KR100933170B1

KR100933170B1 - 암반천공용 파쇄헤드

Info

Publication number: KR100933170B1
Application number: KR1020090045150A
Authority: KR
Inventors: 지종연
Original assignee: 지종연
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2009-12-21

Abstract

본 발명에 따른 암반천공용 파쇄헤드는 공기나 냉각분사체가 흐르는 고압공이 중앙에 길이방향으로 형성되고 일단부에는 다수의 마찰봉이 설치되고 타단부에는 구동축에 고정되는 자루부가 형성된 파쇄헤드본체와, 상기 파쇄헤드본체의 측면에 형성된 측면과 상향으로 개방되며 경사지게 형성된 고정홈상에 고정되며 상부에는 마찰봉이 고정되고 하부에는 반구형의 접촉구가 형성된 파쇄비트와, 상기 파쇄비트를 상기 파쇄헤드본체상에 고정시키는 고정핀을 포함하는 구조로서, 암반과 같은 지중의 공간을 천공시에 천공작업이 신속하게 수행되게 되어 공기가 단축되어 시공기간이 단축되고 시공기간단축에 대한 인건비와 장비가동비가 절감되는 것은 물론이고 천공후에는 천공내에 다른 작업부품이 잔존하지 않게 되어 천공비용이 절감된다.

Description

암반천공용 파쇄헤드{ A fracture head for boring rock }

본 발명은 터널의 암반이나 벽면을 보강하는 암반천공용 파쇄헤드에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 파쇄헤드의 손실이 없이도 여러번 사용하는 것이 가능하게 되고 천공효율도 신속하게 수행되는 것이 가능하여 시공기간이 단축되는 것이 가능한 암반천공용 파쇄헤드에 관한 것이다.

일반적으로, 터널의 벽을 보강하는 암반천공용 파쇄헤드(B)는, 도 1a,1b에 도시된 바와 같이, 헤드본체(100)에 착탈가능하게 분리헤드부(101)가 부착되어 있어서, 원하는 깊이의 구멍(102)을 천공하게 되면 헤드본체(100)가 역회전하여 분리헤드부(101)가 분리되고, 분리헤드부(101)와 분리된 헤드본체(100)는 분리된 상태로 구멍(102)을 빠져나오고, 분리헤드부(101)는 구멍(102)의 선단에 묻혀서 매립되는 방식으로 암반천공이 수행되고 있다.

따라서, 암반을 천공할 구멍(102)이 10개면 10개의 분리헤드부(101)가 매립되고, 구멍(102)이 100개면 100개의 분리헤드부(101)가 매립되고 있는 실정이다.

그러나, 이러한 분리헤드부(101)는 암반과 마찰접촉되기 때문에 마모가 주로 발생하게 되므로 분리헤드부(101)의 표면에는 다수의 초경합금돌출봉(101a)이 매립 고정된 구조이므로 그 제조단가가 고가이고, 제조에 대단히 많은 노력이 수반되게 된다.

그러므로 이러한 고가의 초경합금돌출봉(101a)이 고정된 분리헤드부(101)가 1회만 사용되고 천공된 구멍(102)에 매립된다는 것은 그 만큼 분리헤드부(101)를 낭비하면서 분리헤드부(101)의 가공에 따른 인건비와 분리헤드부(101)의 재료비와 같은 여러가지의 커다란 손실을 발생시키는 것으로 이에 대한 해결책이 절실하게 요망되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 암반과 같은 지중의 공간을 천공시에 천공작업이 신속하게 수행되게 되어 공기가 단축되어 시공기간이 단축되고 시공기간단축에 대한 인건비와 장비가동비가 절감되는 것은 물론이고 천공후에는 천공내에 다른 작업부품이 잔존하지 않게 되어 천공비용이 절감되는 것이 가능한 암반천공용 파쇄헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 공기나 냉각분사체가 흐르는 고압공이 중앙에 길이방향으로 형성되고 일단부에는 다수의 마찰봉이 설치되고 타단부에는 구동축에 고정되는 자루부가 형성된 파쇄헤드본체와, 상기 파쇄헤드본체의 측면에 형성된 측면과 상향으로 개방되며 경사지게 형성된 고정홈상에 고정되며 상부에는 마찰봉이 고정되고 하부에는 반구형의 접촉구가 형성된 파쇄비트와, 상기 파쇄비트를 상기 파쇄헤드본체상에 고정시키는 고정핀을 포함하는 본 발명에 따른 암반천공용 파쇄헤드에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 암반천공용 파쇄헤드는 공기나 냉각분사체가 흐르는 고압공이 중앙에 길이방향으로 형성되고 일단부에는 다수의 마찰봉이 설치되고 타단부에는 구동축에 고정되는 자루부가 형성된 파쇄헤드본체와, 상기 파쇄헤드본체의 측면에 형성된 측면과 상향으로 개방되며 경사지게 형성된 고정홈상에 고정되며 상부에 는 마찰봉이 고정되고 하부에는 반구형의 접촉구가 형성된 파쇄비트와, 상기 파쇄비트를 상기 파쇄헤드본체상에 고정시키는 고정핀을 포함하는 구조로서, 암반과 같은 지중의 공간을 천공시에 천공작업이 신속하게 수행되게 되어 공기가 단축되어 시공기간이 단축되고 시공기간단축에 대한 인건비와 장비가동비가 절감되는 것은 물론이고 천공후에는 천공내에 다른 작업부품이 잔존하지 않게 되어 천공비용이 절감되는 우수한 효과가 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 암반천공용 파쇄헤드(A)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 공기나 냉각분사체가 흐르는 고압공(12)이 중앙에 길이방향으로 형성되고 일단부에는 다수의 마찰봉(13)이 설치되고 타단부에는 구동축(4)에 고정되는 자루부(14)가 형성된 파쇄헤드본체(1)와, 상기 파쇄헤드본체(1)의 측면에 형성된 측면과 상향으로 개방되며 경사지게 형성된 고정홈(11)상에 고정되며 상부에는 마찰돌기(21)가 형성되고 하부에는 반구형의 접촉구(22)가 형성된 파쇄비트(2)와, 상기 파쇄비트(2)를 상기 파쇄헤드본체(1)상에 고정시키는 고정핀(3)을 포함한다.

상기 파쇄헤드본체(1)의 일단부에 형성된 복수개의 마찰봉(13)은 지중의 접촉면(5)에 접촉시에 마멸이 방지되도록 초경합금이나 유사한 강도를 갖는 다른 재질이 사용되며 이는 공지의 파쇄헤드에도 동일하게 사용되는 것이 고정되어 있다.

상기 고정홈(11)은 본 실시예에서는 가장자리의 측면과 상부가 개방되게 2개가 대향되게 형성되어 있으며, 상기 고정홈(11)의 바닥은 상기 파쇄비트(2)의 접촉 구(22)가 회전가능하도록 반구형에 가까운 회전면(111)이 형성되어 있어, 상기 파쇄비트(2)의 작동시 파쇄비트(2)의 접촉구(22)가 회전되면서 굴삭작업을 수행할 수 있게 하는 구조이다. 상기 고정홈(11)이 형성된 파쇄헤드본체(1)의 외측면에는 각 고정홈(11)당 2개의 핀구멍(16)이 형성되어 있어 고정핀(3)이 상기 핀구멍(16)에 삽입되어 상기 파쇄비트(2)가 회전과 동시에 접철기능도 수행하게 고정시키는 구조이다.

상기 고정홈(11)은 본 실시예에서, 수직선(V)에 대하여 약 10도정도 경사지게 형성되어 있다. 상기 경사각도는 시계방향의 회전일 경우에는 수직선(V)에 대하여 우측으로 약 10도, 반시계방향의 회전일 경우에는 수직선(V)에 대하여 좌측으로 약 10도가 경사지게 형성되어, 굴삭작업시 파쇄비트(2)의 마찰을 줄이면서도 작은 동력으로 굴삭을 수행하기 위해서 경사지게 형성되어 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 시계방향으로의 회전시에 암벽에 대한 마찰력이 줄어들도록 파쇄헤드본체(1)의 가장자리의 고정홈(11)에서 파쇄헤드본체(1)의 중앙을 지나는 중심선(S)과 고정홈(11)을 지나는 중심선(S')이 서로 경사지게 형성되어 굴삭면과 직각으로 접하지 않게 되어 원활하게 작은동력으로 굴삭할 수 있다.

상기 고정홈(11)의 폭(W)은 파쇄헤드본체(1)가 후퇴시에 상기 파쇄비트(2)가 들어가 삽입될 정도의 폭으로 파쇄헤드본체(1)의 내측으로 삭설되게 형성되고, 상기 고정홈(11)의 깊이(D)는 굴삭작업이 효과적으로 진행되도록 파쇄비트(2)가 경사지게 배치되도록 형성된 구조이다. 즉, 고정홈(11)의 깊이(D)는 파쇄비트(2)의 중심선(S)이 수직선(V)에 대하여 약 5도에서 30도사이로 경사지게 형성되는 것이 바람직하고, 본 실시예에서는 약 10도정도가 경사지게 형성되어 있다.

상기 파쇄헤드본체(1)의 상기 고정홈(11)사이의 가장자리에는 굴삭된 잔재들이 배출되는 배출홈(15)이 길이방향으로 2개가 형성되어 있어 원활한 굴삭된 잔재들의 배출이 원활하게 수행될 수 있다.

상기 고압공(12)은 파쇄헤드본체(1)의 자루부(14)에서는 1개가 형성되어 있으나 단부로 갈수록 굴삭된 굴삭물의 배출이 용이하도록 각 고정홈(11)내에도 고압공(12)이 2개가 분기되게 형성되어 있다.

상기 파쇄비트(2)는 상기 파쇄헤드본체(1)의 고정홈(11)내에 수납고정된다. 상기 파쇄비트(2)의 반구형의 접촉구(22)가 고정홈(11)의 회전면(111)에 접촉하게 고정되어 굴삭작업시에는 경사지게 배치되고 계속하여 회전되는 구조로 설치되어 있고, 굴삭종료시에는 파쇄헤드본체(1)의 고정홈(11)내로 수납가능하게 설치되어 있는 구조이다.

상기 파쇄비트(2)는 그 상부에 마찰돌기(21)가 형성되어 있으며, 이러한 마찰돌기(21)는 지중의 접촉면(5)에 접촉시에 마멸이 방지되도록 초경합금이나 유사한 강도를 갖는 다른 재질이 사용될 수 있다.

상기 파쇄비트(2)는 상기 하단의 접촉구(22)의 상부에는 걸림홈(23)이 형성되어 고정핀(3)이 삽입되어 상기 파쇄비트(2)를 파쇄헤드본체(1)에 회전가능하고 접철작동가능하게 고정시킨다.

상기 고정핀(3)은 각 파쇄비트(2)당 2개가 핀구멍(16)을 통하여 삽입되어 상기 걸림홈(23)사이에 삽입되어 상기 파쇄비트(2)가 회전되면서 접철작동되게 파쇄비트(2)를 파쇄헤드본체(1)의 고정홈(11)내에 고정시킨다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 암반천공용 파쇄헤드(A)의 작동을 이하에 설명하면, 우선 구동축(4)에 파쇄헤드(A)를 고정시킨 상태에서, 파쇄헤드(A)가 지중에 접촉하게 되면서, 파쇄헤드(A)의 파쇄비트(2)가 고정홈(11)에서 전개된 상태로 펼쳐지게 되고, 이러한 상태에서 파쇄헤드(A)가 회전되면서 파쇄헤드본체(1)의 마찰봉(13)이 지중의 접촉면(5)에 접촉되면서 파쇄시키고, 역시 파쇄비트(2)의 마찰돌기(21)가 지중의 접촉면(5)에 접촉되면서 파쇄시켜 굴삭작업이 원활하게 진행되며, 파쇄헤드(A)의 고압공(12)을 통하여 분사된 고압공기가 파쇄된 굴삭 잔재물들을 분사시키면서 배출홈(15)으로 배출되게 하면서 굴삭작업이 수행되게 되는 것이므로 원활하게 지중을 굴삭가능하게 되는 것이다.

이와 같이 굴삭작업이 진행되어 소정의 깊이까지 진행되면 구동축(4)이 후퇴하게 되고, 이와 같은 구동축(4)의 후퇴에 의하여 파쇄헤드(A)의 파쇄비트(2)도 동일하게 후퇴되므로 파쇄비트(2)가 천공된 구멍에 잔존되지 않게 되므로 파쇄비트(2)의 낭비가 없게 되므로 저렴한 비용으로 천공작업이 수행될 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 암반천공용 파쇄헤드는 일반 제조공장에서 반복적으로 동일한 제품을 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

도 1a,1b는 종래의 암반천공용 파쇄헤드의 분해사시도와 작업후의 종단면도

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 암반천공용 파쇄헤드의 분해사시도

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 암반천공용 파쇄헤드의 사시도

도 4는 도 3의 I-I선을 따라 취한 종단면도

도 5는 도 3에 도시된 암반천공용 파쇄헤드의 평면도

도 6a,6b는 본 발명에 따른 암반천공용 파쇄헤드의 작업중과 작업후의 개략적인 종단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1. 파쇄헤드본체 2. 파쇄비트 3. 고정핀

11. 고정홈 12. 고압공 13. 마찰봉

14. 자루부 15. 배출홈 16. 핀구멍

21. 마찰돌기 22. 접촉구 23. 걸림홈

111. 회전면

Claims

암반천공용 파쇄헤드(A)에 있어서,

상기 암반천공용 파쇄헤드(A)는, 공기나 냉각분사체가 흐르는 고압공(12)이 중앙에 길이방향으로 형성되고 일단부에는 다수의 마찰봉(13)이 설치되고 타단부에는 구동축(4)에 고정되는 자루부(14)가 형성되고 그 측면과 상방으로 경사지게 개방된 고정홈(11)이 측면에 형성되고 상기 고정홈(11)의 하방에는 핀구멍(16)이 형성된 파쇄헤드본체(1)와,

상기 파쇄헤드본체(1)의 측면에 형성된 측면과 상방으로 개방되며 경사지게 형성된 상기 고정홈(11)내에 배치되어 상기 고정홈(11) 내에서 측방으로 이동가능하게 고정되며 상부에는 마찰돌기(21)가 형성되고 하부에는 반구형의 접촉구(22)가 형성되고 상기 접축구(22)의 상방에는 걸림홈(23)이 형성된 파쇄비트(2)와,

상기 파쇄비트(2)를 상기 파쇄헤드본체(1)의 핀구멍(16)을 지나고 상기 걸림홈(23)을 관통하여 상기 파쇄헤드본체(1)상에 회동가능하게 고정시키는 고정핀(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 암반천공용 파쇄헤드
제1항에 있어서,

상기 파쇄헤드본체(1)의 상기 고정홈(11)은 상기 파쇄헤드본체(1)의 가장자리의 측면과 상부가 개방되게 복수개가 서로 대향되게 형성되고, 상기 각 고정홈(11)의 바닥은 상기 파쇄비트(2)의 접촉구(22)가 회전가능하도록 반구형에 가까운 회전면(111)이 형성된 것을 특징으로 하는 암반천공용 파쇄헤드
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 고정홈(11)은 회전방향으로 파쇄헤드본체(1)의 가장자리의 고정홈(11)에서 파쇄헤드본체(1)의 중앙을 지나는 중심선(S)과 고정홈(11)을 지나는 중심선(S')이 서로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 암반천공용 파쇄헤드
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