KR100541365B1 - 산업용 차량의 붐 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 붐 조립체에 작업기 수평조절장치 및 붐 길이조정장치를 포함하여 작업기 선단이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되며 붐 길이가 조정되므로 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있는 산업용 차량의 붐 조립체에 관한 것이다.

후단부가 차체프레임 후방에 회전가능하게 고정되는 후방아암, 후단부가 후방아암 전단부에 회전가능하게 고정되는 제1 메인아암, 제1 메인아암 전단부에 슬라이딩 가능하게 결합되며 전단부에 작업기 브라켓 및 작업기가 회전가능하게 고정되는 제2 메인아암, 제1 메인아암과 제2 메인아암 사이에 설치되어 제2 메인아암을 제1 메인아암에 대하여 이동시키는 붐 길이조정장치, 일단은 후방아암 전방에서 차체프레임에 회전가능하게 고정되며 타단은 제1 메인아암 중간부에 회전가능하게 고정되어 제1 메인아암을 회전시키도록 신축되는 승하강액추에이터, 일단은 차체프레임 전방에 회전가능하게 고정되고 타단은 제1 메인아암에 회전가능하게 고정되는 제어링크 및 일단은 제2 메인아암에 고정되고 타단은 작업기 브라켓에 회전가능하게 고정되어 작업기 브라켓을 회전시키는 작업기 액추에이터를 포함한다.

붐, 산업용 차량, 수평조절, 붐 길이조정

Description

산업용 차량의 붐 조립체 {Boom assembly for an industrial vehicle}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체를 구비하는 산업용 차량의 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체를 구비하는 산업용 차량의 측면도.

도 3은 도 2에 도시된 산업용 차량의 붐 길이조정장치의 작동상태도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 작동상태도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 산업용 차량 35 : 제어링크

2 : 차체프레임 36 : 작업기 액추에이터

20f,20r : 전·후륜 39 : 후방아암

30 : 붐 조립체 40 : 붐 길이조정장치

31 : 작업기 41 : 챔버

32 : 제1 메인아암 42 : 제1 플렌지

33 : 제2 메인아암 43 : 제2 플렌지

34 : 승하강액추에이터 44 : 신축액추에이터

33b,34a,35a,35b,36b,39a,39b : 고정핀

본 발명은 산업용 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 붐 조립체에 작업기 수평조절장치 및 붐 길이조정장치를 포함하여 작업기 선단의 이동궤적이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되면서 붐 길이가 조정되므로 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있는 산업용 차량의 붐 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 차량은 좁은 공간에서 흙 또는 모래와 같은 분상체를 이동시키거나, 물체를 높은 곳으로 적재시키기 위한 목적으로 사용되는 차량으로서, 스키드 스티어 로더, 지게차와 같은 중장비 차량을 지칭한다.

산업용 차량의 차체프레임 상부에는 버켓, 포크와 같은 작업기가 장착되는 붐 조립체가 설치되며, 작업기가 차체프레임에 대하여 상하 방향으로 이동되면서 하역작업을 수행한다.

초기 산업용 차량에는 붐 조립체의 메인아암이 차체프레임 상의 단일 회전축에 회전가능하게 결합되어 상하방향 승하강 운동을 하도록 설치되었는데, 메인아암 전단부에 장착되는 작업기 선단의 운동 궤적이 활모양의 곡선을 그리며 움직이는 문제점이 있었다.

즉, 붐 조립체가 상승하기 시작하는 초기에는 작업기 선단이 차체 앞으로 전진하고, 붐 조립체가 중간지점을 통과한 후에는 작업기 선단이 후퇴하여, 붐 조립 체가 최고지점까지 상승했을 때는 작업기 선단까지의 길이인 리치가 감소하는 문제가 있었다.

따라서 산업용 차량을 이용하여 트럭 등에 물체를 하역할 때에는 작업기의 초기 동작구간에서 트럭과 작업기의 충돌이 발생하지 않도록 차량을 트럭으로부터 떨어진 상태에서 조작하여야 하며, 물체를 하역하는 순간에는 작업기가 트럭의 후단 상부보다 충분히 높이 위치하도록 하여 차량을 소정 간격 전진시키는 등의 조작을 수행하여야 한다. 또한 붐 조립체가 상승하는 동안 작업기가 차체에 대해 소정거리 전진하기 때문에 작업기에 물체를 적재한 상태에서는 차량의 무게 중심이 전방으로 이동하여 차량이 전도될 위험도 존재하였다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 기술로, 한국 공개특허 제2001-63039호와 미국 등록특허 제5169278호 등에는 붐 조립체가 상승할 때 작업기 선단 궤적이 대략 수직하게 직선 경로를 따라 이동되도록 이루어지는 산업용 차량이 개시되어 있다.

이와 같은 기술에 따르면, 붐 조립체가 상승을 시작하는 초기에 작업기도 대략 수직하게 상승하기 때문에 물체가 적재될 트럭 등의 후단과 작업기가 충돌되는 것을 피하기 위해 차량을 후진시키는 등의 조작을 할 필요가 없으며, 붐 조립체의 리치가 차량 전후방향으로 크게 변동되는 현상도 발생하지 않는다.

그러나 작업기가 차체에 대하여 수직방향으로만 이동되기 때문에, 물체가 트럭이나 컨테이너의 가장 안쪽에 적재되어야 하는 경우에는 차량이 트럭이나 컨테이너 내부까지 진입하여 물체를 하역한 후에 다시 후진하여야 하는 어려움이 있다.

따라서 산업용 차량 붐 조립체의 길이가 조정되어 물체를 하역하는 작업기의 위치가 전후방향으로 조정될 수 있는 기술이 절실하게 요구되어 왔다.

또한 종래 산업용 차량에는 붐 조립체의 승하강 동작이 이루어질 때, 운전자가 조정레버를 수동으로 조작하면서 작업기의 수평을 유지하여야 하므로 메인아암과 작업기의 조정레버를 함께 조작할 수 있는 숙련도와 주의가 요구되며, 때로는 작업기를 수평상태로 유지하기가 어려워 물체를 떨어뜨리는 경우가 있었는데, 이로 인해 작업능률이 저하되고 안전사고의 위험이 항상 존재하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 산업용 차량의 붐 조립체에 붐 길이조정장치를 장착하여 작업기 선단이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되며 붐 길이가 조정되어 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 산업용 차량의 붐 조립체에 작업기 수평조절장치를 장착하여 붐 조립체가 승강 또는 하강될 때에 작업기의 수평이 자동적으로 조절되어 작업능률과 안전성을 향상시키는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 작업기 수평조절장치 및 붐 길이조정장치를 포함하는 산업용 차량의 붐 조립체를 제공한다.

본 발명에 따른 산업용 차량의 붐 조립체는, 후단부가 차체프레임 후방에 회전가능하게 고정되는 후방아암, 후단부가 후방아암 전단부에 회전가능하게 고정되 는 제1 메인아암, 제1 메인아암 전단부에 슬라이딩 가능하게 결합되며 전단부에 작업기 브라켓 및 작업기가 회전가능하게 고정되는 제2 메인아암, 제1 메인아암과 제2 메인아암 사이에 설치되어 제2 메인아암을 제1 메인아암에 대하여 이동시키는 붐 길이조정장치, 일단은 후방아암 전방에서 차체프레임에 회전가능하게 고정되며 타단은 제1 메인아암 중간부에 회전가능하게 고정되어 제1 메인아암을 회전시키도록 신축되는 승하강액추에이터, 일단은 차체프레임 전방에 회전가능하게 고정되고 타단은 제1 메인아암에 회전가능하게 고정되는 제어링크 및 일단은 제2 메인아암에 고정되고 타단은 작업기 브라켓에 회전가능하게 고정되어 작업기 브라켓을 회전시키는 작업기 액추에이터를 포함하여 이루어진다.

상술한 붐 조립체는 승하강액추에이터가 작동됨에 따라 작업기액추에이터가 작동되도록 유량을 제어하는 제어밸브로 이루어지는 작업기 수평조절장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 붐 길이조정장치는 제1 메인아암의 전단부 내측에 길이방향으로 형성되는 챔버, 제1 메인아암 전단부 외주연에 형성되는 제1 플렌지, 후단부가 챔버 내부에 고정되고 타단부가 제2 메인아암 후단부에 고정되어 챔버 내에 설치되어 챔버에 삽입되는 제2 메인아암을 이동시키는 신축액추에이터 및 신축액추에이터가 축소 상태에 있을 때 제1 플렌지와 접하도록 제2 메인아암 외측에 형성되는 제2 플렌지를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면의 바람직한 실시예 들을 통하여, 본 발명에 따른 의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체를 구비하는 산업용 차량의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체를 구비하는 산업용 차량의 측면도, 도 3은 도 2에 도시된 산업용 차량의 붐 길이조정장치가 신장된 상태를 도시하고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 작동상태도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 사시도이다.

본 발명에 따른 붐 조립체를 구비하는 산업용 차량(1)은 차체프레임(2) 하측의 전후방으로 전·후륜(20f,20r)이 장착되며, 차체프레임(2) 상측에는 작업기(31)를 포함하는 붐 조립체(30)가 설치된다. 상기 붐 조립체(30)가 차체프레임(2)에 대하여 회전되면 상기 작업기(31)도 차체프레임(2)에 대하여 상하로 승하강 작동을 하며 작업을 수행한다.

붐 조립체(30)는 차체프레임(2)에 고정되는 후방아암(39), 붐 길이조정장치(40), 제1 메인아암(32), 제2 메인아암(33), 승하강액추에이터(34), 제어링크(35), 작업기 액추에이터(36) 및 작업기 수평조절장치(미도시)를 포함하여 이루어진다.

후방아암(39)은 고정핀(39a)에 의하여 차체프레임(2) 후방에 회전가능하게 고정되고, 제1 메인아암(32)의 후단부는 상기 후방아암(39)의 전단부에 고정핀(39b)에 의해 회전가능하게 고정된다. 제1 메인아암(32) 전단부에는 제2 메인아암(33)이 슬라이딩 가능하게 결합된다.

제1 메인아암(32)과 제2 메인아암(33) 사이에는 챔버(41), 제1 플랜지(42), 제2 플랜지(43) 및 신축액추에이터(44)를 포함하여 이루어지는 붐 길이조정장치(40)가 설치되어, 제2 메인아암(33)을 제1 메인아암(32)에 대하여 전후방향으로 슬라이딩 운동시킨다.

제1 메인아암(32) 전단부 내측에는 길이방향으로 챔버(41)가 형성되며, 전단부 외주연에는 제1 플랜지(42)가 형성된다. 또한 제2 메인아암(33)의 후단부가 상기 챔버(41)에 삽입되어 슬라이딩 가능하게 설치된다.

제1 메인아암(32)과 제2 메인아암(33) 사이에는 제2 메인아암(33)을 제1 메인아암(32)에 대하여 이동시키는 신축액추에이터(44)가 설치된다. 신축액추에이터(44)의 후단부는 상기 챔버(41) 내부에 고정되고 전단부는 상기 제2 메인아암(33) 후단부에 고정되어 챔버(41) 내에 설치된다.

상기 제1 메인아암(32) 전단부 외주연에는 제1 플랜지(42)가 형성되고, 상기 신축액추에이터(44)가 축소상태에 있을 때 상기 제1 플렌지(42)와 접하도록 상기 제2 메인아암(33) 외측에 제2 플랜지(43)가 형성된다. 제1 플렌지(42)와 제2 플렌지(43)는 제2 메인아암(33)이 제1 메인아암(32)에 대해 상대운동할 때에 관성에 의해 제2 메인아암(33)이 후방으로 밀려들어가지 않도록 정지 위치를 제한하는 역할을 한다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 붐 길이조정장치(40)에 의해 제2 메인아암(33)이 전방으로 이동되면, 도 2에 도시된 바와 같이 작업기 선단까지의 길이가 X에서 X1 만큼 증가되므로 붐 조립체(30)의 길이를 자유로이 조정하며 작업을 수행할 수 있다.

승하강액추에이터(34)의 일단은 고정핀(34a)에 의해 차체프레임(2)에 회전가능하게 고정되며 타단은 상기 제1 메인아암(32)의 중간부에 회전가능하게 고정된다. 승하강액추에이터(34)가 차체프레임(2)에 대하여 고정되는 위치는 상기 후방아암(39)의 고정위치보다 전방이어서 승하강액추에이터(34)는 상기 후방아암(39) 보다 앞쪽에 설치되고, 길이방향으로 신축되면서 상기 제1 메인아암(32) 및 제2 메인아암(33)이 회전되도록 구동력을 부여하는 역할을 한다.

제어링크(35)의 일단은 상기 차체프레임(2) 전방에 고정핀(35a)에 의해 회전가능하게 고정되고, 타단은 상기 제1 메인아암(32)에 고정핀(35b)에 의해 회전가능하게 고정된다. 제어링크(35)의 길이는 일정하기 때문에 차체프레임(2)에 연결되는 고정핀(35a)을 중심으로 제어링크(35) 타단부가 원운동을 함으로써 제1 메인아암(32)의 회전운동을 제어하여, 붐 조립체(30)의 작업기(31) 선단 궤적이 대략 직선을 그리며 이동하게 하는 역할을 한다.

제2 메인아암(33)의 전단부에는 작업기 브라켓(31a) 및 작업기(31)가 장착되는데, 작업기 브라켓(31a)이 제2 메인아암(33) 전단부에 고정핀(33b)에 의해 회전가능하게 고정되며, 작업기 브라켓(31a) 전방에 작업기(31)가 고정되어 작업기 브라켓(31a) 및 작업기(31)가 제2 메인아암(33)에 대하여 상하 방향으로 회전가능하게 설치된다.

상기 작업기 액추에이터(36)는 그 일단이 상기 제2 메인아암(33)에 고정되고 타단은 상기 작업기 브라켓(31a)에 고정핀(36b)에 의해 회동가능하게 고정되어 상기 작업기 브라켓(31a)을 회동시킨다.

또한 상기 승하강액추에이터(34)가 신축되어 상기 제1 메인아암(32)이 회전되면, 작업기 수평조절장치(미도시)가 상기 작업기 액추에이터(36)를 작동시켜 상기 작업기(31)의 수평조절이 자동적으로 이루어진다. 운전자는 작업기 수평조절장치(미도시)의 자동 조절기능을 해제하고, 작업기 액추에이터(36)를 조정하도록 설치되는 조절레버(미도시)를 사용하여 수동으로 작업기(31)의 수평을 조절할 수도 있다.

작업기 수평조절장치(미도시)는 상기 승하강액추에이터(34)를 작동시키는 유량의 변화량에 따라 작업기 액추에이터(36)를 작동시키는 유량을 제어하는 제어밸브(미도시)를 포함하여 이루어진다. 상기 제어밸브(미도시)는 상술한 바와 같이 승하강액추에이터(34)의 작동 유량 변화량에 의해 작업기 액추에이터(36)의 유량을 제어하는 방식 이외에도, 제1 메인아암(32)의 경사각을 측정하여 측정된 경사각에 따라 작업기 액추에이터(36)를 제어하거나, 작업기(31) 자체 경사각을 측정하고 측정된 경사각에 따라 작업기 액추에이터(36)를 제어하는 등 여러 가지 방식을 사용할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 붐 조립체(30)가 작동되어 작업기(31)가 상승되는 동안 작업기 수평조절장치(미도시)가 작동되기 때문에 작업기(31)의 선단은 지면으로부터 대략 수직한 일직선의 경로를 따라 이동되므로 작업기(31) 내에 적재된 물체가 안정된 상태로 작업을 수행할 수 있다. 따라서 운전자가 작업기(31)와 물체(미도시)가 적재되는 트럭(미도시) 등과의 충돌을 피하기 위해 차량을 전후진시키는 등의 조작을 하지 않아도 된다.

또한 작업기(31)에 물체를 적재하는 작업을 수행할 때, 작업기(31)가 차체프레임(2) 하부에 위치하는 상태로 차량을 전진시켜야 했던 종래 방식과 달리, 작업기(31)가 하부에 위치한 상태에서 붐 길이조정장치(40)를 작동시켜 차량으로부터 멀리 떨어진 위치에 놓인 물체를 작업기에 적재하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한 작업기(31)에 적재된 물체를 내려놓을 때의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다. 붐 조립체(30)가 상승된 상태에서 붐 길이조정장치(40)를 작동시키면 제2 메인아암(33)이 상기 제1 메인아암(32)에 대하여 상대 이동함으로써, 작업기(31)가 차량에 대하여 전방으로 이동된다. 이 상태에서 승하강액추에이터(34)를 작동하여 붐 조립체(30)를 하강시키면 차량 전방으로 멀리 떨어진 위치까지 자유롭게 물체를 하역할 수 있어서, 컨테이너(미도시) 또는 트럭(미도시)의 화물칸 안으로 차량을 전진시켜 물체를 하역한 후 다시 차량을 후진시키는 등의 불필요한 작업을 수행할 필요가 없다.

상술한 바와 같은 본 발명의 산업용 차량의 붐 조립체에 따르면, 붐 조립체에 붐 길이조정장치가 장착되어 작업기 선단이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되며 붐 길이가 조정되어 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있으며, 붐 조립체에 작업기 수평조절장치가 장착되어 붐 조립체가 승강 또는 하강될 때에 작업기의 수평이 자동적으로 조절되어 작업능률과 안전성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 후단부가 차체프레임 후방에 회전가능하게 고정되는 후방아암;

   후단부가 상기 후방아암 전단부에 회전가능하게 고정되는 제1 메인아암;

   상기 제1 메인아암 전단부에 슬라이딩 가능하게 결합되며 전단부에 작업기 브라켓 및 작업기가 회전가능하게 고정되는 제2 메인아암;

   상기 제1 메인아암과 제2 메인아암 사이에 설치되어 상기 제2 메인아암을 제1 메인아암에 대하여 이동시키는 붐 길이조정장치;

   일단은 상기 후방아암 전방에서 상기 차체프레임에 회전가능하게 고정되며 타단은 상기 제1 메인아암 중간부에 회전가능하게 고정되어 상기 제1 메인아암을 회전시키도록 신축되는 승하강액추에이터;

   일단은 상기 차체프레임 전방에 회전가능하게 고정되고 타단은 상기 제1 메인아암에 회전가능하게 고정되는 제어링크; 및

   일단은 상기 제2 메인아암에 고정되고 타단은 상기 작업기 브라켓에 회전가능하게 고정되어 상기 작업기 브라켓을 회전시키는 작업기 액추에이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 차량의 붐 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 붐 조립체는

   상기 승하강액추에이터가 작동됨에 따라 상기 작업기액추에이터가 작동되도 록 유량을 제어하는 제어밸브로 이루어지는 작업기 수평조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 차량의 붐 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 붐 길이조정장치는

   상기 제1 메인아암의 전단부 내측에 길이방향으로 형성되는 챔버;

   상기 제1 메인아암 전단부 외주연에 형성되는 제1 플렌지;

   후단부가 상기 챔버 내부에 고정되고 타단부가 상기 제2 메인아암 후단부에 고정되어 상기 챔버 내에 설치되어 상기 챔버에 삽입되는 상기 제2 메인아암을 이동시키는 신축액추에이터; 및

   상기 신축액추에이터가 축소 상태에 있을 때 상기 제1 플렌지와 접하도록 상기 제2 메인아암 외측에 형성되는 제2 플렌지를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 차량의 붐 조립체.

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