KR100296854B1 - 자주식 크레인 - Google Patents

Abstract

제조가 용이한 구조이며, 충분한 프레임 강성을 확보하면서, 차체 높이를 낮추어서 승차감을 개선한다.

차륜(18R)을 회전가능하게 지지하는 차륜 지지부(19)를 차체 프레임(12)에 대하여 상하 이동 가능하게 현가한 자주식 크레인. 리어 디퍼런셜 기어(36)의 좌우 출력축과 차륜(18R)을 구동축(50)을 통하여 상대변위 가능하게 연결하고, 또한, 이들의 구동축(50)이 분기부(16)를 차폭방향으로 관통하도록 배치한다.

Description

자주식 크레인{WHEELED CRANE}

본 발명은, 주행용 차륜을 구비한 자주식 크레인에 관한 것이다.

종래의 자주식 크레인의 한 예를 도 20 내지 도 22에 도시한다.

이 자주식 크레인은, 노상을 주행 가능한 하부 주행체(100)와, 붐 등을 갖는 상부 선회체(102)를 구비하고 있다. 하부 주행체(100)는, 전후로 뻗는 차체 프레임(104)을 구비하고, 이 차체 프레임(104)의 전후 방향 중앙부 상에 상기 상부 선회체(102)가 선회 가능하게 설치되어 있다.

차체 프레임(104)의 후부는, 도 22a에 도시하는 바와 같이 좌우로 두 갈래 형상으로 분기(分岐)되는 분기부(105)로 되며, 이들 분기부(105) 사이에 엔진(110) 및 토크 컨버터(112)가 배열 설치되어 있다. 토크 컨버터(112)의 출력축은 전방을향해, 자재이음 및 구동축(113)을 통하여 전방의 변속기(114)의 입력축에 연결되어 있다. 이 변속기(114)의 출력축은 변속기 케이스로부터 전후로 돌출되어 있으며, 전방 돌출부분이 자재이음 및 차체 전후방향으로 뻗는 구동축(116)을 통하여 프론트 액슬(106)에 연결되는 한편, 후방 돌출부분이 자재이음 및 차체 전후방향으로 뻗는 구동축(118)을 통하여 리어 액슬(108)에 연결되어 있다.

각 액슬(106, 108)은, 좌우 방향으로 뻗는 원통형상의 하우징(123)과, 차륜(122)의 회전축을 회전가능하게 지지하는 좌우 한쌍의 차륜 지지부(124)가 연결되어, 일체화된 것이며, 하우징(123) 내에는, 상기 구동축(116, 118)에 연결되는 중앙의 차동장치와, 이 차동장치의 좌우 출력축과 차륜(122)의 회전축을 연결하는 구동축(전동축)이 삽입되어 있다. 그리고, 이들 액슬(106, 108)의 위에 차체 프레임(104)이 배열 설치됨과 동시에, 이 차체 프레임(104)과 액슬(106, 108)이 대략 상하 방향으로 신축가능한 완충 실린더(120)를 통하여 연결되어, 차체 프레임에 대하여 액슬(106, 108)이 상대적으로 상하 이동 가능하게 되도록 현가되어 있다.

이 종래의 구조에서는, 전후 액슬(106, 108)의 위에 차체 프레임(104)이 지지된 상태로 되어 있으므로, 휠 크레인 전체의 중심위치가 높고, 그 분량 만큼 주행 안정성이 불리하다. 또, 크레인 전체 높이가 크게 되므로, 작업현장이나 작업현장 사이의 이동로에 있어서 높이 제한을 받기 쉬운 문제도 있다.

그래서, 이와 같은 문제를 해소하는 수단으로서, 종래에는 다음과 같은 것이 알려져 있다.

A) 일본 특개평 9 - 39645호 공보 : 횡단면 상자형 차체 프레임의 양 측벽에관통구멍을 설치하고, 이 관통구멍에, 상기 액슬(106, 108)과 동일하게 전체가 일체화된 액슬을 끼워 통하게 한다. 즉 액슬 전체를 차체 프레임에 차체폭 방향으로 관통시킨다. 이 구조에 의하면, 액슬 상방에 차체 프레임 전체가 배치되어 있는 것에 비해, 차체 프레임의 높이 위치 나아가서는 중심위치를 낮출 수가 있다.

B) 일본 특개평 9 - 30272호 공보 : 차체 프레임을 하방으로 개방된 ㄷ자 형상 단면을 갖는 형상으로 하고, 그 내측에 크로스멤버를 고정하여 이것에 차동장치를 현가한다. 이 차동장치의 출력축을 상기 차체 프레임의 하면 보다도 하방으로 위치시켜, 이 출력축에 유니버설 조인트로 이루어지는 액슬 구동축을 통하여 차축을 접속한다.

상기 A)의 구조에서는, 다음과 같은 해결해야할 과제가 있다.

ⓛ 원통형상의 하우징도 포함한 액슬 전체는 매우 대형으로 중량이 큰 것이며, 이 액슬을 차체 프레임에 관통시키는 작업은 용이하지 않다. 따라서, 제조는 매우 곤란하다.

② 상기와 같이 액슬 전체를 차체 프레임에 관통시키기 위해서는, 당해 액슬의 원통형상 하우징 보다도 더 큰 관통구멍을 설치하지 않으면 안된다. 따라서, 통상의 프레임 구조로서는 충분한 강성이나 강도를 확보할 수가 없으며, 실제로는 프레임을 대형화하고, 또 복잡한 단면형상으로 하지 않으면 안되는 문제가 있다.

③ 차동장치 및 전동축을 원통형상 하우징에 삽입한 액슬 전체를 차체 프레임에 현가하지 않으면 안되므로, 현가중량이 매우 크게 된다. 따라서, 요철이 있는도로를 주행할 때의 쳐올림이 심하며, 쾌적한 승차감은 얻기 어렵다.

한편, B)의 구조에서는, 차동장치의 출력축에 액슬 구동축(전동축)을 통하여

차축에 접속하는 것이므로, 당해 전동축을 차체 프레임의 하방으로 통하게 하기 위하여, 당해 전동축 및 이것에 연결되는 차동장치의 출력축 보다도 차체 프레임의 하면을 높게 하지 않으면 안된다. 따라서, 차체 프레임의 높이 위치 나아가서는 중심위치를 낮추기 위해서는 현저한 제약이 있다.

본 발명은, 이상의 과제를 해결할 수 있는 자주식 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 측면도,

도 2a는 도 1의 ⅡA - ⅡA선 단면도, 도 2b는 도 1의 ⅡB - ⅡB선 단면도,

도 3은 제1의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 평면도,

도 4는 제1의 실시형태에 관한 자주식 크레인에 설치된 완충 실린더의 단면도,

도 5a는 제2의 실시형태에 관한 자주식 크레인에 있어서의 현가 구조를 도시하는 단면도, 도 5b는 그 저면도,

도 6은 도 5에 도시된 구조에 설치되어 있는 구면 베어링을 도시하는 단면도,

도 7a는 도 2에 도시된 완충 실린더에 관한 굽힘 모멘트 선도, 도 7b는 도 5에 도시된 완충 실린더에 관한 굽힘 모멘트 선도,

도 8a, 도 8b는 도 5에 도시된 완충 실린더의 내부 구조의 예를 도시하는 단면도,

도 9는 본 발명의 제3의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 차체 프레임의 단면형상을 도시하는 단면도,

도 10은 본 발명의 제4의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 전륜측 현가구조를 도시하는 평면도,

도 11은 도 10에 도시하는 전륜측 현가구조를 도시하는 단면 정면도,

도 12는 도 10에 도시하는 전륜측 현가구조에서의 캐스터각도를 도시하는 측면도,

도 13은 본 발명의 제4의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 후륜측 현가구조를 도시하는 단면도,

도 14는 본 발명의 제5의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 전륜측 현가구조를 도시하는 단면도,

도 15는 본 발명의 제5의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 후륜측 현가구조를 도시하는 단면도,

도 16은 본 발명의 제6의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 측면도,

도 17은 도 16의 Ⅱ - Ⅱ선 단면도,

도 18은 제6의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 평면도,

도 19는 제6의 실시형태에 관한 자주식 크레인의 후부에 설치된 동력전달계의 측면도,

도 20은 종래의 자주식 크레인의 한 예를 도시하는 측면도,

도 21은 도 20에 관한 자주식 크레인의 후부에 탑재된 구동전달계를 도시하는 측면도,

도 22a는 도 20의 XVⅢA - XVⅢA선 단면도, 도 22b는 도 20의 XVⅢB - XVⅢB선 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 : 차체 프레임 14 : 차체 프레임 전부(前部)

16 : 분기부(分岐部) 18F, 18R : 차륜

20 : 상부 선회체 30 : 엔진

36, 38 : 디퍼런셜 기어(차동장치) 50 : 구동축(전동축)

51, 52 : 자재이음 60, 60A, 60B, 70, 70A : 완충 실린더

61, 71 : 실린더 본체 62, 72 : 신축 로드

80, 80A, 80B : 요동 암

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은, 차륜을 회전가능하게 지지하는 차륜 지지부가 차체 프레임에 대하여 상하 이동 가능하게 현가된 자주식 크레인에 있어서, 엔진으로부터 동력이 전달되는 차동장치의 좌우 출력축에 좌우 방향으로 뻗는 전동축의 일단(一端)을 상대각도가 가변되도록 연결하고, 이들 전동축의 타단에 상기 차륜을 상대각도가 가변되도록 연결함과 동시에, 적어도 일부의 전동축이 상기 차체 프레임의 측벽을 차폭방향으로 관통하도록 상기 차동장치를 배치한 것이다.

또한, 상기「차륜」은 차량의 전체 차륜일 필요는 없고, 예컨대 전륜만에, 혹은 후륜만에 본 발명에 관한 구조를 적용해도 된다.

이 구조에서는, 차동장치의 좌우 출력축과 좌우 차륜을 전동축을 통하여 상대적으로 상하 이동가능하게 연결하면서, 차동장치를 차체 프레임에 고정함과 동시에, 상기 전동축을 차체 프레임의 측벽에 대하여 차폭방향으로 관통시키도록 하고 있으므로, 종래에 비교하여 차체 프레임을 보다 낮은 위치에 배치할 수가 있다. 예컨대, 상기 차체 프레임의 하면을 상기 차동장치의 하면과 동등한 높이에 위치시키거나 혹은 차동장치의 하면보다도 낮게할 수가 있다. 이것에 의해 크레인 전체의 중심위치를 낮추고, 높이 치수를 삭감할 수가 있다. 또, 차체 프레임에 현가되는 것은 차륜 및 차륜 지지부뿐이며, 종래와 같이 액슬 전체를 차체 프레임에 현가하는 것에 비교하여, 현가중량은 적다. 한편, 차체 프레임에는 차동장치만을 고정하면 되므로, 제조도 간단하다.

게다가, 종래와 같이 원통형상 하우징을 포함한 액슬 전체를 차체 프레임에 관통시키는 것은 아니며, 전동축만을 차체 프레임에 관통시키면 되므로, 제조는 간단하다. 또, 차체 프레임에 설치되는 관통구멍도 작아도 되고, 현저한 강성의 저하나 강도의 저하를 수반하는 일은 없다.

또한, 차체 프레임을 관통하는 전동축은, 차량에 설치되어 있는 모든 전동축이 아니라도 되며, 예컨대 전륜, 후륜의 쌍방에 전동축이 연결되어 있는 경우, 전륜에 연결된 전동축만을, 혹은 후륜에 연결된 전동축만을 차체 프레임에 관통시켜도 된다.

또한, 상기 차체 프레임의 전후 적어도 한쪽의 단부(端部)를 좌우로 분기하는 분기부로 하고, 이들 분기부의 사이에 상기 엔진 및 차동장치를 배열 설치하고, 각 분기부를 상기 전동축이 관통하도록 하면, 엔진 및 차체 프레임의 위치를 더 낮출 수가 있고, 주행안정성은 보다 향상된다.

이 자주식 크레인에서는, 상기 차체 프레임과 차륜 지지부 사이에 상하 방향과 대략 평행한 방향으로 신축가능한 완충 실린더를 사이에 설치하는 것이 좋다. 이 경우, 상기 차륜 지지부와 차체 프레임을 상하 방향으로 요동가능하고 수평방향의 요동이 규제된 지지 암을 통하여 연결하면, 이 지지 암에 의해 차체 프레임에 대한 차륜 지지부의 수평방향의 상대변위를 규제함으로써, 완충 실린더의 강도상의 부담을 경감할 수가 있다.

여기서, 상기 완충 실린더는 대략 상하방향을 향하고 있으며, 이 완충 실린더를 지면과 접촉시키지 않고 차체 프레임과 차륜 지지부 사이에 설치하는 데에는, 완충 실린더를 지지 암보다도 상방의 위치에 배치하는 것이 자연스러우나, 이 경우, 완충 실린더에 작용하는 굽힘 모멘트는, 차륜 중심축의 위치에서 최대로 된다. 따라서, 이 구조에서는, 신축 로드 보다도 강도상으로 유리한 실린더 본체를 하측으로 하여 차륜 지지부측에 고정하고, 신축 로드를 상측으로 하여 차체 프레임측에 연결하는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 실린더를 소직경으로 하면서 충분한 강성을 확보할 수가 있다. 따라서, 타이어 내부 끝과 완충 실린더와의 간극을 넓게 할 수 있고, 그 결과로서 실린더를 직립에 가까운 상태로 배치할 수가 있으며, 이것에 의해, 조타시의 완충 실린더의 강도상의 부담을 더 경감시킬 수가 있다.

상기 완충 실린더에서는, 그 실린더 본체에 배관이 접속되는 것이 일반적이지만, 상기와 같이 실린더 본체를 차륜 지지부측에 고정한 경우, 이 실린더 본체는 차륜과 함께 스티어링 방향으로 회전하므로, 이 실린더 본체에 배관을 접속하면 배관의 이동이 크게 되고 만다. 이에 대하여 회전이 일어나지 않는 신축 로드측에 실린더 내실과 외부를 연통하는 유통로를 형성하고, 이 유통로에 외부 배관을 접속시키므로써, 배관의 움직임을 억제하고, 그 접속상태를 장기간에 걸쳐 양호하게 유지할 수가 있다.

또한, 엔진의 동력이 변속기를 통하여 상기 차동장치에 전달되고, 상기 차동장치의 입력축과 상기 변속기를 직결하도록 해도 좋다. 여기서 상기 변속기의 출력축과 차동장치의 입력축을 단일축으로 구성해도 좋다. 또, 상기 엔진의 출력축 또는 이 출력축에 연결되는 토크 컨버터의 출력축과 상기 변속기의 입력축을 직결하고, 상기 엔진 또는 토크 컨버터를 상기 차동장치의 바로 위쪽에 배치해도 좋다.

이와 같은 구성에 의해, 부품수가 삭감됨과 동시에, 컴팩트한 배치가 가능하게 된다.

본 발명의 제1의 실시형태를 도 1 내지 도 4에 의거하여 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시하는 휠 크레인(자주식 크레인)은, 도로상을 주행가능한 하부 주행체(10)를 구비하고 있다. 하부 주행체(10)는, 전후로 뻗는 차체 프레임(12)을 구비하며, 이 차체 프레임(12)의 전후방향 중간부에 링 형상의 베어링(11)을 통하여 상부 선회체(20)가 수직축 주위를 선회 가능하게 지지되어 있다. 상부 선회체(20)에는 운전실(25) 및 선회 프레임(21)이 설치되고, 이 선회 프레임(21)에 수평방향의 붐 푸트 핀(22)을 통하여 기복 가능하게 붐(23)이 지지되어 있고, 이 붐(23)은 붐 실린더(24)의 신축에 의해 기복방향으로 구동되도록 되어 있다.

도 2b에 도시하는 바와 같이, 차체 프레임(12)의 전부(前部)(14)는, 높이 방향이 비교적 작은 측면 길이의 상자형상 단면을 갖는데 대하여, 도 2a에 도시하는 바와 같이 후부는 두갈래 형상으로 좌우로 분기된 분기부(16)로 되어 있으며, 각 분기부(16)는 세로 길이의 상자형 단면을 갖고 있다. 또, 차체 프레임(12)의 좌우 측방향에는, 전측 차륜(18F) 및 후측 차륜(18R)이 배열 설치되어 있다.

동력전달계로서, 차체 프레임(12)의 후부에는, 엔진(30), 토크 컨버터(32), 변속기(34), 및 리어 디퍼런셜 기어(후측 차동장치)(36)가 배열 설치되고, 차체 프레임(12)의 전부(14)에는, 프론트 디퍼런셜 기어(38)가 배열 설치되어 있다.

도 2a에 도시하는 바와 같이, 엔진(30), 토크 컨버터(32), 및 리어 디퍼련셜 기어(36)는, 양 분기부(16) 사이에 배치되어 있다. 엔진(30)은, 그 출력축이 전방을 향하는 상태에서 도면에 생략된 브래킷을 통하여 차체 프레임(12)에 고정되어 있다. 토크 컨버터(32)는 엔진 출력측에 연결되고, 그 하방에 리어 디펴런셜 기어(36)가 위치하고 있으며, 이 리어 디퍼런셜 기어(36)는 좌우 브래킷(37)을 통하여 양 분기부(16)의 하부에 연결, 고정되어 있다. 변속기(34)는, 상기 분기부(16) 보다도 전방에 위치하고 있으며, 차체 프레임의 중앙부에 상방향으로 움푹 들어가도록 형성된 오목부(도시 생략) 내에 고정되어 있다. 또, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 프론트 디퍼런셜 기어(38)는, 프레임 전부(14)의 하면에 형성된 오목부(14a) 내에 고정되어 있다.

변속기(34)의 입력축은, 변속기 케이스의 상부로부터 후방으로 돌출되고 있으며, 전후 방향의 구동축(40)을 통하여 토크 컨버터(32)의 출력측에 연결되어 있다. 상세하게는, 구동축(40)의 후단부가 토크 컨버터(32)의 출력측에 자재이음(41)을 통하여 상대각도 가변하게 되도록 연결되고, 전단부가 자재이음(42)을 통하여 변속기(34)의 입력축에 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다.

변속기(34)의 출력축은, 변속기 케이스를 전후 방향으로 관통하여 그 양 단부가 전후로 돌출하고 있다. 이 출력축의 후단부에는, 전후로 뻗는 구동축(44)의 전단부가 자재이음(45)을 통하여 상대각도 가변하게 되도록 연결되고, 당해 구동축(44)의 후단부가 자재이음(46)을 통하여 리어 디퍼런셜기어(36)의 입력축에 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다. 한편, 변속기(34)의 전단부는, 차체 프레임(12)의 중앙부 하방을 전후 방향으로 주행하는 구동축(47)의 후단부에 자재이음(48)을 통하여 상대각도 가변하게 되도록 연결되어, 당해 구동축(47)의 전단부가 자재이음(49)을 통하여 프론트 디퍼런셜기어(38)의 입력축에 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다.

프론트 및 리어 디퍼런셜 기어(36, 38)의 좌우 출력축에는, 자재이음(51)(도 3에서만 도시)을 통하여 구동축(전동축)(50)의 내측 단부가 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다. 한편, 전측 차륜(18F) 및 후측 차륜(18R)의 회전축은 차륜 지지부(19)에 회전가능하게 지지되어 있어, 이들의 회전축에 상기 구동축(50)의 외측 단부가 자재이음(52)을 통하여 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다.

여기서, 리어 디퍼런셜 기어(36)의 출력축에 연결된 구동축(50)은, 도 2a에 도시하는 바와 같이 분기부(16)의 내외측벽에 설치된 관통구멍(16a)을 좌우방향(차폭방향)으로 관통하고 있으며, 프론트 디퍼런셜 기어(38)의 출력축에 연결된 구동축(50)은, 도 2b에 도시하는 바와 같이 차체 프레임(14)의 바로 하방을 통과하고있다.

각 차륜 지지부(19)는, 완충 실린더(60)를 통하여 차체 프레임(12)의 분기부(16) 및 전부(14)에 상대적으로 상하이동 가능하게 되도록 연결되어 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 완충 실린더(60)는, 대직경의 실린더 본체(61)와, 이 실린더 본체(61) 내에 삽입된 피스톤(63)으로부터 하방으로 뻗는 신축 로드(62)를 갖고 있으며, 실린더 본체(61)가 브래킷(56) 또한 브래킷(54)을 통하여 분기부(16)의 상부(도 2a)나 전부(14)의 상부(도 2b)에 연결되는 한편, 신축로드(62)의 하단부는 연결판(64)을 통하여 차륜 지지부(19)의 상면에 연결되어 있다. 완충 실린더(60) 전체는, 그 중심축이 연직축에 대하여 조금 경사진 자세(상세하게는 상단부가 내측 쪽으로 경사진 자세)를 취하고, 당해 중심축은 차륜(18F, 18R)의 스티어링 회전중심과 합치되고 있다.

이 구조에서는, 액슬의 디퍼런셜 기어(36, 38)만을 차체 프레임(12) 측에 고정하고, 이 디퍼런셜 기어(36, 38)와 차륜(18F, 18R)을 구동축(50)에 의해 상대변위 가능하게 되도록 연결하고 있으므로, 종래와 같이 대직경 원통형상의 하우징을 사용하여 전체가 일체화된 액슬의 위에 차체 프레임을 더 지지하는 것에 비하여, 도 1에 도시하는 차체 프레임(12)의 높이 치수(H1)나, 붐 높이 치수(H2)를 유효하게 낮출 수가 있다. 특히, 도 2a에 도시하는 바와 같이 분기부(16) 사이에 엔진(30)과 함께 리어 디퍼런셜 기어(36)를 배치하고, 이 디퍼런셜 기어(36)에 연결된 구동축(50)을 분기부(16)에 관통시키도록 하므로써, 차체 프레임(12)의 높이 위치를 더 낮출 수가 있다. 게다가, 일본 특개평 9 - 39645호 공보와 같이 원통형상 하우징도 포함한 액슬 전체를 관통시키는 것은 아니며, 소직경의 구동축(50) 만을 차체 프레임(12)에 관통시키면 되므로, 그 관통을 위한 관통구멍(16a)은 작아도 되며, 따라서 차체 프레임(12)의 강성은 충분히 높게 유지할 수가 있다.

또, 높은 곳의 작업성능을 유지하기 위해, 차체 프레임(12)만 위치를 낮추어서 붐 푸트 핀(22)의 높이 위치는 종래와 동등한 높이 위치에 유지하도록 한 경우에는, 붐(23)의 수납상태에서 당해 붐(23)을 전방으로 하강시키는 정도를 높일 수 있으며(도 1의 2점쇄선 참조), 그 분량만큼 운전실(25)로부터의 시계를 보다 양호하게 할 수가 있다.

다만, 이 구조에서는, 차체 프레임(12)과 차륜 지지부(19)가 완충 실린더(60) 만에 의하여 연결되므로, 완충 실린더(60)의 강도상의 부담이 비교적 큰 것으로 되어 있다. 이것에 대하여, 제2의 실시형태로서 도 5a, 도 5b에 도시하는 바와 같은 구조로 하면, 동일 도면에 도시되는 완충 실린더(70)의 강도상의 부담을 경감시킬 수 있다.

동일 도면의 구조에서는, 완충 실린더(70)의 실린더 본체(71)가 차륜 지지부(19)의 상면에 고정되고, 신축 로드(72)의 상단부가 차체 프레임(12)의 분기부(16)(전부(14)에 관해서도 동일하다)에 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다. 상세하게는, 차체 프레임(12)측에 도 6에도 도시하는 바와 같은 전후 한쌍의 브래킷(58)이 소정 간격을 두고 고정되며, 이들 브래킷(58)을 관통하도록 핀(59)이 고정되어 있다. 이에 대하여, 신축 로드(72)의 상단부에는 핀(59) 보다도 대직경의 관통구멍(72a)이 설치되고, 이 관통구멍(72a)의 내주면과 핀(59)의 외주면과의 사이에 구면 베어링(90)이 개재되어 있다. 이 구면 베어링(90)은, 관통구멍(72a)의 내주면에 고정되는 외측부(91)와, 핀(59)의 외주면 상에 고정되는 내측부(92)로 이루어지며, 이들이 구면으로 접촉하고 있다. 따라서 브래킷(58)과 신축 로드(72)는 임의의 방향으로 상대각도 가변하게 되어 있다.

한편, 차륜 지지부(19)의 하면과 분기부(16)의 하면은 요동 암(80)을 통하여 연결되어 있다. 이 요동 암(80)은, 고리 형상의 기부(基部)(81)와, 이 기부(81)로부터 전후 두갈래 형상으로 뻗는 암 본체부(82)로 이루어지며, 기부(81)가 상기 구면 베어링(90)과 동일한 구면 베어링(83)에 의해 상대각도 가변하게 되도록 차륜 지지부(19)의 하면에 연결되는 한편, 각 암 본체부(82)의 단부가, 핀(84) 및 상기 구면 베어링(90)과 동일한 구면 베어링(도시 생략)을 통하여, 분기부(16a)의 하면에 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다. 그리고, 상기 구면 베어링(83)과 구면 베어링(90)을 연결하는 직선과, 완충 실린더(70)의 중심축과, 스티어링 회전중심축이 대략 합치하도록, 완충 실린더(70)가 배열 설치되어 있다.

이 구조에 의하면, 차체 프레임(12)에 대하여 차륜(18R)(차륜(18F)도 동일)이 수평방향으로 변위하고자 하는 것을 요동 암(80)이 규제하기 때문에, 그 분량만큼, 완충 실린더(70)에 작용하는 굽힘 하중이 삭감되고, 완충 실린더(70)의 강도상의 부담이 경감된다.

여기서, 상기 도 2에 도시한 구조와, 상기 도 5에 도시한 구조에서 완충 실린더(60, 70)의 방향을 변경하고 있는 것은, 당해 구조에서의 굽힘 모멘트 분포의 차이를 고려한 것이다. 즉, 상기 도 2에 도시하는 구조에서는, 차륜 지지부(19)를완충 실린더(60) 만으로 지지하고 있고, 당해 완충 실린더(60)는 도 7a에 도시하는 것 같은 캔틸레버의 상태로 되므로, 이 완충 실린더(60)의 굽힘 모멘트(M)는 고정단(상단)에 가까울수록 크게 된다. 그래서, 신축 로드(62) 보다도 굽힘 강성이 높은 실린더 본체(61)를 위에 배치하고 있는 것이다. 이에 대하여, 상기 도 5에 도시한 구조에서는, 도 7b에 도시하는 바와 같이 양단이 구면 베어링(90, 83)에 의해 각도가 가변되게 지지된 양단 단순지지 빔의 상태에 있기 때문에, 굽힘 모멘트(M)는 차륜(타이어)으로부터 반력을 받는 차륜 지지부(19)의 위치에서 최대치(Mmax)로 되고, 이 위치로부터 상방으로 향할수록 점차 감소한다. 그래서, 강도가 높은 실린더 본체(71)를 아래로 하고 신축 로드(72)를 위로 향하게 하고 있는 것이다.

후자의 경우, 도 8a에 도시하는 바와 같이, 일반적인 실린더와 동일하게, 실린더 본체(71) 측으로 헤드측 실(75H)과 통하는 헤드측 포트(76H) 및 로드측 실(75R)에 통하는 로드측 포트(76R)를 설치해도 좋으나, 이 실린더 본체(71)는 차륜 지지부(19)측에 고정되어 있어, 이 차륜 지지부(19)와 함께 스티어링 회전하기 때문에, 당해 실린더 본체(71)의 포트(76H, 76R)에 배관을 접속하면, 당해 배관도 실린더 본체(71)에 추종하여 이동하지 않으면 안되고, 그 분량 만큼 배관 접속의 신뢰성이 저하한다. 이에 대하여, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 스티어링 회전하지 않는 신축로드(72) 측에서 헤드측 실(75H) 및 로드측 실(75R)에 각각 통하는 유로(77H, 77R)를 형성하고, 그 외측 개구부인 헤드측 포트(78H) 및 로드측 포트(78R)에 도 5a에 도시하는 바와 같은 배관(79)을 접속하면, 그 접속 신뢰성을 높일 수가 있다.

제3의 실시형태를 도 9에 도시한다. 본 발명에서는, 상기 도 2a에 도시하는 바와 같이 구동축(50)을 차체 프레임(12)에 관통시키는 경우, 그 관통부위는 반드시 동 도면에 도시하는 바와 같은 분기부(16)가 아니라도 되며, 이 제3의 실시형태에서는 차체 프레임(12)에 형성된 위로 향한 오목부(12a)내에 디퍼런셜 기어 (36)(또는 38)를 배치하고, 이 디퍼런셜 기어(36, 38)를 좌우에서 둘러싸는 프레임 양측 벽에 구동축(50)을 관통시키도록 되어 있다.

제4의 실시형태를 도 10 내지 도 13에 도시한다.

본 발명에 의하면, 프레임 강성을 저하시키는 일 없이 독립현가를 채용하는 것이 용이하게 되기 때문에, 그 구체적인 현가방식으로서 여러가지 것을 적용하는 것이 가능하게 되고, 이것에 의해 주행성능을 향상시키는 것도 가능하게 된다. 그 예로서, 이 실시형태에서는, 전륜(18F, 18R)의 현가방식으로서 이른바 맥퍼슨 방식을 채용한 것을 도시한다.

도면에 있어서, 상기 제2의 실시형태와 동일하게 각 차륜 지지부(19)가 완충 실린더(70)를 통하여 차체 프레임 측의 브래킷(58)에 연결되는데 더하여, 차륜 지지부(19)로부터는 링크부(19a)가 후방으로 뻗어 설치되어 있고, 그 후단(後端) 끼리가 링크(95)에 의해 링크결합됨과 동시에, 차륜 지지부(19)의 중간부가 각각 신축 실린더(94)를 통하여 공통의 중앙부재(93)에 링크결합되어 있다. 신축 실린더(94)는 각각 신장방향으로 가압된다.

이 방식에서는, 상기 제2의 실시형태로 도시한 구조에 비하여, 완충 실린더(70)의 부담을 더 경감하여 이것을 소직경으로 할 수 있음과 동시에, 도 11에 도시하는 휠 센터에서의 킹핀 오프셋(δ)을 작게 하여 조타시의 타이어 점유 스페이스를 삭감한다든지, 도 12에 도시하는 캐스터각(α)을 크게 하여 주행성능을 높인다든지 하는 것이 가능하다.

또, 이 실시형태에서는, 차체 프레임 전부(14)의 단면 형상으로서, 도 11에 도시하는 바와 같이, 그 하부 중앙이 상방으로 우묵하게 들어간 오목부(14a)를 갖는 형상으로 하고, 이 오목부(14a) 내에 프론트 디퍼런셜 기어(38)를 조립시킴과 동시에, 이 프론트 디퍼런셜 기어(38)와 좌우의 차륜 지지부(19)를 연결하는 구동축(50)이, 상기 오목부(14a)를 둘러싸는 측벽(15)에 설치된 관통구멍(15a)을 관통하도록 배치되어 있다.

이와 같이, 본 발명에서는, 차체 프레임의 단면 형상을 아래방향으로 우묵하게 되는 형상으로 해도, 프레임 높이를 유효하게 삭감할 수가 있다.

제5의 실시형태를 도 14 및 도 15에 도시한다. 여기서는, 전후륜(18F, 18R)의 현가방식으로서 이른바 더블 위시본(double wishbone) 방식이 채용되고 있다.

이 구조에서는, 차륜 지지부(19)와 차체 프레임을 연결하는 요동 암으로서, 어퍼 암(80A)과 로워 암(80B)이 구비되어 있다. 그리고, 도 14에 도시하는 전륜현가에 있어서는, 어퍼 암(80A)의 중간부와 차체 프레임 전부(14A) 측의 브래킷(58A) 사이에 완충 실린더(60A)가 사이에 끼어 있으며, 도 15에 도시하는 후륜현가에 있어서는, 어퍼 암(80A)의 외측 단부와 차륜 지지부(19) 사이에 상측 완충 실린더(70A)가 사이에 끼어 있음과 동시에, 분기부(16)의 측부와 차륜 지지부(19) 사이에 하측 완충 실린더(60B)가 사이에 끼어 있는 구성으로 되어 있다.

이 방식에 있어서도, 각 완충 실린더의 강도상의 부담을 경감하여 그 직경을 작게 함과 동시에, 종래에 비하여 우수한 주행성능을 얻을 수가 있다.

도 16 내지 도 19에 제6의 실시형태를 도시한다. 도 1 내지 도 3과 공통하는 부분에 관해서는 공통 부호로 표시되어 있다.

이 실시형태에서는, 동력전달계로서, 차체 프레임(12)의 후부에는, 도 19에도 도시하는 바와 같은 엔진(30), 토크 컨버터(32), 변속기 (분배기)(34), 및 리어 디퍼런셜 기어(후측 차동장치)(36)가 배열 설치되며, 차체 프레임(12)의 전부(14)에는, 프론트 디퍼런셜 기어(38)가 배열 설치되어 있다. 그리고, 엔진(30)의 회전출력이 토크 컨버터(32)를 통하여 변속기(34)에 입력되고, 이 변속기(34)로부터 전후의 디퍼런셜 기어(36, 38)에 분배되도록 되어 있다.

도 16 내지 도 19에 도시하는 바와 같이, 토크 컨버터(32)에는, 엔진 동력을 이용하여 회전구동되는 복수의 유압 펌프(40)가 연결되고, 이들의 유압 펌프(40)에 의해, 붐이나 아우트리거 잭을 구동하기 위한 작동유가 압송되도록 되어 있다. 양 유압펌프(40)는, 토크 컨버터(32)의 전측면에 당해 전측면으로부터 돌출하는 상태로 고정되어, 변속기(34)의 상측부에 컴팩트한 배치로 설치되어 있다.

이 크레인의 특징으로써, 토크 컨버터(32)의 출력축과 변속기(34)의 입력축은 단일의 축(33)으로 구성되어 있으며, 토크 컨버터(32)의 회전 출력이 그대로 축(33)을 통하여 변속기(34)에 전달되도록 되어 있다. 또, 변속기(34)의 후측 출력축과 리어 디퍼런셜 기어(36)의 입력축도 단일의 축(35)으로 구성되어 있으며, 변속기(34)의 회전출력이 그대로 축(35)을 통하여 디퍼런셜 기어(36)에 전달되도록되어 있다. 한편, 변속기(34)의 전측 출력축(46)은, 차체 프레임(12)의 중앙부 하방을 전후 방향으로 주행하는 구동축(47)의 후단부에 자재이음(48)을 통하여 상대각도 가변하게 되도록 연결되고, 당해 구동축(47)의 전단부가 자재이음(49)을 통하여 프론트 디퍼런셜 기어(38)의 입력축에 상대각도 가변하게 되도록 연결되어 있다. 이 프론트 디퍼런셜 기어(38)는, 프레임 전부(14)의 하면에 형성된 오목부 내에 고정되어 있다.

또한, 상기와 같이 상기 토크 컨버터(32)의 출력축과 변속기(34)의 입력축을 단일의 축(33)으로 구성하든지, 변속기(34)의 출력축과 리어 디퍼런셜 기어(36)의 입력축을 단일의 축(35)으로 구성하든지 하는 대신에, 토크 컨버터(32)의 출력축과 변속기(34)의 입력축을 커플링 등으로 직결하든지, 변속기(34)의 출력축과 리어 디퍼런셜 기어(36)의 입력축을 동일하게 직결(直結)하든지 해도, 부품수의 삭감 및 레이아웃의 컴팩트화가 가능하다.

다만, 상기와 같은 축의 단일화를 하면, 부품수를 더 삭감할 수 있음과 동시에, 토크 컨버터와 변속기 사이의 거리나, 변속기와 리어 디퍼런셜 기어 사이의 거리를 더 단축할 수 있고, 경우에 따라서는, 토크 컨버터의 하우징과 변속기의 하우징을 일체화하거나, 변속기의 하우징과 리어 디퍼런셜 기어의 하우징을 일체화 하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이. 이 실시형태에 관한 구조에서는, 토크 컨버터(32)의 출력축과 변속기(34)의 입력축을 단일의 축(33)으로 구성하고, 변속기(34)의 출력축과 리어 디퍼런셜 기어(36)의 입력축을 단일의 축(35)으로 구성하고 있으므로, 구동축을 사용해서 각 축 사이를 연결하고 있던 구조에 비하여, 부품수를 삭감할 수 있음과 동시에, 컴팩트한 배치가 가능하게 된다. 또, 리어 디퍼런셜 기어(36) - 변속기(34) 사이의 거리를 단축하는 결과, 변속기(34)의 위치를 종래의 차체 전후방향 중앙위치로부터 후방으로 비켜 놓을 수가 있어, 당해 중앙위치에서의 차체 프레임(12)의 강도상의 부담을 경감할 수 있음과 동시에, 엔진(30) 및 리어 디퍼런셜 기어(36)와 함께 변속기(34) 까지도 분기부(16) 사이에 배치할 수가 있게 되어, 동력전달계의 레이아웃은 이상적인 것으로 된다.

그 밖에, 본 발명은 예로서 다음과 같은 실시형태를 취할 수도 있다.

(1) 도 1 등에는, 엔진(30)이 차체 프레임(12)의 후부에 탑재된 것을 도시했으나, 엔진(30)이 전부에 탑재되는 것에도 본 발명의 적용이 가능하다. 이 경우에는, 차체 프레임(12)의 전부를 분기부로 하는 등 하여 엔진(30)의 설치 스페이스를 확보하면 된다.

(2) 도 1 등에는, 4륜의 자주식 크레인을 도시했으나, 본 발명에서는 차륜의 개수를 불문하며, 예컨대 6륜의 것이라도 좋다. 또, 모든 차륜에 관해 본 발명에 관한 현가구조를 적용하지 않아도 되며, 예컨대 전륜만, 혹은 후륜만에 본 발명에 관한 구조를 적용하도록 해도 된다.

이상과 같이 본 발명은, 차륜을 회전 가능하게 지지하는 차륜 지지부가 차체 프레임에 대하여 상하 이동 가능하게 현가된 자주식 크레인에 있어서, 엔진으로부터 동력이 전달되는 차동장치의 좌우 출력축에 좌우방향으로 뻗는 전동축의 일단을상대각도 가변하게 되도록 연결하고, 이들 전동축의 타단에 상기 차륜을 상대각도 가변하게 되도록 연결함과 동시에, 상기 전동축을 차체 프레임의 측벽에 대하여 차폭방향으로 관통시킨 것이므로, 종래에 비하여, 차동장치에 대해서 차체 프레임을 보다 낮은 위치에 배치할 수가 있으며, 이것에 의해 크레인 전체의 중심위치를 낮추고, 높이 치수를 삭감할 수가 있다. 또, 차체 프레임에 현가되는 것은 차륜 및 차륜 지지부뿐이며, 종래와 같이 액슬 전체를 차체 프레임에 현가하는 것에 비해, 현가중량을 감소시켜서 승차감을 개선할 수 있다. 한편, 차체 프레임에는 차동장치 만을 고정하면 되므로, 제조가 간단하다. 게다가, 종래와 같이 전체가 일체화된 액슬을 차체 프레임에 관통시키는 것에 비해, 전동축 관통을 위해 차체 프레임에 설치하지 않으면 안되는 관통구멍은 매우 작아도 되기 때문에, 높은 프레임 강성을 유지할 수 있다.

Claims (14)

1. 차륜을 회전 가능하게 지지하는 차륜 지지부가 차체 프레임에 대하여 상하 이동 가능하게 현가된 자주식 크레인에 있어서,

   엔진으로부터 동력이 전달되는 차동장치의 좌우 출력축에 좌우방향으로 뻗는 전동축의 일단을 상대각도 가변하게 되도록 연결하고, 이들 전동축의 타단에 상기 차륜을 상대각도 가변하게 되도록 연결함과 동시에, 적어도 일부의 전동축이 상기 차체 프레임 측벽을 차폭 방향으로 관통하도록 상기 차동장치를 배치한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차체 프레임의 하면을 상기 차동장치의 하면과 동등한 높이에 위치시키며 혹은 차동장치의 하면보다 낮게 위치시킨 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 차체 프레임의 전후 적어도 한쪽의 단부를 좌우로 분기하는 분기부로 하고, 이들 분기부 사이에 상기 엔진 및 차동장치를 배열 설치하고, 각 분기부를 상기 전동축이 관통하도록 한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 차체 프레임과 차륜 지지부 사이에 상하 방향과 대략 평행한 방향으로 신축가능한 완충 실린더를 사이에 설치한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 차륜 지지부와 차체 프레임을 상하방향으로 요동가능하게 수평방향의 요동이 규제된 지지 암을 통하여 연결된 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 지지 암 보다도 상방 위치에 상기 완충 실린더를 배치함과 동시에, 이 완충 실린더의 실린더 본체를 차륜 지지부측에 고정하고, 신축 로드를 차체 프레임측에 연결한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 완충 실린더의 신축 로드에 실린더 내실과 외부를 연통하는 유통로를 형성하고, 이 유통로에 외부 배관을 접속한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
8. 제 1 항에 있어서, 엔진의 동력이 변속기를 통하여 상기 차동장치에 전달되고, 상기 차동장치의 입력축과 상기 변속기의 출력축을 직결한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 변속기의 출력축과 차동장치의 입력축을 단일의 축으로 구성한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 엔진의 출력축 또는 이 출력축에 연결되는 토크 컨버터의 출력축과 상기 변속기의 입력축을 직결하고, 상기 엔진 또는 토크 컨버터를 상기 차동장치의 바로 위쪽에 배치한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 엔진의 출력축 또는 이 출력축에 연결되는 토크 컨버터의 출력축과 상기 변속기의 입력축을 단일의 축으로 구성한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 엔진의 동력에 의해 구동되는 유압펌프를 상기 변속기와 병행하는 위치에 배열 설치한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
13. 제 3 항에 있어서, 상기 차체 프레임과 차륜 지지부 사이에 상하 방향과 대략 평행한 방향으로 신축가능한 완충 실린더를 사이에 설치한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 엔진의 동력에 의해 구동되는 유압펌프를 상기 변속기와 병행하는 위치에 배열 설치한 것을 특징으로 하는 자주식 크레인.