KR20090000961A - 굴삭기용 수압절삭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기용 수압절삭장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수압발생장치에서 발생되는 고압의 유체를 노즐을 통해 대상물에 분사하므로써 대상물 절삭시 소음과 진동을 대폭 저감시킬 수 있는 굴삭기용 수압절삭장치에 관한것이다.

이러한, 굴삭기의 절삭장치에 있어서, 상기 굴삭기의 일측에 형성된 수압발생장치와; 상기 수압발생장치의 유체가 수압절삭장치로 연결될 수 있도록 형성된 호스와; 상기 호스가 연결될 수 있도록 상측에 호스어댑터가 형성되고, 상기 호스어댑터의 하측으로 유체가 유동될 수 있도록 유체유동홀이 형성된 상부캡과; 상기 상부캡의 하측에 결합되며, 내부의 중앙에 샤프트가 삽입되고, 상기 샤프트의 중앙으로 상부캡의 유체유동홀이 연결되어 관통되며, 상기 샤프트의 외주면 스러스트베어링과, 원통롤러베어링이 설치되는 몸체와; 상기 샤프트가 관통되는 홀이 형성되며, 몸체의 하측에 결합되는 하부캡과; 상기 하부캡을 관통하여 돌출되는 샤프트의 외주면에 벨트풀리가 설치되며, 상기 벨트풀리와 벨트로 연결되어 샤프트를 회전시키기 위해 설치되는 모터;를 수용하는 케이스;가 형성되고, 상기 샤프트는 케이스의 하측으로 돌출되어 유입되는 유체를 분배하기 위해 샤프트의 끝단부에 형성된 분배기와; 상기 분배기를 통해 분배되는 유체가 유동할 수 있도록 설치되는 호스와; 상기 호스의 끝단부에 유체를 분사할 수 있도록 설치되는 노즐과; 상기 노즐의 외측으로 노즐을 보호하기 위해 형성된 가드암; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

수압발생장치, 노즐, 수압절삭, 굴삭기, 샤프트

Description

굴삭기용 수압절삭장치{hydrodynamic cutter for an excavator}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수압절삭장치가 설치된 굴삭기를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치의 절삭방법A를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치의 절삭방법B를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치의 절삭방법C를 나타낸 사시도.

[도면의 주요부분에 대한 부호설명]

10: 수압발생장치 11: 제어부

20: 내압호스 30: 케이스

40: 샤프트 41: 분배기

42: 유체유동홀 50: 몸체

51: 상부캡 52: 하부캡

53: 호스어댑터 54: 스러스트베어링

55: 원통롤러베어링 56: 벨트풀리

60: 모터 61: 벨트

62: 벨트풀리 71: 울트라소닉센서

72: 호스 73: 가드암

74: 노즐 100: 수압절삭장치

본 발명은 굴삭기용 수압절삭장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수압발생장치에서 발생되는 고압의 유체가 수압절삭장치의 노즐을 통해 분사되며, 중심축인 샤프트가 모터에 연결되어 일정속도로 회전이 가능하고, 대상물을 다양한 형태로 절삭이 가능하며, 상기 대상물을 고압의 유체를 사용하여 가공하기 때문에 진동과 소음발생이 적은 굴삭기용 수압절삭장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설작업 현장에서 널리 사용되는 굴삭기에는 구매자의 요구사항에 따라 굴삭기에 설치된 고유의 버킷을 포함하여 여러가지 부가적인 작업기(option attachment)를 설치함으로써 굴삭기의 용도를 다양화시킬 수 있도록 되어 있는 바, 이러한 옵션작업기는 굴삭기 선단의 아암에 체결용 핀과 퀵 클램프에 의하여 장착되도록 되어 있다.

또한, 암반 굴착방식은 발파방식, 파워브레이커(Power breaker)를 사용하는 기계식 천공, 할암기를 사용하는 무진동 굴착 방식이 주류를 이루고 있다.

그러나, 상기 발파방식은 매우 큰 소음, 진동, 분진 등을 유발하여 특수한 경우를 제외하면 특히 도심지에서 사용되지 않는다.

그리고, 도심지에서 일반적으로 사용되는 굴착방식은 Power breaker공법으로 수압브레이커를 굴삭기에 장착하여 굴착면에 치젤을 타격하여 암반을 파쇄하는 방법으로 굴착된 암석을 2차 소할 하는데도 사용된다.

그러나, 소음과 충격진동이 비교적 크기 때문에 민원을 유발하여 시가지의 장기적인 작업에는 부적합하다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 수압발생장치에서 발생되는 고압의 유체가 수압절삭장치의 노즐을 통해 분사되며, 중심축인 샤프트가 모터에 연결되어 일정속도로 회전이 가능하고, 대상물을 다양한 형태로 절삭이 가능하며, 상기 대상물을 고압의 유체를 사용하여 가공하기 때문에 진동과 소음발생이 적은 굴삭기용 수압절삭장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 굴삭기의 절삭장치에 있어서,상기 굴삭기의 일측에 형성된 수압발생장치와; 상기 수압발생장치를 제어할 수 있도록 수압발생장치에 전선에 의해 연결되는 제어부와; 상기 수압발생장치의 유체가 수압절삭장치로 연결될 수 있도록 형성된 호스와; 상기 호스가 연결될 수 있도록 상측에 호스어댑터가 형성되고, 상기 호스어댑터의 하측으로 유체가 유동될 수 있도록 유체유동홀이 형성된 상부캡과; 상기 상부캡의 하측에 결합되며, 내부에 샤프트가 삽입되고, 상기 샤프트의 중앙으로상부캡의 유체유동홀이 연결되어 관통되며, 상기 샤프트의 외주면에 스러스트베어링과, 원통롤러베어링이 설치되는 몸체와; 상기 샤프트가 관통되며, 몸체의 하측에 결합되는 하부캡과; 상기 하부캡을 관통하여 돌출되는 샤프트의 외주면에 벨트풀리가 설치되며, 상기 벨트풀리와 벨트로 연결되어 샤프트를 회전시키기 위해 벨트풀리가 형성된 모터;를 포함하여 수용하는 케이스;와 상기 샤프트는 케이스의 하측으로 돌출되어 유입되는 유체를 분배하기 위해 샤프트의 끝단부에 형성된 분배기와; 상기 분배기를 통해 분배되는 유체가 유동할 수 있도록 설치되는 호스와; 상기 호스의 끝단부에 유체를 분사할 수 있도록 설치되는 노즐과; 상기 노즐의 외측으로 노즐을 보호하기 위해 형성된 가드암; 을 포함하여 구성되며, 상기 분배기의 하측에는 작업시 대상물과 노즐의 간격의 조절과 대상물이 일정거리 이내에 있을 경우에는 유체를 분사할 수 있게 하는 안전기능을 갖는 울트라소닉센서가 부착되며, 상기 노즐은 한점을 중심으로 분사되며, 대상물이 원뿔형태로 가공되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수압절삭장치가 설치된 굴삭기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치의 절삭방법A를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치의 절삭방법B를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 수압절삭장치의 절삭방법C를 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본발명의 실시예에 따른 수압절삭장치가 부착된 굴삭기의 사시도로서, 굴삭기의 운전석 후방으로 수압발생장치(10)가 설치되며, 상기 수압발생장치(10)로 부터 발생되는 유체를 수압절삭장치(100)로 유동시키기 위해 내압호스(20)가 연결되고, 상기 내압호스(20)는 수압절삭장치로 연결된다.

상기 내압호스(20)가 연결되는 수압절삭장치(100)는 굴삭기의 버킷이 설치되는 부분에 설치되며, 이러한, 수압절삭장치(100)의 구성은 내부에 몸체(50)가 형성되고, 상기 몸체(50)의 중앙에 회전하는 샤프트(40)가 설치되며, 상기 샤프트(40)를 회전시키기 위해 모터(60)가 설치되어 샤프트(40)와 모터(60)의 벨트풀리(56,62)가 벨트(61)로 연결되고, 상기 몸체(50)와 모터(60)를 수용하는 케이스(30)가 형성되며, 상기 케이스(30) 하부면으로 샤프트(40)가 연장 돌출되고, 상기 돌출된 샤프트(40)의 끝단부에 분배기(41)가 설치되며, 상기 분배기(41)를 통해 분배되는 유체가 흐를 수 있도록 호스(72)가 연결되고, 상기 호스(72)의 끝단부 에는 고압의 유체를 분사하는 노즐(74)이 설치된다.

그리고, 상기 노즐(74)은 한쌍 으로 형성되어 대상물의 한점을 중심으로 동일한 위치로 유체가 분사되어 모터(60)에 의해 샤프트(40)가 일정속도로 회전하면서 대상물이 절삭되며, 상기 노즐의 수는 사용목적에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

이렇게, 노즐(74)이 대상물의 한점을 중심으로 제자리에서 질정속도로 회전하게 되면 대상물이 원뿔형태로 절삭되며, 또한, 노즐(74)이 일정속도로 회전하면서 일방향으로 수직운동이 가능하고, 상기 노즐(74)이 회전없이 일방향으로 수직운동이 가능하기 때문에 대상물을 여러 형태로 절삭할 수 있다.

또한, 상기 수압발생장치(10)를 제어하기 위한 제어부(11)는 수압발생장치(10)에 전선으로 연결되어 굴삭기의 운전석에 설치된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 절삭장치를 나타낸 단면도로서, 상부면에 굴삭기의 버킷설치부에 설치되는 수압절삭장치(100)는 내부 상측에 상부캡(51)이 결합되고, 하측에 하부캡(52)이 결합되는 몸체(50)가 형성되며, 상기 몸체(50)의 내부에 홀이 관통되어 샤프트(40)가 삽입되며, 샤프트(40)는 하측으로 돌출된다.

또한, 상기 상부캡(51)의 상부에 수압발생장치(10)와 연결된 내압호스(20)가 결합될 수 있도록 호스어댑터(53)가 형성되며, 상기 호스어댑터(53)의 상부면과 상부캡(51)의 하부면까지 연결되어 관통되는 유체유동홀(42)가 형성되고, 상기 상부캡(51)의 하부에 결합되는 몸체(50)는 중앙에 샤프트(40)가 삽입되며, 상기 샤프트(40)의 상측의 외주면에 회전시 하중이 축방향으로 작용하는 한쌍의 스러스트베 어링(54)이 결합되며, 상기 몸체(50) 하측의 샤프트(40) 외주면에는 축방향의 수직으로 하중이 작용하는 한쌍의 원통롤러베어링(55)이 결합된다.

상기 각각의 베어링(54,55)은 자체가 동력(힘)을 발생시켜 축을 회전시키는 것이 아니라 모터 등의 회전역에 의해 축을 회전시킬때 축의 지지부분에서 저항을 최소화 하여 축이 잘 회전하도록 도와주는 역할을 한다.

상기 몸체(50)의 하부에 하부캡(52)이 결합되며, 상기 하부캡(52)에도 샤프트(40)가 관통되어 돌출된다.

그리고, 상기 샤프트(40)가 회전할 수 있도록 몸체(50)의 일측에 이격되어 모터(60)를 설치하며, 상기 모터(60)의 회전축에 벨트풀리(62)를 설치하고, 상기 하부캡(52)으로 돌출된 샤프트(40)의 외주면에 벨트풀리(56)를 설치하여 각각의 벨트풀리(56,62)를 벨트(61)로 연결시켜 모터(60)의 회전에 의해 샤프트(40)가 회전하게 된다.

이러한, 몸체(50)와 모터(60)를 수용하는 케이스(30)가 형성되며, 상기 케이스(30)의 상측에 굴삭기 선단의 아암(미도시)와 결합될 수 있도록 연결부(미도시)가 형성되고, 상기 케이스(30)의 하부면으로 샤프트(40)가 연장 돌출된다.

또한, 상기 상부캡(51)과 몸체(50)가 접하는 유체유동홀(42)의 외주면으로 부시를 삽입하여 샤프트(40) 회전시 발생되는 마찰을 감소시키며, 상기 샤프트(40)의 중앙 길이방향으로 유체유동로(42)가 관통된다.

상기 케이스(30)의 하부면으로 돌출된 샤프트(40)의 끝단부에는 분배기(41)가 설치되어 유체유동로(42)를 통해 유입되는 유체를 양방향으로 분배하며, 분배된 유체를 유동시키기 위해 호스(72)가 연결되고, 상기 호스(72)의 각각의 끝단부에 노즐(74)이 설치되어 유체가 고압으로 분사된다.

그리고, 상기 한쌍의 노즐(74)에서 유체가 분사되는 위치에 대상물과의 접촉 또는 가공시 발생할 수 있는 파편으로 부터 노즐을 보호하기 위해 가드암(73)이 형성되며, 노즐(74)이 가드암(73)에 고정되며, 가공시 분배기(41)의 하측으로 울트라소닉센서(71)가 부착되어 대상물과 노즐(74)과의 간격, 거리를 조절하는데 용이하다.

또한, 상기 샤프트(40)를 회전하기 위한 모터(60)는 기어드디씨서보모터(Geared DC Servo motor)를 사용하며, 샤프트(40)가 회전하면서 고압의 유체가 분사되며, 상기 모터(60)는 감속벨트풀리가 내장되며, 벨트풀리(56)에 의하여 샤프트(40)가 회전하게 된다.

이러한, 상기 노즐(74)에서 분사되는 고압의 유체 압력은 700MPa~1000MPa로 분사된다.

상기 샤프트(40)와 상부캡(51)의 사이에 샤프트(40)회전시 발생되는 마찰에 의한 파손을 방지하기 위해 부시와 O-ring(미도시)이 설치된다.

도 3, 4, 5를 참조하면, 본 발명의 굴삭기용 수압절삭장치의 절삭방법을 나타낸 사시도로서,

도 3의 A는 각각의 노즐(74)에서 분사되는 유체는 대상물의 동일한 한점으로 분사되어 샤프트(40)에 의한 회전시 대상물은 원뿔형태로 가공되는 것이고,

도 4의 B는 샤프트(40)가 회전하지 않고 일방향으로 수직운동을 하는 것이 며,

도 5의 C는 가공시 상기 수압절삭장치(100)의 샤프트(40)가 회전하면서 일방향으로 수직운동을 하는 것이다.

그러므로, 대상물의 절삭이 다양한 형태로 가능하고, 절삭시 고압의 유체를 사용하므로 절삭된 대상물은 유체의 압력에 의하여 별도의 조치가 없이 절삭된 대상체에서 탈락되며, 또한, 굴삭된 대상물을 충분히 작은 크기로 잘라내므로 절삭된 대상물의 반출을 위한 2차 파쇄가 필요 없으며, 유체를 절삭재로 사용하므로 절삭과정에서 분진이 발생하지 않는다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이와 같은 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 관용수단의 부가나 삭제, 단순한 설계변경, 또는 수치한정의 경우에는 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

수압발생장치에서 발생되는 고압의 유체 수압절삭장치의 노즐을 통해 대상물에 분사되며, 상기 대상물 가공시 샤프트가 회전할 수 있도록 모터에 연결되어 대상물을 다양한 형태로 절삭할 수 있으며, 고압의 유체로 절삭이 이루어지기 때문에 진동과 소음의 발생을 대폭 감소할 수 있으며, 절삭에 고압의 유체를 사용하므로 절삭된 대상물은 유체의 압력에 의하여 별도의 조치가 없이 절삭된 대상체에서 탈락되고, 또한, 굴삭된 대상물을 충분히 작은 크기로 잘라내므로 절삭된 대상물의 반출을 위한 2차 파쇄작업이 필요 없으며, 유체를 절삭재로 사용하므로 절삭과정에서 분진이 발생하지 않는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 굴삭기의 절삭장치에 있어서,

   상기 굴삭기의 일측에 형성된 수압발생장치(10)와;

   상기 수압발생장치(10)를 제어할 수 있도록 수압발생장치에 전선에 의해 연결되는 제어부(11)와;

   상기 수압발생장치에서 버킷으로 연결될 수 있도록 형성된 내압호스(20)와;

   상기 내압호스(20)가 연결될 수 있도록 상측에 호스어댑터(53)가 형성되고, 상기 호스어댑터(53)의 하측으로 유체가 유동될 수 있도록 유체유동홀(42)이 형성된 상부캡(51)과;

   상기 상부캡(51)의 하측에 결합되며, 내부에 샤프트(40)가 삽입되고, 상기 샤프트(40)의 중앙으로 상부캡(51)의 유체유동홀(42)이 연결되어 관통되며, 상기 샤프트(40)의 외주면에 스러스트베어링(54)과, 원통롤러베어링(55)이 설치되는 몸체(50)와;

   상기 샤프트(40)가 관통되며, 몸체(50)의 하측에 결합되는 하부캡(52)과;

   상기 하부캡(52)을 관통하여 돌출되는 샤프트(40)의 외주면에 벨트풀리(56)가 설치되며, 상기 벨트풀리(56)와 벨트(61)로 연결되어 샤프트(40)를 회전시키기 위해 벨트풀리(62)가 형성된 모터(60);를 포함하여 수용하는 케이스(30)와;

   상기 샤프트(40)는 케이스(30)의 하측으로 돌출되어 유입되는 유체를 분배하기 위해 샤프트(40)의 끝단부에 형성된 분배기(41)와;

   상기 분배기(41)를 통해 분배되는 유체가 유동할 수 있도록 설치되는 호스(72)와;

   상기 호스(72)의 끝단부에 유체를 분사할 수 있도록 설치되는 노즐(74)과;

   상기 노즐(74)의 외측으로 노즐(74)을 보호하기 위해 형성된 가드암(73);

   으로 이루어진 수압절삭장치(100);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 수압절삭장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분배기(41)의 하측에는 작업시 대상물과 노즐(74)의 간격의 조절과 대상물이 일정거리 이내에 있을 경우에는 유체를 분사할 수 있게 하는 안전기능을 갖는 울트라소닉센서(71)가 부착되는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 수압절삭장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 노즐(74)은 한점을 중심으로 회전하면서 절삭이 가능하고, 회전하면서 일방향으로 직선운동을 하면서 절삭이 가능하며, 회전없이 일방향으로 직선운동을 하면서 절삭이 가능한 것을 특징으로 하는 굴삭기용 수압절삭장치.

Images