KR20220101727A - 유체 작동식 충격 드릴 공구를 위한 드릴 비트 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 작동식 충격 드릴 공구용 드릴 비트 어셈블리에 관한 것이다. 이 드릴 비트 어셈블리는 축방향 연장 섕크(shank)가 형성되어 있는 헤드 부분을 갖는 충격 비트를 포함하고, 섕크 상에 있는 복수의 제 1 축방향 연장 스플라인(spline)이, 구동 척의 내부에 형성되어 있는 복수의 제 1 상보적인 스플라인과 슬라이딩 가능하게 결합 가능하며, 그래서 척으로부터의 회전 구동이 섕크에 전달될 수 있다. 본 드릴 비트 어셈블리는 유체 작동식 충격 드릴 공구의 구동 수단에 척을 연결하도록 되어 있는 척 상의 결합 수단을 포함한다. 드릴링 동안에, 비트와 척은 비트가 척에 유지되는 제 1 상대 배향으로 유지되고, 비트는 비트 제거 위치로 척에 대해 축방향으로 이동 가능하며, 비트 제거 위치에서 비트는, 비트가 척으로부터 제거 가능한 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전 가능하다. 척이 구동 수단과 완전히 결합되어 있는 동안에 비트는 비트 제거 위치로 움직일 수 있다.

Description

유체 작동식 충격 드릴 공구를 위한 드릴 비트 어셈블리

본 발명은 유체 작동식 충격 드릴 공구를 위한 드릴 비트 어셈블리에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하향 해머와 함께 사용하기 위한 드릴 비트 어셈블리에 관한 것이다.

종래의 하향 해머 및 유체 작동식 충격 드릴 공구는 일반적으로 외부 실린더 또는 외측 마모 슬리브를 포함하며, 이의 내부에는 내부 실린더가 장착되며, 그 내부 실린더는 후방 헤드 어셈블리와 결합한다. 슬라이딩 왕복동 피스톤이 내부 실린더 및 후방 헤드 어셈블리와 협력하며, 그래서 공기 압력이 후방 헤드 어셈블리를 통해 공급될 때, 피스톤은 외측 마모 슬리브의 바닥에 나사 결합 가능하게 연결되는 척(chuck) 내부에 유지되는 드릴 비트에 충격 효과로 작용한다. 비트 섕크에는, 그 비트 섕크의 원주 주위에 이격되어 있는 복수의 축방향 연장 스플라인이 외부에 형성되어 있다. 비트 상의 스플라인은 척으로부터 회전 구동을 비트에 전달하기 위해 척의 내벽에 형성되어 있는 상보적인 스플라인과 슬라이딩 가능하게 결합한다.

전통적인 구성에서, 척에 비트를 유지하기 위해, 비트 유지 링이 제공될 수 있고, 이 링은 척 위에 안착되고 비트 상의 환형 어깨부와 협력한다. 대안적인 구성에서, 어셈블리에 비트를 유지하기 위해 유지 어깨부와 결합하도록 되어 있는 비트 유지 링의 일부분이 척 내부에 배치된다. 일반적으로, 비트 유지 링은, O-링에 의해 함께 유지되는 2개의 절반부로 제공된다.

이러한 기존의 구성 각각에서, 어셈블리로부터 비트를 제거하려면, 비트가 척으로부터 제거될 수 있도록 척을 외측 마모 슬리브로부터 풀어야 한다. 외측 마모 슬리브로부터 척이 풀리면, 비트 유지 링이 제거되고 비트가 떨어진다. 그런 다음에 새로운 비트가 척 내부에 배치되고 비트 유지 링이 척의 단부에 배치되어 비트 섕크의 어깨부 또는 테일(tail) 스플라인과 결합되며 O-링이 비트 유지 링에 배치되어 이를 함께 유지시킨다. 그런 다음에 이 어셈블리는 척을 마모 슬리브 안으로 돌려서 해머에 다시 부착된다. 이 구성의 단점은, 해머로부터 척을 푸는 것이 시간 소비적이다는 것이다. 하향 해머는 일반적으로 드릴링 중에 척과 마모 슬리브 사이의 나사 결합 연결이 조여지도록 설계된다. 드릴링 전과 드릴링 중에 연결을 조이기 위해 사용되는 극히 높은 토크로 인해, 비트를 교체하기 위해 나사산을 푸는 것이 어려울 수 있으며, 전문적인 풀기 장비가 필요할 수 있다. 거친 지반 조건에서는, 교체 또는 재연삭을 위해 해머의 수명 주기 동안 비트를 여러 번 제거할 필요가 있을 수 있다. 더욱이, 드릴링 작업자는 종종 드릴링된 미터당 급여를 받으며, 드릴 비트를 교체하는 데에 소요되는 시간은 드릴링에 소요될 수 있는 시간을 줄인다.

따라서, 척이 마모 슬리브로부터 풀릴 필요 없이 비트가 제거될 수 있는 드릴 비트 어셈블리를 제공하는 것이 바람직하다. 한 그러한 구성이 아일랜드 특허 번호 S87041에 제안되어 있는데, 여기서 유지 슬리브는 외부에서 척에 장착된다. 유지 슬리브는, 비트와 척이 제 1 상대 방향으로 유지되는 드릴링 위치와 비트가 제 2 상대 배향(이 배향에서 비트는 척으로부터 제거될 수 있음)으로 척에 대해 회전 가능한 비트 제거 위치 사이에서 움직일 수 있다. 그러나, 유지 슬리브의 플러싱과 관련하여 문제가 발생할 수 있으며 그래서 더 간단하고 견고한 구성을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 유체 작동식 충격 드릴 공구용 드릴 비트 어셈블리에 관한 것으로, 이 드릴 비트 어셈블리는,

축방향 연장 섕크(shank)가 형성되어 있는 헤드 부분을 갖는 충격 비트 -

섕크 상에 있는 복수의 제 1 축방향 연장 스플라인(spline)이, 구동 척의 내부에 형성되어 있는 복수의 제 1 상보적인 스플라인과 슬라이딩 가능하게 결합 가능하며, 그래서 척으로부터의 회전 구동이 상기 섕크에 전달될 수 있음 -; 및

상기 유체 작동식 충격 드릴 공구의 구동 수단에 상기 척을 연결하도록 되어 있는 상기 척 상의 결합 수단을 포함하고,

드릴링 동안에, 비트와 척은 비트가 척에 유지되는 제 1 상대 배향으로 유지되고, 비트는 비트 제거 위치로 척에 대해 축방향으로 이동 가능하며, 비트 제거 위치에서 비트는, 비트가 척으로부터 제거 가능한 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전 가능하며, 척이 상기 구동 수단과 완전히 결합되어 있는 동안에, 즉 척이 그의 작동 위치에 있을 때, 비트는 상기 비트 제거 위치로 움직일 수 있다.

비트의 비트 제거 위치는 축방향 위치 또는 축방향 위치의 범위일 수 있으며, 그 비트 제거 위치에서 비트는 척에 대해 회전할 수 있다.

이 구성의 이점은, 척이 그의 작동 위치에 있는 동안, 즉 척 상의 결합 수단이 충격 드릴 공구로부터 분리될 필요 없이 비트가 비트 제거 위치로 축방향으로 움직일 수 있기 때문에, 마모 슬리브로부터 척을 풀 필요 없이 비트가 드릴 비트 어셈블리로부터 제거될 수 있다는 것이다. 이로써, 드릴 비트를 교체할 수 있는 속도가 증가되어, 드릴링 시간이 최대화된다. 비트의 제거 또는 교체를 위해 전문적인 풀기 장비도 필요 없다. 비트와 척을 제 1 상대 방향으로 유지하기 위해 별도의 유지 슬리브가 필요하지 않기 때문에, 이러한 유지 슬리브의 플러싱과 관련된 문제가 회피된다.

드릴 비트 어셈블리는 비트 상의 정렬 수단을 더 포함할 수 있고, 이 정렬 수단은, 비트가 척에 유지되는 제 1 상대 배향으로 비트와 척이 유지되도록 척에 대한 비트의 회전을 방지하기 위해 상기 척 상의 상보적인 정렬 수단과 결합 가능하며, 비트 제거 위치에서, 비트가 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전 가능하도록 정렬 수단은 상보적인 결합 수단으로부터 분리된다.

상보적인 정렬 수단은 척의 전방 단부에서 그 척의 내부에 형성된 일 세트의 축방향 연장 정렬 스플라인을 포함하고, 그 정렬 수단은 비트 섕크의 전방 단부에 형성된 하나 이상의 세트의 축방향 연장 정렬 스플라인을 포함하고, 그래서 척 상의 정렬 스플라인은 비트와 척을 제 1 상대 배향으로 유지시키기 위해 비트 섕크 상의 상기 세트의 정렬 스플라인 중의 적어도 하나와 결합 가능하다. 비트 제거 위치에서, 척 상의 정렬 스플라인은 비트 섕크 상의 하나 이상의 세트의 정렬 스플라인으로부터 분리되어, 비트가 상기 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전할 수 있다.

적어도 축방향 길이에 있어서 상기 척 상의 정렬 스플라인의 길이에 대응하고 상기 비트 상에 있는 하나 이상의 세트의 정렬 스플라인에 인접하여 위치되는 비트 섕크의 원주 방향 부분에는 스플라인이 없을 수 있으며, 비트 제거 위치에서, 척상의 정렬 스플라인은 척에 대한 비트의 회전을 허용하기 위해 비트 섕크의 무스플라인 부분과 정합될 수 있다. 따라서 비트 제거 위치는 드릴 비트 어셈블리의 설계 동안에 비트 섕크의 무스플라인 부분의 적절한 배치에 의해 결정된다. 이러한 구성의 이점은, 드릴링 동안 비트 제거 위치로 비트가 우발적으로 움직이지 않도록 비트 제거 위치가 선택될 수 있다는 것이다.

적절하게는, 비트와 척이 제 1 상대 배향으로 있을 때, 비트 상의 비트 유지 수단은 비트를 척에 유지하기 위해 척 상의 상보적인 비트 유지 수단과 결합하며,비트와 척이 제 2 상대 배향으로 있을 때, 비트 유지 수단은 비트가 척으로부터 제거될 수 있도록 상보적인 비트 유지 수단으로부터 분리된다.

드릴 비트 어셈블리는 비트 섕크의 후방 단부에 있는 적어도 하나의 유지 스플라인을 포함할 수 있고, 비트와 척이 제 1 상대 배향으로 있을 때, 각 유지 스플라인은 비트를 척에 유지시키기 위해 척의 내부에 형성된 상보적인 제 1 스플라인 중의 대응하는 것의 후방 단부와 결합하도록 배치된다. 따라서 적어도 하나의 유지 스플라인은 비트 유지 수단을 구성할 수 있다.

비트와 척이 제 2 상대 배향에 있을 때, 적어도 하나의 유지 스플라인은 비트가 척으로부터 제거될 수 있도록 척의 내부에 형성된 상보적인 스플라인으로부터 오프셋될 수 있다. 적어도 하나의 유지 스플라인의 적어도 하나의 가장자리는 비트 섕크 상에 있는 복수의 제 1 스플라인 중의 대응하는 스플라인의 대응하는 가장자리로부터 반경 방향으로 오프셋될 수 있다.

드릴 비트 어셈블리는 구동 척의 후방에 배치되는 정렬기 부싱을 더 포함할 수 있고, 이에 의해 정렬기 부싱은, 비트가 비트 제거 위치에 있을 때 정렬기 부싱에 대한 비트의 회전을 방지하기 위해 적어도 하나의 유지 스플라인과 결합하도록 되어 있다. 정렬기 부싱은 그의 내부에 형성된 적어도 하나의 스플라인을 포함할 수 있고, 이 스플라인은, 비트가 비트 제거 위치에 있을 때 정렬기 부싱에 대한 비트의 회전을 방지하기 위해 비트 섕크 상의 적어도 하나의 유지 스플라인과 결합 가능하다. 정렬기 부싱의 치수는, 정렬기 부싱의 외면과 유체 작동식 충격 드릴 공구의 마모 슬리브의 내면 사이의 끼워맞춤과 관련된 마찰력이 해머의 정상 작동 동안에 마모 슬리브에 대한 정렬기 부싱의 회전을 방지하고 그리하여 척에 대한 비트의 회전을 방지하도록 정해진다. 예를 들어, 위치 천이 끼워맞춤과 같은 천이 끼워맞춤이 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이에 제공될 수 있다. 그러나, 유체 작동식 충격 드릴 공구의 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이의 끼워맞춤과 관련된 마찰력을 극복하기에 충분한 회전력이 비트와 마모 슬리브 사이에 가해질 때 비트는 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전 가능하다.

회전력은 유체 작동식 충격 드릴 공구에 의해 가해지거나, 적절한 휴대용 공구를 사용하여 손으로 가해질 수 있다. 예를 들어, 비트 제거 위치에서 해머를 해머 안으로 완전히 밀어 넣어야 하는 경우, 비트가 움직이지 않게 유지되도록 해머를 지면 속으로 밀어 넣고 또한 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이에(또한 그래서 비트와 척 사이에) 역회전이 일어나도록 해머를 정상 작동에 대한 역방향으로 구동시켜 힘이 가해질 수 있다. 비트 제거 위치가 비트가 완전히 연장된 위치와 비트가 해머 안으로 완전히 밀어 넣어지는 위치 사이의 중간 위치인 경우에, 비트가 해머 밖으로 끌어 당겨질 때 그 비트에 약간의 역회전력을 가하여 회전력을 가할 수 있다. 척 상의 정렬 스플라인이 비트 섕크 상의 정렬 스플라인으로부터 분리될 때, 비트와 척을 제 2 상대 배향으로 이동시키기 위해 마모 슬리브와 척에 대해 비트와 정렬기 부싱을 회전시키도록 비트에 더 높은 힘이 가해질 수 있다.

따라서, 정상적인 드릴링 작업 중에 비트가 축방향으로 비트 제거 위치로 움직이면, 비트가 정렬기 부싱에 대해 회전하는 것이 방지된다. 정렬기 부싱은 마모 슬리브 안에 단단히 끼워져 정상 작동 조건 하에서 마모 슬리브 및 척에 대해 회전 고정되기 때문에, 이는 비트가 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전하는 것이 또한 방지된다는 것을 의미한다. 비트(및 정렬기 부싱)는, 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이의 마찰을 극복하기에 충분한 회전력을 가함으로써 마모 슬리브(및 따라서 척)에 대해서만 회전할 수 있다. 따라서, 드릴링 동안에 비트 및 척이 제 2 상대 배향으로 우발적으로 상대 회전하는 것(따라서 척으로부터 비트의 우발적인 해제)이 회피된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 하향 해머가 제공되며, 이 해머는 외부 원통형 외측 마모 슬리브, 및 외측 마모 슬리브의 전방 단부에 위치된 드릴 비트 어셈블리의 충격 비트를 타격하기 위해 외측 마모 슬리브의 내에서 왕복 운동을 하도록 장착되는 슬라이딩 피스톤을 포함하고, 드릴 비트 어셈블리는 전술한 바와 같은 어셈블리이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 드릴 비트 어셈블리의 분해도이다.
도 2는 도 1의 드릴 비트 어셈블리의 종단면도이다.
도 3은 비트와 척이 제 1 상대 배향으로 있는, 조립된 도 1의 드릴 비트 어셈블리의 종단면도이다.
도 4는 비트가 비트 제거 위치에 있는, 조립된 도 1의 드릴 비트 어셈블리의 종단면도이다.
도 5는 AA 선을 따라 취한 도 3의 드릴 비트 어셈블리의 횡단면도로, 드릴 비트와 척은, 척의 내부에 형성되어 있는 스플라인과 유지 스플라인이 결합하여 비트를 척에 유지시키는 제 1 상대 배향으로 있다.
도 6은 AA 선을 따라 취한 도 4의 드릴 비트 어셈블리의 횡단면도로, 비트는 비트 제거 위치에 있고, 드릴 비트와 척은, 비트가 척으로부터 제거될 수 있도록 비트 상의 유지 스플라인이 척의 내부에 형성되어 있는 스플라인으로부터 분리되어 있는 제 2 상대 배향으로 있다.
도 7은 BB 선을 따라 취한 도 4의 드릴 비트 어셈블리의 횡단면도로, 비트는 비트 제거 위치에 있고, 정렬기 부싱 상의 스플라인은 정렬기 부싱에 대한 비트의 회전을 방지하기 위해 비트 상의 유지 스플라인과 결합되어 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 드릴 비트 어셈블리의 입면도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 드릴 비트 어셈블리의 분해도이다.
도 10은 조립된 도 9의 드릴 비트 어셈블리의 종단면도로, 척 상의 정렬 스플라인이 비트 상의 제 1 세트의 정렬 스플라인과 결합되어 있다.
도 11은 조립된 도 9의 드릴 비트 어셈블리의 종단면도로, 척 상의 정렬 스플라인은 비트 상의 제 2 세트의 정렬 스플라인과 결합되어 있다.
도 12는 조립된 도 9의 드릴 비트 어셈블리의 종단면도로, 비트는 비트 제거 위치에 있다.
도 13은 도 10에 나타나 있는 바와 같은 드릴 비트 어셈블리를 포함하는 하향 해머의 종단면도이다.
도 14는 도 13의 하향 해머의 부분 종단면도로, 비트는 비트 제거 위치에 있다.

본 발명에 따른 유체 작동식 충격 드릴 공구용 드릴 비트 어셈블리(1)의 제 1 실시예가 도 1 내지 도 7에 도시되어 있다.

이 어셈블리는 축방향 연장 섕크(4)가 형성된 헤드 부분(3)을 갖는 충격 비트(2)를 포함한다. 비트 섕크(4)의 원주 주위에 이격된 복수의 제 1 축방향 연장 스핀들(5)이, 구동 척(7)의 내부에 형성되어 있는 복수의 제 1 상보적인 스핀들(6)과 슬라이딩 가능하게 결합 가능하며, 그래서 척으로부터의 회전 구동이 섕크에 전달될 수 있다. 유체 작동식 충격 드릴 공구의 구동 수단에 척(7)을 연결하도록 되어 있는 나사산(8)이 척(7)에 제공되어 있다.

유지 스플라인이라고 하는 복수의 제 2 스플라인(14)이 비트 섕크의 후방 단부(15)에 제공되어 있다. 도 1에 가장 명확하게 나타나 있는 바와 같이, 각각의 유지 스플라인(14)은 복수의 제 1 스플라인(5) 중의 대응하는 것보다 더 넓고, 따라서 각 스플라인(14)의 한 가장자리는 대응하는 스플라인(5)의 가장자리로부터 오프셋된다. 구동 척 상에 있는 복수의 제 1 내부 스플라인(6)의 스플라인들 사이의 간격은 비트 섕크 상에 있는 복수의 제 2 스플라인(14) 중의 하나를 수용하기에 충분히 넓다. 도 1 및 2에 가장 명확하게 나타나 있는 바와 같이, 정렬 스플라인이라고 하는 복수의 제 3 스플라인(13)이, 비트 헤드(3)에 인접하여, 비트 섕크의 전방 단부(18)에 있는 외향 어깨부(17)의 외주 주위에 형성되어 있다.

도 2에 가장 명확하게 나타나 있는 바와 같이, 정렬 스플라인이라고 하는 복수의 제 2 스플라인(12)이 구동 척의 전방 단부(16)에서 그 구동 척의 내부에 형성되어 있다. 드릴링 동안, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 척 상의 정렬 스플라인(12)은 비트 섕크 상의 정렬 스플라인(13)과 결합하도록 배치되어, 척에 대한 비트의 회전을 방지한다. 그리하여 비트(2) 및 척(7)은 도 5에 나타나 있는 제 1 상대 배향으로 유지되며, 이러한 배향에서 각 테일(tail) 스플라인(14)은 척(7)의 내부에 형성된 스플라인(6) 중의 대응하는 스플라인의 후방 단부(20)와 결합하여 비트를 척에 유지시킨다. 따라서 유체 작동식 충격 드릴 공구의 드릴링 작업 중에 비트는 척에 유지된다.

또한 도 1 및 2에 나타나 있는 바와 같이, 축방향 길이에 있어서 작은 틈새를 가지고 척 상의 정렬 스플라인(12)의 길이에 대응하고 비트에 있는 하나 이상의 세트의 정렬 스플라인(13)에 인접하여 위치되는 비트 섕크의 원주 방향 부분(19)에는 스플라인이 없다. 비트가 도 4에 나타나 있는 비트 제거 위치로 척에 대해 축방향으로 이동하면(이 실시예에서는 비트를 해머 안으로 완전히 밀어 넣어야 함), 척상의 정렬 스플라인(12)이 비트 섕크의 무스플라인 부분(19)과 정합되거나 정렬되며, 그래서 비트 섕크 상의 정렬 스플라인(13)으로부터 분리된다. 이로써, 비트는 도 6에 나타나 있는 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전될 수 있다. 이 배향에서, 유지 스플라인(14)은 척의 내부에 형성된 상보적인 스플라인(6)으로부터 오프셋되어, 더 이상 상보적인 스플라인(6)의 후방 단부(20)와 결합하지 않는다. 복수의 제 2 스플라인(14)과, 척 상의 내부 스플라인(6) 사이의 간격은, 비트와 척이 제 2 상대 배향으로 있을 때, 척을 드릴 공구로부터 풀지 않고 비트가 어셈블리 밖으로 슬라이딩될 수 있도록 치수 결정된다. 비트는 척(7)과 비트 헤드(3)의 상호 작용에 의해 후방 방향으로의 축방향 이동에 있어서만 제한되기 때문에, 척이 마모 슬리브와 완전히 결합해 있는 동안 비트는 해머 안으로 완전히 밀려들어 갈 수 있다. 비트를 비트 제거 위치로 이동시키기 위해 마모 슬리브로부터 척을 풀 필요가 없다.

도 1 내지 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 어셈블리는 구동 척의 후방 단부(22)에 배치되는 정렬기 부싱(21)을 더 포함한다. 이 정렬기 부싱은 그의 내부에 형성되어 있는 복수의 스플라인(23)을 포함하고, 비트가 비트 제거 위치에 있을 때 그 스플라인은 비트 섕크 상의 유지 스플라인(14)과 결합하여 정렬기 부싱에 대한 비트의 회전을 방지할 수 있다. 이 실시예에서, 정렬기 부싱의 치수는, 정렬기 부싱의 외면과 유체 작동식 충격 드릴 공구의 마모 슬리브의 내면 사이에 위치 천이 끼워맞춤이 제공되도록 정해진다. 이는 정렬기 부싱의 직경이 마모 슬리브의 내경과 같거나 약간 더 크도록 정렬기 부싱의 치수를 정함으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 8에 나타나 있는 바와 같이 정렬기 부싱의 외면에 있는 원주방향 홈(24)을 통해 적절한 끼워맞춤이 달성될 수 있고, 유압 시일 또는 O-링이 그 홈 안으로 끼워질 수 있다.

비트가 도 4에 나타나 있는 비트 제거 위치에 있을 때, 정렬기 부싱(21)과 유체 작동식 충격 드릴 공구의 마모 슬리브 사이의 끼워맞춤과 관련된 마찰을 극복하기에 충분한 회전력을 가하면 비트가 제 2 상대 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 해머는 지면 안으로 눌러질 수 있으며, 그래서 비트는 비트 제거 위치에 있고 회전이 방지될 수 있으며, 해머는 반시계 방향(즉, 해머의 정상 작동과 반대인 방향)으로 역회전된다. 이러한 방식으로, 드릴 스트링의 토크는 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이의 끼워맞춤과 관련된 마찰력을 극복할 수 있어, 해머의 마모 슬리브와 척이 제 2 상대 배향으로 비트와 정렬기에 대해 회전될 수 있다. 이 배향에서, 마모 슬리브로부터 척을 풀 필요 없이, 비트가 해머 밖으로 미끄러져 나와 전환되거나 서비스를 받을 수 있다. 비트의 직경이 상대적으로 작은 경우에, 대안적으로 파이프 렌치를 사용하여 비트와 정렬기 부싱을 마모 슬리브(및 따라서 척)에 대해 회전시킬 수 있다. 이 실시예에서, 비트는 해머 안으로 완전히 밀려 들어갈 때만 척에 대해 회전될 수 있어 보조 스플라인의 결합이 해제되기 때문에, 작동 중에 비트가 제자리에서 튀어 나올 가능성이 극히 작다.

본 발명의 다른 실시예가 도 9 내지 도 14에 나타나 있다. 이 실시예는 도 1 내지 도 7에 나타나 있는 것과 유사하다. 그러나, 이 실시예에서, 비트 섕크의 전방 단부(18)에 두 세트의 정렬 스플라인(13)이 제공된다. 무스플라인 부분(19)이 두 세트의 정렬 스플라인 사이에 제공된다. 또한, 이 실시예에서, 정렬기 부싱(21)과 충격 드릴 공구의 마모 슬리브(25) 사이의 요구되는 끼워맞춤은 정렬기 부싱의 외면에 있는 원주 방향 홈(24)을 통해 이루어질 수 있으며, 유압 시일 또는 O-링(26)이 그 원주 방향 홈 안으로 끼워진다.

도 10에 나타나 있는 바와 같이, 비트가 해머 안으로 완전히 밀리면, 척에 있는 정렬 스플라인(12)이 비트 섕크에 있는 두 세트의 정렬 스플라인(13) 중의 제 1 세트와 결합한다. 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 비트가 완전히 연장될 때, 척 에 있는 정렬 스플라인(12)은 비트 섕크에 있는 두 세트의 정렬 스플라인(13) 중의 제 2 세트와 결합한다. 따라서, 비트의 이러한 각각의 축방향 위치에서, 비트(2)와 척(7)은 제 1 상대 배향으로 유지되며, 이 배향에서 각각의 테일 스플라인(14)이 척에 비트를 유지하기 위해 척(7)의 내부에 형성된 대응하는 스플라인(6)의 후방 단부(20)와 결합하도록 배치된다.

이 실시예에 대한 비트 제거 위치가 도 12 및 14에 나타나 있다. 이들 도에 나타나 있는 바와 같이, 비트가 이 위치에 있을 때, 척에 있는 정렬 스플라인(12)은 비트 섕크의 무스플라인 부분(19)과 정합되어, 이들은 비트 섕크에 있는 양 세트의 정렬 스플라인(13)으로부터 분리된다. 따라서, 이 실시예에서, 비트 제거 위치는 비트가 완전히 연장된 위치(도 11에 나타나 있음)와 비트가 해머 안으로 완전히 밀려 들어간 위치(도 10 및 13에 나타나 있음) 사이의 중간 위치이다. 작동시에, 이 중간 비트 제거 위치를 결정하기 위해, 비트를 척 밖으로 끌어당기는 동안 그 비트에 약간의 회전 압력을 가할 수 있다. '딸깍' 하는 소리가 들리거나 느껴지면, 스플라인이 분리된 것이고 그래서 비트는 비트 제거 위치에 있다. 비트는 작동 중 이 위치에서 시간을 거의 보내지 않기 때문에, 작동 중에 비트가 제 2 상대 배향 위치로 회전할 가능성은 매우 작다.

비트가 비트 제거 위치에 있으면, 정렬기 부싱(21)과 마모 슬리브(25) 사이의 끼워맞춤과 관련된 마찰력을 극복하기에 충분한 회전력을 가하면, 비트가 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전될 수 있으며, 그 배향에서 유지 스플라인(14)은 척의 내부에 형성된 상보적인 스플라인(6)으로부터 오프셋되어, 더 이상 상보적인 스플라인(6)의 후방 단부(20)와 결합하지 않고, 그래서, 척을 드릴 공구로부터 풀지 않고 비트가 어셈블리 밖으로 미끄러질 수 있다. 이전 실시예에서와 같이 그리고 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 비트를 비트 제거 위치로 이동시키기 위해 마모 슬리브로부터 척을 풀 필요가 없다.

본 발명과 관련하여 본원에서 사용될 때 "포함한다/포함하는"이라는 단어 및 "갖는다/포괄한다"이라는 단어는, 언급된 특징, 정수, 단계 또는 구성 요소의 존재를 특정하기 위해 사용되지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 구성 요소 또는 그의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명료성을 위해 개별적인 실시예와 관련하여 설명된 본 발명의 어떤 특징은 단일 실시예에서 조합적으로 제공될 수도 있음을 이해할 것이다. 반대로, 간결함을 위해 단일 실시예와 관련하여 설명된 본 발명의 다양한 특징은 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 제공될 수도 있다.

Claims (16)

1. 유체 작동식 충격 드릴 공구용 드릴 비트 어셈블리로서,
   축방향 연장 섕크(shank)가 형성되어 있는 헤드 부분을 갖는 충격 비트 -
   섕크 상에 있는 복수의 제 1 축방향 연장 스플라인(spline)이, 구동 척의 내부에 형성되어 있는 복수의 제 1 상보적인 스플라인과 슬라이딩 가능하게 결합 가능하며, 그래서 척으로부터의 회전 구동이 상기 섕크에 전달될 수 있음 -; 및
   상기 유체 작동식 충격 드릴 공구의 구동 수단에 상기 척을 연결하도록 되어 있는 상기 척 상의 결합 수단을 포함하고,
   드릴링 동안에, 비트와 척은 비트가 척에 유지되는 제 1 상대 배향으로 유지되고, 비트는 비트 제거 위치로 척에 대해 축방향으로 이동 가능하며, 비트 제거 위치에서 비트는, 비트가 척으로부터 제거 가능한 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전 가능하며, 척이 상기 구동 수단과 완전히 결합되어 있는 동안에 상기 비트는 상기 비트 제거 위치로 움직일 수 있는, 드릴 비트 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 비트 상의 정렬 수단을 더 포함하고, 이 정렬 수단은, 비트가 척에 유지되는 제 1 상대 배향으로 비트와 척이 유지되도록 척에 대한 비트의 회전을 방지하기 위해 상기 척 상의 상보적인 정렬 수단과 결합 가능하며, 상기 비트 제거 위치에서, 비트가 상기 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전 가능하도록 상기 정렬 수단은 상기 상보적인 결합 수단으로부터 분리되는, 드릴 비트 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 상보적 정렬 수단은 척의 전방 단부에서 그 척의 내부에 형성된 일 세트의 축방향 연장 정렬 스플라인을 포함하고, 상기 정렬 수단은 비트 섕크의 전방 단부에 형성된 하나 이상의 세트의 정렬 스플라인을 포함하고, 그래서 척 상의 정렬 스플라인은 비트와 척을 제 1 상대 배향으로 유지시키기 위해 비트 섕크 상의 상기 세트의 정렬 스플라인 중의 적어도 하나와 결합 가능하고, 비트 제거 위치에서, 척 상의 정렬 스플라인은 비트 섕크 상의 하나 이상의 세트의 정렬 스플라인으로부터 분리되어, 비트가 상기 제 2 상대 배향으로 척에 대해 회전할 수 있는 수 있는, 드릴 비트 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서,
   적어도 축방향 길이에 있어서 상기 척 상의 정렬 스플라인의 길이에 대응하고 상기 비트 상에 있는 하나 이상의 세트의 정렬 스플라인에 인접하여 위치되는 비트 섕크의 원주 방향 부분에는 스플라인이 없으며, 상기 비트 제거 위치에서, 척상의 정렬 스플라인은 척에 대한 비트의 회전을 허용하기 위해 비트 섕크의 무스플라인 부분과 정합되는, 드릴 비트 어셈블리.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 비트 섕크의 후방 단부에 있는 적어도 하나의 유지 스플라인을 더 포함하고, 비트와 척이 제 1 상대 배향으로 있을 때, 각 유지 스플라인은 비트를 척에 유지시키기 위해 척의 내부에 형성된 상보적인 스플라인 중의 대응하는 스플라인의 후방 단부와 결합하도록 배치되는, 드릴 비트 어셈블리.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 비트와 척이 제 2 상대 배향으로 있을 때, 적어도 하나의 유지 스플라인은 비트가 척으로부터 제거될 수 있도록 척의 내부에 형성된 상보적인 스플라인으로부터 오프셋되어 있는, 드릴 비트 어셈블리.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 유지 스플라인의 적어도 하나의 가장자리가, 상기 비트 섕크 상의 복수의 제 1 스플라인 중의 대응하는 스플라인의 대응하는 가장자리부터 반경 방향으로 오프셋되어 있는, 드릴 비트 어셈블리.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동 척의 후방 단부에 배치되는 정렬기 부싱을 더 포함하고, 이에 의해 정렬기 부싱은, 비트가 비트 제거 위치에 있을 때 정렬기 부싱에 대한 비트의 회전을 방지하기 위해 적어도 하나의 유지 스플라인과 결합하도록 되어 있는, 드릴 비트 어셈블리.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 정렬기 부싱은 이의 내부에 형성된 적어도 하나의 스플라인을 포함하고, 이 스플라인은, 비트가 비트 제거 위치에 있을 때 정렬기 부싱에 대한 비트의 회전을 방지하기 위해 비트 섕크 상의 적어도 하나의 유지 스플라인과 결합 가능한, 드릴 비트 어셈블리.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 정렬기 부싱의 치수는, 정렬기 부싱의 외면과 유체 작동식 충격 드릴 공구의 마모 슬리브의 내면 사이의 끼워맞춤과 관련된 마찰력이 해머의 정상 작동 동안에 마모 슬리브에 대한 정렬기 부싱의 회전을 방지하도록 정해지는, 드릴 비트 어셈블리.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 비트는, 유체 작동식 충격 드릴 공구의 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이의 끼워맞춤과 관련된 마찰력을 극복하기에 충분한 회전력이 가해질 때 제 2 상대 방향으로 회전 가능한, 드릴 비트 어셈블리.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이의 끼워맞춤은 천이 끼워맞춤인, 드릴 비트 어셈블리.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정렬기 부싱과 마모 슬리브 사이의 끼워맞춤은 위치 천이 끼워맞춤인, 드릴 비트 어셈블리.
14. 하향 해머로서, 외부 원통형 외측 마모 슬리브, 및 외측 마모 슬리브의 전방 단부에 위치된 드릴 비트 어셈블리의 충격 비트를 타격하기 위해 외측 마모 슬리브의 내에서 왕복 운동을 하도록 장착되는 슬라이딩 피스톤을 포함하고, 상기 드릴 비트 어셈블리는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 어셈블리인, 하향 해머.
15. 실질적으로 첨부 도면의 도 1 내지 도 7, 도 8 또는 도 9 내지 도 12를 참조하여 여기서 앞에서 설명된 바와 같은 그리고/또는 그 도에 도시되어 있는 바와 같은 드릴 비트 어셈블리.
16. 실질적으로 첨부 도면의 도 13 및 14를 참조하여 여기서 앞에서 설명된 바와 같은 그리고/또는 그 도에 도시되어 있는 바와 같은 하향 해머.

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