KR0139287B1 - 칼 연마장치 - Google Patents

칼 연마장치

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KR0139287B1
KR0139287B1 KR1019900001041A KR900001041A KR0139287B1 KR 0139287 B1 KR0139287 B1 KR 0139287B1 KR 1019900001041 A KR1019900001041 A KR 1019900001041A KR 900001041 A KR900001041 A KR 900001041A KR 0139287 B1 KR0139287 B1 KR 0139287B1
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다니엘 디.프릴
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Abstract

내용 없음

Description

칼 연마장치
제 1 도는 본원의 선행 특허에 따른 칼 연마장치(knife sharpener)에 사용되는 자기 가이드를 개략적으로 도시한 단면도.
제 2a 도 및 제 2b 도는 자기 가이드에 대한 좁은 칼날(knife blade)을 도시한 제 1 도와 유사한 도면.
제 3 도 및 제 4 도는 본 발명의 기본 원리를 도시한 제 2 도와 유사한 도면.
제 5 도는 본 발명에 따른 칼 연마장치의 일부분을 도시한 평면도.
제 6 도는 제 5 도의 6-6선을 따라 취한 단면도.
제 7 도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 가이드의 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 자기 가이드12,14 : 강자성체 판
16 : 안내면18 : 칼날
26 : 토우28 : 칼
발명의 배경
본 발명은 칼을 날카롭게 연마하기 위한 칼 연마장치(knife sharpener)에 관한 것이다.
1986년 12월 9일 허여된 본 출원인의 미합중국 특허 제 4,627,194 호 및 이에 관련된 특허에는 연마 공정동안 이동 연마 표면에 대해 칼을 안내하고 유지하는데 특히 효과가 있는 자기 가이드를 사용하는 칼 연마장치를 기술하고 있다. 칼 연마장치는 정상적인 날폭을 갖는 칼들을 연마하는데 특히 커다란 효과를 갖는다. 주머니칼(penknife)과 같은 매우 좁은 날 또는 매우 넓은 날을 효과적으로 연마할 수 있는 연마장치가 필요하다.
본 발명의 목적은 자기 가이드가 넓은 면의 날 또는 매우 좁은 면의 주머니칼 형식의 날을 양호하게 유지-안내할 수 있는 상기 형식의 칼 연마장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전체 날 길이를 핸들까지 연마하고 좁은 주머니 칼날을 수용할 수 있는 칼 연마장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 특허에 기술된 형식의 칼 연마장치는 반대 극성인 N 자극과 S자극을 갖는 자기물질로 이루어진 자기 가이드를 포함한다. 각각의 극에 강자성체(ferromagenetic)판이 놓여 있다. 제 1 판은 일극에 대향되게 놓여 있다. 그러나, 제 2 판은 부분적으로 일판에 평행한 극에 대향하며, 부분적으로는 자기 물질에 인접한 안내 표면 아래쪽으로 연장된다. 제 2 판은 연마표면으로부터 떨어진 표면에 있다.
적합하 실시예의 상세한 설명
제 1 도는 본 출원인의 선행 특허에 관한 칼 연마장치(knife sharpener)에 사용되는 형식의 자기 가이드(10)의 마그네트 형상을 도시하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 자기 가이드는 평형한 강자성체(ferromagnetic)판(12, 14)을 포함하며, N극과 S극을 갖는다. 안내면(16)은 도시되어 있지 않는 이동 연마면과 교차하는 평면에 대해 경사져 있다. 안내면(16)은 길이 또는 치수 a를 갖는다.
칼날(blade; 18)의 면이 치수 a 보다 작다면, 칼날(18)은 제 2a에 도시된 바와 같이 상부판(14)상에 걸리게 될 것이고, 그렇지 않다면 칼날(18)은 제 2b도에 도시된 위치에 놓여지도록 사용자가 물리적인 힘을 가한다. 강자성체 판(12, 14)에 집중된 자장은 칼날(18)을 상부 또는 하부위치에 걸리게 한다. 이들 위치는 자속에 대한 가장 낮은 저항경로를 제공한다. 상기 칼은 양극성 사이의 정확히 중간 지점의 한 점에서 이론적으로 안정성을 갖지만, 그 칼은 판들 중에 하나 또는 더 많은 가장 작은 방해에 의해 실제로 이동할 때 실제적인 중요성을 갖고 있지 않다.
날면은 이동 연마제에 대한 위치 아래쪽 및 안쪽으로 마그네트 구조체에 의해 이끌려지는 것을 필요로 한다. 칼이 상부 강자성체 구조체상에 걸려서 면이 연마제에 도달되지 않는다면, 이것은 실제로 칼이 연마되고 있다는 것을 믿는 조작자를 오해시킬 것이다. 상기 칼을 다이아몬드 연마제 입자들과 접촉되지 않을 것이다. 조작자가 날을 하부 강자성체 판으로 미는 것을 충분히 감지한다면, 상기 면은 칼의 모양, 자극 공간 및 하부 자극편과 연마제 사이의 공간(갭)에 따라 연마제와 접촉 또는 접촉하지 않을 것이다. 상기 날이 상부 극판과 접촉되지 않기 때문에 너무 좁은 날이 하부위치로 가압될 때에 다른 심각한 문제점 즉, 안내 평면에 대한 칼 각도의 불안정성의 문제점이 있다. 상부 극에서 접촉부족은 칼을 통과하는 자속을 감소시키고, 상부 판에서 양호한 접촉부족(또는 아주 인접)은 날상에서 꼬임작용에 대한 보다 적은 안정성을 준다. 상부판으로부터 강한 자기 견인력은 안내 평면에 대한 날의 양호한 각도 조정을 유지한다.
실제로 마그네트 구조체는 0.0254㎜[수천분의 1인치; 예를 들면, 0.0254 내지 0.001693㎜(1000 내지 15000분의 1인치)]정도의 안내 평면뒤로 리세스되어 있다. 실제 제조공차에 대한 문제로서, 네 개의 날을 긁을 수 있는 자기 물질의 돌출을 방지하기 위하여 일반적으로 0.008467 내지 0.003175㎜(3 내지 8천분의 1인치)정도의 세트 백(set back)이 유지된다. 마그네트 구조체와 칼의 실제적인 접촉은 적어도 이론상으로는 가능하다.
날이 너무 좁거나 또는 갭이 너무 넓은 것에 대해 (상술한 바와 같이), 날은 면이 연마제와 접촉될 때까지 수동적인 힘을 하방으로 가하는 것이 가능하다. 그러나, 칼을 날카롭게 하기 위해 날에 압력을 유지시켜야만 한다.
따라서, 종래 마그네트 구조에 대해, 이것은 날폭이 자기 갭의 크기보다 더 작을 때 어렵게 된다. 작은 폭의 날을 효과적으로 유지하기 위하여, 상기 갭은 작아야만 한다. 그러나, 상기 갭이 작게 만들어졌다면, 넓은 폭의 날과 무거운 날의 안정성은 연마중에 감소된다.
날의 안정성은 자기 구조체에 의해 발생된 토크에 의해 제어된다. 간단한 자기 구조체에 대해, 토크는 제 3 도와 같이 도시되어 있고, 판(12, 14)들 사이의 거리가 D로 되어 있다.
거리(D)보다 더 긴면을 갖는 날(20)에 가해진 토크는 단순히 거리(D)와 마그네트의 자속 유동력(F)의 곱에 비례하고 있다. 따라서, 토크=kF.D이다. 계수(k)는 금속날의 자기 도자성과 날 면 및 유효 자극사이에 있는 어떤 공극(air space)의 두께에 따라 달라진다. 상기 날은 마그네트와 접촉할 수 있거나 또는 날로부터 0.0762㎝(0.003 인치) 내지 0.0381㎝(0.015 인치)를 정확히 유지할 수 있을 것이다.
본 출원인이 발견한 효과적인 형상은 제 4 도에 도시되어 있고, 그 판(14)은 굴곡판(22)으로 대체된다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 판(22)은 판(12)에 평행한 부분(24)과 N극으로부터 하부 S극 판에 인접한 지점까지 자속의 일부 또는 전부를 전도하기 위한 굴곡 하부 토우(toe;26)를 포함한다. 이 구조체는 D1보다 더 작은 D2정도의 날 두께를 갖는 더 작은 칼들을 위해서 이상적이다. 날폭이 D1이거나 또는 더 크다면, 제 3 도의 구조체는 ① 상부 강자성체 판(22)이 모두 자속을 토우(26)의 단부로 전도하기 위해 충분히 두껍고 ② 상기 칼이 토우(26)와 밀접하게 접촉되어 있는 것을 제공하는 두 경우에 있어서 같은 크기의 마그네트가 있다고 가정하면 제 4 도의 구조체 보다 연마중에 더 큰 토크 및 더 안정성이 있는 칼을 제조한다.
제 4 도의 설계는 증가된 자속과 작은 칼을 위한 토크를 제공하는 두꺼운 자기 물질의 사용을 허용한다.
토우를 갖는 제 4 도의 자기 구조체의 설계가 주머니용 칼을 같은 좁은 폭날로 잘 연마되는 반면에, 커다란 폭날상의 토크는 토우가 제거된다면 보다 더 적다. 물론, 토우가 제거된다면, 보다 좁은 폭 날은 토우 또는 하부판상에 걸리게 될 것이며, 다이아몬드 연마 입자에 대해 풀다운(pull down) 되지 않을 것이다.
따라서 작거나 큰 폭의 칼에 대해 적당한 토크를 제공할 수 있는 자기 구조체가 필요하다.
놀라운 발견은 상부판이 모든 자속을 토우의 팁에 전도하기 위해 충분하지 않는 두께로 사용된다면, 상부판이 보다 넓은 폭의 칼들에 의해 굴곡점에서 충분한 자속 누설이 생긴다는 것이다. 이러한 것은 자속과 감소된 폭의 칼들을 위한 토크를 심한 감소없이 보다 넓은 칼들 상에서 토크를 증가시킨다. 제 5 도 및 제 6 도는 본 발명에 따라 설계된 최상의 자기 구조체를 움직이게 하는 많은 인자들이 도시되어 있다. 제 5 도 및 제 6 도는 5배 축척 도시되어 있고 본 발명의 양호한 실시예를 정확하게 도시하고 있다.
제 6 도를 보면, 칼(28)은 상부 금속판(22)의 토우(26)의 면(32)으로부터 0.01778㎝(0.007 인치)의 간격을 두고 도시된 안내 평면(30)상에 놓여 있다. 토우(26)는 칼의 면에 평행하게 도시되어 있다. 상부판(22)의 하부면(34)은 상부판(22)내에서 자속을 극대화하기 위하여 마그네트(10)의 상부 표면과 이상적으로 밀접하게 접촉하고 있다. 상부판 굴곡부(knee; 36) 부근에서 마그네트는 금속판과 이상적으로 밀접하게 접촉하고 있다(제 6 도에는 구조상의 효과를 주기 위해 0.0127㎝(0.005인치)의 틈새를 두고 도시되어 있다). 하부 금속판(12)은 제 5 도 및 제 6 도에서 칼면으로부터 대략 0.0127㎝(0.005 인치)정도 이격되어 있다. 상기 칼(28)은 자기 구조체에 대해 실제적으로 놓여 있을 수 있으나, 그 간격[0.017778㎝(0.007 인치)]은 여러 잇점을 제공해 준다.
상부판(22)의 두께가 상부극(임의로 N극이라 부름)으로부터 모든 자속을 전도하기에는 충분하지 않기 때문에, 굴곡부(36) 부근에서 및 토우(26)의 길이를 따른 몇몇 상부판 자속은 자속을 차례로 하부판(12)으로 전도시키는 칼(28) 외부로 누설이 생긴다. 실제 실시예의 자기력에 대해 0.079375㎝(32분의 1인치)의 두꺼운 금속판은 커다란 칼에 증가된 토크를 제공하는 충분한 누설을 허용한다. 0.15875㎝(16분의 1인치)의 상부판의 두께는 모든 자속을 필수적으로 수행하며, 굴곡부에서 작은 누설이 생길 수도 있다.
굴곡부(36)에서 자소 누설양은 판 두께와, 칼에 대한 굴곡부의 거리 및 , 토우 및 칼면의 간격에 의해 조정될 수 있다. 칼면과 토우 단부의 간격을 간단하게 조정하므로써 칼면과 토우의 단부 아래쪽으로 내려가는 관련 자속을 조정하는 것이 가능하다. 칼과 평행하게 되는 칼을 구성하고 금속 두께를 조정하는 것은 넓은 날과 좁은 날 모두를 수용할 수 있다.
본 출원인은 토우의 하부 단부와 자기 물질사이의 캡(38)을 또한 갖는 것이 필요하다는 것을 발견하였다(제 6 도에는 0.0508㎝(0.020인치)의 갭이 도시). 이러한 갭(38)은 토우(26) 방향으로 자기 물질을 통과한 자속의 누전을 감소시킨다. 제 1 자속 경로는 굴곡부에서 유속 누설의 양과 토우 외부의 양을 조정하도록 상부 금속판(22)을 통과할 수 있는 것이 필요하다. 토우 단부와 자기 물질사이의 공간은 날을 통하는 것보다는 자기 물질속으로와 토우 아래 쪽으로 자속의 누전을 최소화 하기 위하여 토우 단부와 날(28) 사이에서의 공간보다 더 크다는 것이 또한 필요하다.
넓은 면의 칼에 대해, 굴곡부(36)에서의 자속 누설은 토우의 어떤 면을 따라서 및, 토우의 어떤 단부에서 일어난다. 이러한 자속 라인은 상기한 바와 같이 날상에 토크를 발생시킨다. 예를 들면 토우의 단부로부터 하부판까지 갭을 충분히 날카롭게 하여 폭을 조정하는 보다 작은 폭의 날에 대해, 자속은 토우와 토크를 발생시키는 날로 전도되어 진다.
물론, 보다 얇은 상부 금속판을 사용함에 따라, 더 작은 폭의 칼에 도달하는 자속의 양은 큰 칼에 전도되는 전체 자속보다 더 작다. 따라서, 이 단일 자기 구조체는 다른 폭의 칼들에 전도되는 자속의 양을 계량하는 수단을 제공하며, 사실상 종래의 모든 칼들을 위한 적당한 토크를 제공한다.
날과 자기 구조체 사이의 물리적인 간격은 날의 상처를 최소로 하며, 자속이 날로 집중되고 배향되는 점에서 보다 더 양호한 제어를 허용한다. 이상적으로는, 날이 토크를 최대로 하기 위하여 구조체보다 더 클 때 자기 구조체의 상부 날에서 자속의 누설을 필요로 한다. 날폭이 자기 구조체보다 더 작을 때 날폭의 상부 부근에 집중된 자속을 필요로 한다.
날폭의 영역에 걸친 성능을 최적화 하기 위하여 토우의 단부로부터 하부 판까지의 공간은 조정할 수 있는 가장 작은 날의 폭보다 훨씬 더 작아야만 한다. 이 공간[(통상적으로 약 0.254㎝ 내지 0.381㎝(0.10인치 내지 0.15인치)]를 감소시킬 때 보다 넓은 날들상의 종합적인 토크는 토우(26)의 단부와 하부판(12)사이의 커다란 공간에 대한 구조체와 비교하여 볼 때 두드러지게 감소되어 있다.
초기 마그네트 설계에 있어서 자기력이 이동기판(42)상의 연마제(40)에 대한 칼면을 견인하고 연마중에 연마제(40)에 대한 칼면을 유지하도록 연마면에 대한 하부 금속판의 위치를 조정하는 것이 필요하다. 본 발명은 시험된 모든 칼들에 대해 0.0889㎝(0.035인치) 공간을 아래쪽으로 충분한 견인력을 제공하는 것을 발견하였다.
연마 다이아몬드(40)가 전기로 도금된 금속판(42)으로부터 하부판(12)의 간격이 0.0889㎝(0.035인치)보다 더 작다면, 충분한 자속은 하부 금속판으로부터 연마 금속판(42)까지 전도된다. 이것은 칼날(상기 날이 날카로운 슬롯속에 놓여 있을 때)의 팁이 금속판을 끌어당기며 칼면의 하부부분이 환형 안내 표면으로부터 멀리 이끌려지는 대향위치를 나타낸다. 이것은 각도 조정의 정밀성을 분쇄하며 모서리의 발생에 대해 심하게 간섭한다. 0.0381㎝(0.015인치) 보다 더 적은 간격에 대해 이 조건은 연속적인 문제와 같은 어떤 칼에 대해 발생하는 것을 발견하였다.
하부 금속판(12)이 안내 평면(30)뒤로 너무 멀리 놓여 있다면, 보다 작은 자속은 날(28)을 통해 통과할 것이며, 안내평면(30)에 대한 날(28)을 유지하는 자기력의 견인력은 감소된다. 동시에, 파괴력(다이아몬드(40)에 대한 날의 견인)이 감소된다. 하부 금속판(12)의 최적 위치는 연마면의 다이아몬드 면(40)으로부터 약 0.0889㎝(0.035인치)가 적합하다는 것을 발견하였다.
제 7 도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 것이다. 하나 이상의 날카로운 슬롯과 하나 이상의 자기 구조체가 있는 연마 기구에 있어서 본 출원인은 가이드에 있는 칼의 안정성을 유효하게 하는 자장의 상호 작용이 놀랍다는 것을 발견하였다. 금속판(44)이 연마제로 덮여 있을 때 인접 자기 구조체(10, 10a)의 자장은 배열된 극과 같은 방향으로 유사한 극을 배항시키는 것이 중요하다는 것을 발견하였다. 예를 들면, 제 7 도에 도시된 바와 같이 양 N극은 위쪽으로 및 양 S극은 아래쪽으로 또는 반대로 되는 것이 양호하다.
제 7 도에 도시된 바와 같이, 왼쪽의 자기 구조체(10a)는 왼쪽 마그네트의 양극내에서 반대로 배향되어 있는 연마제로 덮인 금속판(44)속의 자극을 포함한다. 유사하게, 오른쪽의 자기 구조체(10)는 오른쪽 마그네트에 대향하는 칼내에 있는 극을 포함한다. 연마제를 덮인판(44)과 칼(46)내로 유도된 극은 동일한 배향성을 갖는다. 동일한 극은 안내 평면에 대해 칼에 저항하는 장점을 갖는다. 그래서 상기 칼은 오른쪽 자기 구조체(10)에 의해 이끌려지며, 연마제로 덮인 금속판(44)으로부터 밀려지는 것을 경험한다.
이것은 가이드에 대항하여 놓여있는 칼에 안정성을 부여한다. 연마제로 덮인판(44)으로부터의 힘은 두 힘보다 더 작다. 왼쪽 자기 구조체(10a)의 극성이 바뀐다면, 연마제로 덮인판(44)안의 극성도 물론 바뀌고, 그것의 대향극으로된 칼날(46)은 금속판으로 이끌려지는 것을 발견했다. 상기 날이 정확히 안내 평면상에 삽입된다면, 전환된 이 극성의 결과는 중요한 문제가 아니다. 그러나, 정확히 작은 날이 삽입된다면 그것은 칼에 손상을 일으키는 금속판으로 이끌려질 것이다. 그것은 또한 사용자들의 견해로부터 칼 위치가 받아들이기 어려운 불안정성을 발생시킨다.

Claims (8)

  1. 이동 연마면을 갖는 연마부재와, 운동을 상기 연마면에 전하기 위한 수단과, 교차선을 형성하기 위해 상기 연마면의 평면과 교차하고 이에 대해 배치된 평면에서 자기 안내면을 가지는 자기 칼 안내 수단을 구비하는 절단 모서리면에 접속되는 면을 갖는 칼을 연마하기 위한 칼 연마장치에 있어서,
    자기 칼 안내수단은 한 자극면에 실제적으로 대향되게 놓여 있는 제 1 강자성체 부재와 제 3 강자성체 부재의 일부분이 자기 안내면의 평면에 평행한 방향으로 연장 및 자기물질에 필수적으로 인접하게 연장되는 다른 자극면에 부분적으로 대향하게 놓여 있는 비평면 제 2 강자성체 부재를 갖는 대향극성인 N 및 S 자극을 갖는 자기 물질로 구성되고, 상기 제 2 부재는 상기 연마면으로부터 떨어진 상기 자기 안내면의 일부분을 따라 배치되고, 상기 제 1 강자성체 부재는 상기 자기 안내면에 대해 칼을 유지하는 상기 자기 안내면을 따라 자장을 일으키는 상기 연마면에 인접한 상기 자기 가이드면의 일부분을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 칼 연마장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마면은 움직임이 있는 반면에 상기 자장은 상기 연마면과 접촉하는 절단 모서리를 유지하기 위한 힘을 또한 발생시키는 것을 특징으로 하는 칼 연마장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 강자성체 부재의 두께는 포화됨 없이 자기 물질에 의해 발생된 모든 자속을 충분히 전도하는 것보다 실제적으로 작은 것을 특징으로 하는 칼 연마장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 강자성체 부재와 상기 연마면 사이의 거리는 0.0381㎝ 내지 0.1905㎝(0.015 내지 0.075인치)의 범위인 것을 특징으로 하는 칼 연마장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 강자성체 부재와 상기 제 2 강자성체 부재의 연장 부분사이의 거리는 0.2032㎝ 내지 0.381㎝(0.080 내지 0.150인치)의 범위인 것을 특징으로 하는 칼 연마장치
  6. 제 1 항에 있어서,
    마그네트의 극성이 일반적으로 동일한 방향에 있는 극점과 명목상 같은 곳에 있는 인접한 제 2 안내 자기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼 연마장치.
  7. 강자성체 판 수단으로 이루어진 연마부재와, 상기 판 수단과 대향하는 측면상의 연마제 피복면과, 운동을 상기 연마면에 전달하기 위한 수단과, 교차선을 형성하기 위해 상기 연마면의 각각의 평면과 교차하고 이에 대해 소정각도로 배치된 평면에서 자기 안내면을 가지며 대향 극성인 N 및 S 자극을 갖는 자기 물질을 포함하는 적어도 두 개의 자기 칼 안내수단을 구비한 칼을 연마하기 위한 칼 연마장치에 있어서,
    각각 인접 안내 수단내에 포함된 자기물질의 자극과 자장의 배향은 서로 대향 방향으로 배치된 자극과 필수적으로 동일한 것을 특징으로 하는 칼 연마장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 판 수단은 단일 판인 것을 특징으로 하는 칼 연마장치.
KR1019900001041A 1989-01-31 1990-01-31 칼 연마장치 KR0139287B1 (ko)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/304,323 US4897965A (en) 1984-03-12 1989-01-31 Knife sharpening apparatus
US304323 1989-01-31

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