WO2014092387A1 - 유압식 회전 타격장치 - Google Patents

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WO2014092387A1
WO2014092387A1 PCT/KR2013/011250 KR2013011250W WO2014092387A1 WO 2014092387 A1 WO2014092387 A1 WO 2014092387A1 KR 2013011250 W KR2013011250 W KR 2013011250W WO 2014092387 A1 WO2014092387 A1 WO 2014092387A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure chamber
low pressure
hydraulic
high pressure
striking device
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/011250
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김진국
임종혁
Original Assignee
주식회사 에버다임
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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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
    • E21B6/00—Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • E21B6/02—Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being continuous
    • E21B6/04—Separate drives for percussion and rotation
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic rotary striking device, and more particularly, to a hydraulic rotary striking device having an impact buffer device 16 for improving drilling performance and increasing durability of the striking device.
  • a blasting work is performed to crush crushed materials such as rocks and ground for the purpose of aggregate collection, rock removal, etc. in various quarry, tunnel construction, and ground refining construction sites.
  • a rock drilling machine (rock drill) is used to drill holes for charging powder into the crushed material such as rock and ground.
  • the hydraulic perforator is a hydraulic rotary striking device (drifter) 30 as shown in FIG. 1 to reciprocate with a guide to provide a striking force for drilling the powder charging hole in the crushed material on the mast. It is mounted to be transported.
  • drifter hydraulic rotary striking device
  • the hydraulic perforator transfers the rod on the mast through a transfer means such as a cylinder or a hydraulic feed motor during the drilling operation of the crushed object to contact the crushed object with a drill bit fastened to the rod end.
  • a transfer means such as a cylinder or a hydraulic feed motor during the drilling operation of the crushed object to contact the crushed object with a drill bit fastened to the rod end.
  • the impact force generated when the striking piston descending by hydraulic pressure in the rotary striking device 30 hits the shank 34 and the rotational driving force transmitted from the hydraulic motor are avoided through the shank 34 and the rod.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic internal structure of a conventional hydraulic rotary striking device
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing in detail the structure of a rotating part of the hydraulic rotary striking device shown in FIG.
  • the impact energy generated when the striking piston 32 strikes the shank 34 is transmitted to the drill bit 70 installed at the distal end through the rod 60 coupled to the shank 34, and the drill bit 70. Impact energy transmitted to) is transmitted to the to-be-affected object 90 to be crushed.
  • the hydraulic oil when discharged from the second hydraulic pump 20, it is supplied to the hydraulic motor 80 via the third control valve 22 through the flow path, the second hydraulic pump 20 in the hydraulic motor (80).
  • the rotational driving force is generated by the hydraulic oil discharged from the hydraulic drive, and the rotational driving force generated by the hydraulic motor 80 drives the pinion gear 82 to rotate.
  • the pinion gear 82 is engaged with the drive gear 36 installed in the body portion 40 of the striking device 30, the rotational driving force generated from the hydraulic motor 80 to the drive gear 36 Delivered.
  • the rotational driving force transmitted to the drive gear 36 rotates the shank 34 coupled to the drive gear 36 through a fastening means such as a spline 56 and the like, and is transmitted to the shank 34.
  • the rotational driving force is transmitted to the rod 60 connected to the shank 34, and the rotational driving force transmitted to the rod 60 rotates the drill bit 70 coupled to the end of the rod 60, and the drill bit.
  • the rotational driving force transmitted to 70 is transmitted to the crushed object 90 that is in contact with the crushed object 90.
  • the impact force generated when the striking piston 32 strikes the shank 34 and the rotational driving force generated from the hydraulic motor 80 are transmitted to the drill bit 70 that breaks the object 90.
  • the impact force and the rotational driving force to the crushed object is to perform the crushing operation.
  • the structure of the conventional hydraulic rotary striking device driven by the above operation is engaged with the pinion gear 82 so that the rotational driving force of the hydraulic motor 80 can be transmitted to the shank 34.
  • the upper side of the thrust plate 38 (Thrust Plate) is formed in contact with the upper side of the drive gear 36 to be connected, the upper side portion of the thrust plate 38 is the body portion of the striking device 30 40 is formed to contact the lower inner surface portion.
  • the impact force generated when the striking piston 32 strikes the shank 34 and transmitted to the drill bit 70 through the rod 60 is not used for the crushing of the object 90 completely, A portion of the impact force reflected from the crushed object 90 is transmitted back to the striking device 30 along the drill bit 70, the rod 60, and the shank 34.
  • This phenomenon is that the harder the crushed material to be crushed, the harder the crushed object is, the greater the reaction force transmitted back to the striking device 30 and the contact surface between the drive gear 36 and the thrust plate 38. The impact generated from the contact surface between the thrust plate 38 and the lower inner surface portion of the body portion 40 of the striking device 30 is also increased.
  • the impact reaction as described above acts in a direction opposite to the drilling direction D of the striking device 30, that is, in a direction that weakens the contact between the crushed object 90 and the drill bit 70, and thus drills the crushed object 90.
  • the contact support force applied to contact the bit 70 is lowered, and in some cases, the drill bit 70 and the crushed object 90 are released until the contact is released.
  • the type and strength of the crushed object 90 is changed according to the depth of drilling during the drilling operation, if the soft ground appears to suddenly decrease the hardness of the crushed object 90 in the drilling direction (D) of the striking device (30)
  • the drilling speed in which the drill bit 70 drills the crushed object 90 is increased instantaneously rather than the feeding speed.
  • the drill bit 70 bounces due to the impact reaction force formed in the drilling direction D and the opposite direction U after hitting the workpiece 90, thereby driving the assembled assembly with the shank 34.
  • the upper surface of the gear 36 hits the lower surface of the thrust plate 38, and the upper surface of the thrust plate 38 strikes the inner surface of the body 40 of the striking device 30. Serious damage to the drive gear 36, thrust plate 38 and striking device 30 is caused.
  • the severe damage to the striking device itself is caused by the debris that is separated by the damage. It may be caused.
  • an object of the present invention is to provide a shock absorber that hydraulically buffers the impact reaction from the crushed object back to the striking device to prevent mechanical shock from being transmitted to the body portion of the striking device.
  • An object of the present invention is to provide a shock absorber having a function of maintaining contact with a crushed object at any time.
  • An object of the present invention is to provide a shock absorber having a function of preventing damage to the device body.
  • Hydraulic rotary striking device for achieving the above object, by supplying a high-pressure hydraulic fluid discharged from the first hydraulic pump using a hydraulic circuit consisting of a plurality of flow paths and control valves it is possible to reciprocate transfer of the striking piston
  • a hydraulic rotary striking device comprising: an impact installed to be able to slide in a direction parallel to an axis in which a striking piston reciprocates in a space located a predetermined distance in the drilling direction with respect to the striking piston reciprocally transported from an inner body of the striking device Characterized in that the configuration comprising a shock absorber.
  • the shock absorbing device is formed in a hollow cylindrical shape having a through hole for receiving a striking piston in the center, and an annular collar portion is formed in a protruding form in the middle portion of the outer diameter, the center of the collar portion
  • the upper side has an upper diameter portion having an upper surface facing the inner surface of the body portion of the striking device is formed, and the lower side has a lower diameter portion having a lower surface facing the shank striking surface around the collar portion, the upper diameter portion and
  • One side of the lower neck portion is characterized in that the bypass flow passage is provided with the inlet and outlet so that the working oil can be introduced and discharged.
  • the bypass passage may include a second bypass passage formed on one side of the upper diameter portion and a first bypass passage formed on one side of the lower diameter portion.
  • the bypass flow passage is characterized in that at least one orifice is formed in the inlet through which the hydraulic fluid flows.
  • the first and second bypass flow passages are characterized in that a plurality of orifices having different diameters are formed at the inlet port through which the hydraulic oil flows.
  • the bypass passage is characterized in that at least one outlet for the hydraulic fluid is formed.
  • a high pressure chamber in communication with the second high pressure flow path is supplied with a high-pressure hydraulic fluid discharged from the first hydraulic pump, the lower pressure is communicated to the upper side on the basis of the high pressure chamber
  • a second low pressure chamber is formed, and a first low pressure chamber in which low pressure is formed in communication with the first low pressure flow path is provided below the high pressure chamber.
  • Inside the body of the striking device is characterized in that the bush that can be disassembled and assembled from the inside of the body portion is coupled.
  • the bush is characterized in that formed in the form of the upper bush and lower bush.
  • the second bypass passage, the inlet is provided so as to communicate and interrupt the high-pressure chamber to which the hydraulic fluid discharged from the first hydraulic pump is supplied, the outlet is connected to the second low-pressure flow path second low pressure chamber is formed low pressure It is provided to enable communication and control.
  • the first bypass flow passage is provided such that an inlet port communicates with and intervenes with the first pressure chamber, and an outlet port is connected to the first low pressure passage to enable communication and interruption with the first low pressure chamber where low pressure is formed. It is characterized by.
  • the present invention by transmitting the rotational force generated from the hydraulic motor during the drilling operation to the drill bit to prevent mechanical contact of the internal parts of the impact device and the body portion, it is possible to increase the durability by preventing damage to the impact device body portion.
  • productivity can be increased by improving the drilling performance by maintaining the drill bit and the crushed object at all times in various situations occurring due to the change in the type and strength of the crushed object depending on the drilling depth.
  • FIG. 1 is a view showing an external appearance of a hydraulic rotary striking device.
  • FIG. 2 shows a schematic internal structure of a conventional hydraulic rotary striking device.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing in detail the structure of the rotating part of the hydraulic rotary striking device shown in FIG.
  • Figure 4 is a schematic configuration diagram of a hydraulic rotary striking device equipped with an impact buffer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the detailed structure of the shock absorber according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the shock absorber according to an embodiment of the present invention is mounted on the striking device.
  • FIG. 7 is a view showing a shock absorber during the soft section punching operation during the operation of the shock absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a shock absorber during the cavity section drilling operation of the shock absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which the contact bearing force between the drill bit and the to-be-damaged object is formed during operation of the shock absorber according to an embodiment of the present invention, but hydraulic oil is not discharged from the first hydraulic pump.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a detailed structure of the shock absorber according to the second embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the shock absorber according to the second embodiment of the present invention is mounted on the striking device.
  • FIG. 12 is a view showing the shock absorber during the soft section drilling operation during operation of the shock absorber according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing an impact buffer device in the cavity section drilling operation during the operation of the impact buffer device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the shock absorber according to the third embodiment of the present invention is mounted on the striking device;
  • FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the shock absorber according to the fourth embodiment of the present invention is mounted on the striking device;
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a hydraulic rotary striking device equipped with an impact buffer device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the impact buffer device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the shock absorber according to an embodiment of the present invention is mounted on the striking device.
  • the shock absorbing device 500 is formed in a hollow cylindrical shape having a through hole 510 in the center thereof, and has an annular collar portion protruding in the middle portion of the outer diameter portion.
  • 520 is formed, the upper diameter portion 530 having an upper surface 512 facing the inner surface 410 of the body portion 400 of the striking device 300 around the collar portion 520, It consists of a lower neck portion 540 having a lower surface 542 facing the shank 320 hitting surface.
  • the collar portion 520 is protruded to have a larger outer diameter than the upper diameter portion 530 and the lower diameter portion 540.
  • the lower portion 524 of the collar portion 520 is provided on one side of the lower diameter portion 540.
  • the low pressure acts in communication with the first pressure chamber 420 through the first bypass passage 544, and the second high pressure passage 144 to which the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 100 is supplied to the upper surface 522.
  • the high pressure chamber 430 is in communication with the high pressure is in communication with the shank 320 is configured to form a pressing force in the drilling direction (D).
  • the through-hole 510 of the hollow form provided in the central portion of the shock absorbing device 500 is to be accommodated the impact piston 310 for providing an impact force.
  • the second bypass flow path 532 formed at one side of the upper diameter portion 530 of the shock absorber 500 may include the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 100 according to the movement position of the shock absorber 500.
  • the high pressure chamber 430 communicating with the second high pressure flow path 144 and the second low pressure chamber 440 connected to the second low pressure flow path 148 are provided to communicate with and intervene.
  • first bypass passage 544 formed at one side of the lower diameter portion 540 of the shock absorber 500 may include a first pressure chamber 420 formed at the lower side of the collar portion 520 of the shock absorber 500.
  • first low pressure chamber 460 connected to the first low pressure flow path 146 are provided to communicate with and control.
  • the shock absorber 500 is a hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 100 is supplied to the high pressure chamber 430 through the second high pressure flow path 144, the upper surface of the collar portion 520 of the shock absorber 500 A high pressure pressing force is formed at the 522, and the high pressure chamber 430 when the contact reaction force between the drill bit 700 and the workpiece 900 is greater than the pressing force applied to the upper surface 522 of the collar part 520.
  • the second low pressure passage 148 is in communication with the second low pressure chamber 440, the low pressure is formed and the connection through the second bypass passage 532 is cut off, the high pressure is applied to the upper surface 522 of the collar portion 520 It is formed to be maintained.
  • the contact reaction force between the drill bit 700 and the crushed object 800 is less than the pressing force applied to the upper surface 522 of the collar part 520 or the feed rate of the drill bit 700 is greater than the feed rate of the striking device 300.
  • the shock absorber 500 is moved at a high speed in the puncturing direction D in order to maintain the contact between the drill bit 700 and the workpiece 800, wherein the impact
  • the shock absorber 500 is moved in the drilling direction D for a predetermined distance or more
  • the high pressure chamber 430 in which the high pressure is formed communicates with the second low pressure chamber 440 in which the low pressure is formed through the second bypass passage 532. It is formed to lower the pressure of the chamber 430.
  • the first low pressure chamber 460 in which the low pressure is formed by communicating the first pressure chamber 420 formed under the collar part 520 to the first low pressure passage 146 at one side of the lower diameter part 540 of the impact buffer device 500. ), A first bypass passage 544 is formed on the lower surface 524 of the collar part 520 to allow low pressure to be formed.
  • the first bypass flow path 544 is generated between the drill bit 700 and the crushed object 800, the contact reaction force transmitted to the striking device is less than the pressing force applied to the upper surface 522 of the collar portion 520, Alternatively, the punching speed is instantaneously increased than the feed rate of the drill bit 700 so that the shock absorber 500 is fast in the drilling direction D to maintain the contact state between the drill bit 700 and the workpiece 800.
  • the lower surface 524 of the collar portion 520 may prevent the first surface of the first pressure chamber 420 and the first low pressure chamber 460 from colliding with the inner surface 410 of the striking device 300. It is formed to increase the pressure of the first pressure chamber 420 by blocking the connection.
  • At least one first and second bypass passages 544 and 532 are provided at one side of the lower diameter portion 540 and the upper diameter portion 530 of the impact buffer apparatus 500, respectively. do.
  • the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 100 may be supplied to the high pressure chamber 430 formed on the upper surface 522 of the collar part 520. Two or more high pressure flow paths are connected.
  • the high-pressure chamber 430 formed on the upper surface 522 of the collar portion 520 of the impact buffer device 500 during the drilling operation using the impact device 300 provided with the impact buffer device 500 The working oil discharged from the first hydraulic pump 100 is communicated with the second high pressure flow path 144 to act as a high pressure, thereby forming a pressing force for transferring the shock absorber 500 in the drilling direction D.
  • the shock absorbing device 500 transferred in the drilling direction D by the pressing force applied to the upper surface 522 of the part 520 is disposed in the drilling direction (S) in contact with the lower surface 540 of the shank 320.
  • the pressing force to D) is generated.
  • the impact buffer device 500 transferred in the drilling direction (D) is the impact device 300 is transported by the pressing means acting on the upper surface 522 of the collar portion 520 and the transfer means installed on the mast of the drilling machine to drill bits
  • the contact force generated by contact between the 700 and the crushed object 800 stops near the point where the equilibrium is reached, and the impact point at which the striking piston 310 strikes the shank 320 at a position as shown in FIG. Form.
  • the impact surface and the impact surface of the shank 320 are impacted among the internal parts of the striking device 300 when the shank 320 is rotated by the second hydraulic motor 200. Only the bottom surface 542 of the lower diameter portion 540 of the shock absorber 300 is in contact with each other, except that the contact of other parts does not occur.
  • the impact force generated when hitting the shank 320 of the striking piston 310 can not be used for the crushing of the object to be broken 800 through the drill bit 700, the rod 600, the shank 320 hitting device 300
  • the impact force transmitted to) is absorbed in the form of instantaneous pressure rise and fall due to the hydraulic buffering action in the high pressure chamber 430 formed on the upper surface 522 of the impact buffer 500, the collar portion 520. Mechanical shock transmission to the striking device 300 body 400 is prevented.
  • FIG. 7 is a puncturing speed in which the drill bit drills the crushed object faster than the feed rate of the striking device during the operation of the shock absorber according to one embodiment of the present invention, so that the soft section moves in the drilling direction at a high speed.
  • the type and strength of the crushed object 800 is changed according to the depth of the piercing during the drilling operation, the soft drilling of the abruptly lowered strength of the crushed object (800) If a section appears, the drilling speed of the drill bit 700 to puncture the object 800 is instantaneously faster than the feed rate of the striking device 300.
  • the shock absorber 500 is rapidly moved forward in the drilling direction D and the shank ( 320 maintains contact with the bottom surface 542 of the lower diameter portion 540 of the shock absorber 500, and maintains contact between the drill bit 700 and the object 800.
  • the shock absorbing device 500, the shank 320, the rod 600 and the drill bit 700 can maintain the contact between the object 800, the impact force of the striking device 300 is smoothly tossed It can be delivered to the (800), not only to prevent damage to the internal parts of the hitting device 300 and the body of the hitting device 300 due to the contact release, but also to prevent contact between the drill bit 700 and the workpiece 800.
  • the impact force generated when hitting the shank 320 of the striking piston 310 is transmitted to the crushed object 800 smoothly, so that the perforation performance can be stably secured, thereby improving productivity.
  • the shock absorber 500 acts on the upper surface 522 of the collar portion 520 of the shock absorber 500. Due to the high pressure of the high pressure chamber 430, the shock absorber 500 is quickly moved in the drilling direction D. At this time, when the shock buffer 500 moves in the drilling direction D more than a predetermined distance, the high pressure chamber 430 ) Is communicated with the second low pressure chamber 440 where the low pressure is formed through the second bypass passage 532 to lower the pressure acting on the high pressure chamber 430 to press the punching direction D of the impact buffer device 500. Decreases.
  • FIG. 8 is a cavity section in which a drill bit penetrates into the crushed object faster than the conveying speed of the conveying means for the striking device during the operation of the shock absorber according to an embodiment of the present invention is faster than the situation shown in FIG.
  • the upper surface of the collar portion 520 of the shock absorbing device 500 may be moved to a position where the lower surface 524 of the collar part 520 contacts the body part 400 of the striking device 300 by the pressing force acting on the 522.
  • the lower surface 524 of the collar portion 520 of the shock absorber 500 collides strongly with the body portion 400 of the striking device 300, damage may occur to the body portion 400 of the striking device 300. Therefore, the lower surface 524 of the collar portion 520 does not come into contact with the body portion 400 of the striking device 300, or at least the impact on the contact surface during contact should be minimized.
  • the shock absorber 500 moves in the drilling direction D for a predetermined distance or more, the hydraulic oil of the high pressure chamber 430 acting on the upper surface 522 of the collar part 520 may pass through the second bypass.
  • the second low pressure passage 148 communicates with the second low pressure passage 148 and is discharged to the second low pressure chamber 440 where low pressure is formed, so that the pressure of the high pressure chamber 430 drops, thus acting on the upper surface 522 of the collar part 520. Since the pressing force in the drilling direction D is reduced, the impact applied to the contact surface when colliding with the lower surface 524 of the collar portion 520 and the body portion 400 of the striking device 300 is reduced.
  • the shock absorber 500 when the shock absorber 500 is further advanced in the drilling direction D more than a predetermined distance, the first pressure chamber 420 acting on the lower surface 524 of the collar part 520. And the connection of the first bypass passage 544 is blocked, so that the connection of the first pressure chamber 420 acting on the lower surface 524 of the collar part 520 and the first low pressure chamber 460 acting low pressure is blocked.
  • the first pressure chamber 420 is sealed by the lower surface 524 of the collar portion 520, the lower diameter portion 540, and the inner surface 410 of the body portion 400 of the striking device 300.
  • a predetermined interval is provided between the lower surface 524 of the collar portion 520 and the first bypass flow path 544 of the shock absorber 500, so that the shock absorber 500 is drilled in a direction more than a predetermined distance.
  • shock absorber 500 moves in the drilling direction D after the first pressure chamber 420 is sealed, the pressure of the first pressure chamber 420 rises rapidly, and the first pressure chamber Due to the rapid pressure rise of 420, the movement speed of the shock absorber 500 in the drilling direction D is rapidly reduced.
  • shock absorber 500 Due to the reduced movement speed of the shock absorber 500, a collision between the shock absorber 500 and the body 300 of the striking device 300 can be avoided. The device 500 and the striking device 300 will not cause damage to the body portion 400.
  • the shock absorbing device 500 moves in the drilling direction D at a very high speed during the fracture of the cavity point, the working oil of the high-pressure chamber 430 passes through the second bypass flow path 532. Since the pressure of the high pressure chamber 430 is lowered by being discharged to the second low pressure chamber 440, the pressure in the drilling direction D acting on the upper surface 522 of the collar part 520 is reduced, and the first bypass flow path is also reduced. Perforation direction of the shock absorber 500 by sealing the first pressure chamber 420 acting on the lower surface 524 of the collar part 520 through the interruption of the 544 to increase the pressure of the first pressure chamber 420. (D) by reducing the movement speed to prevent the impact of the shock absorber 500 and the hitting device 300, the body portion 400, or to minimize the impact even if a collision occurs, the impact buffer 500 and hitting Damage to the body portion 400 of the device 300 may be prevented.
  • FIG. 9 is a view illustrating a state in which contact support force between a drill bit and a to-be-damaged object is formed during operation of an impact buffer device according to an embodiment of the present invention, but hydraulic oil is not discharged from the first hydraulic pump. As described above, when the hydraulic fluid is not discharged from the first hydraulic pump 100, the contact support force between the drill bit 700 and the to-be-damaged object 800 by the transfer means is not applied to the striking piston 310.
  • the upper surface 522 of the collar portion 520 of the shock absorber 500 is in contact with the body portion 400 of the impact device 300 to prevent excessive movement of the shock absorber 500 to the rear to impact Contact with the upper surface 512 of the shock absorber 500 and the upper surface 512 of the shock absorbing device 300 and the inner surface 410 of the body part 400 of the striking device 300 is prevented.
  • the striking piston 310 starts an upward stroke for striking.
  • the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 100 is supplied to the high pressure chamber 430 through the second high pressure passage 144 as well as the first high pressure passage 132 so that the collar part of the shock absorber 500 The high pressure is applied to the upper surface 522 of the 520.
  • the chamber 420 communicates with the first low pressure chamber 460 in which low pressure is formed through the first bypass passage 544.
  • the shock absorber 500 acts in the drilling direction D by the pressure of the high-pressure chamber 430 acting on the upper surface 522 of the collar part 520 while the striking piston 310 moves up. Is formed to move in the drilling direction (D).
  • the shock absorber 500 moves in the drilling direction D for a predetermined distance or more
  • the high pressure chamber 430 is provided through the second bypass passage 532 formed at one side of the upper part 530 of the shock absorber 500.
  • the working oil of the discharge is discharged to the second low pressure chamber 440, the low pressure acts, the pressure of the high pressure chamber 430 is lowered, the pressing force for moving the shock absorber 500 in the drilling direction (D) is lowered.
  • the high pressure chamber 430 and the second low pressure chamber 440 by the second bypass passage 532 are blocked or properly communicated, so that the color portion 520 is driven by the pressure acting on the upper surface 522 of the color portion 520.
  • the pressing force in the drilling direction (D) acting on the upper surface 522 of the) is adjusted, the impact device 300 is transferred by the conveying means, the contact support force is formed by the drill bit 700 is in contact with the crushed object (800)
  • the shock absorber 500 stops the movement at the position where the pressing force acting on the upper surface 522 of the collar portion 520 is balanced.
  • the shock absorber 500 when a high pressure is applied to the upper surface 522 of the impact buffer 500 of the caravan 520, the shock absorber 500 is moved in the drilling direction (D), the cylinder or hydraulic feed motor installed in the mast of the perforator To the position where the contact bearing force in the opposite direction U formed by the conveying means and the pressing force in the drilling direction D formed on the upper surface 522 of the collar portion 520 of the impact buffer device 500 are in equilibrium. The shock absorber 500 is moved.
  • the shock absorbing device 500 since the high pressure hydraulic fluid is not discharged from the first hydraulic pump 100, the shock absorbing device 500 does not move in the drilling direction D, and is transferred to a transfer means such as a cylinder or a hydraulic feed motor installed in the mast of the perforator.
  • a contact support force is formed between the drill bit 700 and the to-be-damaged object 800, and the high pressure hydraulic oil is discharged from the first hydraulic pump 1 to move the shock absorber 500 in the drilling direction D.
  • the contact bearing force between the drill bit 700 and the crushed object 800 is increased to make the contact more firmly.
  • the operation of the shock absorber according to an embodiment of the present invention will be described sequentially, and the high pressure hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 100 passes through the first high pressure passage 132.
  • the striking piston (s) by the plurality of flow paths 130, 134, 136, 138, 140, 142 and the first and second control valves 110 and 120 formed inside the striking device 300.
  • 310 is a reciprocating motion, the kinetic energy generated during the down stroke of the striking piston 310 is converted into impact energy when the shank 320 of the striking piston 310 is impacted, the shank 320, one or more rods 600 And the drill bit 700 is transferred to the crushed material 800 to crush the crushed material 800.
  • the high pressure hydraulic fluid discharged from the second hydraulic pump 200 is supplied to the hydraulic motor 230 through the third control valve 210 and the flow path 220 to rotate the drive shaft of the hydraulic motor 230 to generate a rotational force. Let's do it.
  • the generated rotational force is transmitted to the shank 320 through the pinion gear 232, the drive gear 330, and again to the crushed object 800 through the rod 600 and the drill bit 700 to be crushed Crush (800).
  • the drill bit 700 and the crushed object 800 maintain contact with each other by transferring the hydraulic rotary striking device 300 in the drilling direction D by a conveying means such as a cylinder or a hydraulic feed motor installed in the mast of the punching machine.
  • the bearing force is formed, and the punching work is transmitted by transmitting the impact force by the impact of the striking piston 310 and the rotational force formed by the rotation of the hydraulic motor 230 to the shank 320, the rod 600, and the drill bit 700. Is done.
  • the impact energy generated after striking the shank 320 of the striking piston 310 is transmitted to the workpiece 800 through the shank 320, the rod 600, and the drill bit 700.
  • the energy is not used to fracture the crushed object 800 and some of the impact energy is reflected from the crushed object 800 to be passed through the drill bit 700, the rod 600, and the shank 320. Is reflected back.
  • the shock absorber 500 is transmitted to the shock absorber 500, the shock absorber 500 is moved in the opposite direction (U) by a minute distance. As a result, the high pressure chamber 430 is compressed to increase the pressure, and the high pressure chamber 430 Due to the increase in pressure, the force in the punching direction D acting on the upper surface 522 of the collar portion 520 of the shock absorber 500 is increased, and the shock absorber 500 is again drilled by a fine distance. Moved to D) to return to the position before the impact reaction is transmitted and the pressure of the high-pressure chamber 430 is also lowered to the level before the impact reaction is transmitted.
  • the blow reaction force transmitted back from the crushed object 800 is increased in the pressure of the high pressure chamber 430 of the high pressure chamber 430 acting on the upper surface 522 of the collar portion 520 of the shock absorber 500 as described above. Is absorbed through normal buffering.
  • the impact between the shock absorber 500, the shank 320, the rod 600 and the drill bit 700 and the workpiece 800 is maintained to strike
  • the impact energy converted when the shank 320 is hit by the piston 310 is transmitted to the crushed object 800 smoothly, thereby improving the puncturing performance and thereby increasing productivity.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a detailed structure of the shock absorber according to the second embodiment of the present invention.
  • a first bypass passage 544 is formed at one side of the lower diameter portion 540 of the shock absorber 500.
  • a second bypass passage 532 is formed at one side of the upper neck portion 29.
  • the first bypass passage 544 is formed of an inlet 546 through which hydraulic fluid flows in and an outlet 548 through which hydraulic fluid flows out, wherein the first bypass passage 544 has a different diameter on the inlet 546 through which hydraulic fluid flows. And two orifices 550 and 560 are formed.
  • the second bypass flow passage 532 is also formed of an inlet 534 through which the hydraulic fluid flows in and an outlet 536 through which the hydraulic oil flows out, and has a different diameter on the inlet 534 through which the hydraulic oil flows.
  • Three or four orifices 570 and 580 are formed.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state in which the shock absorber according to the second embodiment of the present invention is mounted to the striking device, and the high pressure hydraulic oil is discharged from the first hydraulic pump 100 to open the first high pressure flow path 132. Once supplied to the striking device 300, the striking piston 310 starts the upstroke for striking.
  • the high pressure hydraulic fluid discharged from the first hydraulic pump 100 is supplied to the high pressure chamber 430 through the second high pressure passage 144 as well as the first high pressure passage 132 that induces the rising of the striking piston 310.
  • the high pressure is formed in the high pressure chamber 430, wherein the high pressure chamber 430 is the outer diameter of the upper diameter portion 530 of the shock absorber 500, the upper surface 522 of the collar portion 520, and the blow
  • the device 300 is formed closed by the inner surface 410 of the body portion 400.
  • the shock absorber 500 acts as a pressing force acting in the drilling direction D by the high pressure of the high pressure chamber 430 acting on the upper surface 522 of the collar portion 520. Is formed and moved in the drilling direction (D).
  • the shock absorber 500 moves in the drilling direction D for a predetermined distance or more, the operating oil of the high pressure chamber 430 is provided through the third orifice 570 formed at the inlet 534 of the second bypass passage 532.
  • the low pressure is discharged to the second low pressure chamber 440 is formed, the pressure of the high pressure chamber 430 is reduced, the pressing force for moving the shock absorber 500 in the drilling direction (D) is lowered, The connection between the high pressure chamber 430 and the second low pressure chamber 440 is blocked or communicated by the second bypass passage 532 and the third orifice 570 so that the upper surface of the collar portion 520 of the shock absorbing device 500 may be blocked.
  • the high-pressure working oil acting on the 522 is properly discharged to the second low pressure chamber 440, so that the contact bearing force in the opposite direction U formed by the contact with the crushed object 800 and the upper surface 522 of the collar portion 520 are formed.
  • the shock absorber 500 moves in the opposite direction to the punching. Stop moving
  • the shock absorbing device 500 is moved in the drilling direction (D), by the contact of the drill bit 700 and the workpiece 800. Due to the contact support force in the opposite direction (U) generated due to the pressing force in the drilling direction (D) applied to the upper surface 522 of the collar portion 520 is moved to a position where the equilibrium.
  • this position becomes the position of the shock absorber 500 during normal drilling.
  • first pressure chamber 420 formed by the lower diameter portion 540 of the impact buffer device 500, the lower surface 524 of the collar portion 520, and the inner surface 410 of the body portion 400. Is communicated with the first low pressure passage 146 through the first bypass passage 544 to communicate with the first low pressure chamber 460 where the low pressure is formed so that the low pressure acts.
  • FIG. 12 is a view illustrating a shock absorbing device during the soft section drilling operation during the operation of the shock absorbing device according to the second embodiment of the present invention, in which the type and strength of the crushed material 800 change depending on the drilling depth.
  • the drilling speed 700 is drilled into the crushed object 800 than the feed rate of the striking device 300 is instantaneously increased.
  • the high pressure chamber 430 for applying the pressing force to the upper surface 522 of the collar portion 520 of the shock absorber 500 has a second low pressure chamber 440 where low pressure is formed through the second bypass passage 532.
  • High pressure chamber 430 because the diameter of the third orifice 570 formed at the inlet 534 of the second bypass passage 532 is smaller than the diameter of the second bypass passage 532. Since the hydraulic fluid discharged from the second low pressure chamber 440 is less than the pressure drop of the high pressure chamber 430, the lower surface 540 and the shank 320 of the lower diameter portion 540 of the shock absorber 500 is reduced. The bearing capacity for the contact of does not decrease significantly.
  • less hydraulic oil discharged from the high pressure chamber 430 to the second low pressure chamber 440 means less waste of the hydraulic fluid used for the blow, and thus less waste of the hydraulic oil, so that the blower 300 It has the effect of reducing the operating cost of the.
  • FIG. 13 is a view illustrating an impact buffer device in the cavity section drilling operation during the operation of the impact buffer device according to the second embodiment of the present invention, wherein the drill bit 700 is less than the conveying speed of the striking device 300 by the conveying means. This is for the case where the puncturing speed for puncturing the crushed object 800 is faster, and is mainly generated during the crushing of the cavity point that is sometimes seen in the drilling operation.
  • the striking device 300 proceeds in the drilling direction D by a transfer means such as a cylinder or a hydraulic feed motor installed on the mast of the perforator to drill bits 700. Since the contact bearing force generated by contacting the crushed object 800 is not formed, the lower surface 524 of the collar portion 520 due to the high pressure acting on the high pressure chamber 430 causes the body portion 400 of the striking device 300 to lie.
  • the shock absorber 500 may be moved to a position in contact with the inner side surface 410.
  • the hydraulic oil of the high pressure chamber 430 acting on the upper surface 522 of the collar portion 520 of the shock absorber 500 may be a third oil. It is introduced through the orifice 570 and discharged through the second bypass passage 532 to the second low pressure chamber 440, the second bypass if the shock absorber 500 is further moved in the drilling direction (D) The hydraulic fluid of the high pressure chamber 430 is discharged to the second low pressure chamber 440 through the fourth orifice 580 installed at the inlet 534 of the pass passage 532 and having a diameter larger than that of the third orifice 570. .
  • the hydraulic fluid of the high pressure chamber 430 is first discharged to the second low pressure chamber 440 through the third orifice 570, thereby lowering the pressure of the high pressure chamber 430, and the shock absorber 500 moves in the drilling direction. If it is further moved to (D) it is formed so that the pressure of the hydraulic fluid of the high pressure chamber 430 is additionally discharged to the second low pressure chamber 440 through the fourth orifice 580.
  • the pressing force in the drilling direction D acting on the upper surface 522 of the collar portion 520 of the shock absorber 500 is reduced, so that the lower surface 524 of the collar portion 520 and the body of the striking device 300 are reduced. If a collision with the inner surface 410 of the portion 400 occurs, the impact on the contact surface is further reduced.
  • the first pressure chamber 420 may form a low pressure on the lower surface 524 of the collar portion 520 of the shock absorber 500.
  • the connection of the first low pressure chamber 460 communicated with each other through the first bypass passage 544 is gradually blocked.
  • the second orifice 560 having a large diameter is first blocked so that the first pressure chamber 420 is blocked. Only the first orifice 550 having a narrow diameter communicates with the first low pressure chamber 460.
  • the diameter of the first orifice 550 is smaller than the diameter of the first bypass passage 544, the amount of the hydraulic oil discharged from the first pressure chamber 420 to the first low pressure chamber 460 decreases, thereby reducing the first pressure. The amount of pressure drop in the chamber 420 is lowered.
  • the shock absorber 500 moves further in the puncturing direction D, the connection between the first pressure chamber 420 and the first low pressure chamber 460 through the first orifice 550 is interrupted and thus the first The pressure chamber 420 is closed.
  • the shock absorbing device 500 is further moved in the drilling direction D after the first pressure chamber 420 is sealed, the pressure of the first pressure chamber 420 is rapidly increased. Due to the rapid increase in pressure of the pressure chamber 420, the movement speed in the puncturing direction (D) of the shock absorber 500 is rapidly reduced.
  • the high pressure chamber 430 that applies the pressing force to the upper surface 522 of the collar part 520 is connected to the second low pressure chamber through the third orifice 570, the fourth orifice 580, and the second bypass passage 532.
  • the pressing force in the drilling direction D applied to the upper surface 522 of the collar portion 520 is reduced, and the first pressure chamber acting on the lower surface 524 of the collar portion 520 is applied.
  • the pressure of the 420 is formed by a high pressure due to the sealing, so that the movement speed of the shock absorber 500 in the drilling direction D is reduced, so that the shock absorber 500 and the striking device 300 and the body portion 400 effectively. ) Can be prevented from colliding with each other, or the impact force can be reduced during a collision, thereby preventing damage to the body 400 and the shock absorber 500.
  • the bush may be installed to the upper bush 480 and the lower bush 490 to be detachably attached to the inner surface 410 of the body 400 of the striking device 300 in which the shock absorber 500 is installed. It is divided and mounted.
  • the upper bush 480 and the lower bush 490 are sequentially fastened to the inner surface 410 of the body 400 of the striking device 300, and the inner central portion of the upper bush 480 and the lower bush 490 is sequentially fastened.
  • the shock absorbing device 500 is formed to operate in a space formed in the upper part of the shock absorbing device 500 and the sliding surfaces of the upper and lower bushes 480 and 490 due to the inflow of foreign matter, the upper part By replacing only the damaged parts of the bushings 43 and the lower bushing 44, the life of the striking device 300 is increased, and the maintenance cost of the striking device 300 is reduced.
  • the high pressure hydraulic fluid discharged from the first hydraulic pump 100 is connected to the contact portion between the upper bush 480 and the lower bush 490.
  • the high pressure chamber 430 is formed in communication with the first high pressure flow path 144 to be supplied, and the second low pressure chamber 25 communicates with the second low pressure flow path 148 on the upper side of the upper bush 480 to act as a low pressure.
  • a first low pressure chamber 460 is formed on the lower bush 490 side in communication with the first low pressure passage 146 to act as a low pressure.
  • FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state in which the shock absorber according to the fourth embodiment of the present invention is mounted on the striking device, and a third bypass passage 590 is formed at one side of the collar portion 520 of the shock absorber 500.
  • the third bypass flow path 590 is divided into first and second bypass flow paths 544 and 532 on one side of the upper and lower parts 530 and the lower diameter part 540 of the shock absorber 500, respectively. It is formed by integrating the formed bypass flow path into one bypass flow path.
  • the third bypass passage 590 is formed of an inlet 592 through which hydraulic oil flows and two first and second outlets 594 and 596 through which hydraulic oil is discharged.
  • the inlet 592 is a shock absorber ( The high pressure hydraulic fluid discharged from the first hydraulic pump 100 is connected to or blocked by the high pressure chamber 430 introduced through the second high pressure passage 144 according to the position of the first hydraulic pump 100. ) Is connected to the first low pressure passage 146 to be connected to or disconnected from the first low pressure chamber 460 where the low pressure acts, and the second outlet 596 is the inlet 592 and the first outlet 594. And formed between the first pressure chamber 420 formed by the lower surface 524 of the collar portion 520 and the inner surface 410 of the body portion 400 of the impact buffer device 500.

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Abstract

본 발명은 유압식 회전 타격장치의 충격완충장치에 관한 것으로, 타격장치 내에 설치된 충격완충장치는 하경부와 상경부 및 하경부와 상경부보다 큰 외경으로 구성된 카라부, 중공(中空)의 형태로 이루어진 중심부, 하경부에 마련된 제 1 바이패스 유로, 상경부에 마련된 제 2 바이패스유로를 포함하는 구성으로 이루어져, 이러한 충격완충장치에 의하여 천공시 드릴비트와 피파쇄물의 접촉이 유지됨으로써 천공성능이 향상되어 생산성이 증대되며, 천공시 발생되는 부품간 또는 부품과 타격장치 사이의 기계적인 마찰 및 충격 전달을 감소시켜 부품의 내구성을 증대시키고 타격장치의 손상을 방지하여 유지보수 비용이 감소된다.

Description

유압식 회전 타격장치
본 발명은 유압식 회전 타격장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천공성능 향상 및 타격장치의 내구성을 증대시키기 위한 충격완충장치(16)를 구비한 유압식 회전 타격장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 채석장, 터널 공사 및 지반마련 공사 현장에서는 골재 채취, 암석 제거 등을 목적으로 암석, 지반 등과 같은 피파쇄물을 파쇄시키기 위한 발파 작업이 이루어지는데, 이때, 발파 작업을 위한 발파용 화약의 장입을 위해 암석, 지반 등과 같은 피파쇄물에 화약 장입용 구멍을 천공하는 유압 천공기(락-드릴, Rock Drilling Machine)가 사용된다.
일반적으로, 유압 천공기는 마스트 상에 피파쇄물에 화약 장입용 구멍을 천공하기 위한 타격력을 제공하기 위해 도 1에 도시한 바와 같은 유압식 회전 타격장치(드리프터, Drifter)(30)가 가이드를 이용 왕복 이송이 가능하게 장착된다.
상기 유압 천공기는 피파쇄물의 천공 작업시 실린더 또는 유압 피드모터 등과 같은 이송수단을 통해 마스트 상에서 로드(Rod)를 이송시켜 로드 끝단부에 체결되는 드릴비트(Bit)를 피파쇄물에 접촉시킨 후에 상기 유압식 회전 타격장치(30)의 내부에서 유압에 의해 승하강 되는 타격 피스톤이 생크(34)를 타격할 때 발생되는 충격력과 유압모터로부터 전달되는 회전 구동력을 생크(34)와 로드(rod)를 통하여 피파쇄물과 접촉되어 있는 드릴비트에 전달함으로써, 유압모터의 회전 구동력과 타격 피스톤의 충격력을 피파쇄물에 가하여 피파쇄물을 파쇄하는 기능을 수행한다.
도 2는 종래의 유압식 회전 타격장치의 개략적인 내부 구조를 도시하는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시되어 있는 유압식 회전 타격장치의 회전부 구조를 상세하게 도시하는 확대 단면도이다.
상기 도 1과 도 2를 참조하여 유압식 회전 타격장치(30)의 작동 구조를 상세하게 설명하면, 제 1 유압펌프(10)부터 토출된 작동유가 유압식 회전 타격장치(30)에 공급되면, 상기 유압식 회전 타격장치(30)의 내측 바디부(40)에 형성된 다수의 유로(油路)(42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) 및 다수의 제 1, 2 제어밸브(12)(14)에 의해 타격 피스톤(32)이 상하 방향으로 상승 또는 하강을 반복하는 왕복운동이 이루어지는데, 이때, 타격 피스톤(32)의 하강시 발생된 운동에너지는 타격 피스톤(32)이 생크(34)를 타격하는 순간 충격에너지로 변환된다.
상기 타격 피스톤(32)의 생크(34) 타격시 발생된 충격에너지는 상기 생크(34)와 체결된 로드(60)를 통해 끝단부에 설치된 드릴비트(70)에 전달되고, 상기 드릴비트(70)로 전달된 충격에너지는 접촉되어 있는 피파쇄물(90)에 전달되어 피파쇄물(90)이 파쇄된다.
또한, 제 2 유압펌프(20)로부터 작동유가 토출되면, 유로를 통해 제 3 제어밸브(22)를 거쳐 유압모터(80)에 공급되고, 상기 유압모터(80)에서는 제 2 유압펌프(20)로부터 토출된 작동유로 인해 회전 구동력이 발생되며, 상기 유압모터(80)에서 발생된 회전 구동력은 피니언 기어(82)를 회전 구동시키게 된다.
이때, 상기 피니언 기어(82)는 타격장치(30)의 바디부(40)에 설치된 드라이브 기어(36)에 치합되어 있어, 상기 유압모터(80)로부터 발생된 회전 구동력은 드라이브 기어(36)로 전달된다.
상기 드라이브 기어(36)로 전달된 회전 구동력은 드라이브 기어(36)에 스플라인(Spline)(56) 등과 같은 체결수단을 통해 결합된 생크(34)를 회전시키게 되고, 상기 생크(34)로 전달된 회전 구동력은 생크(34)와 연결된 로드(60)로 전달되며, 상기 로드(60)로 전달된 회전 구동력은 로드(60)의 끝단부에 결합된 드릴비트(70)를 회전시키며, 상기 드릴비트(70)로 전달된 회전 구동력은 접촉되어 있는 피파쇄물(90)에 전달되어 피파쇄물(90)이 파쇄된다.
결과적으로, 피파쇄물(90)을 파쇄하는 상기 드릴비트(70)에는 타격 피스톤(32)이 생크(34)를 타격할 때 발생되는 충격력과 유압모터(80)로부터 발생된 회전 구동력이 전달되어 피파쇄물에 충격력과 회전 구동력을 가함으로써 파쇄 작업을 수행하게 되는 것이다.
상기와 같은 동작으로 구동되는 기존의 유압식 회전 타격장치의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 유압모터(80)의 회전 구동력이 생크(34)에 전달될 수 있도록 피니언 기어(82)와 치합되어 연결되는 드라이브 기어(36)의 상부측에는 쓰러스트 플레이트(38)(Thrust Plate)의 하측면부가 접촉되는 형태로 형성되고, 상기 쓰러스트 플레이트(38)의 상측면부는 타격장치(30)의 바디부(40) 하측 내면부에 접촉되도록 형성된다.
따라서, 상기 유압모터(80)의 회전 구동력을 생크(34)에 전달하기 위해서 드라이브 기어(36)가 회전되는 경우, 상기 드라이브 기어(36)와 접촉된 쓰러스트 플레이트(38)의 하측면부와, 상기 타격장치(30)의 바디부(40) 하측 내면부 및 이와 접촉하는 상기 쓰러스트 플레이트(38)의 상측면부에서 기계적인 마찰에 의한 마모가 발생되며, 로드(60) 끝단부에 조립된 드릴비트(70)를 피파쇄물(90)에 가압시키는 가압력이 클수록 쓰러스트 플레이트(38)의 기계적인 마찰에 의한 마찰열 상승으로 인해 마모의 진행속도가 상승하게 된다.
또한, 상기 타격 피스톤(32)이 생크(34)를 타격할 때 발생되어 로드(60)를 통해 드릴비트(70)에 전달되는 충격력은 온전히 피파쇄물(90)의 파쇄에 사용되지 않고, 충격력의 일부가 피파쇄물(90)로 부터 반사된 타격반력이 되어 드릴비트(70)와 로드(60), 그리고 생크(34)를 따라 타격장치(30)로 역 전달된다.
이때, 상기 피파쇄물(90)로부터 전달되는 타격반력에 의해 드라이브 기어(36)와 쓰러스트 플레이트(38)의 접촉면에서는 충격이 발생됨과 동시에, 상기 쓰러스트 플레이트(38)와 접촉되어 있는 타격장치(30)의 바디부(40) 하측 내면부에도 타격반력이 전달되어 충격이 발생된다.
이러한 현상은 파쇄시키고자 하는 피파쇄물(90)의 경도가 큰 단단한 파쇄물일수록 타격장치(30)로 역 전달되는 타격반력은 커지게 되어 상기 드라이브 기어(36)와 쓰러스트 플레이트(38)의 접촉면과 상기 쓰러스트 플레이트(38)와 타격장치(30)의 바디부(40) 하측 내면부와의 접촉면에서 발생되는 충격도 커지게 된다.
상술한 바와 같은 타격반력은 타격장치(30)의 천공방향(D)과 반대방향, 즉 피파쇄물(90)과 드릴비트(70)의 접촉을 약화시키는 방향으로 작용하므로 피파쇄물(90)에 드릴비트(70)을 접촉시키기 위해 가해지는 접촉 지지력을 저하시키며, 경우에 따라서는 상기 드릴비트(70)와 피파쇄물(90)의 접촉이 해제되는 상황까지 발생시키게 된다.
타격반력으로 인해 상기 드릴비트(70)와 피파쇄물(90)의 접촉이 해제되면 드라이브 기어(36)와 쓰러스트 플레이트(38) 접촉면뿐 아니라, 상기 쓰러스트 플레이트(38)와 타격장치(30) 바디부(40) 하측 내면부와의 접촉도 해제되는데, 이때, 상기 타격 피스톤(32)이 하강하여 생크(34)를 타격시키는 경우, 타격시 발생된 타격력이 피파쇄물(90)에 제대로 전달되지 못하여 천공 성능이 저하될 뿐만 아니라, 드릴비트(70)가 피파쇄물(90)을 타격한 후 타격반력으로 인해 천공방향(D)의 반대방향(U)으로 반발되어 튀어오르고 이로 인해 생크(34)와 조립된 드라이브 기어(36)의 상단면이 쓰러스트 플레이트(38)의 하단면을 타격함과 동시에 쓰러스트 플레이트(38)의 상단면이 타격장치(30)의 바디부(40) 하측 내면부를 타격하게 되어 드라이브 기어(36), 쓰러스트 플레이트(38), 그리고 타격장치(30) 자체에 심각한 파손이 발생될 수 있다.
또한, 천공 작업시 천공 깊이에 따라 피파쇄물(90)의 종류와 강도가 변화되는데 피파쇄물(90)의 경도가 갑자기 감소되는 연약지반이 나타날 경우 타격장치(30)의 천공방향(D)으로의 이송속도보다 드릴비트(70)가 피파쇄물(90)을 천공하는 천공 속도가 순간적으로 증가되게 된다.
이러한 경우, 드릴비트(70)와 피파쇄물(90) 사이의 접촉 지지력이 형성되지 못하고, 드릴비트(70)와 피파쇄물(90) 사이의 접촉이 분리되는 상황이 발생되어 드라이브 기어(36)와 쓰러스트 플레이트(38)의 접촉면, 그리고, 쓰러스트 플레이트(11)와 타격장치(30)의 바디부(40) 내부면과의 접촉이 해제된다.
이러한 경우에도, 드릴비트(70)가 피파쇄물(90)을 타격한 후에 천공방향(D)과 반대방향(U)으로 형성되는 타격반력으로 인해 튀어오르고, 이로 인해 생크(34)와 조립된 드라이브 기어(36)의 상단면이 쓰러스트 플레이트(38)의 하단면을 타격함과 동시에, 쓰러스트 플레이트(38)의 상단면이 타격장치(30)의 바디부(40) 내부면을 타격하게 되어 드라이브 기어(36), 쓰러스트 플레이트(38) 그리고 타격장치(30)에 심각한 손상이 초래된다.
상술한 바와 같이, 종래의 유압식 회전 타격장치에서는 생크의 회전시 쓰러스트 플레이트와 드라이브 기어의 접촉면, 그리고, 쓰러스트 플레이트와 타격장치 바디부와의 접촉면에 기계적인 마찰 및 마찰열 발생에 의한 마모가 발생되고, 피파쇄물의 타격시에는 피파쇄물로부터 반사되어 타격장치로 전달되는 타격반력에 의한 각 부품들간의 충돌, 그리고, 타격반력에 의해 드릴비트와 피파쇄물의 접촉이 해제되는 경우 발생되는 천공성능 저하 및, 타격장치 내부에서 부품간 타격 등에 기인한 내구성 저하의 심각한 문제점을 가지고 있다.
더불어, 회전시의 마모와 타격시 타격반력에 의한 충격 및 내부 부품간의 타격에 의한 충격이 누적되어 쓰러스트 플레이트 및 드라이브 기어가 파손되는 경우 파손에 의해 이탈된 파편으로 인해 타격장치 자체에 심각한 손상을 야기시킬 수 도 있다.
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래 유압식 회전 타격장치의 문제점을 해결하기 위하여, 천공 작업시 타격장치의 내부 부품과 바디부 내측면과의 접촉을 방지함으로써 회전 구동시 마찰에 의한 손상을 방지하고, 동시에 피파쇄물로부터 타격장치로 되돌아오는 타격반력를 유압적으로 완충시킴으로써 타격장치의 바디부에 기계적인 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있도록 하는 충격완충장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 드릴비트가 피파쇄물을 천공하여 진행하는 천공속도가 실린더 또는 유압피드모터 등과 같은 이송수단에 의한 타격장치의 이송속도보다 빨라져 드릴비트와 피파쇄물의 접촉이 순간적으로 해제되는 것을 방지하여 드릴비트와 피파쇄물의 접촉을 항시 유지시킬 수 있는 기능을 갖춘 충격완충장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
동시에, 드릴비트와 피파쇄물의 접촉을 지속적으로 유지시키기 위하여 충격완충장치가 천공방향(D)으로 소정 거리 이상 이동할 경우, 충격완충장치와 타격장치의 내측 바디부와의 충돌을 방지하여 유압회전 타격장치 바디부의 손상을 방지할 수 있는 기능을 갖춘 충격완충장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압 회전식 타격장치는, 다수의 유로 및 제어밸브로 이루어지는 유압회로를 이용하여 제 1 유압펌프에서 토출된 고압의 작동유를 공급하여 타격 피스톤의 왕복이송이 가능하도록 구성된 유압식 회전 타격장치에 있어서, 타격장치의 내측 바디부에서 왕복 이송되는 타격 피스톤에 대하여 천공방향으로 일정거리만큼 위치한 공간에 타격 피스톤이 왕복운동하는 축과 평행한 방향으로 습동 가능하도록 설치되는 충격완충장치를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격완충장치는 중앙에는 타격 피스톤을 수용하는 관통홀이 형성된 중공(中空)의 원통 모양으로 형성되며, 외경의 중간부에는 돌출된 형태로 환형의 카라부가 형성되어 있고, 상기 카라부를 중심으로 상부측에는 타격장치의 바디부 내측면과 마주하는 상단면을 갖는 상경부가 형성되어 있으며, 상기 카라부를 중심으로 하부측에는 생크 타격면과 마주하는 하단면을 갖는 하경부로 이루어지며, 상기 상경부와 하경부 일측에는 작동유가 유입 및 배출될 수 있도록 유입구와 배출구가 구비된 바이패스 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 바이패스 유로는 상경부의 일측에 형성되는 제 2 바이패스유로와, 상기 하경부의 일측에 형성되는 제 1 바이패스유로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 바이패스 유로는 작동유가 유입되는 유입구에 1개 이상의 오리피스가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 2 바이패스 유로는 작동유가 유입되는 유입구에 서로 다른 직경을 가지는 오리피스가 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 바이패스 유로는 작동유가 배출되는 배출구가 1개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 타격장치의 바디부 내측에는 제 1 유압펌프로부터 토출된 고압의 작동유가 공급되는 제 2 고압유로와 연통되는 고압챔버가 마련되고, 상기 고압챔버를 기준으로 상측에는 제 2 저압유로과 연통되어 저압이 형성되는 제 2 저압챔버가 마련되며, 상기 고압챔버를 기준으로 하측에는 제 1 저압유로와 연통되어 저압이 형성되는 제 1 저압챔버가 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 타격장치의 바디부 내측에는 바디부 내측으로부터 분해 및 조립가 가능한 부쉬가 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 부쉬는 상부부쉬와 하부부쉬 등의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 바이패스유로는, 유입구가 제 1 유압펌프로부터 토출된 작동유가 공급되는 고압챔버에 연통 및 단속이 가능하도록 마련되고, 배출구는 제 2 저압유로와 연결되어 저압이 형성되는 제 2 저압챔버에 연통 및 단속이 가능하도록 마련된다.
상기 제 1 바이패스 유로는, 유입구가 제 1 압력챔버와 연통 및 단속이 가능하도록 마련되고, 배출구는 제 1 저압유로와 연결되어 저압이 형성되는 제 1 저압챔버에 연통 및 단속이 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 천공작업시 유압모터로부터 발생되는 회전력을 드릴비트로 전달함에 있어 타격장치 내부 부품과 바디부의 기계적인 접촉을 방지함으로써, 타격장치 바디부의 손상을 방지하여 내구성을 증대시킬 수 있다.
그리고, 천공 작업시 발생되는 타격반력을 유압적인 완충작용에 의해 순간적인 압력 상승 및 압력 강하의 형태로 흡수함으로써 타격장치 바디부로의 기계적인 충격력 전달을 방지함으로써 타격장치 바디부의 손상을 방지하여 내구성을 증대시킬 수 있다.
아울러, 상기 타격장치의 바디부 및 내부 부품의 파손 방지 및 내구성 증대로 인해 타격장치에 대한 유지보수 비용이 절감시킬 수 있다.
또한, 천공작업시 천공깊이에 따라 달라지는 피파쇄물의 종류 및 강도 변화 때문에 발생하는 다양한 상황에 대하여 드릴비트와 피파쇄물이 항시 접촉되도록 유지시킴으로써 천공 성능을 향상시켜 생산성이 증대될 수 있다.
도 1은 유압식 회전 타격장치의 외관 모습을 도시하는 도면.
도 2는 종래의 유압식 회전 타격장치의 개략적인 내부 구조를 도시하는 도면.
도 3은 도 2에 도시되어 있는 유압식 회전 타격장치의 회전부 구조를 상세하게 도시하는 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치가 구비된 유압식 회전 타격장치의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 상세한 구조을 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 연질구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 공동구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 드릴비트와 피파쇄물 사이의 접촉 지지력은 형성되었지만 제 1 유압펌프에서 작동유가 토출되지 않는 상태를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치의 상세한 구조을 도시하는 단면도.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 연질구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 공동구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도.
도 15는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치가 구비된 유압식 회전 타격장치의 개략적인 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 상세한 구조을 도시하는 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도이다.
상기 도면에 도시한 바와같이, 충격완충장치(500)는 중앙에 관통홀(510)이 마련된 중공(中空)의 원통 모양으로 형성되어 외경부의 중간부에는 돌출된 형태로 환형(環形)의 카라부(520)가 형성되어 있고, 상기 카라부(520)를 중심으로 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)과 마주하는 상단면(512)을 갖는 상경부(530)와, 생크(320) 타격면과 마주하는 하단면(542)을 갖는 하경부(540)로 이루어져 있다.
상기 카라부(520)는 상경부(530) 및 하경부(540)보다 더 큰 외경을 가지도록 돌출형성 되는데, 상기 카라부(520)의 하면(524)에는 하경부(540) 일측에 마련된 제 1 바이패스유로(544)를 통해 제 1 압력챔버(420)와 연통되어 저압이 작용하며, 상면(522)에는 제 1 유압펌프(100)에서 토출되는 작동유가 공급되는 제 2 고압유로(144)와 연통되어 고압이 작용하는 고압챔버(430)가 연통되어 생크(320)에 대하여 천공방향(D)으로 가압력을 형성되도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 충격완충장치(500)의 중앙부에 마련된 중공(中空)의 형태의 관통홀(510)에는 충격력을 제공하는 타격 피스톤(310)이 수용되도록 한다.
상기 충격완충장치(500)의 상경부(530) 일측에 형성되는 제 2 바이패스 유로(532)는 충격완충장치(500)의 이동 위치에 따라 제 1 유압펌프(100)로부터 토출된 작동유가 제 2 고압유로(144)와 연통되는 고압챔버(430)와, 제 2 저압유로(148)에 연결되어 있는 제 2 저압챔버(440)를 연통 및 단속시킬 수 있도록 마련된다.
그리고, 상기 충격완충장치(500)의 하경부(540) 일측에 형성되는 제 1 바이패스 유로(544)는 충격완충장치(500)의 카라부(520) 하측에 형성되는 제 1 압력챔버(420)와 제 1 저압유로(146)에 연결되어 있는 제 1 저압챔버(460)를 연통 및 단속시킬 수 있도록 마련된다.
상기 충격완충장치(500)는 제 1 유압펌프(100)에서 토출되는 작동유가 제 2 고압유로(144)를 통해 고압챔버(430)로 공급되어 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 고압의 가압력을 형성시키는데, 드릴비트(700)와 피파쇄물(900) 사이의 접촉반력이 상기 카라부(520) 상면(522)에 가해지는 가압력보다 큰 경우 상기 고압챔버(430)는 제 2 저압유로(148)와 연통되어 저압이 형성되어 있는 제 2 저압챔버(440)와 제 2 바이패스유로(532)를 통한 연결이 차단되어 카라부(520) 상면(522)에 고압이 유지될 수 있도록 형성되어 있다.
반대로, 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이의 접촉반력이 카라부(520) 상면(522)에 가해지는 가압력보다 작거나 또는 타격장치(300)의 이송속도보다 드릴비트(700)의 천공속도가 순간적으로 빨라지는 경우, 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이의 접촉을 지속적으로 유지하기 위하여 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 빠른 속도로 이동되는데, 이때 충격완충장치(500)가 소정 거리 이상 천공방향(D)으로 이동되면 고압이 형성된 고압챔버(430)는 제 2 바이패스유로(532)를 통해 저압이 형성된 제 2 저압챔버(440)와 연통됨으로써 고압챔버(430)의 압력을 낮추도록 형성되어 있다.
상기 충격완충장치(500)의 하경부(540) 일측에는 카라부(520) 하측에 형성된 제 1 압력챔버(420)를 제 1 저압유로(146)에 연통되어 저압이 형성된 제 1 저압챔버(460)와 연통시킴으로써 카라부(520) 하면(524)에 저압이 형성되도록 하는 제 1 바이패스유로(544)가 형성되어 있다.
상기 제 1 바이패스유로(544)는 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이에서 발생되어 타격장치로 전달되는 접촉반력이 카라부(520) 상면(522)에 가해지는 가압력보다 작아지거나, 또는 드릴비트(700)의 이송속도보다 천공속도가 순간적으로 증가되어 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이의 접촉상태를 지속시키기 위해 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 빠른 속도로 이동될 때, 카라부(520) 하면(524)이 타격장치(300)의 내측면(410)과 충돌되는 것을 방지하기 위해 제 1 압력챔버(420)와 제 1 저압챔버(460)의 연결을 차단하여 제 1 압력챔버(420)의 압력을 상승시킬 수 있도록 형성되어 있다.
본 발명에 의한 충격완충장치(500)에서는 제 1, 2 바이패스유로(544)(532)가 충격완충장치(500)의 하경부(540)와 상경부(530) 일측에 각각 한 개 이상 마련된다.
상기 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)과 마주하는 충격완충장치(500)의 상경부(530) 상단면(512) 사이에 형성되는 밀폐된 공간의 제 2 압력챔버(470)는 제 3 저압유로(150)와 연통되어 있어 저압이 작용한다.
본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치(500)에서는 카라부(520) 상면(522)에 형성된 고압챔버(430)에 제 1 유압펌프(100)에서 토출되는 작동유가 공급될 수 있도록 하는 한 개 이상의 고압유로가 연결된다.
상술한 구성으로 이루어지는 충격완화장치가 구비된 유압식 회전 타격장치의 작동을 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도면에 도시하였듯이, 상기 충격완충장치(500)가 구비된 타격장치(300)를 이용한 천공작업시 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 형성된 고압챔버(430)에는 제 1 유압펌프(100)에서 토출되는 작동유가 제 2 고압유로(144)에 연통되어 고압이 작용함으로써, 충격완충장치(500)를 천공방향(D)으로 이송시키는 가압력을 형성시키게 되고, 상기 카라부(520) 상면(522)에 가해지는 가압력에 의해 천공방향(D)으로 이송된 충격완충장치(500)는 하경부(540) 하단면(542)과 접촉되는 생크(320)에 천공방향(D)으로의 가압력을 발생시킨다.
천공방향(D)으로 이송된 상기 충격완충장치(500)는 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 가압력과 천공기의 마스트 상에 설치된 이송수단에 의해 타격장치(300)가 이송되어 드릴비트(700)와 피파쇄물(800)이 접촉함으로써 형성되는 접촉반력이 평형이 되는 지점 부근에서 정지하여 도 6에 도시된 바와 같은 위치에 타격 피스톤(310)이 생크(320)를 타격하는 타격점을 형성한다.
그리고, 상기 타격장치(300)의 생크(320)를 회전시킬 때에는 제 2 유압모터(200)에 의한 생크(320)의 회전시 타격장치(300)의 내부 부품중 생크(320) 타격면과 충격완충장치(300)의 하경부(540) 하단면(542)만 접촉되며, 이를 제외한 다른 부품의 접촉은 일체 발생되지 않는다.
또한, 타격 피스톤(310)의 생크(320) 타격시 발생된 충격력 중에서 피파쇄물(800)의 파쇄에 사용되지 못하고 드릴비트(700)와 로드(600), 생크(320)를 통해 타격장치(300)로 전달되는 타격반력은 충격완충장치(500) 카라부(520)의 상면(522)에 형성된 고압챔버(430)에서의 유압적인 완충작용으로 인해 순간적인 압력 상승 및 하강의 형태로 흡수되기 때문에 타격장치(300) 바디부(400)로의 기계적인 충격 전달이 방지된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 타격장치의 이송속도보다 드릴비트가 피파쇄물을 천공하는 천공속도가 순간적으로 빨라지게 되어 빠른 속도로 천공방향으로 이동하는 연질구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면으로서, 상기 도면에 도시하였듯이, 천공작업시 천공깊이에 따라 피파쇄물(800)의 종류와 강도가 변화하는데 피파쇄물(800)의 강도가 갑자기 낮아지는 연질의 천공구간이 나타날 경우 타격장치(300)의 이송속도보다 드릴비트(700)가 피파쇄물(800)을 천공하는 천공속도가 순간적으로 빨라지게 된다.
이런 경우, 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)의 압력에 의하여 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 빠르게 전진 이동되어 생크(320)는 충격완충장치(500)의 하경부(540) 하단면(542)과의 접촉이 유지되고, 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이의 접촉도 유지된다.
따라서, 충격완충장치(500), 생크(320), 로드(600) 및 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이의 접촉을 유지할 수 있으므로, 타격장치(300)의 타격력이 원활하게 피파쇄물(800)로 전달될 수 있어, 접촉 해제로 인한 타격장치(300) 내부 부품 및 타격장치(300) 바디부의 손상이 방지될 뿐만 아니라, 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이의 접촉을 유지시킴에 따라 타격 피스톤(310)의 생크(320) 타격시 발생된 충격력이 피파쇄물(800)에 원할히 전달되어 천공 성능을 안정적으로 확보할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 타격장치(300)의 이송속도보다 드릴비트(700)의 천공속도가 순간적으로 빨라지는 상황에 있어서, 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)의 고압에 의하여 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 빠르게 이동되는데, 이때 충격완충장치(500)가 소정거리 이상 천공방향(D)으로 이동할 경우 고압챔버(430)는 제 2 바이패스유로(532)를 통해 저압이 형성된 제 2 저압챔버(440)와 연통되어 고압챔버(430)에 작용하는 압력을 하강시켜 충격완충장치(500)의 천공방향(D) 가압력을 감소시킨다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 타격장치에 대한 이송수단의 이송속도보다 드릴비트가 피파쇄물을 뚫고 들어가는 천공속도가 도 7에 도시된 상황보다도 더 빨라지는 공동구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면으로서, 주로 천공작업중 간혹 발생되는 피파쇄물이 존재하지 않는 공동(空洞)지점에 천공 작업중 발생된다.
상기와 같이 피파쇄물(800)이 존재하지 않는 공동(空洞) 지점에서는 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이에 지지력이 형성되지 않기 때문에 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 가압력에 의하여 카라부(520) 하면(524)이 타격장치(300) 바디부(400)와 접촉하는 위치까지 충격완충장치(500)가 이동될 수 있다.
이러한 경우, 충격완충장치(500)의 카라부(520) 하면(524)이 타격장치(300) 바디부(400)와 강하게 충돌한다면 타격장치(300) 바디부(400)에 파손을 발생시킬 수 있기 때문에 카라부(520) 하면(524)이 타격장치(300)의 바디부(400)와 접촉되지 않도록 하거나, 최소한 접촉시의 접촉면에 가해지는 충격을 최소화해야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 충격완충장치(500)가 일정 거리 이상 천공방향(D)으로 이동한다면 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)의 작동유는 제 2 바이패스유로(532)를 통해 제 2 저압유로(148)에 연통되어 저압이 형성된 제 2 저압챔버(440)로 배출되어 고압챔버(430)의 압력이 강하되므로 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 천공방향(D)으로의 가압력이 감소되므로 카라부(520) 하면(524)과 타격장치(300) 바디부(400)와 충돌시 접촉면에 가해지는 충격이 감소되게 된다.
또한, 도 8에 도시한 바와같이, 충격완충장치(500)가 소정거리 이상 천공방향(D)으로 더 전진하게 되면 카라부(520)의 하면(524)에 작용하는 제 1 압력챔버(420)와 제 1 바이패스유로(544)의 연결이 차단되므로 카라부(520) 하면(524)에 작용하는 제 1 압력챔버(420)와 저압이 작용하는 제 1 저압챔버(460)와 연결이 차단되고, 이때, 제 1 압력챔버(420)는 카라부(520)의 하면(524), 하경부(540), 그리고, 타격장치(300) 바디부(400)의 내측면(410)에 의해 밀폐된다.
다시말해, 충격완충장치(500)의 카라부(520) 하면(524)과 제 1 바이패스유로(544) 사이에는 소정의 간격이 구비되어 있어, 충격완충장치(500)가 소정거리 이상 천공방향(D)으로 이동할 경우 제 1 바이패스유로(544)를 통한 제 1 압력챔버(420)와 제 1 저압챔버(460)와의 연결이 단속되어 카라부(520) 하면(524)에 형성된 제 1 압력챔버(420)가 밀폐됨으로써 제 1 압력챔버(420)의 압력이 순간적으로 상승되어 카라부(520) 하면(524)과 타격장치(300) 내측 바디부(400)의 접촉을 방지할 수 있다.
만일, 상기 제 1 압력챔버(420)가 밀폐된 후 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 이동하게 된다면 제 1 압력챔버(420)의 압력이 급격하게 상승되고, 이러한 제 1 압력챔버(420)의 급격한 압력상승으로 인하여 충격완충장치(500)의 천공방향(D)으로의 이동속도는 급격히 감소된다.
충격완충장치(500)의 이동속도 감소로 인하여 충격완충장치(500)와 타격장치(300) 바디부(400)와의 충돌이 회피될 수 있으며, 최소한 충돌시 접촉면에 가해지는 충격은 최소화되어 충격완충장치(500)와 타격장치(300) 바디부(400)에 파손을 야기시키지 않게 된다.
즉, 공동(空洞) 지점에 대한 파쇄시 충격완충장치(500)가 매우 빠른 속도로 천공방향(D)으로 이동하는 경우에서는 제 2 바이패스유로(532)를 통해 고압챔버(430)의 작동유가 제 2 저압챔버(440)로 배출되어 고압챔버(430)의 압력이 강하되므로 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 천공방향(D)으로의 가압력을 감소시키고, 또한 제 1 바이패스유로(544)의 단속을 통해 카라부(520) 하면(524)에 작용하는 제 1 압력챔버(420)를 밀폐시켜 제 1 압력챔버(420)의 압력을 상승시켜 충격완충장치(500)의 천공방향(D)으로의 이동속도를 감소시켜 충격완충장치(500)와 타격장치(300) 바디부(400)와의 충돌을 방지하거나, 충돌이 발생되더라도 그 충격을 최소화 시킴으로써 충격완충장치(500)와 타격장치(300) 바디부(400)의 손상을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 드릴비트와 피파쇄물 사이의 접촉 지지력은 형성되었지만 제 1 유압펌프에서 작동유가 토출되지 않는 상태를 도시하는 도면으로서, 상기 도면에 도시한 바와 같이, 제 1 유압펌프(100)에서 작동유가 토출되지 않아 타격 피스톤(310)의 타격이 이루어지지 않는 상태에서 이송수단에 의한 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이의 접촉지지력이 형성되는 경우, 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)은 타격장치(300) 바디부(400)와 접촉되어 충격완충장치(500)의 과도한 후방으로의 이동을 방지하여 충격완충장치(500)의 상경부(530) 상단면(512)과 타격장치(300) 바디부(400)의 내부면(410)과 접촉이 방지되도록 한다.
상세하게 설명하면, 제 1 유압펌프(100)에서 토출된 작동유가 제 1 고압유로(132)를 통해 타격장치(300)에 공급되면 타격 피스톤(310)은 타격을 위한 상승행정을 개시한다.
그리고, 제 1 유압펌프(100)에서 토출된 작동유는 제 1 고압유로(132)뿐만 아니라 제 2 고압유로(144)를 통해 고압챔버(430)에 공급되어 충격완충장치(500)의 카라부(520)의 상면(522)에는 고압이 작용하게 된다.
충격완충장치(500)의 하경부(540)와, 카라부(520)의 하면(524), 그리고, 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)에 의해 형성되는 제 1 압력챔버(420)는 제 1 바이패스유로(544)를 통해 저압이 형성된 제 1 저압챔버(460)와 연통된다.
따라서, 타격 피스톤(310)이 상승행정을 하는 동안 충격완충장치(500)는 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)의 압력에 의해 천공방향(D)으로 작용하는 가압력이 형성되어 천공방향(D)으로 이동하게 된다.
이때, 충격완충장치(500)가 일정거리 이상 천공방향(D)으로 이동할 경우 충격완충장치(500) 상경부(530) 일측에 형성되는 제 2 바이패스유로(532)를 통해 고압챔버(430)의 작동유가 저압이 작용하는 제 2 저압챔버(440)로 배출이 되어 고압챔버(430)의 압력이 강하되어 충격완충장치(500)를 천공방향(D)으로 이동시키는 가압력이 저하된다.
이때, 제 2 바이패스유로(532)에 의한 고압챔버(430)와 제 2 저압챔버(440)가 차단 또는 적절히 연통됨으로써 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 압력에 의해 카라부(520)의 상면(522)에 작용하는 천공방향(D)의 가압력이 조절되는데, 타격장치(300)가 이송수단에 의해 이송되어 드릴비트(700)가 피파쇄물(800)과 접촉하여 형성되는 접촉지지력과 충격완충장치(500) 카라부(520)의 상면(522)에서 작용하는 가압력이 평형을 이루는 위치에서 충격완충장치(500)는 이동을 멈춘다.
즉, 충격완충장치(500) 카라부(520)의 상면(522)에 고압이 작용하면 충격완충장치(500)는 천공방향(D)으로 이동하게 되는데, 천공기의 마스트에 설치된 실린더 또는 유압피드모터 등의 이송수단에 의해 형성되는 천공반대 방향(U)의 접촉 지지력과 충격완충장치(500) 카라부(520)의 상면(522)에서 형성되는 천공방향(D)의 가압력이 평형을 이루는 위치까지 충격완충장치(500)가 이동한다.
그리고, 제 1 유압펌프(100)에서 고압의 작동유가 토출되지 않아 충격완충장치(500)이 천공방향(D)으로 이동하지 않은 상태에서 천공기의 마스트에 설치된 실린더 또는 유압피드모터 등과 같은 이송수단에 의해 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이에 접촉 지지력이 형성되는데, 제 1 유압펌프(pump 1)에서 고압의 작동유가 토출되어 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 이동됨으로써 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 간의 접촉 지지력은 증가되어 더욱 견고하게 접촉하게 된다.
도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 충격완충장치의 동작을 순차적으로 설명하면, 제 1 유압펌프(100)에서 토출된 고압의 작동유가 제 1 고압유로(132)를 거쳐 타격장치(300)에 공급되면 타격장치(300) 내부에 형성된 다수의 유로(130, 134, 136, 138, 140, 142) 및 제 1, 2 제어밸브(110)(120)에 의해 타격 피스톤(310)은 왕복운동하게 되고, 타격 피스톤(310)의 하강행정시 발생되는 운동에너지는 타격 피스톤(310)의 생크(320) 타격시 충격에너지로 변환되어 생크(320), 한 개 이상의 로드(600) 및 드릴비트(700)를 거쳐 피파쇄물(800)에 전달되어 피파쇄물(800)을 파쇄한다.
또한, 제 2 유압펌프(200)에서 토출된 고압의 작동유는 제 3 제어밸브(210)와 유로(220)를 통해 유압모터(230)에 공급되어 유압모터(230)의 구동축를 회전시켜 회전력을 발생시킨다.
이때, 발생된 회전력은 피니언 기어(232), 드라이브 기어(330)를 거쳐 생크(320)에 전달되고, 다시 로드(600)와 드릴비트(700)를 거쳐 피파쇄물(800)에 전달되어 피파쇄물(800)을 파쇄한다.
즉, 천공기의 마스트에 설치된 실린더 또는 유압피드모터 등의 이송수단에 의해 유압식 회전 타격장치(300)를 천공방향(D)으로 이송시킴으로써 드릴비트(700)와 피파쇄물(800)이 접촉을 유지하는 지지력이 형성되고, 타격 피스톤(310)의 타격에 의한 충격력과 유압모터(230)의 회전에 의해 형성된 회전력을 생크(320)와 로드(600), 그리고 드릴비트(700)에 전달시킴으로써 천공작업이 이루어진다.
이러한 천공작업시, 타격 피스톤(310)의 생크(320) 타격후 발생된 충격에너지는 생크(320), 로드(600) 및 드릴비트(700)를 거쳐 피파쇄물(800)에 전달되는데, 모든 충격에너지가 피파쇄물(800)을 파쇄하는데 사용되지는 못하며 충격에너지 중에서 일부는 피파쇄물(800)로부터 반사되어 드릴비트(700), 로드(600) 및 생크(320)를 거쳐 충격완충장치(500)로 반사되어 역 전달된다.
이때, 충격완충장치(500)의 고압챔버(430)는 제 2 고압유로(144)에 연통되어 고압이 작용하고 있기 때문에, 피파쇄물(800)로부터 역 전달된 타격반력이 생크(320)를 거쳐 충격완충장치(500)에 전달되면 충격완충장치(500)는 미세한 거리만큼 천공 반대방향(U)으로 이동되는데, 이로 인해 고압챔버(430)가 압축되어 압력이 상승하게 되고, 상기 고압챔버(430)의 압력 상승으로 인해 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 천공방향(D)으로의 힘이 증대되어 충격완충장치(500)는 다시 미세한 거리만큼 천공방향(D)으로 이동되어 타격반력이 전달되기 전의 위치로 복귀하고 고압챔버(430)의 압력도 타격반력이 전달되기 전의 수준으로 하강한다.
즉, 피파쇄물(800)로부터 역 전달되는 타격반력은 상술한 바와 같이 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)의 압력상승 및 압력하강의 유압적인 완충작용을 통해 흡수된다.
또한, 충격완충장치(500)가 미세하게 천공반대방향으로 이동하였다가 다시 복귀하는데 소요되는 시간은 매우 짧기 때문에 타격 피스톤(310)이 생크(320)를 재차 타격하기 전에 충격완충장치(500)의 복귀가 이루어진다.
또한, 이러한 충격완충장치(500)가 미세하게 천공반대방향(U)으로 이동하였다가 다시 복귀하는데 소요되는 시간은 매우 짧기 때문에 고압챔버(430)의 압력 상승 및 압력하강은 순간적인 피크압력으로 관찰된다.
이러한 유압적인 완충작용으로 인하여 타격장치(300) 내부 부품과 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)의 기계적인 접촉 및 충격 전달은 발생되지 않게 되어 타격장치(300)의 내구성이 향상되며, 상대적으로 충격완충장치(500) 하경부(540)의 하단면(542)과 생크(320)도 항상 접촉이 유지되므로 접촉 해제에 따른 충격 전달에 의한 손상이 방지된다.
또한, 상기 충격완충장치(500)의 유압적인 완충작용으로 인하여 충격완충장치(500), 생크(320), 로드(600) 및 드릴비트(700)와 피파쇄물(800)간의 접촉이 유지되어 타격 피스톤(310)의 생크(320) 타격시 변환된 충격에너지가 피파쇄물(800)에 원할히 전달되어 천공성능이 향상되고 이로 인해 생산성이 증대된다.
또한, 천공작업시 유압모터(230)의 회전에 의해 발생된 회전력이 피니언 기어(16), 드라이브 기어(17), 생크(320), 로드(600) 및 드릴비트(700)를 거쳐 피파쇄물(800)에 전달되는 과정에서 타격장치(300)의 내부 부품과 타격장치(300) 바디부(400) 사이의 직접적인 접촉이 발생되지 않게 되어 타격장치(300) 바디부(400)의 내구성이 향상된다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치의 상세한 구조을 도시하는 단면도로서, 충격완충장치(500)의 하경부(540) 일측에는 제 1 바이패스유로(544)가 형성되어 있고, 상경부(29) 일측에는 제 2 바이패스유로(532)가 형성되어 있다.
상기 제 1 바이패스유로(544)는 작동유가 유입되는 유입구(546)와 작동유가 배출되는 배출구(548)로 형성되는데, 이때, 작동유가 유입되는 유입구(546) 상에는 서로 다른 직경을 가지도록 제 1, 2 오리피스(550, 560)가 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 바이패스유로(532)도 작동유가 유입되는 유입구(534)와 작동유가 배출되는 배출구(536)로 형성되는데, 작동유가 유입되는 유입구(534) 상에 서로 다른 직경을 가지도록 제 3, 4 오리피스(570, 580)가 형성되어 있다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도로서, 제 1 유압펌프(100)에서 고압의 작동유가 토출되어 제 1 고압유로(132)를 거쳐 타격장치(300)에 공급되면 타격 피스톤(310)은 타격을 위한 상승행정을 개시한다.
또한, 제 1 유압펌프(100)에서 토출된 고압의 작동유는 타격 피스톤(310) 상승을 유도하는 제 1 고압유로(132)뿐만 아니라 제 2 고압유로(144)를 통해 고압챔버(430)에 공급되어 고압챔버(430)에는 고압이 형성되는데, 이때, 상기 고압챔버(430)는 충격완충장치(500)의 상경부(530)의 외경과, 카라부(520)의 상면(522), 그리고 타격장치(300) 바디부(400)의 내측면(410)에 의해 밀폐되어 형성된다.
상기 타격 피스톤(310)이 상승행정을 하는 동안 충격완충장치(500)는 카라부(520)의 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)의 고압에 의해 천공방향(D)으로 작용하는 가압력이 형성되어 천공방향(D)으로 이동된다.
이때, 충격완충장치(500)가 일정거리 이상 천공방향(D)으로 이동할 경우 제 2 바이패스유로(532)의 유입구(534)에 형성된 제 3 오리피스(570)를 통해 고압챔버(430)의 작동유가 저압이 형성되어 있는 제 2 저압챔버(440)로 배출되는데, 이때, 고압챔버(430)의 압력이 감소되어 충격완충장치(500)를 천공방향(D)으로 이동시키는 가압력이 저하되고, 제 2 바이패스유로(532) 및 제 3 오리피스(570)에 의해 고압챔버(430)와 제 2 저압챔버(440)의 연결이 차단 또는 연통되어 충격완충장치(500) 카라부(520)의 상면(522)에 작용하는 고압의 작동유가 적절히 제 2 저압챔버(440)로 배출됨으로써, 피파쇄물(800)과의 접촉으로 형성된 천공반대 방향(U)의 접촉 지지력과 카라부(520) 상면(522)에 형성되는 천공방향(D)의 가압력이 평형을 이루는 위치에서 충격완충장치(500)는 천공 반대방향으로의 이동을 멈춘다.
즉, 카라부(520)의 상면(522)에 고압이 작용하면(524) 충격완충장치(500)는 천공방향(D)으로 이동되는데, 드릴비트(700)와 피파쇄물(800)의 접촉으로 인해 발생되는 천공 반대방향(U)의 접촉 지지력과 카라부(520) 상면(522)에 가해지는 천공방향(D)의 가압력이 평형을 이루는 위치까지 이동한다.
따라서, 이 위치가 정상적인 천공작업시 충격완충장치(500)의 위치가 된다.
또한, 충격완충장치(500)의 하경부(540)와, 카라부(520)의 하면(524), 그리고, 바디부(400)의 내측면(410)에 의해 형성된 제 1 압력챔버(420)는 제 1 바이패스유로(544)를 통해 제 1 저압유로(146)에 연통되어 저압이 형성된 제 1 저압챔버(460)와 연통되어 저압이 작용하게 된다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 연질구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면으로서, 천공작업시 천공깊이에 따라 피파쇄물(800)의 종류와 강도가 변화하는데 피파쇄물(800)의 강도가 갑자기 낮아지는 연질 부분이 나타날 경우 타격장치(300)의 이송속도보다 드릴비트(700)가 피파쇄물(800)을 뚫고 들어가는 천공속도가 순간적으로 증가되게 된다.
이러한 경우, 드릴비트(700)와 피파쇄물(800) 사이에 형성되어 있던 접촉 지지력이 순간적으로 감소되기 때문에 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)에서 작용하는 압력에 의하여 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 빠르게 이송된다.
이때, 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 가압력을 작용시키는 고압챔버(430)는 제 2 바이패스유로(532)를 통해 저압이 형성되어 있는 제 2 저압챔버(440)와 연통되는데, 상기 제 2 바이패스유로(532)의 유입구(534)에 형성되어 있는 제 3 오리피스(570)의 직경이 제 2 바이패스유로(532)의 직경보다 작기 때문에 고압챔버(430)로부터 제 2 저압챔버(440)로 배출되는 작동유가 적어 고압챔버(430)의 압력강하가 적게 되고, 이로 인해 충격완충장치(500)의 하경부(540) 하단면(542)과 생크(320)의 접촉에 대한 지지력이 크게 감소하지 않게 된다.
또한, 고압챔버(430)로부터 제 2 저압챔버(440)로 배출되는 작동유가 적다는 것은 타격에 사용되는 작동유에 대한 낭비가 적다는 것을 의미하며, 따라서 작동유의 낭비가 적으므로 타격장치(300)의 운용비용을 절감시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 충격완충장치의 동작중 공동구간 천공작업시 충격완충장치를 도시하는 도면으로서, 이송수단에 의한 타격장치(300)의 이송속도보다 드릴비트(700)가 피파쇄물(800)을 천공하는 천공속도가 더 빨라지는 경우에 대한 것으로, 주로 천공작업에서 간혹 나타나는 공동(空洞) 지점에 대한 파쇄시 발생된다.
이러한 피파쇄물(800)이 없는 공동(空洞) 지점에서는 천공기의 마스트 상에 설치된 실린더 또는 유압피드모터 등의 이송수단에 의해 타격장치(300)가 천공방향(D)으로 진행하여 드릴비트(700)가 피파쇄물(800)과 접촉됨으로써 생성되는 접촉 지지력이 형성되지 않기 때문에, 고압챔버(430)에서 작용하는 고압에 의하여 카라부(520) 하면(524)이 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)과 접촉하는 위치까지 충격완충장치(500)가 이동될 수 있다.
이러한 경우, 카라부(520) 하면(524)이 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)과 강하게 충돌된다면, 바디부(400)에 손상이 발생될 수 있기 때문에 카라부(520) 하면(524)이 타격장치(300) 바디부(400)와 접촉되지 않도록 하거나, 또는 충돌시 카라부(520) 하면(524)에 가해지는 충격을 최소화시켜야 한다.
다시말해, 충격완충장치(500)가 소정 거리 이상 천공방향(D)으로 이동한다면 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 고압챔버(430)의 작동유는 제 3 오리피스(570)를 통해 유입되어 제 2 바이패스유로(532)를 거쳐 제 2 저압챔버(440)로 배출되며, 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 추가로 더 이동된다면 제 2 바이패스유로(532)의 유입구(534)에 설치되어 제 3 오리피스(570)보다 큰 직경을 갖는 제 4 오리피스(580)를 통해서도 고압챔버(430)의 작동유가 제 2 저압챔버(440)로 배출된다.
즉, 고압챔버(430)의 작동유는 일차적으로 제 3 오리피스(570)를 통해 제 2 저압챔버(440)로 배출됨으로써 고압챔버(430)의 압력을 강하시키고, 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 추가로 더 이동된다면 제 4 오리피스(580)를 통해 고압챔버(430)의 작동유가 추가적으로 제 2 저압챔버(440)로 배출됨으로써, 압력이 더 강하되도록 형성되어 있다.
이로인해 충격완충장치(500)의 카라부(520) 상면(522)에 작용하는 천공방향(D)으로의 가압력이 감소되므로, 카라부(520) 하면(524)과 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)과의 충돌이 발생된다면 접촉면에 가해지는 충격를 추가로 감소시키게 된다.
또한, 충격완충장치(500)가 일정거리 이상 천공방향(D)으로 더 전진하게 되면 충격완충장치(500) 카라부(520)의 하면(524)에 저압을 형성하는 제 1 압력챔버(420)와 제 1 바이패스유로(544)를 통해 연통되는 제 1 저압챔버(460)의 연결도 점차적으로 차단되는데, 큰 직경을 가지는 제 2 오리피스(560)가 먼저 차단되어 제 1 압력챔버(420)는 협소한 직경을 가지는 제 1 오리피스(550)를 통해서만 제 1 저압챔버(460)와 연통된다.
상기 제 1 오리피스(550)의 직경은 제 1 바이패스유로(544)의 직경보다 작기 때문에 제 1 압력챔버(420)로부터 제 1 저압챔버(460)로 배출되는 작동유의 양이 적어져 제 1 압력챔버(420)의 압력 강하량은 낮아지게 된다.
또한, 충격완충장치(500)가 이보다 더 천공방향(D)으로 이동할 경우, 제 1 오리피스(550)를 통한 제 1 압력챔버(420)와 제 1 저압챔버(460)의 연결이 차단되어 제 1 압력챔버(420)는 밀폐된다.
만일, 제 1 압력챔버(420)가 밀폐된 후 충격완충장치(500)가 천공방향(D)으로 추가로 더 이동하게 된다면 제 1 압력챔버(420)의 압력이 급격하게 상승되는데, 이러한 제 1 압력챔버(420)의 급격한 압력상승으로 인하여 충격완충장치(500)의 천공방향(D)으로 이동속도가 급격히 감소된다.
충격완충장치(500)의 천공방향(D)으로의 이동속도 감소로 인하여 충격완충장치(500)의 카라부(520) 하면(524)과 타격장치(300) 바디부(400)와의 충돌을 방지할 수 있으며, 만약, 충돌이 발생되더라도 충돌시 발생된 충격력은 작은 힘으로 축소되어 충격완충장치(500)와 바디부(400)에 손상이 발생되지 않게 된다.
즉, 카라부(520) 상면(522)에 가압력을 작용시키는 고압챔버(430)가 제 3 오리피스(570)와 제 4 오리피스(580) 및 제 2 바이패스유로(532)를 통하여 제 2 저압챔버(440)와 연통되는 경우 카라부(520)의 상면(522)에 가해지는 천공방향(D)으로의 가압력은 감소되고, 카라부(520)의 하면(524)에 작용하는 제 1 압력챔버(420)의 압력은 밀폐로 인해 높은 압력이 형성되어 충격완충장치(500)의 천공방향(D)으로의 이동속도가 감소되므로, 효과적으로 충격완충장치(500)와 타격장치(300) 바디부(400)와의 충돌을 방지할 수 있거나, 또는 충돌시 충격력을 감소시킬 수 있어 바디부(400)와 충격완충장치(500)의 손상을 방지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도로서, 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)과 충격완충장치(500) 사이의 이격된 공간에 충격완충장치(500)의 상하 이동시 충격완충장치(500)와 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)과의 직접적인 충돌을 방지할 수 있도록 부쉬가 설치될 수 있는데, 상기 부쉬는 충격완충장치(500)가 설치되는 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)에 탈부착이 가능하도록 상부부쉬(480)와 하부부쉬(490)로 나누어져 장착되어 있다.
상기 타격장치(300)의 바디부(400) 내측면(410)에 상부부쉬(480)와 하부부쉬(490)를 순차적으로 체결시키고, 상기 상부부쉬(480)와 하부부쉬(490)의 내측 중앙부에 형성된 공간에서 충격완충장치(500)가 작동 되도록 형성시킴으로써 외부 이물질 유입으로 인해 충격완충장치(500)와 상,하부부쉬(480)(490)의 습동면 상에 손상이 발생될 경우, 상기 상부부쉬(43)와 하부부쉬(44) 중에서 손상된 부품만을 교체함으로써 타격장치(300)의 수명을 증대시키고, 타격장치(300)의 유지비를 절감시킬 수 있도록 형성되어 있다.
상기 도 14를 참조하여 충격완충장치의 부쉬 설치구조에 대해 상세하게 설명하면, 상기 상부부쉬(480)와 하부부쉬(490)가 접하는 접합부에는 제 1 유압펌프(100)로부터 토출된 고압의 작동유가 공급되는 제 1 고압유로(144)와 연통되는 고압챔버(430)가 형성되어 있고, 상기 상부부쉬(480) 측으로는 제 2 저압유로(148)과 연통되어 저압이 작용되는 제 2 저압챔버(25)가 형성되어 있으며, 상기 하부부쉬(490) 측으로는 제 1 저압유로(146)와 연통되어 저압이 작용하는 제 1 저압챔버(460)가 형성되어 있다.
도 15는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 충격완충장치가 타격장치에 장착된 모습를 도시하는 확대 단면도로서, 충격완충장치(500)의 카라부(520) 일측에는 제 3 바이패스유로(590)가 형성되는데, 상기 제 3 바이패스유로(590)는 충격완충장치(500)의 상경부(530)와 하경부(540) 일측에 각각 제 1, 2 바이패스유로(544)(532)로 나누어 형성되어 있던 바이패스 유로를 하나의 바이패스 유로로 통합하여 형성한 것이다.
상기 제 3 바이패스유로(590)는 작동유가 유입되는 유입구(592)와 작동유가 배출되는 두 개의 제 1, 2 배출구(594)(596)로 형성되는데, 상기 유입구(592)는 충격완충장치(500)의 위치에 따라 제 1 유압펌프(100)에서 토출되는 고압의 작동유가 제 2 고압유로(144)를 통해 유입되는 고압챔버(430)에 연결 또는 차단되도록 형성되고, 상기 제 1 배출구(594)는 제 1 저압유로(146)에 연결되어 저압이 작용하는 제 1 저압챔버(460)에 연결 또는 차단되도록 형성되며, 상기 제 2 배출구(596)는 상기 유입구(592)와 제 1 배출구(594) 사이에 형성되어 충격완충장치(500)의 카라부(520) 하면(524)과 바디부(400) 내측면(410)에 의해 형성된 제 1 압력챔버(420)에 연결 또는 차단되도록 형성된다.
상술한 바와 같이 충격완충장치를 구비한 유압식 회전 타격장치의 구조와 작동에 대해서 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 충격완충장치의 유압적인 회로가 동일하다면 이것은 본 발명과 동일한 것으로 간주되며, 또한 당업자라면 누구든지 본 발명으로부터 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 다수의 유로 및 제어밸브로 이루어지는 유압회로를 이용하여 제 1 유압펌프에서 토출된 고압의 작동유를 공급시킴에 따라 타격 피스톤의 왕복이송이 가능하도록 형성된 유압식 회전 타격장치에 있어서,
    타격장치의 내측 바디부에 왕복 이송되는 타격 피스톤에 대하여 천공방향으로 일정거리만큼 위치한 공간에 타격 피스톤이 왕복운동하는 축과 동일축선 방향으로 습동 가능하도록 충격완충장치가 설치되며,
    상기 타격장치의 내측 바디부 상에는, 제 1 유압펌프로부터 토출된 고압의 작동유가 공급되는 고압유로와 연통되는 고압챔버와, 상기 고압챔버를 기준으로 상측에는 제 2 저압유로와 연통되어 저압이 형성되는 제 2 저압챔버 및, 상기 고압챔버를 기준으로 하측에는 제 1 저압유로와 연통되어 저압이 형성되는 제 1 저압챔버가 형성되고,
    상기 충격완충장치는, 중앙에 타격 피스톤이 관통되는 관통홀이 형성된 중공(中空)의 원통 모양으로 형성되어 외경부의 중간부에는 돌출된 형태로 환형의 카라부가 형성되고, 상기 카라부를 중심으로 상부측에는 타격장치의 바디부 내측면과 마주하는 상단면을 갖는 상경부가 형성되며, 상기 카라부를 중심으로 하부측에는 생크 타격면과 마주하는 하단면을 갖는 하경부로 이루어지며, 상기 상경부와 하경부 일측에는 작동유가 유입 및 배출될 수 있도록 유입구와 배출구가 구비된 바이패스 유로가 형성되며,
    상기 바이패스 유로는, 작동유가 유입되는 유입구가 타격장치의 내측 바디부에 형성되는 상기 고압챔버와 연결 밑 단속이 되도록 연통되고, 작동유가 배출되는 배출구는 타격장치의 내측 바디부에 형성되는 상기 제 1, 2 저압챔버와 연결 밑 단속이 되도록 연통되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 유로는,
    상기 상경부의 일측에 형성되는 제 2 바이패스유로와,
    상기 하경부의 일측에 형성되는 제 1 바이패스유로로 이루어져,
    상기 제 2 바이패스유로는 유입구가 제 1 유압펌프로부터 토출된 작동유가 공급되는 고압챔버에 연결 및 차단이 가능하도록 연통되고, 배출구는 제 2 저압유로와 연통되어 저압이 작용되는 제 2 저압챔버에 연결 및 차단이 가능하도록 연통되며,
    상기 제 1 바이패스유로는 유입구가 카라부의 하면에 형성되어 카라부의 위치에 따라 압축과 팽창이 이루어지는 제 1 압력챔버에 연결 및 차단이 가능하도록 연통되고, 배출구는 제 1 저압유로와 연결되어 저압이 형성되는 제 1 저압챔버에 연결 및 차단이 가능하도록 연통되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 2 바이패스 유로는,
    작동유가 유입되는 유입구에 서로 다른 직경을 갖는 오리피스가 다수개 마련되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 2 바이패스 유로는,
    작동유가 배출되는 배출구에 서로 다른 직경을 갖는 오리피스가 다수개 마련되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 유로는,
    작동유가 유입되는 유입구가 제 1 유압펌프로부터 토출된 작동유가 공급되어 고압이 형성되는 고압챔버에 연결 및 차단이 가능하도록 연통되고,
    작동유가 배출되는 배출구는 한 개 이상 형성되어,
    제 1 배출구는 카라부의 하면에 형성되어 카라부의 위치에 따라 압축과 팽창이 이루어지는 제 1 압력챔버에 연결 및 차단이 가능하도록 연통되고,
    제 2 배출구는 제 1 저압유로와 연결되어 저압이 작용되는 제 1 저압챔버에 연결 및 차단이 가능하도록 연통되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 바이패스 유로는,
    작동유가 유입되는 유입구에 서로 다른 직경를 가지는 복수개의 오리피스가 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 타격장치의 내측 바디부 상에는,
    타격장치 바디부 내측에 조립 및 분해가 가능한 부쉬가 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 부쉬는,
    상부부쉬와 하부부쉬로 분리된 형태로 이루어져,
    상기 상부부쉬와 하부부쉬가 접하는 접합부에는 제 1 유압펌프로부터 토출된 고압의 작동유가 공급되는 고압유로와 연통되는 고압챔버가 형성되고,
    상기 상부부쉬 측으로는 제 2 저압유로와 연통되어 저압이 작용되는 제 2 저압챔버가 형성되며,
    상기 하부부쉬 측으로는 제 1 저압유로와 연통되어 저압이 작용되는 제 1 저압챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 회전 타격장치.
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