KR100406276B1 - 카운터웨이트 탈장착 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기와 같은 건설중장비 등의 작업안정성 및 작업성을 향상시키기위하여 차량 후방에 설치된 유압실린더와 링크기구의 구동에 의해 지면에 놓인 카운터웨이트를 신속하게 장착하는 것으로, 장비의 차체에 형성되는 프레임, 일단이 프레임에 형성된 한쌍의 제1브라킷에 고정되는 제1고정핀에 회동가능하게 고정된 제1링크, 일단이 프레임에 제1브라킷 외측으로 형성된 한쌍의 제2브라킷에 고정되는 제3고정핀에 회동가능하게 고정되는 제2링크, 제1링크와 제2링크 타단에 링크운동가능하게 고정되는 한쌍의 가이드링크, 리어엔드가 제1브라킷에 고정되는 제6고정핀에 회동가능하게 고정되며 로드엔드가 제1링크와 가이드링크가 고정되는 제2고정핀에 회동가능하게 고정되는 유압실린더, 상측이 가이드링크에 고정되는 제5고정핀에 회동가능하게 고정되며 하측이 카운터웨이트에 회동가능하게 고정되는 요크를 구비한다.

이로 인해, 카운터웨이트를 작업현장에서 별도의 장비를 이용하지않고 안전하고 신속하게 탈장착하며, 건설중장비 차체의 중량일부를 차지하는 카운터웨이트를 작업현장에서 탈장착할 수 있어 작업준비 및 장비이동 시간을 대폭적으로 줄이며, 카운터웨이트를 최종적으로 차체에 장착시 카운터웨이트의 관성력으로 차체와의 접촉으로 인한 충격을 최소화하며, 카운터웨이트를 최종적으로 장착시 차체와의 좁은 공간에 모든 해당부품을 격납시키며, 카운터웨이트 장착시스템을 실용화시켜 당해분야에서 장비의 대외적인 경쟁력을 확보할 수 있다.

Description

카운터웨이트 탈장착 시스템{counter weight removel system}

본 발명은 굴삭기와 같은 건설중장비 또는 지게차등의 운반하역기계(이하에서는, "건설중장비"라 칭함)의 작업안정성 및 작업성을 향상시키기위하여 건설중장비 후방에 설치된 유압실린더와 링크기구의 구동에 의해 카운터웨이트(counter weight)를 신속하고 안전하게 장착할 수 있는 카운터웨이트 탈장착 시스템에 관한 것이다.

특히, 카운터웨이트의 탈장착시 차량에 구비되는 장비에 의해 작업현장에서 신속하게 탈장착하며, 카운터웨이트를 인양하여 최종적으로 장착시 차체와의 접촉으로 인한 충격을 최소화할 수 있도록 한 카운터웨이트 탈장착 시스템에 관한 것이다.

운전석에서 카운터웨이트를 각종 건설중장비의 후방에 신속하게 탈장착할 수 있도록 한 카운터웨이트 탈장착 시스템은 미국, 일본 등에서 건설기계를 주로 제작하는 회사에서 다수 출원된 바 있으며, 이들 시스템의 주 목적은 적은 수의 부품으로 카운터웨이트를 손쉽고, 안전하게 탈장착할 수 있도록 한 것이다.

즉, 카운터웨이트를 유압실린더와 링크기구를 이용하여 인양한 후 차체에 볼트 등의 체결수단을 이용하여 장착하는 방식(일본 실용신안공보 소61-38863호, 일본 특개평7-268908호)과, 와이어 또는 로프를 구비하고 차체 전방에 설치된 작업장치로서 와이어를 잡아당겨 카운터웨이트를 차체 후방에서 인양후 장착하는 방식(일본 특개평10-102542호, 일본 특개평9-71390호, 미국 특허 제3963133호)등이 공지된 바 있다.

전술한 유압실린더와 링크기구를 이용한 카운터웨이트 탈장착 시스템은 이들 유압실린더와 링크기구의 작동범위를 가능한 작게하고, 카운터웨이트를 차체에 최종적으로 장착시 이들이 카운터웨이트와 차체사이의 좁은 공간에 격납이 가능해야하며, 카운터웨이트의 인양시 중량으로 인한 변형 및 처짐이 발생되지않도록 충분한 강성이 요구되며, 카운터웨이트의 탈장착시 안전성이 요구된다.

이러한 조건이 충족되지 못하는 경우 차체 후방과 카운터웨이트 사이에 많은 공간이 필요하게되며, 이러한 공간을 확보하는 경우 장비에 요구되는 카운터웨이트 중량을 얻기위하여 차체 후방으로 카운터웨이트의 체적이 증가됨에 따라 후방선회반경이 증대되어 작업성을 떨어뜨리는 문제점을 갖게된다.

한편, 유압실린더와 링크기구의 작동범위를 감소시키는 경우 통상적으로 지면 소정위치에 놓이는 카운터웨이트를 인양하여 차체의 후방으로 이동시키기위해서 충분한 인양높이가 필요하게 된다. 즉 유압실린더와 링크기구의 크기를 작게하여 최종적인 장착위치에서 좁은 공간안에 모든 부품이 격납되어야하며, 동시에 낮은 인양위치에서 카운터웨이트를 장착할 수 있어야되는 데, 이때 전자의 요구조건을 만족시키는 경우에 후자의 작동상에 영향을 끼치게되므로 이들을 기술적으로 해결해야되는 문제점을 갖게된다.

또한, 인양되는 카운터웨이트가 차체의 최종적인 장착위치에 이동할 때 실린더 및 링크기구의 작동속도와 카운터웨이트의 관성력에 의해 차체와 접촉시 발생되는 충격을 최대한 감소시켜야되며, 이러한 충격력이 과도한 경우 차체의 손상은 물론 카운터웨이트의 장착위치를 조정하는 것이 어려운 문제점을 갖게된다.

종래 기술에 의한 카운터웨이트 탈장착 장치는 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.

한편, 일본 실용신안공보 소61-38863호에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 승강장치의 승강용 실린더(51)를 신축 스트로크(S)를 일정하게 한 상태에서 인양높이(H1)를 증대시키려면 회전암(53)의 길이를 증대시켜야 한다. 이 경우 승강용 실린더(51)의 로드(51B)를 크게 신장시켜야되므로 카운터웨이트(52)가 장착위치에 인양될 때 회전암(53)의 상단측이 카운터웨이트(52)의 윗면에서 과도하게 돌출되며, 회전암(53)이 기계실(54)의 엔진커버나 다른 장애물 등에 간섭되는 문제점을 갖게된다.

이로인해, 회전암(53)의 길이를 증대시킬 수 없기 때문에 인양높이(H1)를 향상시키는 것이 실현하기 힘들고, 카운터웨이트(52)를 선회프레임에서 지면(G)위에 직접내리는 것이 불가능함에 따라, 지면위에 높이(H)를 갖는 지지대(55)를 놓고 그 위에 카운터웨이트(52)를 내리도록 하기 때문에 카운터웨이터(52)의 탈장착이 실용화시키지 못하는 문제점을 갖게된다.

또한, 일본 특개평7-268908호에서는, 전술한 실용신안공보 소61-38863호를 개량한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 지면에 직접 놓인 카운터웨이트(61)를 인양할 수 있으며, 카운터웨이트(61)를 탈장착하는 데 사용되는 부품이 단순한 이점을 갖게된다.

그러나, 카운터웨이트(61)의 위치가 낮은 경우(즉, 차체(62)의 높이와 카운터웨이트(61)가 놓여진 지면(G)의 높이차이가 클 경우를 말함) 유압실린더(63)와 링크부재(64)가 동시에 커져야하므로, 유압실린더(63)의 스트로크 증대가 불가피하게된다.

또한, 유압실린더(63)의 스트로크 증대는 제작비용의 증대, 카운터웨이트(61)를 지면에 내리거나 장착시 유압실린더(63)의 작동범위 증대로 인해 큰 작업공간을 차지하는 문제점을 갖게된다.

또한, 카운터웨이트(61)를 장착시 지면에서 카운터웨이트(61)를 인양하여 링크부재(64)가 이루는 궤적(b)을 따라 카운터웨이트(61)와 인양요크의 연결점도 원운동을 하게된다. 카운터웨이트(61)또한 연결점의 원운동과 함께 동일한 원운동을 하게되며, 차체에 접촉하는 순간 원운동으로 인해 링크부재(64)의 회전속도가 카운터웨이트(61)에 직접적으로 작용하여 카운터웨이트(61)의 관성에 의해 큰 충격력이 발생함에 따라, 차체의 손상 및 카운터웨이트(61)의 위치조정이 어렵게되는 문제점을 갖게된다.

따라서, 본 발명의 목적은 카운터웨이트의 탈장착시 차량에 구비되는 장비에의해 작업현장에서 적은 인력으로 안전하고, 신속하게 탈장착함에 따라 장비의 유지비용을 줄이며, 생산성을 향상시킬 수 있는 카운터웨이트 탈장착 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 카운터웨이트를 인양하여 최종적으로 차체에 장착시 카운터웨이트의 관성력으로 차체와의 접촉으로 인한 충격을 최소화하여 차체의 파손되는 것을 방지할 수 있는 카운터웨이트 탈장착 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 카운터웨이트를 최종적으로 장착시 차체와의 좁은 공간에 모든 해당부품이 격납되도록 한 카운터웨이트 탈장착 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 카운터웨이트 탈장착 시스템의 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 다른 카운터웨이트 탈장착 시스템의 개략도,

도 3은 본 발명에 의한 카운터웨이트 탈장착 시스템의 정면도,

도 4는 도 3의 측면도,

도 5는 본 발명에 의해 카운터웨이트를 인양하기위하여 유압실린더의 수축된 상태의 개략도,

도 6은 본 발명에 의해 카운터웨이트를 장착하여 유압실린더의 신장된 상태의 개략도,

도 7은 본 발명에 의해 장착되는 카운터웨이트의 개략도,

도 8은 도 7의 A-A선에서의 단면도,

도 9는 도 7의 B-B선에서의 단면도,

도 10은 본 발명에 의해 카운터웨이트를 인양하는 초기위치의 개략도,

도 11은 본 발명에 의해 카운터웨이트를 장착완료한 상태의 개략도,도 12는 본 발명에 의한 요크와 카운터웨이트의 연결부의 개략도,도 13은 본 발명에 의한 카운터웨이트를 탈장착시키는 부위의 요부발췌확대도 이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1; 프레임 2; 유압실린더

3; 제1링크 4; 제2링크

5; 가이드링크 7; 카운터웨이트

9; 제2고정핀 10; 제1고정핀

15; 후크부재 24; 제1브라킷

25; 제2브라킷 26; 제3브라킷

27; 제4브라킷

전술한 본 발명의 목적은, 장비의 차체에 형성되는 프레임, 일단이 프레임에 형성된 한쌍의 제1브라킷에 고정되는 제1고정핀에 회동가능하게 고정된 제1링크, 일단이 프레임에 제1브라킷 외측으로 형성된 한쌍의 제2브라킷에 고정되는 제3고정핀에 회동가능하게 고정되는 제2링크, 제1링크와 제2링크 타단에 링크운동가능하게 고정되는 가이드링크, 리어엔드가 제1브라킷에 고정되는 제6고정핀에 회동가능하게 고정되며 로드엔드가 제1링크와 가이드링크가 고정되는 제2고정핀에 회동가능하게 고정되는 유압실린더, 상측이 가이드링크에 고정되는 제5고정핀에 회동가능하게 고정되며 하측이 카운터웨이트에 회동가능하게 고정되는 요크를 구비하여, 유압실린더 수축시 링크운동하는 제1,2링크를 지면에 놓인 카운터웨이터측으로 회동시켜 카운터웨이트를 착탈가능하게 고정하며, 유압실린더 신장시 제1,2링크의 링크운동으로 카운터웨이트를 인양하여 차체 후방에 고정하는 것을 특징으로 하는 카운터웨이트 탈장착 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

바람직하기로는, 전술한 요크의 길이를 조정할 수 있도록 요크의 상측은 고정핀에 형성된 관통공에 삽입되어 너트에 의해 고정된다.

바람직하기로는, 전술한 유압실린더의 신장시 카운터웨이트를 인양할 수 있도록 제1,2,6고정핀으로 이루어지는 3절 링크와 제1,2,3,4고정핀으로 이루어지는 4절 링크가 반시계방향으로 링크운동을 하도록 고정된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 장비의 차체에 형성되는 프레임(1)과, 프레임(1)에 형성된 한쌍의 제1브라킷(24)에 고정되는 제1고정핀(10)에 의해 일단이 제1브라킷(24)에 회동가능하게 고정된 제1링크(3)와, 프레임(1)에 제1브라킷(24) 외측으로 형성된 한쌍의 제2브라킷(25)에 고정되는 제3고정핀(11)에 의해 일단이 제2브라킷(25)에 회동가능하게 고정되는 제2링크(4)와, 제1링크(3)와 제2링크(4) 타단에 링크운동가능하게 고정되는 가이드링크(5)와, 자체의 길이를 조정할 수 있도록 상측이 가이드링크(5)에 고정되는 제5고정핀(13)에 형성된 관통공(23)에 회동가능하게 삽입되어 너트(31)에 의해 고정되며 하측이 카운터웨이트(7)에 회동가능하게 고정되는 요크(6)를 구비한다.

수축시 링크운동하는 제1,2링크(3,4)를 지면에 놓인 카운터웨이터(7)측으로회동시켜 착탈가능하게 고정하며 신장시 제1,2링크(3,4)의 링크운동으로 카운터웨이트(7)를 인양하여 차체 후방에 고정할 수 있도록, 리어엔드가 제1브라킷(24)에 고정되는 제6고정핀(8)에 회동가능하게 고정되며 로드엔드가 제1링크(3)와 가이드링크(5)가 동일위치에 고정되는 제2고정핀(9)에 회동가능하게 고정되는 유압실린더(2)를 구비한다.

미 설명부호 L1은 제1고정핀(10)과 제3고정핀(11)의 직선거리, L2는 제3고정핀(11)과 제4고정핀(12)의 직선거리, L3은 제2고정핀(9)과 제4고정핀(12)의 직선거리, L4는 제1고정핀(10)과 제2고정핀(9)의 직선거리, L5는 제1고정핀(10)과 제6고정핀(8)의 직선거리, L6은 제2고정핀(9)과 제6고정핀(8)의 직선거리, L7은 제2고정핀(9)과 제5고정핀(13)의 직선거리, L8은 제4고정핀(12)과 제5고정핀(13)의 직선거리이다.

이하에서, 본 발명에 의한 카운터웨이트 탈장착 시스템의 작동을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 지면 소정위치에 놓인 카운터웨이트(7)를 건설중장비의 차체의 후방에 장착하고자하는 경우 운전석에서 레버조작으로 인한 작동유 공급으로 유압실린더(2)를 수축시킨다.링크운동하는 제1,2링크(3,4)를 제1,3고정핀(10,11)을 중심축으로 하여 시계방향으로 회동시킴에 따라 지면 소정위치에 놓여지는 카운터웨이트(7)쪽으로 내려 놓는다.카운터웨이트(7)에 설치된 후크부재(15)에 형성된 관통공(17)과 요크(6)에 형성된 관통공(22)이 일치하는 위치에서 연결핀(14)을 삽입한 후, 연결핀(14)이 관통공(22)로 부터 빠지지않도록 반대쪽에 스냅핀(20)을 삽입하여 고정한다.

도 4, 도 6 및 도 11에 도시된 바와같이, 전술한 유압실린더(2)를 신장시키는 경우, 링크운동하는 제1,2링크(3,4)를 제1,3고정핀(10,13)을 중심축으로 하여 반시계방향으로 회동시킴에 따라 카운터웨이트(7)를 들어올려 차체 후방에 고정할 수 있게 된다.즉, 도 5에 도시된 L4, L5, L6이 이루는 3절 링크기구의 한 변을 이루는 L6에 의해 L4는 제1고정핀(10)을 중심축으로 하여 반시계방향으로 회전하면서 상승하게 된다.

이때, L4는 L1, L2, L3, L4가 이루는 4절 링크기구의 한 변을 이루기 때문에 전술한 L4의 회전에 의해 L2. L3도 핀(11,9)을 중심축으로 하여 반시계방향으로 회전하게 된다. 이로 인해 전술한 L3, L7, L8이 이루는 3각 링크의 한 쪽 정점에 위치한 요크(6)를 고정하는 핀(13)도 시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 상승함에 따라 카운터웨이트(7)를 인양할 수 있게된다.

한편, 유압실린더(2)를 최대로 신장시킬 때 각 제1,2링크(3,4)의 위치는 도 6에 도시된 것과 동일하게된다. 즉 카운터웨이트(7)를 직접 고정하고 있는 요크(6)또한 가이드링크(5)와 회전가능한 핀(13)으로서 연결됨에 따라 가이드링크(5)가 상승하는 경우에도 카운터웨이트(7)의 중량에 의해 항상 수직위치를 유지할 수 있게된다.

한편, 유압실린더(2)의 신장시 카운터웨이트(7)의 인양궤적이 단순한 원운동을 하는 것이 아니고, L1, L2, L3, L4가 이루는 4절 링크와 L3, L7, L8이 이루는 3각링크의 운동에 의해 카운터웨이트의 최종적인 장착위치에서 요크(6)의 핀(13)의 속도변화가 최소화되므로 차체에 접촉되는 경우에도 충격을 최소화할 수 있게된다.

이상에서와 같이 바람직한 실시예에 의하면 아래와 같은 이점을 갖는다.

카운터웨이트의 탈장착시 차량에 구비되는 장비에 의해 작업현장에서 적은인력으로 안전하고, 신속하게 탈장착함에 따라 장비의 유지비용을 줄이며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

건설중장비의 과도한 차체중량으로 인한 도로운송규제를 만족하도록 차체의 중량일부를 차지하는 카운터웨이트를 작업장에서 탈장착할 수 있어 작업준비 및 장비이동 시간을 대폭적으로 줄일 수 있다.

카운터웨이트를 인양하여 최종적으로 차체에 장착시 카운터웨이트의 관성력으로 차체와의 접촉으로 인한 충격을 최소화하여 차체의 파손되는 것을 방지할 수 있다.

카운터웨이트를 최종적으로 장착시 차체와의 좁은 공간에 모든 해당부품이 격납되도록하며, 카운터웨이트 장착시스템을 실용화시켜 당해분야에서 시장요구에 대해 능동적으로 대처하여 제품의 대외적인 경쟁력을 확보할 수 있다.

전술한 바와 같은 실시예는 건설중장비 관련분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주를 벗어나지않는 범위내에서 기술내용 일부를 변형실시할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 장비의 차체에 형성되는 프레임;

   일단이 상기 프레임에 형성된 한쌍의 제1브라킷에 고정되는 제1고정핀에 회동가능하게 고정된 제1링크;

   일단이 상기 프레임에 상기 제1브라킷외측으로 형성된 한쌍의 제2브라킷에 고정되는 제3고정핀에 회동가능하게 고정되는 제2링크;

   상기 제1링크와 제2링크 타단에 링크운동가능하게 고정되는 가이드링크;

   리어엔드가 상기 제1브라킷에 고정되는 제6고정핀에 회동가능하게 고정되며 로드엔드가 상기 제1링크와 가이드링크가 고정되는 제2고정핀에 회동가능하게 고정되는 유압실린더; 및

   상측이 상기 가이드링크에 고정되는 제5고정핀에 회동가능하게 고정되며 하측이 카운터웨이트에 회동가능하게 고정되는 요크를 구비하여, 상기 유압실린더 수축시 링크운동하는 제1,2링크를 지면에 놓인 카운터웨이터측으로 카운터웨이트를 회동시켜 착탈가능하게 고정하며, 상기 유압실린더 신장시 제1,2링크의 링크운동으로 카운터웨이트를 인양하여 차체 후방에 고정하는 것을 특징으로 하는 카운터웨이트 탈장착 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 요크의 길이를 조정할 수 있도록 상기 요크의 상측은 상기 고정핀에 형성된 관통공에 삽입되어 너트에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 카운터웨이트 탈장착 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 유압실린더의 신장시 상기 카운터웨이트를 인양할 수 있도록 상기 제1,2,6고정핀으로 이루어지는 3절 링크와 상기 제1,2,3,4고정핀으로 이루어지는 4절 링크가 반시계방향으로 링크운동을 하도록 고정된 것을 특징으로 하는 카운터웨이트 탈장착 시스템.