KR20120125589A

KR20120125589A - 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템

Info

Publication number: KR20120125589A
Application number: KR1020120099380A
Authority: KR
Inventors: 계진태; 이두영
Original assignee: 이두영; 계진태
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2012-11-16
Also published as: KR101514338B1

Abstract

본 발명의 지반 굴착 해머용 비트 시스템은 지반을 굴착하기 위하여 케이싱 관 내에 삽입되는 가이드 디바이스와, 상기 가이드 드바이스와 체결하는 비트 하우징과, 상기 비트 하우징의 양측에 비트 홈에 회동하도록 체결되는 윙 비트와, 비트 하우징의 몸체 축에 삽입되는 누름쇠로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 굴착 해머용 비트 시스템은 굴착 초기에 케이싱 관을 인발하는 경우 비트 하우징의 몸체 축에 삽입된 누름쇠가 윙 비트를 외측으로 밀면서 굴진하도록 하여 굴착을 용이하게 하며, 비트 하우징의 몸체 양측에 형성된 비트홈에 윙비트가 각각 핀에 의하여 체결되어 상기 핀을 중심으로 윙 비트가 용이하게 회전할 수 있는 구조인 것이다.

Description

지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템{Beat System of Hammer for Ground Excavation}

본 발명은 지반 굴착용 해머 비트에 관한 것이다. 일반적으로 비트는 지반 굴착기로부터 구동력과 공압을 제공받으며 해머 몸체 내에 장착되는 것으로 토사층 및 암반층을 굴착하는 것이다. 또한 지반 굴착용 해머는 상단의 조인트를 매개로 하여 지반 굴착기의 로터리 헤드로부터 전달되는 회전력에 의하여 회전하는 것이고 에어 컴퓨레셔로부터 전달되는 고압의 에어에 의해 공압 피스톤에 의하여 비트를 타격함으로써 굴삭과 굴진을 동시에 수행하도록 작용하는 것이다.

본 발명과 관련한 종래의 기술은 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0102665호(2011. 09.19. 공개)에 개시되어 있다. 도 1은 종래의 지반 굴착 해머용 확경 비트에 관한 주요 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 지반 굴착 해머용 확경 비트는 본체를 이루는 가이드 디바이스(100)와, 가이드 디바이스(100)에 착탈 가능하게 결합되는 파일럿 비트(110)와, 파일럿 비트(110)의 선단면으로부터 상방으로 이격된 지점에 저면이 위치하도록 설치된 윙비트(120)를 포함하여 구성된 것이다. 상기에서 가이드 디바이스(100)는 확경 비트의 섕크(Shank)에 해당하는 부분으로서, 지반 굴착 해머에 구비된 타격장치에 의해 타격됨과 아울러 종축을 중심으로 회전 가능하게 지반 굴착 해머 내에 장착되며 파일럿 비트(110)는 가이드 디바이스(100)의 하부에 위치하여 굴착시 굴착공의 바닥면을 직접적으로 타격하는 것이다. 또한, 상기 윙비트(120)는 굴착 작업시 선택적으로 가이드 디바이스(100)의 측면 바깥으로 펼쳐져서 스틸 파이프(1)에 비해 큰 직경으로 확장되도록 가이드 디바이스(100)의 중심축에 대하여 비스듬히 경사진 방향으로 직선 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로 가이드 디바이스(100)에는 그 상방으로 가면서 점진적으로 중심으로부터 멀어지는 형태로 경사진 가이드면(106a)을 갖는 가이드홈(106)이 형성되고, 윙비트(120)는 가이드면(106a)을 따라 슬라이딩 가능하게 끼워지는 것이다. 또한, 상기 파일럿 비트(110)와 윙비트(120) 간의 결합관계에 따르면, 파일럿 비트(110)와 윙비트(120) 중에 파일럿 비트(110)가 우선적으로 굴착공의 저면에 접촉하게 되므로 굴착시 발생하는 소음을 저감시킬 수 있으며 굴착 속도를 향상시킬 수 있는 것이고 확경시 윙비트(120)의 직선 슬라이딩 방향이 실질적으로 확경 비트의 굴진 방향과 반대방향을 이루게 되므로 확경 비트의 자중이나 굴진력을 이용하여 용이하게 윙비트(120)를 확장시킬 수 있는 것이다. 또한, 파일럿 비트(110)는 가이드 디바이스(100)의 하부에 대하여 착탈 가능하게 결합되며 파일럿 비트(110)는 가이드 디바이스(100)의 하부에 종방향으로 끼워지고, 가이드 디바이스(100)의 측면에 삽입된 록킹핀(103)에 의해 고정되는 구조이다.

상기와 같은 종래의 지반 굴착 해머용 확경 비트는 가이드면(106a)을 따라 슬라이딩하는 형태로서 굴착공이 확경되나 상기 슬라이드면에 이물질이 삽입 시에 슬라이딩이 잘 되지 아니하는 문제점이 있는 것이다. 또한 슬라이딩 시에 가이드 면과의 마찰에 의하여 마찰열을 발생시키는 문제점이 있으며 또한 파일럿 비트가 필요하여 전체적으로 구조가 복잡하여 제조비가 비싼 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 굴착 시에 비트가 누름바에 의하여 외측으로 밀리면서 굴삭과 굴진이 용이하게 하도록 하기 위한 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 단순한 구조로 인하여 고장 발생을 적게 하기 위한 것이고, 또한 구조를 단순화하여 제조원가를 절감하고자 하는 것이다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 지반 굴착 해머용 비트 시스템은 지반을 굴착하기 위하여 케이싱 관 내에 삽입되는 가이드 디바이스와, 상기 가이드 드바이스와 체결하는 비트 하우징과, 상기 비트 하우징의 양측에 비트 홈에 회동하도록 체결되는 윙 비트와, 비트 하우징의 몸체 축에 삽입되는 누름쇠로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 굴착 해머용 비트 시스템은 굴착 초기에 케이싱 관을 인발하는 경우 비트 하우징의 몸체 축에 삽입된 누름쇠가 윙 비트를 외측으로 밀면서 굴진하도록 하여 굴착을 용이하게 하며, 비트 하우징의 몸체 양측에 형성된 비트홈에 윙비트가 각각 핀에 의하여 체결되어 상기 핀을 중심으로 윙 비트가 용이하게 회전할 수 있는 구조인 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 굴착 해머용 비트 시스템은 비트 하우징의 몸체 축에 삽입된 누름쇠에 의하여 윙 비트를 외측으로 용이하게 회전할 수 있도록 함으로써 굴착 범위를 서서히 확경할 수 있는 효과가 있으며, 윙 비트의 무게 중심을 벗어난 위치에 핀을 삽입하여 체결하고 상기 핀을 중심으로 윙 비트가 회동하도록 함으로써 가이드 디바이스에 체결된 비트 하우징을 케이싱 관으로부터 꺼낼 때 자동으로 윙 비트가 하 방향으로 회동하도록 작용하는 효과가 있는 것이다. 또한 윙 비트와 비트 하우징의 체결이 단순하고 구조가 간단하여 제조비가 저렴한 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래 지반 굴착 해머용 확경 비트 구성도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템 단면 구성도,
도 3은 본 발명에 적용되는 비트 하우징 사시도,
도 4a 내지 도 4b는 본 발명 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템의 비트 하우징의 저면도,
도 5는 윙 비트가 2쌍으로 구성된 비트 하우징의 다른 실시 예 저면도 이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명의 지반 굴착 해머용 비트 시스템을 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템 단면 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명의 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템은 케이싱 관(10)내로 삽입되며 굴착하기 위하여 케이싱 관(10)이 인발되는 경우에 비트 하우징(30)의 몸체 축(36)에 삽입된 누름쇠(50)의 자중에 의하여 윙 비트(40)가 회전할 수 있는 구조이고, 로타리 헤드의 회전력과 공압 피스톤에 의한 타격이 전달되는 가이드 디바이스(20)와, 가이드 디바이스(20)의 내측 나사부(25)와 나사부(37)가 형성된 몸체 축(36)으로 가이드 디바이스(20)와 상호 체결되는 비트 하우징(30)과, 비트 하우징(30)의 양측면에 형성된 비트 홈(32)에 핀(45)으로 체결되는 한쌍의 윙 비트(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템(70)은 지반에 삽입된 케이싱 관(10) 내로 본 발명의 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템을 삽입한 후 굴착을 위하여 케이싱 관(10)을 일정 높이 인발하면 누름쇠(50)가 윙 비트(40)를 눌러 외측으로 회전하도록 작용하고 로타리 회전력이 가이드 디바이스(20)에 전달되어 상기 가이드 디바이스(20)에 일체로 체결된 비트 하우징(30)이 회전하며 에어 컴퓨레셔에 의한 공압 피스톤이 가이드 디바이스(20)를 타격함으로써 윙 비트(40)가 체결된 비트 하우징(30)이 굴삭과 굴진을 하도록 작용하는 것이다. 상기에서 비트 하우징(30)의 윙 비트(40)는 굴삭전에는 도 2a와 같이 수평면과 수직 상태로 위치하며, 굴착을 위하여 케이싱을 일정 높이 인발하면 누름쇠(50)가 윙 비트(40)을 눌러 도 2b와 같이 윙 비트(40)가 외측으로 핀(45)을 중심으로 회전하면서 로타리 회전력을 전달받아 비트 하우징이 회전하는 것이다. 상기와 같이 본 발명의 지반 굴착 해머용 확경 비트 시스템은 지반의 굴착을 시작하기 전 윙 비트는 수평면과 수직으로 상방향으로 위치하며 굴착을 시작하면 누름쇠에 의하여 윙 비트가 회전하여 2b와 같은 상태가 되며, 누름쇠(50)가 완전히 하강하면 상기 누름쇠는 비트 하우징(30)의 상면에 위치하고 윙 비트는 수평면과 평행하게 된 상태인 2c 상태에서 회전하여 굴착을 하고, 굴착이 완료되어 케이싱 관(10)에서 확경 비트 시스템을 꺼내기 위하여 가이드 디바이스(20)를 상방향으로 당기면 상기 비트 하우징(30)의 윙 비트(40)는 핀(45)을 중심으로 하 방향으로 회동하게 되어 2d 상태로 되며 따라서 케이싱 관(10)을 따라서 비트 시스템을 용이하게 꺼낼 수 있는 구조인 것이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 비트 하우징 사시도 이다. 상기도 3에서 본 발명에 적용되는 비트 하우징(30)은 하우징 몸체(34)와, 하우징 몸체(34) 중앙에 일체로 형성되는 것으로 나사부(37)가 상단에 형성된 몸체 축(36)과, 상기 몸체 축에 삽입되며 외측 하부에 제1경사면(52)을 구비한 누름쇠(50)와, 상기 하우징 몸체(34)의 양측에 형성된 비트 홈(32) 및 상기 비트 홈(32)에 장착되며 일측면에 형성되고 상기 윙 비트(40)가 상방향으로 위치하는 경우 누름쇠의 제1경사면(52)과 맞닿도록 형성된 제2경사면(42)을 구비한 윙 비트(40)를 회동 가능하도록 체결하기 위한 핀공(33)으로 구성되며 상기 비트 홈(32)에는 윙 비트가 각각 회동 가능하도록 핀(45)이 상기 핀공(33)과 윙 비트(40)에 형성된 비트 체결홈(43)에 삽입 설치되는 것이다. 상기와 같이 구성된 비트 하우징(30)은 비트 하우징의 몸체 축(36)의 상단에 형성된 나사부(37)가 가이드 디바이스의 내측 중앙에 형성된 내측 나사부(25)에 체결하는 것이고, 비트 홈(32)에 설치된 윙 비트는 핀(45)을 중심으로 하여 회동 가능한 것이다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명 지반 굴착 해머용 비트 시스템 저면도이다. 상기도 4a 내지 도 4b에서 윙 비트(40)은 핀(45)에 의하여 회동 가능한 구조이고 제2경사면을 구비한 것으로 토사층 또는 암반을 굴착하는 경우에는 굴착전에서 수평면과 수직으로 상방향으로 위치하여 4a와 같은 상태가 되며 굴착을 위하여 케이싱 관(10)을 일정 높이 인발하면 비트 하우징(30)의 몸체 축(36)에 삽입된 누름 쇠(50)가 윙 비트(40)를 외측으로 밀어 핀(45)을 중심으로 회동하도록 작용하며 누름쇠(50)가 비트 하우징의 상면에 접하도록 하강한 경우에는 윙 비트(40)는 수평면과 수평으로 위치하여 4b 상태로 되고 회전하면서 굴진하는 것이고, 게이싱 관(10) 내로 삽입하거나 꺼내는 경우에는 윙 비트(40)는 수평면과 하방향으로 수직으로 위치하여 4c와 같은 상태로 되므로 용이하게 케이싱 관내로 삽입하고 제거할 수 있는 것이다. 상기에서는 윙 비트의 개수가 한쌍인 경우에 대하여 설명하였으나 윙 비트의 개수를 2쌍 이상으로 형성할 수도 있는 것이다. 또한, 상기에서 윙 비트(40)는 수평면과 수평으로 위치하는 경우 비트 하우징(30)의 몸체 외측으로 돌출되어 지반 굴착 시에 굴착 부분에 확경이 이루어지는 것이고, 윙 비트가 수평면과 수평인 상태의 일측 윙 비트 끝단과 타측 윙 비트의 끝단과의 거리는 비트 하우징의 몸체 지름에 1.5배 내지 1.8배 정도가 적당한 것이다.

도 5는 윙 비트가 2쌍으로 구성된 비트 하우징의 다른 실시 예 저면도이다. 상기도 5에서 비트 하우징의 윙 비트(40)은 2쌍 이상으로 구성될 수 있음을 나타내고 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 지반 굴착 해머용 비트 시스템은 윙 비트를 누름쇠(50)에 의하여 서서히 회동하여 굴착 내경을 서서히 확경할 수 있으며 굴삭과 굴진을 용이하게 할 수 있는 장점이 있는 것이다.

10 : 케이싱 관, 20 : 가이드 디바이스,
30 : 비트 하우징, 32 : 비트 홈,
33 : 핀공, 40 : 윙 비트,
42 : 제2경사면, 43 : 비트 체결홈,
45 : 핀, 50 : 누름쇠

Claims

지반을 굴착하는 해머용 확경 비트 시스템의 가이드 디바이스에 체결되어 회전하는 비트 하우징에 있어서,
상기 비트 하우징은,
하우징 몸체(34)와;
상기 하우징 몸체의 중앙에 일체로 체결되는 몸체 축(36)과;
상기 몸체 축(36)에 형성되고 상기 가이드 디바이스와 체결되는 체결수단과;
상기 몸체 양 끝단에 형성된 비트 홈(32)과;
상기 비트 홈에 회동 가능하도록 체결되는 윙 비트(40)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비트 하우징.
제1항에 있어서,
상기 비트 홈(32)에 회동 가능하도록 체결되는 윙 비트(40)는,
비트 홈에 형성된 핀공(33)과 윙 비트(40)에 형성된 비트 체결홈(43)에 삽입되는 핀(45)을 중심으로 하여 회동하는 것을 특징으로 하는 비트 하우징.
제2항에 있어서,
상기 몸체 축(36)에 형성되고 상기 가이드 디바이스와 체결되는 체결수단은,
상기 가이드 디바이스 내측에 형성된 내측 나사부(25)에 비트 하우징의 몸체 축(36)의 상단에 형성된 나사부(37)가 나사 결합하는 것을 특징으로 하는 비트 하우징.
지반을 굴착하는 해머용 확경 비트 시스템에 있어서,
상기 해머용 확경 비트 시스템은,
지반을 굴착하기 위하여 케이싱 관(10)에 삽입되는 가이드 디바이스(20)와;
하우징 몸체(34)와, 상기 하우징 몸체의 중앙에 일체로 체결되는 몸체 축(36)과, 상기 몸체 축(36)에 형성되고 상기 가이드 디바이스와 체결되는 체결수단과, 상기 몸체 양 끝단에 형성된 비트 홈(32)과, 상기 비트 홈에 회동 가능하도록 체결되는 윙 비트(40)로 구성된 비트 하우징(30)과;
상기 비트 하우징의 몸체 축(36)에 삽입되어 윙 비트(40)가 회동하도록 자중에 의하여 누르는 누름쇠(50)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 해머용 확경 비트 시스템.
제4항에 있어서,
상기 비트 홈에 회동 가능하도록 체결되는 윙 비트(40)는,
비트 홈에 형성된 핀공(33)과 윙 비트(40)에 형성된 비트 체결홈(43)에 삽입되는 핀(45)을 중심으로 하여 회동하는 것을 특징으로 하는 해머용 확경 비트 시스템.
제5항에 있어서,
윙 비트(40)는 2개 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해머용 확경 비트 시스템.