KR102541013B1

KR102541013B1 - 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법

Info

Publication number: KR102541013B1
Application number: KR1020220007221A
Authority: KR
Inventors: 정순용
Original assignee: 주식회사 이지지오텍
Priority date: 2022-01-18
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2023-06-13

Abstract

본 발명은 공압 또는 수압의 유체압력을 이용한 타격과 반력을 이용하여 천공된 지반의 천공홀 하단부 측면을 타격하여 직경을 넓힐 수 있으며, 특히 천공비트의 회전을 방지하여 보다 효율적인 확공을 행할 수 있도록 하는 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 굴착 천공홀 내벽을 타격하여 암반을 분쇄하여 공간을 형성하는 타격 장치부; 및 지상에서 상기 타격 장치부의 작동을 제어하는 동작 구동 장치부;를 포함하는 확공 타격 장치가 제공된다.

Description

확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법 {UNDER REAMING APPARATUS AND UNDER REAMED PILE CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공압 또는 수압의 유체압력을 이용하여 반력으로 안정되게 지지된 상태에서 천공된 지반의 천공홀 하단부 측면을 타격하여 직경을 넓힐 수 있으며, 특히 천공비트의 회전을 방지하여 보다 효율적인 확공을 행할 수 있도록 하는, 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법에 관한 것이다.

통상적으로 건축물의 기초 공사 시에는 먼저 굴착기로 지반을 뚫고 그 구멍으로 강관이나 철골과 함께 콘크리트를 채워 지반에 매입되는 기둥을 형성하는데, 건축물의 자중을 충분히 견디면서 지반의 침하를 방지하기 위해서는 가능한 구멍을 깊게 파거나 구멍의 직경을 확장하여야 한다.

도 1은 일반적인 말뚝 시공 장치를 나타내는 도면으로서, 관련 기술인 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0103787호와 같이, 확대구근을 형성할 때 원형관 안에 비트가 장착된 오거를 넣어 회전하면서 서로 상호 역회전하면서 관입하고, 이때 오거 끝에 부착된 비트는 땅을 굴착하고 굴착된 토사는 원형관 내부에 내삽된 굴착로드를 타고 올라와 외부로 배출된다.

이와 같이 말뚝 내경보다 조금 더 넓게 지반을 긁어내거나, 천공 종료 후 말뚝 선단 주변을 좀 더 넓게 굴착하기 위하여 천공비트 또는 확공오거가 적용되고 있다. 도 1에서 "A"부분이 해머나 비트가 스크류 구비의 로드의 하단부에서 교체되는 부분이다.

종래의 천공비트 또는 확공오거는 굴착로드의 측면에 확장구조체가 구비되고, 정역회전 혹은 확장을 위하여 별도로 구비된 기계적인 장치의 작동으로 펼쳐지는 구조로 구성된다.

그러나 종래의 확공오거는 확공오거를 펼치거나 접기 위해 별도의 복잡한 기계장치 혹은 유압장치를 구비해야만 하고, 이로 인해 통상 공기가 지나가는 중공부가 기계장치나 유압장치의 작동을 위한 공간으로 활용되거나 복잡한 추가적인 구성을 필요로 하는 문제점이 있으며, 정회전 시 접혀있고 역회전 시에 펼쳐지게 구성되어 있어 확공 천공 후 다시 정회전 하여 확장된 부분이 접혀야 하는데, 이때 완전하게 접히지 않는 오작동이 발생하여 회수 단계에서 문제가 발생하게 된다.

한편, 종래 해머를 이용한 굴착의 경우 구멍의 상단부와 하단부가 일률적인 직경을 가질 수 밖에 없어 깊고 큰 구멍을 굴착하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요되고 장비 또한 대형화되어야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점은 굴착되는 구멍의 하단부만 국부적으로 확장할 수 있는 장비를 도입하여 해결할 수 있는데, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 "확장형 해머(등록특허 제10-0928029호)"가 제안된 바 있다.

도 2는 종래의 확장형 해머 구조로서 승하강블록이 상승한 상태로 확공이 이루어지는 것을 설명하기 위한 도면으로, "확장형 해머"의 경우, 유압실린더(300)에 의하여 승하강블록(300)이 상승하면서 에어해머(200) 각각을 외측으로 밀어내어 상기 해머비트(220)의 굴착 반경이 증가되는 구조인데 시공시 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 승하강블록(300)의 승하강에 따라 에어해머(200)가 회동하여 해머본체(100)와 이루는 경사각이 변하게 되나 승하강블록(300)이 에어해머(200)의 각도 변화를 능동적으로 수용할 수 없어 승하강블록(300)의 외측면이 에어해머(200)의 외측면을 안정적으로 지지할 수 없고(승하강블록(300)의 외측면과 에어해머(200)의 외측면 상이에 면접촉이 발생하지 않고 선접촉 내지 점접촉이 발생하여 하중 전달에 문제가 있음), 작업시 떨림 현상이 심하게 발생하게 되는 문제점이 있다.

둘째, 해머가 확장할 때 해머본체(100)의 외벽에서 에어해머(200)이 벌어짐에 따라 에어해머(200)를 안정적으로 지지하는 장치가 없는 문제점이 있으며, 이러한 구조적인 불안정으로 인해 확공을 위한 타격 시 해머와 비트 등의 주요 구성요소에 편심이 가해져서 암반의 확공에는 활용할 수 없는 문제가 발생하였다.

셋째, 슬러지를 배출하는 별도의 수단이 구비되지 않아 작업 후 잔재를 청소하기가 어려운 문제점이 있다,

따라서 보다 효과적으로 천공홀의 측벽을 확공을 할 수 있는 새로운 구조의 장치에 대한 연구와 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0103787(2011.09.21. 공개) 대한민국 등록특허공보 10-0928029(2099.11.24. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-0990201(2010.10.29. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1367359(2014.02.26. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2020-0037981(2020.04.10. 공개) 미국 등록특허공보 4,271,915(1981.06.09. 공고)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 공압 또는 수압의 유체압력을 이용하여 반력으로 안정되게 지지된 상태에서 천공된 지반의 천공홀 하단부 측면을 타격하여 직경을 넓힐 수 있으며, 특히 천공비트의 회전을 방지하여 보다 효율적인 확공을 행할 수 있도록 하는, 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법을 제공하는데 그 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, 굴착 천공홀 하단부의 직경을 확장시키기 위하여 이용되는 확공 타격 장치로서, 굴착 천공홀 내벽을 타격하여 암반을 분쇄하여 공간을 형성하는 타격 장치부; 및 지상에서 상기 타격 장치부의 작동을 제어하는 동작 구동 장치부;를 포함하고, 상기 동작 구동 장치부는, 연장 파이프를 통해 압력유체를 제공하며, 모터의 회전력으로 연장 파이프를 연속적으로 또는 단속적으로 회전시켜 상기 타격 장치부의 타격 위치를 제어하도록 구성되고, 상기 타격 장치부는, 상기 연장 파이프의 하단에 결합하여 위치가 결정되고, 상기 연장 파이프를 통해 공급되는 압력유체에 의해 작동하는 타격해머와, 상기 연장 파이프에서 공급되는 압력유체에 의해 작동되고 상기 타격해머의 일단부에 구비되는 반력 실린더, 및 상기 타격해머의 타단부에 구비되어 천공홀 내벽을 직접 타격하여 분쇄하는 천공비트를 포함하여, 압력유체가 가해지면 상기 반력 실린더의 반력 피스톤이 천공홀 내벽에 닿으면서 상기 타격해머를 반대쪽 내벽 방향으로 밀어주게 되고, 타격해머의 타단부의 천공비트가 천공홀 내벽에 닿게 되면 타격해머의 타격 피스톤이 작동하여 천공비트의 후단을 타격하여 천공비트가 천공홀 내벽을 타격하여 분쇄하는 것을 특징으로 하는 확공 타격 장치가 제공된다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 타격해머는 압력유체가 가해지면 그 내부의 타격 피스톤이 왕복 운동하면서 타격해머에 구비되는 천공비트의 후단을 반복 타격하고, 상기 천공비트의 선단에는 복수의 초경버튼이 구비되어 천공홀 내벽의 암반을 쪼아서 분쇄하여 공간을 확보하도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 반력 실린더는 상기 타격해머의 일단부에 결합되어 압력유체가 가해지면 내부의 반력 피스톤이 천공홀 내벽 방향으로 전진하여 내벽에 지지되면서 타격해머를 밀어서 타격해머의 천공비트가 천공홀 내벽에 밀착되도록 하고, 압력유체가 차단되면 상기 반력 실린더 내에 구비되는 탄성부재에 의해 반력 피스톤이 후퇴하여 타격해머의 천공비트가 천공홀 내벽에 접촉하지 않도록 하여 압력유체의 주입과 차단을 통해 작동이 제어되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 반력 실린더는 상기 타격해머에 결합되되, 상기 타격해머의 일단부가 피스톤의 기능을 할 수 있도록 반력 실린더의 내경에 삽입되어, 상기 반력 실린더에 압력유체가 가해지면 반력 피스톤이 천공홀 내벽 방향으로 전진하여 내벽에 지지됨과 동시에 상기 타격해머의 타단부를 밀어서 타격해머의 천공비트가 반대편 천공홀 내벽에 밀착되도록 하고, 압력유체가 차단되면 상기 반력 실린더 내에 구비되는 탄성부재에 의해 반력 피스톤이 후퇴하여 타격해머의 천공비트가 천공공홀 내벽에 접촉하지 않도록 하여 압력유체의 주입과 차단을 통해 작동이 제어되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 압력유체는 공기 또는 물을 매개로 하는 공압 혹은 수압일 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 타격해머와 천공비트에 구비되어 상기 천공비트의 회전은 방지하고 전후 이동은 허용하도록 구성되는 천공비트 회전방지수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 천공비트 회전방지수단은 상기 타격해머의 일단 외면에 형성되는 하나 이상의 제1 키홈; 상기 천공비트에 형성되는 제2 키홈; 및 일단부는 상기 제1 키홈에 구비되고, 타단부는 상기 제2 키홈에 고정되는 회전방지키;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 천공비트 회전방지수단은 상기 타격해머의 내면 측과 상기 천공비트의 외면 측이 각각 스플라인(spline) 결합되는 암 스플라인 결합부와 수 스플라인 결합부로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 연장 파이프와 타격해머 간에 구비되어 타격해머의 회전을 구속하도록 구성되는 타격해머 회전구속유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 타격해머 회전구속유닛은, 상기 연장 파이프에 구비되어 내부에 타격해머를 수용하는 슬라이드 가이드 부재, 및 상기 슬라이딩 가이드 부재의 내면 측과 상기 타격해머의 외면 측에 형성되는 회전구속수단을 포함하며, 상기 회전구속수단은 상기 슬라이딩 가이드 부재의 내면과 타격해머의 외면 간이 암수 스플라인으로 결합되는 스플라인 결합 구조로 구성되거나, 키와 키홈으로 결합되는 키 결합 구조로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 천공비트는 초경버튼이 구비되는 측의 면을 정면에서 바라볼 때 세로방향의 중앙부가 양측보다 상대적으로 돌출되게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 천공비트는 천공할 벽면을 향하는 측의 상단과 하단이 평행하게 형성되어 천공 벽면의 상단과 하단이 평행하게 천공되도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 타격해머의 타격과 타격이 멈춘 상태에서 상기 장치 하우징의 단속적인 일정각 회전을 반복하되, 상기 천공비트는 상하부가 수평적으로 잘린 원형 형상 혹은 사각 블록 형태로 구비되어, 말뚝 중심축을 중심으로 회전각도에 따른 확공된 돌기의 단면 형상이 일정하도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 천공비트는 천공할 벽면을 향하는 측의 상단과 하단이 평행하게 형성되어 확공된 벽면의 상단과 하단이 평행하게 천공되도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 동작 구동 장치부는 지상에 구비되는 지지구조체에 구비되어 연속 또는 단속 회전력을 제공하는 구동 모터; 상기 지지구조체에 구비되며 연장 파이프의 회전을 허용하면서 압력유체를 공급하도록 구성되는 스위벨; 및 상단부가 상기 스위벨의 하부에 연결되고 하단부는 상기 타격 장치부에 결합되는 연장 파이프를 포함하여, 상기 연장 파이프를 회전시키면서 컴프레셔를 통해 제공되는 압력유체가 상기 연장 파이프 내부의 연통로를 통해 상기 타격 장치부에 공급되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 동작 구동 장치부는 지상에 구비되는 지지구조체에 구비되어 연속 또는 단속 회전력을 제공하는 구동 모터; 상기 지지구조체에 구비되며 하기 연장 파이프에 유체압력을 공급하도록 구성되는 스위벨; 및 상단부가 상기 스위벨의 하부에 연결되고 하단부는 상기 타격 장치부에 결합되는 연장 파이프;를 포함하여, 상기 연장 파이프를 회전시키면서 공압 컴프레셔 혹은 수압 컴프레셔를 통해 제공되는 유체압력이 상기 연장 파이프를 통해 상기 타격 장치부로 공급되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 공압 컴프레셔 혹은 수압 컴프레셔와 상기 스위벨 사이에 온/오프밸브, 및 상기 온/오프밸브를 우회하여 병렬 연결되게 구비되는 우회배관을 더 포함하며, 상기 병렬 연결되는 우회배관에는 공급되는 유체압력을 일정 압력으로 강하시키는 레귤레이터와 역류방지밸브가 구비되어, 상기 온/오프밸브의 개방과 차단을 통해 상기 타격해머의 작동 및 전진과 후퇴를 제어하도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 외부로부터의 유체압력을 제공받으며, 제1 유체압력 유출구와 제2 유체압력 유출구를 통해 상기 타격 장치부로 유체압력을 제어하여 주입하도록 구성되는 유체압력 분배 수단을 더 포함하며, 상기 유체압력 분배 수단은, 일정 압력 이하에서 상기 제2 유체압력 유출구를 개방하고 상기 제1 유체압력 유출구를 폐쇄하며, 특정 압력 이상에서는 상기 제2 유체압력 유출구를 폐쇄하고, 상기 제1 유체압력 유출구를 개방하도록 구성되고, 상기 제1 유체압력 유출구는 상기 반력 실린더에 구비되는 제1 유체압력 주입구와 연결되고, 상기 제2 유체압력 유출구는 상기 반력 실린더와 상기 확공 타격 수단의 피스톤 사이에 구비되는 제2 유체압력 주입구에 연결되어, 일정 압력 이하의 유체를 주입할 경우에는 상기 제2 유체압력 주입구로 주입되는 유체압력으로 상기 반력 실린더의 반력 피스톤을 후퇴 이동시키며, 특정 압력 이상의 유체를 주입할 경우에는 상기 제1 유체압력 주입구로 주입되는 유체압력으로 상기 반력 피스톤을 반력 실린더에서 전진 이동시키면서 상기 타격해머를 작동시켜서 확공하도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 외부로부터의 유체압력을 제공받아 상기 타격 장치부로 유체압력을 제어하여 주입하도록 구성되는 유체압력 분배 수단을 더 포함하며, 상기 유체압력 분배 수단은 유체압력을 제공받는 유체압력 유입부가 하기 유체압력 분배 피스톤의 이동방향으로 형성되는 압력분배 블록; 상기 압력분배 블록에 슬라이딩 이동 가능하게 구비되며, 상기 유체압력 유입부로부터의 유체압력을 슬라이딩 이동방향으로 제공받는 유체압력 분배 피스톤; 상기 압력분배 블록에 구비되어 상기 유체압력 분배 피스톤을 일방향으로 이동시키는 탄성력을 인가하는 탄성 부재; 상기 압력분배 블록에 형성되어 상기 유체압력 분배 피스톤의 일방향 이동 거리 및 타방향 이동 거리를 제한하는 제1 스토퍼와 제2 스토퍼; 상기 유체압력 분배 피스톤에 형성되는 유체압력 연통 구멍; 상기 압력분배 블록에 형성되고, 상기 제1 스토퍼에 의한 일방향 이동 제한시 상기 유체압력 분배 피스톤의 유체압력 연통 구멍과 연통되며, 상기 압력 실린더의 제1 유체압력 주입구에 연결되는 제1 유체압력 유출구; 및 상기 압력분배 블록에 형성되고, 상기 제2 스토퍼에 의한 타방향 이동 제한시 상기 유체압력 분배 피스톤의 유체압력 연통 구멍과 연통되는 상기 제2 유체압력 유출구;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 제1 유체압력 주입구와 제2 유체압력 주입구 사이에 구비되는 피드백 유출구와 상기 유체압력 분배 피스톤의 하부에 형성되는 압력셀에 구비되는 피드백 주입구를 연결하여, 상기 타격해머의 반력 피스톤이 상기 제1 유체압력 주입구와 상기 피드백 유출구 사이에 있는 경우에는 상기 제1 유체압력 주입구로 주입된 유체가 상기 피드백 유출구로 유출되지 않도록 하고, 상기 타격해머의 반력 피스톤이 전진하여 상기 피드백 유출구와 상기 제2 유체압력 주입구 사이에 있는 경우에는 상기 제1 유체압력 주입구로 주입된 유체가 상기 피드백 유출구를 통해 상기 피드백 주입구로 유입되어 상기 유체압력 분배 피스톤을 이동시켜 상기 제1 유체압력 유출구를 차단하고 상기 제2 유체압력 유출구를 개방함으로써 상기 타격해머의 전진 동력을 차단하여 확공 깊이를 조절하도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 제1 유체압력 주입구와 제2 유체압력 주입구 사이에 구비되는 피드백 유출구 및 상기 유체압력 분배 피스톤의 하부에 형성되는 압력셀에 구비되는 피드백 주입구를 포함하되, 상기 피드백 유출구와 피드백 주입구를 연결하여 상기 피드백 유출구에서 유출되는 유체압력이 공급될 수 있도록 하여, 확공에 따라 상기 반력 실린더의 반력 피스톤이 전진하여 상기 피드백 유출구를 지나는 시점에서 상기 제1 유체압력 주입구로 공급되는 유체압력이 상기 피드백 유출구를 통해 상기 피드백 주입구로 공급되어 상기 유체압력 분배 수단에 구성되는 유체압력 분배 피스톤을 이동시켜 상기 제1 유체압력 유출구를 차단함으로써 확공 작동이 멈추도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 압력셀에 형성되는 배출구, 및 상기 배출구에 상시 개방되어 있다가 일정 이상의 제어압력이 공급되면 닫히는 제2 차단밸브를 더 포함하여, 상기 피드백 유출구와 피드백 주입구를 연결하는 배관을 상기 제2 차단밸브에 분기함으로써, 확공 시에는 상기 배출구가 개방되어 상기 압력셀에 불필요한 압력이 가해지는 것을 방지하고, 확공이 종료되어 상기 반력 피스톤이 상기 피드백 유출구를 지나는 시점에는 상기 피드백 유출구에서 공급되는 유체압력이 상기 제2 차단밸브를 제어하는 제어압력으로 작동하여 상기 제2 차단밸브를 닫음으로써, 상기 제1 유체압력 유출구를 차단하여 확공 동작이 멈추도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 굴착 지반의 천공 하단부의 직경을 확장시키기 위한 확공말뚝 시공 방법으로서, 상기한 일 관점에 따른 타격 장치부를 확공할 천공홀 하부에 위치시키는 제1 단계; 천공홀의 중심축을 중심으로 타격 장치부를 연속적 혹은 단속적으로 회전시키고, 타격 장치부의 반력 실린더와 타격해머에 압력유체를 공급하여 타격해머를 천공홀 내벽 방향으로 전진시키면서 압력유체에 의해 작동하는 타격해머의 타격으로 천공비트가 천공홀의 내벽을 분쇄하여 직경을 넓히는 제2 단계; 압력유체를 차단하여 반력 실린더를 되돌림으로써 타격해머를 천공홀 내벽에서 멀어지는 방향으로 후퇴시키는 제3 단계; 타격 장치부를 천공홀 외부로 이동하는 제4 단계; 및 천공홀에 주입재를 주입하는 제5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 확공말뚝 시공 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 제1 단계 이전에, 상부의 연약한 지반에서 공벽 붕괴를 방지하기 위한 케이싱이 설치된 후 실행되고, 상기 제1 단계 및 제3 단계는 천공홀 내부에서 타격 장치부의 상하 이동을 위하여 압력유체를 차단하여 타격해머를 후퇴시켜 천공비트가 천공홀 내벽에 닿지 않은 상태에서 이루어지며, 상기 제4 단계와 제5 단계 사이에, 천공홀의 하부에 남아 있는 슬라임을 제거하는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 제2 단계는 상기 타격 장치부의 높이를 다르게 설정하면서 반복 실행되며, 상기 제2 단계에서 상기 확공 타격 장치의 단속적 회전은 타격해머를 후퇴시킨 상태에서 일정 각도 회전시킨 후 타격해머를 작동하여 천공비트가 천공홀 내벽을 확공하는 과정을 반복하도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명은 구동원인 공압 또는 수압의 유체압력을 이용함으로써 유체압력을 효율적으로 제어함으로써 확공 타격 장치의 동작을 신뢰성 있게 확보할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 공압 또는 수압의 유체압력을 제공받아 타격 반대 측에서 반력으로 타격 장치부를 지지함으로써 보다 안정적인 타격을 행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 천공홀 내벽에 대하여 수직하는 방향으로 타격함으로써 편심이 가해지지 않으며, 회전이 방지되므로 시공 효율을 증대시킬 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 종래 일반적인 말뚝 시공 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 확장형 해머 구조로서 승하강블록이 상승한 상태로 확공이 이루어지는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 확공 타격 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부의 타격해머와 천공비트의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 천공비트의 실시 형태들을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 확공 타격 장치의 타격 장치부에 포함되는 천공비트의 실시 형태들을 정면에서 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부에서 천공비트를 정면에서 바라볼 때 원형의 형태로 형성되는 경우에서 천공홀에 형성되는 확공 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 일 실시 예의 천공비트 회전방지수단을 나타내는 도면으로서, 도 4의 "A"부의 확대도이다.
도 11은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 다른 실시 예의 천공비트 회전방지수단을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 다른 실시 예의 타격해머트 회전구속유닛을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격해머 회전구속유닛의 회전구속수단의 실시 형태들을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 반력 실린더에 유체압력 주입구가 구성되는 경우를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제1 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제2 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제3 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제4 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 확공 장치의 다른 실시 예의 확공깊이 조절 수단의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 확공 장치의 다른 실시 예의 확공깊이 조절 수단의 피드백 유출구와 피스톤의 위치를 나타내는 단면도이다.
도 21은 본 발명에 따른 확공 장치에서 피스톤의 전진에 따른 피드백 유출구와 유체압력 주입구(제1 유체압력 주입구)의 차단을 설명하는 개념도이다.
도 22는 본 발명에 따른 확공 장치에서 확공깊이 조절 수단의 조절에 의해 설정된 확공 깊이에 도달한 후 확공 기능이 자동으로 멈추는 것을 설명하는 회로도도이다.
도 23은 본 발명에 따른 확공말뚝 시공방법으로 시공하는 말뚝의 돌기를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.

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 않는 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 대한 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 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 대하여 도 3 내지 도 13을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 확공 타격 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부의 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부의 타격해머와 천공비트의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 6은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부의 다른 실시 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 천공비트의 실시 형태들을 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 확공 타격 장치의 타격 장치부에 포함되는 천공비트의 실시 형태들을 정면에서 바라본 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격 장치부에서 천공비트를 정면에서 바라볼 때 원형의 형태로 형성되는 경우에서 천공홀에 형성되는 확공 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 일 실시 예의 천공비트 회전방지수단을 나타내는 도면으로서, 도 4의 "A"부의 확대도이고, 도 11은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 다른 실시 예의 천공비트 회전방지수단을 나타내는 도면이다. 도 12는 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 다른 실시 예의 타격해머트 회전구속유닛을 나타내는 도면이며, 도 13은 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 타격해머 회전구속유닛의 회전구속수단의 실시 형태들을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 확공 타격 장치는, 굴착 지반의 하단부의 직경을 확장시키기 위하여 이용되는 확공 타격 장치로서, 도 3 내지 도 13에 나타낸 바와 같이, 크게 동작 구동 장치부(100); 및 타격 장치부(200);를 포함한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 확공 타격 장치는, 굴착 지반의 하단부의 직경을 확장시키기 위하여 이용되는 확공 타격 장치로서, 도 3 내지 도 13에 나타낸 바와 같이, 지상에서 하기 타격 장치부(200)의 동작을 제어하도록 구성되는 동작 구동 장치부(100); 및 상기 동작 구동 장치부(100)에 의해 제어되어 굴착 천공홀 내벽의 암반을 타격하여 암반을 분쇄함으로써 공간을 형성하도록 구성되는 타격 장치부(200);를 포함한다.

상기 동작 구동 장치부(100)는 그 동작 구동 장치부(100)를 구성하는 연장 파이프(140)의 하단부에 결합되는 타격 장치부(200)의 동작을 제어하도록 구성되는 구성부이다.

구체적으로, 상기 동작 구동 장치부(100)는 지상에 구비되는 지지구조체(110)에 구비되어 연속 또는 단속 회전력을 제공하는 구동 모터(120)와, 상기 지지구조체(110)에 구비되며 하기 연장 파이프(140)의 회전을 허용하면서 수압 혹은 공압 등의 유체압(구동원)을 공급하도록 구성되는 스위벨(130), 및 상단부가 상기 스위벨(130)의 하부에 연결되고 하단부는 타격 장치부(200)에 결합되는 연장 파이프(140)를 포함한다.

상기 구동 모터(120)와 스위벨(130)은 기어트레인과 같은 회전력 전달 수단(150)을 통해 연결되어, 스위벨(130)은 구동 모터(120)의 회전력을 전달받아 회전하여 연장 파이프(140)가 회전하게 된다.

상기 스위벨(130)은 무한 회전 혹은 적어도 360도 양방향 왕복회전 가능하고 유체압력을 전달할 수 있게 구성된다.

상기 연장 파이프(140)는 천공홀의 깊이에 맞게 연장하여 활용할 수 있도록 연결하고, 그 최하부는 타격 장치부(200)의 상단에 결합되거나 타격 장치부(200)의 상단에 구성되는 연통로 형성의 연결 블록체에 결합될 수 있다.

이러한 동작 구동 장치부(100)는 구동 모터(120)의 회전력으로 상기 연장 파이프(140)를 연속 또는 단속적으로 회전시키면서 공압 컴프레셔 혹은 수압 컴프레셔(P)를 통해 제공되는 수압 혹은 공압이 상기 연장 파이프(140) 내부의 연통로를 통해 타격 장치부(200)로 공급한다.

한편, 상기 동작 구동 장치부(100)은 타격해머로 공급되는 유체압력을 제어하여 타격해머의 작동 및 전진과 후퇴를 제어할 수 있는 유체압력 제어 수단을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 동작 구동 장치부(100)에 구성되는 유체압력 제어 수단은, 공압 컴프레셔 혹은 수압 컴프레셔와 스위벨(130) 사이에 구비되는 온/오프밸브(345)와, 상기 온/오프밸브(345)를 우회하여 병렬 연결되는 우회배관(346)을 구비하되, 상기 배관(346)에는 공급되는 유체의 압력을 일정 압력으로 강하시키는 레귤레이터(347)와 역류방지밸브(348)를 구비하여, 상기 온/오프밸브(345)의 개방과 차단을 통해 타격해머의 작동 및 전진과 후퇴를 제어하게 된다.

상기 온/오프밸브(345)는 고압(특정 압력 이상) 및 저압(일정 압력 이하) 제어가 가능하게 구성되는 개폐만 가능한 밸브로서, 온 상태는 고압으로 공급(컴프레셔에서 설정된 압력)되는 특정압력이고, 오프 상태는 저압으로 공급(레귤레이터에서 설정된 압력)되는 일정압력이다. 주된 압력유체 배관에 구비되는 온/오프밸브(345)와 온/오밸브를 우회하는 우회배관(346)을 구비하고 우회배관(346)에는 유체 압력을 일정 압력으로 줄여주는 레귤레이터(347)와 역류방지밸브(348)를 구비함으로써, 온/오프밸브(345)를 열어주면 특정 압력이 공급되어 타격해머(210)가 전진하면서 천공비트(230)를 타격하여 천공홀 내벽에 공간을 형성하고, 온/오프밸브(345)를 닫아주면 우회배관(346)으로 일정 압력이 공급되어 타격해머(210)는 후퇴하게 된다. 타격해머(210)가 후퇴한 상태에서 모터를 작동시켜서 일정각도 회전시킨 후에 다시 온/오프밸브(345)를 열어주는 단순한 반복을 통해 모든 작업이 가능하게 된다.

그리고, 상기 레귤레이터(347)는 지정된 압력으로 낮춰서 통과시키고, 역류방지밸브는 통상 체크밸브라고 하고 역류 방지 기능을 갖는다. 이러한 구성을 이용하여 온/오프밸브(345)의 개폐를 제어함으로써 확공 타격 수단의 작동과 후퇴를 간단하게 제어할 수 있는데, 하나의 파이프 형태의 연장 파이프(140)를 이용하는 시스템에서는 특히 유용한 제어 방법이 될 수 있다.

공압을 유체압력으로 이용하고 타격해머는 에어 해머를 이용하는 경우 통상 에어해머 내부의 마찰 저감을 위해 공압 컴프레셔에서 나오는 공기에 약간의 윤활유를 주입하여 에어해머에 공급하게 되는데, 통상적으로 이용하는 오일러를 이용하거나 공압 컴프레셔와 스위벨 사이의 배관에 펌프에서 공급되는 윤활유를 강제 주입하는 주입구를 구비하는 것이 가능하다. 이때 윤활유를 주입하는 펌프의 토출 압력은 공압 컴프레셔에서 공급되는 압축공기의 압력 보다 커야 하고, 이러한 펌프를 이용한 윤활유의 주입은 전체 시스템의 부피를 줄이고 제어를 용이하게 하는 장점이 있다. 또한 단속적인 회전을 하는 경우에는 타격이 아닌 회전 시에 윤활유를 주입하면 낮은 압력으로도 주입이 가능하다.

다음으로, 상기 타격 장치부(200)는 상기 동작 구동 장치부(100)에 의해 제어되어 일측은 반력 실린더에 의해 굴착 천공홀 내벽에 접촉 지지되고, 타측은 굴착 천공홀 내벽의 암반을 타격하여 암반을 분쇄하여 공간을 형성하도록 구성되는 구성부이다.

구체적으로, 상기 타격 장치부(200)는 상기 연장 파이프(140)의 하단에 결합하여 위치가 결정되고, 상기 연장 파이프(140)를 통해 공급되는 압력유체에 의해 작동하는 타격해머(210)와, 상기 연장 파이프(140)에서 공급되는 압력유체에 의해 작동되고 상기 타격해머(210)의 일단부(후단)에 구비되는 반력 피스톤(221) 구비의 반력 실린더(220), 및 상기 타격해머(210)의 타단부(전단)에 결합하여 천공홀 내벽을 직접 타격하여 분쇄하는 천공비트(230)를 포함한다. 도면부호 241은 연장 파이프(140)와 반력 실린더(220) 간을 연결하여 연장 파이프(140)를 통해 공급되는 압력유체(공기 또는 물을 매개로 하는 공압 또는 수압)를 반력 실린더(220)로 제공하는 제1 연결 호스이며, 도면부호 242는 연장 파이프(140)와 타격해머(210) 간을 연결하여 연장 파이프(140)를 통해 공급되는 압력유체를 타격해머(210)로 제공하는 제2 연결 호스이다.

상기 타격해머(210)는 제2 연결 호스(242)를 통해 후단부에 압력유체가 가해지면 그 내부의 타격 피스톤(211)이 왕복 운동하면서, 타격 피스톤(211)이 타격해머의 일단부(선단부) 내부에 구비되는 천공비트(230) 후단의 피격 로드부(230a)을 반복 타격하고, 상기 천공비트(230)의 선단에는 복수의 초경버튼(231)이 구비되어 천공홀 내벽의 암반을 쪼아서 분쇄하여 공간을 확보하도록 구성된다.

여기에서, 상기 타격해머(210)는 예를 들면 공압 등의 압력유체로 그 내부의 타격 피스톤(211)이 왕복 운동하여 타격해머의 선단을 반복 타격할 수 있는 공지의 유로 구조를 채용하는 구성부이다.

다시 말해서, 상기 타격해머(210)는 도 5에 나타낸 바와 같이 그 후단에서 주입되는 압력이 높은 유체에 의해 타격 피스톤(211)이 왕복 이동하면서 천공비트(230)를 반복적으로 타격하는 구성부로서, 통상 고압의 압축공기를 이용하는 공지의 에어해머(air hammer)의 구조를 채용하는 것으로, 유체압력원으로 고압의 압축공기를 이용하는 에어해머를 사용하며, 지하수가 있는 깊은 천공에서는 고압의 물을 유체압력원으로 이용하는 워터해머를 이용할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 에어 해머와 워터 해머를 타격해머로 통칭하며, 유로 구조 등에 대한 상세한 설명은 생략한다.

계속해서, 상기 반력 실린더(220)는 타격해머(210)의 후단부에 결합하며, 제1 연결호스(241)을 통해 압력유체가 가해지면 반력 피스톤(221)이 천공홀 내벽 방향으로 전진하여 내벽에 지지되어 타격해머(210)의 후단을 밀어서 타격해머 선단의 천공비트(230)가 반대편 천공홀 내벽에 밀착된다.

또한, 상기 반력 실린더(220)는 압력유체가 차단되면 상기 반력 실린더(220) 내에 구비되는 탄성부재(222)에 의해 반력 피스톤(221)이 후퇴하여 타격해머(210)가 천공홀 내벽에 접촉하지 않도록 하여 압력유체의 주입과 차단을 통해 그 작동을 제어할 수 있게 된다.

또한, 상기 반력 실린더(220)의 동작은 타격해머(210)와 연동하여 행해지도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 반력 실린더(220)는 일단부(타격해머 측을 향하는 단부)가 타격해머(210)의 일단부에 결합되되, 상기 타격해머(210)의 일단(후단)이 피스톤의 기능을 할 수 있도록 반력 실린더(220)의 내경에 삽입된다.

이 경우, 상기 반력 실린더(220)에 압력유체가 가해지면 반력 실린더(220) 자체가 천공홀 내벽 방향으로 전진하여 내벽에 지지됨과 동시에, 타격해머(210)의 후단을 밀어서 타격해머 선단의 천공비트(230)가 반대편 천공홀 내벽에 밀착되도록 하고, 압력유체가 차단되면 상기 반력 실린더(220) 내에 구비되는 탄성부재(222)에 의해 반력 피스톤(221)이 후퇴하여 타격해머(210)가 천공홀 내벽에 접촉하지 않도록 하여 압력유체의 주입과 차단을 통해 그 작동을 제어할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 천공비트(230)는 지반 혹은 암반을 직접 타격하여 분쇄하는 구성부로서, 정면(타격면)에는 복수의 초경버튼(231) 등이 구비되어 지반 혹은 암반을 타격하여 분쇄하도록 이루어진다.

본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 상기 천공비트(230)는 특정 형상으로 형성된다.

구체적으로, 상기 천공비트(230)는 도 7의 (A) 내지 (D)의 실시 형태들로 나타낸 바와 같이, 천공비트(230)의 바디는 원형이 아니고, 정면에서 볼 때 상하가 직선으로 잘린 형상이고, 측면에서 본 단면은 선단부로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다.

다시 말해서, 상기 천공비트(230)는 블록 형태로 형성되되, 초경버튼(231)이 구비되는 측의 면은 정면에서 바라볼 때 중앙부(종방향으로의 중앙부)가 양측보다 상대적으로 돌출되게 형성된다.

상기 초경버튼(231)이 구비되는 측의 면은 양측에서 중앙부 측으로 갈수록 단차지게 증가하거나 라운드지게 증가하거나 또는 단차와 라운드진 형태가 복합된 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 천공비트(230)는 천공할 벽면을 향하는 측의 상단과 하단이 평행하게 형성되어 천공 벽면의 상단과 하단이 평행하게 천공되도록 이루어질 수 있다.

다시 말해서, 상기 천공비트(230)는 정면에서 볼 때 적어도 상부와 하부는 수평방향과 평행하게 절단된 형태로 형성된다. 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 천공비트(230)는 정면에서 바라볼 때 사다리꼴(한 쌍의 대변이 평행한 사각형, 직사각형 포함), 평행사변형, 육각형이되 위아래가 평행하게 누운 형태이며 옆으로 긴 육각형 등 수평면에 평행하게 누운 형태의 것으로 형성될 수 있다.

천공비트(230)가 상기와 같이 형성되는 이유에 대하여 도 9를 참고하여 설명한다. 도 9는 확공 타격 수단에 있어서 천공비트를 정면에서 바라볼 때 원형의 형태로 형성되는 경우에서 천공홀에 형성되는 확공 형태를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 원형의 천공비트를 사용하는 경우, 도 9에 나타낸 바와 같이 여러 개의 원이 조금씩 중첩되어 돌기(P)를 형성하므로, 돌기(P)의 단면 모양과 깊이와 폭 등이 (말뚝 중심을 축으로) 각도에 따라 변하게 되고, 돌기(P)의 형상이 균일하지 않아서 말뚝 설계 시에 기준을 정하기 어려운 문제가 발생하며, 현장 시공 후에도 돌기 깊이 등의 측정이 매우 어려운 문제가 있다.

따라서, 아래에서 상세히 설명될 천공비트 회전방지수단(300)으로 천공비트(230)의 회전을 구속하게 되면, 일률적인 원형이 아닌 상기한 형상과 같이 '사다리꼴 단면과 사각형 정면 모양' 등 원하는 다양한 모양의 비트 머리를 활용할 수 있으므로 원하는 모양으로 일정한 단면의 돌기를 형성할 수 있다.

다시 말해서, 일반적인 원형이 아닌 상하가 직선으로 잘린 형상의 천공비트를 활용하면서 회전을 구속하여 천공하게 되면, 말뚝 중심을 축으로 모든 각도에서 동일한 단면의 돌기를 형성할 수 있으므로 말뚝의 설계 시 돌기의 모양과 치수에 대한 불확실성이 없어지는 이점이 있다.

상기와 같이 구성되는 타격 장치부(200)는 연장 파이프(140)를 통해 제1 및 제2 연결 호스(241, 242)를 거쳐 각각 타격해머(210)와 반력 실린더(220)로 압력유체가 가해지면, 반력 실린더(220)의 반력 피스톤(221)이 천공홀 내벽(타격할 측벽의 반대 측의 내벽)에 닿으면서 천공비트(230)를 반대쪽 내벽 방향으로 밀어주게 되고, 타격해머(210) 선단의 천공비트(230)가 천공홀 내벽에 닿게 되면 타격해머(210)의 타격 피스톤(미도시)이 작동하여 천공비트(230)의 후단을 타격하여 천공비트(230)가 천공홀 내벽을 타격하여 분쇄하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 확공 타격 장치는 상기 천공비트(230)의 전후 선형 이동하는 방향으로의 축을 회전축으로 하는 회전을 방지하고 천공비트(230)의 전후 이동은 허용하도록 구성되는, 즉 천공비트(230)의 중심을 통과하는 축을 회전축으로 하는 회전을 방지하고, 천공비트(230)의 전후 이동은 허용하도록 구성되는 천공비트 회전방지수단(310, 320)을 더 포함한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 확공 타격 장치에 포함되는 일 실시 예의 천공비트 회전방지수단(300)은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 타격해머(210)와 천공비트(230) 간에 구비되어 상기 타격해머(210)의 길이방향으로의 축을 회전축으로 하는 천공비트(230)의 회전을 방지하고 천공비트(230)의 전후 이동은 허용하도록 구성되는, 즉 천공비트(230)의 중심을 통과하는 축을 회전축으로 하는 회전을 방지하고, 천공비트(230)의 전후 이동은 허용하도록 구성되는 천공비트 회전방지수단(310)을 포함한다.

일 실시 예의 천공비트 회전방지수단(310)은 상기 타격해머(210)와 천공비트(230) 간에 구비되어 천공비트(230)의 중심을 통과하는 축을 회전축으로 하는 천공비트(230)의 회전을 방지하고, 천공비트(230)의 전후 이동은 허용하도록 구성된다.

구체적으로, 일 실시 예에 따른 천공비트 회전방지수단(310)은, 상기 타격해머(210)의 일단의 외면에 형성되는 하나 이상의 키홈(311)과, 상기 천공비트(230)에 형성되어 하기 회전방지키(313)의 일단부(전단부)가 고정되는 고정부(312), 및 일단부는 상기 타격해머(210)의 키홈(311)에 구비되고, 타단부는 상기 천공비트(230)의 고정부(312)에 결합 고정되는 회전방지키(313)를 포함한다.

상기 키홈(311)은 안정적이고 견고한 지지를 위하여 타격해머(210)의 측면(외면)에 복수 형성될 수 있다.

상기 고정부(312)은 천공비트(230)가 타격해머(210)에 장착된 상태에서 상기 제1 키홈(282)이 형성된 위치에서 연장선 상의 천공비트(230)에 형성된다.

상기 회전방지키(284)의 일단부는 상기 제1 키홈(282)에 전후 슬라이딩이 가능하고 회전이 불가능하게 수용되고, 회전방지키(284)의 타단부는 천공비트(230)의 제2 키홈(283)에 결합되어 센트럴라이저(281)과 천공비트(230)의 회전은 구속하고, 타격해머(210)의 전후 슬라이딩 이동은 허용한다.

다음으로, 다른 실시 예에 따른 천공비트 회전방지수단(320)은 도 11에 나타낸 바와 같이, 타격해머(210)의 내면 측과 상기 천공비트(230)의 피격 로드부(230a)의 외면 측이 각각 스플라인(spline) 결합되는 암 스플라인 결합부(321)와 수 스플라인 결합부(322)로 구성될 수 있다.

이러한 암 스플라인 결합부(321)와 수 스플라인 결합부(322)는 타격해머(210)의 내면 측과 상기 천공비트(230)의 피격 로드부(230a)의 외면 측의 서로 반대 측에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 암 스플라인 결합부(321)는 타격해머(210)에, 수 스플라인 결합부(322)는 천공비트(230)의 피격 로드부(230a)에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 확공 타격 장치는 상기 연장 파이프(140)와 타격해머(210) 간에 구비되어 타격해머(210)의 회전을 구속하도록 구성되는 타격해머 회전구속유닛(500)을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 타격해머 회전구속유닛(500)은, 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 연장 파이프(140)에 구비되어 내부에 타격해머(210)를 수용하는 통 형상의 슬라이드 가이드 부재(510), 및 상기 슬라이드 가이드 부재(510)의 내면 측과 상기 타격해머(210)의 외면 측에 형성되는 회전구속수단(520)을 포함한다.

상기 회전구속수단(520)은 상기 슬라이드 가이드 부재(510)의 내면과 타격해머(210)의 외면 간이 암수 스플라인(spline)(521, 522)으로 결합되는 스플라인 결합 구조로 구성되거나(도 13의 (A)), 키(523)와 키홈(524)으로 결합되는 키 결합 구조(도 13의 (B))로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 확공 장치는 상기 타격 장치부로 인가되는 유체압력을 제어하여 주입되도록 구성되는 유체압력 분배 수단(400)을 더 포함할 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 반력 실린더에 유체압력 주입구가 구성되는 경우를 나타내는 도면이며, 도 15는 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제1 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도이다.

상기 유체압력 분배 수단(400)은, 제1 실시 예로서, 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 외부의 유체압력 공급원으로부터 유체압력을 제공받는 유체압력 유입부(401)가 하기 피스톤(420)의 이동방향으로 형성되며, 그 피스톤(420)의 하부에 압력셀(490)이 형성되는 (단면 "U"자형의) 압력분배 블록(410)과, 상기 압력분배 블록(410)에서 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 상부 개방된 원통형(또는 단면 "U"자형)의 유체압력분배 피스톤(420)과, 상기 압력분배 블록(410)에 구비되어 상기 유체압력분배 피스톤(420)을 일방향으로 이동시키는 탄성력을 인가하는 탄성 부재(430)와, 상기 압력분배 블록(410)에 형성되어 상기 피스톤(420)의 일방향 이동 거리 및 타방향 이동 거리를 제한하는 제1 스토퍼(441)와 제2 스토퍼(442)와, 상기 유체압력분배 피스톤(420)에 형성되는 유체압력 연통 구멍(450)과, 상기 압력분배 블록(410)에 형성되고, 상기 제1 스토퍼(441)에 의한 일방향 이동 제한 시 상기 피스톤(420)의 유체압력 연통 구멍(450)과 연통되며, 상기 반력 실린더(220)의 제1 유체압력 주입구(471)에 연결되는 제1 유체압력 유출구(461), 및 상기 압력분배 블록(410)에 형성되고, 상기 제2 스토퍼(442)에 의한 타방향 이동 제한 시 상기 피스톤(420)의 유체압력 연통 구멍(450)과 연통되며, 반력 실린더(220)의 제2 유체압력 주입구(472)에 연결되는 제2 유체압력 유출구(462)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 유체압력 분배 수단(400)은 일정 압력 이하에서는 제2 유체압력 유출구(462)를 개방하고, 제1 유체압력 유출구(461)를 폐쇄하며, 특정 압력(통상 일정 압력보다 상대적으로 큰 압력) 이상에서는 제2 유체압력 유출구(462)를 폐쇄하고, 제1 유체압력 유출구(461)를 개방(반력 실린더(220)로 유체압력을 보냄)하도록 이루어짐으로써 타격 장치부(200)로 인가되는 유체압력을 분배하여 제공하게 된다.

계속해서, 도 16은 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제2 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도로서, 제1 실시 예와 동일 또는 유사한 구성요소 및 기능을 하는 구성부에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 아래의 다른 실시 형태들에서도 동일하게 적용한다.

상기 유체압력 분배 수단(400)은, 제2 실시 예로서, 도 16에 나타낸 바와 같이, 외부의 유체압력 공급원으로부터 유체압력을 제공받는 유체압력 유입부(401)가 하기 피스톤(420)의 이동방향으로 형성되며, 피스톤(420)의 하부 측에 압력셀(490)이 형성되는 압력분배 블록(410)과, 상기 압력분배 블록(410)에서 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 상부 개방된 원통형의 유체압력분배 피스톤(420)과, 상기 압력분배 블록(410)에 구비되어 상기 유체압력분배 피스톤(420)을 일방향으로 이동시키는 탄성력을 인가하는 탄성 부재(430)와, 상기 압력분배 블록(410)에 형성되어 상기 피스톤(420)의 일방향 이동 거리 및 타방향 이동 거리를 제한하는 제1 스토퍼(441)와 제2 스토퍼(442)와, 상기 유체압력분배 피스톤(420)에 형성되는 유체압력 연통 구멍(451)과, 상기 압력분배 블록(410)에 형성되고, 상기 제1 스토퍼(441)에 의한 일방향 이동 제한 시 상기 피스톤(420)의 유체압력 연통 구멍(450)과 연통되며, 상기 반력 실린더(220)의 제1 유체압력 주입구(471)에 연결되는 하나 이상의 제1 유체압력 유출구(461)(도면에서는 일측에 두 개, 타측에 하나 형성되는 경우를 나타내고 있음), 및 상기 압력분배 블록(410)에 형성되고, 상기 제2 스토퍼(442)에 의한 타방향 이동 제한 시 상기 피스톤(420)의 유체압력 연통 구멍(451)과 연통되며, 반력 실린더(220)의 제2 유체압력 주입구(472)에 연결되는 하나 이상의 제2 유체압력 유출구(462)를 포함한다.

제2 실시 예의 유체압력 분배 수단(400)에서, 상기 유체압력 연통 구멍(451)은 유체압력분배 피스톤(420)의 양측벽에 다수 개 형성되고, 제1 유체압력 유출구(461)와 제2 유체압력 유출구(462)가 형성되는 부분의 압력분배 블록(410)의 내벽면에는 내측으로 움푹 들어간 요홈부(463)를 갖고 형성된다.

상기와 같이 구성되는 제2 실시 예의 유체압력 분배 수단(400)은 앞서 설명한 제1 실시 예와 동일하게 동작한다.

또한, 도 17은 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제3 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도로서, 피스톤의 형상과 유체압력 유출구의 구조에서 제1 및 제2 실시 예와 다른 점이다.

구체적으로, 상기 유체압력 분배 수단(400)은, 제3 실시 예로서, 도 17에 나타낸 바와 같이, 외부의 유체압력 공급원으로부터 유체압력을 제공받는 유체압력 유입부(401)가 하기 피스톤(420)의 이동방향으로 형성되는 압력분배 블록(410)과, 상기 압력분배 블록(410)에서 슬라이딩 이동 가능하게 구비되며, 이동방향으로 유체압력 유동로(420a)가 형성되는 단면 "T"자형의 유체압력분배 피스톤(420)과, 상기 압력분배 블록(410)에 구비되어 상기 유체압력분배 피스톤(420)을 일방향으로 이동시키는 탄성력을 인가하는 탄성 부재(430)와, 상기 압력분배 블록(410)에 형성되어 상기 피스톤(420)의 일방향 이동 거리 및 타방향 이동 거리를 제한하는 제1 스토퍼(441)와 제2 스토퍼(442)와, 일단부는 압력분배 블록(410)의 내벽에 연통되고, 타단부는 압력분배 블록(410)의 하단부로 개방되게 형성되되, 상기 피스톤(420)의 타방향 이동 완료 시 그 피스톤(420)의 상단 위측에서 일단부가 유체압력 유입부와 연통되게 형성되며, 타단부는 상기 반력 실린더(220)의 제1 유체압력 주입구(471)에 연결되는 제1 유체압력 유출구(461), 및 일단부가 상기 압력분배 블록(410)의 하단에 개방되게 형성되고, 타단부는 상기 피스톤(420)의 타방향 이동 완료 시 상기 피스톤(420)의 유체압력 유동로(420a)와 연통되고 상기 피스톤(420)의 일방향 이동 완료 시 피스톤(420)에 의해 폐쇄되게 형성되며, 반력 실린더(200)의 제2 유체압력 주입구(472)에 연결되는 하나 이상의 제2 유체압력 유출구(462)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 제3 실시 예의 유체압력 분배 수단(400)은 일정 압력 이하인 경우 제2 유체압력 유출구(462)는 개방되고 제1 유체압력 유출구(461)는 폐쇄되며, 특정 압력 이상인 경우 제1 유체압력 유출구(461)는 개방되고 제2 유체압력 유출구(462)는 폐쇄되게 된다.

다음으로, 도 18은 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 제4 실시 예의 유체압력 분배 수단의 구성과 동작을 나타내는 단면도이다.

상기 유체압력 분배 수단(400)은, 제4 실시 예로서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 외부의 유체압력 공급원으로부터 유체압력을 제공받는 유체압력 유입부(401)가 하기 피스톤(420)의 이동방향으로 형성되는 압력분배 블록(410)과, 상기 압력분배 블록(410)에서 슬라이딩 이동 가능하게 구비되며, 상단에 유체압력 유동공(420b)이 형성되는 단면 역 "U"자형의 유체압력분배 피스톤(420)과, 상기 압력분배 블록(410)에 구비되어 상기 유체압력분배 피스톤(420)을 일방향으로 이동시키는 탄성력을 인가하는 탄성 부재(430)와, 상기 압력분배 블록(410)에 형성되어 상기 피스톤(420)의 일방향 이동 거리 및 타방향 이동 거리를 제한하는 제1 스토퍼(441)와 제2 스토퍼(442)와, 일단부는 압력분배 블록(410)의 내벽에 연통되고, 타단부는 압력분배 블록(410)의 하단부로 개방되게 형성되되, 상기 피스톤(420)의 타방향 이동 완료 시 그 피스톤(420)의 상단 위측에서 일단부가 유체압력 유입부(401)와 연통되게 형성되며, 타단부는 상기 반력 실린더(220)의 제1 유체압력 주입구(471)에 연결되는 제1 유체압력 유출구(461)와, 상기 압력분배 블록(410)의 하단에 형성되며, 반력 실린더(220)의 제2 유체압력 주입구(472)에 연결되는 하나 이상의 제2 유체압력 유출구(462)와, 상기 압력셀(490)에 구비되어 상기 피스톤(420)를 탄성 지지하는 탄성체(481), 및 상기 피스톤(420)의 슬라이딩 이동으로 그 피스톤(420)의 유체압력 유동공(420b)을 선택적으로 폐쇄하는 폐쇄 부재(480)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 제4 실시 예의 유체압력 분배 수단(400)은 일정 압력과 특정 압력의 작용 시 피스톤(420)의 이동으로 제1 유체압력 유출구(461)가 개폐되고, 또한 폐쇄부재(480)에 의해 피스톤(420)의 유체압력 유동공(420b)이 개폐됨으로써 제2 유체압력 유출구(462)의 연통을 단속하게 된다.

한편, 상기한 각 실시 형태들의 유체압력 분배 수단(400)은 압력 유체(유체압력)의 크기를 달리하여 제공할 수 있도록 설계되어 타격 장치부(200)의 타격해머(210)의 전진과 후퇴를 제어할 수 있다. 이러한 유체압력 분배 수단(400)은 타격 장치부(200)로 유체압력이 공급되는 측에 구비될 수 있는데, 상부의 동작 구동 장치부(100)에서 가해지는 압력의 크기에 따라 유체압력 분배 수단(400)으로 타격해머의 전진과 후퇴를 제어할 수 있으므로 연장 파이프(140) 내부에 형성되는 하나의 통로를 통해 제공되는 유체압력을 통해 모든 작동을 제어할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 타격 장치부(200)로 유체압력을 제공하기 위한 유체압력 라인에 방향 제어 밸브를 구성하여 유체압력의 방향을 제어, 즉 반력 실린더(220)의 제1 유체압력 주입구(461)와 제2 유체압력 주입구(462)에 대한 유체압력 주입 방향을 제어하여 타격 장치부(200)의 타격해머(210)의 전진과 후퇴를 제어할 수도 있다.

이러한 방향 제어 밸브를 통한 제어는 확공 종료 후 상기 천공비트가 천공홀의 내벽에 닿지 않도록 그 천공비트가 장착된 타격해머를 그 후단 방향으로 후퇴시키는 후퇴수단으로 기능을 한다.

타격해머(210)의 전진 시 천공비트(230)가 천공홀 내벽에 닿으면 타격해머는 천공비트를 타격하게 되고, 천공비트의 초경버튼(231)이 천공홀의 내벽의 암반을 쪼아서 해당 위치에 공간을 만들어서 결과적으로 천공홀의 해당 부분이 확공된다.

한편, 본 발명에 따른 확공 장치는 상기한 유체압력 분배 수단과 공압(또는 수압)의 피드백을 통해 확공깊이를 조절할 수 있도록 구성되는 확공깊이 조절 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 확공깊이 조절 수단에 대하여 도 19 내지 도 22를 더 참고하여 상세히 설명한다.

도 19는 본 발명에 따른 확공 장치에 포함되는 확공깊이 조절 수단의 작동이 가능하게 하는 유체압력 분배 수단(400)을 나타내는 단면도이고, 도 20은 본 발명에 따른 확공 장치의 확공깊이 조절 수단에서 피드백 유출구(491)와 반력 피스톤(221)의 위치를 나타내는 단면도이고, 도 21은 본 발명에 따른 확공 장치에서 피스톤의 전진에 따른 피드백 유출구와 유체압력 주입구(제1 유체압력 주입구)의 차단을 설명하는 개념도이며, 도 22는 본 발명에 따른 확공 장치에서 확공깊이 조절 수단의 조절에 의해 설정된 확공 깊이에 도달한 후 확공 기능이 자동으로 멈추는 것을 설명하는 회로도이다.

상기 확공깊이 조절 수단은 반력 실린더(220)의 설정된 지점에 피드백 유출구(491)가 형성되고, 압력분배 블록(410) 내의 압력셀(490)에 피드백 주입구(492)가 형성되며, 상기 압력셀(490)에 불필요한 압력을 배출하는 배출구(493)가 형성된다.

여기에서, 상기 배출구(493)에는 상시 개방되어 압력셀(490)의 불필요한 압력을 배출하고 일정 이상의 제어압력이 가해지면 차단되어 배출구(493)를 차단하는 제2 차단밸브(496)를 포함하여, 확공작업이 진행될 때는 피드백 유출구(491)는 닫혀있고 제2 차단밸브(496)는 열려있게 된다.

설정된 깊이의 확공이 완료되면 타격해머(210)의 반력 피스톤(221)이 피드백 유출구(491)를 지나게 되고, 이때 제1 유체압력 주입구(471)를 통해 주입되던 압력의 일부가 피드백 유출구(491)를 통해 피드백 주입구(492)로 공급된다.

상기 피드백 유출구(491)와 피드백 주입구(492) 사이의 배관에서 분기된 배관은 도 22의 (a)와 같이 제2 차단밸브(496)에 연결되어 제어압력으로 작동하여 제2 차단밸브(496)를 차단하고, 제1 유체압력 유출구(462)에서 공급되는 압력이 제1 유체압력 주입구(471)와 피드백 유출구(491) 및 피드백 주입구(492)를 통해 압력셀(490)에 공급된다.

상기 압력셀(490)의 압력이 높아지면 스프링(탄성 부재)(430)과 압력셀(490) 내부 압력의 합력에 의해 유체압력 분배 피스톤(420)을 밀어올려서 제1 유체압력 유출구(461)는 차단되고 제2 유체압력 유출구(462)는 개방되므로 타격해머의 작동이 멈추게 되어 확공 작업이 종료되게 된다.

이러한 작동은 공기의 압축성으로 인하여 약 1초 이내의 짧은 순간에 순차적으로 일어나게 된다.

도 22의 (b)는 (a)의 실시예에서 제2 유체압력 유출구(462)에서 분기된 분기관을 피드백 유출구(491)과 피드백 주입구(492) 사이에 연결한 실시예를 나타내는 도면이다.

도 22의 (b)에 나타낸 바와 같이, 일정압력 이하일 때는 제2 유체압력 유출구(462)를 통해 제공되는 유체 압력이 반력 실린더(220)의 제2 유체압력 주입구(472)로 주입되어 타격해머(210)의 반력 피스톤(221)이 후퇴하고, 타격 장치부(200)의 일정각 회전이 가능한 상태가 된다. 유체압력 분배 피스톤(420)에서 일부 누출되는 압력은 배출구(493)를 통해 외부로 배출된다. 제2 차단밸브(497)는 제어압력이 가해지지 않으면 항상 열린 상태를 유지하므로 배출구(493)에서 나온 누출 유체는 외부로 배출 된다.

그리고 특정 압력 이상일 때 제1 유체압력 유출구(461)를 통해 제공되는 유체 압력이 반력 실린더(220)의 제1 유체압력 주입구(471)로 주입되어 타격해머(210)의 반력 피스톤(221)이 전진하고 타격해머(210)가 정상적인 타격을 하므로 천공비트를 통해 천공홀 내벽을 쪼아서 확공 작업을 수행하게 된다.

설정된 확공 깊이까지 확공되어 반력 피스톤(221)이 피드백 유출구(491)를 지나는 시점에서 유체 압력이 유출되어 피드백 주입구(492)로 주입 될 때 특정 압력이 제2 차단밸브(497)의 제어압력의 기능을 하므로 제2 차단밸브(497)가 닫히고 압력셀(490)에는 제1 유체압력 유출구(461)에서 나오는 특정 압력과 동일한 압력이 가해지게 된다. 즉, 유체압력 분배 피스톤(420)의 상하 압력이 동일하고, 탄성체(481)의 상향력이 가해지는 상태가 된다. 따라서, 유체압력 분배 피스톤(420) 하부의 탄성체(481)의 작동에 의해 유체압력 분배 피스(420)톤이 상승하여 제1 유체압력 유출구(461)를 차단하고 제2 유체압력 유출구(462)를 개방하게 된다. 제2 유체압력 유출구(462)가 개방되면 특정 압력이 제2 유체압력 주입구(472)로 주입되므로 반력 피스톤(221)의 작동에 의해 타격해머(210)와 천공비트(220)는 후퇴하게 되고 더 이상의 확공 작동이 이루어 질 수 없게 되므로, 피드백 유출구(491)의 위치를 조정함으로써 확공 깊이를 자동으로 제어할 수 있게 된다. 또한, 특정압력이 계속 주입되더라도 제1 유체압력 유출구(461)는 닫히고 제2 유체압력 유출구(462)가 열려있는 상태를 지속할 수 있으므로 안정적으로 확공 작업을 종료시킬 수 있으며, 지상의 작업자는 타격해머의 타격음이 들리지 않거나 컴프레셔의 작동 소음 감소 등의 차이를 쉽게 인지하여 장치를 정지시키고 다음 공정을 진행할 수 있다. 제2 차단밸브(497)는 스프링에 의해 상시 개방되어 있고 제어압력이 가해지면 피스톤의 작동에 의해 차단되는 밸브를 이용할 수 있으며, 앵글시트밸브 등 다양한 형태의 제품을 사용할 수 있다.

또한, 피드백 유출구(491)에서 나온 압력이 제2 유체압력 유출구(462)에 연결된 배관으로 역류할 경우 제2 유체압력 주입구(211)에도 특정압력이 주입되어 반력 피스톤(221)이 후퇴하여 피드백 주입구(492)로 충분한 압력이 전달되기 어려울 수도 있다. 따라서, 제2 유체압력 유출구(462)에서 분기된 분기관에는 피드백 유출구(491)에서 나온 압력이 역류하지 않도록 역류방지밸브를 설치하는 것이 더욱 바람직하다.

피드백 주입구(492)로 유체압력이 주입되는 것은 확공 작업이 종료되는 시점이고 그 이전에는 압력셀(490)에는 인위적인 압력이 가해지지 않으므로, 피드백 주입구(492)와 배출구를(493)를 하나로 구성하여(도 22에서 (492)와 (493)이 동일함) 적용하는 것이 가능하다. 확공 작업이 진행중일 때는 압력셀(490)로 새어 들어오는 불필요한 압력은 열려있는 제2 차단밸브(496)를 지나 외부로 흘러나가고, 피드백 유출구(491)에서 유체압력이 공급되면 제2 차단밸브(496)가 닫히면서 압력셀(490)에 유체압력이 공급되어 유체압력분배 피스톤(420)을 밀어올려서 제1 유체압력 유출구(461)를 차단하고 제2 유체압력 유출구(462)를 개방하여 타격해머의 작동을 멈추고 피스톤을 후퇴시키게 된다. 도 22의 (b)의 실시예는 제2 유체압력 유출구(462)에서 나오는 유체 역시 압력(490)셀로 제공되어 반력 피스톤(221)의 후퇴 상태를 안정적으로 유지하게 된다.

또한, 제2 유체압력 유출구(462)에서 나온 배관은 각각의 반력 실린더(220)로 분기된 후 피드백 주입구(492)로 결합되는 방식 역시 반력 피스톤(221)의 후퇴 후에 피드백 주입구(492)로 압력이 전달되므로 원래의 기능이 안정적으로 작동하게 된다.

이러한 방식으로 반력 실린더(220)의 일정 지점에 피드백 유출구(491)를 구비함으로써 정해진 깊이만큼 확공한 후 타격해머(210)의 작동이 자동으로 멈추는 것이 가능한데, 복수의 반력 실린더(220)에 각기 다른 위치에 피드백 유출구(491)를 구비하는 경우, 현장에서 원하는 피드백 유출구(491)의 밸브만 개방하여 확공 깊이를 선택하는 것 역시 가능하게 된다.

또한, 도 19의 (b)와 같이 제2 유체압력 유출구(462)가 제2 차단밸브(496)를 지나 외부와 연결되어 있는 경우 타격해머(210) 작동 시에 반력 피스톤(221)과 제2 유체압력 주입구(472) 사이에 불필요한 압력이 발생 할 경우 외부로 유출되어 타격해머(210)의 전진을 방해하지 않게 된다. 특히 제2 유체압력 유출구(462)에서 나온 배관이 복수의 제2 유체압력 주입구(472)를 거쳐 지난 후 제2 차단밸브(496)에 연결되면 반력 피스톤(221)을 후퇴시키는 작동에는 영향이 거의 없으므로 더욱 바람직 할 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 확공 타격 장치를 이용한 확공말뚝 시공방법에 대하여 도 23을 참고하여 상세히 설명한다. 도 23은 본 발명에 따른 확공말뚝 시공방법으로 시공하는 말뚝의 돌기를 형성하는 과정을 나타내는 도면으로, (a)는 천공홀이 형성된 상태이고, (b)는 돌기가 형성된 상태이며, (c)는 콘크리트를 타설하고 양생한 상태를 나타낸다.

본 발명에 따른 확공말뚝 시공방법은, 굴착 지반의 천공 하단부의 직경을 확장시켜서 형성되는 말뚝의 돌기 형성하기 위한 확공말뚝 시공방법으로서, 상기한 확공 타격 장치의 타격 장치부(200)를 확공할 천공홀 하부에 위치시키는 제1 단계; 상기 동작 구동 장치부(100)를 통해 천공홀의 중심축을 중심으로 타격 장치부(200)를 연속적 혹은 단속적으로 회전시키고, 타격 장치부(200)의 반력 실린더(220)와 타격해머(210)에 압력유체를 공급하여 타격해머(210)를 천공홀 내벽 방향으로 전진시키면서 압력유체에 의해 작동하는 타격해머(210)의 천공비트(230)의 타격으로 천공홀의 내벽을 분쇄하여 직경을 넓히는 제2 단계; 압력유체를 차단하여 반력 실린더(220)를 되돌림으로써 천공비트(230)를 천공홀 내벽에서 멀어지는 방향으로 후퇴시키는 제3 단계; 타격 장치부(100)를 천공홀 외부로 이동하는 제4 단계; 및 천공홀에 주입재를 주입하는 제5 단계;를 포함한다.

본 발명은 상기 제1 단계 이전에, 상부의 연약한 지반에서 공벽 붕괴를 방지하기 위한 케이싱이 설치된 후 실행되고, 상기 제1 단계 및 제3 단계는 천공홀 내부에서 타격 장치부(200)의 상하 이동을 위하여 압력유체를 차단하여 타격해머(210)를 후퇴시켜 천공비트(230)가 천공홀 내벽에 닿지 않은 상태에서 이루어지며, 상기 제4 단계와 제5 단계 사이에, 천공홀의 하부에 남아 있는 슬라임을 제거하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 제2 단계는 상기 타격 장치부(200)의 높이를 다르게 설정하면서 반복 실행되며, 상기 제2 단계에서 상기 확공 타격 장치의 단속적 회전은 타격해머(210)를 후퇴시킨 상태에서 일정 각도 회전시킨 후 타격해머(210)를 작동하여 천공비트(230)가 천공홀 내벽을 확공하는 과정을 반복하도록 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 확공 타격 장치 및 이를 이용한 확공말뚝 시공 방법에 의하면, 구동원인 공압 또는 수압의 유체압력을 이용함으로써 유체압력을 효율적으로 제어함으로써 확공 타격 장치의 동작을 신뢰성 있게 확보할 수 있고, 공압 또는 수압의 유체압력을 제공받아 타격 반대 측에서 반력으로 타격 장치부를 지지함으로써 보다 안정적인 타격을 행할 수 있으며, 천공홀 내벽에 대하여 수직하는 방향으로 타격함으로써 편심이 가해지지 않으며, 회전이 방지되므로 시공 효율을 증대시킬 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: 동작 구동 장치부
110: 지지 구조체
120: 구동 모터
130: 스위벨
140: 연장 파이프
150: 회전력 전달수단
200: 타격 장치부
210: 타격해머
211: 타격 피스톤
220: 반력 실린더
221: 반력 피스톤
222: 탄성 부재
230: 천공비트
230a: 피격 로드부
231: 초경버튼
241: 제1 연결호스
242: 제2 연결호스
300, 310, 320: 천공비트 회전방지수단
311: 제1 키홈
312: 제2 키홈
313: 회전방지키
321, 521: 암 스플라인 결합부
322, 522: 수 스플라인 결합부
345: 온/오프밸브
346: 우회배관
347: 레귤레이터
348: 역류방지밸브
400: 유체압력 분배 수단
401: 유체압력 유입부
410: 압력분배 블록
420: 유체압력분배 피스톤
420a: 유체압력 유동로
420b: 유체압력 유동공
430: 탄성 부재
441: 제1 스토퍼
442: 제2 스토퍼
450, 451: 유체압력 연통 구멍
461: 제1 유체압력 유출구
462: 제2 유체압력 유출구
463: 요홈부
471: 제1 유체압력 주입구
472: 제2 유체압력 주입구
480: 폐쇄 부재
481: 탄성체
490: 압력셀
491: 피드백 유출구
492: 피드백 주입구
493: 배출구
495: 제1 차단밸브
496: 제2 차단밸브
500: 타격해머 회전구속유닛
510: 슬라이드 가이드 부재
520: 회전구속수단
523: 키
524: 키홈

Claims

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굴착 천공홀 하단부의 직경을 확장시키기 위하여 이용되는 확공 타격 장치로서,
굴착 천공홀 내벽을 타격하여 암반을 분쇄하여 공간을 형성하는 타격 장치부; 및 지상에서 상기 타격 장치부의 작동을 제어하는 동작 구동 장치부;를 포함하고,
상기 동작 구동 장치부는, 연장 파이프를 통해 압력유체를 제공하며, 모터의 회전력으로 연장 파이프를 연속적으로 또는 단속적으로 회전시켜 상기 타격 장치부의 타격 위치를 제어하도록 구성되고,
상기 타격 장치부는, 상기 연장 파이프의 하단에 결합하여 위치가 결정되고, 상기 연장 파이프를 통해 공급되는 압력유체에 의해 작동하는 타격해머와, 상기 연장 파이프에서 공급되는 압력유체에 의해 작동되고 상기 타격해머의 일단부에 구비되는 반력 실린더, 및 상기 타격해머의 타단부에 구비되어 천공홀 내벽을 직접 타격하여 분쇄하는 천공비트를 포함하며,
상기 반력 실린더는, 상기 타격해머의 일단부에 결합되어 압력유체가 가해지면 내부의 반력 피스톤이 천공홀 내벽 방향으로 전진하여 내벽에 지지되면서 타격해머를 밀어서 타격해머의 천공비트가 천공홀 내벽에 밀착되도록 하고, 압력유체가 차단되면 상기 반력 실린더 내에 구비되는 탄성부재에 의해 반력 피스톤이 후퇴하여 타격해머의 천공비트가 천공홀 내벽에 접촉하지 않도록 하여 압력유체의 주입과 차단을 통해 작동이 제어되도록 구성되어,
압력유체가 가해지면 상기 반력 실린더의 반력 피스톤이 천공홀 내벽에 닿으면서 상기 타격해머를 반대쪽 내벽 방향으로 밀어주게 되고, 타격해머의 타단부의 천공비트가 천공홀 내벽에 닿게 되면 타격해머의 타격 피스톤이 작동하여 천공비트의 후단을 타격하여 천공비트가 천공홀 내벽을 타격하여 분쇄하되, 상기 타격해머는 그 내부의 타격 피스톤이 왕복 운동하면서 타격해머에 구비되는 천공비트의 후단을 반복 타격하고, 상기 천공비트의 선단에는 복수의 초경버튼이 구비되어 천공홀 내벽의 암반을 쪼아서 분쇄하여 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
굴착 천공홀 하단부의 직경을 확장시키기 위하여 이용되는 확공 타격 장치로서,
굴착 천공홀 내벽을 타격하여 암반을 분쇄하여 공간을 형성하는 타격 장치부; 및 지상에서 상기 타격 장치부의 작동을 제어하는 동작 구동 장치부;를 포함하고,
상기 동작 구동 장치부는, 연장 파이프를 통해 압력유체를 제공하며, 모터의 회전력으로 연장 파이프를 연속적으로 또는 단속적으로 회전시켜 상기 타격 장치부의 타격 위치를 제어하도록 구성되고,
상기 타격 장치부는, 상기 연장 파이프의 하단에 결합하여 위치가 결정되고, 상기 연장 파이프를 통해 공급되는 압력유체에 의해 작동하는 타격해머와, 상기 연장 파이프에서 공급되는 압력유체에 의해 작동되고 상기 타격해머의 일단부에 구비되는 반력 실린더, 및 상기 타격해머의 타단부에 구비되어 천공홀 내벽을 직접 타격하여 분쇄하는 천공비트를 포함하며,
상기 반력 실린더는, 상기 타격해머에 결합되되 상기 타격해머의 일단부가 피스톤의 기능을 할 수 있도록 반력 실린더의 내경에 삽입되어, 상기 반력 실린더에 압력유체가 가해지면 반력 피스톤이 천공홀 내벽 방향으로 전진하여 내벽에 지지됨과 동시에 상기 타격해머의 타단부를 밀어서 타격해머의 천공비트가 반대편 천공홀 내벽에 밀착되도록 하고, 압력유체가 차단되면 상기 반력 실린더 내에 구비되는 탄성부재에 의해 반력 피스톤이 후퇴하여 타격해머의 천공비트가 천공공홀 내벽에 접촉하지 않도록 하여 압력유체의 주입과 차단을 통해 작동이 제어되도록 구성되어,
압력유체가 가해지면 상기 반력 실린더의 반력 피스톤이 천공홀 내벽에 닿으면서 상기 타격해머를 반대쪽 내벽 방향으로 밀어주게 되고, 타격해머의 타단부의 천공비트가 천공홀 내벽에 닿게 되면 타격해머의 타격 피스톤이 작동하여 천공비트의 후단을 타격하여 천공비트가 천공홀 내벽을 타격하여 분쇄하되, 상기 타격해머는 그 내부의 타격 피스톤이 왕복 운동하면서 타격해머에 구비되는 천공비트의 후단을 반복 타격하고, 상기 천공비트의 선단에는 복수의 초경버튼이 구비되어 천공홀 내벽의 암반을 쪼아서 분쇄하여 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 압력유체는 공기 또는 물을 매개로 하는 공압 혹은 수압인 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 타격해머와 천공비트에 구비되어 상기 천공비트의 회전은 방지하고 전후 이동은 허용하도록 구성되는 천공비트 회전방지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제6항에 있어서,
상기 천공비트 회전방지수단은,
상기 타격해머의 일단 외면에 형성되는 하나 이상의 제1 키홈;
상기 천공비트에 형성되는 제2 키홈; 및
일단부는 상기 제1 키홈에 구비되고, 타단부는 상기 제2 키홈에 고정되는 회전방지키;를 포함하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제6항에 있어서,
상기 천공비트 회전방지수단은,
상기 타격해머의 내면 측과 상기 천공비트의 외면 측이 각각 스플라인(spline) 결합되는 암 스플라인 결합부와 수 스플라인 결합부로 구성되는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 연장 파이프와 타격해머 간에 구비되어 타격해머의 회전을 구속하도록 구성되는 타격해머 회전구속유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제9항에 있어서,
상기 타격해머 회전구속유닛은, 상기 연장 파이프에 구비되어 내부에 타격해머를 수용하는 슬라이드 가이드 부재, 및 상기 슬라이드 가이드 부재의 내면 측과 상기 타격해머의 외면 측에 형성되는 회전구속수단을 포함하며,
상기 회전구속수단은 상기 슬라이드 가이드 부재의 내면과 타격해머의 외면 간이 암수 스플라인으로 결합되는 스플라인 결합 구조로 구성되거나, 키와 키홈으로 결합되는 키 결합 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 천공비트는,
초경버튼이 구비되는 측의 면을 정면에서 바라볼 때 세로방향의 중앙부가 양측보다 상대적으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제11항에 있어서,
상기 천공비트는,
천공할 벽면을 향하는 측의 상단과 하단이 평행하게 형성되어 천공 벽면의 상단과 하단이 평행하게 천공되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 타격해머의 타격과 타격이 멈춘 상태에서 상기 타격 장치부의 단속적인 일정각 회전을 반복하되, 상기 천공비트는 상하부가 수평적으로 잘린 원형 형상 혹은 사각 블록 형태로 구비되어, 말뚝 중심축을 중심으로 회전각도에 따른 확공된 돌기의 단면 형상이 일정하도록 하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 천공비트는,
천공할 벽면을 향하는 측의 상단과 하단이 평행하게 형성되어 확공된 벽면의 상단과 하단이 평행하게 천공되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 동작 구동 장치부는,
지상에 구비되는 지지구조체에 구비되어 연속 또는 단속 회전력을 제공하는 구동 모터;
상기 지지구조체에 구비되며 연장 파이프의 회전을 허용하면서 압력유체를 공급하도록 구성되는 스위벨; 및
상단부가 상기 스위벨의 하부에 연결되고 하단부는 상기 타격 장치부에 결합되는 연장 파이프를 포함하여,
상기 연장 파이프를 회전시키면서 컴프레셔를 통해 제공되는 압력유체가 상기 연장 파이프 내부의 연통로를 통해 상기 타격 장치부에 공급되도록 구성되는 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 동작 구동 장치부는,
지상에 구비되는 지지구조체에 구비되어 연속 또는 단속 회전력을 제공하는 구동 모터;
상기 지지구조체에 구비되며 하기 연장 파이프에 유체압력을 공급하도록 구성되는 스위벨; 및
상단부가 상기 스위벨의 하부에 연결되고 하단부는 상기 타격 장치부에 결합되는 연장 파이프;를 포함하여,
상기 연장 파이프를 회전시키면서 공압 컴프레셔 혹은 수압 컴프레셔를 통해 제공되는 유체압력이 상기 연장 파이프를 통해 상기 타격 장치부로 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제16항에 있어서,
상기 공압 컴프레셔 혹은 수압 컴프레셔와 상기 스위벨 사이에 온/오프밸브, 및 상기 온/오프밸브를 우회하여 병렬 연결되게 구비되는 우회배관을 더 포함하며,
상기 병렬 연결되는 우회배관에는 공급되는 유체압력을 일정 압력으로 강하시키는 레귤레이터와 역류방지밸브가 구비되어, 상기 온/오프밸브의 개방과 차단을 통해 상기 타격해머의 작동 및 전진과 후퇴를 제어하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3항 또는 제4항에 있어서,
외부로부터의 유체압력을 제공받으며, 제1 유체압력 유출구와 제2 유체압력 유출구를 통해 상기 타격 장치부로 유체압력을 제어하여 주입하도록 구성되는 유체압력 분배 수단을 더 포함하며,
상기 유체압력 분배 수단은, 일정 압력 이하에서 상기 제2 유체압력 유출구를 개방하고 상기 제1 유체압력 유출구를 폐쇄하며, 특정 압력 이상에서는 상기 제2 유체압력 유출구를 폐쇄하고, 상기 제1 유체압력 유출구를 개방하도록 구성되고,
상기 제1 유체압력 유출구는 상기 반력 실린더에 구비되는 제1 유체압력 주입구와 연결되고,
상기 제2 유체압력 유출구는 상기 반력 실린더와 상기 타격 장치부의 피스톤 사이에 구비되는 제2 유체압력 주입구에 연결되어, 일정 압력 이하의 유체를 주입할 경우에는 상기 제2 유체압력 주입구로 주입되는 유체압력으로 상기 반력 실린더의 반력 피스톤을 후퇴 이동시키며, 특정 압력 이상의 유체를 주입할 경우에는 상기 제1 유체압력 주입구로 주입되는 유체압력으로 상기 반력 피스톤을 반력 실린더에서 전진 이동시키면서 상기 타격해머를 작동시켜서 확공하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제18항에 있어서,
외부로부터의 유체압력을 제공받아 상기 타격 장치부로 유체압력을 제어하여 주입하도록 구성되는 유체압력 분배 수단을 더 포함하며,
상기 유체압력 분배 수단은,
유체압력을 제공받는 유체압력 유입부가 하기 유체압력 분배 피스톤의 이동방향으로 형성되는 압력분배 블록;
상기 압력분배 블록에 슬라이딩 이동 가능하게 구비되며, 상기 유체압력 유입부로부터의 유체압력을 슬라이딩 이동방향으로 제공받는 유체압력 분배 피스톤;
상기 압력분배 블록에 구비되어 상기 유체압력 분배 피스톤을 일방향으로 이동시키는 탄성력을 인가하는 탄성 부재;
상기 압력분배 블록에 형성되어 상기 유체압력 분배 피스톤의 일방향 이동 거리 및 타방향 이동 거리를 제한하는 제1 스토퍼와 제2 스토퍼;
상기 유체압력 분배 피스톤에 형성되는 유체압력 연통 구멍;
상기 압력분배 블록에 형성되고, 상기 제1 스토퍼에 의한 일방향 이동 제한시 상기 유체압력 분배 피스톤의 유체압력 연통 구멍과 연통되며, 상기 반력 실린더의 제1 유체압력 주입구에 연결되는 제1 유체압력 유출구; 및
상기 압력분배 블록에 형성되고, 상기 제2 스토퍼에 의한 타방향 이동 제한시 상기 유체압력 분배 피스톤의 유체압력 연통 구멍과 연통되는 상기 제2 유체압력 유출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제19항에 있어서,
상기 제1 유체압력 주입구와 제2 유체압력 주입구 사이에 구비되는 피드백 유출구와 상기 유체압력 분배 피스톤의 하부에 형성되는 압력셀에 구비되는 피드백 주입구를 연결하여,
상기 타격해머의 반력 피스톤이 상기 제1 유체압력 주입구와 상기 피드백 유출구 사이에 있는 경우에는 상기 제1 유체압력 주입구로 주입된 유체가 상기 피드백 유출구로 유출되지 않도록 하고, 상기 타격해머의 반력 피스톤이 전진하여 상기 피드백 유출구와 상기 제2 유체압력 주입구 사이에 있는 경우에는 상기 제1 유체압력 주입구로 주입된 유체가 상기 피드백 유출구를 통해 상기 피드백 주입구로 유입되어 상기 유체압력 분배 피스톤을 이동시켜 상기 제1 유체압력 유출구를 차단하고 상기 제2 유체압력 유출구를 개방함으로써 상기 타격해머의 전진 동력을 차단하여 확공 깊이를 조절하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제19항에 있어서,
상기 제1 유체압력 주입구와 제2 유체압력 주입구 사이에 구비되는 피드백 유출구 및 상기 유체압력 분배 피스톤의 하부에 형성되는 압력셀에 구비되는 피드백 주입구를 포함하되,
상기 피드백 유출구와 피드백 주입구를 연결하여 상기 피드백 유출구에서 유출되는 유체압력이 공급될 수 있도록 하여, 확공에 따라 상기 반력 실린더의 반력 피스톤이 전진하여 상기 피드백 유출구를 지나는 시점에서 상기 제1 유체압력 주입구로 공급되는 유체압력이 상기 피드백 유출구를 통해 상기 피드백 주입구로 공급되어 상기 유체압력 분배 수단에 구성되는 유체압력 분배 피스톤을 이동시켜 상기 제1 유체압력 유출구를 차단함으로써 확공 작동이 멈추도록 하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제20항에 있어서,
상기 압력셀에 형성되는 배출구, 및 상기 배출구에 상시 개방되어 있다가 일정 이상의 제어압력이 공급되면 닫히는 제2 차단밸브를 더 포함하여,
상기 피드백 유출구와 피드백 주입구를 연결하는 배관을 상기 제2 차단밸브에 분기함으로써, 확공 시에는 상기 배출구가 개방되어 상기 압력셀에 불필요한 압력이 가해지는 것을 방지하고, 확공이 종료되어 상기 반력 피스톤이 상기 피드백 유출구를 지나는 시점에는 상기 피드백 유출구에서 공급되는 유체압력이 상기 제2 차단밸브를 제어하는 제어압력으로 작동하여 상기 제2 차단밸브를 닫음으로써, 상기 제1 유체압력 유출구를 차단하여 확공 동작이 멈추도록 하는 것을 특징으로 하는
확공 타격 장치.
◈청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

굴착 지반의 천공 하단부의 직경을 확장시키기 위한 확공말뚝 시공 방법으로서,
청구항 3 또는 청구항 4 에 따른 타격 장치부를 확공할 천공홀 하부에 위치시키는 제1 단계;
천공홀의 중심축을 중심으로 타격 장치부를 연속적 혹은 단속적으로 회전시키고, 타격 장치부의 반력 실린더와 타격해머에 압력유체를 공급하여 타격해머를 천공홀 내벽 방향으로 전진시키면서 압력유체에 의해 작동하는 타격해머의 타격으로 천공비트가 천공홀의 내벽을 분쇄하여 직경을 넓히는 제2 단계;
압력유체를 차단하여 반력 실린더를 되돌림으로써 타격해머를 천공홀 내벽에서 멀어지는 방향으로 후퇴시키는 제3 단계;
타격 장치부를 천공홀 외부로 이동하는 제4 단계; 및
천공홀에 주입재를 주입하는 제5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
확공말뚝 시공 방법.
◈청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제23항에 있어서,
상기 제1 단계 이전에, 상부의 연약한 지반에서 공벽 붕괴를 방지하기 위한 케이싱이 설치된 후 실행되고,
상기 제1 단계 및 제3 단계는 천공홀 내부에서 타격 장치부의 상하 이동을 위하여 압력유체를 차단하여 타격해머를 후퇴시켜 천공비트가 천공홀 내벽에 닿지 않은 상태에서 이루어지며,
상기 제4 단계와 제5 단계 사이에, 천공홀의 하부에 남아 있는 슬라임을 제거하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
확공말뚝 시공 방법.
◈청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제23항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 타격 장치부의 높이를 다르게 설정하면서 반복 실행되며,
상기 제2 단계에서 상기 확공 타격 장치의 단속적 회전은 타격해머를 후퇴시킨 상태에서 일정 각도 회전시킨 후 타격해머를 작동하여 천공비트가 천공홀 내벽을 확공하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는
확공말뚝 시공 방법.