KR101311183B1 - 브레이커용 로드핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이커용 로드핀에 관한 것으로서, 프론트헤드의 결합공에 삽입되어 로드를 프론트헤드에 이동가능하게 결합시키는 로드핀과, 프론트헤드에 삽입되어 로드를 구속하는 스톱핀을 포함하는 브레이커에 있어서, 상기 로드핀은 프론트헤드의 결합공에 대응한 길이로 형성되고, 일측의 원주면에는 스톱핀이 삽입되어 걸림되는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하여, 로드핀과 결합공 간의 접촉면적 즉 지지면적이 극대화되므로 로드핀에 작용하는 타격력의 하중을 결합공의 전 내측면으로 분산시킬 수 있고, 결합홈과 스톱핀에 의해 프론트헤드로 작용되는 하중을 프론트헤드의 축방향 측으로 분산시켜 주므로, 프론트헤드에 발생되는 크랙을 최소화할 수 있고, 프론트헤드의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

브레이커용 로드핀{rod pin for breaker}

본 발명은 브레이커에 구성되는 로드핀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로드핀과 로드핀을 구속하는 스톱핀의 지지구조를 개선하여 줌으로써 프론트헤드에 발생되는 크랙을 최소화할 수 있도록 한 브레이커용 로드핀에 관한 것이다.

일반적으로, 굴착기에 장착되는 브레이커는 굴착기의 유압으로 작동하게 되며, 이러한 브레이커는 본체 내부에 장착되어 있는 타격용 피스톤이 프론트헤드에 이동가능하게 장착되어 있는 로드(rod)를 타격하여 암반 등과 같은 파쇄목적물을 파쇄하는 작업을 수행한다.

이와 같이 굴착기에 장착된 브레이커의 작동은, 먼저 작업자(운전자)가 굴착기의 붐대를 작동시켜 브레이커의 로드를 파쇄목적물에 눌러준 상태에서 풋스위치를 밟아서 유압공급장치를 온(on) 작동시키면, 고압의 유압이 브레이커에 공급되고, 이에 따라 타격용 피스톤이 왕복 작동하면서 로드를 타격하게 됨으로써 파쇄목적물을 파쇄시키게 된다.

이러한 브레이커는 본 출원인에 의해 출원 공개된 대한민국 공개특허공보 10-2011-0037531호에도 개시되어 있고, 이를 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 브레이커(1)에는 타격용 피스톤(미도시)이 내장되어 있는 본체(미도시)에 결합되는 프론트헤드(10)와, 프론트헤드(10)에 그 상부가 삽입되어 연결되는 로드('치즐'이라고도 하나, 본 발명에서는 "로드"라 한다)(20)가 구성된다.

이와 같은 로드(20)는 본체 내부에서 왕복 이동하는 피스톤의 타격에 의해 프론트헤드(10) 내부에서 상하로 이동되면서 암반 등과 같은 파쇄목적물을 파쇄하게 된다.

한편, 로드(20)는 스틸재로 형성된 로드핀('치즐핀'이라고도 하나, 본 발명에서는 "로드핀"이라 한다)(30)에 의해서 프론트헤드(10)에 이동가능하게 삽입되어 결합된다.

그리고, 프론트헤드(10)에는 타원형상의 로드핀(30)이 삽입될 수 있도록 타원형상으로 천공된 복수개의 결합공(11)이 형성되고, 로드핀(30)은 결합공(11)보다 작은 길이로 형성된다.

또, 결합공(11)과 수직한 면에는 결합공(11)을 관통하는 나사공(12)이 형성된다. 이때, 나사공(12)은 일단의 직경보다 타단의 직경이 점차적으로 작아지는 콘 형상으로 형성됨이 바람직하다. 즉, 나사공(12) 일단의 직경이 대략 Ø20㎜ 이면 타단의 직경은 Ø15㎜ 정도로 형성됨이 바람직하다. 이는, 후술될 스톱핀(40)의 이탈을 방지하기 위한 것이다.

한편, 프론트헤드(10) 내부로 삽입되는 로드(20)의 상부 외측면에는 결합공(11)을 관통한 로드핀(30)에 걸림되도록 단차진 걸림홈(21)이 양측면에 각각 형성되고, 이 걸림홈(21)은 로드핀(30)의 높이보다 상하로 큰 직경을 갖도록 형성됨으로써, 로드(20)는 걸림홈(21)의 상하 양단부가 로드핀(30)에 걸림될 때까지 프론트헤드(10) 상에서 상하로 이동된다.

그리고, 프론트헤드(10)의 나사공(12)에는 스톱핀(40)이 삽입되어 설치되며, 이와 같이 삽입된 스톱핀(40)은 프론트헤드(10)의 결합공(11)을 수직하게 관통하면서 결합공(11)보다 작은 길이를 갖는 로드핀(30)의 양단부에 각각 접하여 로드핀(30)을 결합공(11)내에 구속시켜 이탈을 방지하게 된다. 따라서, 로드핀(30)은 그 양단부를 가로막는 스톱핀(40)에 의해서 프론트헤드(10)의 결합공(11)에 삽입된 상태로 고정된다.

또한, 스톱핀(40)이 삽입된 나사공(12)의 일단(직경이 큰 쪽)에는 러버플러그(50)가 압입되어 결합된다. 이때, 나사공(12)에 압입된 러버플러그(50)는 나사공(12) 내부에서 부피가 팽창되면서 나사공(12)의 나사산에 걸림되어 고정됨으로써 스톱핀(40)의 이탈을 방지하게 된다.

[문헌 1] 대한민국 공개특허공보 10-2011-0037531호(명칭 : 브레이커의 치즐용 치즐핀), 공개일 : 2011.04.13, 2~3쪽, 도면 1~2

그런데, 브레이커(1)의 작동 시는 본체 내부의 피스톤이 프론트헤드(10) 내부의 로드(20)를 타격하고, 타격된 로드(20)가 파쇄목적물인 암반 등을 타격하여 파쇄목적물을 파쇄하게 되는데, 이때 파쇄목적물이 파쇄됨에 따라 로드(20)가 일시적으로 허공에서 타격작동을 하는 공타가 발생하게 된다. 이러한 브레이커(1)의 공타 시는 로드(20)의 걸림홈(21) 양단부가 로드핀(30)에 걸림되면서 피스톤의 타격력을 로드핀(30)에 그대로 전달하게 되는데, 이때 로드핀(30)이 도 2에서와 같이 결합공(11)에 국부적으로 걸림되어 지지되므로 결국에는 반복적으로 전달되는 타격력에 의해서 로드핀(30)이 걸림된 결합공(11)의 일부가 도 2에서 점선으로 도시된 바와 같이 함몰되고, 이와 같이 함몰되는 경우에는 로드핀(30) 및 로드(20)의 위치가 달라지게 되므로 로드(20)와 관련되어 있는 다른 부품들에 영향을 끼쳐 프론트헤드(10)의 수명을 단축시키는 단점이 있다.

또한, 브레이커(1)의 공타 시 로드핀(30)에 전달되는 타격력은 로드핀(30)의 양단부에 접하여 로드핀(30)을 지지하고 있는 스톱핀(40)에도 전달되는데, 이와 같이 전달된 타격력은 스톱핀(40)을 통해서 살두께가 상대적으로 얇은 프론트헤드(10)의 외측단부로 지속적인 피로하중을 가하게 되므로 결국에는 도 1 및 도 2에서와 같이 프론트헤드(10)의 외측단부로 크랙(crack : c)이 발생되었고, 더 나아가서는 도 3a 및 도 3b에서와 같이 크랙(c)이 결합공(11) 측으로 더 진행되어 프론트헤드(10)를 완전히 파손시키게 되는 치명적인 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 프론트헤드의 결합공에 이에 대응한 길이의 로드핀이 삽입되어 결합되고, 스톱핀이 로드핀의 원주면에 접하도록 설치됨으로써 공타 시 로드핀 및 스톱핀을 통해 프론트헤드로 전달되는 타격력을 분산시켜 프론트헤드에 발생되는 크랙을 최소화하고, 프론트헤드의 내구성을 향상시키도록 한 브레이커용 로드핀을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 프론트헤드의 결합공에 삽입되어 로드를 프론트헤드에 이동가능하게 결합시키는 로드핀과, 프론트헤드에 삽입되어 로드를 구속하는 스톱핀을 포함하는 브레이커에 있어서, 상기 로드핀은 프론트헤드의 결합공에 대응한 길이로 형성되고, 일측의 원주면에는 스톱핀이 삽입되어 걸림되는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 브레이커용 로드핀에 의해 달성된다.

그리고, 상기 로드핀의 결합홈에는 로드핀의 표면에서 외측 방향으로 경사진 경사면이 형성됨이 바람직하다.

본 발명의 브레이커용 로드핀에 따르면, 로드핀이 프론트헤드의 결합공에 대응한 길이로 형성되어 결합공이 삽입됨으로써 로드핀과 결합공 간의 접촉면적 즉 지지면적이 극대화되므로 로드핀에 작용하는 타격력의 하중을 결합공의 전 내측면으로 분산시킬 수 있으므로 응력을 감소시킬 수 있고, 결합공의 변형을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또, 본 발명에 따르면, 로드핀의 원주면에는 스톱핀이 삽입되어 걸림되는 결합홈이 형성되는 한편 결합홈의 만곡면 일측에는 로드핀의 표면에서 외측 방향으로 경사진 경사면이 형성되어 있으므로 이 경사면을 통해서 타격력의 하중이 스톱핀에 경사지게 작용되고, 이로 인해 스톱핀을 통해 프론트헤드로 작용되는 하중은 프론트헤드의 축방향 측으로 분산되어, 프론트헤드에 발생되는 크랙을 최소화할 수 있고, 프론트헤드의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 프론트헤드와 로드를 도시한 분리사시도이다.
도 2는 도 1의 결합단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 공타로 인한 프론트헤드의 파손 상태를 보인 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 로드핀을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 로드핀과 스톱핀을 도시한 정면 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 로드핀과 스톱핀이 설치된 프론트헤드의 단면도로서, 공타 발생 시 프론트헤드에 작용되는 하중의 분산과정을 화살표로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 브레이커의 로드핀과 스톱핀을 도시한 도면이고, 도 6에서 중심의 일점쇄선을 기준으로 좌측의 로드(20)는 타격 전 상사점에 위치한 상태이며, 우측의 로드(20)는 타격 후 하사점에 위치한 상태이다.

본 발명의 브레이커(1)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 타격용 피스톤(미도시)이 내장되어 있는 본체(미도시)에 결합되는 프론트헤드(10)와, 프론트헤드(10)에 그 상부가 삽입되어 연결되는 로드(20)가 구성된다.

이러한 로드(20)는 본체 내부에서 왕복 이동하는 피스톤의 타격에 의해 프론트헤드(10) 내부에서 상하로 이동되면서 암반 등과 같은 파쇄목적물을 파쇄하게 된다.

한편, 로드(20)는 스틸재로 형성된 로드핀(100)에 의해서 프론트헤드(10)에 이동가능하게 삽입되어 결합된다.

이러한 로드핀(100)은 프론트헤드(10)의 결합공(11)에 대응한 길이로 형성되어, 결합공(11)에 삽입된다. 따라서, 로드핀(100)은 결합공(11)의 전 내측면에 접한 상태로 지지됨으로써 로드핀(100)과 결합공(11) 간의 접촉면적 즉 지지면적이 극대화되므로 로드핀(100)에 작용하는 타격력의 하중을 결합공(11)의 전 내측면으로 분산시킬 수 있고, 응력을 감소시킬 수 있게 된다.

그리고, 로드핀(100)의 원주면에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스톱핀(40)이 삽입되어 걸림되는 결합홈(110)이 형성된다. 결합홈(110)은 그 내주면이 스톱핀(40)에 대응한 원주를 갖는 만곡면(112)으로 형성되다가 하사점을 지난 만곡면(112)의 일측에서부터 로드핀(100)의 표면까지는 도 4에 도시된 바와 같이 상향 경사진 경사면(111)으로 형성된다. 즉, 결합홈(110)을 로드핀(100)의 표면 측에서 보면 도 5에서와 같이 로드핀(100)의 표면에서 외측 방향으로 하향 경사진 경사면(111)이 형성되고, 이 경사면(111)의 하단부에서부터 로드핀(100)의 반대편 표면까지는 다시 스톱핀(40)에 대응한 원주면으로 된 만곡면(112)이 형성된다.

이는 도 6에서와 같이, 브레이커(1)의 작동(공타 포함) 시 로드(20)에 작용된 타격력이 로드핀(100)의 중심 즉 중앙부로 전달되고, 이 타격력은 다시 로드핀(100)의 축방향을 따라 중앙부에서 외측단부로 전달되다가 결합홈(110) 측에서 경사면(111)을 따라 사선 방향(도 6에 화살표로 도시)으로 전달된다. 이와 같이 전달되는 타격력은 스톱핀(40)에 접선 방향으로 작용하게 됨으로써 스톱핀(40)에 전달되는 타격력은 미비할 뿐 아니라 스톱핀(40)으로 전달된 타격력의 전달방향이 스톱핀(40)의 축방향과 수직한 방향 즉 프론트헤드(10)의 축방향 측으로 분산(도 6에 화살표로 도시)되므로 프론트헤드(10)에 작용하는 응력을 감소시킬 수 있게 된다. 따라서, 타격력에 의한 프론트헤드(10)의 응력이 최소화되어 크랙의 발생을 최소화할 수 있고, 프론트헤드(10)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 결합홈(110)의 만곡면(112)은 스톱핀(40)의 원주에 대응한 원주면으로 형성되어 스톱핀(40)이 면접촉됨으로써 스톱핀(40)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 구성된 로드핀(100)을 프론트헤드(10)에 설치할 시는 도 5에서와 같이, 로드핀(100)의 결합홈(110)이 프론트헤드(10)의 상방향을 향하도록 하여 설치하는 것이 바람직하다. 이는, 로드핀(100)의 결합홈(110)에 결합되는 스톱핀(40)을 로드핀(100)의 상부 측에 위치시킴으로써, 브레이커(1)의 작동 시 로드핀(100)을 통해 스톱핀(40)으로 전달되는 타격력을 최소화할 수 있게 된다. 이와는 반대로 로드핀(100)의 결합홈(110)을 프론트헤드(10)의 하방향을 향하도록 설치하면, 로드핀(100)에 전달된 타격력의 모든 하중이 로드핀(100) 하부에 위치한 스톱핀(40)에 그대로 전달되어, 프론트헤드(10)에 큰 힘의 피로하중을 가중시키게 되고, 결국에는 큰 힘으로 작용하는 피로하중에 의해서 프론트헤드(10)에 전술한 종래의 문제점과 같이 크랙이 발생하게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 로드핀(100)은, 프론트헤드(10)의 하단부에 로드(20)가 삽입된 상태에서 프론트헤드(10)의 양 결합공(11)에 삽입되어 로드(20)의 걸림홈(21)을 관통한 상태로 결합된다. 이때, 로드핀(100)의 결합홈(110)은 상방향(즉 피스톤 측)을 향한 상태로 결합된다.

이와 같이 결합된 로드핀(100)은 프론트헤드(10)의 결합공(11)에 대응한 길이로 형성되므로 도 5에서와 같이, 결합공(11)의 전 내측면에 로드핀(100)의 외측면이 접한 상태로 결합되어 로드(20)를 지지하게 됨으로써 브레이커(1)의 작동 시 로드(20)를 통해 전달되는 타격력을 로드핀(100)이 결합공(11)과의 넓은 접촉면적으로 견고히 지지하게 되므로 응력을 감소시킬 수 있고, 결합공(11)의 변형을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 로드핀(100)을 설치한 후에는 프론트헤드(10)의 양 나사공(12)에 스톱핀(40)을 삽입하면, 스톱핀(40)이 로드핀(100)의 결합홈(110)에 삽입 관통되면서 결합된다. 이와 같이 결합된 스톱핀(40)은 결합홈(110)의 만곡면(112)에 접한 상태로 구비된다.

이와 같은 상태에서 브레이커(1)가 작동되어 피스톤이 로드(20)를 타격하게 되면, 이의 타격력이 로드(20)를 통해서 로드핀(100)의 중앙부로 전달되고, 전달된 타격력은 다시 로드핀(100)의 축방향을 따라 중앙부에서 외측단부로 전달되다가 결합홈(110)의 경사면(111) 측에서 경사면(111)을 따라 사선 방향(도 6에 화살표로 도시)으로 전달된다. 이와 같이 전달된 타격력은 스톱핀(40)에 접선 방향으로 작용하게 됨으로써 스톱핀(40)에서 빗나가므로 스톱핀(40)에 전달되는 타격력은 미비할 뿐 아니라 스톱핀(40)으로 전달된 타격력은 그 전달방향이 스톱핀(40)의 축방향과 수직한 방향 즉 프론트헤드(10)의 축방향 측으로 분산(도 6에 화살표로 도시)되므로 프론트헤드(10)에 작용하는 응력은 감소된다. 따라서, 타격력에 의한 프론트헤드(10)의 응력이 최소화되어 크랙의 발생을 최소화할 수 있고, 프론트헤드(10)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 결합홈(110)에 결합된 스톱핀(40)은 만곡면(112)에 감싸진 상태로 면접촉되어 지지됨으로써 브레이커(1)의 작동 시 발생되는 진동에도 스톱핀(40)의 이탈을 방지할 수 있게 된다. 이때, 스톱핀(40)의 외측면에 탄력을 갖는 고무재질과 같은 방진패드(미도시)를 더 구성하면, 스톱핀(40)과 결합홈(110)의 만곡면(112) 사이에 접촉력이 향상되므로 충격과 진동 및 타격음을 흡수할 수 있고, 스톱핀(40)의 이탈은 물론 프론트헤드(10)의 손상 및 파손을 더 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

1 : 브레이커 10 : 프론트헤드
11 : 결합공 12 : 나사공
20 : 로드 21 : 걸림홈
30 : 로드핀 31 : 관통공
40 : 스톱핀 50 : 러버플러그
100 : 로드핀 110 : 결합홈
111 : 경사면 112 : 만곡면

Claims (2)

1. 프론트헤드의 결합공에 삽입되어 로드를 프론트헤드에 이동가능하게 결합시키는 로드핀과, 프론트헤드에 삽입되어 로드를 구속하는 스톱핀을 포함하는 브레이커에 있어서,
   상기 로드핀은 프론트헤드의 결합공에 대응한 길이로 형성되는 한편 그 일측의 원주면에는 스톱핀이 삽입되어 걸림되는 결합홈이 형성되고,
   상기 로드핀은 결합홈이 상부로 위치된 상태로 프론트헤드의 결합공에 삽입되어 스톱핀이 로드핀의 상부에 위치되도록 구비되며,
   상기 결합홈은 로드핀의 양단부 측 표면에서 중앙부 측으로 그 내주면이 스톱핀에 대응한 원주면으로 함몰되어 만곡된 만곡면과, 만곡면의 단부에서 로드핀의 중앙부 측 표면으로 상향 경사진 경사면을 포함하고,
   상기 스톱핀의 외주면에는 탄력을 갖는 고무재질의 방진패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 로드핀.
   
2. 삭제

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