KR20140093690A

KR20140093690A - 굴삭 공구

Info

Publication number: KR20140093690A
Application number: KR1020147013893A
Authority: KR
Inventors: 요네오 히와사; 마사야 히사다; 가즈요시 나카무라
Original assignee: 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-07-28
Also published as: KR20160060780A; HK1199749A1; JP2013136937A; EP2787163A1; US9551190B2; CA2854884C; WO2013081098A1; US20140311808A1; EP2787163A4; KR101691341B1; AU2012343451B2; CA2854884A1; EP2787163B1; RU2565307C1; AU2016204850A1; CN103958814A; AU2012343451A1; CN103958814B; JP6127463B2; AU2016204850B2

Abstract

본 발명의 굴삭 공구는, 축선(O) 주위로 회전됨과 함께 축선(O) 방향 선단측으로 전진되는 공구 본체(1)의 선단부에 매립 구멍(8)이 천공되고, 이 매립 구멍(8)에, 외형 원기둥 형상의 매립부(6)와 날끝부(7)가 일체로 형성된 굴삭 팁(5A)이, 매립부(6)를 매립 구멍(8)에 삽입시킴과 함께 날끝부(7)를 매립 구멍(8)으로부터 돌출시켜, 매립부(6)의 중심축(C) 주위로 굴삭시에 회전 가능하고 또한 중심축(C) 방향 선단측으로 빠짐 방지되어 장착되어 있다.

Description

굴삭 공구{EXCAVATION TOOL}

본 발명은, 축선 주위로 회전됨과 함께 상기 축선 방향 선단측으로 전진되는 공구 본체의 선단부에 매립 구멍이 천공되고, 이 매립 구멍에 경질 재료로 이루어지는 굴삭 팁이 그 선단의 날끝부를 돌출시켜 매립된 굴삭 공구에 관한 것이다.

본원은, 2011년 11월 30일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-262526호와, 2012년 11월 15일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-251357호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

이러한 굴삭 공구로서는, 예를 들어 특허문헌 1, 2에 기재되어 있는 바와 같이, 선단부에 초경합금 등의 소결 합금제의 굴삭 팁이 복수 장착된 강재 등으로 이루어지는 공구 본체가, 굴삭 로드의 선단부나 상기 굴삭 로드 선단부에 디바이스를 통해 장착되어, 상기 굴삭 로드를 통해 굴삭 장치로부터 전달되는 공구 본체의 축선 주위의 회전력 및 축선 방향 선단측을 향한 추력이나, 이들 회전력이나 추력에 더하여 상기 디바이스를 통해 다운 더 홀 해머로부터 부여되는 상기 축선 방향 선단측을 향한 타격력에 의해, 지반이나 암반에 굴삭 구멍을 형성하는 것이 알려져 있다.

그런데, 종래 이러한 굴삭 공구에 있어서는, 공구 본체 선단부에 천공된 매립 구멍에, 원기둥 형상의 매립부와 그 선단측에 구면 형상, 원뿔 형상, 포탄 형상 등의 날끝부가 일체로 형성된 상기 소결 합금제의 굴삭 팁이, 그 날끝부를 매립 구멍으로부터 돌출시킴과 함께, 매립부가 매립 구멍에 수축 끼워 맞춤 등의 억지 끼워 맞춤에 의해 강고하게 고정됨으로써 박혀 장착된 구성으로 되어 있다.

그리고, 이러한 지반이나 암반의 굴삭에 사용되는 굴삭 공구에서는, 이와 같이 하여 매립 구멍으로부터 돌출된 굴삭 팁의 날끝부가, 지반이나 암반에 접촉, 관입되어 굴삭에 사용되는 것에 수반하여 마모나 마멸이 진행되고, 마모된 날끝부에서는 그 곡면의 곡률 반경이 커지므로 날끝의 예리함이 손상되어 굴삭 효율이 저하되어 간다. 또한, 굴삭 구멍의 직경이 허용되는 직경 이하로 될 때까지 굴삭 팁의 마모가 진행되면, 굴삭 공구로서의 공구 수명을 다하게 된다.

그런데, 이러한 굴삭 팁의 날끝부의 마모나 마멸은 균일하지 않다. 예를 들어, 공구 본체의 선단부에 박힌 복수의 굴삭 팁 중에서도, 특히 선단부 외주측의 게이지부에 박힌 굴삭 팁은, 외주측을 향하게 되는 면에서 마모나 마멸이 현저해져 부분 마모된 마모 형태로 되므로, 굴삭 성능이 손상되기 쉬워 굴삭 효율 저하의 요인으로 됨과 함께, 이러한 게이지부의 굴삭 팁의 마모는 굴삭 구멍 직경의 축소에 결부되어 공구 수명에 큰 영향을 미치게 된다.

그리고, 이러한 굴삭 팁의 날끝부의 편마모는, 지반이나 암반이 단단하여 날끝부가 격심하게 마모되는 조건하에서는 한층 현저해져, 공구 수명이 단축되어 굴삭에 필요로 하는 비용이 증대된다. 또한, 굴삭 성능을 회복하기 위해 굴삭 팁의 날끝부를 재연마하는 데에도 비용이나 시간을 필요로 하게 된다. 또한, 굴삭 구멍이 원하는 깊이에 도달하기 전에 굴삭 공구가 공구 수명을 다하면, 공구 본체의 교환에 시간이나 노동력, 비용을 필요로 하게 된다. 또한, 만일, 날끝부의 마모나 마멸이 진행되어 굴삭 성능이 손상된 상태에서 굴삭을 계속하면, 공구 본체에 마모나 손상이 발생하거나, 굴삭 장치에 큰 부하를 부여하게 되기도 한다.

일본 특허 공개 제2010-180551호 공보 일본 특허 공개 제2011-042991호 공보

본 발명은 이러한 배경하에서 이루어진 것으로, 굴삭 팁의 굴삭 성능 및 굴삭 효율을 장기에 걸쳐 유지하여, 공구 수명의 향상과 굴삭 구멍의 단위 깊이당 굴삭 비용의 저감을 도모하는 것이 가능한 굴삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 일 형태의 굴삭 공구는, 이하의 어느 하나의 구성을 구비한다.

(1) 축선을 중심으로 한 공구 본체와,

상기 공구 본체의 선단부에 천공된 매립 구멍에 장착되는 굴삭 팁을 구비하고,

상기 공구 본체는, 상기 축선 주위로 회전됨과 함께 상기 축선 방향 선단측으로 전진되고,

상기 굴삭 팁은, 중심축을 중심으로 한 외형 원기둥 형상의 매립부와 상기 중심축 방향 선단측의 날끝부가 일체로 형성되고,

상기 매립부가 상기 매립 구멍에 삽입됨과 함께, 상기 날끝부는 상기 매립 구멍으로부터 돌출되어 있고,

적어도 1개의 상기 굴삭 팁은, 굴삭시에 상기 매립부의 상기 중심축 주위로 회전 가능해짐과 함께, 상기 중심축 방향 선단측으로 빠짐 방지되어 상기 매립 구멍에 장착된 회전 굴삭 팁으로 되어 있다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 공구 본체에는 복수의 상기 굴삭 팁이 장착되어 있고, 이 중 일부의 굴삭 팁이 상기 회전 굴삭 팁으로 되어 있음과 함께, 나머지 상기 굴삭 팁은 상기 공구 본체에 고정되어 장착되어 있다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 공구 본체에는 복수의 상기 굴삭 팁이 장착되어 있고, 이 중 상기 공구 본체의 선단면 외주부에 장착되는 적어도 1개의 굴삭 팁이 상기 회전 굴삭 팁으로 됨과 함께, 나머지 굴삭 팁은 상기 공구 본체에 고정되어 장착되어 있다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면과, 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면 중, 한쪽에는 상기 중심축 주위로 주회하는 오목 홈이 형성됨과 함께, 다른 쪽에는 상기 오목 홈에 수용되는 볼록부가 형성되어 있다.

(5) 상기 (4)에 있어서, 상기 오목 홈과 볼록부 중 한쪽은, 상기 오목 홈과 볼록부 중 한쪽이 형성되는 상기 매립부 외주면 또는 상기 매립 구멍 내주면에 장착되어 고정되는 중간 부재에 의해 형성되어 있다.

(6) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면에는, 상기 중심축 주위로 주회하는 오목 홈이 형성됨과 함께, 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면에는, 상기 중심축 방향으로 상기 오목 홈과 대향하는 위치에, 상기 중심축 주위로 주회하는 오목부 또는 상기 오목 홈의 접선 방향으로 연장되는 오목 구멍의 개구부가 형성되어 있고, 상기 오목 홈과 상기 오목부 또는 상기 오목 구멍의 개구부에 걸쳐 걸림 부재가 수용되어 있다.

(7) 상기 (1)∼(6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부는, 상기 매립부의 외경 d(㎜)에 대해, 조임 여유 0.5×d/1000(㎜)∼1.5×d/1000(㎜)의 범위의 억지 끼워 맞춤에 의해 상기 매립 구멍에 장착되어 있다.

(8) 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나에 있어서, 적어도 상기 회전 굴삭 팁의 표면에는, 표면 경화층이 형성되어 있다.

(9) 상기 (1)∼(8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 공구 본체의 적어도 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍 주변에는, 표면 경화층이 형성되어 있다.

(10) 상기 (1)∼(9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면과, 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면 사이에는, 윤활제가 개재 장착되어 있다.

이와 같이 구성된 굴삭 공구에 있어서는, 상기 회전 굴삭 팁이, 공구 본체의 매립 구멍에 삽입되는 그 외형 원기둥 형상의 매립부의 중심축 주위로 굴삭시에 회전 가능하게 되어 있으므로, 굴삭시에 공구 본체가 회전되는 것에 수반하여 지반이나 암반으로부터의 접촉 저항을 받아, 회전 굴삭 팁은 중심축 주위로 종동 회전된다. 이로 인해, 회전 굴삭 팁의 날끝부도 중심축 주위의 주위 방향으로 균등하게 마모되게 되어, 이 날끝부의 형상을 부분적으로 부분 마모시키는 일 없이 유지함과 함께 날끝부를 구성하는 곡면의 곡률 반경이 커지는 것을 방지하여, 굴삭 성능이나 굴삭 효율이 현저하게 저하되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 회전 굴삭 팁은 중심축 방향 선단측을 향해서는 빠짐 방지되어 있으므로, 부주의하게 굴삭 팁이 탈락하는 것과 같은 일도 없다. 또한, 회전 굴삭 팁이 빠짐 방지된 상태라 함은, 예를 들어 공구 본체의 선단부를 하향으로 하여 공구 본체를 보유 지지한 상태에서, 회전 굴삭 팁이 자중에 의해 매립 구멍으로부터 탈락되는 일이 없는 상태이면 된다.

여기서, 상기 공구 본체에 복수의 굴삭 팁이 장착되어 있는 경우에 있어서는, 모든 굴삭 팁이, 이와 같이 굴삭시에 중심축 주위로 회전되는 회전 굴삭 팁으로 되어 있어도 된다. 또한, 복수의 굴삭 팁 중, 일부의 굴삭 팁이 상기 회전 굴삭 팁으로 됨과 함께, 나머지 굴삭 팁은 상기 공구 본체에 고정되어 장착되어 있어도 되고, 상기 회전 굴삭 팁에 의해 굴삭 성능이나 굴삭 효율이 유지됨으로써, 공구 수명의 연장을 도모할 수 있다.

특히, 이와 같이 하여 상기 공구 본체에 복수의 굴삭 팁이 장착되어 있는 경우에 있어서, 이 중 상기 공구 본체의 선단면 외주부에 장착되는 적어도 하나의 굴삭 팁이 상기 회전 굴삭 팁으로 되어 있으면, 나머지 굴삭 팁은 상기 공구 본체에 고정되어 장착되어 있어도, 이 선단 외주부, 즉 게이지부에 있어서의 적어도 하나의 회전 굴삭 팁에 의해 굴삭 성능이나 굴삭 효율이 유지된다. 이에 의해, 굴삭 구멍 직경이 축소되는 것을 효과적으로 억제하여 공구 수명의 확실한 향상을 도모할 수 있다.

또한, 회전 굴삭 팁을, 굴삭시에 상기 중심축 주위로 회전 가능하게 함과 함께, 상기 중심축 방향 선단측으로 빠짐 방지하여 상기 매립 구멍에 장착하기 위해서는, 첫 번째로, 이 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면과, 이 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면 중, 한쪽에는 상기 중심축 주위로 주회하는 오목 홈을 형성함과 함께, 다른 쪽에는 상기 오목 홈에 수용되는 볼록부를 형성하면 된다.

여기서, 이들 오목 홈과 볼록부가, 회전 굴삭 팁의 매립부 외주면과 공구 본체의 매립 구멍 내주면에 직접적으로 형성되는 경우에는, 이들 회전 굴삭 팁과 공구 본체의 영률의 차이를 이용함으로써 공구 본체를 탄성 변형시켜 매립 구멍을 직경 확장시키면서 회전 굴삭 팁의 매립부를 프레스 압입하면 된다. 혹은, 양자의 열팽창률의 차이를 이용함으로써 공구 본체를 가열하여 매립 구멍을 열팽창시킨 부분에 회전 굴삭 팁의 매립부를 삽입해도 된다.

또한, 이와 같이 오목 홈과 볼록부를 회전 굴삭 팁의 매립부 외주면과 공구 본체의 매립 구멍 내주면에 직접 형성하는 일 없이, 이들 오목 홈과 볼록부 중 한쪽을, 상기 오목 홈과 볼록부 중 한쪽이 형성되는 상기 매립부 외주면 또는 상기 매립 구멍 내주면에 장착되어 고정되는 중간 부재에 의해 형성해도 된다. 이 경우에, 중간 부재는, 이 중간 부재에 형성되는 오목 홈과 볼록부 중 한쪽이 형성되는 상기 매립부 외주면 또는 상기 매립 구멍 내주면에 대해, 역시 상술한 바와 같은 프레스 압입이나 열팽창률의 차이에 의한 수축 끼워 맞춤, 냉각 끼워 맞춤과 같은 억지 끼워 맞춤에 의해 고정하면 된다.

두 번째로는, 이와 같이 오목 홈에 볼록부를 수용하는 것이 아닌, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면에는, 상기 중심축 주위로 주회하는 오목 홈을 형성함과 함께, 이 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면에는, 상기 중심축 방향으로 상기 오목 홈과 대향하는 위치에, 상기 중심축 주위로 주회하는 오목부 또는 상기 오목 홈의 접선 방향으로 연장되는 오목 구멍의 개구부를 형성하고, 상기 오목 홈과 상기 오목부 또는 상기 오목 구멍의 개구부에 걸쳐서 걸림 부재를 수용하도록 해도 된다.

여기서, 매립 구멍의 내주면에 오목 홈과 마찬가지의 중심축 주위로 주회하는 오목부가 형성되어 있을 때에는, 예를 들어 매립부 외주면의 상기 오목 홈에 C형 링을 걸림 부재로서 직경 축소시켜 수용해 두고 매립 구멍에 삽입하고, 이 오목 홈이 오목부의 위치에 일치한 시점에서 탄성 변형에 의해 직경 확장시켜 오목 홈과 오목부에 걸쳐 수용시키도록 하면 된다. 혹은, 오목 홈과 오목부가 일치하여 형성되는 환 형상 구멍에 다수의 구 형상 부재를 걸림 부재로서 외부로부터 삽입하여 오목 홈과 오목부에 걸쳐 수용시키도록 해도 된다. 또한, 매립 구멍의 내주면에 오목 홈의 접선 방향으로 연장되는 오목 구멍의 개구부가 형성되어 있을 때에는, 이 오목 구멍에 핀을 걸림 부재로서 삽입하여 오목 홈에 걸치도록 수용하면 된다.

또한, 회전 굴삭 팁의 매립부는, 상기 매립부의 외경 d(㎜)에 대해, 조임 여유 0.5×d/1000(㎜)∼1.5×d/1000(㎜)의 범위의 억지 끼워 맞춤에 의해 상기 매립 구멍에 장착되어 있어도 된다. 이러한 범위의 조임 여유의 억지 끼워 맞춤이면, 비굴삭시에는 회전 굴삭 팁은 회전 가능하지 않아도, 굴삭시에는 공구 본체의 회전에 의한 지반이나 암반으로부터의 접촉 저항에 의해 매립 구멍과의 마찰에 저항하여 회전 굴삭 팁을 자유롭게 종동 회전시킬 수 있고, 또한 회전 굴삭 팁이 매립 구멍으로부터 탈락하지 않도록 빠짐 방지할 수 있다.

또한, 적어도 회전 굴삭 팁의 표면에는, 표면 경화층이 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 회전 굴삭 팁의 매립부의 표면에, 예를 들어 DLC, PVD, CVD 등의 피막 처리를 실시함으로써 표면 경화층을 형성함으로써, 매립부의 강도 향상이나 매립 구멍 내에서의 회전 미끄럼 이동성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 회전 굴삭 팁의 날끝부의 표면에 이러한 피막 처리에 의해 표면 경화층을 형성하거나, 날끝부의 표면에 다결정 다이아몬드로 이루어지는 표면 경화층을 형성함으로써, 날끝부의 내마모성을 향상시켜 한층 더 공구 수명의 연장을 도모할 수 있다. 또한, 이러한 표면 경화층은, 공구 본체에 고정된 굴삭 팁의 표면에도 형성되어 있어도 된다.

또한, 이러한 표면 경화층은, 공구 본체의 적어도 회전 굴삭 팁이 장착되는 매립 구멍 주변에 형성되어 있어도 된다. 이에 의해, 굴삭시의 회전 굴삭 팁의 회전에 의한 매립 구멍의 마모를 방지할 수 있어, 특히 상기 오목 홈이나 볼록부가 공구 본체의 매립 구멍 내주면에 직접 형성되어 있는 경우에 효과적이다. 또한, 이러한 매립 구멍 주변의 표면 경화층은, 상술한 바와 같은 DLC, PVD, CVD 등의 피막 처리에 의한 것 외에, 예를 들어 고주파 켄칭, 침탄 켄칭, 레이저 켄칭, 질화 처리 등에 의한 것이어도 된다.

또한, 회전 굴삭 팁의 매립부 외주면과, 회전 굴삭 팁이 장착되는 매립 구멍의 내주면 사이에는, 윤활제가 개재 장착되어 있어도 된다. 윤활제의 개재 장착에 의해 회전 굴삭 팁의 회전을 원활하게 할 수 있어, 매립부나 매립 구멍의 마모를 한층 저감시킬 수 있다.

또한, 회전 굴삭 팁의 매립부의 후단부면과, 회전 굴삭 팁이 장착되는 매립 구멍의 구멍 저면 사이에는, 완충재가 개재 장착되어 있어도 된다. 예를 들어 구리판과 같은 회전 굴삭 팁이나 공구 본체보다도 경도가 낮은 완충재를 개재 장착함으로써, 굴삭시의 부하가 회전 굴삭 팁으로부터 공구 본체에 직접 작용하는 것을 방지하여, 공구 본체의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 회전 굴삭 팁의 매립부의 후단부면은 상기 중심축을 중심으로 한 볼록 원뿔면 형상부를 구비하고, 회전 굴삭 팁이 장착되는 매립 구멍의 구멍 저면은 상기 볼록 원뿔면 형상부에 대향하는 오목 원뿔면 형상부를 구비하고 있어도 된다. 이들 요철 원뿔면 형상부가 미끄럼 접촉, 혹은 상기 완충재를 사이에 두고 대향함으로써, 굴삭시에 회전 굴삭 팁을 확실하게 상기 중심축 주위로 회전시킬 수 있다. 또한, 이러한 요철 원뿔면 형상부나 완충제는, 공구 본체에 고정된 굴삭 팁의 매립부나 매립 구멍에 구비되어 있어도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 매립부의 중심축 주위로 굴삭시에 회전 가능해짐과 함께 중심축 방향 선단측으로 빠짐 방지되어 장착되는 굴삭 팁에 있어서, 그 탈락을 초래하는 일 없이, 날끝부의 균등한 마모를 촉진시킬 수 있다. 이로 인해, 지반이나 암반이 단단하여 날끝부가 격심하게 마모되는 조건하에서도 부분 마모 등의 편마모를 방지하여 날끝부의 재연마를 불필요하게 하고, 굴삭 팁에 의한 굴삭 성능 및 굴삭 효율을 장기에 걸쳐 유지하여, 공구 수명의 연장을 도모함과 함께 굴삭 구멍 단위 깊이당 굴삭 비용을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내는 축선 방향 선단측으로부터 본 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내는 도 2a에 있어서의 ZOZ 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내는 축선 방향 선단측으로부터 본 정면도이다.
도 3b는 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내는 도 3a에 있어서의 ZOZ 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 축선 방향 선단측으로부터 본 정면도이다.
도 4b는 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 도 4a에 있어서의 ZOZ 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제4 실시 형태를 나타내는 축선 방향 선단측으로부터 본 정면도이다.
도 5b는 본 발명의 제4 실시 형태를 나타내는 도 5a에 있어서의 ZOZ 단면도이다.
도 6a는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제1예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 6b는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제2예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 6c는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제3예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 7a는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제4예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 7b는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제5예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 8a는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제6예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 8b는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제7예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 9a는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제8예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 9b는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 도 9a에 있어서의 ZZ 단면도이다.
도 9c는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제9예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 9d는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 도 9c에 있어서의 ZZ 단면도이다.
도 9e는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제10예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 9f는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 도 9e에 있어서의 ZZ 단면도이다.
도 10a는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제11예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 10b는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제12예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 11a는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제13예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 11b는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제14예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 12a는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제15예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.
도 12b는 도 1 내지 도 5b에 나타내는 실시 형태에 있어서의 회전 굴삭 팁과 매립 구멍의 제16예를 나타내는 중심축을 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 5b는, 각각 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태를 나타내는 것이다. 이들 실시 형태에 있어서, 공구 본체(1)는 강재 등에 의해 형성되고, 도 1에 도시하는 바와 같이 선단부(도 1에 있어서 좌측 부분. 도 2a 내지 도 5b 중 각 b도에서는 하측 부분)가 대직경이고, 후단부측(도 1에 있어서 우측. 도 2a∼도 5b 중 각 b도에서는 상측)을 향함에 따라서 외경이 단계적으로 작아지는 축선(O)을 중심으로 한 개략 다단 원기둥 형상을 이루고 있다.

공구 본체(1)의 후단부는 섕크부(2)로 되어 있다. 이 섕크부(2)가 도시되지 않은 다운 더 홀 해머에 장착됨으로써, 공구 본체(1)는 다운 더 홀 해머로부터 축선(O) 방향 선단측으로의 타격력을 받는다. 또한, 다운 더 홀 해머의 후단부에는 도시되지 않은 굴삭 로드를 통해 굴삭 장치가 연결되고, 공구 본체(1)는 이 굴삭 장치로부터 축선(O) 주위의 회전력과 축선(O) 방향 선단측으로의 추력을 받는다.

공구 본체(1)의 선단부(3)는, 본 실시 형태에서는 그 선단면 내주부(3A)가 축선(O)에 수직이고 축선(O)을 중심으로 한 원형면으로 됨과 함께, 선단면 외주부(3B)는 외주측을 향함에 따라서 후단부측을 향하도록 경사진 테이퍼면 형상의 게이지부로 되어 있다. 또한, 이 선단면 외주부(3B)의 후단부측에 연결되는 선단부(3)의 외주면은, 후단부측을 향함에 따라서 내주측을 향하도록 약간 경사진 테이퍼면으로 된 후, 오목 곡면 형상을 이루어 외주측으로 돌출되고 나서 단차를 통해 상기 섕크부(2)에 연결되도록 되어 있다.

이 선단부(3)의 외주면에는, 굴삭시에 생성되는 슬라임을 배출하기 위해, 축선(O)과 평행하게 연장되는 복수개(본 실시 형태에서는 8개)의 외주 배출 홈(4A)이 주위 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 이들 외주 배출 홈(4A)은, 축선(O)에 직교하는 단면이 오목 원호 등의 오목 곡선 형상을 이루는 것이며, 축선(O)으로부터 그 홈 저부까지의 반경은, 상기 선단면 내주부(3A)가 이루는 원의 반경보다도 약간 크게 되어 있다.

이들 8개의 외주 배출 홈(4A) 중, 축선(O)을 사이에 두고 서로 반대측에 위치하는 2개의 외주 배출 홈(도 2a 내지 도 5b의 각 a도에 있어서 상하에 위치하는 외주 배출 홈)(4A)의 선단으로부터는, 내주측을 향해 상기 선단면 내주부(3A)로 연장되어, 선단면 내주부(3A)가 이루는 상기 원의 반경 정도의 위치에 이르는 선단 배출 홈(4B)이 형성되어 있다. 또한, 공구 본체(1)에는, 그 후단부로부터 선단측을 향해 압축 공기의 블로우 구멍(1A)이 축선(O)을 따라 형성되어 있고, 이 블로우 구멍(1A)은 선단부(3)에 있어서 2개로 분기되어 상기 선단 배출 홈(4B)의 내주 단부에 개구되어 있다.

이 공구 본체(1)의 선단부(3)의 상기 선단면 내주부(3A)와 상기 선단면 외주부(3B)에는, 굴삭 팁(5)이 박혀 있다. 이 굴삭 팁(5)은 공구 본체(1)보다도 경질인 초경합금 등의 소결 합금에 의해 형성되고, 도 6a 내지 도 12b에 도시하는 바와 같이 중심축(C)을 중심으로 한 개략 원기둥 형상을 이루는 후단부측(도 6a 내지 도 8b, 도 9a, 도 9c, 도 9e 및 도 10a 내지 도 12b에 있어서 하측)의 매립부(6)와, 선단측(도 6a 내지 도 8b, 도 9a, 도 9c, 도 9e 및 도 10a 내지 도 12b에 있어서 상측)의 날끝부(7)가 일체로 성형된 것이다.

도 6a 내지 도 12b에 나타내는 굴삭 팁(5)에서는, 날끝부(7)는 중심축(C) 상에 중심을 갖고 매립부(6) 선단의 반경보다도 약간 큰 반경의 반구 형상으로 되어 있다. 단, 날끝부(7)는 선단이 구면 형상으로 둥글게 된 중심축(C)을 중심으로 하는 원뿔 형상으로 되어 있어도 되고, 또한 중심축(C)을 중심으로 한 포탄 형상으로 되어 있어도 된다.

이러한 굴삭 팁(5)은, 공구 본체(1)에 형성된 개략 원기둥 형상으로 우묵하게 들어간 매립 구멍(8)에 상기 매립부(6)가 매립되도록 삽입되어 박혀, 날끝부(7)를 돌출시키도록 장착되어 있다. 그리고, 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 공구 본체(1)의 선단부에 복수의 굴삭 팁(5)이 장착되어 있고, 이 중 도 2a 내지 도 5b에 그물 형상으로 나타낸 적어도 일부의 굴삭 팁(5)은, 굴삭시에 상기 중심축(C)의 주위로 회전 가능해짐과 함께 중심축(C) 방향 선단측을 향해 빠짐 방지되어 매립 구멍(8)에 장착된 회전 굴삭 팁(5A)으로 되어 있다.

제1 내지 제4 실시 형태에서는, 모두 공구 본체(1)의 선단부(3)의 상기 선단면 내주부(3A)와 선단면 외주부(3B)에 각각 복수씩의 굴삭 팁(5)이 장착되어 있다. 이 중 선단면 외주부(3B)에는, 주위 방향으로 인접하는 상기 외주 배출 홈(4A)의 사이에 각각 1개씩의 굴삭 팁(5)이 주위 방향으로 대략 등간격으로 되도록 합계 8개 장착되어 있다.

선단면 외주부(3B)에 박힌 굴삭 팁(5)은, 중심축(C)이 공구 본체(1)의 선단측을 향함에 따라서 외주측을 향해 연장되어 이 선단면 외주부(3B)에 대략 수직으로 되도록 박혀 있다. 축선(O) 방향 선단측으로부터 보았을 때의 선단면 외주부(3B)에 박힌 굴삭 팁(5)의 날끝부(7)의 축선(O)으로부터의 최대 외경[축선(O) 방향 선단에서 보아 축선(O)을 중심으로 하여 선단면 외주부(3B)에 박힌 굴삭 팁(5)의 날끝부에 외접하는 원의 직경]은, 공구 본체(1)의 선단부(3)의 최대 외경[선단면 외주부(3B)와 그 후단부측에 연결되는 선단부(3)의 외주면과의 교차 능선의 직경]보다도 약간 커지도록 되어 있다.

또한, 선단면 내주부(3A) 내의 외주측에는, 4개의 굴삭 팁(5)이 장착되어 있다. 이들 선단면 내주부(3A) 내의 외주측의 굴삭 팁(5)은, 축선(O) 방향 선단에서 보아 선단면 내주부(3A)가 이루는 원에 내접하도록 장착되고, 또한 상기 외주 배출 홈(4A) 중 선단 배출 홈(4B)에 연통되는 상기 2개의 외주 배출 홈(4A)의 주위 방향 양측에 인접하는 외주 배출 홈(4A)의 내측에 위치하도록 하여 주위 방향으로 등간격으로 장착되어 있다.

또한, 이들 선단면 내주부(3A)의 외주측의 굴삭 팁(5)보다 내주측에도, 복수(4개)의 굴삭 팁(5)이 장착되어 있다. 이들 내주측의 굴삭 팁(5)은, 선단 배출 홈(4B)이나 블로우 구멍(1A)을 피하도록 장착되고, 또한 서로의 축선(O) 주위의 회전 궤적이, 선단면 내주부(3A)의 상기 외주측의 굴삭 팁(5)과 함께 축선(O)의 극근방을 제외하고 선단면 내주부(3A)가 이루는 원의 대략 전역을 차지하도록 직경 방향으로 비키어 장착되어 있다. 또한, 선단면 내주부(3A)에 장착된 굴삭 팁(5)은, 중심축(C)이 축선(O)과 평행하게 되고, 축선(O) 방향의 날끝부(7)의 돌출량도 균일하게 되어 있다.

제1 내지 제4 실시 형태 중, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 제1 실시 형태에서는, 선단부(3)의 선단면 내주부(3A)와 선단면 외주부(3B)에 장착된 모든 굴삭 팁(5)이 회전 굴삭 팁(5A)으로 되어 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 제2 실시 형태에서는, 선단면 외주부(3B)에 장착된 굴삭 팁(5)과, 선단면 내주부(3A)에 장착된 굴삭 팁(5) 중 상기 외주측의 굴삭 팁(5)이 회전 굴삭 팁(5A)으로 되어 있다.

또한, 도 4a 및 도 4b에 나타내는 제3 실시 형태에서는, 선단면 외주부(3B)에 장착된 모든 굴삭 팁(5)이 회전 굴삭 팁(5A)으로 되고, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 제4 실시 형태에서는, 선단면 외주부(3B)에 장착된 굴삭 팁(5) 중 주위 방향으로 1개 간격으로 합계 4개의 굴삭 팁(5)만이 회전 굴삭 팁(5A)으로 되어 있다. 또한, 제2 내지 제4 실시 형태에 있어서, 회전 굴삭 팁(5A) 이외의 굴삭 팁(5)은, 굴삭시라도 중심축(C) 주위의 회전이 허용되는 일 없이 비회전으로 되어, 중심축(C) 방향 선단측으로 빠짐 방지되어 공구 본체(1)에 강고하게 고정되어 있다.

여기서, 이와 같이 회전 굴삭 팁(5A) 이외의 굴삭 팁(5)을, 중심축(C) 주위의 회전을 허용하는 일 없이 구속하여 공구 본체(1)에 고정하기 위해서는, 이 굴삭 팁(5)의 매립부(6)의 외경과 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)의 내경 사이에 비교적 큰 조임 여유를 설정해 두고, 매립부(6)를 매립 구멍(8)에 프레스 압입하거나, 혹은 공구 본체(1)를 가열하여 매립 구멍(8)을 직경 확장시킨 부분에 매립부(6)를 삽입하여 수축 끼워 맞춤하거나 하여, 억지 끼워 맞춤에 의해 굴삭 팁(5)을 고정하면 된다.

이에 반해, 상기 회전 굴삭 팁(5A)을 상술한 바와 같이 굴삭시에 중심축(C) 주위로 회전 가능하게 함과 함께 중심축(C) 방향 선단측으로 빠짐 방지하여 매립 구멍(8)에 장착하는 경우의 장착 수단의 제1 내지 제16예에 대해, 도 6a 내지 도 12b를 이용하여 설명한다. 이 중, 도 6a 내지 도 6c 및 도 10a 내지 도 12b는, 회전 굴삭 팁(5A)을 직접 매립 구멍(8)에 장착하는 경우를 나타내고 있고, 또한 도 7a 내지 도 8b는 중간 부재를 개재하여 회전 굴삭 팁(5A)을 매립 구멍(8)에 장착하는 경우를 나타내고 있고, 또한 도 9a 내지 도 9f는 걸림 부재를 이용하여 회전 굴삭 팁(5A)을 매립 구멍(8)에 장착하는 경우를 나타내고 있다.

도 6a에 나타내는 제1예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부가, 매립부(6)의 선단부보다도 근소하게 한층 큰 반경의 원기둥 형상으로 되어, 이 매립부(6)의 후단부가 선단부에 대해 중심축(C)에 대한 직경 방향 외주측으로 돌출된 볼록부(6A)로 되어 있다. 또한, 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)은, 그 개구부측의 선단부의 내경이 매립부(6) 선단부의 외경보다 약간 크게 되는 동시에, 매립부(6) 후단부의 볼록부(6A)의 외경보다는 약간 작게 되어 있다.

이에 반해, 매립 구멍(8)의 구멍 저부측의 후단부의 내경은, 매립 구멍(8) 선단부보다 한층 크게 되는 동시에 매립부(6) 후단부의 볼록부(6A)의 외경보다 약간 크게 되어 있고, 이 매립 구멍(8) 후단부가, 상기 중심축(C) 주위로 주회하도록 형성되어 상기 볼록부(6A)를 수용하는 오목 홈(8A)으로 되어 있다. 또한, 볼록부(6A)의 중심축(C) 방향의 길이는 오목 홈(8A)의 중심축(C) 방향의 길이보다 약간 짧게 되어 있다.

또한, 도 6b에 나타내는 제2예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 중심축(C) 방향 대략 중앙에, 이 중심축(C)에 대한 직경 방향 외주측으로 약간 돌출되어 상기 중심축(C) 주위로 주회하는 환 형상의 볼록부(6B)가 형성되어 있고, 이 볼록부(6B)의 중심축(C)을 따른 단면은 예를 들어 볼록 원호 등의 볼록 곡선 형상으로 되어 있다. 이에 반해, 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)에도, 중심축(C) 방향으로 볼록부(6B)에 대응한 위치에, 단면이 오목 원호 등의 오목 곡선 형상을 이루어 볼록부(6B)를 수용 가능한 오목 홈(8B)이 중심축(C) 주위로 주회하도록 형성되어 있다.

볼록부(6B)의 외경은, 오목 홈(8B)을 제외한 매립 구멍(8)의 내경보다 크게 되고, 오목 홈(8B)의 내경보다는 약간 작게 되어 있다. 또한, 볼록부(6B)의 단면이 이루는 볼록 원호 등의 볼록 곡선의 반경도 오목 홈(8B)의 단면이 이루는 오목 원호 등의 오목 곡선의 반경보다도 약간 작게 되어 있다. 또한, 볼록부(6B) 이외의 부분의 매립부(6)의 외경은, 오목 홈(8B) 이외의 부분의 매립 구멍(8)의 내경보다 약간 작게 되어 있다.

한편, 도 6c에 나타내는 제3예는, 도 6b에 나타낸 제2예와는 반대로, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 중심축(C) 방향 대략 중앙에, 이 중심축(C)에 대한 직경 방향 내주측으로 약간 우묵하게 들어가 상기 중심축(C) 주위로 주회하는 환 형상의 오목 홈(6C)이 형성되어 있고, 이 오목 홈(6C)의 중심축(C)을 따른 단면은, 예를 들어 오목 원호 등의 오목 곡선 형상으로 되어 있다. 이에 반해, 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)에는, 중심축(C) 방향으로 오목 홈(6C)에 대응한 위치에, 단면이 볼록 원호 등의 볼록 곡선 형상을 이루어 오목 홈(6C)에 수용 가능한 볼록부(8C)가 중심축(C) 주위로 주회하도록 형성되어 있고, 볼록부(8C)의 내경은 오목 홈(6C)의 외경보다 크게 되는 동시에 오목 홈(6C) 이외의 부분의 매립부(6)의 외경보다는 작게 되어 있다.

이들 제1 내지 제3예에 있어서, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6) 중 볼록부(6A, 6B)나 오목 홈(6C) 이외의 부분의 외경은, 매립 구멍(8) 중 오목 홈(8A, 8B)이나 볼록부(8C) 이외의 부분의 내경보다 약간 작게 되고, 매립부(6)의 외주면이 매립 구멍(8)의 내주면에 미끄럼 접촉 가능한 간극을 두고 끼워 넣어져 삽입된 헐거운 끼워 맞춤으로 되어 있다. 그리고, 볼록부(6A, 6B, 8C)가 오목 홈(8A, 8B, 6C)에 수용되어 걸림으로써, 회전 굴삭 팁(5A)은, 중심축(C) 방향 선단측으로 빠짐 방지된 상태에서, 굴삭시 및 비굴삭시에도 중심축(C) 주위의 회전이 허용되도록 이루어져 있다.

이러한 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)를 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)에 삽입하기 위해서는, 예를 들어 강재로 이루어지는 공구 본체(1)와 초경합금과 같은 경질의 소결 합금인 회전 굴삭 팁(5A)의 영률의 차이를 이용하여, 매립부(6)를 매립 구멍(8)에 프레스 압입함으로써 매립 구멍(8) 주변의 공구 본체(1)를 탄성 변형시켜 볼록부(6A, 6B, 8C)를 오목 홈(8A, 8B, 6C)에 수용하면 된다. 혹은, 공구 본체(1)의 선단부(3)를 가열하여 열팽창에 의해 매립 구멍(8)을 직경 확장시킨 부분에 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)를 삽입한 후, 공구 본체(1)가 냉각되어 매립 구멍(8)이 수축됨으로써 볼록부(6A, 6B, 8C)가 오목 홈(8A, 8B, 6C)에 수용되도록 해도 된다.

다음으로, 도 7a 및 도 7b에 나타내는 제4, 제5예에서는 중간 부재(10)를 공구 본체(1)의 매립 구멍(8) 내주에 장착함으로써, 또한 도 8a 및 도 8b에 나타내는 제6, 제7예에서는 반대로 중간 부재(10)를 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6) 외주에 장착함으로써, 오목 홈 또는 볼록부를 형성하여 각각 회전 굴삭 팁(5A)을 빠짐 방지함과 함께 굴삭시에 회전 가능하게 하고 있다.

이 중, 도 7a에 나타내는 제4예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)는 제1예와 동일하게 후단부가 선단부보다도 근소하게 한층 큰 반경의 다단 원기둥 형상으로 되어 선단부에 대해 중심축(C)에 대한 직경 방향 외주측으로 돌출된 볼록부(6A)로 된다. 한편, 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)은, 중심축(C) 방향 전체에 걸쳐, 이 볼록부(6A)를 수용 가능한 일정한 내경으로 되어 있다.

이 제4예에 있어서의 중간 부재(10)는 원통 형상의 부재이며, 공구 본체(1)와 동일하게 강재에 의해 형성되어 있다. 이 중간 부재(10)의 외경은, 매립 구멍(8)에의 장착 전에는 매립 구멍(8)의 내경보다 약간 크게 되어 있다. 또한, 이 중간 부재(10)의 내경은, 매립 구멍(8)에의 장착 후에는, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6) 중 볼록부(6A)로 되는 후단부의 외경보다 작고, 이것보다도 선단측의 매립부(6)의 외경보다는 큰 내경으로 되도록 되어 있다.

이러한 제4예의 중간 부재(10)는, 매립부(6)에 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)를 삽입한 후에, 매립 구멍(8)의 내주와 매립부(6)의 선단부 외주 사이에 프레스 압입에 의해 압입되거나, 공구 본체(1)를 가열하여 열팽창시킴으로써 직경 확장된 매립 구멍(8)에 삽입되거나 하여, 억지 끼워 맞춤에 의해 매립 구멍(8) 내주면에 고정된다. 따라서, 이와 같이 하여 고정된 중간 부재(10)보다도 후단부측의 매립 구멍(8) 내에는, 매립부(6)의 볼록부(6A)가 수용되는 오목 홈(8A)이 형성되게 된다.

또한, 도 7b에 나타내는 제5예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)은, 제3예와 동일하게 매립부(6)의 중심축(C) 방향 대략 중앙에 중심축(C) 주위로 주회하는 환 형상의 오목 홈(6C)이 형성된 것으로 되고, 매립 구멍(8)은 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 외경보다도 한층 큰 일정한 내경을 갖는 것으로 되어 있다. 그리고, 이들 매립부(6)와 매립 구멍(8) 사이에는, 원통 형상의 중간 부재(10)가 억지 끼워 맞춤에 의해 삽입되어 개재 장착되어 있다.

이 중간 부재(10)의 내주면에는, 중심축(C) 방향으로 매립부(6)의 오목 홈(6C)과 대응하는 위치에, 제3예의 볼록부(8C)와 마찬가지로 볼록부(10A)가 중심축(C) 주위로 주회하도록 형성되어 있다. 이 볼록부(10A)는, 매립부(6)의 오목 홈(6C) 이외의 부분의 외경보다도 작은 내경을 갖고 오목 홈(6C)에 수용 가능하게 되고, 볼록부(10A) 이외의 부분의 중간 부재(10)의 내경은 오목 홈(6C) 이외의 부분의 매립부(6)의 외경보다도 약간 크게 되어 있다.

이러한 제5예의 중간 부재(10)는, 프레스 압입이나 열팽창에 의한 수축 끼워 맞춤에 의해 매립 구멍(8)에 억지 끼워 맞춤되어 고정된다. 다음으로, 이와 같이 하여 고정된 중간 부재(10)에 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)가 프레스 압입되거나, 중간 부재(10)째 공구 본체(1)가 열팽창되어 중간 부재(10)의 내주부가 직경 확장된 부분에 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)가 삽입되거나 하여, 오목 홈(6C)에 볼록부(10A)가 수용되고, 그 이외의 부분은 헐거운 끼워 맞춤되어, 회전 굴삭 팁(5A)이 굴삭시에 회전 가능해짐과 함께 빠짐 방지되어 장착된다. 혹은 반대로, 내주부에 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)가 헐거운 끼워 맞춤된 중간 부재(10)를 회전 굴삭 팁(5A)째 매립 구멍(8)에 억지 끼워 맞춤으로써 중간 부재(10)를 직경 축소시켜 장착해도 된다.

또한, 도 8a 및 도 8b에 나타내는 제6, 제7예에서는, 회전 굴삭 팁(5A) 자체에는, 매립부(6)에 볼록부(6A, 6B)나 오목 홈(6C)은 형성되어 있지 않고, 회전이 구속된 다른 굴삭 팁(5)과 마찬가지로, 매립부(6)가 중심축(C)을 중심으로 한 일정 외경의 원기둥 형상 그대로 되어 있다. 그리고, 이 매립부(6)의 외주에, 장착 전에는 매립부(6)의 외경보다 약간 작은 내경으로 된 원통 형상의 중간 부재(10)가, 매립부(6)가 중간 부재(10)의 내주부에 프레스 압입되거나, 열팽창에 의해 직경 확장된 중간 부재(10) 내주부에 매립부(6)가 삽입되거나 하여, 억지 끼워 맞춤에 의해 장착되어 고정되어 있다.

여기서, 도 8a에 나타내는 제6예에서는, 중간 부재(10)의 중심축(C) 방향의 길이는 매립 구멍(8)의 깊이와 대략 동등하게 되고, 단 그 외경은 매립부(6)의 후단부측이 선단부측보다 한층 대직경으로 되어, 이 한층 대직경으로 된 후단부측이 볼록부(10B)로 되어 있다. 또한, 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)에는, 제1예와 마찬가지로, 그 구멍 저부측의 후단부의 내경이 개구부측의 선단부의 내경보다 한층 근소하게 크게 됨으로써, 이 후단부에 오목 홈(8A)이 형성되어 있고, 이 오목 홈(8A)에, 회전 굴삭 팁(5A)에 장착된 중간 부재(10)의 상기 볼록부(10B)가 수용된다. 또한, 이 오목 홈(8A)보다도 개구부측의 매립 구멍(8)의 선단부의 내경은 상기 볼록부(10B)의 외경보다 작고, 또한 중간 부재(10)의 선단부의 외경보다는 약간 크게 되어 있다.

또한, 도 8b에 나타내는 제7예에서도, 중간 부재(10)의 중심축(C) 방향의 길이는 매립 구멍(8)의 깊이와 대략 동등하게 되고, 그 외주부의 중심축(C) 방향 대략 중앙부에, 단면 볼록 곡선 형상을 이루어 직경 방향 외주측으로 약간 돌출된 볼록부(10C)가 중심축(C) 주위로 주회하는 환 형상으로 형성되어 있다. 한편, 매립 구멍(8)의 중심축(C) 방향에 있어서 볼록부(10C)에 대응하는 위치에는, 제2예와 마찬가지로 단면 오목 곡면 형상을 이루는 오목 홈(8B)이 중심축(C) 주위로 주회하도록 형성되어 있고, 이 오목 홈(8B)에 상기 볼록부(10C)가 수용된다.

또한, 걸림 부재를 이용하여 회전 굴삭 팁(5A)을 장착하는 도 9a 내지 도 9f에 나타낸 제8 내지 제10예에서는, 매립부(6)의 외주면에 중심축(C) 주위로 주회하는 오목 홈(6D)이 형성됨과 함께, 이 중 제8, 제10예에서는, 매립 구멍(8) 내주면의 중심축(C) 방향으로 오목 홈(6D)과 대향하는 위치에, 동일하게 중심축(C) 주위로 주회하는 오목 홈(8D)이 형성되어 있다. 또한, 제9예에서는, 매립 구멍(8) 내주면의 역시 오목 홈(6D)과 대응하는 위치에, 중심축(C)에 직교하는 단면에 있어서 주회하는 오목 홈(6D)의 접선 방향으로 연장되도록 공구 본체(1)에 천공된 오목 구멍(8E)의 매립 구멍(8) 내주면에의 개구부가 형성되어 있다. 또한, 이들 제8 내지 제10예에서는 매립부(6)는 매립 구멍(8)에 헐거운 끼워 맞춤되어 있다.

도 9a 및 도 9b에 나타내는 제8예에서는, 오목 홈(6D)은 중심축(C)을 따른 단면이 예를 들어 U자 형상으로 되고, 오목 홈(8D)은 오목 홈(6D)의 홈 폭과 동등한 직경의 단면 반원 형상으로 되어 있다. 이러한 오목 홈(6D, 8D)에는, 걸림 부재로서 스프링 강 등의 탄성 변형 가능한 재료로 이루어지는 C형 링(11A)이 수용되어 있다. 이 C형 링(11A)의 단면은, 오목 홈(8D)의 단면이 이루는 반원에 밀착 가능한 크기의 원형으로 되어 있다.

이러한 C형 링(11A)은, 탄성 변형됨으로써 직경 축소되어 오목 홈(6D) 내에 수용된다. 그리고, 이와 같이 하여 C형 링(11A)이 수용된 상태에서 매립부(6)가 매립 구멍(8)에 삽입되고, 오목 홈(6D)과 오목 홈(8D)이 일치한 시점에서 C형 링(11A)이 탄력에 의해 양 오목 홈(6D, 8D)에 걸쳐 직경 확장됨으로써, 회전 굴삭 팁(5A)이 중심축(C) 주위로 회전 가능해짐과 함께, 중심축(C) 방향 선단측에 걸려 빠짐 방지된다.

또한, 도 9c 및 도 9d에 나타내는 제9예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 오목 홈(6D)은 단면 반원 형상으로 됨과 함께, 상기 오목 구멍(8E)은 이 오목 홈(6D)의 단면이 이루는 반원의 직경과 동등한 크기의 내경으로 되어 있다. 또한, 이 제9예에서는, 도 9d에 도시하는 바와 같이 공구 본체(1)에 1개의 매립 구멍(8)에 대해 2개의 오목 구멍(8E)이 중심축(C)을 사이에 두고 서로 반대측에 평행하게, 중심축(C)에 직교하는 1개의 평면 상으로 연장되도록 형성되어 있다.

이 오목 구멍(8E)은, 그 중심선이 상기 평면 상에 있어서 매립 구멍(8)의 내주면에 접하는 방향으로 연장되어 이 내주면에 개구되어 있고, 이에 의해 오목 구멍(8E)은 오목 홈(6D)의 접선 방향으로 연장되어, 그 접점에 있어서 매립 구멍(8) 내주면에의 개구부가 오목 홈(6D)과 일치하여 단면 원형을 이룬다. 그리고, 이 오목 구멍(8E)에는, 걸림 부재로서 원기둥 축 형상의 핀(11B)이 끼움 삽입되어 빠짐 방지되어 있고, 이 핀(11B)이 상기 개구부로부터 오목 홈(6D) 내에 걸쳐 수용됨으로써, 회전 굴삭 팁(5A)은 중심축(C) 주위의 회전이 허용되면서, 중심축(C) 방향 선단측으로는 걸려 빠짐 방지된다.

또한, 도 9e 및 도 9f에 나타내는 제10예에서도, 회전 굴삭 팁(5A)의 오목 홈(6D)은 단면 반원 형상으로 됨과 함께, 매립 구멍(8) 내주면의 오목 홈(8D)도 오목 홈(6D)과 동등한 반경의 단면 반원 형상으로 되어 있다. 또한, 공구 본체(1)에는, 이들 오목 홈(6D, 8D)과 동등한 반경의 내경을 갖는 오목 구멍(8F)이, 1개의 매립 구멍(8)에 대해 1개씩 오목 홈(8D)을 향해 천공되어 연통되어 있다.

그리고, 오목 홈(6D, 8D)이 일치하여 형성되는 단면 원형의 환 형상 구멍에는, 이 오목 구멍(8F)을 통해 다수의 볼(11C)이 송입되어, 오목 홈(6D, 8D) 사이에 걸치는 걸림 부재로서 수용된다. 이와 같이 하여 볼(11C)이 수용된 후, 오목 구멍(8F)에 도시되지 않은 핀이 삽입됨으로써 볼(11C)은 상기 환 형상 구멍으로부터 빠짐 방지된다. 따라서, 이 볼(11C)의 구름 이동에 의해 회전 굴삭 팁(5A)은 중심축(C) 주위로 회전 가능해지고, 또한 중심축(C) 방향 선단측으로 빠짐 방지되어 걸린다.

이와 같이 구성된 굴삭 공구에 있어서는, 이와 같이 하여 회전 굴삭 팁(5A)으로 된 굴삭 팁(5)이, 그 중심축(C) 주위로 회전 가능하게 되어 있고, 굴삭시에 공구 본체(1)가 그 축선(O) 주위로 회전되는 것에 수반하여, 이 회전 굴삭 팁(5A)도 지반이나 암반으로부터의 접촉 저항에 의해 중심축(C) 주위로 종동 회전된다. 따라서, 이 회전 굴삭 팁(5A)에 있어서는, 그 날끝부(7)에 굴삭에 의해 발생하는 마모도 주위 방향으로 균등해지므로, 날끝부(7)가 부분적으로 부분 마모되는 것을 방지할 수 있음과 함께, 날끝부(7)를 구성하는 곡면의 곡률 반경이 커지는 것도 방지하여, 굴삭 성능이나 굴삭 효율의 현저한 저하를 억제할 수 있다.

예를 들어 일례로서, 공구 본체에 모든 굴삭 팁이 비회전으로 고정된 종래의 굴삭 공구이며, 공구 본체의 축선(O) 방향 선단측으로부터 보았을 때의 선단면 외주부에 박힌 굴삭 팁의 날끝부의 축선(O)으로부터의 최대 외경이 152㎜인 굴삭 공구에 있어서, 소정의 조건에서 굴삭을 행한 바, 선단면 외주부에 박힌 굴삭 팁은 날끝부가 부분 마모되어 내주측으로 각각 2㎜ 직경 축소되어, 최대 외경이 148㎜로 된 시점에서 수명이 되고, 이때의 굴삭 팁의 마모량은 2.9g이었다.

그런데, 이 선단면 외주부에 박힌 굴삭 팁을 회전 굴삭 팁(5A)으로 한 본 발명에 관한 굴삭 공구에서는, 이 회전 굴삭 팁(5A)이 동일한 마모량 2.9g으로 마모되어도, 날끝부(7)가 주위 방향으로 균등하게 마모되므로, 직경 축소량은 0.64㎜로 되어 날끝부의 최대 외경은 150.7㎜로 되고, 종래의 굴삭 공구의 3배 이상으로 공구 수명이 연장되어 있는 것을 알 수 있었다.

이로 인해, 상기 구성의 굴삭 공구에 의하면, 지반이나 암반이 단단하여 날끝부가 격심하게 마모되는 조건하에서도 날끝부(7)의 재연마를 불필요하게 하여, 공구 수명의 연장을 도모함과 함께 굴삭 구멍 단위 깊이당 굴삭 비용을 저감시킬 수 있다. 한편, 이와 같이 하여 회전 가능 굴삭 팁(5A)이 중심축(C) 주위로 회전 가능하게 되어 있어도, 이 중심축(C) 방향의 선단측을 향해 회전 굴삭 팁(5A)은 빠짐 방지되어 매립 구멍(8)에 보유 지지되어 있으므로, 공구 본체(1)에 비회전으로 박힌 다른 굴삭 팁(5) 모두, 굴삭 팁(5)이 탈락됨으로써 굴삭 성능이나 굴삭 효율이 저하되는 것과 같은 일도 없다.

또한, 공구 본체(1)에 복수의 굴삭 팁(5)이 박혀 있는 경우에는, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 제1 실시 형태와 같이 그 전부가 회전 가능 굴삭 팁(5A)으로 되어 있어도 된다. 단, 이러한 회전 굴삭 팁(5A)은, 날끝부(7)의 마모는 균등하게 하여 그 수명을 연장시킬 수 있는 한편, 공구 본체(1)에의 장착 강성 등은 비회전으로 고정된 굴삭 팁(5)과 비교하여 확보하는 것이 어렵기 때문에, 공구 본체(1)로부터 회전 굴삭 팁(5A)에 부여되는 축선(O) 방향 선단측으로의 타격력이나 추력, 혹은 축선(O) 주위의 회전력을 지반이나 암반에 전파하는 것이 곤란해질 우려가 있다.

따라서, 이러한 경우에는, 도 3a 내지 도 5b에 나타낸 제2 내지 제4 실시 형태와 같이, 복수의 굴삭 팁(5) 중 일부가 회전 굴삭 팁(5A)으로 되고, 나머지 굴삭 팁(5)은 공구 본체(1)에 대해 비회전으로 고정되어 장착되어 있어도 된다. 이 비회전으로 고정된 굴삭 팁(5)에 의해 타격력이나 추력, 회전력을 지반이나 암반에 직접 전파하여 굴삭 구멍을 형성할 수 있음과 함께, 회전 굴삭 팁(5A)에 의해 공구 수명의 연장을 도모할 수 있다.

단, 이와 같이 복수의 굴삭 팁(5) 중 일부를 회전 굴삭 팁(5A)으로 하고, 나머지를 비회전으로 하는 경우에는, 공구 본체(1)의 선단부(3)의 선단면 내주부(3A)에 박히는 굴삭 팁(5)을 회전 굴삭 팁(5A)으로 하고, 나머지 선단면 외주부(3B)에 박히는 굴삭 팁(5)을 비회전으로 해도 되지만, 선단면 내주부(3A)의 굴삭 팁(5)은 오로지 지반이나 암반을 파쇄하여 굴삭 구멍을 형성하는 굴삭 팁(5)이며, 그러한 굴삭 팁(5)이 회전 굴삭 팁(5A)으로 되어 있으면, 상술한 타격력이나 추력, 회전력을 충분히 지반이나 암반에 전파하여 효율적인 파쇄를 행하는 것이 곤란해질 우려가 발생한다.

따라서, 이와 같이 하여 일부의 굴삭 팁(5)을 회전 굴삭 팁(5A)으로 하는 경우에는, 상기 제2 내지 제4 실시 형태와 같이, 공구 본체(1)의 선단면 내주부(3A)에 상기 공구 본체(1)에 고정되어 비회전으로 된 굴삭 팁(5)이 남겨지도록 하여, 선단면 외주부(3B)에 적어도 1개의 회전 굴삭 팁(5A)이 배치되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 선단면 내주부(3A)에 남겨진 비회전의 굴삭 팁(5)에 의해 지반이나 암반을 효율적으로 파쇄하여 굴삭 구멍을 형성할 수 있는 한편, 선단면 외주부(3B)에 배치된 회전 굴삭 팁(5A)의 마모가 균등해짐으로써 이 굴삭 구멍을 장기에 걸쳐 확실하게 소정의 내경까지 직경 확장하여, 공구 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 이들 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 이 순서로, 도 2a 내지 도 5b에 그물 형상으로 나타낸 바와 같이, 회전 굴삭 팁(5A)의 수가 선단면 내주부(3A)로부터 선단면 외주부(3B)를 향해 적어지고 있어, 공구 수명의 연장을 중시하는 굴삭 공구로부터 지반이나 암반이 효율적인 파쇄를 중시하는 굴삭 공구로 변천하고 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 제2 실시 형태와 같이 공구 본체(1)의 선단면 내주부(3A)에 비회전의 굴삭 팁(5)과 회전 굴삭 팁(5A)이 배치되는 경우에는, 회전 굴삭 팁(5A)은 이 선단면 내주부(3A)의 외주측에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 회전 굴삭 팁(5A)은 축선(O)과는 동축에 배치되지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 이와 같이 회전 굴삭 팁(5A)을 그 중심축(C) 주위로 회전 가능하고, 또한 중심축(C) 방향 선단측으로는 빠짐 방지하여 장착하기 위해, 첫 번째로는, 도 6a 내지 도 6c에 나타낸 제1 내지 제3예와 같이, 이 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 외주면과 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)의 내주면에, 중심축(C) 주위로 주회하는 오목 홈(8A, 8B, 6C)과 이 오목 홈(8A, 8B, 6C)에 수용되는 볼록부(6A, 6B, 8C)를 직접 형성하거나, 또는 도 7a 내지 도 8b에 나타낸 제4 내지 제7예와 같이, 매립부(6)의 외주면이나 매립 구멍(8)의 내주면에 장착되는 중간 부재(10)에 오목 홈이나 볼록부를 형성하고 있다.

이 중, 제1 내지 제3예에서는, 굴삭 팁(5)의 매립부(6)와 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)의 양쪽에 오목 홈(8A, 8B, 6C) 또는 볼록부(6A, 6B, 8C)를 형성해야 하지만, 부품수가 적어도 된다고 하는 효과가 있다. 또한, 이에 반해 제4 내지 제7예에서는, 중간 부재(10)의 분만큼 부품수는 증가하지만, 굴삭 팁(5)의 매립부(6) 또는 공구 본체(1)의 매립 구멍(8) 가공이 용이해진다고 하는 효과가 얻어진다.

한편, 마찬가지로 회전 굴삭 팁(5A)을 중심축(C) 주위로 회전 가능하고, 또한 중심축(C) 방향 선단측으로 빠짐 방지하여 장착하기 위해, 두 번째로, 도 9a 내지 도 9f에 나타낸 제8 내지 제10예에서는, 매립부(6)에 오목 홈(6D)을 형성함과 함께, 매립 구멍(8)의 내주면에도 중심축(C) 주위로 주회하는 오목 홈(8D)이나 오목 구멍(8E, 8F)의 개구부를 형성하여, 이들 오목 홈(6D)과 오목 홈(8D)이나 오목 구멍(8E)에 걸치는 걸림 부재를 이용하여 회전 굴삭 팁(5A)을 장착하도록 하고 있다.

이러한 걸림 부재로서, C형 링(11A)이나 핀(11B), 볼(11C)을 이용하는 제8 내지 제10예에서는, 매립부(6)나 매립 구멍(8)의 가공이 번잡하고 부품수도 증가하지만, 프레스 압입이나 가열에 의한 열팽창에 의존하지 않고 회전 굴삭 팁(5A)을 장착할 수 있어, 공구 본체(1)나 회전 굴삭 팁(5A)에 변형 등이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이들 제8 내지 제10예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 날끝부(7)에 마모가 발생하였을 때, 이 회전 굴삭 팁(5A)을 교환하는 것도 비교적 용이하다.

또한, 제1 내지 제7예에 있어서, 오목 홈(8A, 8B, 6C)은 중심축(C) 주위로 주회하도록 형성해야 하지만, 이 오목 홈(8A, 8B, 6C)에 수용되는 볼록부(6A, 6B, 8C)는, 마찬가지로 중심축(C) 주위로 주회하도록 형성되어 있어도 되고, 또한 중심축(C) 주위의 주위 방향으로 간격을 두고 점재하도록 형성되어 있어도 된다. 또한, 공구 본체(1)의 선단면 내주부(3A)의 회전 굴삭 팁(5A)은 비교적 장착 강성이 높은 제1 내지 제3예에 의해 장착함과 함께, 선단면 외주부(3B)의 회전 굴삭 팁(5A)은 제4 내지 제10예에 의해 장착하는 등, 1개의 공구 본체(1)에 있어서 복수의 회전 굴삭 팁(5A)이 다른 장착 수단에 의해 장착되어 있어도 된다.

한편, 이들 제1 내지 제10예의 장착 수단에서는, 회전 굴삭 팁(5A)이 굴삭시는 물론, 굴삭이 행해지고 있지 않은 비굴삭시라도 중심축(C) 주위로 회전 가능하게 장착되어 있지만, 도 10a 내지 도 12b에 나타내는 제11 내지 제16예의 장착 수단과 같이, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)를, 비회전으로 되는 굴삭 팁(5)을 공구 본체(1)의 매립 구멍(8)에 억지 끼워 맞춤에 의해 장착하는 경우의 조임 여유보다도 작은, 매립부(6)의 외경 d(㎜)에 대해, 조임 여유 0.5×d/1000(㎜)∼1.5×d/1000(㎜)의 범위, 바람직하게는 조임 여유 1.0×d/1000(㎜)의 억지 끼워 맞춤에 의해 매립 구멍(8)에 끼워 넣어 장착해도 된다.

여기서, 도 10a에 나타내는 제11예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)는 중심축(C)을 중심으로 한 일정한 상기 외경 d(㎜)의 원기둥 형상으로 됨과 함께, 매립 구멍(8)도 중심축(C)을 중심으로 하도록 일정한 내경(㎜)의 원기둥 형상으로 우묵하게 들어가는 구멍으로 되어 있다. 그리고, 회전 굴삭 팁(5A)을 끼워 넣어 장착하기 전의 매립부(6)의 외경은 매립 구멍(8)의 내경보다도 크게 되고, 상기 조임 여유는 이 회전 굴삭 팁(5A)의 장착 전의 매립부(6)의 외경과 매립 구멍(8)의 내경의 차로 된다.

이와 같이, 비회전으로 되는 굴삭 팁(5)보다도 작은 범위의 조임 여유의 억지 끼워 맞춤이면, 비굴삭시에는 회전 굴삭 팁(5A)은 회전 가능하게 되어 있지는 않아도, 굴삭시에는 공구 본체(1)의 회전에 수반되는 지반이나 암반으로부터의 접촉 저항에 의해, 매립 구멍(8)의 내주면과의 마찰에 저항하여 매립부(6)의 외주면을 미끄럼 접촉시켜 회전 굴삭 팁(5A)을 중심축(C) 주위로 자유롭게 종동 회전시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 축선(O)을 연직 방향을 따르게 하여 선단부(3)를 하향으로 공구 본체(1)를 보유 지지한 상태에서는, 회전 굴삭 팁(5A)이 매립 구멍(8)으로부터 탈락하지 않도록 하여, 회전 굴삭 팁(5A)을 중심축(C) 방향 선단측으로 빠짐 방지할 수 있다.

다음으로, 도 10b에 나타내는 제12예에서는, 도 6a에 나타낸 제1예와 동일하게, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부가 선단부보다도 외경이 약간 대직경으로 된 볼록부(6A)로 됨과 함께, 매립 구멍(8)의 후단부도 선단부보다 내경이 약간 대직경으로 된 오목 홈(8A)으로 되어 있다. 그리고, 상기 볼록부(6A)가, 이 볼록부(6A)에 있어서의 외경 d(㎜)에 대해 오목 홈(8A)에 있어서의 내경(㎜)과의 조임 여유 0.5×d/1000(㎜)∼1.5×d/1000(㎜)의 범위의 억지 끼워 맞춤에 의해 장착되어 있음과 함께, 이것보다 선단측의 매립부(6) 선단부도, 이 선단부에 있어서의 외경 d(㎜)에 대해 매립 구멍(8)의 선단부의 내경(㎜)과의 조임 여유 0.5×d/1000(㎜)∼1.5×d/1000(㎜)의 범위의 억지 끼워 맞춤에 의해 끼워 넣어져 있다.

이러한 제12예의 장착 수단에서도, 회전 굴삭 팁(5A)은, 비굴삭시에는 회전 가능하지 않아도 굴삭시에는 회전 가능하게 할 수 있다. 또한, 매립부(6)와 매립 구멍(8)의 마찰에 더하여, 볼록부(6A)와 오목 홈(8A)의 끼워 맞춤에 의해서도 회전 굴삭 팁(5A)을 빠짐 방지할 수 있다. 단, 이 제12예에서는, 매립부(6A) 선단부가 매립 구멍(8) 선단부에 상술한 바와 같은 조임 여유로 억지 끼워 맞춤되어 있으면, 볼록부(6A)와 오목 홈(8A)은 헐거운 끼워 맞춤되어 있어도 되고, 즉, 볼록부(6A)와 오목 홈(8A)은 오로지 회전 굴삭 팁(5A)의 빠짐 방지에 사용되어 있어도 된다. 또한, 반대로, 볼록부(6A)가 오목 홈(8A)에 상술한 바와 같은 조임 여유로 억지 끼워 맞춤되어 있고, 매립부(6A) 선단부는 매립 구멍(8) 선단부에 헐거운 끼워 맞춤되어 있어도 된다. 또한, 이러한 억지 끼워 맞춤에 의한 장착 수단은, 다른 제2 내지 제10 장착 수단에 적용하는 것도 가능하다.

한편, 상기 제1 내지 제12예의 장착 수단에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부면이 매립 구멍(8)의 구멍 저면에 직접적으로 미끄럼 이동 가능하게 접촉되어, 공구 본체(1)에 부여된 축선(O) 방향 선단측으로의 타격력이나 추력이 회전 굴삭 팁(5A)의 날끝부(7)에 전파하도록 되어 있지만, 도 11a 내지 도 12b에 나타내는 제13 내지 제16예의 장착 수단과 같이, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부면(6E)과 매립 구멍(8)의 구멍 저면(8G) 사이에, 완충재(12)를 개재 장착하도록 해도 된다.

여기서, 도 11a 및 도 11b에 나타내는 제13 및 제14예를 비롯하여, 제1 내지 제12예의 장착 수단에서도, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부면(6E)과 매립 구멍(8)의 구멍 저면(8G)은 중심축(C)에 수직한 평면 형상으로 되어 있고, 제13 및 제14예에서는 완충재(12)는 구멍 저면(8G)에 끼움 삽입 가능한 원판 형상으로 되어 있다. 또한, 완충재(12)는 초경합금 등으로 이루어지는 회전 굴삭 팁(5A)보다는 물론, 매립 구멍(8)이 형성된 공구 본체(1)를 구성하는 강재 등보다도 연질인, 예를 들어 구리판 등에 의해 형성되어 있다.

이러한 제13 및 제14예의 장착 수단에서는, 굴삭시에 공구 본체(1)로부터 회전 굴삭 팁(5A)에 전파하여 지반이나 암반을 굴삭하는 타격력이나 추력의 반력으로서의 부하가, 회전 굴삭 팁(5A)으로부터 중심축(C) 방향 후단부측을 향해 공구 본체(1)에 직접 작용하는 것을 피할 수 있다. 따라서, 이러한 부하에 의해 공구 본체(1)의 손상이 발생하는 것을 방지하여, 공구 수명을 한층 연장시킬 수 있다. 또한, 도 11a에 나타내는 제13예는 도 10a에 나타낸 제11예의 장착 수단에, 도 11b에 나타내는 제14예는 도 10b에 나타낸 제12예의 장착 수단에, 완충재(12)를 개재 장착한 것이다.

또한, 제1 내지 제14예에서는 상술한 바와 같이, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부면(6E)과 매립 구멍(8)의 구멍 저면(8G)은 중심축(C)에 수직한 평면 형상으로 되어 있지만, 도 12a 및 도 12b에 나타내는 제15 및 제16예의 장착 수단과 같이, 매립부(6)의 후단부면(6E)에는 중심축(C)을 중심으로 한 볼록 원뿔면 형상부(6F)가 형성됨과 함께, 매립 구멍(8)의 구멍 저면(8G)에는 이 볼록 원뿔면 형상부(6F)에 대향하는 오목 원뿔면 형상부(8H)가 형성되어 있어도 된다. 또한, 도 12a에 나타내는 제15예는 도 11a에 나타낸 제13예에 있어서, 도 12b에 나타내는 제16예는 도 11b에 나타낸 제14예에 있어서, 각각 후단부면(6E)에 볼록 원뿔면 형상부(6F)를 형성함과 함께 구멍 저면(8G)에는 오목 원뿔면 형상부(8H)를 형성한 것이며, 후단부면(6E)과 구멍 저면(8G) 사이에는 완충재(12)가 개재 장착되어 있다.

여기서, 이들 제15 및 제16예에 있어서, 매립 구멍(8)의 구멍 저면(8G)은, 전체가 중심축(C)을 중심으로 하는 오목 원뿔면 형상부(8H)로 되고, 이 오목 원뿔면 형상부(8H)가 중심축(C)을 따른 단면에 있어서 이루는 V자의 교차각은 둔각으로 되어 있다. 또한, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부면(6E)은 중심축(C)을 중심으로 한 볼록 원뿔대 형상으로 되어, 그 뿔면을 이루는 부분이 볼록 원뿔면 형상부(6F)로 되어 있고, 이 볼록 원뿔면 형상부(6F)를 연장한 볼록 원뿔면이 중심축(C)을 따른 단면에 있어서 이루는 V자의 교차각은, 오목 원뿔면 형상부(8H)가 이루는 교차각과 동등한 둔각으로 되어 있다. 또한, 완충재(12)는 매립부(6)의 후단부면(6E)을 따라서 일정한 두께의 단면 원뿔대면 형상으로 된 접시형으로 되어 있다. 또한, 볼록 원뿔면 형상부(6F)와 매립부(6)의 외주면 사이에는 모따기가 실시되어 있다.

이러한 제15 및 제16예의 장착 수단에서는, 굴삭시에 회전 굴삭 팁(5A)에 상기 반력으로서의 부하가 작용하여 회전 굴삭 팁(5A)이 중심축(C) 방향 후단부측으로 압박되면, 볼록 원뿔면 형상부(6F)가 오목 원뿔면 형상부(8H)를 향해 압박되면서 회전 굴삭 팁(5A)이 회전되게 된다. 이로 인해, 매립부(6)의 중심축(C)을 매립 구멍(8)과 중심과 확실하게 일치시키면서 회전 굴삭 팁(5A)을 회전시킬 수 있어, 제15 및 제16예와 같이 억지 끼워 맞춤에 의해 매립부(6)가 매립 구멍(8)에 장착되어 있어도, 매립 구멍(8)에 편마모가 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이들 제15 및 제16예에서는, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 후단부면(6E)과 매립 구멍(8)의 구멍 저면(8G) 사이에는 완충재(12)가 개재 장착되어 있지만, 완충재(12)를 개재 장착하는 일 없이, 볼록 원뿔면 형상부(6F)가 오목 원뿔면 형상부(8H)에 미끄럼 이동 가능하게 직접 접촉되어 있어도 된다. 또한, 이러한 제15 및 제16예의 장착 수단은, 제1 내지 제12예의 장착 수단에도 적용 가능하고, 또한 제13 내지 제16예의 완충재(12)나 요철 원뿔면 형상부(6F, 8H)는, 비회전으로 되어 공구 본체(1)에 고정되는 굴삭 팁(5)에도 적용 가능하다.

또한, 도시는 생략하지만 적어도 회전 굴삭 팁(5A)의 표면에는, 표면 경화층이 형성되어 있어도 된다. 이러한 표면 경화층은, 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)와 날끝부(7) 중 어느 한쪽에 형성되어 있어도 되고, 또한 매립부(6)와 날끝부(7)의 양쪽에 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 회전 굴삭 팁(5A)이 상술한 바와 같이 초경합금에 의해 형성되어 있는 경우에는, 그 매립부(6)의 표면에 DLC, PVD, CVD 등의 피막 처리를 실시함으로써 표면 경화층을 형성함으로써, 매립부(6)의 강도의 향상이나 매립 구멍(8) 내에서의 회전 미끄럼 이동성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 회전 굴삭 팁(5A)의 날끝부(7)의 표면에 이러한 피막 처리에 의해 표면 경화층을 형성하거나, 혹은 날끝부(7)의 표면에 다결정 다이아몬드로 이루어지는 표면 경화층을 형성한 경우에는, 날끝부(7)의 내마모성을 향상시켜 한층 공구 수명의 연장을 도모할 수 있다. 또한, 특히 이러한 날끝부(7)의 표면 경화층은, 회전 굴삭 팁(5A) 이외의 공구 본체(1)에 비회전으로 고정된 굴삭 팁(5)의 표면에 형성되어 있어도 된다.

한편, 이러한 표면 경화층은, 공구 본체(1)의 표면에 형성되어 있어도 된다. 특히, 공구 본체(1)의 회전 굴삭 팁(5A)이 장착되는 매립 구멍(8)의 주변에 표면 경화층을 형성하였을 때에는, 굴삭시의 회전 굴삭 팁(5A)의 회전에 의한 매립 구멍(8)의 마모를 방지할 수 있으므로, 제1 내지 제3예와 같이 오목 홈(8A, 8B)이나 볼록부(8C)가 공구 본체(1)의 매립 구멍(8) 내주면에 직접 형성되어 회전 굴삭 팁(5A)과 미끄럼 접촉하는 경우나, 제11 내지 제16예와 같이 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)가 억지 끼워 맞춤에 의해 매립 구멍(8)과 미끄럼 접촉하는 경우에 효과적이다. 또한, 공구 본체(1)가 상술한 바와 같이 강재에 의해 형성되어 있는 경우에는, 그 표면에 형성하는 표면 경화층은, 상기 DLC, PVD, CVD 등의 피막 처리에 의한 것 외에, 예를 들어 고주파 켄칭, 침탄 켄칭, 레이저 켄칭, 질화 처리 등에 의한 것이어도 된다.

또한, 이러한 매립 구멍(8)의 마모나 회전 굴삭 팁(5A)의 매립부(6)의 마모를 억제함과 함께, 회전 굴삭 팁(5A)의 굴삭시의 회전을 원활하게 하기 위해서는, 특히 매립부(6)와 매립 구멍(8)이 헐거운 끼워 맞춤으로 된 제1 내지 제10예에 있어서, 이들 매립부(6)의 외주면과 매립 구멍(8)의 내주면 사이에, 고형 윤활제 등의 윤활제를 개재 장착하도록 해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 공구 본체(1) 후단부측의 섕크부(2)가 다운 더 홀 해머로부터 축선(O) 방향 선단측을 향한 타격력을 받는 굴삭 공구에 대해 설명하였지만, 터널, 광산에 있어서 사용되는 착암기에 장착되는, 이른바 톱 해머 공구에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 또한, 이러한 타격력을 받는 일 없이, 굴삭 로드로부터의 추력과 회전력에 의해 공구 본체(1)가 축선(O) 방향 선단측으로 전진되는 굴삭 공구에 본 발명을 적용하는 것도 물론 가능하다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 각 실시 형태에 있어서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위 내에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 또한, 본 발명은 실시 형태에 의해 한정되는 일 없이, 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 굴삭 공구에 의하면, 굴삭 팁에 의한 굴삭 성능 및 굴삭 효율을 장기에 걸쳐 유지하여, 공구 수명의 향상과 굴삭 구멍의 단위 깊이당 굴삭 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다. 따라서, 산업상의 이용이 가능하다.

1 : 공구 본체
3 : 공구 본체(1)의 선단부
3A : 선단면 내주부
3B : 선단면 외주부
5 : 굴삭 팁
5A : 회전 굴삭 팁
6 : 매립부
6A, 6B, 8C, 10A, 10B, 10C : 볼록부
6C, 6D, 8A, 8B, 8D : 오목 홈
6E : 매립부(6)의 후단부면
6F : 볼록 원뿔면 형상부
7 : 날끝부
8 : 매립 구멍
8E, 8F : 오목 구멍
8G : 매립 구멍(8)의 구멍 저면
8H : 오목 원뿔면 형상부
10 : 중간 부재
11A : C형 링(걸림 부재)
11B : 핀(걸림 부재)
11C : 볼(걸림 부재)
12 : 완충재
O : 공구 본체(1)의 축선
C : 굴삭 팁(5)의 중심축

Claims

축선을 중심으로 한 공구 본체와,
상기 공구 본체의 선단부에 천공된 매립 구멍에 장착되는 굴삭 팁을 구비하고,
상기 공구 본체는, 상기 축선 주위로 회전됨과 함께 상기 축선 방향 선단측으로 전진되고,
상기 굴삭 팁은, 중심축을 중심으로 한 외형 원기둥 형상의 매립부와 상기 중심축 방향 선단측의 날끝부가 일체로 형성되고,
상기 매립부가 상기 매립 구멍에 삽입됨과 함께, 상기 날끝부는 상기 매립 구멍으로부터 돌출되어 있고,
적어도 1개의 상기 굴삭 팁은, 굴삭시에 상기 매립부의 상기 중심축 주위로 회전 가능해짐과 함께, 상기 중심축 방향 선단측으로 빠짐 방지되어 상기 매립 구멍에 장착된 회전 굴삭 팁으로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 공구 본체에는 복수의 상기 굴삭 팁이 장착되어 있고, 이 중 일부의 굴삭 팁이 상기 회전 굴삭 팁으로 되어 있음과 함께, 나머지 상기 굴삭 팁은 상기 공구 본체에 고정되어 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공구 본체에는 복수의 상기 굴삭 팁이 장착되어 있고, 이 중 상기 공구 본체의 선단면 외주부에 장착되는 적어도 1개의 굴삭 팁이 상기 회전 굴삭 팁으로 됨과 함께, 나머지 굴삭 팁은 상기 공구 본체에 고정되어 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면과, 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면 중, 한쪽에는 상기 중심축 주위로 주회하는 오목 홈이 형성됨과 함께, 다른 쪽에는 상기 오목 홈에 수용되는 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제4항에 있어서, 상기 오목 홈과 볼록부 중 한쪽은, 상기 오목 홈과 볼록부 중 한쪽이 형성되는 상기 매립부 외주면 또는 상기 매립 구멍 내주면에 장착되어 고정되는 중간 부재에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면에는, 상기 중심축 주위로 주회하는 오목 홈이 형성됨과 함께, 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면에는, 상기 중심축 방향으로 상기 오목 홈과 대향하는 위치에, 상기 중심축 주위로 주회하는 오목부 또는 상기 오목 홈의 접선 방향으로 연장되는 오목 구멍의 개구부가 형성되어 있고, 상기 오목 홈과 상기 오목부 또는 상기 오목 구멍의 개구부에 걸쳐 걸림 부재가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부는, 상기 매립부의 외경 d(㎜)에 대해, 조임 여유 0.5×d/1000(㎜)∼1.5×d/1000(㎜)의 범위의 억지 끼워 맞춤에 의해 상기 매립 구멍에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 회전 굴삭 팁의 표면에는, 표면 경화층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구 본체의 적어도 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍 주변에는, 표면 경화층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 굴삭 팁의 상기 매립부 외주면과, 상기 회전 굴삭 팁이 장착되는 상기 매립 구멍의 내주면 사이에는, 윤활제가 개재 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.