KR101825351B1 - 휴대용 전기 톱 장치 - Google Patents

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성금길
곽기석
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영남이공대학교 산학협력단
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Abstract

휴대용 전기 톱 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 일 측에 손잡이가 형성된 하우징, 상기 하우징의 타 측에서 연장되고 가장자리 면을 따라 가이드 홈이 형성되는 가이드 바, 상기 가이드 홈에 삽입되어 회전하는 커터 체인, 상기 커터 체인을 회전시키는 전동기, 상기 커터 체인의 회전 운동을 정지시키는 브레이크, 상기 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간으로 판단하는 모니터링부, 상기 하우징의 가속도를 감지하는 가속도센서 및 상기 모니터링부 및 상기 가속도센서에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 브레이크를 제어하는 제어부를 포함하는 휴대용 전기 톱 장치가 제공될 수 있다. 상기 가속도센서는 상기 가이드 바를 기준으로 설정되는 제1축, 상기 제1축에 수직인 제2축, 상기 제1축과 상기 제2축에 각각 수직인 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 한 방향의 가속도를 측정하거나, 상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 상기 적어도 어느 한 축을 기준으로 한 회전가속도를 측정한다.

Description

휴대용 전기 톱 장치{PORTABLE ELECTRIC SAWING DEVICES}
본 발명은 휴대용 전기 톱 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 킥백이나 사용자의 돌발행동을 감지하여 전기 톱 장치의 동작을 멈출 수 있는 휴대용 전기 톱 장치에 관한 것이다.
목재 가공이나 산림지 등에서의 전지 작업시 휴대용 전기 톱이 사용될 수 있다.
휴대용 전기 톱은 프레임에 고정되지 않고 작업자가 직접 휴대하고 사용하게 되는데, 커터 날이 고속으로 회전하는 상태에서 절단 대상에 닿는 순간 또는 절단 작업 중에 순간적으로 작업자 측으로 튕겨 나오는 킥백(kickback) 현상이 발생할 수 있다. 킥백 현상은 작업자에게 상해를 입힐 수 있는바, 킥백 현상에 따른 안전사고를 방지할 수 있는 수단이 강구될 필요가 있다.
또한, 절단 작업 전후의 공회전 상태에서도 작업자의 주의력 결핍으로 인하여 전기 톱을 휘두르는 돌발 상황이 발생할 수 있다. 이러한 돌발 상황은 주변 사람들에게 상해를 입힐 수 있는바, 이러한 돌발 상황에 따른 안전사고를 방지할 수 있는 수단도 함께 강구될 필요가 있다. 하지만, 전기 톱은 킥백 현상과 돌발 상황에서 다른 행동 특성을 나타낼 수 있는바, 양자는 구별될 필요가 있다. 즉, 전기 톱에 의한 안전사고를 방지하기 위해서는 킥백 현상 및 돌발 상황의 발생 여부를 판단하여야 하는데, 킥백 현상 또는 돌발 상황의 발생 여부를 정확히 판단하기 위해서는 먼저 전기 톱에 의한 절단 작업의 실시 여부 판단이 선행됨으로써 킥백 현상의 발생 여부를 판단하여야 하는 것인지 또는 돌발 상황의 발생 여부를 판단하여야 하는 것인지 구별할 필요가 있다.
휴대용 전동톱과 관련한 종래기술로는 대한민국 등록특허공보 KR 10-1142263 “속도 조절이 가능한 휴대용 전동톱” 등이 있다.
본 발명의 실시예들은 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부에 따라 킥백 현상 및 돌발 상황을 정확히 구별하여 판단할 수 있는 휴대용 전기 톱 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일 측에 손잡이가 형성된 하우징, 상기 하우징의 타 측에서 연장되고 가장자리 면을 따라 가이드 홈이 형성되는 가이드 바, 상기 가이드 홈에 삽입되어 회전하는 커터 체인, 상기 커터 체인을 회전시키는 전동기, 상기 커터 체인의 회전 운동을 정지시키는 브레이크, 상기 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간으로 판단하는 모니터링부, 상기 하우징의 가속도를 감지하는 가속도센서 및 상기 모니터링부 및 상기 가속도센서에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 브레이크를 제어하는 제어부를 포함하는 휴대용 전기 톱 장치가 제공될 수 있다. 상기 가속도센서는 상기 가이드 바를 기준으로 설정되는 제1축, 상기 제1축에 수직인 제2축, 상기 제1축과 상기 제2축에 각각 수직인 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 한 방향의 가속도를 측정하거나, 상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 상기 적어도 어느 한 축을 기준으로 한 회전가속도를 측정한다.
상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하게 되면 킥백이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시킬 수 있다.
상기 모니터링부는 상기 전동기에 공급되는 전기의 전류 크기를 실시간으로 감지하는 전류센서를 포함하고, 상기 모니터링부는 상기 전류센서에서 감지되는 전류 크기의 변화량이 기 설정된 제4 기준값을 초과하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단하여 이를 제어부에 통지할 수 있다. 상기 제어부는 상기 모니터링부의 상기 통지 후 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 상기 제1 기준값을 초과하게 되면 상기 커터 체인을 정지시킬 수 있다.
상기 모니터링부는 상기 커터 체인이 상기 가이드 바를 누르는 압력을 실시간으로 감지하는 압력센서를 포함하고, 상기 모니터링부는 상기 압력센서에서 감지되는 압력이 기 설정된 제5 기준값을 초과하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단하여 이를 제어부에 통지할 수 있다. 상기 제어부는 상기 모니터링부의 상기 통지 후 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 상기 제1 기준값을 초과하게 되면 상기 커터 체인을 정지시킬 수 있다.
상기 모니터링부는 상기 가이드 바의 변형률을 실시간으로 감지하는 스트레인 게이지(strain gauge)를 포함하고, 상기 모니터링부는 상기 스트레인 게이지에서 감지되는 변형률이 기 설정된 제6 기준값을 초과하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단하여 이를 제어부에 통지할 수 있다. 상기 제어부는 상기 모니터링부의 상기 통지 후 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 상기 제1 기준값을 초과하게 되면 상기 커터 체인을 정지시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제2 기준값을 초과하게 되면 돌발 상황이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시킬 수 있다. 상기 제1 기준값은 상기 제2 기준값보다 크게 설정될 수 있다.
상기 커터 체인에 대한 인체의 접근 여부를 감지하는 적외선센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 적외선센서에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 커터 체인에 인체가 접근하면 상기 커터 체인을 정지시킬 수 있다.
상기 모니터링부에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 커터 체인의 공회전 시간을 측정하는 타이머를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 타이머에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 커터 체인의 공회전 시간이 기 설정된 제3 기준값을 초과하게 되면 상기 커터 체인을 정지시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간으로 판단할 수 있고, 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부에 따라 킥백 현상 및 돌발 상황을 정확히 구별하여 판단할 수 있고, 이에 따라 커터 체인을 정지시킴으로써 킥백 현상 및 돌발 상황에 따른 안전사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전기 톱 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 하우징의 내부를 나타낸 도면이다.
도 3은 하우징의 내부를 커터 체인이 장착된 상태로 나타낸 도면이다.
도 4는 하우징의 내부를 커터 체인이 제거된 상태로 나타낸 도면이다.
도 5는 제어부를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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.
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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 휴대용 전기 톱 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전기 톱 장치를 나타낸 도면, 도 2는 하우징의 내부를 나타낸 도면, 도 3은 하우징의 내부를 커터 체인이 장착된 상태로 나타낸 도면, 도 4는 하우징의 내부를 커터 체인이 제거된 상태로 나타낸 도면, 도 5는 제어부를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전기 톱 장치는 하우징(100), 손잡이(110), 가이드 바(120), 커터 체인(130), 전동기(140), 브레이크(150), 모니터링부(200), 가속도센서(300), 타이머(400), 적외선센서(500) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다.
하우징(100)의 내부에는 각종 전기 기계 장치가 탑재될 수용 공간이 형성될 수 있다.
하우징(100)의 외측에는 온오프 스위치(160) 및 정지 버튼(170)이 구비될 수 있다. 작업자는 온오프 스위치(160)를 통해 전동기(140)에 대한 전기 공급을 허용하거나 차단하는 온오프 신호를 입력할 수 있고, 정지 버튼(170)을 통해 커터 체인(130)의 회전 운동을 정지시킬 수 있는 정지 신호를 입력할 수 있다. 전동기(140)에 대한 전기 공급은 하우징(100)에 탑재되는 배터리 또는 외부 전원에 의해 이루어질 수 있다.
손잡이(110)는 하우징(100)의 일 측에 형성될 수 있다. 작업자는 손잡이(110)를 잡고 휴대용 전기 톱 장치를 운반하거나 절단 작업을 실시할 수 있다.
가이드 바(120)는 하우징(100)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 가이드 바(120)는 하우징(100)의 타 측에서 하우징(100)의 외부로 연장되도록 하우징(100)에 결합될 수 있다.
가이드 바(120)는 플레이트 형상으로 이루어질 수 있고, 가이드 바(120)의 가장자리 면을 따라 가이드 홈(121)이 형성될 수 있다.
커터 체인(130)은 가이드 홈(121)에 삽입되어 회전할 수 있다. 구체적으로, 하우징(100)에는 스프로킷(sprocket)(180)이 회전 가능하게 결합될 수 있고, 커터 체인(130)은 가이드 홈(121)에 삽입된 상태에서 스프로킷(180)에 치합함으로써 스프로킷(180)의 회전에 의해 회전 운동할 수 있다. 커터 체인(130)은 고리 형상으로 이루어질 수 있다.
커터 체인(130)은 복수 개의 커터 날(131)을 구비할 수 있다. 복수 개의 커터 날(131)은 커터 체인(130)의 외주면에 형성될 수 있고, 커터 체인(130)의 길이 방향으로 상호간에 이격 배치될 수 있다.
전동기(140)는 하우징(100)에 결합되어 커터 체인(130)을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 전동기(140)의 회전축에 형성되는 제1 베벨기어(141)는 스프로킷(180)의 회전축에 형성되는 제2 베벨기어(143)와 치합함으로써, 전동기(140)에서 생성된 회전력이 제1 베벨기어(141) 및 제2 베벨기어(143)를 통해 스프로킷(180)에 전달될 수 있다.
브레이크(150)는 하우징(100)에 결합되어 커터 체인(130)의 회전 운동을 정지시킬 수 있다. 브레이크(150)는 전동기(140)의 회전축 또는 스프로킷(180)의 회전축에 마찰력을 가하거나 제1 베벨기어(141), 제2 베벨기어(143) 또는 커터 체인(130)에 치합됨으로써 커터 체인(130)의 회전 운동을 정지시킬 수 있다.
모니터링부(200)는 커터 체인(130)에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간, 즉 일정한 주기로 판단할 수 있다.
모니터링부(200)는 일 예시로서 전류센서(210)를 포함할 수 있다. 전류센서(210)는 하우징(100)에 결합될 수 있고, 전동기(140)에 공급되는 전기의 전류 크기를 실시간으로 감지할 수 있다. 커터 체인(130)이 공회전 상태에서 절단 대상에 접촉하여 절단 작업을 시작하게 되면, 커터 체인(130)과 절단 대상 사이에 발생하는 마찰력에 의해 전동기(140)에 가해지는 부하가 증가함으로써 커터 체인(130)이 소정의 회전수로 회전하기 위해서는 전동기(140)에 가해지는 전류 크기가 증가될 필요가 있다. 이에 따라 전류센서(140)에서 감지되는 전류 크기는 변화하게 된다. 따라서, 모니터링부(200)는 전류센서(210)에서 감지되는 전류 크기의 변화량, 즉 공회전 상태에서의 전류 크기와 현재의 전류 크기 사이의 차이가 기 설정된 제4 기준값을 초과하면 커터 체인(130)에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제4 기준값은 커터 체인(130)을 절단 대상에 접촉시킨 상태에서 절단 대상을 절단할 수 있는 힘을 가했을 때의 전류 크기의 변화량으로 설정될 수 있다.
모니터링부(200)는 다른 예시로서 압력센서(220)를 포함할 수 있다. 압력센서(220)는 가이드 바(120), 구체적으로 가이드 홈(121)의 저면에 결합될 수 있고, 커터 체인(130)이 가이드 바(120)를 누르는 압력을 실시간으로 감지할 수 있다. 커터 체인(130)이 공회전 상태에서 절단 대상에 접촉하여 절단 작업을 시작하게 되면, 절단 대상이 커터 체인(130)을 누르는 힘에 의하여 압력센서(220)에 가해지는 압력이 증가하게 된다. 따라서, 모니터링부(200)는 압력센서(220)에서 감지되는 압력 또는 압력의 변화량, 즉 공회전 상태에서의 압력과 현재의 압력 사이의 차이가 기 설정된 제5 기준값을 초과하면 커터 체인(130)에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제5 기준값은 커터 체인(130)을 절단 대상에 접촉시킨 상태에서 절단 대상을 절단할 수 있는 힘을 가했을 때의 압력의 변화량으로 설정될 수 있다.
모니터링부(200)는 또 다른 예시로서 스트레인 게이지(230)를 포함할 수 있다. 스트레인 게이지(230)는 가이드 바(120), 구체적으로 가이드 바(120)의 일면에 결합될 수 있고, 가이드 바(120)의 변형률을 실시간으로 감지할 수 있다. 커터 체인(130)이 공회전 상태에서 절단 대상에 접촉하여 절단 작업을 시작하게 되면, 절단 대상이 커터 체인(130)을 누르는 힘에 의하여 가이드 바(120)의 변형이 발생하게 된다. 따라서, 모니터링부(200)는 스트레인 게이지(230)에서 감지되는 가이드 바(120)의 변형률, 예를 들어 공회전 상태에서의 가이드 바(120)의 폭과 현재의 가이드 바(120)의 폭 사이의 변형률이 제6 기준값을 초과하면 커터 체인(130)에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제6 기준값은 커터 체인(130)을 절단 대상에 접촉시킨 상태에서 절단 대상을 절단할 수 있는 힘을 가했을 때의 가이드 바(120)의 변형률로 설정될 수 있다.
모니터링부(200)는 전류센서(210), 압력센서(220), 스트레인 게이지(230) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(200)는 전류센서(210), 압력센서(220), 스트레인 게이지(230) 중 2개 이상을 포함할 수도 있다.
가속도센서(300)는 하우징(100)에 결합될 수 있고, 하우징(100)의 가속도를 실시간으로 감지할 수 있다. 가속도센서(300)는 가이드 바(120)를 기준으로 설정되는 제1축, 상기 제1축에 수직인 제2축, 상기 제1축과 상기 제2축에 각각 수직인 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 한 방향의 가속도를 측정하거나, 상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 상기 적어도 어느 한 축을 기준으로 한 회전가속도를 측정할 수 있다. 도면에는 가이드 바(120) 방향을 y축으로하여 상기 y축을 기준으로 각각 수직인 x축, z축이 예로서 표현되어 있다. 가속도센서(300)는 도 1에 예로서 도시된 것처럼 x축, y축 및 z축 방향의 가속도 또는 회전가속도를 감지할 수 있다. 일례로, 가속도센서(300)는 킥백이 발생할 경우, x축을 기준으로 한 회전가속도 또는 x축, y축, z축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 기준으로 하는 가속도를 감지할 수 있다. 다른 예로, 가속도센서(300)는 사용자가 동작상태에서 전기 톱 장치를 휘두르는 경우, x축, y축, z축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 한 축을 기준으로 한 회전가속도 또는 x축, y축, z축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 기준으로 하는 가속도를 감지할 수 있다.
타이머(400)는 하우징(100)에 결합될 수 있고, 모니터링부(200)에서 전송되는 데이터를 기초로 커터 체인(130)의 공회전 시간을 측정할 수 있다. 구체적으로, 타이머(400)는 온오프 스위치(160)를 통해 온 신호(on signal)가 입력된 때부터 경과된 시간, 즉 공회전 시간을 측정할 수 있고, 모니터링부(200)에서 커터 체인(130)에 의한 절단 작업이 시작된 것으로 판단하면 초기화될 수 있고, 모니터링부(200)에서 커터 체인(130)에 의한 절단 작업이 종료된 것으로 판단되면 다시 공회전 시간을 측정할 수 있다.
적외선센서(500)는 하우징(100) 또는 가이드 바(120)에 결합될 수 있고, 커터 체인(130)에 대한 인체의 접근 여부를 감지할 수 있다.
제어부(600)는 모니터링부(200) 및 가속도센서(300)에서 전송되는 데이터를 기초로 브레이크(150)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(600)는 가속도센서(300)에서 감지된 하우징(100)의 속도 또는 각속도의 시간 변화율, 즉 가속도 또는 회전가속도를 산출할 수 있고, 모니터링부(200)에서 커터 체인(130)에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단한 상태에서 하우징(100)의 가속도 또는 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하게 되면 킥백 현상이 발생한 것으로 판단하여 브레이크(150)를 제어함으로써 커터 체인(130)을 정지시킬 수 있다. 다르게는, 모니터링부(200)에서 커터 체인(130)에 의한 절단 작업 전후인 것으로 판단, 즉 커터 체인(130)은 회전 운동하고 있지만 커터 체인(130)에 의한 절단 작업 중에 있지 않은 것으로 판단한 상태에서 하우징(100)의 가속도 또는 회전가속도가 기 설정된 제2 기준값을 초과하게 되면 작업자가 휴대용 전기 톱 장치를 휘두르는 돌발 상황이 발생한 것으로 판단하여 브레이크(150)를 제어함으로써 커터 체인(130)을 정지시킬 수 있다. 여기서, 제1 기준값은 킥백 현상이 발생한 때의 하우징(100)의 가속도 또는 회전가속도로 설정될 수 있고, 제2 기준값은 일반적인 작업자의 평소 행태를 분석하여 돌발 상황이 발생한 때의 하우징(100)의 가속도 또는 회전가속도로 설정될 수 있다. 이때, 제1 기준값은 특정 방향에 대해서는 제2 기준값보다 크게 나타날 수도 있으나, 킥백에 따른 전기 톱 장치의 이동 양상과 돌발 상황에 따른 전기 톱 장치의 이동 양상은 서로 다른 것이 일반적이라 본 발명의 휴대용 전기 톱 장치는 킥백 및 돌발 상황 각각에 따른 가속도 또는 회전가속도의 변화에 대한 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값을 저장해 두고 있는 데이터베이스(미도시)를 구비할 수도 있다. 이 경우, 제어부(600)는 가속도센서(300)에 의하여 측정된 가속도 또는 회전가속도를 상기 데이터베이스에 저장된 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값과 비교함으로써 킥백 현상 및 돌발 상황을 정확히 구별하여 판단할 수 있다.
제어부(600)이다. 또한, 제어부(600)는 타이머(400)에서 전송되는 데이터를 기초로 커터 체인(130)의 공회전 시간이 기 설정된 제3 기준값을 초과하게 되면 작업자가 휴대용 전기 톱 장치를 방치한 것으로 판단하여 브레이크(150)를 제어함으로써 커터 체인(130)을 정지시킬 수 있다. 여기서, 제3 기준값은 일반적인 작업자가 일련의 작업 사이에 가지는 휴지기를 고려하여 설정될 수 있다. 또한, 제어부(600)는 적외선센서(500)에서 전송되는 데이터를 기초로 커터 체인(130)에 인체가 접근한 것으로 감지되면 유아 등 허가 받지 않은 자가 접근한 것으로 판단하여 브레이크(150)를 제어함으로써 커터 체인(130)을 정지시킬 수 있다.
한편, 킥백 현상 및 돌발 상황을 보다 정확하게 측정하기 위하여 본 발명은 전류센서(210), 압력센서(220), 스트레인 게이지(230) 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 활용할 수 있다.
제어부(600)는 가속도센서(300)와 전류센서(210)에서 제공되는 정보를 활용하여 가속도센서(300)에서 측정된 가속도 또는 회전가속도가 상기 제1 기준값을 초과하여 킥백이 발생한 것으로 판단하더라도 전류센서(210)에서 감지되는 전류 크기의 변화량이 상기 제4 기준값을 초과하지 아니하면 킥백이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 다만, 이 경우에도 휴대용 전기 톱 장치는 동작(예를 들어 공회전) 중에 있을 수 있으므로, 제어부(600)는 온오프 스위치(160)가 온 상태라고 확인될 경우 가속도센서(300)에서 측정된 가속도 또는 회전가속도가 상기 제2 기준값을 초과하면 돌발 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(600)는 가속도센서(300)와 압력센서(220)에서 제공되는 정보를 활용하여 가속도센서(300)에서 측정된 가속도 또는 회전가속도가 상기 제1 기준값을 초과하여 킥백이 발생한 것으로 판단하더라도 압력센서(220)에서 감지되는 압력이 상기 제5 기준값을 초과하지 아니하면 킥백이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 다만, 이 경우에도 휴대용 전기 톱 장치는 동작(예를 들어 공회전) 중에 있을 수 있으므로, 제어부(600)는 온오프 스위치(160)가 온 상태라고 확인될 경우 가속도센서(300)에서 측정된 가속도 또는 회전가속도가 상기 제2 기준값을 초과하면 돌발 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(600)는 가속도센서(300)와 스트레인 게이지(230)에서 제공되는 정보를 활용하여 가속도센서(300)에서 측정된 가속도 또는 회전가속도가 상기 제1 기준값을 초과하여 킥백이 발생한 것으로 판단하더라도 스트레인 게이지(230)에서 감지되는 변형률이 상기 제6 기준값을 초과하지 아니하면 킥백이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 다만, 이 경우에도 휴대용 전기 톱 장치는 동작(예를 들어 공회전) 중에 있을 수 있으므로, 제어부(600)는 온오프 스위치(160)가 온 상태라고 확인될 경우 가속도센서(300)에서 측정된 가속도 또는 회전가속도가 상기 제2 기준값을 초과하면 돌발 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 휴대용 전기 톱 장치는 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간으로 판단할 수 있고, 가속도센서(300), 전류센서(210), 압력센서(220), 스트레인 게이지(230) 등을 통하여 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부에 따라 킥백 현상 및 돌발 상황을 정확히 구별하여 판단할 수 있고, 이에 따라 커터 체인을 정지시킴으로써 킥백 현상 및 돌발 상황에 따른 안전사고를 예방할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 하우징
110: 손잡이
120: 가이드 바
121: 가이드 홈
130: 커터 체인
131: 커터 날
140: 전동기
141: 제1 베벨기어
143: 제2 베벨기어
150: 브레이크
160: 온오프 스위치
170: 정지 버튼
180: 스프로킷
200: 모니터링부
210: 전류센서
220: 압력센서
230: 스트레인 게이지
300: 가속도센서
400: 타이머
500: 적외선센서
600: 제어부

Claims (6)

  1. 일 측에 손잡이가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 타 측에서 연장되고, 가장자리 면을 따라 가이드 홈이 형성되는 가이드 바;
    상기 가이드 홈에 삽입되어 회전하는 커터 체인;
    상기 커터 체인을 회전시키는 전동기;
    상기 커터 체인의 회전 운동을 정지시키는 브레이크;
    상기 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간으로 판단하는 모니터링부;
    상기 하우징의 가속도를 감지하는 가속도센서; 및
    상기 모니터링부 및 상기 가속도센서에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 브레이크를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 가속도센서는 상기 가이드 바를 기준으로 설정되는 제1축, 상기 제1축에 수직인 제2축, 상기 제1축과 상기 제2축에 각각 수직인 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 한 방향의 가속도를 측정하거나, 상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 상기 적어도 어느 한 축을 기준으로 한 회전가속도를 측정하며,
    상기 모니터링부는 상기 전동기에 공급되는 전기의 전류 크기를 실시간으로 감지하는 전류센서를 포함하고,
    상기 모니터링부는 상기 전류센서에서 감지되는 전류 크기의 변화량이 기 설정된 제4 기준값을 초과하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단하여 이를 상기 제어부에 통지하거나, 상기 전류센서에서 감지되는 전류 크기의 변화량이 기 설정된 제4 기준값을 초과하지 아니하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후인 것으로 판단하여 이를 상기 제어부에 통지하며,
    상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중으로 판단될 경우에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하게 되면 킥백이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키나, 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후인 것으로 판단될 경우에는 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하더라도 킥백이 발생하지 않은 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키지 아니하되,
    상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제2 기준값을 초과하게 되면 돌발 상황이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키는 휴대용 전기 톱 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 일 측에 손잡이가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 타 측에서 연장되고, 가장자리 면을 따라 가이드 홈이 형성되는 가이드 바;
    상기 가이드 홈에 삽입되어 회전하는 커터 체인;
    상기 커터 체인을 회전시키는 전동기;
    상기 커터 체인의 회전 운동을 정지시키는 브레이크;
    상기 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간으로 판단하는 모니터링부;
    상기 하우징의 가속도를 감지하는 가속도센서; 및
    상기 모니터링부 및 상기 가속도센서에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 브레이크를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 가속도센서는 상기 가이드 바를 기준으로 설정되는 제1축, 상기 제1축에 수직인 제2축, 상기 제1축과 상기 제2축에 각각 수직인 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 한 방향의 가속도를 측정하거나, 상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 상기 적어도 어느 한 축을 기준으로 한 회전가속도를 측정하며,
    상기 모니터링부는 상기 커터 체인이 상기 가이드 바를 누르는 압력을 실시간으로 감지하는 압력센서를 포함하고,
    상기 모니터링부는 상기 압력센서에서 감지되는 압력이 기 설정된 제5 기준 값을 초과하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단하여 이를 상기 제어부에 통지하거나, 상기 압력센서에서 감지되는 압력이 기 설정된 제5 기준값을 초과하지 아니하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후인 것으로 판단하여 이를 상기 제어부에 통지하며,
    상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중으로 판단될 경우에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하게 되면 킥백이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키나, 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후인 것으로 판단될 경우에는 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하도라도 킥백이 발생하지 않은 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키지 아니하되,
    상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제2 기준값을 초과하게 되면 돌발 상황이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키는 휴대용 전기 톱 장치.
  5. 일 측에 손잡이가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 타 측에서 연장되고, 가장자리 면을 따라 가이드 홈이 형성되는 가이드 바;
    상기 가이드 홈에 삽입되어 회전하는 커터 체인;
    상기 커터 체인을 회전시키는 전동기;
    상기 커터 체인의 회전 운동을 정지시키는 브레이크;
    상기 커터 체인에 의한 절단 작업의 실시 여부를 실시간으로 판단하는 모니터링부;
    상기 하우징의 가속도를 감지하는 가속도센서; 및
    상기 모니터링부 및 상기 가속도센서에서 전송되는 데이터를 기초로 상기 브레이크를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 가속도센서는 상기 가이드 바를 기준으로 설정되는 제1축, 상기 제1축에 수직인 제2축, 상기 제1축과 상기 제2축에 각각 수직인 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 한 방향의 가속도를 측정하거나, 상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축 및 이들의 조합 중에서 선택되는 상기 적어도 어느 한 축을 기준으로 한 회전가속도를 측정하며,
    상기 모니터링부는 상기 가이드 바의 변형률을 실시간으로 감지하는 스트레인 게이지(strain gauge)를 포함하고,
    상기 모니터링부는 상기 스트레인 게이지에서 감지되는 변형률이 기 설정된 제6 기준값을 초과하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중에 있는 것으로 판단하여 이를 제어부에 통지하거나, 상기 스트레인 게이지에서 감지되는 변형률이 기 설정된 제6 기준값을 초과하지 아니하면 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후인 것으로 판단하여 이를 상기 제어부에 통지하며,
    상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 중으로 판단될 경우에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하게 되면 킥백이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키나, 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후인 것으로 판단될 경우에는 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제1 기준값을 초과하도라도 킥백이 발생하지 않은 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키지 아니하되,
    상기 제어부는 상기 커터 체인에 의한 절단 작업 전후에 상기 가속도센서에 의하여 측정된 상기 가속도 또는 상기 회전가속도가 기 설정된 제2 기준값을 초과하게 되면 돌발 상황이 발생한 것으로 판단하여 상기 커터 체인을 정지시키는 휴대용 전기 톱 장치.
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