KR101883863B1 - 밀 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명을 적용한 커피밀(1)은, 내칼(8)에 의해 커피콩(5)을 분쇄하는 분쇄 유닛(2)과, 내칼(8)에 일단이 연동 연결되는 동시에, 타단의 축심(23) 상에는, 축심 방향의 적어도 일부의 축심 주위에 소정의 비틀림을 갖는 단면 시 직사각형의 직사각형 축부(21)가 형성된 구동축(3)과, 평면 시 직사각형의 직사각형 축공(22)이 개방됨과 동시에, 이 직사각형 축공(22)을 직사각형 축부(21)에 끼워 결합함으로써, 구동축(3)에 연결되는 조작 핸들(4)을 구비하고 있다.

Description

밀 장치{MILL DEVICE}

본 발명은, 커피콩과, 후추, 산초, 참깨 같은 향신료, 찻잎 등을 분쇄하는 수동식 밀 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 컴팩트 하고 운반이 용이하면서, 밀 장치의 구동축의 일단에 설치 한 축부에 조작 핸들의 축공을 끼움 결합시켜 회전 구동 시, 축부와 축공 간의 마모에 의해 조작 핸들의 헛돔과, 축부에서 조작 핸들의 누락을 확실하게 방지 할 수 있는 밀 장치에 관한 것이다.

종래부터, 커피콩, 향신료, 차잎 등 (이하 "피분쇄물"이라 한다)을, 대향하는 날이나 절구 등의 회 전체 사이에 넣고, 이 회전체를 상대 회전시킴으로써 분쇄 처리를 하는 밀 장치가 알려져 있지만, 최근에는, 이 회전 구동을 전기 모터 등으로 하는 전동식과 달리, 전원이 필요 없는 사용 장소에도 제한이 없기 때문에, 수동식 밀 장치의 수요가 증가하고 있다. 특히, 이 수동식의 밀 장치 중에서도, 무거운 본체부를 책상에 두고 회전 조작하는 거치 타입에 비해, 더욱 컴팩트 하고 휴대하기 쉬운 가반 타입의 밀 장치의 수요의 증가가 현저하다.

이러한 수동식 가반 타입의 밀 장치에서는, 전술한 회전체를 수용한 분말 파쇄 장치를 일방의 손으로 파지하고, 타방의 손으로 조작 핸들을 회전시킴으로써, 대향하는 회전체를 상대 회전시켜 분쇄 처리를 실시하는 기술이 공지되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

또한, 이 수동식 가반 타입의 밀 장치의 조작 손잡이는, 전술한 회전체에 연동 연결하는 구동축의 일단에 나사 고정 등에 의해 강고하게 고착되어, 일반적으로 분쇄 유닛으로부터 측방으로 크게 돌출된 상태로 되어 있다. 따라서, 수납에 큰 공간이 필요하고, 가방 등에 수납시켜 간단히 쉽게 운반하는 것을 못해, 반드시 충분한 이동성을 확보할 수 없다. 또한, 소모된 회전체 등의 부품 교환 및 분쇄 유닛의 수리에는, 고착된 조작 핸들을 밖으로 하고 분쇄 유닛을 분해해야 할 필요가 있어, 유지 관리성이 떨어진다.

그래서, 구동축과 조작 핸들의 연결 구조에 착탈성을 갖게 한 것으로, 구동 축의 축심상에, 단면으로 5각형 이상의 정다각형 모양의 축부, 예를 들어 5각 축부와 6각 축부를 형성하는 한편, 조작 핸들이, 이 축부에 외부 끼움 가능한, 단면으로 5각형 이상의 정다각형 모양의 축공을 형성한 후, 이 축공을 축부에 착탈이 자유롭게 외부 끼움시키는 기술도 알려져 있다.

특개 2003-61837호 공보

그러나, 전술한 연결 구조를 갖는 수동식 가반 타입의 밀 장치에서, 통상은 분쇄 유닛의 하단을 탁상에서 지지하면서 조작 핸들을 회전한 반면, 분쇄 처리를 단기간에 간단히 끝마치려고 하는 경우는, 일방 손으로 분쇄 유닛을 공중으로 파지하면서, 타방의 손으로 조작 핸들를 잡고 회전 작동시킨다. 그러면, 축부와 축공이 동일 축심 상으로부터 어긋나거나 상대적으로 기울어지거나 하여, 축부와 축공 간의 마모, 특히 경질의 축부의 벗겨짐에 의해 축공의 모서리 부분의 마모가 심해지고, 축부와 축공 간의 감합이 느슨하게 되어, 회전 작업 중에 조작 핸들이 공전하거나, 조작 핸들이 빠질 수 있다.

본 발명은, 이상의 점을 감안하여 창안된 것으로, 컴팩트 하고 운반이 용이하면서, 밀 장치의 구동축의 일단에 설치 한 축부에 조작 핸들의 축공을 끼움 결합시켜 회전 구동 시, 축부와 축공 간의 마모에 의해 조작 핸들의 헛돔과, 축부에서 조작 핸들의 누락을 확실하게 방지할 수 있는 밀 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 밀 장치는, 회전체에 의해 피분쇄물을 분쇄하는 분쇄 유닛과, 전술한 회전체에 일단이 연동 연결되는 동시에, 타단의 축심상에는, 축심 방향의 적어도 일부의 축심 주위에 소정의 비틀림을 갖는 단면 시 직사각형의 직사각형 축부가 형성된 구동축과, 평면 시 직사각형의 직사각형 축공이 개방됨과 동시에, 각 직사각형 축공을 전술한 직사각형 축부에 끼워 결합하여 전술한 구동축에 연결되는 조작 핸들을 구비하고 있다.

그리고, 구동축의 타단의 축심 상에, 단면 시 직사각형의 직사각형 축부가 형성되고, 조작 핸들에, 이 직사각형 축부에 끼워 결합하는 평면 시 직사각형의 직사각형 축공이 개구 됨으로써, 조작 핸들의 헛돔을 방지할 수 있다. 예를 들면, 직사각형 축부의 외주 측면의 모서리와 직사각형 축공의 내주 측면의 모서리의 각도는 모두 직각이며, 축공의 회전력에 의한 습동 방향과 축부의 외주 측면이 이루는 각도 (이하 "당접각" 이라 한다)가 축부, 축공의 단면 시 형상이 5각 이상의 정다각 형상의 경우에 비해 크기 때문에, 축공의 내주 측면이 축부의 외주 측면을 따라 습동이 어려워지고, 축부의 벗겨짐에 의한 축공의 모서리부의 변형 확대를 억제할 수 있다.

게다가, 전술한 직사각형 축부가, 축심 방향의 적어도 일부의 축심 주위에 소정의 비틀림을 갖는 것에 의해, 조작 핸들의 빠짐을 방지할 수 있다. 즉, 분쇄 처리 중에 회전 조작을 쉬거나, 분쇄 유닛에 모여진 분말을 분쇄 처리 후에 배출하기 위해, 분리하려고 쥐고 있던 손을 조작 핸들에서 분리하거나, 또는, 회전 조작 중에, 실수로 조작 핸들을 축심 방향 외측으로 당기는 경우에도, 조작 핸들의 직사가형 축공이, 습동 도중의 직삭각형 축부에 비틀림이 형성되는 영역에 계지되어, 더 이상의 조작 핸들의 외방 이동이 중지된다.

또한, 전술한 직사각형 축부의 축심 방향 도중에, 비틀림 각 변화율이 대략 일정 비틀림이 형성된 안정 비틀림 영역을 마련하는 경우는, 조작 핸들을 직사각형 축부에 연결 시, 조작 핸들을 비틀림 방향에 약간 회전시키는 것만으로, 직사각형 축공을 직사각형 축부 주위에 회전시키면서 축심 방향 기단 측까지 매끄럽게 습동시킬 수 있다. 이것으로, 직사각형 축공을 직사각형 축부의 선단 측에 계합시킨 후 조작 핸들을 수회 회전시키는 사이에, 직사각형 축공이 축심 방향 기단 측까지 자동적으로 습동시켜 조작 핸들이 직사각형 축부에 연결되고, 미리 조작 핸들을 축심 방향 기단측에 가압하는 연결 동작이 불필요하게 되어, 회전 조작성이 크게 향상된다.

또한, 전술한 직사각형 축부의 축심 방향 선단 측에, 전술한 안정 비틀림 영역보다 비틀림각 변화율이 작은 비틀림부와, 전술한 안정 비틀림 영역의 비틀림 방향에 대향하여 역방향으로 뒤틀린 역전부 중 적어도 하나를 갖는 초기 계합 영역을 마련하는 경우는, 조작 핸들을 직사각형 축부에 연결하는 경우, 조작 핸들을 회전 없이, 조작 핸들의 직사각형 축공을 직사각형 축부의 축심 방향 선단 측에 가볍게 가압만으로, 직사각형 축공을 직사각형 축부의 축심 방향 선단 측에 계합 할 수 있다. 이것으로, 조작 핸들의 초기 계합이 용이하게 되어, 회전 조작성이 더욱 향상된다.

또한, 전술한 직사각형 축부의 축심 방향 기단 측에, 전술한 안정 비틀림 영역보다 비틀림 각 변화율이 작은 비틀림부가 형성된 지지 영역을 마련하는 경우는, 조작 핸들을 직사각형 축부에 연결하는 경우, 직사각형 축부 주위를 회전하면서 축심 방향 기단 측까지 습동된 구형 축공은, 이 작은 비틀림부에 부드럽게 계합 되어 지지된다. 이것으로, 조작 핸들의 위치 결정이 용이하게 되어, 회전 조작성이 한층 향상된다.

또한, 전술한 직사각형 축부가, 축심을 사이에 두고 대향하는 두 쌍의 면 중 적어도 한 쌍의 면의 면 간격이 축심 방향 기단 측으로 증가하는 테이퍼 구조를 갖는 경우는, 조작 핸들을 직사각형 축부에 연결하는 경우에도, 비록 직사각형 축부, 직사각형 축공의 사이즈와 모양에 차이가 있어도, 직사각형 축부의 축심 방향 기단 측에 감합성이 향상되어, 직사각형 축공은 직사각형 축부의 기단 측에 확실하게 계합되어 지지 된다. 이것으로, 조작 핸들의 위치 결정이 용이하게 되어, 회전 조작성이 한층 향상된다.

본 발명에 관련된 밀 장치는, 컴팩트 하고 휴대가 용이하면서, 밀 장치의 구동축의 일단에 설치 한 축부에 조작 핸들의 축공을 끼움 결합시켜 회전 구동 시, 축부와 축공 간의 마모에 의한 조작 핸들의 헛돔과, 축부에서 조작 핸들의 누락을 확실하게 방지하는 것도 가능해졌다.

도 1은 본 발명에 관계되는 커피 밀의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 커피 분쇄기의 외관도이며, 도 2 (a)는 같은 평면도, 도 2 (b)는 같은 측면도이다.
도 3은 커피 밀의 측면 일부 단면도이다.
도 4는 커피 밀의 내부 구조를 나타내는 하방으로부터 본 분해 사시도이다.
도 5는 커피 밀의 내부 구조를 나타내는 상방으로부터 본 분해 사시도이다.
도 6은 직사각형 축부 주변의 사시도이다.
도 7은 직사각형 축부의 확대 사시도이다.
도 8은 축심 방향 길이에 따른 비틀림 각의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 축심 방향 길이에 따른 면 간격의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 연결 상태의 축부 주변의 평면도이고, 도 10 (a)는 구형 축부의 경우의 평면도, 도 10 (b)는 5각 축부의 경우의 평면도이다.
도 11은 각 종 트위스트 타입의 축심 방향 길이에 의한 비틀림 각의 변화를 모식적으로 나타내는 그래프이다.
도 12는 샘플의 제작 순서와 그 내용을 나타내는 흐름도이다.

이하, 밀 장치에 관한 본 발명의 실시 예에 대하여, 도면을 참조하여 설명하고, 본 발명의 이해에 제공한다.

또한, 도 1의 화살표 U로 나타내는 방향을 상방으로 하고, 이하에서 설명하는 각부의 위치와 방향 등은 이 상방을 기준으로 하는 것이다.

우선, 본 발명을 적용한 밀 장치의 일 예인 커피 밀(1)의 전체 구성에 대해, 도 1 내지 도 5에 의해 설명한다.

이 커피 밀(1)은, 커피콩(5)을 분쇄하여 커피 가루(5a)로 하는 분쇄 유닛(2)와, 이 분쇄 유닛(2) 내에서 회전하는 내칼(8)에 하단이 연동 연결되는 구동축(3)과, 이 구동축(3)에 일단이 연결되는 조작 핸들(4)을 구비한다.

이 중 분쇄 유닛(2) 및 그 내부의 구동축(3)에 대해 설명한다.

분쇄 유닛(2)은, 상하가 개구 된 원통형의 용기 본체(6)과, 이 용기 본체(6)의 하부에 회전 불가능하게 고착되어 내주면에 칼날 형상(7a)이 형성된 원통형의 외칼(7)과, 이 외칼(7) 내로 향한 상태에서 전술한 구동축(3)의 하부에 회전 불가능하게 삽통된 외주면에 칼날 형상(8a)이 형성된 약 원뿔 형상의 전술한 내칼(8)과, 구동축(3)의 하단의 나사부(3a)에 나사 결합 된 조정 너트(9)를 구비하고 있다. 그리고, 이 가운데의 내칼(8)은, 회전 방지 부재(10)를 통해 구동축(3)에 회동 불가능하게 끼워 결합되어 있다.

또한, 전술한 용기 본체(6)의 상단 개구(6a)에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 원반 형상의 뚜껑(11)과, 이 용기 본체(6)의 하단 개구(6b)에 착탈 가능하게 끼워 장착되는, 상방이 개방되어 있는 원통형의 저류 용기(12)가 구비되어 있다.

이러한 파쇄 유닛(2)에서, 전술한 뚜껑(11), 용기 본체(6), 저류 용기(12)는, 예를 들어 플라스틱, 금속제, 세라믹으로 제조되고, 이 중 뚜껑(11)의 평면 각 중앙에는, 축공(11a)이 개구되어 있다.

그리고, 용기 본체(6) 내부의 축심상에는, 원통형의 축지부(13a)가 배치되고, 이 축지부(13a)는, 고정부(13b)를 통해 용기 본체(6)의 내벽(6c)에 고정 되고, 이러한 축지부(13a)와 고정부(13b)에서 축받이(13)가 형성된다. 그리고, 이 중 축 지부(13a)의 상하단에는, 위치 결정용 와셔(14,15)가 끼워 결합 되어 있다.

이를 통해, 전술한 구동축(3)은, 그 상단을 축공(11a)에 삽통시켜 상방으로 돌출시키는 동시에, 중간부를 와셔(14,15)에 의해 축받이(13)에 회전 가능하게 지지할 수 있다.

그리고, 전술한 외칼(7)은, 예를 들어 세라믹제, 금속제이며, 칼날형(7a)으로, 그 상부 내주면에는, 성긴 이송 칼날(7a1)이 형성되는 한편, 하단 개구 가장자리는 외측으로 경사 형상으로 확경하여 형성되고, 이 경사면에 섬세한 분쇄 칼날(7a2)이 형성되어 있다.

내칼(8)도, 예를 들어 세라믹제, 금속제이며, 칼날 형상(8a)으로, 그 상부 외주면에는, 성긴 나선형 이송 칼날(8a1)이 형성되는 한편, 하부 외주면에 섬세한 분쇄 칼날(8a2)이 형성되어 있다. 또한, 내칼(8)에는, 상하로 관통하는 관통공(8b)이 형성되어 있다.

또한, 전술한 회전 방지 부재(10)는, 예를 들면 합성 수지제이며, 상하로 관통하는 축공(10a)이 형성되고, 이 축공(10a)에 전술한 구동축(3)이 삽입되고, 이 구동축(3)의 하부 측면에 돌출 한 돌출부(3b, 3b)가, 회전 방지 부재 (10)에서 상방으로 돌출된 축부(10b)의 슬릿 부분(10b1)에 걸리게 하여, 회전 방지 부재(10)를 구동축(3)에 회동 불가능하게 삽통 할 수 있다.

그리고, 축부(10b)를 내칼(8)의 관통공(8b)에 하방에서부터 삽통하면, 축부(10b)의 선단의 플랜지 부분(10b2)을, 내칼(8)의 관통공(8b)의 개구 가장자리에 걸림과 동시에, 축부(10b)의 외주에 상향으로 형성한 복수의 걸림 돌기부(10b3)를, 내칼(8)의 하면의 복수의 계지 요철부(8c)에 끼워 감합 계지시키면, 회전 방지 부재(10)를 내칼(8)에 회전 불가능하게 장착 할 수 있다.

게다가, 전술한 조정 너트(9)는, 예를 들면 합성 수지제며, 상하로 관통된 나사공(9a)이 형성되고, 이 나사공(9a)에 전술한 구동축(3)의 나사부(3a)가 나선 결합됨과 동시에, 이 조정 너트(9)의 상부에는, 회전 방지 부재(10)의 하면에 회전 슬라이딩 가능하게 환형부(9b)가 형성되어 있다.

그러면, 내칼(8)의 관통공(8b)에 회전 방지 부재(10)의 축부(10b)를 삽통시켜, 내칼(8)과 회전 방지 부재(10)를 회전 불가능하게 장착하여 일체화한 후, 구동축(3)의 하단을 회전 방지 부재(10)의 축공(10a)에 삽입시키고, 구동축(3)의 돌출부(3b, 3b)를 축부(10b)의 슬릿 부분(10b1)에 계지함으로써, 회전 방지 부재(10)를 통해 내칼(8)을 구동축(3)에 회동 불가능하게 삽통 시킬 수 있다.

또한, 조정 너트(9)의 나사공(9a)에 구동축(3)의 하단의 나사부(3a)를 나선 결합시키는 것에 의해, 용기 본체(6)에 회동 불가능하게 고착된 외칼(7)과, 구동축(3)을 회전 불가능하게 삽통 한 내칼(8)과 작동되는 각 분쇄 칼날(7a2,8a2) 끼리를, 서로 대면시킨 상태로 배치 할 수 있다.

또한, 구동축(3)의 위치 결정용의 전술한 와셔(15)와, 회전 방지 부재(10)의 플랜지 부분(10b2) 사이의 구동축(3) 상에는, 바이어스 스프링(33)이 감겨져 있으며, 나사부(3a)에 나사 결합 된 조정 너트(9)를 회전하여, 회전 방지 부재(10)와 일체화한 내칼(8)을 바이어스 스프링(33)의 탄성력에 저항하면서 외칼(7)을 향해 압동 할 수 있다. 이는, 분쇄 칼날(7a2, 8a2) 사이의 간격을 정밀하게 변경하고, 커피 가루(5a)의 입도의 섬세한 조정이 가능하게 된다.

또한, 전술한 조작 핸들(4)은, 그 일단이, 분쇄 유닛(2)의 뚜껑(11)의 축공(11a)에서 돌출된 구동축(3)의 상단에, 후에 상술하는 연결 구조(20)를 통해 착탈 가능하게 연결되는 동시에, 조작 핸들(4)의 타단에는, 파지하여 조작하도록 그립(16)이 설치되어 있다.

이상과 같은 구성에서, 이 커피 밀(1)을 사용하여 분쇄 처리를 실시 시는, 우선, 조작 핸들(4)을 구동축(3)의 상단에서 분리한 후, 분쇄 유닛(2)의 뚜껑(11)을 용기 본체(6)에서 위쪽으로 탈착시켜 상단 개구(6a)를 개방하고, 이 상단 개구(6a)에서 용기 본체(6) 내로 커피콩(5)을 투입한다. 그러면, 투입된 커피콩(5)은 용기 본체(6) 내를 흘러가고, 원통형의 외칼(7)과, 이 외칼(7)에 하방으로부터 내삽 된 각 원뿔 형상의 외칼(8) 사이의 틈새(19)에 들어 간다.

그 후, 다시 뚜껑(11)에서 용기 본체(6)의 상단 개구(6a)를 폐지하고, 뚜껑(11)의 축공(11a)에서 돌출된 구동축(3)의 상단에 조작 핸들(4)의 일단을 연결시킨다. 그 다음에, 용기 본체(6)를 일방의 손으로 잡고, 타방의 손으로 조작 핸들(4)의 그립(16)을 파지하여 회전시키면, 내칼(8)이 회전하여 외칼(7)과 내칼(8)의 사이에서 커피콩(5)이 으깨지고, 생긴 커피 가루(5a)는, 하방의 저류 용기(12)의 내부 공간 내에 흘러 퇴적된다. 그리고, 이 저류 용기(12)를 용기 본체(6)에서 하방으로 탈착시켜, 저류 용기(12)의 커피 가루(5a)를 꺼내 사용할 수 있다.

이때, 커피콩(5)은, 용기 본체(6)에 고착된 외칼(7)의 상부 내주면의 이송 칼날(7a1)과, 이 외칼(7)에 대응하여 한 방향으로 수동 회전하는 내칼(8)의 상부 외주면의 이송 칼날(8a1) 사이의 틈새(19)에서, 분쇄되고 강제적으로 하방으로 보내져, 외칼(7)과 내칼(8)에 형성된 분쇄 칼날(7a2, 8a2) 사이에서 더욱 섬세하게 분쇄된 상태에서 효율적으로 배출되도록 하고 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 구동축(3) 하단에 나사 결합시킨 조정 너트(9)를 사용하여, 내칼(8)을 구동축(3)에 따라 축심 방향 전후로 진퇴 시켜, 분쇄 칼날(7a2, 8a2) 사이의 간격을 정밀하게 변경하고, 커피콩(5)의 종류나 취향에 따라 커피 가루(5a)의 입도를 조정하도록 하고 있다.

다음, 구동축(30)과 조작 핸들(4) 사이의 연결 구조(20)에 대하여, 도 6 내지 도 10에 의해 설명한다.

도 6, 도 10 (a)에 나타낸 바와 같이, 이 연결 구조(20)는 전술한 구동축(3)의 상단에서 축심(23) 상에 설치 한 단면 시 직사각형 형상의 직사각형 축부(21)와, 전술한 조작 핸들(4)의 일단에 개구 된 직사각형 축부(21)에 끼움 결합 가능한 평면 시 직사각형 형상의 직사각형 축공(22)으로 구성된다.

이 중 직사각형 축부(21)는, 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 전술한 구동축(3)의 축심(23) 주위에, 상방에서 보면 화살표(27)로 나타내는 반 시계 방향(이하, "비틀림 방향"이라 한다) 비틀림, 소정의 비틀림을 가지고 있다. 그리고, 이 비틀림은, 본 실시 예의 경우, 직사각형 축부(21)의 기단(21c)에서의 거리(이하 "축심 방향 길이"라 한다) L의 전장으로, 약 4 도의 비틀림 각 θ가 형성되어 있다.

상세하게는, 본 발명에 관련된 직사각형 축부(21)에 있어서는, 도 8의 곡선(29, 30)에 나타낸 바와 같이, 축심 방향 도중에, 곡선의 기울기(이하 "비틀림 각 변화율"이라 한다)가 약 일정의 영역(이하 "안정 비틀림 영역"이라 한다)(25)를 마련하고 있다. 또한, 이 곡선(29, 30)은, 후술하는 바와 같이하여 제작 한 타입 D의 복수의 샘플 중에서, 대표적인 것을 나타내고 있다.

그리고, 이 안정 비틀림 영역(25) 보다 구동축(3)의 상단에 가까운, 직사각형 축부(21)의 축심 방향 기단부 측에는, 전술한 안정 비틀림 영역(25)보다 비틀림 각 변화율이 작은, 비틀림부(28)가 형성되는 영역(이하 "유지 영역"이라 한다)(24)를 마련하고 있다.

또한, 이 안정 비틀림 영역(25)보다 구동축(3)의 상단에서 먼, 직사각형 축부(21)의 축심 방향 선단 측에는, 전술한 안정 비틀림 영역(25)보다 비틀림 각 변화율이 작은, 곡선(29) 상의 작은 비틀림부(31)와, 비틀림 방향이 전술한 화살표(27)와는 역방향으로 되는, 곡선(30) 상의 역전부(32)가 형성되는 영역(이하, "초기 계합부"라 한다)(26)를 마련하고 있다.

또한, 이 직사각형 축부(21)에는, 도 7, 도 9에 도시된 바와 같이, 단면시에 장변 측면인 한 쌍의 면(43, 44)의 면 간격 T를, 축심(23)의 기단부 측으로 증가시키도록 하여, 테이퍼 구조(46)를 형성하고 있다.

이 테이퍼 구조(46)에 따르면, 조작 핸들(4)을 직사각형 축부(21)에 연결할 때, 비록 직사각형 축부(21), 직사각형 축공(22)의 크기와 형상에 차이가 있어도, 도 10 (a)에 나타내는 직사각형 축부(21)과 직사각형 축공(22) 사이의 틈새(34)를, 직사각형 축부(21)의 축심 방향 기단 측에서 작게 할 수 있다. 그러면, 결합성이 향상되고, 직사각형 축공(22)은 직사각형 축부(21)의 기단 측에 확실하게 계합시켜 지지하므로, 조작 핸들(4)의 위치 결정이 용이하게 되어, 회전 조작성이 한층 향상한다.

한편, 직사각형 축공(22)는, 도 10 (a)에 나타낸 바와 같이, 단변(22a), 장변(22b)의 모두 직사각형 축부(21)의 외부 치수보다 크게 하여, 직사각형 축부(21) 사이에 전술한 틈새(34)가 설치되어 있다. 그리고, 이 틈새(34)는, 비틀림에 따라서 직사각형 축부(21)가 직사각형 축공(22)에 계지되지 않는 정도의 크기로 설정되어 있다.

이러한 연결 구조(20)에서, 조작 핸들(4)의 회전 조작 전에 직사각형 축공(22)을 직사각형 축부(21)와 연결하는 경우, 처음에는, 조작 핸들(4)의 회전 없이, 그 직사각형 축공(22)을 직사각형 축부(21)의 축심 방향 선단 측에 가볍게 눌러 부착시킨다. 그러면, 조작 핸들(4)이, 초기 계합 영역(26)에서 전술한 작은 비틀림부(31)에 매끄럽게 계합되거나, 또는, 도중에 비틀림 방향이 역전되어 요철부 상을 나타내는 전술한 역전부(32)에 매다는 것처럼 계합 된다. 이것으로, 직사각형 축공(22)을 직사각형 축부(21)의 선단 측에 확실하게 계합 할 수 있으며, 조작 핸들(4)의 초기 계합이 용이하게 되어, 회전 조작성이 향상된다.

이어서, 조작 핸들(4)을 비틀림 방향으로 조금 회전시킨다. 그러면, 직사각형 축공(22)이 직사각형 축부(21) 주위를 회전하면서 축심 방향 기단 측까지 매끄럽게 습동한다. 이것으로, 직사각형 축공(22)을 전술한 초기 계합 영역(26)에 계합시키고 나서 조작 핸들(4)을 수회 회전시키는 사이에, 직사각형 축공(22)이 안정 비틀림 영역(25) 내부를 축심 방향 기단 측까지 자동적으로 습동시켜 조작 핸들(4)이 직사각형 축부(21)에 연결된다. 따라서, 이전처럼, 미리 조작 핸들(4)을 축심 방향 기단측에 강압하는 연결 동작이 불필요하게 되어, 회전 조작성이 한층 향상된다.

또한, 이 안정 비틀림 영역(25) 내를 축심 방향 기단 측까지 습동시켜 온 직사각형 축공(21)은, 유지 영역(24)에서 그대로 전술한 작은 비틀림부(28)에 매끄럽게 계합시켜 지지된다. 이것으로, 조작 핸들(4)의 위치 결정이 용이하게 되어, 회전 조작성이 더욱더 향상된다.

또한, 여기에서, 이러한 직사각형 축부(21)와 직사각형 축공(22) 사이의 연결 구조(20)가, 5각 축부(35)와 5각 축공(36) 사이의 연결 구조(37)와 다른 점에 대해서 설명한다.

도 10 (b)에 나타낸 바와 같은, 5각 축부(35)와 5각 축공(36)의 연결 구조(37)의 경우, 조작 핸들(4A)를 화살표(38)로 나타내는 시계 방향으로 회전하면, 5각 축공(36)의 내주 측면(36a)이, 5각 축부(35)의 외주 측면(35a)를 화살표(39)의 방향으로 압동하고, 이 화살표(39)와 외주 측면(35a)이 이루는 당접각은 도면번호 40이다.

이에 대해, 도 10 (a)에 나타낸 본 실시 예의 직사각형 축부(21)와 직사각형 축공(22)과의 연결 구조(20)의 경우, 조작 핸들(4)을 화살표(38)로 나타내는 시계 방향으로 회동하면, 직사각형 축공(22)의 내주 측면에 있는 장변(22b)이, 직사각형 축부(21)의 외주 측면에 있는 장변(21b)을 화살표(41)의 방향으로 압동하고, 이 화살표(41)와 장변(21b)이 이루는 당접각은 도면번호 42이며, 이 당접각(42)은, 전술한 5각 축부(35)와 5각 축공(36)의 경우의 당접각(40)보다 크다. 이것은, 축부, 축공의 단면시 형상이 5각 이상의 정다각형 형상에서 동일하다.

이상과 같은 구성에 있어서, 구동축(3)의 타단의 축심(23) 상에, 단면시 직사각형 형상의 직사각형 축부(21)가 형성되고, 조작 핸들(4)에, 이 직사각형 축부(21)에 끼워 결합 되는 평면 시 직사각형 형상의 직사각형 축공(22)이 개방됨에 따라, 5각 이상의 정다각형상의 축부, 축공의 연결 구조의 경우에 비해, 축공의 내주 측면이 축부의 외부 원주 측면을 따라 습동하기 어렵고, 축부의 벗겨짐에 의한 축공의 모서리부의 변형 확대를 억제하여, 조작 핸들(4)의 헛돔을 방지할 수 있다.

또한, 직사각형 축부(21)가, 축심 방향의 적어도 일부의 축심(23) 주위에 소정 비틀림을 가짐으로써, 분쇄 처리 중에 회전 조작을 쉬거나, 분쇄 유닛(2)에 쌓인 커피 분말(5a)를 분쇄 처리 후 빼내기 때문에, 잡고 회전된 손을 조작 핸들(4)에서 떼어 놓거나, 또는, 회전 조작 중에, 실수로 조작 핸들(4)을 축심 방향 외측으로 당긴 경우에도, 조작 핸들(4)의 직사각형 축공(22)이, 습동 도중의 직사각형 축부(21)에 비틀림이 형성되는 영역, 예를 들어 안정 비틀림 영역(25)에 계지 되어, 더 이상 조작 핸들(4)의 바깥쪽으로 이동을 중지하고, 조작 핸들(4)의 누락을 방지할 수 있다.

다음 조작 핸들(4)의 헛돔시, 누락 등에 미치는 축부, 축공의 형상의 영향을 조사하고, 그 조사 결과를 표 1, 도 8, 도 10, 도 11, 도 12에 의해 설명한다.

[샘플의 제작]

발명 재료로는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 냉간 가공용 SUS 권선(직경 6mm)에서 100mm 길이의 선재(47)를 절단하고(단계 S1), 계속해서, 금형에 의한 프레스 가공에 의해 47의 외주면에 침부(47a)를 형성하고(단계 S2), 그 후, 평판에 의한 프레스 가공에 의해 차양부(47a)의 일측의 단축부(47b)를 평판화 한 후(단계 S3), 다시 금형에 의한 프레스 가공에 의해 평판상의 단축부(47b)에 비틀림을 부여하도록 하고(단계 S4), 전술한 직사각형 축부(21)를 갖는 축 소재(48)를 제작하고, 이 축 소재(48)를 전술한 구동축(3)에 가공했다. 또한, 평판화 한 단축부(47b)는, 단면시에서 단변 약 3.5mm, 장변 약 9.8mm로 형성했다.

그리고, 도 8, 도 11에 나타낸 바와 같이, 비틀림의 종류를, 축심 방향 전역에 걸쳐 대략 일정의 비틀림이 형성된 타입 A, 이 타입 A로 축심 방향 기단 측의 작은 비틀림부가 형성된 타입 B, 동 타입 A에서 축심 방향 선단 측에만 작은 비틀림부가 형성된 타입 C, 전술한 바와 같이, 축심 방향 기단 측에서 선단 측을 향해 순서대로, 유지 영역(24), 안정 비틀림 영역(25), 초기 계합 영역(26)이 형성된 타입 D로 나누고, 각 비틀림 타입마다 샘플을 제작(샘플1 ~ 5) 했다. 또한, 이러한 유지 영역(24), 안정 비틀림 영역(25), 초기 계합 영역(26)의 축심 방향 길이 L의 영역 폭은, 각각 약 3mm, 4mm, 2mm로 설정했다.

여기에서, 각 샘플의 직사각형 축부(21)의 비틀림 각(θ)은, 광학 비접촉 3차원 측정기에 의해 직사각형 축부(21)의 프로필을 구하고, 이 프로필 데이타를 기초로 하여, 전술한 고리부(47a)를 기점으로 한 축심 방향 길이마다, 전술한 면(43,44) 사이의 중심면의 축심(23) 주위의 회전 각도를 산출했다.

그리고, 이 비틀림 각 θ(도)에서, 축심 방향 1mm당 비틀림 각(θ)의 변화량을 산출하여 전술한 비틀림 각 변화율(도 / mm)로 하고, 이 비틀림 각 변화율(도 / mm)를 길이 1mm 간격으로 산출하고, 유지 영역(24), 안정 비틀림 영역(25), 초기 계합 영역(26) 마다 평균치를 산출하여, 각 영역의 평균 비틀림 변화율로 했다.

비교 재료로는, 단계 S4를 생략하고 비틀림이 없는 것(샘플 6), 종래의 5각 축부, 6각 축부(샘플 7, 8), 종래의 6각 축부에 타입 D와 대략 같은 비틀림을 부여한 것(샘플 9)을, 동일한 소재에 의해 제작했다.

또한, 두께 약 3mm의 연강판을 손잡이 모양으로 펀칭, 다음, 표면의 침탄 처리, Ni 도금 처리를 순서대로 실시하도록 하여, 전술한 직사각형 축공(22)과 5각 축공, 6각 축공을 갖는 조작 핸들을 제작했다. 또한 직사각형 축공(22)의 내측은, 평면시에서 단변 약 4mm, 장변 약 10mm로 형성했다.

[시험 방법]

조작 핸들(4)의 내 공전성, 내 누락성, 지지 영역(24)에 의한 위치 결정성, 안정 비틀림 영역(25)에 의한 자동 연결성, 및 초기 계합 영역(26)에 의한 초기 계합성에 관해서는, 각각 다음과 같은 시험을 실시했다.

조작 핸들(4)의 헛돔 내용은, 구동축(3)을 고정시켜 조작 핸들(4)을 연결 한 상태에서, 이 조작 핸들(4)을 10N · m의 토크로 2만 번 왕복 회동을 했을 때, 축공의 모서리 부분의 마모 상태를 관찰하고, 축부와의 습동에 의해 모서리부에 형성된 요철부가, 깊이 0.3mm 이하의 경우는 내 공전성이 양호(○표), 깊이 0.3mm 초과의 경우는 내 공전성을 불량(× 표시)으로 했다.

조작 핸들(4)의 누락에 대해서는, 구동축(3)의 축부의 뿌리까지 조작 핸들(4)을 가압하여 연결한 상태에서, 이 조작 핸들(4)을, 축공이 축심(23) 상을 구동축(3)으로 이격하는 방향으로 손으로 뽑을 때, 조작 핸들(4)이 축부에서 분리되지 않으면 내 누락성이 양호(○ 표시), 조작 핸들(4)이 축부에서 분리되면 내 누락 성을 불량(× 표시)으로 표시했다.

유지 영역(24)에 의한 위치 결정에 대해서는, 구동축(3)의 축부의 뿌리까지 조작 핸들(4)을 가압하여 연결한 상태에서, 이 조작 핸들(4)을, 축공이 축심 상을 이동하도록 손으로 가볍게 가압하여 당겼을 때, 조작 핸들(4)이 흔들리지 않는 경우는 위치 결정이 양호(○ 표시), 조작 핸들(4)이 약간 흔들리는 경우는 위치 결정 성이 낮은(△ 표시) 것으로 했다.

안정 비틀림 영역(25)에 의한 자동 연결에 대해서는, 조작 핸들(4)의 축공을 축부의 선단측에 계합시킨 상태에서, 조작 핸들(4)을 비틀림 방향에 조금 회전할 때, 조작 핸들(4)이 축부 주위를 회전하면서 끝까지 부드럽게 습동 되는 경우는, 자동 연결성 양호(○ 표시), 부드럽게 접하지 않고 도중에 멈추는 경우는 자동 연결성 불량(× 표시)으로 했다.

초기 계합 영역(26)에 의한 초기 계합에 관해서는, 조작 핸들(4)의 축공을 축부의 선단 측에 계합 할 때, 그대로 축공을 축부에 떠넘기는 것만으로 계합 할 수 있는 경우는 초기 계합성 양호(○ 표시), 조금 돌려야 할 필요가 있는 경우는 초기 계합성이 낮은(△ 표시) 것으로 했다.

[시험 결과]

표 1에, 본 발명의 타입 A, 타입 B, 타입 C, 타입 D의 샘플 1 ~ 5와, 비교 재인 비틀림 없는 직사각형 축부, 5각 축부, 6각 축부, 비틀림을 갖는 6각 축부의 샘플 6~9 대해, 전술한 내 공전성, 내 누락성, 위치 결정성, 자동 연결성, 초기 계합성을 측정 한 결과를 나타낸다.

표 1에서, 내 공전성, 내 누락성에 대해서는, 본 발명 예의 샘플 1 ~ 5에서는, 두 특성도 양호하지만, 비교 예의 샘플 6 ~ 9에서는, 두 특성도 만족하지 않거나, 하나만 만족하지 않는다.

위치 결정성에 대해서는, 축부의 축심 방향 기단 측에 큰 비틀림을 갖는 샘플 1, 3은 낮고, 자동 연결성에 대해서는, 축심 방향 도중에 비틀림 없는 샘플 6 ~ 8에서는 인정되지 않고, 초기 계합성에 대해서는, 축부의 축심 방향 선단 측에 큰 비틀림을 갖는 샘플 1, 2는 낮다.

즉, 본 발명에 관련된 샘플 1 ~ 5에서는, 내 공전성, 내 누락성 모두 함께 개선했다.

또한, 도 10 (a) 직사각형 축부(21)의 단면의 단변(21a)의 길이는 1mm 이상이며, 직사각형 축부(21)의 단면의 장변(21b)에 대한 단변의 비율인 변비는 0.2 ~ 0.8 인 것이 바람직하다.

이는, 직사각형 축부(21)를 두껍게 하여, 충분한 내구성 강도를 확보할 수 있음과 함께, 직사각형 축부(21)을 단면 시에서 가늘고 긴 형상으로 직사각형 축공(22)의 회전력을 직사각형 축부(21)의 장변(21b)에 집중할 수 있고, 측면 사이의 마찰이 커지고 직사각형 축공(22)이 더 습동하기 어려워, 직사각형 축공(22)의 모서리부의 변형 확대를 더욱 억제 할 수 있다.

이 경우, 짧은 변의 길이가 1mm 미만에서는, 직사각형 축부가 너무 얇아서 변형 용이성, 그것을 방지하는 고강도의 부재가 필요해 부품 비용이 증가한다.

변비가 0.2 미만에서는, 장변에 집중하는 직사각형 축공(22)의 회전력이 과대해지고, 조작 핸들(4)에 의한 회전 조작에 의해 직사각형 축부(21)가 변형되는 경우가 있으며, 한편, 변비가 0.8 초과에서는 장변에 집중하는 직사각형 축공(22)의 회전력이 작아지고, 마찰도 작아져 구형 축공(22)의 습동이 촉진되기 때문이다.

이상과 같이, 본 발명을 적용한 밀 장치는, 컴팩트 하고 휴대가 용이하기 때문에, 밀 장치의 구동축의 일단에 설치 한 축부에 조작 핸들의 축공을 끼움 결합시켜 회전 구동할 때, 축부와 축공 사이의 마모에 의한 조작 핸들의 헛돔과, 축부에서 조작 핸들의 누락을 확실하게 방지할 수 있다.

1 커피 밀 (밀 장치) 2 분쇄 유닛
3 구동축 4 조작 핸들
5 커피콩 (피분쇄물) 8 내칼 (회전체)
21 직사각형 축부 22 직사각형 축공
23 축심 24 유지 영역
25 안정 비틀림 영역 26 초기 계합 영역
28, 31 작은 비틀림부 32 역전부
46 테이퍼 구조 T 면 간격
θ 비틀림 각

Claims (5)

1. 회전체에 의해 피분쇄물을 분쇄하는 분쇄 유닛과,
   상기 회전체에 일단이 연동 연결되는 동시에, 타단의 축심상에는, 축심 방향의 적어도 일부의 축심 주위에 소정의 비틀림을 갖는 단면에서 볼 때 직사각형의 직사각형 축부가 형성된 구동축과,
   평면에서 볼 때 직사각형의 직사각형 축공이 개방됨과 동시에, 각 직사각형 축공을 상기 직사각형 축부에 끼워 결합하여 상기 구동축에 연결되는 조작 핸들을 구비하고,
   상기 직사각형 축부의 축심 방향 도중에, 비틀림 각 변화율이 일정 비틀림이 형성된 안정 비틀림 영역을 마련하는 밀 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 직사각형 축부의 축심 방향 선단 측에, 상기 안정 비틀림 영역보다 비틀림각 변화율이 작은 비틀림부와, 상기 안정 비틀림 영역의 비틀림 방향에 대하여 역방향으로 비틀리는 역전부 중 적어도 하나를 갖는 초기 계합 영역을 마련하는 밀 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 직사각형 축부의 축심 방향 기단 측에, 상기 안정 비틀림 영역보다 비틀림각 변화율이 작은 비틀림부를 갖는 유지 영역을 마련하는 밀 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 직사각형 축부는, 축심을 사이에 두고 대향하는 두 쌍의 면 중 적어도 한 쌍의 면의 면간격이 축심 방향 기단측으로 증가하는 테이퍼 구조를 갖는 밀 장치.
   
   
   
   
   

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