KR100706119B1 - Rolling hammer drill - Google Patents

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Abstract

롤링해머드릴은 구동샤프트와 웨이브레이스 사이에서 축상의 힘(축력)을 전달하는 접촉표면에 롤링접촉부를 구비한다. 롤러베어링을 사용하므로, 선접촉이 이루어진다. 그에 따라, 접촉영역은 톱니면을 이용하는 결합시스템에서 비교적 큰 면적과 반대되게 거의 제로에 근접하게 된다. 이러한 점 또는 선접촉을 이용하므로 마찰로 인한 열발생과 에너지 손실을 줄인다. The rolling hammer drill has a rolling contact at the contact surface for transmitting axial force (axial force) between the drive shaft and the wavelace. Since roller bearings are used, line contact is made. Thus, the contact area is near zero, as opposed to a relatively large area in a coupling system using toothed surfaces. This point or line contact reduces heat generation and energy loss due to friction.

롤링해머드릴, 구동샤프트, 롤러베어링, 웨이브레이스, 선접촉, 점접촉, 축력, 윤할부Rolling hammer drill, drive shaft, roller bearing, wave race, line contact, point contact, axial force, lubrication part

Description

롤링해머드릴{ROLLING HAMMER DRILL}Rolling Hammer Drill {ROLLING HAMMER DRILL}

도1은 본 발명에 따른 롤링해머드릴의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a rolling hammer drill according to the present invention,

도2는 롤러허브조립체의 상세사시도이며,2 is a detailed perspective view of the roller hub assembly;

도3a, 도3b, 도3c들은 웨이브 레이스의 상세사시도들이고,3A, 3B and 3C are detailed perspective views of a wave race,

도4a는 롤러허브조립체와 결합하는 웨이브 레이스 일부를 보이는 상세 사시도이며,Figure 4a is a detailed perspective view showing a portion of the wave race to engage the roller hub assembly,

도4b는 롤러베어링과 웨이브레이스가 결합되고, 롤러베어링 및 웨이브 레이스와 윤활막의 상호작용을 보이는 상세도이며, Figure 4b is a detailed view showing the interaction of the roller bearing and wave race, the roller bearing and wave race and the lubricating film,

도5a는 롤링해머드릴의 일회전을 나타내는 간략선도이고,Figure 5a is a simplified diagram showing one rotation of the rolling hammer drill,

도5b는 롤링해머드릴의 충격주파수의 예시도이다. 5B is an illustration of the impact frequency of the rolling hammer drill.

※ 주요 도면부호의 설명 ※          ※ Explanation of Main Drawing References ※

12 : 하우징 14 : 구동조립체12 housing 14 drive assembly

16 : 해머조립체 18 : 구동샤프트16: hammer assembly 18: drive shaft

42 : 웨이브레이스 43 : 롤러활주요홈42: wave race 43: roller slide groove

45 : 토르크전달롤러 22 : 베어링하우징45: torque transmission roller 22: bearing housing

32 : 롤러허브조립체 38 : 롤러베어링32: roller hub assembly 38: roller bearing

34 : 스냅링34: snap ring

본 발명은 구동샤프트와 웨이브레이스 사이에서 축상의 힘(축력)을 전달하는 롤링접촉부를 구비한 해머드릴에 관한 것이다.
해머드릴로써 잘 알려진 것은 서로 대향되어 있는 톱니면들을 회전시켜 타격작동을 하는 해머드릴이 있다. 또한 미국특허 제3,149,681호와 제3,133,602호에 개시된 톱니결합부상에 보올을 구비한 회전식 충격해머들은 일방향의 회전으로만 타격작동을 한다. 톱니와 결합된 보올은 톱니사이에 요홈을 마모시키며, 이 현상으로 보올과 톱니사이에 넓은 접촉면적을 형성한다. 이러한 넓은 접촉면적은 톱니표면을 움직임이 없는 부동상태로 하여 기구의 마찰력과 발열을 높인다.
The present invention relates to a hammer drill having a rolling contact for transmitting an axial force (axial force) between a drive shaft and a wave race.
What is well known as a hammer drill is a hammer drill which rotates the tooth surfaces facing each other and strikes. In addition, rotary impact hammers having a ball on the tooth engaging portion disclosed in U.S. Patent Nos. 3,149,681 and 3,133,602 operate only in one direction of rotation. The bowl combined with the teeth wears out the grooves between the teeth, which forms a large contact area between the bowl and the teeth. This large contact area makes the tooth surface floating and motionless, increasing friction and heat generation of the mechanism.

또 다른 해머 드릴이 미국특허 제6,684,964호에 개시되며, 이 드릴의 타격작동은 서로 면하여 있는 다수 셋트의 베어링 충격에 의하여 달성된다. 이러한 설계는 베어링 상에서 서로에 대한 충격으로 마모와 마찰손실을 증가시킨다. Another hammer drill is disclosed in US Pat. No. 6,684,964, the striking operation of which is accomplished by the impact of multiple sets of bearings facing each other. This design increases wear and friction losses by impacting each other on the bearings.

본 발명은 롤링해머작동을 이용한 해머드릴에 관한 것이다. 이 롤링해머는 저널베어링 지지원리에 근거하며, 해머드릴링에 필요한 왕복작용은 높은 충격하중과 진동을 일으킨다. 실질적인 롤링접촉 또는 지속적인 유체역학적 윤활막(film)이 유지되지 못할 때마다 마모는 가속된다. 특히, 이러한 현상은 램프들이 각 행정의 종료시에 분리됨에 따라 접촉이 차단될 때 슬라이딩 램프 또는 래치트 설계에 나타난다. 피스톤이 각 행정의 시작 및 종료시에 일방향으로 역진할 때 유사한 상황이 피스톤 내부에서도 발생한다. The present invention relates to a hammer drill using a rolling hammer operation. The rolling hammer is based on the journal bearing support principle, and the reciprocation required for hammer drilling causes high impact load and vibration. Wear is accelerated whenever substantial rolling contact or a persistent hydrodynamic film is not maintained. In particular, this phenomenon occurs in sliding lamp or ratchet designs when the contact is interrupted as the lamps are separated at the end of each stroke. Similar situations occur inside the piston as the piston reverses in one direction at the beginning and end of each stroke.

본 발명에 따른 롤링해머에 의하여 형성되는 본래의 롤링접촉은 저어널과 진정한 롤링지지기능들을 위한 완전한 유체윤활작용을 제공하여 마찰과 마모를 줄이고 비교되는 제품들보다 더 긴 서비스 수명, (작동온도에 나쁜 영향을 미치는) 가온열의 분배 및 분산, 허용가능한 속도와 저널 및 본래의 롤링기능들을 제공한다. The original rolling contact formed by the rolling hammer according to the present invention provides full fluid lubrication for journals and true rolling support functions, reducing friction and wear and providing longer service life than comparable products (at operating temperatures Distributing and distributing the heating heat, which has an adverse effect, allowable speed and journal and the original rolling functions.

롤링해머드릴은 간단하고 특이하며 용이하게 축조되는 메카니즘이다. 이 롤링해머드릴은 비교적 빠른 제거 속도를 일으키는 정밀한 충격진동만으로 강력한 단일충격에너지를 발생시키고 크기와 관계없이 드릴비트수명을 늘였다. 이 롤링해머드릴은 단지 최소의 설계변경만으로도 넓은 범위의 응용을 위하여 여러 크기의 행정과 충격진동을 갖도록 축조될 수 있다. 특히 롤링해머드릴은 원할한 롤링곡선을 갖게 하므로 인간공학적으로 더욱 만족할만하게 구멍을 천공하기 위한 더욱 양호하고 더욱 낮은 진동과 모양 좋은 형상의 충격펄스를 발생시킨다. 드릴공정 중에 콘크리트의 제어되지 않는 파손을 감소시킨다는 것은 또 다른 장점이다. 이 롤링해머드릴은 유지보수가 요구되지 않으며 산업적, 상업적 및 주거생활에서 응용을 하는데 알맞은 제조비로써 효율적이고 긴 수명을 갖는다. Rolling hammer drills are a simple, unusual and easily constructed mechanism. These rolling hammer drills produce powerful single impact energy with precise impact vibrations that result in relatively high removal rates and extend drill bit life regardless of size. The rolling hammer drill can be constructed with strokes of various sizes and shock vibrations for a wide range of applications with only minimal design changes. In particular, rolling hammer drills have a smooth rolling curve, which results in better and lower vibrations and better shaped impact pulses to drill holes more satisfactorily. Reducing the uncontrolled breakage of concrete during the drilling process is another advantage. This rolling hammer drill is maintenance-free and has an efficient and long service life with a suitable manufacturing cost for industrial, commercial and residential applications.

그러므로 본 발명의 일양태에 따른 롤링 해머드릴은 구동샤프트와 웨이브 레이스 사이에 축방향력의 전달을 위한 접촉면들에 롤링접촉부들이 형성되어 있다. 롤러베어링을 이용하므로 선접촉이 이루어진다. 그에 따라 이 접촉영역은 톱니형 표면들을 이용하는 결합시스템의 비교적 큰 영역과 정반대로 제로에 근사하게 된다. 점 또는 선접촉 이용은 열발생을 감소시키고 마찰로 인한 에너지 손실을 줄인다. Therefore, in the rolling hammer drill according to one aspect of the present invention, rolling contact portions are formed on the contact surfaces for the transmission of the axial force between the drive shaft and the wave race. Since roller bearings are used, line contact is made. This area of contact thus approximates zero, as opposed to a relatively large area of the coupling system using serrated surfaces. The use of point or line contact reduces heat generation and reduces energy losses due to friction.

몇가지 종래기술의 제품들에서, 릴리스 클러치는 압력이 임계치 이상 증가될 때 토르크를 완화하고 결합부들이 전단되지 않게 한다. 롤링접촉부를 구비한 해머드릴의 경우, 비교적 낮은 토르크의 발전기들이 이용될 수 있으며, 이 경우 토르크는 전단 변형력(stress)를 초과하지 않는다. In some prior art products, the release clutch relieves torque when the pressure increases above the threshold and prevents the joints from shearing. For hammer drills with rolling contacts, relatively low torque generators can be used, in which case the torque does not exceed the shear stress.

본 발명의 롤링해머드릴은 릴리스 클러치를 필요로 하지 않으며, 그 이유는 롤링마찰에 의하여 동일한 기능을 제공할 수 있기 때문이다. 토르크가 증가할 때, 구동어셈블리의 일부로써 정지 롤러허브 내에 설치된 롤러베어링은 웨이브레이스를 해머조립체 내로 밀어넣게 되고, 그에 따라 해머조립체를 구동조립체로부터 분리하여 토르크로부터 자유롭게 된다. 또한, 이러한 반복작동으로 해머효과를 일으키게 된다. 회전베어링 요소와 웨이브레이스 사이에 접촉점들은 공구축에 대하여 0도 및 90도 사이에 있게 된다. 이러한 편차는 반작용력의 전단성분이 롤러허브조립체에서 그들의 공동 내에 있는 롤러 베어링들을 회전시키도록 한다. 이 회전베어링 요소들은 롤러허브에 대하여 축상이동이 방지되어 있으나, 롤러허브의 공동내에서는 자유로이 회전된다. The rolling hammer drill of the present invention does not require a release clutch because it can provide the same function by rolling friction. As the torque increases, the roller bearings installed in the stationary roller hub as part of the drive assembly push the wavelace into the hammer assembly, thereby separating the hammer assembly from the drive assembly and freeing it from the torque. In addition, this repeat operation causes a hammer effect. The contact points between the rotating bearing element and the wavelace will be between 0 and 90 degrees with respect to the tool axis. This deviation causes the shear component of the reaction force to rotate the roller bearings in their cavity in the roller hub assembly. These rotating bearing elements are prevented from axial movement with respect to the roller hub, but are free to rotate in the cavity of the roller hub.

본 발명의 여러가지 양태들이 다음과 같이 발명의 상세한 설명에 기술되고 청구범위에 청구된다. Various aspects of the invention are described in the following detailed description of the invention and claimed in the claims.

본 발명을 첨부도면에 근거하여 상세히 기술하면 다음과 같다. The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서, 단어 "~에 있어서(comprising)"은 비제한된 의미로 사용되어 특정문장에서 이 단어 이후의 항목들을 포함함을 의미할 분만 아니라 특별히 언급되지 않은 항목들이 배제되지 않음을 의미한다. As used herein, the word "comprising" is used in a non-limiting sense to mean that the items after this word in a particular sentence are included, as well as meaning that items not specifically mentioned are not excluded.

청구범위에서 요소(구성요소) 앞에 부정관사 "a"의 사용은 요소들중 하나가 특정되고 있음을 의미하나, 본문이 이 요소중의 하나이거나 유일한 요소일 것임을 분명히 하지 않는 한 현재 존재되는 요소가운데 다른 요소를 제외시킴을 의미하는 것이 아니다. The use of the indefinite article "a" in front of an element (component) in the claims means that one of the elements is being specified, but is present among the elements that are present unless it is clear that the text will be one or only one of these elements It does not mean to exclude other elements.

도1을 참조하면, 롤러드릴 어댑터가 도시되어 있으며, 이 롤러해머 드릴어댑터는 두 개의 서브어셈블리들이 하우징(12)내에 설치되어 있다. 구동조립체(14)는 드릴의 척 또는 전력공구(도시안됨)에 직결되어 있으며, 드릴로부터 토르크를 해머조립체(16)에 전달한다. 해머조립체(16)는 수수된 토르크를 자체 토르크와 축행정 운동으로 변환시킨다. 구동조립체(14)는 동력공구와 일체로 될 수 있다. Referring to Figure 1, a roller drill adapter is shown, in which two subassemblies are installed in a housing 12. The drive assembly 14 is directly connected to the chuck or power tool (not shown) of the drill and transmits torque from the drill to the hammer assembly 16. The hammer assembly 16 converts the received torque into its own torque and axial stroke motion. The drive assembly 14 may be integral with the power tool.

구동조립체(14)는 일단부가 종래의 동력공구의 척과 연결되기 위한 6각형의 단면으로 형성되게한 구동샤프트(18)를 구비한다. 구동샤프트(18)의 타측단부에는 3개의 토르크 전달롤러(45)들을 수용하도록 3개의 등간격으로 일정거리 이격되어 형성되는 롤러활주요홈(43)들을 배열한 포켓이 형성된다. The drive assembly 14 has a drive shaft 18 whose one end is formed into a hexagonal cross section for connection with a chuck of a conventional power tool. The other end of the drive shaft 18 is formed with a pocket arranged in the roller slide grooves 43 are formed at regular intervals separated by three equal intervals to accommodate the three torque transmission rollers (45).

토르크전달롤러(45)는 롤러활주요홈(43)(도1에 도시 않됨)과 결합되나, 도3a 및 도3c에 도시된 회전가능하게 웨이브레이스(42)를 구동샤프트(18)에 고정한다. 구동샤프트(18)의 중간섹션은 단면으로 원형이고, 하우징(12)에 대하여 회전하도록 하우징(12)내에서 구동샤프트(18)를 지지하는 베어링 하우징(22)내에 고정된다. 베어링 하우징(22)는 쇼울더(20)에 의하여 구동샤프트(18)상의 적소에서 지지되며, 실예를 들면 볼베어링이 사용될 수 있다. The torque transfer roller 45 is coupled to the roller slide groove 43 (not shown in FIG. 1), but rotatably fixes the wave race 42 to the drive shaft 18 shown in FIGS. 3A and 3C. . The middle section of the drive shaft 18 is circular in cross section and is fixed in a bearing housing 22 which supports the drive shaft 18 in the housing 12 to rotate about the housing 12. The bearing housing 22 is supported in place on the drive shaft 18 by the shoulder 20, for example a ball bearing may be used.

하우징(12)는 원통형상으로 되고 그 내부로 롤러허브조립체(32)가 나선식으로 삽입되게 한 원형의 나사식 개구가 형성되어 있다. 스냅링(34)는 구동샤프트(18)에 형성한 요홈(36)과 결합하여 롤러허브조립체(32)를 적소에 고정하고, 구동샤프트(18)에 대하여 축상 고정되게 하며, 동시에 롤러허브조립체(32)는 하우징(12)에 대하여 회전가능하게 고정된다. The housing 12 has a cylindrical shape and is formed with a circular threaded opening through which the roller hub assembly 32 is spirally inserted. The snap ring 34 is engaged with the groove 36 formed in the drive shaft 18 to fix the roller hub assembly 32 in place, and to be axially fixed with respect to the drive shaft 18, and at the same time the roller hub assembly 32. ) Is rotatably fixed relative to the housing 12.

롤러허브조립체(32)는 베어링 하우징의 개구 내로 끼워져서 고정되고 도2에 도시된 바와 같이 12개의 롤러베어링(38)들을 적소에 위치 고정하는 12군데의 원형으로 배열되는 공동들이 형성된다. 롤러허브조립체(32)는 또한 베어링하우징(22)을 고정시키기 위한 개구가 형성되어 있다. The roller hub assembly 32 is secured by being fitted into the opening of the bearing housing and there are formed twelve circularly arranged cavities that hold the twelve roller bearings 38 in place as shown in FIG. The roller hub assembly 32 is also formed with an opening for fixing the bearing housing 22.

도3a 및 도3b에 도시와 같이, 해머조립체(16)는 웨이브레이스(32)를 형성하도록 된 외관을 가진다. As shown in FIGS. 3A and 3B, the hammer assembly 16 has an appearance adapted to form the wavelace 32.

해머조립체(16)의 롤러활주요홈(43)들과 구동샤프트(18)의 토르크전달롤러(45)들은 구동조립체(14)와 구동샤프트(18)들이 함께 회전되도록 하고, 동시에 그들 사이에서 상대적인 축상 이동이 이루어지도록 한다. 해머조립체(16)의 작동단부(50)는 1/2-20UN 규격의 나선들이 형성된다. The roller slide grooves 43 of the hammer assembly 16 and the torque transfer rollers 45 of the drive shaft 18 allow the drive assembly 14 and the drive shaft 18 to rotate together, and at the same time relative between them. Allow axial movement. The operating end 50 of the hammer assembly 16 is formed with spirals of the 1 / 2-20UN standard.

도2에 도시와 같이, 베어링하우징(22)는 12개의 롤러베어링(38)들을 위치고정시키는 12개의 원형으로 배열된 공동들을 구비한다. 이 베어링하우징(22)은 해머조립체(16)에 대하여 하우징(12)의 상대 회전이동을 하도록 하는 니들 베어링(54)과 함께 해머조립체(16)상에서 지지된다. As shown in FIG. 2, the bearing housing 22 has twelve circularly arranged cavities for positioning twelve roller bearings 38. The bearing housing 22 is supported on the hammer assembly 16 together with the needle bearing 54 to allow relative rotational movement of the housing 12 relative to the hammer assembly 16.

구동샤프트(18)는 동력원(휴대가능한 드릴 또는 전동모터)으로부터 토르크를 수수하고 토르크전달롤러(45)들에 의하여 해머조립체(16)에 전달한다. 롤러허브조립체(32)는 그가 하우징(12)에 대하여 나사연결되므로, 안정된 상태로 지지된다. 롤러베어링(38)들은 롤러허브조립체(32) 내의 공동들 내에서 자유로이 회전된다. 롤러허브조립체(32)는 스냅링(34)에 의하여 구동샤프트(18) 상에서 축상이동에 대항하여 지지된다. The drive shaft 18 receives torque from a power source (portable drill or electric motor) and transfers it to the hammer assembly 16 by the torque transfer rollers 45. The roller hub assembly 32 is supported in a stable state because it is screwed with respect to the housing 12. The roller bearings 38 are free to rotate in the cavities in the roller hub assembly 32. The roller hub assembly 32 is supported against axial movement on the drive shaft 18 by the snap ring 34.

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구동샤프트(18)가 회전할 때, 해머조립체(16)는 구동샤프트(18)와 함께 회전한다. 하우징(12)는 손으로 단단히 고정된 상태에서 그 내부로 베어링 하우징(22)과 나사식으로 결합되므로 구동샤프트(18)의 회전에 대항하여 베어링 하우징(22)을 회전에 대응하도록 지지한다. 이때 롤러(38)는 웨이브레이스(42)에 대하여 회전한다. 구동샤프트(18)와 해머조립체(16)상에 축상으로 압력을 가하므로, 웨이브레이스(42)상에 파형부(Wave)는 초기에 롤러베어링(38)들 사이의 갭 내에 위치된다. 웨이브레이스(42)가 회전함에 따라 롤러베어링(38)들은 웨이브레이스(42)의 파형부들은 따라 올라가고 내려가면서 타게 되어서 구동샤프트(18)에 대하여 해머조립체(16)의 축상이동을 일으킨다. 축상변위는 롤러베어링의 크기와 레이스웨이브 진폭에 대한 함수이다. When the drive shaft 18 rotates, the hammer assembly 16 rotates with the drive shaft 18. The housing 12 is threadedly coupled with the bearing housing 22 therein while being firmly fixed by hand, thereby supporting the bearing housing 22 corresponding to the rotation against the rotation of the drive shaft 18. The roller 38 then rotates relative to the wavelace 42. Since axial pressure is applied on the drive shaft 18 and the hammer assembly 16, the wave portion Wave on the wavelace 42 is initially located in the gap between the roller bearings 38. As the wave race 42 rotates, the roller bearings 38 ride as the wave portions of the wave race 42 move up and down, causing axial movement of the hammer assembly 16 with respect to the drive shaft 18. Axial displacement is a function of the size of the roller bearing and the racewave amplitude.

웨이브레이스(42)와 구동샤프트(18) 사이에는 관통공(82)을 통하여 윤활유가 공급될 수 있게 공동(80)에 의하여 해머조립체(16)의 내부에 윤활부가 형성된다. The lubrication portion is formed inside the hammer assembly 16 by the cavity 80 so that the lubricating oil can be supplied through the through hole 82 between the wave race 42 and the drive shaft 18.

도3b에 도시와 같이 관통공(82)은 해머조립체(16)의 중심축에 수직으로 웨이브레이스(42)에 형성된다. 이 관통공(82)는 저유고(84)로부터 외부로 이어지도록 형성된다. 구동샤프트(18)에 대한 해머조립체(16)의 왕복작동은 진공효과를 일으켜 관통공(82)을 경유하여 저유고(84)로부터 공동(80)내로 윤활유를 흡입한 다음 구동샤프트(18)를 따라 웨이브레이스(42)와 베어링(18)까지 흡인되게 한다. As shown in FIG. 3B, the through hole 82 is formed in the wavelace 42 perpendicular to the central axis of the hammer assembly 16. The through hole 82 is formed to extend from the low oil storage 84 to the outside. The reciprocating operation of the hammer assembly 16 with respect to the drive shaft 18 has a vacuum effect, injecting lubricant from the low oil reservoir 84 into the cavity 80 via the through hole 82 and then driving the drive shaft 18. Accordingly, the wave race 42 and the bearing 18 are attracted.

도3a를 참조하면, 해머조립체(16)의 상세 사시도는 웨이브레이스(42)의 외곽을 형성하는 주름형상의 레이스웨이(41)를 나타내고 있다. 주름형상의 레이스웨이(41)는 또한 도3b에 도시되어 있다. 이 주름형상의 레이스웨이(41)는 진폭이 0.120"으로써 12개의 동일한 사인파형상의 파형부(cycle)로 구성된다. 3A, a detailed perspective view of the hammer assembly 16 shows a corrugated raceway 41 forming the outline of the wavelace 42. As shown in FIG. Corrugated raceway 41 is also shown in FIG. 3B. This corrugated raceway 41 is composed of twelve identical sinusoidal cycles with an amplitude of 0.120 ".

도4a를 참조하면, 롤링해머드릴이 명료히 표현되도록 일부를 분해한 해머조립체(14)와 함께 사세히 도시되어 있다. 12개의 롤러베어링(38)들은 회전웨이브레이스(42)들이 해머드릴작동을 일으키게 하는 상태로 정지롤러허브조립체(32)에 독립적인 저널들로써 설치된다. 지속적인 윤할막은 계속적이고 방해되지 않은 롤러베어링의 회전과 함께 일치된 지지형상에 의하여 각 롤러베어링의 공동 내에 지지된다. Referring to FIG. 4A, the rolling hammer drill is shown in detail with the disassembled hammer assembly 14 in part so as to be clearly represented. Twelve roller bearings 38 are installed as independent journals in the stationary roller hub assembly 32 with the rotary wavelaces 42 causing a hammer drill operation. A continuous lubrication membrane is supported in the cavity of each roller bearing by a consistent support shape with the rotation of the continuous and unobstructed roller bearing.

도4b를 참조하면, 웨이브레이스(42)는 도시된 회전을 한다. 그 결과는 메카니즘에 좌우되며 이 메카니즘은 각 롤러베어링(38)의 일측면이 웨이브레이스와 본래의 롤링접촉되고, 동시에 롤러베어링(38)의 타측면이 저널 베어링지지부의 지속적인 유체역학적인 윤할막에 의하여 지지된다. 웨이브레이스로부터 힘은 W부분에 도시된다. 롤러베어링(38)의 회전방향은 북(N)으로 도시된다. 저널베어링이 회전하기 시작할 때, 접촉점(h0)에서 저널과 포켓 사이에 매우 적은 윤활유가 있게 되고, 마찰이 발생한다. 그러므로, 유체역학적 저널 베어링을 작동시킬 때 발생되는 상당한 마찰이 극복되어야 한다. 이 베어링이 충분한 속도에 이를 때 윤활유는 웨이브레이스와 롤러허브조립체상에 짙은 검은 선으로 표시된 접촉영역 내로 삽입되기 시작한다. 롤러허브조립체(32)의 롤러베어링(38)들은 그의 저널에 의하여 완전히 둘러 쌓여지지 않는다. 파열된 윤활막은 저널의 미완성부분과 매우 유사한 부분적으로 호형으로 되는 웨이브레이스(42)에 의하여 전체적인 원래 형상으로 회복된다. 유체역학적 양력은 윤할유의 연속적인 막(Film)내에서 달성되고 유지된다. 4B, wavelace 42 makes the rotation shown. The result depends on the mechanism in which one side of each roller bearing 38 is in original rolling contact with the wavelace, while the other side of the roller bearing 38 is connected to the continuous hydrodynamic lubrication membrane of the journal bearing support. Is supported. The force from the wavelace is shown in the W section. The rotation direction of the roller bearing 38 is shown by the drum N. As shown in FIG. When the journal bearing starts to rotate, there is very little lubricant between the journal and the pocket at the contact point h0, and friction occurs. Therefore, considerable friction generated when operating the hydrodynamic journal bearing must be overcome. When this bearing reaches a sufficient speed, the lubricant begins to be inserted into the contact areas marked with dark black lines on the wavelace and roller hub assemblies. The roller bearings 38 of the roller hub assembly 32 are not completely surrounded by their journals. The ruptured lubrication film is restored to its original shape by a wave race 42 that is partially arcuate, very similar to the unfinished portion of the journal. Hydrodynamic lift is achieved and maintained in a continuous film of lubricant.

롤러베어링 결합을 이용하므로 발열하고 에너지손실을 일으키는 마찰을 감소된다. The use of roller bearing joints reduces friction, which generates heat and causes energy losses.

마찰에 의하여 발생되는 에너지를 산출하는 공식은 다음과 같다.The formula for calculating the energy generated by friction is as follows.

E = K×F×AE = K × F × A

여기서, F=작용력Where F = action force

A=접촉영역        A = contact area

K=마찰계수        K = friction coefficient

E=에너지        E = energy

소정의 방정식으로부터 알 수 있듯이, 모든 주어진 성분들은 최소에너지를 얻기 위하여 최소로 되어야 한다. 작용력은 천공된 개구표면상에 있게 한 공구를 통하여 작동자에 의하여 가해진 압력의 결과치이어서 최소로 될 수 없다. 마찰계수 는 재질, 표면등급과 작동특성(당김 또는 회전)의 함수이다. 보올베어링 또는 롤러베어링의 결합의 경우, 마찰계수는 최소로 되며, 그 이유는;As can be seen from the equation, all given components must be minimized to obtain the minimum energy. The action force is the result of the pressure exerted by the operator through the tool that is placed on the perforated opening surface and thus cannot be minimized. The coefficient of friction is a function of the material, surface class and operating characteristics (pull or rotation). In the case of the engagement of a bowl bearing or a roller bearing, the coefficient of friction is minimized for the reason;

a) 롤러베어링이 톱니부와 톱니결합부에서 톱니보다 더욱 평탄한 표면을 가지며, a) the roller bearing has a flatter surface than the teeth at the teeth and toothed parts,

b) 롤러베어링 결합부는 톱니 및 톱니결합부 내에서 당겨지는 방향과 반대되는 롤링(회전)작용을 제공하기 때문이다. b) The roller bearing engagement provides a rolling (rotating) action opposite to the direction in which the teeth and teeth are pulled in the engagement.

마찰계수는 톱니 및 톱니결합부로써 달성되는 것보다 롤러베어링 결합부로써 현저히 낮아진다. The coefficient of friction is significantly lower with the roller bearing coupling than with the teeth and tooth coupling.

도5a를 참조하면, 12개의 롤러베어링들을 이용하는 롤링해머드릴의 일회전에 대한 예시도가 도시되어 있다. Referring to Fig. 5A, an illustration of one rotation of a rolling hammer drill using twelve roller bearings is shown.

도5b는 롤러베어링이 웨이브레이스에 다형부와 결합한 각 지점마다에서 발생하는 롤링해머드릴의 충격펄스형상의 상세예시도이다. Fig. 5B is a detailed illustration of the impact pulse shape of the rolling hammer drill that occurs at each point where the roller bearing engages the polymorph portion in the wave race.

도5b에서, In Figure 5b,

A는 충격시작시 평탄곡선이고,A is the flat curve at the start of the impact,

B는 피크진폭에 대한 평탄천이부이며,B is the flat transition to the peak amplitude,

C는 평탄천이부에 이은 그 다음 주기의 소정지점까지 유지되는 진폭이고,C is an amplitude that is held to a predetermined point of the next period following the flat transition portion,

D는 주기의 평탄한 완성부이며,D is the flat finished part of the period,

E는 펄스의 진폭과 형상이 사용된 롤러들의 수와 웨이브레이스의 형상에 따라 좌우되는 것을 나타내며, 상이한 응용을 위하여서는 광범위하고 다양한 설계가 가능하다. E indicates that the amplitude and shape of the pulse depends on the number of rollers used and the shape of the wavelace, and a wide variety of designs are possible for different applications.

주기로 나타나는 파형부 전반에 걸쳐있는 평탄한 충격은 비교적 빠른 속도의 천공작업, 개선된 구멍형상, 감소된 자동차 피로도와 드릴비트의 긴 수명의 결과를 갖게 한다. Flat impacts across the corrugated sections appearing in cycles result in relatively fast drilling, improved hole geometry, reduced vehicle fatigue and longer drill bit life.

이 기술에 숙련된 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 않고는 본 특허 명세서에 기술된 발명에 따라 실질적인 변형을 할 수 있다.Those skilled in the art can make substantial modifications in accordance with the invention described in this patent specification without departing from the spirit of the invention.

Claims (7)

1. 롤링해머드릴에 있어서,1. For rolling hammer drill, 하우징;housing; 하우징 내에서 하우징에 대하여 회전하도록 일축을 구비하고 베어링에 의하여 지지되는 구동샤프트;A drive shaft having one shaft to rotate relative to the housing within the housing and supported by the bearing; 하우징 내에서 지지되고 하우징에 대하여 이동가능하게 고정되며, 구동샤프트의 축에 수직인 평면에 배열되는 한 셋트의 회전롤러베어링 요소들;A set of rotating roller bearing elements supported in the housing and movably fixed relative to the housing and arranged in a plane perpendicular to the axis of the drive shaft; 웨이브레이스와 결합하고, 하우징에 대하여 축상 및 회전이동을 하도록 하우징 내에서 지지되고, 구동샤프트가 그에 연결되게 하여 구동시키는 동시에 구동샤프트와 그와의 사이에서 축상이동을 하게 하는 해머조립체들로 구성되고,A hammer assembly coupled with the wavelace, supported within the housing for axial and rotational movement with respect to the housing, for driving the drive shaft to be connected thereto, and for axial movement between the drive shaft and the , 상기 회전롤러베어링 요소들과 웨이브레이스들이 구동샤프트와 해머조립체들을 축상 지지되게 하여 회전시킴에 따라 하우징 내에서 서로 면하여 결합되게 하므로 해머조립체에 대하여 해머작동을 하도록 한 것을 특징으로 하는 롤링해머드릴.And the rotating roller bearing elements and wavelaces are coupled to face each other in the housing as they rotate on the shaft to support the drive shaft and the hammer assembly, thereby operating a hammer against the hammer assembly. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 회전롤러베어링 요소들이 롤러베어링 들인 롤링해머드릴.Rolling hammer drills with rotating roller bearing elements in roller bearings. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 웨이브레이스가 사인파 형상을 따르는 롤러베어링 표면으로 되게 한 롤링해머드릴.Rolling hammer drills with a wave race to a roller bearing surface that follows a sinusoidal shape. 웨이브레이스가 평탄한 롤러베어링 표면으로 되게 한 롤링해머드릴.Rolling hammer drills with a wave race to a flat roller bearing surface. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 롤러베어링 표면이 동일한 간격으로 배열되는 피크와 트루(troughs)들로 구성되게 한 롤링해머드릴.Rolling hammer drill with roller bearing surfaces consisting of peaks and troughs arranged at equal intervals. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 힘(축력)이 구동샤프트로부터 회전롤러베어링 요소와 웨이브 레이스 사이에 접촉부를 경유하여서만 웨이브레이스에 전달되게 한 롤링해머드릴.Rolling hammer drill in which force (axial force) is transmitted to the wave race only via the contact between the rotating roller bearing element and the wave race from the drive shaft. 구동샤프트가 동력모터와 같은 동력공구의 구동샤프트로 되게 한 롤링해머드릴.Rolling hammer drill in which the drive shaft becomes the drive shaft of a power tool such as a power motor.
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