KR100831910B1 - 천공 공구, 천공 장치, 및 천공 공법 - Google Patents

Abstract

천공 개소에서 발생하는 부스러기를 매우 원활하게 배출하여, 양호한 천공 효율을 유지하고, 매우 용이하게 피삭물에 구멍부를 형성하기 위한 천공 공구, 천공 장치 및 천공 공법. 외주면에 나선형 홈부가 형성된 샤프트와, 이 샤프트의 선단부에 고정된 비트를 갖는 천공 공구를 이용하여, 샤프트를 회전시킴으로써 비트가 피삭물에 구멍부를 형성한다.

Description

천공 공구, 천공 장치, 및 천공 공법{TOOL, DEVICE, AND METHOD FOR DRILLING}

본 발명은, 콘크리트 등을 천공하기 위한 천공 공구, 천공 장치, 및 천공 공법에 관한 것이다.

최근, 건축물의 노후화에 의한 외벽의 타일의 박락(剝落)을 방지하는 것이 행해지고 있다. 그 방법은 예컨대, 타일이나 타일 줄눈에 하지의 콘크리트까지 도달하는 구멍을 형성하고, 이 구멍으로부터 타일의 안쪽에 수지를 주입함으로써 타일을 고정하는 것이다.

종래, 콘크리트에 구멍을 형성하기 위해서는, 회전하는 초경 드릴에 진동 혹은 타격을 가하여 피삭물을 천공하는 해머 드릴이나 진동 드릴 등이 이용되고 있다. 이 해머 드릴이나 진동 드릴에 의한 천공 작업은, 기계음이 커서 작업에 의한 진동이나 소음이 구축물 전체에 전달된다는 결점을 가지고 있고, 소음에 의해 주위에 폐를 끼칠 뿐만 아니라, 타일의 박락을 촉진시켜, 오히려 구축물을 손상시킨다는 문제가 있다.

이 문제에 대처하기 위해, 봉형상 혹은 원통형상의 샤프트 선단에 원반형상의 비트를 구비한 3 ∼ 15 ㎜ 정도의 직경이 작은 천공 공구와, 이 천공 공구를 축 선 둘레로 회전 구동시키는 회전 구동 장치와를 구비한 핸디 드릴 등의 천공 장치가 이용되는 경우가 있다. 이 천공 장치의 비트로는, 결합상 중에 초지립(超砥粒)이 분산 배치되어 형성된 것이나, 초경 합금으로 형성된 것이 이용되고 있다. 이 비트를 피삭물에 압접시킨 상태에서 고속 회전시킴으로써 미세 분말형상의 부스러기를 생성하면서 피삭물을 깎기 때문에, 해머 드릴이나 진동 드릴에 비해 소음이 작고, 피삭물에 진동을 가하지 않고 천공하는 것이 가능해져 있다.

이와 같은 천공 장치에서는, 형성된 구멍부의 벽면과 비트 혹은 샤프트와의 사이를 부스러기가 통과하여 배출되는 것이지만, 이 구멍이 깊어짐에 따라 미세 분말형상의 부스러기는 구멍의 내부에 쌓여, 배출되기 어려워진다. 부스러기를 배출하기 쉽게 하기 위한 유체를 송출하는 경우에도, 이 유체가 원활하게 공급 배출되지 않게 된다. 그리고, 형성된 구멍부의 바닥에 부스러기가 쌓이면, 비트가 피삭물에 닿을 수 없게 되어 천공할 수 없다. 또한, 어느 깊이까지 구멍이 형성되면, 부스러기가 전혀 배출되지 않게 되어, 그 이상 비트를 진행시킬 수 없게 되어, 직경이 작고 깊은 구멍을 형성하는 것은 어렵다.

또한, 부스러기가 칼끝 선단부 (구멍 바닥) 뿐만 아니라 공구 외주 (구멍 내측면) 에 체류함으로써, 공구 회전이 저지되어 회전수가 떨어져 천공 효율이 저하되고, 또한 열의 발생, 납땜이 된 칩의 탈락 등의 문제가 발생할 우려도 있다.

천공 개소로부터의 부스러기의 배출을 양호하게 행하기 위해, 샤프트를 중공으로 함과 동시에 구멍부에 코어 심(芯)을 형성하면서 천공하는 코어 비트를 이용하면, 부스러기량을 감소시킬 수 있고, 또한 이 구멍을 통해 물이나 기체 등의 유 체를 외부로부터 천공 개소에 송출하여, 부스러기를 배출시킬 수 있다.

그러나, 물을 송출하여 부스러기를 배출시키는 종래의 습식 공법에서는, 작업 개소 주위가 물에 잠기거나, 미세 분말형상의 부스러기를 포함한 오수가 비산하여 주변을 오염시키고, 또한 천공 장치에 추가로 청소 장치가 필요해지는 등의 문제가 있어 바람직하지 않다.

또한, 상술한 예컨대 3 ∼ 15 ㎜ 정도의 직경이 작은 천공 공구의 경우에는 코어 비트로 할 수 없기 때문에, 직경이 작은 구멍에 대해서 대량의 부스러기가 발생하고, 또한 부스러기를 배출시키기 위한 유체를 천공한 구멍의 개구부를 통해서가 아니면 송출할 수 없기 때문에, 발생한 부스러기를 배출시키는 것도 매우 곤란해진다.

즉, 종래의 천공 장치에서는, 직경이 작은 깊은 구멍을 형성하는 것이 곤란하며, 구멍이 깊어짐에 따라 천공 효율이 저하될 뿐만 아니라, 구멍의 직경에 의해서는 목적으로 하는 깊이까지 천공할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 이와 같은 천공 장치는, 천공 공구와 회전 구동 장치뿐만 아니라, 유체를 송출하기 위한 콤프레서 등의 장치도 필요하기 때문에, 장치 전체가 대형화되는 문제가 있었다.

본 발명은, 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 천공 개소에서 발생하는 부스러기를 매우 원활하게 배출하여, 양호한 천공 효율을 유지하고, 매우 용이하게 피삭물에 구멍부를 형성하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 천공 장치는, 샤프트와, 이 샤프트의 선단부에 고정된 원반형상의 비트를 갖는 공구와, 이 공구를 회전 구동하는 회전 구동 장치를 구비하고, 절삭 부스러기가 분말형상이 되는 취성 피삭재에 구멍부를 형성하는 천공 장치로서, 공구에는, 샤프트의 외주면에 상기 비트의 선단까지 연장되는 나선형 홈부가 형성되어 있고, 회전 구동 장치에 의해 250 m/min 이상의 주속(周速)으로 회전된다.

이 발명에 의하면, 비트의 회전에 의해 피삭물을 연삭하여 구멍부를 형성함과 동시에, 샤프트가 고속 회전함으로써 나선형 홈부가 구멍부 내에 기류를 발생시킨다.

본 발명의 제 2 실시형태에 관한 천공 장치는, 제 1 실시형태의 천공 장치에서, 나선형 홈부가, 회전 구동 장치에 의한 회전 방향의 후방측으로 향하고 샤프트 후단측으로 향하는 경사에 의해, 공구의 회전과 함께 샤프트의 선단측으로부터 후단측으로 향하는 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 설치되어 있다.

이 발명에 의하면, 샤프트의 고속 회전에 의해 공구 선단측으로부터 후단측으로 향하는 기류가 발생하고, 이 기류에 의해 구멍부 내의 분말형상 절삭 부스러기가 구멍부 밖으로 배출된다. 따라서 천공 부분에 절삭 부스러기가 체류하여 천공을 방해하지 않고, 종래에 형성이 곤란했던 직경이 작은 깊은 구멍을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 천공과 동시에 절삭 부스러기가 천공 부분으로부터 배출되기 때문에, 절삭 부스러기를 배출하기 위해 유체를 천공 부분에 송출하는 장치나, 유체를 송출하기 위한 특별한 구조가 불필요하여, 천공 장치 전체의 간이화, 에너지 절감이 실현된다.

본 발명의 제 3 실시형태에 관한 천공 장치는, 제 1 또는 제 2 실시형태의 천공 장치에서, 공구에, 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 비트 근방과 샤프트 후단측의 대기와를 연통하는 관통홀이 형성되어 있다.

이 발명에 의하면, 구멍부 내벽과 샤프트와의 사이에 샤프트의 고속 회전에 의한 일방향의 기류가 발생하는 한편, 공구에 천공 부분과 구멍부 밖의 대기와를 연통시키는 관통홀을 형성함으로써, 관통홀 내에 역방향의 기류가 발생하기 때문에, 공기의 흐름이 원활해진다. 예컨대, 샤프트의 고속 회전에 의해 구멍부 내벽과 샤프트와의 사이에 배기류가 발생하는 경우에는, 이 관통홀 내에 흡기류가 발생한다. 또한, 이 관통홀을 통하여, 공기 등의 기체, 물이나 알코올 등의 액체, 미스트 등을 송출할 수도 있고, 보다 효율적으로 부스러기를 배출시킬 수 있을 뿐만 아니라, 천공 부분의 냉각도 가능해진다.

본 발명의 제 4 실시형태에 관한 천공 장치는, 제 1 실시형태의 천공 장치에서, 나선형 홈부가, 회전 구동 장치에 의한 회전 방향 후방측으로 향하고 샤프트 선단측으로 향하는 경사에 의해, 공구의 회전과 함께 공구의 후단으로부터 선단으로 향하는 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 설치되고, 공구에, 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 비트의 선단측과 샤프트의 후단측의 대기와를 연통하는 관통홀이 형성되어 있다.

이 발명에 의하면, 구멍부 내벽과 샤프트와의 사이에 샤프트의 고속 회전에 의한 흡기류가 발생하는 한편, 공구에, 천공 부분과 구멍부 밖의 대기와를 연통시키는 관통홀을 형성함으로써, 관통홀 내에 배기류가 발생하기 때문에, 공기의 흐름 이 원활해짐과 동시에, 절삭 부스러기를 관통홀로부터 배출시키면서, 피삭물을 천공할 수 있다. 따라서, 관통홀을 통하여 절삭 부스러기를 회수할 수 있기 때문에, 절삭 부스러기를 비산시키지 않고 천공을 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 5 실시형태에 관한 천공 공구는, 샤프트와, 샤프트의 선단부에 고정된 원반형상의 비트를 갖고, 샤프트의 외주면에 비트의 선단까지 연장되는 나선형 홈부가 형성되어 있고, 250 m/min 이상의 주속으로 회전됨으로써, 절삭 부스러기가 분말형상이 되는 취성 피삭재에 구멍부를 형성한다.

이 발명에 의하면, 비트의 회전에 의해 피삭물을 연삭하여 구멍부를 형성함과 동시에, 샤프트가 고속 회전함으로써 나선형 홈부가 구멍부 내에 기류를 발생시킨다.

본 발명의 제 6 실시형태에 관한 천공 공구는, 제 5 실시형태의 천공 공구에서, 나선형 홈부가, 회전 방향의 후방측으로 향하고 샤프트 후단측으로 향하는 경사에 의해, 회전과 동시에 샤프트의 선단으로부터 후단으로 향하는 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 설치되어 있다.

이 발명에 의하면, 고속 회전시킴으로써, 공구 선단측으로부터 후단측으로 향하는 기류를 발생시키는 천공 공구를 얻을 수 있다. 즉, 이 기류에 의해 구멍부 내의 분말형상 절삭 부스러기를 구멍부 밖으로 배출할 수 있기 때문에, 천공 부분에 절삭 부스러기가 체류하여 천공을 방해하지 않고, 종래에 형성하기 곤란했던 직경이 작은 깊은 구멍을 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명의 제 7 실시형태에 관한 천공 공구는, 제 5 또는 제 6 실시형태의 천공 공구에서, 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 비트 근방과 샤프트의 후단측의 대기와를 연통하는 관통홀이 형성되어 있다.

이 발명에 의하면, 천공시에 고속 회전됨으로써, 구멍부 내벽과 샤프트와의 사이에 샤프트의 고속 회전에 의한 일방향의 기류를 발생시키는 한편, 관통홀 내에 역방향의 기류가 발생하기 때문에, 원활하게 배기 흡입을 행하면서 천공이 가능해진다. 예컨대, 샤프트의 고속 회전에 의해 구멍부 내벽과 샤프트와의 사이에 배기류가 발생하는 경우에는, 이 관통홀 내에 흡기류가 발생하여, 원활하게 절삭 부스러기가 배출된다. 또한, 이 관통홀을 통하여, 공기 등의 기체, 물이나 알코올 등의 액체, 미스트 등을 송출할 수도 있고, 보다 효율적으로 부스러기를 배출시킬 수 있을 뿐만 아니라, 천공 부분의 냉각도 가능해진다.

본 발명의 제 8 실시형태에 관한 천공 공구는, 제 5 실시형태의 천공 공구에서, 나선형 홈부가, 회전 방향 후방측으로 향하고 샤프트 선단측으로 향하는 경사에 의해, 회전과 함께 샤프트의 후단으로부터 선단으로 향하는 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 설치되어 있음과 동시에, 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 비트 근방과 샤프트의 후단측의 대기와를 연통하는 관통홀이 형성되어 있다.

이 발명에 의하면, 천공시의 고속 회전에 의해, 구멍부 내벽과 샤프트와의 사이에 흡기류를 발생시키는 한편, 관통홀 내에 배기류가 발생하기 때문에, 절삭 부스러기를 관통홀로부터 배출시키면서 천공하는 것이 가능해진다. 따라서, 관통홀을 통하여 절삭 부스러기를 회수할 수 있어, 절삭 부스러기를 비산시키지 않고 천공을 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 9 실시형태에 관한 천공 공법은, 샤프트의 선단에 비트가 고정된 천공 공구를 회전 구동하여, 절삭 부스러기가 분말형상이 되는 취성 피삭재에 구멍부를 형성하는 천공 공법으로서, 천공 공구의 회전에 의해, 비트 근방과 샤프트 후단측의 대기와의 사이를 흐르는 기류를 발생시키면서 천공한다.

이 발명에 의하면, 비트의 회전에 의해 피삭물을 연삭하여 구멍부를 형성함과 동시에, 구멍부 내에 기류를 발생시키기 때문에, 이 기류에 의해 예컨대, 구멍부 밖으로부터 천공 부분으로 물 등의 유체를 송출하거나, 분말형상의 절삭 부스러기를 구멍부 밖으로 배출시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 10 실시형태에 관한 천공 공법은, 청구항 9 의 천공 공법에서, 천공 공구의 회전에 의해 생기는 기류가, 천공 공구의 바깥측을 선단측으로부터 후단측으로 향하여 흐르는 배기류이다.

이 발명에 의하면, 천공시에 배기류를 발생시키기 때문에, 이 배기류에 의해 천공 부분으로부터 절삭 부스러기를 구멍부 밖으로 배출시킬 수 있고, 절삭 부스러기의 체류 때문에 천공이 불가능해지는 것을 방지하여, 원활하게 천공하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 11 실시형태에 관한 천공 공법은, 제 9 또는 제 10 실시형태의 천공 공법에서, 천공 공구를 선단측으로부터 후단측까지 관통하는 관통홀 내에, 천공 공구의 회전에 의해 발생하는 기류와는 역방향의 기류를 흘려보낸다.

이 발명에 의하면, 관통홀을 갖는 천공 공구의 내주측과 외주측에서, 천공 공구에 의해 분단된 기류가 서로 반대 방향으로 원활하게 흐르기 때문에, 보다 효율적으로 절삭 부스러기를 배출할 수 있다.

본 발명의 제 12 실시형태에 관한 천공 공법은, 제 9 실시형태의 천공 공법에서, 천공 공구의 회전에 의해 발생하는 기류가, 천공 공구의 바깥측을 후단측으로부터 선단측으로 향하여 흐르는 흡기류로서, 천공 공구를 선단측으로부터 후단측까지 관통하는 관통홀 내에, 흡기류와는 역방향의 배기류를 흘려보낸다.

이 발명에 의하면, 배기류가 흐르는 관통홀을 통하여, 절삭 부스러기를 천공 부분으로부터 피삭물 외부로 배출시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 의한 천공 장치 전체를 나타내는 측면도이다.

도 2 는 본 발명의 실시형태에 의한 천공 공구의 요부를 나타내는 사시도이다.

도 3 은 본 발명의 다른 실시형태에 의한 천공 장치 전체를 나타내는 측면도이다.

도 4 는 본 발명의 천공 공구와 종래의 천공 공구와의 각 비트 직경에서의 천공 능력의 비교를 나타내는 도면이다.

도 5 는 본 발명의 천공 공구와 종래의 천공 공구와의 천공 깊이를 따른 천공 능력의 비교를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2 에서, 부호 10 은 천공 장치이고, 부호 20 은 이 천공 장치 (10) 에서 피삭물 (C) 에 맞닿아 천공하는 천공 공구 (13) 를 회전 구동하는 다이렉트 모터 (회전 구동 장치) 이다. 이 천공 장치 (10) 는, 다이렉트 모터 (20) 를 내부에 갖는 하우징 (16) 에 고정된 파지부 (30) 를 구비하고, 손에 쥐어 천공 작업을 행할 수 있는 핸디 드릴 (10) 이고, 파지부 (30) 에 설치된 트리거 (31) 의 조작에 의해 온오프 조작을 행할 수 있도록 구성되어 있다.

다이렉트 모터 (20) 는, 하우징 (16) 내에 배치되어 있는 원통형상 로터 (17) 및 로터 (17) 의 주위에 설치된 원통형상 스테이터 (18) 로 구성되어 있다. 로터 (17) 의 중심에 형성된 삽입 통과 구멍 (17a) 에는, 원주형상 회전축 (11) 이 압입되어 있다. 회전축 (11) 은 하우징 (16) 의 상벽부 (16a) 및 하벽부 (16b) 의 내측에 배치된 축받이 (19a, 19b) 에 의해 그 양단부가 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 즉, 축받이 (19a, 19b) 는 로터 (17) 의 중심에 삽입 통과된 회전축 (11) 의 상하단부 근방을 지지하도록 되어 있고, 회전축 (11) 및 이 회전축 (11) 이 삽입 통과된 로터 (17) 에 작용하는 스러스트 방향의 힘과 레이디얼 방향의 힘을 받는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 또한, 하우징 (16) 의 후단부에는 회전축 (11) 의 후단부를 수용하는 상부 하우징 (21) 이 부착되어 있다.

부호 25 는, 다이렉트 모터 (20) 의 하우징 (16) 내에서의 도면의 상방측에서, 회전축 (11) 에 접촉하도록 그 둘레 방향으로 배치된 브러시부이다. 다이렉트 모터 (20) 는, 이 브러시부 (25) 를 통하여 파지부 (30) 내부에 내장된 전원 (도시 생략) 으로부터 구동 전류를 공급받아서 구동한다. 또한, 이 다이렉트 모터 (20) 에는 본 실시형태에서는 브러시 부착 모터를 이용하고 있지만, 브러시 비부착 모터를 이용해도 된다.

다이렉트 모터 (20) 의 중심에 구비된 회전축 (11) 의 선단부에는, 어댑터 (12) 를 통하여 천공 공구 (13) 가 탈착 가능하게 연결되어 있다. 회전축 (11) 에 직결된 천공 공구(13) 는 샤프트 (14) 의 선단부에 비트 (15) 가 고정된 구조로 되어 있다. 샤프트 (14) 는 기류의 형성을 위해 구멍부 (H) 의 내벽과 샤프트 (14) 사이에 공간이 필요하기 때문에, 비트 (15) 보다 작은 직경의 봉형상 부재로 이루어지고, 외주면에는 나선형 홈부 (14a) 가 형성되어 있다. 이 홈부 (14a) 의 개수나 꼬임각 등은, 일반적인 트위스트 드릴과 마찬가지로 형성하면, 효율적으로 기류를 발생시킬 수 있어 바람직하다.

또한, 도 1 및 도 2 에 나타내는 천공 공구 (13) 는, 홈부 (14a) 가 회전 방향 후방측으로 향하고 후단측으로 향하는 나선형에, 즉 감는 방향이 오른쪽 나사형상으로 형성되어 있어, 천공 공구 (13) 를 우회전시킴으로써, 샤프트 (14) 를 따라서 비트 (15) 근방에서 후단측으로 흐르는 배기류를 발생시킬 수 있다. 이와는 반대로, 회전 방향 전방측으로 향하고 후단측으로 향하는 나선형상, 즉 왼쪽으로 감는 홈부를 형성하여 우회전되는 샤프트를 이용하면, 샤프트를 따라서 선단측으로 흐르는 흡기류를 발생시킬 수 있다.

비트 (15) 는 예컨대, 다이아몬드 지립(砥粒)을 메탈 본드 혹은 전착 본드, 레진 본드 등을 바인더재로하여 굳힌 다이아몬드 비트로서, 도 2 에 나타내는 바와 같이 일부분을 베어낸 절결부 (15a) 를 갖는 원반형상으로 형성되어 있다. 샤프트 (14) 와 비트 (15) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 홈부 (14a) 의 골 부분과 절결부 (15a) 가 축 방향으로 연속되도록, 둘레 방향 위치를 일치시켜 고정되어 있다.

다음으로, 상기 구성의 핸디 드릴 (10) 을 이용한 피삭물 (C) 의 천공에 대하여 설명한다. 또한, 이 핸디 드릴 (10) 은 비트 (15) 에 의해 분체형상 부스러기 (W) 를 발생하는 콘크리트, 유리 등의 취성 재료의 천공에 적합한 것이다.

우선, 피삭물 (C) 의 소정의 개구할 위치에, 회전축 (11) 의 축선이 일치하도록 핸디 드릴 (10) 을 배치한다. 그리고, 트리거 (31) 의 조작에 의해 다이렉트 모터 (20) 의 브러시부 (25) 를 통하여 로터 (17) (혹은 스테이터 (18)) 의 코일에 통전시키고, 로터 (17) 를 고속 회전시킨 상태에서 핸디 드릴 (10) 을 회전축 (11) 의 축 방향으로 전진시키고, 비트 (15) 를 소정의 압력으로 피삭물 (C) 의 표면에 맞닿게 하면, 비트 (15) 의 선단측 면이 분체형상 부스러기 (W) 를 생성하면서 피삭물 (C) 을 연삭하고, 피삭물 (C) 에는 비트 (15) 의 크기를 따른 구멍부 (H) 가 형성된다.

또한, 핸디 드릴 (10) 을 전진시켜, 원통형상이 된 구멍부 (H) 내에 천공 공구 (13) 의 샤프트 (14) 가 삽입되면, 나선형 홈부 (14a) 의 고속 회전에 의해, 도 2 에 나타내는 화살표와 같이 구멍부 (H) 내벽과 샤프트 (14) 사이의 공기가 이동되어, 샤프트 (14) 를 따라서 후방으로 향하는 강력한 배기류가 발생한다.

이 기류에 의해, 분체형상 부스러기 (W) 는 강제적으로 또한 원활하게 후방으로 흐르게 되어, 구멍부 (H) 밖으로 배출된다. 이 때, 샤프트 (14) 를 주속 250 m/min 이상, 바람직하게는 400 m/min 으로 회전시킴으로써, 부스러기 (W) 를 배출하는 데 충분한 속도의 기류를 발생시키는 것이 가능해졌다.

또한, 이 강력한 배기류의 발생에 의해, 구멍부 (H) 내가 부압이 되어, 천공 공구 (13 (핸디 드릴 (10)) 가 전진하는 방향으로 인장된다.

이상과 같이, 피삭물 (C) 에 천공하는 비트 (15) 를, 외주면에 나선형 홈부 (14a) 를 갖는 샤프트 (14) 의 선단에 고정시켜 천공 공구 (13) 를 구성하고, 이 천공 공구 (13) 를 고속 회전시켜 피삭물 (C) 을 천공함으로써, 형성되는 구멍부 (H) 내에, 부스러기 (W) 를 배출시키는 강력한 기류를 발생시킬 수 있다. 이 구성에 의해, 종래 이 종류의 천공 장치에서 필요했던 부스러기 (W) 배출용 송기 (송수) 장치가 불필요해질 뿐만 아니라, 종래의 송기 장치에서는 부스러기 (W) 를 배출할 수 없어 천공이 불가능했던 직경이 작은 깊은 구멍인 경우에도, 효율적으로 확실하게 부스러기 (W) 를 배출시키는 것이 가능해진다.

즉, 천공에 방해가 되는 구멍부 (H) 내의 부스러기 (W) 를 확실하게 배출시키면서 천공할 수 있기 때문에, 보다 깊은 구멍부 (H) 를 형성하는 것이 가능해진다.

도 3 에 본원 발명에 의한 다른 실시형태를 나타낸다. 또한, 도 1 과 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 3 에서, 부호 40 은, 천공 공구 (43) 를 회전 구동함으로써 피삭물을 천공할 수 있는 천공 장치이다. 이 천공 공구 (43) 는, 홈부 (44b) 가 형성된 샤프트 (44) 의 선단부에, 비트 (45) 가 고정된 구성으로 되어 있고, 샤프트 (44) 및 비트 (45) 에는, 축 방향으로 관통하는 관통홀 (44a, 45a) 이 형성되어 있다.

천공 공구 (40) 는 회전 축 (41) 에 고정되어 있고, 이 회전 축 (41) 과 회전 축 (41) 의 후단부를 수용하는 상부 하우징 (51) 에는, 관통홀 (44a, 45a) 에 연통하는 관통홀 (41a, 51a) 이 형성되어 있다. 즉, 관통홀 (44a, 45a, 41a, 51a) 에 의해, 피삭물의 천공 부분 근방이 외부와 연통되게 된다. 또한, 비트 (45) 에, 샤프트 (44) 의 관통홀 (44a) 부분까지 베어져 있는 절결부가 형성되어 있는 경우에는, 비트 (45) 의 관통홀 (45a) 은 형성하지 않아도 된다.

이 천공 공구 (40) 를 회전 구동시켜 천공 작업을 행하면, 샤프트 (44) 에 회전 방향 후방측으로 향하여 후단측으로 향하는 나선형으로 홈부가 형성되어 있는 경우에는, 샤프트 (44) 를 따라서 배기류가 발생하여 부스러기를 배출시키는 한편, 관통홀 (44a, 45a, 41a, 51a) 을 통하여 외부로부터 천공 부분으로의 흡기가 발생한다. 즉, 이 관통홀 (44a, 45a) 을 형성함으로써, 배기류와 흡기류가 샤프트 (43) 에 의해 분단되기 때문에, 보다 원활하게 부스러기를 배출시키는 것이 가능해진다.

또한, 외부 기기로부터 이 관통홀 (44a, 45a, 41a, 51a) 을 통하여 천공 부분으로 기체나 액체, 미스트 등을 강제적으로 송출해도 되어, 보다 원활한 부스러기의 배출, 천공이 가능해질 뿐만 아니라, 물이나 알코올 등을 송출함으로써 천공 부분의 피삭물이나 비트 (45) 를 냉각시키는 것도 가능해진다.

또한, 샤프트 (44) 에 회전 방향 전방측으로 향하고 후단측으로 향하는 나선형으로 홈부가 형성되어 있는 경우에는, 샤프트 (44) 를 따라서 흡기류가 발생하고, 이를 따라서 관통홀 (44a, 45a, 41a, 51a) 을 통하여 천공 부분으로부터 외부 로의 배기류가 발생한다. 천공 부분에서 발생하는 분말형상 절삭 부스러기는, 이 배기류와 함께 각 관통홀을 통하여 외부로 배출되기 때문에, 이 관통홀로부터 회수할 수 있어, 천공 부분 주변으로 비산하여 작업 현장을 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 절삭 부스러기를 회수하여 피삭물의 상태를 확인하는 작업도 용이하게 행할 수 있다.

(실시예)

도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 천공 공구 (샤프트 바깥둘레에서 배기하는 타입) 와 종래의 천공 공구 (비코어 타입) 를 이용한 천공 능력의 비교 실험을 행하였다. 비교시 천공 조건은 이하와 같이 하였다.

ㆍ피삭재: 무근 콘크리트 블록

ㆍ천공: 건식 천공

ㆍ비트 직경: 종래품과 발명품에 대하여, 각각 Φ6.4 ㎜, Φ10.5 ㎜, Φ12.7 ㎜ 의 3 종류

도 4 는 주속(周速)을 달리하여 천공을 행했을 때의 각 공구의 천공 속도를 나타내는 그래프이다. 천공 속도는 깊이 50 ㎜ 의 구멍을 천공하는 데 필요한 시간을 측정하고, 그 측정 결과에서 1 분당 공구가 전진할 수 있는 거리로 나타냈다. 따라서, 천공 속도의 수치가 클수록 천공 공구로서 우수하게 된다.

이 도 4 로부터, 동일 직경의 공구로 비교하면 어느 직경의 공구에서나 발명품이 종래품보다 천공 속도가 빠르고, 발명품으로서는 가장 천공 속도가 느린 Φ12.7 ㎜ 의 공구도 종래품과 동등 이상의 속도로 천공할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 비트 직경이 작을수록 발명품과 종래품의 차가 커지는 이유는, 구멍이 작은 직경일수록 미세 분말형상 부스러기가 배출되기 어려워, 본 발명의 공구에 의한 배기류에 의한 배출 효과가 현저해지기 때문이며, 깊이 50 ㎜, 직경 Φ12.7 ㎜ 정도의 구멍이면 종래품을 이용한 경우에도 부스러기가 잘 배출되기 때문인 것으로 생각된다.

또한, Φ6.4 mm 의 종래품은, 주속을 550 m/min 으로 하면 비트가 결락되어, 천공할 수 없었다. 이것은, 구멍 내부로부터 부스러기가 배출되지 않고 회전 저항이 커지기 때문이라고 생각된다.

도 5 는, 발명품 및 종래품의 비트 직경 Φ6.4 ㎜ 의 공구에 대하여, 각각 주속을 250 m/min, 500 m/min 으로 하고, 천공 깊이가 다른 경우의 천공 속도의 차를 나타내는 그래프이다.

이 도 5 로부터, 어느 공구나 천공 깊이가 클수록 천공 속도가 느려지는 경향이 있지만, 천공 깊이 15 ㎜ 를 초과하면 여실히 천공 속도가 저하되는 종래품에 비해, 발명품에서는 거의 변화가 없음을 알 수 있다.

즉, 종래 공구에서는 천공 구멍이 깊어질수록 구멍 내부로부터 부스러기가 배출되지 않기 때문에, 공구를 전진시키는 것이 곤란해지지만, 발명품에서는 깊이에 상관없이 부스러기가 확실하게 구멍으로부터 배출되기 때문에, 깊게 천공해도 마찬가지로 공구를 전진시킬 수 있기 때문이다.

또한, 상기 실시형태에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 일예로서, 본 발명의 취지에서 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양한 변경이 가능하다. 도시한 것에서는, 비트 (15 (45)) 의 절결부 (15a) 는 1 개소 설치되어 있을 뿐이지만, 비트 (15) 의 강도나 천공 능력을 저하시키지 않는 범위에서, 샤프트 (14) 의 홈부 (14a) 의 개수에 맞추어 2 개소 혹은 그 이상 설치하는 구성이어도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 천공 장치를, 파지하여 천공 작업을 행하는 핸디 드릴로 하였지만, 피삭물에 고정되는 기초대를 구비하여, 고정 상태에서 천공할 수 있는 구성으로 해도 되는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 천공 장치에 의하면, 천공시 발생하는 기류를 이용하여, 절삭 부스러기의 배출이나 회수용 등의 주변 장치나 기구를 별도 설치하지 않아도, 절삭 부스러기의 배출ㆍ회수나, 천공용 유체의 공급 등을 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태에 관한 천공 장치에 의하면, 샤프트의 고속 회전에 의해 발생하는 배기류에 의해, 구멍부 내의 분말형상 절삭 부스러기가 구멍부 밖으로 배출되기 때문에, 천공 부분에 절삭 부스러기가 체류하여 천공을 방해하지 않아, 종래에 형성이 곤란했던 직경이 작은 깊은 구멍도 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 천공과 동시에 절삭 부스러기가 천공 부분으로부터 배출되기 때문에, 절삭 부스러기를 배출하기 위해 유체를 천공 부분에 송출하기 위한 주변 장치나, 유체를 송출하는 특별한 구조가 불필요하여, 천공 장치 전체의 간이화, 에너지 절감이 실현된다.

본 발명의 제 3 실시형태에 관한 천공 장치에 의하면, 공구 외주측과 관통홀 내에서 역방향의 기류가 원활하게 흐르기 때문에, 절삭 부스러기의 배출이나 회수, 유체의 공급을 보다 원활하게 행할 수 있다.

본 발명의 제 4 실시형태에 관한 천공 장치에 의하면, 공구 외주측과 관통홀 내에서 역방향의 기류가 원활하게 흐르기 때문에, 절삭 부스러기를 비산시키지 않고 관통홀을 통하여 용이하게 회수할 수 있어, 작업 환경을 오염시키지 않는 천공 작업이 가능해진다.

본 발명의 제 5 실시형태에 관한 천공 공구에 의하면, 절삭 부스러기의 배출이나 회수용 등의 장치나 기구를 별도로 설치하지 않아도, 천공시 발생하는 기류를 이용하여, 절삭 부스러기의 배출ㆍ회수나, 천공용 유체의 공급 등을 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 제 6 실시형태에 관한 천공 공구에 의하면, 천공과 함께 구멍부 내의 분말형상 절삭 부스러기를 구멍부 밖으로 배출할 수 있기 때문에, 천공 부분에 절삭 부스러기가 체류하여 천공을 방해하지 않고, 종래에 형성이 곤란했던 직경이 작은 깊은 구멍을 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명의 제 7 실시형태에 관한 천공 공구에 의하면, 공구 외주측과 관통홀 내에서 역방향의 기류가 발생하기 때문에, 원활하게 배기 흡입을 행하면서 천공이 가능해진다.

본 발명의 제 8 실시형태에 관한 천공 공구에 의하면, 공구 외주측과 관통홀 내에서 역방향의 기류가 원활하게 흐르기 때문에, 절삭 부스러기를 비산시키지 않 고 관통홀을 통하여 용이하게 회수할 수 있어, 작업 환경을 오염시키지 않는 천공 작업이 가능해진다.

본 발명의 제 9 실시형태에 관한 천공 공법에 의하면, 천공과 함께 발생시키는 기류에 의해, 예컨대 분말형상 절삭 부스러기를 구멍부 밖으로 배출시키거나, 구멍부 밖으로부터 천공 부분으로 물 등의 기체를 송출하는 것이 용이해진다.

본 발명의 제 10 실시형태에 관한 천공 공법에 의하면, 천공시 발생시키는 배기류에 의해, 천공 부분으로부터 절삭 부스러기를 구멍부 밖으로 용이하게 배출시키고, 절삭 부스러기의 체류 때문에 천공이 불가능해지는 것을 방지하여, 직경이 작은 깊은 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 11 실시형태에 관한 천공 공법에 의하면, 관통홀을 갖는 천공 공구의 내주측과 외주측에서, 천공 공구에 의해 분단된 기류가 서로 반대 방향으로 원활하게 흐르기 때문에, 보다 효율적으로 절삭 부스러기를 배출할 수 있어, 원활하게 직경이 작은 깊은 구멍을 형성할 수 있다.

본 발명의 제 12 실시형태에 관한 천공 공법에 의하면, 배기류가 흐르는 관통홀을 통하여, 절삭 부스러기를 천공 부분으로부터 피삭물 외부로 배출시킬 수 있기 때문에, 예컨대 이 관통홀에 절삭 부스러기의 회수 수단을 접속시킴으로써, 절삭 부스러기를 비산시키지 않고 회수할 수 있다.

Claims (12)

1. 샤프트와, 이 샤프트의 선단부에 고정된 원반형상의 비트를 갖는 공구와, 이 공구를 회전 구동하는 회전 구동 장치를 구비하고, 절삭 부스러기가 분말형상이 되는 취성 피삭재에 구멍부를 형성하는 천공 장치로서,

   상기 공구에는, 샤프트의 외주면에 상기 비트의 선단까지 연장하는 나선형 홈부가 형성되어 있고, 상기 회전 구동 장치에 의해 250 m/min 이상의 주속으로 회전되는 천공 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 나선형 홈부가, 상기 회전 구동 장치에 의한 회전 방향의 후방측으로 향하고 상기 샤프트 후단측으로 향하는 경사에 의해, 상기 공구의 회전과 함께 상기 샤프트의 선단측으로부터 후단측으로 향하는 상기 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 공구에, 상기 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 이 비트 근방과 상기 샤프트 후단측의 대기를 연통하는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 나선형 홈부가, 상기 회전 구동 장치에 의한 회전 방향 후방측으로 향하고 상기 샤프트 선단측으로 향하는 경사에 의해, 상기 공구의 회전과 함께 상기 공구의 후단으로부터 선단으로 향하는 상기 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 형성되고, 상기 공구에, 상기 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 해당 비트의 선단측과 상기 샤프트의 후단측의 대기를 연통하는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 장치.
5. 원반형상의 비트와,

   선단부에 상기 비트가 고정되고, 외주면에 상기 비트의 선단까지 연장되는 나선형 홈부가 형성된 샤프트를 갖고,

   상기 샤프트의 외주면에 있어서의 주속이 250 m/min 이상이 되는 회전속도로 회전됨으로써, 상기 나선형의 홈부가 기류를 발생시킴과 함께, 절삭 부스러기가 분말형상이 되는 취성 피삭재에 구멍부를 형성하는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 나선형 홈부가, 회전 방향의 후방측으로 향하고 상기 샤프트 후단측으로 향하는 경사에 의해, 회전과 함께 상기 샤프트의 선단으로부터 후단으로 향하는 상기 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 이 비트 근방과 상기 샤프트의 후단측의 대기를 연통하는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 나선형 홈부가, 회전 방향 후방측으로 향하고 상기 샤프트 선단측으로 향하는 경사에 의해, 회전과 함께 상기 샤프트의 후단으로부터 선단으로 향하는 상기 홈부를 따른 기류를 발생시키도록 형성되어 있음과 동시에, 상기 샤프트를 관통하여 비트의 선단에 이르러, 이 비트 근방과 상기 샤프트의 후단측의 대기를 연통하는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 공구.
9. 외주면에 나선형의 홈부가 형성된 샤프트와, 상기 샤프트의 선단에 고정된 비트를 갖는 천공 공구를 회전 구동하여, 절삭 부스러기가 분말형상이 되는 취성 피삭재에 구멍부를 형성하는 천공 공법으로서,

   상기 천공 공구를, 상기 샤프트의 외주면에 있어서의 주속이 250 m/min 이상이 되는 회전속도로 회전시켜, 상기 나선형 홈부를 따라 상기 비트 근방과 상기 샤프트 후단측의 대기 사이를 흐르는 기류를 발생시키면서 천공하는 공정을 갖는 천공 공법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 천공 공구의 회전에 의해 발생하는 상기 기류가, 상기 천공 공구의 바깥측을 선단측으로부터 후단측으로 향하여 흐르는 배기류인 것을 특징으로 하는 천공 공법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 천공 공구를 선단측으로부터 후단측까지 관통하는 관통홀 내에, 상기 천공 공구의 회전에 의해 발생하는 상기 기류와는 역방향의 기류를 흘려보내는 것을 특징으로 하는 천공 공법.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 천공 공구의 회전에 의해 발생하는 상기 기류가, 상기 천공 공구의 바깥측을 후단측으로부터 선단측으로 향하여 흐르는 흡기류이며, 상기 천공 공구를 선단측으로부터 후단측까지 관통하는 관통홀 내에, 상기 흡기류와는 역방향의 배기류를 흘려보내는 것을 특징으로 하는 천공 공법.

Images