KR20000006642A - 케이싱 오실레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌,우 무빙실린더의 직선왕복운동에 의하여 케이싱을 회전왕복운동으로 변환시키는 과정에서 무빙실린더의 기울기 변화에 따라 발생되는 비틀림응력과 동조하는 슬라이딩 박스 시스템을 구성하여 오실레이터의 작동안정성에 의한 작업능력 향상과 함께 제품내구수명을 대폭 연장시킬 수 있도록 하는 케이싱 오실레이터를 제공하는 것으로, 회전박스에 센터로드 및 좌,우 무빙실린더를 힌지 고정시켜 좌,우 무빙시키는 힌지고정핀과; 상기 회전박스에 설치된 힌지고정핀과 직각방향을 이루며 회전박스의 양 측면에 설치되어 센터로드 및 좌,우 무빙실린더의 상,하 회전을 안내하는 상,하 회전 안내핀과; 상기 회전박스의 양측에 설치된 상,하 회전 안내핀에 삽입 설치되어 센터로드 및 좌,우 무빙실린더의 기울기에 따른 비틀림 응력에 동조하는 비틀림 슬라이딩 플레이트와; 상기 비틀림 슬라이딩 플레이트와 접면 조립되고 슬라이딩 박스 내에 설치된 가이드 레일에 안내되어 상기 비틀림 슬라이딩 플레이트를 포함한 회전박스를 전,후 안내하는 전,후 슬라이딩 플레이트로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

케이싱 오실레이터{CASING OSCILLATOR}

본 발명은 케이싱을 좌,우로 무빙시켜 지중에 삽입 및 발취하는 케이싱 오실레이터에 관한 것으로, 특히 케이싱을 무빙시키는 좌,우 무빙실린더의 직선왕복운동에 따라 클램프 프레임을 매개하여 케이싱을 회전왕복운동으로 변환시키는 과정에서 무빙실린더의 기울기 변화에 따라 발생되는 비틀림응력과 동조하는 슬라이딩 박스를 구성하여 오실레이터의 작동안정성에 의한 작업능력 향상과 함께 제품내구수명을 대폭 연장시킬 수 있도록 하는 케이싱 오실레이터에 관한 것이다.

일반적으로 지중수직굴착에 사용되는 케이싱 오실레이터(일명: 베노토 보링 머신(BENOTO Boring Machine))라 함은, 케이싱을 좌,우로 무빙시켜 케이싱을 지중에 삽입시키고, 케이싱 속에서 해머 글래브(Hammer Grab) 또는 치즐(Chisel) 등을 병행하여 소정의 심도까지 굴착을 완료한 후 내부의 슬라임을 제거하고 철근케이지를 삽입한 후 콘크리트를 타설하면서 케이싱을 발취하여 지중에 콘크리트 현장타설말뚝을 조성하는 건설기계장비이다.

도 1 내지 도 4는 일반적인 케이싱 오실레이터를 개략적으로 도시한 것이다.

도면부호 50은 케이싱(100)을 지중에 삽입시 필요한 삽입 하중을 보상하여 주며 케이싱(100)의 발취시 발생되는 면압을 지지해주도록 중량체로 이루어진 베이스 프레임이다.

도면부호 52는 클램프 프레임으로서 리프트 실린더(54)에 의하여 베이스 프레임(50)에서 상,하 이동 가능하게 설치되며, 클램프 실린더(56)에 의하여 케이싱 (100)을 조여주고 풀어준다.

도면부호 58은 상기 베이스 프레임(50)에 설치된 리테이닝 프레임으로서, 베이스 프레임(50)에 복수로 설치된 리테이닝 실린더(60)에 의하여 조여지거나 벌어져 케이싱(100)을 지지하게 된다.

도면부호 62는 센터로드로서, 이 센터로드(62)는 일측이 베이스 프레임(50)에 설치된 슬라이딩 박스 시스템에 힌지고정핀(65)으로 고정되고, 타측인 로드부가 클램프 프레임(52)과 조인트(66)로 연결된다.

도면부호 68과 70은 좌,우 무빙실린더로서, 이 무빙실린더(68)(70)는 일측이 베이스 프레임(50)에 설치된 슬라이딩 박스 시스템에 힌지고정핀(65)으로 고정되고, 타측인 로드부가 클램프 프레임(52)(52)과 조인트(72)(74)로 각각 연결된다.

도면부호 76은 어저스팅 실린더로서, 일측이 베이스 프레임(50)에 고정되고 타측의 로드부가 센터로드(62)와 연결되어 이 어저스팅 실린더(76)의 작동에 따라 센터로드(62)를 포함한 좌,우 무빙실린더(68)(70)가 슬라이딩 박스 시스템에서 전,후 이동되게 된다.

상기와 같이 구성된 케이싱 오실레이터의 작업공정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 중량체로 이루어진 케이싱 오실레이터를 크레인을 이용하여 지반을 굴착할 위치로 이동시킨다.

다음에 크레인을 이용하여 케이싱(100)을 클램프 프레임(52)에 삽입하여 어저스팅 실린더(76)로 케이싱(100)의 수직도를 조절한 다음, 리테이닝 실린더(60)의 작동에 의하여 리테이닝 프레임(58)이 케이싱(100)을 지지하고 있는 상태에서 클램프 실린더(56)를 이용하여 클램프 프레임(52)을 개방한 후 리프트 실린더(54)로 클램프 프레임(52)을 상부로 끌어올린다.

다음 클램프 실린더(56)로 클램프 프레임(52)을 고정한 뒤 좌,우 무빙실린더 (68)(70)를 작동시킴에 따라 클램프 프레임(52)이 케이싱(100)을 왕복회전운동시켜 케이싱(100)의 자체 하중에 의하여 지중에 삽입이 이루어지게 된다.

상기와 같이 케이싱(100)의 삽입이 완료된 후 케이싱(100) 속에서 해머 글래브(Hammer Grab) 또는 치즐(Chisel) 등을 병행하여 소정의 심도까지 굴착을 완료한 후 내부의 슬라임을 제거하고 철근케이지를 삽입한 후 콘크리트를 타설하고 케이싱(100)을 발취한다.

즉, 케이싱(100)이 클램프 프레임(52)에 의하여 고정되어 있는 상태에서 좌,우 무빙실린더(68)(70)가 작동하여 케이싱(100)을 좌,우 회전 운동시키면서 리프트 실린더(54)가 클램프 프레임(52)을 상부로 끌어올린다.

이 상태에서 리테이닝 실린더(60)를 작동시켜 리테이닝 프레임(58)으로 케이싱(100)을 고정한 뒤 클램프 실린더(56)로 클램프 프레임(52)을 개방한 다음 다시 리프트 실린더(54)를 사용하여 클램프 프레임(52)을 하부로 끌어내린다. 다시 클램프 프레임(52)을 클램프 실린더(56)에 의하여 케이싱(100)을 고정한 후 레테이닝 실린더(60)를 이용하여 리테이닝 프레임(58)을 개방한 후 케이싱(100)을 좌,우 무빙실린더(68)(70)로 좌,우 회전시키면서 리프트 실린더(54)를 사용하여 상부로 끌어올리는 반복 작동에 의해 케이싱(100)은 지중에서 발취가 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같이 케이싱 오실레이터에 대한 작동을 개략적으로 설명하였다.

상기에서 케이싱 오실레이터의 중요 핵심은 센터로드(62)와 좌,우 무빙실린더(68)(70), 이 두 개의 구성요소와 클램프 프레임(52)과의 균형에 있다.

이와 같이 균형의 조화가 어떻게 이루어지는가에 따라서 케이싱(100)의 지중 삽입력과 수직도에 많은 차이점이 발생된다.

종래의 베이스 프레임(50)에 설치되는 슬라이딩 박스 시스템은, 좌,우 무빙실린더(68)(70)의 좌,우 무빙 안내와 리프트 실린더(54)의 상,하 동작에 따른 상,하 안내 및 어저스팅 실린더(76)의 전,후 동작에 따른 전,후 슬라이딩 안내 기능만을 갖고 있다.

한편 센터로드(62)의 경우에는 리프트 실린더(54)의 상,하 동작 및 어저스팅 실린더(76)의 동작에 따른 슬라이딩 박스 시스템의 전,후 이동시 센터로드(62)의 길이 변화에 대항하기 위하여 길이보상수단이 갖추어져 있다.

즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 슬라이딩 박스 시스템을 구성하는 회전박스(78)에 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(68)(70)가 힌지고정핀(65)으로 설치되어 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(68)(70)가 회전박스(78)의 힌지고정핀 (65)을 중심으로 좌,우 회전되게 설치된다.

상기 회전박스(78)의 양 측면에 상기 힌지고정핀(65)과 직각방향을 이루는 상,하 회전 안내핀(80)이 설치되어 상기 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(68) (70)가 힌지고정핀(65)으로 설치된 회전박스(78)가 상기 상,하 회전 안내핀(80)을 중심으로 상,하 회전되게 설치되고, 상기 상,하 회전 안내핀(80)에 전,후 슬라이딩 플레이트(82)가 삽입 설치되고 이 슬라이딩 플레이트(82)가 슬라이딩 박스(64)내 설치된 가이드 레일(84)에 안내되어 슬라이딩 플레이트(82)를 포함한 회전박스(78)가 전,후 이동되게 설치된다. 도면중 설명부호 66, 72, 74는 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(69)(70)를 클램프 프레임(52)과 연결하는 조인트를 도시한 것이다.

한편 센터로드(62)의 길이보상수단은, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 센터로드(62)의 중공부를 통하여 설치되는 가동로드(86)에 스프링(87)이 삽입되고 그 일단부가 스프링 시트(88)와 너트(89) 와셔(90)에 의해 고정되고 상기 가동로드 (86)의 타단이 센터로드(62)에 고정된 스프링고정시트(91)를 관통하여 이동블록 (92)과 연결되고 이 이동블록(92)이 조인트(66)와 연결되어 도시된 바와 같이 슬라이딩 시스템의 진선 왕복운동에 따라 거리 L2에 대한 L2-α값을 전량 보상하여 센터로드(62)의 길이 L1을 보전시키게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 슬라이딩 박스 시스템에 의하면 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 좌,우 무빙실린더(68)(70)의 왕복 직선운동(화살표 참조)이 클램프 프레임(52)으로 전달되어 소정의 왕복 회전운동으로 변환되는 과정에서 좌,우 무빙실린더(68)(70) 및 센터로드(62)의 직선방향에 대하여 직각방향으로 회전 비틀림이 발생하게 되는 바, 종래의 슬라이딩 박스 시스템은 좌,우 무빙실린더(68) (70)의 직선왕복운동에 의하여 케이싱을 회전왕복운동으로 변환시키는 과정에서 무빙실린더(68)(70)의 상,하 기울기 변화에 따라 발생되는 비틀림에 대한 응력에 대항하지 못하여 좌,우 무빙실린더(68)(70) 및 센터로드(62)에 변형을 가져다주고, 조인트(66)(72)(74) 등 부품의 조기파손에 원인이 되며, 케이싱의 삽입에 있어 성능 저하에 원인이 되어 왔다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 좌,우 무빙실린더의 직선왕복운동에 의하여 케이싱을 회전왕복운동으로 변환시키는 과정에서 무빙실린더의 기울기 변화에 따라 발생되는 비틀림응력과 동조하는 슬라이딩 박스 시스템을 구성하여 오실레이터의 작동안정성에 의한 작업능력 향상과 함께 제품내구수명을 대폭 연장시킬 수 있도록 하는 케이싱 오실레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

회전박스에 센터로드 및 좌,우 무빙실린더를 힌지 고정시켜 좌,우 무빙시키는 힌지고정핀과;

상기 회전박스에 설치된 힌지고정핀과 직각방향을 이루며 회전박스의 양 측면에 설치되어 센터로드 및 좌,우 무빙실린더의 상,하 회전을 안내하는 상,하 회전 안내핀과;

상기 회전박스의 양측에 설치된 상,하 회전 안내핀에 삽입 설치되어 센터로드 및 좌,우 무빙실린더의 기울기에 따른 비틀림 응력에 동조하는 비틀림 슬라이딩 플레이트와;

상기 비틀림 슬라이딩 플레이트와 접면 조립되고 슬라이딩 박스 내에 설치된 가이드 레일에 안내되어 상기 비틀림 슬라이딩 플레이트를 포함한 회전박스를 전,후 안내하는 전,후 슬라이딩 플레이트로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 상,하 회전 안내핀에 삽입되는 비틀림 슬라이딩 플레이트는 그 배면에 형성되는 곡면슬라이딩부가 이와 대응하는 전,후 슬라이딩 플레이트의 곡면 슬라이딩 마찰부에 슬라이딩 가능하게 조립되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 케이싱 오실레이터의 구성 평면도.

도 2는 도 1의 정면도.

도 3은 도 2의 측면도.

도 4는 도 1의 클램프 프레임을 제외한 베이스 프레임의 평면도.

도 5는 종래 슬라이딩 박스 시스템에 조립되는 센터로드 및 무빙실린더의 분리사시도.

도 6은 종래 슬라이딩 박스 시스템의 측면도.

도 7a 및 도 7b는 종래 센터로드의 작용상태도.

도 8a 및 도 8b는 종래 센터로드 및 무빙실린더의 작용상태도.

도 9는 본 발명의 슬라이딩 박스 시스템에 조립되는 센터로드 및 무빙실린더의 분리사시도.

도 10은 본 발명의 슬라이딩 박스 시스템에 조립되는 센터로드 및 무빙실린더의 사시도.

도 11은 본 발명의 슬라이딩 박스 시스템의 측면도.

도 12는 도 11의 작용상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 비틀림 슬라이딩 플레이트 10a : 삽입공

10b : 곡면슬라이딩부 12 : 전,후 슬라이딩 플레이트

12a : 곡면슬라이딩 마찰부 12b : 레일단턱

62 : 센터로드 64 : 슬라이딩 박스

65 : 힌지고정핀 68, 70 : 좌,우 무빙실린더

80 : 상,하 회전 안내핀 84 : 가이드 레일

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 슬라이딩 박스 시스템에 조립되는 센터로드 및 무빙실린더의 분리사시도이고, 도 10은 본 발명의 슬라이딩 박스 시스템에 조립되는 센터로드 및 무빙실린더의 사시도이며, 도 11은 본 발명의 슬라이딩 박스 시스템의 측면도이고, 도 12는 도 11의 작용상태도를 도시한 것이다.

본 발명의 케이싱 오실레이터를 구성하는 슬라이딩 박스 시스템은 도 6 내지 도 12에 도시된 바와 같이 회전박스(78)에 상,하로 관통된 힌지공(78a)이 천공되고 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(68)(70)의 일단부에 힌지공(62a)(68a)(70a)이 천공되어 힌지고정핀(65)을 상기 힌지공(78a)(62a)(68a)(70a)에 삽입시켜 회전박스 (78)에서 상기 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(68)(70)가 힌지고정핀(65)을 중심으로 좌,우 무빙 가능하게 설치된다.

상기 회전박스(79)의 양 측면에는 상기 힌지고정핀(65)과 직각방향을 이루는 상,하 회전 안내핀(80)이 설치되어, 이 상,하 회전 안내핀(80)을 중심으로 상기 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(68)(70)가 상,하 회전 가능하게 설치된다.

도면부호 10은 비틀림 슬라이딩 플레이트로서, 그 전면에 형성된 삽입공 (10a)이 상기 회전박스(78)의 양측에 설치된 상,하 회전 안내핀(80)에 삽입 설치되고, 도면부호 12는 전,후 슬라이딩 플레이트로서, 이 전,후 슬라이딩 플레이트(12)의 전면에 오목한 형태로 형성된 곡면슬라이딩 마찰부(12a)가 상기 비틀림 슬라이딩 플레이트(10)의 배면에 오목한 형태로 형성된 곡면슬라이딩부(10b)에 접면 조립되며, 이 전,후 슬라이딩 플레이트(12)의 배면에 형성된 레일단턱(12b)이 슬라이딩 박스(64) 내에 설치된 가이드 레일(84)에 안내되게 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 좌,우 무빙실린더(68)(70)의 작동시 센터로드(62)와 함께 좌,우 무빙실린더(68)(70) 및 센터로드(62)가 힌지고정핀(65)을 중심으로 좌,우 무빙이 이루어지며, 리프트 실린더(54)의 상,하 동작시 클램프 프레임(52)과 연결된 좌,우 무빙실린더(68)(70) 및 센터로드(62)는 상,하 회전 안내핀(80)을 중심으로 상,하 회전이 이루어지며, 어저스팅 실린더(76)의 작동에 따라 센터로드(62) 및 좌,우 무빙실린더(68)(70)가 전,후 슬라이딩 플레이트(12)에 의하여 슬라이딩 박스(64)에서 전,후 이동이 이루어지게 된다.

한편 상기 좌,우 무빙실린더(68)(70)의 직선왕복운동에 따라 클램프 프레임 (52)을 매개하여 케이싱(100)을 좌,우 회전 왕복운동으로 변환시키는 과정에서 좌,우 무빙실린더(68)(70)의 기울기 변화에 따라 비틀림이 발생되면, 이 비틀림과 동조하는 비틀림 슬라이딩 플레이트(10)가 도 12에 도시된 바와 같이 비틀리는 방향 쪽으로 슬라이딩 회전을 하게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 좌,우 무빙실린더 (68)(70)의 기울기 변화에 따라 발생되는 비틀림응력을 없앨 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 센터로드 및 좌,우 무빙실린더의 좌,우 무빙 및 상,하 회전과 전,후 동작시키는 슬라이딩 박스 시스템에서 상기 좌,우 무빙실린더의 무빙시 기울기 변화에 따라 발생되는 비틀림 응력을 비틀림 슬라이딩 플레이트가 동조하여 회전됨으로서 비틀림 응력을 해소시키게 된다. 이와 같이 비틀림응력과 동조하는 슬라이딩 박스 시스템을 구성함으로서 오실레이터의 작동안정성에 의한 작업능력 향상과 함께 제품내구수명을 대폭 연장시키는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 회전박스에 센터로드 및 좌,우 무빙실린더를 힌지 고정시켜 좌,우 무빙시키는 힌지고정핀과;

   상기 회전박스에 설치된 힌지고정핀과 직각방향을 이루며 회전박스의 양 측면에 설치되어 센터로드 및 좌,우 무빙실린더의 상,하 회전을 안내하는 상,하 회전 안내핀과;

   상기 회전박스의 양측에 설치된 상,하 회전 안내핀에 삽입 설치되어 센터로드 및 좌,우 무빙실린더의 기울기에 따른 비틀림 응력에 동조하는 비틀림 슬라이딩 플레이트와;

   상기 비틀림 슬라이딩 플레이트와 접면 조립되고 슬라이딩 박스 내에 설치된 가이드 레일에 안내되어 상기 비틀림 슬라이딩 플레이트를 포함한 회전박스를 전,후 안내하는 전,후 슬라이딩 플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 케이싱 오실레이터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상,하 회전 안내핀에 삽입되는 비틀림 슬라이딩 플레이트는 그 배면에 형성되는 곡면슬라이딩부가 이와 대응하는 전,후 슬라이딩 플레이트의 곡면 슬라이딩 마찰부에 슬라이딩 가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 케이싱 오실레이터.