KR940005811B1 - 가스와 유압을 이용한 타격기구 - Google Patents

가스와 유압을 이용한 타격기구 Download PDF

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KR940005811B1 KR1019920000491A KR920000491A KR940005811B1 KR 940005811 B1 KR940005811 B1 KR 940005811B1 KR 1019920000491 A KR1019920000491 A KR 1019920000491A KR 920000491 A KR920000491 A KR 920000491A KR 940005811 B1 KR940005811 B1 KR 940005811B1
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Abstract

내용 없음.

Description

가스와 유압을 이용한 타격기구
제 1 도는 본 발명에 따른 타격기구의 외형도.
제 2 도는 본 발명에 따른 타격기구의 내부구조를 나타내기 위하여 제 1 도의 A-A선에 따른 단면도.
제 3 도는 본 발명에 따른 타격기구에 있어서의 밸브 내에 장착되는 스풀의 단면도.
제 4 도는 본 발명에 따른 타격기구에 있어서의 밸브 단면도.
제 5 도는 본 발명에 따른 타격기구에 있어서의 밸브 커버.
제 6(a)도는 본 발명에 따른 타격기구의 초기단계(타격시)의 작동상태를 도시한 단면도.
제 6(b)도는 본 발명에 따른 타격기구의 피스톤 상승 단계의 작동상태를 도시한 단면도.
제 6(c)도는 본 발명에 따른 타격기구의 피스톤 상사점 도달단계(밸브 전환단계)의 작동상태를 도시한 단면도.
제 7 도는 본 발명에 따른 스풀에 작용하는 유체압의 상태도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 타격로드(ROD) 2 : 타격로드 가이드
3 : 트러스트링 5 : 타격로드 상단면
10 : 프론트 헤드(FRONT HEAD) 20 : 실린더
21 : 유체 주입구 22 : 유체 배출구
31 : 가스 주입구 30 : 백헤드(BACK HEAD)
33 : 피스톤 하단면 40 : 피스톤
41, 42 : 피스톤 전후방의 단차부 43 : 제 1 챔버
44 : 제 3 챔버 45 : 피스톤 중간부의 환상요홈
46 : 제 2 챔버 47 : 하부유체통로
48 : 상부유체통로 49 : 씰리테이너(SEAL RETAINER)
50 : 밸브실 55 : 밸브 전환실
60 : 가스실 70 : 밸브
71 : 밸브 관통공 72 : 밸브단차면
73 : 밸브내주면 제 1 환상요홈 74 : 밸브내주면 제 2 환상요홈
75 : 밸브상단부 내주단차면 76,77,78,79,86,93 : 관통공
80 : 밸브카바 81 : 자압공간
83 : 경사통로 84 : 저압실
85 : 환상요홈 90 : 스풀
91 : 개구부 92 : 환상의 하단면
94 : 소경부 95 : 대경부
96 : 돌기 97 : 스풀 소경부 외주면의 환상요홈
98 : 스풀 대경부와 소경부 사이 외주단차면상의 환상요홈
99 : 막음 플레이트 P1,P2,P5 : 통로
P3 : 밸브 전환통로 P4 : 귀환통로
본 발명은 밸브 내의 스풀(Spool)과 타격 피스톤과의 유기적인 상호작용에 의해 타격 피스톤을 왕복시켜 타격기구의 로드를 타격하는 방식에 따른 가스와 유압을 이용한 타격장치의 개량에 관한 것이다.
피스톤 상단부에 형성된 가스실 내에 가스(예컨대 질소가스)가 주입되고 피스톤 하단 타격 로드(ROD)가 상기 피스톤과 당접자재토록 동축상으로 장착되는 종래 타격기구에 있어서는 피스톤 하부에 형성된 전실(前室)에 고압의 유체가 공급되면 상기 피스톤은 그 피스톤 상단부의 가스실에 충전된 가스를 압축하면서 상승하여 상사점에 도달하게 되며 피스톤의 상사점 도달과 동시에 상기 고압의 유체는 대체로 실린더 몸체 중간 부위에 형성된 밸브전환통로에 공급되며 이에 의해 밸브를 전환시킴으로서 피스톤 상단부에 형성된 후실(後室)을 고압측으로 전환시킨다. 이 후실에 작용하는 고압은 상기 전실에 작용하는 고압을 상실케 하는 작용을 함으로써 가스실 내의 압축가스로 하여금 그 팽창력을 발현케하여 상기 피스톤을 하향시켜 피스톤과 동일축선상에 위치한 타격 로드의 상단면을 타격하게 되며 이에 의해 타격 로드 선단부에 접하고 있는 견고한 지반이나 바위 등에 고속 타격에너지를 전달함으로써 그 바위 등을 파쇄하도록 되어 있다.
상기와 같은 종래의 타격기구에 있어서는 밸브를 전환시키기 위하여 별도의 부품, 예컨대 밸브플러그나 밸브공이 등이 필수적으로 필요하게 되며 밸브전환후 피스톤 하강에 필요한 상기 후실 내의 고압을 얻기 위해서는 매우 복잡한 여러단계의 유체통로를 거쳐 도달되어야 한다. 즉, 상기 고압 유체는 먼저 밸브의 원주상에 등간격으로 형성된 관통공을 거친후 다시 밸브카바의 관통공을 통과하여 피스톤 상단부에 형성된 후실 에 유입되게 되므로 이와 관련된 별도의 부품 내지 장치가 필요하게 되고 결국 전체적인 타격장치의 크기나 중량이 증대되게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 타격장치에 있어서, 피스톤을 하강시키기에 필요한 고압유체를 얻기 위하여 실린더 몸체 내부의 밸브로부터 피스톤 후실로 이르는 고압유체 통로를 여러단계 거치지 않고 곧바로 짧은 거리로써 연통되도록 구성하고 그 통로의 개폐작동을 피스톤의 왕복에 따른 밸브 내 스풀의 유기적 연동에 의해 이루어지도록 한 것으로서 밸브의 효율을 극대화시키고 아울러 타격에너지를 상승시킬 수 있도록한 가스와 유압을 이용한 타격기구에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 따른 타격기구는 밸브의 외주부에 형성된 고압유체 통과용 관통공을 이용하지 않고 피스톤 상부에 형성되는 후방 환상실과 밸브에 형성된 관통공을 연결하는 통로의 입구를 직접 개폐하는 방식으로 이루어지는데 피스톤이 피스톤 상단부에 위치한 가스실을 압축하면서 상사점에 도달하게 되면 스풀의 외주면과 밸브의 내주면에 의하여 형성된 밸브전환실에 고압유체가 유입되고 이 고압유체는 직접 밸브 내의 상기 스풀을 밀어 밸브에 형성되어 있는 관통공을 열므로써 곧바로 피스톤 상부에 형성된 후방 환상실을 고압측으로 전환시킨다.
이 후방 환상실 내에 작용하는 고압유체에 의해 전방 환상실 내에 작용하던 고압유체의 가스 팽창력에 대한 대항력을 상실하게 됨으로써 가스 팽창력에 의해 피스톤이 하강하며, 피스톤이 타격지점에 이르르면 상기 스풀을 밀고 있던 고압유체가 압력원으로부터 단락된 상태의 정압으로 전환됨과 동시에 상기 스풀은 밸브 내의 자압공간에 작용하는 고압력에 의해 스스로 하방으로 부세되어 피스톤 상부의 후방 환상실과 연통 하는 관통공을 차단하게 되고 이 차단에 의해 상기 피스톤 상부와 후방 환상실에 압력원으로부터 단락된 상태의 정압측으로 변환되도록 구성된 것이다.
본 발명에 따른 타격기구에 있어서의 피스톤은 그 전방 및 후방에 각각 단차부(段差部)가 형성되어 있는데 이들 단차부는 피스톤실 내주면과의 간격에 의해 각각 항상 고압의 유체가 작용하는 전방환상실(前方環狀室)(제 1 챔버) 및 피스톤의 왕복에 따른 밸브의 전환에 의해 고압의 유체 및 정압의 유체가 교대로 작용하는 후방환상실(後方環狀室)(제 3 챔버)을 형성한다. 또한 본 발명에 따른 타격기구에 있어서의 피스톤은 상기 전방단차부 및 후방단차부 사이에 일정폭의 환상 요홈이 형성되어 있는데 이 환상요홈은 피스톤실 내주면과의 간격에 의해 환상의 유체 연결실(제 2 챔버)를 형성한다.
본 발명에 따른 타격기구의 실린더 몸체 내에는 상기 피스톤실 내주면으로부터 일정거리를 두어 상기 피톤축과 나란한 축방향으로 환상의 밸브실이 형성되어 있다. 상기 밸브실내에는 내주면에 일정의 단차부와 요홈부 및 관통공을 갖는 원통형 밸브 및 밸브커버가 연속하여 삽착되며, 상기 밸브 내에는 외주면에 일정폭의 환상 요홈 및 단차부를 가지며 하부가 뚫려 있고 상부면 중앙에 돌기를 갖는 스풀(Spool)이 섭동자재 토록 삽착된다.
본 발명에 따른 타격기구의 실린더에는 별도의 유압 파워 유니트, 예컨데 굴삭기 또는 차체의 펌프토출 시스템에 의해 공급되어지는 고압의 유체를 인입하기 위한 주입구 및 저압으로 전환된 유체를 배출하기 위한 배출구가 형성되어 있다. 상기 주입구는 상기 제 1 챔버에 이르는 하부유체 통로 및 상기 밸브실에 이르는 상부 유체통로와 각각 연통되어지며 상기 배출구는 상기 밸브실과 연통된다. 또한 본 발명에 따른 타격기구에 있어서는 피스톤의 왕복운동에 연통하여 상기 밸브 내의 스풀을 작동적으로 섭동시킴으로써 피스톤 상부에 형성된 제 3 챔버 내에 작용하는 유압을 일정 주기에 따라 고압과 정압으로 교대로 변환시키기 위한 밸브 전환통로가 형성되어 있다.
본 발명에 따른 타격기구의 구성 및 작용효과상의 특징은 첨부도면에 따라 그 일실시예로서 기술한 다음 설명에 의거보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
제 1 도는 본 발명에 따른 타격기구의 전체 평면도로서 타격로드(ROD)(1), 프론트헤드(10), 실린더(20) 및 백헤드(30)가 도시되어 있으며 상기 실린더(20)에는 별도의 유압 파워유니트(미도시)에 의해 공급되어지는 고압의 유체를 인입하기 위한 주입구(21)와 저압으로 전환된 유체를 배출하기 위한 배출구(22)가 형성되어 있으며 상기 백헤드(30)에는 가스 주입구(31)가 형성되어 있다.
제 2 도는 본 발명에 따른 타격기구의 내부 구성을 나타내기 위하여 제 1 도의 A-A선을 따라 자른 단면도로서 제 2 도에 의해 본 발명에 따른 타격기구의 몸체가 상기 프론트헤드(10), 실린더(20) 및 백헤드(30)의 결합으로 구성됨을 알 수 있다. 상기 프론드헤드(10)는 피스톤(40)의 하단면(33)과 타격로드(1)의 상단면(5)이 일정의 방향과 폭으로 당접될 수 있도록 하기 위한 가이드로서 그 내부에는 타격로드 가이드(2), 트러스트 링(3)이 삽착되어 있고 피스톤 하부가 인입될 수 있는 관통공(4)이 뚫려 있다. 상기 실린더(20)는 본 발명에 따른 타격기구의 구성에 있어서 주요특징을 갖는 피스톤(40)과 밸브시스템이 장착되는 부분으로서 상기 타격로드(1)의 축과 동일한 축 방향으로 피스톤(40)이 섭동될 수 있도록 하기 위한 피스톤실이 뚫려 있으며, 상기 피스톤실로부터 일정거리를 두어 피스톤실과 나란한 방향으로 밸브실(50)이 형성되어 있다. 상기 실린더 상부에는 가스실(60)을 형성하는 백헤드(30)가 볼트(32)에 의해 체결되어 있다.
본 발명에 따른 타격기구에 있어서 주요 특징부를 이루는 피스톤(40)의 구성 및 밸브시스템의 구성 그리고 상기 피스톤의 왕복운동과 밸브시스템과의 상호 유기적인 연동관계는 첨부도면 제 6 (a)도 내지 제 6 (c)도에 도시되어 있으며, 특히 밸브 및 상기 밸브 내에서 섭동됨으로써 상기 밸브에 형성된 관통공들(76)(77)을 개폐하도록 구성된 스풀(spool)의 구성은 첨부도면 제 3 도 내지 제 5 도에 상세히 도시되어 있다. 이하 이를 상세히 설명한다.
제 6 도(a) 내지 제 6 도(c)에 도시한 바에 의하여 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 타격기구의 피스톤(40)은 그 피스톤이 삽입되는 피스톤실 내주면과의 사이에 유체가 주입될 수 있는 소정의 환상실을 형성하기 위하여 그 길이방향을 따라 소정의 폭 만큼씩 서로 다른 직경부를 갖는다. 즉, 상기 피스톤(40)은 그 전방외주면 및 후방외주면에 각각 단차부(41),(42)를 가짐으로써 이들 단차부와 피스톤실 내주면과의 간격에 의하여 각각 전방환상실(제 1 챔버)(43) 및 후방환상실(제 3 챔버)(44)을 형성하며, 상기 제 3 챔버(44)는 씰리테이너(SEAL RETAINER)(49)에 의해 가스실(제 4 챔버)(60)과 격리된다.
본 발명에 따른 피스톤(40)은 또한 상기 전후방 단차부 사이의 외주면에 일정폭의 환상요홈(45)이 형성되어 있는데 이 환상요홈(45)은 피스톤실 내주면과의 간격에 의해 환상의 유체 연결실(제 2 챔버)(46)을 형성한다.
본 발명에 따른 타격장치에 있어서의 실린더 내에는 상기 피스톤실과 일정한 거리를 두어 상기 피스톤축과 나란한 방향으로 환상의 밸브실(50)이 형성되어 있다. 상기 밸브실(50)내에는 제 4 도에 도시한 바와 같은 단면을 갖는 원통형 밸브(70) 및 제 5 도에 도시한 바와 같은 단면을 갖는 원통형 밸브커버(80)가 그 단부를 서로 맞대어 연속하여 삽착되며, 상기 밸브(70) 및 밸브카바(80)내에는 제 3 도에 도시한 바와 같은 단면을 갖는 원통형 스풀(90)이 섭동자채토록 삽착된다.
상기 밸브(70)의 외경의 크기는 밸브실(50)의 내경의 크기와 동일하고 그 하단면 중앙부에는 상부 유체통로(48)의 직경과 동일한 관통공(71)이 뚫려 있으며, 하단부 내주면에는 상기 스풀(90)의 환상의 하단면(92)이 당접될 수 있도록 하기 위한 환상단차면(72)이 형성되어 있으며, 중앙부 내주면에는 제 1 환상요홈(73) 및 제 2 환상요홈(74)이 형성되어 있고, 상단부 내주면에는 상기 스풀(90)의 대경부(95)의 외주면이 당접될 수 있도록 하기 위한 단차면(75)이 형성되어 있다.
또한 상기 밸브(70)의 제 1 환상요홈(73)에는 원주방향 등간격으로 관통공(76)이 뚫려 있는데 이 관통공(76)은 제 6(a)도 내지 제6(c)도에 도시된 통로(P1)를 통해 상기 피스톤 상부에 형성된 후방환상실(44)(제 3 챔버)가 연통된다. 또한 상기 제 2 환상요홈(74)에는 원주방향 등간격 대칭으로 관통공이 뚫려 있는데 그중 하나의 관통공 (77)은 제 6(a)도 내지 제6(c)도에 도시된 통로(P2)를 통해 귀환실(58)과 연통되고 또 다른 하나의 대칭방향의 관통공(78)은 살기 배출구(22)와 연통되도록 되어 있다. 또한 상기 단차면(75)에는 원주방향 등간격으로 관통공(79)이 형성되어 있어서 전환통로(P3)를 통해 유체 연결실(제 2 챔버)(46)과 연통되도록 되어 있다.
상기와 같은 구성의 밸브(70)내에 습동자재토록 삽착되는 스풀(90)의 형상은 제 3 도에 도시되어 있는 바와 같이, 소경부(94)와 대경부(75)를 가지며, 하단부 중앙에는 상기 상복 유체통로(48)의 직경의 크기와 동일한 크기의 내경을 갖는 개구부(91)가 형성되어 있으며, 상부 막음플레이트(99)에는 원주방향 등간격으로 관통공(93)이 뚫려 있다. 또한 상기 스풀의 상기 상부 막음 플레이트의 중앙에는 바깥쪽 방향으로 제 5 도에 도시하는 밸브카바(80)의 관통공(86)에 삽통되어지는 원봉형 돌기(96)가 일체로 형성되어 있다. 또한 상기 스풀의 소경부(94)의 외주면 및 상기 소경부(94)와 대경부(95)가 만나는 외주단차면에는 각각 환상요홈(97)(98)이 형성되어 있다.
제 5 도에 도시된 바와 같은 단면 형상을 갖는 밸브카바(80)는 그 하단부의 내경의 크기가 상기 스풀(90)의 대경부(95) 외경의 크기와 동일하고 그 외경의 크기가 뱉브실 내경의 크기와 동일하며 내부 중앙에는 상기 스풀(90)이 상하로 섭동할 수 있는 리세스(이 리세스는 후술하는 자압공간(自壓空間)을 이룬다)(81) 및 상기 스풀의 돌기(96)가 삽통되어질 수 있는 관통공(86)이 형성되어 있고 외주면에는 경사통로(83)에 의해 저압실(84)와 연통되는 환상요홈(85)이 형성되어 있으며 상기 저압실(84)은 환상요홈(85)에 연결된 통로(P5)에 의해 상기 귀환실(58)과 연통되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 타격장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
제 6(a)도는 본 발명에 따른 타격기구의 초기단계(타격시)의 피스톤 및 밸브시스템의 작동상태를 도시한 것으로서 주입구(21)를 주입된 고압의 유체가 하부 유체통로(47)를 거쳐 피스톤 하부에 형성된 전방환상실(제 1 챔버)(43)에 주입되면 그 제 1 챔버를 이루는 피스톤 하부 단차면(41)에 작용하는 고압의 유체압에 의해 상기 피스톤(40)은 피스톤 상단부에 형성된 가스실(60)내의 가스를 압축하면서 상승하게 된다.
이러한 과정에 있어서, 상기 고압 유체가 하부 유체통로(47)에 주입됨과 동시에 상부 유체통로(48)을 통해 주입된 고압의 유체는 밸브(70)내에 삽착된 스풀(90)의 내부를 통과하여 그 상부 막음플레이트(99)에 원주방향 등간격으로 형성된 관통공(93)을 통해 밸브커버의 리세스, 즉 자압공간(81)내에 주입되어져 상기 스풀(90)을 화살표 방향(도면상 좌향)으로 부세시킴으로써 통로(P1)를 막아 상기 밸브실(50)과 피스톤 상부의 후방환상실(제 3 챔버)(44)은 서로 연통되지 않은 상태로 유지된다.
따라서 상기와 같은 단계에 있어서의 피스톤(40)에 작용하는 힘은 상기 전방환상실(제 1 챔버)(43)로부터 상향(도면상 우향)으로 작용하는 고압의 유체압 및 피스톤 상단부로부터 반대방향(도면상 좌향)으로 작용하는 가스팽창력 뿐이며 이 경우 상기 유체압력이 상기 가스팽창력보다 크기 때문에 피스톤이 가스실 내의 가스를 압축하면서 상승되게 된다.
제 6 (b)도는 상기 피스톤(40)이 약간 더 상승된 단계를 나타내며 이보다 더 상승된 상사섬 단계는 제6(c)도에 도시되어 있다. 이 상사점 단계에서는 상기 전방환상실(제 1 챔버)(43)과 전환통로(P3)가 서로 연통되어지는데 이는 상기 전방환상실(제 1 챔버)(43)에 작용하는 고압의 유체가 상기 전환통로(P3)에 주입되어져 상기 밸브(70)의 상단부 단차면 상에 형성된 관통공(79)을 통해 상기 스풀의 대경부(95)와 소경부(94)가 만나는 외주 단차면(98) 및 밸브 상단부 내주 단차면(75)에 의해 성형된 밸브전환실(55)내에 고압의 유체를 작용시킴으로써 상기 스풀(90)을 상부방향으로 전환, 부세시킴으로써 이루어진다. 여기서, 스풀(90)방향전환 메카니즘을 좀더 쉽게 이해하기 위하여 이를 제 7 도에 도시된 압력작용 상태도에 따른 상태식을 통해 그 작동원리를 상세히 설명하면 다음과 같다.
ΣF=Fc·Ac+F2·A3-F1·Ac-F3·A3-Mv
=(Fc-F1)Ac+(F2-F3)A3-Mv ……………………………………………①
여기서 F1, F2, F3, Fc는 스풀(90)에 작용하는 오일의 압력을 나타내는 것으로서 우향력을 '+', 좌향력을 '-'로 설정하며, A1, A2, A3, Ac는 각각 그 작용면적을 나타냅니다. Mv는 스풀의 자중을 나타내는데 이는 오일압력에 비해 극히 미미하므로 무시될 수 있습니다. 밸브전환실(55)내에 작용하는 오일압력(Fc)은 피스톤의 위치에 따라 '+'값 또는 '0'값을 교대로 나타내며 F3는 저압실(84)이 배출라인과 연결되어 있기 때문에 항상 저압('0'값 상태)을 나타냅니다.
피스톤이 상승되는 동안 상기 상태식 ①에서 Fc는 통로(P3)가 아직 전방환상실(제 1 챔버)(43)와 연통되지 않은 상태로서 폐쇄되어 있으므로 '0'값을 나타내며 따라서 상기 상태식 ①은 피스톤 상승동안 다음과 같이 고쳐 쓸 수 있다.
ΣF=(0-F1)Ac+(F2-0)·A3
=-F1·Ac+F2·A3
=-F2·Ac+F2·A3(∵F1=F2)
=F2(A3-Ac) ………………………………………………………………②
상기 상태식 ②에서 설계상 A3<Ac이고 F2는 '+'값을 가지므로 스풀에 작용하는 전체의 힘 ΣF는 ΣF<0인 상태, 즉 스풀(90)이 좌측으로 부세됨으로써 통로(P1)를 폐쇄하게 됩니다.
다음으로 피스톤 상승에 따라 전방환상실(제 1 챔버)(43)이 밸브전환통로(P3)와 연통됨으로써 밸브전환실(55)내에 고압의 유체가 주입되면 상기 상태식 ①은 다음과 같이 바꾸어 쓸 수 있다.
ΣF=(Fc-F1)·Ac+(F2-F3)A3……………………………………………①
=O·Ac+(F2-F3)·A3(∵F3=F1)
= (F2- F2) A3…………………………………………………………………③
상기 상태식 ③에서 F2>F3이고 A3는 항상 '+'값을 가지므로 ΣF는 ΣF>0인 상태, 즉 스풀(90)이 우측으로 부세됨으로써 밸브실(50)과 후방환상실(제 3 챔버)(44)이 통로(P1)을 통해 연통된 상태로 됩니다.
스풀(90)이 상기와 같은 부세에 의해 밸브(70)의 제 1 환상요홈(73)상에 형성된 관통공(76)이 열려지게 되며 동시에 스풀의 외주면은 밸브의 내주면에 맞닿음으로써 밸브 중앙부에 형성된 제 2 환상요홈(74)상의 관통공(77)은 폐쇄된다.
상기와 같은 밸브의 제 1 환상요홈(73)상의 관통공(76)이 열림에 따라 상부유체통로(48)를 통해 주입된 고압유체는 통로(P1)를 거쳐 상기 피스톤 상부에 형성된 후방환상실(제 3 챔버)(44)내에 곧바로 주입되게 되며 이에 의해 상기 전방환상실(제 1 챔버)(43)로부터 작용하던 고압유체의 피스톤 상승력은 상실되게 되며 압축되었던 가스는 그 원상태로 회복하려는 팽창력을 발현함으로써 상기 피스톤을 순간적으로 하강시킨다.
여기서 고압유체의 작용압력은 전방환상실(제 1 챔버)(43)과 후방환상실(제 3 챔버)(44)이 서로 같지만 피스톤 후방환상실의 압력작용 면적을 전방환상실의 압력작용 면적보다 크게하는 것이 타격에너지의 효율을 높이는 견지에서 바람직하므로 본 발명에 따른 타격기구에 있어서는 피스톤의 후방단차부(42)의 크기를 피스톤 전방 단차부(41)의 크기보다 크게 구성한다.
피스톤 하사점 단계는 다시 제 6 (a)도의 상태로서 도시되는데 이 때에는 상기 피스톤 중간부위에 원주상으로 형성된 환상의 유체 연결실(제 2 챔버)(46)이 상기 밸브전환통로(P3) 및 저압의 귀환통로(P4)를 서로 연통시킴으로써 상기 밸브전환통로(P3)의 고압유체를 저압유체로 전환시키게 되며 이 전환과 동시에 상기 밸브전환실(55)에 작용하던 고압유체가 스풀에 대한 도면상 우향의 부세력을 상실함으로써 상기 스풀(90)은 자압공간(81)에 작용하는 유체의 고압에 의해 반대방향(좌향)으로 부세되어 그 하단부가 피스톤 상부의 후 방환상실(44)과 연통하는 관통공(76)을 차단하게 된다. 피스톤이 타격로드를 타격한 후 다시 상승행정을 시작하면 통로(P1, P2) 및 관통공(76, 77)에 의해 귀환통로와 연통되어져 저압으로 전환된 후방환상실(제 3 챔버)(44)내의 유체는 배출구(22)를 통해 배출된다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 타격기구는 하나의 밸브전환실만에 의해 피스톤이 구동될 수 있도록 한 것으로서 불필요한 유체통로수와 부품수를 줄이고 주입구를 통하여 유입된 고압유체를 곧바로 피스톤 전방환상실 및 후방환상실에 유입토록 하여 압력손실을 최소로 함으로써 타격효율의 향상과 에너지 절감을 가져오며 밸브시스템을 피스톤과 나란한 방향으로 실린더 일측에 내장시킴으로서 제품의 단순화, 경량화시킬 수 있는 장점을 갖는 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 타격로드(1)와 ; 일단으로부터 피스톤의 하단부를 수용하고 타단으로부터 피스톤과 동축상으로 배설되는 상기 타격로드를 수용하는, 동 피스톤과 타격로드의 스트로크 길이 및 스트로크 방향을 한정하기 위한 프론트헤드(10)와, 피스톤 및 밸브시스템이 장착된 실린더(20)와 그리고 가스실을 형성하는 데에 소용되는 백헤드(30)를 구비한 가스와 유압을 이용한 타격기구에 있어서, 상기 타격기구는 (a) 피스톤을 수용하는 피스톤 챔버가 하부유체통로(47)를 통해 압력라인과 연결되는 제 1 챔버(43)와, 피스톤의 중간부 단차부(45)에 의해 규정되어 배출라인과 작동적으로 연결되는 제 2 챔버(46)와, 피스톤 상부에 형성된 단차부(42)에 의해 규정되는, 압력라인과 작동적으로 연결되는 제 3 챔버(44)와, 그리고 피스톤의 최상부에 상기 제 3 챔버와 분리되도록 형성된 개스실을 규정하는 제 4 챔버(60)와로 나뉘도록 길이방향을 따라 대소의 단차부들 을 갖는 피스톤(40)과, (b) 밸브시스템을 수용하기 위하여 상기 피스톤 챔버와 평행하게 배설된 밸브챔버(50)와; (c) 유체의 압력라인을 배출라인으로 전환하고 상기 밸브챔버(50)를 상기 제 2 챔버(46)와 작동적으로 연결하는 전환통로(P3)와 ,(d) 피스톤 하강작동 이후의 압력해제 상태로 전환된 폐유체를 배출하기 위한 배출통로(p2)와, (e) 고압의 유체를 유체인입구(21)로부터 상기 제 1 챔버(43)로 공급하기 위한 하부 유체통로(47)와; (f) 고압의 유체를 유체인입구(21)로부터 상기 밸브챔버(50) 및 자압공간(81)으로 공급하기 위한, 상기 하부유체통로(47)로부터 분지된 상부유체통로(48)와 ; (g) 밸브전환에 따라 상기 밸브챔버(50)와 상기 제 3 챔버(44)를 작동적으로 연통하기 위한 통로(p1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스와 유압을 이용한 타격기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브시스템은, (a) 밸브챔버의 내경의 크기와 동일한 크기의 외경과, 상기 상부유체통로(48)의 직경보다 약간 큰 내경과, 하단 중앙부에 상기 상부유체통로의 직경과 동일한 크기로 뚫린 관통공(71)과, 스풀의 하단부를 섭동자재로 수용할 수 있도록 하단부 내주면에 형성된 환상단차면(72)과, 중앙부 내주면에 형성된 제1, 제 2 환상홈(73)(74)과, 그리고 스풀의 대경부를 섭동자재로 수용할 수 있도록 상단부 내주면에 형성된 환상 단차면(75)이 형성됨으로써 이루어지는 중공의 원통형 밸브(70), 여기서 상기 제 1 환상홈(73)상에는 원주방향 등간격으로 수 개의 관통공이 형성되되 그 중의 하나의 관통공(76)은 통로(P1)를 통해 상기 제 3 챔버(44)와 연통되며, 상기 제 2 환상홈(74)상에는 원주방향 등간격으로 수 개의 관통공이 형성되되 그 중 하나의 관통공(77)은 귀환통로(P2)에 연결되고, 이 관통공(77)과 반대방향에 있는 또하나의 관통공(78)은 유체배출구(22)와 연통되며, 상기 환상단차면(75)에는 원주방향 등간격으로 수개의 관통공이 형성되되 그 중의 하나의 관통공(79)은 상기 제 2 챔버(46)와 연통하도록 배설된 전환통로(P3)와 연결되며 ; (b) 대경부(95)와, 소경부(94)와, 상기 상부유체통로(48)의 직경과 동일한 직경으로 하단부에 형성된 축방향 개구부(91)와, 원주방향 등간격으로 수 개의 축방향 구멍(93)을 갖는 상부 막음플레이트(99)와, 밸브커버 내의 축방향 구멍(86)에 삽입될 수 있도록 상기 막음플레이트의 중앙으로부터 바깥쪽으로 돌출된 원통부(96)와, 그리고 상기 소경부의 외주면 및 상기 대경부와 소경부가 만나는 단차부의 외주면 상에 형성된 환상의 그루브들(97)(98)을 갖는, 상기 밸브(77)내에 섭동자재로 장착되는 스풀(90); 그리고 (c) 내경이 상기 스플(90)의 대경부의 외경과 동일한 원통형 리세스(81)와, 상기 스풀의 돌출원통부(96)가 섭동자재로 끼워지도록 상기 리세스의 중앙으로 연통하는 축방향 구멍(86)과, 외주면상에 형성된 환상의 그루브(85)와, 그리고 상기 환상의 그루브(85)와 저압실(84)과를 연결하는 경사통로(83)와를 갖는 밸브커버(80) ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스와 유압을 이용한 타격기구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 챔버(44)를 이루는 피스톤 단차(42)의 크기가 상기 제 1 챔버(43)를 이루는 피스톤 단차(41)의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 가스와 유압을 이용한 타격기구.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103046600A (zh) * 2011-10-17 2013-04-17 株式会社水山重工业 液压破碎锤的活塞接触面强制润滑装置
KR101285288B1 (ko) * 2011-05-24 2013-07-11 대모 엔지니어링 주식회사 저소음진동 구조의 유압 브레이커
KR20160004892A (ko) * 2014-07-04 2016-01-13 주식회사 혜인이엔씨 선 천공구조가 장착된 pbd 복합장비와 이를 이용하여 지중 복합층에 pbd 타입 시스템 및 이를 이용하여 지중 복합층에 pbd 타입시공방법
WO2016105028A1 (ko) * 2014-12-26 2016-06-30 주식회사수산중공업 유압에 의해 구동되는 평판형 스풀 작동장치
KR101709517B1 (ko) * 2015-11-09 2017-02-23 동양중공업(주) 유압식 브레이커의 컨트롤밸브 조립체

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2300897A (en) * 1995-05-19 1996-11-20 James Russell Virgo Hydraulic valve
US7257910B2 (en) 2000-07-24 2007-08-21 Lowell Underwood Impact resistant breaker deployment system for an excavating machine
US7117618B2 (en) * 2000-07-24 2006-10-10 Lowell A Underwood Combination bucket/breaker apparatus for excavator boom stick
US6751896B2 (en) 2000-07-24 2004-06-22 Lowell Underwood Combination bucket/breaker apparatus for excavator boom stick
SE528033C2 (sv) * 2004-03-12 2006-08-15 Atlas Copco Constr Tools Ab Hydraulslagverk
SE527921C2 (sv) * 2004-10-20 2006-07-11 Atlas Copco Rock Drills Ab Slagverk
KR100891189B1 (ko) 2007-02-22 2009-04-06 정영재 브레이커 밸브장치의 밸브실 구조
CN101748730B (zh) * 2009-12-15 2011-06-15 高天宝 多作用密闭筒式液压打桩锤
CN103538031B (zh) * 2013-10-31 2016-01-20 福州德格索兰机械有限公司 Tpb-40气动破碎镐阀组
CN103538030B (zh) * 2013-10-31 2016-01-20 福州德格索兰机械有限公司 Tpb-60气动破碎镐阀组
US9127442B1 (en) 2014-04-22 2015-09-08 Lowell Underwood Bucket, breaker, and gripping apparatus for an excavator boom stick
EP3175074B1 (en) * 2014-07-31 2022-11-02 Ignis Technologies Pty Ltd. A down the hole hammer and systems and components thereof
EP2987947B1 (en) 2014-08-19 2018-01-31 Doofor Oy Valve of a hydraulic striking device
EP2987945B1 (en) * 2014-08-19 2018-01-31 Doofor Oy Hydraulic striking device
ES2668312T3 (es) 2014-08-19 2018-05-17 Doofor Oy Válvula de un dispositivo hidráulico de percusión
US10562165B2 (en) * 2016-04-10 2020-02-18 Caterpillar Inc. Hydraulic hammer
CN108487857B (zh) * 2018-05-19 2024-01-16 山东胜利石油装备产业技术研究院 一种阀式液动冲击器
CN113339342B (zh) * 2021-06-08 2023-02-07 山东临工工程机械有限公司 一种打桩机辅具液压系统及液压打桩机

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3491838A (en) * 1968-06-21 1970-01-27 Pan American Petroleum Corp Valve for liquid percussion drill
JPS5432192B2 (ko) * 1975-03-18 1979-10-12
JP2511459B2 (ja) * 1987-06-12 1996-06-26 マツダ株式会社 ガス式油圧打撃工具
US4964477A (en) * 1989-05-22 1990-10-23 Tupitsyn Konstantin K Pneumatic percussive device
US5085284A (en) * 1989-12-26 1992-02-04 Ingersoll-Rand Co. Hybrid pneumatic percussion rock drill
CH681817A5 (ko) * 1990-03-09 1993-05-28 Terra Ag Tiefbautechnik

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101285288B1 (ko) * 2011-05-24 2013-07-11 대모 엔지니어링 주식회사 저소음진동 구조의 유압 브레이커
CN103046600A (zh) * 2011-10-17 2013-04-17 株式会社水山重工业 液压破碎锤的活塞接触面强制润滑装置
CN103046600B (zh) * 2011-10-17 2015-02-04 株式会社水山重工业 液压破碎锤的活塞接触面强制润滑装置
KR20160004892A (ko) * 2014-07-04 2016-01-13 주식회사 혜인이엔씨 선 천공구조가 장착된 pbd 복합장비와 이를 이용하여 지중 복합층에 pbd 타입 시스템 및 이를 이용하여 지중 복합층에 pbd 타입시공방법
WO2016105028A1 (ko) * 2014-12-26 2016-06-30 주식회사수산중공업 유압에 의해 구동되는 평판형 스풀 작동장치
KR20160079426A (ko) * 2014-12-26 2016-07-06 장명수 유압에 의해 구동되는 평판형 스풀 작동장치
KR101709517B1 (ko) * 2015-11-09 2017-02-23 동양중공업(주) 유압식 브레이커의 컨트롤밸브 조립체

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI922234A0 (it) 1992-09-28
JPH07100307B2 (ja) 1995-11-01
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IT1255616B (it) 1995-11-09
US5277264A (en) 1994-01-11
DE4227065A1 (de) 1993-07-22
ITMI922234A1 (it) 1994-03-28

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