KR101401180B1 - 와이어톱을 이용한 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치는, 본체에 장착되는 베이스부, 상기 베이스부에 연결되되, 위치가변형으로 구성되는 위치가변형 프레임유닛 및 상기 위치가변형 프레임유닛을 포함하여 순환운동토록 제공되는 와이어톱을 포함하여, 상기 와이어톱이 작업면에 천공된 적어도 한 쌍의 천공홀 사이를 전진하면서 절단토록, 상기 위치가변형 프레임유닛이 위치가 조정되어 상기 적어도 한 쌍의 천공홀에 삽입될 수 있고, 이와 같은 본 발명에 의하면 위치가변형 프레임유닛은 위치 조정이 가능하여 임의의 한 쌍의 천공홀에 정확하게 삽입될 수 있어, 와이어톱이 전진하면서 상기 한 쌍의 천공홀 사이를 용이하게 절단할 수 있고, 따라서 구조물의 철거작업이나 암반 굴착작업시 발생하는 진동 및 소음을 최소화시켜 공해 문제 발생을 방지할 수 있고, 동시에 우수한 작업효율도 얻을 수 있으면서, 화약의 사용량은 감소 가능하여 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

와이어톱을 이용한 절단장치{CUTTING APPARATUS USING WIRE SAW}

본 발명은 와이어톱을 이용한 절단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고형물 특히 암반의 파쇄작업을 위해 암반을 용이하게 절단할 수 있는 와이어톱을 이용한 절단장치에 관한 것이다.

예를 들어, 구조물의 철거작업 또는 암반 굴착작업에서 암반과 같은 고형물의 파쇄할 때에, 현장 주위의 주민들로부터 제기되는 민원들 중에서 가장 큰 문제는 진동, 소음 및 이에 따른 공해에 관한 것이다.

특히, 진동은 주위 건물에 균열을 야기하는 등 구조상에 영향을 미쳐 안정성에 문제를 일으킬 수 있을 뿐만 아니라, 소음의 영향이 미치지 못하는 실내까지 전달되는 문제가 있다.

이러한 진동 및 소음으로 인하여, 작업시간의 제한, 고비용 방식의 파쇄, 공기 지연 등의 문제가 발생하게 되므로, 진동 및 소음을 감소시킬 수 있는 파쇄기술의 개발이 요구되어 왔다.

현재, 도심지 밀집한 곳에서는 일반적으로 무진동공법 또는 발파공법을 사용하고 있다. 그러나, 이러한 무진동공법과 발파공법은 모두 진동, 소음 및 이에 따른 분진 등의 환경적 피해를 해결하지 못할 뿐만 아니라 시공시 높은 비용이 요구되어 경제성도 나쁜 문제가 있다.

상세하게는, 무진동공법의 경우에는 발파작업에 비해 진동 및 소음은 적게 발생하지만 콘크리트의 2배에서 10배 이상의 압축강도를 가지는 암석의 특성으로 인해 작업효율이 현저히 감소하는 문제가 있다.

반면, 발파공법의 경우에는 무진동공법에 비해 작업효율은 우수하지만 진동 및 소음이 크게 발생하여 작업상 제약 또는 법상 규제가 따르고 다량의 화약이 사용되어야 하므로 경제성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 구조물의 철거작업 또는 암반 굴착작업에 있어서, 진동 및 소음을 현저히 감소시켜면서, 동시에 작업효율도 우수한 암반과 같은 고형물의 파쇄기술에 대한 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 암반과 같은 고형물을 용이하게 절단하여, 구조물의 철거작업이나 암반 굴착작업시 발생하는 진동 및 소음을 최소화시켜 공해 문제 발생을 방지할 수 있고, 동시에 화약의 사용량은 감소 가능하여 진동 및 소음으로 인한 공해를 더욱 감소시킬 수 있으면서, 또한 우수한 작업효율을 얻을 수 있어 경제성도 향상시킬 수 있는 와이어톱을 이용한 절단장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 본체에 장착되는 베이스부, 상기 베이스부에 연결되되, 위치가변형으로 구성되는 위치가변형 프레임유닛 및 상기 위치가변형 프레임유닛을 포함하여 순환운동토록 제공되는 와이어톱을 포함하여, 상기 와이어톱이 작업면에 천공된 적어도 한 쌍의 천공홀 사이를 전진하면서 절단토록, 상기 위치가변형 프레임유닛이 위치가 조정되어 상기 적어도 한 쌍의 천공홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는 와이어톱을 이용한 절단장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 베이스부는, 상기 본체에 상기 작업면을 향해 전후로 이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 베이스부는, 상기 본체에 상기 작업면을 향한 방향을 중심축으로 하여 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 위치가변형 프레임유닛은, 상기 베이스부에 연결되어 적어도 한 쌍의 천공홀에 삽입되는 적어도 한 쌍의 삽입프레임과, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임에 그 사이의 간격을 조정토록 제공되는 간격조정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 간격조정수단은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임 중 적어도 하나를 상기 베이스부에 슬라이드이동가능하게 연결하는 슬라이드부 또는 회동가능하게 연결하는 회동부인 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 위치가변형 프레임유닛은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임에 상기 적어도 한 쌍의 천공홀에의 삽입각도를 제어토록 제공되는 각도조정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 위치가변형 프레임유닛은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임 중 적어도 하나에 상기 와이어톱을 냉각토록 제공되는 물분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 위치가변형 프레임유닛은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임의 자유단에 상기 적어도 한 쌍의 천공홀 내부의 잔류물을 제거토록 제공되는 흡배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 적어도 한 쌍의 천공홀에 삽입되어, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임의 삽입이동을 안내하는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치에 의하면, 위치가변형 프레임유닛은 위치 조정이 가능하여 임의의 한 쌍의 천공홀에 정확하게 삽입할 수 있어, 와이어톱이 전진하면서 상기 한 쌍의 천공홀 사이를 용이하게 절단할 수 있다.

또한, 한 쌍의 삽입부는 한 쌍의 가이드수단을 통해 한 쌍의 천공홀에 보다 안정적으로 삽입될 수 있다.

나아가, 구조물의 철거작업이나 암반 굴착작업시 본 발명을 이용하여 대상물에 자유면의 개수를 증가시킴에 따라, 대상물을 보다 적은 에너지로 부술 수 있어, 작업시 발생하는 진동 및 소음을 최소화시켜 공해 문제 발생을 방지할 수 있다.

동시에, 단위 부피당 화약량을 감소시킬 수 있어, 진동 및 소음으로 인한 공해를 더욱 감소시키면서 작업 비용을 낮춰 작업 효율성을 높임에 따라 경제성을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치의 실시예들을 나타내는 정면도
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치의 사용방법을 정면에서 나타내는 사용상태도
도 4는 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치의 삽입프레임이 가이드부를 통해 천공홀에 삽입되는 것을 나타내는 사시도
도 5는 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치를 사용하여 암반을 파쇄하기 위한 적용례를 나타내는 정면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치를 상세하게 설명한다.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 와이어톱(300)을 이용한 절단장치(1)(1')의 실시예들을 개략적으로 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 절단장치(1)의 사용방법을 나타낸다.

그리고, 도 4는 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치의 삽입프레임(210)(220)이 가이드부(510)(520)를 통해 천공홀에 삽입되는 것을 나타낸다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치를 사용하여 암반을 파쇄하는 적용례를 나타낸다.

먼저, 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 와이어톱을 이용한 절단장치(이하, '절단장치'라고 함)(1)(1')는 크게 베이스부(100), 위치가변형 프레임유닛(200) 및 와이어톱(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 베이스부(100)는 본체(미도시)에 장착되는 것으로, 본체는 베이스부 즉 이를 포함하는 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')를 이동시킬 수 있는 이동수단 또는 고정할 수 있는 고정수단일 수 있다.

예를 들어, 본체는 기존에 존재하는 점보드릴이나 굴삭기 등을 이용할 수도 있고, 또는 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')가 베이스부(100)를 매개로 장착될 수 있도록 제작된 새로운 이동수단 또는 고정수단일 수도 있다.

그리고, 베이스부(100)는 도 1에서와 같이 사각형 고리 모양의 프레임으로 제공되거나 도 2에서와 같이 대략 직육면체의 강구조물로 제공되는 등 필요에 따라 다양한 형태가 가능하다.

이러한 베이스부(100)는 절단될 구조물이나 암반의 작업면(A)을 향해 전후로 이동가능하게 본체에 장착되도록 구성될 수 있다. 여기서, 작업면(A)은 건물, 교량 등의 구조물 철거시의 콘크리트 또는 터널 굴착시의 암반의 일면일 수 있는데, 본 발명에서는 암반의 경우에 대하여 설명한다.

이에 따라, 베이스부(100)에 연결된 후술하는 위치가변형 프레임유닛(200)이 작업면(A)을 향해 이동하여 와이어톱(300)이 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이의 암반을 절단하게 된다.

이와 같은 작용은, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 후술하는 위치가변형 프레임유닛(200)의 삽입프레임(210)(220) 자체가 길이의 신장 및 수축이 가능토록 구성됨으로써 수행될 수도 있다. 또는, 삽입프레임(210)(220)이 슬라이드부(232) 또는 회동부(234)에 그 길이방향으로 이동가능하게 연결되도록 구성됨으로써 수행될 수도 있다.

다음, 도 1 및 2를 참조하면, 위치가변형 프레임유닛(200)은 베이스부(100)에 연결되되 위치가변형으로 구성될 수 있다.

그리고, 와이어톱(300)은 위치가변형 프레임유닛(200)을 포함하여 순환운동토록 제공되어, 작업면(A)에 천공된 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이를 전진하면서 절단할 수 있다.

이하에서, 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)을 전제로 설명하되, 이에 한정되는 것이 아니고, 복수의 쌍의 천공홀이 천공된 경우에도 적용가능함은 물론이다.

구체적으로, 와이어톱(300)이 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이의 암반을 절단하기 위해서는 와이어톱의 절단영역(310)의 양측이 천공홀 내부로 전진할 수 있어야 한다.

이를 위해, 본 발명에서는 위치가변형 프레임유닛(200)이 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 삽입될 수 있도록, 위치가변형 프레임유닛(200)을 위치 조정이 가능토록 구성한 것이다.

도 3을 참조하면, 베이스부(100)는 본체에 작업면(A)을 향한 방향을 중심축으로 하여 회전가능하게 장착되도록 구성될 수 있다.

실제로, 천공홀(H1)(H2) 사이를 잇는 선이 후술하는 와이어톱(300)의 절단영역(310)과 평행하지 않거나 각 쌍의 천공홀에서 천공홀을 잇는 선들이 나란하지 않을 수 있다.

이때에는, 후술하는 간격조정수단(230)이나 각도조정수단(240)에 의한 위치조정만으로는 와이어톱(300)이 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이를 효과적으로 절단하기 어려울 수 있다.

그러나, 본 발명에 의하면 베이스부(100)를 본체에 대해 회전시켜 와이어톱(300)의 절단영역(310)과 각 쌍의 천공홀에서 천공홀을 잇는 선을 평행케 할 수 있으므로, 와이어톱이 각 쌍의 천공홀 사이를 절단할 수 있게 된다.

그리고, 위치가변형 프레임유닛(200)은, 베이스부(100)에 연결되어 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 삽입되는 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)과, 한 쌍의 삽입프레임에 그 사이의 간격을 조정토록 제공되는 간격조정수단(230)을 포함할 수 있다.

먼저, 삽입프레임(210)(220)은 천공홀(H1)(H2)에 삽입되는 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같은 직선형 프레임 또는 도 2에 도시된 바와 같은 꺽임형 프레임 형태 등 다양한 형태로 제공될 수 있어, 사용자가 사용환경에 따라 적절하게 선택할 수 있다.

또한, 삽입프레임(210)(220)의 자유단 또는 자유단 가까이에는 와이어톱(300)의 순환운동을 돕기 위해 롤러(410)(420)가 구비될 수 있으며, 도시된 바와 같이 필요에 따라 삽입프레임과 베이스부(100)에 롤러가 추가적으로 구비될 수 있다.

이때, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 자유단 사이에 있는 와이어톱(300) 부분이 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이를 절단하는 절단영역(310)이 되고, 절단영역의 양측은 각각의 삽입프레임 또는 그에 구비된 롤러(410)(420)가 된다.

상세하게는, 선택된 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이를 절단하기 위하여, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)을 상기 한 쌍의 천공홀 각각에 삽입한다. 이때, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 자유단에 구비된 각각의 롤러(410)(420)도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 각각 삽입된다.

바람직하게는, 삽입프레임(210)(220)의 천공홀(H1)(H2)에 삽입되는 부분에서의 횡단면의 최대 폭과 자유단에 위치한 롤러(410)(420)의 직경은 천공홀의 직경보다 작아야 할 것이다.

이와 같이, 와이어톱(300)의 절단영역(310)의 양측이 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 내부로 삽입됨에 따라, 절단영역은 암반 내측을 향해 전진하면서 한 쌍의 천공홀 사이의 암반을 절단한다.

한편, 위치가변형 프레임유닛(200)이 위치가 조정되는 경우, 즉 후술하는 바와 같이 삽입프레임(210)(220)의 간격조정 및 각도조정이 이루어지는 경우, 와이어톱(300)의 순환운동 경로가 변형될 수 있다.

이때, 와이어톱(300)과 롤러들(400) 간의 마찰이 적게 발생하여 와이어톱이 원활하게 순환운동하도록, 롤러들은 각 지점에 회전가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

마찬가지 이유로, 와이어톱(300)이 삽입프레임(210)(220)의 자유단에 위치한 롤러(410)(420)와 삽입프레임의 반대쪽에 위치한 롤러(430)(440) 사이에서 이동할 때, 와이어톱이 삽입프레임과 마찰되는 것이 방지되어야 한다.

이를 위해, 삽입프레임(210)(220)은 자유단 방향으로 테이퍼지게 형성될 수 있고, 또는 도 1의 확대도에 도시된 바와 같이 자유단을 향해 점점 깊어지는 길이방향의 홈(222)이 형성될 수도 있다.

또한, 위치가변형 프레임유닛(200)은 한 쌍의 삽입프레임(210)(220) 중 적어도 하나에 물분사부(250)를 더 포함할 수 있다.

이러한 물분사부(250)는 와이어톱(300)이 암반을 절단할 때 증가하는 열을 냉각시킬 수 있고, 절단할 때 발생하는 암석 가루가 공기 중에 날리는 것을 방지할 수 있다.

더하여, 위치가변형 프레임유닛(200)은 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 자유단에 압축공기를 배출하거나 잔류물을 흡입할 수 있는 흡배기부(260)를 더 포함할 수 있다.

암반의 절단시 발생하는 암석 가루 및 상기 물분사부(250)로부터 분사된 물과 혼합된 슬러지가 천공홀(H1)(H2) 내부에 쌓여, 삽입프레임(210)(220)이 천공홀에 삽입되는 것을 방해할 수 있다.

이에, 본 발명에서는 흡배기부(260)에 의해 압축공기를 천공홀(H1)(H2)에 배출하거나 암석 가루 또는 슬러지를 흡입함으로써, 천공홀 내부에 암석 가루 또는 슬러지가 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

한편, 와이어톱(300)을 순환운동케 하는 구동수단이 본체, 베이스부(100) 또는 위치가변형 프레임유닛(200)에 구비될 수 있다. 물론, 구동수단은 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')와 별개로 제공될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')는 위치가변형 프레임유닛(200)의 위치가 조정됨에도 불구하고 와이어톱(300)의 장력을 일정하게 유지케 하는 장력제어수단을 더 구비할 수 있다.

다음, 간격조정수단(230)은 상기에서 언급한 바와 같이 한 쌍의 삽입프레임(210)(220) 사이의 간격을 조정토록 제공되는 구성이다.

현실적으로, 암반에 천공홀(H1)(H2)을 일정한 간격으로 뚫는 것은 쉽지 않은 것으로, 즉 각 쌍의 천공홀 사이의 간격은 서로 조금씩 다를 수 있다.

그런데, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 사이의 간격이 일정하게 고정되어 있다면, 한 쌍의 삽입프레임 사이의 간격과 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이의 간격이 다른 경우에, 삽입프레임이 천공홀에 부딪히거나 삽입되지 못할 것이다.

이에, 본 발명에서는 간격조정수단(230)에 의해 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 간격을 선택된 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)의 간격에 일치하도록, 한 쌍의 삽입프레임 중 적어도 하나의 위치를 이동가능하게 구성한 것이다.

이에 따라, 간격조정수단(230)에 의해 각각의 삽입프레임(210)(220)을 그 중심축이 각각의 천공홀(H1)(H2)의 중심축과 바람직하게는 일치하도록 위치를 조정할 수 있어, 다른 간격을 가진 각 쌍의 천공홀에 한 쌍의 삽입프레임을 삽입할 수 있다.

이러한 간격조정수단(230)은 한 쌍의 삽입프레임(210)(220) 중 적어도 하나를 베이스부(100)에 슬라이드이동가능하게 연결하는 슬라이드부(232) 또는 회동가능하게 연결하는 회동부(234)일 수 있다.

도 1을 참조하면, 슬라이드부(232)는 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 자유단에 대한 반대쪽 단부에 각각 구비될 수 있다.

구체적으로, 슬라이드부(232)는 단면이 대략 직사각형인 통 형태로 형성되어 내측에서 베이스부(100)을 구성하는 프레임들 중 어느 하나의 프레임을 감싼다. 이에 따라, 슬라이드부(232)는 베이스부(100)의 상기 프레임을 따라 슬라이드이동할 수 있다.

이러한 슬라이드이동이 용이하게 이루어지도록, 베이스부(100)의 상기 프레임의 외면과 마찰되는 슬라이드부(232)의 내면에는 회전롤러가 구비될 수 있다.

그리고, 슬라이드부(232)의 슬라이드이동은 사용자가 수동적으로 수행할 수 있다. 또한, 이는 회전롤러에 연결되어 회전하는 구동력을 제공하는 구동수단 및 회전정도를 제어하는 제어수단에 의해서 자동적으로 수행될 수도 있다.

또한, 슬라이드부(232)에는 와이어톱(300)이 암반을 절단할 때 증폭되는 와이어톱의 장력 등에 의해 슬라이드부의 위치가 이동되는 것을 방지토록 고정수단이 구비되는 것이 바람직하다.

이 경우, 도시된 바와 같이, 한 쌍의 슬라이드부(232)가 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 슬라이드이동함에 따라, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 간격이 조정될 수 있다.

도 2를 참조하면, 회동부(234)는 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 자유단에 대한 반대쪽 단부를 베이스부(100)에 회동가능하게 연결할 수 있다.

구체적으로, 회동부(234)는 프레임 형태로 일단부는 삽입프레임(210)(220)의 자유단의 반대쪽 단부에 연결되고 타단부는 베이스부(100)의 일면에 회동가능하게 예를 들어 힌지식으로 연결될 수 있다.

그리고, 회동부(234)의 회동은 도 1의 슬라이드부(232)와 마찬가지로 수동적으로 또는 자동적으로 수행될 수 있다. 또한, 회동부(234)에는 회동된 위치를 고정토록 고정수단이 구비될 수 있다.

이 경우, 도시된 바와 같이, 한 쌍의 회동부(234)가 각각의 타단부를 중심으로 대칭적으로 회전함에 따라, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)이 서로 멀어지거나 가까워질 수 있다.

다음, 위치가변형 프레임유닛(200)은 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)에 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에의 삽입각도를 제어토록 제공되는 각도조정수단(240)을 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 암반에 천공홀(H1)(H2)을 일정한 간격으로 뚫는 것뿐만 아니라 평행하게 뚫는 것도 현실적으로 쉽지 않다.

그런데, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)이 평행한 상태로 고정되어 삽입된다면, 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)이 평행하지 않은 경우에는, 삽입프레임이 천공홀에 삽입되면서 천공홀 내면과 충돌하게 된다.

이에, 본 발명에서는 각도조정수단(240)에 의해 각각의 삽입프레임(210)(220)을 그 중심축이 각각의 천공홀(H1)(H2)의 중심축과 바람직하게는 일치하도록 각도를 조정할 수 있어, 한 쌍의 삽입프레임을 평행하지 않은 각 쌍의 천공홀에 충돌없이 삽입할 수 있다.

한편, 삽입프레임(210)(220)의 각도조정은 천공홀(H1)(H2)에 삽입되기 전에 상기의 간격조정과 함께 이루어질 수도 있고, 또는 천공홀에 삽입되면서 이루어질 수도 있다.

이러한 각도조정수단(240)은, 도 1의 경우에는 삽입프레임(210)(220)을 슬라이드부(232)에 연결하되 회전가능하게, 도 2의 경우에는 삽입프레임을 회동부(234)에 연결하되 회전가능하게 구성될 수 있다.

구체적으로 도시하지는 않았으나, 각도조정수단(240)은 삽입프레임(210)(220)의 중심축을 중심으로 하여 회전하면서 중심축을 벗어나 기울어질 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유니버설 조인트 형태로 제공될 수 있다.

이와 같은 각도조정수단(240)에 의해 삽입프레임(210)(220)은 중심축에 대해 모든 방향으로 필요한 각도를 갖도록 조정이 가능함으로써, 한 쌍의 삽입프레임을 선택된 한 쌍의 천공홀에 원활하게 삽입할 수 있다.

그리고, 각도조정수단(240)은 간격조정수단(230)과 마찬가지로 수동적으로 또는 자동적으로 수행될 수 있다. 또한, 각도조정된 위치를 고정토록 제공되는 고정수단을 포함할 수 있다.

한편, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 절단장치(1)의 사용방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)을 선택된 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 대략적으로 위치시키기 위하여 베이스부(100)를 본체에 대해 회전시킨다.

그리고, 간격조정수단(230)과 각도조정수단(240)에 의해 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 각도 및 각도를 조정한 후, 베이스부(100)를 작업면(A)을 향해 이동시켜 한 쌍의 삽입프레임을 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 각각 삽입한다.

이에 따라, 와이어톱(300)의 절단영역(310)이 암반 내측으로 전진하면서 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이의 암반을 절단하게 된다.

이때, 삽입프레임(210)(220)의 삽입은 상기한 바와 같이 삽입프레임 자체가 신장되거나, 삽입프레임이 슬라이드부(232) 또는 회동부(234)에서 그 길이방향으로 상대적으로 이동함에 따라 수행될 수도 있다.

그리고, 상기의 각 단계들은 필요에 따라 생략되거나 다른 순서로 진행될 수 있음은 물론이다.

예를 들어, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 와이어톱(300)을 구동하기 전의 이완 상태로, 롤러(410)(420)를 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 내부에 배치시키고, 그 다음 와이어톱을 구동하면서 상기 장력제어수단 또는 별도의 장력제어수단에 의해 긴장시킴으로써 한 쌍의 천공홀 사이를 절단할 수도 있다.

다음, 도 4를 참조하면, 와이어톱을 이용한 절단장치(1)(1')는 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 삽입되어, 적어도 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 삽입이동을 안내하는 가이드부(510)(520)를 더 포함할 수 있다.

이때, 도 3에 구체적으로 도시하지는 않았으나, 한 쌍의 가이드부(510)(520)는 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)이 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 삽입되기 전에 한 쌍의 천공홀에 미리 삽입되어 배치된다.

이러한 가이드부(510)(520)를 통해 삽입프레임(210)(220)이 천공홀(H1)(H2)에 안정적으로 삽입됨에 따라, 천공홀 사이의 절단 작업이 원활하게 이루어질 수 있다.

구체적으로, 가이드부(510)(520)는 도시된 바와 같이 원통형으로 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 가이드부(510)(520)는 와이어톱(300)의 절단영역(310)이 지나갈 수 있도록 길이방향을 따라 형성된 슬릿형 개방부(512)(522)를 포함할 수 있다.

이때, 슬릿형 개방부(512)(522)의 폭은 절단영역(310)이 지나갈 수 있도록 와이어톱(300)의 최대 직경보다 크게 형성된다. 또한, 슬릿형 개방부(512)(522)는 가이드부(510)(520)에 부분적으로 또는 도시된 바와 같이 전체 길이에 걸쳐 형성될 수 있다.

그리고, 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)의 사이를 절단시 슬릿형 개방부(512)(522)와 절단영역(310)의 마찰을 피하기 위하여, 슬릿형 개방부가 서로 마주하도록 천공홀(H1)(H2)에 삽입 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 가이드부(510)(520)가 삽입프레임(210)(220)의 삽입이동을 보다 효과적으로 안내하기 위하여, 가이드부와 삽입프레임의 단면이 서로 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 삽입프레임(210)(220)의 적어도 일 측면에 길이방향을 따라 가이드 돌출부(212)(222)가 형성될 수 있다. 그리고 가이드부는 내측면에 길이방향을 따라 가이드 홈부(514)(524)가 형성될 수 있다.

이때, 가이드 돌출부(212)(222)와 가이드 홈부(514)(524)는 일치되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 삽입프레임(210)(220)을 천공홀(H1)(H2)에 삽입시, 가이드 돌출부(212)(222)가 가이드 홈부(514)(524)를 따라 슬라이드이동하여, 삽입프레임의 삽입이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.

또한, 이러한 가이드부(510)(520)는 천공홀(H1)(H2)을 견고하게 지지하여, 천공홀 사이를 절단할 때 발생하는 충격에 의해 천공홀이 무너져 내리는 것을 방지할 수 있다.

다음, 도 5는 터널 굴착작업시 암반을 파쇄하기 위하여 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')를 사용하여 암반을 절단한 적용례를 나타낸다.

먼저, 암반의 작업면(A)에 복수의 천공홀(H)을 뚫는다. 이때, 복수의 천공홀(H)은 간격이 일정하지 않고 평행하지 않을 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')는 위치조정이 가능하여 임의로 선택된 한 쌍의 천공홀 사이의 암반을 절단할 수 있다.

이에 따라, 도시된 바와 같이, 작업면(A)을 각 쌍의 천공홀 사이를 절단하여 다각형 예컨대 삼각형 또는 사각형의 영역들로 구획할 수 있다.

이때, 이러한 영역들은 한 쌍의 천공홀 사이의 절단작업을 반복하여 형성될 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 삽입프레임이 한 쌍으로 한정되는 것은 아니므로, 예컨대 삽입프레임을 3개 또는 4개로 구성하여 삼각형 또는 사각형 영역을 한번에 절단하여 형성할 수도 있다.

다음, 각 영역들 내측에 적어도 하나 이상 천공된 구멍(h)에 화약을 넣고 터트림으로써 암반을 파쇄한다. 이때, 화약 외에 할암봉을 삽입하여 유압의 힘으로 암반을 파쇄할 수도 있다.

한편, 종래에는 암반의 작업면을 절단하지 않고 파쇄하였는데, 이때 암반의 자유면이 1개이므로 파쇄하는 데에 큰 에너지가 필요하여 많은 화약을 사용하였다. 이는 진동, 소음 및 이에 따른 공해를 유발하였다.

그런데, 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')로 암반의 작업면(A)을 삼각형 또는 사각형 영역으로 절단함에 따라 절단면 즉 자유면(B)이 4개 또는 5개로 증가하므로 파쇄하는 데에 필요한 에너지가 종래에 비해 상당히 감소한다.

구체적으로, 암반의 자유면이 많을수록 암반이 밀려서 쉽게 부서질 수 있는 것으로, 본 발명에 따른 절단장치(1)(1')에 의해 암반을 임의로 절단하여 자유면(B)을 늘림으로써, 암반을 보다 적은 에너지로 파쇄할 수 있다.

이에 따라, 사용하는 화약량을 상당히 줄일 수 있어, 발파에 따라 발생하는 진동과 소음을 현저히 감소시키면서 경제성을 향상시킬 수 있다. 이때, 구멍(h)도 보다 적게 천공될 수 있어 작업량이 감소할 수 있다.

또한, 인접한 영역 사이에는 절단면에 의해 공간이 형성되어 진동이 전달되어 퍼져나가는 것이 차단되어 진동이 더욱 감소하게 되고 잔존하는 암반에 여굴이 발생하지 않게 된다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1, 1' ... 와이어톱을 이용한 절단장치 100 ... 베이스부
200 ... 위치가변형 프레임유닛 210, 220 ... 삽입프레임
230 ... 간격조정수단 232 ... 슬라이드부
234 ... 회동부 240 ... 각도조정수단
250 ... 물분사부 260 ... 흡배기부
300 ... 와이어톱 310 ... 절단영역
510, 520 ... 가이드부 A ... 작업면
B ... 자유면 H, H1, H2 ... 천공홀

Claims (9)

1. 본체에 장착되는 베이스부(100);
   상기 베이스부(100)에 연결되되, 위치가변형으로 구성되는 위치가변형 프레임유닛(200); 및
   상기 위치가변형 프레임유닛(200)을 포함하여 순환운동토록 제공되는 와이어톱(300);
   상기 베이스부(100)는, 절단할 구조물이나 암반의 작업면(A)을 향해 전후로 이동가능하게 상기 본체에 장착되고,
   상기 베이스부(100)는, 상기 본체에 상기 작업면(A)을 향한 방향을 중심축으로 하여 회전가능하게 장착되고,
   상기 위치가변형 프레임유닛(200)은, 상기 베이스부(100)에 연결되어 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 삽입되는 적어도 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)과, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임에 그 사이의 간격을 조정하도록 제공되는 간격조정수단(230)을 포함하고, 상기 간격조정수단(230)은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임(210)(220) 중 적어도 하나를 상기 베이스부(100)에 슬라이드 이동가능하게 연결하는 슬라이드부(232) 또는 회동가능하게 연결하는 회동부(234)로 되어 있는 와이어톱을 이용한 절단장치에 있어서,
   상기 위치가변형 프레임유닛(200)은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)에 상기 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에의 삽입각도를 제어하도록 제공되는 각도조정수단(240)을 구비하되,
   상기 각도조정수단(240)은 유니버셜 조인트로 이루어져 모든 방향으로 각도조정이 가능하도록 되어 있고,
   상기 와이어톱(300)이 상기 작업면(A)에 천공된 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 사이를 전진하면서 절단토록, 상기 위치가변형 프레임유닛(300)의 위치 및 각도가 조정되어 상기 적어도 한 쌍의 천공홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는 와이어톱을 이용한 절단장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 위치가변형 프레임유닛(200)은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임(210)(220) 중 적어도 하나에 상기 와이어톱(300)을 냉각토록 제공되는 물분사부(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어톱을 이용한 절단장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 위치가변형 프레임유닛(200)은, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 자유단에 상기 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2) 내부의 잔류물을 제거토록 제공되는 흡배기부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어톱을 이용한 절단장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 한 쌍의 천공홀(H1)(H2)에 삽입되어, 상기 적어도 한 쌍의 삽입프레임(210)(220)의 삽입이동을 안내하는 가이드부(510)(520)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어톱을 이용한 절단장치.
   

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