KR20090003788A - 암반굴착용 비트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널공사나 건축물기초공사시 지반을 뚫는 굴착기의 끝부분에 설치되어 굴착공사 진행 중 나타나는 암반을 파쇄하여 굴착하는 암반굴착용 비트에 관한 것으로, 특히 비트를 구성하는 드럼의 하단에 파쇄롤러축을 축받이에 결합 시 볼트공을 축받이에 수직으로 형성하여 결합볼트가 축받이에 수직으로 결합되도록 구성하며, 드럼의 저부 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러를 서로 비켜 꼬여서 중복되게 설치함에 있어서 중앙파쇄롤러의 외경이 작은 부위의 중앙파쇄롤러축 일부를 잘라내어 중앙파쇄롤러축의 양측이 모두 축받이에 지지되도록 하면서도 서로 간에 간섭이 없도록 구성하여 중앙파쇄롤러의 사용수명을 연장하도록 한 것으로, 외부동력을 전달하는 회전축(65)의 하단에 드럼(60)을 형성하고 상기 드럼(60)의 저면에 축받이(40)를 구성하여 다수의 파쇄롤러(10)를 설치하는 암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서, 상기 드럼(60)의 저면에 구성된 축받이(40)의 결합면(41)에 드럼(60)의 중심선 방향인 수직으로 볼트공(42)을 뚫고 파쇄롤러축(30)에 상기 축받이(40)의 결합면(41)에 형성된 볼트공(42)과 일치하는 결합공(32)을 뚫어서 결합볼트(50)가 축받이(40)에 수직으로 결합되도록 구성하며, 또한 비트를 구성하는 드럼(60)의 하단 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러(15)를 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 중앙파쇄롤러(15)가 중복되게 파쇄하도록 구성함으로써 암반 굴착 시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄되도록 함에 있어서, 상기 드럼(60) 하단의 중앙에 설치되는 두 개의 중앙파쇄롤러(15)가 서로 교차됨으로써 중앙파쇄롤러(15)의 초경 팁(20)과 간섭을 일으키는 각각의 중앙파쇄롤러축(35) 단부(31)의 일부를 절취하여 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과의 간섭을 피하고 일부 남은 단부(31)를 축받이(40)에 결합볼트(42)로 고정하여 중앙파쇄롤러축(35)의 양단을 축받이(40)로 받쳐주도록 구성하고, 그리고 상기 드럼(60)의 하단 중앙에 세 개의 중앙파쇄롤러(15)를 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 중앙파쇄롤러(15)가 중복되게 파쇄하도록 구성함으로써 암반 굴착 시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄되도록 함에 있어서, 세 개의 중앙파쇄롤러(15)가 서로 교차됨으로써 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 일으키는 중앙파쇄롤러(15)의 외경이 작은 측의 중앙파쇄롤러축(35) 단부(31)의 폭(36)을 최소화하여 인접한 중앙파쇄롤러(15)와 간섭이 일어나지 않도록 하여 이를 축받이(40)에 작은 결합볼트(50)로 고정하여서 중앙파쇄롤러축(35)의 양단을 축받이(40)로 받쳐주도록 구성함으로써, 암반 굴착용 비트의 드럼 저부에 구성된 축받이의 결합면에 드럼의 중심선 방향인 수직으로 볼트공을 뚫고 파쇄롤러축에 상기 축받이의 결합면에 형성된 볼트공과 일치하는 결합공을 뚫어서 결합볼트가 축받이에 수직으로 결합되도록 구성하여 드럼이 회동할 때 암반과 밀착되어 자전하는 파쇄롤러의 작용 힘을 직접적으로 받아 내야하는 축받이의 지지부가 볼트공이 뚫리지 않음으로써 최대의 강도를 유지할 수 있고, 드럼의 저부 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러가 서로 비켜 꼬인 상태를 이룸으로써 굴착면이 고르게 파쇄되어 굴착면 중심부에 미처 파쇄되지 않는 부위가 발생될 우려가 없도록 하면서도 중앙파쇄롤러의 중앙파쇄롤러축의 양단을 지지하도록 구성하였기 때문에 굴착작업 시 기계에 무리한 부하가 걸리거나 축받이가 파손되는 사고가 발생 될 우려가 없는 것은 물론, 사용수명을 연장하여 실사용자에게 편리함을 주며 작업능률을 극대화하도록 하는 등 매우 신규한 발명이다.
중앙파쇄롤러, 초경팁, 중앙파쇄롤러축, 축받이, 결합볼트, 드럼, 회전축.

Description

암반굴착용 비트{bit for bedrock excavation}
본 발명은 터널공사나 건축물기초공사 시 지반을 뚫는 굴착기의 끝부분에 설치되어 굴착공사 진행 중 나타나는 암반을 파쇄하여 굴착하는 암반굴착용 비트에 관한 것으로, 특히 비트를 구성하는 드럼의 하단에 파쇄롤러축을 축받이에 결합 시 볼트공을 축받이에 수직으로 형성하여 결합볼트가 축받이에 수직으로 결합되도록 구성하며, 드럼의 저부 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러를 서로 비켜 꼬여서 중복되게 설치함에 있어서 중앙파쇄롤러의 외경이 작은 부위의 중앙파쇄롤러축 일부를 잘라내어 중앙파쇄롤러축의 양측이 모두 축받이에 지지되도록 하면서도 서로 간에 간섭이 없도록 구성하여 중앙파쇄롤러의 사용수명을 연장하도록 한 것이다.
토목공사나 건축공사를 함에 있어서는 기초공사로 굴착작업을 하여 빔을 박거나 기타 보강재를 설치하는 것이 거의 일반적인 시공방법인바, 이때 사용되는 암반 굴착기는 외부동력과 연결되어 회동하며 굴착 깊이에 따라 길게 연결하여 사용하도록 된 회전축의 끝단에 원주방향으로 다이아몬드 등으로 된 초경팁을 박은 다수의 파쇄롤러를 드럼에 일체로 결합된 축받이에 회동되게 구성한 비트를 설치하여 작업 중 나타나는 암반을 파쇄하며 굴착작업을 수행하도록 구성한다.
즉, 상기 암반굴착기의 회전축을 외부동력으로 회동시키면 회전축의 끝단에 착설된 비트의 파쇄롤러가 암반에 밀착되어 회동하면서 암반이 파쇄되며, 이때 파쇄된 암반파쇄 분은 외부로부터 공급되는 물과 함께 상기 중공축의 내부를 통하여 외부로 흡출되도록 구성하였다.
이와 같은 암반굴착기에서는 다수의 파쇄롤러가 설치된 비트의 구성이 무엇보다도 중요하므로 비트의 구성에 따라 암반굴착기의 기능과 성능에 엄청난 차이를 가져오게 된다.
그러나 지금까지 개발된 암반굴착기에 사용되는 비트의 구성은 도1에서 예시한 실용신안공고 제 96-1664호와 같이 다수의 파쇄롤러(10)가 설치된 드럼(60)의 저부 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러(15)가 일 측만 고정된 상태에서 서로 이격되게 설치되어서 굴착작업 시 중앙에 파쇄되지 않는 부위가 발생하여 문제가 됨과 동시에 중앙파쇄롤러(15)의 일 측 단이 자유단으로 되어서 사용 중 축받이(40)나 중앙파쇄롤러축(35)이 쉽게 파손되어 문제가 되었으며, 이를 개선 하고자 특허 제271938호에서 도2에서와 같이 드럼(60)의 하단에 설치된 파쇄롤러(10)의 전체구성을 나타내는 하단선이 상측이 벌어지고 하측이 좁은 "W"형을 이루도록 함과 동시에, 중심 측에는 장구 형 중앙파쇄롤러(15)의 중간을 지지하는 축받이(40)를 설치하여 작업진행 중 가장 큰 힘을 받는 중앙파쇄롤러(15) 두개를 장구 형으로 구성하여 보강하도록 구성하였으나, 이 또한 드럼(60)의 하단 중앙에 한 쌍의 장구 형 중앙파쇄롤러(15)를 형성하고 그 외측으로 다수의 파쇄롤러(10)를 설치한 구성이므로 장구 형 중앙파쇄롤러(15)의 허리부분인 가장 중심부의 암반이 파쇄되지 않아 롤러를 지지하는 축받이(40)가 암반에 직접 마찰되어 기계 전체에 무리한 부하가 걸리는 것은 물론, 때로는 상기한 축받이(40)가 하중과 비틀림 등의 부하를 견디지 못 하고 파손되어 작업을 하지 못하게 되는 심각한 예가 종종 발생하였다.
여기서 발전한 것으로 특허 제286125호의 도3에서와 같이 별도의 동력원에 의하여 회동하는 회전축(65)의 하단부에 드럼(60)이 설치되어 회동되면서 암반을 굴착하도록 구성되는 암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서, 작업 중 외부로부터 물을 공급하는 드럼(60)의 저부에 다수의 파쇄롤러(10)를 설치하되, 드럼(60)의 하단 중앙에는 세 개의 중앙파쇄롤러(15)가 서로 비켜 꼬임으로써 중복되게 설치하여 중심부의 암반을 세 개의 중앙파쇄롤러(15)가 중복하여 파쇄하도록 구성한 것이 있었으나, 이 또한 중앙파쇄롤러축(35)을 일 측만 지지되는 구성을 함으로써 중앙파쇄롤러축(35)이 쉽게 손상되는 문제점을 해결하지 못하였다.
이와 같이 비트를 구성하는 파쇄롤러(10) 중 중앙부위에 설치되는 중앙파쇄롤러(15)를 그 회전반경이 서로 중복하여 교차하도록 구성할 때 중앙파쇄롤러축(35)의 양측을 축받이(40)가 지지하지 못함은 중앙파쇄롤러(15)를 서로 교차되게 설치할 시 중앙파쇄롤러축(35)이 튀어나와 교차되는 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 서로 간섭이 일어나기 때문인바 지금까지는 이를 해결하지 못하였던 것이 그 원인이었다.
본 발명은 상기한 지금까지의 암반굴착용 비트에서 발생되는 심각한 문제점을 해결하고자 드럼의 저면에 구성된 축받이의 결합면에 드럼의 중심선 방향인 수직으로 볼트공을 뚫고 파쇄롤러축에 상기 축받이의 결합면에 형성된 볼트공과 일치 하는 결합공을 뚫어서 결합볼트가 축받이에 수직으로 결합되도록 구성한 것과, 드럼저면의 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러가 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 중앙파쇄롤러가 중복되게 파쇄하도록 구성함으로써 암반 굴착 시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄되도록 함에 있어서, 중앙파쇄롤러를 두 개로 설치할 시는 두 개의 중앙파쇄롤러가 서로 교차됨으로써 인접한 중앙파쇄롤러의 초경팁과 간섭을 일으키는 중앙파쇄롤러축 일 측 단부의 일부를 절취하여 일부 남은 축단을 축받이에 한 개의 볼트로 고정하여 구성하며, 중앙파쇄롤러를 세 개로 설치할 시에는 세 개의 중앙파쇄롤러가 서로 교차됨으로써 인접하는 중앙파쇄롤러의 초경팁과 간섭을 일으키는 중앙파쇄롤러축 단부의 폭을 최소화하여 이를 축받이에 작은 볼트로 고정하도록 하는 구성으로 중앙파쇄롤러축의 양단을 축받이로 받쳐주도록 구성하여서 중앙파쇄롤러축의 일단만 지지하여 축받이나 중앙파쇄롤러축이 하중을 못 이겨서 파손되는 것을 방지함으로써 비트의 내구성을 보다 증대시키도록 한 것이다.
상기한 본 발명의 작용효과는 다음과 같다.
암반 굴착용 비트의 드럼 저부에 구성된 축받이의 결합면에 드럼의 중심선 방향인 수직으로 볼트공을 뚫고 파쇄롤러축에 상기 축받이의 결합면에 형성된 볼트공과 일치하는 결합공을 뚫어서 결합볼트가 축받이에 수직으로 결합되도록 구성하여 드럼이 회동할 때 암반과 밀착되어 자전하는 파쇄롤러의 작용 힘을 직접적으로 받아 내야하는 축받이의 지지부가 볼트공이 뚫리지 않음으로써 최대의 강도를 유지 할 수 있고, 드럼의 저부 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러가 서로 비켜 꼬인 상태를 이룸으로써 굴착면이 고르게 파쇄되어 굴착면 중심부에 미처 파쇄되지 않는 부위가 발생될 우려가 없도록 하면서도 중앙파쇄롤러의 중앙파쇄롤러축의 양단을 지지하도록 구성하였기 때문에 굴착작업 시 기계에 무리한 부하가 걸리거나 축받이가 파손되는 사고가 발생 될 우려가 없는 것은 물론, 사용수명을 연장하여 실사용자에게 편리함을 주며 작업능률을 극대화하도록 하는 등 매우 신규한 발명이다.
본고안의 구성을 도면에 의거 살펴보면, 도1 내지 도3에서와 같이 외부동력을 전달하는 회전축(65)의 하단에 드럼(60)을 형성하고 상기 드럼(60)의 저면에 축받이(40)를 구성하여 다수의 파쇄롤러(10)를 설치하는 암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서, 도4에 도시한 바와 같이 상기 드럼(60)의 저면에 구성된 축받이(40)의 결합면(41)에 드럼(60)의 중심선 방향인 수직으로 볼트공(42)을 뚫고 파쇄롤러축(30)에 상기 축받이(40)의 결합면(41)에 형성된 볼트공(42)과 일치하는 결합공(32)을 뚫어서 결합볼트(50)가 축받이(40)에 수직으로 결합되도록 구성한다.
또한 도5에 도시한 바와 같이 비트를 구성하는 드럼(60)의 하단 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러(15)를 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 중앙파쇄롤러(15)가 중복되게 파쇄하도록 구성함으로써 암반 굴착 시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄되도록 함에 있어서, 상기 드럼(60) 하단의 중앙에 설치되는 두 개의 중앙파쇄롤러(15)가 서로 교차됨으로써 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 일으키는 각각의 중앙파쇄롤러축(35) 단부(31)의 일부를 절취하여 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과의 간섭을 피하고 일부 남은 단부(31)를 축받이(40)에 결합볼트(42)로 고정하여 중앙파쇄롤러축(35)의 양단을 축받이(40)로 받쳐주도록 구성한다.
그리고 도6에서와 같이 상기 드럼(60)의 하단 중앙에 세 개의 중앙파쇄롤러(15)를 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 중앙파쇄롤러(15)가 중복되게 파쇄하도록 구성함으로써 암반 굴착 시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄되도록 함에 있어서, 세 개의 중앙파쇄롤러(15)가 서로 교차됨으로써 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 일으키는 중앙파쇄롤러(15)의 외경이 작은 측의 중앙파쇄롤러축(35) 단부(31)의 폭(36)을 최소화하여 인접한 중앙파쇄롤러(15)와 간섭이 일어나지 않도록 하여 이를 축받이(40)에 작은 결합볼트(50)로 고정하여서 중앙파쇄롤러축(35)의 양단을 축받이(40)로 받쳐주도록 구성한다.
미설명 부호 100은 본 발명을 사용하는 지반을 나타낸 것이다.
상기한 본 발명의 구성에 따른 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
암반굴착용 비트로 굴착작업을 진행하면, 상기 비트의 드럼(60) 저부에 회전하도록 축받이(40)에 설치한 파쇄롤러(10)가 드럼(60)이 회동하면서 자전하여 상기 파쇄롤러(10)의 외주면에 일체로 박힌 초경팁(20)이 암반에 순차로 부딪치면서 암반을 파쇄하는데, 이때 드럼(10)의 저부에 설치된 축받이(40)에 결합되는 파쇄롤러(10)의 파쇄롤러축(30)을 드럼(60)의 중심선 방향인 수직으로 결합볼트(50)를 채워서 설치함으로써 드럼(60)이 회동할 때 암반과 밀착되어 자전하는 파쇄롤러(10) 의 작용 힘을 직접적으로 받아 내야하는 축받이의 지지부(43)가 볼트공이 뚫리지 않음으로써 최대의 강도를 유지할 수 있고, 결합볼트(50)가 축받이(40)에 결합된 파쇄롤러축(30)을 단단히 결착한 상태를 지속적으로 유지하게 된다. 또한 중앙에 설치된 중앙파쇄롤러(10)가 서로 비켜 꼬여진 상태에서 중앙파쇄롤러축(35)의 단부(31)가 인접하는 중앙파쇄롤러(15)에 박힌 초경팁(20)과 간섭을 일으키지 않으면서도 양단이 축받이(40)에 받쳐진 상태를 유지하면서 굴착면의 중앙을 순차로 파쇄하게 됨으로써 암반을 고르게 파쇄하게 되는 것은 물론 중앙파쇄롤러(15)의 사용수명을 연장하게 된다.
이때 상기 드럼(60)의 하단 중앙에 서로 비켜 꼬임으로써 중복되게 설치되는 중앙파쇄롤러(15)는 도5에서와 같이 2개를 구성하거나 도6에서와 같이 3개를 구성할 수도 있는바, 다만 2개를 구성할 시는 중앙파쇄롤러(15)의 외경이 작은 측의 중앙파쇄롤러축(35)의 단부(31)의 일부를 절취하여 인접하는 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 일으키지 않도록 하며, 2개를 구성할 시에는 중앙파쇄롤러(15)의 외경이 작은 측의 중앙파쇄롤러축(35)의 단부를 돌출 폭(36)이 최소가 되도록 하여 인접하는 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 일으키지 않도록 하였기에 아무런 문제가 없이 중앙파쇄롤러축(35)의 양단이 지지된 상태에서 중앙파쇄롤러(15)가 자전하면서 작업을 수행하게 된다.
도1은 선 출원 된 실용신안공고 제 96-1664호의 요부구성 상태도.
도2는 선 등록 특허 제271938호의 요부구성 상태도.
도3은 선 등록 특허 제286125호의 요부구성 상태도.
도4는 본 발명의 축받이에 파쇄롤러가 설치되는 상태의 예시도.
도5는 본 발명의 중앙파쇄롤러가 두 개로 구성되는 상태를 예시한 요부구성 상태예시도.
도6는 본 발명의 중앙파쇄롤러가 세 개로 구성되는 상태를 예시한 요부구성 상태예시도.
♠도면의 부호중 주요부분에 대한 설명♠
10: 파쇄롤러. 15: 중앙파쇄롤러. 20: 초경팁.
30: 파쇄롤러축. 31: 단부. 32: 결합공.
35: 중앙파쇄롤러축. 36: 폭. 40: 축받이.
41: 결합면. 42: 볼트공. 43: 지지부.
50: 결합볼트. 60: 드럼. 65: 회전축.
100: 지반.

Claims (3)

  1. 외부동력을 전달하는 회전축(65)의 하단에 드럼(60)을 형성하고 상기 드럼(60)의 저면에 축받이(40)를 구성하여 다수의 파쇄롤러(10)를 설치하는 암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서, 상기 드럼(60)의 저면에 구성된 축받이(40)의 결합면(41)에 드럼(60)의 중심선 방향인 수직으로 볼트공(42)을 뚫고 파쇄롤러축(30)에 상기 축받이(40)의 결합면(41)에 형성된 볼트공(42)과 일치하는 결합공(32)을 뚫어서 결합볼트(50)가 축받이(40)에 수직으로 결합되도록 구성한 것을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.
  2. 비트를 구성하는 드럼(60)의 하단 중앙에 설치되는 중앙파쇄롤러(15)를 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 중앙파쇄롤러(15)가 중복되게 파쇄 하도록 구성함으로써 암반 굴착 시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄되도록 함에 있어서, 상기 드럼(60) 하단의 중앙에 설치되는 두 개의 중앙파쇄롤러(15)가 서로 교차됨으로써 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 일으키는 각각의 중앙파쇄롤러축(35) 단부의 일부를 절취하여 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 피하고 일부 남은 중앙파쇄롤러(15)의 단부(31)를 축받이(40)에 한 개의 결합볼트(50)로 고정하여 중앙파쇄롤러축(35)의 양단을 축받이(40)로 받쳐주도록 구성함을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 드럼(60)의 하단 중앙에 세개의 중앙파쇄롤러(15)를 서로 비켜가서 꼬이도록 설치하여 중심부의 암반을 중앙파쇄롤러(15)가 중복되게 파쇄하도록 구성함으로써 암반 굴착 시 굴착면의 중심부 암반이 파쇄 되도록 함에 있어서, 세 개의 중앙파쇄롤러(15)가 서로 교차됨으로써 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭을 일으키는 중앙파쇄롤러(15)의 외경이 작은 측의 중앙파쇄롤러축(35) 단부(31)의 폭(36)을 최소화하여 인접한 중앙파쇄롤러(15)의 초경팁(20)과 간섭이 일어나지 않도록 하여 이를 축받이(40)에 작은 결합볼트(50)로 고정하여서 중앙파쇄롤러축(35)의 양단을 축받이(40)로 받쳐주도록 구성함을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.
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