KR20080082291A - 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 작동시킬 수 있는다축 교반굴착기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반 개량공사 또는 지중차수벽 구축공사 등을 시공하기 위한 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 작동시킬 수 있는 다축 교반굴착기에 관한 것으로, 리더를 따라 상,하 이동이 가능하게 설치되는 굴착기본체와;

상기 굴착기본체의 내부에 서로 일정간격으로 이격 설치되며, 유성기어감속장치가 일체형으로 장착되어 있는 좌,우측 모터와;

상기 굴착기본체의 하단에 일체적으로 결합된 상태로 설치되어 있는 로테이터 기어박스와;

상기 로테이터 기어박스 내부 좌,우 양측으로 돌출된 상기 좌,우측 모터의 유성기어감속장치 각각의 감속출력축에 설치되어 있는 좌,우측 구동기어와;

상기 좌,우측 구동기어 각각의 전,후방에는 4축의 굴착로드를 설치하기 위하여 상기 로테이터 기어박스에 회전가능하게 설치되는 총 4개의 로드연결축 각각에 축착되어 상기 좌,우측 구동기어로부터 회전동력을 전달받아 회전하도록 설치되는 총 4개로 형성되는 좌,우측 전방 및 후방 연동기어를 구비하여서 되는 다축 교반굴착기에 있어서,

상기 좌,우측 후방 연동기어의 사이에는 상,하단이 상기 로테이터 기어박스의 상,하면에 회전가능하게 지지되는 가변안내축에 상,하로 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기한 좌,우측 후방 연동기어에 동시에 치합 및 분리시킬 수 있도록 형성되는 가변기어를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

다축 교반굴착기, 굴착기본체, 로테이터 기어박스, 모터, 로드연결축, 구동기어, 연동기어, 가변기어, 가변안내축, 굴착로드

Description

1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 작동시킬 수 있는 다축 교반굴착기{Earth auger machine}

도 1 및 도 2는 본 발명을 설명하기 위한 교반굴착기의 측면도 및 정면도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4 및 도 5는 도 3의 B-B선 단면도로 나타낸 본 발명의 가변기어를 좌,우측 후방 연동기어와 분리 및 치합시킨 상태의 작동상태도.

도 6 및 도 7은 도 2의 C-C선 단면도로 나타낸 가변기어를 좌,우측 후방 연동기어에 분리 및 치합시켰을 때의 평면 구조도.

도 8 및 도 9는 본 발명의 가변기어를 연동기어에 치합 및 분리시키기 위한 작동상태도.

도 10 내지 도 13은 본 발명의 1축 내지 4축 굴착로드를 선택적으로 사용하는 실시예를 나타낸 굴착로드의 사용상태도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 굴착기본체 11 : 슬라이딩 가이드

2 : 리더 21 : 안내봉

3a,3b : 모터 31,32 : 유성기어감속장치

33,34 : 좌,우측 감속출력축 4 : 로테이터 기어박스

4a : 수용공간부 4b : 복개커버

4c : 가변안내축 45 : 암나사공

41,43 및 42,44 : 좌,우측 전방 및 후방 로드연결축

5a,5b : 좌,우측 구동기어

51,53 및 52,54 : 좌,우측 전방 및 후방 연동기어

6 : 가변기어 61 : 암나사공

62 : 장볼트 63 : 너트

64 : 단볼트 7a,7b,7c,7d : 굴착로드

8 : 조인트부재

등록특허 제 451962 호

등록특허 제 598555 호

등록실용신안 제 380747 호

본 발명은 연약지반 개량공사 또는 지중차수벽 구축공사 등을 시공하기 위하여 지반을 굴착함과 동시에 굴착되는 토사에 시멘트몰탈(시멘트풀) 및 약품(급결제 또는 고화제 등)을 주입시키면서 혼합 교반하는 다축의 굴착로드를 1축에서부터 4축까지 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 다축 교반굴착기에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반을 개량하거나 또는 지중차수벽을 구축하게 되는 지반굴착장치는 지상이나 또는 해상에 떠있는 항타선에 설치된 크레인과 수직상으로 고정 설치된 리더, 상기 리더에 매달린 상태로 설치되는 교반굴착기 그리고 상기 교반굴착기의 저부에 다단식으로 조립 연결되는 1축 내지 4축의 굴착로드 등의 장비로 이루어져 있다.

연약지반 개량공법 및 지중차수벽 구축공법은 통상적으로 공사현장의 지층상태 등에 따라 교반굴착기에 1축(단축)에서부터 4축까지의 굴착로드를 선택적으로 연결 조립하여 시공하게 된다.

종래의 지반굴착장치는 한대 모터를 동력원으로 하는 교반굴착기와 두대의 모터를 동력원으로 하는 교반굴착기가 사용되고 있다.

상기에서 전자의 교반굴착기는 한대의 모터를 동력원으로 하여 1축 내지 3축의 굴착로드를 회전작동시키도록 구성되어 있는데, 교반굴착기에 1축의 굴착로드를 연결 조립할 때에는 모터에 일체형으로 장착된 유성기어감속장치의 감속출력축에 상기한 1축의 굴착로드를 직접 연결시키는 구조로 구성하게 되며, 2축의 굴착로드를 연결시키고자 할 때에는 모터에 장착된 유성기어감속장치의 감속출력축에 구동기어를 부착시키고, 상기한 구동기어의 양측에 맞물린 상태로 설치되는 두개의 연동기어에 형성된 두개의 로드연결축 각각에 굴착로드를 연결시키는 구조로 구성하게 되는 것이며, 3축의 굴착로드의 경우는 등록특허 제598555호의 공보에 개재되어 있는 바와 같이 모타에 장착된 유성기어감속장치의 감숙출력축에 설치된 하나의 구동기어와 그 양측에 치합된 두개의 연동기어 각각에 형성된 총 3개의 로드연결축에 굴착로드를 하나씩 연결 조립하는 구조로 구성된다.

그리고 후자의 교반굴착기는 등록실용신안 제380747호의 공보에 개재되어 있는 바와 같이 두대의 모터를 동력원으로 하여 총 4축의 굴착로드를 회전작동시키도록 되어 있는데, 상기한 교반굴착기는 두대의 모터 각각에 장착된 양측 유성기어감속장치의 양측 감속출력축에 형성된 양측 구동기어와 이들 각각의 전,후방에 치합되는 한쌍씩의 연동기어를 분리시킨 상태로 형성하여 양측 한쌍씩의 연동기어들을 서로 반대방향으로 회전작동시키는 구조로 되어 있거나 또는 양측 한쌍씩의 연동기어들 중 후방의 양측 연동기어 사이에 하나의 아이들기어를 개재시킨 상태로 연결되도록 구성하여 4축의 굴착로드 전부가 같은 방향으로 회전작동시키는 구조로 구성된 것으로 구분된다.

그러나 상기와 같은 종래의 교반굴착기는 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 회전작동시킬 수 없는 구조로 되어 있기 때문에 굴착공사현장의 지층상태에 따라 1축의 굴착로드를 사용하여 시공하여야 할 때에는 1축의 굴착로드를 연결시킬 수 있는 구조를 가지고 있는 교반굴착기가 사용되어야 하고, 2축이나 3축의 굴착로드를 사용하여 시공하여야 할 때에는 2축이나 3축의 굴착로드를 연결시킬 수 있도록 구성된 교반굴착기가 사용되어야 하며, 또한 4축의 굴착로드를 사용하여 굴착공사를 시공하여야 할 경우에는 4축의 굴착로드를 연결시킬 수 있도록 구성된 교반굴착기가 사용하여 시공되어야 하므로서 연약지반 개량공사 및 지중차수벽 구축공사를 시공하는 건설업체에서는 지반의 지층상태에 따라 1축에서부터 4축의 굴착로드를 사용하여 공사를 시공하기 위해서는 1축 내지 4축의 굴착로드를 연결시킬 수 있 는 총 4대의 교반굴착기를 구입하여야만 연약지반 개량공사 및 지중차수벽 구축공사를 지반의 지질상태에 적합한 공법으로 시공할 수 있게 되므로서 건설업계에서는 1축에서부터 4축의 굴착로드를 사용할 수 있도록 제작된 여러 대의 교반굴착기를 구입해야 하기 때문에 경제적인 부담이 가중된다는 것이 해결해야 될 문제점으로 지적되고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 한대의 교반굴착기를 이용하여 연약지반 개량공사 및 지중차수벽 구축공사를 시공하고자 하는 지반의 지질상태에 따라 1축에서부터 4축의 굴착로드를 선택적으로 연결 설치할 수 있도록 하며, 1축에서부터 3축의 굴착로드를 선택적으로 설치하여 지반의 굴착 및 교반공사를 시공할 경우에는 지질상태 즉, 한대의 모터를 동력원으로 하여 굴착로드를 회전작동시키게 되더라도 굴착공사가 가능한 연약지반일 경우에는 한대의 모터를 구동시켜서 굴착로드를 회전작동시킬 수 있고, 또는 두대의 모터의 동력을 이용하여 굴착로드를 강하게 회전작동시킬 수 있어야만 굴착공사가 가능한 지반일 경우에는 두대의 모터를 동력원으로 하여 강한 출력으로 굴착로드를 회전작동시킬 수 있도록 하며, 또한 4축의 굴착로드를 사용하여 굴착공사를 시공할 경우에는 두대의 모터를 정,역 방향으로 구동시켜서 좌,우 양측에 각기 한쌍씩 연결 설치되는 좌측 전,후방 굴착로드와 우측 전,후방 굴착로드를 서로 반대방향으로 회전작동시켜서 지반을 굴착 및 교반할 수 있도록 하며, 또한 두대의 모터를 같은 방향으로 구동시켜서 4축의 굴착로드 전부를 같은 방향으로 회전작동시켜서 굴착공사를 시공할 수 있을 뿐 아니라 굴착공사현장의 지반이 한대의 모터의 동력만으로 4축의 굴착로드를 회전시키게 되더라도 굴착작업이 가능한 연약지층으로 구성되어 있을 경우에는 한대의 모터만을 구동시키게 되더라도 4축의 굴착로드를 회전시켜서 굴착작업을 진행할 수 있도록 하므로서 모터의 동력에너지를 절감하여 굴착공사를 경제적으로 시공할 수 있도록 하는 교반굴착기를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

리더를 따라 상,하 이동이 가능하게 설치되는 굴착기본체와;

상기 굴착기본체의 내부에 서로 일정간격으로 이격 설치되며, 유성기어감속장치가 일체형으로 장착되어 있는 좌,우측 모터와;

상기 굴착기본체의 하단에 일체적으로 결합된 상태로 설치되어 있는 로테이터 기어박스와;

상기 로테이터 기어박스 내부 좌,우 양측으로 돌출된 상기 좌,우측 모터의 유성기어감속장치 각각의 감속출력축에 설치되어 있는 좌,우측 구동기어와;

상기 좌,우측 구동기어 각각의 전,후방에는 4축의 굴착로드를 설치하기 위하여 상기 로테이터 기어박스에 회전가능하게 설치되는 총 4개의 로드연결축 각각에 축착되어 상기 좌,우측 구동기어로부터 회전동력을 전달받아 회전하도록 설치되는 총 4개로 형성되는 좌,우측 전방 및 후방 연동기어를 구비하여서 되는 다축 교반굴착기에 있어서,

상기 좌,우측 후방 연동기어의 사이에는 상,하단이 상기 로테이터 기어박스의 상,하면에 회전가능하게 지지되는 가변안내축에 상,하로 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기한 좌,우측 후방 연동기어에 동시에 치합 및 분리시킬 수 있도록 형성되는 가변기어를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변기어가 설치되는 로테이터 기어박스 후방측에는 좌,우측 후방 연동기어에서 분리되는 상기 가변기어를 수용할 수 있는 수용공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변기어를 좌,우측 후방 연동기어에 동시 치합 및 분리시킬 수 있도록 하기 위하여 상기 가변기어의 상면에는 복수의 암나사공이 일정각도로 형성되어 있으며, 상기 가변안내축의 상단이 회전가능하게 지지되는 복개커버에는 상기한 가변기어의 암나사공들과 일치하는 복수의 갯수로 설치되는 암나사공이 관통된 상태로 형성되어 있으며, 또한 상기한 복개커버의 암나사공들은 상기한 가변기어의 암나사공보다 큰 내경으로 형성되어 상기한 가변기어의 암나사공에 나사체결시키기 위한 장볼트가 나사조임되지 않도록 삽입되는 것을 허용하여 상기한 장볼트를 상기한 가변기어의 암나사공에 나사체결시킬 수 있도록 하므로서 상기한 복개커버의 상방에 위치하도록 상기한 장볼트에 나사조립된 너트를 나사조임방향이나 나사풀림방 향으로 회전시켜서 상기 가변기어를 상,하로 이동시켜서 좌,우측 후방 연동기어에서 분리시키거나 치합시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명을 설명하기 위한 교반굴착기의 측면도 및 정면도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 B-B선 단면도로 나타낸 본 발명의 가변기어를 좌,우측 후방 연동기어와 분리 및 치합시킨 상태의 작동상태도이며, 도 6 및 도 7은 도 2의 C-C선 단면도로 나타낸 가변기어를 좌,우측 후방 연동기어에 분리 및 치합시켰을 때의 평면 구조도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 가변기어를 좌,우측 후방 연동기어에 치합 및 분리시키기 위한 작동상태도이며, 도 10 내지 도 13은 본 발명의 1축 내지 4축 굴착로드를 선택적으로 사용하는 실시예를 나타낸 굴착로드의 사용상태도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 굴착기본체를 나타내는 것으로, 상기 굴착기본체(1)는 지상 또는 해상에 떠있는 항타선에 수직상으로 고정 설치된 리더(2)의 일측에 설치되어 있는 안내봉(21)을 따라 상,하 이동이 가능하게 설치되는데, 이를 위해 상기 굴착기본체(1)의 후방측에 돌출 형성된 지지부재에는 상기한 안내봉(21)을 붙잡고 있는 상태에서 굴착기본체(1)의 상,하 이동을 안내하는 슬라이딩 가이드(11)가 상,하 복수쌍으로 부착되어 있으며, 또한 상기한 복수쌍의 슬라이딩 가이드(11)들은 리더(2)의 크기에 따른 안내봉(21)의 변동폭에 따라 굴착기본체(1)의 후방측에 넓고 좁은 폭으로 설치될 수 있다.(도 3 참조)

상기 굴착기본체(1)의 내부에는 두대의 좌,우측 모터(3a)(3b)가 일정한 간격으로 이격된 상태로 설치되어 있으며, 상기 좌,우측 모터(3a)(3b) 각각에는 유성기어감속장치(31)(32)가 장착되어 있다.

상기 굴착기본체(1)의 하단에는 로테이터 기어박스(4)가 형성되어 있으며, 상기 로테이터 기어박스(4)의 내부 좌,우측에는 상기한 유성기어감속장치(31)(32) 각각의 하단에서 돌출 연장된 좌,우측 감속출력축(33)(34)이 회전가능하게 설치되어 있으며, 상기한 좌,우측 감속출력축(33)(34)에는 좌,우측 구동기어(5a)(5b)가 각각 축착되어 있다.

상기 로테이터 기어박스(4) 내부에는 좌,우측 구동기어(5a)(5b) 각각의 전,후방에는 좌,우측 전방 및 후방 로드연결축(41,43)(42,44)이 회전가능하게 설치되어 있으며, 상기한 각 로드연결축(41,43)(42,44) 각각에는 총 4개로 구성되는 좌,우측 전방 및 후방 연동기어(51,53)(52,54)가 하나씩 축착되어 있는데, 이들 각 연동기어들 중 좌측 전,후방 연동기어(51,52)는 좌측 구동기어(5a)에 치합되고, 우측 전,후방 연동기어(53,54)는 우측 구동기어(5b)에 치합된 구조로 설치된다.

본 발명의 특징은, 상기 로테이터 기어박스(4)의 후방측에 설치되는 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 사이에 이들 연동기어에 치합되거나 또는 분리되는 상태로 설치되는 가변기어(6)를 더 포함하여 1축 내지 4축의 굴착로드(7a,7b,7c,7d)를 선택적으로 연결 설치하여 지반의 지질상태에 따라 연약지반 개량공사 및 지중차수벽 구축공사 등을 시공하기 위한 모든 굴착공법 즉, 1축의 굴착로드를 사용하여 지반을 굴착하는 공법에서부터 4축의 굴착로드를 사용하는 굴착공법에 범용적으로 적용 하여 굴착작업을 할 수 있도록 하는 교반굴착기를 제공하는 데 있다.

이를 위해, 상기 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 사이에 위치하여 그들 양측 연동기어(52)(54)에 동시 치합된 상태로 설치되는 상기 가변기어(6)의 상방에는 그 가변기어(6)가 상기 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 상향으로 이동되어 분리될 수 있게 하는 공간을 제공하는 수용공간부(4a)가 형성되어 있으며, 상기 가변기어(6)는 수용공간부(4a)를 형성시키기 위하여 로테이터 기어박스(4)의 후방측 상면보다 높은 위치에서 볼트 등으로 착탈가능하도록 복개커버(4b)가 설치되어 있고, 상기한 복개커버(4b)와 로테이터 기어박스(4)의 저부에 베어링 등에 의해 상,하부가 회전가능하게 설치되는 가변안내축(4c)에 상기 가변기어(6)를 상,하로 슬라이딩 이동가능하게 설치하여 가변기어(6)가 상기한 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 동시 치합되어 회전되도록 하거나 또는 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 분리되는 것이 가능하도록 설치되어 있다.

또한 상기 가변기어(6)를 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 치합되게 하거나 또는 분리시키는 것을 가능하게 하기 위하여 상기 가변기어(6)의 상면에는 동일한 반경을 가지면서 일정각도로 형성되는 복수개(구체적으로는 총 4개)의 암나사공(61)가 형성되어 있으며, 상기 가변기어(6)를 수용하게 되는 수용공간부(4a)를 형성시키기 위한 복개커버(4b)에는 상기한 가변기어(6)의 상면에 형성된 복수의 암나사공(61)들과 일치하도록 복개커버(4b)에 형성되는 복수개의 암나사공(45)들은 상기한 복개커버(4b)의 상,하면을 관통하도록 형성되어 있다.

상기에서 복개커버(4b)에 형성되는 복수의 암나사공(45)은 상기 가변기어(6) 의 상면에 형성된 암나사공(61)보다 큰 내경으로 형성되어 상기 가변기어(6)를 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 치합시키거나 또는 분리시키기 위한 장볼트(62)가 상기한 암나사공(45)의 암나사에 접촉되지 않고 암나사공(45)을 자유롭게 삽탈될 수 있도록 하였으며, 이에 따라 상기 가변기어(6)를 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 치합시키거나 분리시키고자 할 때에는 복수개(도면상으로 볼 때 2개)의 상기한 장볼트(62)를 복개커버(4b)의 암나사공(45)을 통해 삽입시켜서 삽입된 끝단을 가변기어(6)의 암나사공(61)에 나사조립시킨 다음 복개커버(4b)의 상방으로 노출되는 장볼트(62)의 상부에 나사조립되어 있는 너트(63)를 나사조임방향이나 나사풀림방향으로 회전시켜서 장볼트(62)를 복개커버(4b)의 상방으로 상승시키거나 또는 하강시키게 되면 이에 따라 상기 가변기어(6)는 수용공간부(4a)로 상승되거나 또는 수용공간부(4a)에서 하강되면서 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)와 분리 및 치합되는 것이다.

한편, 상기한 가변안내축(4c)과 이에 축착된 가변기어(6)는 회전작동되는 반면에, 가변안내축(4c) 상부를 회전가능하게 지지하는 복개커버(4b)는 로테이터 기어박스(4)에 고정 설치되어 있기 때문에 상기 가변기어(6)를 회전작동시킨 후 정지시켰을 때 가변기어(6)의 상면에 형성된 암나사공(61)이 상기한 복개커버(4b)에 형성된 암나사공(45)과 일치하지 않게 되면 상기한 복개커버(4b)의 암나사공(45)을 통해 삽입되는 장볼트(62)를 가변기어(6)의 암나사공(61)에 나사조립할 수 없게 되는데, 이를 해결하기 위해 상기한 복개커버(4b)의 상면으로 노출되는 가변안내축(4c) 및 가변안내축이 노출되는 복개커버(4b)의 축수공 주위 각각의 일측에 상기 한 암나사공(45)(61)이 일치하는 위치에 표시선이나 표시점(도시 없음)을 형성하였다. 따라서 작업자는 상기한 가변안내축(4c)에 형성된 표시선(또는 표시점)이 복개커버(4b)에 형성된 표시선(표시점)에 일치하는지를 육안으로 확인한 다음 그 표시선(표시점)들이 일치하지 아니할 때에는 좌,우측 모터(3a)(3b) 중 어느 일측의 모터를 조작하여 상기 가변기어(6)를 미세하게 회전작동시켜서 가변안내축(4c)에 형성된 표시선(표시점)이 복개커버(4b)에 형성된 표시선(표시점)에 일치시키는 방법으로 상기 가변기어(6)의 암나사공(61)들을 상기한 복개커버(4b)의 암나사공(45)들 각각에 일치시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 로테이터 기어박스(4)에 회전가능하게 장착되는 좌,우측 전방 및 후방 로드연결축(41,43)(42,44)과 가변안내축(4c) 각각의 하단에는 4축의 굴착로드(7a,7b,7c,7d)를 연결 조립하기 위한 조인트부재(8)가 각각 설치되어 있으며, 또한 상기 로테이터 기어박스(4)의 상면으로 노출되는 상기한 좌,우측 전방 및 후방 로드연결축(41,43)(42,44)와 가변안내축(4c) 각각의 상단에는 공압과 함께 시멘트풀(시멘트몰탈)이나 약품(급결제, 고화제 등)을 굴착로드를 통해 굴착되는 토사에 주입시키기 위한 스위벨(swivel)이 각각 하나씩 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 굴착기본체(1)에 장착된 좌,우측 모터(3a)(3b)의 동력을 유성기어감속장치(31)(32)에 의해 감속된 출력으로 로테이터 기어박스(4)에 설치되어 있는 좌측 전,후방 연동기어(51)(52)와 우측 전,후방 연동기어(53)(54)를 서로 반대방향으로 회전시켜서 연약지반 개량공사 또는 지중차수벽 구축공사를 시공하고 할 때에는 도 4의 도시와 같이 가변기어(6)를 수용공간부(4a)로 상승시켜서 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 분리시키게 되면 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 각각은 서로 이완된 상태가 되어 좌측 모터(3a)의 동력은 좌측 전,후방 연동기어(51)(52)에만 전달되고, 우측 모터(3b)의 동력은 우측 전,후방 연동기어(53)(54)에만 전달된다.

따라서 상기한 좌,우측 모터(3a)(3b)를 도 6의 도시와 같이 좌측 모터(3a)와 우측 모터(3b)를 서로 반대방향으로 회전작동시키게 되면 좌측 전,후방 연동기어(51)(52)와 우측 전,후방 연동기어(53)(54)들을 서로 반대방향으로 회전작동시킬 수 있게 되는 것이다.

다음, 상기 로테이터 기어박스(4)에 설치된 좌,우측 전방 및 후방 연동기어(51,53)(52,54) 전부를 회전작동시키고자 할 때에는 가변기어(6)를 도 5의 도시와 같이 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 사이로 하강시키게 되면 상기 가변기어(6)는 도 7의 도시와 같이 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 동시 치합된 상태가 되는데, 이 경우에는 상기 가변기어(6)와 치합되는 좌,우측 전방 및 후방 연동기어(52)(54)가 같은 방향으로 회전되어야만 가변기어(6)를 회전시킬 수 있게 되기 때문에 상기한 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 회전력을 전달하는 좌,우측 모터(3a)(3b)는 같은 방향으로 회전구동시키게 된다.

따라서 상기와 같이 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 가변기어(6)를 치합시킨 상태에서는 좌,우측 구동기어(5a)(5b)의 전,후방에 치합되는 좌,우측 전방 및 후방 연동기어(51,53)(52,54)는 모두 같은 방향으로 회전하게 되는 것이다.(도 7 참조)

한편, 상기한 복개커버(4b)에는 도 3의 도시와 같이 암나사공(45)이 총 4개 형성되어 있고, 또한 상기 가변기어(6)의 상면에도 상기한 암나사공(45)들과 수직상으로 일치하도록 총 4개의 암나사공(61)이 형성되어 있다고 할 경우를 실시예로 하여 상기 가변기어(6)를 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 치합시키거나 또는 분리시키는 데 따른 작용을 도 8 및 도 9의 도시예로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 치합되어 있는 가변기어(6)를 분릭시키고자 할 때에는 상기한 복개커버(4b)에 형성된 총 4개의 암나사공(45)들 중 가변안내축(4c)을 기준하여 서로 마주하는 2개의 암나사공(45)으로 장볼트(62) 2개를 각각 삽입하고, 각 장볼트(62)의 단부를 가변기어(6)의 암나사공(61)에 나사조립시킨 다음, 상기한 복개커버(4b)의 상면에 노출되는 양측 장볼트(62) 각각의 상부에 나사조립되어 있는 위치하게 되는 너트(63)를 복개커버(4b)의 상면에 지지시킨 상태에서 나사조임방향으로 회전시키게 되면 너트(63)는 제자리에서 나사조임방향으로 회전하게 되며, 상기한 너트(63)가 나사조임방향으로 회전함에 따라서 장볼트(62)는 너트(63)의 상방으로 상승하게 되며, 이에 따라 가변기어(6)는 상승하는 장볼트(62)를 따라 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 상향으로 슬라이딩 이동되면서 수용공간부(4a)로 상승하게 되는 것인데, 이때 양측 장볼트(62)에 나사조립되어 있는 양측 너트(63)를 수회씩 교대로 나사조임방향으로 회전조작하게 되면 양측 장볼트(62)와 함께 상기 가변기어(6)가 수용공간부(4a)로 상승이동되는 것이다.

상기와 같이 가변기어(6)가 도 9의 도시와 같이 수용공간부(4a)에 완전히 상승이동된 상태에서는 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 분리된 상태가 되며, 이 어서 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 분리시킨 가변기어(6)를 그 상태로 고정시키고자 할 때에는 장볼트(62)가 끼워지지 아니한 2곳의 암나사공(45)를 통해 짧은 길이의 단볼트(64)를 삽입하여 가변기어(6)의 암나사공(61)에 나사조립하여 고정시키고, 그 다음으로 상기한 복개커버(4b)의 상방으로 길게 돌출된 양측 장볼트(62)를 가변기어(6)의 암나사공(61)에서 나사풀림하여 빼낸 후, 장볼트(62)가 빠진 암나사공(45)으로 다시 준비하고 있던 단볼트(64)를 삽입하여 가변기어(6)의 암나사공(61)에 나사조립하게 되면 상기 가변기어(6)는 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 완전히 분리된 상태로 수용공간부(4a)에 수용된 가변기어(6)는 복개커버(4b)의 저부에 밀착 고정된 상태가 되는 것이다.

다음, 상기와 같이 복개커버(4b)의 저부에 밀착 고정된 가변기어(6)를 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 사이에 치합시키고자 할 때에는 전술에서 기변기어(6)를 분리시킬 때와는 역순으로 조작하면 된다. 즉, 우선 서로 마주하는 2개의 단볼트(64)를 나사풀림하여 빼낸 후 그 자리 각각에 장볼트(62)를 나사조립하고, 이어서 각 장볼트(62)의 상단에서 나사조립된 너트(63)를 복개커버(4b) 상면에 밀착 지지시킨 상태에서 나머지 2곳의 단볼트(64)를 나사풀림하여 빼낸 후 양측 장볼트(62)에 나사조립된 양측 너트(63)를 수회씩 교대로 나사풀림하는 방법으로 가변기어(6)를 하강시키게 되면 상기 가변기어(6)는 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 치합되는 것이다.

본 발명은, 상기와 같이 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 사이에 가변기어(6)를 치합 또는 분리시키는 방법으로 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 연결 설 치하여 연약지반 개량공사 및 지중차수벽 구축공사를 시공할 수 있는바, 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택 설치하여 굴착공사를 시공하는 굴착공법에 대한 각 실시예를 도 10 내지 도 13의 도시를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

<실시예 1>

도 10의 도시는 1축의 굴착로드(7a)로 굴착공사를 시공할 때의 굴착로드의 사용상태를 도시한 것으로, 이 실시예는 로테이터 기어박스(4)의 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 사이에 가변기어(6)를 치합시킨 다음 가변안내축(4c) 하단의 조인트부재(8)에 1축의 굴착로드(7a)를 연결 조립하여 굴착공사를 시공하게 되는데, 이와 같이 1축의 굴착로드(7a)로 굴착공사를 시공할 때에는 굴착기본체(1)에 장착된 좌,우측 모터(3a)(3b)를 같은 방향으로 구동시켜서 1축의 굴착로드(7a)를 회전작동시키거나 또는 좌,우측 모터 중 어느 일측의 모터 한대만 구동시켜서 1축의 굴착로드(7a)를 시계방향이나 반시계방향으로 회전작동시켜서 굴착공사를 시공하게 된다.

상기한 실시예는 1축의 굴착로드(7a)로서 연약지반을 굴착 및 교반하는 연약지반 개량공사 또는 지반에 파일을 설치하기 위하여 지반을 굴착하는 지반굴착공사를 하는 굴착공법에 적합한 실시예로서, 상기한 1축의 굴착로드(7a)의 교반날개는 대략 최대 1,500mm의 구경으로 지반을 굴착 및 교반하는 공사를 시공할 수 있다.

<실시예 2>

도 11의 도시는 2축의 굴착로드(7a)(7b)로 굴착공사를 시공할 때의 굴착로드를 도시한 것으로, 이 실시예는 로테이터 기어박스(4)의 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)가 축착되는 좌,우측 후방 로드연결축(42)(44) 하단의 조인트부재(8) 각 각에 2축의 굴착로드(7a)(7b)를 연결 조립하여 굴착공사를 시공하게 되는데, 이 경우 2축의 굴착로드(7a)(7b) 각각을 서로 반대방향으로 회전시켜서 굴착공사를 시공하고자 할 때에는 상기한 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 상기 가변기어(6)를 분리시킨 상태에서 좌,우측 모터(3a)(3b)를 서로 반대방향으로 구동시키는 것이며, 또는 상기한 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 각각을 서로 같은 방향으로 회전시켜서 굴착공사를 시공하고자 할 때에는 상기한 좌,우측 후방 연동기어(52)(54) 사이에 가변기어(6)를 치합시킨 상태에서 좌,우측 모터(3a)(3b)를 같은 방향으로 구동시키게 되면 2축의 굴착로드(7a)(7b)는 같은 방향으로 회전하면서 굴착작동을 하게 되며, 또는 어느 일측의 모터 한대만을 구동시키게 되더라도 2축의 굴착로드(7a)(7b)는 같은 방향으로 회전하면서 굴착작동을 할 수 있게 되는 것이다.

상기한 실시예는 2축의 굴착로드(7a)(7b)를 사용하여 연약지반을 개량하거나 또는 지중차수벽을 구축하는 굴착공법에 적합한 실시예로서, 이 공법에 사용되는 굴착로드(7a)(7b) 각각의 교반날개는 대략 최대 1,000mm의 구경으로 지반을 굴착 및 교반할 수 있으며, 2축의 굴착로드(7a)(7b) 각각은 교반날개들이 서로 100mm 내외의 범위내에서 겹쳐지는 상태로 지반을 굴착 및 교반하도록 구성되어 있으며, 지중차수벽 구축공사시에는 최대 1,000mm의 두께를 갖는 지중차수벽을 구축할 수 있게 된다.

<실시예 3>

도 12의 도시는 3축의 굴착로드(7a)(7b)(7c)로 굴착공사를 시공할 때의 굴착로드를 도시한 것으로, 이 실시예에서는 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 가변기 어(6)를 치합시킨 상태에서 좌,우측 후방 로드연결축(42)(44) 하단의 양측 조인트부재(8)에는 2축의 굴착로드(7a)(7b)를 연결 조립하며, 가변안내축(4c) 하단의 조인트부재(8)에는 1축의 굴착로드(7c)를 연결 조립하여 굴착공사를 하는데, 이때 좌,우 양측에 연결 조립된 2축의 굴착로드(7a)(7b)는 같은 방향으로 회전하면서 굴착작동을 하게 되며, 가운데 1축의 굴착로드(7c)는 상기한 굴착로드(7a)(7b)와는 반대방향으로 회전하면서 굴착작동을 하게 되는 것이다.

상기한 실시예는 3축의 굴착로드(7a)(7b)(7c)를 일렬로 설치하여 연약지반을 개량하거나 또는 지중차수벽을 구축하는 굴착공법에 적합한 실시예로서, 이 굴착공법에 사용되는 3축의 굴착로드 각각은 대략 최대 550mm의 구경으로 지반을 굴착 및 교반할 수 있으며, 3축의 굴착로드 각각은 서로 이웃하는 굴착로드들의 교반날개들이 서로 100mm 내외의 범위내에서 겹쳐지는 상태로 지반을 굴착 및 교반하도록 구성되어 있으며, 지중차수벽 구축공사시에는 최대 550mm의 두께를 갖는 지중차수벽을 구축할 수 있게 된다.

<실시예 4>

도 13의 도시는 4축의 굴착로드(7a)(7b)(7c)(d)를 사용하여 굴착공사를 시공할 때의 굴착로드를 도시한 것으로, 이 실시예에서는 좌,우측 전방 및 후방 연동기어(51,53)(52,54)가 축착된 좌,우측 전방 로드연결축(41)(43) 및 좌,우측 후방 로드연결축(42)(44) 각각의 하단에 형성된 조인트부재(8) 각각에 4축의 굴착로드(7a)(7b)(7c)(7d)를 연결 조립하여 굴착공사를 시공하는 것이며, 이와 같이 4축의 굴착로드를 사용하여 굴착작동을 할 때에는 굴착되는 지반의 지질상태에 따라 좌측 전,후방 2축의 굴착로드(7a)(7b)와 우측 전,후방 2축의 굴착로드(7c)(7d) 각각을 서로 반대방향으로 회전작동시키고자 할 때에는 도 6의 도시와 같이 가변기어(6)를 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에서 분리시킨 상태로 굴착공사를 시공하며, 4축의 굴착로드(7a)(7b)(7c)(7d) 모두를 같은 방향으로 회전작동시키고자 할 때에는 도 7의 도시와 같이 좌,우측 후방 연동기어(52)(54)에 가변기어(6)를 치합시킨 상태로 굴착공사를 시공하게 되는 것이다.

상기한 실시예는 4축의 굴착로드(7a)(7b)(7c)(7d) 각각을 종횡 2열로 설치하여 연약지반을 개량하거나 지중차수벽을 구축하는 굴착공법에 적합한 실시예로서, 4축의 굴착로드 각각은 최대 1,000mm의 구경으로 지반을 굴착 및 교반할 수 있으며, 각 굴찰로드들은 서로 이웃하는 교반날개들이 서로 100mm 내외의 범위내에서 겹쳐지도록 지반을 굴착 및 교반하도록 구성되어 있으며, 지중차수벽 구축공사시에는 최대 2,000mm의 두께를 갖는 지중차수벽을 구축할 수 있게 된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 로테이너 기어박스의 후방측 중간부분에 설치되는 가변기어를 상,하로 이동가능하게 설치하여 좌,우측 후방 연동기어 사이에 치합시키거나 또는 분리시키는 수단으로서, 한대의 교반굴착기를 이용하여 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 연결 설치할 수 있도록 하므로서 1축의 굴착로드를 사용하는 굴착공법에서부터 4축의 굴착로드를 사용하는 굴착공법까지 적용할 수 있으므로서 고가도로 지하 기초기둥공사, 연약지반 개량공사, 지중차수벽 구축공사 등의 지반굴착공사를 효율적으로 시공할 수 있도록 하는 장점을 제공한다.

Claims (3)

1. 리더를 따라 상,하 이동이 가능하게 설치되는 굴착기본체와;

   상기 굴착기본체의 내부에 서로 일정간격으로 이격 설치되며, 유성기어감속장치가 일체형으로 장착되어 있는 좌,우측 모터와;

   상기 굴착기본체의 하단에 일체적으로 결합된 상태로 설치되어 있는 로테이터 기어박스와;

   상기 로테이터 기어박스 내부 좌,우 양측으로 돌출된 상기 좌,우측 모터의 유성기어감속장치 각각의 감속출력축에 설치되어 있는 좌,우측 구동기어와;

   상기 좌,우측 구동기어 각각의 전,후방에는 4축의 굴착로드를 설치하기 위하여 상기 로테이터 기어박스에 회전가능하게 설치되는 총 4개의 로드연결축 각각에 축착되어 상기 좌,우측 구동기어로부터 회전동력을 전달받아 회전하도록 설치되는 총 4개로 형성되는 좌,우측 전방 및 후방 연동기어를 구비하여서 되는 다축 교반굴착기에 있어서,

   상기 좌,우측 후방 연동기어의 사이에는 상,하단이 상기 로테이터 기어박스의 상,하면에 회전가능하게 지지되는 가변안내축에 상,하로 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기한 좌,우측 후방 연동기어에 동시에 치합 및 분리시킬 수 있도록 형성되는 가변기어를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 작동시킬 수 있는 다축 교반굴착기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변기어가 설치되는 로테이터 기어박스 후방측에는 좌,우측 후방 연동기어에서 분리되는 상기 가변기어를 수용할 수 있는 수용공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 작동시킬 수 있는 다축 교반굴착기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가변기어를 좌,우측 후방 연동기어에 동시 치합 및 분리시킬 수 있도록 하기 위하여 상기 가변기어의 상면에는 복수의 암나사공이 일정각도로 형성되어 있으며, 상기 가변안내축의 상단이 회전가능하게 지지되는 복개커버에는 상기한 가변기어의 암나사공들과 일치하는 복수의 갯수로 설치되는 암나사공이 관통된 상태로 형성되어 있으며, 또한 상기한 복개커버의 암나사공들은 상기한 가변기어의 암나사공보다 큰 내경으로 형성되어 상기한 가변기어의 암나사공에 나사체결시키기 위한 장볼트가 나사조임되지 않도록 삽입되는 것을 허용하여 상기한 장볼트를 상기한 가변기어의 암나사공에 나사체결시킬 수 있도록 하므로서 상기한 복개커버의 상방에 위치하도록 상기한 장볼트에 나사조립된 너트를 나사조임방향이나 나사풀림방향으로 회전시켜서 상기 가변기어를 상기한 수용공간부를 향해 상승이동시키거나 수용공간부에서 하강이동시켜서 좌,우측 후방 연동기어에서 분리시키거나 치합시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 1축 내지 4축의 굴착로드를 선택적으로 작동시킬 수 있는 다축 교반굴착기.

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