WO2014204232A1 - 세라믹 타격절단장치 - Google Patents

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WO2014204232A1
WO2014204232A1 PCT/KR2014/005418 KR2014005418W WO2014204232A1 WO 2014204232 A1 WO2014204232 A1 WO 2014204232A1 KR 2014005418 W KR2014005418 W KR 2014005418W WO 2014204232 A1 WO2014204232 A1 WO 2014204232A1
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WO
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cutting
striking
ceramic
cut
cutting device
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PCT/KR2014/005418
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Inventor
이정철
Original Assignee
Lee Jung Chul
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/26—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by impact tools, e.g. by chisels or other tools having a cutting edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/26—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by impact tools, e.g. by chisels or other tools having a cutting edge
    • B28D1/28—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by impact tools, e.g. by chisels or other tools having a cutting edge without cutting edge, e.g. chiseling machines

Definitions

  • the present invention relates to a ceramic blow cutting device, and more particularly, to a ceramic blow cutting device for rotating the rotating member to hit the upper surface of the ceramic material to be cut to form a discontinuous joint in the ceramic material to be split and cut will be.
  • Ceramic material is a major material for construction and civil engineering, and its use is diverse and it is also widely used as a decorative material. Ceramic materials are difficult to be cut by the rotary saw blade during cutting due to their inherent strength and hardness, while the presence of grains between crystal structures or bonds is characterized by being broken by impact.
  • a cutting device for cutting a ceramic material is a form in which a wheel with a cutting tip is rotated and cut.
  • a smooth cut surface can be obtained, but the cutting tip has to be replaced frequently according to the wear of the cutting tip.
  • the wheel may be broken during the cutting process, or the cutting tip may be separated, thereby causing safety problems.
  • Fig. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a cutting device of Japanese Patent No. 4477442. As shown in the drawing, the conventional cutting device 10 cuts two or more rotary units 13 and 15 in contact with ceramic materials at different depths while rotating at high speed.
  • the sharp cutting edges of the tool tips 13a and 15a provided at the ends of the rotating units 13 and 15 that rotate at ultra high speeds are in line with the ceramic material and are formed along the cutting surface with high frequency. It cuts finely. Accordingly, the cutting surface can be cut smoothly and precisely, but a large amount of fine dust is generated.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problem, and to provide a ceramic blow cutting device capable of cutting a ceramic material into a shape in which the striking member is split by applying a blow without cutting a sharp cutting edge.
  • Another object of the present invention is to provide a ceramic blow cutting device that gives a directivity to the amount of impact delivered to the ceramic material at the time of the blow to make the cutting of the ceramic material easier.
  • Ceramic blow cutting device of the present invention comprises a housing having a receiving space therein in a circular cross-sectional shape, the exposure opening of a predetermined size toward the lower direction; It is rotatably coupled inside the receiving space, rotates and contacts the surface of the object to be cut and strikes at regular intervals along the cutting direction of the object to be formed to form a discontinuous joint therein, the joint is connected to the cutting object
  • a blow cutting part for splitting and cutting the blow cutting part comprising: a rotating shaft coupled through the housing; A plurality of support rods extending radially outwardly at predetermined angular intervals about the rotation axis; It is coupled to the end of the plurality of support rods are exposed to the outside through the exposure opening and includes a striking member for contacting and hitting the surface of the object to be cut when the support rod is rotated, the striking member is cut when the striking It characterized in that the lower surface is curved molded so as to form a predetermined length of strike
  • the striking member is based on the rotation center of the rotary shaft, the outer circumferential surface for contacting and hitting the cutting object, the inner circumferential surface corresponding to the outer circumferential surface and the first connecting portion and the inner circumferential surface connected to each other It has two connecting portions, and the inner circumferential surface is formed in an arc shape having a smaller radius of curvature than the outer circumferential surface.
  • the striking member is formed such that the width of the lower surface in contact with the surface of the cutting object is gradually narrowed toward the at least one of the two ends from the center.
  • the driving unit for rotating the rotary shaft further comprises, the driving unit supplies compressed air to the upper portion of the housing to rotate the support rod by pneumatic.
  • the drive unit for rotating the rotary shaft further comprises, the drive unit transmits the driving force of the drive motor to the rotary shaft to rotate the support rod.
  • both sides of the opening is coupled to the gap adjusting member for adjusting the distance between the cutting surface and the hitting member of the cutting object, the gap adjusting member is adjusted to the length coupled to the housing.
  • the support rod is formed of a material having elasticity, the support rod is elastically bending deformation when the striking member is in contact with the cutting object and reduces the resistance received from the cutting object .
  • the ceramic blow cutting device is not a method of cutting a sharp blade is introduced into the ceramic material and cutting like a conventional cutting device, the blow member is rotated and repeatedly applying a blow along the cutting direction of the ceramic material, the blow Cracks and joints are formed inside the ceramic material by the impact force of the ceramic material, and the joints are continuously broken to cut and cut the ceramic material.
  • the ceramic blow cutting device according to the present invention is the first connection portion is formed in the rear end of the rotation direction so that the striking member can apply directionality to the joint, it is possible to increase the cutting effect by more precisely and effectively cutting the joint.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an operation configuration of a cutting device disclosed in Japanese Patent No. 4774774;
  • Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a ceramic blow cutting device according to the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view showing an exploded configuration of the ceramic blow cutting device according to the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a front shape, a bottom shape, a side shape of the striking member of the ceramic striking cutting device according to the present invention.
  • FIG. 5 and 6 are exemplary views showing an operation process of the ceramic blow cutting device according to the present invention.
  • Figure 7 is a schematic diagram showing the configuration of a ceramic blow cutting device according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a schematic diagram showing the configuration of a ceramic blow cutting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the ceramic blow cutting device 100 according to the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view showing the exploded configuration of the ceramic blow cutting device 100.
  • the ceramic blow cutting device 100 utilizes a property that splitting occurs in a material in the impact direction when repeated impact is applied in one direction due to the crystal structure of the ceramic material.
  • the ceramic blow cutting device 100 includes a housing 110 in which an accommodation space 114 in which the rotating body 153 is accommodated is formed, and rotatably provided in the housing 110.
  • the impact cutting unit 150 impacts the plate surface of the material and impacts the ceramic material to be cut.
  • the housing 110 prevents safety accidents by concealing the rotating impact cutting part 150 therein and protects the impact cutting part 150.
  • the housing 110 includes a housing body 111 and a cover 113 for concealing side surfaces of the housing body 111.
  • the housing 110 has an exposed opening 115 open to a predetermined size in the lower region.
  • the blow cutting part 150 is exposed to the outside through the exposure opening 115 to contact the ceramic material A and apply an impact.
  • the size of the exposure opening 115 may be determined in consideration of the thickness and size of the cut ceramic material (A).
  • the exposure opening 115 is designed such that only one of the plurality of support rods 153a provided at predetermined angular intervals may be exposed, or two or more of them may be exposed.
  • the housing 110 includes a housing body 111 in which the accommodation space 114 is formed, and a cover 113 covering one side surface of the housing body 111.
  • the grip member 120 is coupled to the upper portion of the housing body 111.
  • the housing 110 has a circular cross section so as not to interfere with the rotation of the impact cutting unit 150.
  • the inner diameter of the housing 110 is larger than the rotation radius of the support rod 153a and the striking member 155.
  • the lower portion of the side wall of the housing body 111 is provided with a plurality of fastening holes 119 to which the gap adjusting member 140 is coupled in the vertical direction. According to the vertical height of the fastening hole 119 to which the gap adjusting member 140 is coupled, the exposure length of the impact cutting unit 150 is exposed to the outside through the exposure opening 115 is adjusted.
  • the cover 113 covers the side of the open housing body 111 to conceal the hitting cutting part 150. As a result, the worker's hand may be prevented from coming into contact with the rotating cutting cutter 150 to prevent a safety accident. In addition, the foreign matter can be blocked from flowing into the blow cutting unit 150.
  • the grip member 120 is coupled to an upper portion of the housing 110 to move the housing 110 along the cut portion of the ceramic material A in a state of being held by a worker.
  • the grip member 120 is provided in a bent shape to the manager comfortably hold.
  • the drive unit 130 transmits a driving force to rotate the blow cutting unit 150.
  • the driving unit 130 transmits a driving force to the rotation shaft 151 so that the rotation shaft 151 rotates.
  • the driver 130 transmits the driving force of the driving motor (not shown) to the rotation shaft 151.
  • the driving shaft (not shown) of the driving motor (not shown) and the rotating shaft 151 are directly connected to the joint member (not shown) to transmit driving force to the rotating shaft 151, or by using an electric member (not shown) such as a timing belt.
  • the driving force may be transmitted by combining the rotation shaft 151 and the driving shaft (not shown).
  • the driving unit 130 may be fixedly coupled to the side of the housing 110 in the form of a driving box and moved together with the housing 110.
  • the gap adjusting member 140 is coupled to the exposed opening 115 of the housing 110 to adjust the length of the impact cutting unit 150 is exposed to the outside.
  • the gap adjusting member 140 is provided to adjust a coupling position up and down on the front and rear surfaces of the housing 110. That is, the length of the gap adjusting member 140 extending below the exposure opening 115 is adjusted according to the position where the fastening member 143 is coupled to the lower end of the housing 110.
  • the gap adjusting member 140 adjusts the gap so that the contact area between the striking member 155 and the ceramic material A is always constant.
  • the gap adjusting member 140 is coupled upward by the worn length so that the contact area is constant.
  • the impact cutting part 150 is rotated inside the housing 110 and impacts the cut surface of the ceramic material A so that the joint B is formed therein, thereby ultimately causing the ceramic material A to be split and cut. .
  • the blow cutting unit 150 is coupled to the rotating shaft 151, the rotating body 153 is coupled to the rotating shaft 151, and the end of the rotating body 153, the blow hitting the ceramic material (A) and impact And a member 155.
  • the rotating body 153 is fixed to the rotating shaft 151 and rotates together with the rotating shaft 151.
  • a plurality of support rods 153a are provided at regular angle intervals along the circumferential direction of the rotating body 153.
  • the striking member 155 is provided at the end of the support rod 153a.
  • the rotor 153 and the support rod 153a are formed of a metal material having durability and rigidity.
  • FIG. 4 is a view showing front, bottom and side shapes of the striking member 155, respectively.
  • the hitting member 155 is curved at its lower surface to form a predetermined length of hitting traces on the surface of the cutting target.
  • the impact cutting portion 155 has an outer circumferential surface 155d contacting the ceramic material A from the lower portion of the support rod 153a, an inner circumferential surface 155c formed in a direction opposite to the outer circumferential surface 155d, and an outer circumferential surface 155d and an inner circumferential surface.
  • the first connector 155a and the second connector 155b which connect the 155c to each other are included.
  • the second connector 155b is coupled to the lower portion of the support rod 153a.
  • the outer circumferential surface 155d and the inner circumferential surface 155c are formed to have different curvatures. That is, the diameter r1 from the virtual center C of the outer side to the inner peripheral surface 155c is formed smaller than the diameter r2 from the same center to the outer peripheral surface 155d. That is, the radius of curvature of the inner circumferential surface 155c is smaller than the radius of curvature of the outer circumferential surface 155d.
  • the striking member 155 is formed asymmetrically in the shape of the top, bottom, left and right.
  • eccentricity is applied in one direction, and an instantaneous impact amount can be increased.
  • the striking member 155 extends from the front end contacting the ceramic material A first along the rotation direction to the first connection part 155a of the rear end contacting the rear end.
  • Side of the striking member 155 is formed convexly to both sides with respect to the center as shown in (b) of FIG.
  • the lower portion of the striking member 155 is formed to gradually decrease in width toward the first connection portion 155a from the center with respect to the rotational direction (w1> w2).
  • the lower shape of the contact surface in contact with the ceramic material A is formed in a hemispherical shape with a gentle convex shape, and the surface contact with the ceramic material A is performed. It is in surface contact and impacts inside the ceramic material (A) while hitting. Due to such an impact, a joint B is formed inside the ceramic material A.
  • the impact force applied from the striking member 155 is transmitted to the plate surface of the ceramic material A with direction in the rotational direction by the centrifugal force of the support rod 153a.
  • This directional impact has a directionality when cutting the material to form joints more easily and precisely.
  • the striking member 155 has a first connection portion 155a having a length extending in accordance with the rotational direction, the impact force is transmitted to the ceramic material A in an elliptical shape rather than in a concentric manner. Increase it.
  • the striking member 155 may be formed of a metal material or a sintered body.
  • the size, thickness, and shape of the striking member 155 may be determined in consideration of the thickness d of the ceramic material A to be cut.
  • the blow member 155 is inserted into the ceramic material A. Instead of cutting, it contacts the upper surface of the ceramic material A and applies only the impact by the blow.
  • the gap adjusting member 140 is coupled to the housing body 111 to such an extent that the striking member 155 may be in surface contact with the upper surface of the ceramic material A.
  • the worker arranges the ceramic blow cutting device 100 according to the present invention on the ceramic material A.
  • the rotation shaft 151 rotates.
  • the rotating body 153 rotates in conjunction with the rotation of the rotary shaft 151, and the striking member 155 of the support rod 153a strikes the upper surface of the ceramic material A through the exposure opening 115.
  • the striking member 155 is repeatedly impacted at a predetermined interval along the cutting direction of the ceramic material (A).
  • the striking member 155 impacts the ceramic material A, and a crack having directivity is formed inside the ceramic material A to which the impact is applied.
  • a crack having directivity is formed inside the ceramic material A to which the impact is applied.
  • FIG 7 is a schematic diagram showing the configuration of a ceramic blow cutting device (100a) according to another embodiment of the present invention.
  • the ceramic blow cutting device 100 according to the preferred embodiment of the present invention described above drives the blow cutting unit 150 with a driving force of a driving motor (not shown).
  • the blow cutting unit 150a is rotated by the pressure of the compressed air A supplied from the air compressor 160.
  • the impact cutting unit 150a has a plurality of rotation blades 157 disposed around the rotation shaft 151, and the impact member 155a is coupled to an end of the rotation blade 157.
  • the rotary blade 157 is formed in the form of an air pocket bent along the direction of rotation so that it can be rotated by pneumatic. As the rotary blade 157 is bent, the area in contact with the air is widened so that the rotary blade 157 can be smoothly rotated.
  • connection hole 116 through which compressed air is supplied is formed in the upper portion of the housing 110, and the connection hole 116 is provided with a guide member 117 for adjusting the supply direction of the compressed air (A).
  • Guide member 117 is to be supplied to the housing 110 of the compressed air (A) in only one direction.
  • the air compressor (A) is connected to the air supply pipe (not shown) as compared with the ceramic blow cutting device 100 of the above-described preferred embodiment, the weight of the driving unit 130 is less, so that the physical fatigue of the worker's work is reduced. Can be reduced.
  • Figure 8 is a schematic diagram showing the configuration of the hitting cutting unit 150b according to another embodiment of the present invention.
  • the above-mentioned hitting cuts 150 and 150a have a support rod 153a and a rotary blade 157 formed of a hard material.
  • a repulsive force is applied to the support rod 153a as much as it strikes and impacts the ceramic material A.
  • the amount of wear of the striking member 155 also increases.
  • the hitting cutting part 150b is formed of a material having the support rod 158 having elasticity. It is formed of the same material as the thick plate spring, the moment the bending deformation occurs in contact with the ceramic material (A) and can reduce the repulsive force. The impact amount applied to the ceramic material A by the impact may be reduced, but the rotation force attenuation of the support rod 153a may be reduced. In addition, since the fatigue degree of the support rod 153a can be reduced, the service life of the support rod 153a can be extended.
  • the ceramic blow cutting device is not a method in which a sharp blade is inserted into the ceramic material and cut like a conventional cutting device, and the blow member rotates and repeatedly strikes along the cutting direction of the ceramic material. Is applied, cracks and joints are formed inside the ceramic material by the impact force of the blow, and the joints are continuously broken and the ceramic material is split and cut.
  • the ceramic blow cutting device according to the present invention has a first connection portion is formed so that the striking member can apply directionality to the joint, it is possible to increase the cutting effect by more precise and effective cutting.

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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 세라믹 타격절단장치에 관한 것으로서, 원형 단면형상으로 내부에 수용공간을 가지며, 하부방향을 향해 일정크기의 노출개구가 형성된 하우징과; 상기 수용공간 내부에 회전가능하게 결합되며, 회전하며 절단대상의 표면과 접촉하여 절단대상의 절단방향을 따라 일정 간격으로 타격을 가하여 내부에 불연속적인 절리를 형성하고, 상기 절리가 연결되어 절단대상이 쪼개어지며 절단되도록 하는 타격절단부를 포함하며, 상기 타격절단부는, 상기 하우징을 관통하여 결합되는 회전축과; 상기 회전축을 중심으로 일정 각도 간격으로 반경방향 외측으로 연장형성되는 복수개의 지지로드와; 상기 복수개의 지지로드의 단부에 결합되어 상기 노출개구를 통해 외부로 노출되며 상기 지지로드의 회전시에 절단대상의 표면과 접촉하며 타격을 가하는 타격부재를 포함하며, 상기 타격부재는, 타격시 절단대상의 표면에 일정 길이의 타격흔을 형성하도록 하부면이 만곡 성형된 것을 특징으로 한다.

Description

세라믹 타격절단장치
본 발명은 세라믹 타격절단장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 회전하는 타격부재가 절단대상인 세라믹재료의 상면에 타격을 가하여 세라믹재료 내부에 불연속적인 절리를 형성하여 쪼개어지며 절단되도록 하는 세라믹 타격절단장치에 관한 것이다.
세라믹 재료는 건축이나 토목의 주요 자재로 그 쓰임새가 다양하고 장식재료로도 그 활용도가 높다. 세라믹 재료는 고유의 강도 및 경도가 높아 절단 작업시 회전톱날에 의한 절삭이 어려운 반면, 결정구조나 결합 사이의 결이 존재하여 충격에 의해 깨지는 특징이 있다.
종래 세라믹 재료를 절단하기 위한 절단장치는 절삭팁이 구비된 휠이 회전하며 절삭하는 형태이다. 이 경우 매끈한 절단면을 얻을 수 있으나, 절삭팁의 마모에 따라 절삭팁을 자주 교체해야 하므로 유지비용이 높은 문제가 있었다. 또한, 절삭과정에서 휠이 부러지거나 절삭팁이 분리되는 경우가 있어 안전성에도 문제가 있었다. 또한, 절단시간이 오래걸리는 문제도 있었다.
한편, 종래 세라믹 재료를 절단하기 위한 절단장치의 다른 일례가 일본특허공보 특허 제4467742호에 개시된 바 있다.
도 1은 일본특허공보 특허 제4467742호의 절단장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래 절단장치(10)는 서로 다른 깊이로 세라믹재료와 접촉하는 두 개 이상의 회전유니트(13,15)가 고속 회전하면서 절단하게 된다.
이러한 방식의 종래 절단장치(10)는 초고속으로 회전하는 회전유니트(13,15)의 단부에 구비된 공구팁(13a,15a)의 날카로운 인선이 세라믹재료와 선접촉하며 고빈도로 절삭면을 따라 미소파쇄를 일으켜 절삭한다. 이에 따라 절단면을 매끈하고 정밀하게 절단할 수 있으나, 미세분진이 다량 발생하게 된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 세라믹 재료를 날카로운 인선이 일정깊이 삽입되어 절단하지 않고 타격부재가 타격을 가하여 쪼개지는 형태로 절단할 수 있는 세라믹 타격절단장치를 제공하는 것이다.
이에 의해 절단시간이 짧고 절단과정에서 발생하는 미세분진량을 최소화할 수 있는 세라믹 타격절단장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 타격시에 세라믹 재료로 전달되는 충격량에 방향성을 부여하여 세라믹 재료의 절단이 보다 용이하게 이루어지도록 하는 세라믹 타격절단장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 세라믹 타격절단장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 세라믹 타격절단장치는, 원형 단면형상으로 내부에 수용공간을 가지며, 하부방향을 향해 일정크기의 노출개구가 형성된 하우징과; 상기 수용공간 내부에 회전가능하게 결합되며, 회전하며 절단대상의 표면과 접촉하여 절단대상의 절단방향을 따라 일정 간격으로 타격을 가하여 내부에 불연속적인 절리를 형성하고, 상기 절리가 연결되어 절단대상이 쪼개어지며 절단되도록 하는 타격절단부를 포함하며, 상기 타격절단부는, 상기 하우징을 관통하여 결합되는 회전축과; 상기 회전축을 중심으로 일정 각도 간격으로 반경방향 외측으로 연장형성되는 복수개의 지지로드와; 상기 복수개의 지지로드의 단부에 결합되어 상기 노출개구를 통해 외부로 노출되며 상기 지지로드의 회전시에 절단대상의 표면과 접촉하며 타격을 가하는 타격부재를 포함하며, 상기 타격부재는, 타격시 절단대상의 표면에 일정 길이의 타격흔을 형성하도록 하부면이 만곡 성형된 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 타격부재는 상기 회전축의 회전중심을 기준으로, 상기 절단대상을 접촉 타격하는 외주면과, 상기 외주면에 대응되는 내주면 및 상기 외주면과 상기 내주면을 서로 연결하는 제1연결부 및 제2연결부를 가지며, 상기 내주면은 상기 외주면에 비해 작은 곡률반경을 갖는 원호 형상으로 형성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 타격부재는 상기 절단대상의 표면과 접촉하는 하부면의 폭이 중심에서 양측 단부 중 적어도 어느 한 쪽 방향으로 갈수록 점진적으로 좁아지도록 형성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 회전축을 회전시키는 구동부를 더 포함하며, 상기 구동부는 상기 하우징의 상부로 압축공기를 공급하여 공압에 의해 상기 지지로드를 회전시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 회전축을 회전시키는 구동부를 더 포함하며, 상기 구동부는 구동모터의 구동력을 상기 회전축으로 전달하여 상기 지지로드를 회전시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 개구의 양측에는 절단대상의 절단면과 상기 타격부재와의 간격을 조절하는 간격조절부재가 결합되며, 상기 간격조절부재는 상기 하우징에 결합되는 길이가 조절된다.
일 실시예에 따르면, 상기 지지로드는 탄성을 갖는 재질로 형성되며, 상기 지지로드는 상기 타격부재가 상기 절단대상과 접촉하며 타격할 때, 탄성적으로 휨변형되며 상기 절단대상으로부터 받는 저항을 줄인다.
본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치는 종래 절단장치와 같이 날카로운 칼날이 세라믹재료의 내부로 인입되어 절삭하는 방식이 아니고, 타격부재가 회전하며 세라믹재료의 절단방향을 따라 반복적으로 타격을 인가하고, 타격에 의한 충격력으로 세라믹재료 내부에 균열 및 절리가 형성되고, 이러한 절리가 연속되어 세라믹재료가 쪼개어지며 절단시킨다.
특히, 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치는 타격부재가 절리에 방향성을 인가할 수 있도록 회전방향의 후단으로 제1연결부가 형성되어, 보다 정밀하고 효과적으로 절리가 생성되도록 하여 절단효과를 높일 수 있다.
또한, 종래 절단장치가 미세 절삭을 위해 많은 시간을 소요하던 것에 비해 타격을 가하여 절단하므로, 절단에 소요되는 시간을 줄일 수 있으며, 절삭시 발생되는 미세작업분진이 거의 발생되지 않아 작업자의 건강과 환경오염을 줄일 수 있다.
도 1은 일본특허공보 특허 제4467742호에 개시된 절단장치의 동작구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치의 타격부재의 정면형상, 저면형상, 측면형상을 도시한 도면,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치의 동작과정을 도시한 예시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 타격절단장치의 구성을 도시한 개략도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세라믹 타격절단장치의 구성을 도시한 개략도이다.
<도면 부호에 대한 설명>
100 : 세라믹 타격절단장치 110 : 하우징
111 : 하우징본체 113 : 커버
114 : 수용공간 115 : 노출개구
116 : 연결공 117 : 가이드부재
118 : 공기유입구 119 : 체결공
120 : 그립부재 130 : 구동부
140 : 간격조절부재 150 : 타격절단부
151 : 회전축 153 : 회전체
153a : 지지로드 154 : 지지판
155 : 타격부재 155a : 제1연결부
155b : 제2연결부 155c : 내주면
155d : 외주면 157 : 회전날개
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 세라믹 타격절단장치(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치(100)는 세라믹 재료의 결정구조상 어느 한 방향으로 반복적인 충격이 가해지면 충격방향으로 재료 내에 절리(cleavage)가 생겨 쪼개지는(split out) 성질을 이용한 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치(100)는 내부에 회전체(153)가 수용되는 수용공간(114)이 형성된 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부에 회전가능하게 구비되어 세라믹재료의 판면을 타격하며 세라믹재료가 절단되도록 충격을 가하는 타격절단부(150)를 포함한다.
하우징(110)은 회전하는 타격절단부(150)를 내부에 은폐하여 안전사고를 예방하고, 타격절단부(150)를 보호한다. 하우징(110)은 하우징본체(111)와, 하우징본체(111)의 측면을 은폐하는 커버(113)를 포함한다. 하우징(110)은 하부영역에 일정크기 개방된 노출개구(115)가 형성된다. 노출개구(115)를 통해 타격절단부(150)가 외부로 노출되어 세라믹재료(A)와 접촉하며 충격을 인가하게 된다.
노출개구(115)의 크기는 절단한 세라믹재료(A)의 두께와 크기 등을 고려하여 결정될 수 있다. 일례로, 노출개구(115)는 일정 각도 간격으로 구비된 복수개의 지지로드(153a) 중 한 개만 노출되거나, 두 개 이상이 노출될 수 있도록 크기가 설계된다.
하우징(110)은 수용공간(114)이 형성되는 하우징본체(111)와, 하우징본체(111)의 일측면을 덮는 커버(113)로 구성된다. 하우징본체(111)의 상부에는 그립부재(120)가 결합된다. 하우징(110)은 타격절단부(150)의 회전에 간섭을 주지 않도록 단면이 원형형태로 형성된다. 하우징(110)의 내경은 지지로드(153a)와 타격부재(155)의 회전반경 보다 크게 형성된다.
하우징본체(111)의 측벽 하부에는 간격조절부재(140)가 결합되는 체결공(119)이 상하 방향으로 복수개가 구비된다. 간격조절부재(140)가 결합되는 체결공(119)의 수직높이에 따라 타격절단부(150)가 노출개구(115)를 통해 외부로 노출되는 노출길이가 조절된다.
커버(113)는 개방된 하우징본체(111)의 측면을 덮어 타격절단부(150)를 은폐한다. 이에 의해 작업자의 손이 회전하는 타격절단부(150)와 접촉되는 것을 차단하여 안전사고를 방지할 수 있다. 또한, 외부의 이물질이 타격절단부(150)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
그립부재(120)는 하우징(110)의 상부에 결합되어 작업자가 손으로 잡은 상태로 하우징(110)을 세라믹재료(A)의 절단부위를 따라 이동하도록 한다. 그립부재(120)는 관리자가 편안하게 잡을 수 있는 형태로 절곡된 형상으로 구비된다.
구동부(130)는 타격절단부(150)가 회전하도록 구동력을 전달한다. 구동부(130)는 회전축(151)으로 구동력을 전달해 회전축(151)이 회전하도록 한다. 구동부(130)는 구동모터(미도시)의 구동력을 회전축(151)으로 전달한다. 구동모터(미도시)의 구동축(미도시)과 회전축(151)을 직접 조인트부재(미도시)로 연결하여 회전축(151)에 구동력을 전달하거나, 타이밍벨트와 같은 전동부재(미도시)를 이용해 회전축(151)과 구동축(미도시)을 결합시켜 구동력을 전달할 수 있다.
이 때, 구동부(130)는 하우징(110)의 측면에 구동박스의 형태로 고정 결합되어 하우징(110)과 함께 이동될 수 있다.
간격조절부재(140)는 하우징(110)의 노출개구(115) 정면에 결합되어 타격절단부(150)가 외부로 노출되는 길이를 조절한다. 간격조절부재(140)는 하우징(110)의 정면과 배면에 상하로 결합위치가 조절되게 구비된다. 즉, 체결부재(143)가 하우징(110)의 하단에 결합되는 위치에 따라 간격조절부재(140)가 노출개구(115) 하부로 연장되는 길이가 조절된다.
간격조절부재(140)는 타격부재(155)와 세라믹재료(A) 간의 접촉면적이 항상 일정해질 수 있도록 간격을 조절한다. 장기간의 반복사용을 통해 타격부재(155)가 마모된 경우 마모된 길이만큼 간격조절부재(140)가 위로 올라가게 결합시켜 접촉면적이 일정하도록 한다.
타격절단부(150)는 하우징(110)의 내부에서 회전되며 세라믹재료(A)의 절단면에 충격을 가하여 내부에 절리(B)가 형성되도록 하여, 궁극적으로 세라믹재료(A)가 쪼개어지며 절단되도록 한다.
타격절단부(150)는 회전축(151)과, 회전축(151)에 결합되어 회전하는 회전체(153)와, 회전체(153)의 단부에 결합되어 세라믹재료(A)와 접촉하며 충격을 가하는 타격부재(155)를 포함한다.
회전체(153)는 회전축(151)에 고정되어 회전축(151)과 함께 회전한다. 회전체(153)의 원주방향을 따라 복수개의 지지로드(153a)가 일정각도 간격으로 구비된다. 지지로드(153a)의 단부에는 타격부재(155)가 구비된다. 회전체(153)와 지지로드(153a)는 내구성과 강성을 갖는 금속소재로 형성된다.
도 4는 타격부재(155)의 정면형상, 저면형상 및 측면형상을 각각 도시한 도면이다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 타격부재(155)는 타격시 절단대상의 표면에 일정 길이의 타격흔을 형성하도록 하부면이 만곡 성형된다.
타격절단부(155)는 지지로드(153a)의 하부로부터 세라믹재료(A)와 접촉되는 외주면(155d)과, 외주면(155d)과 대향되는 방향으로 형성된 내주면(155c)과, 외주면(155d)과 내주면(155c)을 서로 연결하는 제1연결부(155a)와 제2연결부(155b)를 포함한다. 제2연결부(155b)가 지지로드(153a)의 하부에 결합된다.
이 때, 외주면(155d)과 내주면(155c)은 서로 다른 곡률을 갖도록 형성된다. 즉, 외측의 가상의 중심(C)으로부터 내주면(155c)까지의 직경(r1)이 동일 중심으로부터 외주면(155d)까지의 직경(r2) 보다 작게 형성된다. 즉, 내주면(155c)의 곡률반경이 외주면(155d)의 곡률반경보다 작게 형성된다.
이에 의해 타격부재(155)는 상하좌우의 형상이 비대칭적으로 형성된다. 이러한 비대칭 형상에 의해 일방향으로 편심이 가해지며 순간적인 충격량을 증가시킬 수 있다.
또한, 타격부재(155)는 회전방향을 따라 세라믹재료(A)와 먼저 접촉되는 선단으로부터 뒤에 접촉되는 후단의 제1연결부(155a) 측으로 꼬리처럼 일정길이 길게 연장형성된다.
타격부재(155)의 측면은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 중심을 기준으로 양측으로 볼록하게 형성된다. 또한, 도 4의 (c )에 도시된 바와 같이 타격부재(155)의 하부는 회전방향을 기준으로 중심부로부터 제1연결부(155a) 측으로 갈수록 점차 폭이 좁아지게 형성된다(w1>w2).
이러한 타격부재(155)의 형상에 의해 세라믹재료(A)와 접촉되는 접촉면의 하부 형상이 완만하게 볼록한 형상의 반구 형태로 형성되어, 세라믹재료(A)와 면접촉된다. 면접촉되며 타격을 가하면서 세라믹재료(A) 내부로 충격을 가한다. 이러한 충격에 의해 세라믹재료(A) 내부에 절리(B)가 형성된다.
타격부재(155)로부터 가해지는 충격력은 지지로드(153a)의 원심력에 의해 회전방향으로 방향성을 가지고 세라믹재료(A)의 판면에 전달된다. 이러한 방향성을 갖는 충격은 재료의 절단시 방향성을 갖게 되어 보다 쉽고 정밀하게 절리를 형성한다.
또한, 타격부재(155)는 회전방향과 일치하게 연장된 길이를 갖는 제1연결부(155a)를 가지므로 충격력의 전파를 동심원형태가 아닌 타원형태로 세라믹재료(A)로 전달함으로써 절리의 방향성을 높여준다.
여기서, 타격부재(155)는 금속소재 또는 소결체로 형성될 수 있다. 타격부재(155)의 크기와 두께 및 형상은 절단대상인 세라믹재료(A)의 두께(d)를 고려하여 결정될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치(100)는 도 1에 도시된 일본특허공보 특허 제4467742호에 개시된 절단장치(10)와 달리 타격부재(155)가 세라믹재료(A) 내부로 삽입되어 절삭하는 것이 아니고, 세라믹재료(A)의 상면과 접촉하며 타격에 의해 충격만 인가한다.
따라서, 간격조절부재(140)는 타격부재(155)가 세라믹재료(A)의 상면과 면접촉될 수 있는 정도로 하우징본체(111)에 결합된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치(100)의 동작과정을 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다.
절단대상인 세라믹재료(A)가 준비되면, 작업자는 세라믹재료(A)의 상부에 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치(100)를 배치한다. 구동부(130)로 전원을 인가하면, 회전축(151)이 회전한다.
회전축(151)의 회전에 연동하여 회전체(153)가 회전하고, 지지로드(153a)의 타격부재(155)가 노출개구(115)를 통해 세라믹재료(A)의 상면을 타격한다. 타격부재(155)는 세라믹재료(A)의 절단방향을 따라 설정된 간격을 두고 반복적으로 충격을 가하게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이 타격부재(155)는 세라믹재료(A)에 충격을 가하고, 충격이 가해진 세라믹재료(A)의 내부에는 방향성을 갖는 균열이 형성된다. 복수개의 타격부재(155)가 연속하여 세라믹재료(A)에 충격을 가하면, 세라믹재료(A)의 내부에도 일정간격으로 균열이 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이 세라믹재료(A)를 뒤집어 반대방향으로 절단방향을 따라 다시 세라믹 타격절단장치(100)가 타격을 인가하면, 균열에 의한 절리(B)가 상하로 형성된다. 회전체(153)의 회전속도가 높아질 경우 이웃하는 균열이 연장되어 절단방향으로 절리가 발생하여 세라믹 재료가 쪼개어지며 절단된다. 이렇게 절단된 세라믹재료(A)의 절단면은 울퉁불퉁한 면을 나타내게 된다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 타격절단장치(100a)의 구성을 도시한 개략도이다. 앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹 타격절단장치(100)는 구동모터(미도시)의 구동력으로 타격절단부(150)를 구동한다.
반면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 타격절단장치(100a)는 공기압축기(160)로부터 공급되는 압축공기(A)의 압력에 의해 타격절단부(150a)가 회전한다.
타격절단부(150a)는 회전축(151)을 중심으로 복수개의 회전날개(157)가 배치되고, 회전날개(157)의 단부에 타격부재(155a)가 결합된다. 회전날개(157)는 공압에 의해 회전될 수 있도록 회전방향을 따라 절곡된 에어포켓 형태로 형성된다. 회전날개(157)가 절곡됨에 따라 공기와 접촉되는 면적이 넓어져 회전날개(157)가 원활하게 회전될 수 있다.
절곡된 회전날개(157)로 압축공기가 공급되면 회전날개(157)의 배면으로 공압이 작용하여 회전날개(157)가 회전된다.
이 때, 하우징(110)의 상부에는 압축공기가 공급되는 연결공(116)이 형성되고, 연결공(116)에는 압축공기(A)의 공급방향을 조절하는 가이드부재(117)가 구비된다. 가이드부재(117)는 압축공기(A)의 하우징(110)에 일방향으로만 공급되도록 한다.
이 경우, 상술한 바람직한 실시예의 세라믹 타격절단장치(100)와 비교할 때 공기압축기(A)가 공기공급관(미도시)으로 연결되므로 구동부(130)의 무게가 덜해져 작업자의 작업시 신체적인 피로도를 줄일 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타격절단부(150b)의 구성을 도시한 개략도이다.
상술한 타격절단부(150,150a)는 지지로드(153a)와 회전날개(157)가 경질 소재로 형성된다. 이에 의해 지지로드(153a)가 회전하며 타격부재(155)가 세라믹재료(A)와 접촉할 때, 세라믹재료(A)로 타격을 가하며 충격을 주는 만큼 지지로드(153a)에도 반발력이 가해진다. 이에 의해 타격부재(155)의 마모량도 커지게 된다.
반면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타격절단부(150b)는 지지로드(158)가 탄성을 갖는 소재로 형성된다. 두꺼운 판스프링과 같은 재질로 형성되어 세라믹재료(A)와 접촉되는 순간 휨변형이 발생되며 반발력을 감쇠시킬 수 있다. 타격에 의해 세라믹재료(A)로 인가되는 충격량은 줄어들 수 있지만 지지로드(153a)의 회전력 감쇠를 줄일 수 있다. 또한, 지지로드(153a)의 피로도를 줄일 수 있어 지지로드(153a)의 사용수명을 연장할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치는 종래 절단장치와 같이 날카로운 칼날이 세라믹재료의 내부로 인입되어 절삭하는 방식이 아니고, 타격부재가 회전하며 세라믹재료의 절단방향을 따라 반복적으로 타격을 인가하고, 타격에 의한 충격력으로 세라믹재료 내부에 균열 및 절리가 형성되고, 이러한 절리가 연속되어 세라믹재료가 쪼개어지며 절단시킨다.
특히, 본 발명에 따른 세라믹 타격절단장치는 타격부재가 절리에 방향성을 인가할 수 있도록 제1연결부가 형성되어, 보다 정밀하고 효과적으로 절리가 생성되도록 하여 절단효과를 높일 수 있다.
또한, 종래 절단장치가 미세 절삭을 위해 많은 시간을 소요하던 것에 비해 타격을 가하여 절단하므로, 절단에 소요되는 시간을 줄일 수 있으며, 절삭시 발생되는 미세작업분진이 거의 발생되지 않아 작업자의 건강과 환경오염을 줄일 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 세라믹 타격절단장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (7)

  1. 원형 단면형상으로 내부에 수용공간을 가지며, 하부방향을 향해 일정크기의 노출개구가 형성된 하우징과;
    상기 수용공간 내부에 회전가능하게 결합되며, 회전하며 절단대상의 표면과 접촉하여 절단대상의 절단방향을 따라 일정 간격으로 타격을 가하여 내부에 불연속적인 절리를 형성하고, 상기 절리가 연결되어 절단대상이 쪼개어지며 절단되도록 하는 타격절단부를 포함하며,
    상기 타격절단부는,
    상기 하우징을 관통하여 결합되는 회전축과;
    상기 회전축을 중심으로 일정 각도 간격으로 반경방향 외측으로 연장형성되는 복수개의 지지로드와;
    상기 복수개의 지지로드의 단부에 결합되어 상기 노출개구를 통해 외부로 노출되며 상기 지지로드의 회전시에 절단대상의 표면과 접촉하며 타격을 가하는 타격부재를 포함하며,
    상기 타격부재는, 타격시 절단대상의 표면에 일정 길이의 타격흔을 형성하도록 하부면이 만곡 성형된 것을 특징으로 하는 세라믹 타격절단장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타격부재는 상기 회전축의 회전중심을 기준으로, 상기 절단대상을 접촉 타격하는 외주면과, 상기 외주면에 대응되는 내주면 및 상기 외주면과 상기 내주면을 서로 연결하는 제1연결부 및 제2연결부를 가지며,
    상기 내주면은 상기 외주면에 비해 작은 곡률반경을 갖는 원호 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 타격절단장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타격부재는 상기 절단대상의 표면과 접촉하는 하부면의 폭이 중심에서 양측 단부 중 적어도 어느 한 쪽 방향으로 갈수록 점진적으로 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 타격절단장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축을 회전시키는 구동부를 더 포함하며,
    상기 구동부는 상기 하우징의 상부로 압축공기를 공급하여 공압에 의해 상기 지지로드를 회전시키는 것을 특징으로 하는 세라믹 타격절단장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전축을 회전시키는 구동부를 더 포함하며,
    상기 구동부는 구동모터의 구동력을 상기 회전축으로 전달하여 상기 지지로드를 회전시키는 것을 특징으로 하는 세라믹 타격절단장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구의 양측에는 절단대상의 절단면과 상기 타격부재와의 간격을 조절하는 간격조절부재가 결합되며,
    상기 간격조절부재는 상기 하우징에 결합되는 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 세라믹 타격절단장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지로드는 탄성을 갖는 재질로 형성되며,
    상기 지지로드는 상기 타격부재가 상기 절단대상과 접촉하며 타격할 때, 탄성적으로 휨변형되며 상기 지지로드의 피로도와 회전력 감쇠를 줄이는 것을 특징으로 하는 세라믹 타격절단장치.
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