KR20180127060A - 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공이 형성된 외측날; 및 상기 외측날의 상기 중공 내부에 회전축에 의해 회전하게 설치 가능하며, 중심선과 회전축선이 서로 어긋하게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심 롤러를 구비하고, 상기 편심 롤러들은 중심선들이 서로 어긋하게 서로에 대해 편심 설치되는 내측날을 포함하는 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기를 제공한다.

Description

수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기{GRINDING BLADE USING VERTICAL ROLLERS AND GRINDER HAVING THE SAME}

본 발명은 원두 분쇄 등에 사용되는 분쇄기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 중심선과 회전축선이 서로 어긋나게 배치된 편심 롤러가 적어도 2개 수직 방향으로 배치되어, 분쇄 대상물이 위에서 아래로 진행할 때, 편심 롤러들의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물에 압축력이 인가되어 분쇄되도록 하는 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기에 관한 것이다.

커피를 추출하기 위해서는 먼저 원두 분쇄기를 이용하여 원두를 분쇄해야 한다. 원두 분쇄기는 일반적으로 모터의 사용여부에 따라 전동식 분쇄기와 수동식 분쇄기로 구분되며, 분쇄방식에 따라 회전칼날형, 버(burr)형, 롤러형 분쇄기로 분류된다. 버형 분쇄기는 수동식 분쇄기와 전동식 분쇄기에 보편적으로 사용되며, 일반적으로 원하는 간격으로 조정된 2개의 분쇄날 가운데 하나를 고정시킨 상태로 다른 하나를 회전시키며, 두 분쇄날의 사이로 원두를 통과시켜 분쇄하는 방식이다. 회전칼날형 분쇄기는 소형 저가 전동식 분쇄기에 사용되며, 일반적으로 밀폐된 공간 안에서 하나의 고속 회전하는 회전칼날을 원두와 여러 차례 충돌시켜 분쇄하는 방식이다. 롤러형 분쇄기는 특히 수평으로 길게 배치되는 롤러로 인하여 대형 전동식 분쇄기에 제한적으로 사용되며, 한 쌍 혹은 그 이상의 롤러 사이로 원두를 통과시켜 발생하는 압력으로 분쇄하는 방식이다.

버형 분쇄기는 원두가 투입되는 투입부와 분쇄가 이루어지는 분쇄날, 분쇄날과 연결되어 분쇄날을 회전시키는 샤프트, 분쇄날의 간격을 조정하는 굵기 조절기구, 분쇄된 원두를 받거나 특정한 위치로 모아주는 토출부를 포함한다. 수동식 버형 분쇄기는 일반적으로 샤프트가 분쇄기의 상단에 위치한 투입부를 가로지르며, 그 위로 분쇄날을 회전시키기 위한 핸들이 연결된다. 전동식 버형 분쇄기는 중량이 무거운 모터를 낮은 위치에 배치할 수 있도록 샤프트가 하단이나 수평으로 지나가는 구조가 일반적이다.

버형 분쇄기에 사용되는 분쇄날은 일반적으로 2개의 평평한 원형 날의 서로 마주보는 방향에 절삭돌기가 형성되어있는 평면형(flat)버, 원뿔형 내측날의 외주면과 원통형 외측날의 내주면에 절삭돌기가 형성되어있는 원뿔형(conical)버가 사용된다. 휴대용 수동식 분쇄기부터 전동 분쇄기까지 널리 사용되는 원뿔형버의 경우 내측날의 상부에 나선형의 절삭돌기가 구비된 제1 절삭면이 형성되고, 상기 제1 절삭면의 하부에 제1 절삭면에 대비하여 상대적으로 절삭돌기가 조밀하게 형성된 제2 절삭면이 형성된다. 외측날은 원통형 몸체 내주면으로 제1 절삭면에 대응하는 제1 대응 절삭면과 제2 절삭면에 대응하는 제2 대응 절삭면을 구비하는 데, 제2 절삭 대응면은 역시 절삭돌기가 매우 조밀하게 형성되어 이루어진다. 원두는 제1 절삭면과 제1 대응 절삭면 사이의 공간을 통과하면서 초벌 분쇄가 이루어지고, 제2 절삭면과 제2 대응 절삭면 사이를 통과하면서 원하는 입자 크기로 잘게 분쇄된다.

한편, 근래에 커피의 맛과 향을 높이기 위하여 적은 마찰로 원두를 분쇄하는 방식에 대한 요구가 증대되고 있다. 즉, 원두의 분쇄 과정에서 발생하는 마찰열이 원두 내의 휘발성 성분을 휘발시켜서 커피의 맛과 향을 저감시킴으로, 원두에 가해지는 마찰력을 줄이는 방법이 요구되고 있다. 이러한 마찰이 줄어든 분쇄를 위하여 분쇄속도의 최적화, 분쇄날의 재질과 그 표면처리의 개량, 분쇄날 형상과 가공의 미세최적화가 중점적으로 이루어지고 있다. 또한, 버형 분쇄기는 분쇄날의 간격에 의하여 분쇄 결과물의 굵기와 균일함이 영향을 받는 특성을 가지고 있어, 분쇄날 간격의 정밀한 조정 및 정확한 유지가 가능한 구조도 요구되고 있다.

그러나, 버형 분쇄기에서 마찰의 원인이 되는 절삭면에 의한 분쇄 구간을 줄여서 마찰을 감소시키는 구조의 분쇄날은 공지된 예가 없었으며, 절삭면을 최소화 하여 마찰을 줄이는 롤러형 분쇄기가 이미 사용되고 있으나, 수평 롤러의 설치 공간 및 수평 롤러 구동을 위한 모터 구동부 배치 등으로 구조가 복잡하고, 분쇄입도의 조정이 어려워서 전문 인력이 운용하는 대형 분쇄기에서만 사용할 수 있는 단점이 있다. 또한, 버형 분쇄기에서 정밀한 분쇄날 간격 조정과 유지가 가능한 고성능의 무단(stepless) 굵기조절기구는 웜 기어나 쐐기와 스프링 등을 이용하는 복잡한 구조로 인하여 휴대가 가능한 수동식 분쇄기에 구현하기 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수직으로 편심되게 배치된 적어도 2개의 편심 롤러를 구비한 내측날을 구비하여, 원두 등의 분쇄 대상물에 압축력을 제공하여 분쇄가 이루어지도록 하는 수직 롤러형 분쇄날을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 원두 등과 같은 분쇄 대상물의 분쇄 과정에서 분쇄 대상물에 마찰력이 가해지는 것을 최소화할 수 있는 수직 롤러형 분쇄날을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 분쇄물 굵기 조절을 위한 외측날과 내측날 사이의 간격조절이 간단한 방식으로 수행될 수 있으며, 신뢰성 있게 유지될 수 있는 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다

또한, 본 발명은 분쇄날의 청소가 용이한 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 중공이 형성된 외측날; 및 상기 외측날의 상기 중공 내부에 회전축에 의해 회전하게 설치 가능하며, 중심선과 회전축선이 서로 어긋하게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심 롤러를 구비하고, 상기 편심 롤러들은 중심선들이 서로 어긋나게 서로에 대해 편심 설치되는 내측날을 포함하는 수직 롤러형 분쇄날을 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 편심 롤러의 외주면과 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 좁은 부분보다 제2 편심 롤러의 외주면과 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 편심 롤러 중 하부에 설치되는 제2 편심 롤러는 상부에 설치되는 제1 편심 롤러보다 더 크거나 같은 직경을 갖도록 형성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 편심 롤러는 상기 내측날에 고정되는 회전축과 함께 회전하는 베어링 부분과, 상기 베어링 부분에 회전가능하게 지지되는 링 부분을 포함하며, 상기 베어링 부분의 회전 시에 상기 링 부분이 비 회전 상태를 유지하면서 상기 링 부분의 외주면과 상기 외측날의 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가변 된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 편심 롤러의 외주면 및 상기 중공의 내주면 중 적어도 일측에는 슬립 방지부가 형성되며, 상기 슬립 방지부는 상기 편심 롤러의 외주면 또는 상기 중공의 내주면에 반경 방향과 교차하는 방향으로 형성된 슬립방지홈이 될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 외측날은 상기 내주면 하단에 외측 방향으로 경사지게 아래로 연장된 경사면에 절삭돌기가 형성된 절삭면을 구비하고, 상기 내측날은, 상기 편심 롤러들의 하측 외주면에 상기 절삭면에 대응하여 절삭돌기가 형성된 대응 절삭면을 구비하고 중심선과 회전축홀이 일치하게 설치되는 절삭날을 더 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 수직 롤러형 분쇄날이 설치되는 중공 형상의 바디; 상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부; 상기 바디의 상측으로 형성되는 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 관통하여 지나면서 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축 및 상기 회전축에 고정된 상기 내측날의 높이 조절을 가능하게 하며, 표면에 나사홀이 형성된 입도 조절판; 상기 높이노절 나사부에 회전가능하게 결합되며, 표면에 상기 입도 조절판의 나사홀에 일치가능한 나사홀이 형성된 고정판; 및 상기 입도 조절판 및 상기 고정판의 나사홀들이 일치된 상태로 상기 나사홀들을 통해 체결되어 상기 입도 조절판 및 고정판이 서로 마주보는 방향으로 힘을 받도록 가압할 수 있는 입도 고정 나사를 포함하는 분쇄기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 수직 롤러형 분쇄날이 하부로 설치되는 중공 형상의 바디; 상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부; 상기 바디의 상측으로 형성되는 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 높이 방향으로 지지됨으로써, 상기 높이 조절 나사부를 따라 회전시킴에 따라 상기 회전축에 결합된 상기 내측날의 높이 조절이 가능한 입도 조절판; 및 상기 입도 조절판의 중심부에 형성된 관통홀에 하측 방향으로 끼워져 탈착 가능하게 고정되고 상기 회전축이 관통하여 지나면서 상기 회전축이 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축의 높이가 규제되는 축 높이 고정부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 바디의 내주면에는 원주를 따라 내측으로 돌출된 격벽이 더 구비되어, 상기 바디의 내부 공간은 격벽 상부로 분쇄 대상물이 유입되어 저장되는 상부 섹션과, 격벽 하부로 상기 분쇄날의 상기 외측날이 지지되는 하부 섹션으로 구분되고, 상기 격벽에는 분쇄 대상물의 이동을 허용하는 통공과, 회전축이 관통하여 연장되도록 중심부에 형성된 관통홀이 형성되며, 상기 입도 조절판으로부터 상기 축 높이 고정부재가 분리되어 하강되는 경우 상기 축 높이 고정부재 및 상기 내측날이 고정된 상기 회전축은 상기 관통홀 주변의 격벽에 의해 하강 범위가 규제된다.

본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에 의하면, 수직 방향으로 배치된 적어도 2개의 편심 롤러를 구비한 내측날의 회전에 의해 분쇄 대상물은 마찰열 발생이 최소화되면서 압축력을 받아 분쇄될 수 있다.

또한, 내측날을 이루는 편심 롤러의 외주면과 외측날의 중공의 내주면 사이가 분쇄 공간을 형성하므로, 외분 분쇄날의 내주면에 돌출된 날을 형성할 필요가 없으므로 가공이 용이하고 외측날의 벽의 두께를 최소화하는 것이 가능하므로 중량 절감 및 비용 절감의 효과 있다.

또한, 분쇄날에서 편심 롤러의 외주면과 외측날의 중공의 내주면 사이가 분쇄 공간을 형성하고 분쇄 대상물에 반경 방향의 압축력을 받게 되므로, 공지의 원추형 내측날에 비하여 분쇄물이 튀어나가는 팝핑 현상의 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 분쇄날의 부품을 이루는 편심 롤러는 원추형 내측날에 비해 제작이 용이한 장점이 있다.

또한, 내측날이 편심 롤러와 절삭롤러의 조립체로 형성되므로, 개별적인 수리 및 조정이 용이한 장점이 있다.

본 발명에 따른 분쇄기에 의하면, 분쇄물 굵기 조절을 위한 외측날과 내측날 사이의 간격조절이 간단한 방식으로 수행될 수 있으며, 입도 조절 나사의 간단한 조작으로 백래쉬 없이 정확하게 그리고 안정적으로 유지될 수 있다.

또한, 분쇄날의 청소가 용이하다.

도 1 은 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 평면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b 는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에서 편심 롤러의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물이 압축력을 받아 분쇄되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 분쇄기의 조립 단면도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 분쇄기의 일부 부품을 분해 사시도 형태로 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명에 따른 분쇄기에서 분쇄날의 청소 과정을 설명하기 위한 조립 단면도로서 일부 부품을 생략한 형태로 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 사시도, 평면도 및 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분쇄날(10)은 외측날(100)과, 내측날(200)을 포함한다.

외측날(100)은 중공(110)을 구비한 원통 형상의 몸체를 가지며, 중공(110)에 내측날(200)이 배치된다. 내측날(200)의 외주면과 외측날(100)의 내주면 사이의 상대적 움직임에 의해 원두 등의 분쇄 대상물이 분쇄된다.

내측날(200)은 적어도 2개의 편심 롤러(210, 220)를 포함한다. 또한, 실시예에 따라 적어도 2개의 편심 롤러(210, 220)와 절삭날(250)을 포함한다. 본 실시예에서는 내측날(200)은 2개의 편심롤러(210, 220)와 절삭날(250)을 포함하며, 수직 방향으로 상측에서 하측으로 차례로 배치된다.

본 명세서에서는 2개의 편심롤러(210, 220)를 구분하여 지칭할 때는, 상부에 배치되는 편심 롤러를 제1 편심 롤러(210)로 지칭하고, 제1 편심 롤러(220)의 하부에 설치되는 편심 롤러를 제2 편심 롤러(220)로 지칭한다.

편심 롤러(210, 220)에 대해 살펴보면, 편심 롤러(210, 220)에는 회전축선이 편심 롤러의 중심선과 어긋나도록 회전축(510)이 편심 설치된다. 이를 위해 편심 롤러(210, 220)에는 회전축(510)이 결합되는 회전축홀(230)이 편심 롤러(210, 220)의 중심과 어긋난 위치로 형성되고, 분쇄날(10)을 회전구동시키는 회전축(510)이 상기 회전축홀(230)을 통해 설치된다.

또한, 내측날(200)에 구비되는 적어도 2개의 편심 롤러(210, 220)들은 서로의 중심선이 어긋나게 즉, 비 동심 관계로 수직으로 배치되어 조립된다.

본 명세서에서 중심선은 각 편심 롤러의 기하학적 중심을 지나는 가상의 선이며, 회전축선은 회전축홀의 중심을 따라 연장되는 가상의 선이다.

편심 롤러(210, 220)의 편심 배치로 인하여 편심 롤러(210, 220)가 외측날(100)의 중공(110) 내부에서 회전축(510)에 의해 회전하면, 편심 롤러(210, 220)의 외주면(211, 221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 지속적으로 변화한다.

편심 롤러(210, 220)의 외주면(211, 221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 공간이 분쇄 대상물이 유입되어 분쇄되는 분쇄 공간이 된다. 편심 롤러(210, 220)의 편심 회전에 따라 분쇄 공간 내의 특정 위치들에서의 분쇄 공간이 확대되고 좁아지는 변화를 반복하면서 분쇄 대상물이 분쇄 공간으로 유입되고 분쇄될 수 있다. 편심 롤러(210, 220)의 편심 회전에 의해 분쇄 공간이 좁아지면 분쇄 공간 내부의 분쇄 대상물은 편심 롤러(210, 220)의 외주면에 의해 방사상 방향의 압축력을 받게 된다. 즉, 본 발명에 의한 분쇄날(10)에 의하면 분쇄 대상물은 압축에 의한 힘을 받아 분쇄될 수 있다.

본 발명에 의하면, 편심 롤러(210, 220)는 높이 방향으로 하측으로 위치하는 편심 롤러가 상측으로 위치하는 편심 롤러와 직경이 같거나 상대적으로 크게 형성되는 데, 실시예에 따라 하측으로 위치하는 편심 롤러가 상대적으로 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제2 편심 롤러(220)는 제1 편심 롤러(210)와 대비하여 큰 직경을 갖는다.

또한, 본 발명에 의하면, 상측에 위치하는 편심 롤러의 외주면과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 좁은 부분의 간격보다 하측에 위치한 편심 롤러의 외주면과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 제1 편심 롤러(210)의 외주면(211)과 외측날(100) 내주면(111) 사이의 간격이 가장 좁은 부분의 간격보다 제2 편심 롤러(220)의 외주면(221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성되도록, 제1 및 제2 편심 롤러(210, 220)를 편심 배치한다. 편심 롤러(210, 220)의 이러한 배치로 인해 제1 편심 롤러(210) 측면의 분쇄 공간에서 분쇄된 분쇄 대상물이 제2 편심 롤러(220) 측면의 분쇄공간으로 보다 신속하게 유도되어 분쇄될 수 있도록 한다.

이 때, 제1 편심 롤러(210)의 외주면(211)과 외측날(100)의 중공(110)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 좁은 부분에 인접하여 제2 편심 롤러(220)의 외주면(221)과 외측날(100)의 중공(110)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 넓은 부분이 위치하도록 배치할 때, 중력에 의해 분쇄대상물이 신속하게 아래로 유도될 수 있다.

한편, 편심 롤러(210, 220)들의 중심선이 서로 어긋난 배치는, 내측날(200)의 무게 중심을 보다 용이하게 조절할 수 있도록 하여 전체적으로 소음이 저감되고 내측날(200)의 균형을 조절하는 데 유리하다.

본 발명의 실시예에 의하면, 편심 롤러(210, 220)는 회전축(510)과 일체로 고정되어 회전축(510)과 함께 회전하는 베어링 부분(214, 224)과, 상기 베어링 부분(214, 224)의 외주면에 회전가능하게 지지되는 링 부분(216, 226)을 포함한다. 링 부분(216, 226)이 베어링 부분(214, 224)에 대해 회전가능하게 지지되므로, 링 부분(216, 226)의 외주면(211, 221)과 중공(110)의 내주면(111) 사이에 분쇄 대상물이 개재되는 경우 회전축(510)에 의해 베어링 부분(214, 224)이 회전하더라도 링 부분(216, 226)은 회전이 중지되거나 최소화되면서 분쇄 대상물을 압축하여 분쇄하게 된다. 즉, 분쇄 대상물이 마찰열에 의해 열을 받는 것을 최소화하면서 분쇄 대상물을 분쇄하는 데 유리하다.

도 4a 및 도 4b 는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에서 편심 롤러의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물이 압축력을 받아 분쇄되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 제1 편심 롤러(210)의 링 부분(216)의 외주면(211)과 중공(110) 내주면(111) 사이의 상대적으로 넓은 분쇄 공간에 원두가 개재된 경우에(도 4a 참조), 원두가 링 부분(216)의 회전을 방해하므로, 편심 롤러(210)가 회전축(510)에 의한 회전 구동력을 받더라도 베어링 부분(214)은 회전하지만 링 부분(216)은 회전하지 않는다. 이 상태에서 회전축(510)의 회전에 의해 제1 편심 롤러(210)가 회전하면, 제1 편심롤러(210)는 편심 회전을 하므로, 원두가 개재된 부분에서 링 부분(216)의 외주면과 중공(110)의 내주면(111) 사이의 간격이 좁아진다(도 4b 참조). 이에 따라 원두는 반경 방향의 압축력을 받게 되고 이에 따라 분쇄된다.

이때, 편심 롤러(210, 220)의 외주면(211, 221) 및/또는 중공(110)의 내주면(111)에는 분쇄 대상물의 슬립 방지를 위한 슬립 방지홈(113, 231)이 형성될 수 있다. 슬립 방지홈(113, 231)은 링 부분(216, 226)과 중공(110) 내주면(111) 사이에 개재된 원두가 정지 상태에서 압축력을 받는 것이 아니라, 링 부분(216, 226)과 함께 회전하면서 슬립되는 것을 방지하기 위한 슬립 방지부이다.

슬립 방지부는 슬립 방지홈에 제한되지 않고, 돌기 또는 격자 패턴 등의 다양한 방식으로 형성될 수 있으나, 가공 측면 등에서 슬립 방지홈이 유리하다.

슬립 방지부의 작용을 구체적으로 살펴보면, 예컨대 원두가 제1 편심 롤러(210)의 링 부분(216)의 외주면과 외측날(100)의 중공(110) 내주면(111) 사이에 개재된 경우에, 어떤 경우에는 링 부분(216)이 베어링 부분(214)과 함께 돌면서 원두 역시 중공(110) 내주면(111)을 따라 링 부분(216)과 함께 이동하는 경우가 발생한다. 그러나 본 실시예와 같이 슬립 방지홈(113, 231)과 같은 슬립 방지부를 형성한 경우, 원두가 슬립 방지홈에 걸려 슬립 이동 상태가 깨트려지므로, 원두의 이동이 정지되고 원두의 압축 분쇄가 이루어질 수 있다. 이와 같이 슬립 방지홈와 같은 슬립 방지부는 분쇄 대상물이 분쇄 공간에 슬립되는 비정상 상태의 발생을 방지하여 분쇄날에 의해 분쇄 대상물이 안정적으로 분쇄되는 것을 가능하게 한다.

원두와 관련하여 분쇄 시에 열 발생을 최소화하면서 분쇄하는 것이 추출된 커피의 맛과 향이 더 좋게 하는 것으로 알려져 있다. 본 실시예와 같이 편심 롤러가 베어링 부분과 링 부분으로 형성된 경우에, 분쇄 공간에 분쇄 대상물이 유입되는 경우 링 부분은 회전되지 않는 것이 가능한바, 편심 롤러의 편심 회전시에 분쇄공간이 반경방향으로 줄었다 늘었다를 반복하면서 원두를 압축 파쇄하게 된다. 즉 원두의 분쇄 과정에서 발생하는 마찰열을 최소화하여, 마찰열에 의해 원두 내의 휘발성 성분이 휘발되는 것을 최소할 수 있다.

더욱이, 원두는 다공성 구조로서 분쇄 시에 내부의 기공을 그대로 유지하는 것이 커피의 맛과 향에 보다 유리한 것으로 알려져 있다. 도 4a 및 도 4b 에서 보이는 바와 같이 본 발명의 실시예에 의할 경우 원두를 편심 롤러의 반경 방향으로 압축하여 분쇄하므로, 원두 내부의 기공이 폐색되지 않으면서 분쇄되는 데 유리하다.

본 발명의 실시예에 의하면, 내측날(200)은 하측에 절삭날(250)을 구비한다. 절삭날(250)은 외주면이 외측 방향으로 경사진 원형 디스크로 형태를 지닌다. 중심에 회전축홀(230)이 형성되어 편심 롤러(210, 220)과 함께 회전축(510)에 조립되어 함께 회전한다.

절삭날(250)은 회전축(510) 및 외측날(100)과 동심으로 배치되고, 외주면에 외측날(100)의 절삭면(155)에 대응되는 대응 절삭면(255)이 형성된다. 편심 롤러(210, 220)를 거치면서 분쇄된 분쇄 대상물은 외측날(100)의 절삭면(155)과 절삭날(250)의 대응 절삭면(255) 사이를 따라 경사 방향으로 아래로 이동하면서 추가로 분쇄된다.

외측날(100)의 내주면(111) 하측에 형성된 절삭면(155)은 하부로 갈수록 외측 방향으로 경사진 경사면이 환형으로 형성되고, 환형의 경사면에 절삭돌기들이 나선 방향으로 형성되어 형성된다.

절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이는 절삭면(155)과 대응 절삭면(255)에 형성된 절삭돌기들의 작용에 의해 분쇄 대상물이 분쇄되는 경사 절삭 공간부를 형성한다. 편심 롤러(210, 220)에 의해 분쇄된 원두 등은 경사 절삭 공간부를 거치면서 원하는 입도로 추가 분쇄된 후 분쇄날(10)의 하부로 배출된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 절삭면(155)에 대한 대응 절삭면(255)의 높이 방향 위치를 조절함으로써 분쇄물의 크기 즉, 입도를 조절하는 것이 가능하다. 절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이의 절삭 공간부는 분쇄날의 중심선에서 외측 방향으로 아래로 경사지게 연장되는 데, 내측날(200)을 상방으로 이동시키는 경우 절삭 공간부가 좁아지므로 이동 전 상태에 비하여 분쇄물의 입도가 작게 되며, 내측날(200)을 하방으로 이동시키는 경우 절삭 공간부가 넓어지면서 분쇄물의 입도를 크게 할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 의하면, 내측날(200)은 외측날(100)에 대해 높이 방향으로 위치를 조절가능하게 형성된다.

이하 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 분쇄기에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 분쇄기(1)는 상기 분쇄날(10)과, 상기 분쇄날(10)이 설치되는 바디(30)와, 구동부(50)를 포함한다. 또한 바디(30)의 하부로 분쇄물을 수집하는 수집통(40)이 결합될 수 있다.

바디(30)는 중공의 원통 형상을 갖는다. 바디(30)는 분쇄날(10)이 설치되는 하부 섹션(350)과 상측으로부터 투입된 원두가 분쇄날(10)로의 공급을 위해 저장되는 상부 섹션(370)을 포함한다.

바디(30)의 내주면(302)에는 원주를 따라 내측으로 돌출되어 형성된 격벽(310)이 구비될 수 있다. 격벽(310)은 하부 섹션(350)과 상부 섹션(370)의 경계가 된다. 격벽(310)에는 상하측을 관통하는 통공(312)이 형성된다. 통공(312)을 통해 상부 섹션(370)에 저장된 원두가 하부 섹션(350)에 위치하는 분쇄날(10)을 향해 이동한다. 격벽(310)의 중심에는 회전축(510)이 관통하여 연장되는 관통홀(315)이 형성된다. 관통홀(315)에는 베어링이 설치되어 회전축(510)이 베어링을 매개로 관통홀(315)에 회전가능하게 지지될 수 있다.

분쇄날(10)은 바디(30)의 하측으로부터 하부 섹션(350)으로 삽입되어 분쇄날(10)의 외측날(100)이 하부 섹션(350)에 고정되는 방식으로 설치된다.

본 실시예에서 분쇄날(10)은 하부 섹션(350)에 부분 삽입되어 배치되는 것으로 예시되고 있으나, 다양한 변형이 가능하다. 하부 섹션(350)는 바디(10)의 하측으로 분쇄날(10)이 지지되는 구역을 의미하며, 도시된 실시예와 같이 분쇄날(10)이 부분적으로 삽입되는 공간으로 한정될 필요는 없다.

한편, 바디(30)의 하측에는 수집통(40)이 탈착가능하게 결합되어 분쇄날(10)에서 분쇄되어 하부로 떨어지는 분쇄물을 수용할 수 있다.

분쇄날(10)의 구동, 보다 구체적으로는 외측날(100)에 대해 내측날(200)을 회전 구동시키기 위한 구동부(50)는 회전축(510)과 회전축(510)의 상단에 탈착가능하게 결합되는 핸들(520)을 포함한다. 핸들(520)은 상기 회전축(510)을 구동시키기 위한 구동수단의 일 예이다. 구동수단은 모터 등의 전동식 장치가 될 수 있다.

회전축(510)은 내측날(200)의 회전축홀(230)을 관통하여 하부로 연장된다. 회전축(510)의 하단에는 너트부재가 체결되어 회전축(510)을 내측날(200)에 고정한다.

바디(30)의 내주면(302) 상부에는 높이조절 나사부(304)가 형성된다. 높이조절 나사부(304)에는 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 결합된다. 구체적으로 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 외주면에 나사산이 형성되어 높이조절 나사부(304)를 따라 결합된다. 높이조절 나사부(304)는 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 높이 방향으로 위치 조절이 가능하게 한다. 높이조절 나사부(304)는 바디(30) 내주면(302)에 형성되는 것에 제한되지 않으며, 바디(30)의 외주면에 형성될 수 있다. 높이조절 나사부(304)를 따라 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 높이 방향으로 위치 조절 가능한 다양한 형태가 사용될 수 있다.

다시 도 5 내지 도 7을 참조하면, 입도 조절판(320)에는 원두 등의 분쇄 대상물을 상부 섹션(370)으로 투입 가능하도록 표면을 관통하여 통공(322)이 형성될 수 있다. 또한, 입도 조절판(320)의 중심에는 회전축(510)이 통과하여 연장되는 관통홀(324)이 형성되고, 관통홀(324)에는 부싱 베어링 등과 같은 베어링(530)이 설치되어 회전축(510)이 입도 조절판(320)에 대해 원활히 회전하도록 보조할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 입도 조절판(320)의 관통홀(324)에는 축 높이 고정부재(550)가 하측으로부터 끼워져 고정된다. 관통홀(324)의 내주면에는 나사산이 형성되고, 관통홀(324)의 하측으로부터 끼워지는 축 높이 고정부재(550)의 외주면에 나사산이 형성되어, 축 높이 고정부재(550)가 입도 조절판(320)의 관통홀(324)에 나사체결되어 고정된다. 축 높이 고정부재(550)의 중심부에는 회전축이 관통하여 지나는 관통홀이 형성된다.

회전축(510)의 상단에는 외주측으로 걸림턱(512)이 돌출 형성되고, 회전축(510)이 축 높이 고정부재(550)를 관통하여 아래로 연장되는 경우 걸림턱(512)의 축 높이 고정부재(550)에 지지되어 높이 방향으로 위치가 결정된다. 회전축(510)에 부싱 베어링과 같은 베어링(530)이 사용되는 경우 축 높이 고정부재(550)는 베어링 하우징의 기능을 함께 하여 베어링(530)이 축 높이 고정부재(550)의 내측으로 삽입되고, 회전축(510)은 베어링(530)을 매개로 축 높이 고정부재(550)에 의해 지지된다. 이를 위해 베어링(530)의 상단에는 축 높이 고정부재(550)의 상단에 지지되는 걸림턱(532)이 형성되고, 베어링(530)의 상단에 회전축(510)의 걸림턱(512)이 지지될 수 있다.

도 5 내지 도 7 로부터 이해되는 바와 같이, 원두 등의 분쇄 후 분쇄날의 청소가 필요한 경우에, 수집통(40)을 바디(30)로부터 분리하고, 회전축(510)으로부터 핸들(520)을 분리한 후, 축 높이 고정부재(550)를 입도 조절판(320)의 관통홀(324)로부터 분리할 수 있다. 이로 인해, 회전축(510)이 입도 조절판(320)으로부터 축 높이 고정부재(550)와 함께 이탈하여 하부로 이동한다. 축 높이 고정부재(550)는 격벽(310)의 관통홀 주변에 맞닿는 위치로 회전축(510)과 함께 아래로 하강한다(도 7 참조). 즉, 격벽(310)에 의해 회전축(510)이 바디(30) 하측으로 완전히 이탈하지 않고 일정 정도 하강한다. 이에 따라 회전축(510)에 고정된 내측날(200)이 외측날(100)로부터 이탈하여 하강하므로, 예를 들면, 솔 등을 이용하여 내측날(200) 및 외측날(100)을 용이하게 청소할 수 있다.

입도 조절판(320)에는 입도 고정 나사(560)가 관통하여 체결되는 나사홀(326)이 형성된다.

고정판(330)은 입도 조절판(320)의 하측 위치에서 높이조절 나사부(304)에 체결된다. 고정판(330)에는 표면을 관통하여 통공(332)이 형성되어 원두 등이 바디(30) 내부로 투입될 수 있도록 할 수 있다. 고정판(330)에는 입도 고정 나사(560)가 체결되는 나사홀(336)이 형성된다. 따라서 입도 조절판(320)의 나사홀(326)과 고정판(330)의 나사홀(336)을 서로 일치 상태로 입도 고정 나사(560)가 체결될 수 있다.

입도 조절판(320)에는 축 높이 조절 부재(550)을 매개로 회전축(510)이 높이 방향으로의 위치가 규제되어 지지된다. 따라서 입도 조절판(320)을 높이조절 나사부(304) 대해 회전시켜 바디(30)에 대해 높이를 조절하면, 분쇄날(10)에서 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이가 조절된다. 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이 위치 조절은 상술한 바와 같이 경사 절삭 공간부의 크기에 관계되므로, 결국 분쇄물의 입도 즉, 분쇄물의 크기를 조절할 수 있게 된다.

고정판(330) 및 입도 고정 나사(560)은 입도 조절된 위치에 입도 조절판(320)을 고정하기 위해 사용된다.

입도 조절판(320)의 위치를 조절하여 원하는 입도로 분쇄물이 분쇄될 수 있도록 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 위치를 조절한다. 이후, 고정판(330)을 회전시켜 입도 조절판(320)의 나사홀(326)과 고정판(330)의 나사홀(336)을 일치시키고 입도 고정 나사(560)를 체결한다. 입도 고정 나사(560)가 체결되어 조여지면 입도 조절판(320)과 고정판(330)에는 서로 마주보는 방향으로 이동시키는 압력이 가해지는데, 이를 통해 백래쉬가 제거된 정밀한 위치 조정이 가능하게 되고, 설정된 위치로 정확하게 위치하는 고정력을 제공할 수 있다. 입도 고정 나사(560)은 적은 힘으로 조작 가능하므로, 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 서로에 대한 고정 및 이를 통한 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 위치 고정 상태가 적은 힘으로 해체되고 조정 될 수 있다. 예컨대, 입도 조절을 위해 추가의 위치 조절이 필요한 경우에, 입도 고정 나사(560)가 입도 조절판(320) 및 고정판(330)에 함께 체결 유지하는 범위에서 입도 고정 나사(560)를 약간 풀면, 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 서로에 대해 당기는 힘이 해제되므로, 입도 조절판(320)을 회전시키면 고정판(330) 역시 함께 회전되면서 입도 조절판(320)의 높이 조절이 가능하고, 이에 따라 내측날(200)의 높이가 조절된다. 높이 조절이 완료된 상태에서 다시 입도 고정 나사(560)를 조여 입도 조절판(320)이 움직이지 않도록 고정할 수 있다.

입도 조절판(320)은 분쇄물의 굵기 조절을 가능하게 하고, 고정판(330) 및 입도 고정 나사(560)는 조절된 고정된 굵기로 고정하는 기능을 한다.

본 발명에 따르면, 이와 같은 분쇄물의 입도 조절 구성은 분쇄날(10)의 청소를 위해 내측날(200)을 외측날(100)로부터 이탈시키는 구성과 분리되어 동작할 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 즉, 분쇄날(10)의 청소를 위해 회전축(510)을 입도 조절판(320)에 대해 하측으로 이탈시키는 경우에도 입도 고정 나사(560)를 풀 필요가 없다. 그리고 청소 후에 내측날(200)을 회전축(510)과 함께 다시 상승시켜 회전축(510)을 입도 조절판(320)에 대해 다시 고정하면 입도 조절된 위치인 원 위치로 복귀하므로 입도 조절 상태는 그대로 유지된다. 즉, 청소 후 분쇄물의 입도가 원하는 상태로 되도록 기구를 다시 조작할 필요가 없다. 따라서 안정적으로 분쇄물을 고른 입도로 얻을 수 있다.

본 명세서에서 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기는 원두를 분쇄하는 원두 분쇄기를 예로 하여 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 분쇄 대상물의 분쇄를 위해 사용될 수 있다.

Claims (10)

1. 중공이 형성된 외측날; 및
   상기 외측날의 상기 중공 내부에 회전축에 의해 회전하게 설치 가능하며, 중심선과 회전축선이 서로 어긋하게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심 롤러를 구비하고, 상기 편심 롤러들은 중심선들이 서로 어긋나게 서로에 대해 편심 설치되는 내측날을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 편심 롤러의 외주면과 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 좁은 부분보다 제2 편심 롤러의 외주면과 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성되는 것을 특징을 하는 수직 롤러형 분쇄날.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 편심 롤러 중 하부에 설치되는 제2 편심 롤러는 상부에 설치되는 제1 편심 롤러보다 더 크거나 같은 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 롤러형 분쇄날.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 편심 롤러는 상기 내측날에 고정되는 회전축과 함께 회전하는 베어링 부분과, 상기 베어링 부분에 회전가능하게 지지되는 링 부분을 포함하며,
   상기 베어링 부분의 회전 시에 상기 링 부분이 비 회전 상태를 유지하면서 상기 링 부분의 외주면과 상기 외측날의 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가변 가능한 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 편심 롤러의 외주면 및 상기 중공의 내주면 중 적어도 일측에는 슬립 방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 슬립 방지부는 상기 편심 롤러의 외주면 또는 상기 중공의 내주면에 반경 방향과 교차하는 방향으로 형성된 슬립방지홈인 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 외측날은 상기 내주면 하단에 외측 방향으로 경사지게 아래로 연장된 경사면에 절삭돌기가 형성된 절삭면을 구비하고,
   상기 내측날은, 상기 편심 롤러들의 하측에, 외주면에 상기 절삭면에 대응하여 절삭돌기가 형성된 대응 절삭면을 구비하고 중심선과 회전축홀이 일치하게 설치되는 절삭날을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
   
8. 제7항에 따른 수직 롤러형 분쇄날이 설치되는 중공 형상의 바디;
   상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부;
   상기 바디의 상측으로 형성되는 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 관통하여 지나면서 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축 및 상기 회전축에 고정된 상기 내측날의 높이 조절을 가능하게 하며, 표면에 나사홀이 형성된 입도 조절판;
   상기 높이노절 나사부에 회전가능하게 결합되며, 표면에 상기 입도 조절판의 나사홀에 일치가능한 나사홀이 형성된 고정판; 및
   상기 입도 조절판 및 상기 고정판의 나사홀들이 일치된 상태로 상기 나사홀들을 통해 체결되어 상기 입도 조절판 및 고정판이 서로 마주보는 방향으로 힘을 받도록 가압할 수 있는 입도 고정 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
   
9. 제7항에 따른 수직 롤러형 분쇄날이 하부로 설치되는 중공 형상의 바디;
   상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부;
   상기 바디의 상측으로 형성되는 높이 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 높이 방향으로 지지됨으로써, 상기 높이조절 나사부를 따라 회전시킴에 따라 상기 회전축에 결합된 상기 내측날의 높이 조절이 가능한 입도 조절판; 및
   상기 입도 조절판의 중심부에 형성된 관통홀에 하측 방향으로 끼워져 탈착 가능하게 고정되고 상기 회전축이 관통하여 지나면서 상기 회전축이 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축의 높이가 규제되는 축 높이 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 바디의 내주면에는 원주를 따라 내측으로 돌출된 격벽이 더 구비되어, 상기 바디의 내부 공간은 격벽 상부로 분쇄 대상물이 유입되어 저장되는 상부 섹션과, 격벽 하부로 상기 분쇄날의 상기 외측날이 지지되는 하부 섹션으로 구분되고,
    상기 격벽에는 분쇄 대상물의 이동을 허용하는 통공과, 회전축이 관통하여 연장되도록 중심부에 형성된 관통홀이 형성되며, 상기 입도 조절판으로부터 상기 축 높이 고정부재가 분리되어 하강되는 경우 상기 축 높이 고정부재 및 상기 내측날이 고정된 상기 회전축은 상기 관통홀 주변의 격벽에 의해 하강 범위가 규제되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
    
    

Images