KR200393678Y1 - 자동 캡핑장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크류 캡을 자동으로 용기에 캡핑시키는 자동 캡핑장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 45°경사진 상태의 슈트를 통해 자동으로 공급되는 스크류 캡이 캡리프팅용 실린더를 통해 캡핑척으로 공급될 경우, 캡핑아암의 이동궤적을 관여하는 평면캠의 가이드홈을 통해 상기 캡핑아암이 일정한 동선으로 이루어진 각도 구동을 구현하면서 캡을 용기에 캡핑함으로써, 척킹 작동과 캡핑 작동을 구현하는 공간 상의 제한 문제를 해결하고 이를 통해 자동 캡핑장치의 전체 사이즈를 줄여 소형화시킬 수 있으며, 특히 상기 캡핑척 내부에서 캡이 헛돌거나 이탈되지 않도록 캡을 홀딩하는 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 두고 돌출 형태의 보스 및 볼과, 상기 볼을 외측에서 고정시키는 동시에 상기 볼에 탄성력을 부여시키는 O-링을 구성함으로써, 상기 캡을 용기에 홀딩시 원활한 캡핑 동작이 이루어지도록 하여 효율적이며 능률적인 캡핑 작업이 수행될 수 있도록 하는 자동 캡핑장치에 관한 것이다.

Description

자동 캡핑장치{Auto screw capper}

본 고안은 스크류 캡을 자동으로 용기에 캡핑시키는 자동 캡핑장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 45°경사진 상태의 슈트를 통해 자동으로 공급되는 스크류 캡이 캡리프팅용 실린더를 통해 캡핑척으로 공급될 경우, 캡핑아암의 이동궤적을 관여하는 평면캠의 가이드홈을 통해 상기 캡핑아암이 일정한 동선으로 이루어진 각도 구동을 구현하면서 캡을 용기에 캡핑함으로써, 척킹 작동과 캡핑 작동을 구현하는 공간 상의 제한 문제를 해결하고, 이를 통해 자동 캡핑장치의 전체 사이즈를 줄여 소형화시킬 수 있으며, 특히 상기 캡핑척 내부에서 캡이 헛돌거나 이탈되지 않도록 캡을 홀딩하는 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 두고 돌출 형태의 보스 및 볼과, 상기 볼을 외측에서 고정시키는 동시에 상기 볼에 탄성력을 부여시키는 O-링을 구성함으로써, 상기 캡을 용기에 홀딩시 원활한 캡핑 동작이 이루어지도록 하여 효율적이며 능률적인 캡핑 작업이 수행될 수 있도록 하는 자동 캡핑장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동 캡핑장치는 용기형 제품의 기밀유지 및 사용의 편리를 도모하기 위하여 제품의 캡을 자동으로 체결하는 장치를 말하며, 이러한 자동 캡핑장치는 용기형 제품의 생산 라인에서 매우 중요한 설비를 차지한다.

그런데, 종래의 자동 캡핑장치는 캡공급부에서 공급되는 캡이 캡핑척을 통해 용기까지 도달하여 캡핑되는 공정에 있어서, 상기 캡공급부로부터 공급되는 캡이 캡핑척에 척킹되는 척킹 동작과, 상기 캡핑척에 척킹된 캡이 캡핑 위치에 도달하는 용기에 정확히 일치되도록 하여 결합되는 캡핑 동작이 일정한 궤적을 따라 복잡하게 상하 좌우 이동하면서 이루어지는 바, 그 결과 생산 라인 상에 배치되는 이들 장치들이 구동하는 공간 상에 제약이 크며, 따라서 자동 캡핑장치의 전체 사이즈가 증가하게 되는 문제점이 있다.

종래의 자동 캡핑 장치 및 그 작동순서를 첨부한 도 11 및 도 12를 참조로 간략히 살펴보면 다음과 같다.

종래의 자동 캡핑 장치의 구성을 크게 나누어보면, 1차 캡핑 장치(100)와 2차 캡핑 장치(200), 용기의 이송로가 되는 컨베이어부(30), 캡의 저장 및 공급을 위한 보울피더(11) 및 슈트(12), 컨베이어부를 따라 이송하는 용기를 캡핑 위치로 안내하는 스타휠(41) 등을 포함하여 구성된다.

이러한 구성에 의하여 이루어지는 종래의 자동 캡핑 장치의 작동은 컨베이어부(30)를 따라 용기가 공급되는 단계와; 스타휠(41)에 의하여 용기가 캡핑 위치로 회전되는 동시에 순간 정지되는 단계와; 상기 보울피더(11)로부터 슈트(12)를 경유하여 캡이 공급되는 단계와; 공급된 캡을 1차 캡핑장치가 용기의 상부 개방부에 살짝 올려주면서 1차로 캡핑시키는 단계와; 스타휠(41)의 회전에 의하여 용기가 2차 캡핑 위치로 이동되는 단계와; 2차 캡핑 장치에 의하여 용기의 상단 개방부에 1차 캡핑된 캡이 2차로 완전하게 캡핑되는 단계로 이루어진다.

보다 상세하게는, 종래의 캡핑 방식은 실린더의 수직운동으로 상기 슈트(12)밑으로 공급된 캡을 그 수직선상의 밑에 있는 용기의 개방부에 1차로 살짝 캡핑해주는 1차 캡핑 단계와; 인덱스의 구동으로 동작되는 스타휠에 의해 용기가 2차 캡핑장치의 수직선상의 밑으로 이동하면, 2차 캡핑장치가 용기의 개방부에 1차 캡핑된 캡을 완전하게 캡핑해주는 2차 캡핑 단계로 나누어져 진행되는 방식이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 자동 캡핑 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

1차 캡핑 단계에서 캡의 윗부분(외표면)이 1차 캡핑장치와의 접촉면이므로, 용기의 나선형으로 된 캡과의 조립면과, 캡 내경의 나선형으로 된 조립면이 서로 부정확하게 캡핑되는 문제점이 있다.

이와 같이, 1차 캡핑 단계에서 용기와 캡이 부정확하게 캡핑됨으로써, 2차 캐핑장치에 의한 2차 캡핑 단게에서도 용기에 캡이 완전하게 캡핑되지 않는 에러 작동이 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.

또한, 캡핑 동작이 1차 및 2차 캡핑장치로 나누어져 진행됨으로써, 기계 전체 사이즈가 과도하게 커지는 설비상의 단점도 있다.

결국, 종래의 자동 캡핑장치는 1차 및 2차로 분리되어 진행되는 캡핑 작동이 제대로 진행되지 못하고, 장시간 작동시에 소재의 강제 열화 및 마모에 의해 캡에 결함이 발생되기도 하며, 그에따라 캡 자체의 변형이 발생하기도 하며, 용기와 캡의 결합에 있어서 불완전하고 부적합한 결합이 발생하여 캡핑하는 도중에 캡이 헛돌거나 이탈하는 현상이 발생하게 되며, 이로 인하여 제품의 불량률이 높아지는 폐단이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로서, 캡공급부를 통해 공급되는 스크류 캡이 자전에 해당하는 회전에 의해 캡핑을 실시하는 캡핑본체부의 캡핑척에 에어 실린더를 통해 자동으로 척킹된 상태에서, 컨베이어장치를 통해 이송되어 스타휠(star wheel)에 투입된 용기가 캡핑 위치에 도달할 경우, 상기 캡핑척이 수직으로 하강하면서 상기 용기의 입구부에 상기 스크류 캡을 일정한 회전 속도로 회전시켜 캡핑을 실시하고, 캡핑된 용기를 다시 배출대쪽으로 자동 이송시키는 작업을 수행하는 자동 캡핑장치에 있어서, 45°경사진 상태의 슈트를 통해 자동으로 공급되는 스크류 캡이 캡리프팅용 실린더를 통해 캡핑척으로 공급될 경우, 캡핑아암의 이동궤적을 관여하는 평면캠의 가이드홈을 통해 상기 캡핑아암이 일정한 동선으로 이루어진 각도 구동을 구현하면서 캡을 용기에 캡핑함으로써, 척킹 작동과 캡핑 작동을 구현하는 공간 상의 제한 문제를 해결하고, 이를 통해 자동 캡핑장치의 전체 사이즈를 줄여 소형화시킬 수 있으며, 특히 캡핑척의 캡홀딩 구조를 개선하되, 캡 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 두고 돌출 형태의 보스 및 볼과, 상기 볼을 외측에서 고정시키는 동시에 그 볼에 탄성력을 부여시키는 O-링을 적용하여 용기에 캡을 캡핑시 효율적이며 능률적인 캡핑 동작이 구현될 수 있도록 하는 자동 캡핑장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용기를 투입 위치에서 캡핑 위치까지 이송시켜 캡핑되도록 하고, 캡핑 작동이 완료되면 용기를 취출시키는 컨베이어부와; 상기 컨베이어부로부터 이송되어 일정 간격을 두고 배열 형성된 홈부에 투입된 용기를 상기 캡핑 위치로 회전시켜 용기클램핑부를 통해 고정시킨 다음, 캡핑 공정이 이루어지도록 하는 간헐 작동 방식의 스타휠로 이루어진 구동부를 포함하여 구성된 자동 캡핑장치에 있어서,

나선형 형태로 캡이 저장되는 보울 피더와, 상기 캡이 하단부의 안내홈에 하나씩 연속적으로 공급되도록 일정한 각도의 기울기를 갖는 슈트와, 상기 안내홈에 안착된 캡이 캡핑척으로 척킹되도록 공급시켜주는 캡리프팅용 실린더를 포함하는 캡공급부와; 캡을 척킹하여 용기에 캡핑시키는 캡핑척과, 상기 캡을 캡핑한 캡핑척을 용기의 개방부로 캡핑 이동시키는 캡핑아암과, 상기 캡핑척과 연결되어, 캡핑척이 일정한 동선으로 이루어진 각도 구동을 구현하도록 상기 캡핑아암의 이동궤적을 관여하는 가이드홈을 갖는 평면캠과, 용기의 개방부에 캐핑된 캡을 회전 체결시키도록 캡핑척의 상단에 연결된 에어모터를 포함하는 캡핑본체부와; 상기 캡핑척의 위치와 각도 및 캡핑 속도 그리고, 캡핑 강도 등의 제어를 위한 구동수단 및 콘트롤장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 캡핑 장치를 제공한다.

특히, 상기 가이드홈은 수직방향→ 기울기 방향→ 수직 방향을 반복하면서 왕복 이동하는 궤적이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캡핑척은 캡을 홀딩하는 홀딩부에 일체 또는 별도로 구비된 홀딩수단이 설치되어 있으며, 상기 별도의 홀딩수단이 캡을 견고히 홀딩하도록 보조하는 보조수단이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 홀딩수단은 상기 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 두고 일체로 돌출 형성된 보스와, 상기 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 둔 장착홀에 별도로 삽입된 볼인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조수단은 내측 둘레면에 위치한 볼이 이탈되지 않도록 외측 둘레면에 감겨진채 상기 볼에 탄성력을 발휘하는 O-링인 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 장착홀은 캡의 너링에 꼭맞게 상기 볼의 일정 길이가 돌출된 상태에서 볼이 빠지지 않도록 그 직경이 외측에서 내측으로 작아지는 형태인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 고안에 따른 자동 캡핑장치를 나타내는 사시도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 자동 캡핑장치는 보울 피더(bowl feeder)(11)에 나선형 형태로 캡(1)이 저장된 채 슈트(12)의 하단부에 하나씩 연속적으로 캡(1)을 공급하고, 이렇게 공급된 캡(1)을 캡핑본체부(20)의 캡핑척(21)에 캡리프팅용 실린더(13)를 통해 척킹하는 캡공급부(10)와, 상기 캡핑척(21)에 척킹된 캡(1)을 용기(2)에 캡핑할 수 있도록 승하강 작동하는 동시에 각도 구동이 가능한 구동레버를 갖는 캡핑본체부(20)와, 용기(2)를 투입 위치에서 캡핑 위치까지 이송시켜 캡핑되도록 하고, 캡핑 작동이 완료되면 용기(2)를 취출시키는 컨베이어부(30)와, 상기 컨베이어부(30)로부터 이송되어 일정 간격을 두고 배열 형성된 홈부(41a)에 투입된 용기(2)를 상기 캡핑 위치로 회전시켜 용기클램핑부(43)를 통해 고정시킨 다음, 캡핑 공정이 이루어지도록 하는 간헐 작동 방식의 스타휠(41)로 이루어진 구동부(40)로 구성되어 있다.

이를 더욱 구체적으로 설명하자면, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 캡공급부(10)는 캡이송로(11a)가 나선형 형태로서, 이를 통해 캡(1)이 가이드되도록 형성되어 있는 보울 피더(11)와, 상기 보울 피더(11)의 상단부에 연결되어 45°경사진 형태를 이루며, 자중에 의해 캡(1)이 연속으로 공급되어 정렬되면서 안내홈(12a)에 안착되도록 하는 슈트(12)와, 상기 슈트(12)의 안내홈(12a)에 안착되어 있는 캡(1)을 일정한 시간 간격을 두고 하나씩 캡핑척(21)에 삽입되도록 하는 캡리프팅용 실린더(13)를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상기 보울 피더(11)의 하단에는 상하로 높이 조절이 가능하도록 높이조절부(14)가 형성되어 있다.

상기 높이조절부(14)는 지지수단을 이루는 한 쌍의 파이프(14a,14b)로 구성되며, 지지대를 이루는 하부 파이프(14b)를 주축으로 한 상태에서 상부 파이프(14a)가 삽입되어 상하로 가이드 가능하도록 되어 있으며, 높이조절부(14)를 통해 상부 파이프(14a)가 일정한 위치에서 고정될 수 있도록 되어 있다.

이때의 상기 높이조절부(14)는 상기 상부 파이프(14a)에 삽입되는 동시에 하부 파이프(14b)에 걸쳐 있는 상태에서 볼트 형태를 갖는 조절바(14c)가 나사 조절되는 구성으로서, 일정한 두께를 갖는 링구조로 이루어진 조절너트(14d)이다.

또한, 상기 캡핑본체부(20)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 캡(1)을 후술하는 컨베이어부(30)로 이송된 용기(2)에 원활하게 캡핑할 수 있도록 콘트롤장치(50)를 통해 위치와 각도 및 캡핑 속도 그리고, 캡핑 강도 등을 조절하면서 캡핑척(21)을 안내하는 캡핑아암(22)과, 상기 캡핑아암(22)의 단부에 위치하여 캡(1)을 척킹한 후 에어모터(22a)의 자전에 해당하는 회전을 통해 캡핑 작동을 수행하는 캡핑척(21)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 수직 방향의 가이드 레일(23)을 기준으로 캡핑아암(22)의 이동궤적을 관여하는 평면캠(24)의 가이드홈(24a)을 통해 상기 캡핑아암(22)이 일정한 동선으로 이루어진 각도 구동을 구현하면서 캡(1)을 용기(2)에 캡핑하는 바, 고정된 가이드 레일(23)을 따라 캡핑아암(22)이 안정되게 수직으로 하강시 상기 가이드홈(24a)의 궤적을 따라 수직이동→ -45°기울기 이동→ 수직 이동을 반복하면서 왕복 이동하게 된다.

이때, 하강하는 동시에 -45°경사지게 기울어진 상태로 각도 구동할 경우, 상기 캡리프팅용 실린더(13)의 전진 작동에 의해 캡(1)이 캡핑척(21)에 척킹하게 되고, 이어서 상기 캡핑척(21)이 수직 하강시 캡핑척(21)에 척킹된 캡(1)은 용기(2)에 캡핑 구동을 통해 결합된다.

상기 캡핑척(21)은 캡핑아암(22)에서 간단히 분리가능하도록 된 것이 바람직하며, 이는 캡(1)의 규격이 다른 경우, 이를 교체하여 원활히 척킹할 수 있게 하는 기능을 갖게 된다.

이와 같이, 본 고안에 따른 캡핑본체부(20)에 있어서, 상기 평면캠(24)의 가이드홈(24a)을 통한 캡핑아암(22)의 일정한 구간으로 이루어진 각도 구동은 캡리프팅용 실린더(13)를 통한 캡핑척(21)에 대한 캡(1)의 척킹 작동과, 상기 캡핑척(21)과 용기(2)의 캡핑 작동을 짧은 작동 구간, 즉 가이드홈(24a)의 이동 궤적 사이에서 연속적으로 이루어지도록 되어 있다.

이는 기존의 척킹 작동과 캡핑 작동을 구현하는 공간 상의 제한 문제를 해결할 수 있게 되어 자동 캡핑장치의 전체 사이즈를 줄여 소형화시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 캡핑아암(22)의 초기 높이를 변경하는 높이조절 핸들(25a)과, 상기 높이조절 핸들(25a)의 수직방향으로 형성되는 볼트 형상의 높이조절축(25b)과, 상기 높이조절축(25b)이 삽입되어 상하 이동 가능하도록 내경에 나사부가 형성된 높이조절대(25c)로 이루어진 높이조절부(25)가 구성되어 있다.

위와 같이 캡공급부(10)와 캡핑본체부(20)에는 각각 높이조절부(14,25)가 구성되어 있는 바, 이는 용기(2)의 규격이 다른 경우, 서로 연결 작동되는 캡공급부(10)와 캡핑본체부(20)가 서로 연동 가능하게 일치된 상태에서 작동 가능하도록 그 높이를 조절하도록 되어 있다.

이와 같이, 캡(1)이나 용기(2)의 규격이 다른 경우, 원활하게 작동할 수 있는 기능을 갖는 본 고안에 따른 캡핑장치는 다품종 소량 생산 공정에 용이하게 이동될 수 있을 뿐만 아니라, 캡핑장치가 용기(2)의 내부에 화장품, 의약품, 식료품 등의 내용물을 충전시키는 필링(Filling) 공정과 연동할 수 있는 구조로 되어 있으므로 자동화 생산 라인에 유용한 이점이 있다.

또한, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 컨베이어부(30)는 용기(2)를 투입 위치에서 캡핑 위치까지 이송시켜 캡핑되도록 하고, 캡핑 작동이 완료되면 용기(2)를 취출시키는 작동으로 이루어지는 바, 제1구동모터(31)를 통한 스프로킷(32)의 회전 구동에 의해 연동수단인 체인(33)이 회전하면서 용기(2)를 지속적으로 이송시키는 장치이다.

마지막으로, 상기 구동부(40)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 컨베이어부(30)로부터 이송되어 투입된 용기(2)를 캡핑 위치에서 고정시킨 다음, 캡핑 작업을 수행한 후 그 반대 방향으로 회전시켜 이송되도록 하는 스타휠(41)과, 일정간격을 두고 배열된 홈부(41a)의 일측에 상기 용기(2)가 캡핑 위치에서 그 홈부(41a)에 고정될 수 있도록 하는 용기클램핑부(43)와, 상기 스타휠(41)을 회전 구동시키는 제2구동모터(42)로 구성되어 있다.

이때, 상기 제2구동모터(42)를 통한 스타휠(41)의 회전시 그 스타휠(41)이 반복적으로 이동 및 정지하는 간헐작동을 수행하도록 하는 인덱스장치(44)가 상기 스타휠(41)의 중심축(45) 하단에 축고정되어 있는 바, 상기 인덱스장치(44)는 제2구동모터(42)와 스타휠(41) 사이에 장착되어 일정한 모터 구동 속도를 소정의 간헐 작동으로 전환시키게 된다.

여기서, 상기 인덱스장치(44)에 의한 스타휠(41)의 간헐적인 회전작동은, 도 6에 도시된 바와 같이, 스타휠(41)이 1회전, 즉 360°회전하는데 있어서, 1/8회전, 즉 45°씩 이동한 다음, 일정시간 동안 정지하는 작업을 반복하게 되는데, 회전 및 정지하는 시간 간격을 1구간으로 했을 경우, 1/3구간동안 회전이동하고, 2/3구간동안 정지 작동을 반복하면서 간헐적으로 회전하게 된다.

이는 상기 스타휠(41)이 2/3구간동안 정지시 캡핑척(21)이 캡(1)을 용기(2)에 캡핑하는 작동이 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 인덱스장치(44)는 일반적으로 공지된 기술로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 홈부(41a)는 상기 스타휠(41)을 중심으로 각각 8등분된 45°의 구간 배치 형태로 이루어져 있으며, 상기와 같은 원활한 작동을 구현할 수 있게 된다.

한편, 도 7은 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 용기클램핑부를 나타내는 도면으로서, 상기 용기클램핑부(43)의 구조는, 일정한 간격을 두고 배치된 스타휠(41)의 홈부(41a) 일측으로 홀더(43a)를 작동시켜 용기(2)의 위치를 고정/해제하는 용기고정실린더(43b)로 구성되어 있다.

이는 캡핑 위치로 이송이 완료된 용기(2)를 클램핑하여 캡핑이 수행되는 동안 용기(2)를 고정시키고 캡핑이 완료되면 클램핑을 해제하는 작동을 반복적으로 수행하게 된다.

여기서, 미설명부호 46은 타이밍감지센서로서, 타이밍캠(46)의 구동을 통해 용기클램핑부(43)가 용기(2)를 홀딩하도록 하는 작동, 캡(1)이 캡핑척(21)으로 리프팅되는 작동, 캡핑척(21)의 상하 작동, 캡핑척(21)의 캡핑 작동, 생산량 등을 감지하게 된다.

또한, 도 1에 도면부호 50은 콘트롤장치로서, 본 고안의 캡핑장치를 이루는 각 구성들의 작동을 제어하도록 설정되어 있다.

이러한 구성을 갖는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 작동 원리에 대해 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 8a ~ 8g는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 작동상태를 나타내는 작동도를 보여주고 있는 바, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 캡공급부(10)의 경사진 형태의 슈트(12)에 캡(1)이 정렬 공급된 후, 캡리프팅용 실린더(13)에 조립되어 있는 캡삽입 홀더(13a)에 캡(1)을 고정시킨 다음, 이를 이송시켜 캡핑척(21)에 캡(1)을 척킹, 즉 공압모터를 통한 진공압을 발생시켜 끼워주게 된다.

도 8c는 캡핑척(21)에 캡(1)이 척킹되고, 상기 캡핑척(21)을 포함한 캡핑아암(22)이 평면캠(24)의 가이드홈(24a)을 따라 후진상태로 가이드되는 것을 보여주며, 도 8d는 상기 캡핑아암(22)이 전진하여 가이드홈(24a)을 따라 전진 이동하게 될 경우, 공압 모터가 구동되어 캡핑척(21)이 회전을 시작하게 된다.

평판캠에 의한 각도 구동이 완료되면 캡(1)과 용기(2)의 중심이 일치되어 상하 운동이 시작되며, 이때 상기 캡핑척(21)의 회전 구동은 지속적으로 이루어지게 된다(도 8e 참조).

첨부한 도 8f는 캡핑척(21)과 용기(2)가 결합되어 캡핑 작동이 수행되는 것을 보여주는 도면으로서, 용기(2)가 캡핑 위치에 이송되면 캡핑척(21)이 용기(2) 높이까지 적정 거리만큼 하방 이동하는데 용기(2)마다 그 높이가 다를 경우를 대비하여 콘트롤장치(50)는 이동 거리를 변화시키거나 캡핑척(21)의 초기 높이를 변화시키게 된다.

한편, 캡핑 작동이 이루어지기 바로 직전에 용기클램핑부(43)의 홀더(43a)는 용기를 스타휠(41)의 홈부(41a)에 견고히 고정시켜 캡핑 작동시 용기(2)가 함께 회전하지 않도록 유도하는 기능을 하게 된다.

도 8g는 캡핑 작동이 완료된 후, 최초의 구동 위치로 복귀하는 캡핑아암(22)을 보여주고 있다.

이와 같은 순서로 용기의 캡핑작업이 진행됨에 있어서 상기 용기가 연속적으로 컨베이어부(30)를 타고 이송되어 오기 때문에 캡의 척킹공정과 캡핑공정은 동시에 이루어질 수 있다.

이와 같은 기술적 구성 및 상기 구성을 통한 작동 원리로 이루어진 본 고안은 상기 캡(1)과 캡핑척(21)이 캡리프팅용 실린더(13)에 의해 척킹 작동을 구현함에 있어서, 물결 형상의 너링이 형성된 캡(1)의 외측면이 캡핑척(21)의 내측 둘레인 홀딩부(21a) 내에 삽입되는 바, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 홀딩부(21a) 내측의 둘레면을 따라 내측으로 일체 돌출 형성된 홀딩수단인 보스(21b)가 일정 간격을 두고 형성되어 있다.

또한, 상기 보스(21b)와 마찬가지로, 상기 홀딩부(21a) 내측의 둘레면을 따라 탄성력을 부여하는 O-링(21d)을 통해 별도로 돌출 형성되는 볼(21c)이 상기 캡(1)을 견고하게 홀딩 가능하도록 형성되어 있는 바, 상기 O-링(21d)은 내측 둘레면에 위치한 볼(21c)이 외측으로 이탈되지 않도록 외측 둘레면에 감겨진채 상기 볼(21c)에 척력(탄성력)을 발휘하게 된다.

이때, 상기 볼(21c)이 장착되는 장착홀(21c-1)은 외측에서 내측으로 직경이 작아지는 구성으로 캡(1)의 너링에 꼭맞게 상기 볼(21c)의 일정 길이가 돌출된 상태에서 볼(21c)이 빠지지 않도록 되어 있다.

이에 캡(1)은 캡핑척(21)에 삽입된 채 좌우로 유동되지 않고 항상 제위치를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 본 고안에 따른 자동 캡핑장치에 있어서, 캡(1)의 표면에 너링된 홈의 각도에 맞게 캡핑척(21)이 견고하게 척킹되어 캡(1)이 캡핑척(21) 내부에서 헛돌거나 이탈되지 않게 됨에 따라 생산 라인에서 항상 원활한 캡핑 작동이 이루어지게 된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 자동 캡핑장치에 의하면, 캡핑척 내부에서 캡이 헛돌거나 이탈되지 않도록 캡을 홀딩하는 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 두고 내측 방향으로 돌출 형성된 보스 및 일정한 간격을 두고 고정된 볼과, 상기 볼을 외측에서 고정시키는 동시에 상기 볼에 탄성력을 부여시키는 O-링으로 구성하여 상기 캡을 캡핑척에 척킹시 제위치에 견고하게 홀딩되도록 함으로써, 항상 원활한 캡핑 동작이 이루어지도록 하여 효율적이며 능률적인 캡핑 작업이 수행될 수 있도록 하는 효과가 있다.

즉, 기존의 1차 및 2차의 캡핑 동작으로 이루어져 용기의 개방부에 대한 캡의 캡핑이 제대로 수행되지 못하던 점을 배제하여, 용기의 개방부에 대한 캡의 캡핑이 에러없이 완전하게 이루어지는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 캡핑장치는 기존의 1차 및 2차로 나누어져 있던 캡핑 장치에 비하여 전체 캡핑 장치의 크기 및 설치공간을 줄일 수 있어, 설치비의 절감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 자동 캡핑장치를 나타내는 사시도,

도 2a 및 도 2b는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 캡공급부를 나타내는 분해사시도 및 사시도,

도 3a 및 도 3b는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 캡핑본체부를 나타내는 분해사시도 및 사시도,

도 4a 및 도 4b는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 컨베이어부를 나타내는 분해사시도 및 사시도,

도 5a 및 도 5b는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 구동부를 나타내는 분해사시도 및 사시도,

도 6은 본 고안에 따른 구동부의 스타휠의 작동 상태를 나타내는 작동도,

도 7은 본 고안에 따른 구동부의 용기클램핑부를 나타내는 사시도,

도 8a ~ 8g는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 작동상태를 나타내는 작동도,

도 9는 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 캡핑척 구조를 나타내는 수평 단면도,

도 10은 본 고안에 따른 자동 캡핑장치의 캡핑척 구조를 나타내는 수직 단면도,

도 11은 종래의 자동 캡핑장치를 보여주는 사시도,

도 12는 종래의 자동 캡핑장치를 나타내는 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 캡 2 : 용기

10 : 캡공급부 11 : 보울 피더

12 : 슈트 13 : 캡리프팅용 실린더

14 : 높이조절부 20 : 캡핑본체부

21 : 캡핑척 21a : 홀딩부

21b : 보스 21c : 볼

21c-1 : 장착홀 21d : O-링

22 : 캡핑아암 23 : 가이드 레일

24 : 평면캠 25 : 높이조절부

30 : 컨베이어부 31 : 제1구동모터

32 : 스프로킷 33 : 체인

40 : 구동부 41 : 스타휠

42 : 제2구동모터 43 : 용기클램핑부

44 : 인덱스장치 45 : 중심축

46 : 타이밍캠 47 : 타이밍감지센서

50 : 콘트롤장치 100 : 1차 캡핑장치

200 : 2차 캡핑장치

Claims (6)

1. 용기를 투입 위치에서 캡핑 위치까지 이송시켜 캡핑되도록 하고, 캡핑 작동이 완료되면 용기를 취출시키는 컨베이어부와; 상기 컨베이어부로부터 이송되어 일정 간격을 두고 배열 형성된 홈부에 투입된 용기를 상기 캡핑 위치로 회전시켜 용기클램핑부를 통해 고정시킨 다음, 캡핑 공정이 이루어지도록 하는 간헐 작동 방식의 스타휠로 이루어진 구동부를 포함하여 구성된 자동 캡핑장치에 있어서,

   나선형 형태로 캡이 저장되는 보울 피더와, 상기 캡이 하단부의 안내홈에 하나씩 연속적으로 공급되도록 일정한 각도의 기울기를 갖는 슈트와, 상기 안내홈에 안착된 캡이 캡핑척으로 척킹되도록 공급시켜주는 캡리프팅용 실린더를 포함하는 캡공급부와;

   캡을 척킹하여 용기에 캡핑시키는 캡핑척과, 상기 캡을 캡핑한 캡핑척을 용기의 개방부로 캡핑 이동시키는 캡핑아암과, 상기 캡핑척과 연결되어, 캡핑척이 일정한 동선으로 이루어진 각도 구동을 구현하도록 상기 캡핑아암의 이동궤적을 관여하는 가이드홈을 갖는 평면캠과, 용기의 개방부에 캐핑된 캡을 회전 체결시키도록 캡핑척의 상단에 연결된 에어모터를 포함하는 캡핑본체부와;

   상기 캡핑척의 위치와 각도 및 캡핑 속도 그리고, 캡핑 강도 등의 제어를 위한 구동수단 및 콘트롤장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 캡핑장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드홈은 캡핑척이 수직방향→ 기울기 방향→ 수직 방향을 반복하면서 왕복 이동하는 궤적으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동 캡핑장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 캡핑척은 캡을 홀딩하는 홀딩부에 일체 또는 별도로 구비된 홀딩수단이 설치되어 있으며, 상기 별도의 홀딩수단이 캡을 견고히 홀딩하도록 보조하는 보조수단이 설치된 것을 특징으로 하는 자동 캡핑장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 홀딩수단은 상기 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 두고 일체로 돌출 형성된 보스와, 상기 홀딩부 내측의 원형 둘레에 일정한 간격을 둔 장착홀에 별도로 삽입된 볼인 것을 특징으로 하는 자동 캡핑장치.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 보조수단은 내측 둘레면에 위치한 볼이 이탈되지 않도록 외측 둘레면에 감겨진채 상기 볼에 탄성력을 발휘하는 O-링인 것을 특징으로 하는 자동 캡핑장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 장착홀은 캡의 너링에 꼭맞게 상기 볼의 일정 길이가 돌출된 상태에서 볼이 빠지지 않도록 그 직경이 외측에서 내측으로 작아지는 형태인 것을 특징으로 하는 자동 캡핑장치.