KR20050026462A - 굴삭기 부착식 드릴링리그 - Google Patents

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KR20050026462A
KR20050026462A KR1020050014885A KR20050014885A KR20050026462A KR 20050026462 A KR20050026462 A KR 20050026462A KR 1020050014885 A KR1020050014885 A KR 1020050014885A KR 20050014885 A KR20050014885 A KR 20050014885A KR 20050026462 A KR20050026462 A KR 20050026462A
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부해룡
강준구
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(주)부마건설기계
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Abstract

본 발명은 굴삭기 부착식 드릴링리그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴삭기의 베이스머신에 설치된 암과 암 실린더를 작동시켜 드릴부의 높낮이를 주변 지형에 적합하게 조절하여 기동성과 이동성을 크게 향상시키고, 윈치를 작동시켜 켈리바만 상하로 움직여 길이를 조절하므로 와이어와 윈치에 작용하는 하중이 감소하고 안전성이 향상되며, 베이스머신과 드릴부를 직접 결합하여 사용할 수 있으므로 대형 마스터를 형성하여 사용할 필요가 없고 결합 및 분리 사용이 가능하며, 드릴링리그를 소형화함으로서 드릴링리그의 이동 및 작동이 간편해지며, 구동장치로서 2속 유압모터와 2속 감속기를 사용함으로서 구동장치의 부품수를 감소시키면서도 속도는 더욱 다양하게 다단계로 조절하여 작업상황에 적합하게 조절하여 드릴링리그를 작동시킬 수 있는 굴삭기 부착식 드릴링리그에 관한 것이다.

Description

굴삭기 부착식 드릴링리그{AN EXCAVATOR ATTACHED DRILLING RIG DEVICE}
본 발명은 굴삭기 부착식 드릴링리그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴삭기의 베이스머신에 설치된 암과 암 실린더를 작동시켜 드릴부의 높낮이를 주변 지형에 적합하게 조절하여 기동성과 이동성을 크게 향상시키고, 윈치를 작동시켜 켈리바만 상하로 움직여 길이를 조절하므로 와이어와 윈치에 작용하는 하중이 감소하고 안전성이 향상되며, 베이스머신과 드릴부를 직접 결합하여 사용할 수 있으므로 대형 마스터를 형성하여 사용할 필요가 없고 결합 및 분리 사용이 가능하며, 드릴링리그를 소형화함으로서 드릴링리그의 이동 및 작동이 간편해지며, 구동장치로서 2속 유압모터와 2속 감속기를 사용함으로서 구동장치의 부품수를 감소시키면서도 속도는 더욱 다양하게 다단계로 조절하여 작업상황에 적합하게 조절하여 드릴링리그를 작동시킬 수 있는 굴삭기 부착식 드릴링리그에 관한 것이다.
도 1은 종래의 드릴링리그의 구성을 나타내는 조립도이다. 도 1에 따르면, 종래의 드릴링리그는 크게 나누어서 베이스머신(12), 마스터(28), 드릴부(20)로 구분할 수 있다.
상기 베이스머신(12)은 드릴링리그에 유압을 공급하고 회수하면서 작업자가 굴삭기의 기능을 이용하여 드릴링리그를 작동시키도록 제어하는 역할을 한다. 암(14)은 마스터(28)와 결합되어 드릴부(20)를 지면에 대하여 수평방향으로 이동시키고, 암 실린더(16)는 마스터(28)와 드릴부(20)의 수평상태, 즉 지면에 대하여 수직이 되도록 조절하는 보조 역할을 한다.
상기 마스터(28)의 측면에는 주윈치(30)와 보조윈치(32)가 설치되고, 상단에는 로타리 드라이브(38)와 윈치헤드(36)가 설치된다. 상기 주윈치(30)와 보조윈치(32)에 감겨 있는 와이어(34)는 윈치헤드(36)를 거쳐서 드릴부(20)의 상단에 결합된다. 따라서 주윈치(30)와 보조윈치(32)를 조작함에 따라 와이어(34)를 감아서 드릴부(20)를 끌어올릴 수도 있고 지면으로 내릴 수도 있게 된다. 상기 윈치헤드(36)는 로타리 드라이브(38)의 상부에 설치되는데, 와이어(34)의 이동이 매끄럽게 진행되도록 함과 동시에, 와이어(34)의 플리트 앵글을 줄이고 와이어(34)가 꼬이지 않도록 잘 정렬시키는 역할을 한다.
그런데, 종래의 드릴링리그는 암(14)과 암 실린더(16)가 마스터(28)와 드릴부(20)를 지지하고 이동시켜야 하므로 하중이 많이 작용하고, 매우 큰 구동력이 요구되었다. 또한, 대형 마스터(28)가 형성되므로 고가다리나 기존 구조물과 같이 고도 및 이동성의 제한이 발생하는 경우에는 사용이 어려운 단점이 있었다.
또한, 주윈치(30)와 보조윈치(32)와 와이어(34)를 이용하여 드릴부(20)의 높낮이를 조절해야 하므로, 주윈치(30)와 보조윈치(32) 및 와이어(34)에 작용하는 하중도 매우 커서 구조적으로 불안정한 단점이 있었다.
도 2는 종래의 드릴링리그의 켈리바 구동장치를 도시하는 조립도이다. 도 2에 따르면, 켈리바(24)는 다단으로 형성되어 길이의 연장 및 축소가 가능하게 구성되는데, 켈리하우징(22) 측면에 구동장치가 설치된다.
상기 구동장치는 구동용 유압모터(42)와 스핀용 유압모터(43)로 구성되는데, 상기 켈리바(24)의 길이 연장 및 축소, 그리고 회전운동의 속도를 제어하게 된다. 일반적으로는 2개의 구동용 유압모터와 1개의 스핀용 유압모터를 사용하여, 스핀시에는 구동용 모터를 가동하여 2개의 구동축을 클러칭하면서 스핀용 모터를 구동시키는 시스템으로 구성된다.
그런데, 구동장치가 차지하는 부피 및 무게 하중에 비하여 회전수 변경 폭이 적어서 비효율적이었다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 굴삭기의 베이스머신에 설치된 암과 암 실린더를 작동시켜 드릴부의 높낮이를 주변 지형에 적합하게 조절하여 기동성과 이동성을 크게 향상시키는 굴삭기 부착식 드릴링리그를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 윈치를 작동시켜 켈리바만 상하로 움직여 길이를 조절하므로 와이어와 윈치에 작용하는 하중이 감소하고 안전성이 향상되는 굴삭기 부착식 드릴링리그를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 베이스머신과 드릴부를 직접 결합하여 사용할 수 있으므로 대형 마스터를 형성하여 사용할 필요가 없고 결합 및 분리 사용이 가능하며, 드릴링리그를 소형화함으로서 드릴링리그의 이동 및 작동이 간편해지는 굴삭기 부착식 드릴링리그를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구동장치로서 2속 유압모터와 2속 감속기를 사용함으로서 구동장치의 부품수를 감소시키면서도 속도는 더욱 다양하게 다단계로 조절하여 작업상황에 적합하게 조절하여 드릴링리그를 작동시킬 수 있는 굴삭기 부착식 드릴링리그를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 굴삭기 부착식 드릴링리그는, 드릴링리그의 작동을 제어하는 굴삭기의 베이스머신과 작업자의 조작에 의하여 작동되는 드릴부가 결합하여 형성되는데, 상기 베이스머신에는 굴삭기의 기능을 이용하여 드릴부의 높낮이와 수평위치를 조절함으로서 드릴링리그의 이동성과 기동성을 향상시키도록, 회전축을 중심으로 회전이 가능한 형상의 암 및 암 실린더가 형성되고, 상기 드릴부는 굴착지점의 깊이에 따라서 길이조절이 가능하도록 다수개의 단이 결합되어 형성되는 켈리바, 상기 켈리바의 길이를 조절하도록 와이어의 길이를 조절하는 주윈치 및 보조윈치, 상기 켈리바와 와이어를 연결함과 동시에 켈리바가 회전 가능하도록 형성된 로타리 스위블을 포함하며, 상기 켈리바는 최외측 단은 켈리하우징과 결합되고, 최내측 단의 상부는 로타리 스위블과 결합되고 하부는 작업툴과 결합되며, 구동장치로서 2속 유압모터와 2속 감속기를 사용하여 구동장치 개수는 감소시키면서 구동속도는 다단계로 조절이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 켈리바는 원형 또는 다각형 형상 중의 하나로 형성되며, 로타리 스위블의 높이를 조절함에 따라 켈리바 전체의 길이가 조절되도록, 각 단에는 걸림턱이 형성된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 주윈치와 보조윈치를 조작함에 따라 와이어가 원활하게 이동하도록, 켈리하우징 상부에 로타리 드라이브와 윈치헤드가 설치된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 켈리바의 길이를 줄여서 켈리하우징 내부로 회수할 때, 켈리바의 길이가 최소한계로 줄어들면, 자동으로 윈치의 작동을 멈추도록 상기 로타리 스위블 상부에 터치 플레이트와 감지센서가 설치된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 암 및 암 실린더와 켈리바의 결합 및 분리가 가능하도록 피벗 커넥터가 설치된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 드릴부의 작동을 제어하도록 유압밸브박스가 설치된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 굴삭기 부착식 드릴링리그를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 드릴링리그의 구성을 나타내는 조립도이다. 도 3에 따르면, 본 발명의 드릴링리그는 베이스머신(12)와 드릴부(20)의 결합으로 구성된다.
상기 베이스머신(12)에 설치되는 암(14)과 암 실린더(16)는 켈리하우징(22)과 결합됨으로서 드릴부(20)가 일정한 위치를 유지하도록 지지한다. 또한, 상기 암(14)은 회전축을 중심으로 회전하므로 드릴부(20)의 높낮이를 자유롭게 조절할 수 있다. 그리고, 암(14)과 암 실린더(16)가 켈리하우징(22)에 직접 결합되므로 대형 마스터를 설치할 필요가 없어서 드릴링리그가 경량화되고 이동성이 향상된다. 또한, 기동성이 향상되고 고가다리 아래나 기존 구조물로 인하여 대형 드릴링리그를 사용하기 어려운 장소에서도 제약없이 사용할 수 있는 장점이 있다.
그리고 주윈치(30)를 작동시켜 와이어(34) 길이를 조절함으로서 켈리바(24)의 길이를 연장시키거나 감소시킬 수 있는데, 상기 켈리바(24)가 균형을 유지하도록 보조윈치(32)가 설치될 수도 있다.
또한, 종래에는 암과 암 실린더가 마스터와 켈리하우징을 지지하고, 윈치와 와이어를 이용하여 켈리바와 켈리하우징 전체의 하중을 지탱해야 하므로 무게 하중이 상당히 컸다. 그러나, 본 발명의 드릴링리그는 대형 마스터를 설치할 필요가 없으므로 암(14)과 암 실린더(16)에 작용하는 하중도 상당히 감소하고, 주윈치(30)와 보조윈치(32)도 와이어(34)를 이용하여 켈리바(24)의 자체 하중만 지탱하면 되므로, 구조적으로 간단하면서 베이스머신(12)에 작용하는 하중도 상당히 감소하게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 드릴링리그의 켈리바 구동장치를 도시하는 조립도이다.
도 4a에 따르면, 윈치헤드(36)와 로타리 드라이브(38)가 켈리하우징(22)과 직접 결합되고, 2속 감속기(40)와 유압모터(42)를 사용하여 구동속도를 다단계로 조절하게 된다.
주윈치(30)와 보조윈치(32)에 의해 와이어(34)의 길이가 조절되는데, 상기 와이어(34)는 로타리 스위블(44)의 상부에 결합된다. 그리고 상기 로타리 스위블(44)의 하부는 다단으로 형성된 켈리바(24)의 최내측단과 결합된다. 따라서 와이어(34)의 길이를 조절하여 로타리 스위블(44)을 상부로 당기면 최내측 켈리바부터 함께 끌어올려서 켈리바(24)의 길이가 줄어들고, 로타리 스위블(44)을 하부로 내리면 최내측 켈리바부터 하부로 내려가면서 켈리바(24)의 길이가 연장되어, 켈리바(24)의 길이를 조절하도록 형성된다.
그런데, 상기 2속 감속기(40)와 유압모터(42)는 각각 2속으로 변환되므로, 굴착시의 구동력과 스핀시의 회전력을 다단계로 조절할 수 있어 구동장치의 부품수를 줄이면서도 드릴링리그를 효율적으로 작동시킬 수 있다.
도 4b에 따르면, 베이스머신의 암(14) 및 암 실린더(16)와 드릴부(20)가 결합되도록 피벗 커넥터(52)가 설치되고, 상기 피벗 커넥터(52)를 미세 조정하기 위해서 틸트 실린더(54)가 설치된다. 따라서 드릴부(20)의 높낮이와 켈리바(24)의 길이를 조절하면서 지면에 대한 수직상태나 작업위치 선정 등을 하기 위한 미세 조정은 틸트 실린더(54)가 피벗 커넥터(52)를 좌우로 회전시킴으로서 가능하게 된다.
상기 피벗 커넥터(52) 상부에는 주윈치(30)와 보조윈치(32)가 결합되어 와이어(34)의 길이를 조절함으로서 켈리바(24)의 길이를 연장시키거나 줄이게 된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 드릴링리그의 사용모습을 나타내는 사용상태도이다. 도 5에 따르면, 본 발명의 드릴링리그는 베이스머신(12)의 암(14)과 암 실린더(16)가 켈리하우징(22)과 결합하여 드릴부(20)의 높낮이 및 수평위치를 자유롭게 조절할 수 있도록 형성된다.
따라서, 본 발명의 드릴링리그는 종래의 드릴링리그에 설치되었던 마스터를 사용하지 않고 드릴링리그의 기능을 수행할 수 있어서, 소형화 및 경량화 되는 장점이 있다. 이에 따라 고도제한이나 기존 구조물의 간섭 등에 의해 종래에는 드릴링리그가 진입하기 어려웠던 장소에도 쉽게 작업할 수 있고, 이동성과 기동성이 향상된다.
그리고 켈리하우징(22)은 암(14)과 암 실린더(16)에 의해 지지되고, 주윈치(30)와 보조윈치(32)는 와이어(34) 길이를 조절하여 켈리바(24) 길이만 조절하면 되므로 하중을 적게 받게 된다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 굴삭기의 베이스머신에 설치된 암과 암 실린더를 작동시켜 드릴부의 높낮이를 주변 지형에 적합하게 조절하여 기동성과 이동성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
그리고 윈치를 작동시켜 켈리바만 상하로 움직여 길이를 조절하므로 와이어와 윈치에 작용하는 하중이 감소하고 안전성이 향상된다.
또한, 베이스머신과 드릴부를 직접 결합하여 사용할 수 있으므로 대형 마스터를 형성하여 사용할 필요가 없고 결합 및 분리 사용이 가능하며, 드릴링리그를 소형화함으로서 드릴링리그의 이동 및 작동이 간편해지는 장점이 있다.
또한, 구동장치로서 2속 유압모터와 2속 감속기를 사용함으로서 구동장치의 부품수를 감소시키면서도 속도는 더욱 다양하게 다단계로 조절하여 작업상황에 적합하게 조절하여 드릴링리그를 작동시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 드릴링리그의 구성을 나타내는 조립도.
도 2는 종래의 드릴링리그의 켈리바 구동장치를 도시하는 조립도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 드릴링리그의 구성을 나타내는 조립도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 드릴링리그의 켈리바 구동장치를 도시하는 조립도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른, 드릴링리그의 사용모습을 나타내는 사용상태도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10: 종래의 드릴링리그 100: 본 발명의 드릴링리그
12: 베이스머신 14: 암
16: 암 실린더 18: 유압밸브박스
19: 전기패널 20: 드릴부
22: 켈리하우징 24: 켈리바
26: 단턱 28: 마스터
30: 주윈치 32: 보조윈치
34: 와이어 36: 윈치헤드
38: 로타리 드라이브 40: 감속기
42: 구동용 유압모터 43: 스핀용 유압모터
44: 로타리 스위블 46: 감지센서
48: 터치 플레이트 50: 크라우드 실린더
52: 피벗 커넥터 54: 틸트 실린더
56: 작업툴

Claims (8)

  1. 굴삭기 부착식 드릴링리그에 있어서,
    드릴링리그의 작동을 제어하는 굴삭기의 베이스머신과 작업자의 조작에 의하여 작동되는 드릴부가 결합하여 형성되는데,
    상기 베이스머신에는 드릴부의 높낮이와 수평위치를 조절함으로서 드릴링리그의 이동성과 기동성을 향상시키도록, 회전축을 중심으로 회전이 가능한 형상의 암 및 암 실린더가 형성되고,
    상기 드릴부는 굴착지점의 깊이에 따라서 길이조절이 가능하도록 다수개의 단이 결합되어 형성되는 켈리바, 상기 켈리바의 길이를 조절하도록 와이어의 길이를 조절하는 주윈치 및 보조윈치, 상기 켈리바와 와이어를 연결함과 동시에 켈리바가 회전 가능하도록 형성된 로타리 스위블을 포함하며,
    상기 켈리바는 최외측 단은 켈리하우징과 결합되고, 최내측 단의 상부는 로타리 스위블과 결합되고 하부는 작업툴과 결합되며,
    구동장치로서 2속 유압모터와 2속 감속기를 사용하여 구동장치 개수는 감소시키면서 구동속도는 다단계로 조절이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 켈리바는 원형 또는 다각형 형상 중의 하나로 형성되며, 로타리 스위블의 높이를 조절함에 따라 켈리바 전체의 길이가 조절되도록, 각 단에는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
  3. 제 1항에 있어서,
    주윈치와 보조윈치를 조작함에 따라 와이어가 원활하게 이동하도록, 켈리하우징 상부에 로타리 드라이브와 윈치헤드가 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 켈리바의 길이를 줄여서 켈리하우징 내부로 회수할 때, 켈리바의 길이가 최소한계로 줄어들면, 자동으로 윈치의 작동을 멈추도록 상기 로타리 스위블 상부에 터치 플레이트와 감지센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 암 및 암 실린더와 켈리바의 결합 및 분리가 가능하도록 피벗 커넥터가 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
  6. 제 1항에 있어서,
    드릴부의 작동을 제어하도록 유압밸브박스가 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
  7. 굴삭기 부착식 드릴링리그에 있어서,
    드릴링리그를 작동시키는 굴삭기의 베이스머신과 작업자의 조작에 의하여 작동되는 드릴부가 결합하여 형성되는데,
    상기 베이스머신에는 드릴부의 높낮이와 수평위치를 자유롭게 조절하도록 암 및 암 실린더가 형성되고,
    상기 드릴부는 길이조절이 가능하도록 다수개의 단으로 형성되는 켈리바, 와이어를 감거나 풀어서 상기 켈리바의 길이를 조절하는 주윈치 및 보조윈치, 상기 켈리바와 와이어를 연결하여 와이어의 길이가 조절됨에 따라 켈리바의 길이를 조절하고 켈리바가 회전 가능하도록 형성된 로타리 스위블을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
  8. 굴삭기 부착식 드릴링리그에 있어서,
    드릴링리그를 작동시키는 굴삭기의 베이스머신과 작업자의 조작에 의하여 작동되는 드릴부가 결합하여 형성되는데,
    상기 베이스머신에는 드릴부의 높낮이를 자유롭게 조절하도록 암 및 암 실린더가 형성되고,
    상기 드릴부는 길이조절이 가능하도록 다수개의 단으로 형성되는 켈리바, 상기 켈리바의 길이를 조절하도록 와이어의 길이를 조절하는 주윈치 및 보조윈치, 상기 켈리바와 와이어를 연결하여 와이어의 길이가 조절됨에 따라 켈리바의 길이를 조절하고 켈리바가 회전 가능하도록 형성된 로타리 스위블을 포함하며,
    구동장치로서 2속 유압모터와 2속 감속기를 사용함으로서 구동장치 개수는 감소시키면서 구동속도는 다단계로 조절이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 부착식 드릴링리그.
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