순환시켜가며 조립 사이클을 계속 반복할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치는, 이전의 조립 사이클을 수행한 후 각 이송 지그(9)에 남아 있을 수 있는 인서트를 감지하기 위해 인서트 탑재기(100)의 전단에 구비되는 제1 검출기(710)와, 이송 지그(9)에 잘못된 방향으로 탑재된 인서트를 감지하기 위해 인서트 탑재기(100)의 후단에 구비되는 제2 검출기(720)와, 각 인서트의 노즐 탑재구에 호스 조립체가 모두 정확히 탑재되었는지를 검사하기 위해 호스 탑재기(200)의 후단에 구비되는 제3 검출기(730) 및 각 인서트의 노즐 탑재구에 스폰지 조립체가 모두 정확히 탑재되었는지를 검사하기 위해 스폰지 탑재기(300)의 후단에 구비되는 제4 검출기(740)를 추가로 포함하도록 구성함으로써, 인서트 조립 작업의 불량률을 낮추고 생산 효율을 더욱 높여 줄 수 있다.

(제1 검출기)

도 11A 및 도 11B는 도 2에 도시된 제1 검출기의 구성을 나타내는 도면이다.

제1 검출기(710)는 전술한 인서트 탑재기(100)의 전단에 구비되어 이전 조립 사이클을 통해 탑재되었던 인서트 조립체가 남아 있는지를 검사하는 장치로서, 도 11A 및 도 11B에 도시된 바와 같이, 하단에 검출핀(711a)이 형성되어 있는 다수의 검출봉(711)과, 각 검출봉(711)이 내주연을 따라 수직 왕복하는 관통구가 형성되어 있는 검출봉 지지대(712)와, 검출봉 지지대(712)를 수직으로 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(713)와, 각 검출봉이 검출봉 지지대의 관통구 내에서 상승하는 것을 감지하는 센서부(714)를 포함하여 구성된다.

여기서, 검출봉(711)은 이송 지그(9) 내에 형성된 다수의 인서트 탑재 공간을 한번에 검사할 수 있도록 탑재 공간의 개수 만큼 구비되며, 내부에 검출봉(711)을 삽입시키고 검출봉 지지대(712)의 하면에 탄성 지지되는 스프링(718)이 구비되 어, 관통구를 따라 상승한 검출봉(711)을 탄성력에 의해 다시 하강시키게 된다.

또한, 센서부(714)는 검출봉(711)의 상단면과 접촉할 수 있도록 구비되는 접점 센서나, 검출봉(711) 일단의 상승을 감지할 수 있는 적외선 센서 등과 같이, 검출봉(711)이 관통구 내부를 따라 상승하는 것을 감지할 수 있는 다양한 종류의 센서가 사용될 수 있다.

이와 같이 구성된 제1 검출기(710)의 작동 과정은 다음과 같다.

먼저, 수직 구동 실린더(713)의 작동에 의해 검출봉(711) 전체를 하부에 위치한 이송 지그(9) 측으로 이송시켜 각 검출봉(711)이 이송 지그(9) 내의 인서트 탑재 공간 안으로 일부 삽입되도록 한다. 이 때, 도 11B에 도시된 바와 같이, 특정 위치에 이전 조립 사이클을 통해 탑재되었던 인서트 조립체가 남아 있는 경우, 해당 위치로 하강하던 검출봉(711)은 하단의 검출핀(711a)이 인서트 조립체의 상면에 구속되어 검출봉 지지대(712)와 함께 더 이상 하강하지 못하고 검출봉 지지대(712)의 관통구 내부를 따라 상승하게 되므로, 이를 센서부(714)가 검출하여 제어부로 신호를 송신하게 되고, 제어부는 이로부터 잔류 인서트 조립체가 검출되었음을 판단하여 제1 검출기 옆에 구비된 경고등(790; 도 1 참조)을 점등시킴으로써 잔류 인서트 조립체가 있음을 작업자에게 알리게 된다.

(제2 검출기)

제2 검출기(720)는 전술한 인서트 탑재기(100)에 의해 인서트를 탑재한 후, 이송 지그(9) 내의 모든 인서트 탑재 공간에 인서트가 정확히 탑재되었는지를 검사하기 위한 장치로서, 모든 검출봉이 이송 지그(9)에 탑재되어 있는 인서트와 접촉 하여 상승하는 경우를 정상 상태로 인식하고, 그 외의 경우 경고등을 점등하여 작업자에게 인서트 탑재 오류가 있음을 알리는 점만 제외하고는, 상술하여 설명한 제1 검출기(710)와 그 구성 및 작용이 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

(제3 검출기)

제3 검출기(730)는 전술한 호스 탑재기(200)에 의해 호스 조립체(30)를 탑재한 후, 이송 지그(9)에 탑재된 모든 인서트(40)의 노즐 장착구(49)에 호스 조립체(30)가 정확히 삽입되었는지를 검사하기 위한 장치로서, 상술하여 설명한 제2 검출기(720)와 그 구성이 동일하다. 여기서, 검출핀의 직경은 노즐 장착구(49) 내부로 충분히 삽입될 수 있을 정도로 작아야 하며, 검출봉을 삽입된 호스 조립체의 상단 위치 이하까지 충분히 하강시켜 주어야 함은 물론이다.

(제4 검출기)

제4 검출기(740)는 전술한 스폰지 탑재기(300)에 의해 스폰지 조립체(20)를 탑재한 후, 이송 지그(9)에 탑재된 모든 인서트(40)의 노즐 장착구(49)에 스폰지 조립체(20)가 정확히 삽입되었는지를 검사하기 위한 장치로서, 상술하여 설명한 제3 검출기(730)와 그 구성이 동일하다. 여기서, 검출봉을 삽입된 호스 조립체(30)의 상단과 스폰지 조립체(20)의 상단 사이까지 하강시켜 스폰지 조립체(20)의 존재 유무만을 검사해야 함은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 실시예에 따른 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치 는 구동 장치로 사용되는 실린더를 다수 구비하고 있는데, 이러한 구동용 실린더로서 다양한 방식으로 작동하는 실린더를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 구조가 단순하고 보수가 용이하며 친환경적인 공압 실린더를 사용하는 것이 좋다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치는 종래의 수작업에 주로 의존하는 인서트 조립 공정을 대체하여 자동화시킴으로써, 비용을 절감하고 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 일회용 가스 라이터의 인건비 비중을 절감시켜 인건비가 저렴한 외국산 제품 대비 국산 제품의 경쟁력을 향상시키는 효과도 있다.

Claims (22)

1. 인서트의 노즐 장착구에 호스 조립체, 스폰지 조립체 및 노즐 조립체를 순차적으로 삽입시키고, 최종적으로 노즐 조립체의 노즐탑 하단에 형성된 나사부를 노즐 장착구 상부에 형성된 암나사에 체결시키는, 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 작업을 자동으로 수행하는 장치에 있어서,

   인서트 조립체를 탑재하기 위한 이송 지그(9)와;

   상기 이송 지그를 조립 공정을 따라 순회시키는 이송 가이드(900)와;

   상기 이송 가이드를 따라 상기 이송 지그를 이송시켜주는 이송 기구(910, 920, 930, 940)와;

   상기 이송 지그에 인서트를 탑재하는 인서트 탑재기(100)와;

   상기 인서트 탑재기 후단에 구비되어, 상기 이송 지그에 탑재된 인서트에 호스 조립체를 탑재하는 호스 탑재기(200)와;

   상기 호스 탑재기 후단에 구비되어, 호스 조립체 상부에 스폰지 조립체를 탑재하는 스폰지 탑재기(300)와;

   상기 스폰지 탑재기 후단에 구비되어, 스폰지 조립체 상부에 노즐 조립체를 탑재하여 체결하는 노즐 장착기(400); 및

   상기 이송 기구(910, 920, 930, 940), 인서트 탑재기(100), 호스 탑재기(200), 스폰지 탑재기(300) 및 노즐 장착기(400)의 동작을 제어하는 제어부;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 인서트 탑재기의 전단에 구비되어, 이전의 조립 사이클을 수행한 후 제거되지 않고 상기 이송 지그에 남아 있는 인서트를 감지하는 제1 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제1 검출기는,

   하단에 검출핀(711a)이 형성되어 있는 다수의 검출봉(711)과;

   상기 검출봉이 내주연을 따라 수직 왕복하는 관통구가 형성되어 있는 검출봉 지지대(712)와;

   상기 검출봉 지지대를 수직으로 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(713); 및

   상기 각 검출봉이 상기 검출봉 지지대의 관통구 내에서 상승하는 것을 감지하는 센서부(714);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 인서트 탑재기의 후단에 구비되어 인서트 탑재 작업의 이상 유무를 검사하는 제2 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 호스 탑재기의 후단에 구비되어 호스 조립체 탑재 작업의 이상 유무를 검사하는 제3 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 스폰지 탑재기의 후단에 구비되어 스폰지 조립체 탑재 작업의 이상 유무를 검사하는 제4 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 인서트 탑재기는,

   내부의 인서트를 자체 진동에 의해 순차적으로 정렬하여 공급하는 보울피더(bowl feeder; 112)를 포함하는 인서트 공급부(110)와;

   상기 인서트 공급부로부터 공급받은 인서트를 순차적으로 이송해주는 슈트(chute; 190)와;

   상기 슈트의 경로 중간에 구비되어 상기 슈트를 따라 이송되는 각 인서트의 방향을 정렬해주는 인서트 정렬부(120)와;

   상기 슈트를 따라 대기 위치로 이송된 인서트들을 이송 지그(9)의 인서트 탑 재 공간에 탑재시켜주는 인서트 탑재부(140);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 인서트 정렬부는,

   상기 슈트(190)를 타고 이송되어 오는 각 인서트를 파지하여 노즐 장착구(49)의 방향을 검사하는 파지부(121)와;

   상기 파지부(121)를 수직축에 대하여 회전시켜주는 모터(131)와;

   상기 파지부(121)를 상기 슈트(190)의 길이 방향으로 왕복 이동시켜주는 수평 구동 실린더(135); 및

   상기 파지부(121)를 수직으로 이동시켜주는 수직 구동 실린더(136);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 인서트 탑재부는,

   인서트를 파지하는 탑재용 집게(141)와;

   상기 탑재용 집게를 수평 방향으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(145); 및

   상기 탑재용 집게를 수직 방향으로 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(146);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 호스 탑재기는,

    내부의 호스 조립체를 자체 진동에 의해 순차적으로 정렬하여 공급하는 보울피더를 포함하는 호스 공급부(210)와;

    상기 호스 공급부(210)로부터 공급받은 호스 조립체를 순차적으로 이송해주는 슈트(290)와;

    상기 슈트(290)로부터 유입된 호스 조립체를 이송 지그 상의 탑재 위치로 정렬해주는 호스 정렬부(270)와;

    상기 호스 정렬부에 의해 정렬된 호스 조립체를 하방으로 밀어주어 이송 지그에 탑재된 인서트의 노즐 장착구에 삽입시키는 호스 삽입핀(222)과;

    상기 호스 삽입핀을 상하 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(226);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 호스 정렬부(270)는,

    상기 슈트(290)의 말단에 밀착하여 구비되고, 상기 슈트와 대향하는 일측에 호스 조립체를 통과시키기 위한 홈이 형성되어 있는 호스 정렬 블럭(271)과;

    상기 호스 정렬 블럭의 상면에 슈트의 길이 방향으로 왕복 이동이 가능하도록 구비되고, 상기 슈트와 대향하는 일측에 호스 조립체를 유입시켜 지지하기 위한 홈이 형성되어 있는 호스 지지판(272)과;

    상기 호스 지지판을 왕복 이동시키는 지지판 실린더(277);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 호스 정렬부(270)는,

    상기 호스 정렬 블럭(271)을 상기 슈트(290)의 길이 방향과 수직으로 왕복 이동시키는 호스 정렬 실린더(275)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
13. 제 1항에 있어서,

    상기 스폰지 탑재기는,

    내부의 스폰지 조립체를 자체 진동에 의해 순차적으로 정렬하여 공급하는 보울피더를 포함하는 스폰지 공급부(310)와;

    상기 스폰지 공급부로부터 공급받은 스폰지를 순차적으로 이송해주는 슈트(390)와,

    중공 원통형으로 구성되어 내주연 하단부에 스폰지 조립체의 T-디스크(T-disk; 22) 상부 돌기가 삽입되는 스폰지 장착봉(321)과;

    상기 스폰지 장착봉의 중공부에 삽입되어 상기 스폰지 장착봉의 내주연을 따라 왕복 운동하는 내삽핀(322)과;

    상기 스폰지 장착봉을 수평 방향으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(335)와;

    상기 스폰지 장착봉을 수직 방향으로 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(336)와;

    상기 내삽핀을 하강시키는 내삽핀 구동 실린더(326); 및

    상기 내삽핀의 상단부를 탄성 지지하여 하강된 상기 내삽핀을 다시 원위치로 상승시키는 내삽핀 스프링(323);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 스폰지 탑재기는,

    상기 슈트(390)의 말단에 밀착하여 구비되고, 상면에 스폰지 조립체를 안착시키기 위한 고정홈이 형성되어 있는 스폰지 정렬 블럭(371)과;

    상기 스폰지 정렬 블럭을 상기 슈트의 길이 방향과 수직으로 왕복 이동시키는 스폰지 정렬 실린더(375)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
15. 제 1항에 있어서,

    상기 노즐 장착기는,

    저장되어 있는 노즐 조립체(10)를 공급해 주는 노즐 공급부(410)와;

    상기 노즐 공급부(410)로부터 공급받은 노즐 조립체를 순차적으로 이송해주는 슈트(490)와;

    내주연 하단에 노즐 조립체(10)의 노즐탑(12) 기어부와 맞물리는 기어산이 형성되고, 외주연을 따라 평기어부가 형성되어 있는 중공 원통형의 노즐 장착봉(421)과;

    상기 노즐 장착봉의 평기어부와 맞물리도록 수평으로 설치되는 래크 기어(422)와;

    상기 래크 기어를 수평 방향으로 왕복 이동시키는 기어 구동 실린더(425)와;

    상기 노즐 장착봉을 수평 방향으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(435); 및

    상기 노즐 장착봉을 수직 방향으로 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(436);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 노즐 공급부는,

    내부로 상기 슈트의 일단이 관통되어 들어오는 노즐 저장함(411)과;

    일면이 상기 노즐 저장함(411) 내부에 위치하는 상기 슈트의 일단에 밀착되도록 수직으로 구비되는 슈트 연결대(412)와;

    일측면이 상기 슈트 연결대와 밀착된 채로 상하 왕복 운동하고, 상면이 상기 슈트 연결대 측으로 갈수록 하강하도록 경사진 노즐 상승대(413); 및

    상기 노즐 상승대의 하부에 구비되어 상기 노즐 상승대를 상승 및 하강시키는 노즐 상승 실린더(416);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
17. 제 15항에 있어서,

    상기 노즐 장착기는,

    상기 슈트(490)의 말단에 밀착하여 구비되고, 상면에 노즐 조립체를 안착시키기 위한 고정홈이 형성되어 있는 노즐 정렬 블럭(471)과;

    상기 노즐 정렬 블럭을 상기 슈트의 길이 방향과 수직으로 왕복 이동시키는 노즐 정렬 실린더(475)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
18. 제 1항에 있어서,

    상기 노즐 장착기 후단에 구비되어, 노즐 조립체에 대한 체결을 추가적으로 수행함으로써 노즐 조립체가 긴밀하게 체결되도록 해주는 노즐 체결기(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 노즐 체결기는,

    내주연 하단부에 노즐 조립체(10)의 노즐탑(12) 나사와 맞물리는 암나사가 형성되어 있고, 외주연을 따라 평기어부가 형성되어 있는 중공 원통형의 노즐 체결봉(521)과;

    상기 노즐 체결봉(521)의 평기어부와 맞물려 체결봉(521)을 중심축에 대하여 회동시켜주는 래크 기어(522)와;

    상기 래크 기어(522)를 수평 방향으로 왕복 이동시켜주는 기어 이송 실린더(525); 및

    상기 노즐 체결봉(521)을 수직으로 왕복 이동시켜주는 수직 구동 실린더(536);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
20. 제 1항에 있어서,

    상기 인서트 탑재기 전단에 구비되어, 조립이 완료된 인서트 조립체를 상기 이송 지그에서 제거하여 저장해 두는 조립체 수거기(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
21. 제 20항에 있어서,

    상기 조립체 수거기는,

    중공 원통형으로 이루어져 인서트 조립체의 노즐탑(12)을 내주연 하단부에 삽입시키는 인서트 장착봉(621)과;

    상기 인서트 장착봉(621)을 수평 방향으로 왕복 이동시키는 수평 구동 실린더(625)와;

    상기 인서트 장착봉(621)을 수직 방향으로 왕복 이동시키는 수직 구동 실린더(626); 및

    상기 인서트 장착봉(621)이 수평으로 이송되면서 끼워지도록 슬릿이 형성되어 있는 인서트 조립체 이탈판(631);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.
22. 제 1항에 있어서,

    상기 이송 지그는,

    다수개의 인서트 조립체를 동시에 탑재할 수 있도록 다수개의 내부 격벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 일회용 가스 라이터의 인서트 조립 장치.

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