KR100337655B1 - 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구 - Google Patents

세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이아몬드 공구에 관한 것으로, 특히 공구의 회전방향에 따라 최소한 두 개 이상의 다이아몬드 레이어를 배치하여 공구의 절삭동작시 다이아몬드 레이어에 의해 최소한 두 개 이상의 미소한 직선 절삭 홈을 형성하도록 함으로서 이 절삭 홈 사이에 위치한 재료의 부분이 공구의 비-다이아몬드 부분의 마찰 또는 회전충격에 의해 비교적 큰 크기로 쉽게 부서지도록 하여 공구의 절삭력을 높일 수 있도록 한 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구는 전동 모터의 샤프트와 연결되는 휠 보디와, 공구의 회전방향에 평행하게 세로로 배치된 다이아몬드 분말을 포함한 최소한 두 개의 이상의 다이아몬드 레이어와 다이아몬드 레이어 사이에 배치된 다이아몬드 분말을 포함하지 않는 비-다이아몬드 부분으로 각각 이루어지고 휠 보디의 원주에 소정간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 재료를 절삭, 연삭 또는 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성된다.

Description

세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구{DIAMOND BLADE HAVING SEGMENT TYPE CUTTING TIP}
본 발명은 대리석, 화강암, 콘크리트, 벽돌 등과 같은 부서지기 쉬운 재료를 각각 절삭, 연삭 및 드릴링하기 위한 절삭 소우 머신, 연삭휠 머신 또는 코어 드릴링 머신과 같은 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구에 관한 것으로, 특히 공구의 회전방향에 따라 최소한 두 개 이상의 다이아몬드 레이어를 배치하여 공구의 절삭동작시 다이아몬드 레이어에 의해 최소한 두 개 이상의 미소한 직선 절삭 홈을 형성하도록 함으로서 이 절삭 홈 사이에 위치한 재료의 부분이 공구의 비-다이아몬드 부분의 마찰 또는 회전충격에 의해 비교적 큰 크기로 쉽게 부서지도록 하여 공구의 절삭력을 높일 수 있도록 한 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구에 관한 것이다.
절삭 소우 머신과 같은 부서지기 쉬운 재료를 연삭 또는 절단하기 위한 장치에 사용하기 위한 종래의 다이아몬드 공구 또는 블레이드(1)는 도 1에서 도 3에 도시한 바와 같이, 절삭동작시 발생한 절삭칩을 배출하기 위한 다수의 배출 슬롯(3)을 갖는 전동모터의 샤프트와 연결되는 스틸 휠 보디(2)와 휠 보디(2) 외주에서 배출 슬롯(3) 사이에 고정 부착된 다수의 절삭 세그먼트(4)로 구성된다.
절삭 세그먼트(4)는 다이아몬드와 연마재의 분말, 코발트, 니켈, 브론즈, 구리 등과 같은 금속의 분말, 세라믹, 레진 등과 같은 분말을 혼합하여 일정한 형태로 소성 가공하는 것에 의해 만들어진다.
그러므로, 다이아몬드 분말(8)은 도 3a에 도시한 바와 같이, 절삭 세그먼트 (4)의 내부 및 표면에 랜덤하게 분포된다.
이 블레이드(1)에서, 각 절삭 세그먼트(4)의 상부 표면은 도 3b에 도시한 바와 같이, 절삭 동작시 절삭할 재료(5)의 상응하는 표면 부분과 접촉 및 연마하여 재료(5)에 절삭 슬롯(6)을 형성한다.
절삭 세그먼트(4)의 절삭 동작시 발생하는 절삭칩은 스틸 휠 보디(2)의 배출 슬롯(3) 및 절삭 슬롯(6)에 모이며, 스틸 휠 보디(2)의 배출 슬롯(3)이 스틸 휠 보디(2)의 회전에 의해 절삭 슬롯(6) 내부에서 외부로 이동될 때, 외부로 배출된다.
이러한 종래의 블레이드(1)의 덕분으로, 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 장치의 절삭력은 절삭 세그먼트(4)와 절삭 세그먼트의 마모를 증가시키는 절삭칩의 배출을 용이하게 하는 배출 슬롯(3)을 사용함으로서 크게 개선되었다.
그러나, 각 절삭 세그먼트(4)의 상부표면의 형태 및 재료조성이 전체적으로 동일하기 때문에, 절삭할 재료(5)에 형성된 절삭 슬롯(6)의 측벽 및 바닥과 접촉하는 절삭 세그먼트(4)의 상부 표면의 양 가장자리는 블레이드의 절삭 동작시 재료(5)의 절삭 슬롯(6)의 바닥에만 접촉하는 절삭 세그먼트(4)의 상부 표면의 중앙부보다 더 빨리 마모된다.
따라서, 절삭 세그먼트(4)의 상부표면과 절삭할 재료(5) 사이의 접촉면적은 증가하여 재료(5)의 저항을 높이며, 이것에 의해 절단불량이 발생하거나 블레이드 (1)의 절삭력과 수명이 저하된다.
또, 절삭시 발생된 절삭칩의 크기가 매우 미소하기 때문에, 발생된 칩은 재료(5)의 절삭 슬롯(6)에 잔류하여 절삭 세그먼트(4)의 상부표면이 절삭 슬롯(6)의 바닥을 연삭하는 것을 방해하여 절삭력을 저하시키기 쉬웠다.
또한, 이 절삭칩이 절삭 슬롯(6)에서 배출되어 공기중에 비산되는 경우는 사용자의 건강에 악영향을 미치거나 환경오염 등을 발생시켰다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 공구의 회전방향에 따라 최소한 두 개 이상의 다이아몬드 레이어를 배치하여 공구의 절삭 동작시 다이아몬드 레이어에 의해 최소한 두 개 이상의 미소한 직선 절삭홈을 형성하도록 함으로서 이 절삭홈 사이에 위치한 재료의 부분이 공구의 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분의 마찰 또는 회전충격에 의해 비교적 큰 크기로 쉽게 부서지도록 하여 공구의 절삭력을 높이도록 한 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 대리석, 화강암, 벽돌, 콘크리트 등과 같은 부서지기 쉬운 재료를 각각 연삭, 절삭 및 드릴링하기 위한 절삭 소우 머신, 연삭휠 머신 및 코어 드릴링 머신과 같은 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 절삭시 비교적 큰 크기의 절삭칩을 발생시킴으로서 발생된 칩이 절삭팁과 마찰을 적게 일으키면서 쉽게 배출될 수 있도록 하여 절삭력을 향상시키고 절삭칩으로 인한 사용자의 건강의 위험 및 환경오염을 방지할 수 있는 세그먼트 타입 절삭팁 구조를 갖는 재료를 각각 연삭, 절삭 및 드릴링하기 위한 절삭 소우 머신, 연삭휠 머신 및 코어 드릴링 머신과 같은 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용 다이아몬드의 양을 감소시켜 공구의 제작비용을 절감하도록 다이아몬드 레이어에 다이아몬드 분말을 일정 패턴으로 분포시킨 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 재료를 각각 연삭, 절삭 및 드릴링하기 위한 절삭 소우 머신, 연삭휠 머신 및 코어 드릴링 머신과 같은 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구는 전동 모터의 샤프트와 연결되는 휠 보디와 공구의 회전방향에 평행하게 세로로 배치된 다이아몬드 분말을 포함한 최소한 두 개 이상의 다이아몬드 레이어와 다이아몬드 레이어 사이에 배치된 다이아몬드 분말을 포함하지 않는 비-다이아몬드 부분으로 각각 이루어지고 휠 보디의 원주에 소정간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 재료를 절삭, 연삭 또는 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성된다.
이 실시예에서, 세그먼트 타입 절삭팁은 다이아몬드 분말이 랜덤하게 분포된 다수의 비-다이아몬드 레이어 세그먼트를 포함하며,
이 비-다이아몬드 레이어 세그먼트와 다이아몬드 레이어 세그먼트는 서로 휠 보디의 원주상으로 교대로 배치된다.
또, 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 격자점 무늬를 갖는 싱글 또는 더블 레이어 형태의 일정한 패턴 또는 배열로 배치된다.
또한, 절삭팁의 각 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분내에는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 다이아몬드 레이어 또는 비-다이아몬드 레이어 세그먼트의 다이아몬드 밀도보다 낮은 밀도로 다이아몬드 분말이 분포될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 부서지기 쉬운 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구는
전동 모터의 샤프트에 연결된 휠 보디와, 휠 보디의 원주에 소정 간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 이루어진 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성되며, 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트는 내부표면의 중앙에는 요부를 배치하고 외부표면의 양 가장자리에는 절단부를 배치한 비-다이아몬드 부분과 비-다이아몬드 부분의 요부와 절단부에 의해 분할 또는 축소된 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부 표면 및 비-다이아몬드 부분의 절단부의 바닥표면에 공구의 회전방향에 평행한 길이방향으로 각각 배치된 다수의 다이아몬드 레이어를 갖는다.
이 실시예에서, 다이아몬드 레이어 세그먼트는 요부를 갖는 내부표면과 절단부를 갖는 외부표면이 교대로 내부 또는 외부를 향하도록 휠 보디에 원주상으로 배치된다.
또한, 비-다이아몬드 부분의 절단부의 바닥표면은 공구의 절삭 동작시 바닥표면에 배치된 다이아몬드 레이어들이 하나의 직선 절삭 라인을 형성하도록 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부표면의 중심을 형성하는 평면에 위치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 재료를 절삭, 연삭 또는 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구는 전동 모터의 샤프트에 연결되는 휠 보디와 휠 보디의 원주에 소정 간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 이루어진 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성되며,
각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트는 내부표면 및/또는 외부표면에 최소한 하나 이상의 요부를 배치한 비-다이아몬드 부분과, 비-다이아몬드 부분의 요부에 의해 분할 및/또는 분할되지 않은 비-다이아몬드 부분의 내부 및/또는 외부 표면 및 비-다이아몬드 부분의 요부의 바닥표면에 공구의 회전방향에 평행하게 길이로 각각 배치된 다수의 다이아몬드 레이어를 갖는다.
이 실시예에서, 다이아몬드 레이어 세그먼트는 네 개의 내부 및 외부 요부를 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부표면에서 서로 소정간격을 두고 번갈아 교차하도록 배치하는 것이 바람직하다.
비-다이아몬드 부분의 요부의 모든 바닥표면의 깊이는 공구의 절삭 동작시 바닥표면에 배치된 다이아몬드 레이어들이 하나의 직선 절삭 라인을 형성하도록 비-다이아몬드 부분의 두께의 절반이 되도록 하는 것이 바람직하다.
그러나, 선택적으로 비-다이아몬드 부분의 각각의 내부 및 외부표면의 요부의 바닥표면의 깊이는 공구의 절삭 동작시 바닥표면에 배치된 다이아몬드 레이어들이 최소한 두 개의 직선 절삭 라인을 형성하도록 비-다이아몬드 부분의 두께의 절반 미만이 되게 설정될 수 있다.
도 1은 절삭 세그먼트의 내부 및 표면에 다이아몬드 분말이 랜덤하게 분포된 절삭 소우 머신에 사용하기 위한 종래의 다이아몬드 공구 또는 블레이드의 정면도.
도 2는 도1에 도시한 다이아몬드 블레이드의 부분 사시도.
도 3a는 도2의 선 A-A를 따라 취한 다이아몬드 블레이드의 부분 단면도.
도 3b는 절삭 세그먼트의 동작을 예시하는 도 1에 도시한 종래의 다이아몬드 블레이드의 부분 단면도.
도 4a 및 도 4b는 공구의 회전방향에 따라 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부 표면에 두 개의 다이아몬드 레이어를 배치하여 공구의 절삭 동작시 다이아몬드 레이어에 의해 두 개의 미소한 직선 절삭홈을 형성하도록 한 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 소우 머신 및 코어 드릴링 머신에 각각 사용하기 위한 다이아몬드 공구의 사시도.
도 5a는 도 4a의 선 B-B를 따라 취한 본발명의 다이아몬드 공구의 부분 단면도.
도 5b는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 동작을 예시하는 도 4a 또는 4b에 도시한 본 발명의 다이아몬드 공구의 부분 단면도.
도 6은 공구의 회전방향에 따라 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분의 내부와 외부표면 및 그 사이에 세 개의 다이아몬드 레이어를 배치하여 공구의 절삭 동작시 다이아몬드 레이어에 의해 세 개의 미소한 직선 절삭홈을 형성하도록 한 본 발명의 다이아몬드 공구의 부분 단면도.
도 7은 공구의 회전방향에 따라 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분의 내부와 외부 표면 및 그 사이에 네 개의 다이아몬드 레이어를 배치하여 공구의 절삭 동작시 다이아몬드 레이어에 의해 네 개의 미소한 직선 절삭홈을 형성하도록 한 본 발명의 다이아몬드 공구의 부분 단면도.
도 8a 및 도 8b는 휠 보디의 원주상에 다이아몬드 레이어 세그먼트와 교대로 배치된 비-다이아몬드 레이어 세그먼트를 포함하는 본 발명에 따른 절삭 소우 머신과 코어 드릴링 머신에 각각 사용하기 위한 다이아몬드 공구의 사시도.
도 9a 및 도 9b는 도 8a 및 8b에 도시한 다이아몬드 공구의 부분 측면도 및 저면도.
도 10a 및 도 10b는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부 표면과 비-다이아몬드 부분의 절단부의 바닥표면에 세로로 다수의 다이아몬드 레이어를 각각 배치한 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트를 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭 소우 머신 및 코어 드릴링 머신에 각각 사용하기 위한 다이아몬드 공구의 사시도.
도 11은 도 10a 또는 도 10b에 도시한 다이아몬드 공구의 부분 사시도.
도 12a 및 도 12b는 도 10a 및 도 10b에 도시한 다이아몬드 공구의 부분 측면도 및 저면도.
도 13은 다이아몬드 레이어 세그먼트의 동작을 예시하는 도 10a의 선 C-C 및 D-D를 따라 취한 단면을 오버래핑한 본 발명의 다이아몬드 공구의 부분 단면도.
도 14a 및 도 14b는 네 개의 내부 및 외부 요부를 서로 소정 간격을 두고 번갈아 교차하도록 내부 및 외부 표면에 배치한 다이아몬드 레이어 세그먼트를 포함하는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절삭 소우 머신 및 코어 드릴링 머신에 사용하기 위한 다이아몬드 공구의 부분 측면도 및 저면도.
도 15는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 동작을 예시하는 도 14a의 선 E-E 및 F-F를 따라 취한 단면을 오버래핑한 본 발명의 다이아몬드 공구의 부분 단면도.
도 16a 및 16b는 비-다이아몬드 부분의 각각의 내부 및 외부 표면의 요부의 바닥표면의 깊이를 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분의 두께의 절반 미만으로 설정한 본 발명의 다이아몬드 공구의 부분 측면도 및 저면도.
도 17은 다이아몬드 레이어 세그먼트의 동작을 예시하는 도 16a의 선 G-G 및 H-H를 따라 취한 단면을 오버래핑한 본 발명의 다이아몬드 공구의 부분 단면도.
도 18a, 18b 및 18c는 도 4a, 6 및 10a에 도시한 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분내에 비-다이아몬드 레이어 세그먼트 또는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 다이아몬드 레이어의 다이아몬드 밀도보다 낮은 밀도로 다이아몬드 분말을 분포시킨 본 발명의 절삭 소우 머신에 사용하기 위한 다이아몬드 공구의 부분 측면도.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 절삭 소우 머신과 코어 드릴링 머신에 적용하기 위한 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 4a 및 4b를 참고하면, 절삭 소우 머신과 코어 드릴링 머신과 같은 부서지기 쉬운 재료를 절삭 및 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 공구(10, 20)가 예시되어 있다.
휠 보디(11, 21)가 각기 디스크 및 실린더 형태를 갖는다는 점을 제외하고는 절삭 소우 머신 및 코어 드릴링 머신을 위한 다이아몬드 공구(10, 20)의 각각의 구조가 동일하기 때문에, 여기서는 절삭 소우 머신을 위한 다이아몬드 공구 또는 블레이드(10)만 설명하기로 한다.
절삭 소우 머신을 위한 다이아몬드 블레이드(10)는 절삭 동작시 발생한 절삭칩을 수용하여 배출하기 위한 다수의 배출 슬롯(13)을 갖는 전동 모터의 샤프트와 연결된 휠 보디(11)와 배출 슬롯(13) 사이에서 휠 보디(11) 상에 원주상으로 배치된 재료를 절삭 및 연삭하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성된다.
세그먼트 타입 절삭 팁은 휠 보디(11)의 원주상에 소정 간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)로 구성된다.
각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)는 도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, 블레이드(10)의 회전방향에 평행하게 그 내부 및 외부 표면에 길이방향으로 배치된두 개의 얇은 다이아몬드 레이어(14, 15)와, 이 다이아몬드 레이어(14, 15) 사이에 배치된 비-다이아몬드 부분(17)으로 이루어져 있다.
얇은 다이아몬드 레이어(14, 15)는 다이아몬드와 연마재의 분말, 코발트, 니켈, 브론즈, 구리 등과 같은 금속의 분말, 세라믹, 레진의 분말로 만들어진다.
얇은 다이아몬드 레이어(14, 15)내의 다이아몬드 분말(16)은 그 내부에서 랜덤하게 분포되거나 사용되는 다이아몬드 분말의 양을 줄여서 제조비용을 절감하기 위해 격자점 무늬를 갖는 싱글 또는 더블 레이어 형태와 같은 일정한 패턴 또는 배열로 분포될 수 있다.
비-다이아몬드 부분(17)은 연마재의 분말, 코발트, 니켈, 브론즈, 구리 등과 같은 금속의 분말, 세라믹, 레진의 분말로 만들어진다.
얇은 다이아몬드 레이어(14, 15)는 도 5b에 도시한 바와 같이, 절삭 동작시 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)의 상부표면의 가장자리 영역이 쉽게 마멸되는 것을 방지하며, 두 개의 미소한 직선 절삭홈(18, 18")을 재료(19)내에 형성하도록 하는 역할을 한다.
그러므로, 두 개의 절삭홈(18, 18") 사이의 재료(19)의 부분(18')은 비-다이아몬드 부분(17)의 작은 마찰 또는 회전충격에 의해서도 쉽게 부서지며, 이것에 의해 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)의 비-다이아몬드 부분(17)은 절삭 동작시 발생한 절삭칩이 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)와 마찰을 줄이면서 쉽게 외부로 배출되도록 비교적 큰 크기의 절삭칩을 발생시킴으로써 절삭력을 향상시키고 칩의 공기중 비산을 방지할 수 있다.
본 발명의 이 실시예에서, 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)는 도 6 및 7에 도시한 바와 같이, 선택적으로 절삭동작시 재료에 세 개 또는 네 개의 미소한 직선 절삭홈을 형성하도록 블레이드(30 또는 40)의 회전방향에 따라 세로로 배치된 세 개 또는 네 개의 얇은 다이아몬드 레이어(34, 35, 36 또는 43, 44, 45, 46)와, 이들 얇은 다이아몬드 레이어(34, 35, 36 또는 43, 44, 45, 46) 사이에 배치된 비-다이아몬드 부분(38 또는 48)으로 구성된 세그먼트(32 또는 42)로 대체될 수 있다.
이 경우, 미소한 직선 절삭홈 사이의 절삭할 재료의 부분은 두 개의 얇은 다이아몬드 레이어(14, 15)를 갖는 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)보다 작은 비-다이아몬드 부분의 마찰 또는 회전충격에 의해 부서진다.
또한, 세그먼트 타입 절삭팁은 도 8a 및 8b에 도시한 바와 같이, 다이아몬드 분말(57 또는 67)이 그 내부 및 표면에 랜덤하게 분포된 다수의 비-다이아몬드 레이어 세그먼트(56 또는 66)를 포함할 수 있다.
비-다이아몬드 레이어 세그먼트와 다이아몬드 레이어 세그먼트(56, 52 또는 66, 62)는 도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 블레이드(50 또는 60)의 휠 보디 (51 또는 61)의 원주상에 교대로 배치된다.
또, 도 18a와 18b에 도시한 블레이드(160 또는 170)의 비-다이아몬드 부분(168 또는 178)에서와 같이, 위에 서술한 비-다이아몬드 레이어 세그먼트(56 또는 66) 또는 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(162 또는 172)의 다이아몬드 레이어(164, 165 또는 174, 175, 176)보다 적은 다이아몬드 밀도로 다이아몬드 분말(167 또는 179)을 분포시킬 수 있다.
도 10a 및 10b를 참고하면, 절삭 소우 머신과 코어 드릴링 머신과 같은 부서지기 쉬운 재료를 절삭 및 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다이아몬드 공구(70, 90)가 예시되어 있다.
휠 보디(71, 91)가 각기 디스크 및 실린더 형태를 갖는다는 점을 제외하고는 절삭 소우 머신 및 코어 드릴링 머신을 위한 다이아몬드 공구(70, 90)의 각각의 구조가 동일하기 때문에, 여기서도 역시 절삭 소우 머신을 위한 다이아몬드 공구 또는 블레이드(70)만 설명하기로 한다.
절삭 소우 머신을 위한 다이아몬드 블레이드(70)는 절삭 동작시 발생한 절삭칩을 수용하여 배출하기 위한 다수의 배출 슬롯(73)을 갖는 전동 모터의 샤프트와 연결되는 휠 보디(71)와 휠 보디(71) 상에 원주상으로 배치된 재료를 절삭 및 연삭하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성된다.
세그먼트 타입 절삭팁은 휠 보디(71)의 원주에 소정 간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트(72)로 이루어지며, 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(72)는 내부표면의 중앙에는 요부(76)를 배치하고 외부표면의 양 가장자리에는 절단부(77, 77')를 배치한 비-다이아몬드 부분(79)을 갖는다.
또한, 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(72)는 도 11에 도시한 바와 같이, 비-다이아몬드 부분(79)의 요부(76)와 절단부(77, 77')에 의해 분할 또는 축소된 비-다이아몬드 부분(79)의 내부 및 외부 표면 및 비-다이아몬드 부분(79)의 절단부(77, 77')의 바닥표면에 블레이드의 회전방향에 평행하게 길이방향으로 각각 배치된 다수의 다이아몬드 레이어(78, 78', 74, 74', 75)를 포함한다.
다이아몬드 레이어 세그먼트(72)의 비-다이아몬드 부분(79)의 내부 표면상의 다이아몬드 레이어(74, 74')의 면적은 양쪽 다이아몬드 레이어(74, 74')와 레이어(75)의 절삭력의 균형을 유지하기 위해 비-다이아몬드 부분(79)의 외부 표면상의 다이아몬드 레이어(75)의 면적과 같게 하는 것이 바람직하다.
비-다이아몬드 부분(79)의 절단부(77, 77')의 바닥표면은 도 11, 12a, 12b 및 13에 도시한 바와 같이, 블레이드(70)의 절삭 동작시 바닥표면에 배치된 다이아몬드 레이어(78, 78')들이 재료(85)에 하나의 미소한 직선 절삭홈(82)을 형성하도록 비-다이아몬드 부분(79)의 내부 및 외부 표면 사이의 중앙에 위치하는 평면에 배치된다.
그러므로, 비-다이아몬드 부분(79)의 내부 및 외부 표면과 비-다이아몬드 부분(79)의 절단부(77, 77')의 바닥 표면상의 다이아몬드 레이어(78, 78', 74, 74', 75)는 도 13에 도시한 바와 같이, 블레이드(70)의 절삭 동작시 재료(85) 내에 세 개의 미소한 직선 절삭홈(81, 82, 83)을 형성하며, 이것에 의해 미소한 직선 절삭홈(81, 82, 83) 사이에 위치한 재료(85)의 돌출부분(85', 85')은 비-다이아몬드 부분(79)의 작은 마찰 또는 회전충격에 의해 쉽게 부서진다.
다이아몬드 레이어 세그먼트(72 또는 92)는 도 12a 및 12b에 도시한 바와 같이, 요부(76)와 절단부(77, 77')가 번갈아 내부 또는 외부를 향하도록 휠 보디(71 또는 91)에 원주상으로 배치된다.
또, 도 18c에 도시한 블레이드(180)의 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(182)의 비-다이아몬드 부분(186)에서와 같이, 다이아몬드 레이어 세그먼트(182)의 다이아몬드 레이어보다 적은 다이아몬드 밀도로 다이아몬드 분말(187)을 분포시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 절삭 소우 머신과 코어 드릴링 머신과 같은 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구(100, 120)는 도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 휠 보디(101 또는 121)의 원주상에 소정 간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트(102 또는 122)로 구성된 재료를 각기 절삭 및 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁을 각각 포함한다.
역시, 절삭 소우 머신 및 코어 드릴링 머신을 위한 다이아몬드 공구(100, 120)의 다이아몬드 레이어 세그먼트(102, 122)의 각각의 구조가 동일하기 때문에, 여기서는 절삭 소우 머신을 위한 다이아몬드 공구 또는 블레이드(100)의 다이아몬드 레이어 세그먼트(102)만 설명하기로 한다.
각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(102)는 도 14a에 도시한 바와 같이, 그 내부 및 외부 표면에 네 개의 내부 및 외부 요부(106, 106', 107, 107')를 갖는 비-다이아몬드 부분(116)과 비-다이아몬드 부분(116)의 요부(106, 106', 107, 107')에 의해 분할된 다이아몬드 레이어 세그먼트(102)의 비-다이아몬드 부분 116의 내부 및 외부 표면과 비-다이아몬드 부분(116)의 요부(106, 106', 107, 107')의 바닥 표면상에 블레이드(100)의 회전방향에 평행한 길이방향으로 각각 배치된 다수의 다이아몬드 레이어(108, 108', 109, 109', 104, 104', 104", 105, 105', 105")로 구성된다.
4개의 내부 및 외부 요부(106, 106', 107, 107')는 서로 소정 간격을 두고번갈아 교차하도록 다이아몬드 레이어 세그먼트(102)의 비-다이아몬드 부분(116)의 내부 및 외부 표면에 배치된다.
비-다이아몬드 부분(116)의 요부(106, 106', 107, 107')의 모든 바닥 표면의 깊이는 도 15에 도시한 바와 같이, 블레이드(100)의 절삭 동작시 바닥 표면에 배치된 다이아몬드 레이어(108, 108', 109, 109')들이 재료(115)에 하나의 미소한 직선 절삭홈(112)을 형성하도록 비-다이아몬드 부분(116)의 두께의 절반이 되도록 하는 것이 바람직하다.
그러므로, 비-다이아몬드 부분(116)의 내부 및 외부 표면과 비-다이아몬드 부분(116)의 요부(106, 106', 107, 107')의 바닥표면상의 다수의 다이아몬드 레이어(104, 104', 104', 105, 105', 105', 108, 108' 109, 109')는 도 15에 도시한 바와 같이, 블레이드(100)의 절삭 동작시 재료(115) 내에 세 개의 미소한 직선 절삭홈(111, 112, 113)을 형성하며, 이것에 의해 미소한 직선 절삭홈(111, 112, 113) 사이에 위치한 재료(115)의 돌출부분(115', 115')은 비-다이아몬드 부분(116)의 작은 마찰 또는 회전충격에 의해 쉽게 부서진다.
또한, 비-다이아몬드 부분(146)의 내부 및 외부표면의 각각의 요부(136, 136', 137, 137')의 바닥 표면의 깊이는 도 16a, 16b 및 17에 도시한 바와 같이, 공구(130 또는 150)의 절삭 동작시 바닥표면에 배치된 다이아몬드 레이어(138, 138', 139, 139')들이 재료(145)에 두개의 미소한 직선 절삭홈(142, 143)을 형성하도록 비-다이아몬드 부분(146)의 두께의 절반의 미만이 되도록 설정될 수 있다.
이 경우, 비-다이아몬드 부분(146)의 내부 및 외부 표면과 비-다이아몬드 부분(146)의 요부(136, 136', 137, 137')의 바닥 표면상의 다수의 다이아몬드 레이어 (134, 134', 134", 135, 135', 135", 138, 138' 139, 139')는 도 17에 도시한 바와 같이, 블레이드(100)의 절삭 동작시 재료(145) 내에 네 개의 미소한 직선 절삭홈 (141, 142, 143, 144)을 형성하며, 이것에 의해 미소한 직선 절삭홈(141, 142, 143, 144) 사이에 위치한 재료(145)의 돌출부분(145', 145", 145"')은 비-다이아몬드 부분(146)의 작은 마찰 또는 회전충격에 의해 쉽게 부서진다.
지금부터, 본 발명에 따른 절삭 소우 머신 및 코어 드릴링 머신과 같은 장치에 사용하기 위한 다이아몬드 공구의 동작을 설명하기로 한다.
도 5b를 참고하면, 두 개의 얇은 다이아몬드 레이어(14, 15)가 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)의 비-다이아몬드 부분(17)의 내부 및 외부 표면에 각각 배치된 본 발명의 일 실시예의 다이아몬드 공구 또는 블레이드(10)의 동작이 예시되어 있다.
먼저, 휠 보디(11)가 벽돌, 대리석, 화강암, 콘크리트와 같은 재료(19)를 절삭하기 위해 샤프트와 연결된 전동 모터에 의해 회전될 때, 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)는 재료상의 연결된 라인을 따라 절삭 슬롯을 형성하도록 재료(19)를 절삭하기 시작한다.
이때, 다이아몬드 분말(16)을 포함하는 얇은 다이아몬드 레이어(14, 15)가 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)의 내부 및 외부 표면에 위치되어 있기 때문에, 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)의 양 가장자리는 그 중앙부보다 덜 마모되며, 이에 따라 도 5b에 도시한 바와 같이 두 개의 미소한 직선 절삭홈(18, 18")이 재료(19)의 절삭 슬롯내에 형성된다.
절삭홈(18, 18")을 형성함에 따라, 그 사이에 위치한 재료(19)의 부분(18')은 취약해지며, 비-다이아몬드 부분(17)의 작은 마찰 또는 회전충격에 의해 쉽게 부서진다.
그러므로, 다이아몬드 레이어 세그먼트(12)의 비-다이아몬드 부분(17)은 비교적 큰 크기의 절삭칩을 생성할 수 있으며, 이에 따라 생성된 칩은 절삭력을 향상시키고 공기중의 비산을 방지하도록 블레이드(10)의 다이아몬드 레이어 세그먼트 (12)와의 마찰을 줄이면서 외부로 쉽게 배출된다.
이와 같이, 다이아몬드 블레이드(10)의 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트 (12)의 동작을 반복함으로서 재료(19)를 절삭하는 작업은 완료된다.
도 13, 15 및 17을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예의 다이아몬드 공구 또는 블레이드(70, 100, 130)들의 동작이 예시되어 있다.
이들 다이아몬드 블레이드(70, 100, 130)의 동작은 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부 표면과 요부 또는 절단부의 바닥 표면상의 다이아몬드 레이어가 재료내에 세 개 또는 네 개의 직선 절삭홈을 형성한다는 점을 제외하고는 위에서 서술한 실시예의 다이아몬드 블레이드(10)의 동작과 동일하다.
이상과 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 절삭시 비교적 큰 크기의 절삭칩을 발생시킴으로써 발생된 절삭칩이 절삭팁과 마찰을 적게 일으키면서 쉽게 배출 될 수 있도록 하여 절삭력을 향상시키고 절삭칩의 비산으로 인한 사용자의 건강의 위험 및 환경오염을 방지할 수 있는 세그먼트 타입 절삭팁 구조를 갖는 다이아몬드 공구를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사용되는 다이아몬드의 양을 감소시켜 공구 제작비용을 절감하도록 다이아몬드 레이어에 다이아몬드 분말을 일정 패턴으로 분포시킨 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구를 제공하는 효과가 있다.

Claims (24)

  1. 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구에 있어서,
    전동 모터의 샤프트와 연결되는 휠 보디와;
    공구의 회전방향에 평행하게 세로로 배치된 다이아몬드 분말을 포함한 최소한 두 개의 다이아몬드 레이어와 다이아몬드 레이어 사이에 배치된 다이아몬드 분말을 포함하지 않는 비-다이아몬드 부분으로 각각 이루어지고, 상기 휠 보디의 원주에 소정간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 구성된 재료를 절삭, 연삭 또는 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 세그먼트 타입 절삭팁은 다이아몬드 분말이 랜덤하게 분포된 다수의 비-다이아몬드 레이어 세그먼트를 포함하며, 상기 비-다이아몬드 레이어 세그먼트와 다이아몬드 레이어 세그먼트는 서로 휠 보디의 원주상으로 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 일정한 패턴 또는 배열로 배치된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 격자점 형태의 싱글 레이어 패턴 또는 배열로 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 격자점 형태의 더블 레이어 패턴 또는 배열로 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 랜덤하게 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 각 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분내에는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 다이아몬드 레이어 또는 비-다이아몬드 레이어 세그먼트의 다이아몬드 밀도보다 낮은 밀도로 다이아몬드 분말이 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  8. 부서지기 쉬운 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 세그먼트 타입 절삭 팁을 갖는 다이아몬드 공구에 있어서,
    전동 모터의 샤프트에 연결되는 휠 보디와;
    상기 휠 보디의 원주에 소정 간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 이루어진 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성되며, 각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트는 내부 표면의 중앙에는 요부를 배치하고 외부표면의 양 가장자리에는 절단부를 배치한 비-다이아몬드 부분과 비-다이아몬드 부분의 요부와 절단부에 의해 분할 또는 축소된 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부 표면 및 비-다이아몬드 부분의 절단부의 바닥 표면에 블레이드의 회전방향에 평행한 길이방향으로 각각 배치된 다수의 다이아몬드 레이어를 갖는 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트는 요부를 갖는 내부 표면과 절단부를 갖는 외부표면이 교대로 내부 또는 외부를 향하도록 휠 보디에 원주상으로 배치된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 비-다이아몬드 부분의 절단부의 바닥표면은 공구의 절삭 동작시 바닥 표면에 배치된 다이아몬드 레이어들이 하나의 직선 절삭 라인을 형성하도록 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부 표면 사이의 중심을 형성하는 평면에 위치되는 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 일정한 패턴 또는 배열로 배치된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 격자점 형태의 싱글 레이어 패턴 또는 배열로 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 격자점 형태의 더블 레이어 패턴 또는 배열로 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  14. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 랜덤하게 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  15. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 각 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분내에는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 다이아몬드 레이어의 다이아몬드 밀도보다 낮은 밀도로 다이아몬드 분말이 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  16. 재료를 절삭, 연삭 또는 드릴링하기 위한 장치에 사용하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구에 있어서,
    전동 모터의 샤프트에 연결되는 휠 보디와;
    상기 휠 보디의 원주에 소정 간격을 두고 배치된 다수의 다이아몬드 레이어 세그먼트로 이루어진 재료를 연삭, 절삭 또는 드릴링하기 위한 세그먼트 타입 절삭팁으로 구성되며,
    각각의 다이아몬드 레이어 세그먼트는 내부표면 및/또는 외부표면에 최소한 하나 이상의 요부를 배치한 비-다이아몬드 부분과 비-다이아몬드 부분의 요부에 의해 분할 및/또는 분할되지 않은 비-다이아몬드 부분의 내부 및/또는 외부 표면 및 비-다이아몬드 부분의 요부의 바닥표면에 공구의 회전방향에 평행하게 길이로 각각 배치된 다수의 다이아몬드 레이어를 갖는 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트는 네 개의 내부 및 외부 요부를 비-다이아몬드 부분의 내부 및 외부표면에 서로 소정간격을 두고 번갈아 교차하도록 배치한 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 비-다이아몬드 부분의 요부의 모든 바닥표면의 깊이는 공구의 절삭 동작시 바닥표면에 배치된 다이아몬드 레이어들이 하나의 직선 절삭 라인을 형성하도록 비-다이아몬드 부분의 두께의 절반이 되도록 설정된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 비-다이아몬드 부분의 각각의 내부 및 외부 표면의 요부의 바닥 표면의 깊이는 공구의 절삭 동작시 바닥 표면에 배치된 다이아몬드 레이어들이 최소한 두 개의 직선 절삭 라인을 형성하도록 비-다이아몬드 부분 두께의 절반미만이 되게 설정된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  20. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 일정한 패턴 또는 배열로 배치된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 격자점 형태의 싱글 레이어 패턴 또는 배열로 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어내의 다이아몬드 분말은 격자점 형태의 더블 레이어 패턴 또는 배열로 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  23. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 다이아몬드 레이어 세그먼트의 각각의 다이아몬드 레이어 내의 다이아몬드 분말은 랜덤하게 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
  24. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 각 다이아몬드 레이어 세그먼트의 비-다이아몬드 부분 내에는 다이아몬드 레이어 세그먼트의 다이아몬드 레이어의 다이아몬드 밀도보다 낮은 밀도로 다이아몬드 분말이 분포된 것을 특징으로 하는 세그먼트 타입 절삭팁을 갖는 다이아몬드 공구.
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