KR100940279B1

KR100940279B1 - 오거의 구동장치

Info

Publication number: KR100940279B1
Application number: KR1020090057258A
Authority: KR
Inventors: 손기호
Original assignee: (주)한국중기계
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-02-05

Abstract

본 발명은 분리형 오거의 구동장치에 적용되는 베어링 구조를 개선하여 구동장치의 성능 및 내구성을 향상시킨 오거의 구동장치에 관한 것이다.

본 발명은 오거 스크류의 작동을 위한 구동장치에서 축에 수직으로 작용하는 하중은 물론 축방향으로 작용하는 하중을 고려한 새로운 타입의 이중 베어링 구조를 적용하여 회전축을 지지하는 방식을 구현함으로써, 회전축의 안정적인 지지 형태에 따른 내구 수명의 향상과 더불어 편심 회전을 방지하여 굴착공을 정밀하게 시공할 수 있는 등 기능성을 향상시킬 수 있는 오거의 구동장치를 제공한다.

오거, 스크류, 구동장치, 회전축, 기어박스, 베어링, 레이디얼, 스러스트

Description

오거의 구동장치{Driving unit of auger}

본 발명은 오거의 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분리형 오거의 구동장치에 적용되는 베어링 구조를 개선하여 구동장치의 성능 및 내구성을 향상시킨 것에 관한 것이다.

일반적으로 현대의 건축물은 날로 고층화 및 대형화는 추세에 있으며, 이러한 고층의 건축물은 자중에 의한 수직하중이나 풍력을 크게 작용받게 된다.

이와 같은 건축물은 지층을 관통하여서 지반층에 받쳐지는 파일로 지지되는 구조로서 시공된다.

이와 같이 고층의 건축물을 시공하기 위한 파일 공사는 항타기 등으로 타격하여 지중에 파일을 직접적으로 박아넣는 충격식과, 오거(Auger)를 회전시켜 굴착공을 천공한 후에 그 굴착공 내에 파일을 근입하는 천공식이 있다.

충격식 파일 공사는 주로 경암지반의 건축물 공사에 적용되는 반면에, 천공식 파일 공사는 연약지반의 건축물 공사에 주로 적용되며, 소음 발생을 방지할 수 있는 이점을 가지는 것으로 알려져 있다.

이렇게 연약지반에 적용되는 천공식 파일 공사는 굴착장비에 장착된 오거를 사용하고 있으며, 오거의 스크류로 지중 굴착작업을 수행하여 지반층까지 천공하고, 이렇게 천공된 굴착공으로부터 스크류를 인발한 후, 굴착공 내에 파일을 근입시켜서 설치하는 시공법이다.

이러한 천공식 파일 공사는 파일 설치작업 중에 소음 발생을 방지할 수 있는 이점을 제공할 수 있다.

상기 오거는 스크류의 작동을 위한 구동장치를 포함하며, 주로 모터를 동력원으로 하여 기어박스 내의 회전축으로 스크류를 작동시키는 방식을 채용하고 있다.

그러나, 종래 오거의 구동장치는 회전축에 축과 수직으로 하중이 걸리는 레이디얼 베어링만 설치되어 있고, 축방향으로 하중은 전혀 고려되지 않고 있는 관계로 마모 등에 의해 회전축의 수명이 단축되는 단점이 있으며, 또 회전축이 편심 회전되면서 굴착공을 정밀하게 천공할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 오거 스크류의 작동을 위한 구동장치에서 축에 수직으로 작용하는 하중은 물론 축방향으로 작용하는 하중을 고려한 새로운 타입의 이중 베어링 구조를 적용하여 회전축을 지지하는 방식을 구현함으로써, 회전축의 안정적인 지지 형태에 따른 내구 수명의 향상과 더불어 편심 회전을 방지하여 굴착공을 정밀하게 시공할 수 있는 등 기능성을 향상시킬 수 있는 오거의 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 오거의 구동장치는 모터, 기어박스, 회전축 및 종동기어, 베어링 등을 포함하는 한편, 상기 베어링은 축방향으로 작용하는 하중을 지지하는 스러스트 베어링과 축에 수직으로 작용하는 하중을 지지하는 레이디얼 베어링을 조합한 이중 베어링 구조로 이루어져서, 회전축의 축방향 및 축에 수직방향을 동시에 지지할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 구동장치에 적용되는 스러스트 베어링과 레이디얼 베어링의 조합 형태는 고정형 외측 레이스 및 고정형 베이스 레이스가 서로 직각 형태로 배치되고, 상기 외측 레이스의 안쪽면과 베이스 레이스의 윗면에는 각각 레이디얼 롤러와 스러스트 볼이 배치되며, 회전축을 지지하면서 함께 회전하는 회전형 레이스가 레이디얼 롤러와 스러스트 볼에 동시에 접하면서 구름운동가능하게 배치되는 형태 로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 오거의 구동장치는 축에 수직으로 작용하는 하중 및 축방향으로 작용하는 하중을 고려한 이중 베어링, 예를 들면 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링을 조합한 형태의 이중 베어링을 구동장치의 회전축에 적용함으로써, 회전축의 안정적인 회전상태를 지속적으로 확보할 수 있고, 이에 따라 회전축의 내구 수명을 대폭 연장할 수 있는 장점이 있다.

또, 회전축이 편심 회전 등없이 항상 정위치에서 회전되는 기능성을 발휘함으로써, 스크류를 정확히 회전시킬 수 있고, 결국 굴착공을 정밀하게 천공할 수 있는 등 시공의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치의 설치상태를 나타내는 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 크레인 천공기(100)에 구비되어 있는 포스트 프레임(110)의 상부에는 상부 오거 구동장치(120)가 설치되고, 상기 상부 오거 구동장치(120)의 아래쪽으로는 하부 오거 구동장치(130)가 설치되며, 굴착공 천공을 위한 오거 스크류(140)는 오거 구동장치(120)에 연결된 상태에서 포스트 프레임(110)을 따라 아래로 길게 연장되는 형태로 설치된다.

여기서, 미설명 부호 150은 케이싱을 나타낸다.

따라서, 크레인 천공기(100)에 탑승한 작업자의 조작에 의해 상부 오거 구동장치(120) 및 하부 오거 구동장치(130)가 가동되면, 모터의 힘에 의해 오거 스크류(140)가 회전하게 되고, 계속해서 오거 스크류(140)의 회전과 더불어 상부 오거 구동장치(120) 및 하부 오거 구동장치(130)의 하강이 이어지면서 지반에 대한 굴착공 시공이 이루어지게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치를 나타내는 정면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 여기서는 오거 구동장치 중 하부 오거 구동장치(130)를 보여준다.

상기 하부 오거 구동장치(130)는 모터(미도시), 기어박스(11), 회전축(미도시) 및 종동기어(미도시), 베어링(미도시) 등을 포함하는데, 상기 기어박스(11)의 내부에는 모터 및 구동기어 뿐만 아니라, 모터의 동력을 스크류측으로 전달하기 위한 회전축 및 종동기어가 마련되고, 상기 기어박스(11)의 하단부에는 동력을 최종 출력하는 역할을 하는 츨력측 플랜지(10)가 설치된다.

이때의 출력측 플랜지(10)는 회전축에 연결되어 함께 회전되는 구조로 설치된다.

여기서, 굴착공 시공을 위한 오거 스크류는 상기 출력측 플랜지(10)에 결합되어 함께 회전하면서 지반 천공작업을 수행하게 된다.

따라서, 모터의 동력은 구동기어→종동기어→회전축→출력측 플랜지로 전달 되면서 최종 오거 스크류의 회전으로 이어지므로서, 지반에 굴착공이 천공될 수 있게 된다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치의 이중 베어링을 나타내는 사시도이다.

도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 오거 구동장치는 오거 스크류를 돌려주는 회전축(미도시)의 지지수단으로서 이중 베어링 구조로 이루어진 지지수단을 포함한다.

즉, 상기 오거 구동장치에는 축에 수직으로 작용하는 하중 지지와 더불어 축방향으로 작용하는 하중 지지를 동시에 수행함으로써, 회전축의 안정적이고 정확한 지지 상태를 확보할 수 있는 이중 베어링 구조가 적용된다.

이를 위하여, 상기 회전축의 지지를 위한 베어링(14)은 축방향으로 작용하는 하중을 지지하는 스러스트 베어링(14a)과 축에 수직으로 작용하는 하중을 지지하는 레이디얼 베어링(14b)을 조합한 이중 베어링 구조로 이루어진다.

이에 따라, 상기 회전축은 축방향으로는 스러스트 베어링(14a)에, 축에 수직방향으로는 레이디얼 베어링(14b)에 의해 동시에 지지되므로서, 회전시 마모나 편심 회전없이 정위치에서 정확히 회전될 수 있다.

여기서, 상기 이중 베어링 구조를 갖는 스러스트 베어링(14a)과 레이디얼 베어링(14b)의 조합 형태로 이루어진 베어링(14)을 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 베어링(14)은 3개의 레이스와 볼 및 롤러를 포함하며, 3개의 레이스 중 2개의 레이스는 볼과 롤러를 받쳐주는 역할을 하는 레이스이고, 나머지 1개의 레이스는 볼과 롤러를 타고 구름운동을 하면서 회전축과 함께 회전하는 역할을 하는 레이스이다.

예를 들면, 서로 90°의 직각 형태로 배치되는 수직의 고정형 외측 레이스(14c)와 수평의 고정형 베이스 레이스(14d)가 마련되고, 이때의 고정형 외측 레이스(14c)의 안쪽면으로는 내주 둘레를 따라 배치되는 다수의 레이디얼 롤러(14e)가 구비되며, 고정형 베이스 레이스(14c)의 윗면으로는 원주방향을 따라 배치되는 다수의 스러스트 볼(14f)이 구비된다.

그리고, 상기 레이디얼 롤러(14e)와 스러스트 볼(14f)의 사이 영역, 즉 레이디얼 롤러(14e)의 안쪽과 스러스트 볼(14f)의 윗쪽에 조성되는 영역에는 회전축을 지지하면서 함께 회전하는 회전형 레이스(14g)가 레이디얼 롤러(14e)와 스러스트 볼(14f)에 동시에 접하는 구조로 설치된다.

이에 따라, 상기 회전형 레이스(14g)는 레이디얼 롤러(14e)와 스러스트 볼(14f)에 의한 축방향 및 축에 수직방향 지지를 동시에 받으면서 구름운동을 할 수 있고, 결국 이러한 회전형 레이스(14g)에 지지되는 회전축은 축방향으로 작용하는 하중 및 축에 수직으로 작용하는 하중이 가해지는 경우에도 안정적인 회전상태를 유지할 수 있게 된다.

이와 같은 이중 베어링 구조의 베어링(14)이 회전축(12), 종동기어(13) 등이 속해 있는 기어박스(11) 내에서 어떠한 배치관계를 갖는지 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치에서 이중 베어링이 속해 있는 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 기어박스(11)의 내부에는 일체식으로 조립되어 함께 회전하는 회전축(12) 및 종동기어(13)가 배치되고, 이때의 회전축(12)은 위아래 2곳이 베어링(14)에 의해 지지되는 구조로 설치된다.

상기 회전축(12)의 하단부에는 출력측 플랜지(10)가 체결 고정되어 기어박스(11)의 하단측으로 연장 위치되고, 이때의 출력측 플랜지(10)에 오거 스크류가 결합되어 함께 회전될 수 있게 된다.

여기서, 상기 종동기어(13)는 모터(미도시)에 의해 회전되는 구동기어(미도시)와 맞물려 회전될 수 있음은 물론이다.

특히, 상기 베어링(14)은 스러스트 베어링(14a)과 레이디얼 베어링(14b)의 조합형태로서, 기어박스(11)의 상부 플레이트(17)과 하부 플레이트(16)에 각각 지지되는 형태로 설치되고, 이러한 베어링(14)의 바깥쪽으로는 상하부 플레이트(17),(16)에 각각 고정 설치되는 베어링 블럭(15)이 배치되어 베어링(14)의 설치상태가 더욱 견고해질 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 회전축(12)은 스러스트 베어링(14a)과 레이디얼 베어링(14b)이 공동으로 가지고 있는 회전형 레이스(14g)의 내주면에 삽입 결속되어 이 회전형 레이스(14g)와 함께 회전하게 되고, 이러한 회전축(12)은 축방향으로 걸리는 하중에 대해서는 스러스트 볼(14f)을 통한 스러스트 베어링(14a)에 의해 지지되되는 동시에 축에 수직으로 걸리는 하중에 대해서는 레이디얼 롤러(14e)를 통한 레이디얼 베어링(14b)에 의해 지지되므로, 편심 회전없이 정위치에서 정확한 회전을 수행할 수 있고, 결국 오거 스크류의 회전 작동 또한 정확히 이루어지면서 굴착공을 정밀하게 천공할 수 있게 된다.

그리고, 회전축(12)의 정확한 정위치 회전에 의해 마모 등이 현저히 줄어들게 되고, 따라서 회전축(12)의 내구 수명을 크게 연장할 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명이 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치의 설치상태를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치를 나타내는 정면도

도 3a,3b,3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치의 이중 베어링을 나타내는 사시도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오거 구동장치에서 이중 베어링이 속해 있는 내부 구조를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 출력측 플랜지 11 : 기어박스

12 : 회전축 13 : 종동기어

14 : 베어링 14a : 스러스트 베어링

14b : 레이디얼 베어링 14c : 고정형 외측 레이스

14d : 고정형 베이스 레이스 14e : 레이디얼 롤러

14f : 스러스트 볼 14g : 회전형 레이스

15 : 베어링 블럭 16 : 하부 플레이트

17 : 상부 플레이트

Claims

모터, 기어박스, 회전축 및 종동기어, 베어링을 포함하는 오거의 구동장치에 있어서,

상기 베어링(14)은 축방향으로 작용하는 하중을 지지하는 스러스트 베어링(14a)과 축에 수직으로 작용하는 하중을 지지하는 레이디얼 베어링(14b)을 조합한 이중 베어링 구조로 이루어지되,

상기 이중 베어링 구조로 조합되는 스러스트 베어링(14a)과 레이디얼 베어링(14b)은 고정형 외측 레이스(14c) 및 고정형 베이스 레이스(14d)가 서로 직각 형태로 배치되고, 상기 외측 레이스(14c)의 안쪽면과 베이스 레이스(14d)의 윗면에는 각각 레이디얼 롤러(14e)와 스러스트 볼(14f)이 배치되며, 회전축(12)을 지지하면서 함께 회전하는 회전형 레이스(14g)가 레이디얼 롤러(14e)와 스러스트 볼(14f)에 동시에 접하면서 구름운동가능하게 배치되는 구조로 조합되는 것을 하는 오거의 구동장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 이중 베어링 구조로 조합되는 스러스트 베어링(14a)과 레이디얼 베어링(14b)은 회전축(12)의 위아래 적어도 2곳에 설치되어 회전축(12)의 안정적인 회전상태를 확보해줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 오거의 구동장치.