KR100436321B1 - 석재 절단용 휠 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 석재 절단용 휠에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 림 타입의 석재 절단용 휠의 세그먼트(segment)와 세그먼트 사이의 슬롯(slot)에 소음감소 및 절삭성 증가를 위한 충진재를 충진하여 고속회전 절단시 발생되는 피삭재의 쪽 떨어짐(모서리 떨어짐)현상을 제거하여 제품의 품질을 향상시키고, 작업시 발생되는 소음을 절감하면서 흡수하여 작업환경을 개선할 수 있는 석재 절단용 휠에 관한 것이다.
본 발명의 석재 절단용 휠은 화강암이나 대리석과 같은 경질재료를 절단하거나 절삭하도록 절단기의 회전축에 고정 설치되도록 회전축공이 형성되고, 상기 회전축공을 중심으로 방사상형태로 원주에서 일정깊이로 슬롯이 형성되며, 상기 슬롯과 슬롯으로 구분되는 세그먼트에 팁을 부착하여 형성된 석재 절단용 휠에 있어서, 상기 블레이드의 떨림현상으로 인한 소음을 절감하고 흡수하며, 절단작업시 발생하는 열을 발산하도록 적어도 상기 블레이드보다 무른 재질로 충진되는 충진재를 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

석재 절단용 휠{CUTTING WHEEL FOR STONE CUTTING}
본 발명은 석재 절단용 휠에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석재 절단용 휠의 슬롯(slot)에 소음감소 및 절삭성증가를 위한 충진재를 충진하여 휠이 고속으로 회전하면서 석재를 절단시 발생되는 절단면의 쪽 떨어짐(모서리 떨어짐)현상을 제거하여 제품의 품질을 향상시키고, 절단 작업시 발생되는 소음을 저감하거나 흡수하여 작업 환경을 개선할 수 있는 석재 절단용 휠에 관한 것이다.
일반적으로 대리석, 화강암 등의 석재를 절단 및 가공하는 석재 절단용 휠은 도4 및 도5에 도시된 것과 같이 디스크(10)와, 상기 디스크(10)의 외주부에 일정간격으로 부착되고 연삭 입자를 포함하는 팁(20)으로 구성된다.
상기 팁(20)은 입상(粒狀) 또는 분말상의 고경도(高硬度) 물질의 연삭 입자 (abrasive material)를 포함하고 있어서 석재와 같은 단단한 물체를 절단 및 가공하는 것이 가능하다. 상기 팁(20)에 포함된 연삭 입자로 천연품으로는 다이아몬드, 에머리(emery), 스피네르, 석류석, 규석 점토류, 활석, 미정질 규산염 등이 있고, 인조품으로서는 인조 다이아몬드 파우더, 용융 알루미나, 카아보런덤(carborundum), 탄화붕소, 기타 고경도 탄화물, 산화철, 산화크롬, 알루미나, 유리가루 등이 있다. 일반적으로 석재 절단용 휠에 사용되는 연삭 입자로는 인조 다이아몬드가 많이 이용되고 있다.
상기 디스크는 원판형이고 강철로 되어 있으며, 중심부에 절삭기의 회전축에 고정하기 위한 구멍(11)이 형성되어 있고, 원주에서 방사상으로 중심부를 향하여 일정한 길이로 슬롯(35)이 형성되어 있다. 상기 슬롯(35)은 상기 팁(20)의 부착된 일정한 간격 사이에 형성되어 있다. 디스크의 원주상에서 상기 슬롯(35)과 슬롯(35) 사이의 간격을 세그먼트(40)라고 한다. 세그먼트(40)의 원주부에 다이아몬드를 연삭 입자로 포함하는 팁(20)이 소결 부착되어 있다.
상기 슬롯(35)은 도5에 도시된 바와 같이 'U'자 형상으로 이루어진 것과 도4에 도시된 바와 같이 키이 구멍 형상으로 이루어진 것 등이 있다. 상기 슬롯(35)의 기능은 일반적으로 절단시 사용되는 냉각재의 순환을 용이하게 하고, 절삭된 석재등의 칩의 제거를 용이하게 한다. 또한 상기 디스크(10)의 세그먼트(40)에 팁(20)을 소결 부착할 때 발생하는 열 응력을 분산시켜 블레이드의 변형을 방지하는 역활도 한다.
대한민국 실용신안등록 출원번호 제20-1995-035600호(고안의 명칭이 "석재가공용 커터 구조")에는 상기 팁에 3개의 절단홈을 형성하여 절단 휠의 절삭력을 좋게 하는 구성이 공개되어 있다. 또한 대한민국 특허 출원번호 제10-2000-0055341호에는 상기 팁의 선단을 둔각으로 하여 팁의 절단시 충격에 의한 마모 및 열적부하를 완하시키는 구성이 공개되어 있다.
그러나 종래의 석재 절단용 휠은 절단작업시 상기 휠의 슬롯이 있으므로, 팁이 연속적으로 석재를 절단 또는 절삭하지 못하고 간헐적으로 석재를 절삭 또는 절단하게 되어 휠에 충격에 의한 진동이 발생하여 소음 및 팁의 파손을 일으키는 문제점이 있다. 또한 슬롯에 의한 휠의 진동으로 인해 석재 절단면의 끝부분(모서리)이 떨어지는 현상이 발생하여 절단면이 매끄럽지 못하여 절단의 마무리 단계에서 불량을 일으키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 석재 절단용 휠에 형성된 세그먼트 사이의 슬롯에 의하여 발생하는 충격을 완화시켜서 석재 절단면의 끝부문(모서리)이 떨어지는 현상을 제거하여 제품의 품질을 향상시키고, 소음을 저감시켜서 절단 작업의 환경을 개선하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 석재 절단용 휠에 형성된 세그먼트 사이의 슬롯에 의하여 발생하는 충격을 완화시켜서 팁이 충격에 의하여 부서지거나 마모되는 것을 방지하여 절단성을 좋게 함과 동시에 휠의 수명을 연장된 절단용 휠을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명에 따른 석재 절단용 휠의 사시도
도2는 본 발명에 따른 석재 절단용 휠의 평면도
도3은 본 발명의 석재 절단용 휠을 절단기에 설치한 상태도
도4 및 도5는 각각 종래의 석재 절단용 휠의 평면도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 디스크 11 구멍
12 회전축 20 팁
30 충진재 35 슬롯
40 세그먼트 60 절단기
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 석재 절단용 휠은, 원반형의 디스크와 상기 원반형 디스크의 원주부에 일정한 간격으로 소결 부착되고 다이아몬드 연삭 입자를 포함하는 복수개의 석재 절삭용 팁을 포함하고, 상기 디스크는 중심부에 절삭기의 회전축에 고정되기 위한 구멍을 갖고, 상기 팁이 부착되지 않은 일정한 간격 사이에 원주부로부터 방사상으로 중심을 향하여 일정 길이의 복수개의 슬롯이 형성된 석재 절단용 휠에 있어서, 상기 복수개의 슬롯 중 적어도 하나의 슬롯에 상기 석재 절삭용 팁보다 무른 재질의 충진재가 충진된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 석재 절단용 휠은, 상기 충진재가 비스페놀 에이(A)형 에폭시 수지와 연삭 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 석재 절단용 휠은, 상기 충진재가 비스페놀 에이(A)형 에폭시수지와 연삭 입자가 2 대 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 석재 절단용 휠은, 상기 연삭 입자가 씨(C)입자 또는 지씨(GC)입자인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 석재 절단용 휠은 디스크의 슬롯에 팁보다 무른 재질이 충진재를 충진하였기 때문에, 석재를 절단할 경우 충진재에 의하여 팁에 대한 충격을완화하게 되므로, 충격시 발생하는 소음을 저감하게 된다.
또한 본 발명에 의한 석재 절단용 휠은 팁에 가해지는 충격량을 줄이게 되므로 팁의 파손을 방지하여 팁의 수명을 연장하게 되며 절삭성을 좋게 한다.
또한 본 발명에 의한 석재 절단용 휠은 휠에 가해지는 충격을 줄이게 되어 휠의 진동을 적개하므로, 절단면의 가공이 매끄럽게 되고, 특히 절단면 끝단(모서리)이 떨어지는 현상을 줄이게 된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 석재 절단용 휠의 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 석재 절단용 휠의 평면도이며, 도3은 본 발명에 의한 석재 절단용 휠을 절단기에 설치 상태도이다.
도1 및 도2에 도시된 것과 같이 본 발명에 의한 석재 절단용 휠은 디스크(10)와, 상기 디스크(10)의 외주부에 일정간격으로 부착되고 연삭 입자를 포함하는 팁(20)으로 구성된다. 상기 디스크(10)와 상기 팁(20)은 앞에서 설명한 도4 및 도5에 도시된 것과 같은 공지의 형상 및 재질로 구성될 수 있다.
공지의 석재 절단용 휠과 본원 발명에 의한 석재 절단용 휠의 차이점은, 슬롯(35)에 팁의 재질보다 무른 재질의 충진재(30)가 충진되어 있다는 점이다. 슬롯(35)의 형상, 이격 간격, 중심의 구멍방향으로의 슬롯의 깊이, 수등은 절단 속도등의 조건에 따라 공지된 방법에 의하여 적합하게 형성될 수 있다. 즉, 슬롯의 형상이나 치수와 관계없이 슬롯(35)에 팁의 재질보다 무른 재질의 충진재(30)가 충진되어 있으면 본 발명의 범위에 속하게 된다. 또한 본 발명에 의한 슬롯(35)에충진재가 충진된 절단 휠(50)은 충진재가 절단 휠(50)의 복수의 슬롯(35) 중 일부에만 충진되어 있어도 좋다.
상기 절단 휠의 슬롯(35)에 충진된 충진재(30)는 비스페놀 에이(A)형 에폭시수지 결합제에 연삭 입자를 결합하여 제조한다. 비스페놀 에이(A)형 에폭시수지 결합제와 연삭입자는 중량비를 2대 1로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 연삭 입자는 탄화규소(SiC)로 이루어진 씨(C)입자 또는 지씨(GC)입자로 하는 것이 바람직하다. 씨(C)입자는 규사(SiO2) 및 코오크스 등을 원료로하여 전기로에서 인공적으로 제조되는 것이며, 특히 지씨(GC)입자는 원료를 정선하여 제조한 것은 순도가 높고(98%이상), 녹색결정을 이루며 경도가 높으며 끈기가 다소 강한 특징이 있다. 상기와 같은 성분으로 이루어진 충진재(30)는 일반적으로 절단 휠을 제조한 후에 충진하고 경화시킨다.
상기 슬롯(35)에 상기와 같은 충진재가 충진된 절단 휠(50)은 슬롯(35)이 비어 있을 경우 발생되는 칩핑(chipping)현상을 방지하게 되며, 절단 작업시 충진재(30)는 팁(20)보다 무른 성질을 가지므로, 팁(30)에 의하여 절삭된 칩에 의하여 쉽게 마모되어 칩의 배출을 방해하지도 않는다. 또한 팁(20)과 거의 같은 속도로 소모되어 절단 휠(50)이 거의 원형을 유지하게 되므로 피삭재료의 팁(20)에의 충격을 다소 완화하여 수명을 연장하게 된다.
특히 슬롯(35)을 충진재로 충진함에 의해서 피삭재와 팁(20)과의 충격을 완화하여 절단 휠(50)의 진동을 완화시켜서, 이로 인한 소음을 저감시키며 동시에 충진재가 소음을 흡수하게 된다. 종래의 슬롯을 형성한 휠로 화강암을 절단할 경우 1400 내지 2000 rpm에서 약 90 내지 98 데시벨(dB)의 소음이 발생하였으나, 본 발명에 의한 휠로 절단할 경우에는 70 내지 75데시벨(dB)로 소음이 감소됨을 실험에 의해 확인하였다.
도3은 본 발명에 의한 절단 휠의 설치 상태도이며, 도3을 참조하여 본 발명의 작용을 설명한다.
먼저 절단기(60)의 회전축(12)에 본 발명에 의한 석재 절단용 휠의 구멍(11)을 맞추어 절단 휠을 삽입하여 고정시킨다. 다음으로 전원을 인가하여 절단 휠을 소정의 속도로 회전시켜 피삭재를 절단하는 절단작업을 수행하게 된다. 이때 디스크(10)의 가장자리의 세그먼트(40)의 외주면에 부착되어 있는 팁(20)에 의해 피삭재가 절단된다.
이 때 상기 다이아몬드 팁(40) 사이의 슬롯(35)에 충진되어 있는 충진재(30)는 고속으로 회전하는 디스크(10)와 피삭재와의 충돌 및 연삭시 발생되는 소음을 줄이면서 흡수하게 되며, 절단작업 도중 충격에 의한 디스크(10)의 진동을 줄이게 되어 칩핑(chipping)현상을 방지할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 충진재가 충진된 석재 절단용 휠을 사용하면, 일반적인 절단용 휠에서 발생되는 소음을 줄이면서 동시에 흡수하여 작업환경을 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 슬롯에 충진재를 충진함으로서 절삭재와 충격을 완화시켜 팁의 과도한 마모를 방지하며, 적절한 절삭력을 유지하고 휠의 수명을 연장시킬수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 석재 절단용 휠에 형성된 세그먼트 사이의 슬롯에 의하여 절삭재와 충돌하여 발생하는 충격을 완화시켜서 석재 절단면의 끝부문(모서리)이 떨어지는 현상을 제거하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (4)

  1. 원반형의 디스크와, 연삭 입자를 포함하고 상기 원반형 디스크의 원주부에 일정한 간격으로 소결 부착된 복수개의 석재 절삭용 팁을 포함하고, 상기 디스크는 중심부에 절삭기의 회전축에 고정되기 위한 구멍을 갖고, 상기 팁이 부착되지 않은 일정한 간격 사이에 원주부로부터 방사상으로 중심을 향하여 일정 길이의 복수개의 슬롯이 형성된 석재 절단용 휠에 있어서,
    상기 복수개의 슬롯 중 적어도 하나의 슬롯에 상기 석재 절삭용 팁보다 무른 재질의 충진재가 충진된 것을 특징으로 하는 석재 절단용 휠.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충진재는 비스페놀 에이(A)형 에폭시 수지와 연삭 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 석재 절단용 휠.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충진재는 비스페놀 에이(A)형 에폭시수지와 연삭 입자가 2 대 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 석재 절단용 휠.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 연삭 입자는 씨(C)입자 또는 지씨(GC)입자인 것을 특징으로 하는 석재절단용 휠.
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