KR101081032B1 - 천공기와 이를 이용한 천공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 천공기는 이동을 위한 구동부를 가지는 차체와, 상기 자체에 설치되며 제1 액튜에이터에 의해 회동되는 제1붐과, 상기 제 1붐에 회동가능하게 설치되는 제 2붐과, 상기 제 1붐과 제 2붐 사이에 설치되어 제 2붐을 회동시키는 제 1액튜에이터와, 상기 제 2붐에 결합수단에 의해 결합되는 텔레스코픽 붐 유닛과, 상기 텔레스코픽 붐의 단부에 설치되는 굴삭 및 천공유닛을 구비한다.
본 발명에 따른 천공기는 텔레스코픽 붐 유닛을 이루는 제 2붐의 단부에 설치된 오거에 천공을 위한 외력을 가할 수 있다.

Description

천공기와 이를 이용한 천공 방법{drilling machine and piling method using it}
본 발명은 천공기에 관한 것으로, 더 상세하게는 차체에 설치된 붐에 탈부착이 가능하여 장비의 이동을 용이하게 하고, 붐의 인출 및 하강 시 이에 장착된 굴삭 또는 천공유닛에 외력을 가할 수 있는 천공기 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 토목공사, 건축공사, 해안선 보호, 토양 유실공사, 인공호수, 도로건설, 자연하천 등의 토목공사 또는 건축물 공사를 수행하는 과정에서, 터파기, 흙막이 공사, 파일공사, 천공작업 등 다양한 공사를 수행하게 된다.
이러한 작업을 수행하기 위한 굴삭기, 천공기 등과 같은 건설기계는 본체에 붐이 설치되고 이 붐의 단부에 오거장치, 버켓, 천공기 헤드 등이 설치된 구성을가진다.
상기 건설기계들의 붐, 특히 크람쉘은 바로 버켓 암 선단에 설치하는 것이 아니라 길이방향으로 신축되는 텔레스코픽 암 선단에 설치하고 상기 텔레스코픽 암을 버켓 암의 선단에 장착하여 신장되는 암의 길이만큼 깊이 굴삭을 하는 장비이다. 종래의 텔레스코픽 붐(아암)의 신축은 롤러에 걸려 있는 와이어 또는 체인의 작동되므로 구조적으로 많은 유지 보수 비용이 필요하다. 또한 와이어, 체인과 같은 신축수단이 늘어져 인장력이 저하되는 문제점이 발생되었다.
또한 텔레스코픽 암의 경우, 상방향으로 신장시 암의 단부에 설치된 장비에 힘을 부여할 수 있지만 하강하는 방향으로는 힘을 부여할 수 없는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 일본 공개특허 특개평5-321289호, 국내 공개특허94-9456호에서는,굴삭기의 아암을 3단으로 분리구성하고 그 내부에는 2개의 유압 실린더를 구비하여 상기 아암이 필요에 따라 신축될 수 있도록 구성하고 있는데, 이러한 종래의 장치에서는 텔레스코픽 암을 신축하기 위해 유압실린더로 공급된 오일이 바로 탱크로 복귀하도록 구성되어져 있다.
종래의 건설기계의 텔레스코픽 붐을 차체에 설치하는 경우 붐의 무게로 인하여 차량의 무게중심이 전방으로 쏠리는 문제점이 있다.
한편, 실용신안 공개 제 1997-051941호에는 굴삭기용 텔레스코픽 암 및 크람쉘 작동시스템에서의 크람쉘 회전 유압시스템이 게시되어 있으며, 특허 공개 제1997-006695호에는 텔레스코픽 암 및 크람셀 버켓 유압시스템이 게시되어 있으며, 실용신안 공개 제 20-1997-005493호에는 유압식 텔레스코픽 암의 증속장치가 게시되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자체의 전면에 설치되는 텔레스코픽 붐 유닛에 의해 무게 중심이 전면으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 천공기를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 차체보다 하부에 있는 지반에 천공작업을 원활하게 수행 할 수 있으며, 자체의 무게중심의 조정이 가능한 천공기 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 천공기는
이동을 위한 구동부를 가지는 차체와, 상기 자체에 설치되며 제1 액튜에이터에 의해 회동되는 제1붐과, 상기 제 1붐에 회동가능하게 설치되는 제 2붐과, 상기 제 1붐과 제 2붐 사이에 설치되어 제 2붐을 회동시키는 제 2액튜에이터와, 상기 제 2붐에 결합수단에 의해 결합되는 텔레스코픽 붐 유닛과, 상기 텔레스코픽 붐 유닛의 단부에 설치되는 굴삭 및 천공유닛을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차체에는 제1붐과 대응되는 후단부에 차체의 무게중심을 이동시키기 위한 무게중심 조정부를 더 구비한다.
상기 텔레스코픽 붐 유닛은 상기 제 2붐과 결합수단에 의해 결합되는 고정붐과, 상기 고정붐에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제 1가동붐과, 상기 제 1가동붐에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제 2가동붐과, 상기 고정붐과 제1가동붐에 설치되어 고정붐에 대해 제1가동붐을 전후진시키는 제 3액튜에이터와, 제 1가동붐의 내부에 설치되어 제 1가동붐에 대해 제 2가동붐을 전후진 시키는 제 4액튜에이터를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 천공기를 이용한 천공방법은 차체에 설치되는 제2붐에 텔레스코픽 붐 유닛을 결합수단에 의해 결합하는 결합단계와, 상기 텔레스코픽 붐 유닛의 제 2가동붐의 단부에 오거유닛을 설치하는 단계와, 상기 제 1,2액튜에이터에 의해 상기 제 1붐과 제 2붐을 회동시키고, 제 3,4액튜에이터에 의해 작동시켜 오거유닛의 드릴을 천공유치에 위치시키는 천공준비단계와, 자체의 후단부에 설치된 웨이트 부재를 전후진시켜 무게중심을 조정하는 무게중심 조정단계와, 상기 오거유닛의 유압모터를 구동시켜 드릴을 회전시킴으로써 천공작업을 수행하는 천공단계를 구비한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 천공기와 이를 이용한 천공방법은 제 1붐에 대해 회전가능하게 설치되는 제 2붐에 설치되어 길이를 임으로 조정할 수 있는 텔레스코픽 붐 유닛을 설치함으로써 지반의 높낮이에 관계없이 천공 등 건설을 위한 작업을 원활하게 수행할 수 있다.
그리고 천공기는 차체의 무게중심을 임으로 조정할 수 있으므로 안정적인 천공 작업이 가능하며, 텔레스코픽 붐 유닛을 제 2붐에 대해 결합 및 분리 할 수 있으므로 천공기의 이동이 원활하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 천공기의 측면도,
도 2는 제 2붐과 텔레스코픽 붐 유닛의 결합관계를 나타내 보인 사시도,
도 3은 차체에 설치된 무게중심 조정부를 발췌하여 도시한 측면도,
도 4는 천공기에 의한 오거작업을 나타내 보인 측면도.
본 발명에 따른 천공기는 텔레스코픽 붐 유닛을 차체에 지지된 붐에 결합 및 분리할 수 있어 천공기의 이동이 간단하고, 무게중심의 조정이 용이한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 굴삭기(10)는 이동을 위한 구동부(11)를 가지는 차체(12)를 구비한다. 그리고 상기 차체(12)에는 제1 액튜에이터(31)에 의해 회동되는 제1붐(21)과, 상기 제 1붐(21)에 회동가능하게 설치되는 제 2붐(22)과, 상기 제 1붐(21)과 제 2붐(22) 사이에 설치되어 제 2붐(22)을 회동시키는 제 2액튜에이터(32)와, 상기 제 2붐(22)에 결합수단(60) 의해 결합되는 텔레스코픽 붐 유닛(40)과, 상기 텔레스코픽 붐 유닛(40)의 단부에 설치되는 굴삭 및 천공유닛(100)을 구비한다. 그리고 상기 차체(12)의 후방부에는 텔레스코픽 붐 유닛(40)의 구동으로 인한 무게 중심의 이동을 조정하기 위한 무게 중심 조정부(70)를 을 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공기를 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
굴삭기 차체(12)의 구동부(11)는 자체의 이동을 위하여 무한궤도로 이루어진다. 그리고 차체(11)에는 엔진과 자체에 설치된 액튜에이터들에 유압유를 공급하기 위한 유압유 공급시스템이 설치될 수 있다.
상기 제 1붐(21)은 차체에 회전가능하게 설치되는데, 수평유지 시 지면과 근접될 수 있도록 단부측이 단차지게 굽어있다. 그리고 제 2붐(22)은 제 1붐(21)에 제 2액튜에이터(32)에 의해 회전가능하도록 설치되는데, 텔레스코픽 붐 유닛(40)과 결합된 상태에서 용이하게 회동될 수 있도록 제 2붐의 중앙부가 제 1붐(21)과 힌지연결되고, 제 1붐과 제 2붐의 전단부측 사이에 제 1붐에 대해 제 2붐을 회전시킬 수 있도록 제 2액튜에이터(32)의 양단부가 각각 핀에 의해 결합된다.
그리고 상기 텔레스코픽 붐 유닛(40)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제 2붐(22)에 이와 나란하게 결합수단(60)에 의해 결합된다. 이 텔레스코픽 붐 유닛(40)은 상기 제 2붐과 결합수단에 의해 결합되는 고정붐(41)과, 이 고정붐(41)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제 1가동붐(42)과, 상기 제 1가동붐(42)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제 2가동붐(43)을 구비한다. 상기 제 2가동붐(43)에는 제 3가동붐(미도시)설치될 수도 있다. 그리고 상기 고정붐(41)에는 제1브라켓(33a)에 의해 제 3액튜에이터(33)인 실린더가 힌지핀에 의해 지지되고, 이 제 3액튜에이터(33)의 로드는 상기 제 2가동붐(42)에 설치된 제 2브라켓(33b)에 힌지핀에 의해 지지된다. 상기 제 3액튜에이터(33)는 고정붐(41)에 대해 가동붐(41)을 전후진 시키기 위하여 고정붐(41)과 제 1가동붐(42)의 양측에 설치될 수 있다. 그리고 상기 제 1가동붐(42)의 내부에는 제 4액튜에이터(34)가 설치되고, 이 제 4액튜에이터(34) 로드의 단부은 상기 제 2가동붐(42)에 힌지핀에 의해 결합된다.
상기 제1,2,3,4액투에이터(31-34)는 실린더, 즉, 유압실린더로 이루어질 수 있으며, 각 유압실린더에 공급되는 유압유는 차체에 설치된 유압유공급시스템에 의해 구동될 수 있다.
상기 제 2붐(22)에 대해 텔레스코픽 붐 유닛(40)을 결합하기 위한 결합수단은 상기 고정붐(41)의 길이 방향의 양측 즉, 전방부측과 후방부측에 제 1,2결합 브라켓(61)(62)이 설치되고, 상기 제 2붐(22)에 상기 제 1,2결합 브라켓(61)(62)와 대응되는 부위에 각각 제 3,4결합 브라켓(63)(64)이 설치된다. 그리고 상기 제 1,3 결합 브라켓(61)(63)과 상기 제 2,4결합 브라켓(62)(64)은 제 1,2결합핀(65)(66)들에 의해 결합된다.
한편, 상기 텔레스코픽 붐 유닛(40)의 상부에는 상기 제 2가동붐(43)의 단부에 설치되는 굴삭 및 천공유닛에 유압유를 공급하기 위한 유압유 공급호스가 설치될 수 있다.
그리고 상기 무게중심 조정부(70)는 제 1붐(21)과 텔레스코픽 붐 유닛(40)의 자세에 따라 차체의 무게중심을 조정할 수 있는 것으로, 차체(12)의 후단부에 레일(71)들에 의해 전, 후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 웨이트 부재(72)와, 상기 차체(12)에 설치되어 웨이트 부재(72)를 전,후진 시키는 제 5액튜에이터(73)를 구비한다. 상기 제 5액튜에이터(73)는 유압시린더로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고 상기 제 2가동붐(43)의 단부에 설치되는 굴삭 및 천공유닛(100)은 버켓, 오거, 바이브로 햄머, 니퍼, 유압브레이커들 중 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공기를 이용한 천공방법은 차체에 설치되는 제2붐(22)에 텔레스코픽 붐 유닛(40)을 결합수단(60)에 의해 결합하는 결합단계와, 상기 텔레스코픽 붐 유닛(40)의 제 2가동붐(43)의 단부에 오거유닛(100)을 설치하는 천공유닛 설치단계를 수행한다. 상기 천공유닛 설치단계는 오거유닛에 한정되지 않고, 유압모터에 의해 회전하는 헤드와, 이 헤드의 구동축에 연결되며 비트가 설치된 스크류 로드로 이루어질 수도 있다.
상기 제 1,2액튜에이터(31)(32)에 의해 상기 제 1붐(21)과 제 2붐(22)을 회동시키고, 제 3,4액튜에이터(33)(34)를 이용하여 고정붐(41)에 대해 제 1,2가동붐(42)(43)을 인입 또는 인출시켜 오거유닛(100)의 드릴(101)을 천공유치에 위치시키는 천공준비단계와, 자체의 후단부에 설치된 웨이트 부재를 전, 후진시켜 무게중심을 조정하는 무게 중심조정단계와, 상기 오거유닛의 유압모터를 구동시켜 드릴을 회전시킴으로써 천공작업을 수행하는 천공단계를 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공기의 작용과 이를 이용한 천공방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 천공기는 토목공사 현장 또는 건설현장으로 이동 시에는 결합수단(60)에 의해 결합된 제 2붐(22)와 텔레스코픽 붐 유닛(40)을 분리한다. 이 상태에서 트레일러 등과 같은 운반용 차량을 이용하여 운반한다. 이러한 운반은 텔레스코픽 붐 유닛(40)이 제 2붐(22)으로부터 분리된 상태로 이동될 수 있으므로 운반 시 과적의 문제점을 해결할 수 있으며, 나아가서는 운반비를 상대적으로 줄일 수 있다.
그리고 천공기를 이용하여 천공작업을 수행하기 위해서는 상기 제 1,2결합핀(65)(66)을 이용하여 제 1,3결합 브라켓(61)(63)과 제 2,4결합 브라켓(62)(64)을 연결한다. 이와 같이 하면, 상기 텔레스코픽 붐 유닛(40)은 제 2붐(22)과 일체로 움직일 수 있게 된다.
이 상태에서 상기 제 2가동붐(43)의 단부에 천공유닛(100)인 오거유닛를 설치한다. 이때에 오거유닛은 유압호스와 연결된다. 이 상태에서 상기 제1,2 액튜에이터(31)(32)를 이용하여 제 1붐(21)과 제 2붐(22)의 각도를 조정하고, 제 2,3액튜에이터(33)(34)를 이용하여 제 2,3가동붐(42)(43)을 인출시키거나 축소시켜 제 2가동붐(43)의 단부에 오거유닛의 드릴(101)을 천공위치에 정열한다. 이 상태에서 오거유닛을 구동시켜 스크류(101)에 의해 천공작업이 이루어지도록 한다. 이러한 천공작업이 이루어지는 과정에서 상기 제3,4액튜에이터(33)(34)에 의해 상기 제1가동붐(43)과 제 2가동붐(42)(43)을 하강시킴과 아울러 제1붐(21)에 대해 제 2붐(22)의 각도를 조절하여 천공유닛(100)에 천공방향 즉, 하방으로 외력을 가한다. 따라서 오거유닛를 이용한 천공작업을 원활하게 수행 할 수 있다. 즉, 텔레스코픽 붐 유닛을 이용한 오거 천공작업 시 천공방향으로 외력을 가하는데, 한계가 있었으나 제3,4액튜에이터를 이용하여 제1,2가동붐의 인출 또는 인입시 동일한 힘을 가할 수 있으므로 천공작업의 효율을 향상시킬 수 있다. 위 방법과 동일한 조건에 바이브로 햄머 유닛 설치 시(파일, CT파일, H빔을 항타,인발할 수 있음) 텔레스코픽 붐만으로 작업이 가능하다.
특히, 본원 발명의 오거 작업을 수행하는 과정에서 도 4에 도시된 바와 같이 텔레스코픽 붐 유닛(40)을 지지하고 있는 제 2붐(22)을 수직으로 세움으로써 텔레스코픽 붐 유닛(40)을 수직으로 세워 오거에 의한 천공작업을 수행할 수 있다. 이러한 작업은 차체에 텔레스코픽 붐 유닛이 설치된 경우 불가능한 작업이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 천공기는 각종 토목공사, 건축공사, 파일공사에 널리 사용가능하다.

Claims (4)

  1. 이동을 위한 구동부를 가지는 차체와, 상기 차체에 설치되며 제1 액튜에이터에 의해 회동되는 것으로 수평유지 시 지면과 근접될 수 있도록 단차진 형상을 가진 제1붐과, 상기 제 1붐에 회동가능하게 설치되는 제 2붐과, 상기 제 1붐과 제 2붐 사이에 설치되어 제 2붐을 회동시키는 제 2액튜에이터와, 상기 제 2붐에 결합수단에 의해 결합되는 텔레스코픽 붐 유닛과, 상기 텔레스코픽 붐 유닛의 단부에 설치되는 굴삭 및 천공유닛을 구비하며,
    상기 결합수단은 텔레스코픽 붐 유닛의 고정붐에 길이 방향으로 전방부측과 후방부측에 제 1,2결합 브라켓이 설치되고, 상기 제 2붐에 상기 제 1,2결합 브라켓와 대응되는 부위에 각각 제 3,4결합 브라켓이 설치되고, 상기 제 1,3 결합 브라켓과 상기 제 2,4결합 브라켓은 제 1,2결합핀들에 의해 결합 된 것을 특징으로 하는 천공기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차체에는 제1붐과 대응되는 후단부에 차체의 무게중심을 이동시키기 위한 무게중심 조정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 천공기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 텔레스코픽 붐 유닛은 상기 제 2붐과 결합수단에 의해 결합되는 고정붐과, 상기 고정붐에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제 1가동붐과, 상기 제 1가동붐에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제 2가동붐과, 고정붐과 제 1가동붐에 설치되어 고정붐에 대해 제1가동붐을 전후진시키는 제 3액튜에이터와, 제 1가동붐의 내부에 설치되며 로드가 제 2가동붐에 고정되도록 설치되어 제 1가동붐에 대해 제 2가동붐을 전후진 시키는 제 4액튜에이터를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 천공기.
  4. 삭제
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