KR100753929B1 - 충격식 유압 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공구의 충격 피스톤(1)이 미끄럼 이동 가능하게 설치되어 있는 실린더를 가진 본체(1)를 포함하는 장치에 관한 것으로서, 피스톤의 운동은 그 피스톤에 대해 동축으로 배치되고 분배 박스(3) 내에 설치되어 있는 분배기(15)에 의해 제어된다. 분배 박스(3)는 피스톤(1)과 축방향으로 겹쳐 있고 피스톤에 대해 동심으로 배치된 부분을 포함하며, 분배 박스(3)는 피스톤과 함께, 유체의 고압(9)과 저압(12)에 연속적으로 연결되는 제어 챔버(13)를 획정하며, 분배 박스(3)에 배치된 통로(16)를 통하여, 분배기(15)의 운동을 제어하는 챔버(14)와 연통하여, 저압 및 고압을 번갈아 형성한다.
충격식, 유압장치, 피스톤, 분배기
Description
본 발명은 충격식 유압 장치에 관한 것이다.
충격식 유압 장치는, 비압축성 유체에 의해 유압식으로 전후 구동되는, 공구를 타격하기 위한 충격 피스톤이 내부에 미끄럼 이동 가능하게 설치되어 있는 실린더를 가지는 본체를 포함한다. 이 피스톤의 운동은, 피스톤의 각 측부에 배치된 어떤 챔버들을 고압 회로 및 저압 회로에 연속하여 연통시켜 이 순서의 전후 운동을 생성하도록 유압 회로를 개폐하는 분배기에 의해 명령된다.
미국 특허 제4 230 019호는 여러 개의 본체, 즉, 충격 피스톤을 가지는 본체, 분배기를 가지는 본체, 및 에너지 축적기를 가지는 본체를 포함하는 충격식 장치에 관한 것이다. 이들 각종 본체는, 타격 운동을 작동시키기 위해 요구되는 유체 유량을 통과시키는 동력 회로(power circuit)와, 분배기를 이동시키는 물리적으로 작은 명령 회로(command circuit)가 실린더를 가지는 본체와 분배기를 가지는 본체 모두에 형성되도록 배치되어 있다.
이것은 몇가지 단점을 가진다.
특히, 명령 덕트는 실린더를 가지는 본체와 분배기를 가지는 본체 모두에 형성되어 있어, 이들 2개의 본체 사이의 밀봉을 필요로 한다.
분배 본체는 횡방향으로 배치되는데, 이는 충격파의 결과로서 그 분배 본체가 받게 되는 가속 때문에 견고하게 보유되어야 하는 것을 의미한다.
또한, 분배 블록이 실린더를 가지는 본체 위에 배치되는 것도 알려져 있고, 이는 각종 회로를 연결하기 위해 실린더를 가지는 본체에 긴 구멍을 형성하는 것을 필요로 한다, 따라서, 이 구조는 생산비의 증가 및 라인 내 압력 강하의 증가를 초래한다.
본 발명의 목적은, 분배기를 명령하기 위한 시스템이 간단한 방법으로 그리고 작은 부피로 제조되는 충격식 유압 장치를 제공하는데 있다.
이 목적을 위해, 본 발명의 충격식 유압 장치는, 비압축성 유체에 의해 유압적으로 전후 구동되는, 공구를 타격하기 위한 충격 피스톤이 내부에 미끄럼 이동 가능하게 설치되는 실린더를 가진 본체를 포함하고, 상기 충격 피스톤의 운동이 상기 충격 피스톤에 대하여 동축으로 배치되고 분배 박스 내에 설치된 분배기에 의해 제어되는 것으로서,
- 상기 분배 박스는, 축방향에서 상기 피스톤과 간섭하고 상기 피스톤에 대하여 동심으로 배치되는 부분을 포함하고,
- 상기 분배 박스는 상기 피스톤과 함께 제어 챔버를 획정(劃定)하고, 상기 제어 챔버는 유체의 고압과 저압을 연속하여 받고, 상기 분배 박스에 형성된 덕트를 통하여 상기 분배기의 운동을 명령하는 챔버와 연통하여 상기 챔버 내에 저압과 고압을 번갈아 생성함으로써 상기 분배기에 가해지는 힘들의 합력(合力)을 순차로 반전시키는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 고압 및 저압 회로에 제어 챔버를 연결하는 덕트가 분배 박스에 형성되어 있다.
이 충격식 유압 장치는, 피스톤을 수용하는 실린더와 분배 박스의 겹침 구조 때문에 간결한 구조로 된다. 또한, 이 장치의 구조는, 분배 조립체를 명령 및 제어하기 위한 회로가 실린더의 본체와는 독립하여 있고, 분배 박스 내에 형성되어 있다는 점에서 간략화된다. 따라서, 충격 피스톤을 이동시키기 위해 필요한 동력 회로만이 실린더의 본체에 기계가공된다. 하나의 동일한 분배기가 각종 유형의 충격식 장치를 구비할 수 있다는 것이 주목될 수 있다.
이 장치의 제1 실시형태에 따르면, 상기 피스톤의 상단부에는, 상기 분배 박스에 속하는 중앙의 축방향 원통형 지탱면이 미끄럼 이동 가능하게 결합하는 중앙의 축방향 보어(bore)가 형성되어 있고, 상기 피스톤의 상기 보어는, 상기 분배 박스의 상기 원통형 지탱면과 함께 제어 챔버를 획정하는 환형(環形) 오목부를 가지고 있다.
이 장치의 제2 실시형태에 따르면, 상기 피스톤은 그의 상단부에, 상기 분배 박스에 형성된 중앙의 축방형 보어에 미끄럼 이동 가능하게 결합하는 중앙의 축방향 원통형 지탱면을 가지고 있고, 상기 피스톤의 상기 원통형 지탱면은 상기 분배 박스의 상기 중앙의 축방형 보어와 함께 제어 챔버를 획정하는 환형 홈을 가지고 있다.
양 실시형태에서, 이 장치는, 상기 분배 박스의 하단부와 상기 피스톤과의 사이에 형성되고 덕트에 의해 저압 회로에 항상 연결되어 있는 하부 챔버, 및 상기 제어 챔버를 상기 분배기의 명령 챔버와 연통시키는 덕트 위에서 상기 보어로 반경방향으로 개방되고, 고압 회로에 항상 연결되어 있는 덕트를 더 포함하고, 상기 분배 박스에 대한 상기 피스톤의 운동에 의해, 상기 제어 챔버가, 저압 회로에 연결된 상기 하부 챔버와, 고압 회로에 연결된 상기 덕트에 연속하여 연통하도록 위치된다.
본 발명은 이 장치의 2가지 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 나타내는 아래의 설명으로부터 명백하게 이해될 것이다.
도 1∼도 4는 4가지 작동 단계 중에 있는 본 발명의 장치의 종단면도이다.
도 5는 제2 실시형태의 종단면도이다.
도 1∼도 4에 도시된 장치는 본체(2)에 형성된 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 설치된 피스톤(1)을 포함한다. 이 피스톤의 전후 운동 중에, 이 피스톤은 공구(0)의 상단부를 타격하도록 되어 있다(따라서, 본 명세서에서는, 이 피스톤을 충격 피스톤이라고도 부른다). 본체(2)는 피스톤(1) 위에서 분배 박스(3)를 가지고 있다. 피스톤(1)은 중앙의 축방향 보어(bore)(4)를 가지고 있고, 이 보어 내에, 분배 박스(3)에 속하는 축방향의 원통형 지탱면(5)이 미끄럼 이동 가능하게 결합된다. 피스톤(1)은 실린더 및 분배 박스(3)와 함께, 다음과 같은 적어도 3개의 챔버를 획정(劃定)하고 있다. 즉,
- 피스톤 위에 위치하는 환형(環形)의 구동 챔버(6),
- 단면적이 작고, 고압 공급 회로(9)와 항상 통하여 있는 환형의 대향 챔버(7), 및
- 항상 저압 회로(12)에 연결되어 있는 중앙 또는 하부 챔버(10).
일정한 유량의 가압된 유체를 얻기 위해, 이 장치의 빈도수는 다양한 단면의 영역들의 선택에 따라 선택될 수 있다. 이러한 선택은 충격 피스톤 행정에 대하여 이 장치의 용량을 결정하고, 따라서, 소정의 공급 유량을 위한 타격 빈도수를 결정한다.
피스톤의 전후 운동은 구동 챔버(6)가 고압 회로(9) 및 저압 회로(12)와 번갈아 연통함으로써 달성되고, 그 결과, 피스톤(1)에 가해지는 유압력들의 합력(合力)이 일 방향으로 가해지고, 이어서 다른 방향으로 가해진다.
피스톤(1)의 보어(4)는 환형 홈 또는 오목부를 가지고 있고, 이 환형 홈 또는 오목부는 분배 박스(3)의 원통형 지탱면(5)과 함께 환형의 제어 챔버(13)를 획정(劃定)한다. 분배 박스(3)의 원통형 지탱면(5)에 대한 피스톤(1)의 위치에 따라, 덕트(16) 및 제어 챔버(13)를 통하여 분배기(15)의 운동을 명령하기 위한 챔버(명령 챔버)(14)를 고압 회로(9) 및 저압 회로(12) 중 어느 하나와 연통시킬 수 있다.
이를 위해, 분배 박스(3)의 원통형 지탱면(5)은, 하부 챔버(10)를 저압 회로(12)와 연통하도록 배치시키기 위한 덕트(17)와, 제어 챔버(13) 위에서 보어(4)내로 반경방향으로 열려 있고 고압 회로(9)에 연결되어 있는 덕트(18)를 가지고 있다.
분배기(15)는 분배 박스(3) 및 커버(19)와 함께 다음과 같은 3개의 챔버를 획정한다. 즉,
- 고압 공급 회로(9)와 항상 연통하여 있는 중앙 챔버(20),
- 저압 회로(12)와 항상 연통하여 있는 환형 챔버(22), 및
- 상기 챔버(22)에 대향하여 있고 덕트(16)를 통하여 제어 챔버(13)에 연결되는 환형의 명령 챔버(14).
설명의 나머지에 대해서는, 명령 챔버(14)가 저압 회로(12)에 연결되면 분배기(15)에는 하향 운동이 부여되고, 이 명령 챔버가 고압 회로(9)와 연통하면 분배기(15)에는 상향 운동이 부여된다.
분배기(15)의 전후 운동은 명령 챔버(14)가 고압 회로(9)와 저압 회로(12)에 번갈아 연통함으로써 달성되고, 그 결과, 3개의 챔버(14, 19, 22)의 단면으로서 선택된 면적에 따라, 분배기에 가해지는 합력이 일 방향으로 가해지고, 이어서 다른 방향으로 가해진다.
초기 상태는, 분배기(15)가 하부 위치에 있고 또한 피스톤(1)이 하부 위치에 있는 도 1에 도시된 상태이다. 가압된 유체가 고압 회로(9)의 덕트 내로 유입되자마자, 분배기에 가해지는 힘들의 합력이 분배기를 하부 위치에 유지시키고, 명령 챔버(14)는 덕트(16), 제어 챔버(13), 하부 챔버(10) 및 덕트(17)를 통하여 저압 회로에 연결된다. 충격 피스톤에 가해지는 힘들의 합력에 의해 이 충격 피스톤이 상승하게 되는데, 이는 구동 챔버(6)가 덕트(23) 및 환형 챔버(22)를 통해 저압 회로에 연결되기 때문이다.
충격 피스톤의 상향 운동 중에, 다음과 같은 동작들이 일어난다. 즉,
- 제어 챔버(13)를 형성하는 환형 오목부의 모서리(24)가 분배 박스(3)의 원통형 지탱면(5)의 모서리(25)를 통과하여, 명령 덕트(16)를 저압 회로로부터 격리시킨다.
- 충격 피스톤(1)의 상향 운동의 끝에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 피스톤의 모서리(26)가 고압 회로에 연결된 덕트(18)의 개구를 개방함으로써, 제어 챔버(13)를 통해 고압 회로 및 명령 덕트(16)와 명령 챔버(14) 사이를 연통시킨다.
- 그 다음, 분배기(15)의 명령 챔버(14)는 고압 상태에 있고, 이것은, 분배기에 가해지는 힘들의 합력에 의해 분배기가 도 3에 도시된 바와 같이 상승하는 것을 의미한다.
- 분배기(13)의 모서리(27)는 분배 박스(3)의 모서리(28)를 개방하고, 고압 회로(9) 및 중앙 챔버(20)로부터의 고압 유체를 덕트(23) 및 구동 챔버(6)와 연통시킨다.
- 분배기(15)가 상향 행정을 완료하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(1)에 가해지는 힘들의 합력이 피스톤의 충격 행정에서 피스톤을 하방으로 가속시킨다.
- 분배기의 명령 회로(14, 16)는 고압 회로로부터 격리되고, 제어 챔버(13) 및 하부 챔버(10)를 통해 저압 회로와 연통하도록 배치된다. 이 때, 분배기에 가해지는 힘들의 합력이 하방으로 향하게 되어, 분배기는 그의 하향 운동을 개시한다. 동시에, 충격 피스톤(1)은 그의 충격 영역에 도달한다.
- 분배기(15)의 모서리(27)가 분배 박스(3)의 모서리(28)를 통과하여, 구동 챔버(6)를 충격 피스톤으로부터 격리시킨다.
- 분배기는 저압 회로(12)와 구동 챔버(6) 사이의 연통을 확립한다.
이 때, 충격 피스톤 및 분배기는 도 1에 도시된 하부 위치에 위치하고, 작동 사이클이 재개될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시형태를 나타내고, 여기서, 앞에서와 동일한 구성 요소들이 동일한 부호로 나타내어져 있다. 이 실시형태에서는, 분배 박스(3)와 충격 피스톤(1)의 겹침은, 충격 피스톤이 분배 박스(3)에 형성된 중앙의 축방향 보어(35)에 미끄럼 이동 가능하게 결합하는 중앙의 축방향 원통형 지탱면(34)을 가짐으로써 달성된다. 피스톤의 원통형 지탱면(34)은 제어 챔버(36)를 형성하는 환형 홈을 가진다. 이때, 하부 챔버(10)는 중앙 챔버가 아니라, 환형 챔버가 된다.
본 발명은 예로서 앞에 설명된 충격 장치의 실시형태에 단순히 한정되지 않고, 이들의 모든 변형 형태를 포함함은 물론이다.
Claims (7)
- 비압축성 유체에 의해 유압적으로 전후 구동되는, 공구를 타격하기 위한 충격 피스톤(1)이 내부에 미끄럼 이동 가능하게 설치되는 실린더를 가진 본체(2)를 포함하는 충격식 유압 장치로서, 상기 충격 피스톤의 운동이 상기 충격 피스톤에 대하여 동축으로 배치되고 분배 박스(3) 내에 설치된 분배기(15)에 의해 제어되는 충격식 유압 장치에 있어서,- 상기 분배 박스(3)는, 축방향에서 상기 피스톤(1)과 간섭하고 상기 피스톤에 대하여 동심으로 배치되는 부분을 포함하고,- 상기 분배 박스(3)는 상기 피스톤과 함께 제어 챔버(13)를 획정(劃定)하고, 상기 제어 챔버(13)는 유체의 고압과 저압을 연속하여 받고, 상기 분배 박스(3)에 형성된 덕트(16)를 통하여 상기 분배기(15)의 운동을 명령하는 챔버(14)와 연통하여 상기 챔버(14)내에 저압과 고압을 번갈아 생성함으로써 상기 분배기(15)에 가해지는 힘들의 합력을 순차로 반전시키는 것을 특징으로 하는 충격식 유압 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제어 챔버를 고압 회로 및 저압 회로에 연결하는 덕트(17, 18)가 상기 분배 박스(3)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격식 유압 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤(1)은 그의 상단부에, 상기 분배 박스(3)에 속하는 중앙의 축방향 원통형 지탱면(5)이 미끄럼 이동 가능하게 결합하는 중앙의 축방향 보어(bore)(4)를 가지고 있고, 상기 피스톤(1)의 상기 보어(4)는, 상기 분배 박스(3)의 상기 원통형 지탱면(5)과 함께 제어 챔버(13)를 획정하는 환형(環形) 오목부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 충격식 유압 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤(1)은 그의 상단부에, 상기 분배 박스(3)에 형성된 중앙의 축방형 보어(35)에 미끄럼 이동 가능하게 결합하는 중앙의 축방향 원통형 지탱면(34)을 가지고 있고, 상기 피스톤(1)의 상기 원통형 지탱면(35)은 상기 분배 박스(3)의 상기 중앙의 축방형 보어(35)와 함께 제어 챔버(36)를 획정하는 환형 홈을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 충격식 유압 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 충격식 유압 장치는, 상기 분배 박스(3)의 하단부와 상기 피스톤(1)과의 사이에 형성되고 덕트(17)에 의해 저압 회로에 항상 연결되어 있는 하부 챔버(10), 및 상기 제어 챔버(13)를 상기 분배기의 명령 챔버(14)와 연통시키는 덕트(16) 위에서 상기 피스톤(1)의 상기 보어(4)로 반경방향으로 개방되고, 고압 회로에 항상 연결되어 있는 덕트(18)를 더 포함하고, 상기 분배 박스(3)에 대한 상기 피스톤(1)의 운동에 의해, 상기 제어 챔버(13)가, 저압 회로에 연결된 상기 하부 챔버(10)와, 고압 회로에 연결된 상기 덕트(18)에 연속하여 연통하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 충격식 유압 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 충격식 유압 장치는, 상기 분배 박스(3)의 상기 원통형 지탱면(5)의 하단부와 상기 피스톤(1)과의 사이에 형성되고 덕트(17)에 의해 저압 회로에 항상 연결되어 있는 하부 챔버(10), 및 상기 제어 챔버(13)를 상기 분배기의 명령 챔버(14)와 연통시키는 덕트(16) 위에서 상기 피스톤(1)의 상기 보어(4)로 반경방향으로 개방되고, 고압 회로에 항상 연결되어 있는 덕트(18)를 더 포함하고, 상기 분배 박스(3)에 대한 상기 피스톤(1)의 운동에 의해, 상기 제어 챔버(13)가, 저압 회로에 연결된 상기 하부 챔버(10)와, 고압 회로에 연결된 상기 덕트(18)에 연속하여 연통하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 충격식 유압 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 충격식 유압 장치는, 상기 분배 박스(3)의 하단부와 상기 피스톤(1)과의 사이에 형성되고 덕트(17)에 의해 저압 회로에 항상 연결되어 있는 하부 챔버(10), 및 상기 제어 챔버(36)를 상기 분배기의 명령 챔버(14)와 연통시키는 덕트(16) 위에서 상기 분배 박스(3)의 상기 보어(35)로 반경방향으로 개방되고, 고압 회로에 항상 연결되어 있는 덕트(18)를 더 포함하고, 상기 분배 박스(3)에 대한 상기 피스톤(1)의 운동에 의해, 상기 제어 챔버(36)가, 저압 회로에 연결된 상기 하부 챔버(10)와, 고압 회로에 연결된 상기 덕트(18)에 연속하여 연통하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 충격식 유압 장치.
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