KR101229171B1 - 굴삭기용 진동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 붐의 선단에 마련된 장착브라켓에 버켓, 니퍼, 땅다짐용 플레이트와 같은 각종 공구장비를 용이하게 장착할 수 있고, 또한 상기 장착브라켓에 진동장치를 구비함으로써 진동력 발생을 병행할 수 있도록 한 굴삭기용 진동장치에 관한 것이다.
본 발명은 내측에 수용부를 갖는 외부 바디(2); 상기 외부 바디(2)의 내부에 장착되는 유압모터(4); 상기 유압모터(4)의 축과 편심결합되어 승강작동되며 하부에는 공구장비(T)를 탈,부착시킬 수 있도록 장착브라켓(7)이 형성되는 진동본체(6); 상기 진동본체(6)의 일측면과 외부 바디(2)의 사이에 설치되며, 내부에 충진된 유체, 즉 오일의 윤활작용에 의해 진동본체(6)의 승강작동시 발생되는 마찰 및 진동을 경감시키도록 하는 간극조절장치(8);를 포함한다.

Description

굴삭기용 진동장치{VIBRATOR FOR EXCAVATING MACHINE}
본 발명은 굴삭기용 진동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 붐의 선단에 마련된 장착브라켓에 버켓, 니퍼, 땅다짐용 플레이트와 같은 각종 공구장비를 용이하게 교환 장착할 수 있고, 또한 상기 장착브라켓을 통해 진동력이 발생되도록 한 굴삭기용 진동장치에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기는 도로, 교량, 건축물의 신축 및 파쇄 등 기타 다양한 건설현장에서 사용되는 중장비를 일컬으며 인력에 비해 월등한 힘을 발휘하므로 작업능률을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이러한 굴삭기는 자력구동이 가능하도록 무한궤도 또는 바퀴와 같은 구동수단이 차체의 하부에 구비되고, 차체의 전방에는 사람의 팔과 같은 기능을 하도록 굴절, 회전, 승강작동이 가능한 붐이 장착되며, 상기 붐의 끝단에는 작업 성격에 따라 필요한 각종 공구장비가 장착된다.
최근에는 상기 붐의 끝단에 진동기능을 부가하여 파괴력을 증대시키기 위한 굴삭기의 일 예가 제안된 바 있다.
상기 일 예로는 대한민국 공개특허 10-2009-0054513호로 "진동니퍼"가 개시되어 있다.
도 1은 종래 기술에 대한 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 진동니퍼에 대해 개략적으로 살펴보면, 진동공간부(11')를 가지며 상부 측에 붐(200') 또는 중장비의 아암과 결합을 위한 결합부(12')를 가지는 본체(13')와, 상기 진동공간에 위치되며 바이브레이터(30')가 설치된 진동유니트(20')와, 상기 진동유니트(20')의 하우징(21') 양측면과 이와 대응되는 본체(13')에 지지되어 본체(13')에 대해 진동유니트(20')를 진동 가능하게 지지하는 복수개의 지지수단(40')을 구비한다.
그리고 상기 하우징(21')에 설치되어 하방으로 연장되는 진동 니퍼 브레이드(100')와, 진동공간(11')의 상부측 본체(13')에 설치되어 진동유니트(20')의 상승으로 하우징(21')과 본체(13')와의 충돌 시 진동을 분산시키는 방진수단(70')을 포함하여 구성된다.
따라서 상기 종래 기술은 바이브레이터가 작동되면 진동유니트가 진동하게 되고, 이에 종동된 니퍼에 진동력이 발생되도록 한 것이다.
그러나 상기 종래 기술은 진동유니트와 하우징의 마찰 발생 및 소음발생을 억제하기 위해 방진수단이 장착되어 있으나 빠른 속도로 발생되는 마찰접착에 의한 열의 발생 및 마모작용에 의해 방진수단의 수명이 짧아 수시로 교체해야 하므로 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 외부 바디의 내부에 설치되는 진동본체의 승강작동에 의해 진동이 발생될때 생성되는 마찰열 및 진동을 보다 효율적으로 분산시킬 수 있도록 간극조절장치가 구비된 굴삭기용 진동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 진동본체의 승강작동에 따른 마모 발생시 간극조절장치와 진동본체 사이의 간격을 조절하여 이격 오차를 보상할 수 있도록 한 굴삭기용 진동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 내측에 수용부를 갖는 외부 바디; 상기 외부 바디의 내부에 장착되는 유압모터; 상기 유압모터의 축과 편심결합되어 승강작동되며 하부에는 공구장비를 탈,부착시킬 수 있도록 장착브라켓가 형성되는 진동본체; 상기 진동본체의 일측면과 외부 바디의 사이에 설치되며, 내부에 충진된 유체, 즉 오일의 윤활작용에 의해 진동본체의 승강작동시 발생되는 마찰 및 진동을 경감시키도록 하는 간극조절장치를 포함하는 굴삭기용 진동장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 간극조절장치는, 상기 진동본체의 외면에 면접촉되는 슬라이딩 플레이트; 상기 슬라이딩 플레이트에 결합되며, 외부로 돌출된 돌출부를 갖는 판형실린더; 상기 판형실린더의 돌출부가 삽입되도록 수용공이 형성되고, 상기 수용공에 통하도록 형성되며 외부에서 유체가 주입되는 제1유로와, 상기 수용공에 통하도록 형성되며 유체가 배출되는 제2유로, 및 상기 제1유로와 통하는 밸브유로에 결합되어 제1유로의 개폐를 제어하는 밸브가 장착된 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 간극조절장치의 케이싱에 결합되며 상기 진동본체와 일정 간격으로 이격 설치되는 지지판; 상기 지지판과 진동본체를 연결되며, 탄성을 갖는 방진부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진동본체의 타측면과 외부 바디의 사이에 설치되며, 상기 진동본체의 승강작동시 대접된 복수의 판재 간의 미끄러짐 작용에 의해 마찰 및 진동을 경감시키도록 하는 슬라이딩장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬라이딩장치는 상기 외부 바디의 내면에 설치된 제1판재; 상기 진동본체의 외면에 설치되며 상기 제1판재와 면접촉되는 제2판재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유압모터의 회전작동에 의해 편심결합된 진동본체가 외부 바디 내에서 승강작동하게 되면서 발생된 진동력이 공구장비에 전달됨으로써 파괴력이 증강될 수 있다.
특히, 간극조절장치에 의해 진동본체의 승강작동에 의해 진동이 발생될때 생성되는 마찰열 및 진동을 보다 효율적으로 분산시킬 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 간극조절장치의 간격을 조절하여 간극조절장치와의 이격 오차를 보상할 수 있어 항상 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 대한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치를 나타낸 배면도,
도 3은 도 2의 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에서 "A-A"선 단면도,
도 4는 도 3의 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에서 "B-B"선 단면도,
도 5는 도 3의 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에서 "C-C"선 단면도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치 중 '간극조절장치'를 나타낸 측면도 및 정면도,
도 8은 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에 공구장비가 장착된 예를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치를 나타낸 배면도, 도 3은 도 2의 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에서 "A-A"선 단면도, 도 4는 도 3의 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에서 "B-B"선 단면도, 도 5는 도 3의 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에서 "C-C"선 단면도, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치 중 '간극조절장치'를 나타낸 측면도 및 정면도, 도 8은 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치에 공구장비가 장착된 예를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5에 나타낸 바와같이, 본 발명에 따른 굴삭기용 진동장치(A)는, 내측에 수용부를 갖는 외부 바디(2); 상기 외부 바디(2)의 내부에 장착되는 유압모터(4); 상기 유압모터(4)의 축과 편심결합되어 승강작동되며 하부에는 공구장비를 탈,부착시킬 수 있도록 장착브라켓(7)이 형성되는 진동본체(6); 상기 진동본체(6)의 일측면과 외부 바디(2)의 사이에 설치되며, 내부에 충진된 유체, 즉 오일의 윤활작용에 의해 진동본체(6)의 승강작동시 발생되는 마찰 및 진동을 경감시키도록 하는 간극조절장치(8)를 포함하여 구성된다.
외부 바디(2)는 중앙에 타원형의 개공(20)이 형성되고 장방형 또는 사다리꼴 형상으로 된 강판재가 전,후방에 배치된다.
또한 상기 외부 바디(2)의 내부에는 상기 진동본체(6) 및 간극조절장치(8)가 삽입된다.
유압모터(4)는 굴삭기에 구비된 유압공급장치로부터 공급된 유압을 동력원으로 하여 회전되는 모터의 일종으로써, 몸체가 외부 바디(2)의 개공(20)을 통해 진동본체(6)의 후판(64)에 장착되며, 그 축(42)이 후판(64) 및 전판(62)을 관통하여 내부로 인입되게 설치된다.
또한 유압모터(4)의 축(42)에 중량물(44)이 편심결합된다.
진동본체(6)는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 내부에 공간을 갖도록 전판 및 후판으로 구성되며 상부에 경사면이 형성된 박스체로써, 상기 외부 바디(2)의 내부에 삽입되며, 상기 전판(62) 및 후판(64)을 관통하여 유압모터(4)의 축(42)이 결합되고, 상기 유압모터(4)의 축(42)에 편심되게 결합된 중량물(44)이 내부에 설치된다.
이러한 편심결합구조에 의해 유압모터(4)가 구동되면, 중량물(44)이 편심회전하게 되고, 이때 발생된 진동이 진동본체(6)에 전달됨으로써 진동본체(6)의 승강작동이 가능해진다.
즉, 양측면에는 간극조절장치(8)가 설치되어 좌,우 움직임을 제한하므로 오직 상,하방향으로만 승강작동될 수 있는 것이다.
또한 진동본체(6)의 하단에는 각종 공구장비를 탈,부착시킬 수 있도록 장착브라켓(7)이 형성된다.
상기 장착브라켓(7)은 각종 공구장비(T)의 상단이 평평하게 형성된 점과 볼트로 체결되는 점을 고려하여 다수의 볼트 체결공을 갖는 평판을 포함한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 각종 공구장비는 버켓(T1), 망버켓(T2), 로울러(T3), 리퍼(T4), 땅다짐용 플레이트(T5) 등이다.
상기 간극조절장치(8)는, 진동본체(6)의 일측면과 외부 바디(2)의 사이에 설치되는 것으로, 오일의 윤활작용에 의해 진동본체(6)의 승강작동시 발생되는 마찰 및 진동을 경감시키게 된다.
도 2 및 도 6 내지 도 7을 참고하여, 간극조절장치(8)의 구체적인 구조를 살펴보면, 진동본체(6)의 외면에 면접촉되는 슬라이딩 플레이트(82); 상기 슬라이딩 플레이트(82)에 결합되며, 외부로 돌출된 돌출부(842)를 갖는 판형실린더(84); 상기 판형실린더(84)의 돌출부(842)가 삽입되도록 수용공(860)이 형성되고, 상기 수용공(860)에 통하도록 형성되며 외부에서 유체가 주입되는 제1유로(881)와, 상기 수용공(860)에 통하도록 형성되며 유체가 배출되는 제2유로(882), 및 상기 제1유로(881)와 통하는 밸브유로(884)에 결합되어 제1유로(881)의 개폐를 제어하는 밸브(886)가 장착된 케이싱(86)을 포함하여 구성된다.
상기 슬라이딩 플레이트(82)는 장방형의 판상이며, 전면에 오목하게 요입되어 판형실린더(84)가 결합되도록 장방형의 홈(820)이 형성된다.
슬라이딩 플레이트(82)의 재질은 마찰력을 감소시키기 위해 내마모강, 동이나 알루미늄과 같은 비철금속, MC나일론이나 수지계 소재인 비금속 재질이 바람직하다.
상기 판형실린더(84)는 상기 슬라이딩 플레이트(82)의 홈(820)에 삽입되는 장방형의 판재로써 전면에 돌출부(842)가 형성된다.
상기 케이싱(86)은 장방형의 판재이며, 후면에는 상기 돌출부(842)가 삽입되는 수용공(860)이 형성된다.
또한 상기 케이싱(86)에는 상기 수용공(860)과 통하며 외부에서 유체가 주입되는 제1유로(881)가 상단에 형성되고, 그 일측에는 상기 수용공(860)에 통하며 유체가 배출되는 제2유로(882)가 형성된다.
또 상기 제1유로(881)와 제2유로(882) 사이에는 밸브유로(884)가 형성되며, 상기 밸브유로(884)는 제1유로(881)의 단부와 통하도록 형성되고, 상기 밸브유로(884)의 상부에 밸브(886)가 결합되며, 상기 밸브(886)의 디스크(887)가 제1유로(881)의 말단을 막도록 함으로써 제1유로(881)의 개폐를 실질적으로 제어하게 된다.
상기 유체는 통상의 구리스가 사용되며, 구리스 주입용 건에 의해 주입된다.
또한 상기 제1유로(881)에는 구리스 건에 결합되며 체크밸브의 구조를 갖는 니플(883)이 결합되어 주입된 유체가 흘러나오지 못하도록 차단한다.
상기 제2유로(882)에는 육각너트(885)를 결합하여 밀폐시킨다.
한편, 본 발명은 상기 간극조절장치(8)의 케이싱(86)에 결합되며 상기 진동본체(6)와 일정 간격으로 이격 설치되는 지지판(5)과, 상기 지지판(5)과 진동본체(6)를 연결하며, 탄성을 갖는 방진부재(3)를 더 포함한다.
상기 지지판(5)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상단이 내측으로 경사지게 형성된다.
상기 방진부재(3)는 고무재질이 바람직하며 상기 진동본체(6)의 상부 경사면과 지지판(5)의 경사면 내측을 상호 연결하도록 결합된다.
따라서 방진부재(3)에 의해 진동본체(6)에서 발생된 진동을 흡수 및 분산토록 한다.
한편 본 발명은 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 진동본체(6)의 타측면과 외부 바디(2)의 사이에 슬라이딩장치(9)가 더 장착된다.
상기 슬라이딩장치(9)는, 진동본체(6)의 승강작동시 대접된 복수의 판재 간의 미끄러짐 작용에 의해 마찰 및 진동을 경감시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.
즉, 진동본체(6)의 좌,우측면에는 상기한 간극조절장치(8)가 설치되며, 전,후면에는 슬라이딩장치(9)가 설치됨으로써 진동본체(6)의 4면에 진동을 감쇄시키는 구성을 부가하여 진동의 분산 및 흡수력이 배가될 수 있다.
이러한 슬라이딩장치(9)의 구조를 도 3을 참고하여 살펴보면,
상기 외부 바디(2)의 내면에 설치된 제1판재(91); 상기 진동본체(6)의 외면에 장착되며 상기 제1판재(91)와 면접촉되는 제2판재(92)를 포함하여 구성된다.
상기 제1판재(91)는 장방형의 판상으로써 외부 바디(2)의 내면에 장착된다.
상기 제2판재(92)는 제1판재(91)보다 면적이 작은 장방형의 판상으로써 진동본체(6)의 외면에 장착된다.
따라서 진동본체(6)의 승강작동시 제1판재(91)와 제2판재(92) 간의 슬라이딩에 의한 작용이 실행되고, 이때 발생되는 마찰열 및 소음을 억제하기 위해서는 제1 및 제2판재(91,92)의 접촉면에 구리스와 같은 윤활용 오일이 도포됨이 바람직할 것이다.
실질적으로 진동본체(6)의 승강작동시 도 2를 기준으로 살펴보았을때 좌,우방향으로 움직임이 발생되나 전,후방향으로는 진동본체(6)의 움직임이 거의 없다고 보아야할 것이므로 상기 제1 및 제2판재(91,92)의 마찰접촉은 미미할 것이다.
또는 본 발명은 상기 진동본체(6)의 전,후,좌,우면과 외부 바디(2)의 사이에 슬라이딩장치(9)가 장착될 수도 있다.
즉, 진동본체(6)와 외부 바디(2) 사이의 이격 공간이 좁아서 간극조절장치(8)를 장착하기 어려운 경우 슬라이딩장치(9)만 진동본체(6)의 4면에 장착된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하기로 한다.
유압모터(4)에 동력이 전달되어 그 축이 회전되면, 이에 종동된 진동본체(6)가 승강작동을 하게 된다.
이때 유압모터(4)의 회전속도에 따라 진동본체(6)의 승강속도가 결정되나 진동발생을 목적으로 하는 바 매우 고속으로 실행될 것이다.
한편 진동본체(6)가 편심회전에 의한 승강작동시 그 회전방향은 전후좌우를 향할 것이며, 좌,우방향으로의 회전동작은 간극조절장치(8)에 의해 제한되므로 오직 상,하로만 승강작동하게 된다.
이렇게 진동본체(6)가 승강작동함에 따라 발생된 진동력이 장착브라켓(7)에 장착된 각종 공구장비에 전달됨으로써 파괴력이 배가될 수 있다.
또한 진동력은 진동본체(6) 및 외부 바디(2)에도 전달될 것이므로 이를 감쇄시키지 않으면 유압모터(4) 및 간극조절장치(8)의 수명에도 악영향을 끼치게 될 것이다.
따라서 진동본체(6)와 지지판(5)의 사이에 방진부재(3)를 설치하여 진동력을 흡수 및 분산토록 하여 부품을 보호하도록 하였다.
한편, 간극조절장치(8)는 슬라이딩 플레이트(82)가 진동본체(6)의 외면에 면접촉된 것으므로 장시간 사용시 슬라이딩 플레이트(82)가 마모되어 진동본체(6)와의 간격이 더 벌어지게 될 것이다.
따라서 슬라이딩 플레이트(82)를 진동본체(6)에 밀착시키기 위해 간극을 조절하는 작업을 수행하게 된다.
즉, 밸브(886)를 열어서 제1유로(881)와 밸브유로(884)가 통하도록 한 후 제1유로(881)를 통해 유체를 주입한다. 상기 유체는 위에서 언급한 바와 같이 구리스이며, 구리스 건을 통해 주입한다.
주입된 유체는 케이싱(86)의 수용공(860)으로 충진되며, 그 압력에 의해 판형실린더(84) 및 슬라이딩 플레이트(82)가 외부로 밀려나게 된다.
따라서 슬라이딩 플레이트(82)가 진동본체(6)의 외면에 근접될 수 있다.
이렇게 적정한 간극으로 조절된 후 밸브(886)를 잠그면 수용공에 충진된 유체는 외부로 빠져나오지 못하는 밀폐상태가 된다.
이후 장시간 경과되면 유체가 니플(883)이나 육각너트(885)를 통해 소량씩 누설될 수 있으나 이는 곧바로 충진시켜 정압이 유지될 수 있도록 한다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
2 : 외부 바디 3 : 방진부재
4 : 유압모터 5 : 지지판
6 : 진동부재 7 : 장착브라켓
8 : 간극조절장치 9 : 슬라이딩 장치

Claims (9)

  1. 내측에 수용부를 갖는 외부 바디(2);
    상기 외부 바디(2)의 내부에 장착되는 유압모터(4);
    상기 유압모터(4)와 편심결합되어 승강작동되며 하부에는 공구장비를 탈,부착시킬 수 있도록 장착브라켓(7)이 형성되는 진동본체(6);
    상기 진동본체(6)의 일측면과 외부 바디(2)의 사이에 설치되며, 내부에 충진된 유체의 윤활작용에 의해 진동본체(6)의 승강작동시 발생되는 마찰 및 진동을 경감시키도록 하는 간극조절장치(8);
    상기 진동본체(6)와 외부 바디(2)의 사이에 설치되며, 미끄러짐 작용에 의해 마찰 및 진동을 경감시키도록 하는 슬라이딩장치(9);
    상기 간극조절장치(8)의 케이싱에 결합되며 상기 진동본체(6)와 일정 간격으로 이격 설치되는 지지판(5); 및
    상기 지지판(5)과 진동본체(6)를 연결하며, 탄성을 갖는 방진부재(3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 진동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 간극조절장치(8)는,
    상기 진동본체(6)의 외면에 면접촉되는 슬라이딩 플레이트(82);
    상기 슬라이딩 플레이트(82)에 결합되며, 외부로 돌출된 돌출부(842)를 갖는 판형실린더(84); 및
    상기 판형실린더(84)의 돌출부(842)가 삽입되도록 수용공(860)이 형성되고, 상기 수용공(860)에 통하도록 형성되며 외부에서 유체가 주입되는 제1유로(881)와, 상기 수용공(860)에 통하도록 형성되며 유체가 배출되는 제2유로(882), 및 상기 제1유로(881)와 통하는 밸브유로(884)에 결합되어 제1유로(881)의 개폐를 제어하는 밸브(886)가 장착된 케이싱(86);을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 진동장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 슬라이딩장치(9)는
    외부 바디(2)의 내면에 설치된 제1판재(91); 및
    상기 진동본체(6)의 외면에 장착되며 상기 제1판재(91)와 면접촉되는 제2판재(92);를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 진동장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이딩 플레이트(82)는 내마모강, 비철금속, 비금속 재질 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 굴삭기용 진동장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 비철금속은 동 또는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 굴삭기용 진동장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 비금속 재질은 MC나일론 또는 수지계 소재인 것을 특징으로 하는 굴삭기용 진동장치.
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