KR101602096B1 - 파이프 박음 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파이프 박음 장치에 관한 것으로서, 중심에서 일측으로 공간부(111)가 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 결합하여 공간부(111) 상에 구비되고 상호 좌우 대칭하는 한 쌍의 클램프(121,122)가 개폐하여 파이프(200)를 안착 및 고정하는 안착부(120)와, 상기 하우징(110)의 내부에 구비되고 편심된 위치에 중량물(133,134)이 부착된 한 쌍의 기어(131,132)가 상호 교합하여 회전함에 따라 하우징(110)에 반복적인 하중을 가하는 하중부(130)로 구성됨으로써 작업자가 더욱 간편하고 정확하게 파이프 매설 작업을 시행할 수 있도록 하는 것이 특징이다.

Description

파이프 박음 장치{THE PIPE STRIKE DEVICE}
본 발명은 파이프 박음 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 비닐하우스나 울타리의 설치를 위한 파이프의 매설시 파이프를 안착부에 고정하고 동력을 이용해 하중부에 반복적인 하중을 발생시킴으로써 파이프가 지중 깊이 박히도록 하여 작업자가 더욱 간편하고 정확하게 파이프 매설 작업을 시행할 수 있도록 하는 파이프 박음 장치의 제공에 관한 것이다.
일반적으로, 비닐하우스나 울타리 등 구조물의 설치시에는 구조물의 기본 프레임을 이루는 골조를 형성하는 작업이 가장 먼저 시행된다. 구조물의 형상에 따라 수직 또는 수평 골조를 조립하여 프레임을 형성하는데 특히 수직 골조 즉, 지주가 되는 파이프는 구조물이 지상에 설립되어 안정적으로 그 형태를 유지하도록 하는 지지력을 부여하는 핵심 수단이다. 그러므로 파이프는 구조물에 작용하는 하중을 지탱할 수 있도록 일정 깊이 이상 지중에 매설되어 고정된다.
파이프 매설 작업은 과거에는 작업자가 일일이 수작업으로 파이프를 지면에 대고 해머 등을 이용하여 파이프를 직접 타격해 지중에 박히도록 진행하였으나 작업에 소요되는 시간과 노동력에 비해 작업효율이 현저히 떨어지고 인력에만 의존함으로 인해 파이프의 매설 깊이에도 한계가 있어 안정적인 지지력을 확보하기 어려운 실정에 있었다.
따라서, 최근에 들어서는 동력을 이용해 지반을 굴착하여 구멍을 천공해 파이프를 매설하도록 함으로써 수작업에 필요한 노동력을 대체할 수 있는 장치들이 개발되어 이용되고 있다. 예컨대 등록특허 제10-0623163호에는 비닐하우스 등의 설치를 위한 파이프를 지중에 용이하게 매설하기 위한 지중천공용 굴착기를 개시하고 있다.
상기와 같은 종래 기술이 적용되는 지중천공용 굴착기는 스크루날개가 형성된 중심축에 통상의 드릴을 체결하여 지중에 구멍을 천공해 파이프를 매설하도록 하는 형태를 취하고 있다. 그러나 천공된 구멍에 파이프를 매설하더라도 파이프와 지반 사이에 이격 공간이 발생하여 지지력이 현저히 저하됨은 물론이고 이격 공간을 다시 흙 등으로 메워넣는 작업이 추가로 필요한 등의 문제점이 있다. 또한, 고가의 굴착용 장비를 구비하는데 따른 비용 부담이 증대되어 소규모의 파이프 매설 작업에는 적합하지 않은 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 인지하여 등록특허 제10-0601735호에는 기존의 수작업으로 파이프를 직접 타격해 매설하던 방식을 개선하여 타격 작업에 필요한 노동력을 동력을 이용해 대체할 수 있는 장치의 구조를 개시하고 있다. 상기 등록특허의 상세한 구성을 살펴보면 다음과 같다.
일정각도를 유지하는 원뿔대의 외경면(12)을 유지하고 중심부에 상하로 관통되는 결착홀(13)을 형성하여 결착홀(13) 내부에 다수의 공간(14)을 일정간격으로 형성하여 다수의 결착면(11)이 구성되도록 하고 일정간격의 안전공간(15)이 유지되도록 하여 좌우로 이등분시킨 결착구(10)와, 중심부에 상부로 좁아지는 일정각도를 유지하는 장착공(22)을 형성하고 상부에 타격면(23)을 돌출시킨 장착구(21)를 좌우로 이등분하되 한 부분에 결합홈(24)과 결합돌기(25)를 각각 구성하여 상하로 연결하는 장착핀(26)으로 장착하고 복수의 결합핀(27)과 다수의 체결구(28)로 이등분된 장착구(21)가 결합하도록 구성시킨 결착수단(20)과, 중심부에 하단으로 일정면적의 타격면(33)을 돌출하고 상부로 관통되는 안내홀(32)을 형성하여 그 중심에서 일정거리를 두고 전후로 개방되는 복수의 결합홀(34)을 대칭이 되도록 관통시킨 타격구(31)를 좌우 대칭이 되도록 이등분하여 복수의 결합봉(35)을 결합홀(34)에 삽입하여 결합하도록 하고 그 중심부에 전 후면에 타격구(30)를 이동시키는 손잡이(36)를 형성시켜서 구성시킨 타격수단(30)으로 구성된다.
등록특허 제 10 - 0623163 - 0000 호 등록특허 제 10 - 0601735 - 0000 호 등록실용신안 제 20 - 0127276 - 0000 호 등록실용신안 제 20 - 0307513 - 0000 호
상기와 같은 종래 기술이 적용되는 파이프 박음 장치는 매설하고자 하는 파이프를 결착수단에 고정하고 타격수단으로 결착수단의 상부를 타격하여 파이프가 매설되도록 하는 형태를 취하고 있다. 그러나, 상기 장치는 기존의 수작업에서 파이프를 타격하는 해머의 역할을 하는 타격수단을 사람이 잡고 상하 승강 운동하여 타격하는 방식에 그치므로 여전히 작업에 필요한 시간과 노동력이 비효율적으로 소요되는 문제점이 있으며 단순히 해머를 사용하는 것에 비해 작업자의 작업성이 다소 개선된 타격수단을 구비한 것에 불과한 실정이다.
또한, 타격수단에 의해 직접적인 타격이 가해지는 상기 결착수단은 반복적인 타격에 기인한 손상의 발생 위험이 있으므로 타격수단에 버금가는 수준의 강도를 확보하기 위한 제작비용 또는 유지비용의 상승을 초래하게 된다.
아울러, 타격수단과 결착수단의 마찰시 발생하는 소음과 진동 역시 장치의 수명을 현저히 단축시키는 요인이 되고 이는 상하 승강 운동하는 타격수단을 직접 잡고 작업을 실시하는 작업자에게도 악영향을 미치게 되는 문제점이 있다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
중심에서 일측으로 공간부(111)가 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 결합하여 공간부(111) 상에 구비되고 상호 좌우 대칭하는 한 쌍의 클램프(121,122)가 개폐하여 파이프(200)를 안착 및 고정하는 안착부(120)와, 상기 하우징(110)의 내부에 구비되고 편심된 위치에 중량물(133,134)이 부착된 한 쌍의 기어(131,132)가 상호 교합하여 회전함에 따라 하우징(110)에 반복적인 하중을 가하는 하중부(130)로 구성함으로써 작업자가 더욱 간편하고 정확하게 파이프 매설 작업을 시행할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 비닐하우스나 울타리 등의 설치를 위한 파이프의 매설시 동력을 이용해 파이프가 지중 깊이 매설될 수 있도록 하여 단순히 수작업에 의존하던 것에 비해 작업에 소요되는 시간과 노동력을 현저히 절감해주는 효과가 있다.
아울러, 단일 장치만으로 매설 작업의 시행이 가능하도록 더욱 간소화된 구성으로 이루어져 소규모 작업시에도 작업자가 부담없이 간편하게 사용할 수 있어 산업상 이용 가능성을 증대시키는 이점이 있다.
특히, 천공된 구멍에 파이프를 매설하는 종래 굴착방식에 비해 파이프에 더욱 강한 지지력을 부여하는 박음 방식으로 파이프를 매설하되 직접적인 타격을 가하는 기존 박음 방식을 대체하여 반복적인 하중을 발생시켜 이를 파이프에 전달하는 구성으로 이루어짐으로써 직접적인 타격으로 인한 타격부위의 손상과 같은 문제점이 해소되고 소음 및 진동의 발생이 최소화되어 작업성을 더욱 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 사시도.
도 2는 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 상측 단면도.
도 4는 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 하중부(130)의 구성도.
도 5는 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 사용 상태 예시도.
이하, 본 발명의 파이프 박음 장치의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 사시도, 도 2는 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 상측 단면도, 도 4는 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 하중부(130)의 구성도, 도 5는 본 발명의 파이프 박음 장치의 실시 예에 따른 사용 상태 예시도로서 함께 설명한다.
본 발명의 기술이 적용되는 파이프 박음 장치는 중심에서 일측으로 공간부(111)가 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)과 결합해 공간부(111) 상에 구비되고 상호 좌우 대칭하는 한 쌍의 클램프(121,122)가 개폐하여 파이프(200)를 안착 및 고정하는 안착부(120)와, 상기 하우징(110)의 내부에 구비되고 편심된 위치에 중량물(133,134)이 부착된 한 쌍의 기어(131,132)가 상호 교합하여 회전함에 따라 하우징(110)에 반복적인 하중을 가하는 하중부(130)로 구성한다.
상기 하우징(110)은 중심에 공간부(111)가 형성될 수 있도록 예컨대 'C' 또는 'ㄷ'자 형태로 구비하는 것이 바람직하다. 이는 파이프(200)가 안착되는 안착부(120)를 하우징(110)의 중심에 위치하도록 하여 매설 작업시 작업자로 하여금 파이프(200)를 중심으로 본체(100)가 무게중심을 균형있게 유지할 수 있도록 함은 물론이고 개방된 전면부를 통해 파이프(200)를 손쉽게 안착 및 탈거할 수 있도록 하는 이점이 있다. 또한, 상기 하중부(130)를 하우징(110) 내부에 장착함에 있어서도 안착부(120)를 중심으로 공간부(111) 양측의 하우징(110) 내부에서 하중부(130)가 좌우 균형을 이루도록 배치할 수 있으므로 하중부(130)에서 발생하는 하중이 안착부(120)에 고정된 파이프(200)에 더욱 효율적으로 전달되어 작업성이 증대되는 효과를 도모할 수 있다.
한편, 하우징(110)의 양 측면에는 손잡이(112) 및 제어버튼(113)을 구비하여 작업자가 양손으로 본체(100)를 손쉽게 제어할 수 있도록 한다. 파이프 매설 작업시 하중부(130)에서 발생하는 하중을 안착부(120)를 통해 전달받은 파이프(200)가 지중에서 일정 방향으로 진행하여 박힐 수 있도록 하기 위해 작업자는 상기 손잡이(112)를 잡고 본체(100)의 무게중심이 균형을 이루도록 용이하게 제어할 수 있다.
상기 안착부(120)는 하우징(110)의 내측에 결합되어 공간부(111) 상에 돌출 구비되는 한 쌍의 클램프(121,122) 및 클램프(121,122)를 구동하는 개폐수단(124)으로 이루어져 하우징(110)의 전면부를 통해 삽입되는 파이프(200)의 외주면을 견고하게 고정시킨다.
일반적으로 원형 단면으로 형성되는 파이프(200)의 외주면을 보다 효율적으로 감싸도록 클램프(121,122)의 말단은 'C'자 형태로 형성하고 한 쌍의 클램프(121,122)가 좌우에서 상호 대칭을 이루도록 구비하여 파이프(200)의 외주면를 좌우에서 감싸 견고하게 안착시킨다. 또한 파이프(200)의 안착시 클램프(121,122)는 상기 개폐수단(124)의 동력을 전달받아 회동함에 따라 개폐 작동한다. 본 발명의 기술이 적용된 바람직한 실시 예에서는 일측 클램프(121)는 고정된 상태를 유지하고 전기모터를 개폐수단(124)으로 사용하여 축의 회전력을 이용해 타측 클램프(122)를 개폐하도록 구성하였으나 일반적인 동력전달장치로서 유압 또는 공압장치를 이용하여 상기 클램프(121,122)의 일측 또는 양측에 설치해 사용할 수도 있다. 유압 또는 공압장치의 동력 전달 방법은 통상적으로 주지된 사실이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 안착부(120)는 하중부(130)에 의해 하우징(110)에 반복적으로 가해지는 하중을 파이프(200)에 전달하여 파이프(200)가 매설되도록 하는 수단이므로 작업이 진행되는 동안 클램프(121,122)는 파이프(200)를 강력하게 고정할 수 있도록 구성되어야 한다. 이를 위해 상기 클램프(121,122)의 내측면에는 수평 방향으로 마찰돌기(123)를 형성하여 파이프(200)의 안착시 파이프(200)와 클램프(121,122)의 접촉면에 마찰저항력을 증대시켜 강력한 고정력을 확보한다. 이와 함께 마찰돌기(123)의 표면에 소정의 홈을 더 형성하거나 마찰계수가 높은 재질의 부재를 추가로 부착하여 마찰저항을 더욱 증대시키도록 구성할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
상기 하중부(130)는 공간부(111) 양측의 하우징(110) 내부공간에 각각 구비되어 동력을 이용해 반복적인 하중을 발생하고 이를 안착부(120)를 통해 파이프(200)에 전달하여 파이프(200)가 지중에 박히도록 한다. 더욱 상세히는 하중부(130)는 구동수단(135)의 동력에 의해 회전 구동하는 제1기어(131)와, 제1기어(131)에 교합되는 제2기어(132)가 동시에 회전하도록 이루어진다.
상기 제1기어(131) 및 제2기어(132)에는 상술하였듯 일정 무게의 중량물(133,134)이 각 기어의 중심축에서 편심된 위치에 부착되어 기어의 회전시 발생하는 원심력에 중량물(133,134)이 부착된 방향으로 하중이 더 가해지도록 구성된다. 따라서 하중이 동일 시점에서 동일 방향으로 발생하도록 하기 위해 상기 제1기어(131) 및 제2기어(132)의 회전시 중량물(133,134)의 위치는 상호 좌우 대칭하도록 구성하여 하중부(130)에 구비된 모든 중량물(133,134)이 동일한 위치에너지를 가지고 회전하도록 구성한다.
한편, 상기 구동수단(135)은 제1기어(131) 및 제2기어(132)가 중량물(133,134)을 상향 이동시키는 회전구간에서만 동력을 전달하고, 중량물(133,134)의 하향 이동은 중력에 의해 자유 낙하하도록 이루어져 하우징(110)에 일정 간격으로 하중을 가하도록 한다. 아울러, 공간부(111)를 중심으로 양측에서 대향하여 하우징(110) 내부에 구비된 하중부(130)는 동일한 회전력으로 작동되므로 하나의 구동수단(135)으로 양측 하중부(130)를 동시에 작동시킬 수 있다. 이는 동력의 사용을 최소화하여 에너지를 효율적으로 절약하는 효과는 물론이고 중량물(133,134) 자체의 무게 및 위치에너지를 이용하여 반복적인 하중을 발생시킴으로써 파이프(200) 매설에 필요한 충분한 하중을 확보할 수 있도록 한다.
상기 하우징(110)에 가해지는 하중의 횟수는 하중부(130)의 회전속도에 비례하므로 작업자는 지반의 종류 및 파이프(200)가 매설되는 깊이를 고려하여 구동수단(135)의 회전속도를 제어할 수 있다.
이하, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 파이프 박음 장치의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.
작업자는 상기 하우징(110)에 구비된 제어버튼(113)을 조작하여 개폐수단(124)을 가동하고 안착부(120)의 클램프(121,122)가 개방된다. 파이프(200)를 개방된 클램프(121,122) 내로 안착하고 클램프(121,122)를 폐쇄하여 파이프(200)를 안착부(120)에 견고하게 고정한다.
작업자는 상기 하우징(110)에 형성된 손잡이(112)를 잡고 본체(100)를 이동하여 파이프(200)를 매설할 위치에 파이프(200)의 말단을 위치시킨다. 하중부(130)를 작동하기 전 파이프(200)와 지면이 이루는 각도를 수직으로 형성한 후 하중을 가할 때 가장 효율적으로 매설이 진행될 수 있음은 주지된 사실이므로 작업자는 본체(100)의 무게중심을 적절히 잡아 파이프(200)와 지면의 각도가 수직을 이루도록 함이 바람직하다.
파이프(200)의 매설 작업의 준비가 완료되면 작업자는 제어버튼(113)을 조작하여 구동수단(135)을 가동해 하우징(110)의 양측 내부에 구비된 하중부(130)를 작동시킨다. 이에 따라 제1기어(131) 및 제2기어(132)는 동시에 회전구동하고 부착된 중량물(133,134) 역시 동일 시점에 동일 위치를 가지고 상향 이동된다.
상술하였듯이 상기 구동수단(135)은 중량물(133,134)을 6시에서 12시 방향으로 상향 이동시에는 동력을 전달하고 12시 방향을 지나 다시 6시 방향으로 하향 이동시에는 동력을 차단하므로 하중부(130)에 구비된 모든 중량물(133,134)은 자체 무게 및 위치에너지에 의해 자유 낙하하여 하중을 발생시킨다. 하중부(130)를 통해 하우징(110)에 가해진 하중은 안착부(120)를 통해 파이프(200)에 전달되고 파이프(200)는 하중의 발생 시점마다 지중에 박히는 과정이 진행된다. 작업자는 파이프(200)가 매설되는 속도를 관찰하면서 구동수단(135)의 회전속도를 제어하여 하중이 가해지는 횟수를 조절할 수 있다.
파이프(200)가 원하는 깊이로 매설되면 작업자는 구동수단(135)의 가동을 중지하여 하중부(130)의 작동을 정지하고 개폐수단(124)을 가동하여 클램프(121,122)를 개방해 파이프(200)로부터 본체(100)를 이탈시켜 파이프 매설 작업을 마무리한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 파이프 박음 장치는 파이프 매설 작업시 수작업에 비해 작업에 소요되는 시간과 노동력을 현저히 절감할 수 있음은 물론이고 소규모의 작업시에도 작업자가 부담없이 간편하게 이용할 수 있도록 구성되어 산업상 이용 가능성이 증대되며 작업중 장치에 가해지는 충격 및 소음이나 진동의 발생이 최소화되는 등의 다양한 이점이 있다.
100: 파이프 박음 장치 본체
110: 하우징 111: 공간부
112: 손잡이 113: 제어버튼
120: 안착부 121,122: 클램프
123: 마찰돌기 124: 개폐수단
130: 하중부 131: 제1기어
132: 제2기어 133,134: 중량물
135: 구동수단 200: 파이프

Claims (3)

  1. 중심에서 일측으로 공간부(111)가 형성된 하우징(110)과;
    상기 하우징(110)의 내부에 결합하여 공간부(111) 상에 구비되고 상호 좌우 대칭하는 한 쌍의 클램프(121,122)가 개폐수단(124)의 동력을 전달받아 개폐하여 마찰돌기(123)가 형성된 클램프(121,122)의 내측면에 파이프(200)를 안착 및 고정하는 안착부(120)와;
    상기 하우징(110)의 내부에 구비되고 편심된 위치에 중량물(133,134)이 부착된 한 쌍의 기어(131,132)가 상호 교합하여 회전함에 따라 하우징(110)에 반복적인 하중을 가하는 하중부(130)로 이루어지는 파이프 박음 장치에 있어서;
    상기 하중부(130)는 구동수단(135)의 동력에 의해 회전 구동하는 제1기어(131)와, 제1기어(131)에 교합되는 제2기어(132)가 동시에 회전하되, 회전시 중량물(133,134)의 위치는 상호 좌우 대칭하고;
    상기 구동수단(135)은 제1기어(131) 및 제2기어(132)가 중량물(133,134)을 상향 이동시키는 회전구간에서만 동력을 전달하고, 중량물(133,134)의 하향 이동은 중력에 의해 자유 낙하하도록 이루어져 하우징(110)에 일정 간격으로 하중을 가하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 파이프 박음 장치.
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