KR100661701B1

KR100661701B1 - 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치

Info

Publication number: KR100661701B1
Application number: KR1020010002876A
Authority: KR
Inventors: 가네코쓰토무
Original assignee: 후루카와 기카이 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2006-12-26
Also published as: US20010047873A1; CN1327119A; US6318478B1; ATE302329T1; JP4463381B2; KR20010109465A; EP1160416B1; EP1160416A2; CN100387802C; JP2001341083A; EP1160416A3; DE60112654D1

Abstract

댐핑피스톤에 가해지는 댐퍼압력을 유압착암기 본체의 추진력에 따라 자동적으로 조정이 가능하게 하여, 유압착암기의 추진력이 변화하더라도 댐핑작용 및 플로팅작용을 충분히 발휘할 수 있도록 한 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치를 제공한다.

유압착암기(A)에 있어서, 유압원(21)으로부터 댐핑피스톤(16,17)으로 가해지는 댐퍼압력(DPpr)을, 유압착암기 본체(1)에 작용하는 전방으로의 추진력(F1)에 의거하여 제어하는 댐퍼압력 제어수단(22)을 구비하고 있다.

Description

유압착암기의 댐퍼압력 제어장치{DAMPER PRESSURE CONTROL APPARATUS FOR HYDRAULIC ROCK DRILL}

도 1은, 본 발명이 적용되는 유압착암기의 설명도로서, (a)는 비트가 암반을 천공하기 전의 상태, (b) 및 (c)는 비트가 암반을 천공하는 도중의 상태를 나타낸 설명도,

도 2는, 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 2단식의 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기의 완충기구의 확대 단면도,

도 3은, 본 발명의 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치의 계통도,

도 4는, 댐퍼압력과 송출압력의 관계를 나타낸 제어특성선도,

도 5는, 전자비례제어밸브를 이용한 댐퍼압력 제어수단의 구성도,

도 6은, 압력가승산유압제어밸브를 이용한 댐퍼압력 제어수단의 구성도,

도 7은, 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 단일의 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기의 완충기구의 확대 단면도,

도 8은, 종래의 유압착암기의 기본구성을 도시한 개략도,

도 9는, 종래의 2단식의 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기의 완충기구의 확대 단면도,

도 10은, 종래의 단일 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기의 완충기구의 확대 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 유압착암기 본체 1a : 전방단차부

1b : 후방단차부 1c : 중앙단차부

2 : 생크로드 2a : 큰 직경부 뒤끝단

3 : 타격기구 4 : 로드

5 : 슬리브 6 : 비트

7 : 캐리지 8 : 가이드쉘

9 : 체인 10 : 피드모터

11 : 호스릴 12 : 타격피스톤

13 : 척 14 : 척드라이버

15 : 척드라이버 부쉬 16 : 프론트 댐핑피스톤

17 : 리어 댐핑피스톤 17a : 앞끝단면

18 : 유로 19 : 리어 댐핑피스톤 오일실

20 : 프론트 댐핑피스톤 오일실 21 : 유압원

22,22a,22b : 댐퍼압력 제어수단 23 : 압력센서

24 : 연산처리장치 25 : 전자비례제어밸브

26,27,28 : 감압밸브 29 : 파일롯 조작변환밸브

30 : 댐핑피스톤 31 : 유압실

32 : 압력공급통로 33 : 드레인통로

본 발명은, 로드나 티젤 등의 공구에 타격을 가하여 암반 등의 파쇄를 행하는 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치에 관한 것이다.

종래의 유압착암기로서는, 예컨대 도 8에 나타낸 바와 같이, 착암기본체 (101)의 앞끝단부에 생크로드(102)가 장착되고, 이 생크로드(102)의 앞끝단에는, 착공용의 비트(106)를 앞끝단에 부착한 로드(104)가 슬리브(105)로서 연결되어 있다. 그리고 유압착암기의 타격기구(103)의 타격피스톤(107)이 생크로드(102)를 타격하면, 그 타격에너지는 생크로드(102)로부터 로드(104)를 거쳐서 비트(106)로 전달되고, 비트(106)가 암반(R)을 타격하여 파쇄하도록 되어 있다.

이 때, 암반(R)으로부터의 반사에너지(Er)는, 비트(106)로부터 로드(104), 생크로드(102)를 거쳐서 착암기본체(101)로 전달되고, 이 반사에너지(Er)에 의해 착암기본체(101)는 일단 후퇴한다. 그 후에 착암기본체(101)는 이송장치(도시 생략)의 추진력에 의해 1타격에 의한 파쇄길이 만큼 원래의 위치보다 더욱 전진하고 나서, 타격기구(103)가 다음 타격을 행한다. 이 행정을 되풀이함으로써, 천공작업이 행해진다.

그리고, 이러한 착암기의 완충기구, 즉 반사에너지(Er)를 완충하는 기구로서는, 반사에너지(Er)를 유압으로 완충하는 기능 및 타격전달효율을 향상시키는 기능을 갖는 2단의 댐핑피스톤을 사용한 것(듀얼댐퍼식)과, 위치가 기계적으로 고정되지 않은 단일의 댐핑피스톤을 사용한 것(플로팅식)이 개발되어 있다.

이 중에서, 2단의 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 척(108)을 통해 생크로드(102)에 회전을 부여하는 척드라이버(109)가 구비되어 있고, 이 척드라이버(109)에는 생크로드(102)의 큰 직경부 뒤끝단(102a)에 접촉하는 전달부재로서의 척드라이버 부쉬(110)가 장착되어 있다. 그리고 이 척드라이버 부쉬(110)의 뒤쪽에는, 완충기구로서의 프론트 댐핑피스톤(111)과 리어 댐핑피스톤(112)이 배설되어 있다.

이 리어 댐핑피스톤(112)은, 원통형의 피스톤으로서 그 바깥쪽과 안쪽을 연이어지게 하는 유로(113)를 구비하고 있으며, 착암기본체(101)에 형성되어 있는 중앙단차부(101c)와 후방단차부(101b)의 사이에서 미끄럼동작이 가능하도록 장착되어 있다. 리어 댐핑피스톤(112)은, 착암기본체(101)와의 사이에 형성되는 리어 댐핑피스톤 오일실(114)의 유압에 의해 전방으로의 추진력이 부여된다. 또한 프론트 댐핑피스톤(111)은, 앞끝단부 바깥지름을 큰 직경, 그 뒤쪽의 바깥지름을 작은 직경으로 하는 원통형의 피스톤으로서, 작은 직경부분이 리어 댐핑피스톤(112)의 안쪽에 전후방향으로 미끄럼동작이 가능하도록 장착되고, 큰 직경부분에 의해, 착암기본체 (101)에 형성되는 전방단차부(101a)와 리어 댐핑피스톤(112)의 앞끝단면(112a)의 사이에서 전후의 이동범위를 규제하고 있다. 프론트 댐핑피스톤(111)의 작은 직경 부분의 바깥둘레와 리어 댐핑피스톤(112)의 안둘레 사이에는, 프론트 댐핑피스톤 오일실(115)이 형성되어 있고, 그 유압으로 프론트 댐핑피스톤(111)에 전방으로의 추진력이 가해지도록 되어 있다.

프론트 댐핑피스톤 오일실(115)은 리어 댐핑피스톤 오일실(114)과 유로(113)로서 연이어져 있으며, 리어 댐핑피스톤 오일실(114)은 유압원(116)에 연이어져 있다. 유압원(116)으로부터의 유압은, 릴리프밸브 혹은 감압밸브(도시하지 않음) 등에 의해 일정 압력으로 고정되어 있다. 프론트 댐핑피스톤(111)에는, 프론트 댐핑피스톤 오일실(115)에 있어서의 수압면적과 유압의 곱으로서 구해지는 일정한 추진력(F111)이 작용하며, 마찬가지로 리어 댐핑피스톤(112)에는, 리어 댐핑피스톤 오일실(114)에 있어서의 수압면적과 유압의 곱으로서 구해지는 일정한 추진력(F112)이 작용한다.

한편, 착암기본체(101)에는, 항상 F101의 전방으로의 추진력이 가해져 있고, 이 추진력은 암반(R)에서 비트(106), 로드(104), 생크로드(102), 및 척드라이버 부쉬(110)를 거쳐서 프론트 댐핑피스톤(111), 리어 댐핑피스톤(112)에 반력으로서 전달되고 있다.

여기서, 프론트 댐핑피스톤(111)에 작용하는 추진력(F111) 및 리어 댐핑피스톤(112)에 작용하는 추진력(F112)은, 착암기본체(101)에 작용하는 추진력(F101)에 대하여, F111<F101<F112의 관계로 되도록 설정되어 있다. 이 때문에 타격을 행하기 전에는, 프론트 댐핑피스톤(111)과 리어 댐핑피스톤(112)은 접촉하고, 리어 댐핑피스톤(112)의 앞끝단면(112a)이 착암기본체(101)의 중앙단차부(101c)와 접촉하는 타 격기준위치(도 9에 나타낸 위치)에 정지한다.

이 타격기준위치에 있어서 타격기구(103)의 타격피스톤(107)이 생크로드 (102)를 타격하면, 그 타격에너지는 생크로드(102)로부터 로드(104)를 거쳐서 비트(106)에 전달되고, 비트(106)가 파쇄대상인 암반(R)을 타격하여 파쇄한다. 이 때의 암반(R)으로부터의 반사에너지(Er)는, 비트(106)로부터 로드(104), 생크로드 (102), 척드라이버 부쉬(110)를 거쳐서 프론트 댐핑피스톤(111) 및 리어 댐핑피스톤(112)으로 전달되고, 리어 댐핑피스톤(112)은 추진력(F112)에 의해 완충되면서 프론트 댐핑피스톤(111)과 함께 뒤끝단면이 후방단차부(101b)에 접촉할 때까지 후퇴하여, 반사에너지(Er)가 착암기본체(101)에 전달된다. 따라서 리어 댐핑피스톤 (112)은, 반사에너지(Er)의 댐핑작용, 즉 충격력 흡수작용을 행하고, 리어 댐핑피스톤(112)에 작용하는 추진력(F112)은 댐핑추진력의 역활을 다한다.

착암기본체(101)로 전달된 반사에너지(Er)에 의해서 착암기본체(101)는 일단 후퇴하는데, 그 후 리어 댐핑피스톤(112)은, 리어 댐핑피스톤 오일실(114)에 의해 가해지는 추진력(F112)이 착암기본체(101)에 가해지는 추진력(F101)보다 크다는 점에서, 프론트 댐핑피스톤(111), 척드라이버 부쉬(110) 및 생크로드(102)를 밀어 되돌려서 앞끝단면(112a)이 착암기본체(101)의 중앙단차부(101c)와 접촉하는 타격기준위치까지 전진하여 정지한다. 이 상태에서 다음 타격을 기다린다.

비트(106)와 암반(R)의 밀착이 불완전한 상태에서는, 착암기본체(101)의 추진력(F101)이 암반(R)에 충분히 전달되어 있지 않기 때문에, 비트(106)로부터 로드 (104), 슬리브(105), 생크로드(102), 척드라이버 부쉬(110) 및 프론트 댐핑피스톤 (111)으로는 추진력(F101)보다 훨씬 작은 반력이 전달된다. 따라서 프론트 댐핑피스톤(111)은 추진력(F111)에 의해 리어 댐핑피스톤(112)으로부터 떨어지고, 척드라이버 부쉬(110), 생크로드(102)를 눌러서 비트(6)가 암반(R)에 접촉할 때까지, 착암기본체(101)가 전진하는 것보다 빨리 전진하여 헛동작하는 상태를 방지한다. 따라서 프론트 댐핑피스톤(111)은, 로드(104), 비트(106) 등의 공구를 암반(R)으로 밀착시키는 작용, 즉 플로팅작용을 행하고, 프론트 댐핑피스톤(111)에 작용하는 추진력(F111)은 플로팅추진력의 역활을 다한다.

이에 계속하여, 착암기본체(101)가 그 추진력(F101)에 의해 전진한다. 비트 (6)가 암반(R)에 접한 후에는, 착암기본체(101)의 추진력(F101)이 프론트 댐핑피스톤(111)의 추진력(F111)보다 크기 때문에, 프론트 댐핑피스톤(111)은 리어 댐핑피스톤(112)에 접촉할 때까지 밀려 되돌아간다.

또한, 위치가 기계적으로 고정되지 않은 단일의 댐핑피스톤을 사용한 플로팅식의 경우, 도 10에 나타낸 바와 같이, 착암기본체(101)는, 척(108)을 통해 생크로드(102)에 회전을 부여하는 척드라이버(109)를 구비하고 있으며, 이 척드라이버 (109)에는 생크로드(102)의 큰 직경부 뒤끝단(102a)에 접촉하는 전달부재로서 척드라이버 부쉬(110)가 장착되고, 이 척드라이버 부쉬(110)의 후방에, 완충기구를 구성하는 댐핑피스톤(130)이 설치되어 있다.

댐핑피스톤(130)은, 원통형의 피스톤으로서, 전방에 큰 직경부(130a), 후방에 작은 직경부(130b), 큰 직경부(130a)와 작은 직경부(130b)의 사이에 작은 직경부(130b)보다 바깥지름이 작은 축소지름부(130c)를 갖는다. 그리고 댐핑피스톤 (130)은 착암기본체(101)의 내경에 형성된 전방단차부(101a)와 후방단차부(101b)의 사이에서 전후방향으로 미끄럼동작이 가능하도록 장착되어 있다.

착암기본체(101)의 내경 미끄럼동작면과 댐핑피스톤(130)의 축소지름부 (130c)의 사이에는, 유압실(131)이 형성되고, 댐핑피스톤(130)은 유압실(131)의 유압으로 전방으로의 추진력이 부여된다. 그리고 착암기본체(101)의 내경 미끄럼동작면에는, 유압실(131)을 끼고 전방에 시일길이(S1)를 두고 드레인통로(133)가, 후방에 시일길이(S2)를 두고 압력공급통로(132)가 형성되어 있다. 압력공급통로(132)는 유압원(116)에 연이어져 있다.

유압원(116)에서의 댐핑피스톤(130)으로의 유압(P2)은, 2단식의 댐핑피스톤을 사용한 경우와 마찬가지로, 릴리프밸브 혹은 감압밸브(도시하지 않음) 등으로써 일정압력으로 고정되어 있다.

유압원(116)으로부터의 압력오일은, 압력공급통로(14) 및 시일길이(S2)를 통해 유압실(131) 내로 유입하여, 시일길이(S1)를 통해 드레인통로(133)로 배출하도록 되어 있다. 이 때에 압력오일의 유입량과 유출량의 차이분의 압력(P1)이 유압실 (131) 내에서 발생한다. 유압실(131)의 압력(P1)은 유압원(116)으로부터의 유압 (P2)보다 작아, P1<P2로 된다.

이 댐핑피스톤(130)에 부여되는 추진력(F130)은, 유압실(131)의 수압면적과 압력(P1)의 곱이며, 착암기본체(101)에 공지의 이송기구에 의해 부여되는 추진력을 F101로 하면, 댐핑피스톤(130)이 타격기준위치(도 10에 나타낸 위치)에 정지한 상태에서, F130=F101로 되도록 설정되어 있다.

댐핑피스톤(130)이 타격기준위치에서 후퇴하면, 시일길이(S2)는 감소하여 유압원(116)으로부터 압력공급통로(132)를 거쳐서 유압실(131) 내로 유입되는 압력오일의 유량은 증가하고, 반대로 시일길이(S1)는 증가하여 유압실(131)로부터 드레인통로(133)로 유출되는 압력오일의 유량은 감소한다. 이에 따라 유압실(131) 내의 유압(P1)은 증가하기 때문에, 댐핑피스톤(130)에 부여되는 전방으로의 추진력 (F130)은 증가한다.

또한, 댐핑피스톤(130)이 후퇴하여 댐핑피스톤(130)의 뒤끝단면(130e)이 후방단차부(101b)에 접촉하면, 시일길이(S2)는 0 이하로 되어, 유압원(116)으로부터의 압력오일의 전체량이 유압실(131) 내로 유입되고, 반대로 시일길이(S1)는 더욱 증가하여 유압실(131)로부터 드레인통로(133)로 유출되는 압력오일의 유량은 더욱 감소한다. 이에 따라 유압실(13) 내의 유압(P1)은 더욱 증가하기 때문에, 댐핑피스톤(130)에 부여되는 전방으로의 추진력(F130)은 최대로 된다.

한편, 댐핑피스톤(130)이 타격기준위치에서 전진하면, 시일길이(S2)는 증가하여 유압원(116)으로부터 압력공급통로(132)를 거쳐서 유압실(131) 내로 유입되는 압력오일의 유량은 감소하고, 반대로 시일길이(S1)는 감소하여 유압실(131)로부터 드레인통로(133)로 유출되는 압력오일의 유량은 증가한다. 이에 따라 유압실(13) 내의 유압(P1)은 감소하기 때문에, 댐핑피스톤(130)에 부여되는 전방으로의 추진력 (F130)은 감소한다.

또한 댐핑피스톤(130)이 전진하여 댐핑피스톤(130)의 앞끝단면(130d)이 전방단차부(101a)에 접촉하면, 시일길이(S1)는 0 이하로 되고, 유압실(131)과 드레인통 로(133)가 연이어져 유압실(131) 내의 유압(P1)은 더욱 감소한다. 이 때문에 댐핑피스톤(130)에 부여되는 전방으로의 추진력(F130)은 최소로 된다.

타격기준위치에 있어서 타격피스톤(107)이 생크로드(102)를 타격하면, 그 타격에너지는 생크로드(102)로부터 로드(104)를 거쳐서 비트(106)로 전달되고, 비트 (106)가 파쇄대상인 암반(R)을 타격하여 파쇄한다. 이 때 암반(R)에서 순간적으로 발생되는 반사에너지(Er)는, 비트(106)로부터 로드(104), 생크로드(102), 척드라이버 부쉬(110)를 거쳐서 댐핑피스톤(130)으로 전달되고, 댐핑피스톤(130)은 유압실 (131)의 유압에 따라 완충되면서 후퇴하여, 반사에너지(Er)가 착암기본체(101)에 전달된다.

따라서, 댐핑피스톤(130)은 반사에너지(Er)의 댐핑작용, 즉 충격력 흡수작용을 행하고, 댐핑피스톤(130)에 작용하는 추진력(F130)은 댐핑추진력의 역활을 다한다.

착암기본체(101)로 전달된 반사에너지(Er)에 의해 착암기본체(101)는 일단 후퇴하는데, 그 후에 타격반력이 감소하여, 척드라이버 부쉬(110)에 작용하는 반력은 착암기본체(101)에 부여되는 추진력(F101)의 반력만이 남는다. 한편 댐핑피스톤 (130)의 후퇴에 따라 유압실(131) 내의 유압(P1)이 증가하여, 댐핑피스톤(130)에 작용하는 전방으로의 추진력(F130)이 착암기본체(101)에 부여되는 추진력(F101)의 반력보다 커진다. 이 때문에 댐핑피스톤(130)은, 척드라이버 부쉬(110), 생크로드 (102)를 밀어 되돌려서 타격기준위치까지 전진하고, 댐핑피스톤(130)에 작용하는 전방으로의 추진력(F130)이 착암기본체(1)에 부여되는 추진력(F101)의 반력과 동등 하게 되어, 댐핑피스톤(130)은 정지한다.

그 동안에, 착암기본체(101)는, 이송기구에 의해서 1타격에 의한 암반(R)의 파쇄길이 만큼 전진하여, 비트(106)가 암반(R)에 접한다. 비트(106)가 암반(R)에 접하면, 착암기본체(101)의 추진력(F101)이 비트(106)로부터 반력으로서 댐핑피스톤(130)으로 전달되고, 댐핑피스톤(130)은 댐핑피스톤(130)에 작용하는 전방으로의 추진력(F130)이 착암기본체(101)의 추진력(F101)과 동등하게 되는 위치, 즉 타격기준위치에 유지되어, 다음 타격을 대기하는 상태가 된다.

암반(R)과 비트(106)의 밀착이 불완전한 상태에서는, 착암기본체(101)의 추진력(F101)은 암반(R)으로 충분히 전달되어 있지 않기 때문에, 비트(106)로부터 로드(104), 슬리브(105), 생크로드(102), 척드라이버 부쉬(110) 및 댐핑피스톤(130)로는 F130보다도 훨씬 작은 반력이 전달된다. 이 때에는 댐핑피스톤(130)은, 타격기준위치로부터 전진하여, 반력 F101과 댐핑피스톤(130)에 부여되는 전방으로의 추진력(F130)이 동등하게 되는 위치에서 정지한다. 따라서 댐핑피스톤(130)은 로드 (104), 비트(106) 등의 공구를 암반(R)으로 밀착시키는 작용, 즉 플로팅작용을 행하고, 댐핑피스톤(130)에 작용하는 추진력(F130)은 플로팅추진력이 역활을 다한다.

그런데, 이들 종래의 유압착암기의 완충기구에서는, 상술한 바와 같이, 댐핑피스톤 자신이, 착암기본체(101)에 작용하는 전방으로의 추진력보다 민감하게 비트 (6) 등의 공구를 암반(R)에 밀어 누르는 기능, 즉 공구를 암반(R)에 밀착시키는 기 능을 하고 있다. 이 때문에 댐핑피스톤에 가해지는 유압원으로부터의 댐퍼압력을, 천공상황에 따라 조정되는 착암기본체(101)에 가해지는 송출압력과 마찬가지로, 조정하는 일이 필요하게 되었다.

이것을 2단의 댐핑피스톤을 사용한 도 9에 나타낸 완충기구를 예로 하여 설명한다.

전술한 바와 같이, 리어 댐핑피스톤(112)은 반사에너지(Er)의 댐핑작용, 즉 충격력 흡수작용을 행하고, 프론트 댐핑피스톤(111)은 로드(104), 비트(106) 등의 공구를 암반(R)에 밀착시키는 작용, 즉 플로팅작용을 행하고 있다. 그리고 이들 댐핑작용 및 플로팅작용을 원활하게 행하기 위해서, 프론트 댐핑피스톤(111)에 작용하는 플로팅추진력(F111) 및 리어 댐핑피스톤(112)에 작용하는 댐핑추진력(F112)은, 착암기본체(101)에 작용하는 추진력(F101)에 대하여, F111<F101<F112의 관계로 되도록 설정되어 있다.

그러나, 실제의 착암기본체(101)에 작용하는 추진력(F101)은, 암반(R)의 성질에 따라 변화한다. 예컨대 암반(R)이 연암(軟岩)(파쇄대역)인 경우에는, 추진력 (F101)은 낮아지고, 반대로 경암(硬岩)인 경우에는 추진력(F101)이 높아진다. 이 변화하는 추진력을 Fv101로 한다.

한편, 플로팅추진력(F111) 및 댐핑추진력(F112)은, 유압원(116)이 같기 때문에, [F112/F111] 또는 [F112-F111]을 항상 일정하게 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.

여기서, 착암기본체(101)의 추진력(Fv101)이 변화하면, 플로팅추진력(F111) 및 댐핑추진력(F112)은, 착암기본체(101)의 추진력(Fv101)에 대하여, Fv101<F111< F112의 관계「암반(R)이 연암(파쇄대역)인 경우」가 되거나, 혹은 F111<F112<Fv101의 관계「암반(R)이 경암인 경우」가 되기도 한다. Fv101<F111<F112로 되면, 비트 (6)가 암반(R)에 접한 뒤에 프론트 댐핑피스톤(111)이 리어 댐핑피스톤(112)에 접촉할 때까지 되돌려지지 않고, 플로팅 불량을 초래하며, F111<F112<Fv101로 되면, 리어 댐핑피스톤(112)이 항상 후방단차부(101b)에 접촉하기 때문에 댐핑불량이 되고, 플로팅작용 및 댐핑작용이 충분히 발휘되지 않는다.

또한, F111<F112<Fv101인 경우에는, 리어 댐핑피스톤(112)에 작용하는 추진력이 착암기본체(101)의 추진력보다 작기 때문에, 생크로드(102)가 타격기준위치에서 후퇴하여 버리게 된다. 이 때문에 타격피스톤(107)으로 생크로드(102)를 타격할 때에, 타격피스톤(107)의 피스톤속도가 최대가 되지 않고, 원래 높은 타격력이 필요함에도 불구하고 타격력이 감소되어 버린다는 문제가 있다.

단일의 댐핑피스톤을 사용한 플로팅식의 경우도, 마찬가지로 암반(R)의 암질에 따라 댐핑피스톤(130)의 위치가 변화되어 버린다. 이 위치의 변화는, 단일의 댐핑피스톤을 사용한 플로팅식의 경우가 현저하게 나타난다.

본 발명은, 댐핑피스톤에 가해지는 댐퍼압력을 유압착암기 본체의 추진력에 따라 자동적으로 조정가능하게 하여, 유압착암기 본체의 추진력이 변화하더라도 댐핑작용 및 플로팅작용을 충분히 발휘가능하게 한 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치는, 공구를 타격하는 타격기구와, 상기 공구에 파쇄대상 측으로의 추진력을 전달하는 전달부재와, 이 전달부재의 후방에 설치되어, 유압원으로부터의 댐퍼압력에 의한 전방으로의 추진력에 의해 상기 공구 및 상기 전달부재로부터의 반사에너지를 완충하는 댐핑피스톤을 구비한 유압착암기에 있어서, 상기 유압원으로부터 상기 댐핑피스톤에 가해지는 댐퍼압력을, 유압착암기 본체에 작용하는 전방으로의 추진력에 의거하여 제어하는 댐퍼압력 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

댐퍼압력 제어수단은, 유압원에서 댐핑피스톤에 가해지는 댐퍼압력을, 유압착암기 본체로의 송출압력, 즉 유압착암기 본체에 작용하는 전방으로의 추진력에 의거하여 자동적으로 제어한다. 이 때문에 유압착암기 본체의 추진력이 변화하더라도 댐핑피스톤에 의한 댐핑작용 및 플로팅작용이 충분히 발휘된다.

[실시형태]

본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 유압착암기의 설명도로서, (a)는 비트가 암반에 구멍을 뚫기 전의 상태, (b) 및 (c)는 비트가 암반에 구멍을 뚫는 도중의 상태를 나타낸 설명도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 2단식의 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기의 완충기구의 확대단면도이다. 도 3은 본 발명의 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치의 계통도이다. 도 4는 댐퍼압력과 송출압력의 관계를 나타낸 제어특성선도이다. 도 5는 전자비례제어밸브를 이용한 댐퍼압력 제어수단의 구성도 이다. 도 6은 압력가승산 유압제어밸브를 이용한 댐퍼압력 제어수단의 구성도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 유압착암기(A)는 착암기본체(1)의 앞끝단부에 생크로드(2)가 장착되고, 그 뒤쪽에 생크로드(2)에 타격을 가하는 타격기구(3)가 설치되어 있다. 생크로드(2)의 앞끝단에는, 착공용의 비트(6)를 앞끝단에 부착한 로드(4)가 슬리브(5)로 연결되어 있다. 비트(6), 로드(4), 슬리브(5) 및 생크로드(2)로서 공구(工具)를 구성한다. 그리고 착암기본체(1)는, 천공방향으로 이어지는 가이드쉘(8)을 따라 왕복운동이 자유롭게 설치된 캐리지(7) 상에 설치되어 있다. 캐리지(7)에는, 피드모터(10)에 의해 구동되는 체인(9)이 연결되어 있다. 또 캐리지 (7)의 후방에는 유압 호스용의 호스릴(11)이 설치되어 있다.

암반(R)의 천공작업에 있어서, 피드모터(10)에 도시하지 않은 유압원으로부터의 송출압력이 부여되면, 피드모터(10)가 회전하여 체인(9)이 구동하고, 착암기본체(1)에는, 송출압력에 의한 전방으로의 추진력(F1)이 작용하여 도 1의 (a)에 나타낸 상태로부터 비트(6)의 선단이 암반(R)에 접촉할 때까지 전방으로 향해 이동한다.

비트(6)의 선단이 암반(R)의 표면에 접촉한 상태에서는, 착암기본체(1)에는 전술한 송출압력에 의한 전방으로의 추진력(F1)이 작용하고 있음과 동시에, 그 추진력(F1)이 반력으로서 비트(6), 로드(4), 생크로드(2)를 통하여 착암기본체(1)로 전달된다.

이 상태에서, 타격기구(3)에 의해 생크로드(2)를 타격하면, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 그 타격에너지에 의해서 비트(6)가 암반(R)을 파쇄하고, 생크로드 (2)의 회전에 의한 비트(6)의 회전과 송출압력에 의한 전방으로의 추진력(F1)에 의해 암반(R)를 천공한다.

그리고, 타격기구(3)에 의해서 생크로드(2)를 타격하면, 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 그 타격에너지에 의해서 비트(6)가 암반(R)을 더욱 파쇄하고, 생크로드(2)의 회전에 의한 비트(6)의 회전과 송출압력에 의한 전방으로의 추진력(F1)에 의해 암반(R)를 더욱 뚫는다.

이상의 작업을 되풀이함으로써 암반(R)의 천공작업이 이루어진다. 한편 착암기본체(1)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 척(13)을 통해 생크로드(2)에 회전을 부여하는 척드라이버(14)가 구비되어 있으며, 이 척드라이버(14)에는 생크로드(2)의 큰 직경부 뒤끝단(2a)에 접촉하는 전달부재로서의 척드라이버 부쉬(15)가 장착되어 있다. 그리고 이 척드라이버 부쉬(15)의 뒤쪽에는, 완충기구로서의 프론트 댐핑피스톤(16)와 리어 댐핑피스톤(17)이 배설되어 있다.

이 리어 댐핑피스톤(17)은, 원통형의 피스톤으로서 그 바깥쪽과 안쪽을 연이어지게 하는 유로(18)를 구비하고 있으며, 착암기본체(1)에 설치되어 있는 중앙단차부(1c)와 후방단차부(1b)의 사이에서 미끄럼동작이 가능하도록 장착되어 있다. 리어 댐핑피스톤(17)은, 착암기본체(1)와의 사이에 형성되는 리어 댐핑피스톤 오일실(19)의 유압, 즉 댐퍼압력(DPpr)으로서 전방으로의 댐핑추진력(F17)이 부여된다. 이 댐핑추진력(F17)은, 리어 댐핑피스톤 오일실(19)에 있어서의 수압면적과 댐퍼압력(DPpr)의 곱으로서 구해진다.

또한, 프론트 댐핑피스톤(16)은, 앞끝단부 바깥지름을 큰 직경, 그 뒤쪽의 바깥지름을 작은 직경으로 하는 원통형의 피스톤으로서, 작은 직경부분이 리어 댐핑피스톤(17)의 안쪽에 전후방향으로 미끄럼동작이 가능하도록 장착되고, 큰 직경부분에 의해, 착암기본체(1)에 설치되어 있는 전방단차부(1a)와 리어 댐핑피스톤 (17)의 앞끝단면(17a)의 사이에서 전후의 이동범위를 규제하고 있다. 프론트 댐핑피스톤(16)의 작은 직경부분의 바깥둘레와 리어 댐핑피스톤(17)의 안둘레 사이에는, 프론트 댐핑피스톤 오일실(20)이 형성되어 있고, 그 유압, 즉 댐퍼압력(DPpr)으로서 프론트 댐핑피스톤(16)에 전방으로의 플로팅추진력(F16)이 가해지도록 되어 있다. 이 플로팅추진력(F16)은, 프론트 댐핑피스톤 오일실(20)에 있어서의 수압면적과 댐퍼압력(DPpr)의 곱으로서 구해진다.

프론트 댐핑피스톤 오일실(20)은 리어 댐핑피스톤 오일실(19)과 유로(18)로서 연이어져 있으며, 리어 댐핑피스톤 오일실(19)은 댐퍼압력 제어수단(22)을 통해 유압원(21)에 연이어져 있다.

이 댐퍼압력 제어수단(22)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 프론트 댐핑피스톤 (16) 및 리어 댐핑피스톤(17)에 가해지는 댐퍼압력(DPpr)을, 착암기본체(1)를 전방으로 보내는 송출압력(FFpr), 즉 착암기본체(1)에 작용하는 전방으로의 추진력(F1)에 의거하여 제어하도록 되어 있고, 댐퍼압력(DPpr)과 송출압력(FFpr)의 관계가, 예컨대 도 4에 나타낸 관계로 되도록 자동적으로 제어한다.

구체적으로 설명하면, 송출압력(FFpr)이 0(Mpa)에서 약 2.0(Mpa)까지는 댐퍼압력(DPpr)이 약 4.0(Mpa)으로 일정하게 되고, 송출압력(FFpr)이 약 2.0(Mpa)에서 약 10.5(Mpa)까지는 댐퍼압력(DPpr)이 약 4.0(Mpa)에서 약 12.5(Mpa)까지 송출압력 (FFpr)의 증가에 비례하여 직선적으로 증가하고, 송출압력(FFpr)이 약 10.5(Mpa) 이상에서는 댐퍼압력(DPpr)이 약 12.5(Mpa)로 일정하게 되도록 제어한다.

도 3에 나타낸 댐퍼압력 제어장치의 계통도에 의하면, 착암기(A)에는 타격기구(3)를 구동하는 타격압력(PApr), 생크로드(2)를 회전시키는 회전압력(ROpr) 및 착암기본체(1)를 전방으로 보내는 송출압력(FFpr)이 작용하고, 이 중에서 송출압력 (FFpr)이 댐퍼압력 제어수단(22)에 입력된다. 그리고 댐퍼압력 제어수단(22)은, 유압원(21)으로부터의 펌프압력(P)이 전술한 댐퍼압력(DPpr)으로 되도록 제어한다.

댐퍼압력 제어수단(22)으로서는, 예컨대 도 5에 나타낸 전자비례제어밸브를 이용한 댐퍼압력 제어수단(22a)이 채용된다.

도 5에 나타낸 전자비례제어밸브를 이용한 댐퍼압력 제어수단(22a)은, 송출압력(FFpr)을 검출하는 압력센서(23)와, 압력센서(23)로부터의 전기검출신호에 의거하여 댐퍼압력(DPpr)이 송출압력(FFpr)에 대하여 도 4에 나타낸 관계로 되도록 연산처리하는 연산처리장치(24)와, 연산처리장치(24)로부터의 전기신호에 의거하여 감압밸브(26)로의 유압을 제어하는 전자비례제어밸브(25)와, 전자비례제어밸브(25)로부터의 유압에 의거하여 펌프압력(P)을 댐퍼압력(DPpr)으로 감압하는 감압밸브 (26)를 구비하고 있다.

따라서, 착암기본체(1)를 전방으로 보내는 송출압력(FFpr)이 압력센서(23)에 입력되어 그 압력치가 검출되면, 압력센서(23)는, 그 전기검출신호를 연산처리장치 (24)로 보낸다. 연산처리장치(24)는, 압력센서(23)로부터의 전기검출신호에 의거하여 댐퍼압력(DPpr)이 송출압력(FFpr)에 대하여 도 4에 나타낸 관계로 되도록 압력 연산을 행하고, 그 연산결과인 전기신호를 전자비례제어밸브(25)로 보낸다. 전자비례제어밸브(25)는 연산처리장치(24)로부터의 전기신호에 의거하여 감압밸브(26)로의 유압을 제어하고, 감압밸브(26)는, 전자비례제어밸브(25)로부터의 유압에 의거하여 펌프압력(P)을 도 4에 나타낸 댐퍼압력(DPpr)으로 감압한다. 이에 따라 댐퍼압력(DPpr)은, 송출압력(FFpr)에 대하여 도 4에 나타낸 관계로 자동적으로 제어된다.

따라서, 댐퍼압력(DPpr)과 프론트 댐핑피스톤 오일실(20)의 수압면적의 곱에 의해 구해지는 플로팅추진력(F16) 및 댐퍼압력(DPpr)과 리어 댐핑피스톤 오일실 (19)의 수압면적의 곱에 의해 구해지는 댐핑추진력(F17)은, 송출압력(FFpr), 즉 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(F1)에 대하여 소정의 관계로 제어된다. 이 때문에 플로팅추진력(F16) 및 댐핑추진력(F17)은, 변동하는 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)에 의거하여 제어되며, 변동하는 추진력(Fv1)을 파라미터로 한 가변추진력(Fv16,Fv17)으로 된다.

암반(R)이 연암(파쇄대역)인 경우에는, 착암기본체(1)의 추진력(Fv1)은 낮아지고, 반대로 경암의 경우에는 추진력(Fv1)은 높아진다. 이 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)이 낮은 경우에는, 플로팅추진력(Fv16) 및 댐핑추진력(Fv17)도 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)에 의거하여 제어되어 낮아져서, Fv16<Fv1< Fv17의 관계가 유지된다. 그 반대로 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)이 높은 경우에는, 플로팅추진력(Fv16) 및 댐핑추진력(Fv17)도 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)에 의거하여 제어되어 높아져서, Fv16<Fv1<Fv17의 관계가 유지된다.

타격기구(3)의 타격피스톤(12)이 생크로드(2)를 타격하면, 그 타격에너지는 생크로드(2)에서 로드(4)를 거쳐서 비트(6)로 전달되며, 비트(6)가 파쇄대상인 암반(R)을 타격하여 파쇄한다. 이 때 암반(R)으로부터의 반사에너지는, 비트(6)로부터 로드(4), 생크로드(2), 척드라이버 부쉬(15)를 거쳐서 프론트 댐핑피스톤(16) 및 리어 댐핑피스톤(17)으로 전달되고, 리어 댐핑피스톤(17)은 댐핑추진력(Fv17)에 의해 완충되면서, 프론트 댐핑피스톤(16)과 함께 뒤끝단면이 후방단차부(1b)에 접촉할 때까지 후퇴하여, 반사에너지가 착암기본체(1)로 전달된다.

이 때, 댐핑추진력(Fv17)은, 착암기본체(1)의 추진력(Fv1)에 대하여, 항상 Fv1<Fv17의 관계가 유지되어 있기 때문에, 리어 댐핑피스톤(17)에 의한 댐핑작용이 충분히 발휘된다. 이와 같이 생크로드(2)로부터 척드라이버 부쉬(15)로 전달되는 반사에너지는, 리어 댐핑피스톤(17)의 후퇴에 의해 완충되기 때문에, 착암기본체 (1) 및 비트(6), 로드(4), 생크로드(2)의 손상이 적어진다.

착암기본체(1)로 전달된 반사에너지에 의해 착암기본체(1)는 일단 후퇴하는데, 그 후 리어 댐핑피스톤(17)은, 댐핑추진력(Fv17)이 착암기본체(1)에 부여되는 추진력(Fv1)보다 큰 것이므로, 프론트 댐핑피스톤(16), 척드라이버 부쉬(15) 및 생크로드(2)를 되돌려서 앞끝단면(17a)이 착암기본체(1)의 중앙단차부(1c)와 접촉하는 타격기준위치까지 전진하여 정지한다. 이 상태에서 다음 타격을 기다린다.

이와 같이, 플로팅추진력(Fv16) 및 댐핑추진력(Fv17)은, 착암기본체(1)의 추진력(Fv1)에 대하여, 항상 Fv16<Fv1<Fv17의 관계가 유지되어 있기 때문에, 1타격 싸이클마다, 프론트 댐핑피스톤(16)과 리어 댐핑피스톤(17)은 도 2에 나타낸 바와 같은 타격기준위치에서 접촉하고, 리어 댐핑피스톤(17)의 앞끝단면(17a)이 착암기본체(1)의 중앙단차부(1c)와 접촉한다. 이 때문에 타격피스톤(12)으로 생크로드(2)를 타격할 때에, 타격피스톤(12)의 피스톤속도가 항상 최대로 되어, 타격력이 감소하는 일은 없다.

비트(6)와 암반(R)의 밀착이 불완전한 상태에서는, 착암기본체(1)의 추진력 (Fv1)이 암반(R)에 충분히 전달되지 않기 때문에, 비트(6)로부터 로드(4), 슬리브 (5), 생크로드(2), 척드라이버 부쉬(15) 및 프론트 댐핑피스톤(16)에는 추진력 (Fv1)보다 훨씬 작은 반력이 전달된다.

이 때, 플로팅추진력(Fv16)은, 착암기본체(1)의 추진력(Fv1)보다 작지만, 전술한 반력보다 크기 때문에, 프론트 댐핑피스톤(16)은 리어 댐핑피스톤(17)으로부터 떨어지고, 척드라이버 부쉬(15), 생크로드(2)를 눌러서 비트(6)가 암반(R)에 접할 때까지, 착암기본체(1)가 전진하는 것보다 빨리 전진하여 헛동작상태를 방지한다.

계속하여, 착암기본체(1)가 그 추진력(Fv1)에 의해 전진한다. 플로팅추진력 (Fv16)은 착암기본체(1)의 추진력(Fv1)에 대하여, Fv16<Fv1의 관계를 유지하고 있으므로, 비트(6)가 암반(R)에 접한 뒤에는, 프론트 댐핑피스톤(16)은 추진력(Fv1)의 반력에 의해 리어 댐핑피스톤(17)에 접촉할 때까지 확실히 되돌려진다. 따라서 플로팅작용이 원활히 발휘된다.

또, 댐퍼압력 제어수단(22)으로서는, 예컨대 도 6에 나타낸 압력가승산 유압제어밸브를 이용한 댐퍼압력 제어수단(22b)을 채택하여도 좋다. 이 댐퍼압력 제어 수단(22b)은, 송출압력(FFpr)에 따라서 제2감압밸브(28)로의 유압을 제어하는 제1감압밸브(27)와, 제1감압밸브(27)로부터의 유압에 따라서 펌프압력(P)을 댐퍼압력 (DPpr)으로 감압하는 제2감압밸브(28)와, 제2감압밸브(28)의 감압출구측에 설치되어, 드레인(Dr) 측과 제2감압밸브(28) 측을 전환시키는 파일롯 조작변환밸브(29)를 구비하고 있다. 파일롯 조작변환밸브(29)는, 통상 드레인(Dr) 측을 리어 댐핑피스톤 오일실(19) 측으로 연이어지도록 하고 있는데, 착암기(A)를 작동시킴으로써 조작신호압력(Spr)이 작용하면, 스풀밸브를 전환하여 제2감압밸브(28) 측을 리어 댐핑피스톤 오일실(19) 측으로 연이어지도록 되어 있다.

본 발명의 유압착암기의 완충기구는, 이에 한정되지 않고, 여러가지 변경을 행할 수 있다.

예컨대, 댐퍼압력(DPpr)은, 송출압력(FFpr)에 대하여 도 4에 나타낸 관계로 되어있으나, 플로팅추진력(Fv16) 및 댐핑추진력(Fv17)이, 착암기본체(1)의 추진력 (Fv1)에 대하여 항상 Fv16<Fv1<Fv17의 관계를 만족시키는 것이면, 도 4에 나타낸 관계에 한정되지 않는다.

또한, 이 완충기구는, 단일의 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기에도 적용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 단일의 댐핑피스톤을 사용한 유압착암기의 완충기구의 확대 단면도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 착암기본체(1)는, 척(13)을 통해 생크로드(2)에 회전을 부여하는 척드라이버(14)를 구비하고 있으며, 이 척드라이버(14)에는 생크 로드(2)의 큰 직경부 뒤끝단(2a)에 접촉하는 전달부재로서 척드라이버 부쉬(15)가 징착되고, 이 척드라이버 부쉬(15)의 후방에, 완충기구를 구성하는 댐핑피스톤(30)이 설치되어 있다.

댐핑피스톤(30)은, 원통형의 피스톤으로서, 전방에 큰 직경부(30a), 후방에 작은 직경부(30b), 큰 직경부(30a)와 작은 직경부(30b)의 사이에 작은 직경부(30b)보다 바깥지름이 작은 축소지름부(30c)를 갖는다. 그리고 댐핑피스톤(30)은, 착암기본체(1)의 내경에 형성된 전방단차부(1a)와 후방단차부(1b)의 사이에서 전후방향으로 미끄럼동작이 가능하도록 장착되어 있다.

착암기본체(1)의 내경 미끄럼동작면과 댐핑피스톤(30)의 축소지름부(30c)의 사이에는, 유압실(31)이 형성되고, 댐핑피스톤(30)은 유압실(31)의 유압에 의해 전방으로의 추진력이 부여된다. 그리고 착암기본체(1)의 내경 미끄럼동작면에는, 유압실(31)을 끼고 전방에 시일길이(S1)를 두고 드레인통로(33)가, 후방에 시일길이 (S2)를 두고 압력공급통로(32)가 형성되어 있다. 압력공급통로(32)는 댐퍼압력 제어수단(22)을 통해 유압원(21)에 연이어져 있다.

이 댐퍼압력 제어수단(22)에는, 도 5 혹은 도 6에 나타낸 바와 같은 구성의 것을 사용하여, 댐핑피스톤(30)의 압력공급통로(32)에 가해지는 댐퍼압력(DPpr)을, 착암기본체(1)를 전방으로 보내는 송출압력(FFpr), 즉 착암기본체(1)에 작용하는 전방으로의 추진력(F1)에 의거하여 제어한다.

유압원(21)으로부터의 압력오일은, 댐퍼압력 제어수단(22), 압력공급통로 (32) 및 시일길이(S2)를 거쳐서 유압실(31) 내로 유입되어, 시일길이 (S1)를 통해 드레인통로(33)로 배출하도록 되어 있다. 이 때에 압력오일의 유입량과 유출량의 차감분의 압력(P31)이 유압실(31) 내에서 발생한다. 유압실(31)의 압력(P31)은 댐퍼압력 제어수단(22)으로부터의 유압(DPpr)보다 작고, P31< DPpr로 된다.

이 댐핑피스톤(30)에 부여되는 추진력(F30)은, 유압실(31)의 수압면적과 압력(P31)의 곱으로서, 댐핑피스톤(30)이 타격기준위치(도 7에 나타낸 위치)에 정지한 상태에서, 착암기본체(1)에 부여되는 추진력(F1)과 동등하며, 즉 F30=F1로 되도록 설정되어 있다.

댐핑피스톤(30)이 타격기준위치에서 후퇴하면, 시일길이(S2)는 감소하여 유압원(21)으로부터 댐퍼압력 제어수단(22), 압력공급통로(32)를 거쳐서 유압실(31) 내로 유입되는 압력오일의 유량은 증가하고, 반대로 시일길이(S1)는 증가하여 유압실(31)로부터 드레인통로(33)로 유출하는 압력오일의 유량은 감소한다. 이에 따라 유압실(31) 내의 유압(P31)은 증가하기 때문에, 댐핑피스톤(30)에 부여되는 전방으로의 추진력(F30)은 증가한다.

또한, 댐핑피스톤(30)이 후퇴하여 댐핑피스톤(30)의 뒤끝단면(30e)이 후방단차부(1b)에 접촉하면, 시일길이(S2)는 0 이하로 되어, 댐퍼압력 제어수단(22)으로부터의 압력오일의 전체량이 유압실(31) 내로 유입되며, 반대로 시일길이(S1)는 더욱 증가하여 유압실(31)로부터 드레인통로(33)로 유출되는 압력오일의 유량은 더욱 감소한다. 이에 따라 유압실(31) 내의 유압(P31)은 더욱 증가하기 때문에, 댐핑피스톤(30)에 부여되는 전방으로의 추진력(F30)은 최대로 된다.

한편, 댐핑피스톤(30)이 타격기준위치에서 전진하면, 시일길이(S2)는 증가하 여 유압원(21)으로부터 댐퍼압력 제어수단(22), 압력공급통로(32)를 거쳐서 유압실 (31) 내로 유입되는 압력오일의 유량은 감소하며, 반대로 시일길이(S1)는 감소하여 유압실(31)로부터 드레인통로(33)로 유출되는 압력오일의 유량은 증가한다. 이에 따라 유압실(3) 내의 유압(P31)은 감소하기 때문에, 댐핑피스톤(30)에 부여되는 전방으로의 추진력(F30)은 감소한다.

또한 댐핑피스톤(30)이 전진하여 댐핑피스톤(30)의 앞끝단면(30d)이 전방단차부(1a)에 닿으면, 시일길이(S1)는 0 이하로 되고, 유압실(31)과 드레인통로(33)가 연이어져서 유압실(31) 내의 유압(P31)은 더욱 감소한다. 이 때문에 댐핑피스톤 (30)에 부여되는 전방으로의 추진력(F30)은 최소로 된다.

댐핑피스톤(30)의 압력공급통로(32)에 가해지는 댐퍼압력(DPpr)은, 착암기본체(1)를 전방으로 보내는 송출압력(FFpr), 즉 착암기본체(1)에 작용하는 추진력 (F1)에 대하여 소정의 관계로 제어되기 때문에, 댐핑피스톤(30)의 추진력(F30)은, 착암기본체(1)에 작용하는 변동하는 추진력(Fv1)에 의거하여 제어되어, 변동하는 추진력(Fv1)을 파라미터로 하는 가변의 추진력(Fv30)으로 된다.

착암기본체(1)의 추진력(Fv1)은, 암반(R)이 연암인 경우에는 낮아지고, 반대로 경암인 경우에는 높아진다.

암반(R)이 연암이고 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)이 낮은 경우에는, 댐핑피스톤(30)의 추진력(Fv30)도 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)에 의거하여 낮아져서, Fv1=Fv30의 관계가 유지된다.

암반(R)가 경암의 경우에는, 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)이 높아 지고, 댐핑피스톤(30)의 추진력(Fv30)도 착암기본체(1)에 작용하는 추진력(Fv1)에 의거하여 제어되어 높아져서, Fv1= Fv30의 관계가 유지된다.

타격기준위치에 있어서 타격피스톤(12)이 생크로드(2)를 타격하면, 그 타격에너지는 생크로드(2)로부터 로드(4)를 거쳐서 비트(6)로 전달되고, 비트(6)가 파쇄대상인 암반(R)를 타격하여 파쇄한다. 이 때 암반(R)에서 순간적으로 발생되는 반사에너지(Er)는, 비트(6)로부터 로드(4), 생크로드(2), 척드라이버 부쉬(15)를 거쳐서 댐핑피스톤(30)으로 전달되고, 댐핑피스톤(30)은 유압실(31)의 유압에 의해 완충되면서 후퇴하여, 반사에너지(Er)가 착암기본체(1)로 전달된다.

따라서 댐핑피스톤(30)은 반사에너지(Er)의 댐핑작용, 즉 댐핑피스톤(30)에 작용하는 추진력(Fv30)은 댐핑추진력의 역할을 다한다.

착암기본체(1)로 전달된 반사에너지(Er)에 의해 착암기본체(1)는, 일단 후퇴하지만, 그 후 타격반력이 감소하여, 척드라이버 부쉬(15)에 작용하는 반력은 착암기본체(1)에 부여되는 추진력(Fv1)의 반력만이 남는다. 한편 댐핑피스톤(30)의 후퇴에 따라 유압실(31) 내의 유압(P31)이 증가하고, 댐핑피스톤(30)에 작용하는 전방으로의 추진력(Fv30)이 착암기본체(1)에 부여되는 추진력(Fv1)의 반력보다 커진다. 이 때문에 댐핑피스톤(30)은, 척드라이버 부쉬(15), 생크로드(2)를 되돌려서 타격기준위치까지 전진하고, 댐핑피스톤(30)에 작용하는 전방으로의 추진력(Fv30)이 착암기본체(1)에 부여되는 추진력(Fv1)의 반력과 동등하게 되어, 댐핑피스톤 (30)은 정지한다.

그 동안에, 착암기본체(1)는, 이송기구에 의해서 1타격에 의한 암반(R)의 파 쇄길이 만큼만 전진하여, 비트(6)가 암반(R)에 접한다. 비트(6)가 암반(R)에 접하면, 착암기본체(1)의 추진력(Fv1)이 비트(6)로부터 반력으로서 댐핑피스톤(30)으로 전달되고, 댐핑피스톤(30)은 댐핑피스톤(30)에 작용하는 전방으로의 추진력(Fv30)이 착암기본체(1)의 추진력(Fv1)과 동등하게 되는 위치, 즉 타격기준위치에 유지되어, 다음 타격을 기다리는 상태가 된다. 따라서 댐핑피스톤(30)에 작용하는 추진력 (Fv30)은 플로팅추진력의 역할을 다한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치에 의하면, 유압원으로부터 댐핑피스톤에 가해지는 댐퍼압력을, 유압착암기본체에 작용하는 전방으로의 추진력에 따라 제어하는 댐퍼압력 제어수단을 구비하였기 때문에, 댐퍼압력 제어수단에 의해서 댐핑피스톤에 가해지는 댐퍼압력이 유압착암기 본체의 추진력에 따라 자동적으로 조정이 가능하게 되어, 유압착암기 본체의 추진력이 변화하여도 댐핑피스톤에 의한 플로팅작용 및 댐핑작용을 충분히 발취할 수 있다.

Claims

공구를 타격하는 타격기구와, 상기 공구에 파쇄대상 측으로의 추진력을 전달하는 전달부재와, 이 전달부재의 후방에 설치되어, 유압원으로부터의 댐퍼압력에 의한 전방으로의 추진력에 의해 상기 공구 및 상기 전달부재로부터의 반사에너지를 완충하는 댐핑피스톤을 구비한 유압착암기에 있어서, 상기 유압원으로부터 상기 댐핑피스톤에 가해지는 댐퍼압력을, 유압착암기 본체에 작용하는 전방으로의 추진력에 의거하여 제어하는 댐퍼압력 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유압착암기의 댐퍼압력 제어장치.