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KR100516040B1 - 감소된 소음과 균일한 치형 하중 특성을 갖는 띠 톱날 - Google Patents

감소된 소음과 균일한 치형 하중 특성을 갖는 띠 톱날 Download PDF

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KR100516040B1
KR100516040B1 KR10-2002-7005841A KR20027005841A KR100516040B1 KR 100516040 B1 KR100516040 B1 KR 100516040B1 KR 20027005841 A KR20027005841 A KR 20027005841A KR 100516040 B1 KR100516040 B1 KR 100516040B1
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KR
South Korea
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tooth
teeth
pitch
saw blade
pattern
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KR10-2002-7005841A
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마크 티. 크라나
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아메리칸 소오 앤드 매뉴펙춰링 컴파니, 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

상대적으로 연장된 8개 이상의 치형의 피치 패턴을 갖는 띠 톱날(10)은 절삭 작업동안에 상대적으로 낮은 소음과 진동과, 실질적으로 균일한 치형 하중 특성을 타낸다. 띠 톱날(10)은 각각의 피치 패턴에서 세트 패턴을 규정하고, 각각의 세트 패턴은 다수의 어긋난 트레일링 치형(14, 16, 20, 22, 24, 26)이 연속되는 미정의 선두 치형(12, 18)으로 규정된다. 각각의 세트 패턴에서의 각각의 치형은 각각의 치형 및 톱날의 절삭 방향으로 상기 각각의 치형의 선행 치형 사이에서 피치(P)를 규정하고, 각각의 치형 및 톱날의 절삭 방향으로 상기 각각의 치형과 같은 세트 방향의 선행 치형 사이에서 누적 피치를 규정한다. 각각의 세트 패턴의 각각의 치형에 관한 누적된 피치에 대한 피치의 비율은 하나의 치형으로부터 톱날의 절삭 방향과 반대 방향으로의 다음 치형까지 실질적으로 균일한 칩 하중을 분포시키기 위하여 증가한다. 또한, 절삭 작업동안에, 작업물에 인입되거나 인출되는 각각의 치형은 작업물로 동시에 인입 또는 인출되는 모든 다른 치형, 또는 연속적으로 작업물에 인입 또는 인출되는 모든 다른 치형과 상이한 피치 또는 강제 주파수를 규정하므로 절삭 작업동안에 소음과 진동을 최소화한다.

Description

감소된 소음과 균일한 치형 하중 특성을 갖는 띠 톱날{BAND SAW BLADE HAVING REDUCED NOISE AND UNIFORM TOOTH LOADING CHARACTERISTICS}
본 발명은 톱날에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소음과 진동을 최소화하며 절삭 작업동안에 톱날의 치형에 칩 하중을 실질적으로 균일하게 분포시키는 치형 피치 세트가 구비된 상대적으로 긴 피치 패턴을 갖는 띠 톱날에 관한 것이다.
통상적인 종래의 띠 톱날은 되풀이되거나 반복되는 패턴의 치형으로 이루어지는데, 각각의 패턴은 미정의의 선두 치형(unset leading tooth)과 이에 후속하는 다수의 엇갈린 세트 트레일링 치형(alternately set trailing teeth)을 포함하는 하나 이상의 치형 그룹으로 규정된다. 각각의 반복되는 치형 패턴은 통상 띠 톱날의 "피치(pitch)" 패턴, "반복" 패턴, 또는 "밀링" 패턴으로 지칭되는데, 이는 각각의 패턴이 각각의 밀링 공구에 의해 규정될 수 있기 때문이다. 다음으로, 각각의 피치 패턴은 피치 패턴의 치형이 세팅되는 방식에 따라 각각의 "세트 패턴(set pattern)"을 규정할 수 있다. 각각의 세트 패턴은 미정의의 선두 치형과 다수의 엇갈린 세트 트레일링 치형으로 규정된다. 예를 들어, "8개"의 치형 피치 패턴은 "3/5"의 세트 패턴을 규정할 수 있다. 이러한 경우에는, 피치 패턴은 3개 치형의 제 1세트 패턴과 5개 치형의 제 2세트 패턴으로 구성된 8개의 치형으로 이루어진다(그리하여 "3/5" 세트 치형라 칭함). 3개 치형의 제 1세트 패턴은 제 1미정의 선두 치형과 두개의 엇갈린 세트 트레일링 치형으로 규정되고, 5개 치형의 제 2세트 패턴은 제 1미정의 선두 치형과 4개의 엇갈린 세트 트레일링 치형으로 규정된다. 이와 같은하게, "3/7"의 세트 패턴을 갖는 10개의 치형 피치 패턴은 3개 치형의 제 1세트 패턴과 7개 치형의 제 2세트 패턴으로 구성되며, 각각의 세트 패턴은 엇갈린 세트 트레일링 치형이 뒤따르는 미정의 선두 치형을 포함한다. 각각의 미정의 선두 치형은 통상적으로 톱날의 절삭 평면을 규정하는 대칭 평면을 가지며, 이는 톱날의 기저부의 측표면들과 평행하다. 엇갈린 세트 트레일링 치형은 통상적으로 "오른(right)" 세트 또는 "왼(left)" 세트이며, 각각의 "오른 세트" 치형은 미정의 선두 치형의 대칭 평면에 대하여 오른쪽으로 소정 각도로 경사지거나 또는 설정되고, 각각의 "왼 세트" 치형은 미정의 선두 치형의 대칭 평면에 대하여 왼쪽으로 소정 각도로 경사지거나 또는 설정된다. 통상적으로, 각각의 세트 패턴내에서특정 세트 방향의 띠 톱날의 절삭 방향인 첫번째 치형은 "제 1" 치형이라고 지칭되며, 같은(same) 또는 유사(like) 세트 방향의 세트 패턴에서 다음의 치형은 "제 2" 치형이라고 지칭되고, 같은 또는 같은 세트 방향의 세트 패턴에서 다음 치형은 "제 3" 치형이라고 지칭된다.
특정한 종래 기술의 띠 톱날은, 상대적으로 긴 피치 패널, 예를 들어 8개 또는 그 이상의 피치 패턴을 갖는다. 예를 들어, 종래 기술의 띠 톱날중 하나인 일본 아마다 회사(Amada Company, Ltd)에 의해 제조된 모델 명칭 "SVGLB 1.1/1.5"인 띠 톱날은 8개의 치형 피치 패턴과, 3/5 세트 패턴을 갖는다. 다른 종래 기술의 띠 톱날인 일본 아마다 회사에 의해 제조된 모델 명칭 ""3/6 MVGLB"인 띠 톱날은 대략 23개 치형의 연장된 피치 패턴을 갖는다.
이러한 종래 기술의 띠 톱날과 관련된 결점은 상대적으로 긴 피치 패턴에서 치형 전반의 칩 하중 분산이 고르지 않다는 점이다. 예를 들어, 같은 세트 방향의 각각의 치형 그룹에서, 제 2 치형은 통상 상응하는 제 1치형보다 작은 칩 하중을 견디고, 제 3 치형은 통상 상응하는 제 2 및 제 1치형이 견디는 것보다 실질적으로 작은 칩 하중을 견딘다. 그 결과, 치형은 고르지 못하게 마모되고 작업물의 절삭이 불충분하게 이루어지는 경향이 있을 수 있다.
이러한 종래 기술 및 다른 종래 기술의 띠 톱날과 관련한 또 다른 결점은 많은 치형들이 동일한 피치 또는 세트 패턴 내에서 다른 치형이 규정한 것과 동일한 피치를 갖도록 규정한다는 것이다. 따라서, 작업물의 절삭시에, 동일한 피치를 갖도록 규정한 적어도 다수의 치형은 동시에 작업물에 인입되고 인출될 것이며, 또는 동일한 피치를 갖도록 규정한 다수의 치형들은 연속적으로 작업물에 인입 및/또는 인출될 것이므로, 절삭 작업동안에 상당한 진동과 소음이 야기된다.
띠 톱날의 기술분야의 당업자들은 "가변 피치(variable pitch)" 패턴을 갖는 톱날 치형 엣지를 사용하면 동일한 시간 간격에서 동일하게 간격진 치형이 작업물에 부딪힘으로써 발생되는 극단적인 소음과 진동의 문제가 해결될 수 있다는 것을 인식하고 있다. 실제적으로, "가변 피치" 톱날 치형 패턴은 톱날의 절삭 방향으로 연속된 치형의 쌍들 사이에서 피치에서의 점진적인 변화를 갖도록 배열된 반복되는 치형 그룹으로 구성된다. 피치 거리는 인접한 치형 위의 상응 지점 사이의 거리이고, 통상적으로 인접한 치형의 팁 사이가 측정된다. 전형적인 종래 가변 피치 띠 톱날에서, 피치의 변화는 톱날의 선두 단부에서 시작되고, 톱날의 트레일링 단부쪽으로 연장하여 미세함(fine)으로부터 거치름(coarse)으로, 그리고 다시 미세하도록 반복된다. 인접한 치형 사이의 피치 거리가 더 작은 경우를 "미세(fine)"하다고 지칭하는 반면에 인접한 치형 사이의 피치 거리가 보다 큰 경우는 "거칠(coarse)"다고 지칭한다. 이러한 종래 가변 피치 톱날은 소음과 진동이 감소하지만, 이러한 장점을 달성하기 위해서는 종종 톱날의 절삭 효율과 절삭율이 감소되는 것을 감수해야 했다. 특히, 이러한 통상적인 가변 피치 패턴이, 8개 또는 그 이상의 치형의 연장된 피치 패턴과, 제 2, 제 3, 그리고 세트 방향과 같은 가능한 다른 연속적인 치형을 갖는 띠 톱날에 적용된다면, 이러한 톱날의 절삭 효율 및/또는 절삭율을 상당히 감소하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 띠 톱날의 전술된 결점 및 기타의 결점과 불리함을 극복하는 것이며, 8개 또는 그 이상의 치형의 연장된 피치 패턴을 갖는 띠 톱날에서도 감소된 소음과 진동이 나타나며 실질적으로 균일한 치형 하중 특성을 갖도록 하는 것이다.
도 1은 8개 치형 피치 패턴 및 3/5 세트 패턴을 규정하고 있는, 본 발명에 따른 띠 톱날의 제 1실시예를 도시한 개략적인 측면도,
도 2는 도 1의 띠 톱날에서 도 1의 2-2선을 따라 절개한 부분 단면도,
도 3은 도 1의 띠 톱날의 전형적인 치형에서의 치형 구조를 더욱 상세하게 도시한 확대도,
도 4는 10개 치형 피치 패턴 및 3/7 세트 패턴을 규정하고 있는 본 발명에 따른 띠 톱날의 제 2실시예를 도시한 개략적인 측면도,
도 5는 도 4의 띠 톱날에서 도 4의 5-5선을 따라 절개한 부분 단면도.
본 발명은 작업물을 절삭하고, 작업물의 절삭시에 각각의 치형에 칩 하중을 발생시키기 위한 띠 톱날에 관한 것이다. 본 발명의 띠 톱날은 8개 이상의 치형의 피치 패턴과, 상기 각각의 피치 패턴내에서세트 패턴을 규정하는 다수의 치형을 포함한다. 상기 각각의 세트 패턴은 다수의 어긋난 트레일링 치형이 연이어지는 미정의 선두 치형을 포함한다. 각각의 세트 패턴의 각각의 치형은 톱날의 절삭 방향으로 각각의 치형과 선행 치형 사이의 피치와, 톱날의 절삭 방향으로 같은 세트 방향의 각각의 치형과 그 선행 치형 사이의 누적 피치를 규정한다. 또한, 각각의 세트 패턴에서의 같은 세트 방향의 각각의 치형에 있어 누적 피치에 대한 피치의 비율은 톱날의 치형 전반에 걸쳐 칩 하중을 실질적으로 균일하게 분산시키기 위하여 하나의 치형으로부터 다음 치형까지 톱날의 절삭 방향과 반대 방향으로 증가한다.
바람직하게는, 다수의 치형은 8개 이상의 치형인 짝수 개의 피치 패턴 및 상기 각각의 피치 패턴내에서홀수 개의 세트 패턴을 규정한다. 예를 들어, 본 발명의 일실시예에서는, 다수의 치형은 8개의 치형 피치 패턴 및 3/5의 세트 패턴을 규정한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 다수의 치형은 10개의 치형 피치 패턴 및 3/7의 세트 패턴을 규정한다. 본 발명의 이러한 각각의 실시예 및 다른 실시예에서, 각각의 세트 패턴내에서누적된 피치에 대한 피치의 비율은 같은 세트 방향의 제 1치형과 비교할 때 제 2치형에 대하여 더 커지고, 같은 세트 방향의 제 2치형과 비교할 때 제 3치형에 대하여 더욱 더 커진다.
본 발명의 또다른 양상에 따르면, 각각의 치형은 상기 작업물을 절삭하는 동안에, 작업물에 실질적으로 동시에 인입하거나 또는 인출하는 모든 다른 치형 및/또는 작업물에 연속적으로 인입하거나 인출하는 모든 다른 치형과 상이한 피치 또는 강제 주파수를 규정하므로, 절삭 작업동안에 소음과 진동을 최소화한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 모든 치형은 각각의 피치 패턴내에서의 모든 다른 치형과 상이한 피치 또는 강제 주파수를 규정한다. 또한, 모든 치형은 각각의 세트 패턴에서 모든 다른 치형과 상이한 피치 또는 강제 주파수를 규정할 수 있다.
본 발명의 띠 톱날의 한가지 장점은 치형의 상이한 강제 주파수와 협력하여, 상대적으로 길거나 또는 연장된 8개 이상의 치형의 피치 패턴이 절삭 작업동안에 소음과 진동을 최소화하고, 같은 종래 띠 톱날과 비교하여 톱날의 침투 특성(break-in characteristics)을 상당히 개선한다는 것이다. 본 발명의 다른 장점으로는 같은 세트 방향의 각각의 그룹의 치형에 있어 누적 피치에 대한 피치의 비율은 이러한 치형 전체에 걸쳐 칩 하중을 실질적으로 균일하게 분포시켜, 상대적으로 오래 지속되고 효과적인 절삭이 이루어지는 띠 톱날이 제공된다는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 기타의 목적들과 장점들은 하기에서 바람직한 실시예의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 살펴봄으로써 더욱 명백해질 것이다.
도 1에서는 본 발명을 구체화한 띠 톱날이 도면 번호 10으로 표시된다. 띠 톱날(10)에서 절삭 방향은 화살표 "a"로 규정되고, 이송 방향은 화살표 "b"로 지시된다. 띠 톱날(10)은 8개의 치형 패턴이 순환 또는 반복되는 다수의 치형 패턴을 포함한다. 각각의 피치 패턴은 참조부호 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 및 26으로 지시된 8개의 연속적인 치형의 순환하는 그룹에 의해 규정된다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 각각의 치형은 각각의 피치 또는 치형 간격(P12 내지 P26)을 규정한다. 본 발명의 바람직한 실시예로 도 1에서 도시된 바와 같이, 피치 또는 치형 간격은 인접한 치형의 팁 사이에서 측정된다. 그러나, 본 설명에서 지시되는 것에 기초하여 관련 분야의 당업자들에게 인지되는 바와 같이, 피치 또는 치형 간격은 인접한 치형들 사이의 임의의 많은 다른 대응하는 지점 사이에서 측정될 수 있다.
띠 톱날(10)의 각각의 8개인 치형 피치 패턴은 3/5의 세트 패턴을 규정한다. 그리하여, 도 1의 바람직한 실시예에서, 제 1세트 패턴은 3개의 연속적인 치형(12, 14, 16)으로 규정되며 제 2세트 패턴은 다음으로 연속되는 5개의 치형(18, 20, 22, 24, 26)으로 규정된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1세트 패턴은 제 1미정의 선두 치형(12)과, 제 1오른 세트 트레일링 치형(14)과, 그리고 제 1왼 세트 트레일링 치형(16)으로 규정된다. 제 2세트 패턴은 제 1미정의 선두 치형(18)과, 제 1오른 세트 트레일링 치형(20)과, 제 1왼 세트 트레일링 치형(22)과, 제 2오른 세트 트레일링 치형(24)과, 제 2왼 세트 트레일링 치형(26)으로 규정된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 미정의 선두 치형(12, 18)은 띠 톱날(10)의 대칭 평면인 "p"에 대하여 대칭이고, 대칭 평면("p")에 대략 수직인 절삭 평면 "x" 내에 실질적으로 위치되는 절삭날을 규정한다. 각각의 오른 세트 트레일링 치형(14, 20, 24)은 도면에서 대칭 평면 "p"에 대하여 오른쪽으로 경사지거나 고정되고(톱날의 절삭 방향인 "a"로부터 볼때), 대칭 평면 "p"에 대하여 예각으로 경사지거나 고정된 절삭 평면 "y" 내에 실질적으로 위치되는 절삭날을 규정한다. 이와 같은하게, 각각의 왼 세트 트레일링 치형(16, 22, 26)은 도면에서 대칭 평면 "p"에 대하여 왼쪽으로 경사지거나 고정되고, 대칭 평면 "p"에 대하여 예각으로 경사지거나 고정된 절삭 평면 "z" 내에 실질적으로 위치된 절삭날을 규정한다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 세트 치형은 같은 세트 방향에서의 다른 치형과 실질적으로 동일한 크기의 세트를 갖도록 규정하여, "단일 수준(single level)"의 세트 날을 규정하고, 또한 같은 세트 방향의 다른 치형과 같은 치형 높이를 갖도록 규정한다.
전술한 바와 같이, 각각의 치형의 피치는 띠 톱날의 절삭 방향으로 각각의 치형과 그 선행의 치형의 대응 지점 사이의 톱날의 연장방향으로의 거리이다. 그리하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 피치는 인접한 치형들의 팁 사이에서 측정될 수 있다. 한편, 누적된 치형의 피치는 톱날의 절삭 방향에서의 각각의 치형과 같은 또는 같은 세트 방향으로의 가장 가까운 선행의 치형 사이의 피치 거리의 합이다. 그리하여, 예컨데, 도 1을 참조하면, 미정의 선두 치형(18)의 누적 피치는 피치 거리(P14, P16, P18)의 합, 즉 미정의 선두 치형(18)과 톱날의 절삭 방향 "a"으로 가장 가까이 선행하는 미정의 선두 치형(12) 사이의 피치 거리의 합이다. 본 발명에 따라, 각각의 세트 피치에서의 같은 세트 방향의 각각의 치형에 있어 축척된 피치에 대한 피치의 비율은 칩 하중을 톱날의 치형에 걸쳐 분산시키기 위하여 하나의 치형으로부터 다음 치형까지 톱날의 절삭 방향과 반대 방향으로 증가한다. 그리하여, 누적 피치에 대한 피치의 비율은 대응하는 제 1치형보다 각각의 제 2치형이 더 크고, 대응하는 제 2치형과 제 1치형보다 각각의 제 3치형이 더 크게 되는 방식으로 연속적으로 증가한다. 도 1에 도시된 실시예의 각각의 치형의 피치와 누적 피치는 이하의 표로 설명된다.
치형 No. 피치 No. 세트 방향 피치 누적 피치 피치 대 누적 피치 비율
22 P22 왼쪽 0.243 0.776 0.31
24 P24 오른쪽 0.267 0.510 0.52
26 P26 왼쪽 0.297 0.564 0.52
12 P12 미정의 0.333 1.398 0.24
14 P14 오른쪽 0.310 0.940 0.33
16 P16 왼쪽 0.290 0.933 0.31
18 P18 미정의 0.275 0.875 0.31
20 P20 오른쪽 0.258 0.823 0.31
본 명세서의 내용을 기초로 하여 본 기술분야의 당업자들에게 인지되는 바와 같이, 특정 피치와 누적 피치 치수는 전술한 표에 단지 예시적으로 제시한 것이며, 본 발명의 사상과 범주내에서띠 톱날의 특별한 설계 기준 또는 다른 소정의 특성에 의존하여 임의의 다른 많은 치수가 선택될 수 있다. 예를 들어, 각각의 치형의 골(gullet) 면적은 그 치형과 같은 세트 방향의 그 다음 선행 치형 사이의 누적 피치 거리에 직접적으로 비례할 수 있으며, 이는 본 출원인에 공통으로 양수되어 본원에 일부 참조된 미국 특허 출원 번호 제 08/967,279호이며 현재 등록된 미국 특허 제 6,003,422호에 개시된 바와 같다. 그러나, 각각의 치형에 의한 칩 하중은 부분적으로 각각의 치형의 누적 피치에 의존한다. 따라서, 특정한 피치 치수의 선택과 관계없이, 톱날의 치형에 걸쳐 칩 하중을 실질적으로 고르게 분산하기 위하여 각각의 세트 패턴에서 세트 방향과 같은 또는 같은 방향에 관한 누적 피치에 대한 피치의 비율은 하나의 치형으로부터 다음의 치형까지 톱날의 절삭 방향과 반대 방향으로 증가한다.
또한, 본 발명과 관련하여 그리고, 전술된 표에 도시된 바와 같이, 각각의 치형은 각각의 세트 패턴내에서의 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정하고, 바람직하게는 각각의 피치 패턴내에서의 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정한다. 본 발명의 이러한 특징의 장점 중 하나는, 절삭 작업동안에 작업물에 인입되거나 인출되는 각각의 치형은 동시에 작업물로 인입되거나 인출되는 모든 다른 치형 또는 연속적으로 작업물에 인입되거나 인출되는 다른 치형과 상이한 강제 주파수(forcing frequency)를 발생시켜 절삭 작업동안에 실질적으로 소음과 진동이 감소되며 톱날의 침투(break in)가 용이해 진다는 것이다. 각각의 치형의 강제 주파수(f)는 띠의 속도(BS)와 피치(P)를 기초로 f = BS ÷5P 의 방정식으로 결정될 수 있으며, 여기에서 f의 단위는 주기/초, BS의 단위는 피트/분, P의 단위는 인치이다. 그리하여, 피치 패턴 내의 각각의 치형에 상이한 피치를 제공함으로써, 각각의 치형은 작업물을 절삭할 때 상이한 강제 주파수를 발생시킬 것이다. 상대적으로 작은 작업물에 대하여, 각각의 치형은 각각의 세트 패턴에서의 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정할 것이지만, 각각의 피치 패턴의 모든 다른 치형에 대하여는 그렇지 못하며, 절삭 작업동안에 작업물에 인입되거나 인출되는 각각의 치형이 작업물에 동시에 인입 또는 인출되는 모든 다른 치형 및/또는 작업물에 연속적으로 인입 또는 인출되는 모든 다른 치형과 상이한 강제 주파수(f)를 발생시키는 기능을 달성한다. 그러나, 이러한 기능이, 모든 작업물이 아닌, 대부분의 작업물에 대하여 확실하게 달성되도록 하기 위해, 모든 치형에 대하여 예컨데 전술한 표에서 도시된 바와 같은 각각의 피치 패턴에서의 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정하는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 도 1의 톱날과 관련되어 사용되는 바람직한 치형의 기하학적 형상이 상세히 도시된다. 각각의 치형은 바람직하게는, 본원에 일부 참조된 미국 특허 출원 번호 제 09/015,122호이며 현재 등록된 미국 특허 제 6,167,792호의 지시에 따라 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 치형은 바람직하게는 이중 레이크 각도(dual rake angle)를 규정하는 이중 레이크 면(dual rake faces)을 규정하는 것이 바람직하다. 따라서, 제 1레이크 면(28)은 상대적으로 침투적인 레이크 각도를 규정하며 톱날의 사용 기간 동안에 팁의 가장 먼 지점으로부터 단지 팁의 사용가능한 일부를 지나 하방으로 연장된다. 도시된 본 발명의 실시예에서, 제 1레이크 면은 팁의 가장 먼 지점으로부터 거리 "h"로 하방 연장되고, 이는 바람직하는 최대 골 깊이인 "D"의 약 10% 내지 약 25%의 범위내에 있다. 제 2레이크 면(30)은 제 1레이크 면(28)으로부터 하방 연장되며 치형 소재의 중량을 증가시켜 치형의 강도와 강성도를 증가시키기 위하여 제 1레이크 면의 각도보다 덜 침투적인 레이크 각도를 규정한다. 도 3의 예시적인 실시예에서, 제 1레이크 면(28)은 약 12°의 제 1레이크 각도를 규정하며 제 2레이크 면(30)은 약 7.1° 내지 약 8.2°의 범위내의 제 2 레이크 각도를 규정한다. 본 명세서의 내용을 기초로 하여 본 기술분야의 당업자들에게 인식되는 바와 같이, 이러한 레이크 각도는 단지 예시적인 것이며 본 발명에 따른 띠 톱날의 소정 특성에 따라 다양한 임의의 다른 구성을 고려할 수 있다. 그러나, 제 1레이크 각도는 약 8°내지 약 15°의 범위내이며 제 2레이크 각도는 약 -5°내지 약 8°의 범위내인 것이 바람직하다. 각각의 치형은 깊이 "D"를 갖는 상대적으로 깊은 골을 규정하므로 D/P의 비율은 바람직하게는 약 39% 내지 약 48%의 범위 이내이다. 도 3의 예시적인 실시예에서는, D/P가 약 47%이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1평면부(32)는 각각의 골의 기저부에 규정되고, 반경(R1)으로 규정된 제 1아치 영역(34)은 제 1평면부의 일측에 규정되고, 제 2반경(R2)으로 규정된 제 2아치 영역(36)은 제 1평면부의 타측에 규정되며 접촉 지점인 "T"는 각각의 아치형 영역에 규정된다. (상대적으로 거치른 치형보다 다른) 대부분의 치형은, 제 1평면부(32)가 대략 치형의 세트-굴곡 평면에 위치된다. 그리하여, 각각의 아치의 양쪽의 접촉 지점에 더하여, 두개의 아치형 표면(34, 36)은 골(또한 통상적으로 세트 굴곡 평면의 영역)의 기저부에서 소재의 중량 및/또는 부피를 상당히 증가시키고, 치형의 전반적인 강도 역시 증가시킨다.
바람직한 치형의 기하학적 형상에 따라서, 제 2평면부(38)는 제 2 아치 영역(36)과 그 사이에 규정된 접촉 지점인 "T"를 구비한 제 2아치 영역(36)으로부터 상향 연장된다. 제 3아치 영역(40)은 제 2평판부(38)와 제 2레이크 면(30) 사이에 규정되고, 그 사이에 접촉 지점인 "T"가 규정된다. 평면부의 양쪽의 아치부와 함께 제 2평면부(38)를 규정함으로써 이 영역의 치형 소재의 중량 및/또는 부피가 더욱 증가되고 치형의 강성도 및/또는 강도가 더욱 증가된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 치형은 바람직하게는, 팁으로부터 제 1릴리프(relief) 각도로 후방으로 연장한 제 1릴리프 면(42)과, 제 1릴리프 면 및 아치형 영역(34)의 인접 치형 사이에서 제 2릴리프 각도로 연장한 제 2릴리프 면(44)을 포함하는 이중 릴리프 면을 규정한다. 제 1릴리프 각도는 바람직하게는 팁 영역의 치형의 강도를 증가시키기 위하여 제 2릴리프 각도보다 작고, 제 2릴리프 각도는 소정의 골의 깊이를 달성하기 위하여 제 1릴리프 각도보다 크다. 본 발명에 따르면, 제 1릴리프 각도는 약 25°내지 약 35°의 범위 이내이고, 바람직하게는 약 28°내지 약 32°의 범위 이내이다. 이와 같은하게, 제 2릴리프 각도는 약 35°내지 약 55°의 범위 이내이며, 바람직하게는 약 35°내지 약 48°의 범위 이내이다.
도 4에서, 본 발명을 구체화한 다른 띠 톱날이 참조부호 110으로 도시된다. 띠 톱날(110)은 도 1 내지 도 3을 참조로 하는 전술한 설명의 띠 톱날(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 요소에 번호 1을 앞에 병기하여 참조부호로 사용한다. 띠 톱날(11) 사이의 주요한 차이는 10개의 치형 피치 패턴과 3/7 세트 패턴이 규정된다는 것이다. 이외에는, 전술한 실시예에서와 같이, 실질적으로 균일한 칩 하중을 톱날의 치형에 분포시키기 위하여 각각의 세트 패턴내에서같은 세트 방향으로 각각의 치형에 있어 누적 피치에 대한 피치의 비율은 하나의 치형으로부터 다음의 치형까지 톱날의 절삭 방향과 반대의 방향으로 증가한다. 또한, 각각의 치형은 각각의 세트 패턴에서의 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정하고, 바람직하게는 각각의 피치 패턴에서의 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정한다. 도 4의 실시예에서의 피치와 각각의 치형의 누적 피치는 이하의 표로 설명된다.
치형 No. 피치 No. 세트 방향 피치 누적 피치 피치 대 누적 피치 비율
112 P112 미정의 0.257 1.503 0.17
114 P114 오른쪽 0.249 0.747 0.33
116 P116 왼쪽 0.233 0.739 0.315
118 P118 미정의 0.225 0.707 0.318
120 P120 오른쪽 0.209 0.667 0.313
122 P122 왼쪽 0.201 0.635 0.316
124 P124 오른쪽 0.185 0.386 0.479
126 P126 왼쪽 0.193 0.378 0.51
128 P128 오른쪽 0.217 0.410 0.529
130 P130 왼쪽 0.241 0.458 0.526
본 명세서의 내용을 기초로 하여 본 기술분야의 당업자들에게 인지된 바와 같이, 특정 피치와 누적 피치 치수는 전술한 표는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 사상과 범주내에서띠 톱날의 특별한 설계 기준 또는 다른 소정의 특성에 따라 임의의 다른 많은 치수가 선택될 수 있다.
예를 들어, 10개의 치형 피치 패턴을 갖는 본 발명의 다른 실시예는 이하와 같은 상이한 피치 거리를 갖도록 규정한다.
치형 No. 피치 No. 세트 방향 피치 누적 피치 피치 대 누적 피치 비율
112 P112 미정의 0.515 2.849 0.18
114 P114 오른쪽 0.494 1.483 0.33
116 P116 왼쪽 0.454 1.463 0.31
118 P118 미정의 0.434 1.382 0.31
120 P120 오른쪽 0.391 1.279 0.30
122 P122 왼쪽 0.372 1.197 0.31
124 P124 오른쪽 0.333 0.705 0.47
126 P126 왼쪽 0.351 0.681 0.51
128 P128 오른쪽 0.413 0.764 0.54
130 P130 왼쪽 0.474 0.887 0.53
본 명세서의 내용을 기초로 하여 본 기술분야의 당업자들에게 인지되는 바와 같이, 첨부된 청구범위에 정의된 범주로부터 벗어남이 없이 전술한 본 발명의 실시예와 다른 실시예들은 변형 및 수정이 가능하다. 예를 들어, 치형의 기하학적 형상은 본 명세서에 개시된 형태 및 치수와 다른 임의의 많은 다른 형태 및/또는 치수를 가질 수 있다. 이와 같은하게, 치형은 본 명세서에 개시된 것과 다른 임의의 많은 상이한 세트, 피치, 세트 패턴, 및/또는 피치 패턴을 가질 수 있다. 따라서, 본 바람직한 실시예에서의 상세한 설명은 비제한적으로 예시된 것이다.

Claims (27)

  1. 작업물을 절삭하고, 상기 작업물의 절삭시 각각의 치형에 칩 하중을 발생시키기 위한 띠 톱날로서,
    8개 이상의 치형으로 이루어진 피치 패턴 및 각각의 피치 패턴 내에서 세트 패턴을 규정하는 다수의 치형을 포함하고,
    상기 각각의 세트 패턴은 미정의 선두 치형(unset leading tooth)과 다수의 어긋난 트레일링 치형(offset trailing tooth)으로 규정되고, 상기 각각의 어긋난 트레일링 치형은 상기 미정의 선두 치형에 대하여 각각의 세트 방향으로 어긋나며, 상기 각각의 어긋난 트레일링 치형은 상기 각각의 세트 패턴 내에서 모든 다른 유사 세트 치형과 동일한 세트 크기를 가지며,
    상기 각각의 세트 패턴에서 각각의 치형에 대하여, 상기 각각의 치형과 상기 톱날 절삭 방향으로 상기 각각의 치형의 선행 치형 사이의 피치, 및 상기 각각의 치형과 상기 톱날의 절삭 방향으로 상기 각각의 치형과 같은 세트 방향의 선행 치형 사이의 누적 피치가 규정되고,
    상기 칩 하중을 상기 톱날의 상기 치형에 분산시키기 위해, 상기 각각의 세트 패턴에서 같은 세트 방향의 각각의 치형에 있어서의 상기 누적 피치에 대한 상기 피치의 비율이 한 치형으로부터 다음 치형까지 상기 톱날의 절삭 방향과 반대 방향으로 증가하는 띠 톱날.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 치형은 8개 이상의 치형으로 이루어진 짝수 개의 피치 패턴과, 상기 각각의 피치 패턴의 내에서 홀수 개의 치형으로 이루어진 세트 패턴들로 규정되는 띠 톱날.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 치형은 8개의 치형 피치 패턴과, 3/5의 세트 패턴으로 규정되는 띠 톱날.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 치형은 10개의 치형 피치 패턴과, 3/7의 세트 패턴으로 규정되는 띠 톱날.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 치형은, 각각의 해당 피치 패턴 내에서 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정되는 띠 톱날.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 치형은, 각각의 해당 세트 패턴 내에서 모든 다른 치형과 상이한 피치를 갖도록 규정되는 띠 톱날.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 어긋난 치형은, 상기 각각의 세트 패턴 내에서 모든 다른 유사 세트 치형과 동일한 치형 높이를 갖도록 규정되는 띠 톱날.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 어긋난 치형은, 상기 각각의 피치 패턴 내에서 모든 다른 유사 세트 치형과 동일한 치형 높이를 갖도록 규정되는 띠 톱날.
  9. 작업물을 절삭하고, 상기 작업물의 절삭시 각각의 치형에 칩 하중을 발생시키기 위한 띠 톱날로서,
    8개 이상인 치형의 피치 패턴, 상기 각각의 피치 패턴의 세트 패턴, 및 상기 각각의 피치 패턴의 내에서 같은 세트 방향을 이루는 다수의 치형 그룹과,
    상기 작업물을 절삭할 때 상기 칩 하중을 상기 같은 세트 방향의 치형 그룹 각각에 균일하게 분산시키기 위한 제 1수단과,
    상기 작업물을 절삭하는 경우, (i)상기 작업물에 동시에 인입하거나 인출하는 모든 다른 치형, 및 (ii)상기 작업물에 연속적으로 인입하거나 인출하는 모든 다른 치형 중 하나 이상과 비교할 때, 상기 작업물에 인입하며 인출하는 각각의 치형이 상이한 강제 주파수를 발생하도록 하는 제 2수단을 포함하고,
    상기 각각의 치형에 대하여, 각각의 치형과 상기 톱날의 절삭 방향으로 상기 각각의 치형의 선행 치형 사이의 치형 간격 및, 상기 각각의 치형과 상기 톱날의 절삭 방향으로 상기 각각의 치형과 같은 세트 방향의 선행 치형 사이의 누적 치형 간격이 규정되고, 상기 각각의 세트 치형은 상기 각각의 세트 패턴 내에서 같은 세트 방향의 모든 다른 치형과 동일한 세트 크기를 갖도록 규정되는 띠 톱날.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1수단은 상기 각각의 피치 패턴의 내에서 다수의 미정의 레이커(raker) 치형과, 상기 각각의 세트 패턴의 내에서 상기 각각의 미정의 레이커 치형에 연속하는 다수의 어긋난 트레일링 치형을 포함하는 띠 톱날.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 각각의 세트 패턴은 다수의 오른 세트 치형 그룹과, 다수의 왼 세트 치형 그룹을 포함하는 띠 톱날.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 오른 세트 치형의 하나 이상의 그룹은 제 1오른 세트 치형과, 제 2오른 세트 치형, 및 제 3오른 세트 치형을 포함하는 띠 톱날.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1수단은, 상기 제 1오른 세트 치형과 비교할 때 상기 제 2오른 세트 치형의 누적 피치에 대한 피치의 비율이 더 크도록 규정되고, 상기 제 2오른 세트 치형과 비교할 때 상기 제 3오른 세트 치형의 누적 피치에 대한 피치의 비율이 더 크도록 규정되는 띠 톱날.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 왼 세트 치형의 하나 이상의 그룹은, 제 1왼 세트 치형, 제 2왼 세트 치형 및 제 3왼 세트 치형을 포함하는 띠 톱날.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1수단은, 상기 제 1왼 세트 치형과 비교할 때 상기 제 2왼 세트 치형의 누적 치형 간격에 대한 치형 간격의 비율이 더 크도록 규정되고, 상기 제 2왼 세트 치형과 비교할 때 상기 제 3왼 세트 치형의 누적 치형 간격에 대한 치형 간격의 비율이 더 크도록 규정되는 띠 톱날.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2수단은 각각의 세트 패턴 내에서 모든 다른 치형과 상이한 강제 주파수를 갖는 각각의 치형으로 규정되는 띠 톱날.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2수단은 각각의 피치 패턴 내에서 모든 다른 치형과 상이한 강제 주파수를 갖는 각각의 치형으로 규정되는 띠 톱날.
  18. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1수단은, 상기 각각의 피치 패턴 내에서 다수의 미정의 레이커 치형 및 상기 각각의 세트 패턴에서 상기 각각의 미정의 레이커 치형에 연속하는 어긋난 트레일링 치형을 갖도록 규정되고, 상기 각각의 세트 패턴 내에서의 같은 세트 방향의 각각의 치형에 있어 누적 치형 간격에 대한 치형 간격의 비율이 하나의 치형으로부터 다음 치형까지 톱날의 절삭 방향과 반대 방향으로 증가하도록 규정되는 띠 톱날.
  19. 제 9 항에 있어서, 상기 다수의 치형은 8개 이상의 치형인 짝수개의 피치 패턴 및 상기 각각의 피치 패턴의 내에서 홀수개의 세트 패턴으로 규정되는 띠 톱날.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 다수의 치형은 8개의 치형 피치 패턴과, 3/5의 세트 패턴으로 규정되는 띠 톱날.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 다수의 치형은 10개의 치형 피치 패턴과, 3/7의 세트 패턴으로 규정되는 띠 톱날.
  22. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2수단은 각각의 피치 패턴 내에서 모든 다른 치형과 상이한 치형 간격을 갖는 각각의 치형으로 규정되는 띠 톱날.
  23. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2수단은 각각의 세트 패턴 내에서 모든 다른 치형과 상이한 치형 간격을 갖는 각각의 치형으로 규정되는 띠 톱날.
  24. 작업물을 절삭하고, 상기 작업물의 절삭시 각각의 치형에 칩 하중을 발생시키기 위한 띠 톱날로서,
    8개 이상의 치형이 패턴마다 연속되는 패턴과,
    상기 8개 이상의 치형이 패턴마다 연속되는 각각의 패턴 내에 두개 이상의 세트 패턴을 포함하고,
    상기 각각의 세트 패턴은 미정의 선두 치형 및 다수의 어긋난 트레일링 치형을 포함하고, 상기 각각의 어긋난 트레일링 치형은 상기 미정의 선두 치형에 대하여 각각의 세트 방향으로 어긋나며, 상기 각각의 세트 패턴에서 같은 세트 방향의 모든 다른 치형과 동일한 세트 크기를 갖도록 규정하고, 그리고
    상기 각각의 치형에 대하여 각각의 치형과 상기 톱날의 절삭 방향으로 상기 각각의 치형의 선행 치형 사이의 피치가 규정되고, 상기 각각의 치형은 각각의 세트 패턴 내에서 모든 다른 치형과 상이한 피치로 규정됨으로써, 상기 각각의 세트 패턴에서의 모든 다른 치형과 비교할 때 각각의 치형에 대한 강제 주파수가 상이하게 규정되는 띠 톱날.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 각각의 어긋난 치형은 8개 이상의 각각 반복되는 패턴 내에서 모든 다른 유사 세트 치형과 동일한 세트 크기를 갖도록 규정되는 띠 톱날.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 각각의 어긋난 치형은 각각의 세트 패턴 내에서 모든 다른 유사 세트 치형과 동일한 치형 높이를 갖도록 규정되는 띠 톱날.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 각각의 치형은 8개 이상의 각각의 반복되는 패턴 내에서 모든 다른 치형과 다른 피치를 갖도록 규정함으로써, 상기 각각의 반복되는 패턴 내에서 모든 다른 치형과 비교할 때 각각의 치형에 관한 강제 주파수가 상이하게 규정되는 띠 톱날.
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