KR101052211B1

KR101052211B1 - 지반 굴착용 공압해머 및 그 슬리브

Info

Publication number: KR101052211B1
Application number: KR1020100106009A
Authority: KR
Inventors: 임병덕
Original assignee: 임병덕
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: WO2012057432A1

Abstract

본 발명은 지반 굴착용 공압해머에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원통형 케이싱과, 외부공압을 유입하는 백헤드와, 상기 공압을 피스톤의 상하로 분배하는 가이드 및 슬리브와, 상기 공압에 의해서 상하운동하는 피스톤과, 상기 케이싱의 하단에 결합된 척과, 상기 피스톤의 타격력에 의해서 지반을 굴착하는 버튼비트를 포함하여 이루어지되, 특히 피스톤의 측면에 피스톤의 상하운동을 억제하는 피압챔버가 형성되지 않아서 피스톤의 상하운동이 원활하고, 나아가 피스톤 내부에는 피압챔버의 공압을 배출시키는 공압통로가 형성되어 있지 않아서 피스톤의 구조가 매우 견고한 지반 굴착용 공압해머에 관한 것이다.

Description

지반 굴착용 공압해머 및 그 슬리브{Compressed air hammer for ground excavation and structure of its sleeve}

본 발명은 지반 굴착용 공압해머 및 그 슬리브의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원통형 케이싱과, 외부공압을 유입하는 백헤드와, 상기 공압을 피스톤의 상하로 분배하는 가이드 및 슬리브와, 상기 공압에 의해서 상하운동하는 피스톤과, 상기 케이싱의 하단에 결합된 척과, 상기 피스톤의 타격력에 의해서 지반을 굴착하는 버튼비트를 포함하여 이루어지되, 특히 피압챔버로 작용하는 피스톤 측면의 공간을 축소하여 피스톤의 상하운동을 원활하게 하고, 동시에 상기 슬리브와 피스톤의 물리적 강도를 보강하여 장비의 내구성을 크게 향상시킨 지반 굴착용 공압해머와 그 슬리브의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 지하 탐사용 시추공을 굴착하거나 토목 공사용으로 지반을 굴착하는데 사용되는 공압해머는 전체적인 외관을 구성하는 원통형 케이싱(Casing)의 내부에 백헤드와 체크밸브, 가이드, 슬리브, 피스톤 및 버튼비트 등과 같은 구성부품들이 차례로 장착된 구조로 이루어진다.

상기 백헤드(Back head)는 케이싱의 상단에 결합되어 콤프레서(Compressor)로부터 공급되는 외부공압을 케이싱 내부로 유도하는 기능을 하고, 체크밸브(Check valve)는 상기 공압의 유입을 통제하는 기능을 한다. 그리고, 가이드(Giude)는 피스톤의 중심을 잡아주고, 슬리브(Sleeve)는 공압을 피스톤의 상하로 분배하는 기능을 한다. 또한, 상기 피스톤(Piston)은 상기 슬리브와 케이싱 내부에서 상하운동을 하면서 버튼비트의 상단을 타격하고, 버튼비트(Button bit)는 피스톤의 타격력에 의해서 지반을 굴착하는 기능을 한다.

즉, 상기 백헤드를 통해 유입된 외부공압이 가이드와 슬리브를 통과한 후, 피스톤의 상단 또는 하단 부위로 교대로 공급되면서 피스톤을 고속으로 상하운동시키는 것이다. 이때, 상기 피스톤의 상하단 및 측면에는 피스톤의 움직임에 따라 다수개의 에어챔버(Air chamber)들이 형성된다. 이러한 에어챔버는 피스톤의 상하운동을 가속시키는 가압챔버(Compressing air chamber)와 피스톤의 상하운동을 억제하는 피압챔버(Oppressed air chamber)로 구분할 수 있다.

상기 가압챔버는 외부공압이 공급되면서 그 용적이 확대되는 힘으로 피스톤의 상하운동을 가속시키며, 주로 피스톤의 상단이나 하단에 형성된다. 그러나, 상기 피압챔버는 주로 피스톤 측면에 형성되는 밀폐된 공간으로서 피스톤의 이동하면 그 용적이 강제로 축소되기 때문에 피스톤의 상하운동을 억제하여 피스톤의 타격력을 약화시키는 원인이 된다.

따라서 종래의 공압해머에서는 피스톤 측면의 피압챔버에 갇힌 공기를 신속하게 공압해머 밖으로 신속하게 배출시키기 위하여 피스톤 내부에 배기통로를 형성한다. 그러나 상기 배기통로는 피스톤의 물리적 강도를 약화시키는 또 다른 문제점을 야기한다. 결국 지반 굴착용 공압해머의 굴착성능을 향상시키기 위해서는 피스톤의 주변에서 피압챔버가 형성될 수 있는 공간을 축소하는 것이 매우 중요하다.

본 발명자는 그동안 국내 발명등록 제642073호(등록일자; 2006.10.27.), 제652918호(등록일자; 2006.11.24.) 및 제675851호(등록일자; 2007.01.23.) 등에서 여러가지 구조의 지반 굴착용 공압해머들을 소개한 바 있다.

이처럼 종래의 굴착용 공압해머들은 주요 구성부품들의 종류는 유사하지만, 대체로 슬리브(실린더라고도 함)와 피스톤의 구조에 따라 기능적으로 서로 다른 장단점을 나타낸다. 특히 피스톤의 구조를 살펴보면, 피스톤 내부에는 중심축을 관통하는 중앙홀이 형성되어 있고, 이 중앙홀 주변에는 상하로 관통된 다수개의 공압통로들이 형성되어 있다. 이러한 공압통로들은 피스톤의 상하단으로 외부공압을 공급하여 가압챔버를 형성하거나, 또는 피스톤의 측면에 형성된 피압챔버에 갖힌 공기를 신속하게 외부로 배출하는 기능을 한다.

이처럼 종래의 굴착용 공압해머들은 구동과정에서 대부분 피스톤 측면에 상당한 크기의 피압챔버가 형성되고, 이들 피압챔버에 갇힌 공기를 배출하기 위하여 피스톤 내부에 다수개의 공압통로가 형성되어 있는데, 이러한 구조에서는 피스톤의 강도가 약해서 피스톤이 쉽게 파손되는 단점이 있다.

한편, 상기 피스톤은 상하운동을 하는 과정에서 상반부는 상기 슬리브 내부로 출입하고, 하반부는 상기 슬리브의 하단에서 케이싱의 내벽을 따라 상하운동을 한다. 따라서 상기 피스톤의 외경은 상반부가 하반부에 비해 슬리브의 두께만큼 더 작고, 이러한 외경의 차이는 결국 피압챔버를 형성하는 원인이 된다. 그렇다고 상기 피스톤의 외경 차이를 축소하기 위하여 상기 슬리브의 두께를 너무 얇게 하면, 슬리브의 물리적 강도가 약해져서 슬리브가 쉽게 파손되는 문제점이 발생한다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구동과정에서 피스톤의 측면에 피압챔버가 형성될 수 있는 공간을 축소하여 피스톤의 상하운동이 원활하고, 나아가 상기 피스톤과 슬리브의 물리적 강도가 우수하게 보강된 지반 굴착용 공압해머 및 그 슬리브의 새로운 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 원통형 케이싱과, 여기에 장착된 백헤드, 체크밸브, 가이드, 슬리브, 피스톤, 척 및 버튼비트를 포함하여 이루어진 지반 굴착용 공압해머에 있어서,

상기 케이싱의 내경부에는 위로부터 상단나사부와 상단내홈, 하단내홈 및 하단나사부가 차례로 형성되어 있고,

상기 슬리브는 상기 케이싱과 백헤드를 연결하는 원통체로서 상부통체와 중부통체 및 하부통체로 이루어지되, 상기 중부통체와 하부통체의 경계선상에는 외경부에 통기환홈이 형성되어 있고; 상기 상부통체의 내경부에는 상기 백헤드 하단이 결합되는 암나사부가 형성되어 있으며; 상기 중부통체에는 상기 백헤드의 중앙홀(H1)과 상기 통기환홈을 연결하는 공압홀이 형성되어 있고, 그 외경부에는 상기 케이싱의 상단나사부가 결합되는 수나사부가, 그 내경부 안쪽에는 가이드 수용공간(S1)이 각각 형성되어 있고; 상기 하부통체는 그 외경부가 상기 케이싱의 상단내홈을 덮어 공압통로(P1)을 형성하고, 그 내경부 안쪽에는 상기 피스톤의 상단부가 출입하는 피스톤 출입공간(S2)이, 상기 내경부 상단에는 둘레방향으로 통기내홈이 각각 형성되어 있고, 그 하단에는 통기공이 관통되어 있으며,

상기 피스톤은 중심축선을 따라 중앙홀(H2)이 형성된 원주형상으로서, 상기 하부통체의 표준 내경(D2)과 동일한 외경을 갖는 상단환턱 및 상축부와, 상기 케이싱의 표준 내경(D1)과 동일한 외경을 갖는 중축부, 그리고 상기 중축부의 하부에서 축소된 외경을 갖는 비트타격부로 이루어지되; 상기 상단환턱과 상축부 사이에는 둘레방향으로 상단환홈이, 상기 상축부와 중축부 사이에는 중간환홈이 각각 형성되어 있고, 상기 상축부의 외경부에는 상기 상단환홈과 중간환홈을 연결하는 세로통기홈이 형성되어 있으며, 상기 중축부의 외경부에는 상단은 밀폐되고 하단은 상기 비트타격부를 향해 개방된 통기반홈이 세로방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 슬리브의 하부통체 외경부에는 상기 케이싱의 상단나사부에 대응하는 수나사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤의 상승단계에서는 상기 공압통로(P1)와 슬리브의 통기공을 통과한 외부공압이 상기 피스톤의 세로통기홈과 케이싱의 하단내홈 및 피스톤의 통기반홈을 거쳐서 피스톤 하단에 가압챔버(C1)를 형성하고, 상기 피스톤의 하강단계에서는 상기 외부공압이 피스톤의 세로통기홈과 슬리브의 통기내홈을 거쳐서 피스톤 상단에 가압챔버(C2)를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 지반 굴착용 공압해머의 외형을 구성하는 원통형 케이싱과, 상기 케이싱 속으로 외부공압을 유입하는 백헤드를 연결하는 슬리브에 있어서, 상기 백헤드의 하단이 결합되는 암나사부가 형성되어 있는 상부통체와, 상기 케이싱의 상단에 결합되는 수나사부가 형성되어 있는 중부통체와, 상기 케이싱 속으로 삽입되어 공압통로(P1)을 형성하는 하부통체로 이루어지되, 상기 하부통체의 외경부에는 상기 중부통체의 수나사부와 동일한 규격을 갖는 수나사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지반 굴착용 해머는 구동과정에서 피스톤의 측면에 피압챔버로 작용하는 피스톤 측면의 공간이 매우 작아서 피스톤의 상하운동이 원활하고, 나아가 공압 효율이 우수한 효과가 있다. 또한, 피스톤 내부에 중앙홀 이외에는 다른 공압홀이 하나도 관통되어 있지 않아서 피스톤의 물리적 강도가 높고, 나아가 및 내구성이 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공압해머의 구조를 나타낸 단면도,
도 2은 도 1에서 케이싱(100)의 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 도 1에서 슬리브(140)의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 도 1에서 피스톤(150)의 구조를 나타낸 도면,
도 5은 본 발명에 따른 공압해머의 작동원리를 설명하는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명을 실시하는데 꼭 필요한 구성이라 하더라도 통상적인 기술에 속하거나, 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 종래에 소개된 공압해머와 동일한 구성요소라 하더라도 일부 구성요소에 대해서도 종래 기술과 상관없이 독자적인 명칭과 도면부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 공압해머의 전체적인 조립구조를 나타낸 단면도로서, 원통형 케이싱(100)의 상단에는 백헤드(110)와 체크밸브(120), 가이드(130) 및 슬리브(140)가 장착되고, 상기 케이싱(100)의 내부에는 피스톤(150), 척(160), 버튼비트(170)가 차례로 장착된 구조로 이루어진다. 이중에서 백헤드(110), 체크밸브(120), 가이드(130), 척(160) 및 버튼비트(170)의 구조와 기능은 각각 종래의 공압해머와 동일하거나 유사하다.

먼저 상기 케이싱(100)은 원통형으로서 공압해머의 외형을 구성하며, 도 2과 같이 내경부 중간부위에는 둘레 방향으로 표준 내경(D1) 보다 내경이 확대된 상단내홈(101)이 형성되어 있고, 그 하단에는 상기 슬리브(140)의 하단이 결합되는 단턱부(102)가 형성되어 있으며, 상기 상단내홈(101)에서 하측으로 이격되게 하단내홈(103)이 각각 형성되어 있다. 그리고 상기 케이싱(100)의 내경부 상단과 하단에는 각각 슬리브(140)와 척(160)이 결합되는 상단나사부(104)와 하단나사부(105)가 형성되어 있다.

다시 도 1을 참조하면, 케이싱(100)의 상단나사부(104)에는 슬리브(140)가 결합되고, 상기 슬리브(140)의 상단에는 백헤드(110)가 결합된다. 즉, 상기 백헤드(110)는 최상단에 위치하여 중앙홀(H1)을 통해서 콤프레서(도시하지 않음)에서 공급되는 외부공압을 케이싱(100) 내부로 유도하는 기능을 한다.

본 발명의 특징인 슬리브(140)는 상기 케이싱(100)과 백헤드(110)를 연결하는 원통체로서, 도 3과 같이, 상부통체(140a)와 중부통체(140b) 및 하부통체(140c)로 구분된다. 상기 상부통체(140a)에는 그 내경부에 암나사부(141)가 형성되어 있어 있어서 상기 암나사부(141)에 백헤드(110)의 하단이 결합된다.

다음으로 상기 중부통체(140b)에는 그 외경부에 케이싱(100)의 상단나사부(104)가 결합되는 수나사부(142)가 형성되어 있고, 그 내경부 안쪽에는 상기 가이드(130)를 수용하는 가이드 수용공간(S1)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 하부통체(140c)는 도 1과 같이 상기 케이싱(100) 속으로 삽입되어 상기 케이싱(100)의 상단내홈(101)을 덮고, 상기 하부통체(140c)의 하단은 단턱부(102)에 결합된다. 그래서 상기 하부통체(140c)의 외경부와 케이싱(100)의 상단내홈(101) 사이에는 외부공압이 통과하는 공압통로(P1)가 형성되고, 상기 하부통체(140c)의 내경부 안쪽에는 상기 피스톤(150)의 상단부가 출입하는 피스톤 출입공간(S2)이 형성된다.

또한, 상기 중부통체(140b)와 하부통체(140c)의 경계선상에는 도 3과 같이, 외경부 둘레방향으로 통기환홈(143)이 형성되어 있고, 상기 중부통체(140b)에는 상기 백헤드(110)의 중앙홀(H1)과 상기 통기환홈(143)을 연통하는 다수개의 공압홀(144)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 하부통체(140c)의 하단에는 둘레방향으로 다수개의 통기공(145)이 관통되어 있고, 그 내경부 상단에는 둘레방향으로 표준 내경(D2)보다 내경이 확대된 통기내홈(146)이 형성되어 있다. 상기 중부통체(140b)의 가이드 수용공간(S1)과 하부통체(140c)의 피스톤 출입공간(S2)은 가이드 삽입공(147)에 의해서 서로 연통되어 있다.

그래서 도 1에서 보는 바와 같이, 백헤드(110)의 중앙홀(H1)을 통해 유입된 외부공압은 상기 슬리브(140)의 공압홀(144)과 통기환홈(143)을 통해 공압통로(P1)로 유입된 다음, 하부통체(140c)의 통기공(145)을 통해 피스톤(150)의 상단 또는 하단으로 분배된다.

한편, 본 발명에 따른 슬리브(140)는 그 하부통체(140c)의 외경부에 상기 케이싱(100)의 상단나사부(104)에 대응하는 수나사부(148)가 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 하부통체(140c)의 수나사부(148)는 상기 중부통체(140b)의 수나사부(142)와 피치와 나사산의 높이 등 규격이 동일한 것이다. 따라서 케이싱(100)의 상단으로 슬리브(140)를 삽입할 때 하부통체(140c)의 수나사부(148)를 케이싱(100)의 상단나사부(104)와 일치시킨 상태에서 슬리브(140)를 회전시키면, 상기 수나사부(148)이 상기 상단나사부(104)를 통과하여 케이싱(100) 속으로 원활히 삽입된다.

만일, 하부통체(140c)의 외경부에 상기 수나사부(148)가 없다면, 하부통체(140c)를 케이싱(100) 속으로 삽입하기 위해서는 상기 하부통체(140c)의 외경이 상기 상단나사부(104)의 나사산의 높이 만큼 더 축소되어야 하고, 이렇게 되면 하부통째(140c)의 내경 역시 그만큼 축소되어야 한다. 이러한 결과는 피스톤(150) 상단부와 하단부의 직경 차이를 크게 하고, 결국 피스톤(150) 측면에 피압챔버가 형성될 수 있는 공간을 확대하여 공압해머의 타격력을 저하시키는 원인이 된다.

그러나, 본 발명에 따른 슬리브(140)는 하부통째(140c)의 내경이 동일한 상태에서도 상기 수나사부(148)의 나사산 높이만큼 하부통체(140c)의 두께가 더 두껍게 형성할 수 있어서 슬리브(140)의 물리적 강도를 그만큼 향상시킬 수 있고, 나아가 상기 수나사부(148)의 나사골을 따라 외부공압이 원활하게 유입되기 때문에 공압 효율을 높여주는 효과도 있다.

다음으로 상기 가이드(130)는 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 중부통체(140b)의 가이드 수용공간(S1)에 결합되는 것으로, 상단 중앙에는 상기 체크밸브(120)가 설치되는 체크밸브 설치부(131)가 형성되어 있고, 그 하단에는 상기 가이드 삽입공(147)을 통해서 하부통체(140c)의 피스톤 출입공간(S2) 속으로 돌출되는 하축봉(132)이 형성되어 있다. 상기 하축봉(132)은 피스톤(150)이 상승하면 피스톤(150)의 중앙홀(H2) 속으로 출입하면서 중앙홀(H2)을 열고 닫는 동시에 피스톤(150)의 중심을 잡아주는 기능을 한다.

상기 체크밸브(120)는 도 1과 같이 스프링(121)을 매개로 하여 가이드(130)의 체크밸브 설치부(131)에 탄성을 갖도록 설치되며, 상기 백헤드(110)의 중앙홀(H1) 하단을 막고 있다. 그래서 공압해머가 작동할 때는 외부공압이 상기 스프링(121)의 탄발력 보다 강해서 체크밸브(120)가 열리고, 공압해머가 작동을 멈추고 외부공압의 힘이 약해지면 체크밸브(120)가 닫힌다.

상기 피스톤(150)은 도 4와 같이 중심축선을 따라 중앙홀(H2)이 형성된 원주형상으로서, 그 외경부의 크기에 따라 상기 하부통체(140c)의 표준 내경(D2)과 동일한 외경을 갖는 상단환턱(150a) 및 상축부(150b)와, 상기 케이싱(100)의 표준 내경(D1)과 동일한 외경을 갖는 중축부(150c)로 구분된다. 그리고 상기 상단환턱(150a)과 상축부(150b) 사이에는 둘레방향으로 상단환홈(151)이 형성되어 있고, 상기 상축부(150b)와 중축부(150c) 사이에는 중간환홈(152)이 형성되어 있으며, 상기 중축부(150c)의 하부에는 상기 상단환홈(151)이나 중간환홈(152) 보다 더욱 축소된 외경을 갖는 비트타격부(153)가 형성되어 있다. 또한, 상기 상축부(150b)의 외경부에는 상기 상단환홈(151)과 중간환홈(152)을 연결하는 세로통기홈(154)이 형성되어 있고, 상기 중축부(150c)의 외경부에는 상단은 밀폐되고 하단은 개방된 통기반홈(155)이 세로방향으로 형성되어 있다.

마지막으로 상기 척(160)과 버튼비트(170)는 통상적인 공압해머의 구조와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 도 1에서 미설명 부호 161은 상기 피스톤(150)의 비트타격부(153)를 수용하는 동시에 버튼비트(170)의 중심을 잡아주는 '부싱(Busing)'이고, 162는 버튼비트(170)의 이탈을 방지하는 '비트지지링'이다.

이하, 본 발명의 공압해머에 대한 구동방법을 설명한다.

본 발명의 공압해머가 시추공 속으로 하강하여 버튼비트(170)의 저면이 시추공 바닥에 닿으면, 도 5의 (A)와 같이 상기 버튼비트(170)가 피스톤(150)을 밀어올리면서 피스톤 상승단계가 진행된다.

피스톤 상승단계에서는 백헤드(110)의 중앙홀(H1)을 통해 유입된 외부공압이 체크밸브(120)를 통과하여 화살표 방향을 따라 상기 슬리브(140)의 공압홀(144)과 통기환홈(143)을 통해 공압통로(P1)를 통과한 다음, 하부통체(140c)의 통기공(145)을 통해 피스톤(150)의 상단환홈(151)으로 유입된다.

이어 상기 공압은 피스톤의 세로통기홈(154)와 중간환홈(152), 그리고 케이싱(100)의 하단내홈(103)과 피스톤(150)의 통기반홈(155)을 거쳐서 피스톤 하단에 가압챔버(C1)를 형성한다.

상기 가압챔버(C1)에는 피스톤(150)이 상승하여 상기 통기반홈(155)의 상단이 상기 하단내홈(103)을 완전히 지나갈 때까지 계속 외부공압이 공급되면서 피스톤(150)을 강하게 상승시킨다. 피스톤(150)이 계속 상승하여 도 5 (B)와 같이 피스톤(150)의 상단환턱(150a)의 하단이 하부통체(140c)의 통기내홈(146) 하단을 지나면 피스톤 하강단계로 이어진다.

한편 피스톤 하강단계에서는 공압통로(P1)을 따라 유입된 외부공압이 화살표 방향을 따라 슬리브(140)의 통기공(145)을 통과하여 피스톤(150)의 중간환홈(152)으로 유입되고, 이어서 피스톤(150)의 세로통기홈(154)과 상단환홈(151) 및 슬리브(140)의 통기내홈(146)을 거쳐서 피스톤 상단에 가압챔버(C2)를 형성한다.

이때, 피스톤(150)의 중앙홀(H2) 상단은 도 5의 (B)와 같이 가이드(130)의 하축봉(132)에 의해서 차단되어 있어서 상기 가압챔버(C2)가 피스톤(150)을 강하게 하강시킨다. 그래서 피스톤(150)이 하강하여 상단환턱(150a)이 슬리브(140)의 통기내홈(146)을 완전히 통과할 때까지 상기 가압챔버(C2)에는 계속 외부공압이 공급되고, 피스톤(150)의 중앙홀(H2) 상단이 가이드(130)의 하축봉(132)을 벗어나면 상기 가압챔버(C2)가 개방되면서 그 기능을 상실하게 된다.

본 발명의 공압해머는 상기와 같은 구동방법에 따라 피스톤(150)이 상승단계와 하강단계를 계속 반복하면서 피스톤(150)의 비트타격부(153)가 버튼비트(170)의 상면을 강하게 타격하고, 이러한 타격력에 의해서 상기 버튼비트(170)가 지반을 굴착한다. 이때, 상기 버튼비트(170)의 저면에서 발생되는 모래나 자갈 등 슬러지는 버튼비트(170)의 중앙홀(H3)을 통해서 분출되는 외부공압에서 의해서 케이싱(100) 밖으로 배출된다.

한편, 굴착작업을 마치고 시추공에서 공압해머를 들어올리면, 피스톤(150)과 버튼비트(170)가 자중에 의해서 밑으로 하강하면서 버튼비트(170)의 상단턱이 지지링(162)에 걸리면서 무부하 상태가 된다. 이러한 무부하 상태는 별도로 도시하지 않았으나, 상기 공압통로(P1)를 통해 유입된 외부공압이 슬리브(140)의 중간통기공(145)을 거쳐서 피스톤(150) 상단으로 유입된 후, 중앙홀(H2,H3)을 통해 버튼비트(170)의 하부로 그대로 배출된다.

100 ; 케이싱(Casing), 110 ; 백헤드(Back head)
120 ; 체크밸브(Check valve) 130 ; 가이드(Guide)
140 ; 슬리브(Sleeve) 150 ; 피스톤(Piston)
160 ; 척(Chuck) 170 ; 버튼비트(Button bit)
C1,C2 ; 가압챔버 D1, D2 ; 표준 내경
H1,H2,H3 ; 중앙홀 P1 ; 공압통로

Claims

원통형 케이싱과, 여기에 장착된 백헤드, 체크밸브, 가이드, 슬리브, 피스톤, 척 및 버튼비트를 포함하여 이루어진 지반 굴착용 공압해머에 있어서,
상기 케이싱의 내경부에는 위로부터 상단나사부와 상단내홈, 하단내홈 및 하단나사부가 차례로 형성되어 있고,
상기 슬리브는 상기 케이싱과 백헤드를 연결하는 원통체로서 상부통체와 중부통체 및 하부통체로 이루어지되, 상기 중부통체와 하부통체의 경계선상에는 외경부에 통기환홈이 형성되어 있고; 상기 상부통체의 내경부에는 상기 백헤드 하단이 결합되는 암나사부가 형성되어 있으며; 상기 중부통체에는 상기 백헤드의 중앙홀(H1)과 상기 통기환홈을 연결하는 공압홀이 형성되어 있고, 상기 중부통체의 외경부에는 상기 케이싱의 상단나사부가 결합되는 수나사부가, 내경부 안쪽에는 가이드 수용공간(S1)이 각각 형성되어 있고; 상기 하부통체는 상기 케이싱의 상단내홈을 덮어 공압통로(P1)을 형성하는 것으로, 외경부에는 상기 중부통체의 수나사부와 동일한 규격을 갖는 수나사부가, 내경부 안쪽에는 상기 피스톤의 상단부가 출입하는 피스톤 출입공간(S2)이, 내경부 상단에는 둘레방향으로 통기내홈이, 그리고 하단에는 통기공이 각각 형성되어 있으며,
상기 피스톤은 중심축선을 따라 중앙홀(H2)이 형성된 원주형상으로서, 상기 하부통체의 표준 내경(D2)과 동일한 외경을 갖는 상단환턱 및 상축부와, 상기 케이싱의 표준 내경(D1)과 동일한 외경을 갖는 중축부, 그리고 상기 중축부의 하부에서 축소된 외경을 갖는 비트타격부로 이루어지되; 상기 상단환턱과 상축부 사이에는 둘레방향으로 상단환홈이, 상기 상축부와 중축부 사이에는 중간환홈이 각각 형성되어 있고, 상기 상축부의 외경부에는 상기 상단환홈과 중간환홈을 연결하는 세로통기홈이 형성되어 있으며, 상기 중축부의 외경부에는 상단은 밀폐되고 하단은 상기 비트타격부를 향해 개방된 통기반홈이 세로방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 공압해머.
삭제
제1항에 있어서,
상기 피스톤의 상승단계에서는 상기 공압통로(P1)와 슬리브의 통기공을 통과한 외부공압이 상기 피스톤의 세로통기홈과 케이싱의 하단내홈 및 피스톤의 통기반홈을 거쳐서 피스톤 하단에 가압챔버(C1)를 형성하고, 상기 피스톤의 하강단계에서는 상기 외부공압이 피스톤의 세로통기홈과 슬리브의 통기내홈을 거쳐서 피스톤 상단에 가압챔버(C2)를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 공압해머.
지반 굴착용 공압해머의 외형을 구성하는 원통형 케이싱과, 상기 케이싱 속으로 외부공압을 유입하는 백헤드를 연결하는 슬리브에 있어서,
상기 백헤드의 하단이 결합되는 암나사부가 형성되어 있는 상부통체와, 상기 케이싱의 상단에 결합되는 수나사부가 형성되어 있는 중부통체와, 상기 케이싱 속으로 삽입되어 공압통로(P1)를 형성하는 하부통체로 이루어지되, 상기 하부통체의 외경부에는 상기 중부통체의 수나사부와 동일한 규격을 갖는 수나사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 공압해머의 슬리브.