KR20110091609A - 보강부재를 가지는 절삭공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음 발생 및 진동이 많은 절삭공구에 있어서 절삭성능은 유지하면서 진동 및 소음은 효과적으로 줄일 수 있도록 보강부재를 부착한 절삭공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소음 및 진동이 심한 디스크형 절삭 공구에 잘 부합된다.
본 발명에 따르면 디스크 형태의 몸체부 양면에는 보강부재가 설치되어 있으며 상기 몸체부 외주에는 절삭부가 있는 절삭공구에 있어서, 상기 보강부재는 수 나사산을 가지는 제 1 보강부재와 암 나사산을 가지는 제 2 보강부재를 포함하며, 상기 제 1 보강부재와 상기 제 2 보강부재는 나사결합으로 상기 몸체부 중심부에 설치되는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구가 제공된다.

Description

보강부재를 가지는 절삭공구{A CUTTING TOOL HAVING REINFORCEMENT MEMBER}
본 발명은 소음 발생 및 진동이 많은 절삭공구에 있어서 절삭성능은 유지하면서 진동 및 소음은 효과적으로 줄일 수 있도록 보강부재를 부착한 절삭공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소음 및 진동이 심한 디스크형 절삭 공구에 잘 부합된다.
절삭공구는 소재에 국부적인 전단변형을 주어 칩(chip)을 발생시키는 절삭가공에 이용되는 공구로, 예를 들면, 다이아몬드 공구와 같이 입자를 이용하는 공구와 날(edge)을 이용하는 공구를 모두 포함한다.
천연석 또는 콘크리트 등의 석재를 절단 또는 연마하는 절삭가공에는 원형 쏘우(circular saw)와 같은 절삭공구가 이용된다. 통상, 원형 쏘우는 회전운동을 통하여 소재를 절단하는 것으로, 그 특성상 큰 소음 및 진동을 유발하여 작업자의 안전과 주변 사람들에게 피해를 준다. 위와 같이, 원형 쏘우와 같은 공구는, 고속으로 회전하면서 소재에 부딪히므로, 큰 마찰음 및 진동을 유발한다.
이에 따라, 종래에는 소음 및 진동을 저감할 수 있도록 샹크(shank)등의 몸체부 중심에 샹크보다는 지름이 작은 원형의 보강판을 양면에 결합하여 사용하였다. 보강판은 절삭공구의 고속 회전시 샹크의 강도를 보강하여 휘어짐을 방지할 수 있으며, 샹크가 피삭재의 일정한 부위에서 안정적으로 회전하여 절삭을 할 수 있으므로 진동 및 소음을 줄일 수 있다. 이때 보강판의 두께가 두꺼울수록 샹크의 강도를 보강하는 능력이 커지므로 보다 우수한 진동 및 소음 방지 효과가 있다.
하지만 종래의 보강판은 샹크 등의 몸체부 양쪽 면에 스팟용접(spot welding)을 하거나 리베팅을 하여 결합하는 구조를 가지고 있어 그 결합력이 약하므로 몸체부가 고속으로 회전하거나 피삭제로부터 큰 힘을 받아 몸체부가 휘어지게 되면 보강판이 떨어져나가는 문제가 있었다. 즉 샹크와 보강판의 한정된 결합력으로 인하여 얇은 두께의 보강판을 사용할 수밖에 없었으며 절삭가공 시에도 보강판의 결합력을 고려하여 피삭제 선정이나 절삭부위 등의 결정이 제한적일 수밖에 없었다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 절삭공구의 고속 회전시에도 우수한 소음 및 진동방지 효과를 가질 수 있도록 기존의 보강판보다 두꺼우면서도 몸체부에 강한 결합력으로 결합된 보강부재를 가지는 절삭공구를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 디스크 형태의 몸체부, 상기 몸체부 양면에 설치된 보강부재, 및 상기 몸체부의 외주에 위치하는 절삭부를 포함하는 절삭공구로서, 상기 보강부재는 수 나사산을 가지는 제 1 보강부재와; 암 나사산을 가지는 제 2 보강부재; 를 포함하며, 상기 제 1 보강부재와 상기 제 2 보강부재는 나사결합으로 상기 몸체부 중심부에 설치되는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구가 제공된다.
상기 제 1 보강부재 또는 상기 제 2 보강부재는 한 개 이상의 돌기를 포함하며, 상기 몸체부는 상기 제 1 보강부재 또는 상기 제 2 보강부재와 접하는 면에 상기 돌기와 대응되며 상기 돌기가 삽입되는 한 개 이상의 홈부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 보강부재는 상기 몸체부가 절삭 작업시 회전하는 방향과 반대 방향으로 회전하여 상기 제 2 보강부재에 나사결합되는 것이 바람직하다.
상기 보강부재와 상기 몸체부 사이에는 점탄성 재료가 개재된 것이 바람직하다.
상기 점탄성 재료는 상기 몸체부와 만나는 상기 제 1 보강부재의 면에 형성된 링 형상의 오목부에 채워지는 것이 바람직하다.
상기 제 2 보강부재에는 상기 링 형상의 오목부에 대응되는 링 형상의 돌출부가 형성되어 상기 점탄성재료가 상기 오목부내에 밀착되는 것이 바람직하다.
상기 점탄성 재료는 실리콘 또는 우레탄 고무인 것이 바람직하다.
상기 보강부재는 알루미늄 합금 또는 아연 합금인 것이 바람직하다.
상기 몸체부는 상기 절삭부와 상기 보강부재 사이에 상기 몸체부를 관통하는 다수의 관통 구멍들을 구비하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 절삭공구의 고속 회전시에도 우수한 소음 및 진동방지 효과를 가질 수 있도록 기존의 보강판보다 두꺼우면서도 몸체부에 강한 결합력으로 결합된 보강부재를 가지는 절삭공구가 제공될 수 있다.
그에 따라 본 발명에 의하면, 보강부재가 몸체부의 양쪽 면에 강하게 결합되어 있으므로 몸체부가 큰 힘을 받아서 휘어짐이 발생하더라도 보강부재가 분리될 우려가 없으며, 보강부재가 몸체부의 강도를 우수하게 보강할 수 있으므로 안정적인 절삭작업이 가능하여 진동 및 소음을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 가지는 절삭공구의 분해 사시도.
도 2는 제 2 보강부재와 접하는 몸체부 면을 나타낸 정면도.
도 3은 제 1 보강부재의 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 보강부재를 가지는 절삭공구를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 가지는 절삭공구의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭공구는 디스크 형태의 몸체부(10)와, 몸체부(10) 양면에 설치된 보강부재(40)와, 상기 몸체부(10)의 외주에 위치하는 절삭부(15)를 포함할 수 있다.
이때 상기 보강부재(40)는 수 나사산(21, 도 3 참조)을 가지는 제 1 보강부재(20)와 암 나사산(31)을 가지는 제 2 보강부재(30)를 포함하며, 제 1 보강부재(20)와 제 2 보강부재(30)는 나사결합으로 몸체부(10) 중심부에 설치될 수 있다. 제 1 보강부재(20)와 제 2 보강부재(30)는 알루미늄 합금 또는 아연 합금으로 소결가공을 통하여 형성할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만 본 발명의 절삭공구는 몸체부(10) 중앙에 있는 삽입공(17)을 통해 설치된 보강부재(40)의 축공이 글라인더에 장착되어 파삭재를 절삭가공하게 된다.
도면에는 절삭부가 림 타입(Rim Type)인 경우를 도시하고 있지만 세그먼트 타입(Segment Type)을 포함하여 디스크 형태의 몸체부를 가질 수 있는 구조라면 어떠한 절삭공구라도 본 발명에 포함된다.
몸체부(10)는 절삭부(15)와 보강부재(40) 사이에 몸체부(10)를 관통하는 다수의 관통 구멍(13)들을 포함할 수 있다. 이때 관통 구멍(13)들이 지나치게 많을 경우 몸체부(10)의 강도가 저하되는 문제점이 있고, 관통 구멍(13)들의 개수가 너무 적을 경우 방열효과가 떨어진다. 따라서 도시된 바와 같이 관통 구멍(13)들은 일정한 단위패턴들이 반복되는 형태를 통하여 적절한 개수를 가지도록 형성될 수 있다.
디스크형 절삭공구를 이용하여 절삭 작업을 할 경우 피삭재와의 사이에서 높은 열이 발생할 우려가 있다. 하지만 관통 구멍(13)이 형성된 경우 발생된 열이 관통 구멍(13)을 통하여 보다 용이하게 배출될 수 있다. 이는 관통 구멍(13) 형성으로 방열면적이 증가하고, 회전하는 관통 구멍(13) 주위에서 공기의 와류가 발생되어 공기 중으로 열전도를 촉진하기 때문이다.
제 2 보강부재(30)가 몸체부(10)와 접하는 면에는 한 개 이상의 돌기(32)가 형성될 수 있다. 이때 이 돌기(32)는 몸체부(10)에 형성된 홈부(12)에 삽입될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 홈부(12)는 제 2 보강부재(30)와 접하는 쪽의 몸체부(10) 면에 형성될 수 있다.
제 1 보강부재(20)와 제 2 보강부재(30)가 결합될 때, 제 2 보강부재(30)에 형성된 돌기(32)가 몸체부(10)에 형성된 홈부(12)에 삽입되므로, 보강부재(40)가 몸체부(10)에 결합된 상태에서는 몸체부(10)가 고속으로 회전하더라도 홈부(12)에 삽입된 돌기(32)로 인하여 보강부재(40)는 이탈하지 않고 위치를 유지할 수 있다.
다만 본 발명의 일 실시예에서는 암 나사산(31)을 가지는 제 2 보강부재(30)에 돌기(32)가 형성된 것을 예시하고 있지만 돌기(32)는 수 나사산(21)을 가지는 제 1 보강부재(20)에 형성될 수도 있으며 이때는 돌기에 대응하는 홈부는 제 1 보강부재(20)와 접하는 몸체부(10) 쪽에 형성될 수 있다. 또한 나사결합을 할 때에도 제 1 보강부재(20)는 홈부에 삽입된 돌기를 통하여 몸체부(10)에 고정된 상태에서 제 2 보강부재(30)가 회전하여 제 1 보강부재(20)에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 가지는 절삭공구는 제 1 보강부재(20)가 절삭 작업시에 몸체부(10)가 회전할 수 있는 방향과 반대 방향으로 회전하면서 제 2 보강부재(30)에 나사결합 하게 된다. 따라서 디스크 형태의 몸체부(10)가 고속으로 회전하면서 절삭 작업이 이루어지더라도 몸체부(10)가 회전하는 방향의 역방향으로 결합된 나사결합 방식에 의하여 제 1 보강부재(20)와 제 2 보강부재(30)의 결합은 풀릴 염려가 없다.
즉, 제 1 보강부재(20)의 수 나사산(21)과 제 2 보강부재(30)의 암 나사산(31)의 나사산 방향은 절삭공구의 작업시에 몸체부(10)의 회전 방향을 고려하여 몸체부(10) 회전방향의 역방향으로 결합할 수 있도록 형성할 수 있다.
이때 삽입공(17)의 직경은 제 2 보강부재(30)의 돌출부(33) 외경과 같은 것이 바람직하다. 제 2 보강부재(30)가 몸체부(10)와 결합할 때 돌출부(33)는 몸체부(10)의 삽입공(17)으로 삽입되며 돌기(32)가 홈부(12)에 삽입된 상태에서 제 1 보강부재(20)가 회전하여 제 2 보강부재(30)에 나사결합하기 때문이다.
도 3에는 제 1 보강부재의 사시도가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 보강부재(20)의 일면에는 링 형상의 오목부(23)가 형성될 수 있다. 오목부(23)에는 실리콘 또는 우레탄 고무 등의 점탄성 재료(25)가 채워질 수 있다. 실리콘의 경우 오목부(23)에 주입하여 채울 수 있으며 우레탄 고무의 경우 링 형상으로 미리 성형되어 상기 오목부(23)에 삽입방식으로 채워질 수 있다.
제 2 보강부재(30)에는 제 1 보강부재(20)의 오목부(23)에 대응되는 링 형상의 돌출부(33)가 형성될 수 있다. 따라서 보강부재(40)를 결합할 때 제 1 보강부재(20)의 오목부(23)에 채워진 점탄성 재료(25)는, 제 2 보강부재(30)의 돌출부(33)가 가압하게 되므로 제 1 보강부재(20)의 오목부(23)와 몸체부(10) 사이의 공간에 완전히 밀착하게 된다.
즉, 제 1 보강부재(20)와 몸체부(10)사이에 점탄성 재료(25)가 빈틈없이 완전히 채워지게 되므로 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭공구는 고속으로 회전하더라도 진동 및 소음을 줄일 수 있게 된다.
아래 표 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보강부재에, 실리콘이 채워지지 않은 상태와 채워진 상태에서 각각 소음도를 측정한 결과이다.
구분 실리콘이 없는 제품 실리콘이 개재된 제품 비고
공회전시 절삭시 공회전시 절삭시 단위: db
등가소음도
(Leq)		 91 99.7 91 97.6
표 1과 같이, 실리콘이 채워지지 않은 제품보다 실리콘이 채워진 제품이 절삭작업시에 등가소음도(Leq)가 훨씬 작다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 점탄성 재료(25)가 제 1 보강부재(20)에 형성된 링 형상의 오목부(23)에 채워진 것으로 설명하였지만 점탄성 재료(25)가 개재되는 위치는 한정되지 않는다. 즉 오목부(23)와 같은 특별한 형상이 없더라도 제 1 보강부재(20) 또는 제 2 보강부재(30)가 몸체부(10)와 만나는 곳에 점탄성 재료를 개재할 수 있다. 제 1 보강부재(20)와 제 2 보강부재(30)는 나사결합을 하여 몸체부(10)와 밀착 결합되므로 점탄성 재료는 상기 보강부재들과 몸체부(10) 사이에 개재되어도 가압되어 이탈하지 않을 수 있다.
다만 링 형상의 오목부(23)에 점탄성 재료가 위치할 때는 많은 양의 점탄성 재료를 채울 수 있어 소음방지 효과가 보다 우수하며 절삭작업시 점탄성 재료의 이탈 가능성이 적다는 장점이 있을 것이다.
이와 같이 본 발명의 보강부재를 가지는 절삭공구에 따르면, 몸체부(10)가 장시간 고속으로 회전하게 되더라도 보강부재(40)가 몸체부(10)의 강도를 보강하게 되므로 몸체부(10)가 휘어지는 것을 방지할 수 있으며 우수한 진동 및 소음방지 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 절삭공구에 따르면, 절삭 작업시 몸체부(10)가 회전하는 방향과 반대로 보강부재(40)가 결합되어 있기 때문에 나사결합이 풀릴 우려가 없다. 따라서 기존의 보강판보다 두껍게 설계할 수 있어 기존보다 더 큰 강도보강 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 절삭공구에 따르면, 종래 디스크 형태의 몸체부에 스팟용접으로 결합시키던 보강부재를 단순히 나사결합만으로 결합시킬 수 있으므로 제조공정이 간단해지면서 제조비용이 낮아지는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 보강부재를 가지는 절삭공구를, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다. 하지만 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
10: 몸체부 12: 홈부
13: 관통 구멍 15: 절삭부
17: 삽입공 20: 제 1 보강부재
21: 수 나사산 23: 오목부
25: 점탄성 재료 30: 제 2 보강부재
31: 암 나사산 32: 돌기
33: 돌출부 40: 보강부재

Claims (9)

  1. 디스크 형태의 몸체부, 상기 몸체부 양면에 설치된 보강부재, 및 상기 몸체부의 외주에 위치하는 절삭부를 포함하는 절삭공구로서,
    상기 보강부재는 수 나사산을 가지는 제 1 보강부재와; 암 나사산을 가지는 제 2 보강부재; 를 포함하며,
    상기 제 1 보강부재와 상기 제 2 보강부재는 나사결합으로 상기 몸체부 중심부에 설치되는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 보강부재 또는 상기 제 2 보강부재는 한 개 이상의 돌기를 포함하며, 상기 몸체부는 상기 제 1 보강부재 또는 상기 제 2 보강부재와 접하는 면에 상기 돌기와 대응되며 상기 돌기가 삽입되는 한 개 이상의 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 보강부재는 상기 몸체부가 절삭 작업시 회전하는 방향과 반대 방향으로 회전하여 상기 제 2 보강부재에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강부재와 상기 몸체부 사이에는 점탄성 재료가 개재된 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 점탄성 재료는 상기 몸체부와 만나는 상기 제 1 보강부재의 면에 형성된 링 형상의 오목부에 채워지는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 보강부재에는 상기 링 형상의 오목부에 대응되는 링 형상의 돌출부가 형성되어 상기 점탄성재료가 상기 오목부내에 밀착되는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 점탄성 재료는 실리콘 또는 우레탄 고무인 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강부재는 알루미늄 합금 또는 아연 합금인 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 절삭부와 상기 보강부재 사이에 상기 몸체부를 관통하는 다수의 관통 구멍들을 구비하는 것을 특징으로 하는 보강부재를 가지는 절삭공구.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101404226B1 (ko) * 2013-10-07 2014-06-05 주식회사 효성디앤피 무소음 절삭휠 및 그 제조방법

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