KR100613645B1 - 드릴 및 드릴 섕크를 수용하기 위한 척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드릴 본체 및 드릴 섕크를 갖는 드릴 비트, 및 이 드릴 섕크를 수용하기 위한 드릴 척에 관한 것이다. 상기 드릴 섕크는, 하나 이상의 가이드 표면(101, 102)을 갖는 실질적으로 원통형의 가이드 부분(10), 및 이 가이드 부분을 넘어서 방사상으로 돌출하고 또한 드릴 비트의 종축에 실질적으로 수직하게 연장하는 잠금 표면(111, 112)을 갖는 잠금 부분(11)을 포함하고, 상기 잠금 부분(11)은 드릴 비트의 종축에 수직하게 비원형의 단면을 갖는다.

Description

드릴 및 드릴 섕크를 수용하기 위한 척{DRILL AND A CHUCK FOR RECEIVING THE DRILL SHANK}

도 1 은 섕크를 갖는 본 발명에 따른 드릴의 측면도.

도 2 는 도 1에 도시된 드릴의 평면도.

도 3 은 지지 링을 갖는 본 발명에 따른 척의 개략적인 부분 단면도.

도 4 는 드릴없이, 드릴 분리 위치의 척을 도 3의 선 IV-IV를 따라 절단한 단면도.

도 5 는 드릴 잠금 위치에서 드릴을 갖는 척의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 섕크 2 : 드릴 본체

4 : 지지 부재 5 : 클램핑 슬리브

7 : 스프링 부재 10 : 가이드 부분

11 : 잠금 부분 40 : 개구부

41 : 제 1 대응 표면 42 : 관통 보어

43 : 밀봉 부재 44 : 링

46 : 정지 견부 50 : 제 2 대응 표면

51 : 잠금 부재 52 : 개구부

본 발명은 드릴 본체 및 이 드릴 본체에 연결된 섕크(shank)를 갖는 드릴 비트(drill bit)에 관한 것으로서, 이 섕크는 하나 이상의 가이드 표면을 갖는 실질적으로 원통형의 가이드 부분(guide portion) 및 이 가이브 부분을 넘어서 방사상으로 돌출하는 잠금 부분(locking portion)을 포함한다. 본 발명은 또한 드릴 섕크를 수용하기 위한 척(chuck)에 관한 것이다.

콘크리트, 바위, 강철 등과 같은 단단한 구조 성분에 보어를 형성하기 위해, 예를 들어 독일특허공보 제 3,744,091 호에 개시된 바와 같이 드릴링 방향측 전방 단부 영역에 환형 절삭 요소를 포함하며 반대의 후방 단부 영역에 섕크를 포함하는 관형 지지 부재를 갖는 드릴 비트가 사용되고 있다. 본원에서, "드릴링 방향(drilling direction)"은, 보어를 형성할 때 드릴 비트가 진행하는 방향을 의미한다. 섕크는 가이드 부분, 및 상기 가이드 부분을 넘어서 방사상으로 돌출하는 잠금 부분을 갖는다. 상기 잠금 부분에는, 드릴 비트를 드릴 척 내부에 축방향으로 고정시키기 위해 사용되는 나사부가 제공되어 있다. 척은, 섕크 나사부에 대응하는 나사부를 갖는 축방향 변위가능 잠금 슬리브를 갖는다. 드릴 섕크를 척 내부로 삽입한 후에, 섕크, 즉 드릴 비트는 잠금 슬리브를 잠금 위치로 여러번 완전히 회전시킴으로써 척 내부에 고정된다. 나사부로 인해, 척의 제조 비용이 많이 든다.

따라서, 본 발명의 목적은, 경제적으로 제조될 수 있으며 신속하고도 간단하게 척 내부에 삽입될 수 있는 섕크를 갖는 드릴 비트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 신규한 드릴 섕크를 수용하기 위한 척을 제공하는 것이다.

이후로 명백하게 되는 이러한 본 발명의 목적은 섕크를 갖는 드릴 비트를 제공함으로써 달성되고, 섕크의 잠금 부분은 드릴의 종축을 실질적으로 가로질러 연장하는 잠금 표면을 갖고, 드릴의 종축을 가로질러 연장하는 잠금 표면의 단면은 비원형이다. 잠금 부분의 형상을 간단하게 함으로써, 드릴 비트의 제조 비용이 실질적으로 감소된다.

삭제

제조 기술적인 이유에서, 섕크의 잠금 부분의 외부 윤곽에는, 예를 들어 하나 이상의 오목부(indentation)가 제공된다. 드릴, 즉 드릴 섕크가 척 내부에 삽입되는 경우에 척에 대한 드릴 비트의 복잡한 정렬을 제거하기 위해, 섕크의 잠금 부분의 외부 윤곽은, 예를 들어 섕크의 잠금 부분의 둘레에 균일하게 배치된 2개의 오목부를 포함한다.

가이드 부분은 드릴링 방향의 반대 방향으로 잠금 부분에 인접하는 것이 유리하다. 그럼으로써, 드릴 비트, 즉 드릴 섕크가 드릴링 방향의 반대 방향으로 드릴 공구의 척 내부에 삽입되고, 또한 드릴링 방향으로 분리된다. 드릴 섕크가 척 내부로 정확하게 안내되는 것을 보장하기 위해, 가이드 부분은 서로 이격된 2개의 가이드 표면을 갖는 것이 유리하다.

삭제

드릴 비트가 잠금 위치에 있는 척 내부에서 자동으로 회전하는 것을 방지하기 위해, 섕크의 잠금 부분의 잠금 표면중 하나 이상의 잠금 표면에 하나 이상의 잠금 요소가 제공되는 것이 유리하다. 잠금 요소는, 예를 들어 잠금 표면상에 제공된 오목부 또는 돌출부, 또는 잠금 표면상에 고정된 캠으로서 형성될 수 있다.

드릴 척은, 바람직하게 드릴링 방향으로 면하는 제 1 대응 표면(mating surface) 및 개구부를 갖는 지지 부재, 및 척의 종축을 가로질러 배치되고 지지 부재에 대해 축방향으로 변위가능한 클램핑 슬리브(clamping sleeve)를 포함한다. 상기 클램핑 슬리브는, 드릴링 방향으로 면하고 그 단면이 드릴 섕크의 잠금 부분의 단면과 일치하는 내경을 갖는 단부 영역을 포함한다. 지지 부재내에 형성된 개구부는 제 1 대응 표면에 의해 한정되는 단면을 갖는데, 이 단면은 드릴링 방향으로 면하는 단부 영역의 단면을 넘어서 연장하고, 클램핑 슬리브의 단부 영역은 제 1 대응 표면에 인접하여 위치된 제 2 대응 표면에 의해 한정된다. 이러한 척에 의해, 드릴 비트의 신속한 삽입 및 척 내부로의 섕크의 정확한 안내가 달성된다.

우수한 잠금 특성 이외에, 지지 부재내에 형성된 개구부가 서로 겹쳐서 위치된 2개의 축방향 영역을 갖는 경우에 특히 우수한 안내 특성이 달성되고, 개구부의 입구로부터 이격되고 제 1 대응 표면에 의해 한정되는 영역은 다른 영역을 넘어서 횡 방향으로 연장한다.

드릴링 방향의 반대 방향으로 면하는 지지 부재의 단부 영역에는 밀봉 부재(seal)가 제공되어 있다. 드릴 척의 잠금 위치에서, 밀봉 부재는 드릴링 방향의 반대 방향으로 면하는 섕크의 자유 단부와 함께 작용한다. 척 내부에서의 섕크의 회전중에 드릴 비트, 즉 섕크와 밀봉 부재 사이의 마찰을 방지하기 위해, 지지 부재의 일부는 링으로서 형성되는 것이 유리한데, 이 링은, 지지 부재의 개구부의 입구로부터 연장하는 지지 부재의 일부를 적어도 부분적으로 형성하고, 또한 지지 부재의 나머지 부분에 대해 스프링 요소의 편향력(biasing force)에 대항하여 드릴링 방향의 반대 방향으로 변위될 수 있다. 척의 비잠금 위치에서, 섕크의 잠금 부분과 함께 작용하는 링의 일부는 지지 부재에 제공된 대응 표면을 넘어서 돌출하므로, 드릴 섕크의 가이드 부분의 자유 단부는 척 내부에서의 섕크의 회전중에 밀봉 부재와 접촉하지 않는다.

섕크 잠금 영역의 방사상 크기를 가로지르는 척내에 섕크의 측면 지지체를 제공하기 위해, 링은 적어도 부분적으로 지지 부재의 나머지 부분에 대해 둘레 방향으로 회전되는 것이 유리하다.

분리 위치 또는 잠금 위치로부터 비잠금 척내에서의 드릴 비트의 자동 회전을 달성하기 위해, 링의 외부 윤곽을 넘어서 돌출하며 클램핑 슬리브와 형상잠금식으로(formlockingly) 결합가능한 하나 이상의 스프링 부재가 링에 제공되는 것이 바람직하다.

척이 잠금 위치에 있는 경우에 척에 대한 드릴 비트의 회전은, 대응 표면중 하나 이상의 대응 표면에 하나 이상의 잠금 요소를 제공함으로써 유리하게 방지된다. 이 잠금 요소는 잠금 표면중 하나의 잠금 표면상에 형성된 오목부 또는 돌출부로서 형성될 수 있고, 또는 대응 표면중 하나의 대응 표면상에 고정된 캠으로서 형성될 수 있다. 이 잠금 요소는 드릴 섕크의 잠금 부분에 제공된 잠금 요소에 형상잠금식 연결을 제공한다.

본 발명은 실시예를 보여주는 도면을 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.

도 1 및 도 2 에 도시된 본 발명의 드릴 비트는 관형 지지 부재(20)로서 형성된 드릴 본체(2)를 포함하는데, 이 드릴 본체(2)는 드릴링 방향측 전방 단부에 절삭링(21)을 갖고, 그 반대 단부에 섕크(1)를 갖는다. 섕크(1)는, 원통형 가이드 부분(10), 및 상기 가이드 부분(10)을 넘어서 방사상으로 돌출되는 잠금 부분(11)을 갖는다. 가이드 부분(10)은, 이 가이드 부분(10)의 둘레에 걸쳐서 연장하며 서로 이격되어 있는 2개의 가이드 표면(101, 102)을 포함한다. 가이드 부분(10)은, 예를 들어 직경이 상이한 2개의 영역을 가질 수 있다. 각각의 영역은 가이드 표면을 각각 포함하고, 더 큰 직경의 영역이 잠금 부분에 인접한다.

잠금 부분(11)은, 드릴 비트의 종축에 수직으로 연장하며 대향 방향으로 면하는 2개의 잠금 표면(111, 112)을 포함한다. 드릴링 방향으로 면하는 잠금 표면(112)은, 실질적으로 서로 대향하여 배치되고 리세스로서 형성된 2개의 잠금 요소(114)를 갖는다. 2개의 리세스는 예를 들어 잠금 부분(11)의 외면(113)을 향해 개방되어 있고, 잠금 표면(111)도 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 잠금 요소(114)를 가질 수 있다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 잠금 부분(11)의 횡단면은 원형 형태로부터 벗어나고, 그 면적은 실질적으로 원호 형태인 2개의 부분(115)만큼 감소된다.
도 3 내지 도 5 에 도시된 척은 도 1 및 도 2 에 도시된 드릴 비트를 수용하기 위해 사용된다. 도 3은 섕크(1)의 가이드 부분(10)에 대응되는 개구부(40)를 갖는 지지 부재(4)를 도시한다. 척은 또한 클램핑 슬리브(5)를 포함하는데, 이 클램핑 슬리브(5)는 지지 부재(4)를 둘러싸고, 또한 예를 들어 공구(도시되지 않음)에 의해 스프링(도시되지 않음)의 편향력에 대항하여 지지 부재(4)에 대해 드릴링 방향으로 변위될 수 있다. 개구부(40)는 축방향으로 겹쳐서 배치되고 상이한 횡단면을 갖는 2개의 축방향 영역(401, 402)을 구비하는데, 드릴링 방향으로 면하는 개구부(40)측의 영역(402)의 단면은 드릴링 방향으로 면하는 개구부(40)측으로부터 이격된 영역(401)의 단면보다 더 크다. 후방 관통 보어(42)는 이격 영역(401)과 인접한다.

지지 부재(4)의 개구부(40)와 후방 관통 보어(42) 사이의 변이 영역에는 와셔 형태의 밀봉 부재(43)가 제공되어 있다. 지지 부재(4)의 일부분은 링(44)으로 형성되어 있다. 상기 링(44)은 개구부(40)의 축방향 영역(402)을 한정한다.
링(44)은, 스프링 부재(45)의 편향력에 대항하여 드릴링 방향의 반대 방향으로 변위가능하고, 또한 둘레 방향으로 적어도 부분적으로 회전가능하다. 영역(402)에서의 개구부(40)의 횡단면은 드릴링 방향으로 면하는 클램핑 슬리브(5)의 단부 영역의 횡단면과 적어도 일치한다. 척의 분리 위치에서, 링(44)의 정지 견부(46)는 드릴링 방향측 지지 부재(4)의 대응 표면(41)을 넘어서 돌출한다. 척 내부에 삽입된 드릴 비트가 회전하는 경우, 정지 견부(46)는 드릴 섕크(1)의 잠금 표면(111)과 함께 작용하고, 또한 가이드 부분(10)의 자유 단부와 밀봉 부재(43)와의 접촉을 방지한다. 지지 부재(4)의 나머지 부분에 대한 링(44)의 회전은 정지면 및 정지부(stop)(도시되지 않음)에 의해 제한된다. 예를 들어, 링(44)은 지지 부재(4)에 대해 90°만큼 회전될 수 있다.

스프링 편향 볼(spring-biased ball)을 갖는 나사 핀으로서 형성된 하나 이상의 스프링 부재(7)는 링(44)에 배치되어 링(44)의 외부 윤곽을 넘어 돌출한다. 스프링 부재(7)는, 클램핑 슬리브(5)의 내면에 형성된 오목부와 함께 분리 및 잠금 위치에서 형상잠금식으로 작용한다. 드릴링 방향으로의 개구부(40)의 영역(402)의 길이는 드릴의 종축에 평행한 방향으로 측정된 잠금 부분(11)의 길이와 거의 일치한다.

클램핑 슬리브(5)는 드릴링 방향측 단부 영역에 중앙 개구부(52)를 갖는 바닥을 포함한다. 개구부(52)의 횡단면은 드릴 섕크(1)의 잠금 부분(11)의 횡단면과 일치한다. 드릴링 방향의 반대 방향으로 면하는 클램핑 슬리브(5)의 개구부(52)의 영역은 제 2 대응 표면(50)을 형성한다. 캠으로서 형성된 잠금 부재(51)는 드릴링 방향의 반대 방향에서 대응 표면(50)으로부터 돌출한다.

도 4 에 도시된 분리 위치에서, 클램핑 슬리브(5)의 제 2 대응 표면(50)으로부터 돌출되는 잠금 부재(51)와 지지 부재(4)의 제 1 대응 표면(41) 사이의 거리는 드릴 비트의 섕크(1)의 잠금 부분(11)의 길이보다 더 크다.

도 5 에서, 링(44)은 도 4 에 도시된 링(44)의 위치에 대해 90°만큼 선회되어 있다. 도 5에 도시된 위치에서, 클램핑 슬리브(5)의 잠금 부재(51)는 드릴 섕크(1)의 잠금 부분(11)의 잠금 요소(114)와 형상잠금식으로 결합한다.
본 발명이 바람직한 실시형태를 참고로 하여 도시 및 개시되었지만, 당업자라면 다양한 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이고, 따라서 본 발명은 개시된 실시형태에 제한되지 않고, 청구항의 범위내에 존재할 것이다.

본 발명에 의해, 경제적으로 제조될 수 있으며 신속하고도 간단하게 척 내부에 축방향으로 고정될 수 있는 드릴 비트, 및 드릴 섕크를 수용하는 드릴 척이 제공될 수 있다.

Claims (10)

1. 드릴 비트의 드릴 섕크로서, 하나 이상의 가이드 표면을 갖는 실질적으로 원통형의 가이드 부분, 및 이 가이드 부분을 넘어서 방사상으로 돌출하고, 드릴 비트의 종축에 실질적으로 수직하게 연장하는 잠금 표면을 가지는 잠금 부분을 구비하고, 이 잠금 부분이 드릴 비트의 종축에 수직하게 비원형 단면을 갖도록 되어 있는 드릴 섕크를 수용하기 위한 드릴 척으로서, 이 드릴 척은,

   보어의 형성시에 드릴 비트의 진행 방향과 일치하는 드릴링 방향으로 면하는 제 1 대응 표면 및 개구부를 갖는 지지 부재, 및

   척의 회전축을 가로질러 배치되고 상기 지지 부재에 대해 축방향으로 변위가 가능한 클램핑 슬리브로서, 드릴링 방향으로 면하는 단부 영역 및 드릴 섕크의 잠금 부분의 단면과 대응하는 단면의 내경을 갖는 클램핑 슬리브를 포함하고,

   상기 개구부는, 제 1 대응 표면에 의해 한정된 단면을 가지며, 또한 상기 드릴링 방향으로 면하는 단부 영역의 단면을 넘어서 방사상으로 연장하고, 상기 제 1 대응 표면에 인접해서는, 제 2 대응 표면에 의해 형성된 클램핑 슬리브의 단부 영역이 위치되고,

   상기 개구부는 서로 겹쳐서 배치된 2개의 축방향 영역을 갖고, 개구부의 입구로부터 이격된 영역은 2개의 영역중 다른 영역의 단면 치수를 넘어서 척의 회전축을 가로지르는 방향으로 연장하여 제 1 대응 표면을 형성하고,

   상기 지지 부재의 일부분은, 상기 개구부의 이격 영역을 적어도 부분적으로 형성함과 아울러 지지 부재의 나머지 부분에 대해 스프링 부재의 편향력에 대항하여 드릴링 방향의 반대 방향으로 변위가 가능한 링으로 되어 있는 드릴 척.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 링은 적어도 부분적으로 지지 부재의 나머지 부분에 대항하여 둘레 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 드릴 척.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 링상에 제공되고 상기 링의 외면을 넘어서 돌출하며, 또한 상기 클램핑 슬리브와 잠금식으로 결합이 가능한 하나 이상의 스프링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 척.
4. 하나 이상의 가이드 표면 (101, 102) 을 갖는 실질적으로 원통형의 가이드 부분 (10) 및 상기 가이드 부분 (10) 을 넘어서 방사상으로 돌출되는 잠금 부분 (11) 을 포함하여 구성되는 섕크 (1) 를 구비한 드릴 비트에 있어서,

   상기 잠금 부분 (11) 이 드릴 비트의 종축에 대해서 실질적으로 수직으로 연장하는 잠금 표면 (111, 112) 을 포함하고, 또한 드릴 비트의 종축에 대해서 수직으로 비원형 횡단면을 가지며,

   상기 가이드 부분 (10) 이 드릴링 방향의 반대방향으로 상기 잠금 부분 (11) 에 인접하고, 또한 서로 이격되어 있는 2 개의 상기 가이드 표면 (101, 102) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
5. 제 4 항에 있어서, 하나 이상의 상기 잠금 표면 (111, 112) 에 잠금 요소 (114) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
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