KR0142888B1 - 페이퍼 드릴의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문서 제본 등에 사용되는 사무용 페이퍼 드릴의 제조 방법에 관한 것이다.

페이퍼 드릴의 제조방법은, 원통형 소재(W)를 준비하고, 이 원통형 소재(W)의 내경 및 외경을 가공하고, 가공된 소재(W₁)의 관통 구멍(11)내에 경사 안내부(4b)를 형성하고, 경사 안내부(4b)가 형성된 소재(W₂)에 칼날부(4c)와 몸체부(2)를 가공하여 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 소재(W₁)의 외경 가공시 드릴부(3)의 하부에 외측으로 벌어진 경사부(12)를 형성하고, 상기 경사 안내부(4b)를 형성하는 단계가 상기 경사부를 반경 방향 내측으로 가압함으로서 이루어지는 것을 특징으로 한다. 경사부(12)의 반경 방향 내측으로 가압은 안내부(4b)와 대응하는 테이퍼부를 갖는 코어(15)와 다이(14)를 사용하여 인발하거나, 조우(16)를 사용하며 압착함으로써 이루어진다. 칼날부(4c)의 하단부 모서리는 일 측면에서 보아 곡선이 되도록 가공된다.

Description

페이퍼 드릴의 제조 방법

제1도는 사무용 페이퍼 드릴의 구조를 도시한 부분 종 단면도.

제2도 (a)내지 (g)는 본 발명에 의한 사무용 페이퍼 드릴의 가공 공정을 도시한 개략도.

제3도 (a)내지 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 사무용 페이퍼 드릴의 한 가공 공정을 도시한 개략도.

* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:페이퍼 드릴2:몸체부

3:드릴부4:안내 구멍

4a:평면 안내부4b:경사 안내부

4c:칼날부14:다이

15:코어16:조우

본 발명은 문서 제본등에 사용되는 사무용 페이퍼 드릴의 제조 방법에 관한 것으로,

일반적으로, 사무실 등에서의 문서 제본은 통상 펀치를 사용하며 문서를 천공하고 이를 파스터(fastener)로 철하여 수행하고 있다. 이러한 펀치는 한 번에 3내지 4mm정도의 두께만을 처리할 수 있고 호치켓 등의 다른 수단으로 이미 철해진 두꺼운 문서등은 이를 뜯은 후에 펀치를 사용하여야만 하는 불편함이 있었다. 이러한 불편을 해결하기 위하여, 최근에는, 제1도에 도시된 바와 같은 페이퍼 드릴(1)을 사용하여, 문서를 한꺼번에 천공하는 (도시되지 않은) 회전 또는 고정 드릴 기계를 사용하고 있다.

이러한 페이퍼 드릴(1)은 회전 드릴 기계에 장착되는 몸체부(2)와, 이 몸체부(2)로부터 길게 연장된 드릴부(3)로 구성된다. 이 몸체부(2)와 드릴부(3)의 중심부에는 천공된 종이칩을 페이퍼 드릴(1)의 내부를 통해 상부로, 즉, 화살표(4)방향으로 제거하기 위한 안내 구멍(4)이 마련되어 있다. 이러한 안내 구멍(4)은 몸체부(2)와 드릴부(3)의 ½내지 ⅔상부 부분에서 비교적 큰 동일 내경(Da)을 갖는 평면 안내부(4a)와, 이 평면 안내부(4a)로부터 내경이 감소되는 경사 안내부(4b)와, 이 경사 안내부(4b)로부터 내경이 증가되는 칼날부(4c)로 구성된다. 경사 안내부(4b)의 경사는 칼날부(4c)에 의해 통상 원통형으로 절단되는 종이칩이 손쉽게 안내되도록 하기 위한 것으로, 이러한 경사 안내부가 없다면 페이퍼 드릴(1)의 안내 구멍(4)은 절단된 종이로 막히게 된다.

이러한 페이퍼 드릴(1)을 가공하는 종래의 방법의 한 예는, 먼저 원통형 소재를 준비하고, 이 소재의 외경을 가공하고, 내경을 1차 가공하여 경사 안내부(4b)의 최소 내경(Db)보다 약간 작은 구멍을 형성한 후, 평면 안내부(4a)가 되는 부분에서 구멍을 2차 가공하여 평면 안내부(4a)의 내경(Da)보다 약간 작은 구멍을 형성하고, 이 구멍들을 선단이 테이퍼진 리머로 가공하여 평면 안내부(4a)와 경사 안내부(4b)를 형성하고, 칼날부(4c)를 가공하여 소정의 페이퍼 드릴(1)을 마련하는 것이다. 이 때, 소재의 외경 가공은 1차 및 2차로 나누어, 1차 가공은 내경가공에 앞서 수행하거나 내경의 1차 가공 후에 수행하고 2차 가공은 칼날부(4c)의 가공후에 수행할 수도 있다. 이렇게 마련된 페이퍼 드릴(1)은 통상의 방법으로 열처리된다.

그러나, 이러한 종래의 방법에서는 페이퍼 드릴(1)의 안내 구멍(4)중 경사 안내부(4b)를 가공하는 리머가 본래 구멍의 내부 표면 다듬질 공구이기 때문에 가공 깊이가 제한될 뿐 아니라 리머에 의한 금속 소재의 가공시에 발생되는 높은 마찰열에 의해 금속 소재의 금속 조직 결정이 변형되므로 천공 작업시 드릴부(3) 특히 안내 구멍(4)의 칼날부(4c)에 쉽세 손상이 발생하여 페이퍼 드릴(1)의 수명이 줄어 들게 된다. 리머 자체는 페이퍼 드릴의 특정 형상에 조화되도록 가공하여야 하는 주문 생산품으로 그 가격이 비쌀 뿐 아니라 가공시 리머 또한 높은 마찰열로 인하여 손상이 심하기 때문에 1개의 리머로 약 100개 정도의 페이퍼 드릴을 가공할 수 있으므로 고가의 리머의 잦은 교체에 따른 작업 손실이 커지고 제조 경비가 상승한다.

또한, 상술한 구조의 페이퍼 드릴(1)의 경우에는, 칼날부(4c)가 측면에서 볼 때 직선으로 형성되어 종이의 절단은 종이의 평면에 대하여 수직인 전단력에 의해서만 잘단되므로, 피 가공물인 종이와의 심한 마찰에 의해 칼날부가 쉽게 손상된다. 본 발명의 발명자는 이러한 점을 고려하여 칼날부(4c)의 하단 모서리를 측면에서 볼 때 곡선으로 형성한 경우에 종이의 절단은 최초 접촉시에는 종이의 평면에 대하여 수직인 전단력에 의해서만 절단 되지만 그 연후에는 종이의 평면과 수평방향으로 회전하는 칼날부에 의해 절단되므로 즉, 종이의 절단은 종이의 평면에 수직인 전단력과 수평인 절단력에 의해 동시에 이루어지므로 종이의 절단이 보다 손쉽게 이루어지고 마찰열이 감소하여 칼날부의 손상을 방지할 수 있으며 페이퍼 드릴의 수명은 연장시킬 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하고 제조 경비가 저렴한 새로운 형태의 페이퍼 드릴의 제조 방법을 마련하는 것이다.

또한, 본 발명은 다른 목적은 제조시에 페이퍼 드릴의 내부 금속 조직을 손상시키지 않고 종이의 절단이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 구성된 페이퍼 드릴의 제조방법을 마련하는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 들어 본 발명의 내용을 구체적으로 설명한다.

제2도 (a)내지 (b)에는 본 발명에 의한 페이퍼 드릴(1)의 제조 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 이에 의하면, 본 발명의 제조 방법은 다음 단계로 이루어진다.

(1) 소재 준비 단계[제2도 (a)]

적절한 재료의 원통형 소재를 준비한다.

(2) 소재(W)의 내경 및 외경 가공 단계 [제2도 (b)]

준비된 소재(W)를 절삭 및 드릴링 작업하여 그 중심부에 종방향 관통 구멍(11)을 형성하고 드릴부(3)의 하부 부분에 외측으로 벌어진 경사부(12)를 형성한다. 이 때, 이렇게 가공된 소재(W₁)는 관통 구멍(11)의 내경(Do)이 최종 페이퍼 드릴(1)의 안내 구멍(4)의 평면 안내부(4b)의 내경(Da)과 동일하고, 경사부(12)의 경사도는 안내 구멍(4)의 경사 안내부(4a)의 경사도와 같거나 약간 크게 된다. 즉, 경사부(12)의 어느 한 지점에서의 벽 두께는 최종 페이퍼 드릴(1)의 경사 안내부(4b)의 대응 지점에서의 벽 두께와 같거나 크게 되도록 가공된다.

(3) 소재(W₁)내에 경사 안내부를 형성하는 단계 [제2도 (d) 내지 (e)]

소재(W₁)내에 경사 안내부를 형성하는 방법은 인발 작업에 의해 이루어진다. 이러한 작업은 먼저 소재(W₁)의 외경과 거의 동일한 내경을 갖는 다이(14)를 소재(W₁)의 드릴부 상부에 위치시키고 관통 구멍(11)을 통해 최종 페이퍼 드릴(1)의 안내 구멍(4)과 거의 동일한 형상의 코어(15)를 삽입한 후, 소재(W₁)과 코어(15)를 함께 다이(14)에 대하여 화살표(A) 방향으로 상대 이동시키면, 다이(14)의 하부가 소재(W₁)의 경사부(11)를 통과할 때 이 경사부(11)가 내측으로 입착되면서 드릴부의 내측 하부에 경사 안내부(4b)가 형성된다. 이 때, 이렇게 형성되는 경사 안내부(4b)는 인발에 의해 입착되면서 형성됨으로써 금속 조직이 치밀해 지기 때문에 그 내구성이 향상됨을 알 수 있다. 특히, 종래의 방법과 같이 리머로 가공하는 경우 리머와 소재(W₁)와의 금속 마찰열에 의해 경사 안내부(4b)의 금속 조직이 열화되어 내구성이 떨어지는 것과 비교할 때 본원 발명에 의한 안내 경사부의 형성방법은 진일보된 발명임을 알 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 코어 및 다이는 단순한 절삭 가공으로 제조가 가능하고 특정 목적을 위해 제작되는 고가의 리머를 사용하지 않기 때문에 본원 발명에 의한 방법은 간편한면서도 내구성이 양호한 저렴한 방법임을 알 수 있다. 본 원 발명에 이러한 인발 작업은 열간 및 냉간 가공이 가능하다. 그러나, 비교적 큰 내경의 페이퍼 드릴의 경우에는 열간 작업으로도 작업이 가능하지만 직경이 작은 경우에는 냉간 작업을 하는 것도 소재(W₂)에 무리가 가지 않아 사용되는 통상의 페이퍼 드릴의 경우에는 냉간 작업을 수행할 수 있다.

(4) 소재(W2)의 외면 가공 및 칼날부 형성 작업 [제2도 (f)]

마지막으로, 소재(W₂)를 적삭 가공하여 몸체부(2)의 외형과 칼날부(4c)를 형성한다.

이러한 작업이 완료되면 페이퍼 드릴(1)은 열처리되어 제조가 완료된다.

이렇게 제조된 페이퍼 드릴(1)은 인발에 의해 안내 구멍의 경사부가 형성되므로 경사부에서의 금속 조직이 치밀하게 된다. 즉, 페이퍼 드릴(1)이 종이와 작동하는 드릴부(3)의 조직이 강화되므로 내구성이 향상되어 페이퍼 드릴(1)의 전체 수명이 연장됨을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 발명자는 상술한 바와 같이 페이퍼 드릴의 칼날부(4c)를 제2도(g)와 같이 곡면으로 가공함으로써 페이퍼 드릴의 절단 능력을 향상시킴을 발견하였다. 이러한 칼날부(4c)는 원추형 또는 원통형의 연삭 숫돌(19)등으로 연삭작업하여 칼날부(4c)의 전체 외주연을 날카롭게 가공하는 방법 등으로 가능함을 알 수 있을 것이다.

상기에서는 소재(W₁)의 관통 구멍(11)내에 경사 안내부(4b)를 인발에 의해 형성하였지만, 소재(W₁)의 경사부(12)를 내측으로 압착시키는 다른 방법으로도 경사 안내부(4b)를 마련하는 것도 가능하다. 즉, 제3도 (a)및 (b)에 도시된 바와 같이, 최대 수축시에 페이퍼 드릴(1)의 드릴부(3)의 외경과 같거나 이보다 약간 작은 내경의 원통 구멍을 형성하는 조우(16)를 사용하여 드릴부(3) 전체 또는 경사부(12)만을 압착시킴으로써 관통 구멍(11) 내부에 경사 안내부(4b)를 마련할 수도 있다. 이러한 경우에는 경사 안내부(4b)에서의 드릴부(3)의 금속 조직이 치밀해지므로 인발 작업과 동일한 내구성을 갖는 페이퍼 드릴을 마련할 수 있다. 이러한 조우(16)에 의한 압착 작업 또한 냉간 작업이나 열간 작업 어느 것으로도 사용 가능하다.

Claims (4)

1. 몸체부(2)와 드릴부(3) 그리고 이 몸체부 및 드릴부(3)를 관통하여 형성되고 평면 안내부(4a)와 경사 안내부(4b) 및 칼날부(4c)로 이루어진 안내 구멍(4)를 갖는 페이퍼 드릴을 제조하기 위하여, 원통형 소재(W)를 준비하고, 이 원통형 소재(W)의 내경 및 외경을 가공하고, 가공된 소재(W₁)의 관통 구멍(11)내에 경사 안내부(4b)를 형성하고, 경사 안내부(4b)가 형성된 소재(W₂)에 칼날부(4c)와 몸체부(2)를 가공하여 열처리하는 단계를 포함하는 페이퍼 드릴(1)의 제조 방법에 있어서, 상기 소재(W₁)의 외경 가공시에 드릴부(3)의 하부에 외측으로 벌어진 경사부(12)를 형성하고, 상기 경사 안내부(4b)를 형성하는 단계가 상기 경사부를 반경 방향 내측으로 가압함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 페이퍼 드릴의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사부(12)를 반경 방향 내측으로 가압하는 단계는, 경사 안내부(4b)와 대응하는 테이퍼부를 갖는 코어(15)를 소재(W₁)의 관통 구멍(11)을 통해 삽입하는 단계와, 소재(W₁)의 드릴부의 상부에 이 드릴부의 외경과 동일한 내경의 다이(14)를 위치시키는 단계와, 소재(W₁)와 코어(15)를 함께 다이(14)에 대하여 상대 이동시켜 인발하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이퍼 드릴의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 경사부(12)를 반경 방향 내측으로 가압하는 단계는, 경사 안내부(4b)와 대응하는 테이퍼 형상을 갖는 코어(15)를 소재(W₁)의 관통 구멍(11)을 통해 삽입하는 단계와, 페이퍼 드릴부(3)의 경사부(12)를 내측으로 조우(16)로 압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이퍼 드릴의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 형에 있어서, 상기 칼날부(4c)와 몸체부(2)의 가공 단계 후에 칼날부(4c)의 하단부 모서리를 일 측면에서 보아 곡선이 되도록 가공하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 페이퍼 드릴의 제조 방법.