KR920001602B1

KR920001602B1 - 충격장치

Info

Publication number: KR920001602B1
Application number: KR1019880001836A
Authority: KR
Inventors: 시게루 미야가와
Original assignee: 야마다 주우끼 가부시끼가이샤; 야마다 사꾸지
Priority date: 1987-02-21
Filing date: 1988-02-20
Publication date: 1992-02-20
Also published as: KR880009739A; EP0280195A2; JPS642878A; AU598102B2; JPH0763944B2; EP0280195A3; AU1192088A

Abstract

내용 없음.

Description

충격장치

제1도는 충격작동 시작시의 본 발명에 따른 충격장치의 종단면도.

제2도는 본 발명에 따른 충격장치의 주요부의 확대 종단면도.

제3도는 제2도의 III-III선을 따른 단면도.

제4도는 제2도의 IV-IV선을 따른 단면도.

제5도는 공구 제거 작동시의 본 발명에 따른 충격장치의 종단면도.

제6도는 본 발명에 따른 다른 충격장치의 주요부의 종단면도.

제7도는 제6도의 Ⅶ-Ⅶ선을 따른 단면도.

제8도는 작동 공구를 다른 것으로 바꾼 충격장치의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 충격장치 2 : (원통형)하우징

3 : 엔진 5 : 고정 실린더

8 : 가동실린더 12 : 자유 피스톤

13 : 해머로드(rod) 15 : 상부통기포트

16 : 하부통기포트 18 : 치즐(작업공구)

21 : 상부압축챔버 22 : 하부압축챔버

25 : 보스(boss)부 28 : 엔드캡(end cap)

30 : 측면장착보어 32 : 중앙구멍

34 : 공구홀더 37 : 공구홀딩장치

38 : 외부 혼상형 플랜지 45 : 편심 장착부

46 : 스토퍼핀 47 : 레버

48 : 호상요부(recess) 50 : 스프링

51 : 볼 52 : 로킹요부(recess)

본 발명은 콘크리트 구조물과 경화된 아스팔트 구조물 같은 고형체를 부수기 위하여 사용되는 충격장치에 관한 것이다.

일반적으로, 충격장치(percussion apparatus) 또는 콘크리트 브레이커(concrete breaker)는 그 하단부에 전체 공구 홀딩부가 있는 수직으로 뻗은 원통형 하우징, 하우징의 공구 홀딩부에서 지지되며, 제한된 범위내에서 하우징의 축선방향을 따라 움직일 수 있는 작동공구 또는 치즐(chisel), 및 하우징내에서 축선방향으로 왕복운동을 하면서 헤드를 반복해서 치는 공기식 또는 기계적 해머(hammer)로 이루어진다.

작동시에, 치즐로 작업부분을 누르고, 작업부분이 균열될때까지, 해머로 반복해서 치즐을 친다.

균열이 생기기전에는 치즐에 가해진 충격력이 작업부분으로부터의 반동력과 균형을 이루어서, 치즐이 하우징의 공구 홀딩부에 대하여 균형잡힌 축선위치를 취한다.

그러나, 작업부분에 균열이 생기면, 작업부분으로부터의 반동력이 갑자기 사라져서, 치즐이 치즐상에 구비되거나 공구홀딩부에 구비된 스토퍼에 의해서 공구 홀딩부에서는 이탈하지는 못할지라도 이동 하한치까지 치즐을 나아가게 한다.

이 상태에서 치즐을 해머로 헛되이치면, 모든 충격에너지는 하우징에 통합된 공구 홀딩부로 전달된다. 또한, 치즐로 작업부분을 누르기 전에 해머가 왕복운동을 시작할때에도 유사한 상황이 발생된다.

따라서, 하우징 및 공구 홀딩부는 그러한 충격 에너지를 견딜 수 있을 만큼 큰 벽두께를 가져야만 하며, 그렇게 되면 장치의 전체 중량이 증가하게 된다.

전술한 문제점의 관점에서, 미합중국 특허 제4,103,747호에는 치즐이 작업부분을 누르고 있지 않을때에 해머로 치즐을 헛되이 치는 것을 피하는 충격장치가 기술되어 있다.

특히, 전술한 특허에 따른 충격장치는 수직으로 뻗은 원통형 하우징의 하단부에 설치된 공구 가이드를 구성하고 있으며, 치즐은 공구 가이드의 상부면 위로 치즐의 헤드가 돌출하는 상부위치와, 공구 가이드 상부면 아래에 치즐의 헤드가 위치하는 하부 위치 사이에서 수직으로 운동할 수 있도록 공구 가이드내에서 미끄러지기에 적합하게 되어 있다.

치즐로 작업부분을 누르면, 치즐 헤드는 계획된 작업부분을 부수기 위하여 해머로 치도록 공구 가이드 상부면위로 올려진다.

예를들어, 작업부분에 균열이 생기면 치즐 헤드는 치즐무게에 의해 공구 가이드 상부면 아래로 내려가서, 해머는 더 이상 치즐 헤드를 치지않게 된다.

전술한 미합중국 특허에 따른 충격장치는 헛된 충격을 피할 수 있는 반면에 후술하는것과 같은 새로운 문제점을 일으킨다.

작업부분이 점착성을 가지는 경우, 균열이 생기기 직전에 해머에 의해 전달된 마지막 충격이 균열이 생긴 작업부분속으로 치즐을 깊이 박아넣게 한다.

균열이 생겼음에도 불구하고, 작업부분이 그 점착성으로 인해 여러 조각들로 나뉘어지지 않게 되어 치즐이 불완전하게 균열된 작업부분에 견고하게 잡혀있게 된다.

일단 이러한 일이 발생하면 조작자는 “충격장치의 전체 중량을 지탱하는데 필요한 힘+작업부분으로부터 억류된 치즐을 풀어주는데 필요한 힘”으로 치즐을 수동을 뽑아내야만 한다. 이러한 힘은 장치의 전체 중량이 비교적크므로 대단히 크다.

억류된 치즐을 점착성이 있는 작업부분으로부터 쉽게 제거하려면, 치즐을 하한 위치에서 진동시키는 것이 바람직하다. 그러나, 진동시키기 위하여 하한 위치내의 치즐을 해머로 치게 한다면, 공구 가이드 또는 홀더에 큰 충격이 전달되므로, 공구 가이드는 충격에 견딜만큼 충분히 강해야만 한다. 따라서, 그러한 장치는 장치의 중량을 증가시키게 되어 문제점을 해결할 수 없게 된다.

동일 출원인의 일본 특개소 61-100380호에는 해머가 수직으로 왕복운동하는 수직으로 뻗은 하우징, 하우징 하단부에 제거 가능하게 설치도며, 중앙구멍이 형성되어 있는 바닥벽이 있는 원통형 엔드 캡, 및 엔드 캡의 중앙구멍내를 미끄러지기에 알맞게 되어 있으며, 하우징과 동축선인 축선 방향 구멍이 있는 슬라이더(공구 홀더)로 이루어지는 다른 형태의 충격장치가 기술되어 있다.

또한, 슬라이더에는 엔드 캡의 원통형 벽과 미끄러질 수 있게 접하는 외부 환상형 플랜지가 있다. 슬라이더 플랜지와 엔드 캡의 바닥벽 사이에는 환상형 탄성부재가 삽입되어 있다.

치즐은 축선방향 구멍을 통해서 하우징내로 뻗어서 왕복 운동하는 해머에 의해서 때려진다. 치즐의 중간부분에는 슬라이더의 환상형 플랜지 위에 위치하는 환상형 스토퍼 플랜지가 형성되어 있다. 하우징의 하단부와 치즐 플랜지 사이의 엔드 캡내에는 압축 스프링이 설치되어서 슬라이더 플랜지에 인접한 아래로 치즐 플랜지를 누른다.

치즐이 치즐 플랜지가 슬라이더에 인접하여 있는 하한위치에 있으면 해머는 치즐헤드를 칠 수 있다. 그렇게해서, 치즐을 치면 치즐 플랜지와 슬라이더를 경유하여 탄성부재의 압축 및 복원이 이루어진다.

그 결과, 치즐이 진동하여, 충격이 탄성부재에 의해 완화되는 동안, 점착성의 작업부분으로부터 치즐을 쉽게 제거할 수 있다.

그러나, 치즐 플랜지가 슬라이더의 축선방향 보어보다 직경이 크므로, 하우징 하단부에서 엔드 캡을 제거 하지 않고는 엔드 캡으로부터 치즐을 제거할 수 없으므로, 치즐을 교체하는데 상당한 시간이 필요하다.

또한, 하우징으로부터 제거된 엔드 캡 위로부터 슬라이더의 축선방향 보어내로 치즐을 삽입하여서 치즐을 설치한다. 따라서, 크기가 치즐의 생크 직경보다 큰 치즐 팁(tip)을 가진 치즐을 설치할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은 전술한 일본 특개소 61-100380호의 장점을 유지하면서, 작동공구(또는 치즐)의 교체를 쉽게하며, 공구의 생크 직경보다 팁 크기가 큰 작동공구를 다양하게 사용할 수 있는 충격장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따라 제공된 충격장치는 축선방향이 수직인 원통형 하우징; 한정된 범위내에서 하우징의 축을 따라 움직일 수 있도록 하우징의 하단부에 지지되는 생크와, 하우징내에 위치하는 헤드를 가지는 작동공구; 공구가 한정된 범위내의 축선방향 위치에 있을 때 작동공구의 헤드를 반복해서 쳐서 하우징내에서 축선방향으로 왕복운동시키는 해머장치; 하우징 하단부에 제거 가능하게 설치된 원통형 벽과, 하우징과 동축선인 구멍이 형성된 바닥벽을 가지는 엔드 캡; 엔드 캡 바닥벽의 구멍내에 미끄러질 수 있게 끼워지며, 작동 공구의 생크를 수용하기 위하여 하우징과 동축석인 축선 방향 보어가 형성되어 있으며, 엔드 캡내에 설치된 외부 환상형 플랜지가 있는 공구홀더; 엔드 캡에 대해 공구홀더가 아래로 미끄러지듯 움직일 때 그에 의해 압축되는 공구홀더의 환상형 플랜지 아래에 설치된 하부 탄성부재; 및 공구홀더의 환상형 플랜지위에 설치된 상부 탄성부재로 이루어지며, 상부 탄성부재는 공구홀더가 엔드 캡에 대해 위로 미끄러지듯 움직일 때 그에 의해 압축되도록 공구 홀더의 환상형 플랜지와 직접 접하며, 공구홀더의 하부는 엔드 캡 외부에 있으며, 공구홀딩 장치는 홀더의 하부상에 설치되어서, 작업공구가 한정된 범위내에서 하우징의 축선방향으로 움직일 수 있도록 하는 동안은 작동 공구가 홀더에서 이탈하지 못하게 하는 제1상태와, 작동 공구가 홀더에서 완전히 제거되도록 하는 제2상태를 선택하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구체적 실시예에 따라서, 공구 생크에는 상부 스토퍼면과 하부 스토퍼면에 의해 경제가 지워지는 커트아우트(cutout)가 형성되어 있고; 공구 홀딩장치는 홀더 하부내에 형성되어 부분적으로 겹쳐지는 관계로 홀더의 축선방향 보어로 수직으로 뻗어있는 측면 장착 보어 및, 측면 장착보어내로 삽입되어 공구 생크의 커트 아우트내로 부분적으로 튀어 나온 스토퍼 핀으로 이루어지며, 스토퍼핀은 상부 및 하부 스토퍼 면에 걸릴 수 있게 되어있다.

스토퍼 핀에는 핀이 회전할 때 축선방향 보어와 동일평면이 되는 요부(recess)가 형성되어 있다. 이러한 방법으로, 스토퍼 핀을 회전시켜서 간단히 제1 및 제2상태를 선택할 수 있다.

스토퍼핀의 한쪽끝에는 핀의 회전을 쉽게 하기 위하여 레버가 구비되어 있다. 첨부도면을 참조하면서 구체적 실시예로서 본 발명을 설명하면 다음과 같다; 제1도에서 충격장치(1)는 수직으로 뻗은 원통형 하우징(2)과, 원통형 하우징(2) 상단부 상에 설치된 엔진(3)을 포함한다.

엔진(3)은 통상의 2-사이클 개솔린 엔진일 수 있다. 물론 엔진은 충격장치의 휴대성을 제한하는 전기선이나 공기 튜브를 필요로 하는 전기 또는 압축 공기식 모타로 대체할 수 있다.

하우징(2)에는 고정 실린더(5)가 설치된 원통형 본체부(4)가 있다. 실린더(5) 상부는 내부가 크랭크실(6)과 통해있는 상부 실린더 챔버(7a)가 되고, 반면에 실린더 하부는 하부 실린더 챔버(7b)가 된다.

고정 실린더(5)내에는 크랭크실(6)내에 수용된 회전식 디스크(9) 및 커넥팅 로드(10)를 포함하는 공지의 크랭크 메카니즘(11)과 연결된 가동 실린더가(8)가 설치되어 있다. 따라서, 가동 실린더(8)는 디스크(9)가 회전함에 따라 그 축선방향으로 고정 실린더(5)내에 미끄러지듯 왕복 운동을 한다.

디스크(9)는 예를들어, 약 1000rpm의 정해진 회전 속도로 공지의 감속기어(도시하지 않음)를 경유하여 엔진에 의해 회전구동된다. 고정 실린더(5)는 상부 통기포트(15)와 하부 통기포트(16)로 형성된다.

이들 통기포트들은 가동 실린더(8)의 왕복운동에 따라 공기가 통기포트들을 통해 상부 및 하부 실린더 챔버(7a)(7b)내로 유입되고 빠져 나가는 방법으로 하우징 본체부(4)와 고정 실린더(5) 사이에 형성된 환상형 스페이스(17)로 통한다.

이러한 방법으로 공기 압축 및 상부 및 하부 실린더 챔버(7a)(7b) 내에서이 부압 발생이 가동 실린더(8)의 고속 왕복운동이 가능하도록 제한될 수 있다.

자유 피스톤(12)은 그의 축선방향으로의 왕복운동을 위하여 가동 실린더(8)내에 미끄러질 수 있게 설치되어 있다. 피스톤의 하단부는 가동 실린더(8)의 바닥면에 형성된 개구부(14)를 지나 아래로 뻗어 해머 로드(13)로서 사용되도록 면의 넓이가 감소되어져 형성되어 있다.

해머로드(13)는 자유 피스톤(12)이 아래로 움직일 때 작동공구 또는 치즐(18)을 강력하게 때리기에 적합하도록 되어 있고, 다음에 상세히 기술한다. 0-링(19)들이 자유 피스톤(12)의 외부 원주면 상에 설치되어 자유 피스톤(12)과 가동 실린더(8) 사이의 공기가 새지않도록 밀봉시킨다.

또한, 개구부(14)의 원주면상에 끼워 맞추어진 0-링(20)들에 의해 개구부(14)와 해머로드(13) 사이의 공기가 새지않도록 밀봉되어 진다. 따라서, 가동실린더(8)의 내부 공간은 자유 피스톤(12)에 의해서 각각 피스톤의 위와 아래의 밀봉된 상부 및 하부 압축챔버(21)(22)로 나뉘어진다.

가동 실린더(8)가 왕복운동하면, 상부 및 하부챔버(21)(22)는 자유 피스톤(12)의 움직임에 따른 관성 지연(inertial delay)으로 인해서 교대로 압축된다. 상부 압축 챔버(21)내에서 공기 압축되면 자유 피스톤(12)이 치즐(18)을 치기위해 아래로 이동하게 된다. 반대로, 하부 압축 챔버(22)내에서 연이어 공기 압축되면 자유 피스톤이 위로 이동하게 된다.

제1도에 도시된 구체적 실시예에서, 가동 실린더(8)의 원통형 벽에는 상부 압축챔버(21)내로 공기를 유입시켜 자유 피스톤(12)이 이들 포트들을 지나서 내려갈 때 부압이 발생하지 못하게 하여 자유 피스톤이 아래로 움직이는 것을 방해하지 못하게 하는 상부 압력 조절 포트(23a)가 형성되어 있다.

또한, 가동 실린더(8)의 원통형 벽에는 하부 압축 챕버(21)내로 공기를 유입시켜 피스톤이 이들 포트들을 지나서 올라갈때 부압이 발생하지 못하게 하여 피스톤이 위로 움직이는 것을 방해하지 못하게 하는 하부 압력 조절포트(23b)가 형성되어 있다.

이러한 목적을 위하여, 압력 조절 포트(23a)(23b)들을 고정 실린더(5)내에 형성된 중간 통기포트(5a)를 통해서 환상형 스페이스(17)로 통해 있다.

원통형 하우징(2)의 하단부에는 제2도 및 제3도에 상세히 도시된 바와같이 치즐(18)의 생크(18a)가 미끄러질 수 있게 삽입되어진 면이 좁혀진 보스부(25)가 형성되어 있다.

특히, 하우징(2)과 동축인 관통 보어(24)가 있는 부시(bush)(26)가 보스부(25)내에 끼워지고, 치즐 생크(18a)가 부시(26)내로 미끄러질 수 있게 끼워져 있다. 엔드 캡(28)이 하우징 본체부(4)의 하단부 상에 제거 가능하게 끼워진다.

특히, 엔드 캡(28)에는 하우징 본체부(4)의 하단부 상에 형성된 외부 나사(27)에 나사 물림시키기 위하여 그 상단부에 내부 나사(29)가 형성된 원통형벽(31)이 있다. 또한, 엔드 캡(28)에는 또한 하우징(2)과 동축 선인 중앙구멍(32)이 형성된 바닥벽(33)이 있다. 중앙구멍(32)은 하우징(2)의 보스부(25)보다 그 직경이 크다.

도시된 구체적 실시예에 따라서, 하우징의 보스부(25)는 그 외부 단면이 육각형으로서(제3도 도시) 엔드 캡(28)의 바닥면(33)에 해당하는 위치까지 아래로 뻗어있다.

하우징(2)의 보스부(25)상에 미끄러질 수 있게 끼워진 상부 원통형 부분(35a)과, 치즐의 생크(18a)를 수용하기 위하여 하우징(2)과 동축선방향의 보어(36)이 형성된 면의 넓이가 좁혀진 하부 원통형 부분(35b)이 있는 공구 홀더(34)가 엔드 캡(28)의 중앙구멍(32)을 통해 뻗어 있다.

제2도 및 제3도에서, 공구 홀더(34)의 상부 원통형 부분(35a)의 내부 단면은 육각형으로서 하우징 보스부(25)에 꼭 맞게되어 있으며, 외부 단면은 원형으로서 엔드 캡(28)의 중앙구멍에 꼭맞게 되어 있다.

공구 홀더(34)의 상부 원통형 부분(35a)에는 캡의 원통형 벽(31)의 내부 원주면과 미끄러질 수 있게 접한 외부 환상형 플랜지(38)가 형성되어 있다.

따라서, 캡의 원통형 벽(31)과 하우징 보스부(25) 사이에 형성된 환상형 스페이스는 외부 환상형 플랜지(38)에 의해 상부 환상형 챔버(40)와 하부 환상형 챔버(41)로 나누어진다.

이들 환상형 챔버들(40)(41)은 각각 예를들어 플루오르(fluorine)를 함유한 고무로 제조된 환상형 탄성부재(42)(43)들로 채워진다.

공구 홀더(34)의 면의 넓이가 좁혀진 하부 원통형부분(35b)은 엔드 캡(28) 외부에 위치하며, 그 하단부에는 공구 홀딩 장치(37)를 장착하기 위하여 축선방향 보어(36)에 대해 편심되게 배치된 면의 넓이가 확장된 편심 장착부(45)가 형성되어 있다.

이러한 공구 홀딩장치(37)는 치즐(18)이 한정된 범위내에서 축선방향으로 움직이는 동안 치즐이 홀더(34)로부터 이탈되는 것을 방지하는 홀딩 모드와, 치즐이 홀더로부터 완전히 제거되도록 하는 해제 모드를 선택적으로 제공하도록 작용한다.

이러한 목적을 위해서, 치즐(18)의 생크(18a)에 상부 스토퍼 면(44a)과 하부 스토퍼면(44b)에 의해 경계가 지워지는 커트 아우트(44)가 형성되어 있다. 커트 아우트(44)는 소정의 수직 길이를 가지므로 치즐(18)을 축선방향으로 변위시킬 수 있다.

제2도 및 제4도에 도시된 바와같이, 공구 홀딩장치(37)는 축선방향보어(36)와 직각으로 부분적으로 겹쳐지는 관계인 공구홀더(34)의 편심장착부(45)내에 형성된 측면 장착 보어(30)내로 삽입된 스토퍼핀(46)을 포함한다.

스토퍼 핀(46)에는 치즐 생크(18a)의 커트 아우트(44)를 보완하는 호상(弧狀) 요부(recess)(48)가 형성되어 있다.

즉, 호상요부(48)는 스토퍼핀(46)이 적당히 회전할 때 축선방향 보어(36)의 원주면과 동일 평면이 된다.

스토퍼 핀(46)은 축선방향 보어(36)(제2도 및 제4도 도시)내로 부분적으로 돌출하여서, 두 스토퍼 면(44a)(44b)에 의해 정해지는 제한된 행정내에서 축선방향으로 움직이게 하는 동안은 상부 스토퍼면(44a)과 접촉하게 되는 스토퍼 핀에 의해 치즐(18)이 공구 홀더(34)에서 이탈되는 것이 방지된다.

반대로, 스토퍼 핀(46)이 호상 요부(48)와 축선방향 보어(36)을 동일 평면이 되도록 회전되면, 스토퍼 핀(46)은 더 이상 스토퍼 면(44a)(44b)을 방해하지 않아서, 치즐(18)의 제거 및 교체를 가능하게 해준다.

도시된 구체적 실시예에 따라서, 스토퍼 핀(46)의 한쪽 끝에는 회전을 쉽게하는 레버(47)가 구비되어 있다.

또한, 스토퍼 핀(46)은 레버(47)에 인접한 위치에 환상형홈(49)이 형성되어 있으며, 차례로 그 홈(49)에는 직경상 대면한 한쌍의 로킹(locking) 요부(recess)(52)가 형성되어 있다.

스프링(50)에 의해 편향된 볼(51)은 로킹 요부(52)중의 선택된 한쪽에 물리며, 스프링(50)은 측면 장착보어(30)에 수직으로 뻗은 바닥이 있는 구멍(39)내에 수용되어 있다.

두 로킹 요부(52)중의 하나는 축선방향 보어(36)내로 돌출한 스토퍼핀(46)의 회전 위치에 해당하며, 반면에 반대쪽의 로킹 요부(52)는 호상 요부(48)가 축선방향 보어(30)와 동일평면이 되는 다른 회전 위치에 해당한다.

따라서, 스토퍼 핀(46)은 볼(51)에 의해 주어지는 클릭(click)과, 로킹 요부(52)에 의해 회전 위치로 적당히 조정될 수 있다. 스토퍼 핀(46)은 측면 장착 보어(30)내로 삽입 및 제거될 수 있도록 되어있어 치즐(18)에 대하여 소정의 잠금 및 해제 기능을 제공한다.

이 경우에, 스토퍼 핀에는 호상 요부(48)가 제공될 필요가 없다.

공구 홀더(34)의 편심장착부(45)의 직경은 엔드 캡(28)의 중앙구멍(32)의 직경보다 다소 작아야 한다. 그러한 직경은 후술하는 바와같이, 공구 홀더(34)를 장착하는데 필요하다.

전술한 구체적 실시예에 따라서, 내부단면이 육각형인 홀더상부(35a)가 외부 단면이 역시 육각형인 하우징 보스부(25)상에 끼워지므로(제3도), 공구 홀더(34)가 하우징(2)에 대해 회전하지 않게 된다.

또한, 스토퍼 핀(46)이 치즐의 평평한 커트 아우트(44)면과 접하게 되므로(제4도), 치즐(18)이 공구 홀더(34), 즉 원통형 하우징(2)에 대해 회전하지 못하게 한다. 그러나, 공구 홀더(34)와 하우징 보스부(25)는 그 내부단면 및 외부 단면이 원통형이므로, 제각기 원통형 하우징(2)에 대해 치즐(18)이 회전할 수 있도록 되어 있다.

엔드 캡(28), 공구 홀더(34) 및 치즐(18)는 다음과 같은 방법으로 설치된다.

우선, 하부 탄성부재(42)를 엔드 캡(28)내에 위치시키고, 공구 홀더(34)를 외부 환상형 플랜지(38)가 하부 탄성부재(42) 위에 얹혀질때까지 위로부터 엔드 캡(28)내로 삽입한다.

그렇게 삽입하는 동안, 편심 장착부(45)의 직경이 중앙구멍(32)의 직경보다 다소 작으므로 편심 장착부(45)가 엔드 캡(28)의 중앙구멍(32)을 통과할 수 있다. 계속해서, 상부 탄성부재(43)를 공구 홀더(34)의 외부 환상형 플랜지(38) 위에 놓고, 엔드 캡(28)을 원통형 하우징(2)의 외부 나사(27)에 나사로 죈다.

마지막으로, 치즐(18)의 생크(18a)를 공구 홀더(2)의 축선방향 보어(36)와 부시(26)내로 아래에서부터 삽입하고, 치즐이 이탈되는 것을 방지하기 위하여 스토퍼 핀(48)을 측면 장착보어(30)내로 삽입한다.

사용후에 치즐(18)을 교체하려면, 레버(47)를 돌려서 호상 요부(48)가 축선방향 보어(36)와 동일 평면이 되게하여, 치즐을 제거한다. 계속해서, 제8도에 도시된 것과 같은 새로운 치즐(18′)을 축선방향 보어(36)내에 삽입하고, 레버(47)를 원위치로 돌린다.

이러한 방법으로, 전과같이 엔드 캡(28) 또는 공구 홀더(34)를 제거할 필요없이 매우 빨리 치즐들을 교체 할 수 있다.

제8도에 도시된 것과 같이, 새로운 치즐(18′)에는 치즐생크(18a′)의 직경보다 큰 폭을 가진 평평한 팁부분(18b′)이 구비되어 있다.

그러한 치즐도 아래로부터 공구 홀더(34)내에 삽입될 수 있기 때문에 엔드 캡(28)을 제거하지 않고서도 치즐을 장착할 수 있다. 충격장치는 다음과 같은 방법으로 작동한다.

[충격모드]

치즐(18)을 콘크리트 또는 아스팔트 포장도로 같은 작업부분(G)에 놓고, 엔진의 시동을 걸어, 드로틀 레버(throttle lever)(도시하지 않음)를 작동시켜 속도를 증가시킨다.

엔진은 엔진 속도가 소정치까지 증가할때만 디스크(9)로 엔진의 출력을 전달하는 기능을 하는 원심클러치(도시하지 않음)을 통해 회전식 디스크(9)에 연결할 수 있다.

따라서, 그러한 엔진 속도에서, 가동 실린더(8)는 크랭크 메카니즘(11)에 의해 수직으로 왕복운동하게 된다.

가동 실린더(8)가 하사점으로부터 위로 이동 압축하는 동안 자유 피스톤(12)이 위로 이동하여 관성지연을 일으킴에 따라 하부 압축 챔버(22)가 압축된다.

하부 압축 챔버(22)의 그러한 압축은 가동 실린더(8)가 상사점에 이를때가지 계속되며, 바로 직후에 자유피스톤(12)은 압축된 하부 압축 챔버(22)의 탄성 팽창에 의해 가동 실린더(8)에 대해 빠르게 위로 이동하기 시작한다.

가동 실린더(8)가 상사점을 지나서 아래로 움직이면, 상부 압축 챔버(21)가 위로 이동하는 자유 피스톤(12)과 아래로 움직이는 가동 실린더(8)의 운동 에너지에 의해 최대 범위로 압축된다.

상부 압축 챔버(21)가 최대로 압축된 후에, 즉시 자유 피스톤(12)이 최대로 압축된 상부 압축 챔버(21)의 극히 강한 팽창력에 의해 아래로 빠르게 가속된다.

자유 피스톤(12)의 해머 로드(13)는 피스톤(12)이 최대 속력으로 가속될 때 치즐(18)의 생크 헤드를 쳐서, 치즐(18)을 작업부분(G)으로 박아넣는다. 아래로 움직이는 자유 피스톤(12)의 최대 속력은 수십 m/s까지 도달할 수 있다.

자유 피스톤(12)으로 치즐(18)을 반복해서 치게되면 작업부분으로부터 약하게 반복적인 반동력을 수반하여 원통형 하우징(2)이 제1도 또는 제2도에 도시된 위치로부터 약간 들어 올려진다.

그 결과, 치즐(18)은 원통형 하우징(2) 또는 공구 홀더(34)에 대해 균형잡힌 위치를 취하고, 스토퍼 핀(46)은 두 개의 스토퍼 면(44a)와 (44b)의 중간에 위치한다. 그러므로, 자유 피스톤(12)의 해머 로드(13)에 의해 치즐(18)에 전달된 충격은 공구 홀더(34)로는 전달되지 않게 된다.

[공구 이탈모드]

자유 피스톤(12)으로 반복해서 충격을 가하면 결국은 치즐(18)이 작업부분(G)내로 깊게 관통하게 되어 균열이 형성된다. 일단 그러한 균열이 생기면, 치즐(18)로 전해지는 하향충격은 더 이상 작업부분(G)에서 받은 상향 반동력과 균형을 이룰 수 없게 되어, 치즐을 갑자기 앞으로 나아가게 한다. 작업부분이 균열의 형성에 의해 완전히 파편들로 나눠지면 문제가 생기지 않는다.

그러나, 작업부분이 예를들어 점착성으로 인해서 부서지지 않을 경우에, 치즐은 형성된 균열내에 단단히 박힐 것이다.

균열된 작업부분(G)내에 단단히 박힌 치즐(18)을 뽑기 위해서는, 종래에는 “장치의 전체 중량을 지지하기 위한 힘+작업부분으로부터 단단히 박힌 치즐(18)을 분리시키기 위한 힘”에 상당하는 힘으로 충격장치(1)를 수동으로 뽑아야만 했었다.

본 발명에 따라서, 후술하는 바와같이 자유 피스톤(12)의 운동 에너지를 이용하여 충격장치(1)의 중량을 지지하는 힘만으로 박힌 치즐을 균열된 작업부분으로부터 뽑아낼 수 있다.

제5도에서, 치즐(18)이 작업부분(G)내에 단단히 박혀있는 상태가 도시되어 있고, 치즐의 상부 스토퍼 면(44a)은 원통형 하우징(2)에 가해지는 수동으로 들어 올려지는 힘 때문에 스토퍼핀(46)에 물린 상태이다.

이러한 상황에서, 피스톤(12)의 해머로드(13)가 치즐(18)을 치면, 그에 따른 충격력이 상부 스토퍼 면(44a)과 스토퍼 핀(46)을 경유하여 공구 홀더로 전달되어서, 엔드 캡(28) 또는 원통형 하우징(2)에 대해 공구 홀더를 다소 떨어뜨리고, 떨어진 공구 홀더는 후에 홀더를 초기 위치로 되돌리기 위하여 탄성적으로 복구되는 하부 환상형 탄성부재(42)를 축선방향으로 누른다.

치즐(18)은 상부 스토퍼면(44a)과 스토퍼핀(46) 사이에 물려 공구 홀더와 함께 움직인다. 이러한 것은 피스톤(12)이 왕복운동하는 동안 치즐(18)이 강한 힘으로 축선방향으로 진동하는 것을 의미한다.

그러한 진동은 작업부분(G)이 매우 점착성일지라도 치즐을 작업부분(G)에 단단히 물린 상태로부터 풀어주는 역할을 한다. 그러므로, 충격장치를 지지하는데 필요한 힘만으로도 치즐을 작업부분으로부터 뽑아낼 수 있다.

전술한 작업공구를 뽑는 작업을 행하는 동안, 치즐(18)에 의해 움직이는 것은 공구홀더(34)뿐이다. 충격 장치 전체로서 비교해 보면, 공구 홀더(34)의 질량은 훨씬 작으므로, 작은 관성 질량을 제공한다.

그러므로, 충격이 치즐을 통해 홀더에 가해지면 홀더가 쉽게 움직이게 되어, 홀더는 단지 최소한의 인장응력만을 받게되어 큰 충격강도를 가질 필요가 없게 된다. 즉, 공구 홀더(34)가 하우징(2)과 통합되어 큰관성질량을 가진다면, 홀더(또는 하우징의 공구 홀딩부)는 충격에 대해 큰 인장응력을 받게 되어, 하우징 전체는 충격장치 전체 중량에서 받아들일 수 없을 정도의 증가를 초래하기에 충분할 만큼 강해야만 한다.

따라서, 독립하여 움직일 수 있는 공구 홀더의 장점은 상당히 크다고 할수 있다. 또한, 엔드 캡(28)의 하부 환상형 챔버(41)는 단지 수직 방향으로만 그 길이가 변하는, 완전히 하부 환상형 탄성부재(42)로 채워지는 폐쇄공간이다.

따라서, 하부 탄성부재(42)는 축선방향의 압력에 의해 전체적으로 균등하게 변형되어, 국부 변형을 통한 피로(fatigue)로 인한 짧은 시간동안의 손상을 입지않을 것이다.

전술한 바와같이, 본 발명에 따른 충격장치는 공구를 뽑는 작업을 쉽게할 수 있고, 유지 보수 및 공구교체가 구조상 간단하며, 전체 중량이 가벼우며, 또한 효과적으로 작업부분을 깰 수 있는 거이다.

제6도 및 제7도에는 공구 홀더(34)의 환상형 외부 플랜지(38)상에 받침 스프링(suspension spring)(54)이 설치되어 치즐(18″)로 작업부분(G)을 누를 때 홀더를 아래로 누르는 본 발명에 따른 제2의 구체적 실시예가 도시 되어있다.

스프링(54)의 스프링 상수는 충격장치의 전체 중량과, 치즐(18″)로 작업부분을 누를때 하부 실린더 챔버(7b)내로 치즐(18″)에 적당량 돌출되도록 조작자에 의해 가해지는 힘을 고려하여 선택된다. 받침 스프링(54)은 에너지를 흡수하므로 진동이 하우징(2)으로 전달되지 못하게 된다.

또한, 스프링(54)은 공구 홀더(34)가 치즐(18″)을 통해 작업부분(G)으로부터 받은 상향 반동력을 완화시켜서, 공구 홀더(34)의 외부 플랜지(38)가 하우징(2)과 강하게 충돌하지 않게 한다.

따라서, 하우징(2)과 공구 홀더(34)는 큰 충격강도가 필요치 않으므로 중량 감소에 기여한다.

제7도에 자세히 도시된 바와 같이 치즐(18″)의 생크(18a″)는 단면이 육각형인 공구 홀더(34)의 축선방향보어(36′)내에 끼여지는 역시 단면이 육각형인 중간부분(18c″)을 가진다.

이러한 방법은 치즐이 공구 홀더에 대해 회전하지 못하게 하는데 더욱 효과적이다. 물론, 스토퍼 핀(46)에는 치즐의 육각형 중간부분(18c″)을 보충하는 호상 요부(48′)가 있다.

본 발명은 기술된 구체적 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 방법으로 변형시킬 수 있다. 예를들면, 하부 원통형 부분(35a)이 공구 홀딩장치(37)를 장착하기에 충분한 벽 두께를 가진다면, 공구 홀더(34)에 확장된 편심 장착부(45)가 없어도 된다. 또한, 상부 및 하부 탄성부재들은 둘다 코일 스프링의 형태일 수 있다.

Claims

측선방향이 수직인 원통형 하우징(2) ; 한정된 범위내에서 하우징의 축선을 따라 움직일 수 있도록 하우징의 하단부에 지지되는 생크(18a)(18a′)(18a″)와, 하우징내에 위치하는 헤드를 가지는 작동공구(치즐)(18a)(18a′)(18a″) ; 공구가 한정된 범위내의 축선방향 위치에 있을 때 작동공구의 헤드를 반복해서 쳐서 하우징내에서 축선방향으로 왕복운동시키는 해머장치(13) ; 하우징 하단부에 제거 가능하게 설치된 원통형 벽(31)과, 하우징과 축선이 같은 중앙구멍(32)이 형성된 바닥벽(33)이 있는 엔드 캡(28) ; 엔드 캡 바닥벽의 구멍내에 미끄러질 수 있게 끼워져 있으며, 공구 생크를 수용하기 위하여 하우징과 같은 축선의 축선방향보어(36)(36′)가 형성되어 있으며, 엔드 캡내에 설치된 하부환상형 플랜지가 있는 공구 홀더(34) : 엔드 캡에 대해 공구 홀더가 아래로 미끄러지듯 움직일 때 그에 의해 압축되는 공구 홀더의 외부 환상형 플랜지(38) 아래에 설치된 하부 탄성부재(42) ; 및 공구 홀더의 환상형 플랜지 위에 설치된 상부 탄성부재(43)로 이루어진 충격장치에 있어서, 상부 탄성부재(43)는 공구 홀더가 엔드 캡(28)에 대해 위로 미끄러지듯 이동될 때 그에 의해 압축되도록 공구 홀더(34)의 외부 환상형 플랜지(38)와 직접 접하며, 공구 홀더의 하부 원통형 부분(35b)은 엔드 캡 외부에 있으며, 공구 홀딩장치(37)는 공구 홀더의 하부상에 설치되어서, 작업 공구((18)(18′)(18″)가 한정된 범위내에서 하우징(2)의 축선방향으로 움직일 수 있도록 하는 동안은 공구가 공구 홀더에서 이탈되지 못하게 하는 제1상태와, 공구가 홀더에서 완전히 제거되도록 하는 제2상태를 선택하는 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항에 있어서, 작동 공구 (18)(18′)(18″)의 생크(18a)(18a′)(18a″)에는 상부 스토퍼면(44a)과 하부 스토퍼면(44b)에 의해 경계가 지워지는 커트아우트(cutout)(44)가 형성되어 있고; 공구 홀딩장치(37)는 공구홀더(34) 하부내에 형성되어, 부분적으로 겹쳐지는 관계로 광구 홀더의 축선방향 보어(36)(35′)로 수직으로 뻗어 있는 측면장착 보어(30) 및, 측면 장착보어 내로 삽입되어 공구 생크의 커트 아우트내로 부분적으로 튀어나온 스토퍼핀(46)으로 이루어지며, 스토퍼핀은 상부 및 하부 스토퍼면에 걸릴 수 있게되어 있는 것을 특징으로 하는 충격장치.
제2항에 있어서, 스토퍼핀(46)에는 핀이 회전할 때 축선방향 보어(36)(36′)와 동일 평면이 되는 호상 요부(48)(48′)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격장치.
제3항에 있어서, 스토퍼핀의 한쪽 끝에는 스토퍼핀의 회전을 쉽게하기 위하여 레버(47)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 충격장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 공구 홀딩장치는 또한 스토퍼핀(46)의 원주면내에 형성된 환상형 홈(49), 환상형 홈의 소정의 위치에 형성된 한쌍의 로킹 요부(52) 및 로킹 요부들중 선택된 하나의 풀릴 수 있게 맞물리기 위하여 스프링으로 편향된 볼로 이루어진 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 공구 홀더(34)의 하부 원통형부분(35b)에는 공구 홀딩장치(37)를 장착하기 위한 확장된 편심장차부(45)가 있으며, 확장된 편심장착부는 엔드 캡(28)의 중앙구멍(32)을 자유로이 통과할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항에 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 공구 홀더(34)의 축선방향 보어(36)는 공구 생크(18a)(18′)의 원통형 중간부분을 수용하기 위하여 원통형인 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 공구 홀더(34)의 축선방향 보어(36′)는 단면이 다각형인 공구 생크(18a″)의 중간부분(18c″)를 수용하기 위하여 단면이 다각형인 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항에 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 하우징(2) 하단부에는 공구 생크(18a)(18a′)(18a″)의 상부를 그안에 미끄러질 수 있게 수용하기 위한 원통형의 보스부(25)가 있으며, 공구홀더(34)에는 보스부 둘레에 미끄러질 수 있게 끼워지는 상부 원통형 부분(35a)이 있는 것을 특징으로 하는 충격장치.
제9항에 있어서, 하우징(2)의 보스부(25)는 내부 단면이 다각형인 공구 홀더(34)의 상부 원통형 부분(35a)내로 미끄러질 수 있게 수용하기 위하여 외부단면이 다각형인 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 하부 탄성부재(42)는 환상형이고, 고무로 제조된 것을 특징으로 하는 충격장치.
제11항에 있어서, 하부 탄성부재(42)가 홀더의 외부 환상형 플랜지(38) 이래의 엔드 캡(28)과 홀더(34) 사이에 형성된 환상형 스페이스를 완전히 차지한 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상부 탄성부재는 환상형이며, 고무로 된 것을 특징으로 하는 충격장치.
제13항에 있어서, 상부 탄성부재가 공구 홀더(34)의 외부 환상형 플랜지(38) 위의 엔드 캡(28)과 하우징(2) 사이에 형성된 환상형 스페이스를 완전히 차지한 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상부 탄성부재는 코일 스프링(54)의 형태인 것을 특징으로 하는 충격장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 공구 홀더(34)의 외부 환상형 플랜지(38)는 엔드 캡(28)의 원통형 벽(31)과 미끄러질 수 있게 접해있는 것을 특징으로 하는 충격장치.