KR20130006021U - 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브 - Google Patents

Abstract

피스톤이 공타 위치에 있을 때 실린더 내부에 마련된 공타방지라인을 통해 작동유가 바이패스되도록 함으로써 피스톤의 작동을 제한하여 공타의 발생을 방지하는 공타방지장치를 가진 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브가 개시된다. 개시된 공타방지 선택 밸브는, 공타방지라인으로부터 실린더의 외면까지 연장된 밸브조립구멍과, 밸브조립구멍에 삽입되어 나사 체결되는 밸브 로드를 구비한다. 밸브 로드를 밸브조립구멍 내부로 전진시키면 밸브 로드의 선단부가 공타방지라인을 차단하여 공타방지기능이 비활성화되고, 밸브 로드를 후진시키면 밸브 로드의 선단부가 공타방지라인으로부터 물러나 공타방지라인이 연결되어 공타방지기능이 활성화되도록 구성된다.

Description

유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브{Selection valve of idle blow system for hydraulic breaker}

본 고안은 유압 브레이커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압 브레이커에 구비된 공타방지 기능의 사용 여부를 선택할 수 있도록 하는 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브에 관한 것이다.

유압 브레이커는 본체 내부에 장착되어 왕복 운동하는 타격용 피스톤이 치즐을 타격하여 콘크리트나 암반과 같은 파쇄대상물을 파쇄시키는 장치로서, 일반적으로 굴삭기에 장착되어 굴삭기의 유압으로 작동하게 된다.

통상적인 유압 브레이커는, 몸체를 이루는 실린더와, 실린더에 왕복운동 가능하게 장착된 피스톤과, 피스톤에 의해 타격되도록 실린더 하부에 설치된 치즐과, 실린더하실과 실린더상실에 작동유를 선택적으로 공급하여 피스톤을 왕복운동시키기 위한 유압시스템으로 구성된다.

피스톤은 유압에 의해 구동되어 상승위치와 타격위치 사이를 왕복운동하게 되며, 타격위치에서 치즐을 타격하도록 구성된다. 치즐은 피스톤의 운동에너지를 충격에너지로 바꾸어 파쇄대상물에 전달하는 것으로, 피스톤이 상승위치로부터 타격위치로 하강 시 피스톤에 의해 타격된다.

유압시스템은 브레이커의 실린더로 공급되는 작동유의 방향을 제어하는 제어 밸브를 가지고 있으며, 제어 밸브는 왕복 운동하는 피스톤의 위치에 따라 피스톤에 종속적으로 제1위치와 제2위치 사이를 왕복 운동하며, 제1위치에서는 실린더상실을 저압유로에 연결시켜 실린더하실에 상시 작용하는 고압에 의해 피스톤을 타격위치로부터 상승위치로 이동시키고, 제2위치에서는 실린더상실을 고압유로에 연결하여 피스톤을 상승위치로부터 타격위치로 이동시키게 된다.

그런데, 치즐이 대상물을 타격하여 완전히 파쇄하였을 경우, 치즐은 허공에 떠 있는 상태가 되며, 이때 치즐은 자중에 의해 하방으로 내려간 상태가 되므로 피스톤의 하단과 치즐의 상단은 서로 이격된 상태가 된다. 이 경우에도 피스톤이 왕복운동을 수행하여 치즐을 타격하는 것이 아니라 빈 공간을 타격하는 공타(idle blow) 작동을 수행하게 된다. 이와 같은 공타의 발생 시, 피스톤이 실린더의 내벽면에 부딪히면서 충격을 주게 되고, 이에 따라 실린더에 장착된 부품들이 손상될 뿐만 아니라 유압 브레이커의 사용 수명이 저하되는 등의 문제점이 발생된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 공타 발생 상태를 브레이커가 자체적으로 감지하여 브레이커가 공타 상태로 계속 작동되지 못하도록 하는 공타방지장치가 개발되었으며, 이러한 공타방지장치는, 한국등록특허공보 제10-0510966호, 한국등록특허공보 제10-0675586호, 한국등록특허공보 제10-0971295호, 한국등록특허공보 제10-0985931호 및 한국공개특허공보 제10-2011-0051975호에 개시되어 있다.

상기한 종래의 공타방지장치들은 구체적 구성에 있어서는 다소 차이가 있으나 대부분 피스톤이 공타 위치에 있을 때 별도의 라인(공타방지라인)을 통해 작동유가 바이패스 되도록 함으로써 피스톤의 작동을 제한하여 공타의 발생을 방지하는 구성을 가지고 있다.

그리고, 상기한 유압 브레이커의 공타방지장치에는 필요에 따라 공타방지기능의 사용 여부를 선택할 수 있도록 하는 공타방지 선택 밸브가 마련된 경우가 있다.

도 1과 도 2에는 한국등록특허공보 제10-0510966호에 개시된 공타방지 선택 밸브가 도시되어 있다.

도 1과 도 2를 함께 참조하면, 공타방지 선택 밸브(100)는 공타방지장치의 공타방지라인(82) 상에 설치되며, 운전자에 의해 연결위치 또는 차단위치로 선택적으로 수동 전환할 수 있도록 구성된다. 연결위치에서는 공타방지라인(82)이 연결되고, 공타방지기능이 활성화되어 공타방지기능이 작동 가능하게 되며, 차단위치에서는 공타방지라인(82)이 차단됨에 따라 공타방지기능이 비활성화되므로 공타방지기능이 작동하지 않게 된다.

구체적으로, 오리피스 형태의 흐름저항수단(102)를 갖는 공타방지 선택 밸브(100)는 공타방지라인(82)이 형성된 실린더(10)에 조립된다. 그 다음, 플러그(10b)로 조립구멍(10a)을 폐쇄함으로써 실린더(10)에 공타방지 선택 밸브(100)가 고정적으로 조립된다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 공타방지 선택 밸브(100)에 형성된 통로, 즉 흐름저항수단(102)에 의해 공타방지라인(82)이 연결되도록 하면, 공타방지기능이 활성화된다.

또한, 필요에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 공타방지 선택 밸브(100)를 실린더(10)의 조립구멍(10a)에 반대방향으로 뒤집어 끼우게 되면, 공타방지라인(82)이 차단되어 공타방지기능이 비활성화될 수 있다.

이와 같이 공타방지 선택 밸브(100)에 의해 공타방지기능을 활성화 또는 비활성화시킬 수 있게 되므로, 파쇄대상물의 여건상 예압이 어려운 경우나 브레이커를 공타발생상태로 운전하여야 하는 경우, 공타방지기능이 작동되지 않도록 하여 브레이커의 파쇄 작업의 능률이 향상되고 작업 안전성을 확보할 수 있게 된다.

그런데, 도 1과 도 2에 도시된 종래의 공타방지 선택 밸브(100)에 있어서는, 공타방지기능을 활성화 또는 비활성화 상태로 전환하기 위해서는, 플러그(10b)를 조립구멍(10a)으로부터 완전히 분리한 후, 공타방지 선택 밸브(100)를 빼내 뒤집어 끼우고, 플러그(10b)를 조립구멍(10a)에 다시 체결하여야 하므로, 교체 작업이 번거롭고 교체 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 공타방지 선택 밸브(100)를 뒤집어 끼우는 과정에서 공타방지라인(82)이 완전히 개방되므로, 비교적 고압의 작동유가 외부로 누출되는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 한국등록특허공보 제10-0510966호 특허문헌 2 : 한국등록특허공보 제10-0675586호 특허문헌 3 : 한국등록특허공보 제10-0971295호 특허문헌 4 : 한국등록특허공보 제10-0985931호 특허문헌 5 : 한국공개특허공보 제10-2011-0051975호

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 공타방지기능의 활성화 또는 비활성화의 전환이 간단하고 전환 시 작동유의 누출이 발생하지 않도록 구성된 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 고안에 따르면, 피스톤이 공타 위치에 있을 때 실린더 내부에 마련된 공타방지라인을 통해 작동유가 바이패스되도록 함으로써 피스톤의 작동을 제한하여 공타의 발생을 방지하는 공타방지장치를 가진 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브에 있어서,

상기 공타방지라인으로부터 상기 실린더의 외면까지 연장된 밸브조립구멍; 및 상기 밸브조립구멍에 삽입되어 나사 체결되는 밸브 로드;를 구비하며,

상기 밸브 로드를 상기 밸브조립구멍 내부로 전진시키면 상기 밸브 로드의 선단부가 상기 공타방지라인을 차단하여 공타방지기능이 비활성화되고, 상기 밸브 로드를 후진시키면 상기 밸브 로드의 선단부가 상기 공타방지라인으로부터 물러나 상기 공타방지라인이 연결되어 공타방지기능이 활성화되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브가 제공된다.

그리고, 상기 밸브 로드의 후단부에는 상기 밸브 로드가 상기 밸브조립구멍으로부터 임의로 빠져나오는 것을 방지하기 위한 풀림방지너트가 체결될 수 있다.

또한, 상기 밸브 로드의 선단부 외주면을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈에는 누유를 방지하기 위한 O-링이 삽입될 수 있다.

본 고안에 따른 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브에 의하면, 밸브조립구멍에 조립된 밸브 로드를 전진 또는 후진시키면 공타방지라인이 차단되거나 연결되어 공타방지기능이 비활성화 또는 활성화 될 수 있으므로, 공타방지기능의 사용 여부를 간단한 조작으로 선택할 수 있는 장점이 있다.

또한, 공타방지기능의 활성화 또는 비활성화의 전환 과정에서 공타방지라인이 외부로 개방되지 않으므로 작동유의 외부 누출이 발생하지 않는 장점이 있다.

도 1과 도 2는 종래의 유압 브레이커에 마련된 공타방지 선택 밸브의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 공타방지 선택 밸브가 채용된 유압 브레이커의 구성을 도시한 단면도이다.
도 4와 도 5는 도 3에 도시된 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브를 도시한 단면도로서, 도 4는 공타방지 기능을 비활성화한 상태의 단면도이고, 도 5는 공타방지 기능을 활성화 상태로 전환시킨 상태의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 고안에 따른 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 공타방지 선택 밸브가 채용된 유압 브레이커의 구성을 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 유압 브레이커는 실린더(10)와 피스톤(20)을 구비한다. 상기 실린더(10)는 피스톤(20)이 설치되어 운동하는 공간인 실린더내경(12)과, 실린더내경(12)의 하측에 형성되는 트인 타격실(14)과, 실린더내경(12)의 상측에 형성되는 실린더가스실(16)을 갖추고 있다. 특히, 실린더내경(12)의 상하 양쪽 끝에는 실린더상실(13a)과 실린더하실(13b)이 각각 형성되어 있다.

그리고 상기 브레이커는 실린더내경(12)에 운동가능하게 배치되는 피스톤(20)을 구비한다. 상기 피스톤(20)은 상승위치("A")와, 타격위치("B"), 공타위치("E") 사이에서 왕복운동하는 것으로, 간격을 두고 형성되는 제1 및 제2대경부(22, 24)와, 제1대경부(22)로부터 일측으로 연장되어 타격실(14)로 뻗어있는 피스톤 제1로드(26)와, 제2대경부(24)로부터 일측으로 연장되어 실린더가스실(16)로 뻗어있는 피스톤 제2로드(28)를 갖는다. 상기 제1로드(26)는 피스톤(20)이 하강함에 따라 후술하는 치즐(30)을 타격한다. 상기 제2로드(28)는 피스톤(20)이 상승함에 따라 실린더가스실(16)의 가스를 압축한다.

상기 피스톤(20)의 제1대경부(22) 하단의 제1로드(26)와의 단차면에 환상의 피스톤하단수압면(22a)이, 제2대경부(24) 상단의 제2로드(28)와의 단차면에는 피스톤상단수압면(24a)이, 각각 실린더하실(13b)과 실린더상실(13a)의 압유에 의해 가압되도록 형성된다. 그리고, 피스톤(20)의 제1로드(26)는 제2로드(28)보다 더 큰 직경을 갖도록 하여, 피스톤상단수압면(24a)은 피스톤하단수압면(22a)보다 더 큰 면적을 가진다. 상기 피스톤(20)의 운동은 실린더하실(13b)과 실린더상실(13a) 내의 작동유의 압력에 따라 결정되는데, 실린더하실(13b)이 고압이고 실린더상실(13a)이 저압일 때는 피스톤하단수압면(22a)에 작용하는 유압력에 의하여 피스톤(20)은 실린더가스실(16)을 압축하면서 상승하게 되고, 실린더하실(13b)과 실린더상실(13a)이 모두 고압일 때는, 피스톤하단수압면(22a)과 피스톤상단수압면(24a)의 압력은 같지만 피스톤상단수압면(24a)의 면적이 더 크므로, 면적차로 인한 유압력의 차이로 피스톤(20)에는 하향의 힘이 작용하고, 더욱이 실린더가스실(16)의 가스압력이 피스톤(20)에 하향의 힘을 가하므로 피스톤(20)은 빠른 속도로 하강하게 된다.

그리고, 상기 브레이커는 실린더(10) 하부에 끼워지는 치즐(30)을 구비한다. 상기 치즐(30)은 예압위치("C")와 자유위치("D") 사이에서 왕복 가능하도록 설치되고, 예압위치 ("C")에서 피스톤(20)에 의해 타격되어 하향으로 전진하면서 파쇄대상물(T)을 파쇄한다. 브레이커 작업을 개시하기 위해 브레이커를 예압하여 치즐(30)을 밀어올리면, 치즐(30)의 단차부(31)가 타격실(14) 아래에 구비된 치즐멈춤턱(18)에 접촉하여 멈추게 되므로 치즐(30)은 예압위치("C")까지 상승하고, 동시에 피스톤(20)은 치즐(30)에 의해 밀려 올라가 타격위치("B")까지 이동하여 브레이커가 작동가능한 상태가 된다. 또한, 파쇄대상물(T)이 완전히 파쇄되어 더 이상 치즐(30)이 파쇄대상물(T)에 지지되지 않거나, 브레이커를 들어올려 치즐(30)이 파쇄대상물(T)에 접촉되지 않게 하는 경우, 치즐(30)은 브레이커 아래로 빠져나오지 못하도록 구비된 치즐핀(19)에 지지되어 자유위치("D")까지 내려오게 된다.

한편, 브레이커는 피스톤(20)의 상,하 운동을 제어하기 위한 유압시스템(40)을 구비한다. 상기 유압시스템(40)은 굴삭기로부터 작동유가 도입되는 공급포트(42)와, 도입된 작동유를 굴삭기로 배출시키기 위한 리턴포트(44)를 갖는다. 상기 공급포트(42)와 리턴포트(44)는 굴삭기의 브레이커 작동밸브(94)와 연결되어, 작동밸브(94)가 정지위치("S")에 있을 때는 공급포트(42)로의 연결이 끊어지고, 작동밸브(94)가 운전위치("O")로 전환되면 유압펌프(92)에서 토출되는 압유가 공급포트(42)로 공급되며, 브레이커에서 배출된 작동유는 리턴포트(44)를 거쳐 오일탱크(95)로 회수되도록 구성된다.

그리고, 상기 유압시스템(40)은 공급포트(42)로 도입된 작동유를 압송하기 위한 공급라인(46)과, 공급라인(46)으로부터 분지되는 제1유압라인(47) 및 제2유압라인(48)과, 브레이커로부터 배출되는 작동유를 리턴포트(44)로 배출시키는 리턴라인(49)을 갖는다. 특히, 제1유압라인(47)은 실린더(10)의 실린더하실(13b)과 상시 연결되어 공급라인(46)의 압력이 피스톤하단수압면(22a)에 상시 가해지도록 한다. 그리고, 제2유압라인(48)은 제어밸브(50)가 제 2위치("Y")로 전환될 때 제어밸브(50)를 통해 실린더상실(13a)로 연결되어 공급라인(46)의 압력이 피스톤상단수압면(24a)에 가해지도록 한다.

상기 피스톤(20)이 상승하기 위해서는, 실린더하실(13b)의 압력으로 인해 피스톤(20)에 상향으로 가해지는 힘이 실린더가스실(16)의 압축가스와 실린더상실(13a)의 리턴라인(49)의 압력에 의해 피스톤(20)에 하향으로 가해지는 힘에 피스톤(20)의 자중, 마찰력 등을 더한 합력보다 더 커야 하는데, 이와 같이 피스톤(20)을 상승시키기 위한 실린더하실(13b)의 최소압력을 "피스톤기동압력"이라 하며, 공급라인(46)의 압력이 상기 피스톤기동압력보다 높아지게 되면 피스톤(20)이 상승을 시작하게 된다.

한편, 상기 유압시스템(40)에는 실린더상실(13a)의 작동유의 흐름을 제어하기 위한 제어밸브(50)가 설치된다. 상기 제어밸브(50)는 제1위치("X")와 제2위치("Y") 사이에서 왕복운동하는 것으로, 제1위치("X")에서는 실린더상실(13a)과 제2유압라인(48)과의 연결을 차단하면서 실린더상실(13a)을 리턴라인(49)에 연통시켜 피스톤상단수압면(24a)에 저압이 작용하도록 함으로써, 피스톤하단수압면(22a)에 상시 작용하는 고압에 의하여 피스톤(20)이 상승할 수 있도록 한다. 이때, 실린더상실(13a)에서 배출되는 작동유는 제어밸브(50)를 통해 리턴라인(49)으로 배출된다. 그리고, 제2위치("Y")에서는 실린더상실(13a)과 리턴라인(49)의 연결을 끊고 실린더상실(13a)을 제2유압라인(48)에 연결시켜 공급라인(46)의 압력이 피스톤상단수압면(24a)에 가해지도록 함으로써 피스톤(20)이 하강운동하도록 한다.

상기 제어밸브(50)는 면적이 서로 다른 두 수압면, 즉, 제1 및 제2밸브수압면(52, 54)에 가해지는 압력으로 구동되는데, 제1밸브수압면(52)은 제어밸브(50)를 가압하여 제1위치로("X")로 운동하게 하는 방향으로 설치되고, 제2밸브수압면(54)은 제1밸브수압면(52)보다 더 큰 면적을 가지면서 제어밸브(50)를 제2위치("Y")로 운동하도록 가압하는 방향으로 설치된다. 또한, 제1밸브수압면(52)은 공급라인(46)으로부터 분지되는 제1파이롯트라인(46a)과 상시 연결되어, 제2밸브수압면(54)이 저압상태가 되면 공급라인(46)으로부터 형성되는 파이롯트 압력에 의해 제어밸브(50)가 제1위치("X")로 운동하게 되며, 제2밸브수압면(54)이 고압상태가 되면 제2밸브수압면(54)의 면적이 제1밸브수압면(52)보다 크므로 제어밸브(50)는 제2위치("Y")로 운동하게 된다.

그리고, 유압시스템(40)은, 피스톤(20)이 상승위치("A")까지 상승하면, 실린더상실(13a)을 제2유압라인(48)에 연결시킴으로써 피스톤(20)이 상승을 멈추고 하강하도록 상기 제어밸브(50)를 제2위치("Y")로 전환시키는 제어밸브 전환수단(60)을 갖추고 있다. 상기 제어밸브 전환수단(60)은 실린더 내경에 설치된 전환포트(62)와 이 전환포트(62)와 제어밸브(50)의 제2밸브수압면(54)을 연결되는 제2파이롯트라인(64)으로 구성된다. 이러한 제어밸브 전환수단(60)은 피스톤(20)이 상승위치("A")에 도달하여 실린더하실(13b)과 전환포트(62)가 서로 연통되면, 실린더하실(13b)로 도입된 압유가 전환포트(62)를 거쳐 제2파이롯트라인(64)으로 유입되어 제2밸브수압면(54)을 가압할 수 있게 함으로써, 제1위치("X")에 배치된 제어밸브(50)를 제2위치("Y")로 이동시킨다. 그 결과, 제2위치("Y")로 전환된 제어밸브 (50)는 실린더상실(13a)과 제2유압라인(48)을 연결시켜, 공급라인(46)의 압력이 피스톤상단수압면(24a)에 가해지도록 하여 피스톤(20)을 상승위치("A")에서 타격위치("B")로 하강하도록 한다.

그리고, 유압시스템(40)은, 피스톤(20)이 타격위치("B")로 하강하게 되면, 실린더상실(13a)과 제2유압라인(48)의 연결을 끊고 실린더상실(13a)을 다시 리턴라인(49)에 연결시킴으로써 피스톤(20)을 다시 상승시키도록 상기 제어밸브(50)를 제1위치("X")로 복귀시키는 제어밸브 복귀수단(70)을 갖추고 있다. 상기 제어밸브 복귀수단(70)은 피스톤(20)이 타격위치("B")까지 하강하면 피스톤(20)의 환상홈(23)을 통하여 전환포트(62)와 연통되는 실린더(10)의 드레인포트(72) 및 드레인포트(72)와 리턴라인(49)을 서로 연결하는 드레인라인(74)으로 구성된다. 이러한 제어밸브 복귀수단(70)은 피스톤(20)이 타격위치("B")로 하강하여 피스톤(20)의 환상홈(23)이 전환포트(62)와 드레인포트(72)가 서로 연통되도록 위치하게 되면, 제2밸브수압면 (54)을 가압하던 압유가 전환포트(62)와 드레인포트(72)를 거쳐 리턴라인(49)으로 배출될 수 있게 한다. 따라서, 제2밸브수압면(54)에 가해진 파이롯트 압력이 해소됨으로써, 제2위치("Y")에 배치된 제어밸브(50)는 제1밸브수압면(52)에 상시 작용하는 공급라인(46)의 압력에 의하여 제1위치("X")로 이동하여 복귀하게 되므로, 제2유압라인(48)과 연통되었던 실린더상실(13a)이 다시 리턴라인(49)으로 연결되고, 피스톤(20)은 다시 상승하게 되는 것이다.

이와 같은 구성에 의하여 브레이커의 피스톤(20)과 제어밸브(50)는 상호 순차적으로 상승과 하강을 반복하며 왕복운동하게 되며, 피스톤이 타격위치("B")로 하강할 때마다 치즐(30)을 타격하여 치즐(30)에 접촉된 파쇄대상물(T)을 반복 타격하게 된다.

상기한 구성을 가진 유압 브레이커에는 공타방지장치가 마련된다. 상기 공타방지장치는, 피스톤(20)이 공타위치("E")에 배치되었을 때, 피스톤(20)의 환상홈(23)을 통하여 드레인포트(72) 및 전환포트(62)와 연통되는 공타방지포트(80)와, 상기 공타방지포트(80)와 공급라인(46)을 연결하는 공타방지라인(82)과, 그리고 공타방지라인(82) 상에 설치된 흐름저항수단(102)을 구비한다.

이러한 공타방지장치는, 피스톤(20)이 타격위치("B")에서 치즐을 타격하지 못하여 공타위치("E")까지 하강하거나, 또는 브레이커를 예압하지 않고 브레이커를 작동 개시하게 되면, 피스톤(20)이 공타위치("E")에 배치되어 피스톤(20)의 환상홈(23)을 통해 드레인포트(72)와 전환포트(62)와 공타방지포트(80)가 모두 연통되게 되므로, 공급라인(46)의 압유를 공타방지라인(82)과 드레인라인(74)을 거쳐 리턴라인(49)로 바이패스시킨다. 상기 공타방지라인(82)상에 구비된 흐름저항수단(102)은 공타방지라인(80)을 통과하는 바이패스 유량에 소정의 흐름저항을 형성하는 것으로서, 흐름저항수단(102)의 입구부와 출구부에 일정한 압력차를 발생시킨다. 상기 흐름저항수단(102)의 흐름저항이 커질수록 입구부와 연결된 공급라인(46)의 압력이 출구부에 연결된 제2파이롯트라인(64) 및 드레인라인(74)의 압력보다 더욱 높아지게 된다. 상기 제2파이롯트라인(64)은 드레인라인(74)을 통해 리턴라인(49)과 연결되므로 저압상태가 되는 반면, 상기 흐름저항수단(102)은 공급라인(46)의 압력이 제2파이롯트라인(64)의 압력보다 높게, 정확하게는, 제2밸브수압면(54)의 제1밸브수압면(54)에 대한 면적비보다 높게 형성되도록 한다. 따라서, 제어밸브(50)가 제1위치("X")로 제한되거나, 또는 제2위치("Y")에 배치된 제어밸브(50)가 제1위치("X")로 복귀되도록 하여, 실린더상실(13a)이 리턴라인(49)에 연결되어 피스톤(20)이 기계적인 외력에 의해 상승가능하도록 한다.

한편, 이와 같은 공타방지상태에서 상기 흐름저항수단(102)에 의하여 공급라인(46)의 압력이 전술한 피스톤기동압력보다 높아지게 되면 피스톤(20)이 상승하여 공타가 발생하게 되므로, 상기 흐름저항수단(102)은 공급라인(46)의 압력이 피스톤기동압력보다 낮게 형성되도록 구성된다. 즉, 상기 흐름저항수단(102)은 공급라인(46)의 압력이 제어밸브(50)를 제1위치("X")로 제한함과 동시에 피스톤(20)은 상승시키지 않는 적정한 흐름저항을 형성하도록 구성된다.

상기 흐름저항수단(102)은 주로 작은 내경을 가지는 오리피스(orifice)나 스프링을 이용한 시이퀀스밸브(sequence valve)등의 형태로 구성될 수 있으며, 통과유량에 흐름저항을 발생시켜 입구부와 출구부에 압력차를 형성하는 다른 장치로도 구성이 가능하다.

따라서, 이와 같은 구성에 의하여, 피스톤(20)이 공타위치("E")에 배치되면, 공급라인(46)의 작동유를 흐름저항수단(102)을 구비한 공타방지라인(82)을 통해 리턴라인(49)으로 바이패스시키고, 흐름저항수단(102)에 의하여 공급라인(46)의 압력을 적절히 유지함으로써, 제어밸브(50)를 제1위치("X")로 제한하여 기계적인 외력에 의하여 브레이커 예압이 가능하도록 하는 동시에 유압력에 의한 피스톤(20)의 상승을 방지하도록 구성하여, 결과적으로, 피스톤(20)의 공타를 방지함과 동시에 파쇄작업을 원활하게 재개할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 파쇄대상물(T)이 완전히 파쇄되어 치즐(30)이 자유위치("D")까지 하강함에 따라, 피스톤(20)이 타격위치("B")를 벗어나 공타위치 ("E")로 하강하면, 피스톤(20)의 제1대경부(22)가 공타방지포트(80)보다 아래로 배치되게 되어 공타방지포트(80)가 개방되고, 피스톤(20)의 환상홈(23)이 드레인포트(72)와 전환포트(62)와 공타방지포트(80)를 모두 연통시키도록 배치되게 된다.

따라서, 공급라인(46)의 작동유가 공타방지라인(82)으로 바이패스되어 환상홈(23)과 드레인라인(74)을 거쳐 리턴라인(49)으로 배출되게 함으로써 피스톤(20)의 재상승을 방지하여 브레이커 작동을 정지시키는 공타방지 기능이 작동하게 되는 것이다.

상기 공타방지라인(82)을 거쳐 리턴라인(49)으로 바이패스되는 작동유는 공타방지라인(82)에 형성된 흐름저항수단(102)에 의하여 저항을 받게 되므로, 흐름저항수단(102)의 입구부의 압력이 출구부의 압력보다 높게 형성된다. 즉, 흐름저항수단(102)을 경계로 입구부와 연결되는 공급라인(46)과 제1파이롯트라인(46a), 제1 및 제2유압라인(47, 48)의 압력이 출구부와 연결되는 공타방지라인(82) 및 제2파이롯트라인(64), 드레인라인(74)과 리턴라인(49)의 압력보다 높게 형성된다.

상기 흐름저항수단(102)에 의한 공급라인(46)과 리턴라인(49)간의 압력차 즉, 제1파이롯트라인(46a)과 제2파이롯트라인(64)의 압력차이는 제1밸브수압면 (52)의 압력이 제2밸브수압면(54)의 압력보다 면적비(="제2밸브수압면적"/"제1밸브수압면적")의 배율 이상 높게 형성되도록 구성되어 제어밸브(50)를 제2위치("Y")에서 제1위치("X")로 이동시킨 후 제1위치("X")를 유지하도록 한다. 따라서, 실린더상실(13a)이 리턴라인(49)으로 연결됨에 따라 피스톤상단수압면(24a)이 저압 상태가 되므로 피스톤(20)이 기계적인 외력에 의하여 상승 가능한 상태를 유지하게 된다.

상기한 바와 같이, 공타방지장치에 의하여 브레이커 작동이 정지한 상태에서 브레이커 작동을 재개하고자 할 경우, 기계적인 외력을 가하여, 즉 굴삭기로 브레이커를 눌러 치즐(30)을 예압위치("C")로 상승시키면 피스톤(20)이 치즐(30)에 의해 타격위치("B")로 밀려 올라가면서 피스톤(20)의 제1대경부(22)가 공타방지포트(80)를 막게 되므로, 공타방지라인(82)을 통해 형성된 바이패스 유로가 차단되어 공급라인(46)의 압력이 피스톤기동압력보다 높게 상승하게 되고, 이에 따라 공급라인(46)의 압유가 제1유압라인(47)을 통해 실린더하실(13b)로 공급되어 피스톤(20)이 상승하면서 브레이커 작동이 재개될 수 있다.

한편, 공급라인(46)의 압력이 전술한 피스톤기동압력보다 높아지게 되면 피스톤(20)이 상승하게 되므로, 상기 흐름저항수단(102)은 공급라인(46)의 압력이 피스톤기동압력보다 낮게 형성되도록 구성된다. 따라서, 전술한 공타방지상태에서, 흐름저항수단(102)에 의해 리턴라인(49)보다 높게 형성된 공급라인(46)의 압력은 제1유압라인(47)을 통해 실린더하실(13b)내에도 유입되어 피스톤하단수압면(22a)에 상승력을 발생시키게 되지만, 이 상승력은 실린더가스실(16)의 압축가스와 피스톤(20)의 자중 등 피스톤(20)에 작용하는 하향의 힘보다 작게 형성되므로 결국 피스톤(20)을 밀어올리지 못하게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 공타방지장치를 가진 유압 브레이커에 있어서, 공타방지장치의 기능을 활성화 또는 비활성화, 즉, ON 또는 OFF 상태로 선택적으로 전환시킬 수 있도록 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)가 마련된다.

상기 공타방지 선택 밸브(200)는 운전자에 의해 연결위치("W") 또는 차단위치("U")로 선택적으로 수동 전환할 수 있도록 구성된다. 상기 연결위치("W")에서는 공타방지라인(82)이 연결되므로 공타방지기능이 활성화(ON)되어 전술한 바와 같은 공타방지기능이 작동 가능하게 되며, 차단위치("U")에서는 공타방지라인(82)이 차단됨에 따라 공타방지기능이 비활성화(OFF)되므로 전술한 공타방지기능이 작동하지 않게 된다.

이와 같이 공타방지기능을 활성화 또는 비활성화시킬 수 있는 선택수단을 제공함으로써, 파쇄대상물의 여건상 브레이커 예압이 어려운 경우나 브레이커를 공타발생 상태로 운전하여야 하는 경우, 공타방지기능이 작동되지 않도록 하여 브레이커 파쇄작업의 능률을 향상시키고 작업안전성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

이하에서는 상기한 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)의 구성과 작동을 도 4와 도 5를 참조하면서 상세하게 설명하기로 한다.

도 4와 도 5는 도 3에 도시된 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브를 도시한 단면도로서, 도 4는 공타방지 기능을 비활성화한 상태의 단면도이고, 도 5는 공타방지 기능을 활성화 상태로 전환시킨 상태의 단면도이다.

도 4와 도 5를 함께 참조하면, 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)는 피스톤(20)이 공타 위치("E")에 있을 때 공타방지라인(82)을 통해 작동유가 바이패스되도록 함으로써 피스톤(20)의 작동을 제한하여 공타의 발생을 방지하는 공타방지장치를 가진 유압 브레이커에 적용될 수 있다.

구체적으로, 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)는, 유압 브레이커의 실린더(10) 내부에 마련된 공타방지라인(82)으로부터 실린더(10)의 외면까지 연장된 밸브조립구멍(210)과, 상기 밸브조립구멍(210)에 삽입되어 나사 체결되는 밸브 로드(220)를 포함하여 구성된다.

상기 밸브조립구멍(210)은 원형의 단면을 가지며, 그 일단은 공타방지라인(82)에 연결되고, 타단은 실린더(10)의 외면에서 개방된다. 상기 밸브조립구멍(210)의 내주면에는, 실린더(10)의 외면에 가까운 부분에 암나사산(212)이 형성된다.

상기 밸브 로드(220)는 상기 밸브조립구멍(210)과 상응하는 원형의 단면을 가진 막대 형상으로서, 그 후단부의 외주면에 밸브조립구멍(210)의 내주면의 암나사산(212)과 체결되는 수나사산(222)이 형성된다. 따라서, 상기 밸브 로드(220)는 밸브조립구멍(210)에 삽입된 상태에서 밸브조립구멍(210)에 나사 체결될 수 있다.

그리고, 상기 밸브 로드(220)의 후단면에는 나사 체결을 위해 밸브 로드(220)를 회전시키기 위한 랜치가 삽입되는 랜치삽입구(224)가 형성될 수 있다. 한편, 상기 랜치삽입구(224) 이외에도, 상기 밸브 로드(220)의 후단부를 밸브 로드(220)를 회전시킬 수 있는 다양한 공구가 결합될 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 밸브 로드(220)의 선단부의 외주면을 따라 홈(226)이 형성되고, 상기 홈(226)에는 O-링(228)이 삽입될 수 있다. 상기 O-링(228)은 밸브조립구멍(210)의 내주면과 밸브 로드(220)의 외주면 사이를 통한 누유를 방지하는 작용을 하게 된다.

또한, 상기 밸브 로드(220)의 후단부에는, 브레이커의 사용 시 진동 등으로 인해 밸브 로드(220)와 밸브조립구멍(210) 사이의 나사 체결이 느슨해져 밸브 로드(220)가 밸브조립구멍(210)으로부터 임의로 빠져나오는 것을 방지하기 위한 풀림방지너트(230)가 나사 체결될 수 있다.

이하에서는, 상기한 구성을 가진 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)의 작동을 설명하기로 한다.

먼저, 도 4를 참조하면, 상기 밸브 로드(220)를 밸브조립구멍(210)에 삽입한 상태에서 나사 체결을 위해 회전시킨다. 그러면, 밸브 로드(220)는 밸브조립구멍(210)에 나사 체결되면서 밸브조립구멍(210)의 내부로 전진하게 된다. 밸브 로드(220)를 완전히 전진시키면 밸브 로드(220)의 선단부가 공타방지라인(82)을 차단하게 되며, 이에 따라 공타방지기능이 비활성화된다. 이후에, 풀림방지너트(230)를 밸브 로드(220)의 후단부에 체결하여 밸브 로드(220)가 밸브조립구멍(210)으로부터 임의로 빠져나오는 것을 방지한다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 풀림방지너트(230)를 너슨하게 푼 다음, 상기 밸브 로드(220)를 반대 방향으로 회전시켜 약간 후진시키면, 밸브 로드(220)의 선단부가 공타방지라인(82)으로부터 물러나게 되고, 이에 따라 공타방지라인(82)이 연결되어 공타방지기능이 활성화된다. 이후에, 풀림방지너트(230)를 견고하게 조여서 밸브 로드(220)가 밸브조립구멍(210)으로부터 임의로 빠져나오는 것을 방지한다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브(200)에 의하면, 밸브조립구멍(210)에 조립된 상태의 밸브 로드(220)를 전진 또는 후진시키면 공타방지라인(82)이 차단되거나 연결되어 공타방지기능이 비활성화 또는 활성화될 수 있으므로, 공타방지기능의 사용 여부를 간단한 조작으로 선택할 수 있는 장점이 있다.

또한, 공타방지기능의 활성화 또는 비활성화 전환 과정에서, 밸브 로드(220)를 밸브조립구멍(210)으로부터 완전히 빼내지 않아도 되므로, 공타방지라인(82)이 밸브조립구멍(210)을 통해 외부로 개방되지 않는다. 따라서, 공타방지라인(82) 내의 작동유가 밸브조립구멍(210)을 통해 실린더(10) 외부로 누출되는 문제점이 발생하지 않는 장점이 있다.

위에서 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)는 도 3에 도시된 공타방지장치를 가진 유압 브레이커에 적용된 것으로 도시되고 설명되었으나, 이는 본 고안을 명료하게 설명하기 위해 예를 든 것에 불과하다. 즉, 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)는 도 3에 도시된 유압 브레이커 뿐만 아니라 다양한 구성의 공타방지장치를 구비한 유압 브레이커에도 적용될 수 있음은 자명하다. 구체적으로, 본 고안에 따른 공타방지 선택 밸브(200)는, 피스톤이 공타 위치에 있을 때 공타방지라인을 통해 작동유가 바이패스되도록 함으로써 피스톤의 작동을 제한하여 공타의 발생을 방지하는 기본적인 구성을 가진 다양한 공타방지장치에 적용될 수 있다.

따라서, 본 고안의 진정한 보호범위는 첨부된 실용신안등록청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10...실린더 82...공타방지라인
200...공타방지 선택 밸브 210...밸브조립구멍
212...암나사산 220...밸브 로드
222...수나사산 224...랜치삽입구
226...홈 228...O-링
230...풀림방지너트

Claims (3)

1. 피스톤이 공타 위치에 있을 때 실린더 내부에 마련된 공타방지라인을 통해 작동유가 바이패스되도록 함으로써 피스톤의 작동을 제한하여 공타의 발생을 방지하는 공타방지장치를 가진 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브에 있어서,
   상기 공타방지라인으로부터 상기 실린더의 외면까지 연장된 밸브조립구멍; 및
   상기 밸브조립구멍에 삽입되어 나사 체결되는 밸브 로드;를 구비하며,
   상기 밸브 로드를 상기 밸브조립구멍 내부로 전진시키면 상기 밸브 로드의 선단부가 상기 공타방지라인을 차단하여 공타방지기능이 비활성화되고, 상기 밸브 로드를 후진시키면 상기 밸브 로드의 선단부가 상기 공타방지라인으로부터 물러나 상기 공타방지라인이 연결되어 공타방지기능이 활성화되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브 로드의 후단부에는 상기 밸브 로드가 상기 밸브조립구멍으로부터 임의로 빠져나오는 것을 방지하기 위한 풀림방지너트가 체결된 것을 특징으로 하는 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 밸브 로드의 선단부 외주면을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈에는 누유를 방지하기 위한 O-링이 삽입된 것을 특징으로 하는 유압 브레이커의 공타방지 선택 밸브.

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