KR100976622B1 - 천공용 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강화 타일 등과 같이 강도가 높은 피가공물에 대한 연속된 천공작업이 가능한 천공용 공구에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 천공용 공구는 내부에 절삭유가 충진되는 수용부가 구비되는 몸체와; 상기 몸체의 일 단부로부터 연장되고, 상기 몸체의 수용부와 연결되어 모세관 현상을 일으키는 유로가 형성되며, 단부에 개구부가 형성되는 천공부와; 상기 천공부의 개구부에 피가공물의 천공을 위하여 구비되는 절삭부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 고강도의 피가공물의 연속적인 천공작업이 가능하게 되고, 냉각을 위한 절삭유의 재충진을 가능하게 하며, 고강도의 피가공물에 대한 천공 작업시간을 단축과 최소의 천공용 공구로 최대의 피각공물에 대한 천공 작업의 수행을 가능하게 할 수 있다.

드릴, 천공 공구, 코어드릴, 강화타일, 경도

Description

천공용 공구{DRILL BIT}

본 발명은 강화 타일 등과 같이 강도가 높은 피가공물에 대한 연속된 천공작업이 가능한 천공용 공구에 관한 것이다.

일반적으로 천공용 공구는 피가공물에 구멍을 형성시키기 위하여 이용되고 있다. 특히 건축 분야에서 사용되는 천공용 공구는 목재 또는 금속재질의 피가공물에 구멍을 가공하기 위한 천공용 공구와 콘크리트 또는 석재 등의 피가공물에 구멍을 가공하기 위한 천공용 공구로 구분되고 있다.

이들 천공용 공구는 시공된 타일 등과 같은 건축재에 구멍을 가공하기 위하여 사용되기도 하는데, 최근 들어 바닥재로 이용되고 있는 고강도 재질의 강화 타일이 건축물 등의 디자인을 위하여 욕실의 벽체 또는 실내 공간 등의 벽체에도 시공되고 있다. 이와 같이 건축물에 시공되는 고강도의 타일 등과 같은 건축재에는 필요한 전기 또는 조명 등과 같은 설비기구나 인테리어 디자인을 위한 악세서리 등과 같은 다양한 물품의 장착을 위하여 천공작업이 수행되어야만 한다.

그러나, 종래의 콘크리트용 드릴비트(Drill bit :천공용 공구)는 고강도 재질의 건축재(예를 들어, 고강도 타일 등)를 가공하기에는 내구성(강도 등)이 고강 도 재질의 건축재에 비하여 그리 크게 이루어지고 있지 않다. 그리고, 종래의 콘크리트용 드릴비트는 피가공물의 천공시 마찰에 의한 열이 발생하게 되는데, 이때 발생하는 마찰열로 인하여 고강도의 피가공물이 천공되지도 전에 드릴비트는 열적 변형이 발생하여 천공을 위한 절삭날이 금방 무디어지고, 결국 사용할 수 없게 된다.

이러한 문제로 인하여 하나의 위치에 천공 작업을 위해서는 여러 개의 드릴비트가 소요되어야만 하는 문제가 있다. 또한, 각 드릴비트를 이용한 천공 작업에 있어서도 발생하는 마찰열로 인한 드릴비트의 손상을 감소시키기 위하여 연속적인 천공작업을 수행할 수 없다. 다시 말해서, 최소한의 드릴비트로 최대한의 피가공물을 천공하기 위해서는 천공시 발생하는 마찰열을 식히기 위하여 작업 중단하는 횟수가 많기 때문에 작업시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 천공용 공구에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 일 목적은 고강도의 피가공물의 연속적인 천공작업이 가능하도록 하는 데에 있다.

본 발명의 다른 일 목적은 피가공물의 연속적인 천공작업에 따른 마찰열로 인한 손상을 최대한 억제하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 마찰로 인한 온도상승을 억제하기 위하여 충진되는 절삭유의 재충진이 가능하도록 하는 데에 있다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 천공용 공구는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명은 기본적으로 유로 내부로 유입되는 절삭 칩에 의해 모세관 구조의 유로가 형성되고, 절삭 칩에 의해 형성되는 모세관 구조의 유로로 인해 발생하는 모세관 작용으로 내부에 충진된 절삭유가 천공을 위한 절삭영역으로 배출 가능하도록 구성되는 것을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 천공용 공구는 내부에 절삭유가 충진되는 수용부가 구비되는 몸체와; 몸체의 일 단부로부터 연장되고, 그 내부에 상기 밀폐된 구조의 수용부와 연결되는 유로가 형성되며, 그 단부에는 유로와 연결되는 개구부가 형성되는 천공부와; 천공부의 개구부 둘레를 따라 피가공물의 천공을 위하여 구비되는 절삭부를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 천공부의 유로는 외부 압력 또는 중력에 의해 수용부에 충진된 절삭유가 외부로 배출되지 않도록 작은 직경으로 형성되고, 천공시 유로의 내부로 유입된 칩에 의해서 모세관 구조의 유로가 형성되며 절삭유가 모세관 작용에 의해 배출되게 구성될 수도 있다.

여기서, 몸체는 전동공구에 탈부착 가능하도록 수용부와 마주하는 내부 위치에 체결부가 더 구비되며, 상기 체결부와 수용부는 구획부에 의해 독립된 공간을 형성하도록 구성될 수도 있다.

이 경우, 구획부는 체결부와 수용부의 공간을 밀폐하도록 착탈 가능하게 결합되는 마개부재로 구성될 수도 있다. 다른 한편, 구획부는 몸체와 일체로 이루어지도록 구성할 수도 있다.

한편, 절삭부는 다이아몬드 강으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 천공부는 개구부가 형성된 단부의 외부면에 나선부가 더 구비될 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 고강도의 피가공물의 연속적인 천공작업이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 마찰로 인한 온도상승을 억제하기 위하여 충진되는 절삭유의 재충진을 가능하도록 구성할 수 있고, 이로 인해, 천공용 공구의 재사용을 가능하게 할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 피가공물의 연속적인 천공작업에 따른 마찰열로 인한 손상을 최대한 억제할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 고강도의 피가공물에 대한 천공 작업시간을 단축할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 최소의 천공용 공구로 최대의 피각공물에 대한 천공 작업의 수행이 가능하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 천공용 공구에 대하여 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 유로 내부로 유입되는 절삭 칩에 의해 모세관 구조의 유로가 형성되고, 절삭 칩에 의해 형성되는 모세관 구조의 유로로 인해 발생하는 모세관 작용으로 내부에 충진된 절삭유가 천공을 위한 절삭영역으로 배출 가능하도록 구성되는 것을 기초로 한다.

도 1a 및 도 1b에는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공용 공구(100)가 도시되어 있다. 상기 천공용 공구(100)는 전동공구(10)에 장착되는 몸체(110)의 일 단부에서 연장되어 천공부(120)가 형성되도록 구성할 수 있다. 상기 몸체(110)는 내부에 절삭유가 충진되는 수용부(112)가 형성되고, 상기 천공부(120)의 내부에는 상기 수용부(112)와 연결되는 유로가 형성될 수 있다.

상기 천공부(120)는 피가공물(1)에 형성하고자 하는 구멍의 직경과 상응하는 외경을 가지며, 일정한 길이를 갖는 관의 형태로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 천공부(120)의 내부에 형성되는 유로(121)는 상기 수용부(112)에 충진되는 절삭유(150)가 외부의 압력(예를 들어 대기압) 또는 중력에 의해 영향을 받지 않고 충진된 상태를 유지하도록 구성될 수 있다. 그리고, 유입된 절삭 칩(1a)에 의해 발생하는 모세관 작용으로 수용부(112)에 충진된 절삭유(150)가 배출 가능한 구조로 이루어질 수 있다.

상기 천공부(120)의 단부에는 상기 유로(121)와 연결되는 개구부(122)가 형성되어 상기 수용부(112)로부터 절삭유(150)가 상기 유로(121)를 따라 이동하여 개구부(122)를 통해 피가공물(1)의 천공영역으로 배출 가능하도록 구성될 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 상기 유로(121)는 외부 압력이나 중력 등에 의해 수용부(112)로부터 공급되는 절삭유(150)가 외부로 배출되지 않도록 구성될 수 있다. 그리고, 이하 설명되는 것과 같이, 천공 작업시 상기 유로(121)로 유입되는 절삭 칩(1a)에 의해 절삭유(150)가 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.
다시 말해서, 천공 작업시 절삭 칩(1a)은 개구부(122)를 통해 상기 유로(121) 내부로 유입되고, 유로(121) 내부로 유입된 절삭 칩(1a)에 의해 모세관 구조의 유로가 형성하게 된다. 즉, 상기 유로(121) 내부로 유입된 절삭 칩(1a) 사이의 공간에 의해 형성된 모세관 구조의 유로에 의해 발생하는 모세관 작용으로 상기 절삭유(150)는 절삭영역으로 배출이 이루어지게 된다.

한편, 상기 개구부(122)의 둘레에는 절삭부(130)가 형성될 수 있는데, 상기 절삭부(130)는 도시된 것과 같이 별도의 재질로 이루어지는 부재를 상기 천공부(120)의 단부(개구부 둘레)에 결합하여 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 절삭부(130)는 일반적으로 알려진 다이아몬드 강과 같은 재질의 부재로 구성할 수도 있다. 다른 한편, 상기 절삭부(130)는 천공부(120) 자체로 형성될 수도 있다. 예를 들어 천공부(120) 전체 또는 개구부(122)의 일부 영역을 일반적으로 알려져 있는 열처리 등과 같은 과정을 통해 고강도의 강성을 갖도록 하여 절삭부(130)를 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 몸체(110)는 전동공구(10)에 착탈 가능하게 결합될 수 있도록 상기 수용부(112)와 마주하는 내부 영역에 체결부(111)가 더 구비될 수도 있다. 상 기 체결부(111)의 구성에 관한 일 예는 몸체(110)의 내부에 구멍이 형성되고, 구멍의 내부면에 나사산을 형성하여 전동공구(10)에 나사결합이 이루어지도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 몸체(110)의 어느 일 위치에는 스패너 등과 같은 공구를 이용하여 상기 몸체(110)를 전동공구(10)에 결합할 수 있도록 체결공구 적용부(113)가 더 형성될 수도 있다.

다른 한편, 상기 몸체(110)는 단순하게 몸체(110)의 외부면이 전동공구(10)에 물리어 장착되도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 몸체(110)는 원형 또는 다각형의 외관을 갖도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 몸체(110)의 내부에 형성되는 수용부(112)와 체결부(111)의 영역이 독립된 공간으로 형성될 수 있도록 구획부(140)가 구비될 수 있다. 상기 구획부(140)는 상기 몸체(110)의 일부 영역으로 형성하여 몸체(110)와 일체를 이루는 구조로 이루어질 수도 있고, 이와 달리 수용부(112)가 독립된 공간으로 체결부(111)를 이루는 공간으로부터 밀폐될 수 있도록 착탈 가능하게 결합되는 마개와 같은 부재로 이루어질 수도 있다.

상기 구획부(140)가 마개와 같은 부재로 이루어지는 경우, 상기 구획부(140)는 체결부(111)의 구조에 의해 결합이 이루어지도록 구성할 수도 있다. 예를 들어, 체결부(111)가 나사구조로 이루어지는 경우, 상기 구획부(140)의 둘레에 나사산을 형성하여 나사결합을 이루도록 구성할 수 있다. 한편, 구획부(140)가 착탈 가능한 구조로 이루어지는 경우, 상기 구획부(140)는 수용부(112)의 공간과 체결부(111)의 공간의 밀폐력을 높이기 위하여 일반적으로 알려진 밀봉구조를 적용할 수도 있다. 예를 들어, 실링을 위한 O-링 등을 구획부(140)와 수용부(112)의 내측벽 또는 체결부(111)의 내측벽 사이에 적용하여 수용부(112)에 충진되는 절삭유가 누설되지 않도록 구성할 수도 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 상기 천공용 공구(100)의 다른 실시예에서는 천공부(120)의 단부 영역, 예를 들어, 절삭부(130)와 인접한 또는 절삭부(130)와 연속되는 영역에 나선부(123)가 더 구비될 수도 있다. 상기 나선부(123)는 상기 절삭부(130)에 의해 절삭된 피가공물(1)의 절삭 칩의 배출이 원활하게 이루어지도록 구성될 수 있다. 상기 나선부(123)는 천공부(120) 자체를 성형하여 형상할 수도 있고, 또는 부재를 결합하여 형성할 수도 있다.

상기 나선부(123)의 구성 이외의 다른 구성은 상기 설명된 실시에의 구성과 같이 이루어질 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 3에 도시된 것과 같이, 상기 천공용 공구(100)는 전동공구(10)의 장착부(11)에 결합되어 피가공물(1)에 구멍을 형성시킬 수 있다. 이와 같이 전동공구(10)에 장착된 천공용 공구(100)는 전동공구(10)에 의해 회전되어, 도 4a에 도시된 것과 같이 피가공물(1)은 상기 천공부(120)에 구비되는 절삭부(130)에 의해 절삭되어 천공이 이루어지는데, 이 경우, 피가공물(1)로부터 절삭된 칩 중 일부의 칩(1a)은 개구부(122)를 통해 상기 천공부(120)의 유로(121)로 유입되고, 유로(121)의 내부로 유입된 절삭 칩(1a)은 모세관 구조를 형성하게 된다.
즉, 유로(121) 내부로 유입된 절삭 칩(1a)은 유로(121) 내부를 모세관 구조의 유로로 형성하고, 절삭유(150)는 모세관 구조에 의해 발생하는 모세관 작용(현상)으로 칩(1a)을 통과하게 되어 배출이 이루어지게 된다. 다시 말해서, 수용부(112) 내부에 위치되는 절삭유(150)는 상기 유로(121)의 내부로 유입된 칩(1a)을 매개로 하여 개구부(122)를 통해 피가공물(1)의 절삭영역(천공영역)으로 배출된다.

이때, 상기 절삭영역으로 배출된 절삭유(150a)는 피가공물(1)에 의해 발생하는 마찰열로 인해 온도가 상승하는 절삭부(130)를 냉각하게 되고, 수용부(112)의 내부에 충진된 절삭유(150)는 유로(121)를 통해 배출되면서, 절삭부(130)로부터 전달되는 열을 냉각하게 된다.

도 4b에는 피가공물(1)을 천공한 후 유로(121) 내부에 피가공물(1)의 절삭 칩(1a)이 유입된 상태를 나타낸다. 상기 설명된 것과 같이, 피가공물(1)의 천공시 발생하는 절삭 칩 중 일부 칩(1a)은 유로(121)를 따라 유입되면서, 상기 수용부(112) 내의 절삭유(150)를 밀어내고, 다른 피가공물의 천공시 발생하는 절삭 칩이 계속 유입되면, 먼저 유입된 절삭 칩은 나중에 유입되는 절삭칩에 의해 밀려 수용부(112)의 내부로 유입되어 절삭유(150)의 공급이 계속 이루어질 수 있게 된다.
다시 말해서, 절삭유(150)가 배출된 수용부(150) 또는 유로(121)의 공간은 내부로 유입되는 칩(1a)에 의해 채워지면서, 상기 절삭유(150)는 유입된 칩(1a)에 의해 발생하는 모세관 작용으로 지속적인 공급이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 구획부(140)가 착탈 가능하게 구성되는 경우, 수용부(112)의 내부에 충진된 절삭유(150)가 모두 소비된 후에는 구획부(140)를 분리하고, 내부에 유입된 절삭 칩(1a)을 제거한 후, 다시 절삭유(150)를 충진하여 재사용을 할 수 있게 된다.

상기와 같이 설명된 천공용 공구는 상기 설명된 실시예에 한하여 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공용 공구의 내부구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 1b는 도 1a에 도시된 천공용 공구의 정면도이다.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공용 공구의 내부구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공용 공구를 전동공구에 장착한 상태를 나타내는 도면이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공용 공구에 의한 피가공물의 천공작업을 설명하는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

100 ... 천공용 공구 110 ... 몸체

111 ... 체결부 112 ... 수용부

113 ... 체결공구 적용부 120 ... 천공부

121 ... 유로 122 ... 개구부

123 ... 나선부 130 ... 절삭부

140 ... 구획부 150,150a ... 절삭유

Claims (6)

1. 내부에 절삭유가 충진되며, 밀폐된 구조의 수용부가 구비되는 몸체와;

   상기 몸체의 일 단부로부터 연장되고, 그 내부에 상기 밀폐된 구조의 수용부와 연결되는 유로가 형성되며, 그 단부에는 상기 유로와 연결되는 개구부가 형성되는 천공부와;

   상기 천공부의 개구부 둘레를 따라 피가공물의 천공을 위하여 구비되는 절삭부;

   를 포함하여 구성되며,

   상기 천공부의 유로는 외부 압력 또는 중력에 의해 상기 수용부에 충진된 절삭유가 외부로 배출되지 않도록 작은 직경으로 형성되고,

   천공시 상기 유로의 내부로 유입된 칩에 의해서 모세관 구조의 유로가 형성되고, 절삭유가 모세관 작용에 의해 배출되게 구성되는 것을 특징으로 하는 천공용 공구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체는 전동공구에 탈부착 가능하도록 수용부와 마주하는 내부 위치에 체결부가 더 구비되며,

   상기 체결부와 수용부는 구획부에 의해 수용부가 밀폐된 구조로 체결부와 독립된 공간이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 천공용 공구.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 구획부는 체결부와 수용부의 공간을 밀폐하도록 착탈 가능하게 결합되는 마개부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 천공용 공구.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 구획부는 몸체와 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공용 공구.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 절삭부는 다이아몬드 강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공용 공구.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 천공부는 개구부가 형성된 단부의 외부면에 나선부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 천공용 공구.

Images