KR100575849B1 - 원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세그먼트 중 일부를 다른 세그먼트 보다 상대적으로 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하고, 이 짧게 구성된 세그먼트의 하단 표면과 이면에 칩가루나 절분조각을 외부로 긁어내는 다이아몬드 입자가 가압작업에 의하여 고정토록 구성하여 부품비용 및 제작비용을 절감할 수 있으며, 동시에 가압작업에 의하여 간편하게 제작할 수 있기 때문에 작업숙련도가 높지 않은 작업자도 용이하게 작업을 수행할 수 있음은 물론 이에 따라 작업성 및 생산성을 향상할 수 있는 원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 원판형 금속샹크(30) 외주면에 브레이징법이나 레이져용접법 등을 통해 고정되는 것에 있어서, 금속샹크(30)의 세그먼트(32) 중 어는 하나 또는 복수개의 세그먼트(32)를 다른 세그먼트(32) 보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정하고, 이 다른 세그먼트(32) 보다 짧게 고정된 세그먼트(32)의 하단 표면과 이면에 다수의 다이아몬드 입자(34)를 배치하여, 각 다이아몬드 입자(34)를 금속샹크(30)에 가압 고정한 후 소결하여서 되는 것을 특징으로 하는 것이다.

다이아몬드공구, 금속샹크, 다이아몬드 입자,

Description

원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법{a wheel type diamond tool and the manufacturing method thereof}

도 1은 종래기술에 따른 원판형 다이아몬드공구의 평면도

도 2는 종래기술에 따른 또 다른 원판형 다이아몬드 공구의 평면도

도 3은 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 사시도

도 4는 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 평면도

도 5는 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 요부 확대 단면도

도 6은 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 제조 공정도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

30 : 금속샹크 32 : 세그먼트

34 : 다이아몬드 입자 36 : 상부가압판

38 : 하부가압판

본 발명은 원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세그먼트 중 일부를 다른 세그먼트 보다 상대적으로 작은 면적을 갖도록 짧 게 구성하고, 이 짧게 구성된 세그먼트의 하단 표면과 이면에 칩가루나 절분조각을 외부로 긁어내는 다이아몬드 입자가 가압작업에 의하여 고정토록 구성하여 부품비용 및 제작비용을 절감할 수 있으며, 동시에 가압작업에 의하여 간편하게 제작할 수 있기 때문에 작업숙련도가 높지 않은 작업자도 용이하게 작업을 수행할 수 있음은 물론 이에 따라 작업성 및 생산성을 향상할 수 있는 원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 다이아몬드공구(diamond tool) 천연 다이아몬드나 인조 다이아몬드를 사용한 공구를 말하며, 그 종류는 다이아몬드 드레서(연삭숫돌 눈세우기용 공구), 다이아몬드 바이트(절삭용 공구), 다이아몬드 다이스(금긋기용 공구), 다이아몬드 드릴비트(천공용 공구), 다이아몬드 휠(연삭 및 절삭용 공구), 다이아몬드 유리칼, 다이아몬드 바늘 등이 있다.

상기 다이아몬드공구는 모두 다이아몬드의 굳기(硬度), 마모도(磨耗度)가 우수하고, 열팽창계수(熱膨脹係數)가 낮은 특질을 공업생산에 이용한 것으로, 공업제품의 정밀도를 높여 품질 향상을 도모하는 데 크게 공헌하고 있다.

일반적으로 석재나 벽돌, 콘크리트, 아스팔트 등과 같이 취성이 있는 가공대상물을 절단하거나 천공, 연마하는 데에 사용되는 다이아몬드공구는 원판형상으로 이루어진 금속샹크의 외주면에 일정간격으로 세그먼트(팁)가 고정되고, 이 세그먼트와 세그먼트의 사이에는 슬롯이 형성되며, 세그먼트와 세그먼트의 사이에 형성된 슬롯은 가공대상물을 절단시 발생되는 칩가루나 절분조각(scrap)을 외부로 배출하는 역할을 수행하게 된다.

그런데 상기 다이아몬드공구에 있어서 가공대상물을 절단시 발생되는 칩가루나 절분조각은 절삭작업시 발생되는 원심력 및 정전기에 의하여 금속샹크와 함께 회전하면서 금속샹크와 세그먼트가 고정된 부분을 마모시키거나 금속샹크와 세그먼트에 달라붙어 회전속도를 감소시키는 문제가 있었다.

또한, 금속샹크와 세그먼트가 고정된 부분이 가공대상물을 절단시 발생되는 칩가루나 절분 조각이 마모 및 회전속도가 감소됨에 따라 공구의 수명이 단축됨은 물론 제 기능을 충분히 발휘하지 못하는 문제가 있었다.

상기의 문제를 보완하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 금속샹크(10)의 세그먼트(12)와 세그먼트(12) 사이에 형성된 슬롯(14)에 칩가루나 절분조각을 긁어내어 외부로 안내하는 초경금속 계통의 텅스텐(16)을 용접 고정하거나 도 2에 도시된 바와 같이 금속샹크(10)의 세그먼트(12) 중 복수개의 세그먼트(12)의 높이를 다른 세그먼트(12)보다 상대적으로 길게 구성하여 가공대상물 절단시 발생되는 칩가루나 절분조각을 긁어내어 외부로 안내하도록 구성하였지만 이와 같이 구성된 종래의 다이아몬드공구는 많은 문제가 있었다.

도 1에 도시된 바와 같이 금속샹크(10)의 세그먼트(12)와 세그먼트(12) 사이에 형성된 슬롯(14)에 초경금속 계통의 텅스텐(16)을 용접고정하는 방식은 고가의 텅스텐(16)을 복수개 부착하여야 하기 때문에 다이아몬드공구의 제조원가가 상승됨은 물론 일일이 용접작업을 통하여 텅스텐(16)을 슬롯(14)에 부착하여야 하기 때문에 많은 작업시간이 많이 소용되고, 작업숙련도가 높은 작업자가 부착작업을 하여야 하기 때문에 작업성 및 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

도 2에 도시된 바와 같이 금속샹크(10)의 세그먼트(12) 중 복수개의 세그먼트(12)의 높이를 다른 세그먼트(12)보다 길게 구성하는 방식은 금속샹크(10)와 금속샹크(10)와 접촉되는 세그먼트(12)의 면을 동일한 경사면을 갖도록 테이퍼 가공작업을 한 후 다시 이들을 용접작업을 통하여 고정하여야 하기 때문에 가공 및 고정작업을 하는데 상당한 시간이 소요됨은 물론 다른 세그먼트(12)보다 상대적으로 많은 면적을 차지하는 세그먼트(12)를 사용하여야 하기 때문에 다이아몬드공구의 제조원가가 상승되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 세그먼트 중 일부를 다른 세그먼트보다 상대적으로 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하고, 이 짧게 구성된 세그먼트의 하단 표면과 이면에 칩가루나 절분조각을 외부로 긁어내는 다이아몬드 입자가 가압작업에 의하여 고정토록 구성하여 부품비용 및 제작비용을 절감할 수 있으며, 동시에 가압작업에 의하여 간편하게 제작할 수 있기 때문에 작업숙련도가 높지 않은 작업자도 용이하게 작업을 수행할 수 있음은 물론 이에 따라 작업성 및 생산성을 향상할 수 있도록 하는 원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원판형 금속샹크 외주면에 브레이징법이나 레이져용접법 등을 통해 다수의 세그먼트가 고정되는 것에 있어서, 금속샹크의 세그먼트 중 어느 하나 또는 복수개의 세그먼트를 다른 세그먼트보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정하고, 이 다른 세그먼트보다 짧게 고정된 세그먼트의 하단 표면과 이면에 다수의 다이아몬드 입자를 배치하여 각 다이아몬드 입자를 금속샹크에 가압 고정한 후 소결하여서 되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 다른 세그먼트보다 짧게 고정되는 세그먼트를 다른 세그먼트 보다 2∼3㎜ 정도가 짧게 구성한 것을 포함한다.

또한 본 발명은 다른 세그먼트보다 짧게 고정된 세그먼트의 하단에 배치되는 다수의 다이아몬드 입자를 접착판 및 접착테이프에 의해서 배치하는 것을 포함한다.
또한 본 발명의 원판형 다이아몬드의 제조방법은 금속샹크의 외주면에 다이아몬드 입자가 포함된 다수의 세그먼트를 고정하고, 이들 중 어느 하나 또는 복수개의 세그먼트를 다른 세그먼트보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정하는 단계와; 금속샹크의 외주면에 고정된 세그먼트 중 다른 세그먼트보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정된 세그먼트의 하단 표면과 이면에 다수의 다이아몬드 입자를 배치하는 단계와; 가압금형의 상부가압판과 하부가압판을 통해 금속샹크의 상부와 하부를 동시에 가압하여 다이아몬드 입자를 다른 세그먼트 보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정된 세그먼트의 하단에 고정하는 단계와; 다이아몬드 입자가 고정된 금속샹크를 소결하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법의 바람직한 실 시예를 첨부도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 요부 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구의 제조 공정도이다.

본 발명은 금속샹크(30) 외주면에 브레이징법이나 레이져용접법 등을 통해 다수의 세그먼트(32)가 고정 설치되는 원판형 다이아몬드공구에 있어서, 상기 금속샹크(30)의 세그먼트(32) 중 어느 하나 또는 복수개의 세그먼트(32)를 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정하고, 이 다른 세그먼트(32)보다 짧게 고정된 세그먼트(32)의 하단부의 금속샹크(30)의 표면과 이면에 배치한 다수의 다이아몬드 입자(34)를 금속샹크(30)에 가압 고정한 후 소결하여서 되는 것이다.

본 발명에서 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 고정되는 세그먼트(32)는 도시된 바와 같이 금속샹크(32)의 4부위 정도가 가장 바람직하며, 다른 세그먼트(32)보다 짧게 고정되는 세그먼트(32)는 다른 세그먼트(32) 보다 2∼3㎜ 정도가 짧게 구성됨이 바람직하다.

본 발명에서 다른 세그먼트(32)보다 짧게 고정된 세그먼트(32)의 하단에 배치되는 다수의 다이아몬드 입자(34)는 접착판 및 접착테이프에 의해서 배치될 수 있으며, 다이아몬드 입자(34)의 형태 및 정착 개수는 예측 가능한 범위내에서 가변될 수 있다.

원판형 다이아몬드공구의 제조공정은 도 6에 도시된 바와 같이, 금속샹크(30)의 외주면에 다이아몬드 입자가 포함된 다수의 세그먼트(32)를 고정하되, 이들 중 어느 하나 또는 복수개의 세그먼트(32)를 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정하는 단계와;

금속샹크(30)의 외주면에 고정된 세그먼트(32) 중 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정된 세그먼트(32)의 하단부의 금속샹크(30)의 표면과 이면에 다수의 다이아몬드 입자(34)를 배치하는 단계와;

가압금형의 상부가압판(36)과 하부가압판(38)을 통해 금속샹크(30)의 상부와 하부를 동시에 가압하여 다이아몬드 입자(34)를 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정된 세그먼트(32)의 하단부의 금속샹크(30)에 고정하는 단계와;

다이아몬드 입자(34)가 고정된 금속샹크(30)를 소결하는 단계;로 이루어지는 것이다.

본 발명에 있어서 가압금형의 상부가압판(36)과 하부가압판(38)을 통해 금속샹크(30)의 상부와 하부를 동시에 가압하여 각 다이아몬드 입자(34)를 금속샹크(30)의 정착할 때는 다이아몬드 입자(34)가 금속샹크(30) 내부에 침투할 수 있을 정도의 충분한 압력을 가하여야 하며, 각 가압판(36)(38)의 경도는 금속샹크(30)의 경도보다 최소 2배이상 강한 것을 사용하는 것이 좋다.

그리고 다이아몬드 입자(34)가 고정된 금속샹크(30)에 대한 소결이 일정시간 이루어질 때에 금속샹크(30)의 열팽창이 발생하여 침투 정착된 다이아몬드 입자(34)의 보지력이 크게 증가되며, 소결과정에서 압력을 가할 경우 다이아몬드 입자(34)의 정착력을 더욱 강화시킬 수 있게 된다.

또한 원판형 다이아몬드공구를 이용하여 절삭과정을 수행하면 금속샹크(30)의 외주면에 부착된 세그먼트(32)가 가공대상물에 접촉하여 절삭작업을 수행한다.
이때 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정된 세그먼트(32)의 하단에 가압 고정된 다수의 다이아몬드 입자(34)가 절삭작업시 발생되는 칩가루나 절분조각으로부터 금속샹크(30)와 세그먼트(32)가 부착된 부분을 보호하여 마모되는 것을 방지하는 것이다.

즉, 가공대상물과 접촉하여 절삭작업을 수행하는 도중 발생된 칩가루나 절분조각은 세그먼트(32)의 하단에 가압 고정된 다수의 다이아몬드 입자(34)가 회전하면서 칩가루나 절분조각을 긁어내어 외부로 배출시킴으로 칩가루나 절분조각에 의하여 금속샹크(30)와 세그먼트(32)가 고정된 부분이 마모되는 것을 방지할 수 있음은 물론 칩가루나 절분조각의 마찰에 의하여 회전속도가 감소되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한 다이아몬드 입자(34)에 의하여 금속샹크(30)와 가공대상물의 사이에 개재된 칩가루나 절분조각이 외부로 배출됨에 따라 절삭 스피드의 저감 없이 더욱 효율적으로 절삭작업을 수행할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 세그먼트(32) 중 일부를 다른 세그먼트(32)보다 상대적으로 작은 면적을 갖도록 짧게 구성되어 있음으로 부품비용 및 제작비용을 절감할 수 있게 되어 다이아몬드공구의 생산원가를 줄일 수 있는 것이다.
또한 다이아몬드 입자(34)가 가압작업에 의하여 금속샹크(30) 표면과 이면에 고정되게 구성되어 있음으로 작업숙련도가 높지 않은 작업자도 용이하게 작업을 수행할 수 있음은 물론 작업시간이 단축됨에 따라 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 원판형 다이아몬드공구 및 그 제조방법은 세그먼트 중 일부를 다른 세그먼트 보다 상대적으로 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하고, 이 짧게 구성된 세그먼트의 하단 표면과 이면에 칩가루나 절분조각을 외부로 긁어내는 다이아몬드 입자가 가압작업에 의하여 고정토록 구성되어 있음으로 부품비용 및 제작비용을 절감할 수 있으며, 동시에 가압작업에 의하여 간편하게 제작할 수 있기 때문에 작업숙련도가 높지 않은 작업자도 용이하게 작업을 수행할 수 있음은 물론 이에 따라 작업성 및 생산성을 향상할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (4)

1. 원판형 금속샹크(30) 외주면에 브레이징법이나 레이져용접법 등을 통해 다수의 세그먼트(32)가 고정 설치되는 것에 있어서, 금속샹크(30)의 세그먼트(32) 중 어느 하나 또는 복수개의 세그먼트(32)를 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정하고, 이 다른 세그먼트(32)보다 짧게 고정된 세그먼트(32) 하단부의 금속샹크(30)의 표면과 이면에 배치한 다수의 다이아몬드 입자(34)를 금속샹크(30)에 가압 고정한 후 소결하여서 되는 것을 특징으로 하는 원판형 다이아몬드공구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다른 세그먼트(32)보다 짧게 고정되는 세그먼트(32)를 다른 세그먼트(32) 보다 2∼3㎜ 정도가 짧게 한 것을 특징으로 하는 원판형 다이아몬드공구.
3. 삭제
4. 금속샹크(30)의 외주면에 다이아몬드 입자가 포함된 다수의 세그먼트(32)를 고정하되, 이들 중 어느 하나 또는 복수개의 세그먼트(32)를 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정하는 단계와; 금속샹크(30)의 외주면에 고정된 세그먼트(32) 중 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정된 세그먼트(32)의 하단부의 금속샹크(30)의 표면과 이면에 다수의 다이아몬드 입자(34)를 배치하는 단계와; 가압금형의 상부가압판(36)과 하부가압판(38)을 통해 금속샹크(30)의 상부와 하부를 동시에 가압하여 다이아몬드 입자(34)를 다른 세그먼트(32)보다 작은 면적을 갖도록 짧게 구성하여 고정된 세그먼트(32) 하단부의 금속샹크(30)에 고정하는 단계와; 다이아몬드 입자(34)가 고정된 금속샹크(30)를 소결하는 단계;로 이루어지는 원판형 다이아몬드공구의 제조방법.

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