KR20050053730A - 칼날을 연마하기 위한 공구 - Google Patents

Abstract

마주보며 배치되며 함께 회전하는, 기다란 호닝 스터드 (10) 의 링을 포함하는 칼날을 연마하기 위한 공구로서, 상기 호닝 스터드 (10) 는 각 (α) 을 형성하며 교차하는 방향으로 뻗어있으며, 상기 각 (α) 속으로 칼날을 삽입하여 상기 회전하는 연마 공구에 의해 곧게 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.

Description

칼날을 연마하기 위한 공구{A TOOL FOR POLISHING THE EDGE OF A KNIFE}

본 발명은 칼날을 연마하기 위한 공구, 보다 구체적으로는, 청구항 제 1 항의 전문에 따라 칼날을 곧게 하기 위한 피구동, 회전식 공구에 관한 것이다.

본 명세서에서 연마는, 칼날을 곧게 하는 것과 관련해서 행해지는 단계를 의미하며, 상기 단계는 매끄러운 스틸 공구를 사용하여 최외측부에서 상대적으로 얇은 날카로운 칼날의 가장자리에 초점을 맞추는 작업을 포함한다. 이러한 단계는 보통 수동으로 곧고 매끄러운 스틸 공구를 따라 작업자 쪽 및 멀어지는 쪽으로 칼날을 반복적으로 움직이는 자르는 동작을 통해 수행되고, 상기 단계에서 칼과 상기 스틸 공구의 접촉각이 정확하며 연마되는 칼의 양면에 대해 같도록 유지하면서 칼의 양쪽면은 번갈아서 상기 스틸 공구와 접촉하게 된다. 칼을 정확하지 않거나 너무 큰 각으로 가져다 댈 경우, 상기 날을 한 쪽에서 다른 쪽으로 휘게 하여 결과적으로 날을 부러뜨리는 결과를 낳을 위험이 있다. 물론 수동 작업은 일정하지 않은 결과를 가져오며, 반복적으로 만족스러운 결과를 얻기 위해서는 어느 정도 숙련될 것을 요구한다.

연마 공구가 US 5478272 에 나타나 있으며, 상기 공구는 일단부에서 기본 부재에 피봇되어 지지되는 아치형 스틸 부재를 포함한다. 상기 스틸 막대는 기울어져 있으며 상기 기본 부재에 형성되어 있는 슬롯 (slot) 앞에서 서로 교차한다. 칼로부터의 접촉 압력과는 무관하게 칼날과 접촉하는 상기 스틸 부재 사이의 교차점에 언제나 힘을 가하면서, 칼날은 상기 스틸 부재를 향해 수동으로 가압되고 상기 슬롯을 통과해 길이 방향으로 당겨진다. 상기 공구는 정적이며, 작업면에 고정되어 배치된다.

칼은 사용과정에서 칼날의 곧기 (straightness) 에 영향을 주는 기계적 힘을 받게 되어서, 칼의 유효성이 떨어진다. 이러한 이유로, 날을 날카롭게 하기 위하여 연속적인 사용 중간에 몇 번 칼날을 곧게 해야 하는 것이 일반적이다. 따라서, 잦은 연마 작업에서 반복적인 팔의 움직임을 요하는 수동 연마 과정은 시간 낭비이며 노동 집약적으로 보일 수 있다.

도면을 참조하여 아래에서, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.

도 1 은 휴대용 장치와 장착된 연마 공구의 측면도이다.

도 2 는 분리된 연마 공구의 부분 단면 측면도이다.

본 발명은, 작업자가 특별한 기술을 습득할 것을 요구하지 않으면서 반복적인 결과를 이끌어낼 수 있는 연마공구를 제공함으로써 종래 방법을 개선하는 것을 목적으로 하며, 상기 개선은 보다 구체적으로 연마 공구와 칼날의 양면 사이의 접촉 각에 관해서이다.

또 다른 목적은 시간과 노동을 절약시켜주는 고성능 연마 공구를 제공하는 것이다.

이들과 다른 목적은 청구항 제 1 항의 특징부에 따른 공구에 의해 만족된다. 실시예는 종속항에서 특정된다.

본 발명에 따르면 회전 구동되는 연마 공구가 제공된다. 상기 연마 공구는, 서로 마주보게 위치하며 함께 회전하는 기다란 호닝 스터드의 링 두 개를 포함하며, 상기 스터드는 교차하는 방향으로 각 (α) 을 형성하면서 신장되며, 회전하는 연마 공구에 의해 곧게 하기 위하여 상기 각에 칼날을 삽입한다.

도 1, 2 는, 회전 구동되는 연마 공구 (1) 로 된 본 발명의 실시예를 보여주며, 이에 대해서는 아래에서 보다 자세히 설명하도록 한다. 상기 연마 공구 (1) 는, 서로 마주보게 위치하며 같이 회전하는 호닝 스터드 (10) 의 링 두 개를 포함하며, 상기 호닝 스터드 (10) 는 각 (α)를 형성하는 교차 방향으로 신장되며, 상기 각 안에서 칼날이 삽입되어 연마 공구의 상기 회전 스터드에 의해 곧게 된다. 상기 연마 공구는 고정되어 장착되거나 휴대용 구동 수단에 의해 운반될 수 있으며, 전기, 공압 또는 유압으로 구동될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 연마 공구 (1) 는 두 개의 회전대칭체 (3, 4) 를 가지며, 상기 회전대칭체는 실질적으로 동일한 형상이며, 관통 볼트 (5) 에 의해 축방향으로 결합되어 있다. 상기 연마 공구 (1) 를 회전하지 않도록 휴대용 전기 모터 (2) 의 구동축에 연결하기 위해서 장착 상태에서 상기 볼트 (5) 는 상기 회전대칭체 (3, 4) 를 통과해서 고정구 또는 척 장치 (chucking device) 와 결합할 수 있는 크기로 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 회전대칭체 (3, 4) 는 연마에 적합한 원주 속도 (peripheral speed) 를 제공할 수 있는 회전 속도로 회전하도록 구동된다.

허브 (6) 가 각 회전대칭체 (3, 4) 의 중심부에서 돌출해 있으며, 상기 허브는 돌출된 허브의 상단을 반경 방향으로 허브의 외측에 있는 상기 회전대칭체 (3, 4) 의 전단과 연결하는 경사면 (7) 을 포함한다. 장착 상태에서, 전단과 허브 (6) 가 직접 접촉한 상태에서 또는 중간 탄성 부재 (8) 를 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 회전대칭체가 위치한다. 각 허브 (6) 는, 상기 경사면 (7) 주위에서 등간격으로 원형으로 배치된 다수의 블라인드 보어 (blind bore) (9) 를 포함한다. 상기 보어 (9) 는 상기 회전대칭체 (3, 4) 의 외주 쪽으로 반경 방향으로 형성되어 있으며, 상기 회전대칭체의 중심축을 가로지르는 단면에 대하여 기울어져 있다. 상기 허브 (6) 는 볼트 (5) 를 위한 중심 관통구멍 (도 2 의 파선) 을 더 포함하며, 코일 스프링과 같은 탄성 부재 (8) 를 수용하기 위해, 상단 표면에 파인 홈 (recess) 을 가질 수 있다.

매끈한 외주를 갖는 호닝 스터드 (honing stud) (10) 가 내측단에서 각각의 블라인드 보어 (9) 안에 삽입된다. 도시된 실시예에서, 상기 호닝 스터드 (10) 는 볼트 형상으로, 원형의 단면을 가지며 칼날의 경도보다 큰 경도를 갖는 재료로 만들어진다. 예를 들어, 상기 호닝 스터드 (10) 는 금속 또는 금속 합금, 세라믹 재료 또는 유리로 만들어질 수 있다. 또는, 상기 호닝 스터드는 다른 재료의 층으로 피복된 코어로 이루어질 수 있고, 또한 적절하다면 경화 처리 또는 표면 경화 처리를 받을 수도 있다. 이 명세서에서 사용되는 "호닝 스터드"라는 용어는, 상기 스터드가 구성되고 제조되는 재료에 한정되지 않고, 칼날을 연마하는 기능적인 용도를 의미 한다.

일반적으로 호닝 스터드 (10) 은 기다란 형상을 하며, 상기 스터드의 반경 방향 외측자유단이 반대쪽 회전대칭체 (각각 3 또는 4 ) 의 경계를 넘지 않도록 하는 축방향 길이를 갖는다. 무단의 원형 홈 (11) 이 상기 회전대칭체 (3, 4) 의 같은 전단부에 형성되어 있는데, 상기 회전대칭체가 결합하여 상기 연마 공구 (1) 를 형성할 때 상기 원형 홈 (11) 은 반대쪽 회전대칭체의 호닝 스터드 (10) 의 자유단을 수용하고 지지한다. 이렇게 해서, 상기 공구가 회전할 때 생기는 원심력에 의해 상기 호닝 스터드가 빠지는 것이 방지되며, 상기 호닝 스터드의 교환 또한 간단해진다. 또는, 상기 스터드의 외측단의 수용부는 제시된 홈 (11) 과 다른 형상을 할 수 있으며, 예를 들어 별개의 핏 (pit) 또는 고리형 돌출부 등으로 제공될 수도 있다.

상기 호닝 스터드 (10) 가 지지체의 경계 내에서 반경 방향으로 각각 부착되어, 스터드의 내측단이 반대쪽 회전대칭체의 중심부 또는 상기 경사면 (7) 안에 형성된 홈에서 지지되는 다른 실시예 (도시되지 않음) 도 예상할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스터드가 서로 접촉하게 되며, 그로 인해 상기 회전대칭체 (3, 4) 를 차단하고 결합 상태에서 상기 회전대칭체간의 상대 회전을 방지하고, 한 회전대칭체 (3, 4) 의 호닝 스터드 (10) 가 반대쪽 회전대칭체 (4, 3) 의 호닝 스터드 (10) 와 교차하도록 상기 호닝 스터드 (10) 의 지름과 원형으로 배열된 등간격의 보어 (9) 사이의 각거리가 연관된다.

각공간 (angular space) 에 삽입되어 상기 스터드와 접촉하게 되는 칼날 (도 1의 파선 참조)을 곧게 하도록 상기 보어 (9) 의 경사각이 결정되며, 이 경사각은 상기 교차하는 호닝 스터드 사이의 상대 경사와 사잇각 α 를 결정한다. 예를 들어, 상기 각 α는 20 ~ 50°, 유리하게는 25°~ 45°일 수 있다. 명백하게, 상기 칼날로부터 충분한 하중이 가해지는 때에 상기 회전대칭체가 중간 탄성 부재 (8) 의 힘에 대항하여 축방향으로 서로를 향해 움직이게 되는 경우에도 교차하는 스터드 사이의 사잇각 α 는 동일하게 유지된다.

본 발명에 따른 회전식 연마 공구의 작동의 특징은 칼날의 점진적이고 매끈한 성형에 있다. 이는 상기 회전 호닝 스터드 사이의 교차점의 효과, 즉 이러한 교차점들의 원형 회전 경로에 접하면서 닿는 상기 칼날에 상기 사잇각 α 의 정점이 점진적으로 접근하기 때문이다. 즉, 상기 스터드의 아치형 표면상의 상기 접촉점이 칼날에 수직하면서 상기 연마 공구의 회전 중심을 통과하는 선을 통과할 때에만 상기 칼날이 교차각 α 의 상기 호닝 스터드와 접촉하게 된다. 상기 순간의 전후 또는 상기 수직선의 전후 (회전 방향에서 볼 때) 에서, 상기 칼날은 회전 중심으로부터 반경 방향으로 더 멀리, 그리고 상기 교차각의 정점에서 반경 방향 외측에 위치한다. 따라서, 상기 칼날을 가로지르는 방향으로 측정한 교차하는 호닝 스터드 사이의 거리는 상기 수직선을 향하여 일정하게 감소하며, 여기서 상기 칼날은 상기 교차각의 정점을 통과한다. 상기 회전하는 호닝 스터드로부터 가해지는 접촉 압력을 점진적으로 증가시킴으로써, 칼날의 선형 신장에서 벗어난 어떠한 변형을 매끄럽고 곧게 하기 위한 본 발명에서 상기와 같은 관계가 사용된다.

본 발명은 다양한 변형예로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 교차하는 호닝 스터드의 두 개의 링은 공통의 회전대칭체로부터 소정의 교차각으로 신장되며, 여기서 상기 스터드의 내측단은 예를 들어, 나사 부착물 (threaded attachment) 에 의해 지지된다. 다른 변형예로서, 연마 스터드는 돌출부로 형성되며, 회전 구동되는 두 개의 마주보는 동일한 회전대칭체의 경사 전단에 일체로 형성될 수 있으며, 이러한 경우 상기 회전체가 실질적으로 기어의 중심부에서 겹쳐지는 한 쌍의 상호작용 베벨 기어 (bevel gear) 로서, 결합하여 회전할 때 반대쪽 회전대칭체의 스터드를 수용하기위해 인접하는 스터드/돌출부 사이의 보충적인 홈이 형성된다. 또한, 상기 호닝 스터드는 앞서 설명한 것과는 다른, 타원형, 초타원형 (super elliptic), 달걀형, 둥근형, 원형의 단면형상을 갖거나, 상기 칼날이 스치는 부분적으로 원형의 또는 둥근 표면을 가질 수 있다. 또한, 상기 호닝 스터드는 스터드의 전체 길이에 걸쳐서 연속적인 단면 형상을 가질 수도 있고, 또는 회전의 중심을 향해 또는 그 중심으로부터 원추형으로 테이퍼져 있을 수도 있다. 수반되는 청구항들은 본 발명의 모든 그러한 변형을 포함하며 이는 상기 설명을 읽음으로써 당업자에게 이해될 것이다.

Claims (9)

1. 휴대 모터 (2) 의 회전 축에 지지되는 본질적으로 동일한 두 개의 회전대칭체 (rotation symmetric body) (3, 4) 를 포함하며, 상기 회전대칭체는 직접 접촉한 상태에서 또는 중간 탄성 부재 (intermediate elastic element) (8) 를 사이에 두고 서로 마주보는 전단을 가지며,

   또한 서로 마주보면서 함께 회전하는 호닝 스터드 (honing stud) (10) 의 링 두 개를 더 포함하며, 상기 호닝 스터드는 상기 회전대칭체 (3, 4) 사이에서 사잇각 (α) 을 형성하면서 교차하는 방향으로 뻗으며, 상기 각 속으로 칼날을 삽입하여, 회전하는 공구에 의해 상기 칼날을 곧게 하는 칼날을 연마하기 위한 공구(1) 에 있어서,

   각 호닝 스터드 (10) 의 반경 방향 내측 단부는 한 회전대칭체 (3, 4) 의 전단에 있는 중앙부 (6) 에 지지되며, 상기 회전대칭체가 회전축에 장착될 때 외측 단부는 반대쪽 회전대칭체 (3, 4) 의 전단 경계 내에서 수용되어 지지되는 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 호닝 스터드 (10) 의 내측 단부는 각 회전대칭체 (3, 4) 의 전단의 중심부로부터 돌출된 허브 (6) 둘레에 등간격으로 원형으로 배치된 블라인드 보어 (9) 에 삽입되고, 상기 블라인드 보어는 반경 방향으로 상기 회전대칭체의 경계 쪽으로 경사져 있으며,

   상기 회전대칭체가 회전축에 장착될 때 반대쪽 회전대칭체의 상기 호닝 스터드의 외측 단부를 수용하고, 이로써 상기 연마 공구가 회전하는 동안 발생하는 원심력으로 인해 상기 호닝 스터드가 빠지는 것을 방지하도록 상기 경계 내에 배열되는 구조 (11) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 회전대칭체 (3, 4) 사이에 탄성 부재 (8) 가 삽입되며, 이로써, 칼날로부터 충분한 하중이 가해질 때, 상기 회전대칭체가 상기 탄성 부재 (8) 의 힘에 대항하여 축 상에서 서로를 향해 축방향으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   각각의 회전대칭체 (3, 4) 에는 허브 (6), 경사면 (7), 구조 (11), 블라인드 보어 (9) 가 형성되며,

   상기 허브 (6) 는 상기 전단 위로 돌출되고, 중앙 관통 홀을 가지며,

   상기 경사면 (7) 은 상기 허브의 상단부와 상기 전단의 반경 방향 외측부를 연결하며,

   상기 구조 (11) 는, 상기 회전대칭체의 경계 내에서 전단에 배치되며, 고리형 홈, 다수의 핏 (pit) 또는 돌출부일 수 있으며,

   상기 블라인드 보어 (9) 는 상기 경사면 (7) 주위에 원형으로 배열되며 상기 호닝 스터드 (10) 의 내측 단부를 수용하는 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전대칭체가 상기 축에 장착될 때, 서로 접촉하면서 교차하는 호닝 스터드 (10) 을 통해 상기 회전대칭체 (3, 4) 가 상대적인 회전을 하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 호닝 스터드 (10) 표면의, 적어도 칼날이 스치는 부분은 단면 형상이 달걀형, 타원형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 호닝 스터드 (10) 가 세라믹 재료, 금속, 또는 유리로 만들어지는 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 호닝 스터드 (10) 가 코어로부터 구성되며, 상기 코어는 코어와 다른 재료의 층으로 둘러쌓인 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   교차하는 호닝 스터드 사이의 사잇각 α 가 20 내지 50 °, 바람직하게는 25 내지 45°인 것을 특징으로 하는 칼날을 연마하기 위한 공구.