KR100683258B1 - 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머 및 이를 위한 비트 어셈블리와 고정프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머와, 이를 위한 비트 어셈블리 및 고정프레임에 관한 것이다.

본 발명에 따른 멀티해머는, 해머 몸체와, 해머 몸체의 상단에 구비되어 외부의 회전력 제공수단 및 에어 공급수단과 연결되는 조인트와, 해머 몸체 내에 일정 간격으로 설치되고, 에어에 의해 가압되어 선택적으로 하강하는 복수개의 타격부재와, 타격부재에 대응되도록 해머 몸체에 형성된 복수개의 비트 장착구에 각각 장착되고, 타격부재에 의해 타격되어 지반 방향으로 굴착력을 제공하는, 스플라인 구조없이 실질적으로 밋밋한 외주를 가진 복수개의 비트 및 해머 몸체의 선단에 고정되고, 비트가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지하도록 각 비트의 헤드부 둘레에 부분 혹은 전체적으로 접하는 가이드부재를 구비한 고정프레임을 포함한다.

멀티해머, 굴착, 비트, 스플라인

Description

비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머 및 이를 위한 비트 어셈블리와 고정프레임{Multi hammer improved in bit structure and bit assembly and fixing frame for the same}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 스플라인 구조의 비트를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티해머를 개략적으로 나타낸 부분 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제공되는 비트의 구성을 도시하는 사시도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제공되는 고정프레임의 구성을 도시하는 사시도.

도 5는 도 4의 고정프레임에 비트가 체결된 구성을 도시하는 평면도.

도 6은 도 2에서 스토퍼의 구성을 도시하는 평면도.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

1..멀티해머 100..해머 몸체 200..조인트

300..타격부재 400..비트 500..고정프레임

본 발명은 지반 굴착용 멀티해머와 이를 위한 비트 및 고정프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공이 간편하도록 구조가 개선된 비트를 구비한 지반 굴착용 멀티해머와, 이를 위한 비트 및 고정프레임에 관한 것이다.

멀티해머는, 지반 굴착기로부터 회전력과 고압의 에어를 공급받아 전체적으로 회전하는 동시에 지반을 타격하여 토사층 및 암반층을 굴착하는 기능을 수행한다.

이러한 멀티해머는, 비트장착구가 일정간격으로 형성된 해머 몸체와, 해머 몸체 내부에 설치되어, 에어에 의해 승강 운동하는 피스톤과, 상기 비트 장착구에 장착되어 피스톤의 타격력을 전달받아 지면을 굴착하는 다수개의 비트를 구비한 구성을 갖는 것이 일반적이다.

멀티해머의 작동을 살펴보면, 해머 몸체는 소정의 조인트를 매개로 하여 지반 굴착기로부터 전달되는 회전력에의해 회전하고, 이와 동시에 고압의 에어에 의해 비트가 승강 운동을 연속적으로 반복함으로써 그 타격력이 비트로 전달되어 굴착작업을 수행한다.

여기서, 종래 기술에 따른 멀티해머용 비트는 도 1에 도시된 바와 같이 크게 몸체(10)와 헤드부(20)로 구성된다.

도 1을 참조하면, 상대적으로 직경이 크게 형성되는 헤드부(20)의 선단면에는 다수개의 굴착볼(21)이 돌출되게 구비되어 지반을 이루는 암석이나 토사를 분쇄한다.

상기 헤드부(20)가 고정되는 몸체(10)는 통상적으로 소정의 직경을 가지는 대략 원기둥 형태로 이루어지며, 그 외주면에는 길이방향으로 길게 수(male) 스플라인(11)이 형성된다. 이러한 구조에 따르면, 멀티해머의 비트 장착구에 비트를 장착할 때, 상기 수 스플라인(11)을 비트 장착구의 암(female) 스플라인(미도시)에 끼워 지도록 결합시킴으로써 비트 장착구 내에서 비트가 헛도는 것을 방지할 수 있다.

그러나 상술한 바와 같이, 비트를 고정시키는 스플라인 구조는 그 가공 공정이 복잡할 뿐 아니라, 굴착시 스플라인이 잘 깨지는 단점이 있다. 또한, 스플라인 가공 공정을 고려했을 때, 비트의 재료를 선택하는데 있어서 한계점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스플라인 구조를 사용하지 않으면서도 해머 몸체 내에서 비트가 헛도는 것을 방지할 수 있는 구조의 지반 굴착용 멀티해머 및 이를 위한 비트와 고정프레임을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스플라인이 없는 비트를 구비한 지반 굴착용 멀티해머와, 그 비트 어셈블리 및 고정프레임을 제공한다.

본 발명에 따른 멀티해머는, 해머 몸체와, 해머 몸체의 상단에 구비되어 외부의 회전력 제공수단 및 에어 공급수단과 연결되는 조인트와, 해머 몸체 내에 일정 간격으로 설치되고, 에어에 의해 가압되어 선택적으로 하강하는 복수개의 타격부재와, 타격부재에 대응되도록 해머 몸체에 형성된 복수개의 비트 장착구에 각각 장착되고, 타격부재에 의해 타격되어 지반 방향으로 굴착력을 제공하는, 스플라인 구조없이 실질적으로 밋밋한 외주를 가진 복수개의 비트 및 해머 몸체의 선단에 고정되고, 비트가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지하도록 각 비트의 헤드부 둘레에 부분 혹은 전체적으로 접하는 가이드부재를 구비한 고정프레임을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 멀티해머용 비트는, 지반 굴착용 멀티해머의 비트 장착구에 승강 가능하게 장착되는 비트로서, 일정 길이구간에 걸쳐 주변보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 요입부가 형성되어 상기 승강 범위를 제한하는 상, 하부 걸림턱을 제공하고, 상기 비트 장착구의 내벽 둘레방향으로 슬립 가능하도록 실질적으로 밋밋한 외주를 가진 비트 몸체 및 상기 비트 몸체의 선단에 고정되는, 다수의 굴착볼이 부착된 헤드부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 비트 어셈블리는, 해머 몸체와, 해머 몸체의 상단에 구비되어 외부의 회전력 제공수단 및 에어 공급수단과 연결되는 조인트와, 해머 몸체 내에 일정 간격으로 설치되고, 에어에 의해 가압되어 선택적으로 하강하는 복수개의 타격부재를 구비한 지반 굴착용 멀티해머에 장착되는 비트 어셈블리로서, 타격부재에 대응되도록 해머 몸체에 형성된 복수개의 비트 장착구에 각각 장착되고, 타격부재에 의해 타격되어 지반 방향으로 굴착력을 제공하는, 스플라인 구조없이 실질적으로 밋밋한 외주를 갖는 한편, 그 몸체부에는 일정 길이구간에 걸쳐 주변보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 요입부가 형성되어 승강 범위를 제한하는 상, 하부 걸림턱을 제공하는 비트와, 요입부에 대응되도록 비트 장착구 내에 고정되어 선택적으로 비트의 상, 하부 걸림턱에 걸리는 스토퍼 및 해머 몸체의 선단에 고정되고, 비트가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지하도록 각 비트의 헤드부 둘레에 부분 혹은 전체적으로 접하는 가이드부재를 구비한 고정프레임을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 고정프레임은, 해머 몸체와, 해머 몸체의 상단에 구비되어 외부의 회전력 제공수단 및 에어 공급수단과 연결되는 조인트와, 해머 몸체 내에 일정한 간격으로 설치되고, 에어에 의해 가압되어 선택적으로 하강하는 복수개의 타격부재와, 타격부재에 대응되도록 해머 몸체에 형성된 복수개의 비트 장착구에 각각 장착되는 비트를 구비한 지반 굴착용 멀티해머에 장착되는 비트를 가이드하는 프레임으로서, 해머 몸체의 선단에 고정되고, 비트가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지하도록 각 비트의 헤드부 둘레에 부분 혹은 전체적으로 접하는 가이드부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티해머의 구성을 개략적으로 나타낸 일부 단면도이다.

도 2를 참조하면, 멀티해머(1)는, 해머 몸체(100)와, 해머 몸체(100)의 상단에 구비된 조인트(200)와, 해머 몸체(100) 내에 일정 간격으로 설치되는 타격부재(300)와, 타격부재(300)에 대응되도록 해머 몸체(100)에 형성된 복수개의 비트(400) 및 해머 몸체(100)의 선단에 고정되어 각 비트(400) 둘레를 잡아주는 가이드부재를 구비한 고정프레임(500)을 포함한다.

조인트(200)는, 해머 몸체(100)의 상단에 고정되어 통상의 지반 굴착기에 구비된 회전력 제공수단(미도시)과 에어 공급수단(미도시)으로부터 제공되는 회전력과 에어를 해머 몸체(100)로 공급한다. 따라서, 해머 몸체(100)는 조인트(200)로부터 회전력과 타격력을 제공받아 굴착 및 굴진 동작을 수행하게 된다.

상기 해머 몸체(100) 내에는 일정 간격으로 타격부재(300)가 설치되는데, 다수개의 타격부재(300)는 조인트(200)에서 전달된 에어를 공급받고, 공급받은 에어에 의해 가압되어 연속적으로 승강 운동을 한다.

또한, 상기 해머 몸체(100)의 하단에는 상기 타격부재(300)에 대응되도록 장착된 다수개의 비트(400)가 설치되고, 비트(400)는 타격부재(300)의 승하강시 타격 력을 전달받아 지반 방향으로 굴착력을 가한다.

비트(400)는, 스플라인이 없이 실질적으로 밋밋한 외주를 갖도록 형성되어 해머 몸체(100)내에 장착시 비트 장착구의 내벽 둘레방향으로 슬립(slip) 가능하게 된다. 여기서, '실질적으로 밋밋한 외주'라 함은 비트 장착구에 대하여 슬립 가능하도록 사실상 매끈한 표면을 의미하는 것이므로, 비트 가공시 부수적으로 형성될 수 있는 다소의 홈(410a) 구조 정도는 존재해도 무방하다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 해머용 비트를 나타낸 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비트(400)는 상술한 바와 같이 스플라인 구조가 없는 몸체(410)와, 상기 몸체(410)의 선단에 고정되는 다수의 굴착볼(421)이 부착된 헤드부(420)를 포함한다. 여기서, 헤드부(420)의 형태는 실질적인 삼각형에 한정되지 않고 공지되어 있는 다양한 형태가 채용 가능하다.

몸체(410)는, 일정 길이구간에 걸쳐 주변보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 요입부(411)가 형성되고 요입부(411)의 상, 하부에는 요입부(411)보다 큰 외경을 갖는 몸체(410)로 연결되면서 마련된 상, 하부 걸림턱(412a, 412b)이 형성된다. 이때, 상, 하부 걸림턱(412a, 412b)은 요입부(411)로 가면서 점진적으로 비트 몸체(410)의 외경이 작아지도록 테이퍼(Taper)진 것이 바람직하다.

상, 하부 걸림턱(412a, 412b)은 비트의 요입부(411)에 대응되도록 비트 장착구 내에 고정된 스토퍼(110)에 의해 선택적으로 걸리게 된다. 따라서, 타격부재(300)의 타격력에 의한 비트(400)의 상,하 운동은 비트 몸체(410)의 요입부(411) 및 요입부(411)의 상, 하부 걸림턱(412a, 412b)에 의해 비트(400)의 승강 범위가 제한되고, 동시에 비트 장착구로부터 비트(400)가 탈락되는 것이 방지된다.

상기 비트(400)는 스플라인 구조가 없으므로, 비트 장착구내에서 비트가 헛도는 것을 방지하기 위한 구성이 필요한데, 본 발명에서는 상기 해머 몸체(100)의 선단에 고정프레임(500)을 설치함으로써 상기한 문제를 해결한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정프레임과 비트의 체결 전, 후의 상태를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 고정프레임(500)은 해머 몸체(100)의 단면에 대응되는 형태로 형성되고, 일정한 간격을 갖고 원형을 이루는 비트 장착구에 대응되도록 체결구(510)가 마련된다. 또한, 고정프레임(500)에는 전체적으로 방사상을 이루면서 가이드부재(520)가 마련된다.

고정프레임(500)은 해머 몸체(100)의 선단에 고정되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 해머 몸체(100)의 비트 장착구와 대응되도록 마련된 체결구(510)에는 비트(400)가 끼워진다. 이때, 고정프레임(500)의 가이드부재(520)는 장착된 각 비트의 헤드부(420) 둘레를 부분 또는 전체적으로 잡아주도록 접함으로써 비트(400)가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지한다. 여기서, 가이드부재(520)의 형태는 도면에 도시된 것에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.

해머 몸체(100)에는 비트 장착구로부터 비트(400)가 탈락되는 것을 방지하는 스토퍼(110)가 구비된다. 이때, 스토퍼(110)는 도 6에 도시된 통상의 비트 리테이너 링(Bit Retainer Ring)을 채용하여 비트의 요입부(411)를 둘러싸도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티해머의 작동을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 멀티해머는, 그 상단의 조인트(100)를 매개로 지반 굴착기에 커플링되고, 상기 지반 굴착기로부터 제공되는 회전력 및 에어압력에 의해 구동되어 지반에 대한 굴착 및 굴진 동작을 수행한다. 여기서, 해머 몸체(100)로 고압의 에어가 공급되면 해머 몸체(100)내의 타격부재(300)가 가압되어 비트(400)의 상단을 타격함으로써 지반에 굴착력을 가하게 된다.

멀티해머에 있어서, 토사나 암반의 분쇄를 담당하는 비트(400)는 그 몸체(410)가 스플라인 없는 밋밋한 구조로 구성되고, 그 헤드부(420)는 고정프레임(500)에 의해 고정되어 해머몸체와 일체로 회전한다.

한편, 비트의 몸체(410)에는 상기 비트(400)의 승강범위에 상응하는 요입부(411)가 형성되고, 비트장착구의 내벽 일측에는 상기 요입부(411)의 상, 하부 걸림턱(412a, 412b)이 선택적으로 걸리도록 스토퍼(110)가 형성되어 상기 타격부재(300)의 타격동작시 비트(400)가 비트장착구 바깥으로 탈락되는 것을 방지한다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명이 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면 비트의 몸체에 스플라인 구조를 형성할 필요가 없으므로 비트 가공 작업이 편리하고, 내구성을 개선할 수 있으며 비트의 소재에 대한 선택의 폭을 넓힐 수 있는 장점이 있다.

Claims (11)

1. 해머 몸체;

   상기 해머 몸체의 상단에 구비되어 지반 굴착기의 회전력 제공수단 및 에어 공급수단과 연결되는 조인트;

   상기 해머 몸체 내에 일정 간격으로 설치되고, 상기 에어에 의해 가압되어 선택적으로 하강하는 복수개의 타격부재;

   상기 타격부재에 대응되도록 상기 해머 몸체에 형성된 복수개의 비트 장착구에 각각 장착되고, 상기 타격부재에 의해 타격되어 지반 방향으로 굴착력을 제공하는, 스플라인 구조없이 밋밋한 외주를 가진 복수개의 비트; 및

   상기 해머 몸체의 선단에 고정되고, 상기 비트가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지하도록 각 비트의 헤드부 둘레에 접하는 가이드부재를 구비한 고정프레임;을 포함하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비트의 몸체부에는 일정 길이구간에 걸쳐 주변보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 요입부가 형성되어 상기 비트의 승강 범위를 제한하는 상,하부 걸림턱을 제공하고,

   상기 요입부에 대응되도록 상기 비트 장착구 내에 고정되어 선택적으로 상기 상, 하부 걸림턱에 걸리는 스토퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 하부 걸림턱은 요입부로 가면서 점진적으로 비트 몸체의 외경이 작아지도록 테이퍼 진 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 요입부를 둘러싸도록 끼워지는 링구조를 가진 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 비트는 상기 해머 몸체의 횡단면 상에 원형으로 배열되고,

   상기 고정프레임은 인접하는 비트 사이마다 상기 가이드부재가 형성된 구조를 가진 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머.
6. 해머 몸체와, 상기 해머 몸체의 상단에 구비되어 지반 굴착기의 회전력 제공수단 및 에어 공급수단과 연결되는 조인트와, 상기 해머 몸체 내에 일정 간격으로 설치되고, 상기 에어에 의해 가압되어 선택적으로 하강하는 복수개의 타격부재를 구비한 지반 굴착용 멀티해머에 장착되는 비트 어셈블리로서,

   상기 타격부재에 대응되도록 상기 해머 몸체에 형성된 복수개의 비트 장착구에 각각 장착되고, 상기 타격부재에 의해 타격되어 지반 방향으로 굴착력을 제공하는, 스플라인 구조없이 밋밋한 외주를 갖는 한편, 그 몸체부에는 일정 길이구간에 걸쳐 주변보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 요입부가 형성되어 승강 범위를 제한하는 상, 하부 걸림턱을 제공하는 비트;

   상기 요입부에 대응되도록 상기 비트 장착구 내에 고정되어 선택적으로 상기 비트의 상, 하부 걸림턱에 걸리는 스토퍼; 및

   상기 해머 몸체의 선단에 고정되고, 상기 비트가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지하도록 각 비트의 헤드부 둘레에 접하는 가이드부재를 구비한 고정프레임;을 포함하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머를 위한 비트 어셈블리.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 요입부를 둘러싸도록 끼워지는 링구조를 가진 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머를 위한 비트 어셈블리.
8. 지반 굴착용 멀티해머의 비트 장착구에 승강 가능하게 장착되는 비트로서,

   일정 길이구간에 걸쳐 주변보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 요입부가 형성되어 상기 승강 범위를 제한하는 상, 하부 걸림턱을 제공하고, 상기 비트 장착구의 내벽 둘레방향으로 슬립 가능하도록 밋밋한 외주를 가진 비트 몸체; 및

   상기 비트 몸체의 선단에 고정되는, 다수의 굴착볼이 부착된 헤드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머를 위한 비트 어셈블리.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 하부 걸림턱은 요입부로 가면서 점진적으로 비트 몸체의 외경이 작아지도록 테이퍼 진 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머를 위한 비트 어셈블리.
10. 해머 몸체와, 상기 해머 몸체의 상단에 구비되어 지반 굴착기의 회전력 제공수단 및 에어 공급수단과 연결되는 조인트와, 상기 해머 몸체 내에 일정한 간격으로 설치되고, 상기 에어에 의해 가압되어 선택적으로 하강하는 복수개의 타격부재와, 상기 타격부재에 대응되도록 상기 해머 몸체에 형성된 복수개의 비트 장착구에 각각 장착되는 비트를 구비한 지반 굴착용 멀티해머에 장착되어 상기 비트를 가이드하는 프레임으로서,

    상기 해머 몸체의 선단에 고정되고, 상기 비트가 비트 장착구 내에서 헛도는 것을 방지하도록 각 비트의 헤드부 둘레에 접하는 가이드부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머를 위한 고정프레임.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 가이드부재는 전체적으로 방사상을 이루도록 일정 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 비트 구조가 개선된 지반 굴착용 멀티해머를 위한 고정프레임.

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