KR20010051107A

KR20010051107A - 고속 구멍뚫는 장치 및 공법

Info

Publication number: KR20010051107A
Application number: KR1020000061367A
Authority: KR
Inventors: 마자키시게루; 이마오카토시오; 사토쿠수오
Original assignee: 아끼모토 유미; 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤; 타카다 요시토; 니폰 다이아몬드 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2001-06-25
Also published as: CN1250376C; SG87177A1; EP1093897B1; DE60028495T2; CN1294044A; EP1093897A2; HK1035512A1; TW434363B; ATE328715T1; DE60028495D1; EP1093897A3; US6394717B1

Abstract

고속 구멍뚫는 장치(1)는, 원통형상의 회전축(11)이 일체적으로 삽입된 회전자(17)와, 이 회전자(17)의 외주위로 설치된 원통형상의 고정자(18)와, 회전축 (11)의 선단부에 직접 연결된 코어비트(13)를 구비하고 있다. 코어비트(13)로서, 비트(15)가 외경 40mm이하, 칼날두께 2mm미만의 것을 이용하며, 회전자(17), 고정자(18)로 이루어지는 다이렉트모터(2)에 의해서 코어비트(13)를 4000rpm이상의 고속회전에 의해서 회전시켜서 코어비트(13)에 의해서 천공시킨다.

결국, 장착되는 코어비트가 고속회전되므로써, 천공시간의 대폭적인 단축화가 도모된다.

Description

고속 구멍뚫는 장치 및 공법{HIGH SPEED-PERFORATION APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은, 예컨대, 콘크리트구조물로의 후시공 앵커 등의 매입을 행함에 있어서, 콘크리트 구조물로 이루어지는 피굴삭물에 고리형상의 구멍을 고속으로 굴삭하는 고속 구멍뚫는 장치에 관한 것이다.

이미 설치된 콘크리트제 벽을 보강하는 방법으로서, 우선 이 벽을 크게 도려내고, 이 도려낸 개구부에 철제 브레이스(비스듬히 교차한)를 설치하고, 다음으로 이 브레이스와 개구부의 내주면에 설치시킨 앵커를 콘크리트로 고정하므로써 벽전체를 보강하도록 하는 방법이다. 이 때 앵커는, 개구부의 내주면에 설치된 구멍에 수용시키므로써 설치된다.

이 앵커를 설치하기 위한 구멍은, 도 9에서 나타내는 바와 같은, 원통형상부재의 앞끝에 다이아몬드나 초경팁 등으로 이루어지는 원고리형상의 비트(80a)를 보유하는 코어비트(80)와, 이 코어비트(80)를 축선 둘레로 회전시키기 위한 모터(81)를 구비한 장치에 의해서 형성된다.

즉, 코어비트(80)의 앞끝에 설치된 비트(80a)를 피굴삭물인 콘크리트(82)에 접촉시키면서 회전시키므로써 원기둥형상의 코어심(83)을 형성한 후, 콘크리트(82) 내부에서 코어비트(80)를 뽑아낸다.

게다가, 콘크리트(82) 내부에 잔존하는 코어심(83)의 근원(83a)을 구부리고나서 뽑아내므로써, 예컨대 직경 20mm 내지 35mm정도, 깊이 200mm정도의 앵커배설용 구멍이 형성된다.

그런데, 상기 모터(81)는, 기어가 끼워져 있기 때문에, 엔진이나 유압모터 등과 같이, 중량이 무겁고, 취급성이 부족하고, 게다가, 소음도 크다(90dB이상)라는 문제가 있으며, 또, 회전수가 고속에서도 약 1500rpm으로 낮고, 특수전동모터에서도 3000 내지 3900rpm정도가 최고이며, 이 때문에, 천공시간이 장시간으로 되어버린다라는 문제가 있었다.

또한, 초음파에 의해서 천공하는 초음파 천공장치는, 비교적 저소음으로 천공시킬 수 있는 반면, 그 천공속도가 느리며, 결국 작업기간의 장기화를 초래해버린다라는 문제가 있었다.

또한, 코어비트(80)의 비트(80a)의 칼날두께를 얇게 하므로써, 천공시간의 단축화를 도모할 수 있지만, 이와 같이 비트(80a)의 칼날두께을 얇게하면, 비트 (80a)에 가해지는 공구부하가 크게 됨과 아울러, 천공방향으로의 힘(법선력)이 크게 되며, 코어비트(80)의 좌굴을 초래해 버린다라는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 장착되는 코어비트를 좌굴시킴이 없이 고속회전으로 단시간에 천공할 수 있는 저소음의 고속 구멍뚫는 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 고속 구멍뚫는 장치는, 피굴삭물을 고리형상으로 굴삭하는 비트를 보유한 원통형상의 코어비트와, 회전축이 삽입되어서 고정된 통형상의 회전자의 외부둘레에 원통형상의 고정자가 설치된 모터를 구비하고, 상기 코어비트가 상기 모터의 상기 회전축에, 기어나 벨트 등의 전달기구를 끼우지 않고 직접 부착되어서 상기 모터에 의해서 고속에서 직접 회전된다.

따라서, 종래의 저속으로 구멍을 뚫는 경우와 비교하여, 그 천공속도를 대폭적으로 높일 수 있다.

이것에 의해, 구멍뚫는 가공을 신속하게 행할 수 있고, 구멍뚫는 작업을 보유하는 각종 시공작업의 공정기간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 엔진, 유압모터 또는 기어가 붙은 전동모터를 이용한 경우와 비교하여, 소음을 대폭적으로 저감(약 70dB정도)시킬 수 있고, 또한, 부품점수가 적으므로, 보수관리작업에 걸리는 노력도 대폭적으로 저감시킬 수 있다.

이와 같이, 코어비트을 고속회전시키므로써, 비트로의 공구부하가 작게 되고, 이것에 의해, 비트의 칼날두께를 얇게 하여도, 천공방향으로 가해지는 힘인 법선력이 작게 되고, 좌굴 등의 문제점이 생기지 않고, 항상 양호한 절단미를 유지하면서 원활한 천공을 행할 수 있고, 천공시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 고속 구멍뚫는 공법은, 회전축이 삽입되어서 고정된 통형상의 회전자의 외부둘레에 원통형상의 고정자가 설치된 모터의 상기 회전축에, 피굴삭물을 고리형상으로 굴삭하는 비트를 보유하는 코어비트를 기어나 벨트 등의 전달기구를 끼우지 않고 직접 부착하여, 상기 회전축을 회전시키므로써 상기 코어비트를 고속으로 직접 회전시켜서 상기 비트에 의해서 상기 피굴삭물에 구멍을 뚫는다.

또한, 엔진, 유압모터 또는 기어가 붙은 전동모터를 이용한 경우와 비교하여, 소음을 대폭적으로 저감(약 70dB정도)시킬 수 있으며, 또한, 부품점수가 적게 되므로서, 보수관리작업에 걸리는 노력도 대폭적으로 저감시킬 수 있다.

이와 같이, 코어비트를 고속회전시키므로써, 비트로의 공구부하가 작게 되며, 이것에 의해, 비트의 칼날두께를 얇게 하여도, 천공방향으로 가해지는 힘인 법선력이 작게 되며, 좌굴 등의 문제점이 생기지 않고, 항상 양호한 절단미를 유지하면서 원활한 천공을 행할 수 있고, 천공시간의 단축화를 도모할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 고속 구멍뚫는 장치의 일례를 나타내는 고속 구멍뚫는 장치의 측면도이다.

도 2는, 고속 구멍뚫는 장치에 이용되는 다이렉트모터의 구조를 설명하는 다이렉트모터의 단면도이다.

도 3은, 고속 구멍뚫는 장치에 이용되는 다이렉트모터의 구조를 설명하는 다이렉트모터의 횡단면도이다.

도 4는, 콘크리트에 구멍을 뚫을 때의 천공시간 및 소음을 표시하는 표이다.

도 5는, 본 발명의 고속 구멍뚫는 공법에서 이용한 다이렉트모터의 성능을 나타내는 그래프이다.

도 6은, 본 발명의 고속 구멍뚫는 공법에서 이용한 다이렉트모터의 성능을 나타내는 그래프이다.

도 7은, 콘크리트에 구멍을 뚫을 때의 천공시간, 소음 및 절삭능률을 표시하는 표이다.

도 8은, 다른 칼날두께의 비트를 이용한 구멍뚫는 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.

도 9는, 종래의 구멍 뚫는 장치의 구조를 설명하는 구멍뚫는 장치의 단면도이다.

이하, 본 발명의 고속 구멍뚫는 장치를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 부호 1은, 고속 구멍뚫는 장치이고, 부호 2는, 이 고속 구멍뚫는 장치(1)를 구성하는 다이렉트모터이다. 고속 구멍뚫는 장치(1)는, 기대(3)에 세워서 설치된 지지기둥(4)에, 상하기구(5)를 통해서 상기 다이렉트모터 (2)를 지지시킨 구조로 되어 있고, 상하기구(5)에 의해서 다이렉트모터(2)가 지지기둥(4)을 따라서 이동되도록 되어 있다.

다이렉트모터(2)는, 그 중심에 원통형상의 회전축(11)을 보유하고 있고, 이 회전축(11)의 선단부에는, 어댑터(12)를 통해서 코어비트(13)가 착탈가능하게 연결되어 있다. 이 코어비트(13)는, 중간이 빈 형상으로 형성된 튜브(14)의 선단부에, 다이렉트모터로 이루어지는 비트(15)가 원주방향으로 일체적으로 설치된 구조로 되어 있다.

즉, 이 다이렉트모터(2)는, 회전축(11)에 직결된 공구인 코어비트(13)를 직접 회전시키는 다이렉트타입의 모터이다.

코어비트(13)는, 튜브(14)의 앞끝에, 초경합금, 또는 초지립(다이아몬드 지립이나 CBN지립)을 메탈본드 또는 수지본드와 같은 바인더에 의해서 고정한 다이아몬드 공구로 이루어지는 비트(15)를 구비한 것으로서, 회전되는 것에 의해서 콘크리트(C)를 굴삭하고, 원기둥형상의 코어를 형성가능하게 되어 있다.

이 콘크리트(13)로서는, 외경 40mm이하가 사용가능하고, 외경 15 내지 30mm가 바람직하다. 또한, 비트(15)의 칼날두께로서는, 두께 2.0mm미만이 사용가능하고, 1.8mm가 바람직하다.

다이아몬드(2)에는, 이 하우징(16) 내에, 회전축(11)이 삽입되어서 일체적으로 고정된 회전자(17)와, 이 회전자(17)의 외주위에 설치된 원통형상의 고정자(18)를 보유하고 있다.

이 회전축(11)은, 회전자(17)의 중심에 형성된 삽입구멍(17a)에 삽입되어 있고, 이 삽입구멍(17a) 내로 눌러 넣으므로써 일체적으로 고정되어 있다.

도 3에서 나타내는 바와 같이, 이 고정자(18)는, 둘레방향으로 간격을 두어서 설치된 마그네트(M)와, 이들 마그네트(M) 사이에 설치되어서 마그네트(M)를 소정위치에 지지시키는 스틸제 요크(Y)를 보유하고 있다.

하우징(16)의 상벽부(16a) 및 하벽부(16b)의 내측에는 회전자(12)를 회전가능하게 지지하기 위한 베어링(19a, 19b)이 각각 설치되어 있다. 즉, 베어링(19a, 19b)는, 회전자(17)의 중심에 삽입된 회전축(11)의 상하끝부 근방을 지지하도록 되어 있고, 회전축(11) 및 회전축(11)이 삽입된 회전자(17)에 작용하는 스러스트방향의 힘과 레이디얼방향의 힘을 받는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.

이 다이렉트모터(2)의 후단부에는, 회전자 조인트(21)가 설치되어 있다. 이 회전자 조인트(21)는, 하우징(16)의 상벽부(16a)에 부착되어 있고, 회전축(11)의 후단부와 회전가능하게 또한 액밀상태로 연결되어 있다.

이 회전자 조인트(21)는, 회전축(11)의 중심의 관통구멍(11a)과 연이어 통하는 유로(22)가 형성되어 있고, 이 유로(22)는, 회전자 조인트(21)의 측방으로 개구되어 있다. 이 측방으로 개구된 개구부(23)에는, 튜브(24)가 접속되도록 되어 있고, 이 튜브(24)로부터 냉각수가 보내지도록 되어 있다.

게다가, 이 튜브(24)에서 회전자 조인트(21)의 유로(22)로 보내진 냉각수는, 이 회전자 조인트(21)의 유로(22)를 통하여, 회전축(11)의 관통구멍(11a)으로 도입되고, 그 후, 회전축(11)의 선단부에 어댑터(12)를 끼워서 연결된 코어비트 (13)의 튜브(14) 내로 보내지고, 비트(15)에 의한 굴삭부분이 냉각되도록 되어 있다.

또한, 회전자 조인트(21)에는, 그 후단부에, 부착나사부(31)가 형성되어 있고, 이 부착나사부(31)에는, 캡(32)이 나사넣기로 고정되도록 되어 있다. 이 캡(32)에는, 그 중심에 삽입구멍(34)이 형성되어 있다. 또한, 회전자 조인트(21)에는, 캡(32)의 삽입구멍(34) 및 회전축(11)의 관통구멍(11a)과 연이어 통하는 연통구멍(35)이 형성되어 있다. 게다가, 이들 서로 연이어 통한 삽입구멍(34), 연통구멍(35) 및 관통구멍(11a)에는, 압출봉(36)이 삽입되어 있다. 또한, 압출봉(36)과 캡(32)의 삽입구멍(34)과의 사이에는, O링(37)이 설치되어서 시일되어 있다.

또한, 다이렉트모터(2)에는, 회전축(11)의 앞끝측에 냉각팬(26)이 설치되어 있고, 회전축(11)이 회전되므로써, 하우징(16)의 앞끝측에 형성된 흡기구(27)로부터 하우징(26) 내로 공기를 끌어 들이고, 다이렉트모터(2) 내로 내뿜고, 그 후, 고정자(18)와 회전자(17)와의 간극이나, 고정자(18)의 마그네트(M) 및 요크(Y)와 하우징(16)과의 공간부분으로 통하여, 하우징(16)의 상벽부(16a)에 형성된 배출구 (28)에서 외부로 배출시키도록 되어 있다.

또한, 부호 25는, 다이렉트모터(2)의 하우징(16) 내에 있어서의 상방측에서, 회전축(11)에 접촉하도록, 그 둘레방향으로 설치된 브러시부이고, 이 브러시부(25)로부터 구동전류가 공급되도록 되어 있다.

또한, 고정자(18)의 마그네트(M)으로서는, 일반적으로 이용되는 페라이트 마그네트 또는 알니코 마그네트와 비교하여, 훨씬 높은 최대 자기에너지 축적을 보유한 네오디뮴ㆍ철ㆍ보론계 또는 사마륨ㆍ코발트계의 희토류의 고밀도 마그네트가 이용되고 있다.

그리고 또, 회전자(12)와 고정자(13)를 구비한 다이렉트모터(2)는, 브러시를 붙인 모터 또는 브러시가 없는 모터 중 어느 형태로도 양호하다. 또한, 상기의 예에서는, 고정자(18) 측에 마그네트(M)를 설치하고, 회전자(17) 측을 코일로 하였지만, 고정자(18) 측을 코일로 하고, 회전자(17) 측에 마그네트를 설치하여도 좋으며, 또는 양자를 코일로 하여도 좋다.

다음에, 상기 구성의 고속 구멍뚫는 장치(1)를 이용하여 피굴삭물인 콘크리트(C)에 구멍을 뚫는 경우에 관해서 설명한다.

우선, 지지기둥(4)의 상방측으로 위치시킨 다이렉트모터(2)를, 콘크리트(C)의 소정의 구멍뚫은 위치에, 회전축(11)의 축선이 일치하도록 위치를 결정하고, 기대(3)를 콘크리트(C)에 고정한다.

이와 같이 고속 구멍뚫는 장치(1)를 콘크리트(C)에 설치하면, 다이렉트모터 (2)의 회전자(17)(또는 고정자(18))의 코일에 통전하고, 회전자(17)를 약 4000rpm이상의 고속으로 회전시킴과 아울러, 도시하지 않는 냉각수 공급장치(냉각액 공급원)로부터 튜브(24)를 통해서 냉각수를 보낸다.

게다가, 이 상태에 있어서, 이동기구(5)에 의해서 다이렉트모터(2)를 하강시키므로써, 회전축(11)의 선단부에 연결한 코어비트(13)의 비트(15)를 콘크리트(C)의 표면에 맞닿게한다. 이와 같이 하면, 고속으로 회전되고 있는 비트(15)에 의해서 콘크리트(C)에 고리형상의 구멍(H)이 형성된다.

그 후, 소정 깊이까지 고리형상의 구멍(H)을 형성하면, 다이렉트모터(2)를 상승시켜서 구멍(H)으로부터 비트(15)를 뽑아내고, 중심의 코어를 제거하므로써, 앵커 구멍이 형성된다.

여기서, 다이렉트모터(2)를 상승시켜서 구멍(H)으로부터 비트(15)를 뽑아내었을 때, 코어비트(13) 내에 코어가 잔류한 경우는, 압출봉(36)을 선단부측으로 눌러 내보내고, 이와 같이 하면, 이 압출봉(36)에 의해서 코어비트(13) 내에 잔류한 코어를 아주 용이하게 코어비트(13)의 앞끝에서 눌러 내보낼 수 있다.

이와 같이, 상기 구성의 다이렉트모터(2)에 의하면, 회전축(11)을 회전시키므로써, 이 회전축(11)에 부착된 코어비트(13)를 기어나 벨트 등의 전달기구를 끼우지 않고 직접 회전시키는 것이므로, 기어가 붙은 모터와 비교하여, 전달손실을 없게 할 수 있고, 소형ㆍ경량화를 도모할 수 있고, 이것에 의해, 취급성을 향상시킬 수 있고, 게다가, 회전축(11)의 진동을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 발생하는 소음도 최소한으로 저감시킬 수 있다.

결국, 코어비트(13)의 선단부의 비트(15)는, 회전축(11)으로부터 코어비트 (13)에 직접 회전력을 부여시키는 다이렉트모터(2)에 의해서 회전되므로, 아주 고속(4000rpm이상)으로 회전되고, 이것에 의해, 비트(15)의 원주속도를 아주 고속화할 수 있다. 결국, 이와 같이 비트(15)를 고속으로 회전시킬 수 있으므로, 비트 (15)로의 공구부하가 작게 되고, 이것에 의해, 비트(15)의 칼날두께를 2mm미만으로 얇게 해도, 천공방향으로 가하는 힘인 법선력을 작게 하여, 천공시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 회전자(17) 또는 고정자(18) 중 어느 한쪽에 설치된 마그네트가, 네오디뮴ㆍ철ㆍ보론계 또는 사마륨ㆍ코발트계의 희토류의 고밀도 마그네트이므로, 회전자(17) 또는 고정자(18)의 크기를 작게 할 수 있고, 이것에 의해, 훨씬 소형ㆍ경량화를 도모할 수 있다.

또한, 회전자(17)의 중심에 형성된 삽입구멍(17a)으로 회전축(11)을 눌러 넣어서 직접 고정하여 일체화한 것이므로, 전체의 강성을 대폭적으로 향상시킬 수 있고, 이것에 의해, 코어비트(13)를 고속회전시켜서 구멍을 형성할 수 있고, 종래의 저속으로 구멍을 형성하는 경우와 비교하여, 그 천공속도를 대폭적으로 높일 수 있다.

이것에 의해, 천공작업을 신속하게 행할 수 있고, 천공작업을 보유하는 각종 시공작업의 공정기간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 엔진, 유압모터 또는 기어가 붙은 모터를 이용한 경우과 비교하여, 소음을 대폭적으로 저감(약 70dB정도)시킬 수 있고, 더우기는, 부품점수가 적으므로, 보수관리작업에 걸리는 노력도 대폭적으로 저감시킬 수 있다.

게다가, 회전축(11)의 중심에 관통구멍(11a)이 형성되어 있으므로, 회전축 (11)의 후단부로부터 코어비트(13)의 칼날앞인 비트(15)로 냉각수나 냉각공기를 공급하여, 양호한 굴삭을 행하게 할 수 있다.

게다가, 어댑터(12)에 의해서 코어비트(13)를 착탈시키므로써, 각종 코어비트(13)와의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 이것에 의해, 코어비트(13)의 교환 등이라는 보수관리를 용이하게 행할 수 있고, 작업성을 향상시킬 수 있고, 게다가, 코어비트(13)가 교환가능하므로, 여러가지 칼날두께나 형상의 비트(15)를 보유한 것을 선택하여 이용할 수 있다.

다음에, 상기 다이렉트모터(2)를 이용한 고속 구멍뚫는 공법의 시험예를 설명한다.

(시험예1)

다이렉트모터(2)에 의해서 다이아몬드 공구로 이루어지는 비트(15)를 저속 및 고속으로 회전시켜서, 깊이 치수 150mm, 직경 25mm의 고리형상의 구멍(H)을 콘크리트(C)에 형성하였을 때의 천공시간 및 소음을 측정하였다. 그 결과를 도 4에 나타낸다.

도 4에서 나타내는 바와 같이, 회전속도를 고속으로 하므로써, 저속과 비교하여, 그 천공시간은, 약 절반으로 되는 것을 알았다. 또한, 소음은, 저속, 고속에 상관없이 70dB 대이었다.

또한, 도 5 및 도 6에, 본 시험예에서 이용한 다이렉트모터(2)의 성능을 나타낸다.

도 5에서 나타내는 것은, 가부하시 저속회전의 경우를 나타내고, 도 6에서 나타내는 것은 가부하 고속회전의 경우를 나타낸다.

도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 저속시(약 3000rpm)에 있어서는, 토크치가 약 1Nm정도이고, 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 고속시(약 6000rpm)에 있어서는, 토크치가 약 0.7Nm정도이었다.

결국, 고속회전으로 구멍(H)을 형성하는 경우, 토크치는, 저속회전시보다도 작게 되는 것을 알았다.

(시험예2)

통상의 전동모터 및 다이렉트모터(2)를 이용하고, 다이아몬드 공구로 이루어지는 비트(15)에 의해서 직경 25mm(비트 지름 25mm), 깊이 200mm의 구멍(H)을 형성하였다. 또한, 회전수는, 전동모터:950rpm, 다이렉트모터:5980rpm이었다.

이 결과, 전동모터의 경우는, 천공시간이 1분 25초이고, 다이렉트모터(2)의 경우는, 38초이었다.

또한, 그 때의 상방으로부터의 누르는 부력(자중은 제외)은, 통상 모터에서는 300 내지 400N, 다이렉트모터(2)에서는 50 내지 150N이었다.

(시험예3)

통상의 전동모터 및 다이렉트모터(2)를 이용하고, 선단부에 다이아몬드비트 (15)가 설치된 원통형상의 코어비트(13)에 의해서 직경 20mm, 깊이 130mm의 구멍(H)을 형성하고, 비트(15)의 원주속도의 차이에 의한 천공시간 및 소음을 측정하였다. 이 측정결과를 도 7에서 나타낸다.

또한, 이 때의 회전수는, 다이렉트모터(2)가 약 4600rpm이고, 통상의 전동모터가 약 1050rpm이었다.

도 7에서 나타내는 바와 같이, 비트(15)의 원주속도을 고속(250m/min이상)으로 하므로써, 원주속도가 저속인 경우와 비교하여, 그 천공시간이 아주 짧게 되고, 절삭능률이 대폭적으로 향상하는 것을 알았다. 또한, 소음은, 저속일 때보다도 10dB 낮게 되었다.

(시험예4)

직경 25mm(비트 지름 25mm), 깊이 200mm의 구멍(H)을, 회전수 6000rpm으로, 칼날두께 1.8mm, 2.0mm의 다른비트(15)에 의해서 콘크리트로 이루어지는 피굴삭물에 습식으로 복수회 천공하고, 그 때의 천공시간의 비교를 행하였다.

도 8에서 나타내는 바와 같이, 칼날두께 2.0mm의 비트(15)를 이용한 경우는, 천공회전수 15회째부터 절단미가 극단적으로 악화하는 것에 대해서, 칼날두께 1.8mm의 비트(15)를 이용한 경우는, 천공회수를 겹쳐도 항상 양호한 절단미가 유지된다.

게다가, 시험종료후, 칼날앞을 관찰한 결과, 칼날두께 2.0mm의 비트(15)가 마모하고 있는 것에 대해서, 칼날두께 1.8mm의 비트(15)는, 현저한 마모가 보이지 않았다.

이와 같이, 고속회전(4000rpm이상)으로 천공하는 경우, 비트(15)는, 칼날두께가 얇은 쪽이 천공시간을 단축할 수 있고, 게다가, 마모량이 적으며, 항상 양호한 절단미를 유지시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

이것은, 비트(15)로의 부하가 작게 되므로써, 양호한 자생발인작용을 생기게 하는 것에 의한 것이다.

결국, 고속회전에 의한 천공의 경우, 비트(15)로의 부하를 감소시킬 수 있고, 이것에 의해, 칼날두께가 얇은 비트(15)를 이용하여도, 좌굴 등의 문제점이 생기지 않고, 항상 양호한 절단미를 유지하면서 원활한 천공을 행할 수 있고, 보다 나은 고속 천공이 가능하다라는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 코어비트를 고속회전시키므로써, 비트로의 공구부하가 작게 되며, 이것에 의해, 비트의 칼날두께를 얇게 하여도, 천공방향으로 가해지는 힘인 법선력이 작게 되고, 좌굴 등의 문제점이 생기지 않으며, 항상 양호한 절단미를 유지하면서 원활한 천공을 행할 수 있고, 천공시간의 단축화를 할 수 있다.

Claims

피굴삭물을 고리형상으로 굴삭하는 비트를 보유한 원통형상의 코어비트와, 회전축이 삽입되어서 고정된 통형상의 회전자의 외부둘레에 원통형상의 고정자가 설치된 모터를 구비하고, 상기 코어비트가 상기 모터의 상기 회전축에, 기어나 벨트 등의 전달기구를 끼우지 않고 직접 부착되어서 상기 모터에 의해서 고속으로 직접 회전되는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 코어비트는, 상기 모터에 의해서 4000rpm이상으로 고속회전되는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 코어비트에 설치된 비트의 외경이 40mm이하인 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 코어비트에 설치된 비트의 칼날두께가 2mm미만인 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 모터의 상기 회전축에는, 상기 코어비트를 직접 연결하는 어댑터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 회전축은 원통형상으로 형성되고, 상기 회전축의 후단부에서 선단부로 향하여 냉각액이 보내져서 코어비트의 비트로 공급되는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 비트는, 초지립을 바인더에 의해서 고정한 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 비트는, 초경합금을 바인더에 의해서 고정한 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 모터는, 상기 고정자에 코일이 설치되고, 상기 회전자가, 네오디뮴ㆍ철ㆍ보론계 또는 사마륨ㆍ코발트계의 희토류의 고밀도 마그네트로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 모터는, 상기 회전자에 코일이 설치되고, 상기 고정자가, 네오디뮴ㆍ철ㆍ보론계 또는 사마륨ㆍ코발트계의 희토류의 고밀도 마그네트로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 장치.
회전축이 삽입되어서 고정된 통형상의 회전자의 외부둘레에 원통형상의 고정자가 설치된 모터의 상기 회전축에, 피굴삭물을 고리형상으로 굴삭하는 비트를 보유하는 원통형상의 코어비트를 기어나 벨트 등의 전달기구를 끼우지 않고 직접 부착하여, 상기 회전축을 회전시키므로써 상기 코어비트를 고속으로 직접 회전시켜서 상기 비트에 의해서 상기 피굴삭물에 구멍을 뚫는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 구멍을 뚫을 때의 상기 회전축의 회전속도를 4000rpm이상으로 하여 상기 코어비트에 의해서 상기 피굴삭물에 구멍을 뚫는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 코어비트로서, 외경 40mm이하의 비트를 보유하는 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 코어비트로서, 칼날두께 2mm미만의 비트를 보유하는 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 비트의 원주속도를 250m/min이상으로 하여 구멍을 뚫는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 회전축은 원통형상으로 형성되고, 구멍을 뚫을 때에, 회전축의 후단부에서 선단부로 향하여 냉각액을 보내주어서 상기 코어비트의 비트로 공급하는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 비트는, 초지립을 바인더에 의해서 고정한 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 비트는, 초경합금을 바인더에 의해서 고정한 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 고정자에 코일이 설치되고, 상기 회전자가, 네오디뮴ㆍ철ㆍ보론계 또는 사마륨ㆍ코발트계의 희토류의 고밀도 마그네트인 모터를 이용하는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.
제 11항에 있어서, 상기 회전자에 코일이 설치되고, 상기 고정자가, 네오디뮴ㆍ철ㆍ보론계 또는 사마륨ㆍ코발트계의 희토류의 고밀도 마그네트인 모터를 이용하는 것을 특징으로 하는 고속 구멍뚫는 공법.