KR20120041996A - 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커에 관한 것으로, 치즐(30)과, 상기 치즐(30)을 수용하며 일정범위 내에서만 스트로크 되도록 안내하는 치즐케이스(20)와, 상기 치즐케이스(20)와 결합되어 연통되며 치즐(20)을 타격가능하게 그 동축상에 수용된 피스톤(70)을 구비한 실린더(10)와; 상기 실린더(10)의 상측에 고정되고 질소가스가 주입되어 상기 피스톤(70)의 승하강행정에 따라 선택적으로 팽창/수축될 수 있는 가스실(50)을 구비하여서 된 가스와 유압을 이용한 브레이커에 있어서, 상기 피스톤(70)의 길이방향을 따라 제1,2단차면(77,79)을 형성하여 각 단차면(77,79)에 의해 피스톤(70)의 외경이 변화되도록 함으로써 피스톤(70)과 실린더(10)의 내,외주면에 접하는 부위에 소정의 공간을 형성한 제1,2챔버(72,74)와, 상기 제1,2단차면(77,79) 사이에 형성된 제3챔버(76)와와, 상기 실린더(10)의 외부에 설치되며, 외부공급원에 의해 고압의 유체가 공급되는 밸브실(VR)과, 상기 제1챔버(72)와 상기 밸브실(VR)이 서로 연통되도록 형성되는 제1유체통로(P1)와, 상기 밸브실(VR)과 상기 제2챔버(74)를 선택적으로 연통시키도록 형성된 제2유체통로(P2)와, 상기 밸브실(VR)의 내부에 설치되며, 외부공급원에 의해 공급된 고압의 유체가 상기 제1유체통로(P1) 또는 상기 제2유체통로(P2)를 통하여 선택적으로 순차적으로 공급되어 상기 피스톤(70)의 상/하 구동이 가능하게 하는 방향전환용 밸브세트(S)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 상기 제2유체통로(P2)는 상기 피스톤(70)이 상사점에 위치하는 경우, 상기 제 3 챔버(76)와도 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커에 관한 것이다.
본 발명에 의하는 경우, 피스톤의 작동이 상승에서 하강으로 전환되는 순간에 제2유체통로를 통하여 공급되는 고압이 제 2 챔버 뿐만이 아니라 제 3 챔버에도 가해지도록 하는 기존의 장치에 간단한 개량을 가하는 구성에 의해, 제 3 챔버에서 발생하는 보조압력에 의해 피스톤의 하강 과정이 더욱 효율적이고 강력하게 발생하도록 하여, 치즐에 전달되는 임팩트를 최대화하여 강한 파괴력을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

Description

타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커{Breaker}

본 발명은 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커에 관한 것으로, 본 발명은 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커에 관한 것으로, 치즐(30)과, 상기 치즐(30)을 수용하며 일정범위 내에서만 스트로크 되도록 안내하는 치즐케이스(20)와, 상기 치즐케이스(20)와 결합되어 연통되며 치즐(20)을 타격가능하게 그 동축상에 수용된 피스톤(70)을 구비한 실린더(10)와; 상기 실린더(10)의 상측에 고정되고 질소가스가 주입되어 상기 피스톤(70)의 승하강행정에 따라 선택적으로 팽창/수축될 수 있는 가스실(50)을 구비하여서 된 가스와 유압을 이용한 브레이커에 있어서, 상기 피스톤(70)의 길이방향을 따라 제1,2단차면(77,79)을 형성하여 각 단차면(77,79)에 의해 피스톤(70)의 외경이 변화되도록 함으로써 피스톤(70)과 실린더(10)의 내,외주면에 접하는 부위에 소정의 공간을 형성한 제1,2챔버(72,74)와, 상기 제1,2단차면(77,79) 사이에 형성된 제3챔버(76)와와, 상기 실린더(10)의 외부에 설치되며, 외부공급원에 의해 고압의 유체가 공급되는 밸브실(VR)과, 상기 제1챔버(72)와 상기 밸브실(VR)이 서로 연통되도록 형성되는 제1유체통로(P1)와, 상기 밸브실(VR)과 상기 제2챔버(74)를 선택적으로 연통시키도록 형성된 제2유체통로(P2)와, 상기 밸브실(VR)의 내부에 설치되며, 외부공급원에 의해 공급된 고압의 유체가 상기 제1유체통로(P1) 또는 상기 제2유체통로(P2)를 통하여 선택적으로 순차적으로 공급되어 상기 피스톤(70)의 상/하 구동이 가능하게 하는 방향전환용 밸브세트(S)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 상기 제2유체통로(P2)는 상기 피스톤(70)이 상사점에 위치하는 경우, 상기 제 3 챔버(76)와도 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이커(BREAKER)는 유압 혹은 공압에 의한 동력이 피스톤의 상면에 단속(斷續)적으로 작용하여 일정영역 내에서 상하 왕복운동되는 피스톤이 치즐(CHISEL)의 두부를 타격하여 외부로 노출되어 있는 치즐의 선단으로 하여금 파쇄대상물이 접촉되어 있는 상태에서 이를 파쇄토록 하여 주는 기구이다.

예컨대, 브레이커는 도 1 에 예시된 바와 같이, 실린더(10)내 피스톤(70)의 상단부에 형성된 가스실(50) 내에 질소 가스 등 압축성 가스가 주입되어 충전되고, 피스톤(70)의 하단에는 치즐(30)의 두부가 상기 피스톤(70)과 접촉 가능하게 동축상에 장착되며, 이 상태에서 공급되는 유체의 압력 상태가 밸브실(VR)에 설치된 컨트롤 밸브에 의해 전환되면서 상기 피스톤(70)을 승하강시키게 되는데, 이때 가스실(50) 안의 질소가스의 팽창력이 상기 피스톤(70)을 통해 치즐(30)의 두부를 타격하는 해머링 에너지(hammering energy)로 전환되어 그 선단에 접하고 있는 암반, 콘크리트 등의 경도성 파쇄대상물을 파쇄하도록 구성된다.

이러한 브레이커의 예들은 다수 공지되어 있는바, 이를테면 하기 선행기술 특허문헌 1에 기재한 바와 같은 등록특허 10-0078639호([가스와 유압을 이용한 타격기구]에는 밸브의 외주부에 형성된 고압유체 통과공을 이용하지 않고 피스톤 상부에 형성되는 후방 환상실과 밸브에 형성된 관통공을 연결하는 통로의 입구를 직접 개폐하는 방식으로 이루어져 피스톤이 가스실을 압축하면서 상사점에 도달하게 되면 스풀(SPOOL)의 외주면과 밸브의 내주면에 의하여 형성된 밸브전환실에 고압유체가 유입되고 이 고압유체는 직접 밸브 내의 상기 스풀을 밀어 밸브에 형성되어 있는 관통공을 개방시킴으로써 곧바로 피스톤 상부에 형성된 후방 환상실을 고압측으로 전환토록 함으로써 밸브의 효율을 극대화시킴과 동시에 타격에너지를 상승시키도록 한 구성이 공개되어 있다.

또한, 하기 선행 기술 문헌의 특허문헌 2의 등록특허 10-0343888호 ([가스와 유압을 이용한 브레이커])에는, 피스톤의 길이방향을 따라 단차를 형성하여 피스톤의 외경이 변화되도록 함으로써 피스톤과 실린더의 내,외주면에 접하는 부위에 소정의 공간을 형성한 제1,2,3챔버와; 고압의 유체가 공급되는 유체주입구와 연통되고 제1챔버와 통할 수 있도록 실린더의 주면 일부에 형성되는 제1유체통로와; 제1유체통로와 제1챔버가 연통되는 대향단측에 구비된 밸브실과; 밸브실과 제2챔버를 선택적으로 연통시키도록 실린더의 주면상에 형성된 제2유체통로와; 밸브실에 장착되어 제1챔버로 공급된 고압의 유체를 밸브실로 귀환시킴과 동시에 다수의 관통공들과 제2유체통로를 통해 밸브실의 고압이 제2챔버로 공급될 수 있도록 설치되는 밸브세트와; 제1,2유체통로 사이에 형성되고 피스톤의 승하강동작에 따라 밸브세트를 통해 밸브실과 선택적으로 연통되게 구비된 전환유로와; 전환유로와 인접하여 형성되고 제3챔버 내의 잔류압력을 유체관통공을 통해 제거할 수 있도록 배설된 개폐통로를 포함하는 구성이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 기존의 실시예들에서는, 상사점까지 상승한 피스톤을 하강시키는 작동이 시작되는 순간에 있어서, 가스실 내에서 압축된 가스의 팽창력을 이용하는 것 이외에도 도 2b에 도시한 것과 같이 제 2유체 통로(P2)를 통하여 고압의 유체를 제2챔버(74)에만 공급함으로서 보조적으로 피스톤의 하강 과정을 도와 피스톤의 타격력을 증대시키는 것이 가능한 데 불과한 구조이기에, 피스톤의 타격력 증대 효과가 그리 크지 않다는 문제점이 있었다.

등록특허 10-0078639호 등록특허 10-0343888호

본 발명은 상기한 기존 발명들의 문제점을 해결하여, 피스톤의 작동이 상승에서 하강으로 전환되는 순간에 제2유체통로를 통하여 공급되는 고압이 제 2 챔버 뿐만이 아니라 제 3 챔버에도 가해지도록 하는 구성에 의해, 제 3 챔버에서 발생하는 보조압력에 의해 피스톤의 하강 과정이 더욱 효율적이고 강력하게 발생하도록 하여, 치즐에 전달되는 임팩트를 최대화하여 강한 파괴력을 얻을 수 있도록 하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 치즐(30)과, 상기 치즐(30)을 수용하며 일정범위 내에서만 스트로크 되도록 안내하는 치즐케이스(20)와, 상기 치즐케이스(20)와 결합되어 연통되며 치즐(20)을 타격가능하게 그 동축상에 수용된 피스톤(70)을 구비한 실린더(10)와; 상기 실린더(10)의 상측에 고정되고 질소가스가 주입되어 상기 피스톤(70)의 승하강행정에 따라 선택적으로 팽창/수축될 수 있는 가스실(50)을 구비하여서 된 가스와 유압을 이용한 브레이커에 있어서, 상기 피스톤(70)의 길이방향을 따라 제1,2단차면(77,79)을 형성하여 각 단차면(77,79)에 의해 피스톤(70)의 외경이 변화되도록 함으로써 피스톤(70)과 실린더(10)의 내,외주면에 접하는 부위에 소정의 공간을 형성한 제1,2챔버(72,74)와, 상기 제1,2단차면(77,79) 사이에 형성된 제3챔버(76)와와, 상기 실린더(10)의 외부에 설치되며, 외부공급원에 의해 고압의 유체가 공급되는 밸브실(VR)과, 상기 제1챔버(72)와 상기 밸브실(VR)이 서로 연통되도록 형성되는 제1유체통로(P1)와, 상기 밸브실(VR)과 상기 제2챔버(74)를 선택적으로 연통시키도록 형성된 제2유체통로(P2)와, 상기 밸브실(VR)의 내부에 설치되며, 외부공급원에 의해 공급된 고압의 유체가 상기 제1유체통로(P1) 또는 상기 제2유체통로(P2)를 통하여 선택적으로 순차적으로 공급되어 상기 피스톤(70)의 상/하 구동이 가능하게 하는 방향전환용 밸브세트(S)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 상기 제2유체통로(P2)는 상기 피스톤(70)이 상사점에 위치하는 경우, 상기 제 3 챔버(76)와도 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2유체통로(P2)의 말단부(P2`)의 폭(A)은, 상기 제2단차부(79)의 폭(B)보다 크게 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2유체통로(P2)의 말단부(P2`)의 폭(A)은, 상기 제2단차부(79)의 폭(B)보다 1.2배~3배 크게 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하는 경우, 피스톤의 작동이 상승에서 하강으로 전환되는 순간에 제2유체통로를 통하여 공급되는 고압이 제 2 챔버 뿐만이 아니라 제 3 챔버에도 가해지도록 하는 기존의 장치에 간단한 개량을 가하는 구성에 의해, 제 3 챔버에서 발생하는 보조압력에 의해 피스톤의 하강 과정이 더욱 효율적이고 강력하게 발생하도록 하여, 치즐에 전달되는 임팩트를 최대화하여 강한 파괴력을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

도 1: 종래 기술에 따른 브레이커의 예시적인 단면도.
도 2a: 종래 기술에 따른 브레이커의 피스톤이 상사점에 있는 경우의 예시적인 단면도.
도 2b: 종래 기술에 따른 브레이커의 피스톤이 하사점에 있는 경우의 예시적인 단면도.
도 3a: 본 발명의 일 실시예에 의한 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커의 피스톤이 상사점에 있는 경우의 단면도.
도 3b: 본 발명의 일 실시예에 의한 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커의 피스톤이 하사점에 있는 경우의 단면도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커의 피스톤이 상사점에 있는 경우 유체의 흐름을 보여주는 도 3a의 원형으로 표시한 주요부의 확대도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명은 도 3a 및 도 3b에 도시한 것과 같이 크게 실린더(10), 치즐케이스(20), 치즐(30), 가스실(50), 피스톤(70)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 실린더(10) 및 상기 치즐케이스(20)는 도 3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 치즐케이스(20)와 상기 치즐케이스(20)에 연접하여 고정된 실린더(10)를 포함하여 구성된다. 상기 실린더(10)는 상기 치즐케이스(20)와 동축을 갖고 면접고정되는 것으로 상기 치즐(30)을 타격하는 피스톤(70)이 활주되는 공간이다. 한편, 상기 실린더(10)의 일측단부에는 가스헤드(40)가 고정되어 마감되는 것이 일반적이다. 상기 치즐케이스(20) 내부에는 치즐(30)이 왕복이동가능하게 고정되는 바, 상기 치즐(30)은 그 일부가 상기 치즐케이스(20)에 삽입되며 나머지는 치즐케이스(20) 외부로 노출되게 고정된다. 상기 치즐(30)은 그 선단이 파쇄대상물과 직접 접촉되어 이를 파쇄하는 로드(ROD)이며, 그 상단은 실린더(10)에 내장된 피스톤(70)과 접촉가능하게 구비되어 타압될 수 있도록 설치된다. 따라서, 상기 피스톤(70)의 타격에 의해 압하되는 상기 치즐(30)은 그 길이방향을 따라 왕복운동가능하게 된다.

한편, 상기 피스톤(70)의 길이방향을 따라서는 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1,2단차면(77,79)을 형성하여 각 단차면(77,79)에 의해 피스톤(70)의 외경이 변화되도록 함으로써 피스톤(70)과 실린더(10)의 내,외주면에 접하는 부위에 소정의 공간을 형성한 제1,2챔버(72,74)가 형성되어 있다. 한편, 상기 제1,2단차면(77,79) 사이에는 도 3a에 도시된 바와 같이 제3챔버(76)가 형성되어 있다.

또한, 상기 실린더(10)의 외부에는 도 3a에 도시된 바와 같이, 외부공급원에 의해 고압의 유체가 공급되는 밸브실(VR)이 형성되어 있다. 상기 밸브실(VR)의 내부에는 도 3a에 도시된 바와 같이, 방향전환용 밸브세트(S)가 설치되어 있다. 한편, 상기 제1챔버(72)와 상기 밸브실(VR)이 서로 연통되도록 도 3a에 도시된 바와 같이 제1유체통로(P1)가 형성되어 있으며, 상기 밸브실(VR)과 상기 제2챔버(74)를 선택적으로 연통시키도록 제2유체통로(P2)가 형성되어 있다. 상기 밸브실(VR)의 내부에 설치된 상기 방향전환용 밸브세트(S)의 작동에 의해, 외부공급원에 의해 공급된 고압의 유체가 상기 제1유체통로(P1) 또는 상기 제2유체통로(P2)를 통하여 선택적으로 순차적으로 공급되어 상기 피스톤(70)의 상/하 구동이 가능하게 된다.

이러한 구동이 가능하도록 하는 상기 밸브실(VR)과 상기 방향전환용 밸브세트(S)의 구성은 상기 선행 기술 문헌의 특허문헌 1 및 2에 개시된 실시예 이외에도 다수의 브레이커 관련 발명에서 개시된 바와 같이 대단히 다양한 실시예가 가능하다. 이러한 상기 밸브실(VR)과 상기 방향전환용 밸브세트(S)의 구성은 본 발명이 속하는 분야에 있어서 널리 알려져 실시되고 있는 수준의 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 제2유체통로(P2)는 도 3a 및 도 4에 도시한 것과 같이, 상기 피스톤(70)이 상사점에 위치하는 경우, 상기 제 3 챔버(76)와도 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성의 상기 제2유체통로(P2)에 의해, 기존의 브레이커에서는 상기 피스톤(70)이 도 2a에 도시한 것과 같이 상사점에서 하강 작동을 시작하는 경우 상기 가스실(50)에서 압축된 가스의 압력에 더하여 제2유체통로(P2)를 통해 공급되는 고압의 유체가 단순히 제2챔버(74)만을 가압하게 되는 데 비하여, 본 발명에서는 상기 가스실(50)에서 압축된 가스의 압력에 더하여 제2유체통로(P2)를 통해 공급되는 고압의 유체가 제2챔버(74)와 함께 제3챔버(76)도 함께 가압하게 된다. 따라서, 상승작동에서 하강작동으로 운동방향이 전환되어 가장 큰 구동력이 요구되는 작동 시점에서, 기존의 브레이커에 비하여 고압의 유체에 의한 구동력이 더욱 강력하게 공급되는 것이 가능하기에 상기 피스톤(70)이 더욱 신속하고 강력하게 하강운동을 하게 되어 타격력을 증대시키는 것이 가능하게 된다.

이 경우, 상기 제2유체통로(P2)의 말단부(P2`)의 폭(A)은, 도 4에 도시한 것과 같이 상기 제2단차부(79)의 폭(B)보다 크게 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 제2유체통로(P2)의 말단부(P2′)의 폭(A)이 상기 제2단차부(79)의 폭(B)보다 1.2배~3배 크게 형성되도록 하여, 상승작동에서 하강작동으로 운동방향이 전환되는 시점에서 더욱 큰 구동력을 발생시키는 것과 동시에, 다양한 실시예 중 상기 선행 기술 문헌의 특허문헌 2에 개시된 실시예와 같이 상기 밸브실(VR)과 상기 방향전환용 밸브세트(S)의 작동을 위하여 다른 유체통로(특허문헌 2의 전환유로(PA), 개폐통로(PB) 등)가 개설되어 형성되는 경우에도 어느 정도 하강이 진행된 경우에는 상기 제2유체통로(P2)와 상기 제3챔버(76)가 서로 연통되지 않도록 하여, 작동에 의한 간섭을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서, 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 실린더 20: 치즐케이스
30: 치즐
50: 가스실
70: 피스톤
72,74,76: 챔버
100: 브레이커
VR: 밸브실 S: 방향전환용 밸브세트
P1: 제 1 유체통로 P2: 제2 유체통로

Claims (3)

1. 치즐(30)과;
   상기 치즐(30)을 수용하며 일정범위 내에서만 스트로크 되도록 안내하는 치즐케이스(20)와; 상기 치즐케이스(20)와 결합되어 연통되며 치즐(20)을 타격가능하게 그 동축상에 수용된 피스톤(70)을 구비한 실린더(10)와; 상기 실린더(10)의 상측에 고정되고 질소가스가 주입되어 상기 피스톤(70)의 승하강행정에 따라 선택적으로 팽창/수축될 수 있는 가스실(50)을 구비하여서 된 가스와 유압을 이용한 브레이커에 있어서,
   
   상기 피스톤(70)의 길이방향을 따라 제1,2단차면(77,79)을 형성하여 각 단차면(77,79)에 의해 피스톤(70)의 외경이 변화되도록 함으로써 피스톤(70)과 실린더(10)의 내,외주면에 접하는 부위에 소정의 공간을 형성한 제1,2챔버(72,74)와;
   상기 제1,2단차면(77,79) 사이에 형성된 제3챔버(76)와;
   상기 실린더(10)의 외부에 설치되며, 외부공급원에 의해 고압의 유체가 공급되는 밸브실(VR)과;
   상기 제1챔버(72)와 상기 밸브실(VR)이 서로 연통되도록 형성되는 제1유체통로(P1)와;
   상기 밸브실(VR)과 상기 제2챔버(74)를 선택적으로 연통시키도록 형성된 제2유체통로(P2)와;
   상기 밸브실(VR)의 내부에 설치되며, 외부공급원에 의해 공급된 고압의 유체가 상기 제1유체통로(P1) 또는 상기 제2유체통로(P2)를 통하여 선택적으로 순차적으로 공급되어 상기 피스톤(70)의 상/하 구동이 가능하게 하는 방향전환용 밸브세트(S); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
   
   상기 제2유체통로(P2)는 상기 피스톤(70)이 상사점에 위치하는 경우, 상기 제 3 챔버(76)와도 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2유체통로(P2)의 말단부(P2`)의 폭(A)은, 상기 제2단차부(79)의 폭(B)보다 크게 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2유체통로(P2)의 말단부(P2`)의 폭(A)은, 상기 제2단차부(79)의 폭(B)보다 1.2배~3배 크게 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 타격력 증대가 가능한 유로구조를 구비하는 브레이커.
   
   

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