KR0149244B1 - 복합작용식 수지형 가지치기 도구 - Google Patents

복합작용식 수지형 가지치기 도구

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KR0149244B1
KR0149244B1 KR1019950023977A KR19950023977A KR0149244B1 KR 0149244 B1 KR0149244 B1 KR 0149244B1 KR 1019950023977 A KR1019950023977 A KR 1019950023977A KR 19950023977 A KR19950023977 A KR 19950023977A KR 0149244 B1 KR0149244 B1 KR 0149244B1
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Abstract

제1손잡이 및 상기 제1손잡이에 선회 가능하게 연결되는 제2손잡이와, 상기 제2손잡이에 고정되는 제1절단날 및 상기 제2손잡이에 선회 가능하게 연결되어 상기 제1절단날과 결합되는 제2절단날과, 상기 제2날을 상기 제1손잡이에 연결하는 링크를 포함하며, 상기 제2날은, 상기 제1손잡이가 선회하여 상기 제2손잡이와 결합할 때 선회하여 상기 제1날과 결합하고, 절단 날은 폭방향으로 치우쳐져서 가위로서의 기능을 제공하고, 모루 판이 제2절단날에 장착됨으로써 모루 절단날로 전환될 수 있는 수지형 가지치기 도구.

Description

복합작용식 수지형 가지치기 도구
제1도는 폐쇄 위치에 놓인 본 발명에 따른 가지치기 도구의 왼쪽 부분의 도시도.
제2도는 개방 위치에 놓인 제1도의 가지치기 도구의 왼쪽 부분의 도시도.
제3도는 제1도의 정면도.
제4도는 제1도의 배면도.
제5도는 제1도의 A-A선 단면도.
제6도는 제1도의 B-B선 단면도.
제7도는 제1도의 C-C선 단면도.
제8도는 제1도의 D-D선 단면도.
제9도는 연동 장치 조립체의 개방 위치를 보인 일부 절결 좌측면도.
제10도는 연동 장치 조립체의 분해 사시도.
제11도는 부분적으로 조립된 연동 장치의 분해 사시도.
제12도는 모루(anvil)가 갈고리 모양의 날 위에 장착된 가지치기 도구의 왼쪽 부분의 사시도.
제13도는 가지치기 도구의 오른쪽 부분의 사시도.
제14도는 개방 위치에 놓인 가지치기 도구의 왼쪽 부분의 사시도.
제15도는 가지치기 도구의 좌측면도.
제16도는 가지치기 도구의 우측면도.
제17도는 가지치기 도구의 평면도.
제18도는 가지치기 도구의 저면도.
제19도는 연동 장치 조립체를 보인 가지치기 도구의 일부 절결 좌측면도.
제20도는 개방 위치에 놓인 연동 장치 조립체를 보인 가지치기 도구의 일부 절결 좌측면도.
제21도는 모루, 갈고리 및 절단날을 보인 분해 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:수지형 가지치기 도구 12:하부 손잡이
14:상부 손잡이 16:핀
18:고정 절단날 20:볼트
22:갈고리 26:링크
40:압출 스프링 42:리브
48:걸쇠 50:리브
52:리브 56:슬롯
본 발명은 가지치기 도구에 관한 것으로 특히 손잡이를 잡고 있는 사용자에 의해 가해지는 힘의 여러 배에 이르는 절단력을 절단날에 제공하는 수지(手持)형 가지치기 도구에 관한 것이다.
레버의 작용에 기초하여 동작하고, 레버는 절단기가 폐쇄됨에 따라 절단날에 인가되는 힘이 증가하는 여러 가지 유형의 수지 도구가 공지되었다. 이러한 유형의 절단장치중 전형적인 예가 가지치기 장치라는 명칭으로 1922년 11월 21일자로 특허된 미국 특허 제1,436,603호와, 전단기(shear)라는 명칭으로 1956년 5월 8일자로 특허된 미국 특허 제2,744,323호와, 금속 전단기라는 명칭으로 1956년 10월 16일자로 특허된 미국 특허 제2,766,526호와, 헤지(Hedge) 전단기라는 명칭으로 1950년 11월 7일자로 특허된 미국 특허 제2,528,816호와, 집게라는 명칭으로 1905년 4월 18일자로 특허된 미국 특허 제787,414호에 개시되어 있다. 이들 장치는 연결 링크를 사용하여, 각각 전단기가 폐쇄됨에 따라 인가된 힘을 증가시킴으로써 기계적인 장점을 달성할 수 있도록 되어 있다. 월톤(Walton)에 허여된 특허 제787,414호에는 0으로부터 신속히 증가하고, 팔이 직각으로 선회함에 따라 즉시 0으로 감소하는 절단력을 제공하는 집게가 개시되어 있다.
배력기구라는 명칭으로 1993년 9월 21일자로 크리벡(Krivec)에게 허여된 특허5,245,755호 및 금속 절단용 전단기라는 명칭으로 1971년 6월 28일자로 헥스달(Hexdall)에게 허여된 특허 제3,587,173호는 전단기가 폐쇄됨에 따라 금속을 절단하기 위한 힘을 증가시키는 레버 작용을 제공하고 있다.
본 발명의 일반적인 목적은 손잡이에 가해지는 힘은 일정한 상태에서 손잡이가 반쯤 폐쇄되었을 때 날에 최대의 힘을 제공하는 수지형 가지치기 도구를 제공하는 것이다.
본 발명의 중요한 특징은, 절단되는 재료에 따라 가위 형태의 가지치기 도구에서 모루 형태의 가지치기 도구로 그 형태가 쉽게 전환될 수 있는 수지형 가지치기 도구를 제공한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은, 조작자의 팔에 있는 손목관절의 피로를 감소시키고, 절단날을 더 잘 볼 수 있도록, 작동손잡이가 그 작동단부에서 휘어져 있는 인체공학적 형상을 가진다는 것이다.
수지형 가지치기 도구의 중요한 장점은, 복합 연동 장치 기구에 의하여 수지형 가지치기 도구에 인가되는 힘보다 현저하게 더 큰 절단력이 날의 중간 이동점에 발생한다는 것이다.
본 발명의 이러한 특징 및 그 밖의 다른 특징들은 일단부에서 선회 가능하게 연결되는 한 쌍의 손잡이를 포함하는 배력 연동 장치를 제공함으로써 달성된다. 절단날 및 갈고리는 손잡이중 어느 하나에 제거 가능하게 장착된다. 한 쌍의 링크는 손잡이중 어느 하나와 갈고리에 선회 가능하게 연결되어, 갈고리를 선회 운동시킴으로써 날과 결합되도록 한다. 링크는 날과 결합하게 되는 갈고리의 이동 거리의 중간쯤에서 날과 갈고리 사이에 최대의 절단력을 제공할 수 있도록 배열된다.
본 발명의 그 밖의 다른 기본적인 특징 및 장점은 첨부 도면에 의거한 상세한 설명 및 특허청구의 범위를 통해 명백히 밝혀진다.
본 발명의 적어도 한 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명이 이하의 발명의 상세한 설명 부분에서 설명되고 도면에서 예기되는 구성 요소의 구성 및 배열에만 국한되지 않음을 주목할 필요가 있다. 본 발명은 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 여기서 언급되는 표현 및 용어는 본 발명의 설명을 위한 것일 뿐 본 발명의 제한하는 것은 아님을 주목할 필요가 있다.
이하, 첨부 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제1도 내지 제11도에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 수지형 가지치기 도구(10)는 바이패스 또는 가위 형태의 수지형 가지치기 도구이고, 제12도 내지 제21도에 도시한 가지치기 도구는 모루형 가지치기 도구이다.
두 가지 형태의 가지치기 도구는, 비록 다른 원리로 동작을 하지만, 둘 다 하부 손잡이(12)와, 핀(16)에 의해 하부 손잡이(12)에 선회 가능하게 연결되는 상부 또는 동작 손잡이(14)를 포함한다. 핀(16)은 손잡이(12)내의 구멍(17)과 손잡이(14)내의 구멍(19)을 관통한다. 상부 손잡이(14)의 단부(15)는 상부 손잡이(14)에 대해 약 45도의 각으로 구부러짐으로써, 양호하게 바라볼 수 있음은 물론 조작자의 팔의 피로를 감소시킨다. 날(18)은 손잡이(12)내의 구멍(21) 및 날(18)의 구멍(23)을 관통하는 볼트(20)에 의해 하부 손잡이(12)에 제거 가능하게 고정되어 있다. 볼트(20)는 캡(11)에 의해 그 안에서 고정되어 있다. 갈고리(22)는, 제10도에 도시한 바와 같은 갈고리(22)내의 구멍(25)을 관통하는 볼트(20) 위에 선회 가능하게 장착되어 있다.
갈고리(22)는, 갈고리(22)가 그 이동 경로를 따라 반쯤 이동하였을 때 갈고리(22) 및 날(18) 사이에서 최대 절단력을 제공하는 제10도 및 제11도에 도시한 바와 같은 삼중 레버 연동 장치(trilever linkage, 24)에 의해 이동하여 날(18)과 결합하게 된다. 여기서, 삼중 레버 연동 장치(24)는 한 쌍의 링크(26)를 포함하며, 링크 각각의 한쪽 단부는 상부 손잡이(14)내의 개구(30) 및 링크(26)의 일단부의 구멍(32)을 관통하는 핀(28)에 의해 손잡이(14)의 단부(15)에 선회 가능하게 연결된다. 링크(26)의 다른 쪽 단부는 링크(26)의 구멍(36) 및 갈고리(22)내의 구멍(38)을 관통하는 핀(34)에 의해 갈고리(22)에 선회 가능하게 연결된다.
손잡이(14)는 하부 손잡이(12) 위의 리브(42) 위에 놓이고 상부 손잡이(14)내의 리세스(recess, 46)내의 리브(rib, 44) 위에 놓이는 압출 스프링(40)에 의해 제9도에 도시한 바와 같은 개방 위치로 치우친다. 동작 손잡이(14)는 걸쇠(48)에 의해 하부 손잡이(12)와 맞물린 상태로 잠겨진다. 여기서, 제11도에 도시한 바와 같은 걸쇠(48)는 동작 손잡이(14) 위의 리브(52)와 결합하는 한 쌍의 리브(50)를 포함한다. 걸쇠(48)는, 걸쇠(48)가 아래로 밀어내어져서 제11도에 도시한 바와 같은 하부 손잡이(12)내의 슬롯(56)과 결합할 때 손잡이(12)내의 슬롯(56)과 결합하는 바닥 위에서 한 쌍의 리브(54)를 또한 포함한다.
제1도 및 제12도 내지 제21도에 도시한 바와 같이, 가지치기 도구(10)는 갈고리(22) 위에 장착된 모루(58)를 포함한다. 여기서, 제21도에 도시한 바와 같이, 갈고리(22)는, 모루(58)가 갈고리(22)의 가장자리(65) 위에 장착됨으로써, 모루형 절단기로 전환된다. 모루(58)는 갈고리(22)의 가장자리(65)의 곡면과 결합하는 슬롯(66)을 포함한다. 모루(58)는 모루내의 나사 구멍(도시안됨)과 결합할 수 있도록 모루 내의 개구(70)와 갈고리(22)내의 구멍(72)을 관통하는 볼트(68)에 의해 갈고리(22)에 고정된다. 모루(58)는 날(18)의 이동 경로 내로 횡으로 어긋나 있음을 주목할 필요가 있다.
동작시, 걸쇠(48)는 위로 밀어 올려짐으로써 손잡이(14)내의 노치(notch, 56)로부터 해제된다. 스프링(40)은 하부 손잡이(12)에 대해 30도 가량 핀(16)을 중심으로 동작 손잡이(14)를 선회시킨다. 손잡이(14)가 선회하면, 갈고리(22) 위의 모루(58)가 선회하여 날(18)에서 떨어진다. 손잡이(14)가 폐쇄될 때, 손잡이는 핀(16)을 중심으로 선회하고, 링크(26)가 볼트(20)를 중심으로 갈고리(22)를 잡아당김으로써, 모루(58)를 이동시켜 날(18)과 절단 결합되도록 한다. 날(18)에 모루(58)를 근접시키는 힘은 핀(16) 및 볼트(20)의 선회점에 대해 링크(26)가 간격을 두고 배치되어 있기 때문에, 초기에는 증가한다. 이에 대해서는 이하에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
날(18)은 손잡이(12)내에 해제 가능하게 장착됨으로써, 날(18)의 가장자리(60)를 교환하거나 날카롭게 할 수 있다. 여기서, 날(18)은 제7도에도 도시한 슬롯(31)내에서 정렬하고, 날(18)의 개구(23)를 관통하는 볼트(20)에 의해 그 안에 지지됨을 주목할 필요가 있다. 날은, 캡(11)이 볼트(20)로부터 제거되고 날(18)의 구멍(23) 밖으로 볼트가 활주함으로써, 제거된다.
갈고리(22)를 갖춘 날(18)의 최대 절단력FR은 삼중 레버 연동장치(24)가 중간점을 관통할 때, 즉 완전 개방 위치에서 완전 폐쇄 위치로 손잡이(14)가 이동할 때의 15도의 지점을 관통할 때, 발생한다. 삼중 레버 연동장치는 제9도에 도시한 바와 같은 링크(P1P4, P4P3및 P3P2)의 상호관계에 관련된다.
링크(P1P4및 P4P3)가 직각으로 위치하고, 링크(P4P3및 P3P2)가 직각으로 위치하면, 절단될 대상에 최대력 FR이 인가된다. 이 관계는 손잡이가 30도의 각에서 15도의 각으로 이동할 때 발생된다. 이러한 관계의 트릴레버 공식은 다음과 같다.
여기서, FR은 공작물에 전달되는 힘,
F1은 손잡이(14)에 인가되는 힘,
P1은 핀(16),
P2은 볼트(20),
P3는 핀(34),
P4는 핀(28),
는 링크(P4P3)와 P4에서 링크(P1P4)에 수직하는 선에 의해 형성된 각도,
는 링크(P4P3)와 P3에서 링크(P2P3)에 수직하는 선에 의해 형성된 각도이다.
갈고리(22)의 중간 지점에서의 힘 FR은 링크가 중간 지점으로 선회함에 따라 증가하고, 갈고리가 바이패스 날(18)에 근접하거나 모루(58)와 결합하게 됨에 따라 감소한다.
따라서, 본 발명에 의해 상기한 목적 및 장점을 만족시키는 복합작용식 수지형 가지치기 도구가 제공된다는 것을 명백히 알 수 있다. 본 발명이 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 이에 국한되지 않고 여러 가지로 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재하는 특허청구에 기재된 본 발명의 정신 및 범주에 속하는 모든 변형예 및 변경예를 포함한다.

Claims (9)

  1. 제1손잡이(14) 및 상기 제1손잡이에 선회 가능하게 연결되는 제2손잡이(12)와, 상기 제2손잡이(12)에 고정되는 제1절단날(18) 및 상기 제2손잡이(12)에 선회 가능하게 연결되어 상기 제1절단날(18)과 결합되는 제2절단날(22)과, 상기 제2절단날(22)을 상기 제1손잡이(14)에 연결하는 링크(26)로 구성되며, 상기 제2절단날(22)은, 상기 제1손잡이(14)에 선회하여 상기 제2손잡이(12)와 결합할 때 선회하여 상기 제1절단날(18)과 결합하는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 두 손잡이(12, 14)를 개방 위치로 편향시키는 수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  3. 제1항에 있어서, 상기 링크(26)의 일단부는 제1손잡이(14)와 제2손잡이(12)의 선회 가능 연결부와 간격을 두는 관계로 상기 제1손잡이(14)에 선회 가능하게 연결되며, 상기 링크(26)의 타단부는 간격을 두고 제2절단날(22)과 제2손잡이(12)의 선회가능 연결부와 간격을 두는 관계로 제2절단날(22)에 선회 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1손잡이(14)는 손잡이부와 손잡이에서 각을 두고 편향되는 단부(15)를 포함하며, 상기 제1손잡이(14)는 상기 제2손잡이(12)에 대해 최대 30도 선회하는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  5. 제1선회부 및 손잡이부를 갖춘 제1손잡이(14)와, 제2선회부 및 제2손잡이부를 갖춘 제2손잡이(12)와, 상기 제1선회부를 상기 제2선회부에 선회 가능하게 연결하는 제1핀(16)과, 일단부가 상기 제2손잡이부에 선회 가능하게 연결되는 갈고리(22)와, 상기 갈고리(22)의 상기 일단부를 상기 제2손잡이부에 선회 가능하게 연결하는 볼트(20)와, 상기 제2손잡이부내에 장착되며, 일단부는 상기 볼트(20)에 고정되고 타단부는 상기 갈고리(22)의 이동경로내에 위치하는 고정 절단날(18)과, 상기 갈고리(22)를 상기 제1선회부에 연결하는 한 쌍의 링크(26)로 구성되며, 상기 제1손잡이(14)가 상기 제2손잡이(12)에 대해 선회운동을 하는 경우, 갈고리(22)가 상기 고정 절단날(18)과 결합되도록 갈고리(22)를 끌어당기는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  6. 제5황에 있어서, 상기 링크(26)는 상기 제1핀(16)과 간격을 둔 상태로 상기 제1선회부에 연결되고, 상기 볼트(20)와 간격을 둔 상태로 갈고리(22)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  7. 제6항에 있어서, 상기 고정 절단날(18)의 이동경로내에 있는 상기 갈고리(22) 위에 장착되는 모루(anvil, 58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  8. 제7항에 있어서, 상기 갈고리(22) 위에 장착되고 상기 갈고리(22)로부터 상기 고정절단날(18)의 이동경로내로 횡으로 치우치는 모루(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10).
  9. 제6항에 있어서, 상기 도구(10)에 인가되는 힘 FR은 다음의 식에 의한 함수 인것을 특징으로 하는 수지형 가지치기 도구(10):
    여기서, FR은 도구에 전달되는 힘,
    F1은 손잡이(14)에 인가되는 힘,
    P1은 핀(16),
    P2은 볼트(20),
    P3는 핀(34),
    P4는 핀(28),
    는 링크(P4P3)와 P4에서 링크(P1P4)에 수직하는 선에 의하여 형성된 각도,
    는 링크(P3P4)와 P3에서 링크(P2P3)에 수직하는 선에 의해 형성된 각도이다.
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