KR101858428B1 - 와이어 쏘용 저관성 풀리 - Google Patents

와이어 쏘용 저관성 풀리 Download PDF

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김승현
박정근
임호섭
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Abstract

본 발명은 와이어 쏘용 저관성 풀리에 관련되며, 이때 와이어 쏘용 저관성 풀리는 회전휠의 관성 모멘트 및 회전방향 저항 감소로 외부 토크에 민감하게 반응하여 직경이 0.1mm 이하 세선 와이어 적용에 따른 안전성이 확보됨과 더불어 작업전환에 따른 와이어 속도조절이 신속하게 이루어지도록 하기 위해 전동부, 원형 디스크, 밴드형 링풀리를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

와이어 쏘용 저관성 풀리 {Low inertia pulley for wire saws}
본 발명은 와이어 쏘용 저관성 풀리에 관련되며, 보다 상세하게는 링풀리의 관성 모멘트 및 회전방향 마찰저항 감소로 외부 토크에 민감하게 반응하여 직경이 0.1mm 이하 세선 와이어 적용에 따른 안전성이 확보됨과 더불어 작업전환에 따른 와이어 속도조절이 신속하게 이루어지는 와이어 쏘용 저관성 풀리에 관한 것이다.
일반적으로 와이어 쏘는 주로 다이아몬드 비트를 장착한 와이어를 회전시켜 원석 절단 및 가공석을 포함하는 다양한 피가공물을 절단하는 장치로서, 근자에는 가공정밀도 향상 및 절삭저항 방지의 목적으로 와이어 직경이 0.1mm 이하로 세선화되는 추세이다. 하지만 와이어 직경이 작아질수록 단선강도가 저하되는바, 즉 아래 [표 1]과 같이 와이어 직경이 100㎛일 경우 단선강도가 30N으로 유지되지만, 직경이 50㎛으로 감소할 경우에는 단선강도가 8N까지 저하되어 풀리의 관성모멘트 및 외부토크에 의해 쉽게 단선되는 실정이다.
와이어 직경(㎛)에 따른 단선 강도(N)
와이어 직경(㎛) 100 80 70 60 50
단선 강도(N) 30 21 16.5 11.5 8
이에 종래에 게시된 PCT/IB2010/000089호 (PCT 공개번호 2011086403호)에서 풀리는 휠과 타이어의 조립 구성으로 이루어지고, 휠과 타이어 조립부분에 휠 게재홈, 지지표면, 역방향 멈춤 장치 표면, 전방 걸림턱 표면을 포함하는 구성에 의해 조립되어 일체로 회전하고, 이때 휠은 경량의 합성고분자 재질로 형성하여 풀리의 경량화로 관성모멘트를 저감시키기 위한 기술이 선공개된바 있다.
그러나, 상기 종래 기술은 풀리를 구성하는 휠과 타이어가 축상에서 베어링에 지지되어 함께 회전되는 구조적 특성상 재질 변경만으로는 회전체 구성들의 경량화에 한계가 있고, 이로 인해 휠과 타이어의 관성모멘트가 와이어로 전가되어 0.1mm이하 세선 와이어를 적용시 단선으로 인한 작동불량이 빈번하게 발생되는 문제점이 따랐다.
뿐만 아니라, 풀리의 관성모멘트 증가는 외부 토크에 의한 풀리 반응 감도 저하로 이어지므로 와이어 회전속도 변화시 토크 충격에 따른 단선을 방지하기 위해 속도조절이 서서히 이루어지므로 작업전환에 많은 시간이 소요되었고, 또 외부 토크 반응 감도 저하를 방지하기 위한 수단으로 베어링을 주기적으로 세척 및 교체해야 하므로 유지관리에 많은 비용이 추가로 발생되는 폐단이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 링풀리의 관성 모멘트 및 회전방향 저항 감소로 외부 토크에 민감하게 반응하여 직경이 0.1mm이하 세선 와이어 적용에 따른 안전성이 확보됨과 더불어 작업전환에 따른 와이어 속도조절이 신속하게 이루어지는 와이어 쏘용 저관성 풀리를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 와이어 쏘의 와이어(W) 터닝 중심에서 정지상태로 고정 설치되고, 외주면에 전동부(10)가 구비되는 원형 디스크(20); 상기 전동부(10)를 타고 원형 디스크(20)와 동심원상에서 회전되고, 외주면에 와이어(W)가 수용되도록 가이드홈(32)이 형성되는 밴드형 링풀리(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 원형 디스크(20)는 외주면에 밴드형 링풀리(30) 양측면이 수용되도록 격벽(22)이 형성되고, 격벽(22)과 밴드형 링풀리(30) 양측면 사이에는 에어유로(40)가 형성되며, 에어유로(40)를 통한 압축공기 이송으로 에어씰층(42)이 형성되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전동부(10)는 원형 디스크(20) 외주면에 고정되는 내륜(12)과, 밴드형 링풀리(30) 내주면에 고정되는 외륜(14)과, 내, 외륜(12)(14) 사이에 배치되어 구름운동하는 전동체(16)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원형 디스크(20)는 전동부(10) 내륜(12)이 결합되면서 일측에 외륜(14) 측면에 대향하도록 격벽(22)이 형성되는 축판부(24)와, 축판부(24) 다른 일측에 장착되어 외륜(14) 다른 측면에 대향하도록 격벽(22)이 구비되는 디스크 커버부(26)와, 외륜(14)과 대응하는 격벽(22) 내벽면에 형성되는 에어유로(40)와, 축판부(24)와 커버부(26) 사이에 형성되어, 축판부(24)의 외부공기 주입구(24a)를 통하여 공급되는 압축공기를 전동부(10) 양측 에어유로(40)로 분산이송하는 분산실(28)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내륜(12)과 면접촉되는 축판부(24) 외주면 및 양측 격벽(22)에는 분산실(28)을 통하여 공급되는 압축공기를 전동부(10) 양측 에어유로(40)로 안내하도록 음각골(44)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밴드형 링풀리(30) 내경은 외경 대비 1~10% 축소된 사이즈로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 고정된 원형 디스크를 축으로 밴드형 링풀리가 회전운동되면서 와이어가 이송되도록 구조개선되어, 회전체인 밴드형 링풀리의 경량화로 관성 모멘트 감소되고, 이로 인해 외부 토크(와이어 이송력)에 민감하게 반응하여 직경이 0.1mm이하 세선 와이어 적용에 따른 안전성이 확보됨과 더불어 작업전환에 따른 와이어 속도조절이 신속하게 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 와이어 쏘용 저관성 풀리를 전체적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 쏘용 저관성 풀리의 내부구조를 나타내는 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 쏘용 저관성 풀리의 에어부상구조를 나타내는 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 와이어 쏘용 저관성 풀리에 관련되며, 이때 와이어 쏘용 저관성 풀리는 회전휠의 관성 모멘트 및 회전방향 저항 감소로 외부 토크에 민감하게 반응하여 직경이 0.1mm 이하 세선 와이어 적용에 따른 안전성이 확보됨과 더불어 작업전환에 따른 와이어 속도조절이 신속하게 이루어지도록 하기 위해 전동(轉動)부(10), 원형 디스크(20), 밴드형 링풀리(30)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 원형 디스크(20)는 와이어 쏘의 와이어(W) 터닝 중심에서 정지상태로 고정 설치되고, 외주면에 전동부(10)가 구비된다. 원형 디스크(20)는 복수개소 이격된 위치에 고정되는바, 원형 디스크(20)는 와이어 쏘 장치에 고정되는 고정축(1)상에 끼움결합되도록 중심에 끼움홀(21)이 형성되고, 고정축(1)상에 볼팅고정되어 정지된 상태로 유지된다.
그리고, 상기 전동부(10)를 타고 원형 디스크(20)와 동심원상에서 회전되고, 외주면에 와이어(W)가 수용되도록 가이드홈(32)이 형성되는 밴드형 링풀리(30)가 구비된다. 밴드형 링풀리(30)는 원형 디스크 대비 작은 폭을 가진 관형으로 형성되고, 도 1 내지 2와 같이 원형 디스크상에서 전동부(10)에 지지하거나, 도 3과 같이 레일을 타고 미끄럼운동 또는 에어베어링 또는 자기부상력에 의해 회전운동가능하게 구비된다.
이처럼, 상기 고정체인 원형 디스크(20)를 축으로 회전체인 밴드형 링풀리(30)가 회전운동되면서 와이어(W)가 이송됨에 따라 밴드형 링풀리(30)의 경량화로 관성 모멘트가 감소되고, 이로 인해 외부 토크에 민감하게 반응하여 직경이 0.1mm 이하 세선 와이어 적용에 따른 안전성이 확보됨과 더불어 작업전환에 따른 와이어 속도조절이 신속하게 이루어지는 이점이 있다.
이때, 상기 밴드형 링풀리(30) 내경은 외경 대비 1~10% 축소된 사이즈로 형성된다. 일예로서 밴드형 링풀리(30) 외경이 250mm 인 경우, 내경은 225~247.5mm 로 유지되는바, 즉 밴드형 링풀리(30) 두께가 전체사이즈 대비 1~10% 사이즈로 얇게 경량화된다. 한편 밴드형 링풀리(30) 두께가 전체사이즈 대비 1% 미만 사이즈로 형성시 내구성 저하 및 가이드홈(32) 형성에 어려움이 따르고, 10% 초과 사이즈로 형성시 중량 증가량에 비례하게 관성 모멘트가 증가되어 0.1mm 이하 세선 와이어 적용시 쉽게 단선되는 현상이 발생된다.
또한, 상기 원형 디스크(20)는 외주면에 밴드형 링풀리(30) 양측면이 수용되도록 격벽(22)이 형성되고, 격벽(22)과 밴드형 링풀리(30) 양측면 사이에는 에어유로(40)가 형성되며, 에어유로(40)를 통한 압축공기 이송으로 에어씰층(42)이 형성되도록 구비된다. 격벽(22)은 링풀리(30) 외경 대비 같거나 작은 사이즈로 형성되어 링풀리(30) 양측에 대향하도록 구비되고, 에어유로(40)를 타고 원형 디스크(20) 중심 측에서 외주면 방향으로 분사되는 압축공기에 의해 격벽(22)과 밴드형 링풀리(30) 양측면 사이에 에어씰층(42)이 형성된다.
이에 상기 밴드형 링풀리(30)가 회전운동 중에 격벽(22)과 및 좌우 유동이 방지되므로 밴드형 링풀리(30)가 외부 토크에 반응감도가 향상되어 굵기가 직경이 0.1mm 이하 세선 와이어 적용에 따른 안전성이 확보되고, 특히 작업전환에 따른 와이어 속도 감속, 증속 조절시에도 와이어 단선이 방지되고, 특히 에어씰층(42)을 통하여 외부로 분사되는 공압에 의해 내부로의 이물질 침입이 방지되면서 내부에 존재하는 미세이물질이 외부로 배출제거되는 이점이 있다.
한편, 상기 외륜(14)이 압축공기에 의해 부양되어 회전운동에 따른 저항이 감소되도록 에어유로(40)가 전동부(10)의 내, 외륜(12)(14)사이로 통하도록 연결하는 구성도 가능하다.
도 1 내지 2에서 전동부(10)는 원형 디스크(20) 외주면에 고정되는 내륜(12)과, 밴드형 링풀리(30) 내주면에 고정되는 외륜(14)과, 내, 외륜(12)(14) 사이에 배치되어 구름운동하는 전동체(16)를 포함하여 구성되는 상태를 도시한다.
도 2 (a)에서, 상기 원형 디스크(20)는 전동부(10) 내륜(12)이 결합되면서 일측에 외륜(14) 측면에 대향하도록 격벽(22)이 형성되는 축판부(24)와, 축판부(24) 다른 일측에 장착되어 외륜(14) 다른 측면에 대향하도록 격벽(22)이 구비되는 디스크 커버부(26)와, 외륜(14)과 대응하는 격벽(22) 내벽면에 형성되는 에어유로(40)와, 축판부(24)와 커버부(26) 사이에 형성되어, 축판부(24)의 외부공기 주입구(24a)를 통하여 공급되는 압축공기를 전동부(10) 양측 에어유로(40)로 분산이송하는 분산실(28)을 포함하여 구성된다.
그리고, 도 2(b)에서 원형 디스크(20)는 축판부(24) 양측이 디스크 커버부(26)에 의해 마감되고, 한 쌍의 디스크 커버부(26)와 원형 디스크(20) 사이에 한쌍의 분산실(28) 및 에어유로(40)가 형성되며, 한 쌍의 분산실(28)은 원형 디스크(20)를 관통하는 홀에 의해 연결되도록 구비된다.
한편, 상기 분산실(28)은 어느 일측 방향으로 에어유로(40)와 연통되어 압축공기 이동이 허용되고, 다른 일측 방향으로 패킹(P)에 의해 마감되어 압축공기 공급이 차단되도록 구비된다.
이때, 상기 분산실(28)은 원형 디스크(20)와 디스크 커버부(26) 사이의 이격공간에 의해 형성됨에 따라 360°향에서 에어유로(40)와 연결된다. 그리고 분산실(28)은 에어유로(40) 대비 확장된 폭으로 형성되어 압축공기가 일부 저장되면서 360°방향으로 압축공기를 분산공급하게 된다.
그리고, 상기 내륜(12)과 면접촉되는 축판부(24) 외주면 및 양측 격벽(22)에는 분산실(28)을 통하여 공급되는 압축공기를 전동부(10) 양측 에어유로(40)로 안내하도록 음각골(44)이 형성된다. 이에 분산실(28)에 압축공기는 디스크 커버부(26)측 에어유로(40)를 타고 이송되면서 다른 일측 에어유로(40)는 음각골(44)을 통하여 전동부(10) 반대측으로 압축공기를 제공받아 분사하게 된다.
이처럼, 상기 디스크 커버부(26)를 탈착하는 간단한 조립구성으로 전동부(10) 교체가 용이하면서 압축공기가 이동되는 분산실(28), 에어유로(40) 및 음각골(44)을 포함하는 공기통로 구성이 간단하게 형성되는 이점이 있다.
상기 도 1 내지 도 2에서 전동부(10)는 전동체(16)에 의해 내,외륜이 구름운동되는 상태를 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 전동부(10)를 링타입의 외륜으로 구성하고, 전동부(10)는 원형 디스크(20) 외주면상에서 에어부상력 또는 자기부상력에 의해 부상되어 미끄럼운동되는 구성도 가능하다. 일예로서 도 3은 전동부(10)를 에어베어링으로 구성하는 상태를 나타내는바, 상기 원형 디스크(20)는 일측면에 축판부(24)가 탈착되도록 설치되고, 원형 디스크(20) 내부를 관통하도록 분산실(28)이 형성되며, 축판부(24)의 외부공기 주입구(24a)를 통하여 공급되는 압축공기는 분산실(28)을 통하여 원형 디스크(20) 외주면과 전동부(10) 내주면 사이로 분사되어 전동부(10)가 에어부상된다.
한편, 상기 전동부(10) 내주면에 에어부상력이 균일하게 유지되도록 분산실(28)이 복수개소에 등각배치됨은 물론 원형 디스크(20) 외주면에 각각의 분산실(28) 출구를 연결하는 원형띠홈 또는 음각골(44)이 형성되는 것이 바람직하다.
10: 전동부 20: 원형 디스크
30: 밴드형 링풀리 40 : 에어유로

Claims (8)

  1. 와이어 쏘의 와이어(W) 터닝 중심에 고정 상태로 구비되는 고정축(1);
    상기 고정축(1) 상에 고정되어 정지된 상태로 유지되고, 외주면에 전동부(10)가 구비되는 원형 디스크(20);
    상기 전동부(10)를 타고 원형 디스크(20)와 동심원상에서 회전되고, 외주면에 와이어(W)가 수용되도록 가이드홈(32)이 형성되는 밴드형 링풀리(30);를 포함하여 이루어지고,
    상기 밴드형 링풀리(30) 내경은 외경 대비 1~10% 축소된 사이즈로 형성되며,
    상기 원형 디스크(20)는, 고정축(1) 상에 고정되는 축판부(24)와, 축판부(24) 양측에 구비되어 밴드형 링풀리(30) 양측면이 수용되도록 격벽(22)이 형성되는 디스크 커버부(26)와, 격벽(22)과 밴드형 링풀리(30) 양측면 사이에 형성되는 에어유로(40)와, 축판부(24)와 디스크 커버부(26) 사이에 형성되어 에어유로(40)와 연통되도록 구비되는 분산실(28)과, 분산실(28)로 압축공기를 공급하도록 고정축(1)에 형성되는 외부공기 주입구(24a)로 구성되며,
    상기 분산실(28)은 어느 일측 방향으로 에어유로(40)와 연통되어 압축공기 이동이 허용되고, 다른 일측 방향으로 패킹(P)에 의해 마감되어 압축공기 공급이 차단되도록 구비되는 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘용 저관성 풀리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽(22)과 밴드형 링풀리(30) 양측면 사이에는 에어유로(40)를 통한 압축공기 이송으로 에어씰층(42)이 형성되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘용 저관성 풀리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전동부(10)는 원형 디스크(20) 외주면에 고정되는 내륜(12)과, 밴드형 링풀리(30) 내주면에 고정되는 외륜(14)과, 내, 외륜(12)(14) 사이에 배치되어 구름운동하는 전동체(16)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘용 저관성 풀리.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 원형 디스크(20)는 전동부(10) 내륜(12)이 결합되면서 일측에 외륜(14) 측면에 대향하도록 격벽(22)이 형성되는 축판부(24)와, 축판부(24) 다른 일측에 장착되어 외륜(14) 다른 측면에 대향하도록 격벽(22)이 구비되는 디스크 커버부(26)와, 외륜(14)과 대응하는 격벽(22) 내벽면에 형성되는 에어유로(40)와, 축판부(24)와 커버부(26) 사이에 형성되어, 축판부(24)의 외부공기 주입구(24a)를 통하여 공급되는 압축공기를 전동부(10) 양측 에어유로(40)로 분산이송하는 분산실(28)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘용 저관성 풀리.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 원형 디스크(20)는 전동부(10) 내륜(12)이 결합되는 축판부(24)와, 축판부(24) 양측에 장착되어 외륜(14) 양측면에 대향하도록 격벽(22)이 구비되는 한 쌍의 디스크 커버부(26)와, 외륜(14)과 대응하는 격벽(22) 내벽면에 형성되는 에어유로(40)와, 축판부(24)와 커버부(26) 사이에 형성되어, 축판부(24)의 외부공기 주입구(24a)를 통하여 공급되는 압축공기를 전동부(10) 양측 에어유로(40)로 분산이송하는 한 쌍의 분산실(28)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘용 저관성 풀리.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내륜(12)과 면접촉되는 축판부(24) 외주면 및 양측 격벽(22)에는 분산실(28)를 통하여 공급되는 압축공기를 전동부(10) 양측 에어유로(40)로 안내하도록 음각골(44)이 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘용 저관성 풀리.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 전동부(10)를 링타입의 외륜으로 구성되어, 원형 디스크(20) 외주면상에서 에어부상력 또는 자기부상력에 의해 부상되어 미끄럼운동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘용 저관성 풀리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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