KR102197923B1 - 모드 변경식 코어드릴 장치 - Google Patents

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KR102197923B1
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Abstract

본 발명은 코어비트와 동축상으로 배치되는 센터드릴에 대한 축방향 고정과 축방향 이동의 조절을 통해 센터드릴을 이용한 센터링 작업과 코어비트를 이용한 천공 작업을 선택적으로 수행할 수 있는 모드 변경식 코어드릴 장치를 개시한다.
전술한 코어드릴 장치는 스핀들(10)과 결합되는 커넥터바아(20), 상기 커넥터바아(20)와 결합되는 코어비트(30), 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향 이동과 원주방향 회전이 각각 가능하게 설치되는 슬리브(60), 상기 슬리브(60)의 위치에 따라 상기 커넥터바아(20)에 대해 반경방향으로 위치가 변화되는 가동체(50), 및 상기 코어비트(30)의 내부에 배치되고, 상기 가동체(50)의 반경방향 이동위치에 따라 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향 고정 또는 축방향 이동이 이루어지는 센터드릴(40)을 포함하고, 상기 센터드릴(40)은 상기 가동체(50)와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아(20)에 대한 축방향 이동을 구속받기 위한 수압부(41), 및 상기 가동체(50)와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아(20)에 대한 축방향 이동을 허용받기 위한 안내부(42)를 구비한다.

Description

모드 변경식 코어드릴 장치{Core drill device with changing operated mode}
본 발명은 코어드릴 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어비트와 동축상으로 배치되는 센터드릴에 대한 축방향 고정과 축방향 이동의 선택적인 조절을 통해 센터드릴을 이용한 센터링 작업과 코어비트를 이용한 천공 작업을 보다 편리하게 연속적으로 수행할 수 있는 모드 변경식 코어드릴 장치에 관한 것이다.
일반적으로 코어 드릴(Core drill)은 천공 작업을 수행하기 위한 기계 공구에 해당하는 것으로, 각종 건설 현장에서 암반이나 콘크리트 구조물과 같이 소정 강도 이상의 단단한 재질의 작업 대상물에 대해 소정 직경의 구멍을 뚫기 위해 사용되는 것이다.
이 경우, 코어드릴은 외부로부터 제공되는 구동력에 의해 고속으로 회전하는 스핀들과, 스핀들에 장착되고 선단부에 원통 모양의 드릴 날이 구비되는 코어비트를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구조의 코어드릴을 이용하여 천공 작업을 실시하기 위해서는 천공 작업에 기준이 되는 중심부위에 코어비트의 안정적인 회전을 보장하기 위한 센터링 작업이 선행되어야만 한다.
즉, 종래 코어드릴을 이용한 천공 작업은 코어비트의 중심부위에 별도의 센터드릴을 장착한 상태에서 센터드릴을 이용한 센터링 작업을 선행하는 1차 센터링 작업과, 센터드릴을 제거하고 코어비트만을 이용한 2차 천공 작업을 순차적으로 실시해야 한다.
이에 따라 종래 코어드릴을 이용한 천공 작업에서는 센터드릴의 장착과 제거를 위한 공정이 필요하므로, 작업성이 저하될 뿐만 아니라 전체 작업에 소요되는 시간도 증가하게 되는 단점이 있었다.
이와 달리, 종래 천공 작업은 작업 대상물에 대해 코어비트의 선단측 드릴 날을 경사지게 진입하여 국부적인 접촉을 실시한 다음, 국부적 접촉에 의해 발생된 홈을 이용하여 천공 작업을 추가적으로 진행하는 방식으로 이루어져 왔다.
그러나 상기와 같은 천공 작업에서는 작업 대상물과 코어비트의 선단측 드릴 날 사이의 국부적인 접촉이 이루어지는 과정에서 정확한 천공 위치를 맞추는 데 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라, 작업의 숙련도가 낮은 근로자의 경우에는 정확한 위치에 천공 작업을 제대로 수행할 수 없는 문제를 야기하게 된다.
또한, 종래 천공 작업에서는 작업 대상물에 대해 코어비트의 선단측 드릴 날을 경사지게 진입하고자 등록특허 제10-0615468호에 개시된 장비를 이용하였는데, 이 경우에는 코어비트의 정확한 각도 조절에 의한 정확한 천공 작업이 가능한 장점이 있지만, 장비의 진입이 어려운 협소 공간에서는 사용이 불가능한 단점이 있게 된다.
등록특허 제10-0615468호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 코어비트와 동축상으로 배치되는 센터드릴에 대한 축방향 고정과 축방향 이동의 조절을 통해 센터드릴을 이용한 센터링 작업과 코어비트를 이용한 천공 작업을 선택적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 보다 편리하게 연속적인 작업을 가능하게 하고 협소한 공간에서도 원활한 천공 작업을 실시할 수 있는 모드 변경식 코어드릴 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 코어비트에 대한 센터드릴의 작업모드 조절과 함께 센터드릴의 교체 또는 코어드릴 장비의 전체적인 분해와 조립을 선택적으로 구현할 수 있는 모드 변경식 코어드릴 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 스핀들과 결합되는 커넥터바아, 상기 커넥터바아와 결합되는 코어비트, 상기 커넥터바아에 대해 축방향 이동과 원주방향 회전이 각각 가능하게 설치되는 슬리브, 상기 슬리브의 위치에 따라 상기 커넥터바아에 대해 반경방향으로 위치가 변화되는 가동체, 및 상기 코어비트의 내부에 배치되고, 상기 가동체의 반경방향 이동위치에 따라 상기 커넥터바아에 대해 축방향 고정 또는 축방향 이동이 이루어지는 센터드릴을 포함하고, 상기 센터드릴은 상기 가동체와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아에 대한 축방향 이동을 구속받기 위한 수압부, 및 상기 가동체와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아에 대한 축방향 이동을 허용받기 위한 안내부를 구비하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치를 조절하기 위한 멈춤핀을 더 포함하고, 상기 멈춤핀은 상기 커넥터바아에 대해 반경방향으로 이동 가능하게 설치되도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 슬리브는 내주면에 상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치의 조절, 및 상기 커넥터바아에 대한 상기 센터드릴의 축방향 고정과 축방향 이동의 조절을 통해 코어드릴의 작동모드를 조정하기 위한 요홈부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 요홈부는 상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치의 조절을 위해 상기 멈춤핀과의 접촉하는 제1삽입홈군, 및 상기 커넥터바아에 대한 상기 센터드릴의 축방향 고정과 축방향 이동을 조절하기 위해 상기 가동체와의 접촉하는 제2삽입홈군으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 제1삽입홈군은 상기 슬리브의 내주면에서 축방향을 따라 연장 길이를 서로 달리하여 상기 멈춤핀과 접촉 가능한 제1장홈과 제1단홈으로 구성되고, 상기 제1장홈과 상기 제1단홈은 상기 슬리브의 내주면 중심에 대해 방사형 구조로서 서로 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 제1장홈 중 적어도 하나는 상기 슬리브의 내주면을 따라 축방향으로 트임 구조로 이루어지는 관통홈으로 구성되고, 상기 제1장홈 중 나머지와 상기 제1단홈은 각각 상기 슬리브의 내주면에서 일단부가 단차부에 의해 축방향으로 막힌 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 제2삽입홈군은 상기 슬리브의 내주면에서 축방향을 따라 연장 길이를 서로 달리하여 상기 가동체와 접촉 가능한 제2장홈과 제2단홈으로 구성되고, 상기 제2장홈과 상기 제2단홈은 상기 슬리브의 내주면 중심에 대해 방사형 구조로서 서로 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 제2장홈 중 적어도 하나는 상기 제2단홈에 대해 마주보는 위치에 배치되고, 상기 제2장홈 중 나머지 하나는 호형상부와 마주보는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 제2삽입홈군은 모두 상기 슬리브의 내주면에서 일단부가 단차부에 의해 축방향으로 막힌 구조로 이루어지고, 상기 호형상부는 상기 슬리브의 내주면과 대체로 동일한 곡률 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 탄력적인 축방향 변위 조절을 위해 설치되는 제1리턴스프링을 더 포함하고, 상기 커넥터바아는 상기 센터드릴을 축방향으로 이동 가능하게 수용하는 주통로를 구비하고, 상기 주통로의 내부에는 상기 센터드릴을 탄발 지지하는 제2리턴스프링이 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어, 상기 커넥터바아는 상기 가동체를 반경방향으로 이동 가능하게 수용하는 제1관통구멍, 및 상기 멈춤핀을 반경방향으로 이동 가능하게 수용하는 제2관통구멍을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 센터드릴을 이용한 센터링 작업과 코어비트를 이용한 천공 작업을 수행함에 있어, 코어드릴 장치에 대한 센터드릴의 착탈식 교체 방식이 아닌 센터드릴의 동작 모드에 대한 변경을 통해 구현할 수 있으므로, 보다 편리하게 센터링 작업과 천공 작업을 연속적으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 공간적 제약이 수반되는 협소한 공간에서도 보다 용이하게 천공 작업을 실시할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 코어비트를 이용한 천공 작업의 수행전 센터드릴을 이용한 센터링 작업이 요구될 때, 동작 모드의 변경만으로 센터링 작업과 천공 작업이 선택적으로 수행될 수 있으므로, 코어드릴 장비에 대해 센터드릴을 설치하거나 작업후 제거해야 하는 불편함을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 센터링 작업과 천공 작업의 연속적인 작업 수행을 통해 전체 작업에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어드릴 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코어드릴 장치에 대한 종단면도로서, 주요 구성부위를 부분 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코어드릴 장치의 구성요소에 대한 결합관계를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 커넥터바아와 슬리브 및 센터드릴을 부분 확대하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 커넥터바아와 슬리브 및 센터드릴을 반대방향에서 부분 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 슬리브의 정면도와 각각 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 코어드릴 장치에 대한 각 작동모드를 설명하기 위해 핵심적인 부위만을 분리하여 도시한 종단면도와 횡단면도로서, 커넥터바아에 대한 슬리브의 변위와 그에 따라 종속되는 가동체와 센터드릴 사이의 접촉상태 변화를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 코어드릴 장치는 스핀들(10)과 연동 가능하게 설치되는 커넥터바아(20), 상기 커넥터바아(20)에 결합되는 코어비트(30), 상기 코어비트(30)와 동축상으로 배치되는 센터드릴(40), 상기 커넥터바아(20)에 대해 반경방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 센터드릴(40)을 구속 가능하게 지지하는 가동체(50), 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 가동체(50)의 반경방향 이동위치를 조절하여 상기 커넥터바아(20)와 상기 센터드릴(40) 사이를 연동 가능하게 결합하거나 또는 연동 불가능하게 결합을 해제하는 슬리브(60), 및 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치를 조절하는 멈춤핀(70)을 포함하여 구성된다.
상기 스핀들(10)은 외부로부터 제공되는 구동력에 의해 회전하는 것으로, 모터에 의한 전기적 구동이나 또는 압축 공기에 의한 가압으로 인해 수반되는 외부의 동력에 의해 고속으로 회전하는 축 부재로 구성된다.
상기 커넥터바아(20)는 상기 스핀들(10)에 대해 동축상으로 배치되어 연동 가능하게 설치되는 중공 형상의 부재로서, 일단부는 상기 스핀들(10)과 결합되고, 타단부는 상기 코어비트(30)와 상기 센터드릴(40)에 대해 각각 동축상으로 결합된다. 이때 이들 사이의 결합은 나사체결의 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 커넥터바아(20)의 일단부는 상기 스핀들(10)에 대해 1단 결합구조 또는 2단 이상의 결합구조로 구비될 수 있는 데, 본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스핀들(10)에 대해 2단의 축결합 구조로 구비된 것을 예시하고 있다.
또한, 상기 커넥터바아(20)는 외주면에 제1리턴스프링(81)을 설치하는 바, 상기 제1리턴스프링(81)은 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 탄성적인 축방향 변위 조절을 위해 구비되는 것이다. 이 경우, 상기 제1리턴스프링(81)의 일단부는 상기 커넥터바아(20)의 외주면에 형성된 안착홈에 대해 고정링(83)을 매개로 지지되고, 상기 제1리턴스프링(81)의 타단부는 상기 슬리브(60)의 내주면에 위치한 걸림턱(60a)에 의해 지지되도록 구성된다.
또한, 상기 커넥터바아(20)는 상기 센터드릴(40)을 축방향으로 이동 가능하게 수용하기 위해 부재의 축방향을 따라 길게 형성되는 주통로(20a)를 구비한다. 이 경우, 상기 주통로(20a)는 내부에 상기 센터드릴(40)에 대한 탄발 지지를 위해 제2리턴스프링(82)을 설치함으로써 상기 센터드릴(40)의 전방 돌출방향을 향한 탄력적인 축방향 이동을 도모할 수 있게 된다. 이를 위해 상기 제2리턴스프링(82)은 일단부가 상기 센터드릴(40)의 배면부를 지지하고 타단부가 상기 주통로(20a)의 내부에서 고정될 수 있도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 커넥터바아(20)는 상기 가동체(50)를 반경방향으로 이동 가능하게 수용하기 위해 부재의 반경방향을 따라 형성되는 제1관통구멍(21)을 구비한다. 본 발명의 실시예에 있어, 상기 제1관통구멍(21)은 커넥터바아(20)의 축중심에 대해 상하방향의 180도 위상각을 두고 2군데의 위치로 형성된다. 이 경우, 상기 제1관통구멍(21)의 위치나 수량은 다양한 실시예로서 변형되어 구현될 수 있을 것인데, 이 경우에도 상기 제1관통구멍(21)의 위치나 수량은 상기 가동체(50)의 위치와 수량에 맞춰 종속적으로 결정될 것이다.
상기 제1관통구멍(21)은 상기 커넥터바아(20)의 축중심을 향한 기저부에 상기 제1관통구멍(21)의 반경방향 중심을 향해 돌출되는 플랜지부(21a)를 구비하는 데, 상기 플랜지부(21a)는 상기 커넥터바아(20)의 축중심을 향한 상기 가동체(50)의 이탈을 방지하는 역할을 수행한다. 이 경우, 상기 커넥터바아(20)의 축중심을 향한 상기 가동체(50)의 이동변위는 상기 플랜지부(21a)의 돌출량에 의해 결정될 수 있을 것이다.
또한, 상기 커넥터바아(20)는 상기 멈춤핀(70)을 반경방향으로 이동 가능하게 수용하기 위해 부재의 반경방향을 따라 형성되는 제2관통구멍(22)을 구비한다. 이때, 상기 제2관통구멍(22)은 상기 제1관통구멍(21)으로부터 축방향을 따라 적정의 거리를 두고 이격된 위치에 배치된다. 이 경우, 상기 멈춤핀(70)은 상기 제2관통구멍(22)의 내부에서 저면부가 압축스프링(미도시)을 매개로 탄발 지지되도록 설치되는 것이 바람직할 것이다. 본 발명의 실시예에 있어, 상기 제2관통구멍(22)은 커넥터바아(20)에 대해 단일의 위치로 구비되는 데, 상기 제2관통구멍(22)의 위치나 수량은 다양한 변형 실시예로서 구현될 수 있을 것이다.
상기 코어비트(30)는 작업 대상물에 대해 천공 작업을 수행하는 천공 공구에 해당하는 것으로, 상기 커넥터바아(20)에 대해 동축상으로 배치되어 연동 가능하게 설치되는 중공 형상의 부재로 이루어진다. 이 경우, 상기 코어비트(30)는 상기 커넥터바아(20)에 대해 나사체결의 방식으로 결합될 수 있다.
상기 센터드릴(40)은 작업 대상물에 대해 센터링 작업을 수행하는 센터링 공구에 해당하는 것으로, 상기 코어비트(30)의 내부에서 동축상으로 배치되도록 구성된다. 이 경우, 상기 센터드릴(40)은 센터링 작업을 위해 전방측 단부가 상기 코어비트(30)의 전방측 단부 보다 전방을 향해 조금 더 돌출되도록 구성된다.
특히, 상기 센터드릴(40)은 상기 코어비트(30)의 내부에서 동축상으로 배치되고, 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 가동체(50)의 반경방향 이동위치에 따라 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향으로 구속되어 고정되거나, 또는 축방향으로 구속이 해제되어 이동이 종속적으로 가능한 상태로 전환될 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 센터드릴(40)은 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향으로 고정되어 일체로 회전함으로써 센터링 작업을 수행할 수 있게 되거나, 또는 상기 커넥터바아(20)의 내부를 향해 축방향으로 이동함으로써 센터링 작업을 수행하지 못하는 불능 위치로 수용되어 천공 작업만이 구현될 수 있도록 구성된다.
요약하자면, 상기 센터드릴(40)은 상기 가동체(50)의 반경방향 이동위치에 따라 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향으로 고정되어 센터링 작업위치에 존재하거나, 또는 상기 커넥터바아(20)의 주통로(20a)를 통해 축방향으로 이동되어 수납위치로 전이됨으로써 센터링 작업이 불가능한 위치로 이동하게 된다.
이를 위해, 상기 센터드릴(40)은 상기 가동체(50)와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아(20)에 대한 축방향 이동을 구속받기 위한 수압부(41), 및 상기 가동체(50)와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아(20)에 대한 축방향 이동을 허용받기 위한 안내부(42)를 구비하도록 구성된다. 여기서 상기 수압부(41)와 상기 안내부(42)는 각각 상기 센터드릴(40)의 외주면에서 반경방향 내측을 향해 오목하게 형성된 부위이고, 도 2와 도 7 내지 도 10에서와 같이 도시의 편의상, 드릴의 인선(cutting edge) 저면부를 연결하는 가상의 기초원에 해당하는 부위를 의미한다.
이 경우, 상기 수압부(41)는 상기 센터드릴(40) 상에서 상기 가동체(50)와 접촉될 수 있는 단일의 국부적 위치에 형성되는 것이다. 또한, 상기 안내부(42)는 상기 센터드릴(40)의 전체 길이를 따라 형성되는 것으로, 나선의 형태로서 드릴의 전체 부위를 감싸도록 형성되는 것이 바람직할 것이다.
즉, 상기 수압부(41)는 상기 가동체(50)와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아(20)의 주통로(20a)에 대한 상기 센터드릴(40)의 회전을 구속하여 축방향 이동을 제한하는 역할을 수행하는 것이고, 상기 안내부(42)는 상기 가동체(50)와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아(20)의 주통로(20a)의 내부를 향한 상기 센터드릴(40)의 이동을 안내하여 축방향으로의 수용 이동을 허용하는 역할을 수행하는 것이다.
이를 위해 상기 가동체(50)는 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)와 안내부(42)에 대해 개별적인 접촉이 가능한 수량으로 구성되는 것이 바람직할 것이고, 상기 가동체(50)는 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)와 안내부(42)에 대해 동시 접촉이 이루어지지 않도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 수압부(41)와 상기 안내부(42)는 상기 가동체(50)와의 접촉부위에서 상호 대향하는 위치에 배치되도록 설정되는 것이 더욱 바람직할 것이다.
이에 따라, 상기 수압부(41)에 상기 가동체(50)가 접촉할 경우에는 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 이동은 구속되어 제한되므로, 상기 스핀들(10)의 회전시 상기 센터드릴(40)은 상기 커넥터바아(20)와 일체로 회전하게 되어 센터링 작업을 수행할 수 있게 된다.
또한, 상기 안내부(42)에 상기 가동체(50)가 접촉할 경우에는 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 구속은 해제되므로, 상기 스핀들(10)의 회전시 상기 센터드릴(40)의 안내부(42)는 상기 가동체(50)와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아(20)의 주통로(20a)의 내부를 향해 회전하면서 진입하게 되어, 센터링 작업은 더 이상 이루어지지 못하게 되는 반면에, 상기 코어비트(30)에 의한 천공 작업만이 이루어질 수 있게 된다.
상기 가동체(50)는 상기 커넥터바아(20)의 제1관통구멍(21) 내에서 반경방향으로 이동이 가능하게 설치되는 구형상의 경질소재로 이루어진 부재로서, 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 구속에 의한 고정과 축방향 구속 해제에 의한 이동을 선택적으로 조절하는 역할을 수행한다. 이 경우, 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 가동체(50)의 반경방향 위치는 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 위치에 의해 종속적으로 결정되도록 구성된다. 이에 따라, 상기 가동체(50)는 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)와 안내부(42) 중 어느 하나에 대한 접촉을 통해 상기 센터드릴(40)에 대한 축방향 고정 또는 축방향 이동 중 어느 하나만을 허용하게 된다.
즉, 상기 가동체(50)는 상기 커넥터바아(20)의 제1관통구멍(21) 내에서 축중심을 향해 반경방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 구속에 의한 고정과 축방향 구속 해제에 의한 이동 중 어느 하나만을 선택적으로 조절함으로써, 상기 커넥터바아(20)와 상기 센터드릴(40) 사이를 연동 가능하게 축방향으로 결합하거나 또는 연동 불가능하게 이들 사이의 축방향 결합을 해제하도록 구성된다.
상기 슬리브(60)는 상기 커넥터바아(20)의 외주면을 감싸는 중공 형상의 부재로서, 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향 이동과 원주방향 회전이 각각 가능하게 설치된다. 이 경우, 상기 슬리브(60)는 코어드릴 장치의 작동모드를 원하는 모드로 전환할 수 있는 작동모드 전환용 부재의 역할을 수행하도록 구성된다.
즉, 상기 슬리브(60)는 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향 이동과 원주방향 회전이 각각 가능하게 설치되어 상기 커넥터바아(20)의 축중심에 대한 상기 가동체(50)의 반경방향 이동위치를 조정하고, 이를 통해 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 고정 또는 축방향 이동을 선택적으로 조절하여 상기 커넥터바아(20)와 상기 센터드릴(40) 사이를 연동 가능하게 결합하거나 또는 연동 불가능하게 결합을 해제하도록 구성된다.
이를 위해 상기 슬리브(60)는 내주면에 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치의 조절, 및 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 고정과 축방향 이동의 조절을 위한 요홈부를 구비한다. 예컨대 본 발명의 실시예에 있어, 상기 요홈부는 상기 코어비트(30)에 대한 상기 센터드릴(40)의 작동모드를 포함한 코어드릴 전체의 작동모드를 드릴링 모드, 허공 모드, 교체 모드, 및 분리 모드 중 어느 하나의 모드로 조절하도록 구성되는 데, 상기 센터드릴(40)의 작동모드에 대한 종류와 위치는 다양한 변형 실시예로서 구현될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에서 상기 요홈부는 제1삽입홈군과 제2삽입홈군으로 각각 분리되어 구성되는 데, 상기 제1삽입홈군은 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치의 조절을 위해 상기 멈춤핀(70)과의 접촉하는 구성이고, 상기 제2삽입홈군은 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 고정과 축방향 이동을 조절하기 위해 상기 가동체(50)와의 접촉하는 구성에 해당한다.
이하에서 제1삽입홈군과 제2삽입홈군에 대한 상세한 구성을 도 6과 도 7 내지 도 10을 참조로 하여 상세히 설명한다.
상기 제1삽입홈군은 상기 슬리브(60)의 내주면에서 축방향을 따라 연장 길이를 서로 달리하여 상기 멈춤핀(70)과 접촉 가능한 복수의 홈으로서, 제1장홈(61)과 제1단홈(62)으로 구성된다. 이 경우, 상기 제1장홈(61)과 상기 제1단홈(62)은 상기 슬리브(60)의 내주면 중심에 대해 방사형 구조로서 적정의 간격을 두고 서로 이격된 위치로 배치된다.
또한, 상기 제1장홈(61) 중 적어도 하나는 상기 슬리브(60)의 내주면을 따라 축방향으로 트임 구조로 이루어지는 관통홈(63)의 형태로 구성되고, 상기 제1장홈(61) 중 트임 구조의 관통홈(63)을 제외한 나머지와 상기 제1단홈(62)은 각각 상기 슬리브(60)의 내주면에서 일단부가 단차부(64)에 의해 축방향으로 막힌 구조로 이루어지도록 구성된다.
이 경우, 상기 단차부(64)는 상기 슬리브(60)의 내주면에서 원주방향을 따라 내측으로 돌출되어 상기 관통홈(63)을 제외한 나머지 제1삽입홈군들의 일단부를 축방향으로 막아줌으로써, 상기 멈춤핀(70)에 의한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치를 제한하는 역할을 수행한다.
이에 따라, 상기 슬리브(60)의 내주면에 형성되는 제1삽입홈군 중 어느 하나와 상기 멈춤핀(70) 사이에서 접촉이 발생되면, 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치가 각각 종속적으로 결정될 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1장홈(61) 중 적어도 한 쌍, 및 상기 제1단홈(62)과 상기 관통홈(63)은 상기 슬리브(60)의 내주면 중심을 기준으로 상호 마주보는 위치에 배치되고, 상기 제1장홈(61)은 드릴링 모드와 허공 모드를 구현하며, 상기 제1단홈(62)은 교체 모드를 구현하며, 상기 관통홈(63)은 분리 모드를 구현하도록 설정된다. 즉, 상기 제1삽입홈군은 상기 슬리브(60)의 내주면에서 축방향을 따라 연장 길이를 서로 달리하는 것으로, 드릴링 모드와 허공 모드의 구현을 위한 제1장홈(61), 교체 모드의 구현을 위한 제1단홈(62), 및 분리 모드의 구현을 위한 관통홈(63)으로 구성된다.
상기 제2삽입홈군은 상기 슬리브(60)의 내주면에서 축방향을 따라 연장 길이를 서로 달리하여 상기 가동체(50)와 접촉 가능한 복수의 홈으로서, 제2장홈(65)과 제2단홈(66)으로 구성된다. 이 경우, 상기 제2장홈(65)과 상기 제2단홈(66)은 상기 슬리브(60)의 내주면 중심에 대해 방사형 구조로서 적정의 간격을 두고 서로 이격된 위치로 배치된다.
또한, 상기 제2장홈(65) 중 적어도 하나는 교체 모드와 분리 모드의 구현을 위해 상기 제2단홈(66)에 대해 마주보는 위치에 배치되고, 상기 제2장홈(65) 중 나머지 하나는 드릴링 모드와 허공 모드의 구현을 위해 상기 슬리브(60)의 내주면 상에서 아무런 가공이 되어 있지 않은 호형상부(67)와 마주보는 위치에 배치되도록 구성된다.
또한, 상기 제2삽입홈군은 모두 상기 슬리브(60)의 내주면에서 일단부가 상기 단차부(64)에 의해 축방향으로 막힌 구조로 이루어지고, 상기 호형상부(67)는 상기 슬리브(60)의 내주면과 대체로 동일한 곡률 구조로 이루어지도록 구성된다.
이 경우, 상기 단차부(64)는 상기 슬리브(60)의 내주면에서 원주방향을 따라 내측으로 돌출되어 상기 제2삽입홈군들의 일단부를 축방향으로 막아줌으로써, 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 가동체(50)의 반경방향 이동위치를 종속적으로 변화시키게 된다.
이에 따라, 상기 슬리브(60)의 내주면에 형성되는 제2삽입홈군 중 어느 하나와 상기 가동체(50) 사이에서 접촉이 발생되면, 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 가동체(50)의 반경방향 이동위치가 종속적으로 결정될 수 있게 되고, 이를 통해 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 센터드릴(40)의 축방향 구속에 의한 고정 또는 축방향 구속 해제에 의한 이동이 선택적으로 조절될 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2장홈(65)과 상기 호형상부(67)가 상기 가동체(50)에 위치하면, 드릴링 모드와 허공 모드를 구현하고, 상기 제2장홈(65)과 상기 제2단홈(66)이 상기 가동체(50)에 위치하면, 교체 모드와 분리 모드를 구현하도록 설정된다.
상기 멈춤핀(70)은 상기 커넥터바아(20)의 제2관통구멍(22)에 삽입되어 반경방향으로 출몰 가능하게 설치되는 것으로, 상기 슬리브(60)의 내주면에 형성되는 요홈부와 접촉하도록 구성된다. 이 경우, 상기 멈춤핀(70)은 상기 커넥터바아(20)의 제2관통구멍(22) 내에서 저면이 탄발 지지되도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.
이에 따라, 상기 멈춤핀(70)은 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치를 조절하는 역할을 수행하게 된다. 예컨대, 상기 멈춤핀(70)은 상기 요홈부 중에서 상기 제1삽입홈군을 구성하는 제1장홈(61)과 제1단홈(62) 및 관통홈(63) 중에서 어느 하나와의 접촉을 통해 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치를 결정할 수 있게 된다.
따라서 상기와 같이 구성되는 코어드릴 장치는 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 다양한 작동모드로 선택적인 동작을 수행하게 된다. 이 경우 이해의 편의를 돕기 위해 도 7 내지 도 10에서 가동체(50)와 접촉하는 수압부(41)와 안내부(42)는 센터드릴(40)이 가지는 인선(cutting edge)의 저면부를 연결하는 가상의 기초원을 실선으로 표시한 것이고, 센터드릴(40)의 외주면에 해당하는 부위는 이점쇄선으로 표시하였음을 밝혀둔다.
도 7을 참조로 하면, 상기 센터드릴(40)에 의한 센터링 작업이 수행될 수 있는 드릴링 모드(센터링 작업모드)에서는 상기 제1삽입홈군 중에서 제1장홈(61)과 상기 멈춤핀(70) 사이의 접촉이 이루어지게 되어 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치가 종속적으로 결정된다.
이 과정에서 상기 가동체(50) 중 어느 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 호형상부(67)와의 접촉에 의해 반경방향 내측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)와 접촉하게 되고, 상기 가동체(50) 중 다른 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 제2장홈(65)과의 접촉이 가능하도록 반경방향 외측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 안내부(42)와 이격된 상태로 전환된다.
이 결과, 상기 스핀들(10)을 통해 상기 커넥터바아(20)에 제공된 회전력은 상기 가동체(50)와 상기 호형상부(67) 사이의 접촉에 의해 상기 센터드릴(40)로 전달되므로, 상기 센터드릴(40)에 의한 센터링 작업이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다.
도 8을 참조로 하면, 상기 센터드릴(40)에 대한 교체 작업이 수행될 수 있는 교체 모드에서는 상기 제1삽입홈군 중에서 제1단홈(62)과 상기 멈춤핀(70) 사이의 접촉이 이루어지게 되어 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치가 종속적으로 결정된다.
이 과정에서 상기 가동체(50) 중 어느 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 제2단홈(66)과의 접촉이 가능하도록 반경방향 외측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)와 이격되고, 상기 가동체(50) 중 다른 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 제2장홈(65)과의 접촉이 가능하도록 반경방향 외측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 안내부(42)와도 이격된 상태로 전환된다.
이 결과, 상기 센터드릴(40)은 상기 가동체(50)로부터 축방향 구속력을 전혀 받지 않은 상태가 되므로, 상기 커넥터바아(20)의 주통로(20a)로부터 외부를 향해 자유롭게 이탈될 수 있게 된다.
도 9를 참조로 하면, 상기 센터드릴(40)에 의한 센터링 작업이 수행되지 않고 상기 코어비트(30)에 의한 천공 작업만이 수행될 수 있는 허공 모드(천공 작업모드)에서는 상기 제1삽입홈군 중에서 제1장홈(61)과 상기 멈춤핀(70) 사이의 접촉이 이루어지게 되어 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치가 종속적으로 결정된다.
이 과정에서 상기 가동체(50) 중 어느 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 제2장홈(65)과의 접촉이 가능한 반경방향 외측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)로부터 이격된 상태가 되고, 상기 가동체(50) 중 다른 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 호형상부(67)와의 접촉에 의해 반경방향 내측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 안내부(42)와 접촉된 상태로 전환된다.
이 결과, 상기 센터드릴(40)은 상기 가동체(50)로부터 축방향 구속력을 전혀 받지 않은 상태로서 상기 안내부(42)와 상기 가동체(50) 사이의 접촉만 존재하게 되므로, 상기 스핀들(10)을 통해 상기 커넥터바아(20)에 제공된 회전력은 상기 센터드릴(40)로 전달되지 못하고, 상기 안내부(42)와 상기 가동체(50) 사이의 접촉에 의해 상기 센터드릴(40)은 상기 커넥터바아(20)의 주통로(20a)의 내부를 향해 회전하면서 진입하게 되고, 상기 코어비트(30)에 의한 천공 작업만이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다.
이 과정에서 상기 센터드릴(40)은 상기 커넥터바아(20)의 주통로(20a)의 내부로 진입하면서 상기 제2리턴스프링(82)을 가압하여 압축하게 되므로, 다음 번 드릴링 모드에서 상기 센터드릴(40)은 상기 제2리턴스프링(82)에 의한 복원을 매개로 원래의 위치로 이동하여 상기 가동체(50)에 의한 상기 수압부(41)와의 접촉 가능한 상태를 준비할 수 있게 된다.
도 10을 참조로 하면, 코어드릴 장치에 대한 분해 및 조립 작업이 수행될 수 있는 분리 모드에서는 상기 제1삽입홈군 중에서 관통홈(63)과 상기 멈춤핀(70) 사이의 접촉이 이루어지게 되어 상기 커넥터바아(20)에 대한 상기 슬리브(60)의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치가 종속적으로 결정된다.
이 과정에서 상기 가동체(50) 중 어느 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 제2단홈(66)과의 접촉이 가능하도록 반경방향 외측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)와 이격되고, 상기 가동체(50) 중 다른 하나는 상기 제2삽입홈군 중에서 제2장홈(65)과의 접촉이 가능하도록 반경방향 외측으로 이동하게 되어 상기 센터드릴(40)의 안내부(42)와도 이격된 상태로 전환된다.
이 결과, 상기 센터드릴(40)은 상기 가동체(50)로부터 축방향 구속력을 전혀 받지 않은 상태가 될 뿐만 아니라, 상기 슬리브(60)도 상기 커넥터바아(20)에 대해 축방향으로 아무런 구속력을 받지 않게 되므로, 상기 커넥터바아(20)로부터 상기 슬리브(60)의 축방향 이동이 자유롭게 되고, 이로 인해 코어드릴 장치에 대한 전체적인 분해와 조립이 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에 있어, 코어드릴 장치에 대한 작동모드는 드릴링 모드, 허공 모드, 교체 모드, 및 분리 모드로 한정하여 설명했으나, 코어드릴 장치의 작동모드는 상기 가동체(50)의 위치와 상기 슬리브(60)의 내주면에 형성되는 요홈부의 종류와 위치, 및 상기 멈춤핀(70)의 위치 등에 대한 여러 조합을 통해 다양한 변형 실시예로 구현될 수 있을 것이다.
또한, 상기 센터드릴(40)의 수압부(41)와 안내부(42)의 위치에 따라 상기 가동체(50)의 위치와 수량이 종속적으로 결정될 것이고, 작동모드의 종류에 따라 상기 슬리브(60)의 요홈부에 대한 종류와 위치, 및 상기 멈춤핀(70)의 위치에 대한 조합이 함께 결정될 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10-스핀들 20-커넥터바아
20a-주통로 21-제1관통구멍
22-제2관통구멍 30-코어비트
40-센터드릴 41-수압부
42-안내부 50-가동체
60-슬리브 61-제1장홈
62-제1단홈 63-관통홈
64-단차부 65-제2장홈
66-제2단홈 67-호형상부
70-멈춤핀 81-제1리턴스프링
82-제2리턴스프링 83-고정링

Claims (12)

  1. 스핀들과 결합되는 커넥터바아, 상기 커넥터바아와 결합되는 코어비트, 상기 커넥터바아에 대해 축방향 이동과 원주방향 회전이 각각 가능하게 설치되는 슬리브, 상기 슬리브의 위치에 따라 상기 커넥터바아에 대해 반경방향으로 위치가 변화되는 가동체, 상기 코어비트의 내부에 배치되고, 상기 가동체의 반경방향 이동위치에 따라 상기 커넥터바아에 대해 축방향 고정 또는 축방향 이동이 이루어지는 센터드릴, 및 상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치를 조절하기 위한 멈춤핀을 포함하는 코어드릴 장치에 있어서,
    상기 센터드릴은 상기 가동체와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아에 대한 축방향 이동을 구속받기 위한 수압부, 및 상기 가동체와의 접촉에 의해 상기 커넥터바아에 대한 축방향 이동을 허용받기 위한 안내부를 구비하고,
    상기 슬리브는 내주면에 상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치의 조절, 및 상기 커넥터바아에 대한 상기 센터드릴의 축방향 고정과 축방향 이동의 조절을 통해 코어드릴의 작동모드를 조정하기 위한 요홈부를 구비하고,
    상기 요홈부는 상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 축방향 이동위치와 원주방향 회전위치의 조절을 위해 상기 멈춤핀과의 접촉하는 제1삽입홈군, 및 상기 커넥터바아에 대한 상기 센터드릴의 축방향 고정과 축방향 이동을 조절하기 위해 상기 가동체와의 접촉하는 제2삽입홈군으로 구성되고,
    상기 제1삽입홈군은 상기 슬리브의 내주면에서 축방향을 따라 연장 길이를 서로 달리하여 상기 멈춤핀과 접촉 가능한 제1장홈과 제1단홈으로 구성되고, 상기 제1장홈과 상기 제1단홈은 상기 슬리브의 내주면 중심에 대해 방사형 구조로서 서로 이격되게 배치되고,
    상기 제2삽입홈군은 상기 슬리브의 내주면에서 축방향을 따라 연장 길이를 서로 달리하여 상기 가동체와 접촉 가능한 제2장홈과 제2단홈으로 구성되고, 상기 제2장홈과 상기 제2단홈은 상기 슬리브의 내주면 중심에 대해 방사형 구조로서 서로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 멈춤핀은 상기 커넥터바아에 대해 반경방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1장홈 중 적어도 하나는 상기 슬리브의 내주면을 따라 축방향으로 트임 구조로 이루어지는 관통홈으로 구성되고, 상기 제1장홈 중 나머지와 상기 제1단홈은 각각 상기 슬리브의 내주면에서 일단부가 단차부에 의해 축방향으로 막힌 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2장홈 중 적어도 하나는 상기 제2단홈에 대해 마주보는 위치에 배치되고, 상기 제2장홈 중 나머지 하나는 호형상부와 마주보는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2삽입홈군은 모두 상기 슬리브의 내주면에서 일단부가 단차부에 의해 축방향으로 막힌 구조로 이루어지고, 상기 호형상부는 상기 슬리브의 내주면과 대체로 동일한 곡률 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 커넥터바아에 대한 상기 슬리브의 탄력적인 축방향 변위 조절을 위해 설치되는 제1리턴스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 커넥터바아는 상기 센터드릴을 축방향으로 이동 가능하게 수용하는 주통로를 구비하고, 상기 주통로의 내부에는 상기 센터드릴을 탄발 지지하는 제2리턴스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 커넥터바아는,
    상기 가동체를 반경방향으로 이동 가능하게 수용하는 제1관통구멍; 및
    상기 멈춤핀을 반경방향으로 이동 가능하게 수용하는 제2관통구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 코어드릴 장치.
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