KR101291852B1 - 굴삭 공구, 굴삭 비트 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

굴삭시에 발생하는 굴삭 부스러기를 효율적으로 케이싱 파이프의 내주측으로 취입하여 외부로 배출하는 것이 가능한 굴삭 공구를 제공한다. 케이싱 톱(11)과 케이싱 파이프(15)와 로드(60)와 디바이스(40)와 굴삭 비트(20)를 구비한 굴삭 공구(10)에 있어서, 디바이스(40)에는 그 외주면에 굴삭 부스러기를 배출하는 배출 홈(46)이 형성되고, 굴삭 비트(20)는 헤드부(22)와 스커트부(23)를 갖고, 이 스커트부(23)의 내주에 디바이스(40)가 삽입 가능하게 되고, 헤드부(22)에는 그 선단부면에 개방되는 동시에 직경 방향 외측을 향해 연장되는 페이스 홈(27)과, 페이스 홈(27)의 외주 단부에 연속되고 후단부측을 향해 연장되는 연락 홈(28)과, 연락 홈(28)으로부터 스커트부(23)의 내주측에 개방되어 디바이스(40)의 배출 홈(46)으로 연통되는 취입 구멍(29)이 형성되고, 연락 홈(28)의 후단부에는 케이싱 톱(11)보다도 직경 방향 외측으로 크게 돌출된 차폐벽(35)이 형성되어 있다.

Description

굴삭 공구, 굴삭 비트 및 디바이스{DIGGING TOOL, DIGGING BIT, AND DEVICE}

본 발명은, 암반 등에 굴삭 구멍을 형성하는 동시에, 굴삭 구멍에 케이싱 파이프를 세워 넣은, 이른바 이중관 비트식의 굴삭 공구 및 이것에 이용되는 굴삭 비트, 디바이스에 관한 것이다.

일반적으로, 암반 등에 굴삭 구멍을 형성할 때에는, 원통 형상의 케이싱 파이프 내에 삽입된 로드의 선단부에 굴삭 비트를 장착한 이중관 비트식의 굴삭 공구가 다용되고 있고, 상기 로드를 통해 굴삭 비트에 회전, 추력 및 타격력을 부여하여 굴삭을 행하고, 이렇게 하여 굴삭된 굴삭 구멍에 케이싱 파이프를 세워 넣어 굴삭 구멍의 붕락(崩落)을 방지하도록 하고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조).

상세하게 서술하면, 축선 방향으로 추력과 타격력이 전달되는 케이싱 톱(casing top)과, 이 케이싱 톱의 후단부측에 접속되는 케이싱 파이프와, 이 케이싱 파이프의 내부에 동심상에 배치되어 있어, 축선 방향으로 추력과 타격력이 전달되는 동시에 회전력이 전달되는 로드와, 상기 로드의 선단부에 장착된 디바이스와, 상기 디바이스의 선단부에 상기 디바이스에 대한 회전이 구속되어 장착되는 굴삭 비트를 구비하고 있고, 로드에 의해 회전, 추력 및 타격을 디바이스에 부여함으로써, 굴삭 비트에 의해 굴삭 구멍을 형성하는 동시에, 이 굴삭 구멍에 케이싱 파이프를 세워 넣어 가는 것이다.

이러한 굴삭 공구에 있어서는, 굴삭시에 발생하는 굴삭 부스러기를 굴삭 구멍의 외부로 배출할 필요가 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1에는, 굴삭 비트의 선단부면의 중심 근방에 굴삭 부스러기의 취입 구멍을 개방시키고, 이 취입 구멍을 통해 굴삭 부스러기를 케이싱 파이프의 내주측으로 취입하여 배출하는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, 굴삭 비트의 선단부면에 직경 방향 외측을 향해 연장되는 페이스 홈을 형성하는 동시에, 굴삭 비트의 외주면에 상기 페이스 홈의 외주 단부에 연속되고, 축선 방향 후단부측으로 연장되는 홈부를 형성하고, 이 홈부와 케이싱 톱의 간극으로부터 케이싱 파이프의 내주측으로 굴삭 부스러기를 취입하여 굴삭 구멍의 외부로 배출하는 것이 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 제3726179호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 제3903881호 공보

그런데, 특허 문헌 1에 개시된 굴삭 공구에 있어서는, 굴삭 부스러기를 케이싱 파이프의 내주측으로 취입하는 취입 구멍이 굴삭 비트의 선단부면의 중심 근방에 개방되어 있으므로, 굴삭 공구의 회전에 의한 원심력에 의해 직경 방향 외측으로 이동하는 굴삭 부스러기를 케이싱 파이프의 내주측으로 취입할 수 없어, 굴삭 부스러기의 배출을 효율적으로 행할 수 없는 것과 같은 문제가 있었다.

또한, 특허 문헌 2에 개시된 굴삭 공구에 있어서는, 굴삭 비트의 선단부면에 직경 방향 외측에 향해 연장되는 페이스 홈이 형성되는 동시에 굴삭 비트의 외주면에 홈부가 형성되어 있으므로, 굴삭 공구의 회전에 의한 원심력에 의해 직경 방향 외측으로 이동하는 굴삭 부스러기를 페이스 홈으로부터 외주면의 홈부를 통해, 케이싱 톱의 내주측으로 취입하는 것이 가능해진다. 그러나 굴삭 부스러기의 일부가 굴삭 구멍의 내주면과 케이싱 톱 및 케이싱 파이프의 사이로 들어가 버릴 우려가 있었다. 이에 의해, 굴삭 저항의 증가나 굴삭 구멍, 케이싱 톱 및 케이싱 파이프의 손상이 발생하여, 케이싱 파이프를 세워 넣을 수 없게 되어 버릴 우려가 있었다.

본 발명은, 전술한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 굴삭시에 발생하는 굴삭 부스러기를 효율적으로 케이싱 파이프의 내주측으로 취입하여 외부로 배출하는 것이 가능한 굴삭 공구 및 이 굴삭 공구에 이용되는 굴삭 비트, 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하여, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 굴삭 공구는 케이싱 파이프의 선단부에 배치되는 굴삭 비트와, 상기 케이싱 파이프와 상기 굴삭 비트의 내부에 동심상에 배치되어 있어, 굴삭 장치로부터 타격력과 추력과 회전을 받는 디바이스를 구비한 굴삭 공구에 있어서, 상기 디바이스에는, 그 외주면에 굴삭시에 발생한 굴삭 부스러기를 배출하기 위한 배출 홈이 상기 축선 방향 후단부측을 향해 형성되는 동시에, 상기 축선을 따라 연장되는 유체 공급 구멍이 형성되어 있고, 상기 굴삭 비트는 상기 디바이스로부터 회전과 추력과 타격을 받는 스커트부와, 상기 디바이스의 상기 유체 공급 구멍에 연통되는 동시에 상기 굴삭 비트의 선단부면에 개방되는 유체 토출 구멍과, 상기 굴삭 비트의 선단부면에 형성되고, 직경 방향 외측을 향해 연장되는 페이스 홈과, 상기 굴삭 비트의 외주면에 형성되고, 상기 페이스 홈의 외주 단부에 연속되어 상기 축선 방향 후단부측을 향해 연장되는 연락 홈과, 이 연락 홈으로부터 상기 스커트부의 내주측에 개방되어 상기 디바이스의 상기 배출 홈으로 연통되는 취입 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 굴삭 공구에 있어서는, 굴삭 비트의 선단부면에 직경 방향 외측으로 연장되는 페이스 홈이 형성되어 있으므로, 굴삭시에 발생하는 굴삭 부스러기는 굴삭 공구의 회전에 의한 원심력 및 유체 토출 구멍으로부터 토출되는 유체의 흐름에 의해 페이스 홈을 통해 굴삭 비트의 외주측으로 이동한다. 굴삭 부스러기는, 페이스 홈의 외주 단부에 연속되어 상기 축선 방향 후단부측을 향해 연장되는 연락 홈 및 취입 구멍을 통해 디바이스의 배출 홈에 취입되고, 배출 홈으로부터 후방의 케이싱 파이프 내부를 통해 굴삭 구멍의 외부로 배출된다. 이와 같이 하여, 굴삭시에 발생하는 굴삭 부스러기를, 효율적으로 굴삭 구멍의 외부로 배출하는 것이 가능해진다.

여기서, 상기 연락 홈의 후단부에, 직경 방향 외측으로 크게 돌출된 차폐벽을 형성해도 좋다.

이 경우, 연락 홈과 굴삭 구멍의 사이의 간극을 통과하는 굴삭 부스러기가 케이싱 파이프의 외주면과 굴삭 구멍의 내주면의 사이에 인입되는 것이 방지되게 되어, 굴삭 저항의 증가나 굴삭 구멍, 케이싱 파이프의 손상을 확실하게 방지할 수 있다. 이에 의해, 굴삭 구멍으로의 케이싱 파이프의 세워 넣음을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 상기 디바이스에, 상기 유체 공급 구멍으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향 후단부측을 향해 상기 배출 홈으로 개방되는 유체 분출 구멍을 형성해도 좋다.

이 경우, 유체 분출 구멍으로부터 분출되는 유체의 흐름에 의해, 굴삭 부스러기가, 연락 홈 및 취입 구멍을 통해 디바이스의 배출 홈으로 취입되기 쉬워져, 굴삭 부스러기의 배출을 더욱 촉진시킬 수 있다.

또한, 상기 유체 분출 구멍을, 상기 굴삭 비트의 상기 스커트부의 내주에 위치하도록 해도 좋다.

이 경우, 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향 후단부측을 향해 상기 배출 홈으로 개방되는 유체 분출 구멍이, 굴삭 비트의 선단부면의 근방에 형성되게 되어, 이 유체 분출 구멍으로부터 분출되는 유체의 흐름에 의해 굴삭 부스러기를 효율적으로 취입하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 굴삭 비트는, 전술한 굴삭 공구에 이용되는 굴삭 비트이며, 상기 디바이스로부터 회전과 추력과 타격을 받는 스커트부와, 상기 디바이스의 상기 유체 공급 구멍에 연통되는 동시에 상기 굴삭 비트의 선단부면에 개방되는 유체 토출 구멍과, 상기 굴삭 비트의 선단부면에 형성되고, 직경 방향 외측을 향해 연장되는 페이스 홈과, 상기 굴삭 비트의 외주면에 형성되고, 상기 페이스 홈의 외주 단부에 연속되어 상기 축선 방향 후단부측을 향해 연장되는 연락 홈과, 이 연락 홈으로부터 상기 스커트부의 내주측에 개방되는 취입 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 디바이스는, 전술한 굴삭 공구에 이용되는 디바이스이며, 선단부에, 굴삭 비트의 스커트부에 장입되는 장입부가 형성되고, 외주면에 굴삭시에 발생한 굴삭 부스러기를 배출하기 위한 배출 홈이 상기 축선 방향 후단부측을 향해 형성되는 동시에, 상기 축선을 따라 연장되는 유체 공급 구멍과, 이 유체 공급 구멍으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향 후단부측을 향해 상기 배출 홈으로 개방되는 유체 분출 구멍이 형성되어 있고, 상기 유체 분출 구멍이 상기 장입부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 굴삭 비트 및 디바이스를 이용함으로써, 전술한 본 발명의 굴삭 공구를 구성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 굴삭시에 발생하는 굴삭 부스러기를 효율적으로 케이싱 파이프의 내주측으로 취입하여 외부로 배출하는 것이 가능한 굴삭 공구 및 이 굴삭 공구에 이용되는 굴삭 비트, 디바이스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 굴삭 공구의 측면 부분 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 X방향 화살표도이다.
도 3은 도 1에 있어서의 Y-Y 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 굴삭 공구의 굴삭 비트, 디바이스 및 케이싱 톱의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시하는 굴삭 비트의 측면도이다.
도 6은 도 5에 있어서의 Z방향 화살표도이다.
도 7은 도 4에 도시하는 디바이스의 측면도이다.
도 8은 도 7에 있어서의 X방향 화살표도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태인 굴삭 공구의 측면 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태인 굴삭 공구의 측면 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태인 굴삭 공구의 측면 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 형태인 굴삭 공구의 측면 부분 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태인 굴삭 공구의 측면 부분 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 형태인 굴삭 공구의 측면 부분 단면도이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태인 굴삭 공구에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

이 굴삭 공구(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 중심축(O)을 따라 연장되는 개략 다단 원기둥 형상을 이루는 디바이스(40)와, 이 디바이스(40)의 선단부측(도 1에 있어서 좌측)에 장착된 굴삭 비트(20)와, 디바이스(40)의 후단부측에 삽입된 로드(60)와, 굴삭 비트(20) 및 디바이스(40)의 외주측에 끼워 맞추어진 케이싱 톱(11)과, 케이싱 톱(11)의 후단부측에 연속 설치된 케이싱 파이프(15)를 구비하고 있다.

케이싱 톱(11)은, 도 1 및 도 4에 도시하는 바와 같이 개략 다단 원통 형상을 이루고 있고, 굴삭 비트(20) 및 디바이스(40)의 외주측에 끼워 맞추어지는 구성이 되고, 디바이스(40)로부터 타격을 받아 추진력이 부여되는 것이다. 케이싱 톱(11)의 선단부에는, 직경 방향 외측으로 오목해져 환상으로 연장되는 계지 오목부(12)가 형성되어 있다. 또한, 케이싱 톱(11)의 후단부측 부분은, 외경 및 내경이 한 단계 작게 된 접속부(13)가 설치되어 있고, 이 접속부(13)에 케이싱 파이프(15)가 접속된다.

케이싱 파이프(15)는 원통 형상을 이루고, 그 외경이 케이싱 톱(11)의 선단부의 외경과 대략 동일 혹은 작게 되고, 내경이 케이싱 톱(11)의 접속부(13)의 외경과 대략 동일하게 되어 있다. 또한, 이 케이싱 파이프(15)는 케이싱 톱(11)의 접속부(13)에 끼워 맞추어진 상태에서, 선단부가 케이싱 톱(11)에 용접되어 있다.

굴삭 비트(20)는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 초경합금 등의 경질 재료로 구성된 팁(21)이 복수 심어지고, 개략 원기둥 형상을 이루는 헤드부(22)와, 이 헤드부(22)의 후단부측에 연속되어 중심축(O)을 따라 연장되는 스커트부(23)를 구비하고 있다. 이 굴삭 비트(20)에는, 그 후단부측에 개방되어 후술하는 디바이스(40)가 장입되는 장착 구멍부(24)가 형성되어 있다.

헤드부(22)는 중심축(O)에 대해 직교하는 방향으로 연장되는 평면부(25)와, 이 평면부(25)의 외주 단부에 연속되고, 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 후단부측으로 후퇴하는 테이퍼면부(26)를 구비하고 있다. 이 평면부(25) 및 테이퍼면부(26)에 각각 복수의 팁(21)이 심어져 있다.

평면부(25)에는, 선단부측에 개방되는 동시에 중심축(O)의 근방으로부터 직경 방향 외측을 향해 연장되는 페이스 홈(27)이 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 3개의 페이스 홈(27)이 주위 방향으로 120°간격으로 형성되어 있다.

또한, 헤드부(22)의 외주면에는, 외주측을 향해 개방되는 동시에 중심축(O)과 평행하게 연장되는 연락 홈(28)이 형성되어 있다. 이 연락 홈(28)은, 테이퍼면부(26)의 부분을 절결하여 형성되어 있고, 페이스 홈(27)의 외주 단부에 연속 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3개의 페이스 홈(27)의 외주 단부에 각각 연속되도록 3개의 연락 홈(28)이 주위 방향으로 120°간격으로 형성되어 있다. 이 연락 홈(28)의 후단부측에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 케이싱 톱(11)의 외경보다도 크게 직경 방향 외측을 향해 돌출된 차폐벽(35)이 구성되어 있다.

이 연락 홈(28)의 후단부 부분에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 후단부측을 향함에 따라서 점차 직경 방향 내측을 향하도록 중심축(O)에 대해 경사지는 방향으로 연장되는 취입 구멍(29)이 개방되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 취입 구멍(29)은 연장 방향에 직교하는 단면이 개략 타원 형상을 이루고 있다. 또한, 헤드부(22)에는 장착 구멍부(24)의 저면에 개방되는 동시에 중심축(O)을 따라 연장되는 멈춤 구멍(30)과, 이 멈춤 구멍(30)에 연통되는 동시에 페이스 홈(27)의 내주 단부에 개방되는 유체 토출 구멍(31)이 형성되어 있다.

스커트부(23)는 개략 원통 형상을 이루고 있고, 그 외경은 헤드부(22)보다도 한 단계 소직경이 되고, 전술한 케이싱 톱(11)의 계지 오목부(12)가 형성된 부분의 내경과 대략 동일하게 설정되어 있다. 이 스커트부(23)의 외주면에는 환상 오목부(32)가 형성되어 있고, 이 환상 오목부(32)에, 탄성 변형에 의해 직경 확장 축소 가능한 멈춤 링(33)이 끼움 삽입되어 있다. 또한, 스커트부(23)의 후단부에는, 장착 구멍부(24)의 내주측으로 돌출된 결합 볼록부(34)가 형성되어 있다. 이 결합 볼록부(34)는, 전술한 취입 구멍(29)의 후단부측 부분과는 상이한 위치에 부분적으로 형성되어 있다.

다음에, 디바이스(40)에 대해 설명한다. 디바이스(40)는, 도 1, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 중심축(O)을 따라 연장되는 개략 다단 원기둥 형상을 이루고 있고, 전술한 굴삭 비트(20)의 장착 구멍부(24)에 끼움 삽입되는 장착 축부(41)와, 이 장착 축부(41)의 후단부측에 연속되는 동시에 장착 축부(41)와 동등 또는 한 단계 대직경으로 된 본체부(42)와, 본체부(42)의 후단부측에 연속되는 동시에 본체부(42)보다도 한 단계 대직경으로 된 대직경부(43)와, 대직경부(43)의 후단부측에 연속되는 동시에 대직경부(43)보다도 소직경으로 된 소직경부(44)를 갖고 있다.

장착 축부(41)에는, 직경 방향 외측을 향해 돌출되는 결합부(45)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 3개의 결합부(45)가 중심축(O)을 중심으로 하여 120°등간격으로 배치되어 있다. 이 결합부(45)는, 전술한 굴삭 비트(20)의 장착 구멍부(24)에 설치된 결합 볼록부(34)와 서로 결합 가능한 구성으로 되어 있다. 즉, 장착 축부(41)는 결합부(45)가 형성되어 있지 않은 부분의 외경이, 장착 구멍부(24)의 결합 볼록부(34)가 형성된 부분의 내경보다 소직경으로 되어 있고, 결합부(45)가 형성된 부분의 외경이, 장착 구멍부(24)의 결합 볼록부(34)보다 크고, 결합 볼록부(34)가 형성되어 있지 않은 부분의 내경보다 소직경으로 되어 있는 것이다. 또한, 결합부(45)의 중심축(O) 방향 길이는, 장착 구멍부(24)의 저면으로부터 결합 볼록부(34)의 선단부면까지의 중심축(O) 방향 길이보다도 짧게 설정되어 있다.

본체부(42)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 그 외경이, 굴삭 비트(20)의 장착 구멍부(24)의 결합 볼록부(34)가 형성된 부분의 내경보다도 크고, 전술한 케이싱 톱(11)의 접속부(13)의 내경과 대략 동일하게 설정되어 있다. 이 본체부(42)와 장착 축부(41)의 사이에 위치하는 단차부가 굴삭 비트(20)의 결합 볼록부(34)의 후단부 부분에 접촉하는 구성으로 되어 있다. 즉, 굴삭 비트(20)의 결합 볼록부(34)는, 그 선단부측이 장착 축부(41)에 설치된 결합부(45)에 결합되고, 후단부측이 본체부(42)와 장착 축부(41)의 사이에 위치하는 단차부에 결합되게 되어, 디바이스(40)와 굴삭 비트(20)가 중심축(O) 방향으로 미끄럼 이동 가능한 구성으로 되어 있다.

대직경부(43)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 그 외경이 케이싱 톱(11)의 접속부(13)의 내경보다도 크고, 케이싱 톱(11)의 후단부측에 연속 설치되는 케이싱 파이프(15)의 내경보다도 약간 작아지도록 설정되어 있다. 이 대직경부(43)와 본체부(42)의 사이에 위치하는 단차부가 케이싱 톱(11)의 후단부에 접촉하여, 로드(60)로부터의 타격과 추력을 케이싱 톱(11)에 전달하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.

그리고 이 디바이스(40)에는, 그 외주면에, 중심축(O)에 평행하게 연장되는 동시에 장착 축부(41)의 선단부면으로부터 대직경부(43)의 후단부면까지 도달하는 배출 홈(46)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 3개의 배출 홈(46)이 중심축(O)을 중심으로 하여 120°등간격으로 배치되어 있다.

또한, 이 디바이스(40)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 소직경부(44)의 후단부면에 개방되어 중심축(O)을 따라 연장되어 장착 축부(41)의 후단부까지 도달하는 삽입 구멍부(47)가 형성되어 있다. 이 삽입 구멍부(47)의 내주면에는 암나사가 형성되어 있다. 또한, 삽입 구멍부(47)의 개구 단부 근방에는, 삽입 구멍부(47)에 삽입되는 로드(60)를 계지하는 계지 핀(18)을 끼움 삽입하기 위한 핀 구멍(48)이 배치되어 있다.

이 삽입 구멍부(47)의 선단부측에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 중심축(O)을 따라 디바이스(40)의 선단부면에 개방되는 유체 공급 구멍(49)이 연속 형성되어 있다. 또한, 장착 축부(41)에는 유체 공급 구멍(49)으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 후단부측을 향하도록 연장되어 각각의 배출 홈(46)의 홈 바닥에 개방되는 유체 분출 구멍(50)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 3개의 유체 분출 구멍(50)이 중심축(O)을 중심으로 하여 120°등간격으로 배치되어 있다.

로드(60)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 선단부측이 한 단계 소직경이 되는 동시에 디바이스(40)의 삽입 구멍부(47)에 삽입 가능한 구성으로 된 삽입 축부(61)와, 후단부측을 향함에 따라서 점차 외경이 커지는 견부(62)와, 이 견부(62)의 후단부측에 연속되어 단면 정육각형을 이루는 로드 본체(63)를 구비하고 있다. 삽입 축부(61)의 외주면에는 수나사가 형성되어 있다. 또한, 로드(60)에는, 중심축(O)을 따라 연장되어 선단부면에 개구로 개방되는 유체 구멍(64)이 형성되어 있다.

이 로드(60)의 삽입 축부(61)가, 디바이스(40)의 삽입 구멍부(47)에 삽입되어 계지 핀(18)에 의해 계지된다. 이때, 로드(60)의 선단부면이 삽입 구멍부(47)의 저면에 밀착되어, 유체 구멍(64)과 유체 공급 구멍(49)이 연통되게 된다.

또한, 디바이스(40)의 선단부에 형성된 장착 축부(41)가 굴삭 비트(20)의 장착 구멍부(24)에 끼움 삽입되고, 결합 볼록부(34)와 결합부(45)가 서로 계지하도록 하여 디바이스(40)와 굴삭 비트(20)가, 중심축(O) 방향으로 약간 미끄럼 이동 가능한 상태로 접속된다. 이때, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 굴삭 비트(20)에 형성된 연락 홈(28) 및 취입 구멍(29)과 디바이스(40)에 형성된 배출 홈(46)의 주위 방향 위치가 서로 일치하도록, 디바이스(40)와 굴삭 비트(20)의 주위 방향의 상대 위치가 결정되어 있다. 또한, 장착 축부(41)의 선단부면이 장착 구멍부(24)의 저면에 밀착되어, 유체 공급 구멍(49)과 멈춤 구멍(30)이 연통되게 된다.

또한, 케이싱 톱(11)의 선단부 부분이 굴삭 비트(20)의 스커트부(23)에 외부 끼움되고, 케이싱 톱(11)의 계지 오목부(12)에, 스커트부(23)의 환상 오목부(32)에 수용된 멈춤 링(33)이 결합되고, 케이싱 톱(11)이 굴삭 비트(20)에 대해 중심축(O) 방향으로 약간 미끄럼 이동 가능한 상태로 접속되어 있다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태인 굴삭 공구(10)가 구성된다.

이 굴삭 공구(10)는, 굴삭 기계(도시하지 않음)에 구비된 타격 장치 및 회전 구동 장치에 의해 구동되고, 굴삭 공구(10)에 회전력, 타격력 및 추력이 전달되어, 굴삭 공구(10)의 선단부에 형성된 굴삭 비트(20)에 의해 암반 등의 피굴삭물을 파괴하여 굴삭 구멍을 형성하는 동시에, 이 굴삭 구멍의 내부에 케이싱 파이프(15)를 세워 넣어 가는 것이다. 이때, 상기 굴삭 기계로부터, 로드(60)의 유체 구멍(64) 및 디바이스(40)의 유체 공급 구멍(49)을 통해 에어 등의 유체가 굴삭 공구(10)의 선단부측으로 공급된다.

본 실시 형태인 굴삭 공구(10)에 있어서는, 굴삭 비트(20)의 헤드부(22)의 선단부면에 직경 방향 외측으로 연장되는 페이스 홈(27)이 형성되어 있으므로, 굴삭시에 발생하는 굴삭 부스러기는 굴삭 공구(10)의 회전에 의한 원심력 및 유체 공급 구멍(49)에 멈춤 구멍(30)을 통해 연통된 유체 토출 구멍(31)으로부터 토출되는 에어 등의 유체의 흐름에 의해, 페이스 홈(27)을 통해 헤드부(22)의 외주측으로 이동한다.

여기서, 디바이스(40)에는 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 중심축(O) 방향 후단부측을 향해 배출 홈(46)으로 개방되는 유체 분출 구멍(50)이 형성되어 있으므로, 이 유체 분출 구멍(50)으로부터 분출되는 유체의 흐름에 의해 굴삭 부스러기가, 페이스 홈(27)의 외주 단부에 연속되어 후단부측을 향해 연장되는 연락 홈(28) 및 이 연락 홈(28)의 후단부에 형성된 취입 구멍(29)을 통해, 디바이스(40)의 외주면에 형성된 배출 홈(46)으로 취입되는 동시에 후단부측으로 배출된다. 또한, 굴삭 부스러기가, 연락 홈(28) 및 취입 구멍(29)을 통해 디바이스의 배출 홈으로 취입되기 쉬워져, 굴삭 부스러기의 배출을 더욱 촉진시킬 수 있다.

헤드부(22)의 외주면에 형성된 연락 홈(28)의 후단부에는, 케이싱 톱(11)보다도 직경 방향 외측까지 크게 돌출된 차폐벽(35)이 형성되어 있으므로, 연락 홈(28)과 굴삭 구멍의 내주면의 사이의 간극을 통과하는 굴삭 부스러기가 케이싱 톱(11)의 외주면과 굴삭 구멍의 내주면의 사이로 들어가는 것이 이 차폐벽(35)에 의해 방지되어, 굴삭시의 굴삭 저항의 증가나 굴삭 구멍, 케이싱 톱(11) 및 케이싱 파이프(15)의 손상을 확실하게 방지할 수 있다. 이에 의해, 굴삭 구멍으로의 케이싱 파이프(15)의 세워 넣음을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 디바이스(40)의 장착 축부(41)에 유체 분출 구멍(50)이 형성되어 있고, 이 장착 축부(41)가 굴삭 비트(20)의 스커트부(23)의 내주측에 위치되어 있으므로, 유체 분출 구멍(50)이, 굴삭 비트(20)의 헤드부(22) 근방에 배치되게 되어, 이 유체 분출 구멍(50)으로부터 분출되는 에어 등의 유체의 흐름에 의해, 굴삭 부스러기를, 효율적으로 디바이스(40)의 배출 홈(46)에 취입하는 것이 가능해진다. 따라서, 굴삭 부스러기를 더욱 효율적으로 굴삭 구멍의 외부로 배출할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 굴삭 공구에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 일은 없으며, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

예를 들어, 배출 홈, 페이스 홈, 연락 홈 및 취입 구멍을 3개 주위 방향으로 등간격으로 형성한 것으로서 설명하였지만, 이것에 한정되는 일은 없으며, 이들 배출 홈, 페이스 홈, 연락 홈 및 취입 구멍의 개수나 배치는, 굴삭하는 굴삭 구멍의 크기 등을 고려하여 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 굴삭 비트와 케이싱 톱의 계지 구조는, 본 실시 형태에 한정되는 일은 없으며, 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시하는 굴삭 공구(110)와 같이, 케이싱 톱(111)과 굴삭 비트(120)를 나사(171)로 연결해도 좋다.

또한, 굴삭 비트, 디바이스의 형상은 본 실시 형태에 한정되는 일은 없으며, 굴삭시의 상황 등에 맞추어 적절하게 변경해도 좋다.

또한, 로드의 후단부측이 단면 정육각형을 이루는 것으로서 설명하였지만, 이것에 한정되는 일은 없으며, 육각형 이외의 다각 기둥 형상 또는 원기둥 형상을 이루고 있어도 좋다.

또한, 로드를 갖는 굴삭 공구에 한정되는 일은 없으며, 예를 들어 도 10에 도시하는 굴삭 공구(210)와 같이, 디바이스(240)가 다운더홀드릴(down-the-hole-drill)(272)에 장착되는 구성으로 되어 있어도 좋다.

또한, 디바이스가 케이싱 톱에 타격력을 전달하는 것으로서 설명하였지만, 예를 들어 도 11에 도시하는 굴삭 공구(310)와 같이, 케이싱 톱(311) 및 케이싱 파이프(315)에 타격이 전달되지 않는 구성으로 되어 있어도 좋다.

또한, 케이싱 톱을 구비한 것으로서 설명하였지만, 예를 들어 도 12에 도시하는 굴삭 공구(410)와 같이, 케이싱 톱을 갖고 있지 않은 구성이라도 좋다. 또한, 굴삭 비트(420)의 스커트부(423)의 외경을 헤드부(422)의 외경과 동일하게 설정해도 좋다.

또한, 예를 들어 도 13에 도시하는 굴삭 공구(510)와 같이, 케이싱 톱(511)과 굴삭 비트(520)가 결합하지 않고, 케이싱 톱(511)과 굴삭 비트(520)의 사이에 공간이 형성되어 있어도 좋다.

또한, 예를 들어 도 14에 도시하는 굴삭 공구(610)와 같이, 굴삭 비트(620)의 스커트부(623)의 후단부면과 디바이스(640)의 사이에 공간을 형성하고, 굴삭 비트(620)는 디바이스(640)의 선단부 부분으로부터만 타격을 받도록 구성해도 좋다.

10, 110, 210, 310, 410, 510, 610 : 굴삭 공구
11, 111, 211, 311, 511, 611 : 케이싱 톱
15, 115, 215, 315, 415, 515, 615 : 케이싱 파이프
20, 120, 220, 320, 420, 520, 620 : 굴삭 비트
23, 123, 223, 323, 423, 523, 623 : 스커트부
27, 127, 227, 327, 427, 527, 627 : 페이스 홈
28, 128, 228, 328, 428, 528, 628 : 연락 홈
29, 129, 229, 329, 429, 529, 629 : 취입 구멍
31, 131, 231, 331, 431, 531, 631 : 유체 토출 구멍
35, 135, 235, 335, 435, 535, 635 : 차폐벽
40, 140, 240, 340, 440, 540, 640 : 디바이스
41, 141, 241, 341, 441, 541, 641 : 장착 축부(장입부)
46, 146, 246, 346, 446, 546, 646 : 배출 홈
49, 149, 249, 349, 449, 549, 649 : 유체 공급 구멍
50, 150, 250, 350, 450, 550, 650 : 유체 분출 구멍

Claims (6)

1. 케이싱 파이프의 선단부에 배치되는 굴삭 비트와, 상기 케이싱 파이프와 상기 굴삭 비트의 내부에 동심상에 배치되어 있어, 굴삭 장치로부터 타격력과 추력과 회전을 받는 디바이스를 구비한 굴삭 공구에 있어서,
   상기 디바이스에는, 그 외주면에 굴삭시에 발생한 굴삭 부스러기를 배출하기 위한 배출 홈이 상기 디바이스의 축선 방향 후단부측을 향해 형성되는 동시에, 상기 축선을 따라 연장되는 유체 공급 구멍이 형성되어 있고,
   상기 굴삭 비트는, 상기 디바이스로부터 회전과 타격을 받는 스커트부와, 상기 디바이스의 상기 유체 공급 구멍에 연통되는 동시에 상기 굴삭 비트의 선단부면에 개방되는 유체 토출 구멍과, 상기 굴삭 비트의 선단부면에 형성되고, 직경 방향 외측을 향해 연장되는 페이스 홈과, 상기 굴삭 비트의 외주면에 형성되고, 상기 페이스 홈의 외주 단부에 연속되어 상기 축선 방향 후단부측을 향해 연장되는 연락 홈과, 이 연락 홈으로부터 상기 스커트부의 내주측에 개방되어 상기 디바이스의 상기 배출 홈으로 연통되는 취입 구멍을 구비하고, 상기 연락 홈의 후단부에는, 상기 케이싱 파이프의 외측 직경보다 직경 방향 외측으로 돌출된 차폐벽이 형성되어있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
2. 제1항에 있어서, 상기 디바이스에는, 상기 유체 공급 구멍으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향 후단부측을 향해 상기 배출 홈으로 개방되는 유체 분출 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
3. 제2항에 있어서, 상기 디바이스에 형성된 상기 유체 분출 구멍은, 상기 굴삭 비트의 상기 스커트부의 내주측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
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