KR101433453B1 - 수축 확장이 용이한 해머비트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수축 확장이 용이한 해머비트에 관한 것으로서, 본체와 연동되도록 설치되는 하우징비트에서 경사지게 상하로 이동되는 윙비트를 포함하는 해머비트에 있어서, 상기 윙비트에는 하우징비트의 외측 상부로 돌출된 스톱퍼가 형성되어, 윙비트의 이동 시 스톱퍼가 하우징비트의 외측면과 이격 또는 접하는 해머비트를 구성하여, 윙비트의 오작동을 방지하고, 윙비트의 이탈방지구조를 단순화할 수 있게 된다.

Description

수축 확장이 용이한 해머비트{Hammer Bit easy to shrink and extend}

본 발명은 해머비트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해머비트에 구성되는 하우징비트 상에서 윙비트가 원활하면서도 견고하게 작동될 수 있도록 한 수축 확장이 용이한 해머비트에 관한 것이다.

일반적으로, 굴착용 해머비트는 그 용도가 지층의 조건에 따라서 각기 다른 규격 및 구조를 갖게 되고, 이러한 해머비트의 종류는 크게 직접 굴착방식용 해머비트와 간접 굴착방식용 해머비트로 구별된다.

직접 굴착방식용 해머비트는 지층의 상태가 양호하여 굴착 후 주위의 지반이 무너지지 않는 안전지층에 사용되거나 깊이 굴착하지 않는 방식에 사용되는 것으로, 이때는 별도의 스틸관을 사용하지 않고 굴착용 해머드릴의 하단부에 해머비트를 장착하여 지층을 굴착하게 된다.

간접 굴착방식용 해머비트는 굴착공에 스틸관을 매립하면서 굴착을 실시하는 방식에 사용되는 것으로, 해머드릴에 장착된 해머비트를 스틸관 속으로 삽입하여 해머비트가 스틸관의 하단으로 노출되도록 한 후, 해머비트가 회전하면서 스틸관 지름보다 넓은 구멍을 뚫게 되며, 굴착이 종료되면 해머비트의 회수를 위해 다시 스틸관을 통하여 인양된다.

이러한 종래의 해머비트는 [문헌 1]과 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 해머비트가 해머드릴의 하단부에 결합되어 스틸관 내부로 삽입된 후, 진동 및 회전하는 해머드릴로부터 외력을 제공받아 비트하우징(본 발명에서는 "하우징비트" 이고, 이하 "하우징비트(10)" 라 한다)이 시계방향으로 회동하게 되는데, 이때 다구동비트(본 발명에서는 "윙비트" 이고, 이하 "윙비트(20)" 라 한다)가 초기에는 하우징비트(10)의 외경보다 작게 내측으로 접혀 있다가 하우징비트(10)가 지면에 닿게 되면, 지면 접촉과 동시에 윙비트(20)가 펴져서 하우징비트(10) 및 스틸관의 외경보다 넓은 지름을 형성하게 되고, 이 상태로 계속해서 해머드릴로부터 회전력을 제공받으면 원주방향의 지반을 굴착하면서 지하로 파고 들어가게 된다.

또한, 굴착작업이 완료되면 해머비트를 굴착작업의 반대방향(여기서는 반시계방향)으로 회전시켜 윙비트(20)가 원위치 즉 하우징비트(10)의 하부로 이동되도록 하여 해머비트를 수축시킨 후, 상기 스틸관을 통해 해머비트를 인양함으로써 지반의 시추작업이 완료된다.

특히, 이러한 윙비트(20)의 확장 및 수축 이동은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 하우징비트(10)의 하단부에 외측에서 내측으로 하향 경사지게 형성된 결합부(11)를 통해서 윙비트(20)가 상하방향으로 경사지게 이동된다. 즉, 윙비트(20)가 도 1a에서와 같이 하우징비트(10)의 하부로 이동되면 하우징비트(10)의 외경 내측으로 수축된 상태가 되고, 도 1b에서와 같이 하우징비트(10)의 상부로 이동되면 하우징비트(10)의 외경 외측으로 돌출되어 확장된 상태가 된다.

이와 같은 윙비트(20)와 하우징비트(10)의 구조를 더 자세히 설명하면, 도 2a는 종래의 윙비트를 도시한 것으로, 윙비트(20)의 일측에는 하우징비트(10)의 경사진 결합부(11)에 대응한 경사면(21)이 형성되고, 이 경사면(21)에는 돌출된 환형의 돌기(22)가 형성된다.

도 2b는 종래의 윙비트가 결합되는 하우징비트를 도시한 것으로, 하우징비트(10)의 일측 하단부에는 전술한 바와 같이 외측에서 내측으로 하향 경사진 결합부(11)가 형성되고, 이 결합부(11)에는 윙비트(20)의 돌기(22)가 삽입되는 이탈방지홈(12)이 형성된다. 상기 이탈방지홈(12)은 그 상단부가 결합부(11)를 관통하여 개구되고, 하단부는 막힌 상태로 폐쇄됨으로써 윙비트(20)의 하강 시 윙비트(20)의 돌기(22)가 하우징비트(10)의 이탈방지홈(12)에 걸림되어 하우징비트(10)로부터 윙비트(20)의 이탈을 차단하게 된다.

그리고, 상기 하우징비트(10)와 윙비트(20)의 하면에는 각각 다수의 초경(13)(23)이 형성되어 있어, 굴착을 용이케 한다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허공보 10-0871127호(명칭 : 해머비트), 등록일 : 2008.11.24, 5쪽, 도면 1 내지 도면 3

하지만, 종래의 윙비트(20)는 하우징비트(10) 상에서의 하강 시 돌기(22)와 이탈방지홈(12)에 의해서 하우징비트(10)로부터 이탈이 방지되는데, 이러한 돌기(22)와 이탈방지홈(12)을 윙비트(20)의 경사면(21)과 하우징비트(10)의 결합부(11) 상에 각각 성형하는 것은 별도의 작업공정을 통해 성형하여야 하므로 다소 번거롭고 복잡한 작업이 요구될 뿐 아니라 생산성 또한 저하되는 단점이 있다.

더욱이, 이러한 돌기(22)와 이탈방지홈(12) 사이의 틈새로 이물질이 유입되어 끼이게 되면, 윙비트(20)가 하우징비트(10) 상에서 이동 불가한 상태로 고정되어 오작동을 일으키게 되는 아주 치명적인 문제가 내재되어 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하우징비트 상에서 상하로 이동되는 윙비트의 구조를 보다 간소한 구조로 개선하여 줌으로써 윙비트와 하우징비트의 생산성을 향상시키는 한편 이물질의 끼임으로 인한 윙비트의 오작동을 사전에 방지할 수 있도록 한 수축 확장이 용이한 해머비트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 본체와 연동되도록 설치되는 하우징비트에서 경사지게 상하로 이동되는 윙비트를 포함하는 해머비트에 있어서, 상기 윙비트에는 하우징비트의 외측 상부로 돌출된 스톱퍼가 형성되어, 윙비트의 이동 시 스톱퍼가 하우징비트의 외측면과 이격 또는 접하는 해머비트에 의해 달성된다.

그리고, 상기 본체에는 윙비트가 하우징비트에서 상승될 때 윙비트의 스톱퍼가 삽입되어 결합되는 삽입홈이 형성되고, 상기 본체의 삽입홈은 윙비트의 스톱퍼가 출입되는 대경부와, 이 대경부에서 연장 형성되어 윙비트의 스톱퍼가 결합되는 소경부를 포함한다.

본 발명의 수축 확장이 용이한 해머비트에 따르면, 윙비트의 상면에서 돌출되어 하우징비트의 결합부 상부로 돌출된 스톱퍼가 윙비트의 상승 시는 하우징비트와 이격되고, 윙비트의 하강 시 하우징비트의 외측면에 접하여 윙비트의 이탈을 방지하게 됨으로써 스톱퍼와 결합부 사이에 이물질이 유입되어도 윙비트는 이물질과 무관하게 작동되므로 오작동을 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 윙비트의 상면에 형성된 스톱퍼만으로 윙비트의 이탈을 방지할 수 있으므로 윙비트가 결합된 하우징비트의 결합부에는 스톱퍼에 대응한 별도의 구성을 성형하지 않아도 되므로 윙비트의 이탈방지구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 하우징비트와 윙비트의 결합도로서, 도 1a는 확공 전 상태의 결합도이고, 도 1b는 확공 시의 결합도이다.
도 2a는 종래의 윙비트를 보인 도면이고, 도 2b는 종래의 윙비트가 결합되는 하우징비트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 하우징비트와 윙비트의 결합도이다.
도 4는 본 발명에 따른 하우징비트와 윙비트 간의 정면 구성도로서, 도 4a는 확공 전 상태의 결합도이고, 도 4b는 확공 시의 결합도이다.
도 5는 본 발명에 따른 해머비트의 본체 정면과 저면을 보인 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 윙비트의 작동도로서, 도 6a는 확공 전 윙비트의 위치를 보인 평면 구성도이고, 도 6b는 확공 시 윙비트의 위치를 보인 평면 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 3 내지 도 6b는 본 발명에 따른 해머비트에 구성된 본체와, 하우징비트 및 윙비트를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 해머비트(100)는 해머드릴의 하단부에 결합되어 스틸관 내부로 삽입된 후, 진동 및 회전하는 해머드릴로부터 외력을 제공받아 회전하는 비트본체(이하 "본체" 라 한다)(200)와, 본체(200)의 하부에 설치되어 본체(200)와 같이 연동되어 회전되는 하우징비트(300)를 포함한다.

그리고, 상기 하우징비트(300)의 외측면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 일정간격으로 이격된 다수의 윙비트(400)가 설치되는 바, 상기 윙비트(400)는 종래와 마찬가지로 하우징비트(300) 상에서 상하로 경사지게 이동되면서 확장 및 수축된다.

이러한 윙비트(400)의 확장 및 수축 이동은 하우징비트(300)의 외측면 하단부에 외측에서 내측으로 하향 경사진 결합부(310)가 형성되고, 상기 결합부(310)에 대응한 윙비트(400)에는 경사면(410)이 형성되어, 상기 윙비트(400)가 하우징비트(300)의 결합부(310) 상에서 경사진 방향으로 슬라이딩 이동되어 이루어진다. 즉, 윙비트(400)가 도 4a에서와 같이 하우징비트(300)의 하부로 이동되면 하우징비트(300)의 외경 내측으로 수축된 상태가 되고, 도 4b에서와 같이 하우징비트(300)의 상부로 이동되면 하우징비트(300)의 외경 외측으로 돌출되어 확장된 상태가 된다.

한편, 도면에서 "320"과 "430"은 각각 하우징비트(300)와 윙비트(400)의 하면에 형성된 초경을 도시한 것이다.

특히, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 윙비트(400)의 상면에 수직하게 돌출된 스톱퍼(420)가 형성되는 한편 이 스톱퍼(420)는 하우징비트(300)의 결합부(310) 위로 돌출되게 형성된다.

따라서, 상기 윙비트(400)의 스톱퍼(420)는 도 4b에서와 같이 윙비트(400)의 상승 시는 하우징비트(300)의 외측면과 이격되고, 도 4a에서와 같이 윙비트(400)의 하강 시는 하우징비트(300)의 외측면에 접하여 윙비트(400)의 이탈을 방지하게 된다. 특히, 본 발명의 스톱퍼(420)는 윙비트(400)의 승강 시 하우징비트(300)의 결합부(310) 위에서 이동됨으로써 스톱퍼(420)와 결합부(310) 사이로 이물질이 유입되어도 이물질이 스톱퍼(420)와 결합부(310) 사이에 끼임되지 못하므로 윙비트(400)는 이물질의 유입과는 무관하게 항상 정상 작동된다.

한편, 상기와 같은 스톱퍼(420)는 윙비트(400)의 상면 외측단부에서 후술될 본체(200)의 삽입홈(210)에 대응한 곡률을 갖는 원호형상으로 돌출된 직방형으로 형성됨이 바람직하고, 그 돌출길이는 윙비트(400)가 하우징비트(300)의 결합부(310)를 따라 완전히 하강되었을 때 스톱퍼(420)의 일측이 하우징비트(300)의 외측면에 접하여 걸림될 수 있는 길이이면 만족한다. 또, 상기 스톱퍼(420)의 두께는 본체(200)의 삽입홈(210)의 대경부(211)보다는 작고 소경부(212)에는 결합될 수 있는 두께로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 도 5는 본체를 도시한 것으로, 본체(200)의 저면 중앙부에는 하우징비트(300)의 축부가 회전가능하게 삽입되어 설치되고, 저면의 가장자리 측에는 윙비트(400)의 스톱퍼가 삽입되는 삽입홈(210)이 원주방향을 따라 형성된다.

이러한 본체(200)의 삽입홈(210)은 윙비트(400)의 스톱퍼(420)가 자유롭게 출입될 수 있도록 윙비트(400)보다 더 큰 직경으로 형성된 대경부(211)와, 이 대경부(211)에서 직경이 축소되도록 원주방향으로 연장 형성되어 윙비트(400)의 스톱퍼(420)가 결합되는 소경부(212)를 포함한다.

따라서, 윙비트(400)가 하강된 확공 전 상태에서는 도 4a 및 도 6a에서와 같이, 윙비트(400)의 스톱퍼(420)가 본체(200)의 삽입홈(210)의 대경부(211)에 위치된 상태로서 스톱퍼(420)의 상단부가 대경부(211)의 내측 하단부 및 하우징비트(300)의 외측면에 접하게 된다. 그리고, 윙비트(400)가 상승된 확공 시에는 도 4b 및 도 6b에서와 같이, 윙비트(400)의 스톱퍼(420)가 본체(200)의 대경부(211) 내부로 더 삽입되고, 해머드릴에 의한 본체(200)의 회전(도 6b에서와 같이 반시계방향으로의 회전) 시 본체(200)에 의해 삽입홈(210)이 회전되면서 삽입홈(210)의 소경부(212)가 윙비트(400)의 스톱퍼(420) 일단에 삽입되어 결합된다. 따라서, 본체(200)에 의해서 하우징비트(300)와 윙비트(400)가 본체(200)와 같이 연동되어 회전된다.

이상과 같은 본 발명의 작동을 설명한다.

먼저, 해머비트(100)의 이동 시는 확공 전 상태로서 도 4a에서와 같이, 윙비트(400)가 하우징비트(300)의 하부 측으로 이동되어 하우징비트(300)의 내측으로 수축된 상태가 된다.

이때, 윙비트(400) 상면의 스톱퍼(420)는 하우징비트(300) 측으로 이동되어 하우징비트(300)의 외측면에 접하여 걸림된 상태로서, 하우징비트(300)에서 윙비트(400)의 이탈을 방지하게 된다.

이러한 스톱퍼(420)의 이동은 도 6a 및 도 6b에서와 같이, 본체(200)의 삽입홈(210) 중 대경부(211)에 위치된 상태로서 대경부(211)의 내.외측 방향으로 이동된다.

따라서, 도 4a 및 도 6a에서와 같이, 윙비트(400)의 확공 전에는 스톱퍼(420)가 하우징비트(300)의 외측면에 접함과 동시에 본체(200)의 삽입홈(210) 중 대경부(211)의 내측면 하단부에 접한 상태로 고정된다.

이후, 지면의 확공을 위해 해머비트(100)가 하강하여 윙비트(400)가 지면에 닿게 되면 도 4b 및 도 6b에서와 같이, 윙비트(400)가 하우징비트(300)의 결합부(310) 상에서 경사진 외측 방향으로 상승하게 된다.

이때, 윙비트(400)의 스톱퍼(420)는 하우징비트(300)의 외측면에서 분리되는 한편 본체(200)의 삽입홈(210)의 대경부(211) 내로 더 삽입되면서 대경부(211)의 외측면에 접하게 된다.

이후, 해머드릴에 의한 본체(200)의 회전 시는 본체(200)가 도 6b에서와 같이 반시계방향으로 회전되고, 본체(200)의 회전에 의해 삽입홈(210)이 회전되면서 삽입홈(210)의 소경부(212)가 윙비트(400)의 스톱퍼(420) 일단에 삽입되어 결합됨으로써 윙비트(400)와 하우징비트(300)는 본체(200)와 같이 연동되어 회전된다.

한편, 확공 후 해머비트(100)의 인양 시는 본체(200)를 전술한 역방향의 시계방향으로 역회전시켜 삽입홈(210)의 소경부(212)에 결합된 윙비트(400)의 스톱퍼(420)를 대경부(211) 측으로 이동시킨 상태에서 본체(200)와 하우징비트(300)를 들어올리면, 윙비트(400)가 그 자중에 의해 하우징비트(300)의 하부 측으로 이동되어 수축된다.

100 : 해머비트 200 : 본체
210 : 삽입홈 211 : 대경부
212 : 소경부 300 : 하우징비트
310 : 결합부 320 : 초경
400 : 윙비트 410 : 경사면
420 : 스톱퍼 430 : 초경

Claims (4)

1. 본체와 연동되도록 설치되는 하우징비트에서 경사지게 상하로 이동되는 윙비트를 포함하는 해머비트에 있어서,
   상기 윙비트에는 하우징비트의 외측 상부에 일체로 돌출된 스톱퍼가 형성되어, 윙비트의 이동 시 스톱퍼가 하우징비트의 외측면과 이격 또는 접하고,
   상기 본체에는 윙비트가 하우징비트에서 상승될 때 윙비트의 스톱퍼가 삽입되는 삽입홈이 형성된 수축 확장이 용이한 해머비트.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체의 삽입홈은 윙비트의 스톱퍼가 출입되는 대경부와, 이 대경부에서 연장 형성되어 윙비트의 스톱퍼가 결합되는 소경부를 포함하는 수축 확장이 용이한 해머비트.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 윙비트가 하우징비트 상에서 상승된 상태에서 본체의 회전 시 삽입홈의 소경부가 윙비트의 스톱퍼에 결합되어 일체로 회전되는 수축 확장이 용이한 해머비트.

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