KR100571498B1 - 이동식 표면 절삭 머신 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유성 헤드(3)와 복수개의 위성 헤드들(6)을 구비하는 이동 표면 절삭 머신에 관한 것이다. 위성 헤드들은 표면을 연마하기 위한 것이고, 유성 헤드는 표면 주변에서 황도 경로상으로 표면 절삭 머신을 이동시키기 위한 것이다. 유성 헤드는 위성 헤드를 구동시키기 위한 모터(4)와는 다른 별도의 모터(9)에 의해 구동된다.

Description

이동식 표면 절삭 머신{a mobile surfacing machine}
본 발명은 표면 절삭 플로어링에 사용하기 적합한 이동식 표면 절삭 머신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 콘크리트, 석조 및 목조 바닥에 사용하기 적합한 유성형 표면 절삭 머신에 관한 것이다.
본 발명에 따른 표면 절삭 머신은 표면 마감이 필요한 각종 가정용, 상업 및 산업적 응용 분야에 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 표면 절삭 머신은 콘크리트, 석조 및 목조 바닥을 표면 마감하는 데에 특히 적합하다. 본 명세서에서는 바닥의 마감을 예로 들어 본 발명을 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 각종 실내 및 실외 표면에 사용할 수 있다.
일반적으로, 표면 절삭 머신은 바닥재에 들러붙은 물질을 연마하여 제거하고, 필요한 경우에는 바닥재의 일부를 연마 제거함으로써 바닥재의 표면을 벗겨내고 매끈하게 하는 데에 사용된다. 따라서, 표면 절삭 머신을 사용하면 바닥재의 표면이 깨끗하고 매끈하며 평탄하게 되므로 이 표면에 새로운 피복물이나 도장물을 도포할 수 있다. 예를 들어, 건축 작업자나 수선업자들은 표면 절삭 머신을 이용하 여 바닥재에 리놀륨이나 타일, 또는 기타 피복물을 붙이기 위하여 사용된 접착제를 제거하거나 니스, 도료 또는 폴리머(에폭시 코팅재)의 피복물을 제거한다.
또한, 표면 절삭 머신은 거친 바닥재 표면을 평탄하게 하거나 표면 레벨링 혼합물을 제거하여 바닥재의 표면을 매끈하고 고르게 하는 데에도 널리 사용된다. 콘크리트 표면과 같은 어떤 유형의 표면은 표면 절삭 머신을 이용하여 연마하기에 적합하다.
가장 많이 알려져 있는 형태의 바닥재 표면 절삭 머신으로는 유성 표면 절삭 머신이 있다. 일반적으로, 유성 표면 절삭 머신은 유성 헤드 내에 설치된 세 개의 위성 표면 절삭 헤드로 구성된다. 이 때, 유성 헤드와 위성 헤드는 서로 반대 방향으로 회전한다. 보통, 유성 표면 절삭 머신에서 위성 헤드들이 구동되면 유성 헤드가 일정한 속도로 회전한다. 유성 헤드의 회전 속도는 위성 헤드와 바닥재 사이에 발생하는 마찰에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서, 표면을 신속하게 연마하기 위하여 위성 헤드를 고속으로 구동하면, 유성 헤드도 빠르게 회전하게 되지만 표면 절삭 머신이 바닥으로부터 튕기는 현상이 발생하므로 거친 바닥재에 사용할 때에는 제어가 힘들게 된다. 그러나, 머신의 안정성을 높이기 위하여 위성 헤드의 회전 속도를 낮추면, 표면 절삭 머신의 작업성과 경제성이 낮아진다. 또한, 표면 절삭 머신의 작업성을 높이기 위하여 헤드를 고속으로 구동시키면 머신 부품과 표면 마감 헤드의 마모가 증가된다.
미국 특허 제 5,637,032 호는 상기와 구성의 유형이 같으나 표면 절삭 머신의 프레임에 부착된 벨트 풀리와, 유성 헤드의 회전을 제어하기 위하여 프레임에 부착된 벨트 풀리 둘레에 주행하는 벨트를 부가적으로 포함하는 표면 절삭 머신을 개시한 것이다. 여기서, 다수의 벨트 풀리는 표면 원판의 회전축 상에 배열된다. 그러나, 이 특허의 구성 장치는 유성 헤드의 회전 속도를 제한하는 데에만 적합하다. 이 장치는 위성 헤드와 바닥재 사이에 마찰력이 발생하는 경우에는 유성 헤드의 회전 속도가 이 마찰력에 의해 제한되기 때문에 그 구성의 효과가 떨어진다. 위성 헤드와 바닥재 사이에 마찰력이 비교적 적게 발생하는 경우에는 벨트가 유성 헤드의 회전 속도를 제한할 수도 있지만, 유효한 경우에는 위성 헤드의 움직임을 좌우하는 벨트가 위성 헤드의 회전 속도에 정비례하게 유성 헤드의 회전 속도를 제한한다. 따라서, 머신의 작동 모드의 유연성이 떨어진다.
본 발명은 동작의 안정성을 개선시키고 작업성과 동작의 유연성을 크게 향상시킨 이동식 표면 절삭 머신을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이동식 표면 절삭 머신은 유성 헤드가 회동 가능하게 설치되는 프레임; 유성 헤드 내부에 회동 가능하게 설치되어 표면을 연마하기 위한 적어도 한 개의 위성 헤드; 유성 헤드를 구동하기 위한 제 1 구동 수단; 및 상기 제 1 구동 수단과는 독립적으로 작동되며, 각각의 위성 헤드를 구동하기 위한 제 2 구동 수단을 포함한다.
통상적으로, 네 개의 위성 헤드를 구비한 표면 절삭 머신도 가능하지만, 상기 이동식 표면 절삭은 복수개의 위성 헤드, 바람직하게는 세 개의 위성 헤드를 포 함한다.
통상적으로, 상기 또는 각각의 위성 헤드는 유성 헤드 내부에 회동 가능하게 설치된 해당 회전축 상에 장착되는 표면 절삭 원판을 포함한다. 이와 같은 장치 구성에서, 각각의 회전축은 제 2 구동 수단에 의해 구동된다. 제 2 구동 수단은 각각의 회전축에 설치된 벨트 풀리와, 구동 풀리(들)를 프레임 위에 설치된 제 1 모터에 연결시키기 위한 구동 벨트를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 2 구동 수단은 벨트 인장 장치를 포함한다. 통상적으로, 벨트 인장 장치는 벨트 인장 풀리를 포함하며, 위성 회전축에 설치된 벨트 풀리 둘레에 주행하는 구동 벨트를 인장하기 위한 것이다. 이와 같은 인장 장치는 표면 절삭 머신을 분해하였다가 재조립한 경우에도 벨트를 인장시킬 수 있으므로 표면 절삭 머신의 조립과 작동을 간소화한다.
바람직하게는, 상기 제 1 구동 수단은 일련의 기어 풀리와 회전축을 통하여 유성 헤드를 구동시키는 제 2 모터를 포함한다.
제 1 구동 수단과 제 2 구동 수단은 서로 다른 별개의 모터에 의해 구동되는 별개의 시스템으로서 완전히 독립적으로 작동한다. 따라서, 위성 헤드들과 유성 헤드는 서로 독립적으로 구동되므로 서로 다른 회전 방향으로 구동되거나 서로 같은 회전 방향으로 구동될 수 있으며, 서로 다르거나 같은 속도로 구동될 수 있다. 이로써, 작동자는 거친 바닥 표면의 위에서 작업할 때에는 유성 헤드를 비교적 낮은 속도로 구동시켜서 이동식 표면 절삭 머신이 울퉁불퉁한 거친 표면에서 되튀지 않도록 하는 동시에, 위성 헤드들을 비교적 고속으로 구동시켜서 머신의 작업 생산성을 유지할 수 있다. 표면을 약간만 마감하여야 하는 경우에는, 유성 헤드를 고속으로 구동시켜서 이동식 표면 절삭 머신이 신속하게 바닥 표면을 지나게 하여 위성 헤드들이 바닥의 소정 부위에 머무는 시간을 짧게 할 수 있다. 한편, 비교적 넓은 면적의 바닥 부위를 마감하고자 하는 경우에는, 유성 헤드의 회전 속도를 낮추어서 위성 헤드들이 해당 부위의 바닥 표면에 머무는 시간을 길게 할 수 있다. 이로써, 본 발명에 따른 이동식 표면 절삭 머신은 작업 유연성이 상당히 향상된다.
발명의 바람직한 실시예는 첨부된 다음 도면들을 참조하여 설명하기로 한다:
도 1은 본 발명에 따른 이동식 표면 절삭 머신의 일 실시예를 보여 주는 단면도;
도 2는 위성 헤드와 그 회전축을 구동하는 작동 연결부를 보여 주는 제 2 구동 수단의 평면도; 및
도 3은 제 1 구동 수단의 또 다른 구성을 보여 주는 평면도이다.
도면에 나타낸 이동식 표면 절삭 머신은 모터 설치 플레이트(2)와, 리브(1)에 부착되는 제어 샤시(도시되어 있지 않음)로 이루어진 프레임을 구비한다. 이 때, 제어 샤시는 작동자가 이동식 표면 절삭 머신을 바닥재 위에서 자유자재로 이동시킬 수 있도록 하는 수단을 포함한다. 통상적으로, 이 수단은 소정의 연결부들을 형성시키기 위하여 적당한 설비를 구비한 핸들 장치로서, 소정의 연결부들은 이동식 표면 절삭 머신의 동작을 제어하기 위한 제어 패널을 손잡이 장치에 장착시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
이 장치는 양단이 상단 플레이트(3A)와 하단 플레이트(3C)로 막힌 원통형 벽(3B)으로 구성되는 유성 헤드(3)를 부가적으로 포함한다. 모터 설치 플레이트(2)는 메인 베어링 설치대(2A)를 포함하는 메인 베어링 어셈블리에 의해 유성 헤드(3) 상부에 설치된다. 이 때, 메인 베어링 설치대(2A)는 모터 설치 플레이트(2)의 고정 연장부이다. 유성 헤드(3)와 메인 베어링(3E)에는 메인 베어링 하우징(3D)이 고정되게 설치된다. 모터 설치 플레이트(2)는 상단 플레이트(3A)에 고정 설치된 풀리(13)를 구비하고, 벨트(13A)에 의해 구동되어 한 쪽 방향으로 회전할 수 있다. 벨트(13A)는 풀리(13)의 주변을 싸고 있으며 제 1 구동 수단에 의해 구동된다.
제 1 구동 수단은 모터 설치 플레이트(2)에 고정 설치된 모터(9)를 포함한다. 소형 모터(9)의 회전축 상에는 풀리(10)가 고정된다. 이 풀리는 벨트(10A)를 통하여 제 2 풀리(11A)와 상호 작용하여 회전축(12)을 구동한다. 이 회전축의 하단에는 제 3 풀리(11B)가 설치된다. 이 풀리(11B)는 도 1과 도 3에 나타낸 바와 같이 벨트(13A)를 통하여 풀리(13)와 상호 작용한다. 일련의 벨트와 풀리를 통한 상단 구동 모터(9)와 상단 구동 풀리의 상호 작용을 "상부 구동 시스템"이라고 한다.
제 2 구동 수단은 모터 설치 플레이트(2)에 장착된 모터(4)를 포함하고, 회전축(4A)을 구비한다. 회전축(4A) 상부에는 구동 풀리(4B)가 부착된다. 구동 풀리(4B)는 구동 회전축 베어링 어셈블리(4C)와 부속 베어링(4D)에 의해 안정된다.
구동 풀리(4B)는 벨트 풀리(6A)의 둘레에 주행하는 일차 구동 벨트(7)에 의해 위성 헤드들(6)에 연동된다. 위성 헤드들(6)은 위성 헤드 회전축(6B) 상에 설치된다. 이와 같은 구성은 도 2에 잘 나타나 있다. 동작 중에 벨트 인장력을 적정하게 유지하기 위하여, 조절형 벨트 인장 장치(8)가 구비된다. 이와 같은 인장 장치는 구동 벨트를 벨트 풀리 상측에서 당겨주어야 하는 종래의 표면 절삭 머신과는 달리, 벨트 인장력이 각 부품의 어셈블리에 작용할 수 있으므로 표면 절삭 머신의 작동을 수월하게 한다. 이와 같은 관점에서 볼 때, 종래의 장치 구성은 표면 절삭 머신을 조립하는 데에 상당한 어려움이 있는 것을 알 수 있다. 구동 풀리(4B), 일차 구동 벨트(7), 벨트 풀리(6A) 및 벨트 인장기(8)의 상호 작용으로 "하부 구동 시스템"의 메커니즘이 형성된다.
유성 헤드(3) 내부에는 유성 헤드의 상단 플레이트(3A)와 하단 플레이트(3B)를 모두 관통하는 세 개의 위성 헤드 회전축(6B)이 회동 가능하게 설치된다. 상단 베어링 어셈블리는 상단 베어링 하우징(6D)과 상단 베어링(6E)을 포함하고, 하단 베어링 어셈블리는 하단 베어링 하우징(6C)과 하단 베어링(6F)을 포함하여 각자 회전한다. 위성 회전축(6B)의 하단에는 바닥재를 표면 마감에 직접 관여하는 표면 절삭 원판(6G)이 설치된다.
작동시, 제어 샤시(도시되어 있지 않음)를 포함하는 상기 장치는 작동자에 의해 바닥재 위에서 이동된다. 작동자는 모터(4)에 의해 유성 헤드에 인가되는 구동량을 선택하여 유성 헤드의 회전 속도를 조절할 수 있다. 유성 헤드의 회전 방향은 유성 헤드를 전후 방향으로 구동시킴으로써 조절할 수 있다. 마찬가지로, 작동자는 모터(9)에 의해 위성 헤드들(6)에 인가되는 구동량을 선택하여 위성 헤드들의 회전 속도와 회전 방향을 조절할 수 있다. 그리고, 모터들(4)(9)은 서로 서로 독립 적으로 제어된다. 따라서, 작동자는 유성 헤드(3)의 회전 속도와 회전 방향을 위성 헤드들(6)의 회전 속도 및 회전 방향과 별개로 조절할 수 있다.
유성 헤드(3)의 회전 속도는 위성 헤드들(6)이 바닥재의 소정 부위에 접촉되는 시간의 양을 조절하고, 위성 헤드(6)의 회전 속도는 바닥재의 연마 정도를 결정한다. 따라서, 바닥재의 표면이 거칠어서 유성 헤드(3)의 회전 속도를 낮추면, 이차 헤드(6)의 회전 속도를 유지할 수 있으므로 유성 헤드가 바닥재의 거친 표면으로부터 튕겨서 바닥재에 손상을 주는 위험성 없이 작업 생산률을 유지할 수 있다. 마찬가지로, 소량의 이물질만을 제거해야 하는 경우에는, 유성 헤드(3)를 고속으로 구동시켜서 바닥재의 소정 부위에 위성 헤드(6)가 접촉되는 시간을 줄일 수 있고, 그리고/또는 위성 헤드(6)의 회전 속도를 줄일 수 있다. 유성 헤드의 회전 속도가 위성 헤드들에 인가되는 구동량에 의해 결정되는 종래의 장치로는 위성 헤드들을 이용하여 유성 헤드의 속도를 조절하는 것이 불가능하였다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 유성 헤드가 회동 가능하게 설치되는 프레임;
    상기 유성 헤드 내부에 회동 가능하게 설치되어 표면을 연마하기 위한 적어도 한 개의 위성 헤드;
    상기 유성 헤드의 회전축에 설치되어 구동하기 위한 제 1 구동 수단; 및
    상기 제 1 구동 수단과는 독립적으로 작동되며, 상기 각각의 위성 헤드의 회전축에 설치되어 구동하기 위한 제 2 구동 수단을 포함하는 이동식 표면 절삭 머신.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동식 표면 절삭 머신은 세 개 또는 네 개의 위성 헤드를 구비하는 것임을 특징으로 하는 이동식 표면 절삭 머신.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 위성 헤드 또는 상기 각각의 위성 헤드는 유성 헤드 내부에 회동 가능하게 설치된 해당 회전축 상에 장착되는 표면 절삭 원판을 포함하는 것임을 특징으로 하는 이동식 표면 절삭 머신.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 구동 수단은 각각의 회전축에 설치된 벨트 풀리와, 구동 풀리(들)를 프레임 위에 설치된 제 1 모터에 연결시키기 위한 구동 벨트를 포함하는 것임을 특징으로 하는 이동식 표면 절삭 머신.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 구동 수단은 구동 벨트 인장 장치를 부가적으로 포함하는 것임을 특징으로 하는 이동식 표면 절삭 머신.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 구동 벨트 인장 장치는 인장 풀리를 포함하고, 인장 풀리 둘레에 구동 벨트가 주행하는 것임을 특징으로 하는 이동식 표면 절삭 머신.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 1 구동 수단은 일련의 기어 풀리와 회전축을 통하여 유성 헤드를 구동시키는 제 2 모터를 포함하는 것임을 특징으로 하는 이동식 표면 절삭 머신.
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