KR101640311B1 - 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치는, 일단에 버켓이 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체가 구비된 암을 포함하는 굴삭기에 설치되며, 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행하는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 있어서, 일단을 통해 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 탈부착 가능하도록 연결되는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부에 설치되며, 회전 구동력을 발생시키는 회전 구동부 및 상기 몸체부의 타단을 통해 노출된 상기 회전 구동부에 연결되며, 상기 회전 구동부로부터 전달 받은 회전 구동력에 의해 회전하며 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행하는 보링 툴을 포함하며, 상기 보링 툴은 상기 몸체부가 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 연결되는 위치에 따라 상기 보링 작업이 수행되는 방향이 변경되는 것을 특징으로 한다.

Description

굴삭기를 이용한 소형 보링 장치{Small boring apparatus using excavator}

본 발명은 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보링 작업에 있어서 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 최소화하고 다양한 작업 장소로의 이동 용이성 및 그에 따른 작업 효율성을 증대시킬 수 있는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 관한 것이다.

지중에 구조물을 설치하기 위해서는 지반을 굴착 또는 천공한 후에 굴착 또는 천공된 지중에 구조물을 매설하여 설치하게 된다. 일반적으로 보링(Boring) 작업이란 탐층(探層), 탐정(探井), 탐광(探鍵) 등을 위해 지하의 지층 두께, 광물질 등을 조사하는 굴착(또는, 천공) 작업이나, 건축 공사, 지반에 대한 기초 파일링 시공 공사, 터널 공사, 지하철 공사 등을 수행하는 건설 공사 현장에서 지반, 암반, 터널 전단면 등을 기계적으로 절삭하거나 파쇄하여 굴착하는 작업을 의미한다.

이러한 보링 작업은 기존의 재래식 공법인 폭약에 의한 발파 공법이 소음 및 진동의 발생, 작업자의 안정성 문제 등으로 인해 보링 장치를 이용하는 시공 방법으로 대체되어 가는 추세이다.

그러나, 종래의 보링 장치는 장치의 구조가 복잡하고 대형 크기이므로 작업 장소에 따라 장치의 설치 및 작업에 대한 제한이 크고 작업 장소 간 이동이 용이하지 않아 작업 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한, 대형 보링 장치를 사용하여 보링 작업을 수행하는 경우 진동과 소음 발생이 심해 작업 장소는 물론 주변 지역까지 피해가 발생한다는 문제점이 있었다.

따라서, 보링 작업에 있어서 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 최소화하고 다양한 작업 장소로의 이동 용이성 및 그에 따른 작업 효율성을 증대시킬 수 있는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치가 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보다 간단하고 소형화된 구조의 보링 장치를 이동 용이성이 뛰어난 굴삭기에 탈부착 가능하도록 설치함으로써, 보링 작업에 있어서 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 최소화하고 다양한 작업 장소로의 이동 용이성 및 그에 따른 작업 효율성을 증대시킬 수 있는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치는, 일단에 버켓이 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체가 구비된 암을 포함하는 굴삭기에 설치되며, 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행하는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 있어서, 일단을 통해 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 탈부착 가능하도록 연결되는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부에 설치되며, 회전 구동력을 발생시키는 회전 구동부 및 상기 몸체부의 타단을 통해 노출된 상기 회전 구동부에 연결되며, 상기 회전 구동부로부터 전달 받은 회전 구동력에 의해 회전하며 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행하는 보링 툴을 포함하며, 상기 보링 툴은 상기 몸체부가 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 연결되는 위치에 따라 상기 보링 작업이 수행되는 방향이 변경되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부는, 내부에 수용 공간이 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 양 측면에 서로 마주 보도록 구비되는 한 쌍의 측면 브라켓 및 상기 하우징의 상부에서 상기 한 쌍의 측면 브라켓을 연결하도록 결합되고, 상기 한 쌍의 걸림 연결체의 간격에 대응하는 간격으로 배치되는 적어도 3 개 이상의 결합부를 포함하며, 상기 몸체부는 상기 적어도 3 개 이상의 결합부 중 서로 인접하는 2 개의 결합부를 선택하여 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 연결함으로써 상기 보링 툴이 상기 보링 작업을 수행하는 방향을 결정하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 회전 구동부는, 상기 수용 공간의 내부에서 상기 하우징에 장착되며, 상기 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터와, 일단이 상기 구동 모터의 회전 축에 연결되며, 상기 구동 모터로부터 상기 회전 구동력을 전달 받아 회전하는 구동 샤프트 및 일단이 상기 구동 샤프트의 타단에 결합되고, 타단에 상기 보링 툴이 탈부착 가능하도록 결합되며, 상기 구동 샤프트로부터 전달 받은 상기 회전 구동력에 의해 상기 보링 툴을 회전시키는 결합 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은, 상기 구동 모터의 회전축 방향을 따라 상하부가 개방되고, 양 측면에 상기 한 쌍의 측면 브라켓이 형성된 베이스 몸체와, 상하부가 개방되어 상기 베이스 몸체의 하단에 결합될 때에 상기 베이스 몸체와 함께 상기 수용 공간을 형성하는 결합 몸체 및 상기 구동 모터가 상기 베이스 몸체에 결합된 상태에서 상기 베이스 몸체의 개방된 상부를 밀폐하는 몸체 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 구동 모터는 상기 굴삭기로부터 공급 받은 오일을 이용하여 구동하는 유압 모터인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 보링 툴은, 일단은 상기 회전 구동부의 일단에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 회전 구동부로부터 전달 받은 상기 회전 구동력에 의해 회전하는 회전 몸체 및 일단은 상기 회전 몸체의 하단에 회전 가능하게 결합되며, 상기 지반 또는 암반에 맞닿는 표면에는 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수의 보링 비트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 복수의 잇날은 텅스텐으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 따르면, 보다 간단하고 소형화된 구조의 보링 장치를 이동 용이성이 뛰어난 굴삭기에 탈부착 가능하도록 설치함으로써, 보링 작업에 있어서 다양한 작업 장소로의 이동 용이성 및 그에 따른 작업 효율성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 따르면, 소형화된 구조의 보링 장치를 이용하여 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행함으로써, 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 현저히 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 따르면, 몸체부에 구비된 복수의 결합부를 이용하여 한 쌍의 걸림 연결체에 결합되는 몸체부의 작업 방향을 변경함으로써, 굴삭기의 위치, 굴삭기에 구비된 암의 작업 반경 범위 등에 의한 제한 없이 보링 툴을 원하는 작업 방향으로 쉽게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 따르면, 회전 구동부에 구비된 구동 모터를 유압 모터를 사용함으로써, 회전 구동부의 구조를 소형화하면서도 보링 작업에 필요한 동력을 충분히 얻을 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 굴삭기의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치를 일반적인 굴삭기에 설치한 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에서 몸체부와 회전 구동부의 구조를 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에서 몸체부와 회전 구동부의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에서 보링 툴의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치를 일반적인 굴삭기에 설치하여 보링 작업을 수행하는 일 예를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치를 일반적인 굴삭기에 설치하여 보링 작업을 수행하는 다른 예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 일반적인 굴삭기의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치를 일반적인 굴삭기에 설치한 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.

일반적인 굴삭기(excavator)(10)는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭 작업, 토사를 운반하는 적재 작업, 건물을 해체하는 파쇄 작업, 지반 또는 암반을 정리하는 정지 작업 등의 작업을 수행하는 건설 기계로서, 장비의 이동 역할을 하는 주행체, 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체, 상부 선회체에 장착되어 링크 구동에 의해 적재 작업 등을 수행하는 암(Arm)(11)으로 구성될 수 있다.

이러한 암(11)에는 일반 굴삭 및 토사 운반을 위한 버켓(Bucket), 단단한 지반 또는 암반, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커, 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등이 설치될 수 있다. 도 1에서는 굴삭기(10)의 암(11)에 일반 굴삭 및 토사 운반을 위해 사용하는 버켓(20)이 설치된 예를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 버켓(20)은 굴삭기(10)의 상부 선회체에 장착된 암(11)의 일단에 구비되는 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 설치되는데, 버켓(20)은 작업 변경에 따른 교체 등 필요에 따라 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 탈부착할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)는 일단에 버켓(20)이 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체(12)가 구비된 암(11)을 포함하는 굴삭기(10)에 설치되며, 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)는 보다 간단하고 소형화된 구조의 보링 장치를 이동 용이성이 뛰어난 굴삭기(10)에 탈부착 가능하도록 설치함으로써, 보링 작업에 있어서 다양한 작업 장소로의 이동 용이성 및 그에 따른 작업 효율성을 증대시킬 수 있다. 또한, 소형화된 구조의 보링 장치를 이용하여 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행함으로써, 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 현저히 줄일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 측면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)는 몸체부(100), 회전 구동부(200) 및 보링 툴(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

몸체부(100)는 일단을 통해 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 탈부착 가능하도록 연결될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)는 하우징(110), 한 쌍의 측면 브라켓(120) 및 결합부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 몸체부(100)는 결합부(130)를 통해 굴삭기(10)의 암(11)에 구비된 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있는데, 이러한 결합부(130)는 복수개(예를 들어, 제1 결합부(130A), 제2 결합부(130B), 제3 결합부(130C)가 구비되어 한 쌍의 걸림 연결체(12)가 결합되는 결합부(130)의 위치에 따라 후술할 보링 툴(300)의 작업 방향을 변경할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 몸체부(100)의 구체적인 구조에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.

회전 구동부(200)는 몸체부(100)의 내부에 설치되며, 회전 구동력을 발생시킬 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 구동부(200)는 구동 모터(210), 구동 샤프트(220), 결합 부재(230), 동력 전달 부재(240) 및 지지 부재(250)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 회전 구동부(200)는 몸체부(100)의 내부에 설치된 상태로 회전 구동력을 발생하여 후술할 보링 툴(300)을 회전시켜 보링 작업을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 회전 구동부(200)의 구체적인 구조에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.

보링 툴(300)은 몸체부(100)의 타단을 통해 노출된 회전 구동부(200)에 연결되며, 회전 구동부(200)로부터 전달 받은 회전 구동력에 의해 회전하며 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 보링 툴(300)은 크게 회전 몸체(310)와 복수의 보링 비트(320)(예를 들어, 3 개의 보링 비트 320A, 320B, 320C)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 보링 툴(300)은 회전 구동부(200)의 결합 부재(230)에 결합된 상태로 구동 모터(210)의 회전 구동력을 전달 받아 회전할 수 있다. 이러한 보링 툴(300)의 구체적인 구조에 대해서는 도 7을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)의 보링 툴(300)은 몸체부(100)가 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 연결되는 위치에 따라 보링 작업이 수행되는 방향이 변경될 수 있다. 상술한 바와 같이, 몸체부(100)는 복수의 결합부(130)를 통해 굴삭기(10)의 암(11)에 구비된 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합되는데, 한 쌍의 걸림 연결체(12)가 결합되는 결합부(130)의 위치에 따라 몸체부(100)의 설치 방향이 바뀌므로 보링 툴(300)의 작업 방향을 변경할 수 있다. 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합되는 몸체부(100)의 설치 방향에 따라 보링 툴(300)의 작업 방향이 변경되는 예는 도 8 및 도 9를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)의 몸체부(100)와 회전 구동부(200)의 구조에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에서 몸체부와 회전 구동부의 구조를 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에서 몸체부와 회전 구동부의 구조를 나타내는 종단면도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)는 하우징(110), 한 쌍의 측면 브라켓(120), 결합부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(110)은 몸체부(100)의 기본적인 프레임을 이루며, 내부에 회전 구동부(200)가 수용될 수 있도록 수용 공간(111a)이 형성될 수 있다. 하우징(110)의 양 측면에는 서로 마주 보도록 한 쌍의 측면 브라켓(120)이 구비될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(110)은 크게 베이스 몸체(111), 결합 몸체(112) 및 몸체 커버(113)를 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 몸체(111)는 구동 모터(210)의 회전축 방향을 따라 상하부가 개방되고, 양 측면에 한 쌍의 측면 브라켓(120)이 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 몸체(111)는 상하로 관통된 중공부를 가지도록 대략 원통 형상을 가지고, 내부에 후술할 구동 모터(210)가 장착될 수 있도록 결합단이 형성될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 측면 브라켓(120)은 대략 얇은 판상 형태를 가지고, 원통 형상을 가지는 베이스 몸체(111)의 외주면에 접하는 위치에 결합될 수 있다. 이 때, 한 쌍의 측면 브라켓(120)은 다각형 단면을 가질 수 있는데, 한 쌍의 측면 브라켓(120)의 단면 형상은 작업 방향에 따른 결합부(130)의 개수 및 배치 형태에 따라 결정될 수 있다.

도 5에서는 3 개의 결합부(130)가 중앙에 위치하는 제2 결합부(130B)를 중심으로 제1 결합부(130A), 제2 결합부(130B) 및 제3 결합부(130C)가 약 120도 간격으로 형성된 경우에 한 쌍의 측면 브라켓(120)이 5 각형 단면을 가지는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

도 5에서는 베이스 몸체(111)와 한 쌍의 측면 브라켓(120)이 일체로 형성된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 베이스 몸체(111)와 한 쌍의 측면 브라켓(120)은 별도로 제작되어 용접, 나사 결합 등에 의해 조립될 수도 있다.

그리고, 결합 몸체(112)는 상하부가 개방되어 베이스 몸체(111)의 하단에 결합될 때에 베이스 몸체(111)와 함께 수용 공간(111a)을 형성할 수 있으며, 몸체 커버(113)는 구동 모터(210)가 베이스 몸체(111)에 결합된 상태에서 베이스 몸체(111)의 개방된 상부를 밀폐할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)는 하우징(110)의 상부에서 한 쌍의 측면 브라켓(120)을 연결하도록 결합되는 결합부(130)를 포함할 수 있다. 이러한 결합부(130)는 복수개(예를 들어, 제1 결합부(130A), 제2 결합부(130B), 제3 결합부(130C)가 구비되어 한 쌍의 걸림 연결체(12)가 결합되는 결합부(130)의 위치에 따라 보링 툴(300)의 작업 방향을 변경할 수 있다. 이 때, 각각의 결합부(130)는 한 쌍의 걸림 연결체(12)의 간격에 대응하는 간격, 바람직하게는, 한 쌍의 걸림 연결체(12)의 간격과 동일한 간격으로 배치될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)에 구비되는 복수의 결합부(130)는 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합 가능하도록 길게 형성된 원통형 샤프트(131A, 131B, 131C)와 같은 형상을 가지고 있다. 또한, 복수의 결합부(130)는 각각 한 쌍의 측면 브라켓(120)에 조립 및 분해가 가능하도록 원통형 샤프트(131A, 131B, 131C)의 일단 또는 양단에 너트와 같은 고정 부재(132A, 132B, 132C)를 구비할 수도 있다. 이 경우, 복수의 결합부(130) 각각의 원통형 샤프트(131A, 131B, 131C)는 한 쌍의 측면 브라켓(120)에 형성된 관통홀을 통해 삽입된 후, 일단 또는 양단을 고정 부재(132A, 132B, 132C)에 의해 고정 결합될 수 있다.

바람직하게는, 결합부(130)는 적어도 3 개 이상이 구비될 수 있으며, 몸체부(100)는 적어도 3 개 이상의 결합부(130) 중 서로 인접하는 2 개의 결합부(130)를 선택하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 연결함으로써 보링 툴(300)이 보링 작업을 수행하는 방향을 결정할 수 있다.

예를 들어, 서로 다른 n 개의 작업 방향을 구현하고자 하는 경우, n+1 개의 결합부(130)를 한 쌍의 걸림 연결체(12)의 간격에 대응하는 간격으로 순차적으로 배치할 수 있다. 이 때, n+1 개의 결합부(130)는 인접하는 3 개의 결합부(130)가 서로 일직선으로 형성하지 않는 것이 바람직하다. 즉, n+1 개의 결합부(130)는 인접하는 3 개의 결합부(130)가 중앙에 위치하는 결합부(130)를 중심으로 180도 이하의 각도를 가지도록 배치되는 것이 바람직하다.

도 6에서는 3 개의 결합부(130)가 중앙에 위치하는 제2 결합부(130B)를 중심으로 제1 결합부(130A), 제2 결합부(130B) 및 제3 결합부(130C)가 약 120도 간격으로 형성된 경우를 예로 들고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

도 3 내지 도 6에서는 3 개의 결합부(130)가 구비된 예를 도시하고 있는데, 도 3 내지 도 6에 도시된 예의 경우, 원하는 작업 방향에 따라, 인접하는 제1 결합부(130A)와 제2 결합부(130B)를 선택하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합하거나, 인접하는 제2 결합부(130B)와 제3 결합부(130C)를 선택하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합함으로써 보링 툴(300)의 작업 방향을 결정할 수 있다.

도 3 내지 도 6에서는 3 개의 결합부(130)인 제1 결합부(130A), 제2 결합부(130B), 제3 결합부(130C)가 구비된 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않으며, 결합부(130)의 개수 및 배치 형태는 원하는 작업 방향에 따라 당업자에 얼마든지 변경 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)는 몸체부(100)에 구비된 복수의 결합부(130)를 이용하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합되는 몸체부(100)의 작업 방향을 변경함으로써, 굴삭기(10)의 위치, 굴삭기(10)에 구비된 암(11)의 작업 반경 범위 등에 의한 제한 없이 보링 툴(300)을 원하는 작업 방향으로 쉽게 조절할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 회전 구동부(200)는 구동 모터(210), 구동 샤프트(220), 결합 부재(230), 동력 전달 부재(240) 및 지지 부재(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

구동 모터(210)는 몸체부(100)에 구비된 수용 공간(111a)의 내부에서 하우징(110)에 장착되며, 회전 구동력을 발생시킬 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 모터(210)는 하우징(110)의 베이스 몸체(111)에 형성된 결합단에 볼트 등 체결 부재를 이용하여 고정될 수 있다.

바람직하게는, 구동 모터(210)는 굴삭기로부터 공급 받은 오일을 이용하여 구동하는 유압 모터를 사용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)는 회전 구동부(200)에 구비된 구동 모터(210)를 유압 모터를 사용함으로써, 회전 구동부(200)의 구조를 소형화하면서도 보링 작업에 필요한 동력을 충분히 얻을 수 있다.

구동 샤프트(220)는 일단이 구동 모터(210)의 회전 축에 연결되며, 구동 모터(210)로부터 회전 구동력을 전달 받아 회전할 수 있다. 또한, 결합 부재(230)는 일단(231)이 구동 샤프트(220)의 타단에 결합되고, 타단(232)에 보링 툴(300)이 탈부착 가능하도록 결합되며, 구동 샤프트(220)로부터 전달 받은 회전 구동력에 의해 보링 툴(300)을 회전시킬 수 있다. 비록 자세히 도시되지는 않았으나, 결합 부재(230)의 일단(231)과 타단(232)은 각각 구동 샤프트(220)와 보링 툴(300)이 결합 가능하도록 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 결합 부재(230)의 외주면에는 구동 샤프트(220)와 보링 툴(300)의 결합할 때 나사산의 조임 또는 풀림 작업이 용이하도록 결합 홈(233)이 형성될 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 구동 샤프트(220)는 구동 모터(210)의 회전 축과 구동 샤프트(220)의 회전 축은 일직선이 되도록 배치될 수 있으나, 필요에 따라, 구동 모터(210)의 회전 축과 구동 샤프트(220)의 회전 축이 일정한 각도를 이루도록 배치될 수도 있다.

한편, 회전 구동부(200)는 구동 모터(210)로부터 구동 샤프트(220)로 회전 구동력을 전달하기 위해 구동 모터(210)의 회전 축과 구동 샤프트(220)를 연결하는 동력 전달 부재(240)를 더 포함할 수 있다. 도 6에서는 구동 모터(210)의 회전 축과 구동 샤프트(220)를 연결하기 위한 동력 전달 부재(240)로 플랜지 커플링(Flange coupling)을 사용한 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

또한, 회전 구동부(200)는 구동 샤프트(220)의 회전을 지지하기 위한 지지 부재(250)를 더 포함할 수 있다. 도 6에서는 구동 샤프트(220)의 회전을 지지하기 위한 지지 부재(250)로 한 쌍의 볼 베어링(Ball bearing)을 사용한 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)의 보링 툴(300)의 구조에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에서 보링 툴의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 보링 툴(300)은 크게 회전 몸체(310)와 복수의 보링 비트(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

회전 몸체(310)는, 일단은 회전 구동부(200)의 일단에 탈부착 가능하게 결합되고, 회전 구동부(200)로부터 전달 받은 회전 구동력에 의해 회전할 수 있다. 또한, 복수의 보링 비트(320)(예를 들어, 3 개의 보링 비트 320A, 320B, 320C)는, 일단은 회전 몸체(310)의 하단에 회전 가능하게 결합되며, 지반 또는 암반에 맞닿는 표면에는 복수의 잇날(321A, 321B, 321C)이 방사상으로 형성될 수 있다.

이 때, 복수의 보링 비트(320A, 320B, 320C)에 형성된 복수의 잇날(321A, 321B, 321C)은 텅스텐으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 보링 비트(320)는 각각 작업 방향을 향하는 일측의 동일 평면 상에서 동일 각도 간격의 원형 배열로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 보링 비트(320A, 320B, 320C)는 대략 원추형 형상을 가지고 원추형 형상의 표면에는 직육면체, 사각뿔, 구 형태의 잇날(321A, 321B, 321C)들이 일정한 간격을 가지고 방사상으로 형성될 수 있다. 각각의 보링 비트(320A, 320B, 320C)는 하단 중앙부에 일정 깊이를 가지는 중공부가 형성되고, 회전 몸체(310)는 작업 방향을 향하는 일측에 각각의 보링 비트(320A, 320B, 320C)에 형성된 중공부에 삽입되어 복수의 보링 비트(320A, 320B, 320C)를 회전 가능하도록 결합하기 위한 원통형의 샤프트가 형성될 수 있다. 비록 자세히 도시되지는 않았으나, 각각의 보링 비트(320A, 320B, 320C)의 중공부와 회전 몸체(310)의 원통형 샤프트의 사이에는 각각의 보링 비트(320A, 320B, 320C)의 회전을 지지하기 위해 볼 베어링 등이 설치될 수 있다.

도 7에서는 3 개의 보링 비트(320A, 320B, 320C)가 120 도 간격으로 배열된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 보링 비트(320)의 구조, 보링 비트(320)의 개수 및 배치 형태 등은 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)의 동작에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치를 일반적인 굴삭기에 설치하여 보링 작업을 수행하는 일 예를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치를 일반적인 굴삭기에 설치하여 보링 작업을 수행하는 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 8에서는 도 3에 도시된 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치(1)의 예에서 몸체부(100)에 구비된 3 개의 결합부(130) 중 인접하는 제1 결합부(130A)와 제2 결합부(130B)를 선택하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합한 예를 나타내고 있고, 도 9에서는 도 3의 예에서 3 개의 결합부(130) 중 인접하는 제2 결합부(130B)와 제3 결합부(130C)를 선택하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합한 예를 나타내고 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)에 구비된 3 개의 결합부(130) 중 제1 결합부(130A)와 제2 결합부(130B)를 선택하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합하는 경우에는, 굴삭기(10)에 구비된 암(11)의 초기 위치에서 보링 툴(300)이 하부 방향(지반 또는 암반)을 향하게 되므로, 지반 또는 암반과 같은 수평면에 대한 보링 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

이와 반대로, 도 9에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)에 구비된 3 개의 결합부(130) 중 제2 결합부(130B)와 제3 결합부(130C)를 선택하여 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 결합하는 경우에는, 굴삭기(10)에 구비된 암(11)의 초기 위치에서 보링 툴(300)이 전방(측면)을 향하게 되므로, 터널 측벽과 같은 수직면에 대한 보링 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 따르면, 보다 간단하고 소형화된 구조의 보링 장치를 이동 용이성이 뛰어난 굴삭기에 탈부착 가능하도록 설치함으로써, 보링 작업에 있어서 다양한 작업 장소로의 이동 용이성 및 그에 따른 작업 효율성을 증대시킬 수 있다. 또한, 소형화된 구조의 보링 장치를 이용하여 지반 또는 암반에 대한 보링 작업을 수행함으로써, 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 현저히 줄일 수 있다. 또한, 몸체부에 구비된 복수의 결합부를 이용하여 한 쌍의 걸림 연결체에 결합되는 몸체부의 작업 방향을 변경함으로써, 굴삭기의 위치, 굴삭기에 구비된 암의 작업 반경 범위 등에 의한 제한 없이 보링 툴을 원하는 작업 방향으로 쉽게 조절할 수 있다. 또한, 회전 구동부에 구비된 구동 모터를 유압 모터를 사용함으로써, 회전 구동부의 구조를 소형화하면서도 보링 작업에 필요한 동력을 충분히 얻을 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치
10: 굴삭기 11: 암(Arm)
12: 걸림 연결체 20: 버켓
100: 몸체부 110: 하우징
120: 측면 브라켓 130: 결합부
200: 회전 구동부 210: 구동 모터
220: 구동 샤프트 230: 결합 부재
240: 동력 전달 부재 250: 지지 부재
300: 보링 툴 310: 회전 몸체
320: 보링 비트

Claims (7)

1. 일단에 버켓이 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체가 구비된 암을 포함하는 굴삭기에 설치되며, 지반, 암반 또는 터널에 대한 보링 작업을 수행하는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치에 있어서,
   내부에 수용 공간이 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 양 측면에 서로 마주 보도록 구비되는 한 쌍의 측면 브라켓과, 상기 하우징의 상부에서 상기 한 쌍의 측면 브라켓을 연결하며 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 탈부착 가능하도록 연결되는 적어도 3 개 이상의 결합부가 구비된 몸체부;
   상기 수용 공간의 내부에서 상기 하우징에 장착되며 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터와, 일단이 상기 구동 모터의 회전 축에 연결되어 상기 회전 구동력에 의해 회전하는 구동 샤프트와, 일단이 상기 구동 샤프트의 타단에 결합되는 결합 부재와, 상기 구동 모터의 회전 축과 상기 구동 샤프트를 연결하는 동력 전달 부재와, 상기 구동 샤프트의 회전을 지지하기 위한 지지 부재가 구비된 회전 구동부; 및
   상기 하우징의 타단을 통해 노출된 상기 결합 부재의 타단에 탈부착 가능하도록 결합되며, 상기 회전 구동력에 의해 회전하며 지반, 암반 또는 터널에 대한 보링 작업을 수행하는 보링 툴을 포함하고,
   상기 하우징은,
   상기 구동 모터의 회전축 방향을 따라 상하부가 개방되고, 내부에 상기 구동 모터가 장착되며, 양 측면에 상기 한 쌍의 측면 브라켓이 형성된 베이스 몸체;
   상기 구동 모터의 회전축 방향을 따라 상하부가 개방되고, 내부에 상기 구동 샤프트, 상기 결합 부재, 상기 동력 전달 부재 및 상기 지지 부재가 배치되며, 상기 베이스 몸체의 하단에 결합될 때에 상기 베이스 몸체와 함께 상기 수용 공간을 형성하는 결합 몸체; 및
   상기 구동 모터가 상기 베이스 몸체에 장착된 상태에서 상기 베이스 몸체의 개방된 상부를 밀폐하는 몸체 커버를 포함하며,
   상기 적어도 3 개 이상의 결합부는 각각,
   상기 한 쌍의 걸림 연결체의 사이에 배치되는 원통형 샤프트와, 상기 원통형 샤프트가 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 조립 및 분해가 가능하도록 상기 원통형 샤프트의 일단 또는 양단에 구비되는 고정 부재를 포함하고,
   상기 적어도 3 개 이상의 결합부는,
   상기 한 쌍의 걸림 연결체의 간격과 동일한 간격으로 배치되되, 인접하는 3 개의 결합부는 서로 일직선으로 배치되지 않도록 상기 한 쌍의 측면 브라켓의 사이에 결합되며,
   상기 보링 툴은,
   상기 적어도 3 개 이상의 결합부 중 서로 인접하고 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 연결되는 2 개의 결합부의 위치에 따라 상기 보링 작업이 수행되는 방향이 변경되어 지반, 암반 또는 터널에 대한 보링 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 모터는 상기 굴삭기로부터 공급 받은 오일을 이용하여 구동하는 유압 모터인 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 보링 툴은,
   일단은 상기 회전 구동부의 일단에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 회전 구동부로부터 전달 받은 상기 회전 구동력에 의해 회전하는 회전 몸체; 및
   일단은 상기 회전 몸체의 하단에 회전 가능하게 결합되며, 상기 지반 또는 암반에 맞닿는 표면에는 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수의 보링 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 복수의 잇날은 텅스텐으로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치.
   

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