KR102505718B1 - 연약지반 굴착용 비트 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 연약지반 굴착용 비트는 지반을 파쇄하도록 굴착 장비에 회전 가능하게 결합된 해머의 케이스에 왕복 운동 가능하게 삽입 결합된 삽입부재와; 상기 삽입부재의 단부에 구비되며 상기 해머를 회전시켜 상기 지반을 천공시에 파쇄된 지반인 슬라임이 상기 해머의 회전 방향을 따라 밀리어 배출되도록 하며, 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 상향 경사지며 상호 대향되게 배치된 슬라임 배출부와; 상기 슬라임 배출부의 직경 방향을 따라 양측으로 연장 형성되고 상기 슬라임 배출부의 중앙 영역에서 외부로 돌출되게 배치되며 일자 형상으로 형성되어 하면이 평탄하게 형성되고 하면에 외측으로 일정 길이 돌출되게 형성되어 지반을 긁어서 분쇄시키는 복수의 연장팁이 돌출되게 배치된 파쇄부재를; 포함하여 구성됨으로써, 지반을 천공시에 지반과 직접적으로 접촉되는 비트의 파쇄부재를 일자형으로 형성하고 양측에 경사지게 형성된 슬라임 배출부를 구비함으로써 덜컹거림 없이 작은 압력으로도 지반의 천공이 효율적으로 이루어지도록 하고, 파쇄부재의 판면에 종래의 팁보다 상대적으로 긴 길이로 형성된 연장팁을 구비하여 신속하게 연약지반을 파쇄 및 굴착할 수 있는 효과가 있다.

Description

연약지반 굴착용 비트{BIT FOR DRILLING THE WEAK GROUND}
본 발명은 건설 장비 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연약지반 굴착용 비트에 관한 것이다.
지반천공은 말뚝기초의 시공, 착정(鑿井), 시추, 지하구조물 시공을 위한 토류벽 가설 또는 연약지반 개량을 위한 압밀 촉진 등의 목적으로 지반에 수직 또는 수직에 근사한 방향의 굴착공을 형성하는 것으로서, 지반의 특성이나 소요심도에 따라서 다양한 장비와 공법이 적용된다.
이러한 지반천공 유형 중에서, 말뚝기초의 시공을 위한 지반천공이 대표적이라 할 수 있으며, 말뚝기초는 선단 지지력과 주면(柱面)마찰력에 의하여 말뚝상부 구조물의 하중이나 지하수로 인한 지중구조물의 부압(浮壓)에 저항하게 되므로, 통상 말뚝기초용 지반천공은 암반층 이상의 굴착심도를 필요로 하게 된다.
지반은 토질이나 지질, 절·성토 상태 및 인위적인 개량상태에 따라 다양한 물리적 특성을 가지게 되며, 굴착구간의 지반특성에 따라 굴착장비 및 굴진속도 등이 결정된다.
도 1은 종래의 지반 천공용 해머의 전체적인 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 지반 천공용 해머에 설치되는 비트의 구조를 도시한 사시도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 지반 천공용 해머는, 지반의 파쇄를 위한 굴착장비의 선단에 구비되며, 외면에 스크루가 형성된 회전축(도시하지 않음)의 하단에 연결되는 백헤드(back head; 10)와, 백헤드(10)의 일측에 결합되어 고정되는 케이스(20)와, 백헤드(10)가 연결된 케이스(20)의 일측과 반대편인 케이스(20)의 타측에 결합되어 고정되는 비트 고정링(30)을 포함한다.
또한, 비트 고정링(30)의 내부에 위치하여 바닥면에 형성된 팁(41)을 통해 직접 지반을 파내기 위한 비트(40)와, 케이스(20)의 내부에 설치된 상태에서 승강작용에 의해 비트(40)를 타격하는 피스톤(50)과, 피스톤(50)과 백헤드(10) 사이에 설치되어 백헤드(10)로부터 유입되는 공기압을 피스톤(50)에 제공하여 피스톤(50)에 승강 작용을 유도하는 이너슬리브(inner sleeve; 60)를 포함한다.
비트(40)는 지반과 접촉되면서 지반을 파쇄하는 역할을 하도록 그 바닥면과 측면의 다수의 개소에 소정의 높이로 돌출 형성되는 복수의 팁(41)과, 비트(40)의 중심에 관통 형성되어 수분이나 공기를 토출하여 슬라임이 배출되도록 하는 송기구(42)와, 일단이 송기구(42)와 연통되고 타단이 비트(40)의 저부면과 연통되도록 비트(40)의 내부에 경사지게 형성되는 분기로(43)와, 비트(40)의 둘레 방향을 따라 둘레면에 내측으로 굴곡지게 함몰 형성된 복수의 배출공(44)과, 분기로(43)와 배출공(44)이 상호 연결되도록 하여 비트(40)의 중앙 영역에서 파쇄된 슬라임이 비트(40)의 외부로 배출되도록 하는 슬라임 배출부(45)로 이루어진다.
그리고, 이너슬리브(60)는 피스톤(50)의 중심부의 공간에 피스톤(50)과 밀착되도록 배치되며, 이너슬리브(60)의 상측에는 백헤드(10)로부터 유입되는 공기압을 선택적으로 유입시키기 위한 체크밸브(70)가 구비되며, 피스톤(50)과 비트(40) 사이에는 별도의 결합밸브(80)가 설치되어 있다.
이러한 구성을 갖는 종래의 지반 천공용 해머를 이용하여 지반을 천공하는 방법은 다음과 같다.
해머의 내부로 압축공기가 인가되면 체크밸브(70)가 개방되어 중공(中空)의 피스톤(50)이 상승하게 되고, 비트(40) 상단에 고정되고 피스톤(50)에 결합되는 결합밸브(80)에서 피스톤(50)이 이탈하여 결합밸브(80)가 개방되면 순간적으로 압축공기가 비트(40)의 송기구(42)를 통하여 배기됨과 동시에 피스톤(50)이 자중에 의하여 낙하하면서 비트(40)를 타격하게 되는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 지반 천공용 해머에 있어서는, 지반을 파쇄하기 위하여 지반과 직접적으로 접촉되는 비트(40)의 하면이 전체적으로 평탄하게 형성되어 있기 때문에 지반을 파쇄시에 큰 가압력이 필요할 뿐만 아니라 지반을 연직 방향으로 곧게 천공하기가 쉽지 않아 지반 천공에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다.
그리고, 지반을 파쇄하기 위하여 지반과 직접적으로 접촉되는 비트(40)에 형성된 팁(41)의 개수가 많고 팁(41)의 길이가 짧기 때문에 지반을 파쇄하는데 필요한 힘이 분산되므로 지반의 파쇄가 용이하게 이루어지지 않으며, 이러한 이유로 지반을 용이하게 파쇄하기 위해서는 더욱 큰 압력이 요구되어 에너지 소모가 많다는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 지반을 천공시에 지반과 직접적으로 접촉되는 비트의 파쇄부재를 일자형으로 형성하고 양측에 경사지게 형성된 슬라임 배출부를 구비함으로써 덜컹거림 없이 작은 압력으로도 지반의 천공이 효율적으로 이루어지도록 하고, 파쇄부재의 판면에 종래의 팁보다 상대적으로 긴 길이로 형성된 연장팁을 구비하여 신속하게 연약지반을 파쇄 및 굴착할 수 있는 연약지반 굴착용 비트를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 연약지반 굴착용 비트는, 지반을 파쇄하도록 굴착 장비에 회전 가능하게 결합된 해머의 케이스에 왕복 운동 가능하게 삽입 결합된 삽입부재와; 상기 삽입부재의 단부에 구비되며 상기 해머를 회전시켜 상기 지반을 천공시에 파쇄된 지반인 슬라임이 상기 해머의 회전 방향을 따라 밀리어 배출되도록 하며, 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 상향 경사지며 상호 대향되게 배치된 슬라임 배출부와; 상기 슬라임 배출부의 직경 방향을 따라 양측으로 연장 형성되고 상기 슬라임 배출부의 중앙 영역에서 외부로 돌출되게 배치되며 일자 형상으로 형성되어 하면이 평탄하게 형성되고 하면에 외측으로 일정 길이 돌출되게 형성되어 지반을 긁어서 분쇄시키는 복수의 연장팁이 돌출되게 배치된 파쇄부재를; 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연장팁은 상기 파쇄부재의 하면에 고정되며 원기둥 형상으로 형성되어 일정 길이를 갖는 연장부와, 상기 연장부의 단부에 상기 연장부보다 상대적으로 더 큰 직경을 가지며 단부로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성된 연결부와, 상기 연결부의 단부에 구비되며 상기 연결부의 경도보다 상대적으로 큰 경도를 갖는 재질로 형성되는 중석으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 연장팁은 상기 파쇄부재의 하면에 고정되며 직육면체 형상으로 형성되어 일정 길이를 갖는 연장부와, 상기 연장부의 단부에 상기 연장부의 폭보다 상대적으로 큰 폭을 갖는 하면을 갖는 삼각기둥 형상의 연결부와, 상기 연결부의 단부에 구비되며 상기 연결부의 경도보다 상대적으로 큰 경도를 갖는 재질로 형성되는 중석으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 중석과 접촉되는 삼각기둥 형상의 상기 연결부의 단부 모서리는 상기 파쇄부재의 길이 방향과 나란한 방향으로 위치하도록 상기 연결부가 상기 파쇄부재의 하면에 배치될 수 있다.
아울러, 상기 파쇄부재의 가장자리는 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성되고, 상기 상향 경사지게 형성된 상기 파쇄부재의 가장자리 판면에는 복수의 상기 연장팁이 돌출 형성될 수 있다.
그리고, 상기 파쇄부재의 판면 중앙에는 외측으로 돌출 형성되며 상측으로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성되는 원뿔대 형상의 보조 파쇄부재가 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 파쇄부재가 돌출된 높이는 상기 연장팁이 돌출 형성된 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
아울러, 상기 슬라임 배출부의 복수의 개소에는 상기 슬라임을 외부로 배출할 수 있도록 고압의 공기가 배출되는 복수의 슬라임 배출구가 관통 형성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 연약지반 굴착용 비트는 지반을 천공시에 지반과 직접적으로 접촉되는 비트의 파쇄부재를 일자형으로 형성하고 양측에 경사지게 형성된 슬라임 배출부를 구비함으로써 덜컹거림 없이 작은 압력으로도 지반의 천공이 효율적으로 이루어지도록 하고, 파쇄부재의 판면에 종래의 팁보다 상대적으로 긴 길이로 형성된 연장팁을 구비하여 신속하게 연약지반을 파쇄 및 굴착할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 지반 천공용 해머의 전체적인 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 지반 천공용 해머에 설치되는 비트의 구조를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 전체적인 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 구조를 도시한 측면도이며,
도 5는 도 3의 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 하면 구조를 도시한 평면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 전체적인 구조를 도시한 사시도이고,
도 7은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 구조를 도시한 측면도이며,
도 8은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 하면 구조를 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 연약지반 굴착용 비트를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 전체적인 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 구조를 도시한 측면도이며, 도 5는 도 3의 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 하면 구조를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 전체적인 구조를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 구조를 도시한 측면도이며, 도 8은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 하면 구조를 도시한 평면도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트는, 지반을 파쇄하도록 굴착 장비에 회전 가능하게 결합된 해머의 케이스에 왕복 운동 가능하게 삽입 결합된 삽입부재(100)와; 상기 삽입부재(100)의 단부에 구비되며 상기 해머를 회전시켜 상기 지반을 천공시에 파쇄된 지반인 슬라임이 상기 해머의 회전 방향을 따라 밀리어 배출되도록 하며, 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 상향 경사지며 상호 대향되게 배치된 슬라임 배출부(200)와; 상기 슬라임 배출부(200)의 직경 방향을 따라 양측으로 연장 형성되고 상기 슬라임 배출부(200)의 중앙 영역에서 외부로 돌출되게 배치되며 일자 형상으로 형성되어 하면이 평탄하게 형성되고 하면에 외측으로 일정 길이 돌출되게 형성되어 지반을 긁어서 분쇄시키는 복수의 연장팁(310)이 돌출되게 배치된 파쇄부재(300)를; 포함하여 구성되어 있다.
저면도의 중심선(C)을 기준으로, 파쇄부재(300)의 폭(L1)보다 슬라임 배출부(200)의 폭(L2)이 더 크게 형성된다.(도 5)
삽입부재(100)는 지반 천공용 해머의 몸체를 이루는 케이스의 단부에 그 높이 방향을 따라 소정 거리 이동 가능하게 삽입 결합되어 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트를 지반 천공용 해머에 고정시켜 지반의 파쇄가 이루어지도록 하는 역할을 한다.
슬라임 배출부(200)는 삽입부재(100)의 단부에 고정되며 상기 해머를 회전시켜 상기 지반을 천공시에 파쇄된 지반인 슬라임이 상기 해머의 회전 방향을 따라 상기 해머 하면의 외측으로 밀리어 배출되도록 원반 형상으로 형성된 부재이다.
이러한 슬라임 배출부(200)는 상기 슬라임의 배출을 위하여 해머 하면의 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성되어 지반과 경사지게 형성된 경사면 사이에 배출 공간이 형성되도록 함으로써 슬라임이 효과적으로 배출되도록 하는 것이 효과적이다.
슬라임 배출부(200)가 지반에 대하여 경사지게 형성되는 각도는 지반의 성격에 따라 차별화되는 것이 효과적인데, 예를들면 지반이 상대적으로 단단한 경우에는 발생되는 슬라임의 크기가 상대적으로 크기 때문에 효과적인 슬라임의 배출을 위하여 공간이 크게 형성되도록 큰 각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하며, 지반이 상대적으로 무른 경우에는 발생되는 슬라임의 크기가 상대적으로 작기 때문에 공간이 크게 형성되지 않아도 되므로 작은 각도로 경사지게 형성되어도 무방할 것이다.
상기 슬라임 배출부(200)가 경사지게 형성됨으로써 슬라임의 배출이 효과적으로 이루지도록 하여 결과적으로 지반의 굴착 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 더욱 효과적인 상기 슬라임의 배출을 위하여 슬라임 배출부(200) 판면의 복수의 개소에는 슬라임 배출구(210)가 관통 형성되어 고압의 공기가 슬라임 배출구(210)를 통하여 배출되도록 함으로써 더욱 신속하게 슬라임이 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 슬라임 배출구(210)를 경사지게 형성된 슬라임 배출부(200)에 형성되도록 함으로써 슬라임 배출구(210)가 슬라임에 의하여 폐쇄됨을 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 상기 슬라임 배출부(200)의 판면에는 복수의 팁(220)이 균일하게 배치되어 돌출 형성되는 것이 효과적인데, 팁(220)은 해머가 지반에 가하는 가압력이 집중되도록 함으로써 지반의 효과적으로 파쇄할 수 있도록 한다.
그리고, 이러한 해머의 가압력이 지반에 전체적으로 균일하게 가해질 수 있도록 팁(220)은 슬라임 배출부(200)의 전체 판면에 걸쳐서 균일하도록 배치되는 것이 효과적이다.
파쇄부재(300)는 지반을 천공시에 지반과 직접적인 접촉이 이루어지도록 하여 실질적으로 지반을 파쇄함으로써 지반의 천공이 이루어지도록 하는 역할을 하며, 슬라임 배출부(200)의 하면에 슬라임 배출부(200)와 일체로 형성되어 있다.
이러한 파쇄부재(300)는 슬라임 배출부(200)의 직경 방향을 따라 일정 길이 연장 형성되어 슬라임 배출부(200)의 측면에서 외측으로 돌출되며, 상기 슬라임 배출부(200)의 중앙 영역에서 두께 방향을 따라 외부로 돌출되게 배치되며 일자 형상으로 형성되고 하면이 평탄하게 형성된 구성을 갖는다.
파쇄부재(300)가 슬라임 배출부(200)의 직경 방향을 따라 일정 길이 연장 형성되어 슬라임 배출부(200)의 측면에서 외측으로 돌출된 형태를 갖기 때문에 파쇄부재(300)에 의하여 파쇄가 이루어져서 지반이 천공되는 천공홀의 직경이 슬라임 배출부(200)의 직경보다 크게 형성되어 슬라임 배출부(200)가 천공되는 천공홀의 측면과 간섭되지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.
평탄하게 형성된 파쇄부재(300)의 하면에는 외측으로 일정 길이 돌출되게 형성되어 지반을 긁어서 분쇄시키는 복수의 연장팁(310)이 돌출되게 배치되는 것이 효과적이다.
파쇄부재(300)의 하면에 외측으로 일정 길이 돌출되며 종래의 팁보다는 훨씬 긴 길이를 갖도록 형성된 연장팁(310)을 구비되도록 하여 해머가 회전 구동시에 연장팁(310)이 지반을 골고루 긁어서 부스러지도록 함으로써 지반을 분쇄하여 용이하고 신속한 천공이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트에 구비된 연장팁(310)은 상기 파쇄부재(300)의 하면에 고정되며 원기둥 형상으로 형성되어 일정 길이를 갖는 연장부(311)와, 상기 연장부(311)의 단부에 상기 연장부(311)보다 상대적으로 더 큰 직경을 가지며 단부로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성된 연결부(312)와, 상기 연결부(312)의 단부에 구비되며 상기 연결부(312)의 경도보다 상대적으로 큰 경도를 갖는 재질로 형성되는 중석(313)으로 구성될 수 있다.
연장부(311)는 원기둥 형상으로 형성되어 일정 길이로 연장 형성되어 파쇄부재(300)의 하면에 균일하게 분포된 형태로 고정 결합되어 연결부(312)와 중석(313)을 지지하는 역할을 한다.
연결부(312)는 연장부(311)의 단부에 연장부(311)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 원뿔대 형상으로 형성되어 단부로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성되어 단부에 구비되는 중석(313)과 연장부(311)를 연결하며 연장팁(310)의 전체적인 돌출 높이를 높이는 역할을 한다.
중석(313)은 실질적으로 지반과 접촉되어 지반을 긁어서 파쇄시키는 역할을 하며 지반과의 마찰시에 연장팁(310)의 단부가 쉽게 닳지 않도록 하기 위하여 연장부(311)나 연결부(312) 보다는 상대적으로 경도가 높은 재질로 형성된 부재이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트의 연장팁(310)은 상기 파쇄부재(300)의 하면에 고정되며 직육면체 형상으로 형성되어 일정 길이를 갖는 연장부(314)와, 상기 연장부(314)의 단부에 상기 연장부(314)의 폭보다 상대적으로 큰 폭을 갖는 하면을 갖는 삼각기둥 형상의 연결부(315)와, 상기 연결부(315)의 단부에 구비되며 상기 연결부(315)의 경도보다 상대적으로 큰 경도를 갖는 재질로 형성되는 중석(316)으로 구성되어 있다.
연장부(311)는 직육면체 형상으로 형성되어 일정 길이로 연장 형성되어 파쇄부재(300)의 하면에 균일하게 분포된 형태로 고정 결합되어 연결부(312)와 중석(313)을 지지하는 역할을 한다.
연결부(312)는 연장부(311)의 단부에 연장부(311)보다 상대적으로 큰 폭을 갖는 삼각기둥 형상으로 형성되어 단부로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성되어 단부에 구비되는 중석(313)과 연장부(311)를 연결하며 연장팁(310)의 전체적인 돌출 높이를 높이는 역할을 한다.
중석(313)은 실질적으로 지반과 접촉되어 지반을 긁어서 파쇄시키는 역할을 하며 지반과의 마찰시에 연장팁(310)의 단부가 쉽게 닳지 않도록 하기 위하여 연장부(311)나 연결부(312) 보다는 상대적으로 경도가 높은 재질로 형성된 부재이다.
그리고, 중석(316)과 접촉되는 삼각기둥 형상의 상기 연결부(315)의 단부 모서리는 파쇄부재(300)의 길이 방향과 나란한 방향으로 위치하도록 연결부(315)가 파쇄부재(300)의 하면에 배치되도록 하는 것이 효과적이다.
연결부(315)의 단부 모서리가 파쇄부재(300)의 길이 방향과 나란한 방향으로 위치하도록 함으로써 지반을 굴착할 수 있는 굴착 범위를 충분히 확보함으로써 정확한 지반의 굴착이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
파쇄부재(300)의 가장자리는 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성되고, 상기 상향 경사지게 형성된 파쇄부재(300)의 가장자리 판면에는 복수의 상기 연장팁(310)이 돌출 형성되어 있다.
파쇄부재(300)의 경사진 가장자리 판면에도 연장팁(310)이 구비됨으로써 파쇄부재(300)를 이용하여 지반을 천공시에 파쇄부재(300)의 길이 방향을 따라 지반이 천공되는 폭이 확장되도록 함으로써 천공의 내면과 파쇄부재(300)의 측면이 간섭없이 파쇄부재(300)가 지반의 내부로 용이하게 삽입되면서 지속적으로 천공이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
파쇄부재(300)의 판면 중앙에는 외측으로 돌출 형성되며 상측으로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성되는 원뿔대 형상의 보조 파쇄부재(320)가 돌출 형성되어 있다.
보조 파쇄부재(320)의 중앙에는 상기 연장팁(310)이 돌출 형성된다.
상기 파쇄부재(300)의 판면으로부터 이러한 보조 파쇄부재(320)가 돌출된 높이는 상기 파쇄부재(300)의 판면으로부터 상기 연장팁(310)이 돌출 형성된 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성되도록 하여, 지반을 천공하기 위하여 비트를 항타시에 파쇄부재(320)가 안정적으로 지반과 접촉되도록 하는 것이 효과적이다.
그리고, 보조 파쇄부재(320)가 돌출된 높이는 상기 연장팁(310)이 돌출 형성된 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성함으로써 해머의 가압력이 일측으로 편심되지 않고 지반에 전체적으로 균일하게 가해지도록 할 수 있다.
또한, 보조 파쇄부재(320)의 측면은 단부로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되는 방향으로 양측면이 경사지게 형성되어 비트를 이용하여 항타시에 수직도를 유지할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.
파쇄부재(300)의 폭이 작게 형성되는 경우에는 굴착속도가 증대되고 파쇄부재(300)의 폭이 크게 형성되는 경우에는 굴착속도가 저하되므로 필요에 따라 파쇄부재(300)의 폭을 변경하여 파쇄부재(300)의 제작이 이루어지도록 하는 것이 효과적이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 굴착용 비트를 지반 천공용 해머에 설치하여 지반을 굴착하는 과정은 다음과 같다.
우선, 연약지반 굴착용 비트의 삽입부재(100)를 지반 천공용 해머의 몸체를 형성하는 케이스의 내부로 삽입하여 고정되도록 한 후에 지반 천공용 해머를 구동시키면 지반 천공용 해머의 내부에 구비된 피스톤이 자중에 의하여 낙하하면서 연약지반 굴착용 비트의 상면을 타격하게 되어 비트의 파쇄부재(300)가 지반에 하중을 가함으로써 지반을 파쇄하게 된다.
파쇄부재(300)가 지반을 굴착하는 과정을 좀더 상세하게 설명하면 하면 중앙 영역에 일자형으로 돌출되게 형성된 파쇄부재(300)의 하면이 지반과 접촉된 상태에서 회전하게 되면 복수의 연장팁(310)이 연약 지반을 긁어서 1차적으로 파쇄하게 된다.
이때, 파쇄부재(300)의 하면 중앙에 형성된 보조 파쇄부재(320)에 의하여 지반을 파쇄시에 원심력에 의하여 중심을 찾아갈 수 있도록 함으로써 연직 천공을 유지할 수 있도록 하여 지반 천공의 수직도를 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 파쇄부재(300)의 양측에 상향 경사지게 형성된 슬라임 배출부(200)와 슬라임 배출부(200)에 형성된 슬라임 배출구(210)를 통하여 배출되는 고압의 공기에 의하여 지반의 천공에 따라 형성되는 슬라임이 외부로 밀려나게 된다.
1차적인 파쇄가 완료되어 파쇄부재(300)가 일정 깊이 지반을 천공하게 되면 파쇄부재(300)의 경사지게 형성된 가장자리에 구비된 연장팁(310)에 의하여 천공되는 지반의 직경이 파쇄부재(300)의 길이보다는 긴 직경으로 파쇄되어 파쇄부재(300)가 천공된 지반의 측면과 간섭되지 않고 정확하게 천공이 이루어지도록 할 수 있으며, 연약지반 굴착용 비트의 회전이 진행됨에 따라 점진적으로 지반의 내부로 더 깊이 삽입되면서 상기 연약지반 굴착용 비트가 지반을 굴착하게 되는 것이다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연약지반 굴착용 비트는 지반을 천공시에 지반과 직접적으로 접촉되는 비트의 파쇄부재를 일자형으로 형성하고 양측에 경사지게 형성된 슬라임 배출부를 구비함으로써 작은 압력으로도 지반의 천공이 효율적으로 이루어지도록 하고, 파쇄부재의 중앙에 함몰홈을 형성함으로써 연직 천공이 이루어지도록 하여 직진성을 향상시켜 지반의 굴착에 소요되는 시간을 절감할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 연약지반 굴착용 비트를 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 하는 것이 아님은 물론이다.
본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.
100 : 삽입부재 200 : 슬라임 배출부
210 : 슬라임 배출구 300 : 파쇄부재
310 : 연장팁 311 : 연장부
312 : 연결부 312 : 중석
320 : 보조 파쇄부재

Claims (8)

  1. 지반을 파쇄하도록 굴착 장비에 회전 가능하게 결합된 해머의 케이스에 왕복 운동 가능하게 삽입 결합된 삽입부재(100)와;
    상기 삽입부재(100)의 단부에 구비되며 상기 해머를 회전시켜 상기 지반을 천공시에 파쇄된 지반인 슬라임이 상기 해머의 회전 방향을 따라 밀리어 배출되도록 하며, 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 상향 경사지며 상호 대향되게 배치된 슬라임 배출부(200)와;
    상기 슬라임 배출부(200)의 직경 방향을 따라 양측으로 연장 형성되고 상기 슬라임 배출부(200)의 중앙 영역에서 외부로 돌출되게 배치되며 일자 형상으로 형성되어 하면이 평탄하게 형성되고 하면에 외측으로 일정 길이 돌출되게 형성되어 지반을 긁어서 분쇄시키는 복수의 연장팁(310)이 돌출되게 배치된 파쇄부재(300)를; 포함하고,
    저면도의 중심선(C)을 기준으로, 상기 파쇄부재(300)의 폭(L1)보다 상기 슬라임 배출부(200)의 폭(L2)이 더 크고,
    상기 연장팁(310)은 상기 파쇄부재(300)의 하면에 고정되며 원기둥 형상으로 형성되어 일정 길이를 갖는 연장부(311)와, 상기 연장부(311)의 단부에 상기 연장부(311)보다 상대적으로 더 큰 직경을 가지며 단부로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성된 연결부(312)와, 상기 연결부(312)의 단부에 구비되며 상기 연결부(312)의 경도보다 상대적으로 큰 경도를 갖는 재질로 형성되는 중석(313)으로 구성되거나,
    상기 연장팁(310)은 상기 파쇄부재(300)의 하면에 고정되며 직육면체 형상으로 형성되어 일정 길이를 갖는 연장부(314)와, 상기 연장부(314)의 단부에 상기 연장부(314)의 폭보다 상대적으로 큰 폭을 갖는 하면을 갖는 삼각기둥 형상의 연결부(315)와, 상기 연결부(315)의 단부에 구비되며 상기 연결부(315)의 경도보다 상대적으로 큰 경도를 갖는 재질로 형성되는 중석(316)으로 구성되고,
    상기 파쇄부재(300)의 가장자리는 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성되고, 상기 상향 경사지게 형성된 상기 파쇄부재(300)의 가장자리 판면에는 복수의 상기 연장팁(310)이 돌출 형성되고,
    상기 파쇄부재(300)의 판면 중앙에는 외측으로 돌출 형성되며 상측으로 갈수록 점진적으로 직경이 축소되게 형성되는 원뿔대 형상의 보조 파쇄부재(320)가 돌출 형성되고,
    상기 보조 파쇄부재(320)의 중앙에는 상기 연장팁(310)이 돌출 형성되고,
    상기 파쇄부재(300)의 판면으로부터 상기 보조 파쇄부재(320)가 돌출된 높이는, 상기 파쇄부재(300)의 판면으로부터 상기 연장팁(310)이 돌출 형성된 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 연약지반 굴착용 비트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중석(316)과 접촉되는 삼각기둥 형상의 상기 연결부의 단부 모서리는 상기 파쇄부재(300)의 길이 방향과 나란한 방향으로 위치하도록 상기 연결부(315)가 상기 파쇄부재(300)의 하면에 배치된 것을 특징으로 하는 연약지반 굴착용 비트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슬라임 배출부(200)의 복수의 개소에는 슬라임을 외부로 배출할 수 있도록 고압의 공기가 배출되는 복수의 슬라임 배출구(210)가 관통 형성된 것을 특징으로 하는 연약지반 굴착용 비트.
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