KR101274387B1 - 구형물 성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환약, 구형식품, 구형사료 등과 같은 구형물을 성형하는 구형물 성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구형물의 형상 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 구형물 성형장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 구형물 성형장치는 반죽재료를 압출하는 압출노즐을 가진 압출유닛; 상기 압출노즐에 인접하여 설치되고, 외주면에 복수의 성형홈이 길이방향으로 형성되는 제1 및 제2 성형롤; 및 상기 제1 및 제2 성형롤에 의해 성형되는 구형물의 형상을 후가공하는 후가공유닛;을 포함하고, 상기 후가공유닛은 상기 구형물을 서로 교차하는 2방향에서 가압함으로써 그 형상을 보정하는 것을 특징으로 한다.

Description

구형물 성형장치{APPARATUS FOR PRODUCING SPHERICAL ARTICLES}
본 발명은 환약, 구형식품, 구형사료 등과 같은 구형물을 성형하는 구형물 성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구형물의 형상 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 구형물 성형장치에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 구형물로 널리 알려진 제품에는 환약, 구형 식품, 구형 사료 등이 있으며, 이러한 구형물은 그 복용이 편리하고, 이동 및 보관이 용이하며, 흡수가 완만한 장점이 있다.
한편, 이러한 구형물은 '제환기'라는 명칭으로 알려진 구형물 성형장치에 의해 그 구형 형상이 가공된 후에 제품으로 출시되고 있다.
이러한 제환기는 반죽 재료를 압출기를 통해 국수 가닥과 같이 가닥 형상으로 압출시키고, 이렇게 압출되는 압출물을 회전하는 한 쌍의 성형롤 사이로 통과시켜 구형물을 성형하도록 구성된다. 특히, 성형롤은 그 외주면에 복수의 성형홈이 형성되고, 이 성형홈이 가닥 형상의 압출물을 가압하여 구형을 성형하도록 구성된다.
제환기는 압출기가 가락 형상의 압출물을 수직 하방으로 압출시키도록 구성되고, 이에 대응하여 한 쌍의 성형롤은 압출물의 좌우 양측에 배치되어 압출물을 구형으로 성형한다.
한편, 종래의 제환기는 한 쌍의 성형롤에 의해서만 구형물을 가공하도록 구성됨에 따라 구형물의 후가공을 수행하는 기술구성이 전혀 개시되어 있지 않으므로, 구형물의 구형도(球形度, sphericity)가 정밀하지 못하는 단점이 있었다.
또한, 종래의 제환기는 압출기의 압출노즐이 한 쌍의 성형롤 측에 인접하고, 특히 압출노즐과 한 쌍의 성형롤 사이의 거리가 고정되어 구성됨에 따라 압출기의 압출압력에 대응하여 압출물의 밀도를 균일하게 유지시키지 못하며, 이러한 압출물의 균일하지 못한 밀도로 인해 구형물은 그 형상 정밀도가 저하되어 구형물의 불량율이 높아져 그 생산성이 저하되고, 이로 인해 재료의 낭비가 심하여 생산효율 및 구형물의 제조단가가 높아지는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 한 쌍의 성형롤에 의해 1차 성형된 구형물의 형상을 서로 교차하는 2방향에서 가압하여 후가공함으로써 구형물의 형상 정밀도를 향상시킬 수 있는 구형물 성형장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 압축유닛을 한 쌍의 성형롤에 대해 근접 내지 이격되도록 이동가능하게 구성함으로써 압출유닛의 압출압력에 대응하여 압출물의 밀도를 균일하게 유지함으로써 구형물의 형상 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 구형물 성형장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 구형물 성형장치는
반죽재료를 압출하는 압출노즐을 가진 압출유닛;
상기 압출노즐에 인접하여 설치되고, 외주면에 복수의 성형홈이 길이방향으로 형성되는 제1 및 제2 성형롤; 및
상기 제1 및 제2 성형롤에 의해 성형되는 구형물의 형상을 후가공하는 후가공유닛;을 포함하고,
상기 후가공유닛은 상기 구형물을 서로 교차하는 2방향에서 가압함으로써 그 형상을 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 후가공유닛은 상기 제1 및 제2 성형롤의 하측에 배치되어 상기 구형물을 일측의 이송방향으로 이송시키는 이송벨트 및 상기 이송벨트의 이송방향에 대해 직교하는 방향으로 왕복 직선이동하는 보정부재를 가지고,
상기 보정부재의 적어도 일측과 상기 이송벨트의 일측은 상기 구형물의 크기에 대응하는 간격으로 이격되는 것을 특징으로 한다.
상기 보정부재는 구동부에 의해 이송벨트의 이송방향에 대해 직교하는 방향으로 왕복 직선이동하고,
상기 구동부는 상기 프레임 측에 고정된 고정대, 상기 고정대 측에 설치된 구동모터, 상기 구동모터의 출력측에서 편심회전하는 편심체, 상기 편심체 측에 링크를 통해 연결된 이동체, 상기 이동체의 하단에 고정된 연결체를 가지며,
상기 연결체의 단부에는 보정부재가 연결되고, 상기 보정부재의 일단과 상기 이송벨트의 일측면은 구형물의 크기에 대응하는 간격으로 근접하여 이격되며, 상기 보정부재의 타단은 힌지핀을 통해 상기 연결체의 단부에 피벗가능하게 설치되고,
상기 이동체는 상기 편심체의 편심회전에 의해 왕복 직선이동하며, 상기 연결체 및 보정부재는 상기 이동체와 함께 왕복 직선이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 고정대와 연결체 사이에는 하나 이상의 가이드레일이 가로질러 설치되고, 상기 가이드레일의 일단부는 고정대측에 고정되며, 가이드레일의 타단에는 가이드구가 안내가능하게 설치되고, 상기 가이드구는 상기 연결체의 상면에 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 압출유닛은 이송유닛에 의해 상기 제1 및 제2 성형롤에 대해 근접 내지 이격하도록 전후진가능하게 설치되고,
상기 이송유닛은 구동모터, 상기 구동모터에 의해 회전하는 이송스크류, 상기 이송스크류의 회전에 의해 전후진하는 전후진 이동체를 가지며,
상기 전후진 이동체는 상기 압축유닛에 고정되고, 상기 전후진 이동체의 내부에는 상기 이송스크류에 대해 상대 나사운동하는 하나 이상의 이송너트가 설치되며, 상기 이송너트와 상기 이송스크류는 서로에 대해 상대적인 나사운동하도록 치합되는 것을 특징으로 한다.
상기 전후진 이동체의 하측에는 가이드구가 설치되고, 상기 전후진 이동체의 이동방향을 따라 가이드레일이 길이방향으로 연장되고, 상기 가이드구는 상기 가이드레일을 따라 안내되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 한 쌍의 성형롤에 의해 1차 성형된 구형물의 형상을 서로 교차하는 2방향에서 가압하여 후가공함으로써 구형물의 형상 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 압축유닛을 한 쌍의 성형롤에 대해 근접 내지 이격되도록 이동가능하게 구성함으로써 압출유닛의 압출압력에 대응하여 압출물의 밀도를 균일하게 유지함으로써 구형물의 형상 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구형물 성형장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 구형물 성형장치에서 후가공유닛을 확대하여 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 구형물 성형장치에서 이송유닛을 확대하여 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구형물 성형장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 구형물 성형장치에서 후가공유닛을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 구형물 성형장치의 후가공유닛을 도시한 부분 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구형물 성형장치를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 구형물 성형장치는 반죽재료를 압출하는 압출유닛(10), 압출유닛(10)에 의해 압출되는 압출물이 투입되어 구형물로 성형되는 제1 및 제2 성형롤(21, 22), 제1 및 제2 성형롤(21, 22)에 의해 성형되는 구형물의 형상을 후가공하는 후가공유닛(30)을 포함한다.
압출유닛(10)은 프레임(60)의 상측에 배치된 압출케이스(11), 압출케이스(11) 내에 회전가능하게 설치된 하나 이상의 압출스크류(12), 압출케이스(11)의 전방단부에 설치된 압출노즐(13)을 가진다.
압출케이스(11)의 상면 일측에는 투입공(14)이 형성되고, 이 투입공(14)에는 반죽재료가 투입되는 투입호퍼(15)가 설치된다. 투입호퍼(15)는 넓은 상부 및 좁은 하부를 가진 일반적인 호퍼 구조로 형성되고, 투입호퍼(15)의 하단에는 끼움단턱(16)이 형성된다. 압출케이스(11)의 투입공(14)은 단턱지게 형성되고, 이에 투입호퍼(15)의 끼움단턱(16)이 단턱진 투입공(14)에 기밀하게 끼움결합된다.
그리고, 투입호퍼(15)의 하부에는 개폐밸브(17)가 설치되고, 개폐밸브(17)는 투입호퍼(15)의 유로를 개폐하도록 전후진 이동하며, 개폐밸브(17)에는 개구(17a)가 형성되어 있다. 이러한 개폐밸브(17)에 의해 투입호퍼(15)의 유로를 개폐하여 반죽재료를 압출케이스(11) 내로 공급할 수 있다. 또한, 압출스크류(12)는 압출케이스(11)의 후방에 설치된 구동모터(미도시)에 의해 회전구동하도록 구성된다.
압출노즐(13)은 압출케이스(11)의 전방단부에 설치되고, 압출노즐(13)의 내부에는 압출케이스(11)와 소통하는 수용공간(13a)이 형성된다. 수용공간(13a)에는 압출스크류(12)에 의해 이송된 반죽재료가 수용되고, 수용공간(13a)에는 복수의 압출통로(13b)가 소통되게 연결된다. 압출통로(13b)의 내경은 수용공간(13a) 보다 작게 형성된다. 그리고, 압출노즐(13)의 전방 상면 및 전방 하면은 제1 및 제2 성형롤(21, 22)의 외주면에 대응하게 곡률지게 형성된다.
제1성형롤(21)과 제2성형롤(22)은 서로 반대방향으로 회전구동하고, 제1 및 제2 성형롤(21, 22) 각각은 그 외주면에 복수의 성형홈(21a, 22a)이 원주방향으로 형성되고, 각 성형홈(21a, 22a)은 반구형 단면으로 이루어져 제1 및 제2 성형롤(21, 22)의 길이방향을 따라 길게 연장된다.
이러한 구성에 의해, 압출노즐(13)의 압출통로(13b)를 통해 압출되는 압출물(19)이 제1 및 제2 성형롤(21, 22)의 성형홈(21a, 22a) 측에 투입되고, 제1 및 제2 성형롤(21, 22)은 서로 대향하는 방향으로 회전함에 따라 압출물(19)을 구형물(18)로 성형한다.
후가공유닛(30)은 제1 및 제2 성형롤(21, 22)에 의해 1차 성형되는 구형물(18)의 형상을 후가공하도록 구성된다.
후가공유닛(30)은 구형물(18)을 일측의 이송방향(X1)으로 이동시키는 이송롤러(31) 및 이송롤러(31)의 이송방향(X1)에 대해 직교하는 방향(X2)으로 이동하면서 가압하는 보정부재(32)를 가진다.
이송벨트(31)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍의 이송롤러(33, 34)에 의해 구동되고, 이송롤러(33, 34)들은 고정브라켓(35)을 통해 프레임(60) 측에 회전가능하게 설치된다. 이송롤러(33, 34)가 구동모터(미도시)에 의해 회전함에 따라 이송벨트(31)가 일방향으로 궤동운동하고, 이에 제1 및 제2 성형롤(21, 22)에 의해 성형된 구형물(18)은 이송방향(X1)으로 이송된다.
보정부재(32)는 구동부(40)에 의해 이송벨트(31)의 이송방향(X1)에 대해 직교하는 방향(X2, 도 4 내지 도 6 참조)으로 왕복 직선이동하도록 구성되고, 구동부(40)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 프레임(60) 측에 고정된 고정대(41), 고정대(41) 측에 설치된 구동모터(42), 구동모터(42)에 의해 편심회전하는 편심체(43), 편심체(43) 측에 링크(44)를 통해 연결된 이동체(45), 이동체(45)의 하단에 고정된 연결체(46)를 가진다.
고정대(41)는 이송벨트(31)의 일측에 인접하여 배치되고, 고정대(41)에는 구동모터(42)가 설치되며, 구동모터(42)의 출력측에는 편심체(43)가 편심회전가능하게 설치된다.
편심체(43)는 구동모터(42)의 출력측에 연결된 편심축(43a)에 대해 회전가능하게 설치되고, 또한 편심축(43a)은 편심체(43)의 중심에 대해 편심되게 배치될 수도 있다. 편심체(43)의 일측에는 링크(44)의 일단이 연결되며, 링크(44)의 타단은 이동체(45)의 일측에 연결된다. 이에 편심체(43)와 이동체(45)는 링크(44)에 의해 서로 연결되고, 이에 편심체(43)의 편심회전운동이 링크(44)를 통해 변환되어 이동체(45)는 X2방향(도 4 내지 도 6 참조)을 따라 왕복 직선이동한다.
이동체(45)는 그 상측에 원형부(45a)가 형성되고, 이 원통부(45a)에 링크(44)의 타단이 연결된다. 원통부(45a)의 하측에 연결봉(45b)이 구비되고, 원통부(45a)는 연결봉(45b)에 대해 회전가능하게 설치되며, 또한 연결봉(45b)은 원통부(45a)의 중심에 대해 편심되게 배치될 수 있다. 그리고, 연결봉(45b)의 하단에는 결합플랜지(45c)가 구비되고, 결합플랜지(45c)는 연결체(46)측에 일체로 결합되며, 이에 이동체(45)가 왕복 직선이동하면 연결체(46)도 이동체(45)와 함께 왕복 직선이동한다.
연결체(46)의 단부에는 보정부재(32)가 연결되고, 보정부재(32)의 일단(32a)은 이송벨트(31)의 일측면에 근접하며, 보정부재(32)의 타단(32b)은 연결체(46)의 단부에 힌지핀(37)을 매개로 피벗가능하게 설치된다. 이에 이동체(45)가 편심체(43)에 의해 X2방향으로 왕복 직선이동하면 연결체(46) 및 보정부재(32)는 이동체(45)와 함께 왕복 직선이동한다.
한편, 보정부재(32)의 일단(32a)과 이송벨트(31)의 일측면은 구형물(18)의 크기에 대응하는 간격으로 근접하여 이격되고, 이러한 보정부재(32)의 일단(32a)과 이송벨트(31) 사이의 간격은 힌지핀(37)의 피벗작동에 의해 적절히 조절될 수 있다.
고정대(41)와 연결체(46) 사이에는 하나 이상의 가이드레일(47)이 가로질러 설치되고, 가이드레일(47)의 일단부는 고정대(41)측에 고정되며, 가이드레일(47)의 타단에는 가이드구(48)가 안내가능하게 설치되고, 가이드구(48)는 연결체(46)의 상면에 고정된다. 이러한 가이드레일(47) 및 가이드구(48)에 의해, 연결체(46)의 왕복 직선이동이 이탈없이 안정적으로 수행될 수 있다.
이러한 후가공유닛(30)의 작동을 다음과 같이 상세히 설명한다.
압출유닛(10)에 의해 압출되는 압출물이 제1 및 제2 성형롤(21, 22) 측으로 투입되고, 제1 및 제2 성형롤(21, 22)에 의해 구형물(18)이 성형되며, 제1 및 제2 성형롤(21, 22)을 통해 1차 성형된 구형물(18)들이 이송벨트(31) 위로 낙하한다. 이송벨트(31)에 의해 구형물(18)들은 이송방향(X1)으로 이송되고, 이송벨트(31)의 일측에 인접하여 배치된 보정부재(32)는 구동부(40)에 의해 이송방향(X1)에 대해 직교하는 X2방향으로 왕복 직선이동한다.
이때, 1차 성형된 구형물(18)은 이송벨트(31)와 보정부재(32)의 일측단부(32a) 사이에 개재되어 가압되고, 특히 1차 성형된 구형물(10)은 이송벨트(31)에 의한 X1방향 이송과 보정부재(32)에 의한 X2방향 이동에 의해 2방향으로 교차되게 가압됨에 따라 구형물(10)의 구형도가 보다 정밀하게 보정될 수 있다.
그리고, 이송벨트(31)의 하측에는 수용용기(36)가 설치되고, 이 수용용기(36) 내로 이송벨트(31) 및 보정부재(32)에 의해 후가공된 구형물(18)이 수용된다.
압출유닛(10)은 이송유닛(50)에 의해 제1 및 제2 성형롤(21, 22)에 대해 전후진가능하게 설치되고, 이에 압출유닛(10)은 프레임(60)의 상측에서 제1 및 제2 성형롤(21, 22) 측에 근접 내지 이격될 수 있다.
이송유닛(50)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동모터(51), 구동모터(51)에 의해 회전하는 이송스크류(53), 이송스크류(53)의 회전에 의해 전후진하는 전후진 이동체(54)를 가진다.
구동모터(51)의 출력측에서 이송스크류(53)의 단부 사이에는 전동벨트(52)가 장설되고, 전동벨트(52)를 통해 구동모터(51)의 구동력이 이송스크류(53) 측으로 전달되어 이송스크류(53)가 회전한다.
전후진 이동체(54)의 내부에는 이송스크류(53)에 대해 상대 나사운동하는 하나 이상의 이송너트(54a)가 설치되고, 이송너트(54a)와 이송스크류(53)은 서로에 대해 상대적인 나사운동하도록 치합된다. 전후진 이동체(54)의 상측은 압출유닛(10)의 하측에 고정되고, 전후진 이동체(54)의 하측에는 가이드구(57)가 설치된다. 그리고, 전후진 이동체(54)의 길이방향으로 가이드레일(56)이 연장되고, 가이드구(57)는 가이드레일(56)을 따라 안내되도록 구성된다.
이러한 이송유닛(50)의 구성에 의해, 구동모터(51)가 구동하면 이송스크류(53)가 회전하고, 이러한 이송스크류(53)의 회전에 의해 전후진 이동체(54)는 전후진하고, 전후진 이동체(54)에 고정된 압출유닛(10)도 함께 전후진이동할 수 있다.
이와 같이, 압출유닛(10)이 이송유닛(50)에 의해 제1 및 제2 성형롤(21, 22)에 대해 전후진가능함에 따라, 압출유닛(10)의 압출압력에 대응하여 압출유닛(10)은 제1 및 제2 성형롤(21, 22) 측에 근접 내지 이격되게 전후진할 수 있고, 이에 압출물(19)은 압출압력의 변동에 대응하여 그 밀도를 균일하게 유지할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 한 쌍의 성형롤(21, 22)에 의해 1차 성형된 구형물(18)의 형상을 서로 교차하는 2방향(X1, X2)에서 가압하여 후가공함으로써 구형물(18)의 형상 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 압출유닛(10)을 한 쌍의 성형롤(21, 22)에 대해 근접 내지 이격되도록 이동가능하게 구성함으로써 압출유닛(10)의 압출압력에 대응하여 압출물(19)의 밀도를 균일하게 유지함으로써 구형물(18)의 형상 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
10: 압출유닛 21, 22: 성형롤
30: 후가공유닛 31: 이송벨트
32: 보정부재 40: 구동부
50: 이송유닛 60: 프레임

Claims (5)

  1. 반죽재료를 압출하는 압출노즐을 가진 압출유닛;
    상기 압출노즐에 인접하여 설치되고, 외주면에 복수의 성형홈이 길이방향으로 형성되는 제1 및 제2 성형롤; 및
    상기 제1 및 제2 성형롤에 의해 성형되는 구형물의 형상을 후가공하는 후가공유닛;을 포함하고,
    상기 후가공유닛은 상기 구형물을 서로 교차하는 2방향에서 가압함으로써 그 형상을 보정하는 것을 특징으로 하는 구형물 성형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후가공유닛은 상기 제1 및 제2 성형롤의 하측에 배치되어 상기 구형물을 일측의 이송방향으로 이송시키는 이송벨트 및 상기 이송벨트의 이송방향에 대해 직교하는 방향으로 왕복 직선이동하는 보정부재를 가지고,
    상기 보정부재의 적어도 일측과 상기 이송벨트의 일측은 상기 구형물의 크기에 대응하는 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 구형물 성형장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보정부재는 구동부에 의해 이송벨트의 이송방향에 대해 직교하는 방향으로 왕복 직선이동하고,
    상기 구동부는, 프레임 측에 고정된 고정대 및 상기 고정대 측에 설치된 구동모터, 상기 구동모터의 출력측에서 편심회전하는 편심체, 상기 편심체 측에 링크를 통해 연결된 이동체, 상기 이동체의 하단에 고정된 연결체를 가지며,
    상기 연결체의 단부에는 보정부재가 연결되고, 상기 보정부재의 일단과 상기 이송벨트의 일측면은 구형물의 크기에 대응하는 간격으로 근접하여 이격되며, 상기 보정부재의 타단은 힌지핀을 통해 상기 연결체의 단부에 피벗가능하게 설치되고,
    상기 이동체는 상기 편심체의 편심회전에 의해 왕복 직선이동하며, 상기 연결체 및 보정부재는 상기 이동체와 함께 왕복 직선이동하는 것을 특징으로 하는 구형물 성형장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정대와 연결체 사이에는 하나 이상의 가이드레일이 가로질러 설치되고, 상기 가이드레일의 일단부는 고정대측에 고정되며, 가이드레일의 타단에는 가이드구가 안내가능하게 설치되고, 상기 가이드구는 상기 연결체의 상면에 고정되는 것을 특징으로 하는 구형물 성형장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압출유닛은 이송유닛에 의해 상기 제1 및 제2 성형롤에 대해 근접 내지 이격하도록 전후진가능하게 설치되고,
    상기 이송유닛은 구동모터, 상기 구동모터에 의해 회전하는 이송스크류, 상기 이송스크류의 회전에 의해 전후진하는 전후진 이동체를 가지며,
    상기 전후진 이동체는 상기 압출유닛에 고정되고, 상기 전후진 이동체의 내부에는 상기 이송스크류에 대해 상대 나사운동하는 하나 이상의 이송너트가 설치되며, 상기 이송너트와 상기 이송스크류는 서로에 대해 상대적인 나사운동하도록 치합되는 것을 특징으로 하는 구형물 성형장치.
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