KR101808767B1 - 냉동육 고속 절단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동육 고속 절단기에 관한 것으로, 고속 회전에 의해 냉동육을 절단하고 절단면을 고르게 함과 아울러 힘줄도 단번에 절단하며 기기의 오동작을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기는, 본체(10)와; 상기 본체에 일렬로 배열되어 냉동육을 공급 및 이 냉동육을 슬라이스하는 냉동육 공급부(20) 및 냉동육 슬라이스부(30)를 포함하고, 상기 냉동육 공급부는, 공급 다이(21), 상기 공급 다이의 일측에서 냉동육을 고정하는 포크(22), 상기 포크와 상기 포크에 의해 포킹된 냉동육을 상기 냉동육 슬라이스부로 이송하는 이송수단을 포함하며, 상기 냉동육 슬라이스부는, 상기 냉동육 공급부로부터 공급되는 냉동육을 지지 및 슬라이스편을 이송하는 이송 컨베이어(31), 상기 냉동육 공급부로부터 공급되는 냉동육을 일정 두께로 슬라이싱하는 판상의 나이프(32), 상기 나이프의 구동수단을 포함하고, 상기 구동수단은 구동모터(41), 상기 구동모터의 회전력을 감속기(42)를 통해 전달받아 회전하는 구동축(43), 중앙부가 상기 구동축의 축방향 일측에 결합되는 한편 부채꼴 형상의 캠부 반대쪽에 베어링과 샤프트를 통해 상기 나이프가 연결되어 상기 나이프를 원 운동으로 구동하는 구동 캠, 상기 구동축의 축방향 타측에 결합되는 부채꼴 단면의 웨이트를 포함한다.

Description

냉동육 고속 절단기{HIGH SPEED MEAT CUTTING MACHINE}
본 발명은 냉동육 절단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속 회전에 의해 냉동육을 절단하고 절단면을 고르게 함과 아울러 힘줄도 단번에 절단하며 기기의 오동작을 방지하는 냉동육 고속 절단기에 관한 것이다.
통상적으로 냉장육은 고기가 단단하지 않기 때문에 느리게 썰면 고기가 칼날에 말리기 때문에 고기가 칼날에 말리지 않고 잘 썰릴 수 있도록 칼날의 회전 속도를 빠르게 해야 한다.
반면, 냉동육은 고기의 표면이 딱딱한 상태이므로 칼날의 속도가 빠르면 칼끝의 마모가 빠를 뿐더러 기계에 큰 무리가 가해져 원하는 두께로 고기를 썰 수 없고, 또한 고기와 접할 때 칼날이 튕겨져 나오게 되는 경우가 있으며 힘줄이 절단되지 않으므로 칼날의 회전속도를 비교적 느리게 하여 썰어야 한다.
즉, 종래 냉동육 절단기는 전술한 현상으로 인하여 저속으로 운용되고 있으며, 그렇다 하더라도 절단면이 고르지 못하고 힘줄을 절단하지 못하는 문제점이 있다.
특허문헌(등록특허 제10-0894960호)은 육절기 하단 일측에 형성되되, 레버의 움직임에 따라 회전하는 회전 파이프; 상기 회전파이프 일단에 돌출되어 형성된 제 1 돌출부재; 상기 적재함 구동 모터에 움직임을 부가하도록 한 제 1 슬라이딩부; 및 상기 제 1 돌출부재의 일단과 상기 제 1 슬라이딩부를 연결하도록 한 제 1 연결부재;를 포함하여 형성되며, 상기 제 1 돌출부재와 상기 제 1 연결부재는 비틀림 베어링으로 연결되는 것으로서, 칼날 구동 모터와 적재함 구동 모터를 동시에 이동시킴으로써 칼날 속도와 적재함 속도가 다르게 적용하여 냉장육 및 냉동육을 모두 썰 수 있는 것이라 하지만 고속 회전시 밸런스를 맞추지 못하여 오동작을 일으키고 절단면이 고르지 않은 문제점이 있다.
등록특허 제10-0894960호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고속 회전에 의해 냉동육을 절단하고 절단면을 고르게 함과 아울러 힘줄도 단번에 절단하며 나이프의 고속 회전시 밸런스를 유지하여 기기의 오동작을 방지하는 냉동육 고속 절단기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기는, 본체와; 상기 본체에 일렬로 배열되어 냉동육을 공급 및 이 냉동육을 슬라이스하는 냉동육 공급부 및 냉동육 슬라이스부를 포함하고, 상기 냉동육 공급부는, 공급 다이, 상기 공급 다이의 일측에서 냉동육을 고정하는 포크, 상기 포크와 상기 포크에 의해 포킹된 냉동육을 상기 냉동육 슬라이스부로 이송하는 이송수단을 포함하며, 상기 냉동육 슬라이스부는, 상기 냉동육 공급부로부터 공급되는 냉동육을 지지 및 슬라이스편을 이송하는 이송 컨베이어, 상기 냉동육 공급부로부터 공급되는 냉동육을 일정 두께로 슬라이싱하는 판상의 나이프, 상기 나이프의 구동수단을 포함하고, 상기 구동수단은 구동모터, 상기 구동모터에 의해 회전하는 구동축, 중앙부가 상기 구동축의 축방향 일측에 결합되는 한편 부채꼴 형상의 캠부 반대쪽에 베어링과 샤프트를 통해 상기 나이프가 연결되어 상기 나이프를 원 운동으로 구동하는 구동 캠, 상기 구동축의 축방향 타측에 결합되는 부채꼴 단면의 웨이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 의하면, 캠 방식에 의한 나이프의 원 운동을 통해 냉동육을 절단하되 밸런스를 통해 구동부의 안정적이면서 고속 회전이 가능하여 냉동육을 고른 절단면으로 절단하고 힘줄도 절단할 수 있으므로 냉동육의 상품 가치를 높일 수 있고 단위 시간 당 생산성을 향상할 수 있으며 기기의 내구성도 향상하는 효과가 있다.
종래 기술설비의 회전속도는 분당 최대 180 rpm으로 회전을 하는데 반대, 본 발명은 분당 최소 150 rpm ~ 최대 320rpm 으로 회전을 함으로써 종래 보다 약 2배의 절단속도로 운전을 하고, 따라서, 생산성과 상품성을 향상하며 원가절감 효과와 공간 점유율을 낮추어 작업 환경 개선 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기의 전체 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 적용된 냉동육 공급부와 냉동육 슬라이스부의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 적용된 냉동육 공급부와 냉동육 슬라이스부의 측면도.
도 4는 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 적용된 냉동육 슬라이스부의 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 적용된 나이프와 구동수단의 평면도.
도 6은 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 적용된 구동 캠과 나이프를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 적용된 웨이트를 보인 분해 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기에 적용된 나이프의 구동을 보인 정면도.
도 1 내지 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기는, 본체(10), 본체(10)에 일렬로 배열되는 냉동육 공급부(20) 및 냉동육 슬라이스부(30)로 구성된다.
본체(10)는 프레임과 판재의 조합에 의해 구성되며 상부에 냉동육 공급부(20)와 냉동육 슬라이스부(30)가 설치되도록 하고, 용이한 운반을 위한 바퀴(11), 고정을 위한 풋마스터(12) 등이 갖추어진다.
본체(10)는 냉동육 공급부(20)와 냉동육 슬라이스부(30)가 각각 안착되는 일체형도 가능하고, 냉동육 공급부(20)와 냉동육 슬라이스부(30)의 전체적인 유지보수 및 냉동육 공급부(20)와 냉동육 슬라이스부(30)의 사이의 유지보수를 위하여 냉동육 공급부(20)와 냉동육 슬라이스부(30) 사이를 벌릴 수 있도록 분리형으로 구성되는 것도 가능하다.
냉동육 공급부(20)는 바닥면에 냉동육이 올려지는 공급 다이(21), 냉동육(21)을 포킹하는 포크(22), 포크(22)에 의해 포킹된 냉동육을 공급 다이(21)를 따라 냉동육 슬라이스부(30)로 이송하는 이송수단(23)으로 구성된다.
공급 다이(21)는 본체(10)의 일측에 형성되어 포크(22)에 포킹된 냉동육이 바닥면을 따라 냉동육 슬라이스부(30)에 공급되는 경로를 제공하며, 평면형, 요철형 등이 구성 가능하다.
포크(22)는 단부가 뾰족한 형태로서 예를 들어 갈고리 형태이며 다수개가 일정 간격을 두고 배치되어 냉동육을 안정적으로 포킹하도록 구성되며, 이송수단(23)의 이송블록(24)에 출몰 가능하게 장착된다. 예를 들어 도 1, 도 3을 기준으로 할 때 포크(22)의 하단부는 이송블록(24)에 회전축을 매개로 하여 회전 가능하게 장착되고 회전수단(25)을 통해 강제로 회전하여 자유단부가 냉동육을 포킹한다.
회전수단(25)은 포크(22)가 결합된 회전축을 강제로 회전시키는 모든 것이 가능하고 래크와 피니언 조립체, 솔레노이드 등이 가능하다. 상기 래크와 피니언 조립체는 전후진수단(에어실린더, 솔레노이드 등), 상기 전후진수단에 의해 전후진하는 래크, 상기 포크(22)에 연결되며 상기 래크에 치합되어 상기 래크의 전후진에 의해 양방향 회전하여 포크(22)를 포킹 방향과 언포킹 방향으로 회전시키는 피니언으로 구성된다.
이송수단(23)은 이송블록(24), 양방향의 회전모터(26), 동력전달부재(27), 스크류 볼트(28)로 구성된다.
이송블록(24)은 내부에 포크(22) 및 이와 관련된 회전수단(25) 등이 장착되는 박스 형태로서 전방[냉동육 슬라이스부(30)]을 향하는 면에 포크(22)가 출몰하는 홀이 구비되고, 저부에 스크류 볼트(28)의 회전에 의해 전후진하는 너트부가 구성된다. 상기 너트부가 스크류 볼트(28)와 연결되도록 공급 다이(21)에는 상하가 관통하는 레일이 구성될 수 있고, 또한, 이송블록(24)의 전후진을 안내하는 가이드레일이 적용될 수 있다.
이송블록(24)은 내부의 포크(22) 등을 용이하게 유지보수할 수 있도록 상부에 개폐형의 덮개가 갖추어진다.
이송블록(24)의 전방에는 냉동육의 위치를 잡아주는 정렬대가 구성될 수 있다.
회전모터(26)는 공급 다이(21)의 저부에 장착되며 전원을 인가받아 회전력을 발생한다.
동력전달부재(27)는 회전모터(26)의 회전력을 스크류 볼트(28)에 전달하는 것으로 벨트 등이 가능하다.
스크류 볼트(28)는 공급 다이(21)의 저부에 냉동육의 공급방향으로 배열되면서 길이방향의 양측이 각각 베어링을 통해 제자리 회전 가능하게 지지되고 동력전달부재(27)와 연결되어 양방향으로 회전한다.
냉동육 공급부(20)는 냉동육을 공급하는 동안 이물질로 인한 오염을 막고 냉동육이 외부로 튕겨 비산되는 것도 막을 수 있도록 투입 안전커버(29)가 갖추어진다.
또한, 공급 다이(21)의 바닥은 냉동육을 놓을 때 충격이 가해지더라도 변형을 일으키지 않도록 이중 구조의 프레임(21a)을 통해 설치된다. 즉 바닥을 구성하는 프레임(21a)은 상하 판재 및 이들 상하 판재의 사이에 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 예컨대 각관으로 구성된다.
냉동육 슬라이스부(30)는 공급 다이(21)와 동일 높이로 배치되며 냉동육 및 슬라이스편을 이송하는 이송 컨베이어(31), 이송 컨베이어(31) 상에서 냉동육을 슬라이스편으로 슬라이싱하는 나이프(knife)(32), 나이프(32)를 고속으로 구동하는 나이프 구동수단(40), 슬라이스편을 보호하는 커버(33)로 구성된다.
이송 컨베이어(31)는 냉동육 공급부(20)를 통해 공급되는 냉동육의 일부분을 저부에서 받쳐 지지하며, 즉 슬라이스편의 두께만큼을 지지한다.
나이프(32)는 사각형의 판상으로 이루어지면서 하단부에 냉동육의 예리한 절단면이 형성된다.
나이프(32)는 나이프 구동수단(40)과 나이프 바디(knife body)(34)를 통해 연결된다.
나이프 바디(34)는 사각 판형으로서 상부쪽이 나이프 구동수단(40)에 체결구(볼트와 너트 등)를 통해 분리 가능하게 조립되고 하부쪽이 나이프(32)와 체결구(볼트와 너트 등)를 통해 분리 가능하게 조립된다.
커버(33)는 나이프(32)와 나이프 구동수단(40)을 덮어 외부로부터 보호하며 단 슬라이스편을 수거하도록 이송 컨베이어(31)보다 짧은 길이이면서 출구가 개방된다.
도 1 내지 도 4에서 보이는 것처럼, 나이프 구동수단(40)은, 구동모터(41), 구동모터(41)의 회전을 감속하는 감속기(42), 감속기(42)를 통해 회전력을 전달받아 회전하는 구동축(43), 구동축(43)의 회전력을 전달받아 회전하는 종동축(44), 구동축(43)과 종동축(44)의 축방향 일측에 각각 결합되어 스윙하며 나이프(32)를 구동하는 구동 캠(45,46), 구동축(43)과 종동축(44)의 타측 단부에 결합되어 회전하며 구동 캠(45,46)과 나이프(32)의 밸런스를 조절하는 웨이트(47,48)로 구성된다.
도 4 내지 도 7에서 보이는 것처럼, 구동모터(41)는 감속기(42)를 통해 구동축(43)에 회전력을 전달하여 구동축(43)이 회전하도록 한다.
감속기(42)는 구동모터(41)의 회전력을 감속하는 것으로 기어식 등 다양한 감속기가 적용 가능하고, 구동축(43)이 관통하면서 회전력을 전달하는 구조이다.
구동축(43)은 하나 이상의 베어링을 통해 지지되며 감속기(42)에 연결되어 감속기(42)로부터 회전력을 전달받아 회전한다.
종동축(44)은 타이밍 벨트(49)를 통해 구동축(43)의 회전을 전달받아 회전한다. 예를 들어 구동축(43)과 종동축(44)에는 풀리가 각각 장착되며 이들 풀리에 타이밍 벨트(49)가 감겨 구동축(43)의 회전력을 종동축(44)에 전달한다.
구동 캠(45,46)은 부채꼴 형상의 캠부(45a,46a) 및 캠부(45a,46a)의 단부(원의 중심부)에서 캠부(45a,46a)보다 작은 단면적이면서 전체적으로 동일하게 연장 형성되는 직선형의 연결부(45b,46b)로 구성되며, 캠부와 연결부의 중심선을 기준으로 하여 좌우 대칭의 구조이다.
구동 캠(45,46)의 중심부에는 구동축(43)과 종동축(44)의 길이방향 일측이 각각 연결되는 축공(45c,46c)이 형성되고 연결부(45,46)의 가장자리 즉 캠부(45a,46a)의 반대쪽에는 나이프(32)에 연결되는 나이프 연결공(45d,46d)이 형성된다.
나이프(32)와 구동 캠(45,46)의 연결 구조는 다음과 같다.
구동 캠(45,46)의 나이프 연결공(45d,46d)에는 베어링(35a,36a)이 장착되고 이 베어링(35a,36a)에는 샤프트(35,36)가 장착되며, 이 샤프트(35,36)에 나이프(32)가 연결되며, 이와 같은 구조에 따르면, 구동축(43)과 종동축(44)에 의해 구동 캠(45,46)이 각각 회전하고, 나이프(32)가 구동축(43)과 종동축(44)에 베어링(35a,36a)으로 장착된 샤프트(35,36)를 통해 회전하게 되어 일정한 형태의 원의 궤적을 그리면서 냉동육을 절단한다.
웨이트(47,48)는 구동축(43)과 종동축(44)의 타측 단부에 각각 결합되어 구동 캠(45,46)의 구조적 단점인 밸런스를 맞추며, 부채꼴 형상[구동 캠(45,46)과 동일한 면적]이면서 원호의 반대쪽인 원의 중심부 부분에는 구동축(43)과 종동축(44)이 연결되는 축공을 갖는 직선형의 축연결부가 형성된 판재이다.
부가적으로 웨이트(47,48)의 일측에는 보조 웨이트(47a,48a)가 추가될 수 있다.
보조 웨이트(47a,48a)는 웨이트(47,48)의 축연결부가 없는 부채꼴 형상의 판재이며 웨이트(47,48)에 체결구(볼트와 너트 등)를 매개로 하여 조립된다.
한편, 본 발명은 안정적인 슬라이싱 동작을 위하여 센서수단(50)이 적용된다.
센서수단(50)은 구동축(43)에 설치되는 제1 내지 제3센서브래킷(51,52,53)으로 구성된다.
제1센서브래킷(51)은 나이프상사점(포크 스텝위치)센서이고, 제2센서브래킷(52)은 작업완료 후 나이프의 바닥면이 하단에 위치하도록 하는 센서(위험방지용)이며, 제3센서브래킷(53)은 절단위치 하사점 센서(포크 이송이 종료되는 구간)로서 나이프 절단시와 포크 이송시 서로 간의 구간설정으로 나이프와 포크이송시 냉동육과의 부딪힘 방지 구간을 설정하는 센서이다.
이들 센서(51,52,53)는 링 형태이면서 둘레부에 단면적(하중)이 커지는 확장부가 돌출 형성된 구조이며, 각각의 확장부가 서로 다른 위치에 배치되도록 구동축(43)에 설치되어 운용된다.
센서수단(50)은 공지된 모든 제품이 적용 가능하다.
본 발명의 냉동육 고속 절단기는 다양한 제어를 통해 가동되며, 각종 스위치(전원 스위치, 포킹/언포킹 스위치, 이송블록 수동/자동 이동 스위치, 구동모터 수동/자동 스위치, 비상 정지 스위치 등), 모니터 등이 갖추어질 수 있다.
본 발명에 의한 냉동육 고속 절단기의 작용은 다음과 같다.
1. 냉동육 거치.
냉동육을 냉동육 공급부(20)의 공급 다이(21) 위에 올려놓는다.
포크(22)는 이송블록(24) 안에 삽입된 상태이기 때문에 냉동육의 거치를 간섭하지 않으며, 냉동육을 정렬대 앞에 밀착시키는 방법으로 거치한다.
이어서, 포킹 스위치를 조작하여 포크(22)가 냉동육을 포킹하도록 한다. 포킹 스위치를 조작하면 포크(22)가 회전수단(25)에 의해 회전하면서 이송블록(24)의 외부로 돌출되어 냉동육을 포킹한다.
2. 냉동육 이송.
가동 스위치를 온 조작하면, 냉동육 공급부(20)의 이송수단(23)을 통해 냉동육이 냉동육 슬라이스부(30)로 이송한다.
냉동육 슬라이스부(30)의 구동수단(40)의 구동모터(41)는 가동 스위치의 온 조작과 동시 또는 냉동육의 위치감지를 통해 가동한다.
구동모터(41)가 가동하면 구동모터(41)이 회전력이 감속기(42)를 통해 감속되어 구동축(43)에 전달된다.
구동축(43)의 회전력은 타이밍 벨트(49)를 통해 종동축(44)에 전달되어 구동축(43)과 종동축(44)이 함께 동일 방향으로 회전한다.
도 8에서 보이는 것처럼, 구동축(43)과 종동축(44)의 회전에 의해 구동 캠(45,46)이 회전하게 되고, 나이프(32)는 샤프트(35,36)를 통해 원 운동을 하며, 이 과정에서 냉동육 공급부(20)로부터 일정 스텝씩 공급되는 냉동육을 슬라이싱한다.
구동 캠(45,46)이 회전할 때 구동축(43)과 종동축(44)의 반대쪽에 있는 웨이트(47,48)가 구동 캠(45,46)의 밸런스를 맞추게 되어 구동 캠(45,46)은 고속 회전이 가능하며, 따라서, 슬라이스편은 절단면이 깔끔하고 냉동육에 힘줄이 있더라도 깨끗하게 절단된다.
10 : 본체, 20 : 냉동육 공급부
21 : 공급 다이, 22 : 포크
23 : 이송수단, 24 : 이송블록
25 : 회전수단, 30 : 냉동육 슬라이스부
31 : 이송 컨베이어, 32 : 감속기
33 : 커버, 34 : 나이프 바디
35,36 : 샤프트, 35a,36a : 베어링
40 : 구동수단, 41 : 구동모터
42 : 감속기, 43 : 구동축
44 : 종동축, 45,46 : 구동 캠
47,48 : 웨이트

Claims (4)

  1. 본체(10)와;
    상기 본체에 일렬로 배열되어 냉동육을 공급 및 이 냉동육을 슬라이스하는 냉동육 공급부(20) 및 냉동육 슬라이스부(30)를 포함하고,
    상기 냉동육 공급부는, 공급 다이(21), 상기 공급 다이의 일측에서 냉동육을 고정하는 포크(22), 상기 포크와 상기 포크에 의해 포킹된 냉동육을 상기 냉동육 슬라이스부로 이송하는 이송수단(23)을 포함하며,
    상기 냉동육 슬라이스부는, 상기 냉동육 공급부로부터 공급되는 냉동육을 지지 및 슬라이스편을 이송하는 이송 컨베이어(31), 상기 냉동육 공급부로부터 공급되는 냉동육을 일정 두께로 슬라이싱하는 판상의 나이프(32), 상기 나이프의 구동수단을 포함하고,
    상기 구동수단은 구동모터(41), 상기 구동모터에 의해 회전하는 구동축(43), 중앙부가 상기 구동축의 축방향 일측에 결합되는 한편 부채꼴 형상의 캠부 반대쪽에 베어링과 샤프트를 통해 상기 나이프가 연결되어 상기 나이프를 원 운동으로 구동하는 구동 캠(45), 상기 구동축의 축방향 타측에 결합되는 부채꼴 단면의 웨이트(47)를 포함하며,
    상기 구동 캠은 부채꼴 형상의 캠부 및 상기 캠부의 단부에서 상기 캠부보다 작은 단면적이면서 전체적으로 동일하게 연장 형성되는 직선형의 연결부로 구성되어 상기 캠부와 연결부의 중심선을 기준으로 하여 좌우 대칭의 구조로 이루어지는 한편, 중심부에는 상기 구동축의 길이방향 일측이 각각 연결되는 축공이 형성되고 상기 연결부의 가장자리에는 상기 나이프에 연결되는 나이프 연결공이 형성되고,
    상기 나이프는 상기 구동 캠의 나이프 연결공에 샤프트를 매개로 하여 연결되어 상기 구동 캠과 상기 샤프트를 통해 일정한 형태의 원의 궤적을 그리면서 냉동육을 절단하는 것을 특징으로 하는 냉동육 고속 절단기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동수단은 상기 구동축과 타이밍 벨트로 연결되는 종동축(44), 부채꼴 형상으로 이루어지며 중앙부에 상기 종동축의 축방향 일측이 연결되는 한편 가장자리에 상기 나이프가 베어링과 샤프트를 통해 연결되는 구동 캠(46), 상기 종동축의 축방향 타측에 결합되는 웨이트(48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동육 고속 절단기.
  3. 청구항 2에 있어서, 부채꼴 단면으로 형성되며 상기 웨이트에 분리 가능하게 조립되는 보조 웨이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동육 고속 절단기.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 다이의 바닥부는 2중 구조인 것을 특징으로 하는 냉동육 고속 절단기.
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