KR101514575B1

KR101514575B1 - 금속판 절단장치

Info

Publication number: KR101514575B1
Application number: KR1020130158208A
Authority: KR
Inventors: 문창호; 이성진; 최강혁; 남용호; 임승호; 신건; 김병진; 김홍기; 김영현
Original assignee: 주식회사 포스코; 주식회사 신진에스엠
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-04-22
Also published as: CN104722832A

Abstract

본 발명은 금속판 절단장치에 관한 것으로, 상면에 금속판이 위치되는 받침부, 상기 받침부에 지지되는 프레임부, 및 상기 프레임부를 따라 이동가능한 절단부를 포함하고, 상기 절단부는 회전되어 상기 금속판을 절단하는 톱날부, 및 상기 금속판에 홈을 형성하여 상기 톱날부가 상기 홈을 따라 이동되도록 안내하는 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 금속판의 절단면에 절단설의 발생이 없으면서도 이차 가공이 불필요한 금속판 절단장치를 제공한다.

Description

금속판 절단장치{Device for cutting metal plate}

본 발명은 금속판 절단장치에 관한 것이다.

종래 금속판 특히 후판을 절단하는 경우 가스토치를 사용하고 있다. 이때 가스토치를 이용하여 금속판을 절단하는 경우, 가스토치에 의하여 가열된 금속판이 산소와 산화반응을 일으키게 되고 산화반응열에 의하여 가열된 부분에 금속 용융부가 생성되어, 금속 용융부가 중력에 의해 하방으로 흘러 금속판 사이에 틈이 발생됨으로써 금속판이 절단되도록 하는 원리를 갖고 있다.

이러한 경우 하방으로 흘러 내리는 용융된 금속은 절단면의 하부 및 금속판의 하부면과 에지부에 맺혀 '절단설'이라는 부위를 형성하게 된다. 이러한 현상은 비단 가스토치뿐만 아니라 플라즈마 및 레이저 절단 또는 브라운 가스 절단에서도 공통적으로 발생하는 것으로서, 절단하고자 하는 소재의 절단부위를 용융시켜 발생하는 틈을 이용하는 절단 방식에서는 모두 발생하는 공통적 현상이다.

그런데, '절단설'이 절단된 금속판에 존재할 경우 그 자체로 금속판의 형상을 바람직하지 않게 할 뿐 아니라 금속판이 추후 선박, 강관 또는 구조물과 같은 특별한 용도로 용접되거나 별도의 가공을 받을 경우 최종품의 형상과 구조를 불량하게 할 우려가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 '절단설'이 형성된 금속판의 절단면을 제거하는 이차 가공 공정을 거치는 것을 고려할 수 있는데, 이는 시간 및 비용이 소요될 뿐만 아니라 이러한 이차 가공 공정에 의해서도 '절단설'이 완전히 제거되기는 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 금속판을 절단할 때 '절단설'이 발생되지 않도록 하여 금속판 절단면의 품질을 향상시키는 금속판 절단장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 금속판 절단장치는, 상면에 금속판이 위치되는 받침부, 상기 받침부에 지지되는 프레임부, 및 상기 프레임부를 따라 이동가능한 절단부를 포함하고, 상기 절단부는 회전되어 상기 금속판을 절단하는 톱날부, 및 상기 금속판에 홈을 형성하여 상기 톱날부가 상기 홈을 따라 이동되도록 안내하는 안내부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 안내부는 상기 톱날부의 이동방향 전단에 설치될 수 있다.

또한, 상기 안내부는 상기 금속판의 적어도 일부를 절삭하여 상기 홈을 형성하는 바이트부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 바이트부의 폭은 상기 톱날부의 폭보다 좁거나 같을 수 있다.

또한, 상기 안내부는 상기 절단부의 이동 방향과 동일한 방향을 포함하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 홈의 깊이는 1mm 이내일 수 있다.

또한, 상기 안내부는 상기 금속판의 적어도 일부를 압입하여 상기 홈을 형성할 수 있다.

또한, 상기 안내부는 상기 금속판과의 접촉에 의해 회전되면서 상기 홈을 형성하는 압입롤을 포함할 수 있다.

또한, 상기 압입롤은 표면에 V자 형상을 가져 상기 금속판에 상기 홈을 형성하는 압입셀부, 및 상기 압입셀부의 양면에 각각 위치되어 상기 압입셀부를 보강하는 보강부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 보강부의 폭은 상기 압입셀부의 폭의 2배 이상일 수 있다.

또한, 상기 압입셀부의 폭은 상기 톱날부의 폭보다 좁거나 같을 수 있다.

또한, 상기 압입롤은 상기 압입셀부와 상기 보강부를 관통하여 상기 압입셀부와 상기 보강부를 회전 가능하게 지지하는 축부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 축부의 직경은 상기 압입셀부의 직경의 2/3 이상일 수 있다.

또한, 상기 안내부는 상기 압입롤의 위치를 고정하는 실린더부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 안내부는 상기 압입롤의 압입방향을 포함하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 톱날부의 회전축은 상기 금속판보다 상부에 위치될 수 있다.

또한, 상기 절단부가 상기 프레임부를 따라 오른쪽으로 이동되면 상기 톱날부는 시계방향으로 회전되어 상기 금속판을 절단하고, 상기 절단부가 상기 프레임부를 따라 왼쪽으로 이동되면 상기 톱날부는 반시계방향으로 회전되어 상기 금속판을 절단할 수 있다.

또한, 상기 절단부가 상기 프레임부를 따라 이동되면서 상기 톱날부가 회전되어 상기 금속판을 절단할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 금속판 절단장치에 따르면 회전되는 톱날부를 포함하는 절단부로 금속판을 절단하는바, '절단설'이 형성되지 않아 금속판의 절단면 품질이 향상되고 이차 가공 공정이 불필요하므로 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판 절단장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 금속판 절단장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 금속판 절단장치의 안내부의 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1에 도시한 금속판 절단장치와 비교하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시한 금속판 절단장치의 톱날부가 금속판을 절단하는 과정에 따른 힘의 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속판 절단장치의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시한 금속판 절단장치의 안내부의 압입롤의 측면도이다.
도 11은 도 9에 도시한 A-A' 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 금속판 절단장치(100a)의 개략적인 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)에 대해 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)는 받침부(110), 프레임부(140), 및 절단부(160)를 포함하되, 절단부(160)가 톱날부(161) 및 금속판(200)에 홈(220a)을 형성하여 톱날부(161)를 안내하는 안내부(180a)를 포함할 수 있다.

받침부(110)는 상면에 금속판(200)을 지지하는 부재로서, 금속판 절단장치(100a)의 베이스가 되는 부분이다.

여기서, 받침부(110)는 평판 형상의 본체부(111)와 본체부(111)에 설치되어 금속판(200)을 본체부(111)에 지지하는 지지부(112)를 포함할 수 있다. 이때, 지지부(112)는 금속판(200)의 이동 중 금속판(200)의 표면에 마찰 흠이 생기는 것을 방지하기 위한 부재로서, 예를 들어 다수의 볼캐스터로 구현될 수 있다. 이러한 볼캐스터는 볼(113)이 하우징(114) 내에서 자유롭게 회전 가능하며 볼(113)과 하우징(114) 사이에 스프링이 구비되어 금속판(200)의 표면이 균일하지 않아 울퉁불퉁하더라도 금속판(200)의 각 지점과 점접촉하여 금속판(200)을 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 금속판(200)은 받침부(110) 상에 로딩부(120)를 통해 로딩될 수 있으며 로딩부(120)의 구동에는 예를 들어 유압 등을 이용할 수 있다. 또한, 로딩부(120)는 금속판(200)의 절단 후 금속판(200)을 금속판 절단장치(100a)로부터 언로딩하는 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 받침부(110)의 영역 중 금속판(200)이 배출되는 출측에는 롤러 등을 구비함으로써 금속판(200)의 배출 과정을 용이하게 할 수 있다.

또한, 받침부(110)에는 금속판(200)을 받침부(110)의 방향으로 가압하여 금속판(200)의 위치를 잡아주는 고정부(130)가 구비될 수 있다. 여기서, 고정부(130)는 금속판(200)의 상부로부터 하강하여 금속판(200)의 상면을 가압할 수 있으며, 이에 따라 절단공정 시에도 금속판(200)의 위치가 흐트러지지 않도록 할 수 있다. 이러한 고정부(130)는 예를 들어 지지대(131), 유압부(132), 클램핑축(133), 및 클램핑판(134)으로써 구현될 수 있으며, 지지대(131)에 연결된 유압부(132)를 작동시켜 클램핑축(133)을 신장시키고, 이에 따라 클램핑판(134)이 금속판(200)의 상면에 접촉되게 함으로써, 금속판(200)을 가압하여 금속판(200)을 고정할 수 있다.

프레임부(140)는 금속판(200)이 위치된 받침부(110)의 상면에 지지되어 절단부(160)의 이동을 안내하고 지지하는 부재이다.

여기서, 프레임부(140)는 받침부(110)의 본체부(111) 상면에 지지될 수 있다. 또한, 프레임부(140)는 받침부(110)에 연결된 제1 프레임부(141)와 제1 프레임부(141)로부터 절곡되어 받침부(110)의 상면과 평행하게 연장된 제2 프레임부(142)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 프레임부(141)는 한 쌍으로 구비되고 제2 프레임부(142)는 한 쌍의 제1 프레임부(141)를 연결할 수 있으며, 이에 따라 프레임부(140)는 전체적으로 "П"과 같은 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 프레임부(141)는 제2 프레임부(142)를 받침부(110)에 지지하는 역할을 수행하고, 제2 프레임부(142)는 절단부(160)가 이동되는 레일 또는 가이드로써의 기능을 수행할 수 있다.

한편, 제2 프레임부(142)는 외면에 나사산이 형성된 스크류부(143)를 포함할 수도 있으며 이러한 스크류부(143)를 회전시키는 예를 들어 모터와 같은 제1 구동부(150)가 제2 프레임부(142)에 인접하게 설치될 수 있다.

절단부(160)는 프레임부(140)를 따라 받침부(110)의 상면에 평행하게 이동되면서 금속판(200)을 절단하는 부재이다.

여기서, 절단부(160)는 제2 프레임부(142)를 따라 이동될 수 있으며, 이에 따라 금속판(200)의 절단하고자 하는 부위에 대응되게 이동될 수 있다. 따라서, 절단부(160)는 제2 프레임부(142)를 따라 이동되는바 제2 프레임부(142)와 평행한 방향으로 금속판(200)이 절단될 수 있다. 이때, 절단부(160)를 이동시키는 부재는 앞서 설명한 제1 구동부(150)가 될 수 있으며, 제1 구동부(150)는 제2 프레임부(142)의 스크류부(143)를 회전시키는 방식으로 스크류부(143)와 예를 들어 나사 연결된 절단부(160)를 이동시킬 수 있다. 단, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 구동부(150)가 예를 들어 유압 실린더로 구현되어 직접 절단부(160)를 이동시키고 제2 프레임부(142)는 단순히 절단부(160)를 가이드하는 역할로 제한하는 것도 가능하다 할 것이다. 또한, 제1 구동부(150)가 별도의 이송레일, 예를 들어 콘베이어 벨트와 같은 분할형 이송레일을 구동시키는 것도 가능하고, 이때 이송레일에 연결된 절단부(160)가 이동되는 구성도 가능하다 할 것이다. 여기서, 제1 구동부(150)가 이송레일을 구동하여 절단부(160)를 이동시키는 구성은 금속판(200)의 길이가 상대적으로 길 때 유용할 수 있다.

한편, 절단부(160)는 금속판(200)을 직접 절단하는 부재로서 톱날부(161)를 포함할 수 있다. 이때, 톱날부(161)는 다수의 톱날(165)을 갖는 원형판 형상을 가질 수 있으며 예를 들어 모터와 같은 제2 구동부(167)에 의해 구동력을 전달받아 회전되면서 금속판(200)을 절단할 수 있다. 또한, 절단부(160)가 제2 프레임부(142)를 따라 수평으로 이동되면서 톱날부(161)가 회전되어 금속판(200)을 절단하게 되는바, 금속판(200)의 길이가 길더라도 용이하게 금속판(200)을 절단할 수 있다. 또한, 톱날부(161)에는 패드부(162)가 부가될 수도 있으며 패드부(162)는 톱날부(161)가 금속판(200)을 절단할 때 좌우로 유동되지 않도록 할 수 있다. 또한, 톱날부(161)에는 방열홀(163)이 형성될 수도 있고 이러한 방열홀(163)은 톱날부(161)의 절단 과정 중 마찰에 의해 발생되는 열을 외부로 배출하여 톱날부(161)에 걸리는 응력을 감소시킬 수 있다.

한편, 절단부(160)는 한 쌍 이상으로 구비될 수도 있으며, 각각 서로 반대편에 위치하여 시차 또는 거리차를 두고 동작되게 하는 것도 가능하다 할 것이다.

한편, 톱날부(161)가 수평 방향으로 이동되면서 회전되어 금속판(200)을 절단하는 경우, 톱날부(161)의 선단 방향의 금속판(200)에서는 인장력이 발생되고 톱날부(161)의 후단 방향의 금속판(200)에서는 압축력이 발생될 수 있다. 따라서, 톱날부(161)가 금속판(200)의 절단면(210) 사이에서 끼일 수 있으며 이러한 경우 절단부(160)를 이송하는 제1 구동부(150)나 톱날부(161)를 회전시키는 제2 구동부(167)에 무리가 갈 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)는 추가적으로 금속판(200)의 절단면(210) 사이를 소정거리 이격시키는 이격부(170)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 이격부(170)는 절단부(160)가 이동되는 방향의 반대편에 설치될 수 있으며, 절단부(160)가 지나간 후 작동되어 금속판(200)의 절단면(210) 사이를 이격시킬 수 있다. 또한, 이격부(170)는 쐐기부(171)와 제3 구동부(172)를 포함할 수 있으며, 절단부(160)가 소정거리 이동된 후 제3 구동부(172)가 동작되면 쐐기부(171)가 절단부(160)의 이동방향과 동일한 방향으로 이동되어 절단면(210) 사이에 삽입될 수 있다. 이때, 쐐기부(171)는 절단면(210) 사이에 용이하게 삽입될 수 있도록 단부로 갈수록 테이퍼진 형상을 이룰 수 있으며, 쐐기부(171)가 절단면(210) 사이에 삽입되면 금속판(200)의 절단면(210) 사이가 일정 간격 이격되어 절단부(160)가 용이하게 남은 금속판(200)을 절단할 수 있다.

이때, 쐐기부(171)를 동작시키는 제3 구동부(172)는 수동에 의해 이루어질 수도 있고 별도의 제어부를 포함하여 절단부(160)가 이동되는 것을 감지함으로써 절단부(160)가 지나간 후 제3 구동부(172)가 동작되게 할 수도 있다.

한편, 절단부(160)가 제1 구동부(150)에 의해 이동되는바 이에 포함된 톱날부(161)도 제2 구동부(167)에 의해 회전되면서, 절단부(160)와 함께 이동될 수 있다. 이때, 톱날부(161)는 직접 금속판(200)을 절단하는 부분으로서 원하는 곳으로 이동되도록 하는 것이 중요할 수 있다. 그러나, 두껍고 긴 금속판(200) 또는 강도가 높은 금속판(200)을 절단하는 경우 발생하는 큰 절단 부하는 톱날부(161)에 반복 충격하중으로 작용하여, 톱날부(161)와 절단부(160)에 진동 및 톱날(165)의 마모 등을 물리적으로 발생시킬 수 있다. 특히, 절단면의 크기가 점차 증가하는 초기 절단시점 및 절단면의 크기가 점차 감소하는 절단 종료시점에서 이러한 절단부하는 크게 증가할 수 있는데, 이때 톱날(165)의 끝은 금속판(200)과의 접촉에 의해 전단변형에 기인한 소성열이 발생될 수 있고, 이러한 소성열에 의해 톱날(165)의 온도가 급격히 증가될 수 있다. 또한, 금속판(200)과 접촉되지 않는 톱날부(161)의 부분에서는 절삭유 또는 공기에 의해 온도가 급격히 떨어지는 열사이클이 발생될 수 있으며 이에 따라 열적피로를 받을 수 있다. 이러한 기계적/열적 피로는 톱날(165)의 수명을 감소시키며 금속판(200)을 고속으로 절단하기 위해 이동속도가 빠르거나 톱날부(161)의 회전속도가 빠를수록 피로수명은 급격히 감소될 수 있으며, 이에 따라 톱날부(161)가 원하는 지점 또는 선을 벗어나 금속판(200)을 절단하게 되어 금속판(200)의 절단면이 매끄럽지 않을 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 절단부(160)는 금속판(200)에 미리 홈(220a)을 형성하여 톱날부(161)를 안내하는 안내부(180a)를 더 포함할 수 있다. 이때, 안내부(180a)는 절단부(160)의 제1 구동부(150)에 의한 이동에 따라 절단부(160)와 함께 이동될 수 있다. 여기서, 안내부(180a)는 절단부(160) 또는 톱날부(161)의 이동방향 전단(도 1 및 도 2에 도시됨)에 설치될 수 있으며, 이에 따라 톱날부(161)에 비하여 금속판(200)의 절단지점에 미리 도달하여 홈(220a)을 형성할 수 있다. 이러한 홈(220a)을 따라 톱날부(161)가 절단부(160)에 연동되어 이동될 수 있으며, 이에 따라 톱날부(161)의 직진성이 향상될 수 있고 톱날(165)에 걸리는 전단력 및 응력이 감소되어 톱날(165)의 수명이 향상될 수 있다. 또한, 홈(220a)의 형성에 따라 금속판(200) 상면의 온도가 상승하기 때문에 톱날부(161)가 금속판(200)을 절단할 때 절단부하가 낮아질 수 있고 톱날(165)의 마모량이 감소될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시한 금속판 절단장치(100a)의 안내부(180a)의 사시도이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)의 안내부(180a)에 대해 더욱 구체적으로 살펴보기로 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 안내부(180a)는 금속판(200)에 홈(220a)을 형성할 수 있는데, 이러한 홈(220a)을 형성하는 구조로서 바이트부(181)를 포함할 수 있다. 바이트부(181)는 금속판(200) 상면의 적어도 일부를 절삭하여 홈(220a)을 형성할 수 있으며, 이에 따라 톱날부(161)가 홈(220a)을 따라 용이하게 이동될 수 있다. 이때, 홈(220a)의 폭이 톱날부(161)의 폭보다 큰 경우 금속판(200)을 절단한 이후에도 홈(220a)의 일부가 남아있을 수 있으므로, 홈(220a)을 형성하는 바이트부(181)의 폭은 톱날부(161)의 폭보다 좁거나 같을 수 있다.

한편, 안내부(180a)도 절단부(160)와 연동되어 제1 구동부(150)에 의해 이동되기 때문에 절삭저항은 안내부(180a)의 이동방향과 반대의 방향으로 작용할 수 있다. 이러한 안내부(180a) 또는 바이트부(181)의 절삭저항에 따른 절단부(160)의 이동속도 저하를 방지하기 위하여, 바이트부(181)가 형성하는 홈(220a)의 깊이는 1mm 이내일 수 있다. 또한, 절삭저항에 따른 힘을 상쇄하기 위하여 절삭저항에 따른 힘과 반대되는 방향, 즉 안내부(180a) 또는 절단부(160)의 이동방향과 동일한 방향을 포함하는 방향으로 힘을 제공해주는 탄성부(182)를 더 포함할 수 있다. 이러한 안내부(180a)에 포함된 탄성부(182)는 절단부(160)의 이동방향과 동일한 방향으로 탄성력을 제공하여 절삭저항에 따른 힘을 상쇄시켜, 절단부(160)의 이동속도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 안내부(180a)는 절단부(160)에 고정수단(189)을 통해 고정될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 도 1에 도시한 금속판 절단장치(100a)와 비교하기 위한 도면이고, 도 7 및 도 8은 도 1에 도시한 금속판 절단장치(100a)의 톱날부(161)가 금속판(200)을 절단하는 과정에 따른 힘의 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)의 톱날부(161)에 대해 더욱 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 톱날부(10)의 회전축(11)이 금속판(20)보다 하부에 존재하고 톱날부(10)가 오른쪽으로 이동되면서 시계방향으로 회전되는 경우 이송력과 절단력의 합인 합력은 금속판(200)을 톱날부(10)로부터 밀어내는 방향이 될 수 있다. 즉, 도 4와 같이 금속판(20)에 물리는 톱날(12) 관점에서 보았을 때와 도 5와 같이 금속판(20)에서 벗어나는 톱날(13) 관점에서 보았을 때 모두 합력의 방향은 도면에서 오른쪽 방향의 성분을 갖게 되어 금속판(20)을 톱날부(10)로부터 밀어내는 척력이 발생될 수 있다. 따라서, 절단 과정이 효율적으로 이루어지지 못하여 톱날부(10)가 헛돌 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 6에 도시한 바와 같이 톱날부(10)를 반시계방향으로 회전시키는 방안을 고려해볼 수도 있을 것이나, 톱날부(10)에 의해 절단된 칩(14)이 톱날부(10)를 타고 올라가기 때문에 칩(14)이 금속판(20)의 상부나 구동부에 끼일 수 있어 절단공정이 원활하게 이루어질 수 없다.

그러나, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)의 경우 톱날부(161)의 회전축(164)이 금속판(200)보다 상부에 위치하므로, 톱날부(161)와 금속판(200) 간에 척력이 발생되지 않으면서 칩(166)이 원활하게 배출될 수 있다. 구체적으로 도 7과 같이 금속판(200)에 물리는 톱날(165a) 관점에서 보았을 때 절단력과 이송력의 합인 합력은 하부 방향이므로 금속판(200)이 밀리지 않으며 도 8과 같이 금속판(200)에서 벗어나는 톱날(165b) 관점에서 보았을 때 합력은 금속판(200)을 당기는 방향이 될 수 있다. 즉, 오히려 금속판(200)과 톱날부(161) 간에 당기는 힘인 인력이 발생되어 금속판(200)이 밀리지 않고 원활하게 절단될 수 있다. 더욱이 절단부(160)가 수평 이동되므로 절단반력에 의한 영향을 최소화할 수 있으며 절단 면적이 작아 이송력이 상대적으로 낮아도 절단부(160)의 이송이 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 제1 구동부(150)의 모터 용량을 감소시키는 것이 가능하다. 이때, 칩(166)은 톱날부(161)를 따라 금속판(200)의 하부 방향으로 이동되는바, 용이하게 배출되는 것이 가능할 수 있다. 상기와 같이 톱날부(161)와 금속판(200) 간에 척력이 발생되지 않게 하면서도 칩(166)을 용이하게 배출하려면, 톱날부(161)의 회전방향과 이송방향이 대응되는 것이 중요한데, 구체적으로 도 7 및 도 8과 같이 이송방향이 오른쪽을 향하는 경우 톱날부(161)가 시계방향으로 회전되게 하고, 이송방향이 왼쪽을 향하는 경우 톱날부(161)가 반시계방향으로 회전되게 할 수 있다.

본 발명의 발명자는 본 발명과 기존의 가스토치 방법을 비교하는 테스트를 거쳤는데, 가스토치를 이용한 경우 절단속도가 약 150mm/min에 불과하나 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100a)를 이용한 경우 절단속도가 약 350mm/min으로서 가스토치를 이용한 경우에 비하여 2배 이상 빠른 것을 확인할 수 있었다. 또한, 가스토치를 이용한 경우와 달리 본 발명의 금속판 절단장치를 이용한 경우 절단설이 형성되지 않고 금속판의 절단면이 매우 매끄럽게 도출될 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실시예에 따른 경우 금속판 절단면이 매끄러우므로 별도의 이차 가공 공정이 불필요하며, 이에 따라 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속판 절단장치(100b)의 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시한 금속판 절단장치(100b)의 안내부(180b)의 압입롤(183)의 측면도이며, 도 11은 도 9에 도시한 A-A' 선에 따른 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100b)에 대해 살펴보기로 한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 금속판 절단장치(100b)는 받침부(110), 프레임부(140), 및 절단부(160)를 포함하되, 절단부(160)의 안내부(180b)가 금속판(200)을 압입하여 금속판(200)에 홈(220b)을 형성할 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 안내부(180b)는 금속판(200)을 압입하여 금속판(200)에 홈(220b)을 형성할 수 있도록 일 예로서 압입롤(183)을 포함할 수 있다. 여기서, 압입롤(183)은 예를 들어 별도의 구동부 없이 금속판(200)의 표면에 접촉되어 회전될 수 있고, 금속판(200)의 표면을 눌러 금속판(200)의 표면에 홈(220b)을 형성할 수 있다.

또한, 압입롤(183)은 일 예로서 압입셀부(184), 보강부(185), 및 축부(186)를 포함할 수 있다. 여기서, 압입셀부(184)는 표면에 V자 형상을 가져 첨단 부분으로 금속판(200)의 표면을 눌러 홈(220b)을 형성할 수 있는데, 이때 홈(220b)의 폭이 톱날부(161)의 폭보다 큰 경우 절단 후 홈(220b)이 남아있을 수 있으므로 홈(220b)을 형성하는 압입셀부(184)의 폭(w₁)은 톱날부(161)의 폭보다 좁거나 같을 수 있다. 또한, 보강부(185)는 상대적으로 폭(w₁)이 좁은 압입셀부(184)를 보강하기 위한 부재로서, 압입셀부(184)에 대한 압입 반력에 의해 압입셀부(184)가 파손되는 것을 방지하기 위하여 압입셀부(184)의 양면에 각각 접촉되도록 위치될 수 있다. 이때, 보강부(185)의 보강력을 충분하게 하기 위하여 각 보강부(185)의 폭(w₂)은 압입셀부(184)의 폭(w₁)의 2배 이상이 될 수 있다. 또한, 축부(186)는 보강부(185)와 압입셀부(184)를 관통하여 압입롤(183)을 안내부(180b) 본체 또는 절단부(160) 본체에 회전 가능하게 지지하기 위한 부재로서, 압입셀부(184)에 대한 압입 반력을 충분히 견딜 수 있도록 축부(186)의 직경(d₂)은 압입셀부(184)의 직경(d₁)의 2/3 이상일 수 있다.

한편, 안내부(180b)는 절단부(160)에 압입롤(183)을 지지할 수 있도록 실린더부(187)와 탄성부(188)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 실린더부(187)는 압입롤(183)의 위치를 절단부(160)에 고정할 수 있는데, 이때 실린더부(187)에 압입 반력이 전달될 수 있어 실린더부(187)에 응력이 집중될 수 있다. 이러한 응력 집중 현상을 방지하기 위하여 탄성부(188)는 압입 방향과 동일한 방향을 포함하는 방향으로 탄성력을 제공하여 안내부(180b)가 압입 반력을 충분히 견딜 수 있도록 할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 금속판 절단장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

110 : 받침부 112 : 지지부
120 : 로딩부 130 : 고정부
140 : 프레임부 141 : 제1 프레임부
142 : 제2 프레임부 150 : 제1 구동부
160 : 절단부 161 : 톱날부
164 : 회전축 167 : 제2 구동부
170 : 이격부 180a, 180b : 안내부
181 : 바이트부 183 : 압입롤
200 : 금속판 210 : 절단면
220a, 220b : 홈

Claims

상면에 금속판이 위치되는 받침부;
상기 받침부에 지지되는 프레임부; 및
상기 프레임부를 따라 이동가능한 절단부;
를 포함하고,
상기 절단부는 회전되어 상기 금속판을 절단하는 톱날부, 및 상기 금속판에 홈을 형성하여 상기 톱날부가 상기 홈을 따라 이동되도록 안내하는 안내부를 포함하되,
상기 안내부는 상기 절단부의 이동 방향과 동일한 방향을 포함하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 안내부는 상기 톱날부의 이동방향 전단에 설치되는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 안내부는 상기 금속판의 적어도 일부를 절삭하여 상기 홈을 형성하는 바이트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제3항에 있어서,
상기 바이트부의 폭은 상기 톱날부의 폭보다 좁거나 같은 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
삭제
제3항에 있어서,
상기 홈의 깊이는 1mm 이내인 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 안내부는 상기 금속판의 적어도 일부를 압입하여 상기 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제7항에 있어서,
상기 안내부는 상기 금속판과의 접촉에 의해 회전되면서 상기 홈을 형성하는 압입롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제8항에 있어서,
상기 압입롤은 표면에 V자 형상을 가져 상기 금속판에 상기 홈을 형성하는 압입셀부, 및 상기 압입셀부의 양면에 각각 위치되어 상기 압입셀부를 보강하는 보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
삭제
제9항에 있어서,
상기 압입셀부의 폭은 상기 톱날부의 폭보다 좁거나 같은 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제9항에 있어서,
상기 압입롤은 상기 압입셀부와 상기 보강부를 관통하여 상기 압입셀부와 상기 보강부를 회전 가능하게 지지하는 축부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제12항에 있어서,
상기 축부의 직경은 상기 압입셀부의 직경의 2/3 이상인 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제8항에 있어서,
상기 안내부는 상기 압입롤의 위치를 고정하는 실린더부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제14항에 있어서,
상기 안내부는 상기 압입롤의 압입방향을 포함하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 톱날부의 회전축은 상기 금속판보다 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 절단부가 상기 프레임부를 따라 오른쪽으로 이동되면 상기 톱날부는 시계방향으로 회전되어 상기 금속판을 절단하고,
상기 절단부가 상기 프레임부를 따라 왼쪽으로 이동되면 상기 톱날부는 반시계방향으로 회전되어 상기 금속판을 절단하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 절단부가 상기 프레임부를 따라 이동되면서 상기 톱날부가 회전되어 상기 금속판을 절단하는 것을 특징으로 하는 금속판 절단장치.