KR0139394B1 - 어탯치먼트의 자동수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어탯치먼트의 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업 장치에 관한 것으로, 특히 로우더 등의 건설중장비에서 각종 작업을 위해 작업장치 단부에 장착되는 어탯치먼트가 지면에 대한 초기위치에서 최대 상승위치에 이르기까지 지면에 대한 각도를 일정하게유지할 수 있도록 하는 링크장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 작업장치는, 일단이 상기 프레임에 피벗연결되며 타단이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되는 제1신장수축기구와, 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1신장수축기구와, 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1링크부재와, 일단이 상기 제1링크부재의 타단과 피벗연결되고 타단이 상기 어탯치먼트에 피벗연결되는 제2신장수축기구 및 일단이 상기 제1링크부재의 상기 타단과 상기 제2신장수축기구의 상기 일단과의 상기 피벗연결점에 피벗연결되고 타단이 상기 제1신장수축기구의 상기 타단과 상기 아암의 상기 소정위치와의 상기 피벗연결점에 피벗연결되는 제2링크부재를 구비한다

Description

어탯치먼트의 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치

제1도는 종래의 어텟치먼트 자동 수평조절기능이 구비된 중장비의 작업장치 구조를 도시하는 측면개략도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 어탯치먼트 자동 수평조절기능이 구비된 중장비의 작업장치를 도시하는 측면 개략도.

제3도는 제2도에 의한 중장비의 작업장치의 작동도.

제4도는 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 어탯치먼트 자동 수평조절기능이 구비된 중장비의 작업장치를 도시하는 측면 개략도.

제5도는 제4도의 A부분상세도.

제6도는 제4도의 B부분상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 프레임(전방부) 2 : 아암(또는 부움)

3 : 버킷(어탯치먼트) 4, 5 : 연결핀

6 : 아암실린더 (제1신장수축기구)

9 : 버킷실린더 (제2신장수축기구)

10 : 제1링크부재 13, 21 : 제2링크부재

31 : 제3링크부재 32 : 제4링크부재

본 발명은 어탯치먼드(Attachment)의 자동 수평조절(Sdlf Levelling)기능을 갖는 중장비의 작업장치에 관한 것으로, 특히 로우더(Loader) 등의 건설중장비에서 각종 작업을 위해 작업장치 단부에 장착되는 어탯치먼트(흔히, 버킷(Bucket)이나 포크(Fork) 등을 통칭함)가 지면에 대한 초기위치에서 최대 상승위치에 이르기까지 지면에 대한 각도를 일정하게 유지할 수 있도록 링크장치에 관한 것이다.

로우더등과 같은 건설중장비의 경우, 작업물의 룰삭, 적재, 운반, 상차, 인양 등의 각종 작업을 수행하기 위해 작업장치의 전방 단부에 다양한 종류의 어탯치먼트가 조합되어 사용되고 있다. 이와 같은 각종 어탯치먼트들은 장비의 프레임 전방부에 일단이 피벗연결(Pivot Jouint)되는 아암(Arm)의 타단에 피벗연결되며, 작동로드의 신장수축으로 프레임에 대해 아암을 회동시켜 아암을 지면에 대해 상승 및 하강시키기 위한 아암실린더(이하, '아암실린더'라고 함)와, 작동로드의 신장수축으로 아암에 대해 어탯치먼트를 회동시켜 어탯치먼트의 각도를 변환시키기 위한 다른 유압실린더(이하, '버킷실린더'라고 함) 등에 의해 각종 작업을 수행하였다.

그런데, 이와 같은 장비에 있어서, 아암실린더를 작동하여 아암을 상승 또는 하강시키게 되면, 별도의 조작(예를 들어, 버킷시린더의 작동)을 취하지 않는 한, 어탯치먼트의 지면에 대한 각도가 일정하게 유지되지 못하고, 즉 어탯치먼트가지면에 대해 수평을 유지하지 못하고, 아암의 위치에 따라 변화되게 되므로, 어탯치먼트 내부의 작업물이 쏟아져 버리는 등의 문제점이 있었다. 이를 방지하기 위하여 아암 실린더를 작동하여 아암을 상승 또는 하강시킴과 동시에, 버킷실린더를 작동하여 변화된 아암의 위치에 맞게 어탯치먼트의 각도를 인위적으로 변화시키는 것은 상당한 작업숙련도를 요할 뿐아니라 작업능률을 현저히 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 아암의 상승 또는 하강시, 별도의 조작을 취하지 않고도, 어탯치먼트가 초기 굴삭위치(또는 초기 적재위치)에서 최대 상승위치에 이르기까지 지면에 대한 각도를 일정하게 유지할 수 있도록 하기 위한 '어탯치먼트 자동 수평조절장치'가 오랜 기간동안 많은 중장비 제작업체 등에 의해 개발되어 왔다.

현재, 미주지역을 중심으로 큰 시장을 형성하고 있는 장비들에서 채용되고 있는 어탯치먼트 자동 수평조절기능이 구비된 작업장치의 링크구조는, 그 기원을 미국특허 제 2,817,488 호에 두고 있다. 그러나 이 미국특허 제 2,817,488 호에 개시된 장치는, 실용화되지 않은 대부분의 1950년대 초기형태들과 마찬가지로, 복잡한 기구적인 구성(많은 피벗연결점과 연결부재의 수)으로 인해 제작상의 어려움, 원가상승, 중량증가 및 내구성 확보 등에 있어서의 문제점이 있었다.

한편, 미국특허 제 2,817,488 호에서와 같이 작업장치를 구성하는 링크부재의 기구학적 배열에 의해 어탯치먼트의 수평을 유지하도록 하는 타입의 장치들외에도, 작업장치에 추가적인 유압회로를 구성하여 동일한 기능을 수행하도록 한 타입의 장치들도 사용되고 있지만, 이러한 유압회로에 의한 장치들은 기구적인 장치들에 비해 작동의 신뢰성 측면에서 현저히 떨어지기 때문에 기구적인 장치들이 선호되고 있는 실정이다. 따라서, 현재의 기술적인 관건은, 동일한 기능(즉, 작업장치의 링크구조의 기구학적 배열만으로 어탯치먼트의 수평을 유지하는 기능)을 보장할 수 있는 기구적인 장치를 최대한의 간단한 구성에 의해 실현함으로써, 제작성을 향상하고 원가를 절감하며 작업장치 중량 감소에 의한 작업력 증대를 얻어내는 것이라고 할 수 있다.

위와 같은 발상에 의한 어탯치먼트 자동 수평조절장치가 적용된 작업장치 링크구조로는 미국특허 제 4,486,141 호와 미국특허 제 5,201,235 호 등을 들 수 있다.

미국특허 제 4,486,141 호의 경우, 미국특허 제 2,817,448 호를 개량하여 보다 짭은 아암실린더를 가지고 동일한 효과를 낼 수있도록 한 것이지만, 이퀄라이저 바아(Equalizer Bar)부분에 여러개의 부재가 집중연결되어 과도한 하중이 작용할 우려가 있으며, 아암실린더가 상대적으로 낮은 위치에서 프레임에 장착될 수밖에 없으므로, 실제로 필요한 상승(인양)높이를 확보하기 위해서는, 아암실린더의 길이 감소가 그다지 크지 않다는 문제점을 지적할 수 있다.

또한, 제1도에 의해 도시된, 미국특허 제 5,201, 235 호의 경우, 링크기구 구성부재의 수와 이들의 연결점의 수는 전체적으로 감소시켰으나, 상대적으로 긴 길이의 이퀄라이저 레버(201)의 양단에 연결되는 아암실린더(202)와 이퀄라이저 바아(203)는 전체 작업범위에서 어탯치먼트를 조절하기 위해 길이가 길어질 것이 요구되며, 이퀼라이저 레버(201)가 아암 하단에 길게 신장되어있으므로 작업시 전방장애물(예를 들어 트럭 덱(Truck Deck))과의 충돌위험이 많다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 목적은, 별도의 조작이 없이도 어탯치먼트가 초기위치에서 최대 상승위치에 이르기까지 지면에 대한 각도를 일정하게 유지할 수 있는 어탯치먼트 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 간단한 기계적 구성에의해 어탯치먼트 자동 수평조절 기능을 실현함에 따라 제작성 및 정비성이 향상되고 원가가 절감되며 중량이 감소되어 장비의 작업성능 및 작업력이 증대 될 수 있는 어탯치먼트 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치를 제공하는 것에 있다.

전술한 본 발명의 목적들은, 프레임과, 이 프레임에 피벗연결되는 아암 및 이아암에 피벗연결되는 어탯치먼트를 구비하는 중장비의 작업장치에 있어서: 일단이 상기 프레임에 피벗연결되며 타단이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되는 제1신장수축기구; 일단이 상기 프레임이 피벗연결되는 제1링크부재; 일단이 상기 제1링크부재의 타단과 피벗연결되고 타단이 상기 어탯치먼트에 피벗연결되는 제2신장수축기구; 및 일단이 상기 제1링크부재의 상기 타단과 상기 제2신장수축기구의 상기 일단과의 상기 피벗연결점에서 피벗연결되고 타단이 상기 제1신장수축기구의 상기 타단과 상기 아암의 상기 소정위치와의 상기 피벗연결점에 피벗연결되는 제2링크부재를 구비함에 따라, 상기 제1신장수축기구의 신장수축에 따른 상기 제2링크부재를 통한 상기 제2신장수축기구의 상기 일단의 위치변화에 따라 상기 어탯치먼트가 지면에 대한 초기각도를 유지할 수 있음을 특징으로 하는 어탯치먼트 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치를 제공함에 의해 달성된다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제2도에서는 본 발명의 일실시예에 의한 중장비용 작업장치의 구조가 도시되어 있다.

제2도에 도시된 바에 의하면, 장비 프레임의 전방부(1)에 아암(2)의 일단이 회동가능하도록 피벗연결되며, 이 아암(2)의 타단에 버킷(3:어탯치먼트)이 회동가능하도록 피벗연결된다. 부재번호 4는 프레임(1)과 아암(2)의 일단을 피벗연결하는 연결핀이며, 부재번호 5는 아암(2)의 타단과 버킷(3)을 피벗연결하는 연결핀이다. 아암(2)을 작동시키기 위한 아암실린더(6: 제1 신장수축기구)의 일단은 프레임(1)에 연결핀(7)에 의해 피벗연결되며, 타단은 아암(2)의 소정위치에 연결핀(8)에 의해 피벗연결된다. 버킷(3)을 작동시키기 위한 버킷실린더(9:제2신장수축기구)의 일단은, 전술한 프레임(1)에 일단이 연결핀(14)에 의해 피벗연결되는 제1링크부재(10)의 타단과 연결핀(11)에 의해 피벗연결되고, 타단은 전술한 버킷(3)에 연결핀(12)에 의해 피벗연결된다. 한편, 전술한 연결핀(8)과 연결핀(11)에 양단이 피벗연결되는 제2링크부재(13)가 설치된다.

이하, 제3도를 참조하여, 위와 같이 구성된 본 실시예의 작업장치의 작동을 설명한다.

아암실린더(6)에 작동유가 공급되어 아암실린더(6)가 신장되면, 신장된 길이에 비례하여 아암(2)이 프레임(1)과의 연결핀(4)을 중심으로 프레임(1)에 대해 지면으로부터 상승되는 방향으로 회동된다. 이 때, 연결핀(8)에 일단이 피벗연결된 전술한 제2링크부재(13)의 타단은 연결핀(8)을 중심으로 반시계방향으로 회동되며, 그에 따라 제2링크부재(13)의 타단이 피벗연결된 연결핀(11)의 위치가 반시계방향(프레임으로부터 멀어지는 방향)으로 각도 변환된다. 이와 같은 연결핀(11)의 위치변환은, 이 연결핀(11)에 피벗연결된 버킷실린더(9)의 일단을 도면상 죄측방향으로 밀게 되므로, 결국 이 버킷실린더(9)의 타단에 피벗 연결된 버킷(3)의 절대각도가 연결핀(5)를 중심으로 반시계방향으로 변환되므로, 아암(2)이 상승되더라도 버킷(3)은 지면에 대한 수평을 자동적으로 유지할 수 있다. 한편, 버킷(3)의 각도변환은 전술한 버킷실린더(9)에 작동유르 공급함으로써 전술한 수평유지와는 무관하게 조절할 수도 있다.

제4도에서는 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 중장비용 작업 장치의 구조가 도시되어있다.

본 실시에는, 장비 프레임의 전방부(1)에 아암(2)의 일단이 연결핀(4)에 의해 회동가능하도록 피벗연결되는 것과, 이 아암(2)의 타단에 버킷(3)이 연결핀(5)에 의해 회동가능하도록 피벗연결되는 것 및 일단은 프레임(1)에 연결핀(14)에 의해 피벗연결되고 타단은 버킷시린더(9)의 일단과 연결핀(11)에 의해 피벗연결되는 제1링크부재(10)의 구성등은 제2도에 의해 설명된 본 발명의 제1실시예와 마찬가지이다.

본 실시예에서는, 제5도에 상세히 도시된 것과 같이. 일단이 연결핀(7)에 의해 프레임(1)에 피벗연결되는 아암실린더(6)의 타단이 아암(2)의 소정위치가 아닌 제2링크부재(21)의 일단에만 연결핀(22)에 의해 피벗연결된다. 제2링크부재(21)의 타단은 연결핀(11)에 의해 제1링크부재(10)의 타단 및 버킷실린더(9)의 일단과 피벗연결된다.

제2링크부재(21)의 양단사이의 소정위치는 연결핀(23)에 의해 아암(2)의 소정위치에 피벗연결된다.

이와같이 구성된 본 실시예의 작업장치는, 아암실린더(6)의 신장시, 연결핀(22)에 의해 아암실린더(6)의 타단과 피벗연결된 제2링크부재(21)의 일단이 아암(2)상의 피벗연결점인 연결핀(23)을 회전중심으로하여 아암실린더(6)의 신장거리에 비례하여 반시계방향(프레임과 가까워지는 방향)으로 회전되고, 제2링크부재(21)의 타단이 피벗연결된 연결핀(11)의 위치가 반시계방향(프레임으로부터 멀어지는 방향)으로 각도변환된다. 이와 같은 연결핀(11)의 위치변환은, 이 연결핀(11)에 피벗연결된 버킷실린더(9)의 일단을 도면상 좌측방향으로 밀게 되므로, 결국 이 버킷실린더(9)의 타단에 피벗연결된 버킷(3)의 절대각도가 연결핀(5)를 중심으로 반시계방향으로 변환되므로, 아암(2)이 상승되더라도 버킷(3)은 지면에 대한 수평을 자동적으로 유지할 수 있다.

바람직하기로는, 전술한 제2링크부재(21)가 전술한 연결핀(23)에 의해 아암(2)에 피벗연결된 지점을 기준으로하여 제2링크부재(21)의 일단이 프레임쪽을 향해 소정각도만큼 절곡되도록 형성함으로써, 아암실린더(6)의 길이를 보다 짧게 할 수 있다.

한편, 바람직하기로는, 제6도에 보다 상세히 도시되어 있는 것과 같이, 버킷실린더(9)의 타단이 제3링크부재(31) 및 제4링크부재 (32)의 각 일단과 연결핀(33)에 의해 피벗연결되도록 하고, 제3링크부재(31)의 타단은 연결핀(3)에 의해 버킷(3)과 피벗연결되도록 하며, 제4링크부재(32)의 타단은 연결핀(35)에 의해 아암(2)의 소정위치와 피벗연결되도록 함으로써, 버킷실린더(9)의 길이를 보다 짧게할 수 있다. 이러한 제3링크부재(31)와 제4링크부재(32)의 구성은, 본 발명의 제2실시예에만 적용되는 것이 아니며, 앞서 제2도에 의해 설명한 본 발명의 제1실시예의 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 제1실시에에 적용되는 경우, 제1실시예에서의 버킷실린더(9)의 타단이 바로 버킷(3)에 피벗연결되는 것이 아니고, 도시하지 않은 제3링크부재의 양단이 버킷실린더(9)의 타단과 버킷(3)의 소정위치에 피벗연결되도록 설치되며, 제4링크부재는 버킷실린더(9)의 타단과 아암(2)의 소정위치에 양단이 피벗연결되도록 설치된다.

전술한 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 있어서, 버킷(3)의 위치에 대해서는 쉽게 반복적으로 취해질 수 있는 기준이 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 버킷(3)의 상승과 하강에 의해 최대량의 작업물을 담을 수 있는 위치를 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같은 버킷(3)의 기준위치는, 버킷실린더(9)가 완전히 수축된 길이를 기준으로 설정될 수 있다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 중장비용 작업장치에 의하면, 아암실린더의 신장수축에 따른 제2링크부재를 통한 버킷시린더 일단의 위치변화에 따라 버킷이 초기각도, 즉 지면에 대한 수평상태를 계속 유지할 수 있다. 다시 말하여, 아암실린더의 작동시 별도의 조작을 취하지 않더라도, 기구적인 링크 연동작동에 의해 버킷의 자동 수평조절기능이 수행될 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 작업장치에 의하면, 이와 같은 어탯치먼드 자동수평조절기능이 극히 간단한 기구적 구성에 의해 구현될 수 있으므로, 제작성 및 정비성이 현저히 향상될 수 있으며, 그에 따라 원가가 크게 절감될 수 있다. 또한, 어탯치먼트 자동수평조절기능을 구현하기 위해 소요되는 구성부품의 수가 감소 되고 작업장치의 유압실린더의 길이가 짧아질 수 있으므로, 작업장치의 중량이 절감되어, 작업성 및 작업력이 증대될 수 있다.

Claims (5)

1. 프레임과, 이 프레임에 피벗연결되는 아암 및 이 아암에 피벗연결되는 어탯치먼트를 구비하는 중장비의 작업장치에 있어서; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되며 타단이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되는 제1신장수축기구; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1링크부재; 일단이 상기 제1링크부재의 타단과 피벗연결되고 타단이 상기 어탯치먼트에 피벗연결되는 제2신장수축기구; 및 일단이 상기 제1링크부재의 상기 타단과 상기 제2신장수축기구의 상기 일단과의 상기 피벗연결점에 피벗연결되고 타단이 상기 제1신장수축기구의 상기 타단과 상기 아암의 상기 소정위치와의 상기 피벗연결점에 피벗연결되는 제2링크부재를 구비함에 따라, 상기 제1신장수축기구의 신장수축에 따른 상기 제2링크부재를 통한 상기 제2신장수축기구의 상기 일단의 위치변화에 따라 상기 어탯치먼트가 지면에 대한 초기각도를 유지할 수 있음을 특징으로 하는 어탯치먼트 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치.
2. 프레임과, 이 프레임에 피벗연결되는 아암 및 이 아암에 피벗연결되는 어탯치먼트를 구비하는 중장비의 작업장치에 있어서; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되며 타단이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되는 제1신장수축기구; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1링크부재; 일단이 상기 제1링크부재의 타단과 피벗연결되는 제2신장수축 기구; 일단이 상기 제1링크부재의 상기 타단과 상기 제2신장수축기구의 상기 일단과의 상기 피벗연결점에 피벗연결되고 타단이 상기 제1신장수축기구의 상기 타단과 상기 아암의 상기 소정위치와의 상기 피벗연결점에 피벗연결되는 제2링크부재; 일단이 상기 제2신장수축기구의 타단과 피벗연결되며 타단이 상기 어탯치먼트에 피벗연결되는 제3링크부재; 및 일단이 상기 제2신장수축기구의 타단과 피벗연결되며 타단이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되는 제4링크부재를 구비하는 어탯치먼트 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치.
3. 프레임과, 이 프레임에 피벗연결되는 아암 및 이 아암에 피벗연결되는 어탯치먼트를 구비하는 중장비의 작업장치에 있어서; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1신장수축기구; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1링크부재; 중간지점이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되고 일단이 상기 제1신장수축기구의 타단과 피벗연결되며 타단이 상기 제1링크부재의 타단에 피벗연결되는 제2링크부재; 및 일단이 상기 제1링크부재의 상기 타단과 상기 제2링크부재의 상기 일단과의 상기 피벗연결점에 피벗연결되고 타단이 상기 어탯치먼트에 피벗연결되는 제2신장수축기구를 구비하능 어탯치먼트 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치.
4. 프레임과, 이 프레임에 피벗연결되는 아암 및 이 아암에 피벗연결되는 어탯치먼트를 구비하는 중장비의 작업장치에 있어서; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1신장수축기구; 일단이 상기 프레임에 피벗연결되는 제1링크부재; 중간지점이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되고 일단이 상기 제1신장수축기구의 타단과 피벗연결되며 타단이 상기 제1링크부재의 타단에 피벗연결되는 제2링크부재; 일단이 상기 제1링크부재의 상기 타단과 상기 제2링크부재의 상기 일단과의 상기 피벗연결점에 피벗연결되는 제2신장수축 기구; 일단이 상기 제2신장수축기구의 타단과 피벗연결되며 타단이 상기 어탯치먼트에 피벗연결되는 제3링크부재; 및 일단이 상기 제2신장수축기구의 타단과 피벗연결되며 타단이 상기 아암의 소정위치에 피벗연결되는 제4링크부재를 구비하는 어탯치먼트 자동 수평조절기능을 갖는 중장비의 작업장치.
5. 제1항 내지 제4항 중, 어느 한 항에 있어서: 상기 어탯치먼트의 기준위치는, 상기 제2신장수축기구가 완전히 수축된 길이를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 어탯치먼트 자동 수평 조절기능을 갖는 중장비의 작업장치.