KR102329465B1 - 진동 및 소음을 저감하는 연마용 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라인더의 회전축에 장착되기 위한 장착공이 형성된 회전지지판; 상기 회전지지판의 일면에 부착되어, 상기 회전지지판의 회전 동작에 의해 대상물을 연마하는 연마부재; 및 상기 회전지지판의 중앙부 일면에 부착되고, 상기 그라인더의 회전축이 통과하기 위한관통공이 형성된 완충부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마용 휠에 관한 것으로, 샌드 페이퍼편과 다이아몬드 페이퍼편으로 이루어진 연마부재에 의한 연마 과정에서 회전지지판의 변형을 방지하여 진동을 저감하며, 비산되는 연마 부스러기와의 충돌로 인한 소음을 완충하는 효과를 제공한다.

Description

진동 및 소음을 저감하는 연마용 휠{ Polishing wheel to reduce vibration and noise }

본 발명은 그라인더에 장착하여 사용하는 연마용 휠에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공물을 가공 시 샌드 페이퍼편과 다이아몬드 페이퍼편으로 이루어진 연마부재에 의해 발생하는 진동 및 소음을 저감하여 안정적으로 가공이 이루어짐은 물론 마모율을 최소화하여 오랜 사용기간을 확보할 수 있도록 한 연마용 휠에 관한 것이다.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.

일반적으로 금속이나 목재 또는 기타 가공물의 표면을 매끄럽게 연마하기 위해서는 통상적인 구동모터에 의해 회전되는 회전축으로 구성되는 그라인더의 회전축 상에 원판 상의 연마수단을 장착하여 가공물의 표면을 매끄럽게 가공하거나 다듬질 또는 경우에 따라서는 절단작업의 용도로도 사용된다.

이렇게, 그라인더의 회전축 상에 장착되는 통상적인 연마수단으로 사용되는 연마용 휠은 주지된 바와 같이 상기 회전축 상에 장착할 수 있도록 중심에 장착공이 형성되는 원형의 회전지지판과, 상기 회전지지판의 상면으로 연마부재가 부착되어 사용하는 것이 통상적이다.

종래 연마휠은, 중심에 그라인더의 회전축으로 장착하기 위한 장착공이 형성된 회전지지판의 상면으로 연마부재인 일정 크기의 사각으로 절단된 샌드 페이퍼편과 다이아몬드 페이퍼편을 교호로 겹쳐진 후 눕혀지게 부착된다. 그에 따라 하나의 샌드 페이퍼에 의하여 연마하는 가공작업에 비하여 경도가 높고 거칠기가 큰 가공물의 가공이나 다듬기 작업이 원활하게 이루어질 수 있었다.

그러나, 상기와 같이 종래의 연마휠에 있어서는 가공물을 가공시 겹쳐져 눕혀진 샌드 페이퍼편과 다이아몬드 페이퍼편의 단차에 의하여 탕탕탕 튀는 것과 같은 진동이 발생하는 문제점이 발생하였으며, 그로 인해 가공물의 가공부위가 경우에 따라 매끄럽게 가공되지 못함은 물론 작업자의 손목 부위에 질병을 유발하여 직업병을 일으키는 원인을 제공하였다.

다시 말해서, 작업자가 오랜 가공작업을 통하여 탕탕탕 튀는 듯한 진동이 손목 부위로 지속적으로 전달됨에 따라 작업자의 손목 부위에는 심각한 직업병을 가지는 문제점이 초래되었다.

대한민국 등록특허 제10-1366640호 대한민국 공개특허 제10-2016-0133964호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 샌드 페이퍼편과 다이아몬드 페이퍼편으로 이루어진 연마부재에 의해 가공물을 가공 시 진동 및 소음을 저감할 수 있도록 한 완충부재를 포함하는 연마용 휠을 제공하는 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 그라인더의 회전축에 장착되기 위한 장착공이 형성된 회전지지판; 상기 회전지지판의 일면에 부착되어, 상기 회전지지판의 회전 동작에 의해 대상물을 연마하는 연마부재; 및 상기 회전지지판의 중앙부 일면에 부착되고, 상기 그라인더의 회전축이 통과하기 위한관통공이 형성된 완충부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마용 휠을 제공한다.

또한 상기 완충부재는 외주부에서 중앙부(관통공의 외주부)로 갈수록 두께가 얇아지는 내부가 오목한 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 연마부재는, 상기 회전지지판의 일면에 교호적으로 부착되는 복수개의 다이아몬드 페이퍼편과 복수개의 샌드 페이퍼편을 포함하고, 상기 완충부재와의 중첩을 회피하도록, 상기 회전지지판의 외주부 일면에 미리 설정된 폭을 갖는 링 형상을 따라 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전지지판의 장착공 외주에 장착되어 상기 연마용 휠이 그라인더의 회전축에 장착 시 회전축과 접하는 마감부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 완충부재의 일면에는 복수의 돌기, 리브 또는 홈이 적어도 1종 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 샌드 페이퍼편과 다이아몬드 페이퍼편으로 이루어진 연마부재에 의한 연마 과정에서 회전지지판의 변형을 방지하여 진동을 저감하며, 비산되는 연마 부스러기와의 충돌로 인한 소음을 완충할 수 있도록 함으로써, 가공물의 가공면을 튀는 진동없이 매끄럽게 가공할 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 작업 환경이 현저히 개선되는 효과를 제공한다.

도 1 내지 4에 본 발명의 일실시예에 따른 연마용 휠의 구성을 나타내었다.
도 5에 본 발명의 일실시예에 따른 회전지지판의 구성을 나타내었다.
도 6에 본 발명의 일실시예에 따른 연마부재의 구성을 나타내었다.
도 7에 본 발명의 일실시예에 따른 완충부재의 구성을 나타내었다.
도 8 내지 10에 본 발명의 일실시예에 따른 완충부재의 또 다른 구성을 나타내었다.
도 11에 본 발명의 일실시예에 따른 마감부재의 구성을 나타내었다.

명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.

이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 연마용 휠(100)은 석재나 금속재 또는 유리 등과 같은 고경질 자재를 연마하기 위한 연마부재를 포함하여 그라인더의 회전축에 장착되어 사용되는 것으로서, 도 1 내지 4에 본 발명의 일실시예에 따른 연마용 휠의 구성을 나타내었다.

도 1 내지 4에 나타낸 것과 같이 그라인더의 회전축에 장착되기 위한 장착공(112)이 형성된 회전지지판(110), 상기 회전지지판의 일면에 부착되어, 상기 회전지지판의 회전 동작에 의해 대상물을 연마하는 연마부재(120) 및 상기 회전지지판의 중앙부 일면에 부착되고, 상기 그라인더의 회전축이 통과하기 위한 관통공(132)이 형성된 완충부재(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전지지판(110)은 도 5에 나타낸 것과 같이 그라인더의 회전축으로 장착되는 장착공(112)이 중심에 형성된다. 또한 상기 회전지지판(110)의 중앙부 일면에는 상기 완충부재(130)가 장착되는 오목한 공간이 형성된다.

상기 회전지지판(110)은 형상 변형에 대한 유연성을 갖는 섬유(fiber) 소재로 형성되며, 경사 및 위사의 크기 및 간격이 서로 다른 직물층이 2개 이상 결합되어 형성될 수 있다. 상기 회전지지판(110)은 형상 변형에 대한 적절한 유연성을 가져 형태 성형이 용이하며, 서로 다른 직물층이 2개 이상 결합됨으로써 형상 유지 및 기타 부재들을 지지하기에 충분한 강도를 갖는다.

상기 연마부재(120)는 일정 크기의 사각으로 절단된 복수 개의 샌드 페이퍼편(122)과 다이아몬드 페이퍼편(124)을 포함하며, 상기 완충부재(130)와의 중첩을 회피하도록 도 6에 나타낸 것과 같이 상기 샌드 페이퍼편(122)과 다이아몬드 페이퍼편(124)이 상기 회전지지판(110)의 외주부 일면에 미리 설정된 폭을 갖는 링 형상을 따라 교호적으로 부착된다.

상기 연마부재(120)인 샌드 페이퍼편(122)과 다이아몬드 페이퍼편(124)은 가공시 완충력을 가져 튀는 진동없이, 가공면을 쓸듯이 가공할 수 있도록 상기 회전지지판(110)의 상면에 일정 간격으로 각 페이퍼편의 밑면만이 부착되어 비스듬히 누워지게 형성된다. 통상의 실리콘이나 열경화성 수지 등과 같은 접착제에 의해 방사상으로 샌드 페이퍼편과 다이아몬드 페이퍼편이 반복되도록 경사지게 부착된다.

아울러, 상기 연마부재(120)는 회전지지판(110)의 부착면으로부터 1~10°로 경사지게 부착된다. 종래의 고강도 압축연마 패널에 다이아몬드 페이퍼를 부착하여 방사상으로 연마부재를 부착한 연마용 휠의 경우 고강도 압축연마 패널의 두께에 의해 연마부재의 각도가 12° 이상이 되는데, 고경질 자재와 접촉이 감소하여 연마 효과가 떨어지는 반면, 10° 이하의 각도로 부착하는 경우 고경질 자재와의 접촉이 증가하여 연마 효과를 상승시킬 수 있으며, 샌드 페이퍼와 다이아몬드 페이퍼를 반복하여 부착시킴으로써 마모가 신속하게 이루어지는 문제를 방지할 수 있다.

상기 완충부재(130)는 연마부재(120)가 장착된 상기 회전지지판(110)의 중앙부 일면에장착되어 회전지지판(110)을지지하면서 변형을 방지하며, 도 7에 나타낸 것과 같이 그라인더의 회전축이 통과하기 위한 관통공(132)이 중심에 형성된 원판 형상을 갖는다.

상기 완충부재(130)는 탄성을 갖는 재질로 형성되어 상기 연마용 휠(100)을 이용한 연마 과정에서 상기 회전지지판(110)의 변형을 방지함과 동시에 진동을 저감하며, 비산되는 연마 부스러기와의 충돌로 인한 소음을 완충하는 역할을 한다.

상기 완충부재(130)는 외주부에서 중앙부(관통공의 외주부)로 갈수록 두께가 얇아지는 내부가 오목한 형상을 가져 더욱 안정적으로 소음 및 진동을 저감할 수 있으며 다양한 구조를 가질 수 있는 공간을 제공한다.

상기 완충부재(130)는 관통공(132)의 중심이 상기 회전지지판(110)의 장착공(112)의 중심과 일치하도록 부착되며, 상기 관통공(132)의 크기는 상기 회전지지판(110)의 장착공(112)의 크기보다 크거나 같을 수 있다. 도 1 내지 4에는 관통공(132)의 크기가 상기 회전지지판(110)의 장착공(112)의 크기보다 큰 것을 예시로 도시하였다.

상기 탄성을 갖는 재질은 예를 들어, 플라스틱, 고무, 실리콘 등일 수 있다.

상기 완충부재(130)의 일면에는 도 8 내지 10에 나타낸 것과 같이 상기 연마용 휠(100)의 회전 동작 시 그라인더의 회전축에 체결되는 나사부재와의 접촉으로 인한 소음 및 진동을 저감하도록, 복수의 돌기(134), 리브(136) 또는 홈(138)이 형성될 수 있다. 또한 상기 돌기(134), 리브(136) 및 홈(138)이 적어도 2종 이상 혼합되어 형성될 수 있다.

상기 연마용 휠(100)은 도 1 내지 4에 나타낸 것과 같이 상기 회전지지판의 장착공 및 상기 완충부재의 관통공 외주에 장착되어 상기 연마용 휠이 그라인더의 회전축에 장착 시 회전축과 접하는 마감부재(140)를 더 포함할 수 있다.

상기 마감부재(140)는 도 11에 나타낸 것과 같이 회전지지판의 장착공 외주와 접하는 원통부(142)를 포함하며, 상기 원통부의 일단으로부터 연장되어 상기 회전지지판(110)의 중앙부 일면의 일부를 덮을 수 있는 연장부(144)를 포함한다. 상기 연장부(144)는 상기 완충부재(130)의 중앙부 일면의 일부를 덮거나 덮지 않을 수 있다. 도 1 내지 4에는 회전지지판(110)의 중앙부 일면은 덮고, 완충부재(130의 중앙부 일면은 덮지 않은 것을 예시로 도시하였다.

상기 완충부재(130)는 경화성 엑폭시 수지 등의 접착제를 이용하여 상기 회전지지판(110)에 고정되거나, 링 형상으로 형성된 고정부재(140)를 통해 상기 회전지지판(110)에 고정될 수 있으며, 접착제 및 고정부재 모두를 이용하여 상기 회전지지판(110)에 고정될 수 있다.

<실시예 및 비교예>

두께 1mm의 샌드 페이퍼와 다이아몬드 페이퍼를 절단수단에 의해 15mm×20mm 규격의 단위블록으로 재단하여 연마부재를 준비한다.

그리고 상기 재단된 복수의 샌드 페이퍼와 다이아몬드 페이퍼를 번갈아가며 지그 상에 방사상으로 경사지게 배치한다. 지그는 원통형 형태로 바닥면에 상기 연마부재를 경사지게 올려 놓을 수 있도록 복수의 경사진 받침턱이 형성된 공지된 구조를 가진다. 이때, 상기 복수의 경사진 받침턱은 공지된 방식에 의해 가공 형성된 것으로, 상기 연마부재가 1~10°로 경사지게 부착될 수 있도록 가공된다.

이렇게, 지그의 받침턱에 배치된 연마부재의 상부로 경화성 엑폭시 수지 등과 같은 접착제를 도포한 후 중앙에 그라인더의 회전축으로 장착되는 장착공이 형성된 회전지지판을 올려놓는다. 이때, 상기 회전지지판은 필요에 따라 지그로 통상적인 볼트나 브래킷 등에 의해 유동성 없이 고정하여도 무방하다.

아울러, 상기 회전지지판이 올려진 지그를 공지된 기술적 구성을 가지는 건조로에서 건조시킨다. 이때, 상기 건조는 건조로 내에서 대략 90~100℃에서 약 20~40분 정도 건조한다. 건조 후 상기 지그로부터 회전지지판과 그 회전지지판으로 경화된 접착제에 의해 부착된 연마부재를 분리한다.

다음으로 연마부재가 부착된 회전지지판의 중앙부 일면에 접착제를 도포하고 완충부재를 회전지지판의 중앙부 일면에 눌러 붙인 후 마감부재를 이용하여 그라인더의 회전축이 접하는 장착공 외주면 및 회전지지판 중앙부 일면의 일부를 마감하여 제1 실시예에 따른 연마용 휠을 제조한다.

제2 실시예에 따른 연마용 휠은 복수의 돌기가 형성된 완충부재를 부착한 것을 제외하고, 제1 실시예와 동일하게 제조되었다.

제3 실시예에 따른 연마용 휠은 복수의 리브가 형성된 완충부재를 부착한 것을 제외하고, 제1 실시예와 동일하게 제조되었다.

제4 실시예에 따른 연마용 휠은 복수의 홈이 형성된 완충부재를 부착한 것을 제외하고, 제1 실시예와 동일하게 제조되었다.

제1 비교예에 따른 연마용 휠은 완충부재를 부착하지 않은 것을 제외하고, 제1 실시예와 동일하게 제조되었다.

제2 비교예에 따른 연마용 휠은 등록특허 제10-1366640호에 따라 제조되었다.

제3 비교예에 따른 연마용 휠은 공개특허 제10-2016-0133964호에 따라 제조되었다.

<실험예>

시험평가 방법은 다음과 같으며 표 1에 평가결과를 나타내었다.

1. 그라인더 회전속도 : 2000rpm

2. 실험시간 : 5min ×5회

3. 피연마체 : 유리

4. 연마량 : 피연마체의 연마 전, 후의 중량차(g)

5. 휠 마모량 : 연마용 휠의 연마전, 후의 중량차(g)

6. 마모상태(외관평가) : 연마용 휠의 마모상태(관능검사)

7. 먼지상태 : 연마기 주변상황(관능검사)

8. 진동 및 소음 : dB로 측정

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
페이퍼편 총 개수(sand/dia)	74 (37/37)	74 (37/37)	74 (37/37)	74 (37/37)	74 (37/37)	940 (780/160)	40 (-/40)
연마량(g)	163	161	165	160	149	276	141
휠 마모량(g)	9	10	9	11	12	34	27
마모상태	양호	양호	양호	양호	비교적 양호	불량	불량
먼지상태	양호	양호	양호	양호	다소 불량	불량	불량
최고 데시벨(dB)	95	87	88	87	124	117	133

상기 표 1에 나타난 것과 같이 본 발명의 실시예에 따른 연마용 휠은 마모량이 적고, 마모상태 및 먼지상태가 양호하며, 소음이 현저하게 저감된 것을 알 수 있다. 특히 완충부재에 돌기, 리브 또는 홈을 포함한 실시예 2 내지 4의 경우 소음이 더욱 저감된 것을 알 수 있었다.

비교예 1의 경우 연마량이 비교적 떨어지고 먼지상태가 다소 불량하였으며, 특히 소음이 심한 것을 알 수 있다. 비교예 2의 경우 연마량이 높지만 사용된 페어퍼편의 개수가 압도적으로 많고, 휠 마모량이 크고 마모상태 및 먼지상태가 불량할 뿐만 아니라 최고 데시벨 또한 본원발명에 비하여 현저하게 높았다. 비교예 3의 경우 연마량이 낮은데 비하여 휠 마모량이 높았고, 마모상태 및 먼지상태가 불량하였으며 소음이 가장 높은 것으로 측정되었다.

전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 그라인더의 회전축에 장착되기 위한 장착공이 형성된 회전지지판;
   상기 회전지지판의 일면에 부착되어, 상기 회전지지판의 회전 동작에 의해 대상물을 연마하는 연마부재; 및
   상기 회전지지판의 중앙부 일면에 부착되고, 상기 그라인더의 회전축이 통과하기 위한 관통공이 형성된 완충부재;를 포함하고,
   상기 완충부재는 외주부에서 중앙부(관통공의 외주부)로 갈수록 두께가 얇아지는 내부가 오목한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 연마용 휠.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 연마부재는,
   상기 회전지지판의 일면에 교호적으로 부착되는 복수개의 다이아몬드 페이퍼편과 복수개의 샌드 페이퍼편을 포함하고,
   상기 완충부재와의 중첩을 회피하도록, 상기 회전지지판의 외주부 일면에 미리 설정된 폭을 갖는 링 형상을 따라 부착되는 것을 특징으로 하는 연마용 휠.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전지지판의 장착공 외주에 장착되어 상기 연마용 휠이 그라인더의 회전축에 장착 시 회전축과 접하는 마감부재를 더 포함하는 연마용 휠.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 완충부재의 일면에는 복수의 돌기, 리브 또는 홈이 적어도 1종 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 연마용 휠.

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