KR100797594B1

KR100797594B1 - 멀티에어해머장치 및 그 굴삭방향 수정방법

Info

Publication number: KR100797594B1
Application number: KR1020000072762A
Authority: KR
Inventors: 미야모토오사무; 아키야마요시오; 와타나베타로
Original assignee: 가부시끼가이샤 도아 도네보오링
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 2000-12-02
Publication date: 2008-01-28
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: US6467558B2; HK1038782A1; CN1305046A; KR20010062100A; SG97991A1; US20010006120A1

Abstract

본 발명은 에너지 효율이 높고 또 간단하게 굴삭방향을 수정할 수 있는 멀티 에어해머장치 및 그 굴삭방향 수정방법을 제공한다.

본 발명은 해머케이스(18)에 수납배치된 3개의 에어해머(16A-16C) 각각이 그 선단부에 비트(26A-26C)를 구비하고 있고, 각각 단독으로 작동시킬 수 있다. 통상적인 굴삭시에는 모든 에어해머(16A-16C)를 작동시켜서 지반을 굴삭한다. 굴삭방향을 수정할시에는 먼저 수정할 방향에 대응하는 위치의 에어해머만을 작동시켜서 그 수정방향의 지반만을 소정량 굴삭하고, 이어서 모든 에어해머를 작동시켜서 지반을 굴삭한다. 그에 따라 선도해머체(10)는 수정하여야 할 방향을 향해서 굴진하게 되어 굴삭방향이 수정된다.

멀티에어해머 장치, 오가날개, 비트이빨, 선도해머체, 스위블장치

Description

멀티에어해머장치 및 그 굴삭방향 수정방법 {Apparatus of multiple air-hammer and method for modifying a digging direction thereof}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 멀티에어해머장치의 측면도,

도 2는 선도해머체의 측면단면도,

도 3은 선도해머체의 정면도,

도 4는 도 2에 도시한 선도해머체의 4-4 단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티에어해머장치에 있어서의 로드의 측면도,

도 6은 로드의 정면도,

도 7은 로드의 측면단면도,

도 8은 도 5의 8-8 단면도,

도 9(a)(b)(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티에어해머장치의 작용 설명도,

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티에어해머장치의 스위블장치의 측면단면도,

도 11은 스위블장치의 11-11 단면도,

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티에어해머장치에 있어서의 타겟의 정면도,

도 13(a)(b)(c)(d)(e)은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티에어해머장치의 작용 설명도,

도 14(a)(b)(c)(d)(e)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티에어해머장치의 작용 설명도,

도 15(a)(b)는 또 다른 실시형태의 멀티에어해머장치의 측면도와 저면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 로드 2 : 주관

3A~3C : 에어공급관 4 : 송수관

5 : 오가(Auger)날개, 6a,6b : 플랜지,

7 : 볼트공 8 : 위치결정핀

10 : 선도해머체 12 : 케이싱

16A~16C : 에어해머 18 : 해머케이스

20A~20C : 해머실린더 22A~22C : 해머피스톤

26A~26C : 비트 28A~28C : 비트이빨

36 : 메탈팁 40 : 추진장치

42 : 발진샤프트 44 : 추진베이스

48 : 추진실린더 50 : 배토케이스

60 : 케이스로드 62 : 주관

63,63' : 타겟 64 : 오가날개

66A~66C : 에어공급관 68 : 로드회전장치

70 : 스위블장치 72 : 에어콤프레샤

74X~74Z : 급기파이프 76 : 스위블장치본체

78 : 스위블회동장치 80 : 케이스

84 : 회전체 86X~86Z : 급기구

88A~88C : 오목부 90A~90C : 급기실

92A~92C : 급기로 94 : 모터

98 : 스위블 회전용 기어 100 : 실링I

102X~102Z : 밸브 104 : 조작반

106 : 배토장치 108 : 유압유니트

112 : 굴삭공

본 발명은 다수개의 에어해머를 구비한 멀티에어해머장치 및 그 굴삭방향 수정방법에 관한 것이다.

종래의 멀티에어해머장치는 1개의 급기라인으로부터 공급되는 에어를 각 에어해머에 분배해서 각 에어해머를 작동시키고 있다. 이 때문에 종래의 멀티에어해머장치에서는 급기라인으로부터 에어를 급기하면 모든 에어해머가 동시에 작동하고, 급기를 정지하면 모든 에어해머의 작동이 동시에 정지한다.

이와 같은 구성의 멀티에어해머장치에서는 하나의 에어해머가 배기상태가 되면 다른 에어해머에 필요한 에어가 급기되지 않게 되어 타격력이 약해져서 굴삭불량이 된다고 하는 결점이 있었다. 그리고, 이것을 방지하기 위하여 대량의 에어를 공급하지 않으면 않된다고 하는 결점이 있었다.

또, 이 멀티에어해머장치에 굴삭방향의 수정기능을 부가한 것으로서 일본국 특허공고 평 3-45195호 공보에 개시되어 있는 장치가 있지만, 이와 같은 굴삭방향의 수정기능을 갖게하면, 장치전체가 대형화되고 복잡해진다는 결점이 있었다. 또 그 수정작업에도 시간이 걸린다고 하는 결점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 실정을 감안해서 발명한 것으로서, 간단한 구성으로 에너지 효율이 좋고, 또 간단하게 굴삭방향을 수정할 수 있는 멀티에어해머장치 및 그 굴삭방향 수정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1에 관한 발명은 에어의 공급에 의해 작동하여 선단부에 장착된 비트를 타격하는 에어해머를 케이스 내에 다수개 배설한 멀티에어해머장치에 있어서, 상기 각 에어해머를 각각 단독으로 작동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 직진 굴삭시는 모든 에어해머를 작동시켜서 지반을 굴삭한다. 한편, 방향수정시에는 먼저 수정할 방향에 대응하는 위치의 에어해머만을 작동시켜서 그 수정방향의 지반만을 소정량 타격 진동 굴삭한다. 이어서, 모든 에어해머를 작동시켜서 지반을 회전타격 굴삭한다. 이와 같이 굴삭함으로써, 에어해머장치는 전체로서 먼저 굴삭되어 있는 방향, 즉 수정할 방향을 향해서 굴진하게 되어 굴삭방향이 수정된다.

또, 청구항 2에 관한 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 상기 비트가 직경확대축소기구를 구비한 확대축소비트인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 멀티 에어해머장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 굴삭과 동시에 케이싱을 세워넣으면서 굴진한 경우에 시공후에 비트를 직경축소시킴으로써 에어해머를 발진측으로 끌어내어 회수할 수 있다. 그에 따라 도달샤프트(立坑)의 크기나 유무에 관계없이 시공할 수 있다.

또, 청구항 3에 관한 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 에어의 공급에 의하여 작동해서 선단부에 장착된 비트를 타격하는 에어해머를 케이스 내에 다수개 배설한 멀티에어해머장치의 굴삭방향 수정방법에 있어서, 임의의 에어해머의 작동을 개별로 제어함으로써 각 비트의 타격력을 조정해서 굴삭방향을 수정하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머 장치의 굴삭방향 수정방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 예를 들면 수정하는 방향에 대응하는 위치의 에어해머를 작동시키고, 다른 에어해머의 작동을 정지시킴으로써 굴삭방향을 수정한다. 또는 수정하는 방향에 대응하는 위치의 에어해머의 타격력에 차를 둠으로써, 그 결과 발생하는 굴삭스피드의 차를 이용해서 굴삭방향을 수정한다.

또, 청구항 4에 관한 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 회전하는 다수의 공급배관에 개별로 유체를 공급하는 스위블장치에 있어서, 케이스와, 상기 케이스에 회전가능하게 설치되고, 일단부가 상기 다수개의 공급배관에 연결되는 회전체와, 상기 회전체에 소정의 간격을 두고 형성되고, 상기 케이스와의 사이에서 공급실을 형성하는 다수의 오목부와, 상기 회전체에 형성되고, 상기 공급실과 상기 공급배관을 연통하는 공급로와, 상기 케이스에 소정의 간격을 두고 형성되고, 상기 케이스에 연통된 다수의 공급구로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위블장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 회전체를 회전시키면 공급실의 위치가 이동한다. 이 때문에 각 공급실은 연통되는 공급구가 연속적으로 변화한다. 이 결과, 예를 들면 특정의 공급구에만 유체를 공급하면 그 공급구에 연통된 공급실에만 유체를 공급할 수 있어 특정의 방향에 위치한 공급배관에만 유체를 선택적으로 공급할 수 있다. 또, 예를 들면 모든 공급구로부터 균등하게 유체를 공급하면, 유체는 모든 공급실에 균등하게 공급되어 각 공급배관에 균등하게 유체를 공급할 수 있다. 그에 따라 예를들면 다수개의 굴삭구를 구비한 굴삭장치에 있어서 간단하고 효율좋게 굴삭방향을 수정할 수 있게 된다.

또, 청구항 5에 관한 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 케이스와, 상기 케이스에 회전가능하게 설치되고, 일단부가 다수개의 공급배관에 연결되는 회전체와, 상기 회전체에 소정의 간격을 두고 형성되고, 상기 케이스와의 사이에서 공급실을 형성하는 다수의 오목부와, 상기 회전체에 형성되고 상기 공급실과 상기 공급배관을 연통하는 공급로와, 상기 케이스에 소정의 간격을 두고 형성되고 상기 케이스에 연통된 다수의 공급구로 이루어지며, 에어공급수단으로부터 상기 다수의 공급구에 선택적으로 작동에어를 공급함으로써 에어해머의 작동을 제어하고, 굴삭방향을 수정하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 직진 굴삭시에는 모든 공급구로부터 작동에어를 공급한다. 공급구로부터 공급된 작동에어는 회전해서 공급구에 연통된 공급실에 공급되ㅇ어 그 공급실로부터 공급로, 공급배관을 통해서 각 에어해머에 공급된다. 그에 따라 모든 에어해머가 작동되어 지반이 균등하게 굴삭되어 지반이 직선적으로 굴삭된다. 한편, 방향수정시에는 예를 들면 수정하는 방향에 위치한 공급구에 공급하는 작동에어의 에어압을 다른 공급구에 공급하는 작동에어의 에어압보다도 높게 설정해서 각 공급구에 작동에어를 공급한다. 그에 따라 수정하여야 할 방향에 위치한 공급구에 연통된 에어해머만이 강한 타격력으로 지반을 굴삭하고, 이 결과 서서히 수정하여야 할 방향으로 에어해머 전체가 전진하여 굴삭방향이 수정된다. 이와같이 본 발명에 의하면, 에어해머에 공급하는 작동에어의 공급조작만으로 간단하게 굴삭방향을 수정할 수 있다.

또, 청구항 6에 관한 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 해머케이스의 축심부에는 타겟이 내장되고, 그 타겟은 중심부로부터 반경방향으로 일정한 간격을 두고 다수의 측정점이 설치되고, 설계계획선에 대한 상기 각 측정점의 위치를 검출함으로써 설계계획선에 대한 해머케이스의 편위량(偏位量)을 검출하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치를 제공한다.

또, 청구항 7에 관한 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 해머케이스와, 상기 해머케이스내에 수납배치되고, 에어의 공급으로 작동해서 선단부에 장착된 비트를 타격하는 다수개의 에어해머와, 상기 해머케이스의 후단 동축상에 연결되는 로드와, 상기 해머케이스에 연결되고, 상기 각 에어해머에 단독으로 작동에어를 공급하는 다수개의 공급배관과, 상기 로드와 상기 공급배관을 회전시키는 회전구동수단과, 상기 공급배관에 에어공급수단으로부터 공급되는 작동에어를 공급하는 스위블장치를 구비한 멀티에어해머장치를 케이싱 내에 삽통가능하게 배치한 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치를 제공한다.

또, 청구항 8에 관한 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 다수개의 에어해머를 구비한 멀티에어해머장치에 연결되어서 상기 멀티에어해머장치에 에어를 공급함과 동시에, 회전·추진력을 전달하는 로드에 있어서, 중공형상으로 형성된 주관과, 상기 주관의 주위에 배치되고 상기 에어해머에 개별로 에어를 공급하는 다수개의 에어공급관과, 상기 주관과 에어공급관의 양단부에 형성된 연결부로 이루어진 것을 특징으로 하는 로드를 제공한다.

본 발명에 의하면, 주관의 주위에 배설된 다수개의 에어공급관으로부터 별개로 각 에어해머에 에어를 공급할 수 있다. 그에 따라 각 에어해머를 별개로 작동시킬 수 있다. 또 주관의 주위에 부착된 오가날개에 의해 굴삭거리에 관계없이 굴삭토사를 효율좋게 배토할 수 있다.

또 청구항 9에 관한 발명은 상기 로드의 주위에 송수관이 구비되어 있는 것 을 특징으로 하는 청구항 8에 기재한 로드를 제공한다.

본 발명에 의하면, 주관의 주위에 송수관이 구비되어 있으므로 송수가 가능해진다.

또, 청구항 10에 관한 발명은 상기 주관의 주위에 오가날개가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 8 또는 9에 기재한 로드를 제공한다.

본 발명에 의하면, 주관의 주위에 오가날개가 구비되어 있으므로 굴삭거리에 관계없이 굴삭토사를 효율좋게 배토할 수 있다.

이하, 첨부도면에 따라서 본 발명에 관한 멀티에어해머장치 및 그 굴삭방향 수정방법의 바람직한 실시예의 형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티에어해머장치의 측면도이다, 동 도면에 도시한 바와같이 멀티에어해머장치는 선도해머체(10)와 추진장치(40)로 구성되어 있다. 선도해머체(10)는 지반을 굴삭해서 케이싱(12)을 선도하고, 추진장치(40)는 선도해머체(10)에 회전과 추진력을 인가한다.

먼저, 선도해머체(10)의 구성에 대해서 설명한다. 선도해머체(10)는 도 2 ~ 도 4에 도시한 바와 같이 해머케이스(18)를 구비하고 있다. 해머케이스(18) 내에는 3개의 에어해머(16A,16B,16C)가 수납되어 있다.

에어해머(16A~16C)는 해머실린더(20A~20C)와 해머피스톤(22A~22C)으로 구성되어 있다. 해머실린더(20A~20C)는 원통형상으로 형성되고, 그 선단부에는 비트 척(24A~24C)이 장착되어 있다. 비트 척(24A~24C)에는 비트(26A~26C)가 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다.

해머피스톤(22A~22C)은 해머실린더(20A~20C) 내를 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 이 해머피스톤(22A~22C)은 후술하는 에어공급관(3A~3C)으로부터 공급되는 에어에 의해 구동되어서 해머실린더(20A~20C) 내를 슬라이딩한다. 그래서 이 해머피스톤(22A~22C)이 해머실린더(20A~20C) 내를 슬라이딩함으로써 비트(26A~26C)의 후단면이 해머피스톤(22A~22C)을 타격한다.

비트(26A~26C)는 도 3에 도시한 바와 같이 3개 모두 같은 형상으로 형성되고, 3개가 결합함으로써 전체로서 원형 형상으로 형성된다. 이 비트(26A~26C)에는 비트(26A~26C)의 외주부로부터 돌출해서 비트(26A~26C)의 외경을 확대하는 비트이빨(28A~28C)이 설치되어 있다.

비트이빨(28A~28C)은 도 2에 도시한 바와 같이 각각 비트(26A~26C)의 선단부에 형성된 가이드홈(30A~30C)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 이 가이드홈(30A-30C)은 해머케이스(18)의 중심으로부터 방사상으로 형성되어 있고, 각각 해머케이스(18)의 축선에 대해서 소정 각도 경사지게 형성되어 있다. 또, 가이드홈(30A~30C)과 비트이빨(28A~28C)은 각각 단면이 사다리 형상으로 형성되어있고 그에 따라 각 비트이빨(28A~28C)이 가이드홈(30A~30C)으로부터 이탈되는 것이 방지되어 있다.

또, 비트이빨(28A~28C)에는 비트이빨(28A~28C)의 이동범위를 규제하기 위한 스토퍼 핀(도시하지 않음)이 고착되어 있다. 이 스토퍼 핀은 가이드홈(30A~30C)에 형성된 도시하지 않은 스토퍼홈에 끼워져 있다. 이 스토퍼홈은 가이드홈 (30A~30C)을 따라서 소정의 길이로 형성되어 있으며, 이 스토퍼 홈의 선단부에 스토퍼 핀이 당접함으로써 비트이빨(28A~28C)의 선단부 방향의 이동이 규제된다.

비트이빨(28A~28C)의 후단방향으로의 이동은 비트이빨(28A~28C)의 후단면(28a~28c)이 가이드 홈(30A~30C)의 후단면(30a~30c)에 당접함으로써 규제된다.

이상과 같이 구성된 비트이빨(28A~28C)은 선도해머체(10)의 후단방향(도 2에 있어서 우측방향)으로 이동함으로써 비트(26A~26C)의 외주로부터 돌출한다. 그에 따라 비트(26A~26C)의 외경이 확대된다. 이때 각 비트이빨(28A~28C)의 선단면은 비트(26A~26C)의 선단면과 동일면상에 위치한다.

또, 비트이빨(28A~28C)은 선도해머체(10)의 선단부 방향(도 2에서 좌측방향)으로 이동함으로써 비트(26A~26C)의 외주로부터 퇴피(退避)한다. 그에 따라 비트(26A~26C)의 외경이 축소된다. 이때 각 비트이빨(28A~28C)의 외주는 비트(26A~26C)의 외주면과 동일면상에 위치한다.

또한, 각 비트(26A~26C)의 가이드홈(30A~30C)에는 배기구(34a~34c)가 형성되어 있어 이 배기구(34a~34c)로부터 각 에어해머(16A~16C)의 작동에 제공된 에어가 굴삭공(112)내로 배기된다.

그리고, 이 배기구(34a~34c)로부터 에어를 배기함으로써 가이드홈(30A~30C) 등에 굴삭토사 등이 막히는 것이 방지된다.

또, 각 비트(26A~26C) 및 비트이빨(28A~28C)의 선단면에는 각각 초경합금제의 메탈팁(36,36...)이 충분한 수로 고정되어 있고, 이 메탈팁(36,36...)에 타격되어서 지반이 굴삭된다.

또한, 각 비트(26A~26C)는 그 선단면(타격면)이 선도해머체(10)의 중심을 향해서 경사지는 콘 케이브 형상으로 형성되어 있다. 이 때문에 1개의 에어해머만이 운전, 혹은 1개의 에어해머만이 강하게 운전되었을 경우에 콘 케이브 형상의 경사면에서 발생하는 외주방향을 향하는 타격반력에 의해 수정효과가 향상된다.

다음에, 추진장치(40)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이 발진샤프트(42) 내에는 추진베이스(44)가 수평으로 설치되어 있다. 추진베이스(44)상에는 가이드레일(46)이 부설되어 있다. 가이드레일(46) 상에는 추진장치(40)가 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 추진장치(40)에는 추진실린더(48)가 연결되어 있다. 추진장치(40)는 이 추진실린더(48)로 구동되어 가이드레일(46) 상을 슬라이딩한다.

또, 추진장치(40)에는 배토케이스(50)가 연결되어 있다. 이 배토케이스(50)의 전면에는 케이싱(12)이 지지되어 있으며, 그 내부에는 로드(1)가 삽통되어 있다.

도 5, 도 6, 도 7은 각각 로드(1)의 측면도, 정면도, 측면단면도이다. 또 도 8은 도 5의 8-8 단면도이다.

로드(1)는 주관(2)의 주위에 3개의 에어공급관(3A,3B,3C)과 1개의 송수관(4)이 일체적으로 고착되어 구성되어 있다.

주관(2)은 중공형상으로 형성되어 있다. 주관(2)의 주면에는 나선형상으로 형성된 오가날개(5)가 일체적으로 고착되어 있다. 또, 이 주관(2)의 양단부에는 로드(1) 끼리를 연결하기 위한 플랜지(6a,6b)가 일체적으로 고착되어 있다. 플랜지(6a,6b)에는 플랜지 끼리를 볼트로 체결하기 위한 볼트공(7,7...)이 여러 곳에 형성되어 있다. 또, 한쪽의 플랜지(6a)에는 위치결정핀(8)이 돌출해서 형성되고, 다른 쪽의 플랜지(6b)에는 핀구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 로드 끼리를 연결할 경우는 한쪽 로드(1)의 플랜지(6a)에 형성된 위치결정핀(8)을 다른 쪽 로드(1)의 플랜지(6b)에 형성된 핀구멍에 끼워서 연결한다. 그에 따라 서로 연결하는 로드(1)의 주관 끼리, 에어공급관 끼리 및 송수관 끼리가 서로 연통되도록 위치결정된다.

3개의 에어공급관(3A,3B,3C)은 중공형상으로 형성되고, 주관(2)과 같은 길이로 형성되어 있다. 이 3개의 에어공급관(3A,3B,3C)은 각각 주관(2)과 평행하게 배설되어 있고, 주관(2)을 중심으로 하는 동심원상에 같은 간격으로 배설되어 있다. 또, 이 3개의 에어공급관(3A,3B,3C)은 각각 고정부(3a,3b,3c)를 통해서 주관(2)의 주면에 일체적으로 고정되어 있다.

송수관(4)은 중공형상으로 형성되어 있고, 주관(2)과 같은 길이로 형성되어 있다. 이 송수관(4)은 주관(2)과 평행하게 배설되어 있고, 고착부(4a)를 통해서 주관(2)의 주면에 일체적으로 고착되어 있다.

이상과 같이 구성된 로드(1)는 해머케이스(18)의 후단부에 형성된 케이스로드(60)에 연결된다. 케이스로드(60)는 해머케이스(18)의 중심에 설치되어 있고, 로드(1)와 같은 구성으로 형성되어 있다. 즉, 중공축(62)의 외주에 나선형상의 오가날개(64)가 일체로 고착됨과 동시에 그 주위에 3개의 독립된 에어공급관(66A,66B,66C)과 송수관이 배설된다. 케이스로드(60)와 로드(1)는 서로 중공축 끼리, 에어공급관 끼리, 송수관 끼리 연결된다.

또한 케이스로드(60)의 중공축(62)의 내부에는 도 4에 도시한 바와 같이 격자형상의 눈금을 가진 위치계측용 타겟(63)이 설치된다. 이 타겟(63)은 해머케이스(18)의 중심부에 배치된다. 또한, 타겟(63)은 해머케이스(18) 내에 설치해도 된다.

추진장치(40)에는 도 1에 도시한 바와 같이 로드회전장치(68)가 설치되어 있다. 로드(1)는 이 로드회전장치(68)로 구동되어 연속적 혹은 간헐적으로 회전 또는 요동한다. 그리고, 이 로드(1)가 회전 또는 요동함으로써 선도해머체(10)가 회전 또는 요동한다.

또한, 이 로드회전장치(68)에는 회전각도 검출장치가 구비되어 있고, 이 회전각도 검출장치에 의해서 선도해머체(10)의 회전각도를 검출할 수 있도록 되어 있다.

또, 추진장치(40)에는 도 1에 도시한 바와 같이 3개의 독립된 유로를 가진 스위블장치(70)가 설치되어 있다. 로드(1)에 배설된 3개의 에어 공급관(3A,3B,3C)에는 이 스위블장치(70)를 통해서 지상에 설치된 콤프레샤(72)로부터 에어가 공급된다. 그리고, 이 에어 공급관(3A,3B,3C)에 공급된 에어가 선도해머(10)의 각 에어해머(16A~16C)에 공급되어 에어해머(16A~16C)가 작동한다.

또한, 각 에어해머(16A~16C)에 공급하는 에어의 공급량은 각 에어해머(16A~16C)에 대응해서 설치된 밸브(73X~73Z)의 개폐량을 개별로 제어해서 조정한다. 그리고, 이와 같이 각 에어해머(16A~16C)에 공급하는 에어량을 개별로 제어함으로써 각 에어해머(16A~16C)의 타격력을 개별로 조정하거나 작동을 정지시킬 수 있다. 이 각 밸브(73X~73Z)의 개폐조작은 조작반(104)으로 부터의 원격조작 또는 수동에 의한 조작에 의해서 각각 개별로 제어된다.

또한, 도 1에 있어서, 부호 106은 레이저 세오돌라이트(laser theodolite)이다. 레이저 세오돌라이트(106)는 선도해머체(10)의 경사량의 측정에 사용한다. 구체적인 측정방법은 다음과 같다.

레이저 세오돌라이트(106)는 케이스로드(60)에 설치된 타겟(63)을 향해서 레이저광을 조사한다. 이 레이저 세오돌라이트(106)로부터 조사되는 레이저광은 계획선과 평행하게 발사되고, 선도해머체(10)가 계획선과 같이 굴진되어 있는 경우 레이저광은 타겟(63)의 중심에 조사된다.

따라서, 타겟(63)상에 조사되는 레이저광의 타겟(63)의 중심에 대한 편위량(편위량(偏位量)을 측정하면 계획선에 대한 선도해머체(10)의 편위량을 측정할 수 있다. 예를 들면, 레이저광이 타겟(63)의 중심보다 위쪽으로 편위되었을 경우는 선도해머체(10)가 계획선보다 아래쪽으로 편위되어 있는 것을 표시하고 있다. 이 타겟(63) 상의 표시는 중공축(62) 내에 설치된 도시하지 않은 포지션 센서 등에 의해 유선 또는 무선으로 전송되어 그 화상은 지상에 설치된 조작반(104) 상의 모니터(도시하지 않음)에 표시된다. 오퍼레이터는 그 모니터의 화면을 보면서 조작반(104)을 조작하여 필요한 수정을 실시한다.

또, 도 1에 있어서, 부호 108은 배토장치이다. 배토장치(108)는 배토케이스(50)에 회수된 굴삭토사를 지상에 배토한다. 또한 선도해머체(10)의 비트(26A~26C)에 의해 굴삭된 굴삭토사는 배기에어에 의해 해머케이스(18)와 케이싱(12)과의 사이를 통해서 케이싱(12) 내로 운반된다. 그리고, 배기에어와 함께 회전하는 로드(1)에 의해서 배토케이스(50)로 운반되고, 배토장치(108)에 의해 지상으로 배토된다. 이때 로드(1)에는 오가날개(5)가 설치되어 있으므로 굴삭거리에 관계없이 굴삭토사를 효율좋게 배토할 수 있다.

또, 도 1에 있어서 부호 110은 추진 실린더(48) 등을 구동하는 유압 유니트이며, 부호 81은 골재를 주입함과 동시에 에어 누설을 방지하기 위한 엔트런스 팩커이다.

상기와 같이 구성된 본 실시형태의 멀티에어해머장치의 작용은 다음과 같다.

먼저, 선도해머체(10)의 선단에 설치되어 있는 비트(26A~26C)를 덧쇠면(切羽面)에 당접시키고, 추진장치(40)의 추진실린더(48)를 구동한다. 그에 따라 선도해머체(10) 및 케이싱(12)이 추진된다.

또, 이 추진실린더(48)의 구동과 동시에 로드회전장치(68)를 구동해서 로드(1)를 회전시킨다. 그에 따라 로드(1)의 회전이 선도해머체(10)에 전달되어 선도해머체(10)가 회전한다.

또한, 이 로드회전장치(68)의 구동과 동시에 콤프레샤(72)를 구동하고, 각 밸브(73X~73Z)를 개방한다. 그에 따라 콤프레샤(72), 라인오이라(75), 밸브(73X~73Z)로부터 스위블장치(70)를 통해서 로드(1)의 각 에어 공급관(3A~3C)에 에어가 공급된다. 그리고, 이 에어가 선도해머체(10)의 각 에어해머(16A~16C)에 공급되어 에어해머(16A~16C)가 작동한다. 즉, 각 에어해머(16A~16C)의 해머피스톤(22A~22C)가 작동하여 비트(26A~26C)를 타격한다. 그에 따라 덧쇠면(切羽面)이 반복하여 비트(26A~26C)에 타격되어 파쇄된다.

또한, 이때 각 비트(26A~26C)에 설치된 비트이빨(28A~28C)은 덧쇠면(切羽面)에 당접함으로써 선도면으로부터 퇴피(退避)하는 방향으로 이동하여 직경이 확대 된다. 그리고, 이 비트이빨(28A~28C)이 직경을 확대함으로써 케이싱(12)의 외경보다도 큰 직경의 굴삭구멍(112)이 굴삭된다.

또, 비트(26A~26C)에 의해서 굴삭된 굴삭토사는 배기에어의 작용에 의해서 케이싱(12)과 해머케이스(18)의 사이로부터 케이싱(12) 내로 배출된다. 그리고, 케이싱(12) 내로 배출된 굴삭토사는 배기에어와 함께 회전하는 로드(1)에 의해서 배토케이스(50)로 반송되어 배토케이스(50)로부터 배토장치(108)로 회수된다.

이상과 같이 통상의 굴삭시에는 선도해머체(10)를 한쪽 방향으로 회전시키면서 각 에어해머(16A~16C)를 균등하게 작동시켜서 지반을 굴삭한다(도 9(a)참조).

다음에, 선도해머체(10)가 계획선으로부터 편위되었을 경우에 있어서의 굴삭방향의 수정방법에 대해서 설명한다.

선도해머체(10)가 계획선으로부터 어긋난 것은 조작반(104) 상의 모니터에 의해 확인할 수 있다.

지금 선도해머(10)가 계획선보다 아래 방향으로 어긋난 것이 확인된 것으로 한다.

먼저, 굴삭작업을 일시 정지한다. 그리고, 모니터의 표시로부터 수정하여야 할 방향을 확인한다.

다음에, 수정할 방향에 대응하는 위치에 있는 비트의 에어해머만을 작동시켜서 그 비트만을 타격시킨다. 도 9(b)에 도시한 예에서는 에어해머(16A)만을 작동시켜서 비트(26A)만을 타격시킨다. 또 이와 동시에 로드 회전장치(68)를 구동해서 선도 해머체(10)를 소정각도의 범위로 요동시킨다. 이 결과 도 9(b)에 도시한 바와 같이 수정하여야 할 방향, 즉 덧쇠면의 상부지반만이 비트(26A)에 타격되어서 굴삭된다.

상기한 바와 같이 하여 수정하여야 할 방향의 지반이 소정량 굴삭되면 모든 에어해머(16A~16C)를 작동해서 모든 비트(26A~26C)를 타격한다. 이와 동시에, 로드회전장치(68)에 의해서 선도해머체(10)를 한 방향으로 회전시킨다.

그에 따라 덧쇠면의 전체가 비트(26A~26C)에 의해서 굴삭된다. 그리고, 이와 같이 모든 비트(26A~26C)를 작동시켜서 지반을 소정량 굴삭한 후, 다시 수정하는 방향에 대응하는 위치에 있는 비트만을 작동시켜서 수정하여야 할 방향의 지반만을 굴삭한다. 즉, 수정할 방향에 대응하는 위치에 있는 비트의 에어해머만을 작동시킴과 동시에 선도해머체(10)를 소정각도의 범위에서 요동시킨다. 이와 같이 수정하여야 할 방향만의 굴삭과 전면굴삭을 반복해서 실시함으로써 도 9(c)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)가 서서히 수정하여야 할 방향으로 향하여 굴삭방향이 수정된다.

이때, 비트의 타격면이 경사지게 형성되어 있으므로 수정하여야 할 방향에 대응하는 위치에 비트만을 작동시켜서 지반을 타격하면, 그 타격반력의 수정방향으로 향하는 분력이 발생하기 때문에 수정효과가 높다.

상기 굴삭은 조작반(104) 상의 모니터에 의해 수정량을 확인하면서 행하고, 소망의 수정이 달성된 지점에서 종료한다. 그리고, 재차 통상적인 굴삭을 재개한다.

이와 같이 본 실시형태의 멀티에어해머장치에 의하면, 개별적으로 구동제어되는 에어해머(16A~16C)를 사용함으로써 에너지 효율이 높고, 간단하게 굴삭방향을 수정할 수 있다. 또, 그 수정은 360도 전 방향에 대해서 행할 수 있다.

또, 본 실시형태의 멀티에어해머장치는 각 비트(26A~26C)에 확대축소 가능한 비트이빨(28A~28C)이 구비되어 있으므로 비트이빨(28A~28C)을 직경축소시킴으로써 선도해머체(10)를 발진측의 샤프트내에서 뽑아내 회수할 수 있다. 그에 따라 도달샤프트의 크기나 유무에 관계없이 시공할 수 있다.

또한, 굴삭시에 케이싱(12)을 요동시킬 필요가 없으므로 케이싱용 회전구동장치를 장비할 필요가 없어 장치를 콤팩트화할 수 있다. 또, 케이싱을 필요로 하지 않는 안정된 암반중에서도 방향수정효과를 얻을 수 있다(도 14(a)참조).

또한, 본 실시형태에서는 방향수정 굴삭시에 있어서, 비트를 해머케이스(18)의 축심을 중심으로 요동시키면서 수정하여야 할 방향의 지반을 굴삭하도록 되어 있으나, 필요에 따라서 요동시키지 않고 굴삭해도 된다.

또, 본 실시형태에서는 방향수정굴삭시에 있어서, 수정하여야 할 방향에 대응하는 위치에 있는 비트만을 작동시켜서 굴삭하고 있으나, 각 비트의 타격력에 차이를 줌으로써(각 에어해머의 차동압에 차이를 줌으로써), 모든 비트에 의해 굴삭해도 된다. 즉, 수정할 방향에 대응하는 위치에 있는 비트의 타격력을 다른 비트보다도 강하게 하여(수정할 방향에 대응하는 위치에 있는 비트의 에어해머의 작동압을 다른 쪽보다도 높게 하여), 그 결과 발생되는 굴삭량의 차이를 이용해서 굴삭방향을 수정해도 된다.

더욱이 본 실시형태에서는 방향 수정 굴삭시에 있어서, 하나의 비트만을 작동시켜서 지반을 굴삭하도록하고 있으나 필요에 따라 다수개의 비트로 굴삭해도 된다.

다음에 본 발명에 관한 멀티에어해머장치의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 멀티에어해머장치는 스위블장치에 의해 각 에어해머에 공급하는 에어의 공급량을 제어한다. 이하, 이 스위블장치의 구성에 대해서 설명한다.

스위블장치(70)는 도 10에 도시한 바와 같이 스위블장치본체(76)와 스위블 회동장치(78)로 구성되어 있다.

스위블장치본체(76)는 주로 케이스(80)와 회전체(84)로 구성되어 있다. 도 11에 도시한 바와 같이 케이스(80)는 원통형상으로 형성되어 있다. 케이스(80)의 외주면에는 일정한 간격을 두고 3개의 급기구(86X,86Y,86Z)가 형성되어 있다. 급기구(86X,86Y,86Z)에는 콤프레서(72)에 연결된 급기파이프(74X,74Y,74Z)가 연결되어 있다.

회전체(84)는 원통형상으로 형성되고, 케이스(80)의 내주부에 베어링(82)을 통해서 회동가능하게 지지되어 있다. 이 회전체(84)의 대략 중앙부에는 플랜지(87)가 형성되어 있다. 플랜지(87)는 시일(87a,87a)을 통해서 케이스(80)의 내주면에 슬라이딩 접속되어 있다. 이 플래지(87)의 외주면상에는 단면이 원호형상인 오목부(88A,88B,88C)가 일정간격을 두고 3곳에 형성되어 있다. 이 3개의 오목부(88A,88B,88C)는 케이스(80)의 내주면과의 사이에서 급기실(90A,90B,90C)을 형성하고, 이 급기실(90A,90B,90C)에 케이스(80)의 급기구(86X,86Y,86Z)로부터 작동 에어가 공급된다.

로드(1)는 이 회전체(84)의 선단면에 연결되어 있다. 그리고, 로드(1)의 중공축(54)과 회전체(84)의 중공부(84a)가 서로 연통되어 있다.

또, 로드(1)의 각 에어공급관(3A,3B,3C)은 케이스(80)에 형성된 3개의 급기로(92A,92B,92C)를 통해서 급기실(90A,90B,90C)에 연통되어 있다. 따라서, 급기실(90A~90C)에 작동에어가 공급되면, 그 작동에어가 급기로(92A~92C)를 통해서 에어공급관(3A,3B,3C)에 공급된다. 이때, 급기실(90A)에만 작동에어가 공급되었을 경우는 급기로(92A), 에어 급기관(3A)을 통해서 에어해머(16A)에만 작동에어가 공급되어 에어해머(16A)만이 작동한다.

그런데, 로드(1)는 굴삭시에 회전한다. 로드(1)가 회전하면, 회전체(84)도 회전하고, 그 결과 각 급기실(90A~90C)도 회전한다. 이 때문에, 각 급기실(90A~90C)은 각 급기구(86X~86Z)에 연통된 경우에만 에어가 공급된다. 여기에서 예를 들면 급기구(86X)에만 에어를 공급하면, 이 급기구(86X)에 연통된 경우에만 각 급기실(90A~90C)에는 작동에어가 공급된다. 따라서, 이 경우 급기구(86X)의 방향에 위치하는 에어해머만이 작동하여 이 방향의 지면만이 굴삭된다. 그에 따라 선택적으로 특정방향으로만 지반을 굴삭할 수 있다.

스위블회동장치(78)는 스위블장치본체(76)의 케이스(80)를 회전시켜서 급기구(86X~86Z)의 위치를 바꾸는 장치이다. 이 스위블회동장치(78)는 모터(94)를 구비하고 있다. 모터(94)는 추진장치(40)에 설치되어 있다. 모터(94)의 출력축에는 구동기어(96)가 고착되어 있다. 구동기어(96)는 스위블회전용 기어(98)에 맞물려 있다. 스위블회전용 기어(98)는 실린더(100)를 통해서 스위블장치본체(76)의 케이스(80)에 연결되어 있다. 모터(94)를 구동하면, 그 모터(94)의 회전이 구동기어(96)를 통해서 스위블회전용 기어(98)에 전달되어 케이스(80)가 회전한다. 또, 실린더(100)를 구동하면, 스위블장치(70)와 함께 로드(1)가 추진되어 선도해머체(10)가 추진된다.

스위블장치(70)는 상기와 같이 구성된다. 또한, 각 급기구(86X~86Z)에는 각각 개별적으로 급기파이프(74X,74Y,74Z)가 접속되고, 이 급기파이프(74X,74Y,74Z)를 통해서 콤프레서(72)로부터 에어가 공급된다.

또, 각 급기파이프(74X,74Y,74Z)에는 각각 밸브(73X,73Y,73Z)가 설치되고, 이 밸브(73X,73Y,73Z)의 개폐량을 제어하여 에어해머(16A~16C)에 공급하는 에어의 공급량을 조정한다. 이 밸브(73X,73Y,73Z)의 개폐는 조작반(104)으로 부터의 조작 또는 수동에 의한 개폐조작에 의해서 각각 개별로 제어된다.

또한, 본 실시형태의 멀티에어해머장치에서는 트랜싯(transit)에 의해 선도해머체(10)의 편위량을 측정한다. 그 측정방법은 다음과 같다.

도 12에 도시한 바와 같이 케이스 로드(60)의 중공축(62)의 내부에는 타겟(63')이 설치되어 있다. 이 타겟(63')에는 3개의 측정점(P₀,P₁,P₂)이 형성되어 있다. 측정점(P₀)은 해머케이스(18)의 중심(=중공축(62)의 중심)에 형성되고, 측정점(P₁,P₂)은 해머케이스(18)의 중심과 에어해머(16A)의 중심을 연결하는 직선상에 일정간격을 두고 형성되어 있다. 트랜싯은 이 3개의 측정점(P₀,P₁,P₂)의 위치(설계계획선에 대한 위치)를 검출함으로써 선도해머체(10)의 편위량을 검출한다. 예를 들면 설계계획선에 대해서 측정점(P₀)이 상부로 편위되어 있으면, 선도해머체(10)가 설계 계획선보다 상부로 편위되어 있는 것을 나타내고 있다. 또, 측정점(P₀)에 대한 측정점(P₁,P₂)의 위치를 측정함으로써 에어해머(16A)에 의해서 타격되는 비트(26A)의 위치를 검출할 수 있다.

또한, 트랜싯의 설치는 제 1 실시형태의 레이저 세오돌라이트(106;laser theodolite)의 경우와 동일하다.

또, 타겟(63')은 해머케이스(18)중에 설치하도록 해도 된다.

먼저, 본 실시형태의 스위블장치(70)를 사용한 에어해머(16A~16C)의 작동원리에 대해서 설명한다.

콤프레서(72)로부터 스위블장치본체(76)의 각 급기실(90A~90C)에 에어를 공급하면, 이 에어가 급기로(92A~92C), 에어공급관(3A~3C)을 통해서 각 에어해머(16A~16C)에 공급되어 각 에어해머(16A~16C)가 작동한다.

여기서 각 급기실(90A~90C)에는 각 급기실(90A~90C)과 각 급기구(86X~86Z)가 서로 연통되어 있을 경우에만 에어가 공급된다. 즉, 각 급기실(90A~90C)은 에어해머(16A~16C)의 회전에 따라 회전하여 도 13(a),(b),(c),(d),(e)에 도시한 바와 같이 각 급기실(90A~90C)과 각 급기구(86X~86Z)가 서로 연통되었을 경우에만 콤프레서에 연통되어 에어가 공급된다. 한편, 도 13(c)에 도시한 바와 같이 급기구(86X~86Z)가 회전체(84)의 외주면에 의해 폐쇄되었을 경우에는 각 급기실(90A~90C)에 에어는 공급되지 않는다.

이상의 작동원리에 따르면, 예를 들면 밸브(73X)만을 개방하고, 급기구(86X)에만 작동에어를 공급하였을 경우에는 각 급기실(90A~90C)에는 급기구(86X)에 연통되었을 경우에만 작동 에어가 공급된다.

따라서, 이것을 이용함으로써 급기구(86X) 방향의 지반만을 선택적으로 굴삭할 수 있다. 또, 예를 들면 밸브(73X)의 열림을 크게 하고, 밸브(73Y,73Z)의 열림을 작게 하면, 급기구(86X)의 방향만을 강하게 타격할 수 있게 되어 타격력에 차이를 두어 지반을 굴삭할 수 있다.

다음에, 본 실시형태의 멀티에어해머장치를 사용한 수평굴삭방법에 대해서 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 먼저 선도해머체(10)의 선단부에 설치되어 있는 비트(26A~26C)를 덧쇠면에 당접한다. 그리고, 추진장치(40)의 추진 실린더(48)를 구동한다. 그에 따라 선도해머체(10) 및 케이싱(12)이 추진된다.

또, 이 추진실린더(48)의 구동과 동시에 로드회전장치(68)를 구동해서 로드(1)를 회전시킨다. 그에 따라 로드(1)의 회전이 선도해머체(10)에 전달되어 선도해머체(10)가 회전된다.

또한, 이 로드회전장치(68)의 구동과 동시에 콤프레서(72)를 구동하고, 각 밸브(73X~73Z)를 개방한다. 그에 따라 콤프레서(72)로부터 급기파이프(74X~74Z)를 통해서 스위블장치본체(76)의 각 급기구(86X~86Z)에 작동에어가 공급된다. 그리고, 이 급기구(86X~86Z)로부터 급기실(90A~90C), 급기로(92A~92C), 에어공급관(3A~3C)을 통해서 선도해머체(10)의 각 에어해머(16A~16C)에 에어가 공급되어 에어해머(16A~16C)가 작동한다. 즉, 각 에어해머(16A~16C)의 해머피스톤(22A~22C)가 작동하여 비트(26A~26C)를 타격한다. 그에 따라 덧쇠면이 반복해서 비트(26A~26C)에 타격되어 파쇄딘다.

또한, 이때 각 비트(26A~26C)에 설치된 비트이빨(28A~28C)은 덧쇠면에 당접함으로써 선단면으로부터 퇴피하는 방향으로 이동하여 직경을 넓게 한다. 그리고, 이 비트이빨(28A~28C)이 직경이 넓어짐으로써 케이싱(12)의 외경보다도 큰 직경의 굴삭구멍(112)이 굴삭된다.

또, 비트(26A~26C)에 의해서 굴삭된 굴삭토사는 배기에어의 작용에 의해 케이싱(12)과 해머케이스(18)와의 사이로부터 케이싱(12) 내로 배출된다. 그리고, 케이싱(12) 내로 배출된 굴삭토사는 배기에어와 함께 회전하는 로드(1)에 의해서 배토케이스(50)에 운반되어 배토케이스(50)로부타 배토장치(108)로 회수된다.

이상과 같이 통상의 굴삭시에는 선도해머체(10)를 한쪽 방향으로 회전시키면서 각 에어해머(16A~16C)를 균등하게 작동시켜서 지반을 굴삭한다.

다음에, 선도해머체(10)가 설계계획선으로부터 편위되었을 경우에 있어서의 굴삭방향의 수정방법에 대해서 설명한다.

선도해머체(10)가 설계계획선으로부터 편위된 것은 도 12에 도시한 바와 같이 타겟(63')의 각 측정점(P₀~P₂)의 위치를 스위블장치본체(76)의 중공부(84a)로부터 트랜싯에 의해서 검출함으로써 확인할 수 있다. 지금, 도 14(a)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)가 설계계획선으로부터 정확한 하부 방향으로 편위된 것이 확인된 것으로 한다. 이 경우 급기구(86X~86Z) 중 어느 하나를 수정하여야할 방향(이 경우, 정확한 상부방향)에 위치시킨다. 여기에서는 도 13(a)에 도시한 바와 같이 급기구(86X)를 정확한 상부방향으로 위치시킨다, 또한, 수정하여야 할 방향으로 급기구(86X)가 위치하고 있는 경우 이 조작은 불필요하다.

다음에, 수정하여야 할 방향에 위치시킨 급기구(86X)에 공급하는 작동에어의 에어압(P_X)을 다른 급기구(86Y,86Z)에 공급하는 작동에어의 에어압(P_Y,P_Z)보다도 높게 설정해서(P_X＞P_Y＝P_Z) 에어를 공급하면서 추진시킨다.

상기와 같이 급기구(86X)에만 고압의 작동에어를 공급하면, 이 급기구(86X)에 연통된 급기실의 에어해머만이 다른 에어해머보다도 강한 타격력으로 지반을 굴삭한다.

그런데, 에어해머(16A~16C)는 회전하고 있으므로 급기구(86X)에 연통하는 급기실(90A~90C)은 연속적으로 변화한다. 따라서, 강한 타격력으로 지반을 굴삭하는 에어해머(16A~16C)도 연속적으로 변화하여 정확한 상부방향에 위치한 에어해머만이 강한 타격력으로 지반을 굴삭한다. 구체적으로는 다음과 같이 굴삭한다.

도 13(a)에 도시한 바와 같이 급기구(86X)에 급기실(90A)이 연통되어 있는 경우에는 급기실(90A)에만 고압의 작동에어가 공급되어 이 급기실(90A)에 연통된 에어해머(16A)만이 다른 에어해머(16B,16C) 보다도 강한 타격력으로 비트(26A)를 타격한다. 이 결과, 정확한 상부방향의 지반만이 강한 타격력으로 굴삭된다.

여기서 각 급기실(90A~90C)은 일정폭을 두고 형성되어 있으므로, 도 13(b)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)가 회전하여 급기실(90A)이 급기구(86X)에 연통되어 있는 동안은 급기실(90A)에만 고압의 작동에어가 공급되고, 이 결과 에어해머(16A)만이 강한 타격력으로 정확한 상부방향의 지반을 굴삭한다.

그리고, 도 13(c)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)가 회전하고, 급기구(86X)가 회전체(84)의 외주면에 의해 폐쇄되면, 모든 급기실(90A~90C)에도 작동에어가 공급되지 않게 되며, 그 결과 모든 에어해머(16A~16C)도 작동하지 않게 된다.

또한, 선도해머체(10)가 회전하여 도 13(d)에 도시한 바와 같이 급기구(86X)에 급기실(90B)이 연통되면, 이번에는 급기실(90B)에만 고압의 작동에어가 공급되며, 그 결과 에어해머(16B)만이 강한 타격력으로 지반을 굴삭한다. 이때, 에어해머(16B)는 대체로 정확한 상부방향에 위치하고 있으며, 그 결과 정확한 상부방향의 지반만이 강한 타격력으로 지반을 굴삭한다.

이상과 같이 정확한 상부방향의 지반만을 강한 타격력으로 타격해서 굴삭하면, 도 14(a)~(d)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)의 굴삭방향이 서서히 정확한 상부방향으로 수정되어 가서 최종적으로 도 14(e)에 도시한 바와 같이 설계 계획선상에 선도해머체(10)의 중심이 위치한다.

또한, 설계 계획선상에 선도해머체(10)의 중심이 위치한 것은 타겟(63)의 측정점(P₀)의 위치가 설계 계획선의 중심에 일치한 것을 트랜싯에 의해 검출함으로써 확인할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 선도해머체(10)의 중심이 설계 계획선상에 위치한 지점에서 수정조작을 종료하고 통상적인 굴삭을 재개한다. 즉, 도 13(e)에 도시한 바와 같이 각 급기구(86X~86Z)에 공급하는 작동에어의 에어압을 균일하게 설정하여(P_X＝P_Y＝P_Z) 각 급기구(86X~86Z)에 작동에어를 공급한다. 그에 따라 각 에어해머(16A~16C)가 균일한 타격력으로 각 비트(26A~26C)를 타격하여 수평방향으로 직진해서 지반을 굴삭한다.

이와 같이 본 실시형태의 멀티에어해머장치에 의하면 단순한 작동에어의 공급조작에 의해서 굴삭방향을 수정할 수 있다. 또 그 수정동작도 연속적으로 행할 수 있어, 효율좋게 굴삭방향을 수정할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 멀티에어해머장치에서는 종래의 멀티에어해머장치와 같이 2중관 구조로 하거나, 요동장치를 설치하는 등 특별한 장치를 필요로 하지 않기 때문에 장치전체를 콤팩트하게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 굴삭방향을 정확한 상부방향으로 수정할 경우에 대해서 설명하였으나, 트랜싯측에서 보아 좌측방향으로 수정할 경우에는 급기구(86X)를 좌측방향으로 향하게 한다. 이 경우 스위블회동장치(78)의 모터(94)를 구동해서 스위블장치본체(76)의 케이스(80)를 회전시켜 급기구(86X)를 좌측방향으로 향하게 한다. 그리고, 급기구(86X)에 공급하는 작동에어의 에어압(P_X)을 다른 급기구(86Y,86Z)에 공급하는 작동에어의 에어압(P_Y,P_Z)보다도 높게 설정하여(P_X＞P_Y＝P_Z) 각 급기구(86X~86Z)에 작동에어를 공급한다. 그에 따라 좌측방향의 지반만이 강한 타격력으로 타격되어 선도해머체(10)의 굴삭방향이 좌측방향으로 수정된다.

마찬가지로 트랜싯측에서 보아 우측방향으로 수정할 경우에는 급기구(86X)를 우측방향으로 향하게 하고, 급기구(86X)에 공급하는 작동에어의 에어압(P_X)을 다른 급기구(86Y,86Z)에 공급하는 작동에어의 에어압(P_Y,P_Z)보다도 높게 설정하여(P_X＞P_Y＝P_Z) 각 급기구(86X~86Z)에 작동에어를 공급한다.

이와 같이 수정하여야할 방향으로 어느 하나의 급기구를 향하게 하고, 그 급기구에 공급되는 작동에어의 에어압을 다른 급기구에 공급하는 작동에어의 에어압보다도 높게 하면, 360도 임의의 방향으로 굴삭방향을 수정시킬 수 있다.

또한, 2개의 급기구의 중간지점을 수정하여야할 방향으로 향하게 하고, 그 2개의 급기구에 공급하는 작동에어의 에어압을 나머지 하나의 급기구에 공급하는 작동에어의 에어압보다도 높게 설정해도 된다. 예를 들면 급기구(86X,86Y)의 중간지점을 수정하여야할 방향으로 향하게 하고(이 경우, 수정하여야할 방향과 반대방향으로 급기구(86Z)를 향하게 한다), 그 2개의 급기구(86X,86Y)에 공급할 작동에어의 에어압을 급기구(86Z)에 공급하는 작동 에어의 에어압보다도 높게 설정해서 각 급기구(86X~86Z)에 작동에어를 공급한다. 그에 따라 급기구(86X,86Y)에 연통된 2개의 에어해머가 강한 타격력으로 수정하여야할 방향의 지반을 굴삭해서 굴삭방향을 수정한다.

다음에, 선도해머체(10)의 굴삭방향을 수정할 경우의 다른 수정방법에 대해서 설명한다.

먼저, 급기구(86X~86Z) 중 어느 하나를 수정하여야할 방향(이 경우, 정확한 상부방향)에 위치시킨다. 여기에서는 도 13(a)에 도시한 바와 같이 급기구(86X)를 정확한 상부방향에 위치시킨다.

다음에, 수정하여야할 방향에 위치시킨 급기구(86X)에만 작동에어를 공급한다. 이와 동시에 추진실린더(48)와 로드회전장치(68)를 구동하여 선도해머체(10)를 회전시키면서 추진시킨다. 이때, 작동에어는 급기구(86X)에만 공급되고 있으므로 이 급기구(86X)에 연통된 급기실(90A~90C)에만 작동에어가 공급된다.

보다 더욱 구체적으로 설명하면, 도 13(a)에 도시한 바와 같이 급기구(86X)에 급기실(90A)이 연통되어 있는 경우에는 급기실(90A)에만 작동에어가 공급되며, 이 결과 에어해머(16A)만이 작동되어 정확한 상부방향의 지반만이 비트(26A)에 의해 굴삭된다.

각 급기실(90A~90C)은 일정한 폭을 두고 형성되어 있으므로 도 13(b)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)가 회전해도 급기실(90A)이 급기구(86X)에 연통되어 있는 동안은 급기실(90A)에만 작동에어가 공급되며, 이 결과 에어해머(16A)만이 작동된다.

그리고, 도 13(c)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)가 회전하여 급기구(86X)가 회전체(84)의 외주면에 의해 폐쇄되면, 모든 급기실(90A~90C)에도 작동에어가 공급되지 않게 되며, 이 결과 모든 에어해머(16A~16C)도 작동되지 않게 된다.

또한, 선도해머체(10)가 회전하여 도 13(d)에 도시한 바와 같이 급기구(86X)에 급기실(90B)이 연통되면, 이번에는 급기실(90B)에만 작동에어가 공급되며, 이 결과 에어해머(16B)만이 작동된다. 이때 에어해머(16B)는 대체로 정확한 상부방향에 위치하게 되며, 이 결과 정확한 상부방향의 지반만이 비트(26B)에 의해 굴삭된다.

상술한 바와 같이 각 급기실(90A~90B)은 일정한 폭을 두고 형성되어 있으므로 도 13(e)에 도시한 바와 같이 선도해머체(10)가 회전해도 급기실(90B)이 급기구(86X)에 연통되어 있는 동안은 급기실(90B)에만 작동에어가 공급되며, 이 결과 에어해머(16B)만이 작동되어 이 에어해머(16B)에 의해서 정확한 상부방향의 지반만이 굴삭된다.

이상 설명한 바와 같이 정확한 상부방향에 위치한 급기구(86X)에만 작동에어를 공급하면, 선도해머체(10)를 회전시켜도 정확한 상부방향에 위치한 에어해머만이 작동하게 되므로 정확한 상부방향의 지반만이 굴삭되게 된다.

그리고, 이와 같이 하여 수정하여야할 방향의 지반이 소정량 굴삭되면 모든 에어해머(16A~16C)를 작동시켜 모든 비트(26A~26C)에 의해 지반을 굴삭한다. 즉, 모든 밸브(73X~73Z)를 균일하게 개방하여 모든 에어해머(16A~16C)를 균일하게 작동시킨다. 그에 따라 덧쇠면의 전체가 비트(26A~26C)에 의해서 굴삭된다. 이때 수정하여야할 방향의 지반(이 경우, 정확한 상부방향)이 미리 굴삭되어 있기 때문에 선도해머체(10)는 서서히 수정하여야할 방향을 향하여 굴삭방향이 수정된다.

또한, 1회의 조작에 의해서 소망의 수정이 달성되지 않은 경우에는 필요에 따라서 상기 조작을 반복해서 행한다. 그리고, 필요한 수정량이 얻어지면, 통상의 굴삭을 재개한다.

이와 같이 하여 상기한 방법으로 굴삭방향을 수정할 경우에 있어서도 단순한 작동에어의 공급절환 조작에 의해 굴삭방향을 간단하게 수정할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 스위블장치본체(76)의 케이스(80)에 3개의 급기구(86A~86Z)를 형성하고 있지만, 급기구의 설치 수는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 90도 간격을 두고 4개 형성해도 되며, 60도 간격을 두고 6개 형성해도 된다.

또, 본 실시형태에서는 본 발명에 관한 스위블장치를 멀티에어해머장치에 적용한 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명에 관한 스위블장치는 에어해머 이외의 다수개의 굴삭구를 장착한 장치에도 적용할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 스위블장치는 에어 이외의 유체를 사용한 장치에도 적용할 수 있다.

또, 상술한 일련의 실시형태에서는 선도해머체(10)에 3개의 에어해머(16A~16C)가 설치되어 있으나, 에어해머(16A~16C)의 배치수는 이에 한정되는 것은 아니다.

또, 상술한 실시형태에서는 확대축소 가능한 비트이빨(28A~28C)을 구비한 비트를 사용하고 있으나, 선도해머체(10)를 발진측으로 빼내 회수할 필요가 없으면, 도 15에 도시한 바와 같은 확대축소 기능이 없는 비트(26D~26F)를 사용해도 된다. 이 비트(26D~26F)는 도 15(b)에 도시한 바와 같이 3개 모두 같은 외형을 가지고 있으며, 각 비트(26D~26F)가 결합함으로서 전체로서 원형형상으로 형성되어 케이싱(12)의 외주부로부터 돌출된다.

또, 상술한 실시형태에서는 지반을 수평으로 굴삭할 경우 추진공정에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 지반을 수직방향으로 굴삭하는 경우에도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 멀티에어해머장치 및 그 굴삭방향 수정방법에 의하면, 비트를 타격하는 에어해머를 개별적으로 작동가능하게 함으로써 에너지 효율이 높고, 간단히 굴삭방향의 수정을 행할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 스위블장치에 의하면, 다수개의 공급구 중 특정의 공급구에 선택적으로 유체를 공급하는 것만으로 그 방향에 위치한 공급배관에만 선택적으로 유체를 공급할 수 있다. 또한 본 발명에 관한 스위블장치를 멀티에어해머장치에 사용함으로써 스위블장치의 각 급기구에 공급하는 작동 에어의 공급압을 조정하는 것만으로 특정방향의 지반만을 선택적으로 굴삭할 수 있어 효율좋고 간단하게 굴삭방향을 수정할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 로드에 의하면, 주관의 주위에 배설된 다수개의 에어공급관으로부터 개별적으로 각 에어해머에 에어를 공급할 수 있다. 그에 따라 각 에어해머를 개별적으로 작동시킬 수 있다. 또한 주관의 주위에 부착된 오가날개에 의해 굴삭거리에 관계없이 굴삭토사를 효율좋게 배토할 수 있다.

Claims

해머케이스와,

상기 해머케이스 내에 수납 배치되어 에어의 공급에 의해 작동하여 선단에 장착된 비트를 타격하는 다수개의 에어해머와,

상기 해머케이스의 후단 동축 상에 연결되는 굴삭축과,

상기 해머케이스에 연결되어 상기 각 에어해머에 단독으로 작동에어를 공급하는 다수개의 공급배관과,

상기 굴삭축과 상기 공급배관을 회전시키는 회전구동수단과,

에어공급수단으로부터 공급되는 작동에어를 상기 다수개의 공급배관에 선택적으로 공급하는 스위블장치를 구비한 멀티에어해머장치를 케이싱 내에 삽통가능하게 배치하여 상기 다수개의 에어해머에 선택적으로 작동에어를 공급함으로써 상기각 에어해머를 각각 단독으로 작동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.
제 1 항에 있어서, 상기 비트에는 외주로부터 출몰 가능한 비트이빨이 설치되어 그 비트이빨을 외주에서 돌출시킴으로써 외경을 확대하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스위블장치는

케이스와,

상기 케이스에 회전가능하게 설치되고 일단이 상기 다수개의 공급배관에 연결되는 회전체와,

상기 회전체에 소정의 간격을 두고 형성되어 상기 케이스와의 사이에 공급실을 형성하는 다수의 오목부와,

상기 회전체에 형성되어 상기 공급실과 상기 공급배관을 연통하는 공급로와,

상기 케이스에 소정의 간격을 두고 형성되어 상기 케이스에 연통된 다수의 공급구로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 해머케이스의 축심부(軸心部)에는 타겟이 내장되어 그 타겟으로 향하여 설계계획선과 평행하게 레이저광을 조사하고, 그 타겟 상에 조사되는 레이저광의 그 타겟의 중심에 대한 변위량을 검출함으로써 설계게획선에 대한 해머케이스의 편위치(偏位置)를 검출하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 굴삭축은 주위에 상기 공급배관이 일체적으로 고착됨과 동시에 양단에 연결부가 형성되어 덧붙일 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 굴삭축은 주위에 송수관 또는 오가날개가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.
에어의 급기로 작동하여 선단에 장착한 비트를 타격하는 에어해머를 케이스 내에 다수개 배설한 멀티에어해머장치의 굴삭방향 수정방법에 있어서,

임의의 에어해머에 개별로 에어를 공급하여 개별로 작동을 제어함으로써 각 비트의 타격력을 조정하여 굴삭방향을 수정하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치의 굴삭방향 수정방법.
삭제
케이스와,

상기 케이스에 회전가능하게 설치되고 일단이 다수개의 공급배관에 연결되는 회전체와,

상기 회전체에 소정의 간격을 두고 형성되어 상기 케이스와의 사이에 공급실을 형성하는 다수의 오목부와,

상기 회전체에 형성되어 상기 공급실과 상기 공급배관을 연통하는 공급로와,

상기 케이스에 소정의 간격을 두고 형성되어 상기 케이스에 연통된 다수의 공급구로 이루어져 상기 에어공급수단에서 상기 다수의 공급구에 선택적으로 작동에어를 공급함으로써 에어해머의 작동을 제어하여 굴삭방향을 수정하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.
해머케이스의 축심부(軸心部)에는 타겟이 내장되어 그 타겟으로 향하여 설계계획선과 평행하게 레이저광을 조사하고, 그 타겟 상에 조사되는 레이저광의 타겟의 중심에 대한 변위량을 검출함으로써 설계계획선에 대한 해머케이스의 편위치(偏位置)를 검출하는 것을 특징으로 하는 멀티에어해머장치.