KR101712584B1

KR101712584B1 - 다중 유압 브레이커를 구비하는 타격 장치 및, 이를 이용하는 타격 방법

Info

Publication number: KR101712584B1
Application number: KR1020150160226A
Authority: KR
Inventors: 조정우; 오주영; 박진영; 조민기
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2017-03-06

Abstract

본 발명에 따른 타격 장치와 방법은 두 개 이상의 유압 브레이커가 교대로 또는 동시에 피타격체를 타격하므로 짧은 작업 시간에 더 넓은 지역을 파쇄할 수 있고, 파쇄에 소요되는 에너지를 절감할 수 있으며, 암반 등의 강도에 따라 유압 브레이커 사이의 간격을 조절할 수 있으므로 작업 효율을 높일 수 있다.

Description

다중 유압 브레이커를 구비하는 타격 장치 및, 이를 이용하는 타격 방법{Striking apparatus having multiple hydraulic breakers and, striking methods using the multiple hydraulic breakers}

본 발명은 다중 유압 브레이커를 구비하는 타격 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 두 개 이상의 유압 브레이커가 교대로 또는 동시에 피타격체를 타격하므로 짧은 작업 시간에 더 넓은 지역을 파쇄할 수 있고, 굴삭기의 이동 횟수를 줄여 작업 시간을 단축시키며, 파쇄에 소요되는 에너지를 절감할 수 있고, 암반 등의 강도에 따라 유압 브레이커 사이의 간격을 조절할 수 있으므로 작업 효율을 높일 수 있는 타격 장치에 대한 것이다.

아울러, 본 발명은 이러한 다중 유압 브레이커를 이용한 타격 방법에 대한 것이기도 하다.

유압 브레이커는 굴삭기, 로더 등과 같은 건설 기계에 장착되는 어태치먼트로서, 도 1에 나타난 바와 같이, 유압 등을 동력원으로 하여 왕복 운동하는 피스톤(3)의 운동에너지가 치즐(5, chisel)에 충격 에너지로 전달되어 암반 또는 콘크리트 등을 파쇄하는 장비이다.

도 2에 나타난 바와 같이, 굴삭기 붐(9)에는 하나의 유압 브레이커(1)가 장착되는데, 이러한 굴삭기로는 유압을 증가시키더라도 파쇄 면적에 한계가 있다. 즉, 유압 브레이커(1)에 공급되는 유압을 증가 시키더라도 1회 타격으로 하나의 치즐(5)이 파쇄할 수 있는 지반 면적에는 한계가 있기 때문에 작업 효율성이 문제가 된다.

그리고, 어느 한 지점을 파쇄 완료한 이후에는 다른 지점 예를 들어, 파쇄가 완료된 지점의 인접 지점으로 이동해야 하는데, 이러한 이동이 잦을수록 이동에 소요되는 시간이 커지므로 작업 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것이다.

특히, 본 출원인은, 암반과 굴삭기에 대한 오랜 연구와 경험을 통해서, 지반이 연암 또는 그 이하 등급인 경우에는 댐핑(damping)으로 인한 에너지 소산이 많기 때문에 지나치게 큰 힘으로 타격할 필요가 없다는 점을 알게 되었다. 그리고, 본 출원인은, 예를 들어, 유압 브레이커에 최대 유압의 50%를 공급하여 연암을 타격할 경우 파쇄속도는 40% 정도 저하되어 대략 60%의 성능이 발휘됨을 알게 되었고, 이에 따라 2개의 유압 브레이커에 각각 최대 유압의 50%를 공급하면 120%(60%×2)의 성능이 발휘되어 20%의 성능 향상이 가능하다는 연구 결과를 얻었다.

본 발명은 이러한 연구 결과에 기초한 것으로서, 단순히 기존의 굴삭기에 두 개의 유압 브레이커를 설치한 것만 가지고 본 출원의 특허성(신규성 및 진보성)이 평가되어서는 아니될 것이다.

구체적으로, 본 발명은 두 개 이상의 유압 브레이커가 교대로 또는 동시에 피타격체를 타격하므로 짧은 작업 시간에 더 넓은 지역을 파쇄할 수 있고, 작업 중 굴삭기의 이동에 소요되는 시간을 줄일 수 있으며, 파쇄에 소요되는 에너지를 절감할 수 있고, 암반 등의 강도에 따라 유압 브레이커 사이의 간격을 조절할 수 있으므로 작업 효율을 높일 수 있는 타격 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 연암 이하 등급의 암반을 파쇄할 경우, 두 치즐의 간격과 유압을 조절함으로써 타격으로 인한 균열이 서로 연결되도록 하여 파쇄 효율을 높일 수 있는 타격 장치를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본 발명의 또 다른 목적은 지반 등의 강도에 따라 동시 타격 모드 또는 교대 타격 모드를 선택적으로 구현할 수 있는 타격 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 다중 유압 브레이커를 이용한 타격 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 타격 장치는, 굴삭기의 붐(9)에 설치되는 프레임(10); 및 프레임(10)에 설치된 적어도 두 개의 유압 브레이커(30)(30a);를 포함한다.

유압 브레이커(30)(30a)는 각각의 피스톤(35)(35a)과 치즐(32)(32a) 및 동작 제어밸브(38)(38a)를 갖는다. 그리고, 각 동작 제어밸브(38)(38a)는 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 대한 작동유의 유로를 제어하여 피스톤(35)(35a)이 상하 왕복이동을 하도록 한다.

피스톤(35)(35a)이 상하로 왕복 이동하면서 치즐(32)(32a)을 타격하여 피타격체를 파쇄하되, 유압 브레이커(30)(30a)가 동시에 피타격체를 타격하거나 교대로 피타격체를 타격할 수 있다.

상기 프레임(10)은, 굴삭기의 붐(9)에 결합되는 결합부(11); 결합부(11)의 하단에 결합되고,

형상의 종단면을 가진 연결 브라켓(13); 및, 연결 브라켓(13)에 수평으로 설치된 수평 바(18);를 포함할 수 있다.

유압 브레이커(30)(30a)의 상단은 수평 바(18)에 슬라이딩 가능하도록 설치된다. 유압 브레이커(30)(30a) 사이에는 간격 조절용 실린더(60)가 설치되되, 간격 조절용 실린더(60)의 양끝단이 양쪽 유압 브레이커(30)(30a)에 연결되어 간격 조절용 실린더(60)의 피스톤이 인입, 인출함에 따라 유압 브레이커(30)(30a)가 수평 바(18)를 따라 슬라이딩되어 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격(S)이 조절될 수 있다.

유압 브레이커(30)(30a) 사이에는 지지 부재가 더 설치될 수 있다. 지지 부재는 제1 지지봉(71)과 제2 지지봉(73)이 X자로 회동 가능하도록 결합되어 이루어진다. 제1 지지봉(71)과 제2 지지봉(73)의 양쪽 끝단 중 어느 한쪽은 유압 브레이커(30)(30a)의 측면에 고정되고 나머지 한쪽은 상기 측면에 슬라이딩 가능하도록 결합된다.

상기 나머지 한쪽은 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격이 조절 완료된 후 그 위치가 고정됨으로써 상기 간격(S)이 고정될 수 있다.

한편, 프레임(10)에는 가이드 부재(80)가 수직으로 설치될 수 있다. 가이드 부재(80)에는 수직 방향의 장공(81)이 형성되어 있다. 제1 지지봉(71)과 제2 지지봉(73) 중 어느 하나에는 장공(81)에 슬라이딩 가능하도록 삽입되는 가이드 돌기(75)가 제1,2 지지봉(71)(73)의 결합 지점에 형성되고, 간격조절용 실린더(60)의 피스톤의 인입, 인출에 의해 상기 간격(S)이 조절되는 동안에 가이드 돌기(75)가 장공(81)에 삽입된 상태에서 승하강하게 된다.

상기 타격장치(100)에 두 개의 유압 브레이커(30)(30a)가 구비되는 경우, 방향 제어밸브(36)는 유압 브레이커(30)(30a)의 상부 챔버(33)(33a) 압력에 따라 동작 제어밸브(38)(38a)를 교대로 작동시켜 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 작동유를 공급함으로써 교차 타격이 이루어지도록 한다.

구체적으로, 유압 브레이커(30)의 하부챔버(34)와 유압 브레이커(30)의 동작 제어밸브(38)에 상기 작동유가 동시에 공급되고, 피스톤의 상승 행정에 따라 하부 챔버(34)의 작동유가 방향 제어 밸브(36)를 경유하여 동작 제어 밸브(38)로 공급되고, 동작 제어밸브(38)는 상기 작동유가 제1 유압 브레이커(30)의 상부 챔버(33)와 방향 제어밸브(36)에 각각 공급되도록 함으로써 제1 유압 브레이커(30)의 피스톤(35)이 아래로 하강하여 치즐을 타격하도록 함과 동시에 방향 제어밸브(36)의 스풀(37)이 위치변경을 하도록 한다.

그리고, 스풀(37)의 위치 변경에 의해서 유압 브레이커(30a)의 하부챔버(34a)의 작동유가 방향 제어밸브(36)를 경유하여 유압 브레이커(30a)의 동작 제어밸브(38a)로 공급되고, 동작 제어밸브(38a)는 유압 브레이커(30a)의 상부 챔버(33a)와 방향 제어밸브(36)에 각각 작동유가 공급되도록 함으로써 유압 브레이커(30a)의 피스톤(35a)이 아래로 하강하여 치즐을 타격하도록 함과 동시에 방향 제어밸브(36)의 스풀(37)이 위치변경을 하도록 한다.

본 발명의 다른 측면인 다중 유압브레이커를 이용한 타격 방법은 제1 타격 모드와 제2 타격 모드를 포함한다.

구체적으로, 제1 타격 모드는 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 작동유를 공급하여 유압 브레이커(30)(30a)가 교대로 피타격체를 타격하도록 하고, 제2 타격 모드는 유압 브레이커(30)(30a)에 동시에 작동유를 공급하여 유압 브레이커(30)(30a)가 동시에 피타격체를 타격하도록 한다.

제2 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압은 제1 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압 보다 작다.

예를 들어, 피타격체가 소정 강도 이상인 경우에는 제1 타격 모드로 타격이 이루어지고, 피타격체가 소정 강도 미만인 경우에는 제2 타격 모드로 타격이 이루어질 수 있다.

피타격체의 강도를 고려하여 상기 타격이 이루어지기 전에 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격(S)을 조절하되, 상기 강도가 큰 경우에는 강도가 작은 경우 보다 간격(S)이 좁은 것이 바람직하다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 두 개 이상의 유압 브레이커가 교대로 또는 동시에 피타격체를 타격하므로 짧은 작업 시간에 더 넓은 지역을 파쇄할 수 있고, 파쇄에 소요되는 에너지를 절감할 수 있으며, 암반 등의 강도에 따라 유압 브레이커 사이의 간격을 조절할 수 있으므로 작업 효율을 높일 수 있다.

둘째, 동시 타격 모드를 선택할 경우, 유량이 50%씩 양쪽 브레이커에 공급되어 최대 타격력의 50%가 동시에 전달된다. 앞서 설명한 바와 같이, 연암 이하 암반 파쇄시 각 치즐에 타격력의 50%가 전달되더라도 연암의 파쇄량은 60% 수준을 유지하기 때문에 1개 치즐작업 성능을 100%라고 평가했을 때, 2개 치즐작업은 120%의 파쇄성능이 발현된다. 즉, 동시 타격모드를 선택하면 연암이하 등급의 파쇄작업에서 20%의 작업효율 향상을 기대할 수 있다.

셋째, 교대 타격 모드를 선택할 경우, 100%의 유량이 양쪽 브레이커에 공급되어 타격력이 100% 유지된다. 그러므로 경암을 포함한 모든 등급의 암반을 타격, 파쇄할 수 있다. 연구에 따르면 타격간격을 최적으로 설정하는 경우 파쇄효율이 50~200%까지 차이가 발생한다. 따라서 치즐사이의 타격간격을 최적으로 설정하여 파쇄효율을 향상시킬 수 있다. 또한 타격 후 이동하는 시간을 절약함으로써 작업속도의 향상도 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 유압 브레이커(사이드 고정방식)를 보여주는 종단면도.
도 2는 도 1의 유압 브레이커를 장착한 굴삭기가 지반을 파쇄하는 것을 보여주는 사시도.
도 3과 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타격 장치를 구비한 굴삭기가 지반을 파쇄하는 것을 보여주는 사시도.
도 5는 도 3의 타격 장치를 보여주는 정면도로서, 두 유압 브레이커 사이의 간격이 최대로 된 경우를 보여주는 도면.
도 6은 도 3의 타격 장치를 보여주는 정면도로서, 두 유압 브레이커 사이의 간격이 최소로 된 경우를 보여주는 도면.
도 7은 도 3의 타격 장치를 보여주는 측면도.
도 8은 도 3의 타격 장치의 내부 구조와 유로를 보여주는 도면.
도 9a는 도 8의 A 부분을 확대한 도면.
도 9b는 도 8의 B 부분을 확대한 도면.
도 9c는 도 8의 C 부분을 확대한 도면.
도 10 내지 도 15는 두 유압 브레이커의 교차 타격이 이루어지는 과정을 순차적으로 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서에서는 타격 장치가 굴삭기 붐에 설치된 것을 예로 들어서 설명하기로 한다. 그러나, 타격장치는 굴삭기 붐 뿐만 아니라 다른 건설기계에도 장착되어 사용될 수 있는데, 이러한 점은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자가 본 명세서를 참조하면 쉽게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 타격장치가 굴삭기 붐에 설치되는 것 뿐만 아니라 다른 건설기계에 설치되는 것도 포함하는 것으로 해석되어야 하고, 특허청구범위의 '굴삭기 붐'은 굴삭기 뿐만 아니라 다른 건설기계도 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

도 3과 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타격 장치를 구비하는 굴삭기가 지반을 파쇄하는 것을 보여주는 사시도이고, 도 5와 도 6은 상기 타격 장치를 보여주는 정면도이다.

도면을 참조하면, 상기 타격 장치(100)는 프레임(10)과, 프레임(10)에 설치된 유압 브레이커들(30)(30a) 및, 유압 브레이커들(30)(30a) 사이의 간격을 조절하는 간격 조절용 실린더(60)를 구비한다.

프레임(10)은 결합부(11)와 연결 브라켓(13) 및 수평 바(18)를 포함한다. 프레임(10)은 유압 브레이커들(30)(30a)의 하중과, 유압 브레이커(30)(30a)의 타격에 의한 진동 등을 견딜 수 있는 강도와 강성을 갖는다.

결합부(11)는 굴삭기의 붐(9)에 체결되는데, 상기 체결은 볼트 등을 이용하는 통상적인 방법에 의해서 이루어질 수 있다.

연결 브라켓(13)은

형상의 종단면을 가진 부재로서 결합부(11)의 하단에 결합되고, 수평 바(18)는 그 양쪽 끝단이 연결 브라켓(13)의 마주보는 측면(14)에 결합되도록 설치된다. 도 7에 나타난 바와 같이, 수평 바(18)는 한 쌍이 서로 평행하게 측면(14)을 연결하도록 설치되는데, 유압 브레이커(30)(30a)의 상단에 형성된 체결공(31a)에 삽입된다.

각 유압 브레이커(30)(30a)의 내부에는 피스톤과 치즐(32)(32a) 및 유압회로(동작 제어밸브 등)가 각각 구비된다. 유압 브레이커(30)(30a) 사이에는 간격 조절용 실린더(60)와 지지부재 및, 가이드 부재(80)가 설치된다. 한편, 도면에는 두 개의 유압 브레이커(30)(30a)가 프레임(10)에 설치된 것이 도시되어 있으나, 유압 브레이커는 세 개 이상 구비될 수도 있다.

상기 피스톤은 유압 등에 의해서 상하로 왕복 이동하면서 치즐(32)(32a)을 타격하고, 치즐(32)(32a)은 지반, 암반, 콘크리트 건물과 같은 피타격체를 타격하여 파쇄시킨다.

유압 브레이커(30)(30a)는 수평 바(18)가 체결공(31)(31a)에 슬라이딩 가능하도록 체결되는 것에 의해서 프레임(10)에 설치된다.

간격 조절용 실린더(60)는 그 양끝단이 양쪽 유압 브레이커(30)(30a)에 연결된다. 따라서, 간격 조절용 실린더(60)의 피스톤이 인입, 인출함에 따라 유압 브레이커(30)(30a)가 수평 바(18)를 따라 슬라이딩되어 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격(S)이 조절된다.

상기 간격(S)은 피타격체의 강도에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 피타격체가 연암인 경우에는 간격(S)을 넓게 하고 경암인 경우에는 연암인 경우보다 간격(S)을 좁게 한다. 이렇게 함으로써 타격에 의해서 생긴 균열들이 잘 연결되도록 할 수 있다.

지지부재는 제1 지지봉(71)과 제2 지지봉(73)이 X자로 회동 가능하도록 결합되어 이루어진다. 그리고, 가이드 부재(80)는 프레임(10)에 수직으로 설치된 것으로서, 가이드 부재(80)에는 장공(81)이 수직방향으로 길게 형성된다.

제1,2 지지봉(71)(73)은 그 중앙에서 서로 결합되고, 상기 결합 지점(제1,2 지지봉의 중앙)에는 가이드 돌기(75)가 형성된다. 가이드 돌기(75)는 장공(81)에 삽입된 상태에서 상하로 이동될 수 있다.

그리고, 도 5와 도 6에 나타난 바와 같이, 제1,2 지지봉(71)(73)의 양쪽 끝단 중 상단은 유압 브레이커(30)(30a)의 측면에 고정되고 하단은 상기 측면에 슬라이딩 가능하도록 결합된다.

구체적으로, 유압 브레이커(30)(30a)의 측면에는 슬라이딩 레일(77)이 설치되어 있는데, 제1,2 지지봉(71)(73)의 상단은 유압 브레이커(30)(30a)의 측면에 고정되고 제1,2 지지봉(71)(73)의 하단은 슬라이딩 레일(77)에 슬라이딩 가능하게 체결된다. 이에 따라, 도 5와 같이 간격(S)이 넓은 상태에서 간격 조절용 실린더(60)의 피스톤이 인입하여 도 6과 같이 간격(S)이 좁아지면 제1,2 지지봉(71)(73)의 하단은 슬라이딩 레일(77)을 따라 아래로 하강하게 된다. 이 때, 가이드 돌기(75)는 장공(81)을 따라 아래로 이동하면서 지지부재의 상기 슬라이딩을 가이드한다. 즉, 가이드 돌기(75)가 장공(81)에 삽입된 상태에서 상,하로 이동하는 구조는 간격(S) 조절이 안정적으로 이루어지도록 하는데 도움을 준다.

한편, 간격(S) 조절이 완료된 후에는 제1,2 지지봉(71)(73)의 하단이 슬라이딩 레일(77)에 고정되는 것이 바람직한데, 이것은 타격이 이루어지는 동안에 간격(S)이 변하는 것을 방지하고 진동을 줄이기 위함이다. 상기 고정은 클램프(도면에 미도시) 등과 같은 통상의 수단으로 이루어질 수 있다.

위와 같은 구성을 갖는 타격 장치(100)는 복수 개의 유압 브레이커(30)(30a)가 교대로 피타격체를 타격(제1 타격 모드)할 수도 있고 동시에 피타격체를 타격(제2 타격 모드)할 수도 있다. 제2 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압은 제1 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압 보다 작다. 즉, 제1 타격 모드는 복수 개의 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 유압이 공급되므로 각 유압 브레이커(30)(30a)에 최대 유압이 공급될 수 있고, 제2 타격 모드에서는 복수 개의 유압 브레이커(30)(30a)에 동시에 유압이 공급되므로 최대 유압 보다 작은 유압이 공급된다.

따라서, 피타격체가 소정 강도 이상인 경우에는 제1 타격 모드로 타격이 이루어지고, 피타격체가 소정 강도 미만인 경우에는 제2 타격 모드로 타격이 이루어질 수 있다.

본 출원인은 지반이 연암 또는 그 이하 등급인 경우에는 댐핑(damping)으로 인한 에너지 소산이 많기 때문에 지나치게 큰 힘으로 타격할 필요가 없다는 것을 오랜 연구와 경험을 통해서 알게 되었다. 또한, 본 출원인은 유압 브레이커에 최대 유압의 50%를 공급하여 연암을 타격할 경우 파쇄속도는 40% 정도 저하되어 대략 60%의 성능이 발휘되는데, 이에 따라 2개의 유압 브레이커에 각각 최대 유압의 50%를 공급하면 120%(60%×2)의 성능이 발휘되어 20%의 성능 향상이 가능하다는 연구 결과를 얻었다. 즉, 제2 타격 모드로 연암 등급 이하의 암반을 타격하면(즉, 복수 개의 유압 브레이커가 동시에 연암 등급 이하의 암반을 타격하면) 일반적으로 예측되는 효과보다 더 우수한 효과(에너지 절감 및 작업 속도 향상 등)가 얻어질 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 단순히 유압 브레이커를 복수 개 장착한 것만으로 평가되어서는 아니될 것이고, 본 발명이 암반 물성에 대한 상술한 연구 결과에 기초한 것이라는 점이 평가되어야 할 것이다. 그리고, 본 발명의 진보성 판단시, 이러한 예측하지 못한 효과가 고려되어야 할 것이다.

제2 타격 모드는 복수 개의 유압 브레이커(30)(30a)에 동시에 유압이 공급되는 것에 의해서 이루어질 수 있다. 즉, 각 유압 브레이커(30)(30a)에 유압이 동시에 공급되면 각 유압 브레이커(30)(30a)의 피스톤이 상,하강하게 되어 타격이 동시에 이루어진다.

한편, 제1 타격 모드에서는 복수 개의 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 유압이 공급되는데, 아래에서는 두 개의 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 유압이 공급되는 경우에 대해서 설명하기로 한다.

타격 장치의 내부 유로와 구조에 대한 설명

도 8은 두 유압브레이커(30)(30a)의 내부 구조와 유로를 보여주는 구성도이다. 도면에 나타난 바와 같이, 유압 브레이커(30)(30a)에는 각각의 동작 제어밸브(38)(38a)가 연결된다. 그리고, 제1 타격 모드에서, 방향 제어밸브(36)는 동작 제어밸브(38)(38a)가 교차(교대)로 작동하도록 한다. 도면을 간단하게 나타내기 위해서, 도 8에서는 유압 브레이커(30)(30a)의 케이스를 절반만 도시하였고, 프레임(10)과 지지부재 및 간격 조절용 실린더(60)의 도시를 생략하였다.

피스톤(35)(35a)은 상부 직경(D1)이 하부 직경(D2) 보다 작다(즉, 도 9a,b에서 g1은 g2 보다 크다). 따라서, 상,하부 챔버(33)(34)에 동일한 유압이 작용하는 경우에는 상,하부 직경의 차이(D2 - D1)에 해당하는 면적차(유압이 작용하는 면적차이)로 인해 아래로 힘이 작용하게 되어 피스톤(35)(35a)이 하강하게 된다.

그리고, 동작 제어밸브(38)(38a)는, g3에 해당하는 면적차로 인해서, change line(42a)을 통해서 공급되는 유압이 스풀(39a)을 위로 밀어 올리는 힘을 인가하게 된다.

제1 타격 모드(교차 타격)에 대한 설명

도 10 내지 도 15는 타격장치(100)가 제1 타격 모드로 작동하는 것을 순차적으로 보여준다. 이해를 돕기 위해서, 도 10 내지 도 15에서는 도 8과 같은 유압 브레이커의 내부 구조와 유로를 단순하게 하여 나타내었다.

먼저, 도 10에 나타난 바와 같이, 공급 라인(41)(41a)을 통해서 작동유가 하부 챔버(34)(34a)와 동작제어밸브(38)(38a)로 유입된다. 이 때, 상,하부 챔버(33)(34)의 압력 차이로 인해서 피스톤(35)(35a)이 위로 상승하게 되고, 동작 제어밸브(38)(38a)는 스풀(39)(39a)에 작용하는 유압의 면적 차이가 없기 때문에 스풀(39)(39a)이 상승하지 않는다.

피스톤(35)이 위로 상승하게 되면, 도 11에 나타난 바와 같이, change line(42)을 통해서 방향 제어밸브(36)로 유로가 연결되고, 이에 따라 작동유가 방향 제어밸브(36)를 경유하여 동작 제어밸브(38)로 유입되며, 동작 제어밸브(38)로 유입된 작동유는 유압이 작용하는 면적차로 인해서 스풀(39)을 위로 상승시킨다.

스풀(39)이 위로 상승되면, 도 12에 나타난 바와 같이, 작동유가 impact line(43)을 통해서 상부 챔버(33)로 유입되므로 상부 챔버(33)에 고압이 발생되면서 피스톤(35)이 하강하여 치즐(도면에 미도시)을 타격하게 되고 치즐은 암반을 타격하게 된다(도 11). 이와 동시에, 작동유가 impact line(43)을 통해서 방향 제어밸브(36)로도 공급되어 스풀(37)을 우측으로 이동시킨다.

스풀(37)이 우측으로 이동되면, 도 13에 나타난 바와 같이, 유압 브레이커(30a)와 방향 제어밸브(36)가 change line(42a)을 통해서 서로 연결되고, 이에 따라 작동유가 방향 제어밸브(36)를 통해서 동작 제어밸브(38a)로 공급된다. 작동유가 동작 제어밸브(38a)로 공급되면 면적차로 인해서 스풀(39a)이 위로 상승하게 된다.

그리고, 도 13과 도 14에 나타난 바와 같이, 피스톤(35)이 하강하게 되면 상부챔버(33)는 drain line과 연결되어 압력이 하강하기 때문에 스풀(39)이 아래로 이동하게 되고, 이어서 상부챔버(33)의 압력이 내려가고 피스톤과 치즐의 타격에 의한 반발력과 하부 챔버(34)에 공급되는 압력으로 인해 피스톤(35)이 다시 위로 상승하게 된다.

한편, 도 13에 나타난 바와 같이, 하부 챔버(34a)의 작동유는 change line(42a)과 방향 제어밸브(36)를 경유하여 동작 제어밸브(38a)에 유입되어 스풀(39a)을 위로 상승시키고, 이에 따라 도 14에 나타난 바와 같이, supply line(41a)의 작동유가 동작 제어밸브(38a) 및 impact line(43a)을 통해서 상부챔버(33a)로 공급되어 상부챔버(33a)의 압력을 상승시키며, 상부챔버(33a)의 압력이 높아짐에 따라 피스톤(35a)이 하강하여 치즐(도면에 미도시)을 타격하게 되고, 이와 동시에 작동유가 impact line(43a)을 통해서 방향 제어밸브(36)로도 공급되어 스풀(37)을 좌측으로 이동시킨다.

피스톤(35a)이 하강함에 따라, 도 15에 나타난 바와 같이, 상부챔버(33a)의 작동유가 drain line(44a)과 동작 제어밸브(38a)를 통해서 배출되어 상부챔버(33a)의 압력이 하강하게 된다.

스풀(37)이 좌측으로 이동함에 따라 change line(42)과 유압 브레이커(30)가 연결되고, 이에 따라 도 10과 같은 상태가 되며, 상술한 과정을 반복하게 된다.

요약하면, 제1 타격 모드에서는 유압 브레이커(30)(30a)의 상부 챔버(33)(33a)의 압력에 따라 방향 제어밸브(36)의 스풀(37)이 좌,우로 이동하게 되고, 스풀(37)이 좌,우로 이동하면서 작동유를 유압 브레이커(30)(30a)에 교대(교차)로 공급함으로써 교차 타격이 가능하게 된다.

1, 30, 30a : 유압 브레이커 3, 35, 35a : 피스톤
5, 32, 32a : 치즐 7, 33, 33a : 상부 챔버
9 : 굴삭기의 붐 10 : 프레임
11 : 결합부 13 : 연결 브라켓
14 : 연결 브라켓의 측면 18 : 수평 바
31, 31a : 체결공 34, 34a : 하부 챔버
36 : 방향 제어밸브 37 : 방향 제어밸브의 스풀
38, 38a : 동작 제어밸브 39, 39a : 동작 제어밸브의 스풀
41, 41a : supply line 42, 42a : change line
43, 43a : impact line 44, 44a : drain line
60 : 간격 조절용 실린더 71 : 제1 지지봉
73 : 제2 지지봉 75 : 가이드 돌기
77 : 슬라이딩 레일 80 : 가이드 부재
81 : 장공
100 : 다중 유압 브레이커를 구비하는 타격 장치
S : 유압 브레이커 사이의 간격

Claims

굴삭기의 붐(9)에 설치되는 프레임(10);
프레임(10)에 설치된 두 개의 유압 브레이커(30)(30a); 및
방향 제어밸브(36);를 포함하고,
유압 브레이커(30)(30a)는 각각의 피스톤(35)(35a)과 치즐(32)(32a) 및 동작 제어밸브(38)(38a)를 갖고,
각 동작 제어밸브(38)(38a)는 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 대한 작동유의 공급을 제어하여 피스톤(35)(35a)이 상하 왕복이동을 하도록 하며,
피스톤(35)(35a)이 상하로 왕복 이동하면서 치즐(32)(32a)을 타격하여 피타격체를 파쇄하되, 유압 브레이커(30)(30a)가 동시에 피타격체를 타격하거나 교대로 피타격체를 타격하고,
방향 제어밸브(36)는 유압 브레이커(30)(30a)의 상부 챔버(33)(33a) 압력에 따라 동작 제어밸브(38)(38a)를 교대로 작동시켜 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 작동유를 공급함으로써 교차 타격이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 구비하는 타격장치.
제1항에 있어서,
프레임(10)은,
굴삭기의 붐(9)에 결합되는 결합부(11);
결합부(11)의 하단에 결합되고,
형상의 종단면을 가진 연결 브라켓(13); 및,
연결 브라켓(13)에 수평으로 설치된 수평 바(18);를 포함하고,
유압 브레이커(30)(30a)의 상단은 수평 바(18)에 슬라이딩 가능하도록 설치되며,
유압 브레이커(30)(30a) 사이에는 간격 조절용 실린더(60)가 설치되되, 간격 조절용 실린더(60)의 양끝단이 양쪽 유압 브레이커(30)(30a)에 연결되어 간격 조절용 실린더(60)의 피스톤이 인입, 인출됨에 따라 유압 브레이커(30)(30a)가 수평 바(18)를 따라 슬라이딩되어 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격(S)이 조절되는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 구비하는 타격장치.
굴삭기의 붐(9)에 설치되는 프레임(10); 및
프레임(10)에 설치된 적어도 두 개의 유압 브레이커(30)(30a);를 포함하고,
유압 브레이커(30)(30a)는 각각의 피스톤(35)(35a)과 치즐(32)(32a) 및 동작 제어밸브(38)(38a)를 갖고,
각 동작 제어밸브(38)(38a)는 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 대한 작동유의 공급을 제어하여 피스톤(35)(35a)이 상하 왕복이동을 하도록 하며,
피스톤(35)(35a)이 상하로 왕복 이동하면서 치즐(32)(32a)을 타격하여 피타격체를 파쇄하되, 유압 브레이커(30)(30a)가 동시에 피타격체를 타격하거나 교대로 피타격체를 타격하고,
프레임(10)은,
굴삭기의 붐(9)에 결합되는 결합부(11);
결합부(11)의 하단에 결합되고,
형상의 종단면을 가진 연결 브라켓(13); 및,
연결 브라켓(13)에 수평으로 설치된 수평 바(18);를 포함하고,
유압 브레이커(30)(30a)의 상단은 수평 바(18)에 슬라이딩 가능하도록 설치되며,
유압 브레이커(30)(30a) 사이에는 간격 조절용 실린더(60)가 설치되되, 간격 조절용 실린더(60)의 양끝단이 양쪽 유압 브레이커(30)(30a)에 연결되어 간격 조절용 실린더(60)의 피스톤이 인입, 인출됨에 따라 유압 브레이커(30)(30a)가 수평 바(18)를 따라 슬라이딩되어 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격(S)이 조절되고,
유압 브레이커(30)(30a) 사이에는 지지 부재가 설치되고,
지지 부재는 제1 지지봉(71)과 제2 지지봉(73)이 X자로 회동 가능하도록 결합되어 이루어지며,
제1 지지봉(71)과 제2 지지봉(73)의 양쪽 끝단 중 어느 한쪽은 유압 브레이커(30)(30a)의 측면에 고정되고 나머지 한쪽은 상기 측면에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 구비하는 타격장치.
제3항에 있어서,
상기 나머지 한쪽은 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격이 조절 완료된 후 그 위치가 고정됨으로써 상기 간격(S)이 고정되는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 구비하는 타격장치.
제4항에 있어서,
프레임(10)에는 가이드 부재(80)가 수직으로 설치되고, 가이드 부재(80)에는 수직 방향의 장공(81)이 형성되어 있으며,
제1 지지봉(71)과 제2 지지봉(73) 중 어느 하나에는 장공(81)에 슬라이딩 가능하도록 삽입되는 가이드 돌기(75)가 제1,2 지지봉(71)(73)의 결합 지점에 형성되고,
간격조절용 실린더(60)의 피스톤이 인입, 인출됨에 따라 상기 간격(S)이 조절되는 동안에 가이드 돌기(75)가 장공(81)에 삽입된 상태에서 승하강하는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 구비하는 타격장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
유압 브레이커(30)(30a)는 두 개의 유압 브레이커로 이루어지고,
방향 제어밸브(36)가 더 구비되며,
방향 제어밸브(36)는 유압 브레이커(30)(30a)의 상부 챔버(33)(33a) 압력에 따라 동작 제어밸브(38)(38a)를 교대로 작동시켜 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 작동유를 공급함으로써 교차 타격이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 구비하는 타격장치.
제1항에 있어서,
유압 브레이커(30)의 하부챔버(34)와 유압 브레이커(30)의 동작 제어밸브(38)에 상기 작동유가 동시에 공급되고, 이에 따라 유압 브레이커(30)의 피스톤(35)이 상승 행정을 하게 됨에 따라 하부 챔버(34)의 작동유가 방향 제어 밸브(36)를 경유하여 동작 제어 밸브(38)로 공급되고, 동작 제어밸브(38)는 상기 작동유가 제1 유압 브레이커(30)의 상부 챔버(33)와 방향 제어밸브(36)에 각각 공급되도록 함으로써 제1 유압 브레이커(30)의 피스톤(35)이 아래로 하강하여 치즐을 타격하도록 함과 동시에 방향 제어밸브(36)의 스풀(37)이 위치변경을 하도록 하며,
스풀(37)의 위치 변경에 의해서 유압 브레이커 (30a)의 하부챔버(34a)의 작동유가 방향 제어밸브(36)를 경유하여 유압 브레이커(30a)의 동작 제어밸브(38a)로 공급되고, 동작 제어밸브(38a)는 유압 브레이커(30a)의 상부 챔버(33a)와 방향 제어밸브(36)에 각각 작동유가 공급되도록 함으로써 유압 브레이커(30a)의 피스톤(35a)이 아래로 하강하여 치즐을 타격하도록 함과 동시에 방향 제어밸브(36)의 스풀(37)이 위치변경을 하도록 하는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 구비하는 타격장치.
적어도 두 개 이상의 유압 브레이커(30)(30a)를 하나의 굴삭기 붐에 설치하여 피타격체를 파쇄하는 방법이고, 상기 방법은 제1 타격 모드와 제2 타격 모드를 포함하며, 각각의 유압 브레이커(30)(30a)는 각각의 피스톤(35)(35a)과 치즐(32)(32a) 및 동작 제어밸브(38)(38a)를 갖고,
제1 타격 모드는 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 작동유를 공급하여 유압 브레이커(30)(30a)가 교대로 피타격체를 타격하도록 하고,
제2 타격 모드는 유압 브레이커(30)(30a)에 동시에 작동유를 공급하여 유압 브레이커(30)(30a)가 동시에 피타격체를 타격하도록 하며,
제2 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압은 제1 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압 보다 작고,
상기 타격이 이루어지기 전에 피타격체의 강도를 고려하여 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격(S)을 조절하되, 상기 강도가 큰 경우에는 강도가 작은 경우 보다 간격(S)이 좁은 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 이용한 타격 방법.
적어도 두 개 이상의 유압 브레이커(30)(30a)를 하나의 굴삭기 붐에 설치하여 피타격체를 파쇄하는 방법이고, 상기 방법은 제1 타격 모드와 제2 타격 모드를 포함하며, 각각의 유압 브레이커(30)(30a)는 각각의 피스톤(35)(35a)과 치즐(32)(32a) 및 동작 제어밸브(38)(38a)를 갖고,
제1 타격 모드는 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 작동유를 공급하여 유압 브레이커(30)(30a)가 교대로 피타격체를 타격하도록 하고,
제2 타격 모드는 유압 브레이커(30)(30a)에 동시에 작동유를 공급하여 유압 브레이커(30)(30a)가 동시에 피 타격체를 타격하도록 하며,
제2 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압은 제1 타격 모드에서 각각의 유압 브레이커(30)(30a)에 공급되는 작동유 유압 보다 작고,
피타격체가 소정 강도 이상인 경우에는 제1 타격 모드로 타격이 이루어지고, 피타격체가 소정 강도 미만인 경우에는 제2 타격 모드로 타격이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 이용한 타격 방법.
제9항에 있어서,
상기 타격이 이루어지기 전에 피타격체의 강도를 고려하여 유압 브레이커(30)(30a) 사이의 간격(S)을 조절하되, 상기 강도가 큰 경우에는 강도가 작은 경우 보다 간격(S)이 좁은 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 이용한 타격 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
방향 제어밸브(36)가 더 구비되고,
방향 제어밸브(36)는 유압 브레이커(30)(30a)의 동작 제어밸브(38)(38a)를 교대로 작동시켜 유압 브레이커(30)(30a)에 교대로 작동유를 공급함으로써 제1 타격모드가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는, 다중 유압브레이커를 이용한 타격 방법.