KR102095574B1

KR102095574B1 - 절단형 회동 암파쇄장치

Info

Publication number: KR102095574B1
Application number: KR1020190130368A
Authority: KR
Inventors: 오상봉
Original assignee: 오상봉
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-03-31

Abstract

본 발명은 지하터널을 구축하거나 또는 건축물의 건축을 위하여 터파기 하는 과정 중 돌출되는 지중암반을 파쇄하여 제거하는 장치에 관한 것으로서, 몸체를 사이에 두고 선단부에 중심체가 위치하고 후단부에 회동체가 위치하면서 상기 중심체를 중심축으로 하여 회동하는 중심축부와, 상기 중심축부의 일측에 설치되어 지중암에 천공홀을 형성시키는 천공부와, 상기 중심축부의 타측에 설치되어 천공홀의 내경을 확장시키면서 지중암을 파쇄하는 파쇄부가 포함되는 것으로서, 상기 천공부는, 지중암을 천공하는 천공체와; 이에 의해 먼저 형성된 선행 천공홀에 삽입되는 것으로서 천공체가 선행 천공홀에 일부분이 중첩된 후행 천공홀을 천공하는 과정 중 천공체가 선행 천공홀 방향으로 밀려가지 않도록 천공체를 지지 및 가이드하는 가이드고정체;로 이루어진다.

Description

절단형 회동 암파쇄장치{ROTATING TYPE ROCK CRUSHING DEVICE WITH CUTTING MEANS}

본 발명은 지하터널을 구축하거나 또는 건축물의 건축을 위하여 터파기 하는 과정 중 돌출되는 지중암반을 파쇄하여 제거하는 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 분진이나 소음의 발생을 최소화하면서 효율적으로 암반의 굴착 내지 파쇄작업을 진행할 수 있는 암파쇄장치에 관한 것이다.

지하 터널을 위한 지중 굴착 과정중에는 암반을 굴착하거나 제거해야 하는 작업이 수반될 수 있는데, 이러한 암반굴착의 대표적인 방법은 천공후 발파시키는 방법(Drill & Blast Method)을 많이 사용한다. 그러나 이러한 발파공법은 소음이나 진동 등에 의해 많은 민원이 야기될 뿐 아니라 환경저해 및 안전사고의 발생요인이 되기도 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 해당 암반에 천공장치를 이용하여 암반에 천공홀을 다수 개 형성키시고, 상기 천공홀에 별도의 장치인 암파쇄장치를 다시 삽입시켜 천공홀을 확장시키면서 암반을 파괴하는 방식이 일반적으로 진행되어 왔다.

하지만 상기와 같은 방법은 천공장치에 의해 형성된 천공홀에 암파쇄장치를 천공홀에 정확한 방향으로 삽입시키는 것이 쉽지 않을 뿐 더러, 초기 암파쇄장치를 천공홀에 맞추는 것 조차 쉽지 않아 암파쇄작업이 효율적으로 이루어질 수 없었다.

일본 공표특허공보 특표2012-503114호에 개시된 암파쇄장치는 이러한 문제점을 부분적으로 해소한다.

상기 일본 공표특허공보 특표2012-503114호의 암파쇄장치는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 암지보부(32)와, 상기 일측은 암지보부(32)와 일체가 되면서 타측에 회동중심부(59)를 구비한 프레임(24)와, 상기 회동중심부(59)에 설치되는 균열생성장치(12)와 천공장치(13)로 이루어진다.

상기한 특표2012-503114호의 암파쇄장치는, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 암반에 암지보부(32)를 밀착 고정시킨 후 천공장치(13)로 암반에 천공홀을 형성시키고, 균열생성장치(12)를 상기 천공홀에 위치시켜 천공홀을 확장시킴으로써 암반에 균열이 발생할 수 있도록 한다.

따라서 상기한 특표2012-503114호의 암파쇄장치는 회동중심부(59)를 중심축으로 하여 천공장치(13)와 균열생성장치(12)를 회동할 수 있으므로, 회동중심부(59)가 완전히 고정된 상태를 유지할 경우에는 천공장치(13)에 의해 형성된 천공홀의 위치에 균열생성장치(12)를 위치시키는 것이 용이하게 된다.

그러나 상기한 특표2012-503114호의 암파쇄장치는 천공장치(13)와 균열생성장치(12)가 암반에 고정된 암지보부(32)와 이에 이격되 프레임(24)에 형성된 회동중심부(59)라는 이중의 중심축에 의해 회동하는 것이므로, 작업과정 중에 암반에 고정된 암지보부(32)에 대하여 천공장치(13)까지의 거리와 균열생성장치 사이의 거리가 달라질 여지가 있게 된다.

다른 한편으로 연속적인 천공작업을 통해 암반의 일정구간을 절단하는 방식을 통해 지중암을 제거하기도 한다. 그러나 이러한 천공작업을 통한 암반의 절단은 먼저 일정한 간격으로 천공홀을 형성시킨 후, 이들 천공홀 사이를 별도로 구성되는 톱을 이용하여 추가 작업을 실시해야 하기 때문에 작업 공정 자체가 번거로울뿐 아니라 천공 및 톱질을 위한 각 장치를 절단 라인에 일일이 맞추어 줘야 하기 때문에 작업이 비능률적이다.

일본 공표특허공보 특표2012-503114

본 발명은 종래기술들의 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지중암에 대한 천공작업과 파쇄작업이 유기적으로 이루어져 천공홀에 암반의 파쇄를 위한 장치를 삽입시킬 때 작업자가 눈으로 직접 확인하지 않더라도 파쇄 장치의 정확한 삽입이 이루어질 수 있도록 함과 더불어, 연속된 천공홀의 형성작업만으로 암반이 절단될 수 있도록 하여 작업공정을 단순화시키고, 이러한 천공홀의 연속작업이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있는 절단형 회동 암파쇄장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 몸체를 사이에 두고 선단부에 중심체가 위치하고 후단부에 회동체가 위치하면서 상기 중심체를 중심축으로 하여 회동하는 중심축부와, 상기 중심축부의 일측에 설치되어 지중암에 천공홀을 형성시키는 천공부와, 상기 중심축부의 타측에 설치되어 천공홀의 내경을 확장시키면서 지중암을 파쇄하는 파쇄부가 포함되는 것으로서, 상기 천공부는, 지중암을 천공하는 천공체와; 이에 의해 먼저 형성된 선행 천공홀에 삽입되는 것으로서 천공체가 선행 천공홀에 일부분이 중첩된 후행 천공홀을 천공하는 과정 중 천공체가 선행 천공홀 방향으로 밀려가지 않도록 천공체를 지지 및 가이드하는 가이드고정체;로 이루어진다.

이때 상기 몸체의 일측에는 한 쌍의 제1레일이 상호 이격하여 제1사이공간이 형성되도록 평행하게 설치되고, 타측에는 한 쌍의 제2레일이 상호 이격하여 제2사이공간이 형성되도록 설치될 수 있으며, 상기 제1사이공간과 제2사이공간 중 적어도 어느 하나에는 길이가 신장하여 암반의 표면에 밀착됨으로써 상기 암반에 고정된 중심체의 위치 이동을 방지하는 지지체가 설치될 수 있다.

또한 상기 천공체는, 드리프터본체와; 드리프터본체로부터 돌출 설치된 천공로드와; 상기 천공로드의 선단에 분리 가능하도록 설치되는 비트 및; 드리프터본체의 일측에 설치되어 전후방으로 이동 가능하도록 제1레일과 결합되는 제1슬라이딩브라켓;이 포함되어 구성되고, 상기 파쇄부는, 방향모터와 파쇄유압장치로 구성되는 작동체와; 상기 작동체로부터 돌출 설치된 파쇄로드와; 파쇄로드의 선단에 설치되어 천공홀의 내경을 확장시키는 파쇄봉 및; 작동체의 일측에 설치되어 전후방으로 이동가능하도록 제2레일과 결합되는 제2슬라이딩브라켓;이 포함되어 구성된다.

또한 상기 가이드고정체는, 드리프트몸체에 설치되는 고정체이동잭과; 상기 고정체이동잭에 설치되는 가이드봉로드 및; 상기 가이드봉로드의 선단에 설치된 가이드봉;이 포함되어 구성될 수 있다.

또한 천공로드의 선단부에는 지지턱에 의해 구분되는 설치관부가 구비되고, 상기 설치관부와 가이드봉은 연결브라켓에 의해 결합될 수 있다. 이때 상기 가이드봉의 일측면에는 길이방향으로 트렌치가 구비되고, 연결브라켓은, 설치관부가 삽입되도록 삽입홀이 구비된 고정봉과; 상기 고정봉과 일체로 구성되면서 트렌치에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 이동봉으로 구성될 수 있다.

또한 상기한 중심체는 몸체의 선단에 일체로 형성된 일체형 첨두일 수도 있고, 몸체의 선단에 구비된 첨두홈에 삽입되는 분리형 첨두일 수도 있다.

후자와 같이 분리형 첨두인 경우 첨두홈의 내면과 분리형 첨두의 후단 사이 또는 분리형 첨두의 선단에 탄성패드를 더 구비시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 몸체 후단의 회동체는, 피동기어와; 상기 피동기어과 몸체를 일체화시키는 회동목판으로 이루어지고, 회동체의 후방에는 상기 피동기어를 수용하는 하우징이 설치되며, 하우징에는 상기 피동기어를 회전시키는 회전모터가 설치된다.

이러한 회동목판에는, 제1슬라이딩브라켓을 전후방으로 이동시키는 제1동력체와; 제2슬라이딩브라켓을 전후방으로 이동시키는 제2동력체가 고정 설치될 수 있다.

본 발명은 하나의 장비로 암반의 절단작업과 파쇄작업을 연속적으로 실시할 수 있을 뿐 아니라, 서로 중첩되는 천공홀의 연속 천공을 통해 암반의 절단이 추가적인 작업 없이 곧바로 이루어질 뿐 아니라, 중심체를 중심축으로 한 하나의 지점에 장비가 고정된 상태에서 암반의 절단선을 따라 상기한 천공홀의 연속 천공이 이루어질 수 있으므로 암반의 절단작업의 신속성과 효율성이 극대화된다.

아울러 본 발명은 중심체를 중심으로 천공부와 파쇄부가 동일한 거리에 위치하여, 중심체를 중심축으로 하여 회동시키면 천공부가 위치한 곳에 암파쇄부가 정확한 방향으로 정밀하게 위치할 수 있게 되므로, 암파쇄부를 천공홀에 일치시키기 위한 작업자의 노력이 극소화되고, 작업자의 경험이 부족하더라도 작업자의 정밀성이 대폭 향상되며, 그에 따라 암파쇄작업이 효율적으로 신속하게 이루어질 수 있을 뿐 아니라, 암파쇄장치의 부품이 파손될 우려가 없으므로 경제적인 암파쇄작업을 도모할 수 있게 한다.

도 1은 종래기술에 의한 암파쇄장치의 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 회동 암파쇄장치를 이용한 지중암의 절단 및 파쇄를 위한 절단라인의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 회동 암파쇄장치의 사시도이다.
도 4는 상기 회동 암파쇄장치의 평면도이다.
도 5는 상기 회동 암파쇄장치의 정면도이다.
도 6은 상기 회동 암파쇄장치의 측면도이다.
도 7은 도 3의 A-A 부분의 단면도이다.
도 8은 도 3의 B 부분에 대한 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 회동 암파쇄장치를 구성하는 연결브라켓의 결합에 관한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 회동 암파쇄장치를 구성하는 파쇄봉의 각 실시예에 관한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 회동 암파쇄장치를 구성하는 중심체의 각 실시예에 관한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 회동 암파쇄장치에 의한 천공 및 암파쇄 작업 방향의 각도를 조정하는 수단에 관한 평면도이다.
도 13, 14는 지중 암반을 절단시키는 과정에 관한 본 발명의 회동 암파쇄장치의 작동에 관한 각 사시도이다.
도 15는 본 발명의 회동 암파쇄장치에 의한 지중암의 파쇄작업에 관한 각 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 회동 암파쇄장치를 이용하여 암반을 절단하고 파쇄하는 방법을 설명하는 천공홀 형성의 평면도이고, 도 3 내지 6은 이를 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 회동 암파쇄장치의 외관을 나타낸 것으로서, 도 3은 이에 대한 사시도이고, 도 4는 이를 상부에서 바라본 평면도이며, 도 5는 이를 전방에서 바라본 정면도이고, 도 6은 이를 옆에서 바라본 측면도이다. 그리고 도 7은 도 3의 A-A 부분의 단면도이다.

본 발명의 회동 암파쇄장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 상호 일부분이 중첩되면서 연속적인 천공홀을 형성시켜 암반을 소정의 면적으로 절단한 후, 그 절단된 부분을 다시 잘게 파쇄시킴으로써 분진이나 소음의 발생을 최소화하면서 효율적으로 암반을 굴착 내지 파쇄할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명의 회동 암파쇄장치는, 암반의 표면에 밀착 고정되는 중심체(110)를 선단부에 위치시켜 상기 중심체(110)를 중심축으로 하여 회동하는 중심축부(100)와, 상기 중심축부(100)의 일측에 설치되어 지중암에 천공홀을 형성시키는 천공부(200)와, 중심축부(100)의 타측에 설치되어 상기 천공홀의 내경을 확장시키면서 지중암을 파쇄하는 파쇄부(300)가 포함되어 구성된다.

중심축부(100)는 천공부(200)가 있던 있던 위치에 파쇄부(300)가 위치할 수 있도록 회동하는 것으로서, 몸체(120)를 사이에 두고 선단부에는 상기한 바와 같이 중심체(110)가 위치하는 반면 후단부에는 몸체(120)의 회전을 위한 회동체(130)가 위치하도록 구성된다.

또한 천공부(200)는, 연속되는 천공홀이 중첩되면서 형성될 수 있도록 지중암을 천공하는 천공체(210)와, 상기 천공체(210)가 측방향으로 이동하지 않도록 이를 지지하는 가이드고정체(220)로 이루어진다. 즉 본 발명은 천공체(210)로 하여금 먼저 형성된 선행 천공홀에 일부분이 중첩되도록 다음의 후행 천공홀을 연속하여 천공하게 함으로써 향후의 추가적인 작업없이 암반이 곧바로 절단되도록 하여 암반 절단의 신속성을 도모하고자 하는데, 이러한 중첩으로 인하여 후행 천공홀을 천공하는 과정 중 천공체(210)가 선행 천공홀 방향으로 밀려가게 된다. 이때 상기 가이드고정체(220)는 천공체(210)가 선행 천공홀 방향으로 밀려가지 않도록 이를 지지하면서 천공체(210)의 진입방향이 올바르도록 안내한다.

도 8은 도 3의 B 부분으로서, 상기한 천공부(200)의 구성을 설명하기 위하여 이를 분해한 것이다.

본 발명의 천공부(200)는 상술한 바와 같이 천공체(210)와 가이드고정체(220)로 이루어지며, 그 중 천공체(210)는, 드리프터본체(211)와, 드리프터본체(211)로부터 돌출 설치된 천공로드(214)와, 천공로드(214)의 선단에 설치되는 비트(215) 및, 드리프터본체(211)의 일측에 설치되는 제1슬라이딩브라켓(212)이 포함되어 구성된다. 이때 상기 비트(215)는 천공로드(214)로부터 분리가 가능하도록 나사결합된다. 이러한 비트(215)의 조립구조는 가이드고정체(220)의 착탈을 가능하게 함으로써 천공작업과 파쇄부(300)의 파쇄작업이 효율적으로 진행될 수 있게 한다.

또한 가이드고정체(220)는 드리프터본체(211)에 설치되는 고정체이동잭(221)과, 상기 고정체이동잭(221)에 설치되는 가이드봉로드(222) 및, 가이드봉로드(222)의 선단에 설치되어 비트(215)의 밀림을 방지하면서 비트(215)의 전진방향을 안내하는 가이드봉(223)이 포함되어 구성된다. 이때 가이드봉로드(222)는 고정체이동잭(221)에 커플러 등을 이용한 탈착 가능한 구조로 설치된다.

상기 가이드봉(223)은 연결브라켓(230)에 의해 천공로드(214)와 결합된다. 도 9는 연결브라켓(230)에 의해 상호 연결된 가이드봉(223)과 천공로드(214) 및 비트(215)와의 관계를 단면으로 도시한 것이다.

연결브라켓(230)은 천공로드(214)에 설치되는 고정봉(231)과 가이드봉(223)에 설치되는 이동봉(232)으로 구성되며, 이들 고정봉(231)과 가이드봉(223)은 함께 거동하는 일체적 구조를 가진다.

천공로드(214)의 선단부에는 지지턱(214b)에 의해 구분되는 설치관부(214a)가 구비되는 바, 고정봉(231)에는 상기 설치관부(214a)가 삽입되는 삽입홀(231a)이 구비된다. 따라서 고정봉(231)은 지지턱(214b)과 비트(215) 사이에서 그 위치가 고정된다.

가이드봉(223)의 일측면에는 길이방향으로 요홈(223a)이 구비되며, 상기 요홈(223a)의 내면에 의해 형성되는 가상의 원은 비트(215)의 외경과 일치하여, 비트(215)는 요홈(223a)의 내면과 접한 상태에서 전후방으로 슬라이딩 이동된다. 이에 의하여 인접한 천공홀들은 일부분이 상호 중첩될 수 있게 된다.

또한 상기 요홈(223a)의 내면에는 길이방향으로 트렌치(224)가 구비되고, 상기 트렌치(224)에는 슬라이딩이 가능하도록 이동봉(232)이 끼움 결합된다. 이때 트렌치(224)와 이동봉(232)의 각 단면은 역삼각형의 형상을 가지게 하는 등 트렌치(224)상에서 이동봉(232)이 이동하는 과정중에 상기 트렌치(224)로부터 이탈되지 않도록 해야 한다.

중심축부(100)의 타측에 설치되는 파쇄부(300)는, 방향모터(311)와 파쇄유압장치(312)로 구성되는 작동체(310)와, 상기 작동체(310)로부터 돌출 설치되는 파쇄로드(330)와, 파쇄로드(330)의 선단에 설치되는 파쇄봉(340) 및, 작동체(310)의 일측에 설치되는 제2슬라이딩브라켓(313)이 포함되어 구성된다.

도 10은 천공부(200)에 의해 형성된 천공홀에 삽입되어 상기 천공홀의 내경을 가압 확장시키는 파쇄봉(340)의 각 실시예를 도시한 것이다. 도 10의 (a)는 유압에 의해 다수 개의 파쇄돌기(342)가 관체의 관통공(341)을 통해 돌출되면서 천공홀의 내면을 가압하는 방식의 구조를 나타낸 것이고, 도 10의 (b)는 쐐기(343)와 역쐐기(344)를 이용한 쐐기압으로 천공홀의 내면을 가압하는 방식의 구조를 나타낸 것이다. 파쇄봉(340)의 상기한 가압 작동은 작동체(310)의 파쇄유압장치(312)에 의한다.

그런데 상기한 구조들의 파쇄봉(340)은 천공홀의 어느 한쪽으로만의 암반 파쇄가 가능하기 때문에 그 작동방향을 바꿀 필요가 있다. 작동체(310)의 방향모터(311)는 파쇄봉(340)을 회전시켜 그의 작동방향을 변경시켜줌으로써 천공홀 내면의 전체에 대한 가압을 가능하게 한다.

천공부(200)와 파쇄부(300)는 중심축부(100)의 몸체(120)를 따라 전후방으로 이동할 수 있도록 구성된다.

이를 위해 중심축부(100)의 몸체(120) 일측에는 한 쌍의 제1레일(121)이 상호 이격하여 제1사이공간(121a)이 형성되도록 평행하게 설치되고, 상기 몸체(120)의 타측에도 한 쌍의 제2레일(123)이 상호 이격하여 제2사이공간(123a)이 형성되도록 평행하게 설치된다.

천공부(200)의 드리프터본체(211)는 상기 몸체(120)를 따라 전후방으로 이동가능하도록 제1슬라이딩브라켓(212)이 상기 제1레일(121)에 결합된다. 또한 드리프터본체(211)의 상기한 이동은 후술하는 회동목판(132)에 설치된 제1동력체(213)에 의한다.

파쇄부(300)의 작동체(310)는 상기 몸체(120)를 따라 전후방으로 이동가능하도록 제2슬라이딩브라켓(313)이 상기 제2레일(123)에 결합된다. 작동체(310)의 상기한 이동 역시 회동목판(132)에 설치된 제2동력체(320)에 의한다.

상기한 제1,2동력체(213,320)는 체인동력수단일 수도 있도 유압실린더와 같은 유압동력수단일 수도 있다. 이러한 제1,2동력체(213,320)는 제1사이공간(121a)과 제2사이공간(123a)의 각 후단쪽에 위치한다.

상술한 바와 같이 중심체(110)는 암반의 표면에 밀착 고정된 중심축부(100)를 중심축으로 하여 회동하면서 천공부(200)의 위치에 파쇄부(300)가 위치할 수 있도록 한다.

도 11은 상기 중심체(110)의 각 실시예를 도시한 것이다.

그 중 도 11의 (a)는 끝이 뾰족한 일체형 첨두(111a)를 몸체(120)의 선단에 일체로 형성시킨 예를 나타낸 것이다. 이러한 도11의 (a)에 도시된 실시예에서는 몸체(120)가 회동할 때 일체형 첨두(111a)도 함께 회동하게 되며, 구조의 단순화로 제작성이 향상된다. 다만 천공부(200)의 작동시 발생되는 진동은 몸체(120)를 타고 중심체(110)의 일체형 첨두(111a)에 그대로 전달되고, 이는 다시 일체형 첨두(111a)와 암반의 표면사이의 고정상태에 영향을 주어 자칫 중심체(110)의 위치를 이동시킬 우려가 있다.

도 11의 (b) 내지 (d)에 도시된 실시예는 몸체(120)와 분리된 구조인 분리형 첨두(111b)를 구성시킴으로써 상기한 진동의 문제점을 해결하여 작업의 효율성을 향상시킨다.

보다 구체적으로 몸체(120)의 선단에는 첨두홈(112)이 형성되고, 상기 첨두홈(112)에 몸체(120)와 별도로 제작된 분리형 첨두(111b)를 삽입시켜 중심체(110)를 구성한다. 아울러 분리형 첨두(111b)의 후단 또는 선단에 탄성패드(113)를 위치시킴으로써 천공부(200)의 작동에 의해 발생된 진동이 분리형 첨두(111b)와 암반의 표면 사이에 작용하지 않도록 한다.

예컨대, 도 11의 (b)와 (c)에서와 같이 첨두홈(112)의 내면과 분리형 첨두(111b)의 후단 사이에 탄성패드(113)를 설치하거나, 도 11의 (d)에서와 같이 분리형 첨두(111b)의 선단에 탄성패드(113)를 설치하여 상기 탄성패드(113)에 의해 진동이 흡수되도록 한다. 이와 같이 분리형 첨두(111b)의 선단에 탄성패드(113)를 설치할 경우에는 상기 분리형 첨두(111b)를 굳이 뾰족한 형상을 가지게 할 필요는 없다.

또한 상기 분리형 첨두(111b)는 일체형 첨두(111a)와는 달리 몸체(120)와 함께 회동하지 않음으로써 암반 표면에서의 고정상태를 보다 안정적으로 유지하게 할 수 있다. 이를 위하여 도 11의 (c)와 (d)에 도시된 바와 같이 첨두홈(112)의 내면과 분리형 첨두(111b)의 후단 사이에 회전베어링(114)을 더 설치할 수 있다. 도 11의 (c)는 첨두홈(112)의 내면과 분리형 첨두(111b)의 후단 사이에 탄성패드(113)와 회전베어링(114)이 함께 배치된 구조이다.

천공 작업 또는 암반의 파쇄작업이 진행되는 과정 중에 암반 표면에 대한 중심체(110)의 안정된 밀착 고정을 위한 지지체(400)가 중심축부(100)의 측면에 더 설치될 수 있다.

상기 지지체(400)는 몸체(120)의 양 측에 형성된 제1사이공간(121a)과 제2사이공간(123a) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 중심축부(100)와 함께 2점 지지를 가지게 하여 천공 및 암파쇄작업이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이러한 지지체(400)는, 제1,2사이공간(121a,123a)의 선단쪽에 설치된 고정편(125)에 설치된 가압지지잭(410)과, 상기 가압지지잭(410)의 가압에 의해 중심축부(100) 주변의 암반 표면에 밀착되는 밀착편(421)으로 이루어지며, 상기 밀착편(421)에는 고정력을 증대시키기 위한 다수 개의 고정돌기(422)가 더 구비될 수 있다. 상기 고정돌기(422)는 고정형일 수도 있으나 고르지 못한 암반 표면에 대응할 수 있도록 후방에 탄성수단을 내장시킨 가변형일 수도 있다.

따라서 상기 지지체(400)는 중심체(110)가 암반 표면에 고정된 후 가압지지잭(410)의 작동에 의해 그 길이가 신장하면서 밀착편(421)으로 하여금 상기 중심축부(100) 주변의 암반 표면에 가압 밀착되도록 함으로써 상기 암반에 고정된 중심축부(100)의 위치 이동을 방지한다.

몸체(120)의 후단부에 위치하여 중심축부(100)를 회동시키기 위한 회동체(130)는, 외주면에 기어가 형성된 피동기어(131)와, 상기 피동기어(131)와 몸체(120)가 일체로 거동하면서 상술한 바와 같이 제1,2동력체(213,320)의 설치면을 제공하는 회동목판(132)으로 구성된다.

그리고 회동체(130)의 후방에는 상기 피동기어(131)를 수용하는 하우징(500)이 설치되고, 하우징(500)에 상기 피동기어(131)를 회전시키는 회동모터(510)가 설치된다.

따라서 상기 회동모터(510)는 이에 구비되는 구동기어(511)를 회전시켜 회전체의 피동기어(131)를 회전시킴으로써 중심축부(100)가 회동하면서 천공부(200)의 위치로 파쇄부(300)가 이동할 수 있게 된다.

천공부(200)의 천공체(210)와 가이드고정체(220) 및, 파쇄부(300)의 각각은 길이의 신축과정을 가지면서 각기의 필요한 작동을 한다. 제1레일(121)과 제2레일(123)의 상부에는 천공체(210)와 가이드고정체(220) 및 파쇄부(300)의 각 선단부를 안정적으로 지지함과 더불어 정확한 방향으로의 신축이 이루어지도록 이들을 안내하는 제1지지편(122)과 제2지지편(124)이 각 설치될 수 있다.

즉 상기 제1지지편(122)에는 천공로드(214)와 가이드봉(223)이 통과하는 통과홀(122a,122b)이 각 구비되고, 제2지지편(124)에는 파쇄로드(330)가 통과하는 통과홀(124a)이 구비된다. 이때 가이드봉(223)이 통과하는 통과홀(122b)은 원형단면으로 구성시킬 수도 있으나, 바람직하게는 요홈(223)이 형성된 가이드봉(223)의 단면과 일치시킴으로써 비트(215)가 천공작업을 위해 회전할 때 이에 맞접되어 있는 가이드봉(223)이 함께 회전하거나 이탈하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

제1사이공간(121a) 또는 제2사이공간(123a)에도 통과홀(126a)이 구비된 제3지지편(126) 또는 제4지지편(미도시)을 구비시켜 가압지지잭(410)의 잭로드(411)를 지지 및 안내하게 할 수 있다.

하우징(500)의 후방에는, 상기 하우징(500)을 지지하면서 회동 암파쇄장치를 백호우 등의 장비에 쉽게 장착될 수 있도록 함과 더불어, 회동 암파쇄장치에 의한 천공 및 암파쇄 작업 방향의 각도를 좌우로 조정할 수 있도록 정착체(600)가 더 설치될 수 있다.

이를 위한 하우징(500)과 정착체(600) 사이의 연결은 체결볼트(601)에 의한 핀결합 구조로 이루어진다. 아울러 좌우 각도 조절을 위해 도 12에 도시된 바와 같이, 정착체(600)의 양 측부에는 제1측브라켓(610)이 설치되고, 하우징(500)의 양 측부에도 제2측브라켓(520)이 설치되며, 상기 제1측브라켓(610)과 제2측브라켓(520)은 수평보정유압잭(620)에 의해 연결된다.

따라서 정착체(600)의 일측 수평보정유압잭(620)을 신장시키면서 정착체(600)의 타측 수평보정유압잭(620)을 축소시키게 되면 정착체(600)에 대한 하우징(500)의 각도가 변화되면서 암반 표면에 대한 암파쇄장치의 작업 방향이 조정되어 정확한 작업을 도모할 수 있게 된다.

다음으로는 본 발명의 회동 암파쇄장치의 작동에 관하여 설명한다.

도 13, 14는 도 2의 '가'부분, 즉 지중 암반의 절단시키고자 하는 부분에 대하여 본 발명의 회동 암파쇄장치를 작동시키는 과정을 도시한 것이다.

암반의 절단을 위한 최초의 천공홀 형성 작업은 천공부(200)에서 가이드고정체(220)를 제거시켜 천공체(210)만이 장착된 상태에서 이루어진다{도 13 참조}.

즉 중심체(110) 선단의 첨두(111a,111b)를 암반 표면에 고정시킨 상태에서 지지체(400)를 신장시켜 밀착편(421)을 상기 암반 표면의 또 다른 위치에 밀착시킴으로써 2점 지지를 통해 회동 암파쇄장치가 안정적으로 놓여질 수 있도록 한다.

천공체(210)에 의한 최초의 천공홀 형성이 완료되면, 도 14의 (a)에서와 같이 가이드고정체(220)를 장착하고, 도 14의 (b)에서와 같이 가이드고정체(220)를 신장시켜 가이드봉(223)을 천공홀 내부로 진입시킨다.

다음으로 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이, 다시 천공체(210)를 작동시켜 상기한 선행 천공홀가 일부가 중첩되도록 다음의 후속 천공홀을 형성시키고, 이러한 선행 천공홀에 대한 가이드봉(223)의 진입과 비트(215)에 의한 후행 천공홀의 중첩 형성을 반복함으로써 암반을 연속적으로 절단한다.

이러한 암반의 절단작업은 도 2에 도시된 바와 같이 어느 한 지점에 중심체(110)를 고정시킨 상태에서 반원 만큼 회전시키면서 연속 천공하여 ①의 절단라인을 형성시키고, 다시 중심체(110)의 위치를 이동시키면서 ②와 ③의 절단라인이 연속되도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 절단작업이 완료되면, 절단된 암반의 내부를 다시 잘게 파쇄시킴으로써 설정된 면적에 대한 암파쇄작업이 완료될 수 있도록 한다.

절단된 암반 내부의 파쇄작업은 천공부(200)에서 가이드고정체(220)를 제거한 상태에서 이루어진다. 도 15는 상기 파쇄작업의 과정을 각 단면으로 도시한 것이다.

도 15를 참조하여 파쇄작업의 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

ⅰ) 백호우 등의 장비에 본 발명의 회동 암파쇄장치를 장착하여 암반의 절단선 내부의 어느 한 곳 암반 표면에 중심체(110)를 밀착 고정시켜 중심체(110)로 하여금 회동 암파쇄장치의 회동을 위한 중심축 기능을 할 수 있도록 한다.

ⅱ) 중심체(110)를 통해 암반 표면에 대한 회동 암파쇄장치의 고정이 완료되면, 가압지지잭(410)을 신장시켜 지지체(400)의 밀착편(421)이 중심축부(100) 인근의 암반 표면에 밀착시킴으로써, 암반의 표면에서 회동 암파쇄장치가 중심체(110)와 밀착편(421)에 의한 2점 지지가 될 수 있도록 한다.

ⅲ) 천공체(210)를 작동시켜 암반에 천공홀을 형성시킨다. 본 단계에서의 천공작업은 가이드고정체(220)를 천공부(200)로부터 제거한 상태로 진행된다.

ⅳ) 천공체(210)에 의한 천공작업이 완료되면, 지지체(400)의 가압지지잭(410)을 축소시켜 밀착편(421)을 후퇴시키고, 회동모터(510)를 작동하여 천공홀에 파쇄부(300)의 파쇄봉(340)이 위치하도록 중심축부(100)를 회동시킨다. 필요한 경우 상기 ⅱ)단계에서와 같이 지지체(400)의 밀착편(421)을 암반 표면에 밀착시킨다.

ⅴ) 파쇄봉(340)을 천공홀에 삽입시킨 후 파쇄유압장치(312)를 이용하여 천공홀의 내경을 확장시킴으로써 암반에 균열이 발생하게 하는 등 지중암을 파쇄한다. 이때 방향모터(311)를 이용하여 파쇄봉(340)을 회전시켜 천공홀의 내면 모두에 파쇄압이 작용될 수 있도록 함으로써 암반의 파쇄작업이 효율적으로 이루어지게 하여야 한다.

상기한 ⅰ) 내지 ⅴ)의 각 단계는 절단된 암반 내부의 각 지점을 이동하면서 진행되며, 이에 의해 절단된 구역 내 암반에 대한 완전한 파쇄가 이루어지게 된다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

100; 중심축부 110; 중심체
111a; 일체형 첨두 111b; 분리형 첨두
112; 첨두홈 113; 탄성패드
114; 회전베어링 120; 몸체
121; 제1레일 122; 제1지지편
123; 제2레일 124; 제2지지편
125; 고정편 126; 제2지지편
130; 회동체 131; 피동기어
132; 회동목판 200; 천공부
210; 천공체 211; 드리프터본체
212; 제1슬라이딩브라켓 213; 제1동력체
214; 천공로드 215; 비트
220; 가이드고정체 221; 고정체이동잭
222; 가이드봉로드 223; 가이드봉
224; 트렌치 230; 연결브라켓
231; 고정봉 232; 이동봉
300; 파쇄부 310; 작동체
311; 방향모터 312; 파쇄유압장치
313; 제2슬라이딩브라켓 320; 제2동력체
330; 파쇄로드 340; 파쇄봉
341; 관통공 342; 파쇄돌기
343; 쐐기 344; 역쐐기
400; 지지체 410; 가압지지잭
411; 잭로드 421; 밀착편
422; 고정돌기 500; 하우징
510; 회동모터 511; 구동기어
520; 제2측브라켓 600; 정착체
601; 체결볼트 610; 제2측브라켓
620; 수평보정유압잭

Claims

몸체(120)를 사이에 두고 선단부에 중심체(110)가 위치하고 후단부에 회동체(130)가 위치하면서 상기 중심체(110)를 중심축으로 하여 회동하는 중심축부(100)와, 상기 중심축부(100)의 일측에 설치되어 지중암에 천공홀을 형성시키는 천공부(200)와, 상기 중심축부(100)의 타측에 설치되어 천공홀의 내경을 확장시키면서 지중암을 파쇄하는 파쇄부(300)가 포함되는 것으로서,
상기 천공부(200)는, 지중암을 천공하는 천공체(210)와; 이에 의해 먼저 형성된 선행 천공홀에 삽입되는 것으로서 천공체(210)가 선행 천공홀에 일부분이 중첩된 후행 천공홀을 천공하는 과정 중 천공체(210)가 선행 천공홀 방향으로 밀려가지 않도록 천공체(210)를 지지 및 가이드하는 가이드고정체(220);로 이루어지되,
상기 몸체(120)의 일측에는 한 쌍의 제1레일(121)이 상호 이격하여 제1사이공간(121a)이 형성되도록 평행하게 설치되고, 타측에는 한 쌍의 제2레일(123)이 상호 이격하여 제2사이공간(123a)이 형성되도록 설치되며,
상기 천공체(210)는, 드리프터본체(211)와; 드리프터본체(211)로부터 돌출 설치된 천공로드(214)와; 상기 천공로드(214)의 선단에 분리 가능하도록 설치되는 비트(215) 및; 드리프터본체(211)의 일측에 설치되어 전후방으로 이동 가능하도록 제1레일(121)과 결합되는 제1슬라이딩브라켓(212);이 포함되어 구성되고,
상기 파쇄부(300)는, 방향모터(311)와 파쇄유압장치(312)로 구성되는 작동체(310)와; 상기 작동체(310)로부터 돌출 설치된 파쇄로드(330)와; 파쇄로드(330)의 선단에 설치되어 천공홀의 내경을 확장시키는 파쇄봉(340) 및; 작동체(310)의 일측에 설치되어 전후방으로 이동가능하도록 제2레일(123)과 결합되는 제2슬라이딩브라켓(313);이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가이드고정체(220)는, 드리프트몸체에 설치되는 고정체이동잭(221)과; 상기 고정체이동잭(221)에 설치되는 가이드봉로드(222) 및; 상기 가이드봉(223)로드(222)의 선단에 설치된 가이드봉(223);이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제3항에 있어서,
상기 천공로드(214)의 선단부에는 지지턱(214b)에 의해 구분되는 설치관부(214a)가 구비되고,
상기 설치관부(214a)와 가이드봉(223)은 연결브라켓(230)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제4항에 있어서,
상기 가이드봉(223)의 일측면에는 길이방향으로 트렌치(224)가 구비되고,
연결브라켓(230)은, 설치관부(214a)가 삽입되도록 삽입홀(231a)이 구비된 고정봉(231)과; 상기 고정봉(231)과 일체로 구성되면서 트렌치(224)에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 이동봉(232)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제1항에 있어서,
상기 중심체(110)는 몸체(120)의 선단에 일체로 형성된 일체형 첨두(111a)인 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체(120)의 선단에는 첨두홈(112)이 형성되고,
상기 중심체(110)는 첨두홈(112)에 삽입되는 분리형 첨두(111b)인 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제7항에 있어서,
상기 첨두홈(112)의 내면과 분리형 첨두(111b)의 후단 사이에는 탄성패드(113)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제7항에 있어서,
상기 첨두홈(112)의 내면과 분리형 첨두(111b)의 후단 사이에는 회전베어링(114)이 설치되고, 분리형 첨두(111b)의 선단에는 탄성패드(113)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제1항에 있어서,
회동체(130)는, 피동기어(131)와; 상기 피동기어(131)과 몸체(120)를 일체화시키는 회동목판(132)으로 이루어지고,
회동체(130)의 후방에는 상기 피동기어(131)를 수용하는 하우징(500)이 설치되며,
하우징(500)에는 상기 피동기어(131)를 회전시키는 회동모터(510)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제10항에 있어서,
상기 회동목판(132)에는, 제1슬라이딩브라켓(212)을 전후방으로 이동시키는 제1동력체(213)와; 제2슬라이딩브라켓(313)을 전후방으로 이동시키는 제2동력체(320)가 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.
제1항에 있어서,
제1사이공간(121a)과 제2사이공간(123a) 중 적어도 어느 하나에는 길이가 신장하여 암반의 표면에 밀착됨으로써 상기 암반에 고정된 중심축부(100)의 위치 이동을 방지하는 지지체(400)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 절단형 회동 암파쇄장치.