KR100428421B1 - 다이아몬드 입자의 배열장치 - Google Patents

다이아몬드 입자의 배열장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이아몬드 공구에서 금속 벌크 상에 다이아몬드 입자를 배열하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보울 피더 및 인라인 피더를 이용하여 다이아몬드 입자를 정량적으로 공급하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치는, 내부 벽면을 따라 나선형으로 상승되도록 형성된 가이드부 및 상기 가이드부를 따라 상승된 다이아몬드 입자가 배출되도록 상부에 형성된 배출부를 구비하며, 내부에 보유된 다이아몬드 입자에 진동을 가하여 상기 가이드부를 통하여 상승된 다이아몬드 입자를 상기 배출부로 배출시키도록 하는 보울 피더; 및 상기 배출부로부터 낙하된 다이아몬드 입자에 진동을 가하여 전진시킨 후, 금속 벌크 상에 낙하시켜 점착시키는 인라인 피더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다이아몬드 입자의 배열장치{Apparatus of arranging diamonds}
본 발명은 다이아몬드 공구에서 금속 벌크 상에 다이아몬드 입자를 배열하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보울 피더 및 인라인 피더를 이용하여 다이아몬드 입자를 정량적으로 공급하는 장치에 관한 것이다.
다이아몬드 공구는 토목, 건설 및 석재 산업에서 이용되며 재료의 절삭 즉, 드릴링(drilling), 쏘잉(sawing) 및 그라이딩(grinding) 등을 위한 각종 공구로서 제작된다.
도 1은 종래의 다이아몬드 공구의 사시도로서 다이아몬드 지립 분말(1)을 분말야금법을 이용하여 다이아몬드 소결체(2)로 제작한 뒤에 금속 벌크(3)에 접합한 것이다.
이러한 종래의 다이아몬드 공구는 피삭재의 조건, 기계 조건 및 작업 조건에 따라 다이아몬드 입자를 고정하고 있는 매트릭스(matrix)의 물성을 조정하거나 다이아몬드 입자의 초기 매입량 등을 조정해야 하고, 제조 공정이 길고, 피삭재의 가공 중에 다이아몬드 소결체가 마모됨에 따라 다이아몬드 입자가 탈락되거나 가공부위에 남아 다이아몬드 소결체의 급마모 또는 과도한 내마모를 초래하여 가공 성능을 저하시키는 단점이 존재한다.
도 2에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 다이아몬드 입자(11)를 금속 벌크(13)에 1개씩 직접 부착한 후 브레이징법(brazing)으로 고정시킨 다이아몬드 공구가 도시되어 있다.
그러나, 종래의 브레이징법에 의한 다이아몬드 공구는 다이아몬드 입자(11)가 무작위로 금속 벌크(13) 상에 배열됨으로서 다이아몬드 입자(11)와 금속 벌크(13) 간의 접합 강도가 저하되고, 피삭재 가공시 각 다이아몬드 입자(11)에 균일한 가공 부하가 적용되지 않게 되고, 사용 조건에 따른 최적의 다이아몬드 집중도 조정이 불가능하여 가공 성능이 저하되는 문제점이 존재한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 금속 벌크 상에 다이아몬드 입자를 배열함에 있어서, 정량적으로 또는 집중도 조절이 가능하도록 금속 벌크 상에 연속적으로 낙하시키는 다이아몬드 입자의 배열장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 다이아몬드 공구의 사시도.
도 2는 브레이징법에 의해 제작된 다이아몬드 공구의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치 중 보울 피더(Bowl feeder) 및 인라인 피더(Inline feeder)에 대한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치 중 인라인 피더의 낙하부에 대한 상면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치 중 원판형 고정부가 포함된 장치에 대한 측면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치 중 원통형 고정부가 포함된 장치에 대한 측면도.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치는, 내부 벽면을 따라 나선형으로 상승되도록 형성된 가이드부 및 상기 가이드부를 따라 상승된 다이아몬드 입자가 배출되도록 상부에 형성된 배출부를 구비하며, 내부에 보유된 다이아몬드 입자에 진동을 가하여 상기 가이드부를 통하여 상승된 다이아몬드 입자를 상기 배출부로 배출시키도록 하는 보울 피더; 및 상기 배출부로부터 낙하된 다이아몬드 입자에 진동을 가하여 전진시킨 후, 금속 벌크 상에 낙하시켜 점착시키는 인라인 피더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보울 피더에는 다이아몬드 입자의 배출량을 조절하기 위해 가이드부의 돌출된 면적을 조절하는 조절부가 형성된 것이 바람직하다.
상기 인라인 피더에는 다이아몬드 입자의 전진을 정량적으로 하기 위해 진행 방향으로 홈이 형성된 슈트가 상부에 구비된 것이 바람직하며, 상기 슈트는 다이아몬드 입자가 낙하되는 낙하부가 사선으로 절단된 형상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 다이아몬드 입자의 배열장치는, 상기 인라인 피더로부터 배출되어 낙하된 다이아몬드 입자가 점착되는 금속 벌크를 수평축 또는 수직축을 기준으로 회전이 가능하도록 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 고정부는,힌지부를 기준으로 소정 각도의 경사로 기울어지도록 하는 각도 조절부를 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치는 보울 피더(20) 및 인라인 피더(30)를 포함하며, 도 3은 이에 대한 사시도를 나타낸다.
보울 피더(20)는 중앙에 설치되어 있는 전자석에서 발생하는 전자력이 상하로 힘을 가하며, 그 힘이 원주 상에 소정의 각도로 설치된 판스프링에 전달되고, 이에 따라 보울 피더(20)에 전진 및 회전 진동을 가함으로서 내부에 보유된 다이아몬드 입자(D)들을 경사방향으로 밀어 올리도록 설계된 장치이다.
보울 피더(20)는 상부에 형성된 개구(21)로부터 아래로 내려갈수록 직경이 작아지는 구조로 되며, 개구(21)를 통해 다이아몬드 입자(D)가 공급된다.
보울 피더(20)의 내부 벽면에는 벽면으로부터 돌출되도록 형성되어, 다이아몬드 입자(D)가 상부까지 이동할 수 있도록 형성된 가이드부(22)가 구비된다. 가이드부(22)는 내부 벽면을 따라 나선형으로 개구(21)를 향해 상승되는 구조이며 다이아몬드 입자(D)는 보울 피더(20)의 나선형 진동운동에 의해 가이드부(22)의 상면을 따라 상승된다.
가이드부(22)는 조절부(23)에 의하여 벽면으로부터 돌출되는 정도가 조절되는 것이 바람직하다. 조절부(23)는 보울 피더(20)의 상부에 위치하며, 조절부(23)를 돌림으로서 가이드부(22)의 돌출된 면적이 결정된다.
가이드부(22)와 개구(21)가 만나는 부분에는 다이아몬드 입자(D)를 외부로배출하기 위한 배출부(24)가 형성된다.
인라인 피더(30)는 내부에 설치된 전자석에서 발생하는 전자력이 수평으로 힘을 가하며, 그 힘이 소정 각도를 갖고 전후로 배치된 판스프링에 전달되고, 이에 따라 전후 및 상하 진동을 가함으로서 상부에 위치한 다이아몬드 입자(D)들이 전진하도록 설계된 장치이다.
인라인 피더(30)는 보울 피더(20)의 배출부(24)로부터 배출되어 낙하된 다이아몬드 입자(D)가 전진 운동할 수 있는 수평 공간이 상부에 형성되며, 이 수평 공간 상에는 다이아몬드 입자(D)를 정량적으로 전진시킬 수 있는 슈트(31)가 구비되는 것이 바람직하다.
슈트(31)는 'ㄷ'자 형상을 갖고 일정 길이로 연장된 구조로 되어 있으며, 개구(32)가 상부를 향하도록 인라인 피더(30)와 결합되어 보울 피더(20)의 배출부(24)로부터 낙하되는 다이아몬드 입자(D)를 개구(32)를 통하여 수용한다.
슈트(31)의 저면에는 다이아몬드 입자(D)의 폭보다 크거나 동일한 홈(33)이 다이아몬드 입자(D)의 전진 방향으로 복수개가 형성되어 있는 것이 바람직하며, 다이아몬드 입자(D)는 인라인 피더(30)의 진동 운동에 의해 홈(33)을 따라 화살표 방향으로 전진한다.
다이아몬드 입자(D)의 전진이 종료되는 부분에는 낙하부(34)가 형성되며, 낙하된 다이아몬드 입자(D)는 그 하부에 위치한 금속 벌크(B) 상에 점착된다.
낙하부(34)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전진 방향에 대하여 사선으로 절단된 형상이 바람직하며, 이에 따라 금속 벌크(B)의 점착면 전체에 대해 정량적으로동시에 점착이 가능하며, 사선의 형상을 변경함으로서 특정 부분에만 집중적인 낙하가 가능하다.
금속 벌크(B)에 대한 다이아몬드 입자(D)의 점착을 더욱 효과적으로 하기 위하여 금속 벌크(B)를 회전 가능하도록 고정한 고정부가 보울 피더(20) 및 인라인 피더(30)와 함께 사용되는 것이 바람직하다.
도 5에는 원판형 금속 벌크(B-1)를 고정시키기 위한 고정부(편의상 '원판형 고정부'라 칭함; 40)가 보울 피더(20) 및 인라인 피더(30)와 결합된 장치의 측면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 원통형 금속 벌크(B-2)를 고정시키기 위한 고정부(편의상 '원통형 고정부'라 칭함; 50)가 보울 피더(20) 및 인라인 피더(30)와 결합된 장치의 정면도가 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
원판형 고정부(40)는 금속 벌크(B-1)를 상부에 고정시키는 회전부(41) 및 화살표 방향과 같이 힌지부(42)를 기준으로 상하로 회전부(41)의 각도를 변경시킬 수 있는 각도 조절부(43)를 포함한다.
원판형 고정부(40)는 낙하부(34)의 하부에 일정 거리를 두고 위치하여, 낙하되는 다이아몬드 입자(D)가 금속 벌크(B-1) 상에 바로 점착될 수 있도록 한다.
회전부(41)는 금속 벌크(B-1)와 동축으로 회전하며, 금속 벌크(B-1)의 일부분에만 다이아몬드 입자(D)를 점착시키기 위하여 각도 조절부(43)에 의해 회전부(41)를 소정 각도로 기울여주는 것이 바람직하다.
예를 들면, 원판형 금속 벌크(B-1)의 선단 또는 가장자리 부분에만 다이아몬드 입자(D)의 점착이 요구되는 경우에 힌지부(42) 반대편을 상승시킴으로서 원하는 작업이 가능해진다.
원통형 고정부(50)도 원판형 고정부(40)와 마찬가지로 회전부(51), 힌지부 (52) 및 각도 조절부(53)를 포함하며, 회전부(51)의 회전축이 수평축이라는 차이가 있을 뿐이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 입자의 배열장치에 의한 다이아몬드 배열방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 보울 피더(20)의 내부에 다이아몬드 입자(D)를 공급하고, 보울 피더(20)에 의해 다이아몬드 입자(D)에 진동을 가하면 다이아몬드 입자(D)는 가이드부(22)를 따라 보울 피더(20)의 상부로 이동한다. 상부로 이동된 다이아몬드 입자(D)는 상부에 형성된 배출부(24)를 통하여 인라인 피더(30)로 낙하된다.
조절부(23)는 가이드부(22)의 돌출된 면적을 조절하며, 이에 따라 상부로 이동되어 낙하되는 다이아몬드 입자(D)의 양이 조절된다. 따라서, 다이아몬드 입자(D)가 과도하게 배출되어 인라인 피더(30) 내부에서 적체되는 것을 방지할 수 있다.
인라인 피더(30)의 상부에 고정된 슈트(31)의 저면으로 낙하된 다이아몬드 입자(D)는 인라인 피더(30)에 의해 가해진 진동으로 홈(33)마다 삽입되며, 홈(33)을 따라 낙하부(34)까지 전진 운동을 한다.
슈트(31)의 낙하부(34)는 금속 벌크(B)의 점착면과 일정 거리를 두고 위치하며, 사선으로 절단된 단부에 의하여 다이아몬드 입자(D)가 금속 벌크(B)의 점착면전체에 대해 정량적으로 동시에 점착이 가능하다. 또한, 낙하부(34)의 위치 및 형상에 의해 점착되는 다이아몬드 입자(D)의 집중도 조절이 가능하며, 원하는 위치에만 낙하시키는 것도 가능하다.
일정 거리를 두고 낙하부(34)의 하부에 위치한 금속 벌크(B)는 고정부(40, 50)의 회전부(41, 51) 상에 고정되며, 회전부(41, 51)와 함께 회전한다. 금속 벌크(B)의 선단 또는 가장자리 부분만에 대한 점착을 위해서 각도 조절부(43, 53)에 의해 힌지부(42, 52)를 중심으로 회전부(41, 51)를 일정 각도로 기울여 회전시키는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 다이아몬드 입자의 배열장치는 금속 벌크 상에 균일한 양을 낙하시키며, 원하는 위치에 원하는 양을 낙하시키도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 다이아몬드 입자의 낙하를 자동화된 장치에 의하여 수행함으로서 사람에 의한 낙하 공정을 피할 수 있어, 생산비 절감 및 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (7)

  1. 내부 벽면을 따라 나선형으로 상승되도록 형성된 가이드부(22) 및 상기 가이드부(22)를 따라 상승된 다이아몬드 입자(D)가 배출되도록 상부에 형성된 배출부(24)를 구비하며, 내부에 보유된 다이아몬드 입자(D)에 진동을 가하여 상기 가이드부(22)를 통하여 상승된 다이아몬드 입자(D)를 상기 배출부(24)로 배출시키도록 하는 보울 피더(20); 및
    상기 배출부(24)로부터 낙하된 다이아몬드 입자(D)에 진동을 가하여 전진시킨 후, 금속 벌크(B) 상에 낙하시켜 점착시키는 인라인 피더(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 입자의 배열장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보울 피더(20)는,
    다이아몬드 입자(D)의 배출량을 조절하기 위해 가이드부(22)의 돌출된 면적을 조절하는 조절부(23)가 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 입자의 배열장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인라인 피더(30)는,
    다이아몬드 입자(D)의 전진을 정량적으로 하기 위해 진행 방향으로 홈(33)이 형성된 슈트(31)가 상부에 구비된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 입자의 배열장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 슈트(31)는,
    다이아몬드 입자(D)가 낙하되는 낙하부(34)가 사선으로 절단된 형상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 입자의 배열장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 다이아몬드 입자의 배열장치는,
    상기 인라인 피더(30)로부터 배출되어 낙하된 다이아몬드 입자(D)가 점착되는 금속 벌크(B)를 수직축을 기준으로 회전이 가능하도록 고정시키는 고정부(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 입자의 배열장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 다이아몬드 입자의 배열장치는,
    상기 인라인 피더(30)로부터 배출되어 낙하된 다이아몬드 입자(D)가 점착되는 금속 벌크(B)를 수평축을 기준으로 회전이 가능하도록 고정시키는 고정부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 입자의 배열장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 고정부(40, 50)는,
    힌지부(42, 52)를 기준으로 소정 각도의 경사로 기울어지도록 하는 각도 조절부(42, 52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 입자의 배열장치.
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