KR20020067856A - 코어 드릴 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세그먼트 팁이 피삭재의 표면에 자리내기를 할 때 마찰저항을 감소시켜 자리내기를 용이하게 함으로서 초기 드릴작업성을 향상시키고, 세그먼트 팁에서 절삭된 절삭분 또는 슬러지가 코어 몸체에 형성된 나선형 홈으로의 배출을 용이하게 하여 코어 몸체가 절삭 형성된 피삭재와의 마찰저항을 감소시켜 냉각성 향상과 함께 절삭성을 향상시킬 수 있도록 하는 코어 드릴을 제공하는 것으로, 소정의 직경과 길이를 갖는 원통형 코어 몸체와, 상기 코어 몸체의 하부에 일정간격으로 복수 개가 부착되어 피삭재를 절삭하는 세그먼트 팁이 구성된 코어 드릴로서, 상기 세그먼트 팁의 절삭두께면이 피삭재와 마찰저항이 감소되도록 경사진 첨예두께부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

코어 드릴{core drill}
본 발명은 석재, 암반층 및 콘크리트 구조물과 같이 부서지기 쉬운 재료 등(이하, "피삭재"라 칭함)을 코어(core) 형상으로 절삭하여 구멍을 형성시키는 코어 드릴에 관한 것으로, 특히 코어 드릴로 피삭재에 구멍내기를 시작할 때 세그먼트 팁의 초기 마찰저항을 감소시킴으로서 피삭재의 표면 자리내기를 용이하게 하여 초기 작업을 안정되게 하고, 코어 몸체에 나선형 홈을 내어 절삭분 또는 슬러지(냉각수가 포함된 것)의 배출을 용이하게 하여 냉각성능 향상과 함께 코어 몸체의 회전마찰저항을 감소시킴으로서 절삭성을 향상시킬 수 있도록 하는 코어 드릴에 관한 것이다.
일반적으로 코어 드릴은 소정의 직경과 길이(높이)를 갖는 원통형의 코어 몸체와, 이 코어 몸체의 저면에 부착되어 피삭재를 절삭하도록 다이아몬드를 주재료로 하는 세그먼트 팁으로 구성되며, 상기 코어 몸체의 상부에 형성된 나사고정부를 통해 코어 드릴이 통상의 코어드릴머신에 장착되어 사용된다.
이에 따라 상기 코어 드릴을 코어드릴머신에 장착시켜 작동시킴으로서 상기 코어 드릴이 회전하여 세그먼트 팁이 피삭재를 절삭함으로서 코어 형상으로 하여 석재 또는 콘크리트 구조물에 구멍을 천공하거나 또는 암반층에서 코어를 획득하게 된다.
상기와 같은 코어 드릴의 선행기술로서는, 본 출원인이 선출원한 대한민국 실용신안공보 실1996-0006713(1996.08.05)과, 강성희가 고안한 대한민국 공개실용신안공보 2000-0015639(2000.08.05)의 코어 드릴이 있다.
상기 선행기술의 코어 드릴은 세그먼트 팁의 절삭두께면이 평평한 형태를 하여 그 표면적이 넓기 때문에 코어 드릴로 피삭재에 구멍내기를 시작할 때 마찰저항이 커서 피삭재의 표면에서 미끄럼이 발생됨에 따라 피삭재에 자리내기가 쉽지 않다.
예를 들어, 콘크리트 구조물의 바닥이나 또는 측벽에 구멍을 낼 경우에 작업자가 코어드릴머신을 수직방향 또는 수평방향으로 자세를 유지하고 그 방향으로 힘을 가하여 코어 드릴에 부착된 세그먼트 팁이 구멍 낼 피삭재의 표면과 밀착시킨 다음 코어드릴머신을 작동시켜 구멍을 뚫기 시작한다. 그런데 처음에는 피삭재와 접촉된 세그먼트 팁의 접촉면적이 넓기 때문에 구멍 낼 자리내기가 쉽지 않고 쉽게 미끄러지게 되어 작업자는 수회에 걸쳐 자리내기를 시도한 끝에 자리내기를 하고 비로소 코어 형상의 구멍을 천공하게 된다.
상기와 같은 자리내기는 코어의 규격, 즉 코어 몸체의 직경이 크면 클수록 마찰저항이 커져서 자리내기가 더 어렵고, 피삭재의 표면이 매끄럽거나 경도가 클수록 자리내기가 어렵다. 피삭재의 자리내기는 천공작업에서 적지 않은 시간을 차지하게 되어 작업성에 영향을 끼쳐 작업생산성의 저하로 이어진다.
한편 상기 선행기술은 피삭재의 천공작업시 세그먼트 팁이 피삭재를 절삭함에 따라 발생되는 절삭분 또는 슬러지의 배출을 용이하게 하기 위하여 코어 몸체의 내부와 외부 또는 외부에 적어도 1열 이상의 나선형 홈을 형성하고 있다.
그런데 상기 나선형 홈이 시작되는 지점이 코어 몸체의 하부에 부착된 세그먼트 팁 사이에서 시작되어 나선형 홈을 이루는 바, 이는 피삭재의 절삭이 세그먼트 팁에서 일어나는 것을 간과하여 구성한 것이다.
즉, 코어 드릴이 회전하여 세그먼트 팁이 피삭재를 절삭할 때 그 절삭분 또는 슬러지가 나선형 홈을 따라 배출되려면 적어도 세그먼트 팁에서 발생된 절삭분 또는 슬러지가 곧바로 나선형 홈으로 이동할 수 있는 연결 경로가 마련되어야 하나 상기 나선형 홈의 시작점이 세그먼트 팁 사이인 코어 몸체 하부에서 시작되기 때문에 세그먼트 팁에서 발생된 절삭분 또는 슬러지는 일정간격으로 배치된 세그먼트 팁 사이의 공간에서 맴돌다가 일부만이 나선형 홈을 따라 이동 배출되어 원활한 배출이 이루어지지 않게 된다. 그 결과 나머지 절삭분 또는 슬러지들이 방향성없이 코어 몸체 안쪽으로 이동되거나 또는 코어 몸체 외부 둘레로 배출됨에 따라 그 절삭분 또는 슬러지들이 코어 몸체의 외부 둘레에 배출되는 과정에서 절삭 형성된 원형 피삭재와 접촉되면서 코어 몸체의 마찰저항을 증가시켜 코어 드릴의 회전을 방해함으로서 절삭성을 그만큼 저하시키게 된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 세그먼트 팁이 피삭재의 표면에 자리내기를 할 때 마찰저항을 감소시켜 자리내기를 용이하게 함으로서 초기 드릴작업성을 향상시키고, 세그먼트 팁에서 절삭된 절삭분 또는 슬러지가 코어 몸체에 형성된 나선형 홈으로의 배출을 용이하게 하여 코어 몸체가 절삭 형성된 피삭재와의 마찰저항을 감소시켜 냉각성 향상과 함께 절삭성을 향상시킬 수 있도록 하는 코어 드릴을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
소정의 직경과 길이를 갖는 원통형 코어 몸체와, 상기 코어 몸체의 하부에 일정간격으로 복수 개가 부착되어 피삭재를 절삭하는 세그먼트 팁이 구성된 코어 드릴로서,
상기 세그먼트 팁의 절삭두께면이 피삭재와 마찰저항이 감소되도록 경사진 첨예두께부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 첨예두께부는 세그먼트 팁의 아웃사이드 아크(arc) 또는 인사이드 아크 (arc)로부터 경사지거나 또는 아웃사이드 아크(arc)와 인사이드 아크(arc)의 양측으로부터 경사져 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 아웃사이드 아크로부터 경사진 첨예두께부를 형성한 세그먼트 팁을 일방향으로 하여 코어 몸체에 부착하거나 또는 아웃사이드 아크와 인사이드 아크로부터 각각 경사진 첨예두께부를 형성한 세그먼트 팁을 교대로 하여 코어 몸체에 부착한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 소정의 직경과 길이를 갖는 원통형 코어 몸체와, 상기 코어 몸체의 하부에 일정간격으로 복수 개가 부착되어 피삭재를 절삭하는 세그먼트 팁이 구성된 코어 드릴로서,
상기 코어 몸체의 아래에서 위쪽을 향해 일정한 간격을 두고 적어도 1열 이상 형성된 나선형 홈중 적어도 어느 1열의 나선형 홈은 그 시작점이 코어 몸체에 부착된 세그먼트 팁으로부터 시작되는 것을 특징으로 한다.
상기 코어 몸체의 아래에서 위쪽을 향해 일정한 간격을 두고 적어도 1열 이상 형성된 나선형 홈은 그 시작점이 코어 몸체에 부착된 세그먼트 팁으로부터 시작되는 것을 특징으로 한다.
상기 나선형 홈은 1°에서 90°이하 범위에서 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 코어 몸체에 형성된 나선형 홈의 각도와 이 코어 몸체에 부착된 세그먼트 팁의 아크부에 형성한 요홈 또는 요철 각도를 동일하게 한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 코어 드릴의 사시도.
도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e는 도 1에 도시된 세그먼트 팁의 다양한 구성도.
도 3은 본 발명의 코어 드릴을 뒤집어서 본 사시도.
도 4는 도 3의 코어 드릴에 의한 피삭재의 자리내기를 예시한 단면도.
도 5는 도 3의 변형 예시도.
도 6은 도 5의 코어 드릴에 의한 피삭재의 자리내기를 예시한 단면도.
도 7은 본 발명의 코어 드릴의 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 코어 드릴20 : 코어 몸체
20a : 나사고정부20b : 나선형 홈
20c : 절개장홀30 : 세그먼트 팁
30a : 첨예두께부30b : 아웃사이드 아크
30c : 인사이드 아크30d : 요홈
30e : 요철100 : 피삭재
100a, 100b : 원형첨예홈
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예로 예시된 코어 드릴(10)이다.
상기 코어 드릴(10)은 스틸재로 이루어진 코어 몸체(20)와 다이아몬드를 주재료로 하여 상기 코어 몸체(20)의 저면에 일정간격으로 복수 개가 부착되어 피삭재(100)를 절삭하는 세그먼트 팁(30)으로 구성된다.
상기 코어 몸체(20)는 소정의 직경과 길이(높이)를 갖는 원통형으로 이루어지고 저부는 원통으로 개방되어 있고 상부는 폐쇄되어 중앙으로 나사고정부(20a)가 형성되어 있다.
또한 상기 코어 몸체(20)의 외경 둘레에는 절삭분 또는 슬러지를 배출하거나 냉각수를 유입시키는 나선형 홈(20b)이 형성된다. 이에 대한 설명은 후술할 것이다.
그리고 상기 코어 몸체(20)의 외경에는 수직방향으로 복수개의 절개장홀 (20c)이 형성된다.
상기 절개장홀(20c)은 절단된 피삭재(100)인 코어(도시생략)가 코어 몸체 (20)에 끼일 경우 빼내기 쉽게 하기 위한 것으로, 필요에 따라 절개장홀(20c)을 형성하지 않을 수 있다.
상기 세그먼트 팁(30)의 절삭두께면은 피삭재(100)에 자리내기를 할 때 피삭재(100)와 마찰저항을 감소시키기 위하여 경사진 첨예두께부(30a)로 형성된다.
상기 첨예두께부(30a)는 도 2a에 도시된 바와 같이 아웃사이드 아크(30b)로부터 형성할 수 있고, 도 2b와 같이 인사이드 아크(30c)로부터 형성할 수 있으며, 도 2c와 같이 아웃사이드 아크(30b)와 인사이드 아크(30c)의 양측으로부터 경사져 삼각형 형상으로 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 코어 드릴(10)을 뒤집어서 예시한 것으로, 이는 아웃사이드 아크(30b)로부터 경사져 첨예두께부(30a)가 형성된 세그먼트 팁(30)을 코어 몸체(20)에 일정 간격으로 하여 복수 개 부착한 것이다.
이에 따라 코어 드릴(10)이 회전하여 피삭재(100)의 표면에 자리내기를 할 때 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 세그먼트 팁(30)의 아웃사이드 아크(30b)로부터 일방향으로 배열된 첨예두께부(30a)에 의하여 피삭재(100)의 표면에는 1줄의 원형첨예홈(100a)이 형성된다.
도 5는 본 발명의 코어 드릴(10)을 뒤집어서 예시한 것으로, 이는 아웃사이드 아크(30b)로부터 경사져 첨예두께부(30a)가 형성된 세그먼트 팁(30)과 인사이드 아크(30c)로부터 경사져 첨예두께부(30a)가 형성된 세그먼트 팁(30)을 교대로 하여 코어 몸체(20)에 일정 간격으로 복수 개 부착한 것이다.
이에 따라 코어 드릴(10)이 회전하여 피삭재(100)의 표면에 자리내기를 할 때 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 세그먼트 팁(30)의 아웃사이드 아크(30b)와 인사이드 아크(30c)로부터 각각 교대로 배열된 첨예두께부(30a)에 의하여 피삭재 (100)의 표면에는 2줄의 원형첨예홈(100b)이 형성된다.
상기와 같이 첨예두께부(30a)가 형성된 세그먼트 팁(30)으로 피삭재(100)에 자리내기를 할 때 피삭재(100)와의 마찰저항이 감소되어 자리내기가 용이하여 작업성을 크게 개선시키게 된다.
한편 상기 도 2a, 2b, 2c에 도시된 바와 같이 세그먼트 팁(30)은 절삭성을 향상시킬 수 있도록 아웃사이드 아크(30b)와 인사이드 아크(30c)에 수직으로 파여진 요홈(30d)이 서로 어긋맞게 하여 복수 개가 형성된 것을 적용할 수 있으며, 도 2d에 도시된 바와 같이 아크부에 요홈이 없는 일반적인 세그먼트 팁(30)을 적용할 수 있으며, 도 2e에 도시된 바와 같이 세그먼트 팁(30)의 양 아크부에 요철(30e)을 이루면서 이 요철(30e)이 일정한 각도를 갖고 형성된 것을 적용할 수 있다.
도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 코어 몸체(20)에는 아래에서 위쪽으로 일정한 간격을 두고 적어도 1열 이상의 나선형 홈(20b)이 형성되되, 상기 나선형 홈(20b)중 적어도 어느 1열의 나선형 홈(20b)은 그 시작점이 코어 몸체(20)에 부착된 세그먼트 팁(30)으로부터 시작되게 구성되거나 또는 1열 이상 형성된 나선형 홈(20b) 모두의 시작점이 코어 몸체(20)에 부착된 세그먼트 팁(30)으로부터 시작되게 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 상기 나선형 홈(20b)은 건식 드릴작업시 공기의 유입으로 인해 코어 드릴(10)에 냉각효과를 갖게 하고, 동시에 피삭재 (100)로부터 절삭되어 코어 드릴(10)에 마찰을 증가시키는 절삭분의 배출을 원활하게 하여 코어 드릴(10)의 속도를 안정적으로 유지시킴으로서 작업속도를 빠르게 하여 작업효율을 높이게 된다.
또한 도 2a, 2b, 2c 및 2e에 도시된 요홈(30d) 또는 요철(30e)이 형성된 세그먼트 팁(30)을 부착한 코어 드릴(10)의 경우에는 상기 요홈(30d) 또는 요철(30e)과 나선형 홈(20b)이 서로 연결되어 절삭분(건식 드릴작업시 발생) 또는 슬러지(습식 드릴작업시 발생)의 배출이 더욱 양호하게 이루어져 작업성을 개선시키게 된다.
상기에서 세그먼트 팁(30)에 형성된 요홈(30d) 또는 요철(30e)의 폭은 나선형 홈(20b)의 폭과 동일하게 설계하는 것이 바람직하나, 사용 조건에 따라 폭을 크게 하거나 작게 할 수 있다. 그리고 상기 요철(30d) 또는 요홈(30e)의 각도는 도 7에 도시된 바와 같이 나선형 홈(20b)과 동일하게 하는 것이 가장 바람직하다.
한편 습식 드릴작업 시에는 나선형 홈(20b)이 냉각수 통로로 활용되어 냉각수의 유입과 슬러지의 배출이 원활하게 이루어지고 코어 작업 초기에 많이 발생되는 냉각수의 불규칙한 방출로 인한 작업상의 어려움(즉, 냉각수 난방출 현상)을 해결하여 작업성을 개선시키게 된다.
한편 상기 나선형 홈(20b)의 각도에 있어서는 회전속도를 빨리 하는 건식 드릴작업에서는 나선형 홈(20b)의 각도를 45°에서 90°이하 범위로 함으로서 절삭분의 배출이 급속하게 일어날 수 있게 하는 것이 바람직하고, 회전속도가 건식 드릴작업보다 낮은 습식 드릴작업에서는 안정적인 슬러지의 배출과 냉각수의 유입을 유도하기 위하여 1°에서 45°범위로 하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 세그먼트 팁의 절삭두께면이 피삭재와 마찰저항이 감소되도록 경사진 첨예두께부로 구성함으로서 피삭재에 자리내기를 용이하게 하여 작업성 및 작업효율을 크게 개선시키고 동시에 코어 몸체에 적어도 1열 이상 형성되는 나선형 홈중 적어도 1열의 시작점을 세그먼트 팁과 연결함으로서 절삭분 또는 슬러지의 배출이 용이하고 마찰저항을 감소시킴으로서 냉각성을 향상시키고 그에 따른 절삭성을 향상시켜 작업효율을 증대시키게 된다.

Claims (7)

  1. 소정의 직경과 길이를 갖는 원통형 코어 몸체와, 상기 코어 몸체의 하부에 일정간격으로 복수 개가 부착되어 피삭재를 절삭하는 세그먼트 팁이 구성된 코어 드릴로서,
    상기 세그먼트 팁의 절삭두께면이 피삭재와 마찰저항이 감소되도록 경사진 첨예두께부로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어 드릴.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 첨예두께부는 세그먼트 팁의 아웃사이드 아크(arc) 또는 인사이드 아크(arc)로부터 경사지거나 또는 아웃사이드 아크(arc)와 인사이드 아크(arc)의 양측으로부터 경사져 이루어진 것을 특징으로 하는 코어 드릴.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 아웃사이드 아크로부터 경사진 첨예두께부를 형성한 세그먼트 팁을 일방향으로 하여 코어 몸체에 부착하거나 또는 아웃사이드 아크와 인사이드 아크로부터 각각 경사진 첨예두께부를 형성한 세그먼트 팁을 교대로 하여 코어 몸체에 부착한 것을 특징으로 하는 코어 드릴.
  4. 소정의 직경과 길이를 갖는 원통형 코어 몸체와, 상기 코어 몸체의 하부에 일정간격으로 복수 개가 부착되어 피삭재를 절삭하는 세그먼트 팁이 구성된 코어 드릴로서,
    상기 코어 몸체의 아래에서 위쪽을 향해 일정한 간격을 두고 적어도 1열 이상 형성된 나선형 홈중 적어도 어느 1열의 나선형 홈은 그 시작점이 코어 몸체에 부착된 세그먼트 팁으로부터 시작되는 것을 특징으로 하는 코어 드릴.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 코어 몸체의 아래에서 위쪽을 향해 일정한 간격을 두고 적어도 1열 이상 형성된 나선형 홈은 그 시작점이 코어 몸체에 부착된 세그먼트 팁으로부터 시작되는 것을 특징으로 하는 코어 드릴.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 나선형 홈은 1°에서 90°이하 범위에서 형성된 것을 특징으로 하는 코어 드릴.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 코어 몸체에 형성된 나선형 홈의 각도와 이 코어 몸체에 부착된 세그먼트 팁의 아크부에 형성한 요홈 또는 요철 각도를 동일하게 한 것을 특징으로 하는 코어 드릴.
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