KR101837526B1 - 확경용 드릴 비트 - Google Patents

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에프에스 테크니칼 코포레이션
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Abstract

본 발명은 단순한 구조로, 형성되는 확경부의 형상에 자유도를 갖게 할 수 있는 확경용 드릴 비트를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 구체(軀體)(A)에 천공한 파일럿 구멍(H)의 일부를 연삭에 의해 확경하기 위한 확경용 드릴 비트(10)로서, 복수의 개별 절삭날부(22)를 갖는 절삭날부(21)와, 복수의 개별 절삭날부(22)를, 각각 직경 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 유지하는 절삭날 유지부(23)와, 절삭날 유지부(23)를 지지하는 생크부(12)를 구비하고, 복수의 개별 절삭날부(22)는, 둘레 방향으로 복수이며 축방향으로 복수 단에 걸쳐서 배설되고, 각 단의 복수의 개별 절삭날부(22)는, 회전에 수반하는 원심력에 의해, 절삭날 유지부(23)에 대해 직경 방향 외측으로 각각 확개하도록 슬라이딩 이동한다.

Description

확경용 드릴 비트{DIAMETER EXPANSION DRILL BIT}
본 발명은, 주로, 콘크리트 등의 구체(軀體)에 천공한 파일럿 구멍의 일부를 확경하기 위한 확경용 드릴 비트에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 확경용 드릴 비트로서, 콘크리트 등의 구체에 천공한 스트레이트 형상의 파일럿 구멍에 삽입해서 이용되고, 파일럿 구멍의 가장 깊숙한 부분을 확경하는 언더컷 드릴 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
이 언더컷 드릴 장치는, 파일럿 구멍에 삽입되는 중공 원통상의 통체와, 파일럿 구멍의 개구 가장자리부에 착좌(着座)하고, 수용부를 개재해서 통체를 회전 가능하게 지지하는 맞닿음 부재와, 동축 상에 있어서 통체에 슬라이딩 가능하게 걸어 맞추고, 통체와 일체 회전하는 샤프트와, 통체의 선단측에 설치되고, 외주면에 4개의 가이드 홈을 갖는 원추대 형상의 콘부와, 샤프트의 선단부에 부착되고, 각 가이드 홈에 걸어 맞추는 4개의 암(arm)과, 4개 암의 선단부 외면에 번갈아 설치한 2개의 절삭날 및 2개의 가이드부를 구비하고 있다.
절삭날 및 가이드부는, 샤프트를 끌어 올린 상태에서 통체의 내측에 위치해 있다. 파일럿 구멍에 삽입한 통체 및 샤프트를 일체 회전시키고, 샤프트를 아래로 이동시켜 가면, 콘부의 가이드 홈에 의해 4개의 암이 아래로 이동하면서 외측으로 벌어져 간다. 이것에 의해, 절삭날이 파일럿 구멍의 내주면을 연삭하여, 파일럿 구멍의 바닥부(가장 깊숙한 부분)에 확경부가 형성된다.
일본 특개2005-280243호 공보
이와 같은 종래의 언더컷 드릴 장치에서는, 절삭날을 갖는 암을 콘부의 외주면에서 가이드하는 구조로 되어 있기 때문에, 콘부를 통체로 지지해야만 하여, 구조가 극히 복잡해지는 문제가 있었다.
또한, 절삭날을 설치한 암을, 아래로 이동시키면서 가이드 홈에 의해 외측으로 벌어지게 해서, 파일럿 구멍의 내주면을 연삭하는 구성이기 때문에, 형성되는 확경부의 형상에, 자연히 제약이 생기는 것으로 되어 있었다.
본 발명은, 단순한 구조로, 형성되는 확경부의 형상에 자유도를 갖게 할 수 있는 확경용 드릴 비트를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
본 발명의 확경용 드릴 비트는, 구체에 천공한 파일럿 구멍에 삽입해서 이용되고, 파일럿 구멍의 일부를 연삭에 의해 확경하기 위한 확경용 드릴 비트로서, 파일럿 구멍의 일부를 연삭하기 위한 복수의 개별 절삭날부를 갖는 절삭날부와, 복수의 개별 절삭날부를, 각각 직경 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 유지하는 절삭날 유지부와, 절삭날 유지부를 지지하는 생크부(shank portion)를 구비하고, 복수의 개별 절삭날부는, 둘레 방향으로 복수이며 축방향으로 복수 단에 걸쳐서 배설(配設)되고, 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 회전에 수반하는 원심력에 의해, 절삭날 유지부에 대해 직경 방향 외측으로 각각 확개하도록 슬라이딩 이동하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 파일럿 구멍에 삽입한 상태에서 생크부를 회전시키면, 절삭날 유지부에 유지된 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 각각 원심력을 받아서 직경 방향 바깥쪽으로 슬라이딩 이동한다. 즉, 절삭날 유지부와 함께 회전하는 복수의 개별 절삭날부는, 원심력에 의해 직경 방향 외측으로 확개하도록 슬라이딩 이동하여, 파일럿 구멍을 연삭해서 확경시킨다. 이 경우, 각 개별 절삭날부가, 각각 원심력에 의해 이동하는 구성이기 때문에, 구조를 단순화할 수 있다. 또한, 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 각각 원심력에 의해 확개되기 때문에, 단마다 이동 스트로크를 같거나 다르게 설정함에 의해, 축방향에 있어서 임의의 형상의 확경부를 형성할 수 있다. 즉, 형성되는 확경부의 형상에, 자유도를 갖게 할 수 있다.
이 경우, 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 단마다의 직경 방향의 이동 스트로크가 서로 다른 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 단마다의 이동 스트로크를 적절히 설정함으로써, 파일럿 구멍에, 대략 원추대 형상, 대략 역원추대 형상, 대략 변형 잘록한 형상 등의 확경 부분을, 자유자재로 형성할 수 있다.
이 경우, 단마다의 이동 스트로크는, 선단을 향해서 순차적으로 길어지는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 파일럿 구멍에, 선단을 향해서 확개하는 바와 같은 대략 원추대 형상의 확경 부분을 형성할 수 있다.
또한, 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 단마다의 직경 방향의 이동 스트로크가 동일한 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 파일럿 구멍에, 대략 원통상의 확경부를 형성할 수 있다.
이 경우, 절삭날 유지부는, 선단을 향해서 확개하는 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 파일럿 구멍에, 선단을 향해서 확개하는 바와 같은 대략 원추대 형상의 확경 부분을 형성할 수 있다.
또한, 각 개별 절삭날부는, 기단측 외주면에, 파일럿 구멍에 형성한 확경 부분으로부터의 인발(引拔, pull out)을 안내하는 가이드부를 갖고 있는 것이 바람직하다.
확경 부분을 형성한 후, 절삭날부(확경용 드릴 비트)를 파일럿 구멍으로부터 인발할 때에, 확경 부분의 형상에 따라서는, 원심력으로 넓혀진 개별 절삭날부가 확경 부분으로 걸릴 우려가 있다.
이 구성에 따르면, 개별 절삭날부가, 기단측 외주면에 가이드부를 갖고 있기 때문에, 절삭날부를 인발할 때에, 이 가이드부를 통해서 개별 절삭날부를 원래 위치로 이동시킬 수 있다. 따라서, 형성한 확경 부분의 형상에 구애받지 않고, 확경용 드릴 비트를 원활하게 인발할 수 있다.
또한, 절삭날 유지부는, 선단부에 동축 상에 위치해서 돌출 설치한 첨탑부를 갖고, 첨탑부는, 초강(超鋼) 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 첨탑부를 파일럿 구멍의 구멍 바닥에 눌러 닿게해서 회전시킴으로써, 파일럿 구멍의 구멍 바닥을 기준으로 해서, 소정의 깊이 위치에 확경 부분을 형성할 수 있다. 또한, 첨탑부가 구멍 바닥의 중심에 점접촉하기 때문에, 회전에 있어서, 구멍 바닥과의 마찰을 극력 작게 할 수 있음과 함께, 절삭날부의 회전 떨림을 극력 억제할 수 있다. 또한, 첨탑부를 초강 재료로 구성하고 있기 때문에, 첨탑부의 마모를 극력 억제할 수 있다. 이것에 의해, 항상, 파일럿 구멍의 구멍 바닥으로부터 소정의 위치에 확경 부분을 형성할 수 있다.
한편, 절삭날 유지부는, 각 단의 복수의 개별 절삭날부를 슬라이딩 이동 가능하게 유지하는 복수의 절삭날 개구부를 갖고, 각 개별 절삭날부는, 단면이 원호 형상인 연삭부를 포함하는 절삭날 본체와, 절삭날 본체를 지지함과 함께, 절삭날 개구부에 대해 직경 방향으로 슬라이딩 가능하게 걸어 맞추는 리브부와, 리브부에 설치되고, 절삭날 개구부에 대해 빠짐 방지가 되는 빠짐 방지부를 갖고 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 원심력에 의해 직경 방향 외측으로 이동하는 개별 절삭날부는, 그 리브부가 절삭날 유지부의 절삭날 개구부에 안내되어 슬라이딩 이동한다. 이 경우, 각 리브부가, 절삭날 개구부에 대해 직경 방향으로 슬라이딩 가능하게 걸어 맞춰져 있기 때문에, 연삭부를 포함하는 절삭날 본체는, 직경 방향 외측으로 평행 이동한다. 이것에 의해, 파일럿 구멍(의 일부)을 효율 좋게 연삭할 수 있다. 또한, 빠짐 방지부에 의해, 직경 방향 외측으로 이동하는 절삭날 본체의 이동단(移動端) 위치, 즉 개별 절삭날부의 이동 스트로크를 간단하게 규제할 수 있다.
또한, 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 180° 점대칭 위치에 배설한 2개의 개별 절삭날부로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 절삭 성능을 손상시키지 않고, 절삭날부 주위를 단순하며 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또한, 생크부는, 절삭날 유지부를 통해서 절삭날부에 냉각제를 공급하기 위한, 생크 내 유로(流路)를 갖는 생크 본체와, 생크 내 유로에 연통함과 함께, 생크 본체의 선단부로부터 절삭날 유지부에 있어서의 최선단 단(段)의 복수의 개별 절삭날부에 대응하는 위치까지 연장되는 냉각제 파이프를 갖고 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 냉각제 파이프로부터의 냉각제의 방출에 의해, 절삭날 유지부를 통해서 냉각제를 절삭날부의 선단측(최선단 단의 복수의 개별 절삭날부)으로부터 공급하여 이것을 냉각할 수 있다. 절삭날부의 선단측으로부터 공급된 냉각제는, 각 단의 개별 절삭날부를 냉각하면서 파일럿 구멍의 개구부를 향해서 흐르기 때문에, 절삭날부를 효율 좋게 냉각할 수 있다. 또한, 냉각제가 액체인 경우, 원심력을 받은 냉각제는, 방사상으로 비산하도록 해서 각 개별 절삭날부를 가압하여, 그 확개를 촉진한다.
도 1은 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트를 포함하는 확경 장치의 외관도.
도 2는 제1 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트에 있어서의 비트부의 구조도(a), 그 분해 상태의 구조도(b) 및 그 90° 회전시킨 분해 상태의 구조도(c).
도 3은 비트부에 있어서의 절삭날부의 분해 사시도.
도 4는 비트부에 있어서의 각 단의 개별 절삭날부의 확개 상태를 나타낸 설명도.
도 5는 제1 실시형태에 있어서의 비트부와 이것에 의해 형성되는 확경부를 나타낸 단면 모식도.
도 6은 제2 실시형태에 있어서의 비트부와 이것에 의해 형성되는 확경부를 나타낸 단면 모식도.
도 7은 제3 실시형태에 있어서의 비트부와 이것에 의해 형성되는 확경부를 나타낸 단면 모식도.
도 8은 제4 실시형태에 있어서의 비트부와 이것에 의해 형성되는 확경부를 나타낸 단면 모식도.
도 9는 제5 실시형태에 있어서의 비트부와 이것에 의해 형성되는 확경부를 나타낸 단면 모식도.
도 10은 제6 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트의 생크부 및 비트부의 구조도(a), 및 생크부와 비트부를 분리한 상태의 구조도(b).
이하, 첨부의 도면을 참조해서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트에 대하여 설명한다. 이 확경용 드릴 비트는, 주로, 후시공 앵커를 박아 넣기 위하여 콘크리트 등의 구체에 형성한 파일럿 구멍에 대해, 그 일부를 확경하는 것이고, 박아 넣은 후시공 앵커의 인발 강도를 높일 수 있는 것이다. 즉, 파일럿 구멍에 박아 넣은 후시공 앵커에 이론 상의 쐐기 효과를 발휘시키기 위하여, 이 확경용 드릴 비트는, 파일럿 구멍의 일부에 확경부를 형성하는 것이다.
도 1은, 파일럿 구멍에 확경부를 형성하는 확경 장치의 외관도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 확경 장치(1)는, 핸드헬드의 전동 드릴(2)과, 전동 드릴(2)에 장착한 냉각액 어태치먼트(3)와, 냉각액 어태치먼트(3)에 장착한 확경용 드릴 비트(10)를 갖고 있다. 즉, 확경용 드릴 비트(10)는, 동력원을 구성하는 전동 드릴(2)에 접속된 냉각액 어태치먼트(3)의 회전축(3a)에, 착탈 가능하게 장착해서 이용된다.
이 회전축(3a)에는, 냉각액의 유로가 형성되는 한편, 냉각액 어태치먼트(3)는, 도면 밖의 냉각액 공급 장치가 접속되어 있고, 냉각액은, 이 냉각액 공급 장치로부터 냉각액 어태치먼트(3)를 통해서 확경용 드릴 비트(10)의 선단부에 공급된다. 또, 냉각액 어태치먼트(3)에는, 냉각액의 유로를 개폐하는 밸브가 조립되어 있고(도시 생략), 밸브는, 확경용 드릴 비트(10)를 파일럿 구멍(H)의 구멍 바닥(Ha)에 맞닿게 함에 의해 「열림」, 구멍 바닥(Ha)으로부터 떼는 것에 의해 「닫힘」으로 된다. 또한, 파일럿 구멍(H)은, 진동 드릴, 해머 드릴, 코어 비트 등에 의해 천공된다.
확경용 드릴 비트(10)는, 파일럿 구멍(H)에 확경부(Hb)를 형성하는 비트부(11)와, 기단측에서 확경 장치(1)의 회전축(3a)(냉각액 어태치먼트(3))에 착탈 가능하게 장착되고, 선단측에서 비트부(11)를 동축 상에 지지하는 생크부(12)를 구비하고 있다. 이 경우, 비트부(11)는, 유닛화되어 있고, 생크부(12)의 선단부에 나사 접합에 의해 착탈 가능하게 부착되어 있다. 또한, 생크부(12)는, 비트부(11)를 지지하는 생크 본체(15)와, 회전축(3a)에 장착되는 직경이 굵은 샤프트부(16)로 일체로 형성되어 있다.
샤프트부(16)는, 그 헤더에 암나사로 형성된 체결부(16a)를 갖고, 이 체결부(16a)가, 수나사로 형성된 냉각액 어태치먼트(3)의 회전축(3a)에 나사 결합되어 있다. 또한, 생크부(12)(생크 본체(15))의 선단부에는, 비트부(11)가 나사 결합되는 선단 수나사부(15a)가 형성되어 있다. 또한, 생크 본체(15) 및 샤프트부(16)의 축심부에는, 냉각액용의 생크 내 유로(17)가 형성되어 있다. 냉각액 어태치먼트(3)로부터 공급되는 냉각액은, 생크 내 유로(17)를 통해서 비트부(11)에 공급된다.
또, 상기한 확경 장치(1)는, 냉각액을 이용하는 습식의 것이고, 냉각액을 이용하지 않는 건식의 것도 준비되어 있다. 특히 도시하지 않지만, 건식의 확경 장치(1)는, 생크부(12)에 생크 내 유로(17)가 없고, 확경용 드릴 비트(10)는, 전동 드릴(2)에 직접 접속된다. 또한, 다른 건식의 확경 장치(1)는, 냉각액 대신에 압축 에어나 냉각 가스가 도입된다. 그리고, 유닛화된 비트부(11)는, 이러한 습식 및 건식의 확경용 드릴 비트(10)에 있어서, 공통 부품으로서 이용된다.
다음으로, 도 2의 (a) 및 (b)의 확대도를 참조해서, 비트부(11)에 대하여 상세히 설명한다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 비트부(11)는, 파일럿 구멍(H)을 연삭하기 위한 복수(실시형태의 것은 6개)의 개별 절삭날부(22)를 갖는 절삭날부(21)와, 복수의 개별 절삭날부(22)를, 각각 직경 방향으로 이동 가능하게 유지하는 절삭날 유지부(23)를 구비하고 있다. 또한, 복수(6개)의 개별 절삭날부(22)는, 둘레 방향으로 복수(2개)이며 축방향으로 복수 단(3단)에 걸쳐서 배설되어 있다. 이 확경용 드릴 비트(10)로는, 비트부(11)를 파일럿 구멍(H)에 삽입한 상태에서 확경용 드릴 비트(10)를 회전시켜, 원심력에 의해, 각 단 2개 또한 3단, 합계 6개의 개별 절삭날부(22)를 직경 방향 외측으로 확개시켜, 확경부(Hb)를 연삭한다.
절삭날부(21)는, 생크부(12)측에 위치하는 제1 단째의 한 쌍의 제1 개별 절삭날부(22A)(도 4에서는 (a) 참조)와, 제2 단째의 한 쌍의 제2 개별 절삭날부(22B)(도 4에서는 (b) 참조)와, 선단측에 위치하는 제3 단째의 한 쌍의 제3 개별 절삭날부(22C)(도 4에서는 (c) 참조)를 갖고 있다. 한편, 절삭날 유지부(23)는, 절삭날부(21)를 유지하는 유지부 본체(25)와, 유지부 본체(25)가 나사 결합되는 생크부(12)측의 유지부 수용부(26)를 갖고 있다.
유지부 수용부(26)는, 기단측에 형성된 직경이 작은 제1 암나사부(31)와, 선단측에 형성된 직경이 큰 제2 암나사부(32)를 갖고 있다. 제1 암나사부(31)에는, 생크부(12)(생크 본체(15))의 선단부(선단 수나사부(15a))가 나사 결합되고, 제2 암나사부(32)에는, 유지부 본체(25)의 기단부가 나사 결합되어 있다. 또한, 유지부 수용부(26)의 기단측 반부(半部)는, 크게 모따기하는 바와 같이 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 또, 유지부 수용부(26)는, 생크부(12)와 일체로 형성되어 있어도 된다.
유지부 본체(25)는, 플랜지 형상의 선단 플랜지부(41)와, 선단 플랜지부(41)에 이어지고, 절삭날부(21)를 유지하는 원통상의 원통 유지부(42)와, 원통 유지부(42)에 이어지는 원통 나사부(43)를 갖고 있다. 또한, 유지부 본체(25)는, 선단 플랜지부(41)의 중심부 선단에 설치한 첨탑부(45)와, 원통 유지부(42) 및 원통 나사부(43)의 부분에 형성한 복수(2개)의 슬릿부(46)(절삭날 개구부)를 갖고 있다. 그리고, 절삭날부(21)를 구성하는 6개의 개별 절삭날부(22)는, 유지부 본체(25)의 외주면을 따르도록 유지되어 있다.
선단 플랜지부(41)는, 선단측 반부가 테이퍼 형상으로 형성되어 있고, 이 부분의 축심부에, 첨탑부(45)가 부착되어 있다. 첨탑부(45)는, 예를 들면 초강 합금(초강 재료)으로 구성되어 있고, 선단 원추부(45a)와 이것에 이어지는 원기둥부(45b)로 일체로 형성되어 있다. 또한, 선단 플랜지부(41)의 테이퍼 부분의 원추각과, 선단 원추부(45a)의 원추각은 동일한 각도로 형성되고, 선단 플랜지부(41)에 있어서의 테이퍼 부분의 연장 상에, 선단 원추부(45a)가 위치하도록 되어 있다.
선단 플랜지부(41)는, 비트부(11)에 있어서 가장 직경이 크게 형성되어 있고, 그 직경은, 파일럿 구멍(H)보다 약간 직경이 작게(0.5㎜ 정도) 형성되어 있다. 실시형태의 확경용 드릴 비트(10)는, 첨탑부(45)를 파일럿 구멍(H)의 구멍 바닥(Ha)에 맞닿게 한 상태에서 회전시켜, 파일럿 구멍(H)의 이너부에 확경부(Hb)를 형성한다. 즉, 확경부(Hb)의 형성에 있어서, 선단 원추부(45a)를 구멍 바닥(Ha)의 중심에 맞닿게 한 상태에서, 확경용 드릴 비트(10)를 회전시키도록 되어 있다.
이것에 의해, 선단 원추부(45a)(첨탑부(45))가 구멍 바닥(Ha)의 중심에 점접촉하여, 회전에 있어서, 구멍 바닥(Ha)과의 마찰을 극력 작게 할 수 있다. 또한, 첨탑부(45)는 초강 합금으로 구성되어 있기 때문에, 첨탑부(45)의 마모를 극력 억제할 수 있다. 또한, 첨탑부(45)와 직경이 큰 선단 플랜지부(41)에 의해, 비트부(11)(절삭날부(21))의 회전 떨림을 극력 억제할 수 있다. 따라서, 항상, 파일럿 구멍(H)의 구멍 바닥(Ha)으로부터 소정의 위치에 확경부(Hb)를 형성할 수 있다. 또, 첨탑부(45)는, 선단 플랜지부(41)에 용착이나 가열 수축 끼움(shrinkage fit) 등으로 부착되어 있지만, 회전 가능하게 부착되어 있어도 된다.
원통 나사부(43)는, 외주면에 수나사가 형성되며, 또한 원통 유지부(42)와 같은 직경으로 형성되어 있다. 또한, 2개의 슬릿부(46)는, 원통 나사부(43)의 기단으로부터 원통 유지부(42)를 향해서 슬리팅하도록 해서 형성되어 있다. 이 2개의 슬릿부(46)는, 원통 유지부(42) 및 원통 나사부(43)의 둘레 방향에 있어서, 180° 점대칭 위치에 형성되어 있다. 따라서, 슬릿부(46)에 유지되는 각 단의 개별 절삭날부(22)도, 둘레 방향에 있어서, 180° 점대칭 위치에 배설되어 있다. 또한, 각 단의 개별 절삭날부(22)는, 원통 나사부(43)의 기단, 즉 헤더로부터 슬라이딩시키도록 해서, 원통 유지부(42)에 장착된다.
그리고, 3단이며 각 단 한 쌍의 개별 절삭날부(22)가, 원통 유지부(42)에 장착된 상태에서, 원통 나사부(43)가, 유지부 수용부(26)의 제2 암나사부(32)에 나사 결합된다. 이 상태에서는, 원통 유지부(42)에 유지된 3단의 개별 절삭날부(22)는, 축방향에 있어서, 서로 미소한 간극을 갖고 선단 플랜지부(41)와 유지부 수용부(26) 사이에 끼워 넣어진 상태로 된다.
이 경우, 상단에 위치하는 제1 개별 절삭날부(22A)는, 직경 방향으로 이동할 때에, 제2 암나사부(32)를 갖는 유지부 수용부(26)에 걸릴 가능성이 있다. 그래서, 원통 나사부(43)의 내주부에는, 유지부 수용부(26)측에 스페이서(34)가 내장되어 있다. 스페이서(34)는, 원통상으로 형성되고, 원통 나사부(43)에 있어서 제1 개별 절삭날부(22A)의 기단에 접촉한다. 즉, 스페이서(34)는, 제1 개별 절삭날부(22A)의 리브부(52) 및 빠짐 방지부(53)(후술함)에 접촉하고, 절삭날 본체(51)(후술함)를 원통 나사부(43)에 비접촉으로 되도록 미소한 클리어런스를 구성하고 있다. 이것에 의해, 원심력에 의한 개별 절삭날부(22)의 직경 방향에의 이동이, 원활하게 행해진다.
도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 개별 절삭날부(22)는, 절삭날 유지부(23)의 외주면을 따르도록 설치한 절삭날 본체(51)와, 절삭날 본체(51)의 내측에 돌출 설치된 리브부(52)와, 리브부(52)의 선단에 설치한 확폭(擴幅) 형상의 빠짐 방지부(53)(스토퍼)를 갖고 있다. 절삭날 본체(51)는, 대략 1/4 원호의 단면 형상을 갖고 있고, 그 외주부에는, 연삭부(55)가 형성되어 있다. 또한, 리브부(52)는, 상기한 슬릿부(46)에 대해 직경 방향으로 슬라이딩 가능하게 걸어 맞춰져 있다. 즉, 유지부 본체(25)(원통 유지부(42))의 외측에 절삭날 본체(51)가 위치함과 함께, 내측에 빠짐 방지부(53)가 위치하고, 이 상태에서, 리브부(52)가 슬릿부(46)에 대해 슬라이딩 가능하게 걸어 맞춰져 있다. 그리고, 리브부(52)의 길이가, 개별 절삭날부(22)의 이동 스트로크로 된다.
따라서, 유지부 본체(25)에 유지된 각 단의 한 쌍의 개별 절삭날부(22)는, 회전에 의해 생기는 원심력에 의해 직경 방향 외측으로 이동 스트로크만큼, 확개 가능하게 구성되어 있다. 즉, 확개의 초기 상태에 있어서, 절삭날 본체(51)의 내면이 상기한 원통 유지부(42)의 외주면에 접촉하고, 확개의 완료 상태에 있어서, 빠짐 방지부(53)의 외면이 원통 유지부(42)의 내주면에 접촉한다(도 4 참조). 무엇보다도, 실제의 확경부(Hb)의 연삭은, 시간으로 관리(10초 정도)하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 실시형태의 절삭날부(21)는, 제1 단째의 한 쌍의 제1 개별 절삭날부(22A)와, 제2 단째의 한 쌍의 제2 개별 절삭날부(22B)와, 제3 단째의 한 쌍의 제3 개별 절삭날부(22C)로 구성되어 있다. 이 경우, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)는, 이 순으로 리브부(52)가 길어지도록 형성되어 있다. 즉, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B), 제3 개별 절삭날부(22C)의 순으로, 직경 방향의 이동 스트로크가 길어지도록 형성되어 있다(도 4 참조). 이것에 의해, 구멍 바닥(Ha)을 향해서, 단계적으로 확개하는 형상(대략 원추대 형상)의 확경부(Hb)가 형성된다(도 5 참조).
또한, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)에는, 그 기단측 외주면에 테이퍼 형상의 가이드부(56)가 형성되어 있다. 제1 개별 절삭날부(22A)의 가이드부(56)는, 크게 형성되고, 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)의 가이드부(56)는, 작으며 동일한 형상으로 형성되어 있다. 확경부(Hb)를 형성한 후, 확경용 드릴 비트(10)를 파일럿 구멍(H)으로부터 인발하는데, 그때, 가이드부(56)에 의해, 개별 절삭날부(22)는 원래 위치로 돌아가, 확경용 드릴 비트(10)를 원활하게 인발할 수 있도록 되어 있다.
절삭날 본체(51)는, 단면이 원호 형상인 다이아몬드의 절삭날로 구성되어 있다. 즉, 절삭날 본체(51)는, 상기한 가이드부(56)를 포함하고, 그 외주부에 다이아몬드의 연삭부(55)를 갖고 있다. 이것에 의해, 파일럿 구멍(H)의 내주면이 외측을 향해서 연삭되어, 소정의 치수의 확경부(Hb)가 형성된다. 또, 개별 절삭날부(22)에 강한 원심력을 작용시키기 위하여, 절삭날 본체(51)의 내면에는, 추 등을 설치하도록 해도 된다.
절삭날 본체(51)는 원호 형상을 이루기 때문에, 확개가 진행됨에 따라서, 그 실제 연삭 부위가 원호 형상의 둘레면 전체에서 중간 부분으로 이행한다(도 4 참조). 즉, 연삭이 진행됨에 따라서 절삭날 본체(51)의 마찰 저항이 작아지기 때문에, 연삭을 원활하게 진행할 수 있다. 무엇보다도, 절삭날 본체(51)의 원호 형상의 외주부를, 절삭날 유지부(23)의 회전 중심에 대한 원호보다 곡률이 큰 원호로 구성해 두어도 된다. 또한, 연삭 초기에 있어서의 연삭 저항을 작게 하기 위하여, 절삭날 본체(51)의 둘레 방향의 선단측(회전 방향의 선단측)은, 모따기 형상으로 하는 것도 바람직하다.
다음으로, 도 1 및 도 5를 참조해서, 확경용 드릴 비트(10)에 의한 파일럿 구멍(H)의 확경 작업에 대하여 설명한다. 이 확경 작업에서는, 미리 대상으로 되는 콘크리트 구체(A) 등에 파일럿 구멍(H)이 형성되어 있는 것으로 한다. 또, 이 경우의 콘크리트 구체(A)에는, 콘크리트제의 외벽, 내벽, 슬라브 외, 기초나 대들보 등이 포함된다.
확경 작업에서는, 우선 확경 장치(1)에 장착한 확경용 드릴 비트(10)를 파일럿 구멍(H)에 삽입하고, 그 비트부(11)의 첨탑부(45)를 파일럿 구멍(H)의 구멍 바닥(Ha)에 맞닿도록 한다. 계속해서, 전동 드릴(2)을 구동해서 확경용 드릴 비트(10)를 회전시킨다. 확경용 드릴 비트(10)가 회전하면, 6개의 개별 절삭날부(22)에 원심력이 작용하여, 개별 절삭날부(22)는, 바깥쪽으로 확개해 간다(도 5 참조). 이것에 의해, 회전하는 절삭날 본체(51)의 연삭부(55)가, 파일럿 구멍(H)의 내면을 연삭하여, 파일럿 구멍(H)의 이너부에 확경부(Hb)를 형성한다.
이 경우, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B), 제3 개별 절삭날부(22C)의 순으로, 직경 방향의 이동 스트로크가 길어지도록 형성되어 있기 때문에, 단계적으로 확개하는 형상(대략 원추대 형상)의 확경부(Hb)가 형성된다. 또, 확경부(Hb)를 형성하고 있는 동안, 냉각액이 공급되지만, 냉각액은, 절삭날부(21)를 냉각하는 것 외에, 파일럿 구멍(H)을 세정함과 함께 슬릿부(46)로부터 누출되어 개별 절삭날부(22)의 확개를 촉진한다. 즉, 원심력을 받은 냉각액은, 방사상으로 비산하도록 해서 개별 절삭날부(22)를 가압하며, 또한 슬릿부(46)에 부착한 냉각액은, 윤활제로서 기능하여, 개별 절삭날부(22)의 확개를 촉진한다.
이와 같이, 제1 실시형태에 따르면, 절삭날부(21)에 있어서, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B), 제3 개별 절삭날부(22C)의 순으로, 직경 방향의 이동 스트로크가 길어지도록 형성되어 있기 때문에, 대략 원추대 형상의 확경부(Hb)를 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 개별 절삭날부(22)를, 원심력에 의해 확개하는 구성이기 때문에, 장치 구성을 단순화할 수 있다.
또, 원통 유지부(42)와 유지부 수용부(26)를 일체로 형성하고, 원통 유지부(42)에 선단 플랜지부(41)가 나사 결합되는 구성이어도 된다. 또한, 각 단의 개별 절삭날부(22)는, 3개 이상이어도 되고, 개별 절삭날부(22)의 단수는, 4단 이상이어도 된다.
다음으로, 도 6을 참조해서, 제2 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 대해, 주로 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.
이 도면에 나타내는 바와 같이, 이 확경용 드릴 비트(10)에서는, 비트부(11)에 있어서, 각 단의 2개의 개별 절삭날부(22)가, 형성되는 확경부(Hb)의 테이퍼 형상을 따른 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 즉, 제1 개별 절삭날부(22A)의 절삭날 본체(51)는, 확경부(Hb)의 상단 부분의 테이퍼 형상을 따른 형상으로, 제2 개별 절삭날부(22B)의 절삭날 본체(51)는, 확경부(Hb)의 중단 부분의 테이퍼 형상을 따른 형상으로, 제3 개별 절삭날부(22C)의 절삭날 본체(51)는, 확경부(Hb)의 하단 부분의 테이퍼 형상을 따른 형상으로, 각각 형성되어 있다.
그리고, 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B), 제3 개별 절삭날부(22C)의 순으로, 직경 방향의 이동 스트로크가 길어지도록 형성되어 있다. 즉, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)는, 이 순으로 리브부(52)가 길어지도록 형성되어 있다.
이와 같은, 제2 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 의하면, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)의 각각의 연삭에 의해, 전체적으로, 원추대 형상의 확경부(Hb)를 형성할 수 있다. 또한, 개별 절삭날부(22)가 테이퍼 형상을 이루기 때문에, 상기한 가이드부(56)를 생략할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조해서, 제3 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 대해, 주로 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.
이 도면에 나타내는 바와 같이, 이 확경용 드릴 비트(10)에서는, 비트부(11)에 있어서, 각 단의 2개의 개별 절삭날부(22)는, 단마다의 직경 방향의 이동 스트로크가 동일하게 구성되어 있다. 즉, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)에 있어서, 리브부(52)가, 동일한 길이로 형성되어 있다.
이와 같은, 제3 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 의하면, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)의 각각의 연삭에 의해, 전체적으로, 대략 원통 형상의 확경부(Hb)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조해서, 제4 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 대해, 주로 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.
이 도면에 나타내는 바와 같이, 이 확경용 드릴 비트(10)에서는, 비트부(11)에 있어서, 절삭날 유지부(23)(원통 유지부(42))는, 선단을 향해서 단계적인 확개하는 형상으로 형성되어 있다. 한편, 제3 실시형태와 마찬가지로, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)에 있어서, 리브부(52)가, 동일한 길이로 형성되어 있다.
이와 같은, 제4 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 의하면, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)의 각각의 연삭에 의해, 전체적으로, 대략 원추대 형상의 확경부(Hb)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조해서, 제5 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 대해, 주로 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.
이 도면에 나타내는 바와 같이, 이 확경용 드릴 비트(10)에서는, 비트부(11)에 있어서, 절삭날 유지부(23)(원통 유지부(42))는, 선단을 향해서 확개하는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 또한, 각 개별 절삭날부(22)는, 절삭날 유지부(23)의 테이퍼각을 따르는 테이퍼각의 연삭부(55)를 갖고 있다. 즉, 제2 실시형태와 같이, 각 단의 2개의 개별 절삭날부(22)가, 형성되는 확경부(Hb)의 테이퍼 형상을 따르는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 경우도, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)에 있어서, 리브부(52)가, 동일한 길이로 형성되어 있다.
이와 같은, 제5 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 의하면, 제1 개별 절삭날부(22A), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제3 개별 절삭날부(22C)의 각각의 연삭에 의해, 제2 실시형태와 마찬가지로, 전체로서 원추대 형상의 확경부(Hb)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조해서, 제6 실시형태에 따른 확경용 드릴 비트(10)에 대해, 주로 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.
이 도면에 나타내는 바와 같이, 이 확경용 드릴 비트(10)에서는, 생크부(12)의 선단에 생크 내 유로(17)에 이어지는 냉각액 파이프(18)(냉각제 파이프)가 설치되어 있다. 즉, 제6 실시형태의 생크부(12)는, 생크 내 유로(17)를 갖는 생크 본체(15)와, 생크 내 유로(17)에 연통함과 함께, 생크 본체(15)의 선단부로부터 절삭날 유지부(23)에 있어서의 제3 개별 절삭날부(22C)에 대응하는 위치까지 연장되는 냉각액 파이프(18)를 갖고 있다.
생크 본체(15)의 축심에는, 생크 내 유로(17)가 형성되고, 생크 내 유로(17)의 선단부는, 다소 직경이 작게 좁혀져 있다. 그리고, 이 생크 내 유로(17)(생크 본체(15)) 선단부에 냉각액 파이프(18)가 부착되어 있다. 이 경우, 냉각액 파이프(18)는, 스테인리스 등으로 형성되어 있고, 그 기단부가 생크 본체(15)(생크 내 유로(17))에 대해 압입 등에 의해 부착되어 있다. 또, 내경이 생크 내 유로(17)의 선단부의 직경과 같은 직경의 냉각액 파이프(18)를 준비하고, 생크 내 유로(17)의 선단부를 냉각액 파이프(18)의 외경에 맞춰서 확경하고, 이 부분에 냉각액 파이프(18)를 압입 등을 하는 것이, 보다 바람직하다. 또, 물론, 제6 실시형태의 개별 절삭날부(22)는, 리브부(52)가 냉각액 파이프(18)의 반경만큼 짧게 형성되어 있다.
이와 같은 구성에서는, 냉각액은, 냉각액 파이프(18)의 선단으로부터 절삭날 유지부(23) 내로 방출된다. 냉각액 파이프(18)로부터 방출된 냉각액은, 슬릿부(46)를 통해서, 제3 개별 절삭날부(22C), 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제1 개별 절삭날부(22A)의 순으로, 개구부를 향해서 파일럿 구멍(H) 내를 흐른다. 이것에 의해, 냉각액은 파일럿 구멍(H) 내를 원활하게 흐르기 때문에, 각 개별 절삭날부(22)를 효율 좋게 냉각할 수 있다.
또, 생크 본체(15)와 냉각액 파이프(18)는, 일체로 형성되어 있어도 된다. 또한, 냉각액 파이프(18)의 둘레 벽면에 적절하게 헤더를 형성해도 된다. 예를 들면, 제2 개별 절삭날부(22B) 및 제1 개별 절삭날부(22A)에 대응해서 작은 구멍을 형성하고, 원심력을 받은 냉각액에 의해, 각 개별 절삭날부(22)의 확개를 촉진하도록 해도 된다.
1 : 천공 장치 2 : 전동 드릴
3 : 냉각액 어태치먼트 10 : 확경용 드릴 비트
11 : 비트부 12 : 생크부
15 : 생크 본체 17 : 생크 내 유로
18 : 냉각액 파이프 21 : 절삭날부
22 : 개별 절삭날부 22A : 제1 개별 절삭날부
22B : 제2 개별 절삭날부 22C : 제3 개별 절삭날부
23 : 절삭날 유지부 25 : 유지부 본체
26 : 유지부 수용부 41 : 선단 플랜지부
42 : 원통 유지부 43 : 원통 나사부
45 : 첨탑부 46 : 슬릿부
51 : 절삭날 본체 52 : 리브부
53 : 빠짐 방지부 55 : 연삭부
56 : 가이드부 A : 콘크리트 구체
H : 파일럿 구멍 Ha : 구멍 바닥
Hb : 확경부

Claims (10)

  1. 구체(軀體)에 천공한 파일럿 구멍에 삽입해서 이용되고, 상기 파일럿 구멍의 일부를 연삭에 의해 확경(擴徑)하기 위한 확경용 드릴 비트로서,
    상기 파일럿 구멍의 일부를 연삭하기 위한 복수의 개별 절삭날부를 갖는 절삭날부와,
    상기 복수의 개별 절삭날부를, 각각 직경 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 유지하는 절삭날 유지부와,
    상기 절삭날 유지부를 지지하는 생크부(shank portion)를 구비하고,
    상기 복수의 개별 절삭날부는, 둘레 방향으로 복수이며 축방향으로 복수 단(段)에 걸쳐서 배설(配設)되고,
    상기 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 회전에 수반하는 원심력에 의해, 상기 절삭날 유지부에 대해 직경 방향 외측으로 각각 확개(擴開)하도록 슬라이딩 이동하고,
    상기 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 단마다의 직경 방향의 이동 스트로크가 서로 다른 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단마다의 이동 스트로크는, 선단을 향해서 순차적으로 길어지는 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
  3. 구체(軀體)에 천공한 파일럿 구멍에 삽입해서 이용되고, 상기 파일럿 구멍의 일부를 연삭에 의해 확경(擴徑)하기 위한 확경용 드릴 비트로서,
    상기 파일럿 구멍의 일부를 연삭하기 위한 복수의 개별 절삭날부를 갖는 절삭날부와,
    상기 복수의 개별 절삭날부를, 각각 직경 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 유지하는 절삭날 유지부와,
    상기 절삭날 유지부를 지지하는 생크부(shank portion)를 구비하고,
    상기 복수의 개별 절삭날부는, 둘레 방향으로 복수이며 축방향으로 복수 단(段)에 걸쳐서 배설(配設)되고,
    상기 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 회전에 수반하는 원심력에 의해, 상기 절삭날 유지부에 대해 직경 방향 외측으로 각각 확개(擴開)하도록 슬라이딩 이동하고,
    상기 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 단마다의 직경 방향의 이동 스트로크가 동일하고,
    상기 절삭날 유지부는, 선단을 향해서 확개하는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 개별 절삭날부는, 기단측 외주면에, 상기 파일럿 구멍에 형성한 확경 부분으로부터의 인발(引拔, pull out)을 안내하는 가이드부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭날 유지부는, 선단부에 동축 상에 위치해서 돌출 설치한 첨탑부를 갖고,
    상기 첨탑부는, 초강(超鋼) 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭날 유지부는, 상기 각 단의 복수의 개별 절삭날부를 슬라이딩 이동 가능하게 유지하는 복수의 절삭날 개구부를 갖고,
    상기 각 개별 절삭날부는,
    단면(斷面)이 원호 형상인 연삭부를 포함하는 절삭날 본체와,
    상기 절삭날 본체를 지지함과 함께, 상기 절삭날 개구부에 대해 직경 방향으로 슬라이딩 가능하게 걸어 맞추는 리브부와,
    상기 리브부에 설치되고, 상기 절삭날 개구부에 대해 빠짐 방지가 되는 빠짐 방지부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 단의 복수의 개별 절삭날부는, 180° 점대칭 위치에 배설(配設)한 2개의 상기 개별 절삭날부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생크부는,
    상기 절삭날 유지부를 통해서 상기 절삭날부에 냉각제를 공급하기 위한, 생크 내 유로(流路)를 갖는 생크 본체와,
    상기 생크 내 유로에 연통함과 함께, 상기 생크 본체의 선단부로부터 상기 절삭날 유지부에 있어서의 최선단 단(段)의 상기 복수의 개별 절삭날부에 대응하는 위치까지 연장되는 냉각제 파이프를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 확경용 드릴 비트.
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