KR20070102016A - 와이어 쏘우 비드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어 쏘우에 설치되어 절단가공에 사용되는 와이어 쏘우 비드에 관한 것으로서, 실질적인 절삭가공을 하는 지립들이 서로 층을 지게 배치되므로, 상부의 지립들이 이탈시 하부의 지립들에 의해 절삭가공이 가능하고, 절삭팁의 방출 및 절삭시 발생된 열을 쉽게 배출할 수 있으며, 절삭 가공시 자연적인 회전력이 발생하도록 하여 절삭성능이 더욱 향상되며, 회전에 의해 외주면이 균일하게 마모되어 편마모 현상이 방지되는 와이어 쏘우 비드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 전술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드는 와이어에 복수개로 설치되어 절단 가공에 사용되는 와이어 쏘우 비드에 있어서, 상기 와이어에 삽입되는 중공부가 형성되고, 금속재질로 이루어져 그 외주면에 스크류 형상으로 꼬이면서 산과 골을 이루는 접합면을 갖되, 상기 접합면의 전둘레에 상기 산과 골이 이루는 피치가 일정하게 형성된 샹크와, 상기 샹크의 접합면 표면에 일정한 두께로 형성되는 지립 접합층과, 상기 지립 접합층에 상기 접합면과 대응하여 배열되는 복수의 지립들을 포함하고, 상기 접합면의 표면에 상기 지립 접합층을 전착 또는 융착시켜 상기 지립들을 결합한다.

와이어 쏘우 비드, 샹크, 지립, 다이아몬드, 접합면, 산, 골

Description

와이어 쏘우 비드 {WIRE SAW BEAD}

도 1은 종래 기술에 따른 와이어 쏘우 비드 및 이를 포함하는 와이어 쏘우를 설명하기 위한 개략도.

도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도.

도 3의 (a)와 (b)는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 와이어 쏘우 비드의 부분 절개 사시도 및 샹크를 도시한 사시도.

도 4는 종래 기술의 또 다른 실시예에 따른 와이어 쏘우 비드를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드가 도시된 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드의 샹크를 도시한 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

120 : 와이어 쏘우 비드 122 : 샹크

123 : 접합면 123a : 산

123b : 골 124 : 지립 접합층

126 : 지립

본 발명은 와이어 쏘우에 설치되어 절단가공에 사용되는 와이어 쏘우 비드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 와이어 쏘우에 설치되는 비드에 복수의 지립층이 형성되도록 하고, 그 형태가 스크류 형상을 이루도록 하여 제품의 수명 및 절삭성능이 향상되도록 한 와이어 쏘우 비드에 관한 것이다.

일반적으로 석재 또는 콘크리트 등의 대형 피절삭재(C)를 절삭하기 위해서는 와이어 쏘우(1)가 사용되며, 이러한, 와이어 쏘우(1)는 와이어(10)에 절삭을 위한 비드(20)가 결합한 형태로 제공된다.

도 1은 종래 기술에 따른 와이어 쏘우 비드(20) 및 이를 포함하는 와이어 쏘우(1)를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도이다.

전술된 와이어 쏘우(1)는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 구동풀리(5)에 걸쳐져서 회전 구동되는 와이어(10)와, 상기 와이어(10)에 설치되어 석재 또는 콘크리트 등의 피절삭재(C)를 실질적으로 절단하는 복수의 와이어 쏘우 비드(20)를 포함한다.

또한, 와이어 쏘우 비드(20)는 와이어(10)에 삽입되는 중공부가 형성되고, 금속재질로 이루어진 원통형의 샹크(22)와, 상기 샹크(22)의 표면에 일정한 두께로 형성되는 지립 접합층(24)과, 상기 지립 접합층(24)에 의해 고정되는 복수의 지립(26)들을 포함한다.

이러한 와이어 쏘우 비드(20)는 상기 지립 접합층(24)이 상기 샹크(22)의 표 면에 도포된 상태로 지립(26)들이 부착된 후, 소결 열처리에 의해 제조되거나, 별도의 세그먼트(23)로 제조된 후, 샹크(22)에 결합되는 구조를 갖는다.

또한, 와이어 쏘우 비드(20)는 와이어(10)에 대해 일정한 간격을 갖도록 배치되며, 상호간의 유동을 막고, 각각의 와이어 쏘우 비드(20) 사이를 일정하게 유지하기 위해 각각의 와이어 쏘우 비드(20) 사이에 고무 또는 합성수지로 이루어진 스페이서(15)가 결합된다.

한편, 종래에는 와이어 쏘우(1)가 석재 또는 콘크리트의 절단에 이용되는 과정에서, 와이어 쏘우 비드(20)에 전해지는 큰 절삭저항에 의해 세그먼트(23)와 샹크(22) 사이의 결속력이 저하되어 이들 사이에 바람직하지 않은 유동이 발생할 수 있다. 이에 따라 와이어 쏘우(1)의 절단 작업을 부정확하게 하고 또한 와이어 쏘우(1)의 내구성 및 수명을 현저하게 떨어뜨리는 하나의 원인이 되고 있다.

한편, 샹크(22)에 지립 접합층(24)을 이용하여 지립(26)들을 부착한 경우, 접합층의 조기 마모 및 이에 따른 지립(26)들의 조기 이탈로 인해, 공구 수명이 매우 짧고 내구성이 나빠지는 문제가 있다. 또한, 이와 같은 와이어 쏘우 비드(20)는 피절삭재의 절분이 방출되는 통로가 없어 절분의 방출 효율이 떨어지고, 또한 피절삭재의 절단 작업시 열의 방출이 쉽게 이루어지지 않는다.

이러한 문제를 해결하기 위해 와이어 쏘우 비드(50, 60)는, 도 3과 도 4와 같이, 샹크(52, 62)의 표면에 복수의 단차부 또는 요홈에 의해 이루어지는 돌출영역과 함몰영역을 형성하고, 지립(56, 66)이 지립 접합층(54, 64)에 의해 층을 갖도록 결합된 와이어 쏘우 비드(20)가 제안되었으나, 아직까지 종래의 문제점을 완전 하게 해결하고 있지 못하며, 절삭성능 및 내구성, 방열효과 등의 개선을 위한 노력이 지속되고 있다.

그 일례로, 종래의 와이어 쏘우(1)는 절삭력을 더욱 향상시키기 위해 와이어(10)를 미리 꼬아 놓고, 와이어 쏘우 비드(20)를 결합하고 있으며, 이에 따라 와이어 쏘우(1)의 절삭 가공시 와이어 쏘우 비드(20)에 회전력이 발생하도록 하고 있다.

그러나, 종래의 와이어 쏘우(1)는 와이어(10)를 미리 꼬아 놓음에 따라 와이어(10)에 장력이 발생하며, 장기간 사용시 와이어(10)가 끊어지는 요인이 되고 있으며, 이에 따라 안전사고의 위험이 있다. 또한, 종래의 와이어 쏘우(1)는 와이어(10)를 미리 꼬아 놓아야 하므로 작업이 불편하고, 와이어 쏘우 비드(20)에 일정한 회전력이 전달되지 않음에 따라 편마모가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 실질적인 절삭가공을 하는 지립(26)들이 서로 층을 지게 배치되므로, 상부의 지립(26)들이 이탈시 하부의 지립(26)들에 의해 절삭가공이 가능하고, 절삭팁의 방출 및 절삭시 발생된 열을 쉽게 배출할 수 있으며, 절삭 가공시 자연적인 회전력이 발생하도록 하여 절삭성능이 더욱 향상되며, 회전에 의해 외주면이 균일하게 마모되어 편마모 현상이 방지되는 와이어 쏘우 비드(20)를 제공하는 것이다.

전술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드는 와이어에 복수개로 설치되어 절단 가공에 사용되는 와이어 쏘우 비드에 있어서, 상기 와이어에 삽입되는 중공부가 형성되고, 금속재질로 이루어져 그 외주면에 스크류 형상으로 꼬이면서 산과 골을 이루는 접합면을 갖되, 상기 접합면의 전둘레에 상기 산과 골이 이루는 피치가 일정하게 형성된 샹크와, 상기 샹크의 접합면 표면에 일정한 두께로 형성되는 지립 접합층과, 상기 지립 접합층에 상기 접합면과 대응하여 배열되는 복수의 지립들을 포함하고, 상기 접합면의 표면에 상기 지립 접합층을 전착 또는 융착시켜 상기 지립들을 결합한다.

여기서, 상기 접합면은 상기 샹크의 표면에 수직인 방향으로의 산 또는 골의 단면 형상이 반원형, 반타원형, U-자형, V자형, 사각형, 또는 물결무늬형 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 샹크는 상기 접합면의 산이 회전방향에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 샹크는 상기 산과 골의 전면 또는 후면이 진행방향에 대해 경사지게 형성될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드에 대해 설명하고자 한다.

도 5는 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드가 도시된 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드의 샹크를 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드(120)는, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 금속 재질로 이루어진 샹크(122)가 마련되며, 상기 샹크(122) 위에 지립 접합층(124)이 형성된다. 또한, 상기 지립 접합층(124)에는 복수의 지립(126)이 고정 유지된다.

여기서, 상기 샹크(122)는 와이어(도 1 및 도 2의 10)에 결합하기 위해, 양측면을 관통하는 중공부가 형성되며, 그 중공부를 와이어에 삽입하여 와이어 쏘우 형태로 결합한다. 또한, 상기 샹크(122)의 외주면에는 스크류 형상으로 꼬이면서 산(123a)과 골(123b)을 이루는 접합면(123)이 형성된다. 이때, 상기 접합면(123)은 상기 산(123a)과 골(123b)이 적어도 한 선 이상으로 형성되며, 상기 접합면(123)의 전둘레에 상기 산(123a)과 골(123b)이 이루는 피치가 일정하게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 샹크(122)는 상기 접합면(123)의 산(123a)이 회전방향에 대해 경사지게 형성된다.

즉, 상기 샹크(122)는 상기 산(123a)의 최고점이 회전축의 중심으로부터 회전방향에 대해 후방으로 위치되어, 전체적으로 회전방향에 대해 완만하고, 그 반대 방향은 급격한 경사로 형성된다. 이에 따라 상기 샹크(122)는 피절삭재를 가공하는 실효면적이 증가하게 된다.

또한, 상기 샹크(122)는 상기 산(123a)과 상기 골(123b)의 전면 또는 후면이 진행방향에 대해 경사지게 형성된다. 따라서, 상기 샹크(122)는 상기 산(123a)와상기 골(123b)의 전면 또는 후면이 경사지게 형성됨에 따라 지립의 부착이 용이하고, 피절삭재의 가공시 경사진 전면 또는 후면에 의해 진행방향이 안내되어 더욱 정확한 가공이 가능하고, 샹크(122)의 내구성이 향상된다.

이와 같이 구성된 샹크(122)는 상기 산(123a)과 골(123b)의 형성을 위해 절 삭, 전조 또는 기타 방법에 의해 제조될 수 있다. 또한, 상기 접합면(123)은 수직방향으로의 단면이 상기 산(123a)과 골(123b)에 의해 반원형, 반타원형, U-자형, V자형, 사각형, 또는 물결무늬형 중 어느 하나의 형상을 갖게 된다.

이에 따라, 상기 지립 접합층(124)은 상기 샹크(122)의 접합면(123) 형상에 대응되는 스크류 형상의 산과 골의 형태로 형성되고, 상기 지립 접합층(124)에 의해 고정 유지되는 지립(126)들이 산과 골의 형태를 이루며 배열된다.

이와 같이, 상기 지립 접합층(124)에 의해 샹크(122)에 결합되는 지립(126)들은 산(123a)과 골(123b)의 형태에 따라 고정되는 높이에 차이가 발생한다.

한편, 상기 지립 접합층(124)은 전착(electro-plating)법 또는 융착(brazing)법에 의해 상기 지립(126)을 상기 샹크(122)의 접합면(123)에 고착시킨다.

이때, 상기 전착법은 니켈 등을 포함하는 도금액을 습식 전기도금에 의해 지립 접합층(124)을 형성시키며, 상기 지립(126)을 상기 샹크(122)에 고착시킨다.

또한, 상기 융착법은 융착용 금속 분말 및 바인더로 이루어진 페이스트 형태의 결합인, 금속분말 페이스트르 상기 지립(126)들과 혼합된 상태로 상기 샹크(122)의 접합면(123) 표면에 도포한 후, 브레이징 열처리(brazing)하여 지립 접합층(124)을 형성시킨다. 여기서, 상기 융착용 금속 분말은 니켈 또는 다른 금속이나 합금 등을 포함할 수 있고, 상기 금속분말 페이스트는 브레이징 열처리되는 과정에서 바인더 성분이 휘발되며, 상기 지립(126)들을 상기 샹크(122)의 접합면(123)에 고정 유지시키는 지립 접합층(124)을 형성하며, 상기 지립(126)을 상기 샹크(122)에 고착시킨다.

도 7은 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드의 단면도로서, 와이어 쏘우 비드(120)는 상기 지립(126)들이 상기 접합면(123)의 산(123a)과 골(123b)에 따라 고정되는 높이에 차이가 발생함에 따라, 피절삭재의 절삭시 실질적으로 절삭가공을 수행하는 지립(126)들이 층을 이루게 된다.

한편, 상기 지립(126)들은 인조 또는 천연다이아몬드, 입방정질화붕소(cBN: cubic boron nitride), 탄화실리콘(silicon carbide), 알루미나 입자 중 어느 하나로부터 선택된 것으로 이루어질 수 있다.

더불어, 상기 샹크(122)는 길이가 5~20mm로 형성되고, 직경의 크기가 5~15mm로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 와이어 쏘우 비드(120)의 길이는 5~20mm로 형성되고, 지립 접합층(124) 및 지립(126)의 크기를 포함하는 직경이 5~15mm로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 와이어 쏘우 비드(120)는 전술된 바와 같이, 전착법 또는 융착법에 의해 상기 지립(126)이 상기 샹크(122)의 접합면(123)에 직접 부착되므로, 도 7과 같이, 상기 샹크(122)의 접합면(123)에 지립(126)들을 단층으로 불균일하게 또는 균일하게 배열하는 것이 가능하다.

전술된 바와 같이 이루어진 와이어 쏘우 비드(120)는 와이어에 결합되고, 각각의 와이어 쏘우 비드(120) 사이에는 고무 또는 합성수지로 이루어진 스페이서(도 2에 도시된 15)가 결합된다. 상기 스페이서는 각각의 와이어 쏘우 비드(120)가 서로 일정한 거리를 유지하도록 한다.

상기 와이어 쏘우 비드(120)는 피절삭재의 절삭 작업시, 상기 지립 접합층(124)의 산(123a) 부분에 고정된 지립(126)들에 의해 작업이 수행된다. 한편, 상기 와이어 쏘우 비드(120)는 피절삭재(C)의 절삭 작업이 진행됨에 따라 산(123a) 부분에 고정된 지립(126)들의 결합력이 약해지며 이탈하거나, 산(123a) 부분의 지립 접합층(124)이 먼저 마모된다. 이에 따라 상기 지립 접합층(124)의 골(123b) 부분에 고정 유지되는 지립(126)들이 노출되며, 피절삭재의 절단가공을 하게 된다.

이때, 상기 와이어 쏘우 비드(120)는 상기 산(123a)이 회전방향에 대해 경사지게 형성되므로, 그 위에 결합되는 지립(126) 또한 상기 산(123a)의 형상에 대응하는 형상으로 결합되며, 이에 따라 상기 지립(126)이 상기 피절삭재와 접촉하는 실효면적이 증가한다.

또한, 상기 와이어 쏘우 비드(120)는 상기 산(123a)과 상기 골(123b)의 전면 또는 후면이 진행방향에 대해 경사지게 형성됨에 따라, 선행하는 와이어 쏘우 비드(120)에 의해 가공된 가공선에 후행하는 와이어 쏘우 비드(120)의 진입이 안내된다. 따라서, 피절삭재의 가공선이 더욱 정확하게 가공된다. 또한, 상기 산(123a)과 상기 골(123b)의 전면이 상기 피절삭재와 접촉하는 실효면적이 증가함에 따라 상기 와이어 쏘우 비드(120)의 초기 절삭력이 향상된다.

이하, 전술한 와이어 쏘우 비드의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 와이어 등에 결합할 수 있도록 양측면을 관통하는 중공부가 형성된 샹크(122)를 준비한다. 상기 샹크(122)는 외주면에 스크류 형상으로 산(123a)과 골(123b)을 이루는 접합면(123)이 형성된 것으로서, 상기 샹크(122)의 접합면(123) 에 금속분말 페이스트를 일정한 두께로 도포한다. 그 후, 상기 금속분말 페이스트가 반건조 상태를 유지하고, 그 표면에 지립(126)들을 부착한다.

다음으로, 상기 금속분말 페이스트를 브레이징 열처리 하면, 금속분말 페이스트 내의 바인더 성분이 휘발되며, 지립 접합층(124)이 형성되고, 이에 따라 다수의 지립(126)들이 그 지립 접합층(124) 상에 고정 유지된다. 이때, 상기 지립(126)들은 상기 샹크(122)의 접합면(123)의 형상, 즉 산(123a)과 골(123b)의 형상에 따라 고정된다.

전술된 바와 같이, 상기 와이어 쏘우 비드(120)는 융착법에 의해 지립(126)이 부착되는 과정을 설명하였으나, 상기 지립(126)은 전착법에 의해 샹크(122)의 접합면(123)에 부착되는 것도 가능하다. 이때, 상기 지립(126)은 니켈 등을 포함하는 도금액을 습식 전기도금하여 형성되는 지립 접합층(124)에 의해 상기 샹크(122)에 부착된다.

전술된 바와 같이 구성된 와이어 쏘우 비드(120)는 상기 지립 접합층(124) 및 상기 지립(126)들이 골을 이루는 부분, 즉 낮은 부분을 통해 피절삭재의 절분 및 열이 방출된다.

본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드(120)를 장시간 사용함에 따라 상기 지립 접합층(124)이 마모되고, 상기 지립(126)들의 결합력이 약해지며 이탈된다. 이와 같은 지립 접합층(124)의 마모 및 지립(126)들의 이탈은 산을 이루는 부분, 즉 높은 부분부터 발생한다. 그러면, 상기 와이어 쏘우 비드(120)는 점점 낮은 부분의 지립(126)들이 노출되며 실질적인 절삭 가공을 하게 된다.

한편, 피절삭재의 절삭 가공하는 과정에서 상기 와이어 쏘우 비드(120)가 스크류 형상의 외주면에 따라 회전하게 된다.

이와 같이, 와이어 쏘우는 와이어 쏘우 비드(120)가 회전함에 따라 절삭력이 더욱 향상되며, 와이어 쏘우 비드(120)가 균일하게 절삭 가공을 함에 따라 마모도가 균일하게 되어 더욱 정확한 절삭 가공이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 쏘우 비드는 실질적인 절삭가공을 하는 지립들이 서로 층을 지게 배치되므로, 상부의 지립들이 이탈될 경우, 하부의 지립들에 의해 절삭이 가능하고, 스크류 형상의 산과 골을 따라 지립들이 배열되어 피절삭재의 절분 및 열의 배출이 용이하여 절삭성능이 향상되고, 내구성이 증가될 뿐 아니라, 피절삭재와 접촉되는 부분이 스크류 형상으로 형성됨에 따라 절삭가공시 자연적인 회전력이 발생하여 절삭성능이 더욱 향상되며, 회전에 의해 외주면이 균일하게 마모되므로 편마모 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 와이어 쏘우 비드는 전착법과 융착법에 의해 단층 불균일 배열 혹은 균일 배열이 가능하며, 이는 전체 다이아몬드 공구의 약 80%이상을 차지하는 소결법에 의해 제조된 와이어 쏘우 비드에 지립들이 다층 불균일로 배열되어 있고 매우 복잡한 샹크에는 대응하지 못하는데 비해, 더욱 복잡하고 다양한 패턴으로 지립들을 배열할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 와이어 쏘우 비드는 상기 샹크의 산과 골이 회전방향에 대해 경사지게 형성됨에 따라 그 접합면에 결합된 지립들이 피절삭재와 접촉하는 실효면적이 증가하게 되어 절삭성능이 더욱 향상되며, 회전방향으로의 내구성이 더욱 향상된다.

또한, 상기 와이어 쏘우 비드는 상기 샹크의 산과 골이 진행방향에 경사지게 형성됨에 따라 그 접합면에 결합된 지립들이 피절삭재와 초기 접촉하는 실효면적이 증가되고, 선행하는 와이어 쏘우 비드에 의해 형성된 가공선에 후행하는 와이어 쏘우 비드가 진입시 진행방향이 안내되므로 피절삭재를 더욱 정확하게 절삭할 수 있다.

Claims (4)

1. 와이어에 복수개로 설치되어 절단 가공에 사용되는 와이어 쏘우 비드에 있어서,

   상기 와이어에 삽입되는 중공부가 형성되고, 금속재질로 이루어져 그 외주면에 스크류 형상으로 꼬이면서 산과 골을 이루는 접합면을 갖되, 상기 접합면의 전둘레에 상기 산과 골이 이루는 피치가 일정하게 형성된 샹크와,

   상기 샹크의 접합면 표면에 일정한 두께로 형성되는 지립 접합층과,

   상기 지립 접합층에 상기 접합면과 대응하여 배열되는 복수의 지립들을 포함하고,

   상기 접합면의 표면에 상기 지립 접합층을 전착 또는 융착시켜 상기 지립들을 결합하는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘우 비드.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 접합면은 상기 샹크의 표면에 수직인 방향으로의 산 또는 골의 단면 형상이 반원형, 반타원형, U-자형, V자형, 사각형, 또는 물결무늬형 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘우 비드.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 샹크는 상기 접합면의 산이 회전방향에 대해 경사지게 형성된 것을 특 징으로 하는 와이어 쏘우 비드.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 샹크는 상기 산과 골의 전면 또는 후면이 진행방향에 대해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 쏘우 비드.

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