KR100965381B1

KR100965381B1 - 굴삭기용 전원 공급장치

Info

Publication number: KR100965381B1
Application number: KR1020080056000A
Authority: KR
Inventors: 이한준
Original assignee: 이한준
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2010-06-22
Also published as: KR20090129873A

Abstract

본 발명은 굴삭기용 전원 공급장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 아암이나 디퍼를 최대한 들어올리더라도 전선의 걸림 없이 안전하고 자유롭게 작업이 가능하도록 한 굴삭기용 전원 공급장치에 관한 것이다.

이를 위해, 전기를 동력원으로 하여 굴삭기를 구동할 수 있게 전원을 공급하는 장치에 있어서, 칼럼 상부에 설치한 호이스트바와; 칼럼과 호이스트바의 일면을 따라 포스트에 연결된 전선을 팽팽하게 유지시킴과 동시에 전선을 신축하면서 공급 가능한 전선 공급수단과; 호이스트바 선단에 위치하는 전선의 좌, 우 움직임을 감지하는 센싱수단과; 상기 센싱수단을 통해 감지된 전선의 좌, 우 움직임에 따라 칼럼에 결합된 호이스트바를 전선의 움직임 방향으로 선회시키는 호이스트바 선회수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따라, 호이스트바를 수평 상태로 유지하고 굴삭기에 전선을 연결하므로, 아암과 디퍼를 최대 들어올리더라도 디퍼가 전선에 걸리지 않도록 하여 전선의 끊어짐이나 단락의 염려 없이 안정적으로 굴착 작업을 할 수 있는 효과가 있고, 굴삭기의 작업 반경을 최대한 늘릴 수 있는 효과도 있다.

굴삭기, 전기, 전선, 호이스트바, 센서, 디퍼.

Description

굴삭기용 전원 공급장치{Apparatus for supplying electricity for driving excavator}

일반적으로, 중장비라 함은 토목 공사에 쓰는 중량이 큰 기계를 통틀어 이르는 말로, 기중기, 굴삭기, 지게차, 로우더 등 이루 헤아릴 수 없을 정도로 많은 종류의 것들이 있다.

이러한, 중장비 중에서도 특히 굴삭기는 땅을 파거나 깎을 때 사용되는 건설기계 중 대표적인 것으로, 포크레인이라고도 불리운다.

상기한 굴삭기의 구성을 살펴보면, 하부에 캐터필러가 장착되어 이동부가 구성되고, 상기 이동부 상부에는 회동부가 설치된다. 이러한, 회동부 상부 전방에는 캐빈(운전석)과 관절식 아암이 각각 장착되며, 상기 아암 선단에는 굴착용 디퍼가 장착되어 땅을 파거나 깎는 작업을 한다.

그리고, 상기 회동부 후방에는 기계식 엔진이 장착되고, 상기 엔진 일측에는 유압펌프가 장착되며, 상기 엔진 타측에는 엔진 냉각을 위한 냉각수 라디에이터가 설치됨과 아울러, 상기 엔진 후방에는 카운터웨이트가 장착되어 굴삭기의 균형을 잡아 주는 역할을 한다.

이와 같은, 굴삭기는 보통 엔진에서 구동력을 얻어 유압펌프를 작동시킬 수 있도록 구성되는데, 상기한 엔진을 구동하기 위한 연료로 경유를 사용하게 된다. 그러나, 경유가 연소되는 과정에서 매연과 유해 물질이 다량 배출되고, 또한 소음이 심각하여 대기를 오염시킬 뿐만 아니라 작업자의 건강을 해치는 문제가 있었다.

특히, 최근 유류비의 상승으로 인해 굴삭기를 구동하는 데 소요되는 비용 역시 동반 상승함으로써, 경제적으로 커다란 부담이 되는 문제도 있고, 또한 유류를 사용하여 엔진을 구동하는 특성상 엔진오일 교체에 따른 유지비용이 소요되는 문제점, 그리고 엔진오일의 처리가 어려운 문제점도 있었다.

도 1과 도 2는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 "전기를 동력원으로 하는 이동장치의 전원공급장치"(등록실용신안공보 등록번호 제20-387784호)에 대한 것으로, 크게 전원공급부(10)와 이동장치(20)로 구성된다.

설명하면, 전원공급부(10)는 전기배선(16)을 유도하여 전원공급이 상기 이동장치(20)보다 높은 높이에서 이루어지도록 하는 타워(11)와, 상기 타워(11)의 상측 단부에 구비되어 상하좌우로 자유 회전하는 회전체(12)와, 전술한 회전체(12)를 중심으로 힌지(13) 결합되어 밸런스웨이트(14)의 중량과 상기 이동장치(20)의 이동에 따른 당기는 힘의 차이에 의해 시소 운동하는 작동바(15)와, 상기 작동바(15)의 밸런스웨이트(14)가 구비된 타측단으로 연장 인출되어 외부의 전원공급원(1)으로부터 전달되는 전원을 상기 이동장치(20)의 전원부(21)로 공급하는 전기배선(16)을 포함하여 구성된다.

그리고, 이동장치(20)는 작동바(15)에서 인출 연장된 전기배선(16)이 이동장치(20)의 최상단에서 본체의 전원부(21)로 인입되도록 하는 타워(22)와, 상기 타워(22)의 상측 단부에 구비되어 상하좌우로 자유회전 가능하되, 회전식 전원슬립링으로 이루어져 무한 회전하여도 전기배선이 꼬이지 않도록 하는 전원회전전달체(23)를 포함하여 구성된다.

즉, 이동장치(20)의 상단부가 회전하게 되면, 전원슬립링으로 이루어진 전원회전전달체(23)에 의해 타워(22) 상부에 연결된 전기배선(16)이 꼬이지 않게 되고, 또한 이동장치(20)가 이동을 하게 되면, 작동바(15)가 회전체(12)의 힌지(13)를 중심으로 시소 운동하게 됨으로써, 작동바(15) 및 전기배선(16)의 길이 범위 내에서 이동장치(20)을 이동시킬 수 있게 된다.

그러나, 상기한 종래기술은 이동장치가 후방으로 일정 거리 이동하는 경우 전기배선이 수평에 가까운 상태를 이루게 됨으로써, 이동장치 선단에 결합된 아암이나 디퍼가 작업 중 전기배선에 걸려 끊어질 수 있는 치명적인 문제점이 있고, 만일 전기배선을 아암이나 디퍼 등에 걸리지 않게 하기 위해서는 타워의 높이를 무한정 높여야 하는 폐단이 있는 것이다.

더욱이, 상기한 종래기술은 이동장치의 이동거리가 작업바와 전기배선을 합한 길이 범위 내에서 이루어지므로, 이동장치의 이동 범위가 극히 제한되는 문제가 있다. 다만, 이동장치의 이동 범위를 늘리기 위해 작동바 및 전기배선의 길이를 늘 릴 수도 있으나, 이 역시 작동바의 중량으로 인해 시소운동 자체가 불가능해지거나 작동바의 높이가 지나치게 높아지게 됨으로써, 안전성에 커다란 문제가 발생하여 실질적으로 현장에 적용할 수 없는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 굴삭기의 작업 범위 내에서 아암이나 디퍼 등을 최대한 들어올리게 되더라도 전선의 걸림 없이 안전하고 자유롭게 작업이 가능하도록 한 굴삭기용 전원 공급장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 굴삭기의 이동에 따라 전선을 팽팽한 상태로 늘리고 줄일 수 있어, 굴삭기의 작업 반경을 최대한 늘릴 수 있도록 한 굴삭기용 전원 공급장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 전기를 동력원으로 이용하여 굴삭기를 구동할 수 있도록 지상에 전기 공급용 칼럼을 설치하고 굴삭기 상부에 전기 수급용 포스트를 설치하여 상기 칼럼과 포스트 사이에 전선을 연결함으로써 굴삭기에 전원을 공급하는 장치에 있어서, 상기 칼럼 상부에 설치한 호이스트바와; 상기 굴삭기가 전, 후 이동하는 경우, 칼럼과 호이스트바의 일면을 따라 포스트에 연결된 전선을 팽팽하게 유지시킴과 동시에 전선을 신축하면서 공급 가능한 전선 공급수단과; 상기 굴삭기가 좌, 우 이동하는 경우 호이스트바 선단에 위치하는 전선의 좌, 우 움직임을 감지하는 센싱수단과; 상기 센싱수단을 통해 감지된 전선의 좌, 우 움직임에 따라 칼럼에 결합된 호이스트바를 전선의 움직임 방향으로 선회시키는 호이스트바 선회수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전선 공급수단은, 호이스트바 선단 저면의 케이스 내측에 설치한 제1풀리와; 칼럼에 근접된 호이스트바 일부 저면에 설치한 제2풀리와; 상기 제2풀리에 걸려져 내려오는 전선 단부에 연결한 웨이트부재와; 상기 웨이트부재를 안정적으로 수직 왕복 이동시킬 수 있도록 칼럼 일측에 설치한 가이드수단과; 상기 웨이트부재의 상, 하 왕복 이동에 따라 웨이트부재 일측에 연결된 전선을 꼬이지 않게 적층시키고 위로 펼칠 수 있도록 가이드수단 일측에 설치한 정렬수단을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 가이드수단은, 칼럼에 근접된 호이스트바 하부와, 상기 칼럼 하부에 선회 가능하게 각각 결합된 상, 하부선회플레이트와; 상기 상, 하부선회플레이트에 결합되고 내측의 길이 방향을 따라 가이드홈을 형성한 가이드프레임과; 상기 가이드홈을 따라 상, 하로 구름 이동할 수 있게 웨이트부재 일측에 설치한 가이드롤러와; 굴삭기의 이동에 따른 웨이트부재의 과도한 상부 또는 하부 이동을 제한하기 위해 가이드프레임 상부와 하부에 각각 설치한 복수의 리미트센서를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 리미트센서는, 가이드프레임 상부에 웨이트부재의 과도한 상부 이동을 경고음을 발생시켜 1차적으로 제한하기 위해 가이드프레임 상부에 설치한 상부경고센서와; 굴삭기의 구동을 강제적으로 중지시키기 위해 상기 상부경고센서 상부에 설치한 상부정지센서와; 가이드프레임 하부에 웨이트부재의 과도한 하부 이동을 경고음을 발생시켜 1차적으로 제한하기 위해 가이드프레임 하부에 설치한 하부경고센서와; 굴삭기의 구동을 강제적으로 중지시키기 위해 상기 하부경고센서 하 부에 설치한 하부정지센서를 포함하여 구성된다.

또, 상기 정렬수단은, 가이드프레임 일측 상단과 하단 사이에 이격 설치한 가이드선재와; 상기 가이드선재 외측에 상, 하 이동 가능하게 삽입하되, 웨이트부재 일측에 연결된 전선을 등간격으로 고정시킨 다수의 정렬부재를 포함하여 구성된다.

또, 상기 센싱수단은, 제1풀리를 내측에 설치하되, 호이스트바 단부에 설치한 케이스와; 상기 케이스 하단 양 내측 전, 후에 베어링을 내장되게 각각 설치한 베어링하우징과; 상기 전, 후 베어링 사이에 회전 가능하게 설치한 가압바와; 제1풀리에 걸려진 전선의 움직임에 따라 가압바를 가압하여 압축시킬 수 있게 베어링하우징에 내장 설치한 압축스프링과; 상기 각각의 전, 후 베어링하우징 사이에 설치하여 압축되는 가압바를 감지하는 다수의 감지센서를 포함하여 구성된다.

또, 상기 제1풀리 전방에는 제1풀리에 걸려진 전선이 이탈되는 것을 방지하도록 이탈방지풀리를 더 설치한다.

또, 상기 호이스트바 선회수단은, 호이스트바 하단에 결합된 상부선회플레이트 상단에 설치하는 모터와; 상기 모터의 축과 회전 가능하게 결합하되, 상기 상부선회플레이트 하부에 구비한 피니언기어와; 칼럼 상단에 결합되어 상기 피니언기어와 맞물리는 메인기어를 포함하여 구성된다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 호이스트바를 수평 상태로 유지한 채 굴삭기에 전선을 연결함으로써, 굴삭기의 작업범위 내에서 아암과 디퍼를 최대 한 상부로 들어올리거나 굴삭기 상부 몸체를 회전시키더라도 디퍼가 전선에 걸리지 않도록 하여 전선의 끊어짐이나 단락의 염려 없이 안정적으로 굴착 작업을 할 수 있는 효과가 있고, 굴삭기의 작업 반경을 최대한 늘릴 수 있는 효과도 있다.

더욱이, 호이스트바를 수평상태로 유지한 채 전선을 늘리고 줄이는 작동만으로 굴삭기를 구동하므로, 경사 및 굴곡이 있는 작업 환경에서도 안정적으로 굴삭기를 구동시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 굴삭기의 좌, 우 이동시 감지센서의 센싱작용을 통해 호이스트바의 선단을 굴삭기의 이동방향을 따라 자동으로 선회 이동시키므로, 호이스트바의 과도하거나 무리한 회전을 방지하여, 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 효과도 있으며, 또 굴삭기의 과도한 전진 및 후진 이동시 그 이동 작동을 경고하거나 굴삭기의 작동을 임의적으로 중단시킬 수 있어, 전원 공급장치의 손상 위험을 차단할 수 있고, 그로 인한 안전사고의 위험을 미연에 방지할 수 있는 효과도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 9e는 본 발명의 굴삭기용 전원 공급장치에 대해 도시한 것으로, 호이스트바(300)와, 전선 공급수단과, 센싱수단과, 호이스트바 선회수단을 포함하여 구성된다.

상기한 구성요소를 설명하기에 앞서, 본 발명에서 예시한 굴삭기(100)의 구성을 도 3을 통해 간단하게 살펴보면, 상부의 회동부(110)와 하부의 이동부(120)를 포함하여 구성되고, 상기 회동부(110) 상면 전방에는 캐빈(운전석)과 아암(111)이 설치되며, 상기 아암(111) 선단에는 디퍼(112)가 연결 장착되고, 상기 이동부(120)는 캐터필러 또는 바퀴로 구성된다.

그리고, 상기 굴삭기(100) 상면 중앙에는 전기를 수급받아 굴삭기(100)에 공급하는 역할의 포스트(130)를 수직 설치하고, 상기 포스트(130) 상단에는 전선을 연결한다. 여기서, 비록 도면으로 상세하게 도시하지는 않았으나, 회동부(110)가 자체 회전하는 경우 전선의 꼬임을 방지하기 위해 포스트(130) 상단이나 회동부(110)에 결합되는 포스트(130) 하단 부분 중 적어도 어느 하나는 회전이 자유롭게 될 수 있도록 구성하는 것이 적절하다.

또한, 상기 포스트(130)에 연결된 전선은 칼럼(200)에 연결하고, 상기 칼럼(200)에 연결된 전선은 별개의 전원공급원(도시 생략)에 연결 설치한다. 이때, 상기 칼럼(200)은 전원공급원으로부터 공급되는 전기를 굴삭기(100)에 공급하는 역할을 하는 것으로, 적어도 굴삭기(100)의 높이보다 높은 길이로 설치하고, 굴삭기(100) 작업을 위한 작업장과 소정 거리 이격된 위치에 고정 설치한다.

한편, 도 4를 통해 본 발명의 주요 구성요소 중, 호이스트바(300)에 대해 설명하면, 칼럼(200) 상단에 칼럼(200)을 축으로 하여 회전 가능하게 설치하는 것으로, 굴삭기(100) 방향으로 그 길이를 길게 형성한 대략 십자 형태로 형성한다.

이러한, 상기 호이스트바(300) 일단에는 제1풀리(320)를 설치한 케이스(310)를 설치하고, 상기 호이스트바(300) 타단에는 밸런스웨이트(380)를 설치하여 호이스트바(300)의 무게 중심을 맞출 수 있게 구성한다. 또한, 상기 호이스트바(300) 상단과 호이스트바(300) 일단 사이 및, 호이스트바(300) 상단과 밸런스웨이트(380) 사이 각각에는 각각 안전줄(385)을 연결하여 얘기치 못한 호이스트바(300)의 추락 위험을 방지할 수 있게 구성한다.

전선 공급수단은 포스트(130)와 전원공급원 사이에 연결되는 전선을 칼럼(200)의 일측면과 호이스트바(300)의 저면을 따라 신축 가능하게 공급하는 것으로, 굴삭기(100)가 전방 또는 후방으로 이동하는 경우, 포스트(130)에 연결된 전선을 팽팽하게 유지시킴과 동시에 전선을 늘리거나 줄이면서 공급하는 역할을 한다.

이러한, 전선 공급수단은 다시 제1풀리(320)와, 제2풀리(340)와, 웨이트부재(240)와, 가이드수단과, 정렬수단으로 나뉘어 구성된다.

도 4를 통해 보다 구체적으로 설명하면 굴삭기(100) 방향의 호이스트바(300) 일단 저면에 케이스(310)를 설치하고, 상기 케이스(310) 내측에 제1풀리(320)를 설치하여 포스트(130)에 연결된 전선이 제1풀리(320) 상면에 걸려지게 구성한다. 그리고, 칼럼(200)에 근접된 호이스트바(300) 일부 저면에 제2풀리(340)를 설치하여 상기 제1풀리(320)에 걸려진 전선이 제2풀리(340) 상면에 걸려지게 구성한다. 또한, 상기 제2풀리(340)에 걸려진 전선 단부는 제2풀리(340) 하부에 위치한 웨이트부재(240)에 연결한다.

이처럼, 전선에 연결된 웨이트부재(240)는 굴삭기(100)의 이동에 따라 상, 하로 수직 왕복 이동되는 것으로, 상기 웨이트부재(240)를 안정적으로 왕복 이동시킬 수 있게 칼럼(200) 일측에 가이드수단을 설치한다.

이러한, 상기 가이드수단은 다시 상, 하부선회플레이트(210a)(210b)와, 가이 드프레임(220)과, 가이드롤러(230)와, 리미트센서(250)(251)로 구성되는 것으로, 도 5를 통해 설명하면, 칼럼(200)에 근접된 호이스트바(300) 하단에 원판형의 상부선회플레이트(210a)를 설치하고, 상기 칼럼(200) 하부에 칼럼(200)을 축으로 회전 가능하게 원판형의 하부선회플레이트(210b)를 설치한다.

그리고, 상기 상부선회플레이트(210a)와 하부선회플레이트(210b) 사이에 가이드프레임(220)을 설치하되, 상기 가이드프레임(220) 내측에는 그 길이 방향을 따라 가이드홈(225)을 형성한다. 또한, 웨이트부재(240) 일측에 로드를 고정시키고, 상기 로드 단부에 구름 이동이 가능한 가이드롤러(230)를 설치하며, 상기 가이드롤러(230)를 가이드홈(225) 내부에 접촉되게 설치하여 웨이트부재(240)에 고정된 가이드롤러(230)가 가이드홈(225)을 따라 상, 하로 구름 이동할 수 있게 구성한다.

또한, 상기 가이드프레임(220) 상부와 하부에는 굴삭기(100)의 작업 환경과 과도한 이송에 따라 웨이트부재(240)가 과도하게 상부 또는 하부로 이동하는 것을 제한하기 위해 복수의 리미트센서(250)(251)를 각각 설치한다.

도 8을 통해 설명하면, 가이드프레임(220) 상부에 상부경고센서(250a)를 설치하여 웨이트부재(240)에 연결된 가이드롤러(230)가 상기 상부경고센서(250a)에 감지되면 경고음을 발생시켜 가이드롤러(230)의 과도한 상부 이동을 1차적으로 제한하고, 상기 상부경고센서(250a) 상부에 상부정지센서(250b)를 설치하여 가이드롤러(230)가 상기 상부정지센서(250b)에 감지되면 굴삭기(100)에 공급되는 전원을 차단하여 굴삭기(100)의 구동을 강제적으로 중지시킨다.

또한, 도 6과 같이 가이드프레임(220) 하부에 하부경고센서(251a)를 설치하 여 웨이트부재(240)에 연결된 가이드롤러(230)가 상기 하부경고센서(251a)에 감지되면 경고음을 발생시켜 가이드롤러(230)의 과도한 하부 이동을 1차적으로 제한하고, 상기 하부경고센서(251a) 하부에 하부정지센서(251b)를 설치하여 가이드롤러(230)가 상기 상부정지센서(250b)에 감지되면 굴삭기(100)에 공급되는 전원을 차단하여 굴삭기(100)의 구동을 강제적으로 중지시킨다.

그리고, 전선 공급수단의 일요부 구성인 정렬수단은 상기 웨이트부재(240)의 상, 하 왕복 이동에 따라 웨이트부재(240) 일측에 연결된 전선을 꼬이지 않게 적층시키고 위로 펼치게 하는 것으로, 가이드수단 일측에 설치한다.

이러한, 정렬수단은 다시 가이드선재(260)와, 정렬부재(270)로 구성되는 것으로, 도 4 및 도 6과 같이, 가이드프레임(220) 일측 상단과 하단에 고정핀(265)을 각각 결합하고, 상기 고정핀(265) 사이에 가이드선재(260)를 설치한다. 그리고, 상기 가이드선재(260)에 다수의 정렬부재(270)를 상, 하 이동 가능하게 삽입하고, 상기 각각의 정렬부재(270)에는 웨이트부재(240) 일측과 전원공급원 사이에 연결되는 전선을 등간격으로 각각 고정시킨다.

다음으로, 센싱수단은 굴삭기(100)가 좌측 또는 우측으로 이동하는 경우 호이스트바(300) 선단에 결합된 케이스(310) 내측의 제1풀리(320)에 걸려진 전선의 좌, 우 움직임을 감지하는 것으로, 다시 케이스(310)와, 베어링하우징(311)과, 가압바(313)와, 압축스프링(314)과, 감지센서(315)로 구성된다.

도 7을 통해 설명하면, 호이스트바(300) 단부에 전, 후방과 하부가 개방되게 형성된 케이스(310)를 설치하고, 상기 케이스(310) 내측 후방에 제1풀리(320)를 설 치하여 상기 제1풀리(320) 상면에 전선을 걸어 구비한다. 여기서, 상기 케이스(310) 내측 전방 즉, 제1풀리(320) 전방에는 제1풀리(320)보다 다소 높은 위치에 이탈방지풀리(330)를 근접 구비하여 제1풀리(320)에 걸려진 전선이 굴삭기(100)의 이동에 따라 함께 이동되더라도 제1풀리(320)를 이탈하지 않게 구성한다.

그리고, 상기 케이스(310) 하단 양 내측 전, 후에 베어링하우징(311)을 각각 구비하고, 상기 베어링하우징(311) 내부에는 베어링(312)을 내장 구비하며, 상기 각각의 전, 후 베어링(312) 사이에는 가압바(313)를 회전 가능하게 구비한다.

또한, 상기 베어링(312)과 케이스(310) 사이에 위치한 베어링하우징(311) 내부에는 압축스프링(314)을 내장 설치하여 제1풀리(320)에 걸려진 전선의 좌, 우 움직임에 따라 가압바(313)를 가압하여 압축시킬 수 있도록 구성한다. 또, 각각의 전, 후 베어링하우징(311) 사이에는 다수의 감지센서(315)를 설치하여 전선의 움직임에 의해 가압되는 가압바(313)를 감지한다. 여기서, 상기한 감지센서(315)는 본 발명에서 케이스(310) 양 내측에 3개를 설치하였으나, 원하는 센싱 감도에 따라 감지센서(315)의 수는 다양하게 조절하여 구비할 수 있다.

다음으로, 호이스트바 선회수단은 상기 센싱수단을 통해 감지된 전선의 좌, 우 움직임에 따라 칼럼(200)에 결합된 호이스트바(300)를 전선의 움직임 방향으로 선회시키는 것으로, 다시 모터(350)와, 피니언기어(360)와, 메인기어(370)로 구성된다.

도 8을 통해 설명하면, 호이스트바(300) 하단에 결합된 상부선회플레이트(210a) 상단에 정, 역으로 회전 가능한 모터(350)를 설치하고, 상기 모터(350)의 축과 결합되어 회전 가능하게 피니언기어(360)를 연결하되, 상기 피니언기어(360)는 상기 상부선회플레이트(210a) 하부에 구비한다. 그리고, 상기 칼럼(200) 상단에 상기 피니언기어(360)와 맞물려 상기 피니언기어(360)를 유성 회전시킬 수 있게 메인기어(370)를 끼워 결합한다.

즉, 센싱수단을 통해 전선의 움직임을 감지하고, 이 감지신호를 통해 모터(350)에 연결된 피니언을 회전시키므로, 호이스트바(300)를 회전시킬 수 있고, 이로 인해 굴삭기(100)를 자유롭게 이동시켜 작업할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 굴삭기용 전원 공급장치를 통해 굴삭기(100)에 전원을 인가하게 되면, 전기를 동력원으로 하여 굴삭기(100)를 전, 후, 좌, 우로 이동시키거나 디퍼(112)를 움직여 작업을 할 수 있게 된다.

즉, 도 3 및 도 9a와 같이 굴삭기(100)를 전방으로 이동시키는 경우, 포스트(130)에 연결된 전선은 제1풀리(320)와 제2풀리(340)에 각각 걸려져 있고, 제2풀리(340)에 걸려진 전선 단부에는 웨이트부재(240)가 결합되어 있어, 전선이 전방으로 이동됨과 동시에 웨이트부재(240)가 상부로 이동된다. 이때, 상기 전선은 웨이트부재(240)의 무게로 인해 팽팽함을 유지하면서 전방으로 이동이 가능하게 된다.

이처럼, 승강되는 웨이트부재(240)는 도 5와 같이 일측에 구비된 가이드롤러(230)가 가이드프레임(220)에 안내됨으로써, 승강 중 좌, 우로 흔들림 없이 안정적으로 구름 이동이 가능하게 된다. 또한, 도 6과 같이 웨이트부재(240)와 전원공 급원 사이에 연결되는 전선은 정렬부재(270)에 등간격으로 고정되고, 상기 정렬부재(270)는 가이드프레임(220)의 길이 방향을 따라 구비된 가이드선재(260)에 끼워져 상방향으로 승강됨으로써, 전선의 꼬임이나 엉킴이 없이 상부로의 이동이 가능하게 된다.

다만, 웨이트부재(240)가 과도하게 승강 이동되면, 가이드롤러(230)가 가이드프레임(220) 상부에 구비된 상부경고센서(250a)에 감지되고, 상기 상부경고센서(250a)는 굴삭기(100) 운전자에게 경고음을 울려 1차적인 경고를 하게 된다. 그리고, 이 경고를 듣지 못하거나 무시한 채 계속 굴삭기(100)를 전진 이동하게 되면, 가이드롤러(230)가 상부경고센서(250a) 상부에 구비된 상부정지센서(250b)에 감지되고, 상기 상부정지센서(250b)는 굴삭기(100)의 전원 공급을 자동 차단하여 굴삭기(100)의 구동을 강제적으로 중지시키게 된다.

이와 반대로, 도 9c, 9d, 9e와 같이 굴삭기(100)를 후방으로 이동시키는 경우, 전술한 바와 같이 포스트(130)에 연결된 전선은 제1풀리(320)와 제2풀리(340) 및 웨이트부재(240)에 연결되어 있어, 웨이트부재(240)의 무게에 의해 팽팽함을 유지하면서 전선을 웨이트부재(240) 하부로 이동시킬 수 있게 된다.

이처럼, 하강하는 웨이트부재(240)는 도 5와 같이 일측에 구비된 가이드롤러(230)가 가이드프레임(220)에 안내됨으로써, 하강 중 좌, 우로 흔들림 없이 안정적으로 구름 이동이 가능하게 된다. 또한, 도 6과 같이 웨이트부재(240)와 전원공급원 사이에 연결되는 전선은 정렬부재(270)에 등간격으로 고정되고, 상기 정렬부재(270)는 가이드프레임(220)의 길이 방향을 따라 구비된 가이드선재(260)에 끼워 져 하방향으로 적층 및 정렬됨으로써, 전선의 꼬임이나 엉킴이 없이 하부로 이동이 가능하게 된다.

다만, 웨이트부재(240)가 과도하게 하강 이동되면, 가이드롤러(230)가 가이드프레임(220) 하부에 구비된 하부경고센서(251a)에 감지되고, 상기 하부경고센서(251a)는 굴삭기(100) 운전자에게 경고음을 울려 1차적인 경고를 하게 된다. 그리고, 이 경고를 듣지 못하거나 무시한 채 계속해서 굴삭기(100)를 상당한 높이의 작업장으로 운행하여 웨이트부재(240)를 하강시키게 되면, 가이드롤러(230)가 하부경고센서(251a) 하부에 구비된 하부정지센서(251b)에 감지되고, 상기 하부정지센서(251b)는 굴삭기(100)의 전원 공급을 자동 차단하여 굴삭기(100)의 구동을 강제적으로 중지시키게 된다.

한편, 굴삭기(100)를 좌측 또는 우측으로 이동시키게 되면, 제1풀리(320)에 걸려진 전선이 굴삭기(100)가 움직이는 방향으로 함께 움직이게 되면서 케이스(310) 내측의 좌측 또는 우측에 설치된 가압바(313)를 가압하게 된다. 여기서, 상기 가압바(313)는 베어링(312)에 의해 회전 가능하게 장착됨으로써, 전선이 가압바(313)를 가압하게 되더라도 전선과 가압바(313)의 마찰에 의한 전선의 손상이 발생되지 않음은 물론, 전선의 피로도를 저감시킬 수 있게 된다.

이처럼, 가압바(313)를 가압하면 가압바(313)를 고정하는 베어링하우징(311) 내부에는 압축스프링(314)이 내장되어 있어, 가압바(313)가 전선의 움직임 방향과 동일한 방향으로 가압 및 이동되고, 가압바(313)의 이동을 감지센서(315)가 감지를 하게 된다.

그렇게 되면, 감지센서(315)는 호이스트바(300)에 설치된 모터(350)에 구동 명령을 인가하여 도 8과 같이 모터(350)의 축과 결합된 피니언기어(360)를 회전시키고, 피니언기어(360)는 메인기어(370)에 맞물려 있으므로, 메인기어(370)의 외주연을 따라 피니언기어(360)를 유성 회전시킬 수 있게 되는데, 이때 모터(350)가 고정된 상부선회플레이트(210a)는 호이스트바(300)에 고정되어 있으므로, 피니언기어(360)의 회전과 함께 칼럼(200)을 축으로 하여 호이스트바(300)를 선회시킬 수 있게 된다.

따라서, 굴삭기(100)의 좌, 우 이동방향을 따라 호이스트바(300)의 선단이 자동으로 함께 선회 이동함으로써, 전선에 무리를 가하지 않고도 굴삭기(100)의 전, 후 뿐만 아니라 좌, 우 이동 작업을 가능하게 할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 굴삭기용 전원 공급장치는 칼럼(200) 상단에 결합된 호이스트바(300)를 수평 상태가 유지될 수 있게 형성하고, 전선을 팽팽하게 유지시킨 상태로 굴삭기(100)에 전선을 연결함으로써, 굴삭기(100)의 인가된 작업범위 내에서 도 9a, 9b, 9c와 같이 아암(111)과 디퍼(112)를 최대한 상부로 들어올리거나 굴삭기(100) 회동부(110)를 360°이상 회전시키게 되더라도 디퍼(112)가 전선에 걸리거나 간섭받지 않게 된다. 따라서, 전선의 끊어짐이나 단락의 염려 없이 굴삭기(100)의 작업범위 내에서는 안정적으로 작업을 할 수 있어, 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 것이다.

즉, 종래 기술에서 예시된 이동장치의 경우 이동장치의 움직임에 따라 작동바와 함께 전기배선이 시소운동 됨으로써, 정해진 작업범위 내에서라도 디퍼(112) 가 전기배선에 걸려질 수 있는 치명적인 문제점이 있는 것이다.

더욱이, 본 발명의 굴삭기용 전원 공급장치는 상기와 같이 호이스트바(300)를 수평 상태가 유지될 수 있게 형성하고, 상기 호이스트바(300) 선단과 포스트(130)에 전선을 연결함으로써, 도 3과 같이 굴삭기(100)의 작업 반경을 최대한 늘릴 수 있게 된다. 즉, 종래 기술로 개시된 이동장치의 경우 작동바의 시소운동으로 인해 이동장치의 전진 이송이 극히 제한되어 전원공급원과 인접한 타워로부터 측정한 이동장치의 작업반경이 5m를 넘지 못하는 반면, 본 발명의 굴삭기(100)의 경우 작업범위 내에서 자유로운 움직임이 가능함으써, 칼럼(200)으로부터 측정한 굴삭기(100)의 작업반경이 최대 40m에 달하는 것이다.

또한, 본 발명의 굴삭기용 전원 공급장치는 호이스트바(300)를 수평상태로 유지한 채 전선을 늘리고 줄이는 작동만으로 굴삭기(100)를 구동하므로, 평면에서뿐만 아니라 도 9b 및 도 9d와 같이 경사 및 굴곡이 있는 작업 환경에서도 안정적으로 굴삭기(100)를 구동시킬 수 있게 된다.

게다가, 본 발명의 굴삭기용 전원 공급장치는 굴삭기(100)의 좌, 우 이동시 감지센서(315)의 전자적 센싱작용을 통해 호이스트바(300)의 선단을 굴삭기(100)의 이동방향을 따라 자동으로 선회 이동시키므로, 호이스트바(300)의 과도하거나 무리한 회전을 방지하여, 장치의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 굴삭기용 전원 공급장치는 굴삭기(100)의 과도한 전진 및 후진 이동시 그 이동 작동을 경고하거나 굴삭기(100)의 작동을 임의적으로 중단시킬 수 있어, 굴삭기(100)의 과도한 이동에 따른 칼럼(200) 및 호이스트바(300)의 손상과 전선의 단락 등과 같은 전원 공급장치의 손상 위험을 차단할 수 있고, 그로 인한 안전사고의 위험을 미연에 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 전원공급장치의 구성을 도시한 측면도,

도 2는 종래 기술에 따른 전원공급장치의 구성 및 작동 상태를 도시한 측면도,

도 3은 본 발명에 의한 굴삭기와 전원공급장치의 구성을 도시한 측면도,

도 4는 본 발명에 의한 전선 공급수단의 호이스트바와 칼럼의 구성을 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 의한 가이드수단의 웨이트부재와 가이드프레임의 구성을 확대하여 도시한 부분 절개 사시도,

도 6은 본 발명에 의한 정렬수단의 정렬부재와 가이드선재의 구성을 확대하여 도시한 사시도,

도 7은 본 발명에 의한 센싱수단의 구성을 확대하여 도시한 저면 사시도,

도 8은 본 발명에 의한 호이스트바 선회수단의 구성을 확대하여 도시한 배면 사시도,

도 9a 내지 도 9e는 본 발명에 의한 굴삭기의 다양한 작업 위치에 따른 전선의 연결 상태 및 디퍼의 최대 올림 형태 등을 도시한 실시예.

*도면중 주요 부호에 대한 설명*

100 : 굴삭기 110 : 회동부

111 : 아암 112 : 디퍼

120 : 이동부 130 : 포스트

200 : 칼럼 210a : 상부선회플레이트

210b : 하부선회플레이트 220 : 가이드프레임

225 : 가이드홈 230 : 가이드롤러

240 : 웨이트부재 250, 251 : 리미트센서

250a : 상부경고센서 250b : 상부정지센서

251a : 하부경고센서 251b : 하부정지센서

260 : 가이드선재 265 : 고정핀

270 : 정렬부재 300 : 호이스트바

310 : 케이스 311 : 베어링하우징

312 : 베어링 313 : 가압바

314 : 압축스프링 315 : 감지센서

320 : 제1풀리 330 : 이탈방지풀리

340 : 제2풀리 350 : 모터

360 : 피니언기어 370 : 메인기어

380 : 밸런스웨이트 385 : 안전줄

Claims

전기를 동력원으로 이용하여 굴삭기를 구동할 수 있도록 지상에 전기 공급용 칼럼을 설치하고 굴삭기 상부에 전기 수급용 포스트를 설치하여 상기 칼럼과 포스트 사이에 전선을 연결함으로써 굴삭기에 전원을 공급하는 장치에 있어서,

상기 칼럼(200) 상부에 설치한 호이스트바(300)와;

상기 굴삭기(100)가 전, 후 이동하는 경우, 칼럼(200)과 호이스트바(300)의 일면을 따라 포스트(130)에 연결된 전선을 팽팽하게 유지시킴과 동시에 전선을 신축하면서 공급 가능하도록 호이스트바(300) 선단 저면의 케이스(310) 내측에 설치한 제1풀리(320)와, 상기 칼럼(200)에 근접된 호이스트바(300) 일부 저면에 설치한 제2풀리(340)와, 상기 제2풀리(340)에 걸려져 내려오는 전선 단부에 연결한 웨이트부재(240)와, 상기 웨이트부재(240)를 안정적으로 수직 왕복 이동시킬 수 있도록 칼럼(200) 일측에 설치한 가이드수단과, 상기 웨이트부재(240)의 상, 하 왕복 이동에 따라 웨이트부재(240) 일측에 연결된 전선을 꼬이지 않게 적층시키고 위로 펼칠 수 있도록 가이드수단 일측에 설치한 정렬수단을 포함하여 구성되는 전선 공급수단과;

상기 굴삭기(100)가 좌, 우 이동하는 경우 호이스트바(300) 선단에 위치하는 전선의 좌, 우 움직임을 감지하는 센싱수단과;

상기 센싱수단을 통해 감지된 전선의 좌, 우 움직임에 따라 칼럼(200)에 결합된 호이스트바(300)를 전선의 움직임 방향으로 선회시키는 호이스트바 선회수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전원 공급장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 가이드수단은,

칼럼(200)에 근접된 호이스트바(300) 하부와, 상기 칼럼(200) 하부에 선회 가능하게 각각 결합된 상, 하부선회플레이트(210a)(210b)와;

상기 상, 하부선회플레이트(210a)(210b) 사이에 결합되고 내측의 길이 방향을 따라 가이드홈(225)을 형성한 가이드프레임(220)과;

상기 가이드홈(225)을 따라 상, 하로 구름 이동할 수 있게 웨이트부재(240) 일측에 설치한 가이드롤러(230)와;

굴삭기(100)의 이동에 따른 웨이트부재(240)의 과도한 상부 또는 하부 이동을 제한하기 위해 가이드프레임(220) 상부와 하부에 각각 설치한 복수의 리미트센서(250)(251)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전원 공급장치.
제 3항에 있어서, 상기 리미트센서(250)(251)는,

가이드프레임(220) 상부에 웨이트부재(240)의 과도한 상부 이동을 경고음을 발생시켜 1차적으로 제한하기 위해 가이드프레임(220) 상부에 설치한 상부경고센 서(250a)와;

굴삭기(100)의 구동을 강제적으로 중지시키기 위해 상기 상부경고센서(250a) 상부에 설치한 상부정지센서(250b)와;

가이드프레임(220) 하부에 웨이트부재(240)의 과도한 하부 이동을 경고음을 발생시켜 1차적으로 제한하기 위해 가이드프레임(220) 하부에 설치한 하부경고센서(251a)와;

굴삭기(100)의 구동을 강제적으로 중지시키기 위해 상기 하부경고센서(251a) 하부에 설치한 하부정지센서(251b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전원 공급장치.
제 1항에 있어서, 상기 정렬수단은,

가이드프레임(220) 일측 상단과 하단 사이에 이격 설치한 가이드선재(260)와;

상기 가이드선재(260) 외측에 상, 하 이동 가능하게 삽입하되, 웨이트부재(240) 일측에 연결된 전선을 등간격으로 고정시킨 다수의 정렬부재(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전원 공급장치.
제 1항에 있어서, 상기 센싱수단은,

제1풀리(320)를 내측에 설치하되, 호이스트바(300) 단부에 설치한 케이스(310)와;

상기 케이스(310) 하단 양 내측 전, 후에 베어링(312)을 내장되게 각각 설치한 베어링하우징(311)과;

상기 전, 후 베어링(312) 사이에 회전 가능하게 설치한 가압바(313)와;

제1풀리(320)에 걸려진 전선의 움직임에 따라 가압바(313)를 가압하여 압축시킬 수 있게 베어링하우징(311)에 내장 설치한 압축스프링(314)과;

상기 각각의 전, 후 베어링하우징(311) 사이에 설치하여 압축되는 가압바(313)를 감지하는 다수의 감지센서(315)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전원 공급장치.
제 6항에 있어서, 상기 제1풀리(320) 전방에는 제1풀리(320)에 걸려진 전선이 이탈되는 것을 방지하도록 이탈방지풀리(330)를 더 설치한 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전원 공급장치.
제 1항에 있어서, 상기 호이스트바 선회수단은,

호이스트바(300) 하단에 결합된 상부선회플레이트(210a) 상단에 설치하는 모터(350)와;

상기 모터(350)의 축과 회전 가능하게 결합하되, 상기 상부선회플레이트(210a) 하부에 구비한 피니언기어(360)와;

칼럼(200) 상단에 결합되어 상기 피니언기어(360)와 맞물리는 메인기어(370)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 전원 공급장치.