KR101570335B1 - 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이커는 유압 실린더와, 상기 유압 실린더 하측에 설치되어 물체를 타격하는 로드와, 상기 유압 실린더 내부에서 왕복 운동하며 상기 로드에 타격력을 공급하는 유압 피스톤, 그리고 상기 유압 실린더의 내면과 상기 유압 피스톤의 외면 사이에 설치되어 철(Fe)보다 탄성계수가 상대적으로 낮은 소재를 사용하여 상기 유압 피스톤의 외면을 탄성 지지하는 피스톤 탄성 지지 어셈블리를 포함한다.

Description

탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커{HYDRAULIC BREAKER WITH ELASTICITY SUPPORTING STRUCTURE}

본 발명은 유압 브레이커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄성 지지 구조를 구비하여 작업 과정에서 피스톤과 실린더 간의 긁힘을 방지한 유압 브레이커에 관한 것이다.

유압식 브레이커는 외부 물체에 타격을 가하여 파쇄 동작을 수행하는 장치이다.

일반적으로 유압 브레이커는 실린더와 피스톤의 왕복운동을 이용하여 로드가 파쇄 물체를 타격하는 장비이다.

구체적으로, 유압 브레이커는 실린더와 실린더의 하측에 설치되어 물체를 타격하여 파쇄하는 로드와, 실린더 내부에서 왕복 운동하며 로드에 타격력을 공급하는 유압 피스톤과, 유압 피스톤과 실린더 사이에 마련된 리테이너와, 리테이너와 유압 피스톤의 마찰면에 마련되어 유압 피스톤과 리테이너 사이의 밀폐를 유지하는 실(seal)부재를 포함하고 있다. 유압 피스톤은 유압에 의해 직선 왕복 운동을 하게 되며, 유압 피스톤과 실린더 사이에는 윤활을 위한 오일도 공급될 수 있다.

이와 같이, 리테이너 안쪽에서 유압 피스톤이 동작하여 유압 피스톤의 하방에 위치한 로드가 물체를 타격하여 파쇄하게 되므로, 유압 브레이커는 로드의 파쇄 동작에 따른 극심한 진동을 유발하게 된다.

그리고 피스톤이 실런더에서 왕복 운동 과정에 실린더와 접촉 하면서 긁힘이 발생하고, 이러한 긁힘에 의해 누유가 발생하여 타격 성능이 감소되고 유압 브레이커의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 진동에 의해, 실린더 내부에 설치되어 상호 마찰되는 리테이너와 유압 피스톤이 쉽게 마모되어 유지 보수 비용이 증가될 뿐만 아니라 리테이너와 유압 피스톤 사이의 마찰면에 틈새가 커지고 횡 방향 흔들림에 의해 누유량이 증가하게 되는 문제점이 있다.

특히, 리테이너와 유압 피스톤 사이의 마찰면 틈새에서는, 마모에 따른 쇳가루 및 먼지와 같은 이물질이 쉽게 발생하여 유압 피스톤의 외면을 긁어 마모를 가속시켜 유압 피스톤의 수명을 현저하게 단축시키는 원인이 되고 있다.

본 발명의 실시예는 유압 실린더의 내측에 탄성계수가 낮은 탄성 지지 어셈블리를 이용하여 피스톤을 탄성 지지함으로써 효과적으로 충격을 흡수하고 변형을 억제하며 마모를 감소시킨 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커는 유압 실린더와, 상기 유압 실린더 하측에 설치되어 물체를 타격하는 로드(rod)와, 상기 유압 실린더 내부에서 왕복 운동하며 상기 로드에 타격력을 공급하는 유압 피스톤, 그리고 상기 유압 실린더의 내면과 상기 유압 피스톤의 외면 사이에 설치되어 철(Fe)보다 탄성계수가 상대적으로 낮은 소재를 사용하여 상기 유압 피스톤의 외면을 탄성 지지하는 피스톤 탄성 지지 어셈블리를 포함한다.

상기 피스톤 탄성 지지 어셈블리는 상기 유압 피스톤의 외주면을 둘러싸는 철재의 리테이너와, 상기 리테이너와 이웃하게 설치되어 상기 유압 피스톤의 외주면을 둘러싸며 상기 리테이너보다 상대적으로 낮은 탄성계수를 갖는 소재로 형성된 탄성 지지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 피스톤 탄성 지지 어셈블리는 상기 리테이너와 상기 유압 피스톤의 마찰면에 설치되는 하나 이상의 실(seal)부재를 더 포함할 수 있다.

상기 탄성 지지부는 하부면에 상기 유압 실린더의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 하부 요홈과, 상기 유압 실린더와 대향하는 측면에 형성된 측부 요홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄성 지지부는 상부면에 상기 유압 실린더의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 상부 요홈을 더 포함할 수 있다.

상기 탄성 지지부는 하부에서 상부로 갈수록 두께가 작아지는 2단 이상의 단차부를 포함하며, 상기 피스톤 탄성 지지 어셈블리는 상기 탄성 지지부의 단차부에 대응하는 형상으로 끼워진 철재의 받침 블록을 더 포함할 수 있다.

상기 탄성 지지부는 하부면에 상기 유압 실린더의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 하부 요홈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커는 유압 피스톤의 외면을 탄성력을 이용하여 탄성 지지함으로써 효과적으로 충격을 흡수하고 변형을 억제하며 마모를 감소시킬 수 있다.

즉, 유압 피스톤의 고 충격에너지를 흡수 및 제어 하여 긁힘을 방지 할뿐만 아니라, 누유 방지 효과도 있으며, 유압 피스톤과 유압 실린더의 마모를 감소시켜 유압 브레이커의 성능을 유지하여 수명을 연장시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커는 유압 피스톤의 정면도이다.
도 2는 도 1의 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커의 수직 방향 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 피스톤 탄성 지지 어셈블리를 중심으로 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커에 사용된 피스톤 탄성 지지 어셈블리를 확대 도시한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커(101)를 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커(101)는 유압 실린더(500), 로드(rod, 200), 유압 피스톤(300), 및 피스톤 탄성 지지 어셈블리(701)를 포함한다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커(101)는 어큐뮬레이터(accumulator, 400), 충진 밸브(524), 전방 헤드(510), 후방 헤드(520), 전방 커버(550), 링 부쉬(610), 및 상부 실 리테이너(670)를 더 포함할 수 있다.

유압 실린더(500)는 유압 브레이커(101)의 외형을 형성하며, 유압 펌프(미도시)와 같은 장치로부터 유압을 공급받아 유압 피스톤(300)을 왕복 운동시킨다.

로드(200)는 유압 실린더(500) 하측에 설치되어 물체를 타격한다. 즉, 로드(200)는 물체를 직접 타격하여 파쇄하는 역할을 수행한다.

유압 피스톤(300)은 유압 실린더(500) 내부에서 왕복 운동하며 로드(200)에 타격력을 공급한다. 즉, 유압 피스톤(300)은 유압 실린더(500) 내부로 유입된 유압에 의해 왕복 운동하게 된다.

어큐뮬레이터(400)는 유압 펌프(미도시)로부터 공급받은 유압을 축적하여 유압 실린더(500)의 내부로 공급할 유압을 조절할 뿐만 아니라 타격행정 시 오일공급기능과 타격 시 유압의 맥동방지기능을 수행할 수 있다.

어큐뮬레이터(400)는 유압 유입구(410)와, 유압 배출구(420), 그리고 밸브 유닛(450) 등을 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터(400)는 해당 기술분야의 종사자에게 공지된 다양한 구조로 변경 실시될 수 있다.

어큐뮬레이터(400)를 통해 실런더 본체(500) 내부로 공급된 유압에 의하여 유압 피스톤(300)은 유압 실린더(500) 내부에서 상하로 직선 왕복 운동을 하게 된다.

전방 헤드(510)는 유압 실린더(500)의 전방, 즉 유압 실린더(500)의 하부에 결합되어 로드(200)를 지지한다. 전방 커버(550)는 전방 헤드(510)의 전방, 즉 전방 헤드(510)의 하부에 결합되어 로드(200)로 물체를 타격하는 과정에서 로드(200)를 지지하며 이물질이 전방 헤드(510) 및 유압 실린더(500)의 내부로 유입되는 것을 억제한다.

후방 헤드(520)는 유압 실린더(500)의 후방, 즉 유압 실린더(500)의 상부에 결합되어 유압 실린더(500) 내부에서 상하로 직선 왕복 운동하는 유압 피스톤(300)의 일단부를 커버하고, 질소 가스를 저장하여 타격 시 피스톤의 타격력을 증대시켜주는 기능을 한다.

충진 밸브(524)는 유압 실린더(500) 내부에 초기 질소가스를 충진할 때 사용되며, 후방 헤드(520)에 설치될 수 있다.

링 부쉬(610)는 전방 헤드(510)와 로드(200) 사이의 접촉면에 설치되어 로드(200)를 상하로 유동 가능하도록 지지하며, 로드(200)와 전방 헤드(510) 사이에 마모가 일어나는 것을 억제한다.

상부 실 리테이너(670)는 유압 실린더(500)와 유압 피스톤(300)의 상부 사이에 마련되어 유압 피스톤(300)의 상부를 슬라이딩 가능하게 지지한다. 또한, 상부 실 리테이너(670)에는 실부재가 개재되어 누유를 방지할 수 있다.

상부 실 리테이너(670)는 유압 피스톤(300)의 상부와 직접 마찰하면서 유압 피스톤(300)의 외면과 유압 실린더(500)의 내면 사이에 소정의 이격 공간이 형성되도록 유압 피스톤(300)을 지지한다.

이에, 유압 피스톤(300)과 유압 실린더(500) 사이에서 직접적인 마찰의 발생을 감소시켜 유압 브레이커(101)의 전체적인 내구성 및 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서, 피스톤 탄성 지지 어셈블리(701)는 유압 실린더(500)의 내면과 유압 피스톤(300)의 외면 사이에 마련되며, 상부 실 리테이너(670)보다 상대적으로 유압 피스톤(300)의 하부에 위치한다.

피스톤 탄성 지지 어셈블리(701)는, 상부 실 리테이너(670)와 마찬가지로, 유압 피스톤(300)을 슬라이딩 가능하게 지지한다.

구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 피스톤 탄성 지지 어셈블리(701)는 리테이너(720)와 탄성 지지부(710)를 포함한다. 또한, 피스톤 탄성 지지 어셈블리(701)는 리테이너(720)와 유압 피스톤(300) 간의 마찰면에 마련된 하나 이상의 실(seal)부재(780)를 더 포함할 수 있다. 실부재(780)는 리테이너(720)와 유압 피스톤(300) 간의 틈새로 누유가 발생하는 것을 억제한다.

리테이너(720)는 유압 피스톤(300)의 외주면을 링 형상으로 둘러싸며, 철재로 형성된다.

리테이너(720)는 전술한 상부 실 리테이너(670)와 기본적으로 동일한 역할을 수행할 수 있다.

또한, 리테이너(720)는 탄성 지지부(710)를 유압 실린더(500)의 내벽에 부착하는 역할을 한다

또한, 리테이너(720)의 일부에는 오일 공급홀(470)이 형성되어 리테이너(720)와 유압 피스톤(300) 간의 마찰면에 윤활유가 공급될 수 있다.

탄성 지지부(710)는 리테이너(720)와 이웃하게 설치되어 유압 피스톤(300)의 외주면을 둘러싸며 리테이너(720)보다 상대적으로 낮은 탄성계수를 갖는 비철금속으로 형성된다. 일례로, 탄성 지지부(710)는 구리 소재로 만들어질 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서, 유압 피스톤(300)과 유압 실린더(500) 사이에서 리테이너(720)와 탄성 지지부(710)는 15mm 내지 30mm 범위 내의 두께를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 탄성 지지부(710)는 탄성력을 가지고 유압 피스톤(300)의 외면을 탄성 지지한다.

즉, 유압 피스톤(300)이 철제의 리테이너(720)와 먼저 접촉하지 않고, 구리와 같은 비철금속으로 형성된 탄성 지지부(710)가 먼저 유압 피스톤(300)과 접촉하여 지지하게 함으로써, 유압 피스톤(300)에 의해 발생된 충격과 진동에 의한 응력을 완화시켜주어 긁힘을 감소시켜줄 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 탄성 지지부(710)는 하부면에 유압 실린더(500)의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 하부 요홈(716)과, 유압 실린더(500)와 대향하는 측면에 형성된 측부 요홈(717), 그리고 상부면에 유압 실린더(500)의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 상부 요홈(718)을 포함할 수 있다.

탄성 지지부(710)는 하부 요홈(716) 또는 상부 요홈(718)으로 인하여 홈과 탄성 지지부(710)의 측면 사이에 굽힘이 발생될 수 있는 구조를 갖게 되므로, 유압 피스톤(300)에서 탄성 지지부(710)로 횡방향으로 가해지는 충격을 효과적으로 완화시킬 수 있다.

또한, 탄성 지지부(710)의 측부 요홈(717)은 유압 피스톤(300)이 휘어질 때, 탄성 지지부(710)의 중앙부가 유압 실린더(500) 방향으로 부풀어 오르는 현상을 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 탄성 지지부(710)는 내측 삼면에 요홈들을 설치 하여 탄성 변형을 형성할 뿐만 아니라, 이 요홈들은 유압 실린더의 열팽창으로 인한 변형을 흡수 하는 작용도 수행한다.

이와 같은 구조에 의하여, 탄성 지지부(710)는 리테이너(720)와 함께 효과적으로 유압 피스톤(300)을 지지할 수 있다.

즉, 유압 피스톤(300)과 유압 실린더(500)의 긁힘을 줄이기 위하여 유압 실린더(500)의 내벽에 탄성체의 지지 구조를 설치하여 유압 피스톤(300)의 충격에너지를 흡수하고, 접촉 면적을 확대 함으로서 접촉 압력을 감소하여 긁힘을 방지할 수 있다.

특히, 탄성 지지부(710)는 유압 피스톤(300)을 탄성 가압함으로써, 충격을 완화시킴과 더불어 유압 피스톤(300)과의 사이에서 틈새를 감소시켜 누유가 일어나는 것도 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도 3에 도시한 바와 같이, 철재의 리테이너(720) 사이에 연성재질인 비철금속으로 만들어진 탄성 지지부(710)에 먼저 충격이 가해지게 되므로 충격 흡수가 가능하고 유압 피스톤(300)의 긁힘 및 변형을 감소시킬 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커(101)는 유압 피스톤(300)의 외면을 탄성력을 이용하여 탄성 지지함으로써 효과적으로 충격을 흡수하고 변형을 억제하며 마모를 감소시켜 유압 피스톤(300)의 수명을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커(102)를 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커(102)에 사용된 피스톤 탄성 지지 어셈블리(702)는 탄성 지지부(710)가 하부에서 상부로 갈수록 두께가 작아지는 2단 이상의 단차부(714)를 포함한다.

그리고 피스톤 탄성 지지 어셈블리(702)는 탄성 지지부(710)의 단차부(714)에 대응하는 형상으로 끼워진 철제의 받침 블록(740)을 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는, 유압 피스톤(300)과 실런더 본체(500) 사이를 기준으로 탄성 지지부(710)가 하부의 두께가 상부보다 두껍게 형성된다.

그리고, 탄성 지지부(710)의 상부에 형성된 단차부(714)에 받침 블록(740)을 설치하면 탄성 지지부(710)의 하부가 상대적으로 더 많은 탄성지지력을 얻을 수 있어 횡방향의 충격 하중을 많이 받게 되는 탄성 지지부(710)의 하부가 더욱 효과적으로 충격을 흡수할 수 있다.

또한, 탄성 지지부(710)는 하부면에 유압 실린더(500)의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 하부 요홈(716)을 포함할 수 있다.

탄성 지지부(710)는 하부 요홈(716)으로 인하여 홈과 탄성 지지부(710)의 측면 사이에 굽힘이 발생될 수 있는 구조를 갖게 되므로, 유압 피스톤(300)에서 탄성 지지부(710)로 횡방향으로 가해지는 충격을 효과적으로 완화시킬 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커(102)는 더욱 효과적으로 유압 피스톤(300)을 지지하면서 충격을 흡수하고 변형을 억제하여 마모를 감소시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101, 102: 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커
200: 로드 300: 유압 피스톤
400: 어큐뮬레이터 410: 유압 유입구
420: 유압 배출구 450: 밸브 유닛
470: 오일 공급홀 500: 유압 실린더
510: 전방 헤드 520: 후방 헤드
524: 충진 밸브 550: 전방 커버
610: 링 부쉬 670: 상부 실 리테이너
701, 702: 피스톤 탄성 지지 어셈블리
710: 탄성 지지부 716: 하부 요홈
717: 측부 요홈 718: 상부 요홈
720: 리테이너 740: 받침 블록
780: 실부재

Claims (7)

1. 유압 실린더;
   상기 유압 실린더 하측에 설치되어 물체를 타격하는 로드(rod);
   상기 유압 실린더 내부에서 왕복 운동하며 상기 로드에 타격력을 공급하는 유압 피스톤; 및
   상기 유압 실린더의 내면과 상기 유압 피스톤의 외면 사이에 설치되어 철(Fe)보다 탄성계수가 상대적으로 낮은 소재를 사용하여 상기 유압 피스톤의 외면을 탄성 지지하는 피스톤 탄성 지지 어셈블리
   를 포함하는 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커에 있어서,
   상기 피스톤 탄성 지지 어셈블리는,
   상기 유압 피스톤의 외주면을 둘러싸는 철재의 리테이너와;
   상기 리테이너와 이웃하게 설치되어 상기 유압 피스톤의 외주면을 둘러싸며 상기 리테이너보다 상대적으로 낮은 탄성계수를 갖는 소재로 형성된 탄성 지지부
   를 포함하는 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 피스톤 탄성 지지 어셈블리는 상기 리테이너와 상기 유압 피스톤의 마찰면에 설치되는 하나 이상의 실(seal)부재를 더 포함하는 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커.
4. 제1항에서,
   상기 탄성 지지부는 하부면에 상기 유압 실린더의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 하부 요홈과, 상기 유압 실린더와 대향하는 측면에 형성된 측부 요홈을 포함하는 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커.
5. 제4항에서,
   상기 탄성 지지부는 상부면에 상기 유압 실린더의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 상부 요홈을 더 포함하는 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커.
6. 제1항에서,
   상기 탄성 지지부는 하부에서 상부로 갈수록 두께가 작아지는 2단 이상의 단차부를 포함하며,
   상기 피스톤 탄성 지지 어셈블리는 상기 탄성 지지부의 단차부에 대응하는 형상으로 끼워진 철재의 받침 블록을 더 포함하는 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커.
7. 제6항에서,
   상기 탄성 지지부는 하부면에 상기 유압 실린더의 내측 원주 방향으로 깊이를 갖도록 형성된 하부 요홈을 더 포함하는 탄성 지지 구조를 구비한 유압 브레이커.
   

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