KR20110138107A

KR20110138107A - 유성기어조립체를 포함하는 주서기

Info

Publication number: KR20110138107A
Application number: KR1020100058246A
Authority: KR
Inventors: 정대중; 한창수; 성연수; 정의성
Original assignee: 웅진코웨이주식회사
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2011-12-26

Abstract

본 발명에 따른 유성기어조립체를 포함하는 주서기는 중앙에는 관통공이 있는 방수원통이 형성되고, 상기 방수원통 주위 바닥에는 원형의 망드럼 안내턱이 돌출형성되는 하우징, 및 상기 하우징의 하부에 배치되며, 구동모터와 유성기어조립체를 포함하는 구동부를 포함하며, 상기 유성기어조립체는 상기 구동모터에 직접 연결되는 회전축 기어와, 상기 회전축 기어와 맞물리는 복수개의 내륜 기어, 및 상기 내륜 기어의 외측에 맞물리는 외륜 기어를 포함하며, 상기 구동부는, 상기 회전축 기어와 상기 내륜 기어를 통하여 1차 감속을 행하고 상기 내륜 기어와 상기 외륜 기어를 통하여 2차 감속을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 구동모터에서 분쇄스크류로 동력을 전달하는 유성기어조립체를 이용함으로써 분쇄스크류의 회전수를 저속으로 유지하는 동시에 토크를 높임으로써 투입되는 재료에 대한 착즙 효율을 높일 수 있다.

Description

유성기어조립체를 포함하는 주서기{Juicer including epicyclic gear asssembly}

본 발명은 야채나 과일 등을 분쇄 압축하여 녹즙이나 주스를 만들거나 콩으로 두유를 만드는 주서기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분쇄스크류에 동력을 전달하는 구동부의 기어조립체를 개선함에 의해서 상기 분쇄스크류의 회전 상태를 가변적으로 기능하게 하여 착즙 효율을 높인 유성기어조립체를 포함하는 주서기에 관한 것이다.

건강한 생활을 위하여 가정에서 녹즙이나 주스를 직접 만들어 먹는 경우가 늘어나고 있으며, 이를 위하여 가정에서 간편하게 야채나 과일을 이용하여 즙을 낼 수 있도록 하는 장치들이 많이 개시되고 있다.

일반적으로 종래의 주서기는 분쇄스크류가 회전가능하게 장착된 하우징 내에 과일이나 야채를 수용한 후 상기 하우징의 하부에 위치한 구동모터를 이용하여 분쇄스크류를 회전함으로써 과일이나 야채를 압착 분쇄하여 주스 또는 과즙을 추출하여 음용하게 된다. 기존의 주서기들은 고속으로 구동하는 분쇄스크류에 의하여 과육 등이 잘게 부서지기 때문에 분쇄가 빠른 시간 내에 이루어진다는 장점은 있을 수 있으나, 과일 등이 분쇄스크류에 의하여 고속분쇄되기 때문에 과일의 고유한 향과 영양소가 파괴되는 문제점이 있게 된다.

따라서, 건강한 생활을 영위하기 위하여 신선한 콩이나 과일의 고유한 맛과 영향을 그대로 섭취하고자 하는데는 한계가 있다.

더불어, 종래의 두유제조기는 분쇄스크류가 체결되어 있는 회전축을 구동모터를 통해 회전하여 공급되는 콩을 분쇄스크류와의 충격력에 의하여 콩을 잘게 부수는 것이나, 콩을 분쇄스크류로 잘게 분쇄하는 과정을 통하여 두유를 만들기 때문에 분쇄스크류 칼날과의 마찰열 등으로 인하여 콩의 구수한 맛과 영양이 경감되는 문제점이 있다.

최근에는 착즙 방법으로서 분쇄스크류를 저속을 회전하면서 과일이나 야채 등을 짜내듯이 즙을 추출하는 방식이 적용되고 있는데, 이러한 방식은 분쇄스크류의 회전력을 줄이고 과즙을 짜내기 위하여 상당히 큰 힘을 필요로 하게 된다. 따라서 회전체에 기어를 형성하여 즙을 짜는 방식을 선택하고 있다. 그러나, 이러한 기술도 착즙 대상과 관계없이 일정한 회전수를 유지함에 따라 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한 저속의 주서기에 있어서도 분쇄스크류에 작용하는 부하량이 큰 경우(당근 등 단단한 재료를 가공하는 경우) 구동모터가 구속되어 멈출 수 있고, 사용자로 하여금 구동모터의 구속을 해제하고 재작동시켜야 하는 불편함이 발생하게 된다.

이에, 본 발명은 유성기어조립체를 가진 구동부를 통해 분쇄스크류의 저속 회전시 착즙되는 대상물에 따라 상기 분쇄스크류의 회전속도를 변화시킴으로써 압착추출된 과즙의 맛을 유지하면서 효율을 높이는 유성기어조립체를 포함하는 주서기를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 유성기어조립체를 포함하는 주서기는 하우징, 및 상기 하우징에 연결되며, 구동모터와 유성기어조립체를 포함하는 구동부를 포함하며, 상기 유성기어조립체는 상기 구동모터에 연결되는 회전축 기어와, 상기 회전축 기어와 맞물리는 복수개의 내륜 기어, 및 상기 내륜 기어의 외측에 맞물리는 외륜 기어를 포함하며, 상기 구동부는, 상기 회전축 기어와 상기 내륜 기어를 통하여 1차 감속을 행하고 상기 내륜 기어와 상기 외륜 기어를 통하여 2차 감속을 행하는 것을 특징으로 한다.

상기 주서기는 투입구가 형성되고, 내부 중앙에 회전축공이 형성되며 상기 하우징의 상부에 배치되는 덮개, 외벽은 다수의 망공이 형성된 망구조로 이루어지고, 내면에는 수직방향으로 다수의 벽면날이 형성된 망드럼, 및 상부에는 상기 회전축공에 회전가능하게 삽입되는 상부회전축이 형성되며, 외면에는 스크류 나선이 다수 형성되며, 하부에는 각형축공을 갖는 하부회전축이 형성되는 분쇄스크류를 더 포함할 수 있다.

상기 1차 감속 및 2차 감속은 5 내지 9 사이의 감속비 범위 내일 수 있다.

상기 외륜 기어의 외면은 스틸 재질로 감싸질 수 있다.

상기 내륜 기어는 상기 회전축 기어 주위에 일정 간격으로 2개 내지 4개가 배치될 수 있다.

상기 분쇄스크류는 20 내지 90 rpm 의 회전속도 범위에서 조절될 수 있다.

상기 구동부는 상기 각형축공에 삽입되는 각형축에 연결되는 구동부 커버를 더 포함하고, 상기 구동부 커버는 상기 유성기어조립체의 상부에 결합되어 상기 외륜기어의 회전과 동속도로 회전할 수 있다.

본 발명은 구동모터에서 분쇄스크류로 동력을 전달하는 유성기어조립체를 이용함으로써 분쇄스크류의 회전수를 저속으로 유지하는 동시에 토크를 높임으로써 투입되는 재료에 대한 착즙 효율을 높일 수 있다. 이러한 효율을 극대화하기 위하여 구동모터의 힘을 키워 투입하는 어떠한 착즙 대상물에 대하여도 가변적인 rpm을 적용함으로써 최적의 착즙 효율을 만들 수 있게 한다.

즉, 본 발명은 투입되는 재료의 단단함에 따라 분쇄스크류에 작용하는 부하량의 변화를 구동모터의 회전수를 적절히 제어함으로써 극복할 수 있게 한다. 상기와 같이 분쇄스크류가 초저속으로 작동되는 동시에 분쇄스크류의 강한 토크에 의해 압착 분쇄되므로 콩이나 과일의 고유한 맛과 영양이 그대로 살아있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 주서기의 일 방향에서의 사시도,
도 2는 도 1의 주서기에 대한 분해 사시도,
도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 단면도,
도 4는 도 3의 B의 부분 확대도, 및
도 5는 본 발명의 유성기어조립체에 대한 개념도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유성기어조립체를 포함하는 주서기(100)의 구성 및 작용을 설명한다.

주서기의 전체적인 구성 설명

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 주서기는 덮개(10), 덮개(10)의 하부에 배치되는 하우징(20), 하우징(20) 내에 수용되는 망드럼(30), 상기 망드럼(30) 내에 회전 가능하도록 삽입 설치되는 분쇄스크류(40), 상기 망드럼(30)을 감싸도록 배치되는 브러쉬 회전부(50), 및 분쇄스크류(40)에 동력을 제공하는 구동부(60)가 수용되는 본체(1)를 포함한다.

덮개(10)는 하부가 넓은 형상으로 제작되며, 상부면에는 재료를 넣을 수 있는 주입구(11)가 하부면까지 관통형성된다. 상기 주입구(11)에는 가압봉(15)이 슬라이딩 운동 가능하게 구성됨으로써 주입구(11)에 투입된 음식물을 편리하게 가압할 수 있게 된다.

덮개(10) 하부면의 중심에는 분쇄스크류(40)의 상부회전축(41)이 삽입고정되는 회전축공(12)이 형성된다. 상기 회전축공(12)은 덮개(10) 하면의 중심에 형성될 수 있으며, 주입구(11)는 회전축공(12)이 위치한 중심에서 일정 거리 편심된 위치에 형성되도록 하여 분쇄스크류(40)의 회전과 재료의 투입이 원활하게 이루어질 수 있게 한다. 한편, 덮개(10)의 하부면 테두리에는 다수의 결착돌기(13)가 돌출형성된다.

분쇄스크류(40)의 상부 중심에는 상부회전축(41)이 형성되며, 상부회전축(41)은 덮개(10)의 회전축공(12)에 삽입되어 회전운동을 한다. 분쇄스크류(40)의 외측면에는 망드럼(30)의 내부와 접하는 하나 이상의 스크류나선(43)이 형성된다. 분쇄스크류(40)의 하부 중심에는 내부에 각형축공(42a)이 형성된 하부회전축(42)이 구비된다. 한편, 분쇄스크류(40)의 하부면에는 하부회전축(42)을 중심으로 일정 간격의 치형이 형성된 스크류 기어(44)가 형성된다.

망드럼(30)은 상하로 관통된 중공 원통형 구조를 이루며 내벽에는 일정 간격으로 연직방향의 벽면날(31)이 돌출형성된다. 벽면날(31)은 긴 것과 짧은 것으로 구분하여 형성할 수 있으며, 그 길이를 다양하게 설정하는 것이 가능하다. 투입되는 재료가 분쇄스크류(40)에 의해 하부로 이송됨에 따라 잘게 파쇄될 수 있도록 망드럼(30)의 내면으로부터 돌출높이가 하부측으로 갈수록 낮아지도록 형성된다.

망드럼(30)의 외벽은 분쇄된 재료에서 발생된 즙이 통과할 수 있도록 망(32) 구조로 이루어지는데, 하부로 내려갈수록 재료의 크기가 작아지므로 상부에서 하부로 내려갈수록 망공의 크기가 점점 작아질 수 있다. 또한, 망드럼(30)의 중간 높이에서는 재료가 미세하게 분쇄되므로, 망드럼(30)의 중간부위는 망(32)구조가 아닌 밀폐구조로 형성하여 미세한 찌꺼기가 망공으로 빠져나가면서 망에 끼이거나 즙 내부에 섞여들어가는 것을 방지할 수 있어서 깨끗한 즙을 얻을 수 있게 된다.

망드럼(30)의 바닥면 일측에는 상하로 관통하는 찌꺼기 연통구(35)가 형성된다. 상기 찌꺼기 연통구(35)는 하우징(20)의 바닥면에 형성되는 하우징 배출공(25)과 상하로 연통할 수 있게 되어 망드럼(30) 내의 찌꺼기가 원활히 배출될 수 있게 한다.

브러쉬 회전부(50)는 상부링(51), 하부링(52) 및 상부링(51)과 하부링(52)을 연결하는 지지바(53)를 포함하며, 상기 망드럼(30)은 브러쉬 회전부(50)에 삽입 체결된다. 브러쉬(54)는 망드럼(30)의 외면과 하우징(20)의 내면에 접촉되어 회전하게 된다. 즉, 브러쉬(54)는 망드럼(30)을 통해 추출되어진 상태에서 망드럼(30)의 표면이나 하우징(20)에 묻어있는 즙 성분을 하부로 밀어내리는 작용을 한다.

한편, 상기 브러쉬 회전부(50)는 하부링(52)의 하단으로부터 연장되는 브러쉬 기어(55)를 포함하며, 상기 브러쉬 기어(55)는 연동기어(29)와 맞물려 회전 구동한다.

하우징(20)은 분쇄스크류(40), 망드럼(30), 및 브러쉬 회전부(50)를 그 내부에 수용하는 것으로서, 상단 내주연에 결착턱(28)이 형성되고, 중앙 하부에는 관통공(21a)이 형성된 방수원통(21)이 상방으로 돌출형성된다. 결착턱(28)은 덮개(10)에 형성된 결착돌기(13)와 결합하는 것으로서 하우징(20)에 덮개(10)가 견고하게 고정되도록 하는 기능을 한다.

하우징(20)은 상부가 개방된 중공 원통형의 구조를 이루고 있으며, 내부 중앙에는 관통공(22a)이 형성된 망드럼안내턱(22)이 원형으로 돌출형성된다. 망드럼안내턱(22)은 망드럼(30)을 하우징(20) 내에 삽입 체결하는 과정에서 가이드 기능을 하는 것으로서 망드럼(30)의 하단 일측에 돌출 형성되는 안착돌기(34)가 상기 망드럼안내턱(22)에 형성된 망드럼 안착홈(27)에 고정함으로써 안정되게 체결된다.

하우징(20)의 저면에 형성되는 고정홈(20a)은 구동부(60)의 상단에 형성된 고정 돌기(2)에 수직으로 안착될 수 있다.

한편, 망드럼안내턱(22)에는 하우징 배출공(25) 및 기어 안착홈(26)이 형성된다. 하우징 배출공(25)은 망드럼(30)의 찌꺼기 연통구(35)과 연통된다. 하우징(20)은 하부 외면으로부터 연장 형성되는 찌꺼기 배출구(23) 및 즙 배출구(24)를 각각 구비한다.

기어 안착홈(26)에 회전가능하게 장착되는 연동기어(29)는 내측에서 분쇄스크류(40)의 하면에 형성된 스크류 기어(44)에 맞물리고, 외측에서는 브러쉬 회전부(50)에 형성된 브러쉬 기어(55)에 맞물린 상태로 회전구동함으로써 분쇄스크류(40)와 브러쉬 회전부(50) 사이에서 동력 전달을 행하게 된다.

구동부의 구체적인 구조 및 작동 설명

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 구동부(60)의 구체적인 구조 및 작동을 설명한다.

구동부(60)는 하우징(20)의 하부에 배치되며, 구동모터(61)와 유성기어조립체(70)를 포함한다. 구동부(60)는 그 상단에 회전가능하게 돌출형성되는 각형축(63)이 분쇄스크류(40)의 각형축공(42)에 삽입고정되어 동력을 전달하는 구조를 이루게 된다.

유성기어조립체(70)는 구동모터(61)에 직접 연결되는 회전축 기어(71)와, 회전축 기어(71)와 맞물려 공전하며 일정간격으로 배치되는 복수개의 내륜 기어(72)와, 내륜 기어(72)의 외측에 맞물려 회전하는 외륜 기어(73), 및 외륜 기어(73)와 맞물리는 구동부 커버(74)를 포함한다. 상기의 내륜 기어(72)는 그 하부에 배치되는 지지판(75) 상에서 피벗 운동 가능하게 제1연결봉(72a)을 통해 연결된다. 외륜 기어(73)는 상기 지지판(75)에 제2연결봉(72b)을 통해 회전가능하게 연결된다. 즉, 지지판(75)에 연결되는 제2연결봉(72b)의 일측은 지지판(75) 상에서 슬라이딩 운동이 가능하게 된다.

내륜 기어(72)는 회전축 기어(71)를 중심으로 2 이상의 기어를 대칭적으로 배치할 수 있지만 기구적인 안정성과 경제적인 측면을 고려할 때, 3 또는 4개의 기어를 대칭적으로 배치하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 외륜 기어(73)는 유성기어조립체(70)의 내부 구성물을 그 내부에 포괄한 상태에서 회전 구동을 실시해야 하므로 그 외면은 강성이 있는 스틸 재질로 감싸져 동심력을 유지하는 것이 필요하다. 한편, 다른 실시예로서, 유성기어조립체(70)의 구성요소들을 모두 스틸 재질로 구성하는 것도 가능할 것이다.

상기 기어들(71,72,73)은 주조 또는 절삭 등의 가공 방법으로 제작이 가능할 것인데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 강성을 높이고 가공이 용이하다면 채용이 가능하다.

구동부 커버(74)는 하부가 개방된 중공 원통형상을 하며, 그 상단에는 각형축(63)에 고정연결되는 커버 돌기(74a)가 형성된다. 구동부 커버(74)는 하단이 외륜 기어(73)의 상단에 고정됨으로써 외륜 기어(73)의 회전력을 각형축(63)에 전달한다.

구동부(60)는 회전축 기어(71)와 내륜 기어(72)를 통하여 1차 감속을 행하고, 내륜 기어(72)와 외륜 기어(73)를 통하여 2차 감속을 행함으로써 분쇄스크류(40)의 회전속도를 저속으로 조절한다. 본 발명은 상기의 1,2차 감속을 행하는 경우의 감속비를 5 내지 9 이하의 범위에서 유지하는 것이 필요하다. 바람직하게는 평균적인 감속비를 7로 유지함으로써 구동모터(61)로부터 분쇄스크류(40)에 이르는 전체적인 감속비를 50 정도로 유지하게 한다. 한편, 본 발명에서는 감속비를 적절히 조절함으로써 분쇄스크류(40)에 작용하는 부하에 따라 그 회전속도를 조절할 수 있게 된다.

예를 들어 설명하면, 본 발명은 3000rpm 정도의 회전수와 0.6Nm의 토크를 가진 구동모터(61)에 대해 감속비 7 정도의 1차 속도변환을 통해 회전수의 감소와 토크의 증가를 이루게 한다(여기에서, 회전수는 422.5rpm, 토크는 4.26Nm로 변환된다). 여기에서, 구동모터(61)는 2400 내지 3200 rpm 의 회전수 범위에서 구동을 하게 되고, 3000 rpm의 회전속도에 근접하도록 조절하는 것이 가능할 수 있다.

그리고, 계속하여 내외륜 기어(72,73) 간의 2차 속도변환을 통해 회전수의 감소와 토크의 증가를 이루게 한다(여기에서, 회전수는 60rpm, 토크는 30Nm로 변환된다). 상기에서, 30 Nm의 토크는 본 발명에 따른 주서기(100)를 이용하여 실험적으로 과일 또는 야채 압착하는 경우에 요구되는 최소 토크량으로 설정이 가능하다.

착즙 과정을 수행하는 경우에 투입된 재료의 단단함 정도에 따라서 회전수와 토크를 조절하는 방안이 필요하게 되는데, 상기 구동모터(61)에 연결된 제어부(미도시)에서 구동모터(61)에 흐르는 전류 등을 감지하여 부하 정도를 측정함으로써 회전수를 적정하게 조절할 수 있다. 본 발명에서는 분쇄스크류(40)의 회전속도가 20 내지 90 rpm 의 범위에서 유지하도록 구동모터(61)에 공급되는 전류를 조절할 수 있다.

이상에서, 본 발명은 구동모터에서 분쇄스크류로 동력을 전달하는 유성기어조립체를 이용함으로써 분쇄스크류의 회전수를 저속으로 유지하는 동시에 토크를 높임으로써 투입되는 재료에 대한 착즙 효율을 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 본체
2 : 고정돌기
10 : 덮개
11 : 주입구
12 : 회전축공
13 : 결착돌기
15 : 가압봉
20 : 하우징
21 : 방수원통
21a : 관통공
22 : 망드럼 안내턱
23 : 찌꺼기 배출구
24 : 즙 배출구
25 : 하우징 배출공
26 : 기어 안착홈
27 : 망드럼 안착홈
28 : 결찰턱
29 : 연동기어
30 : 망드럼
31 : 벽면날
32 : 망공
34 : 안착돌기
35 : 찌꺼기 연통구
40 : 분쇄스크류
41 : 상부 회전축
42 : 하부 회전축
42a : 각형축공
43 : 스크류 나선
44 : 스크류 기어
50 : 브러쉬 회전부
51 : 상부링
52 : 하부링
53 : 지지바
54 : 브러쉬
55 : 브러쉬 기어
60 : 구동부
61 : 구동모터
63 : 각형축
70 : 유성기어조립체
71 : 회전축 기어
72 : 내륜 기어
73 : 외륜 기어
74 : 구동부 커버
75 : 지지판

Claims

하우징; 및
상기 하우징에 연결되며, 구동모터와 유성기어조립체를 포함하는 구동부;
를 포함하며,
상기 유성기어조립체는 상기 구동모터에 연결되는 회전축 기어와, 상기 회전축 기어와 맞물리는 복수개의 내륜 기어, 및 상기 내륜 기어의 외측에 맞물리는 외륜 기어를 포함하며,
상기 구동부는, 상기 회전축 기어와 상기 내륜 기어를 통하여 1차 감속을 행하고 상기 내륜 기어와 상기 외륜 기어를 통하여 2차 감속을 행하는 것을 특징으로 하는,
유성기어조립체를 포함하는 주서기.
제 1항에 있어서,
투입구가 형성되고, 내부 중앙에 회전축공이 형성되며 상기 하우징에 배치되는 덮개;
외벽은 다수의 망공이 형성된 망구조로 이루어지고, 내면에는 다수의 벽면날이 형성된 망드럼; 및
상부에는 상기 회전축공에 회전가능하게 삽입되는 상부회전축이 형성되며, 외면에는 스크류 나선이 다수 형성되며, 하부에는 각형축공을 갖는 하부회전축이 형성되는 분쇄스크류;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
유성기어조립체를 포함하는 주서기.
제 2항에 있어서,
상기 1차 감속 및 2차 감속은 5 내지 9 사이의 감속비 범위 내인 것을 특징으로 하는,
유성기어조립체를 포함하는 주서기.
제 2항에 있어서,
상기 외륜 기어의 외면은 스틸 재질로 감싸지는 것을 특징으로 하는,
유성기어조립체를 포함하는 주서기.
제 1항에 있어서,
상기 내륜 기어는 상기 회전축 기어 주위에 일정 간격으로 2개 내지 4개가 배치되는 것을 특징으로 하는,
유성기어조립체를 포함하는 주서기.
제 4항에 있어서,
상기 분쇄스크류는 20 내지 90 rpm 의 회전속도 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는,
유성기어조립체를 포함하는 주서기.
제 6항에 있어서,
상기 구동부는 상기 각형축공에 삽입되는 각형축에 연결되는 구동부 커버를 더 포함하고, 상기 구동부 커버는 상기 유성기어조립체의 상부에 결합되어 상기 외륜기어의 회전과 동속도로 회전하는 것을 특징으로 하는,
유성기어조립체를 포함하는 주서기.