KR101546721B1 - 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트 - Google Patents

회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트 Download PDF

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한정삼
김진삼
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안동대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널의 바깥쪽 둘레를 따라 보강관을 삽입하기 위한 보강관로를 천공함에 있어서 보강관의 외경에 부합되도록 보강관로를 천공하는 동시에 천공작업이 완료된 후 천공비트를 용이하게 회수할 수 있는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 메인비트 및 윙비트가 슬라이딩 커넥터를 통해 회전축에 제각기 이동가능하게 결합됨에 따라 회전축의 전진에 의해 윙비트가 비트공으로 돌출되면서 굴착반경을 보강관의 외경에 부합시킬 수 있으며, 회전축의 인출(후진)에 의해 윙비트가 회전축에서 분리되면서 메인비트의 수용공간에 수용됨에 따라 메인비트 및 윙비트를 회전축과 함께 보강관에서 회수할 수 있다.

Description

회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트{DRILLING BIT FOR SUPPORTING TUNNEL WITH SLIDING WING BIT}
본 발명은 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널의 바깥쪽 둘레를 따라 보강관을 삽입하기 위한 보강관로를 천공함에 있어서 보강관의 외경에 부합되도록 보강관로를 천공하는 동시에 천공작업이 완료된 후 천공비트를 용이하게 회수할 수 있는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트에 관한 것이다.
일반적으로 터널을 굴착할 때에 연약한 지반 부위를 보강하는 공법으로서 강관 다단 그라우팅 공법이 사용된다.
이러한 공법은 터널 굴착 전 터널굴착부위의 바깥쪽 둘레를 따라 강관을 10~15도 정도의 각도로 비스듬하게 삽입하여 강관의 내부에 보강제를 주입함으로써 주변 지반의 안정성 확보 및 터널이 붕괴되는 것을 방지하는 대표적인 터널 보조 보강공법이다.
상기와 같은 보강공법의 시공시 종래에는 보강관의 선단부에 링비트를 고정하고, 보강관의 내부로 메인비트를 삽입하여 보강관로를 천공하였다.
그런데, 이와 같은 종래의 천공비트는 천공작업이 완료된 후 메인비트만의 회수가 가능하고 링비트의 회수가 불가능한 구조이기 때문에 보강관의 수량만큼 링비트를 사장시켜야 하는 단점이 있어서 경제적인 문제는 물론 환경적인 문제를 유발하는 단점이 있다.
예컨대, 천공비트를 구성하는 원소인 텅스텐은 미국 국방부(U.S. Department of Defense)와 환경보호청(EPA:Environment Protection Agency)에서 신생오염물질(emerging cobtaminant)로 분류함에 따라 추후 환경적인 문제의 원인이 될 것이다.
이에 따라, 천공작업이 완료된 후 천공비트 전체를 보강관을 통해 회수할 수 있는 기술적 메커니즘이 요구되고 있다.
한편, 본 발명의 선행기술로써 대한민국 등록특허공보 제10-1132704호에 개시된 "암반에서 확공이 가능한 굴착 비트 구조"나 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0116603호에 개시된 "확장형 토우비트를 갖는 시추공 굴착장치"가 있다.
이러한 선행기술들은 메인비트를 이루는 하우징비트에 윙비트가 체결되어 윙비트의 돌출을 통해 굴착반경을 확장시키거나, 메인비트를 이루는 드라이버에 힌지결합된 토우비트의 회전을 통해 굴착반경을 확장시키는 구성이다.
그러나, 상기와 같은 선행기술들은 구조가 복잡하며, 메인비트와 윙비트가 체결된 상태로 결합되어 있기 때문에 결합부위가 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1132704호 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0116603호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 비트의 굴착반경을 용이하게 확장 또는 축소시킴으로써 보강관의 외경에 부합되는 보강관로를 천공할 수 있으며, 특히 천공작업이 완료된 후 비트전체를 보강관로를 통해 회수할 수 있는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트를 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 비트의 회전을 통해 보강관로를 천공하면서 압축공기를 비트의 표면을 통해 분사함으로써 천공에 따른 이물질이 비트에 부착되는 것을 방지할 수 있는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트를 제공하는 것이 또 하나의 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트는, 터널의 바깥쪽 둘레를 따라 보강제가 주입되는 보강관을 삽입하기 위한 보강관로를 천공하는 터널보강용 천공비트로서, 상기 보강관의 길이방향을 따라 삽입되어 회전력과 충격을 제공하는 회전축; 상기 회전축의 선단부에 결합된 상태로 상기 보강관의 단부로 돌출되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 보강관로를 천공하며, 상기 회전축의 선단부가 이동가능하게 수용되는 수용공간을 가지면서 상기 수용공간에 연통하는 한 쌍의 비트공이 측면에 형성된 캡형태의 메인비트; 상기 회전축에 분리가능하게 결합된 상태로 상기 메인비트의 수용공간에 수용되면서 상기 비트공으로 돌출되고, 상기 회전축 및 상기 메인비트와 함께 회전하면서 상기 보강관로의 내경을 상기 보강관에 부합되도록 확장시키며, 상기 회전축의 인출에 의해 상기 회전축에서 분리되면서 상기 메인비트의 수용공간에 수납되는 한 쌍의 윙비트; 및 상기 메인비트를 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 결합시키는 동시에 상기 윙비트를 상기 회전축에 분리가능하게 결합시키고, 상기 회전축이 상기 보강관에서 인출됨에 따라 상기 메인비트의 수용공간에 상기 윙비트의 수납을 허용하면서 상기 윙비트 및 상기 메인비트를 상기 회전축과 함께 회수시키는 슬라이딩 커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 상기 슬라이딩 커넥터는, 상기 회전축의 선단부에 길이방향을 따라 홈형태로 형성되어 상기 한 쌍의 윙비트가 길이방향을 따라 끼워져 걸리면서 상기 윙비트를 상기 메인비트의 비트공으로 돌출시키고, 상기 회전축의 인출에 의해 상기 윙비트와 분리되는 비트슬롯; 상기 메인비트에 관통상태로 체결되면서 상기 수용공간의 내측으로 돌출되는 걸림돌기; 및 상기 회전축에 길이방향을 따라 홈형태로 형성되어 상기 걸림돌기가 슬라이딩 가능하게 끼워져 걸리면서 상기 회전축의 회전력을 상기 메인비트에 제공하고, 상기 회전축의 이동을 허용하여 상기 윙비트를 상기 회전축에서 분리시키면서 상기 회전축의 이동거리를 제한하는 걸림턱이 마련되어 상기 메인비트를 상기 윙비트와 함께 견인하는 돌기슬롯;을 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 한 쌍의 윙비트는, 상기 회전축에 결합된 상태로 상기 메인비트의 비트공으로 돌출되면서 상기 보강관로에 대면하고, 후단부로 갈수록 돌출폭이 협소해지는 비트본체; 및 상기 비트본체와 동일체를 이루면서 단턱형태로 형성되고, 상기 비트공의 단부에 걸리면서 상기 비트본체가 상기 비트공으로 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지턱;을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 윙비트는, 상기 회전축에서 분리되면서 상기 비트본체들의 배면이 서로 맞닿은 상태로 상기 메인비트의 수용공간에 수용되고, 서로 맞닿은 상태의 상기 비트본체들이 상기 메인비트의 내주면에 걸림에 따라 상기 메인비트에서 분리되지 않으며, 어느 하나의 상기 비트본체가 상기 비트공으로 돌출됨에 따라 나머지 하나의 상기 비트본체가 상기 수용공간에서 분리가능하게 유동하는 것이 바람직하다.
덧붙여, 상기 한 쌍의 윙비트는, 상기 비트본체의 표면에 홈형태나 후크형태 또는 구멍형태로 형성되어 상기 비트본체를 상기 비트공으로 돌출시키기 위한 공구의 결합부위를 제공하는 공구결합부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 메인비트 및 상기 윙비트는, 고강도소재로 이루어진 돌기형태의 버튼들이 표면에 돌출되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은, 상기 회전축을 통해 상기 메인비트의 표면에 압축공기를 제공하여 천공에 따른 이물질을 상기 메인비트에서 제거하는 에어 서플라이어;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 에어 서플라이어는, 상기 회전축의 길이방향을 따라 관로형태로 소통가능하게 형성되어 상기 회전축의 후단부에서 공급되는 압축공기를 상기 메인비트로 소통시키고, 상기 회전축의 선단부에서 복수로 분기되면서 압축공기를 분기된 상태로 상기 메인비트에 공급하는 회전축관로; 및 상기 메인비트의 표면에 구멍형태로 형성되어 복수로 분기된 상기 회전축관로의 단부에 제각기 소통가능하게 연통되면서 압축공기를 분사하는 분사노즐;을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 에어 서플라이어는, 상기 분사노즐에 일단부가 연결된 상태로 상기 메인비트의 표면을 따라 홈형태로 연장되어 상기 분사노즐에서 분사된 압축공기를 이물질과 함께 상기 메인비트의 외곽으로 안내하는 안내홈;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의한 본 발명에 따른 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트는, 메인비트 및 윙비트가 슬라이딩 커넥터를 통해 회전축에 제각기 이동가능하게 결합됨에 따라 회전축의 전진에 의해 윙비트가 비트공으로 돌출되면서 굴착반경을 보강관의 외경에 부합시킬 수 있으며, 회전축의 인출(후진)에 의해 윙비트가 회전축에서 분리되면서 메인비트의 수용공간에 수용됨에 따라 메인비트 및 윙비트를 회전축과 함께 보강관에서 회수할 수 있다.
구체적으로, 윙비트가 회전축의 비트슬롯에 결합된 상태로 회전축과 함께 메인비트의 수용공간에 수용됨에 따라 비트공으로 돌출되면서 천공작업을 수행할 수 있으며, 회전축이 수용공간에서 인출됨에 따라 비트슬롯에서 분리된 윙비트들이 수용공간으로 수납되므로 윙비트가 메인비트와 함께 회수될 수 있다.
또한, 에어 서플라이어를 구성하는 회전축관로 및 분사노즐에 의해 메인비트의 표면에 압축공기가 제공됨에 따라 천공작업에 따른 이물질이 제거되므로 천공작업이 원활하게 수행될 수 있으며, 분사된 압축공기가 이물질과 함께 안내홈을 따라 메인비트의 외곽으로 안내되므로 이물질이 메인비트에 부착되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트의 전체 구성을 나타내는 결합사시도.
도 2는 본 발명의 전체 구성을 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명의 결합상태를 나타내는 일부절개 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 회전축의 인출을 나타내는 일부절개 사시도.
도 5는 본 발명의 에어 서플라이어를 나타내는 종단면도.
도 6은 본 발명에 의해 보강관로가 천공되는 상태를 나타내는 종단면도.
도 7은 본 발명의 회전축의 인출되는 상태를 나타내는 종단면도.
도 8은 본 발명의 윙비트들이 메인비트의 수용공간에 수용된 상태를 나타내는 종단면도.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트는 도 1에 도시된 바와 같이 보강관(10)의 선단부로 돌출된 상태로 보강관로를 천공하기 위한 것으로 회전축(100), 메인비트(200), 윙비트(300) 및 슬라이딩 커넥터(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
회전축(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 보강관(10)의 길이방향을 따라 삽입되며, 미도시된 드릴링장치에 연결되어 회전하면서 보강관로의 천공을 위한 회전력과 충격을 제공한다.
메인비트(200)는 회전축(100)에 결합된 상태로 회전하면서 보강관로를 길이방향으로 천공하는 구성요소로써, 도 1에 도시된 바와 같이 회전축(100)의 선단부에 결합된 상태로 보강관(10)의 선단부로 돌출되어 회전하면서 천공작업을 수행한다.
즉, 메인비트(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 보강관(10)의 선단부로 돌출되기 때문에 보강관(10)의 외경보다 협소한 외경을 가진다.
이러한 메인비트(200)는 고강도의 금속재로 구성되는 것이 바람직하고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 캡형태로 형성되어 회전축(100)의 선단부와 후술되는 윙비트(300)가 이동가능하게 수용되는 수용공간(200a)을 가지며, 수용공간(200a)에 연통하면서 윙비트(300)가 돌출되는 비트공(210)이 양측에 형성된다.
윙비트(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 이루어져 회전축(100)과 함께 메인비트(200)의 수용공간(200a)에 수용된 상태로 메인비트(200)의 비트공(210)으로 돌출되면서 보강관로의 내경을 보강관(10)의 외경에 부합되도록 확장시키는 구성요소이다.
즉, 본 발명의 천공비트는 메인비트(200)를 통해 보강관로를 길이방향으로 천공하면서 윙비트(300)를 통해 보강관로의 내경을 보강관(10)에 부합되도록 확장시킨다.
윙비트(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 블록형태로 형성되어 메인비트(200)의 비트공(210)으로 돌출되면서 천공작업을 수행하는 비트본체(310)와, 비트본체(310)의 하단에 단턱형태로 형성되어 비트공(210)의 단부에 걸림으로써 비트본체(310)의 이탈을 방지하는 이탈방지턱(320)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 비트본체(310)는 도시된 바와 같이 후단부로 갈수록 돌출폭이 협소해지도록 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 윙비트(300)는 메인비트(200)의 후단부를 통해 수용공간(200a)에 삽입된 상태로 회전축(100)의 선단부가 수용공간(200a)에 삽입됨에 따라 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 비트본체(310)가 비트공(210)으로 돌출되어 메인비트(200)와 함께 회전하며, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 회전축(100)이 수용공간(200a)에서 인출됨에 따라 수용공간(200a)에 수용된다.
한편, 윙비트(300) 및 메인비트(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 표면에 고강도 소재로 구성된 돌기형태의 버튼(350)들이 돌출형성되는 것이 바람직하다.
슬라이딩 커넥터(400)는 메인비트(200)를 회전축(100)에 슬라이딩 가능하게 결합시키면서 윙비트(300)를 회전축(100)에 분리가능하게 결합시키는 구성요소로써, 천공작업이 완료된 후 회전축(100)이 보강관(10)에서 인출됨에 따라 회전축(100)에서 분리되는 윙비트(300)를 수용공간(200a)에 수납시키는 동시에 메인비트(200) 및 윙비트(300)를 회전축(100)과 함께 인출시켜 회수시키는 구성요소이다.
예컨대, 슬라이딩 커넥터(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 비트슬롯(410), 걸림돌기(420) 및 돌기슬롯(430)을 포함하여 구성될 수 있다.
비트슬롯(410)은 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(100)의 선단부 양측에 홈형태로 형성되어 도 6에 도시된 바와 같이 메인비트(200)의 수용공간(200a)에 삽입되면서 한 쌍의 윙비트(300)가 끼워져 걸리고, 도 7에 도시된 바와 같이 회전축(100)의 인출에 의해 윙비트(300)와 분리된다.
즉, 비트슬롯(410)은 일측이 개방된 홈형태로 형성됨에 따라 회전축(100)의 이동에 의해 윙비트(300)와 결합되거나 분리된다.
걸림돌기(420)는 메인비트(200)와 회전축(100)을 슬라이딩 가능하게 결합시키기 위한 부재로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 메인비트(200)에 관통상태로 체결되면서 수용공간(200a)의 내측으로 돌출된다.
돌기슬롯(430)은 걸림돌기(420)가 이동가능하게 결합되기 위한 결합부위를 회전축(100)에 제공하는 구성요소로, 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(100)의 길이방향을 따라 홈형태로 형성되어 걸림돌기(420)가 슬라이딩 가능하게 끼워져 걸린다.
이러한 돌기슬롯(430)은 걸림돌기(420)에 걸린 회전축(100)의 이동을 길이방향으로 허용함으로써 회전축(100)을 수용공간(200a)에서 인출시키며, 단부에 걸림돌기(420)가 걸리는 걸림턱(431)이 구비되어 회전축(100)의 이동을 제한하면서 도 4에 도시된 바와 같이 메인비트(200)를 윙비트(300)와 함께 견인한다.
종합하면, 윙비트(300)는 천공작업시 도 6에 도시된 바와 같이 메인비트(200)의 수용공간(200a)에 삽입되는 회전축(100)의 비트슬롯(410)에 결합된 상태로 비트공(210)으로 돌출되어 보강관로의 내경을 확장시킨다. 그리고, 천공작업의 종료시 도 7에 도시된 바와 같이 회전축(100)이 수용공간(200a)에서 인출됨에 따라 비트슬롯(410)에서 분리된 후, 돌기슬롯(430)의 걸림턱(431)과 걸림돌기(420)의 걸림에 의해 메인비트(200)가 견인됨에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 보강관(10)의 단부에 의해 수용공간(200a)에 수납되면서 메인비트(200)와 함께 견인되어 회수된다.
한편, 본 발명의 천공비트는 보강관(10)에서 회수된 후 걸림돌기(420)의 분리를 통해 회전축(100)이 메인비트(200)에서 분리된다.
이때, 한 쌍의 윙비트(300)는 서로 맞닿은 상태에서 수용공간(200a)에 수납된 상태로 메인비트(200)의 내주면에 걸림에 따라 함께 메인비트(200)에서 분리되지 않으며, 어느 하나를 비트공(210)으로 돌출시켜야만 나머지 하나가 메인비트(200)의 수용공간(200a)에서 분리됨에 따라 메인비트(200)에서 순차적으로 분리된다.
여기서, 윙비트(300)는 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 공구결합부(300)가 홈형태나 후크형태 또는 구멍형태로 형성되면서 미도시된 인출공구에 의해 파지되어 메인비트(200)의 비트공(210)으로 돌출될 수 있다.
한편, 본 발명의 천공비트는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 에어 서플라이어(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
에어 서플라이어(500)는 메인비트(200)의 표면에 압축공기를 제공함으로써 천공작업에 따른 이물질을 메인비트(200)에서 제거하는 구성요소이다.
예컨대, 에어 서플라이어(500)는 도 5에 도시된 바와 같이 회전축관로(510) 및 분사노즐(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
회전축관로(510)는 도 5에 도시된 바와 같이 회전축(100)의 길이방향을 따라 관로형태로 형성되어 회전축(100)의 양단부를 소통시키며, 미도시된 컴프레서와 같은 공기공급장치에 연결되어 압축공기를 공급한다.
이러한 회전축관로(510)는 도 5에 도시된 바와 같이 회전축(100)의 선단부에서 복수로 분기됨에 따라 압축공기를 분기상태로 공급한다.
분사노즐(520)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 메인비트(200)의 표면에 구멍형태를 이루면서 회전축관로(100)의 단부에 각각 연통되어 압축공기를 메인비트(200)의 전방으로 분사한다.
즉, 메인비트(200)는 보강관로의 천공작업을 수행하면서 분사노즐(520)에서 압축공기가 분사됨에 따라 이물질의 부착이 방지될 수 있다.
그리고, 에어 서플라이어(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 안내홈(530)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
안내홈(530)은 도시된 바와 같이 분사노즐(520)에 일단부가 연결된 상태로 메인비트(200)의 표면을 따라 홈형태로 연장형성된다.
이러한 안내홈(530)은 분사노즐(520)에서 분사된 압축공기를 이물질과 함께 메인비트(200)의 외곽으로 안내함으로써 이물질을 메인비트(200)의 전방에서 제거한다.
상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 작동 및 작용을 도 6 내지 도 8를 참조하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 보강관로의 천공작업시, 회전축(100)은 보강관(10)의 길이방향을 따라 삽입되어 보강관(10)의 선단부로 돌출된 후 메인비트(200)의 수용공간(200a)에 삽입된다.
이때, 윙비트(300)는 수용공간(200a)에 삽입되는 회전축(100)의 비트슬롯(410)에 결합되면서 메인비트(200)의 비트공(210)으로 돌출된다.
그리고, 메인비트(200)는 걸림돌기(420)가 체결되면서 회전축(100)의 돌기슬롯(430)에 걸림에 따라 회전축(100)과 결합된 후, 회전축(100)이 미도시된 드릴링장치에 의해 회전함에 따라 보강관로의 전방을 천공한다.
이때, 메인비트(200)는 회전축관로(510)를 통해 공급되는 압축공기가 분사노즐(520)로 분사됨에 따라 천공에 따른 이물질의 부착이 방지된 상태로 천공작업을 수행하며, 이물질이 압축공기와 함께 안내홈(530)을 따라 외곽으로 안내되므로 더욱 원활하게 천공작업을 수행하게 된다.
도 7을 참조하면, 천공작업의 완료시, 회전축(100)은 작업자에 의해 보강관(10)의 후방에서 당겨지면서 메인비트(200)의 수용공간(200a)에서 인출되며, 돌기슬롯(430)의 걸림턱(431)이 걸림돌기(420)에 걸림에 따라 메인비트(200)를 견인한다.
이때, 윙비트(300)는 회전축(100)의 인출에 의해 비트슬롯(410)에서 분리되며, 도 8에 도시된 바와 같이 메인비트(200)와 함께 견인되면서 보강관(10)의 단부에 의해 가압되어 수용공간(200a)으로 수납된다.
이에 따라, 윙비트(300)는 수용공간(200a)에 수납된 상태로 메인비트(200)와 함께 회전축(100)에 의해 견인되면서 보강관(10)을 통해 인출되어 회수된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트에 의하면, 메인비트(200) 및 윙비트(300)가 슬라이딩 커넥터(400)를 통해 회전축(100)에 제각기 이동가능하게 결합됨에 따라 회전축(100)의 전진에 의해 윙비트(300)가 비트공(210)으로 돌출되면서 굴착반경을 보강관(10)의 외경에 부합시킬 수 있으며, 회전축(100)의 인출(후진)에 의해 윙비트(300)가 회전축(100)에서 분리되면서 메인비트(200)의 수용공간(200a)에 수용됨에 따라 메인비트(200) 및 윙비트(300)를 회전축(100)과 함께 보강관(10)에서 회수할 수 있다.
구체적으로, 윙비트(300)가 회전축(100)의 비트슬롯(410)에 결합된 상태로 회전축(100)과 함께 메인비트(200)의 수용공간(200a)에 수용됨에 따라 비트공(210)으로 돌출되면서 천공작업을 수행할 수 있으며, 회전축(100)이 수용공간(200a)에서 인출됨에 따라 비트슬롯(410)에서 분리된 윙비트(300)들이 수용공간(200a)으로 수납되므로 윙비트(300)가 메인비트(200)와 함께 회수될 수 있다.
또한, 에어 서플라이어(500)를 구성하는 회전축관로(510) 및 분사노즐(520)에 의해 메인비트(200)의 표면에 압축공기가 제공됨에 따라 천공작업에 따른 이물질이 제거되므로 천공작업이 원활하게 수행될 수 있으며, 분사된 압축공기가 이물질과 함께 안내홈(530)을 따라 메인비트의 외곽으로 안내되므로 이물질이 메인비트(200)에 부착되는 것이 방지될 수 있다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10 : 보강관 100 : 회전축
200 : 메인비트 200a : 수용공간
210 : 비트공 300 : 윙비트
310 : 비트본체 320 : 이탈방지턱
330 : 공구결합부 350 : 버튼
400 : 슬라이딩 커넥터 410 : 비트슬롯
420 : 걸림돌기 430 : 돌기슬롯
431 : 걸림턱 500 : 에어 서플라이어
510 : 회전축관로 520 : 분사노즐
530 : 안내홈

Claims (9)

  1. 터널의 바깥쪽 둘레를 따라 보강제가 주입되는 보강관을 삽입하기 위한 보강관로를 천공하는 터널보강용 천공비트로서,
    상기 보강관의 길이방향을 따라 삽입되어 회전력과 충격을 제공하는 회전축;
    상기 회전축의 선단부에 결합된 상태로 상기 보강관의 단부로 돌출되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 보강관로를 천공하며, 상기 회전축의 선단부가 이동가능하게 수용되는 수용공간을 가지면서 상기 수용공간에 연통하는 한 쌍의 비트공이 측면에 형성된 캡형태의 메인비트;
    상기 회전축에 분리가능하게 결합된 상태로 상기 메인비트의 수용공간에 수용되면서 상기 비트공으로 돌출되고, 상기 회전축 및 상기 메인비트와 함께 회전하면서 상기 보강관로의 내경을 상기 보강관에 부합되도록 확장시키며, 상기 회전축의 인출에 의해 상기 회전축에서 분리되면서 상기 메인비트의 수용공간에 수납되는 한 쌍의 윙비트; 및
    상기 메인비트를 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 결합시키는 동시에 상기 윙비트를 상기 회전축에 분리가능하게 결합시키고, 상기 회전축이 상기 보강관에서 인출됨에 따라 상기 메인비트의 수용공간에 상기 윙비트의 수납을 허용하면서 상기 윙비트 및 상기 메인비트를 상기 회전축과 함께 회수시키는 슬라이딩 커넥터;를 포함하고,
    상기 슬라이딩 커넥터는,
    상기 회전축의 선단부에 길이방향을 따라 홈형태로 형성되어 상기 한 쌍의 윙비트가 길이방향을 따라 끼워져 걸리면서 상기 윙비트를 상기 메인비트의 비트공으로 돌출시키고, 상기 회전축의 인출에 의해 상기 윙비트와 분리되는 비트슬롯;
    상기 메인비트에 관통상태로 체결되면서 상기 수용공간의 내측으로 돌출되는 걸림돌기; 및
    상기 회전축에 길이방향을 따라 홈형태로 형성되어 상기 걸림돌기가 슬라이딩 가능하게 끼워져 걸리면서 상기 회전축의 회전력을 상기 메인비트에 제공하고, 상기 회전축의 이동을 허용하여 상기 윙비트를 상기 회전축에서 분리시키면서 상기 회전축의 이동거리를 제한하는 걸림턱이 마련되어 상기 메인비트를 상기 윙비트와 함께 견인하는 돌기슬롯;을 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍의 윙비트는,
    상기 회전축에 결합된 상태로 상기 메인비트의 비트공으로 돌출되면서 상기 보강관로에 대면하고, 후단부로 갈수록 돌출폭이 협소해지는 비트본체; 및
    상기 비트본체와 동일체를 이루면서 단턱형태로 형성되고, 상기 비트공의 단부에 걸리면서 상기 비트본체가 상기 비트공으로 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지턱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 한 쌍의 윙비트는,
    상기 회전축에서 분리되면서 상기 비트본체들의 배면이 서로 맞닿은 상태로 상기 메인비트의 수용공간에 수용되고, 서로 맞닿은 상태의 상기 비트본체들이 상기 메인비트의 내주면에 걸림에 따라 상기 메인비트에서 분리되지 않으며, 어느 하나의 상기 비트본체가 상기 비트공으로 돌출됨에 따라 나머지 하나의 상기 비트본체가 상기 수용공간에서 분리가능하게 유동하는 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 한 쌍의 윙비트는,
    상기 비트본체의 표면에 홈형태나 후크형태 또는 구멍형태로 형성되어 상기 비트본체를 상기 비트공으로 돌출시키기 위한 공구의 결합부위를 제공하는 공구결합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인비트 및 상기 윙비트는,
    고강도소재로 이루어진 돌기형태의 버튼들이 표면에 돌출된 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전축을 통해 상기 메인비트의 표면에 압축공기를 제공하여 천공에 따른 이물질을 상기 메인비트에서 제거하는 에어 서플라이어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 에어 서플라이어는,
    상기 회전축의 길이방향을 따라 관로형태로 소통가능하게 형성되어 상기 회전축의 후단부에서 공급되는 압축공기를 상기 메인비트로 소통시키고, 상기 회전축의 선단부에서 복수로 분기되면서 압축공기를 분기된 상태로 상기 메인비트에 공급하는 회전축관로; 및
    상기 메인비트의 표면에 구멍형태로 형성되어 복수로 분기된 상기 회전축관로의 단부에 제각기 소통가능하게 연통되면서 압축공기를 분사하는 분사노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 에어 서플라이어는,
    상기 분사노즐에 일단부가 연결된 상태로 상기 메인비트의 표면을 따라 홈형태로 연장되어 상기 분사노즐에서 분사된 압축공기를 이물질과 함께 상기 메인비트의 외곽으로 안내하는 안내홈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 슬라이딩 윙비트를 이용한 터널보강용 천공비트.
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