KR101799576B1 - 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커는, 유압이 공급되는 실린더; 상기 실린더 내에 수용되며, 유압에 의해 전진 또는 후진하는 피스톤; 상기 피스톤에 의해 타격되도록 상기 피스톤의 전방에 위치하며, 일단은 상기 실린더의 내부에 위치하고 타단은 상기 실린더의 전방단에서 노출된 상태로 위치하는 치즐; 상기 실린더에 형성된 롱 스트로크 포트 및 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하여 상기 피스톤의 전진 또는 후진을 제어하는 메인 밸브; 상기 실린더에 형성되어 상기 실린더 내에서 상기 피스톤의 위치를 감지하는 센서; 상기 메인 밸브와 유압이 연결되며, 상기 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브; 및 전달받은 상기 센서의 센싱값에 기초하여 상기 솔레노이드 밸브에 제어신호를 전달하는 콘트롤러;를 포함하며, 상기 콘트롤러는 상기 센서가 상기 피스톤의 하사점을 감지한 센싱값에 기초하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하고, 상기 센서는, 상기 피스톤의 전단이 상기 치즐을 타격하여 상기 치즐이 타격대상물을 관통하여 진행할 때 상기 피스톤이 움직이는 스트로크 거리 내에 위치하도록 상기 실린더에 형성될 수 있다.

Description

근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비{INTELLIGENT HYDRAULIC BREAKER EQUIPPED WITH PROXIMITY SENSOR AND CONSTRUCTION EQUIPMENT HAVING THE SAME}

본 발명은 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 타격 대상지반의 단단한 정도를 포함하는 타격 조건에 따라 스트로크 거리, 타격 거리 또는 타격 속도가 수동 또는 자동으로 조정되는 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부와 한국산업기술진흥원의 "차세대건설기계부품 특화단지조성사업"의 지원을 받아 수행된 연구로부터 도출된 결과이다.

브레이커(breaker)는 피스톤(piston)의 왕복 운동을 통해 대상물에 접촉되는 치즐(chisel)을 타격하여 암반 또는 지반 등을 파쇄하기 위해 사용되는 장치로, 대형 건설 현장 등에서는 굴삭기 등 중장비 차량에 장착되는 유압식 어태치먼트(hydraulic attachment) 형태가 주로 이용되고 있다.

암반 파쇄 작업은 건설 기한 등으로 인하여 그 작업 속도가 작업효율을 결정하는 중요한 요인의 하나로 작용한다. 따라서, 종래의 브레이커는 작업자의 조작에 따라 경암 파쇄를 위해 타격력이 강화되도록 피스톤의 스트로크 거리를 길게 하는 롱 스트로크(long stroke) 모드와 연암 파쇄를 위해 다소 간의 타격력을 희생하더라도 타격 속도가 향상되는 숏 스트로크 모드(short stroke)를 변경하도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 브레이커는 모드 선택이 작업자의 임의적 판단에 전적으로 의존하기 때문에 비숙련자의 경우에는 이용하기 어려울 뿐 아니라 타격 시 잦은 모드 변경이 필요한 경우 조작이 번거로운 문제점이 있다.

따라서, 본 출원인은, 상기와 같이 문제를 해결하기 위해서 지반의 단단한 정도 또는 상태에 따라서 스트로크 거리를 조정할 수 있는 유압식 브레이커 내지 타격기기에 대한 기술을 제안하게 되었으며, 종래기술과 관련된 참고문헌으로는 한국등록특허 제10-1332260호의 '브레이커용 유압 컨트롤 밸브'가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 타격 조건에 따라 피스톤의 스트로크 거리가 조정되는 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비를 제공한다.

본 발명은 복수개의 근접센서를 사용하는 경우에 최적의 위치에 센서를 장착할 수 있는 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비를 제공한다.

본 발명은 피스톤의 스트로크 거리를 다단으로 조정하기 위해 피스톤의 리턴 포인트를 이용하여 솔레노이드 밸브의 온/오프를 제어하는 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비를 제공한다.

본 발명은 1개의 근접센서를 사용하여 지반 또는 암반의 단단한 정도를 구별하고 그에 따라 피스톤의 스트로크 거리를 다단으로 가변할 수 있는 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커는, 유압이 공급되는 실린더; 상기 실린더 내에 수용되며, 유압에 의해 전진 또는 후진하는 피스톤; 상기 피스톤에 의해 타격되도록 상기 피스톤의 전방에 위치하며, 일단은 상기 실린더의 내부에 위치하고 타단은 상기 실린더의 전방단에서 노출된 상태로 위치하는 치즐; 상기 실린더에 형성된 롱 스트로크 포트 및 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하여 상기 피스톤의 전진 또는 후진을 제어하는 메인 밸브; 상기 실린더에 형성되어 상기 실린더 내에서 상기 피스톤의 위치를 감지하는 센서; 상기 메인 밸브와 유압이 연결되며, 상기 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브; 및 전달받은 상기 센서의 센싱값에 기초하여 상기 솔레노이드 밸브에 제어신호를 전달하는 콘트롤러;를 포함하며, 상기 콘트롤러는 상기 센서가 상기 피스톤의 하사점을 감지한 센싱값에 기초하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하고, 상기 센서는, 상기 피스톤의 전단이 상기 치즐을 타격하여 상기 치즐이 타격대상물을 관통하여 진행할 때 상기 피스톤이 움직이는 스트로크 거리 내에 위치하도록 상기 실린더에 형성될 수 있다.

상기 센서는, 상기 롱 스트로크 포트와 상기 숏 스트로크 포트 사이에 위치하도록 상기 실린더에 형성될 수 있다.

상기 센서는 복수개로 마련되는 근접센서이며, 상기 근접센서 중 어느 하나는 상기 롱 스트로크 포트 가까이에 마련되고 다른 하나는 상기 숏 스트로크 포트 가까이에 마련되며 또 다른 하나는 상기 롱 스트로크 포트와 상기 숏 스트로크 포트 사이에 마련될 수 있다.

상기 근접센서 중 상기 롱 스트로크 포트 가까이에 마련되는 근접센서는 타격대상물 중 경암 감지하고, 상기 숏 스트로크 포트 가까이에 마련되는 근접센서는 타격대상물 중 연암을 감지하며, 상기 롱 스트로크 포트와 상기 숏 스트로크 포트 사이에 마련되는 근접센서는 타격대상물 중 중암을 감지할 수 있다.

상기 센서는 상기 실린더에 형성되는 단일의 근접센서이며, 상기 근접센서가 상기 피스톤의 대경부를 감지한 센싱값이 지속된 시간에 기초하여 상기 콘트롤러는 타격대상물의 상태 또는 타격조건을 판단할 수 있다.

상기 근접센서는, 상기 피스톤이 상기 치즐에 맞닿은 상태에서 상기 피스톤의 대경부 중에서 상기 피스톤의 전방단에 인접한 대경부의 하단 모서리 일측에 위치하도록 상기 실린더에 형성될 수 있다.

상기 콘트롤러는, 상기 근접센서의 ON 또는 OFF 상태의 지속시간으로부터 타격대상물의 상태 또는 타격조건을 판단하며, 지속시간이 가장 길면 연암, 가장 짧으면 경암, 지속시간이 중간이면 중암으로 판단할 수 있다.

상기 콘트롤러는, 상기 피스톤이 하강하여 상기 치즐과 맞닿은 상태에서 상기 치즐이 최초로 타격대상물을 뚫고 들어갈 때 복수개의 상기 근접센서 중 어떤 위치의 근접센서가 ON 되는지 여부에 따라 타격대상물의 상태 또는 단단한 정도를 판단하고, 상기 피스톤이 상승한 후 필요한 상기 피스톤의 하강 스트로크 크기에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 ON 또는 OFF시키며, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에 상기 솔레노이드 밸브를 ON시킬 수 있다.

상기 콘트롤러는, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 상기 솔레노이드 밸브의 ON/OFF 상태 또는 지속시간을 조절하여 상기 피스톤의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어할 수 있다.

상기 콘트롤러는, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 상기 솔레노이드 밸브의 ON/OFF 상태와 상기 메인 밸브의 ON/OFF 상태를 조합하여 상기 피스톤의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어할 수 있다.

상기 콘트롤러는, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 상기 솔레노이드 밸브의 ON/OFF 상태의 변환 속도 또는 빈도를 조절하여 상기 피스톤의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어할 수 있다.

상기 콘트롤러는, 상기 피스톤이 상기 치즐을 타격하면서 하강하는 경우에 상기 피스톤의 하강에 소요되는 시간이 상승에 소요되는 시간 보다 짧도록 제어할 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기한 지능형 유압 브레이커; 및 상기 지능형 유압 브레이커가 장착되는 굴삭기를 포함하는 건설 장비를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비는, 타격대상물의 단단한 정도 또는 타격 조건에 따라 피스톤의 스트로크 거리 내지 크기를 자동으로 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비는, 복수개의 근접센서를 사용하는 경우에 근접센서가 장착될 수 있는 최적의 위치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비는, 피스톤의 스트로크 거리를 다단으로 조정하기 위해 피스톤의 리턴 포인트를 이용하여 솔레노이드 밸브의 온/오프를 제어함으로써 피스톤의 스트로크를 다단으로 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 근접센서를 이용한 지능형 유압 브레이커 및 이를 포함하는 건설 장비는, 1개의 근접센서만을 사용하더라도 지반 또는 암반의 단단한 정도를 구별하고 그에 따라 피스톤의 스트로크 거리를 다단으로 가변할 수 있기 때문에 유지 보수 편의성을 높일 수 있고 제조 원가 또는 운영 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설 장비를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 유압회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 근접센서 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 피스톤의 위치와 근접센서의 센싱값에 따라 타격대상물을 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 솔레노이드 밸브 작동과 피스톤의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 유압회로도이다.
도 9는 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 피스톤 위치와 근접센서의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 피스톤 위치에 따른 근접센서의 신호를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 콘트롤러의 개략적인 구성을 보여주는 블록도이다.
도 12는 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 작동을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)가 장착된 건설 장비(100)의 개략도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 장비(100)는 대상물에 대한 타격 작업을 수행하는 장비이다. 타격 작업을 위한 건설 장비(100)는 주로 굴삭기 등의 중장비 차량에 지능형 유압 브레이커(1000)가 어태치먼트(attachment)로 장착되는 형태로 구현될 수 있다.

지능형 유압 브레이커(1000)는 대상물을 타격하는 동작을 수행하는 기기이다. 지능형 유압 브레이커(1000)의 대표적인 예로는 암반을 파쇄하는 유압 브레이커(hydraulic breaker)나 파일(pile)을 압입하는 유압 해머(hydraulic hammer)를 들 수 있다. 물론, 본 발명에서 지능형 유압 브레이커(1000)가 상술한 예로 한정되는 것은 아니며 유압 브레이커나 유압 해머 이외에도 대상물을 타격하는 기능을 수행하는 다른 종류의 타격 기기도 모두 포괄하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.

지능형 유압 브레이커(1000)는 중장비 차량, 즉 캐리어(120)에 장착되는 어태치먼트 타입이 일반적이지만 반드시 그러한 것은 아니며, 작업자가 직접 다루는 형태와 같이 캐리어(120)로부터 독립적인 형태도 존재할 수 있다.

캐리어(120)는 크게 주행체(121)와 회전체(122)로 구분될 수 있다. 주행체(121)는 주로 크롤러 타입이나 휠 타입으로 제공되며 경우에 따라서는 크레인 타입이나 트럭 타입인 것도 가능하다. 회전체(122)는 수직 방향을 축으로 회전 가능하게 주행체(121) 상에 얹혀진다.

회전체(122)에는 붐이나 암 등의 연결 부재(123)가 설치된다. 연결 부재(123)의 단부에는 지능형 유압 브레이커(1000)가 어태치먼트 형태로 직접 체결되거나 커플러(140)를 통해 체결되는 식으로 탈부착될 수 있다.

연결 부재(123)는 주로 2개 이상의 부재가 링크 방식으로 체결되며, 유압 실린더(1430)와 연결되어 유압 실린더(1430)의 신축에 의해 굽혀지거나 또는 펴지는 동작, 신축 동작 등을 수행할 수 있다. 연결 부재(123)는 이러한 동작에 의해 그 단부에 부착된 지능형 유압 브레이커(1000)를 타격대상물 상에 위치시킬 수 있다.

또 캐리어(120)에는 장착된 지능형 유압 브레이커(1000)가 동작할 수 있도록 지능형 유압 브레이커(1000)에 유압을 인가하거나 그 밖에도 붐이나 암을 비롯한 캐리어(120)의 각 부위나 커플러(140) 등에 유압을 공급하는 유압 소스(160)와 작동유를 저장하는 유압 탱크(160a)가 설치된다.

또 회전체(122) 상에는 작업자가 탑승하는 캐빈이 마련되어 있어 작업자가 캐빈 내의 핸들이나 레버, 버튼 따위의 조작 설비를 이용해 캐리어(120)나 지능형 유압 브레이커(1000)를 조종할 수 있다.

이외에도 캐리어(120)에는 건설 장비(100)를 지면에 안정적으로 고정시키기 위한 아우트리거(미도시)나 건설 장비(100)의 균형을 안정화시키기 위한 카운터 웨이트(미도시) 등이 있을 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 지능형 유압 브레이커(1000)는 마운팅 브라켓(1200), 하우징(1410) 및 치즐(1600)을 포함할 수 있다. 하우징(1410)은 지능형 유압 브레이커(1000)에서 타격력을 발생시키는 부위로, 그 내부에 실린더(1430)와 실린더(1430)에 수용되는 피스톤(1440)을 가져 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압에 의해 피스톤(1440)이 왕복 운동함에 따라 타격력을 발생시킨다. 치즐(1600)은 지반이나 암반 등의 타격대상물을 직접 타격하는 부위로, 그 후단이 피스톤(1440) 신장 시 피스톤(1440)의 전단에 의해 타격되도록 하우징(1410)의 전방단(이하의 설명에서 피스톤(1440)이 전진(신장)하는 방향을 전방으로 정의하고, 피스톤(1440)이 후진(축소)하는 방향을 후방으로 정의함)에 배치될 수 있다.

마운팅 브라켓(1200)은 하우징(1410)의 후단에 결합되며, 캐리어(120)와 지능형 유압 브레이커(1000)의 연결 역할을 하는 부위이다.

하우징(1410)의 내부에 실린더(1430)와 피스톤(1440)이 수용될 수 있다. 피스톤(1440)은 원통 형상으로 제공되며, 실린더(1430)는 피스톤(1440)이 삽입되어 왕복 운동할 수 있도록 중공 원통 형상으로 제공된다. 실린더(1430)의 내벽에는 실린더(1430)의 내부로 유압을 공급하거나 실린더(1430) 내부로부터 유압을 배출하기 위한 각종 유압 포트들이 마련되어 있다. 피스톤(1440)에는 적어도 두 개의 대경부(1442,1444)와 그 사이의 소경부(1446)가 피스톤(1440)의 길이 방향에 따라 마련된다. 유압 포트를 통해 실린더(1430) 내부로 인가되는 유압이 대경부(1442,1444)에 의해 형성되는 단차면(1442a,1444a)에 작용함에 따라 피스톤(1440)이 실린더(1430) 안에서 전후진 왕복 운동을 하는 것이다.

따라서, 실린더(1430)에 형성되는 유압 포트나 피스톤(1440)의 단차면(1442a,1444a)을 적절히 설계함에 따라 단순 피스톤(1440) 왕복 뿐만 아니라 피스톤(1440)의 스트로크 거리의 제어도 가능해질 수 있는데, 이에 관한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

실린더(1430)의 전단과 후단에는 각각 프론트 헤드(1450)와 헤드 캡(1420)이 연결된다. 프론트 헤드(1450)에는 치즐(1600)이 걸치는 치즐 핀(미도시)이 마련되며, 치즐(1600)은 치즐 핀(미도시)에 의해 피스톤(1440) 전진 시 피스톤(1440)의 전단에 의해 타격되기 적절한 위치에 배치된다. 또 프론트 헤드(1450)에는 피스톤(1440)의 왕복 시 외부 이물질이 실린더(1430) 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 더스트 프로텍터(미도시)나 타격음을 저감하기 위한 흡음 부재(미도시) 등이 추가로 설치될 수 있다.

헤드 캡(1420)은 그 내부에 가스실(미도시)을 가지며, 가스실은 피스톤(1440)의 후퇴 시 그 체적이 압축됨에 따라 피스톤(1440)에 적절한 댐핑 효과를 부여하여 피스톤(1440)의 후단이 충돌을 일으키는 것을 방지한다.

헤드 캡(1420), 실린더(1430), 프론트 헤드(1450)는 장 볼트(1402)에 의해 순차적으로 연결되며, 하우징(1410)이 이 연결체를 커버함으로써 구성된다. 또 하우징(1410)의 전측으로 프론트 헤드(1450) 측을 통해 치즐(1600)을 삽입하여 치즐 핀(미도시)에 걸고, 하우징(1410)의 후단에 마운팅 브라켓(1200)을 조립함으로써 지능형 유압 브레이커(1000)가 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 지능형 유압 브레이커(1000)의 구성이나 구조는 본 발명에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)의 일 실시예에 불과하며, 본 발명에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)에는 상술한 구성이나 구조와 다소 상이하더라도 유사한 기능을 갖는 다른 지능형 유압 브레이커(1000) 역시 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)에 의해 수행되는 자동 스트로크 거리 조절 기능에 관하여 설명하기로 한다.

유압 브레이커를 이용한 암반 파쇄 작업 시 암반이 경암(硬巖, hard bedrock)인 경우에는 롱 스트로크(long stroke)가 필요하며 연암(軟巖, soft bedrock)인 경우에는 숏 스트로크(short stroke)가 필요할 수 있다. 이는 경암의 경우 높은 타격력을 필요로 하며 숏 스트로크인 경우에는 그렇지 않기 때문에 작업 속도를 향상시키는 것이 더 이득이기 때문이다. 뿐만 아니라 유압 브레이커에서 파쇄에 필요한 에너지보다 큰 공정을 사용하게 되면, 파쇄 후 잔류 에너지의 반발로 인해 브레이커에 응력이 걸리고 실린더(1430) 내에 캐비티가 발생하게 된다. 이는 결국 기기 손상으로 이어지기 때문에 스트로크 거리를 조정하는 것이 단순히 작업 효율 향상만을 위한 것은 아니기도 하다.

본 발명의 실시예에 따른 자동 스트로크 거리 조절 기능은 타격 조건에 따라 피스톤(1440)의 스트로크 거리를 자동으로 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 지능형 유압 브레이커(1000)가 암반 파쇄 작업에 이용되는 유압 브레이커인 경우에는 타격대상물의 단단한 정도를 타격 조건으로 하여 스트로크 거리를 조절할 수 있다. 다른 예로, 지능형 유압 브레이커(1000)가 파일이나 말뚝의 항타 작업에 이용되는 유압 해머인 경우에는 파일의 압입에 필요한 타격력을 타격 조건으로 하여 스트로크 거리를 조절할 수 있을 것이다.

구체적으로 자동 스트로크 거리 조절 기능은 먼저 지능형 유압 브레이커(1000)가 타격 조건을 반영하는 신호를 감지하여 감지된 결과에 따라 타격 조건을 판단하고 판단된 타격 조건에 적절한 스트로크 모드를 선택함에 따라 이루어질 수 있다. 여기서, 타격 조건을 반영하는 신호의 대표적인 예로는 타격 시 발생하는 진동이나 타격 후 피스톤(1440)이 반발력에 의해 후퇴하는 거리 등을 들 수 있으며, 그 밖에도 타격에 의해 발생하는 소리의 크기, 피스톤(1440) 전진 시 전진 거리(최대 전진 위치, 하사점) 등도 타격 조건을 반영하는 신호로서 이용할 수 있다.

이하에서는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 자동 스트로크 거리 조절 기능을 구현하기 위한 지능형 유압 브레이커(1000)의 회로의 다양한 예에 관하여 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 유압 회로도 등은 자동 스트로크 거리 조절 기능을 구현하기 위한 예시적인 것에 불과하므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상에 벗어나지 아니하는 한 후술되는 회로도의 변형예들 역시 본 발명에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 유압회로도이다.

도 3을 참조하면, 실린더(1430)에는 피스톤(1440)이 삽입되며 피스톤(1440)의 전방단에는 치즐(1600)이 배치되는데, 치즐(1600)의 전방단이 실린더(1430)의 전방단에서 노출되도록 배치될 수 있다.

피스톤(1440)에는 전방 대경부(1442)와 후방 대경부(1444)가 형성되며, 전방 대경부(1442)와 후방 대경부(1444) 사이에는 소경부(1446)가 형성될 수 있다. 대경부는 그 외경이 실린더(1430)의 내경과 실질적으로 동일하며, 이에 따라 실린더(1430)의 내부에는 실린더(1430)의 전부와 전방 대경부(1442) 사이에 프론트 챔버(1431)가 형성되며 실린더(1430)의 후부와 후방 대경부(1444) 사이에 리어 챔버(1432)가 형성될 수 있다.

프론트 챔버(1431)에는 후진 포트(1433)가 형성되며, 후진 포트(1433)는 후진 라인(1433a)을 통해 유압 소스(160)와 연결될 수 있다. 프론트 챔버(1431)에는 유압 소스(160)로부터 후진 라인(1433a)을 거쳐 후진 포트(1433)로 유입되는 작동유에 의해 유압이 인가될 수 있다. 프론트 챔버(1431)에 인가된 유압은 전방 대경부(1442)의 단차면(1442a)에 작용하게 되고, 그에 따라 피스톤(1440)에 후진력이 인가된다.

리어 챔버(1432)에는 전진 포트(1434)가 형성되며, 전진 포트(1434)는 전진 라인(1434a)을 통해 메인 밸브(1460)와 연결된다. 메인 밸브(1460)는 전진 위치(1460-2) 또는 후진 위치(1460-1) 중 어느 하나의 위치로 설정이 변환될 수 있으며, 전진 위치(1460-2)에서는 전진 라인(1434a)을 유압 소스(160)로 연결하고 후진 위치(1460-1)에서는 전진 라인(1434a)을 유압 탱크(160a)로 연결한다.

따라서, 메인 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 변환되면 리어 챔버(1432)에는 유압 소스(160)로부터 메인 밸브(1460)와 전진 라인(1434a)을 거쳐 전진 포트(1434)로 유입되는 작동유에 의해 유압이 인가될 수 있다. 리어 챔버(1432)에 인가되는 유압은 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 작용하게 되고, 피스톤(1440)에 전진력이 인가된다.

또한, 메인 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)로 변환되면 리어 챔버(1432)는 전진 라인(1434a)과 메인 밸브(1460)를 거쳐 유압 탱크(160a)로 연결되어 전진 위치(1460-2)에서 유입된 작동유를 유압 탱크(160a)로 배출하게 된다.

이러한 구조에서 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)이 전방 대경부(1442)의 단차면(1442a)보다 큰 면적을 가지고 있어 메인 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 변환되면 전진력이 후진력보다 커져 피스톤(1440)이 전진할 수 있다. 반대로 메인 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)로 변환되면 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압이 전방 대경부(1442)의 단차면(1442a)에만 작용하게 되어 피스톤(1440)이 후진할 수 있다. 이와 같이, 메인 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2) 또는 후진 위치(1460-1)로 변환됨에 따라 피스톤(1440)의 왕복 운동이 유도될 수 있다.

메인 밸브(1460)의 위치 제어는 유압식으로 이루어질 수 있다. 즉, 메인 밸브(1460)는 입력되는 유압 신호에 따라 전진 위치(1460-2)와 후진 위치(1460-1)가 선택될 수 있는 유압 밸브일 수 있다.

유압식인 메인 밸브(1460)의 양단에는 각각 유압 라인에 연결되는 전진 작용면(1464)과 후진 작용면(1462)이 마련될 수 있다. 여기서, 전진 작용면(1464)은 롱 스트로크 라인(1435a)과 숏 스트로크 라인(1436a)으로 분기되는 전진 제어 라인(1464a)과 연결된다. 또 후진 작용면(1462)은 후진 제어 라인(1462a)을 통해 유압 소스(160)에 연결된다.

이러한 구조에서 전진 작용면(1464)이 후진 작용면(1462)보다 큰 면적을 가지고 있어, 양 작용면(1462,1464)에 유압이 함께 인가되면 메인 밸브(1460)는 전진 위치(1460-2)로 변환될 수 있으며 이에 따라 피스톤(1440)이 전진할 수 있다. 반대로 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압이 후진 작용면(1462)에만 인가되면 메인 밸브(1460)는 후진 위치(1460-1)로 변환될 수 있으며 이에 따라 피스톤(1440)이 후진할 수 있다.

다시 말해, 전진 제어 라인(1464a)과 연결되는 롱 스트로크 라인(1435a)과 숏 스트로크 라인(1436a) 중 적어도 하나가 유압 소스(160)와 연결되면 피스톤(1440)이 전진 동작을 수행할 수 있다. 또 롱 스트로크 라인(1435a)과 숏 스트로크 라인(1436a)이 모두 유압 소스(160)와 차단되면 피스톤(1440)이 후진 동작을 수행할 수 있다.

롱 스트로크 라인(1435a)은 실린더(1430)에 형성되는 롱 스트로크 포트(1435)로 연결된다. 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)의 위치에 따라 프론트 챔버(1431)와 연결 또는 차단될 수 있도록 실린더(1430)의 전진 포트(1434)와 후진 포트(1433) 사이에 형성될 수 있다.

구체적으로 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)이 전진해 전방 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435) 상에 있거나 롱 스트로크 보다 전방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결이 차단된다. 반대로 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)이 후진해 전방 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435)보다 후방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결된다.

따라서, 롱 스트로크 포트(1435)가 프론트 챔버(1431)와 연결되면, 유압 소스(160)로부터 유압이 후진 라인(1433a), 후진 포트(1433), 프론트 챔버(1431), 롱 스트로크 포트(1435), 롱 스트로크 라인(1435a), 전진 제어 라인(1464a)을 거쳐 전진 작용면(1464)에 인가되어 메인 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 변환될 수 있다.

숏 스트로크 라인(1436a)은 실린더(1430)에 형성되는 숏 스트로크 포트(1436)로 연결될 수 있다. 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)의 위치에 따라 프론트 챔버(1431)와 연결 또는 차단될 수 있도록 실린더(1430)의 전진 포트(1434)와 후진 포트(1433) 사이에 형성되되, 롱 스트로크 보다는 후진 포트(1433)에 가까운 위치에 형성될 수 있다.

구체적으로 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)이 전진해 전방 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436) 상에 있거나 숏 스트로크 보다 전방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결이 차단된다. 반대로 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)이 후진해 전방 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436)보다 후방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결될 수 있다.

여기서, 숏 스트로크 라인(1436a) 상에는 숏 스트로크 라인(1436a)의 단락을 제어하는 솔레노이드 밸브(1470)가 설치될 수 있다. 솔레노이드 밸브(1470)는 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2) 중 어느 하나의 위치로 설정이 변환될 수 있으며, 롱 스트로크 위치(1470-1)에서는 숏 스트로크 라인(1436a)을 차단하고 숏 스트로크 위치(1470-2)에서는 숏 스트로크 라인(1436a)을 연결할 수 있다.

따라서, 숏 스트로크 포트(1436)가 프론트 챔버(1431)와 연결되면, 유압 소스(160)로부터 후진 라인(1433a), 후진 포트(1433), 프론트 챔버(1431), 롱 스트로크 포트(1435), 롱 스트로크 라인(1435a), 전진 제어 라인(1464a)을 거쳐 전진 작용면(1464)으로 유압이 인가될지 여부가 솔레노이드 밸브(1470)에 의해 결정될 수 있다. 이때, 솔레노이드 밸브(1470)가 숏 스트로크 위치(1470-2)로 변환된 경우에는 숏 스트로크 라인(1436a)이 차단되어 메인 밸브(1460)는 후진 제어 라인(1462a)을 통해 인가되는 유압에 의해 후진 위치(1460-1)로 변환되며, 솔레노이드 밸브(1470)가 온 위치로 변환된 경우 메인 밸브(1460)는 전진 제어 라인(1464a)을 통해 인가되는 유압에 의해 전진 위치(1460-2)로 변환될 수 있다.

상기한 바와 같이 피스톤(1440)은 솔레노이드 밸브(1470)의 설정 변환에 따라 롱 스트로크 모드와 숏 스트로크 모드로 왕복 운동을 수행할 수 있다.

롱 스트로크 모드에서는 솔레노이드 밸브(1470)가 롱 스트로크 위치(1470-1)로 설정이 변환된다. 이 상태에서 피스톤(1440)이 전진하면 전방 대경부(1442)에 의해 롱 스트로크 포트(1435)가 프론트 챔버(1431)로부터 차단되어 메인 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)로 변환되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되지 않아 피스톤(1440)이 후진 동작을 수행한다.

이 상태에서 피스톤(1440)이 후진하여 전방 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435)를 통과하면, 롱 스트로크 포트(1435)가 프론트 챔버(1431)에 연결되어 메인 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 변환되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되어 피스톤(1440)이 전진 동작을 수행한다.

이때, 전방 대경부(1442)는 롱 스트로크 포트(1435)를 통과하기 전에 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하지만, 숏 스트로크 라인(1436a)이 솔레노이드 밸브(1470)에 의해 차단되어 있으므로 유압 전달이 이루어지지는 않는다.

즉, 롱 스트로크 모드에서는 피스톤(1440)의 전방 대경부(1442)의 위치가 롱 스트로크 포트(1435)를 통과하는 것을 기점으로 전진 동작이 시작된다.

한편, 숏 스트로크 모드에서는 솔레노이드 밸브(1470)가 숏 스트로크 위치(1470-2)로 설정이 변환된다. 이 상태에서 피스톤(1440)이 전진하면 전방 대경부(1442)에 의해 숏 스트로크 포트(1436)가 프론트 챔버(1431)로부터 차단되어 메인 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)로 변환되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되지 않아 피스톤(1440)이 후진 동작을 수행한다. 이 상태에서 피스톤(1440)이 후진하여 전방 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하면, 숏 스트로크 포트(1436)가 프론트 챔버(1431)에 연결되고 솔레노이드 밸브(1470)에 의해 숏 스트로크 라인(1436a)이 연결되어 있으므로 유압원으로부터 메인 밸브(1460)의 전진 작용면(1464)에 유압이 인가되어 메인 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 변환되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되어 피스톤(1440)이 전진 동작을 수행한다.

즉, 숏 스트로크 모드에서는 피스톤(1440)의 전방 대경부(1442)의 위치가 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하는 것을 기점으로 전진 동작이 시작된다.

여기서, 롱 스트로크 포트(1435)가 숏 스트로크 포트(1436)보다 후방에 위치하므로, 롱 스트로크 모드에서 보다 숏 스트로크 모드에서 전진 동작의 시작이 빨리 시작되며, 결과적으로 피스톤(1440)의 후진 거리가 감소하여 스트로크 거리가 작아지는 것이다.

이와 같이 스트로크 거리의 조절은 롱 스트로크 모드와 숏 스트로크 모드 간의 모드 선택에 의해 이루어질 수 있으며, 모드 전환은 솔레노이드 밸브(1470)에 의존한다. 즉, 솔레노이드 밸브(1470)의 ON/OFF 제어에 의해서 이루어질 수 있다.

솔레노이드 밸브(1470)는 타격 조건에 따라 자동적으로 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2) 간의 변환을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)는 타격 조건 또는 타격대상물의 단단한 정도를 감지하기 센서(2202,2204,2206)를 포함할 수 있다. 센서(2202,2204,2206)는 타격 조건을 감지하여 타격 조건에 관한 신호를 콘트롤러(180)에 전달하고, 콘트롤러(180)는 타격 조건에 기초하여 솔레노이드 밸브(1470)에 콘트롤 신호를 송신하여 솔레노이드 밸브(1470)의 위치 또는 ON/OFF를 제어할 수 있다.

상기 센서(2202,2204,2206)로는 근접센서를 이용할 수 있다. 근접 센서(2202,2204,2206)는 지능형 유압 브레이커(1000)에 장착되어 타격 시 피스톤(1440)의 위치를 감지할 수 있다.

일 예로, 근접 센서(2202,2204,2206)는 피스톤(1440)이 치즐(1600)을 통해 암반을 타격 할 때 최대 전진 위치(이하 ‘하사점’이라 함)의 위치를 감지할 수 있다. 구체적으로 근접 센서(2202,2204,2206)는 실린더(1430)에 형성된 홈이나 홀에 삽입되어 피스톤(1440)의 왕복 운동 방향과 수직한 방향을 향해 설치될 수 있다. 이에 따라 근접 센서(2202,2204,2206)는 피스톤의 왕복 운동 중 근접 센서(2202,2204,2206)의 설치 지점 상에 소경부(1446)가 통과하고 있는지 또는 대경부(1442,1444)가 통과하고 있는지를 감지할 수 있다.

또한 근접 센서(2202,2204,2206)는 실린더(1430) 상에 피스톤(1440)의 왕복 운동 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 예를 들어, 근접 센서(2202,2204,2206)는 실린더(1430)의 후단에 가까운 측에서부터 전단에 가까운 측으로 순서대로 배치되는 제1 센서(2202), 제2 센서(2204), 제3 센서(2206)를 포함할 수 있다.

도 3을 살펴보면, 실린더(1430)의 후측에 후방으로부터 전방을 향해 차례로 배치되는 3개의 근접센서(2202,2204,2206)가 전방 대경부(1442)를 감지할 수 있다. 여기서, 근접센서(2202,2204,2206)의 배치는 피스톤(1440)이 최대 전진 위치에 있을 때 전방 대경부(1442)의 후단 단차면(1442a)이 근접센서(2202,2204,2206)가 배치된 영역 부근에 위치하도록 배치될 수 있다. 지능형 유압 브레이커(1000)가 경암을 타격할 때의 피스톤(1440)의 최대 전진 위치는 연암을 타격할 때의 피스톤(1440)의 최대 전진 위치보다 후측에 형성된다. 이는 치즐이 경암을 뚫고 들어가는 정도가 연암을 뚫고 들어가는 정도보다 약하기 때문이다. 따라서, 도 3과 같이 근접센서(2202,2204,2206)를 배치하면, 피스톤(1440)의 전진 위치가 전단에 가까워질수록 제1 센서(2202)로부터 차례로 ON된다. 예를 들어, 각 근접 센서들(2202,2204,2206)에서 감지되는 신호가 많을수록 타격대상물이 경암에 가깝고 적을수록 타격대상물이 연암에 가까운 것을 알 수 있게 된다.

한편, 근접센서(2202,2204,2206)는 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)를 감지하도록 배치되는 것도 가능하다. 근접센서(2202,2204,2206)는 피스톤(1440) 전진 시에는 전방 대경부(1442)를 감지하고 피스톤(1440) 후진 시에는 후방 대경부(1444)를 감지하는 위치에 배치될 수 있다. 이때에도, 근접센서(2202,2204,2206)는 실린더(1430)에 그 길이 방향을 따라 복수 개 배치될 수 있다.

도 3과 같은 근접 센서(2200)의 배치 상태에 의하면, 피스톤(1440) 전진 시에 각 근접센서(2202,2204,2206)에서 전방 대경부(1442)가 감지되는지 여부에 따라 타격 조건을 파악할 수 있다.

다만, 근접센서(2202,2204,2206)는 도 3에 도시된 경우에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절히 실린더(1430)의 다양한 지점에 배치될 수 있다.

상기와 같이, 실린더(1430)에 복수개의 근접센서(2202,2204,2206)이 설치되는 경우에 각 근접센서를 최적의 위치에 설치하는 것이 매우 중요하다. 본 발명의 경우에 실린더(1430) 내에서 피스톤(1140)의 위치를 감지하는 복수개의 근접센서(2202,2204,2206)는, 피스톤(1440)의 전단이 치즐(1600)을 타격하여 치즐(1600)이 타격대상물을 관통하여 진행할 때 피스톤(1440)이 움직이는 스트로크 거리 내에 위치하도록 실린더(1440)에 형성되는 것이 바람직하다.

다시 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)는, 유압이 공급되는 실린더(1430); 실린더(1430) 내에 수용되며, 유압에 의해 전진 또는 후진하는 피스톤(1440); 피스톤(1440)에 의해 타격되도록 피스톤(1440)의 전방에 위치하며, 일단은 실린더(1430)의 내부에 위치하고 타단은 실린더(1430)의 전방단에서 노출된 상태로 위치하는 치즐(1600); 실린더(1430)에 형성된 롱 스트로크 포트(1435) 및 숏 스트로크 포트(1436)에 연결되는 유압을 단속하여 피스톤(1440)의 전진 또는 후진을 제어하는 메인 밸브(1460); 실린더(1430)에 형성되어 실린더(1430) 내에서 피스톤(1440)의 위치를 감지하는 센서(2202,2204,2206); 메인 밸브(1460)와 유압이 연결되며, 숏 스트로크 포트(1436)에 연결되는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브(1470); 및 전달받은 센서(2202,2204,2206)의 센싱값에 기초하여 솔레노이드 밸브(1470)에 제어신호를 전달하는 콘트롤러(180);를 포함하며, 콘트롤러(180)는 센서(2202,2204,2206)가 피스톤(1440)의 하사점을 감지한 센싱값에 기초하여 피스톤(1440)의 스트로크 거리를 제어하고, 센서(2202,2204,2206)는 피스톤(1440)의 전단이 치즐(1600)을 타격하여 치즐(1600)이 타격대상물을 관통하여 진행할 때 피스톤(1440)이 움직이는 스트로크 거리 내에 위치하도록 실린더(1430)에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)에 있어서, 치즐(1600)이 다양한 조건의 타격대상물을 타격할 때 치즐(1600)이 타격대상물을 뚫고 들어가는 정도가 다르게 되는데, 근접센서(2202,2204,2206)가 피스톤(1440)의 모든 위치를 감지할 수 있어야 하고 센서가 감지하지 못하는 음영영역을 최소화해야 한다. 이를 위해서, 지능형 유압 브레이커(1000)에 있어서 실제 치즐(1600)이 피스톤(1440)과 맞닿아 있을 때 피스톤(1440)이 치즐(1600)을 타격하여 치즐(1600)이 암반 즉, 타격대상물을 뚫고 내려갈 수 있는 스트로크 거리 내에서의 피스톤(1440)의 움직임을 감지할 수 있는 범위 내에 근접센서를 설치하는 것이 가장 좋다.

피스톤(1440)이 치즐(1600)을 타격하여 치즐(1600)이 타격대상물을 뚫고 내려갈 수 있는 스트로크 거리는 지능형 유압 브레이커(1000)의 용량에 따라 달라질 수 있는데, 45톤급 기기는 약 55mm이고 50톤급 기기는 약 60mm이다. 따라서, 복수개의 근접센서(2202,2204,2206)를 실린더(1430)에 설치하는 경우에 55mm 또는 60mm의 스트로크 범위 내에 모든 근접센서가 있도록 해야 한다. 복수개의 근접센서(2202,2204,2206)가 상기한 스트로크 거리 내에 설치되기만 하면, 근접센서가 전방 대경부(1442)를 감지하느냐 후방 대경부(1444)를 감지하느냐에 무관하게 작동할 수 있다.

상기한 피스톤(1440)의 스트로크 거리 내에 복수개의 근접센서를 설치하는 경우에, 각각의 근접센서를 어떠한 위치에 어떻게 배치하느냐에 따라서 타격대상물의 상태를 정확히 감지할 수 있다. 우선, 상기 스트로크 거리 내에 복수개의 근접센서를 동일한 간격으로 이격 설치할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기한 복수개의 근접센서(2202,2204,2206)는, 롱 스트로크 포트(1435)와 숏 스트로크 포트(1436) 사이에 위치하도록 실린더(1430)에 형성될 수 있다. 즉, 복수개로 마련되는 근접센서(2202,2204,2206) 중 어느 하나는 롱 스트로크 포트(1435) 가까이에 마련되고 다른 하나는 숏 스트로크 포트(1436) 가까이에 마련되며, 또 다른 하나는 롱 스트로크 포트(1435)와 숏 스트로크 포트(1436) 사이에 마련될 수 있다. 도 3에는 근접센서(2202,2204,2206)가 3개(S1,S2,S3) 형성된 경우가 도시되어 있는데, 4개 이상의 근접센서가 설치될 수도 있다. 4개 이상의 근접센서가 설치되는 경우에는 가장 후방에 위치하는 센서(S1)는 롱 스트로크 포트(1435) 가까이에 위치하고 가장 전방에 위치하는 센서(S3)는 숏 스트로크 포트(1436) 가까이에 위치하며, 나머지 센서들은 앞서 언급한 2개 센서의 사이에 등간격으로 위치할 수 있다.

도 3(a)를 참조하면, 3개의 근접센서(2202,2204,2206)를 사용하면 최대 4개 구간을 감지할 수 있고 이는 결국 타격대상물의 조건에 대해서 피스톤(1440)의 움직임을 4단으로 제어할 수 있음을 의미한다. 롱 스트로크 포트(1435) 가까이에 위치하는 근접센서(2202,S1)만 피스톤(1440)을 감지하고 나머지 센서들(S2,S3)은 피스톤(1440)을 감지하지 못하면 타격대상물이 경암이라고 판단하고 그에 따라 피스톤(1440)이 1단 위치까지 움직이도록 구동하면 된다. 만약, 모든 근접센서(S1,S2,S3)가 피스톤(1440)을 감지하면 타격대상물이 연암이라고 판단하고 그에 따라 피스톤(1440)이 3단 위치까지 움직이도록 구동하면 된다. 타격대상물이 경암과 연암의 중간 단단함을 가지는 중암인 경우에는 롱 스트로크 포트(1435) 가까이에 있는 센서(S1) 및 이 보다 전방에 있는 센서(S2)만 피스톤(1440)을 감지하고 되고 그 결과에 따라서 피스톤(1440)이 2단 위치까지 움직이도록 구동하면 된다.

이와 같이, 근접센서(2202,2204,2206) 중 롱 스트로크 포트(1435) 가까이에 마련되는 근접센서(2202)는 타격대상물 중 경암 감지하고, 숏 스트로크 포트(1436) 가까이에 마련되는 근접센서(2206)는 타격대상물 중 연암을 감지하며, 롱 스트로크 포트(1435)와 숏 스트로크 포트(1436) 사이에 마련되는 근접센서(2204)는 타격대상물 중 중암을 감지할 수 있다.

도 3(b)에는 지능형 유압 브레이커(1000)가 50톤급인 경우에 치즐(1600)에 피스톤(1440)이 맞닿은 상태에서 치즐(1600)이 타격대상물을 뚫고 진입하는 스트로크 거리 내에서 3개의 근접센서(2202,2204,2206)의 최적 위치가 예시적으로 도시되어 있다. 예를 들면, 가장 후방에 위치하는 근접센서(2202,S1)는 롱 스트로크 포트(1435)와 8.5mm 이격된 위치에, 숏 스트로크 포트(1436)의 가까이에 위치하는 가장 전방에 위치하는 근접센서(2206,S3)는 롱 스트로크 포트(1435)에서부터 51mm 이격된 위치, 그리고 가운데 위치하는 근접센서(2204,S2)는 롱 스트로크 포트(1435)에서부터 31mm 이격된 위치에 설치될 수 있으나, 반드시 이러한 수치값에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 복수개의 근접센서를 설치하는 경우에는 지능형 유압 브레이커(1000)의 용량에 따라 치즐(1600)에 피스톤(1440)이 맞닿은 상태에서 치즐(1600)이 타격대상물을 뚫고 진입하는 스트로크 거리 내에 근접센서들을 설치해야 하되, 롱 스트로크 포트(1435)와 숏 스트로크 포트(1436) 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

한편, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 피스톤의 위치와 근접센서의 센싱값에 따라 타격대상물을 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 6 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 솔레노이드 밸브 작동과 피스톤의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)는 타격대상물의 단단한 정도에 따라서 피스톤(1440)의 스트로크를 자동으로 조절하여 다단으로 구동할 수 있다는 것에 하나의 장점이 있다. 이를 위해, 치즐(1600)과 맞닿은 상태에서 피스톤(1440)이 하강하여 치즐(1600)이 타격대상물을 뚫고 진입하는 과정에서 근접센서(2202,2204,2206)가 피스톤(1440)을 감지하여 타격대상물의 상태를 감지하고, 그 결과를 콘트롤러(180)에 전달하면 콘트롤러(180)는 메인 밸브(1460)와 솔레노이드 밸브(1470)를 작동시켜서 피스톤(1440)에 전달되는 유압을 제어함으로써 결과적으로 다단 운전이 가능하게 된다. 이 때, 타격대상물의 상태에 따라서 솔레노이드 밸브(1470)의 ON/OFF 여부 또는 ON시간과 OFF시간의 제어 타이밍을 결정해야 하는데, 피스톤(1440)의 하강시 근접센서(2002,2204,2206)의 센싱값에 의해 결정될 수 있다.

도 5를 참조하면, 치즐(1600)과 피스톤(1440)이 맞닿은 상태에서 피스톤(1440)이 하강하면서 타격대상물의 단단한 정도 또는 상태에 대한 측정을 하고, 다시 상승하면서 타격대상물의 상태에 따른 타격 스트로크를 결정하게 된다. 예를 들면, 실린더(1430)의 후방에서부터 전방을 향해 차례대로 설치된 3개의 근접센서(S1,S2,S3)에 대해서 센서 S1만 ON되고 나머지 2개의 센서는 OFF이면 타격대상물은 경암이라고 할 수 있고 이 때 피스톤(1440)은 경암을 타격할 수 있도록 롱 스트로크 거리까지 상승하게 된다. 반대로 3개의 센서가 모두 ON이 되면 타격대상물은 연암이라고 할 수 있고, 이 때 피스톤(1440)은 연암을 타격할 수 있도록 숏 스트로크 거리까지 상승하여 빠른 속도로 상승과 하강을 반복하면서 연암을 타격할 준비를 하게 된다. 타격대상물이 중암인 경우에는 2개의 센서(S1,S2)는 ON이 되지만 나머지 1개의 센서(S3)는 OFF가 되는 상태이다. 이와 같이, 피스톤(1440)이 하강하면서 타격대상물의 상태를 감지하고 그 결과에 따라 다단으로 피스톤(1440)을 구동하게 되는데, 피스톤(1440)의 다단 구동은 솔레노이드 밸브(1470)의 작동에 의해서 결정될 수 있다.

도 6에는 타격대상물이 경암, 중암, 연암일 때 피스톤(1440)의 다단 구동에 대해서 도시되어 있다. 즉, 타격대상물이 경암, 중암, 연암일 때 피스톤(1440)은 각각 1단, 2단, 3단으로 구동할 수 있다. 도 6(a)는, 타격대상물이 경암(1단)인 경우에 피스톤(1440)이 하강할 때 센서 S1에 의해서만 피스톤(1440)이 감지되고, 상승시에는 센서 S1위치까지 상승하여 롱 스트로크로 경암을 타격하게 된다. 도 6(b)는, 타격대상물이 중암(2단)인 경우에 피스톤(1440)이 하강할 때 센서 S1 및 S2에 의해서만 피스톤(1440)이 감지되고, 상승시에는 센서 S2위치까지 상승하여 미들 스트로크로 경암을 타격하게 된다. 도 6(c)는, 타격대상물이 경암(1단)인 경우에 피스톤(1440)이 하강할 때 센서 S1~S3 모두에 의해서 피스톤(1440)이 감지되고, 상승시에는 센서 S3위치까지 상승하여 숏 스트로크로 경암을 타격하게 된다.

이러한 피스톤(1440)의 다단 제어를 위해서, 본 발명에 따른 지능형 유압 브레이커(1000)의 콘트롤러(180)는, 피스톤(1440)이 하강하여 치즐(1600)과 맞닿은 상태에서 치즐(1600)이 최초로 타격대상물을 뚫고 들어갈 때 복수개의 근접센서(2202,2204,2206) 중 어떤 위치의 근접센서가 ON 되는지 여부에 따라 타격대상물의 상태 또는 단단한 정도를 판단하고, 피스톤(1440)이 상승한 후 필요한 피스톤(1440)의 하강 스트로크 크기에 따라 솔레노이드 밸브(1470)를 ON 또는 OFF시키며, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에 솔레노이드 밸브(1470)를 ON시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 피스톤(1440)이 초기 1번째로 상승 및 하강하면서 타격대상물의 상태를 측정하고 그 결과에 따라 다음 하강시에 타격대상물에 따른 스트로크 거리에서 반복적으로 승강하면서 타격을 하게 되는데, 타격대상물이 경암이면 피스톤(1440)은 1구간(도 4(a) 참조)까지 상승하여 하강하게 되는데, 경암인 경우에는 솔레노이드 밸브(1470)는 OFF 상태를 유지하고 메인 밸브(1460)만 작동하여 가장 긴 롱 스트로크로 타격대상물을 타격하게 된다.

타격대상물이 연암인 것으로 측정되는 경우에는, 피스톤(1440)은 4구간까지 상승한 후에 숏 스트로크 거리에서 반복적으로 승강하면서 타격대상물을 타격하게 되는데, 이를 위해 메인 밸브(1460)와 솔레노이드 밸브(1470)가 모두 작동하게 된다.

마찬가지로 타격대상물이 중암인 경우에도 메인 밸브(1460)와 솔레노이드 밸브(1407)가 모두 작동하여 타격대상물에 적합한 스트로크로 피스톤(1440)을 구동하게 된다. 즉, 경암인 경우를 제외하고는 솔레노이드 밸브(1470)가 작동하게 되는데, 중암 또는 연암인 경우에 솔레노이드 밸브(1470)의 ON 시점 또는 ON 유지 시간 등을 조절하여 중암 또는 연암에 맞는 피스톤(1440)의 스트로크로 다단 구동하게 된다.

이와 같이, 콘트롤러(180)는, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 솔레노이드 밸브(1470)의 ON/OFF 상태 또는 지속시간을 조절하여 피스톤(1440)의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어할 수 있다.

또는, 콘트롤러(180)는, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 솔레노이드 밸브(1470)의 ON/OFF 상태와 메인 밸브(1460)의 ON/OFF 상태를 조합하여 피스톤(1440)의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어할 수 있다.

또는, 콘트롤러(180)는, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 솔레노이드 밸브(1470)의 ON/OFF 상태의 변환 속도 또는 빈도를 조절하여 피스톤(1440)의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어할 수 있다.

타격대상물이 경암인 경우에는 솔레노이드 밸브(1470)가 OFF된 상태에서 메인 밸브(1460)만 작동하여 롱 스트로크로 피스톤(1440)이 하강하게 되지만, 타격대상물이 중암 또는 연암인 경우에는 솔레노이드 밸브(1470)가 ON 되어서 미들 스트로크 또는 숏 스트로크로 피스톤(1440)이 하강하게 된다. 이 때, 연암의 경우에는 솔레노이드 밸브(1470)가 항상 ON 상태를 유지하기 때문에 숏 스트로크로 피스톤(1440)이 빠르게 움직일 수 있다. 중암의 경우에는 솔레노이드 밸브(1470)가 ON 상태 및 OFF 상태로 변환되어서 미들 스트로크로 피스톤(1440)을 하강시킬 수 있는데, 솔레노이드 밸브(14700)의 ON/OFF 변환 속도를 빠르게 하거나 느리게 하여 미들 스트로크의 크기를 더욱더 다양하게 만들 수 있고, 그 결과 더욱 다양한 크기의 다단 운전이 가능하게 된다.

한편, 콘트롤러(180)는, 피스톤(1440)이 치즐(1600)을 타격하면서 하강하는 경우에 피스톤(1440)의 하강에 소요되는 시간이 상승에 소요되는 시간 보다 짧도록 제어할 수 있다. 도 7을 참조하면, 초기 1번째 측정 타격을 한 후에, 타격대상물의 상태에 따른 스트로크 거리까지 피스톤(1440)이 천천히 상승하는 반면에 하강할 때는 빠르게 하강함을 알 수 있다. 이와 같이, 상승할 때 보다 하강할 때 피스톤(1440)이 상대적으로 빠르게 하강하기 때문에 보다 큰 타격력으로 타격대상물을 타격할 수 있다.

지금까지는 복수개의 근접센서를 사용하여 타격대상물의 상태에 따라 피스톤을 다단으로 제어하는 것에 대해 설명하였는데, 근접센서를 복수개 사용하지 않고 1개 즉, 단일의 근접센서를 사용해서도 타격대상물의 상태에 따라 피스톤을 다단으로 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도면을 참조하여 이하에서 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지능형 유압 브레이커의 유압회로도, 도 9는 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 피스톤 위치와 근접센서의 관계를 설명하기 위한 도면, 도 10은 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 피스톤 위치에 따른 근접센서의 신호를 보여주는 도면, 도 11은 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 콘트롤러의 개략적인 구성을 보여주는 블록도, 도 12는 도 8에 따른 지능형 유압 브레이커의 작동을 설명하기 위한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 단일의 근접센서(3202)가 실린더(1430)에 형성되어 있다. 여기서, 근접센서(3202)는 피스톤(1440)이 하강할 때 피스톤(1440)의 대경부(1442,1444)를 감지하게 되고, 근접센서(3202)가 대경부(1442,1444)를 감지한 센싱값이 지속된 시간에 기초하여 콘트롤러(180)는 타격대상물의 상태 또는 타격조건을 판단할 수 있다. 즉, 도 3의 경우와 달리 도 8의 경우에는 피스톤(1440)이 하강할 때 단일 근접센서(3202)가 ON된 상태를 센싱값으로 이용하는 것이 아니라 단일 근접센서(3202)가 피스톤(1440)의 대경부(1442,1444)를 감지하고 그 감지상태가 지속된 시간을 센싱값으로 이용하는 점에서 차이가 있다.

상기 단일의 근접센서(3202)는, 피스톤(1440)이 치즐(1600)에 맞닿은 상태에서 피스톤(1440)의 대경부(1442,1444) 중에서 피스톤(1440)의 전방단에 인접한 대경부(1442)의 하단 모서리 일측에 위치하도록 실린더(1430)에 형성될 수 있다. 다만, 근접센서(3202)의 위치가 반드시 전방 대경부(1442)의 하단 모서리 일측에 있어야 하는 것은 아니며, 후방 대경부(1444)의 하단 모서리 일측에 형성될 수도 있고, 대경부(1442,1444)의 상단 모서리 일측에 형성될 수도 있다.

도 8과 같이 근접센서(3202)가 후방 대경부(1442)의 하단 모서리 일측에 형성되는 경우, 피스톤(1440)이 하강하면 근접센서(3202)는 대경부(1442)를 감지하여 ON이 되며, 콘트롤러(180)는 근접센서(3202)의 ON 상태가 지속된 시간을 감지하여 타격대상물에 따라 피스톤(1440)을 다단으로 구동할 수 있다.

도 9는 단일의 근접센서(3202)가 피스톤(1440)의 후방 대경부(1442) 하단 모서리 일측에 설치된 경우에, 피스톤(1440)이 하강함에 따라 근접센서(3202)의 센싱값을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 각 상태에 대한 근접센서 신호의 시간에 대한 변화를 보여주는 그래프이다.

도 9(a)는 타격대상물이 경암인 경우인데, 피스톤(1440)이 하강하는 거리가 짧기 때문에 근접센서(3202)가 후방 대경부(1442)를 감지하여 ON 상태가 지속된 시간이 짧다(도 10(a) 참조). 도 9(b)는 타격대상물이 중암인 경우인데, 피스톤(1440)은 경암 보다는 길게 하강하기 때문에 근접센서(3202)가 후방 대경부(1442)를 감지하여 ON 상태가 지속된 시간은 경암 보다는 길게 된다(도 10(b) 참조). 도 9(c)는 타격대상물이 연암인 경우인데, 근접센서(3202)가 후방 대경부(1442)를 감지하여 ON 상태가 지속된 시간이 가장 길게 된다(도 10(c) 참조).

도 9 및 도 10에는 단일의 근접센서(3202)가 대경부(1442,1444)를 감지하여 ON 상태가 지속된 시간으로부터 타격대상물의 상태를 판별하고 피스톤(1440)을 다단으로 구동하는 경우가 도시되어 있는데, 단일의 근접센서(3202)가 피스톤(1440)의 소경부(1446)를 감지할 수도 있다. 근접센서(3202)가 소경부(1446)를 감지하는 경우에는 피스톤(1440)이 하강함에 따라 근접센서(3202)의 OFF 상태가 지속된 시간의 길이를 판별하여 타격대상물에 따른 피스톤(1440)의 움직임을 다단으로 제어할 수 있다.

이와 같이, 콘트롤러(180)는, 단일 근접센서(의 ON 또는 OFF 상태의 지속시간으로부터 타격대상물의 상태 또는 타격조건을 판단하며, 지속시간이 가장 길면 연암, 가장 짧으면 경암, 지속시간이 중간이면 중암으로 판단할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 콘트롤러(180)는 MCU(Micro Control Unit, 181), 전원부(182), 통신부(183), 솔레노이드 밸브 제어부(1884) 및 센서신호 입력부(185)를 포함할 수 있다.

도 11에 도시된 콘트롤러(180)는 도 3 및 도 8의 콘트롤러(180)에 모두 해당될 수 있다. 센서신호 입력부(185)에는 근접센서(2202,2204,2206,3202)의 센싱값이 입력되고, 이는 다시 MCU(181)로 전달되어 피스톤(1440)의 다단 구동 여부를 결정하게 된다. MCU(181)에서 결정한 값은 솔레노이드 밸브 제어부(184)로 전달되어 솔레노이드 밸브(1470)의 ON/OFF 여부 또는 ON/OFF 상태 변환 시간 등을 제어하여 피스톤(1440)의 다단 구동을 제어할 수 있다.

또한, 통신부(183)를 통해서 근접센서(2202,2204,2206,3202)의 신호를 유선 또는 무선으로 전달 받을 수 있다. 무선 통신 방식은 공지의 무선 통신 방식이 모두 이용될 수 있다.

도 12에는 도 8의 경우와 같이 단일의 근접센서(3202)를 이용하는 경우에 피스톤(1440)의 구동을 제어하는 방법이 도시되어 있다. 도 12를 참조하면, 우선 피스톤(1440)이 하강하는 것을 근접센서(3202)가 감지하게 된다(S110). 피스톤(1440)이 하강하게 되면 후방 대경부(1442)에 의해 근접센서(3202)의 ON 신호가 콘트롤러(180)에 입력된다(S120). 콘트롤러(180)는 근접센서(3202)의 ON 신호의 폭을 계산한다(S130). 이러한 계산에 의해서 근접센서(3202)의 ON 상태가 지속된 시간을 알 수 있고, 지속 시간의 길이를 판별하여 암반 즉, 타격대상물의 강도를 판단하게 된다(S140). 타격대상물의 강도 판단 결과에 따라 콘트롤러(180)는 솔레노이드 밸브(1470)의 ON 시점을 계산하게 된다(S150). 즉, 타격대상물이 경암이면 솔레노이드 밸브(1470)를 OFF 상태로 유지하지만, 중암 또는 연암인 경우에는 솔레노이드 밸브(1470)를 ON하게 되는데 각 경우에 따라 솔레노이드 밸브(1470)의 ON 시점을 다르게 결정하게 된다.

솔레노이드 밸브(1470)의 ON 시점을 계산한 후에는 타격대상물의 강도에 따른 스트로크로 타격하기 위해서 피스톤(1440)을 상승시키게 된다(S160). 콘트롤러(180)는 피스톤(1440)이 상승하는 중에 타격대상물의 강도에 따라 솔레노이드 밸브(1470)를 ON시키게 된다(S170). 솔레노이드 밸브(1470)를 ON시키는 과정은 도 7에 도시된 바와 같다. 솔레노이드 밸브(1470)의 ON과 함께 메인 밸브(1460)의 방향을 전환하여 피스톤(1440)의 상승 또는 하강을 제어하게 된다(S180). 최종적으로 타격 스트로크까지 피스톤(1440)이 상승한 후에는 피스톤(1440)은 하강하면서 타격대상물을 타격하게 된다(S190).

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 건설 장비 120: 캐리어
121: 주행체 122: 회전체
123: 연결 부재 124: 캐빈
140: 커플러 160: 유압 소스
160a: 유압 탱크 2202,2204,2206,3202: 근접 센서
180: 콘트롤러 1000: 지능형 유압 브레이커
1200: 마운팅 브라켓 1402: 장 볼트
1410: 하우징 1420: 헤드 캡
1430: 실린더 1431: 프론트 챔버
1433: 후진 포트 1433a: 후진 라인
1432: 리어 챔버 1434: 전진 포트
1434a: 전진 라인 1435: 롱 스트로크 포트
1435a: 롱 스트로크 라인 1436: 숏 스트로크 포트
1436a: 숏 스트로크 라인 1440: 피스톤
1442: 전방 대경부 1442a: 단차면
1444: 후방 대경부 1444a: 단차면
1446: 소경부 1450: 프론트 헤드
1460: 메인 밸브 1462: 후진 작용면
1462a: 후진 제어 라인 1464: 전진 작용면
1464a: 전진제어 라인 1460-1: 후진 위치
1460-2: 전진 위치 1470: 솔레노이드 밸브
1470-1: 롱 스트로크 위치 1470-2: 숏 스트로크 위치
1600: 치즐

Claims (13)

1. 유압이 공급되는 실린더;
   상기 실린더 내에 수용되며, 유압에 의해 전진 또는 후진하는 피스톤;
   상기 피스톤에 의해 타격되도록 상기 피스톤의 전방에 위치하며, 일단은 상기 실린더의 내부에 위치하고 타단은 상기 실린더의 전방단에서 노출된 상태로 위치하는 치즐;
   상기 실린더에 형성된 롱 스트로크 포트 및 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하여 상기 피스톤의 전진 또는 후진을 제어하는 메인 밸브;
   상기 실린더에 형성되어 상기 실린더 내에서 상기 피스톤의 위치를 감지하는 센서;
   상기 메인 밸브와 유압이 연결되며, 상기 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브; 및
   전달받은 상기 센서의 센싱값에 기초하여 상기 솔레노이드 밸브에 제어신호를 전달하는 콘트롤러;를 포함하며,
   상기 콘트롤러는 상기 센서가 상기 피스톤의 하사점을 감지한 센싱값에 기초하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하고,
   상기 센서는, 상기 피스톤의 전단이 상기 치즐을 타격하여 상기 치즐이 타격대상물을 관통하여 진행할 때 상기 피스톤이 움직이는 스트로크 거리 내에 위치하도록 상기 실린더에 형성되되 상기 롱 스트로크 포트와 상기 숏 스트로크 포트 사이에 순서대로 마련되는 복수개의 근접센서이며,
   상기 근접센서 중 어느 하나는 상대적으로 상기 롱 스트로크 포트와 가장 가까이에 마련되고 다른 하나는 상대적으로 상기 숏 스트로크 포트와 가장 가까이에 마련되며 나머지는 상기 롱 스트로크 포트와 가장 가까이에 마련된 근접센서와 상기 숏 스트로크 포트와 가장 가까이에 마련된 근접센서 사이에 마련되고,
   상기 콘트롤러는, 상기 피스톤이 하강하여 상기 치즐과 맞닿은 상태에서 상기 치즐이 최초로 타격대상물을 뚫고 들어갈 때 복수개의 상기 근접센서 중 어떤 위치의 근접센서가 ON 되는지 여부에 따라 타격대상물의 상태 또는 단단한 정도를 판단하고, 상기 피스톤이 상승한 후 필요한 상기 피스톤의 하강 스트로크 크기에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 ON 또는 OFF시키며, 타격대상물이 경암이 아닌 경우에 상기 솔레노이드 밸브를 ON시키는, 지능형 유압 브레이커.
   
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4. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 근접센서 중 상기 롱 스트로크 포트와 가장 가까이에 마련되는 근접센서는 타격대상물 중 경암 감지하고, 상기 숏 스트로크 포트와 가장 가까이에 마련되는 근접센서는 타격대상물 중 연암을 감지하며, 나머지 근접센서는 타격대상물 중 중암을 감지하는, 지능형 유압 브레이커.
   
5. 유압이 공급되는 실린더;
   상기 실린더 내에 수용되며, 유압에 의해 전진 또는 후진하는 피스톤;
   상기 피스톤에 의해 타격되도록 상기 피스톤의 전방에 위치하며, 일단은 상기 실린더의 내부에 위치하고 타단은 상기 실린더의 전방단에서 노출된 상태로 위치하는 치즐;
   상기 실린더에 형성된 롱 스트로크 포트 및 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하여 상기 피스톤의 전진 또는 후진을 제어하는 메인 밸브;
   상기 실린더에 형성되어 상기 실린더 내에서 상기 피스톤의 위치를 감지하는 센서;
   상기 메인 밸브와 유압이 연결되며, 상기 숏 스트로크 포트에 연결되는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브; 및
   전달받은 상기 센서의 센싱값에 기초하여 상기 솔레노이드 밸브에 제어신호를 전달하는 콘트롤러;를 포함하며,
   상기 콘트롤러는 상기 센서가 상기 피스톤의 하사점을 감지한 센싱값에 기초하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하고,
   상기 센서는, 상기 피스톤의 전단이 상기 치즐을 타격하여 상기 치즐이 타격대상물을 관통하여 진행할 때 상기 피스톤이 움직이는 스트로크 거리 내에 위치하도록 상기 실린더에 형성되는 단일의 근접센서이며,
   상기 근접센서가 상기 피스톤의 대경부를 감지한 센싱값이 지속된 시간에 기초하여 상기 콘트롤러는 타격대상물의 상태 또는 타격조건을 판단하는, 지능형 유압 브레이커.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 근접센서는, 상기 피스톤이 상기 치즐에 맞닿은 상태에서 상기 피스톤의 대경부 중에서 상기 피스톤의 전방단에 인접한 대경부의 하단 모서리 일측에 위치하도록 상기 실린더에 형성되는, 지능형 유압 브레이커.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 콘트롤러는, 상기 근접센서의 ON 또는 OFF 상태의 지속시간으로부터 타격대상물의 상태 또는 타격조건을 판단하며,
   지속시간이 가장 길면 연암, 가장 짧으면 경암, 지속시간이 중간이면 중암으로 판단하는, 지능형 유압 브레이커.
   
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9. 제1항에 있어서,
   상기 콘트롤러는,
   타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 상기 솔레노이드 밸브의 ON/OFF 상태 또는 지속시간을 조절하여 상기 피스톤의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어하는, 지능형 유압 브레이커.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 상기 솔레노이드 밸브의 ON/OFF 상태와 상기 메인 밸브의 ON/OFF 상태를 조합하여 상기 피스톤의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어하는, 지능형 유압 브레이커.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    타격대상물이 경암이 아닌 경우에, 상기 솔레노이드 밸브의 ON/OFF 상태의 변환 속도 또는 빈도를 조절하여 상기 피스톤의 하강시 스트로크 크기를 다단으로 제어하는, 지능형 유압 브레이커.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    상기 피스톤이 상기 치즐을 타격하면서 하강하는 경우에 상기 피스톤의 하강에 소요되는 시간이 상승에 소요되는 시간 보다 짧도록 제어하는, 지능형 유압 브레이커.
    
13. 제1항, 제4항 내지 제7항 및 제9항 내지 제12항 중 어느 하나에 따른 지능형 유압 브레이커; 및
    상기 지능형 유압 브레이커가 장착되는 굴삭기를 포함하는, 건설 장비.

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