천공기 {Excavator}
본 발명은 천공기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헤드부에 의해 승강되어 지반을 천공하는 로드가 헤드부의 동축상에 위치하도록 상기 로드를 지지하여 가이드하는 가이드 수단이 마련된 천공기에 관한 것이다.
일반적으로 천공기는 시추작업, 토질검사, 지하수 개발등을 위하여 지상으로부터 지하로 뚫리는 심공을 굴착하는 장치이다. 천공기의 종래기술로는 대한민국 등록특허공보 제0624233호에 개시되어 있다. 종래기술의 천공기는 엔진등의 구동장치가 구비된 본체와, 본체에 의해 지지되는 리더와, 리더상에서 슬라이딩되며 본체의 구동장치에 의해 승강 또는 회전력을 발생하는 헤드부와, 헤드부에 연결되어 헤드부에 의해 승강 또는 회전되는 로드와, 로드의 선단에 마련되어 로드와 함께 승강 또는 회전되며, 지반을 굴착하는 굴착유니트로 이루어져 있다. 굴착유니트는 지반을 타격하여 굴착하는 비트와, 비트에 타격력을 부여하도록 유압에 의해 작동되는 해머로 이루어져 있다. 그리고, 굴착유니트로의 유압의 전달은 로드에 별도의 유압라인이 설치되어 가능하게 된다. 이러한, 천공기는 굴착유니트의 비트가 회전 또는 지반을 타격하여 일정 깊이로 굴착하게 된다. 지반이 굴착되면서 굴착유니트와 로드는 지반내로 인입된다. 굴착유니트와 로드가 지반내로 인입된 깊이만큼 로드를 연결하여 로드의 길이를 연장하게 된다. 한편, 굴착유니트가 연결된 로드를 지지하도록 지반과 가까운 리더의 단부에는 로드가 끼워져 파지되는 로드클램프가 마련되어 있다. 로드를 결합하는 작업은 굴착유니트와 함께 지반내로 인입되어 로드클램프에 의해 파지된 로드로부터 헤드부를 분리한 후, 헤드부에 새로운 로드를 결합하고, 이를 로드클램프에 파지된 로드에 결합하는 과정으로 이루어진다. 그러나, 상기와 같은 방법으로 로드를 결합할 경우에는 헤드부에 결합된 새로운 로드를 지지하는 별도의 수단이 마련되어 있지 않기 때문에, 새로운 로드는 흔들림이 발생된다. 새로운 로드의 흔들림은 새로운 로드의 결합위치와 로드클램프에 파지된 로드의 결합위치를 정렬하는 데에 있어 어려움이 있었다. 따라서, 로드를 연결하는 작업이 불편하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 헤드부에 결합된 로드에 흔들림이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 헤드부에 결합된 로드를 지지하여 가이드하는 가이드수단이 마련된 천공기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 천공기는 본체와, 상기 본체에 의해 지지되는 리더와, 상기 리더의 길이방향을 따라 이동하는 헤드부와, 상기 헤드부에 결합되어 상기 헤드부에 의해 이동하며 천공대상 지역을 천공하는 로드와, 상기 헤드부에 의해 상기 리더의 길이방향을 따라 이동되며, 상기 로드의 중심선이 상기 헤드부와 동축선상에 위치하도록 상기 로드를 지지하기 위해 상기 로드의 외주면을 파지하는 복수의 파지암이 마련된 가이드부를 구비한다. 상기 가이드부는 상기 리더에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 상기 헤드부에 의해 이동할 수 있도록 상기 헤드부에 간섭되는 간섭부가 마련된 하우징과, 상기 하우징에 일단이 회동가능하게 설치되며, 상기 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 제1파지암과, 상기 하우징에 일단이 회동가능하게 설치되며, 상기 제1파지암에 대향되는 내측에 상기 로드를 파지할 수 있는 파지공간이 형성될 수 있도록 상기 제1파지암에 대응되게 연장형성된 제2파지암과, 상기 파지공간에 삽입된 상기 로드를 파지하기 위해 상기 제1 및 제2파지암의 타단이 상호 인접되도록 회동시키는 회동부재를 구비한다. 상기 가이드부는 상기 제2로드에 대한 상기 제1 및 제2파지암의 파지력을 향상시킬 수 있도록 상호 대향되는 상기 제1 및 제2파지암의 내측면에 돌출형성된 다수의 마찰돌기를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 간섭부는 상기 하우징에 설치되고, 상기 헤드부로 인접되는 방향으로 상기 리더의 길이방향을 따라 연장형성된 연장부재와, 상기 하우징에 대해 이격된 위치의 상기 연장부재 단부에 설치되며, 상기 헤드부에 의해 이동되기 위해 상기 연장부재로부터 상기 헤드부를 향해 돌출형성된 이탈방지부재를 더 구비한다.
본 발명에 따른 천공기는 가이드부에 의해 헤드부에 결합된 로드가 가이드되어 흔들림없이 헤드부의 동축상에 위치하므로 로드의 천공작업 및 새로운 로드의 연결작업이 용이하여 작업시간을 절약할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 천공기에 대한 측면도이고,
도 2는 도 1의 천공기의 리더, 헤드부, 가이드부에 대한 측면도이고,
도 3은 도 1의 천공기의 가이드부에 대한 사시도이고,
도 4는 도 1의 천공기의 가이드부에 대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 천공기를 더욱 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 천공기(10)가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 천공기(10)는 본체(20)와, 상기 본체(20)에 의해 지지되는 리더(30)와, 상기 리더(30)의 길이방향을 따라 이동하는 헤드부(40)와, 상기 헤드부(40)에 결합되어 상기 헤드부(40)에 의해 이동하며 천공대상 지역을 천공하는 로드(50)와, 상기 헤드부(40)에 의해 상기 리더(30)의 길이방향을 따라 이동되며, 상기 로드(50)의 중심선이 상기 헤드부(40)와 동축선상에 위치하도록 상기 로드(50)를 지지하기 위해 상기 로드(50)의 외주면을 파지하는 복수의 파지암이 마련된 가이드부(60)를 구비한다. 본체(20)는 하부에 지면에 대해 이동할 수 있도록 이동수단(21)이 마련되어 있으며, 상부에는 후술되는 로드(50)의 단부에 설치된 굴착부재(52) 및 리더(30)를 회동시키는 회동실린더(37)에 유압을 공급하는 유압공급수단(22)이 마련되어 있다. 한편, 도시된 예에서는 본체(20)를 이동시키는 이동수단(21)은 무한궤도를 구비한 구조를 설명하였으나, 이동수단(21)은 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 다수의 이송바퀴를 구비할 수도 있다. 리더(30)는 본체(20)의 전방부에 회동가능하게 설치되며, 상하방향을 따라 소정길이 연장형성되어 있다. 이때, 리더(30)는 회동부재(95)에 의해 본체(20)에 대해 회동한다. 회동부재(95)는 일단은 본체(20)의 상측에, 타단은 리더(30)의 후방면에 각각 회동가능하게 설치되며, 유압공급수단(22)으로부터 공급되는 유압에 의해 신축되는 유압 액츄에이터인 것이 바람직하다. 리더(30)의 전방면에는 후술되는 가이드부(60)의 하우징(70)이 리더(30)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있도록 레일이 형성되어 있다. 레일은 리더(30)의 연장방향을 따라 연장형성된다. 한편, 천공대상 지면에 인접한 리더(30)의 하단부에는 지면에 인입된 로드(50)의 상면에 새로운 로드(50)를 결합시 지면에 인입된 로드(50)를 파지하는 로드클램프(32)가 설치되어 있다. 로드클램프(32)는 도면에 도시되진 않았지만, 리더(30)의 단부에 전방으로 돌출형성되며, 상면에 로드(50)가 관통되게 삽입될 수 있도록 로드(50)의 단면에 대응되는 관통구가 형성되는 구속블록과, 구속블럭의 상측 리더(30)에 설치되어 관통구에 삽입된 로드(50)의 외주면을 파지하는 구속유닛을 구비한다. 결속유닛은 도면에 도시되진 않았지만, 구속블럭의 관통구 중심선의 연장선을 기준으로 상호 대향되는 위치의 리더(30) 전방면에 각각 설치되어 상호 인접되는 방향으로 슬라이딩되는 구속바와, 상기 구속바를 이동시키는 이동액츄에이터를 구비한다. 지면에 인입된 로드(50)의 상단에 새로운 로드(50)를 결합시 결속유닛의 구속바들은 상호 인접되는 방향으로 이동하여 구속블럭의 관통구에 삽입된 로드(50)의 외주면을 파지한다. 로드(50)들의 결합이 완료되면, 결속유닛의 구속바들은 상호 이격되는 방향으로 이동되어 로드(50)의 외주면으로부터 분리된다. 이때, 작업자는 헤드부(40)를 작동시켜 로드(50)를 지면에 인입시킨다. 헤드부(40)는 리더(30)의 전방면에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 도면에 도시되진 않았지만 승하강수단에 의해 리더(30)의 길이방향을 따라 이동한다. 헤드부(40)의 하면에는 로드(50)의 상단이 결합되는 결합부가 마련되어 있다. 헤드부(40)는 천공기(10)의 리더(30)에 설치되어 로드(50)를 승하강 또는 회전시키는 장치로서 종래에 일반적으로 사용하는 것으로 상세한 설명은 생략한다. 로드(50)는 원형의 단면을 갖고, 상하방향으로 소정길이 연장형성되며, 상면에는 상하방향으로 결합구(미도시)가 형성되어 있으며, 하면에는 인접된 로드(50)의 결합구에 삽입될 수 있도록 결합구에 대응되는 크기의 단면을 갖는 결합돌기가 형성되어 있다. 한편, 로드(50)의 최단부에는 천공대상 지면을 굴착할 수 있도록 굴착부재(52)가 설치되어 있으며, 도면에 도시되진 않았지만, 로드(50)의 내부에는 본체(20)의 유압공급수단(22)으로부터 상기 굴착부재(52)로 유압이 공급될 수 있도록 유압라인이 형성되어 있다. 다수의 로드(50)들이 상호 결합되더라도 각 로드(50)들의 유압라인이 상호 연통되도록 로드(50)의 상하방향으로 관통되게 형성되는 것이 바람직하다. 가이드부(60)는 리더(30)에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 헤드부(40)에 의해 이동할 수 있도록 상기 헤드부(40)에 간섭되는 간섭부(75)가 마련된 하우징(70)과, 상기 하우징(70)에 일단이 회동가능하게 설치되며, 상기 하우징(70)으로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 제1파지암(80)과, 상기 하우징(70)에 일단이 회동가능하게 설치되며, 상기 제1파지암(80)에 대향되는 내측에 상기 로드(50)를 파지할 수 있는 파지공간이 형성될 수 있도록 상기 제1파지암(80)에 대응되게 연장형성된 제2파지암(90)과, 상기 파지공간에 삽입된 상기 로드(50)를 파지하기 위해 상기 제1 및 제2파지암(80,90)의 타단이 상호 인접되도록 회동시키는 회동부재(95)를 구비한다. 하우징(70)은 리더(30)에 돌출형성된 레일을 따라 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있도록 하면에 레일의 단면에 대응되는 슬라이딩홈(74)이 형성되어 있는 베이스부재(71)와, 베이스부재(71)의 상면에 리더(30)의 길이방향으로 상호 이격된 위치에 전방으로 돌출형성된 제1지지판(72) 및 제2지지판(73)을 구비한다. 베이스부재(71)는 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 하측에 슬라이딩홈(74)이 형성될 수 있도록 양단부에 각각 후방으로 돌출형성된 지지암이 형성된다. 지지암은 레일로부터 베이스부재(71)가 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 단부는 상호 인접되는 방향으로 절곡되게 연장형성된다. 제1 및 제2지지판(72,73)은 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 제1 및 제2파지암(80,90)과 회동부재(95)가 용이하게 설치될 수 있도록 사다리꼴로 형성된다. 간섭부(75)는 베이스부재(71)의 하면에 일단이 고정되며, 타단은 헤드부(40)로 인접되는 방향으로 리더(30)의 길이방향을 따라 연장형성된 연장부재(76)와, 하우징(70)에 대해 이격된 위치의 연장부재(76) 단부에 설치되며, 헤드부(40)에 의해 간섭되기 위해 상기 연장부재(76)로부터 헤드부(40)를 향해 돌출형성된 이탈방지부재(77)를 구비한다. 연장부재(76)는 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 리더(30)에 길이방향을 따라 이동하는 헤드부(40)와 리더(30) 사이에 통과된다. 이탈방지부재(77)는 헤드부(40)의 상면에 간섭될 수 있도록 연장부재(76)의 전방면으로부터 헤드부(40)의 후방면까지의 이격거리보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 제1파지암(80)은 일단이 제1 및 제2지지판(72,73) 사이에 핀에 의해 힌지결합되며, 힌지축을 기준으로 베이스부재(71)로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 제1파지부분(81)과, 제1파지부분(81)의 단부에 연장형성되되, 제1파지부분(81)의 연장방향에 대해 소정의 각도를 가지고 상기 힌지축 방향으로 경사지게 형성된 제2파지부분(82)을 구비한다. 제2파지부분(82)이 제1파지부분(81)에 대해 소정각도로 경사지게 형성되어 있으므로 로드(50)의 만곡된 외주면에 대한 제1파지암(80)의 접촉면적을 증가시킬 수 있다. 제2파지암(90)은 일단이 제1파지암(80)의 힌지축과 동축상에 힌지결합되며, 힌지축을 기준으로 베이스부재(71)로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 제3파지부분(91)과, 제3파지부분(91)의 단부에 연장형성되되, 제3파지부분(91)의 연장방향에 대해 소정의 각도를 가지고 상기 힌지축 방향으로 경사지게 형성된 제4파지부분(92)을 구비한다. 제4파지부분(92)이 제3파지부분(91)에 대해 소정각도로 경사지게 형성되어 있으므로 로드(50)의 만곡된 외주면에 대한 제2파지암의 접촉면적을 증가시킬 수 있다. 한편, 도시된 예에서는 제1 및 제2파지암(80,90)이 동일한 핀에 의해 제1 및 제2지지판(72,73)에 회동가능하게 설치된 구조를 설명하였으나, 제1 및 제2파지암(80,90)은 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 각각 상호 이격된 위치의 하우징(70)에 회동가능하게 설치될 수도 있다. 제1 및 제2파지암(80,90)은 상호 대향되는 내측면에 돌출형성된 다수의 마찰돌기(85)를 구비한다. 마찰돌기(85)에 의해 로드(50)에 대한 마찰력을 증가시켜, 로드(50)에 대한 제1 및 제2파지암(80,90)의 파지력을 향상시킨다. 회동부재(95)는 일단은 제1파지암(80)의 단부에 회동가능하게 설치되며, 타단은 일단에 대향되는 제1 및 제2지지판(72,73) 사이에 회동가능하게 설치된 제1실린더(96)와, 일단은 제2파지암의 단부에 회동가능하게 설치되며, 타단은 일단에 대향되는 제1 및 제2지지판(72,73) 사이에 회동가능하게 설치된 제2실린더(97)를 구비한다. 제1 및 제2실린더(96,97)는 본체(20)의 유압공급수단(22)에 의해 유압을 공급받아 작동하는 유압 액츄에이터인 것이 바람직하다. 상기 언급된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 가이드부(60)의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 헤드부(40)에 작동대상 로드(50)를 결합시킨다. 헤드부(40)에 로드(50)의 결합이 완료되면, 제1 및 제2실린더(96,97)를 작동시켜, 제1 및 제2파지암(80,90)의 타단이 상호 인접되도록 회동시킨다. 제1 및 제2실린더(96,97)의 작동에 의해 제1 및 제2파지암(80,90)의 내측면에 로드(50)가 접하게 되고, 제1 및 제2실린더(96,97)에 공급된 유압에 의해 제1 및 제2파지암(80,90)은 로드(50)의 외주면을 파지한다. 가이드부(60)는 헤드부(40)에 의해 리더(30)의 길이방향으로 이동하며, 헤드부(40)의 이동시 로드(50)에 흔들림이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 제1 및 제2파지암(80,90)에 의해 헤드부(40)로부터 이격된 위치의 로드(50)를 파지하여 로드(50)의 중심선이 헤드부(40)와 동축상에 위치하도록 로드(50)를 지지한다. 상기 언급된 바와 같이 본 발명에 따른 천공기(10)는 가이드부(60)에 의해 헤드부(40)에 결합된 로드(50)가 가이드되어 흔들림없이 헤드부(40)의 동축상에 위치하므로 로드(50)의 천공작업 및 새로운 로드(50)의 연결작업이 용이하여 작업시간을 절약할 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 천공기
20: 본체
30: 리더
40: 헤드부
50: 로드
60: 가이드부
70: 하우징
80: 제1파지암
90: 제2파지암
95: 회동부재 |
