KR101108599B1 - 캡 지지대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임(2)과, 프레임(2) 위에 장착되는 캡(3)과, 측면 지지수단(12)이 장착된 쪽으로 캡(3)의 측면 변위가 발생하는 경우 캡(3)으로부터 프레임(2)에 전달되는 하중을 받을 수 있도록 프레임(2)과 캡(3) 사이에 장착되는 측면 지지수단(12)으로 구성되는 운전기계에 관한 것이다.

측면 지지 수단, 운전기계, 굴삭기계, 캡

Description

캡 지지대{CAB SUPPORT}

본 발명은 프레임과, 프레임 위에 장착되는 캡과, 캡의 측면변위가 측면지지수단이 장착 되어진 쪽으로 발생하는 경우, 캡에서 프레임 쪽으로 작용하는 하중을 받도록 하기 위하여 프레임과 캡사이에 장착되는 측면지지수단으로 구성되는 운전기계에 관한 것이다.

상기 운전기계는 캡을 포함하는 어떤 종류의 운전기계일 수 있다. 특히, 본 발명은 프레임 위에 스프링으로 지지되는 캡이 장착된 기계 유형을 위한 것으로서, 그러한 것으로는 굴삭기계가 전형적이다. 따라서, 본 발명은 그 예로써, 스프링 지지되는 캡이 장착된 굴삭기계를 참조하여 기술된다.

본 발명은 특히 캡이 프레임의 한 측면에 장착되고, 적어도 한 측 방향으로 기계가 지나치게 기울어지는 경우에, 상당한 횡력을 받게 되는 구조적 부분이 캡에 형성되는 운전기계에 관한 것이다.

정상적인 운전을 하는 동안 굴삭기계의 캡은 횡력을 크게 받지 않는다. 그러나, 예를 들어 가파르게 경사진 지면에서 굴삭 작업을 수행하는 경우, 굴삭기계는 상당한 횡력을 받아 측방향으로 기울어지게 된다. 이런 굴삭기계는 일반적으로 실질적인 작업도구인 버켓을 조절하기 위하여 프레임으로부터 확장된 암(arm)을 포함하여 구성된다. 상기 암은 캡과 나란히 장착되고, 상기 캡과 함께 회전할 수 있도록 하거나 적어도 상기 기계의 수평면상에서 축회전 할 수 있도록 배치된다. 즉, 상기 암은 항상 캡의 측면에 위치한다.

암(arm)쪽 방향으로 한쪽 방향의 쏠림이나 지나친 기울어짐이 발생하는 경우, 지면과 함께 충격에 따른 횡력의 상당부분은 암이 받게 된다. 상기 캡 자체의 중량은 암이 지지할 수 있으며, 또한 상기 캡은 지면 경사에 따라 어느 정도까지는 하중을 견딜 수 있다. 그러나 암쪽 방향으로 지나친 기울어짐이 발생하는 비정상적인 경우에는 특히 상당한 횡력을 받게 된다.

만일 암이 횡력으로부터 캡을 보호할 수 없는 지점에서 기계가 지나치게 기울어진다면, 큰 횡력이 캡에 작용하게 된다. 적어도 보다 큰 굴삭기계에 있어서, 현재의 캡 구조는 발생 가능한 그런 큰 힘을 견딜 만큼 충분히 튼튼한 것은 아니다.

당해 분야의 종래기술

위에서 언급된 문제들을 해결할 수 있는 한가지 방법이 JP 2002-46657에 서술되어 있다. 위 문서는, 초록이나 도면으로부터 판단해 보건대, 덤퍼나 굴삭기계 같은 차량의 강화구조 또는 보강구조를 말하고 있다. 캡은 측면에 위치해 있다. 즉, 차량의 센터 축으로부터 상대적으로 떨어져서 위치한다. 스테이(stay)는 프레임과 캡사이에 고정되어 있다. 아마도 캡과 프레임 사이의 횡력을 받기 위함일 것이다. 그러나 JP 2002-46657에서 제시하고 있는 구조의 한가지 단점은 한쪽은 프레임에 다른 한쪽은 캡에 명백히 단단하게 연결된다는 점이다. JP 2002-46657에서 캡이 스프링 지지방식인지는 불명확하다. 만일 기계가 스프링 지지방식이라면, 제시된 스테이 구조는 캡을 설치하는데 있어서와 운전자가 작업을 하는 도중 향유하는 안락함에 있어서 좋지않은 효과를 가져다줄 수도 있다. 프레임이나 샤시에서 일반적으로 일어나는 진동이나 흔들림이 스테이를 통해 캡에 전달될 수도 있다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 지나친 기울어짐이 발생하는 경우 캡을 지지해줄 수 있는 방법으로 구성된, 도입부에서 언급한 바 있는 종류의 운전기계를 제공하기 위함이다. 즉, 상기 운전기계에는, 캡이 양쪽 방향 중 적어도 한쪽 방향으로의 지나친 기울어짐과 연관되는 경우, 캡에 작용하는 횡력을 받을 수 있도록 지지구조가 제공되어진다. 게다가 상기 지지구조는 정상 운전 동안 캡의 스프링 지지를 허용해준다. 즉, 스프링 지지는 프레임이나 샤시로부터 캡에 진동이나 흔들림을 전달하지 않는다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 서두에서 정의된 종류의 운전기계에 의하여 달성되어 지는 데, 본 운전기계는 캡의 하중을 크게 받기 전 캡의 초기 횡변위를 허용할 수 있도록 하기 위하여 측면 지지 수단이 장착되는 것을 특징으로 한다. 만일 캡이 측면에 위치하고 있다면, 즉 운전기계의 중심선에서 벗어나서 위치하고 있다면, 측면 지지 수단은 상기 중심선에서 가장 가까운 캡 측면에 위치하는 것이 유리하다.

발명의 바람직한 실시예에 따르면, 측면 지지 수단은 캡의 빔(beam) 앞에 바로 장착되어 진다. 이것은 횡변위가 발생하는 경우 상기 빔을 통하여 직접 하중을 받게 하고 또 그 하중을 견디도록 하기 위함이다. 상기 빔은 캡의 수직 빔이거나 수평 빔인 것이 바람직하다. 또한 측면 지지 수단이 캡의 상단이나 측면 창의 하단에 적절하게 위치한 수평 빔과 수직 빔 전면에 바로 설치되는 것도 생각할 수 있다. 실시예에서 상기 수직 빔은 전방 빔이지만, 측면 지지 수단이 후방 수직 빔 전면에 직접 설치되는 문제에 관해서도 고려해 볼 수 있다. 그러나, 이들 빔은 드라이버의 시야(vision)에 어떠한 상당한 악영향을 주지 않고 비교적 강하게 설치되는 경우도 있다. 그러므로 정상적인 경우에, 후방 수직 빔이 상당히 더 강하다. 즉 후방 수직 빔은 전방 수직 빔에 비하여 더 큰 하중을 받을 수 있는 수용력을 가진다. 바꿔 말하면, 전방 수직 빔은 측면 지지 수단을 이용하는 방법으로 보강되어야 한다는 것이다. 이것은 전방 수직 빔이 하중에 의해 부러지고 또한 캡의 전방부가 붕괴되는 것을 피하기 위한 것이다. 일반적으로, 측면 지지 수단은 위에서 묘사한 것처럼 지나친 기울어짐이 발생하는 경우 캡의 붕괴라는 가장 큰 위험을 감수하여야 하는 빔이나 캡의 전면부에 바로 설치되어져야 한다. 이것은 일반적으로 운전기계에 있는 다수의 부재중에서 가장 약한 곳이다.

측면 지지 수단은 프레임에 적절히 고정되어야 한다. 바람직한 실시예에 따르면, 운전기계는 캡의 옆 프레임에 장착된 암으로 구성되는데, 측면 지지 수단은 상기 암에서 고정시키는 것이 유리하다. 상기 암은 전형적으로 버킷(bucket)과 같은 기구를 컨트롤하고 조종하기 위한 선회(旋回) 암(arm)이다.

측면 지지 수단은 측면 지지 수단 자체와 캡 사이의 간격을 자유롭게 하도록 설치하는 것이 유리하다. 상기 간격은 측면 지지 수단의 범위 내에서 정상 운전하는 동안 예상되는 캡의 측면 움직임보다 더 커야만 한다. 그러나 대안의 실시예에 따르면, 측면 지지 수단을 캡에 스프링 고정하는 것이다. 스프링이 아주 부드럽게 움직이도록 하면 정상운전 동안 프레임이나 샤시로부터의 진동이나 흔들림이 측면 지지 수단을 통하여 캡에 전달되지 않는다. 대안으로서, 측면 지지 수단은 캡에 고정시키고 프레임 방향으로 간격을 가지게 할 수 있는데, 이는 캡이 횡방향으로 변위될 경우 프레임이나 굴삭기계의 암과 같은 프레임에 연결된 부분에 기대어 지지될 수 있도록 하기 위함이다.

측면 지지 수단은 캡으로부터 프레임에 전달되는 하중을 받는 동안 변형되어지도록 적절한 치수로 제작되고, 따라서 캡의 한정되고 계속적인 횡변위를 받을 수 있다. 상기 변형은 단지 탄성적이거나, 탄성적에서 소성적으로 변할 수도 있다. 상기 변형은 지나친 기울어짐이 일어나는 경우에 캡의 조기 붕괴를 막을 수 있는 그런 것이어야 한다. 측면 지지 수단은 캡을 위해 변형 영역을 형성하기 위한 것이라고 말할 수 있다.

본 발명의 더 나은 특징과 이점은 다음의 묘사와 다른 종속항에서 나타난다.

실시예를 위한 목적으로, 본 발명은 아래에 수반하는 도면을 참조하여 설명되어 진다.

도 1은 본 발명에 따른 측면 지지 수단을 구비한 운전기계의 실시예의 사시도,

도 2는 첫 번째 실시예에 따른 운전기계의 측면도,

도 3은 두 번째 실시예에 따른 측면도,

도 4는 세 번째 실시예에 따른 측면도,

도 5는 네 번째 실시예에 따른 측면도,

도 6은 첫 번째, 세 번째 혹은 네번째 실시예에 따른 배면도,

도 7은 두 번째 실시예에 따른 배면도이다.

도 1은 굴삭기계의 경우에 있어서 지지 프레임(2)과 캡(3) 및 암(4)을 가진 운전기계(1)를 보여준다. 캡(3)과 암(4)은 프레임(2)에 장착되어 있다. 상기 캡과 암은, 프레임(2)부를 형성하고 또 운전기계(1)의 수평면상에서 회전할 수 있도록 장착되는 상판(5) 위에 장착되는 한도 내에서 프레임(2)부에 상대적으로 회전할 수 있도록 혹은 선회할 수 있도록 배치된다. 더욱이 암(4)은 수평축 X에 대하여 축회전할 수 있도록 설치된다. 그리고 굴삭기계에 있어서는 굴삭 기구(6)인 버켓에 암의 끝이 연결된다.

캡(3)은 운전장소인데, 그곳에서 운전자는 운전기계(1)를 조정한다. 캡(3)은 프레임(2) 위에 스프링으로 스프링 지지되는데, 본 실시예에 있어서는 고무제품으로 지지된다. 그리고 상기 고무지지판은 캡(3)의 아래에 장착되고, 상판(5)에 대하여 캡을 지지한다. 캡(3)은 또한 운전기계(1)를 통하는 혹은 정확하게는 상판(5)을 통하는 길이방향 중심선 Y에 상대적으로 측면에 위치한다. 캡(3)은 전면 수직 필라(pillar) 혹은 빔(8), 후면 수직 필라 혹은 빔(9) 그리고 상부 수평 빔(10)으로 구성되며, 상기 상부 수평 빔(10)은 전면 필라(8)와 후면 필라(9)를 연결한다. 게다가 부재로는 예를 들어, 측면 윈도우의 하단부에 있는 중간 수평 빔을 생각할 수도 있다. 여기 후면 필라(9)는 전면 필라(8)보다 더 강하고 하중을 받들거나 굽힘 하중에 대해 더 큰 수용력을 가진다.

도 2에 더 상세하게 나타나 있는 첫 번째 실시예에 따르면, 운전기계(1)는 기 언급한 중심선 Y에 가장 가까이 혹은 암(4)에 가장 가까이 위치한 캡(3) 쪽 측면 위의 측면 지지 수단(12)으로 구성된다. 측면 지지 수단(12)의 목적은 중심선 Y또는 암(4)의 방향에 캡(3)의 서포트(support)를 형성하는 것인데, 이는 캡(3)이 옵셋(offset)되는 쪽으로부터 큰 힘을 받게 되는 경우를 위한 것으로서, 예를 들어 옵셋방향으로의 전복(overturning)과 연관되어 있는 경우이다. 측면 지지 수단(12)은 프레임-본 실시예의 경우는 암(4)-에 대해서 첫 번째 적용점 혹은 적용면을 가지고 캡(3)에 대해선 두 번째 적용점 혹은 적용면을 가지는 적절히 빔이나 이와 같은 것을 말한다. 측면 지지 수단(12)은 캡(3)에 예외적인 횡력이 작용하지 않는 정상 운전동안 스프링 지지요소가 허용하는 캡(3)의 움직임이 인가될 수 있는 방식으로 설치되어져야 한다. 결국, 측면 지지 수단(12)은 고정되지 않는 부분은 충분한 간격이 유지되도록 하여 캡(3)에만 혹은 프레임(2)/암(4)에만 고정되어 질 수 있다. 상기 간격은 기 언급한 캡의 움직임을 허용할 수 있는 정도이거나, 정상 운전동안 적어도 프레임(2)/암(4)으로부터 측면 지지 수단(12)을 통하여 캡(3)에 진동이나 흔들림이 전달되지 않도록 하는 정도의 간격이어야 한다.

다른 방안으로서, 측면 지지 수단(12)은 캡(3)과 프레임(2)/암(4) 양쪽 모두에 고정되어 질 수도 있다. 그러나 고정되어지는 곳 중의 적어도 한 곳에 스프링 동작을 하는 것을 조건으로 하여야 한다. 그 이유는 스프링 동작이 최저로 줄어들기 전에 측면지지수단(12)의 하중 지지 방향으로 캡(3)의 초기 변위가 허용되어지도록 하고, 측면지지수단(12)이 완전히 하중을 받을 수 있도록 하기 위함이다. 게다가 스프링 시스템은 아주 부드러워서 본질적으로 진동이 스프링을 통하여 프레임(2)/암(4)으로부터 캡(3)에 전달되지 않는다. 또한 스프링 시스템의 보충 또는 교체물로서 어떤 형태의 댐퍼(damper)를 장착하는 것도 가능하다. 또한 측면지지수단(12)이 하중 지지 방향에서 서로 간에 제한적으로 변위가능한 여러 부분으로 구성되는 것도 가능한데, 각 부분들의 상대적인 변위가능성이 없어지고 상기 부분들이 서로 간에 그리고 프레임(2)/암(4) 및/또는 캡(3)에 각 부분들의 고정점간에 상대적인 변위가 최저가 되기 전에 캡(3)의 초기 변위를 허용할 수 있도록 하기 위함이다.

첫 번째 실시예에 따르면 도 2에서 보여지듯이 측면지지수단(12)은 한쪽 끝이 암에 고정되고, 기본적으로 전방 수직 필라(8)와 평행으로 확장되는 빔으로 구성된다. 필라(8)는 완전히 수직일 필요도 없고, 일반적으로 완전히 수직도 아니다. 그리고 암(4)이 더 낮은 위치, 기본적으로는 수평 위치로 축회전되면, 그 위치에서 암은 최대한 연장되고 기구인 버킷은 땅 즉, 운전기계의 바퀴 혹은 궤도의 레벨이 나 그 라인 상에 지지되는데, 이 경우 필라(8)에 평행하게 확장되는 방식으로 빔(12)이 배치되는 것을 알 수 있다. 측면지지수단(12)은 암(4)에 반대쪽 끝이 고정되는 아아치(arch)의 형태를 가진다. 측면지지수단(12)은 전방 필라(8)을 따라 평행하게 연장되고, 그 다음 상부 부재(10)를 따라 평행하게 연장되며, 상부 부재(10)로부터 암(4)쪽으로 다시 내려온다. 측면지지수단(12)은 캡(3)으로부터의 간격 즉 약간 거리를 두고 연장된다. 그러나, 위에서 언급한 바와 같이, 측면지지수단(12)을 통하여 캡(3)으로 진동이나 흔들림이 전달되지 않도록 한다면 측면지지수단(12)과 캡(3)사이를 접촉 혹은 고정시키는 형태는 여러가지로 표현 가능하다.

도 3은 두 번째 실시예를 나타내는데, 그에 따르면 측면지지수단(12)은 운전기계의 샤시, 엄밀하게는 상판(5)에 고정되고, 다른 실시예와 같은 방식으로 캡의 상부 부재(10)까지 연장된다. 암(4)와 캡(3)사이 측면지지수단(12)을 위한 충분한 공간이 있다면 이러한 해결방식은 전적으로 가능하다.

도 4에서 보여지는 세 번째 실시예에 따르면, 측면지지수단(12)은 암(4)에 한쪽 끝이 연결되고 상부 부재(10)까지 연장되는 빔으로 구성된다. 이는 지나친 기울어짐이나 그와 유사한 경우에 있어서 하중을 받들고 견딜 수 있도록 하기 위함이다. 상기 빔에는 상부 부재(10), 바람직하게는 상부 부재(10)의 전면부를 따라 평행하게 연장된 추가 빔이 연결되거나 보충되어질 수 있다.

도 5는 대체의 실시예를 보여주는데, 측면지지수단(12)은 암(4)으로부터 기본적으로 전면 수직 필라(8)에만 평행하게 연장된다.

도 6과 도 7은 다른 실시예들의 배면도를 나타내는데, 하나는 측면지지수단(12)이 직접 상판(5)에 고정될 때를 나타내는 것이고, 다른 하나는 암(4)에 고정될 때를 나타내는 것이다. 측면지지수단(12)과 캡(3) 사이의 거리는 도 6에서보다 도 7에서 더 작게 보이는데, 이는 주로 예시를 위함이다.

발명의 상세한 설명과 도면에 의하여 뒷받침되는 특허청구범위로 한정되어지는 본 발명의 범위에서 출발하지 않더라도 당해 분야의 전문가라면 본 발명의 변형이 용이하다는 것을 알 수 있다.

특히, 측면지지수단(12)과 크게 다른 외형도 본 발명의 범위에 속한다는 것을 알 수 있으며, 측면지지수단(12)이 캡(3) 및/또는 프레임(2)/상판(5)/암(4)과 다른 방식으로 고정되어질 수 있는 것도 알 수 있다.

또한, 수직 필라 혹은 빔(8,9)은 반드시 완전히 수직인 것을 의미하는 것은 아니고, 본 발명의 범위내에서 완전 수직으로부터 상당한 차이가 있는 것도 가능하다는 것을 의미한다는 것을 알 수 있다. 상부 부재 혹은 빔(10)의 '수평'이라는 항목도 위와 동일하다. 상부 부재(10)의 연장은 어떤 수단에 의해 반드시 완전한 수 평이 되어야 할 필요는 없다. 본질적인 면은 상부 부재(10)가 전면과 후면 필라(8, 9) 사이에서 상부 지주를 형성한다는 것이다. 또한 캡(3)의 아치 모양의 필라 구조는 전적으로 가능하다. 그리고 그러한 구조에서 수직과 수평 부재 사이의 명확한 구별은 없으나 두 부재는 부드럽게 라운딩된 부분에서 서로 병합되고, 심지어는 구부리거나 다른 적절한 방법에 의해 아치 모양으로 제공된 하나의 동일한 부재로 형성되어질 수도 있다.

본 발명은 운전기계의 캡이 회전력에 의해 한쪽으로 쏠려 전복이 일어나는 경우를 대비하여 캡 서포트 즉, 측면지지수단을 두어 측면지지수단이 캡의 하중을 받아 지지함으로써 캡의 전복이 발생하는 것을 미연에 방지하기 위한 발명이다. 캡 서포트인 측면지지수단은 다양한 모양으로 설치할 수 있으며, 다만 캡과 서포트 간에는 어느 정도의 간격을 두어 캡의 정상운전시 움직임을 허용할 수 있도록 한다.

Claims (10)

1. 프레임(2);

   상기 프레임(2) 위에 설치되는 캡(3);

   상기 프레임(2)의 옆에서 상기 프레임(2) 위에 장착되는 암(4);

   상기 프레임(2)과 캡(3) 사이에 장착되어 상기 캡(3)의 측면변위가 발생하는 경우 캡(3)으로부터 프레임(2)에 작용하는 하중을 받기 위한 측면지지수단(12);으로 구성되는 운전기계에 있어서,

   상기 측면지지수단(12)은 상기 지지수단(12)이 캡(3)의 하중을 받게 되기 전 상기 캡(3)의 초기 측면변위를 허용할 수 있도록 설치되며,

   상기 측면지지수단(12)의 일측이 상기 암(4)에 고정되는 것을 특징으로 하는 운전기계.
2. 제1항에 있어서,

   상기 측면지지수단(12)은 측면변위가 발생하는 경우 캡(3)의 빔(8, 10)을 통해 직접 하중을 견뎌내고 또 하중을 받기 위해 상기 빔의 전면에 바로 설치되는 것을 특징으로 하는 운전기계.
3. 제2항에 있어서,

   상기 빔은 캡(3)의 수직 빔(8)인 것을 특징으로 하는 운전기계.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 빔은 캡(3)의 수평 빔(10)인 것을 특징으로 하는 운전기계.
5. 제1항에 있어서,

   상기 측면지지수단(12)은 프레임(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 운전기계.
6. 제1항에 있어서,

   상기 측면지지수단(12)은 측면지지수단(12)과 캡(3) 사이에 소정의 간격을 가지고 설치되는 것을 특징으로 하는 운전기계.
7. 제1항에 있어서,

   상기 측면지지수단(12)은 캡(3)에 스프링 고정되는 것을 특징으로 하는 운전기계.
8. 제1항에 있어서,

   상기 측면지지수단(12)은 캡(3)의 초기 변위를 허용하도록 하기 위하여 하중 지지 방향에서 서로 간에 제한적으로 변위가능한 다수의 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 운전기계.
9. 제1항에 있어서,

   상기 측면지지수단(12)은 캡(3)으로부터 프레임(2)에 하중이 작용하는 동안 변형되어지도록 소정의 치수로 제작되고, 따라서 캡(3)의 제한적이면서 계속적인 측면변위를 허용하도록 하는 것을 특징으로 하는 운전기계.
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