KR101404683B1 - 자유면 형성용 가이드 유니트 및 이를 이용한 자유면 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 착암기에 연결되어 물 또는 에어가 공급되면서 회전 및 충격이 전달되도록 설치되는 비트가 지지되는 슬리브와 상기 비트의 전진방향을 안내하도록 설치되는 가이드가 일체로 연결되는 구성으로 이루어지며, 비트에 의해 생성되는 돌가루가 가이드를 통하여 배출토록 설치되어 자유면의 깊이를 용이하게 조절형성할 수 있도록 하는 자유면 형성용 가이드 유니트 및 이를 이용한 자유면 형성방법에 관한 것이다.

Description

자유면 형성용 가이드 유니트 및 이를 이용한 자유면 형성방법{guide unit for free Surface and method for performing the free Surface in rock Splitting}

본 발명은 착암기에 연결되어 에어나 물이 공급되면서 회전 및 충격이 전달되도록 설치되는 비트 지지용 슬리브와 상기 비트의 전진방향을 안내하도록 설치되는 가이드가 일체로 연결되는 구성으로 이루어지며, 비트에 의해 생성되는 돌가루가 가이드를 통하여 배출토록 설치되어 자유면의 깊이를 용이하게 조절형성할 수 있도록 하는 자유면 형성용 가이드 유니트 및 이를 이용한 자유면 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 토목공사 또는 건설공사는 다양한 형태의 지반을 제거하여 소기의 목적을 달성하고 있다.

통상 터파기의 지반을 제거하는 경우에는 포크레인과 같은 범용 중장비가 적용되지만, 이들 범용 중장비를 적용하기 곤란한 암반 등의 제거에는 화약류를 적용한 파쇄작업을 행하거나 유압을 이용한 파쇄장치를 적용하고 있다.

이때, 화약류를 사용한 파쇄작업은 과도한 진동, 소음 및 비석, 먼지 등의 발생으로 민원발생의 원인이 되고, 주변 구조물의 피해 및 안전사고의 우려가 있어 특히 도심지에서의 사용은 극히 제한적일 수 밖에 없다.

이와 같은 화약류를 사용한 파쇄작업의 문제점을 보완하기 위해 유압을 이용한 파쇄장치가 도입되고 있으나, 이와 같은 방법은 터널 및 수직구 작업시 1자유면을 형성하기 때문에 시공능률의 저하로 공사기간이 지연됨으로서 공사 단가가 상승되어 경제적 공사가 되지 못하여 사용이 극히 제한적이었다.

이와같은 문제점을 개선하기 위하여 종래의 대한민국 특허 제765938호에 연속근접 천공식 암반절개 공법이 개시되어 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 암반(3)을 절개함에 있어 착암기 비트(2)를 사용하여 주변건물(4)쪽 암반(3)에 한 개의 근접구멍(3a)을 1차로 뚫은 후, 다음 1차 구멍(3a)에 길이방향으로 일측부가 요입홈(1a)으로 된 기준대(1)를 삽입한 후 상기 기준대(1)의 요입홈(1a)에 착암기 비트(2)를 접하여 2차로 근접구멍(3a)을 뚫은 후 상기 1차 구멍(3a)에 삽입된 기준대(1)를 인출하여 상기 2차 구멍(3a)에 삽입하고 다시 3차 구멍(3a)을 뚫어 상기 2차 구멍에 삽입된 기준대(1)를 인출하여 3차 구멍(3a)에 삽입하는 방식으로 하여 근접구멍(3a)을 연속적으로 형성한 다음 상기 암반(3)을 절개하는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 암반절개 공법은, 요입홈(1a)을 갖는 기준대(1)가 준비한 후 암반(3)에 착암기 비트(2)를 장착하여 구멍(3a)을 연속하여 형성하는 구성으로 기준대(1) 길이만큼의 깊이 천공만이 가능하여 원하는 다양한 깊이의 천공이 불가능하고, 천공시 공기 또는 물의 압력이 분산되어 돌가루등이 분출되지 않아 원하는 깊이의 천공이 힘들게 된다.

또한, 일정깊이로 천공후 배출되지 않는 돌가루등에 의해 비트(2)의 인출이 이루어 지지않고, 구멍(3a) 및 요입홈(1a)이 동일 규격으로 형성되어 천공을 위한 진동시 관통되는 부분을 통하여 기준대가 이탈되어 구멍(3a)을 연속적 및 지속적으로 형성하지 못하게 되며, 비트와 기준대가 분리되어 비트(2)가 기준대를 중심으로 정확하게 전진하지 못하여 직선으로 굴진하지 못하게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 자유면의 깊이를 용이하게 조절형성할 수 있도록 하고, 비트의 배출이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 분진이나 돌가루의 배출이 원활하게 이루어져 비트의 전진 및 후진이 용이하도록 하고, 드릴 및 가이드유니트의 내구성을 높일 수 있도록 하는 자유면 형성용 가이드 유니트 및 이를 이용한 자유면 형성방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 착암기에 연결되어 에어 또는 물이 공급되면서 회전 및 충격이 전달되도록 설치되는 비트 지지용 슬리브와 상기 비트의 전진방향을 안내하도록 설치되는 가이드가 일체로 연결되는 구성으로 이루어지며, 상기 가이드와 슬리브는 관통되는 파이프 형상이고, 상기 가이드는 슬리브에 지지되는 비트보다 돌출토록 설치되며, 상기 가이드는 비트의 단부가 내경측에서 노출토록 관통홈이 형성되는 구성으로 이루어진 자유면 형성용 가이드 유니트를 제공한다.

그리고, 상기 가이드의 외경은 비트의 외경보다 크도록 설치되는 자유면 형성용 가이드유니트를 제공한다.

더하여, 상기 비트를 지지하는 슬리브의 양측에 충격완화링이 지지되는 자유면 형성용 가이드유니트를 제공한다.

계속하여, 상기 가이드에는 비트의 회전에 따른 간섭을 방지하는 여유면이 구비되고, 상기 여유면은 가이드를 면취하거나 원상으로 함몰하거나 가이드와 슬리브사이의 간격을 조절하는 구성중에서 선택되는 자유면 형성용 가이드유니트를 제공한다.

더하여, 상기 가이드와 슬리브는 전,후진만 가능토록 설치되는 브라켓의 내측에 장착되는 자유면 형성용 가이드유니트를 제공한다.

그리고, 상기 가이드와 슬리브를 연결하는 위치결정편은 상기 가이드와 슬리브에 각각 형성되는 자리홈을 통하여 지지된 후 용접결합되는 자유면 형성용 가이드유니트를 제공한다.

또한, 상기 브라켓은 위치결정수단을 통하여 수평 또는 수직이나 경사방향으로 위치결정토록 설치되며, 상기 위치결정수단은 브라켓에 구비되는 기어와 상기 브라켓을 회전가능토록 지지하는 지지유니트 및 상기 지지유니트가 연결되는 착암기에 구비되는 구동모터로서 이루어져 착암기를 중심으로 브라켓이 회전토록 설치되는 자유면 형성용 가이드유니트를 제공한다.

한편, 본 발명은, 복수의 가이드홀을 형성한 후 상기 가이드홀에 삽입되는 가이드가 구비되면서 비트를 지지하는 슬리브가 일체로 형성되는 지그유니트를 통하여 천공위치가 결정되어 천공홀을 굴삭하며, 상기 천공홀의 굴삭시 발생되는 돌가루가 가이드를 통과한 후 가이드홀의 외부로 배출되는 자유면 형성용 가이드 유니트를 이용한 자유면 형성방법을 제공한다.

그리고, 본 발명은 암반의 파쇄면의 절개선을 따라 적어도 하나 이상이면서 천공깊이에 대응되는 가이드홀을 형성하는 단계;

상기 가이드홀에 가이드를 삽입한 후 비트를 동작시키는 단계;

상기 비트의 회전과 충격 및 에어 또는 물의 공급으로 발생되는 분진 및 돌가루를 가이드의 관통홈을 통하여 가이드홀을 전방 및 후방으로 배출하도록 하는 단계로서 이루어진 자유면 형성용 가이드 유니트를 이용한 자유면 형성방법을 제공한다.

그리고, 상기 가이드홀과 비트에 의해 천공되는 천공홀은 서로 직경이 차이를 갖도록 설치되면서 상기 가이드홀은 절개라인을 따라 동일간격으로 배치되어 천공홀의 형성시 서로 연결되도록 하는 자유면 형성용 가이드 유니트를 이용한 자유면 형성방법을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 자유면 깊이를 용이하게 조절형성하고, 비트의 배출이 용이하며, 분진이나 돌가루의 배출이 원활하게 이루어져 비트의 전진 및 후진이 용이하고, 드릴 및 가이드유니트의 내구성을 높이는 효과가 있는 것이다.

도1 및 도2는 종래의 암반절개공법 실시예를 도시한 평면도 및 착암기를 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명에 자유면 형성상태를 도시한 정면도이다.
도4 및 도5는 각각 본 발명에 따른 자유면 형성방법을 도시한 단면도 및 작업상태 단면도이다.
도6 및 도7은 각각 본 발명에 따른 자유면 천공용 가이드유니트의 수평 및 수직상태 장착상태를 도시한 사시도이다.
도8 및 도9는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유면 천공용 가이드유니트의 수평 및 수직상태 장착상태를 도시한 사시도이다.
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유면 천공용 가이드유니트의 수직상태 장착상태를 도시한 단면도이다.
도11은 본 발명에 따른 가이드유니트의 결합상태를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 자유면 형성상태를 도시한 정면도이고, 도4 및 도5는 각각 본 발명에 따른 자유면 형성방법을 도시한 단면도 및 작업상태 단면도이며, 도6 및 도7은 각각 본 발명에 따른 자유면 천공용 가이드유니트의 수평 및 수직상태 장착상태를 도시한 사시도이고, 도8 및 도9는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유면 천공용 가이드유니트의 수평 및 수직상태 장착상태를 도시한 사시도이며, 도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유면 천공용 가이드유니트의 수직상태 장착상태를 도시한 단면도이고, 도11은 본 발명에 따른 가이드유니트의 결합상태를 도시한 사시도이다.

본 발명의 가이드유니트(200)는, 착암기(100)에 연결되어 물 또는 에어가 공급되면서 회전 및 충격이 전달되도록 설치되는 비트(110)가 지지되는 슬리브(210)와 상기 비트(110)의 전진방향을 안내하도록 설치되는 가이드(230)가 일체로 연결되는 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 착암기(100)의 액튜에이터(150)에 연결되는 로드(130)는 어댑터(135)를 통하여 원하는 길이로 연장되고, 상기 어댑터의 단부에 굴착용 비트(110)가 연결된다.

그리고, 상기 가이드(230)와 슬리브(210)는 각각 관통되는 파이프 형상이고, 상기 가이드(230)의 단부는 슬리브(210)에 지지되는 비트(110)보다 돌출토록 설치된다.

또한, 상기 가이드(230)는 비트(110)의 단부가 내경측에서 노출토록 관통홈(235)이 형성된다.

그리고, 상기 가이드(230)의 외경은 비트(110)의 외경보다 크도록 설치된다.

더하여, 상기 비트(110)를 지지하는 슬리브(210)의 양측에 충격완화링(250)이 각각 지지된다.

또한, 상기 슬리브(210)와 가이드(230)는 위치결정편(260)을 통하여 일정간격 이격되어 연결된다.

이때, 상기 가이드(230)와 슬리브(210)를 연결하는 위치결정편(260)은 상기 가이드와 슬리브에 각각 형성되는 자리홈(270)을 통하여 지지된 후 그 접촉부가 용접결합되어 일체로 연결된다.

계속하여, 상기 가이드(230)에 비트(110)의 회전간섭을 방지하는 여유면(237)이 구비되고, 상기 여유면(237)은, 가이드를 면취하여 지름이 축소하거나 원상으로 함몰하여 지름을 축소하거나 슬리브와 가이드 사이의 간격을 조절하는 구성중에서 선택된다.

이때, 상기 가이드와 슬리브 사이의 간격조절은 상기에서 설명한 위치결정편(260)을 통하여 한다.

더하여, 상기 가이드(230)와 슬리브(210)는 전,후진만 가능토록 설치되는 브라켓(300)의 내측에 장착된다.

이때, 상기 브라켓(300)의 외측에는 가이드와 슬리브의 위치를 표시하도록 가이드와 슬리브의 중심에 대응토록 위치되는 복수의 타켓(305)이 구비된다.

더하여, 상기 브라켓(300)의 입구측 하부에는 후방으로 향하여 상향 경사지는 슬라이딩면(307)이 구비된다.

또한, 상기 브라켓(300)은 위치결정수단(350)을 통하여 착암기의 수평 또는 수직이나 경사방향으로 회전되어 위치결정토록 설치된다.

이때, 상기 위치결정수단(350)은, 브라켓에 구비되는 기어(351)와 상기 위치결정브라켓을 회전가능토록 지지하는 지지유니트(353) 및 상기 지지유니트가 연결되는 착암기(100)에 구비되는 구동모터(357)로서 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 자유면 형성방법을 설명한다.

도3 내지 도11에서 도시한 바와같이 본 발명은, 파쇄 및 절개를 위한 암반면(400)의 수직이나 수평 및 경사방향을 따라 자유면을 형성토록 복수의 가이드홀(410)을 형성한다.

이때, 상기 가이드홀(410)은 가이드(230)에 대응되는 직경으로 비트(110)보다 상대적으로 대구경인 다른 비트로 천공하며, 상기 가이드홀(410)의 깊이는 파쇄 또는 절개하고자 하는 암반의 두께에 대응하여 천공한다.

그리고, 상기 가이드홀(410)의 간격을 동일간격으로 형성하면서 비트(110)를 통하여 천공할 때 천공홀 양측의 가이드홀(410)이 서로 오버랩되면서 관통토록 하고, 상기와 같은 관통작업을 통하여 자유면 즉 암반면에 절개라인(490)를 형성하게 된다.

또한, 상기 가이드홀(410)은 착암기(100)의 수평 및 수직방향 위치를 정확하게 조정하여 원하는 암반면의 원하는 위치에 형성된다.

이때, 상기 가이드홀(410)의 내측에 가이드(230)가 이동하면서 비트(110)를 가이드함으로써 정확한 위치의 천공이 가능토록 한다.

즉, 상기 가이드유니트(200)의 설치시 가이드홀(410)을 따라 이동되는 가이드(230)가 비트(110)를 지지하는 슬리브(210)와 일체로 연결되는 구성으로 상기 비트(110)의 굴착시 가이드(230)에 먼저 가이드홀(410)에 삽입되어 진행 위치를 결정하게 된다.

이때, 상기 가이드(230)및 상기 가이드에 형성되는 관통홈의 단부는 슬리브(210)에 지지되는 비트(110)의 단부 보다 돌출토록 설치되어 가이드에 의해 먼저 위치결정된 후 굴착작업이 이루어 지면서 비트에 의해 발생되는 돌가루나 분진이 관통홈을 통하여 가이드 내측으로 용이하게 이동토록 된다.

또한, 상기 가이드(230)는 비트(110)의 단부가 내경측에서 노출토록 관통홈(235)이 형성되어 비트(110)에 의해 생성되는 분진이나 돌가루 등이 가이드(230)의 내경측으로 유입된 후 가이드홀(410)의 내측으로 유동하면서 가이드홀의 외측에 배출토록 된다.

이때, 상기 비트(110)의 동작시 돌가루 등은 비트에서 분출되는 에어 또는 물을 통하여 천공홀(450)의 후방이나 가이드의 관통홈을 통하여 가이드홀의 후방으로 배출되고, 상기 비트(110)는 둘레에 배출홈(111)이 회전하면서 천공시 에어 또는 물이 용이하게 배출토록 된다.

즉, 상기와 같이 비트(110)를 통한 절삭작업시 형성되는 돌가루나 분진등이 가이드홀에 쌓여서 가이드유니트의 진입 및 배출이 힘들게 되는 종래의 문제점들을 해소하여 돌가루등을 신속하게 배출시켜 원하는 깊이만큼 천공작업이 원활하게 된다.

그리고, 상기 가이드(230)의 관통홈(235)은 상기 가이드(230)에 비트(110)의 회전간섭을 방지하는 여유면(237)에 형성되고, 상기 여유면(237)은, 가이드를 면취하여 지름이 축소하거나 원상으로 함몰하여 지름을 축소하는 구성중에서 선택되어 가이홀과 천공홀의 간격을 최소화 하게된다.

또한, 상기 슬리브(210)와 가이드(230)는 서로 다른 위치결정편(260)을 통하여 연결되면 천공되는 가이드홀을 중심으로 천공되는 관통홀의 오버랩 정도를 조절할 수 있게 된다.

그리고, 상기 가이드와 슬리브를 연결하는 위치결정편은 상기 가이드와 슬리브에 각각 형성되는 자리홈을 통하여 지지된 후 용접결합되어 비트의 타격 및 회전시 전달되는 진동이나 압력에 의해 그 연결부가 파손되어 내구성이 저하되는 문제점을 해소한다.

그리고, 상기 가이드(230)의 외경은 비트(110)의 외경보다 크도록 설치되어 비트(110)에 의한 천공작업시 가이드(230)가 가이드홀(410)에서 이탈되어 발생되는 천공불량을 방지하게 된다.

더하여, 상기 비트(110)를 지지하는 슬리브(210)의 양측에 충격완화링(250)이 각각 지지되는 구성으로 슬리브(210) 양측에서 회전 및 압축력에 의한 좌굴로서 발생되는 피로를 방지하여 내구성을 높이게 된다.

더하여, 상기 가이드(230)와 슬리브(210)는 전,후진만 가능토록 설치되는 브라켓(300)의 내측에 장착되는 구성으로 가이드홀에 가이드가 진입시 그 위치결정이 용이하게 된다.

이때, 상기 브라켓(300)의 외측에는 가이드와 슬리브의 중심에 대응되는 복수의 타켓(305)이 돌출되어 외부에서 상기 타켓(305)을 통하여 가이드 및 슬리브의 위치를 신속하게 확인토록 한다.

더하여, 상기 브라켓(300)의 입구측 하부에는 후방으로 향하여 상향 경사지는 슬라이딩면(307)이 구비되어 가이드 등이 브라켓의 내측에 쉽게 수납토록 되면서 배출되는 돌가루 등이 브라켓의 내측에 쉽게 유입토록 된다.

그리고, 상기 브라켓(300)은, 가이드와 슬리브의 내장이 가능한 챔버형상으로 일측에 분진을 흡입하여 제거토록 하는 흡입관이 더 연결되어 굴착에 따른 공해 배출을 최소화 한다.

또한, 상기 브라켓(300)은 위치결정수단(350)을 통하여 수평 또는 수직이나 경사방향으로 자동 위치결정토록 설치된다.

이때, 상기 위치결정수단(350)은, 브라켓에 구비되는 기어(351)와 상기 위치결정브라켓을 회전가능토록 지지하는 지지유니트(353) 및 상기 지지유니트가 연결되는 착암기(100)에 구비되는 구동모터(357)로서 이루어져 상기 구동모터의 회전시 브라켓이 회전되면서 그 내측에 지지되는 가이드를 슬리브를 중심으로 회전시켜 원하는 방향의 가이드홀을 따라 가이드가 진행할 수 있도록 하는 것이다.

100...착암기 110...비트
130...로드 150...액튜에이터
210...슬리브 230...가이드
237...여유면 250...충격완화링
300...브라켓

Claims (9)

1. 착암기에 연결되어 에어 또는 물이 공급되면서 회전 및 충격이 전달되도록 설치되는 비트 지지용 슬리브와 상기 비트의 전진방향을 안내하도록 설치되는 가이드가 일체로 연결되어 가이드유니트를 형성하며,
   상기 가이드와 슬리브는 각각 관통되는 파이프 형상으로 상기 가이드는 슬리브에 지지되는 비트보다 돌출토록 설치되며,
   상기 가이드는 비트의 단부가 가이드의 내경측에서 노출토록 관통홈이 형성되고,
   상기 가이드의 외경은 비트의 외경보다 크도록 설치되며,
   상기 비트를 지지하는 슬리브의 양측에 충격완화링이 각각 구비되는 자유면 형성용 가이드 유니트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 가이드에는 비트의 회전에 따른 간섭을 방지토록 여유면이 구비되고,
   상기 여유면은, 가이드를 면취하거나 내경측으로 함몰하거나 위치결정편으로 연결하는 구성중에서 선택되는 구성에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자유면 형성용 가이드유니트.
5. 제1항에 있어서, 상기 가이드와 슬리브는 전,후진만 가능토록 설치되면서 외측에 복수의 타켓을 갖는 브라켓의 내측에 위치되고,
   상기 브라켓의 입구측 하부에는 후방으로 향하여 상향 경사지는 슬라이딩면이 구비되는 것을 특징으로 하는 자유면 형성용 가이드유니트.
6. 제1항에 있어서, 상기 가이드와 슬리브를 연결하는 위치결정편은 상기 가이드와 슬리브에 각각 형성되는 자리홈을 통하여 지지된 후 용접결합되는 것을 특징으로 하는 자유면 형성용 가이드유니트.
7. 제5항에 있어서, 상기 브라켓은, 외부에 복수의 타켓이 구비되면서 위치결정수단을 통하여 수평 또는 수직이나 경사방향으로 위치결정토록 설치되며,
   상기 위치결정수단은 브라켓에 구비되는 기어와 상기 브라켓을 회전가능토록 지지하는 지지유니트 및 상기 지지유니트가 연결되는 착암기에 구비되는 구동모터로서 이루어진 것을 특징으로 하는 자유면 형성용 가이드유니트.
8. 암반면에 비트에 의해 천공되는 천공홀 보다 확대되는 직경을 구비하면서 비트천공시 서로 연결되도록 일정간격 이격되는 복수의 가이드홀을 형성하는 단계;
   상기 가이드홀에 대응되어 삽입토록 가이드가 구비되면서 비트를 지지하는 슬리브가 일체로 형성되는 청구항 제1항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한항의 가이드유니트를 통하여 천공위치가 결정되면서 상기 가이드홀에 삽입되는 가이드를 통하여 슬리브에 지지되는 비트로서 천공홀을 굴삭하여 천공홀과 양측의 가이드홀을 관통 연결하는 단계로서 이루어지며,
   상기 천공홀의 굴삭시 발생되는 돌가루가 가이드의 관통홈을 통과하거나 관통되는 천공홀을 통하여 양측의 가이드홀에 각각 배출되는 자유면 형성용 가이드 유니트를 이용한 자유면 형성방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 가이드홀과 비트에 의해 천공되는 천공홀은 서로 차이를 갖도록 설치되면서 상기 가이드홀은 절개라인을 따라 동일간격으로 배치되어 천공홀의 형성시 관통되도록 하는 것을 특징으로 하는 자유면 형성용 가이드 유니트를 이용한 자유면 형성방법.

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