KR101158101B1 - 진동 리퍼 - Google Patents

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박정열
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(주) 대동이엔지
박정열
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Abstract

본 발명은 진동 리퍼에 관한 것으로, 진동공간부를 가지며 상부 측에 붐 또는 중장비의 고정 브라켓과의 결합을 위한 결합부를 가지는 본체와, 상기 본체의 진동공간부에 위치되며 바이브레이터가 설치된 진동 유닛과 , 상기 진동유닛의 양측면과 이와 대응되는 본체에 지지되어 본체에 대해 진동유닛을 진동 가능하게 지지하는 복수개의 방진유닛과, 상기 진동유닛에 설치되어 하방으로 연장되는 리퍼 블레이드와, 상기 진동유닛의 상면측과 상기 본체를 연결하는 제 1연결링크를 구비한다.
이 진동리퍼는 진동의 진폭을 주면서 진동유닛의 하부브레이드에 가해지는 작용과 반작용의 힘을 연결링크로 구속하여 방진부재의 내구성을 높일 수 있다.

Description

진동 리퍼{vibration ripper}
본 발명은 진동 리퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동지지구조가 개선된 진동 리퍼에 관한 것이다.
일반적으로, 고속도로, 항만, 교량, 댐, 건축물, 도시의 개발 등을 위한 토목, 건축 현장에서 사용되는 굴삭기는 타격 작동, 회전 작동 및 드릴링 작동에 따른 지반의 다짐, 파쇄, 굴착 등을 수행하는 과정에서 심한 소음이 발생된다.
특히 암반, 콘크리트 구조물, 견고한 지반 등의 굴삭 또는 지반의 토양을 긁어 모으기 위하여 굴삭기의 붐에 브레이커나 리퍼 유니트를 장착하여 사용하게 되는데, 브레이커 또는 리퍼 유니트로부터 발생되는 진동이 직접적으로 붐대에 전달된다. 이러한 진동은 소음을 발생시키게 되는데, 이 소음이 붐대에 절달되는 과정에서 증폭되어 배가된다.
이러한 점을 감안하여 대한미국 공개 특허 제 2006-0033893호에는 굴삭기용 리퍼가 개시되어 있다. 개시된 굴삭기용 리퍼는 굴삭기의 붐에 연결되는 연결 마운트부, 상기 연결 마운트부에 굴착 회전가능하게 장착되며, 지반의 토양을 굴삭하기 위한 블레이드 본체, 그리고 상기 블레이드 본체에 장착되며, 상기 블레이드 본체에 진동력을 제공하기 위한 진동수단을 포함한다.
개시된 굴삭기용 리퍼는 굴삭기의 붐에 블레이드 본체가 회전가능하게 장착되고, 이 블레이드 본체에 진동수단이 설치되어 있으므로 이 진동이 블레이드 본체를 통하여 붐에 전달된다. 이와 같이 붐에 전달된 진동은 증폭되어 굴삭기의 조정을 어렵게 하고, 나아가서는 굴삭기를 손상시키게 되는 문제점이 있다.
그리고 공개 특허 제 2011-0116647호에는 중장비용 진동니퍼가 게시되어 있다. 게시된 진동니펀는 유압 모터에 의해서 회전하는 기어들이 내부에 상하방향으로 정렬되어 회전 가능하도록 배치되고, 상기 각각의 기어에는 편심추가 장착되어 기어의 회전중에 상하방향의 진동을 발생시키는 진동 본체를 구비하며, 상기 진동
본체의 하부에는 진동 본체의 길이방향으로 니퍼날을 장착하여 지반 굴삭시, 진동 본체가 니퍼날을 따라서 땅속 깊이까지 삽입 가능하도록 구성된다.
본 발명인은 진동 리퍼의 댐퍼 및 탄성지지구조를 지속적으로 연구하여 특허 출원 후 특허 제 0878296호로 등록 받은 바 있으며, 이 진동리퍼를 지속적으로 더 연구하여 후속출원을 하기에 이르렀다.
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본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리퍼 블레이드를 진동시키기 위한 진동발생수단으로부터 발생된 진동이 붐 또는 차체로 전달되는 것을 방지 할 수 있으며, 본체에 대해 진동유니트의 지지력을 향상시켜 작업력에 의해 방진유닛의 손상되는 것을 방지에 의해 진동리퍼를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방진유닛에 리퍼 블레이드의 작용과 반작용이 가하여 방진유닛의 손상을 초래 하는데, 진동유닛과 본체를 양방향으로 연결링크를 구속하므로 방진유닛의 내구성을 향상시키고, 진동유닛의 좌, 우흔들림을 방지하여 리퍼 블레이드에 휨 모멘트 및 회전 모멘트의 작용 시 장비의 손상을 방지할 수 있는 진동 리퍼를 제공함에 있다.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진동 리퍼는,
진동 공간부를 가지며 상부 측에 붐 또는 중장비의 고정 브라켓과의 결합을 위한 결합부를 가지는 본체와,
상기 본체의 진동공간부에 위치되며 바이브레이터가 설치된 진동 유닛과, 상기 진동유닛의 양측면과 이와 대응되는 본체에 지지되어 본체에 대해 진동유닛을 진동 가능하게 지지하는 복수개의 방진유닛과,
상기 진동유닛에 설치되어 하방으로 연장되는 리퍼 블레이드와,
상기 진동유닛의 상면측과 상기 본체를 연결하는 진동한정 지지부를 구비한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 진동한정 지지부는 링크를 사용함이 바람직하다. 상기 진동한정 지지부는 진동유닛의 상면측과 본체를 연결하는 제1연결를 구비하는데, 이 제1연결는 상호 연결된 두 개의 링크를 사용함이 바람직하다. 상기 진동유닛의 하부측 전후면과 본체를 연결하는 제 2연결링크들을 더 구비할 수 있다.
상기 제 1,2연결링크는 체인 또는 와이어 등으로 이루어질 수 있다.
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본 발명의 진동 리퍼가 중장비 즉, 굴삭기, 페이로다 등의 붐 또는 블도우저의 암에 장착 시 상기 진동 리퍼로부터 발생된 진동이 붐이나 암으로 전달되는 것을 최소화 할 수 있으며, 리퍼 블레이드에 회전 또는 휨모멘트의 작용 시 본체에 대한 하우징의 지지력을 높일 수 있으며, 본체에 대해 하우징을 지지하는 지지수단인 방진고무의 내구성을 향상시키고 나아가서 진동유닛 전후 방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 리퍼를 나타내 보인 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 진동리퍼의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,
도 4는 리퍼 블레이드에 죠가 결합된 상태를 발췌하여 나타내 보인 분리 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 진동 리퍼의 다른 실시예를 나타내 보인 정면도,
도 6은 도 5에 도시된 진동 리퍼를 나타내 보인 측면도.
본 발명에 따른 진동 리퍼는 토목 및 건축공사 등에 이용되는 중장비 즉, 굴삭기, 불우도저 및 페이로다 등의 아암이나 붐에 설치되어 콘크리트, 아스팔트 및 연약지반 등을 굴삭하거나 파쇄하기 위한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 진동 리퍼(10)는 진동공간부(11)를 가지며 외측에 붐 또는 중장비의 아암과 결합을 위한 결합부(12)를 가지는 본체(13)와, 상기 진동공간에 위치되며 바이브레이터(30)가 설치된 진동유닛(20)과, 상기 진동유닛(20)의 하우징(21) 양측면과 이와 대응되는 본체(13)에 지지되어 본체(13)에 대해 진동유닛(20)을 진동 가능하게 지지하는 복수개의 방진유닛(40)을 구비한다. 그리고 상기 진동유닛(20)과 본체(13)에 설치되어 진동 및 작업력에 의해 진동유닛의 휨 모멘트와 회전모멘트에 의한 진동범위를 한정하여 방진유닛(40)의 파손을 방지하는 진동 한정 지지부(50)를 구비한다. 그리고 상기 진동유닛(20)에는 하부로 연장되는 리퍼 블레이드(100)가 설치되어 암을 파쇄 또는 긁을 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 진동 리퍼 유닛(10)을 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 진동 리퍼(10)의 본체(13)의 상부에 형성된 고정 브라켓(12)은 중장비의 붐이나 암에 고정하기 위한 것으로, 붐과의 핀(12a)결합을 위한 복수개의 결합공(12b)들이 형성된다. 그리고 상기 본체(12)는 진동공간부(11)를 형성하며, 상기 진동유닛(20)을 지지하기 위해 방진수단이 설치되는 제 1,2지지부(14)(15)를 구비한다. 그리고 본체(13)의 하부측은 리퍼블레이드(100)가 하방으로 인출될 수 있도록 개방된다. 상기 본체는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 상기 리퍼 블레이드(100)가 설치된 진동 유닛(20)이 원활하게 진동할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.
상기 방진유닛(40)은 진동유닛(20)이 원활하게 지지될 수 있도록 본체(13)의 진동 공간부(11)에 진동유닛(20)을 현가시키는 것으로, 본체의 제1지지부(14)와 대응되는 상기 하우징(21)의 일측면 사이 및 제2지지부(15)와 대응되는 하우징(21)의 타측면 사이에 지지되는 방진부재(41,42)들을 구비한다. 상기 방진부재(41,42)들은 각각 양단부에 각각 하우징(21)의 측면 또는 제1,2지지부(14)(15)들에 고정하기 위한 지지플레이트들이 설치될 수 있다. 여기에서 상기 방진부재(41,42)는 고무재로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않고 상기 진동유닛을 탄성적으로 지지할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨대, 코일 스프링, 링크 등으로 이루어질 수도 있는데, 링크로 이루어지는 경우 힌지 결합되는 부위에 링크의 회동에 따른 본체와 하우징과의 거리 차이를 흡수할 수 있도록 완충부재가 설치될 수 있다.
한편, 상기 방진유닛(40)은 도면에 도시되어 있지 않으나 지지플레이트가 설치되고, 상기 지지플레이트의 사이에 방진고무와 지지판이 교번하여 설치되는 방진부를 구성할 수 있다.
상기 진동유닛(20)은 본체(13)에 방진유닛(40)에 의해 현가되어 진동하는 것으로 하우징(21)에 설치되는 바이브레이터(30)와, 하우징(21)에 설치되어 상기 진동공간부의 하방으로 돌출되는 리퍼 블레이드(100)를 구비한다.
상기 바이브레이터(30)는 공지된 바이브레이터(본 발명인이 출원하여 등록 받은 특허 제 0755017에 게시됨)가 이용될 수 있다. 상기 바이브레이터는 하우징에 설치되는 한 쌍의 회전축과, 상기 각각의 회전축에 설치되어 상호 치합되는 구동기어들과, 상기 회전축에 각각 설치되는 편심 웨이트부재와, 상기 하우징에 설치되어 일측의 회전축을 구동시키기 위한 유압모터를 구비한다.
상기 바이브레이터는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 진동유닛의 리퍼 블레이드를 상하 방향으로 진동시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨대, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 편심 웨이트 부재가 부착된 회전축(28)이 본체(13)에 대해 수직한 상태로 설치되고, 이들을 구동시키기 위한 유압모터(29)가 회전축들 중 하나에 설치될 수 있다, 이 경우 각각의 회전축(28)은 상기 유압모터(29)에 의해 구동될 수 있도록 기어 체인등과 같은 별도의 동력전달수단을 가진다. 상기 회전축은 3개 이상 설치될 수 있다.
상기 진동한정 지지부(50)는 바이브레이터(30)에 의해 진동하며, 리퍼 블레이드(100)로부터 전달되는 조작력에 의해 본체에 대해 진동유닛을 지지하는 방진유닛(40)이 손상되는 것을 방지하는 것으로, 하우징(21)의 상부와, 본체(13)의 상부측을 연결하는 제 1 연결링크(51)를 구비한다. 상기 제 1연결링크(51)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 두 개의 제1,2링크부재(51a)(51b)가 상호 결합되어 이루어질 수 있다.
상기 제 1연결링크(51)를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 제 1연결링크(51)는 하우징(21)의 상면에 설치된 제1 지지 브라켓(53)과, 상기 본체(13)의 제 1지지부(14)에 상기 제 1지지 브라켓(52)과 대응되도록 설치된 제 2지지브라켓(54)에 힌지축들에 의해 연결된다. 상기 제 1연결링크(51)는 하우징(21)의 승강 시 상하방향으로 진동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 하우징이 전후방향 또는 본체에 대해 회전방향으로 회전이 이루어지지 않도록 제 1,2지지브라켓(53)(54)에 지지된 힌지축에 두 개의 제1, 2링크부재(51a)(51b)가 인라인 상으로 연결되어 이루어질 수 있다.
상기 제 1연결링크는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 하우징(21)의 상하방향으로 진동궤적을 감안하여 2개 이상의 분할링크들이 힌지 연결되어 이루어질 수도 있다.
제 2연결링크(55)는 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(21)의 하부측 전면과 후면의 적어도 일측에 설치되는 것으로, 상기 하우징(21)을 관통하여 설치된 제 1힌지축(56)과 상기 제 2지지부(15)에 1힌지축(56)과 나란하게 설치되는 제 2힌지축(57)에 양단부가 회동가능하게 설치된다. 그리고 상기 제 2연결링크(55)는 하우징의 전면측과 후면측에 각각 위치되도록 두 개를 설치함이 바람직하다.
한편, 상기 하우징(21)의 하면에 설치되는 리퍼 블레이드(100)는 단부에 굴삭을 위한 죠(105)가 키 유닛(110)에 의해 결합된다. 상기 리퍼블레이드(100)의 하단부에는 죠결합부(101)가 형성되고, 상기 죠(105)에는 죠결합부(101)가 결합되는 결합홈(106)이 형성된다. 그리고 상기 키 유닛(110)은 죠(105)의 양측에 지지되는 고정부재(111)와, 상기 리퍼 블레이드(100)의 죠결합부(101)에 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 고정부재(111)와 결합되는 가이드 봉(112)을 카지는 키부재(113)와, 상기 가이드 봉(112)에 결합되는 리퍼 블레이드(100)에 지지시키는 결합부재(114)를 구비하며, 상기 결합부재(112)의 사이에는 복수개의 와셔들(113)들이 형성된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 지동 리퍼의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 진동 리퍼는 토목, 건축물 건설현장, 철거 현장등에서 일반적인 토질보다 강도가 높은 콘크리트, 아스팔트, 연질암 및 풍암을 파쇄 및 굴삭작업을 수행하는 것으로 작업 시 소음을 최소화 하고, 진동이 붐 또는 아암으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 진동 리퍼(10)가 굴삭기의 붐에 장착된 상태에서 상기 바이브레이터(30)의 유압모터가 구동되면, 바이브레이터에 설치된 편심 웨이트가 회전하게 되어 진동이 발생된다. 따라서 진동유닛 즉, 하우징(21)과 이에 연결된 리퍼 블레이드(100)의 주 진동방향은 상하방향으로 이루어지게 된다.
이 과정에서 상기 진동유닛(20)의 하우징(21)은 방진수단(40)의 방진부재(41,42) 즉, 탄성력을 가지는 고무재로 이루어진 방진부재(41,42)에 의해 현가되어 있으므로 상하 방향으로의 진동에 간섭을 받지 않게 된다. 특히, 본 발명에 따른 진동리퍼(10)는 하우징(21)과 본체(13)에 제 1연결링크(51)에 의해 연결되어 있으므로 진동의 범위를 한정하게 된다. 즉, 제 1연결링크(51)의 길이는 한정되어 있으므로 회동되는 범위가 한정됨으로서 진동의 폭을 한정하게 된다. 상기 제 1 연결링크는 두 개의 제 1,2링크부재(51a)(51b)가 인라인상으로 연결되어 있으므로 상하방향으로의 진동 자유도와 좌우방향으로의 진동 자유도가 확보된다. 이러한 자유도는 링크를 연결함에 따른 진동의 증폭을 줄일 수 있다.
또한 하우징(21)의 하부측과 본체(13)가 제 2연결링크(55)에 의해 연결된 구조를 가지고 있으므로 상술한 바와 같이 제1연결링크와, 제2연결 링크를 구속제어 하므로 블레이드리퍼의 작용반작용의 힘이 방진부재에 걸리는 것을 방지하고, 리퍼 블레이드(100)에 의한 작업 시 작업력이 리퍼 블레이드(100)로부터 하우징(21)측으로 전달되어 상기 하우징(21)을 지지하는 방진부재(41)(42)의 손상을 방지할 수 있게 된다. 즉, 고무재로 플레이트로 이루어진 방진부재가 찢어지거나 내구성이 저하되는 것을 방지할 있다.
그리고 작업하는 과정에서 상기 리퍼 블레이드의 단부에 설치된 죠(110)는 키유닛(110)에 의해 지지되어 있으므로 직접적인 충격 또는 진동전달시 소음을 없애는 기능을 하며 소모성 부품인 죠의 교환하는데 용의하게 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 진동 리퍼는 진동 한정유닛인 제 1,2연결링크에 의해 작업 시 발생되는 작용 반작용을 구속제어 할 수 있으므로 굴삭 또는 암파쇄작업 시 작업력에 의해 방진수단이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
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본 발명의 진동 리퍼는 리퍼 블레이드에 의해 굴삭 또는 파쇠작업 시 진동의 진폭을 방진유닛에 제공하므로 내구성이 향상된 것으로 토목, 건설을 위한 각종 중장비에 널리 사용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 진동공간부를 가지며 상부 측에 붐 또는 중장비의 고정 브라켓과의 결합을 위한 결합부를 가지는 본체와,
    상기 본체의 진동공간부에 위치되며 바이브레이터가 설치된 진동 유닛과, 상기 진동유닛의 양측면과 이와 대응되는 본체에 지지되어 본체에 대해 진동유닛을 진동 가능하게 지지하는 복수개의 방진유닛과,
    상기 진동유닛에 설치되어 하방으로 연장되는 리퍼 블레이드와,
    상기 진동유닛의 상면측과 상기 본체를 연결하는 진동한정 지지부를 구비하며,
    상기 진동한정 지지부는 진동유닛의 상면측과 본체를 연결하는 제1연결링크를 구비하고, 상기 제 1연결링크는 하우징의 상면에 설치된 제1 지지 브라켓과, 상기 본체에 제 1지지 브라켓과 대응되도록 설치된 제 2지지브라켓에 힌지축들에 의해 연결된 두 개의 제 1,2링크부재를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 진동리퍼.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 리퍼 블레이드는 단부에 굴삭을 위한 죠가 키 유닛에 의해 결합되어 이루어지며,
    상기 키 유닛은 죠의 양측에 지지되는 고정부재와 상기 리퍼 블레이드의 죠 결합부에 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 고정부재와 결합되는 가이드 봉을 가진 가이드 키부재와, 상기 가이드 봉에 결합되는 리퍼 블레이드에 지지시키는 결합부재를 구비한 것을 특징으로 하는 진동리퍼.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 진동 한정 지지부는 하우징 하부측의 전후면과 본체의 일측을 연결하는 제 2연결링크를 더 구비한 것을 특징으로 하는 진동니퍼.
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