KR20090094316A - 회전 굴삭공구, 노면 굴삭장치 및 노면 굴삭공법 - Google Patents
회전 굴삭공구, 노면 굴삭장치 및 노면 굴삭공법Info
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Abstract
본 발명은 회전 굴삭공구와, 당해 회전 굴삭공구를 구비한 노면 굴삭장치와, 당해 회전 굴삭공구를 사용하는 노면 굴삭공법에 관한 것이다.
본 발명은, 원통 굴삭부(20)의 상단부에 구비한 수나사 통부(21)와, 중계 통부(32)의 하단부에 일체로 설치된 암나사 통부(33)를 나사결합 하고, 암나사 통부(33)의 하단부와, 수나사 통부(21)의 하단측의 단차부 사이에 아우터 굴삭부(40)의 플랜지벽(41)을 끼워 고정함으로써 원통 굴삭부(20)와 아우터 굴삭부(40)를 일체로 회전 가능하게 고정할 수 있다.
Description
본 발명은 노면 굴삭장치 및 노면 굴삭장치에 부착되는 회전 굴삭공구 및, 회전 굴삭공구를 사용한 노면 굴삭공법에 관한 것이다.
종래의 이런 종류의 회전 굴삭공구(2)로서는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 노면 굴삭장치(1)의 회전구동부(4)에 부착되는 접속 통부(5)와, 접속 통부(5)로부터 단차가 형성된 형상으로 대직경으로 된 원통 굴삭부(3)로 구성된 것이 알려져 있다. 이 회전 굴삭공구(2)는, 접속 통부(5)에 흡인장치(도시 생략)를 접속함으로써 굴삭에 의한 분진을, 원통 굴삭부(3)의 내측으로부터 접속 통부(5)를 통하여 제거가능한 구성으로 되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 특개 2003-11115호 공보(단락 [0030], [0031], 도 2)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노면 굴삭장치의 (A) 측면도, (B) 정면도,
도 2는 회전 굴삭공구의 측면도,
도 3은 회전 굴삭공구의 분해 측단면도,
도 4는 아우터 비트의 사시도,
도 5는 흡인하면서 굴삭을 하고 있는 상태의 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 6은 주수하면서 굴삭을 하고 있는 상태의 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 7은 과굴삭 방지 링이 장착된 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 8은 회전 굴삭공구로 굴삭된 환상 홈 및 원통 고무 부재의 단면도,
도 9는 제 2 실시형태에 따른 회전 굴삭공구의 측면도,
도 10은 회전 굴삭공구의 분해 측단면도,
도 11은 흡인하면서 굴삭을 하고 있는 상태의 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 12는 주수하면서 굴삭을 하고 있는 상태의 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 13은 다른 실시형태 (1)에 따른 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 14는 다른 실시형태 (1)에 따른 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 15는 다른 실시형태 (2)에 따른 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 16은 다른 실시형태 (3)에 따른 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 17은 다른 실시형태 (5)에 따른 회전 굴삭공구의 측단면도,
도 18은 종래의 회전 굴삭공구의 측단면도이다.
(부호의 설명)
10 회전 굴삭공구
20 이너 비트(원통 굴삭부)
21 수나사 통부(나사결합 기구)
22, 42 팁(굴삭날)
23, 45 링 고정홈
25 측부 개구
26 절결부
27 단차부
31 접속 통부
32 중계 통부
33 암나사 통부(나사결합 기구)
40 아우터 비트(아우터 굴삭부)
41 플랜지벽(환상체)
44 아우터 원통벽(환상체)
50 과굴삭 방지 링
95 주축(회전구동부)
100 노면 굴삭장치
M1, M2, M3 환상 홈
R1 노면
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그렇지만, 상기한 종래의 회전 굴삭공구(2)에서는, 접속 통부(5)와 원통 굴삭부(3) 사이에 단차가 있기 때문에, 분진이 접속 통부(5)의 하단 개구에 원활하게 유입되지 않았다.
또, 상기한 종래의 회전 굴삭공구(2)에서, 접속 통부(5)로부터 냉각수를 흘려넣으면, 그 냉각수는 굴삭부위가 아니라 노면으로 낙하하기 때문에, 원통 굴삭부(3)의 하단부에 구비한 굴삭날을 효과적으로 냉각할 수 없었다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 흡인한 경우에는 분진을 효율적으로 제거하는 것이 가능하고, 냉각수를 공급한 경우에는 굴삭날을 효과적으로 냉각하는 것이 가능한 회전 굴삭공구, 노면 굴삭장치 및 노면 굴삭공법의 제공을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 목적을 달성하기 위하여 행해진 청구항 1의 발명에 따른 회전 굴삭공구는, 노면과 직교하는 방향으로 연장된 원통 굴삭부의 하단부에 복수의 굴삭날을 갖는 한편, 원통 굴삭부의 동축 상방에 원통 굴삭부의 외경보다 작은 접속 통부를 가지고 있고, 그 접속 통부가 노면 굴삭장치의 회전구동부에 부착되고, 접속 통부를 통하여 굴삭날에 냉각수를 공급한 상태, 또는, 접속 통부를 통하여 원통 굴삭부 내의 분진을 흡인할 수 있는 상태로 회전구동되어, 노면에 환상 홈을 굴삭할 수 있는 회전 굴삭공구로서, 접속 통부의 하단부를 원통 굴삭부의 상단부로부터 상방으로 오프셋한 위치에 배치하고, 접속 통부와 원통 굴삭부 사이를, 접속 통부로부터 하방을 향하여 직경 확장한 중계 통부로 접속함과 아울러, 원통 굴삭부의 외측에 일체로 설치된 환상체의 하면에 복수의 굴삭날을 가지고 이루어지고, 원통 굴삭부에 의해 굴삭되는 환상 홈의 외측을 굴삭하기 위한 아우터 굴삭부를 구비한 회전 굴삭공구에 있어서, 원통 굴삭부와 중계 통부는, 나사결합 기구로 착탈가능하게 연결되고, 나사결합 기구는 중계 통부의 하단부에 일체로 설치한 원통체의 내면에 암나사를 형성하여 이루어지는 암나사 통부와, 원통 굴삭부의 상단부의 외경을, 단차가 형성된 형상으로 소직경으로 하고, 그 소직경 부분에 수나사를 형성하여 이루어지는 수나사 통부로 구성되고, 아우터 굴삭부에, 둥근 고리판 형상의 플랜지벽을 설치하고, 암나사 통부와 수나사 통부를 나사결합하고, 암나사 통부의 하단부와, 원통 굴삭부에서의 수나사 통부의 하단측의 단차부 사이에 플랜지벽을 끼워서 고정한 것에 특징을 갖는다.
청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 회전 굴삭공구에 있어서, 아우터 굴삭부의 굴삭날을 원통 굴삭부의 굴삭날보다 상방에 배치한 것에 특징을 갖는다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 회전 굴삭공구에 있어서, 회전 굴삭공구에 의해 굴삭되는 환상 홈의 상단부가, 단차가 형성된 형상으로 외측으로 광폭으로 되도록, 원통 굴삭부의 굴삭날과 아우터 굴삭부의 굴삭날을 원통 굴삭부의 직경방향으로 인접 배치한 것에 특징을 갖는다.
청구항 4의 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 회전 굴삭공구에 있어서, 원통 굴삭부에 의해 굴삭되는 환상 홈과, 아우터 굴삭부에 의해 굴삭되는 환상 홈이 동심원이 되도록, 원통 굴삭부의 굴삭날과 아우터 굴삭부의 굴삭날을 원통 굴삭부의 직경방향으로 이격하여 배치한 것에 특징을 갖는다.
청구항 5의 발명은, 청구항 4에 기재된 회전 굴삭공구에 있어서, 아우터 굴삭부는, 원통 굴삭부의 외측 동심원상에 배치된 아우터 원통벽의 하단부에 굴삭날을 구비하여 이루어지고, 원통 굴삭부중 아우터 원통벽에 의해 외측이 덮인 부분에는, 원통 굴삭부를 내외로 관통한 측부 개구가 형성된 것에 특징을 갖는다.
청구항 6의 발명은, 청구항 1에 기재된 회전 굴삭공구에 있어서, 중계 통부는, 원추형인 것에 특징을 갖는다.
청구항 7의 발명은, 청구항 1에 기재된 회전 굴삭공구에 있어서, 원통 굴삭부의 하단부중, 둘레방향으로 이웃한 굴삭날끼리의 사이에는, 하방으로 개방한 절결부가 형성된 것에 특징을 갖는다.
청구항 8의 발명은, 청구항 1에 기재된 회전 굴삭공구에 있어서, 원통 굴삭부의 외주면에 착탈가능하게 고정되어 굴삭날보다 외측으로 튀어나온 과굴삭 방지 링을 구비한 것에 특징을 갖는다.
청구항 9의 발명에 따른 노면 굴삭장치는 청구항 1, 2, 6, 7, 8 중 어느 하나에 기재의 회전 굴삭공구를 구비한 것에 특징을 갖는다.
청구항 10의 발명에 따른 노면 굴삭장치는 청구항 3에 기재된 회전 굴삭공구를 구비한 것에 특징을 갖는다.
청구항 11의 발명에 따른 노면 굴삭장치는 청구항 4에 기재된 회전 굴삭공구를 구비한 것에 특징을 갖는다.
청구항 12의 발명에 따른 노면 굴삭장치는 청구항 5에 기재된 회전 굴삭공구를 구비한 것에 특징을 갖는다.
청구항 13의 발명에 따른 노면 굴삭공법은 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 청구항 1, 2, 6, 7, 8 중 어느 하나에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것에 특징을 갖는다.
청구항 14의 발명에 따른 노면 굴삭공법은 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 청구항 3에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것에 특징을 갖는다.
청구항 15의 발명에 따른 노면 굴삭공법은, 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 청구항 4에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것에 특징을 갖는다.
청구항 16의 발명에 따른 노면 굴삭공법은, 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 청구항 5에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것에 특징을 갖는다.
(발명의 효과)
[청구항 1, 6, 9∼16의 발명]
청구항 1의 발명에 따른 회전 굴삭공구 및, 청구항 9∼12의 발명에 따른 노면 굴삭장치 및, 청구항 13∼16의 발명에 따른 노면 굴삭공법에 의하면, 접속 통부를 통하여 분진을 흡인한 경우에, 분진은, 접속 통부를 향함에 따라 수축한 중계 통부의 내면에 안내되어 접속 통부의 하단 개구에 원활하게 유입된다. 따라서, 분진을 종래부터 효율적으로 흡인 제거하는 것이 가능하다.
한편, 접속 통부를 통하여 냉각수를 공급한 경우에는, 냉각수가 접속 통부의 하단 개구 가장자리로부터 중계 통부의 내면을 타고 흐른다. 이 냉각수는, 원심력에 의해 중계 통부의 내면을 직경방향의 외측을 향하여 유동하고, 원통 굴삭부의 내면을 타고 흘러 굴삭부위를 향한다. 또는, 중계 통부의 내면으로부터 굴삭부위를 향하여 냉각수가 비산한다. 따라서, 굴삭날을 냉각수에 보다 효과적으로 냉각하는 것이 가능하다.
여기에서, 중계 통부는, 접속 통부로부터 하방을 향하여 직경확장된 원추형(청구항 6의 발명)인 것이 바람직하지만, 접속 통부로부터 하방을 향하는 도중에 내측으로 휘면서 직경확장된 나팔 형상이어도 되고, 접속 통부로부터 하방을 향하는 도중에 외측으로 휘면서 직경확장된 돔 형상이어도 된다.
또, 본 발명에 의하면, 원통 굴삭부의 상단부에 구비한 수나사 통부와, 중계 통부의 하단부에 일체로 설치된 암나사 통부를 나사결합 하고, 암나사 통부의 하단부와, 수나사 통부의 하단측의 단차부 사이에 아우터 굴삭부의 플랜지벽을 끼워넣어 고정함으로써, 원통 굴삭부와 아우터 굴삭부를 일체로 회전 가능하게 고정할 수 있어, 원통 굴삭부에 의해 굴삭된 환상 홈의 외측을 아우터 굴삭부에 의해 굴삭할 수 있다.
[청구항 2의 발명]
청구항 2의 발명에 의하면, 원통 굴삭부에 의해 굴삭된 환상 홈을, 그 외측에 아우터 굴삭부에 의해 굴삭된 부분보다도 깊게 할 수 있다.
[청구항 3의 발명]
청구항 3의 발명에 의하면, 상단부가 단차가 형성된 형상으로 외측으로 광폭으로 된 환상 홈을, 회전 굴삭공구를 갈아끼우지 않고 한번에 굴삭할 수 있다.
[청구항 4의 발명]
청구항 4의 발명에 의하면, 대소 2개의 동심원 형상의 환상 홈을, 회전 굴삭공구를 갈아끼우지 않고 한번에 굴삭할 수 있다.
[청구항 5의 발명]
청구항 5의 발명에 의하면, 원통 굴삭부 중, 아우터 원통벽에 의해 외측이 덮인 부분에 관통 형성된 측부 개구를 통하여, 원통 굴삭부의 외측의 분진을 흡인할 수 있다. 또, 원통 굴삭부의 내측으로 흘러들어 온 냉각수를, 측부 개구를 통하여 아우터 굴삭부의 굴삭부위에도 공급하는 것이 가능하게 된다.
[청구항 7의 발명]
청구항 7의 발명에 의하면, 굴삭날이 마모되어 작아져도, 냉각수가 절결부로 깊숙히 들어감으로써 굴삭날을 냉각할 수 있다.
[청구항 8의 발명]
청구항 8의 발명에 의하면, 과굴삭 방지 링을 원통 굴삭부의 외주면에 부착하여 굴삭을 행하면, 과굴삭 방지 링이 환상 홈의 가장자리부에 간섭하여, 그 이상의 굴삭이 규제된다. 이것에 의해 노면에 형성되는 환상 홈의 깊이를 설계대로의 깊이로 통일할 수 있다. 또, 과굴삭 방지 링을 떼어내고 굴삭을 행하면, 임의의 깊이의 환상 홈을 형성할 수 있다. 여기에서, 과굴삭 방지 링의 재질은 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면, 고무제로 하면, 노면을 상처입히지 않는다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명에 따른 회전 굴삭공구(10)와 노면 굴삭장치(100) 및, 회전 굴삭공구(10)를 사용하여 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트 등의 노면(R1)에 환상 홈(M1)을 굴삭하는 노면 굴삭공법에 대하여, 도 1∼도 8에 기초하여 설명한다. 도 1에 도시한 노면 굴삭장치(100)에는, 본 발명에 따른 회전 굴삭공구(10)가 착탈 가능하게 부착되어 있고, 이 회전 굴삭공구(10)를 회전상태에서 노면(R1)에 대하여 거의 직각으로 내리누르면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 미끄럼 방지용의 원통 고무 부재(G)를 끼워넣기 위한 환상 홈(M1)이 노면(R1)에 형성된다.
도 1(B)에 도시하는 바와 같이, 노면 굴삭장치(100)는, 고정 수단(도시 생략)에 의해 노면(R1)에 고정가능한 본체 베이스(90)와, 본체 베이스(90)로부터 수직하게 기립한 1쌍의 가이드 포스트(91, 91)와, 이들 가이드 포스트(91, 91)에 승강 가능하게 지지된 가동 베이스(92)를 구비하고 있다. 가동 베이스(92)에는 이송나사(88)가 수직하게 관통되어 있고, 핸들(89)의 회전조작에 의해 이송나사(88)를 회전시킴으로써 가동 베이스(92)가 승강가능하게 되어 있다.
가동 베이스(92)에는, 회전 굴삭공구(10)를 회전 가능하게 유지하기 위한 주축 유닛(93)과, 주축 유닛(93)에 유지된 회전 굴삭공구(10)를 회전구동시키기 위한 구동원(98)(구체적으로는, 전동 모터 또는 엔진)이 고정되어 있다.
도 1(A)에 도시하는 바와 같이, 주축 유닛(93)은, 통형 하우징(94)의 내측을 관통한 주축(95)(본 발명의 「회전구동부」에 상당함)을, 통형 하우징(94)의 양단 내면에 구비한 베어링(도시 생략)에 의해 회전 가능하게 축지지한 구조를 하고 있다. 주축(95)은 양단 개방의 원통 구조를 하고 있고, 통형 하우징(94)으로부터 돌출한 상단부에는, 로터리 조인트(96)가 상대회전 가능하게 부착되어 있다. 로터리 조인트(96)의 내부에는, 주축(95)의 내측과 연통하는 유로(도시 생략)가 형성되어 있다. 유로의 일단은 로터리 조인트(96)의 측면으로부터 돌출한 호스 어댑터(96A)를 관통하고 있고, 이 호스 어댑터(96A)에, 분진을 흡인하는 흡인장치 또는 냉각수(일반적으로는, 수돗물)를 공급하는 급수장치(모두 도시 생략) 중 일방이 선택적으로 접속 가능하게 되어 있다.
한편, 가동 베이스(92)의 하방으로 돌출한 주축(95)의 하단부에는, 풀리(97)가 일체로 설치되어 있다. 이 풀리(97)와, 구동원(98)의 출력 회전축(98A)에 구비한 풀리(98B) 사이가 벨트(99)에 의해 연결되고, 이것에 의해, 주축(95) 및 주축(95)의 하단부에 접속된 회전 굴삭공구(10)가 고속회전하게 되어 있다.
여기에서, 회전 굴삭공구(10)는, 분진을 흡인하면서 굴삭을 행하는 건식 공법일 때에는, 주축(95)에 직접 접속되는 한편, 굴삭부위에 냉각수를 공급하면서 굴삭을 행하는 습식 공법일 때에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 연장 통부(11)를 통하여 주축(95)에 접속된다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 연장 통부(11)는 그 상단 내주면과 하단 외주면에 각각 나사부(12, 13)를 구비한다. 그리고, 상단 내주면의 나사부(12)가 주축(95)의 하단부에 나사결합 가능하게 되어 있고, 하단 외주면의 나사부(13)가 회전 굴삭공구(10)의 상단에 나사결합 가능하게 되어 있다. 연장 통부(11)의 내경은, 주축(95)의 내경과 거의 동일한 직경으로, 본 실시형태에서는, 예를 들면, 10mm로 되어 있다.
그런데, 본 발명의 회전 굴삭공구(10)는, 예를 들면, 스테인레스제 또는 탄소강제이며, 양단 개방의 통형 구조를 하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 회전 굴삭공구(10)는, 노면 굴삭장치(100)의 주축(95)에 직접 또는 연장 통부(11)를 통하여 접속되는 튜브(30)와, 튜브(30)의 하단부에 접속되어, 노면(R1)을 굴삭하는 이너 비트(20)(본 발명의 「원통 굴삭부」에 상당함)로 구성되어 있다.
이너 비트(20)는, 튜브(30)의 상단부에 구비한 접속 통부(31)의 동축 하방에 구비되고, 접속 통부(31)보다 대직경의 편평 원통 형상을 하고 있다. 이너 비트(20)의 상단부는, 접속 통부(31)의 하단부로부터 하방으로 오프셋 한 위치에 배치되어 있고, 그 상단부에는 수나사 통부(21)가 구비되어 있다. 수나사 통부(21)는 이너 비트(20)의 상단부의 외경을 단차가 형성된 형상으로 소직경으로 하고 그 소직경 부분에 수나사를 형성하여 이루어진다.
한편, 이너 비트(20)의 하단부에는 선단이 산형으로 뾰족한 복수의 팁(22, 22)(본 발명의 「굴삭날」에 상당함)이 설치되어 있다. 이들 팁(22, 22)은 하방으로 돌출하고 또한 이너 비트(20)의 둘레방향을 따라 동일한 간격으로 배치되어 있다. 또, 도 3에 도시하는 바와 같이, 팁(22)의 두께는 이너 비트(20)의 둘레벽의 두께보다도 두껍게 되어 있고(예를 들면, 5∼15mm), 이너 비트(20)의 둘레벽의 내외로 돌출해 있다. 또한, 팁(22)은, 예를 들면, 메탈 본드와 다이아몬드 연마용 입자를 소결한 것으로, 납땜 또는 용접(레이저 용접)에 의해 고정되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 이너 비트(20)의 하단 근처 위치의 외주면에는, 과굴삭 방지 링(50)(도 7 참조)을 착탈 가능하게 고정하기 위한 링 고정홈(23, 23)이 상하로 나란히 형성되어 있다. 이들 링 고정홈(23, 23)은, 노면(R1)에 형성하는 환상 홈의 깊이에 따른 임의의 위치(예를 들면, 팁(22)의 하단부로부터 5∼10mm 상방 위치와, 10∼20mm 상방 위치)에 형성되어 있다. 또, 도 7에 도시하는 바와 같이, 과굴삭 방지 링(50)은, 예를 들면, 단면 원형을 이루고, 이너 비트(20)의 팁(22, 22)으로부터 외측으로 튀어나와 있다. 그리고, 어느 한쪽의 링 고정홈(23)에 과굴삭 방지 링(50)을 장착하여 굴삭을 행하면, 과굴삭 방지 링(50)이 노면(R1)에 굴삭된 환상 홈의 가장자리부와 간섭하여, 그 이상의 굴삭이 규제되어, 과굴삭 방지 링(50)을 장착한 위치에 따른 깊이의 환상 홈을 굴삭할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 회전 굴삭공구(10) 및 그것을 사용한 노면 굴삭공법에 의하면, 과잉 굴삭을 방지할 수 있어, 환상 홈(M1)을 굴삭설계 대로의 깊이로 통일할 수 있다. 또, 과굴삭 방지 링(50)을 포장재보다 연한 재질(예를 들면, 내마모성이 우수한 고무)로 해두면, 노면(R1)과의 간섭시에 노면(R1)을 상처내지 않는다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 이너 비트(20)의 외측에는, 아우터 비트(40)가 일체로 회전 가능하게 구비되어 있다. 아우터 비트(40)는 이너 비트(20)의 측방으로 튀어나온 둥근 고리판 형상의 플랜지벽(41)(도 4를 참조)에 복수의 팁(42, 42)을 고정하여 이루어진다. 팁(42, 42)은 플랜지벽(41)의 외측 가장자리 근처의 하면으로부터 하방으로 돌출해 있고, 이너 비트(20)의 팁(22, 22)보다도 상방에 배치되어 있다. 또, 팁(42, 42)은 이너 비트(20)에 구비한 팁(22, 22)과 동일한 재질이며 하단부가 뾰족해 있고, 플랜지벽(41)에 납땜 또는 용접되어 있다. 여기에서, 아우터 비트(40)의 팁(42, 42)과, 이너 비트(20)의 팁(22, 22)은 직경방향으로 인접 배치되어 있고, 그들 팁(22, 42)끼리가 상하방향에서 일부 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 팁(42)의 두께는, 이너 비트(20)의 팁(22)보다 얇게 되어 있다(도 3을 참조). 또, 본 실시형태의 아우터 비트(40)의 외경은 약 50∼200nm로 되어 있다.
상기한 이너 비트(20) 및 아우터 비트(40)는, 사양(재질이나 치수)의 다른 복수 종류의 것이 구비되어 있고, 포장재의 재질이나 목적으로 하는 환상 홈의 설계 치수에 따라 적당하게 교체 가능하게 되어 있다. 또, 팁(22, 42)이 마모되어 굴삭불능으로 된 경우에는, 이너 비트(20) 또는 아우터 비트(40)만을 교환가능하게 되어 있다.
그런데, 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 굴삭공구(10) 중, 튜브(30)는, 상측으로부터 접속 통부(31), 중계 통부(32), 암나사 통부(33)의 순으로 줄지어 구비되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 접속 통부(31)의 내주면에는 암나사(31A)가 형성되어 있고, 여기에 주축(95)의 하단부 또는, 연장 통부(11)의 나사부(13)가 나사결합가능하게 되어 있다.
암나사 통부(33)는 중계 통부(32)의 하단부에 일체로 설치된 편평한 원통체의 내주면에 암나사(33A)를 형성하여 이루어진다. 이 암나사 통부(33)에, 이너 비트(20)의 상단부에 구비한 수나사 통부(21)이 나사결합되어 있다. 또, 이너 비트(20)의 외주면 중 수나사 통부(21)의 기단부에 형성된 단차부(27)와, 튜브(30)(암나사 통부(33))의 하단 하단 가장자리 사이에는, 아우터 비트(40)의 플랜지벽(41) 내측 가장자리가 끼워 지지되고, 이것에 의해, 아우터 비트(40)가 이너 비트(20)와 일체로 회전가능하게 고정되어 있다(도 5를 참조). 여기에서, 수나사 통부(21)와 암나사 통부(33)에 의해 본 발명의 「나사결합 기구」가 구성되어 있다.
또한, 굴삭시에는 회전 굴삭공구(10)(주축(95))가, 수나사 통부(21)와 암나사 통부(33)를 단단히 죄는 방향(상방에서 보았을 때에 시계회전 방향)으로 회전하므로, 굴삭의 과정에서 수나사 통부(21)와 암나사 통부(33)의 나사결합 상태가 느슨하게 되어 아우터 비트(40)가 벗어나지는 않는다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 중계 통부(32)는 접속 통부(31)로부터 암나사 통부(33)를 향함에 따라, 바꾸어 말하면, 회전 굴삭공구(10)의 축방향에서 서로 떨어뜨려진 접속 통부(31)의 하단 개구로부터 이너 비트(20)의 상단 개구를 향함에 따라 서서히 직경 확장한 테이퍼통(원추통) 형상을 하고 있다. 그리고, 중계 통부(32)의 내면(32A)은 매끄러운 원추 곡면으로 되어 있고, 회전 굴삭공구(10)의 축선에 대한 내면(32A)의 경사각도(θ)는, 예를 들면, 약 40도로 되어 있다.
다음에 본 실시형태의 회전 굴삭공구(10)를 사용한 노면 굴삭공법에 대하여 설명한다. 노면(R1)에 환상 홈(M1)을 굴삭하는 경우에는, 회전 굴삭공구(10)를 노면(R1)으로부터 떨어뜨린 상태에서 구동원(98)을 기동하여, 회전 굴삭공구(10)를 고속회전시킨다. 그 상태에서 핸들(89)을 조작하여 가동 베이스(92)를 강하시키고, 회전 굴삭공구(10)를 노면(R1)에 대하여 직각으로 내리누른다. 그러면, 이너 비트(20)의 하단부에 구비한 팁(22)에 의해 노면(R1)이 굴삭된다. 회전 굴삭공구(10)를 더 강하시켜 가면 환상 홈이 서서히 깊어지고, 소정의 깊이에 달하면, 회전상태의 아우터 비트(40)가 노면(R1)에 내리눌려져, 이너 비트(20)에 의해 굴삭된 환상 홈의 외주 가장자리가 굴삭된다. 즉, 처음에는, 이너 비트(20)만으로 굴삭이 행해지고, 이너 비트(20)가 소정의 깊이까지 파 나간 시점에서, 이너 비트(20)와 아우터 비트(40) 양쪽으로 굴삭이 행해진다.
소정의 깊이까지 굴삭하면 구동원(98)을 정지하고, 핸들(89)의 조작에 의해 회전 굴삭공구(10)를 끌어올린다. 이 회전 굴삭공구(10) 및 노면 굴삭공법에 의하면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 상단부가 단차가 형성된 형상으로 직경방향 외측으로 광폭으로 된(바꾸어 말하면, 직경방향의 외측부분이 내측부분에 대하여 단차가 형성된 형상으로 얕아진) 환상 홈(M1)이 회전 굴삭공구(10)를 갈아끼우지 않고 한번에 형성된다.
또한, 본 실시형태의 회전 굴삭공구(10) 및 그것을 사용한 노면 굴삭공법으로 굴삭된 환상 홈(M1)에는 원통 고무 부재(G)가 끼워 넣어지는데, 원통 고무 부재(G)를 끼워 넣으면, 그 상단부가 노면(R1)으로부터 불거져나와 중앙부가 상대적으로 오목부가 된다. 이 오목부 내의 먼지나 물을 배출하기 위하여, 원통 고무 부재(G)의 상단부의 일부에는, 배출홈(도시 생략)이 형성되어 있다. 그리고, 경사진 노면(R1)에 원통 고무 부재(G)를 끼워넣는 경우에, 배출홈이 경사의 하측이 되도록 하면 상기 오목부 내의 먼지나 물이 자연히 배출된다.
그런데, 노면 굴삭장치(100)의 로터리 조인트(96)에 흡인장치(도시 생략)을 접속하고, 흡인장치를 작동시키면서 노면(R1)의 굴삭을 행하면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 이너 비트(20)의 굴삭부위로부터 분진이 흡인되고, 주축(95)의 내측을 통과하여 노면 굴삭장치(100)의 외부로 배출된다. 회전 굴삭공구(10)의 내부에서는, 빨아올려진 분진이 중계 통부(32)의 원추 곡면을 한 내면(32A)에 안내되어 접속 통부(31)의 하단 개구에 원활하게 유입되고, 주축(95)의 내부를 통하여 도시하지 않은 집진기에 회수된다. 또, 회전 굴삭공구(10)의 내측을 흡인함으로써, 회전 굴삭공구(10)의 외측의 공기가, 이너 비트(20)의 내외 양측면과 환상 홈과의 간극 및, 이너 비트(20)의 하단부의 이웃한 팁(22, 22) 사이를 통과하여 회전 굴삭공구(10)의 내측에 유입된다. 이 공기의 흐름에 의해 팁(22, 22)이 냉각된다.
한편, 로터리 조인트(96)에 급수장치(도시 생략)를 접속하고, 급수장치를 작동시키면서 노면(R1)의 굴삭을 행하면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 주축(95) 및 연장관부(11)의 내측을 통과하여 회전 굴삭공구(10) 내에 냉각수가 흘러들어 온다. 이 때 냉각수의 일부는, 주축(95), 연장관부(11) 및 접속 통부(31)의 내면을 타고 흐르고, 또한, 접속 통부(31)의 하단 개구로부터 중계 통부(32)의 내면(32A)을 타고 흐른다. 그리고, 회전 굴삭공구(10)의 회전에 의한 원심력에 의해 직경방향의 외측을 향하여 유동하고, 이너 비트(20)의 내면을 타고 흘러 굴삭부위에 도달한다. 또는, 중계 통부(32)의 내면(32A)을 타고 흐르는 도중에 굴삭부위를 향하여 비산한다. 굴삭부위에 도달한 냉각수는, 이너 비트(20)의 이웃한 팁(22, 22)끼리 사이로 깊숙이 들어가, 팁(22, 22)을 냉각함과 아울러 굴삭부위를 윤활한다.
이와 같이, 본 실시형태의 회전 굴삭공구(10), 노면 굴삭장치(100) 및 노면 굴삭공법에 의하면, 접속 통부(31)를 통하여 흡인을 행한 경우에, 분진이 접속 통부(31)의 하단 개구로 원활하게 유입되므로, 분진을 종래보다 효율적으로 제거할 수 있다. 한편, 접속 통부(31)를 통하여 회전 굴삭공구(10) 내에 냉각수를 흘려넣은 경우에는, 냉각수가 회전 굴삭공구(10)의 내면을 타고 흐르거나, 비산하여 굴삭부위를 향하므로, 팁(22, 22)을 효과적으로 냉각할 수 있다. 또, 이너 비트(20)에 과굴삭 방지 링(50)을 장착하여 굴삭을 행함으로써 환상 홈(M1)의 과잉 굴삭을 방지하여, 설계대로의 깊이로 통일할 수 있다.
[제 2 실시형태]
이 제 2 실시형태는, 주로, 이너 비트(20) 및 아우터 비트(40)의 구조가 제 1 실시형태와 상이하다. 이하, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 아우터 비트(40)는, 이너 비트(20)의 측방으로 튀어나온 플랜지벽(41)의 가장자리부로부터 하방을 향하여 아우터 원통벽(44)이 수직 하강한 구조를 하고 있고, 그 아우터 원통벽(44)의 하단부에 복수의 팁(42, 42)이 고정되어 있다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 아우터 원통벽(44)은, 이너 비트(20)의 외측 동심원 상에 배치되어 이너 비트(20)의 외주면을 덮고 있고, 아우터 비트(40)의 팁(42, 42)은 이너 비트(20)의 팁(22, 22)과 동일한 높이이고 또한 직경방향에서 떨어진 위치에 배치되어 있다. 또한, 아우터 원통벽(44)의 하단 근처 위치에는, 과굴삭 방지 링(50)을 고정하기 위한 링 고정홈(45, 45)이 상하로 나란히 형성되어 있다. 아우터 비트(40)의 링 고정홈(45)에 과굴삭 방지 링(50)을 장착하고 굴삭을 행한 경우도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
한편, 이너 비트(20) 중, 아우터 원통벽(44)에 의해 외측이 덮인 부분에는, 이너 비트(20)의 내외를 관통한 복수의 측부 개구(25)가 형성되어 있다. 이들 측부 개구(25)는 이너 비트(20)의 둘레방향으로 동일한 간격으로 설치되어 있고, 예를 들면, 종방향으로 긴 직사각형 형상을 하고 있다. 그리고, 이너 비트(20)와 아우터 비트(40)(아우터 원통벽(44)) 사이에 형성된 환상 공간(Q1)과 이너 비트(20)의 내부 공간이 측부 개구(25)에 의해 연통상태로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 이너 비트(20)의 팁(22)의 두께가 아우터 비트(40)의 팁(42)의 두께의 약 절반으로 되어 있다.
본 실시형태의 회전 굴삭공구(10)를 사용한 노면 굴삭공법에 대하여 설명한다. 회전 굴삭공구(10)를 노면 굴삭장치(100)에 부착하고, 회전상태에서 노면(R1)에 근접해 가면, 이너 비트(20)와 아우터 비트(40)가 동시에 노면(R1)에 맞부딪친다. 이 상태에서, 회전 굴삭공구(10)를 노면(R1)에 더 내리누르면, 직경 및 홈 폭이 상이한 대소 2개의 환상 홈(M2, M3)이 회전 굴삭공구를 갈아끼우지 않고 한번에 형성된다(도 11을 참조). 이들 환상 홈(M2, M3)은 동심원이고 동일한 깊이이며, 또한, 외측의 환상 홈(M2)의 홈 폭이 내측의 환상 홈(M3)의 홈 폭보다 광폭으로 되어 있다.
여기에서, 노면 굴삭장치(100)의 로터리 조인트(96)에 흡인장치(도시 생략)를 접속하고, 흡인장치를 작동시키면서 굴삭을 행하면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 이너 비트(20) 내의 분진이 접속 통부(31)를 향해서 상방으로 빨아 올려짐과 아울러, 이너 비트(20)의 외측에 형성된 환상 공간(Q1)의 분진이 측부 개구(25)를 통과하여 이너 비트(20) 내로 빨려들어간다. 그리고 분진은, 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 중계 통부(32)의 내면(32A)으로 안내되어, 접속 통부(31)의 하단 개구에 원활하게 흘러들어간다.
또, 로터리 조인트(96)에 급수장치(도시 생략)를 접속하고, 급수장치를 작동시키면서 노면(R1)의 굴삭을 행하면, 도 12에 도시하는 바와 같이, 냉각수가 중계 통부(32)의 내면(32A) 및 이너 비트(20)의 내면을 타고 흘러, 이너 비트(20)의 굴삭부위까지 도달함과 아울러, 이너 비트(20)의 내면을 타고 흐르는 냉각수의 일부가, 원심력에 의해, 측부 개구(25)를 통과하여 아우터 비트(40)의 굴삭부위를 향하여 비산된다.
본 실시형태에 의하면, 이너 비트(20)의 내측의 분진뿐만 아니라, 이너 비트(20)와 아우터 비트(40)로 둘러싸인 환상 공간(Q1) 내의 분진도 흡인할 수 있다. 또, 이너 비트(20)의 팁(22, 22)뿐만 아니라, 아우터 비트(40)의 팁(42, 42)도 냉각수로 냉각하는 것이 가능하다.
[다른 실시형태]
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 이니고, 예를 들면, 이하에 설명하는 것과 같은 실시형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함되며, 또한, 하기 이외에도 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다.
(1) 도 13에 도시하는 바와 같이, 튜브(30) 중 중계 통부(32)를, 접속 통부(31)로부터 하방을 향하는 도중에 내측으로 활처럼 휘면서 직경확장된 나팔 통 형상으로 해도 된다. 또, 도 14에 도시하는 바와 같이, 중계 통부(32)를 접속 통부(31)로부터 하방을 향하는 도중에 외측으로 활처럼 휘면서 직경확장된 돔 통 형상 으로 해도 된다.
(2) 과굴삭 방지 링(50)의 단면형상은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 원형이어도 되고, 도 15에 도시하는 바와 같이, 상이한 직경의 반원을 합체한 형상이어도 된다. 또, 링 고정홈(23, 45)은 이너 비트(20) 또는 아우터 비트(40)의 외주면에 2개씩 형성되어 있었지만, 1개뿐이어도 되고, 3개 이상이어도 된다.
(3) 도 16에 도시하는 바와 같이, 이너 비트(20)의 하단부 중, 둘레방향으로 이웃한 팁(22, 22)끼리의 사이에, 하방으로 개방한(상방을 향해서 오목한) 반원형의 절결부(26)를 형성해도 된다. 이 절결부(26)를 가진 이너 비트(20)는, 분진을 흡인하면서 굴삭을 행하는 건식 공법일 때 사용하는 것도 가능하지만, 습식 공법일 때 사용하면 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 팁(22, 22)이 마모되어 작아진 경우에도, 냉각수가 절결부(26)에 깊숙이 들어감으로써 팁(22)의 냉각 및 굴삭부위의 윤활을 행할 수 있다. 이것에 의해, 팁(22, 22)의 마모에 의한 굴삭성능의 저하를 억제할 수 있다. 여기에서, 절결부(26)는, 도 15와 같이 모든 팁(22, 22) 사이에 설치해도 되고, 일부의 팁(22, 22) 사이에만 형성해도 된다.
또, 절결부(26)를 갖는 이너 비트(20)를 습식 공법 전용으로 하고, 절결부(26)를 갖지 않는 이너 비트(20)를 건식 공법 전용으로 한 경우에는, 절결부(26)의 유무에 의해, 그 이너 비트(20)가 습식 공법 전용인가 아닌지를 용이하게 분별할 수 있다.
(4) 회전 굴삭공구(10) 중 이너 비트(20)의 내벽면에, 이너 비트(20)의 회전방향의 전방을 향함에 따라 내려가는 것과 같은 나선형상의 돌조 또는 홈을 형성해도 된다. 이렇게 하면, 회전 굴삭공구(10)의 회전에 의해, 이너 비트(20)의 내면과 환상 홈(M1)의 벽면 사이에서, 분진을 상방(노면(R1))을 향하여 내보낼 수 있다.
(5) 상기 제 2 실시형태의 회전 굴삭공구에서, 아우터 원통벽(44)의 하단부에 구비한 팁(42, 42)의 위치를, 이너 비트(20)에 구비한 팁(22, 22)의 위치보다 상방(도 17 참조) 또는 하방에 배치하여, 동심원인 환상 홈(M2, M3)의 깊이를 서로 상이하게 해도 된다.
Claims (16)
- 노면과 직교하는 방향으로 연장된 원통 굴삭부의 하단부에 복수의 굴삭날을 갖는 한편, 상기 원통 굴삭부의 동축 상방에 상기 원통 굴삭부의 외경보다 작은 접속 통부를 가지고 이루어지고, 그 접속 통부가 노면 굴삭장치의 회전구동부에 부착되고, 상기 접속 통부를 통하여 상기 굴삭날에 냉각수를 공급한 상태, 또는, 상기 접속 통부를 통하여 상기 원통 굴삭부 내의 분진을 흡인가능한 상태에서 회전구동되고, 상기 노면에 환상 홈을 굴삭가능한 회전 굴삭공구로서,상기 접속 통부의 하단부를 상기 원통 굴삭부의 상단부로부터 상방으로 오프셋한 위치에 배치하고, 상기 접속 통부와 상기 원통 굴삭부 사이를, 상기 접속 통부로부터 하방을 향하여 직경확장한 중계 통부로 접속함과 아울러,상기 원통 굴삭부의 외측에 일체로 설치된 환상체의 하면에 복수의 굴삭날을 가지고 이루어지고, 상기 원통 굴삭부에 의해 굴삭되는 상기 환상 홈의 외측을 굴삭하기 위한 아우터 굴삭부를 구비한 회전 굴삭공구에 있어서,상기 원통 굴삭부와 상기 중계 통부는 나사결합 기구로 착탈 가능하게 연결되고,상기 나사결합 기구는 상기 중계 통부의 하단부에 일체로 설치한 원통체의 내면에 암나사를 형성하여 이루어지는 암나사 통부와, 상기 원통 굴삭부의 상단부의 외경을, 단차가 형성된 형상으로 소직경으로 하고, 그 소직경 부분에 수나사를 형성하여 이루어지는 수나사 통부로 구성되며,상기 아우터 굴삭부에, 둥근 고리판 형상의 플랜지벽을 설치하고,상기 암나사 통부와 상기 수나사 통부를 나사결합하고, 상기 암나사 통부의 하단부와, 상기 원통 굴삭부에서의 상기 수나사 통부의 하단측의 단차부 사이에 상기 플랜지벽을 끼워 고정한 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 1 항에 있어서, 상기 아우터 굴삭부의 상기 굴삭날을 상기 원통 굴삭부의 상기 굴삭날보다 상방에 배치한 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회전 굴삭공구에 의해 굴삭되는 상기 환상 홈의 상단부가, 단차가 형성된 형상으로 외측으로 광폭으로 되도록, 상기 원통 굴삭부의 상기 굴삭날과 상기 아우터 굴삭부의 상기 굴삭날을 상기 원통 굴삭부의 직경방향으로 인접 배치한 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 원통 굴삭부에 의해 굴삭되는 상기 환상 홈과, 상기 아우터 굴삭부에 의해 굴삭되는 상기 환상 홈이 동심원이 되도록, 상기 원통 굴삭부의 상기 굴삭날과 상기 아우터 굴삭부의 상기 굴삭날을 상기 원통 굴삭부의 직경방향으로 이격하여 배치한 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 4 항에 있어서, 상기 아우터 굴삭부는 상기 원통 굴삭부의 외측 동심원상에 배치된 아우터 원통벽의 하단부에 상기 굴삭날을 구비하여 이루어지고,상기 원통 굴삭부중 상기 아우터 원통벽에 의해 외측이 덮인 부분에는, 상기 원통 굴삭부를 내외로 관통한 측부 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 1 항에 있어서, 상기 중계 통부는 원추형인 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 1 항에 있어서, 상기 원통 굴삭부의 하단부중, 둘레방향으로 이웃한 상기 굴삭날끼리의 사이에는, 하방으로 개방된 절결부가 형성된 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 1 항에 있어서, 상기 원통 굴삭부의 외주면에 착탈가능하게 고정되고 상기 굴삭날보다 외측으로 튀어나온 과굴삭 방지 링을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 굴삭공구.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 회전 굴삭공구를 구비한 것을 특징으로 하는 노면 굴삭장치.
- 제 3 항에 따른 회전 굴삭공구를 구비한 것을 특징으로 하는 노면 굴삭장치.
- 제 4 항에 따른 회전 굴삭공구를 구비한 것을 특징으로 하는 노면 굴삭장치.
- 제 5 항에 따른 회전 굴삭공구를 구비한 것을 특징으로 하는 노면 굴삭장치.
- 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것을 특징으로 하는 노면 굴삭공법.
- 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 제 3 항에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것을 특징으로 하는 노면 굴삭공법.
- 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 제 4 항에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것을 특징으로 하는 노면 굴삭공법.
- 굳어진 상태의 콘크리트 또는 아스팔트의 노면에 제 5 항에 기재된 회전 굴삭공구를 사용하여 환상 홈을 굴삭하는 것을 특징으로 하는 노면 굴삭공법.
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