WO2011078421A1 - 천공장치용 에어햄머 - Google Patents

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WO2011078421A1
WO2011078421A1 PCT/KR2009/007692 KR2009007692W WO2011078421A1 WO 2011078421 A1 WO2011078421 A1 WO 2011078421A1 KR 2009007692 W KR2009007692 W KR 2009007692W WO 2011078421 A1 WO2011078421 A1 WO 2011078421A1
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piston
hammer
main body
pneumatic
air
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PCT/KR2009/007692
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인석신
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(주)한진디엔비
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously

Definitions

  • the present invention relates to a perforation device, and more particularly, to a perforator air hammer installed at the end of the interconnection rod to perform an excavation work.
  • the perforator includes a method of simply rotating the bit (also called an oscillator method), and a method of applying a pressing force while rotating the bit or ball cutter (R.C.D method).
  • the oscillator method is a method of punching while rotating by the forward and backward operation of a cylinder installed in the left-right rotation direction while the casing having a diameter of 800 to 3000 mm is clamped with a hydraulic chuck, and the ROC method is provided with a bit or ball cutter at the end. It is a method of drilling by rotating a bit or ball cutter using a drive rod.
  • the OSCILLATOR method is ideal for drilling an area consisting only of soil in the land condition of the workplace, but requires a process of dropping and destroying a large hammer by a separate equipment such as a navigator for studying rock in the ground. Do.
  • the RCD method has an advanced drilling effect compared to the oscillator method, a special bit attached to the end of the drill-de when excavating the soft rock and hard rock layer after excavating the soil layer with an oscillator or rotator (rotator) Rotating the rock to excavate the rock and drill rod pipe (drill) by circulating the water and crushed by air discharged to the ground excavated large diameter field casting and top down method used for foundation work, etc. It is a key method.
  • the hammer for hitting is lowered and hit in a state in which the hammer is separated from the guide.
  • vibration occurs when the hammer is moved up and down, and in particular, the air is quenched by adiabatic expansion at the outlet where the air is discharged to each chamber, causing a crack. do.
  • the impact force is relatively large because there is no change of air for raising the piston at the top dead center when the air hammer is raised.
  • the impact force of the bit is not uniform because the reaction force is relatively large when colliding with the bit unit.
  • Korean Patent Registration Publication No. 10-0372049 discloses an example of a drilling machine using a crane.
  • An object of the present invention is to provide an air hammer for a perforator that can reduce the vibration of the piston by shaking the piston by supporting the upper and lower parts of the piston hammer to solve the problems as described above.
  • Another object of the present invention is to provide an air hammer for a perforator which can delay the time that the pressure reaches the highest point when the piston hammer is raised and lowered.
  • a main body having a hollow portion
  • a socket coupled to one side of the main body
  • a piston guide part having a blocking part coupled to the main body, and an air supply passage extending in a direction parallel to the central axis of the main body from the blocking part, and having a discharge hole communicating with the air supply passage on an outer circumferential surface thereof.
  • a second bushing member installed at the other end of the main body, a bit unit provided at the end of the second bushing member;
  • a piston hole is formed through the upper and lower ends of the guide part and the second bushing member to be elevated, and guide holes penetrating in the longitudinal direction, and divide the main body space between the first and second bushing members into the first and second chambers. Equipped with,
  • An inlet passage portion for discharging air in the second chamber is formed on the upper end side of the second bush member
  • the discharge hole is gradually formed in the cross-sectional area in the upper and lower direction from the central portion of the discharge hole.
  • the pneumatic distribution portion is formed in the inner circumferential surface of the guide hole formed in the longitudinal direction are first and second distribution grooves spaced apart from each other, the first distribution groove and the first distribution hole penetrating the piston hammer from the outer peripheral surface of the piston hammer therefrom;
  • the first distribution hole is formed on a portion of the outer circumferential surface of the piston hammer and connected to a connecting groove for forming a passage with the inner circumferential surface of the main body.
  • the connecting groove is formed on the outer circumferential surface of the second chamber and the piston to form a first distribution groove. Connected to the
  • the second distribution groove is connected to the second distribution hole penetrating the piston hammer upwards from the outer peripheral surface of the piston hammer therefrom, the second distribution hole is formed on the outer peripheral surface of the piston hammer to communicate with the first chamber Connected with.
  • outlet side of the first and second distribution grooves may have an enlarged portion whose cross-sectional area is gradually widened.
  • Main body having a hollow part
  • a socket coupled to one side of the main body
  • a piston guide part having a blocking part coupled to the main body, and an air supply passage extending in a direction parallel to the central axis of the main body from the blocking part, and having a discharge hole communicating with the air supply passage on an outer circumferential surface thereof.
  • a second bushing member provided at the other end of the main body, a bit unit provided at the end of the second bushing member, and a guide portion and a second bushing member.
  • the piston guide portion is slidably installed to form a guide hole penetrating in the longitudinal direction, and the lower end portion is slidably supported by the second bushing member, and the main body space between the first and second bushing members is formed in the first and second bushing members.
  • Is installed on the upper end side of the second bush member is provided with an air discharge for discharging the air in the second chamber when the piston rises, is formed in the piston hammer to supply the second chamber when the piston descends and the It is characterized in that the pneumatic supply portion for supplying the pneumatic pressure in the first chamber.
  • the air hammer for the punching machine of the present invention supports the upper and lower sides of the piston when the piston hammer is lifted to prevent the piston hammer from being shaken and the force of the hammer is dispersed, and the inertia force can be relatively reduced when the piston hammer is raised.
  • FIG. 1 is a side view showing a cloth mill according to the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the air hammer shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an extract of the first bushing member
  • FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing an extract of the piston hammer and the second bushing member shown in FIG. 2;
  • FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views showing an operating state of the air hammer according to the present invention.
  • Airhammer according to the present invention is installed on the drive rod of the perforator to provide a striking force for the excavation to the bit, an embodiment thereof is shown in Figures 1 and 2.
  • the punching machine 1 includes a leader 3 installed perpendicular to the machine body 2, a head part 5 guided to be lifted and lowered by the leader 3, and the head part 5 It is provided with an air hammer (10) installed at the end of the drive rod (6) which is coupled to the drive shaft of the lifting and rotating.
  • the machine body 2 is provided with a compressor for supplying air pressure to the air hammer through the drive rod.
  • the perforator air hammer 10 has a main body 12 having a first hollow portion 11, a socket 13 coupled to an upper end portion of the main body 12, and adjacent to the socket 13; A first bushing member 20 installed on the main body 12 and having a piston guide portion 21, a second bushing member 30 installed at an end of the main body 12, and the second bushing; The bit unit 60 is installed on the lower end side of the member 30 to perform the excavation work, and the guide hole penetrates in the longitudinal direction by being slidably installed in the piston guide part, and the lower end part is formed with the second bush member. Slidingly supported by the hollow guide portion 31 formed in the 30 and the main body 12 space between the first and second bush members 20, 30, the first and second chambers 100, 200 Piston hammer 50 is divided into a) is provided.
  • the piston hammer 50 may be selectively supplied to the first and second chambers 100 and 200 by supplying air pressure supplied through the piston guide 21 of the socket 13 and the first bushing member 20 to the first and second chambers 100 and 200. It is provided with the pneumatic distribution part 70 for elevating.
  • the main body 12 of the air hammer 10 for drilling machine is made of a cylindrical tubular shape, preferably the diameter of the drive rod 6 and the main body 12 is the same. .
  • the socket 13 installed on the upper end side of the main body 12 is for coupling with the end-side drive rod of the drive rods 6, and a screw coupling portion is formed on an outer circumferential surface thereof, and the drive rod 6 in the longitudinal direction.
  • First pneumatic supply passage (13a) for supplying a high pressure supplied through the hollow portion of the) is formed.
  • a check valve 14 is installed at a lower side of the socket 13 to prevent backflow of the pneumatic pressure supplied to the first bushing member 20 through the first pneumatic supply passage 13a.
  • the check valve 14 has a seat 14a formed in the socket 12 and a check valve member 14b for contacting and engaging with and blocking the seat 14a, and a check valve coupled with the socket 13.
  • An elastic member 14c for elastically biasing the member 14b upwards, and a stopper 14d coupled to the sokat 13 to support the elastic member 14c.
  • the stopper 14d is formed with a through hole 14e for supplying air pressure supplied through the first pneumatic supply passage 13a to the first bushing member 20 side.
  • the first bushing member 20 is installed in the main body of the lower side of the socket 13 to supply the pneumatic pressure supplied through the first pneumatic supply passage 13a of the socket 13 to the piston hammer 50 ( 70), as shown in FIGS. 2 to 4.
  • the first bushing member 20 includes a blocking portion 22 supported by the main body 11 and a piston guide portion 21 for extending the downward direction from the blocking portion to the bit unit side to guide the piston hammer 50. Equipped.
  • the piston guide portion 21 is provided with a second pneumatic supply passage 23 in the longitudinal direction so as to transfer the pneumatic pressure supplied through the first high pressure supply passage 13a and the check valve 14 of the socket 13.
  • the second pneumatic supply passage 23 does not penetrate the piston guide portion 21.
  • the second pneumatic supply passage 23 is blocked at the end of the piston guide portion 21 so as not to penetrate the piston guide portion 21.
  • each of the discharge holes 24 is formed to gradually reduce the cross-sectional area for the discharge of the pneumatic pressure toward the upper and lower portions (piston guide upper side and end side) from the central portion.
  • each of the discharge holes 24 may further include a uniform cross-sectional area for the pneumatic discharge at the central portion thereof, and the piston guide portion 21 may extend from the blocking portion 22 to the longitudinal center of the main body 11. It is formed along the axis (c), the discharge holes 24 are formed on the outer circumferential surface of the same height from the multiple parts of the piston guide portion 21.
  • the second bush member 30 is coupled to the lower end side of the main body 12, it is made of a cylindrical shape, the pneumatic discharge hole 61 for discharging the pneumatic pressure on the end side of the second bush member (30)
  • the formed bit unit 60 is installed.
  • the upper end side of the second bush member 30 guides the lower end of the piston hammer 50.
  • the pneumatic discharge hole of the bit unit 60 is applied to the air pressure inside the second chamber 200 when the piston hammer 50 is raised.
  • Pneumatic discharge portion 31 for discharging to the side 61 is formed.
  • the pneumatic discharge portion 31 has a plurality of first passage portions 32 formed in the longitudinal direction from an upper surface thereof, and a second passage portion 33 drawn in the circumferential direction from the inner circumferential surface on the end side of the first passage portion 32.
  • the bit unit 60 installed at the end of the second bush member 30 has tip 62 for excavation formed at the lower end side thereof, and the lower surface of the bit unit 60 has sufficient discharge of pneumatic discharged from the pneumatic discharge hole 61.
  • Pneumatic branch discharge portion 63 is formed to be made.
  • the pneumatic branch discharge portion 63 is preferably formed radially so that the bit unit does not rise due to the pneumatic pressure discharged through the pneumatic discharge hole 61.
  • the pneumatic branch discharge portion 63 may be formed of a groove connected to the pneumatic discharge hole 61 on the lower surface so as to reduce the end area of the bit unit in contact with the ground when excavating, the groove is the outer peripheral surface from the lower surface of the bit unit It can be formed as.
  • the piston hammer 50 is a guide hole 51 in the longitudinal direction at the center so as to be slidably installed in the main body 12 and the piston guide portion 21 of the first bushing member 20 as described above. ) Is formed. And the lower end side of the piston hammer 50 is formed relatively small diameter is guided by the second bush member (30). By allowing the lower end of the piston hammer 50 to be positioned in the second passage portion 33, air in the second chamber 200 is discharged to the pneumatic discharge hole 61 through the second passage portion 33.
  • the piston hammer 50 for selectively supplying the pneumatic pressure supplied through the discharge hole 24 of the socket 13 and the piston guide portion 21 to the first, second chamber (100, 200)
  • the pneumatic distribution part 70 is formed.
  • the pneumatic distribution unit 70 is formed on the inner circumferential surface of the guide hole 51 formed in the longitudinal direction, the first and second distribution grooves 71 and 72 spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the first and second distribution grooves 71 and 72 are each formed in an annular shape drawn from the inner surface of the first guide hole 51.
  • the first and second distribution grooves 71 and 72 are formed in the direction perpendicular to the guide ball 51.
  • the first distribution groove 71 is connected to the first distribution hole (73) penetrating through the piston hammer 50 to the outer peripheral surface of the piston hammer 50 therefrom, the first distribution hole 73 of the piston hammer It is continuously formed along the outer circumferential surface and connected to the connecting groove for forming a passage with the inner circumferential surface of the main body.
  • a first distribution groove 75 is formed on the outer circumferential surface of the piston stop 50 to connect the connection groove 74 and the second chamber. It is preferable that the cross-sectional area of the first distribution groove 75 is formed to be relatively smaller than the cross-sectional area of the first distribution hole 73 so that the expansion of the air can be made in the first distribution groove 75.
  • the pneumatic pressure for raising the piston hammer 50 is the second chamber 200 from the discharge hole 24 through the first distribution groove 73 and the connecting groove 74 and the first distribution groove 75. Is supplied.
  • the second distribution groove 72 is connected to the second distribution hole 76 penetrating the piston hammer 50 to the upper side from the outer peripheral surface of the piston hammer 50 therefrom, the second distribution hole 76 is a piston It is formed on the outer circumferential surface of the second chamber is connected to the second dispensing groove 77 in communication with the first chamber (100). Therefore, the pneumatic pressure for lowering the piston hammer 50 is transferred from the discharge hole 24 through the second distribution groove 72, the second distribution hole 76, and the first distribution groove 77. 200).
  • the first and second distribution grooves 75 and 77 have a cross-sectional area smaller than that of the first and second distribution holes.
  • An extension part may be formed at an end portion of the first and second distribution grooves 75 and 77, that is, a connection portion connecting the second chamber and the first chamber.
  • Air hammer according to the present invention configured as described above is to perform the drilling operation in the state coupled with the drive rod 6 connected to the head portion 5 of the drilling machine.
  • the drilling operation rotates the air hammer 10 connected to the drive rod 6 by the head 5 and supplies a high pressure to the air hammer 10 through the drive rod 6 to strike the bit unit 60. do.
  • the action of the air hammer 10 supplied through the drive rod 6 is as follows. Pneumatic pressure supplied through the drive rod 6 is applied to the valve member 14b of the check valve 14 installed in the socket 13 to overcome the elastic force of the elastic member 14c and lower the valve member 14b. Let's go. The pneumatic pressure flows into the second pneumatic supply passage 23 of the first bushing member 20 through the through hole 14e.
  • the air pressure introduced into the second pneumatic supply passage 23 is discharge hole 24 and the first distribution groove 71 and the first distribution in a state where the piston hammer 50 is lowered as shown in FIG. 6. It is supplied to the second chamber 200 through the ball 73, the connecting groove 74 and the first distribution groove 75 to raise the piston hammer 50.
  • the first distribution groove portion 75 is formed relatively smaller than the cross-sectional area of the first distribution hole 73, the first distribution groove 75 expands in the first distribution groove 75 flowing into the second chamber 200. By the adiabatic expansion, the piston hammer 50 can be quenched to prevent occurrence of brittleness.
  • the pneumatic pressure is supplied to the second chamber 200 to raise the piston hammer 50.
  • the air pressure is supplied from the discharge hole 24 to the first chamber 100 through the second distribution groove 72, the second distribution hole 75, and the second distribution groove 76.
  • the discharge hole 24 is gradually formed in the discharge cross-sectional area toward the upper and lower upper side, so the pneumatic, that is, the supply of air is gradually increased at the point of reaching the upper and lower points to increase the lifting force of the piston hammer 50 Not only can it be reduced tangently, it can also delay the time the pressure reaches its peak. Therefore, since the descending force can be supplied to the piston hammer 50 at the time when the kinetic energy due to the rise of the piston hammer 50 is minimized, the kinetic energy due to the falling can be maximized.
  • the discharge hole 24 is exposed to the second distribution groove 72 from the lower end, and goes from the lower end of the piston guide 21 to the upper side. Since the cross-sectional area is formed small, the amount of air introduced through the discharge hole 24 is not increased rapidly but gradually increases, so that the pneumatic pressure in the first chamber 100 can be prevented from rapidly reaching the highest point. At the time when the kinetic energy of the lowering of the hammer 50 is minimized, the lowering force of the piston hammer 50 may be maximized by allowing the pneumatic pressure for lowering the piston hammer 50 to reach the highest point. .
  • the pneumatic pressure of the second chamber 200 is discharged, and since the internal pressure of the first chamber 100 is increased by supply of air, the piston hammer 50 is drastically lowered so that the heat unit 60. Will hit.
  • the piston hammer 50 is lifted to perform the excavation work by applying a continuous impact force to the bit unit 60.
  • the present invention supports the upper and lower portions of the piston hammer 50 by the piston guide part 21 and the second bushing member 30, so that the piston hammer 50 can be stably lifted when the piston hammer 50 is raised and lowered. It can support and further reduce the generation of vibration.
  • the cross-sectional area of the discharge hole 24 formed in the piston guide portion 21 is gradually decreased in the vertical direction from the center portion, the impact force due to the rapid rise of the piston can be reduced.
  • the air hammer for the perforator of the present invention can be widely used for forming various underground holes.

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Abstract

본 발명의 천공장치의 에어 햄머는 중공부를 가지는 메인본체와; 상기 본체의 일측에 결합되는 소켓과; 상기 메인본체에 결합되는 차단부와, 이 차단부로부터 메인본체의 중심축과 나란한 방향으로 연장되고 길이 방향으로 공기공급통로가 형성되며 외주면에 공기 공급통로와 연통되는 배출공이 형성된 피스톤 가이드부를 가진 제 1부쉬 부재와; 상기 메인본체의 타측 단부에 설치되는 제 2부쉬부재와, 상기 제2부쉬부재의 단부에 설치되는 비트 유니트와; 상기 가이드부와 제 2부쉬부재에 상하 단부가 지지되어 승강되는 것으로 길이 방향으로 관통되는 가이드공이 형성되고, 상기 제 1, 2부쉬부재 사이의 메인본체 공간을 제 1,2챔버로 구획하는 피스톤 햄머를 구비하며, 상기 제 2부쉬부재의 상단부측에 형성되어 피스톤 햄머의 상승 시 제 2챔버 내의 공기를 배출하기 위한 공압배출부; 상기 피스톤햄머에 형성되는 것으로, 소켓과 제 1부쉬부재의 피스톤 가이드부의 공압공급통로와 배출공을 통하여 공급되는 공압을 상기 제1,2챔버에 선택적으로 공급하여 피스톤 햄머를 승강시키기 위한 공압 분배부;를 구비한다.

Description

천공장치용 에어햄머
본 발명은 천공장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 상호 연결되는 로드의 단부에 설치되어 굴삭작업을 수행하는 천공기용 에어 햄머에 관한 것이다.
일반적으로 천공기는 비트를 단지 회전시키는 방법(오실레이터 공법라고도 함)과, 비트 또는 볼커터를 회전시킴과 아울러 가압력을 주는 방법(R.C.D 공법) 등이 있다. 오실레이터 공법은 통상 직경이 800 내지 3000mm 사이의 케이싱을 유압척으로 클램핑 한 상태에서 좌우 회전방향으로 설치된 실린더의 전후진 작동으로 회동시키면서 천공하는 공법이며, 상기 R.O.C 공법은 단부에 비트 또는 볼 커터가 설치된 드라이브 로드를 이용하여 비트 또는 볼 커터를 회전시켜 천공하는 방법이다. 상기 오실레니터(OSCILLATOR) 공법은 작업장의 토지 조건이 흙으로만 이루어진 영역을 천공하는 데는 이상이 없으나 지중의 암반을 전공하는 항타기와 같은 별도의 장비에 의해 큰 햄머를 낙하시켜 파괴하는 공정이 필요하다.
한편, 상기 R.C.D 공법은 오실레이터 공법에 비하여 진보된 천공효과를 가지는 것으로, 토사층을 오실레이터 또는 로테이터(rotator)로 굴착한 후 연암과 경암층을 굴착코져 할 때 드릴로-드 끝부분에 부착된 특수한 비트를 회전시켜 암반을 굴착하고 드릴 로드 파이프(drill rod pipe)로 순환수와 파석을 에어에 의해 석션하여 지상으로 배출하며 굴착하는 것으로 기초공사 등에 사용되는 대구경 현장타설 및 탑 다운(top down) 공법의 핵심적인 공법이다.
천공작업을 수행하기 위한 에어 햄머의 일예가 미국특허 US 3,941,196호, US 0430554호, US3991834호에 개시되어 있다.
종래의 에어햄머는 타격을 위한 햄머가 가이드로부터 분리된 상태에서 하강하여 타격하게 되므로 햄머의 상하 이동시 진동이 발생되며, 특히 에어가 각 챔버로 토출되는 출구에서 단열팽창됨으로써 급냉되어 크랙 발생의 원인이 된다. 그리고 에어 햄머의 상승 시 상사점에서의 피스톤을 상승시키기 위한 공기의 변화가 없으므로 충격력이 상대적으로 커지게 되는 문제점이 있다. 또한 비트 유니트와 충돌 시 반력이 상대적으로 커지게 되어 비트의 타격력이 균일하지 않은 문제점이 있다.
대한민국 특허 등록 공보 제 10-0372049호에 크레인을 이용한 천공기의 일예가 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 피스톤 햄머의 상하부를 지지하여 피스톤의 흔들림에 의한 피스톤의 진동을 줄일 수 있은 천공기용 에어햄머를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 피스톤 햄머을 통하여 상하 챔버로 에어의 공급 시 공기의 단열팽창에 의해 피스톤이 급냉 됨으로써 취성이 발생되고, 나아가서는 크랙 발생의 원인이 되는 것을 방지할 수 있는 천공기용 에에 햄머를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 피스톤 햄머의 상승 및 하강 시 압력이 최고점에 도달하는 시간을 지연시킬 수 있는 천공기용 에어 햄머를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 천공기용 에어 햄머는,
중공부를 가지는 메인본체와;
상기 본체의 일측에 결합되는 소켓과;
상기 메인본체에 결합되는 차단부와, 이 차단부로부터 메인본체의 중심축과 나란한 방향으로 연장되고 길이 방향으로 공기공급통로가 형성되며 외주면에 공기 공급통로와 연통되는 배출공이 형성된 피스톤 가이드부를 가진 제 1부쉬 부재와,
상기 메인본체의 타측 단부에 설치되는 제 2부쉬부재와, 상기 제2부쉬부재의 단부에 설치되는 비트 유니트와,
상기 가이드부와 제 2부쉬부재에 상하 단부가 지지되어 승강되는 것으로 길이 방향으로 관통되는 가이드공이 형성되고, 상기 제 1, 2부쉬부재 사이의 메인본체 공간을 제 1,2챔버로 구획하는 피스톤 햄머를 구비하며,
상기 제 2부쉬부재의 상단부측에 피스톤의 상승 시 제 2챔버내의 공기를 배출하기 위한 인입통로부가 형성되고,
상기 피스톤 햄머에 형성되는 것으로, 소켓과 제 1부쉬부재의 피스톤 가이드부의 공압공급통로와 배출공을 통하여 공급되는 공압을 상기 제1,2챔버에 선택적으로 공급하여 피스톤 햄머(50)를 승강시키기 위한 공압 분배부를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배출공은 배출공의 중앙부로부터 상부와 하부방향으로 단면적이 점차적으로 작게 형성된다.
상기 공압분배부는 길이 방향으로 형성된 가이드공의 내주면에 상호 소정간격 이격되는 제 1,2 분배홈이 형성되고, 상기 제 1분배홈은 이로부터 피스톤 햄머의 외주면으로 피스톤 햄머를 관통하는 제 1분배공과 연결되고, 제 1분배공은 피스톤 햄머의 외주면의 일부에 형성되어 본체의 내주면과 통로를 이루기 위한 연결그루브와 연결되며, 상기 연결그루브는 제 2챔버와 피스톤의 외주면에 형성되어 제 1 분배 그루부와 연결되고,
상기 제 2분배홈은 이로부터 피스톤 햄머의 외주면으로 피스톤 햄머를 상부측으로 관통하는 제 2분배공과 연결되고, 제 2분배공은 피스톤 햄머의 외주면에 형성되어 제 1챔버와 연통되는 제 2 분배 그루부와 연결된다.
그리고 상기 제 1,2분배 그루부의 출구측은 그 단면적이 점차적으로 넓어지는 확개부를 구비할 수 있다.
대안을 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 천공기용 에어햄머는
중공부를 가지는 메인본체와,
상기 본체의 일측에 결합되는 소켓과,
상기 메인본체에 결합되는 차단부와, 이 차단부로부터 메인본체의 중심축과 나란한 방향으로 연장되고 길이 방향으로 공기공급통로가 형성되며 외주면에 공기 공급통로와 연통되는 배출공이 형성된 피스톤 가이드부를 가진 제 1부쉬 부재와,
상기 메인본체의 타측 단부에 설치되는 제 2부쉬 부재와, 상기 제2부쉬부재의 단부에 설치되는 비트 유니트와, 상기 가이드부와 제 2부쉬부재에
상기 피스톤 가이드부가 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로 길이 방향으로 관통되는 가이드공이 형성되고, 상기 하단부가 제 2부쉬 부재에 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 제 1, 2부쉬 부재 사이의 메인본체 공간을 제 1,2챔버로 구획하는 피스톤 햄머를 구비하며,
상기 제 2부쉬부재의 상단부측에 설치되어 피스톤의 상승 시 제 2챔버내의 공기를 배출하기 위한 공기 배출부가 구비되고, 상기 피스톤 햄머에 형성되어 피스톤의 하강 시 상기 제 2챔버에을 공급하며 상승 시 상기 제 1챔버 내에 공압을 공급하는 공압공급부를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 천공기용 에어햄머는 피스톤 햄머의 승강 시 피스톤의 상부측과 하부측을 지지함으로써 피스톤 햄머이 흔들려 탁격력이 분산되는 것을 방지할 수 있으며, 피스톤 햄머의 상승 시 관성력을 상대적으로 줄일 수 있다.
그리고 제 1,2챔버에 공압의 공급 시 제 1,2공압공급통로의 토출구 측에서 단열팽창에 의해 급냉되어 피스톤 햄머에 취성이 발생되어 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 천공장치를 도시한 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 에어햄머의 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 에어햄머의 분리 사시도,
도 4는 제 1부쉬부재를 발췌하여 도시한 사시도,
도 5는 도 2에 도시된 피스톤 햄머와 제 2부쉬부재를 발췌하여 도시한 일부절제 사시도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 에어 햄머의 작동상태를 도시한 단면도.
본 발명에 따른 에어햄머는 천공기의 브라이브 로드에 설치되어 비트에 굴삭을 위한 타격력을 제공하는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 천공기(1)는 기계본체(2)에 수직하게 설치되는 리더(3)와, 상기 리더(3)에 의해 승강 가능하도록 가이드 되는 헤드부(5)와, 상기 헤드부(5)의 구동축과 결합되어 승강 및 회전되는 드라이브 로드(6)의 단부에 설치되는 에어햄머(10)를 구비한다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 기계본체(2)에는 상기 드라이브로드를 통하여 에어 햄머에 공압을 공급하기 위한 컴프레셔가 설치된다.
이 천공기용 에어햄머(10)는 제 1중공부(11)를 가지는 메인본체(12)와, 상기 메인 본체(12)의 상부측 단부에 결합는 소켓(13)과, 상기 소캣(13)과 인접되는 메인본체(12)에 설치되며 피스톤 가이드부(21)를 가지는 제 1부쉬부재(20)와, 상기 메인본체(12)의 단부에 설치되는 제 2부쉬부재(30)와, 상기 제 2부쉬부재(30)의 하단부 측에 설치되어 굴삭작업을 수행하는 비트 유니트(60)와, 상기 피스톤 가이드부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로 길이 방향으로 관통되는 가이드공이 형성되고, 상기 하단부가 제 2부쉬 부재(30)에 형성된 중공형가이드부(31)에 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 제 1, 2부쉬부재(20)(30) 사이의 메인본체(12) 공간을 제 1,2챔버(100)(200)로 구획하는 피스톤 햄머(50)를 구비한다.
그리고 상기 소켓(13)과 제 1부쉬부재(20)의 피스톤 가이드부(21)를 통하여 공급되는 공압을 상기 제1,2챔버(100)(200)에 선택적으로 공급하여 피스톤 햄머(50)를 승강시키기 위한 공압 분배부(70)를 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공기용 에어햄머(10)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 천공기용 에어 햄머(10)의 메인 본체(12)는 원통형의 관상으로 이루어진 것으로, 바람직하게는 드라이브 로드(6)의 직경과 상기 메인본체(12)를 동일하게 형성함이 바람직하다. 상기 메인본체(12)의 상단부 측에 설치되는 소켓(13)은 드라이브 로드(6)들중 단부 측 드라이브 로드와 결합을 위한 것으로, 외주면에 나사 결합부가 형성되고, 길이 방향으로 상기 드라이브 로드(6)들의 중공부를 통하여 공급되는 고압을 공급하기 위한 제1공압공급통로(13a)가 형성된다. 그리고 상기 소켓(13)의 하부측에는 상기 제1공압공급통로(13a)를 통하여 제 1부쉬부재(20) 측으로 공급되는 공압이 역류하는 것을 방지하기 위한 첵크밸브(14)가 설치된다. 이 첵크밸브(14)는 소켓(12)에 형성되는 시트부(14a)와, 상기 시트부(14a)에 접촉 및 결합되어 차단하는 체크밸브부재(14b) 상기 소켓(13)과 결합된 체크밸브부재(14b)를 상방으로 탄성바이어스 시키는 탄성부재(14c)와, 소캣(13)과 결합되어 탄성부재(14c)를 지지하기 위한 스토퍼(14d)를 구비한다. 상기 스토퍼(14d)에는 상기 제1공압 공급통로(13a)를 통하여 공급되는 공압이 상기 제 1부쉬부재(20)측으로 공급하기 위한 관통공(14e)이 형성된다.
상기 제1부쉬부재(20)는 소켓(13) 하부측의 본체 내부에 설치되어 소켓(13)의 제1공압공급통로(13a)를 통하여 공급되는 공압을 피스톤 햄머(50)에 마련된 공압공급부(70)에 공급하기 위한 것으로, 도 2 내지 4에 나타내 보였다.
상기 제 1부쉬부재(20)는 메인본체(11)에 지지되는 차단부(22)와, 차단부로부터 하방인 비트 유니트 측으로 연장되여 피스톤 햄머(50)를 가이드하기 위한 피스톤 가이드부(21)를 구비한다. 이 피스톤 가이드부(21)에는 상기 소켓(13)의 제 1고압공급통로(13a)와 첵크밸브(14)를 통하여 공급된 공압을 전달할 수 있도록 길이 방향으로 제 2공압공급통로(23)가 형성되는데, 이 제 2공압공급통로(23)는 피스톤 가이드부(21)를 관통하지는 않는다. 상기 피스톤 가이드부(21)의 단부에는 제 2공압공급통로(23)가 피스톤 가이드부(21)를 관통하지 않도록 막혀 있다.
그리고 상기 피스톤 가이드부(21)의 단부측 외주면에는 공압을 분배하기 위한 배출공(24)들이 형성된다. 상기 각 배출공(24)들은 중앙부로부터 상하부(피스톤 가이드 상부측과 단부측)갈수록 측으로 갈수록 공압의 배출을 위한 단면적이 점차적으로 작아지게 형성된다. 여기에서 상기 각 배출공(24)들은 그 중앙부에 공압배출을 위한 단면적 균일 구간을 더 구비할 수 있으며, 상기 피스톤 가이드부(21)는 차단부(22)로부터 메인본체(11)의 길이 방향 중심축(c)을 따라 형성되며, 상기 배출공(24)들은 피스톤 가이드부(21)의 다부로부터 동일 높이의 외주면에 형성된다.
상기 제 2부쉬부재(30)는 상기 메인본체(12)의 하단부 측에 결합되는 것으로, 원통형으로 이루어져 있으며, 제 2부쉬부재(30)의 단부측에는 공압을 토출을 위한 공압토출공(61)이 형성된 비트 유니트(60)가 설치된다.
상기 제 2부쉬부재(30)의 상단부 측는 피스톤 햄머(50)의 하단부를 가이드하게 된다. 상기 피스톤 햄머(50)의 하단부를 가이드 하는 제 2부쉬부재(30)의 내주면에는 피스톤 햄머(50)의 상승 시 제 2챔버(200) 내부의 공압을 상기 비트 유니트(60)의 공압토출공(61)측으로 배출하기 위한 공압배출부(31)가 형성된다. 이 공압배출부(31)는 상면으로부터 길이 방향으로 복수개의 제1통로부(32)가 형성되고, 제 1통로부(32)의 단부측에 내주면으로부터 원주방향으로 인입 된 제 2통로부(33)가 형성되어 피스톤의 상승 시 제 2챔버(200) 내부의 공압 즉 공기가 제 1통로부(32)와 제 2통로부(33)를 통하여 공압토출공(61)으로 배출된다.
상기 제 2부쉬부재(30)의 단부에 설치되는 비트 유니트(60)는 하단부측에 굴삭을 위한 팁(62)들이 형성되고, 상기 하면에는 공압토출공(61)으로부터 토출되는 공압의 토출이 충분히 이루어질 수 있도록 공압 분기토출부(63)가 형성된다. 이 공압 분기 토출부(63)는 공압 토출공(61)을 통하여 토출되는 공압에 의해 비트 유니트가 상승되지 않도록 방사상으로 형성함이 바람직하다. 상기 공압 분기토출부(63)는 굴삭 시 지면과 접촉되는 비트 유니트의 단부 면적을 줄일 수 있도록 하면에 공압토출공(61)과 연결되는 그루브로 이루어질 수 있는데, 이 그루브는 비트 유니트의 하면으로부터 외주면으로 형성될 수 있다.
상기 피스톤 햄머(50)는 상술한 바와 같이 메인본체(12)와, 상기 제 1부쉬부재(20)의 피스톤 가이드부(21)에 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있도록 중심부에 길이 방향으로 가이드공(51)이 형성된다. 그리고 상기 피스톤 햄머(50)의 하단부측은 상대적으로 직경이 작게 형성되어 상기 제 2부쉬부재(30)에 의해 가이드 된다. 상기 피스톤 햄머(50)의 하단부가 제 2통로부(33)에 위치되도록 함으로써 제 2챔버(200) 내의 공기가 제 2통로부(33)를 통하여 공압토출공(61)으로 배출된다.
그리고 상기 피스톤 햄머(50)에는 상기 소켓(13)과 피스톤 가이드부(21)의 배출공(24)을 통하여 공급되는 공압을 상기 제1,2챔버(100)(200)에 선택적으로 공급하기 위한 공압 분배부(70)가 형성된다.
상기 공압분배부(70)는 길이 방향으로 형성된 가이드공(51)의 내주면에 상호 소정간격 이격되는 제 1,2 분배홈(71)(72)이 형성된다. 상기 제 1,2분배홈(71)(72)은 각각 상기 제 1가이드공(51)의 내면으로부터 인입 된 환형으로 형성된다. 상기 제 1,2분배홈(71)(72)은 가이드 공(51)의 직각 방향으로 형성된다.
그리고 상기 제 1분배홈(71)은 이로부터 피스톤 햄머(50)의 외주면으로 피스톤 햄머(50)를 관통하는 제 1분배공(73)과 연결되고, 제 1분배공(73)은 피스톤 햄머의 외주면을 따라 연속적으로 형성되어 본체의 내주면과 통로를 이루기 위한 연결그루브와 연결된다. 그리고 상기 피스톤 해멈(50)의 외주면에는 상기 연결그루브(74)와 제 2챔버를 연결하는 제 1 분배 그루부(75)가 형성된다. 상기 제 1분배 그루브(75)의 단면적은 재 1분배공(73)의 단면적보다 상대적으로 작게 형성되어 공기의 팽창이 제 1분배 그루브(75)에서 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.
따라서 상기 피스톤 햄머(50)를 상승시키기 위한 공압은 상기 배출공(24)로부터 제 1분배홈(73)과 연결 그루브(74) 및 제 1분배 그루부(75)를 통하여 제 2챔버(200)로 공급된다.
그리고 상기 제 2분배홈(72)은 이로부터 피스톤 햄머(50)의 외주면으로 피스톤 햄머(50)를 상부측으로 관통하는 제 2분배공(76)과 연결되고, 제 2분배공(76)은 피스톤의 외주면에 형성되어 제 1챔버(100)와 연통되는 제 2 분배 그루부(77)와 연결된다. 따라서 상기 피스톤 햄머(50)를 하강시키기 위한 공압은 상기 배출공(24)으로부터 제 2분배홈(72)과 제 2분배공(76) 및 제 1분배 그루부(77)를 통하여 제 2챔버(200)로 공급된다.
상기 제 1,2분배 그루브(75)(77)는 각각 단면적이 제 1,2분배공의 단면적보다 작게 형성함이 바람직하다. 상기 제 1,2분배그루브(75)(77)의 단부 즉, 제 2챔버와 제 1챔버를 연결하는 연결부위에는 확개부가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 에어햄머는 천공기의 해드부(5)와 연결된 드라이브 로드(6)와 결합된 상태에서 천공작업을 수행하게 된다. 천공작업은 헤드부(5)에 의해 드라이브 로드(6)와 연결된 에어 햄머(10)를 회전시킴과 드라이브 로드(6)를 통하여 에어햄머(10)에 고압 공급하여 비트유니트(60)를 타격하게 된다.
상기 드라이브 로드(6)를 통하여 공급되는 에어 햄머(10)의 작용은 다음과 같다. 상기 드라이브 로드(6)를 통하여 공급되는 공압은 상기 소켓(13)에 설치된 체크밸브(14)의 밸브부재(14b)에 가하여져 탄성부재(14c)의 탄성력을 극복하고 밸브부재(14b)를 하강시키게 된다. 그리고 이 공압은 관통공(14e)을 통하여 제 1부쉬부재(20)의 제 2공압공급통로(23)로 유입된다.
상기와 같이 제 2공압공급통로(23) 유입된 공압은 도 6에 도시된 바와 같이 피스톤 햄머(50)가 하강하여 있는 상태에서 배출공(24)과 제 1분배홈(71), 제1분배공(73), 연결그루브(74) 및 제 1분배그루브(75)를 통하여 제 2챔버(200)로 공급되어 피스톤 햄머(50)를 상승시키게 된다. 이 과정에서 상기 제 1분배 그루부(75)는 제 1분배공(73)의 단면적보다 상대적으로 상대적으로 작게 형성되어 있으므로 제 2챔버(200)로 유입되는 제1분배그루브(75)에서 팽창 즉, 단열팽창됨으로서 피스톤 햄머(50)가 급냉되어 취성이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 상기와 같이 제 2챔버(200)에 공압이 공급됨으로써 피스톤 햄머(50)가 상승하게 된다.
상기 피스톤 햄머(50)가 상승하게 되면, 상기 배출공(24)은 제1분배홈(71)으로부터 벗어나게 되고, 피스톤 햄머(50)가 상사점에 도달하는 시점에서 제 2분배홈(72)과 연결된다. 이때에 상기 제 2부쉬부재(30)에 의해 가이드 되는 피스톤 햄머(50)의 하단부는 상승하여 제 2통로부(33)에 위치된다. 따라서 상기 제 2챔버(200)의 공압은 제 1통로부(32)와 제 2통로부(33)를 통하여 공압토출공(61)으로 배출된다.
그리고 상기 배출공(24)으로부터 제 2분배홈(72)과 제 2분배공(75) 및 제 2분배그루브(76)를 통하여 제 1챔버(100)에 공압이 공급된다. 이 과정에서 상기 배출공(24)은 상하 상부측으로 갈수록 배출단면적이 점차적으로 작게 형성되어 있으므로 상저점에 도달하는 시점에서 공압 즉, 공기의 공급량이 점차적으로 증가하게 되어 피스톤 햄머(50)의 상승력을 접차적으로 줄일 수 있을 뿐만아니라 압력이 최고점에 도달하는 시간을 지연시킬 수 있다. 따라서 피스톤 햄머(50)의 상승에 따른 운동에너지가 최소가 되는 시점에서 피스톤 햄머(50)에 하강력을 공급할 수 있으므로 하강에 따른 운동에너지를 극대화 시킬 수 있다. 이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 피스톤 햄머(50)가 상승함에 따라 배출공(24)은 하단부로부터 제 2분배홈(72)에 노출되게 되는데, 피스톤 가이드부(21)의 하단부로부터 상부측으로 갈수로 그 단면적이 작게 형성되어 있으므로 배출공(24)을 통하여 유입되는 공기량이 급격히 증가되지 않고 점차적으로 증가하게 되므로 제 1챔버(100) 내의 공압이 급격히 최고점에 도달하는 것을 방지할 수 있으며, 나아가서는 피스톤 햄머(50)의 하강이 상승에 따른 운동에너지가 최소화 되는 시점에서 피스톤 햄머(50)의 하강을 위한 공압이 최고점에 도달할 수 있도록 하여 피스톤 햄머(50)의 하강력을 극대화 할 수 있다. .
상기와 같이 제 2챔버(200)의 공압은 배출되고, 제 1챔버(100)는 공기의 공급에 의해 내부의 압력이 높아지 상태이므로 피스톤 햄머(50)가 급격히 하강하게 되어 상기 히트 유니트(60)를 타격하게 된다.
상술한 바와 같은 작동의 반복으로 피스톤 햄머(50)는 승강되어 비트 유니트(60)에 연속적인 충격력을 가하여 굴삭작업을 수행하게 된다.
상기와 같이 굴삭작업이 이루어지는 과정에서 상기 비트 유니트(60)의 공압토출공(61)을 통하여 토출되는 공기 즉, 공압은 천공작업을 수행하고 있는 비트유니트(60)의 하단면과 지면과 밀착력에 의해 원활하게 배출되지 못하여 비트 유니트(60)가 상승될 수 있다. 그리나 본 발명의 비트 유니트(60)의 하면에는 고압분기 토출부(63)가 형성되어 있으므로 배출되지 못한 공압에 의해 비트유니트(60)에 상방으로 반반력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 피스톤 가이드부(21)와 제 2부쉬부재(30)에 의해 피스톤 햄머(50)의 상하부를 지지하게 되므로 피스톤 햄머(50)의 승강시 안정적으로 피스톤 햄머(50)를 지지할 수 있으며, 나아가서는 진동발생을 줄일 수 있다. 또한 피스톤 가이드부(21)에 형성된 배출공(24)이 중앙부로부터 상하방향으로 그 단면적이 점차적으로 작게 형성되어 있으므로 피스톤이 급격히 상승함에 따른 충격력을 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 천공기용 에어햄머는 각종 지하공 형성에 널리 사용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 중공부를 가지는 메인본체와;
    상기 본체의 일측에 결합되는 소켓과;
    상기 메인본체에 결합되는 차단부와, 이 차단부로부터 메인본체의 중심축과 나란한 방향으로 연장되고 길이 방향으로 공기공급통로가 형성되며 외주면에 공기 공급통로와 연통되는 배출공이 형성된 피스톤 가이드부를 가진 제 1부쉬 부재와;
    상기 메인본체의 타측 단부에 설치되는 제 2부쉬부재와, 상기 제2부쉬부재의 단부에 설치되는 비트 유니트와;
    상기 피스톤 가이드부와 제 2부쉬부재에 상하 단부가 지지되어 승강되는 것으로 길이 방향으로 관통되는 가이드공이 형성되고, 상기 제 1, 2부쉬부재 사이의 메인본체 공간을 제 1,2챔버로 구획하는 피스톤 햄머를 구비하며,
    상기 피스톤 햄머의 하단부를 지지하는 제 2부쉬부재의 상단부측에 형성되어 피스톤 햄머의 상승 시 제 2챔버 내의 공기를 배출하기 위한 공압배출부;
    상기 피스톤 햄머에 형성되는 것으로, 소켓과 제 1부쉬부재의 피스톤 가이드부의 공압공급통로와 배출공을 통하여 공급되는 공압을 상기 제1,2챔버에 선택적으로 공급하여 피스톤 햄머를 승강시키기 위한 공압 분배부;를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 천공장치용 에어 햄머.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출공은 그 중앙부로부터 피스톤 가이드부의 상하부측으로 갈수록 단면적이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 천공장치용 에어 햄머.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공압분배부는 길이 방향으로 형성된 가이드공의 내주면에 상호 소정간격 이격되는 제 1,2 분배홈이 형성되고, 상기 제 1분배홈은 이로부터 피스톤 햄머의 외주면으로 피스톤 햄머를 관통하는 제 1분배공과 연결되고, 제 1분배공은 피스톤 햄머의 외주면의 일부에 형성되어 본체의 내주면과 통로를 이루기 위한 연결그루브와 연결되며, 상기 연결그루브는 제 2챔버와 피스톤의 외주면에 형성되어 제 1 분배 그루부와 연결되고,
    상기 제 2분배홈은 이로부터 피스톤 햄머의 외주면으로 피스톤 햄머를 상부측으로 관통하는 제 2분배공과 연결되고, 제 2분배공은 피스톤 햄머의 외주면에 형성되어 제 1챔버와 연통되는 제 2 분배 그루부와 연결된 것을 특징으로 하는 천공장치용 에어 햄머.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 공압배출부는 상기 제 2부쉬부재의 상면으로부터 길이 방향으로 복수개의 제1통로부가 형성되고, 제 1통로부의 단부측에 내주면으로부터 원주방향으로 인입 된 제 2통로부가 제 2부쉬부재에 형성된 것을 특징으로 하는 천공장치용 에어 햄머.
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