KR101596278B1 - 방향성 코어링기 및 이를 이용한 코어링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방향성 코어링기 및 이를 이용한 코어링 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예는 지표면에 배치되는 플레이트 형태의 하부 베이스, 상기 하부 베이스의 상면 일부분에 수직으로 배치되는 원통형의 기둥축, 상기 하부 베이스와 소정 거리 이격되어 상기 하부 베이스의 상부에 배치되는 상부 베이스, 상기 상부 베이스의 상면에 배치되어 상기 상부 베이스 상면에 올려진 피가공물을 고정할 수 있는 고정부, 상기 하부 베이스와 상기 상부 베이스 사이에 배치되는 각도조절부, 상기 기둥축에 관통 결합되어 상기 상부 베이스의 상부에 배치되고 상하 수직으로 이동하는 이송 본체 및 상기 이송 본체의 하부에 기 설정된 위치에 설치되는 코어비트를 포함할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면 본 발명의 일실시예는 틸팅부를 이용해서 코어링기의 상부 베이스의 각도 조절이 가능하다. 상부 베이스의 각도 조절을 통해서 피가공물이 코어링되는 방향을 사용자의 의사에 따라 조절할 수가 있다. 그리고 사용자는 코어링되는 방향을 조절하기 위해서 추가적인 장비(예를 들어 암석 받침)를 사용하지 않아도 되므로 사용자의 안전이 보장되는 장점이 있다.

Description

방향성 코어링기 및 이를 이용한 코어링 방법{DIRECTIONAL CORING MACHINE AND METHOD FOR CORING USING IT}
본 발명은 코어링기 및 이를 이용한 코어링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 틸팅 기능을 가진 상부 베이스를 포함하는 코어링기 및 이를 이용한 코어링 방법에 관한 것이다.
건물의 설계 및 자원의 채취 등에 있어서 기반이 되는 암석의 물리적 특성을 분석하는 것은 매우 중요하다. 암석의 물리적 특성에 따라 설계 방법 및 시추 방법 등이 달라질 수 있기 때문이다.
암석의 물리적 특성을 분석하기 위해서는 암석의 시험편을 이용한 역학실험을 해야한다. 이때 시험편의 제작을 위해서 사용되는 것이 코어링기(Coring machine)이다. 선행기술문헌 한국특허출원번호 제 10-2000-0045075호에서는 크레인을 이용한 천공기를 기술하고 있다.
한편, 종래의 코어링기는 한 가지 방향으로만 코어링 작업이 가능했다. 그로 인해 종래의 코어링기는 등방성의 암석(암석의 방향에 따른 탄성적 성질이 동일한 암석)을 코어링하는 경우에는 유용하게 사용될 수 있었다.
하지만, 암석마다 방향에 따른 탄성적 성질은 동일하지 않으며, 특히 엽리가 발달한 변성암이나 층리구조가 발달한 퇴적암의 경우, 일정한 평면이나 축에 대하여 대칭적으로 탄성적 성질이 동일하지만 다른 평면이나 축에 대하여 탄성적 성질이 상이하여 종래의 코어링기로는 한계가 있었다.
따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 일실시예는 코어링기 및 이를 이용한 코어링 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일실시예는 지표면에 배치되는 플레이트 형태의 하부 베이스, 상기 하부 베이스의 상면 일부분에 수직으로 배치되는 원통형의 기둥축, 상기 하부 베이스와 소정 거리 이격되어 상기 하부 베이스의 상부에 배치되는 상부 베이스, 상기 상부 베이스의 상면에 배치되어 상기 상부 베이스 상면에 올려진 피가공물을 고정할 수 있는 고정부, 상기 하부 베이스와 상기 상부 베이스 사이에 배치되는 각도조절부, 상기 기둥축에 관통 결합되어 상기 상부 베이스의 상부에 배치되고 상하 수직으로 이동하는 이송 본체 및 상기 이송 본체의 하부에 기 설정된 위치에 설치되는 코어비트를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일실시예는 피가공물이 상기 상부 베이스에 배치되는 단계, 피가공물을 상기 상부 베이스에 고정하는 단계 및 상기 상부 베이스와 상기 하부 베이스가 이루는 각도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 틸팅부를 이용해서 코어링기의 상부 베이스의 각도 조절이 가능하다. 상부 베이스의 각도 조절을 통해서 피가공물이 코어링되는 방향을 사용자의 의사에 따라 조절할 수가 있다. 그리고 사용자는 코어링되는 방향을 조절하기 위해서 추가적인 장비(예를 들어 암석 받침)를 사용하지 않아도 되므로 사용자의 안전이 보장되는 장점이 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 또 다른 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 비트 연결부 상단 측면에 가속도 센서를 부착하여 코어비트 자체의 편심 여부를 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 또 다른 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 시험편을 얻는 과정에서 얻어지는 편심 데이터로부터 편심 현상을 파악하여 시험편 제작의 효율성을 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 또 다른 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 시험편을 얻는 과정에서 얻어지는 편심 데이터로부터 편심 현상을 파악하여 이를 보정하여 시험편을 제작함으로써 시험편 제작의 효율성을 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 또 다른 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 코어비트의 편심여부와 암석의 방향성을 고려하여 코어링을 할 수 있어 코어링기를 사용하는 사용자의 안전을 보장할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기를 설명하기 위한, 하부 베이스와 상부베이스가 결합된 상태의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기를 설명하기 위한, 하부 베이스와 상부 베이스가 결합된 상태의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기를 설명하기 위한, 하부 베이스와 상부 베이스가 결합된 상태의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기를 설명하기 위한, 각도조절부를 이용하여 상부 베이스의 각도를 조절하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기를 이용한 코어링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)를 설명하기 위한, 하부 베이스(10)와 상부베이스(30)가 결합된 상태의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)를 설명하기 위한, 하부 베이스(10)와 상부 베이스(30)가 결합된 상태의 평면도이다.
코어링기(100)란 지질조사나 그라우트 구멍의 천공 착정 등에 사용하는 코어링용 기계를 의미한다. 다른 말로 시추기라고도 하는데, 코어링기(100)는 코어비트(71)를 장착하고 암석 등의 피가공물에서 시험편을 제작하는 작업을 한다.
코어링기(100)를 이용할 때 가공되는 ‘피가공물’을 코어라고 하고, ‘피가공물’에서 ‘시험편’을 제작하는 작업을 코어링 작업이라고 한다.
일반적으로 코어링 작업은 피가공물을 고정이 잘되는 큰 판위에 올려두고 속이 비어있는 원기둥 모양의 코어비트(71)를 이용하여 피가공물에 충격을 주게된다. 코어링 작업을 통해서 피가공물로부터 원기둥 형태의 시험편을 얻게 된다.
이러한 코어링 작업을 위해서 도 1에서 도시된 바와 같이 코어링기(100)는 코어링기(100)를 지표면에 지지하는 하부 베이스(10)를 포함할 수 있다.
구체적으로 하부 베이스(10)는 지표면에 배치되어 코어링기(100) 전체를 지지할 수 있는 형상을 갖는다. 예를 들어 하부 베이스(10)는 플레이트, 원 기둥 등의 형상이 될 수 있다. 도 1에서는 플레이트 형태의 하부 베이스(10)가 도시되어 있으나, 하부 베이스(10)는 지표면에 배치되어 코어링기(100)를 지지할 수 있는 어떤 형태이든 가능하고 플레이트 형상에 한정되는 것은 아니다.
코어링기(100)는 자체 중량이 무겁고 시험편 제작시 코어링기(100)에 배치되는 암석 또한 중량이 무겁기 때문에, 하부 베이스(10)는 바닥을 지지할 수 있어야 하고 동시에 그 무게는 무거워야 한다.
코어링기(100)는 기둥축(20)을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
기둥축(20)은 하부 베이스(10)의 상면의 적어도 일부분에 수직으로 배치될 수 있다.
하부 베이스(10)는 홀을 적어도 하나 포함할 수 있고, 홀에는 기둥축(20)이 결합될 수 있다. 홀의 형태는 기둥축(20)이 결합될 수 있는 어떠한 형태로든 가능하고 예를 들면, 홀(미도시)의 형태는 삼각형, 사각형 및 원 등이 될 수 있으나, 이에 한정할 것은 아니다.
구체적으로, 코어링기(100)는 하부 베이스(10)에 홀(미도시)의 직경과 일치하는 직경의 기둥축(20)을 포함하고, 기둥축(20)의 하부는 하부 베이스(10)의 홀(미도시)에 끼움 결합되고 기둥축(20)의 상부는 하부 베이스(10)에 수직으로 배치될 수 있다.
기둥축(20)은 전체 코어링기(100)의 균형을 맞추는 역할을 한다.
구체적으로, 기둥축(20)은 코어링기(100)가 암석에서 시험편을 제작할 동안 강력한 충격이 있더라도 코어링기(100) 전체의 균형을 맞추는 역할을 한다.
또한 기둥축(20)은 코어링기(100)에 포함된 요소 중 상하 운동을 하는 요소가 오직 상하 운동만이 가능하도록 구속하는 역할도 한다.
따라서 기둥축(20)은 충격에 쉽게 변형되지 않는 재질로 구성되며, 기둥축(20)은 하부 베이스(10)와 강하게 결합되어야 한다.
코어링기(100)는 하부 베이스(10)와 소정 거리 이격되어 하부 베이스(10)의 상부에 배치되는 상부 베이스(30)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상부 베이스(30)의 상면에 피가공물이 올려질 수 있고, 피가공물은 시험편 제작을 위한 암석이 될 수 있다.
코어링기(100)는 상부 베이스(30)의 상부에 고정부(40)를 포함할 수 있다.
고정부(40)는 상부 베이스(30)의 상면에 배치되어 상부 베이스(30)의 상면에 올려진 피가공물을 고정할 수 있다.
구체적으로 고정부(40)는 시험편 제작을 위한 암석을 상부 베이스(30)의 상부에서 움직이지 않도록 고정할 수 있다.
고정부(40)는 적어도 하나의 고정부재 및 조임볼트를 포함할 수 있다.
상기 조임볼트는, 고정부재가 피가공물과 접할 경우, 고정부재가 피가공물과 접하는 면의 반대면에 고정부재와 일정거리 이격되어 설치될 수 있다.
고정부(40)는 고정부재를 이용하여 적어도 하나 이상의 방향에서 피가공물에 압력을 인가하는 방식으로 피가공물을 고정시킬 수 있다.
예를 들어, 고정부(40)는 4개 이상의 고정부재를 포함하고 고정부재는 4 방향에서 피가공물에 압력을 인가하여 피가공물을 고정시킬 수 있다.
이때 고정부(40)가 압력을 인가하는 방향 사이의 각도는 수학식 1에 의해서 결정된다.
Figure 112015084343361-pat00001
예를 들어, 고정부(40)의 고정부재가 4개인 경우 고정부가 피가공물에 압력을 인가하는 방향은 4방향이고 따라서 고정부(40)가 피가공물에 압력을 인가하는 방향 사이의 각도는 90도가 된다.
고정부재에서 피가공물과 접촉하는 일측면은 상부 베이스(30)와 수직이고 평평한 형상일 수 있다.
각각의 고정부재는 조절나사(41)와 손잡이(42)를 이용하는 바이스(vise) 형태로 구성될 수 있다.
바이스란 가공이 필요한 피가공물을 끼워서 고정시키는 장치를 의미한다.
바이스의 작동원리는 손잡이 토크를 누적하여 피가공물을 고정하는 것이다.
이를 위해서 항상 일정 위치에 고정되어 있는 조임볼트 및 유동적인 조절나사(41)가 조임볼트에 결합될 수 있다. 조절나사(41)의 일단부에는 토크를 줄 수 있는 손잡이(42)를 포함할 수 있다. 손잡이(42)를 돌려서 조절나사(41)가 돌아갈 경우 손잡이(42)에 의해 발생한 토크가 피가공물을 고정하는 힘으로 변경될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 조절나사(41)의 일단부에 포함된 손잡이(42)를 회전시켜 조임볼트에 결합된 조절나사(41) 위치를 변경한다. 손잡이(42)를 회전시킬 경우 손잡이(42)는 토크를 발생시키고 조절나사(41)를 통해서 고정부재에는 토크에 상응하는 압력를 인가한다. 고정부재에 인가된 압력만큼 피가공물에도 압력이 전달되어 피가공물을 상부 베이스(30)에 고정시킬 수 있다.
한편, 코어링기(100)는 상기 고정부재에 인가된 압력에 기초하여 손잡이(42)를 조작하여 추가로 토크를 더 발생시킬 수도 있고, 적게 발생시킬 수도 있다. 동시에 손잡이(42)는 사용자에 의해서도 조절될 수도 있다.
한편, 상부 베이스(30)의 상면에는 적어도 하나의 홈이 포함되어 있고, 홈은 상부 베이스(30) 상에 고정부재와 접촉되는 면의 일부분에 배치될 수 있다.
구체적으로 홈은 상부 베이스(30)상에 고정부재가 이동하면서 접촉되는 면에 레일처럼 배치될 수 있다.
예를 들어, 고정부재가 4개인 고정부(40)의 경우, 고정부재는 각각 4개의 방향에서 이동하므로 상기 홈도 상부 베이스의 중앙에서 4개의 방향으로 배치될 수 있다.
고정부재는 홈에 결합될 수 있는 체결부(미도시)를 포함하며, 고정부재는 체결부와 홈이 결합되어 고정될 수 있다.
즉, 고정부재는 손잡이(42)를 이용하여 조절나사(41)를 조절하고 이를 통해서 피가공물을 고정한다. 동시에 상부 베이스(30)의 홈에 고정부재의 체결부가 결합되어 고정부(40)를 홈에 고정시킬 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)를 설명하기 위한, 하부 베이스(10)와 상부 베이스(30)가 결합된 상태의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)를 설명하기 위한, 각도조절부(50)를 이용하여 상부 베이스(30)의 각도를 조절하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에서 확인할 수 있듯이, 코어링기(100)는 상부 베이스(30)와 하부 베이스 (10)사이에 배치된 각도조절부(50)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 각도조절부(50)는 상부 베이스(30)와 하부 베이스(10)가 이루는 각도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 하부 베이스(10)는 지표면에 배치되어 고정되고 각도조절부(50)는 상부 베이스(30)의 각도를 변경시켜 상부 베이스(30)와 하부 베이스(10)가 이루는 각도를 조절할 수 있다.
각도조절부(50)는 중간이 비어있는 반실린더 형상인 곡면부를 포함할 수 있다.
곡면부는 양 끝단의 형상은 평평하고, 양 끝단이 하부 베이스(10)에 위치할 수 있으며 곡면부의 이동을 방지하기 위해서 곡면부는 하부 베이스(10)에 고정될 수 있다.
곡면부는 곡면부 상에 올려진 소정의 물체를 곡선운동 하도록 할 수 있다.
곡면부의 상부에는 상부 베이스(30)가 배치될 수 있다.
구체적으로, 곡면부의 곡면에는 상부 베이스(30)의 하면이 맞닿도록 배치될 수 있으며 상부 베이스(30)는 곡면부 위를 이동하도록 설계될 수 있다.
곡면부는 소정의 방향으로 설치될 수 있다.
즉, 곡면부의 중심축은 상부 베이스(30)가 이동하는 방향에 기초하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 곡면부의 중심축이 기둥축(20) 방향으로 결정된 경우, 상부 베이스(30)는 곡면부의 중심축이 기둥축(20) 방향인 곡면부 위에서만 이동할 수 있다.
또 다른 예로, 곡면부의 중심축이 기둥축(20)과 수직한 방향으로 결정된 경우, 상부 베이스(30)는 곡면부의 중심축이 기둥축(20)과 수직한 방향인 곡면부 위에서만 이동할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 각도조절부(50)는 틸팅부(60)를 더 포함할 수 있다.
틸팅부(60)는 상부 베이스(30)가 곡면부의 곡면에 접하여 곡면부 위를 움직일 수 있도록 할 수 있다.
틸팅부(60)는 곡면부의 반실린더 내부에 배치되어 상부 베이스(30)와 연결되는 기어(미도시)를 포함할 수 있다.
기어(미도시)는 소정의 힘을 상부 베이스(30)에 전달하여 상부 베이스(30)를 움직일 수 있다.
기어(미도시)는 사용자가 인가하는 소정의 힘을 받아들여 피가공물이 포함된 상부 베이스(30)를 움직일 수 있는 힘으로 변환할 수 있다.
기어(미도시)에 힘을 인가하기 위해서 틸팅부(60)는 회전부를 포함할 수 있다.
회전부는 소정의 축을 중심으로 회전할 수 있도록 설치될 수 있다.
회전부에 인가된 힘이 기어에 전달될 수 있도록 틸팅부(60)는 회전부와 중심축을 공유하는 스크류(미도시)를 포함할 수 있다.
회전부는 회전부에 가해지는 힘을 다른 부분으로 전달할 수 있다.
따라서 코어링기(100)는 회전부를 회전시켜 회전부에 연결된 스크류(미도시)를 풀거나 조일 수 있다.
스크류(미도시)가 풀리거나 조여질 경우 스크류(미도시)의 각도에 상응하도록 상부 베이스(30)의 각도가 형성될 수 있다.
상부 베이스(30)의 각도는 사용자가 직접 회전부를 회전시키는 방식으로 스크류(미도시)를 풀거나 조일 수도 있다.
코어링기(100)는 상부 베이스(30)의 상부에 배치되는 이송 본체(70)를 포함할 수 있다.
이송 본체(70)는 기둥축(20)에 관통 결합되어 상부 베이스(30)의 상부에 배치되고 상하 수직으로 이동할 수 있다. 그리고 코어링기(100)는 이송 본체(70)가 소정의 위치에 도달했을 때 이송 본체(70)의 위치를 고정시킬 수 있다.
구체적으로 코어링기(100)가 피가공물에서 시험편을 제작할 때에 발생하는 충격이 있어도 이송 본체(70)는 기둥축(20)에 관통 결합되고 이송 본체(70)의 위치를 고정시켰으므로 이송 본체(70)의 위치가 변하지는 않는다.
그리고 코어링기(100)는 이송 본체(70)와 결합된 코어비트(71)를 포함할 수 있다.
코어비트(71)는 이송 본체(70)의 하부에 기 설정된 위치에 설치될 수 있다. 그리고 코어비트(71)는 피가공물의 위쪽에 위치하게 된다.
한편, 이송 본체(70)에는 코어비트(71)를 이동시키는 비트 조절부(72)와 이송 본체(70)를 이동시키는 이송 본체 조절부(73)가 포함될 수 있다.
예를 들어, 고정부(40)의 고정부재가 4개인 경우 고정부가 피가공물에 압력을 인가하는 방향은 4방향이고 따라서 고정부(40)가 피가공물에 압력을 인가하는 방향 사이의 각도는 90도가 된다.
고정부재에서 피가공물과 접촉하는 일측면은 상부 베이스(30)와 수직이고 평평한 형상일 수 있다.
각각의 고정부재는 조절나사(41)와 손잡이(42)를 이용하는 바이스(vise) 형태로 구성될 수 있다.
바이스란 가공이 필요한 피가공물을 끼워서 고정시키는 장치를 의미한다.
바이스의 작동원리는 손잡이 토크를 누적하여 피가공물을 고정하는 것이다.
이를 위해서 항상 일정 위치에 고정되어 있는 조임볼트 및 유동적인 조절나사(41)가 조임볼트에 결합될 수 있다. 조절나사(41)의 일단부에는 토크를 줄 수 있는 손잡이(42)를 포함할 수 있다. 손잡이(42)를 돌려서 조절나사(41)가 돌아갈 경우 손잡이(42)에 의해 발생한 토크가 피가공물을 고정하는 힘으로 변경될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 조절나사(41)의 일단부에 포함된 손잡이(42)를 회전시켜 조임볼트에 결합된 조절나사(41) 위치를 변경한다. 손잡이(42)를 회전시킬 경우 손잡이(42)는 토크를 발생시키고 조절나사(41)를 통해서 고정부재에는 토크에 상응하는 압력를 인가한다. 고정부재에 인가된 압력만큼 피가공물에도 압력이 전달되어 피가공물을 상부 베이스(30)에 고정시킬 수 있다.
한편, 코어링기(100)는 상기 고정부재에 인가된 압력에 기초하여 손잡이(42)를 조작하여 추가로 토크를 더 발생시킬 수도 있고, 적게 발생시킬 수도 있다. 동시에 손잡이(42)는 사용자에 의해서도 조절될 수도 있다.
한편, 상부 베이스(30)의 상면에는 적어도 하나의 홈이 포함되어 있고, 홈은 상부 베이스(30) 상에 고정부재와 접촉되는 면의 일부분에 배치될 수 있다.
구체적으로 홈은 상부 베이스(30)상에 고정부재가 이동하면서 접촉되는 면에 레일처럼 배치될 수 있다.
예를 들어, 고정부재가 4개인 고정부(40)의 경우, 고정부재는 각각 4개의 방향에서 이동하므로 상기 홈도 상부 베이스의 중앙에서 4개의 방향으로 배치될 수 있다.
고정부재는 홈에 결합될 수 있는 체결부(미도시)를 포함하며, 고정부재는 체결부와 홈이 결합되어 고정될 수 있다.
즉, 고정부재는 손잡이(42)를 이용하여 조절나사(41)를 조절하고 이를 통해서 피가공물을 고정한다. 동시에 상부 베이스(30)의 홈에 고정부재의 체결부가 결합되어 고정부(40)를 홈에 고정시킬 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)를 설명하기 위한, 하부 베이스(10)와 상부 베이스(30)가 결합된 상태의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)를 설명하기 위한, 각도조절부(50)를 이용하여 상부 베이스(30)의 각도를 조절하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에서 확인할 수 있듯이, 코어링기(100)는 상부 베이스(30)와 하부 베이스 (10)사이에 배치된 각도조절부(50)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 각도조절부(50)는 상부 베이스(30)와 하부 베이스(10)가 이루는 각도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 하부 베이스(10)는 지표면에 배치되어 고정되고 각도조절부(50)는 상부 베이스(30)의 각도를 변경시켜 상부 베이스(30)와 하부 베이스(10)가 이루는 각도를 조절할 수 있다.
각도조절부(50)는 중간이 비어있는 반실린더 형상인 곡면부를 포함할 수 있다.
곡면부는 양 끝단의 형상은 평평하고, 양 끝단이 하부 베이스(10)에 위치할 수 있으며 곡면부의 이동을 방지하기 위해서 곡면부는 하부 베이스(10)에 고정될 수 있다.
곡면부는 곡면부 상에 올려진 소정의 물체를 곡선운동 하도록 할 수 있다.
곡면부의 상부에는 상부 베이스(30)가 배치될 수 있다.
구체적으로, 곡면부의 곡면에는 상부 베이스(30)의 하면이 맞닿도록 배치될 수 있으며 상부 베이스(30)는 곡면부 위를 이동하도록 설계될 수 있다.
곡면부는 소정의 방향으로 설치될 수 있다.
즉, 곡면부의 중심축은 상부 베이스(30)가 이동하는 방향에 기초하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 곡면부의 중심축이 기둥축(20) 방향으로 결정된 경우, 상부 베이스(30)는 곡면부의 중심축이 기둥축(20) 방향인 곡면부 위에서만 이동할 수 있다.
또 다른 예로, 곡면부의 중심축이 기둥축(20)과 수직한 방향으로 결정된 경우, 상부 베이스(30)는 곡면부의 중심축이 기둥축(20)과 수직한 방향인 곡면부 위에서만 이동할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 각도조절부(50)는 틸팅부(60)를 더 포함할 수 있다.
틸팅부(60)는 상부 베이스(30)가 곡면부의 곡면에 접하여 곡면부 위를 움직일 수 있도록 할 수 있다.
틸팅부(60)는 곡면부의 반실린더 내부에 배치되어 상부 베이스(30)와 연결되는 기어(미도시)를 포함할 수 있다.
기어(미도시)는 소정의 힘을 상부 베이스(30)에 전달하여 상부 베이스(30)를 움직일 수 있다.
기어(미도시)는 사용자가 인가하는 소정의 힘을 받아들여 피가공물이 포함된 상부 베이스(30)를 움직일 수 있는 힘으로 변환할 수 있다.
기어(미도시)에 힘을 인가하기 위해서 틸팅부(60)는 회전부를 포함할 수 있다.
회전부는 소정의 축을 중심으로 회전할 수 있도록 설치될 수 있다.
회전부에 인가된 힘이 기어에 전달될 수 있도록 틸팅부(60)는 회전부와 중심축을 공유하는 스크류(미도시)를 포함할 수 있다.
회전부는 회전부에 가해지는 힘을 다른 부분으로 전달할 수 있다.
따라서 코어링기(100)는 회전부를 회전시켜 회전부에 연결된 스크류(미도시)를 풀거나 조일 수 있다.
스크류(미도시)가 풀리거나 조여질 경우 스크류(미도시)의 각도에 상응하도록 상부 베이스(30)의 각도가 형성될 수 있다.
상부 베이스(30)의 각도는 사용자가 직접 회전부를 회전시키는 방식으로 스크류(미도시)를 풀거나 조일 수도 있다.
코어링기(100)는 상부 베이스(30)의 상부에 배치되는 이송 본체(70)를 포함할 수 있다.
이송 본체(70)는 기둥축(20)에 관통 결합되어 상부 베이스(30)의 상부에 배치되고 상하 수직으로 이동할 수 있다. 그리고 코어링기(100)는 이송 본체(70)가 소정의 위치에 도달했을 때 이송 본체(70)의 위치를 고정시킬 수 있다.
구체적으로 코어링기(100)가 피가공물에서 시험편을 제작할 때에 발생하는 충격이 있어도 이송 본체(70)는 기둥축(20)에 관통 결합되고 이송 본체(70)의 위치를 고정시켰으므로 이송 본체(70)의 위치가 변하지는 않는다.
그리고 코어링기(100)는 이송 본체(70)와 결합된 코어비트(71)를 포함할 수 있다.
코어비트(71)는 이송 본체(70)의 하부에 기 설정된 위치에 설치될 수 있다. 그리고 코어비트(71)는 피가공물의 위쪽에 위치하게 된다.
한편, 이송 본체(70)에는 코어비트(71)를 이동시키는 비트 조절부(72)와 이송 본체(70)를 이동시키는 이송 본체 조절부(73)가 포함될 수 있다.
코어비트(71)는 이송 본체 조절부(73)와 비트 조절부(72)에 의해서 피가공물의 상면에 접하도록 조절될 수 있다.
예를 들어 코어링기(100)를 이용하여 피가공물인 암석의 시험편을 제작하는 과정은, 이송 본체 조절부(73)에 의해 이송 본체(70)가 상하로 움직이고 비트 조절부(72)에 의해서 코어비트(71)가 상하로 움직이는 일련의 과정을 포함할 수 있다.
한편, 피가공물에서 시험편을 제작하기 위해서는 이송 본체(70)와 코어비트(71)가 강하게 결합되어야 한다. 따라서 이송 본체(70) 및 코어비트(71) 사이에 배치되어 이송 본체(70) 및 코어비트(71)를 연결시키는 비트 연결부(80)가 포함될 수 있다.
비트 연결부(80)는 코어비트(71)가 이송 본체(70)의 하부에 배치될 수 있도록 코어비트(71)를 고정하며 동시에 코어비트(71)를 이송 본체(70)와 수직으로 배치될 수 있도록 고정하는 역할을 할 수 있다.
한편, 피가공물에서 시험편을 제작하는 과정에서, 코어링기(100)에 충격이 발생할 경우 코어비트(71)는 비트 연결부(80)의 중심에서 벗어나는 편심현상이 발생할 수 있다.
그리고 코어비트(71)는 코어링기(100)와 조립 공차가 있어 편심현상이 발생할 수도 있고, 코어비트(71) 자체의 결함으로 편심현상이 발생할 수도 있다.
따라서, 코어링기(100)는 가속도계(81)를 적어도 하나 이상 포함할 수 있고, 또한 가속도계(81)와 측정치를 송수신하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
가속도계(81)는 비트 연결부(80) 상단 일측면에 부착될 수 있고, 코어비트(71)의 진동을 측정하는 용도로 사용될 수 있다. 그리고, 제어부(미도시)는 상기 가속도계(81)의 측정치에 기초하여 코어비트(71)의 편심도를 측정할 수 있다.
피가공물에서 시험편을 제작함에 있어서 코어비트(71)가 편심된 경우가 편심되지 않은 때보다 상대적으로 진동의 크기가 크게 된다.
따라서 가속도계(81)는 피가공물에서 시험편을 제작하면서 코어비트(71)의 진동을 측정하고 제어부(미도시)는 가속도계가 측정한 코어비트의 시간당 진폭이 기 설정치 이상인 경우 코어비트(71)가 편심되었다고 판단할 수 있다.
코어비트(71)의 진동을 측정하기 위한 가속도계(81)는 유선 또는 무선으로 작동 가능하다.
즉, 가속도계(81)는 제어부와 유선장치를 통해서 신호를 주고받을 수도 있고, 연결해주는 유선장치 없이 무선으로 제어부와 신호를 주고받을 수도 있다.
한편, 도 6을 참조하여, 코어링기(100)가 코어링 작업을 하는 과정에 대해서 설명하겠다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 코어링기(100)를 이용한 코어링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 코어링기(100)는 시험편을 제작할 수 있다(S1001).
시험편을 제작함에 있어, 피가공물을 상부 베이스(30)상에 고정시킨 상태로, 상부 베이스(30)와 하부 베이스(10)가 이루는 각도가 조절될 수 있다.
각도를 조절하기 위해서, 회전부가 회전함에 따라 스크류(미도시)를 풀거나 조일 수 있다. 회전부는 힘을 전달하는 부재이므로, 회전부에 가해진 힘을 스크류에 전달하여 스크류를 풀거나 조임에 따라 상부 베이스(30)로 하여금 반실린더 형상을 갖는 곡면부 위를 움직이게 할 수 있고, 이를 통해서 상부 베이스(30)는 곡면을 따라 각도가 조절되게 된다.
각도가 조절된 경우, 코어링기(100)는 코어비트(71)를 이용해서 피가공물을 코어링 할 수 있다. 즉, 코어링기(100)는 피가공물에 충격을 가해서 시험편을 제작할 수 있다.
구체적으로, 코어링 작업은 코어비트(71) 및 이송본체(70)의 위치가 비트 조절부(72) 및 이송 본체 조절부(73)에 의해서 조절되고, 코어비트(71)가 피가공물에 충격을 가해서 시험편을 제작하는 작업을 의미한다.
이때 시험편은 피가공물로부터 코어비트(71)를 통해 가공된 것을 의미하며, 일반적으로 원통 형태로 제작되는 것이 일반적이다.
시험편을 제작할 경우, 코어링기(100)는 코어비트(71)의 진동을 측정할 수 있다.
코어링기(100)는 코어비트(71)의 진동을 측정하기 위해서 가속도계(81)를 포함할 수 있고, 가속도계(81)는 비트 연결부(80) 상단 일측면에 부착될 수 있다.
가속도계(81)는 소정의 물체가 움직일 때, 그 물체의 가속도를 측정할 수 있다.
구체적으로 가속도계(81)는 코어비트가 움직일 때, 코어비트의 가속도를 측정할 수 있고 나아가 가속도계(81)는 코어비트의 진동을 측정할 수 있다(S1002).
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 코어링기(100)는 코어비트(71)의 편심도를 산출할 수 있다(S1003).
제어부가 편심여부를 판별하는 구체적인 방법에 대해서는 이하에서 상세하게 설명하겠다.
즉, 피가공물에서 시험편을 제작함에 있어서 코어비트(71)가 편심된 경우가 편심되지 않은 때보다 상대적으로 진동의 크기가 크게 된다.
따라서 코어링기(100)는 적어도 하나 이상의 가속도계를 포함하고, 코어링기(100)는 가속도계를 이용하여 코어비트의 진동을 측정하여 편심도 측정이 가능하다.
구체적으로, 제어부(미도시)는 가속도계가 측정한 코어비트의 시간당 평균 진폭이 기 설정치 이상인 경우 코어비트(71)가 편심되었다고 판단할 수 있다.
예를 들어 코어비트가 편심되지 않은 경우 진동의 시간당 평균 진폭이 4mm정도라고 할 경우, 코어링 작업중 코어비트가 진동하는 시간당 평균 진폭이 7mm가 발생했다면, 코어비트가 편심되었다고 판단할 수 있는 것이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 코어링기(100)는 편심도를 피가공물의 종류별로 저장할 수 있다(S1004).
이를 위해 코어링기(100)는 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.
저장부(미도시)는 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로 코어링기(100)는 피가공물의 종류별로 편심도 정보를 저장할 수 있다.
구체적으로, 편심도는 암종이나 암석의 강도에 따라 차이가 있으므로 코어링기(100)가 편심도를 암종이나 암석의 강도에 따라 정량화하여 데이터화할 수 있다.
한편 도 6에서 도시된 바와 같이, 코어링기(100)는 종료 여부를 판단할 수 있다(S1005).
코어링기(100)가 종료하지 않는 경우, 다음 시험편 제작을 위해서 코어비트(71)의 위치를 조정할 수 있다.
구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로부터 분리될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 하부 베이스
20 : 기둥축
30 : 상부 베이스
40 : 고정부
41 : 조절나사
42 : 손잡이
50 : 각도조절부
60 : 틸팅부
70 : 이송 본체
80 : 비트 연결부
100 : 코어링기

Claims (14)

  1. 시험편 제작을 위해 암석을 천공하는 방향성 코어링기에 있어서,
    지표면에 배치되는 플레이트 형태의 하부 베이스;
    상기 하부 베이스의 상면 일부분에 수직으로 배치되는 원통형의 기둥축;
    상기 하부 베이스와 소정 거리 이격되어 상기 하부 베이스의 상부에 배치되는 상부 베이스;
    상기 상부 베이스의 상면에 배치되어 상기 상부 베이스 상면에 올려진 암석을 고정할 수 있는 고정부;
    중간이 비어있는 반실린더 형상인 곡면부 및 상기 상부 베이스가 상기 곡면부 위를 움직일 수 있도록 하는 틸팅부를 포함하고 상기 하부 베이스와 상기 상부 베이스 사이에 배치되어 상부 베이스 및 하부 베이스가 이루는 각도를 조절하는 각도조절부;
    상기 기둥축에 관통 결합되어 상기 상부 베이스의 상부에 배치되고 상하 수직으로 이동하는 이송 본체;
    상기 이송 본체의 하부에 기 설정된 위치에 설치되어 상기 암석을 코어링하는 코어비트;
    상기 이송 본체 및 상기 코어비트 사이에 배치되어 상기 이송 본체 및 상기 코어비트를 연결시키는 비트 연결부;
    상기 상부 베이스 및 하부 베이스의 각도를 조절하여 암석을 코어링하면서 상기 코어비트의 진동을 측정하는 가속도계;
    상기 가속도계가 측정한 상기 코어비트의 진동에 기초하여 상기 코어비트의 편심도를 측정하는 제어부; 및
    상기 제어부가 산출한 상기 코어비트의 편심도를 암종이나 암석의 강도에 따라 정량화 및 데이터화하는 저장부를 더 포함하고,
    소정의 방향으로 결정되는 상기 곡면부의 중심축은,
    상부 베이스가 이동하는 방향에 기초하여 결정되고,
    상기 고정부는,
    상부베이스와 수직한 일측면이 암석과 접촉하여 암석에 압력을 가하는 고정부재를 적어도 두 개 포함하고,
    상기 제어부는,
    코어비트의 시간당 평균 진폭이 기 설정치 이상인 경우 코어비트가 편심되었다고 판단하는, 방향성 코어링기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    적어도 하나의 조임볼트 및 조절나사를 포함하고,
    상기 조임볼트는,
    상기 고정부재가 피가공물과 접할 경우, 상기 고정부재가 피가공물과 접하는 면의 반대면에서 상기 고정부재와 일정거리 이격되어 설치되고,
    상기 조절나사는,
    상기 고정부재의 피가공물과 접하는 면의 반대면에 연장설치되고 상기 조임볼트와 중심축을 공유하고,
    상기 조절나사의 일단부에는 상기 조절나사를 조절하는 손잡이를 포함하며,
    상기 손잡이를 통해 인가된 힘에 의해 조임볼트와 고정부재 사이의 조절나사의 길이가 길어짐에 따라 피가공물을 조임고정하는, 방향성 코어링기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 베이스는,
    상면에 적어도 하나의 홈을 포함하고,
    상기 홈은 상부 베이스 상에 상기 고정부재와 접촉되는 면 중 일부분에 배치되며,
    상기 고정부재는 상기 홈에 결합되는 체결부를 포함하는, 방향성 코어링기.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    양 끝단이 하부 베이스 상에 위치하며, 그 형상이 평평하고,
    상기 틸팅부는,
    상기 곡면부의 반실린더 내부에 배치되어 상기 상부 베이스와 연결되는 기어;
    상기 기어와 연결된 스크류; 및
    상기 스크류와 연결되어 상기 스크류를 풀거나 조이는 회전부를 포함하는, 방향성 코어링기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항의 방향성 코어링기가 코어링하는 방법으로써,
    시험편을 제작하는 단계; 및
    코어비트의 편심도를 산출하는 단계를 포함하는, 코어링기를 이용한 코어링 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 시험편을 제작하는 단계는,
    회전부가 회전함에 따라 스크류를 풀거나 조이는 단계를 포함하는, 방향성 코어링기를 이용한 코어링 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스크류를 풀거나 조이는 단계는,
    상기 스크류를 풀거나 조임에 따라 상기 상부 베이스로 하여금 상기 곡면부 위를 움직이도록 하는 단계를 더 포함하는, 방향성 코어링기를 이용한 코어링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 곡면부 위를 움직이는 단계는,
    피가공물에 충격을 가해서 시험편을 제작하는 단계를 더 포함하는, 방향성 코어링기를 이용한 코어링 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시험편을 제작하는 단계는,
    상기 가속도계가 상기 코어비트의 진동을 측정하는 단계를 더 포함하는, 방향성 코어링기를 이용한 코어링 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 코어비트의 편심도를 산출하는 단계는,
    상기 코어비트의 편심도 정보를 피가공물의 종류별로 상기 저장부에 저장하는 단계를 더 포함하는, 방향성 코어링기를 이용한 코어링 방법.
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