KR20080043343A - 개선된 굴착 부츠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단단한 지반을 굴착하는데 사용되는 불도저 타인(tyne)에 결합되는 타입의 굴착 부츠에 대한 개선에 관한 것이다. 본 발명에서 구체화된 굴착 부츠는 때때로 매우 단단한 지반이 관통되어 굴착되는 오팔(opal) 채광에 특별히 적용된다. 상기 굴착 부츠는 작업 중에 회전되지 않도록 억지끼워맞춤의 방법으로 상기 부츠에 결합되는 교체 가능한 굴착 치부(tooth)를 포함한다. 상기 억지끼워맞춤은 상기 치부 및 관련 소켓의 벽들 사이로 특정 입자들이 유입되는 것을 방지한다. 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 교체 가능한 굴착 치부는 운반체에 대하여 위쪽으로 기울어진 각도로 연장되어 굴착 치부가 지면과 거의 평행해지도록 굴착 치부의 굴착각도를 상승시킨다. 상기 굴착 부츠는 개선된 굴착 효과, 진동소음 및 드래그(drag)의 감소, 마멸의 감소 및 관련 기계류에 가해지는 하중의 감소를 포함하는 여러 이점들을 제공한다.

Description

개선된 굴착 부츠 {An improved ripper boot}

본 발명은 개선된 굴착 부츠(ripper boot)에 관한 것으로서, 특히, 단단한 물질을 굴착하거나 가르는 것을 포함하는 적용범위에 사용하기 위한 굴착 부츠에 관한 것이다. 본 발명은 오팔(opal)을 채굴하기 위해 단단한 지반이 굴착되는 오팔 채광에 바람직하게 적용될 수 있다.

굴착 부츠(ripper boot)는 오팔과 같은 보석을 채굴하는 데 있어 매우 단단한 암석이나 조밀한 토사를 굴착해야 할 필요가 있는 곳에서 대표적으로 이용된다. 굴착 부츠는, 불도저 타인(tyne)에 일반적으로 결합되는 운반체(a carrier)와, 통상 한꺼번에 대략 300mm의 깊이로 암석을 굴착하는 운반체의 노우즈(nose)에 결합된 굴착 치부(ripping tooth section)를 포함한다. 오팔 채광의 경우, 스포터(spotter)가 오팔의 여부를 확인하는 동안, 부서진 암석은 밀려나가게 된다. 굴착 치부는 또한 교체될 수도 있다. 이러한 종래의 굴착 부츠들은 몇 가지 문제점들을 갖는다.

우선, 몇몇 교체 가능한 굴착 치부들은 부츠에 회전 방식으로 결합된다. 회전식 굴착 치부의 문제점은 작업 도중에, 굴착된 암석이 굴착 치부의 축과 굴착 부 츠의 몸체 사이의 영역으로 유입될 수 있다는 것이다. 이는 축이 회전될 때에 상당한 마멸과 찢어짐을 일으키고 결국에는 금속 피로와 최대 하중에서의 파단을 일으킬 수도 있다. 또 다른 문제점은, 이 또한 바람직하지 못한 것으로서 작업 도중에 굴착 치부가 변위되거나 딱딱 맞부딪힘(진동소음)을 발생시키려는 경향이 있다는 것이다. 더 나아가, 흙 먼지 및 이와 유사한 다른 물질들이 굴착 치부 축 주위를 에워싸는 영역에 가득차게 되어, 치부의 탈거는 거의 불가능해진다. 회전식 치부를 갖는 종래의 굴착 부츠는 또한 제조비용이 높으며, 사용에 있어서 적용범위가 제한된다.

본 발명자는 굴착 작업에 있어서 굴착 부츠가 지면을 통해 파고드는 "굴착각도"는 매우 중요하다는 것을 더 알게 되었다. 종래의 굴착 부츠를 이용한 작업에서는, 굴착 부츠가 불도저 타인(tyne)에 의해 운반되기 때문에, 일반적으로 굴착각도는 불도저 타인의 단부에서 연장되는 각도의 영향을 받는다. 불도저 타인의 위치는 조절될 수 있지만, 불도저 타인의 움직임이 제한되고 원하는 굴착각도가 얻어질 수 없게 되는 경우가 종종 발생한다.

치부가 너무 급경사진 각도로 굴착할 때에, 즉 굴착 치부의 길이방향 축선과 지표면 사이의 각도가 너무 클 때에, 굴착 부츠는 딱딱 맞부딪히기 시작할 것이고, 이는 굴착 치부에 마멸과 찢어짐을 가중시켜 금속 피로와 결과적으로는 파단을 일으킬 수도 있다. 이러한 상황에서는, 불도저에 가해지는 하중이 또한 증가되어 연 료의 소모량을 증가시킨다. 굴착각도가 너무 가파르면 굴착 치부 단부의 노우즈는 또한 질질 끌리게 되고, 굴착 치부는 분리되기 쉽다. 일반적으로, 굴착각도가 적당하지 않은 곳에서, 부츠의 요구 굴착효과는 감소된다. 실제로, 굴착 치부 각의 매우 작은 변경도 굴착 작업의 유효성에 주된 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 앞서 언급한 문제점들 중 적어도 몇 가지를 해결하거나 일반에게 유용한 대안을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 일실시예로서 불도저 등과 같은 장비의 섕크(shank)에 장착되는 타입의 굴착 부츠(ripper boot)가 제안된다. 상기 굴착 부츠는: 상기 섕크에 연결되는 운반체수단(a carrier means)과; 암(female) 소켓을 포함하는 치 하우징수단(a tooth housing means)과; 축부 및 머리부를 갖는 굴착 치부(ripping tooth)를 포함하며, 상기 축부는 상기 암 소켓에 착탈가능하게 결합되도록 상기 암 소켓에 대응되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 굴착 치부의 상기 축부는 상기 대응되게 형성된 암 소켓과 억지끼워맞춤의 방법으로 결합 가능해지도록 점차 가늘어지게 형성된 것이 바람직하다.

상기 축부의 자유단측의 단면적이 상기 굴착 치부의 머리부와 일체로 된 반대 단측의 단면적보다 더 작아지도록 상기 축부가 가늘어지는 것이 바람직하다.

상기 굴착 치부의 상기 축부와 암 소켓의 단면 형상은 약간 둥근 모서리를 포함하는 사각의 형태인 것이 바람직하지만, 이와 달리, 상기 굴착 치부의 상기 축부와 암 소켓의 단면 형상은 원형이 될 수도 있다.

상기 운반체수단, 치 하우징수단 및 암 소켓은 동일한 길이방향의 축선을 따라 연장된 것이 바람직하다.

상기 굴착 치부의 상기 축부 및 상기 운반체수단은 가로방향으로 관통 연장되어 상기 굴착 치부의 상기 축부가 상기 암 소켓 안에서 고정될 때에 지지수단들이 삽입될 수 있도록 동일선상에 일렬로 맞춰지는 관통구들을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 굴착 치부의 상기 머리부는 외부로 연장되어 상기 암 소켓 내부로부터 상기 굴착 치부의 탈거를 용이하게 하는 어깨부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 치 하우징수단은 상기 치부가 상기 암 소켓으로부터 탈거될 수 있도록 상기 부츠의 외부로부터 상기 암 소켓까지 연장된 탈거공을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 굴착 치부의 머리부의 적어도 일부는 텅스텐 금속과 같은 고장력 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시 예로서 불도저 등과 같은 장비의 섕크(shank)에 결합되는 타입의 굴착 부츠(ripper boot)가 제안된다. 상기 굴착 부츠는: 상기 섕크에 연결되며, 길이방향의 축선을 갖는 운반체수단; 및 상기 운반체수단과 착탈가능하게 결합되는 굴착 치부(ripping tooth)를 포함하며, 상기 굴착 치부는 상기 길이방향의 축선에 대하여 소정각도로 기울어져 연장된 것을 특징으로 한다.

상기 굴착 부츠는 상기 굴착 치부가 상기 길이방향의 축선으로부터 위쪽으로 어긋나게 연장되어, 사용되는 과정에서, 지표면과 대략 평행하게 정렬되도록 마련된 것이 바람직하다.

상기 소정각도는 상기 운반체수단의 상기 길이방향 축선으로부터 0도 및 90도 사이인 것이 바람직하다.

상기 소정각도는 상기 운반체수단의 상기 길이방향 축선으로부터 0도 및 10도 사이인 것이 바람직하다.

상기 소정각도는 상기 운반체수단의 상기 길이방향 축선으로부터 6도인 것이 유리하다.

이렇게 하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 굴착 치부의 굴착각도가 상승되어 지반과 거의 평행하게 되도록 굴착 치부가 굴착 부츠의 운반체에 대하여 위쪽으로 경사진 굴착 부츠를 제공한다. 이러한 방법으로 굴착각도를 변경하여, 부츠의 굴착 효과가 증대되고, 불도저에 가해지는 하중을 줄임으로써 연료 소모량 또한 줄일 뿐만 아니라, 부츠의 진동소음과 지반을 통한 끌림이 감소되어 마멸 및 치부의 분리 가능성을 줄이게 된다.

상기 굴착 부츠는 상기 운반체수단에 결합된 치 장착부(a tooth mounting portion)를 더 포함하며, 상기 치 장착부는 상기 길이방향의 축선에 대해 상기 소정각도로 기울어져 연장되도록 상기 굴착 치부를 착탈가능하게 수용하는 것이 바람직하다.

상기 치 장착부는 상기 운반체수단과 일체로 형성되되 상기 운반체수단으로부터 소정각도로 기울어져 연장되는 충실부재(a solid member)의 형태로 마련된 것이 바람직하다.

상기 치 장착부는 길이방향의 축선과 상기 길이방향의 축선을 따라 배치된 암 소켓을 포함하며, 상기 암 소켓에는 상기 굴착 치부와 결합된 축부가 삽입되는 것이 바람직하다.

택일적으로, 상기 치 장착부는 상기 운반체수단과 일체로 형성되며 상기 운반체수단과 동일한 길이방향의 축선을 따라 연장되는 충실부재의 형태로 마련되며, 상기 충실부재는 상기 굴착 치부와 결합된 축부를 수용하기 위해 상기 길이방향의 축선에 대하여 상기 소정각도로 기울어져 연장되는 암 소켓을 포함할 수도 있다.

상기 축부는 상기 암 소켓의 내부에서 억지끼워맞춤의 방법으로 고정되게 지지되는 것이 바람직하다.

본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 각각의 실시예들을 도시하고, 명세서의 기재사항과 함께, 본 발명의 이점들과 원리들을 설명하기 위한 것으로서, 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 개선된 굴착 부츠의 후방 사시도,

도 2는 도 1의 개선된 굴착 부츠의 전방 사시도,

도 3은 도 1의 개선된 굴착 부츠의 측 단면도,

도 4는 도 1의 개선된 굴착 부츠의 평 단면도,

도 5는 도 1의 개선된 굴착 부츠의 부분적인 평 단면을 나타낸 분해도,

도 6은 지지핀을 포함하는 개선된 굴착 부츠의 측 단면도,

도 7은 지지핀을 포함하는 개선된 굴착 부츠의 평 단면도,

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 개선된 굴착 부츠의 평 단면도,

도 9는 도 8의 개선된 굴착 부츠의 측 단면도,

도 10은 부츠가 불도저 타인(tyne)에 연결된 도 8의 개선된 굴착 부츠의 개략적인 측면도로서, 종래의 굴착 부츠의 배치상태가 1점 쇄선으로 도시된 도면,

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 개선된 굴착 부츠의 평 단면도,

도 12는 도 11의 개선된 굴착 부츠의 측 단면도,

도 13은 본 발명의 모든 실시예에 따라 불도저 타인(tyne)에 결합된 개선된 굴착 부츠를 포함하는 불도저를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 설명은 대표적인 실시예를 포함하지만, 다른 실시예들도 가능하고, 본 발명의 사상과 기술적 영역으로부터 벗어나지 않는 한 설명된 실시예는 변경될 수도 있다. 가능한 모든 곳에서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 모든 도면들에서 사용되고 동일하고 유사한 구성을 참조하기 위해 다음 설명에서 동일한 참조번호가 사용될 것이다.

본 발명은 세 가지 상이한 실시예들에 따른 개선된 굴착 부츠(10a, 10b 및 10c)에 관한 것이다. 제1실시예의 굴착 부츠(10a)는 도 1 내지 도 7에 도시되고, 제2실시예의 굴착 부츠(10b)는 도 8 내지 도 10에 도시되며, 그리고 제3실시예의 굴착 부츠(10c)는 도 11 및 도 12에 도시된다. 도 13은 세 가지 실시예들의 각 굴착 부츠들이 결합될 수 있는 불도저(12)를 도시한다. 간결하게 설명되도록, 제1실시예의 굴착 부츠(10a)를 상세하게 설명하고 나머지 실시예의 굴착 부츠들에서 제1실시예의 굴착 부츠에서의 구성요소와 동일한 참조번호를 사용하는 동일한 구성요소는 설명이 생략될 것이다.

도 1 내지 도 5는 운반체(14)와 교체 가능한 굴착 치부(ripping tooth)(16)를 포함하는 본 발명의 굴착 부츠(10a)를 도시한다. 작업 시, 상기 운반체(14)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 불도저(12) 또는 다른 굴착기기의 굴착 부츠 타인(tyne)(18)에 배치되어 결합되어진다. 불도저들은 본 발명의 기술분야에서 널리 알려진 것이고, 그리고 굴착 부츠 타인(18)은 별개로 하고, 나머지 구성요소들은 본 발명과 관련하여 어떠한 기능도 수행하지 않기 때문에 불도저(12)의 다양한 구성요소들은 여기에서 기술되지 않는다.

상기 운반체(14)는 상호 배향되게 한 쌍으로 배치된 지지공(20)들을 포함한다. 지지공(20)들은 상기 운반체(14)의 후방 공동부(22)에 위치하며, 지지핀(24)과 협력하여 굴착 부츠(10a)의 운반체(14)가 사용 가능한 타인(tyne)(18)에 결합되도 록 설계된다. 상기 운반체(14)가 모든 사용 가능한 굴착 부츠의 섕크(shank)에 결합될 수 있고, 지지핀(24) 및 상호 배향되게 배치된 지지공(20)들 이외에도 다른 바람직한 모든 결합수단들이 이용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

굴착 부츠 운반체(14)는 또한 실질적으로 운반체(14)의 전방에 실질적 충실부(a substantially solid portion, 26)를 포함한다. 이 충실부(26)는 질량을 제공하며 굴착 메커니즘을 어느 정도 보조한다. 본래, 충실부(26)는 교체 가능한 굴착 치부(16)를 고정되게 수용하는 암 소켓, 즉 축 수용부(28)를 제공한다. 축 수용부(28)는 사각의 단면 형상으로 함몰되며 공동부(22)에 인접한 축 수용부(28)의 단면적이 치부의 끝단에 인접한 축 수용부(28)의 단면적보다 작아지도록 내부를 향하여 점점 협소해지는 길이방향의 내벽들을 포함한다. 추가적인 강도를 고려하여 소켓(28)의 네 모서리 영역은 모두 둥글게 라운딩 처리된다.

상기 교체 가능한 굴착 치부(16)는 머리부(30)와 축부(32)로 이루어진다. 상기 교체 가능한 굴착 치부(16)의 축부(32)는 운반체(12)의 암 소켓(28)에 대응되게 형성된다. 즉, 축부(32) 또한 점점 가늘어지는 테이퍼된(tapered) 외벽들을 포함하고 둥근 모서리를 갖는 사각의 단면 형상으로 이루어진다. 이것은 축부(32)가 암 소켓(28)의 내부에서 억지끼워맞춤의 방법으로 고정되게 결합되도록 허락한다. 당업자라면, 억지끼워맞춤이 극히 체결력이 강하고 상기 교체 가능한 굴착 치부(16)가 절대 회전되지 않도록 하며 축부(32)의 외벽과 암 소켓(28)의 접촉벽(내벽) 사 이로 그 어떤 입자도 유입되지 않도록 하는 것을 보장한다는 것을 실감할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 소켓(28)의 치수가 축부(32)의 치수와 상응되는 것이 보장되도록 소켓(28)은 주조(cast)된다.

일단 치부가 소켓(28)의 내부에서 고정되면, 머리부(30)는 부츠의 충실부(26)로부터 외부를 향하여 길이방향으로 연장되고 따라서 대략 충실부(26)와 동일한 각도로 점차 가늘어지게 된다. 치부의 머리부(30)는 굴착 작업 동안 파손되지 않도록 운반체(14)로부터 외부를 향해 너무 길게 연장되지 않도록 설계된다. 상기 교체 가능한 굴착 치부(16)의 끝단에 결합된 머리 단부(34)는 예컨대, 텅스텐과 같은 고장력 강도를 갖는 재질로 만들어질 수 있다. 상기 단부(34)는 상기 교체 가능한 굴착 치부(16)에 간단하게 용접될 수 있다. 고장력 단부(34)는 아무리 단단한 암석이라도 굴착할 수 있으며 단부들이 쉽게 마모되는 종래의 굴착 부츠의 단부들과 관련된 문제점들을 최소화 시킨다.

앞서 언급한 대로 운반체(14)에 상기 교체 가능한 굴착 치부(16)를 결합하면 많은 이점들이 제공된다.

우선, 치부(16)가 고정되기 때문에 작업 중의 진동소음이 감소되고, 치부의 축부(32)와 암 소켓(28)의 사이의 틈으로 흙 먼지가 더 이상 들어갈 수 없게 되므로 치부(16)의 마멸과 찢어짐 또한 감소된다. 작업 시 미세 입자들이 각 표면들을 침식하여 치부(16)에 금속피로 및 그에 따른 파손을 일으키는 것은 회전식 치부의 주된 문제점이다.

두 번째로, 억지끼워맞춤은 굴착 치부의 축부(32) 주위에 흙 먼지가 더 이상 쌓일 수 없게 함으로써 굴착 치부(16)가 보다 용이하게 착탈되도록 해준다. 앞서 언급한대로, 흙 먼지는 치부가 탈거되는 것을 종종 방해한다. 이 경우, 간단히 테이퍼(taper) 가공을 하면 치부는 탈거될 것이다. 이를 달성하는 수단은 간략하게 설명될 것이다.

세 번째로, 본 발명의 굴착 부츠는 사용에 있어서 제한됨이 없이 소형부터 대형의 불도저 굴착기, 도저 블레이드(dozer blades)의 말단 커팅 비트(cutting bits), 드래그라인 버킷(dragline buckets), 버킷 드레즈(bucket dredges), 굴착기(excavators), 및 로더 버킷 치부(loader bucket teeth) 등을 포함하는 광범위한 기계류에 관련하여 사용될 수 있다. 이러한 부츠는 제조비용 또한 저렴한 편이다.

사용되는 동안 상기 교체 가능한 굴착 치부(16)가 운반체(14)의 내부에서 항상 고정되는 것을 확실히 하기 위하여, 제2체결수단이 또한 이용될 수 있는데, 이러한 제2체결수단으로는 지지핀(36)의 형태인 것이 바람직하다. 도 6 및 도 7에 이러한 지지핀(36)을 포함하는 굴착 부츠(10)가 도시된다. 상기 치부(16)는 치부의 하부측을 가로질러 연장된 그루브(38)를 포함하며, 그루브(38)는 치부가 소켓(28) 으로 완전히 삽입될 때에 운반체(12)의 충실부(26)에 가로방향으로 관통 연장된 지지핀 수용부(40)와 동일선상에 일렬로 맞춰지게 된다. 일단 정렬된 후엔, 치부가 정해진 위치에서 체결되도록 지지핀(36)이 정렬된 구멍들로 간단하게 삽입될 수 있다.

상기 소켓의 내부에서 상기 치부가 고정되는 것을 유지하는 데에 있어서 억지끼워맞춤이 적합하다는 것은 예견되는 것이지만, 지지핀(36)과 같은 제2체결수단은 필요한 경우에 이용될 수 있다. 상기 핀은 삽입된 후에 신장되어 보다 꽉 조여 지도록 삽입되기 이전에 단면이 압축되는 압축성 타입이 될 수도 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 굴착 부츠의 모든 다른 구성은 이전 도면들에서 도시된 것들과 동일하다.

운반체(12)로부터 굴착 치부(16)의 탈거는 여러 방법으로 달성될 수 있다. 상기 치부(16)는 치부(16)의 머리부(30)로부터 외부방향으로 연장되어 치부(16)의 탈거를 용이하게 하는 돌기부, 즉 어깨부(42)를 포함한다. 상기 어깨부(42)는 적당한 도구로 결합될 수 있고 치부가 오랜 사용으로 닳았을 때 비틀어 떼어낼 수 있다.

택일적으로, 굴착 치부(16)는 누름 막대(push rod)(미도시)나 다른 유사한 것을 운반체(14)의 상기 공동부(22)로부터 상기 암 소켓(28)까지 연장된 탈거 공(44)으로 삽입하는 방법으로 탈거될 수 있다. 본 발명의 기술분야에 속하는 당업자라면, 굴착 치부(16)가 암 소켓(28)의 내부에서 고정되어 있을 때에 이렇게 함으로써 굴착 치부(16)를 강제로 암 소켓(28)의 바깥으로 빼낼 것이라는 것을 알 수 있을 것이다.

굴착 치부(16)의 형태는 다양하게 할 수 있다. 이 경우, 상기 머리 단부(34)는 포인트(point)를 향하여 종료되기 전에 내부를 향한 이중 테이퍼(taper)를 포함한다. 이 특징은, 상기 단부(34)의 고장력 특성들과 결합되어, 아무리 단단한 암석이라도 최소의 미끄러짐(slip)으로 뚫을 수 있고 단부들이 쉽게 마모되는 종래의 굴착 부츠의 단부들과 관련된 문제점들이 해결된다는 것을 보장한다. 그러나 다른 형태의 단부들로서 단독 테이퍼 단부 또는 곡선(curved) 단부와 같은 것들이 이용될 수도 있다. 또한, 굴착 치부의 축부(32)의 단면형상과 운반체의 축 수용부(28)의 단면형상은 반드시 사각형일 필요는 없으며 억지끼워맞춤만 달성될 수 있다면 삼각형이나 원형과 같은 다양한 형상이 될 수도 있다.

굴착 치부의 축부(32)의 단부에 인접한 영역에서 암 소켓(28)의 형태 또한 다양해질 수 있다. 예컨대, 도면에서 축부(32)의 단부와 축 수용부(28)의 단부 사이에 간극(46)이 도시된다. 뿐만 아니라, 탈거공(44)도 도시된다. 또 다른 변형으로서, 축 수용부(28)의 점점 협소해지는 내벽들은 본 발명의 제2 및 제3 실시예에서와 같이 상기 공동부(22)를 향해 관통되는 전체 구역으로 단순히 연장될 수도 있 다. 또한, 부츠(12)의 공동부(22)와 축 수용부(28) 사이에 그 어떤 간격도 존재하지 않도록 변경할 수도 있다.

본 발명에 개시된 작업 중에 고정되고 작업 종료 후에는 교체가 가능한 굴착 치부를 사용함으로써 이전에 종래의 굴착 부츠를 사용함에 따라 겪었던 굴착 부츠의 진동소음, 굴착 치부의 마멸, 파단 및 다른 관련 문제점들이 현격하게 줄어들게 됨을 알 수 있다. 더욱이, 본 발명의 굴착 부츠는 불도저에 가해지는 하중을 감소시켜 10%까지 연료를 절감시키며, 암석을 정밀하게 굴착하는 능력으로 인해 작업시간을 50%까지 절감시키고, 생산비용을 포함하는 전체 비용을 10~20%까지 절감시키는 이익을 가져온다.

도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 제2실시예는 앞서 언급한 것과 동일하지만, 엇갈린 굴착각도를 포함하는 억지끼워맞춤 치부(16)를 갖는 굴착 부츠(10b)에 관한 것이다.

비교할 목적으로 1점 쇄선으로 그려진 종래의 굴착 부츠(48) 뿐만 아니라, 본 발명의 굴착 부츠(10b)까지도 도시된 도 10에서 이러한 굴착각도의 개념이 분명하게 이해될 수 있다. 본 발명의 기술분야에 속하는 당업자라면, 종래의 굴착 부츠(48)의 충실부는 운반체(14)의 길이방향과 동일한 방향으로 연장되는 반면에, 본 발명의 굴착 부츠(10b)의 충실부(26)는 완전히 조립된 상태에서 운반체(14)에 대하 여 위쪽으로 각도가 기울어진 것을 알 수 있을 것이다. 위쪽으로 각도가 기울어진 충실부(26)를 가짐으로써, 굴착 치부(16)가 일단 삽입되면 굴착 치부 또한 운반체(14)에 대하여 각도가 기울어지게 된다.

도면에서 충실부(26)의 각도는 명확한 비교를 위하여 비교적 큰 각도인 것처럼 도시 되었지만, 실험을 통하여 운반체 몸체의 길이방향 축선으로부터 대략 6도 기울어진 것이 최적인 것을 알아냈다. 이 각도에서, 굴착 치부의 외부 표면은 굴착될 암석층과 대략 평행하게 정렬된다. 이들 암석층들은 항상은 아니지만, 통상 지표면과 평행하다.

종래의 굴착 부츠들은 본 발명의 굴착 부츠(10b)의 특징들을 포함하도록 변경될 수도 있다. 예컨대, 쏘우 컷(saw cut)이 운반체(14)와 본 발명의 제1실시예의 굴착 부츠(10a)의 충실부(26) 사이의 접점에 마련될 수도 있다. 상기 컷(cut)은 운반체의 길이방향 축선에 대하여 바람직한 각도로 마련될 것이다. 그러면, 충실부가 운반체(14)의 경사진 단부에 용접될 때에, 당업자라면 충실부가 상기 컷의 각도에 상응하는 각도로 연장되리라는 것을 알 수 있을 것이다.

상기 치부가 이러한 각도에 위치할 때에, 상기 부츠가 지금까지 알려진 굴착 부츠의 배열보다 더욱 효과적으로 지면을 굴착하여 앞서 언급한 딱딱 맞부딪힘(진동소음)의 감소, 치부 마멸과 찢어짐의 감소, 및 불도저에 가해지는 하중의 감소를 포함하는 이익들을 가져오게 된다. 충실부(26)가 운반체(14)에 대하여 연장되는 각도는 요구되는 작업조건에 따라 다양하게 변경될 수도 있다.

도 11 및 도 12에는 본 발명의 제3실시예에 따른 굴착 부츠(10c)가 도시된다. 제3실시예의 굴착 부츠(10c)는 부츠의 충실부(26)가 운반체(14)에 대해 소정각도로 기울어지기 보다는 본 발명의 제1실시예의 굴착 부츠(10a)에서의 경우처럼, 운반체(12)의 길이방향으로 연장된다는 점에서 제2실시예의 굴착 부츠(10b)와는 조금 다르다. 그러나, 이 경우에서도 굴착 치부(16)가 충실부로부터 소정각도로 외부를 향해 연장되도록 상기 부츠의 충실부(26)에 미리 정해진 소정각도로 관통 주조(cast)된 암 소켓(28)을 갖게 됨으로써 상승된 굴착각도는 달성된다. 설명이 간결해지도록, 동일한 참조번호가 다시 사용된다.

상기 각도를 이용함으로써, 굴착 치부(16)는 약간 위쪽으로 연장되어 지표면과 더욱 평행하게 될 것이다. 본 발명의 제3실시예에서 제공되는 상승된 굴착각도를 갖는 이점들은 앞서 언급된 바와 같다.

도시되지는 않았지만, 제3실시예의 굴착 부츠(10c)는 추가적인 지지를 위하여 이전에 설명한 바와 같이, 지지핀도 포함할 수 있음은 물론이다.

제1실시예의 굴착 부츠(10a)도 운반체(12)와 충실부(26) 사이의 접점에 스트 레이트 쏘우 컷(straight saw cut)을 마련하고 상기 충실부에 소정각도로 경사지게 관통 주조된 축 수용부를 갖는 충실부로 종래의 충실부를 간단하게 교체하여 제3실시예에 따른 소정각도로 경사진 굴착 치부를 포함하도록 변형될 수 있다.

본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 한도에서 더욱 많은 이점들과 개선 사항들이 만들어질 수 있다. 본 명세서는 가장 실제적이고 바람직하다고 여겨지는 실시예들을 설명하고 도시하였지만, 본 발명의 기술적 영역와 기술적 사상의 범주 이내에서 변경은 가해질 수 있으며, 본 발명은 여기서 개시된 세부사항들로 국한되는 것은 아니고, 모든 등가물을 포함하도록 청구범위 전체의 내용에 따를 것이다.

다음의 모든 청구항과 발명의 요약에서, 문맥상 필요한 부분은 제외하고 표현된 언어나 필요한 암시에 따라, "포함하는(comprising)"이란 단어는 "포함하는(including)"이란 의미로 사용된다. 즉, 한정된 특징들은 본 발명의 다양한 실시예에서 더 많은 특징들과 연관될 수 있다.

본 발명에 따른 굴착 부츠는 소형부터 대형의 불도저 굴착기, 도저 블레이드(dozer blades)의 말단 커팅 비트(cutting bits), 드래그라인 버킷(dragline buckets), 버킷 드레즈(bucket dredges), 굴착기(excavators), 및 로더 버킷 치부(loader bucket teeth) 등을 포함하는 광범위한 기계류에 관련하여 적용될 수 있 고, 특히 오팔(opal)을 채굴하기 위해 단단한 지반이 굴착되는 오팔 채광에 바람직하게 적용될 수 있다.

Claims (19)

1. 불도저 등과 같은 장비의 섕크(shank)에 장착되는 타입의 굴착 부츠(ripper boot)에 있어서,

   상기 섕크에 연결되는 운반체수단(a carrier means)과;

   암(female) 소켓을 포함하는 치 하우징수단(a tooth housing means)과;

   축부 및 머리부를 갖는 굴착 치부(ripping tooth)를 포함하며, 상기 축부는 상기 암 소켓에 착탈가능하게 결합되도록 상기 암 소켓에 대응되게 형성된 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
2. 제1항에 있어서,

   상기 굴착 치부의 상기 축부는 상기 대응되게 형성된 암 소켓과 억지끼워맞춤의 방법으로 결합 가능해지도록 점차 가늘어지게 형성된 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
3. 제2항에 있어서,

   상기 축부에서의 테이퍼(taper)는 상기 축부의 자유단측이 상기 굴착 치부의 머리부와 일체로 되는 반대 단측의 단면적보다 더 작은 단면적을 가지도록 된 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 굴착 치부의 상기 축부와 암 소켓은 약간 둥근 모서리를 포함하는 사각 횡단면의 것임을 특징으로 하는 굴착 부츠.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 운반체수단, 상기 치 하우징수단 및 암 소켓은 동일한 길이방향의 축선을 따라 연장된 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
6. 제5항에 있어서,

   상기 굴착 치부의 상기 축부 및 상기 운반체수단은 가로방향으로 관통 연장되어 상기 굴착 치부의 상기 축부가 상기 암 소켓 안에서 고정될 때에 지지수단들이 삽입될 수 있도록 동일선상에 일렬로 맞춰지는 관통구들을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 굴착 치부의 상기 머리부는 외부로 연장되어 상기 암 소켓 내부로부터 상기 굴착 치부의 탈거를 용이하게 하는 어깨부를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 치 하우징수단은 상기 치부가 상기 암 소켓으로부터 탈거될 수 있도록 상기 부츠의 외부로부터 상기 암 소켓까지 연장된 탈거공을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 굴착 치부의 머리부의 적어도 일부는 텅스텐 금속과 같은 고장력 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
10. 불도저 등과 같은 장비의 섕크(shank)에 장착되는 타입의 굴착 부츠(ripper boot)에 있어서,

    상기 섕크에 연결되며, 길이방향의 축선을 갖는 운반체수단; 및

    상기 운반체수단과 착탈가능하게 결합되는 굴착 치부(ripping tooth)를 포함하며, 상기 굴착 치부는 상기 길이방향의 축선에 대하여 소정각도로 기울어져 연장된 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
11. 제10항에 있어서,

    상기 굴착 부츠는 상기 굴착 치부가 상기 길이방향의 축선으로부터 위쪽으로 어긋나게 연장되어, 사용되는 과정에서, 굴착되는 암석층에 대해 상기 굴착 치부가 대략 평행하게 정렬되도록 마련된 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 소정각도는 상기 운반체수단의 상기 길이방향 축선으로부터 0도 및 90도 사이인 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
13. 제12항에 있어서,

    상기 소정각도는 상기 운반체수단의 상기 길이방향 축선으로부터 0도 및 10도 사이인 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 소정각도는 상기 운반체수단의 상기 길이방향 축선으로부터 6도인 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 운반체수단에 결합된 치 장착부(a tooth mounting portion)를 더 포함하며, 상기 치 장착부는 상기 길이방향의 축선에 대해 상기 소정각도로 기울어져 연장되도록 상기 굴착 치부를 착탈가능하게 수용하는 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
16. 제15항에 있어서,

    상기 치 장착부는 상기 운반체수단과 일체로 형성되되 상기 운반체수단으로 부터 소정각도로 기울어져 연장되는 충실부재의 형태로 마련된 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서,

    상기 치 장착부는 길이방향의 축선과 상기 길이방향의 축선을 따라 배치된 암 소켓을 포함하며, 상기 암 소켓에는 상기 굴착 치부와 결합된 축부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
18. 제15항에 있어서,

    상기 치 장착부는 상기 운반체수단과 일체로 형성되며 상기 운반체수단과 동일한 길이방향의 축선을 따라 연장되는 충실부재의 형태로 마련되며, 상기 충실부재는 상기 굴착 치부와 결합된 축부를 수용하기 위해 상기 길이방향의 축선에 대하여 상기 소정각도로 기울어져 연장되는 암 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.
19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 축부는 상기 암 소켓의 내부에서 억지끼워맞춤의 방법으로 고정되게 지지되는 것을 특징으로 하는 굴착 부츠.

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