KR101743679B1 - 보링 장치 및 이를 포함하는 굴삭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보링 장치 및 이를 포함하는 굴삭기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 일단에 버켓이 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체가 구비된 암을 포함하는 굴삭기에 설치되고, 터널의 길이방향을 따라 수평으로 보링 작업을 수행하는 보링 장치에 있어서, 일단을 통해 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 탈부착 가능하도록 연결되는 몸체부; 일단이 상기 몸체부에 연결되어 회전 구동력에 의해 회전하는 회전부재와, 상기 회전부재 타단에 구비된 회전로드를 포함하는 회전 구동부; 및 상기 회전부재에 탈부착 가능하도록 결합되고, 상기 회전 구동력에 의해 회전하며 터널의 길이방향을 따라 수평으로 보링 작업을 수행하는 보링 툴;을 포함한다.

Description

보링 장치 및 이를 포함하는 굴삭기{BORING APPARATUS AND EXCAVATOR WITH THE SAME}

본 발명은 보링 장치 및 이를 포함하는 굴삭기에 관한 것으로 구체적으로는 보링 작업에 있어서 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 최소화하고 굴착 범위를 벗어나지 않으며 일직선의 수평방향으로 굴착할 수 있는 보링 장치 및 이를 포함하는 굴삭기에 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.

이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 소형화된 보링 장치가 개발되었으나, 소형화된 보링 장치는 도 2를 참조하면, 터널의 길이 방향에 따라 수평으로 보링 작업시 보링 비트의 회전력으로 인해 보링 비트가 굴착면에서 빗겨나가 굴착점도 함께 빗겨나가므로 일직선 굴착을 수행하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 최소화하고 보링 작업에 있어서 일정방향을 유지하며 굴착할 수 있는 보링 장치가 요구된다.

본 발명은 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 보링 장치 및 이를 포함하는 굴삭기를 제공하기 위한 것이다.

또한, 소형화된 보링 장치를 이용한 보링 작업에 있어서 터널 길이 방향을 향한 수평 방향으로 일정 범위를 벗어나지 않고 굴착할 수 있도록 회전로드를 구비한 보링 장치 및 이를 포함하는 굴삭기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 보링 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 일단에 버켓이 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체가 구비된 암을 포함하는 굴삭기에 설치되고, 터널의 길이방향을 따라 수평으로 보링 작업을 수행하는 보링 장치에 있어서, 일단을 통해 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 탈부착 가능하도록 연결되는 몸체부; 일단이 상기 몸체부에 연결되어 회전 구동력에 의해 회전하는 회전부재와, 상기 회전부재 타단에 구비된 회전로드를 포함하는 회전 구동부; 및 상기 회전부재에 탈부착 가능하도록 결합되고, 상기 회전 구동력에 의해 회전하며 터널의 길이방향을 따라 수평으로 보링 작업을 수행하는 보링 툴;을 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 보링 툴은, 상기 회전부재에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 회전 구동부로부터 전달 받은 상기 회전 구동력에 의해 회전하는 회전 몸체; 및 상기 회전 몸체 일측에 회전 가능하게 결합되며, 상기 터널 굴착면에 맞닿는 표면에는 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수 개의 보링 비트;를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 복수 개의 보링 비트는, 상기 회전로드와 소정 간격 이격되어 상기 회전로드를 둘러싼다.

일 실시예에 의하면, 상기 회전로드는, 상기 보링 비트보다 상기 터널의 길이 방향으로 전진 배치되어, 굴착시에 상기 회전로드가 굴착면을 굴착하고, 이후에 상기 보링 비트가 굴착면을 굴착한다.

일 실시예에 의하면, 상기 회전로드는, 상기 보링 비트의 보링 작업 방향이 상기 터널 길이 방향을 따라 일정하게 유지되도록 가이드한다.

일 실시예에 의하면, 상기 회전 구동부 또는 상기 보링 툴에는, 물 및 에어 중 적어도 어느 하나를 보링 작업 방향으로 분사하는 분사구를 제공한다.

일 실시예에 의하면, 상기 물 및 에어 중 적어도 어느 하나가 유입되는 유입구가 제공되고, 상기 유입구는 상기 분사구와 연결되어 연통되게 제공된다.

제2 실시예에 의하면, 상기 회전 몸체는 제1 회전 몸체 및 제2 회전 몸체를 포함하고, 상기 보링 비트는 제1 보링 비트 및 제2 보링 비트를 포함하되, 상기 제1 회전 몸체는, 상기 회전부재에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 회전 구동부로부터 전달받은 상기 회전 구동력에 의해 회전되며, 상기 제1 보링 비트는, 상기 제1 회전 몸체에 보링 작업 방향을 향해 회전 가능하게 결합되어, 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수 개의 보링 비트를 구비하고, 상기 제2 회전 몸체는, 상기 제1 회전 몸체보다 보링 작업 방향을 향해 돌출 배치되고, 상기 회전 구동부로부터 전달받은 상기 회전 구동력에 의해 회전하고, 상기 제2 보링 비트는, 상기 제2 회전 몸체에 보링 작업 방향을 향해 회전 가능하게 결합되어, 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수 개의 보링 비트를 구비하고, 상기 제1 회전 몸체는 상기 제2 회전 몸체보다 굴착면과 대향되는 단면의 면적이 넓다.

본 발명은 보링 장치를 포함하는 굴삭기를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 일단이 상부 선회체에 회동 가능하게 결합되는 붐(Boom); 일단이 상기 붐의 타단에 회동 가능하게 결합되는 제1 아암(Arm); 일단이 상기 제1 아암의 타단에 회동 가능하게 결합되고, 타단에 상기 보링 장치가 결합되는 제2 아암(Arm); 상기 상부 선회체와 상기 붐을 연결하고, 상기 붐을 관절 운동시키는 붐 실린더; 상기 제1 아암 하부에 제공되는 연결부재; 상기 붐과 상기 연결부재를 연결하고, 상기 제1 아암을 관절 운동시키는 제1 아암 실린더; 및 상기 연결부재와 상기 제2 아암을 연결하고, 상기 제2 아암을 관절 운동시키는 제2 아암 실린더;를 포함하고, 상기 제1 아암 실린더는 상기 붐 및 상기 제1 아암 하부에 배치된다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 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 터널 길이 방향에 대한 보링 작업을 수행함으로써, 보링 작업에 의한 진동 및 소음 발생을 현저히 줄일 수 있다.

또한, 터널 길이 방향에 따라 수평 방향으로 보링 작업 시 일정 범위를 벗어나지 않으며 일직선으로 굴착 작업할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 소형화된 종래의 보링 장치를 일반적인 굴삭기에 설치한 모습을 나타내는 도면이다.
도 2는 소형화된 종래의 보링 장치의 보링 작업의 궤도가 이탈하는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 일반적인 굴삭기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치를 굴삭기에 설치한 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 일면이 절단된 절단 분해도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치에서 몸체부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 이용 동작을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 보링 장치를 굴삭기에 설치한 모습을 타나낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 의한 보링 장치의 보링 툴을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.

도 3은 일반적인 굴삭기의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 장치를 굴삭기에 설치한 모습을 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 어테치먼트(20)가 설치된다. 어테치먼트(20)는 일반 굴삭 및 토사 운반을 위한 버켓(Bucket), 단단한 지반 또는 암반, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커 및 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등을 포함할 수 있다. 도 3에서는 굴삭기(10)의 암(11)에 일반 굴삭 및 토사 운반을 위해 사용하는 버켓이 설치된 예를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 어테치먼트(20)는 굴삭기(10)의 상부 선회체에 장착된 암(11)의 일단에 구비되는 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 설치되는데, 어테치먼트(20)는 작업 변경에 따른 교체 등 필요에 따라 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 탈부착할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 장치(1)는 일단에 버켓 등의 어테치먼트(20)를 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체(12)가 구비된 암(11)을 포함하는 굴삭기(10)에 설치되며, 터널 길이 방향을 따라 수평으로 보링 작업을 수행할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 장치(1)는 보다 간단하고 소형화된 구조의 보링 장치를 이동 용이성이 뛰어난 굴삭기(10)에 탈부착 가능하도록 설치함과 동시에 수평 방향 굴착 작업이 가능하도록 설치함으로써, 보링 작업에 있어서 다양한 작업 장소로의 이동 용이성 및 그에 따른 작업 효율성을 증대시킬 수 있다. 또한, 수평 방향의 굴착 작업을 가이드하는 회전로드(222-1,도6참조)를 이용하여 터널 길이 방향에 대한 보링 작업을 수행함으로써, 터널 길이 방향을 향해 수평방향으로 굴착하는 경우 유압 실린더로 가압하는 압력이 약함에 따라 보링 비트(320)가 밀려나는 문제점을 방지하고 수평 방향 굴착 작업이 가능하도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 일면이 절단된 절단 분해도를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치에서 몸체부를 나타내는 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 종단면도이다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 장치(1)는 몸체부(100), 회전 구동부(200) 및 보링 툴(300)을 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 일단을 통해 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 탈부착 가능하도록 연결될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)는 하우징(110), 한 쌍의 측면 브라켓(120) 및 결합부(130)를 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 결합부(130)를 통해 굴삭기(10)의 암(11)에 구비된 한 쌍의 걸림 연결체(12)에 탈부착 가능하게 결합 될 수 있다. 이러한 결합부(130)는 복수 개(예를 들어, 제1 결합부(130A), 제2 결합부(130B), 제3 결합부(130C)가 구비되어 한 쌍의 걸림 연결체(12)가 결합 되는 결합부(130)의 위치에 따라 보링 툴(300)의 작업 방향을 변경할 수 있다는 장점이 있다.

하우징(110)은 몸체부(100)의 기본적인 프레임으로 이루어질 수 있다. 하우징(110)은 내부에 구동모터(210)가 수용될 수 있도록 수용 공간(111a)이 형성될 수 있다. 하우징(110)의 양 측면에는 서로 마주 보도록 한 쌍의 브라켓(120)이 구비될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(110)은 크게 베이스 몸체(111) 및 몸체 커버(112)를 포함할 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 7에 도시된 바와 같이, 베이스 몸체(111)는 상하로 관통된 중공부를 가지도록 원통 형상을 가지고, 내부에 구동 모터(210)가 장착될 수 있다.

한 쌍의 측면 브라켓(120)은 얇은 판상 형태를 가질 수 있다. 한 쌍의 측면 브라켓(120)은 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 있다. 한 쌍의 측면 브라켓(120)의 단면 형상은 작업 방향에 따른 결합부(130)의 개수 및 배치 형태에 따라 결정될 수 있다.

도 7에서는 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.

결합부(130)는 복수 개(예를 들어, 제1 결합부(130A), 제2 결합부(130B), 제3 결합부(130C))가 구비되어 한 쌍의 걸림 연결체(12)가 결합 되는 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. 결합부(130)는 하우징(110)의 상부에서 한 쌍의 측면 브라켓(120)을 연결하도록 결합될 수 있다.

도 7에 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 결합 될 수 있다.

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

도 5 내지 도 8에서는 3개의 결합부(130)가 구비된 예를 도시하고 있다. 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 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 5 내지 도 8에서는 3개의 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 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.

회전 구동부(200)는 몸체부(100)에 설치될 수 있다. 회전 구동부(200)는 회전 구동력을 발생시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 구동부(200)는 구동 모터(210), 회전부재(220), 회전부재커버(230) 및 회전로드(222-1)를 포함할 수 있다. 이러한 회전 구동부(200)는 몸체부(100)의 내부에 설치된 상태로 회전 구동력을 발생하여 보링 툴(300)을 회전시켜 보링 작업을 수행할 수 있도록 할 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 8에 도시된 바와 같이, 구동 모터(210)는 베이스 몸체(111)에 형성된 결합홀에 볼트 등 체결 부재를 이용하여 고정될 수 있다.

구동 모터(210)는 굴삭기(10)로부터 공급 받은 오일을 이용하여 구동하는 유압 모터를 사용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 보링 장치(1)는 회전 구동부(200)에 구비된 구동 모터(210)를 유압 모터로 사용함으로써, 회전 구동부(200)의 구조를 소형화하면서도 보링 작업에 필요한 동력을 충분히 얻을 수 있다.

회전부재(220)는 제1 회전부재(221), 제2 회전부재(222)를 포함할 수 있다.

제1 회전부재(221)는 일단이 구동 모터(210)의 회전 축에 연결된다.

제2 회전부재(222)의 일단은 제1 회전부재(221)의 타단에 연결되고, 타단은 소정길이 연장형성된 회전로드(222-1)가 구비되어 보링 툴(300)이 탈부착 가능하도록 결합된다. 한편, 회전로드(222-1)는 텅스텐으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 회전로드(222-1)를 포함하는 회전부재(220)는 구동 모터(210)로부터 회전 구동력을 전달받아 회전할 수 있다. 비록 자세히 도시되지는 않았으나, 구동 모터(210)는 제1회전부재(221) 일측에 결합될 수 있다. 제2회전부재(222)는 제1회전부재(221) 타측에 결합될 수 있다. 구동 모터(210), 제1회전부재(221) 및 제2회전부재(222)는 서로 결합 가능하도록 접촉면에 나사산이 형성될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 회전부재(221) 일측에는 투입구(221a)가 형성될 수 있다. 제1 회전부재(221)와 결합된 제2 회전부재(222)는 투입구(221a)와 연결되는 통로(222a)가 형성될 수 있다. 제2 회전부재(222)와 결합된 후술하는 회전 몸체(310)에는 통로(222a)와 연결되는 분사구(311)가 형성될 수 있다.

투입구(221a)에는 물 및 에어 중 적어도 어느 하나가 유입되고, 투입구(221a)에 유입된 물 및 에어 중 적어도 어느 하나는 분사구(311)를 통해 보링 비트(320)의 보링 작업 방향으로 분사되어 보링 작업으로 인한 분진 발생을 억제할 수 있다. 이러한, 분사구(311)를 통해 분사되는 물 및 에어는 각각 분사되거나, 동시에 분사될 수도 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 회전부재(220)는 구동 모터(210)의 회전 축과 회전부재(220)의 회전 축은 일직선이 되도록 배치될 수 있다. 하지만, 필요에 따라, 구동 모터(210)의 회전 축과 회전부재(220)의 회전 축이 일정한 각도를 이루도록 배치될 수도 있다.

회전부재커버(230)는 제1 회전부재(221)를 감싸고, 구동 모터(210) 일측에 볼트 결합 될 수 있다. 회전부재커버(230)는 일측에 홀(231)을 구비한다. 홀(231)은 투입구(221a)와 대응되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 회전부재커버(230)는 제1 회전부재(221)에 암석 파편 등이 박히는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

보링 툴(300)은 회전 구동부(200)에 연결될 수 있다. 보링 툴(300)은 회전 구동부(200)로부터 전달 받은 회전 구동력에 의해 회전하며 터널 법면 또는 지반에 대한 보링 작업을 수행할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 보링 툴(300)은 회전 몸체(310)와 복수개의 보링 비트(320)를 포함할 수 있다. 회전 몸체(310)는 회전로드(222-1)가 관통되어 회전부재(200)에 탈부착 가능하게 결합 된다. 보링 비트(320)는 예를 들어, 3개의 보링 비트(320A, 320B, 320C)를 포함할 수 있다. 이러한 보링 툴(300)은 회전 구동부(200)에 결합된 상태로 구동 모터(210)의 회전 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.

회전 몸체(310)는 회전로드(222-1)가 관통되어 제2 회전부재(222)를 소정길이 감쌀 수 있다. 회전 몸체(310)는 회전 구동부(200)로부터 전달받은 회전 구동력에 의해 회전할 수 있다. 또한, 복수의 보링 비트(320)(예를 들어, 3개의 보링 비트 320A, 320B, 320C)는, 일단은 회전 몸체(310)의 일측에 회전 가능하게 결합되며, 터널의 법면 또는 지반에 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.

회전 몸체(310)의 중앙에는 회전로드(222-1)가 돌출 배치될 수 있도록 복수의 보링 비트(320A, 320B, 320C) 각각은 소정 간격 이격되는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 보링 비트(320A, 320B, 320C)는 회전로드(222-1)와 소정 간격 이격되어 회전로드(222-1)를 둘러쌀 수 있다.

회전로드(222-1)는 복수의 보링 비트(320A, 320B, 320C) 보다 보링 작업 방향으로 더 돌출 배치될 수 있다.

복수의 보링 비트(320A, 320B, 320C)는 원추형 형상으로 형성될 수 있다. 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 형성될 수 있다. 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 5 내지 도 8에서는 3개의 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.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 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 보링툴(300)의 작업 방향을 변경할 수 있다. 본 발명에서는 보링 툴(300)이 터널 길이방향으로 수평 굴착하는 것을 전제로 설명하고 있다. 하지만, 보링 툴(300)의 작업 방향을 변경하여 수직방향도 굴착가능함은 당연하다.

이하, 도 9을 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 장치(1)의 동작에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치의 사용 상태를 나타낸 도면이다. 도 9을 참조하면, 회전 구동부(200)와 보링 툴(300)이 연결될 경우, 회전로드(222-1)는 복수 개의 보링 비트(320A,320B,320C)보다 터널 굴착면(S) 방향으로 더 돌출 배치될 수 있다. 즉, 수평방향을 향한 터널 굴착면(S)에 대한 보링 작업 시 1차적으로 회전로드(222-1)가 복수 개의 보링 비트(320A,320B,320C)보다 더 돌출된 부분만큼 터널을 굴착할 수 있다. 2차적으로 복수 개의 보링 비트(320A,320B,320C)가 수평 방향으로 터널 법면과 맞닿아 보링 작업을 수행할 수 있다. 이에 따라, 회전로드(222-1)는 보링 작업시 보링 비트(320A,320B,320C)가 굴착하고자 하는 방향이 일정하게 유지될수록 가이드할 수 있다.

이하, 도 10을 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 보링 장치(1)의 동작에 대해 더욱더 자세히 설명하기로 한다.

도 10은 도 9의 이용 동작을 보여주는 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 회전로드(222-1) 및 복수 개의 보링 비트(320A,320B,320C)는 각각 회전한다. 또한, 분사구(311)를 통해 물 및 에어가 분사될 수 있다.

이에 따라, 먼저, 회전로드(222-1)는 굴착면(S)을 향해 일직선으로 굴착될 수 있다. 다음으로, 복수 개의 보링 비트(320A,320B,320C)가 회전로드(222-1)를 따라 일직선으로 굴착면(S)을 보링 작업할 수 있다. 이때, 회전로드(222-1) 및 복수 개의 보링 비트(320A,320B,320C)의 보링 작업과 동시에 분사구(311)에서는 물 및 에어가 분사될 수 있다. 따라서, 분사되는 물 및 에어를 이용하여 보링 작업으로 인해 발생되는 분진을 최소화할 수 있다.

이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 보링 툴의 구성을 자세히 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 보링 장치를 굴삭기에 설치한 모습을 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 의한 보링 장치의 보링 툴을 나타낸 도면이다.

회전 몸체(310)은 제1 회전 몸체(410) 및 제2 회전몸체(430)를 포함할 수 있다.

또한, 보링 비트(320)는 제1 보링 비트(420) 및 제2 보링 비트(440)를 포함할 수 있다.

제1 회전 몸체(410)는 회전부재(220)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 제1 회전 몸체(410)는 회전 구동부(200)로부터 전달받은 회전 구동력에 의해 회전될 수 있다.

제1 보링 비트(420)는 제1 회전 몸체(410)에 보링 작업 방향을 향해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제1 보링 비트(420)는 복수 개 형성되고, 복수의 잇날(421)이 방사상으로 형성될 수 있다. 복수의 제1 보링 비트(420)는 각각 독립적으로 회전할 수 있다.

제2 회전 몸체(430)는 제1 회전 몸체(410)보다 보링 작업 방향을 향해 돌출 배치될 수 있다. 제2 회전 몸체(430)는 회전 구동부(200)로부터 전달받은 회전 구동력에 의해 회전될 수 있다.

제2 보링 비트(440)는 제2 회전 몸체(430)에 보링 작업 방향을 향해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제2 보링 비트(440)는 복수 개 형성되고, 복수의 잇날(441)이 방사상으로 형성될 수 있다. 복수의 제2 보링 비트(440)는 각각 독립적으로 회전할 수 있다.

이와 같이, 제1 회전 몸체(410)와 제2 회전 몸체(430)는 연결되어 형성될 수 있다.

제1 회전 몸체(410)는 제2 회전 몸체(430)보다 굴착면과 대향되는 단면의 면적이 클 수 있다. 이에 따라, 1차적으로 제2 보링 비트(440)가 좁은 면적을 보링 작업하고, 2차적으로 제1 보링 비트(420)가 제2 보링 비트(440)보다 넓은 면적을 보링 작업하여 보링 작업 면적을 조절할 수 있다.

한편, 회전로드(222-1)는 제2 보링 비트(440)보다 보링 작업 방향으로 더 돌출 배치될 수 있다.

이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기를 자세히 설명하기로 한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 굴삭기를 나타낸 도면이다.

일반적인 굴삭기는 궤도나 바퀴 등으로 구비되어 장비의 이동 역할을 수행하는 주행체(40), 주행체(40)에 탑재되어 360도 회전하고 운전실과 기계실을 구비한 상부 선회체(30)로 구성될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기(10)는 붐(1000), 제1 아암(2000), 제2 아암(3000), 붐 실린더(4000), 연결부재(5000), 제1 아암 실린더(6000), 제2 아암 실린더(7000) 및 보링 장치(1)를 포함할 수 있다. 보링 장치(1)는 위에서 상술한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 의한 보링 장치(1)로 제공된다.

붐(1000)은 일단이 상부 선회체(30)에 회동 가능하게 결합 될 수 있다. 붐(1000)은 후술할 붐 실린더(4000)에 의해 상하 방향으로 회동 될 수 있다.

제1 아암(2000)은 일단이 붐(1000)의 타단에 회동 가능하게 결합 될 수 있다. 제1 아암(2000)은 후술할 제1 아암 실린더(6000)에 의해 상부 선회체(30)에 대하여 전후 방향으로 회동될 수 있다.

제2 아암(3000)은 일단이 제1 아암(2000)의 타단에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 본 발명에서는 제2 아암(3000)이 한 쌍의 링크로 구비되어 후술할 제2 아암 실린더(7000)에 연결된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 제2 아암(3000)의 형상, 개수, 배치 형태 등은 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

붐 실린더(4000)는 상부 선회체(30)와 붐(1000)에 각각 힌지 결합되어, 붐(1000)을 관절 운동 시킬 수 있다.

연결부재(5000)은 제1 아암(2000) 하부에 결합될 수 있다.

제1 아암 실린더(6000)는 붐(1000)과 연결부재(5000)에 각각 힌지 결합되어, 제1 아암(2000)을 관절 운동시킬 수 있다.

제2 아암 실린더(7000)는 연결부재(5000)과 제2 아암(3000)에 각각 힌지 결합되어, 제2 아암(3000)을 관절 운동시킬 수 있다.

한편, 제2 아암 실린더(7000)는 제1 아암(2000)의 하부에 배치될 수 있다. 본 발명에서는 굴삭기(10)의 제2 아암 실린더(7000)가 종래의 굴삭기(도1참조)처럼 제1 아암(2000)의 상부에 배치되지 않고 하부에 배치되기 때문에, 동력을 전달하는 제1 아암 실린더(6000) 및 제2 아암 실린더(7000)는 하나의 연결부재(5000)을 공유함으로써, 효율성이 향상되는 효과가 있다.

바람직하게는, 붐 실린더(4000), 제1 아암 실린더(6000) 및 제2 아암 실린더(7000)는 작동 유체를 이용하여 구동하는 유압 실린더가 사용될 수 있다. 본 발명에서는 유압 실린더를 사용하는 예를 들고 있으나, 이와 달리, 공압 실린더 등 다양한 형태의 액츄에이터를 사용할 수도 있음은 당업자에게 자명하다.

한편, 제1 아암 실린더(6000)는 붐(1000)과 제1 아암(2000)의 하부에 적어도 하나가 구비될 수 있다. 복수의 제1 아암 실린더(6000)가 사용될 경우 제1 아암(2000)의 구동에 소요되는 구동력이 부가되므로 굴착면의 수평방향에 대한 보링 작업 수행시 가해지는 힘의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 제1 아암 실린더(6000)는 붐(1000) 및 제1 아암(2000) 하부에 설치되어 제1 아암(2000)은 터널 길이 방향에 따른 수평방향 이동이 수월하다. 이에 따라, 보링 장치(1)는 굴착면을 수평으로 보링 작업함에 있어서 굴착면에 대한 파쇄력을 향상시킬 수 있다.

즉, 제1 아암 실린더(6000)는 붐(1000) 및 제1 아암(2000) 하부에 설치되어 보링 장치(1)의 수평방향의 일직선 이동에 있어서, 동력 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 보링 장치 S : 굴착면
10 : 굴삭기 11 : 암(Arm)
12 : 걸림 연결체 20 : 어테치먼트
100 : 몸체부
110 : 하우징
111 : 베이스 몸체 112 : 몸체 커버
120 : 측면 브라켓
130 : 결합부
200 : 회전 구동부
210 : 구동 모터
220 : 회전부재
221 : 제1 회전부재
222 : 제2 회전부재
222-1 : 회전로드
230 : 회전부재커버
300 : 보링툴
310 : 회전 몸체
320 : 보링 비트

Claims (9)

1. 일단에 버켓이 탈부착 가능하도록 한 쌍의 걸림 연결체가 구비된 암을 포함하는 굴삭기에 설치되고, 터널의 길이방향을 따라 수평으로 보링 작업을 수행하는 보링 장치에 있어서,
   일단을 통해 상기 한 쌍의 걸림 연결체에 탈부착 가능하도록 연결되는 몸체부;
   일단이 상기 몸체부에 연결되어 회전 구동력에 의해 회전하는 회전부재와, 상기 회전부재 타단에 구비된 회전로드를 포함하는 회전 구동부; 및
   상기 회전부재에 탈부착 가능하도록 결합되고, 상기 회전 구동력에 의해 회전하며 터널의 길이방향을 따라 수평으로 보링 작업을 수행하는 보링 툴;
   을 포함하는 보링 장치에 있어서,
   상기 보링 툴은,
   상기 회전부재에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 회전 구동부로부터 전달 받은 상기 회전 구동력에 의해 회전하는 회전 몸체; 및
   상기 회전 몸체 일측에 회전 가능하게 결합되며, 상기 터널 굴착면에 맞닿는 표면에는 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수 개의 보링 비트;
   를 포함하고,
   상기 복수 개의 보링 비트는,
   상기 회전로드와 소정 간격 이격되어 상기 회전로드를 둘러싸며,
   상기 회전 몸체는 제1 회전 몸체 및 제2 회전 몸체를 포함하고,
   상기 보링 비트는 제1 보링 비트 및 제2 보링 비트를 포함하되,
   상기 제1 회전 몸체는,
   상기 회전부재에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 회전 구동부로부터 전달받은 상기 회전 구동력에 의해 회전되며,
   상기 제1 보링 비트는,
   상기 제1 회전 몸체에 보링 작업 방향을 향해 회전 가능하게 결합되어, 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수 개의 보링 비트를 구비하고,
   상기 제2 회전 몸체는,
   상기 제1 회전 몸체보다 보링 작업 방향을 향해 돌출 배치되고, 상기 회전 구동부로부터 전달받은 상기 회전 구동력에 의해 회전하고,
   상기 제2 보링 비트는,
   상기 제2 회전 몸체에 보링 작업 방향을 향해 회전 가능하게 결합되어, 복수의 잇날이 방사상으로 형성된 복수 개의 보링 비트를 구비하고,
   상기 제1 회전 몸체는 상기 제2 회전 몸체보다 굴착면과 대향되는 단면의 면적이 넓도록 형성되며,
   상기 회전로드는,
   상기 보링 비트보다 상기 터널의 길이 방향으로 전진 배치되어, 굴착시에 상기 회전로드가 회전하여 굴착면을 굴착하고, 이후에 상기 보링 비트가 회전하여 굴착면을 굴착하고,
   상기 보링 비트의 보링 작업 방향이 상기 터널 길이 방향을 따라 일정하게 유지되도록 가이드하며,
   상기 회전 구동부 및 상기 보링 비트의 사이 공간으로, 물 및 에어 중 적어도 어느 하나를 분사하는 분사구가 형성된 것을 특징으로 하는 보링 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 물 및 에어 중 적어도 어느 하나가 유입되는 유입구가 제공되고,
   상기 유입구는 상기 분사구와 연결되어 연통되게 제공되는 보링 장치.
   
8. 삭제
9. 제 1항 또는 제 7항 중 어느 한 항의 의한 보링 장치를 포함하는 굴삭기에 있어서,
   일단이 상부 선회체에 회동 가능하게 결합되는 붐(Boom);
   일단이 상기 붐의 타단에 회동 가능하게 결합되는 제1 아암(Arm);
   일단이 상기 제1 아암의 타단에 회동 가능하게 결합되고, 타단에 상기 보링 장치가 결합되는 제2 아암(Arm);
   상기 상부 선회체와 상기 붐을 연결하고, 상기 붐을 관절 운동시키는 붐 실린더;
   상기 제1 아암 하부에 제공되는 연결부재;
   상기 붐과 상기 연결부재를 연결하고, 상기 제1 아암을 관절 운동시키는 제1 아암 실린더; 및
   상기 연결부재와 상기 제2 아암을 연결하고, 상기 제2 아암을 관절 운동시키는 제2 아암 실린더;를 포함하고,
   상기 제1 아암 실린더는 상기 붐 및 상기 제1 아암 하부에 배치되며,
   상기 제1 아암 실린더 및 상기 제2 아암 실린더는 상기 연결부재에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 보링 장치를 포함하는 굴삭기.
   

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