KR20200124571A - 시편 채취 장치 및 이를 포함하는 시편 채취 시스템 - Google Patents

Abstract

시편 채취 장치는 내부 공간을 포함하는 본체부, 제1방향으로 뻗고, 본체부의 내측에 위치하고, 피삭재를 천공하는 세그먼트칩이 형성된 비트부를 포함하는 코어드릴, 코어드릴의 상부와 연결되고, 코어드릴을 회전시키는 회전부, 본체부의 상부에 위치하고, 코어드릴을 승하강시키는 승하강부 그리고 코어드릴에 압축공기를 주입하는 주입부를 포함한다.

Description

시편 채취 장치 및 이를 포함하는 시편 채취 시스템{APPARATUS FOR SAMPLING AND SYSTEM FOR SAMPLING HAVING THE SAME}

시편 채취 장치 및 이를 포함하는 시편 채취 시스템이 제공된다.

시편 채취 장치는 석재, 콘크리트 등과 같은 피삭재로부터 시편을 채취하기 위해 드릴을 장착하여 피삭재를 천공한다. 시편 채취 장치는 하단부에 위치하는 비트의 세그먼트칩이 회전하면서 피삭재의 마찰 접촉에 의한 연마방식이나 세그먼트칩으로서 커터를 이용하여 절삭방식으로 피삭재를 천공할 수 있다.

시편 채취 장치가 피삭재를 천공할 경우, 마찰열과 분진이 발생될 수 있는데, 마찰열은 세그먼트칩의 마모를 가속화시키고 세그먼트칩의 수명을 단축시킬 수 있으며, 분진은 시편의 표면에 스크래치를 발생시키고 세그먼트칩의 절삭 부하를 감소시킨다.

일반적인 시편 채취 장치는 마찰열을 낮추고 분진을 제거하기 위하여 냉각수를 이용할 수 있는데, 냉각수와 피삭재의 접촉으로 인해 피삭재의 화학적 또는 물리적 성질이 변화될 수 있으므로, 원자력분야의 시편 채취를 위한 경우에는 냉각수를 사용하기 어렵다.

관련 선행문헌으로 일본공개특허 2017-134034는 "콘크리트 코어의 채취 장치"를 개시한다.

일본공개특허 2017-134034

본 발명의 한 실시예는 시편 채취 장치에서 발생되는 마찰열을 낮추어 세그먼트칩의 마모를 미연에 방지하고, 시편 채취 장치에서 발생되는 분진을 줄여 세그먼트칩의 절삭 부하를 감소시키기 위한 것이다.

본 발명의 한 실시예는 시편 채취 장치의 수평과 수직을 맞추고 피삭재를 다양한 위치로 이송하여 시료 채취의 효율성을 높이기 방지하기 위한 것이다.

본 발명의 한 실시예는 시편 채취 장치의 원격 제어를 통해 작업자의 방사선 피복을 방지하기 위한 것이다.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치는 내부 공간을 포함하는 본체부, 제1방향으로 뻗고, 본체부의 내측에 위치하고, 피삭재를 천공하는 세그먼트칩이 형성된 비트부를 포함하는 코어드릴, 코어드릴의 상부와 연결되고, 코어드릴을 회전시키는 회전부, 본체부의 상부에 위치하고, 코어드릴을 승하강시키는 승하강부 그리고 코어드릴에 압축공기를 주입하는 주입부를 포함한다.

본 발명의 한 실시예는 시편 채취 장치에서 발생되는 분진을 제거하고 마찰열을 흡수할 수 있으며, 장치의 수평과 수직을 맞추며 피삭재를 다양한 위치로 이송하여 시료 채취의 효율성을 높이고, 채취 장치의 원격 제어를 통해 작업자의 방사선 피복을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 시스템을 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 시스템의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 회전부 및 승하강부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 승하강부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 회전부의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 코어드릴의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 비트부의 단면도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 시편 채취 장치 및 이를 포함하는 시편 채취 시스템을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 시스템의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 시스템의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 회전부 및 승하강부의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 승하강부의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 회전부의 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 코어드릴의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 시편 채취 장치의 비트부의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 시편 채취 시스템(1)은 시편 채취 장치(10), 이송부(20), 집진부(30) 그리고 제어부(40)를 포함한다. 시편 채취 시스템(1)은 제어부(40)의 제어에 따라 이송부(20)에 안착된 피삭재(21)를 시편 채취 장치(10)로 이동시키고, 시편 채취 장치(10)는 피삭재(21)로부터 시편을 채취하고, 시편 채취 장치(10)에서 발생된 분진을 집진부(30)로 이동시킬 수 있다.

먼저, 시편 채취 장치(10)는 본체부(11), 코어드릴(13), 회전부(15), 승하강부(17) 그리고 주입부(19)를 포함하며, 석재 또는 콘크리트 등과 같은 피삭재(21)로부터 시편을 채취한다.

본체부(11)는 z축 방향으로 뻗으며 위치하는 두 쌍의 제1 기둥(111), 제1 기둥(111)과 연결되고 본체부(11)의 상부를 덮는 상부판(112), y축 방향으로 뻗으며 제1 기둥(111) 사이를 연결하는 한 쌍 이상의 제2 기둥(113)으로 형성되며, 내부에 공간을 포함한다.

본체부(11)는 제1 스크루(115), 제2 스크루(117), 후드부(118) 그리고 고정부(119)를 포함한다. 제1 스크루(115) 및 제2 스크루(117)는 외면에 나사산 형상을 가지며 각각 본체부(11)의 일측과 타측에서 z축 방향으로 뻗으며 위치한다. 제1 스크루(115) 및 제2 스크루(117)는 상측 단부가 상부판(112)과 연결되고, 하측 단부가 제2 기둥(113)과 연결된다.

후드부(118)는 코어드릴(13)의 하부를 감싸며 위치하고, 코어드릴(13)에서 발생된 분진을 수집한다. 후드부(118)에서 수집된 분진은 집진관(31)을 통해 집진부(30)로 이동한다.

고정부(119)는 본체부(11)의 내부 공간에서 x축 방향으로 뻗으며 양측 단부가 제2 기둥(113)과 연결되고, z축 방향으로 코어드릴(13)이 관통한다. 고정부(119)는 코어드릴(13)을 감싸며 위치하므로, 코어드릴(13)의 회전 또는 승하강시, 코어드릴(13)의 움직임을 제어하면서 가이드 하는 역할을 수행할 수 있다. 고정부(119)의 양측 단부는 x축 방향을 따라 뻗다가 x축 방향으로 벤딩된 형상을 가질 수 있다.

코어드릴(13)은 z축으로 뻗으며 본체부(11)의 내부에 위치하고, 피삭재(21)를 천공하여 피삭재(21)로부터 시편을 채취한다. 코어드릴(13)은 하부에 피삭재(21)를 천공하는 세그먼트칩(139)이 형성된 비트부(137)를 포함한다. 코어드릴(13)은 회전부(15)를 이용하여 일방향으로 회전되거나, 승하강부(17)를 이용하여 z축 방향으로 승하강될 수 있다.

코어드릴(13)은 주입부(19)에서 주입한 압축공기가 이동할 수 있도록 내부 공간을 포함할 수 있다. 압축공기는 대기중의 공기를 이용하여 냉각된 공기일 수 있으며, 냉각된 공기의 온도는 -45℃ 내지 5℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

코어드릴(13)이 피삭재(21)를 천공할 경우, 코어드릴(13)과 피삭재(21) 사이에 마찰 접촉이 발생되어 마찰열이 발생할 수 있는데, 냉각된 공기가 코어드릴(13)의 내부로 주입되어, 코어드릴(13)를 냉각하면서 마찰열의 온도를 낮출 수 있다. 이에, 코어드릴(13)의 수명이 연장될 수 있다.

승하강부(17)는 본체부(11)의 상부에 위치하고, 코어드릴(13)을 z축 방향을 따라 승하강 시킬 수 있다. 승하강부(17)는 프레임부(171), 제1 회전체(175), 제2 회전체(176), 제3 회전체(177), 제1 벨트부(178) 그리고 제2 벨트부(179)를 포함한다.

프레임부(171)는 본체부(11)의 내부에 위치하고 코어드릴(13)의 상부와 연결된다. 프레임부(171)는 양측 단부에 각각 제1 스크루(115) 및 제2 스크루(117)와 연결되는 연결부(172)가 형성된다. 연결부(172)는 나사산 형상과 맞물리는 형상의 관통홀을 포함하고, 관통홀에는 제1 스크루(115) 및 제2 스크루(117)가 통과한다.

제1 회전체(175)와 제2 회전체(176)는 각각 상부판(112)에서 상호 이격하며 y축을 기준으로 마주보며 위치할 수 있다. 제1 회전체(175)는 제1 제1 스크루(115)를 회전시키고, 제2 회전체(176)는 제2 스크루(117)를 회전시킨다.

제3 회전체(177)는 제1 회전체(175)와 제2 회전체(176)의 사이에 위치하고, 제1 회전체(175)와 제2 회전체(176)와 각각 제1 벨트부(178)와 제2 벨트부(179)로 연결된다. 제3 회전체(177)는 구동모터(미도시)와 연결되고, 상부기어(177a)와 하부기어(177b)를 포함할 수 있다. 상부기어(177a)와 하부기어(177b)는 기어의 나사산 형상이 상호 다를 수 있으며, 단일 구동모터의 회전에도 상부기어(177a)와 하부기어(177b)의 회전 방향이 반대일 수 있다.

예를 들어, 제3 회전체(177)가 구동모터에 의해 반시계 방향으로 회전하면, 정나사산 형상을 가지는 상부기어(177a)는 반시계 방향으로 회전하고 제1 벨트부(178)와 연결된 제1 회전체(175)도 반시계 방향으로 회전하면서 제1 스크루(115)를 회전시킨다. 이 경우, 제1 스크루(115)와 연결부(172)가 맞물리면서 연결부(172)와 연결된 프레임부(171)가 하강할 수 있다.

한편, 제3 회전체(177)가 구동모터에 의해 반시계 방향으로 회전하면, 역나사산 형상을 가지는 하부기어(177b)는 시계 방향으로 회전하고 제2 벨트부(179)와 연결된 제2 회전체(176)도 시계 방향으로 회전하면서 제2 스크루(117)를 회전시킨다. 이 경우, 제1 스크루(115)와 연결부(172)가 맞물리면서 연결부(172)와 연결된 프레임부(171)가 하강할 수 있다.

승하강부(17)는 하나의 구동모터를 이용하여 제3 회전체(177)를 회전하면서 프레임부(171)를 승하강 시킬 수 있으므로, 구동모터가 직접적으로 회전 동력을 전달하지 않아 모터의 진동을 줄이고 하강의 안정성을 높일 수 있다. 또한 하나의 구동모터가 제3 회전체(177)의 상부기어(177a)와 하부기어(177b)를 한번에 회전시켜 프레임부(171)의 양단이 동시에 승하강되므로 프레임부(171)가 평행한 상태로 유지되면서 승하강 될 수 있다. 필요에 따라, 제3 회전체(177)의 상부기어(177a)와 하부기어(177b) 각각에 구동모터를 연결하여 프레임부(171)를 승하강 시킬 수도 있다.

회전부(15)는 코어드릴(13)의 상부와 연결되고, 코어드릴(13)을 일방향으로 회전시킬 수 있다. 회전부(15)는 제4 회전체(151), 제5 회전체(153) 그리고 제3 벨트부(155)를 포함한다. 제4 회전체(151)와 제5 회전체(153)는 프레임부(171)의 상부에서 y축을 기준으로 마주보며 위치하고, 제3 벨트부(155)를 통해 상호 연결된다.

제4 회전체(151)는 구동모터(미도시)와 연결되고, 구동모터에 의해 일방향으로 회전하면, 제4 회전체(151)와 제3 벨트부(155)로 연결된 제5 회전체(153)가 일방향으로 회전하면서 코어드릴(13)을 회전시킨다. 회전부(15)가 코어드릴(13)을 회전시키면, 코어드릴(13)은 피삭재(21)와의 마찰 접촉에 의해 석재 또는 콘크리트 등을 천공하고 피삭재(21)로부터 시편을 채취한다.

주입부(19)는 주입관(193)을 통해 압축공기를 코어드릴(13)에 제공하고, 압축공기는 냉각된 공기일 수 있다. 주입부(19)는 압축 공기가 공급되면 전기나 약품 없이 냉, 온 공기 기류로 분리할 수 있는 공기 냉각 장치인 보텍스 튜브(vortex tube)를 포함할 수 있다. 압축 공기는 주입부(19)에서 냉각되어 주입관(193)과 제5 회전체(153)를 지나 코어드릴(13)의 내부를 통과하고 코어드릴(13)과 피삭재(21) 사이에서 발생되는 마찰열의 온도를 낮출 수 있다.

이송부(20)는 본체부(11)의 외측에 위치하는 피삭재(21)를 본체부(11)의 내측의 코어드릴(13)의 하부로 이송시킨다. 이송부(20)는 피삭재용기(23), 가이드레일(25), 이송판(27) 그리고 거치구(29)를 포함한다. 피삭재용기(23)는 내부에 피삭재(21)를 수용하고 원통형 형상을 가질 수 있다.

가이드레일(25)은 한 쌍으로, y축 방향으로 뻗으며 본체부(11)의 내측에서 외측을 향해 연장된다. 한 쌍의 가이드레일(25)의 양측 단부에는 고무 등을 부착한 스토퍼(미도시)를 포함할 수 있다.

이송판(27)은 판형 형상을 가지며, 상부에는 피삭재용기(23)가 안착되고, 하부에는 가이드레일(25)을 따라 이동하는 슬라이더(미도시)와 연결될 수 있다. 슬라이더는 단일슬라이더, 이중슬라이더, 볼슬라이더 등으로 제조할 수 있고, 이외에 적절한 형태의 슬라이더를 적용할 수 있다.

거치구(29)는 이송판(27)의 상부에서 피삭재용기(23)의 외측면과 맞닿으며 위치한다. 거치구(29)는 피삭재용기(23)가 가이드레일(25)을 따라 이동할 경우, 피삭재용기(23)의 전후 좌우 움직임을 방지하여 이송 안정성을 높일 수 있다. 거치구(29)는 복수개로 상호 삼각형 형상을 이루며 이송판(27)의 상부에 위치할 수 있다.

제어부(40)는 이송부(20)와 전기적으로 연결되어 이송부(20)의 구동을 제어한다. 제어부(40)는 피삭재용기(23)가 이송판(27)에 안착되거나, 미리 이송판(27)에 안착된 피삭재용기(23)에 피삭재(21)가 수용될 경우, 자동으로 슬라이더에 이송 신호를 보내어 피삭재용기(23)를 코어드릴(13)의 하부로 이송시킬 수 있다. 사용자는 제어부(40)를 통해 피삭재용기(23)의 위치를 원격으로 조절할 수도 있다.

집진부(30)는 시편 채취 장치(10)와 연결되고, 시편 채취 장치(10)에서 발생된 분진을 제거한다. 집진부(30)는 집진관(31), 집진본체(33), 필터챔버(35) 그리고 배기관(37)을 포함한다.

집진관(31)은 집진본체(33)에서 연장되어 제1 집진관(31a)과 제2 집진관(31b)으로 나누어 진다. 제1 집진관(31a)과 제2 집진관(31b)은 각각 후드부(118)의 양측 단부와 연결될 수 있다. 후드부(118)에 수집된 분진은 제1 집진관(31a)과 제2 집진관(31b)을 따라 집진본체(33)로 이동될 수 있다.

집진본체(33)는 음압 분위기를 형성하는 흡기팬(미도시)을 포함할 수 있다. 흡기팬의 동작에 따라 후드부(118)에 수집된 분진은 음압 분위기에서 집진관(31)을 따라 집진본체(33)로 유입된다. 집진본체(33)는 각각의 연결관들을 따라 필터챔버(35)와 저장챔버(39)에 연결될 수 있다.

필터챔버(35)는 일측이 배기관(37)과 연결되고, 내부에 프리 필터, 멤브레인 필터 또는 헤파 필터 등을 포함할 수 있다. 상대적으로 무거운 분진이나 먼지는 저장챔버(39)로 이동하거나, 상대적으로 가벼운 가스나 공기는 배기관(37)을 통해 집진부(30)의 외부로 배출될 수 있다.

제어부(40)는 집진부(30)와 전기적으로 연결되어 집진부(30)의 구동을 제어한다. 제어부(40)는 후드부(118)에서 수집된 분진이 미리 설정된 기준값 이상일 경우, 자동으로 집진관(31)에 음압을 형성시켜 분진을 집진본체(33)로 유입시킬 수 있다.

집진부(30)는 집진본체(33) 내부에 레벨 센서(미도시)를 포함하고, 제어부(40)는 수집된 분진의 센서값이 미리 설정된 기준값 이상일 경우, 저장챔버(39)의 밸브를 제어하여 집진본체(33)의 침전된 분진을 저장챔버(39)로 이동시킬 수 있다.

제어부(40)는 필터챔버(35)와 집진본체(33) 사이를 연결하는 연결관과 필터챔버(35)와 배기관(37) 사이를 연결하는 연결관 사이의 차압을 감지하는 차압 센서(미도시)를 포함하고, 차압의 센서값이 미리 설정된 기준값 이상일 경우, 필터챔버(35) 내부의 필터의 교체 주기를 결정할 수 있다.

시편 채취 시스템(1)은 이송부(20)를 이용해 피삭재(21)를 수용한 피삭재용기(23)를 코어드릴(13)의 하부로 위치시키고, 승하강부(17)를 이용해 코어드릴(13)을 z축 방향으로 하강시켜 피삭재(21)에 위치시킨다. 그리고 회전부(15)를 이용해 코어드릴(13)을 일방향으로 회전시키면서 피삭재(21)를 천공하고 시편을 채취한다.

이 경우, 압축 공기는 주입부(19)에서 냉각되어 주입관(193)을 지나 코어드릴(13)의 내부를 통과하고 코어드릴(13)과 피삭재(21) 사이에서 발생되는 마찰열의 온도를 낮출 수 있다. 또한 코어드릴(13)과 피삭재(21)의 사이에서 발생되는 분진은 집진관(31)을 통해 집진본체(33)로 이동되고, 필터챔버(35)를 거쳐 배기관(37)을 통해 집진부(30)의 외부로 배출될 수 있다.

시편 채취 시스템(1)은 시편 채취 장치(10)가 피삭재(21)로부터 시편을 채취할 때 발생되는 마찰열을 온도를 낮추는 동시에 분진을 제거할 수 있다. 이에, 시편 채취 시스템(1)은 시편 채취 장치(10)의 마모를 줄이고 수명을 늘릴 수 있으며, 시편의 표면에 발생될 수 있는 스크래치와 절삭 부하를 미연에 방지할 수 있다.

이하에서는 도 4 내지 도7을 참조해 본 발명의 시편 채취 장치(10)의 코어드릴(13), 회전부(15) 그리고 승하강부(17)의 구조를 좀더 상세하게 설명한다.

도 4를 참고하면, 승하강부(17)는 연결부(172), 베어링(173) 그리고 회전홀(174)을 포함한다. 연결부(172)는 프레임부(171)의 측면과 볼트로 연결될 수 있다. 회전홀(174)에는 내면에는 제1 스크루(115)와 맞물리는 나사산 형상이 형성된다. 회전홀(174)은 제1 스크루(115)의 회전에 따라 내면의 나사산과 제1 스크루(115)의 외면의 나사산과 맞물리면서 승하강할 수 있다.

회전홀(174)의 상측 및 하측 단부에는 한 쌍의 베어링(173)이 결합되고, 베어링(173)의 일측에는 베어링(173)의 이탈을 방지하는 키(K)가 결합된다. 회전홀(174)은 키(K)를 통해 연결부(172)의 내면과 결합될 수 있다. 제2 스크루(117)도 전술한 제1 스크루(115)와 동일한 구조를 가지며, 동일한 방법으로 승하강할 수 있다.

도 5를 참고하면, 회전부(15)는 제4 회전체(151), 제5 회전체(153) 그리고 제3 벨트부(155)를 포함한다. 제4 회전체(151)의 하부는 구동모터(M)와 연결되어 구동모터(M)의 구동에 따라 회전한다. 제5 회전체(153)의 상부는 주입부(19)와 연결되고, 하부는 코어드릴(13)과 연결된다.

구동모터(M)가 일방향으로 회전하면, 제4 회전체(151) 및 제3 벨트부(155)로 연결된 제5 회전체(153)가 회전하고, 제5 회전체(153)와 연결된 코어드릴(13)이 회전하면서 피삭재(21)로부터 시편을 채취할 수 있다.

도 6을 참고하면, 코어드릴(13)은 커플링부(131), 유입공(133), 튜브부(135) 그리고 비트부(137)를 포함한다. 커플링부(131)의 상측은 제5 회전체(153)와 연결되고, 하측은 튜브부(135)와 연결된다. 튜브부(135)의 하측은 비트부(137)와 연결되고, 비트부(137)에는 세그먼트칩(139)이 형성된다. 커플링부(131)의 하부에 형성된 유입공(133)은 주입관(193)과 연결되어 주입관(193)을 통과한 냉각된 압축공기(191)를 튜브부(135)로 인입시킬 수 있다.

한편, 제5 회전체(153)의 회전에 따라 커플링부(131), 튜브부(135), 비트부(137)가 회전하면서 세그먼트칩(139)은 피삭재(21)와의 마찰 접촉에 의해 석재 또는 콘크리트 등을 천공하여 시편을 채취할 수 있다. 이 경우, 주입부(19)로부터 냉각된 압축공기(191)는 커플링부(131), 튜브부(135), 비트부(137)의 내부로 공급되므로, 세그먼트칩(139)과 피삭재(21)의 마찰 접촉에 의한 열이 발생하더라도, 코어드릴(13)은 가열되지 않고 효율적으로 냉각될 수 있다. 이에, 세그먼트칩(139)의 마모를 줄이고, 수명을 연장시킬 수 있다.

종래의 채취 장치는 장치의 마찰열을 줄이기 위해서 습식방식으로, 냉각수를 이용하였다.

반면에, 시편 채취 장치(10)는 건식방식으로, 주입부(19)에서 냉각된 압축공기(191)를 이용하여 코어드릴(13)을 냉각시킬 수 있으며 세그먼트칩(139)과 피삭재(21) 사이에서 발생되는 마찰열의 온도를 낮출 수 있으므로, 습식방식에서 발생할 수 있는 피삭재의 화학적 또는 물리적 성질의 변화를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 연질의 피삭재에서 시편을 채취할 경우, 냉각된 압축공기(191)가 코어드릴(13)의 내부를 경유하여 연질의 피삭재의 상부와 외주면에 공급될 수 있으므로, 연질의 피삭재는 천공에 필요한 강도를 가질 수 있다.

도 7을 참고하면, 비트부(137)의 하부에는 홈부(138)와 세그먼트칩(139)이 형성된다. 홈부(138)는 비트부(137)가 연장된 방향의 반대 방향으로 오목한 홈 형상을 가지며, 코어드릴(13)이 피삭재(21)를 천공하면서 발생되는 분진을 코어드릴(13)의 외부로 이동시킬 수 있다. 코어드릴(13)에서 발생된 분진은 코어드릴(13)의 회전에 의한 바람을 따라 이동하여 후드부(118)에 수집될 수 있다.

세그먼트칩(139)은 비트부(137)가 연장된 방향을 따라 돌출된 부분으로, 비트부(137)의 원둘레를 따라 복수개가 형성될 수 있다. 세그먼트칩(139)은 비트부(137)에 등간격으로 5개가 형성될 수 있으며, 이 경우 세그먼트칩(139)의 마모를 줄일 수 있다.

세그먼트칩(139)은 피삭재(21)와 맞닿은 상태에서 피삭재(21)를 천공할 수 있다. 세그먼트칩(139)은 결합재(Metal Bond)로 니켈(Ni), 텅스텐(W), 구리(Cu), 주석(Sn) 또는 은(Ag)을 포함할 수 있으며, 니켈과 텅스텐을 주성분으로 소량의 구리와 주석에 은분을 첨가할 수 있다.

세그먼트칩(139)은 피삭재(21)가 연질일 경우, 피삭재(21)와 맞닿는 단부의 형상이 평탄한 형상을 가질 수 있으며, 피삭재(21)가 경질일 경우, 피삭재(21)와 맞닿는 단부의 형상이 삼각형 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 시편 채취 시스템 10: 시편 채취 장치
11. 본체부 13. 코어드릴
15. 회전부 17. 승하강부
19. 주입부 20. 이송부
21. 피삭재 23. 피삭재용기
25. 가이드레일 27. 이송판
29. 거치구 30. 집진부
31. 집진관 33. 집진본체
35. 필터챔버 37. 배기관
39. 저장챔버 40. 제어부
111. 제1 기둥 112. 상부판
113. 제2 기둥 115. 제1 스크루
117. 제2 스크루 118. 후드부
119. 고정부 131. 커플링부
133. 유입공 135. 튜브부
137. 비트부 138. 홈부
139. 세그먼트칩 151. 제4 회전체
153. 제5 회전체 155. 제3 벨트부
171. 프레임부 172. 연결부
173. 베어링 174. 회전홀
175. 제1 회전체 176. 제2 회전체
177. 제3 회전체 178. 제1 벨트부
179. 제2 벨트부 191. 압축공기
193. 주입관

Claims (16)

1. 내부 공간을 포함하는 본체부,
   제1방향으로 뻗고, 상기 본체부의 내측에 위치하고, 피삭재를 천공하는 세그먼트칩이 형성된 비트부를 포함하는 코어드릴,
   상기 코어드릴의 상부와 연결되고, 상기 코어드릴을 회전시키는 회전부,
   상기 본체부의 상부에 위치하고, 상기 코어드릴을 승하강시키는 승하강부 그리고
   상기 코어드릴에 압축공기를 주입하는 주입부
   를 포함하는 시편 채취 장치.
2. 제1항에서,
   상기 코어드릴은, 상기 코어드릴의 상부에 위치하고 상기 회전부와 연결되고 상기 압축공기가 유입되는 유입공을 포함하는 커플링부 및 일측 단부가 상기 커플링부와 연결되고 타측 단부가 상기 비트부와 연결되는 튜브부를 포함하는 시편 채취 장치.
3. 제2항에서,
   상기 주입부는, 상기 코어드릴이 상기 피삭재로부터 시편을 채취할 경우, 상기 유입공에 압축공기를 주입하는 시편 채취 장치.
4. 제3항에서,
   상기 압축공기는, 상기 커플링부, 상기 튜브부, 상기 비트부를 통과하고, 상기 비트부와 상기 피삭재의 사이에서 발생하는 마찰열의 온도를 낮추는 시편 채취 장치.
5. 제1항에서,
   상기 본체부는, 상기 제1 방향으로 상기 본체부의 상부에서 연장되고, 상기 본체부의 일측 단부에 위치하는 제1 스크루, 상기 본체부의 타측 단부에 위치하는 제2 스크루를 포함하는 시편 채취 장치.
6. 제5항에서,
   상기 승하강부는, 상기 코어드릴의 상부와 연결되고, 일측 단부가 상기 제1 스크루와 연결되고 타측 단부가 상기 제2 스크루와 연결되고, 상기 제1 스크루와 상기 제2 스크루의 회전에 따라 상기 제1 방향으로 승하강하는 프레임부를 포함하는 시편 채취 장치.
7. 제6항에서,
   상기 승하강부는, 상기 본체부의 일측 상부에 위치하고, 상기 제1 스크루를 회전시키는 제1 회전체 및 상기 본체부의 타측 상부에 위치하고, 제2 스크루를 회전시키는 제2 회전체를 포함하는 시편 채취 장치.
8. 제7항에서,
   상기 승하강부는, 상기 본체부의 상부에 위치하고 상기 제1 회전체와 제1 벨트부로 연결되고, 상기 제2 회전체와 제2 벨트부로 연결되고, 상기 제1 회전체와 상기 제2 회전체의 회전을 구동시키는 제3 회전체를 포함하는 시편 채취 장치.
9. 제1항에서,
   상기 회전부는, 상기 본체부의 상부에 위치하는 제4 회전체, 상기 제4 회전체와 이격하며 위치하고 상기 코어드릴의 상부와 연결되고 상기 제4 회전체의 회전방향에 따라 상기 코어드릴을 회전시키는 제5회전체 그리고 상기 제4 회전체와 상기 제5 회전체를 연결하는 제3 벨트부를 포함하는 시편 채취 장치.
10. 제1항에서,
    상기 본체부는, 상기 제1 방향과 교차하는 방향인 제2 방향으로 뻗고, 상기 본체부의 내부 공간에 위치하고 양측 단부가 상기 본체부의 측면과 연결되고, 상기 제1 방향으로 상기 코어드릴이 관통하는 고정부를 포함하는 시편 채취 장치.
11. 제1항에서,
    상기 본체부는, 상기 본체부의 내부 공간에 위치하고 상기 코어드릴의 하부를 감싸며 위치하고, 집진관과 연결되는 후드부를 포함하는 시편 채취 장치.
12. 피삭재를 천공하는 세그먼트칩이 형성된 비트부를 포함하는 코어드릴, 상기 코어드릴을 회전시키는 회전부, 상기 코어드릴을 승하강시키는 승하강부 그리고 상기 코어드릴에 압축공기를 주입하는 주입부를 포함하는 시편 채취 장치,
    상기 피삭재를 수용하는 피삭재용기를 상기 코어드릴의 하부로 이송하는 이송부,
    상기 시편 채취 장치와 연결되고 상기 시편 채취 장치에서 발생된 분진을 제거하는 집진부 그리고
    상기 시편 채취 장치, 상기 이송부, 상기 집진부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 시편 채취 시스템.
13. 제12항에서,
    상기 집진부는, 상기 코어드릴이 상기 피삭재로부터 시편을 채취하면서 발생되는 분진을 상기 집진부로 이동시키는 집진관을 포함하는 시편 채취 시스템.
14. 제12항에서,
    상기 이송부는, 상기 본체부의 내측에서 외측 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드레일 및 상기 가이드레일의 상부에 위치하고 상기 피삭재용기가 안착되는 이송판을 포함하는 시편 채취 시스템.
15. 제12항에서,
    상기 제어부는, 상기 회전부의 회전 방향, 회전 속도 및 상기 승하강부의 승하강 높이를 제어하는 시편 채취 시스템.
16. 제12항에서,
    상기 제어부는, 상기 피삭재로부터 시편을 채취하면서 발생되는 분진의 양이 미리 설정된 분진의 양보다 클 경우, 상기 집진부를 구동하는 시편 채취 시스템.

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