KR101232852B1

KR101232852B1 - 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치

Info

Publication number: KR101232852B1
Application number: KR1020110066451A
Authority: KR
Inventors: 표영진
Original assignee: 표영진
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-02-13
Also published as: KR20130005083A

Abstract

본 발명은 산악지에서 벌채된 원목을 와이어로 끌어모으는 집재장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 집재장치의 본체 상부에 와이어 권취드럼을 구비하고, 상기 권취드럼의 전방에는 와이어 권취위치를 안내하는 권취가이드를 구비시키되, 상기 권취가이드는 권취드럼의 폭만큼 좌우로 이동되도록 하여 와이어가 정렬되면서 권취되도록 하는 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치에 관한 것이다.

Description

와이어 권취가이드를 구비한 집재장치{Wood Remove Apparatus with Wire Winding Guide}

일반적으로 우리 나라의 산림은 대부분 20도 이상의 경사가 급한 산악지이므로 임도개설(林道開設) 없이는 벌목작업에 필요한 차량이나 장비의 진입이 어려운 실정이며, 이로 인해 대부분의 작업을 인력에 의존하고 있는 실정이다. 그러나, 농, 산촌지방의 인구는 계속 감소되는 실정이고, 주민 대부분이 노령화되어 산림작업에 활용할 수 있는 젊은 노동력 확보가 힘든 실정이다.

또한, 우리나라의 산림현황을 보면 어린나무가 대부분으로 간벌(솎아베기)을 실시해야 하는 산림이 많으나, 소요예산 및 인력확보의 어려움 등으로 인해 제대로 간벌작업을 행하지 못하고 있으며, 선진국에 비해 임도 시설이 매우 부족하고 임목생산용 장치의 보급이 매우 부족한 실정이다.

종래의 벌목과정을 살펴보면 산림에서 기계톱으로 벌목 조재하고, 조재된 통나무 원목들을 집재장소로 이동시켜 집재하는데 상기 벌목한 원목의 이동은 벌목부들의 인력에 의해 이루어지거나, 지렛대로 일일이 밀어서 이동이 이루어졌다.

이와같이 통나무 원목들의 집재 작업은 힘이 좋은 청장년층의 노동력을 필요로 하지만, 상기 청장년층은 농촌지역의 일손부족을 이유로 들어 상당히 높은 임금을 요구함은 물론 집재작업을 기피하는 경향이 있어 점차 인력을 확보하기 어려운 실정이다.

이에 근래에는 산림작업용으로 현대식 집재 장비를 수입하여 많이 사용하는데 그중 대표적인 것으로는 가선집재장비, 트랙터 집재기, 소형임내차, 소형원치, 플라스틱 수라를 주로 사용하고 있다. 상기 집재기는 동력을 사용하여 원목 또는 장작과 숯을 담아 올리거나 공중에서 운반하는 설비를 말하는 것으로, 원목을 와이어에 묶어서 끌어당기거나 공중으로 운반하는 것이다. 따라서, 이러한 집재기에는 반드시 와이어가 감기는 드럼이 설치되고, 동력에 의해 드럼을 감거나 풀리도록 하여 원목의 운반이 이루어지도록 한다.

여기서 상기 드럼에는 상당길이의 와이어가 감기게 되는데 별도의 안내바가 없으면 와이어가 드럼폭의 전면에 대해 순차적으로 감기지 않고 한자리에서만 연속적으로 감기게 된다. 즉, 선행되어 감긴 와이어의 감김반경보다 후행되어 감기는 와이어의 감김반경이 더 커지게 된다.

이러한 감김은 양측으로 지지력이 없으므로, 순간적으로 와이어가 감기는 방향이 틀어지거나 선행되어 감긴 와이어가 측면으로 밀려나는 현상이 발생될 수 있다.

상기 틀어지는 현상은 감기는 반경이 변하게 됨으로 와이어의 감긴속도 불량에 의한 와이어의 장력이 떨어지게 되고, 상기 밀림현상은 와이어에 일시적으로 장력이 떨어진 다음 장력복귀가 이루어진다.

이 때 와이어에는 하중이 일측으로 집중되어 와이어가 끊어지거나, 와이어에 묶인 원목이 떨어져 안전사고를 유발하게 되는 문제점이 발생된다.

따라서, 상기 드럼에 와이어를 정렬되도록 순차적으로 감기게 하여 장력이 항상 일정하게 유지되도록 하는 장치에 대한 연구가 필요하다.

이에 본 발명의 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치는,

권취드럼 전면에 와이어권취가이드를 구비시켜 권취드럼으로 공급되는 와이어의 공급방향을 조절하도록 하되, 상기 와이어 권취가이드는 권취드럼의 회전과 연동해 드럼 폭방향으로 왕복이동되면서 와이어의 공급이 이루어지도록 하여 공급되는 와이어가 드럼의 권취축 전면에 대해 규칙적으로 감기도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치는,

동력을 발생시키는 엔진이 장착되는 본체와, 상기 본체의 하부에 설치되어 동력을 전달받아 구동되는 이동수단과, 상기 본체 상부에 설치되어 엔진의 동력을 전달받아 회전되면서 와이어를 감거나 풀리도록 하는 권취드럼과, 상기 권취드럼과 체인벨트으로 연결하여 동력을 전달받고 상기 권취드럼으로 와이어의 공급방향을 조절하는 와이어권취가이드와, 상기 본체의 상부에 설치하여 각종 동력전달의 제어와 운전조작이 이루어지는 조작부를 포함하여 구성되어 산악지의 벌재 원목을 모으는 집재장치에 있어서, 상기 와이어 권취가이드는, 상기 권취드럼의 전방에 설치되고 측면에 수평으로 설치된 입력축이 권취드럼 회전축과 체인벨트로 연결되어 동력을 전달받고, 출력축이 수직으로 설치되어 감속된 동력을 상부로 전달하는 감속기와; 상기 감속기의 출력축에 결합되어 회전되고, 상부면 일측에는 상측으로 돌출된 돌출바를 형성하여 돌출바가 회전반경을 가지면서 회전되도록 하는 회전원판과; 상기 회전원판 상부의 전후에는 권취드럼의 폭방향으로 설치되는 한쌍의 가이드바와; 상기 가이드바의 양단을 결합하여 위치를 고정시키고 본체의 상면에 결합되는 수직지지대와; 상기 가이드바와 슬라이딩 가능하도록 전면 및 후면을 결합시키고, 저면에는 권취드럼 방향으로 직선홈을 형성하여 상기 회전원판의 돌출바를 내입시켜 회전동력을 직선동력으로 전환해 권취드럼의 폭방향으로 왕복이동되는 가이드몸체와; 상기 가이드몸체의 내부에 설치되어 와이어를 권취드럼으로 공급하는 안내롤;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치는,

권취드럼 전면에 와이어권취가이드를 구비시켜 권취드럼으로 공급되는 와이어의 공급방향을 조절하도록 하되, 상기 와이어 권취가이드는 권취드럼의 회전과 연동해 권취드럼의 폭방향으로 왕복이동되면서 와이어의 공급이 이루어지도록 하여 공급되는 와이어가 권취드럼의 권취봉 전면에 대해 규칙적으로 감기도록 한 것이다. 따라서, 불규칙적인 감김에 의한 와이어의 순간 풀림을 방지하여 안전사고를 예방할 수 있고, 와이어의 보관상태를 향상시켜 사용수명을 연장할 수 있는 등 유용한 장치의 제공이 가능하게 되었다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 집재장치의 전체 사시도 및 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 권취드럼과 감속기의 동력전달과정을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전원판을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직지지대와 가이드바의 설치상태를 도시한 사시도.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가이드몸체를 도시한 개략단면도 및 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 안내롤의 다른 형태를 도시한 평면도.
도 9는 본 발명에 따른 작용상태를 도시한 평면도.

이하에서는 본 발명을 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 집재장치의 전체 사시도 및 평면도이다. 도시된 바와같이 본 발명의 집재장치(1)는 동력을 발생시키는 엔진(21)이 장착되는 본체(2)와, 상기 본체의 하부에 설치되어 동력을 전달받아 구동되는 이동수단(3)과, 상기 본체 상부에 설치되어 엔진의 동력을 전달받아 회전되면서 와이어(7)를 감거나 풀리도록 하는 권취드럼(4)과, 상기 권취드럼으로 와이어의 공급방향을 조절하는 와이어권취가이드(5)와; 상기 본체의 상부에 설치하여 각종 동력전달의 제어와 운전조작이 이루어지는 조작부(6)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(2)는 각종 설비를 설치하기 위한 베이스로 동력발생장치는 상술된 엔진(21) 이외에 모터 등 다양한 수단을 장착할 수 있다. 상기 엔진은 미션을 구비하여 출력축(211)으로의 출력이 조절되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 이동수단(3)은 본체 하부에 장착되어 엔진으로부터 동력을 전달받아 구동이 이루어지도록 한 것이다. 상기 이동수단은 도시된 바와같이 무한궤도이거나 다수의 바퀴로 이루어진 통상적인 구조일 수 있다.

또한, 상기 권취드럼(4)은 엔진동력을 전달받아 회전이 이루어지는 것으로, 도시된 바와같이 엔진출력축의 양측에 각각 위치한다. 이러한 권취드럼(4)은 중앙의 권취봉(41)과 양측의 지지판(42)으로 구성되어 내측에 와이어가 감기도록 하고, 상기 권취드럼의 권취봉은 내부에 회전축(43)이 삽통되며, 상기 회전축의 일단은 엔진출력축(211)과 치합된다. 상기 권취봉과 회전축은 키이 등을 이용하여 일체로 결합시켜 회전축 회전시 권취드럼도 같이 회전되도록 한다.

아울러 두 권취드럼의 회전축(43)과 엔진출력축(211) 사이에는 기어박스(22)를 설치하여 기어의 치합에 의해 동력전달이 이루어지도록 할 수 있다.

예컨대 두 권취드럼 회전축과 엔진출력축의 단부에는 베벨기어와 같이 직교되는 방향으로 동력을 전달하는 기어를 설치하여 출력축의 단부와 두 권취드럼 회전축의 단부를 치합시킴으로써 동력전달이 이루어지게 한 것이다. 이러한 기어박스에는 이동수단으로의 동력을 전달하는 구동축의 단부도 연결하여 동력전달이 이루어지도록 할 수 있다.

즉, 상기 기어박스 내에서는 하나의 출력축을 중심으로 양측의 두 권취드럼 회전축이 위치하고, 하측으로는 이동수단의 구동축 단부를 위치시켜 각 부분으로 동력전달이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 동력전달의 단속은 통상적으로 클러치에 의해 이루어질 수 있다. 상기 클러치 기능은 기어박스 내에서 이루어지거나 기어박스 외부의 각 축상에 클러치를 설치하여 동력전달의 단속이 이루어지도록 할 수 있다.

아울러 상기 기어박스(22)는 동력전달 방향을 변환시킬 수도 있다. 일예로 두 기어 사이에 다른 기어를 더 삽설하여 회전방향을 정방향에서 역방향으로 전달되도록 할 수 있다. 이러한 회전방향 전환은 통상적인 장치를 적용하여 사용할 수 있으므로, 본 발명에서는 그 기술을 생략하기로 한다. 또한 상기 동력전달 방법은 본 발명의 실시예 중 하나로 상술된 기어박스 이외에 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다.

상기 엔진 출력축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 권취드럼(4)의 전방으로는 와이어 권취가이드(5)가 설치된다. 상기 와이어 권취가이드(5)는 권취드럼으로 공급되는 와이어(7)의 공급방향으로 조절하여 와이어가 권취드럼에 순차적으로 규칙적으로 배열되면서 감기도록 안내하는 장치이다.

이러한 와이어 권취가이드(5)는 권취드럼으로부터 동력을 전달받는 감속기(51)와, 상기 감속기의 출력축(512)에 결합되어 회전되는 회전원판(52)과, 상기 회전원판에 근접되어 위치하는 가이드바(53)와, 상기 가이드바를 지지하는 수직지지대(54)와, 상기 회전판의 회전에 따라 연동되어 수평으로 직선이동되는 가이드몸체(55)와, 상기 가이드몸체에 내설되는 안내롤(56)로 구성된다.

도 3에 도시된 바와같이 상기 감속기(51)는 측면으로 입력축(511)이 형성되고, 상부로 출력축(512)이 형성되어 회전속도는 줄지만 회전력은 증가시킨 구조를 갖도록 한다. 이러한 감속기로의 동력전달은 도시된 바와같이 권취드럼(4)과 체인벨트에 의해 연결시킴으로써 엔진동력이 감속기까지 전달되도록 한다. 즉, 상기 권취드럼의 회전축(43) 일단은 외부로 돌출시키고, 상기 돌출된 권취드럼의 회전축(43) 단부와 감속기의 입력축(511) 단부에는 스프로킷휠(431,513)을 각각 설치하고, 상기 두 스프로킷휠은 체인벨트(44)에 의해 연결함으로써 감속기로의 동력이 전달되는 것이다.

이와같이 입력축으로부터 동력을 전달받은 감속기(51)는 상부의 출력축(512)으로 동력을 출력하게 되며, 도 4에 도시된 바와같이 상기 출력축에 결합된 회전원판(52)은 감속기의 출력축을 중심으로 회전이 이루어진다. 여기서 상기 회전원판(52)의 상부면 일측에는 돌출바(521)가 상부로 돌출되는데 상기 돌출바는 출력축과 이격된 거리를 반경으로 하여 회전이 이루어진다. 상기 회전원판(52)으로 전달된 동력은 가이드몸체(55)로 전달되며, 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.

상기 회전원판(52)이 결합된 감속기(51)에는 도 5를 참조한 바와같이 양측면으로 수직지지대(54)를 설치하고 상기 두 수직지지대 사이에 가이드바(53)를 설치한다. 상기 수직지지대(54)는 권취드럼의 폭방향으로 회전원판(52)의 양측에 위치하여 본체(2)에 견고하게 고정설치되며, 도시된 바와같이 판체 형상 이외에 프레임으로도 형성될 수 있다. 상기 두 수직지지대(54)에는 전방과 후방에 각각 하나씩 권취드럼의 회전축과 동일한 방향으로 가이드바(53)가 설치된다.

도 6 내지 7을 참조한 바와같이 상기 가이드바(53)에는 가이드몸체(55)가 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 가이드몸체(55)는 상기 가이드바와 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩부(551)와, 상기 슬라이딩부의 상부에 안내롤(56)을 설치하기 위한 가이드부(552)로 구성된다.

상기 슬라이딩부(551)는 전방과 후방에 각각 통공(553)을 형성하고, 상기 통공에 가이드바(53)가 슬라이딩 가능하게 이동되도록 내입한다. 이 때 상기 통공(553) 내경과 가이드바(53)의 직경은 유사하게 형성하여 이격틈을 최소화함으로써 이동에 따른 진동발생을 억제하는 것이 바람직하다.

또한 상기 슬라이딩부(551)의 저면에는 권취드럼의 회전축방향과 직교되는 전후방으로 직선홈(554)이 형성되어 상술된 회전원판의 돌출바(521) 일부를 내입하도록 함으로써 회전원판의 돌출바로부터 동력을 전달받아 좌우측면 방향으로 이동이 이루어지도록 한다. 즉, 상기 돌출바(521)는 회전반경을 갖고 이동함으로 전후방향과 좌우방향 모두에 대해 이동하는데 전후방향의 이동은 직선홈(554)에서 상쇄됨으로 좌우 측면 방향의 동력만 가이드몸체(55)에 전달된다. 따라서 회전원판의 돌출바(521)와 가이드몸체의 직선홈(554) 및 가이드바(53)의 결합관계에 의해 회전운동이 직선운동으로 변환됨으로, 상기 가이드몸체(55)는 가이드바 상에서 좌우측면 방향 즉 권취드럼의 회전축방향으로 왕복이동이 이루어지는 것이다.

아울러 가이드몸체(55) 중 상기 슬라이딩부의 상부에 위치하는 가이드부(552)는 내부에 안내롤(56)을 안치하여 와이어를 권취드럼으로 안내하도록 한다. 상기 안내롤은 한쌍으로 형성하여 와이어 공급이 이루어지도록 할 수 있으나, 다수개로 형성하여 와이어를 다단 지지하도록 할 수 있다. 예컨대 도시된 바와같이 가이드부(552)의 전후방향으로는 수직안내롤(561)을 각각 한쌍씩 배치하여 좌우 측면방향으로의 진동을 제거하도록 하고, 상기 두쌍의 수직안내롤(561) 사이에는 수평안내롤(562) 한쌍을 상하로 배치하여 와이어의 상하방향 진동을 제거시켜 진동을 최대한 제거한 상태에서 와이어가 권취드럼에 감기도록 할 수 있다.

또한, 상기 수직안내롤(561)과 수평안내롤(562)은 도 8에 도시된 바와같이 중간부분에 오목홈(563)을 형성해 와이어(7)를 지지하도록 하여 각각의 롤러쌍에서도 와이어 진동을 제거하도록 할 수 있다.

이러한 구조에서 상기 가이드몸체(55) 저면에 형성된 직선홈(554)은 상기 한쌍의 수직안내롤(561) 사이와 동일 수직선상에 위치하도록 하고, 상기 직선홈에 내입되는 회전원판의 돌출바(521)는 권취드럼(4)의 폭 예컨대 와이어가 감기는 권취봉(41)의 길이와 동일 또는 유사한 회전직경을 갖도록 함으로써 도 9에서와 같이 가이드몸체(55)는 권취드럼의 폭 내에서 좌우 왕복 이동하여 와이어(7)가 규칙적으로 감기도록 할 수 있다.

또한, 권취드럼(4)과 와이어권취가이드(5)는 체인벨트(44)로 연결되어 한쌍으로 작동됨으로 권취드럼이 정지되어 와이어의 감김이 멈추면 좌우로 이동하는 와이어권취가이드의 가이드몸체(55) 이동도 자동으로 정지되게 하여 감긴 와이어의 간격이 이격되는 것을 방지할 수 있다.

한편 상기 조작부(6)는 각종 동력전달을 제어하고 운전을 조작하는 부분이다. 예컨대 상기 본체에는 복수의 권취드럼을 구비하고 있어 상기 두 권취드럼 또는 어느 한 권취드럼에만 엔진동력을 전달하여 와이어가 권취되도록 할 수 있으며, 권취드럼의 회전방향을 정방향 또는 역방향으로 조절할 수 있다.

상기한 바와같이 구성된 와이어 권취가이드(5)를 구비한 집재장치(1)는 실시예에서와 같이 2개의 권취드럼(4) 이외에 추가로 권취드럼을 더 설치할 수 있으며, 상기 와이어 권취가이드의 구성중 가이드몸체 전방에 수평바를 더 설치하여 가이드몸체로 유입되는 와이어의 유입높이를 한정하게 할 수 있다.

아울러 본 발명의 집재장치는 권취드럼 각각을 별도로 구동시킬 수 있으므로, 벌목된 원목 다수를 직접 끌어서 이동시키거나, 별도의 수직포스트를 설치한 다음 공중에서 매달아 이동시키는 작업에 사용될 수 있다.

이와같은 본 발명의 집재장치(1)는 상기 작업과정에서 와이어가 와이어권취가이드(5)의 안내를 받으면서 권취드럼(4)에 감기게 하는데 이때 와이어는 권취드럼의 권취봉에 한 층을 다 감은 다음에 그 상부층을 감게 함으로써 불규칙하게 감겨서 와이어가 갑자기 풀리는 것을 방지하고 일정하게 정렬시킴으로 와이어 정리와 보관이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

1 : 집재장치
2 : 본체
21 : 엔진 22 : 기어박스
3 : 이동수단
4 : 권취드럼
41 : 권취봉 42 : 지지판
43 : 회전축 44 : 체인벨트
431,513 : 스프로킷휠
5 : 와이어권취가이드
51 : 감속기 52 : 회전원판
53 : 가이드바 54 : 수직지지대
55 : 가이드몸체 56 : 안내롤
511 : 입력축 512 : 출력출
521 : 돌출바 551 : 슬라이딩부
552 : 가이드부 553 : 통공
554 : 직선홈 561 : 수직안내롤
562 : 수평안내롤 563 : 오목홈
6 : 조작부
7 : 와이어

Claims

동력을 발생시키는 엔진이 장착되는 본체(2)와, 상기 본체의 하부에 설치되어 동력을 전달받아 구동되는 이동수단(3)과, 상기 본체 상부에 설치되어 엔진의 동력을 전달받아 회전되면서 와이어를 감거나 풀리도록 하는 권취드럼(4)과, 상기 권취드럼과 체인벨트으로 연결하여 동력을 전달받고 상기 권취드럼으로 와이어의 공급방향을 조절하는 와이어권취가이드(5)와, 상기 본체의 상부에 설치하여 각종 동력전달의 제어와 운전조작이 이루어지는 조작부(6)를 포함하여 구성되어 산악지의 벌재 원목을 모으는 집재장치에 있어서,
상기 와이어 권취가이드(5)는
상기 권취드럼(4)의 전방에 설치되고 측면에 수평으로 설치된 입력축(511)이 권취드럼 회전축(43)과 체인벨트(44)로 연결되어 동력을 전달받고, 출력축(512)이 수직으로 설치되어 감속된 동력을 상부로 전달하는 감속기(51)와;
상기 감속기의 출력축(512)에 결합되어 회전되고, 상부면 일측에는 상측으로 돌출된 돌출바(521)를 형성하여 돌출바가 회전반경을 가지면서 회전되도록 하는 회전원판(52)과;
상기 회전원판 상부의 전후에는 권취드럼의 폭방향으로 설치되는 한쌍의 가이드바(53)와;
상기 가이드바의 양단을 결합하여 위치를 고정시키고 본체의 상면에 결합되는 수직지지대(54)와;
상기 가이드바와 슬라이딩 가능하도록 전면 및 후면을 결합시키고, 저면에는 권취드럼 방향으로 직선홈(554)을 형성하여 상기 회전원판의 돌출바(521)를 내입시켜 회전동력을 직선동력으로 전환해 권취드럼의 폭방향으로 왕복이동되는 가이드몸체(55)와;
상기 가이드몸체의 내부에 설치되어 와이어를 권취드럼으로 공급하는 안내롤(56);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치.
제1항에 있어서,
상기 회전원판의 돌출바(521) 회전직경과 권취드럼(4)의 폭은 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치.
제1항에 있어서,
상기 가이드몸체(55) 내에 설치된 안내롤(56)은 전후방에 각각 한쌍의 수직안내롤(561)을 설치하고, 중간에 한쌍의 수평안내롤(562)을 설치하여 좌우진동과 상하진동을 제거하는 것을 특징으로 하는 와이어 권취가이드를 구비한 집재장치.
제3항에 있어서,
상기 수직안내롤(561)과 수평안내롤(562)에는 중간부분에 와이어가 일부 내입되도록 오목홈(563)을 형성한 것을 특징으로 하는 와이어 권취 가이드를 구비한 집재장치.