KR100978532B1 - 굴삭기 장착용 락드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 암에 손쉽게 장착하여 사용할 수 있는 락드릴에 관한 것이다.

본 발명은 좌우 틸팅과 360°회전이 가능한 커플러 수단 및 서포트 구조물을 이용하여 굴삭기의 암에 락드릴 어셈블리를 손쉽게 장착한 후에 사용할 수 있는 새로운 형태의 락드릴 수단을 구현함으로써, 작업반경을 넓게 확보할 수 있어 작업 효율을 높일 수 있으며, 작업장 여건에 관계없이 각종 천공작업을 신속하고 효율적으로 수행할 수 있는 한편, 굴삭기와 락드릴 어셈블리 간의 연결수단인 서포트 구조물에 유압컨트롤 밸브장치를 집중시킴으로써, 전체적인 유압 배관을 단순화할 수 있으며, 이에 따라 배관 비용을 절감할 수 있고 탈장착 시간을 절약할 수 있는 굴삭기 장착용 락드릴을 제공한다.

굴삭기, 락드릴, 천공작업, 커플러, 서포트 구조물, 유압컨트롤 밸브장치

Description

굴삭기 장착용 락드릴{Rock drill for excavator}

본 발명은 굴삭기 장착용 락드릴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴삭기의 암에 손쉽게 장착하여 사용할 수 있는 락드릴에 관한 것이다.

일반적으로 지하철 공사장이나 도로의 터널 등과 같은 각종 터널 공사장, 채석장 등에서 굴착, 암석의 제거, 채석 등의 목적으로 발파작업을 수행하는 경우, 암석에 화약을 장입하기 위한 구멍을 뚫거나, 암석을 깨기 위해 구멍을 뚫거나, 혹은 락볼트를 삽입하기 위해 구멍을 뚫을 때에는 락드릴 전용기인 락드릴 머신을 사용한다.

예를 들면, 지하철이나 터널 굴착공사시 굴착 진행방향에 암반이 존재할 경우에 통상 화약을 사용하여 발파작업을 하게 되는데, 이 경우 락드릴 머신을 사용하여 다수의 구멍을 뚫은 다음, 각 구멍마다 다이너마이트를 장입하여 폭발시키는 방식으로 굴착작업을 진행한다.

또한, 터널 굴착 후에 터널 천장이나 벽면을 보강하는 작업을 하게 되는데, 이때의 보강작업은 터널 내주면의 암반에 다수의 락볼트 삽입용 구멍을 뚫은 후, 정착재료와 함께 락볼트를 삽입한 다음, 락볼트측에 정착물을 고정하는 방식으로 진행한다.

보통 터널 굴착공사시의 천공작업들은 크롤러 드릴(Crawler drill)에 의해 수행되며, 이러한 크롤러 드릴은 무한궤도형 주행 크롤러상에 수개의 관절형 붐들이 유압피스톤의 작동에 의해 소정각도로 절첩되도록 장착된 장비에 해머 타격용 드리프터를 장착한 구조의 장비이다.

그러나, 위와 같은 구조를 가지는 종래의 락드릴 머신을 사용하여 굴착공사를 수행하는 경우에는 작업반경이 좁고, 작업이 번거로우며, 천공구멍의 굴착각도를 정확하게 설정하는데에 상단한 시간이 소요되는 등 전체적으로 시공의 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

예를 들면, 종래의 락드릴 머신의 드리프터는 그 붐축에 대한 선회각이 대략 ±47°정도에 불과하여 바닥을 천공하다가 천장을 천공하기 위해서는 붐 자체를 해체한 후에 재차 조립해서 사용해야 하는 등 불필요한 작업시간이 늘어나고, 작업 또한 불편한 점이 많이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 좌우 틸팅과 360°회전이 가능한 커플러 수단 및 서포트 구조물을 이용하여 굴삭기의 암에 락드릴 어셈블리를 손쉽게 장착한 후에 사용할 수 있는 새로운 형태의 락드릴 수단을 구현함으로써, 작업반경을 넓게 확보할 수 있어 작업 효율을 높일 수 있으며, 작업장 여건에 관계없이 각종 천공작업을 신속하고 효율적으로 수행할 수 있는 굴삭기 장착용 락드릴을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 굴삭기와 락드릴 어셈블리 간의 연결수단인 서포트 구조물에 유압컨트롤 밸브장치를 집중시킴으로써, 전체적인 유압 배관을 단순화할 수 있으며, 이에 따라 배관 비용을 절감할 수 있고 탈장착 시간을 절약할 수 있는 굴삭기 장착용 락드릴을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 굴삭기 장착용 락드릴은 굴삭기의 암에 장착되어 좌우 틸팅과 360°회전이 가능한 커플러를 마련하고, 락드릴 어셈블리에는 일단이 핀에 의해 지지되는 동시에 다른 일단은 락드릴 어셈블리측의 틸팅용 실린더에 의해 지지되는 서포트 구조물을 구비하여, 상기 굴삭기 암측의 커플러에 락드릴 어셈블리에 있는 서포트 구조물을 체결함으로써, 굴삭기에 락드릴 어셈블리를 장착하여 넓은 작업반경을 확보하면서 작업장 여건에 관계없이 각 종 천공작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 서포트 구조물을 활용하여 굴삭기의 유압라인과 락드릴 어셈블리(12)의 유압라인으로 제공되는 유압을 제어하는 유압컨트롤 밸브장치를 설치하는 것이 유압 배관을 단순화하는 측면에서 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 굴삭기 장착용 락드릴은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 굴삭기의 암에 좌우 틸팅은 물론 360°회전이 가능한 커플러 수단 및 서포트 구조물을 이용하여 쉽게 탈장착할 수 있으므로, 작업범위를 폭넓게 확보할 수 있으며, 따라서 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 커플러의 좌우 틸팅 기능과 함께 서포트 구조물의 틸팅 기능을 조합함으로써, 작업 반경 및 작업 각도를 좀더 확대할 수 있는 등 작업 효율을 한층 높일 수 있다.

셋째, 락드릴 어셈블리의 탈장착시 좌우 틸팅 방식을 통해 간단하게 탈장착 작업을 수행할 수 있는 등 락드릴 어셈블리 뿐만 아니라 각종 어태치먼트의 탈장착이 매우 용이하다.

넷째, 유압컨트롤 밸브장치를 서포트 구조물에 집중 배치하는 구조로 설치할 수 있으므로, 유압 배관이 매우 단순해지고, 따라서 전체적인 배관에 소요되는 비용을 대폭 줄일 수 있으며, 탈장착시에 소요되는 시간도 줄일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴을 나타내는 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴을 나타내는 정면도, 좌측면도 및 우측면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 굴삭기 장착용 락드릴은 굴삭기측 커플러(11)와 락드릴 어셈블리측 서포트 구조물(15)을 서로 체결하여 굴삭기의 운전을 통해 락드릴을 이용한 천공작업 등을 수행할 수 있는 형태로서, 크롤러 드릴 등과 같은 락드릴 전용기에 비해 폭넓은 작업환경에서 작업을 할 수 있는 이점을 제공한다.

이를 위하여, 굴삭기의 암(10)에는 좌우 틸팅 작동 뿐만 아니라 360°회전 작동이 가능한 커플러(11)가 장착되고, 락드릴 어셈블리(12)에는 커플러(11)에 체결가능한 서포트 구조물(14)이 장착된다.

이에 따라, 상기 커플러(11)에 서포트 구조물(15)을 체결하면, 굴삭기로 락드릴 어셈블리(12)을 조작하여 각종 터널 공사장, 채석장 등에서의 구멍 천공 등 시공이 가능하게 된다.

상기 서포트 구조물(15)은 구조물 본체(15a)와 체결용 바(15b)로 구성되는데, 상기 구조물 본체(15a)는 한쪽이 핀(13)에 의해 락드릴 어셈블리(12)측에 지지되고, 다른 한쪽은 락드릴 어셈블리(12)에 후단 고정되어 있는 틸팅용 실린더(14)의 로드에 핀구조로 연결되어 지지된다.

이에 따라, 상기 틸팅용 실린더(14)가 작동하면, 락드릴 어셈블리(12) 전체는 서포트 구조물(15)의 핀(13) 연결부위를 중심으로 하여 틸팅이 가능하게 된다.

그리고, 상기 체결용 바(15b)는 한쌍의 바로 이루어져 있으며, 구조물 본체(15a)의 상부에 서로 나란하게 수평 배치되면서 구조물 본체(15a)로부터 수직 연장되는 양편의 브라켓 사이에 일체 고정되는 구조로 설치된다.

이때의 상기 체결용 바(15b)는 후술하는 커플러(11)에 있는 훅(18)과 로드(19)에 각각 걸려지면서 체결되는 부분이 된다.

따라서, 상기 커플러(11)와 서포트 구조물(12)을 통해 락드릴 어셈블리(12)를 굴삭기의 암(10)에 손쉽게 장착할 수 있고, 결국 굴삭기의 운전을 통한 락드릴 어셈블리(12)의 조작이 가능하게 되는 것이다.
한편, 틸팅용 실린더(14)에 의해 지지되는 서포트 구조물(15)이 구비된 락드릴 어셈블리(12) 반대편 측면에는 암석 등을 파쇄하여 구멍을 내는 드릴비트(41)와, 이 드릴비트(14)에 연결되어 엑추에이터 등의 동력을 드릴비트(14)로 전달하는 드릴로드(42)가 설치된다. 즉, 드릴비트(41)와 드릴로드(42)는 락드릴 어셈블리(12)를 기준으로 락드릴 어셈블리의 서로 반대되는 측면에 각각 설치된다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴에서 커플러를 나타내는 사시도, 정면도 및 평면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 커플러(11)는 굴삭기의 암(10)과 푸시 링크에 결합되는 부분인 커플러 상부몸체(16)와, 서포트 구조물(15)측과 체결되는 부분인 커플러 하부몸체(20)로 구성된다.

상기 커플러 상부몸체(16)는 앞쪽과 뒷쪽의 핀 체결구조에 의해 암(10)과 푸시 링크에 결합되어 지지되고, 상기 커플러 하부몸체(20)에는 앞쪽과 뒷쪽에 각각 훅(18)과 로드(19)가 마련되어 있어서 서포트 구조물(15)에 있는 앞뒤쪽의 체결용 바(15b)를 각각 걸어서 장착할 수 있다.

특히, 상기 커플러 하부몸체(20)는 좌우로 기울기가 조정될 수 있도록 되어 있는데, 이를 위하여 커플러 하부몸체(20)와 커플러 상부몸체(16)는 힌지핀(17)에 의해 체결되어, 커플러 하부몸체(20 힌지핀(17)을 중심으로 하여 좌우로 회동될 수 있게 된다.

그리고, 위와 같이 힌지 구조로 결합되어 있는 커플러 상하부몸체(16,20)의 좌우측에는 커플러 하부몸체(20)를 움직여주기 위한 실린더(21)가 각각 배치된다.

이때의 실린더(21)는 그 몸체 부분이 커플러 상부몸체(16)측에 핀 구조로 고정되고, 그 로드가 부분이 커플러 하부몸체(20)측에 핀 구조로 연결되므로서, 실린더(21)의 작동에 의해 커플러 하부몸체(20)의 좌우 기울기가 조정될 수 있게 된다.

또한, 상기 커플러(11)에는 360°자유자재로 회전할 수 있는 구조가 마련된다.

이를 위하여, 상기 커플러 하부몸체(20)는 훅(18)과 로드(19)를 포함하는 하부의 구조물 장착 유닛(22)과, 커플러 상부몸체(16)측에 힌지 구조로 결합되는 상부의 플레이트 유닛(23)으로 구분된다.

그리고, 상기 구조물 장착 유닛(22)과 플레이트 유닛(23)은 회전장치(24)에 의해 서로 연결되어, 서포트 구조물(15)측과 체결되는 구조물 장착 유닛(22)은 플레이트 유닛(23)을 기준으로 하여 360°자유자재로 회전될 수 있게 된다.

상기 회전장치(24)는 구조물 장착 유닛(22)을 회전시켜주기 위한 수단으로서, 중심축 역할을 하는 센터 링(28), 서로 치합 전동가능한 링 기어(27) 및 웜 기어(29), 동력원인 모터(30) 등을 포함하여 구성된다.

예를 들면, 상기 플레이트 유닛(23)의 저면부에 센터 링(28)이 체결 고정되 고, 구조물 장착 유닛(22)의 상면에는 상기 센터 링(28)을 내측에 동심원상으로 수용하는 링 기어(27)가 체결 고정되며, 이때의 센터 링(28)과 링 기어(27)가 서로 접하는 내외주면 간에는 다수의 볼(31)이 개재되므로서, 링 기어(27)는 센터 링(28)을 축으로 하여 회전가능한 상태가 된다.

그리고, 상기 링 기어(27)의 외측 접선방향으로는 웜 기어(29)가 양단 지지되는 구조로 설치되는 동시에 이때의 링 기어(27)와 치합되어 전동가능하게 되고, 상기 웜 기어(29)의 한쪽 단부는 모터(30)의 축에 연결된다.

따라서, 모터(30)의 작동에 의해 웜 기어(29)가 회전하면, 이와 함께 링 기어(27)가 회전하게 되므로서, 구조물 장착 유닛(22) 전체가 회전될 수 있게 된다.

여기서, 상기 웜 기어(29)와 모터(30)는 플레이트 유닛(23)의 저면에 지지되는 구조로 설치될 수 있다.

그리고, 서포트 구조물(15)에 있는 체결용 바(15b)를 걸어주는 로드(19)는 듀얼 타입으로 이루어져 있으며, 커플러 하부몸체(20)의 구조물 장착 유닛(22)에 구비되어 있는 로드 실린더(26)의 로드에 결합되는 구조로 설치된다.

이에 따라, 상기 로드 실린더(26)의 작동에 의해 로드(19)는 구조물 장착 유닛 몸체의 내외측으로 수납 및 인출되면서 서포트 구조물(15)에 있는 체결용 바(15b), 즉 한쌍의 체결용 바(15b) 중에서 뒷쪽에 있는 체결용 바(15b)를 걸어줄 수 있고, 또 체결용 바(15b)로부터 해제될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴에서 유압컨트롤 밸브장치를 나타내는 사시도이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 상기 유압컨트롤 밸브장치(25)는 실린더 등과 같은 굴삭기측 액추에이터 및 락드릴 어셈블리측 액추에이터를 작동시키기 위한 유압을 제공하는 수단으로서, 하나의 어셈블리 형태로 집중 구성되어 서포트 구조물(15)의 일측, 예를 들면 구조물 본체(15a)에 설치된다.

이러한 유압컨트롤 밸브장치(25)는 포트 및 유로를 갖는 유압블럭(25a), 포트 전환제어을 위한 솔레노이드(25b), 각 유압블럭(25a)을 연결하는 유압배관(25c), 각 어태치먼트측과의 유압호스(미도시) 연결을 위한 연결 포트(25d) 등을 포함하는 형태로 구성될 수 있다.

이렇게 유압을 컨트롤할 수 있는 밸브장치를 한 곳에 집중 배치함으로써, 락드릴 어셈블리(12)를 포함하는 굴삭기 전체의 유압 배관을 단순화할 수 있으며, 결국 배관 비용을 절약할 수 있고, 또 락드릴 어셈블리(12) 등과 같은 각종 어태치먼트의 교체 등을 위한 유압 호스의 탈장착 작업도 짧은 시간에 간편할 수 있다.

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴에서 굴삭기측 커플러와 락드릴 어셈블리측 서포트 구조물 간의 장착과정을 나타내는 개략도이다.

도 10a 내지 도 10c에 도시한 바와 같이, 먼저 굴삭기를 운전하여 암(10)을 락드릴 어셈블리(12)에 있는 서포트 구조물(15)의 체결용 바(15b)가 있는 위치로 이동시킨 후, 커플러(11)의 훅(18)에 하나의 체결용 바(15b)를 끼워서 건다.

다음, 굴삭기의 링크 실린더(미도시)를 작동시켜 푸시 링크를 하강시키면, 커플러(11)의 뒷쪽이 아래로 내려가면서 서포트 구조물(15)의 나머지 하나의 체결 용 바(15b)의 위치에 로드(19)가 위치되고, 이와 동시에 로드 실린더(26)를 작동시켜 로드(19)를 전진시키면 체결용 바(15b)에 로드(19)가 걸려지게 되므로서, 커플러(11)와 서포트 구조물(15) 간의 체결이 완료된다.

즉, 굴삭기의 암(10)에 락드릴 어셈블리(12)의 장착이 완료된다.

한편, 굴삭기의 커플러(11)로부터 서포트 구조물(15)을 탈거하는 방법은 위의 장착 방법의 역순으로 작업을 진행하면 손쉽게 서포트 구조물(15)을 탈거할 수 있다.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴의 사용상태를 나타내는 정면도이다.

도 11a 내지 도 11c에 도시한 바와 같이, 굴삭기를 운전하여 락드릴 어셈블리(12)로 천공작업 등을 수행하는 경우, 실린더(12)나 틸팅용 실린더(14)를 통해 커플러(11)의 커플러 하부몸체(20)의 자세를 좌측 또는 우측으로 기울이면, 이와 함께 락드릴 어셈블리(12) 또한 자세를 쉽게 기울일 수 있으므로, 굴삭기의 관절 조정과 함께 락드릴 어셈블리(12)의 자세전환 등을 통해 충분한 작업반경 및 작업각도를 확보한 상태에서 천공작업 등을 용이하게 할 수 있다.

그리고, 천공작업 중 작업 여건이나 작업 환경에 따라 락드릴 어셈블리(12)의 방향을 변경해야 하는 경우에도 회전장치(24)의 작동을 통해 락드릴 어셈블리(12)의 방향을 360°자유자재로 변경할 수 있으므로, 천공작업 등을 한층 용이하게 수행할 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴을 나타내는 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴을 나타내는 정면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴을 나타내는 좌측면도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴을 나타내는 우측면도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴에서 커플러를 나타내는 사시도

도 7은 도 6의 정면도

도 8은 도 6의 평면도

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴에서 유압컨트롤 밸브장치를 나타내는 사시도

도 10a,10b,10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴에서 굴삭기측 커플러와 락드릴 어셈블리측 서포트 구조물 간의 장착과정을 나타내는 개략도

도 11a,11b,11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 장착용 락드릴의 사용상태를 나타내는 정면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 암 11 : 커플러

12 : 락드릴 어셈블리 13 : 핀

14 : 틸팅용 실린더 15 : 서포트 구조물

15a : 구조물 본체 15b : 체결용 바

16 : 커플러 상부몸체 17 : 힌지핀

18 : 훅 19 : 로드

20 : 커플러 하부몸체 21 : 실린더

22 : 구조물 장착 유닛 23 : 플레이트 유닛

24 : 회전장치 25 : 유압컨트롤 밸브장치

25a : 유압 블럭 25b : 솔레노이드

25c : 유압 배관 25d : 연결 포트

26 : 로드 실린더 27 : 링 기어

28 : 센터 링 29 : 웜 기어

30 : 모터 31 : 볼

Claims (4)

1. 굴삭기의 암(10)에 장착되어 좌우 틸팅과 360°회전이 가능한 커플러(11)를 마련하고, 락드릴 어셈블리(12)에는 일단이 핀(13)에 의해 지지되는 동시에 다른 일단은 락드릴 어셈블리(12)의 어느 한 측면에 마련된 틸팅용 실린더(14)에 의해 지지되는 서포트 구조물(15)을 구비하고,

   상기 커플러(11)는 굴삭기의 암(10)에 결합되는 커플러 상부몸체(16)와, 상기 커플러 상부몸체(16)에 힌지핀(17)으로 결합되고 앞쪽의 훅(18)과 뒷쪽의 로드(19)를 이용하여 서포트 구조물(15)을 걸어줄 수 있는 커플러 하부몸체(20)와, 상기 커플러 상부몸체(16)와 커플러 하부몸체(20) 사이에 연결 설치되어 커플러 하부몸체(20)를 좌우로 틸팅시켜주는 2개의 실린더(21)와, 상기 커플러 하부몸체(20)의 구조물 장착 유닛(22)과 플레이트 유닛(23)은 상기 구조물 장착 유닛(22)의 상면에 설치되는 링 기어(27)와, 플레이트 유닛(23)의 저면에 설치되는 동시에 링 기어(27)의 내측에 동심원상으로 배치되면서 베어링 구조로 결합되는 센터 링(28)과, 상기 플레이트 유닛(23)의 저면에 지지되며 상기 링 기어(27)의 외측에 접선방향으로 치합되어 전동가능한 웜 기어(29) 및 이 웜 기어(29)를 작동시켜주는 모터(30)를 포함하는 회전장치(24)에 의해 연결되며,

   상기 틸팅용 실린더(14)가 연결된 락드릴 어셈블리(12)의 반대편 측면 하단에는 천공을 수행하는 드릴비트(41)가 설치되고,

   상기 구조물 장착 유닛(22)에 구비되어 있는 로드(19)는 로드 실린더(26)에 의해 전후 슬리이딩 방식으로 수납 및 인출되어 상기 서포트 구조물(15)의 체결용 바(15b)에 걸어줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 굴삭기 장착용 락드릴.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 굴삭기의 유압라인과 락드릴 어셈블리(12)의 유압라인으로 제공되는 유압을 제어하며, 상기 서포트 구조물(15)의 일측에 설치되는 유압컨트롤 밸브장치(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 장착용 락드릴.

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