KR100974527B1 - 분진제거기능을 구비한 천공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분진제거기능을 구비한 천공장치에 관한 것으로, 샨크의 전단부 중심에는 물 또는 공기가 유통되는 관로가 구비되고, 상기 샨크의 외주면에 결합되며 전체적으로 원통형상을 이루는 것으로, 수관 또는 공기공급관이 결합되는 흡입부가 외주면 일측에 형성되고, 외주면의 타측에는 멈치가 형성되며, 내주면에는 상기 흡입부를 통하여 공급되는 물 또는 공기가 머무를 수 있도록 하는 챔버가 형성되고, 상기 챔버의 상방 및 하방에는 각각 요홈이 형성되어 고무링 등 실링이 결합되어 형성되는 슈빌과; 상기 프론트캡의 상부에 견고히 고정되는 것으로, 상기 슈빌의 멈치가 삽입되는 슈빌멈치 삽입홈을 구비하여 슈빌이 샨크의 움직임에 따라 상하방향으로 이동되지 않도록 하는 리테이너; 를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성되며, 물 또는 공기가 작업면에 직접 공급되도록 하여 천공작업으로 인한 분진발생을 최소화 하는 동시에 비트의 사용시한을 연장한다는 유용한 효과를 제공한다.

천공, 드리프터, 샨크, 슈빌, 리테이너

Description

분진제거기능을 구비한 천공장치{A DRILLING DEVICE WHICH HAVE A DUST REMOVING FUNCTION}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 요부의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 요부의 분리상태를 보인 분리사시도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10 : 드리프터 11 : 프론트캡 고정부

12 : 암나사부 20 : 프론트캡

21 : 수나사부 30 : 샨크

31 : 돌출부 32 : 관로

33 : 로드 결합부 40 : 리테이너

41 : 슈빌멈치 삽입홈 50 : 슈빌

51 : 챔버 52 : 흡입구

53 : 요홈 54 : 실링

55 : 슈빌멈치 60 : 커넥터

70 : 수관 80 : 로드

81 : 체결부 82 : 비트(beat)

본 발명은 분진제거기능을 구비한 천공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 드리프터에 의하여 구동되는 샨크 및 로드 내부를 통하여 작업면에 물 또는 공기를 공급함으로써 천공작업시 분진발생을 최소화하는 장치에 관련된다.

일반적으로, 암반터널공사에서 천공발파공법을 실시하기 위하여 발파공을 천공하거나, 지반이 불안정한 지역의 터널공사에서 락볼트를 삽입하기 위한 락볼트공을 천공하는 등 암반 또는 지반에 소정의 깊이로 구멍을 뚫는 경우 점보드릴(jumbo drill)이나 레그드릴(leg drill), 크롤러 드릴(crawler drill) 등의 천공장비들이 활용되고 있었다.

한편, 상기와 같은 천공장비들을 터널내에서 가동하게 되면, 천공과정에서 상당량의 분진이 발생하게 되는데, 이러한 분진은 작업인부의 건강을 위협하는 중대한 위험요소가 되므로, 천공작업시 분진발생을 최소화하고 발생된 분진를 신속하게 제거하기 위한 노력이 필요하다.

종래에는 분진의 발생을 최소화하기 위하여 작업이 이루어지는 부분에 호스 등을 이용하여 작업자가 직접 물을 뿌려주는 단순한 방법이 사용되었고, 또한, 상기와 같은 방법으로는 천공작업이 이루어지는 비트와 암반 또는 지반 사이의 경계면에 까지 물을 도달시킬 수가 없었기 때문에, 이러한 경계면에서는 분진의 발생을 막을 수가 없었고, 이미 발생한 분진은 별도의 환기설비를 통하여 외부로 배출해야만 했는데, 이때, 환기설비에 의한 분진의 제거효율이 낮은 편이며, 갱도가 길어짐에 따라 환기설비의 길이도 동시에 증가해야 한다는 문제점이 있었다.

한편, 몇몇 터널전용 천공장비에는 드리프터, 샨크, 로드 및 비트에 이르는 관로를 구비하여 물을 공급할 수 있도록 하는 구조를 구비한 것도 사용되고 있었으나, 이러한 장비들은 매우 가격이 높을 뿐만 아니라, 대부분 해외의 토질을 기준으로 제작되었기 때문에, 국내의 다양한 토질환경에 적합하지 못한 경우가 많았으며, 장비의 크기가 매우 커서 불안정한 지반으로 이루어진 부분의 터널용 천공작업을 수행하지 못한다는 문제점이 있었다. 또한, 기존의 일반 천공장비 및 터널이 아닌 난장용 천공장비에 상기와 같은 물을 공급할 수 있는 구조가 손쉽게 적용되기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 비트 등의 말단부에서 물 또는 공기 등이 고압으로 배출될 수 있도록 하여, 각종 천공작업시에 발생할 수 있는 분진을 효율적으로 제거할 수 있게 하는 분진방지기능을 구비한 천공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 물 또는 공기 공급장치를 구비하지 못한 일반 또는 난장용 천공장치에도 손쉽게 탈부착하여 일반 난장용 소형 천공장비들을 터널작업용도로 활용할 수 있도록 하는 분진방지기능을 구비한 천공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 분진제거기능을 구비한 천공장치는, 드리프터에 샨크가 연결되고 프론트캡에 의하여 상기 샨크가 고정되어, 드리프터에서 발생된 구동력이 샨크를 통하여 로드로 전달되고 로드 말단에 구비된 비트로 작업면을 타격하여 천공작업을 수행하는 장치에 있어서, 상기 샨크의 전단부 중심에는 물 또는 공기가 유통되는 관로가 구비되고, 상기 샨크의 외주면에 결합되며 전체적으로 원통형상을 이루는 것으로, 수관 또는 공기공급관이 결합되는 흡입부가 외주면 일측에 형성되고, 외주면의 타측에는 멈치가 형성되며, 내주면에는 상기 흡입부를 통하여 공급되는 물 또는 공기가 머무를 수 있도록 하는 챔버가 형성되고, 상기 챔버의 상방 및 하방에는 각각 요홈이 형성되어 고무링 등 실링이 결합되어 형성되는 슈빌과; 상기 프론트캡의 상부에 견고히 고정되는 것으로, 상기 슈빌의 멈치가 삽입되는 슈빌멈치 삽입홈을 구비하여 슈빌이 샨크의 움직임에 따라 상하방향으로 이동되지 않도록 하는 리테이너;를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작동원리를 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 요부의 구성을 보인 단면도로서, 샨 크(30), 슈빌(50), 리테이너(40), 프론트캡(20) 등 본 발명의 중요부분들의 결합상태에서의 단면을 예시하고 있다.

상기 샨크(30)는 드리프터(10) 내부로 일단이 삽입되고, 원기둥 형상으로 돌출된 돌출부(31)에 의하여 전방 및 후방 최대 이동지점이 결정되며, 드리프터(10)에서 발생한 구동력에 의하여 전후방 왕복운동을 반복하게 된다.

상기 샨크(30)의 외주면 일측에서는 샨크(30)의 중심축을 향하여 구멍이 타공되고, 상기 구멍이 샨크(30)의 중심축을 따라 전단방향으로 연결되어 관로(32)를 형성하게 된다.

상기 관로(32)는 슈빌(50)의 챔버(51)에 접하게 되는데, 이때, 샨크(30)의 최대 전진 또는 최대 후진 상태에서도 상기 관로(32)가 챔버(51)에 접할 수 있도록 챔버의 폭이 결정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 챔버(51)의 상방 및 하방에는 요홈(53) 및 실링(54)이 구비됨으로써 샨크(30)와 슈빌(50)이 밀폐되게 하여 챔버(51)로 공급되는 물 또는 공기가 샨크(30)의 관로(32)를 통해서만 배출되도록 하고 있다.

한편, 상기 리테이너(40)는 프론트캡(20)의 상방에 견고하게 고정되는데, 이때, 리테이너(40)와 프론트캡(20)은 용접 등에 의하여 결합될 수도 있지만, 별도의 걸쇠구조 또는 고리구조 등이 부가되어 결합력을 향상시키는 것이 바람직하다. 또한, 리테이너(40)에 부과되는 하중이 매우 커서 프론트캡(20)으로부터 분리될 가능성이 있으므로, 리테이너(40)와 프론트캡(20)을 일체로 성형하는 것이 바람직하다.

상기 슈빌(50)은 리테이너(40)의 슈빌멈치 삽입홈(41)에 슈빌멈치(55)가 삽 입됨으로써 리테이너(40)에 의하여 프론트캡(20) 상방에 고정된다.

샨크(30)의 외주면상에서 상기 실링(54) 등에 의하여 밀폐도를 유지하며 결합되는 슈빌(50)은, 그 자체는 상하방향으로 움직임이 없으면서도 전·후방으로 왕복 운동하는 샨크(30)의 관로(32)를 통해 고압의 물 또는 공기를 공급시키는 역할을 수행한다.

이때, 도면에서 예시한 바와 같이 슈빌멈치의 반대편에는 챔버(51)와 연결되는 흡입구(52)가 구비되어 커넥터(60)가이 결합되며, 상기 커넥터를 통해 수관 등이 연결됨으로써 챔버로 물 또는 공기가 공급되게 된다.

상기 샨크(30)는 분당 수 십회에 이르는 속도로 전후방 왕복운동을 계속하게 되며, 드리프터(10)에서 발생된 구동력은 샨크(30)에 전·후방의 움직임만을 발생시킬 뿐만 아니라, 다른 방향으로의 진동도 발생시키게 된다. 따라서, 슈빌(50)이 프론트캡(20)에 직접 연결됨으로써 완전히 고정되는 경우 슈빌(50) 자체에 전달되는 진동에너지가 너무 크기 때문에 내구성이 장기간 유지되지 못하여 교체주기가 짧아지게 된다.

따라서, 상기 슈빌(50)을 리테이너(40)를 통하여 고정시킴으로써, 슈빌(50) 자체가 샨크(30)의 진동에 따라 약간씩 흔들릴 수 있도록 하여 슈빌(50) 자체에 부과되는 진동에 의한 스트레스를 최소화하는 것이 바람직하다.

그럼에도 불구하고, 상기 슈빌(50)의 실링(54)은 지속적인 마찰에 의하여 손상되기 쉬우므로, 소정 시간 동안 사용한 후에는 교체함으로써 슈빌(50)을 샨크(30)로 공급되는 물 또는 공기가 유출되지 않도록 하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 요부의 분리상태를 보인 분리 사시도이다.

샨크(30)는 그 후단부가 드리프터(10) 방향으로 결합되고, 그 전단부가 프론트캡(20), 슈빌(50)을 관통하도록 결합되며, 전단부의 로드 결합부(33)에 로드(80)의 체결부(81)가 결합되어 샨크(30)크의 왕복운동이 로드(80)에 전달된다.

이때, 상기 로드(80)상에서 체결부(81) 타단에는 비트(beat)가 결합되어 천공작업의 효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 로드의 마모를 감소시킨다.

한편, 상기 슈빌(50)은 리테이너(40)에 의하여 프론트캡(20)에 고정되며, 멈치만 리테이너(40)에 삽입되므로 각 방향의 진동에 대하여 유연성을 확보할 수 있게 된다.

한편, 상기 슈빌(50)의 흡입부에는 커넥터(60) 등을 이용하여 수관 또는 공기공급관(70)이 연결될 수 있는데, 이렇게 연결된 수관 또는 공기공급관(70)은 슈빌(50)과 마찬가지로 샨크(30)의 전후방 왕복운동에 의한 부담이 최소화된 상태에서 결합을 유지하며 물 또는 공기를 공급할 수 있게 되는 것이다.

상기와 과정으로 공급된 물 또는 공기는 샨크(30)의 관로(32)를 통하여 로드(80)로 이동하고, 로드(80) 말단부의 비트(82) 중앙에 구비된 배출공을 통하여 비트(82)와 암반 또는 지반 등 천공 대상물 사이에 배출됨으로써, 천공작업으로 인한 분진발생을 최소화할 뿐만 아니라, 비트(82)가 마찰로 인하여 가열되는 것을 완화시켜서 비트(82)의 내구성을 연장시키는 효과도 달성할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 의한 분진제거기능을 구비한 천공장치는 그 핵심부분의 구성이 간단한 편이며, 종래에 사용되고 있던 유사한 방식의 천공장비들에도 손쉽게 적용할 수 있다. 예를들면, 샨크(30)에 관로(32)를 형성하거나 관로(32)가 형성된 샨크(30)로 교체하고, 리테이너(40)를 프론트캡(20)에 고정시키며, 슈빌(50)을 리테이너(40)에 결합하게 되면 본 발명이 제안하고 있는 모든 요건을 갖추게 되므로 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다.

도면과 명세서는 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것일 뿐, 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 리테이너에 의하여 유연성 있게 고정되는 슈빌에서 고압의 물 또는 공기를 샨크로 전달되게 하며, 이렇게 전달된 물 또는 공기가 작업면에 직접 공급되도록 하여 천공작업으로 인한 분진발생을 최소화 하는 동시에 비트의 사용시한을 연장한다는 유용한 효과를 제공한다.

또한, 기존의 유사한 방식의 천공장비에도 간편하게 적용될 수 있으므로, 손쉽고 저렴하게 일반 난장용 장비를 포함하는 기존 장비를 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 장비로 개조 할 수 있다.

또한, 분진발생을 위하여 공급되는 물로 인하여 작업면의 천공속도가 향상될 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 드리프터에 샨크가 연결되고 프론트캡에 의하여 상기 샨크가 고정되어, 드리프터에서 발생된 구동력이 샨크를 통하여 로드로 전달되고 로드 말단에 구비된 비트로 작업면을 타격하여 천공작업을 수행하는 장치에 있어서,

   상기 샨크의 전단부 중심에는 물 또는 공기가 유통되는 관로가 구비되고,

   상기 샨크의 외주면에 결합되며 전체적으로 원통형상을 이루는 것으로, 수관 또는 공기공급관이 결합되는 흡입부가 외주면 일측에 형성되고, 외주면의 타측에는 멈치가 형성되며, 내주면에는 상기 흡입부를 통하여 공급되는 물 또는 공기가 머무를 수 있도록 하는 챔버가 형성되고, 상기 챔버의 상방 및 하방에는 각각 요홈이 형성되어 고무링 등 실링이 결합되어 형성되는 슈빌과;

   상기 프론트캡의 상부에 견고히 고정되는 것으로, 상기 슈빌의 멈치가 삽입되는 슈빌멈치 삽입홈을 구비하여 슈빌이 샨크의 움직임에 따라 상하방향으로 이동되지 않도록 하는 리테이너;

   를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성되는

   분진제거기능을 구비한 천공장치.

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