KR19990037215A

KR19990037215A - 진동 발생 장치

Info

Publication number: KR19990037215A
Application number: KR1019980043798A
Authority: KR
Inventors: 히사시 나카시마
Original assignee: 오키츠 마코토; 테이진 세이키 가부시키가이샤
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 1999-05-25
Also published as: CN1215777A; JP3468672B2; JPH11124884A; EP0911451A3; CN1095013C; US6053629A; EP0911451A2

Abstract

본 발명은 진동 발생 장치에 관한 것이다.

버킷 링크를 진동 발생 장치로 교체하는 경우에 있어서, 진동 발생 장치는 도관에 의해 주 작동 밸브와 연결된다. 유량 제어 밸브와 유압 모터가 케이싱의 내부에 내장되기 때문에, 진동 발생 장치와 주 작동 밸브를 연결하기 위한 고압 도관이 필요하지 않으며 이에 의해 구조를 소형으로 제조할 수 있고, 도관 배열 작업이 용이하며 신뢰성이 개선된다. 실린더 챔버의 중심축선과 회전 밸브의 밸브 요소의 회전축선과 유량 밸브의 밸브 요소의 중심 축선은 이들 실린더 챔버와, 회전 밸브와 유량 제어 밸브가 중첩 배열되도록 서로 평행하게 되고, 이에 의해 전체 진동 발생 장치를 소형으로 제조할 수 있다.

Description

진동 발생 장치

본 발명은 진동 발생 피스톤의 양측면에 고압 유체를 교번적으로 안내하여 진동을 발생하기 위한 진동 발생 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 셔블(굴삭기)과 같은 건설장비는 흙과 모래를 굴착하고, 정지 작업을 하거나 말뚝 타정 등에 사용된다. 이러한 작업은 굴삭기의 붐 실린더, 아암 실린더와 버킷 실린더를 필요에 따라 버킷으로 흙이나 모래를 굴착하거나 땅에 말뚝을 타정하는 방법으로 실행된다. 버킷이 상기한 바와 같이 흙이나 모래를 굴착하는 동안에 큰돌과 충돌하는 경우에, 굴착력을 증가시키기 위하여 높은 주파수의 진동이 버킷에 주어지면 큰돌은 용이하게 굴착된다. 이는 경험적으로 아는 사실이다. 더욱이, 지면 정지 작업, 말뚝 타정 작업 또는 버킷에 적용된 흙이나 모래를 뿌릴 때 이러한 진동이 짧은 기간동안 버킷에 주어지면, 이들 작업은 단기간내에 스므스하게 수행된다.

그러므로, JP-A-9-105140호에 설명된 바와 같이, 작업성을 개선하기 위하여, 진동 작동기에 의해 발생된 진동이 버킷에 전달되도록 필요에 따라 작업장에서 진동을 발생시키기 위한 진동 작동기로 버킷과 함께 버킷 실린더의 피스톤 로드의 단부(경사 링크)와 버킷 링크 커플링을 교체하는 것이 제안되어 있다. 진동 작동기는 고압 유체를 공급하기 위한 한쌍의 공급 구멍과 저압 유체를 토출하기 위한 토출 구멍을 가진 블록형 케이싱과; 케이싱내에 형성된 실린더내에서 활주하도록 내장된 진동 발생 피스톤과; 각각 공급 통로와 토출 통로를 통하여 개방되는 하나의 공급 구멍과 토출 구멍에 연결되며, 한쌍의 유압 통로를 통하여 진동 발생 피스톤의 양측면상의 양 실린더 챔버에 또한 연결되어 있고, 양 실린더 챔버에 고압 유체를 교번적으로 안내하는 양측면상의 실린더 챔버를 가진 공급 통로와 연통하도록 회전하는 회전 밸브와; 교번적으로 고압 통로와 저압 통로와 통하는 토출 통로와 다른 공급 통로에 연결되고 케이싱내에 내장되어 있으며 회전 밸브에 회전력을 제공하기 위하여 고압 통로를 통하여 공급되는 고압 유체에 의해 작동되는 유압 모터를 포함한다. 유압 모터에 공급되는 고압 유체의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 밸브는 아암의 스템에 부착된다. 유량 제어 밸브와 주 작동 밸브는 단일의 고압 도관에 의해 연결되고, 유량 제어 밸브 및 진동 작동기의 한쌍의 공급 구멍은 한쌍(두개)의 고압 유체 도관에 의해 연결되고, 진동 작동기의 배출 구멍과 주 작동 밸브는 단일 저압 도관으로 연결되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 진동 발생 장치에서, 버킷 링크가 진동 작동기로 교체될 때, 진동 작동기가 유량 제어 밸브와 세 도관을 사용하는 주 작동 밸브에 연결되어야만 한다. 이러한 작업은 곤란하다. 또한, 주 작동 밸브, 유량 제어 밸브 및 진동 작동기는 상기한 바와 같이 네 개의 도관으로 서로에 대하여 연결되어야만 한다. 이는 구조를 복잡하게 만든다. 더욱이, 많은 도관을 사용하는 것은 도관 연결 부분에서 유체가 누설될 가능성이 있으며 서로에 대한 마찰에 의해 도관의 손상을 초래할 수 있다. 이는 진동 발생 장치의 신뢰성을 낯추게 된다.

본 발명의 목적은 구조가 단순하고 교체가 용이하며 신뢰성이 개선된 진동 발생 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적은 진동 발생 장치가:

고압 유체가 공급되는 공급 구멍과 저압 유체가 토출되는 토출 구멍을 가진 블록형 케이싱과; 상기 케이싱내에 형성된 실린더 챔버내에 활주가능하게 내장되어 있는 진동 발생 피스톤과; 상기 케이싱내에 내장되어 있으며 각각 공급 통로와 토출 통로와 통하는 공급 구멍과 토출 구멍에 연결되어 있으며 한쌍의 통로를 통하여 진동 발생 피스톤의 양 실린더 챔버에 또한 연결되어 있고 양 실린더에 고압 유체를 교번적으로 안내하는 회전 밸브와; 각각 공급 통로와 토출 통로와 연통하는 공급 중간 통로와 토출 중간 통로에 연결되어 있으며 공급 중간 통로에 공급된 고압 유체에 의해 동작되며 이에 의해 회전 밸브에 회전력을 부여하는 유압 모터와; 유압 모터에 공급된 고압 유체의 양을 제어하는 유량 제어 밸브와 공급 중간 통로의 중간에 장착되어 있으며 실린더 챔버의 중심 축선, 회전 밸브의 밸브 요소의 회전 축선과 유량 밸브의 밸브 요소의 중심 축선은 이들 실린더 챔버와, 회전 밸브와 유량 제어 밸브가 중첩 배열되도록 서로 평행하게 하는 것이 것이 양호하며 케이싱내에 있는 유량 제어 밸브를 구비하여 달성된다.

상기한 진동 발생 장치가 굴삭기와 같은 건설 장비에 적용되어 있을 경우에 비록 버킷 링크가 교체된다고 하더라도, 유량 제어 밸브 및 유압 모터는 진동 발생 장치의 케이싱내에 또한 내장된다. 그러므로, 유량 제어 밸브와 유압 모터를 연결하는데 사용되는 유압 도관은 오직 두 유압 공급/토출 구멍 즉, 진동 발생 장치내에 공급 구멍 및 토출 구멍이 구비되어 있기 때문에 필요하지 않다. 그 결과로, 굴삭기의 진동 발생 장치 및 주 작동 밸브는 도관의 설비 작업이 단순하게 되도록 오직 두 도관만이 연결된다. 주 작동 밸브와 진동 발생 장치가 두 도관에 의해 연결되어 있기 때문에, 구조가 간단하고, 마찰에 의한 유체의 누설 및 도관의 손상이 감소된다. 또한, 실린더 챔버의 중심 축선과, 회전 밸브의 밸브 요소의 회전 축선 및 유량 제어 밸브의 중심 축선은 실린더 챔버, 회전 밸브 및 유량 제어 밸브가 중첩 배열되도록 서로에 평행하게 한다. 이는 전체 진동 발생 장치를 소형으로 만든다. 그 결과로서, 진동 발생 장치는 굴삭기의 경사 링크의 폭내에 수용할 수 있으며, 이에 의해 예를 들면, 바위와의 충돌에 의한 손상이 방지된다.

굴삭기에 장착된 진동 발생 장치를 이용하는 버킷에 진동이 주어지는 경우에, 고압 유체가 공급 구멍을 통하여 공급되며, 또한 공급 통로와, 공급 중간 통로와 유량 제어 밸브를 통하여 유압 모터에 공급된다. 그 결과로서, 유압 모터는 공급 통로가 교번적으로 실린더 챔버의 양 측면과 연통되도록 회전 밸브를 회전시키도록 작동된다. 따라서, 각 실린더 챔버내의 진동 발생 피스톤은 버킷에 진동이 적용되도록 진동하는 축방향으로 단기간 동안 왕복 운동한다. 이 경우에 있어서, 진동의 주기는 유량 제어 밸브에 의해 유압 모터에 공급되는 고압 유체의 유량을 제어하여 변경될 수 있다. 부수적으로, 실린더 챔버와 유압 모터로부터 배출된 저압 유체는 유체 통로, 배출 중간 통로 및 저압측의 배출 통로를 통하여 배출 구멍으로부터 배출된다.

도 1은 유압 셔블에 적용되는 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 정면도.

도 2는 진동 발생 장치의 정단면도.

도 3은 도 2의 I-I선을 취한 단면도.

도 4는 도 2의 II-II선을 취한 단면도.

도 5는 도 2의 III-III선을 취한 단면도.

도 6은 유량 제어 밸브의 부분 정단면도.

도 7은 도 6의 IV-IV선을 취한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 붐 12 : 굴삭기

13 : 붐 실린더 14 : 아암 실린더

15 : 아암 16 : 핀

17 : 버킷 18 : 버킷 실린더

19 : 피스톤 로드 20 : 경사 링크

21 : 진동 발생 장치 25 : 유압 펌프

26 : 탱크 27 : 주 작동 밸브

32 : 솔레노이드 밸브 44 : 하우징 구멍

본 발명의 주어진 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에서 참조번호 11은 굴삭기(12, 유압 셔블)와 같은 건설 장비의 붐(11)을 나타낸다. 붐(11)은 굴삭기(12)의 몸체 프레임(도시 안됨)에 선회가능하게 결합되어 있으며 붐 실린더(13)에 의해 스템상에서 수직으로 선회되도록 결합되어 있다. 아암 실린더(14)에 의해 수직으로 선회하는 아암(15)의 스템은 붐(11)의 선단에 결합되어 있다. 흙이나 모래를 굴착하는 버킷(17)은 핀(16)에 의해 아암(15)의 선단에 결합되어 있다. 참조 번호 18은 아암(15)의 스템과 결합된 헤드측을 가진 버킷 실린더(18)를 나타낸다. 선단에 선회가능하게 결합되어 있는 경사 링크(20)는 버킷 실린더(18)의 피스톤 로드(19)의 선단에 결합되어 있다. 흙이나 모래를 굴착, 정지 작업, 말뚝 타정 등과 같은 정상적인 작업을 완료 했을 때, 경사 링크(20) 및 버킷은 버킷 링크(도시 안됨)에 의해 서로 결합된다. 그러나, 단기간 동안 진동이 버킷(17)에 주어 졌을 때, 버킷 링크는 진동 발생 장치(21)로 교체된다.

참조 번호 25 및 26은 각각 굴삭기(12)의 몸체 프레임에 설치되어 있는 유압 펌프(25) 및 탱크(26)이다. 이들 유압 펌프(25)와 탱크(26)는 각각 배출 통로(28)와 토출 통로(29)를 통하여 몸체 프레임상에 설치된 다수의 주 작동 밸브(27)에 연결되어 있다. 유압 펌프(25)로부터 주 작동 밸브(27)로 공급된 유압 유체(고압유)는 붐 실린더(13), 아암 실린더(14), 버킷 실린더(18), 진동 발생 장치(21) 등에 공급 도관을 통하여 공급되며, 이에 의해 붐 실린더(13)와 다른 장치들이 작동된다.

하부 실린더(13)와 다른 것으로부터 토출된 저압 유체는 토출 도관, 주 작동 밸브(27), 토출 통로(29)를 통하여 탱크(26)로 회수된다. 이 경우에 있어서, 솔레노이드 밸브는 진동 발생 장치(21)에 연결된 주 작동 밸브(27a)에 연결된다. 솔레노이드 밸브(32)를 절환하여 파일럿 압력은 주 작동 밸브가 절환되도록 주 작동 밸브(27a)에 공급된다.

도 2, 3 및 4에 있어서, 진동 발생 장치(21)는 경사 링크(20)와 결합되어 있는 후방 단부를 가진 실린더 블록(35)을 가진다. 전후 방향으로 연장된 실린더 챔버(36)는 실린더 블록내에 형성되어 있다. 진동 발생 피스톤(37)은 실린더 챔버(36)내에 활주가능하게 내장되어 있다. 그러므로, 실린더 챔버(36)는 전방 실린더 챔버(36a) 및 후방 실린더 채버(36b)내로 구획되어 있다. 참조 번호 38은 진동 발생 피스톤(37)과 결합되어 있는 후방 단부를 가진 피스톤 로드(38)이며 전방 축방향으로 연장되어 있다. 피스톤 로드(38)의 실린더 블록으로부터 돌출된 전방 단부는 버킷(17)과 결합되어 있다.

참조 번호 41은 실린더 블록(35)의 상부 표면에 부착되어 있는 밸브 블록(41)이다. 밸브 블록(41)상에서, 공급 도관(30)과 토출 도관(31)에 결합되어 있는 공급 구멍(42) 및 토출 구멍(43)이 형성된다. 고압 유체는 공급 도관(30)을 통하여 공급 구멍(42)에 공급되며, 저압 회수 유체는 토출 구멍(43)으로부터 토출 도관(31)으로 토출된다. 밸브 블록(41)내의 전방 측면에서, 실린더 챔버(36)와 평행하게 연장된 하우징 구멍(44)이 형성된다. 하우징 구멍(44)에서, 지지 구멍과 동축인 축방향 구멍을 가진 원통형 슬리브(46)가 내장고정된다. 밸브 블록(41)내의 후방 측면에서, 축방향 구멍(47)은 축방향 구멍(45)과 동축으로 형성되어 있으며 축방향 구멍(45)과 동일한 직경을 가진다. 이들 축방향 구멍(45, 47)은 밸브 구멍(48)을 제공하도록 서로 연통된다. 슬리브(46)는 5개의 통로(49a, 49b, 49c, 49d 및 49e)를 가지며 축방향으로 서로에 대하여 이격되어 있다. 각 통로(49a 내지 49e)는 밸브 구멍(48)에 방사방향으로 연장된 다수의 구멍과 슬리브(46)의 외주 주연상에 외주방향으로 연장된 링형상 요홈으로 구성되어 있다. 통로(49c) 및 공급 구멍(42)은 밸브 블록(41)내에 형성되어 있는 공급 통로(50)에 의해 서로 연결되어 있다. 참조 번호 51, 52는 밸브 블록(41)내에 종방향으로 이격되어 형성된 한쌍의 유체 통로(51, 52)를 나타낸다. 전방 유체 통로(51)는 통로(49a, 49b)를 전방 실린더 챔버(36a)를 연결하며, 후방 유체 통로(52)는 통로(49d, 49e)를 후방 실린더 챔버(36b)를 각각 연결한다.

참조 번호 55는 밸브 구멍(48)내에 회전 가능하게 내장된 밸브 요소(55)를 나타낸다. 밸브 요소(55)의 회전 축선은 실린더 챔버(36)의 중신 축선과 평행하다. 통로(49c)에 대향하는 밸브 몸체(55)의 외주상에 링형상 공급 요홈(56)이 형성된다. 고압 유체는 공급 통로(50)와 통로(49c)를 통하여 링형 공급 요홈(56)에 공급된다. 참조 번호 57, 58은 밸브 몸체(55)의 외부 외주상에 외주 방향으로 같은 피치로 이격되어 형성되어 있는 다수의 공급 요홈(57, 58)을 나타낸다. 공급 요홈(57)은 링형상 공급 요홈(56)으로부터 통로(49b)에 대향하는 위치까지 축방향으로 전방으로 연장되어 있다. 공급 요홈(58)은 링형상 공급 요홈(56)으로부터 통로(49d)에 대향하는 위치까지 축방향 전방으로 연장되어 있다. 공급 요홈(57, 58)은 교번적으로 외주 방향으로 배열되어 있으며 절반의 피치로 서로 외주 방향으로 변위되어 있다. 그 결과로, 밸브 몸체(55)가 회전할 때, 통로(49b)와 공급 요홈(57) 및 통로(49d)와 공급 요홈(58)은 교번적으로 서로 연통한다. 그러므로, 공급 통로(50)는 유체 통로(51)와 전방 실린더 챔버(36a)와, 유체 통로(52)와 후방 실린더 챔버(36b)가 교번적으로 연통된다. 따라서, 링형상 공급 요홈(56)내의 고압 유체는 공급 요홈(57, 58)을 통하여 통로(49b, 49d)로 교번적으로 안내된다. 더욱이, 통로(49b)에 공급된 고압 유체는 유체 통로(51)를 통하여 후방 실린더(36a)에 안내되며, 한편 통로(49d)에 공급된 고압 유체는 유체 통로(52)를 통하여 후방 실린더 챔버(36b)로 안내된다. 이러한 방법에 있어서, 고압 유체가 진동 발생 피스톤(37)의 양측면상의 실린더 챔버(36a, 36b)에 공급될 때, 진동 발생 피스톤(37)은 짧은 기간 동안 왕복 운동하며, 이에 의해 고주파 진동이 발생한다.

참조 번호 61은 밸브 몸체(55)의 외부 외주상의 축방향 구멍(47)과 축방향 구멍(45) 사이의 경계에 대향하는 위치에 형성된 링형 토출 요홈(61)을 나타낸다. 링형상 토출 요홈(61)은 밸브 블록(41)내에 형성되어 있는 토출 통로(62)를 통하여 토출 구멍(43)에 연결되어 있다. 참조번호 63, 64는 밸브 몸체(55)의 외부 외주상에 외주 방향으로 같은 피치로 이격되어 형성된 다수의 토출 요홈(63, 64)을 나타낸다. 토출 요홈(63)은 밸브 몸체(55)의 전방 단부로부터 통로(49a)에 대향가능한 위치까지 축방향 후방으로 연장되고, 또한 밸브 몸체(55)내에 형성되어 있는 구멍(65)을 통하여 링형상 요홈(61)과 연통한다. 한편, 토출 요홈(64)은 링형상 요홈(61)으로부터 통로(49e)에 대향하는 위치까지 축방향 전방으로 연장된다. 이들 토출 요홈(63)은 공급 요홈(58)으로서 같은 외주 위치에 배열되며, 한편 토출 요홈(64)은 공급 요홈(57)으로서 같은 외주 위치에 배열되어 있다. 그러므로, 고압 유체가 공급 요홈(57)을 통하여 전방 실린더 챔버(36a)로 공급될 때, 통로(49b)와 유체 통로(51)와, 후방 실린더 챔버(36b)로부터 분출된 저압 유체는 유체 통로(52), 통로(49e)와 토출 요홈(64)을 통하여 링형상 토출 요홈으로 토출된다. 한편, 고압 유체는 공급 요홈(58), 통로(49d)와 유체 통로(52)를 통하여 후방 실린더 챔버(36b)로 공급되며, 전방 실린더 챔버(36a)로부터 분출된 저압 유체는 유체 통로(63), 통로(49a), 토출 요홈(63)과 구멍(65)을 통하여 링형상 토출 통로로 토출된다. 전체로서 상기 슬리브(46)와 밸브 요소(55)는 각각 공급 구멍(42)과 토출 구멍(43)을 통하여 공급 통로(50)와 토출 통로(62)에 연결되고, 각각 한쌍의 유체 통로(51, 52)를 통하여 진동 발생 피스톤(37)의 양측면상에서 실린더 챔버(36a, 36b)에 연결된다. 밸브 요소(55)는 교번적으로 실린더(36a, 36b)와 공급 통로(50)와 연통하도록 회전하며, 이에 의해 고압 유체를 양 실린더(36a, 36b)에 안내할 수 있는 회전 밸브(66)가 구성된다. 부수적으로, 이러한 회전 밸브의 상세 구조는 JP-A-7-23132호에 기재되어 있다.

도 2, 3, 4 및 5에서, 참조 번호 70은 밸브 블록(41)의 측면에 고정된 측면 블록(70)을 나타낸다. 상기 측면 블록(70)내에서, 유량 제어 밸브(71)는 축방향으로 그들의 위치에서 회전 밸브(66)와 실린더 챔버(36)와 중첩 배열되어 있다. 유량 제어 밸브(71)는 제 1 중간 통로(72)와 밸브 블록(41)과 블록(70)내에 형성된 통로(49c)를 통하여 공급 통로(50)에 연결되어 있다. 링형 토출 요홈(61)의 후방의 밸브 요소(55)의 외부 주연상에 링형상 공급 요홈(73)이 형성된다. 링형상 공급 요홈(73)은 밸브 블록(41)과 측면 블록(70)내에 형성되어 있는 제 2 중간 통로(74)를 통하여 유량 제어 밸브(71)에 연결된다.

참조 번호 75는 밸브 블록(41)의 후방 단부에 부착되어 있는 모터 블록(75)를 나타낸다. 모터 블록(75)내에서, 다수개, 현재 5개인 모터 챔버(77)와 내부 주연부에 형성된 내부 톱니(76)가 구비된다. 모터 챔버(77)내에서, 다수개, 내부 톱니보다 하나 적은 현재 4개인 외부 휘일(79)과, 외부 주연부상에 형성된 외부 톱니가 구비된다. 참조 번호 80은 밸브 블록(41)의 후방 단부에 형성된 다수의 연결 통로(80)중의 하나를 나타내며 외주방향으로 분리되어 있다. 연결 통로(80)의 전방 단부는 링형상 토출 요홈(61)과 링형상 공급 요홈(73)사이의 밸브 요소(55)에 대향되도록 밸브 구멍(48)내로 개방되며, 이의 후방 단부는 모터 챔버(77)와 연통한다. 참조 번호 81, 82는 밸브 몸체(55)의 외부 주연부에 외주방향으로 같은 피치로 이격되어 형성된 다수의 공급 요홈과 토출 요홈을 나타낸다. 토출 요홈(81)은 링형상 토출 요홈(61)으로부터 연결 통로(80)에 대향가능한 위치까지 축방향 후방으로 연장된다. 공급 요홈(82)은 링형상 요홈(73)으로부터 연결 통로(80)에 대향가능한 위치까지 링형상 공급 요홈(73)으로부터 축방향 전방으로 연장된다. 토출 및 공급 요홈(81, 82)은 절반의 피치로 서로에 대하여 외주 방향으로 변위되고 외주방향으로 교번적으로 배열된다. 그 결과로서, 밸브 몸체(55)가 회전할 때, 고압 유체는 공급 요홈(82)과 연통하는 연결 통로(80)를 통하여 외주 방향으로 변위되는 모터 챔버(77)에 공급된다. 그러므로, 외부 휘일(79)은 편심되게 회전되도록 높은 압력을 적용하여 가압된다. 그런 다음에, 모터 챔버(77)내의 저압 유체는 토출 요홈(81)과 연통하는 연결 통로(80)를 통하여 링형상 토출 요홈(61)내로 토출된다.

참조 번호 83은 밸브 요소(55)의 후방 단부에 형성된 결합 구멍(도시 안됨)내로 삽입된 전방 단부를 가지며 밸브 요소와 회전 가능하게 전체적으로 진동가능하게 결합되어 있는 결합 로드(83)를 나타낸다. 결합 로드(83)의 후방 단부는 구멍(84)에 요동가능하게 연결된 스플라인과 외부 구멍(84)내에 형성되어 있는 스플라인 구멍(84)내로 삽입된다. 그 결과로서, 외부 휘일(79)의 편심 회전은 밸브 요소(55)가 회전축 둘레를 돌도록 결합 로드(83)를 통하여 밸브 요소(55)에 전달된다. 상기 제 1 및 제 2 중간 통로(72, 74)와 연결 통로(80)는 링형상 공급 요홈(73)과 연통하며 공급 통로(50)와 연통하는 중간 공급 통로(85)를 구성한다. 공급 통로(50)와 연통하는 중간 유량 통로(85)는 중간 공급 통로(85)의 중간에 장착된다. 전체로서 토출 요홈(81)과 연통하는 연결 통로(80)는 토출 통로(62)와 연통하는 중간 토출 통로(86)를 구성한다. 또한, 전체로서, 모터 챔버(77)와 토출 통로(79)는 중간 공급 통로(85)와 중간 토출 통로(81, 73, 86)에 연결되며 회전력을 제공하도록 중간 공급 통로(85)를 통하여 회전 밸브(66)의 밸브 요소(55)까지 공급되는 고압 유체에 의해 작동된다. 이러한 모터의 상세 구조가 JP-A-7-119615호에 개시되어 있다.

도 3, 6 및 7에서, 유량 제어 밸브(71)는 내부에 형성되어 있는 밸브 챔버(89)를 가진 원통형 외부 슬리브(90)를 가진다. 밸브 챔버(89)의 전방 단부는 제 1 중간 통로(72)와 연통된다. 밸브 챔버(89)의 중심 부분내에서, 외부 슬리브(90)의 축방향내로 이동가능한 밸브 요소(91)가 삽입된다. 밸브 요소(91)는 전방단부에서 축방향으로 연장된 다수, 현재는 두 개인 슬릿을 구비한다. 이의 중심 축선은 밸브 요소(55)의 회전 축선에 평행하게 연장된다. 참조 번호 93은 밸브 챔버(89)의 전방 단부내에 내장되어 있는 내부 슬리브(93)를 나타낸다. 내부 슬리브(93)는 스프링(94)에 의해 외부 슬리브(90)의 전방 단부 플랜지(90a)에 대하여 가압되도록 외부 슬리브(90)에 부착되어 있다. 내부 슬리브(93)의 후방 단부에 밸브 요소(91)의 단부가 활주가능하게 삽입되어 있다. 이 경우에 있어서, 슬릿(92)의 일부는 압력 유체의 통로를 가압하도록 내부 슬리브(93)에 의해 차단된다. 참조 번호 95는 외부 슬리브(90)의 후방 단부내에 나사 결합된 조정 나사(95)를 나타낸다. 조정 나사(95)의 전방 단부는 밸브 요소(91)와 결합된다. 그러므로, 조정 나사(95)가 나사 위치를 변경하도록 회전될 때, 밸브 요소(91)는 밸브 요소와 내부 슬리브(93)의 중첩 각도가 변경되도록 축방향으로 이동한다. 그러므로, 슬릿(92)(압력 유체의 통과 영역)의 개방 영역은 조정될 수 있다. 참조 번호 96은 외부 슬리브(90)의 전방 단부에 형성된 관통 구멍(96)을 나타낸다. 관통 구멍(96)은 외부 슬리브(90)의 내부벽으로부터 외부벽까지 관통하며 제 2 중간 통로(74)와 연통한다. 외부 슬리브(90), 밸브 요소(91), 내부 슬리브(93), 스프링(94)과 조정 나사(95)는 전체로서 중간 공급 통로(85)의 중간에 장착되며 고압 유체의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 밸브(71)를 구성한다. 상기 실린더 블록(35), 밸브 블록(41), 측면 블록(70)과 모터 블록(75)은 전체로서 블록형 케이싱(97)을 구성한다. 케이싱(97)내에서, 실린더 챔버(36)가 형성되며, 회전 밸브(66), 유량 제어 밸브(71)와 유동 모터(87)가 또한 내장된다.

참조 번호 100은 외부 슬리브(90)와 내부 슬리브(93) 사이의 갭에서 활주가능하게 내장된 원통형 밸브 요소(100)를 나타낸다. 밸브 요소(100)는 스프링(94)과 접촉하도록 밸브 요소(100)와 전방 단부 플랜지(90a) 사이에 있는 스프링(102)에 의해 후방으로 가압된다. 참조 번호 104는 내부 슬리브(93)의 축방향내의 중심 부분에 형성된 다수의 관통 구멍(104)중의 하나이다. 이들 관통 구멍(104)은 밸브 요소(100)에 의해 막혀 있다. 스프링(102)의 가압력에 의해 밸브 요소(100)에 대하여 가압되는 제 2 중간 통로(74)내의 유체의 힘이 증가할 때, 밸브 요소(100)는 제 1 중간 통로(72)와 제 2 중간 통로(74)가 서로 연통하도록 구멍(104)을 통하여 개방되도록 전방으로 이동한다. 상기 갭(101)과 관통 구멍(104)은 전체로서 제 1 중간 통로(72)와 제 2 중간 통로(74)를 연결하는 연결 통로(105)와, 유량 제어 밸브(91)의 밸브 요소의 전후의 중간 공급 통로(85)를 구성한다. 밸브 요소(100)와 스프링(102)은 전체로서 통로(105)의 중간에 장착되며, 개방될 때, 제 2 중간 통로(74)내의 유체를 연결 통로(105)를 통하여 제 1 중간 통로(72)로 회송시키는 체크 밸브(106)를 구성한다.

본 발명의 한 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

이제부터 굴삭기(12)로 정상적인 흙과 모래의 굴착 작업을 한다는 것을 가정한다. 이경우에 있어서, 굴삭기(12)의 경사 링크(20)는 버킷 실린더(18)의 피스톤 로드(19)의 이동이 버킷 링크를 통하여 버킷(17)에 전달되도록 하여 이에 의해 버킷(17)을 선회시키도록 버킷 링크에 의해 버킷(17)과 결합되어 있다. 굴삭기(12)를 이용하여 작업장에서 큰 돌을 굴착하는 경우에, 버킷 링크는 분리되고 진동 발생 장치(21)로 교체된다. 이 경우에 있어서, 진동 발생 장치(21)는 도관에 의해 주 작동 밸브(27a)에 연결된다. 그러나, 상기한 바와 같이, 유량 제어 밸브(71)와 유압 모터(87)가 유량 제어 밸브와 유압 모터를 통상적으로 연결하는데 사용된 고압 도관이 필요하지 않도록 진동 발생 장치(21)의 케이싱(97)내에 내장되어 있다. 그러므로, 오직 두 개의 공급 구멍(42)과 토출 구멍(43)의 유체 공급/토출 구멍은 진동 발생 장치내에 구비된다. 그 결과로서, 진동 발생 장치(21)와 굴삭기(12)의 주 작동 밸브(27a)는 두 도관 즉, 공급 도관(30)과 토출 도관(31)에 의해 서로 연결되어야만 하며, 이에 의해 도관 배열 작업이 간단해 진다. 더욱이, 주 작동 밸브(27a)와 진동 발생 장치(21)는 두 개의 도관(30, 31)에 의해 연결되고, 진동 발생 장치의 전체 구조를 단순하게 할 수 있다. 또한, 유체의 누설과 마찰에 의한 도관의 손상이 감소되며, 이에 의해 진동 발생 장치의 신뢰성이 개선된다. 더욱이, 진동 발생 장치(21), 실린더 챔버(36)의 중심 축선, 회전 밸브(66)의 밸브 요소의 회전 축선과 유량 제어 밸브(71)의 밸브 요소(91)의 중심 축선은 실린더 챔버(36), 회전 밸브(66)와 유량 제어 밸브가 중첩 배열되도록 서로에 관하여 평행하게 한다. 그러므로, 전체 진동 발생 장치(21)는 굴삭기(12)의 경사 링크(20)내에 수용되도록 소형으로 제조할 수 있다. 따라서, 깊은 굴착은 이러한 굴삭기를 이용하여 달성되며, 진동 발생 장치(21)는 바위와 충돌이 방지된다.

굴삭기(12)내에 장착되어 있는 진동 발생 장치(21)를 이용하여 버킷(17)에 진동이 주어지는 경우에, 주 작동 밸브(27a)는 유압 펌프(25)로부터 배출되는 고압 유체가 배출 통로(28)와 공급 통로(30)를 통하여 진동 발생 장치(21)의 공급 구멍(42)에 공급되도록 솔레노이드 밸브(32)에 의해 전환된다. 그러므로, 고압 유체는 공급 통로(50)를 통하여 유압 모터(87)의 모터 챔버(77)에 공급되며, 제 1 중간 통로(72), 유량 제어 밸브(71)의 밸브 챔버(89), 슬릿(92), 관통 구멍(96), 제 2 중간 통로(74), 링형상 공급 요홈(73)과 연결 통로(80)는 공급 요홈(82)과 연통되며, 이에 의해 유압 모터(87)가 외부 휘일의 회전이 편심회전된다. 외부 휘일(79)의 회전은 결합 로드(83)를 통하여 회전 밸브(66)의 밸브 요소(55)에 전달되며, 이에 의해 밸브 요소(55)가 회전된다. 그러므로, 공급 통로(51)는 교번적으로 유압 통로(51)(그리고 전방 실린더 챔버(36a))와 유압 통로(52), 후방 실린더 통로(36b))와 연통된다. 이 때에, 고압 유체는 또한 밸브 요소(55)가 회전할 때, 고압 유체가 링형상 공급 요홈(56)과 공급 요홈(57, 58)을 통하여 통로(49b, 49d)에 교번적으로 공급된다. 이 경우에 있어서, 통로(49b)로 공급된 고압 유체는 유체 통로(51)를 통하여 전방 실린더 챔버(36a)로 안내되며, 한편 통로(49d)로 공급된 고압 유체는 유압 통로(52)를 통하여 전방 실린더 챔버(36b)로 안내된다. 그러므로, 고압 유체는 교번적으로 진동 발생 피스톤(37)의 양측면상의 실린더 챔버(36a, 36b)로 공급된다. 따라서, 실린더 챔버(36)내의 진동 발생 피스톤(37)은 고주파수를 발생하도록 축방향으로 단기간 동안 왕복 운동한다. 이러한 진동은 피스톤 로드(38)를 통하여 버킷(17)에 전달되며 이에 의해 버킷(17)이 진동한다. 또한 밸브 요소(55)의 회전에 의해 고압 유체가 공급되는 연결 통로(80)는 외주 방향으로 점진적으로 변위되고, 고압 유체는 외주방향으로 변위되는 동안에 모터 챔버(77)에 공급된다.

그러므로, 유압 모터(87)의 외부 휘일(79)은 계속 회전한다. 진동 발생 피스톤(37)의 진동의 주기는 유량 제어 밸브(71)의 슬릿(92)의 개방 면적에 달려 있기 때문에, 개방 면적은 유압 모터(87)에 공급되는 고압 유체 유량이 제어되며, 진동 발생 장치(37)의 진동 기간이 쉽게 변경되도록 조정 나사 (95)의 나사 위치를 변경하여 조정된다. 전방 실린더 챔버(36a) 또는 후방 실린더 챔버(36b)로부터 교번적으로 분출된 저압 유체는 유압 통로(51), 통로(49a), 토출 요홈(63)과 구멍(65) 또는 유압 통로(52), 통로(49e)와 토출 요홈(64)을 통하여 링형상 토출 요홈(61)내로 토출되고 그 이후로 토출 통로(62), 토출 구멍(43), 토출 도관(31)과 토출 통로(62)로 회수된다. 유압 모터(87)의 모터 챔버(77)로부터 토출된 저압 유체는 토출 요홈(81)과 연통하는 연결 통로(80)를 통하여 링형상의 토출 요홈(61)내로 토출되고, 그 이후에 상기한 바와 같은 방법으로 탱크(26)로 회수된다.

상기한 바와 같은 본 실시예에서, 진동 발생 장치는 굴삭기에 적용된다. 그러나, 본 발명에 따라서 진동 발생 장치는 착암기 등에 적용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 진동 발생 장치는 굴삭기, 착암기 등에 영구적으로 구비될 수도 있다. 즉, 본 발명의 진동 발생 장치는 굴삭기, 착암기 등을 교체하지 않는 하나의 요소로서 적용할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 용이하게 교체 할 수 있으며 신뢰성이 개선되며 구조가 단순한 진동 발생 장치를 제공한다.

Claims

진동 발생 장치로서,

고압 유체가 공급되는 공급 구멍과 저압 유체가 토출되는 토출 구멍을 가진 블록형 케이싱과;

상기 케이싱내에 형성된 원통형 실린더내에 활주가능하게 내장되어 있는 진동 발생 피스톤과;

상기 공급 구멍과 상기 토출 구멍을 각각 통하여 상기 공급 구멍과 토출 구멍에 연결되어 있으며, 한쌍의 유체 통로를 통하여 상기 진동 발생 피스톤의 양측면상의 상기 실린더 챔버의 부분에 연결되어 있고, 교번적으로 상기 양측면상의 상기 원통현 챔버의 상기 부분과 함께 공급 통로와 연통되도록 회전하며, 이에 의해 상기 양측면상의 상기 실린더 챔버의 상기 부분에 고압 유체를 교번적으로 안내하며, 상기 케이싱내에 내장된 회전 밸브와;

중간 공급 통로와 상기 공급 통로와 상기 토출 통로와 연통하는 중간 토출 통로에 각각 연결되어 있으며, 상기 유압 모터는 중간 공급 통로를 통하여 공급된 고압 유체에 의해 작동되고, 상기 케이싱내에 내장된 유압 모터와;

중간 공급 통로 부분에 장착되어 있으며, 상기 유압 모터에 공급되는 고압 유체의 양을 제어하며 상기 케이싱내에 내장된 유량 제어 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
제 1항에 있어서, 실린더 챔버의 중심 축선과, 회전 밸브의 회전 축선과, 유량 제어 밸브의 중심 축선은 이들 실린더 챔버와 회전 밸브와 유량 제어 밸브가 중첩 배열되도록 서로에 대하여 평행하게 하는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.