KR101595247B1

KR101595247B1 - 유압 브레이커의 작동유 공급구조체

Info

Publication number: KR101595247B1
Application number: KR1020140074053A
Authority: KR
Inventors: 이정덕; 김형곤
Original assignee: 대모 엔지니어링 주식회사
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-02-19
Also published as: KR20150145288A

Abstract

본 발명은 유압 브레이커의 실린더 상실과 하실에 공급되는 작동유의 공급구조를 개선하여 피스톤에 대해 사방향에서 작동유가 공급되도록 함으로써, 피스톤의 쏠림현상이나 진동 발생을 억제시킬 수 있도록 한 유압 브레이커의 작동유 공급구조체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유압 브레이커의 작동유 공급구조체는, 실린더 상실(110)과 실린더 하실(120)에 공급되는 작동유에 의해 피스톤(200)을 상,하 이동시키는 유압 브레이커로서: 밸브 하우징(300)으로부터 상기 실린더 상실(110) 내부로 작동유가 공급되는 경로가 되고 피스톤(200)의 복수방향으로 분기되는 제1공급유로(150); 및 축압기(400)와 실린더 하실(120) 내부로 작동유가 공급되는 경로가 되고 피스톤(200)의 복수방향으로 분기되는 제2공급유로(160);를 구비하되, 상기 제1,2공급유로(150,160)는 피스톤(200)에 대해 4방향 이상으로 각각 공급되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

유압 브레이커의 작동유 공급구조체{OIL SUPPLYING STRUCTURE OF HYDRAULIC BREAKER}

본 발명은 유압 브레이커의 작동유 공급구조체에 관한 것으로, 특히 유압 브레이커의 실린더 상실과 하실에 공급되는 작동유의 공급방향을 복수의 곳에서 동시에 공급되도록 개선하여 피스톤의 사방향에서 작동유가 공급되도록 함으로써, 피스톤의 쏠림현상이나 진동 발생을 억제시킬 수 있도록 한 유압 브레이커의 작동유 공급구조체에 관한 것이다.

일반적으로 유압 브레이커는 굴삭기의 아암에 버켓 대신에 설치되어 토목 공사나 건물 기초 공사에서 암석 파쇄, 말뚝박기 등에 사용되는 작업설비이다.

유압 브레이커는 유압과 압축개스의 힘으로 작동하는 공유압식 브레이커는 일반적으로 분당 수백회의 타격을 행하고 매 타격시마다 피구조물에 타격력을 반복 전달하는 장치이다.

굴삭기에 장착된 브레이커의 작동은, 먼저 작업자가 굴삭기의 붐대를 작동시켜 브레이커의 치즐을 파쇄 대상물에 접촉시켜 눌러준 상태에서 풋스위치를 밟아서 유압공급장치를 온 동작시키면, 고압의 유압이 브레이커에 공급되고, 이로 인해 타격용 피스톤이 왕복 작동하면서 치즐을 타격하게 되어 파쇄 대상물을 파쇄시키게 된다.

이를 위한 일반적인 유압 브레이커는 도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)이 설치되는 본체(100)와, 본체(100)의 하측에 장볼트로 결합되는 프론트 헤드(500) 및 프론트 헤드(500)의 하단부에 설치되는 치즐(600)로 대별되며, 프론트 헤드(500)의 하부에는 치즐(600)이 삽입되는 관통공이 형성된다.

밸브 하우징(300) 내에 내장된 밸브(310)의 상승 또는 하강동작에 따라 밸브 유로구멍이 실린더 상실(110)과 연결된 밸브 내실을 밸브 고압실 또는 밸브 저압실에 번갈아 연결시켜 실린더 상실(110)에 고압과 저압의 작동유를 번갈아 공급하여 작용하게 한다.

즉, 실린더 상실(110)에는 제1유로(142)를 통해 작동유의 유량 공급이 가변 공급되지만, 실린더 하실(120)에는 제3유로(146)를 통해 축압기(400; 어큐뮬레이터)와 함께 상시 공급된다.

실린더 하실(120)에 상시 작용하는 고압에 의해 피스톤(200)이 상승하고, 피스톤(200)이 상사점 부근에 도달하기 전에 제2유로(144)가 연결된 실린더 전환실을 통해 밸브 전환실에 고압이 작용하여 밸브가 상승한다.

밸브가 상승하면 실린더 상실(110), 밸브 내실, 밸브유로구멍 및 밸브 저압실로 연결된 배유로가 끊어지고, 밸브 고압실, 밸브유로구멍, 밸브 내실 및 실린더 상실(110)로 연결되는 고압유로가 형성되어 피스톤(200) 상단과 하단에 각각 고압이 작용하게 된다.

피스톤(200)은 상단부의 수압면적이 하단부의 수압면적보다 크므로 상,하단의 면적차 만큼 작용하는 고압과 실린더 개스실(130)에 충진된 압축 개스의 힘이 더해지면서 하강하게 된다.

피스톤(200)의 하강 초기부터 중기까지는 피스톤(200)의 하단 대경부가 실린더 전환실을 막고 있으므로, 밸브 전환실은 고압의 상태를 계속 유지하고 있으며, 실린더 상실(110)로 연결된 고압 유로도 역시 고압의 상태를 계속 유지하게 되고 실린더 상실(110)로 연결된 고압 유로도 역시 고압의 상태를 유지하게 되어 피스톤(200)의 하강에 필요한 작동유를 공급하게 된다.

피스톤(200)이 하사점 부근에 도달하게 되면, 피스톤(200)의 하단 대경부가 실린더 전환실보다 아래로 하강동작되어 막혀있던 실린더 전환실이 실린더 저압실과 연통된다.

이로 인해 밸브 전환실이 저압으로 전환되어 밸브가 하강동작되고, 피스톤(200)은 하사점에서 치즐(600)의 상단면을 타격하게 되는 데, 이때 피스톤(200)과 치즐(600) 및 파쇄 대상물에 상호 타격력이 전달되고, 이에 따른 반력으로 타격직후 피스톤(200)이 반발되어 상측으로 튕겨 오르게 된다.

기존 유압 브레이커는 치즐의 파쇄동작에 따른 극심한 진동을 유발하는 관계로, 상기 리테이너와 그 내부에 설치되어 상호 마찰되는 유압 피스톤(200)의 외면은 상기 극심한 진동등에 의해 쉽게 마모가 발생하게 됨은 물론, 이에 따라 유압 피스톤의 유지 보수비용이 증가하게 되며, 상기 리테이너와 유압 피스톤 사이의 마찰면 틈새가 크게 발생하게 되어 누유량이 증가하게 되는 커다란 단점이 있는 것이다.

이를 개선하기 위한 종래 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0694675호 "유압 브레이커의 피스톤 긁힘 방지장치"(등록일자 : 2007.03.07)에 개시된 바와 같이, 유압 브레이커의 실린더 하측으로 물체를 타격하여 파쇄하는 치즐이 설치되고, 상기 치즐의 상측에는 리테이너를 개재하여 그 내부에는 상기 치즐에 타격력을 가하도록 유압 피스톤이 설치되는 한편, 상기 리테이너와 유압 피스톤의 마찰면 사이에는 저압관로를 개재하여 밀폐를 유지하기 위한 시일부가 각각 착설되되, 상기 실린더 내측으로 유압 피스톤이 승강 및 하강되는 리테이너의 내측 마찰면으로 상기 유압 피스톤의 재질보다 경도가 낮은 비철금속 재질로 구성되어 일체로 착설되는 부쉬; 상기 리테이너의 내측 마찰면에 착설되는 부쉬의 내면에는 상기 유압 피스톤과 리테이너 내면의 마찰면 사이의 틈새에서 발생되는 이물질을 포집하도록 형성되는 래비런스 홈; 상기 리테이너 내측 마찰면에 일체로 착설되는 부쉬의 후방으로 저압관로를 개재하여 그 후방에 적어도 1개이상 착설되는 시일부를 포함하여 구성된 것이다.

또한, 종래 유압 브레이커의 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0838310호 "유압브레이커의 급유량 조절장치"(등록일자 : 2008.06.09)에 개시된 바와 같이, 길이방향으로 연장된 내부공간을 가지는 실린더와, 상기 실린더의 내부에 왕복운동 가능하게 구비되는 피스톤과, 상기 실린더의 외측에 설치되고 그 내부에는 외부로부터 제공받은 유압유를 통과시키는 오일유로가 형성되어 있는 밸브유니트와, 상기 실린더의 일단부에 고정되며 실린더의 내부공간과 동일한 중심축의 수용공간을 가지는 프론트헤드와, 상기 프론트헤드의 수용공간에 설치되되 그 일단부가 프론트헤드의 외부로 연장되고 상기 피스톤에 의해 타격되며 파쇄할 대상에 타격력을 전달하는 툴을 포함하는 유압브레이커에 설치되어 상기 피스톤의 동작속도를 제어하는 것으로, 상기 밸브유니트의 오일유로에 연통 설치되되 외부로부터 밸브유니트로 유입하는 유입측 유로에 설치되고 중공파이프의 형태를 취하며 그 주연부에 오일이 통과하는 하나 이상의 관통구멍이 형성되어 있는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 삽입 설치되며 케이싱에 대한 위치 조절을 통해 상기 관통구멍의 개방정도를 조절함으로써 밸브유니트 내부로 유입하는 오일의 유량을 조절하는 유량조절부재를 포함하고, 상기 케이싱의 내주면에는 암나사부가 형성되어 있고, 상기 유량조절부재에는, 상기 암나사부에 나사 결합하는 수나사부와, 상기 수나사부에 일체를 이루며 암나사부에 대한 수나사부의 결합정도에 따라 길이방향으로 이동하며 상기 케이싱 관통구멍의 개방정도를 조절하는 차단부가 구비된 것이다.

종래 유압 브레이커의 유압공급구조는 도 2 및 도 3에서와 같이, 각각의 유로를 통해 실린더 상실(110)과 실린더 하실(120)에 고압의 작동유를 공급할 경우, 각각의 작동유가 공급되는 제1,3유로(142,146)와 제1,3유로(142,146)의 출구측에 형성된 원호형의 단턱홈(112)을 통해 피스톤(200)에 전달되어 피스톤(200)에 대해 일방향으로만 작동유의 유압이 작용하게 됨에 따라 피스톤(200)의 쏠림현상이 발생하게 되고, 진동이 발생하게 됨과 아울러, 심할 경우 피스톤(200)과 실린더 내벽이 부딪힘에 따라 스크래치가 발생하게 되어 제품 내구성이 저하되는 문제점을 갖는다.

한국 등록특허공보 제10-0694675호 "유압 브레이커의 피스톤 긁힘 방지장치"(등록일자 : 2007.03.07) 한국 등록특허공보 제10-0838310호 "유압브레이커의 급유량 조절장치"(등록일자 : 2008.06.09)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 유압 브레이커의 실린더 상실과 하실에 공급되는 작동유의 공급구조를 개선하여 피스톤에 대해 사방향에서 작동유가 공급되도록 함으로써, 피스톤의 쏠림현상이나 진동 발생을 억제시킬 수 있도록 한 유압 브레이커의 작동유 공급구조체를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실린더 상실과 실린더 하실에 공급되는 작동유에 의해 피스톤을 상,하 이동시키는 유압 브레이커로서, 밸브 하우징으로부터 상기 실린더 상실 내부로 작동유가 공급되는 경로가 되고 피스톤의 복수방향으로 분기되는 제1공급유로와, 축압기와 상기 실린더 하실 내부로 작동유가 공급되는 경로가 되고 피스톤의 복수방향으로 분기되는 제2공급유로를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2공급유로의 출구와 근접된 상기 실린더 상실과 실린더 하실 내에 단턱지도록 형성된 단턱부를 각각 구비한 것이다.

상기 제1,2공급유로는 피스톤에 대해 4방향 이상으로 각각 공급되는 것이다.

본 발명은 실린더 상실과 실린더 하실에 공급되는 작동유를 중앙의 피스톤을 기준으로 복수 방향에서 내부로 공급되도록 함으로써, 기존 일방향으로만 공급되는 작동유의 압력에 의해 피스톤이 한쪽으로 쏠리게 되는 현상 또는 진동이 발생하여 피스톤과 실린더 내주면과 부딪히는 현상을 예방할 수 있으므로, 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 일반적인 유압 브레이커의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 종래 실린더 상실의 작동유 공급구조를 나타낸 평면도.
도 3은 종래 실린더 하실의 작동유 공급구조를 나타낸 저면도.
도 4는 본 발명에 따른 유압 브레이커의 작동유 공급구조체가 적용된 실린더 상실의 평면도.
도 5는 본 발명 실린더 하실의 작동유 공급구조를 보인 저면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 실린더 상실의 평면도.

이하에서 설명하는 본 발명은 앞서 설명한 종래 기술의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 기재하기로 한다.

본 발명에 따른 유압 브레이커의 작동유 공급구조체는, 도 1를 다시 참조함과 아울러, 도 4 및 도 5를 참조하면, 실린더 상실(110)과 실린더 하실(120)에 공급되는 작동유의 압력차에 의해 피스톤(200)이 승강 동작되고, 밸브 하우징(300) 내의 작동유가 복수의 제1공급유로(150)를 통해 실린더 상실(110)에 유량이 가변 공급되며, 상시 작용하는 고압의 작동유가 복수의 제2공급유로(160)를 통해 실린더 하실(120)과 축압기(400)에 상시 공급되는 구조를 갖는다.

제1공급유로(150)는 밸브 하우징(300) 내의 작동유가 피스톤(200)의 동,서,남,북 4방향에서 균일한 유량으로 동시에 공급되도록 실린더 상실(110)로 공급되기 전에 4개로 분기되는 구조를 갖는다.

또한, 제2공급유로(160)는 고압의 작동유가 피스톤(200)의 동,서,남,북 4방향에서 균일한 유량으로 동시에 공급되도록 실린더 하실(120)로 공급되기 전에 4개로 분기되는 구조를 갖는다.

이로 인해 본 발명은 복수의 제1,2공급유로(150,160)를 통해 작동유가 실린더 상실(110) 또는 실린더 하실(120)에 피스톤(200)을 기준으로 4방향으로 균일한 압력으로 공급됨에 따라, 피스톤(200)의 쏠림 현상이나 진동을 억제함으로써, 피스톤(200)의 동작시 실린더의 내주면과 부딪히는 것을 예방할 수 있게 되어 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

한편, 상기 실린더 상실(110)과 실린더 하실(120)에는 제1,2공급유로(150,160)의 출구와 근접된 부위에 작동유의 공급이 원활하도록 단턱진 단턱부(125)가 각각 형성되며, 단턱부(125)는 오목한 원호 형태의 홈으로 형성된다.

밸브 하우징(300) 내에 상,하 승강동작되는 밸브의 승강동작에 따라 실린더 상실(110)과 실린더 전환실(115)에 밸브 하우징(300) 내의 작동유가 각각의 유로를 통해 공급된다.

즉, 밸브(310)의 상승 또는 하강동작에 따라 밸브 유로구멍이 실린더 상실(110)과 연결된 밸브 내실을 밸브 고압실 또는 밸브 저압실에 번갈아 연결시켜 실린더 상실(110)에 고압과 저압의 작동유를 번갈아 공급하여 작용하게 한다.

즉, 실린더 상실(110)에는 작동유의 유량 공급이 가변 공급되지만, 실린더 하실(120)와 어큐물레이터에는 고압의 작동유가 같이 상시 공급된다.

실린더 하실(120)에 제2공급유로(160)를 통해 작동유가 상시 공급되므로, 상시 작용하는 고압에 의해 피스톤(200)이 상승하고, 피스톤(200)이 상사점 부근에 도달하기 전에 실린더 전환실(115)을 통해 밸브 전환실에 고압이 작용하여 밸브가 상승한다.

밸브의 승강동작에 따른 피스톤(200)의 하강 및 상승동작은 공지된 것과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 6은 본 발명의 제1공급유로(150)가 실린더 상실(110)에서 앞서 설명한 선 실시예에서와 같이 4개가 아닌 3개로 형성된 것으로서, 3개의 제1공급유로(150)는 본체의 중앙에 위치한 피스톤(200)을 기준으로 외측으로 120°의 각도로 형성된 구조를 갖는다.

제2공급유로(160)에도 동일한 개수인 3개로 형성될 수 있으며, 이는 본 발명의 제1,2공급유로(150,160)가 앞서 설명한 선 실시예의 4개에 한정되지 아니하고 복수개로 형성된 것을 채택할 수 있음을 의미한 것이다.

따라서, 본 발명은 실린더 상실(110)과 실린더 하실(120)에 공급되는 작동유를 중앙의 피스톤(200)을 기준으로 복수 방향에서 내부로 동시에 공급되도록 함으로써, 기존 일방향으로만 공급되는 작동유의 압력에 의해 피스톤(200)이 한쪽으로 쏠리게 되는 현상 또는 진동이 발생하여 피스톤(200)과 실린더 내주면과 부딪히는 현상을 예방할 수 있으므로, 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

100 : 본체 110 : 실린더 상실
115 : 실린더 전환실 120 : 실린더 하실
125 : 단턱부 130 : 실린더 개스실
150 : 제1공급유로 160 : 제2공급유로
200 : 피스톤 300 : 밸브 하우징
310 : 밸브 400 : 축압기

Claims

실린더 상실(110)과 실린더 하실(120)에 공급되는 작동유에 의해 피스톤(200)을 상,하 이동시키는 유압 브레이커로서:
밸브 하우징(300)으로부터 상기 실린더 상실(110) 내부로 작동유가 공급되는 경로가 되고 피스톤(200)의 복수방향으로 분기되는 제1공급유로(150); 및
축압기(400)와 실린더 하실(120) 내부로 작동유가 공급되는 경로가 되고 피스톤(200)의 복수방향으로 분기되는 제2공급유로(160);를 구비하되,
상기 제1,2공급유로(150,160)는 피스톤(200)에 대해 4방향 이상으로 각각 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이커의 작동유 공급구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2공급유로(150,160)의 출구와 근접된 상기 실린더 상실(110)과 실린더 하실(120) 내에 단턱지도록 형성된 단턱부(125)를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 유압 브레이커의 작동유 공급구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 피스톤(200)은 상단부의 수압면적이 하단부의 수압면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이커의 작동유 공급구조체.