KR100710754B1 - 지반 천공용 해머 및 지반 천공용 케이싱 파이프 - Google Patents

지반 천공용 해머 및 지반 천공용 케이싱 파이프 Download PDF

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Abstract

일단에 천공비트가 삽입되어 결합되며, 타단에 공압 혹은 유압을 공급받아 천공비트를 상하로 왕복운동 하도록 하는 지반 천공용 해머가 개시된다. 지반 천공용 해머는 외주면에 피시공된 부재에 종방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 결합부를 구비하는 가이드 부재를 포함한다. 따라서, 천공비트가 휘지 않고 직선으로 지반을 천공할 수 있도록 한다.
지반 천공용 해머

Description

지반 천공용 해머 및 지반 천공용 케이싱 파이프{Hammer and casing pipe for down hole}
도 1은 종래의 시트 파일 시공 방법을 도시한 사시도
도 2는 종래의 차수벽 시공 방법을 도시한 사시도
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제 1 실시예 해머의 구조를 도시한 도면으로서,
도 3은 해머의 사시도
도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도
도 5는 도 3의 해머를 사용한 시공예를 도시한 사시도
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 케이싱 파이프의 구조를 도시한 도면으로서,
도 6은 케이싱 파이프의 사시도
도 7은 도 6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
200: 천공비트 500: 지반 천공용 해머
554: 슬라이딩 결합부 551-554: 가이드 부재
552: 회전 링 540, 640: 링 장착홈
553: 결합홈 555: 쇄기
600: 지반 천공용 케이싱 파이프
본 발명은 지반 천공용 해머 및 케이싱 파이프에 관한 것으로서, 상세하게는 공사시 휘어지지 않고 정확한 위치에 천공할 수 있는 지반 천공용 해머 및 케이싱 파이프에 관한 것이다.
일반적으로 지반 천공용 해머(Hammer)는 광산용, 어스앙카용, 지질조사용, 지하수개발용 등의 지표천공에 사용되는 타격수단으로, 천공 비트(Down Hole Bit)를 통해 지반 또는 암반으로 충격에너지를 전달하여 해당 지반 및 암반을 부수는 역할을 한다.
천공 비트는 해머에서 전달하는 충격을 받는 비트 연결부와, 그 충격을 암반에 전달하는 고강도의 타격핀들이 박혀있는 헤드로 구성되며, 해머생크에 연결부가 삽입 고정되어 해머의 유압작동에 따라 외부 노출된 비트 헤드가 지면이나 암반을 타격하게 된다.
천공 비트 및 해머는 시트 파일(Sheet Pile)을 전석층을 관통하여 관입시킬 때 프리드릴링(Pre-Drilling) 작업에도 사용된다.
도 1은 종래의 시트 파일 시공 방법을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 전석층이 있는 지층에 시트 파일(10)을 관입시키기 위해, 선 시공된 시트 파일(10)의 옆면을 따라 천공장치(100)가 천공을 한다.
천공 비트(200)의 비트 헤드(220)에는 파쇄된 토사 및 공기를 상향으로 배출하기 위해 배출구(230)가 형성되며, 배출구(230)에 시트 파일이 손상되는 것을 방지하기 위해 선 시공된 시트 파일(10)과 천공 비트(200) 사이에 보호 플레이트(20)가 배치된다.
그러나, 도시된 바와 같이, 천공 비트(200)를 사용하여 천공을 할 때, 하부에서 강도가 상이한 물질을 만나게 되면, 천공 비트(200)가 점선처럼 휘게된다. 따라서, 천공된 구멍이 수직으로 형성되지 않게 되며, 이로 인해, 시트 파일(10)을 정확한 위치에 시공할 수 없다는 단점이 있다.
또한, 보호 플레이트(20)를 개개의 시트 파일(10)을 시공할 때마다, 설치 및 해제를 하여야 하므로, 시공이 번거러우며, 시공 시간이 늘어나고, 결과적으로 시공 비용이 증대한다는 단점이 있다.
도 2는 케이싱 파이프(11)를 사용하여 차수벽 공사를 하는 것을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 케이싱 파이프(11)의 중공에 해머(미도시)와 비트(220)를 삽입한 상태로 천공을 한다.
이때 하부에서 강도가 상이한 물질을 만나면, 천공비트(220)가 휘게 된다. 따라서, 케이싱 파이프(11)가 선시공된 인접한 파이프(11)와 나란히 시공되지 않고 비틀어져 시공된다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 천공 비트가 정확한 위치에 천공을 할 수 있을 뿐만 아니라, 보호 플레이트 없이도 시트 파일에 손상을 가하지 않아, 시공을 용이하게 할 수 있으며, 시공 시간 및 시공 비용을 단축할 수 있는 지반 천공용 해머 및 케이싱 파이프를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 일단에 천공비트가 삽입되어 결합되며, 타단에 공압 혹은 유압을 공급받아 천공비트를 상하로 왕복운동 하도록 하는 지반 천공용 해머에 있어서, 상기 해머의 외주면에 피시공된 부재에 종방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 결합부를 구비하는 가이드 부재;를 포함하는 지반 천공용 해머를 제공한다. 따라서, 천공비트가 정확한 위치를 천공할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명은 천공비트가 결합된 해머가 삽입되어 회동할 수 있도록 파이프 형상으로 형성된 지반 천공용 케이싱 파이프에 있어서, 상기 케이싱 파이프의 외주면에 피시공된 부재에 종방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 결합부를 구비하는 가이드 부재;를 포함하는 지반 천공용 케이싱 파이프를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 지반 천공용 해머의 구조를 도시한 도면으로서, 도 3은 해머의 사시도, 도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면 도, 도 5는 도 3의 해머를 사용한 시공예를 도시한 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예의 지반 천공용 해머(500)는 일단에 천공비트(200)가 삽입되도록 형성된 드라이브부(541)와, 타단에 공압 혹은 유압을 공급받는 상단부(512)와, 해머(500)의 외주면에 피시공된 부재(10)에 종방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 결합부(551-554)로 구성된다.
천공 비트(200)는 해머의 섕크와 연결되는 비트 연결부와, 비트 연결부의 하단에 형성된 비트 헤드부(220)로 구성된 천공 비트 본체로 구성된다.
드라이브부(541)는 내부면에 천공비트(200)가 결합되며, 외주면에는 링장착홈(540)이 요입되어 형성된다. 링 장착홈(540)은 도 4의 단면도에서 알 수 있듯이, 드라이브부(541)의 외주에서 내부로 갈수록 단면의 높이가 확장되도록 형성된다. 이는 가이드 부재(551-554)가 링 장착홈(540)에서 쉽게 이탈하는 것을 방지하기 위함이다. 본 발명에서는 링 장착홈(540)이 드라이브부(541)에 형성되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 해머(500)의 다른 부분에 형성될 수도 있다.
가이드 부재(551-554)는 링 장착홈(540)에 장착되는 회전 링(551, 552)과, 회전 링(551, 552)의 일 측면이 돌출된 슬라이딩 결합부(554)로 구성된다. 회전 링(551, 552)은 조립을 위해 2 개로 분할되며, 단면은 내측으로 점점 더 두꺼워지도록 형성된다. 조립방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 회전링(551, 552)를 링 장착홈(540)에 끼워 넣은 후, 회전링(551, 552)을 서로 용접한다. 그 다음, 회전링(551, 552)이 이탈되는 것을 방지하기 위해, 회전링(551, 552)과 링 장착홈(540) 간의 공간에 쇄기(555)를 삽입한다. 따라서, 회전링(551, 552)이 링 장착홈(540)에 장착된 후, 반경 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 슬라이딩 결합부(554)는 피시공 부재의 측단이 끼워질 수 있도록 결합홈(553)이 요입되어 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이 피시공 부재가 시트 파일(10)이므로 시트 파일의 끝단이 끼워질 수 있도록 결합홈(553)이 형성된다.
가이드 부재(551-554)는 링 장착홈(540)에 대해서 자유롭게 회전할 수 있는 크기로 형성되며, 결합홈(553)은 피시공 부재의 측단에 대해서 자유롭게 종방향으로 이동할 수 있는 크기로 형성된다. 그리고, 슬라이딩 결합부(554)는 천공비트의 측면이 선시공된 시트 파일의 측면과 접하지 않을 정도로 돌출되어 형성된다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예의 동작에 관하여 설명한다.
도 5를 참조하여 본 발명의 실시예의 동작을 살펴보면, 선 시공된 시트 파일(10)의 측단에 결합홈(553)이 끼워진 상태로, 해머(500)의 진동이 천공 비트(200)에 가해지면, 천공 비트(200)는 아래로 굴진하게 되며, 이때, 하부의 매질이 상이하여 천공 비트(200)가 휘어져 굴진하려 하여도, 슬라이딩 결합부(554)가 선 시공된 시트 파일(10)의 측단에의해 가이드 되어 수직으로 천공하게 된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 구조를 도시한 도면이다.
제 2 실시예는 가이드 부재(551-554)가 케이싱 파이프에 결합되는 것에 제 1 실시예와 차이가 있다.
즉, 천공용 케이싱 파이프(600)의 외주면에 링장착홈(640)이 요입되어 형성된다. 링 장착홈(640)은 도 7의 단면도에서 알 수 있듯이, 케이싱 파이프(600)의 외주에서 내부로 갈수록 단면의 높이가 확장되도록 형성된다. 이는 가이드 부재(551-554)가 링 장착홈(640)에서 쉽게 이탈하는 것을 방지하기 위함이다. 본 발명에서는 링 장착홈(640)이 상하로 2개 나란이 형성된 것을 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.
가이드 부재(551-554)는 링 장착홈(640)에 장착되는 회전 링(551, 552)과, 회전 링(551, 552)의 일 측면이 돌출된 슬라이딩 결합부(554)로 구성된다. 회전 링(551, 552)은 조립을 위해 2 개로 분할되며, 단면은 내측으로 점점 더 두꺼워지도록 형성된다. 조립방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 회전링(551, 552)를 링 장착홈(640)에 끼워 넣은 후, 회전링(551, 552)을 서로 용접한다. 그 다음, 회전링(551, 552)이 이탈되는 것을 방지하기 위해, 회전링(551, 552)과 링 장착홈(640) 간의 공간에 쇄기(555)를 삽입한다. 따라서, 회전링(551, 552)이 링 장착홈(640)에 장착된 후, 반경 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 슬라이딩 결합부(554)는 피시공 부재의 측단이 끼워질 수 있도록 결합홈(553)이 요입되어 형성된다.
가이드 부재(551-554)는 링 장착홈(540)에 대해서 자유롭게 회전할 수 있는 크기로 형성되며, 결합홈(553)은 피시공 부재의 측단에 대해서 자유롭게 종방향으로 이동할 수 있는 크기로 형성된다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예의 지반 천공용 해머의 분리 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예의 지반 천공용 해머는 일단에 천공비트(1200)가 삽입되도록 형성된 드라이브부(1240)와, 타단에 공압 혹은 유압을 공급받는 상단부와, 헤머의 외피를 감싸 보호해주는 보호 캡(1600)과, 해머의 외주면에 피시공된 부재(10)에 종방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드부재(1500)로 구성된다.
천공 비트(1200)는 해머의 섕크와 연결되는 비트 연결부와, 비트 연결부의 하단에 형성된 비트 헤드부(1220)로 구성된 천공 비트 본체로 구성된다.
드라이브부(1240)는 내부면에 천공비트(1200)가 결합되며, 해머에 결합되기 위한 드라이브 결합부(1250)가 돌출되어 형성되며, 외주면에는 하부지지턱(1230)이 돌출되어 형성된다. 하부지지턱(130)은 가이드 부재(1500)의 하부를 지지하도록 형성된다.
가이드 부재(1500)는 하부지지턱(130)의 상면에 안착되는 회전 링(1551)과, 회전 링(1551)의 일 측면이 돌출된 슬라이딩 결합부(1554)로 구성된다. 또한, 슬라이딩 결합부(1554)는 피시공 부재의 측단이 끼워질 수 있도록 결합홈(1553)이 요입되어 형성된다.
가이드 부재(1500)가 상측으로 이동하는 것을 방지하기 위해, 가이드 부재(1500)의 상측에는 상부지지턱의 역할을 수행하는 보호 캡(1600)이 구비된다. 즉, 보호 캡(1600)의 하단면이 슬라이딩 결합부(1500)의 상면을 지지하도록 설치된다.
상기와 같이 본 발명의 제 3 실시예는 제 1 실시예와 동일하게 슬라이딩 결합부(1554)에 의해서, 해머가 수직으로 진행을 할 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 실시예에 비해서 가이드 부재(1500)의 착탈이 훨씬 용이하다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예의 구조를 도시한 것으로서, 천공용 케이싱 파 이프의 일부 사시도이다.
즉, 제 2 실시예와 같이 케이싱 파이프(1600)의 외주에 가이드 부재(1500)가 설치되는 구조이다. 가이드 부재(1500)의 구조는 제 3 실시예와 동일하다. 케이싱 파이프(1600)의 외주에는 착탈 가능한 하부지지턱(1640) 및 상부 지지턱(1650)이 설치된다. 지지턱(1640, 1650)은 링 형상으로 형성되며, 케이싱 파이프(1600)의 외주면을 따라서, 상하로 이동할 수 있는 크기로 형성된다. 지지턱(1640, 1650)의 외주를 관통하여 볼트 삽입홈(1641)이 관통되어 형성되며, 볼트 삽입홈(1641)에는 볼트(1642)가 체결되어 지지턱(1640, 1650)이 이동하는 것을 방지한다. 가이드 부재(1500)는 지지턱(1640, 1650) 사이에 위치하여, 상하 이동이 제한된다.
제 4 실시예의 지지턱(1640, 1650)은 볼트로 착탈 가능한 구조로 개시되었으나, 이에한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형 가능하다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명에 따른 지반 천공용 해머 및 케이싱 파이프는 가이드 부재를 구비함으로써, 천공 비트가 선 시공된 부재를 따라서 천공 할 수 있다.
또한, 링 장착홈이 외주측에서 내측으로 폭이 넓어지도록 형성됨으로써, 가이드 부재가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 가이드 부재가 선시공된 부재와 천공비트간에 일정한 간격을 유지할 수 있어, 선시공된 부재의 손상을 방지할 수 있다. 그 결과, 보호 플레이트를 사용하지 않고도 시공을 할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (18)

  1. 일단에 천공비트가 삽입되어 결합되며, 타단에 공압 혹은 유압을 공급받아 천공비트를 상하로 왕복운동 하도록 하는 지반 천공용 해머에 있어서,
    상기 해머의 외주면에 피시공된 부재에 종방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 결합부를 구비하는 가이드 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 해머의 외주면에 대해서 회동 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 해머를 감싸도록 형성된 회전 링; 을 더 포함하며,
    상기 슬라이딩 결합부는 상기 회전 링에 고정된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 해머의 외주면의 상기 회전 링이 장착되는 부위에 링 장착홈이 요입되어 형성되는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 링 장착홈은 외주측에서 내측으로 폭이 넓어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 링 장착홈과 상기 회전 링 사이에 끼워지는 쇄기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 결합부는 피시공된 부재의 측단이 끼워질 수 있는 결합홈이 요입되어 형성된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전 링의 상측을 지지하도록 상기 해머의 외주면에 돌출된 상부 지지턱; 및
    상기 회전 링의 하측을 지지하도록 상기 해머의 외주면에 돌출된 하부 지지턱;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하부 지지턱은 상기 해머의 상기 천공비트가 결합되는 일단에 결합되는 드라이브부의 외주면이 돌출되어 형성되며,
    상기 상부 지지턱은 상기 해머의 외면을 감싸도록 결합되는 보호 캡의 상기 천공비트측 끝단에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 해머.
  10. 천공비트가 결합된 해머가 삽입되어 회동할 수 있도록 파이프 형상으로 형성된 지반 천공용 케이싱 파이프에 있어서,
    상기 케이싱 파이프의 외주면에 피시공된 부재에 종방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 결합부를 구비하는 가이드 부재;
    를 포함하고,
    상기 슬라이딩 결합부는 피시공된 부재의 측단이 끼워질 수 있는 결합홈이 요입되어 형성된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 케이싱 파이프의 외주면에 대해서 회동 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 케이싱 파이프을 감싸도록 형성된 회전 링; 을 더 포함하며,
    상기 슬라이딩 결합부는 상기 회전 링에 고정된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 링이 장착되는 상기 케이싱 파이프의 외주면이 요입되어 상기 회전 링이 끼워지는 링 장착홈;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 링 장착홈은 외주측에서 내측으로 폭이 넓어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 링 장착홈과 상기 회전 링 사이에 끼워지는 쇄기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
  16. 삭제
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전링의 상측을 지지하도록 상기 케이싱 파이프의 외주면에 결합되는 상부 지지턱; 및
    상기 회전링의 하측을 지지하도록 상기 케이싱 파이프의 외주면에 결합되는 하부 지지턱;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 지지턱 중 적어도 어느 하나는 착탈 가능하도록 상기 케이싱 파이프의 외주면에 결합된 것을 특징으로 하는 지반 천공용 케이싱 파이프.
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