KR20130033566A - 강관파일과 메인비트의 탈부착이 용이한 지하 천공기용 비트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공기로 지하를 천공할 때 천공기와 함께 천공되는 구멍속으로 강관파일을 삽입한 뒤 천공된 구멍속에 강관파일만을 남겨두고 천공기의 비트만을 천공된 구멍밖으로 꺼낼 수 있도록 강관파일과 메인비트의 탈부착이 용이한 지하 천공기용 비트에 관한 것이다.
본 발명은 강관파일과 연결링 및 링비트를 일체형으로 연결하고, 메인비트의 회전방향에 따라 링비트 (20)의 체결돌기(24)를 체결홈(16)속에 체결되거나 분리시키고 체결홈(16)속으로 에어를 불어넣어 체결홈(16)과 체결돌기(24)사이에 이물질이 끼거나 축적되는 것을 방지한다.
따라서, 본 발명은 링비트(20)와 메인비트(10)를 쉽게 분리할 수 있어 천공된 구멍속에 강관파일(30)과 연결링(40) 및 링비트(20)를 남겨두고 메인비트(10)를 쉽게 분리할 수 있다.

Description

강관파일과 메인비트의 탈부착이 용이한 지하 천공기용 비트{BIT FOR BORING MACHINE}

본 발명은 지하 천공용 비트(Bit)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천공기로 지하에 구멍을 천공할 때, 천공기와 함께 천공되는 구멍속으로 강관파일을 삽입한 뒤, 천공된 구멍속에 강관파일만을 남겨두고 천공기의 비트만을 구멍밖으로 꺼낼 수 있도록 메인비트를 강관파일과 용이하게 분리시킬 수 있는 지하 천공기용 비트에 관한 것이다.

지하 천공기는 도 1에 도시된 바와 같이, 주로 각종 건축물이나 교량 혹은 토목공사시 연약지반을 강화하기 위해 사용된다.

지하 천공기의 구조와 작동 원리는 국내 등록실용신안 제20-0437200호에 상세히 개시되어 있는 바 구체적인 구조와 작동원리는 위 등록실용신안을 참조해 볼 수 있다.

다만 상기한 등록실용신안은 본 발명의 배경이 되므로 천공기의 기본 구성과 작동원리를 간략히 설명한다.

천공기는 비교적 연질지층을 천공하는 스크류 타입의 천공기와 도 1에 도시된 바와 같은 암반층과 같이 강질의 지층을 천공하는 암반용 천공기로 구분할 수 있는데, 본 발명에서 소개하는 천공기는 암반용으로 분류할 수 있다.

천공기(1)를 특장차(도면에는 미도시)에 수직하게 장착한 뒤 천공기를 회전시켜 지하를 굴삭하여 천공한다.

암반 천공기의 하단에는 암반 굴삭용 특수공구(3, 공업용 다이야몬드)가 박힌 비트(2)가 장착되어 있다.

천공작업은 천공기의 비트(2)를 회전시켜 지하에 구멍을 뚫고 진입하면서 천공할 때 굴삭되는 토사나 암석조각 혹은 슬라임은 천공기속에 마련된 배토구멍(5)을 통해 지상으로 배출된다.

천공기(1)에 장착된 비트(2)는 천공작업시 마찰에 의해 열이 발생되기 때문에 비트(20)을 보호하기 위해 천공기(1)의 내부에 마련된 통로(참조번호 미표시)로 비트(2)에 물이 공급되고, 또한 천공기(1)의 내부에는 비트(2)에 의해 굴삭된 흙이나 부서진 암석조각을 지상으로 배출시키기 위해 에어통로(4)가 마련되어 있다.

전술한 배토 통로(5)는 굴착작업시 토사나 암반조각을 상측으로 이송시키는 가이드 작용을 하고, 또한 굴착 완료후에는 콘크리트 모르터를 천공된 구멍속으로 충진할 때에도 배토 통로(5)가 사용된다.

전술한 배토통로(4)와 배토구멍(5)은 비트(2)의 저면에 마련된 배토구멍(5a)및 에어토출구(4a)와 각각 연결되어 있다.

에어 토출구(4a)에서 배출되는 에어는 배토구멍(5a)속으로 유입되면서 비트(20)에 의해 분쇄된 흙이나 암석조각 혹은 슬라임이 함께 유입되면서 지상으로 에어와 함께 배출된다.

그러나 전술한 바와 같이 천공기로 천공되어진 구멍속으로 콘트리트 모르터를 주입할 때 천공기(1)내의 배토구멍(5)의 협소하여 콘크리트 모르터의 주입속도가 더디고, 종종 배토구멍(5)이 막히는 문제도 발생되어 천공기(1)를 해체하여 수리해야 하는 문제도 있으며, 또한 천공기(1)를 구성하는 부품들 사이로 콘크리트 모르터 액이 침투하여 부품들이 서로 엉겨붙거나 콘크리트 모르터의 주입시 발생되는 부품의 마모에 의해 천공기속으로 공급되는 에어가 누기되고 출력을 저하시키는 문제가 생긴다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명자는 천공작업과 동시에 천공된 구멍속으로 강관파일을 매설하는 작업을 동시에 구현할 수 있는 천공기를 개발하게 다양한 시험을 통해 문제점을 점검하고 있다. 이 시공법은 천공작업과 강관파일 매설작업을 동시에 구현함으로써 공기를 단축하고 천공기의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

현재 본 발명자가 시도하고 있는 천공과 파일 동시 시공방법 및 천공장치는 천공기의 둘레에 길이가 긴 강관파일을 연결하여 천공기가 지하를 파고 들어갈 때 강관파일도 천공된 구멍속으로 따라 들어가도록 함으로써 지하 천공후 그 구멍속에 강관파일을 별도로 삽입하는 작업을 생략할 수 있게 한 것이다. 그리고 천공작업후 천공기는 천공된 구멍속에 강관파일은 남겨두고 즉, 강관파일과 천공기를 분리하여 천공기만 천공된 구멍에서 분리시키는 것이다.

그러나 천공작업시 비트에 의해 굴삭된 토사나 돌가루나 슬라임 등이 비트와 강관파일간의 연결부 공간사이에 압축된 상태로 개입되어 있어 강관파일과 비트가 쉽게 분리되지 않는 문제를 해결해야만 하는 해결과제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 천공기의 천공작업시 천공되는 구멍속으로 강관파일을 함께 진입시키고 천공된 구멍속에서 강관파일과 천공기의 비트를 분리한 뒤 천공기를 천공된 구멍밖으로 쉽게 분리할 수 있도록 강관파일과 메인비트의 탈부착이 용이한 지하 천공기용 비트를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 강관파일과 메인비트의 탈부착이 용이한 지하 천공기용 비트의 해결수단은,

중앙에 에어가 유입되는 메인 에어통로(12)를 구비하고, 저면에 특수 다이야몬드 공구가 박혀 있으며, 상기 메인에어통로(12)와 연결된 에어토출구(13)와, 원주면에 길이방향으로 연결통로(15a)와 연결되는 에어 이동통로(15)와, 상기 에어 이동통로(15)의 원주방향으로 소정깊이로 형성된 체결홈(16)과, 상기 체결홈(16)에 상기 메인에어통로(12)와 연결된 에어통로를 포함하는 메인비트(10)와;

상기 에어 이동통로(15)를 따라 출입할 수 있고, 상기 체결홈(16)에 출입되는 체결돌기(24)를 구비하고, 하측 주연부(20b)에 특수 다이야몬드 공구(21)가 부착된 링비트(20)와;

상기 링비트(20)의 원주면에 용접되어 고정되는 연결링(40)과;

상기 연결링(40)에 용접에 의해 고정되는 강관파일(30)의 구성에 의해 구현될 수 있다.

본 발명에 의하면, 천공기의 메인비트에 링비트를 탈부착함으로써 천공기를 통해 지하를 굴삭하는 동안 천공작업과 동시에 강관파일을 천공된 구멍속으로 진입시킬 수 있다.

또한 천공기의 메인비트가 지하를 굴삭할 때 메인에어통로 유입된 에어가 메인비트의 체결홈속으로 공급되므로 메인비트와 링비트의 체결부위로 유입되는 이물질이 제거함으로써 강관파일이 부착된 링비트와 메인비트를 쉽게 탈부착할 수 있다.

도 1은 종래 천공기의 일 예를 도시한 천공기의 요부 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 천공기에 강관파일을 결합한 것을 예시한 요부 발췌 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 천공기와 강관파일의 결합상태를 예시한 요부 분해사시도,
도 4는 본 발명의 천공기의 비트와 강관파일의 결합에 따른 요부 단면도,
도 5는 도 5에 도시된 천공기의 저면도,
도 6은 도 2에 도시된 A부분의 확대단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 분리가 용이한 강관파일과 비트의 결합구조를 갖춘 지하 천공기용 비트에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 천공기(100)의 주요 구성은 전술한 도 2(등록실용신안 제20-0437200호 참조)와 거의 유사하게 구성되어 있다. 다만 지하층을 굴삭하는 메인비트(10)와, 상기 메인비트(10)에 분리가능하게 결합되는 링비트(20)와, 상기 링비트(20)에 견고하게 결합되는 강관파일(30)을 더 포함하고 있는 점이 다르다.

먼저, 메인비트(10)는 상측 원주면이 다른 원주면의 직경보다 약간 더 큰 직경(단턱부(10a)라 함)을 지니고 있고, 바닥면에 공업용 다이야몬트 공구(11)가 무수히 많이 박혀 있으며, 중앙에 외부에서 메인비트(10)쪽으로 공급되는 에어가 유입되는 메인에어통로(12)를 갖추고 있다.

또한 상기한 메인비트(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 저면에 박힌 공업용 다이야몬트 공구(11) 사이에 메인에어통로(12)와 연결된 복수개의 에어토출구(13)가 배치되어 있고, 에어토출구(13)는 메인비트(10)의 저면에 메인비트(10)의 방사방향으로 소정깊이를 지니는 에어분산용 홈(14)과 연결되어 있다.

또한 상기한 에어분산용 홈(14)은 메인비트(10)의 원주면에 메인비트(10)의 길이방향으로 마련된 복수개의 에어 이동통로(15)와 각각 연결되어 있다.

상기한 각각의 에어 이동통로(15)에는 메인비트(10)의 원주방향으로 소정의 깊이로 체결홈(16)을 구비하고 있고, 체결홈(16)에는 메인에어통로(12)와 연결된 에어구멍(17)의 단부가 위치되어 있다. 또한 상기한 에어 이동통로(15)는 메인비트(10)의 상측과 통하는 연결통로(15a)와 연결되어 있다.

도 2와 도 6에서 참조번호 50는 스크류로서, 에어 이동통로(15)와 연결통로(15a)를 통해 메인비트(10) 상측으로 배출되어진 토사나 암석가루 혹은 슬라임을 지상으로 이송시키게 된다.

상기 링비트(20)는 링형상으로 구성되어 있고, 그 내경에 메인비트(10)의 원주면이 삽입되어 메인비트(10)의 둘레에 조립된다.

상기 링비트(20)는 상측 주연부(20a)는 메인비트(10)의 상단부 테두리에 하부에 연결되고, 하측 주연부(20b)에는 전술한 바와 같이 특수 다이야몬드 공구(21)가 박혀 있고, 다이야 몬드 공구(21)와 상측 주연부(20a)는 사이에는 단턱(22a)을 지닌 슬리브(22)로 연결되어 있다.

슬리브(22)의 외경은 도 4에 도시된 바와 같이 메인비트(10)의 상단부 원주면의 직경과 같고, 그 상측 주연부가 메인비트(10)의 상측 원주면에 접해지도록 연결되어 있다. 그리고 단턱(22a)부의 외경은 슬리브(22)의 상측 주연부(20a)의 외경과 같다.

또한 상기 슬리브(22)는 도 4에 도시된 바와 같이 메인비트(10)의 에어 이동통로(15)로 출입할 수 있는 체결돌기(24)를 구비하고 있다.

체결돌기(24)는 도 3과 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 에어 이동통로(15)의 길이방향으로 출입할 수 있는 폭을 지니고, 상기한 체결홈(16)속에 출입할 수 있는 높이와 두께로 구성되어 있다.

연결링(40)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 슬리브(22)의 외경둘레에 용접에 의해 결합되는 것으로, 연결링(40)을 슬리브(22)에 결합하기 위해 링을 1/2로 분할되어 있다.

상기한 연결링(40)은 도 4에 도시된 바와 같이 원주면에 단턱(41)으로 구분되는 대직경 외경(41a)과 소직경 외경(41b)으로 구성되어 있다.

소직경 외경(41b)은 강관파일(30)의 내경과 같은 직경으로 구성되어 강관파일(30)의 내경에 위치된다.

상기한 연결링(40)은 강관파일의 주연부가 접하는 단턱(41)부위가 용접에 의해 견고히 연결된다.

전술한 바와 같이 강관파일(30)은 연결링(40)에 용접에 의해 결합되고, 연결링(40)은 도 6에 도시된 바와 같이 링비트(20)에 역시 용접에 의해 결합되어 강관파일(30), 연결링(40) 및 링비트(20)는 서로 견고히 연결되어 일체화되어진다.

링비트(20)는 그 내경에 마련된 체결돌기(24)가 에어 이동통로(15)의 길이방향으로 이동시킨 뒤 메인비트(10)를 굴삭방향으로 회전시키면 체결돌기(24)가 체결홈(16)속으로 체결된 상태가 유지되면서 함께 회전한다.

따라서, 링비트(20)와 연결링(40) 및 강관파일(30)은 천공기(100)의 천공작업시 메인비트(10)가 지층을 굴삭할 때 링비트(20)의 체결돌기(24)는 메인비트(10)의 체결홈(16)에 체결된 상태로 함께 회전한다.

이때 메인비트(10)의 에어토출구(13)로 공급되는 에어에 의해 굴삭된 흙이나 암석 및 슬라임은 에어 이동통로(15)와 연결통로(15a)를 통해 메인비트(10)의 상측으로 배출되고, 이후 회전하는 스크류(50)에 의해 지상으로 이송된다.

이때 링비트(20)의 체결돌기(24)가 체결된 체결홈(16)속으로 메인에어통로(12)를 따라 유입되는 에어가 에어구멍(17)으로 토출되므로 체결돌기(24)와 체결홈(16)사이에 유입되는 흙이나 암석가루 혹은 슬라임을 에어 이동통로(15)쪽으로 불어내어 제거한다.

반대로 천공기(100)에 의해 천공된 구멍속에서 메인비트(10)를 지상으로 꺼내는 방법은 전술한 메인비트(10)를 굴삭방향의 반대방향으로 회전시키면 체결홈(16)에 위치된 체결돌기(24)가 에어 이동통로(15)쪽으로 이동된다. 따라서 메인비트(10)를 상부로 들어올리면 체결돌기(24)가 에어 이동통로(15)의 길이방향으로 분리된다.

이와 같이 천공된 구멍속에는 메인비트(10)를 제거하면, 천공된 구멍속에는 링비트(20)와 연결링(40) 및 강관파일(30)만이 남는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 메인비트와 강관파일을 쉽게 분리할 수 있어 천공작업과 강관파일 매설작업을 동시에 수행할 수 있어 작업속도가 빠르고 효율적으로 진행할 수 있게 되는 것이다.

10: 메인비트 11: 다이야몬트 공구
12: 메인에어통로 13: 에어토출구
14: 에어분산용 홈 15: 에어 이동통로
15a: 연결통로 16: 체결홈
17: 에어구멍 20: 링비트
20a: 상측 주연부 21: 다이야몬드 공구
22: 슬리브 22a: 단턱
24: 체결돌기 30: 강관파일
40: 연결링 41: 단턱
41a: 대직경 외경 41b: 소직경 외경
50: 스크류 100: 천공기

Claims (2)

1. 중앙에 에어가 유입되는 메인 에어통로(12)를 구비하고, 저면에 특수 다이야몬드 공구가 박혀 있으며, 상기 메인에어통로(12)와 연결된 에어토출구(13)와, 원주면에 길이방향으로 연결통로(15a)와 연결되는 에어 이동통로(15)와, 상기 에어 이동통로(15)의 원주방향으로 소정깊이로 형성된 체결홈(16)과, 상기 체결홈(16)에 상기 메인에어통로(12)와 연결된 에어통로를 포함하는 메인비트(10)와;
   상기 에어 이동통로(15)를 따라 출입할 수 있고, 상기 체결홈(16)에 출입되는 체결돌기(24)를 구비하고, 하측 주연부(20b)에 특수 다이야몬드 공구(21)가 부착된 링비트(20)와;
   상기 링비트(20)의 원주면에 용접되어 고정되는 연결링(40)과;
   상기 연결링에 용접에 의해 고정되는 강관파일(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 강관파일과 메인비트의 탈부착이 용이한 지하 천공기용 비트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 링비트(20)의 하측 주연부에 특수 다이야몬드 공구(21)가 더 부착된 것을 특징으로 하는 강관파일과 메인비트의 탈부착이 용이한 지하 천공기용 비트.
   

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