KR101795585B1 - 스위벨을 포함하는 굴착기 - Google Patents

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KR101795585B1
KR101795585B1 KR1020160114013A KR20160114013A KR101795585B1 KR 101795585 B1 KR101795585 B1 KR 101795585B1 KR 1020160114013 A KR1020160114013 A KR 1020160114013A KR 20160114013 A KR20160114013 A KR 20160114013A KR 101795585 B1 KR101795585 B1 KR 101795585B1
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김영원
조민재
김호성
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 스위벨을 포함하는 굴착기에 관한 것으로, 코어파이프 및 케이싱을 회전시키며 지반 내부로 삽입하는 메인모듈, 상기 코어파이프의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 코어비트 및 상기 코어비트의 측부를 둘러싸도록 형성되며, 상기 케이싱의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 링비트를 포함하는 비트모듈 및 상기 케이싱의 상단부에 결합되어, 상기 비트모듈에 의해 굴착되어 상기 케이싱의 내부에서 상부로 이동하는 토사를 일측으로 배출하는 스위벨모듈을 포함한다.

Description

스위벨을 포함하는 굴착기{DRILLING MACHINE INCLUDING SWIVEL}
본 발명은 스위벨을 포함하는 굴착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착되는 토사가 배출되는 방향을 보다 용이하게 유도하고, 케이싱을 선택적으로 회전시킬 수 있는 스위벨을 포함하는 굴착기에 관한 것이다.
일반적으로 지하자원을 채취하거나 지열을 지용하기 위하여 지반을 굴착하기 위하여 지반의 내부에 회전하는 비트를 삽입하고, 비트에 회전력을 전달하는 파이프를 연결하며 지반을 굴착하는 방법이 널리 이용되고 있다.
이때, 굴착되는 지반 내부의 측면이 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 굴착된 지반의 내부로 케이싱을 삽입하기도 한다.
하지만 케이싱을 지반의 내부로 삽입하는 과정에서 케이싱과 지반의 마찰 등에 의하여 케이싱을 지속적으로 삽입하기는 어려움이 많으므로, 주로 비트를 통해 지반을 굴착하는 과정과 동시에 케이싱을 삽입하는 방법을 이용한다.
이러한 과정에서 케이싱이 회전하며 지반의 내부로 삽입될 수 있도록, 회전하는 비트에 케이싱을 함께 고정하는 경우가 많은데, 굴착과정에 있어서 경우에 따라서는 케이싱이 회전하지 않고 삽입되는 것이 더 유리한 경우가 있다.
하지만, 케이싱이 비트에 결합된 상태에서는 케이싱의 회전을 별도로 제어할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 위와 같은 방법을 통해 지반을 굴착하는 과정에서 비트와 연결되는 파이프의 내부를 통해 지반의 내부로 물을 주입하는 방법도 널리 이용되고 있다.
이러한 물은 굴착기를 냉각하는 효과 뿐만 아니라, 비트에 의해 파쇄된 지반의 파편을 지상으로 회수하는 역할을 수행할 수 있다.
파이프의 내부로 주입된 물은 지반의 내부에서 파편과 함께 혼합되어, 파이프 및 케이싱 사이의 공간을 통해 지상으로 배출된다.
이때, 지상에서 삽입되는 케이싱의 상단부에서 파편을 포함하는 슬러지가 외부로 분출되게 되므로, 슬러지에 의한 환경오염과 굴착작업의 편의성을 저해하는 요인이 된다.
따라서, 지상으로 토사가 배출되는 방향을 일정하게 유지하여 배출되는 슬러지를 관리할 필요성이 높아지고 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 굴착되는 토사가 배출되는 방향을 보다 용이하게 유도하고, 케이싱을 선택적으로 회전시킬 수 있는 스위벨을 포함하는 굴착기를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기는 코어파이프 및 케이싱을 회전시키며 지반 내부로 삽입하는 메인모듈, 상기 코어파이프의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 코어비트 및 상기 코어비트의 측부를 둘러싸도록 형성되며, 상기 케이싱의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 링비트를 포함하는 비트모듈 및 상기 케이싱의 상단부에 결합되어, 상기 비트모듈에 의해 굴착되어 상기 케이싱의 내부에서 상부로 이동하는 토사를 일측으로 배출하는 스위벨모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 메인모듈은 동력제공 및 이동을 수행하는 본체, 상기 본체의 일측에 상하방향으로 길게 형성되는 가이드부 및 상기 가이드부를 따라 상하로 이동하며 상기 코어파이프 및 상기 케이싱 중 적어도 하나 이상을 회전시키는 회전구동부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 회전구동부는 상기 코어파이프를 회전시키는 제1 모터 및 상기 케이싱을 회전시키는 제2 모터를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터는 상기 가이드부를 따라 서로 독립적으로 이동할 수 있다.
한편, 상기 비트모듈은 상기 코어비트의 측부 외주면에 돌출되는 적어도 하나 이상의 비트돌기가 형성되고, 상기 링비트의 내주면에 제1 결합홈이 형성되어, 상기 비트돌기가 상기 제1 결합홈에 삽입되어 상기 코어비트 및 상기 링비트가 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제1 결합홈은 상기 비트돌기가 상기 코어비트의 회전을 따라 이동하는 경로가 모두 오픈되도록, 상기 링비트의 내주면을 일주하여 형성되는 제1 분리회전홈 및 상기 비트돌기가 상기 코어비트의 회전을 따라 이동하며 상기 링비트에 회전력을 전달하도록, 상기 링비트의 내주면에 상기 비트돌기의 회전 이동경로가 단절된 형태로 형성되는 제1 결합회전홈을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 결합홈은 상기 비트돌기가 상기 제1 분리회전홈 및 상기 제1 결합회전홈 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 스위벨모듈은 상기 메인모듈 및 상기 케이싱의 사이에 결합되어 회전력을 전달하는 회전유닛 및 상기 회전유닛을 감싸도록 형성되어 상기 회전유닛의 회전에 대해 상대적으로 자유회전이 가능하게 구비되며, 토사가 배출되는 배출구가 일측에 형성되는 배출유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전유닛은 상기 코어비트의 회전구동을 감싸도록 형성되는 내측파이프 및 상기 내측파이프의 외주면과 이격되어 배치되어 상기 케이싱과 결합되는 외측파이프를 포함하며, 상기 외측파이프의 상단부는 측면이 오픈된 형태로 형성될 수 있다.
이때, 상기 회전유닛은 상기 내측파이프의 상단부가 상부로 갈수록 상대적으로 큰 직경으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 배출유닛은 상기 회전유닛의 상기 외측파이프의 오픈된 상단부를 감싸도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 배출유닛은 상기 배출구의 위치가 일정하게 유지되도록, 상기 회전유닛에 대하여 상기 회전유닛의 회전과 반대 방향으로 회전하도록 구비될 수 있다.
한편, 상기 스위벨모듈은 상기 스위벨모듈의 하단부 내주면에 제2 결합홈이 형성되어, 상기 케이싱 상단부의 적어도 일부가 상기 제2 결합홈에 삽입되어 상기 스위벨모듈 및 상기 케이싱이 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제2 결합홈은 상기 스위벨모듈이 회전하는 과정에서 상기 제2 결합홈의 내부로 삽입되는 상기 케이싱 상단부에 영향을 주지 않도록, 상기 스위벨모듈의 내주면을 일주하여 형성되는 제2 분리회전홈 및 상기 스위벨모듈이 회전하는 과정에서 상기 제2 결합홈의 내부로 삽입되는 상기 케이싱 상단부에 회전력을 전달하도록, 상기 스위벨모듈의 내주면을 일주하는 홈이 단절된 형태로 형성되는 제2 결합회전홈을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 결합홈은 상기 케이싱의 상단부가 상기 제2 분리회전홈 및 상기 제2 결합회전홈 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 굴착기에 의하여 굴착되는 토사가 상부로 배출되는 방향을 용이하게 유도할 수 있다.
둘째, 지반내부로 삽입되는 케이싱의 회전 여부를 용이하게 선택할 수 있다.
셋째, 케이싱의 회전 여부에 따라 링비트의 회전을 코어비트의 회전과 선택적으로 결합 또는 분리시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 코어비트를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 링비트를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 비트모듈이 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 스위벨모듈을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 스위벨모듈의 회전유닛을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방/후방 또는 상측/하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.
먼저, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 2는 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 코어비트를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 링비트를 나타내는 도면이며, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 비트모듈이 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
그리고, 도 6은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 스위벨모듈을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기 일 실시예의 스위벨모듈의 회전유닛을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기의 일 실시예는 지반을 굴착하여 지반 내부에 홀을 형성하기 위한 구성으로, 메인모듈(100), 비트모듈(200) 및 스위벨모듈(300)을 포함할 수 있다.
메인모듈(100)은 지반을 굴착하는 과정에서 코어파이프(P) 및 케이싱(C)을 회전시키며 지반 내부로 삽입하기 위한 구성으로, 본 실시예에서는 본체(110), 가이드부(120) 및 회전구동부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
본체(110)는 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기에 동력을 제공하고, 굴착기의 이동을 수행하기 위한 구성으로, 바퀴나 궤도 등과 같은 이동수단과 엔진 또는 배터리 등의 동력공급원을 포함할 수 있다.
이러한 본체(110)의 구성은 기존에 이용되는 일반적인 굴착기의 본체가 적용될 수 있으며, 지반 내부로 삽입되는 코어파이프(P) 및 케이싱(C)을 회전시키며 하강시키도록 마련된다면 그 구성은 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다.
가이드부(120)는 전술한 본체(110)의 일측에 구비되며, 상하방향으로 길게 형성되는 구성으로, 후술하는 회전구동부(130)가 상하로 이동하는 경로를 가이드하는 구성일 수 있다.
본 실시예에서 가이드부(120)는 상하 방향으로 길게 형성되는 바의 형태로 형성되며, 지반의 내부로 삽입되는 과정에서 연결되며 연장되는 코어파이프(P) 및 케이싱(C)의 단위모듈 길이보다 길게 형성되는 것이 유리할 수 있다.
또한, 가이드부(120)는 지면에 삽입되고 있는 코어파이프(P) 또는 케이싱(C)을 선택적으로 고정하는 구성이 포함될 수 있다.
이러한 가이드부(120)의 구성 역시 일반적으로 이용되는 굴착기의 구성이 적용될 수 있으며, 코어파이프(P) 및 케이싱(C)의 삽입경로를 가이드하도록 마련된다면 그 구성은 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다.
회전구동부(130)는 지반 내부로 삽입되는 코어파이프(P) 및 케이싱(C) 중 적어도 하나 이상을 회전시키기 위한 구성으로, 본 실시예에서는 모터를 구비하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 회전구동부(130)는 코어파이프(P)를 회전시키는 제1 모터(132) 및 케이싱(C)을 회전시키는 제2 모터(134)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제1 모터(132) 및 제2 모터(134)는 각각 독립적으로 전술한 가이드부(120)를 따라 상하로 이동할 수 있게 구비될 수 있다.
또한, 코어파이프(P)는 케이싱(C)의 내부에 구비되므로, 제2 모터(134)는 제1 모터(132)에 연결되어 회전하는 코어파이프(P)와 간섭되지 않도록 형성되어 케이싱(C)싱을 회전시키도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
그리고, 제2 모터(134)는 케이싱(C)의 상단부에 후술하는 스위벨모듈(300)이 구비되는 구성을 통해 케이싱(C)과 연결되며, 이러한 구성에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
이러한 회전구동부(130)의 구성도 일반적인 굴착기의 구성이 적용될 수 있으며, 코어파이프(P) 및 케이싱(C)이 지반 내부로 삽입되는 과정에서 회전력을 전달하도록 구비된다면 그 구성은 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 비트모듈(200)은 전술한 코어파이프(P) 및 케이싱(C)의 하단부에 결합되어, 지반의 내부에서 코어파이프(P) 및 케이싱(C)이 하방으로 삽입되도록 지반을 굴착하기 위한 구성으로, 본 실시예에서는 코어비트(210) 및 링비트(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
코어비트(210)는 코어파이프(P)의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 구성으로, 회전하는 원형의 본체 하면에는 지반을 파쇄하기 위한 복수개의 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 코어비트(210)의 내부에는 상하방향으로 관통되는 홀이 형성되어, 지반을 굴착하는 과정에서 발생하는 파쇄된 지반의 파편을 회수하기 위하여 지상으로부터 물이 공급되는 유로가 형성될 수 있다.
그리고, 본 실시예에서 코어비트(210)의 측부 외주면에는 적어도 하나 이상의 비트돌기(212)가 돌출되어 형성되어, 코어비트(210)가 후술하는 링비트(220)와 결합될 수 있다.
링비트(220)는 케이싱(C)의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 구성으로, 전술한 코어비트(210)의 측부를 둘러싸도록 형성되며 하면에는 지반을 파쇄하기 위한 복수개의 돌기가 형성될 수 있다.
이러한 링비트(220)는 전술한 코어비트(210)와 결합하기 위하여, 코어비트(210)의 비트돌기(212)가 삽입되는 제1 결합홈(222)가 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 결합홈(222)은 링비트(220)의 내주면에 형성되어, 링비트(220)가 코어비트(210)의 측부를 둘러싸도록 구비되는 과정에서 코어비트(210)의 비트돌기(212)가 링비트(220)의 제1 결합홈(222)에 삽입될 수 있다.
본 실시예에서 제1 결합홈(222)은 제1 분리회전홈(222a) 및 제1 결합회전홈(222b)을 포함하여 형성될 수 있다.
제1 분리회전홈(222a)은 비트돌기(212)가 코어비트(210)의 회전을 따라 함께 회전하며 이동하는 경로가 모두 오픈되도록, 링비트(220)의 내주면을 일주하는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 제1 분리회전홈(222a)은 코어비트(210)가 구비되는 링비트(220) 내부공간의 내주면에 횡방향으로 길게 연장되어 링의 형태로 형성되어, 코어비트(210)가 회전하는 과정에서 비트돌기(212)가 제1 분리회전홈(222a)의 내부에서 코어비트(210)의 회전을 따라 자유롭게 이동할 수 있다.
따라서, 코어비트(210) 및 링비트(220)는 서로 영향을 주지 않고, 독립적으로 회전여부를 선택할 수 있다.
제1 결합회전홈(222b)은 비트돌기(212)가 코어비트(210)의 회전을 따라 함께 회전하며 이동하는 과정에서, 링비트(220)에 회전력을 전달하도록, 비트돌기(212)가 회전하며 이동하는 경로가 단절되는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 제1 결합회전홈(222b)은 코어비트(210)가 링비트(220)의 내부공간에 구비되는 과정에서 비트돌기(212)가 삽입되며, 코어비트(210)가 회전하며 비트돌기(212)가 함께 회전하는 과정에서 제1 결합회전홈(222b)의 끝단에 맞닿을 수 있다.
따라서, 코어비트(210)의 회전력을 전달받아 링비트(220)도 코어비트(210)와 함게 회전하도록 구성될 수 있다.
링비트(220)는 케이싱(C)의 하단부에 결합되어, 전술한 메인모듈(100)의 제2 모터(134)를 통해 케이싱(C)의 회전을 따라 함께 회전하도록 케이싱(C)을 통해 회전 동력을 제공받는 것과 동시에, 전술한 구성을 통하여 코어비트(210)의 회전력을 함께 제공받을 수도 있다.
이때, 제1 결합홈(222)은 비트돌기(212)가 전술한 제1 분리회전홈(222a) 및 제1 결합회전홈(222b) 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
본 실시예에서 제1 결합홈(222)은 제1 분리회전홈(222a)으로 비트돌기(212)가 삽입되는 홈과, 제1 결합회전홈(222b)으로 비트돌기(212)가 삽입되는 홈이 별도로 형성되어, 코어비트(210)를 회전하여 비트돌기(212)가 삽입되는 위치를 선택함으로써 제1 분리회전홈(222a) 및 제1 결합회전홈(222b)을 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 제1 결합홈(222)의 구성은 본 실시예에 제한되지 않으며, 제1 분리회전홈(222a) 및 제1 결합회전홈(222b)이 서로 다른 높이에 형성되고, 비트돌기(212)가 양측의 홈을 이동할 수 있는 홈으로 연결되는 등 비트돌기(212)가 제1 분리회전홈(222a) 및 제1 결합회전홈(222b)을 선택할 수 있도록 형성된다면, 그 형태 및 구성은 제한되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 스위벨모듈(300)은 본 발명에 따른 굴착기를 이용하여 지반을 굴착하는 과정에서 지하에서 지상으로 배출되는 굴착된 토사를 일측으로 배출하기 위한 구성으로, 전술한 케이싱(C)의 상단부에 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 스위벨모듈(300)은 비트모듈(200)에 의해 굴착되어 지반의 내부로 삽입되는 코어파이프(P) 및 케이싱(C) 사이의 공간을 통해 상부로 이동하는 토사를 일측으로 배출하도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서 스위벨모듈(300)은 회전유닛(310) 및 배출유닛(320)을 포함하여 구성될 수 있다.
회전유닛(310)은 전술한 메인모듈(100) 및 케이싱(C)의 사이에 결합되어, 케이싱(C)을 회전시키기 위한 회전력을 전달하는 구성으로, 전술한 메인모듈(100)의 제2 모터(134)에 연결되어 제2 모터(134)에 의해 회전하도록 구성될 수 있다.
또한, 하단은 케이싱(C)의 상단부와 연결되어 함께 회전하여, 제2 모터(134)의 회전 동력을 케이싱(C)으로 전달할 수 있다.
보다 구체적으로, 회전유닛(310)은 코어비트(210)가 코어파이프(P)와 연결되어 회전하는 회전구동을 감싸도록 형성되는 내측파이프(312) 및 내측파이프(312)의 외주면과 이격되어 배치되어 케이싱(C)의 상단부와 결합되는 외측파이프(314)를 포함할 수 있다.
전술한 메인모듈(100)의 제1 모터(132)를 통해 회전하는 코어비트(210) 및 코어파이프(P)는 케이싱(C)의 내부로 연결되므로, 내측파이프(312)는 직접적으로 제2 모터(134)와 결합하여 회전함과 동시에 제1 모터(132) 및 코어비트(210)를 연결하는 회전구동축을 감싸도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
또한, 외측파이프(314)는 내측파이프(312)와 이격된 상태로 내측파이프(312)와 결합되어, 내측파이프(312) 및 외측파이프(314)의 사이에 공간이 형성되도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
이때, 외측파이프(314)의 상단부는 측면이 오픈된 형태로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
이러한 구성을 통해, 회전유닛(310)은 제1 모터(132)의 회전운동과 관계없이, 제2 모터(134)의 회전을 통해 함께 회전하며 케이싱(C)으로 회전동력을 전달할 수 있다.
또한, 내측파이프(312) 및 외측파이프(314) 사이의 공간을 통해, 코어파이프(P) 및 케이싱(C) 사이로 배출되는 토사를 공급받아 스위벨모듈(300)의 내부로 유도할 수 있으며, 외측파이프(314)의 상단부가 오픈된 부위를 통해 토사를 외부로 배출할 수 있다.
그리고, 배출유닛(320)은 전술한 회전유닛(310)을 감싸도록 형성되며, 회전유닛(310)의 회전에 대하여 상대적으로 자유회전이 가능하게 구비되는 구성일 수 있다.
이러한 배출유닛(320)은 회전유닛(310)의 내부로 유도된 토사를 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기의 일측으로 배출하기 위한 구성으로, 배출유닛(320)의 일측에 토사의 배출을 위한 배출구(322)가 형성될 수 있다.
이때, 배출유닛(320)은 전술한 회전유닛(310)의 외측파이프(314)의 오픈된 상단부를 감싸도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
위와 같은 구성을 통해, 회전유닛(310)의 내부로 유입된 토사는 외측파이프(314) 상단부의 오픈된 공간을 통해, 배출유닛(320)의 배출구(322)로 배출될 수 있다.
또한, 배출유닛(320)은 회전유닛(310)에 대하여 상대적으로 자유회전이 가능하므로, 회전유닛(310)의 회전에 관계없이 배출구(322)가 일정한 방향을 향하도록 고정될 수 있다.
보다 구체적으로, 배출유닛(320)은 배출구(322)의 위치가 일정하게 유지되도록, 회전유닛(310)의 회전에 대하여, 회전유닛(310)의 회전과 반대 방향으로 회전하도록 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기를 이용하여 지반을 굴착하는 과정에서, 배출되는 토사를 일정한 방향으로 배출하는 효과를 얻을 수 있다.
이러한 과정에서 토사가 보다 원활하게 배출될 수 있도록, 전술한 회전유닛(310)은 내측파이프(312)의 상단부가 상부로 갈수록 상대적으로 큰 직경으로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
본 실시예에서 내측파이프(312)는 상단부로 갈수록 직경이 커지는 곡면을 가지도록 형성되어, 내측파이프(312) 및 외측파이프(314)의 사이 공간으로 유입되는 토사가 회전유닛(310)의 측부로 향하여 이동하도록 유도할 수 있다.
즉, 외측파이프(314)의 오픈된 상단부를 향해 토사가 유도되어 배출유닛(320)의 배출구로(322)로 토사가 보다 원활하게 유도되는 효과를 얻을 수 있다.
이러한 회전유닛(310) 및 배출유닛(320)의 구성은 본 실시예에 제한되지 않으며, 코어파이프(P) 및 케이싱(C) 사이의 공간을 통해 상부로 이동하는 토사를 굴착기의 일측으로 일정하게 배출할 수 있도록 마련된다면, 그 형태 및 구성은 다양하게 적용될 수 있다.
한편, 스위벨모듈(300)은 케이싱(C)과 결합하기 위하여 스위벨모듈(300)의 하단부 내주면에 제2 결합홈(316)이 형성될 수 있다.
이러한 제2 결합홈(316)에 케이싱(C) 상단부의 적어도 일부가 삽입되는 구성을 통하여, 스위벨모듈(300)과 케이싱(C)이 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 결합홈(316)은 제2 분리회전홈(316a) 및 제2 결합회전홈(316b)를 포함하여 형성될 수 있다.
제2 분리회전홈(316a)은 스위벨모듈(300)이 회전하는 과정에서 제2 결합홈(316)의 내부로 삽입되는 케이싱 상단부에 영향을 주지 않도록, 스위벨모듈(300)의 내주면을 일주하는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 제2 분리회전홈(316a)은 케이싱(C) 상단부의 적어도 일부가 삽입되는 스위벨모듈(300) 하단부 내부공간의 내주면에 횡방향으로 길게 연장되어 링의 형태로 형성되어, 제2 분리회전홈(316a)의 내부에서 케이싱(C)의 위치가 고정된 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 스위벨모듈(300)의 회전모듈(310)이 회전하는 과정에서 케이싱(C)으로 회전력을 전달하지 않아, 스위벨모듈(300) 및 케이싱(C)이 서로 영향을 주지 않고, 독립적으로 회전여부를 선택할 수 있다.
또한, 제2 결합회전홈(316b)은 스위벨모듈(300)이 회전하는 과정에서 제2 결합홈(316)의 내부로 삽입되는 케이싱 상단부에 회전력을 전달할 수 있도록, 스위벨모듈(300)의 내주면을 일주하는 홈이 단절된 형태로 형성될 수 있다.
즉, 케이싱(C)이 스위벨모듈(300)과 결합되는 과정에서 제2 결합회전홈(316b)의 내부로 케이싱(C) 상단부의 적어도 일부가 삽입되면, 스위벨모듈(300)이 회전하는 과정에서 제2 결합회전홈(316b)의 단절된 부위 끝단에 케이싱(C)이 맞닿을 수 있다.
따라서, 스위벨모듈(300)의 회전력을 전달받아, 케이싱(C)이 스위벨모듈(300)와 함께 회전하도록 구성될 수 있다.
이때, 제2 결합홈(316)은 케이싱(C)의 상단부가 전술한 제2 분리회전홈(316a) 및 제2 결합회전홈(316b) 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
본 실시예에서 제2 결합홈(316)은 제2 분리회전홈(316a)으로 케이싱(C)의 일부가 삽입되는 홈과, 제2 결합회전홈(316b)으로 케이싱(C)의 일부가 삽입되는 홈이 별도로 형성되어, 스위벨모듈(300) 및 케이싱(C)을 결합하는 과정에서 케이싱(C)dl 삽입되는 위치를 선택함으로써 제2 분리회전홈(316a) 및 제2 결합회전홈(316b)을 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 제2 결합홈(316)의 구성은 본 실시예에 제한되지 않으며, 제2 분리회전홈(316a) 및 제2 결합회전홈(316b)이 서로 다른 높이에 형성되고, 제2 결합홈(316)에 삽입되는 케이싱(C)의 일부가 양측의 홈을 이동할 수 있는 홈으로 연결되는 등 케이싱(C)이 결합되는 위치를 제2 분리회전홈(316a) 및 제2 결합회전홈(316b) 중 선택할 수 있도록 형성된다면, 그 형태 및 구성은 제한되지 않고 다양할 수 있다.
전술한 구성을 포함하는 본 발명에 따른 스위벨을 포함하는 굴착기를 통하여, 굴착기에 의해 굴착되는 토사가 상부로 배출되는 방향을 용이하게 유도하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 지반내부로 삽입되는 케이싱의 회전 여부를 용이하게 선택할 수 있으며, 케이싱의 회전 여부에 따라 링비트의 회전을 코어비트의 회전과 선택적으로 결합 또는 분리시키는 과정을 용이하게 수행하는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 메인모듈
110 : 본체
120 : 가이드부
130 : 회전구동부
200 : 비트모듈
210 : 코어비트
212 : 비트돌기
220 : 링비트
222 : 제1 결합홈
300 : 스위벨모듈
310 : 회전유닛
312 : 내측파이프
314 : 외측파이프
316 : 제2 결합홈
320 : 배출유닛
322 : 배출구

Claims (15)

  1. 코어파이프 및 케이싱을 회전시키며 지반 내부로 삽입하는 메인모듈;
    상기 코어파이프의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 코어비트 및 상기 코어비트의 측부를 둘러싸도록 형성되며, 상기 케이싱의 하단부에 결합되어 지반을 굴착하는 링비트를 포함하는 비트모듈; 및
    상기 케이싱의 상단부에 결합되어, 상기 비트모듈에 의해 굴착되어 상기 케이싱의 내부에서 상부로 이동하는 토사를 일측으로 배출하는 스위벨모듈;을 포함하고,
    상기 스위벨모듈은,
    상기 메인모듈 및 상기 케이싱의 사이에 결합되어 회전력을 전달하는 회전유닛 및
    상기 회전유닛을 감싸도록 형성되어 상기 회전유닛의 회전에 대해 상대적으로 자유회전이 가능하게 구비되며, 토사가 배출되는 배출구가 일측에 형성되는 배출유닛;을 포함하며,
    상기 회전유닛은 상기 코어비트의 회전구동을 감싸도록 형성되는 내측파이프 및 상기 내측파이프의 외주면과 이격되어 배치되어 상기 케이싱과 결합되는 외측파이프를 포함하고, 상기 외측파이프의 상단부는 측면이 오픈된 형태로 형성되는 굴착기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인모듈은,
    동력제공 및 이동을 수행하는 본체, 상기 본체의 일측에 상하방향으로 길게 형성되는 가이드부 및 상기 가이드부를 따라 상하로 이동하며 상기 코어파이프 및 상기 케이싱 중 적어도 하나 이상을 회전시키는 회전구동부를 포함하는 굴착기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전구동부는,
    상기 코어파이프를 회전시키는 제1 모터 및 상기 케이싱을 회전시키는 제2 모터를 포함하는 굴착기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 모터 및 상기 제2 모터는,
    상기 가이드부를 따라 서로 독립적으로 이동하는 굴착기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비트모듈은,
    상기 코어비트의 측부 외주면에 돌출되는 적어도 하나 이상의 비트돌기가 형성되고, 상기 링비트의 내주면에 제1 결합홈이 형성되어,
    상기 비트돌기가 상기 제1 결합홈에 삽입되어 상기 코어비트 및 상기 링비트가 결합되는 굴착기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 결합홈은,
    상기 비트돌기가 상기 코어비트의 회전을 따라 이동하는 경로가 모두 오픈되도록, 상기 링비트의 내주면을 일주하여 형성되는 제1 분리회전홈 및
    상기 비트돌기가 상기 코어비트의 회전을 따라 이동하며 상기 링비트에 회전력을 전달하도록, 상기 링비트의 내주면에 상기 비트돌기의 회전 이동경로가 단절된 형태로 형성되는 제1 결합회전홈을 포함하는 굴착기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 결합홈은,
    상기 비트돌기가 상기 제1 분리회전홈 및 상기 제1 결합회전홈 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되도록 형성되는 굴착기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회전유닛은,
    상기 내측파이프의 상단부가 상부로 갈수록 상대적으로 큰 직경으로 형성되는 굴착기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배출유닛은,
    상기 회전유닛의 상기 외측파이프의 오픈된 상단부를 감싸도록 형성되는 굴착기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배출유닛은,
    상기 배출구의 위치가 일정하게 유지되도록, 상기 회전유닛에 대하여 상기 회전유닛의 회전과 반대 방향으로 회전하도록 구비되는 굴착기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 스위벨모듈은,
    상기 스위벨모듈의 하단부 내주면에 제2 결합홈이 형성되어, 상기 케이싱 상단부의 적어도 일부가 상기 제2 결합홈에 삽입되어 상기 스위벨모듈 및 상기 케이싱이 결합되는 굴착기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 결합홈은,
    상기 스위벨모듈이 회전하는 과정에서 상기 제2 결합홈의 내부로 삽입되는 상기 케이싱 상단부에 영향을 주지 않도록, 상기 스위벨모듈의 내주면을 일주하여 형성되는 제2 분리회전홈 및
    상기 스위벨모듈이 회전하는 과정에서 상기 제2 결합홈의 내부로 삽입되는 상기 케이싱 상단부에 회전력을 전달하도록, 상기 스위벨모듈의 내주면을 일주하는 홈이 단절된 형태로 형성되는 제2 결합회전홈을 포함하는 굴착기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 결합홈은,
    상기 케이싱의 상단부가 상기 제2 분리회전홈 및 상기 제2 결합회전홈 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되도록 형성되는 굴착기.
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