유압식 확장 보조굴착날을 갖는 연장형 굴착스크류 {Extendable excavating screw with hydraulic excavating blade}
도 1은 본 발명에 의한 굴착스크류의 분리 사시도 도 2는 본 발명에 의한 굴착스크류의 요부 확대 분리 사시도 도 3은 본 발명에 의한 굴착스크류의 전체 사시도 도 4는 본 발명에 의한 굴착스크류의 전체 단면도 도 5는 본 발명에 의한 굴착스크류의 유체 입출유로를 보인 요부 단면도 도 6은 본 발명에 의한 굴착스크류의 길이 조절 상태에 따른 유로 확대도 도 7은 본 발명에 의한 굴착스크류의 보조굴착날이 유압에 의해 전진 확장되는 상태의 단면도 도 8은 본 발명에 의한 굴착스크류의 보조굴착날이 유압에 의해 후퇴 축소되는 상태의 단면도 도 9는 본 발명에 의한 굴착스크류의 타실시예를 도시한 유로선도 * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * 10 : 확장유니트 11,11' : 보조굴착날 12,12' : 실린더홈 14,14' : 유체유도관 15,15' : 유로 16 : 실린더 17 : 출몰축 17a : 유동홈 18 : 피스톤축 19 : 피스톤 19a,19b : 출몰유로 20 : 굴착관 21 : 스크류 30 : 연장대 31 : 체결구 32,32' : 입출라인 33 : 유체호스 40,40' : 밸브홈 41,41' : 더블파일롯 체크밸브 50 : 유로연결판 51,51' : 유압호스
본 발명은 전주 또는 전주근가 및 지선근가의 매설공을 기계화 굴착하기 위한 오거크레인용 굴착스크류에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착관의 상부로부터 삽탈되는 연장대를 갖는 연장형 굴착스크류에 있어 그 하단에 출몰식 보조굴착날을 갖는 확장유니트를 장착하고, 상기 연장관과 확장유니트에 형성된 연결식 유로를 통해 상기 보조굴착날이 유압에 의한 출몰 작동이 이루어지게 하여, 연장형 굴착스크류의 합리적이고 효과적인 사용을 가능케 한 유압식 확장 보조굴착날을 갖는 연 장형 굴착스크류에 대한 것이다. 일반적으로 송배전선로 및 통신선로 등을 구성함에 있어 전주를 설치하고 전선 및 통신케이블을 가선하는 경우 전선 및 통신케이블의 불평형 장력을 보강하기 위한 전주근가 또는 지선을 설치하여 전주가 기울어지거나 쓰러지지 않게 하고 있는 바, 상기한 전주근가는 전주 건주 후에 전주의 하단 지표면하 0.5m의 위치에 굴착하여 전주와 동시에 매설하고, 지선을 설치하기 위해서 지선근가 매설을 위한 굴착작업을 인력에 의한 작업이나 기계를 이용한 작업을 선 시행한 후, 그 굴착지점에 지선근가를 매설하여 상기 전주와 연결되게 하는 방법을 택하고 있는 것이다. 이와 같은 전주근가 또는 지선근가를 설치하기 위한 굴착작업은 통상적으로 오거크레인에 체결되는 굴착스크류에 의한 것으로서, 보다 뛰어난 기계화 작업 및 작업의 효율성을 향상시키기 위해 본 발명 출원인에 의한 2005년 특허출원 제126562호와 실용신안등록 제0417120호 및 2006년 특허출원 제122020호에 의해 다양한 형태의 출몰식 보조굴착날을 갖는 오거크레인용 굴착스크류를 제안한 바 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 굴착스크류는 그 보조굴착날이 수동식 회전 작용에 의해 출몰하는 기구적인 구성을 갖고 있어 복수의 작업자를 요구하면서도 보조굴착날을 조정하는데에 상당한 애로사항은 물론 번거로운 작업시간의 낭비가 있게 된다. 이에 따라 상기한 바와 유사한 형태의 보조굴착날을 유압에 의해 출몰되게 한 굴착스크류가 일본공개특허공보 평13-73664호에 의해 안출된 바 있다. 상기와 같은 유압식 출몰수단에 의한 보조굴착날을 갖는 굴착스크류는, 보조굴착날을 사용함에 있어 이를 유압을 이용하여 원격지에서 제어가 가능하므로 보다 합리적이고 효과적인 사용을 가능케 하는 것이다. 그러나, 본 발명 출원인에 의한 굴착스크류 및 상기 유압 출몰식 보조굴착날을 갖는 굴착스크류는 모두 한정된 깊이의 굴착지 만을 제한적으로 사용할 수 밖에 없는 것으로서, 상기한 굴착스크류의 길이보다 깊은 굴착지를 시공하고자 하는 경우에는 전술한 굴착스크류 대신 연장관을 갖는 굴착스크류를 사용하여야 하는 것이다. 이에 따라 상기한 연장형 굴착스크류는 굴착스크류의 선단부에 그 굴착스크류의 내부로부터 삽탈되는 연장대가 형성되어 있는 것으로서, 상기한 연장대의 인출량에 따라 굴착스크류의 전체 길이가 가변되는 특징을 갖게 되어 더욱 깊은 굴착 시공이 가능한 것이다. 따라서, 종래의 회전식 출몰수단을 갖는 보조굴착날을 상기한 연장형 굴착스크류에 적용할 경우 여전히 조작성의 불리함과 번거로움을 갖고 있으며, 유압식 출몰수단을 갖는 보조굴착날은 유체 전달체계의 곤란함으로 인하여 실현되지 못하고 있는 것이다. 그러므로, 심층 굴착에 사용되는 굴착스크류는 보다 합리적인 굴착을 가능케 하기 위한 보조굴착날과 그 보조굴착날의 유압식 출몰수단을 절실하게 요구하고 있는 것이다.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 굴착스크류의 상부로부터 삽탈되는 연장대에 수직의 유체 입,출라인을 직접 형성하고, 굴착스크류의 하부에는 구분된 입,출유로와 보조굴착날을 갖는 확장유니트를 결합 형성함으로써, 연장형 굴착스크류의 굴착 길이의 가변 상태에 연동하여 하부 확장유니트의 보조굴착날에는 지속적으로 유압이 작용되게 하므로 굴착공사의 심도에 따라 유압에 의해 작동되는 보조굴착날을 갖는 연장형 굴착스크류를 합리적으로 사용할 수 있어 공사 기간의 단축은 물론 그 시공성을 크게 향상시키는 특징을 갖는 유압식 확장 보조굴착날을 갖는 연장형 굴착스크류를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 굴착스크류의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 굴착스크류의 요부 확대 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 굴착스크류의 전체 사시도, 도 4는 본 발명에 의한 굴착스크류의 전체 단면도이다. 보조굴착날(11)(11')을 갖는 확장유니트(10)가 굴착관(20)의 하단에 결합되고, 상기 굴착관(20)과 확장유니트(10)의 외주면에는 나선상의 스크류(21)가 형성 되며, 상기 굴착관(20)의 선단으로부터 삽탈되는 연장대(30)와 그 연장대(30) 상단의 체결구(31)를 갖는 연장형 굴착스크류에 있어서, 상기 확장유니트(10)에는 서로 다른 높이의 실린더홈(12)(12')을 횡방향으로 형성하여 그 실린더홈(12)(12')의 내부에 보조굴착날(11)(11')을 갖는 출몰축(17)이 내장되게 하고, 상기 확장유니트(10)의 상부에는 수직의 유체유도관(14)(14')을 분할 형성하여, 그 확장유니트(10) 내부에 형성된 유로(15)(15')에 의해 상기 유체유도관(14)(14') 내의 유체가 상기 실린더홈(12)(12')의 내부로 유입 및 배출되게 하며, 상기 연장대(30)에는 상기한 유체유도관(14)(14')이 삽입되는 수직 관통의 입출라인(32)(32')을 형성하고, 이들 입출라인(32)(32')은 체결구(31)에 결합된 유체호스(33)와 연결되게 하여, 굴착관(20)으로부터 삽탈되는 연장대(30)와 함께 유체유도관(14)(14')이 입출라인(32)(32')의 내부에서 슬라이딩되며 지속적인 유체 이동이 이루어지고, 유체 이동에 따라 상기 보조굴착날(11)(11')을 갖는 출몰축(17)이 작동되게 구성한 것이다. 여기서, 상기한 굴착관(20)의 하부에는 그 내측에 결합되는 별도의 유로연결판(50)을 고정 형성하여, 상기 유로연결판(50)의 상측으로는 유체유도관(14)(14')이 수직 연결되게 하고, 유로연결판(50)의 하측으로는 상기 유체유도관(14)(14')과 연결되는 가요성 유압호스(51)(51')를 결합 형성하되, 상기 가요성 유압호스(51)(51')의 하단은 상기 확장유니트(10)의 유 로(15)(15')와 연결되게 구성하여, 상기 굴착관(20)의 회전에 의한 하부 확장유니트(10) 간의 비틀림이 발생하는 경우 상기 비틀림각에 대응하여 가요성 유압호스(51)(51')가 이를 상쇄하므로, 굴착관(20)의 내부로부터 슬라이딩되는 연장대(30) 내의 유체유도관(14)(14')이 뒤틀리거나 파손되는 등의 문제점을 극복할 수 있는 것이다. 또한, 상기한 실린더홈(12)(12')의 내부에는 확장유니트(10)의 일측으로 돌출 형성된 실린더(16)를 각각 결합하고, 그 실린더(16)의 내부에는 단부에 보조굴착날(11)을 갖는 출몰축(17)을 삽입하며, 상기 출몰축(17)의 내측 유동홈(17a)에는 상기 확장유니트(10)와 체결되어 그 출몰축(17)의 내부로 삽입되는 피스톤축(18)을 위치하되, 상기 피스톤축(18)의 단부에는 출몰축(17)의 내부와 면접하는 피스톤(19)이 결합되고, 그 피스톤축(18)의 내부에는 단부가 상기 피스톤(19)의 양측으로 각기 노출된 출몰유로(19a)(19b)가 형성되며, 그 출몰유로(19a)(19b)의 타단은 상기 유로(15)(15')와 각기 연결되게 구성한 것이다. 또한, 확장 인출된 보조굴착날이 외력에 의해 스스로 삽입되는 것을 방지하기 위하여, 상기한 확장유니트(10)의 선단에는 횡상의 밸브홈(40)(40')을 형성하고, 그 밸브홈(40)(40')에는 더블파일롯 체크밸브(41)(41')를 결합하되, 더블파일롯 체크밸브(41)(41')는 확장유니트(10) 내의 유로(15)(15')와 피스톤축(18) 내의 출몰유로(19a)(19b)를 구분 연결하여, 상기한 더블파일롯 체크밸브(41)(41')에 의해 상기한 각각의 유로를 개폐하여 보조굴착날(11)(11')의 원활한 출몰은 물론 확장 상태에서 외력에 의한 삽입이 방지되게 한 것이다. 이상과 같은 구성에 의한 본 발명 유압식 확장 보조굴착날을 갖는 연장형 굴착스크류의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도시와 같이 본 발명 연장형 굴착스크류는 보다 깊은 굴착공사를 수행하기 위한 것으로 굴착관(20)의 선단으로부터 삽탈되는 연장대(30)의 선단에 형성된 체결구(31)를 이용하여 일반적인 오거크레인에 장착하면 되는 것이다. 또한, 상기한 굴착관(20)의 하단에는 출몰식 보조굴착날(11)(11')을 갖는 확장유니트(10)가 체결되어 있는데, 상기한 굴착관(20)의 회전에 의해 굴착 토사를 배출시키기 위한 나선상의 스크류(21)는 상기한 굴착관(20)과 확장유니트(10)의 전체에 연속하여 형성되어 있게 된다. 이와 같은 굴착스크류는 상기한 오거크레인으로부터 공급되는 유체의 압력에 의해 상기한 보조굴착날(11)(11')이 출몰되도록 이루어져 있는 것으로서, 상기한 연장대(30)에는 그 길이방향을 따라 이격되어진 입출라인(32)(32')이 평행되게 수직 관통 형성되어 있으며, 그 체결구(31)에는 오거크레인으로부터 공급되는 유체를 전달하기 위한 유체호스(33)가 장착되어 있으므로 상기한 유체호스(33)와 입출라인(32)(32')을 서로 연결하면 그 입출라인(32)(32')을 따라 이동하는 유체의 진행방향을 유체펌프를 통해 제어할 수 있게 된다. 또한, 상기한 확장유니트(10)의 상부에는 상기한 입출라인(32)(32')의 내측으로 삽입되는 유체유도관(14)(14')이 수직으로 형성되어 있는 것인데, 상기한 연 장대(30)는 그 굴착관(20)으로부터 상,하측으로 연장 또는 축소되어 길이의 조절을 담당하는 작용을 갖고 있는 바, 도 5 및 도 6의 도시와 같이 상기한 유체유도관(14)(14')이 입출라인(32)(32')의 내측으로 삽입되어 있으므로 상기한 연장대(30)가 굴착관(20)으로부터 인출되어 연장상태를 유지하더라도 그 유체유도관(14)(14')은 계속하여 그 입출라인(32)(32') 내에 위치하므로 그 유체의 유입과 배출은 계속하여 이루어질 수 있는 상태가 되는 것이다. 또한, 상기한 확장유니트(10)의 내부에는 상기한 유체유도관(14)(14')으로부터 분기되어 각각의 보조굴착날(11)(11')을 출몰 작동시키기 위한 유로(15)(15')가 형성되어 있는데, 상기한 유로(15)(15')는 보조굴착날(11)(11')을 출몰시키기 위해 개별적으로 각기 분기되어 형성되어 있으므로, 서로 다른 높이와 방향을 갖는 보조굴착날(11)(11')은 유체의 작용시 동시에 전진하거나 후퇴하여 출몰되는 것이다. 또한, 상기한 확장유니트(10)에는 서로 다른 높이와 반대방향으로 형성되는 실린더홈(12)(12')이 형성되어 있는데, 그 실린더홈(12)(12')의 내부에는 그 확장유니트(10)의 외측으로 돌출되는 관체상의 실린더(16)가 삽입상태로 고정되어 있고, 그 실린더(16)의 내측에는 단부에 보조굴착날(11)(11')을 갖는 출몰축(17)이 삽입하여 위치된다. 특히, 상기한 출몰축(17)의 내부에 횡상으로 형성된 유동홈(17a)의 내부에는 상기 실린더홈(12)(12')의 단부로부터 고정되어 돌출된 피스톤축(18)이 내장되는 것인데, 그 피스톤축(18)의 단부에는 유동홈(17a)과 밀착되는 피스톤(19)이 형성되어 있고, 그 피스톤축(18)의 내부에는 길이방향을 따라 횡상으로 형성되는 출몰유 로(19a)(19b)가 서로 다른 길이를 갖고 형성되어 있게 된다. 이때, 상기한 출몰유로(19a)(19b)의 단부는 상기한 피스톤(19)의 양측에 각각 노출되어 있는 것으로서, 도 7의 도시와 같이 일측의 출몰유로(19a)에 유체가 배출되면 그 피스톤(19)에 의해 구분된 유동홈(17a) 내의 일측에 유체가 충전되므로 그 압력에 의해 상기한 출몰축(17)이 돌출되는 동시에 타측의 유체는 다른 측의 출몰유로(19b)를 통해 유체가 빠져나가게 되는 것이며, 반대로 도 8의 도시와 같이 타측의 출몰유로(19b)를 통해 유체가 배출되면 그 압력에 의해 상기한 출몰축(17)이 후퇴하게 되는 것이며, 상기한 전방의 출몰유로(19a)를 통해 배출되었던 유체는 빠져나가게 되는 것이다. 이에 따라 상기한 출몰유로(19a)(19b)는 전기한 유로(15)(15')와 연결되어 있으므로 그 유로(15)(15') 및 입출라인(32)(32')을 통해 유체가 공급되거나 배출되는 작용에 의해 상기한 출몰축(17)이 돌출 확장되거나 함몰 축소되는 작동 관계를 갖게 된다. 따라서, 상기한 보조굴착날(11)(11')은 유체의 압력을 이용하여 원격적으로 편리하게 확장시키거나 축소시킬 수 있어 그 일반 굴착은 물론 심층 굴착시에도 그 굴착스크류의 보다 합리적이고 효과적인 사용이 가능한 것이다. 이때, 상기한 굴착스크류의 회전을 통해 상기 보조굴착날을 이용한 확장 굴착이 이루어지는 경우 상기한 굴착관(20)과 연장대(30)에는 하부 확장유니트(10)와의 비틀림에 의한 어긋남이 발생할 수 있는 바, 수직방향으로의 길이 조절이 되는 굴착관(20) 내부의 연장대(30)와 확장유니트(10) 간에는 수직 축방향으로의 회전력에 의해 상호 간의 비틀림이 형성될 수 있어 이와 같은 비틀림이 발생하게 되면 금속재로 된 유체유도관(14)(14')에는 상당한 부하 및 비틀림 응력이 가해지므로 심각한 경우 그 유체유도관(14)(14')이 뒤틀리거나 파손되어 고장의 원인이 될 수 있는 것이다. 특히, 상기한 바와 같이 비틀림이 가해진 상태에서 상기한 굴착관(20) 내의 연장대(30)가 승강하는 경우에는 비틀어진 상태의 유체유도관(14)(14') 하단에서 심각한 파손 및 변형에 따른 유체의 누유 또는 유체유도관(14)(14')의 파손이 발생할 수도 있는 것이다. 이에 따라 본 발명에서는 상기한 굴착관(20)의 하단 내측에 별도의 유로연결판(50)을 고정 장착하고, 그 유로연결판(50) 상에 상기한 유체유도관(14)(14')의 하단을 결합 고정하여, 그 굴착관(20) 내의 연장대(30)가 상기 유로연결판(50)의 상측으로부터 승강되게 하며, 상기 유로연결판(50)의 하단에는 별도의 가요성 유압호스(51)(51') 선단을 결합하고 그 가요성 유압호스(51)(51')의 하단은 상기한 확장유니트(10) 내의 유로(15)(15')로 연결되게 함으로서, 결국 회전 굴착시 상기한 확장유니트(10)와 상부 굴착관(20) 및 그 내부 연장대(30) 간에 발생하는 비틀림은 상기 가요성 유압호스(51)(51')가 이를 합리적으로 흡수 및 상쇄시키게 되는 것인데, 상기한 가요성 유압호스(51)(51')는 비교적 연질의 탄력재로 이루어져 있으므로 어느 정도의 비틀림이 발생하더라도 유체의 유도 공급에는 전혀 지장을 주지 않는 것으로서, 상기한 바와 같은 문제점을 근본적으로 제거할 수 있게 된다. 더욱이, 상기한 유로연결판(50)은 굴착관(20)의 내부에 직접 고정되어 있으므로 회전 굴착시 비틀림과 전혀 관계없이 그 굴착관(20)과 함께 회전하게 되므로 상측의 유체유도관(14)(14')에는 비틀림이 전혀 가해지지 않으므로 장기적이고 안정적인 사용이 가능한 것이다. 이와 같은 본 발명 유압식 확장 보조굴착날을 갖는 연장형 굴착스크류는, 유압에 의해 그 보조굴착날(11)(11')이 확장 돌출되면 그 돌출 상태를 유지시키기 위하여 지속적으로 유체를 공급하는 방법이 있을 수 있으나 이와 같은 방법은 유체 전달체계에 상당한 무리가 뒤따르고 굴착시 압력과 충격 부하가 가해지므로 보편적으로는 별도의 체크밸브를 통한 유체의 제어기술을 적용하게 된다. 즉, 도 9의 도시와 같이 상기한 확장유니트(10)의 선단에 횡상의 밸브홈(40)(40')을 형성하고, 그 밸브홈(40)(40')의 내측에는 더블파일롯 체크밸브(41)(41')를 내장하되, 상기한 더블파일롯 체크밸브(41)(41')는 입출라인(32)(32')과 연결되는 유로(15)(15')와 피스톤축(18) 내의 출몰유로(19a)(19b)를 서로 구분 연결하는 역할을 하는 것으로서, 일측의 입출라인(32)으로부터 유체가 공급되면 타측의 입출라인(32')을 통해 해당량의 유체가 배출되게 하는 역할을 하면서도, 유체의 공급이 종료되면 더블파일롯 체크밸브(41)(41') 본래의 기능에 의해 개방된 유로를 차단하여 압력상태의 유체가 되빠져 나가는 것을 차단하게 되므로 유체의 공급에 의해 돌출된 상태의 보 조굴착날(11)(11')은 외력이 발생하더라도 역방향으로의 삽입이 방지되는 것이다. 또한, 반대로 타측의 입출라인(32')으로 유체가 공급되면 상대의 입출라인(32)이 개방되며 유체를 배출시키게 되는 것으로서, 이와 같은 상태는 보조굴착날이 후퇴 삽입되는 과정인 것이며, 후퇴가 종료된 상태에서도 보조굴착날(11)(11')은 더블파일롯 체크밸브(41)(41')의 유로 차단 작용에 의해 스스로 돌출되지 않는 것이다. 따라서, 상기한 더블파일롯 체크밸브(41)(41')에 의해 사용자의 실질적인 제어상태에 따라서만 보조굴날착이 출몰되게 하므로 해당 주요부의 오동작을 방지할 수 있어 매우 합리적인 것이다.
이상과 같은 본 발명 유압식 확장 보조굴착날을 갖는 연장형 굴착스크류는, 연장형 굴착스크류의 굴착 길이의 가변 상태에 연동하여 하부 확장유니트의 보조굴착날에는 지속적으로 유압이 작용되게 하므로 굴착공사의 심도에 따라 유압에 의해 작동되는 보조굴착날을 갖는 연장형 굴착스크류를 합리적으로 사용할 수 있어 공사 기간의 단축은 물론 그 시공성을 크게 향상시키는 효과가 있는 것이다. |
