KR102132119B1 - 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱 - Google Patents

크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱에 관련되며, 이때 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱은 태양축을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 크랭크암과, 크랭크암에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀의 위치가 자유 보정되면서 직선로드부 절삭 이송에 필요한 직선 왕복운동력이 정확하게 전달되고, 특히 태양축 회전각도에 영향을 받지 않고 크랭크암이 180°등각 회전 시점마다 멀티 크랭크암이 일직선상에 일치되어 직선로드부 절삭 행정거리가 확장됨과 더불어 태양축 회전력이 자유롭게 증,감속 전달되어 절삭 토크 조절이 간단하게 이루어지도록 하기 위해 태양기어(10), 주 크랭크암(20), 유성기어(30), 멀티 크랭크암(40), 직선로드부(50)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱 {Top using crank arm refraction}
본 발명은 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱에 관련되며, 보다 상세하게는 태양축을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 주 크랭크암과, 주 크랭크암에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀의 위치가 자유 보정되면서 직선로드부 절삭 이송에 필요한 직선 왕복운동력이 정확하게 전달되고, 특히 태양축 회전각도에 영향을 받지 않고 주 크랭크암이 180°등각 회전 시점마다 멀티 크랭크암이 일직선상에 일치되어 직선로드부 절삭 행정거리가 확장됨과 더불어 태양축 회전력이 자유롭게 증,감속 전달되어 절삭 토크 조절이 간단하게 이루어지는 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱에 관한 것이다.
통상적으로 톱은 강철로 된 얇은 톱양에 날카로운 이가 형성되고, 길이방향으로 직선 왕복운동력에 의해 날카로운 이가 나무를 포함하는 피절삭물을 절삭하는 장치로서, 주로 과수 가지치기, 가로수 가지정리, 산림 숲 가꾸기 사업을 포함하는 고소 작업용도로 널리 사용되고 있지만, 원거리에 피절삭물을 수작업으로 톱질함에 있어 많은 힘이 소요됨과 더불어 장시간 작업이 불가능한 실정이다.
이에 종래에 개시된 특허등록번호 제10-1931282에서, 손잡이대가 구비되는 본체 내부에 설치되어 구동원에 의해 회전운동되고, 중심을 벗어난 위치에 편심홀이 구비되는 구동휠; 상기 편심홀에 설치되어 구동휠 중심을 축으로 공전운동되면서, 아이들 기어를 통하여 구동휠과 동심원을 이루는 외접 고정기어와 치합되어 구동휠과 역방향으로 자전운동되는 유성기어부; 상기 유성기어부에 연결되어, 유성기어 자전운동력에 의해 편심회전되며 직선로드를 왕복이송하도록 구비되는 유성편심암; 상기 직선로드 단부에 구비되는 체결부; 상기 체결부에 장착되어 미는 방향으로 켜지도록 미는날부가 구비되는 톱날 절삭기구; 상기 본체에 연결되고, 톱날 절삭기구 길이방향으로 연장되어, 톱날 절삭기구 일측 단부가 수용되도록 제1홀이 형성되는 제1톱날가이드; 상기 제1톱날가이드와 일체로 연결되고, 제1홀 일측 단부와 이격된 위치에서 톱날 절삭기구의 다른 일측 단부를 수용하도록 제2홀이 형성되는 제2톱날가이드; 상기 톱날 절삭기구의 미는날부측과 대응하는 제2톱날가이드 일측에 돌출 형성되는 돌기부;를 포함하여 이루어지는 기술이 선 등록된바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 직선로드 작동방향에 대응하는 왕복운동방향으로 편심량이 증가되는 가변 편심궤적을 이용하여 회전체 회전반경 대비 확장된 스트로크를 제공하기 위한 기술이나, 유성기어부가 구동휠의 편심홀에 설치되어 강제회전되는 특성상 직선로드 구동에 필요한 직선 왕복운동력이 정확하게 전달되지 못하는 문제점이 따랐다.
또, 유성기어가 구동휠 회전축을 중심으로 180°등각 회전 시점에 유성편심암이 구동휠 외측으로 최대 확장되도록 기어비가 고정되므로, 구동원의 동력을 증, 감속 변경이 불가능한 폐단이 따랐다.
KR 10-1931282 B1 (2012.12.20)
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 태양축을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 주 크랭크암과, 주 크랭크암에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀의 위치가 자유 보정되면서 직선로드부 절삭 이송에 필요한 직선 왕복운동력이 정확하게 전달되고, 특히 태양축 회전각도에 영향을 받지 않고 주 크랭크암이 180°등각 회전 시점마다 멀티 크랭크암이 일직선상에 일치되어 직선로드부 절삭 행정거리가 확장됨과 더불어 태양축 회전력이 자유롭게 증,감속 전달되어 절삭 토크 조절이 간단하게 이루어지는 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은,
동력원에 연결되는 태양축(12)을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 주 크랭크암(20)과, 주 크랭크암(20)의 주 크랭크핀(22)에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암(40)과, 태양축(12)과 멀티 크랭크암(40) 자전축을 연결하도록 치합되는 태양, 유성기어(10)(30)와, 멀티 크랭크암(40)의 크랭크핀(42)에 연결되어 직선 왕복운동되고 단부에 톱날홀더(54)가 구비되는 직선로드부(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 태양축(12)은 톱본체(100)에 설치되어 태양기어(10)를 구동하도록 구비되고, 상기 주 크랭크암(20)은 태양축(12)에 일단이 자유회전되도록 연결되고, 다른 일단에 주 크랭크핀(22)이 구비되며, 상기 유성기어(30)는 주 크랭크핀(22)을 축으로 자유회전되면서 태양기어(10)와 치합되도록 구비되며, 상기 멀티 크랭크암(40)은 유성기어(30)에 일단이 고정되어 주 크랭크핀(22)을 축으로 자전운동되고, 다른 일단에 멀티 크랭크핀(42)이 구비되며, 상기 직선로드부(50)는 멀티 크랭크핀(42)에 링크 결합되어 가이드레일(52)을 타고 직선 왕복운동되고, 단부에 톱날홀더(54)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 태양축(12)이 회전시, 상기 태양축(12)을 중심으로 공전운동되는 주 크랭크암(20)과, 주 크랭크암(20)에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암(40)의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀(42)의 위치가 자유 보정되면서 직선로드부(50) 축선을 따라 직선이송되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 태양기어(10)와 유성기어(30)의 기어비에 의해 태양축(12) 회전수 당 직선로드부(50) 직선 왕복이송거리가 조절되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 태양축을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 주 크랭크암과, 주 크랭크암에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀의 위치가 자유 보정되면서 직선로드부 절삭 이송에 필요한 직선 왕복운동력이 정확하게 전달되고, 특히 태양축 회전각도에 영향을 받지 않고 주 크랭크암이 180°등각 회전 시점마다 멀티 크랭크암이 일직선상에 일치되어 직선로드부 절삭 행정거리가 확장됨과 더불어 태양축 회전력이 자유롭게 증,감속 전달되어 절삭 토크 조절이 간단하게 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱을 내부 구조를 나타내는 횡단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱의 태양기어와 유성기어 1:1 기어비 작동상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱의 태양기어와 유성기어 1:2기어비를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱의 태양기어와 유성기어 2:1기어비를 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱에 관련되며, 이때 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱은 태양축을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 크랭크암과, 크랭크암에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀의 위치가 자유 보정되면서 직선로드부 절삭 이송에 필요한 직선 왕복운동력이 정확하게 전달되고, 특히 태양축 회전각도에 영향을 받지 않고 크랭크암이 180°등각 회전 시점마다 멀티 크랭크암이 일직선상에 일치되어 직선로드부 절삭 행정거리가 확장됨과 더불어 태양축 회전력이 자유롭게 증,감속 전달되어 절삭 토크 조절이 간단하게 이루어지도록 하기 위해 태양기어(10), 주 크랭크암(20), 유성기어(30), 멀티 크랭크암(40), 직선로드부(50)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
도 1 내지 2에서, 본 발명에 따른 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱은, 동력원에 연결되는 태양축(12)을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 주 크랭크암(20)과, 주 크랭크암(20)의 주 크랭크핀(22)에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암(40)과, 태양축(12)과 멀티 크랭크암(40) 자전축을 연결하도록 치합되는 태양, 유성기어(10)(30)와, 멀티 크랭크암(40)의 크랭크핀(42)에 연결되어 직선 왕복운동되고 단부에 톱날홀더(54)가 구비되는 직선로드부(50)를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 태양축(12)은 톱본체(100)에 설치되어 태양기어(10)를 구동하도록 구비되고, 태양축(12) 일측에는 웜기어, 베벨기어를 포함하는 동력 방향 전환모듈을 설치되어 모터 또는 엔진의 구동력이 전달되고, 다른 일측에는 태양기어(10)가 설치되어 유성기어(30)와 치합되도록 구비된다.
삭제
또, 상기 주 크랭크암(20)은 태양축(12)에 일단이 자유회전되도록 연결되고, 다른 일단에 주 크랭크핀(22)이 구비된다. 주 크랭크암(20)은 베어링에 의해 태양축(12)을 중심으로 자유회전되도록 연결되고, 주 크랭크핀(22)은 태양축(12)과 평행하게 구비되어 유성기어(30)를 회전가능하게 지지하게 된다.
여기서, 상기 유성기어(30)는 주 크랭크핀(22)을 축으로 자유회전되면서 태양기어(10)와 치합되도록 구비된다. 유성기어(30)는 베어링에 의해 주 크랭크핀(22) 상에서 자유회전되도록 설치되는바, 이때 상기 태양기어(10)와 유성기어(30)의 기어비에 의해 태양축(12) 회전수 당 직선로드부(50) 직선 왕복이송거리가 조절되도록 구비된다.
즉, 도 3은 태양기어(10)와 유성기어(30)의 기어비가 1:1로 구성되어 태양기어(10)가 1회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 180°회전되어 직선로드부(50)가 후진 끝점까지 이동된 상태를 도시하고, 도 4는 태양기어(10)와 유성기어(30)가 1:2 기어비로 구성된 상태를 나타내는 도면으로서, 태양기어(10)가 1회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 90°회전되며, 도 5는 태양기어(10)와 유성기어(30)가 2:1 기어비로 구성된 상태를 나타내는 도면으로서, 태양기어(10)가 1회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 360°회전되면서 직선로드부(50)가 전, 후진 끝점까지 왕복 이동된다.
이에 태양축(12) 회전각도에 영향을 받지 않고 주 크랭크암(20)이 180°등각 회전 시점마다 멀티 크랭크암(40)이 일직선상에 일치되어 직선로드부(50) 절삭 행정거리가 확장됨과 더불어 태양축(12) 회전력이 자유롭게 증,감속 전달되어 절삭 토크 조절이 간단하게 이루어지는 이점이 있다.
또한, 상기 멀티 크랭크암(40)은 유성기어(30)에 일단이 고정되어 주 크랭크핀(22)을 축으로 자전운동되고, 다른 일단에 멀티 크랭크핀(42)이 구비된다. 멀티 크랭크암(40)에 유성기어(30)와 함께 주 크랭크핀(22)을 축으로 자유회전되도록 구비되고, 태양기어(10)의 회전력이 유성기어(30) 측으로 전달되면, 주 크랭크암(20)이 태양축(12)을 중심으로 정방향 회전됨과 동시에 멀티 크랭크암(40)이 주 크랭크핀(22)을 축으로 역방향(예컨대, 주 크랭크암과 반대방향)으로 회전되면서 태양기어(10)의 회전력이 감속전달된다.
이에 상기 태양기어(10), 주 크랭크암(20), 유성기어(30), 멀티 크랭크암(40)으로 구성되는 간단한 구조의 기어조립체에 의해 태양축(12)의 구동력이 감속전달되므로 톱 본체의 경량화, 콤팩트화를 도모하는 이점이 있다.
또한, 상기 직선로드부(50)는 멀티 크랭크핀(42)에 링크 결합되어 가이드레일(52)을 타고 직선 왕복운동되고, 단부에 톱날홀더(54)가 구비된다. 직선로드부(50)는 일단이 멀터 크랭크핀(42)에 링크 결합되도록 링크홀이 형성되고, 다른 일단에 톱날홀더(54)가 구비되어 톱날이 탈착가능하게 설치된다. 그리고 직선로드부(50)는 톱본체(100)에 구비되는 가이드레일 및 기밀패킹에 의해 직선 왕복이송이 안내되도록 구비된다.
한편, 상기 직선로드부(50)는 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크(40)의 링크 결합에 의한 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀(42)의 위치가 자유 보정되므로, 톱날 교체시 동력원 동력이 off된 상태에서 직선로드부(50)를 간단하게 인출하여 톱날홀더(54)를 톱본체(100) 외부로 노출시켜 교체가능한 이점이 있다.
작동상에 있어서, 상기 태양축(12)이 회전시, 상기 태양축(12)을 중심으로 공전운동되는 주 크랭크암(20)과, 주 크랭크암(20)에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암(40)의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀(42)의 위치가 자유 보정되면서 직선로드부(50) 축선을 따라 직선이송(L)(L1)(L2)되도록 구비된다.
도 3에서, 상기 태양기어(10)와 유성기어(30)의 기어비가 1:1 조건에서 작동 상태를 보다 상세하게 살펴보면, 도 3 (a)는 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 일직선 상에 위치되어 톱날이 전방 최대 확장위치까지 이동한 상태를 나타내고, 도 3 (b)는 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 90°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 45°회전되어 90°각도로 굴절운동되면서 직선로드부(50)를 당기는 상태를 도시하며, 도 3 (c)는 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 180°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 90°회전되어 내측으로 일직선상에 접힌 상태를 도시하며, 도 3 (d)는 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 270°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 회전되어 도 3 (b)와 대칭위치에서 90°각도로 굴절운동되면서 직선로드부(50)를 당기는 상태를 도시하며, 도 3 (e)는 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 360°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 회전되어 각각 180°회전되어 일직선 상에 위치되면서 톱날이 후방 최대 인입위치까지 이동한 상태를 나타내고, 이후 태양축(12)이 2회전 작동 중에 상기 작동이 연속되면서 톱날이 전방 최대 확장위치까지 이동하면서 톱날 절삭력이 발생된다.
이처럼 태양축(12)을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 주 크랭크암(20)과, 주 크랭크암(20)에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암(40)의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀(42)의 위치가 자유 보정되면서 태양축(12) 회전각도에 영향을 받지 않고 직선로드부(50) 절삭 이송에 필요한 직선 왕복운동력이 정확하게 전달된다.
한편, 상기 톱본체(100) 전방에는 도 1과 같이 고리형 톱날 가이드가 구비되고, 톱날 가이드는 톱납 선단부를 수용한 상태로 안내하는 가이드홈이 형성되며, 고리형 톱날 가이드의 고리부에 피절삭물을 거는 형태로 톱을 설치하여 큰 힘을 들이지 않고 고소 작업을 수행하게 된다.
10: 태양기어 20: 주 크랭크암
30: 유성기어 40: 멀티 크랭크암
50: 직선로드부

Claims (5)

  1. 동력원에 연결되는 태양축(12)을 중심으로 공전운동되도록 링크결합되는 주 크랭크암(20)과, 주 크랭크암(20)의 주 크랭크핀(22)에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암(40)과, 태양축(12)과 멀티 크랭크암(40) 자전축을 연결하도록 치합되는 태양기어, 유성기어(10)(30)와, 멀티 크랭크암(40)의 크랭크핀(42)에 연결되어 직선 왕복운동되고 단부에 톱날홀더(54)가 구비되는 직선로드부(50)를 포함하고,
    상기 태양축(12)은 톱본체(100)에 설치되어 태양기어(10)를 구동하도록 구비되고, 상기 주 크랭크암(20)은 태양축(12)에 일단이 자유회전되도록 연결되고, 다른 일단에 주 크랭크핀(22)이 구비되며, 상기 유성기어(30)는 주 크랭크핀(22)을 축으로 자유회전되면서 태양기어(10)와 치합되도록 구비되며, 상기 멀티 크랭크암(40)은 유성기어(30)에 일단이 고정되어 주 크랭크핀(22)을 축으로 자전운동되고, 다른 일단에 멀티 크랭크핀(42)이 구비되며, 상기 직선로드부(50)는 멀티 크랭크핀(42)에 링크 결합되어 가이드레일(52)을 타고 직선 왕복운동되고, 단부에 톱날홀더(54)가 구비되며,
    상기 태양축(12)이 회전시, 상기 태양축(12)을 중심으로 공전운동되는 주 크랭크암(20)과, 주 크랭크암(20)에 링크결합되어 자전운동되는 멀티 크랭크암(40)의 상호 역방향 회전에 따른 굴절운동에 의해 멀티 크랭크핀(42)의 위치가 자유 보정되면서 태양축(12) 회전각도에 영향을 받지 않고 주 크랭크암(20)이 180°등각 회전 시점마다 멀티 크랭크암(40)이 일직선상에서 연장되도록 확장되어 직선로드부(50) 절삭 행정거리가 확장되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 전방으로 일직선상에 위치되면 톱날이 전방 최대 확장위치까지 이동되고, 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 90°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 45°회전되어 90°각도로 굴절운동되면서 직선로드부(50)를 당기게 되며, 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 180°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 90°회전되어 내측으로 일직선상에 접힌 상태를 유지하고, 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 270°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 회전되어 90°각도로 굴절운동되면서 직선로드부(50)를 당기게 되고, 태양축(12)에 의해 태양기어(10)가 360°회전시 주 크랭크암(20)과 멀티 크랭크암(40)이 상호 역방향으로 회전되어 각각 180°회전되어 후방으로 일직선상에 위치되면서 톱날이 후방 최대 인입위치까지 이동되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 태양기어(10)와 유성기어(30)의 기어비에 의해 태양축(12) 회전수 당 직선로드부(50) 직선 왕복이송거리가 조절되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 크랭크암의 굴절운동을 이용한 톱.
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