KR101925731B1

KR101925731B1 - 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조

Info

Publication number: KR101925731B1
Application number: KR1020170177174A
Authority: KR
Inventors: 박노환
Original assignee: 박노환
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-12-05

Abstract

본 발명은 스핀들과 코어 비트 사이의 체결부위에 대한 접촉상태를 면접촉에서 점접촉으로 변경하여 체결부위의 접촉면적을 최소화함으로써 스핀들과 코어 비트 사이의 조임 응력을 줄이고, 이를 통해 스핀들로부터 코어 비트의 해체 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조를 개시한다.
전술한 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조는 외부로부터 제공되는 구동력에 의해 회전하는 스핀들(10), 상기 스핀들(10)의 장착부(12)와 나사 결합되는 보스부(22)를 갖춘 코어 비트(20), 및 상기 장착부(12)의 단차진 부위(12a)와 상기 보스부(22)의 자유단부(22a) 사이의 접촉부위에 설치되는 구형 매개체(30)를 포함하여 구성된다.

Description

코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조{MOUNTING STRUCTURE OF CORE BIT FOR CORE DRILL}

본 발명은 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들과 코어 비트 사이의 체결부위에 대한 접촉면적을 최소화하여 조임 응력을 줄여 줌으로써 스핀들로부터 코어 비트의 해체를 용이하게 구현할 수 있는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 관한 것이다.

일반적으로 코어 드릴(CORE DRILL)은 천공 작업을 수행하기 위한 기계 공구에 해당하는 것으로, 각종 건설 현장에서 암반이나 콘크리트 구조물과 같이 소정 강도 이상의 단단한 재질의 작업 대상물에 구멍을 뚫기 위해 사용되는 것이다.

이와 같은 코어 드릴은 외부로부터 제공되는 구동력에 의해 고속으로 회전하는 스핀들과, 스핀들에 장착되고 선단부에 원통 모양의 드릴 날이 구비되는 코어 비트를 포함하여 구성된다.

이 경우, 코어 드릴의 스핀들과 코어 비트 사이의 결합은 공개특허 제10-2016-0149582호의 코어 드릴용 확장 코어비트에 개시된 바와 같이, 코어 드릴(100)의 구동축(110)과 코어 비트(1)의 체결나사부(3) 사이에서 이루어지는 나사 체결에 의해 이루어진다.

그런데 종래 코어 드릴(100)의 구동축(110)과 코어 비트(1)의 체결나사부(3) 사이의 나사 결합은 접촉부위가 면접촉으로 이루어짐에 따라, 장시간에 걸쳐 사용할 경우 구동축(110)과 체결나사부(3) 사이의 조임 응력이 커지게 되고, 이로 인해 코어 비트(1)를 교환할 때 코어 드릴(100)의 구동축(110)으로부터 코어 비트(1)의 체결나사부(3)를 해체하는 데 많은 어려움이 있게 된다.

공개특허 제10-2016-0149582호의 코어 드릴용 확장 코어비트

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 코어 드릴에 있어 스핀들과 코어 비트 사이의 체결부위에 대한 접촉상태를 면접촉에서 점접촉의 방식으로 변경하여 체결부위의 접촉면적을 최소화함으로써 스핀들과 코어 비트 사이의 조임 응력을 줄이고, 이를 통해 스핀들로부터 코어 비트의 해체 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있게 하는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조를 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 외부로부터 제공되는 구동력에 의해 회전하는 스핀들, 상기 스핀들의 장착부와 나사 결합되는 보스부를 갖춘 코어 비트, 및 상기 장착부의 단차진 부위와 상기 보스부의 자유단부 사이의 접촉부위에 설치되는 구형 매개체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 스핀들의 장착부는 상기 구형 매개체를 향한 단차진 부위에 상기 구형 매개체와의 점접촉을 위해 오목한 형태의 수용 공간부를 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 구형 매개체는 상기 장착부의 단차진 부위와 상기 보스부의 자유단부 사이의 접촉부위의 전 둘레를 따라 긴밀하게 배치되는 다수의 금속재 볼로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 장착부의 단차진 부위와 상기 보스부의 자유단부 사이의 접촉부위에 설치되어 상기 구형 매개체를 지지하는 중공 구조물을 더 포함한다.

본 발명에 있어, 상기 중공 구조물은 상기 구형 매개체와의 점접촉을 위한 오목한 형태의 수용 공간부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 스핀들의 장착부에 설치되어 상기 중공 구조물에 대한 축방향 위치를 규제하는 링 구조물을 더 포함하고, 상기 스핀들의 장착부는 상기 링 구조물의 설치를 위해 전 둘레부위에 걸쳐 오목한 형태의 요홈부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조는 스핀들과 코어 비트 사이의 체결부위에서 이루어지는 접촉상태를 기존의 면접촉 방식에서 다수의 금속재 볼로 이루어진 구형 매개체를 이용하여 구름 접촉에 의한 점접촉의 방식으로 변경함으로써 체결부위의 접촉면적을 최소화할 수 있고, 이를 통해 스핀들과 코어 비트 사이의 조임 응력을 줄일 수 있으므로 스핀들로부터 코어 비트의 해체 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있게 된다.

이 경우, 본 발명은 스핀들의 장착부위에 대한 구형 매개체의 지지를 칼라 형상의 중공 구조물로 구현함과 동시에 스핀들의 장착부위에 대한 중공 구조물의 고정을 스냅링과 유사한 형태로 이루어진 탄성 소재의 링 구조물로 구현할 수 있으므로, 스핀들과 코어 비트 사이의 체결부위에서 구형 매개체를 보다 안정적으로 지지할 수 있게 되고, 이를 통해 스핀들과 코어 비트사이의 체결부위에 대한 안정적인 내구 성능을 보장할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 스핀들의 장착부에 있어 구형 매개체와의 접촉부위를 오목한 형태의 수용 공간부로 형성하고 칼라 형상의 중공 구조물에 있어 구형 매개체와의 접촉부위를 오목한 형태의 수용 공간부로 형성함으로써, 스핀들의 장착부와 칼라 형상의 중공 구조물 사이에서 구형 매개체에 대한 지지와 접촉 상태를 보다 안정적으로 구현할 수 있으므로, 내구시에도 스핀들로부터 코어 비트의 해체 작업을 더욱 원활하게 달성할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 대한 분해 상태를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 대한 종단면도이다.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 대한 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 대한 분해 상태를 다른 방향에서 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조에 대한 종단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조로 하면, 본 발명에 따른 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조는 외부 동력에 의해 회전하는 스핀들(10), 상기 스핀들(10)에 결합되어 일체로 회전하여 작업 대상물을 천공하는 코어 비트(20), 및 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 결합부위에 적용되는 것으로, 결합부위 중에서 나사 체결부위가 아닌 접촉부위에 대해 구형 매개체(30)를 설치하여 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 접촉부위에서 상기 구형 매개체(30)를 지지하도록 설치되는 칼라 형상의 중공 구조물(40)을 더 포함하여 구성된다.

도 2와 도 3을 참조로 하면, 상기 스핀들(10)은 모터에 의한 전기적 구동이나 또는 압축 공기에 의한 가압으로 인해 수반되는 외부의 동력에 의해 고속으로 회전하는 축 부재로서, 상기 코어 비트(20)와 결합되는 일단부에 단차진 형태로서 축방향으로 길게 연장되면서 단면적이 축소되는 중공축 형상의 장착부(12)를 일체로 구비한다. 이 경우, 상기 스핀들(10)은 내부에 윤활 및 냉각용 오일의 공급을 위한 통로를 형성한다.

상기 장착부(12)는 상기 코어 비트(20)와의 나사 결합을 위해 외주면에 소정 길이의 수나사부(14)를 형성한다. 또한, 상기 장착부(12)는 상기 구형 매개체(30)와 직접적으로 접촉하는 단차진 부위(12a)에 오목한 형태의 수용 공간부를 구비하는 바, 상기 단차진 부위(12a)는 상기 구형 매개체(30)와의 직접적인 점접촉이 이루어지는 부위에 해당한다. 즉, 상기 단차진 부위(12a)는 상기 구형 매개체(30)와의 점접촉을 통해 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 나사 결합시 발생되는 접촉면적을 기존의 면접촉에서 점접촉으로 최소화함으로써 체결시 수반되는 조임 응력을 줄여주는 역할을 수행하는 것이다.

도 2와 도 3을 참조로 하면, 상기 코어 비트(20)는 작업 대상물에 대해 천공 작업을 수행하는 절삭용 공구에 해당하는 것으로 상기 스핀들(10)의 장착부(12)와 나사 결합되는 중공축 부재로 이루어진다. 또한, 상기 코어 비트(20)는 상기 스핀들(10)을 향한 일단부에 상기 스핀들(10)의 장착부(12)와의 접촉부위를 향해 축방향으로 길게 돌출되어 연장되는 보스부(22)를 구비한다.

상기 보스부(22)는 상기 스핀들(10)의 수나사부(14)와의 나사 결합을 위해 내주면에 소정 길이의 암나사부(24)를 형성한다. 또한, 상기 보스부(22)의 자유단부(22a)는 상기 구형 매개체(30)와 상기 중공 구조물(40)을 사이에 두고 상기 장착부(12)의 단차진 부위(12a)와 서로 마주보도록 구성된다. 즉, 상기 스핀들(10)의 장착부(12)의 단차진 부위(12a)와 상기 코어 비트(20)의 보스부(22)의 자유단부(22a)는 상기 구형 매개체(30)와 상기 중공 구조물(40)을 사이에 두고 상호 대향하는 위치로 배치되도록 구성된다.

도 2와 도 3을 참조로 하면, 상기 구형 매개체(30)는 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 접촉부위에 설치되어 접촉면적을 기존의 면접촉에서 점접촉의 형태로 변화시켜 최소화하는 것으로, 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 접촉부위의 전 둘레를 따라 배치되는 다수의 금속재 볼로 이루어진다. 이 경우, 상기 구형 매개체(30)는 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 접촉부위의 전 둘레부위에 걸쳐 상호 긴밀하게 배치되는 것이 바람직할 것이다.

더욱 상세하게는 상기 구형 매개체(30)는 상기 스핀들(10)의 장착부(12)에 위치한 단차진 부위(12a)와 상기 중공 구조물(40)의 일측면 사이에 위치한 접촉부위의 전 둘레에 걸쳐 상호 긴밀하게 배치되는 다수의 금속재 볼로 구성된다. 즉, 상기 구형 매개체(30)는 상기 단차진 부위(12a)와 상기 중공 구조물(40) 사이에서 이들과의 점접촉을 통해 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 나사 결합시 발생되는 접촉면적을 기존의 면접촉에서 점접촉으로 최소화함으로써 체결시 수반되는 조임 응력을 줄여주는 역할을 수행하게 된다.

도 2와 도 3을 참조로 하면, 상기 중공 구조물(40)은 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 접촉부위에 설치되어 상기 구형 매개체(30)를 안정적으로 지지하기 위한 것으로, 상기 구형 매개체(30)를 향한 일측면에 상기 구형 매개체(30)와의 직접적인 점접촉을 위해 오목한 형태의 수용 공간부를 구비한다. 즉, 상기 중공 구조물(40)은 상기 코어 비트(20)의 보스부(22)의 자유단부(22a)로부터 축방향 외력을 전달받아 상기 구형 매개체(30)가 상기 스핀들(10)의 장착부(12)의 단차진 부위(12a)에 대해 긴밀하게 접촉할 수 있게 해 준다. 이 결과, 상기 중공 구조물(40)은 상기 구형 매개체(30)와의 점접촉을 통해 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 나사 결합시 발생되는 접촉면적을 기존의 면접촉에서 점접촉으로 최소화함으로써 체결시 수반되는 조임 응력을 줄여주는 역할을 수행하게 된다.

또한, 본 발명은 상기 스핀들(10)의 장착부(12)에 대해 상기 중공 구조물(40)에 대한 축방향 위치를 규제하기 위한 탄성 소재의 링 구조물(50)을 더 포함하여 구성된다. 이 경우, 상기 링 구조물(50)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 스냅링과 같은 체결부재로서 상기 중공 구조물(40)의 축방향 위치를 일정한 부위로 제한하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 링 구조물(50)은 상기 장착부(12)의 단차진 부위(12a)와 상기 보스부(22)의 자유단부(22a) 사이에서 상기 구형 매개체(30)가 각각 이들에 대해 직접적이면서 원활하게 점접촉될 수 있게 해 준다.

이를 위해, 상기 스핀들(10)의 장착부(12)에는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 링 구조물(50)의 안정적인 설치를 위해 전 둘레부위에 걸쳐 오목한 형태의 요홈부(12b)가 별도로 구비된다.

따라서 상기와 같이 구성된 본 발명의 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조는 상기 스핀들(10)의 장착부(12)와 상기 코어 비트(20)의 보스부(22) 사이의 체결부위에서 이루어지는 접촉상태를 기존의 면접촉 방식에서 다수의 금속재 볼로 이루어진 상기 구형 매개체(30)를 이용하여 구름 접촉에 의한 점접촉의 방식으로 변경할 수 있으므로 체결부위에서 수반되는 접촉면적을 최소화할 수 있고, 이를 통해 사기 스핀들(10)의 장착부(12)와 상기 코어 비트(20)의 보스부(22) 사이에서 체결시 발생되는 조임 응력을 줄일 수 있으므로 상기 스핀들(10)로부터 상기 코어 비트(20)의 해체시 작업이 보다 용이하게 수행될 수 있도록 해 준다.

특히, 본 발명은 상기 스핀들(10)의 장착부(12)의 단차진 부위(12a)에 대한 상기 구형 매개체(30)의 지지를 칼라 형상의 상기 중공 구조물(40)로 구현하면서 상기 스핀들(10)의 장착부(12)에 대한 상기 중공 구조물(40)의 고정을 스냅링과 유사한 탄성 소재의 상기 링 구조물(50)로 구현할 수 있으므로, 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 체결부위에서 상기 구형 매개체(30)를 보다 안정적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 통해 상기 스핀들(10)과 상기 코어 비트(20) 사이의 체결부위에 대한 안정적인 내구 성능을 보장할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 스핀들(10)의 장착부(12)에 있어 상기 구형 매개체(30)와의 접촉부위에 해당하는 상기 단차진 부위(12a)에 오목한 형태의 수용 공간부로 형성하고 상기 칼라 형상의 중공 구조물(40)에 있어 상기 구형 매개체(30)와의 접촉부위를 오목한 형태의 수용 공간부로 형성함으로써, 상기 스핀들(10)의 장착부(12)의 단차진 부위(12a)와 상기 칼라 형상의 중공 구조물(40) 사이에서 상기 구형 매개체(30)에 대한 지지와 접촉 상태를 보다 안정적으로 구현할 수 있게 되고, 이를 통해 내구시에도 상기 스핀들(10)로부터 상기 코어 비트(20)의 해체 작업은 더욱 원활하게 수행될 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10-스핀들 12-장착부
12a-단차진 부위 12b-요홈부
14-수나사부
20-코어 비트 22-보스부
22a-자유단부 24-암나사부
30-구형 매개체 40-중공 구조물
50-링 구조물

Claims

외부로부터 제공되는 구동력에 의해 회전하는 스핀들;
상기 스핀들의 장착부와 나사 결합되는 보스부를 갖춘 코어 비트;
상기 장착부의 단차진 부위와 상기 보스부의 자유단부 사이의 접촉부위에 설치되는 구형 매개체;
상기 장착부의 단차진 부위와 상기 보스부의 자유단부 사이에서 상기 구형 매개체를 지지하도록 설치되는 중공 구조물; 및
상기 스핀들의 장착부에 설치되어 상기 중공 구조물에 대한 축방향 위치를 규제하는 링 구조물을 포함하는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들의 장착부는 상기 구형 매개체를 향한 단차진 부위에 상기 구형 매개체와의 점접촉을 위해 오목한 형태의 수용 공간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조.
청구항 2에 있어서,
상기 구형 매개체는 상기 장착부의 단차진 부위와 상기 보스부의 자유단부 사이의 접촉부위의 전 둘레를 따라 긴밀하게 배치되는 다수의 금속재 볼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 중공 구조물은 상기 구형 매개체와의 점접촉을 위한 오목한 형태의 수용 공간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들의 장착부는 상기 링 구조물의 설치를 위해 전 둘레부위에 걸쳐 오목한 형태의 요홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 코어 드릴용 코어 비트의 장착 구조.