KR20170100840A - 스크류작동식 바위균열용 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 바위균열용 헤드는, 유압식으로 작동되는 헤드와, 상기 헤드의 하단부에 2등분으로 분할되게 형성되고 종방향으로 작아지게 테이퍼지게 형성된 한 쌍의 반분형 분할본체와, 한 쌍의 반분형 분할본체의 사이에 삽입되며 상기 헤드에 설치된 유압부를 통하여 승강가능하게 작동되며 하방으로 갈수로 좁하지게 테이퍼지게 형성된 분할쐐기를 포함하여, 이미 암반상에 형성된 분할공내에 상기 분할본체가 삽입되고 분할쐐기가 하방으로 내려오면서 분할공 내에 삽입된 분할본체를 외측으로 밀게 되어 분할본체가 외측으로 벌어지는 힘에 의하여 바위가 균열되게 되어 소음이 없이 신속하게 바위의 균열이 발생되게 하여 공기의 단축이 가능하다.

Description

스크류작동식 바위균열용 헤드{ A head for rock crack actuated by screw type}

본 발명은 스크류작동식 바위균열용 헤드에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 설명하면, 굴삭기의 천공드릴이 장착되는 드릴장착부에 스크류작동식 바위균열용 헤드가 착탈가능하게 부착되어 사용이 가능하게 되어 굴삭기만으로도 바위를 균열시키는 것이 가능하게 되어 굴삭기만으로 굴삭을 하고 이후에 바위를 균열시킴으로서 굴삭기의 사용효용성이 제고되어 장비의 효용성이 증가되고 별도의 포크레인과 같은 중장비의 사용이 필요없게 되어 바위균열비용이 절감됨은 물론이고 굴삭기로서 스크류작동식으로 바위를 균열시키는 것이 가능하게 되어 보다 효율적이고 신속한 방식으로 바위를 균열시키는 것이 가능한 스크류작동식 바위균열용 헤드에 관한 것이다.

일반적으로, 채석장에서의 석재생산이나, 암반지대에 건축물을 시공하기 위한 공사에서의 암반파괴공사를 함에 있어서, 종래에는 파괴할 암반에 착암기나 정, 또는 기계화된 브랙커로 깨뜨리는 방법이나 작은 쐐기정을 드문드문 박고 번갈아 때려서 깨뜨리는 등의 비발파 공법이 사용되거나, 암반상에 착압기로 구멍을 뚫은 자리에 폭약을 장진, 폭발시켜 깨뜨리는 발파 방식이 사용되고 있다.

상기 비발파 방식은 많은 노력이 들어감에도 먼지가 많이 발생되며, 소음도 생활에 불편을 느낄 정도로 대단히 크게 발생되므로 작업자나 주위의 거주자들에게 대단히 큰 소음으로 작용되어 분쟁의 시비가 발생되는 등의 비능률적이고 비효율적인 문제가 발생되게 되고, 작업중의 작업자의 부상우려가 크게 되는 문제점이 있었다.

또한, 발파 방식은 암반파괴공사가 단시간내에 진행되는 것이 가능하다는 장점은 있으나 폭약의 발파시의 폭음과 진동, 충격이 크게 되므로 인근에 설치된 건축물에 충격을 가하게 되어 인근의 건물들의 균열이 발생되게 되며, 발파시에 날아가는 돌조각은 인근에 거주하는 사람에게 부상을 발생시킬 위험이 대단히 농후하게 되므로 그 사용이 조심스러우며 특히 폭약은 폭약전문가가 아니면 함부로 다룰 수도 없으며 항상 부상의 위험이 상존하게 되는 우려가 있게 되는 문제점이 있었다.

이러한 암반지대에 사용할 목적으로, 한국 실용신안출원 제20-1994-0006770호의 '바위를 깨는 장치'에서는, 원주방향으로 한데 모으면 후단으로 갈수록 반경이 점차 커지는 테이퍼공이 되는 내주면을 가진 복수의 실린더부재로 실린더조합체를 구성하고, 이 실린더조합체의 테이퍼공에 대응하는 외주면을 가진 쐐기로 된 구성이 제안되어 종래의 발파 및 비발파방식의 문제점을 해결하기는 하였으나, 도 1a,1b,1c에 도시된 바와 같이, 상기의 구성은 실린더조합체(1)와 쐐기(2)로 구성되어 있고, 실린더조합체(1)는 여러조각의 실린더부재(3)를 한데 모은 것이고, 상기 실린더부재(3)의 안쪽은 이들을 모으면 선단으로 갈수록 구경이 작아지는 테이퍼공(4)으로 되는 호상면으로 하고, 외주면에는 소정의 같은 높이에 횡경 링홈(5)을 형성시키고, 각 높이의 링홈(5)에는 탄성링(6)을 둘러 끼운 구조이므로, 상기 실린더조합체(1)의 테이퍼공(4)의 형성과 같은 제조가 난해하게 되어 제조가가 높아지게 되고 일정시간을 사용하게 되면 실린더부재(3)를 조이는 탄성링(6)이 탄성력을 잃게 되어 자주 교환을 하여 주어야 하므로 그 사용이 대단히 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국 특허출원 제10-2015-0134802호의 '바위균열용 헤드'라는 명칭의 특허가 제안되었으며, 상기 특허는 유압식으로 작동되는 헤드와, 상기 헤드의 하단부에 2등분으로 분할되게 형성되고 종방향으로 작아지게 테이퍼지게 형성된 한 쌍의 반분형 분할본체와, 한 쌍의 반분형 분할본체의 사이에 삽입되며 상기 헤드에 설치된 유압부를 통하여 승강가능하게 작동되며 하방으로 갈수로 좁아지게 테이퍼지게 형성된 분할쐐기를 포함하는 본 발명에 따른 바위균열용 헤드로 이루어져, 종래의 문제점이 해결되었으나, 상기 특허는 굴삭기로 암반을 천공한 후에 다시 다른 중장비인 포크레인과 같은 별도의 장비를 사용하여 상기 특허를 장착하고 다시 암반을 천공하여야 하므로, 굴삭기외에 다른 중장비가 사용되므로 중장비의 중복사용으로 인한 암반을 균열시키는 비용이 배가되게 되며 또한 포크레인과 같은 장비에 바위균열용 헤드를 장착고정시키게 되므로 시공시간이 많이 걸려 공기가 연장되어 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

한국 실용신안출원 제20-1994-0006770호

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 굴삭기의 천공드릴이 장착되는 드릴장착부에 착탈가능하게 부착되어 사용이 가능하게 됨으로서 사용되는 중장비는 굴삭기 1개만을 사용하면서 바위의 천공과 바위를 균열시키는 것이 가능하게 되어 굴삭기의 사용효용성이 제고되어 사용되는 중장비의 효용성이 증가되고 별도의 포크레인과 같은 중장비의 사용이 필요없게 되어 별도의 중장비의 사용으로 인한 바위균열에 대한 비용이 절감됨은 물론이고 천공드릴의 장착부분에 바로 교체하여 사용이 가능하게 되어 신속하게 연속적으로 작업이 가능하게 되므로 시공기간이 월등하게 단축되고 스크류작동식으로 바위를 균열시키는 것이 가능하게 되어 보다 효율적이고 신속한 방식으로 바위를 균열시키는 것이 가능한 스크류작동식 바위균열용 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 굴삭기의 드릴장착부에 탈부착되는 이송스크류와, 상기 이송스크류와 맞물리는 암나사부가 중앙에 형성되고 상기 이송스크류를 따라 승하강되며 외측면은 상광하협의 단면으로 형성된 승강용 쐐기와, 상기 승강용 쐐기의 하부에 배치되며 상기 굴삭기에 의하여 천공된 굴삭공내에 삽입되며 외부로 팽창이 가능하게 분할된 분할원통부를 포함하는 본 발명에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드는, 굴삭기의 드릴장착부에 탈부착되는 이송스크류와, 상기 이송스크류와 맞물리는 암나사부가 중앙에 형성되고 상기 이송스크류를 따라 승하강되며 외측면은 상광하협의 단면으로 형성된 승강용 쐐기와, 상기 승강용 쐐기의 하부에 배치되며 상기 굴삭기에 의하여 천공된 굴삭공내에 삽입되며 외부로 팽창이 가능하게 분할된 분할원통부를 포함하여, 굴삭기의 천공드릴이 장착되는 드릴장착부에 부착되어 사용이 가능하게 됨으로서 사용되는 중장비는 굴삭기 1개만을 사용하면서 바위의 천공과 바위를 균열시키는 것이 가능하게 되어 굴삭기의 사용효용성이 제고되어 사용되는 중장비의 효용성이 증가되고 별도의 포크레인과 같은 중장비의 사용이 필요없게 되어 별도의 중장비의 사용으로 인한 바위균열에 대한 비용이 절감됨은 물론이고 굴삭드릴의 장착부분에 바로 교체하여 사용이 가능하게 되어 신속하게 연속적으로 작업이 가능하게 되므로 시공기간이 월등하게 단축되는 것이 가능한 우수한 효과가 있다.

도 1a,1b,1c는 종래의 바위를 깨는 장치의 정면도, 종방향 단면도 및 부분 상세도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드의 개략적인 사시도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드의 개략적인 종단면도
도 4(a),4(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드의 승강용 쐐기의 정면도 및 I-I 단면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드의 작동상태를 나타내는 작동도
도 6은 본 발명의 다른실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드의 승강용 쐐기의 사시도
도 7a, 7b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드의 개략적인 사시도 및 종단면도
도 8은 종래의 굴삭기의 굴삭드릴의 장착에 대한 설명을 하기 위한 굴삭기의 드릴장착부의 사시사진

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바위균열용 헤드를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 발명에 대한 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

상기 굴삭기(P)의 드릴장착부(P1)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 종래의 굴삭기가 그대로 사용되는 것으로서, 이의 구조에 대하여 개략적으로 설명하면, 굴삭드릴(P2)이 물린 드릴장착부(P1)의 양측에 부착된 실린더(P3)가 하강하면 굴삭드릴(P2)이 물림이 해제되고 실린더(P3)가 상승되면 굴삭드릴(P2)이 물리게 되는 구조로서, 이러한 굴삭드릴(P2)과 본 발명에서 사용되는 이송스크류(1)는 동일하게 굴삭기(P)의 드릴장착부(P1)에 물리고 해제되고 하는 작동을 가진다고 할 것이므로 이와 같은 이송스크류(1)의 굴삭기(P)에의 장착과 해제에 대한 자세한 설명은 생략하여도 무방할 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드(A)는, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 굴삭기(P)의 드릴장착부(P1)에 탈부착되는 이송스크류(1)와, 상기 이송스크류(1)와 맞물리는 암나사부(21)가 중앙에 형성되고 상기 이송스크류(1)의 회전에 따라 이송스크류(1)를 따라 승하강되며 외측면은 상광하협의 단면으로 형성된 승강용 쐐기(2)와, 상기 승강용 쐐기(2)의 하부에 배치되며 상기 굴삭기(P)에 의하여 천공된 굴삭공(H)내에 삽입되며 외부로 팽창이 가능하게 분할된 분할원통부(3)를 포함한다.

상기 이송스크류(1)는 굴삭기(P)의 드릴장착부(P1)에 장착이 가능하도록 그 상단부가 육각형으로 형성된 장착고정부(11)가 형성되고 상기 장착고정부(11)의 중간에 횡방향으로 관통되는 관통고정공(11a)이 형성되어 이탈방지고정핀(도시않됨)이 고정되게 형성되어 있다.

상기 이송스크류(1)의 외표면상에는 숫나사로 형성된 이송나사면(12)이 형성되어 있어 이송스크류(1)가 회전되면 상기 이송나사면(12)에 암나사부(21)로 나사결합된 상기 승강용 쐐기(2)가 승하강작동되는 구조이다.

상기 이송스크류(1)의 이송나사면(12)은 승강용 쐐기(2)의 빠른 이송을 위해서는 피치가 길게 형성되고 느리며 큰 힘을 전달하기 위해서는 피치가 짧게 형성되며 파쇄조건에 따라서 적절한 피치로 선택이 가능하게 된다고 할 것이다.

상기 이송스크류(1)의 하단부에는 이송스크류의 자유단부(1a)가 고정되어 회전되는 베어링부(13)가 고정되어 있다.

본 실시예에서, 상기 승강용 쐐기(2)는 중앙에 암나사부(21)가 종방향으로 형성되고 외측면은 상광하협의 단면으로 형성되어 외측면이 하향경사진 경사면(22)이 형성된 경사원통형으로 형성된 구조이나, 이에 제한되는 것은 아니고, 상부가 크고 하부는 작은 팔각기둥, 육각기둥, 사각기둥과 같은 다른 형태로 형성될 수가 있음은 물론이라고 할 것이다.

상기 분할원통부(3)는, 그 내부가 상기 승강용 쐐기(2)가 삽입되는 삽입공(31)이 형성되어 있으며, 상기 분할원통부(3)는, 본 실시예에서는 2개로 반분된 반원형 단면을 갖는 분할 엘레먼트(3a)로 형성되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 3분되거나 4분된 분할 엘레먼트로 형성될 수가 있음은 물론이라고 할 것이다.

상기 분할원통부(3)의 상기 삽입공(31)은 그 내측면이 상부는 하부보다는 큰 직경으로 형성되게 경사진 경사면을 갖게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 승강용 쐐기(2)의 하단부가 용이하게 삽입되는 구조를 갖는다.

상기 각 분할 엘레먼트(3a)의 측면에는 다른 분할 엘레먼트(3a)와의 탄성적인 연결이 가능하도록 탄성스프링(32)에 의하여 연결되어 있어, 상기 승강용 쐐기(2)의 삽입과 이탈시에 상기 탄성스프링(32)의 탄성작동에 의하여 직경방향으로 탄성적인 팽창 및 수축이 가능하게 작동되게 형성되어 있다.

본 실시예에서, 상기 각 분할 엘레먼트(3a)의 측면에는 다른 분할 엘레먼트(3a)와의 탄성적인 연결이 가능하도록 탄성스프링(32)에 의하여 연결된 것으로 기술되었으나, 분할 엘레먼트(3a)의 측면에 형성된 분할홈(35)내에 삽입되어 신축가능하게 연결시키는 신축이 가능한 탄성고무(36)를 사용하는 방법이 제안될 수가 있으며 이 또한 본원발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드(A)의 작동을 이하에 상세하게 설명한다.

먼저, 암반상에 굴삭기(P)를 이용하여 암반을 균열시킬 목적으로 다수의 굴삭공(H)을 천공한다. 이와 같이 다수의 굴삭공(H)이 천공되면, 굴삭공(H)을 천공한 천공드릴(P2)을 드릴장착부(P1)에서 해제시키고, 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드(A)의 이송스크류(1)의 상단부의 장착고정부(11)를 삽입시키고 상기 장착고정부(11)의 중간에 형성된 관통고정공(11a)상에 이탈방지고정핀(도시않됨)을 삽입하여 드릴장착부(P1)상에 완벽하게 고정시킨다.

그리고, 굴삭기(P)를 이동시켜 굴삭공(H)내로, 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드(A)의 이송스크류(1)의 하단의 베어링부(13)와 상기 분할원통부(3)를 삽입시키고, 굴삭기(P)의 드릴장착부(P1)를 가동시키면, 이송스크류(1)가 회전되면서 승강용 쐐기(2)가 하강하게 작동된다. 이와 같이 하강하는 승강용 쐐기(2)의 하단부가 분할원통부(3)의 상부의 삽입공(31)으로 삽입되면서 상기 분할원통부(3)의 탄성스프링(32)에 의하여 연결된 분할 엘레먼트(3a)가 직경방향으로 벌어지게 된다. 이와 같이 승강용 쐐기(2)가 분할원통부(3)의 삽입공(31)으로 더욱 하방으로 하강작동되면서 분할 엘레먼트(3a)가 더욱 직경방향으로 벌어지면서 굴삭공(H)에 파단강도가 작용하게 되어 굴삭공(H)을 중심으로 하여 바위에 균열이 발생되게 되는 것이다.

이와 같이, 소정깊이로 승강용 쐐기(2)가 굴삭공(H)내로 하강하여 바위에 균열이 발생되는 목적이 달성되면, 이송스크류(1)가 반대방향으로 회전되어 승강용 쐐기(2)를 상승작동시키면, 승강용 쐐기(2)가 상승작동되면서 삽입공(31)에서 서서히 빠져나가게 되면 팽창상태의 각 분할 엘레먼트(3a)는 탄성스프링(32)에 의하여 서로 수축되는 상태로 작동되면서 승강용 쐐기(2)가 완전히 삽입공(31)에서 빠져나가면, 분할 엘레먼트(3a)의 수축이 종료되어 용이하게 굴삭공(H)에서의 이탈이 가능하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 스크류작동식 바위균열용 헤드(A)는, 굴삭기(P)의 천공드릴(P2)이 장착되는 드릴장착부(P1)에 이송스크류(1)가 탈부착되어 사용이 가능하게 됨으로서 사용되는 중장비는 굴삭기 1개만을 사용하면서 천공과 바위를 균열시키는 것이 가능하게 되어 굴삭기의 사용효용성이 제고되어 사용되는 중장비의 효용성이 증가되고 별도의 포크레인과 같은 중장비의 사용이 필요없게 되어 별도의 중장비의 사용으로 인한 바위균열에 대한 비용이 절감됨은 물론이고 드릴의 장착부분에 바로 교체하여 사용이 가능하게 되어 신속하게 연속적으로 작업이 가능하게 되므로 시공기간이 월등하게 단축되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 바위균열용 헤드는 일반 헤드 제조공장에서 동일한 방법으로 반복적으로 실시하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

1. 이송스크류 2. 승강용 쐐기 3. 분할원통부

Claims (4)

1. 스크류작동식 바위균열용 헤드(A)에 있어서,
   상기 스크류작동식 바위균열용 헤드(A)는, 굴삭기(P)의 드릴장착부(P1)에 탈부착되는 이송스크류(1)와,
   상기 이송스크류(1)와 맞물리는 암나사부(21)가 중앙에 형성되고 상기 이송스크류(1)의 회전에 따라 이송스크류(1)를 따라 승하강되며 외측면은 상광하협의 단면으로 형성된 승강용 쐐기(2)와,
   상기 승강용 쐐기(2)의 하부에 배치되며 상기 굴삭기(P)에 의하여 천공된 굴삭공(H)내에 삽입되며 외부로 팽창이 가능하게 분할된 분할원통부(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크류작동식 바위균열용 헤드.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 이송스크류(1)는 굴삭기(P)의 드릴장착부(P1)에 장착이 가능하도록 그 상단부가 육각형으로 형성된 장착고정부(11)가 형성되고 상기 장착고정부(11)의 중간에 횡방향으로 관통되는 관통고정공(11a)이 형성된 것을 특징으로 하는 스크류작동식 바위균열용 헤드.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 승강용 쐐기(2)는 중앙에 암나사부(21)가 종방향으로 형성되고 외측면은 상광하협의 단면으로 형성되어 외측면이 하향경사진 경사면(22)이 형성된 경사원통형으로 형성된 구조이며, 상부가 크고 하부는 작은 테이퍼진 원통기둥, 팔각기둥, 육각기둥, 사각기둥에서 선택된 것을 특징으로 하는 스크류작동식 바위균열용 헤드.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 분할원통부(3)는, 그 내부가 상기 승강용 쐐기(2)가 삽입되는 삽입공(31)이 형성되고, 상기 분할원통부(3)는, 2개 이상으로 분할된 분할 엘레먼트(3a)로 구성되고,
   상기 각 분할 엘레먼트(3a)의 측면에는 다른 분할 엘레먼트(3a)와의 탄성적인 연결이 가능하도록 탄성스프링(32)에 의하여 연결되거나,
   상기 분할 엘레먼트(3a)의 측면에 형성된 분할홈(35)내에 삽입되어 신축가능하게 연결시키는 신축이 가능한 탄성고무(36)를 사용된 것을 특징으로 하는 스크류작동식 바위균열용 헤드
   
   
   

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