KR100543230B1 - 착암용 충격식 다운-더-홀 해머 및 그것에 사용되는 피스톤 - Google Patents

착암용 충격식 다운-더-홀 해머 및 그것에 사용되는 피스톤 Download PDF

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Abstract

충격식 다운-더-홀 해머는 케이싱(11), 상기 케이싱의 하단부에 장착되는 드릴비트(13), 상기 케이싱내에 고정되고 그 중심축선(CL)을 따라 연장하는 중공의 공급튜브(15), 및 상기 케이싱내에서 축방향 왕복운동하도록 장착되어 상기 드릴비트에 충격을 전달하는 피스톤(16)을 포함하여 이루어진다. 상기 피스톤은 단차가 있는 구조를 되어 있으며, 피스톤하부(16B)는 피스톤상부(16A)보다 더 작은 직경을 가진다. 피스톤상부(16A)는 상기 피스톤상부 및 피스톤하부사이의 접합부에서 하향 표면(22)을 형성한다. 공기를 안내하는 통로들이 피스톤상부내에 형성되어 중공의 공급튜브로부터 가압공기가 공급된다. 이들 통로중 하나(18)는 상기 피스톤상부의 하향 표면과 교차한다. 본 발명은 또한 피스톤(16) 그 자체에 관한 것이기도 하다.

Description

착암용 충격식 다운-더-홀 해머 및 그것에 사용되는 피스톤{PERCUSSIVE DOWN-THE-HOLE ROCK DRILLING HAMMER, AND A PISTON USED THEREIN}
본 발명은 착암용 충격식 다운-더-홀 해머 및 그것에 사용되는 피스톤에 관한 것이다.
유럽 특허명세서 EP-B1-0 336 010호에는 종래의 다운-더-홀(down-the-hole; 구멍낙하식) 해머용 피스톤이 개시되어 있다. 이 피스톤은 덕트가 연결된 중앙채널을 포함한다. 덕트는 피스톤내의 외주 그루브(groove)를 통해 상부채널 및 바닥채널에 공기를 분배한다. 이 공지의 피스톤은 기하학적으로 복잡하며, 임피던스(impedance)를 고려하지 않고 있다. 또한, 공지의 해머는 가역 케이싱(reversible casing)을 구비하며, 작동공기를 안내하는 그루브가 상기 케이싱내에 기계가공된다. 이를 통해, 공기유동에 포함된 오일이 피스톤과 케이싱의 내면 사이의 경계면에 도달하여 경계면을 윤활하게 된다. 그러나, 케이싱내에 공기를 안내하는 그루브로 인하여 케이싱의 강도가 약해지며, 케이싱의 제조가 어려워진다. 따라서, 상기 경계면에 여전히 윤활을 제공하면서 상대적으로 제작하기 쉽고 더 강한 케이싱을 제공하는 것이 소망된다.
또다른 종래의 다운-더-홀 해머가 미국특허공보 제 4,015,670호에 개시되어 있으며, 상기 종래의 해머는 피스톤의 중앙홀을 관통하여 연장하는 중공의 공기공급튜브내를 피스톤이 왕복운동하도록 되어 있다. 피스톤의 왕복운동을 행하기 위해, 공기공급튜브로부터 피스톤 위쪽 챔버 및 아래쪽 챔버로 가압 공기를 안내하는 통로가 피스톤내 전체에 형성된다. 즉, 일부 통로는 중앙홀로부터 피스톤의 상부면까지 연장하며, 그외의 다른 통로는 중앙홀로부터 피스톤의 바닥면까지 연장한다. 그와 같은 구성으로 인해 발생되는 문제점은, 피스톤의 바닥면이 드릴비트에 충격을 가할때, 바닥면에 위치한 통로의 단부가 드릴비트에 의해 부분적으로 차단된다는 것이다. 또한, 충격으로 인해, 통로 단부 주위의 바닥면내에 균열이 발생한다는 것이다.
본 발명의 목적은 상대적으로 제작하기 쉽고, 부품점수가 적은 효율적인 다운-더-홀 해머를 제공하는 것이다.
다른 목적은, 상호작용면에 양호한 윤활을 제공하는 다운-더-홀 해머용 피스톤을 제공하는 것이다.
또다른 목적은, 제작하기에 경제적인 다운-더-홀 해머용 피스톤을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적은 첨부된 도면을 참조한 본발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1a, 1b, 1c, 및 1d는 본 발명에 따른 다운-더-홀 해머의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4위치를 각각 나타내는 길이방향 단면도,
도 2a는 본 발명에 따른 피스톤을 나타내는 길이방향 단면도,
도 2b 및 2c는 도 2a에 도시된 피스톤의 저부도 및 평면도,
도 2d는 본 발명에 따른 피스톤의 측면도,
도 3a는 공기공급튜브의 길이방향 단면도,
도 3b는 도 3a의 선 3B-3B를 따른 단면도,
도 4는 공기공급튜브 및 그 상부에 장착된 밸브의 길이방향 단면도,
도 5는 튜브장착핀을 나타내는 부분 절개도,
도 6은 케이싱을 나타내는 길이방향 단면도,
도 7은 나일론
Figure 112000026841498-pct00001
부싱을 나타내는 길이방향 단면도,
도 8은 시일부재를 절단한 길이방향 단면도이다.
본 발명에 따른 다운-더-홀 해머(10)의 바람직한 실시예가 도 1a, 1b, 1c, 및 1d에 도시된다. 해머(10)는 가역 외부 원통형 케이싱(11)을 포함하며, 상기 케이싱은 상부서브(top sub; 14)를 통해 회전가능한 드릴 파이프스트링(비도시)에 연결가능하며, 상기 파이프스트링을 통해 압축공기가 안내된다. 상부서브는 케이싱(11)에 연결되는 외부 나사산(14a)을 가진다. 케이싱(11)의 내부벽에는 공기통로를 형성하는 그루브가 없으며, 따라서 케이싱의 내부벽은 강하며 상대적으로 제작하기 쉽다[가역형 케이싱(11)이 사용될 때만, 피스톤을 유지할 목적으로 부품 유지용 그루브(11b)가 피스톤과 접촉하는 내부벽 부분에 제공될 수도 있다(도 6 참조)]. 해머피스톤(16)은 원통형 케이싱(11)내를 왕복운동하며, 압축된 작동공기가 피스톤의 상단부 및 하단부에 교대로 작용하여 케이싱내에서 피스톤이 왕복운동 하게 한다. 피스톤의 하향 스트로크에 의해, 원통형 케이싱(11)의 하부에 있는 구동서브(driver sub; 12)내에 장착된 드릴비트(13)의 앤빌부(anvil portion; 30)상에 충격을 가한다. 도 1a 내지 도 1d로부터 알 수 있는 바와 같이, 피스톤(16)과 드릴비트(13)는 서로 거의 반대의(뒤집힌) 형상을 하고 있다. 즉, 피스톤은 상부는 넓고 하부는 좁은 형상으로 되어 있으며, 드릴비트는 상부는 좁고 하부는 넓은 형상으로 되어 있다.
일반적으로, 피스톤과 드릴비트를 통해 응력파 에너지가 전달될 때, 단면적(A), 영의 모듈계수(Young's modulus; E), 및 밀도의 변화에 따른 영향은 "임피던스" 이라 불리는 변수(Z)로 요약될 수 있음이 알려져 있다. 임피던스의 중요성은 미국특허공보 제 5,305,841호에 개시되어 있다. 임피던스(Z)는 AE/c이며, 여기서 c는 (E/ρ)1/2, 즉, 탄성파 속도를 나타낸다. 따라서, Z는 2Aρ가 된다. 본 발명에 따른 피스톤(16)은 피스톤하부(16B)와, 케이싱(11)의 내부벽과 슬라이딩접촉하는 피스톤상부(16A)를 포함한다. 피스톤상부(16A)는 길이(LM1)와 임피던스(ZM1)을 가지며, 피스톤하부(16B)는 길이(LT1)와 임피던스(ZT1)을 가진다. ZM1/ZT1의 비는 3.5~5.8내의 범위이며, LM1/LT1 또는 TM1/TT1의 비는 1.0~3.0, 바람직하게는 1.5~2.5내의 범위이다. 여기서, TM1은 피스톤상부(16A)의 시변수이며, TT1은 피스톤하부(16B)의 시변수이다. 시변수(T)의 정의는 T=L/c이며, 여기서, L은 고려되는 부분의 길이이며, c는 고려되는 부분의 탄성파 속도이다. 따라서, 피스톤상부(16A)에서 TM1=LM1/cM1이 되며, 피스톤하부 (16B)에서 TT1=LT1/cT1이 된다. 길이(L)대신에 시변수(T)를 고려할 필요가 있는 이유는, 탄성파 속도(c) 값이 서로다른 별개의 재료로 서로다른 부분이 형성될 수 있기 때문이다.
피스톤상부(16A) 및 피스톤하부(16B) 각각은 기본적으로 원통형태이며, 피스톤하부 원통형 부분(16B)은 감소된 직경을 가져, 중간 단부면 또는 아래쪽으로 향하는 쇼울더면(shoulder surface; 22)이 피스톤상부(16A)에 형성되며, 상기 표면은 해머의 중심선(CL)에 수직한 것이 바람직하다. 상기와 같은 피스톤 구조는, 피스톤(16)의 질량분포가 처음에 더 작은 질량부, 즉 피스톤하부(16B)가 드릴비트(13)와 접촉하게 하고 다음에 더 큰 질량부, 즉 피스톤상부(16A)가 뒤따르도록 한다는 사상에 기초한 것이다. 상기와 같은 구성에 의하면, 피스톤의 거의 모든 운동에너지가 드릴비트를 통해 암석에 전달된다는 것을 알 수 있다.
피스톤의 내부 원통형 벽(37)은 중앙통로(31)를 형성하며, 상부서브(14)에 고정된 동축의 제어튜브 즉 공급튜브(15)상에서 슬라이딩하도록 구성된다. 공급튜브(15)는 중공형이며, 반경방향 공기입구용 개구(20) 및 반경방향 공기출구용 개구(21)을 포함한다. 피스톤상부(16A)에는 가압공기의 운반을 위해 여러개의 통로(17, 18, 24, 25)가 제공된다. 제 1통로(17)는, 피스톤의 상단면(19)과 연통하며, 피스톤의 길이방향으로 이격된 위치에 있는 제 3통로를 거쳐 피스톤의 벽(37)을 향해 개방된다. 피스톤내의 제 2통로(18)는 쇼울더면(22)과 연통하며, 제 3통로(24)로부터 위쪽으로 이격된 위치에 있는 제 4통로(25)를 거쳐 피스톤의 벽(37)을 향해 개방된다. 따라서, 제 2통로(18)는 피스톤의 상부면 및 하부면(19, 27)을 향해 개방되지 않는다. 통로(17, 18)는 피스톤의 바깥 외주로부터 일정영역(38)만큼 반경방향으로 이격되어 피스톤의 강도를 향상시키고 공기누출을 최소화 하고 있다. 통로(17, 18)의 중심선(CL1, CL2) 각각은 실질적으로 상호 평행하고, 피스톤의 중심선(CL)에 실질적으로 평행하다. 통로(24, 25)의 중심선(CL3, CL4)는 실질적으로 상호 평행하고, 피스톤의 중심선에 실질적으로 수직하다. 통로(17, 24, 18, 25)의 직경은 거의 동일하다. 피로강도 및 블래스팅(blasting)을 위해, 통로(17, 24)의 중심선(CL1, CL3)은 각각 서로 교차하는 것이 바람직하며, 통로(18, 25)의 중심선(CL2, CL4)은 각각 서로 교차하는 것이 바람직하다.
통로(24, 25)는 피스톤의 원통형 바깥 외주를 향해 개방되어 있으며, 피스톤의 슬라이딩면에 양호한 윤활을 제공하며, 드릴링 및 블래스팅 단계와 같은 작업용 피스톤의 제작을 용이하게 한다. 즉, 비록 통로(24, 25)의 반경방향 바깥쪽 단부가 내부벽에 의해 실질적으로 계속적으로 밀봉된다고 하여도, 가압공기내에 포함된 오일은 계속적으로 케이싱의 내부벽(11a)상에 축적되어 케이싱의 내부벽을 윤활시키게 된다. 통로(17)는 약 90도 만큼 떨어져 이격되어 있으며, 통로(18)는 약 180도 만큼 떨어져 이격된다.
여기서는, 상부면(19)을 향해 개방되어 있는 4개의 제 1통로(17)(도 2c 참고)와, 중간 단부면을 향해 개방되어 있는 단지 2개의 제 2통로(18)(도 2b 참고)가 도시되어 있다. 그러나, 예를 들면, 3개의 제 1통로와 3개의 제 2통로와 같은 다른 형태의 통로의 조합이 사용될 수 있다.
피스톤하부(16B)는 리테이너(retainer; 33)상에 장착된 바닥챔버 밀봉부재의 중앙통로(39)내에서 슬라이딩한다. 피스톤하부(16B)의 바깥벽(40)은 중앙통로(39)의 상부(39a)의 내벽에 대해 슬라이딩함으로써 그들사이에 밀봉을 형성한다. 바닥챔버 밀봉부재(36)는 일반적으로 기본적인 원통형 형상이며, 케이싱(11)의 내부면(11a)과 접촉하는 O-링 시일부재를 수용하기 위한 그루브(36a)를 구비한다. 드릴비트(13)의 앤빌부(30)는 중앙통로(39)의 하부 확장부(39b)내에 배치된다. 따라서, 시일부재(36)는 바닥서브(12)와 함께, 비트 장착구조체를 형성한다.
바닥챔버(26)는 피스톤(16)과 시일부재(36)사이에서 연속하여 형성된다. 피스톤의 하향 스트로크동안에, 피스톤하부(16B)는, 시일부재(36)의 중앙통로(39)의 상부가 폐쇄되는, 도 1b에 도시된 위치에 다다른다. 그 때에, 공급튜브내의 공기출구용 개구(21)도 또한 폐쇄된다. 따라서, 바닥챔버(26a)는 외부에 대해 폐쇄된 상태를 형성한다. 따라서, 피스톤이 더욱 하강함에 따라 바닥챔버내의 공기는 압축되기 시작한다. 최종적으로, 피스톤이 드릴비트(13)(도 1c 참고)를 타격하게 되며, 바닥챔버(26b)가 형성된다.
해머가 사용되면서 가압공기는 상부서브의 중앙보어(central bore; 41)로 계속하여 공급된다. 상기 보어(41)는 원추형 밸브시트(42)에 연결되어, 확장된 중앙 캐버티(center cavity; 43)에 교대로 연결된다. 공급튜브(15)는 상부서브(14)의 중앙 캐버티(43)내로 연장한다. 부싱(bushing; 45)은 공기입구(20) 아래의 위치에서의 제어튜브(15) 부분 주위로 연장되어 캐버티내에서 공급튜브를 안정화한다. 부싱은, 상부서브의 내면에 대해 밀봉을 형성하는 O-링 시일을 수용하기 환상 그루브(45b)를 그 바깥 외주내에 가진다(도 7 참고). 부싱은 어떠한 재료로도 형성 될 수 있으나, 이하 설명될 핀(44)에 작용하는 하중을 최소화하기 위하여, 플라스틱(예를 들면, 나일론
Figure 112000026841498-pct00002
)과 같은 경량 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
공급튜브를 안정화하는 부싱(45)의 사용으로 인하여, 공급튜브의 바깥 직경을 상부서브의 내부직경에 대해 아주 근소한 치수공차로 가공할 필요가 없게 된다. 왜냐하면, 부싱으로 인해, 공급튜브가 안정화되며 어떠한 작동공기도 부싱을 지나 아랫쪽으로 누설되지 않는 것이 보장되기 때문이다.
공급튜브는 2개의 측면핀(44)에 의해 상부서브에 장착되며(도 5참고), 각각의 측면핀은 상부서브의 하부, 부싱, 및 튜브(15)의 상부에 형성된 반경방향으로 정렬된 보어를 통과하여 연장된다. 제어튜브(15) 및 부싱(45)내에 형성된 보어(15a, 45a)가 도 3a 및 도 3b에 각각 도시된다. 각각의 핀(44)은 튜브(15)로부터 상부서브의 외부 나사산(14a)까지 연장하며, 튜브의 내부로 상당한 정도까지 연장하지는 않는다. 그에 따라, 핀이 튜브전체를 통과하여 연장할 경우에 발생가능한 튜브의 공기 안내용량의 감소가 발생하지 않는다. 튜브(15)의 상부는 코일 압축스프링(50)(도 4참고)에 의해 상기 튜브(15)상에 탄성적으로 배치된 체크밸브(35)를 지지하며, 상기 스프링은 공급튜브(15)의 개구(21)가 피스톤(16)의 내부벽(37)에 의해 차단되는 동안에 상기 밸브를 폐쇄방향으로 바이어스한다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하여 해머의 기능을 이하 설명한다. 도 1c는 피스톤(16)의 충격위치를 나타낸다. 드릴링작업동안에, 도 1c에 도시된 바와 같이, 피스톤과 시일부재(39)사이에 배치된 바닥챔버(26)는 바닥챔버(26a)의 길이(L2)에 비해 결코 짧지 않음을 유의해야 한다. 피스톤의 전방단부(27)는 드릴비트(13)의 앤빌부(30)상에 충격을 가한다. 그러면, 충격파가 비트를 통해 비트의 전방 표면에 있는 초경합금 버튼(button)에 전달되어, 암석재료를 부수게 된다. 해머는 드릴스트 링(비도시)을 통해 동시에 회전된다.
그 다음, 피스톤은 비트로부터의 반동 및 제어튜브(15)의 공기출구용 개구(21)로부터 통로(25, 18)을 거쳐 공급되는 가압공기로 인해, 위쪽으로 이동한다. 피스톤은 위쪽으로 이동하면서 더이상의 가압공기가 개구(21)를 통해 배출되지 않도록 개구(21)를 폐쇄하게 된다. 따라서, 스프링(50)은, 공기유동이 차단되기 때문에, 위쪽으로 통로(41)를 폐쇄하는 위치까지 밸브(35)를 밀어올리게 된다(도 1b 참고). 운동량 및 바닥챔버내의 팽창공기로 인하여 피스톤(16)은 여전히 위쪽으로 이동한다. 이러한 피스톤의 이동은 피스톤의 상부면(19)상에 아래쪽으로 작용하는 힘이 피스톤의 중간 단부면(22)상에 위쪽으로 작용하는 힘보다 더 커질때까지 계속된다. 한편, 상부챔버(32) 및 바닥챔버(26)는 공기의 공급채널 또는 출구채널과 연통하지 않는다.(도 1b참고)
도 1a에 도시된 위치에서, 바닥챔버 밀봉부재(36)의 내부벽(39) 및 피스톤하부(16B)의 바깥 벽(40)은 더이상 서로 접촉하지 않기 때문에, 바닥챔버(26)는 외부로 개방되게 된다. 따라서, 공기가 바닥챔버로부터 드릴비트(13)를 통해 몰려나가면서 드릴의 먼지를 날려보낸다. 그 상태에서, 상부챔버(32)에는 개구(21)와 통로(24, 17)를 통해 가압공기가 공급된다. 그러나, 피스톤은 여전히 위쪽으로 이동하여 결국 개구(21)는 폐쇄되며 폐쇄된 상부챔버(32)내의 압축공기의 압력은 제어튜브(15)로부터 공급된 공급공기의 압력과 동일해지는 수준까지 올라간다. 이 단계에서, 피스톤은 그 상승이동을 중지한다. 그다음에, 폐쇄된 상부챔버(32)내의 압축공기의 탄성력으로 인해 피스톤의 하향이동이 시작된다. 상기 하향이동은, 개구(21)가 통로(24)와 정렬되어질때 상부챔버(32)로의 공기공급이 시작되면서 더해지는 공기압력에 의해 가속화된다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 가늘고 긴 피스톤하부(16B)의 표면(27)이 비트(13)상에 충격을 가할 때까지 피스톤은 그 하향이동을 계속하게 된다.
상기 기술된 사이클은 가압공기가 해머로 공급되는 한 계속되며, 또는 드릴비트의 앤빌부(30)가 도 1d에 도시된 바와 같이, 비트 리테이너(33)상에 안착하게 될때까지 계속된다. 후자의 경우는, 비트가 암석내의 빈 공간과 마주치거나 또는 해머가 상승되어졌을 때에 발생할 수 있다. 그 경우, 리테이너(33)상의 충격을 방지하기 위해, 공급된 공기는 피스톤을 이동시키기 보다는, 개구(21)을 통해 도 1d에 도시된 화살표로 지시된 경로를 통해 해머의 전방 외부로 배출된다. 그러나, 해머가 다시 암석과 접촉하게 되면, 비트(13)는 도 1c의 위치까지 해머내로 밀려지고 가압공기가 공급되면 드릴링작업이 재개된다.
테스트 결과에 의하면, 본 발명에 따른 해머는 가장 효율좋은 공지의 해머보다 최소한 33%이상 빠르게 드릴링이 가능하며, 공기소모량은 종래의 15% 이하로 감소된다.
또한, 본 발명에 따르면, 피스톤내에 형성된 공기유동 안내통로는, 피스톤이 드릴비트 또는 비트 장착구조체상에 충격을 가할 때, 결코 막히지 않는다.
상부서브의 나사산부를 통해 연장되는 핀에 의한 공급튜브의 장착은 해머의 높이를 감소시킨다. 또한, 핀은 공급튜브를 통과하지 않기 때문에, 핀이 공기유동을 가로막지 않는다.
공급튜브와 상부서브사이에서의 부싱의 사용은, 공급튜브의 바깥 직경을 상부서브의 내부 직경에 치수적으로 밀접하게 할 필요없이, 공급튜브가 안정된 방식으로 장착될 수 있게 해준다. 따라서, 공급튜브는 용이하고 값싸게 제작될 수 있다.
참고를 위해, 본 출원의 우선권 주장의 기초가 되는 미국특허출원 제 09/099,686호 및 본 출원에 첨부된 요약서내에 개시된 내용은 본 명세서내에 포함된다.
비록 본 발명의 바람직한 실시예와 관련하여 본 발명이 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어남이 없이 본발명에 대한 추가, 삭제, 변경, 및 치환이 이 기술분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (9)

  1. 착암용 충격식 다운-더-홀 해머로서,
    일반적으로 원통형의 케이싱(11);
    상기 케이싱의 하부에 장착되고 위쪽으로 개방된 중앙통로(39)를 형성하는 비트 장착구조체(12, 36);
    상기 비트 장착구조체(12, 36)내에 장착되고, 상기 비트 장착구조체(12, 36)의 상기 중앙통로(39)내로 위쪽으로 돌출한 앤빌부(30)을 포함하고, 상기 해머를 지난 드릴의 먼지를 날려보내기 위한 수단을 구비한 드릴비트(13);
    상기 케이싱의 상부에 장착된 상부서브(14);
    상기 상부서브(14)에 장착되고, 상기 케이싱의 길이방향의 중심축선(CL)을 따라 아래쪽으로 연장하며, 윤활제를 포함하는 가압공기를 안내하도록 구성된 중앙통로를 형성하며, 축방향으로 이격된 상부(20) 및 하부(21) 반경방향 개구부를 포함하며, 하단부에서 폐쇄된 중공의 공급튜브(15); 및
    상기 케이싱(11)내에서 축방향 왕복운동하도록 장착되고, 상기 상부서브(14)의 아래에 그리고 비트 장착구조체(12, 36)의 위쪽에 배치되는 피스톤(16)을 포함하여 이루어지며,
    상기 피스톤은:
    피스톤상부(16A) 및 피스톤하부(16B)를 포함하며, 상기 피스톤하부(16B)는 상기 피스톤상부(16A)보다 더 작은 단면적을 가지고 있어 상기 피스톤상부는 상기 피스톤상부 및 상기 피스톤하부사이의 접합부에서 하향 표면(22)을 형성하며,
    상기 공급튜브(15)를 슬라이딩 가능하게 수용하는 축방향 관통홀(31);
    상기 피스톤(16)의 상향표면(19)으로부터 아래쪽으로 연장하는 제 1통로(17);
    상기 피스톤상부(16A)의 하향 표면(22)으로부터 위쪽으로 연장하는 제 2 통로(18);
    상기 축방향 관통홀로부터 피스톤의 바깥 외주 측면까지 연장하고 상기 제 1통로(17)의 하단부와 교차하는 제 3통로(24); 및
    상기 축방향 관통홀로부터 피스톤의 바깥 외주 측면까지 연장하고 상기 제 2통로(17)의 상단부와 교차하는 제 4통로(25)를 포함하여 이루어지며,
    상기 각각의 제 3통로 및 제 4통로는, 케이싱의 내부면(11a)을 윤활제를 포함하는 공기에 노출시키도록 상기 피스톤의 축방향 왕복운동 동안에 상기 공급튜브(15)의 하부 개구부(21)와 간헐적으로 연통되도록 구성되고,
    상기 피스톤하부(16B)는 비트 장착구조체의 중앙통로(39)내 아래쪽으로 이동하고, 상기 피스톤상부(16A)의 하향 표면(22)이 상기 드릴비트 및 비트 장착구조체의 위쪽에 이격된 상태에서 드릴비트(13)의 앤빌부(30)에 충격을 가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암용 충격식 다운-더-홀 해머.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 피스톤상부(16A) 및 피스톤하부(16B)는 각각 제 1임피던스(ZM1) 및 제 2임피던스(ZT1)을 가지며, 상기 제 2임피던스에 대한 상기 제 1임피던스의 비율이 3.5 내지 5.8 내의 범위이며, 상기 임피던스는 2Aρ(여기서, A는 각각의 피스톤 부분의 단면적이며, ρ는 각각의 피스톤 부분의 밀도)인 것을 특징으로 하는 착암용 충격식 다운-더-홀 해머.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상부서브(14)는 케이싱(11)에 상기 상부서브(14)를 연결하기 위한 외부 나사산(14a)을 포함하며,
    상기 해머는, 상기 상부서브내에 장착되고, 상기 상부서브에 공급튜브를 고정하기 위해 외부 나사산을 통과하여 축방향으로 그리고 상기 공급튜브의 측벽내로 연장하며, 상기 공급튜브의 중앙통로 바깥쪽에 위치하는 복수의 핀(44)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 착암용 충격식 다운-더-홀 해머.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 상부서브(14)는 중앙홀(43) 및 상기 중앙홀내에서 상기 공급튜브의 바깥 외주상에 장착되고 상기 상부서브와 상기 공급튜브사이에서 가압되는 부싱(45)을 포함하며,
    상기 공급튜브는 상기 중앙홀내에 장착되고, 상기 공급튜브의 바깥쪽 직경은 상기 중앙홀의 직경보다 더 작으며,
    상기 핀(44)은 상기 부싱을 통과하여 연장하는 것을 특징으로 하는 착암용 충격식 다운-더-홀 해머.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 부싱은 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 착암용 충격식 다운-더-홀 해머.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상부서브(14)는 중앙홀(43) 및 상기 중앙홀내에서 상기 공급튜브의 바깥 외주상에 장착되고 상기 상부서브와 상기 공급튜브사이에서 가압되는 부싱(45)을 포함하며,
    상기 공급튜브는 상기 중앙홀내에 장착되고, 상기 공급튜브의 바깥쪽 직경은 상기 중앙홀의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 착암용 충격식 다운-더-홀 해머.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 케이싱(11)의 내부면(11a)에는 공기를 안내하는 그루브가 없는 것을 특징으로 하는 착암용 충격식 다운-더-홀 해머.
  8. 충격식 다운-더-홀 해머에 사용되는 피스톤으로서,
    상기 해머는 상기 해머의 외부에 드릴 먼지를 보내기 위하여 설계되고,
    상기 피스톤은,
    피스톤하부가 피스톤상부보다 더 작은 단면적을 가지며, 상기 피스톤상부는 상기 피스톤상부 및 상기 피스톤하부사이의 접합부에서 하향 표면(22)을 형성하는 피스톤상부(16A) 및 피스톤하부(16B);
    상기 피스톤상부 및 피스톤하부를 관통하여 연장하는 축방향 관통홀(31);
    상기 피스톤상부(16A)의 상향표면(19)으로부터 아래쪽으로 연장하는 제 1통로(17);
    상기 피스톤상부(16A)의 하향 표면(22)으로부터 위쪽으로 연장하는 제 2 통로(18);
    상기 축방향 관통홀(31) 및 상기 피스톤의 바깥 외주 측면사이에서 연장하고 상기 제 1통로(17)의 하단부와 교차하는 제 3통로(24); 및
    상기 축방향 관통홀(31) 및 상기 피스톤의 바깥 외주 측면사이에서 연장하고 상기 제 2통로(17)의 상단부와 교차하는 제 4통로(25)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 충격식 다운-더-홀 해머에 사용되는 피스톤.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 피스톤상부(16A) 및 피스톤하부(16B)는 각각 제 1임피던스(ZM1) 및 제 2임피던스(ZT1)을 가지며, 상기 제 2임피던스에 대한 상기 제 1임피던스의 비율은 3.5 내지 5.8 내의 범위이며, 상기 임피던스는 2Aρ(여기서, A는 각각의 피스톤 부분의 단면적이며, ρ는 각 피스톤 부분의 밀도)인 것을 특징으로 하는 충격식 다운-더-홀 해머에 사용되는 피스톤.
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