KR102619382B1 - 확공 조절이 가능한 확공용 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 확공용 굴착 시스템에 관한 것으로서, 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부; 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부; 상기 쐐기형 굴착부에 일단이 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉; 상기 중심 봉을 회전시키도록 구성된 확공조절기구; 및 상기 중심 봉의 회전에 의하여, 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이의 구간 내에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는 확공부를 포함한다.

Description

확공 조절이 가능한 확공용 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법{Drilling Apparatus for Reaming Having Reaming Control Device, and Method Using the Same}

본 명세서에 개시된 기술은 굴착 시스템 및 굴착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴착과 동시에 확공도 동시에 가능하고 확공 조절이 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 관한 것이다.

기존의 굴착 시스템은 크게 회전식 굴착 시스템과 타격식 굴착 시스템을 포함한다.

먼저, 회전식 굴착 시스템은 대표적인 예로서 건설 현장에서 사용하는 천공기나 원유 시추를 위해 땅 속에 구멍을 뚫는 경우이다. 해당 기술은 스파이럴 형태의 굴착 날이 회전하는 동시에 땅 속에 삽입되고 해당 날 면을 따라 굴착 방향과 반대 방향으로 땅속 물질이 외부로 이송되는 특징이 있다. 그러나, 경우에 따라 굴착 물질이 산업용 폐기물, 방사능 물질 등 위험 물질에 해당할 경우 해당 기술의 특징인 땅속 물질의 외부 노출은 환경오염을 발생시킬 수 있으며, 작업자들에게 유해 물질 등의 노출이 불가피하다는 단점이 있다.

한편, 타격식 굴착 시스템은 대표적인 예로서 건설 현장이나 사용 종료 매립지 등의 땅 속에 구멍을 뚫는 경우이다. 해당 기술은 굴착기 등에 항타기(혹은 타공기)를 연결하여 한쪽 끝이 쐐기 형태인 봉의 다른 쪽 끝을 내려쳐서 땅을 뚫는 방식에 해당한다. 그러나 이러한 방식은 굴착된 구멍의 형상이 봉의 절단면(원형)과 동일한 형상을 갖는다는 한계가 있다. 경우에 따라서 굴착된 구멍의 형상이 3차원의 요철이 필요한 경우 해당 기술로는 해당 천공 형상을 형성할 수 없는 단점이 있다.

본 명세서에 개시된 기술은 기존에 존재하는 흙/자갈/매립지 등의 땅에 구멍을 뚫는 굴착 시스템과는 달리 굴착과 동시에 확공도 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술은 기존 굴착 시스템의 경우 굴착을 할 경우 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되는 문제점을 해결 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.

그리고, 본 명세서에 개시된 기술은 굴착된 구멍의 형상이 3차원의 요철이 필요한 경우 해당 천공 형상을 형성할 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술은 굴착 및 확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.

아울러, 본 명세서에 개시된 기술은 땅 속의 무른 정도에 상관없이 확공날의 확공 정도를 조절할 수 있는 기능이 있으며, 이로부터 굴착되는 땅 속의 구멍의 형상을 임의로 형태로 만들 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.

특히, 상하 2단 이상의 확공날을 구비할 경우 상하 모든 확공날이 동시에 같은 확공 크기로 확장되고 수축될 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.

본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상에 따른 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

앞서 설명한 예시적 과제들을 해결하기 위한 수단으로서 확공용 굴착 시스템을 제공하며, 이러한 확공용 굴착 시스템은, 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부; 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부; 상기 쐐기형 굴착부에 일단이 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉; 상기 중심 봉을 회전시키도록 구성된 확공조절기구; 및 상기 중심 봉의 회전에 의하여, 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1 위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2 위치 사이의 구간 내에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는 확공부를 포함한다.

상기 타격부는 복수의 개구부를 포함하는 케이스를 포함하고, 상기 확공부를 구성하는 복수의 확공날은 상기 복수의 개구부를 통해 이동가능하다.

상기 확공부는 상기 중심 봉과 나사 결합되도록 구성된 센터 너트를 포함하고, 상기 중심 봉의 회전에 따라 나사 결합된 상기 센터 너트가 상하 이동하게 되고 상기 센터 너트의 상하 이동은 상기 확공날의 반경방향으로의 제1, 2 이동을 야기하도록 구성된다.

상기 센터 너트는 일면에 형성된 한 쌍의 대각의 홈, 및 상기 대각의 홈을 따라 이동가능하고 상기 확공날과 결합되도록 구성된 핀을 포함한다.

상기 확공부는 상기 타격부의 길이방향으로 제1 단 확공부와 제2 단 확공부를 포함한다.

상기 제1 단 확공부와 상기 제2 단 확공부 각각을 구성하는 복수의 확공날은 상기 중심 봉의 축 방향에서 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배치된다.

상기 확공조절기구는, 외력에 의해 회전하도록 구성된 제1 기구; 및 상기 제1 기구에 인가되는 회전력을 상기 중심 봉의 회전을 위한 구동력으로 변환하도록 구성된 제2 기구를 포함한다.

상기 제1 및 제2 기구는 베벨기어를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 굴착 및 확공 동시 수행 방법은, 앞서 정의된 확공용 굴착 시스템을 준비하는 단계; 상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 타격부에 타격을 인가하는 단계; 상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시킨 후 굴착 및/또는 확공을 수행하는 단계; 및 상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 굴착과 확공 및 파이프 동시 매설 방법은, 앞서 정의된 확공용 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프 내부에 상기 굴착 시스템을 삽입하는 단계; 상기 파이프가 확공날의 상면에 위치하면 상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시켜, 상기 파이프가 상기 굴착 시스템 아래로 빠지지 않도록 하는 단계; 이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부를 가격하여 상기 굴착 시스템을 땅 속으로 삽입하여 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입하는 단계; 및 상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함한다.

이러한 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착과 동시에 확공도 가능하다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착된 구멍의 형상을 3차원의 요철 등으로 형성할 수 있으며, 특히, 땅 속의 무른 정도에 상관없이 확공날의 확공 정도를 조절할 수 있어, 이로부터 굴착되는 땅 속의 구멍의 형상을 임의로 형태로 만들 수 있다.

특히, 지하의 수직 방향으로 무른 정도가 변화하더라도 이에 상관없이 상하방향으로 동일한 크기의 확공이 가능하다.

아울러, 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있으며, 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.

한편, 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a 및 1b는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 대한 개념도로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 전체 시스템 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템의 전체 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 굴착 시스템의 분해 사시도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 타격부의 메인 케이스를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공부를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 확공부가 중심 봉에 설치된 상태를 나타내는 부분 분해도이다.
도 7은 도 5의 확공부 중 센터 너트를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 5의 확공부 중 확공날을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 5의 확공부 중 핀을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공조절기구을 나타낸 도면이다.
도 11a 및 11b는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템으로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 중심 봉의 위치를 나타내는 부분 확대도이다.

본 명세서에 개시된 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 명세서에 개시된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 명세서에 개시된 기술은 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "결합된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결 또는 결합될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 명세서에 개시된 기술의 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

본 명세서에서 기술되는 확공용 굴착 시스템의 기본 개념은, 도 1에 도시된 바와 같이, 쐐기형 굴착부에 일단이 결합되고 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉의 회전에 의하여, 확공부를 구성하는 확공날이 확공 상태로 펼쳐지거나(도 1b 참조) 원상태로 오므라들 수 있다(도 1a 참조)는 것이다.

이하, 본 명세서에 개시된 기술의 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.

굴착 시스템

본 실시예에 의한 확공용 굴착 시스템은 전체적으로 도 1에서와 같은 2단 확공날 시스템으로 이루어진다. 동일한 기술적 사상을 유지하며 1단 또는 다단으로의 변경 적용함은 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

도 1a 및 1b는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 대한 개념도로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 전체 시스템 상태를 나타내며, 도 2는 동 실시예에 따른 굴착 시스템의 전체 구성을 나타내고, 도 3은 도 2의 굴착 시스템의 분해도를 나타낸다.

이러한 2단 확공날 굴착 시스템은 설명의 편의상 크게 5개의 기능적 부분인, 타격부(100), 확공부(200), 중심부(300), 굴착부(400) 및 확공조절기구(500)로 구성된다. 각 부분 별 상세도는 도 4 이하에 도시된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 동 실시예에 의한 확공용 굴착 시스템은, 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부(400), 굴착부(400)에 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부(100), 굴착부(400)에 일단이 결합되고 타격부의 내부를 관통하는 중심 봉(300), 중심 봉을 회전시키도록 구성된 확공조절기구(500) 및 중심 봉(300)의 회전에 의하여, 타격부(100)의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1 위치와 타격부(100)의 외경과 동일한 제2 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는 확공부(200)를 포함한다.

먼저 도 4는 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 타격부(100)을 나타낸다. 동 도면에 도시된 타격부는 하나의 단을 예시적으로 도시하였지만, 상단과 하단의 2단이 연결되는 구조로도 구성될 수 있으며 이러한 단의 개수는 굴착 깊이 등에 의하여 조절될 수 있다.

타격부(100)는 외부 타공기(미도시)로부터 가해지는 힘을 직접적으로 받는 기능을 수행한다. 이는 예시적으로 실린더 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 내부는 중공형으로 이루어져 회전이 가능한 중심 봉(300)이 삽입되도록 구성된다. 중심 봉(300)은 쐐기형 굴착부(400)에 일단이 결합되고 타격부(100)의 길이방향으로 내부를 관통하도록 배치되며, 회전은 후술하는 확공조절기구(500)와의 기어 관계에 의하여 수행된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 타격부(100)는 복수의 개구부(120)가 형성된 케이스(110)로 구성되고, 후술하는 확공부(200)를 구성하는 복수의 확공날(210)은 이러한 복수의 개구부(120)를 통해 수평으로 이동가능하게 된다. 이러한 확공날(210)의 결과적인 수평이동을 통하여 타격부 반경방향의 외부로 확공날(210)이 펼쳐지고(제1 위치로서 ‘확공 위치’로 명명될 수 있음) 또한 반경방향 내부로 확공날(210)이 다시 회수되는(제2 위치로서 ‘굴착 위치’로 명명될 수 있음) 작동이 가능하게 된다(도 1 참조).

선택적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 타격부(100)는 상단부에 구멍(131)이 형성된 타격판(130)을 포함할 수 있으며, 그 아래에는 중심 봉(300)의 위치 및/또는 이동을 외부에서 관찰 가능하도록 구성된 슬릿(140)이 형성될 수도 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 쐐기형 굴착부(400)와 중심 봉(300)이 결합된 상태를 또한 나타낸다.

쐐기형 굴착부(400)는 굴착 대상물(가령, 지면)과 직접적으로 맞닿는 부위로서 굴착 진입의 용이성을 위해 쐐기 형상으로 구성된다.

중심 봉(300)은 예시적으로 세장형 실린더 형상으로 구성되며 일 선단은 쐐기형 굴착부(400)의 중심에 형성된 홈에 결합되어 확공용 굴착 시스템이 상하로 움직일 수 있도록 가이드 하는 역할을 한다. 중심 봉(300)은, 가령 굴착 상태에서는 슬릿(140)이 형성된 위치에서 돌출되지 않고 확공 상태에서는 슬릿(140)이 형성된 위치를 상회하여 돌출하도록 그 길이가 결정될 수도 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이 중심 봉(300)의 적어도 일부에는 나사산이 형성되어 있으며, 이러한 나사산은 확공조절기구(500)와 함께 작동가능하도록 형성되며 아울러 후술하는 확공부(200)의 센터 너트(220)과 함께 작동가능하도록 형성된다.

이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 의한 확공부(200)에 대해 설명한다.

확공부(200)는 타격부(100)의 케이스(110)에 형성된 개구부(120)와 구조적으로 매칭되도록 배열된다.

확공부(200)는 중심 봉(200)과 중심에서 서로 나사 결합되도록 구성된 센터 너트(220)와, 센터 너트(220)를 구조적으로 외부에서 감싸도록 형성된 확공날(210)(도 5, 6 참조), 및 이들 센터 너트(220)와 확공날(210)의 연동을 가능하게 하는 핀(230)으로 구성된다.

도 6, 7에 도시된 바와 같이, 센터 너트(220)는 전후면 각각에 형성된 한 쌍의 대칭형 대각의 가이드 홈(221)이 형성되어 있으며, 길이방향의 중심에는 중심 봉(200)과 나사 결합되도록 나사산(222)이 형성되어 있다.

도 5, 6, 8에 도시된 바와 같이, 확공날(210)은 센터 너트(220)를 구조적으로 감싸도록 형성되어 있다. 한편, 이러한 확공날(210)은 동 실시예에서는 상단인 제1 단에서는 0도 180도의 위치에 형성되고 하단인 제2 단에서는 90도 270도의 위치에 형성되어 제1 단 확공부와 제2 단 확공부 각각을 구성하는 복수의 확공날이 축 방향에서 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배치된다. 다만, 필요에 따라서는 각도와 개수, 그리고 확공부 형성 단수가 변경될 수 있음을 이해할 것이다.

확공날(210)과 센터 너트(220) 사이의 연동은 도 5, 6, 9에 도시된 바와 같은 핀(230)에 의하여 가능하며, 핀(230)은 센터 너트(220)의 전후면에 형성된 대각의 가이드 홈(221)을 따라 이동가능하고 확공날(210)과 고정 결합되도록 구성된다. 동 실시예에서는 실린더 형상의 핀(230)으로 설명하였지만 이 또한 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 이해할 것이다.

이러한 연동은, 확공조절기구(500)에 의해 중심 봉(300)이 회전함에 따라 서로 나사 결합된 센터 너트(220)가 상하 이동하게 되고, 센터 너트(220)의 상하 이동은, 센터 너트(220)에 형성된 대각의 가이드 홈(221)을 따라 이동가능하고 확공날(210)과 고정 결합된 핀(230)의 대각방향 이동에 의해 확공날(210)을 반경방향으로 이동시키게 된다.

확공조절기구(500)는 확공날(210)의 확공 정도, 즉 확공날이 펼쳐지고 오므려지는 제1, 2위치를 결정하도록 중심 봉(300)을 회전시키는 기능을 한다. 한편, 도 10에는 타격부(100)의 타격판(130) 하부에 확공조절기구(500)가 설치되는 구성으로 도시하였으나 중심 봉(300)을 회전시킬 수 있는 한 이러한 설치위치 및 조절메커니즘은 충분히 변경가능하다.

이러한 확공조절기구(500)는 외력에 의해 회전하도록 구성된 제1 기구(510)와, 제1 기구에 인가되는 회전력을 중심 봉(300)의 회전을 위한 구동력으로 변환하도록 구성된 제2 기구(520)를 포함한다.

도 10에서와 같이, 예시적으로, 제1, 2 기구는 베벨기어를 포함할 수 있다. 제2 기구(520)와 중심 봉(300)은 일체형으로 구성될 수 있다. 따라서, 제1 기구(510)가 회전하면 제2 기구(520) 외주 면으로 회전력이 전달되고 이에 따라 제2 기구(520)와 결합 형성된 중심 봉(300)이 회전하게 된다.

굴착 시스템 작동 방법

① 확공 전 굴착 작동

앞서 설명한 본 실시예에 의한 굴착 시스템에 있어서, 확공조절기구(500)를 조절하여 확공날(210)이 완전히 오므림 된 위치인 굴착위치(제2위치)에 고정되도록 한다. 따라서 확공 전 타격부(100)의 직경과 동일한 직경으로 굴착 시에는 타격부(100)를 타격하여, 타격부(100)와 중심 봉(300)이 함께 이동하도록 하여 둘 사이의 상대이동이 발생되지 않도록 한다(도 1 (a) 참조).

② 확공날 펼침/오므림 작동

굴착 후 확공(또는 동시 작동)을 할 때는 확공조절기구(500)에 의하여 먼저 확공부(200)의 확공날이 반경방향으로 돌출 이동하도록 하여야 한다.

가령, 땅 속에 구멍을 뚫는 중에 땅을 확공할 경우, 굴착기 상부에 있는 확공조절기구를 작동시켜 중심 봉을 회전시키고 센터 너트를 상하이동시켜 결과적으로 확공날을 펼쳐야 한다. 결과적으로 굴착기 상단에 위치한 확공조절기구의 회전 방향 및 중심 봉의 회전 방향에 따라 확공날을 펼치거나 오므릴 수 있는 제어가 가능하다.

③ 확공/굴착과 동시에 파이프 삽입 작동

한편, 본 실시예의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있으며, 이로 인하여 땅 속에 있는 가스상 물질을 파이프를 통한 즉각적인 수거가 가능하여 이들 가스가 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.

먼저, 확공용 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프(P) 내부에 시스템을 삽입한다. 이 때 파이프(P)가 상부 확공날(210)의 윗면에 위치하면 확공조절기구(500)를 약간 회전시켜 파이프가 굴착 시스템 아래로 빠지지 않도록 한다.

이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부(100)의 상판인 타격판(130)을 가격할 경우 확공용 굴착 시스템은 땅 속으로 삽입되고 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입할 수 있게 된다. 이와 같이 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있게 된다.

④ 확공날 회수 작동

굴착 및 확공 후 확공용 시스템을 땅 밖으로 다시 위치시킬 때 확공날은 확장 이전의 위치로 회수되어야 한다. 이를 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 확공조절기구(500)를 확공시의 회전방향과 반대방향으로 회전 및 고정시켜야 한다.

이러한 확공날 회수 동작에 의하여 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되는 문제점을 해결할 수 있다.

이상, 본 명세서에 개시된 기술을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.

100 타격부
200 확공부
210 확공날
220 센터 너트
230 핀
300 중심 봉
400 쐐기형 굴착부
500 확공조절기구

Claims (10)

1. 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부;
   굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부;
   상기 쐐기형 굴착부에 일단이 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉;
   상기 중심 봉을 회전시키도록 구성된 확공조절기구; 및
   상기 중심 봉의 회전에 의하여, 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이의 구간 내에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는 확공부를 포함하고,
   상기 확공부는 상기 중심 봉과 나사 결합되도록 구성된 센터 너트를 포함하고, 상기 중심 봉의 회전에 따라 나사 결합된 상기 센터 너트가 상하 이동하게 되고 상기 센터 너트의 상하 이동은 상기 확공날의 반경방향으로의 제1, 2 이동을 야기하는,
   확공용 굴착 시스템.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 타격부는 복수의 개구부를 포함하는 케이스를 포함하고,
   상기 확공부를 구성하는 복수의 확공날은 상기 복수의 개구부를 통해 이동가능한,
   확공용 굴착 시스템.
   
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4. 제1 항에 있어서,
   상기 센터 너트는 일면에 형성된 한 쌍의 대각의 가이드 홈, 및 상기 대각의 가이드 홈을 따라 이동가능하고 상기 확공날과 고정 결합되도록 구성된 핀을 포함하는,
   확공용 굴착 시스템.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 확공부는 상기 타격부의 길이방향으로 제1 단 확공부와 제2 단 확공부를 포함하는,
   확공용 굴착 시스템.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 단 확공부와 상기 제2 단 확공부 각각을 구성하는 복수의 확공날은 상기 중심 봉의 축 방향에서 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배치되는, 확공용 굴착 시스템.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 확공조절기구는,
   외력에 의해 회전하도록 구성된 제1 기구; 및
   상기 제1 기구에 인가되는 회전력을 상기 중심 봉의 회전을 위한 구동력으로 변환하도록 구성된 제2 기구를 포함하는,
   확공용 굴착 시스템.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 기구는 베벨기어를 포함하고,
   상기 제2 기구는, 상기 제1 기구의 회전력을 전달받도록 구성된 외주면과, 상기 중심 봉과 결합되어 회전 시 중심 봉에 회전력을 전달하도록 구성된,
   확공용 굴착 시스템.
   
9. 굴착 및 확공 수행 방법으로서,
   제1 항, 제2 항, 제4 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 의한 확공용 굴착 시스템을 준비하는 단계;
   상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 타격부에 타격을 인가하는 단계;
   상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시킨 후 굴착 및/또는 확공을 수행하는 단계; 및
   상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함하는,
   굴착 및 확공 수행 방법.
   
10. 굴착과 확공 및 파이프 매설 방법으로서,
    제1 항, 제2 항, 제4 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 의한 확공용 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프 내부에 상기 굴착 시스템을 삽입하는 단계;
    상기 파이프가 확공날의 상면에 위치하면 상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시켜, 상기 파이프가 상기 굴착 시스템 아래로 빠지지 않도록 하는 단계;
    이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부를 가격하여 상기 굴착 시스템을 땅 속으로 삽입하여 확공/굴착과 함께 파이프를 삽입하는 단계; 및
    상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함하는,
    굴착과 확공 및 파이프 매설 방법.