KR102048558B1 - 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착 후 공벽 붕괴 방지를 위한 강재 케이싱은 그대로 두고 케이싱 내부를 통하여 해머 비트를 회수할 수 있도록 분리가 가능하되, 굴착 시에는 견고한 고정력을 유지할 수 있고 회수 시에는 용이하게 분리 회수될 수 있도록 한 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 외부의 동력원에 의해 회전하고 강재 케이싱을 통해 지반 혹은 암반 속으로 전진하면서 굴착하는 해머비트 장치에 있어서, 천공기의 해머와 결합되는 결합 바디; 상기 결합 바디에 결합되고, 일면에 초경 돌출팁이 구비되는 하우징 비트; 일면에 초경 돌출팁을 가지며, 일단부가 상기 하우징 비트에 회동가능하게 결합되고, 수평 상태에서 타단부는 하우징 비트의 외연보다 크게 외측으로 돌출되는 직경을 갖는 윙비트; 상기 하우징 비트와 윙비트의 일단부를 관통하여 상기 하우징 비트에 윙비트를 회동가능하게 결합 고정하는 힌지핀; 및 상기 결합 바디와 윙비트 간에 구성되어 상기 윙 비트를 결합 바디에 대하여 회동 구속되게 결합시키고, 상기 하우징비트와 윙 비트로 이루어지는 해머비트 모듈을 상기 결합 바디에 탈착가능하게 록킹(locking)시키는 착탈식 결합 수단;을 포함하는 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치가 제공된다.

Description

지반 굴착용 회수형 해머비트 장치{RECOVERY TYPE HAMMER BEAT APPARATUS FOR GROUND EXCAVATION}

본 발명은 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착 후 공벽 붕괴 방지를 위한 강재 케이싱은 그대로 두고 케이싱 내부를 통하여 해머 비트를 회수할 수 있도록 분리가 가능하되, 굴착 시에는 견고한 고정력을 유지할 수 있고 회수 시에는 용이하게 분리 회수될 수 있도록 한 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에 관한 것이다.

본　발명은 국토교통과학기술진흥원이 지원하는 국토교통기술사업화 지원 사업으로 수행된 연구결과이다(과제번호: 17TBIP-C111106-02, 연구과제명: 공사비 30% 절감 가능한 강관 마이크로파일 공법 개발)　

지반 굴착용 해머비트는 지반 굴착기로부터 구동력과 공압을 제공받고, 굴착 작업시에는 외력에 의해 제공되는 회전력과 타격에 의해 토사 및 암반층을 굴착하는 기능을 수행한다.

도 1은 강재 케이싱을 이용한 지반 혹은 암반의 천공 개요도로서, 실제 지반 굴착 작업시에는 작업중 굴착공이 붕괴되는 것을 방지하기 위해 파이프 형태의 강재 케이싱(steel casing)을 굴착공에 삽입하면서 굴착 작업을 진행하는데, 도 1에 나타낸 바와 같이, 해머비트(3)의 외경 이상의 직경으로 지반 또는 암반을 천공하면서 해머비트와 강재 케이싱은 동시에 전진하게 된다. 강재 케이싱(2)은 공벽이 무너지는 것을 방지하고 천공 종료 후 해머 비트(3)를 제거한 후에도 일시적으로 혹은 영구적으로 지반 속에 남겨두게 된다. 통상 해머 비트(3)는 외부의 동력원에 의해 지반을 누르거나 타격하면서 회전하는 작동에 의해 지반 혹은 암반을 천공하여 확보된 공간 속으로 전진하게 된다.

이러한 강재 케이싱을 이용한 굴착에서 해머 비트는 굴착시 파일럿 비트의 외곽으로 윙비트가 펼쳐져서 케이싱의 외경보다 큰 회전직경을 갖고 회수시에는 케이싱 내부로 접혀질 수 있는 구조를 가진 확경 비트가 사용되어야 한다. 확경 비트에 관한 기술은 예컨대, 대한민국 등록특허 제10-0461525호 및 제10-0871127호에 개시되어 있다.

제10-0461525호의 경우 확경 비트는 공압 피스톤에 의해 타격되는 가이드 디바이스와, 가이드 디바이스의 하부에 위치하는 파일럿 비트와, 비확경 상태에서 그 저면이 파일럿 비트의 선단면과 실질적으로 동일 평면상에 위치하고 굴착이 시작됨에 따라 경사진 상측 방향으로 슬라이딩 되어 확경 상태로 전환되는 윙비트를 포함한다. 그러나 상기와 같은 구조를 갖는 확경 비트는 윙비트의 저면이 파일럿 비트의 선단면과 동시에 굴착공 저면과 접촉하면서 굴착이 진행되므로 극심한 소음이 발생할 뿐만 아니라 굴착 속도가 매우 느린 단점이 있다.

제10-0871127호의 경우 비트하우징에 경사지게 승강되도록 끼워지는 윙비트가 비트하우징의 외경 밖으로 돌출되어 굴착이 이루어지고, 윙비트의 외측 끝단이 비트하우징의 외경 내에 위치하게 되어 회수가 가능하게 한다. 이러한 구조는 비트하우징과 윙비트 사이의 상대적인 움직임을 지나치게 제약하여 이물질이 많은 환경 하에서 오작동의 우려가 큰 단점이 있다.

(문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-0461525호(2005.04.06. 공고) (문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제10-0871127호(2008.12.03. 공고)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 굴착 후 공벽 붕괴 방지를 위한 강재 케이싱은 그대로 두고 케이싱 내부를 통하여 해머 비트를 회수할 수 있도록 분리가 가능하되, 굴착 시에는 견고한 고정력을 유지할 수 있고 회수 시에는 용이하게 분리 회수될 수 있도록 한 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 굴착 속도가 뛰어나고, 오작동을 방지할 수 있는 구조를 갖는 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 외부의 동력원에 의해 회전하고 강재 케이싱을 통해 지반 혹은 암반 속으로 전진하면서 굴착하는 해머비트 장치에 있어서, 천공기의 해머와 결합되는 결합 바디; 상기 결합 바디에 결합되고, 일면에 초경 돌출팁이 구비되는 하우징 비트; 일면에 초경 돌출팁을 가지며, 일단부가 상기 하우징 비트에 회동가능하게 결합되고, 수평 상태에서 타단부는 하우징 비트의 외연보다 크게 외측으로 돌출되는 직경을 갖는 윙비트; 상기 하우징 비트와 윙비트의 일단부를 관통하여 상기 하우징 비트에 윙비트를 회동가능하게 결합 고정하는 힌지핀; 및 상기 결합 바디와 윙비트 간에 구성되어 상기 윙 비트를 결합 바디에 대하여 회동 구속되게 결합시키고, 상기 하우징비트와 윙 비트로 이루어지는 해머비트 모듈을 상기 결합 바디에 탈착가능하게 록킹(locking)시키는 착탈식 결합 수단;을 포함하고, 상기 결합 바디는 천공기의 해머와 결합되는 로드부(rod portion), 및 상기 로드부의 직경보다 큰 직경을 갖고 상기 로드부의 일단부에 일체로 형성되는 스템부(stem portion)를 포함하며, 상기 착탈식 결합 수단은 상기 결합 바디의 일측 방향으로의 회전 시 상기 하우징 비트에는 록킹되고 윙비트에는 록킹해제되어 상기 윙비트가 하우징 비트에 회동가능하게 되고, 상기 결합 바디의 타측 방향으로의 회전 시에는 상기 하우징 비트에는 록킹해제되고 상기 윙비트에 록킹되어 상기 윙비트가 하우징 비트와 일체화되게 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 하우징 비트는 상기 결합 바디의 스템부의 직경과 동일 직경을 갖는 대경부 및 상기 대경부와 동심원을 가지며 상기 대경부의 직경보다 작은 직경을 갖고 형성되는 소경부로 이루어지는 하우징비트 바디와, 상기 하우징비트 바디의 소경부에 대칭되게 형성되는 한 쌍 이상의 윙비트 수용홈과, 상기 하우징비트 바디의 소경부의 노출면에 형성되는 복수의 상기 초경 돌출팁, 및 상기 하우징비트 바디의 소경부를 횡방향으로 관통하여 형성되되, 상기 윙비트 수용홈의 일단부를 통과하도록 형성되어 상기 힌지핀이 삽입 고정되는 힌지핀 결합공을 포함하고, 상기 윙 비트는 일면에 초경 돌출팁이 형성되는 윙비트 바디부와, 상기 윙비트 바디부의 일단부에서 일체로 돌출 형성되는 힌지핀 결합부, 및 상기 힌지핀 결합부에 관통 형성되어 상기 힌지핀이 삽입 관통되는 힌지핀 결합공을 포함하며, 상기 윙 비트는 상기 윙비트 수용홈에 수용되게 이루어지고, 상기 윙비트 수용홈에 수용된 상태에서 그 윙비트의 노출면이 상기 하우징 비트의 소경부의 노출면과 동일 평면을 이루어지도록 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 착탈식 결합 수단은 상기 결합 바디와 동심원을 이루며, 상기 결합 바디로부터 돌출되어 일체로 형성되는 돌출 결합부; 상기 돌출 결합부의 단부에서 외측으로 돌출되게 형성되는 록킹/록킹해제편; 상기 록킹/록킹해제편과 상기 돌출 결합부의 일부가 삽입 안착되도록 상기 결합 바디에 대향하는 하우징비트의 대경부의 상면에 함몰 형성되되, 상기 돌출 결합부와 록킹/록킹해제편을 평면에서 바라볼 때의 형태와 상응하는 평면 형태를 갖고 형성되는 결합 수용홈; 상기 록킹/록킹해제편이 상기 결합 수용홈에 안착된 상태에서 일측 방향으로의 소정 범위 회전 시 상기 록킹/록킹해제편이 삽입되도록 상기 결합 수용홈의 벽면에 형성되는 제1 록킹/록킹해제 결합홈; 상기 윙비트가 상기 하우징비트에 회동가능하게 결합된 상태에서 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈과 동일 평면상에서 상기 윙비트에 형성되되, 상기 록킹/록킹해제편의 일측 회전방향으로의 이동은 구속하고, 타측 회전방향으로의 이동은 허용하도록 이루어지는 제2 록킹/록킹해제 결합홈을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈 및 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편의 회전 반경에서 상기 하우징 비트와 윙비트에 각각 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 록킹/록킹해제편은 상기 돌출 결합부의 중심을 중심으로 대칭되게 형성되고 외연이 라운드지게 형성되는 한 쌍의 록킹/록킹해제편으로 이루어지고, 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편이 상기 결합 수용홈에 안착된 상태에서 상기 결합 바디를 일측 방향으로 회전시킬 때 상기 록킹/록킹해제편의 회전 반경 상에서의 상기 결합 수용홈의 벽면에 형성되며, 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 윙비트가 하우징비트의 윙비트 수용홈에 회동가능하게 결합된 상태에서 상기 결합 바디를 타측 방향으로 회전시킬 때 상기 록킹/록킹해제편의 회전 반경 상에성의 상기 윙비트에 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편의 일측 방향으로의 회전 결합시 소정 범위 이상 회전을 제한하도록 회전방향으로의 말단부가 폐색되거나, 곡률반경이 감소하도록 이루어지며, 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편의 일측 방향으로의 회전은 허용하고 타측 방향으로의 회전은 구속하도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 결합 돌출부의 중심을 지나는 중심선을 제2 록킹/록킹해제 결합홈으로 연장하는 경우, 그 중심선을 기준으로 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈이 상기 록킹/록킹해제편의 회전방향의 일측 방향으로 소정 정도 치우쳐 이루어지거나, 일정 구간 상기 록킹/록킹해제편의 회전반경을 따르고 일정 구간 이후에 결합홈의 곡률 반경이 감소되는 곡률반경 감소 구간을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈에서 상기 일정 구간의 범위는 상기 록킹/록킹해제편이 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈에서 벗어나고 그 록킹/록킹해제편을 전부 또는 일부 수용할 수 있는 범위로 이루어질 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에 의하면, 굴착 시에는 견고한 고정력을 유지하여 안정적이고 원활한 굴착 작업을 진행할 수 있고 회수 시에는 확장된 윙 비트가 간단한 조작만으로도 용이하게 분리 회수될 수 있도록 하여 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하우징비트와 윙 비트 간에 상대적인 움직임 마진을 가질 수 있는 구조로 구성함으로써 이물질이 많은 환경하에서 오작동을 감소 또는 방지할 수 있도록 하여 작업성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 강재 케이싱을 이용한 지반 혹은 암반의 천공 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 나타내는 분해도이다.
도 4는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 결합바디를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 하우징비트를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 하우징비트를 나타내는 배면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 하우징비트를 나타내는 단면 일측 사시도로서, 도 6의 A-A선에 따른 단면 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 윙비트를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에서 굴착 종료 후 회 단계에서의 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에서 굴착 종료 후 회 단계에서의 상태를 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 제1 및 제2 록킹/록킹해제 결합홈의 구성을 평면적으로 바라본 경우의 실시 형태들을 나타내는 개요도이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 도 2 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 나타내는 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 나타내는 분해도이며, 도 4는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 결합바디를 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 하우징비트를 나타내는 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 하우징비트를 나타내는 배면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 하우징비트를 나타내는 단면 일측 사시도로서, 도 6의 A-A선에 따른 단면 사시도이다. 도 8은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 윙비트를 나나태는 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에서 굴착 종료 후 회 단계에서의 상태를 나타내는 사시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에서 굴착 종료 후 회 단계에서의 상태를 나타내는 측면도이다.

본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치는, 도 2 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 천공기의 해머와 결합되는 결합 바디(100); 일면에 초경 돌출팁(210)을 가지며 상기 결합 바디(100)의 일측에 결합되는 하우징 비트(200); 일면에 초경 돌출팁(311)을 가지며, 일단부가 상기 하우징 비트(200)에 회동가능하게 결합되고, 수평 상태에서 타단부는 하우징 비트(200)의 외연보다 크게 외측으로 돌출되는 직경을 갖는 윙비트(300); 상기 하우징 비트(200)와 윙비트(300)의 일단부를 관통하여 상기 하우징 비트(200)에 윙비트(300)를 회동가능하게 결합시키는 힌지핀(미도시); 및 상기 결합 바디(100)와 윙비트(300) 간에 구성되어 상기 윙 비트(300)를 결합 바디(100)에 대하여 회동 구속되게 결합시키고, 상기 하우징비트(200)와 윙 비트(300)로 이루어지는 해머비트 모듈을 상기 결합 바디(100)에 탈착가능하게 록킹(locking)시키는 착탈식 결합 수단;을 포함한다.

상기 결합 바디(100)는 천공기의 해머와 결합되는 로드부(rod portion)(110)와, 상기 로드부(110)의 직경보다 큰 직경을 갖고 상기 로드부(110)의 일단부에 일체로 형성되는 스템부(stem portion)(120), 및 상기 로드부(110)와 스템부(120)의 중심축 상으로 형성되는 관통구멍(미도시)을 포함한다.

상기 로드부(110)는 천공기의 해머와 결합되는 부분으로서 천공기의 형식에 따라 변경 설계될 수 있으며 규격화된 구성으로 이루어진다.

상기 스템부(120)는 그 일면에 상기 하우징 비트(200)가 대면하여 상기 결합 수단에 의해 결합되도록 이루어지며, 상기 하우징 비트(200)의 직경과 동일하게 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 하우징 비트(200)는 상기 결합 바디(100)의 스템부(120)의 직경과 동일 직경을 갖는 대경부(221) 및 상기 대경부(221)와 동심원을 가지며 상기 대경부(221)의 직경보다 작은 직경을 갖고 형성되는 소경부(222)로 이루어지는 하우징비트 바디(220)와, 상기 하우징비트 바디(220)의 소경부(222)에 대칭되게 형성되는 한 쌍 이상의 윙비트 수용홈(230)과, 상기 하우징비트 바디(210)의 소경부(212)의 노출면에 형성되는 복수의 상기 초경 돌출팁(210), 및 상기 하우징비트 바디(220)의 소경부(222)를 횡방향으로 관통하여 형성되되, 상기 윙비트 수용홈(230)의 일단 단부(내측 단부)를 통과하도록 형성되어 상기 힌지핀이 삽입 고정되는 힌지핀 결합공(240)을 포함한다.

계속해서, 상기 윙 비트(300)는 일면에 초경 돌출팁(311)이 형성되는 윙비트 바디부(310)와, 상기 윙비트 바디부(310)의 일단부에서 일체로 돌출 형성(상향 돌출 형성)되는 힌지핀 결합부(320), 및 상기 힌지핀 결합부(320)에 관통 형성되어 상기 힌지핀이 삽입 관통되는 힌지핀 결합공(330)을 포함하며, 상기 윙 비트(300)는 상기 윙비트 수용홈(230)에 수용되게 이루어지고, 윙비트 수용홈(230)에 수용된 상태에서 그 윙 비트(300)의 노출면(초경 돌출팁(311)이 형성되는 면)이 하우징 비트(200)의 소경부(222)의 노출면과 동일 평면을 이루도록 이루어진다.

여기에서, 상기 윙 비트(300)가 하우징 비트(200)의 윙비트 수용홈(230)에 수용되어 힌지축을 축으로 회동하지 않는 상태인 평면 상태로 유지되는 경우, 그 윙 비트(300)의 가장자리를 이어 형성되는 가상의 원의 직경은 상기 하우징 비트(200)의 직경, 구체적으로 대경부(221)의 직경보다 크도록 이루어진다.

또한, 본 발명은 상기 하우징 비트(200)에 윙비트(300)가 일단부를 축으로 회동가능하게 결합되는 상태에서, 상기 윙비트(300)를 케이싱을 통해 삽입하기 위하여 양측의 윙비트(300)가 회동된 상태에서 가 고정(임시 고정)하고, 굴착 바닥에 다다르러 하방향으로 힘을 주어 끊어질 수 있도록 구성되는 와이어 또는 고무밴드와 같은 가 고정부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

다른 예로, 상기 가 고정부재(미도시)는 하우징 비트(200)나 윙비트(300) 중 적어도 하나에 자석을 매입하여 그 자력으로 인하여 회동된 상태를 임시 유지하도록 구성될 수 있다.

계속해서, 본 발명은 상기 힌지핀(미도시)이 윙비트(300)가 하우징 비트(200)에 회전가능하게 결합된 상태에서, 힌지핀 이탈방지 부재(미도시)에 의하여 힌지핀의 이탈이 방지되도록 이루어진다. 예를 들면, 상기 힌지핀 이탈방지 부재는 스냅링(snap ring), 스프링 핀(spring pin), 코터 핀(cotter pin), R자형 핀(R-shaped pin), 분할 핀(split pin) 등으로 이루어질 수 있다.

이러한 상기 힌지핀 이탈방지 부재(미도시)는 일 실시 형태로 힌지핀이 윙비트(300)를 관통하여 양쪽 단부가 하우징 비트(200)의 힌지핀 결합공으로 연장 삽입된 상태에서, 힌지핀의 양쪽 단부에 스냅링, R자형 핀, 분할 핀 등으로 이동을 제한하도록 이루어지거나, 힌지핀 결합공 내측에 스냅링을 구비하여 이동을 제한하도록 이루어지거나, 또는 힌지핀 결합공 외측에 스프링 핀을 박아 고정하도록 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 힌지핀 이탈방지 부재는 다른 실시 형태로, 힌지핀이 윙비트(300) 양측 측면에 각각 구비된 힌지핀 결합공에 삽입되고, 각각의 일단이 하우징 비트(200)의 힌지핀 결합공으로 연장 삽입된 상태에서, 힌지핀 결합공 내측에 수냅링을 구비하여 고정시키거나, 힌지핀 결합공 외측에 스프링 핀을 박아 고정시킬 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 상기 결합 바디(100)와 윙비트(300) 간에 구성되어 상기 윙 비트(300)을 결합 바디(100)에 대하여 분리가능하게 결합시켜 상기 하우징비트(200)와 윙 비트(300)로 이루어지는 해머비트 모듈을 상기 결합 바디(100)에 탈착가능하게 록킹(locking)시키는 착탈식 결합 수단에 대하여 상세히 설명한다.

상기 결합 수단은 상기 결합 바디(100)와 동심원을 이루며, 결합 바디(100)의 관통 구멍과 동일 선상으로 관통 구멍(411)을 갖고 결합 바디(100)로부터 돌출되어 일체로 형성되는 돌출 결합부(410)와, 상기 돌출 결합부(410)의 단부에서 외측으로 돌출되게 형성되는 록킹/록킹해제편(420)과, 상기 돌출 결합부(410)와 록킹/록킹해제편(420)이 삽입 안착되도록 상기 결합 바디(100)에 대향하는 하우징비트(200)의 대경부(221)의 상면에 함몰 형성되되, 상기 록킹/록킹해제편(420)과 상응하는 평면 형태를 갖고 형성되는 결합 수용홈(430)과, 상기 록킹/록킹해제편(420)이 결합 수용홈(430)에 안착된 상태에서 일측 방향으로의 소정 범위 회전 시 상기 록킹/록킹해제편(420)이 삽입되도록 상기 결합 수용홈(430) 벽면에 형성되는 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)과, 상기 윙비트(300)가 하우징비트(200)에 회동가능하게 결합된 상태에서 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)과 동일 평면상으로 상기 윙비트(300)에 형성되되, 상기 록킹/록킹해제편(420)의 일측 회전방향으로의 이동은 구속하고, 타측 회전방향으로의 이동은 허용하도록 이루어지는 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)(도 7 참조)을 포함한다.

상기 록킹/록킹해제편(420)은 돌출 결합부(410)의 중심을 중심으로 대칭되게 형성되는 한 쌍의 록킹/록킹해제편(420)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 외연이 소정 곡률을 갖고 라운드지게 형성될 수 있다.

상기 결합 수용홈(430)은 상기 록킹/록킹해제편(420)을 평면으로 바라봤을 때의 형태에 상응하는 형태로 형성되는 것으로, 결합 수용홈(430)에 록킹/록킹해제편(420)을 1차적으로 안착시키고, 돌출 결합부(410)를 일측 방향으로 소정 정도 회전시키게 되면, 상기 록킹/록킹해제편(420)은 상기 돌출 결합부(410)에 상응하는 형태의 결합 수용홈(430)에 형성된 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)으로 삽입되어 고정된다.

상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)은 록킹/록킹해제편(420)의 일측방향으로의 회전 결합시 소정 범위 이상 회전을 제한하도록 회전방향으로의 말단부가 폐색되어 있거나, 곡률반경이 감소하도록 이루어질 수 있다. 후술하겠지만, 상기 록킹/록킹해제편(420)이 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)으로 회전하여 결합 고정되는 경우는, 윙 비트(300)가 하우징 비트(200)에 대하여 도 8과 같이 회동가능하게 되고, 하우징 비트(200)는 록킹/록킹해제편(420)에 고정되어 회수할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)은 상기 록킹/록킹해제편(420)의 일측 방향으로의 회전(이동)은 허용하고 타측 방향으로의 회전(이동)은 구속하도록 이루어진다.

다시 말해서, 상기 록킹/록킹해제편(420)이 하우징 비트(200)의 제1 록킹/록킹해제 결합홈(430)에 결합된 상태에서 록킹/록킹해제편(420)이 타측 방향으로 회전되어 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)으로 삽입되도록 이루어지나, 그 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)에서 일정 범위 이상의 타측 방향으로의 회전 이동은 제한하도록 이루어진다.

이에 따라, 상기 록킹/록킹해제편(420)과 제1 록킹/록킹해제 결합홈(430) 및 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)은 결합 바디(100)와 하우징 비트(200) 및 윙비트(300)가 결합된 상태에서 동일 평면상에, 다시 말해서 동일 회전반경 상에 위치되도록 이루어진다.

다시 말해서, 상기 윙비트(300)가 하우징 비트(200)에 결합된 상태에서, 상기 하우징 비트(200)의 제1 록킹/록킹해제 결합홈(430)은 상기 윙비트(300)에 형성된 제2 록킹/록킹해제 결합홈(430)의 연장선상에서 하우징 비트(200)의 결합 수용홈(430)에 형성되는 것이다.

상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈(430) 및 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)의 구성을 도 11을 참조하여 더 상세히 설명한다. 도 11은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치를 구성하는 제1 및 제2 록킹/록킹해제 결합홈의 구성을 평면적으로 바라본 경우의 실시 형태들을 나타내는 개요도이다.

상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)은 결합 돌출부(410)의 중심을 지나는 중심선을 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)으로 연장하는 경우, 그 중심선을 기준으로 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)은 록킹/록킹해제편(420)의 회전방향의 반대 방향으로 소정 정도 편심되게 이루어지거나(도 11의 (a)), 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)은 일정 구간 상기 록킹/록킹해제편(420)의 회전반경을 따르고, 일정 구간 이후에 그 결합홈의 곡률 반경이 감소되는 구간을 갖도록 이루어질 수 있다.

여기에서, 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)의 후자의 구조로 이루어지는 경우, 일정 구간의 범위는 상기 록킹/록킹해제편(420)이 제1 록킹/록킹해제 결합홈(450)을 벗어나고 그 록킹/록킹해제편(420)을 전부 또는 일부 수용할 수 있는 범위의 구간(바람직하게는 전부 수용하는 범위)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 본 발명에 있어서, 상기한 각각의 구성요소들에는 공기가 내부에서 바깥으로 흘러나갈 수 있도록 구성되는 공기 유통로(미도시)를 더 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 유통로는 각 구성요소가 접하는 부분에 틈새를 형성하도록 각 구성요소의 가장자리를 모따기 하거나, 및/또는 상기 윙비트와 하우징 비트에 공기유통 구멍을 형성하여 상기 결합 바디(100)의 관통구멍과 연통되도록 하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치의 결합 동작을 설명하면, 록킹/록킹해제편(420)을 하우징 비트(200)의 결합 수용홈(410)에 안착시키고, 일측 방향으로 회전시키면 록킹/록킹해제편(420)은 하우징 비트(200)의 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)에 결합되고, 이러한 상태에서 윙비트(300)는 하우징 비트(200)에 힌지핀을 통하여 회동가능하게 결합된 상태로 된다.

이러한 상태에서 가 고정부재를 통해 윙비트(300)의 회동 상태를 유지한 채 케이싱을 통하여 굴착 바닥면까지 진입시키며, 진입 후 결합 바디(100)를 바닥 면 측으로 가압하게 되면 가 고정부재는 끊어져 회동 자유로운 상태가 된다.

그런 다음, 결합 바디(100)를 타측 방향(반대 방향)으로 회전시키게 되면, 록킹/록킹해제편(420)은 하우징 비트(200)의 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)에서 벗어나 동일한 회전반경 선상에 있는 윙비트(300)의 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)으로 삽입되고, 윙비트(300)는 록킹/록킹해제편(420)의 결합으로 수평 상태를 가지면서 견고한 고정 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 해머 장치를 반대 방향으로 회전시키면서 굴착 공정을 진행하게 되며, 록킹/록킹해제편(420)은 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)에 타측 방향으로의 이동이 제한되면서 굴착을 진행하게 된다.

굴착이 완료되면, 결합 바디(100)를 일측 방향으로 회전시키면 록킹/록킹해제편(420)은 윙비트(300)의 제2 록킹/록킹해제 결합홈(450)으로부터 벗어나 하우징 비트(200)의 제1 록킹/록킹해제 결합홈(440)으로 이동하여 결합되며, 이러한 상태에서 윙비트(300)는 하우징 비트(200)에 회동가능한 상태로 된다.

이와 같이 윙비트(300)가 회동된 상태에서 양측의 윙비트(300)는 직경이 축소되어 케이싱을 통하여 외부로 인출되게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 지반 굴착용 회수형 해머비트 장치에 의하면, 굴착 시에는 견고한 고정력을 유지하여 안정적이고 원활한 굴착 작업을 진행할 수 있고 회수 시에는 확장된 윙 비트가 간단한 조작만으로도 용이하게 분리 회수될 수 있도록 하여 작업성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하우징 비트와 윙 비트 간에 상대적인 움직임 마진을 가질 수 있는 구조로 구성함으로써 이물질이 많은 환경하에서 오작동을 감소 또는 방지할 수 있도록 하여 작업성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 결합 바디
110: 로드부
120: 스템부
200: 하우징 비트
210, 311: 초경 돌출팁
220: 하우징비트 바디
221: 대경부
222: 소경부
230: 윙비트 수용홈
240: 힌지핀 결합공
300: 윙 비트
310: 윙비트 바디부
320: 힌지핀 결합부
330: 힌지핀 결합공
410: 돌출 결합부
420: 록킹/록킹해제편
430: 결합 수용홈
440: 제1 록킹/록킹해제 결합홈
450: 제2 록킹/록킹해제 결합홈

Claims (8)

1. 외부의 동력원에 의해 회전하고 강재 케이싱을 통해 지반 혹은 암반 속으로 전진하면서 굴착하는 해머비트 장치에 있어서,
   천공기의 해머와 결합되는 결합 바디;
   상기 결합 바디에 결합되고, 일면에 초경 돌출팁이 구비되는 하우징 비트;
   일면에 초경 돌출팁을 가지며, 일단부가 상기 하우징 비트에 회동가능하게 결합되고, 수평 상태에서 타단부는 하우징 비트의 외연보다 크게 외측으로 돌출되는 직경을 갖는 윙비트;
   상기 하우징 비트와 윙비트의 일단부를 관통하여 상기 하우징 비트에 윙비트를 회동가능하게 결합 고정하는 힌지핀; 및
   상기 결합 바디와 윙비트 간에 구성되어 상기 윙 비트를 결합 바디에 대하여 회동 구속되게 결합시키고, 상기 하우징비트와 윙 비트로 이루어지는 해머비트 모듈을 상기 결합 바디에 탈착가능하게 록킹(locking)시키는 착탈식 결합 수단;을 포함하고,
   상기 결합 바디는 천공기의 해머와 결합되는 로드부(rod portion), 및 상기 로드부의 직경보다 큰 직경을 갖고 상기 로드부의 일단부에 일체로 형성되는 스템부(stem portion)를 포함하며,
   상기 착탈식 결합 수단은 상기 결합 바디의 일측 방향으로의 회전 시 상기 하우징 비트에는 록킹되고 윙비트에는 록킹해제되어 상기 윙비트가 하우징 비트에 회동가능하게 되고, 상기 결합 바디의 타측 방향으로의 회전 시에는 상기 하우징 비트에는 록킹해제되고 상기 윙비트에 록킹되어 상기 윙비트가 하우징 비트와 일체화되게 이루어지도록 구성되고,
   상기 하우징 비트는 상기 결합 바디의 스템부의 직경과 동일 직경을 갖는 대경부 및 상기 대경부와 동심원을 가지며 상기 대경부의 직경보다 작은 직경을 갖고 형성되는 소경부로 이루어지는 하우징비트 바디와, 상기 하우징비트 바디의 소경부에 대칭되게 형성되는 한 쌍 이상의 윙비트 수용홈과, 상기 하우징비트 바디의 소경부의 노출면에 형성되는 복수의 상기 초경 돌출팁, 및 상기 하우징비트 바디의 소경부를 횡방향으로 관통하여 형성되되, 상기 윙비트 수용홈의 일단부를 통과하도록 형성되어 상기 힌지핀이 삽입 고정되는 힌지핀 결합공을 포함하고,
   상기 윙 비트는 일면에 초경 돌출팁이 형성되는 윙비트 바디부와, 상기 윙비트 바디부의 일단부에서 일체로 돌출 형성되는 힌지핀 결합부, 및 상기 힌지핀 결합부에 관통 형성되어 상기 힌지핀이 삽입 관통되는 힌지핀 결합공을 포함하며,
   상기 윙 비트는 상기 윙비트 수용홈에 수용되게 이루어지고, 상기 윙비트 수용홈에 수용된 상태에서 그 윙비트의 노출면이 상기 하우징 비트의 소경부의 노출면과 동일 평면을 이루어지도록 구성되고,
   상기 착탈식 결합 수단은, 상기 결합 바디와 동심원을 이루며, 상기 결합 바디로부터 돌출되어 일체로 형성되는 돌출 결합부와, 상기 돌출 결합부의 단부에서 외측으로 돌출되게 형성되는 록킹/록킹해제편과, 상기 록킹/록킹해제편과 상기 돌출 결합부의 일부가 삽입 안착되도록 상기 결합 바디에 대향하는 하우징비트의 대경부의 상면에 함몰 형성되되, 상기 돌출 결합부와 록킹/록킹해제편을 평면에서 바라볼 때의 형태와 상응하는 평면 형태를 갖고 형성되는 결합 수용홈과, 상기 록킹/록킹해제편이 상기 결합 수용홈에 안착된 상태에서 일측 방향으로의 소정 범위 회전 시 상기 록킹/록킹해제편이 삽입되도록 상기 결합 수용홈의 벽면에 형성되는 제1 록킹/록킹해제 결합홈, 및 상기 윙비트가 상기 하우징비트에 회동가능하게 결합된 상태에서 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈과 동일 평면상에서 상기 윙비트에 형성되되, 상기 록킹/록킹해제편의 일측 회전방향으로의 이동은 구속하고, 타측 회전방향으로의 이동은 허용하도록 이루어지는 제2 록킹/록킹해제 결합홈을 포함하는
   지반 굴착용 회수형 해머비트 장치.
   
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4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈 및 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편의 회전 반경에서 상기 하우징 비트와 윙비트에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는
   지반 굴착용 회수형 해머비트 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 록킹/록킹해제편은 상기 돌출 결합부의 중심을 중심으로 대칭되게 형성되고 외연이 라운드지게 형성되는 한 쌍의 록킹/록킹해제편으로 이루어지고,
   상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편이 상기 결합 수용홈에 안착된 상태에서 상기 결합 바디를 일측 방향으로 회전시킬 때 상기 록킹/록킹해제편의 회전 반경 상에서의 상기 결합 수용홈의 벽면에 형성되며,
   상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 윙비트가 하우징비트의 윙비트 수용홈에 회동가능하게 결합된 상태에서 상기 결합 바디를 타측 방향으로 회전시킬 때 상기 록킹/록킹해제편의 회전 반경 상에성의 상기 윙비트에 형성되는 것을 특징으로 하는
   지반 굴착용 회수형 해머비트 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편의 일측 방향으로의 회전 결합시 소정 범위 이상 회전을 제한하도록 회전방향으로의 말단부가 폐색되거나, 곡률반경이 감소하도록 이루어지며,
   상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 록킹/록킹해제편의 일측 방향으로의 회전은 허용하고 타측 방향으로의 회전은 구속하도록 이루어지는
   지반 굴착용 회수형 해머비트 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈은 상기 돌출 결합부의 중심을 지나는 중심선을 제2 록킹/록킹해제 결합홈으로 연장하는 경우, 그 중심선을 기준으로 상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈이 상기 록킹/록킹해제편의 회전방향의 일측 방향으로 소정 정도 치우쳐 이루어지거나, 일정 구간 상기 록킹/록킹해제편의 회전반경을 따르고 일정 구간 이후에 결합홈의 곡률 반경이 감소되는 곡률반경 감소 구간을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
   지반 굴착용 회수형 해머비트 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 록킹/록킹해제 결합홈에서 상기 일정 구간의 범위는 상기 록킹/록킹해제편이 상기 제1 록킹/록킹해제 결합홈에서 벗어나고 그 록킹/록킹해제편을 전부 또는 일부 수용할 수 있는 범위로 이루어지는 것을 특징으로 하는
   지반 굴착용 회수형 해머비트 장치.

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