KR200436100Y1 - 연약지반 굴착용 4축 오거장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 1대의 유압모터를 장착하여 4축의 굴착로드를 서로 다른 방향으로 회전시키도록 구성하여 굴진심도연장 및 굴착로드의 비틀림응력발생을 방지하면서, 오거굴착장치의 중량을 더욱 최소화하고, 제작 및 유지비용을 절감할 수 있도록 한 연약지반 굴착용 4축 오거장치에 관한 것으로,

본 고안은 케이스(1) 내측 중앙에는 메인축(10a)을 중심으로 회전하는 메인기어(10)가 설치되고, 메인기어(10)의 전방에는 아이들축(15a)을 중심으로 회전하는 아이들기어(15)가 이맞물림되며, 아이들기어(15)의 양측면에는 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)을 중심으로 회전하는 제1출력기어(11)와 제3출력기어(13)가 각각 이맞물림되고, 메인기어(10)의 후방 양측면에는 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)을 중심으로 회전하는 제2출력기어(12)와 제4출력기어(14)가 각각 이맞물림되어; 1대의 유압모터(9) 모터축(9a)의 회전력을 캐리어축(40)으로부터 전달받는 메인축(10a)이 회전하면, 한쌍의 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)은 시계방향으로 회전하고, 한쌍의 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)은 반시계방향으로 회전되도록 한 것에 특징이 있다.

연약지반, 오거장치, 유압모터, 메인기어, 출력기어, 굴착로더

Description

연약지반 굴착용 4축 오거장치{four shaft auger device for soft ground excavating}

도 1은 본 고안의 내부구성을 보인 일부절결단면도

도 2는 본 고안의 내부구성을 보인 측단면도

도 3은 본 고안의 케이스 내부구성을 보인 평면도

도 4는 본 고안의 조립상태의 평면도

도 5는 종래의 오거굴착기의 사용상태를 나타낸 정면도

도 6은 종래의 오거굴착기의 기어박스의 결합상태를 나타낸 정면구조도

도 7은 종래의 오거굴착기의 평면구조도

도 8은 종래의 다른 오거굴착기의 사용상태를 나타낸 정면도

도 9는 종래의 다른 기어박스의 결합상태를 나타낸 정면구조도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1:케이스, 2:커버, 3:오거브라켓, 4:가이드브라켓, 5:가이드블럭

6:상부하우징, 6a,6b:내접기어, 7:하부하우징, 8:모터브라켓

9:유압모터, 9a:모터축

10:메인기어, 10a:메인축, 11:제1출력기어, 11a:제1출력축

12:제2출력기어, 12a:제2출력축, 13:제3출력기어, 13a:제3출력축

14:제4출력기어, 14a:제4출력축, 15:아이들기어, 15a:아이들축

20:상부 선기어, 20a:상부 선기어축, 21:상부 유성기어, 21a:축핀

22:캐리어, 23:커플링

30:하부 선기어, 30a:하부 선기어축, 31:하부 유성기어, 31a:축핀

40:캐리어축, 41:커플링, 50:헥스커플링, 51:굴착로드, 52:스위벨

60:리더, 61:도르레, 62:승강로프

본 고안은 1대의 유압모터를 장착하여 4축의 굴착로드를 서로 다른 방향으로 회전시키도록 구성하여 굴진심도연장 및 굴착로드의 비틀림응력발생을 방지하면서, 오거굴착장치의 중량을 더욱 최소화하고, 제작 및 유지비용을 절감할 수 있도록 한 연약지반 굴착용 4축 오거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 구성 토층이 부드럽고 압축성이 큰 점토와 실트 및 이탄으로 된 연약지반에 도로나 건축물 등을 구축할 시 지반이 파괴되거나 압밀침하가 발생하게 된다.

그래서 연약지반을 직접 또는 간접적으로 강화, 안정시키기 위해 다양한 연약지반개량공법이 사용되고 있는 바, 연약지반개량공법 중에는 오거굴착장치를 이용하여 연약지반을 굴착하면서 시멘트와 모르타르액 등의 약액을 지반 속에 압력으로 주입하여 지반을 안정시키는 공법이 있다.

연약지반을 개량하기 위하여 사용되고 있는 종래의 다축 오거굴착장치는 도 8 및 도 9와 같이 크레인(100)의 선단측에 수직상으로 설치되어 있는 리더(110)에 오거 굴착기(200)가 상,하 이동가능하게 설치되어 있으며, 오거굴착기(200)의 하측에는 로테이터 기어박스(300)가 설치되어 있고, 기어박스(300)에 4축의 굴착로드(400)를 종횡 2열로 배치시킨 상태로 설치되어 있다.

상기 종래의 오거굴착장치는 4축의 굴착로드(400)들이 장착되는 로테이터 기어박스(300)가 오거 굴착기(200)의 하측에 일정간격(H) 이격된 상태로 설치되어 있기 때문에 그 이격 간격만큼 굴착로드(400)의 굴진심도가 단축되는 단점이 있었다.

또한 오거 굴착기(200)에 장착된 모터의 동력을 로테이터 기어박스(400)에 전달시키기 위한 축과 연결지지대 등에 의해 오거 굴착기(200)의 중량이 증가되는 단점이 있다.

즉, 두대의 모터(210,220)의 회전력을 로테이터 기어박스(300)에 장착된 각 기어에 전달시키기 위한 상, 하부 구동축(500,520)과 이들 축을 연결시키기 위한 조인트부재 그리고 오거 굴착기(200)와 로테이터 기어박스(300)를 연결시키기 위한 연결지지대(600) 등에 의하여 오거 굴착기(200)의 중량이 증가되는 것이다.

그리고, 4축의 굴착로드 전부가 한쪽 방향으로만 회전하기 때문에 4축의 굴착로드가 연약지반을 굴착할 때 굴착 토사가 한쪽으로 쏠리게 되어 굴착로드에 비틀림 현상이 나타나게 되는 단점이 있으며, 4축의 굴착로드의 축간거리를 조정할 수 없는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국특허청 등록실용 제20-0380747호의 "로테이터 기어박스 일체형 다축 오거 굴착기"(이하 인용고안 1이라 한다.)가 안출된 바 있다.

인용고안 1은 도 5 내지 도 7과 같이 오거 굴착기(1)의 회전력을 4축의 굴착로드(5)에 전달하는 로테이터 기어박스(4a)(4b)를 오거 굴착기(1)의 하단에 일체형으로 결합시키는 수단으로 오거 굴착기(1)의 굴진심도를 연장시킬 수 있도록 함과 동시에 중량을 감소시킬 수 있도록 하는 로테이터 기어박스(4a)(4b)를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한 로테이터 기어박스(4a)(4b)는 둘로 분할 형성되어 각기 2축의 굴착로드(5)만 장착된 구조로서 오거 굴착기(1)에 장착된 두대의 모터(3a)(3b) 각각에 따로따로 독립된 상태로 부착시키는 수단으로 서로 대향하는 2축의 굴착로드(5)의 축간거리(L1)(L2)를 조정할 수 있도록 하므로서 연약지반개량공사를 효율적으로 시공할 수 있도록 하는데 특징이 있다.

그리고, 상기 오거 굴착기(1)의 양측 모터(3a)(3b)들은 각각의 출력축을 서로 같은 방향으로 회전구동되거나 서로 반대방향으로 회전구동하도록 구성되어 양 측 로테이터 기어박스(4a)(4b) 각각에 연결된 양측 2축 굴착로드(5)들이 서로 같은 방향으로 회전하거나 서로 반대방향으로 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

그러나, 인용고안 1은 기존의 오거 굴착기의 굴진심도를 연장시키면서 중량을 일부 감소시키고, 굴착로드(5)를 서로 다른 방향으로 회전할 수 있도록 하여 굴착되는 토사가 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생되지 않도록 하므로서 각 굴착로드(5)에 비틀림응력이 발생되지 않게 되어 4축의 굴착로드(5)는 수직도가 유지된 상태로 굴진작동을 진행할 수 있게 되는 장점은 있으나,

2축의 굴착로드(5)의 축간거리(L1)(L2)를 조정하기 위해 로테이터 기어박스(4a)(4b)를 둘로 분할 형성하고 각기 2축의 굴착로드(5)를 서로 반대방향으로 회전시키기 위해 필수적으로 두대의 모터(3a)(3b) 각각에 따로따로 독립된 상태로 부착시킴으로서, 오거 굴착기의 중량을 최소화하지 못함과 동시에 두대의 모터(3a)(3b)를 설치, 운용해야하므로 오거 굴착기(1)의 제작 및 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

상기 종래의 다축 오거굴착장치 및 인용고안 1에 사용된 부호는 다축 오거굴착장치의 설명과 인용고안 1의 고안의 상세한 설명에 기재된 부호에 한정되는 것이며, 이하 본 발명의 주요부분에 사용된 부호의 설명과는 별도로 구분되어져야 한다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 1대의 유압모터를 장착하여 4축의 굴착로드를 서로 다른 방향으로 회전시키도록 구성하여 종래의 굴착장치와 같이 굴진심도를 연장시키면서 굴착로드에 비틀림응력이 발생되지 않도록 함은 물론, 오거장치의 중량을 더욱 최소화하고, 제작 및 유지비용을 절감할 수 있도록 하는 연약지반굴착용 4축 오거장치를 제공코져 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 이하 첨부되는 도면과 함께 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 고안의 내부구성을 보인 일부절결단면도이고, 도 2는 본 고안의 내부구성을 보인 측단면도이며, 도 3은 본 고안의 케이스 내부구성을 보인 평면도이고, 도 4는 본 고안의 조립상태의 평면도를 각각 나타낸 것이다.

본 고안은 상면에 커버(2)가 결합된 케이스(1)의 내측 중앙에는 메인축(10a)을 중심으로 회전하는 메인기어(10)가 설치되고,

메인기어(10)의 전방에는 아이들축(15a)을 중심으로 회전하는 아이들기어(15)가 이맞물림되며,

아이들기어(15)의 양측면에는 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)을 중심으로 회전하는 제1출력기어(11)와 제3출력기어(13)가 각각 이맞물림되고,

메인기어(10)의 후방 양측면에는 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)을 중심으로 회전하는 제2출력기어(12)와 제4출력기어(14)가 각각 이맞물림된다.

제1출력축(11a)과 제3출력축(13a) 및 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)의 중앙에는 약액의 공급통로인 관통공(부호생략)이 축방향으로 각각 뚫리며,

상기 제1, 제3, 제2, 제4출력축(11a)(12a)(13a)(14a)의 상단부에는 약액공급호스(도시생략)가 결합되는 스위벨(swivel:52)이 각각 장착되고, 하단부에는 약액의 공급통로인 관통공(부호생략)이 축방향으로 각각 뚫리며 굴착로드(51)가 결합되는 헥스커플링(50)이 각각 장착된다.

메인축(10a)이 위치하는 커버(2) 상부에는 오거브라켓(3)이 결합되고, 오거브라켓(3)의 상부에는 상부하우징(6)과 하부하우징(7)이 결합되며, 상부하우징(6)의 상면에는 유압모터(9)가 장착되는 모터브라켓(8)이 결합된다.

유압모터(9)의 모터축(9a)은 상부하우징(6) 내측에 결합된 선기어축(20a)과 커플링(23)에 의해 연결된다.

상부 선기어축(20a)의 상부 선기어(20)에는 수개의 유성기어(21)가 이맞물림되고, 수개의 유성기어(21)는 상부하우징(6)의 내접기어(6a)와 이맞물림 되며, 축핀(21a)에 의해 캐리어(22)와 연결된다.

상기 캐리어(22)의 중앙에는 하부 선기어(30)가 이맞물림되고, 하부 선기어(30)에는 수개의 유성기어(31)가 이맞물림되며, 수개의 유성기어(31)는 상부하우징(6)의 내접기어(6b)와 이맞물림되고, 축핀(31a)에 의해 캐리어축(40)과 연결된 다.

캐리어축(40)은 하부하우징(7)을 관통하여 메인축(10a)과 커플링(41)에 의해 연결된다.

상기 유압모터(9)와 모터브라켓(8), 모터브라켓(8)과 상, 하부하우징(6)(7) 및 하부하우징(7)과 오거브라켓(3)은 각각 볼트, 너트(부호생략)에 의해 상호 결합된다.

케이스(2) 후방에는 가이드브라켓(4)이 용접결합되며, 가이드브라켓(4)에는 크레인(도시생략)의 리더(60)를 슬라이딩 하면서 승강하는 가이드블럭(5)이 볼트, 너트에 의해 결합된다.

커버(2)의 중앙 양측에는 승강로프(62)가 연결되는 도르레(61)가 결합된다.

상기와 같은 본 고안의 구성을 이하 본 고안의 작동과정과 함께 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

본 고안은 유압모터(9) 작동으로 모터축(9a)이 회전하면 커플링(23)에 의해 연결된 상부 선기어축(20a)에 회전력이 전달되어 상부 선기어(20)가 회전한다.

상부 선기어(20)가 회전하면 상부 선기어(20)와 이맞물림된 수개의 상부 유성기어(21)가 캐리어(22)에 결합된 축핀(21a)을 중심으로 각각 자전함과 동시에 상부하우징(6)의 내접기어(6a)와 이맞물림된 수개의 상부 유성기어(21)는 내접기어(6a)와 이맞물림되면서 회전하여 상부 선기어축(20a)을 중심으로 공전하게 되고 캐리어(22)가 회전하게 된다.

캐리어(22)가 회전하면 캐리어(22)의 중앙에 이맞물림된 하부 선기어(30)가 회전하게 된다.

하부 선기어(30)가 회전하면 하부 선기어(30)와 이맞물림된 수개의 하부 유성기어(31)가 캐리어축(40)의 캐리어부에 결합된 축핀(31a)을 중심으로 각각 자전함과 동시에 상부하우징(6)의 내접기어(6b)와 이맞물림된 수개의 하부 유성기어(31)는 내접기어(6b)와 이맞물림되면서 회전하여 하부 선기어축(30a)을 중심으로 공전하게 되고 하부하우징(7)에 회전가능토록 결합된 캐리어축(40)이 회전하게 된다.

상기와 같이 모터축(9a)의 회전력을 전달받아 캐리어축(40)이 회전하게 되면 커플링(41)에 의해 캐리어축(40)과 연결된 메인축(10a)에 회전력이 전달되어 도 3과 같이 메인기어(10)가 시계방향으로 회전하게 된다.

메인기어(10)가 시계방향으로 회전하게 되면 메인기어(10)의 전방에 이맞물림된 아이들기어(15)가 아이들축(15a)을 중심으로 반시계방향으로 회전하게 된다.

아이들기어(15)가 반시계방향으로 회전하면 아이들기어(15)의 양측면에 이맞물림된 제1출력기어(11)와 제3출력기어(13)가 각각 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)을 중심으로 시계방향으로 회전하게 된다.

상기 제1출력기어(11)와 제3출력기어(13)가 시계방향으로 회전함과 동시에 메인기어(10)의 후방 양측면에 이맞물림된 제2출력기어(12)와 제4출력기어(14)는 시계방향으로 회전하는 메인기어(10)에 의해 각각 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)을 중심으로 반시계방향으로 회전하게 된다.

상기와 같이 캐리어축(40)의 회전력을 전달받아 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)이 시계방향으로 회전하고, 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)이 반시계방향으로 회전하게 되면 헥스커플링(50)에 의해 상기 4축에 각각 연결된 굴착로드(51)에 회전력이 최종 전달되어 연약지반을 굴착하게 되는 것이다.

즉, 한쌍의 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)에 각각 결합된 굴착로드(51)는 시계방향으로 회전하게 되고, 한쌍의 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)에 각각 결합된 굴착로드(51)는 반시계방향으로 회전하게 되는 것이며, 굴착되는 토사가 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생되지 않도록 상기 두쌍의 굴착로드(51)는 서로 다른 방향으로 회전하게 되는 것이다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 고안은 1대의 유압모터(9)를 모터브라켓(8)에 장착하여 모터축(9a)의 회전력을 메인축(10a)에 전달하여 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)을 시계방향으로 회전되도록하고, 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)을 반시계방향으로 회전되도록 구성하여, 두쌍의 굴착로드(51)를 서로 다른 방향으로 회전시킴으로서, 굴착되는 토사가 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지하여 원할한 굴착시공이 가능하게 됨은 물론 오거장치의 중량을 더욱 최소화하면서 제작 및 유지비용을 일층 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 커버(2)가 결합된 케이스(1) 상부에 오거브라켓(3)이 결합되고, 오거브라켓(3)의 상부에는 하부하우징(7)과 상부하우징(6) 및 모터브라켓(8)과 유압모터(9)가 결합되며, 헥스커플링(50)에 의해 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a) 및 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)의 하단부에 각각 연결되는 굴착로드(51)를 회전시켜 연약지반을 굴착하는 4축 오거장치를 구성함에 있어서;

   케이스(1) 내측 중앙에는 커플링(41)에 의해 캐리어축(40)과 연결되는 메인축(10a)을 중심으로 회전하는 메인기어(10)가 설치되고,

   메인기어(10)의 전방에는 아이들축(15a)을 중심으로 회전하는 아이들기어(15)가 이맞물림되며,

   아이들기어(15)의 양측면에는 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)을 중심으로 회전하는 제1출력기어(11)와 제3출력기어(13)가 각각 이맞물림되고,

   메인기어(10)의 후방 양측면에는 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)을 중심으로 회전하는 제2출력기어(12)와 제4출력기어(14)가 각각 이맞물림되어;

   1대의 유압모터(9) 모터축(9a)의 회전력을 캐리어축(40)으로부터 전달받는 메인축(10a)이 회전하면, 한쌍의 제1출력축(11a)과 제3출력축(13a)은 시계방향으로 회전하고, 한쌍의 제2출력축(12a)과 제4출력축(14a)은 반시계방향으로 회전되도록 한 것을 특징으로 하는 연약지반 굴착용 4축 오거장치.

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