KR101607596B1 - 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 백헤드와 실린더 및 프런트헤드가 연결되는 구성으로 그 내측에 피스톤과 로드가 구비되는 유압 브레이커에 있어서, 상기 실린더측으로 유압을 공급 및 공급중단하여 피스톤의 운동을 제어하는 유압식 밸브구조체가 상기 실린더 외측에 결합되는 밸브박스 내부공간에 설치된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 밸브구조체의 가이드 역할을 하는 밸브박스를 별도로 구성하여 열에 의한 뒤틀림 및 열변형 발생에 따른 불량율을 제거시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커{Hydraulic breaker having housing for valve guide}

본 발명은 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압 브레이커에 유압을 제공하는 밸브구조체를 피스톤이 승하강하는 실린더와 일체로 형성하지 않고 밸브구조체가 가이드되는 밸브박스를 별도로 구성하여 열에 의한 뒤틀림 및 열변형 발생에 따른 불량율을 저하시킬수 있는 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커에 관한 것이다.

유압 브레이커는 도 1의 단면도에서 보는 바와 같이 적절한 유압통로(210a)와, 내주면에 적절한 유압공간이 마련된 실린더(210)와, 그 실린더의 내부에 내장하되, 유압이 작용할 다수의 단턱부가 형성된 피스톤(220), 상기 실린더의 측방에 마련하여 상기 유압통로 및 유압공간에 유압을 공급/차단하기 위한 콘트롤밸브(230), 상기 실린더의 상단부분에 마련한 압축실(240), 상기 실린더의 하단부분에 연결하여 피스톤의 타격을 암반 또는 지반에 전달할 치즐로 이루어진다.

도 2 및 도 3은 종래 콘트롤밸브(230)의 작동상태를 보인 확대 단면도이며, 도 4는 종래 밸브변을 나타낸 사시도이다.

상기 도면에서 보듯이 종래의 유압 브레이커는 유압통로(210a) 및 상, 하측 유압실(212)(213)이 마련된 실린더(210)와, 실린더의 내부에 내장하되, 유압이 작용할 다수의 단턱부가 형성된 피스톤(220)과, 실린더의 측방에 마련하여 유압통로(210a) 및 유압실(212)에 유압을 공급/차단하기 위한 콘트롤밸브(230)와, 실린더의 상단부분에 마련한 압축실(240)로 이루어진다.

이중 콘트롤밸브(230)를 실린더(210)의 일측에서 유압 유입유로(211)상에 밸브실(210b)을 형성한 후, 그 속에 내장시킨 밸브변 슬리브(250) 및 밸브 플러그(270)와,

밸브변 슬리브의 내부에서 왕복할 밸브변(260)으로 구성한 것이다.

즉, 밸브변 슬리브(250)는 밸브변(260)이 상, 하 승강 작동할 수 있는 내부 공간을 보유하되, 밑에서부터 실린더(210)의 상측 유압실(212)로 연통되는 타격유압라인 포트(214), 그 중단의 드래인 포트(215), 밸브전환 포트(216), 완충 드래인 포트(218)의 순서로 형성한 것이다.

그리고, 상기한 밸브 플러그(270)는 상기 밸브변(260)의 외경 상단이 끼워질 수 있는 내경(271)으로 하여 가이드 역할을 할 수 있도록 형성한 것이다.

또한, 밸브변(260)은 그 외경에 각각의 포트들로부터 연결되는 유압이 작용할 수 있도록 환턱들을 형성하고, 그 내경을 단면의 변화 없이 일직선으로 형성하며, 상단면에 방사상의 요홈(264)들을 형성한 것이다.

이와 같이 구성된 종래 기술의 작동 상태를 보면, 도 2에서 보는 바와 같이 실린더(210)의 유압 유입유로(211)로 압유가 올라올 때, 그 유압이 밸브변(260)의 상단면(265)에 작용하고 있기 때문에 밸브변(260)은 도 2에서 보는 바와 같이 하강한 상태를 유지하고 있게 된다.

이와 같은 상태로 있다가 유압 유입유로(211)를 통해 실린더(210)의 하측 유압실(213)에도 압유가 계속 공급되어 피스톤(220)이 상승하게 되면, 그 상승 완료시점에 이르러서 밸브전환 포트(216)를 통해 압유가 작용하는바, 이 압유는 밸브전환턱(261)에 작용하여 밸브변(260)을 상승시킨다.

도 3에서 보는 바와 같이 밸브변(260)이 상승되면 밸브변(260)의 하단이 타격유압라인 포트(214)를 개방하게 되므로 압유가 실린더(210)의 상측 유압실(212)에 작용하게 되고, 따라서 피스톤(220)은 하강하여 치즐로 하여금 타격을 실시하게 하는 것이다.

이어서 타격을 실시하고 난 후의 압유는 중단의 드래인 포트(215)를 통해 유압배출유로(219)로 일부 빠져나가고 유압이 일부 빠져 나가게 되면, 밸브변(260)의 밸브전환턱(261)에 작용하던 유압이 제거될 뿐만 아니라 밸브변(260)의 내경으로 유입된 압유가 상측 끝단면에 형성한 방사상의 요홈(264)에 작용하므로 밸브변(260)은 다시 하강하여 본래의 위치로 돌아 가며, 상기와 같은 작동을 반복 하게 된다.

상기와 같이 밸브변(260)이 작동하는데 있어서, 본 발명에서는 압유가 밸브변(260)의 중앙 구멍을 지나 상승할 때, 밸브변(260)의 내경에 단면적 변화가 없이 유연하게 작동할 수 있고, 밸브 플러그(270)의 내경이 밸브변(260)의 상단 외경과 꼭 맞도록 되어 있기 때문에 이부분이 가이드기능을 발휘하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 종래의 기술은 밸브변 전체가 상하 반복운동을 실행하게 되므로 밸브변슬리브와 발생하는 마찰범위가 넓어지므로 이에 따른 밸브변슬리브의 파손이 발생하며 동시에 열변형이 발생하므로 불량율이 높아지는 문제점을 가질 수 밖에 없었다.

한국공개특허 제 1994-0005811호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밸브의 가이드 역할을 수행하는 링형의 밸브가이드를 별도로 구성하여 밸브가이드가 다소 자유로움을 가질 수 있어 열에 의한 뒤틀림 및 열변형 발생에 따른 불량율을 제거시킬 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 백헤드와 실린더 및 프런트헤드가 연결되는 구성으로 그 내측에 피스톤과 로드가 구비되는 유압 브레이커에 있어서, 상기 실린더측으로 유압을 공급 및 공급중단하여 피스톤의 운동을 제어하는 유압식 밸브구조체가 상기 실린더 외측에 결합되는 밸브박스 내부공간에 설치된다.

여기서, 상기 밸브박스는 상기 유압식 밸브구조체가 상하 승강 작동할 수 있는 내부 공간을 보유하되, 일측면에는 하측으로부터 상측으로 내부 공간과 연통되는 복수개의 연통공이 형성되어 상기 연통공을 통해 상기 밸브구조체의 승강 작동에 의한 유압이 통과된다.

아울러, 상기 밸브박스는 상기 유압식 밸브구조체의 상하측에 결합되는 밸브커버를 더 포함하여 제공된다.

더욱이, 상기 밸브구조체는 상기 밸브박스에 삽입되어 설치되고, 양 측이 개방되어 있으며, 그 외주면과 내주면에 단차면이 형성되어 유체의 흐름이 통과되는 밸브 슬리브와, 하측이 개방되고, 하측면은 소경부로 이루고 상측면으로 대경부를 이루거 있으며, 상측면에 일정간격으로 복수개의 관통공이 형성되며, 상측면으로 원봉형 돌기가 돌출형성되어 상기 밸브 슬리브의 내측에 이동가능하도록 설치되는 밸브 스풀과, 하단부가 개방되고, 상기 하단부 내관의 크기가 상기 밸브 스풀의 대경부 외경과 대응되는 크기로 형성되어 내부에 상기 밸브 스풀이 상하로 이동될 수 있는 리세스를 가지며, 상단부에 상기 원봉형 돌기가 삽입되는 관통공이 형성되고, 외주면에는 상단부와 연통되는 경사통로가 형성되는 밸브 플러그를 포함하여 제공된다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 밸브구조체의 가이드 역할을 하는 밸브박스를 별도로 구성하여 열에 의한 뒤틀림 및 열변형 발생에 따른 불량율을 제거시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 유압 브레이커의 단면도이다.
도 2 내지 도 3은 종래 콘트롤밸브의 작동상태를 보인 확대 단면도이다.
도 4는 종래 밸브변을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커의 단면구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 밸브박스에 밸브구조체가 결합되는 관계를 나타낸 분해사시도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 밸브 슬리브의 사시도이고, 도 7b는 단면구조를 타나탠 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 밸브 스풀의 사시도이고, 도 8b는 단면구조를 타나탠 도면이다.
도 9a는 본 발명에 따른 밸브 플러그의 사시도이고, 도 9b는 단면구조를 타나탠 도면이다.
도 10과 도 11은 본 발명에 따른 유압식 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커의 작동상태를 나타낸 부분 확대 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커의 단면구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 밸브박스에 밸브구조체가 결합되는 관계를 나타낸 분해사시도이다.

먼저 본 발명의 구성에 대해 설명하기 앞서, 본 발명에서 제시하고 있는 종래의 기술은 실린더에 밸브구조체를 내장하는 내장형 타입이지만 본 발명은 밸브박스에 의해 밸브구조체를 실린더에 내장하지 않고 외장형 타입에 해당된다.

종래 밸브구조체에 구성된 밸브가이드는 열에 의한 변형 및 압력에 의한 뒤틀림이 발생할 수 밖에 없어서 이에 따른 불량율이 상당히 높게 발생하여 제조업체들은 해당 장치를 교체해줘야 하는 부담감을 가중시킬 수 밖에 없었다.

그러나, 본 발명과 같이 밸브가이드를 분리하게 되면 압력 분산이 원활해져 밸브에 영향을 끼치지 않게 되어 밸브가 안정적으로 작동되어 열변형 및 압력에 의한 뒤틀림을 방지할 수 있게 된다.

즉, 밸브가이드를 링형으로 구성하게 되므로 밸브가이드가 다소 자유로움을 가질 수 있게 되어 뒤틀림 및 열변형으로부터 영향이 작아지는 것이다.

도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 각 구성요소들을 설명하도록 하겠다.

본 발명에 따른 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커는 백헤드(10)와 실린더(20) 및 프런트헤드(30)가 연결되는 구성으로 이루어지며, 상기 유압브레이커의 내측에 피스톤(40)과 로드(50)가 구비되어 밸브구조체(70)에 의해 실린더(20)의 피스톤(40)에 유체압이 공급되어, 피스톤(40)이 승하강하게 되고, 승하강시 상기 피스톤(40)이 그 하부에 밀착토록 되는 로드(50)를 타격토록 설치된다.

여기서 본 발명에서는 유압식 밸브구조체(70)를 실린더(20) 내부에 설치하는 것이 아니라, 실린더(20) 외측에 별도로 결합되는 밸브박스(60) 내부공간에 설치되도록 한다.

여기서 밸브박스(60)는 유압식 밸브구조체(70)가 상하 승강 작동할 수 있는 내부 공간을 보유하되, 일측면에는 하측으로부터 상측으로 내부 공간과 연통되는 복수개의 연통공이 형성되어 연통공을 통해 밸브구조체(70)의 승강 작동에 의한 유압이 통과되어 실린더(20)로 전달되도록 한다.

더욱 자세히 밸브박스(60)는 실린더(20)로 향하는 일측면벽에 하측으로부터 제 1 연통구멍(61)과, 제 2 연통구멍(62)과, 제 3 연통구멍(63)과, 제 4 연통구멍(63)순으로 연통구멍이 적어도 하나 이상 형성된다.

그리고 밸브박스(60)는 밸브구조체(70)의 상하측에 결합되는 상부 밸브커버(80a)와 하부 밸브커버(80b)를 포함한다.

밸브구조체(70)는 밸브 슬리브(71)와, 밸브 슬리브(71) 내측에 이동가능하도록 설치되는 밸브 스풀(72)과, 밸브 슬리브(71)의 상단부에 결합되는 밸브 플러그(73)를 포함하여 구성된다.

아래에서는 밸브구조체(70)의 각 부품을 단면구조를 통해 자세히 설명하도록 한다.

도 7a는 본 발명에 따른 밸브 슬리브의 사시도이고, 도 7b는 단면구조를 타나탠 도면이다.

도면을 참조하면, 밸브 슬리브(71)는 양측이 개방된 관형태로, 밸브박스(60)에 삽입되어 설치되며, 외주면을 따라 하측에서 상측으로 복수개의 단차면이 형성되어 유체가 상기 단차면에 의해 발생되는 여유공간을 통해 통과되게 된다.

본 발명에서는 밸브 슬리브(71)의 외주면에 하부에서 제 1 단차면(71a-1), 제 2 단차면(71a-2), 제 3 단차면(71a-3)이 순차로 형성되고, 제 1 단차면(71a-1), 제 2 단차면(71a-2), 제 3 단차면(71a-3)에는 각각 순차로 2 개 이상의 제 1 관통공(71b-1), 제 2 관통공(71b-2), 제 3 관통공(71b-3)이 형성되며, 밸브 슬리브(71)의 내주면에는 제 1 단차면(71a-1), 제 2 단차면(71a-2), 제 3 단차면(71a-3)에 대응하는 위치에 각각 제 1 내부 단차면(71c-1), 제 2 내부 단차면(71c-2), 제 3 내부 단차면(71c-3)이 형성된다.

도 8a는 본 발명에 따른 밸브 스풀(72)의 사시도이고, 도 8b는 단면구조를 타나탠 도면이다.

밸브 스풀(72)은 하단부가 개방되어 있으며, 상단부는 상면에 원호방향을 따라 일정간격으로 복수개의 관통공(72e)이 형성되고, 밸브 스풀(72)의 하측은 소경부(72')로 이루어지고, 상측에 하측보다 직경이 더 큰 대경부(72'')로 형성된다. 그리고 상면에는 상부로 돌출형성된 원봉형 돌기(72f)가 일체로 형성되어, 원봉형 돌기(72f)에 밸브 플러그(73)가 결합된다.

본 발명에서는 밸브 스풀(72)은 소경부(72')의 외주면에서 상방으로 순차적으로 제 1 환상 그루부(72a)와 제 2 환상 그루부(72b)가 형성되고, 소경부(72')와 대경부(72'')가 만나는 단차부의 외주면상에는 제 3 환상 그루부(72c)가 형성된다. 또한, 제 1 환상 그루부(72a)에는 2개 이상의 통과공(72d)이 형성된다.

도 9a는 본 발명에 따른 밸브 플러그의 사시도이고, 도 9b는 단면구조를 타나탠 도면이다.

밸브 플러그(73)는 하단부의 내경의 크기가 상기 밸브 스풀(72)의 대경부(72'') 외경의 크기와 동일하고, 밸브 플러그(73)의 외경의 크기가 밸브 슬리브(71)의 외경의 크기와 동일하다. 그리고 밸브 플러그(73)의 내부 중앙에는 밸브 스풀(72)이 상하로 승강할 수 있는 리세스(73a)와 밸브 스풀(72)의 돌기(72f)가 삽입될 수 있는 관통공(73b)이 형성되며, 외주면에는 경사통로(73c)에 의해 상부의 저압실과 연통될 수 있는 환상요홈이 형성되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 유압식 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커의 작동관계에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 10과 도 11은 본 발명에 따른 유압식 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커의 작동상태를 나타낸 부분 확대 단면도이다.

도면에 도시되지 않았으나 밸브박스(60)의 연통구멍과 연결되는 유압실이 마련되는 실린더(20)와, 실린더(20)의 내부에 내장되되, 유압이 작용할 수 있는 다수의 단턱부가 형성된 피스톤(40)이 구성되어진다.

피스톤(40)을 상승시킨 유압이 실린더(20) 내부의 유로를 통하여 제 1 연통구멍(61)에 유입되면 밸브 스풀(72)이 위로 상승하게 되며, 이때 피스톤(40)의 상단부에 구성된 상측유압실의 기름이 밸브 스풀(72)의 중앙을 통해 제 2 연통구멍(62)으로 방출시키게 된다.

그리고 밸브 스풀(72)이 상승되면 제 3 연통구멍(63)과 밸브 스풀(72)의 상면에 형성된 관통공(72e)이 유로를 형성하여 대기중인 고압의 다량의 기름이 제 3 연통구멍(63)을 통해 관통공(72e)을 관통하여 밸브 플러그(73)의 경사통로(73c)를 통해 제 4 연통구멍(64)에 방출되어 피스톤(40) 상단에 작용하여 피스톤(40)을 하강시키게 된다.

상기와 같이, 본 발명은 밸브박스(60)를 별도로 구성하여 열에 의한 뒤틀림 및 열변형 발생에 따른 불량율을 제거시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 백헤드 20 : 실린더
30 : 프런트헤드 40 : 피스톤
50 : 로드 60 : 밸브박스
61 : 제 1 연통구멍 62 : 제 2 연통구멍
63 : 제 3 연통구멍 64 : 제 4 연통구멍
70 : 밸브구조체
71 : 밸브 슬리브
71a : 제 1, 2, 3 단차면
71b : 제 1, 2, 3 관통공
71c : 제 1, 2, 3 내부 단차면
72 : 밸브 스풀
72' : 소경부 72'' : 대경부
72a, 72b, 72c : 제 1 환상 그루부, 제 2 환상 그루부, 제 3 환상 그루부
72d : 통과공 72e : 관통공
72f : 돌기
73 : 밸브 플러그
73a : 리세스 73b : 관통공
73c : 경사통로
80a : 상부 밸브커버 80b : 하부 밸브커버

Claims (4)

1. 백헤드와 실린더 및 프런트헤드가 연결되는 구성으로 그 내측에 피스톤과 로드가 구비되는 유압 브레이커에 있어서, 상기 실린더측으로 유압을 공급 및 공급중단하여 피스톤의 운동을 제어하는 유압식 밸브구조체가 상기 실린더 외측에 결합되는 밸브박스 내부공간에 설치되되,
   상기 밸브구조체는
   상기 밸브박스에 삽입되어 설치되고, 양 측이 개방되어 있으며, 그 외주면과 내주면에 단차면이 형성되어 유체의 흐름이 통과되는 밸브 슬리브와;
   하측이 개방되고, 하측면은 소경부로 이루고 상측면으로 대경부를 이루거 있으며, 상측면에 일정간격으로 복수개의 관통공이 형성되며, 상측면으로 원봉형 돌기가 돌출형성되어 상기 밸브 슬리브의 내측에 이동가능하도록 설치되는 밸브 스풀과;
   하단부가 개방되고, 상기 하단부 내관의 크기가 상기 밸브 스풀의 대경부 외경과 대응되는 크기로 형성되어 내부에 상기 밸브 스풀이 상하로 이동될 수 있는 리세스를 가지며, 상단부에 상기 원봉형 돌기가 삽입되는 관통공이 형성되고, 외주면에는 상단부와 연통되는 경사통로가 형성되는 밸브 플러그를; 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브박스는
   상기 유압식 밸브구조체가 상하 승강 작동할 수 있는 내부 공간을 보유하되, 일측면에는 하측으로부터 상측으로 내부 공간과 연통되는 복수개의 연통공이 형성되어 상기 연통공을 통해 상기 밸브구조체의 승강 작동에 의한 유압이 통과되는 것을 특징으로 하는 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브박스는 상기 유압식 밸브구조체의 상하측에 결합되는 밸브커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브가이드용 하우징이 구비된 유압 브레이커.
   
4. 삭제

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