KR20100056924A - 중장비용 고주파 진동 니퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 진동을 이용하여 미진동으로 굴착소음을 저감하고 방진부재를 이용하여 중장비 아암의 마운트부에 미치는 충격을 완화하도록 한 중장비용 고주파 진동 니퍼를 개시한다. 본 발명의 구성은 상기 구동암이 장착되도록 상면에 마운트부가 형성된 본체부; 상기 본체부 내부에 장착되어 모터에 의해 회전됨으로써 진동을 발생시키는 편심웨이트부; 상기 본체부의 하면에 돌출형성되어 상기 편심웨이트부의 진동이 전달되는 니퍼부; 및 상기 본체부의 내측면과 상기 니퍼부 사이에 설치되어 상기 니퍼부를 탄성지지함과 동시에 상기 니퍼부의 상하이동을 안내하는 롤러부로 이루어진다. 이와 같은 구성으로 고주파 진동을 이용하여 미진동으로 굴착소음을 저감함으로써 공사장 주변에서 발생될 수 있는 소음민원을 줄일 수 있다.

방진부재, 편심 웨이트, 진동, 고주파

Description

중장비용 고주파 진동 니퍼{HIGH FREQUENCY VIBRATION NIPPER FOR HEAVY MACHINERY}

본 발명은 중장비용 고주파 진동 니퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 진동을 이용하여 미진동으로 굴착소음을 저감하고 중장비 암의 마운트부에 미치는 충격을 완화하도록 한 중장비용 고주파 진동 니퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 고속도로, 항만, 교량, 댐 및 도시개발 등의 토목 건축공사장에서 사용되는 중장비는 타격작동, 회전작동 및 드릴링 작동에 의하여 다짐, 절단, 파쇄 굴착하므로 상기한 작업을 수행하는 과정에서 발생되는 소음으로 인하여 민원이 발생하고 있으며 이러한 소음공해를 해소시킬 수 있는 저소음 고효율의 중장비가 요구되고 있는 실정이다.

종래의 중장비용 니퍼는 별도의 바이브레어터가 설치되지 않는 블레이드를 장착한 마운트부를 굴삭기의 아암에 연결핀으로 결합시켜 파쇄 및 굴착 작업을 수행하였다.

이러한 종래의 니퍼는 굴삭기의 아암을 통해서 전달되는 인장력에 의해 파쇄 및 굴착작업을 수행하므로 지면이 견고하거나 지면의 하단에 암반이 혼재되어 있을 경우 지반 자체의 저항과 암반의 저항력으로 인하여 지면굴착과 지면으로부터 암반을 용이하게 처리하지 못하므로 공사기간이 지연되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 종래에는 유압식 브레이커 형태의 진동부재를 장착한 니퍼가 개시되어 있다.

상기한 유압식 진동부재가 적용된 니퍼는 파쇄 및 굴착작업을 위하여 유압식 진동부재를 진동시키면 그 진동력의 일부는 블레이드 본체로 전달된다. 한편 상기 진동력의 나머지 일부는 힌지축으로 연결된 플랜지와 연결빔을 통하여 굴삭기 아암으로 분산되어 유압 진동부재에서 발생한 진동이 100% 모두 니퍼부로 전달되지 않아 파쇄 및 굴착작업의 효율이 저하된다.

또한 상기와 같이 진동이 연속적으로 굴삭기의 아암으로 전달되면 플랜지와 연결빔이 마모 및 파손될 뿐만 아니라 아암까지 손상될 수 있는 등 위험요소를 가지고 있었다.

아울러, 종래에는 굴착작업시 니퍼의 충격이 블레이드 본체의 힌지축으로 전달되는 것을 방징하기 위해 방진고무가 설치되었다. 그러나 이러한 방진고무는 니퍼부와 블레이드 본체 사이에 설치되어 니퍼부에서 전달되는 충격에 대한 저항력을 충분이 갖지 못해 파열됨으로써 작업이 자주 중단될 수 있는 문제점이 있었다.

한편, 근래에는 공사장 생활 소음규제치가 현재 70dB(A)에서 -5dB(A) 하향 조정된 65dB(A)로 엄격해져 기계식 미진동, 미소음 파쇄공법의 요구가 더욱 더 증대되고 있는 실정이다.

본 발명은 위와 같은 필요에 의해 창안된 것으로서, 고주파 진동을 이용하여 미진동으로 굴착소음을 저감하고 중장비 아암의 마운트부에 미치는 충격을 완화하도록 한 중장비용 고주파 진동 니퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 토공사 또는 철거작업시 중장비의 구동암에 장착되어 진동됨으로써 파쇄물을 굴착 및 파쇄시키는 중장비용 고주파 진동 니퍼로서, 상기 구동암이 장착되도록 상면에 마운트부가 형성된 본체부; 상기 본체부 내부에 장착되어 모터에 의해 회전됨으로써 진동을 발생시키는 편심웨이트부; 상기 본체부의 하면에 돌출형성되어 상기 편심웨이트부의 진동이 전달되는 니퍼부; 및 상기 본체부의 내측면과 상기 니퍼부 사이에 설치되어 상기 니퍼부를 탄성지지함과 동시에 상기 니퍼부의 상하이동을 안내하는 롤러부를 포함한 중장비용 고주파 진동 니퍼가 제공된다.

상기 롤러부는, 상기 본체부의 내측면에 고정된 제1샤프트; 상기 제1샤프트가 수용되며 말단에 롤러가 장착된 제2샤프트; 및 상기 제1샤프트 및 제2샤프트의 내부에 장착되어 수축 및 팽창하는 지지 스프링을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 본체부의 내부면과 상기 니퍼부의 사이에는 상기 니퍼부의 진동시 상기 본체부에 충격이 전달되는 것을 방지하고 상기 니퍼부의 상하운동을 돕기 위한 방 진부가 설치될 수 있다.

상기 방진부는, 상기 본체부의 내부면에 고정되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 탄성부재를 매개로 적층되는 다수의 방진 플레이트를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 모터는 제어부에 의해 구동되며, 상기 제어부는 상기 파쇄물에 따라 가변적으로 상기 모터의 회전속도를 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 고주파 진동을 이용하여 미진동으로 굴착소음을 저감함으로써 공사장 주변에서 발생될 수 있는 소음민원을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 방진부재를 이용하여 마운트부 및 중장비 아암에 미치는 충격을 완화시킴으로써 중장비의 유지보수 비용을 절감시킬 수 있으며, 특히 고강도의 암반의 굴착시 발생될 수 있는 충격모멘트가 중장비 전체에 전달되는 것을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 편심 웨이트를 통해 강제 고주파 진동을 유발하여 퇴적암이나 변성암에 형성되는 절리암이나 불연속면을 활성화 시켜 용이하게 암반을 파쇄할 수 있어 암반파쇄 작업의 효율을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설 명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼를 나타내는 측 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼의 롤러부의 구성을 나타내는 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼의 편심 웨이트를 나타내는 구성도이다.

도 1 내지 도 3와 같이, 본 발명의 진동니퍼는 본체부(10), 편심웨이트부(20), 니퍼부(40) 및 롤러부(30)로 구성된다.

상기한 구성에 있어, 본체부(10)는 상부에 중장비의 아암(arm)이 장착되도록 마운트부(11,12)가 형성된다. 또한 내부에에는 일정 공간이 형성되어 상기 니퍼부(40)의 하우징(50)이 승하강 가능하게 고정된다. 여기서 니퍼부(40)는 하우징(50)의 바닥면에 장착된다. 또한 니퍼부(40)의 말단에는 높은 강성을 갖는 팁(tip; 41)이 장착된다.

한편, 상기한 본체부(10)에는 진동을 발생시키기 위한 편심웨이트부(20)가 설치된다. 보다 구체적으로 편심웨이트부(20)는 상기 하우징(50)내에 장착될 수 있다. 여기서 편심웨이트부(20)는 도 4와 같이, 편심 웨이트(28,29)가 형성된 복수의 구동축(24,25)에 마련된 기어(26,27)로 서로 맞물려 있다. 또한 하나의 구동축(24)은 하우징(50)의 내부에 회전가능하게 양단이 고정된다.

반면 다른 구동축(25)은 베어링을 매개로 모터(21)에 연결되어 모터(21)의 구동력에 의해 강제회전된다. 이때 모터(21)는 본체부(10)의 외부에 장착될 수 있 다.

이와 같이 구성된 본 발명의 편심웨이트부(20)는 복수의 구동축(24,25)이 서로 맞물려 회전하게 되고 이때 구동축(24,25)에 마련된 편심 웨이트(28,29)가 회전됨에 따라 상하의 진동을 일으키게 된다.

즉 회전되는 편심 웨이트(28,29)가 서로 다른방향으로 회전하게 됨에 따라 하우징(50)이 상하로 진동되고 하우징(50)에 연결된 니퍼부(40)에 전달되어 파쇄물에 충격을 가하게 되는 원리이다.

한편, 상기 하우징(50)의 상하이동을 안내하기 위한 롤러부(30)는, 도 3과 같이 본체부(10)의 내측면에 고정된 제1샤프트(31)와, 말단에 롤러(33)가 장착된 제2샤프트(32) 및 제1샤프트(31) 및 제2샤프트(32)의 내부에 장착되어 수축 및 팽창하는 지지 스프링(35)으로 구성될 수 있다. 이때 제1샤프트(31)는 제2샤프트(32)를 수용하는 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 내부에 설치된 지지 스프링(35)를 통해 하우징(50)의 안내면(51,52)에 각각 탄성지지된 상태를 유지한다.

여기서, 롤러(33)는 고무재질로 이루어져 편심웨이트부(20)의 진동이 본체(10)에 전달되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한 이에 더하여 내부에 설치된 지지 스프링(35)에 의해 하우징(50)의 진동이 본체(10)에 전달되는 것을 방지한다.

즉, 하우징(50)의 내부에 설치된 편심웨이트부(20)가 구동됨으로써 발생되는 진동을 상기 롤러부(30)가 수축이완됨으로써 완충하는 기능을 수행한다. 이에 아울러 롤러부(30)는 니퍼부(40)가 장착된 하우징(50)의 상하운동을 안내하는 기능도 수행할 수 있다.

이와 같은 작동에 의해 본 발명은 종래의 방진고무를 별도로 설치할 필요 없이 방진 및 니퍼부(40)의 안내를 용이하게 실시 할 수 있다. 즉, 본체부(10)의 내부의 구조가 종래보다 단순해지며, 지속적인 작업에도 방진부재가 쉽게 파열되는 단점을 보완할 수 있다.

한편 상기한 구성에 있어, 모터(21)는 제어부(미도시)에 의해 구동되도록 제어된다. 따라서, 굴착시 암반의 강도에 따라 가변적으로 모터(21)의 회전속도를 조절할 수 있다. 즉 고강도의 암반은 일반 암반파쇄시 보다 고주파를 발생시키는 것으로 용이하게 파쇄할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 굴착시 파쇄물에 따라 가변적으로 모터(21)의 회전속도를 조절할 수 있는 것이다.

이하, 상기한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼의 작동상태에 대해 설명한다.

우선, 굴삭기와 같은 중장비의 아암에 본체부(10)의 마운트부(11.12)를 결합시켜 진동 니퍼를 장착한다. 이어 모터(21)를 회전시켜 편심웨이트부(20)를 구동시킨다. 이와 같이 편심웨이트부(20)가 구동되면 하우징(50)이 상하로 진동하게 되고, 이는 하우징(50)에 장착된 니퍼부(40)로 전달된다.

이때 본체부(10)의 내부에 설치된 하우징(50)은 롤러부(30)에 의해 가압된 상태에서 탄성지지된다. 이에 따라 하우징(50)이 상하진동하여 발생된 진동을 감쇄시키게 된다. 이에 따라 본체부(10)에는 하우징(50)의 진동이 단절될 수 있어 마운트부(11,12)를 통해 중장비의 아암까지 진동이 전달되는 것을 차단할 수 있다.

한편, 이와 같이 니퍼부(40)의 진동이 시작되면 목표한 파쇄물에 대한 파쇄 공정이 시작된다. 이때, 전리성 암반을 위주로 최초의 암반파쇄작업을 실시하는데 다양한 암반층이 형성된 지층의 경우, 예컨데 절리가 없는 연암 이상의 암반의 경우에는 고주파 진동을 이용한 무진동 파쇄공법(천공파쇄공법)을 실시한 다음은 후진동 니퍼를 통한 파쇄공정을 이어가도록 한다. 즉, 퇴적암이나 변성암에 형성되어 있는 절리면이나 불연속면을 활성화되도록 암반을 파쇄하는 것이 바람직하다.

또한, 파쇄 및 굴착작업시 고강도의 암반이 혼재된 경우에는 작업자는 제어부(미도시)를 통해 진동 주파수를 높여서 작업하는 것도 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼를 나타내는 단면도이다.

도 5와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 진동 니퍼는, 전술한 실시예의 구성에 있어서, 본체부(10)와 하우징(50) 사이에 설치된 방진부(60)를 포함하여 구성된다.

상기한 방진부(60)는 본체부(10)의 내부면에 고정되는 베이스 플레이트(61) 및 베이스 플레이트(61)와 스프링(도면번호 미부여)을 매개로 적층되는 다수의 방진 플레이트(61,62)로 구성될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 하우징(50)에 장착된 니퍼부(40)의 진동시 상기 본체부(10)에 충격이 전달되는 것을 방지함은 물론, 편심웨이트부(20)의 진동시 하우징(50)이 상승되면 방진부(60)는 수축되었다가 하우징(50)이 다시 하강하면 탄성력에 의해 하우징(50)의 하강력을 배가시키는 작용을 한다. 이에 따라 니퍼부(40)의 상하 진동력을 높일 수 있는 부가적인 작용을 한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼를 나타내는 측 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼의 롤러부의 구성을 나타내는 부분 확대도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼의 편심 웨이트를 나타내는 구성도, 및

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중장비용 고주파 진동 니퍼를 나타내는 단면도이다.

Claims (5)

1. 토공사 또는 철거작업시 중장비의 구동암에 장착되어 진동됨으로써 파쇄물을 굴착 및 파쇄시키는 중장비용 고주파 진동 니퍼로서,

   상기 구동암이 장착되도록 상면에 마운트부가 형성된 본체부;

   상기 본체부 내부에 장착되어 모터에 의해 회전됨으로써 진동을 발생시키는 편심웨이트부;

   상기 본체부의 하면에 돌출형성되어 상기 편심웨이트부의 진동이 전달되는 니퍼부; 및

   상기 본체부의 내측면과 상기 니퍼부 사이에 설치되어 상기 니퍼부를 탄성지지함과 동시에 상기 니퍼부의 상하이동을 안내하는 롤러부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중장비용 고주파 진동 니퍼.
2. 제1항에 있어서,

   상기 롤러부는,

   상기 본체부의 내측면에 고정된 제1샤프트;

   상기 제1샤프트가 연결되며 말단에 롤러가 장착된 제2샤프트; 및

   상기 제1샤프트 및 제2샤프트의 내부에 장착되어 수축 및 팽창하는 지지 스프링을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중장비용 고주파 진동 니퍼.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 본체부의 내부면과 상기 니퍼부의 사이에는 상기 니퍼부의 진동시 상기 본체부에 충격이 전달되는 것을 방지하고, 상기 니퍼부의 상하운동을 돕기 위한 방진부가 설치된 것을 특징으로 하는 중장비용 고주파 진동 니퍼.
4. 제3항에 있어서,

   상기 방진부는,

   상기 본체부의 내부면에 고정되는 베이스 플레이트;

   상기 베이스 플레이트와 탄성부재를 매개로 적층되는 다수의 방진 플레이트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중장비용 고주파 진동 니퍼.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 모터는 제어부에 의해 구동되며,

   상기 제어부는 상기 파쇄물에 따라 가변적으로 상기 모터의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 중장비용 고주파 진동 니퍼.

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