KR20120076344A

KR20120076344A - Bit assembly for a down-the-hole hammer drill

Info

Publication number: KR20120076344A
Application number: KR1020127005839A
Authority: KR
Inventors: 버나드 리오넬 지엔
Original assignee: 버나드 리오넬 지엔
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2012-07-09
Also published as: CL2012000293A1; EP2462303A2; WO2011016005A4; WO2011016005A2; CN102648327B; US20120145464A1; WO2011016005A3; AU2010280347A1; CA2807341A1; CN102648327A

Abstract

본 발명은 앤빌 단부에 있는 나사(7), 드릴 생크 상의 외부 스플라인과 드릴 케이스 내의 상호 작용하는 스플라인을 가진 드릴(11) 및 케이스 내의 부품에 의해 수반되는 상호 작용하는 나사(7)를 구성하는 다운 홀 드릴 비트(11)의 어셈블리를 제공한다. 어셈블리는 드릴을 구동시키기 위해 풀려있는 나사(7)와 스플라인(9)이 맞물릴 수 있게 하고 그리고 비트가 그 어셈블리로부터 제거될 수 있도록 하기 위해 풀려진 스플라인(9)과 맞물려진 나사(7)를 가지게 되어있다.The invention comprises a screw 7 at the anvil end, a drill 11 with an external spline on the drill shank and an interactive spline in the drill case, and a down screw constituting the interactive screw 7 carried by the components in the case. An assembly of the hole drill bit 11 is provided. The assembly engages the screw (7) engaged with the loosened spline (9) to allow the screw (7) and the spline (9) to be engaged to drive the drill and to allow the bit to be removed from the assembly. To have.

Description

BIT ASSEMBLY FOR A DOWN-THE-HOLE HAMMER DRILL}

본 발명은 다운 홀(down-the-hole: 하향 천공)식으로 작동하는 해머 드릴(hanner drill)용 비트 어셈블리(bit assembly)에 관한 것이다. 다운 홀 식으로 작동하는 해머 드릴은 잘 알려져 있고, 널리 사용되며 또 일반적으로 공기압으로 동력을 받는다. The present invention relates to a bit assembly for a hammer drill that operates in a down-the-hole manner. Downhole operated hammer drills are well known, widely used and generally powered by air pressure.

이러한 해머의 여러 가지 다르게 설계된 구조에서 생기는 항구적인 결함은 대체하거나 수리를 할 필요가 있을 때 비트를 제거하는데 어려움이 있다는 것이다. 이러한 결함은 다수개의 드릴이 단일의 캐니스터(canister)에 사용될 경우 큰 클러스터 드릴(cluster drill)에서 더욱 심해진다. 현재 빈번하게 유용한 드릴을 사용할 경우 비트를 그의 설치대에 결속시키는데, 비트가 해제되기 전에 설치대가 빈번하게 많이 손상되는 경우가 있다. 이러한 것은 그로 인해 생기는 휴지시간(down time)에 대한 시간과 비용을 증가시키게 된다. The permanent flaw in the differently designed structures of these hammers is the difficulty in removing the bits when they need to be replaced or repaired. This defect is compounded by larger cluster drills when multiple drills are used in a single canister. Currently, the use of a useful drill binds the bit to its mount, which often results in frequent damage to the mount before the bit is released. This increases the time and cost for the down time that results.

본 발명의 목적은 상기한 문제점과 결함들을 크게 개선 시킨 구조로 된 다운 홀 해머 드릴용 비트 어셈블리를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a bit assembly for a down hole hammer drill having a structure which greatly improves the above problems and defects.

본 발명에 따라, 앤빌 단부(anvil end)에 있는 나사, 드릴 생크(drill shank) 상의 외부 스플라인(spline)과 드릴 케이스 내에서 상호 작용하는 스플라인을 가지는 드릴 비트 및 케이스 내의 부품에 의해 수반되는 상호 작용하는 나사를 구성하는 다운 홀 드릴 비트 어셈블리가 제공된다. 상기 어셈블리는 드릴을 구동시키기 위해 풀려있는 나사와 스플라인이 맞물려지게 하고, 그리고 그 어셈블리로부터 비트를 제거하기 위해 나사는 맞물리게 하고 그리고 스플라인은 풀리게 한다. According to the invention, the interactions carried by the screw in the anvil end, the drill bit having an external spline on the drill shank and the spline interacting within the drill case and the components involved in the case A down-hole drill bit assembly is provided for constituting a screw. The assembly causes the screw and spline to engage the loose screw to drive the drill, and the screw to engage and loose the spline to remove the bit from the assembly.

본 발명은 또 나사가 드릴 비트 생크 상에 또는 드릴 생크의 앤빌 단부에 있는 보어(bore) 내에 있는 것; 드릴 케이스 내에 있는 스플라인이 케이스의 일부분 또는 케이스 내에 안정될 수 있는 척(chuck) 부재의 일부분인 것; 생크의 외부에 있는 상호 작용하는 나사가 척 내부에 있는 것이나 생크 내부에 있는 상호 작용하는 나사가 고정되든지 축 방향으로 이동 가능한 제어 부재에 있는 것을 제공한다.The present invention further provides that the screw is on a drill bit shank or in a bore at the anvil end of the drill shank; The spline in the drill case is part of the case or part of a chuck member that can be stabilized within the case; It is provided that the interactive screw on the outside of the shank is inside the chuck or the interactive screw on the inside of the shank is fixed or axially movable in the control member.

본 발명에 따라 제공되는 해머 드릴 비트 척은 그것의 작동하는 상단부에서 하단부가 내부 나사인 부시(bush), 나사의 내부 지름보다 더 큰 내부 지름을 가지는 나사 아래로 뻗어있는 내부 스플라인, 마모 슬리브용 시트(seat)를 제공하는 척의 외부 표면 및 시트 위에서 작동하고 마모 슬리브에 있는 내부 나사와 맞물리게 되어있는 외부 나사를 구성하고 있다. The hammer drill bit chuck provided according to the invention has a bush at its lower end with an inner thread, an inner spline extending under the screw having an inner diameter larger than the inner diameter of the screw, a seat for a wear sleeve. It constitutes an outer thread that operates on the outer surface of the chuck and seat that provides a seat and engages with the inner thread in the wear sleeve.

본 발명의 한 관점은 드릴 척의 바닥에 작동되게 맞물리는 드릴 헤드, 드릴 헤드로부터 떨어져 설치되고 그리고 내부 지름이 비트에 있는 외부 스플라인의 내부 지름보다 더 작은 내부 나사를 가지는 상보적인 형태로 된 드릴 비트 척에 있는 내부 스플라인과 맞물리게 된 외부 스플라인 및 드릴 비트 척에 있는 상보적인 나사와 맞물리고 그리고 그것을 통과하기 위해 비트 앤빌에 인접한 부분을 따르는 외부 나사를 가진 드릴 생크의 단부를 가지는 해머 드릴 비트를 제공한다.One aspect of the invention is a drill bit chuck in complementary form having a drill head operatively engaged at the bottom of the drill chuck, installed away from the drill head and having an inner thread whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the outer spline in the bit. A hammer drill bit having an end of a drill shank with an outer spline engaged with an inner spline in and a complementary screw in a drill bit chuck and with an outer thread along a portion adjacent to the bit anvil for passing therethrough.

본 발명은 또 마모 슬리브의 단부에서 규정된 것과 같은 드릴 비트와 척의 드릴 비트 어셈블리를 제공한다. The invention also provides a drill bit assembly of a drill bit and a chuck as defined at the end of the wear sleeve.

본 발명의 어셈블리의 또 다른 특징은 척에 있는 내부 스플라인의 바닥과 비트에 있는 외부 스플라인의 바닥이 표면과 맞물리는 단부에서 척과 함께 비트를 회전시키기 위해 척에 있는 나사의 피치와 동등한 피치를 가지는 1회전의 나선형 캠과 같은 형상으로 되어있는 것을 제공한다. Another feature of the assembly of the invention is that the bottom of the inner spline in the chuck and the bottom of the outer spline in the bit have a pitch equal to the pitch of the screw in the chuck to rotate the bit with the chuck at the end engaging the surface. It is provided in the shape of a rotating helical cam.

본 발명의 대안적인 특징에 따라 비트가 앤빌로부터 뻗어있고 그리고 비트 설치대의 상보적인 나사와 맞물릴 수 있는 나사를 가지고, 그리고 나사가 맞물리는 것에 의해 비트가 설치대로 이동되고 그리고 하나에서부터 다른 나머지까지 나사의 통로에 의해 설치대에 제한적으로 미끄러지면서 맞물리는 것으로부터 이동되게 되어있는 해머 드릴 비트 어셈블리가 제공된다.According to an alternative feature of the invention, the bit extends from the anvil and has a screw that can engage the complementary screw of the bit mount, and the bit is moved to the mounting by screwing and screwing from one to the other. A hammer drill bit assembly is provided which is adapted to be moved out of engagement with limited sliding to the mount by means of a passage.

본 발명이 제공하는 또 다른 특징을 가진 어셈블리에서, 비트와 비트 설치대는 나사가 하나에서부터 다른 나머지까지 통과할 때 맞물려지는 짝을 이루는 스플라인을 수반하고 그리고 설치대는 척이나 제어 막대로 되어 그 어셈블리에서 나사가 제어 막대 상의 외부에 그리고 비트의 앤빌 단부에 구비되어있는 보어 내에 있는 것으로 되어있다. In an assembly with yet another feature provided by the present invention, the bit and the bit mount entail a mating spline that is engaged when the screw passes from one to the other and the mount is a chuck or control bar that is screwed in the assembly. Is on the outside on the control bar and in the bore provided at the anvil end of the bit.

본 발명의 또 다른 예에 따라, 해머 드릴 어셈블리는 생크의 앤빌 단부로부터 뻗어있는 축 방향 보어의 내부로 나사와 생크를 따르는 일련의 스플라인, 비트 생크 상의 스플라인과 상호 작용하게 어셈블리 마모 슬리브의 단부로부터 뻗어있는 일련의 내부 스플라인 및 생크에 있는 나사와 맞물릴 수 있는 나사를 갖춘 어셈블리 내의 막대를 구비한 비트 그리고 스플라인을 맞물고 풀기 위해 비트에 대해 막대를 활주 시키는 수단을 가진다.According to another example of the invention, the hammer drill assembly extends from the end of the assembly wear sleeve to interact with a series of splines along the screw and shank, splines on the bit shank, into an axial bore extending from the anvil end of the shank. And a bit with a rod in the assembly with a screw that can engage a screw in the shank and a means for sliding the rod against the bit to engage and disengage the spline.

또한, 본 발명에 따라, 막대는 어셈블리의 백헤드로부터 뻗어있는 분배 제어 막대인 것이 제공되고, 또 드릴 어셈블리는 막대가 개별적으로 또는 집단적으로 이동 가능한 상기에서 규정한 것과 같은 어셈블리를 포함하는 클러스터 드릴인 것이 제공된다. Furthermore, according to the invention, it is provided that the rod is a dispensing control rod extending from the backhead of the assembly, and the drill assembly is a cluster drill comprising an assembly as defined above in which the rods can be moved individually or collectively. Is provided.

본 발명의 한 관점에서, 나사는 비트가 어셈블리에서 그것의 위치를 표시하기 위해 막대 둘레에서 이동될 수 있게 하기 위해 풀릴 수 있고 그리고 어셈블리로부터 비트를 해제시키기 위해 맞물려지는 것이 제공된다. In one aspect of the invention, it is provided that the screw is loosened to allow the bit to be moved around the rod to indicate its position in the assembly and is engaged to release the bit from the assembly.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 상호 작용하는 나사는 제어 막대나 다른 부품을 통해 비트에 가해지는 탄성이 있는 축 방향의 압력하에서 비트를 유지하든지 해제시키기 위해 비트 생크에서 쐐기형을 갖는 상호 작용하는 드릴 케이스나 척에 있는 탄성을 가진 지지링에 의해 대체되는 것을 제공한다.According to another feature of the invention, the interacting screw is wedge-shaped interacting with the wedge shank to retain or release the bit under elastic axial pressure applied to the bit through a control rod or other component. It is provided to be replaced by an elastic support ring in the drill case or chuck.

이 예의 또 다른 특징에서, 스플라인의 단부와 분할된 링의 내부 표면의 상단 및 하단 에지부는 테이퍼 져 있고, 그리고 제어 막대의 단부와 비트의 상단 표면은 함께 접촉될 때 축 방향에서 일직선으로 배치되게 형성되는 것이 제공된다. In another feature of this example, the ends of the spline and the top and bottom edges of the inner surface of the divided ring are tapered, and the ends of the control bar and the top surface of the bit are formed to be aligned in an axial direction when contacted together. Is provided.

본 발명은 또 지지링이 드릴 케이스에 의해 수반되는 홈이 파진 척에 지탱되는 것을 제공한다.The present invention also provides that the grooves carried by the support ring are supported by the chuck.

본 발명에 따른 다운 홀 해머 드릴용 비트 어셈블리에 의하면 비트를 결속시키지않고 사용할 수 있고, 그리고 비트를 해제시키거나 대체하는 작업 또는 비트를 수리하는 작업을 단순화시켜 휴지시간과 그에 관한 비용을 절감시킬 수 있는 등의 이점을 얻을 수가 있다.The bit assembly for down-hole hammer drill according to the present invention can be used without engaging the bit, and can simplify the work of releasing or replacing the bit or repairing the bit, thereby reducing downtime and the cost thereof. It is possible to obtain such an advantage.

도 1은 드릴 척에 대한 종 단면도이다.
도 2는 드릴 비트 어셈블리에 대한 종 단면도이다.
도 3은 사용하지 않는 상태에서의 비트의 상대적인 두 위치를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 변형예를 나타내는 개략도이다.
도 6은 천공 모드에서의 해머 드릴의 단면도이다.
도 7은 플러싱 모드에서의 해머의 단면도이다.
도 8은 해머 드릴 어셈블리에서 비트에 대해 제어 막대를 활주시키는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 서로 조이는 나사의 용도에 대한 대안을 나타내는 도면이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a drill chuck.
2 is a longitudinal cross-sectional view of the drill bit assembly.
3 is a diagram illustrating two positions of bits in an unused state.
4 and 5 are schematic diagrams showing a modification.
6 is a cross-sectional view of the hammer drill in the drilling mode.
7 is a cross-sectional view of the hammer in flushing mode.
8 shows a method of sliding a control rod relative to a bit in a hammer drill assembly.
9 shows an alternative to the use of screws to tighten each other.

도 1에서, 척(1)은 도 2에 도시된 드릴 어셈블리 마모 슬리브(10)의 단부용 외부 고리형 시트(3)를 제공하는 비트 헤드 맞물림 단부(2)를 가진다. 시트(3) 위에는 마모 슬리브(10)의 단부에다 척(1)을 고정하는데 사용되는 외부 나사(4)가 있다. In FIG. 1, the chuck 1 has a bit head engaging end 2 which provides an outer annular seat 3 for the end of the drill assembly wear sleeve 10 shown in FIG. 2. Above the seat 3 is an external screw 4 which is used to secure the chuck 1 to the end of the wear sleeve 10.

고리형 통로(5)는 드릴 어셈블리가 작동위치에서 벗어나 올려질 때 비트를 통해 또는 비트 둘레로 유체가 흐를 수 있게 포트(6)를 통해 척(1) 속으로 개방되어 있다. 대략 4개의 피치로 이루어진 내부 나사(7)는 척(1)의 상단부를 향해 포트(6)로부터 위쪽으로 뻗어있다. 나사(7) 위에 있는 척(1)의 내부 벽은 비트 가이드(8)의 역할을 한다. 비트 어셈블리의 튜브가 없는 구조의 경우 스템 부시가 비트 가이드(8)용으로 제공된다. 내부의 비트 회전 스플라인(9)은 포트(6)에서부터 마모 슬리브 시트(3)와 척(1)의 하단부 사이의 약 중간 위치까지 아래를 향해 뻗어있다. The annular passage 5 is open into the chuck 1 through the port 6 so that fluid can flow through the bit or around the bit when the drill assembly is lifted out of the operating position. An internal screw 7 of approximately four pitches extends upwards from the port 6 towards the upper end of the chuck 1. The inner wall of the chuck 1 above the screw 7 serves as a bit guide 8. In the case of the tubeless construction of the bit assembly a stem bush is provided for the bit guide 8. The inner bit rotational spline 9 extends downward from the port 6 to about an intermediate position between the wear sleeve sheet 3 and the lower end of the chuck 1.

도 2에서, 척(1)은 드릴 어셈블리 내에 도시되어있다. 마모 슬리브(10)는 천공 작동위치에서 드릴 비트(11)와 함께 척(1)에 나사로 죄여져 있다. 척(1)은 계단식 드릴 비트 헤드(12)에 지탱되어있다.In FIG. 2, the chuck 1 is shown in a drill assembly. The wear sleeve 10 is screwed into the chuck 1 together with the drill bit 11 in the drilling operating position. The chuck 1 is supported by a stepped drill bit head 12.

비트 생크(13)는 척(1)에 있는 스플라인(9)을 맞무는 스플라인(14)을 수반한다.The bit shank 13 carries a spline 14 which engages the spline 9 in the chuck 1.

드릴 생크(13)의 상단부로부터 뒤로 물러난 위치에서, 생크는 척에 있는 나사(7)에 상보적인 외부 나사(15)를 수반한다. In the position backed off from the upper end of the drill shank 13, the shank carries an external screw 15 complementary to the screw 7 on the chuck.

생크는 천공 작동 유체용 배출 튜브(16)를 포함한다. The shank includes a discharge tube 16 for puncture working fluid.

도 2에 도시된 어셈블리의 천공 위치에서, 나사(7)와 나사(15)는 풀려있고 그리고 길이방향에서 일정하게 떨어져 있다.In the drilling position of the assembly shown in FIG. 2, the screw 7 and the screw 15 are loosened and are constantly spaced apart in the longitudinal direction.

도 3은 드릴 비트(11)가 척(1)에 맞물려지는 것을 나타낸다. 생크(13)는 스플라인(9)의 내부로 나사(15)를 밀어넣는 것에 의해 척(1) 속으로 삽입된다.3 shows that the drill bit 11 is engaged with the chuck 1. The shank 13 is inserted into the chuck 1 by pushing the screw 15 into the spline 9.

척(1)에 비트 생크(13)가 맞물려지게 하기 위해 비트의 나사(15)는 척의 나사(7)를 통해 죄여진다. 이러한 위치에서부터, 생크(13)는 척(1)과 비트 생크(13) 사이에서 어떤 나사의 맞물림 없이 마모 슬리브(10) 내에서 작동 위치로 비트 가이드(8)를 통해 위로 이동될 수 있다. 작동 위치에서, 비트에 있는 스플라인(14)은 척(1)에 있는 스플라인(9) 속으로 맞물려진다.The screw 15 of the bit is tightened through the screw 7 of the chuck to engage the bit shank 13 with the chuck 1. From this position, the shank 13 can be moved up through the bit guide 8 to the working position in the wear sleeve 10 without any screw engagement between the chuck 1 and the bit shank 13. In the operating position, the spline 14 in the bit is engaged into the spline 9 in the chuck 1.

상술한 어셈블리는 드릴 비트(11)가 척(1)으로부터 미끄러지지 않고 작동 및 비트 플러싱 조건 사이에서 움직일 수 있게 한다. 이러한 것은 나사(15)의 바닥(나사골밑)과 나사(7)의 상단(나사산 봉우리)이 접촉하는 것에 의해 방지된다. 이때 비트는 그 비트(11)를 해제하기 위해 하나에서부터 다른 나머지까지 나사(15)와 나사(7)를 조절하는 것에 의해 제거된다. The above-described assembly allows the drill bit 11 to move between operating and bit flushing conditions without slipping from the chuck 1. This is prevented by the contact of the bottom of the screw 15 (under the threaded bone) and the top of the screw 7 (threaded peak). The bit is then removed by adjusting the screw 15 and the screw 7 from one to the other to release the bit 11.

어셈블리는 사용중에 나사를 결속시키는 필요성을 제거시켜 조립과 분해 작업을 단순하게 하여서 결과적으로 휴지시간과 비용을 절감시킬 수 있게 한다.The assembly eliminates the need to fasten screws during use, simplifying assembly and disassembly, resulting in reduced downtime and cost.

대안적인 예는 비트(11)가 정지 모드로 아래로 떨어질 때 스플라인이 서로로부터 완전하게 풀리지 않게 하고 그리고 해머가 시계방향으로 회전될 때 척(1)에 있는 스플라인(11)이 비트(11)에 있는 스플라인(14) 속에 맞물려 계속 구동되게 한다. 이러한 배치구조는 도 4와 도 5에 도시되어있다. 비트(11)에 있는 스플라인(14)의 상부면(17)과 척(1)에 있는 스플라인(9)의 하부면(18)은 단지 한 피치만큼 비트 생크 상의 나사(15)와 같은 피치(19)로 캠의 형태로 가공되어있다. 캠은 비트 생크(13)에 있는 동일 지점의 반대위치에서 시작하고 정지하고 그리고 시작 지점과 정지 지점은 1 피치의 거리만큼 떨어져 있다.An alternative example is to ensure that the splines do not loosen completely from each other when the bit 11 falls down in the stop mode and that the spline 11 in the chuck 1 is in contact with the bit 11 when the hammer is rotated clockwise. Engage in a spline 14 which is present and continue to drive. This arrangement is shown in FIGS. 4 and 5. The upper surface 17 of the spline 14 in the bit 11 and the lower surface 18 of the spline 9 in the chuck 1 have a pitch 19 equal to the screw 15 on the bit shank by only one pitch. ) Is machined in the form of a cam. The cam starts and stops at the opposite position of the same point in the bit shank 13 and the start and stop points are separated by a distance of one pitch.

이 경우에, 나사가 있는 비트 생크(13)는 스플라인(9)과 스플라인(14)이 서로 맞물리지 않은 상태인 비트 생크에 있는 나사(15)가 척(1)에 있는 내부 나사(7)에 맞대어서 치받을 때까지 상기한 것과 같이 척(1)에 있는 스플라인(9)을 통과하여 지나가게 된다. 비트(11)는 비트의 캠 형태로 된 스플라인(14)의 정점부(20)가 척의 캠 형상으로 된 스플라인(9)의 정점부(21)에 마주하여 매우 인접한 위치에 있는 상태인 하나의 나사가 남겨져 있을 때까지 조여진다. 한번 더 회전하면 비트 헤드에 있는 나사(15)는 척(1)의 내부 나사(7)를 통과하고 그리고 나사와 캠이 같은 피치를 가지기 때문에 두 개의 맞추어진 캠의 형상은 서로 꼭 들어맞게 되어 비트에 있는 정점 스플라인이 척의 정점 스플라인에 맞대어서 치받게 되고, 그리고 비트는 척에 의해 시계 방향으로 구동하게 된다. In this case, the threaded bit shank 13 has a screw 15 in the bit shank with the spline 9 and spline 14 not engaged with each other but against the internal screw 7 in the chuck 1. It will pass through the spline 9 in the chuck 1 as described above until it is crushed. The bit 11 is a single screw in which the vertex 20 of the spline 14 in the form of a cam of bits is in a very adjacent position facing the vertex 21 of the spline 9 in the shape of a cam of the chuck. Tighten until is left. Once more rotation, the screw 15 in the bit head passes through the internal screw 7 of the chuck 1 and because the screw and cam have the same pitch, the shapes of the two fitted cams fit snugly together. The vertex spline at is countered against the chuck vertex spline, and the bit is driven clockwise by the chuck.

해머가 구멍으로부터 들어 올려져서 수직위치에서 매달려 있을 때 비트 헤드에 있는 나사는 척의 내부 나사에 맞대어서 놓이고, 캠 형태로 된 헤드는 척에 있는 나사와 맞물리고 그리고 캠 형상은 서로로부터 먼 쪽으로 이동하여 스플라인이 풀려지게하고, 그리고 비트는 수동으로 풀리게 된다. When the hammer is lifted from the hole and suspended in the vertical position, the screw in the bit head is placed against the inner screw of the chuck, the cam shaped head engages the screw in the chuck and the cam shape moves away from each other. The spline is released, and the bit is released manually.

상기한 것은 나사가 스플라인 앞에 있을 수 있는 바람직한 예에도 적용된다. 이 경우에 비트의 외부 스플라인은 척의 보어에 있는 내부 나사보다 더 작고, 스플라인은 내부 나사를 통해 먼저 통과하고 그리고 비트 생크가 척의 내부 나사를 통해 나사로 조여진 후에만이 외부 스플라인이 척의 내부 스플라인과 결합하게 된다. 나사는 스플라인의 상단에 구비될 수 있다(즉, 나사와 스플라인이 같은 공간상에 놓여지게 된다). 이 경우에 비트 생크(또는 척)에 있는 나사와 스플라인은 지름이 같을 수도 있다. 이 경우에 나사는 척의 내부 스플라인(또는 비트의 외부 스플라인)에 구비되고, 비트 생크는 스플라인 상의 내부에 구비된 나사를 통해 나사로 조여지는 외부 나사를 가지고 그리고 비트 생크가 통과하면 비트 생크 상의 스플라인은 척에 있는 내부의 (나사가 있는) 스플라인 속으로 들어가 그것에 맞물린다. The above also applies to the preferred example where the screw may be in front of the spline. In this case the outer spline of the bit is smaller than the inner thread in the bore of the chuck, the spline passes first through the inner screw and only after the bit shank is screwed through the inner screw of the chuck so that the outer spline engages with the inner spline of the chuck. do. The screw may be provided at the top of the spline (ie the screw and the spline are placed in the same space). In this case, the screw and spline on the bit shank (or chuck) may have the same diameter. In this case the screw is provided on the inner spline of the chuck (or the outer spline of the bit), the bit shank has an external screw which is screwed through a screw provided inside on the spline and when the bit shank passes the spline on the bit shank Into the internal (screwed) spline at and engage with it.

상기한 것은 드릴 코어를 유지하는 것을 고려하지 않고 구멍을 천공하는데 사용되는 드릴 비트 어셈블리를 나타낸다. 속이 빈 비트의 경우에 본 기술분야에서 잘 인지되어 있는 것과 같이 본 발명은 내부에 배치되는 상호 작용하는 부품들에도 적용된다. 즉, 속이 빈 비트가 드릴 어셈블리에 사용될 경우, 속이 빈 비트는 내부 스플라인과 나사를 가지고 그리고 척은 외부 스플라인과 나사를 가진다. The above represents a drill bit assembly used to drill a hole without considering retaining the drill core. As is well recognized in the art in the case of hollow bits, the present invention also applies to interactive components disposed therein. That is, when a hollow bit is used in the drill assembly, the hollow bit has an internal spline and a screw and the chuck has an external spline and a screw.

도 6과 도 7에서, 도시된 다운 홀 해머 드릴(101)은 그 드릴(101)을 구동시키기 위해 압축된 공기를 공급하는데 사용되는 분배 튜브로 배치된 제어 막대(102)를 포함한다. 6 and 7, the illustrated down hole hammer drill 101 includes a control rod 102 arranged with a dispensing tube used to supply compressed air to drive the drill 101.

제어 막대(102)는 마모 슬리브(104)에 있는 백헤드(103)로부터 지탱된다. 피스톤 해머(105)는 제어 막대(102) 상의 마모 슬리브(104) 내에서 작동한다. The control rod 102 bears from the backhead 103 in the wear sleeve 104. The piston hammer 105 operates in the wear sleeve 104 on the control rod 102.

드릴 비트(106)는 마모 슬리브(104)의 하단부에서 지탱되고 그리고 드릴 비트의 상단부 둘레에는 마모 슬리브(104) 내부로 상호 작용하는 스플라인(108)을 따라 비트의 이동을 안내하는 스플라인(107)이 있다. 비트(106)는 비트의 면(111)을 통해 개방되어 있는 다수개의 플러싱 통로(110)와 통하는 블라인드 보어(109)를 가진다. The drill bit 106 is supported at the lower end of the wear sleeve 104 and around the upper end of the drill bit is a spline 107 which guides the movement of the bit along the spline 108 interacting into the wear sleeve 104. have. The bit 106 has a blind bore 109 in communication with a plurality of flushing passages 110 that are open through the face 111 of the bit.

보어(109)의 상단부에는 내부 쪽으로 뻗어있는 나사(112)가 있다.At the upper end of the bore 109 is a screw 112 extending inwardly.

제어 막대(102)의 자유단에는 나사(112)와 결합하는 외부 쪽으로 돌출되어 있는 나사(113)가 있다.At the free end of the control rod 102 there is a screw 113 protruding outwardly engaging the screw 112.

비트(106)는 나사(112)를 조이는 것에 의해 마모 슬리브(104)의 하단부 속으로 들어가게 되고 그리고 제어 막대(102) 상의 나사(113)를 통과하게 된다. 이때 비트(106)는 제어 막대(102)의 하단부를 따라 제한된 범위 내에서 축 방향으로 이동하게 되지만, 나사를 재결합시키지 않고 그리고 비트(106)를 지나치게 조이지 않는 한 제어 막대(102)와 마모 슬리브(104)로부터 벗어날 수 없게 되고 그리고 제어 막대(102)의 단부를 통과할 수 없게 되어 있다. 마모 슬리브(104) 내의 스플라인(108)은 비트가 나사(112)와 나사(113) 상에서 제어 막대(102)를 따라 이동하기 위해 회전할 수 있을 만큼 충분히 짧게 되어 있다. The bit 106 enters the lower end of the wear sleeve 104 by tightening the screw 112 and passes through the screw 113 on the control rod 102. The bit 106 will then move axially within a limited range along the lower end of the control bar 102, but the control bar 102 and wear sleeve (unless the screws are re-engaged and the bit 106 is not overtightened) It cannot escape from 104 and cannot pass through the end of the control rod 102. The spline 108 in the wear sleeve 104 is short enough so that the bit can rotate to move along the control rod 102 on the screw 112 and the screw 113.

도 7은 비트(106)가 마모 슬리브(104)로부터 부분적으로 이동하여 있고 그리고 인접하게 놓여있는 나사(112)와 나사(113)의 단부가 치받쳐져 있는 것에 의해 축 방향의 이동이 저지되어 있는 상태인 플러싱 모드에 있는 해머 드릴(101)을 나타낸다.FIG. 7 shows that the bit 106 is partially moved from the wear sleeve 104 and the axial movement is inhibited by the end of the screw 112 and the screw 113 which are placed adjacent to each other. Hammer drill 101 in in flushing mode is shown.

해머 드릴이 재가동되게 하기 위해, 비트(106)는 마모 슬리브 속으로 들어가게 되고 그리고 나사는 분리되며, 그리고 비트(106)와 마모 슬리브(104)에 있는 스플라인(107)과 스플라인(108)은 드릴의 정상적인 작동을 위해 다시 맞물려지게 된다. To allow the hammer drill to be reactivated, the bit 106 enters the wear sleeve and the screw is removed, and the spline 107 and the spline 108 in the bit 106 and wear sleeve 104 are It will reengage for normal operation.

도 6과 도 7에서 설명된 해머 드릴의 구조와 작동의 덕분으로 두 개의 중요한 이점이 얻어진다. 첫째로, 척의 조립이 요구되지 않고, 둘째로, 비트(106)의 앤빌에 가해지는 해머(105)의 직접적인 충격이 어떤 스트레스 없이 유지되는 나사(112)와 나사(113)에 적용되는 것이다. 상기한 둘째의 이점 덕분으로 비트를 제거하고 대체하는 것 또는 비트를 수리하는 것을 단순하게 수동작업으로 하는 것이 가능하게 된다. Two important advantages are obtained thanks to the construction and operation of the hammer drill described in FIGS. 6 and 7. Firstly, no assembly of the chuck is required, and secondly, the direct impact of the hammer 105 on the anvil of the bit 106 is applied to the screw 112 and the screw 113 which are held without any stress. The second advantage described above makes it possible to simply and manually remove and replace bits or repair bits.

도 6과 도 7의 예는 드릴이 작동 조건에서부터 정지 조건으로 이동될 때 비트가 어셈블리 내에서 제한적으로 미끄러지게 하는 것을 허용하면서 비트에 있는 나사와 제어 막대에 있는 나사가 비트를 장착하고 그리고 해제하는 것을 가능하게 한다. 6 and 7 show that the screw in the bit and the screw in the control bar mount and release the bit while allowing the bit to slide limitedly in the assembly when the drill is moved from the operating condition to the stop condition. Makes it possible.

도 8에서, 나사(211)와 나사(212)는 그들이 비트 어셈블리의 마모 슬리브에 있는 내부 스플라인(214)으로부터 비트 생크 상의 스플라인(215)을 해제시키지 않고 서로를 통해 이동될 수 있도록 배치되어있다.In FIG. 8, the screws 211 and screws 212 are arranged such that they can be moved through each other without releasing the splines 215 on the bit shank from the inner splines 214 in the wear sleeve of the bit assembly.

스플라인(215)이 스플라인(214)으로부터 해제될 수 있도록 하기 위해, 제어 막대(207)는 어셈블리 내에서 축 방향으로 미끄러질 수 있게 설치되어있다. 이러한 것에 의해 비트(210)를 어셈블리로부터 제거하지 않고서 제어 막대(207)가 맞물림으로부터 스플라인을 이동시키는 것이 가능하게 된다. 이때, 이러한 것에 의해 어셈블리에 있는 드릴 버튼(213)에다 표시를 하기 위해 비트(210)가 제어 막대(207)에서 회전가능하게 된다. 축을 따라 역방향으로 제어 막대(207)를 이동시키면 어셈블리는 작동을 위해 재설정되게 된다. 이와 같이 드릴 버튼(213)에다 쉽게 표시를 하는 것은 어셈블리를 분해하지 않고 천공되는 홀의 규격을 유지하기 위해 클러스터 드릴 어셈블리에서 특히 유용하다. In order to allow the spline 215 to be released from the spline 214, the control rod 207 is installed to be able to slide axially in the assembly. This makes it possible for the control bar 207 to move the spline from engagement without removing the bit 210 from the assembly. This causes the bit 210 to be rotatable in the control bar 207 to mark the drill button 213 in the assembly. Moving the control bar 207 in the reverse direction along the axis causes the assembly to be reset for operation. This easy marking on the drill button 213 is particularly useful in cluster drill assemblies to maintain the dimensions of the holes being drilled without disassembling the assembly.

드릴 비트(210)를 대체하는 것이 필요할 경우, 어셈블리로부터 비트를 해제하기 위해 상기한 것과 같이 제어 막대(207)가 비트에서 회전하게 된다. If it is necessary to replace the drill bit 210, the control bar 207 will rotate in the bit as described above to release the bit from the assembly.

도 8에 도시된 해머에 있어서, 이것은 클러스터 드릴 어셈블리의 하나로서 사용하는데 유용하다. 도시된 것과 같이 해머는 다른 드릴의 배치와 같이 드릴 캐니스터(도시하지 않음) 내에 설치되게 되어있다. In the hammer shown in FIG. 8, this is useful for use as one of the cluster drill assemblies. As shown, the hammer is intended to be installed in a drill canister (not shown) like any other drill arrangement.

해머(201)는 상단부에서 하나의 숄더부(202)를 가지고 그리고 피스톤 케이스(205)의 일부를 형성하는 척(204)의 바닥부에서 다른 숄더부(203)를 가진다. 이러한 숄더부는 해머가 캐니스터의 바닥판(도시하지 않음)과 뚜껑판 사이에서 죄여질 수 있게 한다. 이러한 특별한 예에서, 램 피스톤(ram piston)(206)이 제어 막대(207) 위에 설비되어있다. 램 피스톤(206)을 아래로 눌러 제어 막대(207)를 아래로 누르기 위해 주입구(208)를 통해 공기가 공급된다.The hammer 201 has one shoulder 202 at the top and the other shoulder 203 at the bottom of the chuck 204 forming part of the piston case 205. This shoulder allows the hammer to be clamped between the bottom plate (not shown) and the lid of the canister. In this particular example, a ram piston 206 is mounted on the control bar 207. Air is supplied through the inlet 208 to push the ram piston 206 down to push the control rod 207 down.

공기의 압력이 해제될 때 제어 막대(207)를 원위치로 복귀시키기 위해 작동하는 스프링(209)이 있다. 사용시, 비트(210)가 앞을 향해 아래로 떨어질 때, 그 비트(210)는 서로 맞닿는 정지 나사(211, 212)와 함께 스플라인에서 유지되어 멈춰지게 된다. There is a spring 209 that acts to return the control rod 207 to its original position when the pressure of air is released. In use, when the bit 210 falls forwards downward, the bit 210 is held on the spline and stopped with the stop screws 211, 212 abutting each other.

제어 막대(207)가 피스톤 케이스(205)에 대해 앞쪽으로 밀려질 때, 비트(210)는 스플라인을 지나 멈춰지고 그리고 피스톤 케이스(205)에서 회전 운동을 할 수 있게 고착되지는 않는다. When the control rod 207 is pushed forward with respect to the piston case 205, the bit 210 stops past the spline and is not secured for rotational movement in the piston case 205.

이러한 상태에서, 비트(211)는 드릴 버튼(213)이 해머의 주변 둘레에 표시될 수 있도록 하기 위해 계단식으로 회전될 수 있고 또는 제거를 위해 풀릴 수 있다.In this state, the bit 211 can be rotated stepwise to allow the drill button 213 to be displayed around the perimeter of the hammer or can be released for removal.

제어 막대의 이동은 요구될 경우,클러스터 드릴의 모든 해머 드릴을 총괄적으로 이동시키는 수단을 포함하는 다른 수단들에 의해서 영향을 받을 수도 있다. 해머는 상기한 숄드부에 의한 것 외에 다른 방식으로 캐니스터에 놓여져서 유지될 수도 있다. 내부 스플라인(214)을 구비한 드릴 척(204)을 제공하기 위해 피스톤 케이스(205)를 사용하면 어셈블리를 편리하게 구성시킬 수 있다. 이러한 편리한 어셈블리는 물론 요구될 경우 피스톤 케이스(205)와 별도로 된 척에서도 제공될 수 있다. Movement of the control bar may be affected by other means, including means for collectively moving all hammer drills of the cluster drill, if desired. The hammer may be placed and held in the canister in other ways than by the shoulder described above. The use of the piston case 205 to provide a drill chuck 204 with an inner spline 214 can conveniently configure the assembly. Such a convenient assembly may of course also be provided in the chuck separate from the piston case 205 if desired.

도 9에서, 해머 어셈블리(301)는 클러스터 드릴용으로 적합하다. 해머 어셈블리(301)는 드릴 케이스(304)의 하단부에 설치된 척(303)을 가진 드릴 케이스(302)를 포함한다. 척(303)과 드릴 케이스의 상단 클로저(305)에는 클러스터 드릴 캐니스터(도시하지 않음)의 단부판 사이에 설치되어있는 다수 개의 조립품을 수용하는 숄더부(306)와 숄더부(307)가 구비되어있다. In FIG. 9, the hammer assembly 301 is suitable for a cluster drill. The hammer assembly 301 includes a drill case 302 having a chuck 303 installed at the lower end of the drill case 304. The chuck 303 and the top closure 305 of the drill case are provided with a shoulder portion 306 and a shoulder portion 307 for receiving a plurality of assemblies installed between the end plates of the cluster drill canister (not shown). have.

어셈블리는 스프링 바이어스 피스톤 램(309)에 설치된 제어 막대(308)를 포함한다.The assembly includes a control rod 308 installed on the spring bias piston ram 309.

드릴 비트(310)는 생크의 자유단부 둘레에 설비된 스플라인(311)을 가지고, 이러한 스플라인은 테이퍼 진 단부(313)를 가진다. 비트(310)는 척(303)의 바닥에 맞대어 밀봉할 수 있게 계단식으로 된 헤드(314)를 가진다. Drill bit 310 has a spline 311 provided around the free end of the shank, which spline has a tapered end 313. Bit 310 has a head 314 cascaded to seal against the bottom of chuck 303.

비트는 분할된 탄성체로 이루어진 지지링(315)에 의해 척에 미끄러질 수 있게 지탱되어 있다. 이러한 링(315)은 고유의 탄성을 가진 강철로 만들어지고 그리고 링의 상단과 바닥의 내부 에지부(316)는 테이퍼 져 있다. 이러한 테이퍼는 드릴 비트(310)가 어셈블리에 삽입되고 그리고 어셈블리로부터 제거될 수 있도록 하기 위해 테이퍼(313)와 상호 작용한다.The bit is slidably supported on the chuck by a support ring 315 composed of divided elastomers. This ring 315 is made of inherently elastic steel and the inner edges 316 of the top and bottom of the ring are tapered. This taper interacts with taper 313 to allow drill bit 310 to be inserted into and removed from the assembly.

비트(310)는 외부 단부가 테이퍼 져 있는 축 방향으로 된 블라인드 보어(317)를 가진다. 제어 막대(308)의 자유단부는 제어 막대에 의해 가해지는 축 방향의 압력을 비트(310)의 축 방향 단부에 집중시키기 위해 테이퍼 져 있다. Bit 310 has an axial blind bore 317 with an outer end tapered. The free end of the control rod 308 is tapered to concentrate the axial pressure exerted by the control rod at the axial end of the bit 310.

도시된 것과 같이, 제어 막대(308)는 비트(310)를 이동시키기 위해 아래로 눌려지고 그리고 이에 의해 척(303)으로부터 비트를 해제시키기 위해 스플라인(311)은 링(315)을 펼치게 된다. 해제 과정이 개시되기 전에, 비트(310)는 정지 위치로 스플라인(311) 아래로 떨어지게 된다. As shown, the control bar 308 is pushed down to move the bit 310 and thereby the spline 311 unfolds the ring 315 to release the bit from the chuck 303. Before the release process is initiated, the bit 310 falls below the spline 311 to the stop position.

비트(310)를 대체시키기 위해 드릴 어셈블리는 단단하게 지탱되어 있는 비트위에 놓이고 그리고 아래로 이동하게 된다. 스플라인(311)의 테이퍼 진 자유단부는 지지링을 펼치게 되고 그리고 지지링은 천공용으로 준비된 비트를 놓기 위해 스플라인(311) 뒤로 수축하게 된다.To replace the bit 310, the drill assembly is placed on a firmly supported bit and moved down. The tapered free end of the spline 311 unfolds the support ring and the support ring contracts behind the spline 311 to place the bit ready for drilling.

상기한 모든 예는 드릴 비트 어셈블리가 비트를 결속하지않고 사용될 수 있게 하고 그리고 대체나 수리를 용이하게 한다. All of the above examples allow the drill bit assembly to be used without engaging the bit and to facilitate replacement or repair.

1,204,303: 척 9,14,108,214,215,311: 스플라인
10,104: 마모 슬리브 11,106,210,310: 비트
13: 생크 101: 드릴
102,207,308: 제어 막대 105: 해머
301: 어셈블리 315: 지지링1,204,303: Chuck 9,14,108,214,215,311: Spline
10,104: wear sleeve 11,106,210,310: bit
13: shank 101: drill
102,207,308: control bar 105: hammer
301: assembly 315: support ring

Claims

The screw at the end of the anvil, the drill bit with the spline interacting with the spline, and the interacting screw accompanied by the components in the case, and the screw and spline loosened to drive the drill and the bit Down hole drill bit assembly characterized in that the screw is engaged and the spline is loosened for removal.

The method of claim 1,
Down hole drill bit assembly, characterized in that the screw and spline are in the drill bit shank.

The method of claim 1,
And the screw is in a bore at the anvil end of the drill bit shank.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Downhole drill bit assembly, characterized in that the spline is an integral part of the case.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The spline is a down hole drill bit assembly, characterized in that it is an integral part of the chuck member that is stable to the case.

The method of claim 5,
Down hole drill bit assembly, wherein the interacting screw is inside the chuck.

The method of claim 3,
And the interacting screw is in a control member movable in a fixed, rotational or axial direction.

Bush at the lower end of the working top, the inner spline extending under the screw with an inner diameter larger than the inner diameter of the screw, the outer surface of the chuck providing a seat for the wear sleeve, and the inner on the wear sleeve A chuck for downhole drill bit assembly according to claim 1, comprising an external screw engaged with the screw.

Drill heads operatively engaged with the bottom of the drill chuck, external splines and drill bit chucks installed away from the drill head and engaged with the inner spline in the chuck with an inner thread whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the outer spline in the bit Drill bit assembly having an end of a drill shank with an external thread that engages with a complementary screw in and passes through the portion adjacent the bit anvil to pass through it.

10. The method of claim 9,
Characterized in that the bottom of the inner spline in the chuck and the bottom of the outer spline in the bit are shaped like a single-turn helical cam with a pitch equal to the pitch of the screws in the chuck to rotate the bit with the chuck. Bit assembly.

The method of claim 1,
The bit extends from the anvil and has a screw that can engage the complementary screw of the bit mount, and by engaging the screw, the bit is moved to the mount and limited to the mount by the passage of the screw from one to the other. Down hole drill bit assembly, characterized in that the sliding and moving from the engaged state.

The method of claim 11,
A bit hole drill bit assembly, wherein the bit and bit mounts carry mating splines that engage when the screw passes from one to the other.

The method of claim 12,
The mounting hole may be a chuck or a control bar such that the screw in the assembly is external to the control bar and in the bore provided at the anvil end of the bit.

The method of claim 1,
The bit is a series of splines along the screw and shank into the axial bore extending from the anvil end of the shank, a series of internal splines extending from the end of the assembly wear sleeve and screws on the shank to interact with the spline on the bit shank. A downhole drill bit assembly comprising a rod in an assembly with engageable screws and a means for sliding the rod against the bit to engage and disengage the spline.

The method of claim 14,
The rod is a dispensing control rod extending from the backhead of the assembly, and the drill assembly is a cluster drill in which the rod comprises an individually or collectively movable and rotatable assembly.

16. The method of claim 15,
And the screw is loosened to allow the bit to be moved around the rod to indicate its position in the assembly and engaged to release the bit from the assembly.

A spline is placed around the anvil end to slide and engage the spline interacting in the case to open the split support ring to allow the bit shank spline to pass in and out of the case and to support the elastic split support ring at the operating end. A down hole drill bit assembly comprising a drill bit shank for carrying.

The method of claim 17,
A down hole drill bit assembly, characterized in that the ends of the spline on the bit shank and the top and bottom edges of the inner surface of the split support ring are tapered.

The method of claim 17 or 18,
And the operating end of the case is provided by the chuck.

The method according to any one of claims 17 to 19,
A down-hole drill bit assembly comprising a sliding control bar having a free end that can engage a free end of the bit anvil to move the bit shank through the support ring.