KR101817578B1 - 다단 확공이 가능한 굴착용 비트 - Google Patents

다단 확공이 가능한 굴착용 비트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굴착용 비트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화 시키기 위한 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 관한 것으로서,
본 발명의 구체적인 해결적 수단은,
"바닥에 첨단 굴착면(100)이 형성되어 있고 상면 중앙에는 외주면이 캠 돌부(200)와 캠 홈부(210)가 교호로 구비된 회전캠(20)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(20)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 숄더 부재(30)가 구비되어 있는 비트 몸체(10)의 상면에 착탈 가능하도록 체결되는 원통부재(400)의 외주면 전후 하단 가까이 소정의 위치에 한쌍의 체결공(410)이 천공되어 있고 상기 체결공(410)의 상측 외주면 3면 상하로 간격을 유지한 상태에서 각각 숄더공(420)이 천공되어 있고 상면에는 회전축부재(430)가 결합되어 있는 숄더 구동부(40)가 구비되어 있으며 상기 숄더 구동부(40)가 삽입 가능한 것으로 내주면 상하에 소정의 간격을 두고 걸림턱(500)이 구비되어 홈부(510)가 형성되어 있는 강관(50)이 포함되어 이루어진 상태에서,
상기 숄더 부재(30)는,
상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(301)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 상측 숄더공(420)으로 돌출되되 강관(50)의 홈부(510)에 안착되어 걸림턱(500)에 걸림 및 해지가 가능하도록 상대적으로 길이가 짧은 강관용 숄더돌기(300)가 상단에 일체로 형성되어 있고 하단에는 상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(311)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 하측 숄더공(420)으로 돌출되되 바닥면에는 첨단 굴착면(312)이 구비되어 있고 상기 강관용 숄더돌기(300)보다 상대적으로 길이가 긴 형태의 굴착용 숄더돌기(310)가 판재(313)에 의해 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트와,
상기 원통부재(400)의 하단 가까이 내주부에는 단턱(440)이 구비되어 있고 상기 단턱(440)의 양측에는 상기 원통부재(400)의 하단까지 연장된 연장편(450)이 구비되어 있으며 상기 연장편(450)의 일측에는 서로 반대방향으로 결합돌기(451)가 구비되어 있고 타측에는 제2 경사면(452)이 구비되어 있으며 반면에 상기 결합돌기(451)에 착탈 가능하도록 상기 비트 몸체(10)의 상면 회전캠(20) 양측에는 브라켓(110)이 각각 구비되어 있고 상기 브라켓(110)에는 상기 결합돌기(451)가 착탈 가능하도록 결합공(111)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트와,
상기 브라켓(110)은 상기 회전캠(20)의 양측에 구비되되 각각의 브라켓(110)의 일면은 경사진 제1경사면(112)으로 되어 있고 타면은 수직면(113)으로 되어 있는 상태에서 양측의 상기 제1 경사면(112)과 수직면(113)이 반대로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트"를 구성적 특징으로 함으로서,
본 발명은 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야및 철도분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있으며, 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추도록 한 것이며,
또한, 강관용 숄더부재와 굴착용 숄더부재를 일체화한 숄더부재로 단품화함으로서 구조의 단순성으로 내구성을 높이고 각 부품간에도 구성의 단순화로 인하여 강도와 내구성을 높이고 부품의 수리 교체를 용이하게 할 수 있는 것이다.

Description

다단 확공이 가능한 굴착용 비트{multi-order probability}
본 발명은 굴착용 비트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화 시키기 위한 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 관한 것이다.
일반적으로 건설 공사나 건축물 기초 공사 등을 위한 굴착 시공시 먼저 지반에 굴착공을 뚫은 다음에 굴착공 내에 강관이나 철골과 함께 콘크리트를 채워서 지반에 매몰되는 기둥을 시공한다.
이러한 시공의 경우에 건축물의 자중을 충분히 견디면서 지반의 침하를 방지하기 위해서는 굴착공의 깊이를 최대한 깊게 파거나, 굴착공의 직경을 확장하는 작업을 필요로 한다.
보통 지반의 굴착을 위한 굴착용 비트는 지반 굴착기로부터 구동력과 공압을 제공받아 회전하는 동시에 공압 피스톤에 의해 타격되어 토사층 및 암반층을 굴착하는 기능을 수행한다.
이와 같은 굴착용 비트는 그 용도나 지층(지질)의 조건에 따라 각기 다른 규격 다른 구조상의 비트를 상용하게 되는데, 그 종류는 크게 분류하여 두가지로 압축 설명할 수 있다.
그 중의 한 종류는 대체적으로 지층의 상태가 양호하거나 깊이 굴착하지 않는 종류의 비트로서, 이 종류의 비트는 강관을 사용하지 않고 비트 본체가 회전하면서 지층을 굴착하는 직접 굴착방식의 종류이며,
다른 한 종류의 비트는 굴착공에 강관을 매립하면서 굴착을 실시하는 방식에 사용되는 것으로, 비트를 강관 속으로 삽입하여 비트가 강관의 하단으로 노출되도록 한 후, 비트가 회전하면서 강관 지름보다 넓은 구멍을 뚫게 되며, 굴착이 종료되면 비트의 회수를 위해 다시 스틸관을 통하여 인양하는 간접 굴착방식의 종류가 있다.
전자의 직접 굴착방식이라고 하더라도 깊게 굴착할 필요가 있을때 일정 지름으로 굴착시 전단력이나 압축강도 등의 문제로 인하여 실질적으로는 굴착 깊이에 한계가 있고 이를 보완하기 위하여 협공 천공과 확공 천공을 번갈아 하거나 바닥면 가까이에 확공 천공을 하기 위해서는 비트의 교체와 같은 문제점이 있으며 이와 같은 문제점은 하기에서 설명하는 간접 굴착방식에도 대동소이한 것이다.
반면, 후자의 간접 굴착방식의 비트는 땅속 깊이 들어갈수록 압력이 크게 증가되면서 많은 에너지에 의한 부하가 비트를 방해하여 굴착작업을 힘들게 한다.
뿐만 아니라 매립되는 강관의 지름보다 넓은 구멍을 굴착해야 하는 간접굴착방식의 비트는 굴착되는 양만큼 강관이 동시에 박히게 되는 것으로서, 그 강관이 용이하게 들어갈 수 있도록 구멍을 넓게 굴착하지 못하면 그 만큼 강관의 매립이 어려워질 뿐 아니라 굴착중에 많은 부하가 걸리면서 비트의 파손을 발생시키게 되며 굴착후 비트를 꺼내기가 매우 어렵게 된다.
또한, 이러한 방법은 굴착 후 강관을 삽입하는 방법으로 진행되기 때문에 굴착홀이 자연 유지되지 않는 연약한 토사지반에서는 굴착홀의 무너짐 또는 이물질 혼합 등으로 강관의 삽입이 어렵게 되는 문제점이 있었다.
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 종래에는 대한민국 등록특허공고 제100919628호에 개시된 바와 같이, 절첩이 가능한 윙비트를 이용하여 강관의 설치를 용이하게 할 수 있는 기술이 개발되었다.
이러한 종래의 굴착용 비트는, 파이프 형태의 강관이 비트 몸체에 의해 삽입되어져서 상기 비트 몸체와 함께 굴착 진행 방향을 따라 진행될 수 있는 것으로서, 비트 몸체에서 외경 방향으로 돌출되는 고정식 숄더 부재가 설치될 수 있다.
그러나, 이러한 고정식 숄더 부재는, 상기 강관의 걸림턱에 항상 걸림 결합되는 것으로서, 예를 들어서, 굴착시 암반을 만나는 경우, 그 자리에 상기 강관만을 남겨 놓고 상기 비트 몸체만 굴착 진행 방향으로 그대로 진행할 수는 없었다.
따라서, 종래에는 굴착시 암반을 만나는 경우, 상기 비트 몸체를 지상으로 완전히 들어 올려서 상기 고정식 숄더 부재가 없는 다른 비트 몸체를 교체한 후, 다시 재굴착하는 번거로움이 있었고, 이로 인하여 굴착 시간 및 굴착 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 윙비트는 상기 비트 몸체와는 별도의 부품인 핀을 조립하여 윙비트를 비트 몸체에 힌지 결합되는 것으로서, 윙비트와 핀이 서로 분리된 별도 부품이고, 서로 간의 허용 오차가 존재하여 서로 조립된 후, 굴착 과정에서 발생되는 엄청난 외력과 충격에 의해서 윙비트와 핀이 미세하게 서로 충돌하여 틈새가 벌어 지거나 급기야 윙비트 또는 핀이 파손되는 심각한 문제점이 있었다.
또한, 상기 핀은 비트 몸체를 관통하여 조립되기 때문에 핀의 일부분이 노출되는 것으로서, 굴착 과정에서 발생되는 엄청난 외력과 충격에 의해서 발생된 핀과비트 몸체의 틈새 사이로 각종 이물질들이 쉽게 침투하여 윙비트의 접철을 방해하거나 심지어 상기 핀이 비트 몸체로부터 이탈되는 등 내구성이 매우 취약해지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 핀은 상기 비트 몸체에 억지 물림 방식으로 결합되어 상기 윙비트를 수리하거나 교체하기 위해서 분리하기가 매우 어려워서 장치를 관리하기가매우 번거로웠던 문제점이 있었다.
또한, 종래의 윙비트는 진행 방향에 90도로 펼쳐지는 것으로서, 비트의 진행시 엄청난 저항에 의해서 견디지 못하고 부러지거나 파손되는 문제점이 있었다.
국내 특허등록 제10-0919628호 국내 특허등록 제 10-1664030호 국내 특허등록 제10-1665346호 국내 특허등록 제101658658호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
본 발명의 주된 목적은 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야및 철도분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트를 제공함에 있으며,
본 발명의 또 다른 목적은, 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추도록 한 다단 확공이 가능한 굴착용 비트를 제공함에 있으며,
본 발명의 또 다른 목적은 강관용 숄더부재와 굴착용 숄더부재를 일체화한 숄더부재로 단품화함으로서 구조의 단순성으로 내구성을 높이고 각 부품간에도 구성의 단순화로 인하여 강도와 내구성을 높이고 부품의 수리 교체를 용이하게 한 다단 확공이 가능한 굴착용 비트를 제공함에 있다.
그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 해결적 수단은,
"바닥에 첨단 굴착면(100)이 형성되어 있고 상면 중앙에는 외주면이 캠 돌부(200)와 캠 홈부(210)가 교호로 구비된 회전캠(20)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(20)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 숄더 부재(30)가 구비되어 있는 비트 몸체(10)의 상면에 착탈 가능하도록 체결되는 원통부재(400)의 외주면 전후 하단 가까이 소정의 위치에 한쌍의 체결공(410)이 천공되어 있고 상기 체결공(410)의 상측 외주면 3면 상하로 간격을 유지한 상태에서 각각 숄더공(420)이 천공되어 있고 상면에는 회전축부재(430)가 결합되어 있는 숄더 구동부(40)가 구비되어 있으며 상기 숄더 구동부(40)가 삽입 가능한 것으로 내주면 상하에 소정의 간격을 두고 걸림턱(500)이 구비되어 홈부(510)가 형성되어 있는 강관(50)이 포함되어 이루어진 상태에서,
상기 숄더 부재(30)는,
상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(301)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 상측 숄더공(420)으로 돌출되되 강관(50)의 홈부(510)에 안착되어 걸림턱(500)에 걸림 및 해지가 가능하도록 상대적으로 길이가 짧은 강관용 숄더돌기(300)가 상단에 일체로 형성되어 있고 하단에는 상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(311)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 하측 숄더공(420)으로 돌출되되 바닥면에는 첨단 굴착면(312)이 구비되어 있고 상기 강관용 숄더돌기(300)보다 상대적으로 길이가 긴 형태의 굴착용 숄더돌기(310)가 판재(313)에 의해 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트와,
상기 원통부재(400)의 하단 가까이 내주부에는 단턱(440)이 구비되어 있고 상기 단턱(440)의 양측에는 상기 원통부재(400)의 하단까지 연장된 연장편(450)이 구비되어 있으며 상기 연장편(450)의 일측에는 서로 반대방향으로 결합돌기(451)가 구비되어 있고 타측에는 제2 경사면(452)이 구비되어 있으며 반면에 상기 결합돌기(451)에 착탈 가능하도록 상기 비트 몸체(10)의 상면 회전캠(20) 양측에는 브라켓(110)이 각각 구비되어 있고 상기 브라켓(110)에는 상기 결합돌기(451)가 착탈 가능하도록 결합공(111)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트와,
상기 브라켓(110)은 상기 회전캠(20)의 양측에 구비되되 각각의 브라켓(110)의 일면은 경사진 제1경사면(112)으로 되어 있고 타면은 수직면(113)으로 되어 있는 상태에서 양측의 상기 제1 경사면(112)과 수직면(113)이 반대로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트"를 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.
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상기와 같이 구성된 본 발명은 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야및 철도분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있으며, 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추도록 한 것이며,
또한, 강관용 숄더부재와 굴착용 숄더부재를 일체화한 숄더부재로 단품화함으로서 구조의 단순성으로 내구성을 높이고 각 부품간에도 구성의 단순화로 인하여 강도와 내구성을 높이고 부품의 수리 교체를 용이하게 할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 사시도,
도 2는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 분리 사시도,
도 3은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 숄더 구동부의 사시도,
도 4는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 비트 몸체의 분리 사시도,
도 5는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 강관을 갖고 굴착할 경우의 단면도,
도 6은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 숄더 구동부를 비트 몸체로 부터 회전 분리 후 상측으로 들어서 시계반대방향으로 회전시킴에 따라 일측의 브라켓의 결합공에 체결된 원통부재의 결합돌기를 탈락시킨 상태의 단면도,
도 7은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 6과 같은 상태에서의 숄더부재의 인입출 상태를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 6 및 도 7과 같은 상태인 숄더 구동부를 비트 몸체로 부터 회전 분리 후 상측으로 들어서 시계반대방향으로 계속 회전시켜 일측의 원통부재의 결합돌기가 타측에 구비된 브라켓을 넘어서 결합공을 지나서 재차 시계방향으로 회전시켜 결합돌기가 결합공에 체결함으로서 굴착시 숄더부재의 인입출을 가능하도록 하여 확공 및 협공 천공을 자유롭게 조정 가능하도록 한 것을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 강관용 및 굴착용 숄더돌기가 회전캠의 캠 돌부에 안착되어 최대로 인출된 상태를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 강관용 및 굴착용 숄더돌기가 회전캠의 캠 홈부에 안착되어 최대로 인입된 상태를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 실시 도면,
도 12는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 암석을 접하여 강관용 숄더돌기가 도 10에 도시된 바와 같이 최대로 인입되어 강관으로 부터 이탈된 상태에서 굴착을 실시하는 도면,
도 13은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 숄더돌기를 인입출을 번갈아 하면서 작업자가 협공 및 확공을 교호로 진행 굴착하는 상태를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 다른 실시예를 나타낸 사시도,
도 15는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 14도의 분리 사시도,
도 16은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 14도에서 숄더구동부와 비트 몸체의 분리 사시도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 사시도이며, 도 2는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 숄더 구동부의 사시도이며, 도 4는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 비트 몸체의 분리 사시도이고, 도 5는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 강관을 갖고 굴착할 경우의 단면도이며, 도 6은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 숄더 구동부를 비트 몸체로 부터 회전 분리 후 상측으로 들어서 시계반대방향으로 회전시킴에 따라 일측의 브라켓의 결합공에 체결된 원통부재의 결합돌기를 탈락시킨 상태의 단면도이고, 도 7은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 6과 같은 상태에서의 숄더부재의 인입출 상태를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 6 및 도 7과 같은 상태인 숄더 구동부를 비트 몸체로 부터 회전 분리 후 상측으로 들어서 시계반대방향으로 계속 회전시켜 일측의 원통부재의 결합돌기가 타측에 구비된 브라켓을 넘어서 결합공을 지나서 재차 시계방향으로 회전시켜 결합돌기가 결합공에 체결함으로서 굴착시 숄더부재의 인입출을 가능하도록 하여 확공 및 협공 천공을 자유롭게 조정 가능하도록 한 것을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 강관용 및 굴착용 숄더돌기가 회전캠의 캠 돌부에 안착되어 최대로 인출된 상태를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 강관용 및 굴착용 숄더돌기가 회전캠의 캠 홈부에 안착되어 최대로 인입된 상태를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 실시 도면이며, 도 12는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 암석을 접하여 강관용 숄더돌기가 도 10에 도시된 바와 같이 최대로 인입되어 강관으로 부터 이탈된 상태에서 굴착을 실시하는 도면이고, 도 13은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 숄더돌기를 인입출을 번갈아 하면서 작업자가 협공 및 확공을 교호로 진행 굴착하는 상태를 나타낸 도면이며, 도 14는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 15는 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 14도의 분리 사시도이며, 도 16은 본 발명인 다단 확공이 가능한 굴착용 비트에 있어서 도 14도에서 숄더구동부와 비트 몸체의 분리 사시도이다.
지시부호 10은 비트 몸체를 지시하는 것으로서, 상기 비트 몸체(10)은 도 2 , 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 바닥에 첨단 굴착면(100)이 형성되어 있고 상면 중앙에는 외주면이 캠 돌부(200)와 캠 홈부(210)가 교호로 구비된 회전캠(20)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(20)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 숄더 부재(30)가 구비되어 있다.
특히 상기 숄더 부재(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(301)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 상측 숄더공(420)으로 돌출되되 강관(50)의 홈부(510)에 안착되어 걸림턱(500)에 걸림 및 해지가 가능하도록 상대적으로 길이가 짧은 강관용 숄더돌기(300)가 상단에 일체로 형성되어 있고 하단에는 상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(311)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 하측 숄더공(420)으로 돌출되되 바닥면에는 첨단 굴착면(312)이 구비되어 있고 상기 강관용 숄더돌기(300)보다 상대적으로 길이가 긴 형태의 굴착용 숄더돌기(310)가 판재(313)에 의해 일체로 형성되어 있는 것이다.
한편, 도 4 및 도 5와 나머지 도면에서도 잘 도시된 바와 같이 상기 비트 몸체(10)의 회전캠(20) 하단 외주부에는 소정의 간격을 두고 이탈방지용 돌부(120)가 상하에 각각 구비되어 상기 이탈방지용 돌부(120) 사이에 이탈방지용 홈부(121)가 형성되어 있어 상기 원통부재(400)의 외주면 전후 하단 가까이 소정의 위치에 한쌍의 체결공(410)에 이탈방지 핀(60)을 결합토록 하여 상기 이탈방지 핀(60)이 상기 이탈방지용 홈부(121)에서 이탈되지 아니하도록 하여 상기 원통부재(400)와 상기 비트 몸체(10)의 유동적 결합이 가능하도록 한 것으로서 상기 유동적이라 함은 하기 작동관계에서 상세히 기재하지만 간략하게 말하면 상기 원통부재(400)가 비트몸체(10)로 부터 상하로 상기 이탈 방지핀(60)이 이동 가능한 상기 이탈방지용 홈부(121) 간격만큼 상하로 슬라이딩 가능하다는 것이다.
다음, 지시부호 40은 숄더 구동부를 지시하는 것으로서 도 2, 도 3 및 기타 나머지 도면에서도 잘 도시된 바와 같이, 상기 숄더 구동부(40)은 상기 비트 몸체(10)의 상면에 착탈 가능하도록 체결되는 원통부재(400)의 외주면 전후 하단 가까이 소정의 위치에 한쌍의 체결공(410)이 천공되어 있고 상기 체결공(410)의 상측 외주면 3면 상하로 간격을 유지한 상태에서 각각 숄더공(420)이 천공되어 있고 상면에는 회전축부재(430)가 결합되어 있는 구조로서,
도 1, 도 2 및 나머지 도면에 도시된 바와 같이 상기 숄더 구동부(40)가 삽입 가능한 것으로 내주면 상하에 소정의 간격을 두고 걸림턱(500)이 구비되어 홈부(510)가 형성되어 있는 강관(50)이 포함될 수 있는 것이다.
한편, 도 3, 도 4 및 나머지 도면에 도시된 바와 같이 상기 원통부재(400)의 하단 가까이 내주부에는 단턱(440)이 구비되어 있고 상기 단턱(440)의 양측에는 상기 원통부재(400)의 하단까지 연장된 연장편(450)이 구비되어 있으며 상기 연장편(450)의 일측에는 서로 반대방향으로 결합돌기(451)가 구비되어 있고 타측에는 제2 경사면(452)이 구비되어 있으며 반면에 상기 결합돌기(451)에 착탈 가능하도록 상기 비트 몸체(10)의 상면 회전캠(20) 양측에는 브라켓(110)이 각각 구비되어 있고 상기 브라켓(110)에는 상기 결합돌기(451)가 착탈 가능하도록 결합공(111)이 천공되어 있는 구조이다.
특히 상기 브라켓(110)은 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 회전캠(20)의 양측에 구비되되 각각의 브라켓(110)의 일면은 경사진 제1경사면(112)으로 되어 있고 타면은 수직면(113)으로 되어 있는 상태에서 양측의 상기 제1 경사면(112)과 수직면(113)이 반대로 형성되어 있는 것이다.
다음, 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이 상기 원통부재(400)의 하단 양측에는 서로 반대방향으로 돌출된 걸림편(460)이 구비되어 있고 상기 걸림편(460)에 착탈 가능하도록 상기 비트 몸체(10)의 상단 양측에는 서로 반대방향으로 끼움홈(131)이 형성된 걸림홈(130)이 각각 구비토록 하여 다른 실시예를 구성하고 있다.
이하 본 발명의 작동관계에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 13은 본 발명의 일실시예이고 도 14 내지 도 16은 다른 실시예를 설명하는 것이지만 그 실시과정이나 기술적 사상은 같은 것이며 단지 구조적 측면에서 상이한 것이다.
우선, 기본적으로 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 숄더 구동부(40)의 외주에 강관(50)의 결합이 선택적이지만, 강관(50)의 결합 여부와 본 발명의 가장 핵심적인 부분은 큰 차이가 없으므로 강관(50)이 결합된 상태를 먼저 설명하고자 한다.
도 5에 도시된 도면이 기본으로서 이는 도 9에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)가 모두 숄더공(420)으로 부터 최대한 돌출된 즉, 인출된 상태로서 이와 같은 상태에서 작업자가 원하는 지반(E)을 굴착을 진행하는 것이다.
즉, 도 11에 도시된 바와 같이 굴착작업을 진행하는 상태에서 암반을 만날 경우에는,
도 6에 도시된 바와 같이 시계반대방향으로 회전축부재(430)을 회전하면 결론적으로 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)가 동시에 인입되는 것으로서 이는 기존 기술과 달리 숄더 부재(30)가 판재(313)에 의해 일체로 형성되어 있기 때문이다.
이와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)의 인입출이 동시에 일어나는 작동 상태는 도 8에 도시되어 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)는 굴착시에는 인출되어 있는데 이와 같이 인출된 상태에서 고정될 수 있는 것은 상기 원통부재(400)의 하단 양측에 구비된 연장편(450)에 형성된 결합돌기(451)이 비트 몸체(10) 상면에 구비된 브라켓(110)의 결합공(111)에 결합되어 있기 때문이다.
이런 상태에서 굴착시에는 회전축부재(430)을 시계방향으로 계속적으로 회전시키면 비트 몸체(10) 바닥면에 형성된 첨단 굴착면(100)에 의해 굴착이 진행되다가 도 11과 같이 암반(S)를 만나서 강관(50)을 놓고 굴착을 진행하고자 할 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 시계 반대방향으로 회전축부재(430)를 회전시키면 도 8에 도시된 바와 같이 상기 결합돌기(451)가 결합공(111)로 부터 이탈되고 이와 같은 시계반대방향의 회전을 180도 진행시키면 일측에 구비된 연장편(450)의 제2 경사면(452)이 상기 브라켓(110)의 제1 경사면(112)를 슬라이딩하여 지나가게 된다.
이럴 경우가 바로 도 10에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)가 최대한 인입된 상태 즉, 회전캠(20)의 캠 홈부(210)에 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)의 판재(313) 면이 닿게 되어 최대한 인입된 상태가 되며 이 상태 즉, 상기 연장편(450)의 제2 경사면(452)이 상기 브라켓(110)의 제1 경사면(112)를 슬라이딩하여 지나가면 상기 회전축부재(430) 및 숄더 구동부(40)가 중력의 힘으로 비트 몸체(10)의 상면으로 떨어지게 되며 이때 도 8에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전시키면 상기 결합돌기(451)가 결합공(111)에 결합되어 결국 도 10에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)가 최대한 인입된 상태가 되면서 강관(50)의 홈부(510)로 부터 강관용 숄더돌기(300)가 이탈되어 도 12에 도시된 바와 같이 암반(S)의 굴착을 강관(50)을 놓고 진행할 수 있는 것이다.
이와 같이 강관(50)으로 부터 숄더 구동부(40)가 자유롭게 되어 암반을 굴착 가능하도록 하는 것이다.
상기와 같은 작동관계는 작업자가 일반 지반(E)에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하게 하여 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화 시켜 안정적인 굴착 및 이로 인한 기초공사의 안정성을 도모할 수 있는 것으로서, 이점에 대하여 추가적으로 설명하면 다음과 같다.
도 13에 도시된 바와 같이 작업자가 확공 협공을 자유롭게 하기 위해서는 이미 설명한 바와 같이 장비의 교체 등등 번거로운 점이 많아 본 발명은 이점을 해결하기 위한 것으로서 숄더 부재(30)를 강관용 및 굴착용 숄더 돌기(300,310)가 일체화되어 작동 가능하도록 함으로서 상기의 번거로움을 해소한 것으로서 결과적으로는 도 13에 도시된 바와 같이 확공과 협공을 자유롭게 할 수 있도록 하기 위한 것으로서,
도 9에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)가 모두 숄더공(420)으로 부터 최대한 돌출된 즉, 인출된 상태로서 이와 같은 상태에서 작업자가 원하는 지반(E)을 굴착을 진행하는 것이다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이 굴착작업을 진행하는 상태에서 협공 천공을 할 필요성이 있어 협공 굴착을 하고자 할 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 시계반대방향으로 회전축부재(430)을 회전하면 결론적으로 도 7에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)이 동시에 인입되는 것으로서 이는 기존 기술과 달리 숄더 부재(30)가 판재(313)에 의해 일체로 형성되어 있기 때문이다.
물론, 도 6, 도 7에는 강관(50)이 도시되어 있지만 이와 같은 경우에는 강관(50)을 무시하는 것이다. 즉, 강관(50)이 없는 것이다.
이와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)의 인입출이 동시에 일어나는 작동 상태는 도 8에 도시되어 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)는 굴착시에는 인출되어 있는데 이와 같이 인출된 상태에서 고정될 수 있는 것은 상기 원통부재(400)의 하단 양측에 구비된 연장편(450)에 형성된 결합돌기(451)이 비트 몸체(10) 상면에 구비된 브라켓(110)의 결합공(111)에 결합되어 있기 때문이다.
이런 상태에서 굴착시에는 회전축부재(430)을 시계방향으로 계속적으로 회전시키면 비트 몸체(10) 바닥면에 형성된 첨단 굴착면(100)에 의해 굴착이 진행되다가 도 13에 도시된 바와 같이 협공 천공을 하고자 할 경우에는 도 8에서 도시된 바와 같이 시계 반대방향으로 회전축부재(430)를 회전시키면 상기 결합돌기(451)가 결합공(111)로 부터 이탈되고 이와 같은 시계반대방향의 회전을 180도 진행시키면 일측에 구비된 연장편(450)의 제2 경사면(452)이 상기 브라켓(110)의 제1 경사면(112)를 슬라이딩하여 지나가게 된다.
이럴 경우가 바로 도 10에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)가 최대한 인입된 상태 즉, 회전캠(20)의 캠 홈부(210)에 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)의 판재(313) 면이 닿게 되어 최대한 인입된 상태가 되며 이 상태 즉, 상기 연장편(450)의 제2 경사면(452)이 상기 브라켓(110)의 제1 경사면(112)를 슬라이딩하여 지나가면 상기 회전축부재(430) 및 숄더 구동부(40)가 중력의 힘으로 비트 몸체(10)의 상면으로 떨어지게 되며 이때 도 8에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전시키면 상기 결합돌기(451)가 결합공(111)에 결합되어 결국 도 10에 도시된 바와 같이 강관용 및 굴착용 숄더돌기(300, 310)가 최대한 인입된 상태가 되면서 협공 천공이 가능하게 되며 역으로 확공 천공을 진행하고자 할 경우에는 상기 작동관계와 같이 재차 시계반대방향으로 회전축부재(430)를 회전하여 같은 방법으로 진행하면 작업자가 원하는 협공 및 확공 천공을 자유롭게 할 수 있는 것이다.
한편, 도 14 내지 도 16에서는 상기 결합돌기(451)과 결합공(111)의 형태를 추가한 것으로서 그 작동관계는 대동소이한 것이다.
이와 같이 구성 및 작동함으로서 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야및 철도분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있으며, 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추도록 한 것이며,
또한, 강관용 숄더부재와 굴착용 숄더부재를 일체화한 숄더부재로 단품화함으로서 구조의 단순성으로 내구성을 높이고 각 부품간에도 구성의 단순화로 인하여 강도와 내구성을 높이고 부품의 수리 교체를 용이하게 할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.
10 : 비트 몸체 20 : 회전캠
30 : 숄더 부재 40 : 숄더 구동부
50 : 강관 60 : 이탈방지 핀
100 : 첨단 굴착면
110 : 브라켓 111 : 결합공
112 : 제1 경사면 113 : 수직면
120 : 이탈방지용 돌부 121 : 이탈방지용 홈부
130 : 걸림홈 131 : 끼움홈
200 : 캠 돌부 210 : 캠 홈부
300 : 강관용 숄더돌기 301 : 경사면
310 : 굴착용 숄더 돌기 311 : 경사면
312 : 첨단 굴착면 313 : 판재
400 : 원통부재 410 : 체결공
420 : 숄더공 430 : 회전축부재
440 : 단턱 450 : 연장편
451 : 결합돌기 452 : 제2 경사면
460 : 걸림편 500 : 걸림턱
510 : 홈부 E : 지반
S : 암반

Claims (7)

  1. 바닥에 첨단 굴착면(100)이 형성되어 있고 상면 중앙에는 외주면이 캠 돌부(200)와 캠 홈부(210)가 교호로 구비된 회전캠(20)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(20)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 숄더 부재(30)가 구비되어 있는 비트 몸체(10)의 상면에 착탈 가능하도록 체결되는 원통부재(400)의 외주면 전후 하단 가까이 소정의 위치에 한쌍의 체결공(410)이 천공되어 있고 상기 체결공(410)의 상측 외주면 3면 상하로 간격을 유지한 상태에서 각각 숄더공(420)이 천공되어 있고 상면에는 회전축부재(430)가 결합되어 있는 숄더 구동부(40)가 구비되어 있으며 상기 숄더 구동부(40)가 삽입 가능한 것으로 내주면 상하에 소정의 간격을 두고 걸림턱(500)이 구비되어 홈부(510)가 형성되어 있는 강관(50)이 포함되어 이루어진 상태에서,
    상기 숄더 부재(30)는,
    상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(301)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 상측 숄더공(420)으로 돌출되되 강관(50)의 홈부(510)에 안착되어 걸림턱(500)에 걸림 및 해지가 가능하도록 상대적으로 길이가 짧은 강관용 숄더돌기(300)가 상단에 일체로 형성되어 있고 하단에는 상면 외측 모서리가 절개되어 경사면(311)을 이루면서 상기 원통부재(400)의 하측 숄더공(420)으로 돌출되되 바닥면에는 첨단 굴착면(312)이 구비되어 있고 상기 강관용 숄더돌기(300)보다 상대적으로 길이가 긴 형태의 굴착용 숄더돌기(310)가 판재(313)에 의해 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트.
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  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통부재(400)의 하단 가까이 내주부에는 단턱(440)이 구비되어 있고 상기 단턱(440)의 양측에는 상기 원통부재(400)의 하단까지 연장된 연장편(450)이 구비되어 있으며 상기 연장편(450)의 일측에는 서로 반대방향으로 결합돌기(451)가 구비되어 있고 타측에는 제2 경사면(452)이 구비되어 있으며 반면에 상기 결합돌기(451)에 착탈 가능하도록 상기 비트 몸체(10)의 상면 회전캠(20) 양측에는 브라켓(110)이 각각 구비되어 있고 상기 브라켓(110)에는 상기 결합돌기(451)가 착탈 가능하도록 결합공(111)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 브라켓(110)은 상기 회전캠(20)의 양측에 구비되되 각각의 브라켓(110)의 일면은 경사진 제1경사면(112)으로 되어 있고 타면은 수직면(113)으로 되어 있는 상태에서 양측의 상기 제1 경사면(112)과 수직면(113)이 반대로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확공이 가능한 굴착용 비트.
















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