KR20030025562A - 목재 가공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판재를 가공하는 목재 가공기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 판재의 거친 윗면과 밑면을 면삭한 후에 일정한 폭으로 재단하는 작업을 한 대의 목재 가공기에서 일괄 처리할 수 있고, 면삭기의 성능도 우수한 목재 가공기에 관한 것이다.

원목을 제재한 판재는 재단면이 톱자국으로 인해 거칠기 때문에 면삭기에서 면을 다듬고, 또 면삭한 판재는 재단기로 옮겨 일정한 폭으로 켜셔 사용했다.

본 발명에 의한 목재 가공기는, 본체(11)의 상단에 설치한 하부 커터(12)와 안내롤러(13), 높낮이 조절이 가능한 헤드(14)에 설치한 상부 커터(15) 및 압송롤러(16)(16a), 상하부 커터(15)12) 구동용 모터(M2)(M1), 면삭두께 조절장치(20)와 면삭진행속도 조절기능을 가진 전동기구(30)를 포함한 판재 면삭용 면삭기(10)와;

기대(41)상에 판재의 재단방향으로 면삭된 판재를 이송하는 무한 궤도형 캐터필러(42)가 모터(43)에 의해 궤도를 선회하도록 설치되고, 캐터필러(42) 위를 가로지르게 설치되고 모터(44)에 연결된 회전축(47)상에 복수의 회전톱(45)이 소정의 간격으로 설치된 판재 재단용 재단기(40)로 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

Description

목재 가공기{Wood Processing Machine}

본 발명은 판재를 가공하는 목재 가공기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 판재의 거친 윗면과 밑면을 면삭한 후에 일정한 폭으로 재단하는 작업을 한 대의 목재 가공기에서 일괄 처리할 수 있고, 면삭기의 성능도 우수한 목재 가공기에 관한 것이다.

원목을 상당한 두께로 제재한 판재는 재단면에 톱자국이 선명하게 남아 거칠게 되어 있므므로, 이렇게 거친 판재는 그대로 사용하기 곤란하기 때문에 면을 다듬어야 한다.

면다듬기는 면삭기능을 가진 목재 전용 면삭기에서 이루어진다.

또, 면삭한 판재는 용도에 맞추어 일정한 폭을 지니도록 켜서 재목으로 만드는 데, 이럴 때 쓰이는 것이 재단기다.

판재의 거친 윗면과 밑면을 면삭하여 다듬는 일과 면삭된 판재를 켜는 일을 기능이 상이한 두 대의 목재 가공기에서 행하는 것은 무엇보다도 가공공정간 소재 이동에 따른 작업량 손실이 크고, 전력비와 인건비를 포함한 가공비도 높아 채산성이 떨어진다.

이런 점에 비추어 볼 때, 판재의 거친 면을 면삭하여 다듬는 일과 면삭한 판재를 소정의 폭으로 켜서 재목화하는 일을 한 대의 목재 가공기 내에서 일괄 처리할 수 있게 하는 것이 시급하다.

한편, 판재의 거친 윗면과 밑면을 면삭하여 다듬는 면삭기도 이제까지는 단면만 가공할 수 있었다.

그래서 양면을 면삭하려면 두 번의 면삭과정을 거쳐야 한다. 그런 만큼 면삭 작업능률이 낮고 가공비는 상대적으로 높았다.

게다가, 판재의 윗면과 밑면을 면삭할 때 그 두께를 균등하게 하는 것도 여의치 않았다.

면삭두께를 조절하는 기능을 갖추지 않은 탓이다.

미가공 판재는 거칠기에 따라 면삭두께를 정확히 결정해야만이 고른 품질의 목재를 얻을 수 있는데, 그러질 못했으니 가공목재의 품질에 대한 신뢰도가 낮을 수밖에 없었다.

다른 한편으로, 판재는 면삭할 면의 거칠기에 따라 커터와 구동모터, 압송수단 등이 받는 절삭저항에도 차이가 생긴다.

즉, 약한 부분이 면삭될 때는 절삭저항이 작지만 심하게 거친 면이 면삭될 때는 절삭저항이 크다.

이럴 때 통상적으로는 절삭저항을 작게 받는 경우와 그 반대의 경우 판재의 가공속도를 빨리 또는 느리게 인위적으로 조절하는 것이다.

판재의 면삭이 정상적으로 이루어지다가 어느 부위에선가 갑자기 큰 절삭저항을 받게 되면 가공작업이 일시적으로 주춤거려 가공상태가 불량해지고, 커터와모터는 물론 이들 요소를 동력적으로 이어주는 구동력 중계수단에도 적잖은 무리가 가해진다.

판재의 절삭저항에 따라 판재의 투입속도를 인위적으로 조절하는 것은 한마디로 너무 비효율적이다.

본 발명의 과제는 면삭기의 성능개선과 다양한 기능성, 그리고 면삭과 켜는 일을 한 대의 목재 가공기 내에서 효율적으로 일괄 처리할 수 있는 목재 가공기를 제공하는 것이다.

이 과제는, 판재의 면삭두께를 결정하는 면삭두께 조절장치가 장착된 면삭기에서 상하부 커터로 판재의 윗면과 밑면을 면삭한 판재를 그 배출단에 연결된 재단기에서 곧장 넘겨받아 소정의 폭으로 재단하도록 구성한 선면삭 후재단형 목재 가공기를 제공함으로써 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용한 목재 가공기의 전체사시도

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 압송롤러 부위의 종단면도

도 3은 판재의 윗면과 밑면을 면삭하여 다듬는 면삭기의 배면도

도 4는 면삭기의 압송롤러 구동용 전동기구에서 유니버설 조인터와 연결된 압송롤러측을 보인 정면도

도 5는 면삭기의 압송롤러 구동용 전동기구의 발췌도

도 6은 판재를 일정한 폭으로 켜는 재단기의 평면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 면삭기12 : 하부 커터

13 : 안내롤러14 : 헤드

15 : 상부 커터16,16a : 압송롤러

19 : 조절너트20 : 면삭두께 조절장치

22 : 슬라이더23 : 나사봉

25 : 핸들30 : 전동기구

32 : 출력축33 : 유니버셜 조인트

34 : 마찰 클러치S : 롤러축

도 1에서, 목재 가공기는 판재의 거친 윗면과 밑면을 매끈하게 다듬는 면삭기(10)의 배출단에 면삭된 판재를 소정의 두께로 켜는 재단기(40)를 일렬로 결합하여 특정의 과제가 달성되도록 구성한 점을 특징으로 한다.

도 2와 함께 면삭기(10)에 대하여 설명하면, 별도의 원목 제재기에서 상당한 두께로 제재한 판재를 투입하여 켤 때 남아 있는 톱자국 등의 거친 제재면을 매끈하게 다듬어 주는 목재 가공기의 일종으로써, 면삭기 본체(11) 상단에 설치된 하부 커터(12)와 안내롤러(13), 헤드(14)에 설치된 상부 커터(15)와 압송롤러(16)(16a), 그리고 후술하는 면삭두께 조절장치(20) 및 절삭저항에 따른 면삭진행속도 조절기능을 발휘하는 전동기구(30)를 포함한다.

하부 커터(12)는 판재의 밑면을 면삭하는 절삭공구로서 판재의 투입구측에 가까이 위치하고, 상부 커터(15)는 판재의 윗면을 다듬는 절삭공구로서 본체(11)와는 동떨어진 헤드(13)상에서 하부 커터(12)의 후위에 배치되어 있다.

또, 하부 커터(12)와 상부 커터(15)는 모터(M1)와 (M2)에 각기 동력적으로 연결하여 각기 판재의 투입방향과는 반대쪽으로 고속 회전하면서 투입되는 판재의 밑면과 상면을 차례로 면삭하게 함으로써 면삭될 때의 절삭저항을 낮춘다.

안내롤러(13)는 하부 커터(12)의 전후에 배치하여 투입과 투입 후 판재가 면삭되는 과정에서 그 판재를 안정감 있게 떠받쳐 효과적으로 면삭 배출되도록 하는 것으로, 판재의 무게와 그 진행속도에 따라 제자리에서 헛도는 공회전식이다.

헤드(14)는 상부 커터(15)와 압송롤러(16)(16a)를 수용하는 것으로, 후술하는 면삭두께 조절장치(20)의 슬라이더(22) 위에 탑재되어 본체(11)의 상면에서 항상 떠 있고, 면삭두께 조잘장치(20)로 뜬 높이를 조절하여 하부 커터(12)와 상부 커터(15)간의 거리로 판재의 면삭두께를 결정하게 된다.

상부 커터(15)의 전후에 배치된 압송롤러(16)(16a)는 미가공 판재부분과 면삭된 판재부분을 가공 후 반출되는 방향으로 차질 없이 밀쳐내도록 하는 것으로, 상기 압송롤러(16)(16a)중 상부 커터(15)의 전위에 배치된 압송롤러(16)는 압송시마찰력을 높이기 위해 주면을 거칠게 형성하고, 그 후위에 배치된 압송롤러(16a)는 면삭된 판재의 반출 때 판면에 자국이 나지 않도록 하기 위해 주면을 매끈하게 형성하고 있다.

헤드(14)는 그 전후단에 각기 하나의 나사봉(17)을 세워서 헤드(14)의 곳곳에 천공한 수직형 롤러홈(18)에 삽입하고, 헤드(14) 상면에 장치한 조절너트(19)로 높낮이를 조절하여 판재의 윗면에 대한 절삭깊이변화에 따라 판재를 압송하는 역할에 차질을 빚지 않도록 한다.

도 1과 도 3에서, 면삭두께 조절장치(20)는 면삭기 본체(11)의 앞뒷면에 장착되어 상기 헤드(14)의 높낮이 조절로 판재 윗면의 절삭깊이를 정하여 판재의 두께를 결정하는 것으로, 면삭기 본체(11)의 앞뒷면에 좌우 한 쌍의 종레일(21)을 나란히 부착하고, 각 방면의 종레일(21)에는 레일방향으로 오르내리는 슬라이더(22)를 삽입하며, 슬라이더(22)의 상단에는 상기 헤드(14)를 탑재하여 슬라이더(22)의 승강폭으로 판재의 면삭두께를 결정하게 하며, 슬라이더(22) 하단에는 나사봉(23)을 끼워서 슬라이더(22)를 밀어 올리거나 끌어내릴 수 있게 한다.

그리고 상기 나사봉(23)은 면삭기 본체(11)의 좌대에 설치한 감속기(24)의 출력측에 연결하고 감속기(24)의 출력축 반대쪽에는 핸들(25)을 부착하여 그 조작으로 나사봉(23)을 회전시켜 슬라이더(22)의 승강이 실현되도록 구성한 것이다.

감속기(24)의 입력축은 모터(M4)의 모터축에 연결하여 전동-수동 겸용의 편리성을 도모한 것으로, 판재의 면삭두께 정밀조작은 핸들(25)을 돌려서 수동으로 조작한다.

이 그림에서, 모터(M1)는 하부 커터(12)의 구동수단이고, 다른 모터(M2)는 상부 커터(15)의 구동수단으로서 일측의 슬라이더(22)에 탑재되어 있다.

또 다른 모터(M3)는 압송롤러(16)(16a)의 구동수단이다.

헤드(14)의 일측면으로 노출된 각 압송롤러(16)(16a)의 축단에는 동일 규격의 스프로킷(16b)이 장착되고 이들은 모터(M3)에 가려서 보이지 않는 구동 스프로킷에 체인(16c)으로 연결되어 같은 방향으로 동기하여 판재를 압송하게 된다.

도 4에서, 모터(M3)의 출력은 감속기에서 감속된 후 구동력은 압송롤러(16a)의 롤러축(S)에 전달되고, 감속기의 출력축(32)과 상기 롤러축(S)은 유니버설 조인트(33)로 연결되어 구동측 압송롤러(16a)의 높낮이 변화에도 모터(M3)의 동력은 롤러축(S)에 차질 없이 전달된다.

그런데, 면삭기(10)에서 판재를 면삭하다보면 판재의 진행이 갑자기 주춤거리는 때가 있다.

판재의 절삭두께를 상하부 커터(15)(12)의 절삭능력이 따르지 못할 때, 판재의 피절삭면에 돌출부가 있어 절삭에 장애가 될 때 이런 일이 잦다.

이 경우, 압송롤러(16)(16a)는 판재를 정속으로 압송하려는 데도 상하부 커터(15)(12)가 이를 따르지 못하면 상하부 커터(15)(12)와 압송롤러(16)(16a), 모터(M3), 전동기구(30) 등 모두에 상당한 무리가 가기 마련이다.

도 5의 전동기구(30)는 이런 경우에 대비하기 위한 것으로, 감속기의 출력축(32)과 구동측 압송롤러(16a)의 롤러축(S)을 유니버설 조인트(33)로 연결하고, 또한 감속기의 출력축(32)과 유니버설 조인트(33)의 입력단을 마찰 클러치(34)로 연결하여 롤러축(S)에 부하가 걸리면 마찰 클러치(34)의 출력측 마찰판(35)과 유니버설 조인트(33)의 입력측 마찰판(36) 사이에서 미끄럼 현상이 일어나 감속기의 전동력은 그대로일지라도 유니버설 조인트(33)를 통한 회전력은 롤러축(S)에 걸린 부하에 상응한 만큼 감쇄되게 함으로써, 압송롤러(16)(16a)가 상하부 커터(15)(12)의 능력을 감안하지 않고 무리하게 판재를 이송하는 불측의 사태가 발생하지 않도록 한, 즉 일종의 차동식 전동기구다.

도 6에서, 재단기(40)는 면삭기(10)에서 면삭되어 나오는 판재를 소정의 폭으로 재단하여 반출하는 것으로, 본인 소유의 실용신안등록 제220753호에 개시되어 있다.

참고로 부연하면, 기대(41) 상에는 판재가 재단되어 나가는 방향으로 면삭된 판재를 이송하는 무한 궤도형 캐터필러(42)가 모터(43)에 의해 궤도를 선회하도록 설치되어 있고, 캐터필러(42)의 위쪽에 이것과는 직교방향으로 설치된 회전톱(45)은 모터(44)에 의해 고속회전하면서 투입측(46)에서 투입되는 면삭된 판재를 소정의 폭으로 재단하여 반출되도록 구성한 것이다.

회전톱(45)은 복수로 장전되며, 단일 회전축(47)에서 슬리브형 스페이서(48)로 회전톱(45)간의 간격변화를 줄 수 있다.

다음으로, 면삭기(10)와 면삭두께 조절장치(20), 전동기구(30), 재단기(40)를 이용하여 표면이 거친 판재의 면삭과 재단이 이루어지는 과정을 설명한다.

면삭할 판재의 두께에 맞춰 모터(M4)나 핸들(25)로 나사봉(23)을 회전시켜 상부 커터(15)의 높낮이를 조절한다.

헤드(14)의 높낮이가 바뀔 때 면삭기 본체(11)에 장착된 감속기의 출력축(32)과 롤러축(S)간에는 각도 차가 발생한다.

이 각도 차는 유니버설 조인트(33)가 감당하므로 모터(M3)의 동력이 롤러축(S)에 전달되는 데는 무리가 없다.

면삭기(10)와 재단기(40)를 가동한 다음에 도 2의 D방향에서 면삭기(10)의 본체(11)와 헤드(14)의 사이로 판재(A)를 투입하면 판재(A)는 압송롤러(16)에 밀착되어 압송된다.

그러다가 판재(A)의 밑면 선단이 하부 커터(12)에 접촉되는 순간부터 밑면에 대한 면삭이 이루어지고, 그 후 상부 커터(15) 밑을 지나면서 윗면이 면삭된다.

이 과정에서, 하부 커터(12) 및 상부 커터(15)가 제때에 면삭작업을 수행하지 못하는 관계로 판재(A)의 진행이 일시적으로 주춤거리면 마찰 클러치(34)가 즉각 기능을 수행하여 롤러축(S)으로 전달되는 감속기의 출력을 절삭저항에 상응하는 만큼 감쇄시킨다.

그 후 판재(A)의 면삭에 장애가 되었던 절삭저항이 사라지면 감속기의 출력은 이내 회복되면서 롤러축(S)에 그대로 전달되어 면삭작업을 정상적으로 이뤄지게 한다.

면삭작업을 거친 판재(A)는 곧바로 재단기(40)로 향하고, 면삭된 판재(A)가 재단기(40)로 옮겨가면 캐터필러(42)가 이를 넘겨받아 재단방향으로 이송하여 회전톱(45)을 거치게 한다.

판재(A)는 회전톱(45)의 배치간격대로 재단된 후 캐터필러(42)에 실려서 재단기(40) 밖으로 반출된다.

본 발명에 의한 목재 가공기는 면삭기에 재단기를 결합함으로써 투입되는 판재의 거친 윗면과 밑면을 면삭하여 소정의 두께를 가진 판재로 가공한 것을 재단기로 곧장 이송하여 그 자리에서 소정의 폭으로 재단할 수 있으므로 판재의 면삭과 면삭된 판재의 일괄 가공작업을 아주 능률적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

또, 면삭기에 장착된 면삭두께 조절장치는 판재의 가공두께를 자유로이 조절할 수 있어 편리하고, 차동식 전동기구는 판재가 면삭되는 과정에서 불시의 돌발적인 절삭저항사태에 직면하더라도 이를 능히 극복하여 차질 없이 판재의 면삭작업을 수행하여 양질의 가공 판재를 얻을 수 있는 효과를 가지는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 면삭기 본체(11)의 상단에 설치되어 모터(M1)로 구동하는 하부 커터(12)와 안내롤러(13), 높낮이 조절이 가능한 헤드(14)에 설치되어 모터(M2)로 구동하는 상부 커터(15) 및 모터(M3)로 구동하는 압송롤러(16)(16a), 면삭두께 조절장치(20)와 절삭저항에 따른 면삭진행속도 조절기능을 가진 전동기구(30)를 포함한 판재 면삭용 면삭기(10)와;

   기대(41)상에 판재의 재단방향으로 면삭된 판재를 이송하는 무한 궤도형 캐터필러(42)가 모터(43)에 의해 궤도를 선회하도록 설치되고, 상기 캐터필러(42) 위를 가로지르게 설치되고 모터(44)에 연결된 회전축(47)상에는 복수의 회전톱(45)이 소정의 간격으로 장착된 판재 재단용 재단기(40)로 구성한 것을 특징으로 하는 목재 가공기.
2. 제1항에 있어서, 상기 면삭두께 조절장치(20)는 면삭기 본체(11)의 앞뒷면에 부착된 한 쌍의 종레일(21)에 승강형 슬라이더(22)를 삽입하고, 이 슬라이더(22)의 상단에 상기 헤드(14)를 탑재하며, 슬라이더(22)에 끼워진 나사봉(23)의 하단은 본체(11)에 설치된 감속기(24)의 출력측에 연결하고, 감속기(24)의 입력축 양단에는 핸들(25)과 모터(M4)의 모터축을 각각 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 목재 가공기.
3. 제1항에 있어서, 상기 전동기구(30)는 감속기의 출력축(32)과 롤러축(S)을 유니버설 조인트(33)로 연결하고, 감속기 출력축(32)과 유니버설 조인트(33)의 입력단을 마찰 클러치(34)로 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 목재 가공기.