KR102331165B1 - 유압브레이커용 피스톤 - Google Patents

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KR102331165B1
KR102331165B1 KR1020210078175A KR20210078175A KR102331165B1 KR 102331165 B1 KR102331165 B1 KR 102331165B1 KR 1020210078175 A KR1020210078175 A KR 1020210078175A KR 20210078175 A KR20210078175 A KR 20210078175A KR 102331165 B1 KR102331165 B1 KR 102331165B1
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Abstract

본 발명은, 유압브레이커의 실린더 내부에 설치되어 유압에 의해 승강하며 치즐을 타격하는 유압브레이커용 피스톤에 있어서, 실린더 내부에서 유압에 의해 승강되게 설치하며, 실린더 내부에서 하강시 하단 부분이 치즐과 충돌되는 메인축부, 메인축부의 상단으로부터 상측으로 연장되도록 메인축부에 연결 형성되며, 상측에서 하측으로 갈수록 외경이 커지는 테이퍼 단면 형태를 가지는 연결축부, 연결축부의 외주면에 길이방향으로 복수의 홈과 돌기가 번갈아가며 형성된 요철 형태로 마련되어, 메인축부가 치즐과 충돌시 메인축부의 하측에서 상측으로 전달되는 응력을 분산시키면서 진동 및 소음이 저감되게 함과 더불어 메인축부가 치즐 타격시에는 관성에 의한 돌기의 휨 운동을 통해 연결축부를 치즐 방향으로 압축되게 하여 메인축부가 치즐방향으로 밀림되게 하면서 치즐에 대한 타격력을 증대되게 하는 분산 타격 증대부를 포함하는 유압브레이커용 피스톤을 제공한다.

Description

유압브레이커용 피스톤{Piston for hydraulic breaker}
본 발명은, 굴삭기에 장착된 유압브레이커의 치즐을 타격하는 과정에서 발생하는 진동과 충격 반발력 및 소음을 저감하면서 타격력을 증대시키는 유압브레이커용 피스톤에 관한 것이다.
일반적으로, 유압브레이커는 굴삭기, 로더 등의 건설기계에 장착되어 암반이나 콘크리트 등을 파쇄하는 장비로, 실린더 작동시 피스톤이 승강하며 파쇄공구인 치즐(Chisel)을 타격하고, 치즐이 콘크리트 및 암반 등에 충격력을 가해 파쇄를 한다.
이러한, 유압브레이커를 이용한 파쇄작업시 발생하는 소음은, 피스톤이 치즐을 타격할 때 발생하는 타격소음과, 치즐이 콘크리트 및 암반을 파쇄할 때 발생하는 파쇄소음으로 구분된다. 이 중 대부분은 타격소음이며 그 수치는 유압브레이커의 크기에 따라 다르지만 대략 90~110㏈정도이다.
최근, 소음 및 진동에 대한 규제가 강화되면서 건설기계의 소음도 표시가 신고제에서 의무제로 전환되었으며, 굴삭기, 불도우저, 로우더, 브레이커 등의 제품이 소음도표시 의무대상으로 지정되었다. 이러한 소음 및 진동에 관한 규제에 대응하기 위하여 저소음형 브레이커에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.
특히, 관련 기관에서도 소음 규제를 만족하는 브레이커에 대해 저소음 브레이커 인증을 해 주는 등 저소음형 브레이커의 개발을 유도하고 있다.
도 1을 참조하여 종래의 유압브레이커(1)를 살펴보면, 유압실린더(10)와, 유압실린더(10)의 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치되는 피스톤(20)과, 유압실린더(10)의 하부에 결합되는 프론트헤드(30)와, 프론트헤드(30)에 결합되어 피스톤(20)에 의해 타격되는 치즐(40)을 포함한다. 유압실린더(10)의 상단에는 가스실(12)이 구비되고, 유압실린더(10)의 측면에는 밸브(14)가 형성되며, 밸브(14)와 인접한 하측에 유압오일을 일시 저장하여 운동에너지원으로 사용하기 위한 어큐물레이터(50)가 형성된다. 또한, 치즐(40)은 프론트헤드(30)의 중단 내측에 마련된 상부 부시(60)와 프론트헤드(30)의 하단에 결합되는 하부 부시(70)에 의해 지지된다. 그리고 하부 부시(70)의 내측에 삽입홈(72)이 형성되며, 삽입홈(72)에 방진재(80)가 설치된다.
이러한 종래의 유압브레이커(1)는 방진재(80) 이외에 도면에 도시되진 않았지만 유압실린더(10) 전체를 감싸는 방음재를 이용하여 소음과 진동을 흡수한다. 따라서 유압실린더(10)의 내부에서 발생한 작동열이 외부로 쉽게 방출되지 못하여 유압실린더(10)의 작동매체인 오일이 탄화될 우려가 있다. 또한, 유압브레이커(1)를 장시간 사용할 경우 작동열에 의해 피스톤(20)의 변형을 초래할 수 있다.
또한, 종래의 유압브레이커(1)는 피스톤(20)으로 치즐(40)의 타격시, 피스톤(20)이 바로 충격반발력에 의해 상측으로 이동하면서 치즐(40)로의 충격력 전달이 안정적으로 이루어지지 못함과 더불어 이로 인해 피스톤(20)의 떨림을 통한 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 도 9를 참조하면, 피스톤(20)이 치즐(40)을 가격하면서 발생되는 첫번째 압축 응력 지속시간은 약 3/1000초로 나타나고, 이후 1/1000초 후 치즐(40)이 타격판을 가격하여 그 반동력으로 치즐(40)이 피스톤(20)을 가격하면서 두번째 압축응력이 발생됨을 알 수 있다. 이같이, 피스톤(20)의 압축 응력이 발생된 후 팽창 응력이 발생하게 되는데, 이 팽창응력은 압축이 시작되기 전의 기준점 이상으로 발생하면서 피스톤(20)의 진동을 증대시켜 타격성 및 내구성을 저하시키고, 소음을 증대되게 한다.
이러한, 유압브레이커에 관한 기술은, 일본 실용신안등록 제03059016호(1999.03.10)에 제시된다.
본 발명은, 치즐을 타격하는 과정에서 발생하는 진동 및 충격 반발력과 소음을 저감할 수 있게 함과 더불어 치즐에 대한 타격력을 최대화할 수 있게 하는 유압브레이커용 피스톤을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 유압브레이커의 실린더 내부에 설치되어 유압에 의해 승강하며 치즐을 타격하는 유압브레이커용 피스톤에 있어서, 상기 실린더 내부에서 유압에 의해 승강되게 설치하며, 실린더 내부에서 하강시 하단 부분이 치즐과 충돌되는 메인축부, 상기 메인축부의 상단으로부터 상측으로 연장되도록 메인축부에 연결 형성되며, 상측에서 하측으로 갈수록 외경이 커지는 테이퍼 단면 형태를 가지는 연결축부, 상기 연결축부의 외주면에 길이방향으로 복수의 홈과 돌기가 번갈아가며 형성된 요철 형태로 마련되어, 메인축부가 치즐과 충돌시 메인축부의 하측에서 상측으로 전달되는 응력을 분산시키면서 진동 및 소음이 저감되게 함과 더불어 메인축부가 치즐 타격시에는 관성에 의한 돌기의 휨 운동을 통해 연결축부를 치즐 방향으로 압축되게 하여 메인축부가 치즐방향으로 밀림되게 하면서 치즐에 대한 타격력을 증대되게 하는 분산 타격 증대부를 포함하는 유압브레이커용 피스톤을 제공한다.
또한, 상기 분산 타격 증대부의 홈 부분에는 연결축부의 내측으로 연장되게 응력분산공이 더 형성되고, 상기 응력분산공은 분산 타격증대부의 홈 둘레로 상호 이격되게 복수개가 마련될 수 있다.
또한, 상기 응력분산공은 연결축부의 내측으로 갈수록 직경이 작아지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 분산 타격 증대부의 돌기 부분 외주면에는 원주방향으로 일정간격 이격되게 복수개의 절개홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 응력분산공을 연결하도록 연결축부에 설치하여, 연결축부를 따라 이동하는 진동을 흡수하도록 탄성을 가지는 진동 흡수연결부를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 진동 흡수연결부는, 상기 응력분산공에 대응되게 삽입되며, 탄성을 가지는 재질로 이루어진 복수의 삽입부재, 상기 연결축부의 외측에 삽입 배치된 상태로 복수의 삽입부재를 연결하는 고리 형태의 연결부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유압브레이커용 피스톤은, 실린더 내측에서 유압에 의한 메인축부가 하방 이동으로 치즐 타격시, 분산 타격 증대부의 돌기 부분이 관성력에 의해 압축되면서 연결축부를 통해 메인축부로 압축력을 전달하여 메인축부가 치즐과 접촉되는 시간을 증대시킨 상태로 밀림되게 하여, 치즐을 통한 타격력을 증대되게 한다. 이를 통해 치즐 타격시 메인축부에서 연결축부 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력을 감소되게 하고, 연결축부로 전달된 진동 및 충격 반발력은 분산 타격 증대부의 돌기 및 홈을 통해 분산상태로 이동됨과 더불어 돌기 부분의 상하 휨운동 통한 운동에너지로 변환 감소되게 하는 바, 피스톤의 메인축부가 치즐의 상단을 타격한 후 치즐이 피파쇄물을 타격하면서 발생하는 진동 및 소음을 저감시킬 수 있게 한다.
도 1은 종래의 유압브레이커 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 'A' 부분의 확대 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 부분 확대 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 부분 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 치즐 타격시 응력상태를 나타낸 시뮬레이션 이미지이다.
도 9는 종래의 유압브레이커용 피스톤의 치즐 타격시 응력상태를 나타낸 시뮬레이션 이미지이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 'A' 부분의 확대상태 사시도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예의 유압브레이커용 피스톤(100)은, 메인축부(110), 연결축부(120), 분산 타격 증대부(130)를 구비한다. 여기서, 유압브레이커용 피스톤(100)은, 실린더 내측에서 유압에 의해 왕복 동작을 수행하면서 치즐을 타격하여 치즐에 의해 파쇄물이 파쇄되도록 동작한다. 이때 유압브레이커는 종래의 기술과 동일한 구성으로 이루어진 것으로, 여기에서는 유압브레이커의 구성에 대한 설명은 생략한다.
상기 메인축부(110)는 일 실시예에 따른 피스톤(100)의 주몸체를 구성하도록 축 형태를 가지는 부분이다. 즉, 메인축부(110)는 실린더 내측에서 상하방향으로 승강 이동하게 실린더 내측에 삽입 배치하며, 실린더 내측에서 유압에 의해 하강 이동시 치즐의 상단을 타격하게 된다. 이러한, 메인축부(110)는 원형단면을 가지는 봉 형태를 가진다.
그리고, 상기 메인축부(110)의 외주면에는 실린더 내측에서 승강 이동시 유막을 형성되게 하도록 실린더 내부의 오일을 머무르게 하는 요철 형태의 오일 포켓(111)이 형성될 수 있다.
상기 연결축부(120)는 유압에 의해 메인축부(110)를 실린더 내부에서 승강시키면서 메인축부(110)의 하단이 치즐을 타격시, 메인축부(110)를 통해 전달되는 진동이 이후 설명될 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분으로 전달되게 함과 메인축부(110)가 치즐 타격시에는 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분에서 관성에 의한 압축력을 메인축부(110)로 전달되게 하는 축 부분이다. 이러한, 연결축부(120)는 메인축부(110)의 상단 가장자리로부터 상측으로 연장되게 결합된다. 여기서, 연결축부(120)는 메인축부(110)에 일체상태로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 연결축부(120)는 상측에서 하측으로 갈수록 외경을 커지게 테이퍼 단면을 가지는 형태로 형성되어, 실린더 내측에서 연결축부(120)의 상단으로 가해지는 유압을 메인축부(110)에 안정적으로 전달되게 함과 더불어 유압에 의한 메인축부(110)의 하강시 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분 관성에 의한 하방 휨 운동으로 유발되는 압축력이 메인축부(110)에 안정적으로 전달되게 하여 치즐을 타격하는 힘이 증대되게 한다. 또한, 연결축부(120)가 상측에서 하측으로 갈수록 외경을 커지게 테이퍼 단면 형태로 형성됨으로써, 메인축부(110)가 치즐을 타격시 메인축부(110)의 상단을 통해 전달받은 진동이 분산 타격 증대부(130)를 통해 골고루 분산 전달되게 하면서 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 및 홈(132) 부분에서의 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있게 한다.
이같이, 상기 연결축부(120)는 상측에서 하측으로 갈수록 외경을 커지게 테이퍼 단면을 가지는 형태로 형성된 경우, 실린더 내측에서 연결축부(120)의 상단으로 유압이 가해질 때 연결축부(120)의 하측에 배치된 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131)의 휨 운동이 연결축부(120)의 상측에 배치된 돌기(131)의 휨 운동보다 먼저 발생되게 한다. 이때, 연결축부(120)의 상측에 배치된 돌기(131)의 휨 운동에너지 및 압축에너지의 크기가 연결축부(120)의 하측에 배치된 돌기(131)의 휨 운동에너지 및 압축에너지의 크기보다 작지만 돌기(131)의 휨 운동에너지 및 압축에너지가 연결축부(120)의 중심방향으로 집중되게 하면서 메인축부(110) 방향으로의 압축력 전달이 안정적으로 이루어지게 하면서 메인축부(110)를 통한 치즐에 대한 타격하는 힘을 증대되게 한다. 또한, 연결축부(120)는 상측에서 하측으로 갈수록 외경을 커지게 테이퍼 단면을 가지는 형태로 형성됨으로써, 연결축부(120)에서 메인축부(110) 방향으로 발생되는 진동과 메인축부(110)에서 연결축부(120) 방향으로 발생되는 진동의 중첩을 상쇄시켜 소음발생을 감소되게 한다.
상기 분산 타격 증대부(130)는 메인축부(110)의 하단으로 치즐을 타격시 메인축부(110)를 통해 연결축부(120) 하측에서 상측으로 전달되는 응력을 분산상태로 이동되게 함과 더불어 운동 에너지로 변환 감소시키면서 진동 및 소음을 저감되게 한다. 더불어, 분산 타격 증대부(130)는 메인축부(110)에 의한 치즐 타격시 관성에 의해 연결축부(120)를 치즐 방향으로 압축되게 하여 메인축부(110)가 치즐방향으로 밀림되게 하면서 치즐에 대한 타격력을 증대되게 한다. 이러한, 분산 타격 증대부(130)는 연결축부(120)의 외주면에 길이방향으로 이격되게 복수의 돌기(131)와 홈(132)이 번갈아가며 형성된 요철 형태로 이루어진다.
여기서, 상기 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분은 메인축부(110)의 하단으로 치즐을 타격시 메인축부(110)를 통해 연결축부(120)의 하측에서 상측으로 전달되는 응력을 분산상태로 이동되게 함과 더불어 충격 반발력에 의한 상하방향으로의 운동 에너지로 변환 감소시키면서 진동 및 소음을 저감되게 한다. 더불어, 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131)는 메인축부(110)에 의한 치즐 타격시 관성에 의해 연결축부(120)를 치즐 방향으로 압축되게 하여 메인축부(110)가 치즐방향으로 밀림되게 하면서 치즐에 대한 타격력을 증대되게 한다.
도 5를 참조하면, 상기 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분 외주면에는 원주방향으로 일정간격 이격되게 복수개의 절개홈(131a)이 형성될 수 있다. 그리고, 절개홈(131a)은 연결축부(120)의 길이방향을 기준으로 복수의 돌기(131) 상에 번갈아가면서 동일한 위치에 배치되게 형성될 수 있다. 즉, 절개홈(131a)은 연결축부(120)의 길이방향을 기준으로 홀수번째에 배치되는 복수의 돌기(131) 상에 동일한 위치에 배치되게 형성되고, 짝수번째에 배치되는 복수의 돌기(131) 상에 동일한 위치에 배치되게 형성될 수 있다. 이로 인해, 상호 인접한 돌기(131)가 유압에 의해 메인축부(110)의 상측에서 하측으로 전달되는 관성력 및 치즐 타격에 의해 메인축부(110)의 하측에서 상측으로 전달되는 응력파에 의해 상하방향으로 휨 변형이 이루어질 때 상호 상하방향에 인접한 돌기(131)들의 충돌과 같은 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있게 한다.
이러한, 상기 절개홈(131a)은 유압에 의해 연결축부(120)의 상측에서 하측으로 전달되는 관성력 및 치즐 타격에 의해 메인축부(110)의 하측에서 상측으로 전달되는 응력파에 의해 돌기(131) 부분을 상하방향으로 휨 변형이 안정적으로 이루어지게 하면서 운동에너지로 변환되게 하는 바, 진동 및 소음을 감소되게 한다. 여기서, 절개홈(131a)은 돌기(131)의 외주면에 직선형으로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 반원형의 단면형태 외에 다양한 단면형태로 형성될 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 분산 타격 증대부(130)의 홈(132) 부분은 메인축부(110)를 통해 연결축부(120)로 전달되는 진동이 연결축부(120)의 축 방향과 나란한 방향으로만 이동하지 않고 여러 방향으로 분산되게 하면서 진동 및 소음을 저감되게 한다. 이때, 분산 타격 증대부(130)의 홈(132) 부분은 반원형의 단면형태를 가지도록 연결축부(110)의 내측으로 연장 형성된 돌기(131) 부분과의 안정적인 결합이 이루어지게됨으로써, 돌기(131) 부분과 연결되는 상단 가장자리 및 하단 가장자리 부분에서의 응력 집중에 따른 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있게 한다.
또한, 상기 분산 타격 증대부(130)의 홈(132) 부분은, 연결축부(120)의 하측에서 상측으로 갈수록 연결축부(120) 내측으로의 깊이가 순차적으로 깊어지도록 형성될 수 있다.
이같이, 상기 분산 타격 증대부(130)의 홈(132)이 연결축부(120)의 하측에서 상측으로 갈수록 연결축부(120) 내측으로의 깊이가 순차적으로 깊어지도록 형성될 경우, 유압으로 피스톤의 하강시 돌기(131) 부분의 관성에 의한 하방 휨 운동으로 유발되는 압축력이 메인축부(110) 방향으로 안정적으로 전달되게 하여 치즐을 타격하는 힘이 증대되게 한다.
그리고, 상기 분산 타격 증대부(130)의 홈(132)이 연결축부(120)의 하측에서 상측으로 갈수록 연결축부(120) 내측으로의 깊이가 순차적으로 깊어지도록 형성될 경우, 돌기(131)들의 두께는 연결축부(120)의 하측에서 상측으로 갈수록 두께를 두껍게 하여 돌기(131)의 휨 운동 변위를 최소화하면서 내구성을 향상되게 한다.
도 6을 참조하면, 상기 분산 타격 증대부(130)의 홈(132) 부분에는 연결축부(120)의 내측으로 연장된 응력분산공(133)이 형성될 수 있다. 이러한, 응력분산공(133)은 메인축부(110)를 통해 연결축부(120)로 전달된 진동을 연결축부(120) 상에서 여러 방향으로 분산되는 분산율을 높아지게 하면서 진동 및 소음을 저감되게 한다. 그리고, 상기 응력분산공(133)은 연결축부(120)의 외주면 원주방향, 즉 홈(132)이 형성된 부분 둘레로 상호 이격되게 복수개가 형성될 수 있다.
또한, 상기 응력분산공(133)은 연결축부(120)의 내측으로 갈수록 연결축부(120)의 강도 저감을 최소화할 수 있도록 연결축부(120)의 외측에서 내측으로 갈수록 직경이 작아지도록 형성될 수 있다. 이때, 응력분산공(133)은 연결축부(120)의 내측으로 갈수록 직경이 작아지도록 형성되는데, 도 6에서는 테이퍼 단면 형태로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 연결축부(120)의 내측으로 갈수록 직경이 작아지는 다단 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 복수의 응력분산공(133)을 연결하도록 연결축부(120)에 설치하는 진동 흡수연결부(140)를 구비할 수 있다. 이러한, 진동 흡수연결부(140)는 탄성을 가지는 재질로 형성되어, 연결축부(120)의 길이방향을 따라 이동하는 진동의 흡수와 응력분산공(133)이 형성된 연결축부(120)의 강도 보강 및, 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분이 상하방향으로 휨 운동시 상하방향에 인접한 돌기(131) 부분의 충돌을 방지할 수 있게 한다. 여기서, 진동 흡수연결부(140)는 삽입부재(141), 연결부재(142)를 포함한다.
상기 삽입부재(141)는 복수개로 구성되어, 각각의 응력분산공(133)에 대응되게 삽입되는 부분이다. 이러한, 삽입부재(141)는 탄성을 가지는 재질로 이루어지는데, 보다 상세하게는 연성을 가지는 고무재질이나 합성수지재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않고 경질의 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있음은 물론이다.
상기 연결부재(142)는 복수의 삽입부재(141)를 연결한 상태로 연결축부(120)의 외측에 삽입되게 배치되는 고리 형태의 부재이다. 이같이, 연결부재(142)는 복수의 삽입부재(141)를 연결하여, 삽입부재(141)를 통해 전달되는 진동을 통해 상하방향으로 휨 운동하면서 운동 에너지로 변환되게 함과 더불어 상하방향에 상호 인접한 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분의 상하방향 휨 운동시 돌기(131) 부분과 충돌하면서 운동에너지를 흡수함과 더불어 상하방향에 인접한 돌기(131)들의 충돌을 방지한다. 이러한, 연결부재(142)는 앞서 설명한 삽입부재(141)와 마찬가지로 탄성을 가지는 재질로 이루어지는데, 보다 상세하게는 연성을 가지는 고무재질이나 합성수지재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않고 경질의 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있음은 물론이다.
도 8은 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤(100)의 치즐 타격시 응력상태를 나타낸 시뮬레이션 이미지로서, 유압에 의해 하방으로 이동하는 피스톤(100)이 치즐을 가격하고, 치즐이 500t 두께의 타격판(철판)을 타격할 때이다. 피스톤(100)이 치즐을 가격하면 피스톤(100)은 운동 에너지를 상실하고 압축응력을 받게 된다. 이때, 피스톤(100)이 치즐을 가격하면서 발생되는 첫 번째 압축 응력 지속시간은 약 3/1000초로 나타나고, 이후 1/1000초 후 치즐이 타격판을 가격하여 그 반동력으로 치즐이 피스톤(100)을 가격하면서 두 번째 압축응력이 발생되는데, 이 한 주기동안 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131)가 관성에 의해 연결축부(120)의 압축 지속시간이 7/1000초를 가지게 된다. 이러한, 연결축부(120)의 관성에 의한 압축은 치즐의 압축반발로 인해 발생하는 피스톤(100)의 2차 압축 시간에도 지속적으로 압축되어, 피스톤(100)과 치즐이 분리되는 것을 방지하면서 피스톤(100)의 충격반발력에 의한 떨림을 방지하고, 치즐의 타격력을 증대시킨다. 이같이, 피스톤(100)으로 전달되는 충격 반발력을 감소시켜 굴삭기의 아암과 붐으로 전달되는 충격 및 소음도 줄일 수 있게 한다.
이와 같이, 구성되는 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 치즐 타격시 발생하는 진동 및 충격 반발력의 흡수를 통한 소음이 저감되는 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 유압에 의해 피스톤(100)이 하방으로 이동하면 피스톤(100)의 하단이 치즐의 상단을 타격하게 된다.
이때, 상기 연결축부(110)의 관성력에 의한 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분은 하방으로 휨 운동하면서 연결축부(110)를 하방으로 눌러주게 되고, 이를 통해 피스톤(100)의 하단, 즉 메인축부(110)와 치즐의 접촉시간을 증가시켜 치즐을 통한 타격대상의 타격력을 증대시킨다.
그리고, 상기 메인축부(110)의 하측에서 상측을 향하는 응력파는 연결축부(120) 상에서 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131)와 홈(132)에 의해 분산된다.
즉, 상기 메인축부(110)의 하단이 치즐을 충돌하면서 타격시, 메인축부(110)의 하측에서 상측으로 전달되는 응력파는 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131)와 홈(132)에 의해 서로 분산 이동되게 하면서 연결축부(110) 상에서 응력파의 중첩을 최소화되게 함과 더불어 돌기(131) 부분의 상하 휨운동을 통한 운동에너지로 변환 감소되게 하는 바, 피스톤(100)의 메인축부(110)가 치즐의 상단을 타격한 후 치즐이 피파쇄물을 타격하면서 발생하는 진동 및 소음을 저감시킬 수 있게 한다.
이와 같은, 일 실시예의 유압브레이커용 피스톤은, 실린더 내측에서 유압에 의한 메인축부(110)가 하방 이동으로 치즐 타격시, 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 부분이 관성력에 의해 압축되면서 연결축부(120)를 통해 메인축부(110)로 압축력을 전달하여 메인축부(110)가 치즐과 접촉되는 시간을 증대시킨 상태로 밀림되게 하여, 치즐을 통한 타격력을 증대되게 한다. 이를 통해 치즐 타격시 메인축부(110)에서 연결축부(120) 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력을 감소되게 하고, 연결축부(120)로 전달된 진동 및 충격 반발력은 분산 타격 증대부(130)의 돌기(131) 및 홈(132)을 통해 분산상태로 이동됨과 더불어 돌기(131) 부분의 상하 휨운동 통한 운동에너지로 변환 감소되게 하는 바, 피스톤(100)의 메인축부(110)가 치즐의 상단을 타격한 후 치즐이 피파쇄물을 타격하면서 발생하는 진동 및 소음을 저감시킬 수 있게 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 피스톤 110: 메인축부
111: 오일포켓 120: 연결축부
130: 분산 타격 증대부 131: 돌기
131a: 절개홈 132: 홈
133: 응력분산공 140: 진동 흡수연결부
141: 삽입부재 142: 연결부재

Claims (6)

  1. 유압브레이커의 실린더 내부에 설치되어 유압에 의해 승강하며 치즐을 타격하는 유압브레이커용 피스톤에 있어서,
    상기 실린더 내부에서 유압에 의해 승강되게 설치하며, 실린더 내부에서 하강시 하단 부분이 치즐과 충돌되는 메인축부;
    상기 메인축부의 상단으로부터 상측으로 연장되도록 메인축부에 연결 형성되며, 상측에서 하측으로 갈수록 외경이 커지는 테이퍼 단면 형태를 가지는 연결축부;
    상기 연결축부의 외주면에 길이방향으로 복수의 홈과 돌기가 번갈아가며 형성된 요철 형태로 마련되어, 메인축부가 치즐과 충돌시 메인축부의 하측에서 상측으로 전달되는 응력을 분산시키면서 진동 및 소음이 저감되게 함과 더불어 메인축부가 치즐 타격시에는 관성에 의한 돌기의 휨 운동을 통해 연결축부를 치즐 방향으로 압축되게 하여 메인축부가 치즐방향으로 밀림되게 하면서 치즐에 대한 타격력을 증대되게 하는 분산 타격 증대부;를 포함하며,
    상기 분산 타격 증대부의 돌기 부분 외주면에는 원주방향으로 일정간격 이격되게 복수개의 절개홈이 형성된 유압브레이커용 피스톤.
  2. 유압브레이커의 실린더 내부에 설치되어 유압에 의해 승강하며 치즐을 타격하는 유압브레이커용 피스톤에 있어서,
    상기 실린더 내부에서 유압에 의해 승강되게 설치하며, 실린더 내부에서 하강시 하단 부분이 치즐과 충돌되는 메인축부;
    상기 메인축부의 상단으로부터 상측으로 연장되도록 메인축부에 연결 형성되며, 상측에서 하측으로 갈수록 외경이 커지는 테이퍼 단면 형태를 가지는 연결축부;
    상기 연결축부의 외주면에 길이방향으로 복수의 홈과 돌기가 번갈아가며 형성된 요철 형태로 마련되어, 메인축부가 치즐과 충돌시 메인축부의 하측에서 상측으로 전달되는 응력을 분산시키면서 진동 및 소음이 저감되게 함과 더불어 메인축부가 치즐 타격시에는 관성에 의한 돌기의 휨 운동을 통해 연결축부를 치즐 방향으로 압축되게 하여 메인축부가 치즐방향으로 밀림되게 하면서 치즐에 대한 타격력을 증대되게 하는 분산 타격 증대부;
    상기 복수의 응력분산공을 연결하도록 연결축부에 설치하여, 연결축부를 따라 이동하는 진동을 흡수하도록 탄성을 가지는 진동 흡수연결부;를 포함하며
    상기 진동 흡수연결부는,
    상기 응력분산공에 대응되게 삽입되며, 탄성을 가지는 재질로 이루어진 복수의 삽입부재,
    상기 연결축부의 외측에 삽입 배치된 상태로 복수의 삽입부재를 연결하는 고리 형태의 연결부재를 포함하는 유압브레이커용 피스톤.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 분산 타격 증대부의 홈 부분에는 연결축부의 내측으로 연장되게 응력분산공이 더 형성되고,
    상기 응력분산공은 분산 타격증대부의 홈 둘레로 상호 이격되게 복수개가 마련된 유압브레이커용 피스톤.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 응력분산공은 연결축부의 내측으로 갈수록 직경이 작아지게 형성된 유압브레이커용 피스톤.
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