KR102159162B1 - 도자 성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형틀판의 교체를 통해 다양한 형태와 직경 및 두께의 화분이나 항아리 등의 도자를 압출성형할 수 있기 때문에 몰드 제조 비용이 절약될 뿐만 아니라, 성형된 도자의 하부를 받쳐주는 토출지지부가 도자의 무게에 의해 하강하였다가 무게추에 의해 자동 상승 복귀할 수 있으며, 형틀판의 배치에 따라 휘어진 형태로 심미감을 높인 화분도 성형할 수 있는 도자 성형 장치에 관한 것으로, 호퍼에 의해 투입된 도자 반죽에 포함된 기포가 반죽하우징을 지나면서 반죽스크류에 의해 제거된 상태로 도자가 성형되기 때문에 품질이 우수할 뿐만 아니라, 성형부의 형틀하우징의 하단에 결합되는 형틀판의 교체를 통해 다양한 형태와 직경 및 두께의 화분이나 항아리 등의 도자를 압출성형할 수 있으며, 몰드 제작을 위한 비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

도자 성형 장치 {Ceramic Molding Device}

본 발명은 도자 성형 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 형틀판의 교체를 통해 다양한 형태와 직경 및 두께의 화분이나 항아리 등의 도자를 압출성형할 수 있기 때문에 몰드 제조 비용이 절약될 뿐만 아니라, 성형된 도자의 하부를 받쳐주는 토출지지부가 도자의 무게에 의해 하강하였다가 무게추에 의해 자동 상승 복귀할 수 있으며, 형틀판의 배치에 따라 휘어진 형태로 심미감을 높인 화분도 성형할 수 있는 도자 성형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도자는 도기와 자기를 통틀어 이르는 것으로, 도기는 붉은 진흙으로 만들어 볕에 말리거나 약간 구운 다음, 오짓물을 입혀 다시 구운 그릇이며, 고령토 따위를 원료로 빚어서 아주 높은 온도로 구운 그릇이다.

이러한 도자의 기형을 만드는 방법에는 물레성형, 주입성형, 압출성형 등이 있다. 물레성형은 물레의 회전을 이용하여 주로 접시 같은 원형의 기물을 만드는 성형법이다. 주입성형은 점토, 물, 해교제를 혼합해 만든 슬립을 석고틀에 주입시켜, 슬립이 굳은 후 석고틀에서 떼어내는 성형법이다. 압출성형은 점토를 압출 장치로 압출하여 연속적으로 성형하는 성형법이다.

이들 성형방법 중에서 물레성형, 주입성형은 시간이 오래 걸리기 때문에 대량 생산을 위해서는 압출성형 방법이 주로 사용된다. 압출성형은 단면이 균일한 것, 즉 단면이 원형, 반원형, 다각형인 것들을 성형할 수 있다.

그러나 생산되는 도자의 종류에 따라 그 직경 및 길이가 상이하기 때문에 도자 별로 몰드를 만들어야 하는 문제가 있다. 그렇기 때문에 몰드의 제조 비용이 과다하게 소요된다는 문제가 있다.

이와 관련하여 대한민국공개특허공보 제10-2017-0060425호에는 로 흙관을 대량 생산한 후 흙관의 간편한 마무리작업으로 도자기를 성형할 수 있도록하여, 작업시간 단축을 통해 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 도자기 성형용 흙관 토출기가 공지되어 있다.

그러나 성형용 흙에 포함된 기포 제거 없이 곧바로 수용챔버로 투입되기 때문에 도자 성형 시 기포에 의한 품질 저하가 나타난다는 문제가 있다.

아울러 성형된 흙관이 안착되는 받침유닛를 승하강 시키기 위한 별도의 구동부가 필요할 뿐만 아니라, 이를 구동하기 위한 추가적인 에너지가 소모되는 문제가 있다.

KR 10-2017-0060425 A

본 발명의 목적은 도자 반죽에 포함된 기포를 제거하면서 성형하여, 기포로 인한 도자의 품질 저하가 방지될 뿐만 아니라, 형틀판 교체를 통해 다양한 형태와 직경 및 두께의 화분이나 항아리 등의 도자를 압출성형할 수 있는 도자 성형 장치를 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 목적은 압출성형된 도자의 하부를 받쳐주는 토출지지부가 도자의 무게에 의해 하강된 이후, 토출지지부에서 도자가 외측으로 옮겨지면 무게추와 도르레에 의해 자동으로 상승하여 복귀할 수 있는 도자 성형 장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 목적은 형틀판을 편심으로 배치하여 휘어지는 형상의 도자를 압출성형할 수 있는 도자 성형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은도자의 원료가 되는 반죽이 압착되어 통로역할을 하는 압출하우징(410)과, 상기 압출하우징(410)의 하단과 연결되어 상기 반죽의 압출되기 전에 수용되는 형틀하우징(420)이 구비된 성형부(400); 상기 형틀하우징(420)의 중심측에 교체 가능하게 설치되는 내측형틀판(510)과, 상기 형틀하우징(420)의 외측을 둘러 쌓으면서 교체 가능하게 설치되는 외측형틀판(520)과, 상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 사이의 틈으로 상기 반축이 압출되는 통로 역할을 하는 반죽토출구(530)가 구비된 형틀판(500); 상기 압출하우징(410)의 상단에 설치되는 상기 성형부(400) 속의 반죽을 가압하는 압출부(600); 상기 형틀판(500)과 인접한 위치에서 승하강 가능하도록 설치되는 지지프레임(710)과, 상기 지지프레임(710)의 하단에서 판 형상으로 형성되어 상기 반죽토출구(530)에서 토출되는 상기 도자의 하단을 받쳐주는 지지판(720)과, 상기 지지프레임(710)의 후단에 설치되는 도르래와, 상기 지지판(720)에서 시작되어 상기 도르래(740)에 감겨서 하방으로 연장되는 와이어(750)와, 상기 와이어(750)의 끝단에 매달리는 무게추(760)가 구비되는 토출지지부(700);를 포함하며, 상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 간격 차이에 의해 두께가 결정된다.

또한, 상기 성형부(400)는, 상기 형틀하우징(420)의 내부 중심을 가로지르도록 형성되는 고정막대(430)와, 상기 고정막대(430)의 하단에 형성되는 결합홈(432)을 더 포함하며, 상기 내측형틀판(510)은 상부 중앙에 상기 결합홈(432)에 삽입되어 고정되는 고정돌기(434)가 형성되되, 상기 내측형틀판(510)의 중심이 상기 고정막대(430)의 중심과 일치한 상태로 상기 고정돌기(434)가 상기 결합홈(432)에 결합되며, 상기 외측형틀판(520)은 상기 형틀하우징(420)의 하단 둘레와 중심이 일치된 상태로 결합되어, 상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 사이의 간격 차이로 형성된 상기 반죽토출구(530)에 의해 상기 반죽이 외측으로 토출된다.

나아가 본 발명의 상기 성형부(400)에서, 상기 형틀하우징(420)은 하단 직경이 상단 보다 넓게 형성된다.

아울러 본 발명의 상기 내측형틀판(510)의 중심이 상기 고정막대(430)의 중심에서 벗어나도록 편심된 상태로 결합되고, 상기 외측형틀판(520)의 중심도 상기 고정막대(430)의 중심과 벗어나도록 편심된 상태로 상기 형틀하우징(420)의 하단 둘레에 고정되어, 상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 사이의 갭이 편심되게 형성된 상기 반죽토출구(530)에 의해 상기 반죽이 외축으로 토출된다.

또한, 본 발명의 상부에서 반죽이 투입되도록 형성되는 상광하협 형상의 호퍼(110)와, 상기 호퍼(110)의 하부에 위치하며 상기 호퍼(110)로부터 상기 반죽을 전달받도록 중공형으로 형성된 반죽하우징(120)과, 상기 반죽하우징(120)의 내부에 한 쌍이 맞물리면서 제자리 회전하도록 설치되어 상기 반죽을 압착하여 상기 반죽 내에 포함된 기포를 빼주면 전진시켜주는 반죽스크류(130)와, 상기 반죽하우징(120)의 측면에서 하부 방향을 향해 수직으로 연결되도록 형성되어 상기 반죽스크류(130)에 의해 전진하는 상기 반죽이 낙하되는 공간으로 형성되는 중공형의 연결하우징(140)과, 상기 연결하우징(140)의 끝단에서 수평 방향으로 연장되도록 형성된 전진하우징(150)과, 상기 전진하우징(150)의 내부에서 제자리 회전하도록 설치되어 상기 연결하우징(140)을 통해 낙하된 상기 반죽을 전진시켜주는 전진스크류(160)가 구비된 반죽공급부(100); 상기 반죽스크류(130)와 상기 전진스크류(160)와 축결합되어 구동력을 제공하는 기어박스(220)와, 상기 기어박스(220)의 측면에 설치되어 상기 기어박스(220)와 축결합되어 구동력을 제공하는 구동모터(210)가 구비된 구동부(200); 상기 반죽하우징(120)의 상부에 형성되며, 상기 반죽하우징(120)의 내부와 연통되는 공기흡입구(310)와, 상기 공기흡입구(310)와 인접한 위치에 설치되고, 상기 공기흡입구(310)와 연결되어 상기 반죽하우징(120) 내부에서 상기 반죽스크류(130)에 의해 생성된 상기 공기를 흡입해주는 펌프(330)가 구비된 공기배출부(300);가 더 구비되고, 상기 성형부(400)의 측면이 상기 전진하우징(150)의 끝단과 연결된다.

한편, 본 발명의 상기 토출지지부(700)는, 상기 반죽토출구(530)에서 토출되는 상기 도자의 무게에 의해 상기 무게추(760)가 상승하여 상기 지지판(720)이 하강하고, 상기 도자가 이탈된 이후 상기 무게추(760)가 하강하여 상기 지지판(720)이 상승하여 상기 형틀판(500)과 인접한 위치로 자동 복귀한다.

또한, 상기 압출부(600)는 상기 압출하우징(410)의 상단에 위치하는 압출프레임(610)과, 상기 압출프레임(610)의 상단에 설치되어 구동력의 방향을 전환해주는 압출기어(620)와, 상기 압출프레임(610)과 인접한 위치에 설치되어 상기 압출기어(620)에 구동력을 제공해주는 압출모터(630)와, 상기 압출모터(630)와 상기 압출기어(620)를 구동력이 전달되도록 연결해주는 벨트(640)와, 상기 압출기어(620)의 하부에 설치되어 상기 압출기어(620)의 회전수를 줄여서 토크를 높여주는 감속기(650)와, 상기 감속기(650)와 축결합되어 상기 감속기(650)의 정역 회전에 따라 하강하거나 상승하는 압출로드(660)와, 상기 압출로드(660)의 하단에서 판 형상으로 형성되어 상기 반죽을 가압해주는 압출판(670)이 구비된다.

또한, 본 발명의 상기 내측형틀판(510)의 외경에 의해 직경이 결정된다.

본 발명은 호퍼(110)에 의해 투입된 도자 반죽(20)에 포함된 기포가 반죽하우징(120)을 지나면서 반죽스크류(130)에 의해 제거된 상태로 도자(30)가 성형되기 때문에 품질이 우수할 뿐만 아니라, 성형부(400)의 형틀하우징(420)의 하단에 결합되는 형틀판(500)의 교체를 통해 다양한 형태와 직경 및 두께의 화분이나 항아리 등의 도자(30)를 압출성형할 수 있으며, 몰드 제작을 위한 비용이 절감되는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 내측형틀판(510)의 외경과 외측형틀판(520)의 내경의 간격 차이 조절을 통해 성형되는 도자(30)의 형태, 직경 및 두께를 조절하기 때문에 별도의 몰드 없이 도자(30)를 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.

나아가 본 발명은 형틀판(500)의 반죽토출구(530)를 통해 압출성형되는 도자(30)의 하부를 받쳐주는 토출지지부(700)가 도자(30)의 무게에 의해 하강되고, 토출지지부(700)에 성형이 완료된 도자(30)가 외측으로 옮겨지면, 무게추(760)와 제1도르래(730)와 제2도르래(740)의 작용에 의해 토출지지부(700)가 반죽토출구(530)와 인접한 위치로 자동 상승할 수 있기 때문에 구조가 간단하고, 도자(30) 생산에 필요한 에너지가 저감되는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 형틀판(500)에서 내측형틀판(510)의 외경과 외측형틀판(520)의 내경 간격 차이로 형성되는 반죽토출구(530)를 편심되게 배치하여, 반죽토출구(530)에서 압출성형되는 도자(30)가 휘어지면서 성형되도록 함으로써, 심미감을 향상시키면서 더욱 다양한 형태의 도자(30)를 압출 성형할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치의 정면 기준 이등각 투시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치의 배면 기준 이등각 투시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치의 정면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치에서 성형부(400)와 형틀판(500)을 뒤집어서 나타낸 사시도와 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치에서 도자(30)가 압출되는 것을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치에서 형틀판(500)에서 내측형틀판(510)과 외측형틀판(520)이 편심되어 설치된 것을 뒤집어서 나타낸 사시도.
도 7은 도 6에 의해 도자(30)가 압출성형되는 것을 나타낸 정면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치의 정면 기준 이등각 투시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치의 배면 기준 이등각 투시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치에서 반죽공급부(100)의 정면도이다.

반죽공급부(100)는 도자 반죽을 잘 뒤섞어 주면서, 도자 반죽에 포함된 기포를 제거해주는 역할을 한다. 아울러 반죽공급부(100)는 기포가 제거된 도자 반죽을 후술할 성형부(400)로 공급해주는 역할을 한다.

반죽공급부(100)는 상부에 호퍼(110)가 형성되며, 호퍼(110) 하부에 반죽하우징(120)이 형성되고, 반죽하우징(120)의 측면에 전진하우징(150)이 형성된다.

호퍼(110)는 도자 반죽이 투입되는 투입구 역할을 한다. 호퍼(110)는 상부가 넓으며, 하부가 좁은 상광하협의 관 형상으로 형성된다. 이때 호퍼(110)를 상부에서 바라보았을 때 형상이 사각형 또는 원형을 이루도록 형성된다. 호퍼(110)를 통해 투입된 도자 반죽은 반죽하우징(120)으로 낙하하게 된다.

반죽하우징(120)은 호퍼(110)와 연통되어, 호퍼(110)로부터 낙하된 도자 반죽을 잘 섞어주면서, 도자 반죽 내에 포함된 기포를 제거해주는 역할을 한다. 반죽하우징(120)은 수평으로 눕혀진 중공형의 막대 형상으로 형성된다. 이때 반죽하우징(120)의 가로 넓이과 세로 높이는 후술할 한 쌍의 반죽스크류(130)가 나란하게 수용될 수 있을 정도로 형성된다. 아울러 반죽하우징(120)의 상부에는 원형 관 형상의 낙하구(122)가 형성된다.

낙하구(122)는 호퍼(110)의 하부와 연통된다. 낙하구(122)를 통해서 도자 반죽이 반죽하우징(120) 내부로 유입된다. 반죽하우징(120)의 내부에는 한 쌍의 반죽스크류(130)가 제자리에서 회전 가능하도록 설치된다. 반죽스크류(130)의 좌측편에는 반죽스크류축(132)이 형성된다. 반죽스크류축(132)은 후술할 기어박스(220)와 축결합되어 구동력을 전달받는다.

반죽스크류(130)는 낙하구(122)의 하부에서 반죽하우징(120)을 수평으로 가로지른다. 반죽스크류(130)가 제자리에서 회전함에 따라 낙하구(122)를 통해 유입된 도자 반죽은 이리 저리 뒤섞이게 된다. 이 과정에서 반죽스크류(130)에 의해 압착이 일어나게 되며, 도자 반죽에 포함된 기포가 터지면서, 기포 내의 공기가 외부로 빠져나오게 된다. 아울러 도자 반죽은 반죽스크류(130)에 의해 압착되면서 전진하게 된다.

반죽하우징(120)의 하부에는 이격된 상태로 전진하우징(150)이 형성된다. 이때 전진하우징(150)의 측면 끝단 일부는 반죽하우징(120)의 측면 끝단 일부가 서로 겹쳐지도록 배치된다. 도면에서는 예시로 전진하우징(150)의 좌측 측면 일부가 반죽하우징(120)의 우측 측면 일부가 서로 겹쳐지도록 도시하였다.

반죽하우징(120)과 전진하우징(150)의 상하 사이에는 연결하우징(140)이 형성된다. 연결하우징(140)은 중공형으로 형성된 관 형상으로 반죽하우징(120)의 하부와 전진하우징(150)의 상부가 서로 연통하도록 이어주는 역할을 한다. 반죽스크류(130)로 전진한 도자 반죽은 연결하우징(140)에 다다르게 되고, 연결하우징(140)을 통해 낙하하게 된다. 연결하우징(140)에서 낙하한 도자 반죽은 전진하우징(150)의 좌측단으로 유입되게 된다.

전진하우징(150)은 수평으로 눕혀진 중공형의 막대형상으로 형성되되, 내부에 전진스크류(160)가 수용될 수 있는 넓이와 높이를 가진다. 전진스크류(160)는 전진하우징(150)의 내부에서 제자리 회전 가능하도록 설치된다.

전진스크류(160)는 제자리에서 회전하면서 전진하우징(150) 내부로 유입된 도자 반죽을 후술할 성형부(400)의 압출하우징(410)을 향해 전진시켜주는 역할을 한다.

전진스크류(160)의 좌측편에는 전진스크류축(162)가 좌측 방향으로 돌출 형성된다. 전진스크류축(162)은 후술할 기어박스(220)와 축결합되어 구동력을 전달받게 된다. 이때 전진스크류축(162)은 반죽하우징(120)의 하부를 가로질러 기어박스(220)와 축결합되게 된다.

한편, 반죽하우징(120)의 좌측단 하부와 전진하우징(150)의 좌측단 하부에 받침대(170)가 형성된다. 받침대(170)는 테이블(10)의 상판(12)에 설치되어 반죽하우징(120)과 전진하우징(150)을 상판(12)으로부터 이격시켜주는 역할을 한다. 이때 상판(12)은 넓은 판 형상으로 형성된다. 상판(12)의 하부에는 수직으로 세워진 복수의 다리(14)가 설치된다. 복수의 다리(14)를 통해 상판(12)이 바닥면으로부터 이격된다. 한편, 상판(12)의 하부에는 하판(16)이 바닥면과 이격되도록 형성된다. 하판(16)은 측면이 다리(14)와 접합되어 고정된다.

구동부(200)는 전술한 반죽스크류(130)와 전진스크류(160)가 회전할 수 있는 구동력을 제공해주는 역할을 한다. 구동부(200)는 반죽하우징(120)의 좌측편에 이격되게 설치된 구동모터(210)와, 구동모터(210)와 반죽하우징(120)의 좌측편 사이에 설치된 기어박스(220)가 구비된다.

구동모터(210)는 전원을 공급받아 구동력을 발생시키는 것으로, 구동모터축(212)이 구비된다. 구동모터(210)는 테이블(10)의 상부에서 반죽하우징(120)의 좌측편과 인접한 위치에 설치된다. 기어박스(220)는 내부에 복수의 기어가 내장된 것으로 좌측편은 구동모터축(212)과 축결합되고, 우측편은 반죽스크류축(132) 및 전진스크류축(162)과 축결합된다. 기어박스(220)는 구동모터(210)로부터 구동력을 전달받아 반죽스크류(130)와 전진스크류(160)가 동시에 제자리에서 회전하도록 해준다.

공기배출부(300)는 반죽하우징(120)의 내부의 공기를 외부로 배출해주는 역할을 한다. 공기배출부(300)는 반죽하우징(120)의 상부에 형성되는 공기흡입구(310)와, 테이블(10)의 하반에 설치되는 펌프(330)가 구비된다.

공기흡입구(310)는 반죽하우징(120)의 상부에서 중공형의 박스 형상으로 형성된다. 공기흡입구(310)의 하부는 개방되어 반죽하우징(120)과 연통된다. 공기흡입구(310)의 배면에는 반죽하우징(120)의 내부에서 생성된 공기를 외부로 배출해주는 공기흡입관(312)이 형성된다. 공기흡입구(310)의 전면에는 압력계(320)가 설치된다. 압력계(320)는 공기흡입구(310) 내부 압력을 측정해서 표시해준다.

펌프(330)는 공기를 흡입하여 배출하기 위한 장치이다. 펌프(330)에는 펌프흡입관(332)과 펌프배출관(334)이 형성된다. 펌프흡입관(332)은 전술한 공기흡입관(312)과 호스나 관으로 연결된다. 펌프배출관(334)는 외측을 향해 호스나 관으로 연결된다. 도면에서는 펌프흡입관(332)과 공기흡입관(312)을 연결하는 관 및 펌프배출관(334)과 연결되는 관의 도시는 생략하였다.

펌프(330)가 작동하게 되면 펌프흡입관(332)을 통해 공기흡입관(312)의 공기를 흡입하게 된다. 반죽스크류(130)가 도자 반죽을 뒤섞고 반죽하는 과정에서 도자 반죽 내부에 기포 형태로 존재하던 공기가 반죽하우징(120) 내부로 빠져나오게 된다. 펌프(330)는 이러한 공기를 펌프흡입관(332)을 통해 빨아들인 후, 펌프배출관(334)을 통해 외부로 배출해준다. 펌프(330)를 통해 도자 반죽 내에 기포를 제거해줌으로써, 도자 성형 시 기포로 인한 품질 저하를 방지할 수 있다. 즉, 기포가 제거된 상태로 도자를 성형함으로써 고품질의 도자를 만들 수 있다.

성형부(400)는 도자 반죽을 화분, 관, 항아리 등의 도자로 성형하기 위한 것이다. 성형부(400)는 전진하우징(150)의 끝단에 연결되도록 결합되는 압출하우징(410)과, 압출하우징(410)의 하단에 결합되는 형틀하우징(420)이 구비된다.

압출하우징(410)은 'ㅓ' 형상으로 형성된 중공형의 관으로 좌측편이 전진하우징(150)의 우측편과 나사결합으로 견고하게 고정된다. 형틀하우징(420)은 중공형의 관 형상으로 상단은 압출하우징(410)의 하단과 나사결합으로 경고하게 고정되며, 하단은 상단보다 넓은 직경으로 형성된다. 형틀하우징(420)의 하단에는 외측으로 돌출되는 둘레 형상의 형틀판결합구(422)가 형성된다.

압출하우징(410)을 통해 전진하우징(150)에서 전진한 도자 반죽이 낙하하여, 형틀하우징(420)의 내부와 압출하우징(410)의 내부에 모이게 된다.

한편, 형틀하우징(420)의 내부에는 중앙을 수직으로 가로지르는 원형 막대 형상의 고정막대(430)가 형성된다. 고정막대(430)의 하단에는 결합홈(432)이 파여진다. 고정막대(430)는 후술할 형틀판(500)의 내측형틀판(510)을 나사 결합으로 고정해주는 역할을 한다. 아울러 고정막대(430)의 외측 둘레에는 고정막대(430)를 형틀하우징(420)에 고정하기 위한 복수의 고정돌기(434)가 형성될 수 있다.

나아가 형틀하우징(420)의 하단 둘레에는 후술할 형틀판(500)에서 외측형틀판(520)을 나사 결합으로 고정하기 위한 형틀판결합구(422)가 형성된다.

형틀판(500)은 형틀하우징(420)의 하단에 교체 가능하게 결합되어, 형틀하우징(420)의 하단에서 토출되는 도자 반죽를 도자의 형상으로 압출성형해주는 역할을 한다.

형틀판(500)은 형틀하우징(420)의 고정막대(430)에 나사 결합되는 내측형틀판(510)과, 형틀판결합구(422)에 나사 결합되는 외측형틀판(520)이 구비된다. 내측형틀판(510)은 원형 판 형상으로 형성된 것으로 중앙에 결합돌기(512)가 돌출된다. 내측형틀판(510)은 결합돌기(512)가 고정막대(430)의 결합홈(432)에 삽입된 상태로 나사로 견고하게 고정된다.

외측형틀판(520)은 원형 링 형상으로 형성된 것으로 형틀판결합구(422)와 나사로 견고하게 고정된다. 이때 내측형틀판(510)과 외측형틀판(520)은 원형 뿐만 아니라, 반원, 삼각, 사각, 다각 등의 형상으로 형성될 수 있다.

이때 내측형틀판(510)의 외경과 외측형틀판(520)의 내경 사이의 간격 차이로 인한 반죽토출구(530)가 형성된다. 반죽토출구(530)는 내측형틀판(510)의 외경과 외측형틀판(520)의 내경의 크기를 조절함으로써, 직경이 조절될 수 있다. 그에 따라 반죽토출구(530)를 통해 토출되는 도자의 형상 및 직경과 두께가 설정될 수 있다.

압출부(600)는 전술한 압출하우징(410)에 위치한 도자 반죽(20)을 압출하여 반죽토출구(530)로 토출되도록 해주는 역할을 한다. 압출부(600)는 압출하우징(410)의 상부에 설치되는 압출프레임(610)과, 압출프레임(610)의 상부에 설치되는 압출기어(620)와, 테이블(10)의 상판(12)에 설치되는 압출모터(630)와 압출기어(620)의 하부에 설치되는 감속기(650)와, 감속기(650)의 끝단에서 수직으로 설치되는 압출로드(660)와, 압출로드(660)의 끝단에 설치되는 압출판(670)이 구비된다.

압출프레임(610)은 압출기어(620)를 압출하우징(410)의 상단으로부터 이격시켜주는 것으로, 압출하우징(410)의 상단으로부터 수직으로 세워지는 복수의 다리프레임(612)과, 다리프레임(612)의 상단에 설치된 평탄프레임(614)이 구비된다. 이때 평탄프레임(614)의 중앙은 절개된다.

압출기어(620)는 평탄프레임(614)의 상부에 설치된다. 압출기어(620)는 후술할 압출모터(630)로부터 동력을 전달받아, 기어의 회전 방향을 변경해준다. 즉, 압출기어(620)는 동력의 회전축을 수평에서 수직으로 변경해준다. 압출기어(620)의 측면에는 제1압출기어축(622)이 형성된다. 아울러 압출기어(620)의 하단에는 제2압출기어축(624)이 형성된다. 압출기어(620)는 제1압출기어축(622)의 구동력을 제2압출기어축(624)으로 전달해준다.

압출모터(630)는 테이블(10)의 상판에 설치되는 것으로, 압출하우징(410)의 배면측에 설치된다. 압출모터(630)는 전원을 공급받아 구동력을 발생시키는 것으로, 압출모터축(632)이 구비된다. 압출모터축(632)은 제1압출기어축(622)과 나란하게 위치한다. 압출모터축(632)과 제1압출기어축(622)은 벨트(640)로 연결된다. 벨트(640)를 통해 압출모터축(632)의 구동력을 제1압출기어축(622)으로 전달해준다

감속기(650)는 제2압출기어축(624)과 축결합하는 것으로, 제2압출기어축(624)의 회전수를 줄여서 토크를 높여주는 역할을 한다. 압출로드(660)는 감속기(650)의 정역 회전에 따라 하강하거나 승강하는 역할을 한다. 이때 감속기(650)는 피니언 역할을 하며, 압출로드(660)는 래크 역할을 하게 된다.

압출판(670)은 얇은 원형 판 형상으로 형성된 것으로, 압출하우징(410) 내에 위치한 도자 반죽을 강한 압력으로 눌러주는 역할을 한다. 압출판(670)의 직경은 압출하우징(410)의 내주연에 헐거운 끼움 결합될 수 있는 공차를 가지게 된다.

압출판(670)이 도자 반죽(20)을 가압하게 되면, 도자 반죽(20)이 전술한 바와 같이 반죽토출구(530)로 토출되게 되고, 반죽토출구(530)의 형상에 의해 도자로 성형이 이루어지게 된다.

토출지지부(700)는 반죽토출구(530)에서 성형된 도자의 하부를 받쳐주는 역할을 한 것으로, 성형된 도자의 무게에 의해 하강하고, 성형된 도자가 이탈하게 되면 자동으로 승강 복귀할 수 있다.

토출지지부(700)는 반죽토출구(530)와 인접한 위치에서 승하강 가능하게 설치되는 지지프레임(710)과, 지지프레임(710)의 하단에서 넓은 사각형의 판 형상으로 형성되는 지지판(720)과, 지지프레임(710)의 배면에서 고정되는 제1도르래(730)와, 지지프레임(710)의 배면에서 제1도르래(730)보다 후단으로 이격되도록 고정되는 제2도르래(740)와, 지지판(720)과 제1도르래(730)와 제2도르래(740)를 연결해주는 와이어(750)와, 와이어(750)의 끝단에 매달린 무게추(760)가 구비된다.

지지프레임(710)은 한 쌍의 사각링 형상으로 형틀하우징(420)의 배면측에 위치한 테이블(10)의 다리(14)에 설치되어, 다리(14)에 가이드되어 승하강 이동한다. 이때 다리(14)에는 원활한 승하강을 위하여 윤활유가 도포될 수 있다.

지지판(720)은 지지프레임(710)의 하단에서 넓은 사각형 판으로 형성된 것으로, 전술한 바와 같이 형틀판(500)과 형틀판(500)의 하부에 위치한다. 지지판(720)은 지지프레임(710)과 일체형으로, 지지프레임(710)의 승하강에 의해 다리(14) 상에서 높낮이가 달라진다. 한편, 지지판(720)의 배면에 위치한 변에는 반원 링 형상의 고리(722)가 형성된다. 고리(722)에는 와이어(750)의 시작단이 고정된다.

제1도르래(730)는 고정 도르래 역할을 하는 것이다. 제1도르래(730)는 테이블(10)의 배면측 다리(14)를 횡으로 가로지르도록 형성된 횡바(18)의 중앙에 설치된다. 제2도르래(740) 또한 고정 도르래 역할을 한다. 제2도르래(740)는 제1도르래(730)에서 후방으로 이격되도록 설치된다. 제2도르래(740)의 설치를 위해 횡바(18)에는 연결판(770)이 구비된다.

고리(722)에서 시작된 와이어(750)는 제1도르래(730)에 감긴 후 제2도르래(740)에 감기게 된다. 그리고 와이어(750)는 제2도르래(740)를 지나 끝단에 무게추(760)가 연결된다.

무게추(760)는 와이어(750)의 끝단과 연결되어, 와이어(750)를 무게에 의해 당겨주는 역할을 한다. 무게추(760)는 하나의 덩어리로 구성하거나, 도면과 같이 여러 개를 가감하는 방식으로 구성할 수 있다. 무게추(760)의 하부에는 지면과 무게추(760)를 이격시켜주며, 하부를 받쳐주는 무게추받침대(762)가 위치할 수 있다.

무게추(760)의 무게에 의해 와이어(750)의 끝단이 당겨지게 되면 제1도르래(730)와 제2도르래(740)에 의해 힘의 방향이 바뀌게 된다. 아울러 지지판(720)과 지지프레임(710)이 무게추(760)가 하강하는 만큼 다리(14)에 가이드되면서 상승하게 된다.

한편, 연결판(770)은 제2도르래(740)를 제1도르래(730)로부터 후방으로 이격시킨 상태에서 고정해주는 역할을 한다. 연결판(770)은 일단이 횡바(18)의 중앙에 고정되고, 타단이 횡바(18)에서 후방측으로 하방으로 경사지면서 이격되어 끝단에 제2도르래(740)가 설치된다.

이때, 연결판(770)은 제1연결판(772)과 제2연결판(774)으로 나눠진다. 이때 제1연결판(772)과 제2연결판(774)은 일체로 형성된다. 제1연결판(772)은 막대 형상으로 일단이 횡바(18)의 중앙에 고정되고, 타단이 하방으로 경사지면서 후방을 향해 연장되도록 형성된다.

제2연결판(774)은 막대 형상으로 일단이 제1연결판(772)과 연결되고, 타단이 하방으로 경사지면서 후방을 향해 연장되되, 제1연결판(772)보다 더 하방으로 경사진 각도를 갖도록 형성된다. 그리고 제2연결판(774)은 제1연결판(772)보다 짧게 형성된다. 제2연결판(774)의 상부에는 제2도르래(740)가 설치된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치의 정면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치에서 성형부(400)와 형틀판(500)을 뒤집어서 나타낸 사시도와 분해 사시도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치에서 도자(30)가 압출되는 것을 나타낸 사시도이다.

도 4에서 (a)는 성형부(400)에서 형틀하우징(420)과 형틀판(500)을 뒤집에서 나타낸 것이고, (b)는 형틀하우징(420)과 형틀판(500)을 분해하여 나타낸 것이다.

반죽공급부(100)의 호퍼(110)를 통해 도자 반죽(20)이 투입되면, 낙하구(122)를 통과하여 반죽스크류(130)에 다다르게 된다. 도자 반죽(20)은 반죽스크류(130)에 의해 압착되면서 서로 섞이게 되고, 그 과정에서 도자 반죽(20) 내부의 기포가 밖으로 빠져나오게 된다. 반죽하우징(120) 내에 공기는 공기배출부(300)를 통해 흡입하여 외부로 배출해준다.

도자 반죽(20)은 반죽스크류(130)에 의해 반죽하우징(120)의 우측단에 다다르게 되고, 연결하우징(140)을 통해 전진하우징(150)으로 낙하하게 된다. 그리고 도자 반죽(20)은 전진스크류(160)를 통해 다시 전진하게 된다. 전진스크류(160)의 우측단에 다다른 도자 반죽(20)은 성형부(400)의 압출하우징(410)을 통해 형틀하우징(420)으로 퇴적되어 모이게 된다. 이때 반죽스크류(130)와 전진스크류(160)는 구동부(200)의 구동모터(210)에 의해 구동력을 제공 받게 된다. 형틀하우징(420)에 퇴적된 도자 반죽(20)은 압출하우징(410)에도 퇴적이 이루어진다. 이 상태에서 압출부(600)를 작동시킨다.

이때, 공기배출부(300), 구동부(200) 및 압출부(600)의 작동은 별도의 제어부를 통해서 이루어진다. 제어부는 공기배출부(300), 구동부(200) 및 압출부(600)를 컨트롤하기 위한 제어보드, 전원 On/Off 스위치를 포함한다.

압출부(600)를 작동시키면 압출모터(630)가 구동되고, 압출모터(630)와 연결된 압출기어(620)가 회전하게 된다. 압출기어(620)가 회전하게 되면, 제2압출기어축(624)과 연결된 감속기(650)가 회전하게 된다. 감속기(650)의 회전에 따라 압출로드(660)와 압출판(670)이 하강하거나 승강하게 된다. 압출판(670)이 하강하는 경우 압출하우징(410)과 형틀하우징(420) 내에 위치한 도자 반죽(20)에 강한 압력을 가하게 된다.

그래서 도자 반죽(20)은 형틀하우징(420)의 하단으로 토출되게 된다. 이때 형틀하우징(420)의 하단에는 형틀판(500)이 결합되어 있기 때문에 도자 반죽(20)은 형틀판(500)에 형성된 반죽토출구(530)를 통해 토출되어 도자(30)로 성형되게 된다.

이때 도 5에 도시된 바와 같이 도자(30)는 반죽토출구(530)를 통해 토출되면서, 도자(30)의 무게와 도자 반죽(20)이 토출되는 압력에 의해 지지판(720)이 하강하게 된다. 이때 지지프레임(710)은 다리(14)에 의해 가이드된다.

지지판(720)이 지면을 향하여 내려가게 되고, 그에 따라 도자(30)의 길이도 길어지게 된다. 도자(30)의 길이가 생산품에 적합한 길이가 되면, 구동부(200) 및 압출부(600)를 멈춘 후에 형틀판(500)의 하단과 인접한 도자(30) 부위를 컷팅하게 된다. 도자(30)를 컷팅한 후, 이를 다른 공정으로 옮겨서 도자(30)의 바닥면을 붙이는 작업을 진행하게 된다.

이와 같은 방법으로 도자 반죽(20)을 연속해서 압출성형함으로써, 대량의 도자(30)를 효율적으로 생산할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도자 성형 장치에서 형틀판(500)에서 내측형틀판(510)과 외측형틀판(520)이 편심되어 설치된 것을 뒤집어서 나타낸 사시도, 도 7은 도 6에 의해 도자(30)가 압출성형되는 것을 나타낸 정면도.

도 6과 도 7은 반죽토출구(530)가 편심된 형태로 나타낸 것이다.

내측형틀판(510)은 중심이 고정막대(430)의 중심과 벗어나도록 편심된 상태로 원형의 판으로 형성된다. 아울러 외측형틀판(520)의 중심도 고정막대(430)의 중심과 벗어나도록 편심되 상태로 원형의 링 형상으로 형성된다.

이때, 내측형틀판(510)이 고정막대(430)의 하단에 고정되고, 외측형틀판(520)이 형틀판결합구(422)에 고정된 상태에서 내측형틀판(510)의 외경과 외측형틀판(520)의 내경의 간격 차이로 생성된 반죽토출구(530)도 중심이 편심되도록 형성된다.

그래서 반죽토출구(530)를 통해 도자 반죽(20)이 토출되게 되면, 도 7과 같이 도자(30)가 만곡된 형상이 만들어질 수 있다. 즉, 편심된 반죽토출구(530)를 통해 휘어지는 형상의 도자(30)를 압출성형할 수 있다. 이를 통해 심미감이 향상된 도자(30)를 압출성형 방식으로 대량 생산할 수 있다.

10 : 테이블
12 : 상판 14 : 다리 16 : 하판 18 : 횡바
20 : 도자 반죽 30 : 도자
100 : 반죽공급부
110 : 호퍼 120 : 반죽하우징 122 : 낙하구
130 : 반죽스크류 132 : 반죽스크류축
140 : 연결하우징 150 : 전진하우징
160 : 전진스크류 162 : 전진스크류축
170 : 받침대
200 : 구동부
210 : 구동모터 212 : 구동모터축
220 : 기어박스
300 : 공기배출부
310 : 공기흡입구 312 : 공기흡입관
320 : 압력계 330 : 펌프 332 : 펌프흡입관 334 : 펌프배출관
400 : 성형부
410 : 압출하우징
420 : 형틀하우징 422 : 형틀판결합구
430 : 고정막대 432 : 결합홈 434 : 고정돌기
500 : 형틀판
510 : 내측형틀판 512 : 결합돌기
520 : 외측형틀판 530 : 반죽토출구
600 : 압출부
610 : 압출프레임 612 : 다리프레임 614 : 평탄프레임
620 : 압출기어 622 : 제1압출기어축 624 : 제2압출기어축
630 : 압출모터 632 : 압출모터축 640 : 벨트
650 : 감속기 660 : 압출로드 670 : 압출판
700 : 토출지지부
710 : 지지프레임 720 : 지지판 722 : 고리
730 : 제1도르래 740 : 제2도르레 750 : 와이어
760 : 무게추 762 : 받침대
770 : 연결판 772 : 제1연결판 774 : 제2연결판

Claims (8)

1. 도자의 원료가 되는 반죽이 압착되어 통로역할을 하는 압출하우징(410)과, 상기 압출하우징(410)의 하단과 연결되어 상기 반죽의 압출되기 전에 수용되는 형틀하우징(420)이 구비된 성형부(400);
   상기 형틀하우징(420)의 중심측에 교체 가능하게 설치되는 내측형틀판(510)과, 상기 형틀하우징(420)의 외측을 둘러 쌓으면서 교체 가능하게 설치되는 외측형틀판(520)과, 상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 사이의 틈으로 상기 반죽이 압출되는 통로 역할을 하는 반죽토출구(530)가 구비된 형틀판(500);
   상기 압출하우징(410)의 상단에 설치되는 상기 성형부(400) 속의 반죽을 가압하는 압출부(600);
   상기 형틀판(500)과 인접한 위치에서 승하강 가능하도록 설치되는 지지프레임(710)과, 상기 지지프레임(710)의 하단에서 판 형상으로 형성되어 상기 반죽토출구(530)에서 토출되는 상기 도자의 하단을 받쳐주는 지지판(720)과, 상기 지지프레임(710)의 후단에 설치되는 도르래와, 상기 지지판(720)에서 시작되어 상기 도르래(740)에 감겨서 하방으로 연장되는 와이어(750)와, 상기 와이어(750)의 끝단에 매달리는 무게추(760)가 구비되는 토출지지부(700);를 포함하며,
   상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 간격 차이에 의해 두께가 결정되고;
   상기 토출지지부(700)는, 상기 반죽토출구(530)에서 토출되는 상기 도자의 무게에 의해 상기 무게추(760)가 상승하여 상기 지지판(720)이 하강하고, 상기 도자가 이탈된 이후 상기 무게추(760)가 하강하여 상기 지지판(720)이 상승하여 상기 형틀판(500)과 인접한 위치로 자동 복귀하는 도자 성형 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 성형부(400)는,
   상기 형틀하우징(420)의 내부 중심을 가로지르도록 형성되는 고정막대(430)와, 상기 고정막대(430)의 하단에 형성되는 결합홈(432)을 더 포함하며,
   상기 내측형틀판(510)은 상부 중앙에 상기 결합홈(432)에 삽입되어 고정되는 고정돌기(434)가 형성되되,
   상기 내측형틀판(510)의 중심이 상기 고정막대(430)의 중심과 일치한 상태로 상기 고정돌기(434)가 상기 결합홈(432)에 결합되며, 상기 외측형틀판(520)은 상기 형틀하우징(420)의 하단 둘레와 중심이 일치된 상태로 결합되어,
   상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 사이의 간격 차이로 형성된 상기 반죽토출구(530)에 의해 상기 반죽이 외측으로 토출되어 상기 도자를 성형하는 도자 성형 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 성형부(400)에서,
   상기 형틀하우징(420)은 하단 직경이 상단 보다 넓게 형성되는 도자 성형 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 내측형틀판(510)의 중심이 상기 고정막대(430)의 중심에서 벗어나도록 편심된 상태로 결합되고, 상기 외측형틀판(520)의 중심도 상기 고정막대(430)의 중심과 벗어나도록 편심된 상태로 상기 형틀하우징(420)의 하단 둘레에 고정되어,
   상기 내측형틀판(510)의 외경과 상기 외측형틀판(520)의 내경 사이의 갭이 편심되게 형성된 상기 반죽토출구(530)에 의해 상기 반죽이 외축으로 토출되는 도자 성형 장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상부에서 반죽이 투입되도록 형성되는 상광하협 형상의 호퍼(110)와, 상기 호퍼(110)의 하부에 위치하며 상기 호퍼(110)로부터 상기 반죽을 전달받도록 중공형으로 형성된 반죽하우징(120)과, 상기 반죽하우징(120)의 내부에 한 쌍이 맞물리면서 제자리 회전하도록 설치되어 상기 반죽을 압착하여 상기 반죽 내에 포함된 기포를 빼주면 전진시켜주는 반죽스크류(130)와, 상기 반죽하우징(120)의 측면에서 하부 방향을 향해 수직으로 연결되도록 형성되어 상기 반죽스크류(130)에 의해 전진하는 상기 반죽이 낙하되는 공간으로 형성되는 중공형의 연결하우징(140)과, 상기 연결하우징(140)의 끝단에서 수평 방향으로 연장되도록 형성된 전진하우징(150)과, 상기 전진하우징(150)의 내부에서 제자리 회전하도록 설치되어 상기 연결하우징(140)을 통해 낙하된 상기 반죽을 전진시켜주는 전진스크류(160)가 구비된 반죽공급부(100);
   상기 반죽스크류(130)와 상기 전진스크류(160)와 축결합되어 구동력을 제공하는 기어박스(220)와, 상기 기어박스(220)의 측면에 설치되어 상기 기어박스(220)와 축결합되어 구동력을 제공하는 구동모터(210)가 구비된 구동부(200);
   상기 반죽하우징(120)의 상부에 형성되며, 상기 반죽하우징(120)의 내부와 연통되는 공기흡입구(310)와, 상기 공기흡입구(310)와 인접한 위치에 설치되고, 상기 공기흡입구(310)와 연결되어 상기 반죽하우징(120) 내부에서 상기 반죽스크류(130)에 의해 생성된 상기 공기를 흡입해주는 펌프(330)가 구비된 공기배출부(300);가 더 구비되고,
   상기 성형부(400)의 측면이 상기 전진하우징(150)의 끝단과 연결되는 도자 성형장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 압출부(600)는
   상기 압출하우징(410)의 상단에 위치하는 압출프레임(610)과, 상기 압출프레임(610)의 상단에 설치되어 구동력의 방향을 전환해주는 압출기어(620)와, 상기 압출프레임(610)과 인접한 위치에 설치되어 상기 압출기어(620)에 구동력을 제공해주는 압출모터(630)와, 상기 압출모터(630)와 상기 압출기어(620)를 구동력이 전달되도록 연결해주는 벨트(640)와, 상기 압출기어(620)의 하부에 설치되어 상기 압출기어(620)의 회전수를 줄여서 토크를 높여주는 감속기(650)와, 상기 감속기(650)와 축결합되어 상기 감속기(650)의 정역 회전에 따라 하강하거나 상승하는 압출로드(660)와, 상기 압출로드(660)의 하단에서 판 형상으로 형성되어 상기 반죽을 가압해주는 압출판(670)이 구비되는 도자 성형장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 내측형틀판(510)의 외경에 의해 직경이 결정되는 도자 성형 장치.
   
   
   
   

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