KR20210089329A

KR20210089329A - 유압 브레이커

Info

Publication number: KR20210089329A
Application number: KR1020200002356A
Authority: KR
Inventors: 고광표; 김진국
Original assignee: 주식회사 현대에버다임
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2021-07-16
Also published as: CN114929971B; EP4056764A1; WO2021141268A1; CN114929971A; US20230018715A1; KR102317232B1; EP4056764A4

Abstract

본 발명은 유압 브레이커에 관한 것으로, 실린더와, 피스톤과, 치즐과, 백헤드와, 실린더 부쉬, 및 밸브를 포함한다. 밸브는 실린더 부쉬의 내측면과 실린더 내경부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 밸브는 상단면에 실린더 상실의 압력이 작용하는 밸브 상측부와, 하단면에 실린더 상실의 압력이 작용하는 밸브 하측부와, 밸브 상측부와 밸브 하측부 사이에서 밸브 상측부와 밸브 하측부보다 큰 외경으로 확장되어 제1 상측 밸브 수압면이 제1,2 유로와 연통되는 제1 밸브 확경부와, 제1 밸브 확경부와 밸브 하측부 사이에서 제1 밸브 확경부보다 큰 외경으로 확장되어 제2 상측 밸브 수압면이 제4 유로와 연통되고 제1 상측 밸브 수압면보다 넓은 면적의 하측 밸브 수압면에 밸브 전환실의 압력이 작용하는 제2 밸브 확경부를 포함한다.

Description

유압 브레이커{Hydraulic Breaker}

본 발명은 유압을 구동원으로 해서 피파쇄물을 파쇄하는 유압 브레이커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압 브레이커의 밸브 구조에 관한 것이다.

유압 브레이커는 유압에 의해 피스톤을 실린더 내에서 왕복 운동시켜 발생된 운동에너지를 치즐(chisel)에 전달해서 충격에너지로 변환하며, 이 충격에너지에 의해 피파쇄물을 파쇄하는 장치이다. 유압 브레이커는 콘크리트 파쇄나 석재 채굴현장에서의 석재 채굴 또는 건물 내부 공사, 도로 공사시 주변의 파일박기 등에 사용된다.

통상적으로, 유압 브레이커는 실린더 상실(上室)과 실린더 하실(下室)을 갖는 실린더와, 실린더를 관통해서 상하로 이동 가능하게 설치되는 피스톤과, 피스톤에 의해 타격되도록 실린더의 하부에 설치되는 치즐과, 작동유를 제어해서 피스톤을 왕복 운동시키는 밸브로 구성된다.

도 9는 종래 예에 따른 유압 브레이커의 밸브 장치를 나타낸 단면도이다. 도 10은 도 9에 도시된 밸브 장치의 작용을 나타낸 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 밸브(1)의 하단부 면적(S1)이 밸브(1)의 상단부 면적(S2)보다 작으므로, 실린더 상실(2)에 압력이 생성되면 항상 밸브(1)는 하강 상태로 있는다. 도 10에 도시된 바와 같이, 피스톤(5)이 상승하여 밸브 전환실(3)로 작동유가 공급되면, 밸브(1)의 중앙부 면적(SF)에 의해 (SF + S1) > S2 의 관계가 성립되어 밸브(1)가 올라가게 된다.

밸브(1)는 실린더 상실(2)의 압력에 따라 밸브(1)의 상하단부에 가해지는 힘이 변동되는데, 실린더 상실(2)의 압력은 밸브 오리피스(4)의 크기로 정할 수 있다.

실린더 상실(2)의 압력이 일정하게 유지되어야 밸브(1)의 상하단부에 가해지는 힘도 일정하게 유지되어 밸브(1)의 왕복 운동이 일정하게 규칙적으로 이루어지는데, 온도 상승시 작동유의 점도가 떨어져 밸브 오리피스(4)를 통해 빠져나가는 유량이 증가하여 실린더 상실(2)의 압력이 떨어짐으로 인해 밸브(2)의 상하단부에 작용하는 압력이 변하게 된다.

또한, 실린더 상실(2)은 피스톤(5)이 왕복 운동할 때, 고압인 유로(Pr)와 저압인 유로(Ps)가 번갈아 연통되면서 압력이 수시로 바뀌게 됨으로 인해 밸브(1)의 상하단부에 걸리는 압력이 변하게 된다. 밸브(1)의 상하단부 압력이 변하게 되면, 밸브(1)의 상승, 하강 속도와 시간이 변하여 밸브(1)가 일정하게 규칙적으로 거동하지 않을 수 있다.

미국등록특허 제5,960,893호(1999. 10. 05. 등록)

본 발명의 과제는 작동유의 온도에 따른 점도 변화 및 유량 변화에도 밸브가 일정하게 규칙적으로 거동할 수 있는 유압 브레이커를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압 브레이커는 실린더와, 피스톤과, 치즐과, 백헤드와, 실린더 부쉬, 및 밸브를 포함한다. 실린더는 중심에 실린더 내경부가 형성되고, 실린더 상실과 실린더 저압실과 실린더 전환실과 실린더 하실이 하측 방향으로 차례로 형성되며, 실린더 상실에 하측 방향으로 밸브 저압실과 밸브 전환실이 차례로 형성된다. 실린더 상실과 실린더 하실을 연결한 상태로 작동유 인렛 포트에 연결되는 제1 유로와, 실린더 하실과 실린더 상실을 연결하는 제2 유로와, 실린더 전환실과 밸브 전환실을 연결하는 제3 유로와, 실린더 저압실과 밸브 저압실을 연결한 상태로 작동유 아웃렛 포트와 연결되는 제4 유로를 포함한다.

피스톤은 실린더 내경부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 치즐은 피스톤에 의해 타격되도록 실린더의 하측에 설치된다. 백헤드는 실린더의 상측에 배치되어 피스톤의 상단 부위를 삽입시키는 가스실을 구비한다. 실린더 부쉬는 실린더 내경부에 설치되어 피스톤과 동일한 중심축을 갖고 피스톤을 상하 방향으로 이동 가능하게 수용한다.

밸브는 실린더 부쉬의 내측면과 실린더 내경부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 밸브는 상단면에 실린더 상실의 압력이 작용하는 밸브 상측부와, 하단면에 실린더 상실의 압력이 작용하는 밸브 하측부와, 밸브 상측부와 밸브 하측부 사이에서 밸브 상측부와 밸브 하측부보다 큰 외경으로 확장되어 제1 상측 밸브 수압면이 제1,2 유로와 연통되는 제1 밸브 확경부와, 제1 밸브 확경부와 밸브 하측부 사이에서 제1 밸브 확경부보다 큰 외경으로 확장되어 제2 상측 밸브 수압면이 제4 유로와 연통되고 제1 상측 밸브 수압면보다 넓은 면적의 하측 밸브 수압면에 밸브 전환실의 압력이 작용하는 제2 밸브 확경부를 포함한다.

추가 양상으로, 밸브 상측부의 상단면과 밸브 하측부의 하단면은 동일한 면적을 가질 수 있다. 피스톤은 상하 방향 이동시 실린더 전환실과 실린더 저압실을 선택적으로 상호 연통시키거나 차단시키는 유로 홈을 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래 예의 밸브에 비해, 실린더 상실의 압력에 영향을 받지 않고 오로지 고압에 의해 밸브의 상하 운동이 가능하므로, 작동유의 온도에 따른 점도 변화 및 유량 변화에도 밸브가 일정하게 규칙적으로 거동할 수 있다.

본 발명에 따르면, 피스톤은 실린더의 내경부와 실린더 부쉬의 내경부를 따라 상하 방향으로 이동하도록 수용됨으로써, 밸브가 피스톤의 습동부에 최대한 가깝게 위치할 수 있으므로, 실린더의 길이를 단축시켜 제조원가가 감소되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이커에 대한 단면도이다.
도 2는 도 1의 밸브 영역을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 밸브의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 밸브를 발췌하여 나타낸 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 유압 브레이커의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 종래 예에 따른 유압 브레이커의 밸브 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 밸브 장치의 작용을 나타낸 단면도이다.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이커에 대한 단면도이다. 도 2는 도 1의 밸브 영역을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 밸브의 작동 상태를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 밸브를 발췌하여 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이커는 실린더(100)와, 피스톤(200)과, 치즐(300)과, 백헤드(400)와, 실린더 부쉬(500), 및 밸브(600)를 포함한다.

실린더(100)는 중심에 실린더 내경부(110)가 형성된다. 실린더(110)는 실린더 내경부(110)에 피스톤(200)을 수용한 상태로 상하 방향으로 이동 가능하게 지지한다. 실린더(100)는 실린더 상실(111)과 실린더 저압실(112)과 실린더 전환실(113)과 실린더 하실(114)이 하측 방향으로 차례로 형성된다. 실린더(100)는 실린더 상실(111)에 하측 방향으로 밸브 저압실(121)과 밸브 전환실(122)이 차례로 형성된다.

실린더(100)는 실린더 상실(111)과 실린더 하실(114)을 연결한 상태로 작동유 인렛 포트(135)에 연결되는 제1 유로(131)와, 실린더 하실(114)과 실린더 상실(111)을 연결하는 제2 유로(132)와, 실린더 전환실(113)과 밸브 전환실(122)을 연결하는 제3 유로(133)와, 실린더 저압실(112)과 밸브 저압실(121)을 연결한 상태로 작동유 아웃렛 포트(136)과 연결되는 제4 유로(134)를 포함한다.

실린더 상실(111)은 밸브(600)가 전환되지 않은 상태에서 밸브 오리피스(650)를 통해 제4 유로(134)와 연통되고, 밸브(600)가 전환되면 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)과 연통된다. 작동유 인렛 포트(135)에는 유압 브레이커가 장착되는 장비의 유압 공급원이 연결된다.

작동유 인렛 포트(135)로 유입된 작동유는 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)로 분기되었다가 제1,2 유로(131, 132)를 통해 실린더 하실(114)에 공급된다. 이로 인해, 실린더 하실(114)에는 항상 고압상태가 유지되어 피스톤(200)을 상승시키려는 힘이 작용하게 된다.

피스톤(200)은 실린더 내경부(110)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 피스톤(200)은 상단부(210)와 하단부(220) 사이에 상단부(210)와 하단부(220)보다 큰 직경의 대경부(230)를 갖는 형태로 이루어질 수 있다. 피스톤(200)의 상단부(210)는 피스톤(200)의 하단부(220)보다 작은 직경을 갖는다.

따라서, 피스톤(200)은 상단부(210)와 하단부(220)의 직경 차이에 의해 대경부(230)의 상면에 상단 피스톤 수압면(hydraulic pressure area, 231)이 형성되고, 대경부(230)의 하면에 하단 피스톤 수압면(232)이 형성된다. 여기서, 피스톤(200)의 상단부(210)가 피스톤(200)의 하단부(220)보다 직경이 작기 때문에, 상단 피스톤 수압면(231)이 하단 피스톤 수압면(232)보다 크게 형성된다.

또한, 상단 피스톤 수압면(231)과 하단 피스톤 수압면(232)에는 압력을 가하는 작동유가 공급되면, 그 작동유에 의해 발생되는 힘의 크기 차이로 인해 피스톤(200)의 상승 및 하강 행정이 이루어지게 된다.

피스톤(200)은 상하 방향 이동시 실린더 전환실(113)과 실린더 저압실(112)을 선택적으로 상호 연통시키거나 차단시키는 유로 홈(240)을 구비할 수 있다. 유로 홈(240)은 피스톤(200)이 하사점으로 하강한 상태에서 실린더 전환실(113)과 실린더 저압실(112)을 상호 연통시키고, 피스톤(200)이 상사점으로 상승한 상태에서 실린더 전환실(113)과 실린더 저압실(112)을 상호 차단시킨다.

피스톤(200)에 유로 홈(240)을 형성하는 경우, 피스톤(200)에 2개 이상의 대경부를 별도로 형성하지 않고, 하나의 대경부(230)만 형성하여도 실린더 전환실(113)과 실린더 저압실(112)을 상호 연통시킬 수 있고, 피스톤(200)의 상승시 대경부(230) 길이를 길게 형성 가능하여 실린더 내경을 벗어나지 않아 실린더·피스톤의 스크래치에 유리하며, 동시에 구조적으로 강건한 구조의 피스톤(200)을 제작할 수 있다.

치즐(300)은 피스톤(200)에 의해 타격되도록 실린더(100)의 하측에 설치된다. 치즐(300)은 실린더(100)의 하측에 연결된 프런트 헤드(310)를 통해 설치될 수 있다. 프런트 헤드(310)는 상단 개구가 실린더(100)의 하단 개구와 통하게 연결된다. 치즐(300)은 프런트 헤드(310)의 하단 개구를 통해 일부 삽입되어, 피스톤(200)의 하강 운동에 의해 타격됨에 따라 피파쇄물을 파쇄한다.

백헤드(400)는 실린더(100)의 상측에 배치되어 피스톤(200)의 상단 부위를 삽입시키는 가스실(410)을 구비한다. 백헤드(400)는 실린더(100)의 상면에 조립되어 실린더 부쉬(500)의 상단을 고정시킴과 동시에 피스톤(200) 상단 부위에 가스실(410)을 형성한다. 가스실(410)은 내부에 압축 가스가 충전되어 피스톤(200) 상단면에 항상 하향력을 가하도록 한다. 이때, 가스실에 충전된 가스의 압력은 피스톤(200)의 하단 피스톤 수압면(232)에 작용하는 상향력보다 작은 힘을 가할 정도로 설정된다.

실린더 부쉬(500)는 실린더 내경부(110)에 설치되어 피스톤(200)과 동일한 중심축을 갖고 피스톤(200)을 상하 방향으로 이동 가능하게 수용한다. 실린더 부쉬(500)는 상하로 관통된 중공을 가지며, 중공을 통해 피스톤(200)을 수용한다. 피스톤(200)은 실린더 내경부(110)와 실린더 부쉬(500)의 내경부를 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 수용됨으로써, 밸브(600)가 피스톤(200)의 습동부에 최대한 가깝게 위치할 수 있으므로, 실린더(100)의 길이를 단축시켜 제조원가가 감소되는 효과가 있다.

실린더 부쉬(500)는 내주면에 장착된 씰(520)에 의해 피스톤(200)의 외경부와 기밀을 유지할 수 있다. 실린더 부쉬(500)는 밸브(600)의 상하 이동에 따라 밸브 오리피스(650)와 상호 연통되거나 차단되는 실린더 부쉬 오리피스(510)를 가질 수 있다. 실린더 부쉬 오리피스(510)는 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)과 연통된다.

밸브(600)는 실린더 부쉬(500)의 내측면과 실린더 내경부(110)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 밸브(600)는 작동유 인렛 포트(135)를 통해 유입되는 작동유를 제어해서 피스톤(200)을 왕복 운동시킨다. 밸브(600)는 밸브 상측부(610)와, 밸브 하측부(620)와, 제1 밸브 확경부(630), 및 제2 밸브 확경부(640)를 포함한다. 밸브(600)는 밸브 상측부(610)와 밸브 하측부(620)와 제1 밸브 확경부(630) 및 제2 밸브 확경부(640)가 일체화된 형태로 이루어진다.

밸브 상측부(610)는 상단면(611)에 실린더 상실(111)의 압력이 작용한다. 밸브 상측부(610)는 중공을 갖고, 중공을 통해 피스톤(200)을 통과시킨다. 밸브 상측부(610)는 상하 방향으로 균일한 내경과 외경을 갖는다. 밸브 상측부(610)는 외경부가 실린더 부쉬(500)의 내경부에 맞닿아 지지된 상태로 상하로 이동한다. 밸브 상측부(610)는 상사점으로 상승한 상태에서 실린더 부쉬(500)의 내경부 턱에 맞닿아 정지한다.

밸브 하측부(620)는 하단면(621)에 실린더 상실(111)의 압력이 작용한다. 밸브 하측부(620)는 중공을 갖고 중공을 통해 피스톤(200)을 통과시킨다. 밸브 하측부(620)는 상하 방향으로 균일한 내경과 외경을 갖는다. 밸브 하측부(620)는 밸브 상측부(610)와 동일한 내경을 갖는다. 밸브 하측부(620)는 외경부가 실린더 내경부(110)에 맞닿아 지지된 상태로 상하로 이동한다. 밸브 하측부(620)는 하사점으로 상승한 상태에서 실린더 내경부(110) 턱에 맞닿아 정지한다.

제1 밸브 확경부(630)는 밸브 상측부(610)와 밸브 하측부(620) 사이에서 밸브 상측부(610)와 밸브 하측부(620)보다 큰 외경으로 확장 형성된다. 제1 밸브 확경부(630)는 중공을 갖고 중공을 통해 피스톤(200)을 통과시킨다. 제1 밸브 확경부(630)는 상하 방향으로 균일한 내경과 외경을 갖는다. 제1 밸브 확경부(630)는 밸브 상측부(610)와 동일한 내경을 갖는다.

제1 밸브 확경부(630)는 제1 상측 밸브 수압면(631)이 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)과 연통된다. 따라서, 제1 상측 밸브 수압면(631)에는 상시 고압이 작용한다. 제1 밸브 확경부(630)는 밸브 오리피스(650)를 갖는다. 밸브 오리피스(650)는 밸브(600)의 하사점 이동시 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)과 차단되고, 밸브(600)의 상사점 이동시 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)과 연통된다.

제2 밸브 확경부(640)는 제1 밸브 확경부(630)와 밸브 하측부(620) 사이에서 제1 밸브 확경부(630)보다 큰 외경으로 확장 형성된다. 제2 밸브 확경부(640)는 중공을 갖고 중공을 통해 피스톤(200)을 통과시킨다. 제2 밸브 확경부(640)는 상하 방향으로 균일한 내경과 외경을 갖는다. 제2 밸브 확경부(640)는 밸브 하측부(620)와 동일한 내경을 갖는다.

제2 밸브 확경부(640)는 제2 상측 밸브 수압면(641)이 제4 유로(134)와 연통되고, 하측 밸브 수압면(642)이 제3 유로(133)와 연통되며, 하측 밸브 수압면(642)은 제3 유로(133)를 통해 밸브 전환실(122)와 연통된다. 따라서, 제1 상측 밸브 수압면(631)보다 넓은 면적의 하측 밸브 수압면(642)에 밸브 전환실(122)의 압력이 작용한다. 이때, 제2 상측 밸브 수압면(641)은 상시 저압인 제4 유로(134)와 연통되어 밸브(600) 거동에 영향을 미치지 않는다.

밸브 전환실(122)의 압력이 작용하는 하측 밸브 수압면(642)에는 고압과 저압이 선택적으로 작용한다. 하측 밸브 수압면(642)은 제1 상측 밸브 수압면(631)보다 넓은 면적을 가지므로, 밸브 전환실(122)의 압력에 의해 밸브(600)의 상승 또는 하강 행정이 이루어질 수 있게 한다.

즉, 밸브 전환실(122)에 작동유가 공급되지 않으면, 밸브(600)는 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)을 통해 제1 상측 밸브 수압면(631)에 상시 고압이 작용하여 하강상태를 유지한다. 피스톤(200)이 상승하여 제3 유로(133)를 통해 작동유가 밸브 전환실(122)로 공급되면, 하측 밸브 수압면(642)이 제1 상측 밸브 수압면(631)보다 넓기 때문에 밸브(600)가 상승하게 된다.

이러한 밸브(600)는 밸브 상측부(610)의 상단면(611)과 밸브 하측부(620)의 하단면(621)은 실린더 상실(111)의 압력에 영향을 받지 않는 수준의 면적 차이를 갖는 것이 가능하다. 예컨대, 밸브 상측부(610)의 상단면(611)과 밸브 하측부(620)의 하단면(621)은 동일한 면적을 가질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 실린더 상실(11)의 압력에 영향을 받지 않고 오로지 고압에 의해 밸브(600)의 상하 운동이 가능하므로, 작동유의 온도에 따른 점도 변화 및 유량 변화에도 밸브(600)가 일정하게 규칙적으로 거동할 수 있다.

전술한 유압 브레이커의 작용에 대해, 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

유압 브레이커의 작동 초기상태에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)은 하강 상태에 있고, 밸브 전환실(122)은 제3 유로(133)를 통해 실린더 전환실(113)과 연결되어 있다. 실린더 전환실(113)은 피스톤(200)의 대경부(230)의 유로 홈(240)에 의해 실린더 저압실(112)과 연결되며, 실린더 저압실(112)은 제4 유로(134)를 통해 밸브 저압실(121)과 연결되며, 제4 유로(134)는 작동유 아웃렛 포트(136)로 연결되어 있다.

그 결과, 밸브 전환실(122)의 수압면에는 비교적 아주 적은 힘만 작용하고, 밸브(600)의 제1 상측 밸브 수압면(631)에 상시 고압이 작용하여 밸브(600)는 하향 방향으로 작용하는 힘에 의해 하강상태를 유지한다. 이때, 밸브(600)가 하강 상태를 유지하고 있으므로, 실린더 상실(111)은 밸브 오리피스(650)를 통해 제4 유로(134)와 연통되어 작동유 아웃렛 포트(136)와 연결되어 저압상태가 된다.

따라서, 작업자가 유압 브레이커를 작동시키면, 실린더 하실(114)에 제1 유로(131)를 통해 고압의 작동유가 유입되어 실린더 하실(114)의 압력이 상승하며, 이에 따라 피스톤(200)의 하단 피스톤 수압면(232)에 작용하는 상향력이 커져 피스톤(200)이 상승하게 되며, 이때 백헤드(400)의 가스가 압축되어 가스실(410) 내의 압력이 상승한다.

이후, 피스톤(200)이 상승하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 피스톤(200)의 하단 피스톤 수압면(232)이 실린더 전환실(113)을 지나게 되면 실린더 하실(114)과 실린더 전환실(113)이 연통된다. 실린더 전환실(113)은 제3 유로(133)를 통해 밸브 전환실(122)과 연결되어 있으므로, 밸브 전환실(122)에는 실린더 하실(114)과 같은 고압이 형성된다. 따라서, 밸브(600)의 제1 상측 밸브 수압면(631)보다 하측 밸브 수압면(642)이 더 넓기 때문에, 제1 상측 밸브 수압면(631)에 작용하는 하향력보다 하측 밸브 수압면(642)에 작용하는 상향력이 더 크게 작용하여 밸브(600)가 상승하게 된다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브(600)가 상승하였을 때, 실린더 상실(111)은 밸브 오리피스(650)를 통해 제4 유로(134)와 연결이 끊기고, 제1,2 유로(131, 132)의 분기 유로들(131a, 132a)과 연통되어 제1 유로(131)와 연결된 실린더 하실(114)과 같은 고압이 형성된다. 이때, 피스톤(200)의 상단 피스톤 수압면(231)이 하단 피스톤 수압면(232)보다 큰 관계에 의해 피스톤(200)에는 하향력이 작용한다. 따라서 피스톤(200)은 상승 행정을 멈추고 하강 행정을 시작한다.

이후, 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브(600)가 전환된 후, 피스톤(200)은 하강 행정을 계속하여 치즐(300)을 타격하게 되는데, 피스톤(200)이 치즐(300)과 만나는 타격점까지 이동하면 피스톤(200)의 유로 홈(240)이 실린더 저압실(112)과 실린더 전환실(113)을 차례로 지나게 된다.

이때, 밸브 전환실(122)은 제3 유로(133)를 통해 실린더 전환실(113)과 연결되고 실린더 전환실(113)과 실린더 저압실(112)이 연통된다. 따라서, 밸브 전환실(122)의 작동유가 제3 유로(133)를 통하여 실린더 전환실(113)과 실린더 저압실(112)을 거쳐 작동유 아웃렛 포트(136)로 배출되므로, 밸브 전환실(122)은 고압에서 저압 상태로 바뀌게 된다.

따라서, 밸브(600)는 상향력보다 하향력이 더 크게 작용함에 따라 복귀 방향으로 이동하게 되어, 도 5에 도시된 초기 상태로 복귀하고, 다시 피스톤(200)이 상승하게 된다. 이러한 작동 원리에 의해, 유압 브레이커는 상승 및 하강 행정을 반복하며 운동 에너지를 피파쇄물에 전달하여 피파쇄물을 파쇄시키게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100..실린더 111..실린더 상실
112..실린더 저압실 113..실린더 전환실
114..실린더 하실 121..밸브 저압실
122..밸브 전환실 131..제1 유로
132..제2 유로 133..제3 유로
134..제4 유로 135..작동유 인렛 포트
136..작동유 아웃렛 포트 200..피스톤
231..상단 피스톤 수압면 232..하단 피스톤 수압면
300..치즐 400..백헤드
500..실린더 부쉬 600..밸브
610..밸브 상측부 620..밸브 하측부
630..제1 밸브 확경부 631..제1 상측 밸브 수압면
640..제2 밸브 확경부 641..제2 상측 밸브 수압면
642..하측 밸브 수압면 650..밸브 오리피스

Claims

중심에 실린더 내경부가 형성되고, 실린더 상실과 실린더 저압실과 실린더 전환실과 실린더 하실이 하측 방향으로 차례로 형성되며, 상기 실린더 상실에 하측 방향으로 밸브 저압실과 밸브 전환실이 차례로 형성된 실린더;
상기 실린더 내경부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤;
상기 피스톤에 의해 타격되도록 상기 실린더의 하측에 설치되는 치즐;
상기 실린더의 상측에 배치되어 상기 피스톤의 상단 부위를 삽입시키는 가스실을 구비하는 백헤드;
상기 실린더 내경부에 설치되어 상기 피스톤과 동일한 중심축을 갖고 상기 피스톤을 상하 방향으로 이동 가능하게 수용하는 실린더 부쉬; 및
상기 실린더 부쉬의 내측면과 실린더 내경부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 밸브를 포함하며,
상기 실린더는,
상기 실린더 상실과 실린더 하실을 연결한 상태로 작동유 인렛 포트에 연결되는 제1 유로와, 상기 실린더 하실과 실린더 상실을 연결하는 제2 유로와, 상기 실린더 전환실과 밸브 전환실을 연결하는 제3 유로와, 상기 실린더 저압실과 밸브 저압실을 연결한 상태로 작동유 아웃렛 포트와 연결되는 제4 유로를 포함하며;
상기 밸브는,
상단면에 상기 실린더 상실의 압력이 작용하는 밸브 상측부와, 하단면에 상기 실린더 상실의 압력이 작용하는 밸브 하측부와, 상기 밸브 상측부와 밸브 하측부 사이에서 상기 밸브 상측부와 밸브 하측부보다 큰 외경으로 확장되어 제1 상측 밸브 수압면이 상기 제1,2 유로와 연통되는 제1 밸브 확경부와, 상기 제1 밸브 확경부와 밸브 하측부 사이에서 상기 제1 밸브 확경부보다 큰 외경으로 확장되어 제2 상측 밸브 수압면이 상기 제4 유로와 연통되고 상기 제1 상측 밸브 수압면보다 넓은 면적의 하측 밸브 수압면에 상기 밸브 전환실의 압력이 작용하는 제2 밸브 확경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이커.
제1항에 있어서,
상기 밸브 상측부의 상단면과 상기 밸브 하측부의 하단면은 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 유압 브레이커.
제1항에 있어서,
상기 피스톤은 상하 방향 이동시 상기 실린더 전환실과 실린더 저압실을 선택적으로 상호 연통시키거나 차단시키는 유로 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이커.