KR101046080B1

KR101046080B1 - 절단 휠

Info

Publication number: KR101046080B1
Application number: KR1020080092970A
Authority: KR
Inventors: 하인리크 오스텐다르프
Original assignee: 뵐르 아게
Priority date: 2007-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2011-07-01
Also published as: US20100075580A1; DE112008003158A5; WO2009036744A1; DE202007013306U1; TW200914388A; KR20080114636A

Abstract

본 발명은 소정의 절단선을 형성하기 위한 절단 휠에 관한 것으로서, 절단 휠은 휠의 외주면을 한정하여 적어도 부분적으로 고르지못한 치형부가 형성된 절단 치형부와 함께 절단 에지부를 갖는 방사형 원주 라인을 포함하고, 절단 치형부는 치형부 간극을 통해 원주 방향으로 서로 이격되어 있다. 특히 다양한 용도에서 분리면 및 파단 에지부의 품질이 개선되고 돌출부 형성이 최소화된 평면 디스플레이 기타 유리 재료를 제공할 수 있는 절단 휠이 요구된다. 이를 위해, 고르지못한 치형부의 절단 치형부는 휠의 일부 원주 상에 적어도 불규칙한 배열을 가지며, 절단 치형부의 길이(Z) 및/또는 치형부 간극의 길이(S)는 적어도 일부 인접 치형부 및/또는 치형부 간극 사이 또는 전체 치형부 및/또는 치형부 간극 사이에서 변한다.

절단 휠, 절단선, 치형부, 디스플레이, 유리

Description

절단 휠 {CUTTING WHEEL}

본 발명은 재료 상에 소정의 절단선을 형성하기 위한 절단 휠으로서, 상기 절단 휠은 상기 휠의 외주면을 한정하여 적어도 부분적으로 고르지못한 치형부가 형성된 절단 치형부와 함께 절단 에지부를 갖는 방사형 원주 라인을 포함하고, 상기 절단 치형부는 치형부 간극을 통해 원주 방향으로 서로 이격 배치되어 있다. 또한, 본 발명은 독립 청구항인 청구범위 제18항 및 제21항에 따른 절단기 및 휴대용 절단기에 관한 것이다.

예를 들면, 유리판, 중공 재료와 같은 매우 다양한 유리 재료에 절단선을 형성하기 위해 사용할 수 있는 다수의 절단 휠이 공지되어 있다. 이러한 유리 재료는 각각의 유리 형태와 관련하여, 특히 화학적 조성물, 재료 두께 등과 관련하여 다양할 수 있다. 현재 이러한 유리판은 스크린, 휴대폰, 디지털 카메라와 같은 전자 소자의 디스플레이용으로 사용되고 있으며, 분리된 유리판의 분리면 및 파단 에지부의 품질에 대한 요건들이 제기되고 있다. 이 경우, 대개 필수적으로 절단선 형성 공정을 통해 일정 깊이의 절단선이 형성되며, 이러한 절단선은 바람직하게는 유리판의 전체 두께에 걸쳐 연장되어 유리판 조각으로 분리시 돌출부 형성이 최대한 방 지될 수 있으며 높은 에지 품질을 달성할 수 있게 된다. 이때, 일정 깊이의 절단선을 형성하기 위한 절단선 형성 공정에서, 유리판의 재료 응력을 토대로 절단선을 따라 표면을 분할시킨다. 그러나, 원치 않는 돌출부 형성이 증가될 수 있다. 실제로, 이러한 분할은 유리판에 대해 보다 적은 힘으로 유리 절단 휠을 압착하여 방지할 수 있지만, 절단선의 깊이를 작게 함으로써 유리판 조각이 제대로 분리되지 않거나 돌출부가 실질적으로 증가하게 된다.

평면 디스플레이용 유리판 조각들의 분리를 위해 레이저 빔 절단 기술이 부분적으로는 채택되고 있으나, 이러한 기술은 높은 장치 비용에 때문에 제한적으로 사용된다. 게다가, 레이저 빔 절단 방법의 생산성 또한 제한적이다.

이러한 소정 깊이의 절단선을 얻을 수 있고 예를 들면 평면 스크린과 같은 평면 디스플레이의 제조하기에 적합한 유리 절단 휠이 이미 공지되어 있다. EP 1 092 686 B1 및 EP 773 194 B1에 기재되어 있는 절단 휠에는 상기 절단 휠의 수렴하는 굴곡 측면을 통해 돌출부와 오목부가 원주 리브와 함께 번갈아 형성되어 있다. 상기 오목부는 소정의 간격을 두고 배치된다. 그러나, 상기 절단 휠의 단점은 전체 용도에서 소정 깊이의 절단선의 형성을 통해 분리면과 파단 에지부의 품질이 높지 않고, 동일한 절단 휠에 의해 유리판에 절단선을 형성할 때 매우 다양한 두께 및/또는 다양한 재료 품질이 허용되지 않는다는 점이다. 따라서, 유리의 화학적 조성물 뿐 아니라 예를 들면 표면 경화와 같은 표면 가공과 관련하여 유리 품질이 다양한 범위에서 변화될 수 있다. 유리판 두께는 통상적으로 0.4 내지 약 1.2 mm (1 mm = 10³ ㎛)의 범위로 매우 다양할 수 있으며, 표면 경화, 표면 가공 등이 실시될 수 있다. 또한, 유리 재료의 형태에 따라 예를 들면 평면 유리, 만곡형 유리 등과 같이 다양하게 가공된다. 유리 절단 휠은 특수한 용도와 상관없이 항상 적합한 분리면 및 파단 에지부를 형성하여야 한다. EP 1 092 686 B1 또는 EP 773 194 B1에 따른 유리 절단 휠은 현 상황에서 가장 적합한 것은 아니다.

본 발명의 목적은 분리면 및 파단 에지부의 품질이 개선되고 돌출부 형성이 최소화되며 다양한 용도로 사용할 수 있는 평면 디스플레이를 제조할 뿐 아니라 기타 유리 재료를 형성할 수 있는 절단 휠 및 특히 유리 절단 휠을 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구범위 제1항에 따른 유리 절단 휠, 제18항에 따른 절단기 및 제21항에 따른 유리 절단기에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 절단 휠은 적어도 일부 원주 상에 치형부의 원주 연장부에서 절단 치형부의 길이 및/또는 치형부 간극의 길이에 대해 불규칙한 고르지못한 치형부를 포함한다. 인접 치형부 및/또는 인접 치형부 간극의 길이는 적어도 일부 또는 전체의 불규칙한 치형부 배열 또는 휠의 치형부가 완전히 서로 달라 치형부 간극이 더 이상 소정의 간격으로 배치되지 않는다.

본 발명의 절단 휠에 의해 가공시 공정 창(process window)이 실질적으로 연장되어, 예를 들면 소정 깊이의 절단선이 매우 다양한 유리 품질 및/또는 매우 다양한 재료 두께에서 형성할 수 있고, 그 결과 광범위한 다양한 용도의 절단 휠에 의해 높은 품질의 분리면 및 파단 에지부를 형성할 수 있다. 소위 "개방 단면"에서 유리 재료의 분리는 절단선 형성 공정을 통해 분리된 재료 파편을 분리한다. 특정 이론에 구속되지 않고 유리 재료에서 절단 치형부의 진동에 의해 국소 전압 피크 및 소정 깊이의 절단선이 형성된다. 이로 인해, 절단 치형부 및/또는 치형부 간극 의 길이가 불규칙하고 다양하게 되며, 주파수 스펙트럼 진동 자극은 약간의 불연속 주파수로 덜 제한한다. 이를 통해, 유리 재료 고유의 진동 스펙트럼에 대한 결합이 잘 보장될 수 있다. 본 발명에 따른 휠의 치형부 및/또는 치형부 간극의 불규칙한 또는 불균일한 길이를 통해 주파수는 유리 재료가 보다 높은 역학적 가요성을 신뢰성있게 갖도록 하며 신뢰성있게 큰 진동 진폭 및 깊은 절단선이 형성되도록 한다. 이에 반해, EP 1 092 868 B1에 따른 규칙적인 치형부 배열은 일부 바탕 주파수 및 그것의 배-진동을 생성하여 상기 효과가 전혀 달성되지 않으며 특별한 경우에만 충분한 분리면 및 파단 에지부의 높은 요건을 만족시킨다.

연마 공정을 통해 제조되는 불균일한 미세- 또는 마이크로 치형부를 가진 유리 절단 휠이 공지되어 있다. 이러한 마이크로 치형부는 절단선 형성 공정시 유리판에서 절단 휠이 미끄러지지 않도록 할 뿐 충분한 깊이의 절단선이 형성되지 않는다. 상기 유리 재료 표면에서 측상 분할이 일어나며 불균일한 파단 에지부가 형성되어 평면 디스플레이에 대한 최근의 요건을 충분히 만족하지 않는다.

본 발명에 따른 유리 절단 휠의 진동 스펙트럼의 확장은 치형부 및/또는 치형부 간극이 휠의 원주 상에 추계학적으로 분포 배치될 때 측정된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '불균일'은 특히 '추계학적' 크기, 예를 들면 추계학적 연속 또는 분포로 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '추계학적 분포'는 완전히 규칙성이 없는 분포로 이해되거나 또는 확률 함수에 따른 분포, 예를 들면 가우스 분포로 이해되어 증가된 확률을 가진 무작위 분포값으로 나타날 수 있다. 그러나, 함수적으로 정의된 규칙성에 따른 수학-함수적 연관 관계는 존재하지 않는다.

각각 휠 원주 상에서 다양한 길이를 갖는 다수의 치형부 Z1, Z2 및/또는 치형부 간극 S1, S2는 추계학적으로 분포되어 있고, 이들의 영역은 일정하거나 가변적일 수 있다. 특히, 불규칙적인 치형부 배열에서는 평균 치형부 길이 Z' 및 평균 치형부 간극 길이 S'에서 상기 치형부 및/또는 치형부 간극은 각각 소정의 간격 Z' ± d 또는 S' ± e 범위의 길이를 가지며 서로 불균일할 수 있다. 상기 치형부 및/또는 치형부 간극의 이동은 이들의 평균 길이와 무관할 수 있다. 예를 들면 불균일한 치형부 배열에서 평균 치형부 길이 Z' 및/또는 평균 치형부 간극 길이 S'의 상기 치형부 및/또는 치형부 간극은 소정의 간격 Z' ± d 및/또는 S' ± e ㎛ 내에서 그 평균 위치가 예를 들면 추계학적 분포로 배치된다. 상기 치형부 및/또는 치형부 간극은 평균 길이를 유지하면서 상기 간격 내에서 휠의 양측 원주 방향 중 일방향으로 추계학적 가변량으로 이동 배치된다. 이렇게 형성된 절단 휠에 의해 적절한 분리면과 파단 에지부의 형성과 함께 상기 휠의 용도 범위가 실질적으로 확대될 수 있다. 이러한 휠에서 다수의 진동수에 의한 소정의 진동 스펙트럼이 얻어지며, 이러한 진동은 규칙적인 치형부 배열에 의해 생성되는 바탕 주파수 및 그의 배-진동의 외부에 위치하며, 이는 다양한 용도에서 매우 유리한 것이다.

간격 d의 길이는 2d ≤ Z' 또는 ≤ 9/10 Z', 2d ≤ 3/4 Z', 2d ≤ 1/2 Z', 2d ≤ 1/3 Z' 또는 2d ≤ 1/4 Z'일 수 있다. 또한, 2e ≤ S' 또는 ≤ 9/10 S', 2e ≤ 3/4 S', 2e ≤ 1/2 S', 2e ≤ 1/3 S' 또는 2e ≤ 1/4 S' 일 수 있다. 일반적으로, 상기 간격 ±d 및/또는 ±e는 서로 독립적일 수 있으며, 제조 공차(tolerance)를 기준으로 한 편차보다 더 크며, 예를 들면 각각 평균 치형부 길이 Z' 또는 평균 치형부 간극 길이의 ≥ 1-2%, ≥ 3-5% 또는 ≥ 7%일 수 있다. 간격 ±d 및/또는 ±e는 각각 독립적으로 서로 ≥ 0.1-0.2 ㎛, ≥ 0.25-0.5 ㎛, ≥ 0.75-1 ㎛ 또는 ≥ 1.5-2 ㎛일 수 있다.

또 다른 실시형태에 따르면, 평균 치형부 길이 Z'를 갖는 불규칙한 치형부 배열에서 치형부 길이 Z ± n Δz를 갖는 치형부가 제공될 수 있고, 이때 n은 정수 또는 1 미만의 유리수이다. 상기 치형부는 각각 예를 들면 그 평균 위치에서 휠의 원주 방향으로 ± n Δz 만큼 이동될 수 있다. 인접 치형부 중 소정의 치형부의 일측 또는 양측은 상이한 치형부 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이는 반복 구조의 치형부 배열 또는 상기 휠의 전체 치형부에 대해 적용될 수 있다. 상기 유리수 n은 인접한 치형부를 기준으로 3/4, 1/2, 1/3, 1/4 또는 1/5, 일반적으로 비율 X/Y일 수 있다(이때 X 및 Y는 각각 10 미만의 정수이다.)

이를 통해, 치형부 길이 Z는 증분(incremental) 치형부 길이 편차 Δz의 배수가 상이할 수 있으며, 유리 재료에서 절단부 형성 공정시 스펙트럼 상에서 분포된 진동이 초래될 수 있고, 결국 증분값 Δν 은 상이할 수 있고, 한편으로는 소정의 스펙트럼 범위에서 분포 한정된 진동이 초래될 수 있으며, 유리에서 소정 깊이의 절단선의 형성은 매우 유익한 것으로서 밝혀진 것은 상대적으로 뾰족한 진동 피크가 존재할 수 있기 때문이다. 원하는 분리면의 품질과 관련하여 또한 부분적으로 절단 휠의 적용가능한 전진 운동 속도는 절단선 형성 공정시 유리한 것으로 밝혀졌다.

상술한 치형부 배열의 치형부 간극 길이 S와 관련하여, Δs ≤ 4 내지 5 Δz 또는 Δs ≤ 2 내지 3 Δz 또는 Δs는 Δz와 거의 동일하다. 또한 Δs ≥ 0.75 내지 1 Δz 또는 Δs ≥ 1.25 내지 1.5 Δz일 수 있다. 상기 치형부 간극 길이는 실질적으로 일정하거나 또는 평균 치형부 간극 길이 S'로부터 치형부 간극 길이의 편차 Δs는 Δs ≤ S' 또는 Δs ≤ Δz일 수 있다.

대안적으로 또는 평균 치형부 길이 Z'로부터 상술한 치형부 길이 Z의 편차에 부가적으로, 평균 간극 길이 S'로부터 치형부 간극은 S'±mΔs의 길이 S를 가질 수 있다(이때, "m"은 정수 또는 1 미만의 유리수이다). n에 대해 상술한 바와 같이, Δs는 Δz에도 적용될 수 있다(각각 크기 S 또는 S' 기준임). 상기 치형부 간극은 예를 들면 평균 위치로부터 휠의 원주 방향으로 ±mΔs 만큼 이동될 수 있다.

치형부 편차 Δz 는 일반적으로 Δz < Z' 또는 ≤ 9/10 Z', 바람직하게는 Δz ≤ 3/4 Z', Δz ≤ 1/2 Z', Δz ≤ 1/3 Z', Δz ≤ 1/4 Z' 또는 Δz ≤ 1/5 Z'일 수 있다. 치형부 간극 길이의 편차는 일반적으로 Δs < S' 또는 ≤ 9/10 Z', 바람직하게는 Δs ≤ 3/4 S', Δs ≤ 1/2 S', Δs ≤ 1/3 S', Δs ≤ 1/4 S' 또는 Δs ≤ 1/5 S'일 수 있다. 각각의 평균값 Z', S'의 편차 Δz, Δs는 일반적으로 제조 공차보다 크고, 예를 들면 서로 독립적으로 ≥ 0.1 내지 0.2 ㎛, ≥ 0.25 내지 0.5 ㎛, ≥ 0.75 내지 1 ㎛ 또는 ≥ 1.5 내지 2 ㎛이다. 편차Δz, Δs는 또한 평균 치형부 길이 Z1 또는 평균 치형부 간극 길이 S'의 ≥ 1 내지 2%, ≥ 3 내지 5% 또는 ≥ 7%일 수 있다.

소정의 불규칙한 치형부 배열은 바람직하게는 원주 상에서 바람직하게는 여 러번 반복되어 있고, 평균 치형부 간극 길이 S'는 평균 치형부 길이 Z'보다 크거나 동일할 수 있으며, 바람직하게는 평균 치형부 간극 길이 S'는 평균 치형부 길이 Z'의 1.1 내지 5 또는 1 내지 3, 바람직하게는 1.2 내지 2 또는 약 1.3 내지 1.7일 수 있다.

상기 휠의 연속 회전 운동에서 상기 치형부 및/또는 치형부 간극의 길이 변화는 수학적-함수 연관 관계에 따라 주기적 또는 비주기적으로 발생하고, 경우에 따라 추계학적으로 발생한다. 비주기적 분포는 연속적인 치형부 및/또는 치형부 간극의 소정의 규칙성이 존재할 수 있으며, 예를 들면 규칙적인 연속성에 대한 임의의 변동이 주어질 수 있다. 상기 치형부 및/또는 치형부 간극의 길이는 예를 들면 선형 또는 비선형 등과 같이 연속적일 수 있으며, 치형부 배열의 길이는 치형 함수로서 증가하거나 또는 감소할 수 있지만, 본 발명에서는 소정의 수학적-함수 규칙성에 따른다. 상기 치형부 및/또는 치형부 간극의 주기적 연속에서는, 평균 치형부 길이 및/또는 치형부 간극 길이가 적어도 일부의 휠 원주 상에서 사인 또는 코사인-함수와 같이 주기적 함수의 휠 원주를 따라 변화될 수 있다.

연속 치형부 및/또는 연속 치형부 간극의 주기 길이는 각각 치형부 배열의 길이일 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 불규칙한 연속 치형부의 원주 연장부보다 작을 수도 있으며, 예를 들면 상기 치형부 및 치형부 간극의 주기 길이(일반적으로 치형부/치형부 간극의 수로서 측정되거나 또는 길이 단위로 측정됨)는 서로 상이할 수 있다. 물론, 상기 치형부 및 치형부 간극의 주기는 다양하게 겹칠 수도 있다. 상기 치형부 및 치형부 간극의 주기 길이는 통상적인 제수(divisor)를 가질 수 있어 소정의 연속 치형부를 따라 연속 치형부가 반복될 수 있으며, 상기 제수는 유리수이거나 무리수일 수 있다. 이러한 연속 치형부에서 유리 재료에 절단부 형성 공정시 진동은 소정 깊이의 절단선의 형성을 위해 다양한 유리 형태 및 유리 두께에서 매우 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 치형부 길이 또는 치형부 간극의 길이는 주기적으로 변화되고, 각각의 길이는 부분적으로 비주기적으로 변화되거나 추계학적으로 변경될 수 있다. 특히, 불규칙한 연속 치형부에서 상술한 방법으로 치형부의 길이 및 치형부 간극의 길이는 소정의 연속 치형부에서 일정하다. 소정의 용도에서, 치형부 간극의 길이가 상술한 형태로 변경되고 치형부의 길이가 실질적으로 일정한 경우 또는 그 역인 경우의 휠이 목적에 적절하게 사용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 휠의 치형 배열은 다중 반복 구조로 이루어지며, 이와 동일한 소정의 불규칙한 치형 배열로 구성되며, 2 이상의 형태로 다양한 불규칙한 치형부 배열이 치형부 원주 상에서 규칙적 또는 불규칙적으로 반복될 수 있다. 상기 휠의 원주 상에 연장되는 치형부 배열은 실질적으로 2 이상의 형태로 다양한 불규칙한 치형부 배열을 구성할 수 있으며, 이러한 치형부 배열은 상기 휠의 원주 상에서 반복된다. 경우에 따라, 반복적인 불규칙한 치형부 배열 Z1 사이에 추가적인 치형부 배열 Z2 또는 Zn이 존재하여 치형부 배열 Z1, Z2의 다양한 형태가 휠의 원주 상에서 한정되거나 불규칙적인 연속으로 서로 반복적으로 분포될 수 있다. 경우에 따라, 불규칙한 또는 치형부 및 치형부 간극 기준으로 규칙적인 반복 치형부 배열 사이에 추계학적, 비-반복적인 배열이 존재할 수 있다. 이러한 반복 배열은 경우에 따라 소정의 수학-함수의 규칙성에 따를 수 있다. 휠 원주 단면에 추계학적 배열이 존재할 수 있으며, 이들 배열 사이에 비-추계학적 치형부 배열이 존재할 수 있다. 이를 통해, 유리 재료에서 소정의 주파수 분포를 갖는 각각의 공간 주파수 스펙트럼이 얻어져 다양한 유리 형태 및 다양한 유리 두께에서 실질적으로 적절한 결과가 달성될 수 있다.

치형부 배열, 특히 반복 치형부 배열은 그 길이 기준으로 2-20개 내지 25-30개, 또는 40-50개 또는 그 이상의 치형부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 4, 6, 8, 10, 12, 16개 또는 그 이상의 치형부를 포함할 수 있다. 상기 반복 치형부 배열은 ≥ 75-100, ≥ 40-50, ≥ 25-30 또는 ≥ 15-20개의 치형부를 포함한다.

상기 불규칙한 치형부 배열은 ≥ 100-150 ㎛, ≥ 200-300 ㎛, ≥ 400-500 ㎛ 또는 ≥ 750-1000 ㎛의 원주 연장부를 포함할 수 있으며, 상기 치형부 배열은 적어도 2개의 치형부를 포함할 수 있다. 상기 비균일한 치형부 배열이 반복적이며, ≤ 3.5-4 mm, 특히 ≤ 2-3 mm 또는 ≤ 1-1.5, 특히 ≤ 500-750 ㎛ 또는 ≤ 300 - 400 ㎛의 원주 연장부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 절단 휠은 ≥ 5-6 mm 또는 ≥ 7-8 mm, 특히 약 9-10 mm의 원주를 가질 수 있다. 상기 절단 휠 원주는 ≤ 25-30 mm, ≤ 15-20 mm 또는 ≤ 12-14 mm일 수 있다. 회전축을 포함할 수 있는 상기 절단 휠의 폭은 0.3 내지 5 mm, 0.3 내지 5 mm, 바람직하게는 0.5 내지 4 mm 또는 1 내지 3 mm 범위일 수 있다.

상기 치형부 간극은 주 평면에서 그 바닥면을 기준으로 치형부의 절단 에지부로부터 ≥ 0.5-1 ㎛, ≥ 1.5-2 ㎛, ≥ 3-4 ㎛ 또는 ≥ 5-10 ㎛ 만큼 방사형으로 뒤에 위치할 수 있으며, 이는 치형부 높이에 해당한다. 또한, 상기 치형부 간극의 절단 에지부는 치형부의 절단 에지부로부터 ≤ 20-30 ㎛, ≤ 15-20 ㎛, ≤ 10-12 ㎛ 또는 ≤ 8 ㎛ 만큼 방사형으로 뒤에 위치할 수 있다. 상기 치형부의 절단 에지부로부터 치형부 간극의 절단 에지부에 이르는 방사형 거리는 절단선 형성 공정시 유리 절단 휠에 대해 소정의 힘을 작용시켜 유리판에 치형부 간극의 절단 에지부가 침투하는 방식으로 측정될 수 있다. 적용되는 접촉력은 ≤ 10 N, 특히 ≤ 5-7 N 또는 ≤ 3-4 N일 수 있고, 경우에 따라 ≤ 1-2 N 이다. 필수적인 접촉력은 절단선이 형성될 유리 재료에 따라 다를 수 있다. 바람직하게는, 상기 접촉력은 유리 재료의 두께 상에 소정 깊이의 절단선을 연장하는 방식으로 선택된다.

상기 절단 치형부는 원주 방향으로 ≥ 2-5 ㎛, ≥ 10-15 ㎛ 또는 ≥ 20-30 ㎛의 종방향 연장부를 포함할 수 있다. 상기 치형부의 종방향 연장부는 원주 방향으로 ≤ 200-300 ㎛, ≤ 75-100 ㎛ 또는 ≤ 40-50 ㎛일 수 있다. 상기 치형부 간극의 종방향 연장부는 휠의 원주 방향으로 ≥ 2-5 ㎛, ≥ 10-15 ㎛ 또는 ≥ 20-35 ㎛, 바람직하게는 20-40 ㎛일 수 있다. 상기 치형부 간극의 종방향 연장부는 ≤ 200-300 ㎛, ≤ 100-150 ㎛, ≤ 50-75 ㎛일 수 있다.

상기 치형부 표면 및/또는 치형부 측면은 각각 유리판 표면에서 휠의 미끄러짐을 방지할 수 있는 고르지못한 치형부 및/또는 미세 치형부를 포함할 수 있다. 상기 고르지못한 치형부는 예를 들면 적절한 연마 수단에 의해 형성될 수 있다. 상기 고르지못한 치형부 또는 미세 치형부의 구조 높이는 치형부 높이보다 작을 수 있으며, 예를 들면 ≤ 1/4, ≤ 1/8 또는 ≤ 1/16 등일 수 있다. DIN/ISO 4287에 의거한 표면 조도 Rz는 ≤ 4.5-5 ㎛ 또는 ≤ 3.5-4 ㎛ 또는 ≤ 2.5-3 ㎛일 수 있으며, 예를 들면 0.5 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.75 내지 2 ㎛의 범위 내일 수 있다. DIN/ISO 4287에 의거한 조도 Ra는 ≤ 0.4-0.5 ㎛, 예를 들면 0.05-0.5 ㎛ 또는 0.1-0.4 ㎛, 바람직하게는 0.1-0.4 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 미세 치형부는 규칙 또는 불규칙적일 수 있으며, 치형 리브 형태일 수 있고, 상기 리브 형태는 절단 에지부로 수렴하거나 적어도 절단 에지부로 방향성을 가지고 진행할 수 있으며, 분리된 형태 또는 실질적으로 점 형태의 집합체 또는 그와 유사한 형태로 제공될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 치형부 간극도 고르지못한 치형부 및/또는 미세 치형부를 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 상술한 바와 같으며, 바람직하게는 치형부 간극의 절단 에지부로부터 약간 이격되거나, 절단 에지부까지 연장될 수 있어 절단 휠의 통상적인 용도에서 상기 미세 치형부는 절단선이 새겨진 유리판에 작용하게 된다. 상기 절단 휠은 다결정성 다이아몬드(PKD) 또는 바람직하게는 코팅부를 가진 고경도 금속 재료로 구성될 수 있으며, 상기 코팅부는 내마모 특성을 가질 수 있다. 통상적으로, 상기 절단 휠은 절단 치형부의 모든 형태 또는 2 이상의 치형부 간극의 형태를 포함할 수 있으며, 이러한 형태는 폭, 단면 또는 기타 다른 방법으로 다양화할 수 있다. 대부분의 용도에서, 상기 휠은 한가지 형태의 절단 치형부 및 한가지 형태의 치형부 간극을 포함하며, 그의 원주 연장부가 다양화된다.

상기 고르지못한 치형부에 추가적으로 상기 절단 휠은 특히 연마 공정을 통해 형성될 수 있는 미세 치형부를 포함할 수 있다. 상기 미세 치형부는 절단 치형부의 역치형부에 또는 다른 적절한 위치에 제공될 수 있으며, 추가적으로 절단선 형성 공정 중에 상기 휠이 미끄러지거나 고속 회전하는 것을 방지할 수 있으며, 이때 상기 휠은 절단선이 형성될 유리 재료의 회전 운동을 수행하여야 한다. 상기 고르지못한 치형부 또는 미세 치형부의 구조 높이는 치형부 높이보다 작을 수 있으며, 예를 들면 ≤ 1/4, ≤ 1/8 또는 ≤ 1/16 등일 수 있다. DIN/ISO 4287에 의거한 표면 조도 Rz는 ≤ 4.5-5 ㎛ 또는 ≤ 3.5-4 ㎛ 또는 ≤ 2.5-3 ㎛일 수 있으며, 예를 들면 0.5 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.75 내지 2 ㎛의 범위 내일 수 있다. DIN/ISO 4287에 의거한 조도 Ra는 ≤ 0.4-0.5 ㎛, 예를 들면 0.05-0.5 ㎛ 또는 0.1-0.4 ㎛, 바람직하게는 0.1-0.3 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 미세 치형부는 규칙 또는 불규칙적일 수 있으며, 치형 리브 형태일 수 있고, 상기 리브 형태는 절단 에지부로 수렴하거나 적어도 절단 에지부로 방향성을 가지고 진행할 수 있으며, 분리된 형태 또는 실질적으로 점 형태의 집합체 또는 그와 유사한 형태로 제공될 수 있다.

또한, 상기 치형부의 배열 및/또는 소정의 반복 치형부 배열의 치형부 간극 사이의 수학-함수 연관 관계와 관련이 있는 파라미터가 제공되어 상기 휠의 치형부 배열이 완전히 통계적으로 또는 불규칙적으로 분포된다. 예를 들면 연속 치형부의 치형부 및/또는 치형부 간극은 회전 운동이 진행되는 치형부/치형부 간극에 대해 + n Δz 및/또는 + m Δs 만큼 연장되어 치형부/치형부 간극의 배열이 치형부 원주 상에서 V * n Δz 또는 V * m Δs 가변된다(V는 불규칙적 또는 추계학적으로 분포될 수 있다(+1 또는 -1). 상기 치형부/치형부 간극의 배열이 각각의 치형부 배열의 중심에 대해 대칭적이지 않은 경우, 상기 휠의 소정의 흐름 방향을 기준으로 다양하게 유효한 연속 치형부가 형성될 수 있다. 통계적으로 또는 불규칙적으로 선택된 인자 V는 상술한 치형부/치형부 간극 배열의 파라미터 외에 다른 파라미터를 기준 으로 존재할 수 있음은 물론이다. 경우에 따라, 소정의 범위 내에서 가변되는 크기(scaling) 인자가 또한 존재할 수 있으며, 상기 인자는 소정의 범위 내에서 통계적으로 선택되어 소정의 통계 스케일링을 통해 연속적인 치형부 배열이 변화된다.

일반적으로, 상기 휠은 바탕 배열로서 불규칙적인 치형부 배열이 휠의 원주 상에 변형 형태로 다수 회 반복되고, 바탕 배열의 치형부 배열을 정의하는 파라미터에 대해 적어도 하나 이상의 가변 파라미터의 작용에 의한 변형이 발생하는 방식으로 제조될 수 있다. 다양한 치형부 배열 사이의 가변 파라미터는 불규칙하거나 규칙적으로 변화한다.

일반적으로, 상기 연속 치형부는 치형부 배열의 내부에 그 평균 위치에 존재하는 치형부 간극으로부터(치형부 간극 평균은 상기 평균 위치와 함께 실질적으로 동반 감소함) 상기 휠의 속도 감소시 소정의 원주 일부가 역치형부에 위치하도록 하는 방식으로 존재할 수 있다. 제1 치형부 간극의 중앙으로부터 상기 치형부의 거리(치형부의 중간 기준)는 n * S'이다(n은 정수임). 이는 치형부 Z 및/또는 치형부 간극 길이 s를 주기적으로 변화시킬 수 있으며, 이 경우 충분한 치형부 배열이 형성된다.

또한, 휠 원주 상에서 적어도 1 - 또는 다수 회 반복될 수 있는 치형부 배열의 내부에서는 치형부 Z 및/또는 치형부 간극 S의 길이가 가변적일 수 있다.

또한, 상기 치형부 배열, 특히 반복 치형부 배열의 치형부 간극의 일부 또는 전체에 대해, 치형부 및 치형부 간극이 길이는 평평한 평면 위에서 휠의 회전에 있어서 표면과 치형부 간극이 접촉하기 전에 제1치형부가 표면과 접촉한후 제2치형부 가 침투하는 방식으로 측정된다.

본 발명에 따라 제조된 휠은 종래의 휠에 비해 일정 형태의 절단 라인을 얻고자 할 때 유리한 것으로 판명되었다. 형태 절단시, 절단선 또는 절단선 형성 라인은 선형이 아니고 예를 들면 곡선형이다. 본 발명에 따라 제조된 휠은 한정된 곡률반경에서 원하는 형태를 매우 쉽고 정확하게 얻을 수 있다. 더욱이, 상기 휠은 폐쇄 형태(즉, 원호와 같은 폐쇄형 라인 형태) 절단시 사용하기에 유리할 수 있으데, 이러한 형태가 제한된 재료로부터 보다 용이하고 정확하게 분리될 수 있기 때문이다.

본 발명은 청구범위 제18항에 따른 절단기에 관한 것으로, 상기 절단기는 절단선이 형성될 유리 재료를 탑재하기 위한 테이블을 가지며, 본 발명에 따른 절단 휠이 절단 헤드에 배치되어 있다. 본 발명은 또한 유리 재료, 특히 유리판에 본 발명에 따른 절단 휠을 이용하여 절단선을 형성하는 방법, 및 보다 큰 재료로부터 절단 휠에 의해 소정의 절단선을 형성하고 상기 절단선을 따라 분리하여 유리 재료, 특히 유리판을 제조하는 방법을 포함한다.

상기 절단 휠의 불규칙적인 치형부 배열의 회전 길이는 휠 원주 주위를 2회 이상 반복하여 특히 절단선이 형성될 유리 재료의 두께 범위 또는 보다 짧은 길이 ≤ 3/4, ≤ 1/2, ≤ 1/3, ≤ 1/4일 수 있다. 불규칙적인 치형부 배열의 회전 길이는 ≥ 100 ㎛일 수 있다. 이를 통해, 유리 재료에서 치형부 배열에 초래되는 진동이 상기 휠의 회전 원주 상에서 수회 반복될 수 있으므로, 유리판의 조밀한 상호 범위 내에서 매우 효과적인 소정 깊이의 절단선이 형성될 수 있고, 그 결과 우수한 분리면 및 파단 에지부가 형성될 수 있다. 상기 유리판 또는 유리 재료의 두께는 분리될 범위에서 ≥ 0.1-0.2 mm, ≥ 0.3-0.4 mm일 수 있다. 한편, 상기 유리판 두께는 ≤ 4-5 mm, ≤ 3-3.5 mm, 특히 ≤ 2.5-2.75 mm, ≤ 2-2.5mm, 경우에 따라 ≤ 1.75-1.9 mm일 수 있다.

이하, 본 발명을 예시적으로 기재하고 첨부 도면을 참조로 하여 설명한다.

도 1은 유리 판 위에 소정의 절단선을 형성하기 위한 유리 절단 휠(1)의 개략 설명도로서, 상기 절단 휠은 그 외주면을 한정하여 절단 휠의 회전축(D)에 수직인 휠의 중심면(3)에 위치해 있는 방사형 원주 라인(2)을 갖는다. 상기 휠의 중심에는 축이 도입되는 오목부(4)가 제공되어 있다. 상기 휠은 약 3 mm의 외경, 약 0.6 mm의 폭 및 약 9.4 mm의 원주를 갖는다. 상기 휠은 굴곡되어 있으며 중심면(3)에 수렴하고 중심면에서 절단되는 측면(6)을 갖는다. 원주 라인(2)은 그 위에 위치한 절단 에지부(5)를 가지며 원주 방향으로 치형부 간극(8)을 통해 서로 이격 배치되어 있는 다수의 절단 치형부(7)를 포함한다. 상기 휠은 바람직하게는 내마모성 코팅을 가진 고경도 금속 재료 또는 다결정성 다이아몬드로 구성될 수 있다. 상기 휠의 치형부 표면은 예를 들면 연마 공정에 의해 조도가 거칠게 형성될 수 있으며, 이러한 연마 공정에 의해 상기 절단 치형부의 방사형 높이는 임의의 불균일한 표면 조도를 갖는다. 표면 조도(DIN/ISO에 의거)는 약 1.5 ㎛일 수 있으며, 이는 조도 Ra 약 0.15 ㎛에 해당하는 수치이다. 경우에 따라, 상기 치형부 측면도 연마될 수 있다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 치형부 및 치형부 간극의 길이는 유리 재 료(100)의 평평한 표면(101) 상에서 상기 휠의 회전 중에 상기 표면과 치형부 간극(8')이 접촉하기 전에 제1치형부가 표면과 접촉한후 제2치형부가 침투하는 방식으로 측정된다.

도 2(좌측)는 일정한 치형부 길이(Z) 및 일정한 치형부 간극 길이(S)를 갖는 치형부 배열의 개략도이다. 상기 치형부 및 치형부 간극의 배열은 원주 라인(2) 상에서 X-축 상에 도시된 휠의 회전을 따라 도시되어 있다. 치형부 길이(Z)는 20 ㎛, 치형부 간극 길이(S)는 30 ㎛, 치형부 간극 길이(S) 대 치형부 길이의 비율은 1.5이다.

도 2(우측)는 도 2(좌측)에 따라 유리 재료에 침투하는 치형 구조에서 진동의 푀리어-변환(Fourier-Transformation)에 의해 얻어지는 진폭 밀도 스펙트럼의 형태에서 공간 주파수 스펙트럼으로, 상기 유리 재료 표면에 각각의 치형부가 침투할 때 힘이 작용하는 것으로 보인다. 도 2(우측)에 도시되어 있는 공간 주파수와 유리 재료에서 상기 휠의 진행 속도(m/초)의 곱셈에 의해, 진동 주파수를 구한다. 상기 진폭은 도 2 이외 다른 도면에서도 임의의 정규화된 진폭을 의미한다. 도 2의 스펙트럼(우측)은 mm 당 20 진동수(치형부 및 치형부 간극 길이의 합은 50 ㎛)에서의 바탕 주파수 및 그의 표면 진동에 의해 얻어진다. 도 2(좌측)에 도시된 치형부 배열은 EP 773 194 B1 또는 1 092 686 B1의 치형부 배열에 해당한다.

도 3은 평균 길이 S'를 감소 또는 증가시키거나 평균 길이 S'를 유지하기 위해 상기 치형부가 연속적인 치형부 길이 Z(20 ㎛)를 갖고 상기 치형부 간극 길이 S가 한정된 값 Δs ㎛을 갖는 추계학적으로 구조화된 치형부 배열을 도시하고 있다. 길이 변화 Δs의 부호는 추계학적으로 완전히 불규칙하게 변화한다. 평균치에서, 상기 치형부 배열은 '피치'로서 알려진 반복 길이(치형부 길이 + 치형부 간극 길이) 50 ㎛를 갖는다.

도 3b에 따르면, 공간 주파수 스펙트럼(출력 밀도 스펙트럼)이 연속적인 주파수 분포로 나타나며, mm 당 20 진동수의 공간 주파수에서, 소정의 폭을 가진 피크가 얻어진다. mm 당 20 진동수 이하 및 이상은 개별적인 주파수에서만 증가없이 진동이 나타난다. 상대적으로 큰 주파수 범위에서는 유리 재료에서 상대적으로 높은 진폭이 얻어진다. 이러한 상태는 소정의 공간 주파수에서 매우 뾰족한 피크가 적은 도 2(우측)에 따른 공간 주파수 스펙트럼과 기본적으로 차별화된다. 특히 도 3에 따른 휠에서 소정의 치형부 길이(20 ㎛)에서 공간 주파수는 바탕 주파수의 적분 배수로부터 벗어난 공간 주파수에서 상대적으로 높은 진폭이 얻어진다. 게다가, mm 당 < 10 진폭의 공간 주파수(유리 재료에서 초래되는 초당 진동수에 상응하는 공정 속도를 고려)에서는 실질적으로 유의적인 진폭을 가진 주파수가 얻어지지 않는다. 이것이 지금까지 알려진 예를 들면 휠이 미끄러지는 것을 방지하기 위해 연마 공정을 통해 형성될 수 있는 불규칙적인 미세 치형부를 가진 절단 휠과 실질적인 차이점이다.

도 4(좌측)는 본 발명에 따른 휠의 또 다른 변형예로서, 각각의 치형부가 연속적인 길이 Z를 가지며(20 ㎛) 치형부 간극 길이 S는 인접한 치형부 간극과 비교하여 평균 치형부 간극 길이 S'에 대해 제한된 값 Δs (6 ㎛, 즉, ± 20% 평균값으로부터 편차) 만큼 작거나 큰 휠을 도시하고 있다. 제3 치형부를 따라 반복되는 2개의 치형부를 포함하는 불규칙한 또는 불균일한 치형부 배열이 제공된다. 반복 치형부 배열의 길이는 100 ㎛이다. 상기 치형부 배열은 교차 배치된 짧고 긴 치형부 간극을 포함한다.

도 4(우측)에 따른 공간 주파수 스펙트럼에 의하면, 도 2의 구조에 따른 치형부 간극의 변형으로, mm 당 20 진동수에서 주 피크에 인접하여 mm 당 10 및 30 진동수를 갖는 상당히 큰 진폭을 가진 또 다른 피크가 형성되어 있다. 나아가, 규칙적인 구조에서 실질적으로 어떠한 진동도 일어나지 않는 공간 주파수에서, 예를 들면 mm 당 70 및 90 진동수를 갖는 상당히 큰 진폭을 갖는 진동이 나타난다. 이러한 구조 변형예에서는, 비교적 단순한 치형부 간극 길이 S의 변화가 일어나며, 실질적으로 폭넓은 주파수 분포를 갖는 공간 주파수 스펙트럼이 얻어지며, 특히 주 피크에 주변에서 높은 진폭을 갖는 또 다른 진동이 얻어진다. 이는 소정 깊이의 절단선 및 적절한 분리면 및 파단 에지부의 형성을 위해 특히 유리한 것으로 밝져졌다. 유리 재료 상에서 상기 휠의 짧은 회전 길이를 통해 얻어지는 신뢰성 진동은 소정 깊이의 절단선의 형성을 가능하게 하며, 이 경우 규칙적인 구조가 얻어지지 않는다.

도 5(좌측)는 평균 길이 Z', S'의 치형부 및 치형부 간극를 포함하는 본 발명의 치형부 배열을 도시하고 있으며, 평균 치형부 길이 Z'가 변하는 후속의 치형부 각각은 동일한 양만큼 짧아지거나 길어지게 되는데, 즉 길이 Z'-Δz 또는 Z'+Δz를 갖는다. 이러한 치형부의 길이는 20 ㎛이고, 편차는 Δz 2 ㎛으로 평균값에 대해 ± 10% 만큼 변한다. 평균값 S (30 ㎛)에 대해 동일한 편차 Δs (3 ㎛) 만큼 변하는 치형부 간극 길이 S는 짧아지거나 길어질 수 있어, 평균값에 대해 ± 10%만큼 변한다. 또한, 100 ㎛의 길이를 갖는 2개의 치형부를 포함하는 반복 치형부 배열이 제공되어 있다.

도 5(우측)는 도 4와 비교적 유사하고 규칙적인 구조에 대해 실질적으로 넓은 주파수 분포를 갖는 공간 주파수 스펙트럼을 나타낸다.

도 6은 본 발명에 따른 치형부 배열의 또 다른 실시형태로서, 상기 치형부 배열은 유리 절단 휠의 회전시 200my의 길이를 지나 반복되는 구조이다. 평균 치형부 길이 Z'(20 ㎛) 및 평균 치형부 간극 길이 S'(30 ㎛)로부터 함수 연관 관계 Z'+Δz, Z'-Δz, Z'-Δz 및 Z'+Δz에 따라 치형부 길이를 변화시키며, S', S'-Δs, S', S'+Δs. Δz에 의한 치형부 간극 길이는 3 ㎛ 이고(즉, 평균값 대비 편차는 ± 15%이다), Δs는 6 ㎛이다(즉, 평균값 대비 편차는 ± 20%이다). 치형부 배열의 편차값 Δz 및 Δs는 상대적으로/또는 절대적으로 상이할 수 있다. 치형부 길이 및 치형부 간극 길이는 동일한 주기 길이를 가지며 그 후 4개의 치형부 또는 4개의 치형부 간극은 200 ㎛ 회전하며, 이러한 상대적 변화는 서로 독립적이며 서로 다른 함수 연관 관계에 따른다. 2개의 후속 치형부 각각은 동일한 치형부 길이를 가지며, 후속 치형부 간극의 치형부 간극 길이는 서로 상이하다.

도 6(우측)에 도시되어 있는 공간 주파수 스펙트럼은 도 4 및 5에 따른 스펙트럼보다 넓으며, 공간 진동수의 다른 사이값에서 추가적인 피크가 형성되어 있다. 이는 절단선이 형성된 유리 재료의 진동 자극의 증가로 이어지며, 그 결과 소정 깊이의 규칙적이고 밀집한 절단선이 형성하게 된다.

도 7에는 반복 구조의 치형부 배열을 가진 본 발명에 따른 또 다른 절단 휠의 치형 구조가 도시되어 있으며, 이때 상기 치형부 배열은 10개의 치형부를 포함하며 휠의 회전시 약 500 ㎛의 길이를 갖는다. 치형부 길이 Z(약 20 ㎛) 및 치형부 간극 길이 S(약 30 ㎛)는 최대값 방향으로 동시에 증가한 후, 동시에 최소값 방향으로 감소한 다음, 사인 함수 형태로 상당한 값까지 다시 상승한다. 상기 치형부 및 치형부 간격의 변화는 동일한 주기 길이에서 동일한 주기 함수에 따른다. 사익 치형부 배열의 초기 영역 및 중간 영역에서 치형부 및 치형부 간극은 거의 동일한 평균 길이 Z', S'를 갖는다. 평균값으로부터 최대 편차 Δz는 약 3 ㎛ (약 15%)이고 Δs는 약 5 ㎛(약 18%)이다. 도 7(좌측)에는 치형부 배열 이외에 균일한 구조에서 치형부의 위치가 점선으로 도시되어 있으며, 치형부 및 치형부 간극은 각각 평균 길이를 갖는다. 상기 치형부 배열의 중간 영역에서, 본 발명에 따른 구조에는 치형부가 존재하며, 보다 균일한 구조에서는 치형부 간격이 존재한다.

상기 치형부 및 치형부 간극의 길이 Z, S는 경우에 따라 서로 다른 주기 함수에 따라 변할 수 있으며, 예를 들면 치형부 길이는 사인-함수에 해당하며 치형부 간극 길이는 코사인-함수나 사인-함수에 해당한다. 물론, 반복 구조의 치형부 배열에 대한 이러한 주기 함수는 다른 주기 길이 또는 치형부 수에 따라 쉽게 변화될 수 있음은 당연하다.

주목할만한 공간 주파수 스펙트럼이 도 7(우측)에 도시되어 있으며, 상기 스펙트럼은 다수의 상이한 주파수를 가진 광범위한 주파수 영역에서 높은 진폭을 나타내며 상기 높은 진폭은 주파수 영역에서 상대적으로 낮은 진폭에 의해 분리되어 있고, 그 결과 전체 영역이 소정의 물결 형상의 구조를 갖게 된다. 또한, 도시되어 있는 주파수 영역에서 다수의 상이한 공간 주파수를 가진 넓은 공간 주파수 분포가 제공되어 있어 공정 속도를 고려하면 유리 재료에서 발생되는 진동 주파수의 넓은 분포가 얻어지는데, 이는 매우 유리한 것이다. 한편, 각각의 공간 주파수에서 뾰족한 피크가 존재하는데, 이는 소정의 용도에 있어서 유리하다.

또한, 경우에 따라 반복 치형부 배열이 규칙적으로 또는 주시적으로 선택된 변수 파라미터를 통해 변형 또는 변경될 수 있음은 당연하다. 따라서, 후속 치형부 배열에서 사인/코사인-함수의 연속은 변수 파라미터에 의해 변경되고, 이러한 변수 파라미터는 수학-함수 연관 관계에 따라 변경 또는 추계학적으로 완전히 불규칙적하게 될 수 있다. 치형부 배열은 소정의 주기로 치형부 길이 및/또는 치형부 간극 길이가 사인- 또는 코사인-함수(또는 -사인-암수)에 따라 완전히 정형화되지 않을 수 있으므로, 치형부 원주 상에서 치형부 배열이 임의로 연속적일 수 있다. 이로 인해 상기 (공간) 주파수 스펙트럼이 더욱 변화될 수 있고, 치형부 구주의 국소 변경에 의해 소정의 '폐쇄 구조'가 구성될 수 있다. 연속 치형부에서 상 전이 형태의 변수 파라미터는 치형부 길이 및/또는 치형부 간극 길이의 스케일링 인자일 수 있다. 도 8에는 도 3의 치형부 배열의 일변형예로서 구조의 배열 길이 100 ㎛, 치형부 및 치형부 간극의 동일한 평균 길이 Z' 및 S'를 가진 치형부 배열이 도시되어 있으며, 좁은 치형부(Z'-Δz) 또는 넓은 치형부(Z'+Δz)를 가진 각각의 치형부 배열이 완전 무작위로 개시된다.

도 9는 동일한 거리 Z를 가진 치형부를 포함하는 치형부 배열을 개략적으로 도시하고 있다. 상기 치형부는 각각 휠 원주를 따라 평균 위치(하부선에 선으로 표시됨)에 대해 간격 ±d로 그 중앙부가 이동 배치되어 있다. 이러한 이동 배치는 불규칙적이거나 추계학적 분포로 자연스럽게 수학적 함수에 따를 수 있다. 이때, 상기 간격은 2개의 방향으로 가능한 한 평균 위치에서 최대 이동 ±Δs에 해당한다. 상기 평균 위치는 "피치 길이", 즉 평균 치형부 길이 및 평균 치형부 간극 길이의 합에 상응하는 소정의 거리로 상호 배치된 규칙적인 계단형이다. 이러한 치형부 간격 상이한 길이 S를 가질 수 있다(이때 S는 S' ± Δs이다). 이와 달리, 동일한 치형부 간극 길이 S에서 치형부 간극은 평균값으로부터 간격 ± e로 이동될 수 있으며, 치형부는 상이한 길이 Z를 갖게 된다(이때 Z는 Z' ± Δz이다). 치형부 간극의 배열에서, 치형부 간극은 그 평균 위치에서 불규칙적이거나 간격 ± e 로 추계학적으로 변화할 수 있으며 치형부 평균 위치는 각각 고정된 계단형, 즉 피치 길이로 배치된다.

또한, 절단 휠이 도 4, 5 및 6에 도시되어 있는 구조의 연속 형태로서 연속 치형부를 포함할 수도 있음은 물론이다. 도 10에는 예를 들면 400 ㎛의 주기 길이를 갖는 반복 치형부 배열 Z1을 포함하는 절단 휠의 개략도가 도시되어 있다. 전체 휠 원주는 반복 치형부 배열 Z1에 의해 구조화될 수 있다.

도 11은 2개의 상이한 치형부 배열을 갖는 휠을 도시하고 있으며, 치형부 구조에서 상기 치형부 배열은 예를 들면 도 4 내지 6의 치형부 배열과 같이 다양할 수 있다. 이때 치형부 배열 Z1, Z2는 동일하거나 상이한 길이 또는 주기를 각질 수 있다. 연속 치형부 Z2는 연속 치형부 Z1의 역상 또는 변형일 수 있으며, 예를 들면 Z1은 도 7에 따른 연속 치형부(사인-함수)이고 Z2는 코사인-함수 또는 -사인-함수의 연속 치형부로서, 상전이가 존재하거나 치형부 또는 치형부 간극의 길이가 감소하는 대신에 증가한다. 상기 치형부 배열이 예를 들면 서로 교차되도록 배치되거나 또는 추계학적으로, 즉 완전히 불규칙적으로 배치될 수 있음은 물론이다. 나아가, 규칙적인 예를 들면 서로 교차하는 제1 및 제2 반복 치형부 배열(예를 들면 도 4 및 5)은 추가적인 치형부 배열 Z3(도 12 참조) 또는 Z4 등(예를 들면 도 6, 7)에 의해 소정의 수학적 함수에 따라 또는 완전히 추계학적으로 불규칙하게 될 수 있고 재차 규칙적으로 된다. 치형부 배열 Z1, Z2, Z3은 상이한 길이를 갖는다.

도 13은 절단선이 형성될 유리 재료(100)를 탑재하기 위한 테이블(51) 및 절단 휠(53)을 수용하기 위한 절단 헤드(52)를 포함하는 절단기(50)의 개략도이다. 절단 헤드(52)는 유리판으로부터 이격된 상태의 정치 위치(54) 및 유리판 위에 위치되어 절단 휠의 소정의 접촉력을 전달할 수 있는 작동 위치(55)에 있게 된다. 또한, 유리판에 제공되는 절단 휠의 접촉력을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 상기 절단기는 안내부(57)를 포함하여 절단 헤드(52)와 유리판에 절단선을 형성하기 위한 절단 휠(53)을 소정의 라인을 따라 유도할 수 있다. 상기 절단 휠은 본 발명의 일실시형태에 따른 휠일 수 있다. 상기 유리판 또는 유리 재료는 일반적으로 평면 및/또는 만곡 영역(106), 예를 들면 중공 유리 영역일 수 있다. 상기 유리판의 두께는 0.6 mm일 수 있다. 상기 절단 휠은 원주 방향의 길이가 200-400 ㎛인 반복 치형부 배열을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 휠에 의하면, 충분히 높은 접촉력이 ≥ 1.5mm의 두께를 갖는 유리판에 적용되어 전체 두께에 걸쳐 연장되는 일정 깊이의 절단선 및 우수한 소정의 파단 에지부가 형성된다.

도 1은 절단선 형성 공정시 절단 휠의 측면도(도 1a), 정면도(도 1b), 상세도(도 1c) 및 단면도(도 1d)이다.

도 2는 규칙적인 배열(본 발명에 따른 것이 아님)을 가진 휠의 연속 치형부의 개략 단면도이다.

도 3은 추계학적 분포를 가진 치형부 간극 길이 S±ΔS의 치형부 배열의 개략도이다.

도 4는 가변 치형부 간극 길이를 가진 치형부 배열을 나타내는 도면이다.

도 5 내지 9는 가변 치형부 길이 및 치형부 간극 길이를 가진 다양한 치형부 배열을 나타내는 도면이다.

도 10 내지 12는 연속 치형부의 다양한 배열을 가진 절단 휠의 개략도이다.

도 13은 본 발명에 따른 휠을 포함하는 절단기의 도면이다.

Claims

설정된 절단선을 형성하기 위한 절단 휠로서,

상기 절단 휠은 상기 휠의 외주면을 한정하는 방사형 원주 라인을 가지며,

방사형 원주 라인은 적어도 부분적으로 고르지못한 치형부(rough tooth system)를 형성하는 절단 치형부를 갖는 절단 에지부를 제공하고,

상기 절단 치형부는 치형부 간극에 의하여 원주 방향으로 서로 이격되며,

상기 고르지못한 치형부의 절단 치형부는 상기 휠의 원주의 적어도 일부에 걸쳐 불규칙한 배열 상태에 있고,

상기 절단 치형부의 길이(Z) 그리고 상기 치형부 간극의 길이(S)는 적어도 일부 인접 치형부 사이 그리고 치형부 간극 사이 또는 전체 치형부의 절단 치형부 사이에서 변화하며,

평균 치형부 길이 Z'를 갖는 소정의 불규칙한 치형부 배열에서 치형부 길이 Z'±nΔz (여기서, "n"은 정수 또는 1 미만의 유리수이고, "Δz"는 평균 치형부 길이 Z'의 편차)를 갖는 치형부가 제공된 것을 특징으로 하는 절단 휠.
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제 1 항에 있어서, 상기 치형부 간극 길이 S는 일정하거나, 또는 평균 치형부 간극 길이 S'로부터의 치형부 간극 길이 S의 편차 Δs는 Δz보다 작은 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 평균 치형부 간극 길이 S'를 갖는 소정의 불규칙한 치형부 배열에서, 길이 S'±nΔs("n"은 정수 또는 1 미만의 유리수, "Δs"는 평균 치형부 간극 길이 S'의 편차)를 갖는 치형부 간극이 제공된 것을 특징으로 하는 휠.
제 4항에 있어서, 치형부 길이 Z는 적어도 일정하거나 또는 평균 치형부 길이 Z'로부터의 치형부 길이의 편차 Δz가 Δs보다 작은 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 소정의 불규칙한 치형부 배열에서 길이 Z1, Zn을 갖는 다수의 치형부 및/또는 길이 S1, Sn을 갖는 다수의 치형부 간극이 제공되고, 상기 휠의 회전 운동을 따라서 상기 다양한 치형부 및/또는 치형부 간극이 규칙적 또는 불규칙적으로 서로 이어지는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 상기 불규칙한 배열에서의 동일한 길이 Z를 갖는 치형부가 휠의 원주를 따라 그 중앙 위치에 대하여 간격 ±d로 그 중앙부가 이동 배치되거나 동일한 길이 S를 갖는 치형부 간극이 휠 원주를 따라 그 중앙 위치에 대하여 간격 ±e로 그 중앙부가 이동 배치된 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 상기 치형부 및/또는 치형부 간극 길이의 변화가 수학적-함수 관계에 따라 상기 휠의 회전 운동의 순서로 일어나는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 중간 위치로부터 치형부 및/또는 치형부 간극의 역방향으로의 이동이 제 2 내지 제 10 치형부마다 규칙적으로 일어나는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 상기 치형부 및/또는 치형부 간극 길이의 변화가 상기 휠의 회전 운동을 따라서 치형부 길이 및/또는 치형부 간극 길이의 최대값 또는 최소값으로 규칙적으로 증가하거나 규칙적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 치형부 및/또는 치형부 간극 길이가 상기 휠의 회전 운동을 따라서 포괄적인 추계학적으로 불규칙하게 변화하는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 평균 치형부 길이 Z' 및 평균 치형부 간극 길이 S'를 갖는 소정의 불규칙한 치형부 배열에서 치형부 및/또는 치형부 간극은 중간 위치에 대해 길이 간격 ±d 및/또는 ±e(여기서, d<Z/2, e<S/2) 내에서 각각 불규칙적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 상기 휠의 회전 운동을 따르는 상기 치형부의 길이 및 치형부 간극 길이의 변화는 다른 주기 연속 또는 다른 주기 길이에 따라 일측 상에서는 주기적 또는 다른 일측 상에서는 비주기적으로 일어나는 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 상기 휠의 원주 상에서 연장되는 치형부 배열은 2개 이상의 소정의 불규칙한 치형부 배열의 반복 구조를 제공하거나, 적어도 이들로 구성된 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 추계학적 연속 치형부를 갖는 휠의 다수의 원주 단면은 그 사이에 제공된 비-추계학적 치형부 배열을 구비한 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 소정의 불규칙한 치형부 배열에서 평균 치형부 길이 Z'와 평균 치형부 간극 길이 S'는 S'≥Z'의 관계인 것을 특징으로 하는 휠.
제 1항에 있어서, 상기 휠의 원주 상에서 기본 배열로서 불규칙한 치형부 배열이 변형 형태로 다수 반복되고, 상기 변형 형태는 상기 치형부 배열을 한정하는 상기 기본 배열의 변수에 대한 적어도 하나의 변형 변수의 영향에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 휠.
절단선이 형성될 재료, 특히 유리 재료를 탑재하기 위한 테이블 및 절단 휠을 수용하기 위한 절단 헤드를 포함하는 절단기로서, 상기 절단 헤드는 상기 재료에 대한 절단 휠의 소정의 접촉력을 인접한 작동 위치에 전달하고, 상기 절단 헤드는 상기 재료에 절단선을 형성하기 위해 인접 위치해 있는 절단 휠과 함께 소정의 라인을 따라 안내될 수 있으며, 상기 절단 헤드에는 제 1항에 따른 절단 휠이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 절단기.
제 18항에 있어서, 불규칙한 치형부 배열이 상기 휠의 회전 거리에 걸쳐 다수 반복되며, 회전 거리는 절단선이 형성될 유리판의 두께에 상응하는 것을 특징으로 하는 절단기.
제 18항에 있어서, 불규칙한 치형부 배열이 상기 휠의 회전 거리에 걸쳐 다수 반복되며, 회전 거리는 절단선이 형성될 유리판의 두께에 상응하는 것을 특징으로 하는 절단기.
손잡이 및 제 1 항에 따른 유리 절단 휠의 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 절단기.