코어 비트 및 천공 장치{Core bit and Drilling machine including the same}
코어 비트 및 천공 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 낙하물 방지 수단을 구비한 코어 비트 및 상기 코어비트를 포함하는 천공 장치가 개시된다.
코어 비트는 코어 드릴에 장착되어 회전하면서 콘크리트 슬래브와 같은 천공 대상물의 바닥이나 벽면 등에 구멍을 뚫는 작업(즉, 천공 작업)을 수행하는 장치이다. 종래의 코어 비트는 천공 후 발생하는 천공물이 하방으로 낙하하는 것을 방지하는 수단을 가지고 있지 않다. 따라서, 종래의 코어 비트를 장착한 천공 장치를 사용하여 천공 작업을 수행할 경우에는 천공물의 낙하에 따른 낙하물 사고 위험 및 하부 시설물 파손 위험이 발생하게 된다. 상술한 천공물의 낙하에 따른 각종 위험을 회피하기 위하여, 종래에는 낙하물 방지망, 안전망 및 보양 천막과 같은 하부 보양이 필수적이었으며, 이를 위해 추가적인 물적 자원이 투입되어야 하는 문제점이 있다. 또한, 천공물의 낙하시 발생하는 여러가지 위험을 줄이기 위하여 100% 천공 이전에 코어 비트에 의한 천공 작업을 중단하고, 기 형성된 천공물을 수작업으로 제거한 후, 잔여 부분을 역시 수작업으로 추가로 천공하여 낙하시키는 시도가 있어 왔다. 그러나, 이 경우에는 작업자의 노동 강도가 증가하고 작업 시간이 길어질뿐만 아니라, 잔여 천공물의 낙하에 따른 위험이 완전히 해소되지 않고 여전히 잔존하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 낙하물 방지 수단을 구비한 코어 비트를 제공한다. 본 발명의 다른 구현예는 상기 코어비트를 포함하는 천공 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 일단부는 개방되고 타단부는 적어도 부분적으로 폐쇄된 튜브 형상의 본체; 및 일단부는 상기 본체의 내부에 고정되고, 타단부는 상기 본체의 개방된 단부를 통해 상기 본체의 외부로 돌출된 로프 형상의 낙하물 방지 수단을 포함하는 코어 비트를 제공한다. 상기 낙하물 방지 수단의 상기 타단부는 고리 형상, 볼트 형상 또는 막대 형상을 가질 수 있다. 상기 본체는 코어 드릴 체결부를 갖는 코어 헤드, 상기 코어 헤드에 결합된 코어 튜브, 및 상기 코어 튜브에 결합된 것으로 적어도 하나의 돌출 팁을 갖는 코어 테일을 포함할 수 있다. 상기 낙하물 방지 수단은, 상기 코어 헤드의 내부에 고정된 슈벨, 상기 슈벨에 결합된 제1 슈벨 후크, 상기 제1 슈벨 후크에 결합된 체인, 및 상기 체인에 결합된 제2 슈벨 후크를 포함할 수 있다. 상기 낙하물 방지 수단은, 상기 코어 헤드의 내부에 고정된 제1 슈벨, 상기 제1 슈벨에 결합된 제1 슈벨 후크, 상기 제1 슈벨 후크에 결합된 제1 체인, 상기 제1 체인에 결합된 제2 슈벨, 상기 제2 슈벨에 결합된 제2 체인, 및 상기 제2 체인에 결합된 제2 슈벨 후크를 포함할 수 있다. 상기 코어 비트는 상기 제2 슈벨 후크에 결합된 아이너트를 더 포함할 수 있다. 상기 코어 비트는 상기 아이너트에 나사결합된 세트 앵커를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 측면은, 코어 드릴; 및 상기 코어 드릴에 장착된 상기 코어 비트를 포함하는 천공 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 코어 비트를 이용할 경우, 작업자의 피로도를 저하시켜 작업자로 하여금 지속적으로 천공 작업을 실시하게 하는 것이 가능하고, 천공 시간을 단축하고 천공 효율을 향상시킬 수 있으며, 하부 보양을 위한 물적 자원을 투입할 필요가 없어서 관련 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 천공 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 코어 비트의 일측 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 코어 비트의 사용 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 코어 비트의 일측 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 천공 장치 및 이에 구비된 코어 비트를 상세히 설명한다. 본 명세서에서, "천공 장치"는 원통 형상의 코어 비트(즉, 드릴 날)가 회전하면서 콘크리트나 바위 등을 뚫는 장치로서, 코어 드릴 및 코어 비트를 포함한다. 상기 천공 장치는 원모양의 홈을 형성하는 일반적인 드릴과 달리, 원의 윤곽선 모양으로 작업면을 뚫을 수 있다. 또한 본 명세서에서, "코어 비트(core bit)"란 코어 드릴에 장착되어 콘크리트와 같은 천공 대상물로부터 원기둥 형상의 천공물을 파내어 구멍을 형성하는 장치를 의미한다. 또한 본 명세서에서, "코어 드릴(core drill)"이란 상기 천공 장치 중 코어 비트를 제외한 부분으로서, 구동 모터, 드릴 구동축 및 코어 비트 체결부를 구비하는 장치를 의미한다. 상기 코어 비트 체결부에 후술하는 코어 비트의 코어 드릴 체결부가 결합된다. 예를 들어, 상기 코어 비트 체결부는 암나사이고, 상기 코어 드릴 체결부는 수나사이며, 이들이 나사결합된다. 또한 본 명세서에서, "튜브 형상"이란 부분적으로는 튜브처럼 보이지 않더라도 전체적으로는 튜브처럼 보이는 변형된 튜브 형상을 포함한다. 또한 본 명세서에서, "본체의 내부"란 튜브 형상의 본체 내부에 형성된 중공(中孔)을 의미한다. 또한 본 명세서에서, "로프 형상"이란 부분적으로는 로프처럼 보이지 않더라도 전체적으로는 로프처럼 보이는 변형된 로프 형상을 포함한다. 또한 본 명세서에서, "슈벨(swivel)"이란 서로에 대하여 회전 가능하게 결합된 한쌍의 회전 고리로서, 연결된 두 고리 중 한 쪽은 고정되고 다른 한 쪽은 회전하는 장치를 의미한다. 또한 본 명세서에서, "슈벨 후크(swivel hook)"란 서로에 대하여 회전 가능하게 결합된 후크 및 고리를 갖는 장치를 의미하며, 상기 후크는 슈벨에 탈착 가능하게 결합된다. 또한 본 명세서에서, "아이너트(eyenut)"란 한쪽 끝에 후크 또는 고리가 채워지거나 핀이나 끈이 통과할 수 있는 둥근 고리가 달린 너트를 의미한다. 또한 본 명세서에서, "세트 앵커(set anchor)"란 암볼트 및 수볼트로 구성되어 있어서, 천공 대상물에 구멍을 뚫은 다음, 상기 구멍에 암볼트를 넣은 후, 상기 암볼트에 수볼트를 나사결합하여 고정하는 방식의 앵커를 의미하며, 암볼트와 천공 대상물간의 마찰력에 의해 상기 천공 대상물에 고정된다. 상기 세트 앵커는 천공 장치를 천공 대상물에 고정시킨다. 또한 본 명세서에서, "천공 대상물"이란 천공되는 물품을 의미한다. 또한 본 명세서에서, "천공물(pierced article)"이란 천공 작업에 의해 파내어진 부분을 의미한다. 도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 천공 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 천공 장치(100)는 코어 드릴(110) 및 코어 비트(120)를 포함한다. 코어 드릴(110)은 드릴 구동축(DS) 및 이에 결합된 코어 비트 체결부(미도시)를 포함하고, 상기 코어 비트 체결부에 코어 비트(120)가 장착된다. 드릴 구동축(DS)이 회전함에 따라 상기 코어 비트 체결부를 통해 상기 드릴 구동축(DS)에 장착된 코어 비트(120)도 회전하여 천공 작업이 이루어진다. 이때, 코어 비트(120)는 후술하는 낙하물 방지 수단을 구비함으로써 천공 대상물로부터 파내어진 천공물이 낙하되지 않도록 잡아준다. 구체적으로, 천공 장치(100)를 이용하여 폐수처리장과 같은 수조 구조물의 상부 콘크리트 슬래브를 타공할 경우, 상기 낙하물 방지 수단으로 인하여 수조 구조물 내에서 천공물의 낙하가 방지되어 상기 수조 구조물 내에 설치된 스크레퍼(scraper) 및 펌프 등의 가동 설비 파손이 방지될 수 있다. 상술한 바와 같이 천공 장치(100)는 천공물의 낙하를 원천적으로 방지하여 낙하물에 따르는 위험을 제거할 수 있으므로 천공 대상물의 작업면이 100% 천공될 때까지 천공을 지속할 수 있다. 따라서, 천공 장치(100)는 천공 시간을 단축하고 천공 효율을 향상시킬 수 있으며, 하부 보양을 위해 물적 자원을 투입할 필요도 없어서 관련 비용을 절감할 수 있다. 코어 드릴(110)은 코어 비트(120)를 장착할 수 있는 코어 비트 체결부 및 이에 결합된 드릴 구동축(DS)을 구비하여 천공 작업을 수행할 수 있는 한, 그 구조가 특별히 한정되지는 않는다. 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 코어 비트(120)의 일측 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 코어 비트(120)의 사용 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 코어 비트(120)는 본체(121, 122 및 123) 및 낙하물 방지 수단(124a, 125a, 126a, 124b, 126b 및 125b)을 포함한다. 상기 본체는 일단부는 개방되고 타단부는 적어도 부분적으로 폐쇄된 튜브 형상을 갖는다. 따라서, 상기 본체는 중공을 갖는다. 상기 본체는 서로 차례로 결합된 코어 헤드(121), 코어 튜브(122) 및 코어 테일(123)을 포함한다. 코어 헤드(121)는 상방(즉, 코어 테일(123)과 반대 방향)으로 돌출된 코어 드릴 체결부(DC)를 갖는다. 코어 헤드(121)는 코어 드릴 체결부(DC)를 통해 도 1의 코어 드릴(110)에 장착된다. 코어 드릴 체결부(DC)와 코어 드릴(110)은, 예를 들어, 나사결합 방식으로 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 코어 드릴 체결부(DC)는 암나사이고, 코어 드릴(110)에 구비된 상기 코어 비트 체결부(미도시)는 수나사일 수 있다. 코어 튜브(122)는 원통형일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 코어 테일(123)은 적어도 하나의 돌출 팁(PT)을 가질 수 있다. 돌출 팁(PT)은 천공 대상물의 작업면과 접촉하여 이를 절삭하는 부분이므로 강도가 높다. 따라서, 돌출 팁(PT)은 탄소강, 초경합금, 다이이몬드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 낙하물 방지 수단은 일단부는 상기 본체의 내부에 고정되고, 타단부는 상기 본체의 개방된 단부를 통해 상기 본체의 외부로 돌출된 로프 형상을 갖는다. 또한, 상기 낙하물 방지 수단의 상기 타단부(즉, 상기 본체의 내부에 고정된 단부의 반대쪽 단부)는 고리 형상, 볼트 형상 또는 막대 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 낙하물 방지 수단은 서로 차례로 결합된 제1 슈벨(124a), 제1 슈벨 후크(125a), 제1 체인(126a), 제2 슈벨(124b), 제2 체인(126b) 및 제2 슈벨 후크(125b)를 포함할 수 있다. 제1 슈벨(124a)은 코어 헤드(121)의 내부 천장에 용접 등에 의해 고정될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 슈벨(124a)은 코어 헤드(121)의 내부 천장이 아닌 다른 부분(예를 들어, 내벽)에 고정될 수도 있고, 코어 헤드(121)의 내부 천장 및/또는 상기 천장이 아닌 다른 부분 등 2곳 이상에 고정될 수도 있다. 상기 낙하물 방지 수단은 제1 슈벨(124a), 제1 슈벨 후크(125a), 제2 슈벨(124b) 및 제2 슈벨 후크(125b)의 작용으로 인하여 천공 장치(100)의 천공 작업시 코어 비트(120)가 회전하더라도 제1 체인(126a) 및 제2 체인(126b)이 서로 엉키는 것을 방지할 수 있다. 즉, 코어 비트(120)가 회전할 경우에 제1 슈벨(124a), 제1 슈벨 후크(125a), 제2 슈벨(124b) 및 제2 슈벨 후크(125b)의 각 연결부도 회전하게 되므로 제1 체인(126a) 및 제2 체인(126b)이 서로 엉키는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 낙하물 방지 수단은 서로 차례로 결합된 제1 슈벨(124a), 제1 슈벨 후크(125a), 제1 체인(126a) 및 제2 슈벨 후크(125b)를 포함할 수 있다. 즉, 도 2에서, 제2 슈벨(124b) 및 제2 체인(126b)이 생략되고, 제2 슈벨 후크(125b)가 제1 체인(126a)에 직접 결합될 수 있다. 도 3을 참조하면, 코어 비트(120)는 제2 슈벨 후크(125b)에 결합된 아이너트(127) 및 상기 아이너트(127)에 나사결합된 세트 앵커(128)를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 천공 장치(100)의 작용 및 효과를 상세히 설명한다. 먼저, 콘크리트(200)의 표면에 작업면의 위치 및 천공 장치(100)의 설치 위치를 표시한다. 이후, 상기 작업면의 표면에 제1 홈(미도시)을 형성하고 상기 제1 홈 내에 세트 앵커(128)를 설치한다. 이후, 세트 앵커(128)에 아이너트(127)를 결합한다. 이후, 상기 작업면 부근에 위치한 콘크리트(200)의 표면에 제2 홈(미도시)을 형성하고, 상기 제2 홈 내에 천공 장치 고정용 앵커(미도시)를 설치한다. 이후, 코어 드릴(110)을 상기 천공 장치 고정용 앵커에 고정시킨다. 이후, 코어 드릴(110)에 코어 비트(120)를 장착한다. 이때, 코어 비트(120)는 코어 헤드(121)의 내부에 고정된 제1 슈벨(124a), 및 제1 슈벨(124a)에 차례로 결합된 제1 슈벨 후크(125a), 제1 체인(126a), 제2 슈벨(124b), 제2 체인(126b) 및 제2 슈벨 후크(125b)를 포함한다. 이후, 아이너트(127)에 제2 슈벨 후크(125b)를 결합한다. 이후, 코어 비트(120)를 상기 작업면에 접촉시켜 천공 작업을 진행하여 천공을 100% 완료한다. 이때, 습식 천공시 발생하는 물을 습식 진공 청소에 의해 제거하는 작업을 병행한다. 이후, 절단된 콘크리트 천공물(200a)을 인양한다. 결과로서, 천공된 구멍(미도시)이 드러난다. 이후, 콘크리트 천공물(200a)에 고정된 세트 앵커(128)로부터 아이너트(127)를 분리하고, 아이너트(127)로부터 제2 슈벨 후크(125b)를 분리하고, 코어 드릴(110)로부터 코어 비트(120)를 분리하고, 상기 천공 장치 고정용 앵커로부터 코어 드릴(110)을 분리한다. 끝으로, 상기 천공 장치 고정용 앵커를 제거하여 천공 작업을 완료한다. 본 발명의 일 구현예에 따른 천공 장치(100)(구체적으로, 코어 비트(120))를 사용하여 천공 작업을 수행하는 경우에는 작업시간이 단축되고, 하부 보양에 물적 자원의 투입이 불필요하여 효율적인 천공 작업이 가능하다. 실제로, 본 발명의 일 구현예에 따른 천공 장치(100)를 사용한 결과, 300mm 콘크리트 슬래브 1개소를 천공하는데 걸리는 시간이 기존 방법 대비 10분 가량 단축되었으며, 공사 현장에서 하부 낙하물 없이 13개소에 대한 천공 작업을 기존 시설물의 가동 중단 없이 완료할 수 있었다. 이하, 도 4를 참조하여, 종래의 코어 비트의 구조, 작용 및 효과를 상세히 설명한다. 도 4는 종래의 코어 비트(10)의 일측 단면도이다. 도 4를 참조하면, 종래의 코어 비트(10)는 서로 차례로 결합된 코어 헤드(11), 코어 튜브(12) 및 코어 테일(13)을 포함한다. 코어 헤드(11)는 상방(즉, 코어 테일(13)과 반대 방향)으로 돌출된 코어 드릴 체결부(DC)를 갖는다. 즉, 종래의 코어 비트(10)는 낙하물 방지 수단을 구비하지 않는 것을 제외하고는 본 발명의 일 구현예에 따른 코어 비트(120)와 동일한 구조를 갖는다. 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 코어 비트(10)를 사용하여 천공 작업을 수행하는 경우에는 천공이 90% 정도 진행된 후에 일단 코어 비트(10)에 의한 천공 작업을 중단하고, 수작업에 의해 기 형성된 천공물을 분쇄하여 상방으로 제거하고, 수작업에 의해 잔여 부분을 추가로 분쇄하여 하방으로 낙하시켰다. 따라서, 이 경우에는 작업자의 피로도가 증가하여 작업자가 지속적으로 천공 작업을 실시하기가 어렵고, 천공 시간이 길어지며, 천공 효율이 낮아지고, 하부 보양을 위한 물적 자원이 추가로 투입되어야 하기 때문에 관련 비용이 증가한다. 이상에서 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 천공 장치 110: 코어 드릴
120: 코어 비트 121: 코어 헤드
122: 코어 튜브 123: 코어 테일
124a, 124b: 슈벨 125a, 125b: 슈벨 후크
126a, 126b: 체인 127: 아이너트
128: 세트 앵커 200: 콘크리트
200a: 콘크리트 천공물 DS: 드릴 구동축
DC: 코어 드릴 체결부 PT: 돌출 팁 |
