KR101963584B1 - 극경암 전용 코어 비트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극경암 전용 코어 비트에 관한 것으로, 더욱 상세히는 매트릭스의 절삭부에 요홈을 형성하여 피절삭재와의 마찰면적을 줄임이고 절삭부의 형상이 오랫동안 유지되게 하여 석영질이 많고 강한 극경암에서 천공작업이 원활하고 신속하게 이루어지게 하는 극경암 전용 코어 비트에 관한 것이다.
본 발명의 극경암 전용 코어 비트는 일정두께를 갖는 원통형의 샹크(10) 및 샹크(10)의 상단에 형성되는 매트릭스(20)를 포함하는 코어 비트에 있어서,
상기 매트릭스(20)는 복수개의 절삭부(21)가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되고, 각 절삭부(21)에는 원주방향을 따라 요홈(22)이 형성되며,
상기 요홈(22)은 평면상 일측과 타측의 폭이 상이한 이단라인 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

극경암 전용 코어 비트{Core bit for strong rock}

본 발명은 극경암 전용 코어 비트에 관한 것으로, 더욱 상세히는 매트릭스의 절삭부에 요홈을 형성하여 피절삭재와의 마찰면적을 줄임이고 절삭부의 형상이 오랫동안 유지되게 하여 석영질이 많고 강한 극경암에서 천공작업이 원활하고 신속하게 이루어지게 하는 극경암 전용 코어 비트에 관한 것이다.

광물자원의 분포 및 매장량 평가를 위해 직접 암반을 천공, 암반 코어샘플(암추)을 채취하는 비트는 천공하려는 암반의 특성에 따라 매트릭스를 적절하게 설계하여 사용하고 있다. 이때, 비트의 매트릭스는 직접 암반에 접촉하여 천공하는 부분으로 내부에 다이아몬드 연마재가 포함되어 있다.

일반적으로, 비트의 제조는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co) 등의 금속분말과 다이아몬드를 혼합시킨 성형체에 구리(Cu), 주석(Sn), 니켈(Ni), 망간(Mn) 등의 단일 금속 또는 합금상태의 금속바인더를 융점 이상으로 가열시켜, 모세관력에 의해 금속바인더가 성형체의 내부에 채워지는 일명 '용침 공정'에 의해 매트릭스 부분이 제작된다. 이 매트릭스 부분은 샹크(steel body)를 고정하는 역할을 하는 백킹부에 의해 샹크와 연결되며, 1회의 용침 공정에 의해 일체형으로 제작되어 비트가 완성된다. 한편, 매트릭스는 암종과 암반의 강도에 맞추어 1번에서 13번까지 분류되어 쓰이게 되는데 높은 번호의 매트릭스 일수록 강한 암번에 사용되며, 그 형성과 모양에 따라 굴착의 성능과 효과가 크게 달라지게 된다.

종래에는 국내공개특허공보 제10-2002-0017616호에 일정두께를 갖는 원통형상의 샹크의 하단 둘레에 다수개의 다이아몬드 팁(8)이 일정간격으로 배열되고 상기 샹크의 외주면에는 천공작업시 내부에 쌓이는 이물질이나 압축공기가 용이하게 배출되도록 적어도 1개이상의 장공이 형성된 코어드릴용 비트에 있어서;

상기 샹크의 외주면에는 하부측에서부터 상단부에 나선형상으로 절개되어 형성된 배출공이 적어도 1개이상이 구비됨을 특징으로 하는 코어드릴용 비트가 개시되어 있으며, 국내등록실용신안공보 제20-0487462호에는 후단으로부터 결합부와, 그 결합부의 선단에 연장 형성되는 원통형 생크와, 그 생크의 선단에서 일정한 간격으로 다수 돌출 형성되는 절삭팁으로 된 코어비트에 있어서, 상기 절삭팁은, 생크의 두께보다 두꺼운 두께를 이루어 생크와 단차를 이루게 구성하되, 상기 절삭팁의 내주면에 그 선단으로부터 후단에 이르게 회전 방향으로 경사를 이루는 내부 유도홈을 더 형성하고, 절삭팁의 외주면에 그 선단으로부터 후단에 이르게 회전 방향으로 경사를 이루며, 내부 유도홈과 교차되는 위치에 다수의 외부 유도홈을 더 형성하며, 절삭팁의 회전방향 측면을 초기 절삭을 수행하는 제1 수직면과, 진입을 유도하는 유도 경사면과, 후기 절삭을 수행하는 제2 수직면을 이루게 구성하고, 생크에는, 외주면에 피 천공물의 천공된 구멍의 내주면 및 분진을 분쇄하는 다이아몬드 입자로 된 다수의 외부 절삭돌기와, 내주면에 천공 덩어리의 외주면을 절삭하는 다이아몬드 입자로 된 다수의 내부 절삭돌기를 더 형성하며, 외둘레에 복수단을 이루는 다수의 분진 배출공을 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 코어 드릴용 코어비트가 개시되어 있다.

그러나 종래의 비트에 쓰이는 다이아몬드팁이나 절삭팁의 모양과 형상은 규암, 각석 등 석영질이 많고 강한 극경암을 굴진하는데 시간이 많이 소요되거나 쉽게 마모가 되어 굴진이 어려운 경우들이 발생하게 된다.

본 발명은 절삭부에 원주방향으로 요홈을 형성하여 절삭부와 피절삭재와의 마찰면적을 줄임으로써 피절삭재의 절삭천공이 보다 더 신속하고 원활하게 이루질 수 있으며, 절삭부가 일부 마모가 되어도 요홈의 형상은 오랫동안 유지되어 절삭력 또한 오랫동안 유지시킬 수 있어 석영질이 많은 강한 극경암에서의 천공작업을 용이하게 할 수 있는 극경암 전용 코어 비트를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 극경암 전용 코어 비트는 일정두께를 갖는 원통형의 샹크(10) 및 샹크(10)의 상단에 형성되는 매트릭스(20)를 포함하는 코어 비트에 있어서,

상기 매트릭스(20)는 복수개의 절삭부(21)가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되고, 각 절삭부(21)에는 원주방향을 따라 요홈(22)이 형성되며,

상기 요홈(22)은 평면상 일측과 타측의 폭이 상이한 이단라인 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 극경암 전용 코어 비트는 절삭부에 요홈이 형성되어 피절삭재와 절삭부의 마찰면적을 효과적으로 감소시킬 수 있으며 피절삭재의 절삭과정에서 발생되는 절분 및 냉각수가 요홈을 통해 신속하게 배출되어 석영질 등이 많은 강한 극경암에서의 천공작업이 보다 더 신속하고 원활하게 이루어질 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 절삭부의 단면이 일부 마모되어도 요홈의 형상이 오랫동안 유지되어 절삭부의 절삭력이 쉽게 상실되지 않아 극경암에서 천공작업시 굴진성능을 오랫동안 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 극경암 전용 코어 비트의 사시도.
도 2는 본 발명의 극경암 전용 코어 비트의 다른 실시예 사시도.
도 3은 본 발명의 극경암 전용 코어 비트의 또 다른 실시예 사시도.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예의 평면도.

본 발명의 극경암 전용 코어 비트는 일정두께를 갖는 원통형의 샹크(10) 및 샹크(10)의 상단에 형성되는 매트릭스(20)를 포함하는 코어 비트에 있어서,

상기 매트릭스(20)에는 복수개의 절삭부(21)가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되고, 각 절삭부(21)에는 원주방향을 따라 요홈(22)이 형성되며,

상기 요홈(22)은 평면상 일측과 타측의 폭이 상이한 이단라인 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 요홈(22)은 사각, "V"자형, "U"자형 단면형상인 것을 특징으로 한다.

상기 요홈(22)의 일단부 내측에는 요홈(22)의 하단부에서 소정높이로 연장된 연결돌부(220)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 요홈(22)의 중앙부 내측으로는 소정높이로 이격된 이단구조의 연결돌부(230)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 요홈(22)은 깊이 5~10mm로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 규암, 각석 등 석영질이 많은 극경암의 지반을 절삭 및 천공하기 위한 극경암 전용 코어 비트로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 코어드릴본체(미도시)와 결합되며 일정두께를 갖는 원통형의 샹크(10)와 샹크(10)의 상단부에 형성되어 암반을 절삭시키는 매트릭스(20)로 구성된다.

상기 매트릭스(20)는 통상적으로 다이아몬드입자, 결합재, 금속분말이 혼합되어 결합된 금속혼합물을 가열하여 상기 샹크(10)의 상단부에 일체형으로 접합하여 제조하는 것으로 상기 매트릭스(20)에는 다이아몬드입자가 전체적으로 분포되어 제조된다.

상기 매트릭스(20)는 복수개의 절삭부(21)가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되면서 각 절삭부(21) 사이에는 일정간격의 이격공간이 형성되며, 상기 각 절삭부(21)에는 상단부 중앙에서 내측으로 형성되는 요홈(22)이 원주방향을 따라 형성되어 요홈(22)을 통해 절분과 냉각수의 공급 및 배출이 원활해질 수 있게 한다.

또한 요홈(22)이 형성되면서 절삭부(21)의 절삭 단면적이 감소하여 피절삭재와의 마찰면적이 줄어들고, 이로 인해 절삭 부하도 감소하게 됨으로서 절삭부(21)의 절삭단면이 쉽게 마모되는 것을 방지할 수 있으며 지속적인 절삭으로 절삭단면이 일부 마모되어도 절삭부(21)의 형상은 오랫동안 유지되어 절삭력을 오랫동안 유지시킬 수 있게 한다.

이때, 상기 요홈(22)은 사각단면, "V"자형 단면, "U"자형 단면중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 원주방향으로 형성되는 상기 요홈(22)은 절삭부(21)의 절삭효율을 높일 뿐만 아니라 요홈(22)에 의해 피절삭재에 형성되는 코어까지 절삭과정에서 원활하고 용이하게 절삭시킬 수 있도록 평면상 일측과 타측의 폭이 상이한 이단라인 구조로 형성된다.(도 1 및 도 4A 참조)

즉, 평면상 이단라인 구조로 형성되는 상기 요홈(22)은 일측이 타측보다 폭이 축소되게 형성되어 피절삭재를 절삭시 절삭부(21)는 요홈(22)의 폭이 더 넓은 방향측에서 회전을 시작하여 피절삭재를 절삭시키고, 요홈(22)에 의해 피절삭재에 형성되는 코어는 폭이 좁아진 요홈(22)에 의해 손쉽게 절삭되어지므로 피절삭재에 코어가 형성되는 것을 방지할 수 있게 한다.

물론, 피절삭재를 절삭시 필요에 따라 상기 절삭부(21)는 요홈(22)의 폭이 좁은 방향측에서 회전을 시작하여 피절삭재를 절삭시킬 수도 있다.

그리고 상기 요홈(22)은 피절삭재를 용이하게 절삭시킬 뿐만 아니라 절삭부(21)의 형상을 오랫동안 유지시킬 수 있도록 깊이는 5~10mm로 형성하는 것이 바람직하며, 요홈(22)의 양 상단면은 절삭부(21)의 초기 절삭시 절삭을 원활하게 할 수 있도록 사선 또는 곡선지게 라운드처리 해주는 것이 바람직하다.

이때, 상기 절삭부(21)의 회전끝방향측인 상기 요홈(22)의 일단부 내측의 하단에는 소정높이의 연결돌부(220)를 형성하거나(도 2 및 도 4B참조), 요홈(22)의 중앙부 내측으로 소정높이로 이격된 이단구조의 연결돌부(230)를 형성(도 3 및 도 4C참조)하여 지반 절삭시 요홈(22)에 의해 형성되는 코어를 연결돌부(220,230)에 의해 더욱 용이하게 절삭시킬 수 있도록 하고 절삭부(21)의 내구성과 절삭력을 증진시켜 석영질 등이 많은 강한 극경암에서의 굴진성능을 향상시킬 수 있게 한다.

상기와 같은 본 발명의 극경암 전용 코어 비트의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 석영질 등이 많은 극경암에서 지반을 천공시키기 위해 본 발명의 극경암 전용 코어 비트를 코어드릴본체에 결합한 후 회전작동 시키면서 지반을 절삭시키는데, 이때 매트릭스(20)의 상단부 절삭부(21)와 피절삭재와의 마찰접촉에 의해 절삭천공이 이루어지게 되며, 피절삭재가 절삭되면서 발생한 절분 및 마찰열을 냉각시키기 위해 천공작업시 공급된 냉각수는 상기 절삭부(21)에 형성된 요홈(22)을 통해 용이하고 신속하게 배출이 이루어지게 되어 비트의 굴진이 원활하게 이루어지게 한다.

또한 절삭부(21)에 의해 피절삭재가 절삭되는 과정에서 요홈(22)에 의해 형성되는 코어는 일측과 타측이 폭이 상이한 평면 이단라인 구조의 요홈(22)과 요홈(22) 내에 형성되는 연결돌부(220,230)를 통해 신속하게 절삭이 이루어져 코어가 형성되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10-샹크
20-매트릭스
21-절삭부
22-요홈
220-연결돌부
230-연결돌부

Claims (5)

1. 일정두께를 갖는 원통형의 샹크(10) 및 샹크(10)의 상단에 형성되는 매트릭스(20)를 포함하는 코어 비트에 있어서,
   상기 매트릭스(20)는 복수개의 절삭부(21)가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되고, 각 절삭부(21)에는 원주방향을 따라 요홈(22)이 형성되며,
   상기 요홈(22)은 평면상 일측과 타측의 폭이 상이한 이단라인 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 극경암 전용 코어 비트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 요홈(22)은 사각, "V"자형, "U"자형 단면형상인 것을 특징으로 하는 극경암 전용 코어 비트.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 요홈(22)의 일단부 내측에는 요홈(22)의 하단부에서 소정높이로 연장된 연결돌부(220)가 형성되는 것을 특징으로 하는 극경암 전용 코어 비트.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 요홈(22)의 중앙부 내측으로는 소정높이로 이격된 이단구조의 연결돌부(230)가 형성되는 것을 특징으로 하는 극경암 전용 코어 비트.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 요홈(22)은 깊이 5~10mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 극경암 전용 코어 비트.

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