KR100772301B1

KR100772301B1 - 경제적인 터널굴착용 유압식 착암기구조

Info

Publication number: KR100772301B1
Application number: KR1020060050141A
Authority: KR
Inventors: 이정호
Original assignee: 이정호
Priority date: 2006-06-04
Filing date: 2006-06-04
Publication date: 2007-11-02

Abstract

본 발명은 터널발파천공용 유압식 착암기(Hydlaulic Drifter)에 있어서 섕크(Shank) 회전구동용 유압모터의 설치위치 및 주요부품의 결합구조에 관한 것으로 터널용 유압식 착암기에서 요구되는 낮은 상부높이(섕크 중심으로부터 최상부 높이)를 만족시키면서도 형상과 구조가 간단하여 제작이 쉬운 터널작업용 유압식 착암기의 구성을 특징으로 한다.

유압식 착암기, 유압드리프터, 착암기 회전구동, 관통볼트

Description

경제적인 터널굴착용 유압식 착암기구조{Easy Hydaulic Drifter System For Tunnel}

도 1과 도 2는 종래기술의 예로서 기존의 터널용 유압식 착암기의 외관구조와 회전구동부 내부구조를 나타내는 구조도면.

도 3은 본 발명의 기본구조를 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

a : 플러싱헤드부(Flushing Head) b : 회전구동부(Rod Rotation Sys.)

c : 연결블록부(Connecting Block) d : 타격력발생부(Hyd. Hammer)

1 : 생크(Shank) 2 : 관통볼트(Trough Bolt)

3 : 캡너트(Cap Nut) 4 : 인장볼트(Tension Bolt)

5 : 캡너트(Cap Nut) 6 : 유압모터(Hyd. Motor)

10 : 드라이버(Driver) 11 : 회전기어(Rotation Gear)

12 : 피니언기어(Pinion Gear)

hu : 상부높이 hl : 하부높이

도 4는 본 발명의 관통볼트 구조도면.

본 발명은 터널굴착용 유압식 착암기의 구조에 관한 것이다.

유압식 착암기는 유압동력에 의해서 작동되며 섕크(Shank) 후단을 30~60Hz 의 초고속으로 타격하면서 섕크를 회전시켜 섕크 앞쪽 끝에 조립된 로드(Rod) 및 비트(Bit)를 통하여 암반을 천공하는 장치로 크게 지표 굴착만 가능한 일반 유압식 착암기와 지표 및 터널굴착 모두가 가능한 터널굴착용 유압식 착암기로 나눌 수 있으며 터널굴착용 착암기에 우선 요구되는 특성은 섕크의 중심으로부터 상부 최대 돌출높이 즉 상부높이가 낮아야 하는 것이다.

터널굴착시 터널 단면의 최외곽 발파공은 이론상 터널 단면형상과 일치하도록 천공하는 것이 최적이나 착암기 자체가 일정이상의 상부높이를 가질 수밖에 없으므로 상부높이를 보정하기 위하여 착암기를 약간 경사시켜 천공하게 되며 이것은 발파 후 벽면의 요철 즉 여굴(餘堀)로 남게 된다. 만일 여기서 착암기의 상부높이가 더 커진다면 그것을 보정하기 위해 착암기를 더 많이 경사 시켜야 하고 그 결과로 발파 후 터널 벽면에는 더 큰 여굴(餘堀)이 발생하여 터널굴착작업효율이 크게 저하되어 곤란해 진다.

따라서 기존의 터널굴착용 유압식 착암기들은 이러한 상부높이를 낮추기 위해 복잡한 형상과 구조로 만들어지고, 상부높이를 낮춤에 따른 하부높이의 증가와 그로 인한 천공정확도 저하까지 감수하고 만들어지고 있다.

도 1은 기존 유압식 착암기의 일반적인 구조를 나타낸 것으로 그 구조는 크게 플러싱헤드부(a), 회전구동부(b), 연결블록부(c), 타격발생부(d)들의 부분조립 체로 구성되고 착암기 앞쪽 끝에는 섕크(1)가 플러싱헤드부(a)를 관통하여 회전구동부(b) 내부까지 들어와 있으며 각각의 부분조립체들은 2 개의 관통볼트(2)와 캡너트(3) 및 4 개의 인장볼트(4)및 캡너트(5)로 상호 체결되며 회전구동용 유압모터(6)는 착암기의 뒤쪽 끝 아래에 조립되어 있다. 여기서 관통볼트(2)는 섕크및 내부 소모성 부품 교환을 위해 수시로 분해조립이 필요함에 따라 개수를 최소화하고 있으며 또 천공시의 고속충격에 대하여 충분한 피로강도를 가질 수 있도록 일정 이상의 길이를 가진 충격볼트 형상으로 되어 있다.

도 2는 기존 유압식 착암기의 회전구동부(b)의 내부구조를 나타낸 것으로 착암기 앞쪽 끝단에서 플러싱헤드부(a)를 관통하고 있는 섕크(1)의 스플라인부(s) 앞에는 이동공간(t)을 두고 멈춤 링(13)이 위치하고 있으며 스플라인부(s) 뒷면은 척(14)과 부시(15)가 차례로 지지하고 있고 섕크(1)의 후단에는 램(16)의 앞쪽 끝단이 위치하고 있어 램(16)이 섕크(1)의 후단을 타격하면 섕크(1)는 앞으로 이동공간(t)을 이동하면서 천공하게 된다. 섕크(1)의 과도한 이동이 있을 경우 멈춤 링(13)에 의해 정지되며 이때 발생 되는 충격은 관통볼트(2)에 의해 지지가 된다. 섕크 스플라인부(s)의 측면은 드라이버(10)와 조립되어 있고 드라이버(10)는 다시 회전기어(11)에 스플라인형태로 조립되어 있다. 회전기어(11)는 앞과 뒤의 베어링(19, 20)에 의해 지지가 되고 아래의 피니언로드(12)에 의해 구동되며 피니언로드(12)는 중간연결블록부(c)과 타격력발생부(d)를 관통하여 뒤쪽 아래 끝에 있는 유압모터(6)에 연결되어있어서 유압모터(6)가 회전하면 피니언로드(12), 회전기어(11), 드라이버(10)를 거쳐 섕크(1)가 회전하는 구조로 되어있다.

이상과 같은 기존의 유압식 착암기들의 구조는 낮은 상부높이(hu)를 확보하는 대가로 작동구조가 복잡하고, 각각의 부분조립체들의 하우징(housing)의 형상이 크고 복잡하며, 뒤쪽 아래 끝에 설치된 유압모터를 연결하기 위하여 중간의 부분조립체 전부가 관통되고 하부높이(hl)가 높아져 있어 제작이 어렵고 고장발생요소가 많으며 천공정확도가 떨어지게 된다. 따라서 보다 단순하고도 효과적인 구조로 제작이 쉽고 천공정확도가 높은 유압식 착암기의 발명을 필요로 한다.

본 발명은 구조가 단순하고 부품 수가 적어 제작이 쉽고 천공정확도가 높은 지하굴착용 유압식 착암기의 구성을 주목적으로 한다.

본 과제를 달성하기 위하여 회전구동용 유압모터의 설치위치가 변경된 새로운 회전구동구조 및 그것에 적합한 관통볼트와 체결구조의 고안을 통하여 각각의 주요부분조립체의 하우징(Housing) 형상을 단순화하고, 전체적인 부품개수를 줄이며, 하부높이를 낮춰서 제작이 쉽고 고장발생률이 낮으며 천공정확도가 높은 유압식 착암기의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 도 3에서 보는 것과 같이 플러싱헤드부(a), 회전구동부(b), 연결블록부(c), 타격력발생부(d) 들의 부분조립체로 구성되고 착암기 앞쪽 끝에는 섕크(1)가 플러싱헤드부(a)를 관통하여 회전구동부(b) 내부에 조립되어 있으며 회전구동부(b)의 측면에 회전구동용 유압모터(6)가 조립된다.

각각의 부분조립체들은 착암기 전방에서 볼 때 대각선상의 모서리 2곳에 위 치한 특수한 형태의 관통볼트(2)에 의해 체결된다. 관통볼트(2)는 도 4에서 보는 것과 같이 기존 유압식 착암기의 관통볼트와 인장볼트가 하나로 합쳐진 형태로 볼트 중앙에 나사부 보다 굵은 지름의 단을 만들어 일반볼트에서의 머리역할을 하도록 하고 그 단의 앞과 뒤 모두에 나사부를 두어 단의 앞 부분은 회전구동부(b)와, 플러싱헤드부(a)에 순차적으로 삽입하여 캡너트(3)로 체결하고 단의 뒷부분은 2 개의 인장볼트(4)와 함께 연결블록부(c), 타격력발생부(d) 순으로 조립하여 캡너트(5)로 체결된다.

회전구동부(b)의 내부에는 '단면 A-A'에서와 같이 생크(1)의 스플라인부를 중심으로 드라이버(10), 회전기어(11)가 각각 스플라인 형태로 상대 조립되고 회전기어의 측면에 피니언기어(12)가 맞물려서 조립되어 피니언기어(12)를 유압모터(6)가 회전시키면 섕크(1)가 회전하게 된다. 관통볼트(2)는 섕크(1)를 중심으로 대각선상의 모서리 부근에 위치하여 회전구동에 필요한 공간을 침범하지 않고 통과하고 있다.

위와 같은 구조로 하여 관통볼트(2)가 충격 피로강도를 얻기 위한 충분한 길이가 확보된 상태에서 유압모터를 착암기 측면에 설치하여 낮은 상부높이(hu)와 함께 낮은 하부높이(hl)를 확보할 수 있고, 각부 단면형상도 사각형을 기초한 단순한 형태가 되었다. 따라서 기존의 유압식 착암기에서의 복잡한 작동구조, 피니언로드의 관통을 위한 관통구멍과 복잡한 단면형상, 높은 하부높이와 그로 인한 천공정확도의 저하 등으로부터 탈피할 수 있게 되었다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은 제작이 어려운 기존의 유압식 착암기에 새로운 회전구동구조와 체결구조를 적용 함으로서 내부구조 및 각부 단면형상을 단순화하고 하부높이(hl)를 낮추어 제작이 쉽고, 부품 수가 적으며, 굴착정확도가 높은 유압식 착암기를 제공한다.

Claims

유압식 착암기에 있어서

생크(1)를 회전구동하기 위한 유압모터(6)가 회전구동부(b)의 좌측 또는 우측의 어느 한쪽 측면에 설치되고 플러싱헤드부(a)와 회전구동부(b), 연결블록부(c), 타격력발생부(d)를 일체로 체결하기 위한 관통볼트(2)가 착암기 몸체의 횡단면에서 볼 때 대각선상의 모서리 부근을 통과하는 구조를 특징으로 하는 유압식 착암기.
청구항 1에 있어서;

플러싱헤드부(a)와 회전구동부(2), 연결블록부(c), 타격력발생부(d)를 일체로 체결하기 위한 관통볼트(2)의 구조에 있어서,

두 개의 볼트를 머리부를 공유하도록 합친 것과 같은 형태로 하여 볼트 중앙에 나사부 보다 굵은 지름의 단을 만들어 일반 볼트에서의 볼트 머리 역할을 하도록 하고 그 단의 앞과 뒤 모두에 나사부를 두어 단의 앞과 뒤의 일측에 플러싱헤드부(a)와 회전구동부(b), 나머지 일측에 연결블록부(c), 타격력발생부(d)를 각각 조립하여 너트로 체결하는 구조를 특징으로 하는 관통볼트(2)를 포함하는 유압식 착암기.