KR101048743B1 - 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법 - Google Patents

지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법 Download PDF

Info

Publication number
KR101048743B1
KR101048743B1 KR1020097004960A KR20097004960A KR101048743B1 KR 101048743 B1 KR101048743 B1 KR 101048743B1 KR 1020097004960 A KR1020097004960 A KR 1020097004960A KR 20097004960 A KR20097004960 A KR 20097004960A KR 101048743 B1 KR101048743 B1 KR 101048743B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
working fluid
bits
piston
piston case
excavation
Prior art date
Application number
KR1020097004960A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090064380A (ko
Inventor
카즈노리 후루키
Original Assignee
카즈노리 후루키
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2006327638A external-priority patent/JP4076564B1/ja
Priority claimed from JP2006327639A external-priority patent/JP4076565B1/ja
Application filed by 카즈노리 후루키 filed Critical 카즈노리 후루키
Publication of KR20090064380A publication Critical patent/KR20090064380A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101048743B1 publication Critical patent/KR101048743B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/16—Plural down-hole drives, e.g. for combined percussion and rotary drilling; Drives for multi-bit drilling units
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/02—Fluid rotary type drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

저진동, 저소음으로 굴삭 작업이 가능하도록 한 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법을 제공한다. 지중 굴삭용 굴삭 장치(1)는 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,…)와, 작동 유체의 에너지에 의해 각 비트(42a,…)에 타격력을 주는 피스톤(61)을 내장하는 피스톤 케이스 부재(22b,…)와, 각 피스톤 케이스 부재(22b,…)에 보내지는 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30)와, 각 피스톤 케이스 부재(22b,…)에 보내지는 작동 유체가 통과하는 작동 유체 유통 경로(352)와, 상기 유체 저류부(30)로부터 각 작동 유체 유통 경로(352)의 유통구(3a,…)로 작동 유체를 보내기 위해 유체 저류부(30)와 각 유통구(3a,…)를 연통시키는 복수개의 연통 구멍(4a,…)을 구비한 회전체(40)를 구비하고 있다.
지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기

Description

지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법{EXCAVATOR FOR UNDERGROUND EXCAVATING, ROTARY EXCAVATOR AND UNDERGROUND EXCAVATING METHOD}
본 발명은 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 저진동, 저소음으로 굴삭 작업이 가능하도록 한 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법에 관한 것이다.
토목이나 건축의 분야에 있어서 주로 암반, 롤링 스톤, 콘크리트 등이 있는 경질의 지반의 굴삭에 「다운 더 홀 해머(down the hole hammer)」라고 칭해지는 굴삭 장치가 사용되고 있다. 다운 더 홀 해머는 압축 공기를 공급해서 내부의 피스톤을 구동시킴으로써 선단의 해머 비트를 상하 이동시키고, 그 타격에 의해 굴삭을 행하는 것이다(예컨대 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평9-328983호 공보(도 1)
또한, 나사형의 송곳으로 구멍을 굴삭하는 「어스오거(earthauger)」라고 칭해지는 굴삭 장치도 있지만, 어스오거는 상기 다운 더 홀 해머와 비교해서 암반, 롤링 스톤, 콘크리트 등이 존재하는 경질의 지반의 굴삭에는 적합하지 않다.
특허문헌 1의 도 1에 나타내는 바와 같이, 종래의 다운 더 홀 해머에서는 굴삭하는 구멍과 거의 동일한 지름의 해머 비트를 상하 이동시켜서 지반을 타격하기 때문에, 1회의 타격마다 받는 지반의 충격이 크고, 굴삭시에 심한 소음과 진동이 발생하고 있었다. 이 때문에, 보다 저진동, 저소음으로의 작업이 요망되는 예컨대 주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리에서의 사용에는 적합하지 않았다.
이와 같이, 저진동, 저소음으로의 작업이 강하게 요망되는 장소에서는 소음과 진동의 발생을 방지하는 것이 최중요 과제의 하나이지만, 다소의 진동이나 소음이 발생해도 지장이 없는 장소(주택 밀집지나 사무실 거리로부터 조금 떨어진 장소 등)에서는 굴삭 작업의 효율을 높여서 시공 일수를 단축하는 것도 중요하다. 즉, 시공 일수의 단축에 의해 비용 감축을 도모할 수 있음과 아울러, 나아가서는 현장 주변에 미치는 진동ㆍ소음 피해의 발생 일수의 단축으로도 이어지기 때문이다.
(본 발명의 목적)
그래서, 본 발명의 목적은 저진동, 저소음으로 굴삭 작업이 가능하도록 한 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 저진동, 저소음으로 굴삭 작업이 가능함과 아울러 굴삭 작업의 효율을 높임으로써 굴삭 작업에 요하는 시공 일수를 단축할 수 있도록 한 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법을 제공하는 것에 있다.
그 밖의 본 발명의 목적은 이하의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명이 강구한 수단은 다음과 같다.
또한, 후술하는 작용의 설명의 이해를 돕기 위해서 도면에 있어서 사용한 부호를 괄호를 이용해서 기재하고 있지만, 각 구성 요건을 도면 기재의 것에 한정하는 것은 아니다.
본 발명은 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,42b,42c,42d,42e)와, 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 수에 대응해서 굴삭 장치 본체(2) 내에 복수개 수용되어 있고, 작동 유체의 에너지에 의해 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주는 피스톤(61)을 내장하는 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)와, 각 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30)와, 상기 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)의 수에 대응해서 복수개 설치되어 있고, 각 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체가 통과하는 작동 유체 유통 경로(352,352,352,352,352)와, 상기 유체 저류부(30)로부터 각 작동 유체 유통 경로(352,352,352,352,352)의 유통구(流通口)(3a,3b,3c,3d,3e)로 작동 유체를 보내기 위해 유체 저류부(30)와 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)를 연통시키는 복수개의 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)을 구비한 회전체(40)를 갖고 있고, 상기 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하도록 하기 위해 상기 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)는 회전체(40)의 회전 방향을 따라 형성되어 있고, 상기 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)은 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)와 동시에 동일한 개도로 연통하는 것을 방지하기 위해 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)의 배치와는 다른 배치로 회전 방향을 따라 형성되어 있는 지중 굴삭용 굴삭 장치이다.
상기 발명에 따른 회전체(40)는 작동 유체를 수용해서 회전체(40)를 회전시키기 위한 작동 유체 수용 날개(45)를 구비하고 있는 것이어도 좋다.
상기 발명에 따른 회전체(40)는 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)과는 별도로 유체 저류부(30)와 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)를 연통시키는 작동 유체 공급 구멍(46)을 구비하고 있고, 상기 작동 유체 공급 구멍(46)은 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주기 위해 필요한 작동 유체의 일부를 공급하기 위해서 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)보다 내경이 작게 설정되어 있는 것이어도 좋다.
상기 발명은 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 복수개의 비트(42a,42c,42d)와는 별도 독립해서 동시에 타격 구동하는 복수개의 비트(41,42b,42e)를 구비하고 있고, 별도 독립해서 구동하는 상기 비트(41,42b,42e)에 대응하는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b)의 작동 유체 유통 경로(352,352,352,352,352)는 회전체(40)에 의한 제어를 받지 않고 유체 저류부(30)와 항상 연통한 상태로 되어 있는 것이어도 좋다.
또한, 본 발명은 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,42b,42c,42d,42e)와, 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 수에 대응해서 굴삭 장치 본체(2) 내에 복수개 수용되어 있고, 작동 유체의 에너지에 의해 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주는 피스톤(61)을 내장하는 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)와, 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30)와, 상기 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 수에 대응해서 복수개 설치되어 있고, 상기 유체 저류부(30)로부터 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체가 통과하는 작동 유체 경로(351,352,352,352,352,352)를 갖고 있고, 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)는 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 각각 설치되어 있는 각 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하도록 하기 위해 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주기 위해 왕복 운동하는 피스톤(61)의 이동 거리, 피스톤(61)의 크기, 피스톤(61)의 무게로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나가 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)마다 다르도록 설정되어 있는 지중 굴삭용 굴삭 장치이다.
또한, 본 발명은 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,42b,42c,42d,42e)와, 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 수에 대응해서 굴삭 장치 본체(2) 내에 복수개 수용되어 있고, 작동 유체의 에너지에 의해 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주는 피스톤(61)을 내장하는 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)와, 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b, 22b, 22b, 22b, 22b)에 보내지는 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30)와, 상기 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 수에 대응해서 복수개 설치되어 있고, 상기 유체 저류부(30)로부터 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체가 통과하는 작동 유체 경로(351,352,352,352,352,352)를 갖고 있고, 각 작동 유체 경로(351,352a,352b,352c…)의 작동 유체가 통과하는 내경은 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 각각 설치되어 있는 비트(41, 42a, 42b, 42c, 42d, 42e)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하도록 하기 위해 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)마다 다르도록 설정되어 있는 지중 굴삭용 굴삭 장치이다.
상기 발명은 유체 저류부(30)에는 유체 저류부(30)에 공급된 작동 유체를 수용해서 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)에 안내하는 작동 유체 안내 부재(8)가 설치되어 있는 것이어도 좋다.
상기 발명은 굴삭 장치 본체(2)에는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 둘레를 둘러싸도록 해서 방진재 또는/및 방음재(230)가 설치되어 있는 것이어도 좋다.
본 발명은 상기 어느 하나에 기재된 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)와, 그 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)에 회전 운동을 줄 수 있는 회전 구동 장치(5)를 구비한 회전식 굴삭기이다.
또한, 본 발명은 상기 어느 하나에 기재된 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)를 사용한 지중 굴삭 공법으로서, 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)에 회전 운동을 주면서 지중 굴삭을 행하는 지중 굴삭 공법이다.
본 명세서 및 특허청구의 범위에서 말하는 「작동 유체」로서는 에어(예컨대 압착 공기) 등의 기체나, 물, 기름 등이라는 액체를 채용할 수 있다.
회전체의 회전 방향을 따라 각각 형성되어 있는 작동 유체 유통 경로의 유통구의 수와 회전체의 연통 구멍의 수는 연통 구멍이 각 유통구와 동시에 동일한 개도로 연통하는 것을 방지할 수 있으면, 동수이여도 다른 수(많거나 또는 적음)이어도 된다.
연통 구멍이 각 유통구와 동시에 동일한 개도로 연통하는 것을 방지하기 위한 연통 구멍과 유통구의 배치로서는 이하와 같은 경우를 들 수 있다.
연통 구멍과 유통구가 동수이면, 연통 구멍과 유통구 중 한쪽을 등간격으로 하고, 연통 구멍과 유통구 중 다른쪽을 등간격이 아니라 간격을 어긋나게 해서 배치할 수 있다. 또한, 어느 쪽도 등간격으로 배치하지 않고 어긋나게 해서 배치해도 좋다. 또한, 연통 구멍의 수와 유통구의 수가 다른 경우에는 그 수에 따라서는 어느 쪽도 등간격으로 배치해도 좋은 경우가 있다. 예컨대, 회전체의 회전 방향을 따라 등간격으로 5개소 형성되어 있는 유통구에 대해서 연통 구멍을 6개소 형성했을 경우에는 연통 구멍을 등간격으로 배치한 경우이여도 연통 구멍이 각 유통구와 동시에 동일한 개도로 연통하는 것을 방지할 수 있다.
본 명세서 및 특허청구의 범위에서 말하는 「방진재 또는/및 방음재」에는 방진재 또는 방음재 중 어느 하나를 포함하는 경우도 있고, 또는 방진재 및 방음재 양쪽(방진 및 방음 양쪽의 작용을 구비한 것도 포함함)을 포함하는 경우도 있다.
(작용)
본 발명에 따른 지중 굴삭용 굴삭 장치는 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,42b,42c,42d,42e)를 구비하고, 다음과 같이 작용한다.
(a) 회전체(40)가 회전함으로써 회전체(40)에 형성되어 있는 복수개의 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)을 통해서 유체 저류부(30)와 각 작동 유체 피스톤 경로(352,352,352,352,352)의 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)가 연통된다. 이것에 의해, 유체 저류부(30)로부터 각 작동 유체 피스톤 경로(352,352,352,352,352)에 작동 유체가 보내진다. 그 결과, 각 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)에 내장된 피스톤(61)에 의해 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력이 주어져서 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)는 굴삭 장치 본체(2)의 굴삭측으로 진퇴해서 굴삭을 행한다.
또한, 본 발명에서는 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)는 연통 구멍(4a, 4b, 4c, 4d, 4e)과의 연통이 가능하도록 상기 회전체(40)의 회전 방향을 따라 형성되어 있고, 각 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)은 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)와 동시에 동일한 개도로 연통하는 것을 방지하기 위해 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)의 배치와는 다른 배치로 형성되어 있다. 이것에 의해서, 동시에 동일한 유량의 작동 유체가 유체 저류부(30)로부터 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 것이 방지된다. 그 결과, 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)는 서로 시간이 차이나면서 타격 구동한다. 따라서, 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 1회의 타격마다 받는 지반의 충격은 작다.
(b) 작동 유체를 수용해서 회전체(40)를 회전시키기 위한 작동 유체 수용 날개(45)를 회전체(40)가 구비하고 있는 것은 회전체(40)가 다른 것으로부터 동력을 받지 않고 스스로 회전하는 것이다. 따라서, 다른 동력을 구비하고 있을 경우와 비교해서 구조가 복잡해지거나 부품점수가 많아지거나 하는 것을 방지할 수 있다.
(c) 회전체(40)가 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)과는 별도로 유체 저류부(30)와 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)를 연통시키는 작동 유체 공급 구멍(46)을 구비하고 있는 것은, 회전체(40)의 회전에 따라 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)보다 내경이 작은 작동 유체 공급 구멍(46)을 통해서 상기 유체 저류부(30)로부터 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)로 작동 유체가 보내지고, 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주기 전의 대기 상태까지 피스톤(61)이 이동한다. 이것에 의해, 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)이 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)와 연통하면, 비트(42a, 42b, 42c, 42d, 42e)는 신속히 타격 구동하고, 원활하게 굴삭을 행한다.
(d) 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 복수개의 비트(42a,42c,42d)와는 별도 독립해서 동시에 타격 구동하는 복수개의 비트(41,42b,42e)를 구비하고 있는 것은, 동시에 타격 구동되는 복수개의 비트(41,42b,42e)에 의해 지면에 대해서 동시에 큰 충격력을 줄 수 있기 때문에, 모든 비트가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 것과 비교해서 굴삭의 작업 효율이 높다.
(e) 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30)로부터 작동 유체가 각 작동 유체 피스톤 경로(351,352,352,352,352,352)를 통과하여 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내진다. 이것에 의해, 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 내장된 피스톤(61)이 굴삭을 위한 타격력을 각 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)에 준다.
또한, 본 발명에서는 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주기 위해 왕복 운동하는 피스톤(61)의 이동 거리, 피스톤(61)의 크기, 피스톤(61)의 무게로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나가 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)마다 다르도록 설정되어 있거나, 또는 각 작동 유체 경로(351,352a,352b,352c…)를 통과하는 작동 유체의 내경이 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)마다 다르도록 설정되어 있으므로, 그 밖의 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 조건을 동일하게 함으로써 각 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동한다. 따라서, 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)의 1회의 타격마다 받는 지반의 충격은 작다.
(f) 유체 저류부(30)에 작동 유체 안내 부재(8)가 설치되어 있는 것은 작동 유체 안내 부재(8)가 유체 저류부(30)에 공급된 작동 유체를 수용해서 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)에 안내하고, 회전체(40)의 각 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)에 균등 또는 가능한 한 균등하게 작동 유체가 보내진다. 또는, 작동 유체 안내 부재(8)가 유체 저류부(30)에 공급된 작동 유체를 수용해서 각 작동 유체 경로(351,352,352,352,352,352)(351,352a,352b,352c…)에 안내하고, 각 작동 유체 경로(351,352,352,352,352,352)(351,352a,352b,352c…)에 균등 또는 가능한 한 균등하게 작동 유체가 보내진다.
이것에 의해, 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)에 보내지는 작동 유체에 불균일이 생기는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)마다의 충격력을 동일하거나 또는 가능한 한 동일하게 해서 굴삭면을 균등하게 타격할 수 있도록 된다.
(g) 굴삭 장치 본체(2)에 피스톤 케이스(22)의 둘레를 둘러싸도록 해서 방진재 또는/및 방음재(230)가 설치되어 있는 것에서는 피스톤의 구동시에 발생되는 진동이나 소리를 방진재 또는/및 방음재(230)가 완화한다.
(h) 본 발명에 따른 회전식 굴삭기는 회전 구동 장치(5)에 의해 굴삭 장치(1)(1b)에 회전 운동을 주면서 굴삭 작업을 행한다. 회전 운동을 줌으로써 굴삭 장치(1)(1b)가 갖는 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 굴삭 위치가 굴삭면에 대해서 이동한다. 이것에 의해, 비트(42a,42b,42c,42d,42e)가 굴삭면 전체를 모조리 타격한다.
<발명의 효과>
본 발명은 상기 구성을 구비하고, 다음 효과를 갖는다.
(a) 본 발명에 따른 굴삭 장치에 의하면, 비트에 타격력을 주기 위해 왕복 운동하는 피스톤의 이동 거리, 피스톤의 크기, 피스톤의 무게로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나가 각 피스톤 케이스 부재마다 다르도록 설정되어 있거나, 또는 각 작동 유체 경로를 통과하는 작동 유체의 내경이 각 피스톤 케이스 부재마다 다르도록 설정되어 있으므로, 그 외의 피스톤 케이스 부재의 조건을 동일하게 함으로써 각 비트는 서로 시간이 차이나서 타격 구동한다.
따라서, 굴삭하는 구멍과 거의 동일한 지름의 해머 비트를 상하 이동시켜서 지반을 타격하고 있었던 종래의 다운 더 홀 해머에 비해서 비트 1회의 타격마다 받는 지반의 충격은 작고, 저진동, 저소음으로 굴삭 작업을 할 수 있다. 따라서, 보다 저진동, 저소음으로의 작업이 요망되는 주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리 등에서의 사용에 적합하다.
또한, 종래의 굴삭 장치에서는 비교적 큰 에어 콤프레서가 필요했던 것에 대해서 본 발명에서는 비교적 작은 비트를 구동시키면 되므로 하나의 비트를 진퇴시키기 위한 작동 유체(예컨대 에어)의 소비량이 작고, 그 결과, 작동 유체를 공급하는 공급 장치(예컨대, 작동 유체가 에어인 경우에는 에어 콤프레서)를 소형화할 수 있다. 따라서, 공급 장치의 설치 면적도 작아지고, 주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리 등이라는 공간이 한정된 장소에서의 시공에 바람직하다. 또한, 공급 장치의 소형화에 의해 공급 장치를 구동시키는 엔진 등의 구동 수단의 소형화도 가능하게 되므로, 구동 수단으로부터 발생되는 진동이나 소음도 낮게 억제할 수 있다.
(b) 회전체가 작동 유체를 수용해서 회전체를 회전시키기 위한 작동 유체 수용 날개를 구비하고 있는 것은, 회전체는 다른 것으로부터 동력을 받지 않고 스스로 회전한다는 것이므로, 다른 동력을 구비하고 있는 경우와 비교해서 구조가 복잡해지거나 부품점수가 많아지거나 하는 것을 방지할 수 있다.
(c) 회전체가 연통 구멍과는 별도로 유체 저류부와 각 유통구를 연통시키는 작동 유체 공급 구멍을 구비하고 있는 것은, 비트는 신속히 타격 구동하므로 원활한 굴삭 작업이 가능하다.
(d) 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 비트와는 별도 독립해서 동시에 타격 구동하는 복수개의 비트를 구비하고 있는 것은, 동시에 타격 구동되는 복수개의 비트에 의해 지면에 대해서 동시에 큰 충격력을 줄 수 있기 때문에 굴삭의 작업 효율이 높다. 또한, 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 복수개의 비트도 구비하고 있으므로, 모든 비트가 시간이 차이나면서 타격 구동하는 것과 비교해서 굴삭 작업에 요하는 시공 일수를 단축할 수 있다.
(e) 유체 저류부에 작동 유체 안내 부재가 설치되어 있는 것은, 각 피스톤 케이스 부재에 보내지는 작동 유체에 불균일이 생기는 것을 방지할 수 있고, 각 비트마다의 충격력을 동일하거나 또는 가능한 한 동일하게 해서 굴삭면을 균등하게 타격할 수 있도록 된다.
(f) 굴삭 장치 본체에 피스톤 케이스의 둘레를 둘러싸도록 해서 방진재 또는/및 방음재가 설치되어 있는 것에서는, 피스톤의 구동시에 발생되는 진동이나 소리가 밖으로 새거나 전해지는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
(g) 본 발명에 따른 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법에 의하면, 상기한 효과를 구비한 굴삭 장치에 회전 운동을 주면서 사용함으로써 저진동, 저소음으로의 굴삭 작업을 할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 굴삭 장치를 선단측으로부터 바라본 사시 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 굴삭 장치의 종단면 설명도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 굴삭 장치의 분해 사시 설명도이다.
도 4는 굴삭 비트 부재에 수용되어 있는 피스톤 케이스 부재를 종단면으로 해서 내부 구조를 나타낸 측면으로 바라본 설명도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 굴삭 장치의 에어 탱크 부재 내에 배치되는 유체 안내 부재를 나타내는 사시 설명도이다.
도 6은 도 5에 나타내는 유체 안내 부재의 내부에 배치되는 회전체를 나타내는 사시 설명도이다.
도 7은 도 5에 나타내는 유체 안내 부재를 수평 방향으로 단면으로 해서 회전체를 포함하는 내부 구조를 나타낸 평면으로 바라본 설명도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 회전체의 회전 상태를 경시적으로 나타낸 일부 생략 설명도이다.
도 9는 굴삭 장치와 회전 구동 장치로 주로 구성되는 회전식 굴삭기를 나타내는 측면으로 바라본 설명도이다.
도 10은 도 2에 나타낸 회전체의 다른 실시예를 나타내는 부분 확대 설명도이다.
도 11은 제 2 실시형태에 따른 굴삭 장치의 종단면 설명도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 에어 안내 부재를 수평 방향으로 단면으로 해서 회전체를 포함하는 내부 구조를 나타낸 평면으로 바라본 설명도이다.
도 13은 비트의 수나 위치를 바꾸어서 제조한 굴삭 장치의 각종 베리에이션을 나타내는 개략적인 설명도이다.
도 14는 제 3 실시형태에 따른 굴삭 장치의 종단면 설명도이다.
도 15(a)는 도 4(a)에서 나타낸 동일 종단면 설명도, 도 15(b)는 굴삭 비트 부재에 수용되어 있는 다른 피스톤 케이스 부재의 종단면 설명도이다.
도 16은 도 14에 나타내는 굴삭 장치의 에어 탱크 부재 내에 배치되는 유체 안내 부재를 나타내는 사시 설명도이다.
도 17은 제 4 실시형태에 따른 지중 굴삭용 굴삭 장치를 설명하기 위한 부분 확대 단면 설명도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1,1a,1b,1c: 굴삭 장치 2: 굴삭 비트 부재
3: 에어 탱크 부재 3a,3b,3c,3d,3e,3f: 구획 구멍
4a,4b,4c,4d,4e,4f: 회전 구멍 4g: 회전축
4h: 회전축 5: 회전 구동 장치
5a,5b,5c,5d,5e,5f: 구획 구멍 6: 회전식 굴삭기
6a,6b,6c: 회전 구멍 7: 켈리 로드(kelly rod)
8: 에어 안내 부재 21: 접속체
22a,22b: 피스톤 케이스 부재 23: 피스톤 케이스 부착체
24: 드라이브 척 25: 척 가이드
26: 플랫 바 30: 에어 저류부
31: 볼트 32: 너트
33: 연결체 34: 연결 조인트
36: 소경 부분 40,40a: 회전체
41,42a~42e: 주변 비트 43,43a: 회전판
44a: 축부 45: 에어 수용 날개
46: 에어 공급 구멍 47: 비트
50: 회전 구동 장치 본체 51: 드라이브 부시
52: 아웃리거(outrigger) 61,61b: 피스톤
62: 실린더 63: 체크밸브
64: 에어 디스트리뷰터 65: 밸브 스프링
66: 풋 밸브(foot valve) 71: 지지축
72: 공급관 73: 와이어
81: 에어 안내 수용부 82: 회전체 수용체
83: 지지체 211: 구멍
220,220a,220b: 피스톤 케이스 본체 222: 삽입부
230: 모래 231: 통형상 본체
232: 피스톤 케이스 케이싱 233: 앞부 커버체
234: 기부 커버체 235,236: 삽입구멍
241: 구멍 242: 회전 방지부
251: 볼트 252: 너트
253,254: 오목부 255: 설치 구멍
256: 오목부 300,300a: 구획체
301: 전동체 303: 베어링 구멍
304: 내벽면 331: 연결 구멍
340: 분출 구멍 351,352,352a,352b,352c: 에어 호스
353~355: 주변 에어 호스 356: 중앙 에어 호스
361: 플랫 바 411,421: 헤드부
412: 버튼 칩 421: 헤드부
441: 타단부 451: 지지부
600: 가설 발판 821: 도입부
822: 도입관 823: 기단부
이하, 본 발명을 각 실시형태에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[제 1 실시형태]
도 1~도 9는 본 발명에 따른 지중 굴삭용 굴삭 장치의 제 1 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 굴삭 장치를 선단측으로부터 바라본 사시 설명도, 도 2는 도 1에 나타내는 굴삭 장치의 종단면 설명도, 도 3은 도 1에 나타내는 굴삭 장치의 분해 사시 설명도이며, 에어 탱크 부재와, 에어 탱크 부재로부터 떼어낸 굴삭 비트 부재를 분해한 상태로 나타내고 있다. 또한, 도 3에 있어서 에어 탱크 부재(3)의 기부측(상방측)은 도시를 생략하고 있다.
도 4는 굴삭 비트 부재에 수용되어 있는 피스톤 케이스 부재를 종단면으로 해서 내부 구조를 나타낸 측면으로 바라본 설명도이며, 내장된 피스톤이 상하 이동(진퇴 이동)하고 있는 상태를 도 4(a)~(d)에서 경시적으로 나타내고 있다.
도 5는 도 2에 나타내는 굴삭 장치의 에어 탱크 부재 내에 배치되는 유체 안내 부재를 나타내는 사시 설명도, 도 6은 도 5에 나타내는 유체 안내 부재의 내부 에 배치되는 회전체를 나타내는 사시 설명도, 도 7은 도 5에 나타내는 유체 안내 부재를 수평 방향으로 단면으로 해서 회전체를 포함하는 내부 구조를 나타낸 평면으로 바라본 설명도, 도 8(a)~도 8(d)는 도 7에 나타낸 회전체의 회전 상태를 경시적으로 나타낸 일부 생략 설명도이며, 도 8(a)는 도 7에 나타내는 상태에 대응하고 있다. 또한, 도 8에서는 도 7에서 나타낸 에어 수용 날개(45)와 에어 공급 구멍(46)을 생략하고 있다.
도 9는 굴삭 장치와 회전 구동 장치로 주로 구성되는 회전식 굴삭기를 나타내는 측면으로 바라본 설명도이다.
도 9에 나타내는 회전식 굴삭기(6)는 도 1에 나타내는 지중 굴삭용 굴삭 장치(1)와, 굴삭 장치(1)에 회전 운동을 줄 수 있는 회전 구동 장치(5)를 구비하고 있다.
우선, 굴삭 장치(1)에 대해서 설명하고, 그 후, 회전 구동 장치(5)에 대해서 설명한다.
[굴삭 장치(1)]
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 굴삭 장치(1)는 그 전체가 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 굴삭 장치(1)는 굴삭측(앞부측)에 위치하는 굴삭 장치 본체인 굴삭 비트 부재(2)와, 기부측에 위치하는 작동 유체 저류 부재인 에어 탱크 부재(3)를 구비하고 있다.
굴삭 비트 부재(2)는 그 선단측에 복수개(본 실시형태에서는 6개)의 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)를 구비하고 있다. 각 비트(41,42a,…)는 굴삭 비트 부 재(2)보다 작게 되어 복수개 설치되어 있다. 굴삭 장치(1)는, 후술하는 도 9에 나타내는 바와 같이, 크레인(도시 생략)에 의해 매달려짐으로써 선단의 각 비트(41,42,…)가 아래를 향하도록 세운 상태에서 사용된다.
본 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 각 비트(41,42a,…)는 굴삭 비트 부재(2)의 축심부에 1개소 설치된 중앙 비트(41)와, 중앙 비트(41)를 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로(중앙 비트(41)의 둘레에) 5개소 설치된 주변 비트(42a,42b,42c,42d,42e)로 구성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 중앙 비트(41)는 헤드부가 원 형상으로 형성되어 있는 것에 대해서 주변 비트(42a,…)는 헤드부가 대략 삼각 형상으로 형성되어 있다.
각 주변 비트(42a,…)는 동시가 아니라 서로 시간이 차이나서 타격 구동하도록 구성되어 있다. 이것에 대해서 중앙 비트(41)는 다른 주변 비트(42a,…)의 타격 동작과는 별도 독립해서 타격 구동된다.
에어 탱크 부재(3)는 고착구(固着具)인 볼트(31)와 너트(32)(도 1에서는 숨겨져 표시되지 않음, 도 2를 참조)에 의해 굴삭 비트 부재(2)의 기부측에 착탈 가능하게 접속되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 에어 탱크 부재(3)에는 각 비트(41,42a,…)를 구동시키는 작동 유체인 에어를 고압 상태로 저류할 수 있는 에어 저류부(30)를 구비하고 있다.
이하, 굴삭 장치(1)의 각 구성 부재에 대해서 순서에 따라 상세하게 설명한다.
(굴삭 비트 부재(2))
도 3에 나타내는 바와 같이, 굴삭 비트 부재(2)는 위에서부터 순서대로 접속체(21)를 구비함과 아울러 피스톤을 포함하는 구동 수단 등을 수용한 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b) 외에 피스톤 케이스 부착체(23), 드라이브 척(24), 척 가이드(25), 비트(41,42a,…) 등을 구비하고 있다.
각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,…)는 금속제로 원통 형상의 피스톤 케이스 본체(220)를 갖고 있다. 각 피스톤 케이스 본체(220)의 기단부(도 3에서 상부)에는 접속체(21)가 나사 결합되어 있다. 각 피스톤 케이스 본체(220)의 선단부(도 3에서 하부)에는 드라이브 척(24), 척 가이드(25)를 통해서 각 비트(41,42a,…)가 접속된다. 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)는 각 비트(41,42a,…)와 동일 수(본 실시형태에서는 복수개, 전체적으로 6개소) 설치되어 있다.
또한, 이하, 설명의 편의상, 중앙 비트(41)에 대응하는 피스톤 케이스 부재(22a)를 「중앙 피스톤 케이스 부재(22a)」라고 하고, 각 주변 비트(42a,…)에 대응하는 피스톤 케이스 부재(22b)를 「주변 피스톤 케이스 부재(22b)」라고 하는 경우가 있다.
도 4를 참조한다. 도 4에서는 굴삭 비트 부재에 수용되어 있는 것 중의 하나인 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)에 대해서 나타내고 있지만, 그 밖의 주변 피스톤 케이스 부재(22b)에 대해서도 비트(41)의 형상이 다른 것뿐이고 동일하거나 또는 대체로 동일한 구조이며, 피스톤(61)은 동일하게 왕복 운동한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 피스톤 케이스 본체(220)에는 비트(41)를 작동시키는 피스톤(61)을 포함하는 구동 수단 등이 내장(수용)되어 있다. 즉, 피스톤 케이스 본체(220)에는 피스톤(61) 외에 실린더(62), 체크밸브(63), 에어 디스트리뷰터(64)(리지드(rigid) 밸브), 밸브 스프링(65), 풋 밸브(66), 메이크업 링, O-링, 피스톤 리테이너링, 비트 리테이너링 등이 설치되어 있다. 이 구동 수단에 대해서는 공지의 다운 더 홀 해머의 구동 기구(예컨대 일본 특허 공개 소61-92288호 공보 기재)와 동일하거나 또는 대체로 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
도 4(a)~(d)를 참조하여 이 구동 기구에 대해서 간단하게 설명한다.
우선, 도 9에 나타내는 굴삭 작업 전의 굴삭 장치(1)를 매달은 상태에서는, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 선단의 비트(41)는 그 자체 중량에 의해 피스톤 케이스 부재(22a)의 선단으로 돌출한 상태가 되어 있다. 이 상태에서는 피스톤(61)의 앞부측 둘레면부가 피스톤 케이스 본체(220)의 내주면에 접하고 있고, 에어 호스(351)로부터 도입되는 에어가 피스톤(61)의 앞부측으로 돌지 않는다(보내지지 않는다). 이것에 의해, 피스톤(61)이 상승하는 일은 없고(피스톤 케이스 본체(220)의 기부측으로 이동하는 일은 없고), 비트(41)는 구동 정지 상태로 되어 있다.
그리고, 도 4(b)와 같이, 지면(또는 접지면)인 굴삭면(L)에 비트(41)가 접촉할 때까지 매달은 상태의 굴삭 장치(1)를 내리면, 굴삭 장치(1)의 자체 중량에 의해 비트(41)가 피스톤 케이스 본체(220) 내부로 이동한다. 이것에 의해, 피스톤(61)의 앞부측 둘레면부와 피스톤 케이스 본체(220)의 내주면 사이에 생긴 간극으로부터 에어가 피스톤(61)의 하부측으로 돌고, 도 4(c), 또한 도 4(d)에 나타내는 바와 같이 피스톤(61)을 고속으로 밀어 올린다.
그 후, 피스톤(61)이 소정의 위치까지 상승하면, 다시, 피스톤(61)의 앞부측 둘레면부가 피스톤 케이스 본체(220)의 내주면에 접하고, 에어가 피스톤(61)의 앞부측으로 돌지 않게 된다. 이것에 의해, 에어가 피스톤(61)의 상부측으로 돌고, 밀어 올려진 피스톤(61)이 반대로 고속으로 밀어 내려지고, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 선단의 비트(41)의 기부측을 타격한다. 이것에 의해서, 풋 밸브(66)로부터 들어간 에어가 비트(41) 내를 통과하여 비트(41) 앞부측으로부터 배출됨과 아울러, 비트(41)가 선단으로 돌출해서 타격 구동된다. 이 반복되는 피스톤(61)의 상하의 왕복 운동에 따른 충격력에 의해 굴삭측의 비트(41)가(다른 피스톤 케이스 부재(22b)의 비트(42a)도 마찬가지임) 진퇴하고, 지중을 파들어간다.
각 비트(41,42a,…)는 고속으로 타격 진동하여(상하 이동 또는 진퇴하여) 지반을 굴삭한다. 예컨대, 1개의 비트당 1분간 1200~1300회, 비트 전체적으로 1분간 7200~7800회 정도 타격 구동된다. 또한, 이 시간당 타격 횟수는 동일 굴삭 장치(1)를 사용해도 굴삭 대상인 지층의 경도에 의해 변동된다. 단단한 지층의 경우, 지반을 타격한 후의 비트(41,42a,…)의 되돌아감이 빠르고, 이것에 추종해서 피스톤(61)의 상하 이동이 심하게 되기 때문에, 각 비트(41,42a,…)의 타격 횟수가 증가된다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 피스톤 케이스 본체(220)의 기단부에 위치하는 접속체(21)는 작동 유체의 경로인 구멍(211)(도 3에서는 보이지 않음)을 갖고, 기단측이 단면 볼록 형상으로 형성되어 있다. 그 볼록 형상 부분이 삽입부(222)를 구성하고, 삽입부(222)가 에어 탱크 부재(3)로 삽입되어 장착된다. 그렇게 해서, 에어 탱크 부재(3)로부터 접속체(21)의 삽입부(222)를 통해서 보내지는 에어에 의해 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b) 내의 구동 수단이 구동한다.
각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,…)(본 실시예에서는 합계 6개)는 대략 원기둥 형상의 부착체인 피스톤 케이스 부착체(23)(도 3 참조)에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 피스톤 케이스 부착체(23)는 통형상 본체(231)(도 2 참조)와, 통형상 본체(231)의 앞부측의 개구부에 고착되어 있는 커버체(233)(이하, 「앞부 커버체(233)」라고 함)와, 통형상 본체(231)의 기부측 개구부에 고착되어 있는 커버체(234)(이하, 「기부 커버체(234)」라고 함)로 주로 구성되어 있다.
또한, 피스톤 케이스 부착체(23)의 내부에는 원통 형상이고 가늘고 긴 케이싱인 피스톤 케이스 케이싱(232)(도 2 참조)이 수용되어 있다. 이 피스톤 케이스 케이싱(232)에 피스톤 케이스 본체(220)가 삽입된 상태에서 부착된다. 피스톤 케이스 케이싱(232)은 피스톤 케이스 본체(220)와 동일 개수 설치되어 있고, 그 축심 방향이 피스톤 케이스 부착체(23)의 길이 방향과 동일하게 되도록 설치되어 있다.
앞부 커버체(233)는 소정의 두께를 갖고, 피스톤 케이스 부재(22)를 삽입 설치하기 위한 구멍인 삽입구멍(235)이 각각 형성되어 있다. 동일하게, 기부 커버체(234)는 소정의 두께를 갖고, 피스톤 케이스 부재(22a,22b)를 삽입 설치하기 위한 구멍인 삽입구멍(236)(도 2 참조)이 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 삽입구멍(235,236)은 중앙부에 1개소, 중앙부를 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 5개소의 합계 6개소에 형성되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 이 상하 2개의 커버체(233,234)에 의해 끼워진 상태에서 상기한 각 피스톤 케이스 케이싱(232)이 고착되고, 통형상 본체(231) 내 에 수용되어 있다. 피스톤 케이스 케이싱(232)의 선단측의 구멍(부호 생략)은 앞부 커버체(233)의 삽입구멍(235)과 연통되어 있다. 피스톤 케이스 케이싱(232)의 기단측의 구멍(부호 생략)은 기부 커버체(234)의 삽입구멍(236)과 연통되어 있다.
또한, 피스톤 케이스 부착체(23)(통형상 본체(231)) 내의 피스톤 케이스 본체(220,220) 사이에 형성되어 있는 공극 부분에는 방진재 또는/및 방음재로서 모래(230)(도 2 참조)가 충전되어 있다.
또한, 각 피스톤 케이스 본체(220)의 선단부는 앞부 커버체(233)로부터 일부 돌출되어 있다. 이 돌출 부분의 구멍(부호 생략)에 도 3에 나타내는 대략 통형상의 드라이브 척(24)의 기단측이 약간 심하게 밀어넣어진 상태에서 부착된다. 드라이브 척(24)의 선단측의 구멍(241)에는 척 가이드(25)를 통해 각 비트(41,42a,…)의 기부측이 진퇴 가능하게 수납된다.
척 가이드(25)는 평면으로 바라봐서 대략 원형상이며 소정의 두께를 갖고, 피스톤 케이스 부착체(23)의 선단(앞부 커버체(233))에 고착되어 있다. 척 가이드(25)의 고착에는 고착구인 볼트(251)와, 피스톤 케이스 부착체(23)측으로부터 부착되는 너트(252)(도 3에서 피스톤 케이스 부착체(23)의 좌측에 도시)가 사용되어 있다.
척 가이드(25)의 앞부측에는 중앙에 저면으로 바라봐서 원형의 오목부(253)와, 오목부(253)를 둘러싸도록 해서 저면으로 바라봐서 V자 형상의 홈인 소정수의 오목부(254)가 방사상으로 형성되어 있다. 오목부(253)에는 저면으로 바라봐서 원형상의 헤드부(411)를 구비한 중앙 비트(41)가 배치된다. 각 오목부(254)에는 저면 으로 바라봐서 대략 삼각형상의 헤드부(421)를 구비한 주변 비트(42a~42e)가 배치된다. 각 비트(41,42a,…)의 헤드부(411,421)에는 초경합금제의 버튼 칩(412)이 다수 설치되어 있다.
척 가이드(25)에는 각 비트(41,42a,…)와 동일 수의 구멍으로 구성된 부착부인 설치 구멍(255)이 형성되어 있다. 설치 구멍(255)은 상기 오목부(253)와 오목부(254) 내에 위치하고 있다. 이 설치 구멍(255)의 기부측에는 드라이브 척(24)의 선단부가 끼워 넣어진다. 드라이브 척(24)은 육각 너트 형상의 회전 방지부(242)를 갖고, 척 가이드(25)의 설치 구멍(255)에는 회전 방지부(242)가 끼워 넣어지는 6각 형상의 오목부(256)(도 2 참조)가 형성되어 있다.
각 비트(41,42a,…)의 기부측은 스플라인축으로서 형성되고, 이 기부측이 설치 구멍(255)의 선단부로부터 끼워 넣어짐으로써 내주벽에 요철의 맞물림용 구조(溝條)(도시 생략)을 형성한 드라이브 척(24)의 내부에 장착되어 있다. 각 비트(41,42a,…)의 기부측은 상기 비트 리테이너링과 O-링에 의해 드라이브 척(24)측으로부터 빠지지 않도록 장착된다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피스톤 케이스 부착체(23)의 외주에는 축방향을 따라 돌출조인 플랫 바(26)가 소정수 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 플랫 바(26)는 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 복수개(합계 6개소) 형성되어 있다. 그리고, 지반의 굴삭 작업시에 굴삭한 구멍의 내부에 발생되는 분쇄된 암반이나 토사(슬라임(slime))는 굴삭 비트 부재(2)(척 가이드(25))의 앞부측으로부터 분사되는 에어에 의해 굴삭된 구멍과 플랫 바(26,26) 사이의 간극을 통해서 지표면에 송출된다.
(에어 탱크 부재(3))
에어 탱크 부재(3)의 기단부(도 2에서 상단부)에는 에어를 도입하기 위한 연결 조인트(34)가 돌출해서 설치되어 있다. 연결 조인트(34)로부터 도입된 에어는 에어 탱크 부재(3) 내의 에어 저류부(30) 내에 저류된다. 부호 340은 연결 조인트(34)의 분출 구멍을 나타내고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 에어 탱크 부재(3)의 앞부측에는 굴삭 비트 부재(2)의 기단부(각 피스톤 케이스 부재(22a)의 삽입부(222)측)와 연결하기 위한 연결체(33)가 설치되어 있다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 연결체(33)보다 기부측(도 2에서 상방측)의 내부에 에어 저류부(30)가 설치되어 있다. 에어 저류부(30)는 평면으로 바라봐서 원형상의 판형상체로 구성된 구획체(300)에 의해 연결체(33)측과 구획되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 연결체(33)의 앞부에는 연결 구멍(331)이 소정수 형성되어 있다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 각 연결 구멍(331)에 삽입된 피스톤 케이스 부재(22a,…)의 삽입부(222)에 각 에어 호스(351,352)의 일단부(도 2에서 하단부)가 각각 접속되어 있다.
각 에어 호스(351,352)의 타단부(도 2에서 상단부)는 상기 구획체(300)에 형성된 작동 유체의 유통 구멍인 각 구획 구멍(3a,3b,3c,3d,3e,3f)(도 7에서 파선으로 나타냄)에 각각 접속되어 있다. 각 구획 구멍(3a,…) 및 각 에어 호스(351,352)는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)로 작동 유체를 보내기 위한 작동 유체 피스톤 경로를 구성하고 있다.
또한, 도 2에서는 모든 에어 호스를 도시하지 않지만, 에어 호스는 피스톤 케이스 부재(22a,22b)의 전체 수에 대응해서(피스톤 케이스 부재(22a,22b)와 동일 수, 본 실시예에서는 6개) 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 각 에어 호스(351,352)가 수용되어 있는 연결체(33)는 전체적으로 중공의 대략 통형상체로 되어 있지만, 중실 형상으로 형성할 수도 있다.
본 실시형태에서는 도 7에서 파선으로 나타내는 각 구획 구멍(3a,…)은 원형의 구멍으로 구성되어 있다. 각 구획 구멍(3a,…)은 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,…)의 수에 대응해서 형성되어 있다. 즉, 도 7에서 파선으로 나타내는 바와 같이, 구획체(300)의 중심부에 구획 구멍(3f)(이하, 「중앙 구획 구멍(3f)」이라고 하는 경우가 있다.)이 1개소 형성되어 있고, 이 중앙 구획 구멍(3f)을 중심으로 하는 원주 상에 구획 구멍(3a,3b,3c,3d,3e)(이하, 「각 주변 구획 구멍(3a)」이라고 하는 경우가 있다.)이 등간격으로 5개소 형성되어 있다.
중앙 구획 구멍(3f)에는 도 1에 나타내는 중앙 비트(41)에 대응하는 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)로부터 도출된 에어 호스(351)(도 2 참조. 이하, 「중앙 에어 호스(351)」라고 함)가 접속되어 있다. 중앙 구획 구멍(3f)을 둘러싸는 나머지 각 주변 구획 구멍(3a,…)은 도 1에 나타내는 주변 비트(42a,…)에 대응하는 피스톤 케이스 부재(22b)로부터 도출된 에어 호스(352)(도 2 참조. 이하, 「주변 에어 호스(352)」라고 함)가 각각 접속되어 있다. 이 각 주변 에어 호스(352)의 내경과 길이는 전부 동일하다.
또한, 도 2에서 에어 저류부(30)측에는 에어 저류부(30) 내에서 에어를 수용하여 회전하는 회전체(40)(도 6도 참조)가 설치되어 있다. 회전체(40)는 구획체(300)와 접해서 설치되어 있다. 회전체(40)의 상세한 점에 대해서는 후술한다.
(에어 안내 부재(8))
도 6에 나타내는 회전체(40)는 도 2 및 도 5에 나타내는 술잔과 같은 형태를 한 작동 유체 안내 부재인 에어 안내 부재(8)의 내부에 배치되어 있다. 에어 안내 부재(8)는 연결 조인트(34)의 분출 구멍(340)으로부터 에어를 수용하는 반구 형상(볼 형상)의 작동 유체 안내 수용부인 에어 안내 수용부(81)와, 에어 안내 수용부(81)를 지지하는 대략 원추체의 추벽부로 구성되는 회전체 수용체(82)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 회전체 수용체(82)의 기단부(823)(도 2에서 하단부)는 구획체(300)의 둘레 가장자리부 부근에 고정되어 있지만, 에어 저류부(30)의 내벽면(304)에 직접적 또는 간접적으로 고정할 수도 있다.
도 5에 나타내는 회전체 수용체(82)에는 회전체 수용체(82) 내부에 에어를 도입하는 소정수의 도입부(821,822)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 도입부는 회전체 수용체(82)의 앞부측(도 5에서 상측)에 형성된 도입 구멍(821)과, 회전체 수용체(82)의 기부측(도 5에서 하측)에 설치된 도입관(822)으로 구성되어 있다.
도입 구멍(821)(도 2도 참조)은 회전체 수용체(82)의 둘레면 방향을 따라 등간격으로 3개소에 형성되어 있다. 각 도입 구멍(821)은 내부의 회전체(40)를 향해서 방출되도록 도 2에서 아래쪽 경사 방향으로 기울어져 형성되어 있다. 도입관(822)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 회전체(40)에 소정수 설치되어 있는 후술 하는 반원 형상의 에어 수용 날개(45)(도 6도 참조)에 에어가 닿아서 회전체(40)가 원활하게 회전하도록 회전체(40)의 회전 방향을 따르도록 해서 약간 기울어져 설치되어 있다. 또한, 도입관(822)은 회전체(40)를 향해서 도 2에서 약간 아래쪽 경사 방향으로 기울어져 설치되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 도 2에서 상방에 나타내는 연결 조인트(34)의 분출 구멍(340)으로부터 공급된 에어는 에어 안내 부재(8)의 수용부(81)에 닿은 후, 수용부(81)의 오목부면을 따라 튀어 오르고, 또한 호를 그리게 해서 회전체 수용체(82)측으로 되돌려져 도입 구멍(821) 및 도입관(822)을 빠져나가 회전체(40)측으로 보내진다.
(회전체(40))
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 회전체(40)는 평면으로 바라봐서 원형의 회전판(43)과, 회전판(43)을 회전 가능하게 축지지하는 축부인 통형상의 회전축(4f)을 구비하고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 회전축(4f)은 구획체(300) 중앙의 중앙 구획 구멍(3f)(도 7도 참조)에 회전 가능하게 삽입되고, 중앙 구획 구멍(3f)으로부터 빠지지 않는 구조로 되어 있다.
상기한 바와 같이 중앙 구획 구멍(3f)(도 2 참조)에는 중앙 에어 호스(351)가 접속되어 있다. 이것에 의해, 에어 저류부(30)와 중앙 에어 호스(351)는 회전축(4f)을 통해서 항상 연통한 상태로 되어 있다. 따라서, 에어 저류부(30) 내의 에어는 연속적으로 중앙 에어 호스(351)에 보내져 중앙 피스톤 케이스 부재(22a) 내의 피스톤(61)을 구동하고, 그것에 의해서 중앙 비트(41)가 주변 비트(42a,…)와는 별도 독립해서 타격 구동된다. 부호 301은 볼 베어링(볼 베어링 구멍)의 전동체를 나타내고 있다.
도 10은 도 2에 나타낸 회전체의 다른 실시형태를 나타내는 부분 확대 설명도이다.
도 6에 나타낸 회전체(40)에서는 회전축(4f)과 회전판(43)이 일체화되어 있어 함께 회전한다. 이것에 대해서 도 10에 나타내는 바와 같이, 구획체(300)에 고정된 축부(44a)를 축 중심으로 하고, 회전판(43a)이 회전하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 축부(44a)를 길게 해서 그 타단부(441)(도 10에서 하단부)를 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)의 구멍(211)에 삽입 설치 등을 함으로써 연결하고, 회전축(4g)의 앞부를 볼트의 머리부와 같이 구획 구멍(3f)보다 대경으로 형성할 수 있다. 부호 302는 볼 베어링의 전동체를 나타내고 있다.
또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 회전판(43)은 에어 저류부(30)(도 7에서 회전판(43)보다 지면측에 에어 저류부(30)가 위치하고 있다.)와 파선으로 나타내는 각 주변 구획 구멍(3a,3b,3c,3d,3e)의 개도를 제어하기 위해서, 각 주변 구획 구멍(3a,…)이 형성되어 있는 구획체(300) 부분을 덮을 수 있는 크기로, 또한 구획체(300)와 접해서 설치되어 있다. 회전판(43)은 에어 저류부(30)와 각 주변 구획 구멍(3a,…)을 연통시키는 회전 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)을 갖고 있다. 각 회전 구멍(4a,…)은 에어를 유통시키는 연통 경로를 구성하고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 각 회전 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)은 회전축(4f)을 중심으로 하는 원주 상에(회전체(40)의 회전 방향을 따라) 소정의 간격을 두고 소 정수 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 각 회전 구멍(4a,…)은 각 주변 비트(42a,…)를 구동하는 주변 피스톤 케이스 부재(22b,…)의 수에 대응해서 5개소에 형성되어 있다. 각 회전 구멍(4a,…)은 원형의 구멍으로 구성되어 있고, 각 주변 구획 구멍(3a,…)과 동일 내경이거나 대체로 동일한 내경의 구멍이다.
또한, 각 회전 구멍(4a,…) 및 주변 구획 구멍(3a,…)은 어느 일방 또는 쌍방을 평면으로 바라봐서 긴 원형상(타원 형상)의 구멍으로 할 수도 있고, 사각형 또는 직사각형상 등의 그 외의 형상의 구멍으로 할 수도 있다. 또한, 각 회전 구멍(4a)의 내경을 주변 구획 구멍(3a)의 내경보다 크게 할 수도 있고, 그 반대로 할 수도 있다.
각 회전 구멍(4a,…)은 회전체(40)의 회전에 의해 회전 방향측의 회전 구멍(4a,…)으로부터 서서히 각 주변 구획 구멍(3a,…)과의 개도가 증대되도록 회전체(40)의 회전 방향을 따라 등간격이 아니라 간격을 바꾸어서(간격을 어긋나게 해서) 배치되어 있다.
즉, 도 7에서 파선으로 나타내는 각 주변 구획 구멍(3a,…)이 동일 원주 상에 등간격으로 5개소에 형성되어 있는 것에 대해서 실선으로 나타내는 각 회전 구멍(4a,…)은 동일 원주 상에 등간격이 아니라 후술하는 바와 같이 간격을 바꾸어서 5개소에 형성되어 있다. 여기서, 설명의 편의상, 도 7에서 오른쪽 아래의 주변 구획 구멍(3a)과 연통하지 않는 회전 구멍(4a)을 제 1 회전 구멍(4a)이라고 하고, 그 주변 구획 구멍(3a)을 제 1 구획 구멍(3a)이라고 한다.
또한, 제 1 회전 구멍(4a)으로부터 도 7에서 시계 방향으로(회전 방향과 반 대 방향으로) 순서대로 제 2 회전 구멍(4b), 제 3 회전 구멍(4c), 제 4 회전 구멍(4d), 제 5 회전 구멍(4e)으로 한다. 마찬가지로, 파선으로 나타내는 제 1 구획 구멍(3a)으로부터 도 7에서 시계 방향(회전 방향과 반대 방향)으로 순서대로 제 2 구획 구멍(3b), 제 3 구획 구멍(3c), 제 4 구획 구멍(3d), 제 5 구획 구멍(3e)으로 한다.
그렇게 하면, 도 7에서 나타내는 상태에서는, 제 2 회전 구멍(4b)은 제 2 구획 구멍(3b)과 그 내경의 1/3 정도 겹쳐져 연통되고, 제 3 회전 구멍(4c)은 제 3 구획 구멍(3c)과 그 내경의 1/2 정도 겹쳐져 연통되고, 제 4 회전 구멍(4d)은 제 4 구획 구멍(3d)과 그 내경의 2/3 정도 겹쳐져 연통되고, 또한 제 5 회전 구멍(4e)은 제 5 구획 구멍(3e)과 전체가 겹쳐서 완전히 연통되어 있다. 그리고, 회전체(40)의 회전에 의해 각 회전 구멍(4a,…)이 각 주변 구획 구멍(3a,…)과 연통되어 가고, 에어가 각 주변 에어 호스(352)를 통해서 주변 피스톤 케이스 부재(22b)에 보내지고, 도 1에 나타내는 주변 비트(42a,…)가 구동된다. 회전체(40)의 상세한 작용에 대해서는 후술한다.
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 회전 구멍(4a,4b)의 거의 중간 부근에는 반원 형상의 에어 수용 날개(45)(합계 5개소에)가 설치되어 있다. 에어 수용 날개(45)는 회전판(43)의 둘레 가장자리부를 따라 배치되어 있다. 에어 수용 날개(45)는 봉형상의 지지부(451)(도 6 참조)를 통해서 회전체(40)의 회전판(43)에 고정되어 있다. 에어 수용 날개(45)는 회전체(40)가 도 6에서 좌측 둘레로(반시계 방향으로) 회전하도록 에어 수용 날개(45)의 오목부면을 회전 방향과 는 반대로 향해서 부착되어 있다. 또한, 에어 수용 날개(45)의 수는 도시한 것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 서로 이웃하는 에어 수용 날개(45)와 각 회전 구멍(4a,…) 사이에는 각 회전 구멍(4a)의 내경보다 작은 지름의 관통한 작동 유체 공급 구멍인 에어 공급 구멍(46)이 소정수(본 실시예에서는 1개소, 회전판(43) 전체적으로 10개소) 형성되어 있다. 에어 공급 구멍(46)은 각 주변 구획 구멍(3a,3b,3c,3d,3e)과 연통하도록 회전축(4g)을 중심으로 하는 원주 상에 형성되어 있다. 회전체(40)의 회전에 의해 각 에어 공급 구멍(46)이 각 주변 구획 구멍(3a,…)과 연통됨으로써 에어 저류부(30)로부터 에어가 각 주변 피스톤 케이스 부재(22b)에 소량씩 보내지고, 내부의 피스톤(61)을 타격 전의 대기 상태까지 구동시킨다. 이 작용에 대해서는 후술한다.
(에어 탱크 부재(3)의 외주 부분)
도 2에 나타내는 바와 같이, 에어 탱크 부재(3)의 연결체(33)보다 기부측(도 2에서 상부측)은 연결체(33)를 거의 경계로 해서 기부측을 향해서 약간 오그라져 형성되어 있다. 이 연결체(33)보다 약간 작은 지름으로 형성된 소경 부분(36)의 외경은 후술하는 회전 구동 장치(5)(도 9 참조)에 설치되어 있는 통형상의 드라이브 부시(51)의 내경과 맞도록 만들어져 있다.
그리고, 도 9에 나타내는 바와 같이, 굴삭 장치(1)를 세운 상태에서 굴삭 장치(1)의 기단부로부터 드라이브 부시(51)를 끼워 넣어서 떨어뜨리면, 드라이브 부시(51)는 에어 탱크 부재(3)의 대경으로 되어 있는 부분(연결체(33) 부근)에서 멈 추어 아래로 떨어지지 않는다. 이것에 관한 자세한 작용은 후술한다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 에어 탱크 부재(3)의 외주에는 축방향을 따라 돌출조인 플랫 바(361)가 소정수 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 플랫 바(361)는 복수개(합계 6개소) 설치되어 있다. 그리고, 굴삭 작업시에 이 플랫 바(361)가 후술하는 회전 테이블(로터리 테이블)을 구비한 회전 구동 장치(5)(도 9 참조)의 드라이브 부시(51)의 내벽부에 형성되어 있는 맞물림 홈에 맞물리고, 드라이브 부시(51)의 회전 구동력(회전 운동)이 굴삭 장치(1)에 전달된다.
[회전 구동 장치(5)]
한편, 도 9에 나타내는 회전 구동 장치(5)는 상기한 바와 같이 굴삭 장치(1)에 회전 운동을 주는 것이다. 회전 구동 장치(5)는 회전 구동 장치 본체(50)와, 회전 구동 장치 본체(50)를 지지하는 아웃리거(52)를 구비하고 있다. 상기한 바와 같이, 회전 구동 장치 본체(50)는 드라이브 부시(51)를 통해서 굴삭 장치(1)를 장착할 수 있고, 굴삭 장치(1)에 회전 운동을 주는 회전 테이블(도 9에서는 숨겨져 표시되지 않음)을 구비하고 있다.
(작용)
굴삭 장치(1)를 구비한 회전식 굴삭기(6)의 작용에 대해서 설명한다.
또한, 본 실시예에서는 지반에 말뚝용 구멍을 굴삭할 경우를 예로 들어서 회전식 굴삭기(6)의 작용을 설명한다.
우선, 도 9에 나타내는 바와 같이, 회전식 굴삭기(6)를 구성하는 회전 구동 장치(5)는 예컨대 H강 등으로 조립한 가설 발판(600) 상에 적재된다. 한편, 굴삭 장치(1)의 기단부에 지반에 굴삭하는 구멍의 길이에 따라 케리 로드(7)를 소정수(필요수) 접속한다. 본 실시예에서는 케리 로드(7)를 1개 연결시키고 있지만, 2 이상(복수) 접속해도 좋다.
케리 로드(7)는 에어 공급관을 내장하고 있다. 케리 로드(7)와 굴삭 장치(1)는 핀, 볼트, 너트 등으로 이루어지는 고착구(도시 생략)에 의해 고착된다. 케리 로드(7)를 연결한 굴삭 장치(1)는 크레인(도면에서는 나타나지 않음)에 의해 매달려 지지된다. 도 9에서 부호 73은 크레인에 접속된 와이어를 나타내고 있다.
그리고, 회전 구동 장치(5)의 회전 테이블(도 5에서는 숨겨져 표시되지 않음)에 드라이브 부시(51)를 세트한다. 또한, 크레인으로 매달려 지지하면서 굴삭 장치(1)의 에어 탱크 부재(3)의 플랫 바(361)를 드라이브 부시(51)의 내벽의 홈인 맞물림 홈(도면에서는 숨겨져 표시되지 않음)에 맞물리게 한다. 그렇게 해서, 크레인에 의해 굴삭 장치(1)를 매달아 내리면서 굴삭을 개시한다.
굴삭시에 있어서 회전 테이블로부터 드라이브 부시(51)에 전달되는 회전 구동력은 에어 탱크 부재(3)에 전달되어 굴삭 장치(1)가 회전된다. 케리 로드(7)의 상단에는 크레인에 의해 매달려 지지하기 위한 지지축(71)이 설치되어 있다. 이 지지축(71)에 굴삭 장치(1)에 에어를 공급하는 공급관(72)이 접속되어 있다. 또한, 지지축(71)에는 에어 스위블(도시 생략)이 설치되어 있다.
공급관(72)으로부터 보내지는 에어는 케리 로드(7)의 에어 공급관을 통해서 굴삭 장치(1)에 보내진다. 굴삭 장치(1)에 보내진 에어는 도 2에 나타내는 연결 조인트(34)의 분출 구멍(340)으로부터 방출되어 에어 저류부(30)에 저류된다.
분출 구멍(340)으로부터 공급된 에어는 에어 안내 부재(8)의 수용부(81)에 닿은 후, 수용부(81)의 오목부면을 따라 튀어 오르고, 또한 호를 그리게 해서 회전체 수용체(82)측으로 되돌려져 회전체(40)에 보내진다.
그리고, 회전체(40)는 에어 수용 날개(45)에 에어를 수용하면서 도 8(a)의 상태로부터 도 8(b),(c),(d)의 순서로 좌측 둘레로(반시계 방향으로) 회전한다. 또한, 도 8(a)~(d)에서는 회전체(40)의 회전 상태를 경시적으로 나타내고 있지만, 설명의 편의상, 각 도면 사이의 시간 간격은 전부 동일하지는 않다.
에어는 회전체(40)를 회전시킴과 아울러, 도 2(도 10)에 나타내는 회전체(40)의 통형상의 회전축(4f(4g))과 각 회전 구멍(4a~4e)으로부터 각 에어 호스(351,352)를 통해서 대응하는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)에 보내지고, 중앙 비트(41) 및 각 주변 비트(42a,…)를 타격 구동한다.
이 중, 중앙 비트(41)는 회전체(40)에 의한 에어의 유량 제어를 받지 않기 때문에, 회전축(4f(4g))으로부터 연속적으로 에어가 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)로 보내짐으로써 다른 주변 비트(42a)의 타격 동작과는 독립해서 타격 구동된다.
이것에 대해서 각 주변 비트(42a,…)는 회전체(40)의 회전에 의해 에어 저류부(30)와 각 주변 구획 구멍(3a)의 개도가 제어되어 이하와 같이 타격 구동된다.
즉, 도 8(b)의 상태에서는 도 8(a)에서 제 5 구획 구멍(3e)과 연통하고 있었던 제 5 회전 구멍(4e)이 이동해서 비연통 상태로 되어 있고, 그 밖의 각 회전 구멍(4a,4b,4c,4d)도 다른 주변 구획 구멍(3a,3b,3c,3d)과 비연통 상태로 되어 있다.
또한, 도 8(c)의 상태에서는 더욱 회전해서 도 8(b)의 상태에서 비연통 상태 이었던 제 1 회전 구멍(4a)이 제 5 구획 구멍(3e)과 그 내경의 2/3 정도 연통하고 있고, 제 2 회전 구멍(4b)도 제 2 구획 구멍(3b)과 그 내경의 1/3 정도 연통하고, 제 3 회전 구멍(4c)은 아직 비연통 상태이다.
또한, 도 8(d)의 상태에서는 도 8(c)의 상태에서 2/3 정도 연통하고 있었던 제 1 회전 구멍(4a)이 제 5 구획 구멍(3e)과 완전히 연통하고, 1/3 정도 연통하고 있었던 제 2 회전 구멍(4b)이 제 1 구획 구멍(3a)과 그 내경의 1/2 정도 연통하고, 비연통 상태이었던 제 3 회전 구멍(4c)이 제 2 구획 구멍(3b)과 그 내경의 1/3 정도 연통하고 있다.
이상과 같이, 회전체(40)가 회전함으로써 회전 방향측의 제 1 회전 구멍(4a,…)측으로부터 서서히 각 구획 구멍(3a,…)과의 개도가 증대되어 가고, 각각의 제 1 회전 구멍(4a,…)이 순차적으로 연통된 후에는 또한 도 8(b)와 같은 비연통 상태로 되돌아와서 또한 이것을 반복해 간다.
이와 같이, 회전체(40)의 회전 방향을 따라 순번대로 각 회전 구멍(4a,…)이 연통되어 감으로써 에어 저류부(30)로부터 각 주변 피스톤 케이스 부재(22b)에 동시가 아니라 순차적으로 시간이 차이나면서 에어가 도입된다. 이것에 의해, 주변 피스톤 케이스 부재(22b)에 대응하는 각 주변 비트(42a,…)(도 1 참조)가 둘레방향으로 주변 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 순서로 순번에 차이나면서 타격해 나간다. 따라서, 굴삭면에 대해서 모조리 거의 균등하게 각 비트(41,42a,…)의 타격에 의한 충격력이 주어진다.
또한, 상기한 바와 같이, 회전체(40)의 회전에 의해 회전 구멍(4a)보다 내경 이 작은 각 에어 공급 구멍(46)이 각 주변 구획 구멍(3a,…)과 연통함으로써 에어 저류부(30)로부터 각 주변 피스톤 케이스 부재(22b)에 에어가 소량씩 보내진다. 이것에 의해, 각 주변 피스톤 케이스 부재(22b) 내부의 피스톤(61)이 타격 전의 대기 상태가 될 때까지(피스톤(61)이 상방으로 이동한 상태이거나, 또는 상승하지 않을 때까지도 주변 피스톤 케이스 부재(22b)로 어느 정도의 에어가 보내진 상태까지) 작동 유체가 보내진다. 그 결과, 각 회전 구멍(4a)이 각 주변 구획 구멍(3a)과 일치했을 때에 피스톤(61)이 신속히 하강해서 비트(41)를 타격한다. 즉, 각 회전 구멍(4a)이 각 주변 구획 구멍(3a)과 일치하고나서 비트(41)가 타격할 때까지의 시간적인 차이가 해소 또는 단축된다.
이상과 같이 하여 각 비트(42a,…)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 것 때문에, 굴삭하는 구멍과 거의 동일한 지름의 1개의 해머 비트를 상하 이동시켜서 지면을 타격하고 있었던 종래의 다운 더 홀 해머와 비교하여 저소음, 저진동으로 굴삭 작업을 할 수 있다. 따라서, 주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리 등에서의 사용에 바람직하다.
또한, 회전 구동 장치(5)에 의해 굴삭 장치(1)에 회전 운동이 주어짐으로써 굴삭 장치(1)가 갖는 각 주변 비트(42a,…)의 굴삭 위치가 굴삭면에 대해서 이동한다. 이것에 의해, 각 비트(41,42)가 굴삭면 전체를 모조리 타격한다. 또한, 굴삭 장치(1)가 회전함으로써 굴삭시에 발생되는 분쇄된 암반이나 토사(슬라임)가 원활하게 지표면으로 송출된다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 비트(41,42a,…)를 작동시키는 피스 톤(61) 등의 구동 수단은 피스톤 케이스 본체(220) 내에 수용되고, 또한 통형상의 피스톤 케이스 케이싱(232)에 의해 덮어져 있고, 또한 방진재 또는/및 방음재인 모래(230)가 충전된 통형상 본체(231) 내에 수용되어 있다. 이것에 의해, 구동 수단의 구동시에 발생되는 소리나 진동이 외부로 새거나 전해지는 것이 방지되어 저소음ㆍ저진동화를 가능하게 하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는 회전 구동 장치(5)가 아웃리거(52)를 구비하고 있으므로, 아웃리거(52)에 의해 굴삭 작업시의 안정성이 향상될 뿐만 아니라, 회전 구동 장치 본체(50)를 접지면에 직접 적재해서 굴삭을 행하는 경우에 비해서 회전 구동 장치 본체(50)로부터 접지면에 전해지는 진동이 완화된다. 이것에 의해, 보다 효과적으로 저진동, 저소음화를 도모할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 종래에는 굴삭하는 구멍과 거의 동일한 큰 지름의 해머 비트를 구동시킬 필요가 있었기 때문에, 필연적으로 해머 비트를 상하 이동시키기 위해서 필요한 에어의 소비량이 많고, 비교적 큰 에어 콤프레서가 필요했다.
이것에 대해서 본 실시형태에서는 굴삭하는 구멍에 대하여 작은 지름의 각 비트(41,42a,…)를 구동시키면 되므로, 1개의 비트를 상하 이동시키기 위한 에어의 소비량이 작고, 그 결과, 사용하는 에어 콤프레서를 소형화할 수 있다. 따라서, 에어 콤프레서의 설치 면적도 작게 되고, 주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리 등이라는 공간이 한정된 장소에서의 시공에 적합하다. 또한, 에어 콤프레서의 소형화에 의해 에어 콤프레서를 구동시키는 원동기의 소형화도 가능하게 되므로, 원동기로부터 발생되는 진동이나 소음도 낮게 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 각 비트(41,42a,…)를 합계 6개소에 설치한 굴삭 비트 부재(2)를 사용하고 있지만, 특별히 그 수를 한정하는 것은 아니다. 본 실시형태에서는 굴삭 비트 부재(2)의 직경은 예컨대 450~700㎜이다.
본 실시형태와는 달리, 예컨대 비트를 5개소에 설치하여 굴삭 비트 부재(2)를 구성했을 경우(축심부에 1개소, 그 둘레에 4개소)에서는 굴삭 비트 부재(2)의 직경을 예컨대 450㎜ 이하로 할 수 있다. 또한, 예컨대 비트를 6~7개소에 설치해서 굴삭 비트 부재(2)를 구성했을 경우(축심부에 1개소, 그 둘레에 5개소 또는 6개소)에서는 굴삭 비트 부재(2)의 직경은 예컨대 700㎜ 이상으로 할 수 있다.
또한, 케리 로드(7) 대신에 에어 공급관을 갖는 나사 축을 사용할 수도 있다. 나사 축을 사용하면, 굴삭시에 발생되는 분쇄된 암반이나 토사(슬라임)를 보다 원활하게 지표면으로 송출할(배토할) 수 있다. 또한, 에어 탱크 부재(3)의 둘레면부에 배토용 나선 날개를 설치할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에서는 회전 테이블을 구비한 회전 구동 장치(5)를 이용해서 굴삭 작업을 행한 경우에 대해서 설명했지만, 굴삭 장치(1)에 회전 운동을 주는 수단은 특별히 회전 테이블에 한정되는 것은 아니고, 3점식 항타기나 리더 등이라는 공지의 회전 구동 수단을 채용할 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 지중 굴삭용 굴삭 장치의 제 2 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 제 2 실시형태에 따른 굴삭 장치의 종단면 설명도, 도 12는 도 11에 나타내는 에어 안내 부재를 수평 방향으로 단면으로 해서 회전체를 포함하는 내부 구조를 나타낸 평면으로 바라본 설명도이며, 실시예1에서 말하는 도 7에 대응하는 도면이다.
또한, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등 개소에는 동일한 부호를 붙여 나타내고 있다. 또한, 제 1 실시형태에서 설명한 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 주로 상이점을 설명한다.
상기한 제 1 실시형태(도 2 및 도 7 참조)에서는 회전체(40)에 의해 5개의 주변 구획 구멍(3a,3b,3c,3d,3e)과의 개도를 제어하고 있다.
이것에 대해서 본 실시형태에 따른 굴삭 장치(1a)에서는 도 12에서 나타내는 회전체(40a)에 의해 3개의 구획 구멍(5a,5b,5c)(이하, 「안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)」이라고 한다.)과의 개도를 제어하고 있다. 또한, 회전체(40a)의 바깥쪽에는 3개의 구획 구멍(5d,5e,5f)(이하, 「바깥쪽 구획 구멍(5d,5e,5f)」이라고 한다.)이 배치되어 있다.
이하, 본 실시형태에 따른 굴삭 장치(1a)에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
도 11에 나타내는 회전체(40a)의 회전축(4h)은 제 1 실시형태(도 2 참조)와 달라서 통형상으로 형성되어 있지 않고, 에어 호스는 접속되어 있지 않다. 회전축(4h)은 구획체(300a)의 중앙의 베어링 구멍(303)에 회전 가능하게 삽입 설치되고, 베어링 구멍(303)으로부터 빠질 일은 없다. 베어링 구멍(303)을 중심으로 하는 구획체(300a)(도 12 참조)의 원주 상에는 상기 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)(파선으로 나타냄)이 등간격으로 3개소에 배치되어 있다.
이 중 하나의 안쪽 구획 구멍(5a)(도 12에서 우측에 위치)은 도 1에 나타내는 주변 비트(42a)에 대응하는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)(도 11 참조)로부터 도출된 주변 에어 호스(353)에 접속되어 있다. 또한, 나머지 한쪽(도 12에서 구획 구멍(5a)의 좌측 아래)의 안쪽 구획 구멍(5b)은 도 1에 나타내는 주변 비트(42c)에 대응하는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)로부터 도출된 주변 에어 호스(354)(도 11 참조, 일부 생략)에 접속되어 있다. 또한, 나머지 다른쪽의 안쪽 구획 구멍(5c)(도 12에서 구획 구멍(5a)의 좌측 위)은 도 1에 나타내는 주변 비트(42d)에 대응하는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)로부터 도출된 주변 에어 호스(355)(도 11 참조)에 접속되어 있다. 또한, 이들 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)이 접속되어 있는 각 에어 호스(353,354,355)는 동일 내경이며 동일 길이이다.
회전판(43a)은 에어 저류부(30)와 각 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)을 연통시키는 회전 구멍(6a,6b,6c)을 갖고 있다. 각 안쪽 회전 구멍(6a,…)은 에어를 유통시키는 연통 경로를 구성하고 있다.
각 회전 구멍(6a,6b,6c)은 회전판(43a)의 회전 중심을 중심으로 하는 원주 상에(회전체(40a)의 회전 방향을 따라) 소정의 간격을 두고 소정수 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 각 회전 구멍(6a,6b,6c)은 상기 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)의 수에 대응해서 합계 3개소에 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 각 회전 구멍(6a,6b,6c)은 원형의 구멍으로 구성되어 있고, 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)과 동일하거나 또는 대체로 동일한 내경의 구멍이다.
상기한 바와 같이, 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)(파선으로 나타냄)은 등간격으 로 형성되어 있다. 이것에 대해서 각 회전 구멍(6a,…)은 회전체(40a)의 회전에 의해 회전 방향측의 회전 구멍(6a)으로부터 서서히 각 구획 구멍(5a,5b,5c)과의 개도가 증대되도록 회전체(40a)의 회전 방향을 따라 등간격이 아니라 간격을 바꾸어서(간격을 어긋나게 하여) 배치되어 있다.
설명의 편의상, 도 12에서 우측의 안쪽 구획 구멍(5a)과 원 전체가 완전히 연통하고 있는 회전 구멍(6a)을 제 1 회전 구멍(6a)이라고 한다. 그리고, 제 1 회전 구멍(6a)으로부터 도 12에서 시계 방향(회전 방향과 반대 방향)으로 순서대로 제 2 회전 구멍(6b), 제 3 회전 구멍(6c)이라고 한다. 또한 마찬가지로, 상기한 우측의 안쪽 구획 구멍(5a)으로부터 도 12에서 시계 방향(회전 방향과 반대 방향)으로 순서대로 제 2 안쪽 구획 구멍(5b), 제 3 안쪽 구획 구멍(5c)이라고 한다.
본 실시형태에서는, 도 12에 나타내는 상태에서, 제 2 회전 구멍(6b)은 제 2 안쪽 구획 구멍(5b)과 그 내경의 1/3 정도 겹쳐져 연통되고, 제 3 회전 구멍(6c)은 제 3 안쪽 구획 구멍(5c)과 그 내경의 1/2 정도 겹쳐져 연통되어 있다. 회전체(40a)의 회전에 의한 각 회전 구멍(6a,…)과 각 안쪽 구획 구멍(5a,…)의 연통 상태와 그 작용에 대해서는 후술한다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 각 회전 구멍(6a,…)의 사이에는 에어 수용 날개(45)가 소정 간격을 두고 소정수(각 회전 구멍(6a,…)의 사이에 2개소, 합계 6개소에) 설치되어 있다. 또한, 각 회전 구멍(6a)의 내경보다 작은 에어 공급 구멍(46)이 각 회전 구멍(6a) 및 에어 수용 날개(45)를 피하게 해서 그들 사이의 소정의 위치에 형성되어 있다. 에어 수용 날개(45)와 에어 공급 구멍(46)의 작용은 제 1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 회전체 수용체(82)의 기단부(823)(도 11에서 하단부)는 구획체(300a)의 둘레 가장자리부보다 약간 안쪽에 고정되어 있다. 또한, 이 기단부(823)와 에어 저류부(30)의 내벽면(304) 사이에 위치하는 구획체(300a)의 부분(도 12도 참조)에 작동 유체의 유통 구멍인 바깥쪽 구획 구멍(5d,5e,5f)이 소정의 간격을 두고 소정수(본 실시형태에서는 정삼각형의 정점을 만들도록 등간격으로 3개소) 형성되어 있다.
이 중 하나의 바깥쪽 구획 구멍(5d)(도 12에서 우측에 위치)은 도 1에 나타내는 중앙 비트(41)에 대응하는 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)(도 11 참조)로부터 도출된 중앙 에어 호스(356)에 접속되어 있다. 또한, 나머지 한쪽(도 12에서 좌측 아래에 위치)의 바깥쪽 구획 구멍(5e)은 도 1에 나타내는 주변 비트(42b)에 대응하는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)로부터 도출된 주변 에어 호스(도시 생략)에 접속되어 있다. 또한, 나머지 다른쪽의 바깥쪽 구획 구멍(5f)(도 12에서 좌측 위에 위치)은 도 1에 나타내는 주변 비트(42e)에 대응하는 주변 피스톤 케이스 부재(22a)로부터 도출된 주변 에어 호스(도시 생략)에 접속되어 있다. 이들 바깥쪽 구획 구멍(5d,5e,5f)이 접속되어 있는 각 에어 호스는 동일 지름 및 동일 길이이다.
(작용)
본 실시형태에 따른 굴삭 장치(1a)는 이하와 같이 작용한다. 또한, 원칙적으로 제 1 실시형태에서 나타낸 작용 중 같은 것은 설명을 생략한다.
도 11에 나타내는 연결 조인트(34)의 분출 구멍(340)으로부터 공급된 에어 는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 에어 안내 부재(8)에 닿아서 에어 저류부(30)의 앞부측으로 보내지고, 그 일부는 회전체 수용체(82) 내의 회전체(40a)에 보내진다.
에어 저류부(30)의 앞부측에 보내진 에어는 도 12에서 회전체 수용체(82)의 외방측에 위치하는 각 바깥쪽 구획 구멍(5d,5e,5f)에 보내진다. 그리고, 회전체(40a)에 의한 에어의 유통 제어를 받지 않고 각 바깥쪽 구획 구멍(5d,5e,5f)으로부터 대응하는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b)에 에어가 연속적으로 보내지고, 도 1에 나타내는 각 중앙 비트(41), 주변 비트(42b), 주변 비트(42e)는 동시에 타격 구동한다.
한편, 회전체 수용체(82)의 내부에 보내진 에어는 도 12에 나타내는 회전체(40a)를 좌측 둘레로(반시계 방향으로) 회전시킨다. 그리고, 이 회전체(40a)의 회전에 의해 에어 저류부(30)와 각 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)과의 개도가 제어된다. 즉, 도 12에서 실선으로 나타내는 각 회전 구멍(6a,6b,6c)이 파선으로 나타내는 각 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)과 일치함으로써 에어 저류부(30)와 각 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)이 연통되고, 도 1에 나타내는 주변 비트(42a,…)가 순번대로 차이나면서 타격 구동된다.
상세하게는, 제 1 실시형태에서 설명한 회전체(40)와 마찬가지로, 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)은 등간격이 아니라 간격을 바꾸어서(간격을 어긋나게 해서) 배치되어 있다. 그리고, 회전체(40a)가 회전함으로써 회전 방향측의 제 1 회전 구멍(6a,…)으로부터 서서히 각 안쪽 구획 구멍(5a,5b,5c)과의 개도가 증대되어 감으로써 에어 저류부(30)로부터 각 주변 피스톤 케이스 부재(22b)에 동시가 아니라 순차적 으로 시간이 차이나면서 에어가 도입된다. 이것에 의해, 도 1에 나타내는 주변 비트(42a,42c,42d)의 순서로 순번에 차이나면서 타격해 간다.
이상에서 설명한 각 비트(41,42a,…)의 구동 상태를 도 1을 참조하면서 다시 한번 설명하면, 중앙 비트(41), 주변 비트(42b,42e) 3개는 동시에 타격 구동되고, 또한, 나머지 주변 비트(42a,42c,42d) 3개는 이 순서로 순번에 차이나면서 타격 구동된다.
이와 같이, 제 1 실시형태(모든 주변 비트(42b,…)가 순번에 차이나면서 타격 구동되어 가는 구성으로 되어 있는 것)와 달리 본 실시형태(제 2 실시형태)에서는 순번에 시간이 차이나면서 타격 구동되는 주변 비트(42a,42c,42)와 함께, 동시에 타격 구동되는 중앙 비트(41) 및 주변 비트(42b,42e)를 아울러 갖고 있다.
따라서, 본 실시형태(제 2 실시형태)에서는 이 동시에 타격 구동되는 중앙 비트(41) 및 주변 비트(42b,42e)에 의해 지면에 대해서 동시에 큰 충격력을 줄 수 있기 때문에 굴삭의 작업 효율이 높다. 즉, 저진동, 저소음화에 관해서는 제 2 실시형태보다 제 1 실시형태쪽이 우수하지만, 굴삭의 작업 효율에 대해서는 제 2 실시형태쪽이 우수하다.
따라서, 다소의 진동이나 소음이 발생되더라도 그 만큼 지장이 없는 현장(주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리로부터 조금 떨어진 장소 등)에서는 제 2 실시형태의 굴삭 장치(1a)를 사용하는 쪽이 굴삭의 작업 효율을 향상시켜 시공 일수의 단축화를 도모할 수 있다.
또한, 동일한 시공 현장에서의 굴삭 작업이여도 구멍을 지중 깊이 파들어가 면, 현장 주변에 미치는 진동이나 소음의 영향은 점차로 작아진다. 따라서, 제 1 단계로서 제 1 실시형태에 따른 굴삭 장치(1)(도 2 참조)를 사용해서 지표면으로부터 소정의 깊이까지 파서 진행하고, 이어서 제 2 단계로서 제 2 실시형태에 따른 굴삭 장치(1a)(도 11 참조)로 교환하고나서 계속해서 굴삭 작업을 행하도록 하면, 현장 주변에 미치는 진동이나 소음을 최소한으로 억제하면서, 또한, 굴삭의 작업 효율을 향상시켜 시공 일수의 단축화도 도모할 수 있다.
또한, 굴삭하는 구멍과 거의 동일한 지름의 하나의 해머 비트를 타격 구동시키고 있었던 종래의 다운 더 홀 해머와 비교해서 제 2 실시형태쪽이 저진동, 저소음화가 우수한 것은 말할 필요도 없다.
또한, 본 실시형태에서는 도 1에 나타내는 복수개의 비트(41,42a,…) 중 중앙 비트(41) 및 주변 비트(42b,42e) 3개를 동시에 타격 구동할 수 있지만, 그 동시에 구동시키는 비트의 수나 위치에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
또한, 도 13은 비트의 수나 위치를 바꾸어서 제조한 굴삭 장치의 각종 베리에이션을 나타내고 있고, 비트의 선단으로부터 굴삭 장치를 바라본 상태를 개략적으로 나타내고 있다. 도 13에서는 각 비트(47)를 작은 원으로 나타내고, 굴삭 비트 부재(2)를 큰 원으로 나타내고 있다.
비트 전체의 수나 위치에 대해서도 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태(후술하는 제 3 실시형태 또는 제 4 실시형태)에 특별히 한정되는 것은 아니고, 도 13에 나타내는 여러가지 베리에이션의 굴삭 장치(1d~11)가 고려된다. 즉, 도 13에 나타내는 바와 같이, 예컨대 4개소~10개소에 설치할 수도 있고, 3개소 또는 11개소 이 상에 설치할 수도 있다. 또한, 중앙의 비트(47)를 생략해도 되고, 중앙에 1개소, 2개소, 또는 3개소 또는 그 이상에 설치할 수도 있다.
[제 3 실시형태]
도 14 또는 도 16은 본 발명에 따른 지중 굴삭용 굴삭 장치의 제 3 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 제 3 실시형태에 따른 굴삭 장치의 종단면 설명도, 도 15(a)는 도 4(a)에서 나타낸 동일한 종단면 설명도, 도 5(b)는 굴삭 비트 부재에 수용되어 있는 다른 피스톤 케이스 부재의 종단면 설명도, 도 16은 도 14에 나타내는 굴삭 장치의 에어 탱크 부재 내에 배치되는 유체 안내 부재를 나타내는 사시 설명도이다.
굴삭 장치(1b)에 대해서 설명한다. 또한, 제 1, 2 실시형태와 동일 또는 동등 개소에는 동일한 부호를 붙여 나타내고 있다. 또한, 제 1, 2 실시형태에서 설명한 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 주로 상이점을 설명한다.
[굴삭 장치(1b)]
굴삭 장치(1b)는 그 굴삭 비트 부재(2)에 관한 각 비트(41,…)가 동시가 아니라 서로 시간이 차이나서 타격 구동(상하 이동 또는 진퇴)하도록 구성되어 있다.
이하, 굴삭 장치(1b)의 각 구성 부재에 대해서 제 1, 2 실시형태와 상위한 개소에 대해서 상세하게 설명한다.
(굴삭 비트 부재(2))
도 15를 참조한다. 굴삭 비트 부재(2)에는 상기 중앙 피스톤 케이스 부재(22a) 이외에 5개의 주변 피스톤 케이스 부재(22b,…)가 설치되어 있다. 그리고, 이 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)와, 그 밖의 5개의 각 주변 피스톤 케이스 부재(22b,…)는 각 피스톤 케이스 본체(220a,220b)의 길이와, 수용되어 있는 각 피스톤(61,61b)의 크기가 각각 서로 다르다.
즉, 도 15(a)에 나타내는 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)의 피스톤 케이스 본체(220a)에 비해서 예컨대 도 15(b)에 나타내는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)의 피스톤 케이스 본체(220b)의 길이 방향의 길이가 짧게 되어 있다. 즉, 도 15(a)에 나타내는 에어 디스트리뷰터(64)로부터 비트(41)까지의 거리(L1)보다 도 15(b)에 나타내는 에어 디스트리뷰터(64)로부터 비트(42a)까지의 거리(L2)쪽이 짧다.
또한, 피스톤 케이스 본체(220b)의 길이에 대응해서 도 15(a)에 나타내는 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)의 피스톤(61)보다 도 15(b)에 나타내는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)의 피스톤(61b)쪽이 길이 방향의 길이가 짧게 되어 있다. 즉, 길이가 짧은 피스톤(61b)쪽이 피스톤(61)과 비교하여 그 중량이 가볍게 되어 있다.
이러한 피스톤 케이스 부재(22a,22b)의 구성에 의해 도 14에 나타내는 에어 저류부(30)로부터 각 에어 호스(351,352)에 보내지는 에어의 양이 동일하여도 도 15(b)에 나타내는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)의 피스톤(61b)쪽이 보다 적은 에어의 양으로 구동된다. 따라서, 도 15(b)에 나타내는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)쪽이 도 15(a)에 나타내는 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)에 비해서 시간당 타격 횟수가 많게 되어 있다.
예컨대, 도 15(a)에 나타내는 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)가 비트(41)를 가령 1분간 1200회 정도 타격 구동시키는 것으로 하면, 도 15(b)에 나타내는 주변 피스톤 케이스 부재(22b)가 비트(42a)를 1분간 200회 정도 많은 1400회 타격 구동한다는 상태로 설정할 수 있다.
또한, 도시는 하고 있지 않지만, 다른 비트(42a,42c,42d,42e)에 대응하는 남는 4개의 주변 피스톤 케이스 부재(22b,…)에 대해서도 마찬가지로, 각 피스톤 케이스 본체(220b)의 길이와, 수용되어 있는 각 피스톤의 크기가 각각 서로 다르다. 이것에 의해, 1분간당 타격 횟수가 서로 다르다(예컨대 1분간당 비트(42a)에서는 1600회, 비트(42c)에서는 1800회, 비트(42d)에서는 2000회, 비트(42e)에서는 2200회 등으로 설정할 수 있다). 그 결과, 도 1에 나타내는 6개의 각 비트(41,…)는 동시가 아니라 서로 시간이 차이나면서 상하 이동하여 지반을 굴삭할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기한 시간당 각 비트(41,…)의 타격 횟수는 동일 비트이어도 굴삭 대상인 지층의 경도에 의해 변동된다. 단단한 지층의 경우, 지반을 타격한 후의 각 비트(41,…)의 되돌아감이 빠르고, 이것에 추종해서 각 피스톤(61,…)의 상하 이동이 심하게 되므로, 각 비트(41,…)의 타격 횟수가 증가된다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 각 피스톤 케이스 본체(220a,220b)의 기단부에 위치하는 접속체(21)는 작동 유체의 경로인 구멍(211)(도 3에서는 보이지 않음)을 갖고, 기단측이 단면 볼록 형상으로 형성되어 있다. 그 볼록 형상 부분이 삽입부(222)를 구성하고, 삽입부(222)가 에어 탱크 부재(3)로 삽입되어 장착된다. 그렇게 해서, 에어 탱크 부재(3)로부터 접속체(21)의 삽입부(222)를 통해서 보내지는 에어에 의해 각 피스톤 케이스 부재(22a) 내의 구동 수단이 구동된다.
피스톤 케이스 부착체(23)의 내부에는 원통 형상이며 가늘고 긴 케이싱인 피스톤 케이스 케이싱(232)(도 14 참조)이 수용되어 있다. 이 피스톤 케이스 케이싱(232)에 피스톤 케이스 본체(220a,220b)가 삽입된 상태로 부착된다. 피스톤 케이스 케이싱(232)은 피스톤 케이스 본체(220a,220b)와 동일 개수로 설치되어 있고, 그 축심 방향이 피스톤 케이스 부착체(23)의 길이 방향과 동일하게 되도록 설치되어 있다.
피스톤 케이스 부착체(23)(통형상 본체(231)) 내의 피스톤 케이스 본체(220a,220b) 사이에 형성되어 있는 공극 부분에는 방진재 또는/및 방음재로서 모래(230)(도 2 참조)가 충전되어 있다.
각 피스톤 케이스 본체(220a,220b)의 선단부는 앞부 커버체(233)로부터 일부 돌출되어 있다. 이 돌출 부분의 구멍(부호 생략)에 도 3에 나타내는 대략 통형상의 드라이브 척(24)의 기단측이 약간 심하게 밀어넣어진 상태에서 부착된다. 드라이브 척(24)의 선단측의 구멍(241)에는 척 가이드(25)를 통해 각 비트(41,…)의 기부측이 진퇴 가능하게 수납된다.
(에어 탱크 부재(3))
각 에어 호스(351,352)의 타단부(도 14에서 상단부)는 상기 구획체(300)에 형성된 작동 유체의 유통 구멍인 구획 구멍(3a,3d,3f)(도 14에서는 3개의 구획 구멍을 도시. 도시하지 않은 나머지 3개의 구획 구멍은 부호를 생략)에 각각 접속되어 있다. 각 구획 구멍(3a,…) 및 각 에어 호스(351,352)는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)로 작동 유체를 보내기 위한 작동 유체 유통부를 구성하고 있다.
본 실시형태에서는 각 구획 구멍(3a)은 원형의 구멍으로 구성되어 있다. 각 구획 구멍(3a)은 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)의 수에 대응해서 형성되어 있다. 즉, 구획체(300)의 중심부에 구획 구멍(3f)(이하, 「중앙 구획 구멍(3f)」이라고 하는 경우가 있다.)이 1개소에 형성되어 있고, 이 중앙 구획 구멍(3f)을 중심으로 하는 원주 상에 구획 구멍(3a,3d,3f,…)(이하, 「각 주변 구획 구멍(3a)」이라고 하는 경우가 있다.)이 등간격으로 5개소에 형성되어 있다.
중앙 구획 구멍(3f)에는 도 1에 나타내는 중앙 비트(41)에 대응하는 중앙 피스톤 케이스 부재(22a)로부터 도출된 에어 호스(351)(도 14 참조. 이하, 「중앙 에어 호스(351)」라고 함)가 접속되어 있다. 중앙 구획 구멍(3f)을 둘러싸는 나머지 각 주변 구획 구멍(3a,…)은 도 1에 나타내는 주변 비트(42a,…)에 대응하는 피스톤 케이스 부재(22b)로부터 도출된 에어 호스(352)(도 14 참조. 이하, 「주변 에어 호스(352)」라고 함)가 각각 접속되어 있다. 이 중앙 에어 호스(351)와 각 주변 에어 호스(352)의 내경과 길이는 전부 동일하다.
(에어 안내 부재(8a))
에어 저류부(30) 내에는 연결 조인트(34)로부터 공급되는 에어를 구획체(300)의 각 구획 구멍(3a,…)에 안내하기 위한 작동 유체 안내 부재인 에어 안내 부재(8a)가 설치되어 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 에어 안내 부재(8a)는 술잔과 같은 형태를 하고 있다.
에어 안내 부재(8a)는 연결 조인트(34)의 분출 구멍(340)으로부터 에어를 수용하는 반구 형상(볼 형상)의 에어 안내 수용부(81)와, 에어 안내 수용부(81)를 지 지하는 대략 원추체의 추벽부로 구성되는 지지체(83)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 지지체(83)의 기단부(823)(도 14에서 하단부)는 구획체(300)의 둘레 가장자리부 부근에 고정되어 있지만, 에어 저류부(30)의 내벽면(304)에 직접적 또는 간접적으로 고정할 수도 있다.
도 6에 나타내는 지지체(83)에는 지지체(83) 내부에 에어를 도입하는 소정수의 도입부인 도입 구멍(821)이 형성되어 있다. 도입 구멍(821)은 지지체(83)의 앞부측 부근(도 16에서 상측)과 기부측 부근(도 16에서 하측)에 지지체(83)의 둘레면 방향을 따라 등간격으로 소정수(본 실시형태에서는 복수개, 8개소) 형성되어 있다. 각 도입 구멍(821)은 구획체(300)의 각 구획 구멍(3a,…)을 향해서 방출되도록 도 14에서 하측 경사 방향으로 기울어져 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 도 14에서 상방에 나타내는 연결 조인트(34)의 분출 구멍(340)으로부터 공급된 에어는 에어 안내 부재(8a)의 에어 안내 수용부(81)에 닿은 후, 에어 안내 수용부(81)의 오목부면을 따라 튀어 오르고, 또한 호를 그리도록 해서 지지체(83)측으로 되돌려져 각 도입 구멍(821)을 빠져나가 각 구획체(300)의 각 구획 구멍(3a,…)에 보내진다.
(작용)
굴삭 장치(1b)를 구비한 회전식 굴삭기(6)의 작용에 대해서 설명한다. 또한, 원칙적으로 제 1, 2 실시형태에서 나타낸 작용 중 같은 것은 설명을 생략한다.
또한, 회전식 굴삭기(6)의 설치 방법, 작업 개시까지의 순서는 제 1, 2 실시형태와 같으므로 설명을 생략하고, 굴삭 장치(1b)에 공급관(72)으로부터 에어가 보 내진 후의 작용에 대해서 이하 설명한다.
굴삭 장치(1b)에 공급관(72)으로부터 보내지는 에어는 케리 로드(7)의 에어 공급관을 통해서 굴삭 장치(1b)에 보내진다. 굴삭 장치(1b)에 보내진 에어는 도 2에 나타내는 연결 조인트(34)의 분출 구멍(340)으로부터 방출되어 에어 저류부(30)에 저류된다.
분출 구멍(340)으로부터 공급된 에어는 에어 안내 부재(8)의 에어 안내 수용부(81)에 닿은 후, 에어 안내 수용부(81)의 오목부면을 따라 튀어 오르고, 또한 호를 그리도록 해서 지지체(83)측에 되돌려져 각 도입 구멍(821)을 빠져나가 각 구획체(300)의 각 구획 구멍(3a,…)에 보내진다.
또한, 에어는 각 구획 구멍(3a,…)에 대응하는 에어 호스(351,352)를 통해서 각 피스톤 케이스 부재(22a,…)에 도입되어서 각 피스톤(61,61b,…)을 구동하고, 선단의 비트(41,42a,…)를 상하 이동시킨다.
그리고, 상기한 바와 같이, 각 피스톤 케이스 부재(22a)에서는 그 피스톤 케이스 본체(220a,220b)의 길이와, 수용되어 있는 각 피스톤(61b,…)의 크기가 서로 다르고, 1분간당 타격 횟수가 서로 다르다. 이것에 의해, 각 비트(41,42a)는 서로 시간이 차이나면서 상하 이동하고, 동시에 연속해서 지반을 타격할 일은 없다. 또한, 비트(41,42)는 굴삭하는 구멍에 대해서 작은 지름의 것을 사용하고 있으므로, 비트(41,42) 1회의 타격마다 받는 지면의 충격은 작다.
또한, 도 14에 나타내는 바와 같이, 각 비트(41,…)를 작동시키는 피스톤(61) 등의 구동 수단은 피스톤 케이스 본체(220a,220b) 내에 수용되고, 또한 통 형상의 피스톤 케이스 케이싱(232)에 의해 덮어져 있고, 또한 방진재 또는/및 방음재인 모래(230)가 충전된 통형상 본체(231) 내에 수용되어 있다. 이것에 의해, 구동 수단의 구동시에 발생되는 소리나 진동이 외부로 새거나 전해지는 것이 방지되어 저소음ㆍ저진동화를 가능하게 하고 있다.
[제 4 실시형태]
도 17은 제 4 실시형태에 따른 지중 굴삭용 굴삭 장치를 설명하기 위한 부분 확대 단면 설명도이며, 에어 호스의 굵기를 잘 알 수 있도록 에어 호스를 포함하는 부분을 확대해서 나타낸 부분 확대 단면 설명도이다.
또한, 제 1 ~ 3 실시형태에서 나타낸 작용 중 같은 것은 설명을 생략한다. 또한, 제 3 실시형태에서 설명한 개소에 대해서는 설명을 생략하고, 주로 상이점을 설명한다.
제 3 실시형태(도 14 참조)에서는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)에 있어서의 피스톤 케이스 본체(220a,220b)의 길이와, 수용되어 있는 피스톤(61b,…)의 크기가 서로 다르고, 이것에 의해서, 각 비트(41,…)는 동시가 아니라 서로 시간이 차이나서 타격 구동한다.
이것에 대해서 본 실시형태에 따른 굴삭 장치(1c)(도 17 참조)에서는 각 피스톤 케이스 본체(220a,220b)의 길이와, 수용되어 있는 피스톤의 크기를 포함하는 그 밖의 조건이 동일하며, 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)는 중앙 비트(41)를 갖는지 주변 비트(42a)를 갖는지의 차이 외에는 전부 동일한 것을 사용하고 있다.
그래서, 각 비트(41,…)가 동시가 아니라 서로 시간이 차이나서 타격 구동하 도록 하기 위해 본 실시형태에서는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)에 접속되어 있는 에어 호스(351,352a,352b,352c…)의 지름을 각각 바꾸고 있다. 이것에 의해, 에어 저류부(30)로부터 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)에 도입되는 에어의 도달 시간에 차이가 생기게 하여 각 비트(41,…)가 타격 구동하는 타이밍을 어긋나게 하고 있다.
또한, 각 에어 호스(351,352a,352b,352c…)의 지름뿐만 아니라, 그 길이도 아울러 바꿈으로써 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b)에 도입되는 에어의 도달 시간에 차이가 생기게 해도 좋다.
그 외의 작용 및 효과는 제 3 실시형태와 동일하거나 또는 대체로 동일하므로 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에서 사용하고 있는 용어와 표현은 어디까지나 설명상의 것이고, 한정적인 것은 아니며, 상기 용어, 표현과 등가의 용어, 표현을 제외하는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 도시의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 기술사상의 범위 내에 있어서 여러가지의 변형이 가능하다.
또한, 특허청구의 범위에는 청구항에 기재된 내용의 이해를 돕기 위해서 도면에 있어서 사용한 부호를 괄호를 이용해서 기재하고 있지만, 특허청구의 범위를 도면 기재의 것에 한정하는 것은 아니다.
(a) 본 발명에 따른 굴삭 장치에 의하면, 비트에 타격력을 주기 위해 왕복 운동하는 피스톤의 이동 거리, 피스톤의 크기, 피스톤의 무게로 이루어지는 군으로 부터 선택된 적어도 하나가 각 피스톤 케이스 부재마다 다르도록 설정되어 있거나, 또는 각 작동 유체 경로를 통과하는 작동 유체의 내경이 각 피스톤 케이스 부재마다 다르도록 설정되어 있으므로, 그 밖의 피스톤 케이스 부재의 조건을 동일하게 함으로써 각 비트는 서로 시간이 차이나서 타격 구동한다.
따라서, 굴삭하는 구멍과 거의 동일한 지름의 해머 비트를 상하 이동시켜서 지반을 타격하고 있었던 종래의 다운 더 홀 해머에 비해서 비트 1회의 타격마다 받는 지반의 충격은 작고, 저진동, 저소음으로 굴삭 작업을 할 수 있다. 따라서, 보다 저진동, 저소음으로의 작업이 요망되는 주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리 등에서의 사용에 적합하다.
또한, 종래의 굴삭 장치에서는 비교적 큰 에어 콤프레서가 필요했던 것에 대해서 본 발명에서는 비교적 작은 비트를 구동시키면 되므로 1개의 비트를 진퇴시키기 위한 작동 유체(예컨대 에어)의 소비량이 작고, 그 결과, 작동 유체를 공급하는 공급 장치(예컨대, 작동 유체가 에어인 경우에는 에어 콤프레서)를 소형화할 수 있다. 따라서, 공급 장치의 설치 면적도 작게 되고, 주택 밀집지나 도시부의 사무실 거리 등이라는 공간이 한정된 장소에서의 시공에 적합하다. 또한, 공급 장치의 소형화에 의해 공급 장치를 구동시키는 엔진 등의 구동 수단의 소형화도 가능하게 되므로, 구동 수단으로부터 발생되는 진동이나 소음도 낮게 억제할 수 있다.
(b) 회전체가 작동 유체를 수용해서 회전체를 회전시키기 위한 작동 유체 수용 날개를 구비하고 있는 것은 회전체는 다른 것으로부터 동력을 받지 않고 스스로 회전한다는 것이므로, 다른 동력을 구비하고 있을 경우와 비교해서 구조가 복잡해 지거나 부품점수가 많아지거나 하는 것을 방지할 수 있다.
(c) 회전체가 연통 구멍과는 별도로 유체 저류부와 각 유통구를 연통시키는 작동 유체 공급 구멍을 구비하고 있는 것은, 비트는 신속히 타격 구동하므로 원활한 굴삭 작업이 가능하다.
(d) 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 비트와는 별도 독립해서 동시에 타격 구동하는 복수개의 비트를 구비하고 있는 것은, 동시에 타격 구동되는 복수개의 비트에 의해 지면에 대해서 동시에 큰 충격력을 줄 수 있기 때문에 굴삭의 작업 효율이 높다. 또한, 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 복수개의 비트도 구비하고 있으므로, 모든 비트가 시간이 차이나면서 타격 구동하는 것과 비교해서 굴삭 작업에 요하는 시공 일수를 단축할 수 있다.
(e) 유체 저류부에 작동 유체 안내 부재가 설치되어 있는 것은 각 피스톤 케이스 부재에 보내지는 작동 유체에 불균일이 생기는 것을 방지할 수 있고, 각 비트마다의 충격력을 동일하거나 또는 가능한 한 동일하게 해서 굴삭면을 균등하게 타격할 수 있게 된다.
(f) 굴삭 장치 본체에 피스톤 케이스의 둘레를 둘러싸도록 해서 방진재 또는/및 방음재가 설치되어 있는 것에서는 피스톤의 구동시에 발생되는 진동이나 소리가 밖으로 새거나 전해지는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
(g) 본 발명에 따른 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법에 의하면, 상기한 효과를 구비한 굴삭 장치에 회전 운동을 주면서 사용함으로써 저진동, 저소음으로의 굴삭 작업을 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,42b,42c,42d,42e);
    상기 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 수에 대응해서 상기 굴삭 장치 본체(2) 내에 복수개 수용되어 있고, 작동 유체의 에너지에 의해 상기 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주는 피스톤(61)을 내장하는 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b);
    상기 각 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30);
    상기 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)의 수에 대응해서 복수개 설치되어 있고, 상기 각 피스톤 케이스 부재(22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체가 통과하는 작동 유체 유통 경로(352,352,352,352,352); 및
    상기 유체 저류부(30)로부터 상기 각 작동 유체 유통 경로(352, 352, 352, 352, 352)의 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)로 작동 유체를 보내기 위해 상기 유체 저류부(30)와 상기 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)를 연통시키는 복수개의 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)을 구비한 회전체(40)를 갖고 있고:
    상기 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하도록 하기 위해 상기 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)는 상기 회전체(40)의 회전 방향을 따라 형성되어 있고, 상기 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)은 상기 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)와 동시에 동일한 개도로 연통하는 것을 방지하기 위해 상기 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)의 배치와는 다른 배치로 회전 방향을 따라 형성되고,
    회전체(40)는 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)과는 별도로 유체 저류부(30)와 각 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)를 연통시키는 작동 유체 공급 구멍(46)을 구비하고 있고, 작동 유체 공급 구멍(46)은 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주기 위해 필요한 작동 유체의 일부를 공급하기 위해서 연통 구멍(4a,4b,4c,4d,4e)보다 내경이 작게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭용 굴삭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전체(40)는 작동 유체를 수용해서 상기 회전체(40)를 회전시키기 위한 작동 유체 수용 날개(45)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭용 굴삭 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하는 상기 복수개의 비트(42a,42c,42d)와는 별도 독립해서 동시에 타격 구동하는 복수개의 비트(41,42b,42e)를 구비하고 있고;
    별도 독립해서 구동하는 상기 비트(41,42b,42e)에 대응하는 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b)의 작동 유체 유통 경로(352,352,352,352,352)는 상기 회전 체(40)에 의한 제어를 받지 않고 상기 유체 저류부(30)와 항상 연통한 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭용 굴삭 장치.
  5. 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,42b,42c,42d,42e);
    상기 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 수에 대응해서 상기 굴삭 장치 본체(2) 내에 복수개 수용되어 있고, 작동 유체의 에너지에 의해 상기 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주는 피스톤(61)을 내장하는 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b);
    상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30); 및
    상기 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 수에 대응해서 복수개 설치되어 있고, 상기 유체 저류부(30)로부터 상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체가 통과하는 작동 유체 경로(351,352,352,352,352,352)를 갖고 있고:
    상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)는 그 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 각각 설치되어 있는 각 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하도록 하기 위해서 상기 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주기 위해 왕복 운동하는 상기 피스톤(61)의 이동 거리, 상기 피스톤(61)의 크기, 상기 피스톤(61)의 무게로 이루 어지는 군으로부터 선택된 하나 이상이 상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)마다 다르도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭용 굴삭 장치.
  6. 굴삭 장치 본체(2)보다 외경이 작고, 굴삭측으로 진퇴하는 복수개의 비트(42a,42b,42c,42d,42e);
    상기 비트(42a,42b,42c,42d,42e)의 수에 대응해서 상기 굴삭 장치 본체(2) 내에 복수개 수용되어 있고, 작동 유체의 에너지에 의해 상기 각 비트(42a,42b,42c,42d,42e)에 타격력을 주는 피스톤(61)을 내장하는 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b);
    상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체를 저류하는 유체 저류부(30); 및
    상기 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 수에 대응해서 복수개 설치되어 있고, 상기 유체 저류부(30)로부터 상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 보내지는 작동 유체가 통과하는 작동 유체 경로(351,352,352,352,352,352)를 갖고 있고:
    상기 각 작동 유체 경로(351,352a,352b,352c…)의 작동 유체가 통과하는 내경은 상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)에 각각 설치되어 있는 비트(41,42a,42b,42c,42d,42e)가 서로 시간이 차이나면서 타격 구동하도록 하기 위해 상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)마다 다르도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭용 굴삭 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 저류부(30)에는 그 유체 저류부(30)에 공급된 작동 유체를 수용해서 상기 유통구(3a,3b,3c,3d,3e)에 안내하는 작동 유체 안내 부재(8)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭용 굴삭 장치.
  8. 제 1 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굴삭 장치 본체(2)에는, 상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 둘레를 둘러싸도록 해서 방진재 또는 방음재(230)가 설치되거나, 또는, 상기 각 피스톤 케이스 부재(22a,22b,22b,22b,22b,22b)의 둘레를 둘러싸도록 해서 방진재 및 방음재(230)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭용 굴삭 장치.
  9. 제 1 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)와, 그 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)에 회전 운동을 줄 수 있는 회전 구동 장치(5)를 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 굴삭기.
  10. 제 1 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)를 사용한 지중 굴삭 공법으로서:
    상기 굴삭 장치(1,1a,1b,1c)에 회전 운동을 주면서 지중 굴삭을 행하는 것을 특징으로 하는 지중 굴삭 공법.
KR1020097004960A 2006-12-04 2007-11-29 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법 KR101048743B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006327638A JP4076564B1 (ja) 2006-12-04 2006-12-04 地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法
JP2006327639A JP4076565B1 (ja) 2006-12-04 2006-12-04 地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法
JPJP-P-2006-327638 2006-12-04
JPJP-P-2006-327639 2006-12-04
PCT/JP2007/073036 WO2008069089A1 (ja) 2006-12-04 2007-11-29 地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090064380A KR20090064380A (ko) 2009-06-18
KR101048743B1 true KR101048743B1 (ko) 2011-07-14

Family

ID=39491988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097004960A KR101048743B1 (ko) 2006-12-04 2007-11-29 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8141660B2 (ko)
KR (1) KR101048743B1 (ko)
CN (2) CN102418473B (ko)
HK (2) HK1132024A1 (ko)
TW (1) TWI407006B (ko)
WO (1) WO2008069089A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4969626B2 (ja) * 2009-09-28 2012-07-04 文男 星 硬岩地盤削孔用サイクルハンマー
US9175517B2 (en) * 2012-02-10 2015-11-03 Top Mark Mechanical Equipment Limited Method and apparatus for controlling the operation of cluster drill of down-the-hole hammers
CN103806838B (zh) * 2014-03-03 2016-03-09 陶德明 岩石层打桩钻头
KR102147499B1 (ko) * 2017-05-04 2020-08-28 인석신 워터해머유닛을 이용한 방향성 시추장치
JP6864199B2 (ja) * 2017-12-27 2021-04-28 大智株式会社 掘削装置、回転式掘削機、掘削方法および掘削ビット
JP2019124009A (ja) * 2018-01-12 2019-07-25 大智株式会社 掘削装置、回転式掘削機、掘削方法および掘削ビット
JP2019132031A (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 大智株式会社 掘削装置用ケーシング、および、掘削装置
JP7111356B2 (ja) * 2018-12-06 2022-08-02 大智株式会社 掘削装置、および、回転式掘削機
KR102209256B1 (ko) * 2019-01-28 2021-01-29 동림산업 주식회사 조합형 드릴링 해머 및 그 제작방법
KR102229577B1 (ko) * 2019-02-22 2021-03-18 동림산업 주식회사 다중체결식 드릴링 해머 및 그 제작방법
TWI752413B (zh) * 2020-02-11 2022-01-11 林煙欽 鑽地裝置
CN112196460B (zh) * 2020-09-08 2023-10-27 李新形 一种地下连续墙潜孔锤成槽机及其使用方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3721381B1 (ja) * 2005-05-31 2005-11-30 一功 古木 掘削装置及び地中掘削工法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1585740A (en) * 1924-05-22 1926-05-25 Saulia Charles Pneumatic tool
JPS6192288A (ja) 1984-10-11 1986-05-10 ライト工業株式会社 掘削装置
US4883133A (en) * 1988-10-24 1989-11-28 Fletcher Gerald L Combustion operated drilling apparatus
JPH0684717B2 (ja) 1990-03-20 1994-10-26 株式会社関電工 打撃式方向修正方法及び掘進機
US5417083A (en) * 1993-09-24 1995-05-23 American Standard Inc. In-line incremetally adjustable electronic expansion valve
JP3012901B2 (ja) * 1996-06-12 2000-02-28 株式会社サンテック ダウンザホールハンマー
US5803187A (en) * 1996-08-23 1998-09-08 Javins; Brooks H. Rotary-percussion drill apparatus and method
US5853052A (en) * 1996-09-10 1998-12-29 Inco Limited Hydraulic drive for rotation of a rock drill
JP3425390B2 (ja) 1999-01-04 2003-07-14 株式会社オーク 掘削装置
RU2162132C2 (ru) * 1999-04-13 2001-01-20 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" Героторный гидравлический двигатель
KR100545714B1 (ko) 2003-07-24 2006-01-24 (주)탑드릴 지반 굴삭용 멀티 드릴

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3721381B1 (ja) * 2005-05-31 2005-11-30 一功 古木 掘削装置及び地中掘削工法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI407006B (zh) 2013-09-01
TW200833939A (en) 2008-08-16
CN102418473A (zh) 2012-04-18
US20100018774A1 (en) 2010-01-28
CN102418473B (zh) 2014-06-25
WO2008069089A1 (ja) 2008-06-12
CN102409971A (zh) 2012-04-11
US8141660B2 (en) 2012-03-27
KR20090064380A (ko) 2009-06-18
HK1164960A1 (en) 2012-09-28
HK1132024A1 (en) 2010-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101048743B1 (ko) 지중 굴삭용 굴삭 장치, 회전식 굴삭기 및 지중 굴삭 공법
JP4076554B2 (ja) 掘削装置、掘削装置を備えた回転式掘削機及び地中掘削工法
JP4076565B1 (ja) 地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法
JP4076551B2 (ja) 回転式掘削機
CA2818859C (en) Annulus ring hole drill
JP3721381B1 (ja) 掘削装置及び地中掘削工法
JP4076564B1 (ja) 地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法
JP2019124009A (ja) 掘削装置、回転式掘削機、掘削方法および掘削ビット
JP5049913B2 (ja) 削孔機
KR100683909B1 (ko) 역순환 에어해머구조를 갖는 굴착장치 및 이를 이용한굴착공법
JP2011026955A (ja) 地中掘削用ハンマ及びそれを備えた回転式掘削機
KR20120094714A (ko) 지반 천공용 해머의 비트
JP4628413B2 (ja) 地中掘削用ハンマ及びそれを備えた回転式掘削機
KR101081176B1 (ko) 말뚝공 천공용 햄머 장치, 햄머에 물을 공급하기 위한 햄머 물 공급 장치, 말뚝공 천공용 소음장치, 이들을 구비한 햄머 천공 장치 및 이를 이용한 말뚝공 시공 방법
JP5128999B2 (ja) 削孔方法、削孔装置及び回転式削孔機
JP2019132031A (ja) 掘削装置用ケーシング、および、掘削装置
JP2019116808A (ja) 掘削装置、回転式掘削機、掘削方法および掘削ビット
KR20030008526A (ko) 무분진 지반굴착방법 및 장치
KR101081174B1 (ko) 햄머 물 공급 장치
JP2019094708A (ja) 掘削装置、回転式掘削機、掘削方法および掘削ビット
JP3234114U (ja) 掘削装置、および、回転式掘削機
CN211230227U (zh) 旋挖集束式潜孔锤的硬岩钻进成桩施工结构
CN215485845U (zh) 组合式潜孔锤
KR102625406B1 (ko) 굴착 장치
KR20100093462A (ko) 말뚝공 천공용 소음장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140603

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150529

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160414

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170420

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180418

Year of fee payment: 8