KR20040095120A - 유압타격장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압타격장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시일의 파손과 하부유압실로부터의 누유를 방지할 수 있는 유압타격장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더와, 실린더 상부의 가스실과, 실린더 하부의 헤드부와, 상단부와 하단부 각각이 가스실과 헤드부에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 피스톤을 상하로 운동시키기 위하여 유체가 유압실로 유출입되도록 유압실 각각에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 유압실에 연결된 유로를 전환하여 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 헤드부에 수용되어 피스톤의 하부에 설치된 치즐과, 제1귀환유로를 통해 저압부로 연결되고 고압실 하부에서 상기 실린더의 내면에 환형으로 형성된 제1귀환포트와, 제1귀환포트 하부에 설치된 복수의 제1시일을 포함하는 유압타격장치에 있어서, 상기 제1귀환유로상에 설치되고, 상기 제1귀환포트에서의 압력이 상기 저압부의 압력보다 높은 경우에 개방되는 제1체크밸브를 더 포함하는 특징으로 한다.

Description

유압타격장치{HYDRAULIC PERCUSSION DEVICE}

본 발명은 유압타격장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시일의 파손과 하부유압실로부터의 누유가 방지되는 유압타격장치에 관한 것이다.

유압타격장치는 셔블과 같은 건설기계의 암 선단에 장착되어 쇄석작업이나 착굴작업 등에서 바위 등을 파쇄하거나 바위 등에 구멍을 뚫거나 또는 파일을 박는데 사용된다. 상기와 같은 유압타격장치로는 그 용도나 기능에 따라 유압브레이커, 유압드리프터, 유압햄머 등으로 불린다.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 유압타격장치의 일실시예와 그 작동을 도시한 사시도이다.

도면에 도시된 실시예를 참조하면, 유압타격장치는 실린더(11a)와, 가스실(16)과, 헤드부(11b)와, 피스톤(12)과, 복수의 유압실(17,18,19)과, 유로(17',18',18a',19')와, 주제어밸브(14), 및 치즐(13)을 포함하며, 이들은 몸체(11)에 일체로 형성되거나 상기 몸체(11)에 설치된다.

상기 실린더(11a)는 몸체(11) 내부에 형성된다.

상기 가스실(16)은 상기 실린더(11a)의 상부에 형성되며, 그 내부에 상기 피스톤(12)의 상단부가 수용된다. 상기 가스실(16)의 내부에는 질소(N₂)와 같은 압축성 가스가 채워진다. 상기 가스실(16) 내부에 채워진 가스는 상기 피스톤(12)의 상승시 압축되어 상기 피스톤(12)의 가스수압면(12a)에 압력을 가함으로써 상기 피스톤(12)의 상승을 완충시킨다. 또한, 상기 피스톤(12)의 하강시 팽창하여 상기 피스톤(12)의 가스수압면(12a)에 압력을 가함으로써 상기 피스톤(12)을 하방으로 가속시킨다.

상기 헤드부(11b)는 상기 실린더(11a)의 하부에 상기 실린더(11a)와 동축인 관통구멍(21,22)을 갖도록 형성된다. 상기 헤드부(11b)의 상기 관통구멍(21,22)에는 상기 피스톤(12)의 하단부 및 상기 치즐(13)의 상단부가 수용된다.

상기 피스톤(12)은 상단부는 상기 가스실(16)의 내부에 수용되고 하단부는 상기 헤드부(11b)의 관통구멍 상부 입구(22)에 수용되어 상기 실린더(11a)의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된다.

상기 유압실(17,18,19)은 상기 실린더(11a)와 상기 피스톤(12)에 의해 분할되어 형성되고 적어도 상부의 피스톤반전유압실(17)과 하부의 고압실(19)을 포함하도록 복수개가 형성된다. 상기와 같은 복수의 유압실(17,18,19)은 외주면이 다단의 외경부를 갖도록 형성된 피스톤(12)을 대경부 외면은 상기 실린더(11a) 내면과 밀착되고 소경부 외면은 상기 실린더(11a)의 내면과 이격되도록 상기 실린더(11a)에 삽입 설치함으로써 상기 실린더(11a)와 상기 피스톤(12) 사이에 형성된다. 도면에는 상기 피스톤반전유압실(17)과 상기 고압실(19) 사이에 저압실(18)이 형성되어 3개의 유압실을 갖는 일반적인 실시예가 도시되어 있다. 상기 피스톤반전유압실(17)과 상기 고압실(19) 각각은 상기 피스톤(12)을 상방 및 하방으로 가속시키기 위한 압력을 갖는 유체가 유출입되는 유압실이며, 상기 저압실(18)은 상기 피스톤(12)의 상하운동을 반전시키기 위하여 유로를 전환시키는 상기 주제어밸브(14)를 작동시키기 위한 유체가 유출입되는 유압실에 해당된다. 특히, 상기 저압실(18)은 상기 주제어밸브(14)의 구조를 변경시키거나 별도의 보조밸브(도면에 미도시)를 사용함으로써 생략되어 질 수 있다. 다만, 이하에서는 유압타격장치의 구조 및 작동을 3개의 유압실을 갖는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하기로 한다. 상기 피스톤(12)은 상기 피스톤반전유압실(17)의 내부로 노출되어 상기 피스톤반전유압실(17)의 내부로 유출입되는 유체에 의해 하방으로 압력을 받는 수압면(12b)을 갖는다. 또한, 상기 피스톤(12)은 상기 고압실(19)의 내부로 노출되어 상기 고압실(19)의 내부로 유출입되는 유체에 의해 상방으로 압력을 받는 수압면(12c)를 갖는다.

상기 유로(17',18',18a',19')는 상기 피스톤(12)의 수압면(12b,12c)에 압력을 가하여 상기 피스톤(12)을 상하로 운동시키기 위한 유체 및 상기 주제어밸브(12)를 작동시켜 상기 피스톤(12)의 운동을 반전시키기 위한 유체가 상기 유압실(17,18,19)로 유출입되도록 상기 유압실(17,18,19)에 연결된다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤반전유압실(17)에는 고압의 유체를 공급하는 고압부(15a)와 저압의 유체가 유출되는 저압부(15b)로의 연결을 상호 전환시키는 상기주제어밸브(14)가 설치된 유로(17')가 연결되어 그 내부는 고압 또는 저압이 형성된다. 또한, 상기 고압실(19)에는 고압부(15a)에 연결된 유로(19')가 연결되어 그 내부는 항상 고압이 형성되며, 상기 저압실(18)에는 저압부(15b)로 연결된 유로(18')가 연결되어 그 내부는 항상 저압이 형성된다. 한편, 상기 저압실(18)에 연결된 유로(18') 입구와 상기 고압실(19)에 연결된 유로(19') 입구 사이에 파일럿포트(18a)가 형성되며, 이는 유로(18a')를 통해 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부(14d)에 연결된다. 상기 파일럿포트(18a)는 상하로 왕복운동하는 상기 피스톤(12)의 위치에 따라 저압실(18)로 연결되거나 고압실(19)로 연결된다. 즉, 상기 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)이 상승하면 상기 고압실(19)로 연결되고, 상기 피스톤(12)이 하강하면 저압실(18)로 연결된다. 이에 따라, 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부(14d)에는 저압 또는 고압의 유체가 상기 피스톤(12)의 상하 왕복운동과 연동되어 공급되고, 이에 따라 상기 주제어밸브(14)는 작동되어 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')의 고압부(15a) 또는 저압부(15b)로의 연결을 전환시킨다.

상기 주제어밸브(14)는 상기 피스톤(12)의 왕복운동과 연동되어 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 고압부(15a)와 저압부(15b) 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 것으로, 다양한 형태의 파일럿 밸브(Pilot Valve)가 주로 사용된다. 도면은 상기 주제어밸브(14)를 기호로 개념적으로 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 주제어밸브(14)는 도 1a 및 도 1b와 같이 제1전환위치(14a)로 전환된 상태에서 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 저압부(15b)로 연결시키며, 도 1c 및 도 1d에서와 같이 제2전환위치(14b)로 전환된 상태에서 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 상기 고압부(15a)로 연결시킨다. 상기와 같은 주제어밸브(14)의 전환은 상기 피스톤(12)의 위치에 따라 저압 또는 고압의 유체가 상기 유로(18a')에 연결된 신호수용부(14d)로 유출입됨으로써 이루어진다. 도면을 참조하여 이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 주제어밸브(14)는 가압부(14c)와 이에 대향하는 상기 신호수용부(14d)를 갖는다. 상기 가압부(14c)는 상기 주제어밸브(14)가 제1전환위치(14a)의 상태로 유지시키기 위한 힘을 받는 부분으로서, 상기 힘은 스프링에 의한 탄발력이나 유체의 압력 등에 의해 형성된다. 도면에는 상기 가압부(14c)가 고압부(15a)로 연결되어 상기 가압부(14c)에 고압의 유압에 의한 힘이 가해진 실시예가 도시되어 있다. 상기 주제어밸브(14)는 상기 피스톤(12)이 하강하여 상기 신호수용부(14d)에 저압이 걸림면 그 저압에 의해 상기 신호수용부(14d)에 작용되는 힘의 크기가 상기 가압부(14c)에 작용되는 힘보다 작도록 되어 있어 제1전환위치(14a)로 전환된 상태를 유지하며, 상기 피스톤(12)가 상승하여 상기 신호수용부(14d)에 고압이 걸리면 그 고압에 의해 상기 신호수용부(14d)에 작용되는 힘의 크기가 상기 가압부(14c)에 작용되는 힘보다 크도록 되어 있어 상기 제2전환위치(14b)로 전환된다. 상기와 같은 주제어밸브(14)의 작동은 상기 신호수용부(14d)가 상기 가압부(14c)보다 넓은 수압면을 갖는 파일럿밸브로 간단히 구현된다. 따라서, 상기 신호수용부(14d)가 연결된 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)의 위치에 따라 저압실(18) 또는 고압실(19)로 연결되기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 상기 피스톤(14)의 왕복운동과 연동되어전환위치를 전환하도록 동작한다.

상기 치즐(13)은 상단부가 하강된 피스톤(12)의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물(1)을 파쇄하거나 피파쇄물(1)에 구멍을 뚫도록 상단부가 상기 헤드부(11b)의 관통구멍 하측 입구(21)에 수용되어 상기 피스톤(12)의 하부에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 치즐(13)은 일측에 형성된 치즐핀수용부(13a)가 상기 헤드부(11b)에 설치된 치즐핀(21a)에 걸려 상하로 일정한 범위내에서만 이동된다. 상기 치즐(13)은 하단부 선단이 암석과 같은 피파쇄물(1)에 맞닿아 가압된 상태에서 상기 피스톤(12)이 하강하여 상기 피스톤(12)의 타격면(12d)이 그 상단부를 타격하면 그 충격력으로 상기 피파쇄물(1)을 파쇄하게 된다. 또한, 상기 치즐(13)은 상기 피스톤(12)의 타격을 받으면서 회전할 수 있도록 설치되어 상기 피파쇄물(1)에 구멍을 뚫게 된다.

도 1a 내지 도 1d를 참조하여 상기 유압타격장치의 작동을 설명하기로 한다. 도 1a는 피스톤(12)이 상기 치즐(13)을 타격하고 상승하기 시작하는 순간, 즉 상기 피스톤(12)이 하사점에 도달된 순간을 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 파일럿포트(18a)는 저압실(18)과 연결되어 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부(14d)에는 저압이 작용되기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 제1전환위치(14a)로 전환된다. 이에 따라, 상기 피스톤반전유압실(17)은 저압부(15b)로 연결되고, 상기 고압실(19)은 고압부(15a)로 연결되어 상기 고압실(19)에는 고압이 작용되고 상기 피스톤반전유압실(17)에는 저압이 작용되어 상기 피스톤(12)은 상승하기 시작한다.

도 1b는 피스톤(12)이 상승하고 있는 상태를 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤(12)의 상승중에는 상기 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)에 의해 닫힌 상태이기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 제1전환위치(14a)의 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 피스톤(12)의 상승은 계속 유지된다. 이때, 상기 가스실(16)의 가스는 압축되어 상기 피스톤(12)의 상승을 완충시킨다.

도 1c는 피스톤(12)의 상승이 완료되어 상기 피스톤(12)이 하강하기 시작하는 순간, 즉 상기 피스톤(12)이 상사점에 도달된 순간을 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤(12)이 상승하여 상기 파일럿포트(18a)가 고압실(19)로 연결되어 상기 주제어밸브(14)의 신호수용부(14d)에는 고압이 작용되기 때문에 상기 주제어밸브(14)는 제2전환위치(14b)로 전환된다. 이에 따라, 상기 피스톤반전유압실(17)은 고압부(15a)로 연결되어 그 내부에 고압이 작용된다. 그런데, 상기 피스톤반전유압실(17)로 노출된 하방수압면(12b)의 넓이는 상기 고압실(19)로 노출된 상방수압면(12c)의 넓이보다 크기 때문에 상기 피스톤(12)은 하방으로 힘을 받아 가속된다. 이때, 상기 가스실(16)의 압축된 가스는 팽창되면서 상기 피스톤(12)의 가스수압면(12a)에 압력을 가해 상기 피스톤(12)을 더욱 가속시킨다.

도 1d는 피스톤(12)이 하강하고 있는 상태를 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 피스톤(12)의 하강중에는 상기 파일럿포트(18a)는 상기 피스톤(12)에 의해 닫힌 상태이기 때문에 상기 주제어밸브(14)의 제2전환위치(14b)는 계속 유지되며, 상기 피스톤(12)은 하강을 계속하게 된다.

한편, 상기 피스톤반전유압실(17)과 고압실(19)에는 고압의 유체가 공급된다. 또한, 상기 피스톤(12)은 상기 피스톤(12)이 상승하여 상기 파일럿포트(18a)가 고압실(19)로 연결되는 순간 및 상기 피스톤(12)이 하강하여 상기 파일럿포트(18a)가 저압실(18)로 연결되는 순간에 상기 피스톤(12)의 관성력때문에 곧바로 정지하여 그 운동이 반전되지 못하고 일정 정도 오버슈팅(Overshooting)된다. 따라서, 상기 피스톤반전유압실(17)과 고압실(19)에는 고압의 유체 유입과 오버슈팅(Overshooting)에 의한 유체의 압축으로 고압이 형성되기 때문에 상기 피스톤반전유압실(17)로부터 상기 가스실(16) 및 상기 고압실(19)로부터 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(22)으로 유체가 누설된다. 이러한, 누유는 작업이 온도가 높은 지역에서 이루어지거나 반복작업으로 인하여 유체의 온도가 올라가 유체의 점도가 떨어지는 경우에 심각한 문제를 초래하게 된다. 상기와 같은 누유를 방지하기 위하여 상기 피스톤반전유압실(17)과 상기 가스실(16) 사이 및 상기 고압실(19)과 상기 헤드부(11b) 사이에 그 사이에서 서로 맞닿는 상기 실린더(11a)의 내면과 상기 피스톤(12)의 외면사이를 밀봉시키기 위한 밀봉수단이 도면과 같이 설치된다. 상술한 바와 같이 상기 피스톤반전유압실(17) 및 상기 고압실(18)에는 고압이 작용되기 때문에 상기 밀봉수단으로는 고압의 밀봉에 적합한 시일(23,25)이 설치된다.

그런데, 상기 피스톤(12)의 하강은 상기 피스톤반전유압실(17)로 유입된 고압의 유압과 상기 가스실(16)의 가스압에 의해 큰 속도로 가속되기 때문에 공타와 같이 상기 치즐(13)이 하강된 경우에는 상기 피스톤(12)은 상기 고압실(19)에 연결된 유로(19')의 입구를 지나쳐 상기 입구(19')를 막으면서 상기 타격면(12d)이 상기 치즐(13)의 상단면을 타격할 때까지 오버슈팅되며, 이에 따라 상기 고압실(19)에는 순간적으로 극초고압이 발생된다. 상기 극초고압은 상기 고압부(15a)로부터 상기 고압실(19)로 유입되는 유체 압력보다 매우 크다. 따라서, 상기 피스톤(12)의 하강운동시의 오버슈팅으로 상기 고압실(19)로부터의 유체 누설이 많이 이루어지게 된다. 또한, 상기 고압실(19)로부터의 누유는 매우 높은 압력을 갖기 때문에 상기 고압실(19)의 하부에 설치된 시일(25)이 쉽게 파손된다.

상기와 같은 문제점은 상기 고압실(19) 하부에서 상기 피스톤(12)의 외면과 맞닿는 상기 실린더(11a)의 내면에 환형의 귀환포트(24)를 형성하고, 이를 귀환유로(24')를 통해 저압부(15b)로 연결시킴으로써 어느 정도 해소된다. 즉, 상기 귀환포트(24)는 상기 저압부(15b)로 연결되기 때문에 상기 귀환포트(24)의 하부에 설치된 상기 시일(25)에는 상기 고압실(19)에 순간적으로 형성된 고압이 직접적으로 가해지지 않게 된다. 또한, 상기 고압실(19)로부터의 누유는 상기 귀환포트(24)에 모여 귀환유로(24')를 통하여 저압부(15b)로 귀환된다.

그런데, 상기 저압부(15b)는 급격히 차단되고 개방되는 주제어밸브(14)나 파일럿포트(18a)에 연결되어 있다. 예를 들어 주제어밸브(14)의 급격한 차단과 개방은 상기 저압부(15b)에 높은 피크압을 갖는 충격파를 발생시킨다. 그리고, 상기 피크압은 상기 저압부(15b)에 연결된 상기 귀환포트(24)로 전달되어 결국 상기 귀환포트(24)의 하부에 설치된 시일(25)를 파손시킨다. 즉, 저압부(15b)로 연결된 귀환포트(24)의 형성으로 종래의 유압타격장치는 상기 시일(25)이 상기 고압실(19)로부터의 누유 압력을 직접적으로 받지 않게 되지만 상기 귀환포트(24)로 전달된 충격파의 피크압을 받게 되어 쉽게 파손되는 문제점을 여전히 갖는다.

또한, 종래의 유압타격장치는 상기 고압실(19)로부터 누설되는 유체가 상기 저압부(15b)로 귀환되지만 상기 고압실(19)로부터 상기 저압부(15b)로 누설되어 귀환되는 유체는 여전히 동력손실이 되는 단점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상기 귀환포트와 상기 저압부를 연결시키는 귀환유로에 체크밸브를 설치함으로써 상기 고압실로부터의 누설된 유체를 상기 귀환포트에서 저압부로 귀환시키지만 상기 귀환포트로는 충격파에 의한 피크압이 전달되지 않도록 함으로써 상기 귀환포트 하부에 설치된 시일의 파손을 방지할 수 있는 유압타격장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 고압실과 상기 귀환포트 사이에 고압부로 연결된 새로운 귀환포트를 형성시키고 상기 귀환포트와 상기 새로운 귀환포트 사이에 시일을 설치함으로써 동력손실이되는 고압실로부터 저압부로의 누유를 감소시킬 수 있는 유압타격장치를 제공하는 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 유압타격장치의 일실시예 및 그 작동을 개념적으로 도시한 단면도

도 2는 본 발명에 따른 유압타격장치의 일실시예를 도시한 단면도

도 3은 본 발명에 따른 유압타격장치의 일실시예에서 제1체크밸브로 사용되는 포펫밸브의 일실시예를 도시한 단면도

도 4는 본 발명에 따른 유압타격장치의 일실시예에서 제2체크밸브로 사용되는 포펫밸브의 일실시예를 도시한 단면도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

11 몸체 11a 실린더

11b 헤드부 12 피스톤

12b,12c 수압면 13 치즐

14 주제어밸브 15a 고압부

15b 저압부 16 가스실

17 피스톤반전유압실 18 저압실

18a 파일럿포트 19 고압실

17',18',18a',19' 유로 23,25,27 시일

24,26 귀환포트 24',26' 귀환유로

30,40 체크밸브 31,41 포펫실린더

31a,41a 시트 32,42 포펫

32a,32a 시트부 33,43 스프링

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐과, 제1귀환유로를 통해 저압부로 연결되고 상기 고압실 하부에서 상기 피스톤의 외면과 맞닿는 상기 실린더의 내면에 환형으로 형성된 제1귀환포트와, 상기 제1귀환포트 하부에 설치된 복수의 제1시일을 포함하는 유압타격장치에 있어서, 상기 제1귀환유로상에 설치되며, 상기 고압실로부터 누설된 유체의 상기 제1귀환포트에서의 압력이 상기 저압부의 압력보다 높은 경우에 개방되는 제1체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1체크밸브는 상기 고압실로부터 상기 제1귀환포트로 누설된 유체에 의해 상기 제1귀환포트에 작용하는 압력이 상기 저압부의 유체 압력보다 높아지는 경우에만 개방된다. 이에 따라, 상기 고압실로부터 상기 제1귀환포트로 누설된 유체는 상기 제1귀환포트로부터 저압부로 귀한되고, 상기 제1귀환포트의 압력은 떨어져 상기 제1시일은 상기 고압실에 형성된 고압을 직접 받지 한게 된다. 또한, 주제어밸브나 파일럿포트의 급작스럽게 개폐됨으로써 발생되어 저압부가 연결된 유로를 통해 전달되는 충격파에 의한 피크압은 상기 제1귀한포트에서의 압력보다 크기 때문에 상기 제1체크밸브는 닫힌 상태를 유지된다. 이에 따라, 상기 피크압은 상기 저압부로부터 제1귀환포트를 통하여 상기 제1시일에 직접적으로 전달되지 않게 된다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는, 상기 제1체크밸브는, 양측 입구 각각이 상기 저압부와 상기 제1귀환포트 각각으로 이어지도록 상기 제1귀환유로상에 설치되고, 상기 제1귀환포트로 이어진 입구에 시트가 형성된 포펫실린더와, 일단부에 시트부가 형성되고, 상기 시트부가 상기 시트에 대향하여 왕복운동이 가능하도록 상기 포펫실린더 내부에 설치된 포펫과, 상기 시트부가 상기 시트에 밀착되는 방향으로 상기 포펫에 탄발력을 가하기 위하여 일단은 상기 포펫에 지지되고 타단은 상기 포펫실린더 내면에 지지된 스프링을 포함하는 포펫밸브인 것을 특징으로 한다.

상기 포펫밸브는 유압타격장치의 몸체 내부에 용이하게 설치될 뿐만 아니라, 상기 몸체에 가해지는 강한 충격이 가해지더라도 잘 파손되지 않고 안정되게 동작한다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는, 제2귀환유로를 통해 고압부로 연결되고, 상기 고압실과 상기 제1귀환포트 사이에서 상기 피스톤의 외면과 맞닿는 상기 실린더의 내면에 환형으로 형성된 제2귀환포트와, 상기 제2귀환유로상에 설치되며, 상기 고압실로부터 누설된 유체의 상기 제2귀환포트에서의 압력이 상기 고압부의 압력보다 높은 경우에 개방되는 제2체크밸브와, 상기 제2귀환포트와 상기 제1귀환포트 사이에 설치된 제2시일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1귀환포트와 제2귀환포트는 순차적으로 고압부와 저압부로 연결되기 때문에 상기 고압실로부터의 누유는 순차적으로 강압되면서 상기 고압부와 저압부로 귀환된다. 한편, 상기 제1귀환포트와 상기 제2귀환포트 사이에 제2시일이 설치되기 때문에 상기 고압실로부터 누설된 유체는 대부분 제2귀환포트와 제2귀환유로를 통해 고압부로 귀환된다. 그런데, 상기 고압부로 귀환된 유체는 고압을 유지하고 있기 때문에 저압부로 귀환된 유체와는 달리 압력을 높이기 위한 동력을 적게 소모하게 된다. 특히, 상기 제2귀환포트는 고압부와 연결되기 때문에 상기 제2귀환포트와 상기 제1귀환포트 사이의 압력차는 고압부와 저압부 사이의 압력차에 준하는 압력차가 된다. 따라서, 상기 제1귀환포트와 상기 제2귀환포트 사이에 설치된 제2시일에는 상기 고압실에 순간적으로 발생되는 극초고압이 걸리지 않고 일반적인 사용조건에 따른 압력이 걸리기 때문에 그 파손의 위험성은 현저히 감소된다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는, 상기 제2체크밸브는, 양측 입구 각각이 상기 제2귀환포트와 상기 고압부 각각으로 이어지도록 상기 제2귀환유로상에 설치되고, 상기 제2귀환포트로 이어진 입구에 시트가 형성된 포펫실린더와, 일단부에 시트부가 형성되고, 상기 시트부가 상기 시트에 대향하여 왕복운동이 가능하게 상기 포펫실린더 내부에 설치된 포펫과, 상기 시트부가 상기 시트에 밀착되는 방향으로 상기 포펫에 탄발력을 가하기 위하여 일단은 상기 포펫에 지지되고 타단은 상기 포펫실린더 내면에 지지된 스프링을 포함하는 포펫밸브인 것을 특징으로 한다.

상기 포펫밸브는 유압타격장치의 몸체 내부에 용이하게 설치될 뿐만 아니라, 상기 몸체에 가해지는 강한 충격이 가해지더라도 잘 파손되지 않고 안정되게 동작한다.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 유압타격장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유압타격장치를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 유압타격장치는 종래의 유압타격장치가 갖는 구성의 전부 또는 일부를 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 유압타격장치는, 실린더(11a)와, 상기 실린더(11a)의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실(16)과, 상기 실린더(11a)의 하부에 상기 실린더(11a)와 동축인 관통구멍(21,22)을 갖도록 형성된 헤드부(11b)와, 상단부는 상기 가스실(16)에 수용되고 하단부는 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(22)에 수용되어 상기 실린더(11a)의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤(12)과, 상기 실린더(11a)와 상기 피스톤에 의해 적어도 피스톤반전유압실(17)과 하부의 고압실(19)을 갖도록 형성된 복수의 유압실(17,18,19)과, 상기 피스톤(12)을 상하로 운동시키기 위하여 상기 피스톤의 수압면(12b,12c)에 압력을 가하는 유체가 상기 유압실(17,18,19)로 유출입되도록 상기 유압실(17,18,19) 각각에 연결된 복수의 유로(17',18',18a',19')와, 상기 피스톤(11)의 왕복운동과 연동되어 상기 피스톤반전유압실(17)에 연결된 유로(17')를 저압부(15b)와 고압부(15a) 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브(14)와, 상단부가 하강된 피스톤(11a)의 하단부에 의해 타격되어 하단부 선단이 피파쇄물(1)을 파쇄하도록 상단부가 상기 헤드부(11b)의 관통구멍(21)에 수용되어 상기 피스톤(11a)의 하부에 설치된 치즐(13)을 포함하며, 이들은 전술한 종래의 유압타격장치와 대동소이한 구조이다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 특징만을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 상기 제1귀환유로(24')상에 설치된 제1체크밸브(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1체크밸브(30)는 상기 고압실(19)로부터 누설된 유체에 의해 상기 제1귀환포트(24)에 작용하는 압력이 상기 저압부(15b)의 압력보다 높아진 경우에만 개방된다. 이에 따라, 상기 누유는 상기 제1귀환포트(24)로부터 저압부(15b)로 귀환된다. 즉, 상기 제1체크밸브(30)는 상기 고압실(19)로부터 누설된 유체에 의해 상기 제1귀환포트(24)에 작용하는 압력이 상기 저압부(15b)의 유체 압력보다 높은 경우에는 누유가 상기 제1귀환포트(24)로부터 저압부(15b)로 귀한되도록 개방되지만, 주제어밸브(14) 또는 파일럿포트(18a)의 개폐로 저압부(15b)에 발생되어 상기 저압부(15b)의 압력이 상기 제1귀환포트(24)에서의 압력보다 높은 경우에는 상기 피크압이 상기 저압부(15b)에 연결된 유로(24')와 제1귀환포트(24)를 통하여 상기 제1시일(25)에 전달되지 않도록 폐쇄된다. 이에 따라, 상기 제1시일(25)에는 높은 압력이 걸리지 않게 되어 제1시일(25)의 파손 위험성은 적어지게 된다.

한편, 일반적으로 상기 유압타격장치는 강한 충격을 받기 때문에 강한 내구성이 확보되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유압타격장치에 형성되거나 설치되는 구성은 몸체(11)에 용이하게 형성되거나 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 도 3에는 상기 체크밸브(30)로 포펫밸브를 사용된 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 포펫밸브는 포펫실린더(31)와, 포펫(32), 및 스프링(33)을 포함한다.

상기 포펫실린더(31)는 양측 입구 각각이 상기 저압부(15b)와 상기 제1귀환포트(24) 각각으로 이어지도록 상기 제1귀환유로(24')상에 설치되고, 상기 제1귀환포트(24)로 이어진 입구에 시트(31a)가 형성된다.

상기 포펫(32)은 일단부에 시트부(32a)가 형성되고, 상기 시트부(32a)가 상기 시트(31a)에 대향하여 왕복운동이 가능하도록 상기 포펫실린더 내부에 설치된다. 도면에는 상기 포펫(32)은 외면이 상기 포펫실린더(31)의 내면에 밀착되고 상기 시트부(32a)형성된 일단부와 상기 스프링(33)의 일단부가 지지되는 타단부 사이를 연통시키는 구멍(34)가 형성된 실시예가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 구멍(34)은 상기 시트부(32a)가 상기 시트(31a)로부터 일측 입구로부터 유입된 유체가 타측 입구로 흐르는 유로를 형성하기 위한 것으로, 이는 상기 포펫실린더(31)와 상기 포펫(32)의 접촉면 사이에 형성되거나, 상기 포펫실린더(31)의 벽면에 형성될 수 있을 뿐만 아니라 상기 포펫(32)의 외면과 상기 포펫실린더(31)의 내면 사이의 틈에 의해 형성될 수 있는 것이다.

상기 스프링(33)은 상기 시트부(32a)가 상기 시트(31a)에 밀착되는 방향으로 상기 포펫(31)에 탄발력을 가하기 위하여 일단은 상기 포펫(32)에 지지되고 타단은 상기 저압부(15b)로 연결된 입구쪽의 상기 포펫실린더(31) 내면에 지지된다. 상기 스프링(33)은 상기 고압실(19)로부터 누설된 유체에 의해 상기 제1귀환포트(24)에 작용되는 압력이 상기 저압부(15b)의 유체 압력보다 일정 이상의 압력차로 커져 상기 압력차에 의해 상기 포펫(32)에 가해진 힘이 상기 스프링(33)의 탄발력보다 커지면 압축되고, 상기 시트부(32a)는 상기 시트(31a)로부터 떨어지게 된다. 이에 따라, 상기 포펫밸브는 개방된다.

또한, 본 발명은 제2귀환포트(26)와, 제2체크밸브(40), 및 제2시일(27)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2귀환포트(26)는 제2귀환유로(26')를 통해 고압부(15a)로 연결되고, 상기 고압실(19)과 상기 제1귀환포트(24) 사이에서 상기 피스톤(12)의 외면과 맞닿는 상기 실린더(11a)의 내면에 환형으로 형성된다.

상기 제2체크밸브(40)는 상기 고압실(19)로부터 누설된 유체의해 상기 제2귀환포트(26)에 작용하는 압력이 상기 고압부(15a)의 압력보다 높은 경우에 개방되어 누유가 상기 제2귀환포트(26)로부터 고압부(15a)로 귀환되도록 제2귀환유로(26')상에 설치된다. 상기 체크밸브(40)는 누유의 압력이 떨어져 상기 상기 고압부(15a)의 압력이 상기 제2귀환포트(26)에서의 압력보다 커진 경우에는 닫히기 때문에 유체가 상기 고압부(15a)로부터 역류되어 상기 제1귀환포트(24)로 누설되지 않게 된다.

상기 제2시일(27)은 상기 제2귀환포트(26)로부터 상기 제1귀환포트(24)로의 누유를 방지하기 위한 것으로, 상기 제2귀환포트(26)와 상기 제1귀환포트(24) 사이에 설치된다. 시일은 높은 압력을 받게 되면 파손이 잘 된다. 그런데, 상기 고압부(15a)보다 상기 제2귀환포트(26)에 누유 압력이 높아지면 상기 체크밸브(40)가 개방되기 때문에 상기 제2귀환포트(26)에는 상기 고압부(15a)의 압력보다 약간 높은 압력이 작용된다. 따라서, 상기 제2귀환포트(26)와 상기 제1귀환포트(24) 사이에는 고압부(15a)와 저압부(15b) 사이의 압력차에 준하는 압력차가 발생된다. 즉, 공타시와 같은 경우에 상기 고압실(19)에 순간적으로 발생된 극초고압에 의해 상기고압실(19)로부터 누설되는 유체에 의한 상기 제2귀환포트(26)에 작용하는 압력은 상기 제2체크밸브(40)가 개방됨으로써 상기 고압부(15a)에 작용하는 유체의 압력보다 약간 높은 정도의 압력으로 상기 제2귀환포트(26)에서 강압된다. 따라서, 상기 제2귀환포트(26)와 상기 제1귀환포트(24) 사이에는 일반적인 압력조건이 형성되기 때문에 제2시일(27)을 설치할 수 있게 되며, 상기 제2시일(27)은 저압부(15b)로 귀환되는 누유가 발생되지 않도록 한다. 또한, 상기 제2체크밸브(40)는 고압부(15a)로부터 상기 제2귀환포트(26)으로의 유체 흐름을 차단하기 때문에 상기 고압부(15a)의 고압과 상기 주제어밸브(14) 및 상기 파일럿포트(18a)의 차단에 의해 고압부(15a)에 발생된 충격파에 의한 피크압은 상기 제2시일에 전달되지 않게 된다.

한편, 본 발명은 상기 제2체크밸브(40)로 포펫밸브가 사용되는 것을 특징으로하며, 이는 상기 제1체크밸브(30)로 포펫밸브를 사용하는 이유와 대동소이하다.

도면을 참조하면, 상기 제2체크밸브(40)는 포펫밸브로서, 양측 입구 각각이 상기 제2귀환포트(26)와 상기 고압부(15a)로 이어지도록 상기 제2귀환유로(26')상에 연결되고, 상기 제2귀환포트(26)로 이어진 입구에 시트(41a)가 형성된 포펫실린더(41)와, 일단부에 시트부(42a)가 형성되고, 상기 시트부(42a)가 상기 시트(42b)에 대향하여 왕복운동이 가능하게 상기 포펫실린더(41) 내부에 설치된 포펫(42)과, 상기 시트부(42a)가 상기 시트(41a)에 밀착되는 방향으로 상기 포펫(41)에 탄발력을 가하기 위하여 일단은 상기 포펫(42)에 지지되고 타단은 상기 고압부(15a)로 연결된 입구쪽의 상기 포펫실린더(41) 내면에 지지된 스프링(43)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 도면에는 상기 포펫(42)의 외면이 상기 포펫실린더(41)의 내면에 밀착되고 상기 시트부(42a)형성된 일단부와 상기 스프링(43)의 일단부가 지지되는 타단부 사이를 연통시키는 구멍(44)가 형성된 실시예가 도시되어 있으나, 상기 제1체크밸브에서와 같이 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 유압타격장치는 제1귀환포트와 상기 저압부를 연결시키는 제1귀환유로에 체크밸브를 설치함으로써 상기 고압실로부터의 누설된 유체를 상기 제1귀환포트에서 저압부로 귀환시키지만 상기 제1귀환포트로는 충격파에 의한 피크압이 전달되지 않도록 함으로써 상기 제1귀환포트 하부에 설치된 시일의 파손을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 유압타격장치는 상기 고압실과 상기 제1귀환포트 사이에 고압부로 연결된 새로운 제2귀환포트를 형성시키고 상기 제1귀환포트와 상기 새로운 제2귀환포트 사이에 시일을 설치하여 상기 저압부로 귀환되는 누유를 감소시킴으로써 동력손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 고압부의 고압과 충격파에 의한 피크압이 시일에 전달되지 않아 시일의 파손을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (4)

1. 실린더와, 상기 실린더의 상부에 형성되고 내부에 압축 가스가 채워진 가스실과, 상기 실린더의 하부에 상기 실린더와 동축인 관통구멍을 갖도록 형성된 헤드부와, 상단부는 상기 가스실에 수용되고 하단부는 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 실린더의 내부에 상하로 왕복운동이 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더와 상기 피스톤에 의해 형성된 복수의 유압실과, 상기 피스톤을 상하로 운동시키기 위한 유체가 상기 유압실로 유출입되도록 상기 유압실에 연결된 복수의 유로와, 상기 피스톤의 왕복운동과 연동되어 상기 유압실에 연결된 유로의 전부 또는 일부를 저압부와 고압부 상호간에 전환시켜 연결시키기 위한 주제어밸브와, 상단부가 하강된 피스톤의 하단부에 의해 타격되어 하단부가 피파쇄물에 충격을 가하도록 상단부가 상기 헤드부의 관통구멍에 수용되어 상기 피스톤의 하부에 설치된 치즐과, 제1귀환유로를 통해 저압부로 연결되고 상기 고압실 하부에서 상기 피스톤의 외면과 맞닿는 상기 실린더의 내면에 환형으로 형성된 제1귀환포트와, 상기 제1귀환포트 하부에 설치된 복수의 제1시일을 포함하는 유압타격장치에 있어서,

   상기 제1귀환유로상에 설치되며, 상기 고압실로부터 누설된 유체의 상기 제1귀환포트에서의 압력이 상기 저압부의 압력보다 높은 경우에 개방되는 제1체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1체크밸브는, 양측 입구 각각이 상기 저압부와 상기 제1귀환포트 각각으로 이어지도록 상기 제1귀환유로상에 설치되고, 상기 제1귀환포트로 이어진 입구에 시트가 형성된 포펫실린더와,

   일단부에 시트부가 형성되고, 상기 시트부가 상기 시트에 대향하여 왕복운동이 가능하도록 상기 포펫실린더 내부에 설치된 포펫과,

   상기 시트부가 상기 시트에 밀착되는 방향으로 상기 포펫에 탄발력을 가하기 위하여 일단은 상기 포펫에 지지되고 타단은 상기 포펫실린더 내면에 지지된 스프링을 포함하는 포펫밸브인 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   제2귀환유로를 통해 고압부로 연결되고, 상기 고압실과 상기 제1귀환포트 사이에서 상기 피스톤의 외면과 맞닿는 상기 실린더의 내면에 환형으로 형성된 제2귀환포트와,

   상기 제2귀환유로상에 설치되며, 상기 고압실로부터 누설된 유체의 상기 제2귀환포트에서의 압력이 상기 고압부의 압력보다 높은 경우에 개방되는 제2체크밸브와,

   상기 제2귀환포트와 상기 제1귀환포트 사이에 설치된 제2시일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압타격장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제2체크밸브는, 양측 입구 각각이 상기 제2귀환포트와 상기 고압부 각각으로 이어지도록 상기 제2귀환유로상에 설치되고, 상기 제2귀환포트로 이어진 입구에 시트가 형성된 포펫실린더와,

   일단부에 시트부가 형성되고, 상기 시트부가 상기 시트에 대향하여 왕복운동이 가능하게 상기 포펫실린더 내부에 설치된 포펫과,

   상기 시트부가 상기 시트에 밀착되는 방향으로 상기 포펫에 탄발력을 가하기 위하여 일단은 상기 포펫에 지지되고 타단은 상기 포펫실린더 내면에 지지된 스프링을 포함하는 포펫밸브인 것을 특징으로 하는 유압타격장치.