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1. (WO2018139851) 진동 파일 드라이버
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

10   11  

과제 해결 수단

12   13   14   15   16   17   18   19   20   21  

발명의 효과

22   23  

도면의 간단한 설명

24   25   26   27   28  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7  

도면

1   2   3   4   5   6  

명세서

발명의 명칭 : 진동 파일 드라이버

기술분야

[1]
본 발명은 진동 파일 드라이버에 관한 것으로, 더 상세하게는 굴삭기에 설치되어 사용되는 것으로, 별도의 장비없이 파일의 장착이 가능하며, 파일을 파지한 상태에서 진동에 의한 파일 시공성과 파일의 직진성을 향상시킬 수 있는 진동파일 드라이버에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로 토목 및 주택 건축물의 기초공사, 연약지반의 보강작업 등에서의 파일 시공은 압입 또는 항타공법을 이용하게 된다. 기초공사를 위한 파일은 콘크리트파일, 강관파일, 철골빔, 스크류 파일 등이 이용된다. 이러한 파일들을 시공하기 위해서는 항타기를 이용하여 파일의 상단부를 타격하거나, 스크류 파일의 경우 오거를 이용하여 시공부위에 꽂아 회전시키게 된다.
[3]
상기와 같이 파일, 특히 콘크리트파일, 철골빔, 강관파일 등은 타격하여 시공하는 경우, 타격부위가 손상되는 문제점이 있으며, 박힌 파일의 인출이 용이하지 않다.
[4]
일본특허 평07-102562호에는 자주식 진동항타기가 게시되어 있다. 게시된 진동항타기는 스스로 움직이는 지주수단과, 이 지주수단으로 구동력을 부여하고, 지주수단에 의해 회전가능하게 지지된구동장치와, 이 구동장치에 대해 수평방향으로 적지수단을 신축하는 제 1신축수단과, 상기 제 1신축수단에 대해 가이드구를 따라 수직방향으로 적지수단을 신축시키는 제 2신축수단과, 상기 적지수단에서 설치되어 적어도 파일을 협지하는 수단과 진동을 부여하는 가진기를 구비한다.
[5]
그리고 일본공개특허 제 2006-169942호에는 진동병용 파일박는 기계 및 진동병용 회전식 항타공법이 게시되어 있다.
[6]
파일박는 기계는 파일이 삽입할 수 있는 구멍이 중심선을 따라 상하로 관통하고, 또한 파일을 파지하는 파일척과, 상기 파일척에 진동을 부여하는 가진기와, 파일척에 파지된 파일에 대하여 파일의 길이 방향 중심선 주위의 회전을 부여하는 기구를 구비한다.
[7]
그리고 대한민국 공개특허 제 1992-0014996호에는 진동파일드라이버가 게시되어 있다.
[8]
상술한 바와 같이 구성된 종래의 파일박는 장치는 중공부에 삽입되어 파일척에 의해 파지된 파일에 진동을 가하거나 회전시킬 수 있으나 진동을 파일에 균일하게 가할 수 없다. 특히, 붐에 대해 파일의 각도를 경사지게 유지시키기 위한 수단을 가지고 있지 않으므로 파일의 시공작업 효율이 상대적으로 떨어진다.
[9]
특히 파일시공을 위해 파일척에 파일을 공급하기 위해서는 별도의 크레인 등과 같은 장비가 이용되므로 장비의 운용에 있어 상대적으로 효율이 떨어지는 문제점이 있으며, 파일을 시공하는 과정에서 파일이 경사지게 박히는 경우, 이를 보상하면서 박을 수 없다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[10]
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 진동본체를 소정의 각도로 조정, 회전 및 그 상태를 유지할 수 있으므로 다양한 각도에서 파일의 시공이 가능하며, 파일의 시공에 따른 작업효율을 향상시킬 수 있는 진동 파일 드라이버를 제공함에 그 목적이 있다.
[11]
본 발명의 다른 목적은 파일의 시공을 위한 진동발생유닛의 진동력에 의해 박히는 파일의 직진성을 극대화시킬 수 있으며, 파일의 단면에 관계없이 파지가 용이하며 관입성능을 향상시킬 수 있고, 진동본체부에 파일의 공급과 인출을 위해 크레인등과 같은 장비가 불필요하여 장비의 운용효율을 높일 수 있는 진동파일 드라이버를 제공함에 있다.

과제 해결 수단

[12]
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 진동 파일 드라이버는 파일이 삽입되는 중공부를 가지는 내부진동본체부와,
[13]
상기 내부진동본체부의 외주면을 감싸며 내부진동본체가 진동가능 하도록 진동지지유닛에 의해 지지된 중간본체부와,
[14]
상기 중간본체부와 외부본체부의 사이에 설치되어 외부본체부에 대해 중간본체부를 회전가능하게 지지하는 베어링유닛과,
[15]
상기 내부진동본체부의 하부측에 설치되어 중공부에 삽입되는 파일을 클램핑 하기 위한 파일클램프유닛과;
[16]
상기 내부진동본체부의 하부측에 설치되어 파일을 박거나 인출하기 위해 진동력을 제공하는 진동발생유닛과,
[17]
상기 중간본체부와 외부본체부의 사이에 설치되어 외부본체부에 대해 중간본체부를 정역회전시키는 제1회전구동부와,
[18]
상기 외부본체부에 설치되어 굴삭기의 붐에 설치된 버켓유압실린더에 의해 회전되는 결합유닛과,
[19]
상기 결합유닛과 외부본체부에 설치되어 결합유닛에 대해 외부본체부를 회전시키는 제 2회전구동부;를 포함한 것을 그 특징으로 한다.
[20]
본 발명에 있어서, 상기 내부진동본체부에 설치된 진동발생유닛의 작동 시 상기 붐에 설치된 버켓유압실린더가 결합유닛을 통하여 전달되는 하중의 변화에 따라 작동되어 수평상태를 유지하도록 하는 제 1유압구동부를 구비한다.
[21]
그리고 상기 내부진동본체부의 상단부측과 하단부측의 제1,2센서와 제 3,4센서가 각각 설치되고, 상기 내부진동본체부의 중공부에 삽입된 파일의 편향 시 상기 제 1,2센서와 제3,4센서들에 의해 이를 감지하고, 상기 내부진동본체부의 중공부 중앙에 파일이 위치될 수 있도록 상기 붐에 설치된 버켓유압실린더의 제1컨트롤밸브를 상기 제1,2센서와 제3,4센서의 신호에 따라 제어하는 파일위치보정유닛을 구비한다.

발명의 효과

[22]
본 발명의 진동 파일 드라이버는 단면이 다양한 형태의 파일을 진동에 의해 파일링 할 수 있으므로 파일의 시공성을 높일 수 있다. 또한 파일을 다양한 각도에서 시공할 수 있으므로 파일의 시공 작업성을 향상시킬 수 있으며, 진동 파일 드라이버의 진동본체부에 파일의 공급하기 위한 별도의 장비가 불필요하다.
[23]
그리고 본 발명에 따른 진동파일 드라이버는 진동발생유닛에 의해 진동의 발생 시 붐에 설치되는 버켓유압실린더를 프리한 상태로 작동되도록 유지하거나 내부진동본체부의 중공부에 삽입된 파일이 일측으로 치우치는 것을 방지할 수 있도록 제어할 수 있으므로 파일의 시공 시 시공되는 파일의 직진성 및 관입성능을 높일 수 있다.

도면의 간단한 설명

[24]
도 1은 본 발명에 따른 진동 파일 드라이버가 굴착기에 장착된 측면도,
[25]
도 2는 본 발명의 진동 파일 드라이버의 입단면도,
[26]
도 3은 굴삭기의 붐에 장착된 진동 파일 드라이버의 제1유압구동부를 나타내 보인 도면,
[27]
도 4는 굴삭기의 붐에 장착된 진동 파일 드라이버의 파일위치보정유닛이 장착된 상태를 나타내 보인 도면,
[28]
도 5 및 도 6은 파일위치보정유닛의 다른 실시예를 나타내 보인 도면,

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[29]
본 발명에 따른 진동 파일 드라이버는 진동을 이용하여 파일을 시공할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.
[30]
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 진동 파일 드라이버(10)의 드라이버 본체(11)는 파일이 삽입되는 중공부(21)를 가지는 내부진동본체부(20)와, 상기 내부진동본체부(20)의 외주면을 감싸며 내부진동본체(20)가 진동 가능하도록 지지유닛(30)에 의해 지지된 중간본체부(40)을 구비한다. 그리고 상기 중간본체부(40)의 외주면에는 이를 감싸는 외부본체부(50)가 설치되는데, 상기 중간본체부(40)와 외부본체부(50)의 사이에는 상기 외부본체부(50)에 대해 중간본체부(40)를 회전가능하게 지지하는 베어링유닛(60)이 설치된다. 상기 내부진동본체부(20)의 하부측에는 중공부(21)에 삽입되는 파일 또는 시공을 위한 파일을 클램핑하기 위한 파일클램프유닛(70)이 설치되고, 상기 내부진동본체부(20)의 하부측 즉, 상기 파일클램프유닛(70)의 상부측의 내부진동본체부(20)에는 파일을 박거나 인출하기 위한 진동력을 제공하는 진동발생유닛(80)이 설치된다. 그리고 상기 중간본체부(40)와 외부본체부(50)에 설치되어 외부본체부(50)에 대해 중간본체부(40)를 정역회전시키는 제1회전구동부(90)가 설치되고, 상기 외부본체부(50)에는 굴삭기의 붐(200)에 설치되는 클램프와 결합되어 버켓유압실린더(210)에 의해 회전되는 결합유닛(100)이 설치된다. 상기 결합유닛(100)과 외부본체부(50)에는 결합유닛(100)에 대해 외부본체부(50)를 회전시키는 제 2회전구동부(110)가 설치된다.
[31]
한편, 본 발명에 따른 진동 파일 드라이버(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 내부진동본체부(20)에 설치된 진동발생유닛(80)의 작동 시 상기 붐(200)에 설치된 버켓유압실린더(210)가 결합유닛(100)을 통하여 전달되는 하중의 변화에 따라 작동되어 수평상태를 유지하도록 하는 제 1유압구동부(250)를 구비한다.
[32]
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 진동 파일 드라이버를 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
[33]
본 발명에 따른 진동 파일 드라이버(10)는 드라이버본체(11)를 이루는 내부진동본체부(20)의 중공부(21) 단면은 원형 또는 시공되는 파일의 특성에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 그리고 내부진동본체부(20)의 하단부측에는 파일클램프유닛(70)과 진동발생유닛(80)이 설치될 수 있도록 중간본체부(40)와 외부본체부(50)보다 상대적으로 길게 형성함이 바람직하다.
[34]
상기 중간본체부(40)와 외부본체부(50)의 사이에 설치된 지지유닛(30)은 양단부가 내부진동본체부(20)의 외주면과 중간본체부(40)의 내주면 사이에 설치되는 복수개의 방진고무(31)들을 포함한다. 상기 방진고무(31)의 양단부에는 별도의 고정브라켓(미도시)이 설치되어 각각 내부진동본체부(20)의 외주면과 중간본체부(40)의 내주면에 고정될 수 있다. 상기 지지유닛(30)은 방진고무에 한정되지 않고, 내부진동본체부(20)가 중간본체부(40)에 의해 진동가능하게 지지될 수 있는 구조이면 가능하다. 예컨대, 탄성체인 스프링으로 이루어질 수도 있다.
[35]
상기 파일클램프유닛(70)는 상기 내부진동본체부(20)의 하부측에 설치되어 중공부로 삽입되는 파일 또는 시공을 위한 파일의 단부를 파지하기 위한 것으로, 가동죠장착부(71)에 설치되어 액튜에이터인 파일유압실린더(72)에 의해 전, 후진되며 고정죠(74)와 더블어 파일(400)을 파지하는 가동죠(75)를 구비한다. 상기 가동죠(75)는 파지유압실린더(72)의 로드에 설치될 수 있다. 상기 파일클램프유닛(70)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 파일을 감싸 파지하는 구조로 이루어질 수도 있다. 그리고 진동본체부(20)의 중공부(21)에 설치된 파일의 안정적인 지지를 위하여 진동본체부의 중공부의 길이 방향으로 복수개가 설치될 수도 있다. 또한 상기 파일클램프유닛(70)은 시공하고자 하는 파일의 특성에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 예컨대, 시트파일, H빔, 강관파일 등에 따라 상기 파일클램프유닛은 달라질 수 있다.
[36]
상기 진동발생유닛(80)은 상기 내부진동본체부(20)을 진동시키기 위한 것으로, 내부진동본체부(20)의 하부측의 양측에 설치되는 1,2 진동발생유닛(81)(85)의 각 구성은 실질적으로 동일한 구조를 가진다. 제 1,2진동발생유닛(81)(85)은 진동이 같은 방향으로 동기 될 수 있도록 회전되어 파일(400)이 장착된 내부진동본체부(20)를 진동시키는 것으로, 각각 하우징에 편심웨이트가 부착된 두 개의 구동축이 평행하게 설치되고, 이 회전축에 각각 상호 치합되는 기어가 각각 설치되며, 상기 구동축에 설치된 편심웨이트는 상하방향으로 진동을 극대화시킬 수 있도록 회전축에 대해 동일방향으로 있도록 설치되고, 상기 하우징에는 두 개의 구동축중 적어도 하나의 구동축을 구동시키기 위한 액튜에이터인 유압모터가 설치된 구성을 가진다. 제1,2진동발생유닛(81)(85)의 편심웨이트는 상호 동조되어 진동을 상방향에서의 위치가 동일하여야 한다,
[37]
이러한 구성은 본 발명인이 출원하여 등록받은 특허등록 제 0878296호에 게시되어 있다. 상기 진동발생유닛은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 진동본체부를 상하방향 즉, 파일이 박히는 방향이나 뽑히는 방향으로 진동을 발생시킬 수 있는 구조이면 가능하다.
[38]
상기 베어링지지유닛(60)은 상기 중간본체부(40)이 외부본체부(50)에 회전가능하게 지지하는 것으로, 중간본체부(40)와 외부본체부(50) 사이의 상하부측에 각각 설치되는 베어링(61)(62)들을 포함한다. 상기 베어링(61)(62)은 링베어링으로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
[39]
상기 제1회전구동부(90)는 도 2 및 도 4에 도시되 바와 같이 중간본체부(40)을 외부본체부(50)에 대해 회전시킬 수 있는 것으로, 상기 중간체부(40)의 상부 또는 하부측의 외주면에 제1링기어(91)가 설치되고, 상기 외부본체부(50)에 액튜에이터인 제1유압모터(92)가 설치된다. 그리고 이 제1유압모터(92)의 제1구동축(92a)에는 상기 제 1링기어(91)와 치합되는 제1구동기어(93)가 설치된다. 그리고 상기 중간본체부(40)에는 상기 외부본체부(50)에 대해 중간본체부(20)의 회전각도를 검출하기 위한 제 1회전각도검출센서가 설치될 수도 있다. 상기 제1회전각도센서는 제 1유압모터에 설치될 수 도 있다.
[40]
그리고 상기 제 2회전구동부(110)는 외부본체부(50)와 굴삭기 또는 중장비의 붐과 결합되는 결합유닛(100)의 사이에 설치되는 것으로, 외부본체부(50)의 측면에 설치된 제2회전축(111)이 결합유닛(100)의 본체(101)에 회전가능하게 설치된다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 본체(101)에는 상기 제 2회전축을 회전시키기 위한 유압모터가 설치될 수 있다. 또한 제 2회전축(111)을 본체(101)에 대해 회전시킬 수 있도록 이 제2회전축(111)에는 이의 중심과 그 중심이 일치되도록 설치되는 제 2링기어가 결합되고, 상기 결합유닛(100)의 본체(101)에는 상기 제 2링기어와 치합된 제 2구동기어를 회전시키기 위한 복수개의 제 2유압모터들이 설치된 구조를 가질 수 있다.
[41]
한편, 본 발명에 따른 진동 파일 드라이버(10)는 상기 내부진동본체부(20)에 설치된 진동발생유닛(80)의 작동 시 상기 붐(200)에 설치된 버켓유압실린더(210)가 결합유닛(100)을 통하여 전달되는 하중의 변화에 따라 작동되어 시공되는 파일에 지지된 수평상태를 유지하도록 하는 제 1유압구동부(250)를 구비한다.
[42]
상기 제 1유압구동부(250)는 버켓유압실린더(210)를 컨트롤하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 붐(200)에 설치된 버켓유압실린더(210)의 양측에 설치되는 제 1,2포트(211)(212)와 굴삭기의 유압펌프와 연결되는 제1메인관(251) 및 유압탱크와 연결되는 제2메인관(252)과 연결되는 제1,2공급관(253)(254)을 구비하고, 상기 제1,2공급관(253)(254)에는 상기 버켓유압실린더(210)를 중립 및 제어하기 위한 제1컨트롤밸브(255)를 구비한다. 상기 제1컨트롤밸브(255)는 2포트 3위치 컨트롤 밸브가 사용되는데, 이는 굴삭기의 붐에 설치되는 버켓유압실린더(210)를 구동시키기 위한 것으로 굴삭기에 장착되어 있다.
[43]
그리고 상기 제 1,2공급관(253)(254)에는 각각 유압탱크(252a)와 연결되는 제 1,2분기관(256)(257)이 설치되고, 제 1,2분기관(256)(257)에는 상기 제 1,2분기관(256)(257)을 통하여 유압탱크(252a)로 리턴되는 유압유를 차단하여 버켓유압실린더(210)가 제1컨트롤밸브(255)에 의해 작동될 수 있도록 하거나 버켓유압실린더(210)의 각 제1,2포트(211)(212)로부터 제1,2분기관(256)(257)을 통하여 상기 유압탱크(252a)로 리턴 및 공급되도록 하는 제 2컨트롤밸브(260)를 구비한다. 상기 제 2컨트롤 밸브(260)는 2포트 2위치 컨트롤밸브가 이용된다. 그리고 상기 제 2컨트롤밸브(260)와 유압탱크(252a) 사이의 제1분기관(256)에는 제 1감압밸브(261)가 설치되고, 제1감암밸브(261)의 양 단부를 연결하는 제1바이패스관(262)에는 제1첵크밸브(263)가 설치된다. 또한 상기 제 2컨크롤밸브(260)와 유압탱크(252a) 사이의 제2분기관(256)에는 제 2감압밸브(264)가 설치되고, 제2감암밸브(261)의 양 단부를 연결하는 제2바이패스관(265)에는 제2첵크밸브(266)가 설치된다.
[44]
한편, 본 발명에 따른 진동파일 드라이버에 있어서, 내부진동본체부(20)의 상부측과 굴삭기에는 상기 내부진동본체부(20)에 삽입되어 시공되는 파일(400)이 내부진동본체부(20)의 중심과 일치된 상태로 시공되고 있는지의 여부를 검출하여 진동파일드라이버를 지지하는 굴삭기의 붐(200)의 각도 또는 결합유닛의 각도조정을 위한 버켓유압실린더(210)를 제어하여 파일(400)의 위치를 보정하는 파일위치보정유닛(270)을 더 구비한다.
[45]
상기 파일위치보정유닛(270)은 외부본체부(50)의 상단부측 설치되는 제 1,3센서(271,273)와 하단부측에 설치되는 제2,4센서(272,274)들을 구비한다. 이 제1,3센서(271)(273)와 제 2,4센서(2723, 274)는 외부본체부(50) 상단부의 전후와 외부본체부(50)의 하부측의 전,후에 각각 설치함이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다. 상기 제1,2,3,4센서(271-274)는 수발광센서 또는 근접센서가 이용될 수 있다.
[46]
그리고 상기 제1,3센서(271)(273)와 제 2,4센서(272,274)로부터 검출되는 신호값에 따라 버켓유압실린더(210)의 조작을 위한 제1컨트롤밸브(250)의 양측에 설치되어 스풀(미도시)을 이동시키기 위한 전기솔레노이드(250a)(250b)들을 제어하기 위한 제어부(280)를 구비한다. 상기 파일의 각도 변화는 대각으로 설치되는 1,3센(271)(273)서 또는 2,4 센서(272)(274)에 의해 검출된다.
[47]
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 파일위치보상유닛은 외부본체부(50)에 기울기 각도센서(360)이 설치되고, 상기 내부진동본체부(20)에 삽입된 중공부에 삽입된 파일의 항타 및 인발 시 외부본체부(50)가 수평상태를 유지할 수 있도록 상기 기울기 각도센서에 의해 검출되는 신호에 의해 굴삭기위 붐(200)에 설치된 버켓유압실린더(210)의 컨트롤밸브(250)를 제어하는 제어부(281)을 더 구비할 수 있다. 상기 각도센서(360)은 자이로센서가 이용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
[48]
그리고 도 6에 도시된 바와 같이 파일위치보상유닛은 굴삭기의 메인붐(300)에 회전가능하게 설치된 붐(200)의 단부와 암붐핀(350)에 의해 진동파일드라이버의 결합유닛(100)이 연결된다. 그리고 상기 붐(200)과 메인(300)에는 제 1,2각도센서(330)(340)가 각각 설치되고, 진동의 발생 시 즉, 진동파일 드라이버에 의해 파일의 항타 및 인발 시 제 1,2각도센서(330)(340)에 의해 검출된 값을 적산하여 붐(300)의 각도에 따라 붐(200)의 암붐핀(350)과 결합유닛(100)에 의해 연결된 외부프레임이 수직으로 승강될 수 있도록 버켓유압실린더(210)의 제1컨트롤밸브(250)를 제어하는 제어부(282)를 구비한다. 상기 제어부(282)는 진동파일 드라이버에 의해 파일을 박거나 인출될 때 굴삭기의 메인붐(300)과 연결된 붐(200)은 원호를 그리며 승강되는데, 파일 보상유닛의 제어부(282)는 상기 붐의 각도에 따라 붐(200)의 각도를 조정하여 암붐핀(350)과 이와 연결된 진동파일 드라이버를 수직으로 승강시키게 된다.
[49]
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 진동 파일드라이버의 작용을 설명하면 다음과 같다.
[50]
먼저 본 발명에 따른 진동 파일 드라이버를 이용하여 파일을 박는 작업을 수행하기 위해서는 진동파일 드라이버(10)의 결합유닛(100)을 굴삭기의 붐(200)에 설치된 커플러에 장착된다.
[51]
이 상태에서 상기 내부진동본체부(20)에 설치되는 파일클램프유닛(70)의 고정죠(71)로부터 가동죠(72)를 이격시켜 클램핑 상태를 해지한다. 그리고 굴삭기의 붐(200)에 설치되는 버켓유압실린더(210)을 이용하여 드라이버본체(11)의 각도를 조절함과 아울러 제 2회전구동부(90)의 제 2유압모터(92)을 작동시켜 시공하고자 하는 파일(400)이 중공부(21)에 삽입되도록 한다. 이때에 드라이버본체(11)는 파일(400)이 놓인 자세로 상기와 같이 각도조절 및 회전시킬 수 있으므로 파일(400)이 용이하게 중공부(21)에 삽입될 수 있도록 할 수 있다.
[52]
따라서 종래의 파일을 시공하기 위한 진동 파일 드라이버와 같이 별도의 크래인 등과 같은 장비를 이용하여 진동 파일 드라이버의 중공부(21)에 시공하고 하는 파일(400)을 장착할 필요가 없으므로 시공을 위한 파일의 장착에 따른 작업성을 향상시킬 수 있다.
[53]
상기와 같이 내부진동본체부(20)의 파일(400)의 삽입이 완료되면, 파일클램프유닛(70)의 파지유압실린더(73)를 작동시켜 가동죠(72)를 전진시킴으로써 파일(400)을 파지한다.
[54]
상기와 같이 파일(400)의 파지가 완료되면, 파일(400)을 시공위치로 이동시킨다. 이때에는 상기 제1,2회전구동부(90)(110)는 및 제1유압구동부(250)에 의해 진동 파일 드라이버의 자세를 하중에 자유롭게 유지될 수 있도록 할 수 있다.
[55]
그리고 굴삭기에 의해 진동파일 드라이버에 장착된 파일(400)을 파일 시공유치로 이동시킨 후, 제1,2회전구동부(90)(110)와 굴삭기의 붐에 설치된 버켓유압실린더(210)을 이용하여 외부본체부(50)에 대해 중간본체부(40)을 회전시켜 원주방향으로의 파일(400)의 자세 및 파일(400)의 시공각도를 조정한다.
[56]
상기와 같이 파일(400)의 자세 및 시공각도의 조정이 완료되면, 상기 진동발생유닛(80) 즉, 제1,2진동발생유닛(81)(85)을 이용하여 동시에 진동을 발생시킨다. 이와 같이 하면, 중간본체부(40)에 대해 내부진동본체부(20)가 진동함으로써 파일클램프유닛(70)에 의해 파지된 파일(400)에 시공을 위한 진동이 가하여 짐으로써 파일이 박히게 된다. 이때에 상기 1,2진동발생유닛(81)(85)은 회전이 동기되어 편심웨이트에 의한 진동방향이 상하방향으로 동조되도록 함으로써 파일을 박기 위한 진동타격력을 향상시킬 수 있다.
[57]
또한 파일(400)의 시공이 이루어지는 과정에서 도 3에 도시된 바와 같이 제 1컨트롤밸브(255)가 중립상태를 유지할 수 있도록 하고, 제 2컨트롤밸브(260)에 의해 제 1,2분기관(256)(257)이 오픈되도록 함으로써 상기 버켓유압실린더(210)의 로드가 하중에 따라 전,후진될 수 있도록 한다. 따라서 파일(400)이 진동에 의해 박히는 동안 외부본체부(50)에 원호방향으로 외력이 작용하는 것을 방지할 수 있으며, 붐에 의한 지지력에 의해 파일(400)의 시공 시 박히는 각도가 틀어지는 것을 방지 할 수 있다.
[58]
그리고 파일(400)이 일정깊이로 시공된 후 버켓유압실린더(210)를 조정하여 진동파일 드라이버를 파일의 상부로 이동시키기 위해서는 제 2컨트롤밸브(260)을 조작하여 제 1,2 분기관(256)(257)의 유압유흐름을 차단한다. 그리고 파일클램프유닛(70)을 조작하여 파일의 클램핑 상태를 해지한 후 붐(200)과 버켓유압실린더(210)을 조작하여 상승시킨다. 이 과정에서 상기 버켓유압실리더(210)는 상기 파일(400)의 시공 때와 같이 하중의 변화에 따라 작동될 수도 있다.
[59]
한편, 파일을 시공하는 과정에서 파일(400)이 도 4에 도시된 바와 같이 내부진동본체부(20)의 중공부 중심에 대해 어긋난 경우, 파일클램프유닛(70)에 의해 파일이 클램핑 된 상태에서 파일위치보정유닛(270)을 이용하여 파일(400)이 내부진동본체부(20)의 중공부 중앙부(21)에 위치될 수 있도록 한다.
[60]
이러한 조작은 상기 제 1,3센서(271,273)와 제 2,4센서(272, 274)에 의해 파일(400)의 상태가 즉, 경사상태가 검출되고, 이 검출된 신호에 따라 제어부(280)에 의해 상기 제 1컨트롤밸브(250)의 전기솔레노이드(250a)(250b)를 조작하여 버켓유압실린더(210)와 제 2회전구동부(110)를 이용하여 조작할 수 있다.
[61]
특히 도 6에 도시된 바와 같이 굴삭기의 메인붐(300)과 연결된 붐(200)은 원호를 그리며 승강되는데, 파일 보상유닛의 제어부(282)는 상기 붐의 각도에 따라 암(200)의 제1컨트롤밸브(250)를 조절함으로써 붐(200)의 각도를 조정하여 암붐핀(350)과 이와 연결된 진동파일 드라이버를 수직으로 승강시키게 된다.
[62]
따라서 파일(400)을 수직상태로 시공할 수 있다.
[63]
상기와 같이 본 발명의 진동 파일 드라이버는 파일을 임의 각도로 시공할 수 있으며, 파일의 직진성을 높일 수 있고, 시공하고자 하는 파일의 별도의 장비 없이 중공부에 장착할 수 있으므로 장비의 운용효율을 향상시킬 수 있다.
[64]
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
파일이 삽입되는 중공부를 가지는 내부진동본체부와, 상기 내부진동본체부의 외주면을 감싸며 내부진동본체가 진동 가능하도록 진동지지유닛에 의해 지지된 중간본체부와, 상기 중간본체부와 외부본체부의 사이에 설치되어 외부본체부에 대해 중간본체부를 회전가능하게 지지하는 베어링유닛과, 상기 내부진동본체부의 하부측에 설치되어 중공부에 삽입되는 파일을 클램핑 하기 위한 파일클램프유닛과, 상기 내부진동본체부의 하부측에 설치되어 파일을 박거나 인출하기 위한 진동력을 제공하는 진동발생유닛과, 상기 중간본체부와 외부본체부의 사이에 설치되어 외부본체부에 대해 중간본체부를 정역회전시키는 제1회전구동부와, 상기 외부본체부에 설치되어 굴삭기의 붐에 설치된 버켓유압실린더에 의해 회동되는 결합유닛과, 상기 결합유닛과 외부본체부에 설치되어 결합유닛에 대해 외부본체부를 회전시키는 제 2회전구동부;를 포함한 것을 특징으로 하는 진동 파일 드라이버.
[청구항 2]
제 1항에 있어서, 상기 내부진동본체부에 설치된 진동발생유닛의 작동 시 상기 붐에 설치된 버켓유압실린더가 결합유닛을 통하여 전달되는 하중의 변화에 따라 작동되어 파일의 시공에 내부진동본체부의 각도변화 방지하는 제 1유압구동부를 구비한 것을 특징으로 하는 진동 파일 드라이버.
[청구항 3]
제 2항에 있어서, 상기 제 1유압구동부는 버켓유압실린더를 컨트롤 하기 위한 것으로, 굴삭기의 버켓유압실린더의 양측에 설치되는 제 1,2포트와 굴삭기의 유압펌프 및 유압탱크를 연결하는 제1,2공급관을 구비하고, 상기 제1,2공급관에는 상기 버켓유압실린더를 중립 및 제어하기 위한 굴삭기의 제1컨트롤밸브가 설치되고, 상기 제 1,2공급관에는 각각 유압탱크와 연결되는 제 1,2분기관이 설치되고, 제 1,2분기관에는 상기 제 1,2분기관을 통하여 유압탱크로 리턴되는 유압유를 차단하여 버켓유압실린더가 제1컨트롤밸브에 의해 작동될 수 있도록 하거나 버켓유압실린더의 각 제1,2포트로부터 제1,2분기관을 통하여 상기 유압탱크로 리턴 및 공급되도록 하는 제 2컨트롤밸브가 설치되며, 상기 제 2컨트롤 밸브와 유압탱크 사이의 제1분기관에는 제 1감압밸브가 설치되고, 제1감암밸브의 양 단부를 연결하는 제1바이패스관에는 제1첵크밸브가 설치되며, 상기 제 2컨트롤밸브와 유압탱크 사이의 제2분기관에는 제 2감압밸브가 설치되고, 제2감암밸브의 양 단부를 연결하는 제2바이패스관에는 제2첵크밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 진동 파일 드라이버.
[청구항 4]
제 1항에 있어서, 상기 외부본체부의 상하단부측에 제 1,3센서와 제 2,4센서가 각각 설치되며, 상기 내부진동본체부의 중공부에 삽입된 파일의 편항 시 상기 제 1,3센서와 제 2,4센서에 의해 감지되고, 상기 내부진동본체부의 중공부 중앙에 파일이 위치될 수 있도록 진동작동 시 상기 붐에 설치된 버켓유압실린더를 상기 제1,3센서 및 제 2,4센서의 신호에 따라 제어하는 제어부를 포함한 파일위치보정유닛를 구비한 것을 특징으로 하는 진동 파일 드라이버.
[청구항 5]
제 4항에 있어서, 상기 파일위치보정유닛의 제어부는 외부본체부의 제1,3센서 및 제 2,4 센서들로부터 검출되는 신호값에 따라 버켓유압실린더의 조작을 위한 제1컨트롤밸브 양측의 전기솔레노이들을 제어하는 것을 특징으로 하는 진동 파일 드라이버.
[청구항 6]
제 4항에 있어서, 상기 파일위치보상유닛은 외부본체부에 기울기 각도센서가 설치되고, 상기 내부진동본체부에 삽입된 중공부에 삽입된 파일의 항타 및 인발 시 외부본체부가 수평상태를 유지할 수 있도록 상기 기울기 각도센서에 의해 검출되는 신호에 의해 굴삭기위 붐에 설치된 버켓유압실린더의 컨트롤밸브를 제어하는 제어부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 진동파일 드라이버.
[청구항 7]
제 4항에 있어서, 상기 파일위치보상유닛은 굴삭기의 붐에 회전가능하게 설치된 암의 단부에 암붐핀에 의해 진동파일드라이버의 결합유닛과 결합되며 상기 암과 붐에 각각 설치된 제 1,2각도센서와, 파일의 항타 및 인발 시 제 1,2각도센서 값을 적산하여 붐의 각도에 따라 붐의 암붐핀과 이에 연결된 외부프레임이 수직으로 승강될 수 있도록 버켓유압실린더의 컨트롤밸브를 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 진동파일 드라이버.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]