KR20150035412A - 톱날 - Google Patents

Abstract

왕복원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 중심에 갖고, 외관이 타원인 톱판의 외주에 절삭톱니가 설치된 것, 또는 왕복원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 일단측에 갖고, 타단에는 톱날의 절삭톱니가 배치된 것으로, 상기 절삭톱니의 높이가 톱니열의 양단 각각의 근방부분부터 단부에 걸쳐서 점차 낮아진 것이다.

Description

톱날{SAW BLADE}

본 발명은 진폭(회동각)이 작은 왕복 원운동을 하는 구동원에 부착 고정함으로써 절삭하는 형태의 톱날의 신규한 구조에 관한 것이다.

또한, 이하 본 명세서 중에서 「원호 진동」이라는 용어를 사용하는데, 이 용어는 상기 「진폭(회동각)이 작은 왕복 원운동」을 가리키는 것이다.

톱날은 왕복운동을 하는 형태(수동식 톱니가 그 전형임), 원운동하는 형태(원형 톱이 그 전형임) 중 어느 하나인 것이 많다. 모두 절삭능력은 크지만 안전성에 문제가 있고, 절삭분이 흩어지고, 소음이 큰 등을 이유로, 이상적인 도구가 될 수 없었다.

이러한 가운데에, 특수한 절삭용 전동공구로서 다음과 같은 것이 존재하고 있다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 공구 본체에 설치된 구동축(A)에 전용 톱날(B)을 체결 나사로 부착 고정한 것이다(도 6의 예의 공구는 톱날 대신, 예를 들어 연마용 부재를 부착함으로써, 전동 줄(file)이나 연마기(polisher)로서도 사용할 수 있는 공구이다).

이 구동축(A)은 일방향으로 회전하는 것은 아니고, 진동각도가 매우 작은(대체로, 3.0도 정도의) 왕복원호운동(원호 진동)을 하는 진동형태를 갖는다. 공구를 가동시키면, 전용 톱날(B) 전체가 작은 중심각으로 왕복하게 된다. 각 절삭톱니(cutting teeth)는 엄밀하게는 원운동하게 되지만, 각도가 매우 작으므로, 의사적으로는 직선 왕복운동의 양상을 나타낸다. 또한 실제로는 진폭이 매우 작으므로 진동상태의 공구를 들고 있어도 진동형 전기 면도기 정도의 진동을 느낄 뿐, 날이 좌우로 왕복하고 있다는 인상을 주는 일은 없다.

이 공구를 사용한 절삭작업은 목재에 톱날을 똑바로 눌러 갈 뿐이고, 그에 의해 판에 슬릿 구멍(slit hole)이 형성된다. 예를 들어, 일본 공표특허공보 제2000-512561호에 개시된 톱날도, 기본적으로 이 전용톱날(B)과 같은 구조로 되어 있다.

물론, 종래의 휴대식의 원형 날 톱을 사용해도 슬릿 구멍 형성은 가능하다. 단, 일방향으로 계속 회전함으로써 절삭하고자 하므로, 기본적으로는 가공하고자 하는 목재 위를 굴러가려고 한다. 그래서, 이 굴러가려고 하는 힘에 견디면서 우선은 폭이 좁은 관통구멍을 만들고, 그 폭을 넓혀 소정 치수로 하는 작업형태가 된다. 단지 목재의 두께 방향으로 똑바로 눌러 가기만 하면 되는 도 6의 공구와는 달리, 당연히 작업 요령의 습득이 필요하다. 또한 원형 톱의 경우, 절삭분이 절삭 중의 슬릿 구멍으로부터 상당한 초기 속도(initial rate)로 분출하여 비산하므로, 작업 환경의 악화라는 문제도 발생한다. 즉, 위험성이 높다는 것에만 그치지 않는 여러 문제를 갖고 있다고 할 수 있다.

「원호 진동」을 활용하여 절삭을 도모한다는 방법에서는 이와 같은 문제가 일소된다. 그러나, 전용 톱날(B)을 실제로 사용하여 절삭 작업을 실시하면, 작업개시 당초, 또는 얇은 목재의 경우에는 지장없이 절삭할 수 있지만, 두께가 있는 목재에 슬릿 구멍을 형성하는 경우 문제가 발생한다. 즉, 톱날의 좌우 단부가 슬릿 내에서 목재 좌우측면에 계속 충돌함으로써 가열되어, 결국에는 연기를 발생시키고, 또한 단부의 절삭톱니가 열로 변형될 위험성이 있고, 실제로 이러한 사례도 확인되어 있다.

그 이유는 후술하지만, 절삭작업이 진행되면 슬릿 구멍의 좌우벽에 톱날이 충돌하기 때문이라고 생각된다. 그러나 발열이나 변형의 발생이 인식되어 문제시되고 있었음에도 불구하고, 이러한 지장이 발생하지 않는 또는 조금이라도 개선된 톱날 구조가 시판도 제안도 되어 있지 않은 실정이었다.

따라서, 본 발명자는 이러한 점을 감안하여 예의 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 이룬 것이고, 그 특징으로 하는 바는, 왕복원호 진동운동하는 구동폭을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 중심에 갖고, 외관이 타원인 톱판(saw plate)의 외주에 절삭톱니가 설치된 점, 또는 왕복원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 일단측에 갖고, 타단에는 톱날의 절삭톱니가 배치된 것으로, 상기 절삭톱니의 높이가 톱니열의 양단 각각의 근방부분으로부터 단부에 걸쳐 점점 낮아진 점에 있다.

본 발명에 관한 톱날은 왕복원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구에 부착되는 것이고, 이미 설명한 바와 같이 전용품이다. 상기 전동톱 공구는 진동각도가 매우 작은(대체로, 3.0도 정도 이하의 것) 왕복원호운동(원호진동)을 하는 것으로, 상기 회전축 위치에 톱날의 연결부가 고정된다.

그리고, 본 발명에 관한 톱날에는 2종의 구조가 있다.

제1 구조에서는, 톱날의 연결부를 중심에 갖고 외관이 타원인 톱판의 외주에 절삭톱니가 설치된다.

타원형상으로 절삭톱니가 설치되어 있는 구조는 절삭톱니가 방사상으로 배치되어 있다는 것을 의미한다. 그리고, 톱판의 전체 둘레가장자리가 절삭톱니로 덮여 있고, 어떠한 방향으로 눌러도 목재에는 반드시 절삭톱니가 접촉되므로, 톱판 측면의 톱니가 없는 부분이 목재와 접촉됨으로써 발열·변형되는 상황이 발생하지 않는다.

그에 의해, 톱날에 요구되는 내충돌 강도가 작아지고, 톱날을 얇게 하기 쉽다는 부차적 효과도 가져온다.

왕복 원호 진동하는 전동톱의 구동원에 타원형상의 톱날의 중심을 연결한 경우, 본 발명의 톱날에서는 목재로 장직경을 대향시켰을 때와, 단직경을 대향시켰을 때에 목재에 형성되는 절삭 형상(cutting shape)이 다르다. 즉, 단일 톱날로 2종류의 절삭 형상에 대응할 수 있다.

또한, 본 발명의 본 예의 톱날은 타원의 전체 둘레에 걸쳐 절삭톱니가 설치되어 있지만, 절삭작업에 관계되는 것은 그의 일부이다. 즉, 반대측의 절삭톱니 부분은 작업시 사용되지 않는다. 따라서, 장시간 사용하여 날이 무뎌진 경우, 또는 절삭톱니가 파손된 경우 등에 있어서는 180도 회전시켜 다시 부착하면 재사용할 수 있다. 그 의미에서 본 발명의 본 예는 여분의 날을 하나 더 갖고 있는 것과 같다.

제2 구조에서는, 이 절삭톱니는 이 연결부의 반대측 단부에 설치되어 있다.

따라서, 예를 들어 진동각도가 2도인 경우, 절삭톱니를 구성하는 톱니의 열은 연결부를 중심으로 하여, 기준 상태로부터 시계 방향으로 1도, 반시계 방향으로 1도의 왕복원호운동을 하게 된다. 여기에서, 상기 톱니의 열이 직선형상이면, 톱날이 시계방향으로 회동하면 좌측이 피절삭물(목재)측으로, 반시계 방향으로 회동하면 우측이 피절삭물(목재)측으로 기울어져 충돌하게 된다.

본 발명은, 이 충돌의 정도를 작게 함으로써 톱날의 발열이나 변형의 발생을 없애기 위해, 톱니열의 좌우단 근방에서 절삭톱니의 높이를 낮게 한 것이다.

절삭톱니의 높이는 단부가 가장 낮고, 중앙을 향함에 따라서 높아져 가는 것이지만, 이 높이 변화의 정도는 연결부와 절삭톱니의 거리(회동 반경), 톱니열의 길이, 진동각도에 따라 적절하게 설계되는 것이다.

또한, 본 발명은 톱날의 구조에 관한 것으로, 이를 구동시키는 공구 본체의 구조의 상세한 내용에 관해서는 한정되는 것은 아니다. 단, 공구 본체가 본 발명의 톱날에 전달하는 구동 형태는 「원호진동」에 한정된다. 따라서, 수동식 톱과 같은 직선왕복운동, 또는 원형 톱과 같은 일방향으로의 회전운동을 하는 구동형태의 전동공구에 적용하는 것은 부적절하다.

본 발명에 관한 톱날은, 이 공구 본체에 부착되는 것으로, 공구 본체의 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 중심에 갖고 있다. 전술한 바와 같이 이러한 종류의 공구 본체는, 다른 용도의 부재와 적절하게 교환하여 사용하는 것이 많으므로, 착탈 용이한 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 톱날은 왕복원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 중심에 갖고, 외관이 타원인 톱판의 외주에 절삭톱니가 설치된 점, 또는 왕복 원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 일단측에 갖고, 타단에는 톱날의 절삭톱니가 배치된 것으로, 상기 절삭톱니의 높이가 톱니열의 양단 각각의 근방부분으로부터 단부에 걸쳐 점차 낮아진 것임을 특징으로 하는 것이고, 작은 회전각도로 원호 진동하는 구동축을 갖는 공구에 부착한 경우, 종래라면 발열하거나 변형되기 때문에 두꺼운 목재에는 적합하지 않았던 절삭작업이 가능해지고, 또한, 발열·변형이 거의 없으므로 얇은 날 구조로 하는 것이 용이해지는, 등의 효과를 갖는 매우 고도의 발명이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 톱날의 발열·변형 없이 두꺼운 목재 등의 절삭 작업에 유용한 톱날을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 톱날의 일례를 도시한 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 톱날의 일례를 도시한 개략 사시도이다.
도 3a, 도 3b는 종래의 톱날과 본 발명에 관한 톱날의 일례를 비교하기 위한 평면도로, 도 3a는 종래의 톱날, 도 3b는 본 발명의 톱날이다.
도 4a, 도 4b는 본 발명에 관한 톱날의 다른 예를 도시한 것으로, 도 4a는 개략 평면도, 도 4b는 개략 측면도이다.
도 5는 도 4a에 도시한 ABC부분의 확대도이다.
도 6은 본 발명에 관한 톱날을 설치하는 전동톱 공구와, 이에 설치되어 있던 톱날의 종래예를 도시한 평면도이다.

실시예 1

도 1 및 도 2는 본 발명에 관한 톱날(1)(이하 본 발명 톱날(1)이라고 함)의 일례를 도시한 것으로, 도 1은 평면도, 도 2는 사시도이다. 도면으로부터 명백한 바와 같이 본 실시예의 본 발명 톱날(1)은 개략적인 형태가 타원이다.

본 발명의 톱날(1)은 원호 진동하는 성질의 구동축을 갖는 공구(예를 들어, 도 6에서 도시한 공구)에 부착되는 톱날이고, 본 실시예의 경우 원호 진동의 중심각은 1.6도이다.

상기 톱날의 타원둘레의 전체 둘레에 걸쳐 절삭톱니(11)가 설치되어 있다. 각 절삭톱니(11)는 원호 진동의 중심과 각 톱니의 정점을 연결하는 선분의 좌우에 대칭으로 형성되어 있고, 원호 진동시에 왕복으로 절삭능력에 차이가 발생하지 않는다. 절삭톱니(11)의 개수는 본 예의 경우 약 250개이고, 종래의 휴대식 원형 톱날의 절삭톱니의 수에 비하여 2배 이상의 개수로 되어 있다.

또한, 본 발명에서 각 절삭톱니는 원호 진동하는 것인데, 인접하는 절삭톱니와의 이반거리(정확하게는, 이반각도)는 원호진동각도에 의한 규제를 받는다. 다시 말하면, 부여된 각도를 왕복하는 어느 절삭톱니의 인접하는 절삭톱니도 이 각도를 왕복하므로, 절삭톱니끼리 해당 각도 이상 이반하면, 절삭되지 않는 부분이 생기게 된다.

즉, 각도 1.6도로 원호 진동하는 경우에는 절삭톱니의 총수는 360÷1.6=225개 이상, 각도 2도로 원호 진동하는 경우에는 360÷2=180개 이상 구비하고 것이 바람직하다.

이 원호진동각도는 어느 수치 이상이 되면 작업자를 다치게 할 가능성이 증가하여 안전상 문제가 되고, 어느 수치 이하가 되면 절삭톱니 총수가 너무 많아져 절삭 능력이 떨어지게 된다. 각도가 1~3도의 범위에 모여 있으면 가장 좋다.

본 발명 톱날(1)의 중앙에 있는 것은 공구 본체와의 연결부(2)이다. 본 실시예의 연결부(2)는 공구에 대해서 그 부착각도를 45도 피치로 어긋나게 하여 고정할 수 있는 구조로 이루어져 있다. 또한 본 실시예에서는, 본 발명 톱날(1)의 이면(절삭 작업시 목재와 대향하는 면)에 돌출 부분이 없도록, 본 발명 톱날(1)의 공구 부착측에 볼록 만곡부를 설치하고, 상기 볼록 만곡부의 상면에 설치된 부착 개구(21)에 공구의 모터 구동축을 끼우고, 상기 개구(21)로부터 하방으로 돌출되는 상기 모터 구동축을 연결 나사 부재(도시하지 않음)로 체결하여 부착하는 방법으로 실시한다. 즉, 상기 나사부재는 톱날 이면측으로부터 부착되는 것이 되지만, 도시한 예에서는 상기 나사부재는 상기 볼록 만곡부의 내부 공간에 위치된다. 이에 의해, 작업성이 향상되고 용도도 넓어진다.

도 3a 및 도 3b는 이러한 종류의 공구에 사용되고 있는 종래 톱날(B)과 본 발명 톱날(1)을 비교하기 위한 것으로, 모두 개략 평면도이다.

또한, 본 도면에서는 비교적 두께가 있는 피가공 목재(W)에 대해서, 공구 본체를 화살표 방향으로 누르고, 어느 정도 절삭톱니 진행된 상태가 도시되어 있다.

비교를 위해, 도 3a에서는 p·q·r, 도 3b에서는 P·Q·R의 각각 3군데의 절삭톱니의 형태를 언급한다.

절삭톱니 p·r·P·R은 절삭에 기여하는 외측에 위치하고, 절삭톱니 q·Q는 거의 중앙에 위치하고 있다.

톱날이 원호 진동할 때, 당연히 모든 절삭톱니도 원호 진동하는 것이지만, 종래의 톱날(B)의 경우, 즉 도 3a의 경우, 원호 진동의 중심(O)으로부터 방사방향으로 절삭톱니가 향하고 있는 것은 절삭톱니 q뿐이다. 절삭톱니 q로부터 외측으로 감에 따라서 중심(O)으로부터의 방사방향과 어긋나가고, 절삭톱니 p·r 부분에서는 이미 방사방향이라고는 말하기 어려울 정도의 어긋남이 발생하고 있다. 또한, 절삭톱니 p·r의 외측에는 절삭톱니가 존재하고 있지 않고, 톱날이 진동해도 벽(C)에 충돌할 뿐이다.

또한, 도 3a의 경우에는 절삭 작업의 도중에서 공구를 누르는 방향을, 초기 방향(화살표 방향)으로부터 변경하는 것이 거의 불가능하다. 정확하게 화살표 방향으로 계속 누르지 않으면, 충돌 빈도와 충돌력이 증가하고, 이미 설명한 가열에 의한 발연·톱날의 변형을 초래할 위험성이 점점 높아진다.

이에 대해서 본 발명 톱날(1), 즉 도 3b의 경우, 타원 형상으로 절삭구멍이 형성되고, 이 때 절삭톱니는 모두 중심(O)으로부터 방사방향 형상으로 배치되어 있으므로, 절삭톱니 P·Q·R은 모두 절삭 가능한 상황으로 배치되게 된다. 공구 본체를 화살표 방향으로 눌러갈 때, 절삭톱니 Q를 중심으로 하는 좌우 몇개의 절삭톱니가 주로 절삭에 기여하고, 절삭톱니 P방향으로 눌러 가면 그 방향으로 절삭된다.

실시예 2

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 관한 톱날(1)(이하,「본 발명 톱날(1)」이라고 함)의 다른 예를 도시한 것으로, 도 4a는 개략 평면도, 도 4b는 개략 측면도이다. 본 발명 톱날(1)은 원호 진동하는 성질의 구동축을 갖는 공구(예를 들어, 도 6에서 도시한 공구)에 부착되는 톱날이고, 상기 공구의 구동축에는 연결부(2)로 연결 고정된다. 또한, 절삭톱니(11)는 이 연결부(2)와는 반대측의 단부에 설치되어 있다.

또한, 본 예의 경우 원호 진동의 중심각은 1.6도이다.

절삭톱니(11)는 일렬로 설치되어 있지만 그 높이는 일정하지는 않고, 양단 근방에서는 낮아져 있다. 도 5는 도 4a에서 도시한 A, B, C 부분의 확대도이고, 본 발명 톱날(1)의 절삭톱니(11)의 중앙 부근(A부분), 우측단 부근(B부분), 좌측단 부근(C부분)을 각각 나타낸다.

도면으로부터 명백한 바와 같이, 양단 근방에서 높이가 약간 작아져 있을 뿐이고, 개략적인 형태로서는 종래의(예를 들어, 도 6에서 도시한) 톱날과 큰 차이가 없다. 그러나, 양단에서의 약간의 높이의 차이가 절삭시에는 매우 큰 효과를 초래한다.

본 발명자들은 시제품을 시험한 바, 종래의 톱날로는 관통구멍을 절삭하는 것이 곤란 또는 불가능한 두꺼운 목재를, 본 발명 톱날(1)로는 여유있게 절삭할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

1: 톱날
2: 연결부
11: 절삭톱니

Claims (2)

1. 왕복원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 중심에 갖고, 외관이 타원인 톱판의 외주에 절삭톱니가 설치된, 톱날.
2. 왕복원호 진동운동하는 구동축을 갖는 전동톱 공구용 톱날로서, 상기 전동톱 공구의 상기 구동축에 연결 고정하기 위한 연결부를 일단측에 갖고, 타단에는 톱날의 절삭톱니가 배치된 것으로, 상기 절삭톱니의 높이가 톱니열의 양단 각각의 근방부분부터 단부에 걸쳐 점차 낮아진, 톱날.

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