KR100772735B1

KR100772735B1 - 유압타격장치

Info

Publication number: KR100772735B1
Application number: KR1020030056310A
Authority: KR
Inventors: 이일재
Original assignee: 이일재
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2007-11-01
Also published as: KR20040095137A

Abstract

본 발명은 유압타격장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상하방으로 오버슈팅되는 피스톤이 완충됨으로써 손상이 방지됨과 더불어, 공사시 하방으로 오버슈팅된 피스톤의 상승이 용이하도록 된 유압타격장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더와, 실린더 상부의 가스실과, 실린더 하부의 헤드부와, 상단부와 하단부 각각이 가스실과 헤드부에 수용되어 실린더의 상하로 왕복운동하게 설치된 피스톤과, 실린더와 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 피스톤을 상하로 운동시키기 위하여 유체가 유압실로 유출입되도록 유압실 각각에 연결된 복수의 유로와, 피스톤의 왕복운동과 연동되어 유압실에 연결된 유로를 전환하여 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 헤드부에 수용되어 피스톤의 하부에 설치된 치즐을 포함하는 유압타격장치에 있어서, 상기 헤드부의 내부에 수용된 피스톤의 하단부에는 걸림턱이 구비되고, 상기 헤드부의 내부에는 상기 피스톤이 타격점 이하로 걸림턱이 하강하면 맞닿아 완충되면서 걸리도록 스토퍼가 돌출형성되며, 상기 걸림턱과 대향하는 스토퍼의 상단면에는 피스톤이 하사점 이하로 하강하면 걸림턱과 맞닿아 완충되도록 완충수단이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 가스실의 내부에는 상기 피스톤의 상단면에 대향하는 위치에 상기 피스톤이 상사점을 지나는 위치에서부터 상기 피스톤에 의해 탄성 압축되는 완충수단이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 피스톤의 하측으로 오버슈팅되어 하부의 수압면이 고압실에 밀착 되는 바닥부위에 포트가 형성되고, 이 포트에는 고압부와 연결된 유로가 설치된 것을 특징으로 한다.

유압타격장치,유압브레이커,유압드리프터,유압해머

Description

유압타격장치{HYDRAULIC PERCUSSION DEVICE}

도 1a 내지 도 1d는 유압타격장치의 구성 및 그 작동을 개념적으로 도시한 작동설명도

도 2는 유압타격장치의 공타시에 상태를 도시한 작동설명도

도 3은 본 발명에 따른 유압타격장치의 일실시예를 나타내는 작동설명도

도 4는 본 발명에 따른 유압타격장치의 다른 실시예를 나타내는 작동설명도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

11 몸체 11a 실린더

11b 헤드부 12 피스톤

12b,12c 수압면 13 치즐

14 주제어밸브 15a 고압부

15b 저압부 16 가스실

17 피스톤반전유압실 18 저압실

18a 파일럿포트 19 고압실

17',18',18a',19' 유로 23,25 실링(시일)

30 완충수단 40 탄성부재

본 발명은 유압타격장치에 관한 것으로, 보다상세하게는 상하방으로 오버슈팅되는 피스톤이 완충됨으로써 손상이 방지됨과 더불어, 공사시 하방으로 오버슈팅된 피스톤의 상승이 용이하도록 된 유압타격장치에 관한 것이다.

유압타격장치는 셔블과 같은 건설기계의 암 선단에 장착되어 쇄석작업이나 착굴작업 등에서 바위 등을 파쇄하거나 바위 등에 구멍을 뚫거나 또는 파일을 박는데 사용된다. 상기와 같은 유압타격장치로는 그 용도나 기능에 따라 유압브레이커, 유압드리프터, 유압햄머 등으로 불린다.

도 1a 내지 도 1d는 유압타격장치의 구성 및 그 작동을 개념적으로 도시한 작동설명도이다.

도면에 도시된 작동설명도를 참조하여 일반적인 유압타격장치를 설명하면, 실린더(11a)와, 가스실(16)과, 헤드부(11b)와, 피스톤(12)과, 복수의 유압실(17, 18,19) 즉, 피스톤반전유압실(17), 저압실(18), 고압실(19)과, 유로(17',18',18a' ,19')와, 주제어밸브(14), 및 치즐(13)을 포함하며, 이들은 몸체(11)에 일체로 형성되거나 또는 상기 몸체(11)와는 별개로 제조 및 가공되어 조립설치된다.

상기 실린더(11a)는 몸체(11)의 내부에 갖춰진다.

상기 가스실(16)은 상기 실린더(11a)의 상부에 형성되며, 그 내부에 상기 피스톤(12)의 상단부가 수용된다. 상기 가스실(16)의 내부에는 질소(N₂)와 같은 압축 성 가스가 채워진다. 상기 가스실(16) 내부에 채워진 가스는 상기 피스톤(12)의 상승시 압축되어 상기 피스톤(12)의 가스 수압면(12a)에 압력을 가함으로써 상기 피스톤(12)의 상승을 완충시킨다. 또한, 상기 피스톤(12)의 하강시 팽창하여 상기 피스톤(12)의 가스 수압면(12a)에 압력을 가함으로써 상기 피스톤(12)을 하방으로 가속시킨다.

상기 헤드부(11b)는 상기 실린더(11a)의 하부에 상기 실린더(11a)와 동축인 관통구멍(21,22)을 갖도록 형성된다. 상기 헤드부(11b)의 상기 관통구멍(21,22)에는 상기 피스톤(12)의 하단부 및 상기 치즐(13)의 상단부가 수용된다.

상기 피스톤(12)의 상단부와 하단부는 각각 상기 가스실(16)의 내부와 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(22)의 상부 입구에 수용되어 상기 실린더(11a)의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된다.

상기 유압실(17,18,19)은 상기 실린더(11a)와 상기 피스톤(12)에 의해 분할되어 형성되고 적어도 상부의 피스톤반전유압실(17)과 하부의 고압실(19)을 포함하도록 복수개가 형성된다. 상기와 같은 복수의 유압실(17,18,19)은 외주면이 다단의 외경부를 갖도록 형성된 피스톤(12)을 대경부 외면은 상기 실린더(11a) 내면과 밀착되고 소경부 외면은 상기 실린더(11a)의 내면과 이격되도록 상기 실린더(11a)에 삽입 설치함으로써 상기 실린더(11a)와 상기 피스톤(12) 사이에 형성된다. 도면에는 상기 피스톤반전유압실(17)과 상기 고압실(19) 사이에 저압실(18)이 형성되어 3개의 유압실을 갖는 일반적인 실시예가 도시되어 있다. 상기 피스톤반전유압실(17)과 상기 고압실(19) 각각은 상기 피스톤(12)을 상방 및 하방으로 가속시키 기 위한 압력을 갖는 유체가 유출입되는 유압실이며, 상기 저압실(18)은 상기 피스톤(12)의 상하운동을 반전시키기 위하여 유로를 전환시키는 상기 주제어밸브(14)를 작동시키기 위한 유체가 유출입되는 유압실에 해당된다. 특히, 상기 저압실(18)은 상기 주제어밸브(14)의 구조를 변경시키거나 별도의 보조밸브(도면에 미도시)를 사용함으로써 생략되어 질 수 있다. 다만, 이하에서는 유압타격장치의 구조 및 작동을 3개의 유압실을 갖는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하기로 한다. 상기 피스톤(12)은 상기 피스톤반전유압실(17)의 내부로 노출되어 상기 피스톤반전유압실(17)의 내부로 유출입되는 유체에 의해 하방으로 압력을 받는 수압면(12b)을 갖는다. 또한, 상기 피스톤(12)은 상기 고압실(19)의 내부로 노출되어 상기 고압실(19)의 내부로 유출입되는 유체에 의해 상방으로 압력을 받는 수압면(12c)를 갖는다.

상기 유로(17',18',18a',19')는 상기 피스톤(12)의 수압면(12b,12c)에 압력을 가하여 상기 피스톤(12)을 상하로 운동시키기 위한 유체 및 상기 주제어밸브(12)를 작동시켜 상기 피스톤(12)의 운동을 반전시키기 위한 유체가 상기 유압실(17,18,19)로 유출입되도록 상기 유압실(17,18,19)에 연결된다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤반전유압실(17)에는 고압의 유체를 공급하는 고압부(15a)와 저압의 유체가 유출되는 저압부(15b)로의 연결을 상호 전환시키는 상기 주제어밸브 (14)가 설치된 유로(17')가 연결되어 그 내부는 고압 또는 저압이 형성된다. 또한, 상기 고압실(19)에는 고압부(15a)에 연결된 유로(19')가 연결되어 그 내부는 항상 고압이 형성되며, 상기 저압실(18)에는 저압부(15b)로 연결된 유로(18')가 연 결되어 그 내부는 항상 저압이 형성된다. 한편, 상기 저압실(18)에 연결된 유로(18') 입구와 상기 고압실(19)에 연결된 유로(19') 입구 사이에 파일럿포트 (18a)가 형성되며, 이는 유로(18a')를 통해 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부 (14d)에 연결된다. 상기 파일럿포트(18a)는 상하로 왕복운동하는 상기 피스톤(12)의 위치에 따라 저압실(18)로 연결되거나 고압실(19)로 연결된다. 즉, 상기 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)이 상승하면 상기 고압실(19)로 연결되고, 상기 피스톤(12)이 하강하면 저압실(18)로 연결된다. 이에 따라, 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부(14d)에는 저압 또는 고압의 유체가 상기 피스톤(12)의 상하 왕복운동과 연동되어 공급되고, 이에 따라 상기 주제어밸브(14)는 작동되어 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')의 고압부(15a) 또는 저압부(15b)로의 연결을 전환시킨다.

상기 주제어밸브(14)는 상기 피스톤(12)의 왕복운동과 연동되어 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 고압부(15a)와 저압부(15b) 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 것으로, 다양한 형태의 파일럿 밸브(Pilot Valve)가 주로 사용된다. 도면은 상기 주제어밸브(14)를 기호로 개념적으로 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 주제어밸브(14)는 도 1a 및 도 1b와 같이 제1전환위치(14a)로 전환된 상태에서 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 저압부(15b)로 연결시키며, 도 1c 및 도 1d에서와 같이 제2전환위치(14b)로 전환된 상태에서 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 상기 고압부(15a)로 연결시킨다. 상기와 같은 주제어밸브(14)의 전환은 상기 피스톤(12)의 위치에 따라 저압 또는 고압 의 유체가 상기 유로(18a')에 연결된 신호수용부(14d)로 유출입됨으로써 이루어진다. 도면을 참조하여 이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 주제어밸브(14)는 가압부(14c)와 이에 대향하는 상기 신호수용부(14d)를 갖는다. 상기 가압부(14c)는 상기 주제어밸브(14)가 제1전환위치(14a)의 상태로 유지시키기 위한 힘을 받는 부분으로서, 상기 힘은 스프링에 의한 탄발력이나 유체의 압력 등에 의해 형성된다. 도면에는 상기 가압부(14c)가 고압부(15a)로 연결되어 상기 가압부(14c)에 고압의 유압에 의한 힘이 가해진 실시예가 도시되어 있다. 상기 주제어밸브(14)는 상기 피스톤(12)이 하강하여 상기 신호수용부(14d)에 저압이 걸림면 그 저압에 의해 상기 신호수용부(14d)에 작용되는 힘의 크기가 상기 가압부(14c)에 작용되는 힘보다 작도록 되어 있어 제1전환위치(14a)로 전환된 상태를 유지하며, 상기 피스톤(12)이 상승하여 상기 신호수용부(14d)에 고압이 걸리면 그 고압에 의해 상기 신호수용부(14d)에 작용되는 힘의 크기가 상기 가압부(14c)에 작용되는 힘보다 크도록 되어 있어 상기 제2전환위치(14b)로 전환된다. 상기와 같은 주제어밸브(14)의 작동은 상기 신호수용부(14d)가 상기 가압부(14c)보다 넓은 수압면을 갖는 파일럿밸브로 간단히 구현된다. 따라서, 상기 신호수용부(14d)가 연결된 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)의 위치에 따라 저압실(18) 또는 고압실(19)로 연결되기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 상기 피스톤(14)의 왕복운동과 연동되어 전환위치를 전환하도록 동작한다.

상기 치즐(13)은 상단부가 하강된 피스톤(12)의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물(1)을 파쇄하거나 피파쇄물(1)에 구멍을 뚫도록 상단부가 상기 헤 드부(11b)의 관통구멍(21) 하측 입구에 수용되어 상기 피스톤(12)의 하부에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 치즐(13)은 일측에 형성된 치즐핀수용부(13a)가 상기 헤드부(11b)에 설치된 치즐핀(21a)에 걸려 상하로 일정한 범위내에서만 이동된다. 상기 치즐(13)은 하단부 선단이 암석과 같은 피파쇄물(1)에 맞닿아 가압된 상태에서 상기 피스톤(12)이 하강하여 상기 피스톤(12)의 타격면(12d)이 그 상단부를 타격하면 그 충격력으로 상기 피파쇄물(1)을 파쇄하게 된다. 또한, 상기 치즐(13)은 상기 피스톤(12)의 타격을 받으면서 회전할 수 있도록 설치되어 상기 피파쇄물(1)에 구멍을 뚫게 된다.

한편, 상기 피스톤반전유압실(17)과 고압실(19)에는 고압의 유체가 유입되기 때문에 누유가 방지되도록 상기 피스톤반전유압실(17)과 상기 가스실(16) 사이 및 상기 고압실(19)과 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(22) 사이에는 그 사이에서 서로 맞닿는 상기 실린더(11a)의 내면과 상기 피스톤(12)의 외면사이를 밀봉시키기 위한 밀봉수단으로서 고압의 밀봉에 적합한 실링(23,25)이 설치된다. 도면에는 상기 고압실(19)로부터 상기 관통구멍(22)으로의 누유가 귀환되도록 상기 실링(25)과 고압실(19) 사이에서 상기 피스톤(12)의 외면과 맞닿는 상기 실린더(11a)의 내면에 귀환포트(24)를 환형으로 형성하고 귀환유로(24')를 통해 저압부(15b)로 연결시킨 실시예가 도시되어 있다. 특히, 상기와 같이 누유를 귀환시킴으로써 상기 고압실(19)의 하부에 설치된 실링(25)에는 누유의 고압이 직접 작용되지 않아 실링(25)의 파손을 상당히 줄일 수 있게 된다.

이하에서는 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 상기 유압타격장치의 작동을 설명 하기로 한다. 도 1a는 피스톤(12)이 상기 치즐(13)을 타격하고 상승하기 시작하는 순간, 즉 상기 피스톤(12)이 하사점에 도달된 순간을 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 파일럿포트(18a)는 저압실(18)과 연결되어 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부(14d)에는 저압이 작용되기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 제1전환위치(14a)로 전환된다. 이에 따라, 상기 피스톤반전유압실(17)은 저압부(15b)로 연결되고, 상기 고압실(19)은 고압부(15a)로 연결되어 상기 고압실(19)에는 고압이 작용되고 상기 피스톤반전유압실(17)에는 저압이 작용되어 상기 피스톤(12)은 상승하기 시작한다.

도 1b는 피스톤(12)이 상승하고 있는 상태를 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤(12)의 상승중에는 상기 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)에 의해 닫힌 상태이기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 제1전환위치(14a)의 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 피스톤(12)의 상승은 계속 유지된다. 이때, 상기 가스실(16)의 가스는 압축되어 상기 피스톤(12)의 상승을 완충시킨다.

도 1c는 피스톤(12)의 상승이 완료되어 상기 피스톤(12)이 하강하기 시작하는 순간, 즉 상기 피스톤(12)이 상사점에 도달된 순간을 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤(12)이 상승하여 상기 파일럿포트(18a)가 고압실(19)로 연결되어 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부(14d)에는 고압이 작용되기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 제2전환위치(14b)로 전환된다. 이에 따라, 상기 피스톤반전유압실 (17)은 고압부(15a)로 연결되어 그 내부에 고압이 작용된다. 그런데, 상기 피스톤반전유압실(17)로 노출된 하방 수압면(12b)의 넓이는 상기 고압실(19)로 노출된 상 방 수압면(12c)의 넓이보다 크기 때문에 상기 피스톤(12)은 하방으로 힘을 받아 가속된다. 이때, 상기 가스실(16)의 압축된 가스는 팽창되면서 상기 피스톤(12)의 가스 수압면(12a)에 압력을 가해 상기 피스톤(12)을 더욱 가속시킨다.

도 1d는 피스톤(12)이 하강하고 있는 상태를 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤(12)의 하강중에는 상기 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)에 의해 닫힌 상태이기 때문에 상기 주제어밸브(14)의 제2전환위치(14b)는 계속 유지되며, 상기 피스톤(12)은 하강을 계속하게 된다.

한편, 유압타격장치에 의한 피파쇄물(1)의 파쇄가 정상적으로 이루어지기 위해서는 상기 치즐(13)의 하단부가 도 1a 내지 도 1d에서와 같이 피파쇄물(1)에 가압된 상태에서 상기 피스톤(12)의 타격이 가해져야 상기 피스톤(12)의 타격에 의한 충격이 피파쇄물(1)에 가해진다. 그런데, 상기 치즐(13)의 하단부가 상기 피파쇄물(1)로부터 떨어져 가압되지 않은 상태나, 상기 피스톤(12)의 타격으로 상기 피파쇄물(1)이 갑자기 파쇄되는 경우에 상기 피스톤(12)의 타격에 의한 충격은 상기 치즐핀(21a)를 통해 몸체(11)에 그대로 전달된다. 이러한 상태를 공타라 하며, 도 2에는 공타시의 상태가 개념적으로 도시되어 있다. 상기와 같은 공타는 상기 피스톤(12)이 상기 치즐(13)을 타격점 범위 밖에서 타격함으로써 발생되는데, 공타는 유압타격장치에 심한 충격을 주기 때문에 공타의 방지를 위한 많은 시도가 있었다. 예를 들면, 대한민국 특허공보 특1996-0004277, 대한민국 공개실용신안공보 실2000-0014127호에는 공타방지장치가 개시되어 있다. 또한, 공타의 발생시 공타의 충격을 완충시키기 위한 공타완충장치가 대한민국 등록특허공보 특0161564호에 개시되어 있다.

그런데, 상기 피스톤(12)은 상기 피스톤(12)이 하강하여 상기 파일럿포트(18a)가 저압실(18)로 연결되는 순간인 하사점에 곧바로 정지하지 못하고 관성력으로 일정 정도 오버슈팅(Overshooting)된다. 상기와 같은 오버슈팅은 유압타격장치에 손상을 입힌다. 또한, 상기와 같이 고압실(19) 내부에 피크압이 형성되면 많은 양의 유체가 누설될 뿐만 아니라 누설 방지를 위해 설치된 실링(25)에 고압이 작용되어 실링(25)이 파손되게 된다. 특히, 상기와 같은 문제점은 공타가 발생되는 경우에 심각해진다. 즉, 상기 피스톤(12)은 공타시에 상기 고압실(19)로 연결된 유로(19')의 입구를 지나칠 때까지 오버슈팅되기 때문에 상기 고압실(19)에 발생되는 피크압은 매우 높아지게 되며, 상기 피크압에 의해 많은 양의 유체가 고압실(19)의 하부로 누설된다. 상기와 같은 누설은 피스톤(12)과 상기 실린더(11a)의 접촉면의 가공정도를 높이면 상당 부분 해결된다. 그러나, 상기 피스톤(12)은 상기 고압실(19)로 연결된 유로(19')의 입구를 지나쳐 오버슈팅되기 때문에 상기 고압실(19)로 유체를 공급하기 위한 유로(19')가 막힌다. 따라서, 상기 고압실(19) 내부로 유체가 공급되지 않아 피스톤(12)의 복귀가 잘 되지 않는 문제점이 발생된다. 특히, 상기와 같은 피크압에 의해 많은 양의 유체가 고압실(19)로부터 누설되게 되면 상기 피스톤(12)을 복귀시키기 위해서는 매우 큰 힘으로 상기 피스톤(12)을 상방으로 가압해야 하는 문제점을 갖는다. 따라서, 상술한 바와 같이, 종래에도 공타방지를 위한 많은 시도가 있었다. 그러나, 별도의 스위치를 몸 체 내부에 설치하거나 별도의 유로를 몸체에 형성시킨 종래의 공타방지장치가 구비된 유압타격장치는 충격이 많이 발생되는 유압타격장치에서는 쉽게 파손되거나 정상적으로 작동되지 않는 문제점을 갖는다. 또한, 피스톤의 공타에 의한 충격을 완충시키기 위하여 고압실을 길게 연장시킨 종래의 유압타격장치는 피스톤의 오버슈팅에 의한 상술한 문제점을 여전히 가질 뿐만 아니라 유압타격장치의 길이 및 무게가 증가하게 된다.

또한, 상기 피스톤(12)은 상기 피스톤(12)이 상승하여 상기 파일럿포트(18a)가 고압실(19)로 연결되는 순간인 상사점에 곧바로 정지하지 못하고 일정 정도 오버슈팅(Overshooting)되며, 이 또한 유압타격장치를 손상시킨다. 즉, 상사점을 지나 오버슈팅되는 피스톤(12)의 운동은 상기 피스톤반전유압실(17)에 작용된 고압과 서로 충돌되어 상기 피스톤반전유압실(17)의 내부에는 순간적으로 높은 피크압이 발생되며, 상기 피크압은 유로(17'), 펌프 및 시일(23)에 반복적으로 가해져 이들을 파손시킨다. 물론, 상승하는 피스톤(12)은 상기 가스실(16)의 가스에 의해 완충된다. 그런데, 상기 피스톤(12)은 피크압이 발생되기 시작하는 상사점을 지나는 위치에서부터 큰 반력으로 완충되는 것이 바람직하다. 그러나, 가스는 일반적으로 압축성이 크고 압축에 발생되는 탄발력은 연속적이기 때문에 상사점을 지난 피스톤을 완충시키기 위한 충분한 크기의 반력을 제공하지 못한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공타시와 같이 피스톤이 타격점 이하로 하강되는 경우에 상기 피스톤이 완충수단에 의해 완충되면서 정지됨으로써 유압타격장치의 손상을 방지될 뿐만 아니라 피스톤 이 원활하게 복귀되는 유압타격장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 탄성부재가 탄성 압축되면서 큰 반력으로 완충시켜 정지시킴으로써 유압타격장치의 손상이 방지될 뿐만 아니라, 탄성 압축으로 탄성에너지가 저장된 탄성부재에 의해 상기 피스톤의 하방으로의 가속이 배가되는 유압타격장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 상기 피스톤이 하사점에서 곧바로 정지하지 못하고 오버슈팅되어 고압실의 하부에 밀착되는 경우에 즉, 유로가 막히는 경우에도 치즐을 이용하여 피스톤의 하부를 간단히 타격하게 되면 실린더가 약간 상승하게 되는 틈을 이용해서 고압실의 하부면에 형성된 유로에 고압부에서 유체가 공급되므로 하사점을 지나 오버슈팅되어 고압실의 하부에 밀착된 실린더를 간단하게 상승시킬 수 있도록 된 유압타격장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압 부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐을 포함하는 유압타격장치에 있어서, 상기 헤드부의 내부에 수용된 상기 피스톤의 하단부에는 걸림턱이 구비되고, 상기 헤드부의 관통구멍의 내부에는 상단면이 상기 걸림턱과 대향하도록 스토퍼가 돌출 형성되며, 상기 스토퍼의 상단면에는 상기 피스톤이 상기 치즐을 정상적으로 타격하는 타격점 이하로 하강하는 경우에 상기 걸림턱이 맞닿도록 완충수단이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 완충수단은 상기 피스톤이 오버슈팅되어 타격점 이하로 하강되면 상기 걸림턱이 맞닿게 되어 정지된다. 특히, 상기 완충수단은 상기 피스톤이 정지되면서 몸체에 가하는 충격을 완충시킨다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐을 포함하는 유압타격장치에 있어서, 상기 가스실의 내부에는 상기 피스톤의 상단면에 대향하는 위치에 상기 피스톤이 상사점을 지나는 위치에서부터 상기 피스톤의 상단면에 맞닿아 탄성 압축되는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의해 상기 피스톤이 오버슈팅되기 전까지는 상기 가스실의 가스의 압축으로 상기 피스톤이 완충되며, 상기 피스톤이 상사점을 지나 오버슈팅되는 위치에서부터는 상기 가스의 압축 뿐만 아니라 상기 탄성부재의 탄성 압축으로 상기 피스톤의 상승운동이 완충된다. 특히, 상기 탄성부재는 탄성 압축되기 때문에 상기 피스톤의 상승 운동에너지는 상기 탄성부재의 탄성에너지로 전환되어 저장되었다가 상기 피스톤의 가속을 배가시킨다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐을 포함하는 유압타격장치에 있어서, 상기 피스톤의 하측으로 오버슈팅되어 하부의 수압면이 고압실에 밀착되는 바닥부위에 형성된 고압실오버슈팅피스톤반전포트와, 상기 고압실오버슈팅피스톤반전포트에는 고압부와 연결되도록 설치된 유로와, 상기 고압부의 유체가 고압실로만 유입되도록 고압실오버슈팅피스톤반전포트와 연결된 유로에 설치된 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의해서 상기 피스톤이 하사점에서 곧바로 정지하지 못하고 오버슈팅되어 고압실의 하부에 밀착되는 경우에 즉, 유로가 막히는 경우에도 치즐을 이용하여 피스톤의 하부를 간단히 타격하게 되면 실린더가 약간 상승하게 되는 틈을 이용해서 고압실의 하부면에 형성된 유로에 고압부에서 유체가 공급되므로 하사점을 지나 오버슈팅되어 고압실의 하부에 밀착된 실린더를 간단하게 상승시킬 수 있게 된다.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 유압타격장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유압타격장치를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 유압타격장치는 종래의 유압타격장치가 갖는 구성의 전부 또는 일부를 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더(11a)와, 상기 실린더(11a)의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실(16)과, 상기 실린더(11a)의 하부에 상기 실린더(11a)와 동축인 관통구멍(21,22) 을 갖도록 형성된 헤드부(11b)와, 상단부는 상기 가스실(16)에 수용되고 하단부는 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(22)에 수용되어 상기 실린더(11a)의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤(12)과, 상기 실린더(11a)와 상기 피스톤에 의해 적어도 피스톤반전유압실(17)과 하부의 고압실(19)을 포함하도록 형성된 복수의 유압실(17,18,19)과, 상기 피스톤(12)을 상하로 운동시키기 위하여 상기 피스톤의 수압면(12b,12c)에 압력을 가하는 유체가 상기 유압실(17,18,19)로 유출입되도록 상기 유압실(17,18,19) 각각에 연결된 복수의 유로(17',18',18a',19')와, 상기 피스톤(11)의 왕복운동과 연동되어 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 저압부(15b)와 고압부(15a) 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브(14)와, 상단부가 하강된 피스톤(11a)의 하단부에 의해 타격되어 선단부가 피파쇄물(1)에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(21)에 수용되어 상기 피스톤(11a)의 하부에 설치된 치즐(13)을 포함하며, 이들은 전술한 종래의 유압타격장치와 대동소이한 구조이다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 특징만을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 유압타격장치는 공타시 하강하는 피스톤(12)을 완충시키면서 정지시키기 위한 구성이 구비된 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 따른 유압타격장치는 상기 헤드부(11b)의 내부에 수용된 상기 피스톤(12)의 하단부에는 걸림턱(12e)이 구비되고, 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(21,22)의 내부에는 상기 피스톤(12)의 걸림턱(12e)에 대향하는 스토퍼(26)가 돌출형성되며, 상기 걸림턱(12e)과 대향하는 상기 스토퍼(26)의 상단면에는 상기 피스톤(12)이 타격점 이하로 하강 하여 상기 걸림턱(12e)이 맞닿기 위한 완충수단(30)이 설치된 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 상기 피스톤(12)이 타격점 이하로 하강하는 경우에는 상기 피스톤(12)의 타격은 상기 완충수단(30)에 의해 완충되기 때문에 몸체로 전달되는 충격이 상당부분 감소된다. 한편, 상기 완충수단(30)으로는 내구성이 강하고 탄성 압축이 잘 되는 NBR, HNBR, 우레탄과 같은 고무나 스프링이 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 고무는 누유된 유체에 대한 내화학성을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는 상기 가스실(16)의 내부에는 상기 피스톤(12)의 상단면 즉 가스 수압면(12a)에 대향하는 위치에 상기 피스톤(12)이 상사점을 지나는 위치에서부터 상단면(12a)이 맞닿아 탄성 압축되는 완충수단(40)이 설치된 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 상기 피스톤(12)이 오버슈팅되어 상사점을 지나는 위치에서부터 상기 피스톤(12)의 상단면(12a)은 상기 완충수단(40)에 맞닿아 탄성 압축되고, 상기 완충수단(40)은 탄성에 의한 반력으로 상기 피스톤(12)의 운동을 완충시킨다. 특히, 상기 완충수단(40)은 탄성 압축되면서 탄성에너지를 갖게 된다. 그리고, 상기 탄성에너지는 상기 피스톤(12)이 하강되는 경우에 상기 피스톤(12)을 가속시킨다.

상기 완충수단(40)으로는 상기 피스톤(12)의 운동을 충분히 완충시킬 수 있을 뿐만아니라 탄성에너지의 축적을 위한 탄성 압축이 잘되는 고무나 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 도 3에는 상기 피스톤(12)이 상사점을 지나 오버슈팅이 이루어지는 위치에서 상기 상단면(12a)이 상기 완충수단(40)에 맞닿기 시작하는 순 간이 도시되어 있다.

한편, 상기 완충수단(40)으로는 탄성 압축이 잘 되는 스프링이나, NBR, HNBR, 우레탄과 같은 고무가 사용되어 질 수 있다. 도면에는 상기 완충수단(40)이 상기 상단면(12a)과 맞닿는 가압판(41)과, 상기 가압판(41)을 지지하며 탄성 압축되는 스프링(42)를 포함하는 실시예가 도시되어 있다.

또한 상기 피스톤(12)의 하측으로 오버슈팅되어 하부의 수압면(12c)이 고압실(19)에 밀착되는 바닥부위에 고압실오버슈팅피스톤반전포트(19a)가 형성되고, 이 포트에는 고압부(19)와 연결된 유로(19")가 설치되며, 상기 유로(19")에서 고압부(15a)의 유체가 고압실(19)로만 유입되도록 된 체크밸브(50)가 설치된 것을 특징으로 한다.

따라서 상기 피스톤(12)이 하사점에서 곧바로 정지하지 못하고 오버슈팅되어 고압실(19)의 하부에 밀착되는 경우에 즉, 유로(19')가 막히는 경우에도 치즐(13)을 이용하여 피스톤(12)의 하부의 타격면(12d)를 간단히 타격하게 되면 실린더(12)가 약간 상승하게 되는 틈을 이용해서 고압실(19)의 하부면에 형성된 유로(19")에 고압부(15a)에서 유로(19")와 체크밸브(50)를 통해서 고압실(19)로 유체가 공급되므로 하사점을 지나 오버슈팅되어 고압실(19)의 하부에 밀착된 실린더(12)를 간단하게 상승시킬 수 있게 된다.

또 상기 체크밸브(50)가 설치된 상태로 상술한 상기 완충수단(30,40)이 설치되게 되면 오버슈팅에 좀더 완벽하게 대비한 유압타격장치가 될 것이다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 유압타격장치는 공타시와 같이 피스톤이 타격점 이하로 하강되는 경우에 상기 피스톤이 완충수단에 의해 완충되면서 정지됨으로써 유압타격장치의 손상을 방지될 뿐만 아니라 피스톤이 원활하게 복귀되는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는 상승하여 상사점을 지나 오버슈팅되는 피스톤에 의해 탄성 압축되면서 상기 피스톤을 큰 반력으로 완충시켜 정지시킴으로써 유압타격장치의 손상이 방지될 뿐만 아니라, 탄성 압축으로 저장된 탄성에너지를 갖는 상기 완충수단에 의해 상기 피스톤이 하방으로 가속되는 것이 배가되는 장점을 갖는다.

또 상기 피스톤이 하사점에서 곧바로 정지하지 못하고 오버슈팅되어 고압실의 하부에 밀착되는 경우에 즉, 유로가 막히는 경우에도 치즐을 이용하여 피스톤의 하부를 간단히 타격하게 되면 실린더가 약간 상승하게 되는 틈을 이용해서 고압실의 하부면에 형성된 유로에 고압부에서 유체가 공급되므로 실린더를 간단하게 상승시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐을 포함하는 유압타격장치에 있어서

상기 헤드부의 내부에 수용된 상기 피스톤의 하단부에는 걸림턱이 구비되고,

상기 헤드부의 관통구멍의 내부에는 상단면이 상기 걸림턱과 대향하도록 스토퍼가 돌출형성되며,

상기 스토퍼의 상단면에는 상기 피스톤이 상기 치즐을 정상적으로 타격하는 타격점 이하로 하강하는 경우에 상기 걸림턱이 맞닿도록 완충수단이 설치된 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
제1항에 있어서,

상기 가스실의 내부에는 상기 피스톤의 상단면에 대향하는 위치에 상기 피스톤이 상사점을 지나는 위치에서부터 상기 피스톤에 의해 탄성 압축되는 완충수단이 설치된 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐을 포함하는 유압타격장치에 있어서

상기 가스실의 내부에는 상기 피스톤의 상단면에 대향하는 위치에 상기 피스톤이 상사점을 지나는 위치에서부터 상기 피스톤에 의해 탄성 압축되는 완충수단이 설치된 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐을 포함하는 유압타격장치에 있어서,

상기 피스톤의 하측으로 오버슈팅되어 하부의 수압면이 고압실에 밀착되는 바닥부위에 형성된 고압실오버슈팅피스톤반전포트와,

상기 고압실오버슈팅피스톤반전포트에는 고압부와 연결되도록 설치된 유로와,

상기 고압부의 유체가 고압실로만 유입되도록 고압실오버슈팅피스톤반전포트와 연결된 유로에 설치된 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
제 4항에 있어서,

상기 헤드부의 내부에 수용된 상기 피스톤의 하단부에는 걸림턱이 구비되고,

상기 헤드부의 관통구멍의 내부에는 상단면이 상기 걸림턱과 대향하도록 스토퍼가 돌출형성되며,

상기 스토퍼의 상단면에는 상기 피스톤이 상기 치즐을 정상적으로 타격하는 타격점 이하로 하강하는 경우에 상기 걸림턱이 맞닿도록 완충수단이 설치된 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,

상기 가스실의 내부에는 상기 피스톤의 상단면에 대향하는 위치에 상기 피스톤이 상사점을 지나는 위치에서부터 상기 피스톤에 의해 탄성 압축되는 완충수단이 설치된 것을 특징으로 하는 유압타격장치.