KR101603758B1 - 천공기용 더블 함마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전기 및 교각 등과 같은 대형 구조물을 위한 토목공사 중 해저 또는 지중의 암반지역 등에서 천공할 때 천공기에 장착하여 사용하는 더블 함마장치에 관한 것으로서, 한 쌍의 함마비트가 드릴로드의 구동력에 의해 동시에 구동되면서 암반 굴착이 가능하게 함으로 해서 작업 능률을 배가시켜 공기단축을 기대할 수 있도록 한 천공기용 더블 함마장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 천공기용 더블 함마장치에 있어서; 평면에서 볼 때 8자 형상으로 이루어진 기어박스와; 기어박스 형상과 동일하게 기어박스 상측에 배치되는 에어챔버와; 상기 기어박스와 에어챔버에 관통되도록 설치되며 상단이 천공기에 설치된 드릴로드와 연결되는 구동로드와; 상기 기어박스 양측 아래쪽으로 결합되어 구동로드의 구동력이 기어박스 내의 구동기어와 제1,2피동기어를 통해 전달되어 회전구동하며, 드릴로드에서 에어챔버로 공급되는 압축공기가 제공되어 하측의 비트가 승강작동하는 제1,2함마비트와; 천공기의 리더에 설치된 케이싱고정구에 상단이 고정되며 상기 기어박스와 에어챔버 및 제1,2함마비트가 내입되는 높이를 가지며 하단 측방으로 배출공이 형성되고 잘록한 부분에 드릴로드가 끼워지는 로드결합공이 상하로 관통된 더블가이드 케이싱을 포함하도록 구성한 것이다.

Description

천공기용 더블 함마장치{Double hammer device for drilling machine}

본 발명은 풍력발전기 및 교각 등과 같은 대형 구조물을 위한 토목공사 중 해저 또는 지중의 암반지역 등에서 천공할 때 천공기에 장착하여 사용하는 더블 함마장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 한 쌍의 함마비트가 드릴로드의 구동력에 의해 동시에 구동되면서 암반 굴착이 가능하게 함으로 해서 작업 능률을 배가시켜 공기단축을 기대할 수 있도록 한 천공기용 더블 함마장치를 제공코자 하는 것이다.

풍력발전기 및 교각 등과 같은 대형 구조물을 위한 토목공사 중 암반지역 등에서 천공할 때 천공기에 장착된 함마비트를 이용하여 천공한 구멍을 도넛 형상이 되도록 연속 천공한 후 중앙에 천공되지 않고 남아 있는 암반의 뿌리 부분을 절단하여 대구경의 천공이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

이와 같은 천공 작업의 경우 함마비트를 이용하여 천공한 구멍들 내에 위치하는 부분을 별도로 천공하지 않아도 되므로 대구경 천공에 매우 적합한 공법으로 제안되고 있다.

그러나 하나의 함마비트로 천공이 이루어지므로 천공작업에 많은 시간이 소요되고, 공사기간도 길어지게 되는 등의 개선책이 요구되고 있어 복수의 함마비트를 함께 운용하여 천공 작업이 이루어질 수 있도록 하는 수단이 요구되고 있는 실정이었다.

한편 종래에도 복수의 함마비트를 이용하는 기술들이 다수 존재하고 있었으며, 이들 선행기술의 바람직한 예로는 대한민국 공개특허공보(A)10-2005-0081095호(2005.08.18.)호 및 10-2006-0131403호(2006.12.20.)의 조합함마등이 제안되고 있다. 이들 선행기술은 상부에 탑비트가 결합되는 프레임에 복수의 슬리브통공부를 형성하고 이들에 각각 비트를 결합하여 함마 작동이 구현될 수 있도록 한 것이다.

이와 같은 조합함마는 일반적으로 사용하고 있는 일자형 함마비트에서 제공할 수 없는 넓은 천공이 가능하게 되는 이점이 있으나, 천공경의 크기에 한계가 있고, 또 장비를 운용함에 있어 압축공기 사용량이 증가하게 되는 어려움도 있었다.

KR 1020050081095 A 2005.08.18. KR 1020060131403 A 2006.12.20.

이에 본 발명자는 상기한 종래 천공기용 함마장치를 이용할 때 작업능률 저하로 인해 공사기간이 길어지는 등의 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 천공기의 드릴로드 하측으로 한 쌍의 함마비트가 드릴로드의 구동력에 의해 회전되면서 승강작동이 이루어질 수 있도록 설치하여 기존에 드릴로드 하측으로 한 개의 함마비트를 설치하는 것에 비해 2배로 빠른 작업이 이루어질 수 있어 공기단축을 실현할 수 있도록 한 천공기용 더블 함마장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는 천공기용 더블 함마장치에 있어서; 평면에서 볼 때 8자 형상으로 이루어진 기어박스와; 기어박스 형상과 동일하게 기어박스 상측에 배치되는 에어챔버와; 상기 기어박스와 에어챔버에 관통되도록 설치되며 상단이 천공기에 설치된 드릴로드와 연결되는 구동로드와; 상기 기어박스 양측 아래쪽으로 결합되어 구동로드의 구동력이 기어박스 내의 구동기어와 제1,2피동기어를 통해 전달되어 회전구동하며, 드릴로드에서 에어챔버로 공급되는 압축공기가 제공되어 하측의 비트가 승강작동하는 제1,2함마비트와; 천공기의 리더에 설치된 케이싱고정구에 상단이 고정되며 상기 기어박스와 에어챔버 및 제1,2함마비트가 내입되는 높이를 가지며 하단 측방으로 배출공이 형성되고 잘록한 부분에 드릴로드가 끼워지는 로드결합공이 상하로 관통된 더블가이드 케이싱을 포함하도록 구성하였다.

또한 본 발명에서는 상기 기어박스의 하측으로 노출된 구동로드의 선단에 보조커터를 더 설치하여 제1,2함마비트에 의해 천공된 경계부분의 암을 파쇄하여 기어박스 및 에어챔버의 하강이 원활하게 이루어질 수 있도록 하였다.

본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치를 이용하는 경우 제1,2함마비트가 동시에 작동하면서 암반을 천공하는 것으로, 기존 한 개의 함마비트를 이용하는 것에 비해 2배 이상 빠른 천공작업이 가능하므로 공사기간을 대폭 단축하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 제1,2함마비트가 암반 표층을 천공할 때 더블가이드 케이싱의 안내를 받으며 하강하므로 천공 수직도를 높일 수 있으며, 천공과정에서 발생하는 파쇄물 및 분진의 비산을 최소화 할 수 있어 분진 등으로 인해 발생하는 민원을 최소화 할 수 있는 것이다.

2개의 함마비트만 운용되므로 압축공기 제공에 큰 어려움이 없다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치의 바람직한 일 실시례를 보인 외형 사시도
도 2는 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치의 구성을 보인 단면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치의 기어박스 내구 구성을 보인 평단면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치를 이용하여 암반을 천공하는 예를 보인 정면도
도 5는 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치를 이용하여 암반을 천공하는 예를 보인 평면도

이하 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치의 바람직한 일 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치의 바람직한 일 실시례를 보인 외형 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치의 구성을 보인 단면도, 도 3은 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치의 기어박스 내구 구성을 보인 평단면도, 도 4, 도 5는 본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치를 이용하여 암반을 천공하는 예를 보인 정면도 및 평면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 천공기용 더블 함마장치(1)는 제1,2함마비트(8)(9)를 조합하여 드릴로드(110)의 구동력에 의해 동시에 구동되면서 암반 굴착이 가능하게 한 것으로, 작업 능률을 배가시켜 공기단축을 기대할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 천공기용 더블 함마장치(1)는 평면에서 볼 때 8자 형상으로 이루어진 기어박스(2)를 형성하고, 기어박스(2) 상측으로는 기어박스(2)와 동일한 형상을 갖도록 에어챔버(3)를 배치한다.

상기 기어박스(2)와 에어챔버(3)의 잘록한 연결부분의 중앙에 수직방향으로 구동로드(4)를 회전 가능하게 결합한다. 이때 구동로드(4)는 기어박스(2) 및 에어챔버(3)에 지지된 상태로 자유 회전하도록 베어링을 매개로 설치되며, 또한 기어박스(2)와 에어챔버(3)에 수밀성이 유지될 수 있도록 씰을 설치함은 당연하다.

상기 구동로드(4)의 상단은 천공기(100)에 설치되어 회전 구동되며 단위부재를 다단으로 연결하는 구성으로 이루어진 드릴로드(110)와 분리 가능한 구성으로 결합되며, 내부 중심에는 압축공기가 공급되는 공기공급로(4a)가 하단이 막힌 상태로 형성되고, 에어챔버(3) 내의 구동로드(4)에는 상기 공기공급로(4a)와 연결되는 공급공(4b)이 직각방향으로 형성되어 에어챔버(3)로 압축공기를 공급할 수 있도록 한다. 그리고 기어박스(2) 내의 구동로드(4)에는 구동기어(5)를 설치하여 구동로드(4)와 함께 회전될 수 있도록 하고, 기어박스(2)의 양측으로 설치되어 있는 제1,2피동기어(6)(7)를 구동할 수 있게 한다.

상기 제1,2피동기어(6)(7)에는 제1,2함마비트(8)(9)가 결합된다. 이들의 바람직한 결합은 제1,2함마비트(8)(9)의 상측으로 형성되어 있는 제1,2피동축(10)(11)을 상단이 에어챔버(3) 내이 위치될 수 있도록 기어박스(2)에 베어링 및 실에 의해 지지되어 회전할 수 있도록 하고, 기어박스(2) 내에 위치하는 제1,2피동축(10)(11)상에 제1,2피동기어(6)(7)를 구동기어(5)와 기어 결합되도록 설치하여 제1,2함마비트(8)(9)를 회전시킬 수 있도록 한다.

상기 제1,2함마비트(8)(9)의 상측으로 형성된 제1,2피동축(10)(11)의 중심으로는 공기유로(10a)(11a)가 형성되어 제1,2함마비트(8)(9)에 공급되어 제1,2함마비트(8)(9) 하단에 설치되어 있는 비트(8a)(9a)를 승강시켜 암을 파쇄할 수 있게 한다.

이때 제1,2함마비트(8)(9)의 하단에 설치되는 양쪽 비트(8a)(9a)는 서로 근접한 상태로 작동이 이루어지며, 천공과정에서 이들 사이에 얇은 벽이 형성될 수도 있다.

본 발명에서는 상기에서와 같이 천공과정에서 형성될 수 있는 얇은 벽 부분을 와해시켜 상기 기어박스(2) 및 에어챔버(3)가 제1,2함마비트(8)(9)와 함께 암에 형성되는 구멍을 통해 쉽게 하강할 수 있도록 한다. 이를 위해 본 발명에서는 기어박스(2) 하측으로 노출된 구동로드(4)에 보조커터(12)를 설치하여 보조커터(12)와 함께 회전되도록 한다.

그리고 상기 더블가이드 케이싱(13)은 천공기(100)의 리더(120)에 설치된 케이싱고정구(130)에 상단이 고정되며 상기 기어박스(2)와 에어챔버(3) 및 제1,2함마비트(8)(9)가 내입되는 높이를 가지며 하단 측방으로 배출공(13a)이 형성되고 잘록한 부분에 드릴로드(110)가 끼워지는 로드결합공(13b)이 상하로 관통된 더블가이드 케이싱(13)(13)을 포함하도록 구성하였다.

또한 본 발명에서는 상기 기어박스(2)의 하측으로 노출된 구동로드(4)의 선단에 보조커터를 더 설치하여 제1,2함마비트(8)(9)에 의해 천공된 경계부분의 암을 파쇄하여 기어박스(2) 및 에어챔버(3)의 하강이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 풍력발전기 및 교각 등과 같은 대형 구조물을 시공을 위해 암반층에 기초공사를 위해 대구경의 구멍을 천공할 때 적용하여 도 3과 같이 천공작업을 행할 수 있는 것으로, 이하에서 본 발명의 사용에 따른 작용을 설명한다.

본 발명으로 암반층에 천공작업을 하고자 할 시에는 먼저 천공기(100)의 리더(120) 하단의 케이싱고정구(130)에 더블가이드 케이싱(13)을 고정 설치한 상태에서 더블가이드 케이싱(13)의 중앙에 형성된 로드결합공(13b)을 통해서 에어챔버(3) 상부로 노출되어 있는 구동로드(4)를 끼워 더블가이드 케이싱(13) 상측으로 구동로드(4)를 노출시킨 상태에서 드릴로드(110)에 구동로드(4)를 결합한다.

상기와 같은 준비 작업이 끝나면 더블가이드 케이싱(13) 내측으로 제1,2함마비트(8)(9)가 내입되도록 한 상태에서 천공위치에 더블가이드 케이싱(13)을 도 2에 도시된 바와 같이 밀착시킨 후 드릴로드(110)를 구동하면서 하측으로 가압한다.

상기와 같이 드릴로드(110)가 구동되면 드릴로드(110)와 연결되어 있는 구동로드(4) 상의 가 구동기어(5)가 회전하면서, 제1,2피동기어(6)(7)를 동시에 회전시켜 제1,2함마비트(8)(9)를 회전시키게 된다.

또한 드릴로드(110)와 구동로드(4)를 통해서 에어챔버(3)로 공급된 압축공기가 제1,2피동축(10)(11)에 형성되어 있는 공기유로(10a)(11a)를 통해 제1,2함마비트(8)(9)로 공급되어 제1,2함마비트(8)(9)의 하부 비트(8a)(9a)를 상승시켜 암반층을 타격하면서 천공작업을 진행하게 되는 것이다.

그리고 상기와 같이 1차 천공이 이루어진 후 본 발명의 천공기용 더블 함마장치(1)를 지상으로 인발 한 후 천공된 홀에는 보조가이드케이싱(140)을 도 5에 도시한 바와 같이 입설한 상태에서 상기와 같은 천공작업을 진행하여 천공기용 더블 함마장치(1)의 제1,2함마비트(8)(9)가 하강할 때 미리 천공한 홀 쪽으로 제1,2함마비트(8)(9)가 밀리지 않고 수직으로 하강할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성 및 작용되는 본 발명에 의하면 기존 한 개의 함마비트를 이용하는 것에 비해 2배 이상 빠른 천공작업이 가능하므로 공사기간을 대폭 단축하는 효과를 기대할 수 있는 것이며, 암반 표층을 천공할 때 더블가이드 케이싱(13)의 안내를 받으며 하강하므로 천공 수직도를 높일 수 있고, 천공과정에서 발생하는 파쇄물 및 분진의 비산을 최소화 할 수 있어 분진 등으로 인해 발생하는 민원을 최소화 할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 별도로 도시되지는 않았지만 본 발명이 적용된 천공장비를 바지선에 싣고 해상에서 작업할 수 있음은 당연하다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:천공기용 더블 함마장치 2:기어박스
3:에어챔버 4:구동로드
4a:공기공급로 4b:공급공
5:구동기어 6,7:제1,2피동기어
8,9:제1,2함마비트 8a,9a:비트
10,11:제1,2피동축 10a,11a:공기유로
12:보조커터 13:더블가이드 케이싱
100:천공기 110:드릴로드
120:리더 130:케이싱고정구
140:보조가이드케이싱

Claims (2)

1. 천공기용 더블 함마장치(1)에 있어서;
   평면에서 볼 때 8자 형상으로 이루어진 기어박스(2)와;
   기어박스(2) 형상과 동일하게 기어박스(2) 상측에 배치되는 에어챔버(3)와;
   상기 기어박스(2)와 에어챔버(3)에 관통되도록 설치되며 상단이 천공기(100)에 설치된 드릴로드(110)와 연결되는 구동로드(4)와;
   상기 기어박스(2) 양측 아래쪽으로 결합되어 구동로드(4)의 구동력이 기어박스(2) 내의 구동기어(5)와 제1,2피동기어(6)(7)를 통해 전달되어 회전구동하며, 드릴로드(110)에서 에어챔버(3)로 공급되는 압축공기가 제공되어 하측의 비트(8a)(9a)가 승강작동하는 제1,2함마비트(8)(9)와;
   천공기(100)의 리더(120)에 설치된 케이싱고정구(130)에 상단이 고정되며 상기 기어박스(2)와 에어챔버(3) 및 제1,2함마비트(8)(9)가 내입되는 높이를 가지며 하단 측방으로 배출공(13a)이 형성되고 잘록한 부분에 드릴로드(110)가 끼워지는 로드결합공(13b)이 상하로 관통된 더블가이드 케이싱(13)을 포함하도록 구성한 것을 특징으로 하는 천공기용 더블 함마장치.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 기어박스(2)의 하측으로 노출된 구동로드(4)의 선단에 보조커터(12)를 더 설치하여 제1,2함마비트(8)(9)에 의해 천공된 경계부분의 암을 파쇄하여 기어박스(2) 및 에어챔버(3)의 하강이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 천공기용 더블 함마장치.

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