KR101268417B1 - 중장비용 진동 리퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설공사 현장이나 토목공사 현장에서 굴삭기 등과 같은 중장비의 붐대에 설치되어 암반, 콘크리트 구조물, 견고한 지반 등을 굴착하거나 파쇄하는데 사용되는 진동 리퍼에 관한 것이다.
본 발명은 암반이나 토사의 파쇄 및 굴착시 진동 리퍼로부터 전달되는 진동이나 충격을 최소화하기 위하여 본체와 진동 유닛 사이에 진동 유닛의 동작과 연계하여 상하로 슬라이드 작동하면서 진동이나 충격을 완화시켜주는 새로운 형태의 방진 유닛을 구현함으로써, 진동 리퍼로부터의 진동이나 충격을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 특히 진동 리퍼의 진동 및 작업시 전후좌우로 발생하는 인장력에 대해 충분한 강성을 확보할 수 있는 중장비용 진동 리퍼를 제공한다.

Description

중장비용 진동 리퍼{Vibration ripper for heavy equipment}

본 발명은 중장비용 진동 리퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설공사 현장이나 토목공사 현장에서 굴삭기 등과 같은 중장비의 붐대에 설치되어 암반, 콘크리트 구조물, 견고한 지반 등을 굴착하거나 파쇄하는데 사용되는 진동 리퍼에 관한 것이다.

일반적으로 건설공사 현장 또는 토목공사 현장에서 사용되는 중장비, 예를 들면 굴삭기는 도로공사, 상하수도공사, 건축기초공사, 토지조성공사, 토사 채취 및 암반 파쇄 공사 등 폭넓게 사용되는 건설장비이다.

이러한 굴삭기는 타격 작동, 회전 작동 및 드릴링 작동에 따른 지반의 다짐, 파쇄, 굴착 등의 작업을 수행하게 되며, 작업의 용도에 따라 진동 리퍼, 버킷, 브레이커 등과 같은 여러 종류의 어태치먼트(Attachment)를 선택적으로 장착하여 사용할 수 있도록 되어 있다.

보통 암반, 콘크리트 구조물, 견고한 지반 등의 굴삭이나 파쇄 또는 지반의 토양을 긁어 모으는 작업을 수행하기 위하여 굴삭기의 붐에 진동 리퍼를 장착하여 사용하게 되는데, 이때 진동 리퍼로부터 발생되는 진동이나 충격이 직접적으로 붐대에 전달되면서 소음은 물론 장비의 내구성을 떨어뜨리는 문제가 발생하게 된다.

이러한 점을 고려하여 중장비에 장착되는 진동 리퍼의 경우 바이브레이터의 성능은 증진시키면서도 소음 저감 및 충격이나 진동을 완화시킬 수 있는 다양한 형태의 방진수단들이 적용되어 사용되고 있는 추세이다.

일 예로서, 한국등록특허 10-0755017호에는 본체와 진동 유닛 사이에 방진고무로 이루어진 방진수단을 설치하여 진동이 붐이나 차체로 전달되는 것을 막을 수 있는『중장비용 바이브레이터 니퍼』가 개시되어 있다.

또, 한국등록특허 10-0878296호에는 본체와 진동 유닛 사이에 고무로 이루어진 방진수단을 설치하여 진동이 붐이나 차체로 전달되는 것을 막을 수 있는『진동 리퍼』가 개시되어 있다.

또, 한국등록특허 10-1158101호에는 본체와 진동 유닛 사이에 스프링이나 고무로 이루어진 방진수단을 설치하여 진동이 붐이나 차체로 전달되는 것을 막을 수 있는『진동 리퍼』가 개시되어 있다.

또, 한국등록특허 10-0966650호에는 본체와 진동 유닛 사이에 방진고무로 이루어진 방진수단을 설치하여 진동이 붐이나 차체로 전달되는 막을 수 있는『진동 리퍼』가 개시되어 있다.

그러나, 위에서 제시하고 있는 방진수단의 경우 고무나 스프링 등으로 이루어진 것들이 대부분이어서 충격을 충분하게 완화시키지 못할 뿐만 아니라, 쉽게 찢겨지거나 손상되어 수명이 매우 짧은 단점이 있고, 특히 진동 리퍼의 진동 및 작업시 전후좌우로 발생하는 인장력에 대해서 매우 취약한 면을 보이는 등 방진 효과 및 내구성 측면에서 불리한 점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 암반이나 토사의 파쇄 및 굴착시 진동 리퍼로부터 전달되는 진동이나 충격을 최소화하기 위하여 본체와 진동 유닛 사이에 진동 유닛의 동작과 연계하여 상하로 슬라이드 작동하면서 진동이나 충격을 완화시켜주는 새로운 형태의 방진 유닛을 구현함으로써, 진동 리퍼로부터의 진동이나 충격을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 특히 진동 리퍼의 진동 및 작업시 전후좌우로 발생하는 인장력에 대해 충분한 강성을 확보할 수 있는 중장비용 진동 리퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 중장비용 진동 리퍼는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 중장비용 진동 리퍼는 중장비의 붐에 연결되는 마운트를 가지는 본체와, 상기 본체에 지지되면서 바이브레이터를 통해 진동되면서 암반을 파쇄시키거나 토사를 굴착하는 리퍼와, 상기 리퍼를 지지하는 수단으로서 본체측과 리퍼측 간에 개재되어 선형의 볼 배열을 통해 슬라이드 동작하며 리퍼 진동 및 작업시 리퍼를 위아래로 움직여주면서 충격이나 진동을 저감시키고 리퍼 본체부를 지지해주는 방진 유닛을 포함하는 형태로 이루어진다.

따라서, 상기 중장비용 진동 리퍼는 리퍼 진동 및 작업시 방진 유닛에 의해 상하로 슬라이드되는 리퍼의 동작 특성을 이용하여 리퍼로부터의 충격이나 진동, 그리고 소음을 효과적으로 저감할 수 있는 특징이 있다.

여기서, 상기 중장비용 진동 리퍼의 방진 유닛은 본체측에 지지되는 샤프트와, 리퍼측에 지지되면서 샤프트의 둘레에 동심원상으로 조합되는 하우징과, 상기 샤프트의 외주면에 축선을 따라 형성되어 있는 볼 홈에 삽입되어 샤프트와 하우징 사이에서 구름마찰운동을 하는 다수의 볼을 포함하는 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 중장비용 진동 리퍼의 방진 유닛은 리퍼를 포함하는 하우징 전체의 상하 스트로크를 확보하기 위하여 샤프트는 하우징보다 긴 길이를 가지며, 상기 하우징의 위치에 따라 노출되는 위아래 샤프트 부분은 주름관 형태의 커버를 포함할 수 있고, 또 샤프트의 하단부에 위치되어 하우징과 접촉하는 수단으로서 리퍼를 포함하는 하우징 전체의 하강시 충격을 흡수하는 스톱퍼를 포함할 수 있다.

또한, 상기 방진 유닛의 배치와 관련한 바람직한 형태로서, 리퍼의 몸체부 위치를 기준하여 한 쪽 측면에 위치되는 싱글 타입 또는 듀얼 타입으로 이루어진 것, 또는 리퍼의 몸체부를 가운데 두고 그 둘레를 따라가면서 일정 간격으로 배치되는 다수 개로 이루어진 것을 적용할 수 있다.

특히, 상기 중장비용 진동 리퍼는 본체와 리퍼 사이에 연결 설치되어 암반의 파쇄나 토사의 굴착시 발생되는 충격을 완화시킴과 더불어 반발력을 증진시키는 에어 스프링을 더 포함할 수 있으며, 이러한 에어 스프링은 어퍼플레이트와 언더플레이트 사이에 결합되면서 가스를 내장하는 튜브와, 상기 어퍼플레이트와 언더플레이트에 각각 고정되면서 서로 척력을 발생시켜 튜브의 충격완화 및 반발력을 배가시켜 작업능률을 극대화시키는 어퍼마그넷과 언더마그넷을 포함하는 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 중장비용 진동 리퍼에 구비되는 바이브레이터의 경우, 리퍼의 몸체부의 양측 상하부에 각각 형성된 상부홀과 하부홀에 베어링으로 지지됨과 동시에 서로 맞물리는 상부기어 및 하부기어를 각각 가지는 상부축 및 하부축과, 상기 상부축과 하부축에 각각 장착되는 것으로서 상부기어와 하부기어의 상하 맞물림에 의해 서로 반대방향으로 회전하되 상측방향으로 편심될 경우 리퍼를 상승시키고 하측방향으로 편심될 경우 리퍼를 하강시키며 좌우방향으로 편심될 경우 좌우 편심력을 상쇄시킬 수 있는 상부편심체 및 하부편심체와, 상기 상부축에 회전력을 공급하는 유압모터를 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에서는 중장비용 진동 리퍼에 사용되는 용도 이외에도 바이브로 해머, 진동 항타기 등과 같은 각종 건설장비 등에서 사용할 수 있는 것으로서, 본체와 진동체 사이에 연결 설치되고, 본체측과 진동체측 간에 개재되어 선형의 볼 배열을 통해 상하로 슬라이드 동작하면서 진동체 작동시 이 진동체를 위아래로 움직여주면서 충격이나 진동을 저감시키는 기능을 하며, 본체측에 지지되는 샤프트와, 리퍼측에 지지되면서 샤프트의 둘레에 동심원상으로 조합되는 하우징과, 상기 샤프트의 외주면과 하우징의 내주면에 축선을 따라 형성되어 있는 볼 홈에 삽입되어 샤프트와 하우징 사이에서 구름마찰운동을 하는 다수의 볼을 포함하여 구성되는 방진 유닛을 제공한다.

본 발명에서 제공하는 중장비용 진동 리퍼는 다음과 같은 장점이 있다.

진동 리퍼의 진동 및 작업시 진동 리퍼를 상하로 동작시켜주면서 진동이나 충격을 저감시켜주는 슬라이드 방식의 방진 유닛을 적용함으로써, 중장비의 붐이나 차체로 전달되는 진동이나 충격을 최소화할 수 있으며, 특히 진동 리퍼가 전후 및 좌우로 움직일 때 작용하는 인장력에 우수한 성능을 발휘할 수 있는 등 내구 성능을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 중장비용 진동 리퍼는 충격이나 진동 최소화, 수명 연장 및 소음 감소 등을 통해 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼를 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼를 나타내는 측면도
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 중장비용 진동 리퍼에서 방진 유닛의 분해 및 결합 상태를 나타내는 단면 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼에서 방진 유닛의 다른 예를 나타내는 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼에서 진동 유닛의 상하부 편심체에 대한 작동상태를 나타내는 정면도
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼의 작동상태를 나타내는 정면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼를 나타내는 사시도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼를 나타내는 정면도와 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 진동 리퍼는 리퍼 본체와 리퍼 몸체 사이에 개재되는 상하 슬라이드 타입의 방진 유닛을 이용하여, 리퍼 작동시 이와 연동되면서 리퍼 몸체를 위아래로 움직여주는 방식으로서, 이러한 리퍼 몸체의 동작 특성을 통해 진동이나 충격을 저감시킬 수 있고, 특히 전후좌우로 발생되는 인장력에 대해 효과적으로 대처할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 굴삭기 등과 같은 중장비의 붐에 연결되는 본체(11)가 마련되고, 상기 본체(11)의 상단부 일측에는 중장비 붐에 체결되기 위한 마운트(10)가 형성되며, 상기 본체(11)의 내측 한 쪽 측면에는 후술하는 방진 유닛(14)을 본체(11)측에 지지하기 위한 위아래 두 개의 마운팅 플레이트(38)가 형성된다.

물론, 이때의 마운팅 플레이트(38)는 복수의 방진 유닛 적용시 다수 개가 구비되어 본체(11)의 내측에서 전후 및 좌우 위치에 형성될 수 있게 된다.

그리고, 실질적으로 암반을 파쇄하거나 토사를 굴착하는 수단으로서, 바이브레이터(12)를 내장하고 있는 리퍼(13)가 마련되고, 이때의 리퍼(13)에 대한 세부 구성 및 작동 특성은 후술하기로 한다.

특히, 상기 진동 리퍼에는 리퍼 진동 및 작업시 리퍼(13)를 위아래로 움직여주면서 충격이나 진동을 저감시키는 방진 유닛(14)이 마련된다.

상기 방진 유닛(14)은 본체(11)와 리퍼(13) 간의 연결 매개체로서, 다시 말해 리퍼(13)를 본체(11)측에 지지시켜주는 수단으로서, 내부에 설치되어 있는 선형의 볼 배열을 이용한 슬라이드 작동을 통해 리퍼(13)를 위아래로 움직여주면서 리퍼(13)로부터 발생되는 진동이나 충격을 저감시켜줄 수 있게 된다.

즉, 상기 방진 유닛(14)은 리퍼 작동시 이와 연계되어 리퍼(13) 전체를 위아래로 움직여주는 역할을 하게 된다.

이를 위하여, 본체(11)의 내측에서 위아래에 설치되어 있는 마운팅 플레이트(38) 사이에 샤프트(15)가 수직 설치되고, 이때의 샤프트(15)의 상단부와 하단부는 마운팅 플레이트(38)에 체결 고정되는 샤프트 캡(39)에 의해 씌워져 지지될 수 있게 된다.

그리고, 상기 샤프트(15)의 외주면에는 축선(샤프트 길이방향)을 따라 나란하게 형성되는 볼 홈(17)이 구비되며, 이때의 볼 홈(17)은 대략 반원 모양의 단면을 가지면서 축선을 따라 연속 형성되어, 이곳에 일렬로 나란한 형태의 볼(18)들이 안착될 수 있게 되고, 이렇게 안착되는 볼(18)은 약 1/4 정도 부분만이 샤프트측 볼 홈(17)에 수용될 수 있게 된다.

따라서, 상기 볼 홈(17)에는 다수의 볼(18)들이 하나의 열을 이루면서 연접 배치되는 형태로 삽입 설치될 수 있게 된다.

이러한 볼 홈(17)은 샤프트 외주 둘레를 따라가면서 1줄이나 2줄, 또는 90°간격 등으로 배치되는 다수의 줄로 형성될 수 있게 된다.

한편, 상기 리퍼(13)의 몸체부(27)에는 그 일측에 이와 나란한 원통형의 하우징(16)이 일체 형성 또는 용접이나 체결구조로 부착되고, 이때의 하우징(16)의 내주면은 샤프트측 볼과 접할 수 있게 된다.

여기서, 상기 볼들의 열은 각각의 볼을 수용하면서 띠 모양을 이루는 볼 케이지(41) 내에 일체식으로 조합되면서 베어링 역할을 하게 되며, 특히 베어링 수명을 극대화하기 위해 볼 설치부위에 오일을 주입한 후, 실부재(미도시)로 밀봉함으로써, 1회 오일 주입으로 정비성을 극대화할 수 있게 된다.

이러한 하우징(16)은 샤프트(15)의 둘레에 동심원상으로 배치되면서 열을 이루는 볼(18)을 매개로 하여 조합되고, 이에 따라 리퍼(13)의 몸체부(27)를 포함하는 하우징(16) 전체는 그 사이에서 구름마찰운동을 하는 다수의 볼(18)에 의한 안내를 받으면서 위아래로 슬라이드될 수 있게 된다.

즉, 리퍼 작동시 샤프트(15)을 따라 슬라이드되는 하우징(16)의 안내를 받으면서 이와 일체로 되어 있는 리퍼(13)의 몸체부(27) 전체가 위아래로 움직일 수 있게 되고, 결국 이러한 움직임을 통해 리퍼로부터 발생되는 충격이나 진동이 저감될 수 있게 된다.

물론, 이때의 볼의 열은 샤프트(15)에 구비되는 볼 홈(17)의 수에 맞게 1줄이나 2줄, 또는 90°간격 등으로 배치되는 다수의 열로 구비될 수 있게 된다.

이와 같은 샤프트(15), 하우징(16) 및 볼(18)의 조합 구조는 도 4에 상세히 나타나 있으며, 여기서는 90°간격을 두고 배치되는 2열의 볼을 매개로 샤프트(15)와 하우징(16)이 조합되어 있는 예를 보여준다.

여기서, 상기 하우징(16)은 위아래 한 쌍의 하우징 홀더(46)를 매개로 하여 리퍼 본체부(27)측에 용접 등의 방법으로 결합될 수 있으며, 듀얼 타입의 방진 유닛(14)인 경우에는 2개의 하우징(16)을 동시에 함께 결속시킬 수 있는 2개의 홀을 가지는 하우징 홀더(46)가 적용될 수 있게 된다.

또한, 상기 하우징(16)의 상단부와 하단부에는 그 속에 내장되어 있는 볼(18)들이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위한 수단으로 하우징 캡(40)이 장착되며, 이때의 위아래 하우징 캡(40)은 하우징(16)의 단부에서 그 내측으로 삽입되는 구조로 장착되면서 볼(18)을 그 사이에 가두어두는 방식으로 볼 이탈을 막을 수 있게 된다.

그리고, 상기 하우징(16)을 포함하는 니퍼 몸체부(27) 전체의 상하 이동거리(상하 스트로크)를 확보하기 위하여, 상기 샤프트(15)의 길이는 하우징(16)의 길이보다 상대적으로 긴 길이로 되어 있으며, 이에 따라 이렇게 확보되는 길이구간 내에서 하우징(16)의 움직임이 이루어질 수 있게 된다.

특히, 상기 샤프트(15)의 상단부 및 하단부의 노출되는 길이구간, 예를 들면 위아래로 움직이는 하우징(16)의 위치에 따라 상단부(하우징 하강시) 및 하단부(하우징 상승시)의 노출 구간에는 샤프트 둘레를 감쌀 수 있는 주름관 형태의 커버(19)가 장착된다.

이에 따라, 샤프트(15)와 하우징(16) 간의 슬라이드 부위로 먼지 등과 같은 이물질이나 물이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이때, 상기 커버(19)의 양단부는 마운팅 플레이트(38)에 고정되는 동시에 하우징 캡(40)의 상단부 둘레에 타이 등에 의해 각각 기밀구조로 결합될 수 있게 된다.

그리고, 상기 방진 유닛(14)에는 리퍼(13)를 포함하는 하우징(16) 전체의 하강시 충격을 흡수하는 스톱퍼(20)가 구비되며, 이때의 스톱퍼(20)는 샤프트(15)의 하단부에 설치되어 하우징(16)의 하단과 접촉하면서 충격을 받아내는 역할을 하게 된다.

이러한 스톱퍼(20)는 우레탄 블럭, 가스식이나 유압식의 완충장치 등을 적용할 수 있으며, 본 발명에서는 스톱퍼의 일 예로서 우레탄 블럭을 적용한 형태의 것을 보여준다.

예를 들면, 상기 우레탄 블럭은 링 모양으로 이루어져 샤프트(15)의 하단부 둘레에 끼워진 상태에서 아래쪽 마운팅 플레이트(38)에 얹혀지는 구조로 설치되고, 이에 따라 하우징 하강시 이와 접촉하면서 이때의 충격을 자체 탄력특성을 통해 흡수 및 저감시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 상기 방진 유닛(14)은 니퍼 몸체부(27)를 포함하는 니퍼(13) 전체를 지지하는 동시에 이것이 위아래로 슬라이드될 수 있도록 해주는 것으로서, 진동 리퍼 규격이나 용량에 따라 다양한 형태로 적용될 수 있게 된다.

예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서 보여주는 바와 같이, 방진 유닛(14)은 리퍼(13)의 몸체부(27) 위치를 기준하여 한 쪽 측면에 위치되는 듀얼 타입(2개의 방진 유닛이 나란하게 구비되는 타입)이나, 또는 싱글 타입(1개의 방진 유닛이 단독으로 구비되는 타입)으로 이루어질 수 있게 되고, 또 리퍼(13)의 몸체부(27)를 가운데 두고 그 둘레를 따라가면서 일정 간격으로 배치되는 다수 개(180°간격으로 배치되는 2개, 120°간격으로 배치되는 3개, 90°간격으로 배치되는 4개 등)로 이루어질 수 있게 된다.

물론, 이렇게 배치되는 다수 개의 방진 유닛(14) 또한 싱글 타입이나 듀얼 타입이 적용될 수 있게 된다.

한편, 위와 같은 방진 유닛(14)은 굴삭기 등과 같은 중장비의 진동 리퍼 이외에도 바이브로 해머, 진동 항타기 등과 같은 다양한 건설장비 및 건축장비 등 산업용 장비에 적용되어 사용될 수 있게 되며, 이렇게 적용되는 경우에도 방진 유닛(14)은 장비의 본체와 진동체 사이에 연결 설치되어 그 기능, 예를 들면 본체측과 진동체측 간에 개재되어 선형의 볼 배열을 통해 슬라이드 동작하며 진동체 작동시 이 진동체를 위아래로 움직여주면서 충격이나 진동을 저감시키는 기능을 수행하게 된다.

이렇게 산업용 장비에 적용되는 방진 유닛(14)의 일 예로서, 상기 방진 유닛(14)은 본체측에 지지되는 샤프트(15), 진동체측에 지지되면서 샤프트(15)의 둘레에 동심원상으로 조합되는 하우징(16), 상기 샤프트(15)의 외주면과 하우징(16)의 내주면에 축선을 따라 형성되어 있는 볼 홈(17a,17b)에 삽입되어 샤프트(15)와 하우징(16) 사이에서 구름마찰운동을 하면서 열을 이루고 있는 다수의 볼(18) 등을 포함하는 구조로 이루어질 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 베어링 작동성능 향상 및 구조 단순화 등의 특징을 가지는 형태의 방진 유닛(14)이 마련된다.

예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 방진 유닛(14)는 본체(11)에 연장되는 마운팅 플레이트(38)에 상단과 하단이 연결 지지되는 샤프트(15), 리퍼(13)의 몸체부(27)측에 용접 등으로 결합 지지되는 하우징(16)을 포함하고, 이때의 샤프트(15)와 하우징(16)은 서로 동심을 이루면서 내외측에 각각 배치되는 형태로 조합된다.

그리고, 상기 샤프트(15)와 하우징(16) 상호 간의 슬라이드 작동수단으로서, 다수의 볼(18)을 가지는 베어링 가이드(47)가 구비되고, 이때의 베어링 가이드(47)는 상기 샤프트(15)와 하우징(16) 사이에 개재되면서 샤프트(15)의 외주면과 하우징(16)의 내주면에 접하는 다수의 볼(18)을 이용하여 구름마찰운동을 하게 된다.

여기서, 상기 베어링 가이드(47)에는 그 전체 둘레부를 걸쳐 다수의 베어링 홀(48)이 형성되어 있어서, 이때의 각 베어링 홀(48) 내에 볼(18)들이 수용되는 형태로 조립될 수 있게 된다.

이에 따라, 리퍼 작동시 리퍼 몸체부(27)에 결합되어 있는 하우징(16)은 베어링 가이드(47)의 안내를 받으면서 상하로 슬라이드 동작하게 되고, 결국 이러한 동작 특성을 통해 충격이나 진동을 저감시키는 기능을 수행할 수 있게 된다.

물론, 도 5에서 제시하는 방진 유닛(14)은 위의 일 실시예에서 보여주고 있는 방진 유닛(14)과 마찬가지로 샤프트 캡(39), 하우징 캡(40), 커버(19), 스톱퍼(20) 등을 포함하는 구조를 이룰 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 진동 리퍼에는 본체(11)와 리퍼(13) 사이에 연결 설치되어 암반의 파쇄나 토사의 굴착시 발생되는 충격을 완화시킴과 더불어 반발력을 증진시키는 에어 스프링(21)이 구비된다.

이러한 에어 스프링(21)은 어퍼플레이트(22)와 언더플레이트(23) 사이에 결합되면서 가스를 내장하는 튜브(24), 상기 어퍼플레이트(22)와 언더플레이트(23)에 각각 고정되면서 서로 척력을 발생시켜 튜브(24)의 충격완화 및 반발력을 배가시키는 영구자석이나 전자석 등과 같은 어퍼마그넷(25)과 언더마그넷(26) 등을 포함한다.

여기서, 상기 튜브(24)는 어퍼플레이트(22) 및 언더플레이트(23)와 다수 개의 볼트로 조임되어 가스가 새어나오지 않도록 하고, 이러한 튜브(24)는 통상의 타이어와 같이 미 도시된 와이어를 내장한 합성수지를 벨로즈 타입으로 굴곡지게 만들어 충격을 완화시키면서 가스에 의한 반발력을 통해 리퍼(13)의 진동을 배가시킬 수 있도록 한다.

그리고, 상기 어퍼플레이트(22)와 언더플레이트(23)에 척력을 발생시키는 어퍼마그넷(25)과 언더마그넷(26)을 장착시켜 암반이나 토사의 파쇄 및 굴착시 리퍼(13)로부터 전달되는 충격을 최소화할 수 있도록 함과 동시에 반발력을 더욱 배가시킬 수 있도록 하여, 충격에 의한 피해를 극소화시키면서 리퍼(13)의 진동승강을 극대화시켜 수명연장과 더불어 소음감소, 더 나아가 작업성 향상을 기할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기 어퍼마그넷(25)은 어퍼플레이트(22)에 볼트 등으로 고정되는 어퍼매개판(42)의 어퍼고정홈(43)에 끼워진 상태로 에폭시 등으로 접착되어 결합되고, 언더마그넷(26)은 언더플레이트(23)에 볼트 등으로 고정되는 언더매개판(44)의 언더고정홈(45)에 끼워진 상태로 에폭시 등으로 접착되어 결합되므로서, 어퍼마그넷(25)과 언더마그넷(26)을 충분히 보호할 수 있도록 하면서도 조립성을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.

물론, 상기 튜브(24)에는 가스의 주입을 위한 밸브(미도시)가 구비된다.

또한, 본 발명의 진동 리퍼는 실질적으로 리퍼에 작동력을 부여하는 수단으로 바이브레이터(12)를 포함한다.

이러한 바이브레이터(12)는 상하 수직 배열되는 편심체를 가지면서 리퍼 몸체부(27)의 내부에 설치되는 것으로서, 리퍼(13)의 몸체부(27)의 양측 상하부에 각각 형성된 상부홀(28)과 하부홀(29)에 베어링(30)으로 지지되고, 이와 동시에 서로 맞물리는 상부기어(31) 및 하부기어(32)를 각각 가지는 상부축(33) 및 하부축(34), 상기 상부축(33)과 하부축(34)에 각각 장착되는 상부편심체(35)와 하부편심체(36)를 포함한다.

그리고, 상기 상부축(33)에 회전력을 공급하는 수단으로 몸체부(27)의 바깥쪽으로 설치되는 유압모터(37)를 더 포함하며, 이때의 유압모터(37)의 축은 상부축(33)에 연결되어 동력을 전달하게 된다.

여기서, 상기 상부편심체(35)와 하부편심체(36)는 상부기어(31)와 하부기어(32)의 상하 맞물림에 의해 서로 반대방향으로 회전하게 되는데, 예를 들면 상측방향으로 편심될 경우 리퍼(13)를 상승시키고, 하측방향으로 편심될 경우 리퍼(13)를 하강시키며, 좌우방향으로 편심될 경우 좌우 편심력을 상쇄시키는 형태로 작동된다.

상기 바이브레이터(12)의 구성 중 상부기어(31) 및 하부기어(32)는 리퍼(13)의 길이방향 크기를 고려하여 상하방향으로 맞물릴 수 있도록 상부축(33)과 하부축(34)에 조립되고 수직 상하 배열되므로서, 횡방향으로의 점유공간을 최소화시켜 전체 부피를 크게 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또, 상부편심체(35) 및 하부편심체(36) 역시 상하방향으로 배열되어, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 상측방향으로 편심될 경우에는 리퍼(13)를 상승시키고, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 하측방향으로 편심될 경우에는 리퍼(13)를 하강시키고, 도 6의 (b) 및 (d)에 도시된 바와 같이 좌우방향으로 편심될 경우에는 좌우방향 편심력을 상쇄시킬 수 있도록 하여 리퍼(13)의 횡방향으로의 흔들림을 차단하면서도 진동승강을 보장할 수 있도록 한다.

도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 진동 리퍼의 작동상태를 나타내는 정면도이다.

도 7a 및 7b에 도시한 바와 같이, 여기서는 진동 리퍼의 상승 작동 및 하강 작동 상태를 보여준다.

상승시 작동 상태의 경우, 바이브레이터(12)의 작동시, 즉 상부편심체(35) 및 하부편심체(36)가 상측방향으로 편심되는 작동시 리퍼(13)는 위로 상승되는데, 이때 리퍼(13) 및 리퍼 몸체부(27)는 방진 유닛(14)의 베어링 안내를 받으면서 본체측 샤프트(15)를 따라 상승하게 된다.

이때, 상기 리퍼(13) 및 리퍼 몸체부(27)를 포함하는 하우징(16) 전체의 상승 이동시 하우징(16)과 샤프트(15) 사이의 볼(18)에 의한 구름마찰이 이루어지면서 원활한 상승 이동이 이루어질 수 있게 된다.

하강시 작동 상태의 경우, 바이브레이터(12)의 상부편심체(35) 및 하부편심체(36)가 하측방향으로 편심되는 작동시 리퍼(13)는 아래로 하강되는데, 이때 리퍼(13) 및 리퍼 몸체부(27)는 방진 유닛(14)의 베어링 안내를 받으면서 본체측 샤프트(15)를 따라 하강하게 된다.

이때에도 상기 리퍼(13) 및 리퍼 몸체부(27)를 포함하는 하우징(16) 전체의 하강 이동시 하우징(16)과 샤프트(15) 사이의 볼(18)에 의한 구름마찰이 이루어지면서 원활한 하강 이동이 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 상기 리퍼(13)을 포함하는 본체(11) 전체가 전후 및 좌우로 움직이는 경우, 즉 리퍼(13)로 지면을 긁으면서 전후 및 좌우로 움직이는 경우에도 볼(18)을 매개로 한 샤프트(15)와 하우징(16) 간의 세로방향(수직방향) 조합에 의해 인장력을 견딜 수 있게 되고, 결국 진동 리퍼는 상하운동시 진동 및 인장력에 효과적으로 대처할 수 있게 된다.

10 : 마운트 11 : 본체
12 : 바이브레이터 13 : 리퍼
14 : 방진 유닛 15 : 샤프트
16 : 하우징 17 : 볼 홈
18 : 볼 19 : 커버
20 : 스톱퍼 21 : 에어 스프링
22 : 어퍼플레이트 23 : 언더플레이트
24 : 튜브 25 : 어퍼마그넷
26 : 언더마그넷 27 : 몸체부
28 : 상부홀 29 : 하부홀
30 : 베어링 31 : 상부기어
32 : 하부기어 33 : 상부축
34 : 하부축 35 : 상부편심체
36 : 하부편심체 37 : 유압모터
38 : 마운팅 플레이트 39 : 샤프트 캡
40 : 하우징 캡 41 : 볼 케이지
42 : 어퍼매개판 43 : 어퍼고정홈
44 : 언더매개판 45 : 언더고정홈
46 : 하우징 홀더 47 : 베어링 가이드
48 : 베어링 홀

Claims (12)

1. 중장비의 붐에 연결되는 마운트(10)를 가지는 본체(11);
   상기 본체(11)에 지지되면서 바이브레이터(12)를 통해 진동되면서 암반을 파쇄시키거나 토사를 굴착하는 리퍼(13);
   상기 리퍼(13)를 지지하는 수단으로서, 본체측과 리퍼측 간에 개재되어 선형의 볼 배열을 통해 슬라이드 동작하며, 리퍼 진동 및 작업시 리퍼(13)를 위아래로 움직여주면서 충격이나 진동을 저감시키고 리퍼 몸체부를 지지해주는 방진 유닛(14);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 방진 유닛(14)은 본체(11)측에 지지되는 샤프트(15)와, 리퍼(13)측에 지지되면서 샤프트(15)의 둘레에 동심원상으로 조합되는 하우징(16)과, 상기 샤프트(15)의 외주면에 축선을 따라 형성되어 있는 볼 홈(17)에 삽입되어 샤프트(15)와 하우징(16) 사이에서 구름마찰운동을 하는 다수의 볼(18)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 방진 유닛(14)은 리퍼(13)를 포함하는 하우징(16) 전체의 상하 스트로크를 확보하기 위하여 샤프트(15)는 하우징(16)보다 긴 길이를 가지며, 상기 하우징(16)의 위치에 따라 노출되는 위아래 샤프트 부분은 주름관 형태의 커버(19)로 마감되는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 방진 유닛(14)은 샤프트(15)의 하단부에 위치되어 하우징(16)과 접촉하는 수단으로서 리퍼(13)를 포함하는 하우징(16) 전체의 하강시 충격을 흡수하는 스톱퍼(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 스톱퍼(20)는 우레탄 블럭 또는 가스식이나 유압식의 완충장치인 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 방진 유닛(14)은 리퍼(13)의 몸체부 위치를 기준하여 한 쪽 측면에 위치되는 싱글 타입 또는 듀얼 타입으로 이루어진 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 방진 유닛(14)은 리퍼(13)의 몸체부를 가운데 두고 그 둘레를 따라가면서 일정 간격으로 배치되는 다수 개로 이루어진 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(11)와 리퍼(13) 사이에 연결 설치되어 암반의 파쇄나 토사의 굴착시 발생되는 충격을 완화시킴과 더불어 반발력을 증진시키는 에어 스프링(21)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 에어 스프링(21)은 어퍼플레이트(22)와 언더플레이트(23) 사이에 결합되면서 가스를 내장하는 튜브(24)와, 상기 어퍼플레이트(22)와 언더플레이트(23)에 각각 고정되면서 서로 척력을 발생시켜 튜브(24)의 충격완화 및 반발력을 배가시켜 작업능률을 극대화시키는 어퍼마그넷(25)과 언더마그넷(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 바이브레이터(12)는 리퍼(13)의 몸체부(27)의 양측 상하부에 각각 형성된 상부홀(28)과 하부홀(29)에 베어링(30)으로 지지됨과 동시에 서로 맞물리는 상부기어(31) 및 하부기어(32)를 각각 가지는 상부축(33) 및 하부축(34)과, 상기 상부축(33)과 하부축(34)에 각각 장착되는 것으로서 상부기어(31)와 하부기어(32)의 상하 맞물림에 의해 서로 반대방향으로 회전하되 상측방향으로 편심될 경우 리퍼(13)를 상승시키고 하측방향으로 편심될 경우 리퍼(13)를 하강시키며 좌우방향으로 편심될 경우 좌우 편심력을 상쇄시킬 수 있는 상부편심체(35) 및 하부편심체(36)와, 상기 상부축(33)에 회전력을 공급하는 유압모터(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 방진 유닛(14)은 본체(11)측에 지지되는 샤프트(15)와, 리퍼(13)측에 지지되면서 샤프트(15)의 둘레에 동심원상으로 조합되는 하우징(16)과, 상기 샤프트(15)와 하우징(16) 사이에 개재되며 샤프트(15)의 외주면과 하우징(16)의 내주면에 접하는 다수의 볼(18)을 이용하여 구름마찰운동을 하는 베어링 가이드(47)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 진동 리퍼.
    
12. 삭제

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