KR20160073240A - 유압브레이커 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 유압브레이커는 브레이커하우징과, 상기 브레이커 하우징에 상하방향으로 이동가능하게 설치되며 하부측에 치즐이 설치된 실린더유닛과, 상기 실린더유닛과 브레이커하우징의 사이에 설치되어 치즐이 설치된 실린유닛을 실린더하우징에 대해 지지하고 실린더하우징으로부터 발생된 진동이 브레이커하우징으로 전달되는 것을 방지하는 완충지지유닛을 구비하며, 상기 완충지지유닛은 실린더유닛 또는 브레이커하우징 회전가능하게 회전부재가 설치되고, 상기 브레이커하우징에 대해 실린더유닛을 지지할 수 있도록 회전부재의 회전중심을 기준으로 상하부측과 브레이커하우징 또는 실린더유닛를 회전가능하게 각각 연결되는 제 1,2연결부재를 구비하여 상기 브레이커하우징에 대해 실린더유닛의 진동 시 상기 회전부재가 회전하여 진동에 따른 제1,2연결부재와 실린더유닛의 결합위치 변화를 보상하며, 치즐의 작용하는 반력을 흡수하여 진동이 브레이커하우징으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

Description

유압브레이커{Hydraulic breaker}

본 발명은 유압브레이커에 관한 것으로, 더 상세하게는 진동이 굴삭기의 붐 및 차체로 전달되는 것을 방지할 수 있는 완충구조가 개선된 유압브레이커에 관한 것이다.

일반적으로, 건설공사 현장 또는 토목공사 현장에서 사용되는 다양한 중장비 중의 하나인 굴삭기는 버켓, 브레이커, 니퍼, 진동버켓 등과 같은 어태치먼트를 붐에 장착하여 다양한 작업을 수행하게 된다.

특히, 유압과 같은 동력원에 의해 작동되어 상기 피파쇄물을 파쇄, 지반에 구멍을 형성, 홈부의 굴착 등의 작업을 수행하는 유압브레이커는 작동유체에 따라 유압식과 공압식이 있다.

상기 유압브레이커는 작동유를 에너지의 전달매체로 하는 구동방법이라는 점에서 공압브레이커와는 다르다. 유압브레이커는 메인펌프에서 오일을 공급받아 유압으로 해머를 작동시키고, 해머(피스톤)가 치즐을 타격하게 된다. 이는 파스칼의 원리(Pascal's law)를 이용하여 큰 힘을 얻는 것으로, 이러한 파스칼의 원리는 밀폐된 용기 속에서 정지하고 있는 유체의 한 점의 압력을 어느 크기만큼 늘리면 유체 내부의 모든 점의 압력은 같은 크기만큼 증가함을 규정한 것이다.

이러한 유압식의 경우는 큰 힘을 얻을 수 있으며, 광범위한 무단변속(無段變速)이 쉬울 뿐 아니라, 제어성, 완충성이 좋다는 등의 장점이 있다.

그러나 종래의 유압브레이커는 작동 시 진동과 타격이 유압브레이커를 통하여 붐에 전달되고, 붐에 전달된 진동은 차체에 전달되며, 나아가서는 굴삭기가 손상되는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록 제 0967914호에는 공타충격 흡수구조를 구비한 유압브레이커가 게시되어 있으며, 대한민국 특허등록 제 1359322호에는 유압브레이커의 방진장치가 게시되어 있다. 게시된 방진장치는 브라켓과 본체의 사이에 방진장치를 설치하여 충격을 완화시키고 있으나 단순히 완충부재의 재질적인 특징을 이용하여 충격을 흡수하고 있으므로 완충효과를 크게 기대할 수 없다.

대한민국 특허등록 제 090974호에는 유압브레이커의 완충구조가 게시되어 있으며, 대한민국 특허 제 655226호에는 유압식 반발 흡수구조를 가진 유압식 타격장치가 게시되어 있으며, 특허등록 제 870984호에는 유압브레이커용 진동방진장치가 게시되어 있다.

대한민국 특허등록 제 090974호. 대한민국 특허 제 655226호. 대한민국 특허등록 제 870984호.

본 발명의 기술적 과제는 유압브레이커의 본체로부터 전달되는 진동이 하우징과 굴삭기의 붐의 전달되는 것을 최소화 할 수 있는 유압브레이커를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 유압브레이커 본체의 진폭을 진동발생유닛의 진동강도에 관계없이 본체의 진폭을 균일하게 유지할 수 있는 유압브레이커를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 유압브레이커는 브레이커하우징과, 상기 브레이커 하우징에 상하방향으로 이동가능하게 설치되며 하부측에 치즐이 설치된 실린더유닛과, 상기 실린더유닛과 브레이커하우징의 사이에 설치되어 치즐이 설치된 실린유닛을 실린더하우징에 대해 지지하고 실린더하우징으로부터 발생된 진동이 브레이커하우징으로 전달되는 것을 방지하는 완충지지유닛을 구비하며,

상기 완충지지유닛은 실린더유닛 또는 브레이커하우징 회전가능하게 회전부재가 설치되고, 상기 브레이커하우징에 대해 실린더유닛을 지지할 수 있도록 회전부재의 회전중심을 기준으로 상하부측과 브레이커하우징 또는 실린더유닛를 회전가능하게 각각 연결되는 제 1,2연결부재를 구비하여 상기 브레이커하우징에 대해 실린더유닛의 진동 시 상기 회전부재가 회전하여 진동에 따른 제1,2연결부재와 실린더유닛의 결합위치 변화를 보상하는 것을 그 특징으로 한다.

대안으로 상기 기술적과제를 해결하기 위한 유압브레이커는 회전부재가 진동체에 진동방향과 직각 방향으로 회전가능하게 설치되고, 상기 회전부재의 회전중심의 상하부측과 브레이커하우징을 각각 회전가능하게 연결하여 진동체가 상기 브레이커하우징에 대해 상하방향으로 진동가능하게 지지하는 제 1,2연결부재가 설치된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 완충지지유닛은 상기 실린더유닛과 브레이커하우징의 상하부에 각각 설치될 수 있다. 상기 완충지지유닛이 설치된 부위의 하부측의 실린더유닛과 브레이커하우징의 사이에 양단부 각각 회전가능하게 설치되는 회동링크를 구비한다.

본 발명의 유압브레이커는 실린더유닛의 진동이 진동체의 진동이 일방향으로 이루어질 수 있도록 현가시킬 수 있으며, 유압에 의한 실린더유닛의 진동품질을 향상시킬 수 있으며, 작업 시 유압브레이커의 진동과 피파쇄물의 파쇄 및 홀의 형성시 발생되는 반력이 굴삭기의 붐에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로 굴삭장비를 진동으로부터 보호할 수 있으며, 유압브레이커에 의한 작업효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유압브레이커를 나타내 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 유압브레이커의 측면도로서, 작동상태를 나타내 보인 것이다.
도 3 및 도 4는 유압브레이커의 회전부재에 연결부재가 설치된 상태를 나타내 보인 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 유압브레이커의 또 다른 실시예를 나타내 보인 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 유압브레이커의 다른 실시예를 나타내 보인 정면도,

본 발명에 따른 유압브레이커의 일 실시예를 도 1 내지 도 6에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 유압브레이커(10)는 길이 방향으로 관통된 진동공간부(21)를 가지는 브레이커하우징(20)과, 상기 브레이커하우징(20)의 진동공간부(21)에 이동가능하게 설치되며 하부측에 치즐(40)이 설치된 실린더유닛(30)과, 상기 실린더유닛(30)과 브레이커하우징(20)의 사이에 설치되어 치즐(40)이 설치된 실린더유닛(30)을 브레이커하우징(20)에 대해 지지하고 진동이 브레이커하우징(20) 측으로 전달되는 것을 감쇄시키기 위한 완충지지유닛(50)을 구비한다.

상기 브레이커하우징(20)의 상부측에는 운영장비(굴삭기의 붐에 설치된 커플러(미도시))와 결합되는 지지브라켓부(22)가 형성된다. 그리고 브레이커하우징(20)에 형성된 진동공간부(21)는 상기 실린더유닛(30)이 위치되어 상하방향으로 진동될 수 있도록 형성된다.

그리고 실린더유닛(30)은 도면에 상세하게 설명되어 있지는 않으나 피스톤이 유압의 압축력에 의해 상하로 왕복운동을 할 수 있도록 설치되고 하강 시에 치즐(40)을 강하게 타격할 수 있는 구조를 가진다. 치즐(40)은 파쇄하고자 하는 대상물(예를 들어, 암석) 표면에 압착된 상태에서 피스톤에 의한 지속적인 타격력을 전달받아 대상물에 파괴력을 전달시킨다.

상기 완충지지유닛(50)은 상기 브레이커하우징(30)에 대해 상기 실린더유닛(30)가 진동할 수 있도록 지지할 수 있는 것으로, 실린더유닛(30)에는 상하부측에 회전부재(51)(52)들이 설치되고, 각 회전부재(51)(52)의 회전중심과 어긋나도록 일측단부가 회전부재(51)(52)의 회전중심의 상하부측에 회전가능하게 설치되고, 브레이커하우징(20)에 타측단부가 회전가능하게 설치되는 제1,2연결부재(60)(70)을 구비한다.

상기 각 회전부재(51)(52)는 실린더유닛(30)의 진동방향과 직각 방향으로 설치될 수 있으며, 브레이커하우징(20)의 상하부에 수직축선상에 위치될 수 있도록 설치된다. 상기 회전부재(51)(52)는 각각 실린더유닛(30)을 관통하여 양단부가 양측으로 돌출될 수 있으며, 실린더유닛(30)에 대해 정역회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 베어링 지지될 수 있다.

한편, 상기 회전부재(51)(51)들은 실린더유닛(30)을 관통하지 않고, 대응되는 양측면에 각각 설치될 수 있는데, 이 경우, 상기 회전부재(51)(52)의 중심은 동일 수평축선상에 위치되도록 함이 바람직하다. 또한 상부측에 위치되는 회전부재(51)는 실린더유닛(30)의 상부측에 형성된 별도의 브라켓(미도시)에 설치될 수 있다.

그리고 상기 회전부재(51)(52)는 실린더유닛(30)에 설치된 것으로 한정되지 않고, 실린더하우징과 대응되는 브레이커하우징(20)에 회전부재(51)(52)들이 설치되고, 이 회전부재(51)(52)들과 실린더유닛(30)이 제 1,2연결부재(60)(70)에 의해 지지될 수 있다.

상기 실린더유닛(30)의 진폭은 회전부재(51)(52)의 회전중심을 기준으로 한 수평선의 상부측과 하부측에 힌지축에 의해 결합된 제1,2연결부재(60)(70)의 결합위치에 따라 조절될 수 있다. 즉, 상기 제 1,2연결부재(60)(70)와 회전부재(51)(52)의 회전중심으로부터 상부 또는 하방으로 멀어질수록 진동체의 진동폭이 커지고, 근접될수록 진동폭이 좁아진다.

상기 완충지지유닛(50)의 제1,2연결부재(60)(70)의 일측단부는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 제 1,2연결부재의 타측단부는 브레이커하우징(30)에 힌지축에 의해 회전가능하게 설치되는데, 상기 제 1,2연결부재(60)(70)은 수평상태를 유지할 수 있도록 설치될 수 있다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이 제1연결부재의 브레이커하우징(30)의 힌지축에 의한 연결부위는 회전부재(51)(52)의 연결부위보다 하부에 위치되고, 제2연결부재(70)의 브레이커하우징(20)의 힌지축에 의한 연결부위는 회전부재(51)(52)의 회전중심 하부에 힌지축에 의해 연결된 부위보다 하부에 위치된다.

상기 실시예들에 있어서, 상기 제 1,2연결부재(60)(70)의 길이는 동일하지 않고, 회전부재(51)(52)의 회전각도 및 제1,2연결부재(60)(70)의 힌지결합위치를 감안하여 서로 다르게 형성할 수 있다. 제1,2연결부재(60)(70)을 서로 다르게 형성하는 경우 진동체를 수직축선을 따라 상하방향으로 진동시킬 수 있다.

그리고 도 5에는 본 발명에 따른 유압브레이커의 다른 실시예를 나타내 보였다. 상기 실시예에 있어서, 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 가리킨다.

도시된 바와 같이 유압브레이커는 브레이커하우징(20)에 실린더유닛(30)을 지지지지하는 완충지지유닛(50)이 실린더유닛(30)과 브레이커하우징(20)의 상부측에 하나가 설치되도록 하고, 하부측에는 실린더유닛(30)의 하부와 상기 브레이커하우징(20)의 연결하는 연결링크(55)가 설치된다. 상기 연결링크(55)의 양단부는 각각 브레이커하우징(20)의 일측과 실린더유닛(30)에 회전가능하게 설치된다. 왕기 완충지지유닛(50)은 상술한 실시예와 같이 실린더유닛(30) 또는 브레이커하우징(20)에 회전부재(51)가 설치되고, 상기 회전부재와 브레이커하우징 또는 실린더유닛(30)이 제 1,2연결부재(60)(70)에 의해 연결된 구조를 가진다.

상기 연결링크(55)와 실린더유닛(30)의 회전가능하게 힌지축에 의해 연결되는 연결부위는 실린더유닛(30)의 승강 시 진동체의 회전을 감안하여 회전부재(51)의 중심과 수직 축선상에 위치되지 않을 수 있다.

한편, 실린더유닛(30)과 브레이커하우징(20)의 사이에는 적어도 하나의 방진부재 즉, 제 1,2,3방진부재(80)(81)(82)들이 설치될 수 있다. 상기 제 1,2방진부재(80)(81) 실린더유닛(30)의 측면과 이와 대향되는 브레이커하우징(30)의 사이에 복수개가 설치될 수 있다. 그리고 상기 실린더유닛(30)의 상면과 이와 대향되는 브레이커하우징(30)의 내면에는 상기 실린더유닛(30)을 하방측으로 탄성바이어스 시키기 위한 제 3방진부재(82)이 설치될 수 있다.

상기 제 1,2,3 방진부재(80)(81)(82)는 탄성고무재로 이루어지거나 탄성스프링 등의 탄성체가 설치될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 상기 제 1,2,3방진부재(80)(81)(82)는 실린더유닛(30)의 소정의 폭을 진동 시 진동을 위한 복원력을 제공할 수 있다.

한편, 도 6 은 본 발명에 따른 회전에 의한 길이보상 부재를 이용한 유압브레이커의 다른 실시예를 나타내 보였다. 상기 실시예와 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도면을 참조하며, 브레이커하우징(30)에 대해 실린더유닛(30)을 지지하는 회전지지체를 지지하는 완충지지유닛(50)은 브레이커하우징(20) 또는 실린더유닛(30)에 두 개의 회전부재(51)(52)가 수평방향으로 나란하게 설치되고, 일측의 회전부재(51)의 회전중심 상부측과 브레이커하우징(20)이 제 1연결부재(60)에 의해 연결되고, 타측의 회전부재(52)의 회전중심 하부측과 브레이커하우징(20)이 제 2연결부재(60)에 의해 연결된다. 상기 제 1,2연결부재(60)(70)는 상술한 실시예들과 같이 제1,2회전부재(51)(52)에 각각 설치될 수 있으며, 이 상기 제 1,2회전부재(51)(52) 브레이커하우징(20)에 대해 실린더유닛(30)의 진동 시 동일한 방향으로 회전될 수 있도록 동조연결부재(90)가 더 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 유압브레이커의 작용을 설명하면 다음과 같다.

굴삭기의 붐의 붐에 브레이커가 장착된 상태에서 굴삭기의 공급되는 유압에 의해 실린더유닛(30) 내의 피스톤이 승강되면서 치즐(40)을 타격하게 되고, 이 치즐(40)에 가하여지는 타격에 파쇄, 굴착, 및 홀을 형성하게 된다. 이러한 과정에서 브레이커하우징(20)에 대해 실린더유닛(30)이 상방향으로의 이동 시 실린더유닛(30)의 상하부측에 설치되는 회전부재(51)(52)가 회전(도 2참조)되면서 상기 실린더유닛(30)가 상승함에 따른 제 1,2연결부재(60)(70) 단부의 회전으로 인한 길이 변화량을 보상하게 된다. 즉, 상기 브레이커하우징(20)에 대해 제 1,2연결부재(60)(70)에 의해 지지된 실린더유닛(30)이 수직 상방향으로 진동하게 되면, 제1,2연결부재(50)(60)의 회전으로 제1,2연결부재(50)(60)의 단부는 원호의 궤적을 그리게 되는데, 이때에 상기 회전부재(51)(52)가 회전하면서 제1,2연결부재(50)(60)의 단부가 브레이커하우징(30) 측으로 이동되는 이동량을 보상하게 된다. 따라서 실린더유닛(30)는 브레이커하우징(30)의 진동공간부(31)에서 진동가능하게 되며 완충효과를 기대할 수 있게 된다.

상기 완충지지유닛(50)에 의한 완충작용은 실린더유닛(30)의 피스톤에 의해 치즐(40)에 타격이 이루어진 후 반력을 흡수하는 것이므로 유압브레이커의 타격력에는 영향을 미치지 않게 된다.

그리고 상기 실린더유닛(30)가 하강하는 경우, 실린더유닛(30)이 수직 하방향으로 진동하게 되면, 제1,2연결부재(50)(60)의 역방향으로 회전하게 되고, 제1,2연결부재(60)(70)의 단부는 원호의 궤적을 그리게 되는데, 이때에 상기 회전부재(51)(52)가 회전하면서 제1,2연결부재(60)(70)의 단부가 브레이커하우징(20)로부터 멀어지게 되는데, 멀어지는 변화량을 회전부재에 의해 흡수하게 된다. 따라서 실린더유닛(30)은 상하방향으로 이동될 수 있다. 상기와 같이 진동이 이루어는 과정에서 브레이커하우징(20)에 설치되는 제 1,2연결부재(60)(70)중 하부측에 위치되는 제 2연결부재(60)(도 1 및 도 3)의 길이를 제 1연결부재(50)보다 길게 형성함으로써 실린더유닛(30)의 수직축선을 따라 진동이 이루어질 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 유압브레이커는 유압브레이커를 이용한 파쇄작업 시 작용하는 진동 특히 타격력에 의한 반력을 흡수할 수 있으므로 진동이 브레이커하우징을 통하여 붐이나 차체로 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가서는 진동으로부터 붐, 굴삭기차체, 유압브레이커의 브레이커하우징을 보호할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명 유압브레이커의 완충장치는 각종 산업기계, 자동차 등의 진동감쇄에 널리 적용 가능하면, 특히 굴삭기 및 중장비의 어태치먼트들에 적용함으로써 어태치먼트의 설계자유도를 높일 수 있다.

Claims (5)

1. 브레이커하우징과, 상기 브레이커 하우징에 상하방향으로 이동가능하게 설치되며 하부측에 치즐이 설치된 실린더유닛과, 상기 실린더유닛과 브레이커하우징의 사이에 설치되어 치즐이 설치된 실린유닛을 실린더하우징에 대해 지지하고 실린더하우징으로부터 발생된 진동이 브레이커하우징으로 전달되는 것을 방지하는 완충지지유닛을 구비하며,
   상기 완충지지유닛은 실린더유닛 또는 브레이커하우징 회전가능하게 회전부재가 설치되고, 상기 브레이커하우징에 대해 실린더유닛을 지지할 수 있도록 회전부재의 회전중심을 기준으로 상하부측과 브레이커하우징 또는 실린더유닛를 회전가능하게 각각 연결되는 제 1,2연결부재를 구비하여 상기 브레이커하우징에 대해 실린더유닛의 진동 시 상기 회전부재가 회전하여 진동에 따른 제1,2연결부재와 실린더유닛의 결합위치 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 유압브레이커.
2. 적어도 하나의 회전부재가 진동체에 진동방향과 직각 방향으로 회전가능하게 설치되고, 상기 회전부재의 회전중심의 상하부측과 브레이커하우징을 각각 회전가능하게 연결하여 진동체가 상기 브레이커하우징에 대해 상하방향으로 진동가능하게 지지하는 제 1,2연결부재가 설치된 것을 특징으로 하는 유압브레이커.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 회전부재가 설치된 실린더유닛의 하부측과 브레이커에 양단부가 회전가능하게 설치된 연결링크를 구비한 것을 특징으로 하는 유압브레이커.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 브레이커하우징과 실린더유닛의 사이에 설치되는 복수개의 방진부재를 구비한 것을 특징으로 하는 유압브레이커.
5. 브레이커하우징과, 상기 브레이커 하우징에 상하방향으로 이동가능하게 설치되며 하부측에 치즐이 설치된 실린더유닛과, 상기 실린더유닛과 브레이커하우징의 사이에 설치되어 치즐이 설치된 실린유닛을 실린더하우징에 대해 지지하고 실린더하우징으로부터 발생된 진동이 브레이커항우징으로 전달되는 것을 방지하는 완충지지유닛을 구비하며,
   완충지지유닛은 브레이커하우징 또는 실린더유닛에 두 개의 회전부재가 수평방향으로 나란하게 설치되고, 일측의 회전부재의 회전중심 상부측과 브레이커하우징이 제 1연결부재에 의해 연결되고, 타측의 회전부재의 회전중심 하부측과 브레이커하우징이 제 2연결부재에 의해 연결되며, 이 상기 제 1,2회전부재가 브레이커하우징에 대해 실린더유닛의 진동 시 동일한 방향으로 회전될 수 있도록 동조연결부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 유압브레이커.
   
   

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