KR101113932B1 - 착암기의 붐 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 붐 구조체는 착암기 본체측으로부터 연장되는 제1붐; 지반 착굴용 드릴 로드를 교환 가능하게 장착한 드릴 로드 체인저측으부터 연장되는 것으로, 상기 제1붐에 대하여 직선 이동되는 제2붐; 상기 직선 이동을 안내하는 베어링부; 를 포함하며, 소정의 착굴 위치에 드릴 로드의 단부를 정밀하게 정렬할 수 있고, 드릴 로드를 임의의 자세로 셋팅함에 있어 높은 자유도를 가지며, 착굴 위치에 대한 드릴 로드의 흔들림이 억제된다.

Description

착암기의 붐 구조체{BOOM STRUCTURE FOR A BORING MACHINE}
본 발명은 붐 구조체에 관한 것으로서, 특히 지반 또는 바위를 천공하는 착암기에 있어서 착암기 본체 부분과 드릴 로드 부분을 연결하는 붐 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 광산, 건설 작업장 또는 채석장에서 착암기를 이용하여 구멍을 착굴한다. 착암기는 드릴 로드의 일단부에 드릴 비트를 장착하고, 드릴 로드를 회전시켜 착굴이 계속됨으로써 드릴 로드의 대부분이 지반에 박히면 드릴 로드의 타단부에 새로운 드릴 로드를 추가적으로 장착함으로써 드릴 로드를 연장한 다음 연장된 드릴 로드의 회전을 재개하여 원하는 깊이까지 착굴을 하는 장치이다. 드릴 로드의 연장을 위하여 다수의 드릴 로드를 드릴 로드 체인저에 배치해두고, 어느 하나의 드릴 로드가 지반에 박히면 다른 드릴 로드를 드릴 로드 체인저에서 인출하여 지반에 박힌 드릴 로드에 연결하게 된다.
또한, 드릴 로드의 끝단에 해머를 달아 드릴 로드에 회전과 함께 충격력을 작용할 수 있으며, 드릴 로드의 중공부에는 압축 공기를 불어넣어 파쇄물을 주변으로 배출되게 할 수 있다.
붐 구조체는 착암기 본체 부분과 드릴 로드 체인저 부분을 연결하는 장치로서, 드릴 로드 체인저를 상하 방향으로 리프팅시키거나, 착암기 본체의 좌우 방향으로 드릴 로드 체인저를 스윙시키거나, 드릴 로드 체인저를 상하로 회동시킴으로써 드릴 로드 체인저의 말단 위치를 이동시키거나, 드릴 로드 체인저를 좌우로 회동시킴으로써 드릴 로드 체인저의 자세를 셋팅한다. 예를 들어 착암기 본체가 정지 상태에 있을 때 붐 구조체를 작동만으로 드릴 로드 체인저 및 드릴 로드의 단부를 소정의 착굴 위치로 정렬할 수 있다.
그러나, 종래의 착암기에 마련된 붐 구조체는 통상의 굴삭기에서 굴삭기 본체와 버킷을 연결하는 아암과 동일한 구조로 되어 있으므로, 소정의 착굴 위치에 드릴 로드의 단부가 일치되게 정렬하는데 정밀도가 많이 떨어지는 점, 드릴 로드를 임의의 자세로 들어올리거나 회동시킴에 있어 자유도가 낮으므로 특정 자세로 드릴 로드를 위치시키는 것이 불가능하게 되는 사점(dead point)이 발생하는 점, 특정 자세를 위하여 착암기 본체 자체를 미세 이동하여야 하는 등 작업 속도를 저하되는 점, 흔들림 억제 구조에 대하여 별다른 대책을 세우고 있지 않으므로 붐 구조체가 드릴 로드 체인저 및 드릴 로드를 단단하게 지지하지 못하여 착굴 위치에 대한 드릴 로드의 흔들림이 커지는 점, 붐 구조체에 구비된 각종 유압 실린더의 고장시 붐 구조체 및 유압 실린더가 밀집 배치되어 유지 보수시 작업 공간이 협소하고 작업 편의성이 떨어지는 점 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 소정의 착굴 위치에 드릴 로드의 단부를 정밀하게 정렬할 수 있고, 드릴 로드를 임의의 자세로 셋팅함에 있어 높은 자유도를 가지며, 사점의 발생 빈도 및 특정 자세를 위하여 착암기 본체를 미세 이동하여야 할 경우의 수를 감소시켜 작업 속도가 향상되며, 착굴 위치에 대한 드릴 로드의 흔들림이 억제되고, 유지 보수를 위한 작업 공간 및 작업 편의성을 사용자가 원하는 대로 확보할 수 있는 착암기의 붐 구조체를 제공한다.
본 발명의 붐 구조체는 착암기 본체측으로부터 연장되는 제1붐; 지반 착굴용 드릴 로드를 교환 가능하게 장착한 드릴 로드 체인저측으부터 연장되는 것으로, 상기 제1붐에 대하여 직선 이동되는 제2붐; 상기 직선 이동을 안내하는 베어링부; 를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 베어링부는 상기 제1붐 및 상기 제2붐 중 어느 하나에 마련되는 제1베어링 및 제2베어링과, 상기 제1붐 및 상기 제2붐 중 다른 하나에 형성되어 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링 사이에 이동 가능하게 끼워지는 붐 플레이트를 구비한다.
일 실시예로서, 상기 제1붐 및 상기 제2붐 중 어느 하나에 고정되는 제1브라켓에 상기 제1베어링이 놓여지며, 상기 제1베어링에 상기 붐 플레이트의 일측이 접촉되고, 상기 붐 플레이트의 타측에 상기 제2베어링이 접촉되며, 상기 제2베어링은 제2브라켓으로 덮여지고, 상기 제1베어링, 상기 제2베어링 및 상기 제2브라켓이 상기 제1브라켓에 베어링 볼트로 죄어 고정된다.
일 실시예로서, 상기 베어링부는 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링의 간극을 유지하는 스페이서를 더 구비한다.
일 실시예로서, 상기 붐 구조체는 상기 제1붐을 스윙 실린더에 의하여 회동 가능하도록 상기 착암기 본체에 연결하는 콘솔; 상기 제1붐을 상하로 들어 이동시키는 붐 리프팅 실린더; 상기 제2붐을 상기 제1붐의 연장 방향으로 이동시키는 붐 신축 실린더; 다수의 링크 및 드릴 고정부에 의하여 상기 제2붐의 단부에 연결되는 상기 드릴 로드 체인저를 상기 제2붐에 대하여 회동시키는 드릴 리프팅 실린더; 를 더 포함한다.
이에 따라 본 발명은 소정의 착굴 위치에 드릴 로드의 단부를 정밀하게 정렬할 수 있고, 드릴 로드를 임의의 자세로 셋팅함에 있어 높은 자유도를 가지며, 사점의 발생 빈도 및 특정 자세를 위하여 착암기 본체를 미세 이동하여야 할 경우의 수를 감소시켜 작업 속도가 향상되며, 착굴 위치에 대한 드릴 로드의 흔들림이 억제되고, 유지 보수를 위한 작업 공간 및 작업 편의성을 사용자가 원하는 대로 확보할 수 있는 장점을 갖는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 신축 전후의 붐 구조체를 구비한 착암기의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 붐 구조체를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 붐 구조체의 주요부를 도시한 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하며 본 발명의 붐 구조체를 상세하게 설명한다.
붐 구조체는 착암기 본체(40) 및 드릴 로드 체인저(10) 사이에 위치하며, 제1붐(100), 제2붐(200), 베어링부(400)를 포함한다. 착암기 본체(40)에는 착암기의 주행을 위한 크롤러나 바퀴가 장착되며, 유압 장치를 구비함으로써 드릴 로드(20)에 회전력을 전달한다. 드릴 로드 체인저(10)는 지반 착굴용 드릴 로드(20)를 교환 가능하게 장착한다. 제1붐(100)은 착암기 본체(40)측으로부터 연장되며, 제2붐(200)은 제1붐(100)에 대하여 직선 이동됨으로써 착암기 본체(40)에 대하여 드릴 로드 체인저(10) 및 드릴 로드(20)의 단부 위치를 제1붐(100) 및 제2붐(200)의 연장 방향으로 손쉽게 조절할 수 있음은 물론 착굴 위치에 드릴 로드(20)의 단부를 정밀하게 정렬시킬 수 있다.
이때, 제1붐(100) 및 제2붐(200)의 상대적인 직선 이동이 가능하되 그 연결 부분을 흔들림없이 지지하기 위하여 베어링부(400)가 마련된다. 베어링부(400)는 제1베어링(415)과, 제2베어링(425)과, 그 사이에 이동 가능하게 끼워지는 붐 플레이트(290)를 구비한다. 이때 스페이서(430)가 더 구비되어 제1베어링(415) 및 제2 베어링(425) 사이의 간극을 유지하거나, 붐 플레이트(290)의 측부의 이탈을 방지하고 미끄럼 이동을 안내하는 것이 바람직하다.
제1베어링(415) 및 제2베어링(425)은 제1붐(100) 및 제2붐(200) 중 어느 하나에 마련되는 것으로, 첨부 도면에 도시된 실시예에 의하면 제1붐(100)에 고정된다. 제1베어링(415) 및 제2베어링(425)은 볼 베어링, 원통 베어링은 물론 미끄럼 베어링을 포함한 모든 종류의 베어링이 가능하며 제1붐(100) 및 제2붐(200)의 상대적인 직선 이동을 가능하게 하면서 흔들림없이 지지할 수 있음을 만족하는 다양한 실시예가 가능하다. 일 실시예로서, 제1베어링(415) 및 제2베어링(425)은 오일 리스 메탈 베어링(oil-less metal bearing)이다.
일 실시예로서, 제1베어링(415) 및 제2베어링(425)을 제1붐(100)에 고정하기 위하여 제1브라켓(410), 제2브라켓(420), 베어링 볼트(440)가 구비된다. 제1브라켓(410)은 제1붐(100)에 용접 등의 방법으로 고정되며 제2브라켓(420)은 제1브라켓(410)에 베어링 볼트(440)로 죄어지고, 제1브라켓(410) 및 제2브라켓(420) 사이에는 붐 플레이트(290)를 가운데 두고 붐 플레이트(290)의 일측과 접촉되는 제1베어링(415) 및 붐 플레이트(290)의 타측과 접촉되는 제2베어링(425)이 개재된다.
붐 플레이트(290)는 제1붐(100) 및 제2붐(200) 중 다른 하나에 마련되는 것으로, 첨부 도면에 도시된 실시예에 의하면 제2붐(200)의 측면에 돌출되어 길이 방향을 따라 길게 연장되는 판 형상이다. 붐 플레이트(290)는 제1베어링(415) 및 제2베어링(425) 사이에 이동 가능하게 끼워짐으로써 제1붐(100)에 대하여 이동 가능한 제2붐(200)을 흔들림없이 지지한다.
베어링부(400)가 마련됨으로써, 소정의 착굴 위치에 드릴 로드(20)의 단부를 정밀하게 정렬할 수 있다. 그리고, 드릴 로드(20)를 임의의 자세로 셋팅함에 있어 높은 자유도를 가지며, 사점의 발생 빈도 및 특정 자세를 위하여 착암기 본체(40)를 미세 이동하여야 할 경우의 수를 감소시켜 작업 속도가 향상된다. 또한, 착굴 위치에 대한 드릴 로드(20)의 흔들림이 억제된다. 그리고, 예를 들면 도 2와 같이 제2붐(200)을 최대한 신장한 상태에서는 유지 보수를 위한 작업 공간 및 작업 편의성을 사용자가 원하는 대로 확보할 수 있게 된다.
다음으로 베어링부(400) 외에 제1붐(100) 및 제2붐(200)의 자세를 조절할 수 있는 자세 조절 수단에 대하여 설명한다.
콘솔(300)은 착암기 본체(40)에 제1붐(100)을 연결한다. 콘솔(300)은 착암기 본체(40)에 착암기 본체 핀(310)으로 좌우 회동 가능하게 고정되며, 콘솔(300)의 일측 및 착암기 본체(40) 사이에는 스윙 실린더(330)가 마련되어 제1붐(100)이 장착된 콘솔(300)을 좌우 회동(이는 '붐의 스윙' 동작)시킨다. 스윙 실린더(330)의 일측은 스윙 실린더 핀(320)에 의하여 콘솔(300)에 체결되고 타측은 착암기 본체(40)에 체결된다.
붐 리프팅 실린더(110)는 제1붐(100)을 상하로 들어 이동(이는 '붐의 리프팅' 동작)시키는 것으로, 일측은 붐 리프팅 실린더 제1핀(112)에 의하여 콘솔(300)에 체결되고 타측은 붐 리프팅 실린더 제2핀(114)에 의하여 제1붐(100)에 체결되며, 착암기 본체(40)로부터 공급된 유압에 의하여 신축된다.
붐 신축 실린더(210)는 제2붐(200)을 제1붐(100)의 연장 방향으로 이동(이는 '붐의 신축' 동작)시키는 것으로, 일측은 붐 신축 실린더 제1핀(212)에 의하여 제1붐(100)에 체결되고 타측은 붐 신축 실린더 제2핀(214)에 의하여 제2붐(200)에 체결되며, 착암기 본체(40)로부터 공급된 유압에 의하여 신축된다.
드릴 리프팅 실린더(220)는 제2붐(200)의 단부에 연결되는 드릴 로드 체인저(10) 및 드릴 로드(20)를 제2붐(200)에 대하여 회동(이는 '드릴 리프팅' 동작)시키는 것으로, 일측은 드릴 리프팅 실린더 제1핀(222)에 의하여 제2붐(200)에 체결되고 타측은 드릴 리프팅 실린더 제2핀(224)에 의하여 링크(230)에 체결된다.
드릴 로드 체인저(10)를 제2붐(200)의 단부에 연결하기 위하여 다수의 링크(230,240,250,260)가 마련되며 붐 구조체 및 드릴 로드 체인저(10)의 체결은 드릴 고정부(280)에 의한다.
자세 조절 실린더(270)는 제2붐(200)의 단부에 대하여 드릴 로드 체인저(10) 및 드릴 로드(20)를 좌우 방향으로 회동시키는 것으로, 일측은 링크(250)에 체결되고 타측은 드릴 고정부(280)에 인접하게 체결되며, 착암기 본체(40)로부터 공급된 유압에 의하여 신축됨으로써 드릴 로드 체인저(10) 및 드릴 로드(20)의 자세를 조정한다.
베어링부(400) 및 위에서 설명한 자세 조절 수단이 마련됨으로써 소정의 착굴 위치에 드릴 로드(20)의 단부를 정밀하게 정렬할 수 있고, 드릴 로드(20)를 임의의 자세로 셋팅함에 있어 높은 자유도를 가지며, 사점의 발생 빈도 및 특정 자세를 위하여 착암기 본체(40)를 미세 이동하여야 할 경우의 수를 감소시켜 작업 속도가 향상된다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 신축 전후의 붐 구조체를 구비한 착암기의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 붐 구조체를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 붐 구조체의 주요부를 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...드릴 로드 체인저(10)(drill rod changer)
20...드릴 로드(20)(drill rod) 40...착암기 본체(40)
100...제1붐(100)(the first boom)
110...붐 리프팅 실린더(110)(boom lifting cylinder)
112...붐 리프팅 실린더 제1핀(112)
114...붐 리프팅 실린더 제2핀(114)
200...제2붐(200)
210...붐 신축 실린더(boom extension cylinder)
212...붐 신축 실린더 제1핀 214...붐 신축 실린더 제2핀
220...드릴 리프팅 실린더(drill lifting cylinder)
222...드릴 리프팅 실린더 제1핀 224...드릴 리프팅 실린더 제2핀
230,240,250,260...링크(link) 270...자세 조절 실린더
280...드릴 고정부 290...붐 플레이트(boom plate)
300...콘솔(console) 310...착암기 본체(40) 핀
320...스윙 실린더 핀 330...스윙 실린더(swing cylinder)
400...베어링부(bearing portion) 410...제1브라켓(the first bracket)
415...제1브라켓 베어링 420...제2브라켓
425...제2브라켓 베어링 430...스페이서(spacer)
440...베어링 볼트

Claims (4)

  1. 착암기 본체측으로부터 연장되는 제1붐;
    지반 착굴용 드릴 로드를 교환 가능하게 장착한 드릴 로드 체인저측으부터 연장되는 것으로, 상기 제1붐에 대하여 직선 이동되는 제2붐;
    상기 직선 이동을 안내하는 베어링부; 를 포함하며,
    상기 베어링부는 상기 제1붐과 상기 제2붐 중 어느 한 붐의 단부 양측에 각각 간격을 두고 설치되는 제1베어링 및 제2베어링과, 나머지 한 붐의 단부 양측 길이 방향을 따라 설치되고 상기 제1 베이링과 상기 제2베어링 사이에 끼워져 슬라이딩 이동하는 붐 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 착암기의 붐 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1붐 및 상기 제2붐 중 어느 하나에 고정되는 제1브라켓에 상기 제1베어링이 놓여지며,
    상기 제1베어링에 상기 붐 플레이트의 일측이 접촉되고,
    상기 붐 플레이트의 타측에 상기 제2베어링이 접촉되며,
    상기 제2베어링은 제2브라켓으로 덮여지고,
    상기 제1베어링, 상기 제2베어링 및 상기 제2브라켓이 상기 제1브라켓에 베어링 볼트로 죄어 고정되는 것을 특징으로 하는 착암기의 붐 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베어링부는 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링의 간극을 유지하는 스페이서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 착암기의 붐 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1붐을 스윙 실린더에 의하여 회동 가능하도록 상기 착암기 본체에 연결하는 콘솔;
    상기 제1붐을 상하로 들어 이동시키는 붐 리프팅 실린더;
    상기 제2붐을 상기 제1붐의 연장 방향으로 이동시키는 붐 신축 실린더;
    다수의 링크 및 드릴 고정부에 의하여 상기 제2붐의 단부에 연결되는 상기 드릴 로드 체인저를 상기 제2붐에 대하여 회동시키는 드릴 리프팅 실린더; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착암기의 붐 구조체.
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