KR100286125B1 - 암반굴착용 비트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널공사나 건축물기초공사시 지반을 뚫는 굴착기의 끝부분에 설치되어 굴착공사 진행중 나타나는 암반을 파쇄하여 굴착하는 암반굴착용 비트에 관한 것으로, 암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서, 작업중 외부로부터 물을공급하는 급수공과 외부로부터 급수된 물과 혼합된 암반파쇄분을 흡출하는 흡출공을 형성하는 드럼의 저부에 다수의 파쇄롤러를 설치하되, 드럼의 하단 중앙에는 세개의 파쇄롤러가 서로 비켜 꼬임으로서 중복되게 설치하여 중심부의 암반을 세 개의 파쇄롤러가 중복하여 파쇄하도록 구성하여, 굴착면이 고르게 파쇄되고 굴착면 중심부에 미처 파쇄되지 않는 부위가 발생될 우려가 없기 때문에 굴착작업시 기계에 무리한 부하가 걸리거나 축받이가 파손되는 사고가 발생될우려가 없는것은 물론, 사용수명을 연장하여 실사용자에게 편리함을 주며 작업능률을 극대화 하도록 한 것이다.

Description

암반굴착용 비트

본 발명은 터널공사나 건축물기초공사시 지반을 뚫는 굴착기의 끝부분에 설치되어 굴착공사 진행중 나타나는 암반을 파쇄하여 굴착하는 암반굴착용 비트에 관한 것으로, 특히 드럼의 하단 중앙에는 세개의 파쇄롤러가 서로 비켜 꼬여서 중복되게 설치하여 중심부의 암반을 세 개의 파쇄롤러가 중복하여 파쇄하도록 구성한 것이다.

토목공사나 건축공사를 함에 있어서는 기초공사로 굴착작업을 하여 빔을 박거나 기타 보강재를 설치하는 것이 거의 일반적인 시공방법인바, 이때 사용되는 암반 굴착기는 외부동력과 연결되어 회동하며 굴착깊이에 따라 길게 연결하여 사용하도록된 중공축의 끝단에 원주방향으로 초경팁이나 다이야몬드를 박은 다수의 파쇄롤러를 설치한 드럼으로 형성된 비트를 설치하여 작업중 나타나는 암반을 파쇄하며 굴착작업을 수행하도록 구성한다.

즉, 상기 암반굴착기의 중공축을 외부동력으로 회동시키면 중공축의 끝단에 착설된 비트의 파쇄롤러가 암반에 밀착되어 회동하면서 암반이 파쇄되며, 이때 파쇄된 암반파쇄분은 외부로부터 드럼의 외주연측으로 공급되는 물과 함께 상기 중공축의 내부를 통하여 외부로 흡출되도록 구성하였다.

이와같은 암반굴착기에서는 다수의 파쇄롤러가 설치된 비트의 구성이 무엇보다도 중요하므로 비트의 구성에따라 암반굴착기의 기능과 성능에 엄청난 차이를 가져오게 된다.

그러나 지금까지 개발된 암반굴착기에 사용되는 비트의 구성은 도 1에서와 같이 드럼(1)에 설치되는 파쇄롤러(3)군의 하단선 구조가 도 1에서와 같이 평면을 이루거나 원호상을 이루었기때문에 굴착작업시 암반을 수직으로 뚫지못하고 일측 으로 밀려서 비스듬히 뚫어지므로서 굴착공사의 실패요인이 되는 것은 물론, 작업중 중공축이 휘어지거나 파손되어 굴착기를 못쓰게될 우려가 있는등 작업공기연장의 한 원인이 되었으며, 암반파쇄시 발생하는 마찰열을 억제하고 암반파쇄작업이 원활하게 하기위하여 공급하는 급수시스템이 도 2에서와 같이 비트를 구성하는 드럼(1)의 외부주연을 통하여 진입되도록 함과동시에 파쇄된 암반찌꺼기를 중공축(4)의 내부로 흡출하기위한 흡입공(2)을 비트를 구성하는 드럼(1)의 중앙에 한 개만을 구성한 것과, 도3에서와 같이 다수의 공회전로울러(3a)와 보조굴착로울러(3b)가 설치된 원판(1a)의 외측으로 드럼(1)의 선단이 돌출되어 원륜상 운두(1b)가 형성되며, 상기 원륜상운두(1b)에 등간격으로 다수의 개구(1c)를 형성하고 상기 보조굴착롤러(3b)의 일부가 드럼(1)의 바깥으로 약간벗어 나가도록 구성함으로서 암반파쇄분이 흩어지지않고 외부와 차단되어 있는상태이므로 암반파쇄분의 외부 토출이 용이하게한 실용신안공고 제 96-1664호가 있었으나 이들 모두 외부로부터 공급되는 물이 각각의 파쇄롤러에 고르게 공급되지 못하여 파쇄롤러의 마모가 심하면서도 파쇄효과는 떨어지고 외부파쇄롤러로 부터 파쇄된 암반찌꺼기가 중앙에 한 개밖에 없는 흡출공 측으로 모이면서 중앙의 파쇄롤러를 심하게 손상시켜 사용수명을 단축하게 되며, 작업중 파쇄롤러에 일체로박힌 다이야몬드나 초경팁이 파쇄롤러로 부터 이탈되고 이때이탈된 초경팁이나 볼트등 금속파편이 계속해서 파쇄롤러에 마찰됨으로서 초경팁이나 파쇄롤러의 마모가 심한 등 많은 문제점을 발생 시켰다.

따라서 상기한 모든 문제점을 해결하기 위하여 본인이 개발한 것으로 도 4에서와 같이 드럼(10)의 하단에 설치된 파쇄롤러(20)의 천체구성을 나타내는 하단선이 상측이 벌어지고 하측이 좁은 "W"형을 이루도록 함과 동시에, 작업중 외부로부터 물을공급하는 급수공(11)은 각각의 파쇄롤러(20)에 직접 급수할수 있도록 파쇄롤러(20)가 설치되는 각각의 축받이(15) 사이에 형성하며, 외부로부터 급수된물과 혼합된 암반파쇄분을 흡출하는 흡출공(12)을 드럼(10)의 중심측이 아닌 장구형파쇄롤러(20a)의 외측 선상에 적어도 2개이상을 형성하고, 드럼(10)의 중심측에는 장구형파쇄롤러(20a)의 중간을 지지하는 축받이(15)를 설치하여 작업진행중 가장 큰 힘을 받는 장구형파쇄롤러(20a)를 보강 함은 물론, 상기 흡출공(12)의 입구측에 자석(30)을 설치하여 작업진행중 파쇄롤러(20)로 부터 이탈한 초경팁이나 볼트너트등이 흡착되도록 구성한 본인의 선출원인 특허출원 제97-69451호가 있었다.

그러나 상기한 지금까지 개발된 암반굴착용 비트 들은 모두가 드럼(10)의 하단 중앙에 한쌍의 장구형 파쇄롤러를 형성하고 그 외측으로 다수의 파쇄롤러를 설치한 구성 이므로 장구형 파쇄롤러의 허리부분인 가장 중심부의 암반이 파쇄되지 않아 롤러를 지지하는 축받이가 암반에 직접 마찰되어 기계 전체에 무리한 부하가 걸리는 것은 물론, 때로는 상기한 축받이가 하중과 비틀림 등의 부하를 견디지 못하고 파손되어 작업을 하지못하게 되는 심각한 예가 종종 발생하였다.

본 발명은 상기한 지금까지의 암반굴착용 비트에서 발생되는 심각한 문제점을 해결하고자 드럼의 하단 중앙에 설치되는 파쇄롤러를 세 개가 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 세 개의 파쇄롤러가 중복되게 파쇄하도록 구성 함으로서 암반 굴착시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄되지 않으므로서 기계에 무리한 부하가 걸리거나, 축받이가 파손되는것을 방지 하였다.

도 1은 종래 암반굴착용 비트의 파쇄롤러군의 하단선 구성도.

도 2는 종래 암반굴착용 비트의 급수 및 흡출시스템 상태도.

도 3은 선출원된 실용신안공고 제 96-1664호의 요부구성 상태도.

도 4는 본인의 선출원인 특허출원 제97-69451호의 요부구성 상태도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 파쇄롤러의 구성도로서,

도 5a는 세 개의 파쇄롤러의 선단을 상향설치한 구성도.

도 5b는 세 개의 파쇄롤러의 선단을 하향설치한 구성도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 사용상태 예시도로서,

도 6a는 선단을 상향설치한 파쇄롤러의 사용상태도.

도 6b는 선단을 하향설치한 파쇄롤러의 사용상태도.

♠도면의 부호중 주요부분에 대한 설명♠

10: 드럼 11: 급수공

12: 흡출공 20: 파쇄롤러

25: 초경팁 40: 중공축

암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서, 작업중 외부로부터 물을 공급하는 급수공과 외부로부터 급수된 물과 혼합된 암반파쇄분을 흡출하는 흡출공을 형성하는 드럼의 저부에 다수의 파쇄롤러를 설치하되, 드럼의 하단 중앙에는 세개의 파쇄롤러가 서로 비켜 꼬여서 중복되게 설치하여 중심부의 암반을 세 개의 파쇄롤러가 중복하여 파쇄하도록 구성 하였다.

상기한 본 발명의 구성에 따른 작용을 첨부된 도면에의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5에서와 같이 별도의 동력원에 의하여 회동하는 중공축(40)의 하단부에 설치되어서 회동되어 암반을 굴착 하도록 구성되는 암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서, 작업중 외부로부터 물을공급하는 급수공(11)과 외부로부터 급수된 물과 혼합된 암반파쇄분을 흡출하는 흡출공(12)을 형성하는 드럼(10)의 저부에 다수의 파쇄롤러(20)를 설치하되, 드럼(10)의 하단 중앙에는 세개의 파쇄롤러(20b)가 서로 비켜 꼬임으로서 중복되게 설치하여 중심부의 암반을 세 개의 파쇄롤러(20b)가 중복하여 파쇄하도록 구성한다.

여기서, 상기 세 개의 파쇄롤러(20b)는 첨부도면 도 5a와 같이 중심부(101)를 상향으로 경사지게 구성하거나 첨부도면 도 5b와 같이 중시미부(101)를 하향으로 경사지게 구성할 수 있다.

한편, 상기 세 개의 파쇄롤러(20b)에 박혀있는 초경팁(25)는 서로 부딪히지 않게 구성하여야 함은 물론 서로 비켜 꼬여있어 파쇄롤러(20b)의 근접된 부분에는 초경팁(25)이 회전하면서 파쇄롤러(20b)의 외주면에 부딪히지 않도록 회전방향으로 요홈을 형성하여 주는 것이 이상적이다.

상기와 같이 구성된 암반굴착용 비트로 굴착작업을 도 6a 및 도 6b에서와 같이 진행하면, 상기 비트의 드럼(10) 저부에 설치된 파쇄용롤러(20)에 일체로 박힌 초경팁(25)이 파쇄롤러(20)의 구동으로 순차로 암반에 부딪치면서 암반을 파쇄하는데, 이때 드럼(10)의 저부 중앙에 세 개의 파쇄롤러(20b)가 서로 비켜 꼬여진 상태로 되어서 굴착면을 순차로 파쇄하게 되므로서 암반을 고르게 파쇄하게된다.

이때 상기 드럼의 하단 중앙에 서로 비켜 꼬임으로서 중복되게 설치되는 파쇄롤러(20b)를 도 6a와 같이 세 개의 파쇄롤러(20b)가 중복되는 중심부(101)가 상향으로 경사지게 구성하게 되면 세 개의 파쇄롤러(20b)의 끝단을 축받이로 지지할 수 있을 뿐만 아니라 하중의 중심점을 분산하여 응력 집중을 막아주어 더욱더 튼튼하게 되며, 도 6b와 같이 세 개의 파쇄롤러(20b)가 중복되는 중심부(101)가 하향으로 경사지게 구성하였을 때에는 굴착면 중심부를 더욱 용이하게 파쇄할 수 있다.

상기한 본 발명의 작용효과는 다음과 같다.

암반 굴착용 비트의 드럼 저부에 설치되는 파쇄롤러가 서로 비켜 꼬인상태를 이루므로서 굴착면이 고르게 파쇄되어 굴착면 중심부에 미처 파쇄되지 않는 부위가 발생될 우려가 없기 때문에 굴착작업시 기계에 무리한 부하가 걸리거나 축받이가 파손되는 사고가 발생될우려가 없는것은 물론, 사용수명을 연장하여 실사용자에게 편리함을 주며 작업능률을 극대화 하도록 하는등 매우 신규한 발명이다.

Claims (2)

1. 단일 원판의 하단에 다수의 파쇄롤러를 설치하고, 외부와 연통하는 급수공과 중공축의 내부와 연결되는 흡출공을 천설하며 외측면에는 중공축을 연결하는 볼트체결공을 형성하여서된 드럼으로 구성되는 공지의 암반굴착용 비트에 있어서, 작업중 외부로부터 물을 공급하는 급수공과 외부로부터 급수된 물과 혼합된 암반파쇄분을 흡출하는 흡출공을 형성하는 드럼의 저부에 다수의 파쇄롤러를 설치하되, 드럼의 하단 중앙에는 세개의 파쇄롤러가 서로 비켜 꼬임으로서 중복되게 설치하여 중심부의 암반을 세 개의 파쇄롤러가 중복하여 파쇄하도록 구성함을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.
2. 제1항에 있어서, 상기 드럼의 하단 중앙에 세 개의 파쇄롤러를 서로 비켜 꼬임으로서 중복되게 설치함에 있어서, 세 개의 파쇄롤러가 중복되는 중심부가 상향으로 경사지게 구성함을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.