KR20220115155A - 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치 - Google Patents

로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치 Download PDF

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KR20220115155A
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Abstract

본 발명은, 파우치들 낱장단위로의 인출과 그립의 확실성이 있으면서도 이송 및 포장의 속도와 위치선정의 정확성을 향상할 수 있는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에 관한 것으로, 이송장치 내지는 적재장치로부터 인출하기 위하여 흡착해제, 흡착 및 그립을 수행하고, 내용물의 투입을 위하여 그립상태에서 흡착 및 암들의 간격조절을 수행하기 위하여, 원주방향으로 배열되어 소정의 공정에 대응되는 위치로 회전 이송되는 복수의 그립부를 포함하는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치를 제공한다.

Description

로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치{PUUCHES TRANSFERRING AND PACKING APPARATUS OF ROTARY TYPE}
본 발명은 포장용 파우치 이송 및 포장과 관련된 것으로서, 보다 구체적으로는 파우치들 낱장의 인출과 그립의 확실성이 있으면서도 이송 및 포장의 속도와 위치선정의 정확성을 향상할 수 있는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에 관한 것이다.
파우치(Pouch)는 작은 주머니를 의미하는 것으로 정의되어 있으나, 산업적으로는 식품 등을 저장할 때 용기처럼 쓸 수 있고 밀봉할 수 있는 유연성의 작은 백을 의미한다. 통상 이러한 파우치는 플라스틱이나 포일로 만들며 전통적으로는 식품을 저장하는 데 많이 사용되어 왔으나 근래에는 가볍고 생산 단가가 낮기 때문에비교적 얇고 부피와 무게가 작은 물품을 포장하는 데 다양하게 활용되고 있다.
그 일례로서, 마스크팩을 포장하는 데 사용되고 있으며, 마스크팩이란 여성들이 아름답게 보이기 위한 방법으로 피부가 거칠어지거나 햇볕에 타서 피부가 거칠어지거나 피로할 때 얼굴 등 피부에 영양을 공급하여 피부를 탄력 있게 가꾸기 위하여 세안 후 얼굴에 부착하여 사용하는 것을 말한다. 이러한 마스크 팩은 부직포, 미용 필름 등을 일정한 형태로 압축시켜서 마사지할 얼굴 부위에 덮어씌울 수 있도록 원형이나 얼굴 모양의 여러 가지 종류의 마스크 팩이 출시되고 있고 파우치에 낱장으로 포장되어 간편하게 사용할 수 있게 한다. 이러한 마스크 팩용 파우치에는 피부미용에 도움을 주는 천연오일, 로션 등을 혼합한 미용액을 충전하여 다양한 성분이 마스크 팩에 함침되도록 하고 마스크 팩을 담은 파우치 주입구를 밀봉하여 포장되고 있다. 그리고 사용시에는 파우치를 절단한 후 마스크 팩을 꺼내어 얼굴에 부착하여 사용한다.
한편, 근래에는 미세먼지와 바이러스의 방지를 위하여 호흡용 마스크의 요구가 급증함에 일회용 마스크의 포장에 사용이 증가되고 있는 추세이다.
다른 적용예로서 레토르트 식품의 포장에 사용되는 경우이다. 공개특허 제10-2012-0045939호는 종래기술의 레토르트 파우치 포장장치를 개시하고 있다.
전통적인 방식의 파우치 포장에서 파우치 필름의 좌우측 단부를 열 접착하는 양측단부 열 접착롤러가 구비되고, 상기 양측단부 열 접착롤러의 하측에는 파우치 필름을 수평방향으로 열 접착하는 상하단부 열 접착롤러가 구비되며, 열 접착롤러를 거쳐 내용물이 채워진 파우치 팩을 수평방향으로 절단하는 절단롤러가 구비된다. 또한, 롤러 사이를 지나가는 상기 파우치 필름에 표시된 소정의 표식을 센서가 감지함으로써 절단롤러가 파우치팩의 상측과 하측을 절단하게 된다.
근래에는 이러한 파우치의 제조 및 포장과 관련하여 이송 효율을 높이고 불량률은 낮출 수 있는 다양한 방식이 제안되고 있으며, 회전방식으로 다양한 공정을 결합하는 로터리 방식의 포장장치의 사용이 증가하고 있다.
한국등록특허공보 제10-1253511호는 종래기술의 로터리 포장기용 파우치 연동 노즐 시스템을 공개하고 있으며, 도 1은 이에 대한 구성도이다.
이를 구체적으로 살펴보면, 로터리 바아(22)와 노즐 지지대(46) 및 두 개의 노즐(12)이 있는 상태(여기서 기준 위치라 함은 이해의 편의상 로터리 바아(22)와 노즐 지지대(46) 및 두 개의 노즐(12)이 원점위치에 있으면서 노즐 지지대(46)와 노즐(12)은 하강한 상태로 규정함)에서 서보 모터(65A)의 모터축을 일방향으로 회전시키면, 볼스크류(65B)가 회전하여 볼스크류 너트(65C)가 볼스크류(65B)의 일단부측에서 타단부측으로 직선 운동식으로 이동하므로, 볼스크류 너트(65C)에 연결된 로터리 바아(22)와 노즐 지지대(46) 및 두 개의 노즐(12)이 턴테이블(8)과 그립퍼(10)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되면서 노즐(12) 일측의 유입구에 연결된 튜브로부터 액상 약품과 같은 내용물을 파우치(2)에 충전되도록 한다.
그런데, 이러한 경우에도 다수의 파우치에 대해 동시에 여러공정을 수행하는 것에는 한계가 있다. 특히 충진과 그립 사이의 연동성과 정확성이 보장되지 않아 속도, 더욱 정확하게는 회전속도의 증가를 위하여서는 개선된 구조가 필요하다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 복수의 파우치의 충전, 이송, 실링 및 스택 공정을 동시에 수행할 수 있으면서도 작동의 정확성과 신속성이 향상될 수 있는 구조를 가지는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 파우치들이 이송되는 이송수단으로부터 인출되는 인출위치(a)와 내용물이 파우치 내부로 투입되는 포장위치(b)와 파우치를 외부로 이탈시키는 배출위치(c)에 대해 회전되는 회전플레이트(2310); 상기 회전플레이트에 원주방향으로 배열되고 각각 반경방향으로 이동되는 추종부(1300)와, 상기 추종부에 접촉되는 부위가 가변되면서 회전플레이트에 대해 회동되어 상호 간격이 조정되는 한 쌍의 간격조절암부(1100)와, 상기 간격조절암부에 대해 회동 가능하도록 결합되어 그립상태를 유지 및 해제할 수 있는 한 쌍의 그립암부(1200)를 구비하는 복수의 그립부(1000); 외면으로 상기 추종부의 캠접속부가 추종되면서 반경방향으로의 위치를 변화시켜 간격조절암부 사이의 간격을 조절하도록 하는 캠부(2010); 상기 인출위치 및 배출위치에 배치되고 그립암부에 외주방향으로 밀어내는 힘을 적용하여 그립상태를 해제하도록 하는 푸시부(2100) 및 상기 인출위치 및 포장위치에 배치되어 그립부의 작동에 연동하여 파우치에 흡착력을 제공하는 흡착부(4000)를 포함하는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치를 제공한다.
바람직한 실시예로서, 간격조절암부는 회전플레이트에 대해 암축부(1110)에서 회전 가능한 암프레임(1101)과, 상기 암프레임의 내측 말단의 암팔로잉부(1120)와, 암프레임의 외측 말단의 암접촉부(1130)를 구비하되, 내측의 암팔로잉부가 추종부와 접촉되는 부위는 서로 평행하게 마주보도록 절곡될 수 있다.
상기 그립암부는 암프레임의 외측으로 회전 가능하게 그립축부(1210)에 결합되고 외측 말단에서 암접촉부에 밀착 및 이격되는 그립접촉부(1230)와 내측 말단에서 푸시부의 동력을 전달받는 그립팔로잉부(1220)를 구비할 수 있다.
상기 그립암부는 그립축부에서 그립팔로잉부의 가상의 연결선이 반경방향에 대해 경사지도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 캠부는 포장위치에서 다른 부위보다 외주로 더 돌출되어 한 쌍의 간격조절암부의 외측 말단이 인접되도록 하되, 파우치를 그립한 그립부가 인출위치로부터 포장위치로 진입시 반경방향의 위치의 변화가 포장위치로부터 이탈시 반경방향의 위치 변화보다 급격하도록 경사도가 크게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 흡착부는 포장위치에서 한 쌍의 간격조절암부의 외측 말단이 인접되도록 하여 파우치 입구의 유격이 발생하면 내측 및 외측에서 흡착하고 잡아당겨 입구를 벌림으로써 내용물이 투입 가능하도록 하되, 흡착 작동 시점은 돌출부로의 경사 구간 이후에 상사점의 시작 위치에서 이루어지고 흡착 해제 시점은 돌출부로부터 이탈되는 경사 구간 직전의 상사점 위치에서 이루어질 수 있다.
또한, 상기 포장위치 이후의 프레스위치(d)에 고정 배치되어 파우치 입구를 실링하는 프레스부(2200)를 더 포함할 수 있다.
상기된 본 발명의 구성에 따라, 하나의 장치로 이루어지는 그립부에서 간격의 조절과 그립상태의 유지 및 해제의 제어를 분리하여 구성함으로써 신속성과 정확성을 보장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 원주방향으로 소정의 공정위치들을 정의하고 그립부가 회전하는 과정에서 캠부와의 접촉에 따라 거동이 제어되고 이에 연동되어 푸시부 및 프레스부가 동작되므로 회전이 빠르게 이루어지더라도 적응이 가능하며, 다양한 공정을 융합하여 하나의 회전에서 적재함 인출부터 실링 및 배출까지 선택된 모든 공정의 소화가 가능하기 때문에 생산성이 비약적으로 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 로터리 포장기용 파우치 연동 노즐 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에 구성되는 그립부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에서 그립부들이 배열된 상태를 상측에서 나타낸 투시도이다.
도 4는 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에서 각 공정위치별 푸시부와 프레스부의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에 대한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치를 상세히 설명한다.
이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 기본적으로, 소정의 이송장치 내지는 적재장치로부터 인출하기 위하여 흡착해제, 흡착 및 그립을 수행하고, 내용물의 투입을 위하여 그립상태에서 흡착 및 암들의 간격조절을 수행하도록 원주방향으로 배열되어 소정의 공정에 대응되는 위치로 회전 이송되는 복수의 그립부를 포함하는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치를 제공한다.
본 발명에서 적용되는 파우치란 폭과 높이보다 두께가 작고 어느 정도 변형성을 가지는 다양한 주머니 형태가 적용될 수 있으며, 그 크기나 재질 등은 제약되지 않는다. 또한, 파우치에 의하여 포장되는 물품은 마스크, 마스크팩, 화장품, 약재 등 적용에 제한이 있는 것은 아니다.
또한, 공정과 공정의 사이란 스태킹, 재료의 투입, 실링, 분류 등 파우치의 제조 및 포장 공정 중에서 제한되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에 구성되는 그립부를 설명하기 위한 평면도이다.
그립부(1000)는 전체적으로 양측에서 간격을 조절하는 한 쌍의 간격조절암부(1100)와, 상기 간격조절암부(1100)와 연동하여 그립상태를 유지 및 해제할 수 있도록 각각의 간격조절암부(1100)에 연결되는 그립암부(1200)와, 상기 간격조절암부(1100)의 내측 말단에 접촉부위가 가변되어 간격조절암부(1100) 사이의 간격을 조절할 수 있는 추종부(1300)를 포함하여 구성된다.
상기 그립부(1000)는 회전플레이트(2310)에서 간격조절암부(1100)가 회전 가능하도록 원주방향으로 배열되며, 상기 그립부(1000)의 배열 간격은 전체적인 공정의 결합관계에 따라 선택적이다.
이하의 설명에서 그립부(1000)의 배열에 대해 회전플레이트(2310)의 회전 중심축을 바라보는 방향을 내측으로, 그 반대되는 방향을 외측으로 정의하도록 한다.
하나의 그립부(1000)는 한 쌍의 간격조절암부(1100)와 상기 간격조절암부(1100)의 내측 단부측에 접촉되는 추종부(1300)를 포함할 수 있으며, 상기 추종부(1300)는 회전플레이트(2310)에서 반경방향으로 선형 이동할 수 있도록 결합된다. 이러한 추종부(1300)는 내측에 배치되는 캠부(2010)의 외면 형상을 따라 반경방향 위치가 가변되면서 간격조절암부(1100)의 간격을 조절하게 되는데, 이러한 캠부(2010)와의 접촉 작동에 대해서는 후술하도록 한다.
상기 추종부(1300)의 내측 말단은 캠부(2010)의 외면과 접촉 및 슬라이딩 될 수 있도록 캠접속부(1310)를 포함하며, 내마모성을 고려하여 접촉롤러가 캠접속부(1310)를 구성할 수도 있을 것이다. 상기 추종부(1300)의 외측은 양면으로 대칭적으로 배치되는 간격조절암부(1100)의 내측 말단과 접촉되면서 상대적인 위치 변화에 따라 간격이 가변될 수 있도록 경사면인 가이드면(1320)을 포함할 수 있다. 양측에 배치되는 가이드면(1320)은 이등변삼각형의 양변의 일부를 이룰 수 있는데, 경우에 따라서는 다각형 내지는 곡면으로 구성되는 것도 고려될 수 있을 것이다.
상기 간격조절암부(1100)는 내측 말단이 추종부(1300)에 접촉하여 가이드면(1320)면을 따라 이동하는 암팔로잉부(1120)를 구성하고, 외측 말단이 파우치, 정확하게는 파우치의 내측 상면에 접촉되어 그립이 가능하도록 하는 암접촉부(1130)를 구성할 수 있다.
상기 암팔로잉부(1120)와 암접촉부(1130)는 암축부(1110)를 중심으로 상호 연동되어 회전하는데, 그 사이를 연결하도록 암프레임(1101)이 연결된다. 이러한 암프레임(1101)은 전체적으로 단일의 부재로 이루어져 있으며, 암축부(1110)는 회전플레이트(2310)에 구성될 수 있다. 상기 간격조절암부(1100)의 외측 말단인 암접촉부(1130)는 파우치를 그립하되 양측에서 간격조절을 수행함으로써 입구를 벌려 내용물의 투입이 가능할 것이다. 이를 위하여 상기 암축부(1110)로부터 암접촉부(1130)까지의 거리가 암축부(1110)로부터 암팔로잉부(1120) 까지의 거리보다 더 길게 형성되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 추종부(1300)의 폭에 대한 부담을 줄이면서 민감성을 높이기 위하여 상기 양측의 암축부(1110) 까지의 거리보다 암팔로잉부(1120) 사이의 거리가 더 좁게 형성되는 것이 바람직하며 따라서 암프레임(1101)은 암축부(1110)에 인접된 측에서 서로 마주보는 방향으로 절곡된 부위를 갖는 것이 바람직하고, 도시된 바와 같이 암팔로잉부(1120)가 배치되는 측에서는 대략 암이 수평방향을 지향할 수 있도록 추가적인 절곡이 이루어지는 것이 바람직하다. 추종부(1300)의 전후 이동에 따라 가이드면(1320)과의 접촉부위가 가변되면 간격조절암부(1100)의 내측 말단과 외측 말단은 암축부(1110)를 중심으로 하는 원주의 경로를 따르게 될 것이다. 다만, 추종부(1300)의 이동에 따라 가변되는 구간은 실질적으로 직선에 가깝다고 보아도 무방하기 때문에 암팔로잉부(1120)가 상호 대향되는 방향으로 마주보도록 배치되었을 때 간격조절의 목적을 위한 이동에 정확성이 향상될 것이다.
상기 암접촉부(1130)의 부위도 외측면에서 파우치의 그립을 수행하여야 하기 때문에 말단에서 상호 마주보는 방향으로 절곡되어 있는 것이 바람직하며, 마찰력의 향상을 고려하여 상기 암접촉부(1130)에는 파우치와 그립능력을 향상하기 위한 고무, 플라스틱, 요철형상 등의 공지의 마찰수단이 구비되는 것이 바람직할 것이다. 이와 같이 암접촉부(1130)가 마주보는 측으로 절곡되는 경우 암축부(1110) 보다 외측의 암프레임(1101)은 암축부(1110) 내측보다는 더 먼 쪽으로 배치되어 있는 것이 바람직할 것이다.
이러한 간격조절암부(1100)는 추종부(1300)와의 상대적 이동에 따라 간격을 조절하는 기능을 수행하며, 상기 암접촉부(1130) 측에서 그립 상태의 유지 및 해제를 위하여 그립암부(1200)가 간격조절암부(1100)에 대해 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 이에, 암프레임(1101)의 외측에는 상하를 관통하여 그립축부(1210)가 형성되며 그립암부(1200)는 이를 중심으로 회동 가능하다. 상기 그립암부(1200)의 외츠측 말단은 회동에 따라 암접촉부(1130)와 밀착 및 이격되는 그립접촉부(1230)를 구비하며, 이러한 그립접촉부(1230)는 내측에서 파우치 상측 외면에 밀착되어 암접촉부(1130)와 함께 그립을 수행하게 된다. 이러한 그립암부(1200)의 내측 말단은 소정의 푸시부에 푸시동작에 의하여 그립상태를 해제하도록, 즉 암접촉부(1130)와 멀어지도록 그립팔로잉부(1220)를 포함할 수 있다. 상기 그립팔로잉부(1220)는 암팔로잉부(1120)와 마찬가지로 내마모성 및 추종성을 고려하여 롤러가 더 형성되는 것이 바람직할 것이다. 추종부(1300)가 암팔로잉부(1120)의 사이에서 전후 이송하면서 양측으로 간격조절암부(1100)의 간격을 벌리거나 좁히는 운동을 하는 것과는 달리, 그립팔로잉부(1220)는 소정의 푸시프레임의 외주방향 이동에 따라 외주방향의 힘을 받도록 배치되는바, 이러한 운동을 고려하면, 그립축부(1210)에서 그립팔로잉부(1220)로 이어지는 그립프레임은 내측으로 갈수록 상호 가까워지는 경사진 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 더욱 정확하게는 그립축부(1210)에서 그립팔로잉부(1220)를 연결하는 가상선이 반경방향에 대해 경사진 형태로 이루어진다. 따라서, 소정의 밀림 동작에 따라 그립팔로잉부(1220)들이 외측으로 이동되면서 상호 간격이 더 가까워지고 그립접촉부(1230)는 전방으로 더 이동하여 암접촉부(1130)와 이격되는 것이다.
본 발명에서 그립의 유지란 상기 암접촉부(1130)와 그립접촉부(1230)가 밀착 내지는 인접된 상태를 의미하고, 그립의 해제란 암접촉부(1130)와 그립접촉부(1230)가 이격되어 파우치를 받아들이거나 놓는 동작을 수행하도록 하는 것을 의미한다.
경우에 따라 상기 암접촉부(1130)보다 그립접촉부(1230)가 내측으로 접촉되어 내측으로 이격되는 것도 고려해볼 수 있다. 다만, 회전플레이트(2310)의 외측에서 소정의 공정이 원주방향으로 배치되기 때문에 파우치의 인출을 고려하면 외측에서 외주방향 및 상호 멀어지는 방향으로 그립접촉부(1230)를 벌리는 것이 유리할 것이다.
한편, 상기 간격조절암부(1100)의 간격조절기능에서 추종부(1300)에 대한 밀착상태의 유지를 위하여 간격조절탄성부(1410)가 더 배치된다. 상기 간격조절탄성부(1410)는 암팔로잉부(1120)를 오므리는 방향으로 복원력을 제공하는 선택된 위치에 배치될 수 있을 것이며, 도시된 예에서는 암축부(1110)와 암팔로잉부(1120) 사이의 암프레임(1101)의 부위의 양측으로 연결하게 된다. 이에 따라, 상기 추종부(1300)가 내측 방향으로 후진하면 간격조절탄성부(1410)의 탄성 복원력에 의하여 다시 그립측이 벌어지는 방향으로 이격되는 것이다.
또한, 후술될 바와 같이 소정의 푸시부 동작에 의하여 접촉부들이 전후로 이격되어 그립이 해제된 상태에서 다시 푸시부가 후진하게 되면 그립탄성부(1420)가 그립을 유지하는 방향으로 탄성복원력을 제공하여 그립 상태를 유지할 수 있도록 한다. 이를 위하여 그립탄성부(1420)는 길이방향으로 양측에서 간격조절암부(1100)와 그립암부(1200)를 연결하여 내측 방향으로 힘을 가하게 된다.
도 3은 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에서 그립부들이 배열된 상태를 상측에서 나타낸 투시도이다.
회전플레이트(2310)는 전체적으로 원반 형상으로 이루어지고, 암축부(1110)가 형성될 수 있는 축부홀(미도시)와, 추종부(1300)가 전후이송할 수 있는 슬릿(미도시)들이 미리 배치될 수 있다.
전체적인 구조에 대해 상기 회전플레이트(2310) 및 그립부(1000)들이 상대적으로 회전이동하면서 파우치를 소정 공정의 위치로 이동시키면서 그립하고, 그립을 해제하고, 간격을 좁혀 내용물이 투입 가능한 상태를 만들 수 있는 것이다.
이를 위하여 소정의 흡착구조와 그립부(1000)의 작동이 연동되어야 하는바 이와 관련된 바람직한 실시예는 후술하도록 한다.
회전플레이트(2310)의 대략 중심축에 대해 동축으로 캠부(2010)가 배치되어 추종부(1300)의 캠접속부(1310)가 그 외면을 따라 이동할 수 있도록 한다. 상기 캠부(2010)는 전체적인 구조물인 메인프레임에 고정되어 있으며, 회전플레이트(2310) 및 그립부(1000)가 함께 회전하면서 캠부(2010)와의 접촉부위가 가변되는 것이다.
이에, 캠부(2010)의 형상은 원주방향의 위치에서의 공정에 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.
일실시예로서, 9시 방향에는 인출위치(a)가 12시 방향에는 포장위치(b)가 배치되어 있다. 본 발명에서는 간격조절암부(1100)에 의한 간격조절의 기능과, 그립암부(1200)에 의한 그립의 유지 및 해제의 기능의 제어를 위한 동력의 제공이 분리되기 때문에 캠부(2010)는 간격조절의 기능에만 개입한다.
이를 위하여, 상기 캠부(2010)의 외주연은 9시방향인 포장위치(b)에서 간격을 좁히도록 추종부(1300)가 외주측으로 이동될 수 있는 형상을 가진다. 즉, 포장위치(b)에서 캠부(2010)는 다른 부위보다 외주방향으로 더 돌출된 형상으로 이루어진다. 이에 따라 포장위치(b)에서는 도시된 바와 같이 추종부(1300)의 외주 방향 이동에 의하여 암팔로잉부(1120) 사이의 간격이 멀어지고, 양측의 암접촉부(1130) 및 그립접촉부(1230)의 부위가 상호 인접되는 방향으로 이동되는 것이다. 이렇게 인접되면 파우치의 입구측에 대해 내외측으로 변형 가능한 공간이 마련되며, 파우치의 외측과 내측에 배치되는 흡착수단에 의하여 입구가 완전하게 벌어질 수 있다.
더욱 바람직하게는 도시된 상태에서 인출위치(a)에서 포장위치(b)로 회전, 즉 시계방향으로 회전될 때 캠부(2010)의 포장위치(b)로 진입되는 구간과 포장위치(b)로부터 진출되는 구간의 경사도를 다르게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 포장위치(b)로 진입하는 영역(돌출된 좌측)에서는 경사의 변화가 크고, 포장위치(b)로부터 진출하는 영역(돌출된 우측)에서는 경사의 변화가 완만하도록 이루어져 입구를 개방시킬 때는 신속하게 하도록 하고, 다시 간격조절암부(1100)의 간격이 벌어져 입구를 폐쇄할 때는 장력이 급격하게 작용하지 않도록 속도를 늦추는 것이다.
한편, 인출위치(a)에서는 간격은 벌어진 상태를 유지하도록 하되, 그립상태를 해제하는 방향으로 그립암부(1200)의 회동이 필요하다. 이를 위하여 인출위치(a)에는 푸시부(2100)가 배치되어 그립팔로잉부(1220)를 밀어내는 동작을 수행하며, 이에 따라 그립접촉부(1230)가 암접촉부(1130)로부터 외주방향 및 상호 먼 방향으로 이동되어 소정의 이송수단이나 매거진으로부터 인출시 그립이 가능한 준비를 할 수 있다. 이러한 인출위치(a)에서도 흡착수단이 적용되어 소정의 위치로부터 그립 가능한 위치로 이송하고 그립이 이루어지도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치에서 각 공정위치별 푸시부와 프레스부의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도시된 상태에는 상대적으로 고정된 위치에 배치되어 그립부(1000)의 작동을 제어하고 인출 및 배출과 프레스 공정을 수행하기 위한 위치별 배치를 나타낸다. 다만, 상기의 배치는 예시이며 작업의 필요에 따라 변경될 수 있다.
상기와 같이 인출위치(a)에서는 그립부(1000)의 그립을 해제 및 다시 유지할 수 있도록 푸시부(2100)가 배치되어 있다. 상기의 예와 마찬가지로 9시 방향에서 배치되는 소정의 이송장치나 매거진으로부터 인출하여 그립상태가 개시되는 것이다. 이를 위하여 푸시부(2100)는 인입출 구동력을 제공하는 푸시구동부(2120)를 구성하고, 상기 푸시구동부로부터 인입출 동작하는 푸시로드(2130)와, 푸시로드(2130)의 말단에서 그립팔로잉부(1220)에 대해서 푸시동작하여 그립 상태를 해제하도록 하는 푸시프레임(2110)을 포함한다.
상기 푸시프레임(2110)이 인출되는 동작에 의하여 간격조절암부(1100)가 고정된 상태에서 간격조절암부(1100)에 대해 그립암부(1200)만 회동 동작함으로써 그립부가 열린 상태가 되며, 흡착부에 의하여 인출동작이 수행되어 접촉부 사이의 공간에 파우치가 배치되면 푸시부(2100)는 다시 수축동작함으로써 그립탄성부(1420)의 탄성복원력에 따라 그립상태가 개시된다. 상기 흡착부에 대한 설명은 후술한다.
시계방향으로 돌아가면서 캠부(2010)의 외주방향으로 돌출된 위치에서는 포장공정이 수행되는 포장위치(b)가 배치될 수 있음은 상기와 같다. 이 경우에는 별도의 구동력의 제공 없이 그립부(1000)와 캠부(2010)와의 상대적 위치에 의하여서만 가격조절의 작동이 이루어진다.
상기 포장위치(b)에서 시계방향으로 더 돌아간 대략 1시반 위치에서는 프레스부(2200)가 더 배치되어 프레스위치(d)를 구성할 수 있다. 상기 프레스부(2200)는 파우치의 입구측에 닫히는 방향으로 압력 및/또는 열을 가하는 프레스프레임(2210)을 포함하고, 상기 프레스프레임(2210)은 푸시부(2100)와 마찬가지로 인입출동작을 수행하는 구성에 의하여 반경방향으로 이동될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다. 예를 들어, 상기 프레스부(2200)는 내용물의 투입이 완료된 파우치의 입구에 실링을 제공할 수 있으며, 이 경우 푸시프레임(2110)은 파우치를 마주보고 내외측에 대향되어 배치될 수 있을 것이다.
또한, 프레스위치(d)에서 시계방향으로 더 돌아가서 인출 이후 최종단계인 7시 반 방향에서는 배출위치(c)가 배치될 수 있다. 상기 배출위치에서는 그립부(1000)의 그립상태를 해제하고 파우치를 낙하시키거나, 소정의 흡착 및 이송공정이 추가될 수 있을 것이다. 이때, 푸시부(2100)가 배출위치(c)에도 배치될 수 있으며 중복되는 설명은 생략한다.
추가적으로, 배출위치(c)의 전단계에 푸시부(2100)가 더 배치되어 소정의 그립 및 그립해제 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 이는 프린팅위치일 수 있다.
도 5는 상술된 본 발명의 구성들이 조합되어 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치를 구성하는 것을 나타내는 측면도이다.
도 4의 도시상태를 기준으로 9시 방향인 인출위치(a)는 매거진부(3100)의 위치에 대응된다. 매거진부(3100)는 파우치들을 직립된 상태로 적재할 수 있다.
일실시예로서, 상기 매거진부(3100)는 양측으로 긴 형태로 이루어질 수 있으며, 내부에는 복수의 파우치가 상호 전후면을 마주보도록 직립하여 적재될 수 있다. 이러한 매거진부(3100)는 투입 및 적재와 정렬의 편의성을 고려하면 상측이 개방된 형태로 이루어질 수 있으며, 길이 전체에 대해 파우치들은 인출측으로 치우쳐 배치된다. 상기 파우치들의 밀착 및 정렬상태의 유지를 위하여 소정의 밀착수단이 매거진부(3100)에 구성될 수 있으며, 이는 일측으로 밀어내는 힘을 가할 수 있다. 이와 관련되어서는 공지의 밀착 및 정렬수단들이 적용될 수 있을 것이다.
상기 인출위치(a)에는 푸시부(2100)가 구성되어 그립상태를 해제하여 파우치의 진입을 대기할 수 있음은 상기와 같다. 이러한 인출위치(a)는 흡착부(4000)가 배치되어 매거진부(3100)로부터 가장 말단에 위치한 파우치 낱장을 그립부(1000)의 위치까지 끌어당기는 기능을 수행한다. 이를 위하여 흡착부(4000)는 말단에 배치되는 파우치의 전면에 흡착력을 제공하는 흡착컵(4010)을 포함할 수 있다. 상기 흡착컵(4010)은 선택된 개수, 바람직하게는 4개로 구성될 수 있다. 이러한 흡착컵(4010)에는 소정의 흡착제어라인으로부터 음압 내지는 진공압을 제공받아 부착력이 발생한다. 이러한 흡착제어라인에는 진공펌프나 유압펌프와 같은 압력발생수단이 연결될 수 있으며 이에 대해서 공지의 다양한 음압 발생을 위한 디바이스들이 적용될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 이러한 흡착부(4000)에는 회전플레이트(2310)의 내주방향으로 이송동력을 제공하는 소정의 인출구동부(미도시)가 추가될 수 있을 것이다.
한편, 상기 포장위치(b)에서는 그립상태를 유지하면서 캠부(2010)에서 간격이 제어되어 포장 대상물이 투입됨은 상기와 같다. 이를 위하여 파우치의 위치를 기준으로 내외측에 대향되어 흡착부(4000)가 구성될 수 있다 즉, 캠부(2010)에 의하여 간격조절암부(1100)의 오므려지는 동작에 연동하여 포장위치(b)의 흡착부(4000)는 외측의 파우치 포장대를 외주방향으로 당기고, 내측의 파우치 포장대를 내주방향으로 당겨서 입구를 넓게 한다.
캠부(2010)의 형상에 의하여 포장위치(b)로 진입시 간격의 좁아짐은 신속하게 하고, 다시 넓어짐은 완만하게 수행되는 것이 바람직함은 상기와 같다. 포장위치(b)에서 흡착부(4000)의 흡착 및 흡착해제 작동의 시점은 선택적일 것이나, 포장위치(b)로 진입시 추종부(1300)가 완전하게 돌출된 영역으로 올라선 다음에 공간적 여유가 발생하면 흡착 및 벌림이 수행되는 것이 바람직하고, 해제는 다시 이격되는 과정이 개시되기 전에 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 흡착부(4000)의 작동의 개시 및 풀(Pull) 동작과 해제는 캠부(2010)의 돌출된 부위의 상사점 영역에서 전부 이루어지는 것이 좋을 것이다.
본 발명에서 설명되는 구동부들은, 전체적으로 흡착의 작동이 이루어짐에 비추어 유압 또는 공압에 의하여 작동되는 실린더 및 피스톤로드를 포함하여 구성되는 것이 바람직할 것이다. 다만, 경우에 따라 스텝모터 등 리니어하게 작동하는 다양한 구동요소들이 적용될 수 있을 것이다.
도시된 예에서 회전플레이트(2310)의 상측에는 상판부(2020)가 배치되어 하측으로 이물의 유입을 방지할 수 있는데, 전체적으로 메인프레임(3000)에 고정되어 있다. 회전플레이트(2310)와 그립부(1000)만이 메인축부(3010)를 중심으로 회전동력을 제공받아 회전하면서 소정의 공정 위치로 이동하게 된다. 상기 그립부(1000)의 하측에는 푸시부(2100)가 그 하측 내지는 외측으로는 흡착부(4000)가 배치되어 있는 예가 나타난다.
전체적으로 회전의 제어 및 흡착과 구동력의 제어를 위한 제어신호의 발생을 위하여 제어기부(3200)가 부가될 수 있으며, 상기 제어기부(3200)는 마이콤과 디스플레이를 구비하는 다양한 공지의 제어장치가 적용될 수 있을 것이다.
상기 배출위치(c)에서는 그립부(1000)의 그립상태가 해제될 수 있음은 상기와 같고, 이때에는 내용물의 투입과 실링이 완료된 파우치가 자중에 의하여 하측 공간 내지는 적재함으로 배출될 수 있다. 이러한 배출을 가이드하기 위하여 배출가이드(3300)가 메인프레임(3000)에 구성될 수 있다.
상술된 본 발명에 따른 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치는 하나의 장치로 이루어지는 그립부에서 간격의 조절과 그립상태의 유지 및 해제의 제어를 분리하여 구성함으로써 신속성과 정확성을 보장할 수 있다.
또한, 원주방향으로 소정의 공정위치들을 정의하고 그립부가 회전하는 과정에서 캠부와의 접촉에 따라 거동이 제어되고 이에 연동되어 푸시부 및 프레스부가 동작되므로 회전이 빠르게 이루어지더라도 적응이 가능하다.
이러한 본 발명의 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치는 다양한 공정을 융합하여 하나의 회전에서 적재함 인출부터 실링 및 배출까지 선택된 모든 공정의 소화가 가능하기 때문에 생산성이 비약적으로 향상될 수 있다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
1000...그립부 1100...간격조절암
1101...암프레임 1110...암축부
1120...암팔로잉부 1130...암접촉부
1200...그립암부 1210...그립축부
1220...그립팔로잉부 1230...그립접촉부
1300...추종부 1310...캠접속부
1320...가이드면 1410...간격조절탄성부
1420...그립탄성부 2010...캠부
2020...상판부 2100...푸시부
2110...푸시프레임 2120...푸시구동부
2130...푸시로드 2200...프레스부
2210...프레스프레임 2310...회전플레이트
3000...메인프레임 3010...메인축부
3100...매거진부 3200...제어기부
3300...배출가이드 4000...흡착부
4010...흡착컵

Claims (6)

  1. 파우치들이 이송되는 이송수단으로부터 인출되는 인출위치(a)와, 내용물이 파우치 내부로 투입되는 포장위치(b)와, 파우치를 외부로 이탈시키는 배출위치(c)에 대해 회전되는 회전플레이트(2310);
    상기 회전플레이트에 원주방향으로 배열되고 각각 반경방향으로 이동되는 추종부(1300)와, 상기 추종부에 접촉되는 부위가 가변되면서 회전플레이트에 대해 회동되어 상호 간격이 조정되는 한 쌍의 간격조절암부(1100)와, 상기 간격조절암부에 대해 회동 가능하도록 결합되어 그립상태를 유지 및 해제할 수 있는 한 쌍의 그립암부(1200)를 구비하는 복수의 그립부(1000);
    외면으로 상기 추종부의 캠접속부가 추종되면서 반경방향으로의 위치를 변화시켜 간격조절암부 사이의 간격을 조절하도록 하는 캠부(2010);
    상기 인출위치 및 배출위치에 배치되고 그립암부에 외주방향으로 밀어내는 힘을 적용하여 그립상태를 해제하도록 하는 푸시부(2100);
    상기 인출위치 및 포장위치에 배치되어 그립부의 작동에 연동하여 파우치에 흡착력을 제공하는 흡착부(4000);를 포함하는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    간격조절암부는,
    회전플레이트에 대해 암축부(1110)에서 회전 가능한 암프레임(1101)과, 상기 암프레임의 내측 말단의 암팔로잉부(1120)와, 암프레임의 외측 말단의 암접촉부(1130)를 구비하되, 내측의 암팔로잉부가 추종부와 접촉되는 부위는 서로 평행하게 마주보도록 절곡된 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 그립암부는,
    암프레임의 외측으로 회전 가능하게 그립축부(1210)에 결합되고 외측 말단에서 암접촉부에 밀착 및 이격되는 그립접촉부(1230)와 내측 말단에서 푸시부의 동력을 전달받는 그립팔로잉부(1220)를 구비하는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그립암부는,
    그립축부에서 그립팔로잉부의 가상의 연결선이 반경방향에 대해 경사지도록 배치되는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캠부는,
    포장위치에서 다른 부위보다 외주로 더 돌출되어 한 쌍의 간격조절암부의 외측 말단이 인접되도록 하되, 파우치를 그립한 그립부가 인출위치로부터 포장위치로 진입시 반경방향의 위치의 변화가 포장위치로부터 이탈시 반경방향의 위치 변화보다 급격하도록 경사도가 크게 형성되는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡착부는,
    포장위치에서 한 쌍의 간격조절암부의 외측 말단이 인접되도록 하여 파우치 입구의 유격이 발생하면 내측 및 외측에서 흡착하고 잡아당겨 입구를 벌림으로써 내용물이 투입 가능하도록 하되, 흡착 작동 시점은 돌출부로의 경사 구간 이후에 상사점의 시작 위치에서 이루어지고 흡착 해제 시점은 돌출부로부터 이탈되는 경사 구간 직전의 상사점 위치에서 이루어지는 로터리 방식의 파우치 이송 및 포장장치.

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