KR20210144399A - Piston for hydraulic breaker - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 굴삭기에 장착된 유압브레이커의 치즐을 타격하는 과정에서 타격력을 증대시킴과 더불어 발생하는 진동과 충격 반발력을 저감할 수 있는 유압브레이커용 피스톤에 관한 것이다.The present invention relates to a piston for a hydraulic breaker capable of reducing vibration and shock repulsion generated while increasing a striking force in the process of striking a chisel of a hydraulic breaker mounted on an excavator.
일반적으로, 유압브레이커는 굴삭기, 로더 등의 건설기계에 장착되어 암반이나 콘크리트 등을 파쇄하는 장비로, 실린더 작동시 피스톤이 승강하며 파쇄공구인 치즐(Chisel)을 타격하고, 치즐이 콘크리트 및 암반 등에 충격력을 가해 파쇄를 한다.In general, a hydraulic breaker is an equipment that is installed in construction machines such as excavators and loaders to crush rock or concrete, and when the cylinder is operated, the piston moves up and down and strikes a chisel, which is a crushing tool, and the chisel is used in concrete and rock, etc. It crushes by applying an impact force.
이러한, 유압브레이커를 이용한 파쇄작업시 발생하는 소음은, 피스톤이 치즐을 타격할 때 발생하는 타격소음과, 치즐이 콘크리트 및 암반을 파쇄할 때 발생하는 파쇄소음으로 구분된다. 이 중 대부분은 타격소음이며 그 수치는 유압브레이커의 크기에 따라 다르지만 대략 90~110㏈정도이다.The noise generated during the crushing operation using the hydraulic breaker is divided into a hitting noise generated when the piston hits the chisel and a crushing noise generated when the chisel crushes concrete and rock. Most of these are hitting noise, and the number varies depending on the size of the hydraulic breaker, but it is approximately 90~110dB.
최근, 소음 및 진동에 대한 규제가 강화되면서 건설기계의 소음도 표시가 신고제에서 의무제로 전환되었으며, 굴삭기, 불도우저, 로우더, 브레이커 등의 제품이 소음도표시 의무대상으로 지정되었다. 이러한 소음 및 진동에 관한 규제에 대응하기 위하여 저소음형 브레이커에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, as regulations on noise and vibration have been strengthened, the noise level indication of construction equipment has been changed from a notification system to a mandatory system, and products such as excavators, bulldozers, loaders, and breakers have been designated as obligatory noise level indication targets. In order to respond to these noise and vibration regulations, the development of low-noise type breakers is being actively carried out.
특히, 관련 기관에서도 소음 규제를 만족하는 브레이커에 대해 저소음 브레이커 인증을 해 주는 등 저소음형 브레이커의 개발을 유도하고 있다.In particular, related organizations are also encouraging the development of low-noise breakers, such as certifying low-noise breakers for breakers that satisfy noise regulations.
도 1을 참조하여 종래의 유압브레이커(1)를 살펴보면, 유압실린더(10)와, 유압실린더(10)의 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치되는 피스톤(20)과, 유압실린더(10)의 하부에 결합되는 프론트헤드(30)와, 프론트헤드(30)에 결합되어 피스톤(20)에 의해 타격되는 치즐(40)을 포함한다. 유압실린더(10)의 상단에는 가스실(12)이 구비되고, 유압실린더(10)의 측면에는 밸브(14)가 형성되며, 밸브(14)와 인접한 하측에 유압오일을 일시 저장하여 운동에너지원으로 사용하기 위한 어큐물레이터(50)가 형성된다. 또한, 치즐(40)은 프론트헤드(30)의 중단 내측에 마련된 상부 부시(60)와 프론트헤드(30)의 하단에 결합되는 하부 부시(70)에 의해 지지된다. 그리고 하부 부시(70)의 내측에 삽입홈(72)이 형성되며, 삽입홈(72)에 방진재(80)가 설치된다.Looking at the conventional
이러한 종래의 유압브레이커(1)는 방진재(80) 이외에 도면에 도시되진 않았지만 유압실린더(10) 전체를 감싸는 방음재를 이용하여 소음과 진동을 흡수한다. 따라서 유압실린더(10)의 내부에서 발생한 작동열이 외부로 쉽게 방출되지 못하여 유압실린더(10)의 작동매체인 오일이 탄화될 우려가 있다. 또한, 유압브레이커(1)를 장시간 사용할 경우 작동열에 의해 피스톤(20)의 변형을 초래할 수 있다.Although not shown in the drawings, the conventional
또한, 종래의 유압브레이커(1)는 피스톤(20)으로 치즐(40)의 타격시, 피스톤(20)이 바로 충격반발력에 의해 상측으로 이동하면서 치즐(40)로의 충격력 전달이 안정적으로 이루어지지 못함과 더불어 이로 인해 피스톤(20)의 떨림을 통한 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있다.In addition, in the conventional
이러한, 유압브레이커에 관한 기술은, 일본 실용신안등록 제03059016호(1999.03.10)에 제시된다.Such a technology related to the hydraulic breaker is presented in Japanese Utility Model Registration No. 03059016 (March 10, 1999).
본 발명은, 치즐에 대한 타격력을 최대화할 수 있게 함과 더불어 치즐을 타격하는 과정에서 발생하는 진동 및 충격 반발력을 저감할 수 있는 유압브레이커용 피스톤을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a piston for a hydraulic breaker capable of maximizing the striking force against the chisel and reducing vibration and shock repulsion generated in the process of striking the chisel.
본 발명은, 유압브레이커의 실린더 내부에 설치되어 유압에 의해 승강하며 치즐을 타격하는 유압브레이커용 피스톤에 있어서, 상기 피스톤의 상단으로부터 상측으로 연장 형성된 연결축부, 상기 연결축부의 외측에 삽입 설치하며, 피스톤의 하강으로 치즐 타격시, 관성에 의해 치즐 방향으로 압축되면서 피스톤을 치즐 방향으로 밀어 치즐에 대한 타격력을 증대시키는 연질의 압축탄성체, 상기 연결축부의 외측에 배치되도록 압축탄성체의 내부에 설치하여, 압축탄성체를 탄성 지지함과 더불어 피스톤의 하강으로 치즐 타격시, 관성에 의해 치즐 방향으로 압축되는 압축탄성체의 압축 지속시간을 증대시키는 코일형의 탄성스프링을 포함하는 유압브레이커용 피스톤을 제공한다.The present invention is a piston for a hydraulic breaker that is installed inside the cylinder of the hydraulic breaker and ascends and descends by hydraulic pressure and hits the chisel. When the chisel is struck by descending of the piston, it is compressed in the chisel direction by inertia, and the piston is pushed in the chisel direction to increase the striking force against the chisel. It provides a piston for a hydraulic breaker comprising a coil-type elastic spring that elastically supports the compressive elastic body and increases the compression duration of the compressive elastic body compressed in the chisel direction by inertia when the chisel is struck by the descent of the piston.
또한, 상기 연결축부는 상측에서 하측으로 갈수록 외경이 커지도록 형성되며, 상기 연결축부의 하측 테두리 외경 크기는 피스톤의 외경 크기보다 작게 형성되고, 상기 연결축부의 상측 테두리에는 압축탄성체의 상단 부분을 걸림시키도록 외측으로 돌출된 이탈방지단이 형성될 수 있다.In addition, the connecting shaft portion is formed such that the outer diameter increases from the upper side to the lower side, the lower rim outer diameter size of the connecting shaft portion is formed smaller than the outer diameter size of the piston, and the upper rim of the connecting shaft portion catches the upper edge of the compressive elastic body A separation prevention end protruding outward to make it possible may be formed.
또한, 상기 연결축부의 외측면에는 상하방향으로 일정간격 이격되게 복수의 접촉삽입홈이 형성되고, 상기 압축탄성체의 내주면에는 접촉삽입홈에 대응되게 삽입되도록 접촉돌기가 돌출 형성될 수 있다.In addition, a plurality of contact insertion grooves are formed on the outer surface of the connecting shaft portion to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the vertical direction, and the contact protrusions may be formed to protrude to be inserted into the contact insertion grooves on the inner circumferential surface of the compressive elastic body.
또한, 상기 탄성스프링의 내경 크기는 연결축부의 상측에서 하측 방향으로 갈수록 커지게 형성될 수 있다.In addition, the size of the inner diameter of the elastic spring may be formed to increase from the upper side to the lower side of the connecting shaft portion.
또한, 상기 접촉삽입홈은 연결축부의 상측에서 하측방향으로 갈수록 연결축부의 직경이 커지도록 테이퍼 형태로 형성될 수 있다.In addition, the contact insertion groove may be formed in a tapered shape such that the diameter of the connecting shaft portion increases from the upper side to the lower side of the connecting shaft portion.
본 발명에 따른 유압브레이커용 피스톤은, 실린더 내측에서 유압에 의한 피스톤의 하방 이동으로 치즐 타격시, 압축탄성체와 탄성스프링이 관성력에 의해 압축되면서 피스톤으로 압축력을 전달하여 피스톤이 치즐과의 접촉시간을 증대시킨 상태로 밀림되게 하여, 치즐을 통한 타격력을 증대되게 한다. 이를 통해 치즐 타격시 피스톤의 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력을 감소되게 하고, 피스톤의 상단으로 전달된 진동 및 충격 반발력은 압축탄성체와 탄성스프링이 압축상태에서 원상태로 탄성 복원운동하면서 흡수되게 하는 바, 굴삭기 아암과 붐으로 진동 및 충격 반발력의 전달을 최소화되게 한다.In the piston for a hydraulic breaker according to the present invention, when the chisel is struck by the downward movement of the piston by hydraulic pressure inside the cylinder, the compression elastic body and the elastic spring are compressed by the inertial force while transmitting the compressive force to the piston, thereby reducing the contact time between the piston and the chisel. By pushing in the increased state, the striking force through the chisel is increased. Through this, the vibration and shock repulsive force transmitted to the upper end of the piston is reduced when the chisel is struck, and the vibration and shock repulsive force transmitted to the upper end of the piston is absorbed while the compressed elastic body and the elastic spring are elastically restored from the compressed state to the original state. , to minimize the transmission of vibration and shock repelling forces to the excavator arms and booms.
도 1은 종래의 유압브레이커 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 'A' 부분의 확대상태 사시도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 'A' 부분의 분해사시도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 'A' 부분의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 치즐 타격시 응력상태를 나타낸 시뮬레이션 이미지이다.1 is a cross-sectional view of a conventional hydraulic breaker.
2 is a perspective view of a piston for a hydraulic breaker according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged perspective view of a portion 'A' shown in FIG. 2 .
4 is an exploded perspective view of part 'A' shown in FIG. 2 .
FIG. 5 is a cross-sectional view of part 'A' shown in FIG. 3 .
Figure 6 is a simulation image showing the stress state when hitting the chisel of the piston for a hydraulic breaker according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 'A' 부분의 확대상태 사시도이고, 도 4는 도 2에 나타낸 'A' 부분의 분해사시도이며, 도 5는 도 3에 나타낸 'A' 부분의 단면도이다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예의 유압브레이커용 피스톤(100)은, 연결축부(110), 압축탄성체(120), 탄성스프링(130)을 구비한다. 여기서, 유압브레이커용 피스톤(100)은, 실린더 내측에서 유압에 의해 왕복 동작을 수행하면서 치즐을 타격하여 치즐에 의해 파쇄물이 파쇄되도록 동작한다. 이때 유압브레이커는 종래의 기술과 동일한 구성으로 이루어진 것으로, 여기에서는 유압브레이커의 구성에 대한 설명은 생략한다. 또한, 일 실시예에 따른 피스톤(100)의 외주면에는 피스톤(100)을 실린더 내측에서 승강 이동시 유막을 형성할 수 있게 오일을 머무르게 하는 요철 형태의 오일포켓(101)이 형성될 수 있다.2 is a perspective view of a piston for a hydraulic breaker according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged perspective view of part 'A' shown in FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view of part 'A' shown in FIG. and FIG. 5 is a cross-sectional view of part 'A' shown in FIG. 3 . Referring to FIGS. 2 to 5 , the
상기 연결축부(110)는 유압에 의해 피스톤(100)을 실린더 내부에서 승강시키면서 피스톤(100)의 하단이 치즐을 타격시, 이후 설명될 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)에 의한 압축력이 피스톤(100)으로 전달되게 하는 축 부분이다. 즉, 연결축부(110)는 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)을 피스톤(100)의 상측에 연결 배치되도록 지지하여, 피스톤(100)의 치즐 타격에 따라 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)이 안정적으로 압축되게 함과 더불어 일정시간이 경과한 후, 즉 관성력의 크기가 탄성복원력의 크기보다 작게 되는 시점에는 원상태로 탄성복원할 수 있게 지지한다.When the lower end of the
이러한, 상기 연결축부(110)는 피스톤(100)의 상단 테두리, 보다 상세하게는 피스톤(100)의 상측면 중심부로부터 피스톤(100)의 상측 방향으로 연장되게 형성된다. 이때, 연결축부(110)는 상측에서 하측으로 갈수록 외경이 커지도록 형성되어, 실린더 내측에서 연결축부(110)의 상단으로 가해지는 유압을 피스톤(100)에 안정적으로 전달되게 함과 더불어 유압에 의한 피스톤(100)의 하강으로 치즐 타격시, 관성에 따른 압축탄성체(120) 및 탄성스프링(130)의 압축시 압축력이 연결축부(110)에 분산상태로 피스톤(100) 방향으로 전달되게 하면서 연결축부(110)의 내구성 감소를 방지한 상태로 피스톤(100)을 통한 치즐의 타격력 전달이 안정적으로 이루어지게 한다.This, the connecting
그리고, 상기 연결축부(110)의 하측 테두리 외경 크기는 피스톤(100)의 외경 크기보다 작게 형성되어, 압축탄성체(120)의 하단을 피스톤(100)의 상단 테두리면에 안착상태로 배치되게 하면서 피스톤(100)의 하강으로 치즐 타격시, 관성에 따른 압축탄성체(120)의 압축이 안정적으로 이루어지게 함과 더불어 압축탄성체(120)의 압축력도 피스톤(100)의 하강 방향으로 안정적으로 전달되게 하면서 피스톤(100)을 통한 치즐의 타격력 전달 및 압축력 전달이 안정적으로 이루어지게 한다. 이때, 피스톤(100)의 상단 테두리면에는 압축탄성체(120)의 하단 부분을 일부 삽입상태로 걸림되게 하면서 압축탄성체(120)의 압축시 압축탄성체(120)가 피스톤(100)의 상단 부분에서 이탈하는 것을 방지할 수 있게 하는 걸림삽입홈(102)이 형성될 수 있다. 또한, 연결축부(110)의 상측 테두리에는 연결축부(110)의 상단 테두리로부터 연결축부(110)에 수직한 방향 외측으로 돌출되게 형성된 이탈방지단(111)이 형성된다. 이러한, 이탈방지단(111)은 연결축부(110)의 외측에 삽입 배치되는 압축탄성체(120)의 상단 테두리 부분을 걸림되게 하면서, 압축탄성체(120) 및 탄성스프링(130)이 연결축부(110)의 외측에 삽입 배치된 상태에서 압축상태에서 원상태로 탄성복원시 연결축부(110)에서 이탈하는 것을 방지한다.And, the lower edge outer diameter size of the connecting
또한, 상기 연결축부(110)의 외측면 둘레로 접촉삽입홈(112)이 형성된다. 이러한, 접촉삽입홈(112)은 연결축부(110)의 상하방향, 즉 연결축부(110)의 축방향으로 일정간격 이격되게 복수개가 형성된다. 그리고, 접촉삽입홈(112)은 연결축부(110)의 상측에서 하측 방향으로 갈수록 연결축부(110)의 외경이 커지도록 테이퍼 형태로 형성된다. 이같이, 접촉삽입홈(112)은 테이퍼 형태로 형성되면서 압축탄성체(120)의 내주면과의 접촉면적을 증대되게 함과 더불어 압축탄성체(120)가 연결축부(110)에 안정적인 고정상태로 삽입 배치한다. 따라서, 접촉삽입홈(112)은 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)의 압축시 연결축부(110)를 통해 피스톤(100)에 압축력이 안정적으로 분산 전달되게 하고, 압축탄성체(120)가 압축 후 원상태로 복원도 안정적으로 이루어질 수 있게 압축탄성체(120)의 내주면을 걸림 지지하는 역할도 한다. 또한, 접촉삽입홈(112)은 압축탄성체(120)의 내주면에 형성된 접촉돌기(121)를 대응되게 삽입할 수 있게 하면서, 압축탄성체(120)의 내측면이 연결축부(110)의 외측면에 삽입상태로 안정적인 결합이 이루어지게 한다. 이같이, 연결축부(110)의 접촉삽입홈(112)과 압축탄성체(120)의 접촉돌기(121)를 대응되게 배치할 경우, 압축탄성체(120)의 내주면이 연결축부(110)의 외주면 상에 일정위치를 유지되게 하면서 피스톤(100)의 하강에 의한 치즐 타격시, 압축탄성체(120)를 통한 연결축부(110)로의 압축력이 분산 전달되게 하면서 연결축부(110)의 응력 집중에 따른 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 한다.In addition, a
또한, 상기 연결축부(110)의 상단 면부 중심에는 축 방향 내측으로 연장되도록 흡수삽입홈(113)이 형성된다. 그리고, 흡수삽입홈(113)에는 탄성력을 가지는 보조흡수부재(114)를 삽입 구비할 수 있다. 이러한, 보조흡수부재(114)는 연성 및 탄성을 가지는 고무나 합성수지로 형성됨으로써, 피스톤(100)의 하강에 의한 치즐 타격시, 관성력에 의한 압축을 통한 압축력을 연결축부(110)에서 피스톤(100) 방향으로 전달되게 함과 더불어 일정시간이 경과한 후에는 피스톤(100)으로 전달되는 충격 반발력에 의해 원상태로 복원되면서 진동 및 소음을 줄일 수 있게 한다.In addition, an
상기 압축탄성체(120)는 유압에 의해 피스톤(100)을 하방으로 이동시켜 피스톤(100)의 하측이 치즐과 접촉되면서 치즐을 타격할 때 압축된 후 일정시간 경과 후 다시 원상태로 탄성복원되면서 치즐에 대한 타격력을 증대시킴과 더불어 치즐의 타격으로부터 발생된 진동 및 충격 반발력을 1차적으로 흡수하는 부분이다. 즉, 압축탄성체(120)는 유압에 의한 피스톤(100)의 하방 이동으로 치즐을 타격시, 관성력을 통해 치즐 방향으로 압축되면서 피스톤(100)의 상단에 압축력을 전달하고, 이를 통해 피스톤(100)을 치즐 방향으로 밀어 치즐과의 접촉시간을 증대되게 한다. 이같이, 압축탄성체(120)는 피스톤(100)으로 치즐 타격시, 피스톤(100)과 치즐의 접촉시간을 증대시켜 치즐에 대한 타격력을 증대되게 함과 더불어 피스톤(100)으로부터 발생하는 충격 반발력을 감소되게 한다. 더불어, 압축탄성체(120)는 압축된 상태에서 일정시간이 경과한 후, 즉, 관성력의 크기가 탄성복원력의 크기보다 작게 되는 시점에는 원상태로 탄성복원 운동하면서 피스톤(100)의 하단에서 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력을 흡수하면서 감소되게 한다. 이같이, 피스톤(100)의 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력이 감소될 경우, 피스톤(100) 외측면과 실린더 내벽 사이의 간격을 안정적으로 유지하여 피스톤(100)의 외측의 오일포켓(101)이 형성된 부분과 실린더 내벽의 접촉에 따른 내벽 손상을 방지함과 더불어 오일을 통한 유막이 형성되게 하면서 피스톤(100)이 실린더 내측에서 승강 이동이 안정적으로 이루어지게 한다.The compressive
이러한, 상기 압축탄성체(120)는 피스톤(100)으로 치즐의 타격시 관성력에 의해 압축되면서 피스톤(100) 방향으로 압축력의 전달이 이루어질 수 있도록 연결축부(110)의 외측에 삽입상태로 결합 설치한다. 여기서, 압축탄성체(120)는 피스톤(100)의 하방 이동으로 치즐 타격시, 관성력에 의해 압축된 후, 일정시간 경과 후에는 다시 원상태로 탄성복원하도록 탄성을 가지는 연질의 고무나 합성수지로 형성될 수 있다.This, the compressive
그리고, 상기 압축탄성체(120)는 연결축부(110)의 외측에 삽입배치할 수 있도록 양단을 개방시킨 관 형태를 가진다. 이때, 압축탄성체(120)의 내주면은 연결축부(110)의 외측면에 대응되게 삽입 결합될 수 있도록 상측에서 하측으로 갈수록 내경 크기가 커지도록 형성된다. 또한, 압축탄성체(120)의 내주면에는 연결축부(110)의 접촉삽입홈(112)에 대응되게 삽입되도록 복수의 접촉돌기(121)가 돌출되게 형성됨으로써, 압축탄성체(120) 및 이후 설명될 탄성스프링(130)의 압축시 연결축부(110)를 통한 피스톤(100)으로의 압축력 전달이 안정적으로 전달되게 함과 더불어 압축탄성체(120)의 탄성복원시 연결축부(110)의 외주면 상에서 이탈방지단(111)으로 응력이 집중되는 것을 차단하면서 이탈방지단(111) 부분의 손상이 발생하는 것을 방지한다.And, the compressive
또한, 상기 압축탄성체(120)의 외주면에는 상측에서 하측 방향으로 계단형태의 다단부(122)가 형성될 수도 있다. 이러한, 다단부(122)는 압축탄성체(120)를 상측에서 하측 방향에 대해 탄성력을 다르게 하면서 압축탄성체(120)의 상측에서 하측 방향 위치에 상관없이 압축탄성체(120)의 압축력이 연결축부(110)로 분산 전달되게 할 수 있음과 더불어 작업자의 파지 또는 별도의 지그수단(도면미도시)를 통한 안정적인 고정을 가능하게 하면서 연결축부(110) 외측에 설치를 쉽게 할 수 있게 한다.In addition, a step-shaped
상기 탄성스프링(130)은 압축탄성체(120)를 탄성 지지하는 부분이다. 더불어, 탄성스프링(130)은 유압에 의해 피스톤(100)을 하방으로 이동시켜 피스톤(100)의 하측이 치즐과 접촉되면서 치즐을 타격할 때, 압축된 후 일정시간 경과 후 다시 원상태로 탄성복원되면서 치즐에 대한 타격력을 증대시킴과 더불어 치즐의 타격으로부터 발생된 진동 및 충격 반발력을 2차적으로 흡수하는 부분이다. 즉, 탄성스프링(130)은 앞서 설명한 압축탄성체(120)와 마찬가지로 유압에 의한 피스톤(100)의 하방 이동으로 치즐을 타격시, 관성력을 통해 치즐 방향으로 압축되면서 피스톤(100)의 상단에 압축력을 전달하고, 이를 통해 피스톤(100)을 치즐 방향으로 밀어 치즐과의 접촉시간을 증대되게 한다. 이같이, 탄성스프링(130)은 피스톤(100)으로 치즐 타격시, 치즐 방향으로 압축되는 압축탄성체(120)의 압축지속 시간을 증대시키고, 이를 통해 피스톤(100)과 치즐의 접촉시간을 더욱 증대시켜 치즐에 대한 타격력을 증대되게 함과 더불어 피스톤(100)으로부터 발생하는 충격 반발력을 감소되게 한다. 더불어, 탄성스프링(130)은 압축된 상태에서 일정시간이 경과한 후, 즉, 관성력의 크기가 탄성복원력의 크기보다 작게 되는 시점에는 원상태로 탄성복원 운동하면서 피스톤(100)의 하단에서 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력을 흡수하면서 감소되게 한다.The
이러한, 상기 탄성스프링(130)은 피스톤(100)으로 치즐의 타격시 관성력에 의해 압축되면서 피스톤(100)으로 압축력의 전달이 이루어질 수 있도록 연결축부(110)의 외측에 배치되도록 압축탄성체(120)의 내부에 삽입상태로 결합 설치한다. 보다 바람직하게는 탄성스프링(130)은 압축탄성체(120)의 내측에 일체상태로 결합 배치되도록 압축탄성체(120)를 금형에 의한 성형시 금형 상에 위치시킨 상태에서 일체상태로 성형이 이루어지게 한다.Such, the
여기서, 상기 탄성스프링(130)은 연결축부(110)의 외측을 감싸는 상태로 배치할 수 있도록 코일형의 스프링 구조를 가진다. 그리고, 탄성스프링(130)은 연결축부(110)의 삽입 배치시, 연결축부(110)의 상측에서 하측 방향으로 갈수록 내경크기가 커지게 형성된다. 이같이, 탄성스프링(130)은 연결축부(110)의 길이방향을 기준으로 상측에서 하측 방향으로 갈수록 내경크기가 커지게 형성하고, 이를 통해 탄성력이 연결축부(110)의 하측으로 갈수록 약해지도록 한 바, 압축탄성체(120)를 통한 압축시간이 상부에서 하부로 갈수록 길어지게 하여, 유압에 의한 피스톤(100)의 하방 이동으로 치즐 타격시, 관성력에 의해 압축되면서 피스톤(100)의 상단에 안정적인 압축력을 전달하여 치즐에 대한 타격력을 증대되게 한다.Here, the
이같이, 상기 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)은 유압에 의한 피스톤(100)의 하방 이동을 통한 치즐 타격시, 관성력에 의해 압축되면서 연결축부(110)를 통해 피스톤(100)의 상단에 하단 방향으로 압축력을 전달하여 치즐에 대한 타격력을 증대되게 한다. 또한, 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)은 유압에 의한 피스톤(100)의 하방 이동을 통한 치즐 타격시 발생되는 압축력을 통해 피스톤(100)과 치즐의 접촉시간을 증가시켜 피스톤(100) 상단으로의 충격 반발력 전달을 감소시킴과 더불어 압축상태에서 원상태로 탄성 복원운동하면서 치즐 타격시 피스톤(100)의 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력을 흡수할 수 있게 한다. 이때, 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)은 서로 다른 비중, 즉 연성을 가지는 압축탄성체(120)의 비중보다 금속으로 이루어진 탄성스프링(130)의 비중이 높으므로 탄성스프링(130)의 운동에너지도 높아지게 된다. 따라서, 피스톤(100)으로 치즐의 타격시, 관성력에 의해 압축탄성체(120)과 탄성스프링(130)의 서로 다른 압축력이 연결축부(110)를 통해 각각 피스톤(100)의 상단에서 하단으로 전달되게 하면서 피스톤(100)에 의한 치즐의 타격을 안정적으로 증대시킬 수 있게 한다.In this way, the compression
또한, 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤은, 압축탄성체(120) 외측에 탄성을 가지는 링 형태의 보조압축부재(도면미도시)를 삽입 구비할 수도 있다. 이러한, 보조압축부재는 압축탄성체(120) 및 탄성스프링(130)의 압축시, 압축탄성체(120)의 외주면을 지지하면서 압축탄성체(120)의 터짐을 방지함과 더불어 압축탄성체(120)가 연결축부(110)에서 이탈하지 않도록 안정적인 고정상태를 유지할 수 있게 한다. 또한, 보조압축부재는 압축탄성체(120) 및 탄성스프링(130)의 압축시, 피스톤(100) 방향으로 압축력 전달이 안정적으로 이루어지게 하면서 피스톤(100)으로 치즐 타격시 치즐에 대한 타격력을 안정적으로 증대시킬 수 있게 한다. 여기서, 보조압축부재는 압축탄성체(120) 외측으로의 설치를 쉽게할 수 있게 함과 더불어 압축탄성체(120) 및 탄성스프링(130)의 압축 및 원상태로의 복원이 안정적으로 이루어질 수 있도록 일측에 내외측을 연결하는 개방부가 형성된 구조를 가질 수 있다.In addition, the piston for a hydraulic breaker according to an embodiment may be provided with an auxiliary compression member (not shown) in the form of a ring having elasticity inserted outside the compression
도 6은 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤(100)의 치즐 타격시 응력상태를 나타낸 시뮬레이션 이미지로서, 유압에 의해 하방으로 이동하는 피스톤(100)이 치즐을 가격하고, 치즐이 500t 두께의 타격판(철판)을 타격할 때이다. 이때, 피스톤(100)이 치즐을 가격하면 피스톤(100)은 운동 에너지를 상실하고 압축응력을 받게 된다. 이때, 피스톤(100)은 1/1000초간 치즐과 분리되며, 3/1000초의 정지시간을 가지고, 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)의 관성에 의한 압축 지속시간이 1/30초를 가지게 된다. 이러한, 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)의 관성에 의한 압축은 치즐의 압축반발로 인해 발생하는 피스톤(100)의 2차 압축 시간에도 지속적으로 압축되어, 피스톤(100)과 치즐이 분리되는 것을 방지하면서 피스톤(100)의 충격 반발력에 의한 떨림을 방지하고, 치즐의 타격력을 증대시킨다. 이같이, 피스톤(100)으로 전달되는 충격 반발력을 감소시켜 굴삭기의 아암과 붐으로 전달되는 충격도 줄일 수 있음은 알 수 있다.Figure 6 is a simulation image showing the stress state when hitting the chisel of the
이와 같이, 구성되는 일 실시예에 따른 유압브레이커용 피스톤의 치즐 타격시 발생하는 진동 및 충격 반발력의 흡수 작용을 설명하면 다음과 같다.As described above, the absorption action of vibration and shock repulsive force generated when the chisel strikes of the piston for a hydraulic breaker according to an embodiment configured as described above will be described.
먼저, 유압에 의해 피스톤(100)이 하방으로 이동하면 피스톤(100)의 하단이 치즐의 상단을 타격하게 된다.First, when the
이때, 상기 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)은 관성력에 의해 압축상태로 피스톤(100)을 하방으로 눌러주게 되고, 이를 통해 피스톤(100)의 하단과 치즐의 접촉시간을 증가시켜 치즐을 통한 타격력을 증대시킨다.At this time, the compressive
이로 인해, 치즐로부터 피스톤(100)으로 전달된 진동 및 충격 반발력은 1차 감소되고, 연결축부(110)로 전달된 진동 및 충격 반발력은 압축탄성체(120) 및 탄성스프링(130)의 원상태로 탄성 복원운동 하면서 진동 및 충격 반발력을 2차 흡수되게 하고, 이를 통해, 굴삭기 아암과 붐으로의 진동 및 충격 반발력 전달도 감소킬 수 있게 한다.Due to this, the vibration and impact repulsive force transmitted from the chisel to the
이와 같은, 일 실시예의 유압브레이커용 피스톤은, 실린더 내측에서 유압에 의한 피스톤(100)의 하방 이동으로 치즐 타격시, 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)이 관성력에 의해 압축되면서 피스톤(100)으로 압축력을 전달하여 피스톤(100)이 치즐과 접촉시간을 증대시킨 상태로 밀림되게 하여, 치즐을 통한 타격력을 증대되게 한다. 이를 통해 치즐 타격시 피스톤(100)의 상단으로 전달되는 진동 및 충격 반발력을 감소되게 하고, 피스톤(100)의 상단으로 전달된 진동 및 충격 반발력은 압축탄성체(120)와 탄성스프링(130)이 압축상태에서 원상태로 탄성 복원운동하면서 흡수되게 하는 바, 굴삭기 아암과 붐으로 진동 및 충격 반발력의 전달을 최소화되게 한다.As such, the piston for a hydraulic breaker of one embodiment is a
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
100: 피스톤
101: 오일포켓
102: 걸림삽입홈
110: 연결축부
111: 이탈방지단
112: 접촉삽입홈
113: 흡수삽입홈
114: 보조흡수부재
120: 압축탄성체
121: 접촉돌기
122: 다단부
130: 탄성스프링100: piston 101: oil pocket
102: engaging insertion groove 110: connecting shaft portion
111: separation prevention end 112: contact insertion groove
113: absorption insertion groove 114: auxiliary absorption member
120: compressed elastomer 121: contact protrusion
122: multi-end 130: elastic spring
Claims (5)
상기 피스톤의 상단으로부터 상측으로 연장 형성된 연결축부와;
상기 연결축부의 외측에 삽입 설치하며, 피스톤의 하강으로 치즐 타격시, 관성에 의해 치즐 방향으로 압축되면서 피스톤을 치즐 방향으로 밀어 치즐에 대한 타격력을 증대시키는 연질의 압축탄성체; 및
상기 연결축부의 외측에 배치되도록 압축탄성체의 내부에 설치하여, 압축탄성체를 탄성 지지함과 더불어 피스톤의 하강으로 치즐 타격시, 관성에 의해 치즐 방향으로 압축되는 압축탄성체의 압축 지속시간을 증대시키는 코일형의 탄성스프링;을 포함하는 유압브레이커용 피스톤.In the piston for a hydraulic breaker installed inside the cylinder of the hydraulic breaker, lifting and lowering by hydraulic pressure to hit the chisel,
a connecting shaft portion extending upwardly from the upper end of the piston;
a soft compressive elastic body inserted and installed on the outside of the connecting shaft portion and for increasing the striking force against the chisel by pushing the piston in the chisel direction while being compressed in the chisel direction by inertia when the chisel is struck by the descending of the piston; and
Coil for increasing the compression duration of the compressed elastic body that is compressed in the chisel direction due to inertia when the chisel is struck by the descent of the piston and installed inside the compressive elastic body to be disposed on the outside of the connecting shaft part. Piston for hydraulic breaker including; elastic spring of the type.
상기 연결축부는 상측에서 하측으로 갈수록 외경이 커지도록 형성되며,
상기 연결축부의 하측 테두리 외경 크기는 피스톤의 외경 크기보다 작게 형성되고,
상기 연결축부의 상측 테두리에는 압축탄성체의 상단 부분을 걸림시키도록 외측으로 돌출된 이탈방지단이 형성된 유압브레이커용 피스톤.The method according to claim 1,
The connecting shaft portion is formed such that the outer diameter increases from the upper side to the lower side,
The outer diameter of the lower edge of the connecting shaft is formed smaller than the outer diameter of the piston,
A piston for a hydraulic breaker in which a separation prevention end protruding outward to catch the upper end of the compression elastic body is formed on the upper edge of the connecting shaft portion.
상기 연결축부의 외측면에는 상하방향으로 일정간격 이격되게 복수의 접촉삽입홈이 형성되고,
상기 압축탄성체의 내주면에는 접촉삽입홈에 대응되게 삽입되도록 접촉돌기가 돌출 형성된 유압브레이커용 피스톤.The method according to claim 1 or 2,
A plurality of contact insertion grooves are formed on the outer surface of the connecting shaft portion to be spaced apart from each other at regular intervals in the vertical direction,
A piston for a hydraulic breaker in which a contact protrusion is formed so as to be inserted into the contact insertion groove corresponding to the contact insertion groove on the inner circumferential surface of the compressed elastic body.
상기 탄성스프링의 내경 크기는 연결축부의 상측에서 하측 방향으로 갈수록 커지게 형성된 유압브레이커용 피스톤.The method according to claim 1,
The size of the inner diameter of the elastic spring is a piston for a hydraulic breaker formed to increase from the upper side to the lower side of the connecting shaft.
상기 접촉삽입홈은 연결축부의 상측에서 하측방향으로 갈수록 연결축부의 직경이 커지도록 테이퍼 형태로 형성된 유압브레이커용 피스톤.4. The method according to claim 3,
The contact insertion groove is a piston for a hydraulic breaker formed in a tapered shape so that the diameter of the connecting shaft portion increases from the upper side to the lower side of the connecting shaft portion.
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