KR200160424Y1 - 지하수 개발용 시추기의 회전기어 접탈장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지하수를 개발하는 시추기에 있어 시추공을 뚫어주는 시추로드를 회전시키기 위한 고속 및 유압모우터의 회전동력을 시추로드 회전축에 선택적으로 전달할 수 있도록 하므로서 시추공 천공작업을 효율적으로 진행할 수 있도록 하는 지하수 개발용 시추로드의 회전기어 접탈장치에 관한 것으로, 저속유압모우터의 출력축을 기어박스의 하부까지 연장하여 상,하부 베어링으로 지지시킨 다음 상기 출력축에 저속회전기어의 상,하 이동을 허용하면서 회전동력을 전달할 수 있는 외치형 스플라인부와, 상기 외치형 스플라인부의 외주에 축설된채 상,하로의 자유로운 이동과 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 저속회전기어의 중심부에 형성된 내치형 스플라인부와, 상기 저속회전기어의 상,하면에 접속된채 지지하면서 저속회전기어링의 회전작동을 허용하는 상,하부 트러스트 베어링과 상기 상,하부 트러스트 베어링을 붙잡아주는 상,하부 고정부재와, 상기 상,하부 고정부재를 해체가 가능하게 체결시키는 체결부재와, 상기 체결부재에 부착된 안내구의 조절공에 높이조절이 가능하게 끼워진채 기어박스의 상면으로 연출되는 가이드봉 부재와, 상기 가이드봉 부재의 상단에 일단이 고정되며, 타단에는 링크가 회전가능하게 부착되는 작동부재 및 상기 기어박스의 측면에 회전이 자유롭게 부착되며, 상기 링크에 연결되는 연결간과 손잡이로 구성되는 작동레바로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

지하수 개발용 시추기의 회전기어 접탈장치

본 고안은 지하수를 개발하는 시추기에 있어 시추공을 뚫어주는 시추로드를 회전시키기 위한 고속 및 유압모우터의 회전동력을 시추로드 회전축에 선택적으로 전달할 수 있도록 하므로서 시추공 천공작업을 효율적으로 진행할 수 있도록 하는 지하수 개발용 시추로드의 회전기어 접탈장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하수 개발용 시추기에 있어서 시추공을 천공하는 시추로드를 회전 및 타격하는 장치는 회전장치부의 기어박스 상면 중심부에는 유압에 의하여 타격작동을 수행하는 타격장치부를 장착하고, 상기 타격장치부 양쪽에 저속용 유압모우터 한쌍을 장착하는 구성으로 되어 있다.

종래 기술은 상기한 한쌍의 저속유압모우터를 동시에 구동시키는 방법으로 시추로드 회전축을 회전시키거나 또는 어느 한쪽의 저속유압모우터만을 구동시키는 방법으로 시추로드 회전축을 회전시키면서 시추공을 천공하여 왔었다.

그러나 상기와 같이 한쌍의 저속유압모우터로 구성된 종래의 시추기는 시추로드 회전축이 저속으로만 회전하기 때문에 시추공 천공작업을 효율적으로 진행할 수 없는 단점이 있었다.

또한 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 타격장치부의 양쪽에 고속 및 저속 유압모우터를 장설한 다음 상기 고속 및 저속 유압모우터 각각의 출력축에 축설된 고속회전기어 및 저속회전기어를 시추로드 회전축에 축설된 중간기어의 양쪽에 치합시키는 구성으로 시추로드 회전축을 고속 또는 저속으로 선택하여 회전시킬 수 있도록 하는 방법이 제안된 바 있으나, 상기한 시추로드 회전축의 중간기어 양쪽에 고속 및 저속 회전기어가 동시에 치합된 상태인 경우에는 다음과 같은 문제점을 인하여 저속유압모우터가 쉽게 고장되기 때문에 실시할 수 없었다.

즉, 저속유압모터의 회전출력은 고속유압모우터와 소화할 수 있지만 그 반대로 고속유압모우터의 회전출력은 저속유압모우터가 소화할 수 없기 때문에 상기한 중간기어에 저속유압모우터측 저속회전기어가 치합된 상태에서 고속유압모우터를 구동시키게 될 경우에는 저속유압모우터가 고장을 일으키게 된다.

따라서 상기와 같이 고속 및 저속 유압모우터를 함께 장설하기 위해서는 저속유압모우터측의 출력축이 저속회전기어의 축에서 접속 또는 이완될 수 있게 하는 장치가 제안되었으나, 이는 회전장치부의 저속회전기어 축과 저속유압모우터의 출력축 사이에 별도의 클러치장치를 장설하여야 하기 때문에 회전장치부 자체가 커지게 됨과 동시 구조가 복잡해져 제작비가 높아지게 되는 문제점을 야기시킨다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 회전장치부에 고속용 및 저속용 유압모우터를 함께 장설함에 있어 저속유압모우터측 저속회전기어 자체가 시추로드 회전축의 중간기어에 접속 또는 이완될 수 있게 하는 구성으로서 기존의 회전장치부의 기어박스를 그대로 이용할 수 있도록 함과 동시 고속유압모우터를 구동시킬 때에는 저속회전기어는 회전할 수 없도록 하고 저속유압모우터를 구동시킬 때에는 중간기어에 접속되어 회전동력을 전달할 수 있도록 하는데 목적을 두고 고안한 것이다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 유압을 이용하여 타격작동을 수행하는 타격장치부와, 상기 타격장치부의 해머로부터 타격작동을 전달받는 시추로드 회전축에 축설된 중간기어의 양쪽에 치합되는 고속 및 저속 회전기어를 회전시키는 고속 및 저속 유압모우터가 장설된 회전장치부로 구성되는 시추기에 있어서, 상기 저속유압모우터의 출력축을 기어박스의 하부까지 연장하여 상,하부 베어링으로 지지시킨 다음 상기 출력축에 저속회전기어의 상,하 이동을 허용하면서 회전동력을 전달할 수 있는 외치형 스플라인부와; 상기 외치형 스플라인부의 외주에 축설된채 상,하로의 자유로운 이동과 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 저속회전기어의 중심부에 형성된 내치형 스플라인부와; 상기 저속회전기어의 상,하면에 접속된채 지지하면서 저속회전기어의 회전작동을 허용하는 상,하부 트러스트 베어링과; 상기 상,하부 트러스트 베어링을 붙잡아주는 상,하부 고정부재와; 상기 상,하부 고정부재를 해체가 가능하게 체결시키는 체결부재와; 상기 체결부재에 부착된 안내구의 조절공에 높이조절이 가능하게 끼워진채 기어박스의 상면으로 연출되는 가이드봉 부재와; 상기 가이드봉 부재의 상단에 일단이 고정되며, 타단에는 링크가 회전가능하게 부착되는 작동부재와; 및 상기 기어박스의 측면에 회전이 자유롭게 부착되며, 상기 링크에 연결되는 연결간과 손잡이로 구성되는 작동레바와; 로 구성하여서 된 것을 특징으로 하고 있으며, 또한 상기 저속유압모우터측 저속회전기어와 시추로드 회전축의 중간기어들 각각의 치부(齒部)들 상,하단은 끝이 뾰죽한 산형으로 구성하여 저속회전기어가 이완작동되었다가 접속작동시킬 때 중간기어와의 접속이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

제1도는 본 고안의 시추로드 회전 및 타격장치부의 설치상태를 나타낸 정면도.

제2a,b도는 본 고안의 저속유압모우터측 회전기어가 중간기어와 접속작동된 상태를 나타낸 단면도 및 작동레바의 작동상태도.

제3a,b도는 본 고안의 저속유압모우터측 회전기어가 중간기어에서 이탈작동된 상태를 나타낸 단면도 및 작동레바의 작동상태도.

제4도는 본 고안의 저속유압모우터측 회전기어와 중간기어들의 기어구성을 나타내는 확대도.

제5도는 제2도의 A-A선 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 회전장치부 2: 타격장치부

3: 고속유압모우터 4: 저속유압모우터

5: 시추로드 회전축 6a,6b: 상,하부 트러스트 베어링

7: 체결부재 7a,7b: 상,하부 고정부재

8: 가이드봉 부재 9: 작동레바

11: 기어 박스 21: 해머

31,41: 출력축 32: 고속회전기어

42: 외치형 스플라인부 43: 저속회전기어

44: 내치형 스플라인부 51: 중간기어

52: 시추로드 53: 조립부재

71: 너트 72: 안내구

73: 조절공 81: 작동부재

82: 링크 91: 회전기점

92: 연결간 93: 손잡이

94: 스토퍼

본 고안의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 시추로드 회전 및 타격장치부의 설치상태를 나타낸 정면도이며, 도 2의 (a)(b)도는 본 고안의 저속유압모우터측 회전기어가 중간기어와 접속작동된 상태를 나타낸 단면도 및 작동레바의 작동상태도이고, 도 3의 (a)(b)도는 본 고안의 저속유압모우터측 회전기어가 중간기어에서 이탈작동된 상태를 나타낸 단면도 및 작동레바의 작동상태도이며 도 4는 본 고안의 저속유압모우터측 회전기어와 중간기어들의 기어구성을 나타내는 확대도이고, 도 5는 도 2의 A-A선 단면도를 도시한 것으로, 도면부호 1은 회전장치부를 나타내며, 도면부호 2는 타격장치부를 나타낸다.

상기 회전장치부(1)의 기어박스(11) 상면 중심부에 상기 타격장치부(2)가 장착되며, 양쪽에는 고속 및 저속 유압모우터(3)(4)가 장설되어 있다.

상기 기어박스(11) 내부에는 대형의 중간기어(51)가 축착된 시추로드 회전축(5)의 상단은 상기 타격장치부(2)의 해머(21)에 의하여 타격작동을 전달받으며, 하단에는 시추로드(52)가 다단으로 조립연결되는 조립부재(53)가 나사조립되어 있다.

상기 고속 및 저속 유압모우터(3)(4)의 출력축(31)(41)들은 기어박스(11) 내부로 인입되는데, 상기 고속유압모우터(3)의 출력축(31)은 종래와 같이 고속회전기어(32)를 상기한 중간기어(51)에 고정적으로 치합시킬 수 있는 구성이면 만족한 구성이며, 저속유압모우터(4)의 출력축(41)은 기어박스(11)의 하부까지 연장되어 베어링으로 지지시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

또한 상기 출력축(41)에는 외치형 스플라인부(42)를 길게 형성하여 저속회전기어(43)가 상기 아치형 스플라인부(42)상에서 상,하로 이동할 수 있도록 한다.

상기 저속회전기어(43)의 중심부에는 상기 외치형 스플라인부(42)에 치합된 채 상,하로의 슬라이딩 작동이 자유롭도록 내치형 스플라인부(44)가 형성되어 있다.

상기 저속회전기어(43)의 상,하면에는 상,하부 트러스트 베어링(6a)(6b)이 저속회전기어(43)의 자유로운 회전을 허용할 수 있도록 지지하고 있으며, 또한 상기 상,하부 트러스트 베어링(6a)(6b)은 상,하부 고정부재(7a)(7b)가 지지하고 있다.

상기 상,하부 고정부재(7a)(7b)는 체결부재(7)의 상,하단에 형성된 나사부에 나사조립되는 너트(71)의 조임작용에 의하여 상,하부 트러스트 베어링(6a)(6b)을 압착하도록 구성되어 있으며, 또한 상기 상,하부 고정부재(7a)(7b)에는 상,하부 트러스트 베어링(6a)(6b)의 상판을 감싸는 홈을 형성하여 상기의 트러스트 베어링들이 저속회전기어(43)의 상,하면에 정해진 위치에서 정확하게 밀착될 수 있도록 하였다.

상기 체결부재(7)에 부착된 안내구(72)의 조절공(73)에는 가이드봉 부재(8)가 삽입되어 기어박스(11)의 상방으로 돌출되는데, 상기 가이드부 부재(8)는 키보울트(74)에 의하여 삽입위치가 조절되는 것이며, 또한 상기 가이드봉 부재(8)의 상단에 고정된 작동부재(81)의 타단에는 핀축으로 회전가능하게 링크(82)가 연결되어 있다.

상기 기어박스(11) 측면의 회전기점(91)에 착설된 작동레바(9)의 연결간(92)은 링크(82)에 핀축으로 조립되어 손잡이(93)를 상,하로 회전시키는 작동에 의하여 연결간(92)이 상,하로 각운동하면서 작동부재(81)에 승강작동력을 전달시키게 되고, 이에 따라 가이드봉 부재(8)가 저속회전기어(43)를 상,하로 이동시켜 중간기어(51)와의 접속 또는 이탈작동을 수행할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 시추로드 회전축(5)을 저속유압모우터(4)로서 회전구동시키고자 할 때에는 도 2의 (b)도와 같이 작동레바(9)의 손잡이(93)를 하향으로 회전작동시키게 되며 연결간(92)은 반대로 상향으로 회전하게 되므로서 링크(82)로 연결되어 있는 작동부재(81)도 상향으로 이동하는 상태가 되는데, 상기 작동부재(81)는 기어박스(11)에서 연출되어 수직상으로만 승강작동이 안내되는 가이드봉 부재(8)와 일체로 고정된 상태이므로 상기 작동레바(9)의 연결간(92)의 상향 회전작동에 따라서 상승자공을 하는 상기 작동부재(81)는 가이드봉 부재(8)와 함께 수직상으로 상승이동하게 되며, 또한 상기 가이드봉 부재(8)는 저속회전기어(43)를 상향이동시키게 되므로서 상기 저속회전기어(43)는 도 2의 (a)도와 같이 시추로드 회전축(5)상에 축착되어 있는 중간기어(51)에 치합되어진다.

상기에서 저속회전기어(43)는 그의 중심부에 형성된 내치형 스플라인부(44)가 저속유압모우터(4)의 출력축(41)에 형성되어 있는 외치형 스플라인부(42)에 슬라이딩이 가능하게 치합되어 있으므로서 가이드봉 부재(8)가 상향으로 이동함에 따라서 저속회전기어(43) 자체도 외치형 스플라인부(43)를 타고 상향으로 슬라이딩 이동하게 되면서 중간기어(51)에 치합되는 것인데, 이때 저속회전기어(43)와 중간기어(51) 각각의 치부(43a)(51a)들 상,하단은 끝이 뾰죽한 산형으로 가공되어 있으므로서 저속회전기어(43)가 상승이동될 때 중간기어(51)에 부드럽게 치합될 수 있는 것이다.

상기에서 저속회전기어(43)를 중간기어(51)에 치합시킬 때 올바른 치합상태를 유지시키기 위하여 작동레바(9)의 손잡이(93)가 과다하게 하향이동하는 것을 제어하는 스토퍼(94)를 기어박스(11)에 설치하는 것이 바람직한 구성이다.

상기와 같이 작동레바(9)를 조작하여 저속회전기어(43)를 중간기어(51)에 치합시킨 다음 저속유압모우터(4)를 구동시키게 되면 그 출력축(41)의 외치형 스플라인부(42)에 치합된 저속회전기어(42)도 함께 회전하게 되므로서 중간기어(51)에 회전력을 전달시킬 수 있게 되는 것이며, 또한 상기 저속회전기어(43)의 상,하면과 상,하부 고정부재(7a)(7b) 사이에는 상,하부 트러스트 베어링(6a)(6b)이 개재되어 있으므로서 상기 저속회전기어(43)는 상,하부 고정부재(7a)(7b)에 지지된 채 자유롭게 회전작동하면서 회전력을 중간기어(51)에 전달하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 저속유압모우터(4)를 구동하여 시추로드 회전축(5)을 저속으로 회전작동시키면서 시추작업을 진행할 경우에도 고속유압모우터(3)측의 고속회전기어(32)는 중간기어(51)에 항시 치합된 상태이므로 고속유압모우터(3)의 출력축(31)이 저속으로 회전하게 되는데, 상기 고속유압모우터(3) 자체는 저속유압모우터(4)의 회전력을 소화할 수 있는 특성을 지니고 있으므로 고장이 발생되지 않는 것이다.

상기와 같이 저속유압모우터(4)를 구동시켜 시추로드(52)를 저속으로 회전시킴과 동시 타격장치부(2)의 타격작동을 병행하면서 시추공 천공작업을 진행하다가 시추로드(52)를 고속으로 회전시켜야 할 필요가 있을 때에는 저속유압모우터(4)의 구동을 정지시킨 다음 작동레바(9)를 도 3의 (b)도와 같이 손잡이(93)를 상향으로 회전작동시키게 되면 그 반대로 연결간(92)은 하향으로 회전이동하면서 링크(82)를 밑으로 끌어내리게 되고, 이에 따라 작동부재(81)가 가이드봉 부재(8)를 하강작동시키게 되므로서 저속회전기어(43)은 도 3의 (a)도와 같이 중간기어(51)에서 이탈된 상태가 되며, 이같이 저속회전기어(43)의 이탈작동시킬 때의 작동레바(9)의 회전조작은 상기 가이드봉 부재(8)의 하단이 기어박스(11) 바닥에 닿을 때까지 수행하므로서 작업자는 저속회전기어(43)의 이탈작동 완료상태를 감지할 수 있게 된다.

상기와 같이 저속회전기어(43)를 중간기어(51)에서 완전히 이완시킨 다음 고속유압모우터(3)를 구동시켜 주므로서 저속유압모우터(4)를 보호하면서 시추로드(52)를 고속으로 회전시킬 수 있어 시추공 천공작업을 빠르게 또는 효율적으로 진행할 수 있게 된다.

상기와 같은 본 고안에 의하면 회전장치부에 고속 및 저속유압모우터를 함께 장설한 다음 그들의 출력축에 축설된 고속 및 저속 회전기어를 시추로드 회전축의 중간기어에 치합시킴에 있어 고속회전기어는 중간기어에 고정상태로 치합시키고 저속회전기어는 중간기어와 접속 또는 이탈될 수 있게 하는 구성으로서 시추공 천공작업 여건에 따라 시추로드를 고속 또는 저속으로 선택하여 회전시킬 수 있어 시추공 천공작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있게 하는 효과가 있을 뿐 아니라 고속 유압모우터를 이용하여 시추작업을 수행할 때 저속유압모우터를 보호할 수 있는 효과가 있으며, 또한 기어박스의 측면에 장설된 작동레바를 조작하는 간단한 작업으로 저속회전기어의 접속 또는 이탈작동을 신속히 수행할 수 있게 하는 효과가 있으며, 본 고안은 저속회전기어의 출력축에 외치형 스플라인부를 형성하는 간단한 구조로서 상기 저속회전기어를 중간기어에 접속 또는 이탈시키는 장치를 기어박스 내부설치할 수 있으므로서 기존의 회전장치부에 그대로 적용할 수 있게 하는 특징으로 제작비를 절감시킬 수 있게 부차적인 효과를 기대할 수 있는 실용적인 고안이다.

Claims (2)

1. 유압을 이용하여 타격작동을 수행하는 타격장치부(2)와, 상기 타격장치부의 해머(21)로부터 타격작동을 전달받는 시추로드 회전축(5)에 축설된 중간기어(51)의 양쪽에 치합되는 고속 및 저속 회전기어(32)(43)를 회전시키는 고속 및 저속 유압모우터(3)(4)가 장설된 회전장치부(1)로 구성되는 시추기에 있어서, 상기 저속유압모우터(4)의 출력축(41)을 기어박스(11)의 하부까지 연장하여 상,하부 베어링으로 지지시킨 다음 상기 출력축(51)에 저속회전기어(43)의 상,하 이동을 허용하면서 회전동력을 전달할 수 있는 외치형 스플라인부(42)와; 상기 외치형 스플라인부(42)의 외주에 축설된 채 상,하로의 자유로운 이동과 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 저속회전기어(43)의 중심부에 형성된 내치형 스플라인부(44)와; 상기 저속회전기어(43)의 상,하면에 접속된 채 지지하면서 저속회전기어의 회전작동을 허용하는 상,하부 트러스트 베어링(6a)(6b)과; 상기 상,하부 트러스트 베어링(6a)(6b)을 붙잡아주는 상,하부 고정부재(7a)(7b)와; 상기 상,하부 고정부재(7a)(7b)를 해체가 가능하게 체결시키는 체결부재(7)와; 상기 체결부재(7)에 부착된 안내구(72)의 조절공(73)에 높이조절이 가능하게 끼워진 채 기어박스(11)의 상면으로 연출되는 가이드봉 부재(8)와; 상기 가이드봉 부재(8)의 상단에 일단이 고정되며, 타단에는 링크(82)가 회전가능하게 부착되는 작동부재(81)와; 및 상기 기어박스(11)의 측면에 회전이 자유롭게 부착되며, 상기 링크(82)에 연결되는 연결간(92)과 손잡이(93)로 구성되는 작동레바(9)와; 로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 시추기의 회전기어 접탈장치.
2. 제1항에 있어서, 또한 상기 저속유압모우터(4)측 저속회전(43)와 시추로드 회전축(5)의 중간기어(51) 각각의 치부들 상,하단은 끝이 뾰죽한 산형으로 구성하여 저속회전기어(43)가 이완작동되었다가 접속작동될때 중간기어(51)와의 접속이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 시추기의 회전기어 접탈장치.