KR200431770Y1

KR200431770Y1 - 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조

Info

Publication number: KR200431770Y1
Application number: KR2020060018550U
Authority: KR
Inventors: 김상규
Original assignee: 지산중공업주식회사
Priority date: 2006-07-08
Filing date: 2006-07-08
Publication date: 2006-11-27

Abstract

본 고안은 피스톤 내부에 타격소음 흡수체를 내장시키되 상기 피스톤의 타격력에 의해 상기 타격소음 흡수체의 밀봉 입구가 터지지 않도록 상기 타격소음 흡수체의 밀봉방향을 설정함으로써, 상기 흡수체가 상기 실린더 내부에서 유동되거나 또는 알갱이 형태로 뭉쳐 분해되더라도 이들이 유출되지 않으므로 상기 실린더 내벽을 보호할 수 있으며, 상기 피스톤의 밀봉부위가 파손되지 않으므로 고장수리를 할 필요가 없어 경제적인 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 관한 것이다.

이를 위하여 본 고안은 로드를 타격하여 굴착하는 피스톤 내부에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에는 피스톤의 재질보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납으로 된 타격소음 흡수체를 내장시켜 타격에 따른 진동과 충격을 흡수하고 실린더의 울림을 억제하여 소음이 감쇠되도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 있어서, 상기 공간부는 상기 피스톤의 하단으로 개방되며, 상기 공간부에는 상기 타격소음 흡수체가 내장되고, 피스톤의 개방된 하단에는 상기 타격소음 흡수체를 보호하는 흡수체 해드가 결합되어 상기 피스톤의 타격력에 의해 상기 타격소음 흡수체가 힘을 받더라도 상기 흡수체 해드에는 영향을 주지 않아 터짐이 발생되지 않도록 구성되어 있다.

실린더, 피스톤, 흡수체 해드, 타격소음 흡수체

Description

굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조{Breaker piston apparatus for a excavator}

도 1은 본 고안 한 실시예의 브레이카의 정단면도

도 2는 본 고안 한 실시예의 브레이카 피스톤 단면도

도 3은 본 고안 다른 실시예의 피스톤 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 실린더 11 : 내벽

12 : 피스톤 13 : 타격실

14 : 로드 20 : 흡수체 해드

21 : 볼트부 22 : 너트부

23 : 용접부 30 : 공간부

31 : 타격소음 흡수체 40 : 흡수체 조절관

41 : 흡음재

본 고안은 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하 게는 브레이카에서 발생되는 타격소음이 피스톤 내부의 흡수체에서 흡수 감쇠되도록 하되 내장된 상기 흡수체가 상기 피스톤 내부에서 유동 되더라도 상기 피스톤 외부로 이탈되지 않도록 상기 흡수체의 밀봉 위치를 개선함으로써, 제품의 신뢰성이 향상되고, 상기 흡수체의 무게를 조절할 수 있는 수단을 마련하여 굴삭기의 성능에 따른 피스톤의 타격력 조절이 가능하도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 관한 것이다.

일반적으로 브레이카는 굴삭기에 연결하여 사용하는 것으로 대부분 건물을 부수거나 도로를 파 해칠 때 또는 야산의 돌을 부술 때 사용된다. 브레이카는 유압으로 작동되는 실린더와 피스톤으로 구성되며 실린더의 전방에는 대상물을 부술 때 사용하는 로드가 부착된다. 실린더의 작동으로 피스톤이 왕복 이동되면 로드가 타격되고 대상물에 강한 충격이 가해져 대상물이 쪼개지거나 부서진다.

그러나 브레이카가 작동되는 동안 피스톤이 로드를 타격하는 타격소음과 대상물을 파괴할 때 발생되는 파괴소음 등이 발생되며 이들 소음이 매우 시끄럽다는 것은 대부분 경험으로 알 수 있다.

특히 도심지에서 건물을 부수거나 또는 도로를 파 해칠 때 소음으로 인한 민원이 발생될 수 있으며, 이때는 공사를 중단하고 다른 방법으로 건물을 부수거나 또는 공사를 조금씩 밖에 하지 못하므로 공사시간이 지연되는 등의 문제가 있었다.

일본 실용등록 제3059016호에는 브레이카의 소음을 감쇠시키는 구성이 개시되 있다. 그러나 실린더 전체를 방음재로 감싸기 때문에 실린더 내부에서 발생되는 작동열이 외부로 쉽게 방열되지 못하므로 실린더 내부의 오일이 탄화되어 쉽게 소 모되고 오일 부족으로 실린더의 수명이 저하된다. 그리고 실린더를 감싸는 브래킷이 분해 가능한 구조를 갖지 못하므로 실린더 내부의 로드와 키 등을 점검하거나 교체할 때 불리하며 특히 방음재가 실린더 외벽에 달라붙어 떼어내는 일이 쉽지 않는 등의 문제가 있다. 또한 실린더를 필요 이상으로 감싸는 구성이므로 방음재가 많이 필요로 되며 브래킷 또한 커져야 되므로 재료비가 상승되고 브레이카의 전체 무게를 증가시켜 취급이 어렵게 되는 등의 단점이 있었다.

본 고안자는 이러한 점을 감안하여 건물을 부수거나 또는 도로를 파 해칠 때 사용하는 브레이카의 소음 발생부를 전체적으로 감싸 밀폐시킨 뒤 그 내부에 충진재를 주입시켜 밀봉함으로써, 피스톤이 로드를 타격할 때 발생되는 타격소음이 충진재로 흡수 소멸되고 차음되어 소음이 감쇠되도록 한 브레이카를 특허 제435827호로 등록받은 바 있다.

본 고안자는 피스톤이 로드를 타격할 때 발생되는 타격소음이 피스톤 및 로드 내부의 흡수체에서 흡수 소멸되고 진동 및 떨림 소음이 외부로 전파되지 않도록 함으로써, 소음의 근원지인 피스톤과 로드에서부터 소음이 감쇠되도록 하고 또한 흡수체의 소음 감쇠성능에 지장을 주지않으면서 피스톤의 무게를 조절할 수 있는 수단을 구비하여 굴삭기의 성능에 따른 피스톤의 무게 및 타격력 조절이 가능하도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 및 로드 구조를 특허 제529508호로 등록한 바 있다.

본 고안은 상기 등록 특허의 개선에 관한 것으로서, 본 고안의 목적은 피스 톤 내부에 타격소음 흡수체를 내장시키되 상기 피스톤의 타격력에 의해 상기 타격소음 흡수체의 밀봉 입구가 터지지 않도록 상기 타격소음 흡수체의 밀봉방향을 설정함으로써, 상기 흡수체가 상기 실린더 내부에서 유동되거나 또는 알갱이 형태로 뭉쳐 분해되더라도 이들이 유출되지 않으므로 상기 실린더 내벽을 보호할 수 있으며, 상기 피스톤의 밀봉부위가 파손되지 않으므로 고장수리를 할 필요가 없어 경제적인 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 로드를 타격하여 굴착하는 피스톤 내부에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에는 피스톤의 재질보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납으로 된 타격소음 흡수체를 내장시켜 타격에 따른 진동과 충격을 흡수하고 실린더의 울림을 억제하여 소음이 감쇠되도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 있어서, 상기 공간부는 상기 피스톤의 하단으로 개방되며, 상기 공간부에는 상기 타격소음 흡수체가 내장되고, 피스톤의 개방된 하단에는 상기 타격소음 흡수체를 보호하는 흡수체 해드가 결합되어 상기 피스톤의 타격력에 의해 상기 타격소음 흡수체가 힘을 받더라도 상기 흡수체 해드에는 영향을 주지 않아 터짐이 발생되지 않도록 구성되어 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 한 실시예의 브레이카의 정단면도 이고, 도 2는 본 고안 한 실시예의 브레이카 피스톤 단면도 이다. 본 고안의 브레이카는 유압 또는 공압으로 작동되는 실린더(10)와 피스톤(12)이 구비되고 실린더(10)의 전방에는 피스톤(12)으로 타격되는 로드(14)가 구비된다. 로드(14)는 선단이 뾰족하게 되어 건물이나 도로를 쪼개거나 부술 수 있도록 구성된다. 그리고 실린더(10)의 전방과 후방에는 굴삭기의 아암에 연결하기 위한 브래킷(19)이 구비된다.

본 고안은 실린더(10)의 소음 발생부를 감싸 밀폐하기 위한 밀폐수단과 소음을 흡음 및 차음시키는 소음감쇠수단이 구비된다. 상기 밀폐수단은 실린더(10)의 좌,우측면과 상,하측면을 감싸는 커버체(17)로 구성되며, 상기 커버체(17) 내부에 상기 소음감쇠수단인 흡음판(18)이 내장된다.

상기 흡음판(18)은 비중이 철보다 큰 고무재로 구성되며 다공성으로 형성되어 흡음성을 갖는다. 흡음판(18)은 보통 10mm 전후의 두께를 가지며 여러 개를 겹쳐 상기 커버체(17)와 실린더(10) 사이의 공간이 완전 매워지도록 해준다. 따라서 실린더(10)에서 발생되는 소음이 흡음판(18)에서 흡음되거나 또는 커버체(17)에 충돌되어 차음되므로 소음이 전체적으로 줄어든다.

그리고 실린더(10)의 하단에는 로드(14)를 감싸는 프론트헤드 체결부(16)가 구비된다. 프론트헤드 체결부(16)는 커버체(17) 밑판을 관통하여 로드(14)에 끼워지며 그 내부에는 실링을 위한 패킹과 흡음을 위한 흡음판이 적층 구비된다. 따라서 로드(14)를 통하여 실린더(10)의 외부로 누설되는 소음이 프론트헤드 체결부(16)에서 걸러져 감쇠된다.

본 고안은 피스톤(12) 내부에 공간부(30)가 형성된다. 상기 공간부(30)의 개방된 입구는 상기 피스톤(12)의 하단에 형성되어 상기 로드(14) 쪽으로 향한다. 그 리고 상기 공간부를 막아주는 흡수체 해드(20)가 별도로 구비된다. 상기 흡수체 해드(20)는 상기 실린더(10)의 타격실(13)에 위치되며, 상기 실린더(10)의 내벽(11)으로 이동되어 긁힘을 발생시키지 않는 높이로 설정해준다.

상기 흡수체 해드(20)는 상기 로드(14)를 타격하는 방향에 놓이며 상기 공간부(30)에 내장된 타격소음 흡수체(31)의 이탈을 막아준다. 상기 공간부(30)의 개방된 입구가 상기 피스톤(12)의 타격방향을 향하게 함으로써, 타격할 때의 충격으로 상기 피스톤(12) 내부의 상기 타격소음 흡수체(31)가 힘을 받아 위쪽으로 향하더라도 상기 피스톤(12)의 위쪽은 상기 공간부(30)의 끝이며 막혀있으므로 터질 우려가 없고 안전하다.

상기 타격소음 흡수체(31)는 비중이 피스톤의 철보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납, 주석 및 동으로 이루어지므로 타격이 가해질 때 떨림이나 울림 또는 진동이 상쇄된다. 그리고 피스톤(12)을 더 무겁게 해주므로 로드(14)의 타격 시 굴착성능이 향상된다.

피스톤(12)과 실린더(1)는 0.25mm의 간격을 두고 유막이 형성되어 있으므로 피스톤(12)에서 발생되는 타격음이 유막을 통하여 실린더(10)로 전달되는 것은 당연하다. 따라서 피스톤(12)이 로드(14)를 타격할 때 발생되는 타격소음이 브레이카에서 발생되는 주 소음의 진원지인 것이다.

본 고안은 피스톤(12) 내부에 타격소음 흡수체(31)를 내장시켰으므로 피스톤(12)이 로드(14)를 타격할 때 발생되는 타격소음이 흡수체(21)에서 흡수 소멸되고 진동이나 떨림 또는 울림이 발생되지 않으므로 유막을 통한 실린더(10)로의 소 음 전달 및 공명현상이 감소된다.

피스톤(12)은 상기 공간부(30)의 개방된 입구가 흡수체 해드(20)로 막혀 있으며, 상기 흡수체 해드(20)는 상기 로드(14)의 상단을 계속해서 타격하기 때문에 상기 공간부(30)를 더욱 밀폐시키는 역할을 한다. 특히 타격과정에서 상기 피스톤(12)에 내장된 타격소음 흡수체(31)가 유동되거나 또는 알갱이 형태의 가루가 되더라도 이들이 피스톤(12) 밖으로 유출되지 않으므로 실린더(10) 내벽(11)을 보호할 수 있다.

그리고 상기 흡수체 해드(20)의 외주면에는 볼트부(21)가 형성되고, 상기 피스톤(12)의 내주면에는 너트부(22)가 형성되어 체결되며, 상기 흡수체 해드(20)의 밑면은 용접부(23)에 의해 고정되므로 상기 흡수체 해드(20)가 이탈되지 않는다. 특히 상기 흡수체 해드(20)는 상기 실린더(10)의 내벽(11)과 간섭되지 않도록 그 높이가 제한되므로 상기 실린더의 내벽(11)을 보호할 수 있다. 미설명부호 15 및 15a는 상기 로드(14)를 잡아주는 키 및 키홈 이다.

이처럼 구성된 본 고안은 피스톤(12)의 공간부(30)에 타격소음 흡수체(31)를 억지끼움 식으로 압입하여 흡수체(31)와 공간부(30) 사이에 틈새가 전혀 없도록 해준다. 틈새가 발생될 경우 그 부분이 울림통 역할을 하여 흡수체(31) 및 피스톤(12)의 일부가 터져 파손되므로 주의하여 흡수체(31)와 피스톤(12)을 조립해야된다. 그리고 공간부(30)의 상단은 오목한 원호형으로 각진 부분이 없도록 처리하여 타격소음이 한쪽으로 쏠리는 현상이 없도록 해야된다. 흡수체(31)는 흡수체 해드(20)를 통하여 피스톤(12)의 내부에 밀봉 고정되며 흡수체(31)와 피스톤(12)은 일체화된다.

브레이카가 작동되면 피스톤(12)이 왕복 이동되면서 로드(14)를 타격하므로 타격소음이 발생된다. 이때 발생되는 타격소음은 피스톤(12)에 내장된 타격소음 흡수체(31)에서 대부분 흡수되므로 환경부 생활소음 규제치 70dB 이하의 낮은 소음만 발생된다. 그리고 나머지 소음은 로드(14)를 잡아주는 키(15)의 외주면을 타고 흘러나오게 되는데 이때 흡음판(18)에서 흡음 및 차음되고 커버체(17)에서 차음되므로 결국 소음이 전체적으로 감소된다.

그리고 상기 피스톤이 왕복되는 동안 상기 피스톤 하단의 흡수체 해드(20)가 상기 로드(14)를 간접적으로 타격하는 것이므로 상기 피스톤의 공간부(30)는 더욱 밀폐된다. 그리고 상기 공간부(30)에 내장된 타격소음 흡수체(31)는 작용 반작용의 원리에 의해 상기 피스톤이 타격되는 동안 반대방향인 상기 피스톤의 상측으로 힘을 받기 때문에 상기 흡수체 해드(20)에 충격을 주지 않아 상기 공간부(30)의 터짐 우려가 없으며, 따라서 상기 타격소음 흡수체(31)가 뭉쳐지거나 또는 알갱이 형태의 가루가 되어 상기 피스톤(12)의 외부로 유출되는 현상이 제거되므로 상기 실린더(10)의 내벽(11)을 안전하게 보호할 수 있다.

도 3은 본 고안 브레이카 피스톤의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 본 고안 다른 실시예는 피스톤(12)에 내장되는 타격소음 흡수체(31)의 소음 감쇠성능에 지장을 주지 않으면서 그 무게를 조절할 수 있는 흡수체 조절관(40)이 구비된다. 흡수체 조절관(40)은 굴삭기의 성능에 따른 피스톤(12)의 무게 및 타격력 조절이 편리하도록 한 것으로 대형 굴삭기의 경우 피스톤을 작동시키는 작동유압의 힘이 크기 때문에 피스톤의 무게가 변하더라도 무리 없이 피스톤을 작동시킬 수 있으나, 소형 굴삭기의 경우 피스톤의 무게 변화에 따라 피스톤의 왕복 능력이 변하거나 떨어져 브레이카의 성능을 충분히 발휘할 수 없게 된다.

따라서 브레이카의 피스톤이 로드를 타격하는 타격력에 큰 변화가 없으면서 소음을 줄일 수 있도록 피스톤에 내장되는 타격소음 흡수체(31)의 무게를 조절할 필요성이 있다.

본 고안 흡수체 조절관(40)은 중공상의 파이프로 구성되며, 외부에는 상기 타격소음 흡수체(31)가 충전되고, 내부에는 공명 현상을 줄이는 흡음재(41)가 충전된다. 흡음재(41)는 혼합고무 및 우레탄으로 구성되며 비중이 피스톤(12)과 흡수체(31)의 중간 정도의 것을 사용하면 된다.

이처럼 구성된 본 고안 다른 실시예는 피스톤 보다 무거운 흡수체의 내부를 중공상으로 관통시켜 흡수체의 무게를 줄일 수 있으므로 굴삭기의 성능 및 피스톤을 작동시키는 작동유량 변화에 능동적으로 대처하여 피스톤의 왕복력이 저하되는 것을 막을 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 피스톤의 내부에 타격소음 흡수체를 내장시키되 피스톤의 타격력에 의해 상기 타격소음 흡수체가 이탈되지 않도록 함으로써, 상기 실린더의 내벽에 상기 타격소음 흡수체 알갱이의 이물질이 끼여 흠집이 발생되는 것을 막을 수 있다.

그리고 피스톤과 로드의 타격소음 또는 부술 때 발생되는 파쇄소음 등의 소 음이 전체적으로 감쇠되므로 소음공해에 따른 민원의 제기를 줄일 수 있으며, 상기 피스톤 내부의 흡수체 밀봉이 완전하게 이뤄지므로 고장 및 수리를 할 필요가 없어 경제적인 등의 효과가 있다.

Claims

로드를 타격하여 굴착하는 피스톤 내부에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에는 피스톤의 재질보다 무겁고 경도는 상대적으로 낮은 납으로 된 타격소음 흡수체를 내장시켜 타격에 따른 진동과 충격을 흡수하고 실린더의 울림을 억제하여 소음이 감쇠되도록 한 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조에 있어서,

상기 공간부는 상기 피스톤의 하단으로 개방되고 내부에 상기 타격소음 흡수체가 내장되며,

상기 피스톤의 개방된 하단에는 상기 타격소음 흡수체를 밀봉시키는 흡수체 해드가 결합되어 상기 피스톤의 타격력에 의해 상기 타격소음 흡수체가 힘을 받더라도 상기 흡수체 해드에는 영향을 주지 않아 터짐이 발생되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 흡수체 해드의 외주면에는 볼트부가 형성되고,

상기 피스톤 하측의 공간부 내주면에는 상기 볼트부가 체결되는 너트부가 형성되며, 상기 흡수체 해드의 밑면은 용접부에 의해 밀봉되어 상기 흡수체 해드의 풀림이 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조.
제 2 항에 있어서,

상기 공간부에는 중공상의 흡수체 조절관이 내장되고,

상기 흡수체 조절관의 외주연과 상기 피스톤의 공간부 내주연 사이로 상기 타격소음 흡수체가 내장되며, 상기 흡수체 조절관의 내부에는 공명에 따른 울림소음을 줄이는 흡음재가 충진됨을 특징으로 하는 굴삭기용 브레이카의 피스톤 구조.