KR101764054B1

KR101764054B1 - 압축공기를 이용한 항타기

Info

Publication number: KR101764054B1
Application number: KR1020160022555A
Authority: KR
Inventors: 류욱현
Original assignee: 류욱현
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2017-08-01
Also published as: KR20170073440A

Abstract

본 발명은 압축공기를 이용한 항타기에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 케이스(100); 상기 케이스(100)의 내부에 구동수단의 회전력을 전달받아 회전하는 크랭크샤프트(210)와, 상기 크랭크샤프트(210)의 일측과 연결되어 왕복운동을 하는 크랭크로드(220)로 구성되는 구동부(200); 상기 구동부(200)의 하부에 위치되는 실린더(310)와, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 일측이 크랭크로드(220)와 연결되고 외측에서 하부로 연결되는 압축공기유동홀(325)이 형성되는 피스톤(320)과, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 상기 피스톤(320)의 외측을 감싸며 고정되는 밀폐커버(350)와, 상기 피스톤(320)의 하부에 구성되는 해머(330)로 구성되는 타격부(300); 로 구성되며, 상기 실린더(310)의 내주와 피스톤(320)의 외주 사이에 제1압축공간(g1)이 형성되고, 상기 피스톤(320)과 해머(330) 사이에 제2압축공간(g2)이 형성됨으로써, 항타 작업을 수행하는 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에 작은 규모로 구성되며 무게를 경량화시킴과 더불어, 구동부의 작동으로 해머가 상하부로 왕복운동을 하되, 보다 많은 양의 압축공기를 형성하며 압축공기의 이동이 원활하게 이루어져 압축공기의 저항을 전혀 받지 않아 타격력을 극대화되어 작업시간 단축 및 편리성이 부여됨과 동시에 항타 작업 시 그 진동을 완화시켜 장치의 내구성을 확보할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Description

압축공기를 이용한 항타기{Pile driver with compressed air}

본 발명은 압축공기를 이용한 항타기에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 구동부의 작동으로 압축공기를 형성하여 타격하되, 보다 많은 압축공기를 형성하여 타격력을 향상시킬 수 있도록 하는 압축공기를 이용한 항타기에 관한 것이다.

통상적으로 항타기는 건축, 토목 등의 현장이나 고추, 과수원 등에서 타격대상물을 타격하는데 사용하고 있다.

한편, 종래의 항타기의 경우 대부분이 유압 또는 공압방식을 이용하여 해머의 작동을 제어 또는 구동수단의 구동력을 전달받아 해머의 왕복운동을 제어하는 방식으로 사용되어 오고 있으나, 상기 유, 공압방식은 단순히 유압 또는 공압의 공급에 따라 그 힘이 결정되며, 구동수단에 의해 작동하는 방식은 해머의 이격거리에 따라 그 힘이 결정되기 마련이다.

그러나 이러한 두 방식 모두 타격력을 높여 작업시간을 단축시키기 위해서는 장치의 규모를 크게 제작하여야만 하는 문제점을 갖고 있으며, 장치의 규모가 클 경우 휴대 및 운반함에 있어 작업자들로 하여금 많은 노동력을 요하고 있는 등 많은 제약이 있다.

우선 종래의 기술들을 살펴보면,

등록번호 20-0149767호(실) 파일 항타 장치에 의하여 지면에 박혀지는 지반 강화용 파일의 상단부에 장착되는 장치에 있어서, 파일을 항타해 주는 파일 항타 장치의 해머로부터 타격력을 전달하는 피스톤과; 상기한 피스톤이 해머에 의해 타격되면 그 타격력을 완충시켜 주는 역할을 하기 위해 그 내부에 소정의 압력을 갖는 공기가 포함된 상부 실린더와; 파일의 상단에 장착되는 아답터와; 상기한 아답터와 상기한 상부 실린더를 연결해 주는 것으로, 해머로부터 피스톤에 가해진 타격력을 완충시켜 전달해 주는 상부 실린더로부터 완충된 타격력을 전달받아 상기한 아답터로 전달해 주는 하부 실린더로 구성되어, 해머의 타격력에 의한 파일의 파손을 억제시켜 주는 지반 강화용 파일 항타기의 완충 장치에 관한 것이다.

상기한 종래 기술은 항타 작업 시 해머에 의한 충격력으로 인하여 발생하는 압축 응력 및 인장 응력으로 파일이 손상되는 것을 방지토록 하기 위한 것을 중심적으로 기재하고 있다. 즉, 항타 작업 시 그 타격력을 높일 수 있도록 하지 못하여 수회에 걸친 타격이 이루어져야 하는 등 작업시간이 많이 소요되는 문제점으로부터 노출될 수밖에 없다.

등록번호 20-0469700호(실)외부의 회전구동력을 전달받아 회전하는 회전부재를 구비하는 본체부; 상기 본체부의 일측에 결합되고, 제1내경을 가지는 중공의 하우징과, 상기 회전부재와 주기적으로 접촉하면서 직선왕복운동하며 말뚝의 단부를 반복적으로 타격하는 해머를 구비하는 제1타격부; 상기 본체부의 타측에 결합되고, 상기 제1타격부의 타격에 의해 단면적이 더 넓어진 말뚝의 단부를 타격하기 위하여, 상기 제1내경보다 큰 제2내경을 가지는 중공의 하우징과, 상기 회전부재와 주기적으로 접촉하면서 직선왕복운동하며 상기 단면적이 더 넓어진 말뚝의 단부를 반복적으로 타격하는 해머를 구비하는 제2타격부; 및 상기 회전부재에 회전구동력을 전달하는 케이블과 상기 본체부를 연결하며, 상기 본체부에 회전 가능하게 결합되는 회전연결부재;를 포함하는 항타기에 관한 것이다.

상기한 종래 기술은 작업자가 항타기를 잡아 고정한 상태에서 외부 회전구동력을 전달받아 회전부재의 회전으로 제1,2타격부가 직접적인 마찰로 인해 작동하는 기술로써, 제1,2타격부가 말뚝과의 마찰로 인해 잦은 마모 및 전달되는 충격이 상기 회전부재와 더불어 외부회전구동력으로 가해짐과 동시에 작업자에게도 가해짐에 따라 장치의 파손 및 작업의 불편성이 따를 수밖에 없는 문제점을 갖고 있다.

등록번호 10-0624232호(특) 중공부를 가지는 메인본체와; 상기 메인본체에 설치된 유압구동부에 의해 승강되는 피스톤을 가지며 단부에 천공을 위한 결합부재가 장착된 햄머부재를 구비한 타격유니트와 ; 상기 햄머부재의 단부측에 설치되는 햄머가이드와, 상기 햄머가이드와 스플라인 결합되며 유압 액튜에이터에 의해 정, 역회전되는 기어부재와, 상기 햄머가이드와 기어부재의 스플라인 결합부에 설치되어 승강되는 햄머부재와 이 햄머부재에 회전력을 전달하는 기어부재 사이에 마찰열에 의한 고착을 방지하는 마찰력 감소수단을 구비한 회전유니트; 를 포함하여 된 바이브레이팅 햄머에 관한 것이다.

등록번호 10-1056444호(특) 메인본체와; 상기 메인본체에 설치된 유압컨트롤 밸브유니트에 의해 상기 메인본체에 승강 가능하게 설치되는 피스톤 하우징과, 상기 피스톤 하우징과 동축상으로 상기 메인본체에 슬라이딩 가능하게 설치되는 해머가이드와, 상기 피스톤 하우징과 해머가이드에 양단부가 고정되며 상기 피스톤 하우징의 승강방향에 대해 소정의 각도로 탄성변형 가능한 피스톤을 구비한 타격유니트와; 상기 메인본체에 설치되어 상기 피스톤과 같이 승강되는 해머 가이드를 정역회전시키는 회전유니트; 를 포함하며, 상기 피스톤 하우징과 해머가이드에 의해 지지된 피스톤의 양단부 사이의 탄성변형부는 상기 피스톤 하우징 및 해머가이드의 중공부 직경 보다 작게 형성된 바이브레이션 해머에 관한 것이다.

상기한 기술들은 피스톤이 승하강 시 탄성변형이 되어 파손을 방지하는 것을 중심적으로 기재하고 있다. 즉, 내구성에 대한 효율적인 구조를 가지고 있으나, 앞서 설명한 바와 같이 타격대상물을 타격 시 수회에 걸쳐 타격해야 함으로써, 작업시간이 많이 소요될 수밖에 없는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로서, 구동부의 작동으로 압축공기를 형성하되 보다 많은 양의 압축공기를 형성할 수 있는 구조로 구성하여, 항타 작업 시 타격력을 높여줄 수 있도록 하여 한 번의 작업으로 신속한 항타작업이 이루어질 수 있어 작업시간 단축이 가능토록 하고, 아울러 압축공기의 이동이 원활토록 하여 진동을 완화시켜줄 수 있도록 하는 압축공기를 이용한 항타기를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.

이에 본 발명은, 케이스(100); 상기 케이스(100)의 내부에 구동수단의 회전력을 전달받아 회전하는 크랭크샤프트(210)와, 상기 크랭크샤프트(210)의 일측과 연결되어 왕복운동을 하는 크랭크로드(220)로 구성되는 구동부(200); 상기 구동부(200)의 하부에 위치되는 실린더(310)와, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 일측이 크랭크로드(220)와 연결되고 외측에서 하부로 연결되는 압축공기유동홀(325)이 형성되는 피스톤(320)과, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 상기 피스톤(320)의 외측을 감싸며 고정되는 밀폐커버(350)와, 상기 피스톤(320)의 하부에 구성되는 해머(330)로 구성되는 타격부(300); 로 구성되며, 상기 실린더(310)의 내주와 피스톤(320)의 외주 사이에 제1압축공간(g1)이 형성되고, 상기 피스톤(320)과 해머(330) 사이에 제2압축공간(g2)이 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 실린더(310)는 상부내주와 하부내주가 서로 다른 지름으로 형성되고, 상기 피스톤(320)은 상부외주와 하부외주가 서로 다른 지름으로 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 실린더(310)의 외측에는 상기 피스톤(320)의 왕복운동 시, 압축공기가 누설 및 인입되어 상기 피스톤(320)의 원활한 작동과 해머(330)가 이동될 수 있도록 상기 실린더(310)의 내부와 관통되는 제1,2,3,4실린더홀(313, 315, 317, 319)이 각각 형성되고, 상기 실린더(310)의 외측과 실린더케이스(110)의 내측 사이에는 상기 피스톤(320)의 왕복운동거리에 따라 압축공기가 유동하는 압축공기유동로(g3)가 형성되며, 상기 실린더(310)의 외주 상측에는 압축공기유동홀(318)이 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 케이스(100)는, 상기 타격부(300)의 외주를 감싸는 실린더상부케이스(111)가 구성되고, 상기 실린더상부케이스(111)의 하부에 결합되며 일측에 고정핀홀(115)이 형성되는 실린더하부케이스(113)가 구성되는 실린더케이스(110)와, 상기 구동부(200)를 전체적으로 감싸는 구동부케이스(120)로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

실린더(310)의 하부에는 일측에 장방형의 툴유동홀(345)이 형성되는 툴(340)이 구성되어, 상기 고정핀홀(115)과 툴유동홀(345)에 툴고정핀(347)이 순차적으로 삽입되어 상기 툴(340)을 고정시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 툴(340)의 상부에는 툴브라켓(341)이 구성되고, 상기 툴브라켓(341)의 외주에 끼워지되, 상기 실린더(310)의 하부와 실린더하부케이스(113)의 상부 사이에 구성되어, 상기 툴브라켓(341)이 해머(330)에 의해 타격되어 외측으로 퍼짐과 외부에서 이물질이 유입되는 것을 방지하는 보호캡(400)이 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 실린더(310)의 하부는, 내부에 볼(341a)이 구성되는 툴브라켓(341)이 구성되고, 상기 툴브라켓(341)의 내부에 툴(340a)이 삽입되어 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압축공기를 이용한 항타기에 의하면, 항타 작업을 수행하는 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에 작은 규모로 구성되며 무게를 경량화시킴과 더불어, 구동부의 작동으로 해머가 상하부로 왕복운동을 하되 보다 많은 양의 압축공기를 형성하며 압축공기의 이동이 원활하게 이루어져 압축공기의 저항을 전혀 받지 않아 타격력을 극대화되어 작업시간 단축 및 편리성이 부여됨과 동시에 항타 작업 시 그 진동을 완화시켜 장치의 내구성을 확보할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 분해도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 분해도
도 4는 본 발명의 바람직한 케이스를 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 바람직한 구동부를 나타내는 사시도
도 6은 본 발명의 바람직한 타격부를 나타내는 사시도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 정단면도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 측단면도
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 평단면도
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 분해도
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 분해도
도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 작동상태도
도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 작동상태도
도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 작동상태도
도 15는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도
도 16은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도
도 17은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도
도 18은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용상태도

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 1 내지 도 19를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 케이스(100), 구동부(200), 타격부(300)로 구성되며, 상기 케이스(100)의 구조에 따라 로봇에 장착하여 사용할 수도 있고, 일반적인 예초기 등과 같은 구동수단과 연결하여 사용할 수 있는 항타기이다.

먼저, 로봇에 장착될 수 있는 항타기를 설명하면,

상기 케이스(100)는, 도 1 내지 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 구동부(200)와 타격부(300)를 전체적으로 감싸는 형태로 구성되는데, 실질적으로 내부에 공간이 마련되어 상기 타격부(300)의 외주를 감싸는 형태로 실린더상부케이스(111)가 구성되고, 상기 타격부(300)의 안정적인 작동이 가능토록 고정하기 위하여 상기 실린더상부케이스(111)의 하부에 결합되며 일측에 하기될 타격부(300)의 하기될 툴(340)이 고정되기 위하여 고정핀홀(115)이 형성되는 실린더하부케이스(113)가 구성되는 실린더케이스(110)가 구성되며, 상기 구동부(200)를 전체적으로 감싸는 구동부케이스(120)가 구성된다.

상기 구동부케이스(120)는 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이 "ㄴ"자 형상으로 형성되되, 실질적으로 구동수단이 끼워져 고정되는 구동수단고정케이스(121)와, 상기 구동부(200)의 크랭크로드(220)의 외주를 일정간격 이격된 상태로 감싸도록 구성되는 크랭크로드고정케이스(122)가 구성되는데, 상기 구동수단고정케이스(121)와 크랭크로드고정케이스(122)는 일측이 연결되게 구성된다.

또한, 본 발명의 케이스(100)는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 구동부(200)가 외부로 노출되지 않도록 다수의 플레이트들이 상호 결합되게, 상기 플레이들을 이용하여 통상의 로봇에 결합하여 사용하게 된다.

한편, 상기 구동부(200)는 도 2, 3, 5, 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(100)의 내부에 수평방향으로 구성되되, 모터 등과 같은 구동수단과 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 크랭크샤프트(210)와, 상기 크랭크샤프트(210)의 일측과 연결되며 타측은 하기될 피스톤(320)과 일측이 연결되어 수직 왕복운동을 하는 크랭크로드(220)로 구성된다.

상기 크랭크로드(220)는 일측이 하기될 타격부(300)의 피스톤(320) 일측과 결합될 수 있도록 로드홀(221)이 형성되어 상기 피스톤(320)에 형성된 피스톤홀(321)과 동일선상에 위치시켜 피스톤고정핀(327)로 결합되며 최종적으로 크랭크샤프트(220)의 회전하여 상하점과 하사점을 이루며 상기 피스톤(320)이 왕복운동을 하게 된다.

즉, 상기 구동수단이 회전하게 되면 그 회전력으로 크랭크샤프트(210)가 회전하되, 상기 크랭크샤프트(210)의 구조에 의해 크랭크로드(220)가 상하 왕복운동이 가능하게 된다.

여기서, 상기 타격부(300)는 본 발명의 핵심구성요소로써, 도 6 내지 도 15에 도시된 바와 같이 상기 케이스(100)의 내부에 구성되되, 구동부(200)의 하부에 위치되는 실린더(310)와, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 일측이 크랭크로드(220)와 연결되고 외측에 하측과 관통되는 다수의 압축공기유동홀(325)이 형성되는 피스톤(320)과, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 상기 피스톤(320)의 외측을 감싸며 고정되는 밀폐커버(350)와, 상기 피스톤(320)의 하부에 구성되는 해머(330)와, 상기 실린더(310)의 하부에 구성되는 툴(340)로 구성되며, 상기 밀폐커버(350)를 중심으로 상부에 위치되는 실린더(310)의 내주와 피스톤(320)의 외주 사이에 제1압축공간(g1)이 각각 형성되고, 상기 피스톤(320)과 해머(330) 사이에 제2압축공간(g2)이 형성되어, 상기 제1압축공간(g1)의 압축공기가 제2압축공간(g2)으로 이동되어 해머(330)로 그 압력을 전달하도록 구성된다.

상기한 바와 같이 타격부(300)를 더욱 상세하게 설명하면,

상기 실린더(310)는 도 6 내지 8 및 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 상부내주와 하부내주가 서로 다른 지름으로 형성되며, 외측에는 내부와 연결되어 상기 피스톤(320)의 왕복운동 시, 상기 피스톤(320)의 원활한 작동과 압축공기가 누설 및 인입되어 해머(330)가 이동될 수 있도록 상기 실린더(310)의 내부와 관통되는 제1, 2, 3, 4실린더홀(313, 315, 317, 319)이 각각 형성되고, 상기 실린더(310)의 외주 상부에는 장방형으로 압축공기유동홀(318)이 형성된다.

다시 말해, 제1, 2, 3실린더홀(313, 315, 317)과 상기 압축공기유동홀(318)은 제1,2압축공간(g1, g2)에서 형성되는 압축공기로 인해 해머(330)가 하부로 이동되려고 할 시, 상기 제1,2압축공간(g1, g2)과 해머(330)와 툴(340) 사이에 존재하는 공기가 다른쪽(압축공기유동로(g3), 구동부케이스(110)의 내부)으로 이동될 수 있게 하여, 상기 해머(330)가 공기의 저항을 전혀 받지 않고 전달받은 그 힘을 그대로 툴(340)에 가해질 수 있으며 크랭크로드(220)가 상사점을 이룰 시 피스톤(320)의 작동으로 해머(330)가 원래의 위치로 이동될 수 있도록 하기 위한 구성이고, 도 12 또는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 제4실린더홀(319)의 경우 밀폐커버(350)를 중심으로 하부에 위치되는 피스톤(320)의 외주와 실린더(310)의 내주 사이의 공간에서 형성되는 공기가 유동할 수 있도록 하여 상기 피스톤(320)의 원활한 작동을 위한 구성이다.

즉, 도 6, 내지 도 8 및 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 실린더(310)의 외측과 상기 실린더(310)의 외측을 감싸는 실린더케이스(110)의 내측 사이에는 해머(330)의 이동 시 공기가 이동될 수 있는 압축공기유동로(g3)가 형성되고, 상기 실린더(310)의 외주 상부에 하나 또는 다수의 압축공기유동홀(318)이 형성되어 그 압축공기가 구동부케이스(120) 내부로 유동하게 되어 상기 해머(330)가 상하 왕복운동이 가능하게 된다.

여기서, 상기 피스톤(320)의 경우 상부외주와 하부외주가 서로 다른 지름으로 형성되어 상기 피스톤(320)이 상기 실린더(310)의 내주에 삽입될 수 있는 다단의 형태로 밀폐되게 구성된다.

즉, 상기 피스톤(320)은 실린더(310)의 내부에서 왕복운동 시 2개의 단면적을 형성하게 됨으로써, 2개의 제1,2압축공간(g1, g2)이 형성되며, 상기 제1압축공간(g1)에서 형성된 압축공기가 다수의 압축공기유동홀(325)을 통해 제2압축공간(g2)으로 이동되어 최종적으로 제1,2압축공간(g1, g2)에서 형성된 압축공기가 해머(330)를 밀림시키게 된다.

다시 말해, 압축공기가 형성될 수 있도록 실린더(310)와 피스톤(320)을 다단 형태로 형성하게 됨으로써, 보다 많은 양의 압축공기를 형성하여 해머(330)로 전달되는 압축공기의 양을 극대화시켜 타격력을 향상시킬 수 있게 구성된다.

한편, 종래에는 압축공기를 별도의 장치들을 이용하여 항타기의 내부로 공급시켜 그 공급되는 압력으로 본 발명의 해머(330)와 대응되는 구성을 이동시키는 구성으로, 상기 압축공기를 공급하는 장치의 압에 의해 타격력이 결정되었다.

이러한 종래의 기술의 경우 별도의 장치를 일일이 구비하여야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 장치가 비교적 크게 구성되어야 함에 따라 경제적 효율성이 매우 낮은 문제점을 갖고 있었다.

그러나 본 발명의 실린더(310)와 피스톤(320)의 다단구조를 통하여 별도의 장치를 구성하지 않으면서도, 항타기의 전체적인 무게를 경량화 시켜 작은 규모로 제작이 가능하고, 항타 작업 시 그 타격력 또한 압축공기를 형성하는 양을 높여 그 압축공기를 통해 타격력을 극대화시킬 수 있어 종래와 같은 문제점을 해소할 수 있게 된다.

여기서, 상기 실린더(310)와 피스톤(320)이 전체적으로 다단구조를 가지는 것으로 설명하고 도시하였으나, 필요에 따라서 많은 양의 압축공기를 형성할 수 있는 구조로 가변시켜 압축공기를 형성할 수 있게 구성할 수도 있다.

한편, 도 7, 8에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(320)과 해머(340)의 외주에는 상기 피스톤(320)의 왕복운동 시 압축공기의 누설을 방지할 수 있도록 패킹(322, 331)이 각각 구성된다.

다시 말해, 상기 패킹(322, 331)의 구성으로 실린더(310)의 내측과 맞닿게 되어 제1,2압축공간(g1, g2)에서 형성되는 압축공기의 누설이 원천적으로 차단되어 그 압축공기의 압력을 해머(330)로 그대로 전달할 수 있게 된다.

상기 해머(330)로부터 타격력을 전달받는 툴(340)은 도 6, 7, 8, 10, 11, 12에 도시된 바와 같이 실린더(310)의 하부에 끼워지되, 일측에는 장방형의 툴유동홀(345)이 형성되어, 상기 고정핀홀(115)과 툴유동홀(345)에 툴고정핀(347)이 순차적으로 삽입되어 상기 툴(340)을 고정시키도록 구성되어, 상기 툴(340)이 툴고정핀(347)으로 인해 툴유동홀(345)상에서만 유동될 수 있게 구성된다.

여기서, 상기 툴(340)의 상부에는 툴브라켓(341)이 구성되고, 상기 툴브라켓(341)의 외주에 끼워지되, 상기 실린더(310)의 하부와 실린더하부케이스(113)의 상부 사이에 구성되어, 상기 툴브라켓(341)이 해머(330)에 의해 타격되어 외측으로 퍼지는 것을 방지하며 외부에서 이물질이 유입되는 것을 방지 할 수 있도록 보호캡(400)이 구성된다.

상기한 보호캡(400)의 구성으로 피스톤(320)의 왕복운동으로 해머(330)가 상하부로 왕복운동을 함과 동시에 툴브라켓(341)을 지속적으로 타격할 시 외측으로 퍼지는 현상을 방지하여 장기간 사용이 가능하게 되며 원활한 작동이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이 통상의 항타작업을 위해 로봇에 장착되는 항타기의 작동을 설명하면,

도 7, 8 및 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 구동수단이 작동하게 되면, 상기 구동수단과 연결된 크랭크샤프트(210)가 회전하게 되고, 상기 크랭크샤프트(210)와 연결되는 크랭크로드(220)가 상하부로 작동하게 된다.

여기서, 상기 크랭크로드(220)는 상기 크랭크샤프트(210)의 구조에 따라 상사점과 하사점을 이루며 왕복운동을 하게 되는데, 상기 크랭크로드(220)가 하사점을 이룰 시 도 13 또는 도 14에 도시된 바와 같이 제1, 2압축공간(g1, g2)에서 형성된 압축공기의 압을 그대로 해머(330)로 전달하게 되면, 상기 해머(330)가 툴(340)을 타격 시 상기 해머(330)와 툴(340) 사이에 존재하는 공기의 저항을 전혀 받지 않도록 압축공기유동로(g3)과 압축공기유동홀(318)을 통해 이동하게 되며 상기 해머(330)가 툴(340)을 타격하게 된다.

한편, 상기 크랭크로드(220)가 상사점을 이룰 시에는 상기 압축공기유동로(g3)과 압축공기유동홀(318)에 있던 공기가 원래의 위치로 이동됨과 동시에 해머(330) 또한 그 압으로 인해 원래의 위치로 복원되도록 하게 된다.

상기한 바와 같이 크랭크로드(220)의 상사점과 하사점이 반복적으로 이루어짐에 따라 해머(330)가 툴(340)을 연속적으로 타격할 수 있게 되고, 해머(330)가 툴(340)에 가해지는 타격력을 보다 많은 양의 압축공기를 형성하여 타격함으로써, 한 번의 작업으로 신속한 작업이 가능하게 된다.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이 해머(330)로부터 타격력을 전달받는 툴(340)과 상기 툴(340)을 고정하는 구성을 가변시켜 상기 툴(340)이 구성되는 부분에 통상의 말뚝(500)을 끼움 시켜 타격할 수도 있다.

다시 말해, 도 1 내지 도 14의 경우 툴(340)이 툴유동홈(345) 상에서만 이동되며 이탈되지 않게 구성되나, 도 15에서는 말뚝(500)을 툴(340)이 구성되는 공간으로 삽입시키도록 가변시킴으로써, 다수의 말뚝(500)을 지면에 용이하게 박을 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 로봇에 장착되는 항타기의 케이스(100) 구조를 가변시켜 통상의 예초기 등과 같은 구동수단과 연결 구성하여 사용할 수도 있는데,

그 구성을 보면, 도 16에 도시된 바와 같이 구동부(200) 및 타격부(300)의 구성이 동일하게 구성되고, 상기 구동부(200)와 타격부(300)를 감싸는 케이스(100)의 구조가 가변되며, 구동수단과 연결되는 크랭크샤프트(210)의 타측에는 작업상의 안전성과 편리성을 도모하기 위하여 작업자가 실질적으로 손으로 잡을 수 있는 손잡이부(130)가 구성된다.

또한, 도 17에 도시된 바와 같이 도 16에 장착되는 툴(340) 및 그 툴(340)을 고정하기 위한 구성을 가변시켜, 상기 툴(340)이 구성되는 부분으로 타격하려는 말뚝(500)을 삽입시켜 사용할 수도 있다.

한편, 상기 실린더(310)의 하부에 툴(340)을 고정하기 위한 구조를 가변시킬 수가 있는데,

도 18에 도시된 바와 같이 상기 툴브라켓(341)의 내부에 볼(341a)이 구성되고, 툴(340a)의 형상을 가변시켜, 상기 툴(340a)을 툴브라켓(341)에 삽입 시 상기 툴(340a)의 외측과 툴브라켓(341)의 내측과 맞물리게 되어 상기 볼(341a)로 인해 상기 툴(340a)을 고정하며 이탈방지를 할 수 있게 되며, 다양한 형태를 갖는 툴을 교체 시 상기 툴브라켓(341)을 상부로 들게 되면 자연스레 볼(341a)이 외부로 이동되며 툴(340a)이 빠질 수 있게 된다.

상기한 구조를 통해 도 19에 도시된 바와 같이 항타 작업 시에는 다양한 툴들을 신속하게 교체하여 사용할 수가 있어 작업의 편리성을 부여할 수 있게 된다.

100 : 케이스
110 : 실린더케이스 111 : 실린더상부케이스 113 : 실린더하부케이스
115 : 고정핀홀
120 : 구동부케이스 121 : 구동수단고정케이스 122 : 크랭크로드고정케이스
130 : 손잡이부
200 : 구동부 210 : 크랭크샤프트 220 : 크랭크로드
221 : 로드홀
300 : 타격부 310 : 실린더
313 : 제1실린더홀 315 : 제2실린더홀 317 : 제3실린더홀
318 : 압축공기유동홀 319 : 제4실린더홀
320 : 피스톤 321 : 피스톤홀 322 : 패킹
325 : 압축공기유동홀 327 : 피스톤고정핀
330 : 해머 331 : 패킹
340, 340a : 툴 341 : 툴브라켓 341a : 볼
345 : 툴유동홈 347 : 툴고정핀 350 : 밀폐커버
400 : 보호캡 500 : 말뚝
g1 : 제1압축공간 g2 : 제2압축공간 g3 : 압축공기유동로

Claims

케이스(100);
상기 케이스(100)의 내부에 구동수단의 회전력을 전달받아 회전하는 크랭크샤프트(210)와, 상기 크랭크샤프트(210)의 일측과 연결되어 왕복운동을 하는 크랭크로드(220)로 구성되는 구동부(200);
상기 구동부(200)의 하부에 위치되는 실린더(310)와, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 일측이 크랭크로드(220)와 연결되고 외측에서 하부로 연결되는 압축공기유동홀(325)이 형성되는 피스톤(320)과, 상기 실린더(310)의 내부에 구성되되 상기 피스톤(320)의 외측을 감싸며 고정되는 밀폐커버(350)와, 상기 피스톤(320)의 하부에 구성되는 해머(330)로 구성되는 타격부(300); 로 구성되며,
상기 실린더(310)의 내주와 피스톤(320)의 외주 사이에 제1압축공간(g1)이 형성되고, 상기 피스톤(320)과 해머(330) 사이에 제2압축공간(g2)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 항타기.
제 1항에 있어서,
상기 실린더(310)는 상부내주와 하부내주가 서로 다른 지름으로 형성되고,
상기 피스톤(320)은 상부외주와 하부외주가 서로 다른 지름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 항타기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 실린더(310)의 외측에는 상기 피스톤(320)의 왕복운동 시, 압축공기가 누설 및 인입되어 상기 피스톤(320)의 원활한 작동과 해머(330)가 이동될 수 있도록 상기 실린더(310)의 내부와 관통되는 제1,2,3,4실린더홀(313, 315, 317, 319)이 각각 형성되고,
상기 실린더(310)의 외측과 실린더케이스(110)의 내측 사이에는 상기 피스톤(320)의 왕복운동거리에 따라 압축공기가 유동하는 압축공기유동로(g3)가 형성되며,
상기 실린더(310)의 외주 상측에는 압축공기유동홀(318)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 항타기.
제 1항에 있어서,
상기 케이스(100)는,
상기 타격부(300)의 외주를 감싸는 실린더상부케이스(111)가 구성되고, 상기 실린더상부케이스(111)의 하부에 결합되며 일측에 고정핀홀(115)이 형성되는 실린더하부케이스(113)가 구성되는 실린더케이스(110)와,
상기 구동부(200)를 전체적으로 감싸는 구동부케이스(120)로 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 항타기.
제 4항에 있어서,
실린더(310)의 하부에는 일측에 장방형의 툴유동홀(345)이 형성되는 툴(340)이 구성되어,
상기 고정핀홀(115)과 툴유동홀(345)에 툴고정핀(347)이 순차적으로 삽입되어 상기 툴(340)을 고정시키는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 항타기.
제 5항에 있어서,
상기 툴(340)의 상부에는 툴브라켓(341)이 구성되고,
상기 툴브라켓(341)의 외주에 끼워지되, 상기 실린더(310)의 하부와 실린더하부케이스(113)의 상부 사이에 구성되어,
상기 툴브라켓(341)이 해머(330)에 의해 타격되어 외측으로 퍼짐과 외부에서 이물질이 유입되는 것을 방지하는 보호캡(400)이 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 항타기.
제 1항에 있어서,
상기 실린더(310)의 하부는,
내부에 볼(341a)이 구성되는 툴브라켓(341)이 구성되고, 상기 툴브라켓(341)의 내부에 툴(340a)이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 압축공기를 이용한 항타기.