KR101861481B1

KR101861481B1 - 분쇄기

Info

Publication number: KR101861481B1
Application number: KR1020170062384A
Authority: KR
Inventors: 윤혁범
Original assignee: 윤혁범
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2018-05-25

Abstract

본 발명은 분쇄기에 관한 것으로서, 외측날과 내측날을 포함하는 분쇄날과, 상기 분쇄날이 설치되는 바디와, 상기 내측날이 고정되는 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부와, 상기 분쇄날의 설치 위치 상측으로 상기 바디의 내주면 및 외주면 중 적어도 어느 하나에 나사산이 구비되어 형성되는 높이조절 나사부와, 상기 높이조절 나사부에 회전 가능하게 결합되는 입도 조절판과 고정판을 포함한다. 상기 입도 조절판은 상기 회전축을 높이 방향으로 지지하여 상기 회전축에 결합된 상기 내측날의 높이를 조절가능하게 하며, 상기 입도 조절판 및 상기 고정판에 서로 일치 가능하게 형성된 나사홀들을 통해 입도 고정 나사를 체결하여 상기 입도 조절판을 설정된 높이로 고정함으로써 상기 내측날의 높이를 조절 고정하고, 이를 통해 분쇄물의 입도를 쉽게 조절하고, 조절된 입도가 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.

Description

분쇄기{GRINDER}

본 발명은 원두 분쇄 등에 사용되는 분쇄기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외측날과 내측날을 포함하고 외측날과 내측날 사이에 경사 절삭 공간부가 형성된 분쇄날이 채용된 분쇄기에 관한 것이다.

커피를 추출하기 위해서는 먼저 원두 분쇄기를 이용하여 원두를 분쇄해야 한다. 원두 분쇄기는 일반적으로 모터의 사용여부에 따라 전동식 분쇄기와 수동식 분쇄기로 구분되며, 분쇄방식에 따라 회전칼날형, 버(burr)형, 롤러형 분쇄기로 분류된다. 버형 분쇄기는 수동식 분쇄기와 전동식 분쇄기에 보편적으로 사용되며, 일반적으로 원하는 간격으로 조정된 2개의 분쇄날 가운데 하나를 고정시킨 상태로 다른 하나를 회전시키며, 두 분쇄날의 사이로 원두를 통과시켜 분쇄하는 방식이다. 회전칼날형 분쇄기는 소형 저가 전동식 분쇄기에 사용되며, 일반적으로 밀폐된 공간 안에서 하나의 고속 회전하는 회전칼날을 원두와 여러 차례 충돌시켜 분쇄하는 방식이다. 롤러형 분쇄기는 특히 수평으로 길게 배치되는 롤러로 인하여 대형 전동식 분쇄기에 제한적으로 사용되며, 한 쌍 혹은 그 이상의 롤러 사이로 원두를 통과시켜 발생하는 압력으로 분쇄하는 방식이다.

버형 분쇄기는 원두가 투입되는 투입부와 분쇄가 이루어지는 분쇄날, 분쇄날과 연결되어 분쇄날을 회전시키는 샤프트, 분쇄날의 간격을 조정하는 굵기조절기구, 분쇄된 원두를 받거나 특정한 위치로 모아주는 토출부를 포함한다. 수동식 버형 분쇄기는 일반적으로 샤프트가 분쇄기의 상단에 위치한 투입부를 가로지르며, 그 위로 분쇄날을 회전시키기 위한 핸들이 연결된다. 전동식 버형 분쇄기는 중량이 무거운 모터를 낮은 위치에 배치할 수 있도록 샤프트가 하단이나 수평으로 지나가는 구조가 일반적이다.

버형 분쇄기에 사용되는 분쇄날은 일반적으로 2개의 평평한 원형 날의 서로 마주보는 방향에 절삭돌기가 형성되어있는 평면형 버(Flat Burr), 원뿔형 내측날의 외주면과 원통형 외측날의 내주면에 절삭돌기가 형성되어있는 원뿔형 버(Conical Burr) 가 사용된다.

휴대용 수동식 분쇄기부터 전동 분쇄기까지 널리 사용되는 원뿔형 버의 경우 내측날의 상부에 나선형의 절삭돌기가 구비된 제1 절삭면이 형성되고, 상기 제1 절삭면의 하부에 제1 절삭면에 대비하여 상대적으로 절삭돌기가 조밀하게 형성된 제2 절삭면이 형성된다. 외측날은 원통형 몸체 내주면으로 제1 절삭면에 대응하는 제1 대응 절삭면과 제2 절삭면에 대응하는 제2 대응 절삭면을 구비하는 데, 상기 제2 대응 절삭면은 역시 절삭돌기가 매우 조밀하게 형성되어 이루어진다.

원두는 제1 절삭면과 제1 대응 절삭면 사이의 공간을 통과하면서 초벌 분쇄가 이루어지고, 제2 절삭면과 제2 대응 절삭면 사이를 통과하면서 원하는 입자 크기로 잘고 균일하게 분쇄된다.

원뿔형 버가 채용된 분쇄기에는 외측날과 내측날 사이의 간격에 의해 분쇄물의 굵기가 조절되는 특성을 가지고 있어서 분쇄 결과물의 굵기와 균일함을 보장하기 위해서는 분쇄날 사이의 간격을 정밀하게 조정 및 정확하게 유지할 수 있는 구조가 요구된다.

이러한 이유로 원뿔형 버가 채용된 분쇄기에는 정밀한 분쇄날 간격 조정과 유지가 가능한 고성능의 무단(stepless) 굵기조절기구가 사용되고 있는 데, 공지의 굵기조절기구는 웜 기어나 쐐기와 스프링 등을 이용한 복잡한 구조로 인하여 일반적으로 휴대용으로 사용되는 수동식 분쇄기에는 구현하기 어려운 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 분쇄물의 굵기 조절을 위한 외측날과 내측날 사이의 간격조절이 간단한 방식으로 수행될 수 있으며, 신뢰성 있게 유지될 수 있는 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 분쇄날의 청소가 용이한 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 원두 등과 같은 분쇄 대상물의 분쇄 과정에서 분쇄 대상물에 마찰력이 가해지는 것을 최소화할 수 있는 수직 롤러형 분쇄날을 구비한 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외측날 및 내측날을 포함하고, 상기 외측날의 내주면과 상기 내측날 외주면 사이에 경사진 방향으로 연장되는 경사 절삭 공간부가 형성되는 분쇄날; 상기 분쇄날이 설치되는 중공 형상의 바디; 상기 내측날과 함께 회전 가능하게 고정되고 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부; 상기 분쇄날의 설치 위치 상측으로 상기 바디의 내주면 및 외주면 중 적어도 어느 하나에 나사산이 구비되어 형성되는 높이조절 나사부; 상기 높이조절 나사부의 나사산에 나사 결합되는 나사산을 구비하여 상기 높이조절 나사부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전축이 관통하여 지나면서 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축 및 상기 회전축에 고정된 내측날의 높이 조절을 가능하게 하며, 표면에 나사홀이 형성된 입도 조절판; 상기 높이조절 나사부의 나사산에 나사 결합되는 나사산을 구비하여 상기 높이조절 나사부에 회전 가능하게 결합되고, 표면에 상기 입도 조절판의 나사홀에 일치 가능한 나사홀이 형성되는 고정판; 및 상기 입도 조절판 및 상기 고정판의 나사홀들이 일치된 상태로 상기 나사홀들을 통해 체결되어 상기 입도 조절판 및 고정판이 서로 마주보는 방향으로 힘을 받도록 가압함으로써 상기 입도 조절판을 조절된 위치에서 회전되지 않도록 고정할 수 있는 입도 고정 나사를 포함하는 분쇄기를 제공한다.

본 발명에 의하면, 상기 입도 조절판의 중심부에 형성된 관통홀에 하측 방향으로 끼워져 탈착 가능하게 고정되고, 중심부를 관통하여 지나는 상기 회전축을 높이 방향으로 지지하는 축높이 고정부재를 더 포함하며, 상기 축높이 고정부재는 상기 입도 조절판으로부터 분리될 때 상기 회전축과 함께 하강한다.

본 발명에 의하면, 상기 바디의 내주면에는 원주를 따라 내측으로 돌출된 격벽이 구비되고, 상기 격벽에는 분쇄 대상물이 아래로 이동하는 통공이 형성되고, 중심부에 회전축이 관통하여 연장되는 관통홀이 형성되되, 상기 회전축은 상기 관통홀의 지나면서 회전가능하게 지지되며, 상기 입도 조절판으로부터 상기 축높이 고정부재가 분리되어 하강되는 경우 상기 축높이 고정부재가 상기 관통홀의 주변에 의해 지지된다.

본 발명에 의하면, 상기 바디의 하측으로 분쇄물이 수용되는 수집통이 탈착가능하게 결합한다.

본 발명에 의하면, 상기 고정판은 상기 높이조절 나사부에 상기 입도 조절판의 하측으로 배치된다.

본 발명에 의하면, 상기 높이조절 나사부는 상기 바디의 내주면에 형성되고, 상기 입도 조절판 및 상기 고정판은 상기 바디의 내주면에 상기 높이조절 나사부에 회전 가능하게 결합된다.

본 발명에 의하면, 상기 입도 조절판과 상기 고정판에는 분쇄 대상물이 상기 바디의 중공 내부로 투입되도록 표면을 관통하여 통공이 형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 구동수단은 핸들을 포함하고, 상기 핸들은, 상기 회전축의 상단에 탈착 가능하게 결합된다.

본 발명에 의하면, 상기 내측날은, 하측으로 상기 외측날의 내주면과의 사이에 경사 절삭 공간부를 형성하도록 경사진 대응 절삭면을 갖는 절삭날을 포함하되, 상기 절삭날은 회전중심을 지나는 회전축선과 중심을 지나는 중심선이 서로 일치하게 설치되며, 상기 절삭날의 상부에, 중심축과 회전축선이 서로 어긋나게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심 롤러를 더 포함하되, 상기 편심 롤러들은 중심선들이 서로 어긋나게 서로에 대해 편심 설치된다.

본 발명에 의하면, 상기 편심 롤러는 상기 내측날에 고정되는 회전축과 함께 회전하는 베어링 부분과, 상기 베어링 부분에 회전 가능하게 지지되는 링 부분을 포함하며, 상기 베어링 부분의 회전 시에 상기 링 부분이 비 회전 상태를 유지하면서 상기 링 부분의 외주면과 상기 외측날의 상기 내주면 사이의 간격이 가변 가능하다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 분쇄기에 의하면, 분쇄물의 굵기 조절을 위한 외측날과 내측날 사이의 간격조절이 간단한 방식으로 수행될 수 있어 분쇄물의 굵기 조절이 용이하다. 또한, 입도 고정 나사의 간단한 조작으로 분쇄날의 간격이 백래쉬 없이 정확하고 안정적으로 유지될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분쇄기에 의하면, 분쇄날의 청소가 용이하고, 분해 및 조립이 용이한 분쇄기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분쇄기에 의하면, 분쇄 대상물의 분쇄 과정에서 열 발생을 최소화하면서 분쇄 대상물이 압축력을 받아 분쇄될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분쇄기의 조립 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분쇄기의 일부 부품을 분해 사시도 형태로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 분쇄기에서 분쇄날의 청소 과정을 설명하기 위한 조립 단면도로서 일부 부품을 생략한 형태로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 분쇄기에서 높이조절 나사부에 고정판이 결합되는 단면도로서 일부 부품을 생략한 형태로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에서 편심 롤러의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물이 압축력을 받아 분쇄되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 1 내지 도 8b를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 분쇄기(1)는, 분쇄날(10)과, 분쇄날(10)이 설치되는 바디(30)와, 수집통(40), 구동부(50)를 포함한다.

분쇄날(10)은 외측날(100)과 내측날(200)을 포함한다. 외측날(100)에는 중공(110)이 형성되고, 내측날(200)은 중공(110) 내부에 배치된다. 외측날(100)의 내주면과 내측날(200)의 외주면 사이의 상대적 움직임에 의해 원두 등의 분쇄 대상물이 분쇄된다.

외측날(100)의 내주면 하측에는 외측 방향으로 경사진 절삭면(155)이 형성되고, 내측날(200)의 외주면 하측에는 외측날(100)의 절삭면(155)에 대응되어 외측으로 경사진 대응 절삭면(255)이 형성된다. 절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이는 절삭면(155)과 대응 절삭면(255)에 형성된 절삭돌기들의 작용에 의해 분쇄 대상물이 분쇄되는 경사 절삭 공간부(15)를 형성한다. 절삭돌기는 특정한 형태에 제한되지 않으며 다양한 형태로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 분쇄날(10)은 상기 절삭면(155)과 상기 대응 절삭면(255)이 각각 외측날(100)외 내주면 및 내측날(20)의 외주면에 전체적으로 형성된, 일반적인 형태의 원뿔형 버를 포함한다. 그러나 본 발명은, 이에 제한되지 않고, 본 발명의 5 내지 8b에 도시된 분쇄날과 같이, 분쇄날의 적어도 하측으로 경사 절삭 공간부를 가지는 다양한 형태의 분쇄날이 사용되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 경사 절삭 공간부를 갖는 분쇄날(10)은 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이 조절을 통해 경사 절삭 공간부의 크기를 조절하는 것이 가능하며, 이를 통해 분쇄 대상물의 분쇄 입도를 조절하는 것이 가능하다.

바디(30)는 중공의 원통 형상을 갖는다. 바디(30)는 바람직하게는, 분쇄날(10)이 설치되는 하부 섹션(350)과 내부로 투입된 원두가 분쇄날(10)로의 공급을 위해 저장되는 상부 섹션(370)을 포함한다.

바디(30)의 내주면(302)에는 원주를 따라 내측으로 돌출되어 형성된 격벽(310)이 구비될 수 있다. 격벽(310)은 하부 섹션(350)과 상부 섹션(370)의 경계가 된다. 격벽(310)에는 상하측을 관통하는 통공(312)이 형성되어, 통공(312)을 통해 상부 섹션(370)에 저장된 원두가 하부 섹션(350)에 위치하는 분쇄날(10)을 향해 이동한다. 격벽(310)의 중심에는 회전축(510)이 관통하여 연장되는 관통홀(315)이 형성된다. 관통홀(315)에는 베어링이 설치되어 회전축(510)이 베어링을 매개로 관통홀(315)에 회전 가능하게 지지 될 수 있다.

분쇄날(10)은 바디(30)의 하측으로부터 하부 섹션(350)으로 삽입되어 분쇄날(10)의 외측날(100)이 하부 섹션(350)에 고정되는 방식으로 설치된다.

본 실시예에서 분쇄날(10)은 하부 섹션(350)에 부분 삽입되어 배치되는 것으로 예시되고 있으나, 다양한 변형이 가능하다. 하부 섹션(350)은 바디(10)의 하측으로 분쇄날(10)이 지지되는 구역을 의미하며, 도시된 실시예와 같이 분쇄날(10)이 부분적으로 삽입되는 공간으로 한정될 필요는 없다.

한편, 바디(30)의 하측에는 수집통(40)이 탈착가능하게 결합되어 분쇄날(10)에서 분쇄되어 하부로 떨어지는 분쇄물을 수용할 수 있다.

분쇄날(10)의 구동, 보다 구체적으로는 외측날(100)에 대해 내측날(200)을 회전 구동시키기 위한 구동부(50)는 회전축(510)과 회전축(510)의 상단에 탈착 가능하게 결합되는 핸들(520)을 포함한다. 핸들(520)은 상기 회전축(510)을 구동시키기 위한 구동수단의 일 예이다. 구동수단은 모터 등의 전동식 장치가 될 수 있다.

회전축(510)은 내측날(200)의 회전축홀(230)을 관통하여 하부로 연장된다. 회전축(510)의 하단에는 너트부재(511)가 체결되어 회전축(510)을 내측날(200)에 고정한다.

바디(30)의 상부에는 높이조절 나사부(304)가 형성된다. 높이조절 나사부(304)는 바디(30)의 외주면(301) 또는 내주면(302) 상부에 형성된 나사산이다. 높이조절 나사부(304)에는 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 결합된다. 구체적으로 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 외주면에 나사산이 형성되어 높이조절 나사부(304)에 나사체결 방식으로 결합된다. 높이조절 나사부(304)는 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 높이 방향으로 위치 조절이 가능하게 된다.

입도 조절판(320)에는 원두 등의 분쇄 대상물을 상부 섹션(370)으로 투입 가능하도록 표면을 관통하여 통공(322)이 형성될 수 있다. 또한, 입도 조절판(320)의 중심에는 회전축(510)이 통과하여 연장되는 관통홀(324)이 형성되고, 바람직하게 관통홀(324)에는 부싱 베어링 등과 같은 베어링(530)이 설치되어 회전축(510)이 입도 조절판(320)에 대해 원활히 회전하도록 보조할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 입도 조절판(320)의 관통홀(324)에는 축 높이 고정부재(550)가 하측으로부터 끼워져 고정된다. 관통홀(324)의 내주면에는 나사산이 형성되고, 관통홀(324)의 하측으로부터 끼워지는 축 높이 고정부재(550)의 외주면에 나사산이 형성되어, 축 높이 고정부재(550)가 입도 조절판(320)의 관통홀(324)에 나사체결되어 고정된다. 축 높이 고정부재(550)의 중심부에는 회전축이 관통하여 지나는 관통홀이 형성된다.

회전축(510)의 상단에는 외주측으로 걸림턱(512)이 돌출 형성되고, 회전축(510)이 축높이 고정부재(550)를 관통하여 아래로 연장되는 경우 걸림턱(512)이 축높이 고정부재(550)에 지지되어 높이 방향으로 위치가 결정된다. 회전축(510)에 부싱 베어링과 같은 베어링(530)이 사용되는 경우 축높이 고정부재(550)는 베어링 하우징의 기능을 함께하여 베어링(530)이 축높이 고정부재(550)의 내측으로 삽입되고, 회전축(510)은 베어링(530)을 매개로 축높이 고정부재(550)에 의해 지지된다. 이를 위해 베어링(530)의 상단에는 축높이 고정부재(550)의 상단에 지지되는 걸림턱(532)이 형성되고, 베어링(530)의 상단에 회전축(510)의 걸림턱(512)이 지지된다.

도 1 내지 도 3에서 이해 가능한 바와 같이, 원두 등의 분쇄 후 분쇄날의 청소가 필요한 경우에, 수집통(40)을 바디(30)로부터 분리하고, 회전축(510)으로부터 핸들(520)을 분리한 후, 축 높이 고정부재(550)를 입도 조절판(320)의 관통홀(324)로부터 분리할 수 있다. 이로 인해, 회전축(510)이 입도 조절판(320)으로부터 축 높이 고정부재(550)와 함께 이탈하여 하부로 이동한다. 축 높이 고정부재(550)는 격벽(310)의 관통홀 주변에 맞닿는 위치로 회전축(510)과 함께 아래로 하강한다(도 3 참조). 즉, 격벽(310)에 의해 회전축(510)이 축높이 고정부재(550)와 함께 바디(30) 하측으로 완전히 이탈하지 않고 일정 정도 하강한다. 이에 따라 회전축(510)에 고정된 내측날(200)이 함께 외측날(100)로부터 이탈하여 이격되도록 하강하므로, 예를 들면, 솔 등을 이용하여 내측날(200) 및 외측날(100)을 용이하게 청소할 수 있다.

입도 조절판(320)에는 입도 고정 나사(560)가 관통하여 체결되는 나사홀(326)이 형성된다.

고정판(330)은 입도 조절판(320) 하측 위치에서 높이조절 나사부(304)에 체결된다. 고정판(330)에는 표면을 관통하여 통공(332)이 형성되어 원두 등이 바디(30) 내부로 투입될 수 있도록 한다. 고정판(330)에는 입도 고정 나사(560)가 체결되는 나사홀(336)이 형성된다. 따라서 입도 조절판(320)의 나사홀(326)과 고정판(330)의 나사홀(336)을 일치 상태로 입도 고정 나사(560)가 체결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 입도 조절판(320) 및 고정판(330)은 높이조절 나사부(304)에 대한 체결 위치를 바디(30)의 외주면(301) 또는 내주면(302)에 달리하여 형성할 수 있다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 바디(30)의 내주면(302)에 높이조절 나사부(304)를 형성하는 경우, 상기 입도 조절판(320) 및 고정판(330)은 바디(30)의 내측에 수용되어 높이조절 나사부(304)에 체결되고, 상기 입도 고정 나사(560)는 바디(30)의 내측에서 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 표면에 각각 형성된 나사홀(326,336)에 일치되어 체결될 수 있다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 바디(30)의 외주면(301)에 높이조절 나사부(304)를 형성하는 경우, 상기 입도 조절판(320) 및 고정판(330)은 내측으로 나사산을 형성하여 바디(30)의 외측에 형성된 높이조절 나사부(304)에 체결되고, 상기 입도 고정 나사(560)는 바디(30)의 외경을 벗어나서 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 가장자리에 각각 형성된 나사홀(326,336)에 일치되어 체결될 수 있다.

도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 입도 조절판(320)이 바디(30)의 외주면(301)에 체결되는 반면, 상기 고정판(330)은 바디(30)의 내주면(302)에 체결되며, 입도 고정 나사(560)는 바디(30)의 내측에서 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 표면에 각각 형성된 나사홀(326,336)에 일치되어 체결될 수 있다.

그리고 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 입도 조절판(320)이 바디(30)의 내주면(302)에 체결되는 반면, 상기 고정판(330)은 바디(30)의 외주면(301)에 체결되며, 입도 고정 나사(560)는 바디(30)의 외경을 벗어나서 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 가장자리에 각각 형성된 나사홀(326,336)에 일치되어 체결될 수 있다.

한편, 통공(322,332)은 원두 등을 바디(30) 내부로 투입할 수 있도록 하는 구멍으로서, 상측으로부터 원두 등을 투입할 경우에만 해당되고, 만일 바디(30)의 측면 방향에 투입구(미도시)가 구비되어 상기 투입구로 원두 등을 투입할 경우에는 해당되지 않는다.

입도 조절판(320)에는 축높이 고정부재(550)를 매개로 회전축(510)이 높이 방향으로의 위치가 규제된다. 따라서 입도 조절판(320)을 높이조절 나사부(304)에 대해 회전시켜 바디(30)에 대해 높이를 조절하면, 분쇄날(10)에서 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이가 조절된다.

외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이 조절은 분쇄 대상물이 경사 절삭 공간부의 크기에 관계되므로, 결국 분쇄물의 입도 즉, 분쇄물의 크기를 조절할 수 있게 된다.

고정판(330) 및 상기 고정판(330)에 체결되는 입도 고정 나사(560)는 입도 조절된 위치로 입도 조절판(320)을 고정하기 위한 것이다.

입도 조절판(320)의 위치를 조절하여 원하는 입도로 분쇄물이 분쇄될 수 있도록 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 위치를 조절한다. 이후, 고정판(330)을 회전시켜 입도 조절판(320)의 나사홀(326)과 고정판(330)의 나사홀(336)을 일치시키고 입도 고정 나사(560)를 체결한다. 입도 고정 나사(560)가 체결되어 조여지면 입도 조절판(320)과 고정판(330)에는 서로 마주보는 방향으로 이동시키는 압력이 가해지는데, 이를 통해 백래쉬(backlash)가 제거된 정밀한 위치 조정이 가능하게 되고, 상기 입도 조절판(320)과 고정판(330)이 설정된 위치로 정확하게 위치하는 고정력을 제공할 수 있다. 또한, 입도 고정 나사(560)는 적은 힘으로 조작 가능하므로, 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 서로에 대한 고정 및 이를 통한 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 위치 고정 상태가 적은 힘으로 해제되고 조정될 수 있다. 예컨대, 입도 조절을 위해 추가의 위치 조절이 필요한 경우에, 입도 고정 나사(560)가 입도 조절판(320) 및 고정판(330)에 함께 체결 유지하는 범위에서 입도 고정 나사(560)를 약간 풀면, 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 서로에 대해 당기는 힘이 해제되므로, 입도 조절판(320)을 회전시키면 고정판(330) 역시 함께 회전되면서 입도 조절판(320)의 높이 조절이 가능하고 이에 따라 내측날(200)의 높이 조정이 가능하다. 높이 조절이 완료된 상태에서 다시 입도 고정 나사(560)를 조여 입도 조절판(320)이 움직이지 않도록 고정할 수 있다.

입도 조절판(320)은 분쇄물의 굵기 조절을 가능하게 하고, 고정판(330) 및 입도 고정 나사(560)는 조절된 고정된 굵기로 고정하는 기능을 한다.

도면에 도시된 실시예에서 입도 조절판(320)의 하측으로 고정판(330)이 위치하는 경우로 한정하여 설명되어 있으나, 고정판(330)이 입도 조절판(320)의 상측으로 위치하는 변형도 가능하다.

본 발명에 따르면, 이와 같은 분쇄물의 입도 조절 구성은 분쇄날(10)의 청소를 위해 내측날(200)을 외측날(100)로부터 이탈시키는 구성과 분리되어 동작할 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 즉, 분쇄날(10)의 청소를 위해 회전축(510)을 입도 조절판(320)에 대해 하측으로 이탈시키는 경우에도 입도 고정 나사(560)를 풀 필요가 없다. 그리고 청소 후에 내측날(200)을 회전축(510)과 함께 다시 상승시켜 회전축(510)을 입도 조절판(320)에 대해 다시 고정하면 입도 조절된 위치인 원 위치로 복귀하므로 입도 조절 상태는 그대로 유지된다. 즉, 청소 후 분쇄물의 입도가 원하는 상태로 분쇄날(10)의 위치를 다시 조작할 필요가 없으므로 균일한 입도의 분쇄물을 안정적으로 얻을 수 있다.

이하 도 5 내지 도 8b를 참조하여 본 발명에 따른 분쇄기(1)에 채용 가능한 분쇄날(10)의 다른 실시예를 설명하기로 한다.

분쇄날(10)은 외측날(100)과, 내측날(200)을 포함하며, 외측날(100)은 중공(110)을 구비한 원통 형상의 몸체를 가지며, 중공(110)에 내측날(200)이 배치된다.

내측날(200)은 적어도 2개의 편심 롤러(210, 220)와 절삭날(250)을 포함한다. 2개의 편심롤러(210, 220)와 절삭날(250)이 상측에서 하측으로 차례로 배치된다.

본 명세서에서는 2개의 편심롤러(210, 220)를 구분하여 지칭할 때는, 상부에 배치되는 편심 롤러를 제1 편심 롤러(210)로 지칭하고, 제1 편심 롤러(220)의 하부에 설치되는 편심 롤러를 제2 편심 롤러(220)로 지칭한다.

편심 롤러(210, 220)에 대해 살펴보면, 편심 롤러(210, 220)에는 회전축선이 편심 롤러의 중심선과 어긋나도록 회전축(510)이 편심 설치된다. 이를 위해 편심 롤러(210, 220)에는 회전축(510)이 결합되는 회전축홀(230)이 편심 롤러(210, 220)의 중심과 어긋난 위치로 형성되고, 분쇄날(10)을 회전구동시키는 회전축(510)이 상기 회전축홀(230)을 통해 설치된다.

또한, 내측날(200)에 구비되는 적어도 2개의 편심 롤러(210, 220)들은 서로의 중심선이 어긋나게 즉, 비 동심 관계로 수직으로 배치되어 조립된다.

본 명세서에서 중심선은 각 편심 롤러의 기하학적 중심을 지나는 가상의 선이며, 회전축선은 회전축홀의 중심, 즉, 회전중심을 지나는 가상의 선이다.

편심 롤러(210, 220)의 편심 배치로 인하여 편심 롤러(210, 220)가 외측날(100)의 중공(110) 내부에서 회전축(510)에 의해 회전하면, 편심 롤러(210, 220)의 외주면(211, 221)의 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 지속적으로 변화한다.

편심 롤러(210, 220)의 외주면(211, 221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 공간이 분쇄 대상물이 유입되어 분쇄되는 분쇄 공간이 된다. 편심 롤러(210, 220)의 편심 회전에 따라 분쇄 공간 내의 특정 위치들에서의 분쇄 공간이 확대되고 좁아지는 변화를 반복하면서 분쇄 대상물이 분쇄 공간으로 유입되고 분쇄될 수 있다. 편심 롤러(210, 220)의 편심 회전에 의해 분쇄 공간이 좁아지면 분쇄 공간 내부의 분쇄 대상물은 편심 롤러(210, 220)의 외주면에 의해 방사상 방향의 압축력을 받게 된다(도 8a 및 도 8b 참조). 즉, 본 발명에 의한 분쇄날(10)에 의하면 분쇄 대상물은 압축에 의한 힘을 받아 분쇄될 수 있다.

도면을 참조하면, 편심 롤러(210, 220)는 높이 방향으로 하측으로 위치하는 편심 롤러(220)가 상측으로 위치하는 편심 롤러(210)와 직경이 같거나 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 또한, 상측에 위치하는 제1 편심 롤러(210)의 외주면(211)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 좁은 부분의 간격보다 하측에 위치한 제2 편심 롤러(220)의 외주면(221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성되도록 배치될 수 있다.

복수의 편심 롤러(210, 220)들이 서로 중심선이 어긋나게 배치되므로 내측날(200)의 무게 중심을 보다 용이하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 전체적으로 소음이 저감되고 내측날(200)의 균형을 조절하는 데 유리하다.

본 발명의 실시예에 의하면, 편심 롤러(210, 220)는 회전축(510)과 일체로 고정되어 회전축(510)과 함께 회전하는 베어링 부분(214, 224)과, 상기 베어링 부분(214, 224)의 외주에 회전 가능하게 지지되는 링 부분(216, 226)을 포함한다. 링 부분(216, 226)이 베어링 부분(214, 224)에 대해 회전 가능하게 지지되므로, 링 부분(216, 226)의 외주면(211, 221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 중공(110)에 분쇄 대상물이 개재되는 경우 회전축(510)에 의해 베어링 부분(214, 224)이 회전하더라도 링 부분(216, 226)은 회전이 중지되거나 최소화되면서 분쇄 대상물을 압축하여 분쇄하게 된다. 즉, 분쇄 대상물이 마찰열에 의해 열을 받는 것을 최소화하면서 분쇄 대상물을 분쇄하는 데 유리하다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에서 편심 롤러의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물이 압축력을 받아 분쇄되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 제1 편심 롤러(210)의 링 부분(216)의 외주면(211)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 중공(110)의 상대적으로 넓은 분쇄 공간에 원두가 개재된 경우에(도 8a 참조), 원두가 링 부분(216)의 회전을 방해하므로, 편심 롤러(210)가 회전축(510)에 의한 회전 구동력을 받더라도 베어링 부분(214)은 회전하지만 링 부분(216)은 회전하지 않는다. 이 상태에서 회전축(510)의 회전에 의해 제1 편심 롤러(210)가 회전하면, 제1 편심롤러(210)는 편심 회전을 하므로, 원두가 개재된 부분에서 링 부분(216)의 외주면과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 중공(110)의 간격이 좁아진다(도 8b 참조). 이에 따라 원두는 반경 방향의 압축력을 받게 되고 이에 따라 분쇄된다.

이때, 편심 롤러(210, 220)의 외주면(211, 221) 및/또는 외측날(100)의 내주면(111)에는 분쇄 대상물의 슬립 방지를 위한 슬립 방지홈(113, 231)이 형성되는 것이 바람직하다. 슬립방지홈(113, 231)은 링 부분(216, 226)과 외측날(100) 사이에 개재된 원두가 정지 상태에서 압축력을 받는 것이 아니라, 링 부분(216, 226)과 함께 회전하면서 슬립되는 것을 방지하기 위한 슬립 방지부이다.

슬립 방지부는 슬립 방지홈(113,231)에 제한되지 않고, 돌기 또는 격자 패턴 등의 다양한 방식으로 형성될 수 있으나, 가공 측면 등에서 슬립 방지홈이 유리하다.

슬립 방지부의 작용을 구체적으로 살펴보면, 예컨대 원두가 제1 편심 롤러(210)의 링 부분(216)의 외주면과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 중공(110)에 개재된 경우에 어떤 경우에는 링 부분(216)이 베어링 부분(214)과 함께 돌면서 원두 역시 외측날(100)의 내주면(111)을 따라 링 부분(216)과 함께 이동하는 경우가 발생한다. 그러나 본 실시예와 같이 슬립 방지홈(113, 231)과 같은 슬립 방지부를 형성한 경우, 원두가 슬립 방지홈(113, 231)에 걸려 슬립 이동 상태가 깨뜨려 지므로, 원두의 압축 분쇄가 이루어질 수 있다. 이와 같이 슬립 방지홈(113, 231)은 분쇄 대상물이 분쇄 공간에 슬립되는 비정상 상태의 발생을 방지하여 분쇄날(10)에 의해 분쇄 대상물이 안정적으로 분쇄되는 것을 가능하게 한다.

원두와 관련하여 분쇄 시에 열을 최소화하면서 분쇄하는 것이 추출된 커피의 맛과 향이 더 좋게 하는 것으로 알려져 있다. 본 실시예와 같이 편심 롤러(210,220)가 베어링 부분(214,224)과 링 부분(216,226)으로 형성된 경우에, 분쇄 공간에 분쇄 대상물이 유입되는 경우 링 부분(216,226)은 회전되지 않는 것이 가능한바, 편심 롤러(210,220)의 편심 회전시에 분쇄공간이 반경 방향으로 줄었다 늘었다를 반복하면서 원두를 압축 파쇄하게 된다. 즉 원두의 분쇄 과정에서 발생하는 마찰열을 최소화하여, 마찰열에 의해 원두 내의 휘발성 성분이 휘발되는 것을 최소할 수 있다.

더욱이, 원두는 다공성 구조로서 분쇄 시에 내부의 기공을 그대로 유지하는 것이 커피의 맛과 향에 보다 유리한 것으로 알려져 있다. 도 8a 및 도 8b 에서 보이는 바와 같이 본 발명의 실시예에 의할 경우 원두를 편심 롤러(210,220)의 반경 방향으로 압축하여 분쇄하므로 원두 내부의 기공이 폐색되지 않으면서 분쇄되는 데 유리하다.

내측날(200)의 하측에 구비되는 절삭날(250)은 외주면이 외측 방향으로 경사진 원형 디스크로 형태를 지닌다. 중심에 회전축홀(230)이 형성되어 편심 롤러(210, 220)와 함께 회전축(510)에 조립되어 함께 회전한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 절삭날(250)은 회전축(510) 및 외측날(100)과 동심으로 배치되고, 외주면에 외측날(100)의 절삭면(155)에 대응되는 대응 절삭면(255)이 형성된다. 따라서, 편심 롤러(210, 220)를 거치면서 분쇄된 분쇄 대상물이 외측날(100)의 절삭면(155)과 절삭날(250)의 대응 절삭면(255) 사이에서 아래로 이동하면서 추가로 분쇄된다.

외측날(100)의 내주면(111) 하측에 형성된 절삭면(155)은 하부로 갈수록 외측 방향으로 경사진 경사면이 환형으로 형성되고, 환형의 경사면에 절삭돌기들이 나선 방향으로 형성되어 형성된다.

절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이는 절삭면(155)과 대응 절삭면(255)에 형성된 절삭돌기들의 작용에 의해 분쇄 대상물이 분쇄되는 경사 절삭 공간부를 형성한다. 편심 롤러(210, 220)에 의해 분쇄된 원두 등은 경사 절삭 공간부를 거치면서 원하는 입도로 추가 분쇄된 후 분쇄날(10)의 하부로 배출된다.

본 발명의 실시예에 의하면 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이를 조절함으로써, 절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이의 경사 절삭 공간부의 크기를 조절하는 것이 가능하고, 이에 따라 분쇄물의 크기 즉, 입도를 조절하는 것이 가능하다.

절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이의 경사 절삭 공간부는 분쇄날(10)의 중심선에서 외측 방향으로 아래로 경사지게 연장되는 데, 내측날(200)을 상방으로 이동시키는 경우 경사 절삭 공간부가 좁아지므로 이동 전 상태에 비하여 분쇄물의 입도가 작게 되며, 내측날(200)을 하방으로 이동시키는 경우 경사 절삭 공간부가 넓어지므로 이동 전 상태에 비하여 분쇄물의 입도가 크게 될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 의하면, 내측날(200)은 외측날(100)에 대해 높이 방향으로 위치를 조절 능하게 형성된다.

본 발명에 의하면, 분쇄물의 굵기 조절을 위한 외측날(100)과 내측날(200) 사이의 간격조절이 단순한 구조로, 간단한 조작으로 수행 가능하므로 분쇄물의 굵기 조절을 용이하게 할 수 있다. 본 명세서에서 발명에 따른 분쇄기는 원두를 분쇄하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 분쇄 대상물의 분쇄를 위해 사용될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 분쇄날 30 : 바디
40 : 수집통 50 : 구동부
100 : 외측날 200 : 내측날
304 : 높이조절 나사부 310 : 격벽
320 : 입도 조절판 330 : 고정판
350 : 하부 섹션 370 : 상부 섹션
510 : 회전축 520 : 핸들
530 : 축높이 고정부재 560 : 입도 고정 나사

Claims

외측날 및 내측날을 포함하고, 상기 외측날의 내주면과 상기 내측날 외주면 사이에 경사진 방향으로 연장되는 경사 절삭 공간부가 형성되는 분쇄날;
상기 분쇄날이 설치되는 중공 형상의 바디;
상기 내측날과 함께 회전 가능하게 고정되고 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부;
상기 분쇄날의 설치 위치 상측으로 상기 바디의 내주면 및 외주면 중 적어도 어느 하나에 나사산이 구비되어 형성되는 높이조절 나사부;
상기 높이조절 나사부의 나사산에 나사 결합되는 나사산을 구비하여 상기 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 관통하여 지나면서 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축 및 상기 회전축에 고정된 내측날의 높이 조절을 가능하게 하며, 표면에 나사홀이 형성된 입도 조절판;
상기 높이조절 나사부의 나사산에 나사 결합되는 나사산을 구비하여 상기 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 표면에 상기 입도 조절판의 나사홀에 일치 가능한 나사홀이 형성되는 고정판;
상기 입도 조절판 및 상기 고정판의 나사홀들이 서로 일치된 상태로 상기 나사홀들을 통해 체결되어 상기 입도 조절판 및 상기 고정판이 서로 마주보는 방향으로 힘을 받도록 가압함으로써 상기 입도 조절판을 상기 높이조절 나사부에 대해 조절된 위치에서 회전되지 않도록 고정하는 입도 고정 나사;
상기 입도조절판의 중심부에 형성된 관통홀에 하측 방향으로 끼워져 탈착가능하게 고정되고, 중심부를 관통하여 지나는 상기 회전축을 높이 방향으로 지지하는 축높이 고정부재로서, 상기 입도 조절판으로부터 분리될 때 상기 회전축과 함께 하강하게 형성된 축높이 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 바디 내주면에는 원주를 따라 내측으로 돌출된 격벽이 구비되고,
상기 격벽에는 분쇄 대상물이 아래로 이동하는 통공이 형성되고, 중심부에 회전축이 관통하여 연장되는 관통홀이 형성되되, 상기 회전축은 상기 관통홀을 지나면서 회전가능하게 지지되며,
상기 입도 조절판으로부터 상기 축높이 고정부재가 분리되어 하강되는 경우 상기 축높이 고정부재가 상기 관통홀의 주변에서 상기 격벽에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
제1항에 있어서,
상기 바디의 하측으로 분쇄물이 수용되는 수집통이 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
제1항에 있어서,
상기 고정판은 상기 높이조절 나사부에 상기 입도 조절판의 하측으로 배치되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 높이조절 나사부는 상기 바디의 내주면에 형성되고, 상기 입도 조절판 및 상기 고정판은 상기 바디의 내주면에 상기 높이조절 나사부에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
제1항에 있어서,
상기 입도 조절판과 상기 고정판에는 분쇄 대상물이 상기 바디의 중공 내부로 투입되도록 표면을 관통하여 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
제1항에 있어서,
상기 구동수단은 핸들을 포함하고, 상기 핸들은, 상기 회전축의 상단에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
제1항에 있어서,
상기 내측날은,
하측으로 상기 외측날의 내주면과의 사이에 경사 절삭 공간부를 형성하도록 경사진 대응 절삭면을 갖는 절삭날을 포함하되, 상기 절삭날은 회전중심을 지나는 회전축선과 중심을 지나는 중심선이 서로 일치하게 설치되며,
상기 절삭날의 상부에, 중심선과 회전축선이 서로 어긋나게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심롤러를 더 포함하되, 상기 편심 롤러들은 중심선들이 서로 어긋나게 서로에 대해 편심 설치되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
제9항에 있어서,
상기 편심 롤러는 상기 내측날에 고정되는 회전축과 함께 회전하는 베어링 부분과, 상기 베어링 부분에 회전 가능하게 지지되는 링 부분을 포함하며,
상기 베어링 부분의 회전 시에 상기 링 부분이 비 회전 상태를 유지하면서 상기 링 부분의 외주면과 상기 외측날의 상기 내주면 사이의 간격이 가변 가능한 것을 특징으로 하는 분쇄기.