KR20170037604A - 지석 및 마쇄장치 - Google Patents

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KR20170037604A
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토이치로 타카이
마사히로 요시다
마코토 지오우
토루 아와즈
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가부시키가이샤 타카이세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은, 마쇄(磨碎)장치(1)에 조립 가능하고, 원료를 갈아 으깨는 데에 이용되는 지석(회전 지석(100), 고정 지석(200))에 있어서, 서로 분리 가능한 본체부(110, 210)와 외주 링부(120, 220)를 구비한다. 본체부(110, 210)는 원료를 최초로 갈아 으깨는 예비 분쇄 홈(제 1 예비 분쇄 홈(112a, 212a), 제 2 예비 분쇄 홈(112b, 212b))이 형성된 예비 분쇄부(112, 212)를 포함하며, 외주 링부(120, 220)는, 예비 분쇄부(112, 212)에 의해 갈아 으깨진 원료를 더 갈아 으깨는 미세 분쇄 홈(124a, 224a)이 형성된 미세 분쇄부(벽부(124, 224))를 포함한다. 본체부(110, 210)와 외주 링부(120, 220)가 조합되었을 때, 예비 분쇄부(112, 212)의 외주에 미세 분쇄부(벽부(124, 224))가 위치한다.

Description

지석 및 마쇄장치{GRINDSTONE AND GRINDING DEVICE}
[0001] 본 발명은, 식품, 의약품, 화학원료 등, 다양한 재료를 갈아 으깨기 위한 지석(砥石) 및 해당 지석을 이용한 마쇄(磨碎)장치에 관한 것이다.
[0002] 식품, 의약품, 화학원료 등, 다양한 재료를 갈아 으깨는 마쇄장치로서, 다양한 형식의 것이 제안되고 있다. 그리고, 해당 마쇄장치에 있어서 사용되는 지석에 대해서도, 종래부터 다양한 형식의 것이 제안되고 있다.
[0003] 종래는, 지석의 제조 방법으로서, 알루미나 등과 같은 지립(砥粒; 입상(粒狀) 재료)과 결합제를 소성(燒成)하여, 굳히는 방법이 사용되고 있었다. 이 방법에 있어서, 소성 전의 결합제는 분체(粉體)로서, 지립끼리의 틈새를 메우고 있지만, 소성 과정에 있어서의 고온 환경에 있어서는 용융되어 유리질로 변화하며, 지립의 주위에 부착함에 따라, 틈새(기공(氣孔))가 생성되고 만다는 문제가 있다.
[0004] 이러한 틈새에 갈아 으깰 대상인 재료가 들어간 경우, 틈새에 들어간 재료를 제거하기가 용이하지 않으며, 식품 원료의 경우, 내부에서 세균이 증식하는 원인이 된다. 또, 지립의 마모가 진행됨에 따라, 지립의 결락(缺落) 등이 발생하여, 후공정의 펌프 로터(pump rotor)나 시일(seal) 슬라이딩부, 분리장치의 스크린 등을 손상시키는 원인이 되기도 한다.
[0005] 상기의 문제를 해결하기 위해, 에폭시 수지 등의 수지를 결합제로서 성형하여, 틈새를 없앤 지석도 제안된 바 있다(특허문헌 1). 그러나, 재료를 갈아 으깨는 과정에 있어서, 수지가 깎여, 재료에 혼입(混入)될 우려가 있다. 또, 특히 에폭시 수지의 원료가 되는 비스페놀 A의 안전성을 염려하는 사용자도 많다.
[0006] 또, 재료에 접촉하는 표면의 마쇄부는 거친 지립에 의해 구성하고, 본체부는 미세한 지립에 의해 구성한 2층 구조를 갖는 지석도 제안되어 있다(특허문헌 2). 본체부를 미세한 지립에 의해 구성함으로써, 틈새를 작게 할 수 있게 된다. 그러나, 틈새를 작게 하여도 물을 흡수하는 성질은 변하지 않기 때문에, 수분을 많이 포함하는 재료를 갈아 으깰 때에는 문제가 발생한다. 또, 세정성도 양호하지 않다.
[0007] 또, 상기 타입의 지석은 지립을 사용하기 때문에, 나라나 지역에 따라서는 식품 제조용의 기계로서 인정되지 않는 경우도 있다. 이 때문에, 일반적으로 식품 기계로서 바람직한 재질인 스테인리스와 같은 금속제의 지석이 요구되고 있다.
[0008] 일본 특허 공고 공보 S48-18196호 일본 특허 공고 공보 H07-10497호
[0009] 재료와 접촉하는 부분이 금속제인 분쇄 장치로서, 충격식 분쇄기(크러셔(crusher)나 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill))와 같은 장치가 일반적으로 알려져 있다. 이러한 장치를 이용하여, 예컨대 대두와 같은 발포성 성분을 함유하는 재료를 분쇄하면, 대량의 거품이 생기기 쉽다는 문제가 있다. 따라서, 발포성 성분을 함유하는 재료를 갈아 으깨는 데에는, 분쇄가 아닌, 갈아 으깨는 형식의 마쇄장치가 바람직하다.
[0010] 본 발명은, 재료(원료)를 미세하게 갈아 으깰 수 있는 동시에, 취급이 용이하고 위생적이며 또한 안전한 재질을 이용한 지석 및 해당 지석을 이용한 마쇄장치를 제공한다.
[0011] 본 발명의 지석은, 마쇄장치에 조립할 수 있으며, 원료를 갈아 으깨는 데에 이용되는 지석으로서, 서로 분리 가능한 본체부와 외주 링부를 구비하고, 상기 본체부가 원료를 최초로 갈아 으깨는 예비(粗) 분쇄 홈이 형성된 예비 분쇄부(a coarse grinding part)를 포함하고, 상기 외주 링부는, 상기 예비 분쇄부에 의해 갈아 으깨진 원료를 더 갈아 으깨는 미세 분쇄 홈이 형성된 미세 분쇄부를 포함하며, 상기 본체부와 상기 외주 링부가 조합되었을 때, 상기 예비 분쇄부의 외주에 상기 미세 분쇄부가 위치한다.
[0012] 본 발명의 지석의 일 양태로서, 예컨대, 상기 본체부가, 상기 예비 분쇄부의 외주를 따라 형성되고, 상기 예비 분쇄부에 의해 갈아 으깨진 원료를 더 갈아 으깨는 중간 분쇄 홈이 형성된 중간 분쇄부를 더 포함하며, 상기 본체부와 상기 외주 링부가 조합되었을 때, 상기 중간 분쇄부의 외주에 상기 미세 분쇄부가 위치한다.
[0013] 본 발명의 지석의 일 양태로서, 예컨대, 상기 미세 분쇄부의 내측 위치에 있어서의 상기 미세 분쇄 홈의 깊이가, 상기 중간 분쇄 홈의 깊이와 같거나 보다 크다.
[0014] 본 발명의 지석의 일 양태로서, 예컨대, 상기 미세 분쇄 홈의 단면(斷面) 형상은 톱니 형상(sawtooth shaped; レ(일본어 가타가나 음절 중 하나) 자형(字型))이다.
[0015] 본 발명의 지석의 일 양태로서, 예컨대, 상기 미세 분쇄 홈은, 상기 외주 링부의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선(法線) 상에 형성된다.
[0016] 본 발명의 지석의 일 양태로서, 예컨대, 상기 미세 분쇄 홈은, 상기 외주 링부의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선에 대하여, 소정의 경사 각도를 확보하도록 형성된다.
[0017] 본 발명의 지석의 일 양태로서, 예컨대, 상기 외주 링부는, 상기 본체부의 외측에 접하는 제 1 외주 링부와, 해당 제 1 외주 링부의 외측에 배치되며, 상기 미세 분쇄 홈보다 작은 초미세 분쇄 홈을 가지는 제 2 외주 링부를 포함한다.
[0018] 본 발명의 지석의 일 양태로서, 예컨대, 상기 본체부 및 상기 외주 링부가, 회전시에 다른 회전하는 부재와의 공전(空轉)을 막기 위한 고정 부재를 갖는다.
[0019] 본 발명의 지석을 가지는 마쇄장치도 본 발명으로서 제공된다.
[0020] 본 발명의 지석 및 마쇄장치에 의하면, 재료(원료)를 미세하게 갈아 으깰 수 있는 동시에, 지석 및 마쇄장치의 분해·세정 등의 취급이 용이해지기 때문에, 원료를 갈아 으깨는 것이 필요한 산업분야에서의 공정의 효율화가 도모된다.
[0021] 도 1은 본 발명의 지석을 이용한 마쇄장치의 측면도이다.
도 2는 마쇄장치의 상부에 있어서 고정 지석을 떼어낸 상태를 나타내는 분해도이다.
도 3은 마쇄장치의 상부에 있어서 개폐 덮개를 개방하여 회전 지석을 떼어낸 상태를 나타내는 분해도이다.
도 4는 회전 지석의 본체부를 나타내는 도면으로서, (A)는 본체부의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 화살표 C 방향에서 본 확대도이고, (D)는 (A)의 D-D 선을 따른 단면도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
도 5는 회전 지석의 외주 링부를 나타내는 도면으로서, (A)는 외주 링부의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 C-C 선을 따른 단면 확대도이고, (D)는 (C)의 화살표 D 방향에서 본 확대도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
도 6은 본체부와 외주 링부를 조합한 회전 지석의 단면도로서, (A)는 회전 지석의 전체의 단면도이며, (B)는 (A)의 B 부분의 확대도이다.
도 7은 회전 지석에 있어서의 외주 링부의 미세 분쇄 홈의 변형예를 나타내는 도면으로서, (A), (B)는 하나의 변형예를 나타내는 확대도이고, (C)는 또 다른 변형예를 나타내는 확대도이다.
도 8은 고정 지석의 본체부를 나타내는 도면으로서, (A)는 본체부의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 화살표 C 방향에서 본 확대도이고, (D)는 (A)의 D-D 선을 따른 단면도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
도 9는 고정 지석의 외주 링부를 나타내는 도면으로서, (A)는 외주 링부의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 C-C 선을 따른 단면 확대도이고, (D)는 (C)의 화살표 D 방향에서 본 확대도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
도 10은 본체부와 외주 링부를 조합한 고정 지석의 단면도로서, (A)는 고정 지석의 전체의 단면도이며, (B)는 (A)의 B 부분의 확대도이다.
도 11은 본체부와 외주 링부를 조합하여 완성한 지석의 평면도로서, (A)는 회전 지석의 평면도이며, (B)는 고정 지석의 평면도이다.
도 12는 본체부와 2개의 외주 링부를 조합하여 완성한 지석의 단면도로서, (A)는 회전 지석의 단면도이며, (B)는 고정 지석의 단면도이다.
[0022] 도 1은, 본 발명의 지석을 이용한 마쇄장치의 일 실시형태를 나타낸다. 본 실시형태의 마쇄장치(1)는, 원료로서의 물을 흡수한 대두를 갈아 으깨는 데에 적합하게 이용되는 마쇄장치이다. 마쇄장치(1)는, 바닥 또는 기계 프레임에 설치되는 하부 하우징(10)과, 하부 하우징(10)의 상부에 부착되는 상부 하우징(20)과, 상부 하우징(20)의 상부에 개폐 가능하게 부착되는 개폐 덮개(30)와, 개폐 덮개(30)의 상면에 배치되는 덮개(40)를 구비하고 있다. 또한, 도 1 내지 도 3에서는, 설명을 위해, 장치의 내부를 노출시킨 상태를 나타내고 있다.
[0023] 하부 하우징(10)의 내부에는 동력원으로서, 도시하지 않는 외부 전원에 접속된 모터(12)가 수납되어 있다. 또, 상부 하우징(20)의 내부에는, 모터(12)의 모터 회전축(14)에 연결되어, 모터(12)의 회전을 전달하는 커플링(22), 커플링(22)에 연결된 회전축(24a)을 유지하는 베어링이 조립된 베어링 케이스(24)이 수납되어 있다. 또, 상부 하우징(20)의 측면에는, 갈아 으깨진 원료를 외부로 배출하기 위한 배출구(26)가 형성되어 있다.
[0024] 개폐 덮개(30)에는 덮개측 힌지부(32)가 설치되고, 덮개측 힌지부(32)는, 회동축(34)을 통해 상부 하우징(20)의 측면에 설치된 하우징측 힌지부(28)와 연결되어 있다. 또, 개폐 덮개(30)의 내부에는, 회전축(24a)에 스플라인으로 끼움결합한 지지판(50)이 설치된다. 지지판(50)의 상면에는 후술하는 회전 지석(100)이 배치되어, 회전축(24a)의 회전과 함께, 지지판(50), 회전 지석(100)이 회전한다.
[0025] 개폐 덮개(30)의 상면에는, 덮개(40)가 배치된다. 개폐 덮개(30)의 상면에 있어서의 상면에서 볼 때(平面視)(도 1의 상방향에서 본 상태) 내부에는 오목부(36, 도 2 참조)가 형성되어 있으며, 해당 오목부(36)에 덮개(40)가 배치된다. 덮개(40)에는 원료 공급구(42)가 형성되어, 원료로서의 대두 및 물이, 다른 장치나 사람의 손에 의해 원료 공급구(42)를 통해 공급된다. 또 오목부(36)에는, 후술하는 고정 지석(200)도 배치되어, 고정된다.
[0026] 도 2는, 개폐 덮개(30)로부터 고정 지석(200)과 덮개(40)를 떼어낸 상태를 나타내는 분해도이다. 이와 같이, 조작자는 개폐 덮개(30)를 조작하는 일 없이, 개폐 덮개(30)의 상면의 오목부(36)로부터 덮개(40)를 떼어내고, 또한 그 후에 고정 지석(200)을 떼어낼 수가 있다. 도시하는 바와 같이, 고정 지석(200)은, 본체부(210)와 외주 링부(220)를 포함하고 있다.
[0027] 도 3은, 도 2에 나타낸 바와 같이 조작자가 개폐 덮개(30)로부터 덮개(40)와 고정 지석(200)을 떼어낸 후, 개폐 덮개(30)를 개방하여 회전 지석(100)을 떼어낸 상태를 나타내는 분해도이다. 조작자가 도 2의 상태로부터 개폐 덮개(30)를 들어올리면, 개폐 덮개(30)는 회동축(34)을 중심으로 하여 회동하고, 개폐 덮개(30)의 내부의 회전 지석(100)이 노출된다. 회전 지석(100)은 상술한 지지판(50) 위에 배치되어 있는데, 고정 핀(130)에 의해 지지판(50)에 대하여 공전하지 않게 되어 있다. 회전 지석(100) 위의 회전 날개(52), 너트(54)가, 지지판(50)과 회전 지석(100)의 중심을 관통하는 회전축(24a)에 대하여 체결에 의해 고정되어 있으며, 회전 지석(100)이 지지판(50)에 강하게 고정되어 있다. 조작자가, 회전 날개(52), 너트(54)를 회전축(24a)으로부터 떼어냄으로써, 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 지석(100)이 분리 가능해진다.
[0028] 도 4~도 6은, 회전 지석의 실시형태의 일례를 나타낸다. 회전 지석(100)은, 각각 스테인리스제이며, 서로 분리 가능한 본체부(110)와 외주 링부(120)를 포함하고 있다. 본체부(110)는, 외주 링부(120)의 공간부(128, 도 5 참조)에 끼워 넣어져, 완성 상태의 회전 지석(100)에서는(도 6 참조), 본체부(110)의 외주 및 일면(一面)에 외주 링부(120)가 존재하는 상태가 된다.
[0029] 본체부(110)는, 물을 흡수한 대두와 같은 원료를 거칠게 분쇄한 후에, 중간 정도까지 분쇄하는 예비 분쇄용 및 중간 분쇄용의 지석 부분으로서 기능한다. 한편, 외주 링부(120)는, 본체부(110)에 의해 중간 정도까지 분쇄된 원료를 더욱 분쇄하고, 최종적으로 미세 분쇄하여, 갈아 으깨는 최종 마무리용의 지석 부분으로서 기능한다.
[0030] 본 실시형태에 있어서, 본체부(110) 및 외주 링부(120)의 후술하는 각종의 홈은, 절삭 가공 등에 의해 형성될 경우, 2개의 부분의 홈의 형태는 전혀 다르기 때문에, 이들 2개의 부분을 일체적으로 하나의 회전 지석 내에 형성하기는 어렵다. 물론, 2개의 부분의 각각을 주물(鑄物)이나 방전(放電) 가공 등에 의해 제작하는 것도 생각할 수 있지만, 비용이 증가하거나, 혹은 엣지 품질(edge quality)이 양호한 것이 되지 못하는 경우가 있을 수 있다. 또, 이러한 2개의 부분을 일체적으로 하나의 부품 내에 만듦으로써, 특히 금속의 경우에는 무거워져, 취급이 곤란한 것이 된다.
[0031] 본 실시형태에 있어서는, 본체부(110) 및 외주 링부(120)를, 각각 독립적으로 절삭 가공에 의해 형성할 수 있기 때문에, 이들 2개의 부분을 용이하게 형성할 수가 있다. 또, 본체부(110) 및 외주 링부(120)로서, 각각 다양한 타입의 것을 준비하고, 조합을 바꿈으로써, 다양한 타입의 완성품으로서의 회전 지석(100)을 제공할 수 있게 되어, 원료의 종류나 요구되는 분쇄 입도(粒度), 제품 품질에 따라 최적의 회전 지석(100)을 준비할 수 있게 된다. 또한, 본체부(110) 및 외주 링부(120)의 각각에 대하여, 마모의 정도가 다른 경우, 마모의 진행 정도가 높은 편인 부분만 교환할 수 있게 되기 때문에, 운용 비용을 저감할 수 있게 된다. 또, 지석을 금속에 의해 제조함으로써, 큰 지립의 결락(缺落)이나 미세한 지립이나 수지 재료의 원료에 대한 혼입을 방지할 수가 있다.
[0032] 또한, 본 실시형태의 회전 지석(100)은 본체부(110) 및 외주 링부(120)의 2개의 부품을 구비하지만, 다른 부품을 더 조합하여, 3개 이상의 부품에 의해 회전 지석(100)을 구성할 수도 있다. 이 경우, 회전 지석(100)은, 예비 분쇄부, 중간 분쇄부, 미세 분쇄부의 3개의 부품에 의해 구성될 수 있다.
[0033] 후술하는 바와 같이, 예비 분쇄부, 중간 분쇄부, 미세 분쇄부의 각각에는, 예비 분쇄 홈, 중간 분쇄 홈, 미세 분쇄 홈이 형성되며, 각각의 크기(폭 및 깊이)는, 1개의 지석 내에서는 일반적으로, 예비 분쇄 홈의 크기 ＞ 중간 분쇄 홈의 크기 ＞ 미세 분쇄 홈의 크기로 설정된다. 또, 1개의 지석 내에서는 일반적으로, 최초로 원료가 공급되는 중심부로부터 외주로 향함에 따라, 예비 분쇄 홈, 중간 분쇄 홈, 미세 분쇄 홈의 순으로 배치되기 때문에, 중심부보다 외주의 홈 쪽이 작아진다.
[0034] 다음으로, 회전 지석(100)의 본체부(110) 및 외주 링부(120)의 각각에 대하여, 개별적으로 설명한다. 도 4는 본체부(110)를 나타내는 도면으로서, (A)는 본체부(110)의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 화살표 C 방향에서 본 확대도이고, (D)는 (A)의 D-D 선을 따른 단면도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
[0035] 본체부(110)는, 중심부에 가까운 영역에 형성되는 예비 분쇄부(112)와, 예비 분쇄부(112)의 외측으로서, 외주를 따라 형성되는 중간 분쇄부(114)를 포함하고 있다. 예비 분쇄부(112)는, 후술하는 고정 지석(200)의 예비 분쇄부(212)와의 사이에서 대두와 같은 원료를 최초로 거칠게 갈아 으깨는 부분이며, 본 실시형태에서는 예비 분쇄 홈이 8 분할로 형성되어 있다. 예비 분쇄 홈은 3~36 분할로, 바람직하게는 4~12 분할로 형성된다. 이하, 본 실시형태에서는 8 분할로 설명한다. 제 1 예비 분쇄 홈(112a)은 본체부(110)의 중심부로부터 직접 연장되어 있는 홈이고, 제 2 예비 분쇄 홈(112b)은 제 1 예비 분쇄 홈(112a)으로부터 더욱 분기(分岐)하여 연장되어 있는 홈이다.
[0036] 제 1 예비 분쇄 홈(112a), 제 2 예비 분쇄 홈(112b)의 단면(斷面) 형상은 U자형이며(도 4의 (D) 참조), 일반적으로는 깊이(도 4의 (B), (D)의 D0)가 2㎜를 초과하며 10㎜ 이하로 설정된다. 바람직하게는, 깊이(D0)는 2.5㎜를 초과하며 8㎜ 이하의 범위로 설정된다. 나아가, 일반적으로는 폭(도 4의 (D)의 W0)이 3㎜~15㎜의 범위로 설정되고, 바람직하게는 4㎜~10㎜의 범위로 설정된다.
[0037] 또, 인접하는 제 1 예비 분쇄 홈(112a), 제 2 예비 분쇄 홈(112b)의 간격(도 4의 (D)의 M0)은, 일반적으로는 1㎜를 초과하며 10㎜ 이하의 범위로 설정된다. 바람직하게는, 간격(M0)은 2㎜를 초과하며 8㎜ 이하의 범위로 설정된다. 나아가, 제 1 예비 분쇄 홈(112a)이 그리는 원호의 반경(半徑)(r; 도 4의 (A)의 r)은 50㎜ 이상, 바람직하게는 100㎜ 이상으로 설정된다.
[0038] 중간 분쇄부(114)는, 후술하는 고정 지석(200)의 중간 분쇄부(214)와의 사이에서, 예비 분쇄부(112)에서 거칠게 갈아 으깨진 원료를 중간 정도까지 더 갈아 으깨는 부분으로서, 중간 분쇄 홈(114a)이 형성되어 있다(도 4의 (C) 참조). 도 4의 (A)에 나타내어진 바와 같이, 중간 분쇄 홈(114a)은, 본체부(110)의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선(직경을 따른 선으로 예컨대 B-B 선)에 대해, 소정의 경사 각도(Φ1)를 확보하도록, 외주에 있어서의 절입(切入, cut)에 의해 형성되어 있다. 경사 각도(Φ1)는, 일반적으로 ±10° 이상 ±60° 이하의 범위로 설정되고, 바람직하게는 ±30° 이상 ±45° 이하의 범위로 설정되는데, 예컨대 ＋30°와 －30°와 같은 다른 방향으로 경사진 중간 분쇄 홈(114a)의 조합이 이용된다. 여기서, ＋(플러스)는, 법선(B-B 선)에 대해, 0°~180°의 범위에 있어서의 시계방향의 각도로서 정의되고, －(마이너스)는, 법선(B-B 선)에 대해, 0°~180°의 범위에 있어서의 반(反)시계방향의 각도로서 정의된다. 경사 각도(Φ1)가, ＋30°와 －30°인 중간 분쇄 홈(114a)의 조합에 의해, 중간 분쇄 홈(114a)이 본체부(110)의 표면에 평행사변형(또는 마름모꼴)을 그리듯이 형성된다(도 4의 (E) 참조). 바꾸어 말하면, 평행사변형(또는 마름모꼴)의 돌기가 중간 분쇄부(114)에 형성된다.
[0039] 중간 분쇄 홈(114a)의 단면 형상은 U자형이며(도 4의 (C) 참조), 일반적으로는 깊이(도 4의 (B), (C)의 d1)가 0.1㎜~5㎜로 설정된다. 바람직하게는, 깊이(d1)는 0.5㎜~2㎜의 범위로 설정된다. 또한, 일반적으로는 폭(도 4의 (C)의 W1)이 0.5㎜~8㎜의 범위로 설정되며, 바람직하게는 1㎜~4㎜의 범위로 설정된다.
[0040] 또, 인접하는 중간 분쇄 홈(114a)의 간격(도 4의 (C)의 m1)은, 일반적으로는 0.1㎜~5㎜로 설정된다. 바람직하게는, 간격(m1)은 0.5㎜~2㎜의 범위로 설정된다.
[0041] 제 1 예비 분쇄 홈(112a), 제 2 예비 분쇄 홈(112b), 중간 분쇄 홈(114a)의 단면 형상이 U자형을 나타냄에 따라, 원료의 분쇄물이 끼어서 빠지기 어려워지는 것과 같은 사태가 발생하기 어려우며, 처리 능력이 향상되는 동시에 세정도 용이해진다.
[0042] 도 5는 외주 링부(120)를 나타내는 도면으로서, (A)는 외주 링부(120)의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 C-C 선을 따른 단면 확대도이고, (D)는 (C)의 화살표 D 방향에서 본 확대도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
[0043] 외주 링부(120)는, 본체부(110)의 중간 분쇄부 (114)에 있어서 중간 정도까지 갈아 으깨진 원료를 더 잘게 갈아 으깨는 부분이다. 외주 링부(120)는, 원형의 평판 형상을 이루는 평면부(122)와, 평면부(122)의 외주로부터 대략 수직 방향으로 연장되도록 형성되는 미세 분쇄부로서의 벽부(124)를 포함하고 있다. 평면부(122)와 미세 분쇄부로서의 벽부(124)에 의해, 본체부가 끼워 넣어지는 공간부(128)가 획정(劃定)된다.
[0044] 도 5의 (A), (D), (E)에 나타내어진 바와 같이, 미세 분쇄부로서의 벽부(124)의 상면에는 미세 분쇄 홈(124a)이 형성되어 있다. 본 예에서는 미세 분쇄 홈(124a)의 단면 형상은 V자형이며(도 5의 (D) 참조), 일반적으로는 깊이(도 5의 (C), (D)의 d2)가 0.3㎜를 초과하며 2㎜ 이하로 설정된다. 바람직하게는, 깊이(d2)는 0.5㎜를 초과하며 1㎜ 이하의 범위로 설정된다. 본 예에서는, 미세 분쇄 홈(124a)은, 본체부(110) 또는 외주 링부(120)의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선(직경을 따른 선으로 예컨대 B-B 선) 상에, 미세 분쇄부로서의 벽부(124)의 상면에 있어서의 절입에 의해 형성되어 있다.
[0045] 또, 인접하는 2개의 미세 분쇄 홈(124a)의 간격(도 5의 (E)의 m2)은, 일반적으로는 0.3㎜를 초과하며 2㎜ 이하로 설정된다. 바람직하게는, 간격(m2)은 0.5㎜를 초과하며 1㎜ 이하의 범위로 설정된다. 또, V자형의 벌어짐을 나타내는 단면에 있어서의 벌어짐 각도(횡단면 각도; θ1, 도 5(D) 참조)는, 일반적으로 5°~70°로 설정된다. 바람직하게는, 각도(θ1)는 30°~45°의 범위로 설정된다.
[0046] 또한, 도 4의 (A), 도 5의 (A)에 있어서의 중간 분쇄 홈(114a) 및 미세 분쇄 홈(124a)의 수는 실제의 제품에 있어서는 반드시 옳은 것은 아니며, 실제의 제품에 있어서의 이들 홈의 수는 좀 더 많지만, 본 서면에서는 보기 쉬움을 중시하여 홈의 수를 줄였다. 후술하는 도 8의 (A), 도 9의 (A), 도 11에서도 마찬가지이다.
[0047] 도 6은 본체부(110)와 외주 링부(120)를 조합한 회전 지석(100)의 단면도로서, (A)는 회전 지석(100)의 전체의 단면도이며, (B)는 (A)의 B 부분의 확대도이다. 작업자가 본체부(110)를 외주 링부(120)의 공간부(128)(도 5 참조)에 끼워 넣음으로써, 회전 지석(100)이 완성된다.
[0048] 도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이, 본체부(110)의 홈이 형성된 면과는 반대측의 면과, 외주 링부(120)의 평면부(122)가 접하는 동시에, 본체부(110)의 외주에 외주 링부(120)의 미세 분쇄부로서의 벽부(124)가 접한다. 본체부(110)와 외주 링부(120)가 조합되었을 때, 본체부(110)의 중간 분쇄부(114)의 외주에 미세 분쇄부로서의 벽부(124)가 위치한다. 만일 본체부(110)에 예비 분쇄부(112)만 설치되고, 중간 분쇄부(114)가 설치되어 있지 않은 경우, 본체부(110)와 외주 링부(120)가 조합되었을 때, 예비 분쇄부(112)의 외주에 미세 분쇄부로서의 벽부(124)가 위치한다.
[0049] 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 본체부(110)의 중간 분쇄부(114)에 있어서의 중간 분쇄 홈(114a)의 바닥과, 미세 분쇄부로서의 벽부(124)의 상면의 미세 분쇄 홈(124a)의 바닥의 사이에는, 단차(g)가 존재한다. 단차(g)의 크기는, 일반적으로 0㎜~2㎜의 범위로 설정되며, 바람직하게는 0㎜~1㎜의 범위로 설정된다. 또한, 실시형태에서는, 미세 분쇄 홈(124a)의 깊이(d2)는, 외주 링부(120)의 미세 분쇄부로서의 벽부(124)의 최외주(最外周) 위치(X1)와 벽부(124)의 내측 위치(X3, 도 6의 (B) 참조)에서는 다르다. 즉, 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 미세 분쇄부로서의 벽부(124)의 중간 위치(X2)로부터 내측 위치(X3)에 걸쳐, 미세 분쇄 홈(124a)의 저면(底面)은 테이퍼 면(t1)으로 되어 있다. 테이퍼 면(t1)의 부분에 있어서는, 미세 분쇄 홈(124a)은 중간 위치(X2)로부터 내측 위치(X3)에 걸쳐 테이퍼 형상으로 깊게 패여 있다.
[0050] 따라서, 중간 분쇄 홈(114a)의 깊이(d1)와 미세 분쇄 홈(124a)의 깊이(d2) 간의 관계에 대하여, 최외주 위치(X1)에 있어서 깊이(d1)＞깊이(d2)라 하더라도, 내측 위치(X3)에 있어서는, 깊이(d1)≤깊이(d2)로 설정된다. d1=d2인 경우, 단차(g)는 존재하지 않는다. 즉, 미세 분쇄부로서의 벽부(124)의 내측 위치(X3)에 있어서의 미세 분쇄 홈(124a)의 깊이(d2)가, 중간 분쇄 홈(114a)의 깊이(d1)와 같거나 보다 크게 설정된다. 이러한 형태이면, 원료가 본체부(110)의 최외주에 있어서 외주 링부(120)의 벽에 부딪혀 체류하는 일 없이, 본체부(110)로부터 외주 링부(120)로 원활히 공급된다.
[0051] 또한, 외주 링부(120)의 평면부(122)는 필수는 아니며, 후술하는 고정 지석(200)의 외주 링부(220, 도 9 참조)와 마찬가지로, 생략할 수도 있다.
[0052] 도 7은, 외주 링부(120)의 미세 분쇄 홈(124a)의 변형예를 나타낸다. 도 7의 (A), (B)의 변형예에서는, 미세 분쇄 홈(124a)의 단면 형상은 톱니 형상(sawtooth-shaped)이며, 기울어진 V자형의 단면 형상을 나타낸다. 미세 분쇄 홈(124a)에서는, 홈의 하나의 벽(124a1)이 외주 링부(120)의 벽부(124)의 상면에 대해 수직이 되도록 형성되고, 다른 벽(124a2)이 도 5(D)의 V자형과 동일하게 벽부(124)의 상면에 대해 비스듬해지도록 형성되어 있다. 또, 톱니 형상의 벌어짐을 나타내는 단면에 있어서의 벌어짐 각도(횡단면 각도; θ2, 도 7의 (A) 참조)는, 일반적으로 5°~80°로 설정된다. 바람직하게는, 각도(θ2)는 45°~60°의 범위로 설정된다. 다른 값은, 도 5에 나타낸 것과 같다.
[0053] 도 7의 (C)에 나타내어져 있는 미세 분쇄 홈(124a)의 변형예에서는, 본체부(110) 또는 외주 링부(120)의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선(직경을 따른 선으로 예컨대 도 5의 (A)의 B-B 선)에 대해, 소정의 경사 각도(φ2)를 확보하도록, 미세 분쇄부로서의 벽부(124)의 상면에 있어서의 절입에 의해 형성되어 있다. 경사 각도(φ2)는, 일반적으로 0°~45°의 범위로 설정되며, 바람직하게는 0°~15°의 범위로 설정된다(도 5의 (E), 도 7의 (B)의 예에서는 φ2=0°). 다른 값은, 도 5에 나타낸 것과 같다.
[0054] 다음으로, 고정 지석(200)의 본체부(210) 및 외주 링부(220)의 각각에 대해, 개별적으로 설명한다. 도 8은, 고정 지석(200)의 본체부(210)를 나타내는 도면으로서, (A)는 본체부(210)의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 화살표 C 방향에서 본 확대도이고, (D)는 (A)의 D-D 선을 따른 단면도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
[0055] 본체부(210)는, 중심부에 가까운 영역에 형성되는 예비 분쇄부(212)와, 예비 분쇄부(212)의 외측으로서, 외주를 따라 형성되는 중간 분쇄부(214)를 포함하고 있다. 예비 분쇄부(212)는, 상술한 회전 지석(100)의 예비 분쇄부(112)와의 사이에서, 대두와 같은 원료를 최초로 거칠게 갈아 으깨는 부분으로서, 예비 분쇄 홈이 형성되어 있다. 제 1 예비 분쇄 홈(212a)은 본체부(210)의 중심부로부터 직접 연장되어 있는 홈이고, 제 2 예비 분쇄 홈(212b)은 제 1 예비 분쇄 홈(212a)으로부터 더 분기하여 연장되어 있는 홈이다.
[0056] 제 1 예비 분쇄 홈(212a), 제 2 예비 분쇄 홈(212b)의 단면 형상, 깊이(D0), 폭(W0), 인접하는 홈의 간격(M0), 제 1 예비 분쇄 홈(212a)이 그리는 원호의 반경(r)은, 회전 지석(100)의 예비 분쇄부(112)의 제 1 예비 분쇄 홈(112a), 제 2 예비 분쇄 홈(112b)과 같은 범위로 설정할 수 있다.
[0057] 중간 분쇄부(214)는, 상술한 회전 지석(100)의 중간 분쇄부(114)와의 사이에서, 예비 분쇄부(212)에서 거칠게 갈아 으깨진 원료를 중간 정도까지 더 갈아 으깨는 부분으로서, 중간 분쇄 홈(214a)이 형성되어 있다. 중간 분쇄 홈(214a)은, 본체부(210)의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선(직경을 따른 선으로 예컨대 B-B 선)에 대해, 소정의 경사 각도(φ1)를 확보하도록, 외주에 있어서의 절입에 의해 형성되어 있다.
[0058] 중간 분쇄 홈(214a)의 단면 형상, 경사 각도(φ1), 깊이(d1), 폭(W1), 홈의 간격(m1)은, 회전 지석(100)의 중간 분쇄부(114)의 중간 분쇄 홈(114a)과 같은 범위로 설정할 수 있다. 경사 각도(φ1)가, ＋30°와 ―30°인 중간 분쇄 홈(214a)의 조합에 의해, 중간 분쇄 홈(214a)이 본체부(210)의 표면에 평행사변형(또는 마름모꼴)을 그리듯이 형성된다(도 8의 (E) 참조). 바꾸어 말하면, 평행사변형(또는 마름모꼴)의 돌기가 중간 분쇄부(214)에 형성된다. 회전 지석(100)과 마찬가지로, 고정 지석(200)에 있어서도, 제 1 예비 분쇄 홈(212a), 제 2 예비 분쇄 홈(212b), 중간 분쇄 홈(214a)의 단면 형상이 U자형을 나타냄에 따라, 원료의 분쇄물이 끼어 빠지기 어려워지는 것과 같은 사태가 발생하기 어려우며, 취급이 용이해진다.
[0059] 도 9는, 고정 지석(200)의 외주 링부(220)를 나타내는 도면으로서, (A)는 외주 링부(220)의 평면도이고, (B)는 (A)의 B-B 선을 따른 단면도이며, (C)는 (A)의 C-C 선을 따른 단면 확대도이고, (D)는 (C)의 화살표 D 방향에서 본 확대도이며, (E)는 (A)의 E 부분의 확대도이다.
[0060] 외주 링부(220)는, 본체부(210)의 중간 분쇄부(214)에 있어서 중간 정도까지 갈아 으깨진 원료를 더 잘게 갈아 으깨는 부분이다. 외주 링부(220)는, 외주 링부(120)와는 달리 평면부는 존재하지 않고, 미세 분쇄부로서의 벽부(224)에 의해서만 실질적으로 구성되어 있다. 미세 분쇄부로서의 벽부(224)의 내측에, 본체부가 끼워 넣어지는 공간부(228)가 획정된다.
[0061] 도 9의 (A), (D), (E)에 나타내어진 바와 같이, 미세 분쇄부로서의 벽부(224)의 상면에는 미세 분쇄 홈(224a)이 형성되어 있다. 미세 분쇄 홈(224a)의 단면 형상, 깊이(d2), 인접하는 홈의 간격(m2), 횡단면 각도(θ1)는, 회전 지석(100)의 외주 링부(120)의 미세 분쇄 홈(124a)과 같은 범위로 설정할 수 있다.
[0062] 도 10은, 본체부(210)와 외주 링부(220)를 조합한 고정 지석(200)의 단면도로서, (A)는 고정 지석(200)의 전체의 단면도이며, (B)는 (A)의 B 부분의 확대도이다. 작업자가 본체부(210)를 외주 링부(220)의 공간부(228, 도 9 참조)에 끼워 넣음으로써, 고정 지석(200)이 완성된다.
[0063] 도 10의 (A)에 나타내는 바와 같이, 본체부(210)와 외주 링부(220)가 조합되었을 때, 본체부(210)의 중간 분쇄부(214)의 외주에 미세 분쇄부로서의 벽부(224)가 위치한다. 만일 본체부(210)에 예비 분쇄부(212)만 설치되고, 중간 분쇄부(214)가 설치되어 있지 않은 경우, 본체부(210)와 외주 링부(220)가 조합되었을 때, 예비 분쇄부(212)의 외주에 미세 분쇄부로서의 벽부(224)가 위치한다.
[0064] 도 10의 (B)에 나타내는 바와 같이, 본체부(210)의 중간 분쇄부(214)에 있어서의 중간 분쇄 홈(214a)의 바닥과, 미세 분쇄부로서의 벽부(224)의 상면의 미세 분쇄 홈(224a)의 바닥의 사이에는, 단차(g)가 존재한다. 이 단차(g)의 크기는, 회전 지석(100)에 있어서의 단차(g, 도 6의 (B) 참조)와 같은 범위로 설정할 수 있다. 그리고 본 실시형태에서는, 미세 분쇄 홈(224a)의 깊이(d2)는, 외주 링부(220)의 미세 분쇄부로서의 벽부(224)의 최외주 위치(X1)와 벽부(224)의 내측 위치(X3, 도 10의 (B) 참조)에서는 다르다. 즉, 도 10의 (B)에 나타내는 바와 같이, 미세 분쇄부로서의 벽부(224)의 중간 위치(X2)로부터 내측 위치(X3)에 걸쳐, 미세 분쇄 홈(224a)의 저면은 테이퍼 면(t2)으로 되어 있다. 테이퍼 면(t2)의 부분에 있어서는, 미세 분쇄 홈(224a)은 중간 위치(X2)로부터 내측 위치(X3)에 걸쳐 테이퍼 형상으로 깊게 패여 있다.
[0065] 따라서, 중간 분쇄 홈(214a)의 깊이(d1)와 미세 분쇄 홈(224a)의 깊이(d2)간의 관계에 대해, 최외주 위치(X1)에 있어서 깊이(d1)＞깊이(d2)라 하더라도, 내측 위치(X3)에 있어서는, 깊이(d1)≤깊이(d2)로 설정된다. d1=d2인 경우, 단차(g)는 존재하지 않는다. 즉, 미세 분쇄부로서의 벽부(224)의 내측 위치(X3)에 있어서의 미세 분쇄 홈(224a)의 깊이(d2)가, 중간 분쇄 홈(214a)의 깊이(d1)와 같거나 보다 크게 설정된다. 이러한 형태이면, 원료가 본체부(210)의 최외주에 있어서 외주 링부(220)의 벽에 부딪혀 체류하는 일 없이, 본체부(210)로부터 외주 링부(220)로 원활히 공급된다.
[0066] 그리고, 회전 지석(100)과 고정 지석(200)이 상하로 배치되었을 때, 도 6의 (B)의 테이퍼 면(t1)과 도 10의 (B)의 테이퍼 면(t2)이 서로 마주 향하게 된다. 그리고 중간 분쇄부(114, 214)에 있어서의 중간 분쇄 홈(114a, 214a)의 저면의 간격에 비해, 보다 넓은 저면의 간격이 확보된다. 따라서, 중간 분쇄부(114, 214)로부터 보내져 온 원료가 막히는 일 없이, 원활하게 외주측으로 공급된다.
[0067] 고정 지석(200)에 있어서의 외주 링부(220)의 미세 분쇄 홈(224a)에 대해서도, 도 7에 나타내는 미세 분쇄 홈(124a)과 같은 변형예를 채용할 수 있다. 특히 도 7의 (A)의 외주 링부(120)의 미세 분쇄 홈(124a)의 톱니 형상의 단면 형상을 외주 링부(220)의 미세 분쇄 홈(224a)에도 채용하면, 회전 지석(100)과 고정 지석(200)이 상하로 배치되었을 때, 2개의 톱니 형상의 미세 분쇄 홈(124a), 미세 분쇄 홈(224a)이 서로 마주 향하게 되며, 각각의 홈의 비스듬한 부분이 마주 향한 후, 수직부가 마주 향하도록 회전할 때, 원료에 대한 강력한 전단력(剪斷力)이 얻어진다. 단, 외주 링부(120)의 미세 분쇄 홈(124a) 및 외주 링부(220)의 미세 분쇄 홈(224a)의 단면 형상에 대해서는, V자형, 톱니 형상 이외의 U자형, 오목형, 역(逆)사다리꼴 등, 다른 형상을 부정하는 것은 아니다.
[0068] 도 11은, 본체부(110, 210)와 외주 링부(120, 220)를 조합하여 완성한 지석의 평면도로서, (A)는 회전 지석(100)의 평면도이고, (B)는 고정 지석(200)의 평면도이다. 도 6, 도 10의 평면도에 상당한다.
[0069] 도 12는, 본체부(110, 210)와 2개의 외주 링부를 조합하여 완성한 지석의 단면도로서, (A)는 회전 지석(100)의 단면도이고, (B)는 고정 지석(200)의 단면도이다. 즉, 상술한 대로, 본체부에 조합되는 외주 링부의 수는 한정되지 않는다. 특히 본 예에서는, 회전 지석(100)에 있어서 외주 링부(120)는, 본체부(110)의 외측에 접하는 제 1 외주 링부(120a)와, 해당 제 1 외주 링부(120a)의 외측에 배치되며, 미세 분쇄 홈(124a)보다 작은 초미세 분쇄 홈을 가지는 제 2 외주 링부(120b)를 포함한다. 또, 고정 지석(200)에 있어서 외주 링부(220)는, 본체부(210)의 외측에 접하는 제 1 외주 링부(220a)와, 해당 제 1 외주 링부(220a)의 외측에 배치되며, 미세 분쇄 홈(224a)보다 작은 초미세 분쇄 홈을 가지는 제 2 외주 링부(220b)를 포함한다.
[0070] 제 1 외주 링부(120a, 220a)는 본체부(110, 210)의 외측에 접하는 동시에, 제 2 외주 링부(120b, 220b)의 내측에 접한다. 앞의 예와 마찬가지로 제 1 외주 링부(120a, 220a)에는 미세 분쇄 홈(124a), 미세 분쇄 홈(224a)이 형성되어 있다. 또, 제 2 외주 링부(120b, 220b)에는, 미세 분쇄 홈(124a), 미세 분쇄 홈(224a)보다 더 작은(폭, 깊이가 작은) 초미세 분쇄 홈이, 그 벽부(124, 224)에 형성된다. 제 1 외주 링부(120a, 220a)와 제 2 외주 링부(120b, 220b)의 사이에 있어서 원료가 막히는 것을 방지하기 위하여, 도 6의 (B), 도 10의 (B)에서 나타낸 것과 같은 테이퍼 면(t1, t2)을 제 2 외주 링부(120b, 220b)의 초미세 분쇄 홈에 형성할 수 있다.
[0071] 회전 지석(100)과 고정 지석(200)은, 공통되는 설계 사상을 포함하고 있으며, 공통되는 설계 사상에 관해서는, 양자(兩者)를 「지석」으로서 파악할 수 있다. 회전 지석(100)의 다양한 실시형태와 고정 지석(200)의 다양한 실시형태는, 임의로 조합할 수 있다.
[0072] 또한, 회전 지석(100)과 고정 지석(200) 사이의 틈새(클리어런스(clearance)), 즉, 외주 링부(120과 220) 간의 틈새는, 일반적으로 0.01㎜~1㎜, 바람직하게는 0.1㎜~0.5㎜의 범위로 설정된다. 회전 지석(100)과 고정 지석(200)의 각각에 대하여, 중심부로부터 외주 부분에 걸쳐 테이퍼 형상으로 각도가 형성되어 있다. 또한, 재료의 크기에 따라 재료 투입구의 클리어런스(여유(allowance))나 테이퍼 각도는 적절히 선택된다.
[0073] 회전 지석(100)을 회전 날개(52), 너트(54)(도 3 참조)를 이용하여 중심부만 회전축(24a)에 대해 체결한 경우, 마쇄시에 회전 지석(100)의 외주에 소정의 힘이 가해지면, 회전 지석(100)과 회전축(24a)의 사이에 공전(슬립(slip))이 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 실시형태에서는, 분리 가능한 고정 핀(130)을 이용하여, 회전 지석(100)을 지지판(50)에 고정하고 있다. 외주 링부(120)의 평면부(122)에는, 고정 핀(130)이 관통하는 관통 구멍(126)이 형성되어 있다(도 5의 (A), (B) 참조). 또, 본체부(110)에는, 관통 구멍(126)을 관통한 고정 핀(130)의 선단이 수납되는 오목부(116)가 형성되어 있다(도 4의 (B) 참조). 단, 고정 핀(130)의 채용은 필수가 아니며, 관통 구멍(126), 오목부(116)도 필수는 아니다.
[0074] 상기의 예에서는, 본체부(110)가 오목부(116)를 가지고, 외주 링부(120)가 관통 구멍(126)을 가지며, 이들 오목부(116), 관통 구멍(126)이, 분리 가능한 고정 핀(130)과의 병용(倂用)에 의해, 회전시에 회전축(24a)이나 지지판(50)과 같은 회전하는 다른 부재와의 공전을 막기 위한 고정 부재로서의 역할을 한다. 단, 본체부(110), 외주 링부(120)에 고정 부재로서의 핀과 같은 돌출하는 부재를 설치하여, 이 돌출하는 부재를 지지판(50)에 형성된 오목부 등에 끼워 넣음으로써 공전을 방지해도 무방하다.
[0075] 고정 지석(200)은 그 외주에서, 덮개(40)를 통해 개폐 덮개(30)의 상면에 고정되어 있으며(도 2 참조), 회전 지석(100)에 비해 고정 핀의 채용의 필요성은 작다. 단, 고정 지석(200)에 대해서도 고정 핀을 이용해 고정할 수도 있다.
[0076] 소성(燒成)에 의해 제조한 지석(비트리파이드 지석(vitrified grindstone)이나 세라믹스제(製) 등)을 다른 부재에 강하게 체결하면, 균열이 발생할 우려가 있다. 본 실시형태의 회전 지석(100), 고정 지석(200)은, 스테인리스(SUS)제이기 때문에, 고정시에 다른 부재에 강하게 체결할 수 있다.
[0077] 나아가, 본 실시형태의 회전 지석(100)에서는, 분리용 암나사구멍(118)이 형성되어 있다(도 4의 (A) 참조). 도 6과 같이 본체부(110)와 외주 링부(120)의 틈새에 액체가 침입하여 밀착한 상태에서는, 본체부(110)를 외주 링부(120)로부터 떼어내기가 용이하지 않은 경우가 있다. 따라서, 작업자가 수나사(도시 생략)를 분리용 암나사구멍(118)에 비틀어 넣어, 본체부(110)를 외주 링부(120)로부터 분리시킴으로써, 본체부(110)를 외주 링부(120)로부터 용이하게 떼어낼 수가 있다. 분해, 조립이 용이해짐에 따라 세정의 빈도를 높일 수 있어, 장치를 위생적으로 유지할 수가 있다.
[0078] 본체부(110(210))와 외주 링부(120(220)) 사이의 틈새를 O링 등의 시일 부재로 밀봉할 수도 있다. 물론 분해·세정의 용이성을 중시하여, 시일 부재를 반드시 설치할 필요는 없다.
[0079] 또, 본체부(110(210))와 외주 링부(120(220))의 양방(兩方) 또는 어느 일방(一方)에 대해, 내마모성의 향상을 위해, 표면 경화(硬化) 처리(표면 개질, 코팅 등)를 실시할 수도 있다. 재료 표면의 개질로서는, 예컨대 쇼트 피닝(shot peening)이나 질화(窒化) 처리 등을 들 수 있다. 또, 코팅으로서는, 질화 티탄계 코팅, 탄질화(炭窒化) 티탄계 코팅, DLC(diamond-like carbon) 코팅, 질화 크롬계 코팅, 질화 티탄 알루미늄계 코팅, 탄화 크롬계 코팅, 세라믹 용사(溶射), 혹은 이들을 조합한 적층막 등을 들 수 있다.
[0080] 실시형태의 마쇄장치(1)의 모터(12)는 사용 조건에 따라, 모터 극수(極數)를 변경해도 되고 인버터 제어로 구동해도 된다. 또, 지석이 스테인리스제이기 때문에, 오염이 제거되기 쉽고, 또 내약품성이나 내열성도 있기 때문에, 약액에 의한 순환 세정이나 CIP(cleaning in place, 정치(定置) 세정)가 가능하다. 또, 마쇄장치(1)는 인라인 마쇄기로서도 이용 가능하며, 순환 세정 후에는 분해 세정도 용이하다.
[0081] 모터(12)의 회전축의 배치는, 종형(縱型), 횡형(橫型), 비스듬한 형태 등, 임의의 배치가 가능하다.
[0082] 또, 본 실시형태의 마쇄장치(1)에 있어서는, 회전 지석(100), 고정 지석(200)의 내부에 침투하는 물이 없기 때문에, 담금 대두(漬大豆)와 물의 균형이 무너지기 어렵고, 원료 공급구(42)보다 더 높은 위치에서 액면(液面)을 유지하고, 배출구(26)보다 뒤에 배출 펌프를 설치함으로써 액중(液中) 마쇄장치로서 적합하게 이용할 수가 있다.
[0083] 일반적인 두부 제조 프로세스에 있어서는, 우선 대두를 하룻밤, 물에 침지하여 물을 흡수시킨다. 물을 흡수한 대두(침지 대두 또는 담금 대두라 불림)는 원래의 대두의 2.2배에서 2.3배의 중량이 된다. 물을 흡수한 대두(침지 대두)를 물과 함께 마쇄장치(1)에 공급함으로써, 대두가 마쇄된다.
[0084] 침지 대두는 계량장치에 의해 계량되면서 마쇄장치(1)에 공급된다. 계량장치의 종류로서는, 회전 수에 비례하여 잘라 반출하는 양이 변화하는 컵 타입(cubic measure type)의 계량장치나 스크류(screw)의 회전 수를 변화시켜 공급량을 조절하는 스크류 컨베이어 방식, 트로프(trough)의 진동 수를 조절하여 공급량을 조절하는 진동 피더(feeder) 등이 있다. 또, 물의 공급 방법으로서는, 유량계에 의해 유량을 확인하면서 밸브 개방도를 손으로 조정하는 방법이나, 용적식(容積式) 펌프의 회전 수를 조절하는 방식, 혹은 이들을 피드백 제어로 자동 제어하는 방법이 있다.
[0085] 마쇄장치(1)에는 도시되지 않은 호퍼(hopper)가, 덮개(40)의 원료 공급구(42)의 상부에 설치되고, 해당 호퍼로부터 물과 함께 공급된 침지 대두는, 회전축(24a)에 부착된 회전 날개(52)에 의해 고정 지석(200)과 회전 지석(100) 사이의 틈새(간격)로 안내된다.
[0086] 공급된 침지 대두는, 회전 지석(100)의 예비 분쇄 홈(제 1 및 제 2 예비 분쇄 홈; 112a, 112b)과, 고정 지석(200)의 예비 분쇄 홈(제 1 및 제 2 예비 분쇄 홈; 212a, 212b)의 사이에서 부수어진다. 또한, 회전 지석(100)의 회전에 의해 발생하는 원심력과, 지석의 반경 방향에 대해 후퇴각(後退角)을 갖는 예비 분쇄 홈(제 1 및 제 2 예비 분쇄 홈; 112a, 112b) 및 예비 분쇄 홈(제 1 및 제 2 예비 분쇄 홈; 212a, 212b)의 작용에 의해, 외주 방향으로 보내진다.
[0087] 회전 지석(100) 및 고정 지석(200)의 예비 분쇄부(112, 212)는, 외주 방향을 향해 서서히 서로의 간극(間隙)이 좁아지도록 테이퍼가 형성되어 있기 때문에, 대두는 서서히 잘게 부수어진다.
[0088] 예비 분쇄부(112, 212)에서 부수어진 대두는, 예비 분쇄 홈(제 1 및 제 2 예비 분쇄 홈; 112a, 112b)과, 예비 분쇄 홈(제 1 및 제 2 예비 분쇄 홈; 212a, 212b)을 빠져나오는 동시에 중간 분쇄부(114, 214)로 이송된다. 중간 분쇄부(114, 214)에서의 회전 지석(100)과 고정 지석(200)의 마쇄면은 서로 평행이 되도록 대향되어 있으며, 또, 마쇄면의 표면에는 무수한 마름모꼴(평행사변형)의 돌기가 설치되어 있다(도 4의 (E) 참조). 따라서, 대두는 통과할 때에 상하의 회전 지석(100)과 고정 지석(200)의 사이에서 맷돌에 의해 마쇄되는 것처럼 비벼지면서, 더욱 잘게 마쇄된다.
[0089] 중간 분쇄부(114, 214)에 의해 잘게 마쇄된 대두는 외주 링부(120, 220)로 보내져, 마무리의 미세 마쇄가 행해진다. 2개의 지석 사이의 간격은, 외주 링부(120, 220)의 부분에 있어서 가장 작고, 또한, 가장 주속(周速)이 크기 때문에, 강한 전단력을 받아 마무리의 마쇄가 행해진다.
[0090] 종래의 지석은 소정 재료의 소성에 의해 제작되기 때문에, 마무리 면의 정밀도를 얻기가 어렵고, 그 때문에, 마쇄 후의 원료의 입도 분포가 광범위해지기 쉬웠다. 한편, 본 발명의 지석은 기계가공에 의해 제작 가능하기 때문에, 마무리 면의 정밀도를 얻기 쉬우며, 입도 분포는 종래의 지석에 비해 좁은 범위가 되어, 원하는 입도를 얻기가 용이하다.
[0091] 또한, 회전 지석(100) 및 고정 지석(200) 사이의 간격은, 마쇄장치(1)에 구비된 클리어런스 조정 기구에 의해 조정 가능하며, 조정의 정도에 따라 분쇄 입도는 변화하지만, 본 발명의 지석에서는, 외주 링부를 용이하게 교환할 수 있기 때문에, 목적에 따라 각 홈의 깊이의 조합을 바꿀 수 있어, 원하는 입도를 중심으로 하는 좁은 범위의 입도 분포를 가진 원료의 마쇄물을 얻을 수가 있다.
[0092] 마쇄장치(1)에 의해 얻어진 원료의 분쇄물은 오액(吳液, ground soybean slurry)(생오(生吳, raw ground macerated soybeans))이라 불리며, 배출구(26)로부터 배출되어, 다음의 가열 공정으로 보내진다. 가열 공정의 목적은, 단백질의 추출, 단백질의 열변성, 및 살균이다. 가열된 오액은 분리 공정으로 보내져, 두유와 비지로 분리된다. 이 두유가 두부의 제조에 이용되게 된다.
[0093] 또, 본 발명의 회전 지석, 고정 지석, 마쇄장치는, 대두 이외의 밀, 쌀, 메밀, 옥수수 등의 곡물·나무의 열매, 착유 원료, 야채·근채류나 과일 등의 과즙 원료, 약초 말린 것(乾物), 농림축수산물 등을 말린 것(乾物)이나 이들의 물을 흡수한(吸水) 상태나 날 것의 상태인 재료나 가공물의 마쇄, 분쇄, 갈아 으깸에도, 건식이나 습식을 불문하고, 이용 가능하다. 또, 마쇄, 분쇄, 갈아 으깸 이외의, 유화(乳化), 분산, 교반 등의 목적으로, 식품 산업이나 화학 산업의 분야에도 응용할 수 있다. 특히 대두와 같은 발포성 성분을 함유하는 재료(원료)나, 공기 중의 산소의 영향을 받는 원재료, 발열의 영향을 받는 원재료를 갈아 으깨는 데에 적합하게 이용된다. 상기 재료에 물(갈기 위한 물(grinding water))이나 액체 유지(油脂) 등의 액체 재료를 더하면서 마쇄하는 것도 특별히 한정하지 않는다.
[0094] 또한, 본 발명은, 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 적절히, 변형, 개량, 등이 가능하다. 그 밖에, 상술한 실시형태에 있어서의 각 구성 요소의 재질, 형상, 사이즈, 수치, 형태, 수, 배치 부위, 등은 본 발명을 달성할 수 있는 것이라면 임의적이며, 한정되지 않는다.
[0095] 본 출원은, 2014년 7월 8일 출원된 일본 특허 출원, 특원(特願) 2014-140443에 근거하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
(산업상의 이용 가능성)
[0096] 본 발명의 지석 및 마쇄장치에 의하면, 재료(원료)의 세포 수준까지 미세하게 갈아 으깰 수 있어, 고형분 추출율을 높이는 동시에, 지석 및 마쇄장치의 취급이 용이하며, 세정·살균이나 분해 세정도 용이하고, 위생적이며 또한 안전한 재질을 이용하기 때문에, 건식 마쇄 또는 습식 마쇄의 어느 것이라도, 원료를 갈아 으깨는 것이 필요한 산업분야에서의 공정의 효율화가 도모된다.
[0097] 1; 마쇄장치
100; 회전 지석(지석)
110; 본체부
112; 예비 분쇄부
112a; 제 1 예비 분쇄 홈
112b; 제 2 예비 분쇄 홈
114; 중간 분쇄부
114a; 중간 분쇄 홈
116; 오목부
118; 분리용 암나사구멍
120; 외주 링부
122; 평면부
124; 벽부(미세 분쇄부)
124a; 미세 분쇄 홈
126; 관통 구멍
128; 공간부
200; 고정 지석(지석)
210; 본체부
212; 예비 분쇄부
212a; 제 1 예비 분쇄 홈
212b; 제 2 예비 분쇄 홈
214; 중간 분쇄부
214a; 중간 분쇄 홈
220; 외주 링부
224; 벽부(미세 분쇄부)
224a; 미세 분쇄 홈
228; 공간부

Claims (9)

  1. 마쇄(磨碎)장치에 조립 가능하고, 원료를 갈아 으깨는 데에 이용되는 지석(砥石)으로서,
    서로 분리 가능한 본체부와 외주 링부를 구비하고,
    상기 본체부가 원료를 최초로 갈아 으깨는 예비 분쇄 홈이 형성된 예비 분쇄부를 포함하며,
    상기 외주 링부는, 상기 예비 분쇄부에 의해 갈아 으깨진 원료를 더 갈아 으깨는 미세 분쇄 홈이 형성된 미세 분쇄부를 포함하고,
    상기 본체부와 상기 외주 링부가 조합되었을 때, 상기 예비 분쇄부의 외주에 상기 미세 분쇄부가 위치하는,
    지석(砥石).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부가, 상기 예비 분쇄부의 외주를 따라 형성되고, 상기 예비 분쇄부에 의해 갈아 으깨진 원료를 더 갈아 으깨는 중간 분쇄 홈이 형성된 중간 분쇄부를 더 포함하며,
    상기 본체부와 상기 외주 링부가 조합되었을 때, 상기 중간 분쇄부의 외주에 상기 미세 분쇄부가 위치하는,
    지석.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 미세 분쇄부의 내측 위치에 있어서의 상기 미세 분쇄 홈의 깊이가, 상기 중간 분쇄 홈의 깊이와 같거나 보다 큰,
    지석.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 분쇄 홈의 단면(斷面) 형상은 톱니 형상(sawtooth-shaped)인,
    지석.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 분쇄 홈은, 상기 외주 링부의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선(法線) 상에 형성되는,
    지석.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 분쇄 홈은, 상기 외주 링부의 중심부로부터 외주와 직교하도록 연장되는 법선에 대해, 소정의 경사 각도를 확보하도록 형성되는,
    지석.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외주 링부는, 상기 본체부의 외측에 접하는 제 1 외주 링부와, 해당 제 1 외주 링부의 외측에 배치되며, 상기 미세 분쇄 홈보다 작은 초미세 분쇄 홈을 가지는 제 2 외주 링부를 포함하는,
    지석.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부 및 상기 외주 링부가, 회전시에 다른 회전하는 부재와의 공전(空轉)을 막기 위한 고정 부재를 가지는,
    지석.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 지석을 가지는,
    마쇄장치.
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