KR0123971Y1

KR0123971Y1 - 굴착용 해머의 드라이브 써브와 케이스를 결합하는 나사산 구조

Info

Publication number: KR0123971Y1
Application number: KR2019950002427U
Authority: KR
Inventors: 임병덕
Original assignee: 임병덕
Priority date: 1995-02-15
Filing date: 1995-02-15
Publication date: 1999-03-30
Also published as: KR960029221U

Abstract

본고안은 건설현장이나 지하자원 개발공사 현장에서 건설용 빔 설치구멍을 굴착하거나, 혹은 시추 구멍을 굴착하는 굴착용 해머(Downhole drill)의 구조를 개량하므로써, 보다 경제적이고 효율적인 제품을 공급하기 위해 안출된 굴착용 해머(Downhole drill)의 드라이브 써브(Driver sub)와 케이스(Case)를 결합하는 나사산(Nut Bolt) 구조에 관한한 것이다.

한편, 상기에서 굴착기 해머(Downhole drill)라 함은, 상기에서 언급된바와같이 일반적인 건설현장에서 빔을 매설하는 빔 구멍을 뚫거나, 혹은 지하수 내지 유전개발 탐사에서 시추 구멍을 뚫는 기계를 말하는 것이다.

즉, 상기의 굴착기 해머는, 상단부에 가진 톱써어브(1)에 별도의 롯드가 연결되어 동력 발생기로부터 발생된 공압이 케이스(13)내부 하방향으로 통과하게 되며, 내부를 통과한 공압은 비트(13)를 통하여 외부로 배출되면서 부스러 놓은 흙이나 돌가루 등을 공 밖으로 배출시키게 되므로 점차적으로 지면을 뚫고 들어가게 된다.

아울러, 상기와 같은 굴착기 해머는 아주 강한 진동과 충격이 계속 이어지게 되고 이러한 진동과 충격으로 비트(15)가 파손되거나 혹은 케이스(12)가 파손되므로 파손된 부분을 교체해야 하는 작업이 불가피하게 된다.

그러나, 종래의 나사산은 통상 삼각현 모양이나 사각형 모양으로 형성되어 있으므로, 진동과 충격이 가해질 때 나사산의 마모율과 파손율이 높은 반면에, 나사산이 파손되거나 마모됨에 따라 분해결합 하는데 많은 어려움이 따르게 되고, 나사산이 파손되거나 마모되면 다른부분에 이상이 없음에도 불구하고 사용할 수 없게 되어 새 부품으로 교체해야 하므로 이로 인한 많은 손실이 초래된다.

그래서, 본고안은 이를 해소하여 반영구적으로 사용할 수 있는 제품을 제공하고져 나사산의 구조를 개량하게 된 것으로서, 본고안은 첨부도면 제2도 내지 제4도에 예시된 바와같이, 비트(15)를 결합하는 케이스(12)하단에 내주연과 드라이브써브(13)의 외주연 나사산을, 종래 삼각형 내지 사각형에서 도면 제3도에 예한바와 같이 편심 경사형으로 개량하는 것으로서, 상술한바와 같은 본고안은 파손이나 마모에 의한 손실을 최소화 할 수 있는 반면에 파손이나 마모시 손쉽게 분해 결합할 수 있게 되므로 작업이 편리하고 작업능률을 향상시킬 수 있게 되는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Description

굴착용 해머의 드라이브 써브와 케이스를 결합하는 나사산 구조

제1도 내지 제4도는 본고안의 실시상태를 예시하는 것으로서,

제1도는 굴착용 해머의 구성을 설명하는 분해사시도.

제2도는 본고안의 실시상태를 설명하는 단면도.

제3도는 본고안의 나사산의 실시 상태 예시도.

제4도는 본고안의 구조를 상세하게 설명하는 상기 제2도중 A부의 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 톱 써브(TOP SUB) 2 : 스프링(SPRING)

3, 10 : 메이크업 링(MAKE-UP RING) 4 : 첵크밸브(CHECK VALVE)

5 : 첵크밸브 스프링(CHECK VALVE SPRING)

6 : 리지드 밸브(RIGID VALVE)

7 : 인터널 실린더(INTERNAL CYLINDER)

8 : 피스톤 레트 링(PISTON RET. RING) 9 : 피스톤(PISTON)

11 : 비트 레트 링(BIT RET. RING) 12 : 케이스(CASE)

13 : 드라이브 써브(DRIVER SUB) 13a : 상면

13b : 저면 13c : 원주연면

13d : 나사선골 13e : 나사선모서리

14 : 훗 밸브(FOOT VALVE 15 : 비트(BIT)

본고안은 건설현장 이나 지하자원 개발공사 현장에서 건설용 빔 설치구멍을 굴착하거나, 혹은 시추 구멍을 굴착하는 굴착용 해머(Downhole drill)의 구조를 개량하므로써, 보다 경제적이고 효율적인 제품을 공급하기 위해 안출된 굴착용 해머(Downhole drill)의 드라이브 써브(Driver sub)와 케이스(Case)를 결합하는 나사산(Nut Bolt) 구조에 관한한 것이다.

한편, 상기에서 굴착기 해머(Downhole drill)라 함은, 상기에서 언급된 바와같이 일반적인 건설현장에서 빔을 매설하는 빔 구멍을 뚫거나, 혹은 지하수 내지 유전개발 탐사에서 시추 구멍을 뚫는 기계를 말하는 것이다.

아울러, 상기의 굴착기 해머는, 통상적으로 엔진 동력기에서 공압을 발생시키고, 발생된 공압은 롯드(시추구멍의 깊이에 따라 계속 연결되는 연결관)에 의해 굴착기 해머로 공급되어 타력을 발생시켜 주게되므로 지면을 뚫으면서 들어가게 된다.

이와같은 굴착기 해머의 구조는 그 규격에 따라 다소의 차이는 있지만, 본고안에서 설명하는 굴착기 해머의 경우는 첨부도면 제1도에 예시된 바와 같이, 위로부터 별도의 롯드(도시없음)와 연결하는 톱 써어브(top sub)(1)와 스프링(spring)(2)이 구비되어 메이크업 링(make-up)(3)(10)과 첵크밸브(check valve)(4), 첵크밸브스프링(check valve spring)(5)이 구비되며, 또 리지드 밸브(rigid valve)(6)를 비롯한 인 터널 실린더(internal cylinder)(7)와 피스톤 레트 링(piston ret. ring)(8)이 구비되고 피스톤(piston)(9)을 비롯한 비트 레트링(bit ret. ring)(11)과 케이스(case)(10) 그리고 드라이브 써브(driver sub)(11)를 비롯한 훗밸브(foot valve)(12)와 비트(bit)(13)가 구비되는 한편 순차적으로 결합되어 유입되는 공압의해 유기적인 작용이 실시 되면서 압축 폭발 작용을 하게되어 피스톤(9)이 비트(15)를 타격하게 된다.

즉, 상기 구성된 굴착기 해머는, 상단부에 가진 톱써어브(1)에 별도의 롯드가 연결되어 동력 발생기로부터 발생된 공압이 케이스(13)내부 하방향으로 통과하게 되며, 내부를 통과한 공압은 비트(13)를 통하여 외부로 배출되면서 부스러 놓은 흙이나 돌가루 등을 공 밖으로 배출시키게 되므로 점차적으로 지면을 뚫고 들어가게 된다.

다시말해서, 롯드를 통하여 톱 써어브(1)내부로 유입된 공압이 첵크밸브(4)를 밀치면서 리지드 밸브(6)로 유입되고 리지드밸브(6)로 유입된 공압은 피스톤(9)을 하강시키게 되므로 그 피스톤(9)이 비트(15)상단을 타격하게 된다.

이와동시에 내부에는 압축력이 발생되면서 하강했던 피스톤(9)이 다시 상승하게 되고 피스톤(9)이 상승하는 과정에서 내부에 팽창되있던 공압이비트(15)저면으로 배출되면서 흙과 돌부스러기들을 공밖으로 뿜어내게 되는 것이다.

이와같은 작용은 계속해서 연속적으로 실시되면서 피스톤(9)이 마치 해머질을 하듯이 비트(15)를 타격하게 되고, 타격되는 비트(15)는 계속해서 그 지면의 흙과 돌을 부스러 트림과 동시에 배출되는 공압으로 부스러진 흙과 돌가루를 공밖으로 뿜어내게 되므로 점차적으로 땅속을 파고 들어가게 되고 따라서 소정의 시추공을 뚫을 수 있게 되는 것이다.

아울러, 상술한 바와 같은 굴착용 해머는 아주 강한 진동과 충격이 계속 이어지게 되고 이러한 진동과 충격으로 비트(15)가 파손되거나 혹은 케이스(12)가 파손되므로 파손된 부분을 교체해야 하는 작업이 불가피하게 된다.

그러므로, 굴착기 해머의 케이스(12)와 비트(15)는 파손된 부분을 그때 그때 교체할 수있고 분해와 조립이 용이 하도록 중간 연결체인 드라이브써브(13)를 형성하여 케이스(12)와 비트(15)사이에 결합하게 되는데, 이때 드라이브써브(13)와 케이스(12)는 그 내, 외주연에 나사산이 형성되어 분해 결합할 수 있게 구성되어 있다.

그러나, 나사산은 한정된 유효지름 이내에 형성해야 하므로 그 피치나 나사산의 각도를 설정함에 있어 많은 어려움이 따르게 된다.

따라서, 종래 해머 케이스(12)과 드라이브써브(13)에 형성된 나사산은 한정된 유효지름 이내에 형성해야 하는 어려움과 가공상의 어려움으로 통상 삼각형 내지는 사각형 나사산을 형성하는 것이 통례로 되어 있었다.

그러나, 삼각형 내지 사각형 나사산은, 가공상의 단조로움으로 가공하기가 편할지는 몰라도 많은 진동과 충격이 계속적으로 발생되는 굴착기 해머에 적용하기에는 많은 문제들이 발생됨을 알 수 있다.

즉, 굴착기 해머의 케이스(12)와 드라이브써브(13)의 경우 일단 결합을 할 때에는 견고하게 체결되어야 하는 동시에 많은 진동과 충격이 가해 지더라도 나자산의 마모가 없어야 하며, 만일 사용중에 파손부가 발생되었을 때에는 용이하고 신속하게 분해 해서 교체할 수 있어야 하는 것이 불문이다.

그러나, 종래의 제품에 형성된 나사산의 구조는 통상 삼각형 내지는 사각형 나사산으로 형성하기 때문에, 피치(나사산의 간격)를 넓게 형성할 수 없다.

피치를 넓게 형성할 수 없다 함은 결국 많은 나사산을 형성해야 한다는 설명이 되는 것으로서, 나사산이 많게 되면 침(나사산의 두께)의 두께를 두껍게 형성할 수 없게 된다.

이와 같이 많은 나사산을 형성하게 되면,

첫째 : 진동과 충격이 가해질 때 마오율이나 파손율이 높아지게 되며,

둘째 : 나사산이 파손되거나 마모되면 분해결합 하는데 많은 어려움이 따르게 되고,

셋째, 나사산이 파손되거나 마모되면 다른부분에 이상이 없음에도 불구하고 사용할 수 없게 되어 새 부품으로 교체해야 하므로 이로인한 많은 손실이 초래된다.

넷째 : 최소한의 파손을 보장하기 위해 유효지름(나사산의 점유율)을 많이 요구하게 되므로 원자재가 그 많큼 더 소요되고 그로인해 원가 상승의 문제를 야기 시키게 된다.

아울러, 종래 제품은 상기한 바와 같은 문제들이 모두 내포되어 사용중에 많은 불편들을 제공했었던 것으로서, 본고안은 이를 해소하여 반영구적으로 사용할 수 있는 제품을 제공하고져 나사산의 구조를 개량하게 된 것이다.

본 고안은 첨부도면 제2도 내지 제4도에 예시된 바와같이, 비트(15)를 결합하는 케이스(12)하단의 내주연과 드라이브써브(13)의 외주연 나사산을, 종래삼각형 내지 사각형에서 도면 제3도에 예한바와 같이 편심 경사형으로 개량 한다.

즉, 숫나사가 되는 드라이브써브(13) 나사산의 피치(나사산의 간격)는 약 9.90미리 내외로 형성하고, 그 나사산의 상면(13a)을 경사각도 약 15도 내,외로 형성하며, 나사산의 저면(13b)의 경사각도 약 60도가 유지되도록 형성하여, 상면(13a)가 저면(13b)의 각도와 길이가 상이하게 형성한다.

또한, 나사산의 원주연면(13C)은 넓이 약 1.50미리 내, 외로 형성하는 한편, 상면(13a)과 저면(13b)이 교차되는 나사선골(13d)은 라운드 R 약 0.9미리 내, 외로 형성하고, 저면(13b)과원주연면(13c)이 교차되는 나사선모서리(13e)는 라운드 R 약 0.5미리 내,외로 형성하여, 나사산의 깊이는 약 1.80미리 내, 외로 형성하고, 상기 형성한 숫나사산이 체결되는 암나사는 케이스(12)하단 내주연에 반대형으로 형성한다.

한편, 상기 형성하는 나사산의 각도는 변동 없으나, 그 나사산의 피치와 깊이 그리고 원주 연면(13c)의 규격은 굴착기 해머의 규격에 따라서 적정하게 변동될 수 있다.

즉, 굴착기 해머는 통상적으로 4인치 에서부터 6인치, 8인치, 10인치, 12인치, 14인등 여러 가지 규격이 있으므로 그 규격에 적합한 크기로 구성할 수 있게 되는 것으로서, 상술한 바와 같은 본고안은 나사산을 형성하는 유효거리에서 최대한 넓은 피치로 나사를 형성할 수 있는 반면에, 압력이 가해지는 저면에서 상면으로 많은 힘을 받을 수 있도록 나사산을 경사지게 구성 하였으므로 굴착시 많은 진동이나 충격이 가해 지더라도 나사산의 파손이나 마모가 예방되고 특히, 많은 진동이나 충격에 의해 자연발생되는 나사산의 고착현상이 발생되지 않게된다.

따라서, 상술한 바와 같은 본고안은 파손이나 마모에 의한 손실을 최소화 할 수 있는 반면에 파손이나 마소시 손쉽게 분해 결합할 수 있게되므로 작업이 편리하고 작업능률을 향상시킬 수 있게되는 것으로서, 공기를 단축하고 이에 따른 공사비용을 절감할 수 있게 되는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims

케이스(case)(12)와 비트(bit)(15)가 드라이브써브(driver)(13)로 결합될 수 있도록 삼각형 내지는 사각형 나사산을 가진 통상의 굴착기 해머(downhole drill)에 있어서, 숫나사산에 해당하는 나사산을 상기 드라이브써브(13)외주연에 형성하되, 상기 나사산의 피치와 깊이는 칫수에 관계 없이, 나사산의 상면(13a)경사각도가 약 15도 내, 외로 형성하여 그 저면(13b)각도를 약 60도 내, 외로 형성하고, 상기 형성한 숫나사산의 각도와 반대되는 암나사산을, 상기의 상면(13a)각도와 저면(13b)각도에 반대 되게 케이스(12)하단 내주연면에 형성하여 체결할 수 있게 함을 특징으로 하는 굴착용 해머(downhole drill)의 드라이브써브와 케이스(case)를 결합하는 나사산의 구조.