KR101407618B1 - 단열재 커팅장치 및, 이를 이용한 경사진 단열재 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사진 단열재를 절단할 때 띠톱(band saw)을 이용함으로써 절단시에 단열재가 휘어지는 문제점을 해결하고, 절단 후의 단열재가 절단면을 중심으로 서로 대칭되도록 절단이 이루어짐으로써 생산이 효율적으로 이루어질 수 있다는 장점을 가진다.

Description

단열재 커팅장치 및, 이를 이용한 경사진 단열재 제조방법{Cutting apparatus for insulator and, manufacturing methods for inclined insulator using the same}

본 발명은 단열재 커팅장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 단열재를 경사지도록 절단할 때 띠톱(band saw)을 이용함으로써 절단시에 단열재가 휘어지는 문제점을 해결하고, 절단 후의 단열재가 절단면을 중심으로 서로 대칭되도록 절단이 이루어짐으로써 생산이 효율적으로 이루어질 수 있는 단열재 커팅장치에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 단열재 커팅장치를 이용하여 경사진 단열재를 제조하는 방법에 대한 것이기도 하다.

평면 형태의 지붕에 단열재를 설치할 경우에는 지붕의 배수를 효과적으로 하기 위해 경사진 단열재를 설치하는 경우가 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 수평 상태의 지붕(9)에서 배수구(8)를 향해서 경사진 단열재(2)(3)를 설치함으로써 배수가 잘 이루어지도록 한다.

이러한 경사진 단열재(2)(3)는 대한민국 공개특허 제10-2009-0081082호 등에 개시되어 있다.

그런데, 대부분의 단열재는 공장에서 직육면체 형상으로 제조되기 때문에 경사진 단열재(2)(3)를 제조하기 위해서는 직육면체 형상의 단열재를 경사지도록 절단해야 한다. 상기 절단을 위해서는 밴드 나이프(band knife)를 이용하는데, 밴드 나이프를 이용하여 경질 플라스틱 단열재를 절단할 경우에는 절단 후에 단열재의 휨이 발생하고 현상 유지성이 좋지 못하다는 문제점이 있다. 이것은 밴드 나이프의 칼날이 단열재를 통과할 때 압력이 발생하고 상기 압력이 단열재에 영향을 주어 절단된 단열재가 서로 반대 방향으로 휘게 되기 때문이다.

한편, 도 3에 나타난 바와 같이, 직육면체 형상의 단열재(1)를 절단하여 서로 대칭되는 경사진 단열재(2)(3)를 제조하면 상부 경사 단열재(2)와 하부 경사 단열재(3)를 모두 이용할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 한 번의 절단으로 두 개의 경사 단열재(2)(3)를 제조할 수 있고 재료의 낭비도 없앨 수 있다는 장점이 있다.

그런데, 단열재(1)의 두께가 다양하고 요구되는 경사각(θ)도 다양하기 때문에 단열재의 두께와 경사각(θ)에 대응하여 단열재를 대칭되도록 절단하기가 용이하기 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 절단 후의 단열재가 휘는 현상을 방지하기 위해 밴드 나이프 대신에 띠톱(band saw)을 이용하는 단열재 커팅장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절단 후의 단열재가 절단면을 중심으로 서로 대칭되도록 절단할 수 있는 단열재 커팅장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 단열재의 두께에 대응하여 띠톱의 높이를 용이하게 조절할 수 있고, 절단하고자 하는 경사각(θ)에 대응하여 띠톱의 경사를 용이하게 조절할 수 있는 단열재 커팅장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 경사진 단열재를 효율적으로 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 단열재를 경사지도록 절단하는 장치 및 이를 이용한 경사단열재를 제조하는 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따른 장치에 의해 절단될 수 있는 단열재는 PIR, PUR, XPS, EPS 등이 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상술한 목적들을 이루기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열재 커팅장치는, 단열재를 절단하는 절단 유니트; 절단 유니트를 상하로 이동시키는 승강 유니트; 승강 유니트에 설치되어 절단 유니트와 함께 상하로 이동되고, 절단 유니트를 경사지도록 하는 경사 유니트; 및, 단열재를 이송시키는 이송 유니트;를 포함한다. 승강 유니트에 의해 절단 유니트의 높이가 정해지고 경사 유니트에 의해 경사각이 정해진 후, 이송 유니트에 의해 이송되는 단열재가 절단 유니트에 의해 절단면이 경사지도록 절단된다.

상기 절단 유니트에 의한 절단은 띠톱(band saw)에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 경사 유니트는, 승강 유니트에 의해 상하 이동되는 평판(21); 평판(21)에 설치되고, 승강 유니트에 의해 평판(21)이 상하로 이동될 때 평판(21)과 함께 상하로 이동되는 제1 피니언(28a); 상단이 절단 유니트에 회동가능하도록 설치되고, 제1 피니언(28a)으로부터 전달된 구동력에 의해 상하로 이동되는 제1 래크(28b); 및, 평판(21)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치되어 제1 래크(28b)의 상하 이동을 가이드하는 가이드 봉(26);을 포함할 수 있다.

상기 승강 유니트는, 평판(21)이 설치되는 메인 프레임(41); 메인 프레임의 일측에 설치된 제2 래크(47b); 메인 프레임의 타측에 설치된 제3 래크(48b); 제2 래크와 맞물리도록 설치된 제2 피니언(47a); 제3 래크와 맞물리도록 설치된 제3 피니언(48a); 및, 제2 피니언의 회전력을 제3 피니언에 전달하는 회전력 전달부;를 구비할 수 있다. 외부로부터 전달된 구동력이 제2 피니언에 전달되어 제2 래크를 승강시키고 제2 피니언의 회전력은 회전력 전달부에 의해 제3 피니언에 전달되어 제3 래크를 승강시킴으로써 메인 프레임을 승강시킨다.

본 발명의 다른 측면인 경사 단열재 제조방법은, (a) 단열재의 두께에 대응하여 절단유니트의 높이를 조절하기 위해서 절단유니트를 승강시키는 단계; (b) 단열재를 절단하고자 하는 경사각(θ)에 대응하여 절단유니트를 경사지도록 하는 단계; 및, (c) 상기 (a)(b) 단계 이후에 단열재를 이송시키면서 단열재를 절단함으로서 단열재를 경사지도록 절단하는 단계;를 포함한다.

상기 (c) 단계의 이송은 이송유니트에 의해 이루어질 수 있다. 이송유니트는 단열재를 흡착하여 고정하는 수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계의 절단은 절단 후의 단열재가 절단면을 중심으로 서로 대칭되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 밴드 나이프 대신에 띠톱(band saw)을 이용함으로써 절단 후의 단열재가 휘는 현상을 방지할 수 있다.

둘째, 절단 후의 단열재가 절단면을 중심으로 서로 대칭되도록 절단할 수 있다.

셋째, 단열재의 두께에 대응하여 띠톱의 높이를 용이하게 조절할 수 있고, 절단하고자 하는 경사각(θ)에 대응하여 띠톱의 경사를 용이하게 조절할 수 있다.

도 1은 경사 단열재가 지붕에 설치된 것을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 3은 일반적인 직육면체 형상의 단열재를 경사지도록 절단한 것을 보여주는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열재 커팅장치를 보여주는 정면도이다.
도 5는 도 4의 단열재 커팅장치를 보여주는 측면도이다.
도 6은 도 4의 단열재 커팅장치의 일부를 보여주는 정면도이다.
도 7은 도 4의 단열재 커팅장치의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 4의 단열재 커팅장치를 보여주는 측면도로서, 절단유니트가 경사진 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열재 커팅장치를 보여주는 정면도이고, 도 5는 상기 단열재 커팅장치를 보여주는 측면도이다.

도면을 참조하면, 단열재 커팅장치(100)는 단열재(1)를 절단하는 절단 유니트(10), 승강 유니트(40)에 설치되어 절단 유니트(10)와 함께 상하로 이동되고 절단 유니트(10)를 경사지도록 하는 경사 유니트(20), 절단 유니트(10)와 경사 유니트(20)를 상하로 이동시키는 승강 유니트(40) 및, 단열재(1)를 이송시키는 이송 유니트(60)를 포함한다.

절단유니트(10)는 프레임(11)과, 프레임(11)에 설치된 구동축(12)과 종동축(13), 구동축(12)과 종동축(13) 사이를 무한궤도상으로 회전하는 띠톱(band saw)(14), 및 흡기부재(15)를 포함한다. 절단유니트(10)는 승강 유니트(40)에 의해 상하 이동되고 경사유니트(20)에 의해 경사가 조절된다.

프레임(11)은 일측이 제3 래크(48b)의 상단에 회동 가능하도록 설치되고 타측은 제1 래크(28b)의 상단에 회동 가능하도록 설치된다. 구동축(12)과 종동축(13)은 프레임(11)에 회전 가능하도록 설치되고, 구동축(12)은 구동모터(17)에 의해 회전될 수 있다.

띠톱(14)은 구동축(12)의 회전에 의해서 구동축(12)과 종동축(13) 사이를 무한궤도상으로 회전하면서 단열재(1)를 절단한다. 도 5에서 화살표는 띠톱(14)의 이동방향을 예시적으로 보여준다. 경사 유니트(20)에 의해 절단 유니트(10)의 경사가 조절됨에 따라 띠톱(14)의 경사도 조절된다.

띠톱(14)은 경질 플라스틱 단열재를 절단할 때, 단열재에 압력이 발생하지 않으므로 슬라이스(절단) 후에 단열재의 휨이 발생하지 않는다. 이것은 띠톱이 단열재를 통과할 때, 톱날 두께에 해당하는 틈새에서 톱밥이 빠져 나가기 때문에 단열재에 압력에 발생하지 않고 슬라이스(절단) 후에도 휘거나 변형되지 않는다.

이에 비해서, 단열재를 절단하기 위해 통상적으로 널리 사용되는 밴드 나이프(band knife)는 연질 플라스틱 단열재의 슬라이스는 가능하지만 경질 플라스틱 단열재는 슬라이스 후에 휨이 발생하고 현상 유지성이 좋지 못하다는 문제점이 있다.

흡기부재(15)는 띠톱(14)에 의해 만들어진 톱밥 등을 흡입한다. 흡기부재(15)는 흡입펌프(도면에 미도시)에 의해 발생된 흡입력으로 톱밥 등을 흡입한다. 흡기부재(15)는 띠톱(14)이 단열재(1)를 절단한 후에 향하는 방향쪽에 설치되는 것이 톱밥 등의 효과적인 흡입을 위해 바람직하다.

경사 유니트(20)는 승강 유니트(40)에 의해 상하 이동되는 평판(21), 평판(21)에 설치되고 승강 유니트(40)에 의해 평판(21)이 상하로 이동될 때 평판(21)과 함께 상하로 이동되는 제1 피니언(28a), 상단이 프레임(11)에 회동가능하도록 설치되고 제1 피니언(28a)으로부터 전달된 구동력에 의해 상하로 이동되는 제1 래크(28b) 및, 평판(21)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치되어 제1 래크(28b)의 상하 이동을 가이드하는 가이드 봉(26)을 포함한다. 한편, 도면에는 도시의 편의를 위해 제1,2,3 래크(28b)(47b)(48b)의 기어가 명시되지 않았다.

평판(21)은, 도 6과 도 7에 나타난 바와 같이, 메인 프레임(41)에 설치되어 메인 프레임(41)이 제2,3 래크(47b)(48b)에 의해 상하로 이동될 때 메인 프레임(41)과 함께 상하로 이동된다. 평판(21)에는 제1 래크(28b)와 제1 피니언(28a)과 지지프레임(27) 및 가이드 봉(26)이 설치된다.

제1 피니언(28a)은 평판(21)에 설치되고, 평판(21)이 상하로 이동될 때 평판(21)과 함께 상하로 이동된다. 제1 피니언(28a)은 제1 래크(28b)와 맞물리도록 설치된다. 제1 피니언(28a)은 작업자가 핸들(25)을 돌리는 것에 의해 회전되거나 모터(도면에 미도시)에 의해 회전될 수 있다.

제1 래크(28b)는 지지 프레임(27)에 상하로 슬라이딩이 가능하도록 설치되고, 그 상단은 프레임(11)에 회동가능하도록 설치된다. 지지 프레임(27)은 평판(21)에 설치되되, 회동축(27a)을 중심으로 회동 가능하도록 설치된다. 따라서, 도 5 및 도 8에 나타난 바와 같이, 제1 피니언(28a)의 회전력이 제1 래크(28b)에 전달되어 제1 래크(28b)가 수직으로 상하 이동하면 지지 프레임(27)이 회동축(27a)을 중심으로 회동하고 프레임(11)의 경사가 조절되며 이에 따라 띠톱(14)의 경사각(θ)이 조절된다.

제1 래크(28b)의 이동에 의해서 띠톱(14)이 원하는 높이만큼 승강된 이후에는 제1 피니언(28a)을 핀(도면에 미도시) 등으로 고정하여 제1 래크(28b)의 높이를 고정시킨다. 이러한 고정 방법은 널리 알려진 것이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

가이드 봉(26)은 평판(21)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치되고, 그 상단은 프레임(11)에 회동 가능하도록 설치된다. 가이드 봉(26)은 제1 래크(28b)의 양쪽에 설치되어 제1 래크(28b)의 상하 이동을 가이드한다.

승강 유니트(40)는 단열재(1)의 높이에 대응하여 절단 유니트(10)와 경사 유니트(20)를 상하로 이동시킨다. 예를 들어, 단열재(1)의 높이가 큰 경우에는 절단 유니트(10)와 경사 유니트(20)를 위로 이동시키고, 단열재(1)의 높이가 작은 경우에는 절단 유니트(10)와 경사 유니트(20)를 아래로 이동시킨다.

승강 유니트(40)는 평판(21)이 설치되는 메인 프레임(41), 메인 프레임(41)의 일측에 설치된 제2 래크(47b), 메인 프레임(41)의 타측에 설치된 제3 래크(48b), 제2 래크(47b)와 맞물리도록 설치된 제2 피니언(47a), 제3 래크(48b)와 맞물리도록 설치된 제3 피니언(48a) 및, 제2 피니언(47a)의 회전력을 제3 피니언(48a)에 전달하는 회전력 전달부를 구비한다.

메인 프레임(41)에는 평판(21)이 설치된다. 따라서, 메인 프레임(41)이 상하 이동되면 평판(21)도 상하 이동되고, 이에 따라 평판(21)에 설치된 제1 피니언(28a), 지지프레임(27), 제1 래크(28b) 및, 가이드 봉(26)도 상하 이동된다.

제2 래크(47b)는 메인 프레임(41)의 일측에 설치되고, 제3 래크(48b)는 메인 프레임(41)의 타측에 설치된다. 제2 피니언(47a)은 작업자가 핸들(45)을 돌리는 것에 의해 또는 모터(도면에 미도시)에 의해서 회전되고, 제2 피니언(47a)의 회전력은 제2 래크(47b)에 전달되어 제2 래크(47b)를 승강시킨다. 한편, 제2 피니언(47a)의 회전력은 체인(46a)(46b)과 전달축(46c)에 의해 제3 피니언(48a)으로 전달되어 제3 피니언(48a)을 회전시키고 제3 피니언(48a)의 회전력은 제3 래크(48b)를 회전시킨다. 한편, 제2,3 피니언(47a)(47b)은 그 위치(높이)가 고정되도록 설치된다.

회전력 전달부는, 도 5 및 도 8에 나타난 바와 같이, 체인(46a)(46b)과 전달축(46c)을 포함한다. 체인(46a)은 제2 피니언(47a)의 회전력을 전달축(46c)에 전달하여 전달축(46c)을 회전시키고 전달축(46c)의 회전력은 제3 피니언(48a)으로 전달되어 제3 피니언(48a)을 회전시킨다. 이와 같이, 메인 프레임(41)의 일측에 설치된 제2 피니언(47a)의 회전력이 메인 프레임(41)의 타측에 설치된 제3 피니언(48a)에 전달됨에 따라 메인 프레임(41)이 수평 상태를 유지한 상태에서 승강될 수 있다. 한편, 가이드 부재(49)는 수직으로 설치되어 메인 프레임(41)의 상하 이동을 가이드한다.

이송 유니트(60)는 단열재(1)를 적재한 상태에서 x 방향으로 이동된다. 이송 유니트(60)는 이동용 모터(61)와, 이동용 모터(61)에 의해 이동되는 적재판(62) 및, 적재판(62)에 설치된 흡착부재(63)를 구비한다.

이동용 모터(61)의 구동력은 구동 스프라켓(64)을 회전시키고, 구동 스프라켓(64)의 회전력은 체인(65)을 통해 종동 스프라켓(66)을 회전시킨다. 즉, 체인(65)이 구동 스프라켓(64)과 종동 스프라켓(66) 사이를 무한궤도상으로 이동하면서 적재판(62)을 이동시킨다.

적재판(62)에는 단열재(1)가 적재되는데, 상기 이동 중 및 절단 중에 단열재(1)가 움직이지 않도록 흡착부재(63)가 단열재(1)를 고정한다.

흡착부재(63)는 적재판(62)에 아랫면에 설치되는데, 펌프(68)에 의해 만들어진 진공을 이용하여 단열재(1)를 흡착하여 고정한다. 펌프(68)에 의해 만들어진 진공 흡입력은 호스(67)에 의해 흡착부재(63)에 전달된다.

그러면, 상기 단열재 커팅장치(100)를 이용하여 단열재(1)를 경사지게 절단하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 단열재(1)의 높이에 상응하도록 띠톱(14)의 높이를 맞추기 위해 승강 유니트(40)를 이용하여 띠톱(14)을 승강시킨다. 이어서, 경사 유니트(20)를 이용하여 절단하고자 하는 경사각(θ)에 맞도록 띠톱(14)의 경사를 조절한다.

그리고, 단열재(1)를 적재판(62)에 적재하고 흡착부재(63)를 이용하여 단열재(1)를 적재판(62)에 흡착 고정한다.

이어서, 이송용 모터(61)를 작동시켜 적재판(62)을 x 방향으로 이동시키면서 단열재(1)를 경사지도록 절단한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 단열재 커팅장치(100)는 띠톱(14)의 높이를 조절하는 것과 띠톱(14)의 경사각(θ)을 조절하는 것을 용이하게 할 수 있고, 이에 따라 절단 후의 상,하부 단열재(2)(3)가 절단면을 중심으로 서로 대칭이 되도록 하는 것을 쉽게 할 수 있다는 장점을 가진다.

1 : 단열재 10 : 절단 유니트
20 : 경사 유니트 40 : 승강 유니트
60 : 이송 유니트 100 : 단열재 커팅장치

Claims (8)

1. 단열재를 절단하는 절단 유니트;
   절단 유니트를 상하로 이동시키는 승강 유니트;
   절단 유니트와 승강 유니트 사이에 설치되어 절단 유니트를 경사지도록 하는 경사 유니트; 및
   단열재를 이송시키는 이송 유니트를 포함하고;
   경사 유니트는:
   승강 유니트에 설치되어 승강 유니트가 가동될 때 승강 유니트에 의해 상하 이동되는 평판(21);
   평판(21)에 설치되어 평판(21)과 함께 상하로 이동되며, 외부로부터 전달되는 구동력에 의해 회전될 수 있는 제1 피니언(28a); 및
   절단 유니트의 일측에 회동 가능하게 결합되며, 제1 피니언(28a)으로부터 전달된 구동력에 의해 상하로 이동되면서 절단 유니트를 경사지도록 하는 제1 래크(28b)를 포함하며;
   승강 유니트에 의해 절단 유니트의 높이가 정해지고 경사 유니트에 의해 경사각이 정해진 후, 이송 유니트에 의해 이송되는 단열재가 절단 유니트에 의해 절단면이 경사지도록 절단되는 것을 특징으로 하는 단열재 커팅장치.
2. 제1항에 있어서,
   절단 유니트는 띠톱(band saw)을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재 커팅장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   승강 유니트는,
   평판(21)이 설치되는 메인 프레임(41);
   메인 프레임의 일측에 설치된 제2 래크(47b);
   메인 프레임의 타측에 설치된 제3 래크(48b);
   제2 래크와 맞물리도록 설치된 제2 피니언(47a);
   제3 래크와 맞물리도록 설치된 제3 피니언(48a); 및
   제2 피니언의 회전력을 제3 피니언에 전달하는 회전력 전달부;를 구비하고,
   외부로부터 전달된 구동력이 제2 피니언에 전달되어 제2 래크를 승강시키고 제2 피니언의 회전력은 회전력 전달부에 의해 제3 피니언에 전달되어 제3 래크를 승강시킴으로써 메인 프레임을 승강시키는 것을 특징으로 하는 단열재 커팅장치.
5. (a) 절단 유니트를 상하로 이동시킬 수 있는 승강 유니트를 가동하여, 단열재의 두께에 대응하도록 절단 유니트의 높이를 조절하는 단계;
   (b) 길이의 신축이 가능하게 절단 유니트와 승강 유니트 사이에 설치되는 경사 유니트를 가동하여, 단열재를 절단하고자 하는 경사각(θ)에 대응하도록 절단 유니트의 경사각을 조절하는 단계;
   (c) 높이와 경사각이 조절된 절단 유니트를 향해 단열재를 이송하여 단열재를 경사지도록 절단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사진 단열재 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,
   절단유니트는 띠톱(band saw)을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사진 단열재 제조방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 이송은 이송유니트에 의해 이루어지고,
   이송유니트는 단열재를 흡착하여 고정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사진 단열재 제조방법.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 절단은 절단 후의 단열재가 절단면을 중심으로 서로 대칭되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 경사진 단열재 제조방법.

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