KR101816026B1 - 회전식 피스톤을 포함하는 유압브레이커 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 회전식 피스톤을 포함하는 유압브레이커는, 내부에 수용공간이 형성되는 하우징, 상기 하우징에 연결되어 상기 수용공간 내로 오일을 유동시키는 유압유로, 일측이 상기 하우징에 수용되며, 타측이 외부에 노출되는 치즐 및 상기 수용공간에 수용되며, 상기 오일의 유동에 의해 왕복 이동됨에 따라 상기 치즐을 타격하는 피스톤을 포함하며, 상기 피스톤은 왕복 행정 중 둘레 방향으로 회전되도록 형성된다.

Description

회전식 피스톤을 포함하는 유압브레이커{Hydraulic Breaker Having Rotating Type Piston}

본 발명은 유압브레이커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤이 회전 가능하게 형성되어 수명을 크게 증대시킬 수 있는 유압브레이커에 관한 것이다.

유압을 동력원으로 하는 건설기계의 일종인 유압브레이커는 일반적으로 굴삭기에 장착되어 도로보수 및 암반의 파쇄작업이나 건축물의 해체 작업 등에 널리 사용되고 있다.

그리고 이와 같은 유압브레이커는 유압에 의해 왕복 행정을 반복하는 피스톤이 외부로 노출된 치즐을 타격함에 따라 상기 치즐이 도로 또는 암반 등의 파쇄면을 파쇄하는 방식으로 작동된다.

다만, 종래의 유압브레이커는 파쇄 대상의 재질, 파쇄면의 불규칙성, 파쇄면의 경사도 등에 따라 파쇄면을 타격하는 과정에서 치즐에 편심된 외력이 작용하게 되며, 이에 따라 치즐을 지속적으로 타격하는 피스톤에 편마모가 발생하게 되는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 파쇄면의 경사도 등에 따라 치즐에 편심된 외력이 작용하여 피스톤에 편마모가 발생하는 문제를 방지할 수 있는 유압브레이커를 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전식 피스톤을 포함하는 유압브레이커는, 내부에 수용공간이 형성되는 하우징, 상기 하우징에 연결되어 상기 수용공간 내로 오일을 유동시키는 유압유로, 일측이 상기 하우징에 수용되며, 타측이 외부에 노출되는 치즐 및 상기 수용공간에 수용되며, 상기 오일의 유동에 의해 왕복 이동됨에 따라 상기 치즐을 타격하는 피스톤을 포함하며, 상기 피스톤은 왕복 행정 중 둘레 방향으로 회전되도록 형성된다.

그리고 상기 피스톤은 상기 유압유로를 통해 상기 수용공간으로 유입되는 오일의 유동에 의해 회전될 수 있다.

또한 상기 유압유로는 상기 피스톤의 횡단면을 기준으로, 상기 피스톤의 중심점을 지나는 연장선에 대해 경사진 각도로 상기 하우징에 연결될 수 있다.

그리고 상기 유압유로는 상기 피스톤의 횡단면을 기준으로, 상기 피스톤의 중심점을 지나는 연장선과 평행하되, 상기 연장선과 이격된 위치에서 상기 하우징에 연결될 수 있다.

또한 상기 피스톤은, 상기 피스톤 외주면의 둘레를 따라 형성된 복수의 요철을 포함할 수 있다.

그리고 상기 피스톤은, 상기 피스톤 외주면의 외측 방향으로 돌출된 블레이드를 포함할 수 있다.

또한 상기 블레이드는 상기 피스톤 외주면의 접선과 수직한 수직선에 대해 경사진 각도로 형성될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전식 피스톤을 포함하는 유압브레이커는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 피스톤의 회전 구조를 통해 피스톤을 지속적으로 회전시킴에 따라 피스톤에 발생하는 편마모를 방지할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 피스톤의 전체 둘레에 걸쳐 고르게 외력이 가해지도록 함에 따라 피스톤의 수명을 극히 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

셋째, 다양한 피스톤의 회전 방법을 제공함에 따라 유압 브레이커의 종류 및 크기에 관계 없이 적합한 회전 구조를 적용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 유압브레이커의 구조를 나타낸 도면;
도 2는 유압브레이커에 편마모가 발생하는 과정을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제7실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면; 및
도 10은 본 발명의 제8실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 유압브레이커(100)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유압브레이커(100)는 하우징(105)과, 유압유로(20)와, 치즐(150)과, 피스톤(110)을 포함한다.

상기 하우징(105)은 내부에 상기 치즐(150) 및 상기 피스톤(110)이 수용되는 수용공간(101)을 포함한다. 상기 하우징 (105) 및 상기 수용공간(101)의 형태는 다양하게 형성될 수 있다.

그리고 상기 유압유로(20)는 상기 하우징(105)의 수용공간(101)과 유압원(10)의 유압풀(11) 사이를 연결하여 상기 수용공간(101) 내로 오일을 유동시키는 구성요소로서, 상기 피스톤(110)의 왕복 행정을 위해 복수 개가 구비될 수 있다. 이와 같은 유압유로(20)에 의한 피스톤(110)의 작동 원리는 당업자에게 자명한 사항이므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 치즐(150)은 일측이 상기 하우징(105) 내에 수용되며, 타측이 외부에 노출되는 구성요소이며, 타격 대상을 직접적으로 타격하여 파쇄시키는 역할을 수행한다.

또한 상기 피스톤(110)은 상기 수용공간(101)에 수용되며, 상기 유압유로(20)를 통한 오일의 유동에 의해 왕복 이동됨에 따라 상기 치즐(150)을 타격하는 구성요소이다.

다만, 이들 구성을 가지는 유압브레이커(100)는 파쇄 대상의 재질, 파쇄면의 불규칙성, 파쇄면의 경사도 등에 따라 파쇄면을 타격하는 과정에서 치즐(150)에 편심된 외력이 작용하게 되며, 이에 따라 치즐(150)을 지속적으로 타격하는 피스톤(110)에 편마모가 발생하게 되는 문제가 있다.

예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 경사진 타격면(G)을 치즐(150)이 타격하게 될 경우, 상기 치즐(150)에는 편심된 외력이 작용하여 특정 영역에 하중이 집중되며, 또한 치즐(150)의 상단에 타격을 수행하는 피스톤(110) 역시 일부 영역에 하중이 집중된다.

이와 같은 현상이 장기화됨에 따라 상기 치즐(150) 및 상기 피스톤(110)에는 편마모가 발생하게 되어 수명이 극히 줄어들게 된다. 특히 상기 치즐(150)은 용이하게 교체 가능한 구성요소이나, 상기 피스톤(110)의 경우 유지/보수 작업을 수행하기가 어려울 뿐 아니라 고비용이 소요되는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 유압브레이커(100)는 상기 피스톤(110)을 왕복 행정 중 지속적으로 둘레 방향으로 회전되도록 형성하며, 이에 따라 특정 영역에 편마모가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

즉 피스톤(110)의 전체 둘레에 걸쳐 고르게 외력이 가해지도록 함에 따라 피스톤(110)의 수명을 극히 연장시킬 수 있게 된다.

그리고 상기 피스톤(110)의 회전 구조는 제한 없이 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 이하 설명될 각 실시예에서 상기 피스톤(110)은 상기 유압유로(20)를 통해 상기 수용공간(101)으로 유입되는 오일의 유동에 의해 회전되는 방식을 가지는 것으로 하였으나, 상기 피스톤(110)의 회전 방식이 이에 제한되지 않음은 물론이다. 예컨대, 상기 피스톤(110)을 회전시키는 별도의 액추에이터 등이 적용될 수도 있을 것이다.

한편 상기 피스톤(110)의 회전 속도는 마모를 방지할 수 있도록 동일 위치에 편중된 하중이 가해지는 것을 피하면 되므로, 1행정 당 회전속도가 꼭 필요 이상으로 높을 필요는 없다.

또한 상기 피스톤(110)의 회전 속도는 불규칙하게 가변되도록 형성될 수도 있다. 이는 상기 피스톤(110)의 회전 속도가 일정할 경우, 상기 피스톤(110)의 횡단면을 기준으로 360˚를 일정하게 나눈 영역에만 마모가 발생할 수도 있기 때문이다.

이하에서는, 상기 유압유로(20)를 통해 상기 수용공간(101)으로 유입되는 오일의 유동에 의해 상기 피스톤(110)을 회전시키는 다양한 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤(110) 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예의 경우, 상기 유압유로(20)가 상기 피스톤(110)의 횡단면을 기준으로, 상기 피스톤(110)의 중심점(O)을 지나는 연장선(L₁)과 평행하되, 상기 연장선(L₁)과 이격된 위치에서 상기 하우징(105)에 연결되는 특징을 가진다.

즉 본 실시예의 경우 상기와 같은 구조에 따라 상기 유압유로(20)의 오일 유입 방향에 대한 연장선(L₂)이 상기 피스톤(110)의 외주면에 대해 경사진 각도로 형성되므로, 상기 오일의 유동에 따른 외력에 의해 상기 피스톤(110)이 중심점(O)을 기준으로 회전될 수 있다.

또한 본 실시예에서 상기 유압유로(20)는 한 쌍이 구비되어 상기 피스톤(110)의 중심점(O)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 연결되는 것으로 하였으나, 이는 하나의 실시예일뿐 상기 유압유로(20)의 형태는 다양하게 이루어질 수 있다.

예컨대 상기 유압유로(20)의 개수는 하나 또는 세 개 이상일 수도 있으며, 또한 그 연결 위치 역시 다양한 위치일 수 있을 것이다. 이와 같은 사항은 이하 다른 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤(110) 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 상기 유압유로(20)가 상기 피스톤(110)의 횡단면을 기준으로, 상기 피스톤(110)의 중심점(O)을 지나는 연장선(L₁)에 대해 경사진 각도로 상기 하우징(105)에 연결된다.

즉 본 실시예의 경우 역시 전술한 제1실시예와 마찬가지로, 상기 유압유로(20)의 오일 유입 방향에 대한 연장선(L₂)이 상기 피스톤(110)의 외주면에 대해 경사진 각도로 형성되므로, 상기 오일의 유동에 따른 외력에 의해 상기 피스톤(110)이 중심점(O)을 기준으로 회전될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤(110) 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제3실시예는 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 같이 상기 유압유로(20)의 오일 유입 방향이 상기 피스톤(110)의 외주면에 대해 경사진 각도로 형성된다는 점이 동일하나, 상기 피스톤(110) 외주면의 둘레를 따라 복수의 요철이 형성된다는 점이 다르다.

즉 본 실시예의 경우 복수의 요철에 의해 오일의 유동에 따른 상기 피스톤(110) 표면의 저항도가 증가하게 되므로, 상기 피스톤(110)을 보다 효과적으로 회전시킬 수 있다.

특히 본 실시예에서는 상기 피스톤(110)의 표면에 복수의 돌기(111a)가 형성됨에 따라 상기 피스톤(110)의 외주면에 요철을 형성한 형태를 가진다. 이때 상기 돌기(111a)의 형태는 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 유압브레이커(110)의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 본 발명의 제4실시예 역시 전술한 실시예들과 같이 상기 유압유로(20)의 오일 유입 방향이 상기 피스톤(110)의 외주면에 대해 경사진 각도로 형성된다는 점이 동일하나, 상기 피스톤(110) 외주면의 외측 방향으로 돌출된 블레이드(111b)를 더 포함한다.

상기 블레이드(111b)는 상기 유압유로(20)를 통해 유입되는 오일의 유동에 대한 저항도를 대폭 증가시킬 수 있도록 하며, 본 실시예 외의 다양한 형태로 형성될 수 있다.

즉 본 실시예에서 상기 블레이드(111b)는 횡단면이 직사각형 형태로 형성되나, 상기 블레이드(111b)의 횡단면은 절곡된 형태, 곡선형 등 다양한 형태로 형성될 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 본 발명의 제5실시예는 전술한 제4실시예와 마찬가지로 상기 피스톤(110)의 외주면에 외측 방향으로 돌출된 블레이드(111c)가 형성된다.

다만, 본 실시예의 경우 상기 블레이드(111c)는 상기 피스톤(110) 외주면의 접선과 수직한 수직선에 대해 경사진 각도로 형성된다는 점이 제4실시예와 다르다. 특히 본 실시예에서 상기 블레이드(111c)는 상기 오일의 유동 방향과 반대 측으로 연장된 형태로 형성되어, 보다 강한 저항력을 발생시킬 수 있다.

즉 상기 블레이드(111c)는 다양한 형태 및 크기로 형성될 수 있을 뿐 아니라, 그 연장 각도 역시 다양하게 형성될 수 있음을 확인할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤(110) 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 8에 도시된 본 발명의 제6실시예는 상기 피스톤(110)의 외주면 둘레에 마찰력이 큰 외피(112)가 구비된 형태를 가진다. 상기 외피(112)는 재질 자체의 마찰력이 상기 피스톤(110)보다 클 수도 있으며, 또는 표면 미세 구조를 통해 큰 마찰력을 가지는 형태일 수도 있다.

또한 상기 외피(112)는 상기 피스톤(110)의 표면에 증착된 박막 형태일 수도 있으며, 또는 별도의 부재를 상기 피스톤(110)의 표면에 부착시킨 형태일 수도 있다. 이와 같은 경우, 상기 외피(112)는 복수의 피스로 분할된 형태로 상기 피스톤(110)의 둘레에 부착될 수 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 제7실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤(110) 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 8에 도시된 본 발명의 제6실시예는 전술한 제3실시예와 같이 상기 피스톤(110) 외주면의 둘레를 따라 복수의 요철이 형성된다.

다만, 전술한 제3실시예의 경우 상기 피스톤(110)의 표면에 복수의 돌기(111a, 도 5 참조)가 형성된 형태를 가지나, 본 실시예는 상기 피스톤(110)의 둘레에 복수의 함몰홈(113)이 형성된다는 점이 다르다.

즉 상기 피스톤(110) 표면의 요철은 돌기뿐 아니라 함몰된 홈 형태로 형성될 수도 있는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

도 10은 본 발명의 제8실시예에 따른 유압브레이커의 피스톤(110) 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 10에 도시된 본 발명의 제8실시예는, 전술한 실시예들과 달리 상기 유압유로(20)의 연결 방향이 상기 피스톤(110) 외주면의 접선에 대해 수직한 방향인 점이 다르다.

다만, 상기 유압유로(20)가 상기 하우징(105)에 연결되는 지점을 기준으로 상기 하우징(105)의 내측에는 상기 유압유로(20)를 통해 유입되는 오일의 유동 방향을 가이드하는 가이드부(116)가 더 구비된다.

이에 따라 상기 유압유로(20)를 통해 유입되는 오일은 상기 가이드부(116)를 따라 상기 수용공간(101) 내로 경사지게 유입될 수 있다. 즉 본 실시예는 상기 유압유로(20)의 연결 각도가 상기 피스톤(110) 외주면의 접선에 수직한 방향이나, 상기 가이드부(116)를 통해 오일의 유동 방향을 상기 피스톤(110)의 외주면에 대해 경사진 방향으로 유도할 수 있다.

이상으로 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 설명하였다.

한편 전술한 바와 같이, 상기 피스톤(110)의 회전 속도는 불규칙하게 가변되도록 형성될 수도 있다. 이에 따라 각 실시예에서 설명된 요철 구조, 블레이드 등 상기 피스톤(110)의 회전을 위해 구비되는 각 구성요소는 상기 피스톤(110)의 둘레에 규칙적이지 않은 각도로 구비될 수도 있을 것이다.

이와 같이 할 경우 상기 피스톤(110)의 회전 속도를 용이하게 가변시킬 수 있어 상기 피스톤(110)을 고른 영역에 걸쳐 하중이 인가되도록 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 유압원 11: 유압풀
20: 유압유로 100: 유압브레이커
101: 수용공간 105: 하우징
110: 피스톤 111a: 돌기
111b, 111c: 블레이드 112: 외피
113: 함몰홈 116: 가이드부
150: 치즐

Claims (7)

1. 내부에 수용공간이 형성되는 하우징;
   상기 하우징에 연결되어 상기 수용공간 내로 오일을 유동시키는 유압유로;
   일측이 상기 하우징에 수용되며, 타측이 외부에 노출되는 치즐; 및
   상기 수용공간에 수용되며, 상기 오일의 유동에 의해 왕복 이동됨에 따라 상기 치즐을 타격하는 피스톤;
   을 포함하며,
   상기 피스톤은 상기 유압유로를 통해 상기 수용공간으로 유입되는 오일의 유동에 의해 왕복 행정 중 둘레 방향으로 회전되는 유압브레이커.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 유압유로는 상기 피스톤의 횡단면을 기준으로, 상기 피스톤의 중심점을 지나는 연장선에 대해 경사진 각도로 상기 하우징에 연결되는 유압브레이커.
4. 제1항에 있어서,
   상기 유압유로는 상기 피스톤의 횡단면을 기준으로, 상기 피스톤의 중심점을 지나는 연장선과 평행하되, 상기 연장선과 이격된 위치에서 상기 하우징에 연결되는 유압브레이커.
5. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤은,
   상기 피스톤 외주면의 둘레를 따라 형성된 복수의 요철을 포함하는 유압브레이커.
6. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤은,
   상기 피스톤 외주면의 외측 방향으로 돌출된 블레이드를 포함하는 유압브레이커.
7. 제6항에 있어서,
   상기 블레이드는 상기 피스톤 외주면의 접선과 수직한 수직선에 대해 경사진 각도로 형성된 유압브레이커.

Images