(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2009년09월30일
(11) 등록번호 10-0919628
(24) 등록일자 2009년09월23일
(51) Int. Cl.
E21B 10/46 (2006.01) E02D 3/12 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2009-0024594
(22) 출원일자 2009년03월23일
심사청구일자 2009년03월23일
(56) 선행기술조사문헌
JP2001032666 A*
JP09144466 A
JP61164386 U
JP55159285 U
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
임사인
경기도 이천시 장호원읍 장호원리 87-2
(72) 발명자
임사인
경기도 이천시 장호원읍 장호원리 87-2
(74) 대리인
김효정
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 김수형
(54) 초경팁이 구비된 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 직천공장치용 천공비트
(57) 요 약
본 발명은 초경팁이 구비된 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 직천공장치용 천공비트에 관한 것으로,
천공직경의 크기를 결정하는 초경팁이 구비된 굴착면의 확장 및 축소가 자동으로 이루어지는 특수한 구조의 천공
비트를 제작하고 이를 기존의 직천공 장치(동력전달용 로드)에 그대로 적용 가능토록 제공하여,
천공시에는 천공비트의 굴착면의 자동 확장으로 기존의 직천공장치를 그대로 이용하면서도 지반천공과 강관삽입
을 동시에 수행할 수 있게 함은 물론 천공작업 완료후 직천공장치를 인출하면 천공비트의 굴착면이 자동으로 축
소되어 강관 내부를 통해 인출가능하도록 함으로써,
결과적으로 기존의 직천공장치(동력전달용 로드)는 물론 천공비트까지도 전부 재사용이 가능하도록 함에 그 목적
을 둔 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초경팁이 구비된 굴착면의 확장 및 축소가 가능한(자동으로 이루어
지는) 직천공장치용 천공비트는 기본적으로 저면에 초경팁(111a)이 결합된 굴착면(111)이 구비되는 헤드부(110)
가 형성되고,
상기 헤드부(110)의 상부에 천공기(미도시)의 동력전달용 로드(20)와 결합되는 로드결합부(120)가 형성되며,
상기 로드결합부(120)와 헤드부(110) 중앙을 수직으로 연통하는 유로공(130)이 형성된 비트몸체(100)를
구성하되,
상기 비트몸체(100)의 헤드부(110) 저면의 굴착면(111) 중앙에 횡으로 요입된 절개부(112)를 형성하고,
이 절개부(112) 내부로 각각 저면에 초경팁(141a)이 구비된 굴착면(141)이 형성된 한쌍의 비트블럭(140)의 내측
을 각각 힌지(150)결합하여서,
상기 한쌍의 비트블럭(140)이 각각 힌지(150)를 중심으로 동시에 내,외측으로 회동자재되면서 굴착면(141)이 외
측으로 확장(펼쳐짐) 또는 내측으로 축소(오므라짐)되도록 구성되어 짐에 그 특징이 있다.
대 표 도 - 도3c
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저면에 초경팁(111a)이 결합된 굴착면(111)이 구비되는 헤드부(110)가 형성되고,
상기 헤드부(110)의 상부에 천공기의 동력전달용 로드(20)와 결합되는 로드결합부(120)가 형성되며,
상기 로드결합부(120)와 헤드부(110) 중앙을 수직으로 연통하는 유로공(130)이 형성된 비트몸체(100)를 구성하
되,
상기 비트몸체(100)의 헤드부(110) 저면의 굴착면(111) 중앙에 횡으로 요입된 절개부(112)를 형성하고,
이 절개부(112) 내부로 각각 저면에 초경팁(141a)이 구비된 굴착면(141)이 형성된 한쌍의 비트블럭(140)의 내측
을 각각 힌지(150)결합하여서,
상기 한쌍의 비트블럭(140)이 각각 힌지(150)를 중심으로 동시에 내,외측으로 회동자재되면서 굴착면(141)이 외
측으로 확장(펼쳐짐) 또는 내측으로 축소(오므라짐)되도록 구성한 직천공장치용 천공비트에 있어서,
상기 한쌍의 비트블럭(140)의 내측에 비트몸체(100)의 유로공(130)과 수직으로 연통되도록 각각 유로공형성용
요홈부(142)를 더 형성함과 동시에 상기 헤드부(110)의 절개부(112) 상면 중앙에 비트몸체(100)의 유로공(130)
과 수평으로 연통되도록 각각 유로공형성용 요홈부(112a)를 더 형성하거나 또는 상기 헤드부(110) 외면일측에
비트몸체(100)의 유로공(130)과 수평으로 연통되도록 보조 유로공(113)을 더 형성하여서,
상기 유로공형성용 요홈부(142)와 유로공형성용 요홈부(112a) 또는 유로공형성용 요홈부(142)와 유로공(113)을
통해 절삭수의 공급이나 절삭된 슬러지의 배출이 복합적으로 이루어지도록 구성됨을 특징으로 하는 초경팁이 구
비된 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 직천공장치용 천공비트.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 초경팁이 구비된 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 직천공장치용 천공비트에 관한 것으로,<1>
더욱 상세하게는 지반 천공과 동시에 강관이 삽입되는 직천공 그라우팅 공법에서 지반을 천공하는 비트의 구성<2>
을 특수하게 구성하여 기존의 직천공장치를 그대로 이용하면서도 지반천공과 강관삽입을 동시에 수행할 수 있게
함은 물론 천공작업 완료후 직천공기의 동력전달용 로드 및 천공비트 모두를 전부 강관 내부를 통해 인출가능하
여 재활용 할 수 있도록 한 초경탑확장 및 축소가 가능한 직천공장치용 천공비트에 관한 것이다.
배 경 기 술
강관 그라우팅 공법은 지반을 보강하면서 차수성을 향상시키는 지하 굴착보조 공법으로, 강관을 지반에 설치하<3>
고 그 강관의 내측으로 패커를 설치하여 그라우트재를 주입함으로서 주입재에 의한 지반의 고결로 강관과 지반
을 일체로 만들고 토질, 암반의 전단강도를 증대시키는 것을 특징으로 하며 주입을 강관속에서 수행하므로 시공
성, 경제성 측면에서 매우 유리한 공법이다.
강관 그라우팅 공법은 그 효과를 인정받아 터널보강 공법의 일환으로 정착되어 널리 이용되고 있다.<4>
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일반적으로 강관 그라우팅 공법은 지반을 천공하는 단계와, 천공된 천공홀에 스트레이너(그라우트재 주입부)가<5>
설치된 강관을 삽입하는 단계와, 강관과 천공홀 사이에 실링재를 투입하는 단계와, 패커를 설치하면서 시멘트를
주입하는 단계로 이루어진다.
그러나 이러한 방법은 천공 후 강관을 삽입하는 방법으로 진행되기 때문에 천공홀이 자연 유지되지 않는 연약한<6>
토사지반에서는 천공홀의 무너짐 또는 이물질 혼합 등으로 강관의 삽입이 어렵게 되는 문제점이 있었다.
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 도1과 도2에 도시된 바와같이 강관삽입을 지반천공과 동시에 가능<7>
케하는 직천공장치가 안출되었다.
상기 도1의 직천공장치는 그라우트재 주입공(1a)에 스트레이너(2)가 장착된 강관(1) 선단부 내주면에 암나사 가<8>
공이 되어 외주면에 수나사 가공된 천공비트(10)와 나사체결하게 되는 바, 강관(1)과 천공비트(10)가 직접 결합
된 구성임을 알 수 있다.
한편, 도2의 직천공장치는 그라우트재 주입공(1a)에 스트레이너(2)가 장착된 강관(1)과 천공비트(10)가 나사체<9>
결됨과 동시에 동력전달용 로드(20)가 일체로 결합된 구성으로 되어 있음을 알 수 있다.
그러나 이러한 구성을 가지는 종래의 직천공장치들은 전,후자 모두 천공비트(10)가 강관(1)에 나사체결된 구성<10>
이어서 천공비트(10)의 재사용이 불가하며 후자의 경우에는 동력전달용 로드(20)까지도 재사용이 불가능하여 자
재비용을 증가시켰으며 경우에 따라서는 천공을 위해 외부에서 천공비트(10)로 인가되는 동력이 직접 강관(1)으
로 전달되므로 강관(1)의 그라우트재 주입공(1a)에 장착된 스트레이너(2)가 쉽게 이탈되거나 강관에 변형이 생
기는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 천공직경의 크기를 결정하는 초경팁이 구비<11>
된 굴착면의 확장 및 축소가 자동으로 이루어지는 특수한 구조의 천공비트를 제작하고 이를 기존의 직천공 장치
(동력전달용 로드)에 그대로 적용 가능토록 제공하여,
천공시에는 천공비트의 굴착면의 자동 확장으로 기존의 직천공장치를 그대로 이용하면서도 지반천공과 강관삽입<12>
을 동시에 수행할 수 있게 함은 물론 천공작업 완료후 직천공장치를 인출하면 천공비트의 굴착면이 자동으로 축
소되어 강관 내부를 통해 인출가능하도록 함으로써,
결과적으로 기존의 직천공장치(동력전달용 로드)는 물론 천공비트까지도 전부 재사용이 가능하도록 함에 그 목<13>
적을 둔 것이다.
과제 해결수단
상기와 같은 발명이 이루고자 하는 기술적 과제에 기술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초경팁이 구비된 굴<14>
착면의 확장 및 축소가 가능한(자동으로 이루어지는) 직천공장치용 천공비트는 기본적으로 저면에 초경팁이 결
합된 굴착면이 구비되는 헤드부가 형성되고,
상기 헤드부의 상부에 천공기의 동력전달용 로드와 결합되는 로드결합부가 형성되며,<15>
상기 로드결합부와 헤드부 중앙을 수직으로 연통하는 유로공이 형성된 비트몸체를 구성하되,<16>
상기 비트몸체의 헤드부 저면의 굴착면 중앙에 횡으로 요입된 절개부를 형성하고,<17>
이 절개부 내부로 각각 저면에 초경팁이 구비된 굴착면이 형성된 한쌍의 비트블럭의 내측을 각각 힌지결합하여<18>
서,
상기 한쌍의 비트블럭이 각각 힌지를 중심으로 동시에 내,외측으로 회동자재되면서 굴착면이 외측으로 확장(펼<19>
쳐짐) 또는 내측으로 축소(오므라짐)되도록 구성되어짐에 그 특징이 있다.
효 과
본 발명의 직천공장치용 천공비트는 초경팁이 구비된 굴착면의 확장 및 축소가 자동으로 이루어지도록 구성되어<20>
져 있기 때문에 이를 기존의 직천공 장치(동력전달용 로드)에 설치하여 사용하면 천공시에는 천공비트의 굴착면
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등록특허 10-0919628
의 자동 확장으로 원하는 소정크기의 천공홀을 얻을 수 있어 기존의 직천공장치를 그대로 이용하면서도 지반천
공과 강관삽입을 동시에 수행할 수 있음은 물론 천공작업 완료후 직천공장치를 인출하면 천공비트의 굴착면이
자동으로 축소되어 강관 내부를 통해 인출가능하다.
따라서, 본 발명의 직천공장치용 천공비트는 기존의 직천공장치(동력전달용 로드)는 물론 천공비트까지도 전부<21>
재사용이 가능하기 때문에 사용이 매우 편리하고 자재비용도 획기적으로 절감시킬 수 있는 등의 여러 가지 잇점
이 창출되는 매우 획기적인 발명인 것이다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명 초경팁이 구비된 굴착면의 확장 및 축소가 자동으로 이루어지는 직천공장치용 천공비트의 일실시<22>
예를 첨부도면 도3a 내지 도5b에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 직천공장치용 천공비트는 첨부도면 도3a 내지 도3c에 도시된 바와같이 비트몸체(100)를 구성하는 헤<23>
드부(110) 저면에는 초경팁(111a)이 결합된 굴착면(111)이 구비되어 있다.
그리고, 상기 헤드부(110)의 상부에는 천공기(미도시)의 동력전달용 로드(20)와 결합되는 로드결합부(120)가 형<24>
성되어 있다.
이 로드결합부(120)는 동력전달용 로드(20) 선단결합부에 암나사부가 형성되어 있느냐 또는 수나사부가 형성되<25>
어 있느냐에 따라 동력전달용 로드(20)에 결합되는 로드결합부(120) 또한 암,수나사부가 구분되어 형성되는 것
과 마찬가지로 이들이 결합가능한 형태라면 이 외에도 다양한 형태로의 변형 구성이 가능할 것이다.
한편, 상기 로드결합부(120)와 헤드부(110) 중앙에는 수직으로 유로공(130)이 형성되어 있다.<26>
그러는 한편, 상기 비트몸체(100)의 헤드부(110) 저면의 굴착면(111) 중앙에는 횡으로 요입된 절개부(112)가 형<27>
성되어 있는데 이 절개부(112) 내부에는 각각 저면에 초경팁(141a)이 구비된 굴착면(141)이 형성된 한쌍의 비트
블럭(140)이 삽입되어진 채로 내측이 각각 힌지(150)결합되어져 있다.
따라서, 상기 한쌍의 비트블럭(140)이 각각 힌지(150)를 중심으로 동시에 내,외측으로 회동자재되면서 굴착면<28>
(141)이 외측으로 확장(펼쳐짐) 또는 내측으로 축소(오므라짐)되도록 구성되어진 것이다.
여기서, 상기 본 발명의 직천공장치용 천공비트는 상기 한쌍의 비트블럭(140)의 내측에 각각 유로공형성용 요홈<29>
부(142)를 더 형성하여 구성할 수 도 있다.
한편, 상기 본 발명의 직천공장치용 천공비트는 상기 헤드부의 절개부(112) 상면 중앙에 각각 유로공형성용 요<30>
홈부(112a)를 더 형성하여 구성할 수 도 있다.
그러는 한편, 상기 본 발명의 직천공장치용 천공비트는 첨부도면 도4에 도시된 바와같이 상기 헤드부(110) 외면<31>
일측에 내부 유로공(130)과 관통되는 보조 유로공(113)을 더 형성하여 구성할 수 도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 직천공장치용 천공비트는 기존의 직천공기의 동력전달용 로드(20)에 설치하여<32>
사용하면 되는데 천공시에는 상기 한쌍의 비트블럭(140)의 선단이 암반이나 그 밖의 천공면에 닿게 되면 힌지
(150)의 중심선보다 선단이 외측으로 약간 더 벌어져 있는 관계로 상기 한쌍의 비트블럭(140)이 각각 힌지(15
0)를 중심으로 동시에 외측으로 회동되면서 굴착면(141)이 외측으로 확장(펼쳐짐)된다.
따라서, 본 발명의 직천공장치용 천공비트를 이용하게 되면 강관(1)의 외경보다 굴착면(141)이 더 확장된 상태<33>
에서 천공이 이루어지므로 기존의 직천공장치를 그대로 이용하면서도 지반천공과 강관삽입을 동시에 수행할 수
있다.
이때, 여기서, 상기 본 발명의 직천공장치용 천공비트를 구성함에 있어서, 상기 한쌍의 비트블럭(140)의 내측에<34>
각각 유로공형성용 요홈부(142)를 더 형성한 경우나, 상기 헤드부의 절개부(112) 상면 중앙에 각각 유로공형성
용 요홈부(112a)를 더 형성하거나 또는 도4와 같이 상기 헤드부(110) 외면일측에 내부 유로공(130)과 관통되는
보조 유로공(113)을 더 형성한 경우에는 이들 각각의 유로공형성용 요홈부(142)(112a) 또는 유로공(113)을 통해
절삭수의 공급이나 절삭된 슬러지의 배출이 매우 용이하게 진행된다.
그러는 한편, 소정 깊이로 지반천공과 강관의 삽입이 완료된 후 직천공장치를 인출하면 동력전달용 로드(20)가<35>
후퇴함에 따라 확장되어 있던 한쌍의 비트블럭(140) 선단상면이 강관(1)의 선단에 닿으면서 가압되어 한쌍의 비
트블럭(140)이 힌지(150)를 중심으로 내측으로 회동되면서 굴착면(141)이 내측으로 축소(오므라듬)된다.
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등록특허 10-0919628
따라서, 본 발명의 직천공장치용 천공비트를 이용하게 되면 동력전달용 로드(20)는 물론이고 천공비트 또한 강<36>
관(1) 내부를 통해 모두 인출가능하다.
상기와 같이 본 발명의 직천공장치용 천공비트를 이용하게 되면 천공비트를 구성하는 비트블럭(140)의 굴착면<37>
(141)이 자동으로 확장되므로 기존의 직천공장치를 그대로 이용하면서도 지반천공과 강관삽입을 동시에 수행할
수 있음은 물론 천공작업 완료후 직천공장치를 인출하면 비트블럭(140)의 굴착면(141)이 자동으로 축소되어 강
관(1) 내부를 통해 인출가능하므로 본 발명의 직천공장치용 천공비트는 기존의 직천공장치(동력전달용 로드)는
물론 천공비트까지도 전부 재사용이 가능하기 때문에 사용이 매우 편리하고 자재비용도 획기적으로 절감시킬 수
있다.
도면의 간단한 설명
도1 및 도2는 종래 직천공 그라우팅 장치를 나타내는 단면도.<38>
도3a,도3b,도3c는 본 발명 직천공장치용 천공비트의 일 구성상태도로서,<39>
도3a는 저면 사시도.<40>
도3b는 저면도.<41>
도3c는 측단면도.<42>
도4는 본 발명 직천공장치용 천공비트의 다른 구성상태도.<43>
도5a,도5b는 본 발명 직천공장치용 천공비트의 사용상태도로서,<44>
도5a는 천공시 천공비트의 작동상태도.<45>
도5b는 인출시 천공비트의 작동상태도.<46>
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣<47>
1: 강관 100:비트몸체<48>
110:헤드부 111,141:굴착면<49>
111a,141a:초경팁 112:절개부<50>
112a,142:요홈부 113,130:유로공<51>
120:로드결합부 140:비트블럭<52>
150:힌지<53>
도면
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도면2
도면3a
도면3b
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도면3c
도면4
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도면5a
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도면5b
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