높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치 및 이를 이용한 커팅기

높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치 및 이를 이용한 커팅기{Elevator structure of the reciprocating elevating unit and cutter with it}

본 발명은 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치 및 이를 이용한 커팅기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 조작에 의해 승하강 높낮이를 미세하게 조절할 수 있도록 하면서 안정된 수평상태를 유지하는 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치 및 이를 이용한 커팅기에 관한 것이다.

일반적으로 왕복 승하강 장치는 정해진 구간을 반복 이동하는 장치로서, 여러 공작기계에 적용되고 있다. 일 예로 도 1은 커팅기를 도시한 것으로, 커팅기에도 왕복 승하강 장치가 적용되고 있는바 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.

바닥에 고정되는 몸체(1); 몸체(1)의 상부에 고정된 고정 테이블(2); 고정 테이블(2)의 상부에서 승하강하는 헤드(3); 헤드(3)의 저면에 구비되어 승하강 함에 따라 고정 테이블(2)에 놓인 재료를 커팅하는 가압다이(4); 고정 테이블(2)의 하부에 구비된 스프링 판(5); 고정 테이블(2)에 횡설된 제 1 캠축(6); 일단은 제 1 캠축(6)에 결합되고 타단은 스프링 판(5)에 결합된 제 1 링크(7); 몸체(1)를 관통함에 따라 몸체(1)로부터 수직 방향으로 슬라이딩 하며 헤드(3)와 스프링 판(5) 간을 연결하는 다수의 슬라이드 포스트(8); 로 구성된다.

이와 같은 구조로 이루어진 커팅기는 제 1 캠축(6)이 모터(M1)에 의해 회전하면 편심된 제 1 캠축(6)에 의해 제 1 링크(7)의 상부는 제 1 캠축(6)의 편심된 궤적을 따라 원운동을 하되, 하부가 스프링 판(5)에 연결되어 수직 상태를 유지하면서 수직으로 승하강한다. 이에 따라 스프링 판(5) 및 슬라이드 포스트(8)에 의해 일체화된 헤드(3) 그리고 가압다이(4)가 승하강하며 고정 테이블(2)에 놓인 재료를 커팅하게 된다. 이와 같이 반복 승하강하는 헤드(3)에 의해 가압다이(4)가 재료를 신속하게 커팅함으로써 일정한 모양으로 대량 생산 가능하다.

이러한 구조로 이루어진 종래의 커팅기는 슬라이드 포스트(8)의 상단이 헤드(3)와 결합되는데, 슬라이드 포스트(8)의 상부에 수나사산(8')을 형성하고, 헤드(3)에는 관통공을 형성하여 관통공을 관통하여 상부로 노출된 슬라이드 포스트(8)의 수나사산(8')에 너트(N)를 체결하여 조립된다.

따라서 재료의 종류에 따라 원하는 깊이로 재료를 커팅하기 위해서는 헤드(3)의 높낮이를 조절해야 하는데, 종래의 승하강 장치는 와셔(W)를 추가 및 제거하는 방법에 의해 높낮이를 조절하였다. 이 과정에서 너트(N)를 풀어 헤드(3)를 탈거한 다음 와셔(W)를 추가하거나 제거해야 하는데, 헤드(3)가 중량체이므로 탈거 작업이 매우 난해하고 별도의 장비와 많은 시간이 소요되며, 와셔(W)의 두께보다 낮은 수치로 즉, 미세하게 조절할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 각각의 너트(N) 조임력이 다르기 때문에 헤드(3)의 수평 조절에 어려움이 있고, 수평을 맞추더라도 장시간 사용 시 와셔(W)의 변형으로 인해 헤드(3)의 수평이 틀어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 왕복 승하강 장치의 높낮이를 간단한 조작에 의해 조절하되 미세한 조절이 가능하고 승하강 장치의 수평이 틀어짐 없이 안정된 상태를 유지하는 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치를 커팅기에 설치하여 승하강 하는 헤드의 높낮이를 조절하되, 커팅기의 헤드 분해 없이 언제든지 간단한 조작으로 한 번에 재료의 커팅 깊이를 원하는 만큼 조절할 수 있는 커팅기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치는,

고정 테이블로부터 승하강 하는 스프링 판으로 구성된 왕복 승하강 장치에 있어서,

고정 테이블의 양측에 대칭되도록 구비하되, 일단이 제1축에 의해 고정 테이블과 결합된 상부링크;

스프링 판의 양측에 대칭되도록 구비하되, 일단은 제2축에 의해 스프링 판과결합하고 타단은 제3축에 의해 상부링크와 결합한 하부링크;

어느 일측의 상부링크로부터 상향으로 연장 형성된 연장부;

연장부와 연장부가 형성되지 않은 타측의 상하부링크를 연결하는 제3축 간을 연결하는 연결링크;

고정 테이블에 고정되어 회전하는 제1캠축;

일단은 편심된 제1캠축에 결합되고 타단은 제3축에 연결된 구동링크;

구동링크의 길이를 조절하는 길이 조절기; 를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 길이 조절기는,

고정 테이블에 횡설되어 모터에 의해 회전하는 제2캠축;

일단은 편심된 제2캠축에 결합되어 제2캠축의 편심된 궤적을 따라 원운동 하면 타단은 직선 운동하는 조정링크; 로 구성되고,

상기 구동링크는 제1구동링크와 제2구동링크로 두 분할하여 제4축에 의해 결합하되, 조정링크의 일단을 제4축에 연결함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치를 이용한 커팅기는,

바닥에 고정되는 몸체;

몸체의 상부에 고정된 고정 테이블;

고정 테이블의 상부에서 승하강 하는 헤드;

헤드의 저면에 구비되어 승하강 함에 따라 고정 테이블에 놓인 재료를 커팅하는 가압다이;

고정 테이블의 하부에 구비된 스프링 판;

고정 테이블의 양측에 대칭되도록 구비하되, 일단이 제1축에 의해 고정 테이블과 결합된 상부링크;

스프링 판의 양측에 대칭되도록 구비하되, 일단은 제2축에 의해 스프링 판과결합하고 타단은 제3축에 의해 상부링크와 결합한 하부링크;

어느 일측의 상부링크로부터 상향으로 연장 형성된 연장부;

연장부와 연장부가 형성되지 않은 타측의 상하부링크를 연결하는 제3축 간을 연결하는 연결링크;

고정 테이블에 고정되어 회전하는 제1캠축;

일단은 편심된 제1캠축에 결합되고 타단은 제3축에 연결된 구동링크;

구동링크의 길이를 조절하는 길이 조절기; 및

몸체를 관통함에 따라 몸체로부터 수직 방향으로 슬라이딩 하며 헤드와 스프링 판 간을 연결하는 다수의 슬라이드 포스트; 를 포함함을 특징으로 한다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치 및 이를 이용한 커팅기는 상부링크와 하부링크가 양측에 서로 대칭되게 구비되면서 양 링크가 동일한 각도로 조작되기 때문에 승하강 장치의 수평이 틀어질 우려가 없고 동력이 양 링크로 분산됨으로써 안정된 승하강이 이루어지는 효과가 있다.

또한, 구동링크의 길이를 제2캠축의 회전으로 조절함으로써 커팅기의 헤드 분해 없이 언제든지 간단한 조작으로 한 번에 재료의 커팅 깊이를 원하는 만큼 조절 가능하고, 미세한 조절이 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래의 커팅기 구조를 도시한 측면도.
도 2, 3은 본 발명에 따른 커팅기의 구조를 도시한 분리사시도.
도 4는 본 발명에 따른 커팅기의 구조를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 구동링크가 길 때 헤드의 승강상태를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명의 구동링크가 길 때 헤드의 하강상태를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명의 구동링크가 짧을 때 헤드의 승강상태를 도시한 정면도.
도 8은 본 발명의 구동링크가 짧을 때 헤드의 하강상태를 도시한 정면도.

이하, 본 발명에 따른 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치 및 이를 이용한 커팅기의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2, 3은 본 발명에 따른 커팅기의 구조를 도시한 분리사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 커팅기의 구조를 도시한 정면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치는 고정 테이블(2)로부터 승하강 하는 스프링 판(5)으로 구성된 왕복 승하강 장치에 있어서, 고정 테이블(2)의 양측에 대칭되도록 구비하되, 일단이 제1축(S1)에 의해 고정 테이블(2)과 결합된 상부링크(10)와, 스프링 판(5)의 양측에 대칭되도록 구비하되 일단은 제2축(S2)에 의해 스프링 판(5)과 결합하고 타단은 제3축(S3)에 의해 상부링크(10)와 결합한 하부링크(20)와, 어느 일측의 상부링크(10)로부터 상향으로 연장 형성된 연장부(30)와, 연장부(30)와 연장부(30)가 형성되지 않은 타측의 상하부링크(10)(20)를 연결하는 제3축(S3) 간을 연결하는 연결링크(40)와, 고정 테이블(2)에 고정되어 회전하는 제1캠축(50)과, 일단은 편심된 제1캠축(50)에 결합되고 타단은 상부링크(10)와 하부링크(20)가 연결된 제3축(S3)에 연결된 구동링크(60)와, 구동링크(60)의 길이를 조절하는 길이 조절기(70)로 구성된다.

상기 고정 테이블(2)은 바닥에 재치되어 고정되는 것으로, 고정 테이블(2)로부터 스프링 판(5)이 소정의 간격을 두고 이격 설치된다. 여기서 스프링 판(5)은 다수의 슬라이드 포스트(8) 하부에 일체로 결합된다. 이들 슬라이드 포스트(8)는 평행하게 설치되는 것으로, 고정 테이블(2)에 관통 삽입되어 고정 테이블(2)로부터 수직 방향으로 슬라이딩 한다.

상기 상부링크(10)는 고정 테이블(2)의 양측에 대칭되도록 구비되며, 일단이 수평의 제1축(S1)에 의해 고정 테이블(2)과 결합되어 그 타단은 제1축(S1)을 중심으로 회동한다.

상기 하부링크(20)는 스프링 판(5)의 양측에 대칭되도록 구비되며, 일단이 수평의 제2축(S2)에 의해 스프링 판(5)과 결합됨으로써, 타단은 제2축(S2)을 기준으로 회동한다.

상기 상부링크(10)와 하부링크(20)는 동일한 길이로 형성되며 자유롭게 회동하는 타단이 제3축(S3)에 의해 서로 연결된다. 또한, 상부링크(10)와 하부링크(20)의 제1축(S1) 및 제2축(S2)은 동일 수직 선상에 위치한다.

상기 연장부(30)는 상부링크(10)로부터 연장 형성된 것으로 상부링크(10)와 동일한 길이로 돌출된다.

상기 연결링크(40)는 연장부(30)와 연장부(30)가 형성되지 않은 반대측의 상하부링크(10)(20)가 연결된 제3축(S3)과 연결된다. 즉, 양측에 구비된 상부링크(10)와 하부링크(20)는 연결링크(40)에 의해 연동됨으로써, 상부링크(10)와 하부링크(20)는 항상 동일한 각도로 움직인다. 결국, 양 하부링크(20)에 결합된 스프링 판(5)은 항상 수평 상태를 유지하며 승하강이 이루어진다.

상기 제1캠축(50)은 고정 테이블(2)에 횡설되는 것으로, 일 부분이 편심되고, 이 편심된 부분에 구동링크(60)의 일단이 연결되며, 구동링크(60)의 타단은 제3축(S3)과 연결된다. 이러한 제1캠축(50)은 모터(M1)와 연결되어 모터(M1)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 따라서 제1캠축(50)과 결합된 부분의 구동링크(60)는 원운동을 하고, 그 타단인 제3축(S3)과 연결된 부분은 직선운동을 한다.

상기 길이 조절기(70)는 고정 테이블(2)에 횡설되어 모터(M2)에 의해 회전하는 제2캠축(71)과, 일단은 편심된 제2캠축(71)에 결합되어 제2캠축(71)의 편심된 궤적을 따라 원운동 하면 타단은 직선 운동하는 조정링크(72)로 이루어진다. 그리고 상기 구동링크(60)는 제1구동링크(61)와 제2구동링크(62)로 두 분할하여 제4축(S4)에 의해 결합하되, 조정링크(60)의 일단을 제3축(S3)에 연결한다. 즉, 제2캠(71)이 회전하면 조정링크(72)에 의해 제4축(S4)을 당기거나 밀게 됨으로써 구동링크(60)의 길이가 달라진다. 이는 결국, 제3축(S3)을 당기거나 밀게 됨으로써 스프링 판(5)의 높낮이가 달라지는 것이다. 여기서 상기 제2캠축(71))은 감속기 등에 의해 저속으로 회전한다.

한편, 본 발명에 따른 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치를 이용한 커팅기는 바닥에 고정되는 몸체(1)와, 몸체(1)의 상부에 고정된 고정 테이블(2)과, 고정 테이블(2)의 상부에서 승하강 하는 헤드(3)와, 헤드(3)의 저면에 구비되어 승하강 함에 따라 고정 테이블(2)에 놓인 재료를 커팅하는 가압다이(4)와, 고정 테이블(2)의 하부에 구비된 스프링 판(5)과, 고정 테이블(2)의 양측에 대칭되도록 구비하되, 일단이 제1축(S1)에 의해 고정 테이블(2)과 결합된 상부링크(10)와, 스프링 판(5)의 양측에 대칭되도록 구비하되 일단은 제2축(S2)에 의해 스프링 판(5)과 결합하고 타단은 제3축(S3)에 의해 상부링크(10)와 결합한 하부링크(20)와, 어느 일측의 상부링크(10)로부터 상향으로 연장 형성된 연장부(30)와, 연장부(30)와 연장부(30)가 형성되지 않은 타측의 상하부링크(10)(20)를 연결하는 제3축(S3) 간을 연결하는 연결링크(40)와, 고정 테이블(2)에 고정되어 회전하는 제1캠축(50)과, 일단은 편심된 제1캠축(50)에 결합되고 타단은 상부링크(10)와 하부링크(20)가 연결된 제3축(S3)에 연결된 구동링크(60)와, 구동링크(60)의 길이를 조절하는 길이 조절기(70)와, 몸체(1)를 관통함에 따라 몸체(1)로부터 수직 방향으로 슬라이딩 하며 헤드(3)와 스프링 판(5) 간을 연결하는 다수의 슬라이드 포스트(8)로 구성된다.

상기 몸체(1)는 바닥에 재치되어 고정되는 것으로, 가장자리에 수직으로 형성된 다리가 다수 형성되어 다리 사이에 공간을 형성한다. 이러한 몸체(1)의 상부에는 고정 테이블(2)이 결합되어 몸체(1)와 일체화된다. 이와 같이 몸체(1)와 고정 테이블(2)이 결합됨으로써 고정 테이블(2)의 하부에 공간이 형성된다.

상기 헤드(3)는 고정 테이블(2)의 상부로부터 소정의 간격을 두고 승하강하는 구조를 가진다. 이러한 헤드(3)는 그 하부에 가압다이(4)가 구비되어 하강함에 따라 고정 테이블(2)의 상면에 위치한 재료를 커팅하게 된다. 여기서 헤드(3)의 하강 정도에 따라 재료를 일부 커팅하거나 완전 커팅하게된다. 이는 재료의 소재 및 상품에 따라 커팅 깊이가 결정된다.

그리고 상기 헤드(3)는 다수의 슬라이드 포스트(8)에 의해 고정 테이블(2)로부터 승하강하는데, 상기 슬라이드 포스트(8)는 고정 테이블(2)의 가장자리를 관통하여 고정 테이블(2)로부터 수직 방향으로 슬라이딩 이송한다. 여기서 슬라이드 포스트(8)의 원활한 승하강을 위해 고정 테이블(2)과 슬라이드 포스트(80) 간에 베어링을 설치함이 바람직하다. 이러한 슬라이드 포스트(8)의 상단에는 상술한 헤드(3)가 체결되어 헤드(3) 및 가압다이(4)는 항상 수평상태를 유지하며 승하강한다.

그리고 상기 슬라이드 포스트(8)의 하부에는 수평의 스프링 판(5)이 결합된다. 스프링 판(5)은 슬라이드 포스트(8)와 결합됨으로써 헤드(3)와 일체화된다. 즉, 헤드(3)가 승하강하면 이와 일체화된 슬라이드 포스트(8) 및 스프링 판(5)은 같이 승하강 한다.

상기 상부링크(10)는 고정 테이블(2)의 양측에 대칭되도록 구비되며, 일단이 수평의 제1축(S1)에 의해 고정 테이블(2)과 결합되어 그 타단은 제1축(S1)을 중심으로 회동한다.

상기 하부링크(20)는 스프링 판(5)의 양측에 대칭되도록 구비되며, 일단이 수평의 제2축(S2)에 의해 스프링 판(5)과 결합됨으로써, 타단은 제2축(S2)을 기준으로 회동한다.

상기 상부링크(10)와 하부링크(20)는 동일한 길이로 형성되며 자유롭게 회동하는 타단이 제3축(S3)에 의해 서로 연결된다. 또한, 상부링크(10)와 하부링크(20)의 제1축(S1) 및 제2축(S2)은 동일 수직 선상에 위치한다.

상기 연장부(30)는 상부링크(10)로부터 연장 형성된 것으로 상부링크(10)와 동일한 길이로 돌출된다.

상기 연결링크(40)는 연장부(30)와 연장부(30)가 형성되지 않은 반대측의 상하부링크(10)(20)가 연결된 제3축(S3)과 연결된다. 즉, 양측에 구비된 상부링크(10)와 하부링크(20)는 연결링크(40)에 의해 연동됨으로써, 상부링크(10)와 하부링크(20)는 항상 동일한 각도로 움직인다. 결국, 양 하부링크(20)에 결합된 스프링 판(5)은 항상 수평 상태를 유지하며 승하강이 이루어진다.

상기 제1캠축(50)은 고정 테이블(2)에 횡설되는 것으로, 일 부분이 편심되고, 이 편심된 부분에 구동링크(60)의 일단이 연결되며, 구동링크(60)의 타단은 제3축(S3)과 연결된다. 이러한 제1캠축(50)은 모터(M1)와 연결되어 모터(M1)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 따라서 제1캠축(50)과 결합된 부분의 구동링크(60)는 원운동을 하고, 그 타단인 제3축(S3)과 연결된 부분은 직선운동을 한다.

상기 길이 조절기(70)는 고정 테이블(2)에 횡설되어 모터(M2)에 의해 회전하는 제2캠축(71)과, 일단은 편심된 제2캠축(71)에 결합되어 제2캠축(71)의 편심된 궤적을 따라 원운동 하면 타단은 직선 운동하는 조정링크(72)로 이루어진다. 그리고 상기 구동링크(60)는 제1구동링크(61)와 제2구동링크(62)로 두 분할하여 제4축(S4)에 의해 결합하되, 조정링크(60)의 일단을 제3축(S3)에 연결한다. 즉, 제2캠(71)이 회전하면 조정링크(72)에 의해 제4축(S4)을 당기거나 밀게 됨으로써 구동링크(60)의 길이가 달라진다. 이는 결국, 제3축(S3)을 당기거나 밀게 됨으로써 스프링 판(5)의 높낮이가 달라지는 것이다. 여기서 상기 제2캠축(71))은 감속기 등에 의해 저속으로 회전한다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 높낮이 조절 기능을 가지는 왕복 승하강 장치 및 이를 이용한 커팅기의 작용효과를 상세히 설명한다.

먼저, 도 5는 본 발명의 구동링크가 길 때 헤드의 승강상태를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명의 구동링크가 길 때 헤드의 하강상태를 도시한 정면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 제2캠축(71)의 편심된 캠이 가장 낮은 곳에 위치한 상태이다.

즉, 제2캠축(71)과 연결된 조정링크(72)는 하강하여 구동링크(60)의 제4축(S4)을 밀고 이에 따라 구동링크(60)는 길이가 가장 긴 상태가 된다. 이는 상부링크(10) 및 하부링크(20)를 작동시켜 제1축(S1)과 제2축(S2)이 가까워진다. 결국, 이와 연결된 스프링 판(5)과 슬라이드 포스트(8) 및 헤드(3)는 승하강하고, 헤드(3)의 하부에 구비된 가압다이(4)는 고정 테이블(2)과 멀어진다.

반면, 도 7은 본 발명의 구동링크가 짧을 때 헤드의 승강상태를 도시한 정면도이고, 도 8은 본 발명의 구동링크가 짧을 때 헤드의 하강상태를 도시한 정면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 제2캠축(71)의 편심된 캠이 가장 높은 곳에 위치한 상태이다.

즉, 제2캠축과 연결된 조정링크(72)는 승강하여 구동링크(60)의 제4축(S4)을 당기고 이에 따라 구동링크(60)는 길이가 가장 짧은 상태가 된다. 이는 상부링크(10) 및 하부링크(20)를 작동시켜 제1축(S1)과 제2축(S2)이 멀어진다. 결국, 이와 연결된 스프링 판(5)과 슬라이드 포스트(8) 및 헤드(3)는 하강하고, 헤드(3)의 하부에 구비된 가압다이(4)는 고정 테이블(2)과 가까워진다.

이와 같이 길이 조절기(70)를 이용하여 구동링크(60)의 길이를 조절함으로서 헤드(3)의 높낮이를 손쉽게 조절할 수 있고 다수의 슬라이드 포스트(8)에 의해 수평상태를 유지하며 높낮이가 조절된다.

1 : 몸체 2 : 고정 테이블 3 : 헤드
4 : 가압다이 5 : 스프링 판 8 : 슬라이드 포스트
10 : 상부링크 20 : 하부링크 30 : 연장부
40 : 연결링크 50 : 제1캠축 60 : 구동링크
61 : 제1구동링크 62 : 제2구동링크 70 : 길이 조절기
71 : 제2캠축 72 : 조정링크 M1, M2 : 모터
S1 : 제1축 S2 : 제2축 S3 : 제3축
S4 : 제4축