KR19990037739A - 굴착기비트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착기 비트에 관한 것으로서, 그 목적은 비트와 피스톤 사이에 개제된 압축 공기를 신속히 외부로 배출시켜 비트의 파쇄력을 향상시키고, 압축공기를 신속히 배출시켜 비트의 타격수를 증가시키며, 압축공기에 의해 외부로 분출되는 파쇄 암석에 의해 비트와 척 및 하우징의 외주면이 깎여나가지 않도록 하는 것이다.

본 발명은 외부에서 공급되는 고압의 압축공기에 의해 왕복 운동하는 피스톤의 타격력을 이용하여 암반을 파쇄하는 굴착기의 비트에 있어서, 상기 피스톤의 관통공 후단으로부터 일정 구간 내측으로 확장된 내경을 갖는 후드밸브 삽입홀과, 상기 후드밸브 삽입홀에 삽입되도록 내경과 외경이 확장 형성된 후드밸브와, 상기 후드밸브와 연결되고, 그 내경이 소정의 사이즈로 확장 형성된 비트의 관통공과, 상기 비트의 외주면 중앙부에 소정 길이 전방으로 더 연장 형성된 공압배출홈과, 상기 비트의 선단부 외주면에 형성된 암석 배출홈의 후단부에 소정의 곡률반경으로 형성된 경로변환턱을 포함하여 구성된 특징을 갖는다.

이상의 본 발명을 적용하게 되면, 상기 굴착기의 비트는 상기 비트 외주면에 형성된 공압배출홈이 충분히 길게 형성되므로, 피스톤과 비트 사이에 개재되어 있던 압축공기가 척의 전방으로 신속히 배출되므로, 굴착 효율이 증가되며, 상기 비트 관통공의 그 직경이 충분히 크기 때문에 공급된 압축공기를 신속히 외부로 배출시켜 비트의 타격수가 증가시키며, 상기 암석 배출홈의 후단부에는 소정의 곡률 반경을 갖는 경로변환턱이 마련되어 파쇄된 암석이 압축공기에 의해 외부로 분출되면서 비트 및 척 하우징의 외주면을 깎아내지 않게 된다.

Description

굴착기 비트{Bit of Excavator}

본 발명은 굴착기 비트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압의 압축공기를 이용하여 암반을 파쇄하는 굴착기의 비트에 관한 것이다.

일반적으로 굴착기는 철도나 도로 등을 건설하거나, 지하 저장탱크 및 그 외의 공사를 하고자 할 때 암반 등을 파쇄하여 공동을 형성하는 데, 사용되는 중장비이다.

이러한 지하 공사장에서는 환기 문제 및 불꽃에 의한 폭발 위험성 등을 방지하기 위해 내연기관을 사용하지 않고, 주로 공사장밖에 위치된 압축기로부터 공급받은 고압의 압축공기를 이용하여 필요한 동력을 얻게 된다.

이러한 굴착기는 파쇄하고자 하는 암반을 향해 위치된 트랙프레임과, 이러한 트랙프레임에 슬라이드 되도록 설치되어 공급되는 압축공기에 의해 대상 암석에 충격력을 전달해 주는 비트와, 상기 트랙프레임의 위치를 조작하기 위한 유압실린더와, 상기 비트에 고압의 압축공기를 공급해 주는 압축장치 등으로 이루어진다.

도 1은 종래 굴착기 비트의 분리사시도이고, 도 2는 종래 굴착기 비트의 결합상태를 도시한 단면도이다.

이를 참조하면, 상기 굴착기의 비트 부분은 크게 외부로부터 고압의 압축공기를 공급받는 백해드(20)와, 상기 백해드(20) 내부에 설치되어 외부로부터 압축공기가 유입되는 것을 제어하는 체크밸브(30)와, 원통형 하우징(10) 내부에 설치되어공급된 압축공기에 의해 왕복 운동을 하는 피스톤(40)과, 상기 피스톤(40)의 타격력에 의해 대상 암반에 충격력을 전달해 주는 비트(50)로 이루어진다.

상기 하우징(10)은 원통형 부재의 양측 내주면상에 소정의 나선홈(11)(17)이 마련되고, 그 내부에는 내경이 확장된 다수개의 공압우회홈(12)(13)(14)이 형성된다.

상기 백해드(20)는 그 일측에 외부의 공압라인과 연결되는 연결부(23)가 돌출 형성되고, 타측에는 상기 하우징(10) 내부에 나선 결합되는 나사부(21)가 마련되며, 상기 연결부(20)의 중심축선상에는 소정의 관통홀(22)이 형성된다. 이때, 상기 나사부(21)쪽 중심축선상에는 상기 관통홀(22)과 연통되는 확장된 직경으로 형성된 밸브 설치부(25)가 마련된다.

상기 밸브 설치부(25)상에는 소정의 체크밸브(30)가 설치되어 외부로부터 공급되는 압축공기의 유입을 제어하도록 이루어진다.

상기 체크밸브(30)는 소정의 스프링(33)에 의해 일정 길이 후방으로 돌출된 밸브(34)가 마련되고, 상기 체크밸브(30)의 외주면에는 다수개의 경사홈(32)이 마련되고, 선단에는 소정 길이 돌출된 삽입봉(36)이 마련된다. 이때, 상기 체크밸브(30)의 경사홈(32)은 상기 하우징의 공압우회홈(12)과 연결되도록 설치된다.

상기 하우징(10) 내부에는 체크밸브(30)가 비트(50) 쪽으로 전진하였을 때 접해지도록 설치된 원통형 인너슬리브(70)가 마련되고, 상기 인너슬리브(70) 내부에는 피스톤(40)의 후단부가 슬라이드되도록 삽입된다.

상기 피스톤(40)은 그 후단부에 소정의 헤드부(41)가 마련되어 상기 인너슬리브(70)의 내주면에 삽입된 상태에서 공급되는 압축공기에 의해 슬라이드 되도록 이루어지며, 선단부에는 확장된 외경을 갖도록 형성되어 상기 하우징(10)의 내부에 슬라이딩되도록 삽입되는 확장부(43)가 마련되는 데, 상기 확장부(40) 외주면에는 후단으로부터 일정 길이 전방까지 일정 깊이로 파여진 다수개의 공압통로(44)가 마련된다.

이러한 피스톤(40)의 중심축선상에는 소정의 관통홀(46)이 마련되는 데, 상기 관통홀(46)에는 체크밸브의 삽입봉(36)이 삽입되는 내경을 갖도록 이루어진다.

상기 비트(50)는 그 후단부에 소정 길이 돌출된 후드밸브(57)가 마련되고, 그 후단부 외주면상에는 다수개의 가이드돌기(55)가 마련되어 후술할 척의 가이드홈(65)에 끼워져 슬라이드 되도록 이루어진다.

이때, 상기 비트(50)의 선단부는 소정의 곡률 반경으로 형성되며, 면상에는 다수개의 돌기(59a)가 마련되어 암반에 집중된 타격력을 전달하도록 이루어진다. 또한, 상기 비트(50)의 중앙부 외주면 상에는 다수개의 공압배출홈(56)이 마련되고, 선단부 외주면상에는 일정 깊이를 갖는 다수개의 암석배출홈(58)이 마련되며, 비트(50)의 중심축선상에는 선단 쪽에서 두 개로 분기되는 관통공(53)이 형성된다.

상기 하우징(10)의 선단부 나선홈(17)에는 비트(50)의 이송 방향을 가이드해 주는 척(60)이 나선 결합되는 데, 상기 척(60)은 비트의 가이드돌기(55)가 삽입되어 그 이송방향을 안내 해 주는 다수개의 가이드홈(65)이 마련되며, 선단부 쪽에는 상기 비트(50)의 중앙부 외주면이 슬라이드도록 삽입되는 삽입공(67)이 마련된다.

따라서, 상기 비트(50) 부분은 상기 백해드의 관통공(22)을 통해 공급된 외부의 압축공기가 체크밸브의 경사홈(32)을 통해 인너슬리브(70)의 외주면상으로 공급되며, 이어서, 상기 피스톤(40) 외주면의 공압통로(44)와 하우징의 공압우회홈(14)을 통해 피스톤(40) 선단부 쪽으로 공급된다.

결국, 상기 피스톤(40)은 공급된 압축공기에 의해 일정 길이 후방으로 슬라이드 되면서, 그 후단부의 체크밸브(30)를 후단쪽으로 밀어내게 된다.

따라서, 상기 체크밸브(30)와 인너슬리브(70) 사이에 갭이 발생되어 상기 갭을 통해 피스톤(40) 후단부를 선단쪽으로 밀게 된다.

이때, 상기 피스톤(40)과 비트의 후드밸브(57)는 서로 일정 거리 이격된 상태에서 상기 피스톤(40)이 선단쪽으로 슬라이드 됨에 따라 상기 후드밸브(57)가 피스톤의 관통홀(46)에 끼워지면서 비트(50)를 선단쪽으로 타격하여 암반에 충격력을 전달해 주게 된다.

따라서, 상기 비트의 후드밸브(57)와 피스톤의 관통공(47)이 결합되기 이전에 상기 피스톤(40)과 비트(50) 사이에 충진되어 있던 압축공기는 상기 비트(50)의 공압배출홈(56)을 통해 척(60)의 전방으로 배출되도록 이루어진다.

또한, 상기 피스톤(40)의 관통공(47)에 삽입된 후드밸브(57)를 통해 공급된 압축공기가 비트(50)의 전방으로 배출되며, 이때 파쇄된 암석은 압축공기와 함께 상기 비트(50)의 암석배출홈(58)을 통해 외부로 배출된다.

이러한 과정중에서 상기 공압배출홈(56)은 그 길이가 짧아서 상기 비트(50)가 전방으로 이송되더라도, 상기 척(60)의 내주면에 삽입된 상태로 있기 때문에 비트(50)와 피스톤(40) 사이에 개제된 압축 공기를 외부로 배출시키지 못하고, 피스톤(40)의 충격력을 완충시키게 되므로, 암반의 굴착 효율이 저하된다.

또한, 상기 비트의 관통공(53)은 그 직경이 작아 압축공기를 신속히 배출시키지 못하기 때문에 비트(50)의 타격수가 줄어들게 되고, 따라서, 굴착기에 의한 굴진 속도가 현저히 저하되는 원인이 된다.

상기 암석배출홈(58)은 비트(50)의 선단부로부터 직선상으로 위치되므로, 파쇄된 암석이 압축공기에 의해 외부로 분출되면서 비트(50) 및 척(60) 하우징(10)의 외주면을 깎아내기 때문에 부품의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

본 발명의 주된 목적은 상기 공압배출홈의 길이를 충분히 길게 형성하므로써, 상기 비트와 피스톤 사이에 개제된 압축 공기를 신속히 외부로 배출시켜 피스톤의 타격력이 그대로 비트에 전달되도록 하므로써, 암반의 굴착효율을 높일 수 있도록 된 굴착기의 비트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 비트 관통공의 내경을 충분히 크게 형성하므로써, 압축공기를 신속히 배출시켜 비트의 타격수를 증가시켜 굴착기에 의한 암반의 굴진 속도를 현저히 증가시킬 수 있도록 된 굴착기의 비트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 암석 배출홈의 후단부에 소정의 경로변환턱을 형성하여 압축공기에 의해 분출되는 파쇄 암석에 의해 비트 및 척 하우징의 외주면이 깎여나가지 않도록 된 굴착기 비트를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 굴착기 비트의 분리사시도,

도 2는 종래 굴착기 비트의 결합상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 굴착기 비트의 분리사시도,

도 4는 본 발명에 따른 굴착기 비트의 단면도,

도 5는 본 발명을 구성하는 피스톤이 후퇴될 때의 모습을 도시한 단면도,

도 6은 본 발명을 구성하는 피스톤이 전진하여 암반이 파쇄될 때의 모습을 도시한 단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 하우징12, 13, 14 : 공압우회홈

20 : 백해드30 : 체크밸브

32 : 경사홈40 : 피스톤

44 : 공압통로50 : 비트

56 : 공압배출홈58 : 암석배출홈

58a : 경로변환턱60 : 척

70 : 인너슬리브

본 발명은 외부에서 공급되는 고압의 압축공기에 의해 왕복 운동하는 피스톤의 타격력을 이용하여 암반을 파쇄하는 굴착기의 비트에 있어서, 상기 피스톤의 관통공 후단으로부터 일정 구간 내측으로 내경이 소정의 사이즈로 확장되어 형성된 후드밸브 삽입홀과, 상기 후드밸브 삽입홀에 삽입되도록 내경과 외경을 확장시켜 형성한 후드밸브와, 상기 후드밸브와 연결되고, 그 내경이 소정의 사이즈로 확장 형성된 비트의 관통공과, 상기 비트의 외주면 중앙부에 소정 길이 전방으로 더 연장 형성된 공압배출홈과, 상기 비트의 선단부 외주면에 형성된 암석 배출홈의 후단부에 소정의 곡률반경으로 형성된 경로변환턱을 포함하여 구성된 특징을 갖는다.

본 발명에서 상기 후드밸브는 외경이 28㎜~40㎜이고, 내경이 20㎜~35㎜이며, 상기 후드밸브와 대응되는 후드밸브 삽입홀의 내경은 28㎜~40㎜로 형성되며, 비트의 관통공은 20㎜~35㎜로 형성된 특징을 갖는다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 굴착기 비트의 분리사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 굴착기 비트의 단면도이다.

이를 참조하면, 상기 굴착기의 비트 부분은 크게 외부로부터 고압의 압축공기를 공급받는 백해드(20)와, 상기 백해드(20) 내부에 설치되어 외부로부터 압축공기가 유입되는 것을 제어하는 체크밸브(30)와, 원통형 하우징(10) 내부에 설치되어 공급된 압축공기에 의해 왕복 운동을 하는 피스톤(40)과, 상기 피스톤(40)의 타격력에 의해 대상 암반에 충격력을 전달해 주는 비트(50)로 이루어진다.

상기 하우징(10)은 원통형 부재의 양측 내주면상에 소정의 나선홈(11)(17)이 마련되고, 그 내부에는 내경이 확장된 다수개의 공압우회홈(12)(13)(14)이 형성된다.

상기 백해드(20)는 그 일측에 외부의 공압라인과 연결되는 연결부(23)가 돌출 형성되고, 타측에는 상기 하우징(10) 내부에 나선 결합되는 나사부(21)가 마련되며, 상기 연결부(20)의 중심축선상에는 소정의 관통홀(22)이 형성된다. 이때, 상기 나사부(21)쪽 중심축선상에는 상기 관통홀(22)과 연통되는 확장된 직경으로 형성된 밸브 설치부(25)가 마련된다.

상기 밸브 설치부(25)상에는 소정의 체크밸브(30)가 설치되어 외부로부터 공급되는 압축공기의 유입을 제어하도록 이루어진다.

상기 체크밸브(30)는 소정의 스프링(33)에 의해 일정 길이 후방으로 돌출된 밸브(34)가 마련되고, 상기 체크밸브(30)의 외주면에는 다수개의 경사홈(32)이 마련되고, 선단에는 소정 길이 돌출된 삽입봉(36)이 마련된다. 이때, 상기 체크밸브(30)의 경사홈(32)은 상기 하우징의 공압우회홈(12)과 연결되도록 설치된다.

상기 하우징(10) 내부에는 체크밸브(30)가 비트(50) 쪽으로 전진하였을 때 접해지도록 설치된 원통형 인너슬리브(70)가 마련되고, 상기 인너슬리브(70) 내부에는 피스톤(40)의 후단부가 슬라이드되도록 삽입된다.

상기 피스톤(40)은 그 후단부에 소정의 헤드부(41)가 마련되어 상기 인너슬리브(70)의 내주면에 삽입된 상태에서 공급되는 압축공기에 의해 슬라이드 되도록 이루어지며, 선단부에는 확장된 외경을 갖도록 형성되어 상기 하우징(10)의 내부에 슬라이딩되도록 삽입되는 확장부(43)가 마련되는 데, 상기 확장부(40) 외주면에는 후단으로부터 일정 길이 전방까지 일정 깊이로 파여진 다수개의 공압통로(44)가 마련된다.

이러한 피스톤(40)의 중심축선상에는 소정의 관통홀(46)이 마련되는 데, 상기 관통홀(46)에는 체크밸브의 삽입봉(36)이 삽입되는 내경을 갖도록 이루어진다.

또한, 상기 관통홀(46)의 선단부는 후술할 비트의 후드밸브(57)가 삽입되도록 28㎜~40㎜의 사이즈로 확대된 내경을 갖는 후드밸브 삽입홀(47)이 마련된다.

상기 비트(50)는 그 후단부에 소정 길이 돌출된 후드밸브(57)가 마련되고, 그 후단부 외주면상에는 다수개의 가이드돌기(55)가 마련되어 후술할 척의 가이드홈(65)에 끼워져 슬라이드 되도록 이루어진다.

이때, 상기 비트(50)의 선단부는 소정의 곡률 반경으로 형성되며, 면상에는 다수개의 돌기(59a)가 마련되어 암반에 집중된 타격력을 전달하도록 이루어지며, 상기 후드밸브(57)의 사이즈는 그 외경이 28㎜~40㎜이고, 내경이 20㎜~35㎜ 정도로 확대된 직경을 갖도록 형성되어 압축공기의 배출 속도가 증가되도록 이루어진다.

또한, 상기 비트(50)의 중앙부 외주면 상에는 다수개의 공압배출홈(56)이 마련되고, 선단부 외주면상에는 일정 깊이를 갖는 다수개의 암석배출홈(58)이 마련되며, 비트(50)의 중심축선상에는 선단 쪽에서 두 개로 분기되는 관통공(53)이 형성된다.

상기 공압배출홈(56)은 선단부쪽으로 더 연장 형성되어 상기 피스톤(40)과 비트(50) 사이에 충진된 압축공기가 용이하게 배출되도록 이루어지며, 관통공(53)은 그 내경이 20㎜~35㎜로 확장 형성되어 압축공기가 쉽게 빠져나갈 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 비트(50)의 암석배출홈(58)의 후단부에는 소정의 곡률 반경을 갖는 경로변환턱(58a)이 마련되어 상기 압축공기에 의해 분출되는 암석에 의해 비트(50) 및 척(60), 하우징(10)의 외주면을 깎아내지 않도록 구성된다.

상기 하우징(10)의 선단부 나선홈(17)에는 비트(50)의 이송 방향을 가이드해 주는 척(60)이 나선 결합되는 데, 상기 척(60)은 비트의 가이드돌기(55)가 삽입되어 그 이송방향을 안내 해 주는 다수개의 가이드홈(65)이 마련되며, 선단부 쪽에는 상기 비트(50)의 중앙부 외주면이 슬라이드도록 삽입되는 삽입공(67)이 마련된다.

이때, 상기 삽입공(67)의 선단부에는 상당 곡률반경을 갖는 라운딩부(68)가 마련되어 상기 공압배출홈(56)을 통해 외부로 배출되는 압축공기가 보다 용이하게 빠져나갈 수 있도록 이루어진다.

이상의 구성에 의한 본 발명의 작용예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명을 구성하는 피스톤이 후퇴될 때의 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명을 구성하는 피스톤이 전진하여 암반이 파쇄될 때의 모습을 도시한 단면도이다.

이를 참조하면, 상기 비트(50) 부분은 상기 백해드의 관통공(20)을 통해 공급된 외부의 압축공기가 체크밸브의 경사홈(32)을 통해 인너슬리브(70)의 외주면상으로 공급되며, 이어서, 상기 피스톤(40) 외주면의 공압통로(44)와 하우징의 공압 우회로(14)를 통해 피스톤(40) 선단부쪽으로 공급된다.

결국, 상기 피스톤(40)은 공급된 압축공기에 의해 일정 길이 후방으로 슬라이드되면서, 그 후단부의 체크밸브(30)를 후단쪽으로 밀어내게 된다.

따라서, 상기 체크밸브(30)와 인너슬리브(70) 사이에 갭이 발생되어 상기 갭을 통해 피스톤(40) 후단부를 선단쪽으로 밀게 된다.

이때, 상기 피스톤(40)과 비트의 후드밸브(57)는 서로 일정 거리 이격된 상태에서 상기 피스톤(40)이 선단쪽으로 슬라이드 됨에 따라 상기 후드밸브(57)가 피스톤의 관통공(47)에 끼워지면서 비트(50)를 선단쪽으로 타격하여 암반에 충격력을 주게 된다.

따라서, 상기 비트의 후드밸브(57)와 피스톤의 후드밸브 삽입홀(47)이 결합되기 이전에 상기 피스톤(40)과 비트(50) 사이에 충진되어 있던 압축공기는 상기 비트(50)의 공압배출홈(56)이 충분히 길게 형성되고, 척의 삽입공 선단부에 상당 곡률 반경을 갖는 라운딩부가 마련되어, 척(60)의 전방으로 신속히 배출되므로, 굴착기의 타격력이 증가된다.

또한, 상기 비트의 관통공(53)은 그 직경이 충분히 크기 때문에 공급된 압축공기를 신속히 배출시켜 비트(50)의 타격수가 늘어나게 되고, 따라서, 굴착기에 의한 굴진 속도가 현저히 향상된다.

실험에 의하면, 상술한 바와 같이 타격력이 향상되고, 타격수가 증가됨에 따라 굴진 속도가 약 40% 향상된 것으로 밝혀졌다.

또한, 상기 암석 배출홈(58)의 후단부에는 소정의 곡률 반경을 갖는 경로변환턱(59)이 마련되어 파쇄된 암석이 압축공기에 의해 외부로 분출되면서 비트(50) 및 척(60), 하우징(10)의 외주면을 깎아내지 않게 된다.

이상의 본 발명을 적용하게 되면, 상기 굴착기의 비트는 상기 비트 외주면에 형성된 공압배출홈이 충분히 길게 형성되므로, 피스톤과 비트 사이에 개재되어 있던 압축공기가 척의 전방으로 신속히 배출되므로, 굴착 효율이 증가된다.

또한, 상기 비트의 관통공은 그 직경이 충분히 크기 때문에 공급된 압축공기를 신속히 외부로 배출시켜 비트의 타격수가 늘어나게 되고, 따라서, 굴착기에 의한 굴진 속도가 현저히 향상된다.

상기 암석 배출홈의 후단부에는 소정의 곡률 반경을 갖는 경로변환턱이 마련되어 파쇄된 암석이 압축공기에 의해 외부로 분출되면서 비트 및 척 하우징의 외주면을 깎아내지 않게 된다.

Claims (2)

1. 외부에서 공급되는 고압의 압축공기에 의해 왕복 운동하는 피스톤(40)의 타격력을 이용하여 암반을 파쇄하는 굴착기의 비트에 있어서,

   상기 피스톤(40)의 관통공(46) 후단으로부터 일정 구간 내측으로 내경이 소정의 사이즈로 확장 형성된 후드밸브 삽입홀(47)과;

   상기 후드밸브 삽입홀(47)에 삽입되도록 내경과 외경을 확장시켜 형성한 후드밸브(57)와;

   상기 후드밸브(57)와 연결되고, 그 내경이 소정의 사이즈로 확장된 비트의 관통공(53)과;

   상기 비트(50)의 외주면 중앙부에 소정 길이 전방으로 더 연장 형성된 공압배출홈(56)과;

   상기 비트(50)의 선단부 외주면에 형성된 암석 배출홈(58)의 후단부에 소정의 곡률반경으로 형성된 경로변환턱(59)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 굴착기의 비트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 후드밸브(57)는 외경이 28㎜~40㎜이고, 내경이 20㎜~35㎜이며, 상기 후드밸브(57)와 대응되는 후드밸브 삽입홀(47)의 내경은 28㎜~40㎜로 형성되며, 비트의 관통공(53)은 20㎜~35㎜로 형성된 것을 특징으로 하는 굴착기의 비트.