KR20010081721A - 자동팝핑장치 - Google Patents

Abstract

곡물이나 건어물 또는 건육류 등을 일정한 틀에 넣고 고온으로 가열 및 압축한 후 순간적으로 팽창시켜서 팽창과자를 제조하는 자동팝핑장치가 개시된다. 이는 소음을 줄이고 전기적 결함을 없애며, 또한 팽창과자의 품질을 높이기 위하여 그 구동부를 개선한 것으로서, 회전동력을 발생하는 전동기(310)를 사용하며, 이 전동기의 회전동력을 직선운동으로 바꾸어 재료공급판(220)을 왕복동시키기 위해 원호형기어부재(320)와 간헐회전기어(322) 및 크랭크기구(330)를 구비하며, 또한 그 전동기의 회전동력을 직선운동으로 바꾸어 성형판(110) 및 하부가동블록(130)을 승강구동하기 위해 회전캠(340)과 캠연동기구(350)를 구비한다. 즉, 기계적인 동력변환구조로 재료공급판과 성형판 및 하부가동블록을 각기 직선적으로 구동하므로 그 동작이 부드러워 소음이 적고 제어회로가 간단하여 전기적 결함을 없앨 수 있다. 또한 각부의 동작조건을 조절할 수 있어서 재료에 따라 최적의 조건으로 팽창과자를 제조할 수 있음은 물론 기호에 맞게 딱딱함정도나 두께조절도 가능하게 된다.

Description

자동팝핑장치{AUTOMATIC POPPING MACHINE}

본 발명은 곡물이나 건어물 또는 건육류 등을 일정한 틀에 넣고 고온으로 가열 및 압축한 후 순간적으로 팽창시켜 되는 과자(이하 팽창과자라 함)를 양산하기 위한 자동팝핑장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명자가 선출원한 출원번호 10-1998-011734의 구동방식을 개선한 것이다.

쌀이나 옥수수 등의 곡물을 일정한 틀에 넣고 고온으로 가열하면서 압축한 후 순간적으로 팽창시켜 되는 팽창과자는 고소한 맛과 풍부한 영양가치로 아이들의 간식용으로는 물론, 특히 설탕이나 꿀과 같은 별도의 접합제나 첨가제가 없으므로 여성들의 다이어트 건강식으로도 좋아서 그 수요가 증가하고 있다. 따라서 팽창과자를 보다 저렴하게 보급하기 위해 양산할 필요가 생겨났다.

본 발명과 관련된 종래기술로서, 미국특허 4,328,741는 상기와 바와 같은 팽창과자를 기계적으로 생산해 낼 수 있는 장치에 관한 것으로, 쌀이나 옥수수를 넣고 기밀한 상태로 가열 및 압축할 수 있는 성형홀을 형성하는 상하부 굽기금형과, 이 상하부 굽기금형이 상호 열리면 그 하부 굽기금형상에 드러나는 팽창과자를 외부로 밀어 내면서 그 챔버 내에 새로운 곡물을 투입하도록 전후진되는 공급판을 구비하고, 3개의 에어실린더(air cylinder)로 그 상하부 굽기금형과 공급판을 각각 작동시키도록 한 것이다.

일반적으로 에어실린더를 작동시키려면 압축공기를 발생하는 압축기와 그 압축공기를 제어하는 전자밸브들 그리고 전자밸브들을 순차제어하기 위한 계전기와 타이머 및 센서들로 이뤄지는 복잡한 시퀀스제어회로가 사용된다. 이러한 구조에서는 에어실린더 작동시 불쾌한 소음이 발생되고 있고, 또한 계전기등의 접점불량등 전기적 결함에 의한 오동작 내지 고장이 빈번한 문제가 있다. 뿐만 아리나 장치가 고가이므로 경제성이 떨어진다. 뿐만 아니라 전술한 종래의 기술에서는 한 싸이클에 한 개의 팽창과자를 제조하는데 그치므로 비록 기계적인 자동생산이 가능할지라도 대량생산에는 크게 기여하지 못하였던 것이다.

이에 대하여 본 발명자는 상기한 선출원을 통하여 상하부굽기금형을 한 개의 에어실린더로 작동시킬 수 있게 하여 그 구동부를 간소화하는 한편, 상하부 굽기금형 사이에 복수의 챔버를 형성함으로써 팽창과자의 생산성을 증대시킨 바 있다. 그렇지만 선출원에서도 에어실린더를 사용하므로 그 작동시 여전히 불쾌한 소음이 발생하고 있고 또 시퀀스제어회로에 있는 계전기의 접점불량 등에 기인하는 오동작 발생은 피할 수 없었다.

따라서 본 발명의 목적은 에어콤프레서와 에어실린더의 사용을 배제한 새로운 구동방식을 구현함으로써 소음이 적고 전기적 결함에 의한 오동작 내지 고장발생이 거의 발생하지 않도록 개선된 팽창과자 제조용 자동팝핑장치를 제공하려는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 팽창과자의 딱딱함 정도와 두께 및 성형조건을 적절하게 조절할 수 있는 팽창과자 제조용 자동팝핑장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동팝핑장치 전체의 외관을 보인 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 자동팝핑장치의 구동부를 노출시키고 주요부를 단면표시하여 그 전체를 보인 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 자동팝핑장치의 구동부를 노출시켜 그 전체를 보인 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 자동팝핑장치의 재료이송판 주요부분을 분리하고 성형판을 함께 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 자동식품팝핑장치의 구동부를 보인 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 자동식품팝핑장치의 캠연동기구와 압력조절기구를 보인 종단면도.

도 7은 본 발명에 따른 자동식품팝핑장치의 성평부와 재료공급부와의 동작옵셋을 방지하는 수단을 보인 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 자동식품팝핑장치의 성형부와 재료공급부와의 동작옵셋을 방지하는 수단의 동작을 보인 측면도.

도 9는 본 발명에 따른 자동식품팝핑장치에 사용된 회전캠의 정면도.

도 10은 본 발명에 따른 자동식품팝핑장치에 사용된 회전캠 주요부분의 동작을 보인 발췌 정면도.

도 11a 내지 11g는 본 발명에 따른 자동식품팝핑장치의 동작을 공정별로 보인 성형부와 재료공급부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 테이블 100 : 성형부

110 : 성형판 120 : 상부고정판

130 : 하부가동판 200 : 재료공급부

210 : 호퍼 220 : 재료이송판

230 : 셔터 300 : 구동부

310 : 전동기 320 : 원호형기어부재

330 : 크랭크기구 340 : 회전캠

350 : 캠연동기구 360 : 압력조절기

400 : 제어조작반

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 팽창과자의 성형홀을 가지는 성형판, 이 성형판 양측에 대향하여 그 성형홀로 삽입되는 가압헤드와 이를 전기가열하기 위한 히터를 각각 가지는 상부고정블록과 하부가동블록, 다량의 팽창과자 재료를 모아서 차례로 낙하시키는 호퍼, 이 호퍼에서 낙하되는 팽창과자 재료를일정량 받아서 상기 성형판 위로 이동하여 상기 성형홀로 투하하도록 전후진가능하게 지지된 재료공급판, 전기로 작동되어 회전동력을 발생하는 전동기, 이 전동기의 회전동력을 직선운동으로 바꾸어 상기 재료공급판을 왕복구동하는 왕복구동수단, 상기 전동기의 회전동력을 직선운동으로 바꾸어 상기 성형판 및 하부가동블록을 상기 상부고정블록에 대해 승강구동하는 승강구동수단이 구비되어 있는 자동팝핑장치를 창안하였다.

여기서, 상기한 왕복구동수단은 상기 전동기에 의하여 연속적으로 회전구동되고 일정범위에 형성된 톱니를 가지는 원호형기어부재, 이 원호형기어부재와 맞물려서 간헐적으로 회전구동되는 간헐회전기어, 이 간헐회전기어의 간헐적인 회전동력을 전달하는 동력전달기구, 그리고 이 동력전달기구를 통해 전달된 간헐회전동력을 간헐적인 직선운동으로 변환하여 상기 재료공급판을 주기적으로 전후진시키는 크랭크기구로 구성하였으며,

상기 승강구동수단은 상기 전동기에 의해 연속하여 회전구동되며 그 회전위치에 따라 부분적으로 반경이 변화하도록 굴곡된 캠면을 가지는 회전캠과, 이 회전캠의 캠면에 연동하여 상기한 성형판 및 하측 성형헤드를 승강시키도록 연동하는 캠연동기구로 구성하였다.

이와같이 본 발명에서는, 구동원으로서 종래의 에어콤프레서 및 에어실린더 대신 전동기를 사용함으로써 공압작동시의 불쾌한 소음을 배제하는 동시에 그 구조의 간소화를 꾀하였고, 이와 아울러 전원을 개폐(ON/OFF)하는 정도로 제어회로를 단순화함으로써 그 고장요인을 대폭 줄인 것이다. 이하, 본 발명에 따른 식품자동팝핑장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도면을 간략히 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 팽창과자 제조용 자동팝핑장치 전체의 외관을 보이며, 도 2 및 3은 구동부를 노출시킨 상태로 그 전체를 각각 측면방향과 정면방향에서 보이며, 도 4는 재료이송판의 주요부분과 성형판을 함께 보이며, 도 5는 전동기의 동력을 이용하여 성형부를 작동시키는 캠기구와 재료이송부를 구동하는 크랭크기구를 보이며, 도 6은 성형부를 승강시키는 캠기구와 압력조절기구를 보이며, 도 7 및 도 8은 캠기구로 작동되는 성형부와 크랭크기구로 작동되는 재료공급부간의 동작옵셋을 방지하는 수단의 구조와 동작을 보이며, 도 9 및 도 10은 회전캠의 구조와 주요부분의 동작을 보이며, 도 11a 내지 11g는 재료공급부와 성형부의 동작을 단계적으로 보인다.

본 발명에 따른 자동팝핑장치를 크게 구분하면, 도 1에 도시된 바와 같이 테이블(1)상의 전후에 배치된 성형부(100)와 재료공급부(200), 데이블(1) 아래에 장착되고 여러개의 도어패널(2a,2b,2c)로 가려져 있는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 구동부(300), 그리고 제어조작반(400)으로 이루어져 있다.

성형부(100)는 재료공급부(200)로부터 공급받은 과자재료를 압축·굽기·팽창·성형하는 공정을 순차적으로 수행하여 팽창과자를 만드는 부분으로서, 도 1에서 보는 바와 같이 테이블(1)에 설치된 브래킷(3)으로 그 좌우측부와 상측부가 보호되어 있으며, 도 2에 나타난 바와 같이 성형판(110)과 상부고정판(120) 및 하부가동판(130)으로 구성되어 있다. 성형판(110)은 판상의 두꺼운 철판에 상하 양측면으로 관통하게 구멍가공한 팽창과자의 성형홀(111)을 여러개 가지고 있으며 별도의승강지지판(112)에 탑재되어 있다(도 4참조). 승강지지판(112)은 그 모퉁이를 각각 관통하는 4개의 승강지지봉(113)과 너트(114)로 체결되어 있으며, 4개의 승강지지봉(113)은 나란히 테이블(1)과 브래킷(3)의 상판부(부호생략) 및 테이블(1) 밑에 고정된 안내판(4)을 관통하여 똑바로 승강될 수 있게 지지되어 있다. 상부고정판(120)은 성형판(110)과 일정거리를 두고 이격될 수 있게 브래킷(3)의 상판부 안쪽면에 고정설치된 것으로, 성형판(110)의 성형홀(111)로 각각 삽입될 수 있게 설치된 여러개의 가압헤드(121)와 내부에 장착된 전기히터(122)를 가지고 있다. 여기서 가압헤드(121)는 전기히터(122)에 의하여 충분히 높은 온도로 가열된 상태에서 성형판(110) 상승시 성형홀(111)에 삽입되어 거기에 수납되는 팽창과자 재료를 압축하면서 굽도록 되고, 특히 그 굽기 동안 발생되는 가스가 외부로 잘 빠져나가지 못하도록 성형홀(111)에 비교적 타이트하게(tightly) 삽입되도록 배려된 것이다. 성형판(110) 밑에 놓인 하부가동판(130)은 상부고정판(120)과 대칭한 형태로 가압헤드(131)와 전기히터(132)를 가지고 있으며 보조승강지지판(133)에 탑재되어 있다. 보조승강지지판(133)은 그 모퉁이를 그대로 관통하는 상기한 승강지지봉(113)에 대해 승강가능하게 지지된 것이다.

도 1 및 도 2에서 부호 140은 팽창과자의 배출가이드를 가리키며, 도 3에 표시된 부호 150은 성형판(110)의 승강지지판(112)과 하부가동블록(130)의 보조승강지지판(133) 사이를 띄우기 위한 스프링, 그리고 부호 160은 환기통이다. 환기통(160)은 성형부(100)에서 발생되는 연기를 비산되지 않게 흡입하는 흡기그릴(161)과 흡입한 연기를 배출하는 배기그릴(162)을 가지고 있으며 도면에는없으나 환기팬과 함께 필터 등을 내부에 장착하고 있는 것이다.

재료공급부(200)는 과자재료를 모아서 아래로 낙하시키는 호퍼(210)와 이 호퍼(210)에서 낙하되는 재료를 받아서 전술한 성형판(110)의 성형홀(111)로 이송하도록 전후진되는 재료이송판(220)으로 이루어져 있다. 호퍼(210)는 위가 넓고 아래가 좁은 깔대기 모양으로서, 쌀이나 옥수수 등과 같은 곡물, 또는 새우나 멸치 등의 건어물이나 육포 등을 잘게 분쇄한 건육류 등 입상의 팽창과자 재료를 다량 수납하여 한데 모아서 차례로 낙하시키도록 된 출구(211)를 가진다. 이 호퍼(210)의 출구(211) 밑 주위에는 재료가 유출되지 않게 차단하는 개스킷(gasket; 212)이 설치되어 있다. 재료이송판(220)은 넓은 금속판에 전술한 성형홀(111)에 대응하는 재료수납홀(221)을 구멍가공하고 밑면에 셔터(230)를 대어준 것이다. 셔터(230)에는 재료수납홀(221)과 일치될 수 있는 개구(231)가 형성되어 있고, 안내봉(232)과 스프링(233)으로 지지되어 재료수납홀(221) 하부를 항상 닫도록 하고, 전진시 스토퍼(234)가 성형판(110)에 닿으면서부터 셔터(230)가 밀리면 성형홀(111) 위에서 재료수납홀(221)에 개구(231)가 일치됨으로써 그 재료수납홀(221) 하부를 개방시키도록 된 것이다. 재료이송판(220)의 전후진을 위해 그 밑면 좌우 양측 가장자리에 막대형 미끄럼 베어링(222)이 설치되고 이에 대응한 베어링하우징(223)이 테이블(1)에 설치된 고정대(5)에 고착되어 부드럽고 똑바로 이동될 수 있게 지지하였다. 한편, 도 4를 참조하면, 재료이송판(220)의 재료수납홀(221)에는 수용되는 과자재료의 양을 조절할 수 있도록 구경을 선택하여 바꿔끼울 수 있는 어댑터(224)가 삽입된다. 또한 재료이송판(220)의 선단에는 셔터(230)가 전술한 스프링에 의해 튀어나오지 못하도록 저지하기 위한 고정단판(225)과 함께 성형판(110) 위로 진행할 때 그 위에 올려진 팽창과자를 밀어내기 위한 밀대(226)가 결합되어 있다. 밀대(226)는 좌우 양측에 수직한 장공(227)을 가지며, 그 장공(227)을 통해 볼트(228)을 체결하여 고정단판(225)에 고정시키도록 되어 있다. 볼트(228)의 머리부에는 전방에 놓인 승강지지판(112)이 승강작동될 때에 걸리는 일이 없도록 경사부(228a)를 형성하였다. 밀대(226)의 좌우측 하단에 결합된 안내롤러(229)는 재료이송판(220) 전진시 승강지지판(112)과의 마찰을 줄이도록 설치되었다. 상기한 장공(227)은 나중에 자세히 설명되는 바와 같이 그 전진시 성형판(110)이 약간 상승하는 것을 수용하기 위한 것이다.

구동부(300)는 도 5와 같이 구동원으로서 회전동력을 발생하는 전동기(310), 이를 감속하기 위해 벨트(311)로 구동되는 감속기(312), 이 감속기(312)의 동력인출축(313)에 직결된 구동축(314)을 포함하며, 구동축(314)의 회전동력을 간헐적 직선운동으로 바꾸어 전술한 재료이송판(220)을 왕복구동하는 왕복구동수단(도 2에 도시됨)과, 구동축(314)의 회전동력을 승강운동으로 바꾸어 전술한 성형판(110) 및 하부가동블록(130)을 승강구동하는 승강구동수단(도 6에 도시됨)을 포함한다.

왕복구동수단은, 도 2에서 보는 바와 같이 구동축(314)에 결합된 원호형기어부재(320), 이 원호형기어부재(320)의 톱니(321)와 맞물려 회전되는 간헐회전기어(322), 이 간헐회전기어(322)에 끼워진 간헐회전축(323), 이 간헐회전축(323)으로부터 체인(324)을 통해 전동되는 간헐전동축(326), 이 간헐전동축(326)과 베벨기어(327)로 연결되고 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이 단부가 테이블(1)위로 관통하여 지지된 간헐종동축(328), 이 간헐종동축(328) 단부와 전술한 재료이송판(220)을 연결하는 크랭크기구(330)가 구비되어 있다. 크랭크기구(330)는 간헐종동축(328)의 1회전시마다 재료이송판(220)을 직선왕복운동시키기 위한 것으로, 간헐종동축(328)을 크랭크축으로 하는 크랭크아암(331)과 커넥팅로드(332)로 구성된다. 상기 원호형기어부재(320)의 톱니(321)는 원주상에 일정각도범위로 형성되며, 그 톱니(321)상에서 상기 간헐회전기어(322)가 1회전하도록 기어비가 설정되어 있다. 즉 구동축(314)의 1회전중 일정범위 내에서 간헐회전기어(322)를 통해 크랭크축인 간헐종동축(328)을 간헐적으로 회전시키고, 그 간헐회전시마다 크랭크기구(330)에 의한 직선왕복운동으로 재료이송판(220)을 전후진시키는 것이다. 크랭크아암(331) 단부에는 스프링핀(333)이 달려 있고, 테이블(1)에는 그 스프링핀(333)이 신축하면서 마찰이동할 수 있는 저항제동캠(334)이 설치되어 있다. 이들은 크랭크아암(331)이 1회전후 관성에 의해 과회전되는 것을 막기 위한 것이다.

승강구동수단은 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 상기 구동축(314)에 결합된 회전캠(340)과 이 회전캠(340)에 의해 수직적으로 연동되는 캠연동기구(350)로 구성되어 있다. 회전캠(340)은 도 8 및 도 9에 잘 나타난 바와 같이 회전위치에 따라 부분적으로 반경이 변화하도록 굴곡된 캠면(341)과 이 캠면 일부분의 측면 가장자리를 따라 설치된 보조캠리브(342) 및 신축캠부재(343)을 가지고 있다. 신축캠부재(343)는 팽창과자의 면을 매끄럽게 처리하기 위해 팽창시 후퇴하였다가 복원하여 다시 압축하는 작용을 하도록 스프링(344)에 지지되고, 또한 그 팽창시의 충격 및 소음을 줄이기 위해 예컨대 우레탄이나 고무 등으로 제작된 것이다. 다시 도 6을참조하면 캠연동기구(350)는 회전캠(340)의 캠면(341)을 따라 구름접촉하는 연동롤러(352) 및 보조캠리브(342)와 구름접촉하는 보조연동롤러(353)를 가지는 승강작동봉(351)과, 전술한 4개의 승강지지봉(113) 하단에 연결된 승강작동판(354), 이 승강작동판(354)에 세워진 동시에 도 2에 보인 바와 같이 안내판(4)과 테이블(1)을 관통하여 승강될 수 있고 하부가동블록(130)의 보조승강지지판(133) 밑면과는 약간의 간격을 두고 이격되어진 보조승강작동봉(355), 승강작동봉(351)과 승강작동판(354) 사이를 연결하는 연결브래킷(356), 그리고 팽창과자의 딱딱함 정도를 결정하기 위한 압력조절수단으로서 그 연결브래킷(355) 내에 장착된 압력조절기(360)를 포함하여 구성된다. 압력조절기(360)는 승강작동봉(351)과 대향하여 간격을 두도록 승강작동판(354)에 고정된 압력작동봉(361), 승강작동봉(351)과 압력작동봉(361) 사이의 간격을 조절하기 위한 압력조절나사(362), 이 압력조절나사(362)를 고정하여 풀림을 방지하는 2개의 고정환(363), 고정환(363)을 체결하는 고정볼트(364)로 구성된다 구성된다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 팽창과자를 압축하는 상태에서 전술한 재료이송판이 취급부주의로 전진하는 것을 방지하고, 또한 전술한 원호형기어부재(320)의 톱니(321)와 간헐회전기어(322)의 이물림 위치가 어긋나고 이것이 누적됨으로써 발생할 수 있는 오작동을 막기 위한 수단으로서, 간헐전동축(326) 끝에 달린 스토퍼앵글(329)과, 연결브래킷(356)상에 고정된 스토퍼지지바(357,357')가 구비되어 있다. 스토퍼앵글(329)은 간헐전동축(326)과 함께 재료이송판이 전후진될 때마다 1회전하도록 작동된다. 스토퍼지지바(357,357')는 연결브래킷(356)과 함께 승강되며,그 하강위치에서는 스토퍼앵글(329)의 회전을 허용하고, 팽창과자 압축을 위해 상승한 위치에서는 스토퍼앵글(329)과 접촉하여 그 회전을 저지한다. 여기서 부호 6,6'는 가이드브래킷, 7,7'는 간격유지볼트이다.

도 1 및 도 2에 나타난 제어조작반(400)은 함체 내에 간단한 전기제어회로를 내장하고 있는 것으로서, 전원스위치(410), 전동기의 속도조절노브(420), 전동기의 작동버튼(430), 전동기의 속도계(440), 전술한 상부고정판 및 하부가동판 내 히터들의 온도조절 겸 표시기(450,460), 그리고 히터작동램프(470)들이 설치된 것이다.

도 1에서 미설명된 부호 8은 전동기의 냉각을 위한 냉각팬(도시생략)을 커버하는 안전그릴이다.

이하, 상기와 같이 실시된 본 발명에 따른 자동팝핑장치의 동작을 설명한다. 먼저, 회전캠(340)의 캠면(341)을 구분하기 위해 도 9를 참조하면, 초기지점 P1에서 P2까지는 재료이송판의 전진을 위해 성형판 및 하부가동블록을 하강상태로 유지하기 위한 구간이며, P2에서 P3까지는 성형판을 약간 상승시킨 상태로 재료이송판이 복귀하기까지 대기하기 위한 구간이며, P3에서 P4까지는 성형판을 하부가동블록과 함께 상승시키기 위한 구간이며, P4에서 P5까지는 재료의 굽기와 압축을 위해 성형판 및 하부가동블록의 상승위치를 일정시간 유지하기 위한 구간이며, P5에서 P6까지는 압축된 재료를 순간적으로 팽창시키기 위해 성형판 및 하부가동블록을 재빨리 약간 하강시킨 후 일정한 두께로 성형될 수 있게 그 약간 하강시킨 상태를 일정시간 유지하기 위한 구간이며, P6에서 P1까지는 성형판 및 하부가동블록을 초기위치로 하강시키기 위한 구간이다. 여기서 지점 P2의 단차 R2-R1은 투하된 재료가성형홀에 안정적으로 수용하기 위한 공간을 형성하기 위한 것이며, 지점 P5의 단차 R3-R4은 팽창과자의 두께를 결정하기 위한 것이다.

도 5에 있어서, 전동기(310)가 기동되어 구동축(314)이 구동되면, 그 구동축(314)에 결합된 원호형기어부재(320)와 회전캠(340)이 함께 회전된다. 회전캠(340)의 1회전 동안 도 11a 내지 도 11g에서 보는 바와 같이 과자재료의 공급·압축·굽기·팽창·배출공정이 1싸이클을 이루면서 팽창과자가 제조된다. 도 11a는 성형판(110) 및 하부가동블록(130)이 완전히 하강된 초기상태를 보인 것이다. 이 상태에서 연동롤러(352)는 회전캠(340) 캠면(341)의 P1에 놓여 있다. 지점 P1은 또한 원호형기어부재(320)의 톱니(321)가 간헐회전기어(322)와 맞물리는 시점에 대응된다. 즉, 연동롤러(352)가 캠면(341)의 지점 P1에서 P2로 이동하는 동안 간헐회전기어(322)의 반회전으로 재료이송판(220)이 전진하게 되며, P2지점에 이르면 하부가동블록(130)은 가만히 있고, 단차 R2-R1 만큼 성형판(110)이 상승되어 도 11b와 같이 성형홀(111) 내에 공간이 만들어진다. 이때 재료이송판(220) 밑의 셔터(230)는 후퇴되면서 재료수납홀(221)이 개방되어진다. 따라서 성형홀(111)로부터 투하된 과자재료(10)가 흩어짐 없이 성형홀(111)내에 안정적으로 수납된다. 연동롤러(352)가 캠면(341)의 지점 P2에서 P3로 이동하면 간헐회전기어(322)가 나머지 반회전을 하면서 재료이송판(220)이 복귀하여 도 11c와 같은 상태가 되며, 이로써 재료공급공정이 이행된 셈이다.

캠면(341)의 지점 P3는 원호형기어부재(320)의 톱니(321)와 간헐회전기어(322)의 맞물림이 해제되는 시점에 대응된다. 따라서 이때부터 재료이송판(220)은 움직이지 않게된다. 연동롤러(352)가 캠면(341)의 지점 P3에서 P4로 이동하는 동안은 그 증가하는 반경에 따라 성형판(110)이 상승되고, 또한 보조승강작동봉(355)의 단부가 하부가동블록(130)의 보조승강지지판(133) 밑면에 닿게 됨에 따라 그 하부가동블록(130)도 함께 상승된다. 연동롤러(352)가 캠면(341)의 지점 P4에 이르면 도 11d와 같이 상승된 성형판(110)의 성형홀(111)로 상부고정블록(120)의 가압헤드(121)가 삽입되며, 따라서 그 상부고정블록(120)의 가압헤드(121)와 하부가동블록(130)의 가압헤드(131) 사이에서 과자재료(10)의 압축과 굽기공정이 동시에 이행되는 것이다.

이러한 압축공정에서 가압헤드(121,131) 사이에 작용하는 가압력은 나중에 만들어지는 팽창과자의 딱딱함이 결정되는데, 그 가압력은 전술한 도 6에 도시된 바와 같은 압력조절기(360)의 고정볼트(364)와 고정환(363)을 풀고 압력조절나사(362)를 시계 또는 반시계방향으로 돌려서 조절될 수 있다. 즉, 압력조절나사(362)를 왼쪽으로 돌려서 풀어주면 상승운동의 스트로크가 증가하여 그 상사점에서 작용하는 압력이 세지고, 반대로 조여주면 약해지는 것이다. 따라서 소비자의 기호에 따라 딱딱함 정도가 다른 팽창과자들을 제조해 낼 수 있는 것이다.

도 10에서 보는 바와 같이 캠연동롤러(352)가 재료의 굽기 및 압축공정이 끝나는 캠면(341)의 지점 P5을 지나면, 가압헤드(121,131) 사이에서 가열 및 압축되는 동안 발생된 가스압력에 의해 그 캠연동롤러(352)가 신축캠부재(343)로 떨어지고, 이에 따라 성형판(110) 및 하부가동블록(130)이 급하강되며, 따라서 압축 및 가열되어 있던 재료가 순간적으로 팽창되어 지점 P5에서의 단차 R3-R4만큼의 두께로 되는 팽창과자(20)가 만들어진다(도 11e). 여기서 신축캠부재(343)는 떨어지는 캠연동롤러(352)의 압력에 의해 점선으로 나타낸 바와 같이 스프링(344)이 수축된 후 복원하는 작용을 한다. 즉, 팽창초기의 팽창두께는 상기 단차 R3-R4보다 약간 뚜꺼우며, 그 복원운동에 의해 팽창과자(20)를 재차 압축시킴으로써 그 팽창과자(20)의 표면을 매끄럽게 처리할 수 있는 것이다. 또한 신축캠부재(343)를 높이가 다른 것으로 교체함으로써 팽창과자의 두께를 조절할 수 있음은 물론이다.

캠연동롤러(352)가 캠면(341)의 지점 P6에서 P1으로 이동하는 동안은 그 반경이 점차 작아짐에 따라 상기 성형판(110) 및 하부가동블록(130)이 같이 하강하게 되는데, 회전캠(340)의 보조캠리브(342)와 보조캠연동롤러(353)에 의해 그 하강운동이 원할하게 된다. 하강하는 동안에는 하부가동블록(130)이 테이블(1)에 먼저 닿으면서 정지하게 되고, 그 이후에 성형판(110)이 더 하강하게 됨으로써 도 11f와 같이 성형홀(111) 내에 성형완료된 팽창과자(20)가 성형판(110) 위로 올려지게 된다. 따라서 그 팽창과자(20)는 다음의 재료공급공정을 위해 도 11e과 같이 전진하게 되는 재료이송판(220)의 밀대(226)에 의해 밀려나 배출가이드(140)를 통해 용이하게 배출되어진다.

한편, 재료에 따라 온도와 굽기시간을 다르게 설정할 필요가 있으며, 상기와 같은 재료의 공급·압축·굽기·팽창·배출공정의 주기는 전동기(310)의 회전속도에 비례한다. 따라서 제어조작반(400)에 있는 속도조절노브(420)로 전동기(310)의 속도를 조절하여 재료에 따라 가장 적합한 주기를 맞출 수 있으므로 재료에 따라 최상의 팽창과자를 만들어 낼 수 있는 것이다.

이상에 설명된 바와 같이 본 발명은, 팽창과자를 제조하는 장치를 구동함에 있어서, 기존 압축기와 에어실린더의 사용을 배제하는 대신 전동기를 구동원으로 하고, 크랭크기구와 캠을 이용한 기계식 구동방식을 구현한 것이다.

이와같이 개선된 구동방식에 의하면, 소음을 대폭 줄일 수 있으므로 작업환경을 크게 개선하는 효과와 아울러, 기계의 제어조작이 간편하며, 전기적 결함에 의한 오동작을 획기적으로 줄일 수 있어 작업의 편리와 유지보수에 효과적이다.

또한 본 발명은 상기에 실시된 바와 같이 여러개의 성형홀을 형성함으로써 팽창과자의 양산능력을 증대시킬 수 있으므로 팽창과자를 더욱 저렴하게 보급할 수 있게 됨은 물론, 최적의 조건으로 팽창과자의 품질을 높일 수 있는 것이다.

Claims (8)

1. 팽창과자의 성형홀을 가지는 성형판, 이 성형판 양측에 대향하여 그 성형홀로 삽입되는 가압헤드와 이를 전기가열하기 위한 히터를 각각 가지는 상부고정블록과 하부가동블록, 다량의 팽창과자 재료를 모아서 차례로 낙하시키는 호퍼, 이 호퍼에서 낙하되는 팽창과자 재료를 일정량 받아서 상기 성형판 위로 이동하여 상기 성형홀로 투하하도록 전후진가능하게 지지된 재료공급판, 전기로 작동되어 회전동력을 발생하는 전동기, 이 전동기의 회전동력을 직선운동으로 바꾸어 상기 재료공급판을 왕복동시키는 왕복구동수단, 상기 전동기의 회전동력을 직선운동으로 바꾸어 상기 성형판 및 하부가동블록을 상기 상부고정블록에 대해 승강시키는 승강구동수단이 구비되어 있는 자동팝핑장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 왕복구동수단으로서, 상기 전동기에 의하여 연속적으로 회전구동되고 일정범위에 형성된 톱니를 가지는 원호형기어부재, 이 원호형기어부재와 맞물려서 간헐적으로 회전구동되는 간헐회전기어, 이 간헐회전기어의 간헐적인 회전동력을 전달하는 동력전달기구, 그리고 이 동력전달기구를 통해 전달된 간헐회전동력을 간헐적인 직선운동으로 변환하여 상기 재료공급판을 주기적으로 전후진시키는 크랭크기구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동팝핑장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 크랭크기구를 정위치에서 제동하는 수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동팝핑장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 승강구동수단으로서, 상기 전동기에 의해 연속하여 회전구동되며 그 회전위치에 따라 부분적으로 반경이 변화하도록 굴곡된 캠면을 가지는 회전캠과, 이 회전캠의 캠면에 연동하여 상기한 성형판 및 하측 성형헤드를 승강시키도록 연동하는 캠연동기구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동팝핑장치.
5. 청구항 4에 있어서, 캠연동기구의 스트로크를 조절하여 상기 하부가동블록의 가압헤드에 대한 가압력을 조절하는 압력조절수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동팝핑장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 회전캠의 캠면 일부에 결합된 신축캠부재와 이 신축캠부재를 신축가능하게 탄력적으로 지지하는 스프링이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동팝핑장치.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 회전캠의 캠면 일부의 측부에 상기 캠연동기구의 하강운동을 돕기 위한 보조캠리브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동팝핑장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 왕복구동수단과 상기 승강구동수단 사이의 동작옵셋을 방지하는 수단이 더 구비되어 있는 자동팝핑장치.