KR102235286B1 - 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버 - Google Patents

굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버 Download PDF

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KR102235286B1 KR1020200135419A KR20200135419A KR102235286B1 KR 102235286 B1 KR102235286 B1 KR 102235286B1 KR 1020200135419 A KR1020200135419 A KR 1020200135419A KR 20200135419 A KR20200135419 A KR 20200135419A KR 102235286 B1 KR102235286 B1 KR 102235286B1
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Abstract

본 발명은 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버에 관한 것으로, 본 발명은 왕복 구동력을 발생시키는 브레이커 본체; 상기 브레이커 본체에 장착되는 고정하우징; 상기 고정하우징에 회전 가능하게 결합되는 회전하우징; 상기 회전하우징을 각회전시키는 회전구동유닛; 상기 회전하우징에 장착되어 파일를 파지하거나 파지를 해제하는 그리퍼; 상기 고정하우징 및 회전하우징을 관통하도록 상기 브레이커 본체에 결합되어 브레이커 본체의 왕복 구동력에 의해 상기 파일에 반복적인 타격력을 가하는 타격치즐을 포함한다. 본 발명에 따르면, 암반, 콘크리트구조물 등을 파쇄하는 기능 뿐만 아니라 파일을 지반에 직타하여 설치하고, 구성이 간단하고 제작단가가 저렴하다.

Description

굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버{HYDRAULIC IMPACT PILE DRIVER FOR EXCAVATOR}
본 발명은 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버에 관한 것이다.
건설공사 현장 또는 토목공사 현장에서 암반 또는 기존 콘크리트 구조물을 파쇄하거나 땅을 파는 작업을 하는데 굴삭기가 주로 사용된다. 굴삭기는 동력원인 유압으로 굴삭기의 아암 선단부에 장착되는 작업 툴을 작동시켜 작업한다. 굴삭기의 작업 툴(일명, 어태치먼트라고도 함)은 브레이커, 버켓, 바이브로 해머 등이 있다. 이와 같은 작업 툴은 작업 목적에 따라 굴삭기에 교체하여 사용된다.
브레이커는, 굴삭기에서 발생되는 유압에 의해 왕복구동력을 발생시키는 브레이커 본체와, 그 브레이커 본체에 왕복 움직임 가능하게 결합되는 치즐로 구성되며, 브레이커 본체의 왕복 구동력에 의해 치즐이 상하로 움직이면서 암반, 콘크리트구조물 등을 파쇄한다. 대한민국 공개실용신안공보 제20-2009-0003803호(2009.04.23. 공개일),
바이브로 해머는, 진동을 발생시키는 본체와, 그 본체에 연결되어 시트파일이나 에이치빔을 파지하는 그리퍼로 구성되며, 그리퍼로 시트파일을 파지하여 본체의 강력한 진동으로 시트파일을 지반에 박아 설치한다. 바이브로 해머는 강력한 진동으로 시트파일을 지반에 박아 설치하게 되어 효율성 있는 시트파일 작업을 할 수 있다는 장점을 가지고는 있으나, 무게가 무거워 운반작업이 쉽지 않을 뿐만 아니라 구성이 복잡하고 제작단가가 비싸 단순히 시트파일 작업용으로만 사용하기에 활용도가 떨어지고 경제적인 부담이 있다.
본 발명의 목적은 암반, 콘크리트구조물 등을 파쇄하는 기능 뿐만 아니라 파일을 지반에 직타하여 설치하는 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구성이 간단하고 제작단가가 저렴한 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 왕복 구동력을 발생시키는 브레이커 본체; 상기 브레이커 본체에 장착되는 고정하우징; 상기 고정하우징에 회전 가능하게 결합되는 회전하우징; 상기 회전하우징을 각회전시키는 회전구동유닛; 상기 회전하우징에 장착되어 파일을 파지하거나 파지를 해제하는 그리퍼; 상기 고정하우징 및 회전하우징을 관통하도록 상기 브레이커 본체에 결합되어 브레이커 본체의 왕복 구동력에 의해 상기 파일에 반복적인 타격력을 가하는 타격치즐을 포함하는 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버가 제공된다.
본 발명은 브레이커 본체, 고정하우징, 회전하우징, 회전구동유닛, 그리퍼, 타격치즐을 포함하게 되므로 그리퍼로 파일(예를들면, 시트파일)을 파지하여 세우고 브레이커 본체의 왕복구동력으로 타격치즐이 상하로 왕복하면서 파일을 다이렉트로 타격하여 파일을 지반에 박게 되어 파일을 지반에 박는 작업 속도가 빠르게 된다.
또한, 본 발명은 회전구동유닛으로 그리퍼가 장착된 회전하우징을 회전시키면서 그리퍼를 파일의 한쪽 단부의 위치를 맞추어 파지하게 되므로 굴삭기를 이동시키지 않고 그리퍼로 파일을 파지하게 되어 작업 반경이 줄어들고 작업 효율을 높이게 된다.
또한, 본 발명은 브레이커 본체에 고정하우징, 회전하우징, 회전구동유닛, 그리퍼, 타격치즐을 장착하여 에이치빔이나 시트파일 등의 파일를 지반에 박는 기능을 하게 되고, 브레이커 본체에 장착된 고정하우징, 회전하우징, 회전구동유닛, 그리퍼를 분리하고 브레이커 본체와 타격치즐로 브레이커 기능을 하게 되므로 장비 활용도를 높이고, 아울러 구성이 간단하여 제작단가가 저렴하고, 에이치빔이나 시트파일을 진동으로 지반에 박는 기존 고가의 바이브로 해머의 별도 사용을 배제하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예가 굴삭기에 장착된 상태를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예를 구성하는 파일지지부재의 일예를 도시한 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예를 구성하는 가이드부재의 일예를 도시한 정면도.
이하, 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예가 굴삭기에 장착된 상태를 도시한 정면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예를 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예를 도시한 정면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예는 굴삭기(10)의 아암 선단부(11)에 착탈 가능하게 장착된다.
도 1, 2, 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 일실시예는, 브레이커 본체(100), 고정하우징(200), 회전하우징(300), 회전구동유닛(400), 그리퍼(500), 타격치즐(600)을 포함한다.
브레이커 본체(100)는 왕복 구동력을 발생시킨다. 브레이커 본체(100)의 일예로, 브레이커 본체(100)는 실린더블록(110)과, 그 실린더블록(110)에 왕복 운동 가능하게 삽입되는 피스톤(120)과, 실린더블록(110)에 구비되어 유압에 의해 피스톤을 왕복 운동시키는 유압밸브유닛(130)과, 실린더블록(110)의 상부에 연결되는 백헤드(140)와, 실린더블록(110)의 하부에 연결되는 프론드헤드(150)와, 실린더블록(110)의 양측면에 결합되어 한쪽이 굴삭기의 아암 선단부(11)에 착탈 가능하게 연결되는 브라켓(160)들 포함한다. 유압밸브유닛(130)의 작동에 의해 유압이 피스톤(120)에 작용하면서 피스톤(120)이 왕복 구동한다. 브레이커 본체(100)는 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
고정하우징(200)은 브레이커 본체(100)에 장착된다. 고정하우징(200)의 일예로, 고정하우징(200)은 브레이커 본체(100)에 고정되는 고정부재(210)와, 그 고정부재(210)에 연장 형성되어 회전하우징(300)과 연결되며 타격치즐(600)이 관통하는 연결부재(220)를 포함한다. 고정부재(210)의 일예로, 고정부재(210)는 서로 간격을 두고 위치하며 브레이커 본체(100)의 양측면에 각각 지지 고정되는 수평판부(211)들과, 그 수평판부(211)의 하단을 연결하며 내부에 타격치즐(600)이 관통하는 관통구멍이 구비되는 하면판부(212)를 포함한다. 연결부재(220)의 일예로, 연결부재(220)는 고정부재(210)의 관통구멍 내경과 상응하는 내경을 가지며 상단이 하면판부에 연결되는 원통부(221)와, 그 원통부(221)의 하단에 수평 방향으로 연장 형성되는 제1 환형지지판부(222)를 포함한다. 고정하우징(200)의 고정부재(210)는 체결유닛에 의해 브레이커 본체(100)에 체결되는 것이 바람직하다. 체결유닛의 일예로, 체결유닛은 복수 개의 볼트들과 너트들을 포함할 수 있다. 체결유닛은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
회전하우징(300)은 고정하우징(200)에 회전 가능하게 연결된다. 회전하우징(300)의 일예로, 회전하우징(300)은 타격치즐(600)이 관통하여 타격치즐(600)의 단부가 내부에 위치하는 몸통체(310)와, 그 몸통체(310)의 상단부에 구비되어 고정하우징(200)에 회전 가능하게 연결되는 회전연결부재(320)와, 몸통체(310)에 구비되어 파일의 상단부를 지지 고정하는 파일지지부재(330)를 포함한다.
몸통체(310)의 일예로, 몸통체(310)는 내부에 타격치즐(600)이 관통되는 관통구멍이 구비되는 베이스판부(311), 그 베이스판부(311)의 하면 양쪽에 각각 구비되는 수직판부(312)들과, 그 수직판부(312)들의 하단에 연결되며 그리퍼(500)가 장착되는 장착판부(313)를 포함한다. 베이스판부(311)의 일예로, 베이스판부(311)는 사각판 형성되며 그 사각판의 가운데 부분에 관통구멍이 구비된다. 수직판부(312)의 일예로, 수직판부(312)는 사각판 형상으로 형성되며 길이 방향이 수직 방향으로 위치한다. 수직판부(312)들은 관통구멍을 중심으로 베이스판부(311)의 양단에 각각 연결됨이 바람직하다. 장착판부(313)의 일예로, 장착판부(313)는 내부에 파일의 상단부가 관통 삽입되는 파일삽입구멍(31)이 구비된 사각판 형상으로 형성된다. 파일삽입구멍(31)은 장착판부(313)의 가운데 부분에 위치하는 것이 바람직하다. 파일는 시트파일, 에이치빔, 원통관 등이 될 수 있다. 장착판부(313)의 상면이 양단부분이 수직판부(312)들의 하단에 연결되고 장착판부(313)의 하면에 그리퍼(500)가 장착된다.
회전연결부재(320)의 일예로, 회전연결부재(320)는 고정하우징(200)의 연결부재 제1 환형지지부(222)의 외경보다 큰 내경을 가지며 하단이 몸통체(310)의 베이스판부(311)에 연결되는 원통부(321)와, 그 원통부(321)의 상단에 내측으로 연장 형성되어 내경이 연결부재(220)의 원통부(221) 외경보다 큰 제2 환형지지부(322)를 포함한다.
파일지지부재(330)의 일예로, 몸통체(310)의 장착판부(313)의 상면에 서로 간격을 두고 구비되는 두 개의 수직판(331)들으로 구성된다. 두 개의 수직판(331)들 사이에 파일삽입구멍(31)의 일부분이 위치한다. 파일의 상단부가 몸통체 장착판부(313)의 파일삽입구멍(31)을 관통한 상태에서 파일지지부재(330)의 두 개의 수직판(331)들 사이에 위치한다. 파일지지부재(330)의 다른 일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 파일지지부재(330)는 디귿자 형상으로, 서로 간격을 두고 위치하는 두 개의 수직판(332)과, 그 두 개의 수직판(332)들의 상단을 연결하는 스토퍼판(333)를 포함한다. 파일지지부재(330)의 다른 일예는 두 개의 수직판(332)의 하단이 장착판부(313)의 상면에 연결되어 두 개의 수직판(332)들 사이에 파일삽입구멍(31)의 일부분이 위치한다. 장착판부(313)의 파일삽입구멍(31)은 장착판부(313)가 두 개의 부분으로 분리되게 형성될 수도 있다. 한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 장착판부(313)의 하면에 파일지지부재(330)의 두 개의 수직판(331)들 사이로 파일의 상단부가 원활하게 유입되도록 안내하는 가이드부재(334)들이 구비됨이 바람직하다. 가이드부재(334)는 수직판(331)들 사이의 양쪽에 각각 구비되며, 내측면에 곡선면이 구비된다.
회전하우징(300)의 제2 환형지지부(322) 내부로 고정하우징(200)의 연결부재 원통부(221)가 관통한 상태로 결합되어 고정하우징(200)의 제1 환형지지부(222)와 회전하우징(300)의 제2 환형지지부(322)가 서로 대면 또는 접면되며 제1,2 환형지지부(222)(322) 사이에 베어링(340)이 구비된다. 이로 인하여, 고정하우징(200)과 회전하우징(300)이 연결된 상태로 회전하우징(300)이 회전 가능하게 된다.
회전구동유닛(400)은 회전하우징(300)을 각회전시킨다. 회전구동유닛(400)의 일예로, 회전구동유닛(400)은 고정하우징(200)에 장착되어 회전력을 발생시키는 유압모터(410)와, 그 유압모터(410)의 회전력을 회전하우징(300)에 전달하는 동력전달유닛(420)을 포함한다. 동력전달유닛(420)의 일예로, 동력전달유닛(420)은 유압모터(410)의 모터축에 결합되는 웜엄과, 회전하우징(300)의 상부에 결합되어 워엄과 맞물리는 워엄기어를 포함한다. 동력전달유닛(420)의 다른 일예로, 동력전달유닛(420)은 유압모터(410)의 모터축에 결합되는 구동스퍼어기어와, 그 구동스퍼어기어에 맞물리며 회전하우징(300)에 결합되는 종동스퍼어기어를 포함한다. 동력전달유닛은 다양하게 구현될 수 있다. 회전구동유닛(400)의 유압모터(410)가 정회전력 또는 역회전력을 발생시키면 그 정,역회전력이 동력전달유닛(420)을 통해 회전하우징(300)에 전달되어 회전하우징(300)이 정방향으로 회전하거나 역방향으로 회전하게 된다. 회전하우징(300)이 정방향으로 회전하거나 역방향으로 회전하게 되면 그 회전하우징(300)에 장착된 그리퍼(500)가 정회전 또는 역회전 하게 된다.
그리퍼(Gripper)(500)는 회전하우징(300)에 장착되어 파일를 파지하거나 그 파지를 해제시킨다. 그리퍼(500)의 일예로, 그리퍼(500)는 두 개의 핑거부재(510)들과, 그 두 개의 핑거부재(510)들을 움직여 두 개의 핑거부재(510)들이 파일를 파지하거나 그 파지를 해제시키는 핑거구동유닛(520)을 포함한다. 그리퍼(500)는 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다. 그리퍼(500)는 회전하우징(300)의 몸통체 장착판부(313) 하면에 장착되되, 두 개의 핑거부재(510)들이 파일삽입구멍(31)의 중심을 기준으로 양쪽에 한 개씩 위치하도록 결합된다. 그리퍼(500)는 한 개인 것이 바람직하다. 한편, 그리퍼(500)는 2개, 3개, 즉 복수 개가 결합될 수도 있다.
타격치즐(600)은 고정하우징(200) 및 회전하우징(300)을 관통하도록 브레이커 본체(100)에 결합되어 브레이커 본체(100)의 왕복 구동력에 의해 그리퍼(500)에 의해 파지되거나 파지가 해제된 파일에 반복적인 타격력을 가한다. 타격치즐(600)은 브레이커 본체(100)의 프론트 헤드(150)에 구비된 삽입홀에 삽입되어 프론트 헤드(150)에 삽입된 치즐핀(151)에 의해 설정된 거리로 왕복 운동할 수 있도록 결합된다. 타격치즐(600)은 피스톤(120)의 왕복 구동력이 전달되어 상하로 왕복하면서 반복적인 타격력을 발생시킨다. 타격치즐(600)은 다양한 형태로 구현된다. 타격치즐(600)의 일예로, 타격치즐(600)은 브레이커 본체(100)의 프론트 헤드(150) 삽입홀에 삽입되는 소경 환봉부와, 그 소경 환봉부의 일측 외주면에 일정 길이로 형성되어 치즐핀이 위치하는 핀이동홈과, 소경 환봉부의 한쪽 단부에 소경 환봉부의 외경보다 큰 외경으로 형성되는 대경 환봉부를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버의 작동과 효과를 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버를 굴삭기(10)의 아암 선단부(11)에 장착된 상태에서 파일(예를 들면, 시트파일 등)을 지반에 박을 경우 굴삭기(10)가 브레이커 본체(100)를 지면에 수평방향으로 위치시키고 회전구동유닛(400)으로 회전하우징(300)을 회전시켜 그리퍼(500)가 파일의 한쪽 단부를 파지할 수 있도록 위치시킨다. 그리퍼(500)의 핑거부재(510)들을 벌리고 브레이커 본체(100)를 파일 쪽으로 이동시켜 파일의 한쪽 단부를 핑거부재(510)들 사이에 위치시킨 후 핑거부재(510)들의 간격을 좁혀 그리퍼(500)가 파일의 단부를 파지한다. 이와 같은 상태에서 굴삭기(10)가 브레이커 본체(100)를 위로 들어 올림에 의해 파일을 세우고 작업 위치로 이동하여 파일을 수직 방향으로 위치시킨다. 그리고 그리퍼(500)의 핑거부재(510)들을 벌리면서 브레이커 본체(100)를 아래로 이동시켜 파일의 상단부를 회전하우징(300)의 내부로 삽입시켜 파일의 상단부를 회전하우징(300)에 의해 고정 지지시킨다. 브레이커 본체(100)에서 왕복 구동력을 발생시켜 브레이커 본체(100)에 삽입된 타격치즐(600)을 상하로 왕복시키며, 그 타격치즐(600)이 상하로 왕복하면서 파일 상단을 타격하여 파일을 지반에 박는다.
한편, 암반이나 콘크리트구조물을 파쇄하는 작업을 할 경우 고정하우징(200), 회전하우징(300), 회전구동유닛(400), 그리퍼(500)로 구성된 어셈블리를 브레이커 본체(100)에서 분리한 상태에서 브레이커 본체(100)에서 왕복 구동력을 발생시켜 브레이커 본체(100)에 삽입된 타격치즐(600)(또는 일반 치즐)을 상하로 왕복시키면서 암반이나 콘크리트구조물을 파쇄시킨다.
이와 같이 본 발명은 브레이커 본체(100), 고정하우징(200), 회전하우징(300), 회전구동유닛(400), 그리퍼(500), 타격치즐(600)을 포함하게 되므로 그리퍼(500)로 파일을 파지하여 세우고 브레이커 본체(100)의 왕복구동력으로 타격치즐(600)이 상하로 왕복하면서 파일을 다이렉트로 타격하여 파일을 지반에 박게 되어 파일을 지반에 박는 작업 속도가 빠르게 된다.
또한, 본 발명은 회전구동유닛으로 그리퍼(500)가 장착된 회전하우징(300)을 회전시키면서 그리퍼(500)를 파일의 한쪽 단부의 위치를 맞추어 파지하게 되므로 굴삭기(10)를 이동시키지 않고 그리퍼(500)로 파일을 파지하게 되어 작업 반경이 줄어들고 작업 효율을 높이게 된다.
또한, 본 발명은 브레이커 본체(100)에 고정하우징(200), 회전하우징(300), 회전구동유닛(400), 그리퍼(500), 타격치즐(600)을 장착하여 에이치빔, 시트파일 등의 파일을 지반에 박는 기능을 하게 되고, 브레이커 본체(100)에 장착된 고정하우징(200), 회전하우징(300), 회전구동유닛(400), 그리퍼(500)를 분리하고 브레이커 본체(100)와 타격치즐(600)로 브레이커 기능을 하게 되므로 구성이 간단하면서도 장비 활용도를 높이고, 에이치빔이나 시트파일을 진동으로 지반에 박는 기존 고가인 바이브로 해머의 별도 사용을 배제하게 된다.
100; 브레이커 본체 200; 고정하우징
300; 회전하우징 400; 회전구동유닛
500; 그리퍼 600; 타격치즐

Claims (7)

  1. 왕복 구동력을 발생시키는 브레이커 본체;
    상기 브레이커 본체에 장착되는 고정하우징;
    상기 고정하우징에 회전 가능하게 결합되는 회전하우징;
    상기 회전하우징을 각회전시키는 회전구동유닛;
    상기 회전하우징에 장착되어 파일를 파지하거나 파지를 해제하는 그리퍼;
    상기 고정하우징 및 회전하우징을 관통하도록 상기 브레이커 본체에 결합되어 브레이커 본체의 왕복 구동력에 의해 상기 파일에 반복적인 타격력을 가하는 타격치즐을 포함하며,
    상기 고정하우징은 상기 브레이커 본체에 고정되는 고정부재와, 상기 고정부재에 연장 형성되어 상기 회전하우징과 연결되며 상기 타격치즐이 관통하는 연결부재를 포함하며,
    상기 회전하우징은 상기 타격치즐이 관통하여 타격치즐의 단부가 내부에 위치하는 몸통체와, 상기 몸통체의 상단부에 구비되어 상기 고정하우징에 회전 가능하게 연결되는 회전연결부재와, 상기 몸통체에 구비되어 상기 파일의 상단부를 지지하는 파일지지부재와, 상기 몸통체의 하면에 상기 파일지지부재로 파일이 유입되는 것을 안내하는 가이드부재를 포함하며,
    상기 몸통체는 내부에 상기 타격치즐이 관통되는 관통구멍이 구비되는 베이스판부와, 상기 베이스판부의 하면 양쪽에 각각 구비되는 수직판부들과, 상기 수직판부들의 하단에 연결되며 내부에 상기 파일의 상단부가 관통 삽입되는 파일삽입구멍이 구비되며 하면에 상기 그리퍼가 장착되는 장착판부를 포함하며,
    상기 파일지지부재는 상기 몸통체의 장착판부의 상면에 상기 파일삽입구멍의 양쪽으로 위치하는 두 개의 수직판들을 포함하며,
    상기 가이드부재는 상기 장착판부의 하면에 상기 파일삽입구멍의 양쪽으로 각각 구비되며, 내측에 곡선면이 구비되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전구동유닛은 상기 고정하우징에 장착되어 회전력을 발생시키는 유압모터와, 상기 유압모터의 회전력을 상기 회전하우징에 전달하는 동력전달유닛을 포함하는 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버.
  6. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼는 한 개인 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버.
  7. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼는 복수 개인 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유압식 타격 파일드라이버.
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