JP7787601B2 - 掘削機用ワイヤーソー装置 - Google Patents

Description

本発明は掘削機用ワイヤーソー装置に関し、より詳しくは掘削機に装着し、用途及び使用先によって所望の規格に岩、原石、コンクリート、金属などを切断する掘削機用ワイヤーソー装置に関する。

一般に、原石採取によって加工された石材は建設分野で建物又は土木工事などの建設資材として多く使われる。例えば、建物の壁面、道路境界石、歩道ブロックや建物底などの製品に加工されて使われる。

このような石材は、石山で山林毀損許可を受けた事業者によって体積の大きい長方形の状態として採取されて石材加工業者に運搬された後、適正の厚さ及び面積に切断され、板状石材自体として提供されるか、又は所望の規格にさらに切断された後、表面加工されて提供される。

前記のように、石山で原石を採取する方法としては、ジェットバーナー、穿孔機及び火薬を使用するジェットバーナー採取方法、及びワイヤーソー（ｗｉｒｅ ｓａｗ）、穿孔機及び火薬を使用するワイヤーソー採取方法を例として挙げることができる。

前記のうち、ジェットバーナー採取方法は、掘削機のような装備を使用して土石を除去し、原石（岩盤）をエアコンプレッサー及び穿孔機（穴を開けるドリル）を使用して穴を開け、火薬を充填した後、発破する方式で原石を採取する方式と、岩盤が形成されると、原石の大きさを決定し、ジェットバーナー（油類を使用して空気圧縮火口に火を付け、石を焼きながら岩盤の長手方向の両側を切断した後、切断されなかった後面及び下面は削岩機（発破穴を開ける装備）で発破穴を垂直及び水平方向に穿孔し、火薬を入れて発破し、サイズ別に穿孔及び発破して大片（大割）に割石した後、さらに小割する方式がある。

このようなジェットバーナー採取方法は、多量の軽油を使用しなければならないので、大気汚染及び経費加重の問題点があり、大型装備及びコンプレッサーの施設を別に設けなければならず、おびただしい騷音が発生することはもちろんのこと、高圧の熱が発生する状況で空気圧によって石粉が飛散して多量の粉塵が発生するなど、環境上の大きな問題点がある。

一方、前記のうち、ワイヤーソー採取方法は、石材（岩盤）の大きさを決定し、長手方向の穿孔機で垂直方向及び水平方向に穿孔することで、垂直穴及び水平穴を「Ｌ」字形に連通するように形成し、ワイヤーソー（線鋸）を長くして穿孔穴に通過させた後、両端を引っ張る機械で引っ張りながら回転させることにより切削し、切削されなかった原石の裏面及び底面は穿孔作業を行い、火薬で爆破する方式である。

このようなワイヤーソー切断方法は、環境問題及び騷音発生の最小化、軽油（油類）を使用しない点、飛散ほこりを抑制する点などの利点があるが、作業条件及び切削能率が低下して採取に多くの時間がかかるという問題点がある。

特に、前述したワイヤーソー方式は、切断対象の原石に切断方向に別途の固定プーリーを設置しなければならない煩わしさがあり、特に前記原石を切断するためには、ワイヤーソーマシンを備えなければならないので、作業による不便さがある。

そして、原石の切断方向にワイヤーソーマシンを配置しなければならないので、作業が難しい不便さがある。

本発明は、ワイヤーソーが３６０度回転可能に構成されるとともに、掘削機に装着された後にもワイヤーソー本体をリンクを介して回転させて使用することができるので、ワイヤーソーの再設置による付加の作業時間を縮めること、及び円滑に原石を採取するか又はコンクリートなどを切断することができる掘削機用ワイヤーソー装置を提供することにその目的がある。

また、本発明は、切断又は原石切削の際、駆動プーリーを切削速度に応じて昇降させることによってワイヤーテンションを維持するので、円滑に切断することができる掘削機用ワイヤーソー装置を提供することに目的がある。

前記目的を達成するために、本発明の掘削機用ワイヤーソー装置は、支持板と、前記支持板に結合され、掘削機アームに着脱可能に結合される掘削機連結部と、前記支持板に結合される一対のガイドレールと、前記一対のガイドレールに沿って昇降する昇降部材と、前記昇降部材を昇降させる電気モーターと、前記昇降部材に結合される油圧モーターによって回転する駆動プーリーと、前記支持板に装着される複数の従動プーリーと、前記駆動プーリー及び前記複数の従動プーリーに装着されるワイヤーと、を含む。

前記昇降部材の前方両側に装着され、前記ワイヤーの移動を案内する一対の補助プーリーをさらに含むことができる。

前記支持板と前記一対のガイドレールとの間に回転可能に装着されるリードスクリューをさらに含み、前記電気モーターは、前記リードスクリューを正逆回転させることができる。

前記一対のガイドレール両側で前記支持板の上面から上方に延び、上端部に前記一対のガイドレールが結合される支持フレームをさらに含むことができる。

前記電気モーターは、前記支持フレームの上面に配置される制御ボックスの内部に密閉可能に設けられ得る。

前記昇降部材は、前記一対のガイドレールが通過する一対のレール孔と、前記リードスクリューが挿入されて噛み合うスクリュー孔と、を含むことができる。

前記掘削機連結部は、前記支持板に設置される角度を変更することができるように複数の締結孔が形成された締結板部と、前記締結板部から上方に延びる一対のブラケット部と、 前記一対のブラケット部の間に相異なる高さに装着され、掘削機アームに結合される一対の結合ピンと、を含むことができる。

掘削機に連結される油圧配管は前記制御ボックスを通過して前記油圧モーターに連結され、前記制御ボックスの内部に、前記油圧配管を通して流動する流体の流量を制御する流量制御装置をさらに含むことができる。

前述した本発明の掘削機用ワイヤーソー装置によれば、掘削機アームに容易に着脱して使用できるように構成されるので、ワイヤーソーの設置による時間を縮めることができる。

また、掘削機連結部リンクを介して３６０度回転可能になるので、縦切断及び横切断作業（切削作業）を効率的に実行することができる。

そして、駆動プーリーを切削速度に応じて昇降させることによってワイヤーテンションが維持されるので、コンクリート、岩石などの切断作業を円滑に実行することができる。

本発明の一実施例による掘削機用ワイヤーソー装置を示す前方斜視図である。 本発明の一実施例による掘削機用ワイヤーソー装置を示す後方斜視図である。 本発明の一実施例による掘削機用ワイヤーソー装置を示す側方斜視図である。 掘削機用ワイヤーソー装置の下部を示す部分斜視図である。 掘削機用ワイヤーソー装置の昇降部材を拡大して示す部分斜視図である。 掘削機用ワイヤーソー装置の制御部の構成を示す概略図である。

本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるが、特定の実施例を例示しながら詳細な説明について詳細に説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物や代替物を含むものと理解されなければならない。

本発明で使用する用語はただ特定の実施例を説明するためのものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に他に指示しない限り、複数の表現を含む。本発明で、「含む」又は「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組合せが存在することを指定しようとするものであり、一つ又はそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組合せなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。

以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。ここで、添付図面で、同じ構成要素はできるだけ同じ符号で示していることに留意しなければならない。また、本発明の要旨をあいまいにする可能性がある公知の機能及び構成についての詳細な説明は省略する。同じ理由で、添付図面で一部の構成要素は誇張するか省略するか概略的に示す。

図１は本発明の一実施例による掘削機用ワイヤーソー装置を示す前方斜視図であり、図２は本発明の一実施例による掘削機用ワイヤーソー装置を示す後方斜視図であり、図３は本発明の一実施例による掘削機用ワイヤーソー装置を示す側方斜視図であり、図４は掘削機用ワイヤーソー装置の下部を示す部分斜視図である。

本発明の掘削機用ワイヤーソー装置１００は、支持板１１０と、支持板に結合され、掘削機アームに着脱可能に結合される掘削機連結部１２０と、支持板に結合される一対のガイドレール１４０と、一対のガイドレールに沿って昇降する昇降部材１６０と、昇降部材を昇降させる電気モーター２１０と、昇降部材に結合される油圧モーター１７０によって回転する駆動プーリー１８０と、支持板に装着される複数の従動プーリー１９０と、駆動プーリー及び複数の従動プーリーに装着されるワイヤー１０１と、を含む。

本発明の掘削機用ワイヤーソー装置１００は、掘削機アームに着脱可能に結合され、外周面に所定の間隔でダイヤモンドビードを備えるワイヤーで、岩、原石、コンクリート、金属などを切断する装置である。

支持板１１０は所定の厚さを有する略長方形の金属板材で構成され得る。支持板１１０は、ワイヤーソー装置１００全体を支持するベースフレームの役割を果たす。

掘削機連結部１２０は、支持板１１０に複数のボルトを介して締結されて結合され得る。この掘削機連結部１２０に掘削機のアーム端部のフックをかけることで、ワイヤーソー装置１００を掘削機アームに着脱可能に結合することができる。

一対のガイドレール１４０は支持板１１０の上面に溶接されるか又はネジで締結されて結合され得る。両ガイドレール１４０は支持板１１０の上面に垂直に長く配置され、互いに所定の間隔で配置され得る。ガイドレール１４０は外周面が滑らかな円形パイプの形態になり得る。

支持板１１０の上面において一対のガイドレール１４０の外側には支持フレーム１３０が上方に延びて構成され得る。支持フレーム１３０は、支持板１１０の上面に垂直に溶接されて結合される一対の柱フレーム部と、一対の柱フレーム部の上端に水平に溶接されて結合される長方形板状の上板フレーム部と、を含むことができる。よって、一対のガイドレール１４０の上端は上板フレーム部に締結されるか又は溶接されて結合され得る。

昇降部材１６０は一対のガイドレール１４０にスライド可能に装着され、一対のガイドレール１４０に沿って昇降することができる。このために、昇降部材１６０には、一対のガイドレール１４０がスライド可能に挿入される一対のレール孔が形成され得る。

昇降部材１６０は電気モーター２１０によって昇降することができる。電気モーター２１０は支持フレーム１３０の上板フレーム部上に装着され得る。

駆動プーリー１８０は、昇降部材１６０に結合される油圧モーター１７０によって回転するように装着され得る。図３に示すように、昇降部材１６０の前方上側にはモーターブラケット１６３が連結されて延び、このモーターブラケット１６３に油圧モーター１７０が装着され得る。油圧モーター１７０の回転軸は駆動プーリー１８０と連結されることで、駆動プーリー１８０を正逆回転させることができる。油圧モーター１７０には掘削機の油圧ポンプと連結される一対の油圧ホースが連結されることにより、油圧モーター１７０が掘削機によって作動することができる。

複数の従動プーリー１９０は支持板１１０の前方に装着され得る。このために、支持板１１０の前面には方形パイプの形態のプーリー装着部１１４が結合され、このプーリー装着部１１４に複数の従動プーリー１９０が回転可能に装着され得る。図示の実施例で、複数の従動プーリー１９０は、支持板１１０の前方左側に２個、右側に２個が所定の間隔で配置され得る。

ダイヤモンドビードを備える所定の長さのワイヤー１０１は駆動プーリー１８０及び複数の従動プーリー１９０に装着され得る。ワイヤー１０１は駆動プーリー１８０及び複数の従動プーリー１９０によって回転することによって物体を切断することができる。

昇降部材１６０の前方両側に装着され、ワイヤー１０１の移動を案内する一対の補助プーリー１８５をさらに含むことが好ましい。図３に示すように、昇降部材１６０の前方下側にはプーリーブラケット１６５が連結されて延び、このプーリーブラケット１６５の前面両側に一対の補助プーリー１８５が回転可能に装着され得る。

図１に示すように、駆動プーリー１８０は補助プーリー１８５及び従動プーリー１９０よりもずっと大きく形成され得る。駆動プーリー１８０の上側にかかったワイヤー１０１は内側の従動プーリー１９０、補助プーリー１８５、及び外側の従動プーリー１９０を順次経て下方に延びることができる。下方に延びるワイヤー１０１は切断すべき物体を取り囲むように配置され、昇降部材１６０が上昇すると、駆動プーリー１８０及び補助プーリー１８５も一緒に上昇することにより、ワイヤー１０１をぴんと維持することができる。

また、駆動プーリー１８０の上部には駆動プーリー１８０を取り囲むカバー部材１６４が設けられ得る。図３に示すように、カバー部材１６４はモーターブラケット１６３に固定結合され得る。作動の際、駆動プーリー１８０には水又はオイルを噴射することにより、駆動プーリー１８０及びワイヤー１０１を冷却させ、異物を掃除することができる。この際、カバー部材１６４は駆動プーリー１８０の周りに異物を含む水又はオイルが飛び出すことを防止することができる。

図１及び図２に示すように、支持板１１０と一対のガイドレール１４０との間にはリードスクリュー１５０が回転可能に装着され得る。リードスクリュー１５０は回転軸の外周面に方形又は台形の螺糸山が形成されたものであり、一対のガイドレール１４０の間に配置され得る。リードスクリュー１５０の下端は支持板１１０の上面に備えられたベアリングに装着され、リードスクリュー１５０の上部は一対のガイドレール１４０の間に装着されるブラケットベアリングに装着され、リードスクリュー１５０の上端は支持フレーム１３０の上板フレーム部を貫通して電気モーター２１０に結合され得る。電気モーター２１０は正逆回転の可能なモーターであり、リードスクリュー１５０を正逆回転させることにより、昇降部材１６０とこれに結合された油圧モーター１７０及び駆動プーリー１８０を昇降させることができる。

図２に示すように、電気モーター２１０はリードスクリュー１５０に直接連結されることもできるが、電気モーター２１０に減速機２２０が連結され、この減速機２２０にリードスクリュー１５０が連結され得る。減速機２２０は電気モーター２１０の回転速度を減速させることにより、電気モーター２１０に相対的に小さい入力トークを入力してもリードスクリュー１５０を大きな出力トークで回転させることができるようにする。

電気モーター２１０は支持フレーム１３０の上面に配置される制御ボックス２００の内部に密閉可能に取り付けられ得る。制御ボックス２００は直方体ボックスの形態になり、支持フレーム１３０の上板フレーム部の上面に締結又は溶接されて装着され得る。制御ボックス２００の下面には、電気モーター２１０の回転軸が通過する貫通孔が形成され得る。図１及び図２に示すように、制御ボックス２００は前面及び背面が開口したボックス本体２０１を含み、ボックス本体２０１の開口した前面及び背面にそれぞれ前面カバー２０３及び背面カバー２０５が複数のネジで締結されて結合され得る。また、ボックス本体２０１の後面上端には引揚掛け部２０７が一体に形成され得る。この引揚掛け部２０７にクレーンのフックを挿入することにより、ワイヤーソー装置１００を持ち上げて移動させることができる。

図５は掘削機用ワイヤーソー装置の昇降部材を拡大して示す部分斜視図である。

昇降部材１６０は、一対のガイドレール１４０が通過する一対のレール孔と、リードスクリュー１５０が挿入されて噛み合うスクリュー孔と、を含むことができる。一対のレール孔は一対のガイドレール１４０をそれぞれ取り囲むように形成され、スクリュー孔は二つのレール孔形成部の間に一体に形成されたブラケット部に形成され得る。ブラケット部は、二つのレール孔形成部とスクリュー孔形成部との間に一体に連結される複数の補強リブを備えることができる。

レール孔は内周面が滑らかに形成される一方で、スクリュー孔は内周面にリードスクリュー１５０の螺糸山に対応する螺糸山が形成される。したがって、リードスクリュー１５０が回転すると、昇降部材１６０がリードスクリュー１５０によって昇降し、一対のガイドレール１４０によって回転なしに支持できる。リードスクリュー１５０の回転が停止すると、昇降部材１６０はリードスクリュー１５０の螺糸山によってその高さから下降せず、その位置が維持されるように支持できる。

図４に一番よく示すように、掘削機連結部１２０は、支持板１１０に設置される角度を変更することができるように複数の締結孔が形成された締結板部１２１と、締結板部から上方に延びる一対のブラケット部１２３と、一対のブラケット部の間に相異なる高さに装着され、掘削機アームに結合される一対の結合ピン１２５と、を含むことができる。

締結板部１２１は円盤形に形成され、４個以上の締結孔が貫設され得る。支持板１１０にも締結板部１２１の締結孔に対応して４個以上の締結孔が形成されることにより、複数のボルトを締結して締結板部１２１を支持板１１０に結合することができる。また、締結板部１２１を回して締結すると、支持板１１０に結合される締結板部１２１の回転位置を容易に変更することができる。

一対のブラケット部１２３は締結板部１２１の上面両側部に垂直に溶接されて結合され得る。各ブラケット部１２３の上端部には、一対の結合ピン１２５が挿入されて装着される一対のピン孔が形成され得る。二つのピン孔は相異なる高さに形成され得る。

一対の結合ピン１２５は一対のブラケット部１２３の各ピン孔に挿入されて装着され得る。一対の結合ピン１２５は相異なる高さに、互いに平行に配置され得る。掘削機アームの端部に備えられる一対のフックを一対の結合ピン１２５にかけて固定することで、ワイヤーソー装置１００を掘削機アームに非常に容易に装着することができる。

図６は掘削機用ワイヤーソー装置の制御部の構成を示す概略図である。

掘削機１０に連結される油圧配管２５０は制御ボックス２００を通過して油圧モーター１７０に連結され、制御ボックス２００の内部に油圧配管２５０を通して流動する流体の流量を制御する流量制御装置２４０をさらに含むことができる。

油圧配管２５０は、掘削機１０から制御ボックス２００の内部に流入する流入ホースと、制御ボックス２００の内部から掘削機１０に流出する流出ホースと、を含むことができる。また、油圧配管２５０は、油圧モーター１７０に流入する流入ホースと、油圧モーター１７０から流出する流出ホースと、を含むことができる。

制御ボックス２００の内部には流量制御装置２４０が備えられ、これは油圧配管２５０に連結され得る。流量制御装置２４０は一つ以上の流量制御バルブを含む流量制御回路を構成することができる。

図示しなかったが、本発明のワイヤーソー装置１００は、制御ボックス２００と有線又は無線で連結されるリモコンをさらに含むことができる。使用者は、掘削機アームに装着されたワイヤーソー装置１００のリモコンを操作することにより、流量制御装置２４０で油圧モーター１７０の回転方向及び回転速度を調節することができ、電気モーター２１０を正逆回転させて昇降部材１６０を昇降させることにより、ワイヤー１０１のテンションを維持することができる。

本発明の掘削機用ワイヤーソー装置によれば、掘削機アームに容易に着脱して使用することができるように構成されるので、ワイヤーソーの設置による時間を縮めることができる。

また、掘削機連結部リンクを介して３６０度回転することができるので、縦切断及び横切断の作業（切削作業）を効率的に実行することができる。

そして、駆動プーリーを切削速度に応じて昇降させることによってワイヤーテンションが維持されるので、コンクリート、岩石などの切断作業を円滑に実行することができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除又は追加などによって本発明を多様に修正及び変更することができ、これも本発明の権利範囲内に含まれると言える。

本発明による掘削機ワイヤーソー装置は、建設現場でコンクリート構造物、岩石などを切断するのに産業的に用いることができる。

１０ 掘削機
１００ 掘削機用ワイヤーソー装置
１０１ ワイヤー
１１０ 支持板
１１４ プーリー装着部
１２０ 掘削機連結部
１２１ 締結板部
１２３ ブラケット部
１２５ 結合ピン
１３０ 支持フレーム
１４０ ガイドレール
１５０ リードスクリュー
１６０ 昇降部材
１６３ モーターブラケット
１６４ カバー部材
１６５ プーリーブラケット
１７０ 油圧モーター
１８０ 駆動プーリー
１８５ 補助プーリー
１９０ 従動プーリー
２００ 制御ボックス
２０１ ボックス本体
２０３ 前面カバー
２０５ 背面カバー
２０７ 引揚掛け部
２１０ 電気モーター
２２０ 減速機
２４０ 流量制御装置
２５０ 油圧配管

Claims (6)

1. 支持板と、
   前記支持板に結合され、掘削機アームに着脱可能に結合される掘削機連結部と、
   前記支持板に結合される一対のガイドレールと、
   前記一対のガイドレール両側で前記支持板の上面から上方に延び、上端部に前記一対のガイドレールが結合される支持フレームと、
   前記支持板と前記一対のガイドレールとの間に回転可能に装着されるリードスクリューと、
   前記一対のガイドレールが通過する一対のレール孔と、前記リードスクリューが挿入されて噛み合うスクリュー孔と、を含み、前記一対のガイドレールに沿って昇降する昇降部材と、
   前記支持フレームの上面に配置される制御ボックスの内部に密閉可能に取り付けられ、前記昇降部材を昇降させる電気モーターと、
   前記昇降部材の前方上側に連結されるモーターブラケットに装着される油圧モーターと、
   前記油圧モーターの回転軸に連結され、正逆回転する駆動プーリーと、
   前記支持板の前方左側及び前方右側に装着される２対の従動プーリーと、
   前記昇降部材の前方下側に連結されるプーリーブラケットの前面両側に装着される一対の補助プーリーと、
   前記駆動プーリーから、内側の従動プーリー、補助プーリー、及び外側の従動プーリーを順次経て延びるように装着されるワイヤーであって、該ワイヤーの移動が前記補助プーリーによって案内されるワイヤーと、
   を含む、掘削機用ワイヤーソー装置。
2. 前記スクリュー孔は二つのレール孔形成部の間に一体に形成されたブラケット部に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の掘削機用ワイヤーソー装置。
3. 前記ブラケット部は、二つのレール孔形成部とスクリュー孔形成部との間に一体に連結される複数の補強リブを備えることを特徴とする、請求項２に記載の掘削機用ワイヤーソー装置。
4. 掘削機に連結される油圧配管は前記制御ボックスを通過して前記油圧モーターに連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の掘削機用ワイヤーソー装置。
5. 前記掘削機連結部は、
   前記支持板に設置される角度を変更することができるように複数の締結孔が形成された締結板部と、
   前記締結板部から上方に延びる一対のブラケット部と、
   前記一対のブラケット部の間に相異なる高さに装着され、掘削機アームに結合される一対の結合ピンと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の掘削機用ワイヤーソー装置。
6. 前記制御ボックスの内部に、前記油圧配管を通して流動する流体の流量を制御する流量制御装置をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の掘削機用ワイヤーソー装置。