KR100314287B1 - 연마 휠 - Google Patents

Abstract

연마작업시 발생되는 피삭재의 절분으로 인한 분진발생의 문제를 개선하고, 연마 공구의 냉각효율을 증대시켜 보다 빠르고 안정된 작업성을 제공하고, 연마 공구의 수명증대 등 품질의 향상을 도모하기 위한 연마 휠에 관한 것으로, 중앙에 전동공구의 출력단이 장착되기 위한 장착공(22a)을 갖는 디스크부(22)와, 상기 디스크부(22)에서 일정 반경 둘레로 형성되고 저면에 일정 간격으로 연마용 팁(30)이 부착되는 림부(24)와, 상기 디스크부(22)와 림부(24)를 연결하고 일정 간격으로 복수개의 분진흡입공(26a)을 갖는 콘형의 샹크(20)로 이루어진 연마 휠에 있어서,

상기 이웃한 분진흡입공(26a,26a)들의 사이에는 샹크(20)의 회전방향으로 기울어지고, 샹크(20)의 내측으로 경사진 날개면(26-1)을 갖고 샹크(20)의 회전시 분진흡입공(26a)측에 분진 흡입력을 발생시키는 분진흡입날개(26)가 각각 추가로 포함된 것을 특징으로 한다.

Description

연마 휠{GRINDING WHEEL}

본 발명은 다이아몬드 등의 연마재를 사용하여 화강암, 타일, 벽돌, 콘크리트 블록 등의 다양한 재질(이하 '피삭재'라 칭한다.)을 연마작업하기 위한 연마 공구에 관한 것으로, 특히 연마작업시 발생되는 피삭재의 절분으로 인한 분진발생의 문제를 개선하고, 연마 공구의 냉각효율을 증대시켜 보다 빠르고 안정된 작업성을 제공하고, 연마 공구의 수명 증대 등 품질의 향상을 도모하기 위한 연마 휠에 관한 것이다.

종래의 연마 휠은 도 9, 10에서와 같이 연삭날 작용을 하는 다이아몬드 또는 CBN이나 일반 연마재(이하 '연마재'라 한다.)와 이를 보지하고 지속적인 자생작용을 가능케 하는 금속이나 레진, 세라믹등 재질의 분말(이하 '본드'라 한다.)이 혼합된 소성체(이하 '팁'이라 한다.)인 팁(2)을 용접, 납접, 접착 등의 방식으로 부착하여 싱글 또는 더블 배열을 갖고, 이에 회전력을 부가하는 회전체(이하 '샹크' (4)라 한다.)로 구성되어 있다.

샹크(4)에는 연마작업시 발생하는 분진을 방지하기 위하여 원형으로 형성된 다수의 구멍(4a)이 형성되어 있고, 상기 샹크(4)측에는 구멍(4a)을 통해 먼지를 포집하기 위해 도시안된 더스트 커버가 위치하여 전동공구에 장착되며, 더스트 커버측에는 소형의 이동용 집진기가 연결되어 분진을 흡입하여 포집하는 원리로 구성되어 있다.

이러한 종래의 연마공구에 있어서 30㎜의 후드직경을 기준으로 약 25∼30 M/sec의 풍속에 1,000ℓ∼1,300ℓ/분의 유량을 가진 집진기를 가동하더라도 상당한 양의 피삭재 절분으로 인한 분진이 후드가 형성되어 있는 안전카바 밖으로 배출되어 집진효과가 떨어지고 작업환경이 분진으로 오염되는 등 문제점이 있어 왔다.

이러한 이유는 5인치 연마공구를 기준으로 약 10,000RPM 내외의 고속으로 회전하면서 주속이 약 70∼80M/sec의 회전속도로 팁에 연삭력을 부과하게 되는데 이때, 피삭재에서 연삭된 절분도 고속에서 원심력을 받게 되어 집진기의 집진력을 풍속으로 환산할 경우 30㎜의 집진관에서 흡입되는 약 25∼30M/sec의 풍속보다 큰 원심력으로 상당한 양의 분진이 밖으로 배출되는 문제가 있었다.

또한 집진관에서 흡입되는 풍속은 팁의 저면, 즉 피삭재의 표면에서는 집진단면적이 넓어져서 약 2M/sec 정도로 급격히 감소하여 분진의 발생에 대한 근본적인 문제의 해결에 어려움이 있어 왔다.

또한 종래의 연마공구는 집진기에만 의존하는 저효율의 냉각방법으로, 연속작업시 팁이 피삭재와 마찰열을 발생시켜 다이아몬드 등 연마재에 가해지는 열적 충격의 상승으로 연마재가 탄화 또는 산화되어서 마멸되어 연삭날이 쉽게 무디어져서 전반적인 연삭성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반적인 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 피삭재를 연마작업함에 있어서 연마작업시 발생되는 피삭재의 절분으로인한 분진발생의 문제를 개선하고, 연마공구의 냉각효율을 증대시켜 보다 빠르고 안정된 작업성을 제공하고, 공구의 수명증대 등 품질의 향상을 도모하기 위한 연마 휠을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

제 1실시예에서는, 중앙에 전동공구의 출력단이 장착되기 위한 장착공(22a)을 갖는 디스크부(22)와, 상기 디스크부(22)에서 일정 반경 둘레로 형성되고 저면에 일정 간격으로 연마용 팁(30)이 부착되는 림부(24)와, 상기 디스크부(22)와 림부(24)를 연결하고 일정 간격으로 복수개의 분진흡입공(26a)을 갖는 콘형의 샹크 (20)로 이루어진 연마 휠에 있어서,

상기 이웃한 분진흡입공(26a,26a)들의 사이에는 샹크(20)의 회전방향으로 기울어지고, 샹크(20)의 내측으로 경사진 날개면(26-1)을 갖고 샹크(20)의 회전시 분진흡입공(26a)측에 분진 흡입력을 발생시키는 분진흡입날개(26)가 각각 추가로 포함된 것을 특징으로 하고,

제 2실시예에서는 중앙에 전동공구의 출력단이 장착되기 위한 장착공(42a)을 갖는 디스크부(42)와, 상기 디스크부(42)의 둘레에 일정 반경으로 디스크부(42)의 회전방향으로 굴곡 형성됨과 동시에 내측으로 경사진 날개면(46a)을 갖는 복수개의 분진흡입날개(46)와, 상기 이웃한 분진흡입날개(46,46)의 사이에는 각각 외주측으로 개방된 분진흡입공(44)을 갖는 콘형의 샹크(40)를 구비하고;

상기 샹크(40)의 분진흡입날개(46)들의 저면에 각각 연마용 팁(30)을 부착하여;

상기 샹크(40)의 회전시 상기 분진흡입공(44)측에 분진흡입날개(46)에 의해 분진흡입력이 발생되도록 한 것을 특징으로 하며,

제 3실시예에 따르면, 중앙에 전동공구의 출력단이 장착되기 위한 장착공 (70a)을 갖는 디스크부(72), 디스크부(72)에서 일정 반경 둘레로 형성되어 저면에 일정간격으로 복수개의 연마용 팁(30)이 부착되는 림부(74) 및 디스크부(72)와 림부(74)를 연결하고 일정 구간마다 복수개의 분진흡입공(76)을 갖는 콘형의 샹크 (70)로 구성된 연마 휠에 있어서,

상기 각 분진흡입공(76)의 하방측에는 샹크(70)의 회전방향으로 경사져 샹크의 회전시 피삭재에서 발생된 분진이 분진흡입구(76)에 흡입,유도되도록 복수개의 분진흡입날개(78)가 배치 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연마 휠의 사시도이고,

도 2는 도 1의 정단면도이고,

도 3은 도 1의 저면도이고,

도 4는 도 1의 종단면도로서, 연마용 팁의 다른 부착 상태도이고,

도 5,6은 본 발명의 제2실시예에 따른 연마 휠의 정면도 및 저면도이고,

도 7,8은 본 발명의 제3실시예에 따른 연마 휠의 정단면도 및 평면도이고,

도 9,10은 종래 연마용 팁의 싱글 및 더블 배열에 따른 연마 휠의 각 저면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20,40,70 : 샹크 22,42,72 : 디스크부

22a,42a : 장착공 24,74 : 림부

26,46,78 : 분진흡입날개 26a,44,76 : 분진흡입공

26-1,46a : 날개면 30 : 연마용 팁

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 연마 휠의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정단면도이고, 도 3은 도 1의 저면도이다.

제 1실시예에서 도 1내지 도 3에서와 같이 본 발명의 연마 휠(10)은 연마용 팁(30)과, 이 연마용 팁(30)의 연삭작용을 하기 위해 전동공구(도시안됨)의 회전력을 전달받는 콘형의 샹크(20)로 구성되어 있고, 샹크(20)의 재질로는 스틸, 알루미늄, 구리 등 금속성과 사출성형이 유리한 합성수지로 제작될 수 있다.

상기 샹크(20)는, 중앙에 도시안된 전동공구의 출력단에 장착되기 위한 장착공(22a)을 갖는 디스크부(22)와, 상기 디스크부(22)의 둘레에 방사상으로 배치된 상협하광의 복수개 분진흡입공(26a)과, 상기 샹크(20)의 회전시 피삭재에서 발생된 분진이 각각의 분진흡입구(26a)에 흡입,유도되도록 상기 디스크부(22)에서 반경방향으로 연장됨과 동시에 샹크(20)의 회전방향으로 기울어져 날개면(26-1)을 갖는 이웃한 분진흡입구(26a,26a)의 사이에 위치하는 분진흡입날개(26)와, 상기 분진흡입날개(26)의 외측 단부를 원주방향으로 연결하여 상기 연마용 팁(30)이 부착되는 림부(24)를 포함하고 있다.

이때, 상기 분진흡입날개(26)는 연마작업시 발생하는 분진을 빨아들이기 위해 연마 방향으로 경사진 다양한 각도와 형상으로 유선형 또는 직선형으로 구성할 수 있다.

그리고 상기 샹크(20)의 림부(24)저면에는 일정간격으로 다수개의 연마용 팁(30)이 부착되어 있고, 이 연마용 팁(30)은 다이아몬드 입자 등의 연마재와 이를 보지하고 지속적인 자생작용을 하게 하는 금속이나 레진, 세라믹 등의 본드가 혼합된 여러형상의 소성체를 사용할 수 있고, 연마용 팁(30)은 용접, 납접, 접착 등의 방식으로 림부(24) 표면에 부착된다.

이때 상기 림부(24)의 표면에는 상기 연마용 팁(30)의 일단부가 도 3에서와 같이 상기 분진흡입날개(26)에서 연장되게 배치함이 바람직하다.

여기서 상기 샹크(20)를 주조성이나 사출성형이 용이한 알루미늄이나 합성수지로 형성할 경우 형상가공에 유리하지만 은납, 용접 등 열에 약하여 열가공에 불리하므로(내열성 접착제에 의한 부착은 가능) 이를 복층으로 함이 바람직하다.

즉, 알루미늄 또는 합성수지 등으로 성형된 샹크(20)의 림부(24)저면에 도 4에서와 같이 스틸층(27)을 형성하고, 이 스틸층(27)에 연마용 팁(30)을 부착할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 연마 휠(10)은, 분진 먼지를 집진기(도시안됨)로 배출하기 위한 카바에 부착된 후드를 통하여 소형의 이동용 집진기로 분진을 흡입하여 포집하도록 전동공구에 장착하여 사용한다.

제 1실시예에서 도 1의 연마 휠(10)이 전동공구에 의해 고속회전(약 10,000 RPM정도)하게 되면 일체로 샹크(20)와 연마용 팁(30)이 회전한다.

이때 샹크(20)의 분진흡입공(26a)은 분진흡입날개(26)의 흡입력 유도작용에 의해 집진 흡입력이 발생하고, 이에 의해 연마용 팁(30)이 피삭재의 표면을 연마할 경우 피삭재에서 연삭되어 이탈된 상당한 양의 절분 먼지가 원심력에도 불구하고 샹크(20) 밖으로 나가지 못하고 분진흡입공(26a)을 통해 진집기(도시안됨)로 흡입된다.

즉, 샹크(20) 자체에서 집진 및 냉각 역할을 하여 상크의 저면에서 흡입되는 풍속이 약 10M/sec 정도로 5배 정도 증가하여 강력한 흡입력이 작용하여 밖으로 이탈되는 분진을 완벽하게 방지하여 집진이 가능하게 되며, 피삭재에서 연삭되어 이탈된 절분을 빨리 제거함으로 인하여 절분 제거율이 피삭재의 종류에 따라서 20%∼ 60%까지 증가하여 작업속도가 중가된다.

또, 샹크(20)의 모양이 냉각팬 그 자체의 역할을 하여 연마용 팁(30)의 냉각성능이 증가되고, 원활한 공기의 흐름으로 연마작업시 발생되는 열을 효율적으로분산시켜 균질한 작업성과 공구 사용의 수명 증가를 부가적으로 가져오게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 제2실시예로서, 도 5, 6에서와 같이 샹크(40)는 중앙에 전동공구(도시안됨)의 출력단에 장착되기 위한 장착공(42a)을 갖는 디스크부(42)와, 상기 디스크부(42)의 둘레에 방사상으로 일정간격하에 배치되고 외측으로 개방된 복수개의 분진흡입공(44)과, 상기 샹크(40)의 회전시 피삭재에서 발생된 분진이 각각의 분진흡입공(44)에 흡입,유도되도록 상기 디스크부(42)에서 반경방향으로 굴곡 연장됨과 동시에 샹크(20)의 내측으로 경사진 날개면(46a)을 갖고 이웃한 분진흡입공(44,44)의 사이에 위치하는 분집흡입날개(46)를 구비하고 있고, 상기 분진흡입날개(46)들의 끝단부 저면에는 연마용 팁(30)이 각각 부착되어 있다.

즉, 분진흡입날개(46)의 끝단부들이 끊어져 있는 형태로 이는 분진흡입날개 (46)의 크기를 최대한 크게 할 수 있고 공기흡입량이 많아서 집진에 더욱 유리하다.

이때, 샹크(40)는 전술한 제 1실시예와 같이 스틸재외에 사출성형이 용이한 알루미늄이나, 내열, 내식 및 내구성이 우수한 합성수지 등으로 제작될 수 있고, 알루미늄이나 합성수지를 사용할 경우 언급한 바와 같이 스틸층을 샹크(40)와 연마용 팁(30)의 사이에 구성함이 바람직하다.

본 발명의 제 3실시예로서, 도 7, 8에 도시된 바와 같이 콘형의 샹크(70)는 디스크부(72)와 림부(74)의 사이에 원주방향으로 배치된 복수개의 분진흡입공(76)과, 상기 분진흡입공(76)의 하방측에는 디스크부(72)의 저면에 부착되어 샹크(70)의 회전방향으로 경사져 샹크(70)의 회전시 피삭재에서 발생된 분진이 분진흡입구 (76)에 흡입,유도되도록 복수개의 분진흡입날개(78)가 설치되어 있다.

이렇게 되면 분진흡입날개(78)를 집진에 용이하게 샹크(70)와 일체로 또는 별도로 제작 형성할 수 있어 최적의 집진흡입구조를 갖는데 유리하며, 분진흡입날개(78)를 별도로 분리 제작시 단순한 형태의 샹크(70)에 부착하면 되기 때문에 양산성 및 원가 절감적인 측면에서 유리한 장점을 갖는다.

상술한 바와 같이 본 발명의 연마 공구에 의하면, 피삭재의 표면에서의 흡입되는 풍속이 수배로 증가된 흡입력으로 피삭재의 절분으로 인한 분진의 발생을 최대한 방지하여 작업환경의 개선을 가져온다.

또, 배가된 집진효율로 절분을 빨리 제거함으로 기존의 연마공구에 비해 피삭재의 재질에 따라서 단위시간당 연삭량이 화강암의 경우 약 20%에서 시멘트 벽돌의 경우 약 60%까지 증가되는 연삭성능의 향상을 가져온다.

또, 연마 휠 자체에서 발생되는 풍속이 5배 정도 향상되어 냉각효율이 증대되고, 연마재와 본드에 최소한의 열만 전달되어 작업시간의 증가에 따른 성능이 일정하게 유지되는 장점을 갖는다.

Claims (7)

1. 중앙에 전동공구의 출력단이 장착되기 위한 장착공(22a)을 갖는 디스크부 (22)와, 상기 디스크부(22)에서 일정 반경 둘레로 형성되고 저면에 일정 간격으로 연마용 팁(30)이 부착되는 림부(24)와, 상기 디스크부(22)와 림부(24)를 연결하고 일정 간격으로 복수개의 분진흡입공(26a)을 갖는 콘형의 샹크(20)로 이루어진 연마 휠에 있어서,

   상기 이웃한 분진흡입공(26a,26a)들의 사이에는 샹크(20)의 회전방향으로 기울어지고, 샹크(20)의 내측으로 경사진 날개면(26-1)을 갖고 샹크(20)의 회전시 분진흡입공(26a)측에 분진 흡입력을 발생시키는 분진흡입날개(26)가 각각 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 연마 휠.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 림부(24)의 저면에 연마용 팁(30)을 분진흡입날개(26)에 연장되도록 부착된 것을 특징으로 하는 연마 휠.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 분진흡입공(26a)은 디스크부(22)에서 반경방향측으로 연장될수록 상협하광의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 휠.
4. 중앙에 전동공구의 출력단이 장착되기 위한 장착공(42a)을 갖는 디스크부 (42)와, 상기 디스크부(42)의 둘레에 일정 반경으로 디스크부(42)의 회전방향으로 굴곡 형성됨과 동시에 내측으로 경사진 날개면(46a)을 갖는 복수개의 분진흡입날개 (46)와, 상기 이웃한 분진흡입날개(46,46)의 사이에는 각각 외주측으로 개방된 분진흡입공(44)을 갖는 콘형의 샹크(40)를 구비하고;

   상기 샹크(40)의 분진흡입날개(46)들의 저면에 각각 연마용 팁(30)을 부착하여;

   상기 샹크(40)의 회전시 상기 분진흡입공(44)측에 분진흡입날개(46)에 의해 분진흡입력이 발생되도록 한 것을 특징으로 하는 연마 휠.
5. 제 4항에 있어서, 상기 연마용 팁(30)은 분진흡입날개(46)의 단부 저면에 같은 곡률로 형성 부착된 것을 특징으로 하는 연마 휠.
6. 중앙에 전동공구의 출력단이 장착되기 위한 장착공(70a)을 갖는 디스크부(72), 디스크부(72)에서 일정 반경 둘레로 형성되어 저면에 일정간격으로 복수개의 연마용 팁(30)이 부착되는 림부(74) 및 디스크부(72)와 림부(74)를 연결하고 일정 구간마다 복수개의 분진흡입공(76)을 갖는 콘형의 샹크(70)로 구성된 연마 휠에 있어서,

   상기 각 분진흡입공(76)의 하방측에는 샹크(70)의 회전방향으로 경사져 샹크의 회전시 피삭재에서 발생된 분진이 분진흡입구(76)에 흡입,유도되도록 복수개의 분진흡입날개(78)가 배치 구성된 것을 특징으로 하는 연마 휠.
7. 제 1항, 제 4항 및 제 5항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 샹크(20,40,70)와 연마용 팁(30)과의 사이에 각각 강재층(27)을 부가적으로 포함한 것을 특징으로 하는 연마 휠.