오거굴착기용 케이싱유닛 {CASING STRUCTURE OF DRILLING EQUIPMENT}
본 발명은 오거굴착기용 케이싱유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감속비가 서로 다른 유성기어유닛이 다단 연결된 오거굴착기용 감속장치의 일측으로 상기 유성기어유닛의 회전 작동을 제어하는 브레이크가 설치됨과 더불어 토사가 무너지는 것을 방지하기 위한 케이싱부재가 상기 유성기어유닛 측에 케이싱클램프를 통해 직접 연결설치되어 이를 통해 상기 브레이크의 작동에 따른 유성기어유닛의 회전 가감속 작용에 대응하여 상기 케이싱부재의 회전 속도가 자유롭게 조절되게 하는 오거굴착기용 케이싱유닛에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 종래기술로 "대한민국 등록실용신안공보 제20-0384053호(2005.05.03)"가 개시되었는데, 이는 천공장비의 손상을 방지하고 케이싱의 회전을 원활하게 할 수 있도록 이루어진 천공장비의 케이싱 구조에 관한 것으로, 천공장비 본체와, 상기 장비본체의 지지대에 지지되어 수직 방향으로 세워지는 가이드와, 상기 가이드에 지지되어 지반을 천공하는 오거 및 상기 오거의 외측을 감싸는 원통형의 파이프로 이루어진 케이싱을 포함하는 천공장치에 있어, 상기 케이싱의 외측에는 점토층과 같이 부착력이 강한 지반의 천공시 케이싱 외벽에 점토층이 부착되는 것을 억제하여 케이싱의 회전을 원활하게 할 수 있도록 돌출부가 형성된 천공장비의 케이싱 구조가 제시되어 있다. 또한, 본 발명의 배경이 되는 종래기술로 "대한민국 등록특허공보 제10-0472795호(2005.02.14)"가 개시되었는데, 이는 건축물, 콘크리트 구조물의 기초공사시 파일을 시공하기 위해 파일공을 굴착하는 지반굴착장치의 신축케이싱로드에 관한 것으로, 크레인에 의해 수직상으로 지지된 리더와, 상기 리더의 안내봉에 승강가능하도록 상,하로 설치되어 어스오거장치 및 드라이브오거장치와, 상기 어스오거장치의 하단에 조립 설치되는 스크류로드와, 상기 스크류로드를 감싼 상태로 상기 드라이브오거장치의 하단에 조립 설치되는 케이싱로드로 구성된 지반굴착장치 제시되어 있다. 그러나, 종래에는 오거굴착장치에 설치되는 케이싱의 경우 오거장치의 일단에 단순 연결되는 구조를 갖기 때문에 지반굴착을 위한 스크류로드의 회전에 대응하여 케이싱이 동일한 회전작동을 할 수는 있지만, 상기 스크류로드의 회전 작동과는 별도로 케이싱의 회전을 가감속 하거나 정지하지 못하는 구조적 한계가 있는 문제점이 있었다. 따라서, 지반의 무르거나 단단한 정도에 따라 케이싱의 회전 속도를 조절하지 못함으로써 굴착 용도가 아닌 케이싱이 지반의 무른 정도에 따라 회전 작동이 지연되게 되면 스크류의 굴착 능률에 대응하여 회전하지 못하기 때문에 상기 케이싱이 파손되거나 케이싱의 회전 작동이 멈춰 굴착이 원활히 수행되지 못하는 등의 결과를 초래하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 감속비가 서로 다른 유성기어유닛이 다단 연결된 오거굴착기용 감속장치의 일측으로 실린더의 신장작동에 의한 압박 및 압박해제작용을 이용해 상기 유성기어유닛의 회전 작동을 제어하는 브레이크가 설치됨과 더불어 토사가 무너지는 것을 방지하기 위한 케이싱부재가 상기 유성기어유닛 측에 케이싱클램프를 이용해 직접 연결되어 설치구성됨으로써, 이를 통해 상기 브레이크의 작동에 따른 유성기어유닛의 회전 가감속 작용에 대응하여 상기 케이싱부재의 회전 속도가 자유롭게 조절되도록 하는 오거굴착기용 케이싱유닛를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은; 썬기어, 유성기어, 링기어로 이루어지며, 상기 링기어가 자유회전작동하는 유성기어유닛이 다단 연결된 감속장치와, 상기 감속장치의 하단에 돌출된 출력축에 연결되어 지반 및 암반을 굴착하는 스크류로드로 구성된 오거굴착기 중 상기 스크류로드의 외부로 케이싱부재가 감싸져 굴착과정에서 토사가 무너지는 것을 방지하기 위한 오거굴착기용 케이싱유닛에 있어서, 상기 감속장치의 외측에서 복수로 설치되며, 상기 유성기어유닛 중 링기어에 작용하는 실린더의 압박 및 압박해제작동을 이용해 상기 유성기어유닛의 회전속도를 제어하는 브레이크와; 상기 스크류로드의 외부로 감싸지는 케이싱부재가 기어연결부재를 이용해 상기 유성기어유닛 중 링기어의 하부로 직접 연결되게 하며, 상기 브레이크의 작동에 따른 유성기어유닛의 회전 가감속 작용에 따라 상기 케이싱부재가 링기어의 회전 속도에 대응회전토록 하는 케이싱클램프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오거굴착기용 케이싱유닛을 제공한다.
이러한 본 발명에 따르면, 오거굴착기용 감속장치에 실린더의 신장작동에 의한 압박 및 압박해제작용을 이용해 상기 감속장치의 유성기어유닛의 회전 작동을 제어하는 브레이크가 설치됨과 동시에 토사가 무너지는 것을 방지하기 위한 케이싱부재가 상기 유성기어유닛 측에 케이싱클램프를 이용해 직접 연결되어 설치되는 구조적 특징에 의해 상기 브레이크의 작동에 따른 유성기어유닛의 회전 가감속 작용에 대응하여 상기 케이싱부재의 회전 속도가 자유롭게 조절되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오거굴착기용 케이싱유닛의 측 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오거굴착기용 케이싱유닛의 분해 단면도 및 요부 확대도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 오거굴착기용 케이싱유닛의 작동 상태도.
본 발명에 따른 오거굴착기용 케이싱유닛을 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오거굴착기용 케이싱유닛을 설명하기 위해 도시한 도면들이다. 이에 따른, 오거굴착기용 케이싱유닛을 개략적으로 설명하면, 썬기어(11), 유성기어(12), 링기어(13)로 이루어지며, 상기 링기어(13)가 자유회전작동하는 유성기어유닛(10)이 다단 연결된 감속장치(1)와, 상기 감속장치(1)의 하단에 돌출된 출력축(3)에 연결되어 지반 및 암반을 굴착하는 스크류로드(2)로 구성된 오거굴착기 중 상기 스크류로드(2)의 외부로 케이싱부재(130)가 감싸져 굴착과정에서 토사가 무너지는 것을 방지하기 위한 오거굴착기용 케이싱유닛에 있어서, 상기 감속장치(1)의 외측에서 복수로 설치되며, 상기 유성기어유닛(10) 중 링기어(13)에 작용하는 실린더(111)의 압박 및 압박해제작동을 이용해 상기 유성기어유닛(10)의 회전속도를 제어하는 브레이크(110)와; 상기 스크류로드(2)의 외부로 감싸지는 케이싱부재(130)가 기어연결부재(121)를 이용해 상기 유성기어유닛(10) 중 링기어(13)의 하부로 직접 연결되게 하며, 상기 브레이크(110)의 작동에 따른 유성기어유닛(10)의 회전 가감속 작용에 따라 상기 케이싱부재(130)가 링기어(13)의 회전 속도에 대응회전토록 하는 케이싱클램프(120)를 포함하여 구성되어 있다.
먼저, 본 발명의 케이싱유닛(100)을 설명하기에 앞서 상기 케이싱유닛(100)이 적용되는 오거굴착기를 간략하게 설명하면, 상기 오거굴착기 중 감속장치(1)는 서로 다른 감속비를 갖는 유성기어유닛(10)이 다단 연결되어 모터(미도시)로부터 전달된 회전수를 감속시킴과 더불어 이를 통한 작동으로 지반 및 암반을 천공하기 위한 적절한 회전 수 및 토크를 스크류로드(2)에 전달하기 위한 것으로, 상기 감속장치(1) 내부로 구비되는 유성기어유닛(10)은 상기 감속장치(1)의 상단에 구비된 모터와 연결된 썬기어(11)가 상기 감속장치(1) 내부로 결합되면, 상기 썬기어(11)의 외주를 따라 복수의 유성기어(12)가 연결됨과 더불어 상기 유성기어(12)의 둘레로 링기어(13)가 연결되고, 상기 썬기어(11)를 포함한 복수의 유성기어(12)가 모터의 회전에 따라 링기어(13)의 내주에서 회전하는 작동에 의해 모터의 회전수가 감속되는 구조로 이루어져 있다. 이때, 상기 유성기어유닛(10)의 감속비는 썬기어(11), 유성기어(12), 링기어(13)에 각각 형성되는 기어 잇수에 따라 결정되는 것이고, 상기 유성기어유닛(10)의 하부로 출력축(3)이 연결된 상태에서 감속장치(1)의 하단에 상기 출력축(3)이 돌출됨에 따라 상기 출력축(3)을 통해 지반 및 암반을 천공하기 위한 적절한 회전수 및 토크로 감속된 모터의 회전력을 스크류로드(2)로 전달하게 된다. 한편, 상기와 같은 구조의 유성기어유닛(10)을 이용한 감속장치(1)는 일반적으로 오거굴착기에서 널리 사용되고 있는 것이며, 본 발명은 상기 링기어(13)가 자유회전작동하는 구조의 유성기어유닛(10)에 적용하여 사용함이 바람직한 것인바, 이를 위해 상기 링기어(13)의 하단에는 링기어(13)의 자유회전을 위한 베어링(B1)이 각각 고정설치되게 되고, 상기 베어링(B1)은 상면은 상기 링기어(13)의 하단에 고정됨과 더불어 하면은 상기 감속장치(1)의 내측에 각각 고정결합되는 구조로 이루어져 있다. 그리고, 상기 오거굴착기 중 스크류로드(2)는 상기 감속장치(1)의 출력축(3)에 연결된 상태에서 유성기어유닛(10)을 통해 전달되는 모터의 구동력으로 지반 및 암반을 굴착하기 위한 것으로, 상기 스크류로드(2)는 금속재질의 원형 기둥 둘레로 나선형의 스크류(미도시)가 형성되어 외부로 굴착된 토사를 배출함과 더불어 상기 스크류로드(2)의 하단에는 굴착을 위한 비트(미도시)가 고정결합되는 구조로 이루어져 있다. 이때, 상기 스크류로드(2)의 경우 일반적인 오거굴착기에서 널리 사용되는 것이기 때문에 이에 대한 상세한 구조의 설명은 생략하도록 하며, 상기 스크류로드(2)의 외부로 토사가 무너지는 것을 방지하기 위해 원통의 케이싱부재(130)가 감싸지는 구조의 케이싱유닛(100)이 구비되어 있다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다. 먼저, 상기 브레이크(110)는 상기 감속장치(1)의 외측에서 복수로 설치되며, 상기 유성기어유닛(10) 중 링기어(13)에 작용하는 실린더(111)의 압박 및 압박해제작용을 이용해 상기 유성기어유닛(10)의 회전속도를 제어하기 위한 것으로, 상기 브레이크(110)는 감속장치(1)의 외측에서 유성기어유닛(10) 측으로 브레이크(110)를 관통결합하기 위한 실린더(111)와 상기 실린더(111)의 선단에 결합되어 유압에 의해 신장 및 신축작동함에 따라 상기 유성기어유닛(10) 중 링기어(13)의 외주를 압박 및 압박해제하는 실린더로드(112)로 구성되어 있다. 이때, 상기 실린더(111)는 전측은 나사산이 형성됨과 더불어 후측은 육각 또는 팔각 구조를 갖는 중공의 볼트 형태로 제작되며, 상기 실린더로드(112)는 전단이 테이퍼 형상을 갖는 원기둥 형태로 제작됨과 더불어 상기 실린더로드(112)의 둘레에는 고무패킹(미도시)이 씰링을 위해 끼워질 수 있는 것이다. 한편, 상기와 같은 구조의 브레이크(110)가 유성기어유닛(10)의 링기어(13)를 효율적으로 압박 및 압박해제하기 위해서는 상기 링기어(13)의 외주로 상기 실린더로드(112)의 직경에 대응되는 가압홈(112a)을 형성함이 바람직한 것이며, 상기 가압홈(112a)은 'V'자 형태의 홈으로 상기 실린더로드(112)의 전단에 형성된 테이퍼와 면착됨으로 상기 실린더로드(112)의 압박이 원활하게 하는 것이다. 그리고, 상기 케이싱클램프(120)는 스크류로드(2)의 외부로 감싸지는 케이싱부재(130)가 기어연결부재(121)를 이용해 상기 감속장치(1)의 유성기어유닛(10) 중 링기어(13)의 하부로 직접 연결되어 상기 브레이크(110)의 작동에 따른 유성기어유닛(10)의 회전 가감속 작용에 따라 상기 케이싱부재(130)가 스크류로드(2)의 회전 속도에 대응회전토록 하는 것으로, 상기 케이싱클램프(120)는 상기 유성기어유닛(10) 중 링기어(13)의 하단에 직접연결되는 기어연결부재(121)와, 상기 기어연결부재(121)의 하단에 체결되어 상기 스크류로드(2)를 통해 굴착되는 토사가 상기 케이싱부재(130)를 따라 이송되면 이를 외부로 배출하는 배출커플링(122)과, 상기 배출커플링(122)의 하단에 체결되어 상기 케이싱부재(130)를 탈부착시키는 스커트(123)로 구성되어 있다. 이때, 상기 기어연결부재(121)는 금속재질의 원형 판 형태로 중앙 측에 상기 감속장치(1)의 출력축(3)이 관통되는 홀이 형성된 상태에서 상기 감속장치(1)의 하부 내측으로 끼워져 상기 유성기어유닛(10)의 링기어(13) 저면을 지지하며, 상기 기어연결부재(121)의 하부 내측으로 복수의 고정볼트(121a)가 관통되어 고정된 상태에서 상기 링기어(13)에 체결됨에 따라 상기 링기어(13)의 회전에 따라 상기 기어연결부재(121)가 대응하여 회전작동하게 된다. 한편, 상기 기어연결부재(121)가 링기어(13)의 회전에 따라 원활하게 대응 회전토록 하기 위해 상기 기어연결부재(121)와 감속장치(1) 내부 사이에는 다수의 베어링(B2)이 각각 결합됨이 바람직한 것이다. 또한, 상기 배출커플링(122)은 금속재질의 원통 하우징 형태로 상기 기어연결부재(121)의 하단에 볼트체결되며, 상기 배출커플링(122)의 내측에는 상기 스크류로드(2)를 통해 굴착되는 토사를 외부로 배출하기 위한 배출구(122a)가 관통형성되어 있다. 아울러, 상기 스커트(123)는 금속재질의 원통 하우징 형태로 상기 배출커플링(122)의 하단에 볼트체결되며, 상기 스커트(123)의 하부에는 키결합홈(123a)이 'T'자 형태로 형성되어 있고, 상기 케이싱부재(130)의 상부 둘레에는 상기 키결합홈(123a)에 끼워지기 위한 연결키(131)가 용접과 같은 방식을 통해 결합됨으로써 상기 연결키(131)가 키결합홈(123a)에 끼워지는 키 체결방식에 의해 상기 케이싱부재(130)가 스커트(123)에 탈부착 된다.
한편, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 오거굴착기용 케이싱유닛의 작동 상태를 나타낸 도면들이다. 이에 따르면, 도 3은 전술한 구조로 이루어진 케이싱유닛(100)의 브레이크(110)를 작동하여 감속장치(1) 내에 구비된 유성기어유닛(10)의 링기어(13)를 실린더(111)의 압박 및 압박해제작동을 이용해 회전속도를 제어하는 상태를 나타낸 것으로, 상기 브레이크(110) 측으로 연결된 외부 유압라인(미도시)에 의해 상기 브레이크(110)의 실린더(111) 내측으로 유압이 공급되면 상기 실린더(111) 선단에 결합된 실린더로드(112)가 상기 링기어(13)의 가압홈(112a)에 면착되면서 링기어(13)를 압박함에 따라 상기 링기어(13)가 회전을 감속시키게 되며, 이에 따라 상기 링기어(13)의 하단에 고정결합된 기어연결부재(121) 역시 상기 링기어(13)에 대응하여 회전 속도를 유지하게 되는 것이다. 이때, 상기 브레이크(110)로 공급되는 유압의 량을 조절함에 따라 상기 실린더로드(112)가 링기어(13)를 압박하고 있는 힘에 직접적으로 작용하여 상기 링기어(13)가 유성기어(12)를 따라 저속으로 회전되게 하는 것이며, 상기와 같은 유압의 조절에 따라 링기어(13)의 회전 속도가 가감됨으로써 이를 통해 케이싱부재(130)의 회전 속도 역시 가감되는 것이다. 그리고, 도 4는 상기 브레이크(110)의 작동에 따른 유성기어유닛(10)의 회전 가감속 작용에 따라 상기 케이싱부재(130)가 스크류로드(2)의 회전 속도에 대응회전되는 상태에서 브레이크(110)에 유압을 완전히 공급하여 상기 링기어(13)가 회전이 고정된 상태를 나타낸 것으로, 상기 브레이크(110)로 공급되는 유압의 량을 늘려 상기 실린더로드(112)가 링기어(13)를 강한 힘으로 압박하게 함에 따라 상기 링기어(13)의 회전이 고정되게 되며, 상기 유압의 완전한 공급은 상기 링기어(13)가 회전이 정지되는 상태까지 유압을 공급하는 것이다. 이때, 상기와 같이 브레이크(110)의 작용에 따라 링기어(13)의 회전이 정지되면 상기 링기어(13)의 하단에 결합된 기어연결부재(121)를 통해 상호 연결된 케이싱부재(130) 역시 이에 대응하여 회전이 정지되게 된다. 따라서, 감속비가 서로 다른 유성기어유닛(10)이 다단 연결된 오거굴착기용 감속장치(1)의 일측으로 실린더(111)의 신장작동에 의한 압박 및 압박해제작용을 이용해 상기 유성기어유닛(10)의 회전 작동을 제어하는 브레이크(110)가 설치됨과 더불어 토사가 무너지는 것을 방지하기 위한 케이싱부재(130)가 상기 유성기어유닛(10) 측에 케이싱클램프(120)를 이용해 직접 연결되어 설치구성됨으로써, 이를 통해 상기 브레이크(110)의 작동에 따른 유성기어유닛(10)의 회전 가감속 작용에 대응하여 상기 케이싱부재(130)의 회전 속도가 자유롭게 조절되는 특징적인 장점이 생기게 되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1.감속장치 2.스크류로드
10.유성기어유닛 11.썬기어
12.유성기어 13.링기어
100.케이싱유닛 110.브레이크
111.실린더 112.실린더로드
112a.가압홈 120.케이싱클램프
121.기어연결부재 122.배출커플링
123.스커트 130.케이싱부재 |
