KR101874004B1

KR101874004B1 - 유압브레이커용 너트구조체

Info

Publication number: KR101874004B1
Application number: KR1020170014604A
Authority: KR
Inventors: 박용식
Original assignee: 대모 엔지니어링 주식회사
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-07-05

Abstract

본 발명은 유압브레이커의 고정너트 일측 선단부 구조를 다른 부위의 두께보다 얇게 형성된 소경부를 구비함으로써, 장볼트의 특정 부위에 집중되는 응력을 저감시켜 장볼트의 크랙을 줄일 수 있도록 그 구조가 개선된 유압브레이커용 너트구조체에 관한 것이다.
본 발명은 유압브레이커용 장볼트의 단부에 체결되는 고정너트로서, 상기 고정너트는 상기 장볼트에 가장 먼저 체결되는 선단부 부위에 몸체부의 두께보다 얇은 두께의 제1소경부가 형성되고, 상기 고정너트의 몸체부와 제1소경부의 내주면에는 상기 장볼트의 단부 외주면에 형성된 수나사산과 대응되는 암나사산이 형성되며, 상기 제1소경부는 상기 몸체부의 두께에 비해 5~35%의 두께를 갖도록 형성된 것이다.

Description

유압브레이커용 너트구조체{Nut apparatus for hydraulic breaker}

본 발명은 유압브레이커용 너트구조체에 관한 것으로, 특히 유압브레이커의 장볼트의 단부에 체결되는 고정너트의 일측 선단부 구조를 다른 부위의 두께보다 얇게 형성함으로써, 장볼트의 특정 부위에 집중되는 응력을 저감시켜 장볼트의 크랙을 줄일 수 있도록 그 구조가 개선된 유압브레이커용 너트구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 유압브레이커(Hydraulic Breaker)는 굴삭기(Excavator), 로더(Loader) 등의 건설장비(Construction Equipment)에 장착하여 콘크리트나 암반 등의 파쇄에 널리 사용되는 것으로 파쇄공구인 치즐을 실린더의 유압력으로 피스톤을 상·하강하면서 타격하는 타격력에 의해 콘크리트 및 암반을 파쇄시킨다.

이러한 유압브레이커는 유압으로 작동되는 실린더와 피스톤으로 구성되며 실린더의 전방에는 대상물을 파쇄할 때 사용하는 치즐이 부착된다.

실린더의 작동으로 피스톤이 왕복 이동되면 치즐이 타격되고 대상물에 강한 충격이 가해져 대상물이 쪼개지거나 부서진다.

상기한 유압브레이커는 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이커의 본체를 형성하는 실린더(10)의 하부에 프론트헤드(20)가 배치되고, 실린더(10)의 상부에 헤드캡(30)이 배치되어 장볼트(200)와 고정너트(100)를 매개로 일체로 체결된다.

피스톤은 실린더(10) 내에 설치되고 피스톤의 양단부 일부가 각각 실린더(10)의 양단에 설치된 프론트헤드(20) 및 헤드캡(30)에 왕복가능하게 설치되어 있다.

실린더(10)와 프론트헤드(20)는 연결핀에 의해 연결된다.

프론트헤드(20)는 암반 또는 콘크리트 구조물을 타격하여 파쇄하기 위한 치즐(50)이 설치되며, 이러한 치즐(50)은 피스톤의 상,하 왕복 작동과 연동되어 반복적으로 왕복 이동되면서 암반 및 콘크리트를 파쇄하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 실린더(10)는 프론트헤드(20)와 헤드캡(30)을 체결할 뿐만 아니라 각각의 구성부품을 하나의 유닛으로 조립하기 위해 헤드캡(30)으로부터 실린더(10)를 관통하여 프론트헤드(20)에 고정되는 장볼트(200)가 체결된다.

장볼트(200)는 실린더(10) 및 각각의 헤드(20)에 형성된 관통홀에 삽입되는 길이가 긴 양단부에는 각각 볼트부가 일체로 형성되어 있다. 장볼트의 일단부는 프론트헤드(20)에 장입되어 고정너트에 의해 체결고정되며, 타단부는 헤드캡(30)의 외측에서 고정너트에 의해 체결고정되어 있다.

유압브레이커의 장볼트에 관련된 선행기술로는 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1193912호 "장볼트의 댐핑 및 위치이탈이 방지된 유압브레이커"(등록일자 : 2012.10.17)에 나타난 바와 같이, 헤드캡과, 실린더 및 타격용 치즐이 장착되어 있는 프런트헤드를 순서대로 조립한 다음 복수 개의 장볼트를 사용하여 상기한 각 구성요소들이 일체화 상태로 결합시켜 본체를 구성하는 유압브레이커의 작동시 진동이나 충격으로 헤드캡의 볼트홀 내주면에 장볼트의 상단부가 댐핑되는 것을 방지하기 위한 한 쌍의 댐퍼와, 장볼트의 하단에 나선 체결되어 유압브레이커의 작동시 진동이나 충격으로 유동될 때 선접촉을 유도하도록 원통형이며, 장볼트의 상부 풀림으로 인한 하부측으로 이동을 방지하는 이동방지단이 형성된 고정너트로 구성되어, 장볼트의 상,하단부의 댐핑현상이 발생되지 않도록 하여 파손 방지 및 장볼트의 편심을 방지하도록 된 것이다.

또한, 장볼트와 관련된 다른 선행기술은, 한국 공개특허공보 공개번호 제 10-2013-0021568호 "유압브레이커의 위치고정장치"(공개일자 : 2013.03.06)에 나타난 바와 같이, 피스톤이 설치되는 본체, 본체의 하단부에 설치되는 치즐 및 상기 본체가 삽입되어 지지되는 케이스를 구비한 유압브레이커의 본체의 외면과 케이스의 내면 사이에 설치된 유압브레이커의 위치고정장치에 있어서, 상기 케이스에 대칭 형성된 결합공을 통해 결합되는 결합수단, 상기 결합수단에 결합되어 케이스의 내부에 삽입되며, 외측에는 본체의 외면에 접촉되는 가압구, 상기 결합수단의 양측에 결합되어 결합공에 결합되며, 전단부가 상기 가압구의 양측 단부에 밀착되는 제 1 및 제 2부싱으로 구성되며, 상기 결합수단의 볼트 조임에 따라 가압구가 이동하여 본체를 가압시킴에 따라 본체가 케이스의 내면에 밀착되도록 하여 고정상태가 유지될 수 있도록 한 것이다.

종래 유압 브레이커용 고정너트는 장볼트와 체결된 후에, 피파쇄물을 파쇄하는 충격하중이 도 2에 도시된 바와 같이, "A" 부위에 해당하는 장볼트(200)의 나사부와 제일 먼저 체결되는 고정너트(100)의 암나사 첫 산 부위에 집중되고, 암나사의 첫 산과 체결되는 장볼트(200)의 나사산 부위에 크랙이 발생하게 될 우려가 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1193912호 "장볼트의 댐핑 및 위치이탈이 방지된 유압브레이커"(등록일자 : 2012.10.17) 한국 공개특허공보 공개번호 제 10-2013-0021568호 "유압브레이커의 위치고정장치"(공개일자 : 2013.03.06)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 유압브레이커의 고정너트 일측 선단부 구조를 다른 부위의 두께보다 얇게 형성된 소경부를 구비함으로써, 장볼트의 특정 부위에 집중되는 응력을 저감시켜 장볼트의 크랙 발생을 줄일 수 있도록 그 구조가 개선된 유압브레이커용 너트구조체를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유압브레이커용 장볼트의 단부에 체결되는 고정너트로서, 상기 고정너트는 상기 장볼트에 가장 먼저 체결되는 선단부 부위에 몸체부의 두께보다 얇은 두께의 제1소경부가 형성되고, 상기 고정너트의 몸체부와 제1소경부의 내주면에는 상기 장볼트의 단부 외주면에 형성된 수나사산과 대응되는 암나사산이 형성되며, 상기 제1소경부는 상기 몸체부의 두께에 비해 5~35%의 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1소경부는 상기 몸체부의 단부로부터 직각의 턱을 갖도록 연장되게 형성된 것이다.

본 발명 일 실시예의 다른 변형예로는 상기 제1소경부는 외주 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 제1통공이 천공된 것이다.

본 발명의 다른 특징적인 요소로는 유압브레이커용 장볼트의 단부에 체결되는 고정너트로서, 상기 고정너트는 상기 장볼트에 가장 먼저 체결되는 선단부 부위에 몸체부의 단부로부터 장볼트를 향해 경사지게 형성된 경사면이 구비되고, 상기 경사면의 단부로부터 측방향으로 연장되어 상기 몸체부의 두께보다 얇은 두께를 갖는 제2소경부가 형성되며, 상기 고정너트의 몸체부와 경사면 및 제2소경부의 내주면에는 상기 장볼트의 단부 외주면에 형성된 수나사산과 대응되는 암나사산이 형성되고, 상기 제2소경부는 상기 몸체부의 두께에 비해 5~35%의 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 특징으로 한다.

상기 제2소경부는 외주 둘레를 따라 적어도 하나이상의 제2통공이 천공된 것이다.

본 발명은 장볼트의 상단부에 체결되는 고정너트의 일측 구조를 다른 부위보다 두께가 얇게 형성함으로써, 전체 부위의 두께가 동일한 기존 너트의 경우 장볼트에 체결되는 나사 첫산 부위에서 대부분의 하중이 전달받는 반면에, 두께가 축소되는 소경부를 통해 장볼트측에 전달되는 응력을 분산시켜 저감시킬 수 있으므로, 제1,2소경부가 체결되는 장볼트 부위에 대한 크랙 발생을 예방하도록 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 일반적인 유압브레이커의 구성을 나타낸 정면도.
도 2는 도 1의 장볼트와 고정너트의 체결구조를 확대하여 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 유압브레이커용 너트구조체의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명 일 실시예에 해당하는 고정너트를 확대하여 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명 일 실시예의 변형 예를 보인 도면.
도 6a은 기존 고정너트와 장볼트의 체결시 고정너트의 나사 위치별로 장볼트측으로 전달되는 응력을 나타낸 그래프와 도면이고, 도 6b는 본 발명 고정너트와 장볼트의 체결시 고정너트의 나사 위치별로 장볼트측으로 전달되는 응력을 나타낸 그래프와 도면.
도 7은 본 발명에 따른 유압브레이커용 너트구조체의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명 다른 실시예에 해당하는 고정너트를 확대하여 나타낸 정면도.
도 9는 본 발명 다른 실시예의 변형 예를 보인 도면.

본 발명에 따른 유압브레이커용 너트구조체의 일 실시예는, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 유압브레이커용 장볼트(200)의 단부에 체결되는 고정너트(100)로서,
상기 고정너트(100)는 상기 장볼트(200)에 가장 먼저 체결되는 선단부 부위에 몸체부(110)의 두께보다 얇은 두께의 제1소경부(120)가 형성된 것이다.

유압브레이커는 앞서 설명한 도 1를 다시 참조하여 설명하면, 브레이커의 본체를 형성하는 실린더(10)의 하부에 프론트헤드(20)가 배치되고, 실린더(10)의 상부에 헤드캡(30)이 배치되어 장볼트(200)와 고정너트(100)를 매개로 일체로 체결된다.

상기 헤드캡(30)과 고정너트(100) 사이에는 와셔부재(300)가 구비된다.

상기 고정너트(100)는 선단에 형성된 제1소경부(120)와, 제1소경부(120)를 제외한 나머지 부분인 몸체부(110)로 구성되고, 제1소경부(120)와 몸체부(110)의 내주면에 장볼트(200)의 외주면에 형성된 수나사산과 나사 체결되도록 암나사가 형성된 구조를 갖는다.

상기 제1소경부(120)는 몸체부(110)의 선단으로부터 턱을 갖도록 직각으로 연장되고, 직각으로 연장된 턱의 단부로부터 측방향으로 연장된 구조로 형성되어 몸체부(110)의 두께보다 축소되도록 연장 형성된 구조를 갖는다.

상기 제1소경부(120)는 몸체부(110)의 두께에 비해 5~35%의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 5% 미만일 경우에는 두께가 너무 얇아 충분한 강도를 유지할 수 없는 단점이 있고, 35%를 초과할 경우에는 응력 저감 효과가 충분한 효과를 얻을 수 없는 단점이 있다.

본 발명 일 실시예의 다른 변형예는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1소경부(120)는 외주 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 제1통공(125)이 천공된다.

상기 제1통공(125)은 장볼트(200)와의 접촉 면적을 줄이고 장볼트(200)측으로 전달되는 응력을 저감시킬 수 있는 이점을 갖는다.

상기 제1통공(125)의 개수는 1~4개 정도 천공하는 것이 바람직하며, 4개를 초과할 경우에는 제1소경부(120)의 강도가 약해지는 단점이 있다.

또한, 제1통공(125)은 3~4개일 경우, 서로 동일 간격으로 이격된 것이 바람직하다.

상기 제1소경부(120)는 장볼트(200)의 수나사와 가장 먼저 체결되는 부위에 해당하는 암나사의 첫 산이 형성된다.

상기 제1소경부(120)는 몸체부(110)에 비해 두께가 얇은 구조적 특성으로 인해, 상기 장볼트(200)의 수나사와 체결된 후에 암나사의 첫 산 부위를 통해 장볼트(200)측에 전달되는 응력이 대폭 저감되는 이점을 갖는다.

도 6a 및 도 6b는 장볼트(200)와 체결되는 고정너트(100)의 나사 위치별로 장볼트(200)측으로 전달되는 응력을 기존 고정너트(100)와 본 발명 고정너트(100)를 구분하여 나타낸 그래프로서, 기존 고정너트(100)와 체결된 장볼트(200)에 전달되는 응력이 본 발명의 고정너트(100)와 체결된 장볼트(200)에 전달되는 응력이 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있다.

이때, 응력은 고정너트(100)의 타측에서 일측 선단부측으로 갈수록 상승하게 되며, 암나사의 첫 산 부위 측에서 가장 큰 응력이 장볼트(200)측으로 전달된다.

한편, 본 발명에 따른 유압브레이커용 너트구조체의 다른 실시예는, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 유압브레이커용 장볼트(200)의 단부에 체결되는 고정너트(100)로서, 상기 고정너트(100)는 상기 장볼트(200)에 가장 먼저 체결되는 선단부 부위에 몸체부(110)의 단부로부터 장볼트(200)를 향해 경사지게 형성된 경사면(130)이 구비되고, 상기 경사면(130)의 단부로부터 측방향으로 연장되어 상기 몸체부(110)의 두께보다 얇은 두께를 갖는 제2소경부(150)가 형성된 것이다.

상기 제2소경부(150)는 몸체부(110)의 두께에 비해 5~35%의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 5% 미만일 경우에는 두께가 너무 얇아 충분한 강도를 유지할 수 없는 단점이 있고, 35%를 초과할 경우에는 응력 저감 효과가 충분한 효과를 얻을 수 없는 단점이 있다.

상기 경사면(130)은 몸체부(110)의 선단으로부터 제2소경부(150)를 연결하면서 두께가 감소되는 구조로 구성되어 접촉면압을 분산시키고, 장볼트(200)측으로 전달되는 응력을 분산시키는 기능을 수행하게 된다.

또한, 와셔부재(300)는 상기 경사면(130)의 형태에 대응되는 형태로 경사진 지지면(305)이 형성된 것을 채용할 수 있다.

본 발명 다른 실시예의 변형예로서, 상기 제2소경부(150)는 도 9에 도시된 바와 같이, 외주 둘레를 따라 적어도 하나이상의 제2통공(155)이 천공된다.

상기 제2통공(155)은 장볼트(200)와의 접촉 면적을 줄이고 장볼트(200)측으로 전달되는 응력을 저감시킬 수 있는 이점을 갖는다.

상기 제2통공(155)의 개수는 상기 제1통공(125)과 동일하게 1~4개 정도 천공하는 것이 바람직하며, 4개를 초과할 경우에는 제1소경부(120)의 강도가 약해지는 단점이 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 장볼트(200)의 상단부에 체결되는 고정너트(100)의 일측 구조를 다른 부위보다 두께가 얇게 형성함으로써, 전체 부위의 두께가 동일한 기존 너트의 경우 장볼트에 체결되는 나사 첫산 부위에서 대부분의 하중이 전달받는 반면에, 두께가 축소되는 소경부를 통해 장볼트(200)측에 전달되는 응력을 저감시킬 수 있으므로, 제1,2소경부(120,150)가 체결되는 장볼트(200) 부위에 대한 크랙 발생을 예방하도록 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 제1소경부(120) 또는 제2소경부(150)에 외주 둘레를 따라 적어도 하나이상의 통공이 형성되어 있으므로, 장볼트(200)와의 체결시 접촉면압을 줄일 수 있으며 응력을 저감시킬 수 있는 이점을 갖는다.

10 : 실린더 20 : 프런트헤드
30 : 헤드캡 50 : 치즐
100 : 고정너트 110 : 몸체부
120 : 제1소경부 125 : 제1통공
130 : 경사면 150 : 제2소경부
200 : 장볼트 300 : 와셔부재
305 : 지지면

Claims

유압브레이커용 장볼트(200)의 단부에 체결되는 고정너트(100)로서,
상기 고정너트(100)는 상기 장볼트(200)에 가장 먼저 체결되는 선단부 부위에 몸체부(110)의 두께보다 얇은 두께의 제1소경부(120)가 형성되고,
상기 고정너트(100)의 몸체부(110)와 제1소경부(120)의 내주면에는 상기 장볼트(200)의 단부 외주면에 형성된 수나사산과 대응되는 암나사산이 형성되며,
상기 제1소경부(120)는 상기 몸체부(110)의 두께에 비해 5~35%의 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 유압브레이커용 너트구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 제1소경부(120)는 상기 몸체부(110)의 단부로부터 직각의 턱을 갖도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 유압브레이커용 너트구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 제1소경부(120)는 외주 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 제1통공(125)이 천공된 것을 특징으로 하는 유압브레이커용 너트구조체.
유압브레이커용 장볼트(200)의 단부에 체결되는 고정너트(100)로서,
상기 고정너트(100)는 상기 장볼트(200)에 가장 먼저 체결되는 선단부 부위에 몸체부(110)의 단부로부터 장볼트(200)를 향해 경사지게 형성된 경사면(130)이 구비되고,
상기 경사면(130)의 단부로부터 측방향으로 연장되어 상기 몸체부(110)의 두께보다 얇은 두께를 갖는 제2소경부(150)가 형성되며,
상기 고정너트(100)의 몸체부(110)와 경사면(130) 및 제2소경부(150)의 내주면에는 상기 장볼트(200)의 단부 외주면에 형성된 수나사산과 대응되는 암나사산이 형성되고,
상기 제2소경부(150)는 상기 몸체부(110)의 두께에 비해 5~35%의 두께를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 유압브레이커용 너트구조체.
청구항 4에 있어서,
상기 제2소경부(150)는 외주 둘레를 따라 적어도 하나이상의 제2통공(155)이 천공된 것을 특징으로 하는 유압브레이커용 너트구조체.