KR102668353B1 - 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기에 관한 것으로서, 항타기 차량(10)의 전방측에 결합된 상태에서 후방측으로 비스듬하게 배치되는 한쌍의 백스테이(21)에 의하여 수직 방향으로 지지되는 리더(20)와; 리더(20)를 따라 승강되는 것으로 스크류(31)를 회전시키기 위한 스크류오거(30)와; 스크류오거(30) 하부측에서 리더(20)를 따라 승강되는 것으로서 스크류(31)를 내장한 케이싱(41)을 스크류(31)와 반대 방향으로 회전시키는 케이싱오거(40)와; 리더(20)에 수직 방향으로 지지되는 가이드레일(50)에 가이드되는 것으로서 지반 천공에 근입된 파일(P)을 타격하기 위한 햄머(60)와; 가이드레일(50)에 가이드된 것으로서, 파일(P)의 선단에 씌어져 상기 햄머(60)에 의하여 타격될 때 파일(P)로 충격을 전달함과 동시에 파일(P)이 중력방향과 일치하도록 위치정렬시키는 햄머캡(70);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기{Pile driver}
본 발명은 지반강화를 위하여 지반을 천공하고 지반 천공에 파일을 근입하는 항타기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지반 환경에 관계없이 중력방향(수직방향)으로 정확히 천공할 수 있고 지반 천공에 근입된 파일을 항타하는 과정에서 중력방향으로 위치정렬될 수 있도록 하는, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기에 관한 것이다.
일반적으로 건물, 교량 등의 구조물을 시공할 때 지반이 연약지반인 경우, 구조물을 지지하기 위한 지지력을 확보하기 위해 연약지반을 보강하여야 하며, 이를 위한 공법중 대표적으로 SDA(Separated Doughnut Auger) 공법이 있다.
SDA 공법이란, 상호 역회전하는 케이싱과 스크류를 이용하여 지반을 천공하고, 천공에 시멘트밀크를 주입한 후 고강도 콘크리트 파일은 근입하고, 이후 케이싱을 지반으로부터 이탈시킨 후 파일과 천공 사이를 시멘트 밀크를 충전함으로서 수행된다. 이러한 SDA 공법은, 시공후 파일의 선단지지력을 확보할 수 있고, 배토된 파편 확인으로 지지층 확인이 가능하고, 케이싱 내에 스크류를 장착하여 2 중 굴진함으로써 소음, 진동으로 인한 민원의 발생을 방지할 수 있다라는 장점이 있다.
한편, SDA 공법을 수행하는 항타기는 크기가 매우 크고 100 여톤 이상의 고중량물이기 때문에, 분해된 상태로 현장으로 이동하고 이후 조립되어 사용된다. 이러한 항타기는, 항타기 차량의 전방측 브라켓 및 한쌍의 백스테이에 의하여 수직 방향으로 지지되는 리더와, 리더에 승강되는 스크류오거 및 케이싱오거, 스크류오거에 결합되는 스크류, 케이싱오거에 결합되는 케이싱등을 포함된다.
그런데, 항타기가 설치되는 현장은 시공면 정지작업을 함에도 불구하고, 고중량물인 항타기를 운영하는 과정에서 리더가 수직방향에서 틀어지거나, 또는 조립과정에서 리더가 정확히 수직방향으로 세팅되지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 특히, 작업 현장이 경사진 지역일 경우, 리더를 수직방향으로 정확히 세팅하는 것이 용이하지 않는 경우가 많았다. 이 경우, 케이싱의 배치각도가 잘못 세팅됨으로써 지반 천공이 수직방향에서 틀어지게 되고, 지반 천공에 근입되는 파일 역시 수직방향에서 벗어나게 시공되어 결국 파일은 충분한 선단지지력을 확보할 수 없게 되었다라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 지반이 고르지 않은 환경에서도 중력방향과 일치하도록 지반을 정확히 천공할 수 있고, 지반 천공에 근입된 파일이 중력방향에서 어긋나더라도 항타 과정에서 중력방향으로 정확히 위치정렬될 수 있도록 할 수 있는, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기는, 항타기 차량(10)의 전방측에 결합된 상태에서 후방측으로 비스듬하게 배치되는 한쌍의 백스테이(21)에 의하여 수직 방향으로 지지되는 리더(20); 상기 리더(20)를 따라 승강되는 것으로 상기 스크류(31)를 회전시키기 위한 스크류오거(30); 상기 스크류오거(30) 하부측에서 상기 리더(20)를 따라 승강되는 것으로서 상기 스크류(31)를 내장한 케이싱(41)을 상기 스크류(31)와 반대 방향으로 회전시키는 케이싱오거(40); 상기 리더(20)에 수직 방향으로 지지되는 가이드레일(50)에 가이드되는 것으로서 지반 천공에 근입된 파일(P)을 타격하기 위한 햄머(60); 및 상기 가이드레일(50)에 가이드된 것으로서, 상기 파일(P)의 선단에 씌어져 상기 햄머(60)에 의하여 타격될 때 상기 파일(P)로 충격을 전달함과 동시에 상기 파일(P)이 중력방향과 일치하도록 위치정렬시키는 햄머캡(70);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 햄머캡(70)은, 상기 가이드레일(50)에 슬라이더(71a)에 의하여 승강 가능하게 가이드되는 것으로서 하부측으로 개구된 메인캡(71)과, 상기 메인캡(71)에 내장되는 것으로서 하부측으로 개구되어 상기 파일(P)의 두부가 끼어지는 서브캡(72)과, 상기 메인캡(71)의 내측 천청에 형성되는 것으로서 하방으로 좁아지는 원뿔 형태의 위치가이드돌부(74)와, 서브캡(72)의 상단에 형성되어 위치가이드돌부(74)에 치합되는 위치가이드홈(75)을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 리더(20)에 설치된 것으로서 중력방향을 기준으로 상기 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 기울기 감지부(80);를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 기울기 감지부(80)는, 상기 리더(20) 상부 측면에 고정된 것으로서 와이어(W)를 권회하거나 풀어내리는 윈치모터(81)가 내장된 박스브라켓(82)과, 상기 박스브라켓(82) 하부 측면의 리더(20)에 고정된 선반브라켓(83)과, 상기 박스브라켓(82)에서 공급되는 와이어(W)에 지지되어 상기 선반브라켓(83)의 상부면에 이격되게 위치되는 추(84)와, 상기 추(84)의 선단에 내장되어 자력을 발생하는 자석(85)과, 상기 선반브라켓(83)의 표면에 설치되는 것으로서 상기 자석(85)에서 발생되는 자력을 감지함으로써 중력방향을 기준으로 방사방향으로 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기신호를 발생하는 센서플레이트(86)를 포함한다.
본 발명에 있어서. 상기 센서플레이트(86)는, 상기 추(84)에 설치된 상기 자석(85)에서 발생된 자력을 독립적으로 센싱하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 다수의 자력센서(86a)를 가로 및 세로 방향으로 메트릭스 형태로 배치되어 구현된다.
본 발명에 있어서, 상기 기울기 감지부(80)에서 발생된 기울기 신호에 연동되어 상기 백스테이(21)의 길이를 가변함으로써 상기 리더(20)의 수직 위치를 보정 제어하는 수직위치 제어부(90);를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 리더(20)에 설치되어 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 기울기 감지부(80) 및 기울기 감지부(80)에서 발생된 기울기 신호에 연동되어 백스테이(21)의 길이를 가변함으로써 리더(20)의 수직 위치를 보정 제어하는 수직위치 제어부(90)를 포함함으로서, 리더(20)가 수직방향에서 틀어지게 세팅되거나, 햄머 타격 과정이 반복됨에 따라 초기 세팅된 리더(20)의 수직 위치가 틀어지게 되더라도, 백스테이(21)의 길이가 자동으로 가변되면서 리더(20)가 언제나 중력방향과 일치하도록 위치 정렬할 수 있으며, 이에 따라 정확히 중력방향과 일치하는 고품질의 지반 천공을 가능하게 할 수 있다.
또한 천정에 원뿔 형태의 위치가이드돌부(74)가 형성된 메인캡(71) 및 위치가이드돌부(74)가 치합되는 위치가이드홈(75)이 형성된 서브캡(72)으로 구성되는 햄머캡(70)을 포함함으로써, 지반 천공보다 작은 직경의 파일(P)이 중력방향에서 벗어나게 위치되더라도 햄머(60) 타격과정에서 파일(P)은 정확히 중력방향으로 위치정렬될 수 있고, 이에 따라 파일(P)은 충분한 선단지지력을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 리더의 타측에 가이드레일, 햄머 및 햄머캡이 설치된 것을 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2의 가이드레일에 가이드되는 햄머 및 햄머캡을 발췌하여 도시한 도면,
도 4는 도 3의 햄머캡의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 5는 도 4의 햄머캡이 파일 위치를 수직 방향으로 보정하는 것을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 1의 리더에 설치되는 기울기 감지부 및 수직위치 제어부를 발췌하여 도시한 도면,
도 7은 도 6의 기울기 감지부신호 발생부의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 7의 센서플레이트를 발췌하여 구성을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정 되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 리더의 타측에 가이드레일, 햄머 및 햄머캡이 설치된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직 천공 및 파일 근입 기능이 강화된 항타기는, 항타기 차량(10)의 전방측에 결합된 상태에서 후방측으로 비스듬하게 배치되는 한쌍의 백스테이(21)에 의하여 수직 방향으로 지지되는 리더(20)와; 리더(20)를 따라 승강되는 것으로 스크류(31)를 회전시키기 위한 스크류오거(30)와; 스크류오거(30) 하부측에서 리더(20)를 따라 승강되는 것으로서 스크류(31)를 내장한 케이싱(41)을 스크류(31)와 반대 방향으로 회전시키는 케이싱오거(40)와; 리더(20)에 수직 방향으로 지지되는 가이드레일(50)에 가이드되는 것으로서 지반 천공에 근입된 파일(P)을 타격하기 위한 햄머(60)와; 가이드레일(50)에 가이드된 것으로서, 파일(P)의 선단에 씌어져 상기 햄머(60)에 의하여 타격될 때 상기 파일(P)로 충격을 전달함과 동시에 상기 파일(P)이 중력방향과 일치하도록 위치정렬시키는 햄머캡(70);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
항타기 차량(10)은 파일공사를 위한 메인장비로서 케이블드럼, 아웃리거, 프론트장치, 조작용 유압장치, 안정도를 높이기 위한 카운터 웨이트, 동력을 전달하기 위한 발전기 등을 갖추고 있다.
리더(20)는 상부가 한쌍의 백스테이(21)로 지지되고, 하부가 리더브래킷(미도시)에 의하여 항타기 차량(10) 전방측에 결합되는 3점 지지 형식으로 지지된다. 리더(20)의 상단에는 항타기 차량(10)의 케이블드럼으로부터 풀어지거나 감겨지는 다수의 케이블이 걸어지는 다수의 펜던트 활차를 가지는 탑시브(22)가 설치된다. 펜던트 활차에 걸어지는 케이블은 스크류오거(30) 및 케이싱오거(40)를 승강시키고, 햄머(60)가 드롭 운동되도록 한다.
백스테이(21) 각각에는 리더(20)와 연결되는 유압실린더를 포함한다. 유압실린더는 출몰되는 실린더로드를 가지며, 실린더로드의 출몰 길이를 가변함으로서 백스테이(21) 전체 길이를 가변할 수 있으며 이에 따라 리더(20)의 수직 기울기를 가변할 수 있다.
스크류오거(30)는 항타기 차량(10)의 케이블드럼에 감기거나 풀어지는 케이블에 메달려 리더(20)를 따라 승강되는 것으로서, 스크류(31)를 착탈 가능하게 결합하는 아답터(미도시) 및 모터(미도시)를 포함한다. 스크류오거(30)는 발전기를 통하여 공급받는 전원에 의하여 모터를 가동하여 스크류(31)를 시계방향으로 회전시키면서 지반을 굴착한다. 스크류오거(30)는 출력에 따라 80HP, 100HP, SUPER 100HP, 120HP, 150HP 등과 같이 통용 분류되고 있다.
스크류(31)는 천공작업 중 슬라임의 원활한 배토를 위하여 나선형으로 되어 있으며 하단에는 천공비트가 결합된다.
케이싱오거(40)는 스크류오거(30) 하부측 리더에 지지되며, 항타기 차량(10)의 케이블드럼에 감기거나 풀러지는 케이블에 메달려 리더(20)를 따라 승강되는 것으로서, 강관 케이싱(41)을 착탈 가능하게 결합하는 스커트(미도시) 및 모터(미도시)를 포함한다. 케이싱오거(40)는 발전기를 통하여 공급받는 전원에 의하여 모터를 가동하여 스크류(31)와 반대 방향으로 케이싱(41)을 회전시키면서 지반을 굴진하면서 천공하고, 굴진시 슬라임의 배토가 용이하도록 한다. 케이싱오거(40)는 출력에 따라 80HP, 100HP, SUPER 100HP, 120HP, 150HP 등과 같이 통용 분류되고 있다.
케이싱(41)은 내부에 역회전하는 스크류(31)가 내장되도록 하고, 천공시 지반이 붕괴되지 않도록 한다. 케이싱(41)의 하단에는 링비트를 부착하여 원활한 굴진이 되도록 한다.
상기 리더(20)에 승강되는 스크류오거(30) 및 케이싱오거(40)는 일반적인 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 도 2의 가이드레일에 가이드되는 햄머 및 햄머캡을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 햄머캡의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 도 4의 햄머캡이 파일 위치를 수직 방향으로 보정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
가이드레일(50)은 스크류오거(30) 및 케이싱오거(40) 측부에서 리더(20)에 설치되어 햄머(60) 및 햄머캡(70)을 수직 방향으로 가이드한다. 가이드레일(50)은 스크류오거(30) 및 케이싱오거(40)의 동작이 방해받지 않는 리더(20)의 타측면에 설치되며, 이에 따라 햄머(60) 및 햄머캡(70)의 동작이 방해받지 않게 된다.
햄머(60)는 탑시브(21)의 펜던트 활차를 경유하는 케이블(C)과 연결되어 케이싱(41)에 의하여 형성된 지반 천공에 근입된 파일(P)을 항타한다. 햄머(60)는 기다란 원통 형태를 이루며 2~3톤에서 6~7톤 등 크기에 따라 다양한 중량을 가진다. 햄머(60)는 케이블드럼으로부터 연장된 케이블(C)에 의하여 가이드레일(50)을 따라 상승한 상태에서 자연 낙하되어 햄머캡(70)을 가격하며, 낙하 고도는 2m 이하로 관리하는 것이 바람직하다.
햄머캡(70)은 햄머(60)에 의하여 타격될 때 파일(P)로 충격을 전달할 때 파일의 두부를 보호하고, 햄머(60)의 타격력을 파일에 균등하게 전달하며, 더 나아가 상대적으로 내직경이 큰 지반 천공에 근입된 파일(P)이 중력방향에서 벗어날 때 중력방향을 향하도록 위치 정렬시킨다. 즉, 햄머캡(70)은 상대적으로 큰 내직경의 지반 천공에 근입된 파일이 중력방향에서 벗어나게 되더라도, 항타 과정에서 파일(P)이 중력방향을 향하도록 위치정렬시키는 것이다.
이를 위하여, 햄머캡(70)은, 가이드레일(50)에 슬라이더(71a)에 의하여 승강 가능하게 가이드되는 것으로서 하부측으로 개구된 메인캡(71)과, 메인캡(71)에 내장되는 것으로서 하부측으로 개구되어 파일(P)의 두부가 끼어지는 서브캡(72)과, 메인캡(71)의 하단에 형성되어 서브캡(72)이 이탈되지 않도록 걸어지는 이탈방지단(73)과, 메인캡(71)의 내측 천청에 형성되는 것으로서 하방으로 좁아지는 원뿔 형태의 위치가이드돌부(74)와, 서브캡(72)의 상단에 형성되어 위치가이드돌부(74)에 치합되는 위치가이드홈(75)을 포함한다.
메인캡(71)의 내측 천청에 형성되는 것으로서 하방으로 갈수록 좁아지는 위치가이드돌부(74)와, 서브캡(72)의 상단에 형성되어 위치가이드돌부(74)에 치합되는 위치가이드홈(75)을 포함한다.
파일(P)은 메인캡(71)을 통하여 서브캡(72)에 끼어진다. 이때 파일(P)의 두부에는 햄머캡(70)을 통하여 인가되는 충격에 의하여 파일(P)의 두부가 파손되지 않도록 압축판이 배치된다.
서브캡(72)의 하단에는 상부측으로 갈수록 좁아지는 가이드경사링(72a)이 형성된다. 가이드경사링(72a)은 메인캡(71)으로 유입되는 파일(P)이 서브캡(72)으로 정확하게 끼어질 수 있도록 가이드한다.
위치가이드돌부(74)는 하방으로 갈수록 좁아지는 형태이고, 위치가이드홈(75)은 위치가이드돌부(74)에 완전히 치합되는 형태이므로, 위치가이드돌부(74)가 위치가이드홈(75)에 치합될 때 메인캡(71)과 서브캡(72)의 중심축은 수직 방향으로 상호 일치한다.
이를 좀더 상세히 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 지반 천공에 비스듬하게 위치될 경우, 파일(P) 두부에 덮여진 서브캡(72)의 위치가이드홈(75)에 메인캡(71)에 형성된 위치가이드돌부(74)가 불완전하게 치합된다. 이러한 상태에서 햄머(60)가 햄머캡(70)을 타격하면, 위치가이드돌부(75)가 위치가이드홈(74)에 치합되게 끼어지면서 파일(P)이 중력 방향으로 위치정렬될 수 있도록 한다.
도 6은 도 1의 리더에 설치되는 기울기 감지부 및 수직위치 제어부를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 기울기 감지부신호 발생부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 센서플레이트를 발췌하여 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 항타기는, 리더(20)에 설치된 것으로서 중력방향을 기준으로 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 기울기 감지부(80)와; 기울기 감지부(80)에서 발생된 기울기 신호에 연동되어 백스테이(21)의 길이를 가변함으로써 리더(20)의 수직 위치를 보정 제어하는 수직위치 제어부(90);를 더 포함한다.
기울기 감지부(80)는 중력방향을 기준으로 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기 신호를 발생한다. 기울기 감지부(80)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 리더(20) 상부 측면에 고정된 것으로서 와이어(W)를 권회하거나 풀어내리는 윈치모터(81)가 내장된 박스브라켓(82)과, 박스브라켓(82) 하부 측면의 리더(20)에 고정된 선반브라켓(83)과, 박스브라켓(82)에서 공급되는 와이어(W)에 지지되어 선반브라켓(83)의 상부면에 이격되게 위치되는 추(84)와, 추(84)의 선단에 내장되어 자력을 발생하는 자석(85)과, 선반브라켓(83)의 표면에 설치되는 것으로서 자석(85)에서 발생되는 자력을 감지함으로써 중력방향을 기준으로 방사방향으로 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기신호를 발생하는 센서플레이트(86)를 포함한다.
윈치모터(81)는 와이어(W)를 풀거나 권회함으로써 추(84)를 선반브라켓(83) 상부면측으로 늘어지게 하거나 박스브라켓(82) 측으로 당겨지게 한다.
박스브라켓(82) 및 선반브라켓(83)은 리더(20)의 상부측면 및 하부측면은 중력방향을 기준으로 정확히 일치하도록 위치되게 설치되며, 이에 따라 추가(84)가 늘어질 때 선반브라켓(83)의 상부면 중앙에 위치된다.
박스브라켓(82)의 저면에는, 윈치모터(81)에 의하여 와이어(W)가 완전히 권회될 때 추(84)가 수용되는 있는 브라켓수용홈(82a)이 형성된다. 브라켓수용홈(82a)에 의하여, 항타기 차량(10)으로부터 리더(20)를 분해하여 이동하거나 보관시에도 추(84)는 브라켓수용홈(82a)에 항상 안전하게 보관될 수 있다.
센서플레이트(86)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 추(84)에 설치된 자석(85)에서 발생된 자력을 독립적으로 센싱하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 다수의 자력센서(86a)를 가로 및 세로 방향으로 메트릭스 형태로 배치되어 구현된다. 센서플레이트(86)에 배치된 각각의 자력센서(86a)는 그 상부에 추(84)가 위치될 때 자석(85)의 자력을 감지하여 추(84)의 위치를 알아내며, 이러한 방식에 의하여 특정 자력센서에서 발생되는 신호는 리더(20)의 기울기를 의미하는 기울기 신호가 되는 것이다.
이를 좀더 상세히 설명하면, 애초 기울기 감지부(80)를 리더(20)의 측면에 설치할 때, 리더(20)가 중력방향과 정확히 일치된 상태에서 추(84)가 행이 0 이고 열이 0 인 위치에 있는 센서(0,0)의 상부측에 위치되도록 세팅된다. 즉, 기울기 감지부(80)는 리더(20)가 중력방향과 정확히 일치되었을 때, 추(84)가 센서플레이트(86)의 센터에 위치되도록 세팅되게 설치하는 것이다.
이 상태에서, 항타기를 조립하는 과정에서 리더(20)의 세팅이 정확하지 않아 리더(20)가 중력방향에서 벗어나거나, 항타 과정이 반복됨으로서 리더(20)의 초기 중력방향 세팅값이 변화될 때, 추(84)는 센터센서(0,0)에서 벗어나게 된다. 예를 들면, 추(84)가 행이 2 이고 열이 3인 센서(3,2)에 위치될 때, 센서(3,2)에서 대응되는 신호가 기울기 신호가 되는 것이고, 이러한 기울기 신호는 수직위치 제어부(90)로 전송되는 것이다.
박스브라켓(82) 및 센서플레이트(86) 사이의 간격은 최소한 2m 이상이다. 이에 따라, 수십미터 이상의 리더(20)가 미세하게 기울어질 때, 센서플레이트(86) 상에서 추(84)의 위치 변화를 감지할 수 있고, 이에 따라 리더(20)의 미세한 기울기까지 정확히 감지할 수 있는 것이다. 만약, 박스브라켓(82)과 선반브라켓(83) 사이 간격이 50cm 이내일 경우, 리더(20)가 심하게 기울어져야 선반브라켓(83) 상에서 추(84)의 움직임 변화를 알 있고, 이는 리더(20)의 미세한 기울임을 감지할 수 없다라는 것을 의미한다.
수직위치 제어부(90)는 기울기 감지부(80)로부터 전송된 기울기 신호에 연동되어 각각의 백스테이(21)의 유압실린더로 유입되는 오일량을 제어 함으로써 리더(20)의 수직 기울기를 미세하게 보정한다. 예를 들면, 상기 센서(3,2)에서 기울기 신호가 전송되면, 수직위치 제어부(90)는 한쌍의 백스테이(21)를 구성하는 각각의 유압실린더로 유압을 출입시켜 추(84)가 센서(0,0)의 상부에 위치되도록 리더(20)의 기울기를 위치 정렬하는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 리더(20)에 설치되어 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 기울기 감지부(80) 및 기울기 감지부(80)에서 발생된 기울기 신호에 연동되어 백스테이(21)의 길이를 가변하여 리더(20)의 수직 위치를 보정 제어하는 수직위치 제어부(90)를 포함함으로서, 리더(20)가 수직방향에서 틀어지게 세팅되거나, 햄머 타격 과정이 반복됨에 따라 초기 세팅된 리더(20)의 수직 위치가 틀어지게 되더라도, 백스테이(21)의 길이가 자동으로 가변되면서 리더(20)가 언제나 중력방향과 일치하도록 위치 정렬할 수 있으며, 이에 따라 정확히 중력방향과 일치하는 고품질의 지반 천공을 가능하게 할 수 있다.
또한 천정에 원뿔 형태의 위치가이드돌부(74)가 형성된 메인캡(71) 및 위치가이드돌부(74)가 치합되는 위치가이드홈(75)이 형성된 서브캡(72)으로 구성되는 햄머캡(70)을 포함함으로써, 지반 천공보다 작은 직경의 파일(P)이 중력방향에서 벗어나게 위치되더라도 햄머(60) 타격과정에서 파일(P)은 정확히 중력방향으로 위치정렬될 수 있고, 이에 따라 파일(P)은 충분한 선단지지력을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
P ... 파일 C ... 케이블
10 ... 항타기 차량 20 ... 리더
21 ... 백스테이 21a ... 실린더로드
22 ... 탑시브 30 ... 스크류오거
31 ... 스크류 40 ... 케이싱오거
41 ... 케이싱 50 ... 가이드레일
60 ... 햄머 70 ... 햄머캡
71 ... 메인캡 71a ... 슬라이더
72 ... 서브캡 72a ... 가이드경사링
73 ... 이탈방지단 74 ... 위치가이드돌부
75 ... 위치가이드홈 80 ... 기울기 감지부
81 ... 윈치모터 82 ... 박스브라켓
82a ... 브라켓수용홈 83 ... 선반브라켓
84 ... 추 85 ... 자석
86 ... 센서플레이트 86a ... 자력센서
90 ... 수직위치 제어부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 항타기 차량(10)의 전방측에 결합된 상태에서 후방측으로 비스듬하게 배치되는 한쌍의 백스테이(21)에 의하여 수직 방향으로 지지되는 리더(20);
    상기 리더(20)를 따라 승강되는 것으로 스크류(31)를 회전시키기 위한 스크류오거(30);
    상기 스크류오거(30) 하부측에서 상기 리더(20)를 따라 승강되는 것으로서 상기 스크류(31)를 내장한 케이싱(41)을 상기 스크류(31)와 반대 방향으로 회전시키는 케이싱오거(40);
    상기 리더(20)에 수직 방향으로 지지되는 가이드레일(50)에 가이드되는 것으로서 지반 천공에 근입된 파일(P)을 타격하기 위한 햄머(60); 및
    상기 가이드레일(50)에 가이드된 것으로서, 상기 파일(P)의 선단에 씌어져 상기 햄머(60)에 의하여 타격될 때 상기 파일(P)로 충격을 전달함과 동시에 상기 파일(P)이 중력방향과 일치하도록 위치정렬시키는 햄머캡(70);을 포함하고,
    상기 햄머캡(70)은, 상기 가이드레일(50)에 슬라이더(71a)에 의하여 승강 가능하게 가이드되는 것으로서 하부측으로 개구된 메인캡(71)과, 상기 메인캡(71)에 내장되는 것으로서 하부측으로 개구되어 상기 파일(P)의 두부가 끼어지는 서브캡(72)과, 상기 메인캡(71)의 내측 천청에 형성되는 것으로서 하방으로 좁아지는 원뿔 형태의 위치가이드돌부(74)와, 서브캡(72)의 상단에 형성되어 위치가이드돌부(74)에 치합되는 위치가이드홈(75)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기.
  3. 삭제
  4. 항타기 차량(10)의 전방측에 결합된 상태에서 후방측으로 비스듬하게 배치되는 한쌍의 백스테이(21)에 의하여 수직 방향으로 지지되는 리더(20);
    상기 리더(20)를 따라 승강되는 것으로 스크류(31)를 회전시키기 위한 스크류오거(30);
    상기 스크류오거(30) 하부측에서 상기 리더(20)를 따라 승강되는 것으로서 상기 스크류(31)를 내장한 케이싱(41)을 상기 스크류(31)와 반대 방향으로 회전시키는 케이싱오거(40);
    상기 리더(20)에 수직 방향으로 지지되는 가이드레일(50)에 가이드되는 것으로서 지반 천공에 근입된 파일(P)을 타격하기 위한 햄머(60);
    상기 가이드레일(50)에 가이드된 것으로서, 상기 파일(P)의 선단에 씌어져 상기 햄머(60)에 의하여 타격될 때 상기 파일(P)로 충격을 전달함과 동시에 상기 파일(P)이 중력방향과 일치하도록 위치정렬시키는 햄머캡(70); 및
    상기 리더(20)에 설치된 것으로서 중력방향을 기준으로 상기 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 기울기 감지부(80);를 포함하고,
    상기 기울기 감지부(80)는, 상기 리더(20) 상부 측면에 고정된 것으로서 와이어(W)를 권회하거나 풀어내리는 윈치모터(81)가 내장된 박스브라켓(82)과, 상기 박스브라켓(82) 하부 측면의 리더(20)에 고정된 선반브라켓(83)과, 상기 박스브라켓(82)에서 공급되는 와이어(W)에 지지되어 상기 선반브라켓(83)의 상부면에 이격되게 위치되는 추(84)와, 상기 추(84)의 선단에 내장되어 자력을 발생하는 자석(85)과, 상기 선반브라켓(83)의 표면에 설치되는 것으로서 상기 자석(85)에서 발생되는 자력을 감지함으로써 중력방향을 기준으로 방사방향으로 리더(20)의 기울기를 감지하여 대응되는 기울기신호를 발생하는 센서플레이트(86)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 센서플레이트(86)는,
    상기 추(84)에 설치된 상기 자석(85)에서 발생된 자력을 독립적으로 센싱하여 대응되는 기울기 신호를 발생하는 다수의 자력센서(86a)를 가로 및 세로 방향으로 메트릭스 형태로 배치되어 구현되는 것을 특징으로 하는, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기울기 감지부(80)에서 발생된 기울기 신호에 연동되어 상기 백스테이(21)의 길이를 가변함으로써 상기 리더(20)의 수직 위치를 보정 제어하는 수직위치 제어부(90);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정확한 수직 천공 및 파일 근입이 가능한 항타기.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0657746A (ja) * 1992-08-04 1994-03-01 Sumitomo Constr Mach Co Ltd リ−ダ姿勢制御装置
KR102163768B1 (ko) * 2020-05-13 2020-10-08 (주)영풍씨앤디 정밀도가 향상된 케이싱 일체형 드롭해머장치
KR102420116B1 (ko) * 2021-01-08 2022-07-14 윤춘호 안전성이 향상된 캡 일체형 드롭해머장치 및 그 작동방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0657746A (ja) * 1992-08-04 1994-03-01 Sumitomo Constr Mach Co Ltd リ−ダ姿勢制御装置
KR102163768B1 (ko) * 2020-05-13 2020-10-08 (주)영풍씨앤디 정밀도가 향상된 케이싱 일체형 드롭해머장치
KR102420116B1 (ko) * 2021-01-08 2022-07-14 윤춘호 안전성이 향상된 캡 일체형 드롭해머장치 및 그 작동방법

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