WO2021215865A1 - 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기 - Google Patents

진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기 Download PDF

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WO2021215865A1
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vibration
tilting
vibrating body
main body
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권대륙
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Kwon Dae Ryuk
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18—Placing by vibrating

Definitions

  • the present invention relates to a vibrating driving machine, and more particularly, by preventing damage or damage to a tilting driving hydraulic motor for tilting the vibrating body during vibrating driving by the vibrating body, damage caused by vibration driving for excellent durability It relates to a vibratory driving with reduced .
  • the groundwork is carried out by burying concrete piles or H-beam piles so that the ground can withstand the weight of the structure.
  • the foundation work is always carried out by driving piles into the bedrock in the basement below the surface of the earth to fix it.
  • the driving work that has been used for a long time is a driving machine that strikes a pile to be buried in the ground with the weight of a heavy metal ball, and hydraulic or A driving machine that strikes using a pneumatic cylinder and a driving machine that strikes using the explosive power of diesel oil were used, but all of these striking types have a large hitting noise when hitting a pile, and shock vibration is generated when hitting.
  • a vibration-type driving machine that generates less impact noise and impact vibration has been developed and used.
  • vibration-type driving machine As a vibration-type driving machine according to the prior art, "vibration-type driving machine" of Korean Patent Registration No. 10-1675273 has been proposed.
  • This includes a main frame having a left frame and a right frame while supporting a turntable coupled to the boom of a construction machine having a hydraulic supply unit, and a subframe that rotates horizontally and vertically depending on the transverse axis inserted into the left frame and the right frame; , a vibrating bundle supported by a vibration-proof means in the subframe and vibrated by a vibration hydraulic motor according to the hydraulic oil of the hydraulic supply unit, and a chuck fixed to the lower part of the vibrating bundle and detaching the pile by the hydraulic oil of the hydraulic supply unit;
  • the vibratory driving machine comprising a tilting means for horizontally and vertically rotating the subframe depending on the horizontal axis depending on the hydraulic oil of the hydraulic supply part, the tilting means is hinged to the main frame and the hydraulic pressure supply part when the subframe is tilted and a
  • the tilting means for tilting the subframe and the vibration bundle includes a cylinder driven by hydraulic oil, thereby causing the following problems.
  • the present invention provides a possibility that parts including a drive shaft constituting a tilting driving hydraulic motor, which is an actuator for tilting the vibrating body, may be damaged due to driving force when the vibration is driven by the vibrating body. Because there is no such thing, the purpose is to make it excellent in durability.
  • the present invention is configured to enable tilting of the vibrating body even if the vibrating motor is configured as a single unit, thereby eliminating the difference in balance between both sides of the vibrating body even for long-term use or use in harsh environments, thereby increasing the reliability of the tilting operation of the vibrating body.
  • the vibrating motor is configured as a single unit, thereby eliminating the difference in balance between both sides of the vibrating body even for long-term use or use in harsh environments, thereby increasing the reliability of the tilting operation of the vibrating body.
  • the present invention simplifies the structure by tilting the vibrating body by the rotational force of the tilting driving hydraulic motor, thereby minimizing the components required to transmit the driving force for tilting the vibrating body, thereby requiring not only manufacturing, but also maintenance and repair.
  • the purpose is to reduce the cost of
  • the present invention can tilt the vibrating body not only at 90 degrees, but also accurately at various angles, thereby enabling precise posture control of the vibrating body in the driving operation of the pile, thereby increasing the efficiency of the pile driving operation. .
  • the present invention can contribute to the improvement of durability by preventing the stress concentration due to eccentricity by the vibration body being rotatably installed on an axis located in the center, reducing damage due to vibration.
  • a rotating support frame coupled to the boom of the construction machine; a main frame rotatably supported by the rotation support frame; a vibrating body installed to be tiltable on the main frame and configured to generate vibration by a vibrating hydraulic motor operated by hydraulic oil provided from the construction machine; a tilting driving hydraulic motor fixed to the main frame and connected to the vibrating body to tilt the vibrating body by operating with hydraulic oil provided from the construction machine; and a pile chuck provided to chuck the pile in the lower part of the vibrating body; including, a vibratory driving machine having reduced damage caused by vibration driving is provided.
  • the tilting driving hydraulic motor may be formed as a single unit and fixed to one side of the main frame, and may be connected to the other side of the vibrating body, one side of which is rotatably coupled to the main frame.
  • the tilting driving hydraulic motor is connected to the vibrating body through a main rotation connecting plate that is located and connected to the inside of one side of the main frame, and the main frame is rotatably connected to the inside of the other side by a rotating shaft It may be connected to the vibrating body via a driven rotation connection plate.
  • the vibrating body may be installed between the main rotation connection plate and the driven rotation connection plate by fixing each of the main rotation connection plate and the driven rotation connection plate to both sides, the main rotation connection plate and the driven rotation connection plate.
  • Each of the main rotation connection plate and the driven rotation connection plate may be formed to extend toward the pile chuck, and each extended end may be eccentrically connected to the tilting drive hydraulic motor and the rotation shaft portion, respectively.
  • the vibrating body may be installed on the main frame so as to be rotatable about an axis located at the center of the upper end and the lower end.
  • the vibrating body is rotatably coupled to the main frame by a rotating shaft part via a main rotating connecting plate and a driven rotating connecting plate provided on both sides, respectively, the rotating shaft part can be provided so as to be located in the center of the upper end and the lower end have.
  • parts including the drive shaft constituting the tilting drive hydraulic motor, which is an actuator for tilting the vibration body may be damaged by the driving force when driving the vibration by the vibration body. Because there is no concern, it has excellent durability, and by configuring the vibrating body to be tilted even when the vibrating motor is configured as a single unit, the tilting operation of the vibrating body is eliminated even after long-term use or use in harsh environments. Reliability can be increased, and the structure can be simplified by tilting the vibrating body by the rotational force of the tilting driving hydraulic motor, thereby minimizing the components required to transmit the driving force for tilting the vibrating body, thereby simplifying production and maintenance.
  • the cost of maintenance can be reduced, and the vibrating body can be tilted accurately at various angles as well as 90° tilting, which enables precise posture control of the vibrating body in the pile driving operation, thereby increasing the efficiency of the pile driving operation. can be increased, and it can contribute to the improvement of durability by reducing the damage caused by vibration.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a vibratory driving machine with reduced damage caused by vibration driving according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a vibrating driving machine with reduced damage due to vibration driving according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a front view showing a vibrating driving machine with reduced damage caused by vibration driving according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view showing a vibrating driving machine with reduced damage caused by vibration driving according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a side view for explaining the tilting operation of the vibration-type driving machine to reduce the damage caused by the vibration driving according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a vibrating driving machine with reduced damage caused by vibration driving according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front view showing a vibratory driving machine with reduced damage caused by vibration driving according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a vibrating driving machine with reduced damage due to vibration driving according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a vibratory driving machine with reduced damage due to vibration driving according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a front view showing a vibration-type driving machine that reduces the damage caused by vibration driving according to the first embodiment of the present invention.
  • the vibrating driving machine 100 which reduces damage caused by vibration driving according to the first embodiment of the present invention, is a rotation support frame 110, a main frame 120, and a vibration body 130. , a tilting driving hydraulic motor 140 and a pile chuck 150 may be included.
  • the rotation support frame 110 is coupled to the boom 1 of the construction machine.
  • the end of the boom 1 is rotatably rotatable by the hinge shaft 112 in the boom coupling part 111 provided on the upper part.
  • a link member 113 for link connection with the boom 1 may be provided in the boom coupling part 111 .
  • a rotary hydraulic motor (not shown) that operates the main frame 120 connected downward by the hydraulic oil provided from the hydraulic pressure supply unit of the construction machine is installed in the rotating support frame 110, thereby making the main frame 120 vertical. It can also be rotated around an axis.
  • the main frame 120 is rotatably supported by the rotation support frame 110 .
  • the rotation coupling part 121 provided at the top passes through the rotation support frame 110 and rotates in a state in which separation is suppressed. It can be coupled as possible, and has an approximately ⁇ shape, and the vibrating body 130 is installed between both ends extending to the lower end.
  • the vibrating body 130 is installed to be tiltable on the main frame 120 and generates vibration by a vibrating hydraulic motor 132 operated by hydraulic oil provided from a construction machine.
  • the vibration body 130 generates vibration by rotation of an eccentric weight provided in the vibration generating box 133 when hydraulic oil is supplied to the vibration hydraulic motor 132 from the hydraulic pressure supply unit.
  • the tilting driving hydraulic motor 140 is fixed to the main frame 120 and connected to the vibrating body 130 so as to tilt the vibrating body 130 by operating with hydraulic oil provided from the construction machine. Accordingly, the tilting driving hydraulic motor 140 may tilt the vibrating body 130 in a desired direction and angle according to the forward or reverse rotational direction of the rotating shaft.
  • the tilting driving hydraulic motor 140 is composed of a pair and may be installed on both sides of the main frame 120 , but as in this embodiment, the tilting driving hydraulic motor 140 may be formed as a single unit and fixed to only one side of the main frame 120 , in this case, the main frame One side may be connected to the other side of the vibrating body 130 is rotatably coupled to (120).
  • a coupling flange 141 formed along an outer circumferential surface may be fixed to one side of the main frame 120 by fastening a plurality of bolts.
  • the tilting driving hydraulic motor 140 may be connected to the vibrating body 130 via a main rotation connecting plate 142 that is located on the inner side of one side of the main frame 120 and is connected.
  • the rotating shaft of the tilting driving hydraulic motor 140 penetrates the main frame 120 and may be fixed to the main rotation connecting plate 142 by bolting or the like.
  • the main frame 120 may be connected to the vibrating body 130 via a driven rotation connecting plate 123 that is rotatably connected by the rotation shaft 122 on the inner side of the other side.
  • the rotating shaft part 122 may be composed of two shafts rotatably coupled to each other via a bearing, for example, in order to rotatably couple the driven rotation connecting plate 123 and the main frame 120 to each other, Each shaft may be connected to each of the driven rotation connection plate 123 and the main frame 120 by various methods, including bolt fastening or welding, and may also have various rotation shaft connection structures.
  • the vibrating body 130 may be installed between the main rotation connection plate 142 and the driven rotation connection plate 123 by being fixed to both sides, respectively, the main rotation connection plate 142 and the driven rotation connection plate 123 . At this time, the vibrating body 130 may be provided with a connection part 131 to be connected to each of the main rotation connection plate 142 and the driven rotation connection plate 123 on both sides by fastening bolts, etc.
  • Each of the main rotation connection plate 142 and the driven rotation connection plate 123 may be formed to extend to the pile chuck 150 side, respectively, as in this embodiment, and each extended end of the tilting drive hydraulic motor 140 and the rotation shaft It can be connected in various ways including bolt fastening or welding so as to be eccentric to each of the parts 122, and by this eccentric connection structure, the vibration body 130 and the pile chuck 150 are located on both sides of the rotation center based on the eccentric connection structure. By disposing each, the load is distributed relatively evenly, thereby contributing to a reduction in the load of the tilting driving hydraulic motor 140 .
  • the pile chuck 150 is provided to chuck the pile in the lower part of the vibrating body 130.
  • the fixed chuck 152 provided at the lower part of the fixed part 151 and the fixed part 151 to be in close contact with one side of the pile, and the fixed chuck (
  • a movable chuck 153 that is slidably installed so as to be able to adjust the distance from the fixed chuck 152 with respect to 152 and is in close contact with the other side of the pile, and the fixed chuck (
  • By reciprocating the movable chuck 153 from the 152 it may include a chuck-driven hydraulic motor 155 installed between the fixed chuck 152 and the movable chuck 153 so that the pile is chucked or unchucked.
  • the vibrating hydraulic motor 132 In the vibrating driving machine 100 with reduced damage caused by vibration driving according to the present invention, the vibrating hydraulic motor 132, the tilting driving hydraulic motor 140, the chuck driving hydraulic motor 155, etc. Hydraulic oil may be provided from the driving unit, and a control operation panel may be provided on the driver's seat of the construction machine or outside the construction machine to perform operation control by supplying the hydraulic oil to them.
  • the vibratory driving machine 100 By the movement of the boom (1; see Fig. 1) by the operation of the construction machine, the vibratory driving machine 100 is moved to a position for chucking of the pile 2, and then the chucking is performed for the end of the pile (2). , At this time, by placing the pile (2) horizontally on the ground, the pile chuck 150 should also be positioned so as to face horizontally at the end of the pile (2). Therefore, as shown in FIG. 5 , in a state in which the vibrating body 130 is tilted at right angles from the main frame 120 by the driving of the tilting driving hydraulic motor 140 , the pile 2 by the operation of the fixed chuck 150 . ) to chuck.
  • the pile 2 is an example of an H file in which flanges are provided on both sides of the web chucked by the pile chuck 150, but it can be chucked with the pile chuck 150, including a pile or a hollow pile with a L-section. Files of various types or structures in existence may be used.
  • the pile 2 When the pile 2 is chucked by the pile chuck 150, the pile 2 is lifted with the vibrating driving machine 100 by the boom 1 and, at the same time, the pile is driven by the tilting driving hydraulic motor 132. (2) tilts the vibrating body 130 vertically so that it is vertical.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a vibrating driving machine with reduced damage due to vibration driving according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a vibratory driving machine with reduced damage due to vibration driving according to a second embodiment of the present invention. is a front view showing
  • the vibratory driving machine 200 which reduces the damage caused by vibration driving according to the second embodiment of the present invention, except for the position of the axis that becomes the rotation center of the vibrating body 230, the present invention Since it is the same as the vibratory driving machine 100 that reduces the damage caused by the vibration driving according to the first embodiment, the difference will be mainly described.
  • the vibrating body 230 may be installed on the main frame 220 so as to be rotatable about the axis A located at the center of the upper end and the lower end.
  • the vibrating body 230 is rotatably coupled to the main frame 220 by the rotating shaft portions 222 and 243 via the main rotating connecting plate 242 and the driven rotating connecting plate 223 provided on both sides, respectively.
  • the rotation shaft portions (222, 243) are provided so as to be located in the center of the upper and lower ends.
  • the tilting driving hydraulic motor 240 may be connected to the rotating shaft part 243 on the side of the main rotation connecting plate 242 among the rotating shaft parts 222 and 243.
  • the vibrating body 230 is installed on the main frame 220 through the central rotating shaft parts 222 and 243, thereby eliminating the eccentric concentration of stress applied to the rotating shaft parts 222 and 243, etc. By reducing it, it can contribute to improving durability.
  • parts including the driving shaft constituting the tilting driving hydraulic motor, which is an actuator for tilting the vibrating body, when driving the vibrating body by the vibrating body, are affected by the driving force. It has excellent durability because there is no fear of being damaged by vibration, and by configuring the vibrating body to be tilted even when the vibrating motor is configured as a single unit, the tilting of the vibrating body eliminates the balance difference between both sides of the vibrating body even after long-term use or in harsh environments. Operation reliability can be improved.
  • the vibrating body by tilting the vibrating body by the rotational force of the tilting driving hydraulic motor, it is possible to simplify the structure by minimizing the components required to transmit the driving force for tilting the vibrating body, thereby making it possible to manufacture as well as maintain And the cost of maintenance can be reduced, and the vibrating body can be tilted accurately at various angles as well as 90° tilting, which enables precise posture control of the vibrating body in the pile driving operation, thereby increasing the efficiency of the pile driving operation. can increase
  • the vibrating body is rotatably installed on an axis located at the center, stress concentration due to eccentricity is prevented, and damage due to vibration is reduced, thereby contributing to durability improvement.
  • the present invention can be applied to a vibratory driving machine.

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Abstract

본 발명은 건설기계의 붐에 결합되는 회전지지프레임; 상기 회전지지프레임에 회전 가능하게 지지되는 메인프레임; 상기 메인프레임에 틸팅 가능하도록 설치되고, 상기 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하는 진동유압모터에 의해 진동을 발생시키도록 하는 진동본체; 상기 메인프레임에 고정되어 상기 진동본체에 연결됨으로써, 상기 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하여 상기 진동본체를 틸팅시키는 틸팅구동유압모터; 및 상기 진동본체의 하부에 파일을 척킹하도록 마련되는 파일척;을 포함하는 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 진동본체에 의해 진동 항타시, 진동본체를 틸팅시키기 위한 액추에이터인 틸팅구동유압모터를 구성하는 구동축을 비롯한 부품들이 항타력에 의한 파손될 우려가 없기 때문에 내구성이 뛰어나고, 진동모터가 단일로 구성되더라도 진동본체의 틸팅을 가능하도록 구성함으로써, 장기간의 사용이나 열악한 환경에서의 사용에도 진동본체 양측의 밸런스 차이를 없앰으로써 진동본체의 틸팅 동작의 신뢰성을 높일 수 있으며, 틸팅구동유압모터의 회전력에 의해 진동본체를 틸팅시킴으로써, 진동본체의 틸팅을 위한 구동력 전달에 요구되는 구성품을 최소함으로써, 구조를 단순화시킬 수 있으며, 이로 인해 제작 뿐만 아니라, 유지 및 보수에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.

Description

진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기
본 발명은 진동식 항타기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동본체에 의해 진동 항타시, 진동본체를 틸팅시키기 위한 틸팅구동유압모터에 대한 손상이나 파손을 방지함으로써, 내구성이 뛰어나도록 하는 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 건축물이나 교량 또는 흙 물막이 및 각종 댐 등의 모든 구조물을 지반 위에 구축하기 위해서는 지반이 구조물의 중량을 견딜 수 있도록 콘크리트 파일이나 H 형강 파일 등을 매설하는 기초공사를 실시하고 있으며, 특히 연약지반의 경우는 지표면 아래의 지하층에 있는 암반에 파일을 박아 고정시키는 기초공사를 반드시 수행하고 있다.
이와 같이 기초공사에 있어 파일을 지반에 박아주는 작업을 항타작업이라 하고 있으며, 오래전에 사용된 바 있는 항타작업은 지반에 매설하고자 하는 파일을 쇠뭉치로 된 중량체의 중량으로 타격하는 항타기와 유압이나 공압실린더를 이용하여 타격하는 항타기 및 디젤기름의 폭발력을 이용하여 타격하는 항타기 등을 이용하고 있었으나, 이러한 타격식 항타기 모두는 파일을 타격할 때 발생되는 타격소음이 크고, 타격시 충격 진동이 발생되어 공사현장의 주변에 환경공해를 유발시키는 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 타격소음 및 충격진동이 적게 발생되는 진동식 항타기가 개발되어 사용되고 있다.
종래 기술에 따른 진동식 항타기로는 한국등록특허 제10-1675273호의 "진동식 항타기"가 제시된 바 있다. 이는 유압공급부를 지닌 건설기계의 붐에 결합되는 턴테이블을 지지하면서 좌측프레임 및 우측프레임을 구비한 메인프레임과, 상기 좌측프레임 및 우측프레임의 안쪽으로 끼워진 횡축에 의존되어 수평 및 수직 회동되는 서브프레임과, 상기 서브프레임 속에 방진수단으로 지지되면서 상기 유압공급부의 작동유에 따른 진동 유압모터에 의해 진동되는 진동뭉치와, 상기 진동뭉치의 하부에 고정되면서 상기 유압공급부의 작동유에 의해 파일을 탈착시키는 척과, 상기 유압공급부의 작동유에 따라 상기 횡축에 의존된 상기 서브프레임을 수평 및 수직 회동시키는 틸팅수단을 포함하는 진동식 항타기에 있어서, 상기 틸팅수단은 상기 메인프레임에 힌지 결합되어 상기 서브프레임의 틸팅시 상기 유압공급부의 작동유의 공급유무에 따라 로드를 수축 및 신장시키면서 상기 횡축에 결합된 링크를 역정회전시키는 실린더를 구비하고, 상기 좌측프레임 및 우측프레임은 상기 횡축을 끼움 받아들이면서 상기 로드의 수축 및 신장에 따라 상기 횡축의 역정 회전을 보장하는 원형구멍과, 상기 원형구멍의 상측으로 연장되어 상기 횡축의 역정 회전을 차단하는 각형구멍을 구비하고, 상기 횡축은 상기 서브프레임의 틸팅시 상기 로드의 수축 및 신장에 따라 상기 원형구멍 속에서 역정 회전되는 봉부와, 상기 파일을 항타하기 위하여 상기 붐을 누를 때 상대적으로 상기 원형구멍으로부터 상승되면서 상기 각형구멍 속으로 끼워져 역정 회전을 방지할 수 있도록 상기 봉부의 측단에 깎여진 단면부를 가진다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 서브프레임과 진동뭉치를 틸팅시키기 위한 틸팅수단이 작동유에 의해 구동하는 실린더를 구비함으로써, 아래와 같은 문제점을 유발시키게 된다.
첫째, 진동뭉치가 수직된 상태에서 진동 항타시 실린더에 항타력이 인가되어 손상이나 파손을 초래하고, 특히, 항타력의 중심 방향이 실린더의 중심에 경사되는 방향으로 가해짐으로써, 심지어는 실린더가 터져서 작동유의 누유를 유발하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
둘째, 단일의 실린더로는 진동뭉치를 제대로 틸팅시키지 못하기 때문에 한 쌍으로 이루어져서 진동뭉치의 양측에 각각 설치됨으로써, 장기간의 사용이나 열악한 조건에서 사용시, 한 쌍의 동시 동작에 대한 밸런스가 달라질 수 있고, 이로 인해 진동뭉치의 틸팅 동작에 이상을 야기하는 문제점을 가지고 있었다.
셋째, 실린더의 직선 왕복 운동을 이용하여, 진동뭉치의 회전 동작에 해당하는 틸팅 운동으로 전환하여 전달하기 위하여, 추가 구성품들의 채용으로 인해, 구조적으로 복잡해질 뿐만 아니라, 이러한 추가 구성품들의 컨디션 유지 및 보수에 많은 시간과 비용을 초래하는 문제점을 가지고 있었다.
넷째, 실린더를 이용하여 진동뭉치를 미리 계산된 바에 따라 정해진 각도로 틸팅이 가능하도록 하겠으나, 직선 운동을 하는 실린더로 인해, 정해진 각도 외에 작업자가 원하는 각도로 미세하게 틸팅시키기 위해 높은 숙련도가 요구되고, 이로 인해 진동뭉치의 다양한 자세 가변에 어려움을 초래하여 파일의 항타 작업에서 제약으로 작용하는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 진동본체에 의해 진동 항타시, 진동본체를 틸팅시키기 위한 액추에이터인 틸팅구동유압모터를 구성하는 구동축을 비롯한 부품들이 항타력에 의한 파손될 우려가 없기 때문에 내구성이 뛰어나도록 하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 진동모터가 단일로 구성되더라도 진동본체의 틸팅을 가능하도록 구성함으로써, 장기간의 사용이나 열악한 환경에서의 사용에도 진동본체 양측의 밸런스 차이를 없앰으로써 진동본체의 틸팅 동작의 신뢰성을 높이는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 틸팅구동유압모터의 회전력에 의해 진동본체를 틸팅시킴으로써, 진동본체의 틸팅을 위한 구동력 전달에 요구되는 구성품을 최소함으로써, 구조를 단순화시키며, 이로 인해 제작 뿐만 아니라, 유지 및 보수에 소요되는 비용을 줄이는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 진동본체를 90도 틸팅 뿐만 아니라, 다양한 각도로 정확하게 틸팅시킬 수 있으며, 이로 인해 파일의 항타 작업에서 진동본체의 정밀한 자세 제어가 가능하여 파일 항타 작업의 효율을 높이도록 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 진동본체가 중심부에 위치하는 축으로 회전 가능하게 설치됨으로써, 편심으로 인한 응력 집중을 방지하여, 진동으로 인한 파손을 줄여서 내구성 증진에 기여할 수 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 건설기계의 붐에 결합되는 회전지지프레임; 상기 회전지지프레임에 회전 가능하게 지지되는 메인프레임; 상기 메인프레임에 틸팅 가능하도록 설치되고, 상기 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하는 진동유압모터에 의해 진동을 발생시키도록 하는 진동본체; 상기 메인프레임에 고정되어 상기 진동본체에 연결됨으로써, 상기 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하여 상기 진동본체를 틸팅시키는 틸팅구동유압모터; 및 상기 진동본체의 하부에 파일을 척킹하도록 마련되는 파일척;을 포함하는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기가 제공된다.
상기 틸팅구동유압모터는, 단일로 이루어져서 상기 메인프레임의 일측에 고정되고, 상기 메인프레임에 일측이 회전 가능하게 결합되는 진동본체의 타측에 연결될 수 있다.
상기 틸팅구동유압모터는, 상기 메인프레임 일측의 내측에 위치하여 연결되는 주동회전연결판을 매개로 상기 진동본체에 연결되고, 상기 메인프레임은, 타측의 내측에 회전축부에 의해 회전 가능하게 연결되는 종동회전연결판을 매개로 상기 진동본체에 연결될 수 있다.
상기 진동본체는, 상기 주동회전연결판과 상기 종동회전연결판 각각이 양측에 고정됨으로써, 상기 주동회전연결판과 상기 종동회전연결판 사이에 설치될 수 있다.
상기 주동회전연결판 및 상기 종동회전연결판 각각은, 상기 파일척 측으로 각각 연장되도록 형성되고, 각각의 연장된 끝단이 상기 틸팅구동유압모터 및 상기 회전축부 각각에 편심되도록 연결될 수 있다.
상기 진동본체는, 상단과 하단의 중심부에 위치하는 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 메인프레임에 설치될 수 있다.
상기 진동본체는, 양측에 각각 마련되는 주동회전연결판과 종동회전연결판을 매개로 회전축부에 의해 상기 메인프레임에 회전 가능하게 결합되되, 상기 회전축부가 상단과 하단의 중심부에 위치하도록 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기에 의하면, 진동본체에 의해 진동 항타시, 진동본체를 틸팅시키기 위한 액추에이터인 틸팅구동유압모터를 구성하는 구동축을 비롯한 부품들이 항타력에 의한 파손될 우려가 없기 때문에 내구성이 뛰어나고, 진동모터가 단일로 구성되더라도 진동본체의 틸팅을 가능하도록 구성함으로써, 장기간의 사용이나 열악한 환경에서의 사용에도 진동본체 양측의 밸런스 차이를 없앰으로써 진동본체의 틸팅 동작의 신뢰성을 높일 수 있으며, 틸팅구동유압모터의 회전력에 의해 진동본체를 틸팅시킴으로써, 진동본체의 틸팅을 위한 구동력 전달에 요구되는 구성품을 최소함으로써, 구조를 단순화시킬 수 있으며, 이로 인해 제작 뿐만 아니라, 유지 및 보수에 소요되는 비용을 줄일 수 있고, 진동본체를 90도 틸팅 뿐만 아니라, 다양한 각도로 정확하게 틸팅시킬 수 있으며, 이로 인해 파일의 항타 작업에서 진동본체의 정밀한 자세 제어가 가능하여 파일 항타 작업의 효율을 높일 수 있고, 진동으로 인한 파손을 줄임으로써 내구성 증진에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기의 틸팅 동작을 설명하기 위한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 정면도이다.
본 발명은 다양한 변경에 의하여 여러 가지의 실시례를 가질 수 있으므로, 특정 실시례를 예로서 도면에 나타내어 설명하고자 한다. 또한 본 발명은 이러한 특정 실시례로 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례에 대해서 상세히 설명하기로 하며, 도면 부호에 관계없이 동일 내지 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대하여 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기(100)는 회전지지프레임(110), 메인프레임(120), 진동본체(130), 틸팅구동유압모터(140) 및 파일척(150)을 포함할 수 있다.
회전지지프레임(110)은 건설기계의 붐(1)에 결합되는데, 이를 위해 예컨대, 상부에 마련되는 붐결합부(111)에 붐(1)의 끝단이 힌지축(112)에 의해 회전 가능하게 연결된다. 붐결합부(111)에는 붐(1)과의 링크 연결을 위한 링크부재(113)가 마련될 수 있다. 또한 회전지지프레임(110)에는 하방으로 연결되는 메인프레임(120)을 건설기계의 유압공급부로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하는 회전유압모터(미도시)가 설치됨으로써, 메인프레임(120)을 수직되는 축을 중심으로 회전시킬 수도 있다.
메인프레임(120)은 회전지지프레임(110)에 회전 가능하게 지지되는데, 이를 위해 예컨대, 상단에 마련되는 회전결합부(121)가 회전지지프레임(110)를 관통하여 이탈이 억제된 상태로 회전 가능하게 결합되도록 할 수 있고, 대략 ∩자 형태를 가지고서, 하단으로 연장되는 양측단 사이에 진동본체(130)가 설치된다.
진동본체(130)는 메인프레임(120)에 틸팅 가능하도록 설치되고, 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하는 진동유압모터(132)에 의해 진동을 발생시키도록 한다. 진동본체(130)는 유압공급부로부터 작동유가 진동유압모터(132)에 공급되면, 진동발생박스(133) 내에 마련되는 편심웨이트의 회전에 의해 진동을 발생시키도록 한다.
틸팅구동유압모터(140)는 메인프레임(120)에 고정되어 진동본체(130)에 연결됨으로써, 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하여 진동본체(130)를 틸팅시키도록 한다. 따라서, 틸팅구동유압모터(140)는 회전축의 정 또는 역 회전방향에 따라 진동본체(130)를 원하는 방향과 각도로 틸팅시킬 수 있다.
틸팅구동유압모터(140)는 한 쌍으로 이루어져서 메인프레임(120)의 양측에 설치되도 무방하나, 본 실시례에서처럼 단일로 이루어져서 메인프레임(120)의 일측에만 고정될 수 있고, 이 경우, 메인프레임(120)에 일측이 회전 가능하게 결합되는 진동본체(130)의 타측에 연결될 수 있다. 틸팅구동유압모터(140)는 외주면을 따라 형성되는 결합플랜지(141)가 메인프레임(120)의 일측에 다수의 볼트 체결에 의해 고정될 수 있다.
틸팅구동유압모터(140)는 메인프레임(120) 일측의 내측에 위치하여 연결되는 주동회전연결판(142)을 매개로 진동본체(130)에 연결될 수 있다. 틸팅구동유압모터(140)의 회전축은 메인프레임(120)을 관통하여 주동회전연결판(142)에 볼트 체결 등에 의해 고정될 수 있다. 또한 메인프레임(120)은 타측의 내측에 회전축부(122)에 의해 회전 가능하게 연결되는 종동회전연결판(123)을 매개로 진동본체(130)에 연결될 수 있다. 회전축부(122)는 종동회전연결판(123)과 메인프레임(120)을 서로 회전 가능하게 결합시키기 위하여, 일례로 베어링 등을 매개로 서로 회전 가능하게 결합되는 2개의 축으로 구성될 수 있고, 각각의 축이 종동회전연결판(123)과 메인프레임(120) 각각에 볼트 체결이나 용접을 비롯하여 다양한 방법에 의해 연결될 수 있으며, 이 밖에도 다양한 회전축 연결구조를 가질 수 있다.
진동본체(130)는 주동회전연결판(142)과 종동회전연결판(123) 각각이 양측에 고정됨으로써, 주동회전연결판(142)과 종동회전연결판(123) 사이에 설치될 수 있다. 이때 진동본체(130)는 양측에 주동회전연결판(142)과 종동회전연결판(123) 각각에 볼트 체결 등으로 연결되도록 연결부(131)가 마련될 수 있다.
주동회전연결판(142) 및 종동회전연결판(123) 각각은 본 실시례에서처럼 파일척(150) 측으로 각각 연장되도록 형성될 수 있고, 각각의 연장된 끝단이 틸팅구동유압모터(140) 및 회전축부(122) 각각에 편심되도록 볼트 체결이나 용접 등을 ㅂ비롯하여 다양한 방식으로 연결될 수 있고, 이러한 편심 연결 구조에 의해 회전중심을 기준으로, 그 양측에 진동본체(130)와 파일척(150)이 각각 배치됨으로써, 하중이 비교적 균형되게 배분되도록 하고, 이로 인해 틸팅구동유압모터(140)의 부하 감소에 기여할 수 있다.
파일척(150)은 진동본체(130)의 하부에 파일을 척킹하도록 마련되는데, 이를 위해, 일례로, 진동본체(130)의 하부에 볼트 체결이나 용접 또는 그 밖의 다양한 방법에 의해 고정되도록 마련되는 고정부(151)와, 고정부(151)의 하부에 마련되어 파일의 일측에 밀착되도록 하는 고정척(152)과, 고정척(152) 측에 마련되는 슬라이딩 결합부(154)에 의해 고정척(152)에 대하여 고정척(152)으로부터 간격 조절이 가능하도록 슬라이딩 가능하게 설치되고, 파일의 타측에 밀착되도록 하는 가동척(153)과, 건설기계의 유압공급부로부터 공급되는 작동유에 동작하여 고정척(152)으로부터 가동척(153)을 왕복시킴으로써, 고정척(152)과 가동척(153) 사이에 파일이 척킹 또는 척킹 해제되도록 설치되는 척구동유압모터(155)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기(100)에서, 진동유압모터(132), 틸팅구동유압모터(140), 척구동유압모터(155) 등은 포크레인 등과 같은 건설기계의 유압구동부로부터 작동유를 제공받을 수 있는데, 이들에 대한 작동유의 공급에 의한 동작 제어를 수행하도록 건설기계의 운전석이나 건설기계의 외측에 제어조작패널이 마련될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
건설기계의 동작에 의한 붐(1; 도 1 참조)의 이동에 의해 진동식 항타기(100)를 파일(2)의 척킹을 위한 위치로 이동시킨 다음, 파일(2) 단부에 대한 척킹을 수행하도록 하는데, 이때, 파일(2)이 지면에 수평되게 놓임으로써, 파일척(150) 역시 파일(2)의 단부에서 수평으로 향하도록 위치하여야 한다. 따라서 도 5에서와 같이, 틸팅구동유압모터(140)의 구동에 의해 진동본체(130)가 메인프레임(120)으로부터 직각되게 틸팅되도록 한 상태에서, 고정척(150)의 동작에 의해 파일(2)을 척킹하도록 한다. 이때, 파일(2)은 파일척(150)에 의해 척킹되는 웨브의 양측에 플랜지가 마련되는 H 파일을 예로 들었으나, ㄱ자 단면의 파일 또는 중공파일을 비롯하여, 파일척(150)으로 척킹될 수 있는 다양한 형태 내지 구조의 파일이 사용될 수 있다.
파일척(150)에 의해 파일(2)이 척킹되면, 붐(1)에 의해 진동식 항타기(100)와 함께 파일(2)을 들어올림과 동시에, 틸팅구동유압모터(132)의 구동에 의해 파일(2)이 수직을 이루도록 진동본체(130)를 수직되게 틸팅시킨다.
그런 다음, 붐(1)의 동작에 의해 파일(2)을 항타 위치로 이동시켜서 지면에 수직을 이루도록 세운 상태에서 진동유압모터(132)의 구동에 의해 진동본체(130)로부터 파일(2)에 진동을 가하여 지면에 박히도록 한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기를 도시한 정면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기(200)는 진동본체(230)의 회전 중심이 되는 축의 위치를 제외하고, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기(100)와 동일하므로, 그 차이점 위주로 설명하기로 한다.
진동본체(230)는 상단과 하단의 중심부에 위치하는 축(A)을 중심으로 회전 가능하도록 메인프레임(220)에 설치될 수 있다.
진동본체(230)는 구체적인 예로서, 양측에 각각 마련되는 주동회전연결판(242)과 종동회전연결판(223)을 매개로 회전축부(222,243)에 의해 메인프레임(220)에 회전 가능하게 결합되되, 회전축부(222,243)가 상단과 하단의 중심부에 위치하도록 마련된다. 여기서 회전축부(222,243) 중에서 주동회전연결판(242) 측의 회전축부(243)에는 틸팅구동유압모터(240)가 연결될 수 있다.
진동본체(230)는 중심부의 회전축부(222,243)를 통해서 메인프레임(220)에 설치됨으로써, 진동 제공시, 회전축부(222,243) 등에 가해지는 응력의 편심 집중을 해소하고, 이러한 진동으로 인한 파손을 줄임으로써 내구성 증진에 기여할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기에 의하면, 진동본체에 의해 진동 항타시, 진동본체를 틸팅시키기 위한 액추에이터인 틸팅구동유압모터를 구성하는 구동축을 비롯한 부품들이 항타력에 의한 파손될 우려가 없기 때문에 내구성이 뛰어나고, 진동모터가 단일로 구성되더라도 진동본체의 틸팅을 가능하도록 구성함으로써, 장기간의 사용이나 열악한 환경에서의 사용에도 진동본체 양측의 밸런스 차이를 없앰으로써 진동본체의 틸팅 동작의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 틸팅구동유압모터의 회전력에 의해 진동본체를 틸팅시킴으로써, 진동본체의 틸팅을 위한 구동력 전달에 요구되는 구성품을 최소함으로써, 구조를 단순화시킬 수 있으며, 이로 인해 제작 뿐만 아니라, 유지 및 보수에 소요되는 비용을 줄일 수 있고, 진동본체를 90도 틸팅 뿐만 아니라, 다양한 각도로 정확하게 틸팅시킬 수 있으며, 이로 인해 파일의 항타 작업에서 진동본체의 정밀한 자세 제어가 가능하여 파일 항타 작업의 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 진동본체가 중심부에 위치하는 축으로 회전 가능하게 설치됨으로써, 편심으로 인한 응력 집중을 방지하여, 진동으로 인한 파손을 줄여서 내구성 증진에 기여할 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 실시례에 국한되어 정해져서는 아니되며, 특허청구범위, 그리고 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 진동식 항타기에 이용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 건설기계의 붐에 결합되는 회전지지프레임;
    상기 회전지지프레임에 회전 가능하게 지지되는 메인프레임;
    상기 메인프레임에 틸팅 가능하도록 설치되고, 상기 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하는 진동유압모터에 의해 진동을 발생시키도록 하는 진동본체;
    상기 메인프레임에 고정되어 상기 진동본체에 연결됨으로써, 상기 건설기계로부터 제공되는 작동유에 의해 동작하여 상기 진동본체를 틸팅시키는 틸팅구동유압모터; 및
    상기 진동본체의 하부에 파일을 척킹하도록 마련되는 파일척;
    을 포함하는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 틸팅구동유압모터는,
    단일로 이루어져서 상기 메인프레임의 일측에 고정되고, 상기 메인프레임에 일측이 회전 가능하게 결합되는 진동본체의 타측에 연결되는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 틸팅구동유압모터는,
    상기 메인프레임 일측의 내측에 위치하여 연결되는 주동회전연결판을 매개로 상기 진동본체에 연결되고,
    상기 메인프레임은,
    타측의 내측에 회전축부에 의해 회전 가능하게 연결되는 종동회전연결판을 매개로 상기 진동본체에 연결되는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 진동본체는,
    상기 주동회전연결판과 상기 종동회전연결판 각각이 양측에 고정됨으로써, 상기 주동회전연결판과 상기 종동회전연결판 사이에 설치되는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 주동회전연결판 및 상기 종동회전연결판 각각은,
    상기 파일척 측으로 각각 연장되도록 형성되고, 각각의 연장된 끝단이 상기 틸팅구동유압모터 및 상기 회전축부 각각에 편심되도록 연결되는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동본체는,
    상단과 하단의 중심부에 위치하는 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 메인프레임에 설치되는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 진동본체는,
    양측에 각각 마련되는 주동회전연결판과 종동회전연결판을 매개로 회전축부에 의해 상기 메인프레임에 회전 가능하게 결합되되, 상기 회전축부가 상단과 하단의 중심부에 위치하도록 마련되는, 진동 항타에 의한 파손을 감소시킨 진동식 항타기.
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