KR100622391B1 - 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 인테리어재로 사용되는 나무 판재의 표면에 나이테에 의해 구분되는 연질부와 경질부를 요철을 이루도록 차등적으로 가공할 수 있는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이며, 이를 위한 구성으로서 일측에 돌출된 플랜지가 구비되고 타측에는 나사산이 형성되며 회전축에 삽입되도록 중심부는 비어있는 샤프트블럭과; 다수가닥의 와이어가 한 개체의 강모를 형성하게 되고 상기 강모들을 홀더에 구속되도록 원형으로 배치시켜 상기 샤프트블럭에 필요한 개수 만큼 적층 삽입시키는 브러쉬유닛과; 상기 나사산에 체결되어 적층된 상기 브러쉬유닛들을 가압 고정되도록 하는 너트;를 포함하여 구성되어 내구성이 우수하고 가공성도 좋으며 다축 몰다를 이용하여 한번에 목재를 성형하고 표면 요철가공할 수 있는 효과를 가지는 기술이다.

목재, 표면가공, 요철, 성형, 브러쉬, 다축몰다, 강모, 복선, 와이어

Description

목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리{BRUSH ASSEMBLY FOR PROCESSING WOOD SURFACE}

도1 - 종래기술에 따른 목재표면처리장치의 구성도.

도2 - 도1의 종래기술에서 사용된 브러쉬의 단면도.

도3 - 청소차용 로울러 브러시의 사시도.

도4 - 또 다른 브러쉬의 분해사시도.

도5 - 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리의 분해사시도.

도6 - 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리의 결합사시도.

도7 - 브러쉬유닛의 단면도.

도8 - 제2실시형태에 따른 브러쉬 어셈블리의 사시도.

도9 - 다축 몰다의 개략적인 정면도.

도10 - 다축 몰다에 형성되는 커터의 개략적인 배치를 보여주는 예시도.

도11 - 다축 몰다를 이용하여 성형가공과 표면 요철가공이 이루어진 상태의 루버의 사시도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

10 : 샤프트블럭 20 : 브러쉬유닛

30 : 너트

본 발명은 건축물의 인테리어재로 사용되는 나무 판재의 표면에 나이테에 의해 구분되는 연질부와 경질부를 요철을 이루도록 차등적으로 가공할 수 있는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

실내외 인테리어를 위한 부재로 다양한 소재의 자재들이 공급되고 있으나 여전히 목재는 그 우수성으로 인해 널리 사용되고 있다. 일반적으로 목재는 인체에 무해하며 나이테를 가지므로 독특한 미감을 창출할 수 있는 특징을 가진다.

일반적으로 판상의 목재를 조립하여 벽면 등을 장식하는 것을 루버라고 하며, 이것은 일정한 폭을 가지며 좌우 측면에는 암수결합부가 형성되어 연속적으로 조립하여 시공할 수 있도록 제공된다. 목재 루버는 매끄러운 표면을 가지는 것도 있지만 보다 자연적인 미를 창출하고자 최근에는 루버의 표면을 요철처리한 제품이 제공되고 있다. 천연목재를 이용한 루버는 나무가 가지는 나이테로 인해 경질부와 연질부로 확연히 구분되며 표면가공을 통해 경질부는 돌출되게 하고 연질부는 함몰되게 입체감을 부여할 수 있다.

목재표면을 요철가공하는 일반적인 방법으로는 스틸 브러쉬를 이용하여 목재표면을 마찰시키는 것이다. 그 한 예로서는 핸드 그라인더에 둥근 컵 형태의 브러쉬를 장착하여 목재표면을 문지르는 것이다. 하지만 이러한 브러쉬는 목재가공 을 위한 전용 브러쉬가 아니며 단선으로 이루어져 있고 그 굵기도 두꺼우므로 효율적인 표면요철가공을 행할 수 없다는 문제점이 있었다. 그리고 이러한 작업은 수작업인 관계로 대량생산에는 부적합하며 생산성이 극히 낮고 인건비가 지나치게 높다는 문제점이 있었다. 또한 수작업인 관계로 핸드 그라인더를 저속회전시킬 수 밖에 없고 단선인 관계로 그 직경을 충분히 작게 할 수 없었다. 나이테의 간격은 나무의 종류에 따라 0.1mm 이하인 것도 있으며 따라서 목재표면 전체에 대해 요철작업을 행하기 위해서는 브러쉬를 이루는 와이어는 최소한의 굵기를 갖도록 해야 한다. 하지만, 단선인 브러쉬를 사용하는 경우에는 그 굵기를 작게하면 쉽게 파손될 수 있고 목재와 접촉시 쉽게 구부러지므로 와이어의 단부가 접촉되지 않음으로 요철가공이 제대로 수행될 수 없었다.

한편, 이와 같은 브러쉬의 부적합 또는 한계를 극복하고자 목재표면에 대해 미리 불로 그을리게 한 후 브러싱 작업을 하는 방법이 실시되고 있다. 이와 관련된 종래기술로서 대한민국특허출원번호 10-2000-0058359호의 "목재표면처리장치"가 공지된 바 있으며, 첨부되는 도1은 이에 대한 구성도이고, 그 구성을 보면 적정크기로 절단된 목재의 표면처리면에 열을 가해 탄화층을 형성하는 탄화층형성기(100)와, 상기 목재의 탄화층을 브러쉬 및 사포로 일부 갈아내어 표면처리면의 무늬가 확연히 드러나도록 하는 탄화층 표면처리기(200)로 구성되는 것이었다.

불로 목재표면을 그을린 후 요철가공을 하면 보다 쉽게 요철을 이룰 수 있을 것이나 자연적인 미감을 감소시키며 가공시간도 오래 걸려 생산성이 떨어진다는 문제점을 여전히 가지고 있었다. 그리고 이러한 종래기술들에서는 단지 철재 브러 쉬를 사용한다고 하나 목재표면 처리를 위한 최적의 브러쉬를 제공하지 않고 있고 일반적인 연마용 등의 브러쉬를 사용하고 있다. 즉, 조밀한 나이테 사이를 충분히 요철처리할 수 있는 구체적인 기술은 전혀 찾아볼 수 없다.

한편, 목재표면에 대한 요철가공을 위한 전용기계로서 외국의 기계들이 국내로 수입되고 있는데 이것의 구성은 단지 회전축에 원통형의 브러쉬를 장착하고 피딩수단을 통해 목재를 공급되게 하면서 브러쉬가 목재표면과 맞닿아 요철가공이 될 수 있도록 하는 것이다. 하지만 이들 브러쉬 역시 원통형으로 일체를 이루며 단선의 와이어를 사용하고 있으므로 이들 기계로서도 목재표면에 대한 충분한 요철가공이 어려웠다. 또한, 단선의 와이어로 브러쉬를 구성함에 따라 사용중 와이어가 쉽게 부러지기도 하였으며 브러쉬의 회전수가 수백 내지 최대 2000rpm을 넘지 않음으로 생산성이 낮다는 문제점이 있었다. 그리고 종래의 다양한 브러쉬들로는 비교적 저속의 회전수에서만 작업이 가능하였고 5000rpm 이상의 고속에 적용할 수가 없었다. 물론 현재까지 목재표면을 가공함에 있어 5000rpm 이상의 고속에서 작업을 실시하는 곳을 찾아볼 수도 없다. 고속회전으로 표면처리 생산성을 높일 수 있음을 알고 있음에도 불구하고 현실적으로 적용이 되지 않았던 것은 고속회전에도 견딜 수 있는 적합한 브러쉬가 없었기 때문이었다.

한편, 또 다른 종래기술의 한계는 목재를 1차적으로 성형 가공한 후 목재표면에 대한 요철가공은 2차적으로 이루어진다는 것이었다. 즉, 목재의 기본적인 외형을 가공하는 성형가공과 표면요철 가공을 동시에 수행할 수 없었으므로 가공시간이 많이 소요되었고 비용도 높아지는 등 많은 문제점을 수반하고 있었다.

다음으로는 현재까지 알려진 브러쉬에 대해 개략적으로 살펴보기로 하겠다.

도2는 언급한 종래기술 대한민국 특허출원번호 10-2000-0058359호에 사용되는 브러쉬의 단면도를 보여주는 것이다. 도시된 바와 같이 이것 역시 일반적인 원통형 브러쉬로서 단선의 와이어가 원통체에 식모되어 있는 형태의 것이다.

또 다른 브러쉬로써 대한민국 실용신안출원번호 20-1987-0018306호의 "청소차용 로울러 브러시"가 있으며, 도3은 이것의 사시도를 보여준다. 이것 역시 원통형 관체에 구멍을 형성시키고 상기 구멍에 와이어를 끼워 고정토록 한 것 이었다. 상술한 종래의 브러쉬 들은 모두 일체를 이루는 하나의 원통체에 와이어를 식모한 것이었다. 즉, 이러한 일체형 브러쉬들은 단선인 문제점 외에도 사용 중 어느 일부분의 와이어에 손상이 오는 경우 부분적인 와이어의 교체가 용이치 못하므로 폐기하고 새로운 브러쉬를 구입해야 한다는 문제점이 있었다.

이어서 도4는 또 다른 종래기술로서의 브러쉬의 형태를 보여주는 개략적인 분해사시도이며, 이것은 대한민국 특허출원번호 10-2005-7022323호에 기재되어 있는 기술이다. 이것의 구조를 보면 다수의 별개 허브디스크(102)로 구성되는 허브(101)를 포함하며, 상기 허브디스크는 육각형의 샤프트(103)에 장착되어 회전이 이루어진다. 그리고 다수의 브러쉬모듈(106)은 그루브(105)에 삽입되어 교체가 가능한 브러쉬를 이루게 된다. 상기 기술에서 브러쉬모듈은 교체가 가능하다는 장점을 가지나 브러쉬를 이루는 강모는 역시 단선을 이루는 것이었으므로 타 종래기술에서와 같은 문제점을 여전히 가지고 있었다. 또한, 상기 브러쉬모듈은 축방향에 평행하게 삽입되므로 다수의 분할된 허브디스크의 그루브에 브러쉬모듈을 조립 시 그루브가 일치하지 않게 되면 조립이 원활하지 못하다는 문제점도 가진다.

한편, 5000rpm 이상으로 고속회전되는 축에 브러쉬를 장착하여 사용함에 있어서 고려되어야 할 중요한 요소로 진동문제가 있다. 즉, 브러쉬의 발란스가 맞지 않게 되면 진동이 발생 되고 이로 인해 회전축 자체에 무리를 주게 되며 결국에는 기계자체에 치명적인 손상을 주게 되는 문제점이 대두된다.

상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 기본적으로 브러쉬를 이루는 와이어를 최대한 얇은 직경을 가지도록 하며 이들 와이어를 다수개 사용하여 하나의 강모를 이루도록 함으로써 단선이었던 종래기술의 브러쉬가 가지는 문제점을 해결할 수 있는 브러쉬 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 생산성을 높일 수 있도록 5000rpm 이상의 고속회전되는 축에 장착하여 사용할 수 있는 브러쉬 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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또한, 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리는 다수개의 브러쉬유닛을 적층하여 사용하므로 필요에 따라 그 개수를 가변시킬 수 있고 손상된 것은 쉽게 교체가 가능하도록 하는 브러쉬 어셈블리를 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 일측에 돌출된 플랜지가 구비되고 타측에는 나사산이 형성되며 회전축에 삽입되도록 중심부는 비어있는 샤프 트블럭과; 다수가닥의 와이어가 한 개체의 강모를 형성하게 되고 상기 강모들을 홀더에 구속되도록 원형으로 배치시켜 상기 샤프트블럭에 다수개 삽입시키는 브러쉬유닛과; 상기 나사산에 체결되어 적층된 상기 브러쉬유닛들을 가압 고정되도록 하는 너트;를 포함하여 구성되어 나이테에 의해 구분되는 연질부와 경질부를 차등적으로 제거하여 요철을 이루도록 가공할 수 있도록 함을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

그리고 상기 샤프트블럭은, 상기 나사산보다 외측으로 암나사가 갖추어진 다수의 발란스홀이 형성되어 상기 발란스홀에 웨이트를 체결하도록 하며, 상기 웨이트는 상기 너트에 연이어 삽입되는 캡으로 인해 이탈되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

그리고 상기 샤프트블럭은, 상기 너트와 브러쉬유닛 사이에 조정블럭을 더 설치하여 구성되어 상기 브러쉬유닛의 개수 변화를 보상할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

그리고 상기 와이어는 금속소재로 이루어진 것을 특징으로 하고, 상기 강모는, 동일한 길이를 가지는 다수개의 와이어가 겹쳐지고 그 둘레에 하나 이상의 와이어로써 감싸지는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

또한 상기 너트와 플랜지는, 그 외면에 함몰된 홈이 형성되어 치구를 이용하여 상기 너트를 조이거나 풀수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

그리고 상기 와이어는, 그 직경이 0.1mm 에서 0.4mm 사이의 굵기를 갖는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

더 나아가 상기 샤프트블럭에 삽입되는 다수개의 브러쉬유닛은, 가공될 목재표면의 외형에 맞게 개별적인 브러쉬유닛의 강모의 높이가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

또한, 상기 브러쉬유닛은 단면형상이 U 자형을 이루는 상부홀더와; 상기 상부홀더의 하부를 지지하는 하부홀더와; 중심부가 천공되어 상기 상부홀더에 의해 감싸여지고 다수의 펀치홀이 원을 이루게 되는 연결판과; 상기 펀치홀에 삽입되는 강모;로 구성되며, 특히 상기 연결판은 펀치홀이 부분적으로만 천공되어 스크랩이 남아 있는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

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이하 본 발명에 대해 구체적인 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 하며 첨부되는 관련도면들은 본 발명의 기술적 사상을 충분히 파악할 수 있도록 하기 위해 구체화한 예를 보여주는 것이다. 따라서 도시된 도면 자체의 형태 등에 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것은 아니며 단순한 구조의 변경이나 등가적인 구 성요소의 치환 등도 본 발명의 기술적 사상을 벗어나는 것은 아니다.

먼저, 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리에 관해 설명하기로 하며 첨부되는 도5는 상기 브러쉬 어셈블리의 실시형태를 보여주는 분해사시도이며, 도6은 결합사시도에 해당된다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리는 크게 샤프트블럭(10), 브러쉬유닛(20) 및 너트(30)를 포함하여 구성된다.

상기 샤프트블럭(10)은 내부가 빈 길다란 원통체의 형태를 갖추며 어느 일측단부에는 돌출된 원형의 플랜지(11)가 구비된다. 그리고 타측단부 근처에는 나사산(12)이 갖추어져 있다. 바람직하게는 상기 나사산(12) 보다 외측으로 다수개의 천공된 발란스홀(13)을 두도록 함이 좋다. 상기 발란스홀(13)에는 웨이트(14)가 결합될 수 있으며 나사결합방식으로 체결 또는 분리하도록 한다. 발란스홀(13)을 두어 적당한 곳에 웨이트(14)를 결합하도록 한 것은 균형이 맞지 않아 고속 회전시 진동이 발생하는 경우 균형을 잡기 위한 것이다. 그리고 상기 샤프트블럭은 내부가 비어있으며 회전축에 샤프트블럭을 끼워 고정함으로써 회전된다.

다음으로 상기 샤프트블럭(10)에 필요한 개수 만큼 적층되게 삽입되는 브러쉬유닛(20)에 대해 설명하기로 한다. 상기 브러쉬유닛(20)은 홀더(20a)와 강모(20c)로 이루어지며 상기 홀더(20a)의 중심부는 뚫린 형태이고 샤프트블럭(10)에 삽입된다. 가급적 상기 홀더의 내경은 샤프트블럭의 외경과 최소한의 공차를 갖도록 하여 어느 일측으로 편심되는 것이 방지될 수 있도록 해야한다. 상기 홀더의 둘레에는 원을 이루면서 다수개의 강모들이 결합되어 있으며 한 개체의 강모(20c)는 다수가닥의 와이어(23)의 집합체로 이루어진다. 본 예에서는 상기 와 이어(23)로 금속재질을 사용하였으며 그 굵기는 직경이 0.17mm 인 것을 사용하였고 바람직하게는 와이어의 직경으로 0.1~0.4mm 범위의 것을 사용하는 것이 좋다. 또한 본 예에서는 직경 0.17mm인 와이어 27가닥을 집합체로 하여 하나의 강모를 이루도록 했으며 27가닥의 와이어를 어느 정도 구속되게 하기 위해 그 둘레를 감아 구속되게 또 하나의 와이어를 사용한다. 따라서 총 28가닥의 와이어가 한 개체의 강모를 형성하게 된다. 본 발명에서는 종래기술들과 달리 복선의 와이어를 모아서 하나의 강모를 이루도록 한 것이 특징이며, 이와 같이 복선형태로 함으로써 와이어의 굵기를 최대한 작게할 수 있게 되었다. 본 예에서는 총 28가닥의 와이어를 사용한 경우를 예로 하였으나 그 이상 혹은 이하로 와이어 가닥수를 자유롭게 변경이 가능하고 일정개수의 와이어 집합체 둘레를 감아주는 와이어의 개수도 하나 이상으로 실시할 수 있다.

첨부되는 도7은 상기 브러쉬유닛의 결합구조를 보여주는 단면도에 해당된다.

도시된 바와 같이 상기 브러쉬유닛(20)은 홀더(20a)와 강모(20c)를 포함하여 구성되며 보다 구체적으로 상기 홀더(20a)는 상부홀더(21)와 하부홀더(22)로 이루어지고 상기 상부홀더(21) 내부에 강모의 배치를 위한 연결판(20b)이 구비된다.

상부홀더(21)와 하부홀더(22)는 대략 U 자형을 이루며 이중구조로 함으로써 강성을 높일 수 있도록 하였다. 상기 상부홀더와 하부홀더는 금속소재를 이용하여 단면이 U자형이 되게 성형한다. 그리고 상기 브러쉬유닛은 하부홀더의 내경을 통해 샤프트블럭에 삽입 설치된다. 상부홀더(21)의 내부에는 중심부가 천공된 원판상의 연결판(20b)이 배치되는데 상기 연결판(20b)에는 등간격으로 원을 이루는 펀치홀(24)이 구비된다. 상기 각각의 펀치홀(24)에 다수개의 강모를 끼워 넣게된다. 모든 펀치홀에 적정개수의 강모들을 끼워넣은 후에 상부홀더를 압착하여 강모가 고정될 수 있도록 한다.

바람직하게 상기 펀치홀(24)을 형성시킴에 있어서 부분적으로 펀칭하여 스크랩(24-1)이 떨어지지 않도록 한다. 즉, 펀치홀은 강모를 끼울 수 있을 정도의 공간만 형성시키고 스크랩이 연결판에 붙어있는 상태로 한다. 상기 스크랩은 펀치홀에 삽입된 강모를 눌러주므로 강모의 이탈을 확실히 방지할 수 있다.

본 예에서는 강모의 고정을 위해 연결판을 사용한 경우를 예로 하였으나 이 외의 다른 방법으로 강모를 고정할 수도 있을 것이다. 본 발명은 복선을 이루는 강모를 홀더로 고정하여 디스크 형태의 브러쉬유닛이 되도록 하는 것이 중요한 기술적 요지이므로 이러한 범주내에서 강모의 설치법은 다양한 변형이 가능할 것이다.

한편, 상기 샤프트블럭에 결합되는 브러쉬유닛의 개수는 가공할 목재의 크기에 따라 다양하게 가감할 수 있다.

복선의 와이어로 구성되는 강모를 적용하는 본 발명의 브러쉬유닛을 사용하여 목재표면을 가공하게 되면 와이어 하나의 굵기는 매우 가늘기 때문에 조밀한 나이테 부위에 존재하는 연질부도 효율적으로 제거할 수 있게 되고 다수개가 뭉쳐져 있으므로 목재와 접촉되더라도 쉽게 휘어지거나 부러지지 않는 장점을 가지게 된다.

이어서 샤프트블럭(10)에 적정개수의 브러쉬유닛(20)을 삽입시킨 후 브러쉬 유닛을 가압시켜 일체가 되게 고정하는 너트(30)가 구비된다. 상기 너트(30)는 샤프트블럭(10)에 형성되는 수나사산에 대응하는 암나사산이 내경면에 형성된 것이며 타이트하게 조이도록 한다. 한편, 상기 브러쉬유닛의 개수를 줄여서 사용하고자 하는 경우에는 상기 너트로서 조일 수 있는 범위의 한계가 있으므로 감소된 브러쉬유닛의 두께 정도를 보상할 수 있는 조정블럭(40)을 너트와 최종 브러쉬유닛 사이에 개재시키도록 함이 적합하다. 상기 조정블럭으로는 샤프트블럭에 삽입될 수 있게 중심부가 천공되어 있고 그 두께는 다양한 것들을 준비하여 필요에 따라 한개 혹은 그 이상의 조정블럭을 결합하여 최종적으로 너트로서 조이도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리를 구성함에 있어 상기 너트(30)의 외측에 너트와 접촉되는 캡(50)을 갖추도록 할 수 있다. 상기 캡(50)의 내경면은 턱(51)이 형성되어져 있으며 상기 캡(50)이 샤프트블럭(10)에 결합되면 발란스홀(13) 및 이에 결합되는 웨이트(14)는 캡(50)에 의해 감싸여진다. 즉, 턱이 형성된 부위는 샤프트블럭과 직접 접촉되지 않는 구조를 갖게 된다.

본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리를 구성함에 있어 샤프트블럭에 대해 브러쉬유닛을 체결 또는 분리하는데 보다 편리하도록 하기 위해 상기 너트(30)와 플랜지(11)에는 원주외면에 다수의 치구홈(h)을 형성하도록 함이 바람직하다. 상기 너트와 플랜지에 구비되는 치구홈에는 막대형의 치구를 각각 끼워 두개의 치구를 잡고 힘을 가하면 너트를 쉽게 체결하거나 분리시킬 수 있게 된다.

한편, 첨부되는 도8은 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리의 제2실시형태를 보여주는 사시도이며, 샤프트블럭에 다수의 브러쉬유닛이 삽입되어 너트로서 고정된 상태를 보여주는 것이다. 본 실시예에서는 다수의 브러쉬유닛(20)에 구비되는 강모(20c)의 높이가 다르게 형성되는 경우를 보여준다. 즉, 가공될 목재의 표면은 편평한 면일 수도 있지만 경우에 따라서는 굴곡진 형태를 이룰 수도 있다. 만약 목재의 표면이 볼록한 형태를 이룬다면 도시된 바와 같이 브러쉬 어셈블리에서의 브러쉬유닛의 형상도 이에 상응하게 중심부는 오목해야 한다. 즉, 가장자리에 위치하는 브러쉬유닛의 강모는 가장 높이가 높게되며 점차 내측으로 갈수록 이웃한 브러쉬유닛의 강모는 높이가 낮아지게 되는 것이다. 이처럼 본 발명에서는 적층되는 브러쉬유닛의 강모 길이를 조정함으로써 목재의 외형에 맞는 최적의 브러쉬 어셈블리를 제작할 수 있게 된다.

이상과 같은 구성을 가지는 브러쉬 어셈블리를 사용함에 있어서는 샤프트블럭을 기계장치의 회전축에 삽입하여 타이트하게 고정한 후 목재를 브러쉬유닛 밑으로 공급시키면서 접촉되게 하면 목재 상면에 대한 표면요철가공이 이루어질 수 있다. 특히 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리는 5000rpm 이상의 고속회전되는 기계장치에 장착하여 사용할 때 그 효과가 두드러진다.

즉, 본 발명의 브러쉬 어셈블리는 고속회전될 수 있는 브러싱 전용기계를 마련하여 사용할 수도 있을 것이며, 후술할 목재성형장치인 다축 몰다에 장착하여 사용할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 목재가공방법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 목재가공방법은 기본적으로 5000rpm 이상으로 고속회전되는 장치 에서도 사용이 가능함을 전제로 하며, 여기에서는 목재성형장치인 다축 몰다를 활용하는 경우를 예로 하고 있다. 즉, 본 발명에 따른 목재가공방법은 상술한 브러쉬 어셈블리를 이용함으로써 저속회전에서는 물론이고 5000~9000rpm의 고속회전되는 장치에 장착하여 사용하여도 무리가 없도록 한 것이다.

본 발명에 따른 목재가공방법을 설명하기에 앞서 다축 몰다의 구조에 대해 개략적으로 설명하기로 한다. 상기 다축 몰다는 목재성형장치로서 투입되는 목재의 외형을 특정한 형태로 가공하는 장치이다. 현재, 이러한 다축 몰다는 6축, 7축, 10축 이상까지의 장비가 제공되고 있다. 일반적으로 사각단면을 가지는 목재를 공급하게 되며 회전되는 피더(f)에 의해 목재는 전진되고 상하좌우에 설치되는 다수의 커터(c)에 의해 목재는 다양한 형태로 가공이 된다. 가공형상은 회전축에 결합되는 커터의 형상에 의해 변경될 수 있다.

첨부되는 도9는 다축 몰다의 개략적인 구조를 보여주는 정면도에 해당되며 도시된 바와 같이 목재를 투입하는 투입부(k)가 구비되고 투입된 목재는 회전되는 피더에 의해 전진되고 이 과정 중에 다수의 커터와 목재가 맞닿게 됨으로써 특정한 형태로 성형가공이 완료된다. 이하 이러한 커터에 의한 목재 외형의 가공을 성형가공이라 부르기로 한다.

본 발명에 따른 목재가공방법은 5000rpm 이상의 고속회전이 가능한 다축 몰다를 이용하며, 다수의 커터에 의한 성형가공과 동시에 목재표면(특히 상면)에 대한 요철가공을 동시에 실시할 수 있도록 한 것이다. 목재표면에 대한 요철가공은 나무가 가지는 나이테로 인해 구분되는 연질부와 경질부를 브러쉬로 마찰시킴으로 써 연질부가 경질부에 비하여 보다 깊게 파이게 됨으로 인해 이루어진다.

한편, 도10은 다축 몰다에 형성되는 커터의 개략적인 배치를 보여주는 예시도이며, 도11은 다축 몰다를 이용하여 성형가공과 표면 요철가공이 이루어진 상태의 인테리어용 루버의 개략적인 사시도에 해당된다.

상기 다축 몰다는 일반적으로 상측, 하측 그리고 좌우측면에 커터(c)가 장착될 수 있는 하나 이상의 회전축이 구비되며 최근에는 10축 이상의 기계가 제공되고 있다. 그리고 다축 몰다는 성형가공을 목적으로 만들어진 장치이므로 각각의 회전축들은 5000rpm 이상으로 고속회전되는 특징을 가진다. 이러한 고속회전은 물론 가공속도를 높일 수 있는 방안이 된다.

다축 몰다를 이용한 보다 구체적인 목재가공방법을 보면 투입부(k)에 목재를 놓고 밀어넣게 되며 피더(f)에 의해 목재는 이송이 이루어진다. 이송되는 목재는 다수의 커터(c)에 의해 성형가공이 이루어지며 필요에 따라 일부 커터를 사용하지 않을 수도 있다. 만약 공급되는 목재의 사면 모두에 대해 가공이 필요하다면 하나 이상의 상측, 하측 및 좌우 커터를 모두 사용하게 되며 특정 면에 대해서는 가공이 불필요하다면 해당부분의 커터는 제거할 수 있다. 이처럼 커터를 이용한 기본적인 성형가공이 이루어지면 목재의 어느 특정면(보통 상면이 요철가공부가 됨)에 대한 요철가공이 실시된다. 이러한 요철가공은 다수의 상측커터 중 성형가공을 하게 되는 제1상측커터(c1) 이후에 위치되는 다른 상측커터(이하 제2상측커터라 함)의 회전축에 상기 제2상측커터 대신에 상술한 본 발명의 브러쉬 어셈블리(b)를 장착하여 목재 상면에 대한 요철가공을 하게 된다. 그리고 상기 제1상측커터 이 후에 제2,제3의 상측커터가 구비된다면 이들 제2,제3의 상측커터를 대신하여 2개의 브러쉬 어셈블리를 장착할 수도 있다. 2개의 브러쉬 어셈블리를 사용하는 경우에는 제1브러쉬 어셈블리와 제2브러쉬 어셈블리의 회전방향이나 목재와의 접촉높이 또는 브러쉬 유닛을 이루는 강모의 굵기나 재질 등을 달리하여 사용할 수 있다.

한 예로서 제1브러쉬 어셈블리와 제2브러쉬 어셈블리의 회전방향을 달리하면 요철가공면을 보다 깨끗하고 고운면으로 가공할 수가 있다. 즉, 제1브러쉬 어셈블리는 목재 송재 방향과 같은 방향(역방향이라 함)으로 하고 제2브러쉬 어셈블리는 이와 반대방향(정방향이라 함)으로 회전되도록 함이 바람직하다. 브러쉬 어셈블리를 정방향 또는 역방향 어느 방향으로 회전되도록 하여도 목재 표면에 대한 요철가공은 가능하다. 하지만 정방향의 경우 목재표면과 브러쉬와의 순간적인 충격이 역방향보다 휠씬 크므로 목재 표면의 국부적인 부분에 층이 생기기 쉽다. 역방향 회전의 경우 이런 현상이 완화될 수 있으므로 제1브러쉬 어셈블리의 회전은 역방향이 되게 한다. 그리고 제1브러쉬 어셈블리는 제2브러쉬 어셈블리에 비하여 목재와의 접촉이 많도록 함으로 상기 제1브러쉬 어셈블리에 의해서는 목재 표면에 대한 요철 가공이 되도록 하고 이후 제2브러쉬 어셈블리에서는 거친 부분을 다듬을 수 있도록 함이 적합하다. 이처럼 브러쉬 어셈블리의 장착 개수는 1개에서 2개 또는 그 이상을 둘수 있는 바, 다양한 변경이 가능하다.

다음으로는 본 발명에 따른 목재가공방법의 또 다른 실시형태에 대해 설명하기로 한다.

본 실시예 역시 다축 몰다를 사용함은 동일하고 외형 형상을 가공하는 성형 가공과 표면 요철가공 완전히 구분하여 실시하는 것이다. 즉, 제1단계로 다축 몰다를 이용하여 투입되는 목재에 대해 다수의 커터로써 목재의 외형을 성형가공하게 된다. 커터를 이용하여 목재의 외형을 가공하는 것은 다축 몰다 본래의 기능이다.

목재를 성형가공 한 후 만들어지는 1차완제품의 상면에 대한 표면 요철가공이 제2단계이며, 이때에는 다축 몰다의 상측커터가 장착되는 하나 이상의 축에 상기 상측커터를 대신하여 브러쉬 어셈블리를 장착하여 목재 표면을 가공하게 된다. 제2단계에서는 브러쉬 어셈블리가 장착되는 축만을 가동되게 하며 상기 브러쉬 어셈블리의 개수는 1개 또는 2개 이상을 사용할 수 있다. 그리고 2개의 브러쉬 어셈블리를 사용하는 경우 제1브러쉬 어셈블리는 역회전되게하고 제2브러쉬 어셈블리는 이와 반대인 정회전이 되게 함이 바람직하다.

본 발명에 의한 목재가공방법에 사용되는 브러쉬 어셈블리는 상술한 바와 같은 구조를 갖는 것을 사용한다. 즉, 상기 브러쉬 어셈블리는 샤프트블럭과 브러쉬유닛 및 너트를 기본적인 구성으로 하여 이루어지는 것이다. 이것은 이미 설명한 것이므로 이를 참조하면 될 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 복선으로 이루어지는 강모를 이용하여 브러쉬유닛을 제작함으로써 와이어의 굵기를 최소화시킬 수 있으며 이로 인해 조밀한 나이테 부분에 대해서도 요철가공이 원활하게 수행될 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리는 목재의 가공폭에 따라 브러쉬유닛 의 개수를 간단하게 변경하여 사용이 가능하며 일부 브러쉬유닛이 파손되면 해당 브러쉬유닛만을 교체하여 사용할 수 있어 매우 경제적이라는 효과가 있다.

뿐만 아니라 복선으로 이루어지는 강모는 내구성이 좋아 장시간 사용이 가능하므로 원가절감을 이루는데 큰 효과를 제공하게 된다.

또한, 본 브러쉬 어셈블리는 진동대책으로 발란스홀이 구비되므로 간단하게 진동을 완화시켜 기계장치에 무리가 가는 현상을 방지하고 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있는 기반을 제공하는 효과도 가진다.

또한, 본 발명에 따른 브러쉬 어셈블리는 고속회전에도 적합하므로 높은 생산성을 달성하는데 기여할 수 있다.

한편, 브러쉬 어셈블리를 이용한 목재가공방법에 의하면 성형가공과 표면 요철가공을 동시에 실시할 수 있어 효율적인 목재성형이 가능하다는 효과가 있다. 그리고 기존의 다축 몰다를 그대로 활용하면서 그 기능을 더욱 확장하여 표면 요철가공을 실시하므로 별도의 브러싱 머신을 구입해야 하는 문제점을 해결하게 되는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 일측에 돌출된 플랜지가 구비되고 타측에는 나사산이 형성되며 회전축에 삽입되도록 중심부는 비어있는 샤프트블럭과;

   다수가닥의 와이어가 한 개체의 강모를 형성하게 되고 상기 강모들이 홀더에 구속되도록 원형으로 배치시켜 상기 샤프트블럭에 다수개 삽입되는 브러쉬유닛과;

   상기 나사산에 체결되어 적층된 상기 브러쉬유닛들을 가압 고정되도록 하는 너트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 샤프트블럭은,

   상기 나사산보다 외측으로 암나사가 갖추어진 다수의 발란스홀이 형성되어 상기 발란스홀에 웨이트를 체결하도록 한 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 웨이트는,

   상기 너트에 연이어 삽입되는 캡으로 인해 이탈되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
4. 제1항에 있어서, 상기 샤프트블럭은,

   상기 너트와 브러쉬유닛 사이에 조정블럭을 더 설치하여 구성되어 상기 브러쉬유닛의 개수 변화를 보상할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
5. 제1항에 있어서, 상기 와이어는,

   금속소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
6. 제1항에 있어서, 상기 강모는,

   동일한 길이를 가지는 복수개의 와이어가 겹쳐지고 그 둘레에 하나 이상의 와이어로써 감싸지는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
7. 제1항에 있어서, 상기 너트와 플랜지는,

   그 외면에 함몰된 홈이 형성되어 치구를 이용하여 상기 너트를 조이거나 풀수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
8. 제1항에 있어서, 상기 와이어는,

   그 직경이 0.1mm 에서 0.4mm 사이의 굵기를 갖는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
9. 제1항에 있어서, 상기 샤프트블럭에 삽입되는 다수개의 브러쉬유닛은,

   가공될 목재표면의 외형에 맞게 개별적인 브러쉬유닛의 강모의 높이가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
10. 제1항에 있어서, 상기 브러쉬유닛은,

    단면형상이 U 자형을 이루는 상부홀더와;

    상기 상부홀더의 하부를 지지하는 하부홀더와;

    중심부가 천공되어 상기 상부홀더에 의해 감싸여지고 다수의 펀치홀이 원을 이루게 되는 연결판과;

    상기 펀치홀에 삽입되는 강모;로 구성되는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
11. 제10항에 있어서, 상기 연결판은,

    펀치홀이 부분적으로만 천공되어 스크랩이 남아 있는 것을 특징으로 하는 목재표면 가공을 위한 브러쉬 어셈블리.
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