KR101719745B1

KR101719745B1 - 공구교체용 멀티천공장치

Info

Publication number: KR101719745B1
Application number: KR1020160095028A
Authority: KR
Inventors: 이재옥; 송해식; 황은아
Original assignee: 이재옥; 송해식; 황은아
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2017-03-24

Abstract

본 발명에 따른 천공장치는, 서로 다른 복수 개의 천공공구들; 및 상기 복수 개의 천공공구들 중 하나의 천공공구가 체결되는 링크부재를 가진 이동수단;을 포함하며, 상기 링크부재에는 상기 복수 개의 천공공구들 중 다른 하나의 천공공구가 교체되어 체결가능하다.

Description

공구교체용 멀티천공장치{MULTI BORING APPARATUS FOR CHANGING TOOL}

본 발명은 천공장치로서, 연약지반을 천공하는 천공장치에 관한 것이다.

높은 함수비의 연약지반을 개량하여 도로, 철도, 공항, 항만, 산업단지 등과 같은 각종 구조물의 기초로 활용하기 위해서는 지반에 함유되어 있는 간극수를 조기에 지상으로 배출시켜서 간극수의 배출로 인한 지반의 침하를 조기에 완료시키고 지지력을 증대시키는 연약지반 개량공사가 필요하다.

연약지반을 개량하는 대표적인 공법으로 샌드 드레인(sand drain)과 샌드 콤팩션 파일(sand compaction pile) 공법, 그라벨 드레인(gravel drain)과 그라벨 콤펙션(gravel compaction) 공법, 팩 드레인(pack drain) 공법, 플라스틱 보드 드레인(plastic board drain) 공법 등이 활용되고 있으나, 플라스틱 보드 드레인(이하 PBD라 함) 공법이 가장 일반적으로 쓰이고 있다.

PBD 공법은 하모니카 또는 벌집 등과 같은 모양의 플라스틱 코어재를 다공성 필터재로 감싸서 만든 드레인 보드(drain board)를 지반의 소정 심도까지 타설한다. 설치된 드레인 보드를 통하여, 그 주변의 간극수를 지상으로 신속하게 배출시킴으로써 연약한 지반층을 단단하게 개량할 수 있게 된다.

이러한 PBD 공법은 장비가 간편하고, 시공속도가 비교적 빠르며, 드레인 보드의 자재비가 비교적 저렴할 뿐만 아니라 케이싱 파이프의 지반 관입으로 인한 지반 교란의 최소화가 가능하기 때문에 점차 그 사용이 증가하고 있는 실정이다.

PBD 공법이 적용되는 대상지반은 토질의 함수비가 높은 연약한 지반이다. 이에 드레인 보드를 다이아몬드형 또는 원형 단면의 가늘고 긴 케이싱 파이프 속에 끼워 넣어서 바이브로 해머의 진동이나 유압모터의 회전력 또는 유압실린더의 압축력 등에 의하여 지반으로 관입시킨 후 케이싱 파이프만 뽑아 올리면 지반에 배수재, 즉 드레인 보드가 남아있게 되고 이 배수재가 물이 빠질 수 있게 하는 배수통로가 되어 지반의 간극수가 신속하게 지상으로 올라오게 된다.

PBD 공법에 사용되는 타입장비는 연약한 지반에 사용되기 때문에, 바이브로 해머나 유압모터 또는 유압실린더 등과 같은 유압장치에 의하여 길고 가느다란 단일의 케이싱 파이프 속에 드레인 보드를 넣어서 지반에 관입해도 아무런 문제 없이 쉽게 타입할 수 있다.

그러나 관입 도중에 단단한 지층을 만나게 되면 케이싱 파이프가 휘어지는 등 손상되어 배수재의 지반 관입이 곤란하게 된다.

이를 해결하고자, 연약지반을 개량하는 공사에서는 지반을 먼저 천공하는 천공장치가 활용되는데, 이러한 천공장치로는 티포(T4), 브레이커(braker), 바이브로해머(vibro hammer) 및 오거(auger)가 사용된다.

여기에서, 지반 속의 지층의 단단한 정도에 따라 적합한 천공장치가 선택되어 사용되는데, 가장 단단한 지층을 가진 천공지점에는 티포가 사용되고, 지층의 경도가 점차적으로 떨어질수록 브레이커, 바이브로해머 및 오거 순으로 사용된다.

그런데, 상술된 티포, 브레이커, 바이브로해머 및 오거와 같은 기존의 천공장치들은, 각각 이동수단을 가진 하나의 독립적인 장치로 구성되는데, 지반 속 지층의 재질이 서로 다른 천공지점 별로 각각 다른 천공장치를 사용해야 함에 따라, 공사에 필요한 기간 및 비용이 많이 드는 단점이 있다.

구체적으로 기간 측면에 있어서, 기존의 천공장치는 천공을 위한 준비기간만으로도 약 3~4일 정도가 걸리는데, 이는 천공장소에서 사용중인 천공장치를 철거한 후 다른 천공장치를 이송한 후 배치하는 데에만 상당한 시일이 소요되기 때문이다.

그리고, 비용 측면에 있어서, 기존의 천공장치는 일반 지반에 사용되는 것으로서 연약지반용으로 별도로 제조된 것이 아니기 때문에 천공로드의 직경이 큼으로써, 불필요하게 천공홀을 크게 만듦에 따라, 공사기간도 오래 걸리고 이로 인하여 공사비용도 상승하게 된다. 아울러, 기존의 천공장치는 천공장치들 각각에 장착된 구동부재(발전기 등)의 사용 및 큰 부하로 인하여, 천공공사에 있어서 상당한 비용이 지출되는 한계점이 있다.

나아가, 공사장소의 지반이 연약한 것에 더하여 천공로드에 의해 천공홀의 직경이 불필요하게 크게 생성됨으로써, 서로 근접되게 복수 개의 천공홀이 배치되는 지반이 더욱더 약해짐에 따라, 무거운 중장비인 천공장치가 가라앉아 쉽게 전복되는 안전사고의 위험성이 크다.

이에 더하여, 기존의 천공장치는 지반을 천공 시 단순히 천공장치의 자중 또는 천공로드 회전력에 의해서만 천공로드가 지반 속으로 들어감으로써, 천공능력이 우수하지 않고 이에 따라 천공시간도 긴 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 천공공구를 교체할 수 있는 천공장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 천공장치는, 서로 다른 복수개의 천공공구; 상기 복수개의 천공공구 중 하나의 천공공구가 체결되는 링크부재와, 상기 링크부재에 장착된 리더와, 상기 리더의 각도를 조절하는 이동유닛을 구비하는 이동수단; 상기 이동수단의 리더에 설치된 유압펌프; 및 상기 천공공구가 천공 중인 지반 속 천공지점의 재질을 감지하는 재질감지수단;을 포함하고, 상기 리더에는 길이방향을 따라 견인부재가 설치되어 상기 천공공구를 가압하거나 천공홀로부터 빼내게 하는 견인부재가 설치되며, 상기 이동수단에는 상기 유압펌프와 제1 유압호스가 연결되어 상기 견인부재를 구동시키거나 상기 유압펌프와 제2 유압호스가 연결되어 상기 천공공구를 구동시키는 유압모터를 구비하고, 상기 링크부재에는 상기 복수 개의 천공공구들 중 다른 하나의 천공공구가 교체되어 체결가능할 수 있다.

삭제

이때, 상기 리더에는 길이방향을 따라 레일이 형성되고, 상기 링크부재가 상기 레일에 설치되며, 상기 링크부재는, 상기 천공공구가 체결되는 체결판; 상기 레일을 따라 슬라이딩되도록 상기 레일이 끼워지는 레일홈이 형성된 레일끼움부; 및 상기 체결판에 상기 레일끼움부를 연결하는 연결판;을 구비할 수 있다.

삭제

또한, 상기 견인부재는, 상기 리더의 길이방향 일단부에 장착된 제1 아이들풀리와, 타단부에 장착된 제2 아이들풀리; 상기 리더에서 상기 제1 아이들풀리와 제2 아이들풀리 사이에 장착되어 구동부재에 의해 회전하는 회전드럼; 및 상기 회전드럼에 감기며, 일단부가 상기 제1 아이들풀리를 감싼 후 방향전환되어 상기 천공공구에 연결되고, 타단부가 상기 제2 아이들풀리를 감싼 후 방향전환되어 상기 천공공구에 연결된 견인케이블;을 구비할 수 있다.

삭제

그리고, 상기 천공공구에는 제1 체결홀이 형성되고, 상기 링크부재에는 제2 체결홀이 형성되어, 상기 제1 체결홀과 제2 체결홀에 체결부재가 삽입체결하거나, 상기 제1 체결홀과 제2 체결홀로부터 상기 체결부재가 분리탈거하여 상기 천공공구가 상기 링크부재에 착탈될 수 있다.

삭제

그리고, 상기 천공공구는, 티포, 브레이커, 바이브로해머 및 오거 중 어느 하나일 수 있다.

이때, 상기 천공공구는 연약지반용으로서 지반에 박히는 천공로드의 직경이 150mm~250mm일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 천공장치는, 상기 재질감지수단은, 상기 천공공구가 천공 중인 지반에 의해 견인력의 반대방향으로 상기 견인부재가 받는 압력을 측정하도록, 상기 구동부재에 장착되어 상기 구동부재가 받는 회전부하를 측정하는 압력센서일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 천공장치는, 상기 천공공구가 천공 중인 지반의 천공깊이를 측정하도록, 상기 회전드럼에 설치된 심도측정수단;을 더 포함하며, 상기 심도측정수단은, 상기 회전드럼의 일측부 테두리에 형성된 기어이에 근접되게 배치되어, 상기 회전드럼의 회전운동량을 감지하는 근접센서일 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 천공장치는, 상기 압력센서와 근접센서와 전기적으로 연계되어, 상기 압력센서와 근접센서로부터 측정된 측정값을 기록하는 자동기록기기; 및 상기 자동기록기기에 기록된 측정값을 디스플레이 또는 프린팅하는 출력수단;을 더 포함할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 천공장치는, 지반을 천공 중인 상기 천공공구의 기울기를 측정하는 기울기측정수단;을 더 포함하며, 상기 기울기측정수단은, 상기 리더에 설치되어, 상기 리더의 기울기를 측정하는 기울기센서일 수 있다.

본 발명에 따른 천공장치는, 본 발명에 따른 천공장치는, 이동수단에 천공공구를 교체하여 사용할 수 있도록 구성됨으로써, 지반 속 지층의 재질이 서로 다른 천공지점 별로 각각 다른 천공장치를 사용해야 하는 데에 있어서, 이동수단과는 별개로 천공공구만을 교체하여 사용함에 따라, 공사기간 및 비용을 절감할 수 있다. 즉, 기존의 천공장치에 비하여 천공장치 전체를 바꾸지 않고 천공공구만을 교체함에 따라 준비기간이 현저히 줄어듦으로써 공사기간을 줄일 수 있으며, 나아가 기존의 천공공사와 같이 서로 다른 천공장치를 복수 개 마련할 필요없이 복수 개의 서로 다른 천공공구만을 마련함에 따라 공사비용도 줄일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공 시 천공공구를 지반 측으로 가압하는 견인부재가 구성됨으로써, 천공능력을 크게 향상시킬 수 있고 이에 따라 천공시간도 현저히 줄일 수 있는 장점을 지닌다.

나아가, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구가 유압시스템으로 작동되는 유압모터에 의해 구동됨으로써 큰 힘을 발생시킬 수 있으며, 복수 개의 천공공구들 각각이 유압펌프를 별도로 구비하지 않고, 유압모터를 리더에 구비된 유압펌프와 연결하여 구동시킴으로써, 천공공구의 제조비용을 절감할 수 있고, 아울러 천공공구의 구조를 복잡하지 않게 하여 보수관리가 용이하도록 할 수 있는 이점을 가진다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구의 천공로드 직경이 기존의 천공장치의 천공로드에 비하여 상대적으로 작게 형성됨으로써, 천공홀의 직경을 상대적으로 작게 생성시킴에 따라, 천공시간을 현저히 단축시킬 수 있고 이로 인하여 공사비용도 크게 절감할 수 있다. 아울러, 천공홀이 연약지반에 일정 간격으로 복수 개가 생성되는데, 기존의 천공홀에 비해 천공홀의 직경이 상대적으로 작게 형성됨으로써, 연약지반에 천공홀을 생성시키더라도 기존에 비하여 연약지반을 상대적으로 덜 약화시킴에 따라, 연약지반에서 사용되는 중장비인 천공장치의 전복사고를 방지할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공장치를 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1의 천공장치에서 복수 개의 천공공구들 각각에 링크부재가 장착된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 천공장치에서 천공공구가 교체되기 위해 리더가 횡방향으로 배치된 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 천공장치에서 링크부재를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1의 천공장치가 천공공구를 승강시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 천공장치에 천공공구로서 티포가 체결되어 PBD시공을 위해 지반을 천공하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 천공장치에 천공공구로서 브레이커가 체결되어 PBD시공을 위해 지반을 천공하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 천공장치에 천공공구로서 바이브로해머가 체결되어 PBD시공을 위해 지반을 천공하는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1의 천공장치에 천공공구로서 오거가 체결되어 PBD시공을 위해 지반을 천공하는 것을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1의 천공장치에서 압력센서와 근접센서를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 압력센서와 근접센서가 전기적으로 연계된 자동기록기기 및 출력수단을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공장치를 나타낸 측면도이며, 도 2는 도 1의 천공장치에서 복수 개의 천공공구들 각각에 링크부재가 장착된 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 천공장치에서 천공공구가 교체되기 위해 리더가 횡방향으로 배치된 것을 나타낸 도면이다.

또한, 도 4는 도 2 및 도 3의 천공장치에서 링크부재를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 1의 천공장치가 천공공구를 승강시키는 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 천공장치는 복수 개의 천공공구와 이동수단(200)을 포함한다.

여기에서, 상기 복수 개의 천공공구는 서로 다른 구성을 가지는데, 각각의 천공공구(100)는 지반 내의 재질에 따라 적합한 것이 선택되어 활용된다.

연약지반을 개량하기 위해 지반에 일정 간격으로 많은 수의 천공홀을 생성시키는데, 이때 복수 개의 천공지점들은 지반 내부의 지층경도가 서로 다르게 이루어질 수 있는데, 이에 따라 천공지점의 지반 내부의 재질을 파악한 후 이에 적합한 천공공구(100)가 사용된다.

이를 위해, 상기 복수 개의 천공공구는 각각의 천공지점에 적합한 여러 가지 종류의 천공공구로 이루어지는데, 일례로서 복수 개의 천공공구들은 연약지반용 티포(110), 브레이커(120), 바이브로해머(130) 및 오거(140)를 포함할 수 있다.

여기에서, 지반 속 지층의 단단한 정도에 따라 적합한 천공장치가 선택되어 사용되는데, 가장 단단한 지층을 가진 천공지점에는 티포가 사용되고, 지층의 경도가 점차적으로 떨어질수록 브레이커, 바이브로해머 및 오거 순으로 사용된다.

참고로, 도 6 내지 도 9는 천공장치가 PBD시공을 위해 지반을 천공하는 것을 나타낸 도면인데, 이때 천공장치에 천공공구(100)로서 도 6은 티포(110)가 체결된 것이고, 도 7은 브레이커(120)가 교체되어 체결된 것이고, 도 8은 바이브로해머(130)가 교체되어 체결된 것이고, 도 9는 오거(140)가 교체되어 체결된 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 천공장치는, 상술된 복수 개의 천공공구 중 하나가 이동수단(200)에 설치되어 사용되는데, 이때 복수 개의 천공공구가 서로 교체되면서 사용되도록 구성되는 것을 주요 구성적 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 이동수단(200)은 상술된 복수 개의 천공공구 중 하나의 천공공구(100)가 체결되는 링크부재(211)를 가진다.

여기에서, 상기 링크부재(211)에는 복수 개의 천공공구 중 다른 하나의 천공공구(100)가 교체되어 체결가능하다.

이때, 일례로서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 천공공구(100)에는 제1 체결홀이 형성되고, 상기 링크부재(211)에는 제2 체결홀이 형성되어, 상기 제1 체결홀과 제2 체결홀에 체결부재(B)가 삽입체결하거나, 제1 체결홀과 제2 체결홀로부터 체결부재(B)가 분리탈거함으로써, 천공공구(100)가 링크부재(211)에 착탈될 수 있다. 참고로, 상기 체결부재(B)로서 볼트가 사용될 수 있고, 이에 더하여 너트도 함께 사용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 천공장치는, 이동수단(200)(구체적으로는 후술되는 리더(210))에 천공공구(100)를 교체하여 사용할 수 있도록 구성됨으로써, 지반 속 지층재질이 서로 다른 천공지점 별로 각각 다른 천공장치를 사용해야 하는 데에 있어서, 이동수단(200)과는 별개로 천공공구(100)만을 교체하여 사용함에 따라, 공사기간 및 비용을 절감할 수 있다.

즉, 기존의 천공장치에 비하여 천공장치 전체를 바꾸지 않고 천공공구(100)만을 교체함에 따라 준비기간이 현저히 줄어듦으로써 공사기간을 줄일 수 있으며, 나아가 기존의 천공공사와 같이 서로 다른 천공장치를 복수 개 마련할 필요없이 복수 개의 서로 다른 천공공구들만을 마련함에 따라 공사비용도 줄일 수 있는 이점이 있다.

나아가, 상기 천공공구(100)는 연약지반용으로서 지반에 박히는 천공로드(101)의 직경이 150mm~250mm인 것이 바람직하다.

실질적으로 연약지반을 개량하는 PBD 공법에 있어서, 드레인 보드의 횡단면상 최장길이는 약 140mm정도로서 적정 천공홀의 직경이 150mm~250mm인데, 기존 천공장치의 천공로드는 약 400mm정도로서 불필요하게 큰 천공홀을 생성시키게 된다.

즉, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구(100)의 천공로드(101) 직경이 150mm~250mm로서 드레인 보드의 크기와 대비하여 적정한 직경을 가진 천공홀을 생성시킨다.

이와 같이 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구(100)의 천공로드(101) 직경이 기존의 천공장치의 천공로드에 비하여 상대적으로 작게 형성됨으로써, 천공홀의 직경을 상대적으로 작게 생성시킴에 따라, 천공시간을 현저히 단축시킬 수 있고 이로 인하여 공사비용도 크게 절감할 수 있다.

나아가, 연약지반에 일정 간격으로 복수 개가 배치되는 천공홀이, 기존의 천공홀에 비해 직경이 상대적으로 작게 형성됨으로써, 연약지반에 천공홀을 생성시키더라도 기존에 비하여 연약지반을 상대적으로 덜 약화시킴에 따라, 연약지반에서 사용되는 중장비인 천공장치의 전복사고를 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 천공장치의 이동수단(200)은, 상술된 복수 개의 천공공구들을 원활하면서도 용이하게 교체할 수 있도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 이동수단(200)은 천공공구(100)가 체결되는 링크부재(211)를 가진 리더(210)와, 상기 리더(210)가 설치되며 리더(210)의 각도를 조절하는 암(291)을 가진 이동유닛(290)을 구비할 수 있다.

상기 이동유닛(290)은 기본적으로 지상에서 이동가능하도록 구성되는데, 이에 더하여 리더(210)의 각도를 조절하도록 구성된 암(291)을 구비함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 리더(210)를 횡방향으로 배치하여, 천공공구(100)를 바닥에 놓인 상태로 링크부재(211)에 의해 리더(210)에 연결할 수 있음에 따라, 리더(210)를 종방향으로 배치한 상태에서 천공공구(100)를 연결시키기 위해 천공공구(100)를 들어올리는 별도의 크레인이 필요 없고, 아울러 작업자가 천공공구(100)를 리더(210)에 연결시키는 작업을 높은 곳에서 할 필요가 없게 됨으로써, 연결작업을 신속하면서도 원활하고 용이하게 하면서 안전사고도 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 천공장치는, 도 1, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 천공공구(100)가 지반을 천공 시 천공공구(100)를 지반 측으로 가압하도록 견인부재(220)가 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 리더(210)에는 길이방향을 따라 레일(212)이 형성되고, 이러한 레일(212)에 링크부재(211)가 설치되며, 리더(210)에는 링크부재(211)를 리더(210)의 길이방향을 따라 견인하는 견인부재(220)가 설치될 수 있다.

여기에서 상기 견인부재(220)는, 제1 아이들풀리(221)와 제2 아이들풀리(222), 회전드럼(223) 및 견인케이블(225)을 구비할 수 있다.

이때, 상기 제1 아이들풀리(221)는 리더(210)의 길이방향 일단부에 장착되고, 상기 제2 아이들풀리(222)는 리더(210)의 길이방향 타단부에 장착된다.

또한, 상기 회전드럼(223)은 리더(210)에서 제1 아이들풀리(221)와 제2 아이들풀리(222) 사이에 장착되어 구동부재(224)에 의해 회전한다. 바람직한 일례로서, 상기 이동수단(200)의 리더(210)에는 유압펌프(280)가 설치되고, 상기 구동부재(224)는 유압펌프(280)와 제1 유압호스(H1)에 의해 연결되어 작동되는 유압모터(180)일 수 있다.

아울러, 상기 견인케이블(225)은 회전드럼(223)에 감기며, 일단부가 제1 아이들풀리(221)를 감싼 후 방향전환되어 링크부재(211)에 연결되고, 타단부가 제2 아이들풀리(222)를 감싼 후 방향전환되어 링크부재(211)에 연결된다.

이에 따라, 상기 견인부재(220)에 의해 도 5(b)에 도시된 바와 같이 천공공구(100)가 지반을 천공한 후 천공홀로부터 천공공구(100)를 빼내는 작업을 할 수 있을 뿐만 아니라, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 천공공구(100)가 지반을 천공 시 천공공구(100)를 지반 측으로 가압하도록 함으로써, 천공능력을 증대시키고 이에 따라 천공시간도 단축시킬 수 있다.

즉, 기존의 천공장치는 지반을 천공 시 단순히 천공장치의 자중 또는 천공로드 회전력에 의해서만 천공로드가 지반 속으로 들어가는데 반하여, 본 발명에 따른 천공장치는 견인부재(220)가 구성됨으로써 천공 시 천공공구(100)를 지반 측으로 가압함에 따라, 천공능력을 크게 향상시킬 수 있고 이에 따라 천공시간도 현저히 줄일 수 있다.

참고로, 이러한 견인부재(220)가 구성되는 본 발명에 따른 천공장치는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 링크부재(211)가 체결판(211a), 레일끼움부(211b) 및 연결판(211c)으로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 체결판(211a)은 천공공구(100)가 체결되고, 상기 레일끼움부(211b)는 레일(212)을 따라 슬라이딩되도록 레일(212)이 끼워지는 레일홈(G)이 형성되며, 상기 연결판(211c)은 체결판(211a)에 레일끼움부(211b)를 연결하는 구조를 취할 수 있다.

아울러, 도 2는 천공장치에서 복수 개의 천공공구들 각각에 링크부재(211)가 장착된 것을 나타낸 도면인데, 도 2(a)는 천공공구(100)로서 T4 또는 브레이커(120)에 링크부재(211)가 장착된 것이고, 도 2(b)는 바이브로해머(130)에 링크부재(211)가 장착된 것이고, 도 2(c)는 오거(140)에 링크부재(211)가 장착된 것이다.

한편, 본 발명에 따른 천공장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 천공공구(100)가 구동을 위한 유압모터(180)를 구비하고, 이동수단(200)이 유압펌프(280)를 구비할 수 있는데, 구체적으로 이동수단(200)의 리더(210)에 유압펌프(280)가 고정배치될 수 있다. 참고로, 상기 리더(210)에는 유압펌프(280)를 구동시키는 엔진 또는 전동기가 설치됨은 물론이다.

이에 따라, 상기 이동수단(200)에 천공공구(100)가 연결 시 유압모터(180)가 제2 유압호스(H2)에 의해 유압펌프(280)와 연결되어 작동된다. 즉, 상기 천공공구(100)가 이동수단(200)의 리더(210)에 링크부재(211)에 의해 연결 시 제2 유압호스(H2)로 천공공구(100)의 유압모터(180)와 리더(210)의 유압펌프(280)를 연결함으로써, 유압펌프(280)에 의해 유압을 공급받아 유압모터(180)가 작동될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구(100)가 유압시스템으로 작동되는 유압모터(180)에 의해 구동됨으로써 큰 힘을 발생시킬 수 있으며, 복수 개의 천공공구들 각각이 유압펌프(280)를 별도로 구비하지 않고, 유압모터(180)를 리더(210)에 구비된 유압펌프(280)와 연결하여 구동시킴으로써, 천공공구(100)의 제조비용을 절감할 수 있고, 아울러 천공공구(100)의 구조를 복잡하지 않게 하여 보수관리가 용이하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 천공장치는 천공 시에 여러 가지 측정을 하는 측정구성이 구성될 수 있는데, 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.

도 10은 도 1의 천공장치에서 압력센서와 근접센서를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구(100)가 천공 중인 지반 속 천공지점의 재질을 감지하도록, 견인부재(220)에 설치된 재질감지수단(300)을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 재질감지수단(300)은, 천공공구(100)가 천공 중에 지반에 의해 견인력의 반대방향으로 견인부재(220)가 받는 압력을 측정하도록, 회전드럼(223)을 회전시키는 구동부재(224)에 장착되어 구동부재(224)가 받는 회전부하를 측정하는 압력센서(310)일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구(100)가 천공 중인 지반의 천공깊이를 측정하도록, 상기 회전드럼(223)에 설치된 심도측정수단(400)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 심도측정수단(400)은, 회전드럼(223)의 일측부 테두리에 형성된 기어이(223a)에 근접되게 배치되어, 회전드럼(223)의 회전운동량을 감지하는 근접센서(410)일 수 있다.

이러한 근접센서(410)에 의해, 장치사용자가 심도에 따른 지층재질의 경도를 실시간으로 파악하여 적정한 천공공구(100)를 사용할 수 있도록 함에 따라, 천공시간을 단축시킬 수 있고 아울러 천공장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 천공장치는, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 압력센서(310)와 근접센서(410)와 전기적으로 연계되어 압력센서(310)와 근접센서(410)로부터 측정된 측정값을 기록하는 자동기록기기(600)와, 및 상기 자동기록기기(600)에 기록된 측정값을 디스플레이 또는 프린팅하는 출력수단(700)을 더 포함할 수 있다.

이러한 자동기록기기(600)와 출력수단(700)에 의해, 장치사용자가 천공작업 시 지반상태를 실시간으로 보고 판단할 수 있게 됨에 따라 상황대처를 신속하게 할 수 있으며, 아울러 연약지반 개량공사에서의 천공작업과 관련하여 지반의 상태를 모두 기록하여 보관할 수 있게 됨에 따라, 공사비용의 산출 및 추후 공사비용의 예산에도 활용할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 천공장치는, 비록 도면에 도시되지는 않았지만 지반을 천공 중인 상기 천공공구(100)의 기울기를 측정하는 기울기측정수단을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 기울기측정수단은, 리더(210)에 설치되어 리더(210)의 기울기를 측정하는 기울기센서일 수 있다.

이러한 기울기센서에 의해, 천공공구(100)가 천공 시작 시 수직상태를 이루지 못하거나 천공 도중 지층에서의 충격 또는 장치진동으로 인하여 수직상태를 유지하지 못하게 되는 경우, 실시간으로 장치사용자가 조정함으로써 지반에 대한 천공공구(100)의 수직상태를 유지할 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 천공장치는, 이동수단(200)에 천공공구(100)를 교체하여 사용할 수 있도록 구성됨으로써, 지반 속 지층재질이 서로 다른 천공지점 별로 각각 다른 천공장치를 사용해야 하는 데에 있어서, 이동수단(200)과는 별개로 천공공구(100)만을 교체하여 사용함에 따라, 공사기간 및 비용을 절감할 수 있다. 즉, 기존의 천공장치에 비하여 천공장치 전체를 바꾸지 않고 천공공구(100)만을 교체함에 따라 준비기간이 현저히 줄어듦으로써 공사기간을 줄일 수 있으며, 나아가 기존의 천공공사와 같이 서로 다른 천공장치를 복수 개 마련할 필요없이 복수 개의 서로 다른 천공공구들만을 마련함에 따라 공사비용도 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공 시 천공공구(100)를 지반 측으로 가압하는 견인부재(220)가 구성됨으로써, 천공능력을 크게 향상시킬 수 있고 이에 따라 천공시간도 현저히 줄일 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구(100)가 유압시스템으로 작동되는 유압모터(180)에 의해 구동됨으로써 큰 힘을 발생시킬 수 있으며, 복수 개의 천공공구들 각각이 유압펌프(280)를 별도로 구비하지 않고, 유압모터(180)를 리더(210)에 구비된 유압펌프(280)와 연결하여 구동시킴으로써, 천공공구(100)의 제조비용을 절감할 수 있고, 아울러 천공공구(100)의 구조를 복잡하지 않게 하여 보수관리가 용이하도록 할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 천공장치는, 천공공구(100)의 천공로드(101) 직경이 기존의 천공장치의 천공로드에 비하여 상대적으로 작게 형성됨으로써, 천공홀의 직경을 상대적으로 작게 생성시킴에 따라, 천공시간을 현저히 단축시킬 수 있고 이로 인하여 공사비용도 크게 절감할 수 있다. 아울러, 천공홀이 연약지반에 일정 간격으로 복수 개가 생성되는데, 기존의 천공홀에 비해 천공홀의 직경이 상대적으로 작게 형성됨으로써, 연약지반에 천공홀을 생성시키더라도 기존에 비하여 연약지반을 상대적으로 덜 약화시킴에 따라, 연약지반에서 사용되는 중장비인 천공장치의 전복사고를 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 천공공구 101 : 천공로드
110 : 티포 120 : 브레이커
130 : 바이브로해머 140 : 오거
180 : 유압모터
200 : 이동수단 210 : 리더
211 : 링크부재 211a : 체결판
211b : 레일끼움부 G : 레일홈
211C : 연결판 212 : 레일
B : 체결부재 220 : 견인부재
221 : 제1 아이들풀리 222 : 제2 아이들풀리
223 : 회전드럼 223a : 기어이
224 : 구동부재 225 : 견인케이블
280 : 유압펌프 H1 : 제1 유압호스
H2 : 제2 유압호스 290 : 이동유닛
291 : 암
300 : 재질감지수단 310 : 압력센서
400 : 심도측정수단 410 : 근접센서
600 : 자동기록기기 700 : 출력수단

Claims

서로 다른 복수개의 천공공구;
상기 복수개의 천공공구 중 하나의 천공공구가 체결되는 링크부재와, 상기 링크부재에 장착된 리더와, 상기 리더의 각도를 조절하는 이동유닛을 구비하는 이동수단;
상기 이동수단의 리더에 설치된 유압펌프; 및
상기 천공공구가 천공 중인 지반 속 천공지점의 재질을 감지하는 재질감지수단;을 포함하고,
상기 리더에는 길이방향을 따라 견인부재가 설치되어 상기 천공공구를 가압하거나 천공홀로부터 빼내게 하는 견인부재가 설치되며,
상기 이동수단에는 상기 유압펌프와 제1 유압호스가 연결되어 상기 견인부재를 구동시키거나 상기 유압펌프와 제2 유압호스가 연결되어 상기 천공공구를 구동시키는 유압모터를 구비하고,
상기 링크부재에는 상기 복수 개의 천공공구들 중 다른 하나의 천공공구가 교체되어 체결가능한 천공장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 리더에는 길이방향을 따라 레일이 형성되고, 상기 링크부재가 상기 레일에 설치되며,
상기 링크부재는,
상기 천공공구가 체결되는 체결판;
상기 레일을 따라 슬라이딩되도록 상기 레일이 끼워지는 레일홈이 형성된 레일끼움부; 및
상기 체결판에 상기 레일끼움부를 연결하는 연결판;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 천공장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 견인부재는,
상기 리더의 길이방향 일단부에 장착된 제1 아이들풀리와, 타단부에 장착된 제2 아이들풀리;
상기 리더에서 상기 제1 아이들풀리와 제2 아이들풀리 사이에 장착되어 구동부재에 의해 회전하는 회전드럼; 및
상기 회전드럼에 감기며, 일단부가 상기 제1 아이들풀리를 감싼 후 방향전환되어 상기 천공공구에 연결되고, 타단부가 상기 제2 아이들풀리를 감싼 후 방향전환되어 상기 천공공구에 연결된 견인케이블;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 천공장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 천공공구에는 제1 체결홀이 형성되고, 상기 링크부재에는 제2 체결홀이 형성되어, 상기 제1 체결홀과 제2 체결홀에 체결부재가 삽입체결하거나, 상기 제1 체결홀과 제2 체결홀로부터 상기 체결부재가 분리탈거하여 상기 천공공구가 상기 링크부재에 착탈되는 것을 특징으로 하는 천공장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 천공공구는, 티포, 브레이커, 바이브로해머 및 오거 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 천공장치.
제9항에 있어서,
상기 천공공구는 연약지반용으로서 지반에 박히는 천공로드의 직경이 150mm~250mm인 것을 특징으로 하는 천공장치.
제1항에 있어서,
상기 재질감지수단은 상기 천공공구가 천공 중인 지반에 의해 견인력의 반대방향으로 상기 견인부재가 받는 압력을 측정하도록, 구동부재에 장착되어 상기 구동부재가 받는 회전부하를 측정하는 압력센서인 것을 특징으로 하는 천공장치.
제11항에 있어서,
상기 천공공구가 천공 중인 지반의 천공깊이를 측정하도록, 회전드럼에 설치된 심도측정수단;을 더 포함하며,
상기 심도측정수단은,
상기 회전드럼의 일측부 테두리에 형성된 기어이에 근접되게 배치되어, 상기 회전드럼의 회전운동량을 감지하는 근접센서인 것을 특징으로 하는 천공장치.
제12항에 있어서,
상기 압력센서와 근접센서와 전기적으로 연계되어, 상기 압력센서와 근접센서로부터 측정된 측정값을 기록하는 자동기록기기; 및
상기 자동기록기기에 기록된 측정값을 디스플레이 또는 프린팅하는 출력수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천공장치.
제1항에 있어서,
지반을 천공 중인 상기 천공공구의 기울기를 측정하는 기울기측정수단;을 더 포함하며,
상기 기울기측정수단은,
상기 리더에 설치되어, 상기 리더의 기울기를 측정하는 기울기센서인 것을 특징으로 하는 천공장치.