KR102415924B1 - 지반굴착장치의 멀티해머드릴 및 5웨이 스위벨 - Google Patents

지반굴착장치의 멀티해머드릴 및 5웨이 스위벨 Download PDF

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KR102415924B1 KR1020200005249A KR20200005249A KR102415924B1 KR 102415924 B1 KR102415924 B1 KR 102415924B1 KR 1020200005249 A KR1020200005249 A KR 1020200005249A KR 20200005249 A KR20200005249 A KR 20200005249A KR 102415924 B1 KR102415924 B1 KR 102415924B1
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Abstract

본 발명은 지반굴착장치의 멀티해머드릴 및 5웨이 스위벨에 관한 것으로, 모터와, 상기 모터의 회전동력을 감속하는 유성기어 감속기와, 상기 유성기어 감속기의 감속된 출력으로 회전하는 구동기어와, 상기 구동기어에 치합되는 연동기어와, 상기 연동기어와 함께 회전하는 메인축과, 상기 메인축의 하단에 다단상으로 조립되는 복수의 굴착로드의 하측 굴착로드에 연결되는 멀티해머드릴과, 상기 메인축의 상단에 형성되어 외부로부터 공급되는 공압을 다단상으로 연결되는 복수의 굴착로드를 통해 상기 멀티해머드릴로 공급하여 멀티해머드릴을 작동시키기 위한 스위벨을 포함하여 구성되는 지반굴착장치에 있어서,
상기 멀티해머드릴은 중심에 형성되는 1개의 중심부 소형해머드릴과 이를 감싸도록 4개의 사이드 소형해머드릴이 "+"자형으로 배열되도록 구성하되,
상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 형성되어 있는 드릴비트 각각의 비트헤드 내경은 상기 1개의 중심부 소형해머드릴에 형성된 드릴비트의 비트헤드 외경의 1/4을 감싸는 크기로 형성되어 있으며, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 형성된 드릴비트 각각의 비트헤드 외경은 멀티해머드릴의 대구경 외경의 1/4을 감싸는 크기를 갖는 부채꼴모양으로 구성되어 있으며, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 형성된 드릴비트 각각의 비트헤드들은 1개의 중심부 소형해머드릴 주위에 "+"자형을 이루도록 조립하였을시 4개의 사이드 소형해머드릴 각각의 비트헤드들이 환형모양을 이루도록 서로 밀착 조립되어 상기 멀티해머드릴의 대구경 외경과 같은 크기를 갖는 환형모양으로 조립되도록 구성된 멀티해머드릴 및 상기 스위벨은 상단에 형성되는 1개의 중심 공압주입구와 1개의 공압주입통로가 형성되어 있는 고정체와 상기 고정체를 감싼 채 회전가능하게 조립되는 회전체로 구성되는 싱글스위벨을 포함하고 있으며, 상기 싱글스위벨의 회전체와 같이 회전하도록 상기 회전체의 하단에 연결되는 회전통체와 상기 회전통체를 회전가능하게 붙잡아주는 상부 고정몸체에는 서로 마주하는 위치에 형성되는 2개의 상부 공압주입구와 상기 2개의 상부 공압주입구가 연통하는 1개의 상부 환형통로가 형성되어 있고, 상기 회전통체를 회전가능하게 붙잡아주면서 상기 상부 고정몸체의 하단에 연결되는 하부 고정몸체에도 서로 마주하는 위치에 2개의 하부 공압주입구와 상기 2개의 하부 공압주입구가 연통하는 1개의 하부 환형통로가 형성되어 있도록 구성되어 총 5개의 공압주입구가 형성되어 있는 5웨이 스위벨을 형성하도록 구성된 5웨이 스위벨을 특징으로 하는 발명이다.

Description

지반굴착장치의 멀티해머드릴 및 5웨이 스위벨{5-way swivel and multi-hammer drill for ground excavation}
본 발명은 지반굴착장치의 멀티해머드릴 및 5웨이 스위벨에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반굴착장치의 5웨이 스위벨은 5대의 콤푸레샤 각각으로부터 공급되는 압축공기를 따로따로 분리하여 멀티해머드릴을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴과 4개의 사이드 소형해머드릴 각각으로 공급할 수 있도록 구성되며, 멀티 해머드릴은 그 중심에 형성되어 있는 1개의 중심부 소형해머드릴과, 이를 감싸도록 그 주위에 일정간격으로 형성되는 4개의 사이드 소형해머드릴들로 구성하되, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴의 드릴비트 각각에 형성되는 비트헤드 각각은 1개의 중심부 소형해머드릴에 형성되어 있는 드릴비트의 비트헤드 외경의 1/4를 감싸주는 동시에 멀티해머드릴 외경의 1/4에 해당하는 크기를 갖는 부채꼴모양으로 형성되도록 함으로써 상기 1개의 중심부 소형해머드릴의 외주에 4개의 사이드 소형해머드릴을 "+"자형으로 배치하였을 때 상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각의 드릴비트에 부채꼴모양으로 형성된 비트헤드들이 원형모양으로 조립되어 대구경의 굴착공을 굴착하게 될 때 굴착하고자 하는 지층의 강도가 단단하거나 또는 부드럽거나 또는 암반이 산재하고 있더라도 1개의 중심부 소형해머드릴과 4개의 사이드 소형해머드릴가 동시에 굴착작동을 개시하면서 지층을 굴착할 수 있도록 구성되는 지반굴착장치의 멀티해머드릴 및 5웨이 스위벨에 관한 것이다.
일반적으로 고가도로를 건설하기 위한 기초공사 및 고층건물에 근접하는 위치에 신규의 고층건물 등을 건설하기 위한 기초공사 등을 시공할 경우에는 지반에 대구경을 굴착하는 기초공사를 시공하게 된다.
지반에 대구경의 굴착공을 굴착할 때에는 대구경의 대형해머드릴을 사용하게 되며, 상기 대형해머드릴은 직경이 800∼1500mm 이상이고, 무게가 5∼15톤 이상이므로 지반을 굴착할 때 지층을 타격하게 되면 소음 및 충격으로 진동이 심하게 나타나기 때문에 대구경 굴착공을 굴착하는 현장의 주변에 건축되어 있는 고층건물에 상당한 피해를 주게 되고, 이로 인해 민원이 많이 발생하게 되므로, 고가도로 및 고층건물이 건축되어 있는 도심지 지역에서는 지반에 대구경의 굴착공을 굴착하는 기초공사 시공시 대형해머드릴을 이용하는 굴착공사시공을 자제하고 있으며, 상기 대형해머드릴을 사용하지 않는 대신 복수의 소형해머드릴로 구성되는 멀티해머드릴을 사용하여 대구경 굴착공을 굴착하는 기초공사를 시공하고 있지만, 기술부족으로 시간과 비용이 많이 들게 되므로 기피하고 있는 실정이다.
종래 대구경의 굴착공을 굴착하기 위한 멀티해머드릴의 경우, 등록실용신안공보 제20-0121936호의 지반굴착기용 멀티해머드릴 및 등록특허공보 제10-0145495호의 멀티해머오가머신과 싱글해머오가머신을 복합한 지반굴착 방법과 장치 등이 소개된 바 있다.
상기한 선행기술들은 그 중심에 형성되어 있는 싱글해머드릴과 상기 싱글해머드릴의 주위에 6개의 소형해머드릴들을 일정간격으로 배치하는 구조로서, 대구경의 멀티해머드릴을 구성하고 있으며, 이렇게 멀티해머드릴을 구성하고 있는 6개의 소형해머드릴 각각은 지반을 굴착하기 위해 회전하게 될 때 굴착하고자 하는 지층을 고르게 타격하는 작동으로 굴착작업을 진행하여 지반에 대구경의 굴착공을 굴착하도록 구성되었지만, 굴착하고자 하는 지층의 강도가 규칙적으로 단단하거나 또는 부드러울 경우에는 대구경의 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착할 수 있겠으나, 지층의 강도가 불규칙적으로 단단한 지층과 부드러운 지층이 함께 형성되어 있거나 또는 지층에 암반이 형성되어 있을 경우에는 6개의 소형해머드릴로 구성된 멀티해머드릴이 불규칙적인 지층을 수직상으로 똑바르게 굴착하지 못하고 단단한 강도의 지층은 굴착작동은 더디어지는 반면, 부드러운 강도의 지층은 굴착작동이 잘 이루어지게 되는 관계로 멀티해머드릴 자체가 수직상으로 똑바르게 굴착공을 굴착하지 못하고 일측으로 기울어지게 굴착하게 되는 현상이 나타나게 된다.
더구나, 굴착하고자 하는 지층에 암반이 산재해 있을 경우에는 멀티해머드릴이 지층을 똑바르게 굴착하지 못하게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있는 실정이다.
그래서 상기한 선행기술들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 멀티해머드릴의 중심에 형성되어 있는 싱글해머드릴이 그 주위에 배치되어 있는 6대의 소형해머드릴들 보다 하측으로 돌출되도록 형성하여 지반굴착작업시 싱글해머드릴이 먼저 굴착작동을 진행하여 지층 및 암반을 뚫고 들어가도록 함으로써 6개의 소형해머드릴들 각각에 편압이 작용하지 못하도록 하여 대구경의 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착하도록 구성되어 있다고 개시되어 있다.
그러나, 상기한 선행기술들은 중심에 형성되어 있는 싱글해머드릴 및 그 주위에 배치되어 있는 6개의 소형해머드릴 각각을 작동시키기 위한 공압이 공압쳄버로 유입되어 1개의 싱글해머드릴 및 6개의 소형해머드릴 각각으로 분배되도록 구성되어 있기 때문에 지층의 강도가 불규칙적이거나 암반이 산재되어 있을 경우에는 대구경의 굴착공을 굴착하는 굴착작업이 더디어지거나 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착하지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다. 왜냐하면, 멀티해머드릴을 구성하고 있는 6개의 소형해머드릴 각각은 굴착하고자 하는 지층의 강도가 규칙적일 때에는 공압쳄버를 통해 6개의 소형해머드릴 각각으로 공압이 동일하게 분배 공급되지만, 지층의 강도가 불규칙적일 때에는 공압쳄버에서 공급되는 공압은 부드러운 지층을 굴착하는 소형해머드릴쪽에 집중적으로 공급되는 현상이 나타나게 되고, 이로 인해 부드러운 지층을 굴착하는 소형해머드릴에는 공압이 집중적으로 공급되므로 굴착작동이 활발하게 진행되는 반면에, 단단한 지층을 굴착하는 소형해머드릴쪽으로는 공압이 제대로 공급되지 않게 되므로 단단한 지층을 굴착하게 되는 소형해머드릴은 굴착작동이 제대로 진행되지 않기 때문이다.
또한 상기한 선행기술들은 멀티해머드릴을 구성하는 6개의 소형해머드릴들은 조립부품수가 많아 조립작업이 복잡할 뿐 아니라 제조 및 조립 비용이 비싸지게 된다는 것도 문제점으로 지적되고 있다.
따라서 상기한 선행기술들의 문제점을 해결하기 위해 등록실용신안공보 제20-0358948호의 오거드릴머신용 천공해머가 제안된 바 있다.
상기한 선행기술은 헤드에 총 5개의 해머유닛을 "+"자형으로 배치하는 구조로서, 해머유닛의 갯수를 줄인 것이 장점일 수는 있겠지만, 상기한 선행기술에서 "+"자형으로 배치되는 총 5개로 구성된 해머유닛의 버튼비트 각각은 전부 원형으로 구성되어 있기 때문에 중심에 배치된 해머유닛의 주위에 배치되는 4개의 해머유닛들 사이사이에는 공간이 형성될 수밖에 없기 때문에 지층을 굴착하기 위해 중심에 배치된 1개의 해머유닛의 주위에 "+"자형으로 배치된 4개의 해머유닛들이 동시에 타격작동하게 되더라도 한차례의 타격작동으로는 굴착하고자 하는 대구경의 굴착공의 원형단면적 전체를 타격하지 못하고 4개의 해머유닛들이 회전하면서 여러차례 타격작동해야만 대구경 굴착공의 원형단면적을 타격할 수 있게 되는데, 이 경우 굴착하고자 하는 지층의 강도가 불규칙적이거나 암반이 산재해 있을 때에는 중심의 해머유닛 주위에 배치된 4개의 해머유닛들은 타격압력이 작동하지 아니하는 쪽으로 밀리게 되는 현상이 나타날 수 있으며, 이러한 현상은 대구경의 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착하지 못하게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.
또한 상기한 선행기술 역시 압축공기 급기용 톱서브의 하측에 형성되어 있는 하나의 소형챔버로부터 5개의 해머유닛들이 공압을 공급받도록 구성되어 있기 때문에 굴착하고자 하는 지층이 단단하거나 부드러운 상태로 강도가 불규칙적이거나 또는 지층에 암반이 산재되어 있을 경우에는 부드러운 강도의 지층을 굴착하는 해머유닛으로는 공압이 원활하게 공급되는 반면, 단단한 강도의 지층을 굴착하는 해머유닛에는 공압이 제대로 공급되지 않게 되는 현상이 발생하게 되어 지반에 대구경의 굴착공을 굴착하는 작업이 제대로 이루어지지 않게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있는 실정이다.
등록실용신안공보 제20-0121936호(1997. 06. 20. 공개) 등록특허공보 제10-0145495호(1997. 06. 24. 공개) 등록실용신안공보 제20-0358948호(2004. 08. 11. 공고) 등록특허공보 제10-1187747호(2012. 10. 04. 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 멀티해머드릴은 1개의 중심부 소형해머드릴과 4개의 사이드 소형해머드릴을 "+"자형으로 배치 구성함에 있어, 상기 1개의 중심부 소형해머드릴에 형성되는 드릴비트의 비트헤드는 원형으로 구성하는 한편, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 형성되는 드릴비트의 비트헤드들은 멀티해머드릴의 대구경 직경에 대하여 1/4 크기에 해당하는 부채꼴모양으로 형성하여 4개의 사이드 소형해머드릴을 중심부 소형해머드릴의 주위를 감싸도록 배열하게 되면 상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각의 비트헤드들이 대구경의 원형을 이루는 상태로 조립되도록 하였으며, 또한 5웨이 스위벨은 멀티해머드릴을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴과 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 공급되는 공압을 동일한 압력으로 공급할 수 있도록 구성함으로써 불규칙적인 강도의 지반의 지층에도 대구경의 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착할 수 있을 뿐 아니라 대구경 굴착공의 굴착작업을 효율적으로 굴착할 수 있도록 하는 지반굴착장치를 제공할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,
모터와, 상기 모터의 회전동력을 감속하는 유성기어 감속기와, 상기 유성기어 감속기의 감속된 출력으로 회전하는 구동기어와, 상기 구동기어에 치합되어 감속 회전하는 연동기어와, 상기 연동기어의 중심에 조립되어 연동기어와 함께 회전하는 메인축과, 상기 메인축의 하단에 연결되는 암조인트와, 상기 암조인트에 다단상으로 연결 조립되는 복수의 굴착로드의 하측 굴착로드에 연결되는 멀티해머드릴과, 상기 메인축의 상단에 연결 형성되어 외부로부터 공급되는 공압을 암조인트에 다단상으로 연결되는 굴착로드를 통해 상기 멀티해머드릴로 공급하여 멀티해머드릴을 작동시키기 위한 스위벨을 포함하여 구성되는 지반굴착장치에 있어서,
상기 멀티해머드릴은 중심에 형성되는 1개의 중심부 소형해머드릴과 이를 감싸도록 4개의 사이드 소형해머드릴이 "+"자형으로 배열되도록 구성하되,
상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 형성되어 있는 드릴비트 각각의 비트헤드 내경은 상기 1개의 중심부 소형해머드릴에 형성된 드릴비트의 비트헤드 외경의 1/4을 감싸는 크기로 형성되어 있으며, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 형성된 드릴비트 각각의 비트헤드 외경은 멀티해머드릴의 대구경 외경의 1/4에 해당하는 크기를 갖는 부채꼴모양으로 구성되어 있으며, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴 각각에 형성된 드릴비트 각각의 비트헤드들은 1개의 중심부 소형해머드릴 주위에 "+"자형을 이루도록 조립하였을시 4개의 사이드 소형해머드릴 각각의 비트헤드들이 원형모양을 이루도록 서로 밀착 조립되어 상기 멀티해머드릴의 대구경 외경과 같은 크기를 갖는 원형모양으로 조립되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위벨은 상단에 형성되는 1개의 중심 공압주입구와 1개의 공압주입통로가 형성되어 있는 고정체와 상기 고정체를 감싼 채 회전가능하게 조립되는 회전체로 구성되는 싱글스위벨을 포함하고 있으며, 상기 싱글스위벨의 회전체와 같이 회전하도록 상기 회전체의 하단에 연결되는 회전통체와 상기 회전통체를 회전가능하게 붙잡아주는 상부 고정몸체에는 서로 마주하는 위치에 형성되는 2개의 상부 공압주입구와 상기 2개의 상부 공압주입구가 연통하는 1개의 상부 환형통로가 형성되어 있고, 상기 회전통체를 회전가능하게 붙잡아주면서 상기 상부 고정몸체의 하단에 연결되는 하부 고정몸체에도 서로 마주하는 위치에 2개의 하부 공압주입구와 상기 2개의 하부 공압주입구가 연통하는 1개의 하부 환형통로가 형성되어 있도록 구성되어 총 5개의 공압주입구가 형성되어 있는 5웨이 스위벨을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 5웨이 스위벨은 싱글스위벨의 회전체 하단에 연결되는 회전통체의 내부에 상기 싱글스위벨의 고정체에 형성되는 1개의 공압주입통로에 연결되도록 형성되는 공압소형안내관과, 상기 공압소형안내관의 외경과 회전통체의 내경 사이에 형성되는 "+"자형 격판과, 상기 "+"자형 격판에 의하여 상기 공압소형안내관과 회전통체 사이에 분할 형성되는 4개의 공압분할통로와, 상기 회전통체의 상부에는 4개의 공압분할통로 중 2개의 상부 공압주입구와 서로 마주하는 위치에 형성되어 있는 2개의 공압분할통로와 연통하도록 형성되는 복수의 상부 연결공과, 상기 회전통체의 하부에는 4개의 공압분할통로 중 2개의 하부 공압주입구와 서로 마주하는 위치에 형성되어 있는 2개의 공압분할통로와 연통하도록 형성되는 복수의 하부 연결공이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상,하부 환형통로 각각에는 서로 마주하는 위치에 형성되어 있는 복수의 상,하부 공압주입구 각각으로 주입되는 공압이 섞이지 않도록 대칭 형성되는 복수의 차단격판이 대설되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상,하부 환형통로 각각에 대칭 형성되는 복수의 차단격판의 일단에는 회전통체를 회전가능하게 지지하면서 대칭 형성된 2개의 상부 공압주입구 및 2개의 하부 공압주입구 각각으로 공급되는 공압이 섞이지 않도록 기밀작용을 하는 막대상의 패킹이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 5웨이 스위벨은 외부에 설치된 5대의 콤푸레샤 각각에서 압축되어 공급되는 공압이 섞이지 않도록 개별적으로 공급되어 멀티해머드릴을 구성하고 있는 5개의 소형해머드릴 각각에 따로따로 공급하도록 구성되어 있으며, 이에 따라 상기 멀티해머드릴은 굴착하고자 하는 지반이 경질이거나 또는 연질이거나 또는 암반이 산재되어 있다 하더라도 5개의 소형해머드릴 각각에는 압축공기가 균등하게 공급되므로 멀티해머드릴을 형성하는 5개의 소형해머드릴 전체가 동일한 타격압으로 지반을 굴착하도록 함으로써 대구경의 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착할 수 있도록 할 뿐 아니라 대구경의 굴착공을 굴착하는 굴착작업을 효율적으로 진행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 일부 단면한 지반굴착장치의 오거드라이브유닛의 설치상태를 나타낸 측면 구성도이며,
도 2는 본 발명의 지반굴착장치의 멀티해머드릴의 조립상태 측면도이고,
도 3은 본 발명의 지반굴착장치의 멀티해머드릴에 공압을 공급하기 위한 5웨이 스위벨의 조립상태 단면도이며,
도 4는 본 발명의 지반굴착장치의 멀티해머드릴의 조립상태 단면도이고,
도 5의 (가)(나)는 도 3의 A-A선 및 B-B선 단면도이며,
도 6은 본 발명의 멀티해드릴을 구성하는 중심부 소형해머드릴의 드릴비트 정면도 및 평면도와 저면도이고,
도 7은 본 발명의 멀티해드릴을 구성하는 사이드 소형해머드릴의 드릴비트 정면도 및 평면도와 저면도이며,
도 8은 본 발명의 멀티해머드릴의 1개의 중심부 소형해머드릴과 4개의 사이드해머드릴 각각에 형성된 각 드릴비트의 비트헤드 조립상태 저면도이다.
도 9는 도 4의 C-C선 단면도이며,
도 10은 도 4의 D-D선 단면도이고,
도 11은 도 4의 E-E선 단면도이다.
도 12는 본 발명의 지반굴착장치의 메인축과 멀티해머드릴 사이에 다단상으로 연결되는 지반굴착로드를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
본 발명에 의한 지반굴착장치의 멀티해머드릴 및 5웨이 스위벨에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면부호 1은 오거드라이브유닛을 나타내는 것으로, 상기 오거드라이브유닛(1)에는 2대 이상의 모터(11)가 설치되어 있으며, 상기 모터(11) 각각의 출력축에는 유성기어 감속기(12)에 의하여 감속된 출력으로 회전하는 구동기어(13)가 기어박스(14)에 장착되어 있으며, 상기 기어박스(14)에는 구동기어(13)에 치합되는 연동기어(15)가 설치되어 있다.
상기 연동기어(15)의 중심에는 메인축(16)이 설치되어 있으며, 상기 메인축(16)의 하단에는 상측 암조인트(17a)가 연결되어 있으며, 상기 상측 암조인트(17a)에는 다단상으로 연결 조립되는 복수의 굴착로드(18)들 중 최상측에 형성되는 상측 굴착로드(18a)가 연결 조립된다.
상기 오거드라이브유닛(1)의 기어박스(14) 상면으로 돌출 형성되는 메인축(16)의 상단에는 5웨이 스위벨(2)이 연결되며, 상기 5웨이 스위벨(2)에는 도면에는 도시되어 있지 않았지만 외부에 설치된 5대의 콤푸레샤 각각으로부터 고압으로 압축된 공압을 동일한 압력으로 공급받는 복수의 공압공급호스가 하나씩 연결되는 5개의 공압주입구가 형성되어 있다.
상기 5웨이 스위벨(2)에 형성되는 5개의 공압주입구 중 1개는 싱글스위벨(2a)의 상단 중심에 형성되어 있으며, 상기 싱글스위벨(2a) 상단의 중심에 형성되는 1개의 중심 공압주입구(21)는 싱글스위벨(2a)의 중심을 관통하도록 형성되는 공압주입통로(22)와 연결되도록 구성되어 있다. 또한 상기 싱글스위벨(2a)은 공압주입통로(22)를 형성하고 있는 고정체(23)와, 상기 고정체(23)를 감싼 상태로 붙잡아주면서 회전가능하게 설치되는 회전체(24)로 구성되어 있다.
상기 싱글스위벨(2a)의 하측에는 회전체(24) 하단에 회전가능하게 연결되는 회전통체(25a)와, 상기 싱글스위벨(2a)의 공압주입통로(22)에 연결되도록 상기 회전통체(25a)의 내부에 형성되는 소형공압안내관(25b)과, 상기 회전통체(25a)와 소형공압안내관(25b) 사이의 공간을 4등분으로 분할하도록 형성되는 "+"자형 격판(26)과, 상기 회전통체(25a)의 상,하부를 회전가능하게 붙잡아주는 상,하부 고정몸체(27a)(27b)가 형성되어 있으며, 또한 상기 5웨이 스위벨(2)의 상,하부 고정몸체(27a)(27b) 각각에는 서로 마주하는 위치에 대칭 형성되는 상,하부 공압주입구(28a-1)(28a-2),(28b-1)(28b-2)와, 상기 상,하부 공압주입구와 회전통체(25a) 사이에 형성되는 상,하부 환형통로(28a)(28b)와, 상기 회전통체(25a)의 상,하측에는 상,하부 환형통로(28a)(28b)와 연통하도록 상,하부 연결공(29a-1)(29a-2),(29b-1)(29b-2)이 각각 형성되어 있다.
또한 상기 상,하부 연결공(29a-1)(29a-2),(29b-1)(29b-2) 각각은 상,하부 공압주입구(28a-1)(28a-2),(28b-1)(28b-2)를 통해 주입되는 공압이 "+"자형 격판(26)에 의해 4등분으로 분할된 분할통로(26a)(26b)(26c)(26d) 각각에 따로따로 주입이 원활하게 이루어질 수 있도록 상,하 2개 이상씩 형성되어 있다.(도 3 참조)
또한 상기 상,하부 환형통로(29a)(29b) 각각에는 서로 마주하는 상태로 형성되어 있는 상,하부 공압주입구(28a-1)(28a-2),(28b-1)(28b-2) 각각으로 주입되는 공압이 서로 섞이지 않고 "+"자형 격판(26)에 의해 4등분으로 분할 형성된 4개의 분할통로(26a)(26b)(26c)(26d) 각각에 따로따로 주입될 수 있도록 상,하부 환형통로(29a)(29b) 각각을 180°각도로 양분하는 복수의 차단격판(20a)(20b)이 각각 대칭 형성되어 있다.
그리고 상기 상,하부 환형통로(29a)(29b) 각각을 양분하도록 180°각도로 대칭 형성되는 복수의 차단격판(20a)(20b) 각각의 일단에는 상기 회전통체(25a)의 외주면에 밀착되어 회전통체(25a)를 회전가능하게 지지하면서 상부 공압주입구(28a-1)(28a-1) 및 하부 공압주입구(28b-1)(28b-2) 각각으로 주입되는 공압이 서로 섞이지 않고 4등분으로 분할 형성된 분할통로(26a)(26b)(26c)(26d) 각각으로 따로따로 주입되게 하는 막대상의 패킹(20a)(20b)이 하나씩 형성되어 있다.(도 5 참조)
한편, 상기 싱글스위벨(2a)의 고정체(23)와 회전체(24) 사이 및 상기 회전통체(25a)와 상,하부 고정몸체(27a)(27b) 사이 각각에는 베어링부재(부호 생략)와 밀폐용 패킹부재(부호 생략)가 개재되어 있으며, 상기한 베어링부재 및 밀폐용 패킹부재들은 상기한 선행기술 각각에 적용되어 있는 구성과 동일 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상기의 베어링부재(부호 생략)는 회전체(24)와 회전통체(25a)를 회전가능하게 지지하는 작용을 하며, 상기의 패킹부재(부호 생략)는 공압의 누설을 방지하는 작용을 하도록 구성되어 있다.
또한 상기 오거드라이브유닛(1)의 기어박스(14) 하측으로 돌출 형성되는 메인축(16)의 하단에 연결되는 암조인트(17a)에는 복수의 굴착로드(18)가 다단상으로 조립 연결되는데, 상기한 복수의 굴착로드(18)들 중 상측 굴착로드(18a)는 상기 상측 암조인트(17a)에 연결되며, 상기 상측 굴착로드(18a)의 상단에는 상측 암조인트(17a)에 삽입 연결되는 수조인트(미도시)가 형성되어 있다.
그리고 상기 오거드라이브유닛(1)의 기어박스(14) 하측으로 돌출 형성되는 메인측(16)의 하단에 다단상으로 연결 조립되는 복수의 굴착로드(18)들 중 하측 굴착로드(18b)의 하단에 연결 형성되는 하측 암조인트(17b)는 멀티해머드릴(3)의 상단에 형성되어 있는 수조인트(31)에 연결된다.
상기 멀티해머드릴(3)은 대구경의 굴착공을 굴착하기 위해 복수의 소형해머드릴이 "+"자형으로 조립되는 구조로 구성되어 있다.
상기 멀티해머드릴(3)은 중심에 형성되는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과, 상기 중심부 소형해머드릴(4)을 감싸는 상태로 형성되는 4개의 사이드 소형해머드릴(5)로 구성된다.
상기 1개의 중심부 소형해머드릴(4)의 드릴비트(41)에는 도 6의 도시와 같이 비트목부(41)와, 비트헤드(43)가 형성되어 있으며, 상기 드릴비트(41)의 중심에는 비트목부(42)를 관통하는 공압통로(44)가 형성되어 있으며, 상기 비트헤드(43)의 중심에는 공압통로(44)의 하단부분과 연결되어 바닥부분(43a)으로 공압을 배출시키기 위한 4개의 공압배출구(45)가 형성되어 있다.
상기 드릴비트(41)에 형성된 비트헤드(43)의 바닥부분(43a)에는 4개의 공압배출구(45)로 배출되는 공압이 잘 배출되도록 유도하는 공압배출로(45a)가 "+"자형으로 연결 형성되어 있다.
또한 상기 드릴비트(41)에 형성된 비트목부(42)의 외주면에는 메일스플라인(46)이 형성되어 있으며, 상기 비트목부(42)에 형성되어 있는 메일스플라인(46)은 1개의 중심부 소형해머드릴(4)의 본체 하단 내면에 형성된 휘메일스플라인(부호 생략)에 치합되도록 삽입 조립되는 구조로 구성되어 있다.(도 4 참조)
상기 멀티해머드릴(3)을 구성하는 4개의 사이드 소형해머드릴(5)은 1개의 중심부 소형해머드릴(4)을 감싸도록 "+"자형으로 조립 설치되며, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5) 각각의 드릴비트(51)에는 도 7의 도시와 같이 비트목부(52)와 비트헤드(53)가 형성되어 있으며, 상기 비트목부(52)의 중심에 형성되는 공압통로(54)는 비트헤드(53)의 중심까지 연장 형성되어 있으며, 상기 비트헤드(53)의 바닥부분(53a)에는 공압통로(54)의 하단에 연결되는 4개의 공압배출구(55)와 상기 공압배출구(55)를 통해 토출되는 공압이 잘 배출되게 하는 공압배출로(55a)가 "+"자형으로 연결 형성되어 있다.
그리고 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5) 각각의 드릴비트(51)에 형성된 비트목부(52)의 외주면은 밋밋하게 형성되어 각 사이드 소형해머드릴(5) 각각의 본체 하단에 형성되어 있는 원형 삽입부(부호 생략) 속으로 삽입되는 구조로 조립되도록 구성되어 있는 한편, 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5) 각각에 형성되는 드릴비트(51)의 내경은 1개의 중심부 소형해머드릴(4)의 드릴비트(41)를 형성하는 비트헤드(43)의 1/4 부분을 감싸는 크기를 가지고 있으며, 또한 상기 드릴비트(51)의 외경은 멀티해머드릴(3)의 대구경 외경의 1/4 부분에 해당하는 크기를 가지고 있도록 구성되어 있다. 이에 따라 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5) 각각의 드릴비트(51)는 멀티해머드릴(3)의 대구경 외경의 1/4 크기를 갖는 부채꼴모양을 형성하는 구조로 구성된다.(도 7 참조)
따라서 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5)을 1개의 중심부 소형해머드릴(4)을 감싸도록 "+"자형으로 조립하게 되면 4개의 사이드 소형해머드릴(5) 각각에 형성된 드릴비트(51)의 비트헤드(53)는 도 8의 도시와 같이 원형으로 결합되도록 조립되므로 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5)들은 마치 일체로 결합된 것처럼 회전하는 작동으로 굴착작동을 수행하게 되며, 또한 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5) 각각에 형성된 드릴비트(51)의 비트헤드(53) 양단에는 공압배출연결로(56)가 형성되어 있다.
또한 상기 드릴비트(51)의 양단에 각각 형성되어 있는 공압배출연결로(56)는 4개의 사이드 소형해머드릴(5)을 1개의 중심부 소형해머드릴(4)을 감싸도록 원형으로 조립하였을 때 환형을 이루도록 조립되는 드릴비트(51) 각각의 비트헤드(53) 각각은 그 양단에 형성되어 있는 공압배출연결로(56)들이 증심부 소형해머드릴(4)에 형성된 드릴비트(41)의 비트헤드(43)의 바닥부분(43a)에 "+"자형으로 형성되어 있는 공압배출로(45a)와 연결되도록 구성되어 있다. 이에 따라 상기 멀티해머드릴(3)을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 4개의 사이드 소형해머드릴(5)들 각각으로 공급되는 공압은 각 드릴비트(41)(51)들을 상,하로 작동시킨 후 공압배출구(45)(55)로 토출되는 공압이 공압배출로(45a)(55a) 및 공압배출연결로(56)를 통해 원활하게 배출될 수 있게 된다.
상기 멀티해머드릴(3)의 상단에 형성되어 있는 수조인트(31)는 하측 굴착로드(18b)의 하단에 연결되어 이는 암조인트(17b)에 삽입 조립되도록 구성되어 있으며, 상기 수조인트(31)에는 상기 5웨이 스위벨(2)의 싱글스위벨(2a)에 형성된 중심 공압주입구(21)와 상부 고정틀체(27a)에 형성된 상부 공압주입구(28a-1)(28a-2) 및 하부 고정틀체(27b)에 형성된 하부 공압주입구(28b-1)(28b-2) 각각으로 공급되는 공압을 따로따로 안내하기 위한 5개의 공압안내통로가 형성되어 있다.(도 9 참조)
상기 수조인트(31)에 형성되는 5개의 공압안내통로는 중심에 형성되는 1개의 중심안내통로(32)와, 상기 1개의 중심안내통로(32)보다 큰 직경으로 형성된 관통공(부호 생략)속으로 삽입 설치되는 "+"자형의 삽입격판(33)에 의해 상기 1개의 중심안내통로(32) 주위에 4등분으로 분할 형성되는 4개의 분할안내통로(34a)(34b)(34c)(34d)가 서로 분리 형성되어 있으며, 상기 1개의 중심안내통로(32)와 4개의 분할안내통로(34a)(34b)(34c)(34d) 각각은 상기 5웨이 스위벨(2)의 중심 공압주입구(21)와 상부 공압주입구(28a-1)(28a-2) 및 하부 공압주입구(28b-1)(28b-2) 각각을 통해 따로따로 공급되는 공압이 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각으로 분할 공급하도록 구성되어 있다.
이를 위해, 상기 멀티해머드릴(3)의 상단플렌지(35) 중심에는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)이 조립되는 1개의 중심부 암조인트(37)와 이의 주위에 "+"자형으로 배치되는 4개의 사이드 암조인트(38a)(38b)(38c)(38d)가 고정 조립되어 있으며, 상기 1개의 중심부 암조인트(37)에는 1개의 중심부 소형해머드릴(4) 상단에 형성된 수조인트(부호 생략)가 착탈 가능하게 삽입 조립되며, 상기 4개의 사이드 암조인트(38a)(38b)(38c)(38d) 각각에는 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각의 상단에 형성된 수조인트(부호 생략)가 착탈 가능하게 삽입 조립되도록 구성되어 있다.
그리고 상기 멀티해머드릴(3)의 상단에 형성된 수조인트(31)의 중심에 형성되어 있는 중심안내통로(32)는 상단플렌지(35)의 중심에 연결되어 있는 중심부 암조인트(37)의 중심을 통해 1개의 중심부 소형해머드릴(4)에 공압을 공급하도록 구성되어 있으며, 상기 수조인트(31)의 중심안내통로(32) 주위에 4등분으로 분할 형성되어 있는 4개의 분할안내통로(34a)(34b)(34c)(34d) 각각에는 4개로 분리 형성되는 복수의 연결안내관(36)이 하나씩 연결되어 있으며, 상기 4개의 분할안내통로(34a)(34b)(34c)(34d) 각각에 하나씩 연결되는 복수의 연결안내관(36) 각각은 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각에 동일한 압력으로 압축되어 공급되는 공압을 따로따로 공급하도록 구성되어 있다.(도 4 및 도 9 참조)
또한 상기 멀티해머드릴(3)의 상단플렌지(35)에는 "+"자형으로 배관 형성되는 4개의 연결안내관(36)을 은폐시키는 덮개부(35a)가 형성되어 있으며, 상기 멀티해머드릴(3)에 형성된 1개의 중심부 소형해머드릴(4) 주위에 "+"자형으로 배열 설치되어 있는 4개의 사이드 소형해머드릴(5)을 감싸주는 원통형 케이스본체(39)가 형성되어 있다.
상기 원통형 케이스본체(38)는 4개의 사이드 소형해머드릴(5)을 구성하고 있는 드릴비트(51)의 비트목부(52)까지 감싸도록 연장 형성되어 있다.(도 10 및 도 11 참조)
상기 멀티해머드릴(3)을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴(4) 및 4개의 사이드 소형해머드릴(5) 각각은 도면에 도시하지 아니한 5대의 콤푸레샤 각각에서 따로따로 압축되어 공급되는 압축공기를 상기 5웨이 스위벨(2)을 통해 개별적으로 공급받을 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 상기 5웨이 스위벨(2)의 싱글스위벨(2a)에 형성되어 있는 중심 공압주입구(21)로 공급되는 공압은 상,하측 굴착로드(18a)(18b) 각각에 형성되어 있는 중심통로(미도시)를 통해 상기 멀티해머드릴(3)의 중심에 형성되어 있는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)에 공급되며, 상기 5웨이 스위벨(2)의 상부 고정통체(27a)에 대칭상으로 형성되어 있는 상부 공압주입구(28a-1)(28a-2) 각각으로 공급되는 공압은 상기 멀티해머드릴(3) 상단의 수조인트(31)에 형성되어 있는 2개의 분할안내통로(34a)(34c) 각각에 하나씩 연결되어 있는 연결안내관(36)을 통해 2개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b) 각각에 공급되고, 상기 5웨이 스위벨(2)의 하부 고정틀체(27b)에 대칭상으로 형성되어 있는 하부 공압주입구(28b-1)(28b-2) 각각으로 공급되는 공압은 상기 멀티해머드릴(3)의 수조인트(31)에 분할 형성되어 있는 2개의 분할안내통로(34b)(34d) 각각에 하나씩 연결되어 있는 연결안내관(36)을 통해 2개의 사이드 소형해머드릴(5c)(5d) 각각에 공급되도록 구성되어 있다.
한편, 상기 오거드라이브유닛(1)의 기어박스(14) 하측에 연결되어 있는 상측 암조인트(17a)와 상기 멀티해머드릴(3)의 상단에 형성되어 있는 수조인트(31) 사이에 다단상으로 연결되는 복수의 굴착로드(18)는 도 12에 도시되어 있는 바와 같이 상단에는 1개의 중심통로(미도시)와 4개의 분할통로(미도시)가 형성되어 있는 수조인트(18c)가 연결되어 있으며, 상기 복수의 굴착로드(18)의 하단에는 상기 수조인트(18c)가 삽입 조립되는 암조인트(18d)가 형성되어 있다.
또한 상기 복수의 굴착로드(18)의 내부에는 수조인트(18c)와 암조인트(18d)를 연결하기 위한 1개의 중심안내관(부호 생략)과 4개의 분할안내관(부호 생략)이 형성되어 있으므로 상기 5웨이 스위벨(2)에서 1개의 중심 공압주입구(21)와 4개의 상,하부 공압주입구(28a-1)(28a-2),(28b-1)(28b-2) 각각으로 따로따로 공급되는 공압을 상기 멀티해머드릴(3)을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각에 개별적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 지반굴착장치에 장착되어 있는 5웨이 스위벨(2) 및 멀티해머드릴(3)의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 5웨이 스위벨(2)의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
상기 5웨이 스위벨(2)에는 대구경의 굴착공을 굴착하는 현장에 설치되어 있는 5대의 콤푸레샤(미도시) 각각에 연결되어 압축공기를 공급하기 위한 총 5개의 공압공급호스(미도시)를 따로따로 연결시키기 위한 1개의 중심 공압주입구(21)와 4개의 상,하부 공압주입구(28a-1)(28a-2),(28b-1)(28b-2)가 형성되어 있다. 따라서 상기한 5대의 콤푸레샤(미도시) 각각에서 따로따로 공급되는 공압은 상기 5웨이 스위벨(2)의 싱글스위벨(2a)에 형성되어 있는 1개의 중심 공압주입구(21)와 상,하부 고정몸체(27a)(27b) 각각에 2개씩 형성되어 있는 상부 공압주입구(28a-1)(28a-2) 및 하부 공압주입구(28b-1)(28b-2) 각각으로 공급된다.
상기 싱글스위벨(2a)에 형성되어 있는 1개의 중심 공압주입구(21)로 공급되는 공압은 싱글스위벨(2a)의 고정체(23) 중심에 형성되어 있는 공압주입통로(22)를 통해 상,하부 고정통체(27a)(27b)의 심부에 회전가능하게 형성되어 있는 회전통체(25a)와 같이 회전하도록 형성되어 있는 소형공압안내관(25b)을 통해 공급된다.
상기 5웨이 스위벨(2)의 소형공압안내관(25b)을 통해 공급되는 공압은 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않았지만, 오거드라이브유닛(1)의 메인축(16)과 상기 메인축(16)의 하단에 연결되는 상측 암조인트(17a)와 상기 상측 암조인트(17a)에 연결되는 상측 굴착로드(18a)와 상기 상측 굴착로드(18a)에 다단상으로 연결되는 복수의 굴착로드(18) 및 하측 굴착로드(18b)의 하단에 형성되어 있는 하측 암조인트(17b) 각각에 형성되어 있는 중심통로(미도시)를 통해 멀티해머드릴(3)의 상단에 형성되어 있는 수조인트(31)의 중심안내통로(32)로 공급된다.
한편, 상기 5웨이 스위벨(2)의 상부 고정통체(27a)에 대칭 형성되어 있는 2개의 상부 공압주입구(28a-1)(28a-2) 각각에 따로따로 공급되는 공압은 상부 환형통로(28a)로 주입되지만, 상기 상부 환형통로(28a) 양측에서 주입되는 공압은 상부 환형통로(28a)에 180°각도로 대설되어 있는 복수의 차단격판(20a)과 상기 복수의 차단격판(20a) 각각의 일단에 형성되어 있는 막대상의 패킹(20a-1)에 의해 서로 섞이지 않고 상부 연결공(29a-1)(29a-2) 각각에 교대적으로 주입 공급된다.
즉, 상기 상부 환형통로(28a)에 180°각도로 대설되어 있는 복수의 차단격판(20a)은 고정되어 있는 반면, 상기 회전통체(25a)와 소형공압안내관(25b) 및 "+"자형 격판(26)은 싱글스위벨(2a)의 회전체(24)와 같이 회전하게 되므로, 상기 회전통체(25a)의 상부에 대칭 형성되어 있는 2개의 상부 연결공(29a-1)(29a-2) 각각으로는 2개의 상부 공압주입구(28a-1)(28a-2) 각각에서 공급되는 공압이 교대적으로 주입되는 상태가 된다.
또한 상기 5웨이 스위벨(2)의 하부 고정통체(27b)에 대칭 형성되어 있는 2개의 하부 공압주입구(28b-1)(28b-2) 각각으로 따로따로 공급되는 공압은 하부 환형통로(28b)로 주입되지만, 상기 하부 환형통로(28b)의 양측으로 주입되는 공압은 하부 환형통로(28b)에 180°각도로 대설되어 있는 복수의 차단격판(20b)과 상기 복수의 차단격판(20b) 각각의 일단에 형성되어 있는 막대상의 패킹(20b-1)에 의해 서로 섞이지 않고 하부 연결공(29b-1)(29b-2) 각각에 교대적으로 주입된다.
예를 들어, 상기 싱글스위벨(2a)의 회전체(24)가 시계방향으로 회전할 경우에는 상기 회전통체(25a)와 소형공압안내관(25b) 및 "+"자형 격판(26)도 시계방향으로 회전하게 되며, 이때 시계방향으로 회전하는 상기 회전통체(25a)에 대칭 형성되어 일측의 상부 공압주입구(28a-1)를 통해 공급되는 공압은 도 5의 (가) 도시와 같이 일측의 상부 연결공(29a-1)이 복수의 차단격판(20a)의 도면상 좌측부분에 위치하고 있는 동안에는 상부 연결공(29a-1)를 통해 1개의 분할통로(26a)로 주입되고, 타측의 상부 공압주입구(28a-2)를 통해 공급되는 공압은 타측의 상부 연결공(29a-2)을 통해 1개의 분할통로(26b)로 주입되는 한편, 상기 회전통체(25a)에 대칭 형성되어 있는 일측의 하부 공압주입구(28b-1)를 통해 공급되는 공압은 도 5의 (나) 도시와 같이 일측의 하부 연결공(28b-1)이 복수의 차단격판(20b)의 도면상 상측부분에 위치하고 있는 동안에는 상기 일측의 하부 연결공(28b-1)을 통해 1개의 분할통로(26c)로 주입되고, 타측의 하부 공압주입구(28b-2)을 통해 공급되는 공압은 타측의 하부 연결공(29b-2)이 복수의 차단격판(20b)의 도면상 하측부분에 위치하고 있는 동안에는 타측의 하부 연결공(29b-2)을 통해 1개의 분할통로(26d)로 주입된다.
그리고 상기와는 달리 상기 회전통체(25a)가 시계방향으로 계속 회전함에 따라 일측의 상부 연결공(29a-1)이 도 5의 (가) 도시를 기준하여 볼 때 상부 환형통로(28a)에 대칭 형성되어 있는 복수의 차단격판(20a)의 도면상 우측부분으로 이동하여 회전하는 동안에는 타측의 상부 공압주입구(28a-2)를 통해 공급되는 공압이 1개의 분할통로(26a)로 주입되고, 타측의 상부 연결공(29a-2)이 복수의 차단격판(20a)의 도면상 좌측부분으로 이동하여 회전하는 동안에는 일측의 상부 공압주입구(28a-1)를 통해 공급되는 공압이 1개의 분할통로(26b)로 주입되는 한편, 상기 회전통체(25a)에 형성되어 있는 일측의 하부 연결공(29b-1)이 도면상 5의 (나) 도시를 기준하여 볼 때 하부 환형통로(28b)에 형성되어 있는 복수의 차단격판(20b)의 도면상 하측부분으로 이동하여 회전하는 동안에는 타측의 하부 공압주입구(28b-2)로 공급되는 공압이 일측의 하부 연결공(29b-1)을 통해 1개의 분할통로(26c)로 주입되고, 타측의 하부 연결공(29b-2)이 복수의 차단격판(20b)의 도면상 상측부분으로 이동하여 회전하는 동안에는 일측의 하부 공압주입구(28b-1)로 공급되는 공압이 상기 타측의 하부 연결공(29b-2)을 통해 1개의 분할통로(26d)로 주입된다.
따라서 상기와 같이 5웨이 스위벨(2)의 싱글스위벨(2a)에 형성되어 있는 1개의 중심 공압주입구(21)와, 상,하부 고정통체(27a)(27b) 각각에 대칭 형성되어 있는 4개의 상,하부 공압주입구(28a-1)(28a-2),(28b-1)(28b-2) 각각을 통해 따로따로 공급되는 공압은 상기 회전통체(25a)의 상,하부 각각에 대설되어 있는 4개의 상,하부 연결공(29a-1)(29a-2),(29b-1)(29b-2)을 통해 상기 회전통체(25a)와 소형공압안내관(25b) 사이에 형성되어 있는 4개의 분할통로(26a)(26b)(26c)(26d) 각각으로 따로따로 주입 공급된다.
또한 상기 1개의 소형공압안내관(25b)과 상기 4개의 분할통로(26a)(26b)(26c)(26d) 각각으로 따로따로 공급되는 공급되는 공압은 상기 멀티해머드릴(3)을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각에 따로따로 공급되므로 상기 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각은 굴착하고자 하는 지층이 단단하거나 또는 부드럽거나 또는 지층에 암반이나 작은 돌멩이들이 산재되어 있다고 하더라도 동일한 타격압으로 굴착공을 굴착하게 되므로 대구경의 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착할 수 있게 된다.
특히, 상기 멀티해머드릴(3)은 그 중심에 형성되는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)을 감싸도록 "+"자형으로 배열 설치되는 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각에 형성되는 각 드릴비트(51)들의 비트헤드(53)가 멀티해머드릴(3)의 외경에 대하여 1/4의 크기를 갖는 부채꼴모양으로 형성되어 있으므로 상기 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각을 1개의 중심부 소형해머드릴(4)을 감싸도록 "+"자형으로 배열 설치하게 되면 부채꼴모양으로 형성된 비트헤드(53)들이 원형모양을 이루도록 서로 밀착 조립되는 상태가 되므로 대구경의 굴착공을 정확하게 굴착할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 지반굴착장치의 멀티해머드릴(3) 및 5웨이 스위벨(2)과는 별개로 설치되어 있는 5대의 콤푸레샤(미도시) 각각에서 따로따로 공급되는 공압을 상기 5웨이 스위벨(2)을 이용하여 멀티해머드릴(3)을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각에 따로따로 공급할 수 있으며, 이에 따라 상기 멀티해머드릴(3)을 구성하는 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 상기 1개의 중심부 소형해머드릴(4)을 감싸도록 "+"자형으로 배열 설치되는 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각에 동일한 압력으로 압축된 공압을 따로따로 공급함으로써 지층이 단단하거나 또는 부드럽거나 또는 지층에 암반 등이 산재해 있더라도 1개의 중심부 소형해머드릴(4)과 4개의 사이드 소형해머드릴(5a)(5b)(5c)(5d) 각각은 동일한 압력의 타격작동으로 굴착작동을 수행할 수 있으므로 대구경의 굴착공을 효율적으로 굴착할 수 있도록 하는 효과와 함께 대구경의 굴착공을 효율적으로 굴착할 수 있을 뿐 아니라 대구경의 굴착공을 수직상으로 똑바르게 굴착할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
1 : 오거드라이브유닛 11 : 모터
12 : 유성기어 감속기 13 : 구동기어
14 : 기어박스 15 : 연동기어
16 : 메인축 17a : 상측 암조인트
17b : 하측 암조인트 18 : 굴착로드
18a : 상측 굴착로드 18b : 하특 굴착로드
2 : 5웨이 스위벨 2a : 싱글스위벨
20a,20b : 차단격판 20a-1,20b-1 : 패킹
21 : 중심 공압주입구 22 : 공압주입통로
23 : 고정체 24 : 회전체
25a : 회전통체 25b : 소형공압안내관
26 : "+"자형 격판 26a,26b,26c,26d : 분할통로
27a : 상부 고정통체 27b : 하부 고정통체
28a : 상부 환형통로 28b : 하부 환형통로
28a-1,28a-2 : 상부 공압주입구
28b-1,28b-2 : 하부 공압주입구
29a-1,29a-2 : 상부 연결공 29b-1,29b-2 : 하부 연결공
3 : 멀티해머드릴 31 : 수조인트
32 : 중심안내통로 33 : 삽입격판
34a,34b,34c,34d : 분할안내통로
35 : 상단플렌지 35a : 덮개부
36 : 연결안내관 37 : 중심부 암조인트
38a,38b,38c,38d : 사이드 암조인트
4 : 중심부 소형해머드릴 5a,5b,5c,5d : 사이드 소형해머드릴
41,51 : 드릴비트 42,52 : 비트목부
43,53 : 비트헤드 43a,53a : 바닥부분
44,54 : 공압통로 45,55 : 공압배출구
46 : 메일스플라인 56 : 공압배출연결로

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 모터와, 상기 모터의 회전동력을 감속하는 유성기어 감속기와, 상기 유성기어 감속기의 감속된 출력으로 회전하는 구동기어와, 상기 구동기어에 치합되어 감속 회전하는 연동기어와, 상기 연동기어의 중심에 조립되어 연동기어와 함께 회전하는 메인축과, 상기 메인축의 하단에 연결되는 암조인트와, 상기 암조인트에 다단상으로 연결 조립되는 복수의 굴착로드의 하측 굴착로드에 연결되는 멀티해머드릴과, 상기 메인축의 상단에 연결 형성되어 외부로부터 공급되는 공압을 암조인트에 다단상으로 연결되는 굴착로드를 통해 상기 멀티해머드릴로 공급하여 멀티해머드릴을 작동시키기 위한 스위벨을 포함하여 구성되는 지반굴착장치에 있어서,
    상기 스위벨은 상단에 형성되는 1개의 중심 공압주입구와 1개의 공압주입통로가 형성되어 있는 고정체와 상기 고정체를 감싼 채 회전가능하게 조립되는 회전체로 구성되는 싱글스위벨을 포함하고 있으며, 상기 싱글스위벨의 회전체와 같이 회전하도록 상기 회전체의 하단에 연결되는 회전통체와 상기 회전통체를 회전가능하게 붙잡아주는 상부 고정몸체에는 서로 마주하는 위치에 형성되는 2개의 상부 공압주입구와 상기 2개의 상부 공압주입구가 연통하는 1개의 상부 환형통로가 형성되어 있고, 상기 회전통체를 회전가능하게 붙잡아주면서 상기 상부 고정몸체의 하단에 연결되는 하부 고정몸체에도 서로 마주하는 위치에 2개의 하부 공압주입구와 상기 2개의 하부 공압주입구가 연통하는 1개의 하부 환형통로가 형성되어 있도록 구성되어 총 5개의 공압주입구가 형성되어 있는 5웨이 스위벨을 형성하도록 구성되고,
    상기 5웨이 스위벨은 싱글스위벨의 회전체 하단에 연결되는 회전통체의 내부에 상기 싱글스위벨의 고정체에 형성되는 1개의 공압주입통로에 연결되도록 형성되는 공압소형안내관과, 상기 공압소형안내관의 외경과 회전통체의 내경 사이에 형성되는 "+"자형 격판과, 상기 "+"자형 격판에 의하여 상기 공압소형안내관과 회전통체 사이에 분할 형성되는 4개의 공압분할통로와, 상기 회전통체의 상부에는 4개의 공압분할통로 중 2개의 상부 공압주입구와 서로 마주하는 위치에 형성되어 있는 2개의 공압분할통로와 연통하도록 형성되는 복수의 상부 연결공과, 상기 회전통체의 하부에는 4개의 공압분할통로 중 2개의 하부 공압주입구와 서로 마주하는 위치에 형성되어 있는 2개의 공압분할통로와 연통하도록 형성되는 복수의 하부 연결공이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 5웨이 스위벨.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 상,하부 환형통로 각각에는 서로 마주하는 위치에 형성되어 있는 복수의 상,하부 공압주입구 각각으로 주입되는 공압이 섞이지 않도록 대칭 형성되는 복수의 차단격판이 대설되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 5웨이 스위벨.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상,하부 환형통로 각각에 대칭 형성되는 복수의 차단격판의 일단에는 회전통체를 회전가능하게 지지하면서 대칭 형성된 2개의 상부 공압주입구 및 2개의 하부 공압주입구 각각으로 공급되는 공압이 섞이지 않도록 기밀작용을 하는 막대상의 패킹이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 5웨이 스위벨.
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