KR101704900B1 - 목재 절단 장치 - Google Patents

Abstract

목재 절단 장치는 작업대, 회전 톱날, 구동부, 이송부, 감지부 및 제어부를 포함한다. 상기 작업대에는 목재가 놓여지며, 어느 한 방향을 따라 가로지른 개구홀을 갖는다. 상기 회전 톱날은 상기 작업대의 개구홀에 설치된다. 상기 구동부는 상기 회전 톱날과 연결되어 상기 회전 톱날에 회전력을 제공한다. 상기 이송부는 상기 회전 톱날과 연결되어 상기 목재를 절단하도록 상기 회전 톱날을 직선 방향으로 이동시킨다. 상기 감지부는 상기 회전 톱날에 설치되어 상기 회전 톱날이 상기 목재를 절단하는 도중 그 회전 속도를 감지한다. 상기 제어부는 상기 감지부 및 상기 이송부와 연결되며, 상기 감지부로부터 감지된 회전력에 따라 상기 이송부에 의한 상기 회전 톱날의 이동 속도를 비례적으로 감소시킨다.

Description

목재 절단 장치{APPARATUS FOR SHEARING WOOD}

본 발명은 목재 절단 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 가구 등을 포함하는 생활 또는 산업 전반에 걸쳐 다양한 제품을 제작하는데 사용되는 목재를 절단하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 목재는 모터와 같은 회전 구동부의 동력에 의해 회전하는 회전 톱날을 직진 이송부를 통해 어느 한 방향을 따라 직진 이동시키는 절단 장치를 통해 원하는 크기로 절단되고 있다.

이때, 상기 목재 절단 장치의 상기 회전 톱날을 회전시키는 회전 구동부 및 이를 직진 방향으로 이동시키는 직진 이송부는 서로 별개로 구동되는 시스템을 가지고 있다. 이에, 상기 목재 절단 장치로부터 절단되는 목재의 위치에 따라 조금씩 차이가 나는 절단 저항으로 인하여, 상기 절단 저항이 높은 위치에서는 상기 회전 톱날의 회전이 감소되면서 상기 회전 톱날이 상기 목재에 씹히는 현상이 발생될 수 있다.

이러한 현상이 발생되는 경우에도, 상기 회전 톱날은 상기 직진 이송부에 의해서 계속 직진하려고 함에 따라 상기 직진 이송부에 과도한 부하가 발생되어 결국 상기 직진 이송부 또는 상기 회전 톱날이 파손될 수 있음을 물론, 이로부터 절단된 목재도 제대로 절단이 안되어 불량 처리되는 심각한 비용적 손실을 가져오게 된다.

(특허 문헌1)한국공개특허 제10-2003-0027874호(공개일; 2003.04.07, 목재절단장치)

본 발명의 목적은 목재의 절단 저항이 높은 위치에서도 부품의 파손 또는 상기 목재의 불량을 방지할 수 있는 목재 절단 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 목재 절단 장치는 작업대, 회전 톱날, 구동부, 이송부, 감지부 및 제어부를 포함한다.

상기 작업대에는 목재가 놓여지며, 어느 한 방향을 따라 가로지른 개구홀을 갖는다. 상기 회전 톱날은 상기 작업대의 개구홀에 설치된다. 상기 구동부는 상기 회전 톱날과 연결되어 상기 회전 톱날에 회전력을 제공한다. 상기 이송부는 상기 회전 톱날과 연결되어 상기 목재를 절단하도록 상기 회전 톱날을 직선 방향으로 이동시킨다. 상기 감지부는 상기 회전 톱날에 설치되어 상기 회전 톱날이 상기 목재를 절단하는 도중 그 회전 속도를 감지한다. 상기 제어부는 상기 감지부 및 상기 이송부와 연결되며, 상기 감지부로부터 감지된 회전력에 따라 상기 이송부에 의한 상기 회전 톱날의 이동 속도를 비례적으로 감소시킨다.

일 실시예에 따른 상기 목재 절단 장치는 상기 회전 톱날을 상기 개구홀로부터 노출시키기 위하여 상기 회전 톱날을 승강시키는 승강부 및 상기 승강부와 연결되어 상기 회전 톱날이 상기 개구홀로부터 노출되는 높이를 조절하는 높이 조절부를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 목재 절단 장치는 상기 이송부와 연결되어 상기 회전 톱날의 진행 방향을 전방 또는 후방으로 제어하는 방향 조절부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 목재 절단 장치는 상기 작업대에 설치되며 상기 회전 톱날에 의해서 절단된 목재를 상기 작업대의 어느 한 사이드 방향으로 푸싱하는 푸셔부를 더 포함할 수 있다.

이러한 목재 절단 장치에 따르면, 구동부의 회전력에 의해 회전하는 회전 톱날을 상기 작업대 놓여진 목재를 절단하기 위하여 직진 방향으로 이동시키는 과정에서 상기 이동 속도를 상기 회전 톱날의 감지부로부터 감지된 회전 속도에 따라 비례적으로 감소시킴으로써, 상기 목재의 절단 저항이 높은 위치에서 상기 회전 톱날의 회전 속도가 감소 또는 정지될 경우 상기 회전 톱날의 이동 속도도 감소 또는 정지시킬 수 있다.

이에 따라, 상기 목재의 위치에 따른 절단 저항의 차이를 실시간으로 적용하여 이를 절단함으로써, 상기 목재를 실질적으로 절단하는 회전 톱날은 물론, 상기 목재를 절단하는데 필요한 회전력을 제공하는 구동부 및 상기 이송부의 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 목재도 안정적으로 절단하여 품질 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 목재 절단 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 목재 절단 장치를 측면에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 목재 절단 장치를 위에서 바라본 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 목재 절단 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 목재 절단 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 목재 절단 장치를 측면에서 바라본 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 목재 절단 장치를 위에서 바라본 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 목재 절단 장치(1000)는 작업대(100), 회전 톱날(200), 구동부(300), 이송부(400), 감지부(500) 및 제어부(600)를 포함한다.

상기 작업대(100)에는 목재(10)가 놓여진다. 상기 작업대(100)는 작업자가 선 상태에서 편하게 작업할 수 있도록 작업자의 허리 정도의 위치에 오도록 지지부(110)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 작업대(100)에는 상기 목재(10)의 절단을 위하여 중앙 부위에 어느 한 방향으로 가로지르는 개구홀(120)이 형성된다. 또한, 상기 작업대(100)에는 상기 목재(10)가 원활하게 절단될 수 있도록 이를 측부 방향에서 가압하여 고정하는 고정대(130)가 설치될 수 있다.

상기 회전 톱날(200)은 상기 작업대(100)의 개구홀(120)에 설치된다. 상기 회전 톱날(200)은 어느 한 회전 방향을 따라 구부러진 다수의 톱날(210)들을 갖는다. 상기 회전 톱날(200)은 중심이 상기 작업대(100)에 간섭되지 않도록 상기 작업대(100)의 하부에 위치한 상태로 상기 개구홀(120)로부터 노출 가능하도록 설치된다. 상기 회전 톱날(200)은 상기 목재(10)의 절단이 용이하면서 내구성도 우수한 스테인레스(stainless) 재질로 이루어질 수 있다.

상기 구동부(300)는 상기 회전 톱날(200)의 중심에 연결된다. 상기 구동부(300)는 상기 회전 톱날(200)에 회전력을 제공하여 상기 회전 톱날(200)이 상기 목재(10)를 절단할 수 있도록 한다. 이때, 상기 구동부(300)는 기본적으로, 상기 톱날(210)들이 상기 목재(10)를 긁으면서 절단할 수 있도록 상기 톱날(210)들이 구부러진 회전 방향을 따라 상기 회전 톱날(200)을 회전시킬 수 있다. 이러한 구동부(300)는 회전력을 직접 발생시키는 모터(motor)를 포함하여 상기 회전 톱날(200)에 직접 연결되거나, 구동 기어 및 피동 기어를 통하여 간접적으로 연결될 수도 있다.

상기 이송부(400)는 상기 회전 톱날(200)과 연결되어 상기 회전 톱날(200)이 상기 목재(10)를 절단할 수 있도록 상기 개구홀(120)을 따라 직진 방향, 구체적으로 x축 방향으로 이동시킨다. 이에, 상기 이송부(400)는 상기 구동부(300)에 의해서 회전하는 회전 톱날(200)이 직진 방향을 따라 이동하도록 상기 회전 톱날(200)의 중심을 따라 레일 형태로 길게 구성될 수 있다. 이러한 이송부(400)는 회전력을 발생하는 모터(motor) 및 이의 회전력을 직선 구동력으로 전환하는 피니언 기어(pinion gear)과 렉 기어(rack gear) 구조 또는 스프라켓(spracket)과 체인(chain) 동력 전환 구조를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 이송부(400)는 상기 회전 톱날(200)에 회전력을 제공하는 구동부(300)와는 별개로 구성되어 상기 회전 톱날(200)의 회전에는 간섭되지 않도록 할 수 있다.

상기 감지부(500)는 상기 회전 톱날(200)의 회전면에 설치되어 상기 회전 톱날(200)의 회전 속도를 감지한다. 이러한 감지부(500)는 상기 회전 톱날(200)의 회전면에 직접 접촉하여 회전 속도를 감지할 수도 있고, 광을 통해 간접적으로 감지할 수도 있다.

상기 제어부(600)는 상기 감지부(500) 및 상기 이송부(400)와 연결된다. 상기 제어부(600)는 상기 감지부(500)로부터 감지된 회전 속도에 따라 상기 이송부(400)에 의한 상기 회전 톱날(200)의 이동 속도를 실시간으로 제어한다. 구체적으로, 상기 목재(10)의 어느 한 위치에서 상기 회전 톱날(200)의 회전 속도가 감소되고 있는 것으로 상기 감지부(500)에 의해서 감지될 경우, 상기 제어부(600)는 상기 회전 톱날(200)의 이동 속도를 비례적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 톱날(200)이 상기 목재(10)의 치밀한 부분을 절단할 경우와 같이 절단 저항이 높아지는 부분을 절단할 경우, 마찰력이 증가됨에 따라 상기 회전 톱날(200)의 회전 속도는 자연적으로 감소될 수밖에 없는 상황이 발생되며, 이 경우 상기 제어부(600)는 상기 감소될 수밖에 없는 회전 톱날(200)의 회전 속도를 상기 감지부(500)를 통해 감지하여 이와 비례적으로 상기 회전 톱날(200)의 이동 속도를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 목재(10)의 절단 저항이 매우 높음에 따른 마찰력으로 인하여 상기 회전 톱날(200)의 회전이 정지될 경우, 상기 제어부(600)는 상기 이송부(400)에 의한 상기 회전 톱날(200)의 이동도 정지시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 구동부(300)의 회전력에 의해 회전하는 회전 톱날(200)을 상기 작업대(100)에 놓여진 목재(10)를 절단하기 위하여 직진 방향으로 이동시키는 과정에서 상기 이동 속도를 상기 회전 톱날(200)의 감지부(500)로부터 감지된 회전 속도에 따라 비례적으로 감소시킴으로써, 상기 목재(10)의 절단 저항이 높은 위치에서 상기 회전 톱날(200)의 회전 속도가 감소 또는 정지될 경우 상기 회전 톱날(200)의 이동 속도도 감소 또는 정지시킬 수 있다.

이에 따라, 상기 목재(10)의 위치에 따른 절단 저항의 차이를 실시간으로 적용하여 이를 절단함으로써, 상기 목재(10)를 실질적으로 절단하는 회전 톱날(200)은 물론, 상기 목재(10)를 절단하는데 필요한 회전력을 제공하는 구동부(300) 및 상기 이송부(400)의 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 목재(10)도 안정적으로 절단하여 품질 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 목재 절단 장치(1000)는 승강부(700) 및 높이 조절부(750)를 더 포함할 수 있다. 상기 승강부(700)는 상기 회전 톱날(200)에 연결되어 상기 회전 톱날(200)을 상기 개구홀(120)로 노출되도록 상승하거나 상기 작업대(100)의 하부에 위치하도록 하강시킨다. 이에, 상기 승강부(700)가 상기 회전 톱날(200)을 상승 및 하강하는 도중에도 상기 회전 톱날(200)을 회전시키는 구조를 갖는 것이 바람직하므로, 상기 승강부(700)는 상기 구동부(300)를 통해 상기 회전 톱날(200)에 연결되어 상기 구동부(300)와 상기 회전 톱날(200)을 같이 상승 및 하강시키는 것이 바람직하다. 상기 높이 조절부(750)는 상기 승강부(700)에 연결되어 상기 승강부(700)에 의해서 상승하는 상기 회전 톱날(200)의 높이를 조절한다. 이에 따라, 상기 목재 절단 장치(1000)는 상기 승강부(700) 및 상기 높이 조절부(750)를 통하여 상기 회전 톱날(200)의 높이를 조절함으로써, 상기 목재(10)의 하부에서 필요에 따라 일부만 부분적으로 절단할 수 있다는 특징을 가질 수 있다.

또한, 상기 목재 절단 장치(1000)는 상기 이송부(400)와 연결되어 상기 회전 톱날(200)의 진행 방향을 전방 또는 후방으로 제어하는 방향 조절부(800)를 더 포함할 수 있다. 이에, 상기 방향 조절부(800)가 상기 회전 톱날(200)이 전방으로 이동하도록 제어할 경우에는 상기 회전 톱날(200)이 업컷(upcut) 형태로 상기 목재(10)를 절단할 수 있고, 상기 회전 톱날(200)이 후방으로 이동하도록 제어할 경우에는 상기 회전 톱날(200)이 다운컷(downcut) 형태로 상기 목재(10)를 절단할 수 있다. 이에, 상기 목재(10)가 상기 방향 조절부(800)를 통해 업컷(upcut) 형태로 절단할 경우에는 버(burr) 발생이 적고 가공면을 매끄럽게 할 수 있다는 장점이 있고, 상기 다운컷(downcut) 형태로 절단할 경우에는 상기 회전 톱날(200)에 가해지는 부하가 적다는 장점이 있으므로, 상기 목재 절단 장치(1000)는 상기 방향 조절부(800)를 통하여 상기 목재(10)로부터 제작되는 제품의 특성에 따라 선택적으로 절단할 수 있는 특징을 가질 수 있다.

또한, 상기 목재 절단 장치(1000)는 상기 작업대(100)에 설치되어 상기 회전 톱날(200)에 의해서 절단된 목재(10)를 작업자가 상기 작업대(100)로부터 외부로 용이하게 내놓을 수 있도록 상기 작업대(100)에서 절단된 목재(10)를 어느 한 사이드 방향으로 푸싱하는 푸셔부(900)를 더 포함한다. 구체적으로, 작업자는 상기 목재 절단 장치(1000)를 제어하기 위한 조작 패널(미도시)의 근처에서 작업이 진행되므로, 상기 푸셔부(900)는 상기 조작 패널과 인접한 사이드 방향으로 상기 절단된 목재(10)를 푸싱하도록 구성될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 목재 100 : 작업대
110 : 지지부 120 : 개구홀
130 : 고정대 200 : 회전 톱날
210 : 톱날 300 : 구동부
400 : 이송부 500 : 감지부
600 : 제어부 700 : 승강부
750 : 높이 조절부 800 : 방향 조절부
900 : 푸셔부

Claims (4)

1. 목재가 놓여지며, 어느 한 방향을 따라 가로지른 개구홀을 갖는 작업대;
   상기 작업대의 개구홀에 설치된 회전 톱날;
   상기 회전 톱날과 연결되어, 상기 회전 톱날에 회전력을 제공하는 구동부;
   상기 회전 톱날과 연결되어, 상기 목재를 절단하도록 상기 회전 톱날을 직선 방향으로 이동시키는 이송부;
   상기 회전 톱날에 설치되어, 상기 회전 톱날이 상기 목재를 절단하는 도중 그 회전 속도를 감지하는 감지부; 및
   상기 감지부 및 상기 이송부와 연결되며, 상기 감지부로부터 감지된 회전력에 따라 상기 이송부에 의한 상기 회전 톱날의 이동 속도를 비례적으로 감소시키는 제어부를 포함하고,
   상기 이송부와 연결되어 상기 회전 톱날의 진행 방향을 전방 또는 후방으로 제어하는 방향 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 절단 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 톱날을 상기 개구홀로부터 노출시키기 위하여 상기 회전 톱날을 승강시키는 승강부; 및
   상기 승강부와 연결되어, 상기 회전 톱날이 상기 개구홀로부터 노출되는 높이를 조절하는 높이 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 절단 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 작업대에 설치되며 상기 회전 톱날에 의해서 절단된 목재를 상기 작업대의 어느 한 사이드 방향으로 푸싱하는 푸셔부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 절단 장치.

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