KR20130131881A - 지반 천공 장치 - Google Patents

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Abstract

단일의 구동부로 작동되고 구성물의 수를 줄여 구조가 복잡하지 않고 간단한 구동 메커니즘을 갖는 지반 천공 장치가 개시된다. 지반 천공 장치는 지반에 설치되는 본체의 지지부재에 의해 안내되어 지지부재를 따라 이동 가능하게 설치되는 드라이버와, 드라이버에 연결되어 회전 구동되고 길이 방향으로 중공의 공급로가 형성되는 인너로드와, 인너로드를 내측으로 삽입하도록 중공으로 이루어지고 인너로드를 회전 가능하게 연결시키는 로드케이싱과, 인너로드와 로드케이싱 간을 연결 또는 연결해제하여 인너로드의 회전력을 로드케이싱에 전달 또는 전달해제하는 클러치부와, 로드케이싱에 대한 인너로드의 회전에 의해 로드케이싱의 반경 방향으로 확장 가능하게 형성된 적어도 하나의 확장로드로 이루어지고 인너로드 및 로드케이싱에 연결 설치되는 확장드릴부 및 로드케이싱의 선단에 구비되어 로드케이싱과 일체로 회전하며 비트를 구비하는 드릴부를 포함한다. 따라서, 단일의 드라이버로 승강 및 회전 작동되고, 구성물의 수를 줄여 구조가 복잡하지 않으며 간단한 구동 메커니즘을 통해 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Description

지반 천공 장치{Ground Boring Device}
본 발명은 지반 천공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 앵커 설치를 목적으로 하거나, 그라우팅 작업 등을 위하여 토목공사에서 지반에 홀을 천공하는 지반 천공 장치에 관한 것이다.
지반 천공 장치는 앵커를 설치하거나 그라우팅을 위하여 지반에 홀을 형성하는 천공하는 장치이다.
앵커를 설치하는 과정은 먼저 소정의 각도로 지반을 천공하고, 앵커체를 삽입하고, 그라우팅을 실시하는 과정을 거쳐 천공된 홀에 앵커체를 설치한다.
그라우팅(Grouting) 공법은 터널공사나 옹벽공사와 같은 각종 토목공사에서 지반 안정이나 누수방지를 위해 갈라진 틈 또는 공동 등에 보강재를 주입하는 방법으로서, 먼저 취약지반에 구멍을 뚫고 이 구멍에 다수개의 분출공을 갖는 중공관을 삽입한 후 시멘트 밀크나 우레탄과 같은 보강재를 강압적으로 주입하여 응고시키는 것이다.
그라우팅 장치는 보강재로 혼합될 원재를 공급하는 공급장치와, 원재를 교반 혼합하는 교반장치 등에 연결되어 펌프를 통해 보강재를 공급받으며 제어부에 연결되어 제어된다.
선 출원된 대한민국등록특허 10-1098659호에 따르면 확장 그라우팅 장치가 개시된 바 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그라우팅 장치(200)는 지지부재(213)와, 제1 드라이버(230)와, 로드케이싱(250)과, 제2 드라이버(260)와, 인너로드(270)와, 드릴부(253) 및 확장드릴부(280)를 포함한다.
제1 드라이버(230)는 지지부재(213)를 따라 지지부재(213)의 길이 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 로드케이싱(250)은 중공으로 이루어지고, 제1 드라이버(230)에 연결되어 제1 드라이버(230)에 의해 회전 구동되며 제1 가압수단(미도시)에 의해 제1 드라이버(230)와 함께 지지부재(213)의 길이 방향으로 이동된다. 제2 드라이버(260)는 지지부재(213)에 의해 안내되어 지지부재(213)를 따라 이동 가능하게 구비된다. 인너로드(270)는 제2 드라이버(260)에 연결되어 제2 드라이버(260)에 의해 회전 구동되며, 제2 드라이버(260)와 함께 지지부재(213)를 따라 이동한다. 드릴부(253)는 로드케이싱(250)의 선단에 구비되어 로드케이싱(250)과 일체로 회전하며, 드릴비트(2531)를 구비한다. 확장드릴부(280)는 인너로드(270)와 로드케이싱(250)에 연결 설치된다.
또한, 인너로드(270)는 내측에 길이 방향으로 공급로(2711)가 형성되고, 하부로 제2 스위블부(275)에 의하여 회전 가능하게 연결되는 연결부재(277)를 구비한다. 이 경우, 제2 스위블부(275)는 인너로드(270)의 내면에 단차지게 형성되는 내경부(2721)를 형성하고, 연결부재(277)의 상부 외면에 내경부(2721)에 대응하는 형상으로 단차지게 형성되는 외경부(2776)를 형성한다. 아울러, 내경부(2721)와 외경부(2776)의 사이에 하나 이상의 오링(2751)이 구비되고, 인너로드(270)에 대한 연결부재(277)의 회전 지지를 더욱 확실하게 하기 위해 내경부(2721)와 외경부(2776) 사이에 베어링(2753)을 구비한다.
또한, 연결부재(277)는 중공체로서 공급로(2711)는 로드케이싱(250)의 길이 방향으로 연결부재(277)까지 관통 연장되고, 공급로(2711)에 연통된 분사공(2773)은 연결부재(277)에 형성된다. 드릴부(253)에는 로드케이싱(250)의 길이 방향으로 통공(2533)이 형성되며, 드릴부(253)의 하부에는 천공 작업을 수행하는 고경도의 드릴비트(2531)가 구비된다.
아울러, 그라우팅 장치(200)의 일단은 연결부재(277)의 하단으로 공급로(2711)에 연결되고, 타단은 드릴부(253)의 통공(2533)에 연결되는 중공의 제2 안내관(287)을 포함한다.
또한, 인너로드(270)의 상부에는 스위블부(240)가 구비되어, 스위블본체(241)에 공급관(221)이 연결된다. 아울러, 제1 드라이버(230)는 지지부재(213)를 따라 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되는 중공체인 케이싱(231)과, 케이싱(231)의 내측으로 회전 가능하게 설치되는 종동기어(233)와, 케이싱(231)의 내측으로 회전 가능하게 설치되며 종동기어(233)와 치합하는 구동기어(235)와, 구동기어(235)를 구동하는 제1 모터(237)를 포함한다. 그리고 제2 드라이버(260)는 지지부재(213)를 따라 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되는 중공체인 케이싱(261)과, 케이싱(261)의 내측으로 회전 가능하게 설치되는 종동기어(263)와, 케이싱(261)의 내측으로 회전 가능하게 설치되며 종동기어(263)와 치합하는 구동기어(265)와, 구동기어(265)를 구동하는 제2 모터(267)를 포함한다.
또한, 확장드릴부(280)는 로드케이싱(250)과 인너로드(270)에 연결되며, 로드케이싱(250)의 반경 방향으로의 길이가 증가 또는 감소하며 드릴비트(2811)를 구비하는 하나 이상의 확장로드(281)로 이루어진다. 이 경우, 확장드릴부(280)는 중공의 로드케이싱(250)의 하부 내측에 설치되는 힌지(289)에 회전 가능하게 연결되는 하나 이상의 확장로드(281)와, 일단이 연결부재(277)에 회전 가능하게 연결되며 타단은 확장로드(281)에 회전 가능하게 연결되는 연결로드(283)를 포함한다.
또한, 그라우팅 장치(200)는 일단이 분사공(2773)에 연결되고 확장로드(281)의 길이 방향을 따라 연장되어 확장로드(281)에 고정되며 하나 이상의 노즐(2851)을 구비하는 중공의 제1 안내관(288)을 포함한다. 이 경우, 고정수단(286)이 제1 안내관(288)을 확장로드(281)에 고정한다. 아울러, 제1 안내관(288)은 확장로드(281)에 고정되는 부분인 연장관부(285)의 중간 부분에 연결된다. 한편, 미설명된 부호 2775는 분사공(2773)의 하부로 형성되는 만곡된 턱부인 안착부이고, 256은 인너로드(270)와 로드케이싱(250) 사이에 형성되는 공간부이며, 278은 공간부(256)에 형성되는 부싱이다.
하지만, 종래의 확장 그라우팅 장치(200)에서 천공을 위한 구조는 제1 드라이버(230) 및 제2 드라이버(260)의 2개의 구동부를 구비하여야 하기 때문에 제조 단가가 상승되고 구조가 복잡한 문제점이 있었으며, 인너로드(270)와, 로드케이싱(250)과, 드릴부(253) 및 확장드릴부(280)들 간의 체결 구조 및 구동 메커니즘이 복잡하여 많은 구성물을 요구하는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허 10-1098659호(2011.12.19)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 단일의 구동부로 작동되고 구성물의 수를 줄여 구조가 복잡하지 않고 간단한 구동 메커니즘을 갖는 지반 천공 장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명은 지반에 설치되는 본체의 지지부재에 의해 안내되어 상기 지지부재를 따라 이동 가능하게 설치되는 드라이버와, 상기 드라이버에 연결되어 회전 구동되는 인너로드와, 상기 인너로드가 내측으로 회전 가능하게 연결되며 선단에 드릴부를 구비하는 중공의 로드케이싱과, 상기 인너로드와 상기 로드케이싱 사이에 구비되어 상기 인너로드의 회전력을 상기 로드케이싱에 전달 또는 전달 해제하는 클러치부와, 일단이 로드케이싱에 회전 가능하게 연결되며 상기 로드케이싱에 대한 상기 인너로드의 회전에 의해 상기 로드케이싱의 반경 방향으로 확장 축소 가능하게 구비된 하나 이상의 확장로드로 이루어진 확장드릴부를 포함하여 구성된 지반 천공 장치를 제공한다.
상기에서, 인너로드의 외측에는 반경 방향으로 돌출된 돌기부를 구비하고, 상기 로드케이싱의 내측에는 상기 돌기부가 삽입되는 삽입홈이 형성되어 상기 인너로드가 상기 로드케이싱에 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 확장로드는 상기 로드케이싱의 힌지축에 회전 가능하게 연결되며; 상기 확장드릴부는 상기 인너로드의 외측에 형성된 수나사부에 나사 결합되어 상기 인너로드의 회전에 의해 상기 인너로드의 길이 방향으로 이동되는 승강부재와, 일단은 상기 힌지축과 이격된 위치로 확장로드에 회전 가능하게 연결되고 타단은 상기 승강부재에 회전 가능하게 연결된 링크부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 클러치부는 상기 인너로드에 슬라이딩 가능하게 연결되고 상기 인너로드와 일체로 회전되는 승강 클러치부재와, 일단이 상기 승강 클러치부재에 연결되고 타단은 드라이버에 연결된 실린더로 이루어지고; 상기 승강 클러치부재는 내경부에 돌기가 구비되고, 로드케이싱는 외경부에 돌기가 구비되어, 승강 클러치부재가 하강하여 로드케이싱에 치합하고, 상승하여 치합이 해제되면서 승강 클러치부재의 회전력을 상기 로드케이싱에 전달 또는 전달 해제시키는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 클러치부는 상기 인너로드와 상기 로드케이싱 중 하나에 고정되어 일체로 회전되는 고정자와, 상기 인너로드와 상기 로드케이싱 중 상기 고정자가 설치된 반대 측에 배치되는 것으로 상기 인너로드 또는 상기 로드케이싱의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하여 상기 고정자와 접촉 또는 접촉 해제되는 이동자를 포함하며; 상기 고정자 및 상기 이동자는 전원 인가에 따라 서로 접촉 또는 접촉 해제되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지반 천공 장치는 단일의 드라이버로 승강 및 회전 작동되고, 구성물의 수를 줄여 구조가 복잡하지 않으며, 간단한 구동 메커니즘을 통해 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 종래의 확장 그라우팅 장치에서 천공 구조를 설명하기 위하여 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 2는 종래의 확장 그라우팅 장치에서 천공 구조의 일부분을 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 천공 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 4는 도 3의 작동을 설명하기 위하여 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 천공 장치의 일부분을 도시한 단면도이고,
도 6은 도 5의 작동을 설명하기 위하여 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지반 천공 장치의 클러치부를 도시한 것이고,
도 8은 도 7의 A-A선을 따른 단면도이며,
도 9는 도 7의 작동을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 지반 천공 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 천공 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 작동을 설명하기 위하여 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 천공 장치의 일부분을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 작동을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
본 발명에 따르는 지반 천공 장치는 지반 천공용으로 사용될 수 있음은 물론, 아래 설명하는 바와 같이 공급로(31)가 형성되어 앵커 설치용 그라우팅 천공 장치, 확장 그라우팅 천공 장치로 사용될 수도 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 천공 장치(1)는 드라이버(40)와, 인너로드(30)와, 로드케이싱(60)과, 클러치부(50)와, 확장드릴부(70) 및 드릴부(80)를 포함한다.
상기 드라이버(40)는 지지부재(10)에 의해 안내되며, 지지부재(10)는 지반에 설치되는 그라우팅 장치의 본체의 일 측에 설치된다(대한민국등록특허 10-1098659호의 도면 1 및 이에 관한 설명 참조). 아울러, 상기 드라이버(40)는 지지부재(10)를 따라 길이 방향으로, 즉, 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치된다. 이 경우, 지지부재(10)의 일 측에는 드라이버(40)의 슬라이드 이동을 안내하기 위한 레일(11)이 결합된다.
또한, 드라이버(40)는 하우징(41)과, 종동기어(44)와, 구동기어(43) 및 모터(42)로 구성된다.
상기 하우징(41)은 중공체의 형태로 이루어져 측면이 지지부재(10)를 따라 승강 가능하게 연결되어 있다. 상기 종동기어(44)는 하우징(41)의 내측에 회전 가능하게 설치된다. 이 경우, 종동기어(44)의 내측은 후술할 인너로드(30)의 외주면에 고정되어, 종동기어(44)의 회전에 따라 인너로드(30)가 일체로 회전된다. 구동기어(43)는 하우징(41)의 내측에 회전 가능하게 설치되며 종동기어(44)와 치합된다. 하우징(41)에 설치되며 모터(42)는 구동기어(43)에 연결되어 구동기어(43)를 구동시킨다.
인너로드(30)는 드라이버(40)에 연결되어 회전 구동된다. 즉, 인너로드(30)는 드라이버(40)의 하우징(41)의 상부면을 관통하고 내부를 지나 하부면을 관통하는 것으로서, 인너로드(30)가 하우징(41)에 지지된 상태에서 자유롭게 회전 가능하도록 구성된다. 아울러, 인너로드(30)는 하우징(41)의 내부에 배치된 종동기어(44)에 고정되며, 모터(42)의 구동력에 의해 축 방향을 중심으로 회전된다.
상기 인너로드(30)의 길이 방향으로는 내부에 중공 형태의 공급로(31)가 형성될 수도 있으며, 이 경우, 인너로드(30)의 상부에는 스위블부(20)가 구비되어, 스위블본체(21)에 공급관(22)이 연결되어 있으며, 공급관(22)의 내부는 인너로드(30)의 공급로(31)에 연통된다. 대한민국등록특허 10-1098659호에 스위블부(140)에 대한 설명이 기재되어 있는바 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 로드케이싱(60)은 인너로드(30)가 내측으로 삽입하도록 중공으로 이루어지고, 인너로드(30)를 회전 가능하게 연결시키는 기능을 수행한다. 즉, 인너로드(30)의 하단은 로드케이싱(60)의 상단 개구부를 통해 인너로드(30)의 내부 중공부로 삽입되며, 인너로드(30)의 하단은 로드케이싱(60)의 내측 저면부에 회전 가능하게 연결된다. 이 경우, 인너로드(30)의 외측에는 반경 방향으로 돌출된 돌기부(33)를 구비하고, 로드케이싱(60)의 내측에는 돌기부(33)를 삽입시키는 삽입홈(75)이 형성되어 인너로드(30)가 로드케이싱(60)에 회전 가능하게 연결된다. 결국, 인너로드(30)는 로드케이싱(60)의 내부에 고정된 상태에서 축 방향으로 회전 가능하며, 인너로드(30)의 승강 시 로드케이싱(60)은 인너로드(30)와 함께 일체로 승강된다.
상기 클러치부(50)는 인너로드(30)와 로드케이싱(60)의 사이를 연결 또는 연결 해제하는 기능을 한다. 상기 클러치부(50)는 인너로드(30)와 로드케이싱(60)의 사이를 연결 또는 연결 해제함으로써, 인너로드(30)의 회전력을 로드케이싱(60)에 전달 또는 전달 해제하는 기능을 수행하게 된다. 이와 같이 지반 천공 장치(1)는 클러치부(50)를 구비함에 따라, 단일개의 드라이버(40)를 사용하여 인너로드(30) 및 로드케이싱(60)을 일체로 회전 구동하거나 인너로드(30) 만을 개별 회전 구동시켜 후술할 확장드릴부(70)의 확장 구동을 가능하게 한다.
상기 클러치부(50)는 승강 클러치부재(54)와, 실린더(51)와, 회전용 베어링(53) 및 결속부재(55)를 포함한다.
승강 클러치부재(54)는 인너로드(30)의 외측에 슬라이딩 가능하게 연결되고, 인너로드(30)의 회전 시 인너로드(30)와 일체로 회전된다. 즉, 승강 클러치부재(54)는 인너로드(30)에 대해 인너로드(30)의 길이 방향으로는 자유롭게 승강 가능하게 구비되어 있고, 인너로드(30)의 반경 방향으로는 결속되어 인너로드(30)의 회전 시 인너로드(30)와 함께 축 방향으로 일체로 회전된다. 이러한 구성은 인너로드(30)의 외주면에 돌기 형태의 가이드부를 형성하고 승강 클러치부재(54)의 내주면에 가이드부에 대응되는 요홈 형태의 레일을 형성하거나, 승강 클러치부재(54)와 접하는 인너로드(30)의 외면을 다각형으로 하고 승강 클러치부재(54)의 내면을 다각형으로 형성하여 구현될 수 있다.
상기 실린더(51)는 승강 클러치부재(54)를 인너로드(30)에 대해 상하로 슬라이딩 구동시키는 기능을 수행한다. 상기 실린더(51)는 승강 클러치부재(54)의 회전력을 로드케이싱(60)에 전달 또는 전달 해제시키는 것으로서, 도 3에 도시된 것처럼 승강 클러치부재(54)가 하강하여 로드케이싱(60)에 접촉된 상태에서 인너로드(30)가 회전되면 승강 클러치부재(54)도 회전되어 로드케이싱(60)이 회전되고, 도 4에 도시된 것처럼 실린더(51)에 의해 승강 클러치부재(54)가 상승하여 로드케이싱(60)으로부터 분리되며 인너로드(30)의 회전력이 로드케이싱(60)에 전달되지 않는다.
아울러, 실린더(51)는 하나 이상으로 구성되고, 상측이 드라이버(40)의 하우징(41)에 고정되어 있다. 실린더(51)의 로드는 승강 클러치부재(54)에 연결된다. 아울러, 실린더(51)의 일 측에는 유압을 공급하기 위한 호스(52)가 연결된다. 이 경우, 회전용 베어링(53)은 실린더(51)의 로드와 승강 클러치부재(54)의 사이에 구되는 것으로서, 실린더(51)가 하우징(41)에 고정된 상태로 승강 클러치부재(54)만이 인너로드(30)와 함께 회전하도록 한다. 회전용 베어링(53)은 상하 방향으로 분리되지 않는 축 방향 베어링으로 구현하는 것이 한다.
상기 결속부재(55)는 승강 클러치부재(54)의 내측과 로드케이싱(60)의 외측 중 적어도 하나에 구비되는 것으로서, 본 실시 예에서는 승강 클러치부재(54)의 하단 내측에 설치된 예를 도시하였다. 상기 결속부재(55)는 내경면은 톱니 형상(또는 반경 방향으로 돌출된 복수의 돌기)으로 이루어질 수 있으며, 로드케이싱(60)의 상부 단부의 외면에는 결속부재(55)의 톱니 형상과 치합하는 톱니 형상(또는 반경 방향으로 돌출된 돌기)으로 이루어져 승강 클러치부재(54)와 로드케이싱(60)의 톱니 형상이 서로 치합하여 승강 클러치부재(54)와 로드케이싱(60) 간을 결속한다. 상기 로드케이싱(60)에 형성되는 톱니나 돌기는 상방향 단부로 갈수록 단면적이 감속하는 형태로 형성되어 하강하며 결속되는 승강 클러치부재(54)와 용이하게 치합되도록 할 수 있다.
상기 확장드릴부(70)는 다수개의 확장로드(71)를 구비하는 것으로서, 인너로드(30) 및 로드케이싱(60)에 연결 설치된다. 확장로드(71)는 로드케이싱(60)에 대한 인너로드(30)의 회전에 의해, 로드케이싱(60)의 반경 방향으로 확장 또는 축소 가능하게 구비된다. 따라서 상기 확장로드(71)는 로드케이싱(60)의 반경 방향으로의 길이가 증가 및 감소하며 고경도의 트릴비트(711)를 구비한다.
상기 드릴부(80)는 로드케이싱(60)의 선단에 구비되어 로드케이싱(60)과 일체로 회전하며, 드릴부(80)의 하부에는 천공 작업을 수행하는 고경도의 비트(81)를 구비한다. 또한, 로드케이싱(60)의 내부에 형성되는 공간부(62)에는 인너로드(30)를 회전 가능하게 지지하기 위한 부싱(61)이 설치된다. 아울러, 도시되지는 않았으나, 인너로드(30)의 공급로(31)의 하부는 드릴부(80)의 통공(미도시)에 연결되어 있고, 인너로드(30)의 측면과 확장로드(71)의 내부를 연결관(미도시)이 연통하고 있다.
상기 확장드릴부(70)는 승강부재(72)와, 힌지축(74) 및 링크부재(73)를 구비한다.
도 5 및 도 6에서 도면부호 32는 인너로드(30)의 외경면에 형성된 수나사부를, 772는 승강부재(72)의 내경면에 형성되어 인너로드(30)의 수나사부와 치합하는 암나사부를 도시한 것이다.
상기 승강부재(72)는 인너로드(30)의 외측에 나사 결합되어, 인너로드(30)의 회전에 의해 인너로드(30)의 길이 방향으로 이동된다. 즉, 인너로드(30)가 드라이버(40)에 의해 회전 구동되면, 인너로드(30)에 나사 결합된 승강부재(72)가 상하 방향으로 승강된다. 또한, 상기 힌지축(74)은 로드케이싱(60)의 내측에 반경 방향으로 형성되며, 확장로드(71)의 하단부는 힌지축(74)에 회전 가능하게 연결된다.
상기 힌지축(74)은 확장로드(71)를 상기 로드케이싱(60)에 회전 가능하게 연결시켜, 확장로드(71)를 로드케이싱(60)의 반경 방향으로 확장 또는 축소 가능하도록 한다. 아울러, 링크부재(73)는 양단이 승강부재(72)와 확장로드(71)에 회전 가능하게 연결된다. 따라서, 승강부재(72)의 승하강에 의해, 확장로드(71)는 힌지축(74)에 대해 회전되어 도 6에 도시된 것처럼 하부 방향으로 벌어져 확장되거나 상방향으로 오무라든다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지반 천공 장치의 클러치부를 도시한 것이고, 도 8은 도 7의 A-A선을 따른 단면도이며, 도 9는 도 7의 작동을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 전술한 실시 예에서 클러치부의 구조를 변경한 다른 실시 예를 설명한다. 즉, 클러치부(50)는 고정자(91)와, 이동자(93) 및 결속부재(92)를 구비하여, 전원 인가에 따라 고정자(91) 및 이동자(93)의 극성에 따라 인너로드(30)와 로드케이싱(60)가 서로 연결 및 연결 해제된다. 상기 고정자(91)와 이동자(93)는 전원의 인가에 따라 자기력이 발생하는 전자석이 구비된다. 고정자(91)와 이동자(93)가 전원의 인가에 따라 서로 같은 극성 또는 다른 극성을 가짐으로써 서로 이격되기도 하고, 접근하여 접촉한다. 접촉한 상태에서 자기력에 의하여 일체로 회전될 수 있다.
상기 고정자(91)는 인너로드(30)에 고정되어 일체로 회전된다. 이동자(93)는 로드케이싱(60)에 구비된다. 하지만, 반대로 고정자(91)가 로드케이싱(60)에 구비되고 이동자(93)가 인너로드(30)에 구비되는 것도 가능하다. 이동자(93)는 인너로드(30) 및 상기 로드케이싱(60)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 결국, 이동자(93)는 승하강함에 따라, 고정자(91)와 접촉 또는 접촉 해제된다. 결속부재(92)는 고정자(91)와 이동자(93) 중 적어도 하나에 결합되는 것으로, 톱니 형태로 구현될 수 있다. 결속부재(92)는 고정자(91)와 이동자(93)의 접촉 시, 고정자(91)와 이동자(93) 간을 결속하는 기능을 수행한다. 상기 결속부재(92)는 고정자(91)와 이동자(93)의 서로 대향하는 면에 원주 방향을 따라 형성된 반경 방향으로 연장된 돌기로 이루어질 수 있다. 고정자(91)와 이동자(93)가 접촉할 때 돌기가 서로 치합되면서 일체로 회전되는 구조로 될 수 있다.
결국, 고정자(91) 및 이동자(93)는 전원 인가에 따라 서로 접촉 또는 접촉 해제되어 클러치의 기능을 수행한다. 이동자(93)은 내경면에 길이 방향으로 연장된 홈(931)이 형성되고, 로드케이싱(60)의 외경면에는 이동자(93)의 홈(931)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 외향 돌출된 삽입돌기(69)가 구비되어, 이동자(93)는 로드케이싱(60)의 외경면을 따라 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 된다.
도 7 및 도 9에서 도면부호 94는 스프링을 도시한 것이며, 95는 이동자(93)로부터 하향 이격되어 로드케이싱(60)에 고정 구비된 지지부재를 도시한 것이다. 상기 스프링(94)는 일단은 지지부재(95)에 타단은 이동자(93)에 접촉되도록 구비되어 이동자(93)를 탄성 지지한다.
정리하면, 본 발명에 따른 지반 천공 장치(1)는 단일의 드라이버로 승강 및 회전 작동되고, 구성물의 수를 줄여 구조가 복잡하지 않으며 간단한 구동 메커니즘을 통해 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 지반 천공 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 지지부재 20 : 스위블부
30 : 인너로드 40 : 드라이버
41 : 하우징 42 : 모터
43 : 구동기어 44 : 종동기어
50 : 클러치부 60 : 로드케이싱
70 : 확장드릴부 71 : 확장로드
80 : 드릴부 81 : 비트

Claims (5)

  1. 지반에 설치되는 본체의 지지부재(10)에 의해 안내되어 상기 지지부재(10)를 따라 이동 가능하게 설치되는 드라이버(40)와, 상기 드라이버(40)에 연결되어 회전 구동되는 인너로드(30)와, 상기 인너로드(30)가 내측으로 회전 가능하게 연결되며 선단에 드릴부(80)를 구비하는 중공의 로드케이싱(60)과, 상기 인너로드(30)와 상기 로드케이싱(60) 사이에 구비되어 상기 인너로드(30)의 회전력을 상기 로드케이싱(60)에 전달 또는 전달 해제하는 클러치부(50)와, 일단이 로드케이싱(60)에 회전 가능하게 연결되며 상기 로드케이싱(60)에 대한 상기 인너로드(30)의 회전에 의해 상기 로드케이싱(60)의 반경 방향으로 확장 축소 가능하게 구비된 하나 이상의 확장로드(71)로 이루어진 확장드릴부(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지반 천공 장치(1).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 인너로드(30)의 외측에는 반경 방향으로 돌출된 돌기부(33)를 구비하고, 상기 로드케이싱(60)의 내측에는 상기 돌기부(33)가 삽입되는 삽입홈(75)이 형성되어 상기 인너로드(30)가 상기 로드케이싱(60)에 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 지반 천공 장치(1).
  3. 제2 항에 있어서, 상기 확장로드(71)는 상기 로드케이싱(60)의 힌지축(74)에 회전 가능하게 연결되며; 상기 확장드릴부(70)는 상기 인너로드(30)의 외측에 형성된 수나사부(32)에 나사 결합되어 상기 인너로드(30)의 회전에 의해 상기 인너로드(30)의 길이 방향으로 이동되는 승강부재(72)와, 일단은 상기 힌지축(74)과 이격된 위치로 확장로드(71)에 회전 가능하게 연결되고 타단은 상기 승강부재(72)에 회전 가능하게 연결된 링크부재(73)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 천공 장치(1).
  4. 제1 항에 있어서, 상기 클러치부(50)는 상기 인너로드(30)에 슬라이딩 가능하게 연결되고 상기 인너로드(30)와 일체로 회전되는 승강 클러치부재(54)와, 일단이 상기 승강 클러치부재(54)에 연결되고 타단은 드라이버(40)에 연결된 실린더(51)로 이루어지고; 상기 승강 클러치부재(54)은 내경부에 돌기가 구비되고, 로드케이싱(60)는 외경부에 돌기가 구비되어, 승강 클러치부재(54)가 하강하여 로드케이싱(60)에 치합하고, 상승하여 치합이 해제되면서 승강 클러치부재(54)의 회전력을 상기 로드케이싱(60)에 전달 또는 전달 해제시키는 것을 특징으로 하는 지반 천공 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 클러치부(50)는 상기 인너로드(30)와 상기 로드케이싱(60) 중 하나에 고정되어 일체로 회전되는 고정자(91)와, 상기 인너로드(30)와 상기 로드케이싱(60) 중 상기 고정자(91)가 설치된 반대 측에 배치되는 것으로 상기 인너로드(30) 또는 상기 로드케이싱(60)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하여 상기 고정자(91)와 접촉 또는 접촉 해제되는 이동자(93)를 포함하며; 상기 고정자(91) 및 상기 이동자(93)는 전원 인가에 따라 서로 접촉 또는 접촉 해제되는 것을 특징으로 하는 지반 천공 장치.
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