KR100911341B1 - 굴삭기를 이용한 지하 천공방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기를 이용한 지하 천공방법과 그 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 지하 천공방법은 굴삭기의 부움 선단에 부착되는 설치 프레임에 지하를 굴착하는 천공 스크류와 상기 천공 스크류를 구동하는 구동기구 및 상기 구동기구를 이동시키는 다단 실린더를 세팅하는 기구 준비단계와, 상기 기구 준비단계에서 세팅된 기구를 굴삭기의 부움 선단에 부착 설치하는 기구 설치단계 및, 상기 다단 실린더를 점진적으로 신장시키면서 구동기구와 천공 스크류를 전진 이송시켜 지하에 구멍을 뚫는 천공단계로 이루어진다. 그리고 필요에 따라 상기 천공 스크류를 연결하여 천공 스크류의 길이를 연장하는 천공 스크류 연장설치 단계를 추가 포함할 수 있다. 이러한 본 발명의 방법을 이용함으로써 길이가 짧은 천공스크류와 다단 실린더를 이용하여서도 지하에 수평방향 또는 수직방향으로 길이가 긴 구멍을 형성시킬 수 있고, 굴삭기의 선단에 길이가 길지 않은 천공 스크류와 다단 실린더를 설치하여 사용할 수가 있으므로 장비를 다루기가 용이한 등의 효과를 얻을 수 있다.

굴삭기, 수평천공, 스크류, 다단실린더, 이송레일

Description

굴삭기를 이용한 지하 천공방법 및 그 장치{Method of piercing hole in the underground using an excavator and an apparatus therefore}

본 발명은 굴삭기의 부움 선단에 설치하여 지하에 배수 관로용 구멍을 뚫는 방법과 장치에 관한 것으로, 특히 굴착 스크류와 구동기구 및 다단 실린더를 사용하여 짧은 굴착 스크류를 사용하여서도 지하에 기다란 구멍을 뚫을 수 있게 한 굴삭기를 이용한 지하 천공방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 상·하수도관이나 가스관 또는 통신관을 지중에 매설하는 관로공사를 할 때, 도로의 지하에 매설된 대형 관에서 건물의 내부 또는 집안으로 들어오는 인입관을 설치하기 위해서는, 건물의 아래 또는 좁은 공간 등을 통과하여야 하기 때문에 지표면에서 굴착작업을 할 수가 없는 경우가 많다.

또한, 굴착 작업을 한다고 하여도 지표면에서 인입관을 매설하기 위한 깊이의 지점까지 지하로 파내려 가기 위해서는 많은 인력과 장비 및 시간이 소요되는 문제가 있고, 또 인입관을 설치한 다음 되메움 작업을 하기에도 많은 번거로움과 지표면이 고르게 메워지지 않는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 굴삭기의 부움 선단에 스크류 축을 연결하여, 다관절인 굴삭기의 부움을 이용해 상기 스크류를 수평으로 배치되게 하여 지하를 수평으로 굴착한 다음, 굴착된 공간 속에 필요한 도관을 삽입해 넣어 설치하는 방법을 사용하고 있다.

이와 같이 굴삭기의 부움에 스크류 축을 설치하여 지하에 수평 구멍을 뚫어 도관을 설치함으로써 개방굴착 작업을 하지 않고서도 간단하게 지하에 도관을 수평으로 매설할 수 있게 된다.

그런데 지하에서 수평으로 뚫어야 할 구멍의 길이가 긴 경우에 굴삭기의 부움 선단에 굴삭기 부움의 길이보다 더 긴 스크류 축을 설치하여 사용하면, 스크류 축을 자유롭게 조절하기가 어렵다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 본 발명의 출원인이 10-2007-60933호로 "다각도 천공각도 조절장치"라는 발명을 출원하여 등록받은 바 있습니다.

상기 발명에 따른 장치는 굴삭기의 부움 선단에 여러 가지 방향으로 회절할 수 있는 유니버셜 죠인트를 설치하고, 상기 유니버셜 죠인트의 선단에 스크류 축을 연결하여 길이가 굴삭기의 부움에 길이가 긴 스크류 축을 설치하여 다각도로 간편하게 다룰 수 있게 한 것이다.

그러나, 상기 발명에 따른 장치가 비록 길이가 긴 스크류 축을 다각도로 다룰 수가 있게 할 수 있지만, 길이가 긴 스크류 축을 처음부터 세팅하여 사용해야 하기 때문에 근본적으로 길이가 긴 스크류 축을 다루어야 한다는 어려움은 완전하게 배제할 수는 없었다.

그리고 비록 길이가 긴 유니버셜 죠인트를 사용하여 스크류 축을 다룰 수 있게 한다고 하여도 굴삭기의 부움 길이 때문에 설치할 수 있는 스크류 축의 길이에 한계가 있어, 길이가 아주 긴 굴착 공사를 하여야 하는 경우에는 곤란하다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하여, 굴삭기의 부움 선단에 길이가 긴 스크류 축을 설치하지 않고서도 지하에 도관을 설치하기 위한 구멍을 굴착할 수 있게 한 굴삭기를 이용한 지하 천공방법과 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는 굴삭기를 이용한 수평천공장치는 굴삭기의 부움 선단에 결속되는 프레임과, 상기 프레임의 내부에 이동할 수 있게 설치된 천공 스크류, 상기 천공 스크류와 연결되어 프레임의 내부를 따라 이동하면서 천공 스크류를 구동시키는 구동기구, 상기 구동기구와 천공 스크류를 프레임의 내면을 따라 이동할 수 있게 지지하는 레일, 상기 프레임의 내부 에 고정설치되어 있으면서 상기 구동기구와 연결되어 상기 구동기구와 천공 스크류를 전후진 이동시키는 다단 실린더로 이루어진다.

상기 다단실린더는 유압으로 작동되는 유압실린더로 이루어지고, 상기 구동기구는 회전력을 발생하는 구동모터와 감속기 및 연결기구로 이루어지며, 상기 구동 모터는 유압과 공압 또는 전기를 구동원으로 하는 것을 사용할 수가 있다.

이러한 본 발명에 따른 지하 천공방법과 그 장치를 이용함으로써 길이가 짧은 천공 스크류와 다단 실린더를 이용하여서도 지하에 수평방향 또는 수직방향으로 길이가 긴 구멍을 형성시킬 수 있고, 굴삭기의 선단에 길이가 길지 않은 천공 스크류와 다단 실린더를 설치하여 사용할 수가 있으므로 장비를 다루기가 용이한 등의 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 발명에 따른 장치가 수축된 상태에서의 정면도, 도면 2는 본 발명에 따른 장치가 신장된 상태에서의 정면도, 도면 3은 본 발명에 따른 장치가 수축된 상태의 평면도, 도면 4는 본 발명에 따른 장치가 신장된 상태의 평면도, 도면 5는 도면 1의 A-A 선을 따른 단면도이다.

본 발명에 따른 지하 천공방법은 굴삭기의 부움 선단에 탈착 가능하게 부착 되는 설치 프레임(1)에 지하를 굴착하는 천공 스크류(2)와 상기 천공 스크류(2)를 구동하는 구동기구(3) 및 상기 구동기구(3)를 이동시키는 다단 실린더(4)를 세팅하는 기기 준비단계와, 상기 기기 준비단계에서 기기가 세팅된 설치 프레임(1)을 굴삭기의 부움 선단에 부착 설치하는 기구 설치단계 및, 상기 굴삭기 부움을 가동시키면서 천공 스크류(2)를 굴착하고자 하는 지점으로 이송시켜 상기 다단 실린더(4)를 점진적으로 신장시키면서 구동기구(2)와 천공 스크류(2)를 전진 이송시켜 지하에 구멍을 뚫는 천공단계로 이루어진다.

즉, 본 발명에 따른 수평 천공 방법은 다단으로 신축 작동하는 다단 실린더(4)를 작동시키면서 지하를 굴착하는 천공 스크류(2)와 상기 천공 스크류(2)를 구동하는 구동기구(3)를 이송시키면서 지하에 굴착 작업을 하는 것이다.

그리고 상기 다단 실린더(4)와 천공 스크류(2) 및 구동기구(3)를 동일한 설치 프레임(1)에 탑재하여 다단 실린더(4)의 신축 작동에 따라 천공 스크류(2)를 작동시키는 구동기구(3)가 함께 이동하면서 천공 스크류(2)를 이송시켜 주게 되어 있기 때문에 동력 전달과정이 복잡하지 않고 간단하게 천공 스크류(2)를 이송시키면서 지하에 관로 설치용 구멍을 뚫을 수가 있는 것이다.

그리고, 상기 필요에 따라 상기 천공 스크류(2)를 추가로 연결하여 천공 스크류(2)의 길이를 연장함으로써, 상기한 바와 같이 다단 실린더(4)와 함께 지하에 뚫을 수 있는 구멍의 길이를 더욱 길게 연장할 수 있게 된다.

이러한 방법을 실현하기 위한 본 발명의 장치는, 도면 1 내지 도면 4에 도시하여 나타낸 바와 같이, 굴삭기의 부움 선단에 결속되는 설치 프레임(1)과, 상기 프레임(1)의 내부에 이동할 수 있게 설치된 천공 스크류(2), 상기 천공 스크류(2)와 연결되어 프레임(1)의 내부를 따라 이동하면서 천공 스크류(2)를 구동시키는 구동기구(3), 상기 프레임(2)의 내부에 고정설치되어 있으면서 상기 구동기구(3)와 연결되어 상기 구동기구(3)와 천공 스크류(2)를 전후진 이동시키는 다단 실린더(4)로 이루어진다.

상기 다단 실린더(4)는 유압으로 작동되는 유압실린더로 이루어지고, 상기 구동기구(3)는 회전력을 발생하는 구동모터(5)와 감속기(6) 및 연결기구(7)로 이루어지며, 상기 구동모터(5)는 유압과 공압 또는 전기를 구동원으로 하는 것을 사용할 수가 있다.

상기 천공 스크류(2)는 연결기구(7)를 통하여 감속기(6)와 연결되어 있는데, 상기 연결기구(7)는 도면 2와 도면 3에 도시하여 나타낸 바와 같이, 나사 및 볼트를 사용하여 필요에 따라 간단하게 분리할 수 있게 되어 있다.

그리고, 상기 구동기구(3)를 이루는 구동모터(5)와 감속기(6)는 도면 5에 도시하여 나타낸 바와 같이, 설치 프레임(1)의 내면에 구비된 레일(8)과 구동기구(3)에 부착된 롤러(9)를 매개하여 설치 프레임(1)의 내면을 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 설치되어 있다.

상기 레일(8)은 윗면이 개방된 설치 프레임(1)의 내면에 길이 방향을 따라 배치되어 있으면서, 좌우측면과 바닥면에 설치되어 구동기구(3)를 지지하게 되어 있고, 상기 롤러(9)는 구동기구(3)에 회전할 수 있도록 설치되어 있으면서 상기 레일(8)과 결합하여 구동기구(3)를 설치 프레임(1)의 전후를 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다.

따라서, 본 발명에 따른 장치는 상기 다단 실린더(4)가 신축작동하면 상기 구동기구(3)가 롤러(9)와 레일(8)에 의해 부드럽게 설치 프레임(1)의 내면을 따라 전진하게 되고, 상기 구동기구(3)에 연결기구(7)를 통하여 연결되어 있는 천공 스크류(2)가 전진 이동하면서 지하에 천공작업을 하게 되는 것이다.

한편, 상기한 바와 같이 다단 실린더(4)는 유압 관로(4a)를 통하여 공급되는 유압에 의해 신축작동하게 되어 있고, 상기 구동기구(3)를 이루는 구동모터(5)는 동력관(5a)을 통하여 공급되는 유압이나 압축공기 또는 전기에 의해 작동하게 되어 있고, 상기 구동모터(5)의 회전력은 감속기(6)를 거치면서 적절한 속도로 제어되어 천공 스크류(2)를 가동시킨다.

상기 천공 스크류(2)의 선단에는 필요에 따라 에어 해머(10)를 설치하여 사용할 수 있는데, 상기 에어 해머(10)는 압축공기를 사용하여 작동하게 되어 있기 때문에, 상기 에어 해머(10)에 압축공기를 공급하기 위해 천공 스크류(2)의 내부에 공기 통로(11)가 설치되어 있고, 상기 연결기구(7)에도 압축공기호스(12)를 연결하기 위한 연결구(13)가 마련되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 장치는 상기 다단 실린더(4)를 신장 작동시키면서 동시에 구동모터(5)를 가동시키면, 천공 스크류(2)가 땅속을 파고들어가면서 구멍을 뚫게 되므로, 다단 실린더(4)의 신장 길이에 해당하는 만큼 깊은 구멍을 뚫을 수가 있는 것이다.

그러므로 본 발명에 따른 장치를 사용하면 길이가 짧은 천공 스크류(2)를 사 용하여서도 땅속에 깊은 구멍을 뚫을 수가 있게 되고, 작업의 시작 초기에 길이가 짧은 천공 스크류(2)를 굴삭기의 부움 선단에 매달아 사용하기 때문에 좁은 공간에서 천공 스크류(2)를 다루기가 용이하다는 편리함이 있다.

또한, 지하에 뚫은 구멍의 깊이가 다단 실린더(4)의 길이가 보다 더 긴 경우에는, 도면 6에 도시한 바와 같이, 천공 스크류(2)의 뒤쪽에 보조 스크류(14)를 연장 연결하여 사용할 수가 있는데, 이와 같이 보조 스크류(14)를 연결할 때는 도면 6에 도시하여 나타낸 바와 같이 나사식으로 회전시켜 결합하거나 핀 타입으로 끼워 결합할 수가 있다.

그리고 천공 스크류(2)의 뒤쪽에 추가 연결하는 보조 스크류(14)는 6(a)에 도시하여 나타낸 바와 같이 블레이드(14a)가 구비된 것을 사용할 수도 있고, 도면 6(b)에 도시하여 나타낸 바와 같이 블레이드를 갖추지 않고 원통형으로 된 것을 사용할 수도 있다.

이와 같이 보조 스크류(14)를 사용하는 경우에도 보조 스크류(14)의 내부에 압축 공기를 전달하기 위한 공기 통로(15)가 마련되어 천공 스크류(2)의 선단에 설치된 해머(10)에 압축공기를 전달할 수 있게 해야 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 장치와 방법을 사용함으로써, 지하를 천공하는 천공 스크류가 설치 프레임(1)의 내부에 내장된 상태로 작업을 시작함으로써, 길이가 짧은 천공 스크류를 다루기가 쉬워 좁은 지하 공간에서 천공 작업을 하기가 용이하면서도, 다단 실린더(4)를 사용하여 깊이가 깊은 구멍을 뚫을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치가 수축된 상태에서의 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 장치가 신장된 상태에서의 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 장치가 수축된 상태의 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 장치가 신장된 상태의 평면도,

도 5는 도면 1의 A-A 선을 따른 단면도,

도 6은 본 발명의 방법에 따라 천공 스크류의 뒤쪽에 연장 설치하는 보조 스크류의 종류를 나타낸 개략도이다.

* 도면의 참조 부호에 대한 설명*

1 - 설치 프레임 2 - 천공 스크류

3 - 구동기구 4 - 다단 실린더

5 - 구동모터 6 - 감속기

7 - 연결기구 8 - 레일

9 - 롤러 10 - 에어 해머

11 - 공기통로 12 - 압축공기호스

13 - 연결구 14 - 보조 스크류

Claims (5)

1. 굴삭기의 부움 선단에 탈착 가능하게 부착되는 설치 프레임에 지하를 굴착하는 천공 스크류와 상기 천공 스크류를 구동하는 구동기구 및 상기 구동기구를 이동시키는 다단 실린더를 세팅하는 기기 준비단계와, 상기 기기 준비단계에서 기기가 세팅된 설치 프레임을 굴삭기의 부움 선단에 부착 설치하는 기구 설치단계 및, 상기 굴삭기 부움을 가동시키면서 천공 스크류를 굴착하고자 하는 지점으로 이송시켜 상기 다단 실린더를 점진적으로 신장시키면서 구동기구와 천공 스크류를 전진 이송시켜 지하에 구멍을 뚫는 천공단계로 이루어진 굴삭기를 이용한 지하 천공방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 천공 스크류의 뒤쪽에 보조 스크류를 연장 설치하여 스크류의 길이를 연장하는 스크류 연장단계가 추가 포함된 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 지하 천공방법
3. 굴삭기의 부움 선단에 결속되는 설치 프레임과, 상기 설치 프레임의 내부에 이동할 수 있게 설치된 천공 스크류, 상기 천공 스크류와 연결되어 프레임의 내부를 따라 이동하면서 천공 스크류를 구동시키는 구동기구, 상기 구동기구와 천공 스크류를 프레임의 내면을 따라 이동할 수 있게 지지하는 레일, 상기 프레임의 내부 에 고정설치되어 있으면서 상기 구동기구와 연결되어 상기 구동기구와 천공 스크류를 전후진 이동시키는 다단 실린더로 이루어진 굴삭기를 이용한 지하 천공장치
4. 제 3항에 있어서, 상기 구동기구는 회전력을 발생하는 구동모터와 감속기 및 연결기구로 이루어지고, 상기 구동모터는 유압과 공압 또는 전기를 구동원으로 하는 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 지하 천공장치
5. 제 3항에 있어서, 상기 구동기구와 상기 설치 프레임의 내면 사이에 구동기구의 이송을 원활하게 하기 위한 레일과 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 지하 천공장치

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