KR101570527B1 - 천공용 복합 해머 - Google Patents

천공용 복합 해머 Download PDF

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KR101570527B1
KR101570527B1 KR1020140170018A KR20140170018A KR101570527B1 KR 101570527 B1 KR101570527 B1 KR 101570527B1 KR 1020140170018 A KR1020140170018 A KR 1020140170018A KR 20140170018 A KR20140170018 A KR 20140170018A KR 101570527 B1 KR101570527 B1 KR 101570527B1
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KR1020140170018A
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배현진
정경수
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광성지엠(주)
송선근
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

천공작업 시에 구조물의 항타작업 또는 인발작업이 가능토록 하는 천공용 복합 해머에 관한 것이다. 천공용 복합 해머는 압축공기가 유입되는 중공의 탑서브; 상기 탑서브의 하측에 체결된 중공의 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 탑서브와 연통된 중공의 실린더; 상기 실린더의 하측에 연결된 중공의 연결관; 상기 실린더 내에 수용되고, 상기 연결관 상부에 배치된 체크밸브; 상기 하우징과 실린더 사이에 배치되고, 압축공기의 유입 또는 배출에 의해 상승 또는 하강하는 피스톤 해머; 및 상기 하우징과 연결관 사이에 배치되고, 상기 피스톤 해머의 상승 또는 하강동작에 의해 상부 또는 하부로 타격을 가하는 드릴비트;를 포함한다.

Description

천공용 복합 해머{Multifunction hammer for Boring}
본 발명은 정방향 또는 역방향으로 장착되어 항타작업과 인발작업을 모두 수행할 수 있도록 형성된 천공용 복합 해머에 관한 것이다.
일반적으로, 토건공사에서 건축물의 지하층이나 지하철 등 지하구조물들을 구축하기 위하여 지면의 하측으로 깊이를 갖는 터파기 공사를 행하고 있으며, 터파기 공사시 토압에 의해 흙벽이 무너져 내리는 것을 방지하기 위하여 방호벽을 설치함과 아울러, 지반에서 용출되는 지하수가 공사구역으로 유입되는 것을 차단하도록 차수작업을 병행하여야 한다.
이를 위해 지반에 다수의 H빔을 삽입하고, 삽입된 H빔들 사이에 토류판을 삽입하여 흙막이 구조물을 설치한다. 그리고, 작업이 끝난 후에는 이들을 인발해 주어야 한다. 이때, 토류판이나 H빔의 항타작업은 굴착기의 암 선단에 장착되는 천공용 해머에 의해 이루어지고, 토류판이나 H빔의 인발 작업은 인발기에 의해 이루어진다.
상기와 같이, 항타작업과 인발작업이 각각 다른 장치를 통해 이루어짐에 따라 작업 소요시간이 길어지고, 초기 작업비용이 증대되는 문제가 있다.
등록특허공보 10-1101911(2012.01.02 공고)
본 발명의 과제는 천공용 해머의 구조를 개선하여 항타작업과 인발작업을 모두 수행할 수 있도록 형성된 천공용 복합 해머를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 천공용 복합 해머는 압축공기가 유입되는 중공의 탑서브; 상기 탑서브의 하측에 체결된 중공의 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 탑서브와 연통된 중공의 실린더; 상기 실린더의 하측에 연결된 중공의 연결관; 상기 실린더 내에 수용되고, 상기 연결관 상부에 배치된 체크밸브; 상기 하우징과 실린더 사이에 배치되고, 압축공기의 유입 또는 배출에 의해 상승 또는 하강하는 피스톤 해머; 및 상기 하우징과 연결관 사이에 배치되고, 상기 피스톤 해머의 상승 또는 하강동작에 의해 상부 또는 하부로 타격을 가하는 드릴비트;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 천공용 복합 해머를 정방향으로 장착하게 되면 지반에 타격력을 전달하여 항타작업을 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 천공 홀 내부에 H빔 등과 같은 구조물을 설치할 수 있게 된다.
또한, 천공용 복합 해머를 역방향으로 장착하게 되면 천공 홀 상부로 타격력을 전달하여 상측으로 이동할 수 있게 된다. 이에 따라, 천공 홀 내에 설치된 구조물들을 인발할 수 있게 된다.
즉, 하나의 천공용 복합 해머를 이용하여 항타작업과 인발작업을 모두 수행할 수 있게 되므로 장비의 교체시간이 줄어들게 되고, 인발기와 같은 별도의 장비를 필요로 하지 않으므로 초기 작업비용을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공용 복합 해머를 도시한 단면도.
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 천공용 복합 해머의 천공작업 시에 작용하는 압축공기의 흐름을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 천공용 복합 해머를 도시한 단면도.
도 5 내지 도 6은 도 4에 도시된 천공용 복합 해머의 천공작업 시에 작용하는 압축공기의 흐름을 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공용 복합 해머를 도시한 단면도이다. 여기서, 천공용 복합 해머(100)는 지하수개발이나 토목공사의 천공작업 시에 사용되는 것으로, 정방향 또는 역방향으로 장착되어 H빔 등과 같은 구조물의 항타작업 또는 인발작업을 모두 수행할 수 있도록 형성된다. 그러나, 본 실시예에서는 천공용 복합 해머(100)가 정방향으로 장착되어 항타작업을 수행하는 예를 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 천공용 복합 해머(100)는 탑서브(110)와, 하우징(120)과, 실린더(130)와, 연결관(140)과, 체크밸브(150)와, 피스톤 해머(160) 및 드릴비트(170)를 포함한다.
탑서브(110)는 내부가 비어 있는 중공의 형태로 이루어지며, 내부로 압축공기가 유입된다. 보다 구체적으로 탑서브(110)는 굴착기의 암 선단에 연결되는 부분으로, 내부에 중공이 형성된 원기둥 형상으로 이루어질 수 있다.
하우징(120)은 탑서브(110)와 마찬가지로 내부가 비어 있는 중공의 형태로 이루어지며, 별도의 체결수단을 통해 탑서브(110)의 하측에 체결될 수 있다.
실린더(130)는 하우징(120) 내에 배치되고, 내부가 비어 있는 중공의 형태로 이루어져 탑서브(110)와 연통되게 이루어질 수 있다. 이를 위해, 탑서브(110)의 중공과 실린더(130)의 중공이 서로 나란하게 배치될 수 있다.
그리고, 실린더(130) 내에는 압축공기의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(150)가 설치될 수 있다. 이와 같이 실린더(130) 내에 체크밸브(150)가 설치됨에 따라 압축공기는 탑서브(110)로부터 실린더(130) 쪽으로만 이동할 수 있게 된다.
연결관(140)은 내부가 비어 있는 중공의 형태로 이루어져 실린더(130)의 하측 내부에 연결될 수 있다. 이때, 실린더(130)의 양측면에는 각각 제1 배출 홀(131)과 제2 배출 홀(132)이 형성되고, 제1,2 배출 홀(131, 132)의 상측에는 체크밸브(150)가 설치되어 있으므로 실린더(130)로 유입된 압축공기는 제1,2 배출 홀(131, 132)을 통해서만 배출되고 연결관(140) 내부로는 유입되지 않는다.
피스톤 해머(160)는 압축공기의 유입 또는 배출에 의해 상승 또는 하강하는 것으로, 하우징(120)과 실린더(130) 사이에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 피스톤 해머(160)는 일단이 실린더(130)의 제1 배출 홀(131)과 맞닿게 배치되고 타단이 하우징(120)의 하측 내부와 연통된 제1 유로(161)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 탑서브(110)를 통해 공급된 압축공기가 제1 배출 홀(131) 및 제1 유로(161)를 지나 하우징(120)의 하측 내부로 공급되면, 하우징(120) 내의 압력이 순간적으로 상승되어 피스톤 해머(160)가 상부로 이동하게 된다.
그리고, 피스톤 해머(160)는 일단이 제2 배출 홀(132)의 하측으로 나란하게 배치되고 타단이 하우징(120)의 상측 내부와 연통된 제2 유로(162)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 피스톤 해머(160)가 상승하게 되면 제1 유로(161)로 유입되는 압축공기는 차단되고, 제2 배출 홀(132)과 제2 유로(162)가 맞닿아 하우징(120)의 상측 내부로 압축공기가 유입된다. 그러면, 피스톤 해머(160) 상부에 고압이 형성되어 피스톤 해머(160)는 하강하게 된다.
드릴비트(170)는 하우징(120)과 연결관(140) 사이에 배치되고, 피스톤 해머(160)의 하강 동작에 의해 하부로 타격을 가한다. 보다 구체적으로, 드릴비트(170)는 내부에 중공이 형성된 원기둥 형상으로 이루어질 수 있으며, 외주면에 형성된 돌출부(171)를 중심으로 상단부(172)와 하단부(173)로 구획될 수 있다.
그리고, 상단부(172)의 내측면은 연결관(140)과 이격되게 배치되어 유로를 형성할 수 있으며, 하단부(173)의 내측면은 연결관(140)과 맞닿게 형성되어 하우징(120) 외부로 노출되게 형성될 수 있다. 그리고, 돌출부(171) 내에는 하우징(120)과 연통된 배출채널(171a)이 수평방향으로 복수개 형성될 수 있다. 이에 따라, 피스톤 해머(160)의 하강시 작용된 압축공기는 드릴비트(170)의 중공을 지나 배출채널(171a)을 통해 외부로 배출되는 것이다.
한편, 하우징(120)의 내측에는 드릴비트(170)를 지지하기 위한 비트 유지링(180)이 장착될 수 있다. 그리고, 드릴비트(170)의 상단 외주면에는 비트 유지링(180)에 안착되기 위한 홈부(172a)가 형성될 수 있다. 여기서, 홈부(172a)는 비트 유지링(180)의 길이보다 길게 형성될 수 있는데, 이는 비트 유지링(180)을 홈부(172a) 사이에 두고 상하로 이동할 수 있도록 하기 위함이다.
이처럼 하우징(120)의 내측에 비트 유지링(180)이 장착됨에 따라, 드릴비트(170)는 실린더(130)로부터 이탈되지 않으면서도 입출이 가능해지게 된다.
또다른 양상에 따르면, 하우징(120)과 비트 유지링(180) 사이에는 완충부재(190)가 배치될 수 있다. 이는, 드릴비트(170)의 하강 동작에 따른 하우징(120)의 마모를 방지하기 위한 것으로, 완충부재(190)의 소재는 우레탄으로 형성되는 것이 바람직하나 실시자의 필요에 따라 달라질 수 있다.
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 천공용 복합 해머(100)의 천공작업 시에 작용하는 압축공기의 흐름을 도시한 것으로, 도 2 내지 도 3을 참조하여 천공용 복합 해머(100)가 항타작업을 수행하는 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 탑서브(110)로 고압의 압축공기가 유입되면, 압축공기는 실린더(130)를 지나 피스톤 해머(160)의 제1 유로(161)로 공급된다. 그러면, 제1 유로(161)와 연통된 하우징(120) 내로 압축공기가 이동하여 하우징(120) 내의 압력이 순간적으로 상승하게 되고, 피스톤 해머(160)는 상부로 이동하여 도 3과 같은 상태가 된다.
그러면, 제1 유로(161)로 공급되는 압축공기는 차단되고, 제2 배출 홀(132)과 제2 유로(162)가 연통되어 하우징(120)의 상측 내부로 압축공기가 유입된다. 그러면, 피스톤 해머(160) 상부에 고압이 형성되어 피스톤 해머(160)는 순간적으로 하강하게 된다. 이와 동시에, 피스톤 해머(160)가 상승하게 되면 드릴비트(170)의 상측이 개방되므로, 압축공기는 드릴비트(170)와 연결관(140) 사이의 유로를 지나 배출채널(171a)을 통해 외부로 배기된다.
이처럼 피스톤 해머(160)가 압축공기의 유입 또는 배출에 의해 승하강하며 하부에 배치된 드릴비트(170)를 타격함에 따라, 드릴비트(170)는 피스톤 해머(160)의 타격력을 전달받아 지반을 파쇄하여 천공 홀을 형성할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 천공용 복합 해머(100)를 도시한 단면도이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와 차이가 있는 내용을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 천공용 복합 해머(100)는 역방향으로 장착되어 H빔 등의 인발작업을 수행할 수 있도록 형성된 것으로, 연결관(140)과, 하우징(120)과, 실린더(130)와, 체크밸브(150)와, 탑서브(110)와, 피스톤 해머(160) 및 드릴비트(170)를 포함한다.
연결관(140)은 굴착기의 암 선단에 연결되는 부분으로, 내부가 비어 있는 중공의 형태로 이루어질 수 있다. 그리고, 하우징(120)은 연결관(140)과 마찬가지로 내부가 비어 있는 중공의 형태로 이루어지며, 별도의 체결수단을 통해 연결관(140)의 하측에 체결될 수 있다.
실린더(130)는 연결관(140)의 하측에 배치되며, 내부에는 체크밸브(150)가 설치될 수 있다. 그리고, 체크밸브(150)의 양측면에는 각각 제1 배출 홀(131)과 제2 배출 홀(132)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 압축공기에 의해 체크밸브(150)가 개방되면 압축공기는 제1,2 배출 홀(131, 132)을 통해서만 배출되고 실린더(130) 및 탑서브(110) 내로는 유입되지 않는다.
피스톤 해머(160)는 압축공기의 유입 또는 배출에 의해 상승 또는 하강하는 것으로, 하우징(120)이 역으로 배치됨에 따라 중력에 의해 탑서브(110)와 맞닿게 배치된다. 보다 구체적으로, 피스톤 해머(160)는 일단이 제2 배출 홀(132)과 맞닿게 배치되고, 타단이 하우징(120)의 하측 내부와 연통된 제2 유로(162)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 연결관(140)을 통해 공급된 압축공기는 제2 배출 홀(132) 및 제2 유로(162)를 지나 하우징(120)의 하측 내부로 공급되고, 하우징(120)의 내부는 순간적으로 압력이 상승되어 피스톤 해머(160)가 상부로 이동하여 드릴비트(170)를 타격한다.
그리고, 피스톤 해머(160)는 일단이 제1 배출 홀(131)의 하측으로 나란하게 배치되고 타단이 하우징(120)의 상측 내부와 연통된 제1 유로(161)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 피스톤 해머(160)가 드릴비트(170)를 타격한 후 반동에 의해 하부로 이동하게 되면 제2 유로(162)로 유입되는 압축공기는 차단되고, 제1 배출 홀(131)과 제1 유로(161)가 맞닿게 되어 압축공기는 하우징(120)과 연결관(140) 사이에 형성된 유로를 지나 드릴비트(170)의 배출채널(171a)을 통해 외부로 배출된다. 그러면, 피스톤 해머(160)는 순간적으로 하강하게 된다.
드릴비트(170)는 피스톤 해머(160)의 상승 동작에 의해 상부로 타격을 가한다. 이처럼 드릴비트(170)가 피스톤 해머(160)에 의해 상부로 타격을 가할 수 있도록 형성됨에 따라, 드릴비트(170)는 이미 형성된 천공 홀 내에서 상측으로 이동할 수 있게 된다. 이에 따라, 탑서브(110)의 하측에 연결된 구조물을 인발할 수 있게 된다.
도 5 내지 도 6은 도 4에 도시된 천공용 복합 해머(100)의 천공작업 시에 작용하는 압축공기의 흐름을 도시한 것으로, 도 5 내지 도 6을 참조하여 천공용 복합 해머(100)가 인발작업을 수행하는 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 연결관(140)으로 고압의 압축공기가 유입되면, 압축공기는 피스톤 해머(160)의 제2 유로(162)로 공급된다. 이때, 실린더(130) 내에는 체크밸브(150)가 설치되어 있으므로 연결관(140)으로부터 공급된 압축공기는 탑서브(110)로 유입되지 않고 피스톤 해머(160)의 제2 유로(162)로 공급된다.
그러면, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 유로(162)와 연통된 하우징(120) 내로 압축공기가 이동하여 하우징(120) 내의 압력이 순간적으로 상승하게 되고, 피스톤 해머(160)는 상부로 이동하여 드릴비트(170)를 타격한다.
이에 따라, 드릴비트(170)는 피스톤 해머(160)의 타격력을 전달받아 천공 홀의 상측으로 이동하여 인발작업을 수행할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 천공용 복합 해머(100)는 정방향으로 장착하게 되면 지반에 타격력을 전달하여 항타작업을 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 천공 홀 내부에 H빔 등과 같은 구조물을 설치할 수 있게 된다.
또한, 천공용 복합 해머(100)를 역방향으로 장착하게 되면 천공 홀 상부로 타격력을 전달하여 상측으로 이동할 수 있게 된다. 이에 따라, 천공 홀 내에 설치된 구조물들을 인발할 수 있게 된다.
즉, 하나의 천공용 복합 해머(100)를 이용하여 항타작업과 인발작업을 모두 수행할 수 있게 되므로 장비의 교체시간이 줄어들게 되고, 인발기와 같은 별도의 장비를 필요로 하지 않으므로 초기 작업비용을 감소시킬 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100.. 천공용 복합 해머
110.. 탑서브
120.. 하우징
130.. 실린더
140.. 연결관
150.. 체크밸브
160.. 피스톤 해머
170.. 드릴비트
180.. 비트 유지링
190.. 완충부재

Claims (5)

  1. 천공작업 시에 구조물의 항타작업 또는 인발작업이 가능토록 하는 천공용 복합 해머에 있어서,
    압축공기가 유입되는 중공의 탑서브;
    상기 탑서브의 하측에 체결된 중공의 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 탑서브와 연통되며, 양측면에 제1 배출홀과 제2 배출홀이 각각 형성된 중공의 실린더;
    상기 실린더의 하측에 연결된 중공의 연결관;
    상기 실린더 내에 수용되고, 상기 연결관 상부에 배치된 체크밸브;
    상기 하우징과 실린더 사이에 배치되고, 압축공기의 유입 또는 배출에 의해 상승 또는 하강하는 피스톤 해머; 및
    상기 하우징과 연결관 사이에 배치되고, 상기 피스톤 해머의 상승 또는 하강동작에 의해 상부 또는 하부로 타격을 가하며, 외주면에 형성된 돌출부를 중심으로 상단부와 하단부로 구획되고, 상기 돌출부의 내부에는 상기 하우징과 연통된 배출채널이 수평방향으로 복수개 형성된 드릴비트;를 포함하고,
    상기 하우징의 내측에는 상기 드릴비트를 지지하기 위한 비트 유지링이 장착되고, 상기 하우징과 비트 유지링 사이에는 완충부재가 배치되며,
    상기 피스톤 해머는,
    일단이 상기 실린더의 제1 배출 홀과 맞닿게 배치되고 타단이 상기 하우징의 하측 내부와 연통된 제1 유로와, 일단이 제2 배출 홀의 하측으로 나란하게 배치되고 타단이 상기 하우징의 상측 내부와 연통된 제2 유로를 구비한 것을 특징으로 하는 천공용 복합 해머.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200358934Y1 (ko) * 2004-05-24 2004-08-11 윤주섭 피스톤 링을 구비한 공압식 피스톤 해머

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KR200358934Y1 (ko) * 2004-05-24 2004-08-11 윤주섭 피스톤 링을 구비한 공압식 피스톤 해머

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