KR101870069B1 - 브레이커, 장볼트 풀림 모니터링 시스템 및 장볼트 풀림 모니터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 브레이커는 피스톤이 왕복 운동하도록 상기 피스톤을 수용하는 실린더; 상기 실린더의 상측에 배치되는 헤드캡; 상기 실린더의 하측에 배치되며 왕복 운동하는 피스톤에 타격되는 치즐을 구비하는 프런트헤드; 상기 실린더, 상기 헤드캡 및 상기 프런트헤드를 상호 결합시키는 장볼트; 상기 장볼트와 나사 결합되어 상기 장볼트를 고정하는 너트; 및 상기 장볼트 상의 상기 너트가 풀림에 따라 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 광센서;를 포함할 수 있다.

Description

브레이커, 장볼트 풀림 모니터링 시스템 및 장볼트 풀림 모니터링 방법{A hydraulic breaker, monitoring system for unlocking of long bolt and monitoring method for unlocking of long bolt}

본 발명은 브레이커, 장볼트 풀림 모니터링 시스템 및 장볼트 풀림 모니터링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 너트의 위치정보를 감지하는 광센서를 이용하여 장볼트의 풀림을 감지할 수 있는 브레이커, 장볼트 풀림 모니터링 시스템 및 장볼트 풀림 모니터링 방법에 관한 것이다.

브레이커(breaker)는 피스톤의 왕복 운동을 통해 대상물에 접촉되는 치즐을 타격하여 암반 등을 파쇄하기 위해 사용되는 장치로, 대형 건설 현장 등에서는 굴삭기 등 중장비 차량에 장착되는 유압식 어태치먼트 형태가 주로 이용되고 있다.

암반 파쇄 작업은 건설 기한 등으로 인하여 그 작업 속도가 중요한 요인의 하나로 작용한다. 따라서, 종래의 브레이커는 작업자의 조작에 따라 경암파쇄를 위해 타격력이 강화되도록 피스톤의 스트로크 거리를 길게 하는 롱 스트로크(long stroke) 모드와 연암 파쇄를 위해 다소 간의 타격력을 희생하더라도 타격속도가 향상되는 숏 스트로크 모드(short stroke) 모드를 변경하도록 구성되어 있다.

한편, 브레이커가 암반을 타격함에 따라 그 충격으로 장볼트가 풀릴 수 있다.

장볼트가 풀리는 경우, 결속력이 약해지며, 이러한 상태에서 브레이커가 암반을 계속 타격하는 경우, 브레이커의 파손을 가져올 수 있다.

이러한 문제를 해결하고자, 한국등록특허 10-1518811(2015년 05월 12일 공고)에서는, 핵사너트의 하부에 배치되는 와셔 상에 제1 감지센서를 장착하고 있다.

그러나, 제1 감지센서를 와셔에 장착하기 위해서는, 소모품인 와셔에 제1 감지센서가 장착될 수 있는 감지홈 별도로 형성해야 하며, 감지홈에 먼지와 같은 이물질이 끼여 제1 감지센서가 파손되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 너트의 풀림을 감지하여 장볼트의 풀림을 감지하며, 너트의 풀림 시 소정의 조건에 따라 사용자에게 그 정보를 알려주거나 피스톤의 운동을 제어하는 브레이커, 장볼트 풀림 모니터링 시스템 및 장볼트 풀림 모니터링 방법을 제공하고자 함이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 피스톤이 왕복 운동하도록 상기 피스톤을 수용하는 실린더; 상기 실린더의 상측에 배치되는 헤드캡; 상기 실린더의 하측에 배치되며 왕복 운동하는 피스톤에 타격되는 치즐을 구비하는 프런트헤드; 상기 실린더, 상기 헤드캡 및 상기 프런트헤드를 상호 결합시키는 장볼트; 상기 장볼트와 나사 결합되어 상기 장볼트를 고정하는 너트; 및 상기 장볼트 상의 상기 너트가 풀림에 따라 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 광센서;를 포함하는 브레이커가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 피스톤이 왕복 운동하도록 피스톤을 수용하는 실린더, 상기 실린더의 상측에 배치되는 헤드캡, 상기 실린더의 하측에 배치되며 왕복 운동하는 피스톤에 타격되는 치즐을 구비하는 프런트헤드, 상기 실린더와 상기 헤드캡 및 상기 프런트헤드를 상호 결합하는 장볼트 및 상기 장볼트와 나사 결합되어 상기 장볼트를 고정하는 너트를 구비하는 브레이커의 장볼트 풀림 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 상기 장볼트 상의 상기 너트가 풀림에 따라 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 광센서; 및 감지된 상기 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우, 상기 너트가 풀린 것으로 판단하고 경고 동작을 수행하는 콘트롤러;를 포함하는 장볼트 풀림 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 실린더 내에서 피스톤의 왕복 운동에 따라 치즐이 대상물을 타격하는 단계; 광센서가 장볼트 상의 너트의 풀림에 의해 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 단계; 콘트롤러가 감지된 상기 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 너트가 풀린 것으로 판단하고 경고 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 장볼트 풀림 모니터링 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 브레이커, 장볼트 풀림 모니터링 시스템 및 장볼트 풀림 모니터링 방법에 따르면, 용이하게 너트의 풀림을 감지하여 장볼트의 풀림을 감지할 수 있고, 장볼트 풀림 시 소정의 조건에 따라 사용자에게 경고를 하거나 피스톤의 운동을 제어하여, 브레이커의 파손을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이커를 포함하는 건설 장비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이커의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 브레이커의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 브레이커의 회로도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광센서의 설치 위치를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광센서의 설치 위치를 도시한 개략도이다.
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광센서의 설치 위치를 도시한 개략도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서가 감지한 위치정보 특성에 관한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동센서가 감지한 진동정보 특성에 관한 도면이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 장볼트 풀림 모니터링 시스템의 개략 구성도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 피스톤이 왕복 운동하도록 상기 피스톤을 수용하는 실린더, 상기 실린더의 상측에 배치되는 헤드캡, 상기 실린더의 하측에 배치되며 왕복 운동하는 피스톤에 타격되는 치즐을 구비하는 프런트헤드, 상기 실린더, 상기 헤드캡 및 상기 프런트헤드를 상호 결합시키는 장볼트, 상기 장볼트와 나사 결합되어 상기 장볼트를 고정하는 너트 및 상기 장볼트 상의 상기 너트가 풀림에 따라 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 광센서를 포함하는 브레이커가 제공될 수 있다.

또, 상기 광센서는 상기 헤드캡에 설치되며, 상기 너트의 측부에 대한 위치정보를 감지할 수 있다.

또, 상기 헤드캡은 상기 너트의 상기 측부의 적어도 일부를 커버하도록 외면으로부터 함입된 함입공간 및 상기 함입공간에 배치된 상기 너트의 상기 측부로 연통되는 수용공간을 형성하고, 상기 광센서는 상기 수용공간에 설치되어 상기 너트의 측부에 대한 위치정보를 감지할 수 있다.

또, 상기 너트는 수용공간을 형성하고, 상기 광센서는, 외부의 환경으로부터 보호되도록 상기 수용공간 상에 배치될 수 있다.

또, 상기 수용공간을 커버하여 상기 수용공간 상에 배치된 상기 광센서를 외부의 환경으로부터 보호하는 커버부를 더 포함하는 브레이커가 제공될 수 있다.

또, 상기 광센서는 상기 장볼트에 대한 위치정보를 감지할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 피스톤이 왕복 운동하도록 피스톤을 수용하는 실린더, 상기 실린더의 상측에 배치되는 헤드캡, 상기 실린더의 하측에 배치되며 왕복 운동하는 피스톤에 타격되는 치즐을 구비하는 프런트헤드, 상기 실린더와 상기 헤드캡 및 상기 프런트헤드를 상호 결합하는 장볼트 및 상기 장볼트와 나사 결합되어 상기 장볼트를 고정하는 너트를 구비하는 브레이커의 장볼트 풀림 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 상기 장볼트 상의 상기 너트가 풀림에 따라 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 광센서 및 감지된 상기 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우, 상기 너트가 풀린 것으로 판단하고 경고 동작을 수행하는 콘트롤러를 포함하는 장볼트 풀림 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.

또, 상기 미리 정해진 조건은, 상기 너트가 상기 장볼트에 설치된 시점에서의 상기 위치정보인 제1 위치정보값과 현재 시점에서의 상기 위치정보인 제2 위치정보값의 차이가 소정의 기준정보값 이상인 조건일 수 있다.

또, 장볼트 풀림 모니터링 시스템은 상기 브레이커의 진동량을 감지하도록 상기 브레이커의 진동정보를 감지하는 진동센서;를 더 포함할 수 있으며, 상기 광센서는, 상기 진동정보가 소정의 진동조건을 만족하는 경우, 상기 위치정보를 감지할 수 있다.

또, 장볼트 풀림 모니터링 시스템은 영상 또는 음성을 출력하는 출력 모듈;을 더 포함할 수 있으며, 상기 콘트롤러는, 상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 출력 모듈을 통해 경고 메시지를 출력할 수 있다.

또, 상기 콘트롤러는, 상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 피스톤의 왕복 운동을 정지시킬 수 있다.

또, - 상기 브레이커는, 상기 피스톤의 전진운동을 위하여 유압 소스와 상기 실린더의 리어 챔버를 연결하거나 또는 상기 실린더의 리어 챔버로부터 작동유를 배출하는 제어 밸브 및 상기 작동유의 흐름을 선택적으로 차단하는 차단 밸브를 더 구비함 - 상기 콘트롤러는, 상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 차단 밸브가 상기 작동유의 흐름을 차단하도록 상기 차단 밸브를 제어할 수 있다.

또, - 상기 차단 밸브는, 상기 제어 밸브로 향하는 상기 작동유의 흐름을 선택적으로 차단함 - 상기 콘트롤러는, 상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 차단 밸브가 상기 작동유의 흐름을 차단하도록 상기 차단 밸브를 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 실린더 내에서 피스톤의 왕복 운동에 따라 치즐이 대상물을 타격하는 단계, 광센서가 장볼트 상의 너트의 풀림에 의해 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 단계, 콘트롤러가 감지된 상기 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 너트가 풀린 것으로 판단하고 경고 동작을 수행하는 단계를 포함하는 장볼트 풀림 모니터링 방법이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이커를 포함하는 건설 장비의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이커의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 브레이커의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 브레이커의 회로도이고. 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광센서의 설치 위치를 도시한 개략도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광센서의 설치 위치를 도시한 개략도이고, 도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광센서의 설치 위치를 도시한 개략도이다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서가 감지한 위치정보 특성에 관한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동센서가 감지한 진동정보 특성에 관한 도면이다.

도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 장볼트 풀림 모니터링 시스템의 개략 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일례로, 건설 장비(100)는 대상물에 대한 타격 작업을 수행하는 장비이다. 타격 작업을 위한 건설 장비(100)는 주로 굴삭기 등의 중장비 차량에 브레이커(1000)가 어태치먼트로 장착되는 형태로 구현된다.

브레이커(1000)는 대상물을 타격하는 동작을 수행하는 기기이다.

물론, 본 발명에서 브레이커(1000)가 상술한 예로 한정되는 것은 아니며 유압 브레이커 이외에도 대상물을 타격하는 기능을 수행하는 다른 종류의 타격 기기도 모두 포괄하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.

브레이커(1000)는 중장비 차량, 즉 캐리어(120)에 장착되는 어태치먼트 타입이 일반적이지만 반드시 그러한 것은 아니며, 작업자가 직접 다루는 형태와 같이 캐리어(120)로부터 독립적인 형태로도 존재할 수도 있다.

브레이커(1000)에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.

캐리어(120)는 크게 주행체(121)와 회전체(122)로 구분될 수 있다.

주행체(121)는 주로 크롤러 타입이나 휠 타입으로 제공되며 경우에 따라서는 크레인 타입이나 트럭 타입인 것도 가능하다.

회전체(122)는 지면에 대해 수직 방향을 축을 기준으로 회전 가능하게 주행체(121) 상에 얹혀진다.

회전체(122)에는 붐이나 암 등의 연결 부재(123)가 설치된다. 연결 부재(123)의 단부에는 브레이커(1000)가 어태치먼트 형태로 직접 체결되거나 커플러(140)를 통해 체결되는 식으로 탈부착될 수 있다.

연결 부재(123)는 주로 2개 이상의 부재가 링크 방식으로 체결되며, 실린더와 연결되어 실린더의 신축에 의해 굽혀지거나 또는 펴지는 동작, 신축 동작 등을 수행할 수 있다. 연결 부재(123)는 이러한 동작에 의해 그 단부에 부착된 브레이커(1000)를 피타격물 상에 위치시킬 수 있다.

또한, 캐리어(120)에는 장착된 브레이커(1000)가 동작할 수 있도록 브레이커(1000)에 유압을 인가하거나 그 밖에도 붐이나 암을 비롯한 캐리어(120)의 각 부위나 커플러(140) 등에 유압을 공급하는 유압 소스(160)와 작동유를 저장하는 유압 탱크(160a)가 설치될 수 있다.

또한, 회전체(122) 상에는 작업자가 탑승하는 캐빈(124)이 마련되어 있어 사용자가 캐빈(124) 내의 핸들이나 레버, 버튼 따위의 조작 설비를 이용해 캐리어(120)나 브레이커(1000)를 조종할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 브레이커(1000)에 관하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 일례로, 브레이커(1000)는 마운팅 브라켓(1200), 메인 바디(1400) 및 치즐(1600)을 포함할 수 있다. 메인 바디(1400)는 브레이커(1000)에서 타격력을 발생시키는 부위로, 그 내부에 실린더(1430)와 실린더(1430)에 수용되는 피스톤(1440)을 가져 유압 소스(160)로부터 인가되는 작동유의 유압에 의해 피스톤(1440)이 왕복 운동함에 따라 타격력을 발생시킨다. 치즐(1600)은 피타격물을 직접 타격하는 부위로, 그 상단이 피스톤(1440)의 하단에 타격되도록 메인 바디(1400)의 하측(이하의 설명에서 피스톤(1440)이 전진(신장)하는 방향을 하방으로 정의하고, 피스톤(1440)이 상측으로 후진(축소)하는 방향을 상방으로 정의함)에 배치된다.

마운팅 브라켓(1200)은 메인 바디(1400)의 상단에 결합되며, 캐리어(120)와 메인 바디(1400)의 연결 역할을 하는 구성이다.

메인 바디(1400)의 주요 구성은 실린더(1430)와 피스톤(1440)일 수 있다.

일례로, 피스톤(1440)은 원통 형상으로 제공되며, 실린더(1430)는 피스톤(1440)이 삽입되어 왕복 운동할 수 있도록 중공 원통 형상으로 제공될 수 있다.

실린더의 내면(1437)에는 실린더(1430)의 내부로 유압을 공급하거나 실린더(1430) 내부로부터 유압을 배출하기 위한 각종 유압 포트(1433, 1434, 1435, 1436)들이 마련되어 있다.

피스톤(1440)은 적어도 소경부(1446), 소경부(1446)의 상측에 위치하는 제1 대경부(1444) 및 소경부(1446)의 하측에 위치하는 제2 대경부(1442)를 구비할 수 있다.

유압 포트를 통해 실린더(1430) 내부로 인가되는 유압이 제1 대경부(1444) 및 제2 대경부(1442)에 의해 형성되는 단차면(1444a, 1442a)에 작용함에 따라 피스톤(1440)이 실린더(1430) 안에서 전후진 왕복 운동을 할 수 있다.

따라서, 실린더(1430)에 형성되는 유압 포트나 피스톤(1440)의 단차면(1444a, 1442a)을 적절히 설계함에 따라 단순 피스톤(1440) 왕복뿐만 아니라 피스톤(1440)의 스트로크 거리의 제어도 가능해질 수 있다.

실린더(1430)의 하단과 상단에는 각각 프론트헤드(1450)와 헤드캡(1420)이 연결될 수 있다.

프론트헤드(1450)에는 치즐(1600)이 걸치는 치즐 핀(미도시)이 마련되며, 치즐(1600)은 치즐 핀(미도시)에 의해 피스톤(1440) 전진 시 피스톤(1440)의 하단에 의해 타격되기 적절한 위치에 배치된다.

또한, 프론트헤드(1450)에는 피스톤(1440)의 왕복 시 외부 이물질이 실린더(1430) 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 더스트 프로텍터(미도시)나 타격음을 저감하기 위한 흡음 부재(미도시) 등이 추가로 설치될 수 있다.

헤드캡(1420)은 그 내부에 가스실(미도시)을 가지며, 가스실은 피스톤(1440)의 후퇴 시 그 체적이 압축됨에 따라 피스톤(1440)에 적절한 댐핑 효과를 부여할 수 있다.

또한, 브레이커(1000)는 실린더(1430), 프론트헤드(1450) 및 헤드캡(1420)을 상호 결합시키는 장볼트를 포함할 수 있다.

실린더(1430), 프론트헤드(1450) 및 헤드캡(1420)은 장볼트가 삽입될 수 있는 삽입홀을 구비하고, 장볼트는 삽입홀에 삽입되어 실린더(1430), 프론트헤드(1450) 및 헤드캡(1420)을 상호 결합시킬 수 있다.

장볼트의 양단에는 장볼트를 브레이커(1000)에 고정시키는 너트가 설치될 수 있다.

장볼트 및 너트는 나사산이 각각 형성되어, 상호 나사 결합할 수 있다.

이상에서 설명한 브레이커(1000)의 구성이나 구조는 본 발명에 따른 브레이커(1000)의 일 실시예에 불과하며, 본 발명에 따른 브레이커(1000)에는 상술한 구성이나 구조와 다소 상이하더라도 유사한 기능을 갖는 다른 타격 기기 역시 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시예에 따른 브레이커(1000)의 회로도에 관해서는 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 실린더(1430)에는 피스톤(1440)이 삽입되며 피스톤(1440)의 하측에는 치즐(1600)이 배치된다.

피스톤(1440)에는 소경부(1446), 소경부(1446)의 상측에 위치하는 제1 대경부(1444) 및 소경부(1446)의 하측에 위치하는 제2 대경부(1442)가 형성될 수 있다.

제1 대경부(1444) 및 제2 대경부(1442)는 외경이 실린더(1430)의 내경과 실질적으로 동일할 수 있으며, 이에 따라 실린더(1430) 내부에는 실린더(1430)의 하측과 제2 대경부(1442) 사이에 프론트 챔버(1431)가 형성될 수 있고, 실린더(1430)의 상측과 제1 대경부(1444) 사이에 리어 챔버(1432)가 형성될 수 있다.

프론트 챔버(1431)에는 후진 포트(1433)가 형성되며, 후진 포트(1433)는 후진 라인(1433a)을 통해 유압 소스(160)와 연결될 수 있다.

따라서, 프론트 챔버(1431)에는 유압 소스(160)로부터 후진 라인(1433a)을 거쳐 후진 포트(1433)로 유입되는 작동유에 의해 유압이 인가될 수 있다.

프론트 챔버(1431)에 인가된 유압은 제2 대경부(1442)의 단차면(1442a)에 작용하게 되고, 피스톤(1440)에 후진력이 인가될 수 있다.

리어 챔버(1432)에는 전진 포트(1434)가 형성되며, 전진 포트(1434)는 전진 라인(1434a)을 통해 제어 밸브(1460)와 연결될 수 있다.

제어 밸브(1460)는 전진 위치(1460-2) 또는 후진 위치(1460-1) 중 어느 하나의 위치로 배치될 수 있으며, 전진 위치(1460-2)에서는 전진 라인(1434a)을 유압 소스(160)로 연결하고, 후진 위치(1460-1)에서는 전진 라인(1434a)을 유압 탱크(160a)로 연결할 수 있다.

따라서, 제어 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)에 배치되면 리어 챔버(1432)에는 유압 소스(160)로부터 제어 밸브(1460)와 전진 라인(1434a)을 거쳐 전진 포트(1434)로 유입되는 작동유에 의해 유압이 인가될 수 있다.

리어 챔버(1432)에 인가되는 유압은 제1 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 작용하게 되고, 피스톤(1440)에 전진력이 인가된다.

또한, 제어 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)에 배치되면, 리어 챔버(1432)는 전진 라인(1434a)과 제어 밸브(1460)를 거쳐 유압 탱크(160a)로 연결되어, 전진 위치(1460-2)에서 리어 챔버(1432)에 유입된 작동유는 유압 탱크(160a)로 배출된다.

이러한 구조에서 제1 대경부(1444)의 단차면(1444a)이 제2 대경부(1442)의 단차면(1442a)보다 큰 면적을 가지고 있어 제어 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)에 배치되면 전진력이 후진력보다 커져 피스톤(1440)이 전진할 수 있다.

반대로 제어 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)에 배치되면 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압이 제2 대경부(1442)의 단차면(1442a)에만 작용하게 되어 피스톤(1440)이 후진할 수 있다.

결과적으로 제어 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2) 또는 후진 위치(1460-1)에 배치됨에 따라 피스톤(1440)의 왕복 운동이 구현될 수 있다.

일례로, 제어 밸브(1460)의 위치 제어는 유압식으로 이루어질 수 있다.

즉, 제어 밸브(1460)는 입력되는 유압 신호에 따라 전진 위치(1460-2)와 후진 위치(1460-1)가 선택될 수 있는 유압 밸브일 수 있다.

제어 밸브(1460)의 양단에는 각각 유압 라인에 연결되는 전진 작용면(1464)과 후진 작용면(1462)이 마련될 수 있다.

여기서, 전진 작용면(1464)은 롱 스트로크 라인(1435a)과 숏 스트로크 라인(1436a)으로 분기되는 전진 제어 라인(1464a)과 연결될 수 있다.

후진 작용면(1462)은 후진 제어 라인(1462a)을 통해 유압 소스(160)에 연결될 수 있다.

이러한 구조에서 전진 작용면(1464)이 후진 작용면(1462)보다 큰 면적을 가지고 있어, 양 작용면에 유압이 함께 인가되면 제어 밸브(1460)는 전진 위치(1460-2)로 배치될 수 있으며 이에 따라 피스톤(1440)이 전진할 수 있다.

반대로 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압이 후진 작용면(1462)에만 인가되면 제어 밸브(1460)는 전진 위치(1460-2)로부터 후진 위치(1460-1)로 배치될 수 있으며, 이에 따라 피스톤(1440)이 후진할 수 있다.

롱 스트로크 라인(1435a)은 실린더(1430)에 형성되는 롱 스트로크 포트(1435)로 연결된다. 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)의 위치에 따라 프론트 챔버(1431)와 연결 또는 차단될 수 있도록 실린더(1430)의 전진 포트(1434)와 후진 포트(1433) 사이에 형성될 수 있다.

구체적으로, 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)이 전진해 제2 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435) 상에 있거나 롱 스트로크 포트(1435)보다 하측에 위치하면 프론트 챔버(1431)와의 연결이 차단된다.

반대로 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)이 후진해 제2 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435)보다 상측에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결된다.

따라서, 롱 스트로크 포트(1435)가 프론트 챔버(1431)와 연결되면, 유압 소스(160)로부터 유압이 후진 라인(1433a), 후진 포트(1433), 프론트 챔버(1431), 롱 스트로크 포트(1435), 롱 스트로크 라인(1435a), 전진 제어 라인(1464a)을 순차적으로 거쳐 전진 작용면(1464)에 인가되어 제어 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 배치될 수 있다.

숏 스트로크 라인(1436a)은 실린더(1430)에 형성되는 숏 스트로크 포트(1436)로 연결될 수 있다. 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)의 위치에 따라 프론트 챔버(1431)와 연결 또는 차단될 수 있도록 실린더(1430)의 전진 포트(1434)와 후진 포트(1433) 사이에 형성되되, 롱 스트로크 포트(1435)보다는 후진 포트(1433)에 가까운 위치에 형성될 수 있다.

구체적으로 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)이 전진해 제2 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436) 상에 있거나 숏 스트로크 포트(1436)보다 전방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와의 연결이 차단된다.

반대로 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)이 후진해 제2 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436)보다 후방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결된다.

여기서, 숏 스트로크 라인(1436a) 상에는 숏 스트로크 라인(1436a)의 단락을 제어하는 변속 밸브(1470)가 설치될 수 있다.

변속 밸브(1470)는 선택적으로 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2) 중 어느 하나의 위치로 배치될 수 있으며, 롱 스트로크 위치(1470-1)에서는 숏 스트로크 라인(1436a)을 차단하고 숏 스트로크 위치(1470-2)에서는 숏 스트로크 라인(1436a)을 연결한다.

따라서, 변속 밸브(1470)에 의해 피스톤(1440)의 롱 스트로크 모드 및 숏 스트로크 모드가 결정될 수 있다.

일례로, 변속 밸브(1470)가 숏 스트로크 위치(1470-2)로 배치되고 제2 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436)보다 후방에 위치되어 숏 스트로크 포트(1436)와 프론트 챔버(1431)가 연결된 경우, 작동유는 유압 소스(160), 후진 라인(1433a), 후진 포트(1433), 프론트 챔버(1431), 숏 스트로크 포트(1436), 변속 밸브(1470) 및 전진 작용면(1464)에 순차적으로 도달될 수 있다.

이러한 구조에 의해 피스톤(1440)은 변속 밸브(1470)의 위치에 따라 선택적으로 롱 스트로크 모드와 숏 스트로크 모드로 왕복 운동을 수행할 수 있다.

일례로, 변속 밸브(1470)는 콘트롤러(180)에 의해 자동적으로 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2)간의 전환을 수행할 수도 있으며, 사용자의 선택에 의해 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2)간의 전환을 수행할 수도 있다.

브레이커(1000)는 작동유의 흐름을 선택적으로 차단하는 차단 밸브(1480)를 더 구비할 수 있다.

차단 밸브(1480)는 작동유가 이동되는 라인에 설치될 수 있으며, 선택적으로 작동유의 흐름을 허용할 수도 있고, 작동유의 흐름을 차단할 수도 있다.

일례로, 차단 밸브(1480)는 연결 위치(1480-2)에서 작동유의 흐름을 허용할 수 있고, 차단 위치(1480-1)에서 작동유의 흐름을 차단할 수 있다.

일례로, 차단 밸브(1480)는 전진 제어 라인(1464a) 상에 설치되어 롱 스트로크 포트(1435)로부터 전진 작용면(1464)으로 이동되는 작동유 또는 숏 스트로크 포트(1436)로부터 전진 작용면(1464)으로 이동되는 작동유의 흐름을 허용할 수도 있고, 차단할 수도 있다.

만약, 차단 밸브(1480)가 차단 위치(1480-1)에 배치되어 작동유의 흐름을 차단하는 경우, 전진 작용면(1464)으로 유압이 가해지지 않아, 제어 밸브(1460)는 후진 위치(1460-1)로부터 전진 위치(1460-2)로 변환될 수 없다.

따라서, 리어 챔버(1432)에는 후진 위치(1460-1)에 있는 제어 밸브(1460)에 의해 유압 소스(160)로부터 작동유가 공급되지 않아 피스톤(1440)의 왕복 운동이 정지될 수 있다.

차단 밸브(1480)의 설치 위치는 위에서 언급한 위치에만 한정되는 것은 아니며, 일례로, 후진 라인(1433a) 상에 설치될 수도 있고, 전진 라인(1434a) 상에도 설치될 수도 있다.

또한, 차단 밸브(1480)는 유압 소스(160)로부터 작동유가 배출되는 라인에 설치될 수도 있다.

이 경우, 차단 밸브(1480)가 작동유의 흐름을 차단하는 경우, 유압 소스(160)로부터 실린더(1430)로의 작동유 공급은 차단될 수 있다.

이하에서는, 광센서(150)를 이용하여 너트(1401)의 풀림에 의해 장볼트(1402)가 풀린 것을 감지하는 장볼트 풀림 모니터링 기술에 대해 설명하겠다.

실린더(1430) 상에서 피스톤(1440)의 왕복운동에 의해 브레이커(1000)는 진동될 수 있으며, 진동에 의해 너트(1401)는 장볼트(1402) 상에서 풀릴 수 있다.

너트(1401)가 풀리는 경우, 장볼트(1402)는 실린더(1430), 프론트헤드(1450) 및 헤드캡(1420)을 고정하지 못하고 풀리는 상태(실린더(1430), 프론트헤드(1450) 및 헤드캡(1420)을 상호 결합시키지 못하는 상태를 의미함)가 될 수 있다.

장볼트(1402)가 풀리는 경우, 실린더(1430), 프론트헤드(1450) 및 헤드캡(1420)은 상호 이격될 수 있으며, 브레이커(1000)의 진동에 의해 상호 마찰 또는 타격되어 파괴될 수 있다.

따라서, 너트(1401)가 풀리는 것을 감지하고자 광센서(150)가 브레이커(1000)에 설치될 수 있다.

일례로, 광센서(150)는 광을 이용하여 너트(1401)의 위치변화를 감지할 수 있다.

일례로, 광센서(150)는 적외선 또는 레이저를 이용하여 너트(1401)의 위치변화를 감지할 수 있는 거리감지센서일 수 있다.

광센서(150)는 너트(1401)의 위치변화를 감지하도록 너트(1401)의 위치정보를 감지할 수 있다.

도 3, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 일례로, 광센서(150)는 헤드캡(1420) 상에 설치될 수 있다.

따라서, 광센서(150)는 헤드캡(1420) 상에 설치된 너트(1401)에 대한 위치정보를 감지할 수 있다.

일례로, 광센서(150)는 헤드캡(1420) 상에 설치된 복수의 너트(1401)에 대한 위치정보를 감지하도록 복수개가 설치될 수 있다.

일례로, 광센서(150)는 너트(1401)의 측부(1401-1)에 대한 위치정보를 감지할 수 있다.

즉, 광센서(150)는 너트(1401)의 측부(1401-1)에 대한 위치변화를 감지하도록 브레이커(1000)에 설치될 수 있다.

너트(1401)의 측부(1401-1)는 나사산이 형성된 부분의 외면일 수 있으며, 스패너에 의해 파지될 수 있는 부분일 수 있다.

일례로, 너트(1401)는 헥사너트(1401)일 수 있으며, 너트(1401)의 측부(1401-1)는 6각을 형성할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 일례로, 헤드캡(1420)은 상기 너트(1401)의 측부(1401-1)의 적어도 일부를 커버하도록 외면으로부터 함입된 함입공간(S1)을 형성할 수 있다.

일례로, 함입공간(S1)은 헤드캡(1420)의 상면으로부터 함입되어 형성되는 공간일 수 있다.

너트(1401)는 외력에 의해 장볼트(1402) 상에서 나사결합되어 함입공간(S1) 상에 배치될 수 있다.

여기서, 헤드캡(1420)은 함입공간(S1)에 배치된 너트(1401)의 측부(1401-1)로 연통되는 수용공간(S)을 더 형성할 수 있다.

일례로, 수용공간(S)은 헤드캡(1420)의 측면으로부터 함입공간(S1) 방향으로 관통되어 형성되는 공간일 수 있다.

따라서, 수용공간(S)은 함입공간(S1) 상에 배치된 너트(1401)의 측부(1401-1)로 연통될 수 있다.

여기서, 일례로, 광센서(150)는 수용공간(S)에 설치되어 너트(1401)의 측부(1401-1)에 대한 위치정보를 감지할 수 있다.

도 5에서는, 수용공간(S)이 헤드캡(1420)의 측면으로부터 함입공간(S1) 방향으로 관통되어 형성되는 공간으로 도시하였으나, 여기에 한정되는 것은 아니며, 수용공간(S)은 함입공간(S1)을 규정하는 헤드캡(1420)의 일면으로부터 함입되어 형성되는 홈일 수도 있다.

즉, 수용공간(S)은 광센서(150)가 수용공간(S)에 설치된 너트(1401)의 측부(1401-1)에 대한 위치정보를 감지하도록 광센서(150)가 배치될 수 있는 공간이면 당업자의 입장에서 다양하게 변경될 수 있다.

이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여, 광센서(150)가 배치되는 다른 실시예를 설명하겠다.

도 7에 도시한 바와 같이, 너트(1401)는 수용공간(S)을 형성할 수 있으며, 광센서(150)는 외부의 환경으로부터 보호되도록 수용공간(S) 상에 배치될 수 있다.

일례로, 수용공간(S)은 너트(1401)의 측부(1401-1)를 관통하여 형성되는 공간일 수 있다.

광센서(150)는 수용공간(S) 상에 배치되어, 너트(1401)의 위치정보를 감지할 수 있다.

일례로, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 광센서(150)는 수용공간(S) 상에 배치되어 장볼트(1402)의 나사산의 일부분을 향해 광을 조사할 수 있다.

즉, 광센서(150)는 장볼트(1402)에 대한 위치정보를 감지할 수 있다.

따라서, 광센서(150)와 장볼트(1402)의 일부분간의 거리가 측정될 수 있다.

만약, 너트(1401)가 풀리는 경우, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 광센서(150)는 장볼트(1402)의 나사산의 일부분과 다른 부분을 향해 광을 조사할 수 있다.

즉, 너트(1401)가 풀림에 따라, 광센서(150)가 측정하는 위치정보는 달라질 수 있다.

이러한 위치정보 변화로 너트(1401)의 위치변화를 감지할 수 있으며, 나아가 너트(1401)가 풀린 것을 감지할 수 있다.

또한, 일례로, 도 8에 도시한 바와 같이, 너트(1401)는 측부(1401-1) 및 측부(1401-1)로부터 소정의 각을 가지며 연장되는 상부(1401-2)를 구비할 수 있다.

여기서, 수용공간(S)은 너트(1401)의 상부(1401-2)에 형성될 수 있다.

수용공간(S)은 너트(1401)의 상부(1401-2)에 길이방향으로 형성되는 공간일 수 있다.

광센서(150)는 수용공간(S) 상에 배치되어 장볼트(1402)의 상면에 대해 광을 조사할 수 있다.

도 8(a)에 도시된 상태(너트(1401)가 풀리지 않은 상태를 의미함)에서, 너트(1401)가 풀려 도 8(b) 상태가 되는 경우, 광센서(150)는 장볼트(1402)의 위치정보의 변화를 감지할 수 있다.

광센서(150)는 장볼트(1402)의 위치정보 변화로 너트(1401)의 위치변화를 감지할 수 있으며, 나아가 너트(1401)가 풀린 것을 감지할 수 있다.

도 5, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 광센서(150)에는 수용공간(S)을 커버하여 수용공간(S) 상에 배치된 광센서(150)를 외부의 환경으로부터 보호하는 커버부(170)가 설치될 수 있다.

일례로, 커버부(170)는 광센서(150)의 적어도 일부를 수용하여 광센서(150)와 연결될 수 있다.

광센서(150)는 커버부(170)와 연결되어 커버부(170)의 소정의 위치에 고정될 수 있으며, 수용공간(S) 상에서 커버부(170)에 의해 요동되지 않고 위치 고정될 수 있다.

즉, 커버부(170)는 광센서(150)를 고정시킬 수 있으며, 너트(1401)의 소정의 위치에 고정될 수 있어, 광센서(150)를 수용공간(S)의 소정의 위치에 요동되지 않고 고정되도록 할 수 있다.

커버부(170)는 광센서(150)를 고정하는 동시에 수용공간(S)을 커버하여 외부의 환경으로부터 보호할 수 있다.

이하에서는, 광센서(150) 및 콘트롤러(180)를 이용하여 장볼트(1402) 풀림을 모니터링하는 장볼트 풀림 모니터링 시스템에 대해서 더욱 자세히 설명하겠다.

장볼트(1402) 모니터링 시스템은 광센서(150) 및 콘트롤러(180)를 포함할 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 광센서(150)에 의해 감지된 위치정보를 이용하여 너트(1401)가 풀렸는지 여부를 판단할 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 광센서(150)로부터 감지된 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우, 너트(1401)가 풀린 것으로 판단할 수 있으며, 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하는 경우 소정의 경고 동작을 수행할 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 각종 전자 신호를 처리하고 연산하는 역할을 수행하는 전자 회로로, 광센서(150)로부터 위치정보 또는 신호를 수신하고, 정보/데이터를 연산 처리하며, 전자 신호로 브레이커(1000) 및 건설 장비의 다른 구성을 제어할 수 있다.

콘트롤러(180)는 통상적으로 캐리어에 위치하지만, 브레이커(1000)에 위치하는 것도 가능하다.

또한, 콘트롤러(180)가 반드시 단일 객체로 구현되어야만 하는 것도 아니다.

경우에 따라서 콘트롤러(180)는 서로 통신 가능한 복수의 콘트롤러(180)로 구현될 수 있다.

예를 들어, 콘트롤러(180)는 그 일부가 브레이커(1000) 측에 설치되어 있고 다른 일부가 캐리어에 설치되는 등과 같이 분산 배치되어 있을 수 있으며, 분산 배치된 콘트롤러(180) 간에는 무선/유선 통신을 수행하여 협업함으로써 그 기능을 수행할 수 있다.

일례로, 다수의 콘트롤러(180)가 분산 배치되는 경우에는 그 일부는 슬레이브 타입으로 단순히 신호나 정보만을 전달하는 역할을 하고 다른 일부가 마스터 타입으로 각종 신호나 정보를 수신하여 처리/연산 및 명령/제어를 수행하는 방식을 취할 수도 있다.

미리 정해진 조건은 너트(1401)가 풀렸는지 여부를 판단하는 조건일 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 광센서(150)로부터 감지된 위치정보 또는 위치정보를 기초로 연산/변환된 데이터가 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 너트(1401)가 풀린 것으로 판단할 수 있고, 미리 정해진 조건을 만족하지 않는 경우 너트(1401)가 풀리지 않은 것으로 판단할 수 있다.

미리 정해진 조건은, 사용자에 의해 설정될 수도 있으며, 너트(1401)가 풀리지 않은 정상적인 상태에서 광센서(150)로부터 획득한 위치정보 또는/및 너트(1401)가 풀린 상태에서 광센서(150)로부터 획득한 위치정보를 기초로 설정될 수도 있다.

또한, 장볼트 풀림 모니터링 시스템은 영상 또는 음성을 출력하는 출력 모듈(190)을 더 포함할 수 있다.

출력 모듈(190)은 예를 들어 주로 영상을 출력하는 영상 출력 모듈(190) 또는 음성을 출력하는 음성 출력 모듈(190)로 구현될 수 있다.

물론, 둘 이외에 사용자에게 정보를 전달하는 다양한 출력 장치들이 출력 모듈(190)로 채택될 수 있다.

출력 모듈(190)은 사용자에게 영상 또는 음성을 직접 출력할 수도 있으며, 사용자에게 영상 또는 음성을 직접 출력하는 다른 기기에 영상/음성 신호를 전송하는 usb 포트 등을 아우르는 구성일 수 있다.

출력 모듈(190)은 영상 또는 음성을 출력하여 사용자에서 장볼트(1402) 풀림 발생에 대한 경고 메시지를 출력할 수 있는 구성일 수 있다.

일례로, 출력 모듈(190)은 브레이커(1000)에 설치될 수도 있고, 캐리어에 설치될 수도 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 출력 모듈(190)을 통해 사용자에게 장볼트(1402) 풀림 발생에 대한 경고 메시지를 출력하도록 출력 모듈(190)을 제어할 수 있다.

콘트롤러(180)와 출력 모듈(190)은 유선 통신 또는 무선 통신이 가능할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 일례로, 광센서(150)는 발광부로부터 조사된 광이 너트(1401)에 반사되어 수광부로 감지되는 반사광의 양을 기초로 너트(1401)의 위치정보를 감지할 수 있다.

도 6(a)는 너트(1401)가 풀리지 않은 상태의 도면이며, 도 6(b)는 너트(1401)가 풀린 상태의 도면이다.

도 6(a)에 도시된 상태에서 광센서(150)의 수광부로 감지되는 반사광의 양은 제1 수광값(L1)일 수 있으며, 도 6(b)에 도시된 상태에서 광센서(150)의 수광부로 감지되는 반사광의 양은 제1 수광값(L1)과 다른 값인 제2 수광값(L2)일 수 있다.

일례로, 제2 수광값(L2)은 제1 수광값(L1)보다 작을 수 있다.

여기서, 미리 정해진 조건은 제2 수광값(L2)이 소정의 기준광값 이하인 조건일 수 있으며, 콘트롤러(180)는 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 너트(1401)가 풀린 것으로 판단할 수 있다.

앞서 설명한 실시예에서는, 제2 수광값(L2)이 제1 수광값(L1)보다 작은 것으로 설명하였으나, 제2 수광값(L2)이 제1 수광값(L1)보다 클 수도 있다.

다만, 설명의 편의를 위해 제2 수광값(L2)이 제1 수광값(L1)보다 작은 것으로 가정하고 설명하겠다.

도 9에 도시한 바와 같이, 미리 정해진 조건은 너트(1401)가 장볼트(1402)에 설치된 시점(너트(1401)가 풀리지 않은 상태를 의미함)에서의 위치정보인 제1 위치정보값과 현재 시점에서의 상기 위치정보인 제2 위치정보값의 차이가 소정의 기준정보값 이상인 조건일 수 있다.

제1 위치정보값 및 제2 위치정보값은 광센서(150)로부터 감지된 위치정보와 관련된 데이터 또는 위치정보를 기초로 콘트롤러(180)에 의해 연산/처리된 데이터일 수 있다.

일례로, 제1 위치정보값은 너트(1401)가 풀리지 않은 시점에서 광센서(150)로부터 감지된 위치정보일 수 있으며, 제2 위치정보값은 현재 시점에서의 광센서(150)로부터 감지된 위치정보를 의미할 수 있다.

일례로, 제1 위치정보값은 제1 수광값(L1)일 수 있으며, 제2 위치정보값은 제2 수광값(L2)일 수 있다.

콘트롤러(180)는 제1 위치정보값과 제2 위치정보값의 차이(ΔL1)가 소정의 기준정보값 이상인 경우, 너트(1401)가 풀린 것으로 판단할 수 있다.

소정의 기준정보값은 사용자에 의해 설정될 수도 있으며, 너트(1401)가 풀리지 않은 정상적인 상태에서 광센서(150)로부터 획득한 위치정보 또는/및 너트(1401)가 풀린 상태에서 광센서(150)로부터 획득한 위치정보를 기초로 설정될 수도 있다.

또한, 콘트롤러(180)는 제2 위치정보값만으로도 너트(1401)가 풀렸는지 여부를 판단할 수도 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 제2 위치정보값이 소정의 기준정보값 이하인 경우 너트(1401)가 풀린 것으로 판단할 수도 있다.

미리 정해진 조건은 앞서 설명한 예시에 한정되지 않으며, 광센서(150)로부터 감지된 위치정보를 이용하여 너트(1401)가 풀린 것으로 판단할 수 있는 조건이라면 미리 정해진 조건에 해당할 수 있다.

장볼트 풀림 모니터링 시스템은 브레이커(1000)의 진동량을 감지하도록 브레이커(1000)의 진동정보를 감지하는 진동센서(200)를 더 포함할 수 있다.

진동센서(200)는 브레이커(1000)에 설치될 수 있으며, 일례로, 헤드캡(1420)에 설치될 수 있다.

진동센서(200)는 피스톤(1440)의 왕복 운동 또는/및 치즐(1600)이 타격물을 타격함에 따라 발생되는 브레이커(1000)의 진동에 대한 진동정보를 감지할 수 있다.

장볼트(1402)가 풀리는 경우, 실린더(1430)와 프론트헤드(1450) 및 헤드캡(1420) 간의 밀착 결합이 느슨해져 장볼트(1402)가 풀리지 않은 경우보다 진동이 증폭될 수 있다.

여기서, 콘트롤러(180)는 진동센서(200)로부터 감지된 진동정보가 소정의 진동조건을 만족하는 경우 광센서(150)가 위치정보를 감지하도록 제어할 수 있다.

일례로, 도 10에 도시한 바와 같이, 진동정보는 진동량(V1)을 의미할 수 있으며, 소정의 진동조건은 진동센서(200)로부터 감지된 진동량(V1)이 소정의 진동기준(V2) 이상인 조건일 수 있다.

콘트롤러(180)는 진동정보가 소정의 진동조건을 만족하는 경우, 비 이상적인 진동이 발생한 것으로 판단하고, 광센서(150)를 제어하여 위치정보를 감지할 수 있다.

즉, 콘트롤러(180)는 너트(1401)가 장볼트(1402)에 설치된 시점으로부터 지속하여 위치정보를 감지하도록 광센서(150)를 제어할 수도 있으나, 전력소비를 줄이기 위해, 비 이상적인 진동이 발생한 경우에만 위치정보를 감지하도록 광센서(150)를 제어할 수도 있다.

따라서, 콘트롤러(180)는 너트(1401)가 장볼트(1402)에 설치된 시점(너트(1401)가 풀리지 않은 상태를 의미함)에서 위치정보를 감지하도록 광센서(150)를 제어하고, 그 후 광센서(150)의 전원을 off 시키며, 비 이상적인 진동이 발생된 것으로 판단하는 경우 다시 광센서(150)의 전원을 on시켜 위치정보를 감지하여 너트(1401)가 풀렸는지 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 콘트롤러(180)는 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하는 경우 출력 모듈(190)을 통해 사용자에게 경고 메시지를 출력할 수 있다.

또한, 일례로, 콘트롤러(180)는 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하는 경우 피스톤(1440)의 왕복 운동을 정지시킬 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하는 경우 차단 밸브(1480)가 작동유의 흐름을 차단하도록 차단 밸브(1480)를 제어할 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)가 차단 밸브(1480)를 제어하지 않는 경우, 차단 밸브(1480)는 연결 위치(1480-2) 상태에 있으며, 콘트롤러(180)가 차단 밸브(1480)를 제어하는 경우 차단 밸브(1480)는 연결 위치(1480-2)로부터 차단 위치(1480-1)로 변경될 수 있다.

즉, 콘트롤러(180)는 차단 밸브(1480)가 연결 위치(1480-2)로부터 차단 위치(1480-1)로 변경될 수 있도록 제어할 수 있으며, 그 결과 차단 밸브(1480)는 작동유의 흐름을 차단할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 차단 밸브(1480)가 콘트롤러(180)의 제어에 의해 연결 위치(1480-2)로부터 차단 위치(1480-1)로 변환된 경우, 제어 밸브(1460)는 후진 위치(1460-1)에서 지속적으로 유지되며, 그 결과, 유압 소스(160)의 작동유는 리어 챔버(1432)에 유입될 수 없어 피스톤(1440)의 왕복 운동이 구현되지 않을 수 있다.

또한, 일례로, 콘트롤러(180)는 유압 소스(160)를 제어하여 유압 소스(160)가 브레이커(1000)로 작동유를 공급하는 상태인 on상태 및 유압 소스(160)가 브레이커(1000)로 작동유를 공급하지 않는 상태인 off상태로 제어할 수 있다.

즉, 콘트롤러(180)는 스크래치가 발생한 것으로 판단하는 경우, 유압 소스(160)를 제어하여 작동유가 브레이커(1000)에 공급되지 않도록 제어할 수도 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하는 경우 변속 밸브(1470)를 제어하여 피스톤(1440)의 왕복 운동을 제어할 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)는, 피스톤(1440)이 롱 스트로크 상태에서 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하는 경우 변속 밸브(1470)를 제어하여 피스톤(1440)이 숏 스트로크 상태로 변경되도록 제어할 수 있으며, 피스톤(1440)이 숏 스트로크 상태에서 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하는 경우 차단 밸브(1480)를 제어하여 피스톤(1440)을 정지시킬 수 있다.

콘트롤러(180)는 변속 밸브(1470) 및 차단 밸브(1480)를 순차적으로 제어하여, 피스톤(1440)이 롱 스트로크인 경우 순차적으로 숏 스트로크로 변경하고 숏 스트로크에서 다시 정지시킬 수도 있다.

사용자는 콘트롤러(180)의 제어에 의해 피스톤(1440)의 왕복 운동 상태가 변경됨으로서 너트(1401)가 풀린 것을 인지할 수 있다.

일례로, 콘트롤러(180)의 경고 동작은 출력 모듈(190)을 통해 사용자에게 경고 메시지를 출력하는 동작 및/또는 피스톤(1440)의 왕복 운동 상태를 변경하는 동작을 의미할 수 있다.

이하에서는 장볼트 풀림 모니터링 방법에 대해 설명하겠다.

장볼트 풀림 모니터링 방법은 실린더(1430) 내에서 피스톤(1440)의 왕복 운동에 따라 치즐(1600)이 대상물을 타격하는 단계(S10), 광센서(150)가 장볼트(1402) 상의 너트(1401)의 풀림에 의해 발생되는 상기 너트(1401)의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트(1401)의 위치정보를 감지하는 단계(S20) 및 콘트롤러(180)가 감지된 상기 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 너트(1401)가 풀린 것으로 판단하고 경고 동작을 수행하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위해, 도 11에 도시한 바와 같이, 콘트롤러(180)와 광센서(150), 진동센서(200), 차단 밸브(1480), 변속 밸브(1470) 및 출력 모듈(190) 간은 유선 통신 또는 무선 통신이 가능하며, 콘트롤러(180)의 제어에 의해 광센서(150), 진동센서(200), 차단 밸브(1480), 변속 밸브(1470) 및 출력 모듈(190)은 제어될 수 있다.

또한, 미리 정해진 기준, 기준정보값, 소정의 진동조건은 입력부(195)에 의해 입력될 수도 있으며, 콘트롤러(180)가 너트(1401)가 풀리지 않은 정상적인 상태에서 획득한 위치정보 및/또는 너트(1401)가 풀린 상태에서 획득한 위치정보를 기초로 연산하여 설정될 수도 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

120: 캐리어
1000: 브레이커
150: 광센서
180: 콘트롤러
190: 송신 모듈

Claims (14)

1. 피스톤이 왕복 운동하도록 상기 피스톤을 수용하는 실린더;
   상기 실린더의 상측에 배치되는 헤드캡;
   상기 실린더의 하측에 배치되며 왕복 운동하는 피스톤에 타격되는 치즐을 구비하는 프런트헤드;
   상기 실린더, 상기 헤드캡 및 상기 프런트헤드를 상호 결합시키는 장볼트;
   상기 장볼트와 나사 결합되어 상기 장볼트를 고정하는 너트; 및
   상기 장볼트 상의 상기 너트가 풀림에 따라 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 광을 이용하여 상기 너트의 위치정보를 감지하는 광센서;를 포함하되,
   상기 너트는 그 내측면에 상기 광센서가 상기 너트의 중심을 향하는 방향으로 배치되도록 수용할 수 있는 수용공간을 포함하고,
   상기 광센서는 상기 장볼트의 나사산을 향해 광을 조사하고, 상기 나사산으로부터 반사되는 반사광을 감지하는
   브레이커.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 수용공간을 커버하여 상기 수용공간 상에 배치된 상기 광센서를 외부의 환경으로부터 보호하는 커버부;를 더 포함하는,
   브레이커.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 광센서는,
   상기 장볼트에 대한 위치정보를 감지하는,
   브레이커.
   
7. 피스톤이 왕복 운동하도록 피스톤을 수용하는 실린더, 상기 실린더의 상측에 배치되는 헤드캡, 상기 실린더의 하측에 배치되며 왕복 운동하는 피스톤에 타격되는 치즐을 구비하는 프런트헤드, 상기 실린더와 상기 헤드캡 및 상기 프런트헤드를 상호 결합하는 장볼트 및 상기 장볼트와 나사 결합되어 상기 장볼트를 고정하는 너트를 구비하는 브레이커의 장볼트 풀림 모니터링 시스템에 있어서,
   상기 너트의 수용공간에 수용되어, 상기 장볼트의 나사산을 향해 광을 조사하고, 상기 나사산으로부터 반사되는 반사광을 감지함으로써, 상기 장볼트 상의 상기 너트가 풀림에 따라 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 상기 너트의 위치정보를 감지하는 광센서; 및
   감지된 상기 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우, 상기 너트가 풀린 것으로 판단하고 경고 동작을 수행하는 콘트롤러;를 포함하는,
   장볼트 풀림 모니터링 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 미리 정해진 조건은,
   상기 너트가 상기 장볼트에 설치된 시점에서의 상기 위치정보인 제1 위치정보값과 현재 시점에서의 상기 위치정보인 제2 위치정보값의 차이가 소정의 기준정보값 이상인 조건인,
   장볼트 풀림 모니터링 시스템.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 브레이커의 진동량을 감지하도록 상기 브레이커의 진동정보를 감지하는 진동센서;를 더 포함하고,
   상기 광센서는,
   상기 진동정보가 소정의 진동조건을 만족하는 경우,
   상기 위치정보를 감지하는,
   장볼트 풀림 모니터링 시스템.
   
10. 제7항에 있어서,
    영상 또는 음성을 출력하는 출력 모듈;을 더 포함하고,
    상기 콘트롤러는,
    상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 출력 모듈을 통해 경고 메시지를 출력하는,
    장볼트 풀림 모니터링 시스템.
    
11. 제7항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 피스톤의 왕복 운동을 정지시키는,
    장볼트 풀림 모니터링 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    - 상기 브레이커는, 상기 피스톤의 전진운동을 위하여 유압 소스와 상기 실린더의 리어 챔버를 연결하거나 또는 상기 실린더의 리어 챔버로부터 작동유를 배출하는 제어 밸브 및 상기 작동유의 흐름을 선택적으로 차단하는 차단 밸브를 더 구비함 -
    상기 콘트롤러는,
    상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 차단 밸브가 상기 작동유의 흐름을 차단하도록 상기 차단 밸브를 제어하는,
    장볼트 풀림 모니터링 시스템.
    
13. 제12항에 있어서,
    - 상기 차단 밸브는, 상기 제어 밸브로 향하는 상기 작동유의 흐름을 선택적으로 차단함 -
    상기 콘트롤러는,
    상기 너트가 풀린 것으로 판단하는 경우 상기 차단 밸브가 상기 작동유의 흐름을 차단하도록 상기 차단 밸브를 제어하는,
    장볼트 풀림 모니터링 시스템.
    
14. 실린더 내에서 피스톤의 왕복 운동에 따라 치즐이 대상물을 타격하는 단계;
    광센서가 장볼트 상의 너트의 풀림에 의해 발생되는 상기 너트의 위치 변화를 감지하도록 상기 장볼트의 나사산을 향해 광을 조사하고, 상기 나사산으로부터 반사되는 반사광을 감지함으로써 상기 너트의 위치정보를 감지하는 단계;
    콘트롤러가 감지된 상기 위치정보에 기초하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 너트가 풀린 것으로 판단하고 경고 동작을 수행하는 단계;를 포함하는,
    장볼트 풀림 모니터링 방법.
    

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