KR101160251B1

KR101160251B1 - 지반 공사용 파일 용접 장치

Info

Publication number: KR101160251B1
Application number: KR1020120055389A
Authority: KR
Inventors: 김영락
Original assignee: 김영락
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-06-26

Abstract

본 발명은 지반 공사용 파일의 단부를 상호 용접하여 연결하는데 적합한 새로운 구조의 지반 공사용 파일 용접 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치는 상기 가이드레일(A)의 내경이 파일(4)의 외경에 비해 큰 링 형상으로 구성되고, 상기 가이드레일(A)의 내외측면을 관통하도록 결합되며 내측단이 상기 파일(4)에 형성된 오목홈(4b)에 삽입되는 고정볼트(B)에 의해 파일(4)의 외부에 고정되므로, 구조가 간단하여 저렴하게 제작할 수 있을 뿐 아니라, 가이드레일(A)이 오목홈(4b)과 간섭되는 것을 방지하여 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다.

Description

지반 공사용 파일 용접 장치{pipe pile welding apparatus}

본 발명은 지반 공사용 파일의 단부를 상호 용접하여 연결하는데 적합한 새로운 구조의 지반 공사용 파일 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지반 공사용 파일은 상하로 긴 파이프 형상으로 구성되며 지반에 매입되어 구조물의 기초를 보강하는 것으로, 강도가 높은 금속 재질로 구성되는 강관 파일과, 콘크리트로 제작되며 양단에 조인트 철판과 보강 밴드가 구비되는 PHC(Pretensioned spun High strength Concrete) 파일로 나뉘어진다.

한편, 이러한 파일은 일정한 규격으로 제작되므로, 규격보다 길이가 긴 파일이 필요할 때에는 파일의 단부를 상호 용접하여 필요한 길이로 연장하고 있다.

그러나, 현재로서는 이러한 파일을 용접하는 자동 용접 장치가 개발되지 않아서, 파일의 단부를 서로 맞대어 놓은 상태에서 작업자가 수작업으로 파일의 단부를 용접하여 연결하고 있다.

한편, 최근 들어 등록특허 제10-0829993호 등에 나타난 바와 같이, 수도관이나 하수관 등에 사용되는 강관의 연결 부위를 자동으로 용접할 수 있도록 된 용접 장치가 개발되었다.

도 1은 이러한 용접 장치의 일 예를 도시한 것으로, 포크레인의 아암의 선단부에 장착되는 링 형상의 가이드레일(2)과, 상기 가이드레일(2)을 따라 회전되면서 강관(1)의 단부를 상호 용접하는 토치구동유닛(3)으로 구성된다.

상기 가이드레일(2)은 반원형으로 구성되어 상기 포크레인의 아암에 결합되는 지지부(2a)와, 상기 지지부(2a)의 양단에 회동 가능하게 결합되는 한 쌍의 회동부(2b)와, 상기 회동부(2b)에 연결되어 회동부(2b)를 회동시키는 유압실린더(2c)로 구성되어, 상기 회동부(2b)를 벌린 후 가이드레일(2)을 강관(1)의 외부에 결합할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 가이드레일(2)에는 상기 강관(1)의 외주면을 가압하는 복수개의 가압실린더(2d)가 구비되어, 가이드레일(2)이 강관(1)의 외부에 결합된 상태에서 상기 가입실린더(2d)가 강관(1)의 외주면을 강하게 가압하여, 용접 작업이 진행되는 동안 강관(1)이 움직이지 않도록 고정할 수 있도록 구성된다.

따라서, 수평 방향으로 길게 연장되는 강관(1)의 단부를 상호 밀착시키고 상기 가이드레일(2)을 강관(1)의 단부 외측에 결합 고정한 상태에서, 상기 토치구동유닛(3)을 작동시켜 강관(1)을 상호 용접하여 연결할 수 있다.

그런데, 이러한 용접 장치는 구조가 매우 복잡하고 매우 고가인 문제점이 있었다.

또한, 파일의 경우에는 현장에서 지면에 수직으로 매입한 파일의 상단에 대해 다른 파일의 하단을 맞대어놓고 용접하여야 하는 경우가 많이 발생되는데, 전술한 용접 장치는 수평 방향으로 배치되는 강관(1)의 양단을 용접하도록 구성되므로, 수직 방향으로 배치되는 파일을 용접하는데에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

특히, 파일 중에서 PHC 파일의 경우는 도 2에 도시된 바와 같이, 파일(4)의 양단에 구비되는 보강 밴드(4b)에 돌출부 또는 오목홈(4b)이 형성되므로, 상기 용접 장치의 가이드레일(2)을 파일(4)에 결합할 경우, 가이드레일(2)과 돌출부 또는 오목홈(4b)이 간섭되어 가이드레일(2)을 견고하게 고정하기 어려운 문제점이 발생될 수 있다.

따라서, 파일의 단부를 상호 용접하는데 적합한 새로운 용접 장치가 필요하게 되었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지반 공사용 파일의 단부를 상호 용접하기에 적합한 새로운 구조의 지반 공사용 파일 용접 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 상하 방향으로 길게 배치되며 단부가 상호 밀착되도록 배치되는 파일(4)을 용접하는 지반 공사용 파일 용접 장치로서, 내경이 상기 파일(4)의 외경에 비해 큰 링 형상으로 구성되는 가이드레일(A)과, 상기 가이드레일(A)의 내외측면을 관통하도록 결합되며 내측단이 상기 파일(4)의 외주면에 형성된 돌출부 또는 오목홈(4b)에 걸리도록 파일(4)의 외주면에 밀착되어 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 고정하는 고정볼트(B)와, 일측에 용접용 토치(70)가 구비되며 상기 가이드레일(A)에 결합되어 가이드레일(A)을 따라 회전되는 토치구동유닛(C)을 포함하며, 상기 가이드레일(A)은 상호 결합되어 링 형태를 이루며 기단부는 상호 회동 가능하게 힌지 결합되는 한 쌍의 지지부재(10)와, 상기 지지부재(10)의 선단부에 구비되어 지지부재(10)의 선단부를 상호 맞물린 상태로 고정하는 고정기구(20)를 포함하고, 상기 지지부재(10)의 상면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 랙기어(11)가 구비되고, 상기 지지부재(10)의 상면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 가이드홈(12)이 하측으로 오목하게 형성되며, 상기 지지부재(10)의 내주면 상측 및 지지부재(10)의 하측면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 링 형상의 상하부 가이드돌기(13,14)가 돌출 형성되고, 상기 토치구동유닛(C)은 상기 지지부재(10)에 지지부재(10)의 원주 방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 하우징(30)과, 상기 하우징(30)에 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되도록 회전 가능하게 결합되는 회전축(41,42)과, 상기 회전축(41,42)에 결합되어 상기 랙기어(11)에 치합되는 피니언기어(50)와, 상기 하우징(30)의 일측에 결합되며 상기 회전축(41,42)에 연결되어 회전축(41,42)을 회전시키는 구동모터(60)를 포함하며, 상기 용접용 토치(70)는 상기 하우징(30)의 일측에 방향 및 위치 조절 가능하게 결합되며, 상기 하우징(30)은 상하 방향으로 연장되는 수직연장부(32)와 상기 지지부재(10)의 상측으로 연장되는 수평연장부(33)가 구비되는 하우징본체(31)와, 상기 수평연장부(33)의 하측면 중간부에 상하 방향의 지지축(34a)을 갖도록 결합되며 둘레면이 상기 가이드홈(12)의 측면에 밀착되는 제1 가이드로울러(34)와, 상기 수평연장부(33)의 내측단 하측면에 상하 방향의 지지축(35a)을 갖도록 결합되어 둘레면이 상기 상부 가이드돌기(13)의 내주면에 밀착되는 제2 가이드로울러(35)와, 상기 수직연장부(32)의 내측면에 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되는 지지축(36a)을 갖도록 결합되며 상기 하부 가이드돌기(14)의 하측면에 밀착되는 제3 가이드로울러(36)를 포함하며, 상기 제2 및 제3 가이드로울러(35,36)의 양단에는 상기 상하부 가이드돌기(13,14)의 양측면을 지지하는 돌출부(35b,36b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지반 공사용 파일 용접 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 회전축(41,42)은 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 상기 하우징(30)에 결합되어 상기 구동모터(60)가 연결되며 내측단에는 제1 베벨기어(41a)가 결합되는 제1 회전축(41)과, 상기 제1 회전축(41)의 양측에 위치되고 내측단이 상기 지지부재(10)의 중심을 향하도록 상호 대응되는 각도로 경사지게 배치되며 외측단에는 상기 제1 베벨기어(41a)와 치합되는 제2 베벨기어(42a)가 구비되고 내측단에는 상기 피니언기어(50)가 결합되는 한 쌍의 제2 회전축(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 공사용 파일 용접 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 수직연장부(32)의 내측면 하측에 상하 방향으로 회동 가능하게 결합되는 회동편(32a)과, 상기 회동편(32a)을 수직연장부(32)에 고정하는 고정수단(32b)을 더 포함하며, 상기 제3 가이드로울러(36)의 지지축(36a)은 상기 회동편(32a)에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 지반 공사용 파일 용접 장치가 제공된다.

본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치는 상기 가이드레일(A)의 내경이 파일(4)의 외경에 비해 큰 링 형상으로 구성되고, 상기 가이드레일(A)의 내외측면을 관통하도록 결합되며 내측단이 상기 파일(4)에 형성된 오목홈(4b)에 삽입되는 고정볼트(B)에 의해 파일(4)의 외부에 고정되므로, 구조가 간단하여 저렴하게 제작할 수 있을 뿐 아니라, 가이드레일(A)이 오목홈(4b)과 간섭되는 것을 방지하여 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 용접 장치를 도시한 정면도,
도 2는 일반적인 PHC 파일을 도시한 참고도,
도 3은 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치를 도시한 평면 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치를 도시한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치의 가이드레일을 도시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치의 기이드레일을 도시한 정면도,
7은 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치의 토치구동유닛을 도시한 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치의 제3 가이드레일의 결합 상태를 도시한 측면 부분 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치를 도시한 측단면 참고도,
도 10은 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치의 회동편 및 고정수단을 도시한 평단면도,
도 11은 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치의 회동편 및 고정수단의 작용을 설명하기 위한 참고도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 11은 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치를 도시한 것으로, 콘크리트 재질로 구성되며 양단 둘레면에 보강 밴드가 구비되는 PHC 파일의 단부를 상호 용접하여 연결하는데 적용되는 것을 예시한 것이다.

이때, 상기 파일(4)은 상하 방향으로 길게 배치되며 단부가 상호 밀착되도록 배치되며, 파일(4)의 상하단에는 링 형상의 오목홈(4b)이 형성된다.

그리고, 상기 지반 공사용 파일 용접 장치는 상기 파일(4)이 외부를 감싸도록 결합되는 가이드레일(A)과, 상기 가이드레일(A)의 내외측면을 관통하도록 결합되며 내측단이 상기 파일(4)의 외주면에 형성되는 오목홈(4b)에 걸리도록 파일(4)의 외주면에 밀착되어 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 고정하는 고정볼트(B)와, 일측에 용접용 토치(70)가 구비되며 상기 가이드레일(A)에 결합되어 가이드레일(A)을 따라 회전되는 토치구동유닛(C)으로 구성된다.

상기 가이드레일(A)은 상호 결합되어 링 형태를 이루며 기단부는 상호 회동 가능하게 힌지 결합되는 한 쌍의 지지부재(10)와, 상기 지지부재(10)의 선단부에 구비되어 지지부재(10)의 선단부를 상호 맞물린 상태로 고정하는 고정기구(20)로 구성된다.

상기 지지부재(10)는 가이드레일(A)을 절반으로 자른 반원 형태로 구성된다. 이때, 상기 지지부재(10)의 곡률 반경은 상기 파일(4)의 외경에 비해 크게 구성되어 지지부재(10)를 상기 파일(4)의 외부에 결합하면 지지부재(10)의 내주면이 파일(4)과 동심원을 이루도록 파일(4)의 외주면으로부터 이격되도록 구성된다.

상기 고정기구(20)는 일측의 지지부재(10)의 선단부에 구비되는 후크(21)와, 타측의 지지부재(10)의 선단부에 구비되며 상기 후크(21)와 결합되어 지지부재(10)의 선단부가 상호 맞물리도록 고정하는 고정부(22)로 구성된다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고정기구(20)를 해제하여 지지부재(10)의 선단부를 벌린 상태에서 상기 지지부재(10)가 파일(4)의 외부를 감싸도록 끼운 후 상기 고정기구(20)의 고정부(22)를 후크(21)에 걸어 잠금으로써, 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 결합할 수 있다.

상기 고정볼트(B)는 4개로 구성되어 상호 90°의 각도로 이격되도록 상기 지지부재(10)에 결합되는 것으로, 내측단이 상하로 연결되도록 배치되는 파일(4) 중에서 상측에 배치되는 파일(4)의 하단에 형성되는 오목홈(4b)에 삽입된다.

따라서, 상기 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 결합한 후 상기 고정볼트(B)의 내측단이 상기 오목홈(4b)에 삽입되도록 조여서, 가이드레일(A)의 내주면이 파일(4)과 동심원을 이루도록 이격되는 상태에서 움직이지 않도록 고정할 수 있다.

이때, 상기 지지부재(10)의 상면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 랙기어(11)가 구비되며, 상기 지지부재(10)의 상면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 가이드홈(12)이 하측으로 오목하게 형성된다.

그리고, 상기 지지부재(10)의 내주면 상측 및 지지부재(10)의 하측면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 링 형상의 상하부 가이드돌기(13,14)가 돌출 형성된다.

또한, 도 5 및 도 6의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 지지부재(10)의 선단부에는 결합홈(15)과, 상기 결합홈(15)과 맞물리는 결합돌기(16)가 각각 구비되어, 상기 고정기구(20)를 이용하여 지지부재(10)의 선단부를 상호 맞물리도록 고정할 때, 상기 결합홈(15)과 결합돌기(16)가 상호 맞물려 양측의 지지부재(10)에 구비된 랙기어(11)와 가이드홈(12) 및 상하부 가이드돌기(13,14)가 상호 연결되도록 구성된다.

상기 토치구동유닛(C)은 상기 지지부재(10)에 지지부재(10)의 원주 방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 하우징(30)과, 상기 하우징(30)에 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되도록 회전 가능하게 결합되는 회전축(41,42)과, 상기 회전축(41,42)에 결합되어 상기 랙기어(11)에 치합되는 피니언기어(50)와, 상기 하우징(30)의 일측에 결합되며 상기 회전축(41,42)에 연결되어 회전축(41,42)을 회전시키는 구동모터(60)로 구성된다.

상기 하우징(30)은 하우징본체(31)와, 상기 하우징본체(31)의 일측에 구비되어 상기 가이드홈(12)과 상하부 가이드돌기(13,14)와 결합되는 제 1 내지 제3 가이드로울러(36)로 구성된다.

상기 하우징본체(31)는 사각의 박스 형상으로 구성되는 것으로, 전면에는 상하 방향으로 연장되는 패널 형상으로 구성되는 수직연장부(32)가 구비되며, 전면 상측에는 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되는 수평연장부(33)가 구비된다.

상기 제1 가이드로울러(34)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 수평연장부(33)의 중간부 양측에 구비되는 브라켓(33a)의 하측면에 상하 방향의 지지축(34a)을 갖도록 결합되어 둘레면이 상기 가이드홈(12)의 측면에 밀착되도록 가이드홈(12)의 내부로 삽입되는 것으로, 상기 하우징본체(31)가 지지부재(10)의 내외측으로 유동되지 않도록 지지하는 기능을 한다.

상기 제2 가이드로울러(35)는 상기 수평연장부(33)의 내측단 하측면에 상하 방향의 지지축(35a)을 갖도록 결합되어 둘레면이 상기 상부 가이드돌기(13)의 내주면에 밀착된다.

상기 제3 가이드로울러(36)는 상기 수직연장부(32)의 내측면에 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되는 지지축(36a)을 갖도록 결합되며 상기 하부 가이드돌기(14)의 하측면에 밀착된다.

따라서, 상기 제1 내지 제3 가이드로울러(34,35,36)가 상기 가이드홈(12)과 상하부 가이드돌기(13,14)에 결합되도록 하면, 상기 하우징(30)이 상기 지지부재(10)를 따라 측방향으로 슬라이드되도록 지지된다.

이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제2 및 제3 가이드로울러(35,36)의 양단에는 상기 상하부 가이드돌기(13,14)의 양측면을 지지하는 돌출부(35b,36b)가 형성되어, 상기 제2 및 제3 가이드로울러(35,36)가 상하부 가이드돌기(13,14)에 결합된 상태에서 상하 또는 전후 방향으로 움직이지 않도록 구성된다.

그리고, 상기 제1 내지 제3 가이드로울러(34,35,36)는 좌우 한 쌍으로 구성되어 상기 하우징(30)에 상호 좌우 방향으로 이격되도록 결합된다.

또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 수직연장부(32)의 내측면 하측에는 상하 방향으로 회동 가능하게 결합되는 회동편(32a)과, 상기 회동편(32a)을 수직연장부(32)에 고정하는 고정수단(32b)이 구비되며, 상기 제3 가이드로울러(36)의 지지축(36a)은 상기 회동편(32a)에 고정 결합된다. 상기 고정수단(32b)은 상기 회동편(32a)을 관통하여 수직연장부(32)에 나사 결합되는 나비 볼트를 이용한다.

따라서, 도 11에 실선으로 도시된 바와 같이, 상기 고정수단(32b)을 풀어서 회동편(32a)과 제3 가이드로울러(36)가 하측으로 회동되도록 한 상태에서 상기 제1 및 제2 가이드로울러(35)가 상기 가이드홈(12) 및 상부 가이드돌기(13)와 맞물리도록 한 후, 도 11에 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 회동편(32a)을 상측으로 회동시켜 제3 가이드로울러(36)가 하부 가이드돌기(14)와 맞물리도록 하고 상기 고정수단(32b)으로 회동편(32a)을 고정하여 하우징(30)을 지지부재(10)에 결합할 수 있다.

또한, 반대의 과정을 거쳐 하우징(30)을 지지부재(10)로부터 분리할 수 있다.

상기 회전축(41,42)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 상기 하우징(30)에 결합되어 상기 구동모터(60)가 연결되며 내측단에는 제1 베벨기어(41a)가 결합되는 제1 회전축(41)과, 상기 제1 회전축(41)의 양측에 위치되고 내측단은 상기 지지부재(10)의 중심을 향하도록 상호 대응되는 각도로 경사지게 배치되며 외측단에는 상기 제1 베벨기어(41a)와 치합되는 제2 베벨기어(42a)가 구비되는 한 쌍의 제2 회전축(42)으로 구성되어, 상기 제1 회전축(41)이 회전되면 상기 제2 회전축(42)이 연동되어 회전되도록 구성된다.

상기 피니언기어(50)는 상기 제2 회전축(42)의 선단부에 결합되는 것으로, 둘레면이 상기 하우징(30)의 하측면, 특히 상기 하우징본체(31)에 구비되는 수평연장부(33)의 하측면으로 돌출되도록 배치되어 상기 랙기어(11)의 상면에 치합된다.

상기 구동모터(60)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 하우징본체(31)의 상면에 구동축(61)이 하측으로 연장되도록 고정되며, 상기 구동축(61)은 한 쌍의 베벨기어(62)를 통해 상기 제1 회전축(41)의 외측단에 연결된다.

상기 용접용 토치(70)는 CO₂ 용접용 토치(70)를 이용하며, 상기 하우징(30)의 하측에 위치 및 각도 조절 가능하게 결합된다.

이를 위해, 상기 하우징(30)의 하측에는 위치조절기구(37)가 구비되고, 상기 위치조절기구(37)의 하측에는 지지바(38)가 각도 조절 가능하게 결합되며, 상기 용접용 토치(70)는 상기 지지바(38)의 단부에 결합된다.

상기 위치조절기구(37)는 상하 방향으로 연장되는 상하조절나사(37a)와 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되는 전후조절나사(37b)가 구비되어, 상기 지지바(38)의 위치를 상하 및 내외측 방향으로 조절할 수 있도록 구성된다.

상기 지지바(38)는 상기 위치조절기구(37)의 하단에 각도 조절 가능하게 결합되어, 용접용 토치(70)의 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 가이드레일(A)을 파일(4)의 하단에 결합한 후, 상기 위치조절기구(37)와 지지바(38)를 이용하여 용접용 토치(70)의 선단부가 파일(4)의 상하단이 맞닿은 위치를 향하도록 조절할 수 있다.

그리고, 상기 구동모터(60)와 용접용 토치(70)를 작동시키면 토치구동유닛(C)이 가이드레일(A)을 따라 회전하게 되며, 상기 토치구동유닛(C)이 파일(4)의 접합부를 따라 회전되면서 파일(4)을 상호 용접하여 연결한다.

이와 같이 구성되는 지반 공사용 파일 용접 장치는 상기 가이드레일(A)의 내경이 파일(4)의 외경에 비해 큰 링 형상으로 구성되고, 상기 가이드레일(A)의 내외측면을 관통하도록 결합되며 내측단이 상기 파일(4)에 형성된 오목홈(4b)에 삽입되는 고정볼트(B)에 의해 파일(4)의 외부에 고정되므로, 구조가 간단하여 저렴하게 제작할 수 있을 뿐 아니라, 가이드레일(A)이 오목홈(4b)과 간섭되는 것을 방지하여 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다.

특히, 상기 가이드레일(A)은 고정볼트(B)에 의해 파일(4)의 외부에 고정되므로, 고정볼트(B)를 조이거나 풀어서 다양한 지름의 파일(4)에 대응할 수 있으며, 파일(4)의 지름에 오차가 발생되거나 파일(4)이 완벽한 원형을 이루지 못하고 일측으로 찌그러진 형태를 이루더라도 이에 대응하여 가이드레일(A)이 파일(4)의 외부에 견고하게 고정되도록 할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 토치구동유닛(C)의 하우징(30)에는 상기 수평연장부(33)의 하측면 중간부에 상하 방향의 지지축(34a)을 갖도록 결합되며 둘레면이 상기 가이드홈(12)의 측면에 밀착되는 제1 가이드로울러(34)와, 상기 수평연장부(33)의 내측단 하측면에 상하 방향의 지지축(35a)을 갖도록 결합되어 둘레면이 상기 상부 가이드돌기(13)의 내주면에 밀착되는 제2 가이드로울러(35)와, 상기 수직연장부(32)의 내측면에 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되는 지지축(36a)을 갖도록 결합되며 상기 하부 가이드돌기(14)의 하측면에 밀착되는 제3 가이드로울러(36)가 구비되어, 상기 하우징(30)이 상기 제1 가이드로울러(34)에 의해 지지부재(10)의 내외측으로 움직이지 않도록 고정될 뿐 아니라, 지지부재(10)의 내측상단과 하측면에 각각 결합되어, 구동모터(60)와 용접용 토치(70)에 의해 발생되는 모멘트를 적절히 흡수하여 토치구동유닛(C)을 견고하게 지지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 회전축(41,42)은 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 상기 하우징(30)에 결합되어 상기 구동모터(60)가 연결되며 내측단에는 제1 베벨기어(41a)가 결합되는 제1 회전축(41)과, 상기 제1 회전축(41)의 양측에 위치되고 내측단이 상기 지지부재(10)의 중심을 향하도록 상호 대응되는 각도로 경사지게 배치되며 외측단에는 상기 제1 베벨기어(41a)와 치합되는 제2 베벨기어(42a)가 구비되고 내측단에는 상기 피니언기어(50)가 결합되는 한 쌍의 제2 회전축(42)으로 구성되어, 하나의 구동모터(60)를 이용하여 2개의 피니언기어(50)를 동시에 회전시킬 수 있다.

따라서, 지지부재(10)에 구비되는 랙기어(11)에 결합되는 2개의 피니언기어(50)를 통해 구동력을 전달함으로써, 토치구동유닛(C)이 가이드레일(A)을 따라 원활히 회전될 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 수직연장부(32)의 내측면 하측에는 상하 방향으로 회동 가능하게 결합되는 회동편(32a)과, 상기 회동편(32a)을 수직연장부(32)에 고정하는 고정수단(32b)이 구비되고, 상기 제3 가이드로울러(36)의 지지축(36a)은 상기 회동편(32a)에 고정 결합되므로, 상기 회동편(32a)을 상하 방향으로 회동시켜 토치구동유닛(C)을 가이드레일(A)을 결합하거나 분리시킬 수 있어서, 용접 장치의 운반 및 보관이 용이해지는 장점이 있다.

본 실시예의 경우, 상기 파일(4)의 상하단에 오목홈(4b)이 형성되는 것을 예시하였으나, 상기 파일(4)의 상하단에 링 형상의 돌출부가 형성되는 경우, 상기 고정볼트(B)의 내측단을 상기 돌출부의 상면에 걸리도록 결합하여 가이드레일(A)이 파일(4)의 외부에 고정되도록 할 수 있다.

또한, PHC 파일의 단부를 상호 용접하여 연결하는데 적용되는 것을 예시하였으나, 본 발명에 따른 지반 공사용 파일 용접 장치는 강관 파일의 양단을 상호 용접하여 연결하는데 적용될 수 있음은 당연하다. 이러한 경우, 강관 파일은 둘레면에 돌출부 또는 오목홈(4b)이 형성되지 않으므로, 강관 파일의 양단을 상호 용접하여 연결할 때에는 강관 파일의 둘레면에 별도의 고정 밴드를 결합한 후 상기 고정 밴드의 상단에 상기 고정볼트(B)의 내측단을 걸어 가이드레일(A)이 고정되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 고정기구(20)는 일측의 가이드부재의 선단부에 구비되는 후크(21)와, 타측의 가이드부재의 선단부에 구비되며 상기 후크(21)와 결합되어 지지부재(10)의 선단부가 상호 맞물리도록 고정하는 고정부(22)로 구성되는 클램프를 이용하는 것을 예시하였으나, 상기 고정기구(20)의 구성은 다양하게 변경될 수 있다.

또한, 상기 용접용 토치(70)는 CO₂ 용접용 토치(70)인 것을 예시하였으나, 상기 용접용 토치(70)는 TIG 용접을 포함하는 다양한 방식의 것으로 변경될 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

A. 가이드레일 B. 고정볼트
C. 토치구동유닛 10. 지지부재
20. 고정기구 30. 하우징
41,42. 회전축 50. 피니언기어
60. 구동모터 70. 용접용 토치

Claims

상하 방향으로 길게 배치되며 단부가 상호 밀착되도록 배치되는 파일(4)을 용접하는 지반 공사용 파일 용접 장치로서,
내경이 상기 파일(4)의 외경에 비해 큰 링 형상으로 구성되는 가이드레일(A)과,
상기 가이드레일(A)의 내외측면을 관통하도록 결합되며 내측단이 상기 파일(4)의 외주면에 형성된 돌출부 또는 오목홈(4b)에 걸리도록 파일(4)의 외주면에 밀착되어 가이드레일(A)을 파일(4)의 외부에 고정하는 고정볼트(B)와,
일측에 용접용 토치(70)가 구비되며 상기 가이드레일(A)에 결합되어 가이드레일(A)을 따라 회전되는 토치구동유닛(C)을 포함하며,
상기 가이드레일(A)은
상호 결합되어 링 형태를 이루며 기단부는 상호 회동 가능하게 힌지 결합되는 한 쌍의 지지부재(10)와,
상기 지지부재(10)의 선단부에 구비되어 지지부재(10)의 선단부를 상호 맞물린 상태로 고정하는 고정기구(20)를 포함하고,
상기 지지부재(10)의 상면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 랙기어(11)가 구비되고,
상기 지지부재(10)의 상면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 가이드홈(12)이 하측으로 오목하게 형성되며,
상기 지지부재(10)의 내주면 상측 및 지지부재(10)의 하측면에는 지지부재(10)와 동심원을 이루는 링 형상의 상하부 가이드돌기(13,14)가 돌출 형성되고,
상기 토치구동유닛(C)은
상기 지지부재(10)에 지지부재(10)의 원주 방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 하우징(30)과,
상기 하우징(30)에 상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되도록 회전 가능하게 결합되는 회전축(41,42)과,
상기 회전축(41,42)에 결합되어 상기 랙기어(11)에 치합되는 피니언기어(50)와,
상기 하우징(30)의 일측에 결합되며 상기 회전축(41,42)에 연결되어 회전축(41,42)을 회전시키는 구동모터(60)를 포함하며,
상기 용접용 토치(70)는 상기 하우징(30)의 일측에 방향 및 위치 조절 가능하게 결합되며,
상기 하우징(30)은
상하 방향으로 연장되는 수직연장부(32)와 상기 지지부재(10)의 상측으로 연장되는 수평연장부(33)가 구비되는 하우징본체(31)와,
상기 수평연장부(33)의 하측면 중간부에 상하 방향의 지지축(34a)을 갖도록 결합되며 둘레면이 상기 가이드홈(12)의 측면에 밀착되는 제1 가이드로울러(34)와,
상기 수평연장부(33)의 내측단 하측면에 상하 방향의 지지축(35a)을 갖도록 결합되어 둘레면이 상기 상부 가이드돌기(13)의 내주면에 밀착되는 제2 가이드로울러(35)와,
상기 수직연장부(32)의 내측면에 지지부재(10)의 내외측 방향으로 연장되는 지지축(36a)을 갖도록 결합되며 상기 하부 가이드돌기(14)의 하측면에 밀착되는 제3 가이드로울러(36)를 포함하며,
상기 제2 및 제3 가이드로울러(35,36)의 양단에는 상기 상하부 가이드돌기(13,14)의 양측면을 지지하는 돌출부(35b,36b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지반 공사용 파일 용접 장치.
제 1항에 있어서,
상기 회전축(41,42)은
상기 지지부재(10)의 내외측 방향으로 상기 하우징(30)에 결합되어 상기 구동모터(60)가 연결되며 내측단에는 제1 베벨기어(41a)가 결합되는 제1 회전축(41)과,
상기 제1 회전축(41)의 양측에 위치되고 내측단이 상기 지지부재(10)의 중심을 향하도록 상호 대응되는 각도로 경사지게 배치되며 외측단에는 상기 제1 베벨기어(41a)와 치합되는 제2 베벨기어(42a)가 구비되고 내측단에는 상기 피니언기어(50)가 결합되는 한 쌍의 제2 회전축(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 공사용 파일 용접 장치.
제 1항에 있어서,
상기 수직연장부(32)의 내측면 하측에 상하 방향으로 회동 가능하게 결합되는 회동편(32a)과,
상기 회동편(32a)을 수직연장부(32)에 고정하는 고정수단(32b)을 더 포함하며,
상기 제3 가이드로울러(36)의 지지축(36a)은 상기 회동편(32a)에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 지반 공사용 파일 용접 장치.