KR100437486B1 - 건설기계의 작업공구 체결용 퀵커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계의 굴절 아암 끝단에 작업공구를 체결하기 위한 퀵커플러에 관한 것으로, 발명의 주된 목적은 가동죠오를 회동운동 방식이 아닌 슬라이딩 방식으로 구성하면서 유압 실린더의 체결력이 그 로드의 연장선상에서 작용할 수 있도록 하여 체결력을 향상시키고자 하는데 있으며, 또 한편으로는 가동죠오의 후퇴를 예방하는 안전핀을 마련하여 가동죠오에 작용하던 유압이 상실되는 비상사태가 발생하여도 가동죠오가 후퇴하는 일이 없도록 하여 안전성을 높이고자 하는데도 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 중앙에 개구부(101)가 형성된 베이스판재(102)와, 상기 베이스판재의 상측면 양측에서 돌출시키되, 각각 한 쌍식의 핀구멍(103)을 형성한 후 체결핀(104)을 조립한 어태치먼트(105)와, 상기 베이스판재(102)의 저면 양측에 부착 고정하되, 일측에는 고정죠오(106)를 형성하고, 타측에는 받침죠오(107)를 형성한 가이드판재(108)로 이루어진 퀵커플러에 있어서, 상기 베이스판재(102)의 중앙 개구부(101) 밑에서 고정된 유압실린더(21)와, 상기 유압실린더의 로드(22) 끝단에서 로드핀(23)으로써 연결된 채 고정죠오를 향해 직선 왕복운동하게 될 슬라이드죠오(24)와, 상기 슬라이드죠오(24)를 직선운동으로 안내하기 위해 가이드판재(108)사이에 마련한 가이드레일부(25)로 이루어진 슬라이드죠오 작동장치(20)와, 상기 베이스판재(102)의 개구부(101)상에서 개구부(101)를 통해 하측으로 연장되도록 고정한 안전핀 가이드(32)와; 상기 안전핀 가이드(32)의 내부를 관통하게 끼워지며, 중단에 걸림턱(34a)이 형성되고, 상단에는 베이스판재(102)의 받침부(36) 상에 안착되거나 또는 이탈가능한 손잡이겸 걸림편(35)을 갖는 안전핀(34)과; 상기 안전핀 가이드(32)의 내부 상단과 안전핀(34)의 걸림턱(34a)과의 사이에 개입되어 안전핀(34)을 그 길이방향으로 탄력지지하면서 손잡이겸 걸림편(35)을 회전시켜 받침부(36)로부터 이탈시키면 안전핀(34)을 끌어내리는 역할을 하는 스프링(33)로 이루어진 이중 안전장치(30)로 구성하는데 있다.

Description

건설기계의 작업공구 체결용 퀵커플러{QUICK COUPLER FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계의 굴절 아암 끝단에 작업공구를 체결하기 위한 퀵커플러에 관한 것으로, 더 상세하게는 건설기계의 굴절 아암 끝단에 작업공구를 신속 간편하게 체결하도록 하되, 체결작동 구조를 견고한 슬라이딩 죠오와, 이 죠오의 후퇴를 방지할 수 있는 이중 안전장치를 구비하는데 특징이 있는 있는 것이다.

일반적으로 건설기계라하면 굴삭기를 예로 들 수 있으며, 이와 같은 굴삭기는 차체로부터 연장되어 유압으로 굴절 시킬 수 있는 아암을 가지고 있으며, 그 아암의 끝단에 작업공구인 버켓이나 브레이커를 장착하여 지반을 굴착하거나 암반 등을 파쇄할 수 있는 것이다.

이와 같이 사용하는 굴삭기는 아암의 끝단에 상기와 같은 작업공구 즉, 버켓이나 브레이커 등을 필요에 따라 수시로 교체하여 사용하게 되는데, 종래의 작업공구 체결 구조를 보면 작업공구가 갖는 핀구멍과 굴삭기 아암의 끝단에 형성된 핀구멍을 일치 시킨 후, 직접 핀으로써 고정하였기 때문에 교체작업이 어렵고, 여러 사람이 필요하였다.

즉, 굴삭기 아암의 끝단에 형성된 2개의 핀구멍과 작업공구에 형성된 2개의 핀구멍을 일치시키기 위해서는 작업공구를 어느정도 들어 올려야 하므로 힘이 들고, 그 일치된 구멍에 핀을 꽂아야만 하므로 작업이 어렵고, 따라서 비교적 시간이 많이 걸리고, 노력이 필요하였던 것이다.

한편, 근래에는 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 무거운 작업공구를 보다 간편하고 신속하게 체결하기 위해 도 1에서 보는 바와 같은 별도의 클램프를 사용하게 되었다.

이 클램프(C)는 상측에 핀구멍(11)을 갖는 어태치먼트(12)를 형성하여 종래의 작업공구 연결하듯이 핀(13)으로 직접 굴삭기의 아암(A)과 연결하는 것이며, 그 하측에는 고정죠오(14)와 핀축(15a)을 지점으로 회동하는 회동죠오(15)를 마련하고 이 회동죠오를 또 다른 유압실린더(16)로써 작동시켜, 작업공구(W)의 결합핀(17)을 걸 수 있도록 한 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 유압식 클램프는 다음과 같은 단점이 있다.

첫째, 회동죠오(15)가 회동 핀축(15a)을 지점으로 회동하여 고정죠오와의 간격을 조절하는 형태이기 때문에 유압실린더(16)의 실린더 로드가 작동하는 방향으로 힘을 받지 못하고, 회동하는 각도에 따라 힘의 작용방향이 달라지기 때문에 편심력이 작용하여 체결력을 발휘하는 실린더에 무리가 간다.

둘째, 클램프의 가동죠오와 고정죠오에 체결하였을 때 유압실린더의 체결력에만 의존 할 뿐 안전장치가 없기 때문에 과도한 작업으로 인한 갑작스런 배압이 작용할 경우, 체크밸브가 이를 견디지 못할 수 있으며, 이로 인해 실린더가 반대 방향으로 작동하여 체결이 해제되는 사고가 발생될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 퀵커플러를 제공하기 위한 것으로서, 발명의 주된 목적은 가동죠오를 회동운동 방식이 아닌 슬라이딩 방식으로 구성하면서 유압 실린더의 체결력이 그 로드의 연장선상에서 작용할 수 있도록 하여 체결력을 향상시키고자 하는데 있으며, 또 한편으로는 가동죠오의 후퇴를 예방하는 안전핀을 마련하여 가동죠오에 작용하던 유압이 상실되는 비상사태가 발생하여도 가동죠오가 후퇴하는 일이 없도록 하여 안전성을 높이고자 하는데도 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 중앙에 개구부가 형성된 베이스판재와, 상기 베이스판재의 상측면 양측에서 돌출시키되, 각각 한 쌍식의 핀구멍을 형성한 후 체결핀을 조립한 어태치먼트와, 상기 베이스판재의 저면 양측에 부착 고정하되, 일측에는 고정죠오를 형성하고, 타측에는 받침죠오를 형성한 가이드판재로써 커플러 형체를 완성하고, 상기 베이스판재의 중앙 개구부 밑에서 고정된 유압실린더와, 상기 유압실린더의 로드 끝단에서 로드핀으로써 연결된 채 고정죠오를 향해 직선 왕복운동하게 될 슬라이드죠오와, 상기 슬라이드죠오를 직선운동으로 안내하기 위해 가이드판재사이에 마련한 가이드레일부로 이루어진 슬라이드죠오 작동장치와, 상기 베이스판재(102)의 개구부상에서 개구부를 통해 하측으로 연장되도록 고정한 안전핀 가이드와, 상기 안전핀 가이드의 속에 끼우되, 중단이 스프링이 탄설되고, 상단에 마련된 손잡이겸 걸림편이 베이스판재의 받침부에 걸리도록 한 안전핀과, 상기 안전핀의 하단이 상기 슬라이드죠오에 형성된 안전핀구멍으로 끼워질 수 있도록 한 이중 안전장치를 포함하여 구성하는데 있다.

도 1은 종래의 퀵커플러를 보인 측면도

도 2는 본 발명의 퀵커플러를 보인 정단면도

도 3은 본 발명의 퀵커플러 구조를 보인 평면도

도 4는 본 발명의 퀵커플러 구조를 보인 분해 사시도

도 5는 본 발명의 요부 구성을 보인 확대 단면도

도 6은 본 발명의 요부 구성을 보인 측단면도

도 7은 본 발명의 작동상태를 보인 정단면도도 8a는 본 발명 이중 안전장치의 작동전 상태도도 8b는 본 발명 이중 안전장치의 작동후 상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 퀵커플러 본체 20 : 슬라이드죠오 작동장치

30 : 이중 안전장치 21 : 유압실린더

22 : 유압실리더 로드 23 : 로드핀

24 : 슬라이드죠오 25 : 가이드레일부

26 : 회동축부 31 : 안전핀구멍

32 : 안전핀 가이드 33 : 스프링

34 : 안전핀 35 : 걸림편

101 : 개구부 102 : 베이스판재

103 : 핀구멍 104 : 체결핀

105 : 어태치먼트 106 : 고정죠오

107 : 받침죠오 108 : 가이드판재

이하 본 발명을 첨부 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 전체 구성을 보인 단면도 이고, 도 3은 조립 상태의 평면도, 도 4는 분해 사시도, 도 5는 요부 확대 단면도, 도 6은 요부 측단면도, 도 7은 작동상태를 보인 측면도이고, 상기 도 5는 도 7의 "A"부를 확대한 확대 단면도이다.

도면에서 보듯이 본 발명은 퀵커플러 본체(100)와, 거기에 형성한 슬라이드죠오 작동장치(20)와, 이중 안전장치(30)로 이루어진다.

즉, 퀵커플러 본체(100)는 중앙에 개구부(101)가 형성된 베이스판재(102)와, 상기 베이스판재의 상측면 양측에서 돌출시키되, 각각 한 쌍식의 핀구멍(103)을 형성한 후 체결핀(104)을 조립한 어태치먼트(105)와, 상기 베이스판재(102)의 저면 양측에 부착 고정하되, 일측에는 고정죠오(106)를 형성하고, 타측에는 받침죠오(107)를 형성한 가이드판재(108)로 이루어 진다.

그리고 슬라이드죠오 작동장치(20)는 상기 베이스판재(102)의 중앙개구부(101) 밑에 고정된 유압실린더(21)와, 상기 유압실린더의 로드(22) 끝단에서 로드핀(23)으로써 연결된 채, 고정죠오(106)를 향해 왕복운동하게 될 슬라이드죠오(24)와, 상기 슬라이드죠오(24)를 직선 왕복운동으로 안내하기 위해 가이드판재(108)사이에 마련한 가이드레일부(25)로 구성된다.

이때, 상기한 유압실린더(21)는 실린더 로드(22)가 가이드레일부(25)를 향하도록 고정하되, 좌, 우 양측으로 연장된 회동축부(26)로써 가이드판재(108) 사이에서 회동 가능하도록 고정하는 것이 좋다.

이는 슬라이드죠오(24)가 가이드레일부(25)를 따라 직선운동할 때, 이들간의 공차를 수용하면서 작동할 수 있도록 배려하기 위한 것이며, 또 한편으로는 퀵커플러 제작시 유압실린더(21)의 실린더로드(22)를 슬라이드죠오(24)와 조립하기에 용이하도록 하기 위한 것이다.

또, 상기 유압실린더(21)에는 통상적으로 사용되는 체크밸브(29)가 마련되어 있어 1차적인 안전장치 기능을 발휘한다.

그리고, 상기한 이중 안전장치(30)는 상기 베이스판재(102)의 개구부(101)상에서 개구부(101)를 통해 하측으로 연장되도록 고정한 안전핀 가이드(32)와; 상기 안전핀 가이드(32)의 내부를 관통하게 끼워지며, 중단에 걸림턱(34a)이 형성되고, 상단에는 베이스판재(102)의 받침부(36) 상에 안착되거나 또는 이탈가능한 손잡이겸 걸림편(35)을 갖는 안전핀(34)과; 상기 안전핀 가이드(32)의 내부 상단과 안전핀(34)의 걸림턱(34a)과의 사이에 개입되어 안전핀(34)을 그 길이방향으로 탄력지지하면서 손잡이겸 걸림편(35)을 회전시켜 받침부(36)로부터 이탈시키면 안전핀(34)을 끌어내리는 역할을 하는 스프링(33)으로 구성된다.이렇게 끌어내려지는 안전핀(34)의 하단은 상기 슬라이드죠오(24)에 형성된 안전핀구멍(31)으로 끼워질 수 있다.도면 중 미설명 부호 109는 로드핀의 이탈을 막기 위한 고정편이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 퀵커플러는 어태치먼트(105)의 핀구멍(103)을 굴삭기 아암(A)의 핀구멍에 맞춘 후, 핀(13)을 꽂고, 핀 이탈방지용 나사를 체결하여 종래의 커플러와 같은 방법으로 조립할 수 있다.

본 발명의 퀵커플러는 슬라이드죠오(24)가 도 6에서 보는 바와 같이 작동된다.

즉, 작업공구(W)의 체결을 위해 작업공구의 일측 공구핀을 고정죠오(106)에 걸고, 타측 공구핀을 받침죠오(107)에 접하도록 한 후, 운전자가 레버(도시하지 않았음)를 조작하면, 유압실린더(21)에 유압이 공급되어 실린더 로드(22)가 전진 작동하고, 실린더 로드(22)의 끝단에 로드핀(23)으로 고정된 슬라이드죠오(24)는 가이드레일부(25)를 따라 전진하여 받침죠오(107)와의 사이에 위치한 공구핀을 견고히 체결하게 된다.

체결을 해제할 때는 그 반대로 운전자가 레버를 역으로 조작하면 실린더 로드(22)가 후진 작동하고, 실린더 로드(22) 끝단의 슬라이드죠오(24)는 가이드레일부(25)를 따라 후진하여 받침죠오(107)와의 사이에 위치한 공구핀을 체결해제하는 것이다.

또한 본 발명의 이중 안전장치(30)는 다음과 같이 사용한다.

슬라이드죠오(24)가 전진하여 공구핀(13)을 견고히 고정하게 되면, 슬라이드죠오(24)에 형성된 안전핀구멍(31)은 안전핀(34)의 바로 밑에 위치하게 된다.

따라서 안전핀(34) 상단의 걸림편(35)을 잡고 약 90°돌리면 걸림편(35)이 받침부(36)에 얹혀져 있다가 벗어나면서, 안전핀 사이드(32)의 상단과 안전핀(34)의 걸림턱(34a) 사이에 개재된 스프링(33)이 인장되면서 걸림턱(34a) 및 이와 일체로 된 안전핀(34)을 끌어내리게 된다. 그러므로, 안전핀(34)의 하단은 그 직하방에 위치하는 안전핀구멍(31) 속으로 끼워지게 되는 것이다.이와 같이 이중 안전장치(30)의 안전핀(34)이 슬라이드죠오(24)의 안전핀구멍(31)에 끼워지면, 유압실린더(21) 자체가 갖는 체크밸브(29) 외에 독립적으로 작용하기 때문에 유압이 모두 빠져도 슬라이드죠오(24)가 후퇴하지 않는 것이다.

이중안전장치(30)를 해제할 때는 앞에서와 역순으로 조작한다. 즉, 안전핀(34)의 걸림편(35)을 잡고 들어 올린 다음, 그 걸림편(35)을 받침부(36) 위에 얹으면 안전핀(34)의 하단이 안전핀구멍(31)으로부터 빠져 나와 있기 때문에 슬라이드죠오(24)가 후퇴할 수 있게 되는 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 퀵커플러는 슬라이드죠오를 유압실린더로 조작하도록 하되, 가이드레일부를 따라 직선 왕복운동으로 전, 후진 시키도록 하였기 때문에 유압실린더의 힘이 낭비되지 않고 그대로 모두 공구핀에 작용하게 되고, 따라서 체결력이 크게 향상되는 것이다.

그 뿐만 아니라 유압실린더가 갖는 체크밸브 외에도 안전핀을 슬라이드죠오로 끼웠다 뺐다 할 수 있는 이중 안전장치를 구비하였기 때문에 유압실린더에서 유압을 보유하는 체크밸브의 기능이 상실되더라도 슬라이드죠오가 후퇴하지 않기 때문에 작업공구가 이탈되는 큰 사고를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 중앙에 개구부(101)가 형성된 베이스판재(102)와, 상기 베이스판재의 상측면 양측에서 돌출시키되, 각각 한 쌍식의 핀구멍(103)을 형성한 후 체결핀(104)을 조립한 어태치먼트(105)와, 상기 베이스판재(102)의 저면 양측에 부착 고정하되, 일측에는 고정죠오(106)를 형성하고, 타측에는 받침죠오(107)를 형성한 가이드판재(108)로 이루어진 퀵커플러 본체(100)에 있어서,

   상기 베이스판재(102)의 중앙 개구부(101) 밑에서 고정된 유압실린더(21)와, 상기 유압실린더의 실린더 로드(22) 끝단에서 로드핀(23)으로써 연결된 채 고정죠오를 향해 직선 왕복운동하게 될 슬라이드죠오(24)와, 상기 슬라이드죠오(24)를 직선운동으로 안내하기 위해 가이드판재(108)사이에 마련한 가이드레일부(25)로 이루어진 슬라이드죠오 작동장치(20)와,

   상기 베이스판재(102)의 개구부(101)상에서 개구부(101)를 통해 하측으로 연장되도록 고정한 안전핀 가이드(32)와; 상기 안전핀 가이드(32)의 내부를 관통하게 끼워지며, 중단에 걸림턱(34a)이 형성되고, 상단에는 베이스판재(102)의 받침부(36) 상에 안착되거나 또는 이탈가능한 손잡이겸 걸림편(35)을 갖는 안전핀(34)과; 상기 안전핀 가이드(32)의 내부 상단과 안전핀(34)의 걸림턱(34a)과의 사이에 개입되어 안전핀(34)을 그 길이방향으로 탄력지지하면서 손잡이겸 걸림편(35)을 회전시켜 받침부(36)로부터 이탈시키면 안전핀(34)을 끌어내리는 역할을 하는 스프링(33)로 이루어진 이중 안전장치(30)로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 건설기계의 작업공구 체결용 퀵커플러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 슬라이드죠오 작동장치(20)의 유압실린더(21)는 실린더 로드(22)가 가이드레일부(25)를 향하도록 고정하되, 좌, 우 양측으로 연장된 회동축부(26)로써 회동 가능하도록 고정하여 슬라이드죠오(24)와 가이드레일부(25)간의 공차를 수용하면서 작동할 수 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 건설기계의 작업공구 체결용 퀵커플러.