KR100529508B1 - 굴삭기용 브레이카의 피스톤 및 로드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤이 로드를 타격할 때 발생되는 타격소음이 피스톤 내부의 흡수체에서 흡수 소멸되고 진동 및 떨림 소음이 외부로 전파되지 않도록 함으로써, 소음의 근원지인 피스톤과 로드에서부터 소음이 감쇠되도록 하고 또한 흡수체의 소음 감쇠성능에 지장을 주지않으면서 피스톤의 무게를 조절할 수 있는 수단을 구비하여 굴삭기의 성능에 따른 피스톤의 무게 및 타격력 조절이 가능하도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 관한 것이다.

본 발명은 실린더의 피스톤으로 로드를 타격하여 굴착하는 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 있어서, 피스톤 내부에 공간부가 형성되고, 공간부에는 비중이 피스톤의 재질보다 크고 경도는 상대적으로 낮은 타격소음 흡수체를 내장시켜 타격에 따른 진동과 충격을 흡수하고 실린더의 울림을 억제하여 소음이 감쇠되도록 구성되어 있다.

Description

굴삭기용 브레이카의 피스톤 및 로드 구조{Breaker piston and rod apparatus for a excavator}

본 발명은 굴삭기용 브레이카의 피스톤 및 로드 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 브레이카에서 발생되는 타격소음이 피스톤 및 로드 내부의 흡수체에서 흡수 감쇠되도록 함으로써, 도심지에서 브레이카를 이용하여 도로나 건물 등을 부술 때 주변 건물에 거주하는 사람들에게 소음공해를 주지 않도록 하였으며 특히 흡수체의 소음 감쇠성능에 지장을 주지 않으면서 그 무게를 조절할 수 있는 수단을 마련하여 굴삭기의 성능에 따른 피스톤의 무게 및 타격력 조절이 편리하도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 및 로드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 브레이카는 굴삭기에 연결하여 사용하는 것으로 대부분 건물을 부수거나 도로를 파 해칠 때 또는 야산의 돌을 부술 때 사용된다.

브레이카는 유압으로 작동되는 실린더와 피스톤으로 구성되며 실린더의 전방에는 대상물을 부술 때 사용하는 로드가 부착된다. 실린더의 작동으로 피스톤이 왕복 이동되면 로드가 타격되고 대상물에 강한 충격이 가해져 대상물이 쪼개지거나 부서진다.

그러나 브레이카가 작동되는 동안 피스톤이 로드를 타격하는 타격소음과 대상물을 파괴할 때 발생되는 파괴소음 등이 발생되며 이들 소음이 매우 시끄럽다는 것은 대부분 경험으로 알 수 있다.

특히 도심지에서 건물을 부수거나 또는 도로를 파 해칠 때 소음으로 인한 민원이 발생될 수 있으며, 이때는 공사를 중단하고 다른 방법으로 건물을 부수거나 또는 공사를 조금씩 밖에 하지 못하므로 공사시간이 지연되는 등의 문제가 있었다.

일본 실용등록 제3059016호에는 브레이카의 소음을 감쇠시키는 구성이 개시되 있다. 그러나 실린더 전체를 방음재로 감싸기 때문에 실린더 내부에서 발생되는 작동열이 외부로 쉽게 방열되지 못하므로 실린더 내부의 오일이 탄화되어 쉽게 소모되고 오일 부족으로 실린더의 수명이 저하된다. 그리고 실린더를 감싸는 브래킷이 분해 가능한 구조를 갖지 못하므로 실린더 내부의 로드와 키 등을 점검하거나 교체할 때 불리하며 특히 방음재가 실린더 외벽에 달라붙어 떼어내는 일이 쉽지 않는 등의 문제가 있다. 또한 실린더를 필요 이상으로 감싸는 구성이므로 방음재가 많이 필요로 되며 브래킷 또한 커져야 되므로 재료비가 상승되고 브레이카의 전체 무게를 증가시켜 취급이 어렵게 되는 등의 단점이 있었다.

본 발명자는 이러한 점을 감안하여 건물을 부수거나 또는 도로를 파 해칠 때 사용하는 브레이카의 소음 발생부를 전체적으로 감싸 밀폐시킨 뒤 그 내부에 충진재를 주입시켜 밀봉함으로써, 피스톤이 로드를 타격할 때 발생되는 타격소음이 충진재로 흡수 소멸되고 차음되어 소음이 감쇠되도록 한 브레이카를 특허 제435827호로 등록받은 바 있다.

본 발명은 등록 특허의 개량에 관한 것으로써, 본 발명의 목적은 피스톤이 로드를 타격할 때 발생되는 타격소음이 피스톤 및 로드 내부의 흡수체에서 흡수 소멸되고 진동 및 떨림 소음이 외부로 전파되지 않도록 함으로써, 소음의 근원지인 피스톤과 로드에서부터 소음이 감쇠되도록 하고 또한 흡수체의 소음 감쇠성능에 지장을 주지않으면서 피스톤의 무게를 조절할 수 있는 수단을 구비하여 굴삭기의 성능에 따른 피스톤의 무게 및 타격력 조절이 가능하도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 및 로드 구조를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실린더의 피스톤으로 로드를 타격하여 굴착하는 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 있어서, 피스톤 내부에 공간부가 형성되고, 공간부에는 비중이 피스톤의 재질보다 크고 경도는 상대적으로 낮은 타격소음 흡수체를 내장시켜 타격에 따른 진동과 충격을 흡수하고 실린더의 울림을 억제하여 소음이 감쇠되도록 구성되어 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 브레이카의 사시도 이고, 도 2는 본 발명 브레이카의 분리 사시도 이다. 본 발명의 브레이카는 유압 또는 공압으로 작동되는 실린더(1)와 피스톤(2)이 구비되고 실린더(1)의 전방에는 피스톤(2)으로 타격되는 로드(3)가 구비된다. 로드(3)는 선단이 뾰족하게 되어 건물이나 도로를 쪼개거나 부술 수 있도록 구성된다.

그리고 실린더(1)의 전방과 후방에는 굴삭기의 아암에 연결하기 위한 브래킷(4)이 구비되며 브래킷(4)과 실린더(1)는 실린더고정판(5)을 사이에 두고 다수개의 볼트(14)로 체결 고정된다.

본 발명은 실린더(1)의 소음 발생부를 감싸 밀폐하기 위한 밀폐수단(8)과 소음을 흡음 및 차음시키는 소음감쇠수단(9)이 구비된다.

밀폐수단(8)은 실린더(1)의 좌측면과 우측면 양측을 막아주는 측판(11), 실린더(1)의 상부를 막아주는 상판(12) 및 실린더(1)의 하부를 막아주는 밑판(13)으로 구성되며 측판(11)과 상판(12)은 서로 직교되도록 연이어 형성된다. 그리고 측판(11)의 하단과 밑판(13)의 외주면이 서로 접하며, 측판(11)의 전면과 뒷면은 브래킷(4)의 내측면과 서로 접하도록 구성된다.

실린더(1)의 외주면이 밀폐수단의 측판(11)과 상판 및 밑판(13)으로 감싸지고 전,후방은 브래킷(4)으로 감싸져 사방이 밀폐된다. 그리고 측판(11)은 실린더고정판(5)과 접한 상태에서 볼트(18)에 의해 체결 고정된다.

소음감쇠수단(9)은 밀폐수단(8)으로 감싸진 실린더(1)의 외주연을 밀봉하기 위한 것으로 흡음판(16)이 사용된다. 흡음판(16)은 비중이 철보다 큰 고무재로 구성되며 다공성으로 형성되어 흡음성을 갖는다.

흡음판(16)은 보통 10mm 전후의 두께를 가지며 여러 개를 겹쳐 밀폐수단(8)과 실린더(1) 사이의 공간이 완전 메워지도록 해준다. 따라서 실린더(1)에서 발생되는 소음이 흡음판(16)에서 흡음되거나 또는 밀폐수단(8)에 충돌되어 차음되므로 소음이 전체적으로 줄어든다.

로드(3)는 실린더(1)에서 이탈되지 못하도록 키(6)와 키홈(7)으로 연결되어 있으므로 소음이 키(6)의 외주면을 타고 실린더(1)의 밖으로 전파되더라도 밀폐수단(8)과 소음감쇠수단(9)에서 흡음 및 차음되어 상쇠된다.

그리고 실린더(1)의 하단에는 로드(3)를 감싸는 프론트헤드 체결부(15)가 구비된다. 프론트헤드 체결부(15)는 밑판(13)을 관통하여 로드(3)에 끼워지며 그 내부에는 실링을 위한 패킹과 흡음을 위한 흡음판이 적층 구비된다. 따라서 로드(3)를 통하여 실린더(1)의 외부로 누설되는 소음이 프론트헤드 체결부(15)에서 걸러져 감쇠된다.

도 3 및 도 4는 본 발명 피스톤의 구조를 나타낸 것으로써, 도시된 바와 같이 피스톤(2) 내부에 공간부(17a)가 형성되고 공간부(17a)에는 이 공간부(17a)를 완전 채우는 크기로 타격소음 흡수체(17)가 내장된다. 타격소음 흡수체(17)는 비중이 피스톤의 철보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납, 주석 및 동으로 이루어지므로 타격이 가해질 때 떨림이나 울림 또는 진동이 상쇄된다. 그리고 피스톤(2)을 더 무겁게 해주므로 로드(3)의 타격 시 굴착성능이 향상된다.

피스톤(2)과 실린더(1)는 0.25mm의 간격을 두고 유막이 형성되어 있으므로 피스톤(2)에서 발생되는 타격음이 유막을 통하여 실린더(1)로 전달되는 것은 당연하다. 따라서 피스톤(2)이 로드(3)를 타격할 때 발생되는 타격소음이 브레이카에서 발생되는 주소음의 진원지인 것이다.

본 발명은 피스톤(2) 내부에 타격소음 흡수체(17)를 내장시켰으므로 피스톤(2)이 로드(3)를 타격할 때 발생되는 타격소음이 흡수체(17)에서 흡수 소멸되고 진동이나 떨림 또는 울림이 발생되지 않으므로 유막을 통한 실린더(1)로의 소음 전달 및 공명현상이 감소된다. 그리고 흡수체(17)는 너트 기능을 하는 마개(17b)를 피스톤(2)의 상부에 체결하여 이를 고정시킨다.

미설명부호 10은 실린더고정판(5)과 브래킷(4) 사이에 내장되는 완충성 고무재 패드, 19는 브래킷(4)을 굴삭기로 연결하기 위한 핀을 나타낸다.

이처럼 구성된 본 발명은 도 3 및 도 4에서와 같이 조립된다. 피스톤(2)의 공간부(17a)에 타격소음 흡수체(17)를 억지끼움 식으로 압입하여 흡수체(17)와 공간부(17a) 사이에 틈새가 전혀 없도록 해준다. 틈새가 발생될 경우 그 부분이 울림통 역할을 하여 흡수체(17) 및 피스톤(2)의 일부가 터져 파손되므로 주의하여 흡수체(17)와 피스톤(2)을 조립해야 된다. 그리고 공간부(17a)의 하단은 오목한 원호형으로 각진 부분이 없도록 처리하여 타격소음이 한쪽으로 쏠리는 현상이 없도록 해야 된다. 흡수체(17)는 마개(17b)를 통하여 피스톤(2)의 내부에 밀봉 고정되며 흡수체(17)와 피스톤(2)은 일체화된다.

본 발명은 브래킷(4)과 실린더고정판(5) 사이에 완충성을 갖는 패드(10)를 대고 볼트(14)를 이용하여 체결하면 실린더(1)가 브래킷(4) 사이에 고정된다. 그리고 실린더(1)의 외주면이 덮이도록 전,후방의 브래킷(4) 사이로 흡음판(16)을 적층한 뒤 측판(11)을 끼워 볼트(18)를 실린더고정판(5)에 체결시키면 측판(11)과 흡음판(16)에 의해 실린더(1)의 개방된 좌측면과 우측면이 가려진다. 이때 측판(11)의 상부에 상판(12)이 일체로 구비되므로 실린더(1)의 소음 발생부가 하부를 제외하고 가려진다.

밑판(13)을 실린더(1)의 하부에 끼워 밑판(13)의 외주면이 측판(11)과 브래킷(4)의 내측면과 닿도록 해준 뒤 프론트헤드 체결부(15)를 로드(3)에 끼워 밑판(13)에 고정시키면 실린더(1)의 소음 발생부가 전체적으로 가려져 밀폐 조립된다.

브레이카가 작동되면 피스톤(2)이 왕복 이동되면서 로드(3)를 타격하므로 타격소음이 발생된다. 이때 발생되는 타격소음은 피스톤(2)에 내장된 타격소음 흡수체(17)에서 대부분 흡수되므로 환경부 생활소음 규제치 70dB 이하의 낮은 소음만 발생된다. 그리고 나머지 소음은 로드(3)를 잡아주는 키(6)의 외주면을 타고 흘러나오게 되는데 이때 흡음판(16)에서 흡음 및 차음되고 측판(11), 상판(12) 및 밑판(13)에서 차음되므로 결국 소음이 전체적으로 감소된다.

그리고 로드(3)를 타고 흘러나오는 소음 역시 프론트헤드 체결부(15)의 흡음판과 패킹에 의해 흡음되어 감쇠되므로 브레이카의 작동소음을 줄일 수 있다.

도 5는 본 발명 브레이카 피스톤의 다른 실시예를 나타낸 단면도 이다. 본 발명 다른 실시예는 피스톤(2)에 내장되는 타격소음 흡수체(17)의 소음 감쇠성능에 지장을 주지 않으면서 그 무게를 조절할 수 있는 흡수체 조절수단(19)이 구비된다. 흡수체 조절수단은 굴삭기의 성능에 따른 피스톤(2)의 무게 및 타격력 조절이 편리하도록 한 것으로 대형 굴삭기의 경우 피스톤을 작동시키는 작동유압의 힘이 크기 때문에 피스톤의 무게가 변하더라도 무리없이 피스톤을 작동시킬 수 있으나, 소형 굴삭기의 경우 피스톤의 무게 변화에 따라 피스톤의 왕복 능력이 변하거나 떨어져 브레이카의 성능을 충분히 발휘할 수 없게 된다.

따라서 브레이카의 피스톤이 로드를 타격하는 타격력에 큰 변화가 없으면서 소음을 줄일 수 있도록 피스톤에 내장되는 타격소음 흡수체(17)의 무게를 조절할 수 있는 흡수체 조절수단(19)이 구비된다.

본 발명 흡수체 조절수단(19)은 흡수체(17)의 무게를 줄이도록 내부를 중공상으로 관통하는 파이프(19a)가 내장된다. 그리고 파이프(19a) 내부에는 공명 현상을 줄이는 흡음재(19b)가 충진 된다. 흡음재(19b)는 혼합고무 및 우레탄으로 구성되며 비중이 피스톤(2)과 흡수체(17)의 중간 정도의 것을 사용하면 된다.

이처럼 구성된 본 발명 다른 실시예는 피스톤 보다 무거운 흡수체의 내부를 중공상으로 관통시켜 흡수체의 무게를 줄일 수 있으므로 굴삭기의 성능 및 피스톤을 작동시키는 작동유량에 변화에 능동적으로 대처하여 피스톤의 왕복력이 저하되는 것을 막을 수 있다.

본 발명은 흡수체(17)의 내부를 중공상으로 하였으므로 공명현상이 발생되어 오히려 떨림이 더 증가될 수 있다. 이를 해소하기 위하여 흡수체(17)의 중공상 관통부에 흡수체 조절수단(19)의 흡음재(19b)가 충진되어 공명현상이 제거되므로 떨림 및 소음의 전파를 막을 수 있다.

도 6은 본 발명 브레이카 피스톤의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도 로서 도 5의 다른 실시예와 동일 구성을 갖는다. 단지 흡수체 조절수단(19)에 충진되는 내용물에 차이가 있다. 흡수체 조절수단(19)에 충진되는 내용물은 방진성을 갖는 방진재(19c)로 구성된다.

방진재(19c)로는 모래 쇳가루 등의 입자, 그리스 등의 유체가 해당되며 이들 방진재는 피스톤이 로드를 타격할 때 발생되는 진동을 잡아준다.

도 7은 본 발명 브레이카 로드의 단면도 로써, 본 발명 피스톤 구조와 동일 원리로 구성된다. 단지 피스톤이 로드를 타격할 때 발생되는 충격으로 로드의 상단이 파손되는 것을 막기 위한 장치 그리고 로드 하단의 팁을 보강하기위한 장치가 추가로 구비된다.

본 발명 로드(3)는 내부에 타격소음 흡수체(3b)를 내장하기 위한 공간부(3a)가 형성되며, 타격소음 흡수체(3b)는 비중이 로드의 재질보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납, 주석 및 동으로 이루어지므로 피스톤(2)의 타격이 가해질 때 떨림이나 울림 또는 진동이 상쇄된다.

그리고 로드(3)의 상단에는 캡(3c)이 씌워진다. 캡(3c)은 로드와의 결합부가 테이퍼 형으로 경사져서 있어서 캡(3c)과 로드(3)의 중심이 정확하게 일치되며 이들은 열 박음 체결 또는 용접 등의 방식으로 결합된다.

로드(3) 하단에는 내마모성 및 강도가 로드(3)보다 상대적으로 큰 특수강의 팁(3d)이 구비된다. 팁(3d) 역시 로드와의 결합부가 테이퍼형으로 경사져 있으며 열 박음 또는 용접 등의 방식으로 결합된다.

이처럼 구성된 본 발명 로드는 흡수체(3b)가 내장되므로 피스톤(2)이 로드를 타격할 때 발생되는 타격소음 및 진동 울림이 흡수체에서 상쇄된다. 특히 피스톤(2)에도 흡수체(17)가 내장되므로 이들 흡수체(17)(3b)의 상호작용으로 타격소음이 더욱 감소되는 효과가 있으며, 로드(3) 상단에는 피스톤(2)의 타격에 따른 로드의 파손을 막아주는 캡(3c)이 형성되므로 제품의 신뢰성이 향상된다. 그리고 로드(3)의 하단에는 교체 가능한 팁(3d)이 형성되므로 팁만 교체하면 로드를 계속 사용할 수 있으므로 로드 교체에 따른 비용을 절감할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 건설현장에서 사용하는 유압 또는 공압식 브레이카의 소음 발생부를 전체적으로 감싼 뒤 피스톤 및 로드 내부에 타격소음 흡수체를 내장시켜 타격 소음이 흡수 감쇠되도록 함으로써, 피스톤과 로드의 타격소음 또는 부술 때 발생되는 파쇄소음 등의 소음이 전체적으로 감쇠되므로 소음공해에 따른 민원의 제기를 줄일 수 있고, 소음이 감쇠되어 도심지에서 주간에 공사를 할 수 있으므로 공사기간을 단축시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명은 피스톤의 타격소음 흡수체의 무게를 편리하게 조절할 수 있는 흡수체 조절수단이 더 구비되며 이로써 굴삭기의 성능 또는 피스톤을 작동시키는 작동유량의 변화에 능동적으로 대처하여 피스톤의 왕복력과 굴착력이 저하되지 않으면서 소음이 감쇠되도록 할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명 브레이카의 사시도

도 2는 본 발명 브레이카의 분리 사시도

도 3은 본 발명 브레이카의 정단면도

도 4는 본 발명 브레이카의 피스톤 단면도

도 5는 본 발명 브레이카 피스톤의 다른 실시예를 나타낸 단면도

도 6은 본 발명 브레이카 피스톤의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도

도 7은 본 발명 브레이카 로드의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 실린더 2 : 피스톤

3 : 로드 3a : 공간부

3b : 타격소음 흡수체 3c : 캡

3d : 팁 4 : 브래킷

5 : 실린더고정판 8 : 밀폐수단

9 : 소음감쇠수단 10 : 패드

11 : 측판 12 : 상판

13 : 밑판 14 : 볼트

15 : 프론트헤드 체결부 16 : 흡음판

17 : 타격소음 흡수체 17a : 공간부

17b : 마개 19 : 흡수체 조절수단

19a : 파이프 19b : 흡음재

19c : 방진재

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 로드(3)를 타격하여 굴착하는 피스톤(2) 내부에 공간부(17a)가 형성되고, 공간부(17a)에는 피스톤(2)의 재질보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납으로 된 타격소음 흡수체(17)를 내장시켜 타격에 따른 진동과 충격을 흡수하고 실린더(1)의 울림을 억제하여 소음이 감쇠되도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 있어서,

   타격소음 흡수체(17)에는 소음 감쇠성능에 지장을 주지 않으면서 그 무게를 조절할 수 있는 흡수체 조절수단(19)이 내장됨을 특징으로 하는 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   흡수체 조절수단(19)은 흡수체(17)를 중공상으로 관통하는 파이프(19a)가 구비되고,

   파이프(19a)에는 공명에 따른 울림소음을 줄이는 흡음재(19b) 또는 공명에 따른 진동을 방지시키는 방진재(19c)중 하나가 충진됨을 특징으로 하는 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조.
5. 삭제
6. 피스톤(2)으로 타격하여 굴착하는 로드(3) 내부에 공간부(3a)가 형성되고, 공간부(3a)에는 로드(3)의 재질보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납으로 된 타격소음 흡수체(3b)를 내장시켜 타격에 따른 진동과 충격을 흡수하고 실린더(1)의 울림을 억제하여 소음이 감쇠되도록 한 굴삭기용 브레이카의 로드 구조에 있어서,

   로드(3) 상단에 피스톤(2)의 타격에 따른 파손을 방지하면서 타격소음 흡수체(3b)를 밀봉시키는 캡(3c)이 체결되고,

   로드(3)의 하단에는 내마모성 및 강도를 높이는 교체 가능한 팁(3d)이 결합됨을 특징으로 하는 굴삭기용 브레이카의 로드 구조.