KR100912619B1 - 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 소재 등의 대상물을 절단하는 절단장치에 관한 것으로서, 특히, 회전하는 원형톱날이 직선적으로 운동하여 절단이 이루어지는 것이 아니라, 회전운동하여 절단이 이루어지는 절단장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 절단장치는, 고정프레임에 회전가능하게 연결되는 회전체와; 상기 회전체의 일측에 회전가능하게 설치되는 원형톱날과; 상기 회전체의 타측에 설치되어 상기 원형톱날에 회전력을 공급하는 구동장치를; 포함하여 구성된다.

절단장치, 절단기, 원형톱날, 회전톱날, 회전운동, 회전식

Description

절단장치{Cutting Device}

도1는 종래의 절단장치를 나타낸다.

도2 및 도3은 본 발명에 따르는 절단장치를 나타낸다.

도4는 도3의 절단장치의 세부도이다.

도5 및 도6은 원형톱날을 위한 냉각장치를 나타낸다.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

1, 1A : 원형톱날 2, 2A : 감속장치

3 : 절단대상물 4, 4A : 유압실린더

5 : 직선운동 가이드 6 : 가이드 프레임

7 : 상부프레임 8, 8A : 모터

11 : 회전장치 12 : 냉각수 분사장치

21 : 힌지브라켓 22 : 힌지축

23 : 원동풀리 31 : 고정브라켓

32 : 분사판 33, 34, 35 : 분사노즐

본 발명은 금속 소재 등의 대상물을 절단하는 절단장치에 관한 것으로서, 특히, 회전하는 원형톱날이 직선적으로 운동하여 절단이 이루어지는 것이 아니라, 회전운동하여 절단이 이루어지는 절단장치에 관한 것이다.

도1은 종래의 절단장치를 나타낸 도면이다.

도1과 같은 종래의 절단장치는 원형톱날(1)이 직선운동하며 대상물(3)을 절단하게 되는 구조이다.

상부프레임(7) 위로 감속장치(2)가 설치되고, 상기 감속장치(2)에 원형톱날(1)이 연결된다. 그리고, 상기 상부프레임(7) 하부로는 구동모터(8)가 설치되어 회전력을 제공한다.

상기 상부프레임(7)의 직선운동을 가이드 하기 위해 상기 상부프레임(7)의 양측에는 직선운동 가이드(5)가 구비되며, 상기 직선운동 가이드(5)는 가이드 프레임(6)에 의해 가이드된다.

그리고, 상기 상부프레임(7)의 상하 직선 운동을 위해 양측으로 유압실린더(4)가 설치되어 있다.

위와 같은 종래의 절단장치는 유압실린더(4)의 피스톤이 상승함에 따라 상부프레임(7)이 상승하면서 원형톱날(1)이 절단 대상물(3)인 금속재에 접근하여 절단을 수행하게 된다.

그런데, 위와 같은 종래의 절단장치는 원형톱날이 직선운동을 하며 소재를 절단하는 구조로 되어 있기 때문에, 안정적이지 못한 구조를 가지게 된다. 그리고, 원형톱날을 비롯하여 구동장치 및 감속장치 등이 일체로 함께 직선적으로 이동시켜 야 하기 때문에 그 무게로 인해 원활한 직선운동이 유도되지 않는 경우가 있다. 또한, 상기와 같은 직선운동을 위해 대형의 유압실린더가 필요하게 된다.

그리고, 이와 같은 직선형 절단장치는 절단속도가 느리며 또한, 직선운동을 안내하는 가이드의 마모가 심하게 된다. 또한, 원형톱날, 구동장치, 및 감속장치 일체가 함께 직선운동을 하여야 하기 때문에 그와 같은 운동 궤적을 위한 공간확보를 위해 장치의 전체 크기는 비대해지는 단점이 있기도 하다.

또한, 원형톱날의 회전속도를 더욱 증대시키기 위해 구동장치의 용량을 증대시키는데 한계가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

절단속도가 빠르고, 장치의 소형화를 이루며, 그 구조가 비교적 간단하도록 하며, 아울러 내구성이 우수한 절단장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 절단장치는, 고정프레임에 회전가능하게 연결되는 회전체와; 상기 회전체의 일측에 회전가능하게 설치되는 원형톱날과; 상기 회전체의 타측에 설치되어 상기 원형톱날에 회전력을 공급하는 구동장치를; 포함하여 구성된다.

바람직하게는 상기 회전체는 상기 구동장치의 회전력을 감속하여 상기 원형톱날로 전달하는 감속장치이다.

상기 감속장치는 일측 모서리부가 고정프레임에 힌지축을 통해 연결되는 케이스와 상기 케이스 내에 설치되는 감속기어열을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 원 형톱날은 상기 케이스 밖에서 상기 감속기어열에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 구동장치는 상기 감속장치의 일측에 지지되어 설치되고 상기 감속기어열과 연결될 수 있다. 여기서, 상기 구동장치와 상기 감속기어열은 체인벨트에 의해 연결될 수 있다.

상기 구동장치는 예컨대, 모터이다. 이와 같은 모터는 상기 회전체의 회전 중심을 지나는 수직선을 중심으로 상기 원형톱날의 반대측에 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 회전체의 회전 중심을 지나는 수직선을 기준으로 원형톱날과 구동장치는 서로 반대되는 위치에 설치되므로, 회전체을 회전시키기 위해 필요한 힘이 적게 든다. 왜냐하면, 원형톱날과 구동장치의 각 자중으로 인해 회전체에 작용되는 회전모멘트는 서로 반대방향으로 작용하기 때문이다.

여기서, 상기 감속기어열의 무게중심이 상기 원형톱날 측에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.

일반적으로 원형톱날의 무게는 구동장치의 무게보다 작기 때문에 감속기어열을 원형톱날 측에 설치하여 밸런스를 맞추는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전체의 회전중심으로부터 상기 구동장치의 무게중심 및 상기 원형톱날과 감속기어열의 무게중심 각각의 거리 또한 자중에 의한 회전모멘트의 밸런스를 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.

일반적으로 구동장치로서 모터는 무게가 많이 나가기 때문에 회전체의 회전중심으로부터 그 무게중심의 거리가 짧게 설계되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 회전체를 회전시키기 위해 상기 회전체의 일측에는 유압실린더가 연결될 수 있다. 상기 유압실린더는 상기 회전체 중 상기 원형톱날이 설치된 측에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 유압실린더의 작용에 의해 회전체가 회전하게 되며, 이로 인해 상기 원형톱날이 회전 운동을 하며 절단 대상물에 접근하여 절단을 수행하게 된다.

상기와 같은 유압실린더는 직선운동식 절단장치의 경우와는 달리 소형의 유압실린더가 사용될 수도 있다. 직선운동식 절단장치의 경우에는 유압실린더에 작용되는 하중이 크기 때문에 대형 또는 복수의 유압실린더를 사용하여야 한다. 그러나, 본 발명의 경우에는 회전체가 고정프레임에 회전가능하게 이미 지지되고 있기 때문에 이를 회전시키기 위한 유압실린더에 걸리는 하중은 많지 않다. 따라서, 본 발명의 경우에는 적은 용량의 유압실린더를 이용할 수 있다.

또한, 상기 원형톱날은 절단과정에서 열이 많이 발생하게 되는데 이를 냉각시키기 위한 냉각수단이 추가로 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같은 냉각수단으로서는 냉각수를 원형톱날에 분사할 수 있는 냉각수 분사장치가 이용될 수 있다.

그리고, 상기와 같은 냉각수 분사장치 또한 상기 회전체에 설치되는 것이 바람직하다.

원형톱날을 냉각시킴으로써 원형톱날의 마모를 감소시켜 원형톱날의 사용 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 그리고, 절단과정에서 발생되는 열을 줄임으로써 절단면의 거칠기를 좋게 할 수 있다.

본 발명은 원형톱날이 직선적으로 운동하지 않고 원형궤적을 그리며 운동하 기 때문에 장치를 소형으로 만들 수 있다.

또한, 원형톱날을 절단 대상물에 가압시키는데 필요한 힘은 모멘트암의 길이에 따라 작게 소요되거나 또는 작은 힘으로도 절단 대상물을 강하게 가압할 수 있다. 그리고, 구동장치와 원형톱날의 각 자중은 서로 반대방향의 모멘트로 회전체에 작용되기 때문에 회전체를 회전시키는데 필요한 힘 또한 작게 들 수 있다. 그래서, 소형의 유압실린더를 이용하여서도 효과적인 결과를 얻을 수 있게 된다.

장치가 간소해지고, 소형의 유압실린더가 사용될 수 있기 때문에 장치는 안정적으로 절단을 수행할 수 있게 되며, 또한, 빠른 절단 속도를 얻을 수 있다.

이하에서는 첨부되는 도면에 나타난 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도2에는 본 발명에 따르는 절단장치에서 원형톱날(1)의 상승 전과 상승 후의 모습을 도시하고 있다.

회전체인 감속장치(2A)는 절단장치의 고정프레임에 회전장치(11)를 통해 회전가능하게 연결되어 있다. 보다 구체적으로, 도3에 보이는 바와 같이, 감속장치(2A)의 일측 모서리부에 힌지축(22)이 연결되고, 상기 힌지축(22)은 고정프레임의 힌지브라켓(21)을 통해 지지되고 있다. 상기 감속장치(2A)와 상기 힌지브라켓(21)은 베어링에 의해 연결되어 상기 감속장치(2A)는 상기 힌지축(22)을 중심으로 회전가능하게 된다.

상기와 같은 감속장치(2A)의 그 케이스 내부에는 회전력의 감속을 위해 감속기어열(미도시)이 구비되어 있다.

그리고, 상기 감속기어열의 일단에 원형톱날(1)이 연결된다.

상기 감속기어열의 타단은 상기 감속장치(2A) 케이스 외측에 지지되어 설치되는 모터(8A)와 연결된다. 상기 모터(8A)와 감속기어열의 연결은 체인벨트(미도시)에 의해 이루어지고 있다. 그래서, 상기 모터(8A)의 회전력은 원동풀리(23)에 연결된 체인벨트를 통해 상기 감속기어열로 전달되어 원형톱날(1)에 전달된다.

상기 감속장치(2A)에는 유압실린더(4A)가 연결되어 있다. 상기 유압실린더(4A)에 의해 상기 감속장치(2A)는 회전되며 이로 인해 상기 감속장치(2A)에 설치되어 있는 원형톱날(1)이 절단 대상물(3)인 금속재로 접근된다.

상기 유압실린더(4A)의 양단은 상기 감속장치(2A) 및 고정프레임에 각각 힌지로 연결된다.

상기와 같은 유압실린더(4A)가 감속장치(2A)에 연결된 위치는 그 모멘트암이 가능하면 크도록 설계되는 것이 바람직하다. 상기 감속장치(2A)의 회전중심(힌지축 중심)으로부터의 거리가 원형톱날(1) 중심의 상기 회전중심으로부터의 거리보다는 멀도록 설계되는 것이 바람직하다.

도2에 도시되는 바와 같이, 감속장치(2A)의 회전중심을 지나는 수직선을 기준으로 감속장치(2A)의 무게중심과 원형톱날(1)이 위치한 쪽과 모터(8A)의 무게중심이 위치한 쪽은 서로 반대이다.

그래서, 회전중심에 대해 감속장치(2A) 및 원형톱날(1)의 자중에 의한 모멘트와 모터(8A) 자중에 의한 모멘트를 서로 반대방향이 된다. 이와 같이 모터(8A)의 자중에 의한 회전 모멘트는 원형톱날(1)의 회전모멘트에 대해 반대방향이기 때문에 유압실린더(4A)로 원형톱날(1)을 회전이동시키는데 적은 양의 힘이 소요된다. 즉, 소용량의 유압실린더(4A)를 사용할 수 있게 된다.

또한, 상기 회전중심에 대한 감속장치(2A) 및 원형톱날(1)의 자중에 의한 회전 모멘트와 모터(8A)의 자중에 의한 회전모멘트는 균형이 맞도록 설계된다. 그래서, 장치의 안정성이 확보되며, 유압실린더(4A)에 걸리는 부하가 최소화된다.

유압실린더(4A)가 소형일수록 유압을 제어하는 것이 용이하며, 더욱 정확해지기 때문에 절단에 유리하다.

회전중심을 중심으로 모터(8A) 및 원형톱날(1)은 절곡된 형태로 배치되기 때문에 장치를 더욱 간소하게 만들 수 있다.

한편, 상기 감속장치(2A) 중 상기 원형톱날(1)이 설치된 부분 바깥으로는 도4에 보이는 바와 같이 냉각수를 분사하는 냉각수 분사장치(12)가 설치된다.

상기 냉각수 분사장치(12)는 상기 감속장치(2A)의 케이스에 고정 연결되는 고정브라켓(31)과 상기 고정브라켓(31)에 연결되는 분사판(32)과 상기 분사판(32)에 설치되어 냉각수를 분사하게 되는 분사노즐(33, 34)을 포함하여 구성된다.

상기 분사노즐(33, 34)은 도5에 보이는 바와 같이 3방향 분사노즐(33, 34)로서, 원형톱날(1)의 날부위에 대해 양측면부 및 팁(Tip)부에 냉각수를 분사할 수 있도록 형성되어 있다.

또한, 상기 원형톱날(1)을 냉각시키는 방식으로 수냉식을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 냉각팬을 이용한 공냉식 등 다양한 변형이 가능하다.

이상에서는 본 발명의 한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 소정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗 어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.

본 발명은 원형톱날이 직선적으로 운동하지 않고 원형궤적을 그리며 운동하기 때문에 장치를 비교적 소형으로 만들 수 있다.

원형톱날을 절단 대상물에 가압시키는데 필요한 힘은 모멘트암의 길이에 따라 작게 소요되거나 또는 작은 힘으로도 절단 대상물을 강하게 가압할 수 있다.

그리고, 구동장치와 원형톱날의 각 자중은 서로 반대방향의 모멘트로 회전체에 작용되기 때문에 회전체을 회전시키는데 필요한 힘 또한 작게 들 수 있다. 그래서, 소형의 유압실린더를 이용하여서도 효과적인 결과를 얻을 수 있게 된다.

장치가 간소해지고, 소형의 유압실린더가 사용될 수 있기 때문에 장치는 안정적으로 절단을 수행할 수 있게 되며, 이로 인해, 제어가 용이하고 정확해지며 또한 빠른 절단 속도를 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 절단장치는 구동장치, 감속장치, 및 원형톱날 등을 지지하는 지지구조가 힌지축과 유압실린더에 의하기 때문에 지지구조가 안정적이다. 또한, 내구성이 우수하며, 냉각장치를 사용하는 경우 원형톱날의 수명을 연장할 수 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 고정프레임에 회전가능하게 연결되는 회전체와;

   상기 회전체의 일측에 설치되는 원형톱날과;

   상기 회전체의 회전 중심을 지나는 수직선을 기준으로 상기 원형톱날의 반대측에 설치되어, 상기 원형톱날에 회전력을 공급하는 구동장치를 포함하여 구성하되,

   상기 회전체는 상기 구동장치의 회전력을 감속하여 상기 원형톱날로 전달하는 감속장치인 것을 특징으로 하는 절단장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 회전체의 일측에 연결되어 상기 회전체를 회전시키는 유압실린더를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 절단장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 유압실린더는 상기 회전체 중 상기 원형톱날이 설치된 측에 연결되는 것을 특징으로 하는 절단장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 원형톱날을 냉각시키는 냉각장치가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 절단장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 냉각장치는 상기 원형톱날에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사장치인 것을 특징으로 하는 절단장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 냉각수 분사장치는 상기 회전체에 설치되는 것을 특징으로 하는 절단장치.

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