KR20220043803A - 가압 성능이 개선된 뻥튀기 기계와 이를 위한 캠 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 승강용 롤러의 하부에서 구동축에 의해 회전하며, 1회전 마다 설정된 각도 구간에서 승강용 롤러를 밀어 올리는 승강용 캠; 하부 고정부에 회전 가능하게 결합되고 걸림돌기를 구비하는 잠금 해제용 바; 승강용 캠의 구동축에 장착되는 것으로서, 걸림돌기를 밀어서 잠금 해제용 바를 회전시키는 잠금 해제용 회동부재; 하부 금형에 구비된 성형 홈에 재료를 공급하는 재료공급부를 포함하는 뻥튀기 기계를 제공한다.
본 발명에 따르면, 뻥튀기 기계에 사용되는 캠의 가압부의 폭을 내측의 평판부의 두께 보다 훨씬 크게 형성함으로써 하부 금형을 보다 안정적을 승강 시킬 수 있다. 또한 다수의 금형이 설치된 경우에 각 금형에 일정한 압력을 가할 수 있으며, 이를 통해 일정한 형상과 품질의 제품을 생산할 수 있다. 또한 다수의 금형이 설치되어 있어 생산성을 높일 수 있고, 필요에 따라서는 다수의 금형에 각각 다른 재료를 공급하여 한 사이클의 공정으로 종류가 다른 제품을 동시에 생산할 수도 있으므로 사용 편의성과 고객 만족도를 크게 향상시킬 수 있다.

Description

가압 성능이 개선된 뻥튀기 기계와 이를 위한 캠{Popping machine having improved pressing performance and cam for the same}

본 발명은 뻥튀기 기계에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수의 금형에 대해 압력을 균일하게 배분함으로써 제품의 형상과 품질을 일정하게 유지할 수 있는 뻥튀기 기계와 여기에 사용되는 캠에 관한 것이다.

일반적으로 뻥튀기 과자는 쌀 등의 곡물 재료를 금형이나 용기에 투입하여 고압으로 가압한 상태에서 일정 온도로 가열한 후, 금형이나 용기를 단시간에 개방함으로써 재료를 급격히 팽창시키는 하는 방식으로 만들어진다.

따라서 뻥튀기 기계에는 재료에 고압을 가하는 금형과, 금형을 승강 시키는 구동장치와, 재료를 공급하는 장치 등이 설치된다.

뻥튀기 장치는 금형을 승강 시키는 방식에 따라 상부 구동식과 하부 구동식으로 구분될 수 있으며, 종래에는 하부 금형을 고정시킨 상태에서 상부 금형을 승강 시키는 상부 구동식이 주로 사용되어 왔다.

그런데 최근에는 상부 금형을 고정한 상태에서 캠을 이용하여 하부 금형을 승강 시키는 하부 구동식에 대한 관심이 증가하고 있다. 상부 구동식은 상부 금형을 승강 시키기 위한 링크 구조가 복잡한데 반하여 하부 구동식은 승강용 캠을 이용하여 하부 금형을 직접 밀어 올릴 수 있어 보다 컴팩트한 구성이 가능하기 때문이다.

그러나 하부 구동식의 경우 승강용 캠 만으로 하부 금형을 안정적으로 밀어 올리기가 쉽지 않은 문제가 있다.

특히, 최근에는 생산성 향상을 위하여 하나의 기계에 다수의 금형을 설치하여 한꺼번에 제품을 생산하는 경우가 많은데, 하나의 승강용 캠으로 다수의 금형을 한꺼번에 승강 시키는 과정에서 각 금형에 압력이 균일하게 배분되지 않아 각 금형에서 배출되는 제품의 형상이나 완성도가 일정하지 않은 문제가 발생할 수 있다.

또한 종래의 뻥튀기 기계는 다수의 금형을 구비한 경우에도 모든 금형에 동일한 재료를 공급할 수밖에 없으므로 종류가 다른 제품을 동시에 제작하는 것이 불가능한 단점이 있다.

등록 실용신안 제10-1662830호(2016.10.06 공고)

본 발명은 이러한 배경에서 발명된 것으로서, 뻥튀기 기계에서 다수의 금형을 보다 안정적으로 승강 시키는 한편 다수의 금형에 대해 균일하게 배분된 압력을 가할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한 다수의 금형에 각각 다른 재료를 공급할 수 있고, 이를 통해 한 사이클의 공정으로 종류가 다른 제품을 동시에 생산할 수 있는 뻥튀기 기계를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 상부 고정부의 하부에 설치된 다수의 상부 금형; 하부 고정부에 대해 승강 가능하게 설치된 승강부; 승강부의 상부에 설치된 다수의 하부 금형; 승강부의 하부에 회전 가능하게 결합된 승강용 롤러; 승강용 롤러의 하부에서 구동축에 의해 회전하며, 1회전 마다 설정된 각도 구간에서 승강용 롤러를 밀어 올리는 승강용 캠; 하부 고정부에 회전 가능하게 결합되는 것으로서, 제1 부재와, 회전축을 중심으로 제1 부재에 대해 둔각으로 연결된 제2 부재와, 제1 부재에 길이 방향으로 형성되고 승강부에 구비된 돌출부가 삽입되는 슬라이딩 홀과, 제2 부재의 하단에서 돌출 형성된 걸림돌기를 구비하는 잠금 해제용 바; 승강용 캠의 구동축에 장착되는 것으로서, 걸림돌기를 밀어서 잠금 해제용 바를 회전시키는 잠금 해제용 회동부재; 하부 금형에 구비된 성형 홈에 재료를 공급하는 재료공급부를 포함하는 뻥튀기 기계를 제공한다.

본 발명의 일 양상에 따른 뻥튀기 기계에서, 상기 승강용 캠은, 상기 구동축이 결합되는 축결합부; 회전 중심에 대해 원주 방향으로 형성된 가압부; 축결합부와 가압부를 연결하는 평판부를 포함하며, 가압부의 폭은 평판부의 두께보다 큰 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 뻥튀기 기계에서, 상기 가압부는 상기 평판부의 양 측면의 가장자리에 각각 결합된 제1 가압부와 제2 가압부를 포함하며, 상기 평판부에서 제1 가압부와 제2 가압부가 결합된 부분은 제1 가압부 및 제2 가압부와 같은 곡률로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 뻥튀기 기계에서, 상기 재료 공급부는, 각각의 하단이 회전축에 결합된 제1 회동부재 및 제2 회동부재; 제1 회동부재에 결합된 제1 롤러; 제2 회동부재에 결합되고, 회동부재의 회전축을 기준으로 제1 롤러에 비해 높은 위치에 설치된 제2 롤러; 제1 롤러 및 제2 롤러에 접촉하여 제1 회동부재와 제2 회동부재를 회전 운동시키는 것으로서, 회전 중심을 기준으로 일정한 반경으로 형성된 가압부와, 가압부의 중간에 형성된 절개부를 포함하는 재료공급용 캠; 제1 회동부재와 제2 회동부재에 각각 연결되어 복원력을 제공하는 제1 스프링과 제2 스프링; 호퍼의 하부에서 회전 운동을 하며, 표면에 재료공급용 홈이 형성된 회전봉; 회전봉의 하부에서 왕복 직선운동을 하며, 하부 금형의 개수와 동일한 개수의 관통홀을 구비하는 제1 가동판; 제1 가동판의 하부에서 왕복 직선운동을 하는 제2 가동판; 제1 회동부재와 제2 회동부재의 상단을 각각 제1 가동판과 제1 가동판에 연결하며, 제1 회동부재와 제2 회동부재의 회전운동을 각각 제1 가동판과 제1 가동판의 직선 운동으로 변환하는 제1 링크 및 제2 링크를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 뻥튀기 기계에서, 상기 제1 가동판의 일단에는 완성된 제품을 밀어 내기 위한 푸셔(pusher)가 형성되고, 상기 제1 가동판의 저면에는 상기 제2 가동판에 대한 스토퍼 역할을 하는 걸림턱이 돌출 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 뻥튀기 기계에서, 상기 호퍼의 내부에는 하부 금형의 개수와 동일한 개수의 공간으로 분할하기 위한 격벽이 설치되고, 상기 회전봉에는 격벽에 의해 분할된 각 공간에 대응하는 다수의 재료공급용 홈이 형성되고, 상기 제1 가동판에는 상기 회전봉의 재료공급용 홈에 대응하는 관통홀이 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 뻥튀기 기계는, 상기 재료공급용 캠의 회전축과 상기 승강용 캠의 구동축에 감기는 제1 체인; 상기 재료공급용 캠의 회전축과 상기 회전봉의 회전축에 감기는 제2 체인을 포함하며, 상기 승강용 캠, 상기 재료공급용 캠 및 상기 회전봉이 하나의 모터에 의해 같은 주기로 회전할 수 있다.

본 발명의 다른 양상은, 뻥튀기 기계에 설치되는 승강용 캠에 있어서, 구동축이 결합되는 축결합부; 회전 중심에 대해 원주 방향으로 형성된 가압부; 축결합부와 가압부를 연결하는 평판부를 포함하며, 가압부가 평판부의 두께보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 승강용 캠을 제공한다.

본 발명에 따른 승강용 캠에서, 상기 가압부의 폭(W)은 상기 승강용 롤러의 길이(L)에 대해 L/2 ≤ W ≤ L의 범위에서 형성될 수 있다. 또한 상기 가압부의 폭은 평판부 두께의 3배일 수 있다.

본 발명에 따르면, 뻥튀기 기계에 사용되는 캠의 가압부의 폭을 내측의 평판부의 두께 보다 훨씬 크게 형성함으로써 하부 금형을 보다 안정적을 승강 시킬 수 있다.

또한 다수의 금형이 설치된 경우에 각 금형에 일정한 압력을 가할 수 있으며, 이를 통해 일정한 형상과 품질의 제품을 생산할 수 있다.

또한 다수의 금형이 설치되어 있어 생산성을 높일 수 있고, 필요에 따라서는 다수의 금형에 각각 다른 재료를 공급하여 한 사이클의 공정으로 종류가 다른 제품을 동시에 생산할 수도 있으므로 사용 편의성과 고객 만족도를 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계의 내부 모습을 나타낸 도면
도 3은 하부 금형이 상승한 상태를 나타낸 도면
도 4는 하부금형이 하강한 후 제품이 배출되는 상태를 나타낸 도면
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 승강용 캠의 사시도 및 평면도
도 7은 승강용 캠의 가압부의 폭과 롤러의 길이를 대비한 도면
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 승강용 캠의 여러 제작 방법을 예시한 도면
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잠금 해제용 바의 정면도 및 측면도
도 11은 호퍼와 재료공급용 밸브의 단면도
도 12 내지 도 15는 승강용 캠과 잠금 해제용 바의 동작 사이클을 순서대로 예시한 도면
도 16 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계의 동작 사이클을 순서대로 예시한 도면
도 20은 제1 가동판과 제2 가동판을 예시한 평면도
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계의 동력전달계통을 예시한 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

참고로 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결 또는 결합되는 경우는 다른 구성요소와 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합되는 경우는 중간에 다른 요소 없이 연결 또는 결합되는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없다면 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서 앞, 뒤, 좌, 우, 위, 아래 등의 표현은 보는 위치에 따라 달라질 수 있는 상대적인 개념이므로 본 발명의 범위가 반드시 해당 표현으로 제한되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에 첨부된 도면 또는 이미지에는 이해의 편의를 위하여 실제와 다른 치수 또는 비율로 표시된 부분이 있으나 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계(100)의 외관을 나타낸 것이고, 도 2는 하우징(102)의 전면을 제거한 상태에서 내부 구조를 나타낸 것이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계(100)는, 각각 하우징(102)에 고정된 상태에서 상하로 이격된 상부고정부(130)와 하부고정부(140), 상부고정부(130)의 하부에 장착된 제1 및 제2 상부금형(110a,110b), 제1 및 제2 상부금형(110a,110b)의 하부에 각각 설치되며 승강부(140)에 의해 승강하는 제1 및 제2 하부금형(120a,120b), 재료를 공급하는 호퍼(106) 등을 포함한다.

승강부(140)는 가이드(142)를 따라 하부고정부(140)에 대해 승강할 수 있도록 설치된다. 가이드(142)에는 승강부(140)에 대해 아래쪽 방향으로 복원력을 제공하는 스프링(144)이 설치될 수 있다.

제1 및 제2 하부금형(120a,120b)은 승강부(140)의 상부에 장착되며, 각각 제1 및 제2 상부금형(110a,110b)의 직하부에 배치된다.

승강부(140)의 하부에는 수평축을 중심으로 회전하는 롤러(160)가 장착되며, 롤러(160)의 하부에는 승강용 캠(200)이 설치된다. 승강용 캠(200)의 구동축(108)은 롤러(160)의 회전축과 같은 방향으로 배치될 수 있다.

승강용 캠(200)은 회전하는 중에 가압 구간에서 롤러(160)를 상부로 밀어 올리는 역할을 하며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 롤러(160)가 상승하면 승강부(140)와 제1 및 제2 하부금형(120a,120b)도 함께 상승하게 된다.

또한 승강용 캠(200)은 회전하는 중에 가압 구간을 통과하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 롤러(160)와 제1, 제2 하부금형(120a,120b)가 다시 하강함에 따라 금형 사이에서 성형되었던 제품(20)이 푸셔(184)에 의해 외부로 배출되고, 배출가이드(도 1의 104)를 통해 외부의 수집통으로 수집된다.

하부고정부(140)에는 승강부(140)가 하강할 때 충격을 흡수하는 완충장치가 설치될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 승강용 캠(200)은 도 5의 사시도와 도 6의 평면도에 나타낸 바와 같이, 구동축(108)이 결합되는 부분으로서 축홀(212)이 형성된 원형 파이프 형상의 축결합부(210)와, 축결합부(210)로부터 이격되어 원주 방향으로 배치된 가압부(250)와, 축결합부(210)와 가압부(250)를 연결하는 평판부(230)를 포함한다.

가압부(250)는 축홀(212)을 중심으로 소정 각도범위 내에만 형성된다. 따라서 승강용 캠(200)을 회전시키면 일정 구간 동안에는 가압부(250)가 상부의 롤러(160)에 접촉하여 롤러(160)를 상부로 밀어 올리고, 나머지 구간 동안에는 가압부(250)가 롤러(160)로부터 떨어지면서 롤러(160)가 하강하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 승강용 캠(200)에서는, 구동축(108)의 축방향을 기준으로 볼 때 가압부(250)의 폭을 평판부(230)의 두께 보다 훨씬 크게 형성한다.

이렇게 하면 넓은 폭의 가압부(250)가 롤러(160)를 밀어 올리므로 롤러(160)가 좌우로 흔들리지 않고 보다 안정적으로 상승할 수 있고, 이를 통해 제1 및 제2 하부금형(120a,120b)에 동일한 압력을 가할 수 있다.

도 7을 참조하면, 가압부(250)의 폭(W)은 롤러(160) 길이(L)에 대해 L/2 ≤ W ≤ L 의 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 승강용 캠(200)이 롤러(160)의 중앙에 정확히 설치되지 않은 경우에도 제1 및 제2 하부금형(120a,120b)에 비교적 동일한 압력을 가할 수 있다.

한편 가압부(250)는 일정한 곡률로 형성될 수도 있으나, 도 6에 나타낸 바와 같이 회전 방향을 따라 제1 곡선구간(252), 직선구간(254), 제2 곡선구간(256)을 형성하는 것이 바람직하다.

이때 제1 곡선구간(252)과 제2 곡선구간(256)은 동일한 곡률로 형성되고, 직선구간(254)과 회전 중심사이의 거리는 제1 및 제2 곡선구간(252, 256)과 회전 중심 사이의 거리보다 짧을 수 있다.

승강용 캠(200)의 제1 곡선구간(252)에 의해 압력이 가해지는 동안 금형 내부에서는 수증기 등의 고압 가스가 발생하게 되는데, 이로 인해 재료에 압력이 제대로 전달되지 않는 문제가 있다.

그런데 곡선구간의 사이에 직선구간(254)을 형성하면 직선구간(254)에서 압력이 다소 약해짐에 따라 수증기가 외부로 배출되므로 제2 곡선구간(256)에서 재료에 압력을 제대로 전달할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 승강용 캠(200)에서, 평판부(230)의 단부에 가압부(250)를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

일 예로서, 도 8의 분해 사시도에 나타낸 바와 같이, 가압부(250)를 미리 제작한 후에 평판부(230)의 가장자리에 용접, 볼트 등으로 결합할 수 있다.

다른 예로서, 도 9의 분해 사시도에 나타낸 바와 같이, 금속 판재를 레이저 커팅 등의 방법으로 절단하여 가압부(250)의 형상에 대응하는 제1 가압부(250a)와 제2 가압부(250b)를 제조하고, 평판부(230)의 가장자리의 양 측면에 각각 제1 가압부(250a)와 제2 가압부(250b)를 용접, 볼트 등으로 결합할 수 있다.

이때 평판부(230)의 가장자리는 제1 및 제2 가압부(250a, 2 가압부250b)의 제1 곡선구간(252), 직선구간(254) 및 제2 곡선구간(254)과 일치하는 형상이어야 한다.

제1 및 제2 가압부(250a, 250b)는 각각 평판부(230)와 같은 소재로 제작할 수 있으며, 이 경우 가압부(250)의 전체 높이는 평판부(230)의 두께의 3배가 된다.

또 다른 예로서, 평판부(230)와 가압부(250)는 주물로 일체로 제작될 수도 있다.

한편 승강용 캠(200)의 가압부(250)는 하부 금형(120a,120b)을 밀어 올려 상부 금형(110a,110b)에 밀착시키는 역할을 하는데, 공정 중에 상하 금형 간에 진공이 형성되어 가압부(250)가 하강한 후에도 하부 금형(120a,120b)이 하강하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

이러한 경우를 대비하여, 본 발명의 실시예에서는 승강용 캠(200)의 가압부(250)가 롤러(160)에서 떨어진 직후에 하부 금형(120a,120b)을 강제로 하강시키기 위하여 잠금 해제용 회동부재(170)와 잠금 해제용 바(300)를 사용한다.

잠금 해제용 회동부재(170)는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 승강용 캠(200)이 장착된 구동축(108)에 결합될 수 있다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 구동축(108)과 연동하는 다른 축에 장착될 수도 있다.

잠금 해제용 바(300)는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 하부고정부(150)에 회전 가능하게 결합되며, 상단부는 승강부(140)에 슬라이딩 가능하게 결합되고 하단부는 잠금 해제용 회동부재(170)와 간섭 가능하도록 설치된다.

도 10을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 잠금 해제용 바(300)는, 제1 부재(310)와, 제1 부재(310)의 하단에 제1 부재(310)에 대해 둔각(90도 보다 크고 180도 보다 작은 각)으로 연결된 제2 부재(320)를 포함한다.

또한 제1 부재(310)와 제2 부재(320)의 사이에는 축홀(302)이 형성되고, 제1 부재(310)에는 길이 방향을 따라 슬라이딩 홀(350)이 길게 형성되고, 제2 부재(320)의 하단에는 걸림돌기(360)가 외측으로 돌출 형성된다.

슬라이딩 홀(350)에는 승강부(140)의 일측에 구비된 돌출부(도 12의 148 참조)가 삽입된다.

잠금 해제용 회동부재(170)와 잠금 해제용 바(300)의 구체적인 동작은 후술하기로 한다.

한편 본 발명의 일 실시예에 따른 호퍼(106)는 도 11의 단면도에 나타낸 바와 같이, 내부 공간을 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 구획하는 수직의 격벽(107)을 포함한다. 이렇게 하면 제1 공간(S1)에는 제1 재료를 수용하고, 제2 공간(S2)에는 제2 재료를 수용함으로써 서로 다른 2종류의 제품을 동시에 생산하는 것이 가능해진다.

호퍼(106)의 하부에는 재료공급용 밸브가 설치된다. 재료공급용 밸브는, 도면에 나타낸 바와 같이, 표면에 재료가 수용되는 제1 홈(910)과 제2 홈(920)이 형성된 회전봉(900)과, 회전봉(900)을 지지지하는 지지베어링(950)과, 회전봉(900)을 소정 주기로 회전시키는 구동수단을 포함한다.

제1 홈(910)과 제2 홈(920)은 각각 회전봉(900)의 길이 방향을 따라 서로 이격되도록 형성되며, 호퍼(106)의 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)의 하부에 각각 배치된다.

따라서 호퍼(106)의 제1 공간(S1)에 담긴 제1 재료는 회전봉(900)의 제1 홈(910)에 삽입되고 제2 공간(S2)에 담긴 제2 재료는 회전봉(900)의 제2 홈(910)에 삽입된다.

이어서 회전봉(900)이 180도 회전하면 제1 홈(910)과 제2 홈(920)에 담긴 재료들이 하부로 낙하하며, 낙하한 재료는 제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)에 의해 제1 및 제2 하부금형(120a,120b)의 성형 홈(122)으로 공급된다.

본 발명의 실시예에 따른 뻥튀기 기계(100)에서는, 제1 홈(910)에서 낙하한 재료는 제1 하부금형(120a)으로 공급하고, 제2 홈(920)에서 낙하한 재료는 제2 하부금형(120b)으로 공급된다.

이하에서는 도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계(100)에서 하부금형(120a)이 승강하는 원리를 설명한다.

도 12은 하부금형(120a)이 완전히 하강한 상태를 나타낸 것으로서, 반시계 방향으로 회전하는 승강용 캠(200)의 가압부(250)가 아직 롤러(160)의 하부에 도달하지 않은 상태를 나타낸 것이다.

이 상태에서 승강용 캠(200)이 계속 회전하면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 가압부(250)의 제1 곡선구간(252)가 롤러(160)에 접촉하고, 이로 인해 롤러(160)가 상부로 밀어 올려지는 것과 동시에 승강부(140)와 하부금형(120a)이 상승하게 된다.

이어서 하부금형(120a)의 상단이 상부금형(110a)의 하단에 밀착되면서 하부금형(120a)의 성형 홈(122)에 투입된 재료에 고온 고압이 가해진 상태에서 제품 성형이 시작된다.

한편 승강부(140)가 상승하면 승강부(140)에 형성된 돌출부(148)도 함께 상승하고, 이로 인해 슬라이딩 홀(350)에 돌출부(148)가 삽입되어 있는 잠금 해제용 바(300)가 회전축을 중심으로 반시계 방향으로 회전하면서 제2 부재(320)가 수직으로 세워지게 된다.

승강용 캠(200)이 계속 회전하면, 도 14에 나타낸 바와 같이, 가압부(250)의 제1 곡선구간(252)와 직선구간(254)을 거쳐 제2 곡선구간(254)이 롤러(160)를 접촉하는 상태가 되면서 제품 성형의 종료 시점이 다가오게 된다.

이어서 승강용 캠(200)이 계속 회전하면, 도 15에 나타낸 바와 같이, 가압부(250)의 제2 곡선구간(256)이 롤러(160)로부터 떨어지고, 그 직후에 잠금 해제용 회동부재(170)가 회전하여 잠금 해제용 바(300)의 하단에 구비된 걸림돌기(360)를 밀게 된다.

이와 같이 걸림돌기(360)가 도면상 좌측으로 밀리면, 하부고정부(150)에 회전 가능하게 결합되어 있는 잠금 해제용 바(300)가 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하게 된다.

잠금 해제용 바(300)가 시계방향으로 회전하면 제1 부재(310)도 시계 방향으로 회전하게 되고, 이로 인해 슬라이딩 홀(350)에 삽입된 돌출부(148)에 아래쪽 방향으로 힘이 가해지면서 진공압에 의해 상부금형(110a)에 밀착되어 있던 하부금형(120a)이 상부금형(110a)으로부터 떨어지게 된다.

하부금형(120a)이 상부금형(110a)으로부터 분리되어 진공압이 해제되면, 가이드(142)에 장착된 스프링(144)의 복원력과 자체 하중에 의해 하부금형(120a)이 신속하게 하강하게 된다.

이어서 승강용 캠(200)이 계속 회전함에 따라 푸셔(184)가 하부금형(120a)의 상부에 놓인 제품(20)을 외부로 배출하고, 재료(10)를 성형 홈(122)에 공급하는 공정이 진행되면서 한 사이클의 공정이 완료된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 뻥튀기 기계에서는, 승강용 캠(200)을 이용하여 하부금형(120a,120b)을 상승시키는 한편, 진공압으로 인해 상부금형(110a,110b)에 하부금형(120a,120b)아 밀착된 경우에도 잠금 해제용 바(300)와 잠금 해제용 회동부재(170)를 이용하여 강제로 하부금형(120a,120b)을 하강시킬 수 있으므로 안정적인 동작이 가능하다.

특히, 종래 보다 폭이 큰 가압부(250)가 형성된 승강용 캠(200)을 사용함으로써 승강부(140)가 상승하는 중에 안정적으로 좌우 균형을 유지할 수 있으며, 이를 통해 다수의 하부금형(120a,120b)에 균일한 압력을 일정하게 가함으로써 제품의 형상과 품질을 안정적으로 유지할 수 있다.

이하에서는 도 16 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 뻥튀기 기계(100)에서 재료를 공급하는 재료공급부(600)의 구성과 재료 공급 동작을 설명한다.

먼저 도 16을 참조하면, 재료공급부(600)는 각각의 하단에 회전축(602)이 결합된 제1 회동부재(610) 및 제2 회동부재(610, 620)와, 제1 및 제2 회동부재(610,620)을 선택적으로 회전시키는 재료공급용 캠(500)과, 호퍼(106)의 하부에서 수평방향으로 이동하면서 재료공급용 회전봉(900)에서 낙하한 재료를 하부금형(120a)의 성형 홈(122)까지 공급하기 위한 제1 가동판(180) 및 제2 가동판(190)과, 제1 회동부재(610)의 상단과 제1 가동판(180)을 연결하는 제1 링크(810)와, 제2 회동부재(620)의 상단과 제2 가동판(190)을 연결하는 제2 링크(820)를 포함한다.

도면에는 제1 및 제2 회동부재(610, 620)가 약간 다른 각도 및 높이로 설치된 것으로 나타나 있으나 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것일 뿐이므로 실제로는 측면에서 보았을 때 서로 동일한 높이와 각도로 배치될 수도 있다.

한편 제1 회동부재(610)에는 재료공급용 캠(500)과 접촉하여 회전하는 제1 롤러(612)가 설치되고, 제2 회동부재(620)에는 재료공급용 캠(500)과 접촉하여 회전하는 제2 롤러(622)가 설치된다.

제1 롤러(612)와 제2 롤러(622)는 서로 다른 높이에 설치되는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 제2 롤러(622)가 제1 롤러(612) 보다 높은 위치에 설치된다.

또한 제1 회동부재(610)에는 재료공급용 캠(500)에 의한 변위를 회복하기 위한 제1 스프링(710)이 연결되고, 제2 회동부재(620)에는 재료공급용 캠(500)에 의한 변위를 회복하기 위한 제2 스프링(720)이 설치된다.

재료공급용 캠(500)의 회전축, 제1 및 제2 롤러(612,622)의 각 회전축, 제1 및 제2 회동부재(610,620)의 회전축(602)은 서로 같은 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.

재료공급용 캠(500)은 회전 중심에 대해 일정한 반경으로 형성된 가압부(510)와 가압부(510) 중간의 소정 각도 구간에 대해 부채꼴 형상으로 절개된 절개부(520)를 포함할 수 있다.

재료공급용 캠(500)이 회전하는 중에 제1 및 제2 롤러(612)가 모두 가압부(510)에 접촉하면 도 16에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2 회동부재(610, 620)가 세워진 상태가 된다.

또한 제1 및 제2 롤러(612)가 모두 절개부(520)의 내측으로 삽입되면 도 17에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2 회동부재(610, 620)가 시계방향으로 회전함에 따라 약간 눕혀지는 상태가 된다.

또한 제1 롤러(612)는 절개부(520)의 내측에 위치하고 제2 롤러(622)만 가압부(520)에 접촉하게 되면, 도 18에 나타낸 바와 같이 제1 회동부재(610)는 눕혀지고 제2 회동부재(620)는 세워진 상태가 된다.

따라서 제1 회동부재(610)와 제2 회동부재(620)는 재료공급용 캠(500)이 회전하는 동안 절개부(520)에 대응하는 각도만큼 왕복 회전 운동을 하게 된다.

제1 링크(810)와 제2 링크(820)는 각각 제1 회동부재(610)와 제2 회동부재(620)의 상단에 연결되며, 제1 회동부재(610)와 제2 회동부재(620)의 회전 운동을 제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)의 왕복 직선 운동으로 변환하는 역할을 한다. 제1 링크(810)와 제2 링크(820)는 연결부재, 결합부재, 회전 조인트 등을 포함할 수 있다.

제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)은 각각 제1 회동부재(610)와 제2 회동부재(620)가 재료공급용 캠(500)에 의해 왕복 회전 운동을 함에 따라 수평방향으로 왕복 직선 운동을 한다.

도면에는 나타내지 않았지만, 제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)의 왕복 직선 운동을 가이드 하는 레일 등의 장치가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는, 제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)은 대략 비슷한 형상을 가지며, 제1 가동판(180)이 제2 가동판(190)의 상부에 배치된다.

도 20을 참조하면, 제1 가동판(180)은 대략 직사각 형상이며, 일측 가장자리에 근접한 위치에 재료 공급을 위한 제1 관통홀(182a)과 제2 관통홀(182b)이 형성된다. 또한 제1 가동판(180)의 일측 가장자리에는 성형을 마치고 하부 금형(120a,120b)의 상부에 놓여 있는 제품(20)을 밀어 내기 위한 푸셔(184)가 형성될 수도 있다.

제2 가동판(190)은 푸셔(184)를 제외한 제1 가동판(180)의 나머지 부분과 대략 비슷한 직사각 형상이며, 길이 방향으로 형성된 슬라이딩 홀(192)을 포함한다. 슬라이딩 홀(192)에는 제1 회동부재(610)와 제1 가동판(180)을 연결하는 제1 링크(810)를 통과시키는 용도로 활용된다.

한편 제1 가동판(180)의 단부에 형성된 푸셔(184)는 제1 가동판(180) 보다 더 두꺼운 두께로 형성되어 제1 가동판(180)의 하부로 돌출되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 도 9(c)에 나타낸 바와 같이 제1 가동판(180)의 하부에 걸림턱(185)이 형성된다.

제1 가동판(180)의 하부에는 제2 가동판(190)이 설치되므로 걸림턱(185)은 제2 가동판(190)에 대해 스토퍼의 역할을 한다.

이렇게 하면 재료를 공급할 때 제2 가동판(190)이 먼저 이동하는 것이 방지되고 제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)이 동시에 하부금형(120a)의 상부로 이동할 수 있게 된다. 또한 제2 가동판(190)을 후단으로 이동시키는 변위를 최소화할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여, 호퍼(106)에 저장된 재료(10)가 하부금형(120a, 120b)의 성형 홈(122)의 내부로 자동 공급되는 동작을 설명한다.

먼저, 도 16에 나타낸 바와 같이, 성형 공정을 마치고 하부금형(120a)이 하강하는 시점이 되면, 재료공급용 캠(500)의 절개부(520)에 제1 및 제2 롤러(612,622)가 진입하기 직전인 상태가 된다.

이 상태는 제1 및 제2 회동부재(610,620)에 장착된 제1 및 제2 롤러(612,622)가 재료공급용 캠(500)의 가압부(510)에 접촉함에 따라 제1 및 제2 회동부재(610,620)가 모두 세워진 상태이다.

또한 제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)이 호퍼(106)에서 공급된 재료(10)를 받아서 대기하고 있는 상태이다. 구체적으로는, 제1 가동판(180)의 관통홀(182)의 하부가 제2 가동판(190)에 막혀 있는 상태에서 상부의 재료공급용 회전봉(190)이 회전하여 정량의 재료(10)가 관통홀(182)의 내부에 투입되어 있는 상태이다.

이어서 도 17에 나타낸 바와 같이, 하부금형(120a)이 완전히 하강하는 한편 제1 및 제2 회동부재(610,620)에 장착된 제1 및 제2 롤러(612,622)가 재료공급용 캠(500)의 절개부(520)에 진입하면서 제1 및 제2 스프링(710,720)의 복원력에 의해 제1 및 제2 회동부재(610,620)가 시계 방향으로 회전하게 된다.

이와 같이 제1 및 제2 회동부재(610,620)가 시계 방향으로 회전함에 따라 제1 및 제2 링크(810, 820)에 의해 각각의 상단에 연결된 제1 가동판(180)과 제2 가동판(190)이 도면상 우측 방향으로 이동하게 된다.

이때 재료가 놓여 있는 제1 가동판(180)의 관통홀(182)이 하부금형(120a)의 성형 홈(122)의 상부에 정확히 위치할 수 있도록 이동 변위가 설정되어야 함은 물론이다.

이어서 재료공급용 캠(500)을 계속 회전시키면, 상대적으로 높은 위치에 있는 제2 롤러(622)가 먼저 재료공급용 캠(500)의 가압부(510)에 접촉함에 따라 도 18에 나타낸 바와 같이, 제2 회동부재(620)는 세워진 상태로 복귀하고 제1 회동 부재(610)는 여전히 눕혀진 상태가 된다.

이렇게 되면, 제1 회동부재(610)에 연결된 제1 가동판(180)은 하부 금형(120a)의 상부에 그대로 잔류하는 반면에, 제2 회동부재(620)에 연결된 제2 가동판(190)은 본래의 위치로 후퇴하게 된다.

이 과정에서 제1 가동판(180)의 관통홀(182)의 하부를 가리고 있던 제2 가동판(190)이 사라지면서 내부에 있던 재료가 낙하하여 하부금형(120a)의 성형 홈(122)으로 투입된다.

이어서 재료공급용 캠(500)을 계속 회전시키면, 제1 롤러(612)도 재료공급용 캠(500)의 가압부(510)에 접촉함에 따라 도 19에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 회동부재(610,620)가 모두 세워지고 제1 및 제2 가동판(180,190)이 모두 대기 위치로 복귀하는 상태가 된다.

또한 승강용 캠(200)의 가압부(250)가 롤러(160)에 접촉하여 하부 금형(120a)을 밀어 올린 후 제품(20)을 성형하기 시작하는 상태가 된다.

이어서 승강용 캠(200)과 재료공급용 캠(500)이 계속 회전하에 따라 도 16에 나타낸 바와 같이 재료 공급 직전 단계로 이행하면서 한 사이클의 공정이 이루어지게 된다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 뻥튀기 기계(100)는 하나의 모터를 사용하여 승강용 캠(200), 재료공급용 캠(500), 재료공급용 회전봉(900)을 동시에 구동 시킬 수 있다.

예를 들어, 도 21에 나타낸 바와 같이, 승강용 캠(200)의 구동측(108)과 재료공급용 캠(500)의 회전축을 제1 체인(1100)으로 연결하고, 재료공급용 캠(500)의 회전축과 재료공급용 회전봉(900)의 회전축을 제2 체인으로 연결하면, 하나의 동력을 이용하여 승강용 캠(200), 재료공급용 캠(500) 및 재료공급용 회전봉(900)을 같은 주기로 동시에 회전시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 구체적인 적용 과정에서 다양하게 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.

일 예로서, 본 발명의 실시예에서는 하나의 승강부(140)에 2개의 하부금형(120a, 120b)이 설치된 경우를 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니므로 3개 이상의 하부 금형이 설치될 수 있다.

이 경우에는 상부 금형도 하부 금형과 같은 개수로 형성되어야 함은 물론이다.

또한 이 경우에는 호퍼(106)에서 격벽(107)에 의해 구획되는 공간의 개수도 하부 금형과 같은 개수로 형성되고, 재료공급용 회전봉(900)에 형성되는 홈(910,920)도 하부 금형과 같은 개수로 형성되고, 제1 가동판(180)에 형성되는 관통홀(182)도 하부 금형과 같은 개수로 형성되는 것이 바람직함은 물론이다.

다른 예로서, 본 발명의 실시예에서는 푸셔(184)의 단부를 제품의 형상에 대응하는 반원형으로 형성하였으나 이에 한정되는 것은 아니므로 다른 형상으로 형성할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

10: 재료 20: 제품 100: 뻥튀기 기계
102: 하우징 104: 배출가이드 106: 호퍼
107: 격벽 108: 구동축 110a: 제1 상부금형
110b: 제2 상부금형 120a: 제1 하부금형 120b: 제2 하부금형
122: 성형 홈 130: 상부고정부 140: 승강부
142: 가이드 144: 스프링 148: 돌출부
150: 하부고정부 160: 롤러 170: 잠금 해제용 회동부재
180: 제1 가동판 182a: 제1 관통홀 182b: 제2 관통홀
184: 푸셔(pusher) 185: 걸림턱 190: 제2 가동판
192: 슬라이딩 홀 200: 승강용 캠 210: 축결합부
212: 축홀 230: 평판부 250: 가압부
252: 제1 곡선구간 254: 직선구간 256: 제2 곡선구간
300: 잠금 해제용 바 302: 축홀 310: 제1 부재
320: 제2 부재 350: 슬라이딩 홀 360: 걸림돌기
500: 재료공급용 캠 510: 가압부 520: 절개부
600: 재료공급부 610: 제1 회동부재 612: 제1 롤러
620: 제2 회동부재 622: 제2 롤러 710: 제1 스프링
720: 제2 스프링 810: 제1 링크 820: 제2 링크
900: 재료공급용 회전봉 910: 제1 홈 920: 제2 홈
950: 지지 베어링 1100: 제1 체인 1200: 제2 체인

Claims (11)

1. 상부 고정부의 하부에 설치된 다수의 상부 금형;
   하부 고정부에 대해 승강 가능하게 설치된 승강부;
   승강부의 상부에 설치된 다수의 하부 금형;
   승강부의 하부에 회전 가능하게 결합된 승강용 롤러;
   승강용 롤러의 하부에서 구동축에 의해 회전하며, 1회전 마다 설정된 각도 구간에서 승강용 롤러를 밀어 올리는 승강용 캠;
   하부 고정부에 회전 가능하게 결합되는 것으로서, 제1 부재와, 회전축을 중심으로 제1 부재에 대해 둔각으로 연결된 제2 부재와, 제1 부재에 길이 방향으로 형성되고 승강부에 구비된 돌출부가 삽입되는 슬라이딩 홀과, 제2 부재의 하단에서 돌출 형성된 걸림돌기를 구비하는 잠금 해제용 바;
   승강용 캠의 구동축에 장착되는 것으로서, 걸림돌기를 밀어서 잠금 해제용 바를 회전시키는 잠금 해제용 회동부재;
   하부 금형에 구비된 성형 홈에 재료를 공급하는 재료공급부
   를 포함하는 뻥튀기 기계
2. 제1항에 있어서, 상기 승강용 캠은,
   상기 구동축이 결합되는 축결합부;
   회전 중심에 대해 원주 방향으로 형성된 가압부;
   축결합부와 가압부를 연결하는 평판부
   를 포함하며, 가압부의 폭은 평판부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계
3. 제2항에 있어서,
   상기 가압부는 상기 평판부의 양 측면의 가장자리에 각각 결합된 제1 가압부와 제2 가압부를 포함하며, 상기 평판부에서 제1 가압부와 제2 가압부가 결합된 부분은 제1 가압부 및 제2 가압부와 같은 곡률로 형성되는 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계
4. 제1항에 있어서, 상기 재료 공급부는,
   각각의 하단이 회전축에 결합된 제1 회동부재 및 제2 회동부재;
   제1 회동부재에 결합된 제1 롤러;
   제2 회동부재에 결합되고, 회동부재의 회전축을 기준으로 제1 롤러에 비해 높은 위치에 설치된 제2 롤러;
   제1 롤러 및 제2 롤러에 접촉하여 제1 회동부재와 제2 회동부재를 회전 운동시키는 것으로서, 회전 중심을 기준으로 일정한 반경으로 형성된 가압부와, 가압부의 중간에 형성된 절개부를 포함하는 재료공급용 캠;
   제1 회동부재와 제2 회동부재에 각각 연결되어 복원력을 제공하는 제1 스프링과 제2 스프링;
   호퍼의 하부에서 회전 운동을 하며, 표면에 재료공급용 홈이 형성된 회전봉;
   회전봉의 하부에서 왕복 직선운동을 하며, 하부 금형의 개수와 동일한 개수의 관통홀을 구비하는 제1 가동판;
   제1 가동판의 하부에서 왕복 직선운동을 하는 제2 가동판;
   제1 회동부재와 제2 회동부재의 상단을 각각 제1 가동판과 제1 가동판에 연결하며, 제1 회동부재와 제2 회동부재의 회전운동을 각각 제1 가동판과 제1 가동판의 직선 운동으로 변환하는 제1 링크 및 제2 링크
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 가동판의 일단에는 완성된 제품을 밀어 내기 위한 푸셔(pusher)가 형성되고, 상기 제1 가동판의 저면에는 상기 제2 가동판에 대한 스토퍼 역할을 하는 걸림턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계
6. 제4항에 있어서,
   상기 호퍼의 내부에는 하부 금형의 개수와 동일한 개수의 공간으로 분할하기 위한 격벽이 설치되고,
   상기 회전봉에는 격벽에 의해 분할된 각 공간에 대응하는 다수의 재료공급용 홈이 형성되고,
   상기 제1 가동판에는 상기 회전봉의 재료공급용 홈에 대응하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계
7. 제4항에 있어서,
   상기 재료공급용 캠의 회전축과 상기 승강용 캠의 구동축에 감기는 제1 체인;
   상기 재료공급용 캠의 회전축과 상기 회전봉의 회전축에 감기는 제2 체인
   을 포함하며, 상기 승강용 캠, 상기 재료공급용 캠 및 상기 회전봉이 하나의 모터에 의해 같은 주기로 회전하는 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계
8. 뻥튀기 기계에 설치되는 승강용 캠에 있어서,
   구동축이 결합되는 축결합부;
   회전 중심에 대해 원주 방향으로 형성된 가압부;
   축결합부와 가압부를 연결하는 평판부
   를 포함하며, 가압부가 평판부의 두께보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 승강용 캠
9. 제8항에 있어서,
   상기 가압부는 상기 평판부의 양 측면의 가장자리에 각각 결합된 제1 가압부와 제2 가압부를 포함하며, 상기 평판부에서 제1 가압부와 제2 가압부가 결합된 부분은 제1 가압부 및 제2 가압부와 같은 곡률로 형성되는 것을 특징으로 하는 승강용 캠
10. 제8항에 있어서,
    상기 가압부의 폭(W)은 상기 승강용 롤러의 길이(L)에 대해 L/2 ≤ W ≤ L의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계
11. 제8항에 있어서,
    상기 가압부의 폭은 상기 평판부 두께의 3배인 것을 특징으로 하는 뻥튀기 기계

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