KR100437445B1 - 대구경 지반굴착기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목공사 현장의 현장타설말뚝 시공 파일 공사장에서 지반에 1.5∼3.5m의 커다란 구멍을 굴착하는 대구경 지반굴착기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하단부에 다수개의 굴착비트가 설치된 원통관형 굴착관을 쐐기형클램프로 크램핑한 뒤에, 서로 마주보면서 힌지식으로 설치되는 2개씩의 무빙실린더로서 쐐기형클램프의 양측을 당기고 밀어주는 동작을 반복하면서 회전시킬 수 있도록 함으로서, 굴착관의 회전각도가 커져서 지반의 굴착효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 하단부에 다수의 굴착비트(3)가 설치된 원통관형 굴착관(4)을 클램프로서 클램핑한 뒤에 상기 클램프를 무빙실린더(24)로서 소정각도 만큼씩 정역회전시키면서 지반을 굴착하는 대구경 지반굴착기에 있어서, 상기 대구경 지반굴착기의 하부프레임(5) 상부에는 4개의 리프팅실린더(15)가 수직설치되고, 이 4개의 리프팅실린더(15)에는 중간프레임(17)이 수평방향으로 설치되며, 상기 중간프레임 (17)의 상부 사방에는 힌지구멍(18)을 형성한 4개의 무빙실린더설치대(19)가 상측으로 돌출되게 각각 설치되고, 상기 중간프레임(17)에 관통된 관통구멍(16)의 상면 외주연에는 턴테이블베어링(20)이 회전 자유롭게 설치되며, 상기 턴테이블베어링 (20)의 상부에는 내주연에 6∼12개의 클램프가이드(21)가 내향 경사지게 설치되고 외주연 양측에 실린더 로드설치대(22)가 설치된 회전프레임(23)이 회전자유롭게 설치되며, 상기 4개의 무빙실린더설치대(19)에는 무빙실린더(24)의 회전마운팅(26)이힌지식으로 각각 설치되고, 상기 회전프레임(23)의 양측 실린더 로드설치대(22)에는 2개씩의 무빙실린더(24)의 로드(27)가 서로 마주보게 각각 힌지식으로 설치되며, 상기 회전프레임(23)의 상부에는 3∼6개의 클램핑실린더(31)가 수직 설치되고, 이 클램핑실린더(31)의 선단부에는 전둘레 하단에 상기 클램프가이드(21)에 안내되면서 굴착관(4)을 클램핑하는 상부클램프(28)가 링크(29)에 의해 힌지식으로 설치된 클램프프레임(30)의 저면이 결합되고, 상기 하부프레임(5)의 관통구멍(6)에는 일측단이 관통구멍(6)의 내주연에 핀으로 힌지결합되고, 타단의 절개부위에는 실린더(14)가 설치되어 확장 및 수축하면서 굴착관(4)을 클램핑하는 하부클램프(7)가 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

대구경 지반굴착기{A large-caliber excavator for excavating ground}

본 발명은 토목공사 현장의 현장타설말뚝 시공 파일 공사장에서 지반에 1.5∼3.5m의 커다란 구멍을 굴착하는 대구경 지반굴착기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하단부에 다수개의 굴착비트가 설치된 원통관형 굴착관을 쐐기형클램프로크램핑한 뒤에, 서로 마주보면서 힌지식으로 설치되는 2개씩의 무빙실린더로서 쐐기형클램프의 양측을 당기고 밀어주는 동작을 반복하면서 회전시킬 수 있도록 함으로서, 굴착관의 회전각도가 커져서 지반의 굴착효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

종래의 대구경 지반굴착기는 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 중앙에 관통구멍을 형성한 하부프레임(5)의 후단 상부에는 슬라이딩홈(41)을 형성한 실린더설치대(42)가 설치되고, 상기 관통구멍 외측의 양측에는 리프팅실린더(15)의 하단부가 힌지식으로 상향 설치되어 있다.

그리고, 리프팅실린더(15)의 로드 선단에는 내측에 클램프실린더(43)에 의해 수축 및 확장하면서 굴착관(4)을 클램핑하는 클램프(44)가 설치된 클램프프레임 (30)이 힌지식으로 설치되며, 클램프프레임(30)의 후단부측 중앙부와 실린더설치대 (42) 사이에는 2개의 리프팅실린더(15)상에 설치된 무빙실린더(24)가 좌우로 수축팽창을 반복하도록 잡아주는 센터바(46)가 길이방향으로 설치되고, 클램프프레임 (30)의 양측과 실린더설치대(42)의 슬라이딩홈(41) 사이에는 한쌍의 무빙실린더 (24)가 요동 및 신축이 자유롭게 설치되어 있다.

또한, 대구경 지반굴착기(40)의 외측에는 대구경 지반굴착기(40)를 구동시키기 위한 엔진 및 유압펌프(장치)가 설치된 동력발생장치(45)가 별도로 구비되어 대구경 지반굴착기(40)와 유압호스(39) 및 케이블로 연결된다.

이와 같은 종래의 대구경 지반굴착기(40)는 동력발생장치(45)를 구동시킴에 따라 동력발생장치(45)의 엔진에서 발생된 동력으로 유압장치를 구동시키고 그에따라 발생된 유압이 유압호스(39)를 통하여 대구경 지반굴착기(40)의 각각의 구동실린더로 공급되어 각각의 구성요소들이 동작하게 된다.

먼저, 대구경 지반굴착기(40)의 내부로 도 1 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 굴착관(4)을 수직방향으로 삽입시킨 뒤에 클램프실린더(43)를 동작시켜 클램프(44)가 굴착관(4)을 클램핑하게 한다. 그 뒤 2개의 무빙실린더(24)중 일측의 무빙실린더(24)는 전진하면서 클램프프레임(30)을 밀게 하고 또 다른 한 개의 무빙실린더(24)는 후퇴시켜 클램프프레임(30)을 당기도록 하면 굴착관(4)을 클램핑하고 있는 클램프(44)가 설치된 클램프프레임(30)이 양측 무빙실린더(24)의 전후진에 의해 소정의 각도만큼 회전하게 된다.

상기와 같이 클램프프레임(30)이 회전할 때 클램프프레임(30)과 실린더설치대(42) 사이의 거리가 변하게 되어 클램프프레임(30)과 실린더설치대(42)의 사이에 설치되어 클램프프레임(30)을 잡아주는 센터바(46)가 무빙각도를 유지하게 하면서 클램프프레임(30)이 수평이 되게 하고, 회전하는 클램프프레임(30)과 고정된 하부프레임(5) 사이에 설치된 2개의 리프팅실린더(15)는 도 3에서와 같이 좌우로 선회함과 리프팅실린더(15)의 실린더바렐과 로드는 비틀림 슬립현상이 발생한다.

상기와 같이 무빙실린더(24)를 전후진 시키는 동작을 반복함에 따라 클램프 (44)에 클램핑된 굴착관(4)도 함께 회전운동을 각운동하면서 굴착관(4) 하단의 굴착비트(3)가 지반을 긁게 되고, 이때 리프팅실린더(15)를 동작시켜 굴착관(4)을 하방으로 당겨주면 굴착관(4)의 굴착비트(3)가 하측으로 압력을 가하여 지반을 굴착하게 되는 것이다.

이러한 종래의 대구경 지반굴착기(40)는 2개의 무빙실린더(24)로서 클램프프레임(30)을 당겨주고 밀어주는 동작을 하여 클램프프레임(30)이 회전할 때 클램프프레임(30)과 실린더설치대(42)의 사이에 설치된 센터바(46)와, 클램프프레임(30)의 하단과 하부프레임(5)의 사이에 설치된 리프팅실린더(15)의 간섭에 의해 큰 각도로 회전할 수 없고, 한쪽으로 당길 때의 회전각도가 최대 12.5°이어서 밀고 당기는 동작에 의해 25°만큼 회전하게 된다.

상기와 같이 클램프프레임(30)이 회전할 때 무빙실린더(24)는 수평방향으로 로드가 출몰됨과 동시에 경사방향으로 운동을 반복적으로 계속함에 따라 피스톤로드의 씰과 실린더내면의 긁힘이 빈번하여 무빙실린더(24)의 수명이 단축되는 문제가 있고, 리프팅실린더(15)는 클램프프레임(30)이 회전할 때 로드 출몰에 따른 상하운동과 클램프프레임(30)의 회전에 의해 실린더베럴과 로드의 사이에서 비틀림이 반복적으로 일어나기 때문에 피스톤 고정너트가 자주 풀리고 측압과 비틀림 하중에 의해 피스톤의 수명이 단축되는 폐단이 있는 것이다.

또한, 이러한 종래의 대구경 지반굴착기는 선회각도가 25°밖에 안되므로 굴착시간이 지연됨은 물론이고, 깊이 내려갈 때는 굴착관 외부 토사압력으로 탄성복원력이 저하되어 굴착효율이 저하되는 등의 문제점을 지니고 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 굴착관을 클램핑하여 선회하는 클램프프레임을 2개씩의 실린더로서 양측에서 밀어주고 당겨줄 수 있도록 하여 클램프프레임이 회전할 때 회전에 방해되는 것이 없으므로 굴착관을 더 큰 회전각도로 선회시킬 수 있도록 함과 동시에, 무빙실린더를 비롯한 리프팅실린더, 그리고 클램프실린더등의 실린더가 길이방향으로만 출몰될 수 있도록 하여 각각의 실린더가 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크레인에 연결되는 하부프레임의 중앙부에 관통구멍이 형성되고, 이 관통구멍상부에는 리프팅실린더가 설치되며, 리프팅실린더의 상부에는 굴착관을 클램핑하는 클램프프레임이 설치되고, 상기 클램프프레임에는 클램프프레임을 회전시키는 무빙실린더가 설치된 대구경 지반굴착기에 있어서, 상기 관통구멍의 외측 사방 하부프레임 상부에는 4개의 리프팅실린더가 수직설치되고, 이 4개의 리프팅실린더에는 중앙에 굴착관이 관통될 관통구멍을 형성한 중간프레임이 수평방향으로 설치되며, 상기 중간프레임의 상부 사방에는 힌지구멍을 형성한 4개의 무빙실린더설치대가 상측으로 돌출되게 각각 설치되고, 상기 중간프레임의 상면 관통구멍의 외주연에는 턴테이블베어링이 회전 자유롭게 설치되며, 상기 턴테이블베어링의 상부에는 내주연에 6∼12개의 클램프가이드가 내향 경사지게 설치되고 외주연 양측에 무빙실린더의 로드가 힌지식으로 연결되는 실린더 로드설치대가 설치된 회전프레임이 회전자유롭게 설치되며, 상기 4개의 무빙실린더설치대의 힌지구멍에는 실린더베럴의 중간에 회전마운팅이 설치된 무빙실린더의 회전마운팅이 힌지식으로 각각 설치되고, 상기 회전프레임의 양측 실린더 로드설치대에는 2개씩의 무빙실린더의 로드가 서로 마주보게 각각 힌지식으로 설치되며, 상기 회전프레임의 상부에는 3∼6개의 클램핑실린더가 수직 설치되고, 이 클램핑실린더의 선단부에는 전둘레 하단에 상기 클램프가이드에 안내되면서 굴착관을 클램핑하는 상부클램프가 링크에 의해 힌지식으로 설치된 클램프프레임의 저면이 결합되고, 상기 하부프레임의 관통구멍에는 일측단이 관통구멍의 내주연에 핀으로 힌지결합되고, 타단의 절개부위에는 실린더가 설치되어 확장 및 수축하면서 굴착관을 클램핑하는 하부클램프가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 하부프레임의 사방에 하부프레임을 지반에 수평하게 안착시키도록 하는 4개의 유압잭이 각각 설치되고, 상기 하부프레임에는 물탱크와, 엔진과, 유압펌프와, 연료탱크 및 오일탱크가 하부프레임에 각각 탑재되어 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.

도 1의 (가)(나)는 종래 대구경 지반굴착기의 구조와 작용상태를 나타내는 평면도

도 2는 종래 대구경 지반굴착기의 구조를 나타내는 측면도.

도 3의 (가)(나)(다)는 종래의 대구경 지반굴착기에 있어서 리프팅실린더와 무빙실린더의 동작관계를 도시한 작동상태도.

도 4는 본 발명의 사용상태도.

도 5는 본 발명에 따른 대구경 지반굴착기의 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 대구경 지반굴착기의 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 대구경 지반굴착기의 요부를 나타내는 분해사시도.

도 8의 (가)(나)는 본 발명에 따른 대구경 지반굴착기의 작용상태를 나타내는 평단면도.

도 9는 본 발명의 구성요소인 하부클램프를 나타내는 평면도.

도 10은 도 5의 A-A선 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 크레인 2 : 햄머그래브 3 : 굴착비트

4 : 굴착관 5 : 하부프레임 6 : 관통구멍

7 : 하부클램프 8 : 유압잭 9 : 중앙밴드

10 : 탄성밴드 11 : 측방밴드 12 : 고정링크

13 : 가동링크 14 : 실린더 15 : 리프팅실린더

16 : 관통구멍 17 : 중간프레임 18 : 힌지구멍

19 : 무빙실린더설치대 20 : 턴테이블베어링 21 : 클램프가이드

22 : 실린더 로드설치대 23 : 회전프레임 24 : 무빙실린더

25 : 실린더베럴 26 : 회전마운팅 27 : 로드

28 : 상부클램프 29 : 링크 30 : 클램프프레임

31 : 클램핑실린더 32 : 물탱크 33 : 엔진

34 : 유압펌프 35 : 연료탱크 36 : 오일탱크

37 : 크레인연결부 38 : 무선콘트롤러 39 : 유압호스

40 : 대구경 지반굴착기 41 : 슬라이딩홈 42 : 실린더설치대

43 : 클램프실린더 44 : 클램프 45 : 동력발생장치

46 : 센터바

이하 본 발명에 따른 대구경 지반굴착기에 대하여 첨부된 도면 도 4 내지 도 10을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 대구경 지반굴착기는 도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이 크레인(1)에 연결되는 하부프레임(5)의 중앙부에 굴착관(4)이 삽입관통되는 관통구멍 (6)이 형성되며, 이 관통구멍(6)에는 밴드식으로 굴착관(4)을 클램핑하는 하부클램프(7)가 설치되고, 하부프레임(5)의 사방에는 하부프레임(5)을 지반에 수평하게 안착시키도록 하는 4개의 유압잭(8)이 각각 설치된다.

상기 하부클램프(7)는 도 9에서 보는 바와 같이 호형상의 중앙밴드(9)의 양측에 탄성밴드(10)를 개재시킨 상태로 한쌍의 호형상으로 형성된 측방밴드(11)가 각각 연결 고정되고, 양측 측방밴드(11)는 선단부가 간격을 두고 설치되면서 중앙부가 고정링크(12)로서 힌지식으로 결합된 가동링크(13)의 말단부가 힌지식으로 결합되며, 양측 가동링크(13)의 선단부 사이에는 가동링크(13)를 벌리고 오므림에 따라 중앙밴드(9)와 그 양측에 결합된 측방밴드(11)를 벌어졌다 오므려졌다하게 하는 실린더(14)가 설치되어 있다. 상기 하부클램프(7)의 중앙밴드(9)에는 하부프레임 (5)의 관통구멍(6) 내주연에 핀으로 힌지결합하는 연결구(9a)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 하부프레임(5)의 상부 관통구멍(6)의 외측 사방에는 도 5 내지 도7에 도시되어 있는 바와 같이 4개의 리프팅실린더(15)가 수직설치되고, 이 4개의 리프팅실린더(15)에는 중앙에 굴착관(4)이 관통될 관통구멍(16)을 형성한 중간프레임(17)이 수평방향으로 설치되며, 상기 중간프레임(17)의 상부 사방에는 무빙실린더 설치용 힌지구멍(18)을 형성한 무빙실린더설치대(19)가 각각 상측으로 돌출되게 설치되어 있고, 중간프레임(17)의 상면 관통구멍(16)의 외주연에는 턴테이블베어링(20)이 회전 자유롭게 설치되어 있다.

또한, 상기 턴테이블베어링(20)의 상부에는 내주연에 6∼12개의 클램프가이드(21)가 내향 경사지게 설치되고 외주연 양측에 무빙실린더의 로드를 힌지식으로 연결시킬 실린더 로드설치대(22)가 설치된 회전프레임(23)이 회전자유롭게 설치된다.

상기 중간프레임(17)의 사방에 각각 돌출되게 설치된 각각의 무빙실린더설치대(19)의 힌지구멍(18)에는 무빙실린더(24)의 실린더베럴(25)의 중간에 설치된 회전마운팅(26)이 힌지식으로 설치되고, 상기 무빙실린더(24)의 로드(27)는 회전프레임(23)의 실린더 로드설치대(22)에 각각 힌지식으로 설치되어 있다.

그리고, 상기 회전프레임(23)의 상부에는 3∼6개의 클램핑실린더(31)가 수직 설치되고, 이 클램핑실린더(31)의 상부에는 클램프프레임(30)이 수평 설치되며, 상기 클램프프레임(30)의 하단 전둘레에는 클램프가이드(21)에 안내되면서 굴착관(4)을 클램핑하는 상부클램프(28)가 링크(29)에 의해 힌지식으로 하향 설치되고, 상부클램프(28)는 쐐기형으로 형성되며 회전프레임(23)의 클램프가이드(21)에 삽입 안내되게 설치되어 있다.

또한, 본 발명의 대구경 지반굴착기는 도 4 및 5에 도시되어 있는 바와 같이 대구경 지반굴착기의 전체중량이 무거워지게 하는 물탱크(32)와, 대구경 지반굴착기를 자체적으로 구동시키는 엔진(33)과, 엔진(33)의 동력을 전달받아 유압을 발생시키는 유압펌프(34)와, 엔진(33)과 유압펌프(34)에 연료 및 오일을 공급하는 연료탱크 (35) 및 오일탱크(36)가 하부프레임(5)에 각각 탑재되어 있다.

도면 부호중 미설명부호 "38"은 본 발명의 대구경 지반굴착기(40)를 원거리에서 무선으로 조정할 수 있는 무선콘트롤러이고, "38a"는 무선콘트롤러(38)로부터 신호를 받아 본 발명의 작동부를 콘트롤 제어하는 고정식 콘트롤러이다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용 관계를 도 4 내지 도 10을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 대구경 지반굴착기를 이용하여 지반에 커다란 구멍을 굴착하고자 하는 경우에는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 굴착할 지반에 본 발명의 대구경 지반굴착기(40)를 안착시키고, 대구경 지반굴착기(40)의 하부프레임(5) 전방에 설치된 크레인연결부(37)를 크레인(1)과 연결한다. 이렇게 대구경 지반굴착기(40)를 크레인(1)에 연결시킴에 따라 대구경 지반굴착기(40)가 크레인(1)의 중량에 의해 회전하지 않고 한자리에 고정되게 된다.

상기와 같이 지반에 놓인 대구경 지반굴착기(40)가 수평하게 놓이지 않고 경사지게 놓인 경우에는 하부프레임(5)의 사방에 설치된 4개의 유압잭(8) 중에서 높이가 낮은 쪽의 유압잭(8)을 낮아진 높이 만큼 하강시키서 대구경 지반굴착기(40)가 지반에 수평하게 놓여지게 한다. 상기 유압잭(8)의 동작은 하부프레임(5)에 장착된 유압펌프(34)의 구동에 의해 발생되는 유압을 이용한다.

이렇게 대구경 지반굴착기(40)를 지반에 평탄하게 놓은 뒤에는 상부클램프 (28)와 하부클램프(7)를 모두 최대로 벌려서 상하부클램프의 내부 구멍이 최대 크기가 되도록 한다.

그 뒤, 도면에는 도시하지 않았으나 크레인(1)을 이용하여 원통관형 굴착관 (4)을 들어 대구경 지반굴착기(40)의 중심구멍으로 삽입시킨다. 이때 굴착관(4)은 도 4 및 도 6에서 보는 바와 같이 대구경 지반굴착기(40)의 중앙에 수직방향으로 삽입되게 된다.

이렇게 굴착관(4)을 대구경 지반굴착기(40)의 내부로 수직하게 삽입시킨 뒤에는 유압펌프(34)로부터 유압을 공급받아 구동하는 클램핑실린더(31)를 각각 동작시켜 다수개의 상부클램프(28)가 굴착관(4)을 클램핑하도록 한다.

상기 상부클램프(28)의 클램핑은 도 7 및 도 10에서 보는 바와같이 클램프프레임(30)과 회전프레임(23)의 사이에 설치된 클램핑실린더(31)의 길이가 짧아지도록 동작시키면, 회전프레임(23)과 클램프프레임(30)의 사이에 설치된 클램핑실린더 (31)가 클램프프레임(30)을 하측으로 당겨져서 회전프레임(23)과 클램프프레임(30)과의 간격이 간격이 가까워지게 되며, 클램프프레임(30)이 하측으로 내려갈 때 클램프프레임(30)의 하방에 설치된 다수의 상부클램프(28)도 하방으로 내려가게 된다.

상기와 같이 하측으로 내려가는 다수의 상부클램프(28)는 쐐기형으로 형성되어 있으면서 회전프레임(23)의 내주연에 내측으로 하향 경사지게 설치된 클램프가이드(21)에 안내되도록 설치되어, 상기 클램프프레임(30)의 하강에 의해 상부클램프(28)가 클램프가이드(21)에 안내되며 하강하는데, 상부클램프(28)가 링크(29)의 하측에 힌지식으로 설치되면서 쐐기형으로 형성되고 클램프가이드(21)가 내측으로 경사지게 설치되어 있으므로 상부클램프(28)가 하측으로 내려갈수록 다수의 상부클램프 (28)가 그리는 가상의 내경은 축소되어 굴착관(4)의 외주연을 클램핑하게 되는 것이다.

위에서 설명한 바와 같이 상부클램프(28)로서 원통관형 굴착관(4)을 클램핑한 뒤에는 도 8 및 도 10에서 보는 바와 같이 2개씩의 무빙실린더(24)가 회전프레임(23)의 양측에 설치된 상태에서 그 각각의 로드(27)가 서로 마주보면서 회전프레임(23)에 힌지식으로 결합되고, 실린더베럴(25)은 회전마운팅(26)에 의해 회전하지 않는 무빙실린더설치대(19)에 설치된 무빙실린더(24)를 공급되는 유압에 의하여 한번은 회전프레임(23)을 한쪽방향으로 밀고 다음은 역방향으로 당기는 동작을 반복하면, 회전프레임(23)과 그 회전프레임(23)의 상부에 설치된 클램프프레임(30)이 굴착관(4)을 클램핑하고 있는 상태이므로 일정각도만큼 정회전과 역회전을 반복하게 된다.

상기 무빙실린더(24)의 동작관계를 구체적으로 설명하면, 도 8의 (가)(나)에서 보는 바와같이 한쪽에 설치된 무빙실린더(24)의 로드(27)를 "a"와 같이 전진시키면(밀어주면)서 그와 마주 보게 설치된 타측의 무빙실린더(24)의 로드(27)는 "b"와 같이 후퇴시킨다(당겨준다). 그와 동시에 도면상 하측에 설치된 무빙실린더(24)중의 좌측에 설치된 무빙실린더(24)의 로드(27)를 "c"와 같이 전진시키면서 그와 마주보게 설치된 무빙실린더(24)의 로드(27)는 "d"와 같이 후퇴시킨다, 이때 4개의 무빙실린더(24)는 각각의 로드(27)가 동시에 전진과 후퇴를 한다.

상기와 같이 각각의 로드(27)가 도 8 및 도 10에서 보는 바와같이 턴테이블베어링(20) 상에서 회전자유롭게 설치된 회전프레임(23)의 외주연 실린더 로드설치대(22)에 힌지식으로 결합되어 있으므로 각각의 로드(27)가 밀어주고 당겨주는 과정에서 회전프레임(23)은 로드(27)의 행정거리만큼 회전하게 되는 것이다. 이때, 상기 4개의 무빙실린더(24)는 그 실린더베럴(25)이 회전하지 않고 고정된 중간프레임(17)의 무빙실린더설치대(19)의 힌지구멍(18)에 회전마운팅(26)에 의해 힌지식으로 설치되어서 각각의 로드(27)는 직선방향으로 출몰하고, 실린더베럴(25)을 비롯한 무빙실린더(24) 전체는 회전마운팅 (26)을 중심으로 회전 각운동하게 되는 것이다.

본 발명은 도 8의 (나)에서 보는 바와같이 무빙실린더(24)가 회전마운팅(26)에 의해 힌지식으로 중간프레임(17)상에 설치되고, 이들 무빙실린더(24)의 로드 (27)는 회전프레임(23)의 원주방향으로 설치되어 회전프레임(23)을 원주방향으로 밀어줌에 따라 회전프레임(23)의 회전각도(θ)가 대폭 커지게 되는 것이다.

참고로 종래의 것은 굴착관(4)을 한번에 회전시키는 각도가 25°이었으나, 본 발명에서는 굴착관(4)을 한번 회전시키는 각도가 62°로 증가되었다.

상기와 같이 회전프레임(23)이 정역회전을 반복하는 과정에서 굴착관(4)의 하단부에 설치된 다수개의 굴착비트(3)는 지반을 긁게 되는데, 이 굴착관(4)과 대구경 지반굴착기(40) 그 자체가 중량물이면서 중량물의 크레인(1)에 고정된 상태이므로 굴착관(4)과 대구경 지반굴착기(40), 크레인(1)의 중량이 지반에 압력을 가한 상태로 굴착관(4)이 회전하므로 지반을 굴착할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 굴착관(4)을 정역회전시키면서 지반을 굴착하는 과정에서 리프팅실린더(15)를 하강시키게 되면 상부클램프(28)에 클램핑된 굴착관(4)이 더 내려가게 되면서 더 큰 누름압력이 지반에 작용하므로 지반이 용이하게 굴착되는 것이다.

이렇게 정역회전을 반복함과 아울러 굴착관을 하강시키면서 굴착관(4)의 굴착비트(3)로서 지반을 굴착하여 토사가 생기게 되면, 도 4에서와 같이 크레인(1)에 햄머그래브(2)를 달아 그 햄머그래브(2)로서 토사를 파내는 것이다.

상기와 같은 공법으로 지반을 굴착하다가 목적하는 작업이 완료되면, 도 9에서 보는 바와같이 하부클램프(7)로서 굴착관(4)을 내려가지않게 잡은 상태에서 상부클램프(28)의 클램핑을 해제하고 크레인(1)으로 굴착관(4)을 매달은 뒤에 하부클램프(7)의 클램핑을 해제하여 무빙과 리프팅동작을 계속하여 굴착관(4)을 상측으로 취출시킨다.

이때 상기 상부클램프(28)는 굴착관(4)을 잡고 회전시켜야 하므로 큰 클램핑력으로 굴착관(4)을 클램핑시켜야 하나, 하부클램프(7)의 경우에는 대구경 지반굴착기(40)의 내부로 굴착관(4)을 삽입시킨 초기와 지반에 대한 굴착을 완료하고 굴착관(4)을 상측으로 들어낼 때 굴착관(4)이 쓰러지지 않게 잡아주는 것이므로 큰 클램핑력은 필요치 않은 것이다.

상기 상부클램프(28)의 해제동작은 클램핑동작의 역순으로 이루어지며, 이는클램핑실린더(31)를 상승시킴에 따라 클램프가이드(21)에 쐐기식으로 끼어 들었던 상부클램프(28)가 상측으로 올라가면서 가상의 상부클램프(28)의 내경이 확대되어 굴착관(4)에 대한 클램핑이 해제되는 것이다.

그리고, 상기 하부클램프(7)의 클램핑은 도 9에서 보는 바와 같이 실린더 (14)의 로드가 전진하여 실린더(14)의 전체길이가 길어지면, 고정링크(12)의 힌지점을 중심으로 실린더(14)가 설치된 반대쪽 즉, 측방밴드(11)와 힌지결합된 타측단이 오므려 들게 되는데, 이렇게 오므려드는 양측 가동링크(13)의 단부에는 각각의 측방밴드(11)가 힌지식으로 결합되어서 한 개의 중앙밴드(9)와 양측에 측방밴드 (11)가 탄성밴드(10)로서 각각 연결된 밴드식의 하부클램프(7)가 오므려들면서 하부클램프(7)의 내부로 삽입된 굴착관(4)을 클램핑하게 된다.

상기 하부클램프(7)는 중앙밴드(9)의 양측에 연결되는 탄성밴드(10)의 탄성에 의해 하부클램프(7)가 수축 및 확장이 가능한 것임을 밝혀두며, 하부클램프(7)에서 클램핑의 해제는 굴착관(4)을 클램핑시킬 때와 반대로 실린더(14)의 전체길이가 단축되게 되면 고정링크(12)의 힌지점을 중심으로 양측 가동링크(13)가 지렛대식으로 작용하여 하부클램프(7)의 내경이 확장되게 하는 것이다.

그리고, 본 발명의 대구경 지반굴착기(40)는 대구경 지반굴착기(40)를 구동시키는데 소요되는 동력을 발생시키는 엔진(33)과 유압펌프(34), 그리고 엔진(33)과 유압펌프(34)에 연료 및 오일을 공급하는 연료탱크(35)와 오일탱크(36)가 대구경 지반굴착기(40)에 탑재되어서, 종래의 엔진과 유압펌프가 별도로 15m 이상 멀리 설치되어 유압호스나 케이블등이 대구경 지반굴착기와 연결되는 것에 따른 이동상의 어려움과 준비작업의 어려움이 배제된 유리함이 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명의 대구경 지반굴착기는 굴착관을 클램핑하여 선회하는 클램프프레임을 2개씩의 실린더로서 양측에서 밀어주고 당겨줄 수 있도록 하여 클램프프레임이 회전할 때 회전에 방해되는 것이 없으므로 굴착관을 더 큰 회전각도로 선회시킬 수 있어 굴착효율이 향상되는 장점과, 무빙실린더를 비롯한 리프팅실린더, 그리고 클램프실린더등의 실린더가 길이방향으로만 출몰될 수 있도록 본 발명이 구성되어서 각각의 실린더가 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있어 대구경 지반굴착기의 수명을 연장시키는 효과가 있는 것이다.

또한, 대구경 지반굴착기를 구동시키는데 필요한 엔진과 유압펌프등의 동력발생장치를 대구경 지반굴착기의 하부프레임에 직접 탑재하여 종래의 15m 정도로 긴 유압호스와 전선케이블등을 연결하는데 따른 불편함과 유압호스의 손상에 따른 대구경 지반굴착기의 작업불능등의 문제점을 완벽하게 해소시킴과 동시에, 대구경 지반굴착공사의 시공비용과 유지관리비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 크레인(1)에 연결되는 하부프레임(5)의 중앙부에 관통구멍(6)이 형성되고, 이 관통구멍(6)상부에는 리프팅실린더(15)가 설치되며, 리프팅실린더(15)의 상부에는 굴착관(4)을 클램핑하는 클램프프레임(30)이 설치되고, 상기 클램프프레임(30)에는 클램프프레임(30)을 회전시키는 무빙실린더(24)가 설치된 대구경 지반굴착기에 있어서,

   상기 관통구멍(6)의 외측 사방 하부프레임(5) 상부에는 4개의 리프팅실린더 (15)가 수직설치되고, 이 4개의 리프팅실린더(15)에는 중앙에 굴착관(4)이 관통될 관통구멍(16)을 형성한 중간프레임(17)이 수평방향으로 설치되며, 상기 중간프레임 (17)의 상부 사방에는 힌지구멍(18)을 형성한 4개의 무빙실린더설치대(19)가 상측으로 돌출되게 각각 설치되고,

   상기 중간프레임(17)의 상면 관통구멍(16)의 외주연에는 턴테이블베어링(20)이 회전 자유롭게 설치되며,

   상기 턴테이블베어링(20)의 상부에는 내주연에 6∼12개의 클램프가이드(21)가 내향 경사지게 설치되고 외주연 양측에 무빙실린더의 로드가 힌지식으로 연결되는 실린더 로드설치대(22)가 설치된 회전프레임(23)이 회전자유롭게 설치되며,

   상기 4개의 무빙실린더설치대(19)의 힌지구멍(18)에는 실린더베럴(25)의 중간에 회전마운팅(26)이 설치된 무빙실린더(24)의 회전마운팅(26)이 힌지식으로 각각 설치되고, 상기 회전프레임(23)의 양측 실린더 로드설치대(22)에는 2개씩의 무빙실린더(24)의 로드(27)가 서로 마주보게 각각 힌지식으로 설치되며,

   상기 회전프레임(23)의 상부에는 3∼6개의 클램핑실린더(31)가 수직 설치되고, 이 클램핑실린더(31)의 선단부에는 전둘레 하단에 상기 클램프가이드(21)에 안내되면서 굴착관(4)을 클램핑하는 상부클램프(28)가 링크(29)에 의해 힌지식으로 설치된 클램프프레임(30)의 저면이 결합되고,

   상기 하부프레임(5)의 관통구멍(6)에는 일측단이 관통구멍(6)의 내주연에 핀으로 힌지결합되고, 타단의 절개부위에는 실린더(14)가 설치되어 확장 및 수축하면서 굴착관(4)을 클램핑하는 하부클램프(7)가 설치된 것을 특징으로 하는 대구경 지반굴착기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하부프레임(5)의 사방에는 하부프레임(5)을 지반에 수평하게 안착시키도록 하는 4개의 유압잭(8)이 각각 설치되고,

   상기 하부프레임(5)에는 대구경 지반굴착기(40)의 전체 무게를 무겁게 하는 물탱크(32)와, 대구경 지반굴착기(40)를 구동시키는 동력을 발생시키는 엔진(33)과, 엔진(33)의 동력을 전달받아 유압을 발생시키는 유압펌프(34)와, 엔진(33)과 유압펌프(34)에 연료 및 오일을 공급하는 연료탱크(35) 및 오일탱크(36)가 하부프레임(5)에 각각 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 대구경 지반굴착기.