KR101422264B1 - 퀵 커플러의 고정훅 안전장치 - Google Patents

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장수익
조영흠
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대모 엔지니어링 주식회사
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Abstract

본 발명은 중장비용 어태치먼트와 굴삭기를 연결하기 위한 퀵 커플러의 연결과정에서 어태치먼트 핀과 퀵 커플러의 임의 이탈을 방지하도록 함과 아울러, 별도의 실린더를 구비하지 않고도 히치의 동작과 자동으로 연계 동작되어 고정훅 안전장치의 동작이 가능하도록 한다.
본 발명에 따른 퀵 커플러의 고정훅 안전장치는, 굴삭기 암의 단부와 푸시링크에 견고하게 장착되는 퀵 커플러 바디와, 퀵 커플러 바디의 일측에 마련되고 제 1어태치먼트 핀과 결합되는 고정훅과, 퀵 커플러 바디의 타측에 마련되고 유압 실린더의 동작에 따라 제 2어태치먼트 핀과 결합 및 해제되는 히치와, 히치와 연결수단을 매개로 연동되어 히치의 회전력으로 직선 운동되어 상기 고정훅 내에 조립된 제 1어태치먼트 핀를 구속 및 해제시킬 수 있는 안전수단으로 구성된다.

Description

퀵 커플러의 고정훅 안전장치{SAFETY DEVICE FOR QUICK COUPLER}
본 발명은 퀵 커플러의 고정훅 안전장치에 관한 것으로, 특히 중장비용 어태치먼트와 굴삭기를 연결하기 위한 퀵 커플러의 연결과정에서 고정훅에 조립되는 제 1어태치먼트 핀의 결합상태를 안전하게 유지시킬 수 있는 안전장치의 구조를 단순화시킴과 아울러, 히치의 회전 동작에 의해 안전장치의 록킹 동작 및 탈거 동작이 간편하게 이루어지도록 그 구조가 개선된 퀵 커플러의 고정훅 안전장치에 관한 것이다.
일반적으로 건설공사 현장 또는 토목공사 현장에서 사용되는 중장비, 예를 들면 굴삭기는 도로공사, 상하수도공사, 건축기초공사, 토지조성공사, 토사 등을 채취하는 공사 등 폭넓게 사용되는 건설장비로서, 작업의 용도에 따라 다양한 어태치먼트를 선택적으로 장착하여 작업을 수행하게 된다.
예를 들면, 버킷(Bucket)을 이용한 땅파기 작업, 크러셔(Crusher)를 이용한 콘크리트 건물 파쇄 및 철근 절단작업, 브레이커(Breaker)를 이용한 암석 및 콘크리트 파괴 작업, 그랩(Grab)을 이용한 고철 및 암석 운반 작업, 크람셀 버킷(Clamshell bucket)을 이용한 수직갱 및 상하수도 건축 기초공사 작업 등 용도에 따라 여러 종류의 어태치먼트(Attachment)를 교체해가면서 다양한 작업을 수행할 수 있도록 되어 있다.
보통 어태치먼트는 작업의 용도에 교체할 수 있도록 하기 위해 굴삭기의 암에 장착 및 탈거가능한 구조로 결합되며, 최근에는 별도의 커플러를 굴삭기의 암에 장착하고, 이를 이용하여 어태치먼트를 손쉽게 연결할 수 있는 퀵커플러가 개발되어 널리 사용되고 있다.
이러한 퀵커플러는 퀵커플러 몸체에 있는 두 곳의 핀 결합구조를 통해 굴삭기의 암과 실린더측 푸시링크에 견고하게 장착되며, 고정훅과 가동훅을 이용하여 어태치먼트를 체결할 수 있는 구조로 이루어져 있다.
이에 따라, 굴삭기의 운전자가 레버를 조작하여 암의 선단에 장착되어 있는 퀵커플러를 버켓이나 브레이커 등에 결합시키거나 또는 분리시키는 방법으로 어태치먼트를 손쉽게 취급하여 사용할 수 있게 된다.
한편, 작업 중 퀵커플러에 있는 유압실린더의 고장이나 유압호스의 손상 등으로 인해 어태치먼트가 분리되는 위험을 방지하기 위한 수단으로 퀵커플러에 안전장치, 예를 들면 안전핀을 구비하여 안전사고에 대비하고 있다.
그러나, 퀵커플러에서 버킷이나 브레이커 등의 어태치먼트를 교체하는 경우, 기 장착되어 있는 어태치먼트에서 안전핀을 분리하거나, 새로운 어태치먼트 장착 후에 안전핀을 체결하는 작업을 작업자가 직접 수동으로 해야 하기 때문에 작업이 까다롭고 번거로울 뿐만 아니라, 작업에 많은 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
이와 관련된 선행기술은, 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0739341호"자동안전장치를 갖춘 중장비용 어태치먼트 커플러"(등록일자 : 2007.07.09)의 경우, 이동훅을 유압실린더와 자동안전장치 실린더로 이중으로 지지하고 유압실린더가 정상적으로 해제될 때에만 자동안전장치 실린더가 풀림상태로 되도록 된 것이나, 이 경우에는 자동안전장치 실린더가 별도 구비되어야 하는 단점이 있다.
다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1210833호 "퀵 커플러의 자동 안전장치"(등록일자 : 2012.12.05)의 경우, 슬라이드 타입의 가동훅의 연계동작에 따라 고정훅의 상부에 있는 히치가 연동되어 핀 이탈을 방지하도록 되어 있으나, 유압실린더의 고장이나 유압호스의 손상 등으로 인한 문제가 여전히 존재하는 등 안전장치의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0739341호"자동안전장치를 갖춘 중장비용 어태치먼트 커플러"(등록일자 : 2007.07.09) 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1210833호 "퀵 커플러의 자동 안전장치"(등록일자 : 2012.12.05)
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로써, 그 목적은 고정훅에 조립되는 제 1어태치먼트 핀의 결합상태를 안전하게 유지시킬 수 있는 안전장치의 구조를 단순화시킴과 아울러, 히치의 회전 동작에 의해 안전장치의 록킹 동작 및 탈거 동작이 간편하게 이루어지도록 퀵 커플러의 고정훅 안전장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 굴삭기의 암에 연결되는 퀵 커플러 바디와, 상기 퀵 커플러 바디의 일측에 마련되어 제 1어태치먼트 핀과 결합되는 고정훅과, 상기 퀵 커플러 바디의 타측에 마련되고 유압 실린더의 로드에 연결되어 상기 로드의 전진동작시 제 2어태치먼트 핀과 결합되는 히치와, 상기 고정훅과 제 1어태치먼트 핀의 결합상태 임의해제를 예방하기 위한 안전수단을 구비하되,
상기 안전수단은 상기 히치의 회전 동작에 따라 상기 고정훅의 상측에 전,후진 가능하도록 마련되어 상기 고정훅의 내부에 조립되는 제 1어태치먼트 핀과 접촉되는 구속부재와,
상기 히치의 회전 동작에 따라 연계 동작되어 상기 구속부재에 전,후진 이동력을 부여하는 연결수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 연결수단은 상기 히치에 일단부가 연동되도록 연결되고 타단부가 상기 구속부재에 연결되는 와이어부재와, 상기 구속부재의 일측에 배치되어 상기 구속부재를 일방향으로 탄성 지지하기 위한 스프링부재를 구비한다.
상기 구속부재는 와이어부재와 연결된 피스톤부와, 상기 피스톤부의 수평 외측으로 연장 형성되어 상기 고정훅의 상부에 수평방향으로 이동가능하게 배치되고 전진 동작시 상기 고정훅 내에 조립된 제 1어태치먼트 핀의 상부에 배치되는 플레이트부를 구비한다.
상기 연결수단은 상기 구속부재의 일단부가 수용되어 슬라이딩 동작되고 상기 구속부재를 일방향으로 탄성 지지하는 스프링부재가 수용되는 실린더를 구비한다.
상기 구속부재는 전진 동작시 상기 플레이트부와 상기 고정훅의 하부 바닥면과의 간격이 상기 제 1어태치먼트 핀의 직경 폭보다 더 큰 것이 바람직하다.
본 발명은 굴삭기 암의 단부와 어태치먼트를 연결하기 위한 퀵 커플러의 고정훅을 히치의 회전동작과 연계되는 구속부재로 록킹 결합 또는 결합 해제되도록 함으로써, 어태치먼트 핀과 고정훅의 결합상태가 임의로 해제되는 것을 예방하여 안전성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 단순 구성으로 히치의 회전력을 직선 운동으로 변화시키고 스프링부재의 탄성력을 부여하여 자동으로 록킹시킬 수 있으므로, 조작 편의성을 증대시킬 수 있으며 비용 절감의 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 퀵 커플러의 고정훅 안전장치를 나타낸 구성도.
도 2a,2b는 본 발명 안전수단의 전,후 작동 상태를 개략적으로 나타낸 사용상태도.
도 3은 본 발명 고정훅 안전장치와 제 1어태치먼트 핀의 결합 전 상태을 보인 도면.
도 4는 본 발명 고정훅 안전장치가 작동된 상태를 보인 사용상태도.
도 5는 도 4의 측면도.
도 6a,6b,6c,6d는 본 발명 제 1,2어태치먼트 핀과 퀵 커플러의 탈거 과정을 순차적으로 나타낸 사용상태도.
본 발명은 중장비용 어태치먼트와 굴삭기를 연결하기 위한 퀵 커플러의 연결과정에서 어태치먼트 핀과 퀵 커플러의 임의 이탈을 방지하도록 함과 아울러, 별도의 실린더를 구비하지 않고도 히치의 동작과 자동으로 연계 동작되어 고정훅 안전장치의 동작이 가능하도록 한다.
본 발명에 따른 퀵 커플러의 고정훅 안전장치의 일 실시예는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 굴삭기 암의 단부와 푸시링크에 견고하게 장착되는 퀵 커플러 바디(100)와, 퀵 커플러 바디(100)의 일측에 마련되고 제 1어태치먼트 핀(21)과 결합되는 고정훅(110)과, 퀵 커플러 바디(100)의 타측에 마련되고 유압 실린더(130)의 동작에 따라 제 2어태치먼트 핀(22)과 결합 및 해제되는 히치(120)와, 히치(120)와 연결수단을 매개로 연동되어 히치(120)의 회전력으로 직선 운동되어 상기 고정훅(110) 내에 조립된 제 1어태치먼트 핀(21)를 구속 및 해제시킬 수 있는 안전수단으로 구성된다.
더 상세히 설명하면 안전수단은 히치(120)의 회전 동작에 따라 상기 고정훅(110)의 상측에 전,후진 가능하도록 마련되어 상기 고정훅(110)의 내부에 조립되는 제 1어태치먼트 핀(21)과 접촉되는 구속부재(210)와, 상기 히치(120)의 회전 동작에 따라 연계 동작되어 상기 구속부재(210)에 전,후진 이동력을 부여하는 연결수단으로 구성된다.
연결수단은 히치(120)에 일단부가 연동되도록 연결되고 타단부가 상기 구속부재(210)에 연결되는 와이어부재(220)와, 상기 구속부재(210)의 일측에 배치되어 상기 구속부재(210)를 일방향으로 탄성 지지하기 위한 스프링부재(240)로 구성된다.
더 자세히 설명하면, 와이어부재(220)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일단부가 유압 실린더(130)의 로드부재(135)가 히치(120)와 연결되는 연결핀 부위에 연결되고, 타단부가 구속부재(210)의 일측 부위에 고정되도록 연결되는 구조를 갖는다.
와이어부재(220)는 통상의 와이어 또는 봉형태의 금속소재인 바를 채용할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 연결수단은 구속부재(210)의 일단부가 수용되어 슬라이딩 동작되고 상기 구속부재(210)를 일방향으로 탄성 지지하는 스프링부재(240)가 수용되는 실린더(230)를 구비하며, 그 실린더(230)는 내부에 수용된 스프링부재(240)의 탄성력과 히치(120)의 회전시 와이어부재(220)로부터 전달되는 힘이 서로 상반되는 방향으로 작용하도록 배치되어 있다.
즉, 구속부재(210)는 도 2a에서처럼 록킹 기능을 수행하지 않을 경우에는 구속부재(210)가 후진 동작된 상태를 유지하게 되어 고정훅(110)에 대한 구속부재(210)의 록킹 결합상태가 해제된다.
구속부재(210)는 일단부에 와이어부재(220)가 연결되고 실린더(230) 내에서 전,후로 슬라이딩되는 피스톤부(212)와, 피스톤부(212)의 타측면으로부터 수평방향으로 연장 형성되는 플레이트부(214)로 구성된다.
도 3을 참조하면, 구속부재(210)의 플레이트부(214)는 전진 동작시 고정훅(110)의 하부 바닥면과의 간격을 'ℓ1'이라 하고, 고정훅(110)의 개구된 입구 폭을 'ℓ2'라 하면, ℓ1과 ℓ2는 동일한 폭을 가지는 반면에, 제 1어태치머트 핀의 직경(ℓ3)은 ℓ1과 ℓ2의 폭보다 작은 것을 알 수 있다.
이는, 도 4와 같이 구속부재(210)의 플레이트부(214)가 전진 동작되더라도 플레이트부(214)의 하부면이 제 1어태치먼트 핀(21)의 상부와 항시 접촉되는 것이 아니라, 도 5에서와 같이 제 1어태치먼트 핀(21)의 상,하 유동을 억제하는 기능을 갖도록 함으로써, 제 1어태치먼트 핀(21)이 고정훅(110)으로부터 쉽게 이탈되는 것을 방지하게 된다.
미설명부호 "150"은 퀵 커플러 바디(100)의 일측 상부에 설치되는 견인고리를 나타낸 것이며, 견인고리(150)는 어태치먼트가 장착되지 않은 상태에서 작업물을 운반하는 데 사용될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은 굴삭기 암의 단부와 푸쉬링크에 퀵커플러 바디(100)를 연결시킨 후에, 굴삭기 암을 조작하여 고정훅(110)을 제 1어태치먼트 핀(21)에 결합시킨 후에, 유압 실린더(130)의 로드를 전진 동작시켜 가동훅(120)과 제 2어태치먼트 핀(22)을 결합시킨다.
유압 실린더(130)와 히치(120)의 동작은, 유압 실린더(130)의 로드부재(135) 전진 동작시 히치(120)가 회전 동작되고, 히치(120)의 개구부에 제 2어태치먼트 핀(22)이 끼워져 결합된다.
이때 본 발명의 안전수단은 히치(120)의 회전 동작에 따라 구속부재(210)의 피스톤부(212)가 실린더(230) 내에서 전,후진 이동된다.
즉, 피스톤부(212)는 히치(120)가 내측으로 오므리는 회전 동작시 와이어부재(220)가 느슨해지면서 스프링부재(240)의 탄성력에 의해 고정훅(110)의 개구부측으로 이동하게 되고, 이로 인해 고정훅(110)의 내부에 조립된 제 1어태치먼트 핀(21)의 상부에 구속부재(210)의 플레이트부(214)가 위치하게 된다.
이로 인해, 고정훅(110) 내에 조립된 제 1어태치먼트 핀(21)은 상,하 유동시 상부에 위치한 구속부재(210)의 플레이트부(214)에 부딪혀 간섭됨에 따라 외부로 이탈되는 현상이 억제되는 효과를 갖게 된다.
한편, 본 발명은 퀵 커플러에 결합된 어태치먼트의 사용이 완료되고 이를 탈거하고자 할 경우에는, 도 6a,6b,6c,6d에 도시된 순차적인 순서에 따라 제 1,2어태치먼트 핀과 퀵 커플러를 탈거할 수 있다.
본 발명 구속부재(210)의 플레이트부(214)는 스프링부재(240)의 탄성력에 의해 전진 동작될 경우 도 6a에서와 같이, 제 1어태치먼트 핀(21)의 상부로 수평 이동되어 제 1어태치먼트 핀(21)을 구속시켜 고정훅(110)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이후에, 도 6b에서와 같이 유압 실린더(130)를 동작시키면, 로드부재(135)가 수축 동작되면서 히치(120)를 내측(시계 바늘의 진행 반대방향)으로 회전시키게 되고, 이로 인해 제 2어태치먼트 핀이 히치(120)로부터 분리된다.
이어서, 도 6c에서와 같이, 굴삭기 아암을 조작하여 퀵 커플러 바디 및 히치(120)를 제 2어태치먼트 핀으로부터 멀어지도록 한 후에 유압 실린더(130)를 작동시켜 히치(120)를 최대한 외측으로 회전시키면, 와이어부재(220)가 히치(120)의 회전에 의해 당겨지면서 피스톤부(212)가 도면의 좌측으로 후진 동작된다.
이때, 피스톤부(212)는 좌측 이동시 스프링부재(240)를 수축시키면서 후진 동작됨에 따라 플레이트부(214)가 제 1어태치먼트 핀(21)과 간섭되지 않는 위치로 후진하게 되며, 제 1어태치먼트 핀(21)이 고정훅(110)으로부터 분리가능한 상태가 된다.
이로 인해 제 1어태치먼트 핀(21)은 도 6d에서와 같이 고정훅(110)으로부터 분리됨에 따라 퀵 커플러 바디(100)가 제 1,2어태치먼트 핀(21,22)과 분리되며, 어태치먼트 장비와 퀵 커플러의 탈거가 이루어지게 된다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변경할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 해야 할 것이다.
21 : 제 1어태치먼트 핀 22 : 제 2어태치먼트 핀
100 : 퀵 커플러 바디 110 : 고정훅
120 : 히치 130 : 유압 실린더
135 : 로드부재 135a : 연결핀
210 : 구속부재 212 : 피스톤부
214 : 플레이트부 220 : 와이어부재
230 : 실린더 240 : 스프링부재

Claims (5)

  1. 굴삭기의 암에 연결되는 퀵 커플러 바디와, 상기 퀵 커플러 바디의 일측에 마련되어 제 1어태치먼트 핀과 결합되는 고정훅과, 상기 퀵 커플러 바디의 타측에 마련되고 유압 실린더의 로드에 연결되어 상기 로드의 전진동작시 제 2어태치먼트 핀과 결합되는 히치와, 상기 고정훅과 제 1어태치먼트 핀의 결합상태 임의해제를 예방하기 위한 안전수단을 구비하는 퀵 커플러의 고정훅 안전장치에 있어서,
    상기 안전수단은 상기 히치(120)의 회전 동작에 따라 상기 고정훅(110)의 상측에 전,후진 가능하도록 마련되어 상기 고정훅(110)의 내부에 조립되는 제 1어태치먼트 핀(21)과 접촉되는 구속부재(210)와,
    상기 히치(120)의 회전 동작에 따라 연계 동작되어 상기 구속부재(210)에 전,후진 이동력을 부여하는 연결수단을 구비한 것을 특징으로 하는 퀵 커플러의 고정훅 안전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 히치(120)에 일단부가 연동되도록 연결되고 타단부가 상기 구속부재(210)에 연결되는 와이어부재(220)와,
    상기 구속부재(210)의 일측에 배치되어 상기 구속부재(210)를 일방향으로 탄성 지지하기 위한 스프링부재(240)를 구비한 것을 특징으로 하는 퀵 커플러의 고정훅 안전장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구속부재(210)는 와이어부재(220)와 연결된 피스톤부(212)와,
    상기 피스톤부(212)의 수평 외측으로 연장 형성되어 상기 고정훅(110)의 상부에 수평방향으로 이동가능하게 배치되고 전진 동작시 상기 고정훅(110) 내에 조립된 제 1어태치먼트 핀(21)의 상부에 배치되는 플레이트부(214)를 구비한 것을 특징으로 하는 퀵 커플러의 고정훅 안전장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 구속부재(210)의 일단부가 수용되어 슬라이딩 동작되고 상기 구속부재(210)를 일방향으로 탄성 지지하는 스프링부재(240)가 수용되는 실린더(230)를 구비한 것을 특징으로 하는 퀵 커플러의 고정훅 안전장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 구속부재(210)는 전진 동작시 상기 플레이트부(214)와 상기 고정훅(110)의 하부 바닥면과의 간격이 상기 제 1어태치먼트 핀(21)의 직경 폭보다 더 큰 것을 특징으로 하는 퀵 커플러의 고정훅 안전장치.
KR1020130021706A 2013-02-28 2013-02-28 퀵 커플러의 고정훅 안전장치 KR101422264B1 (ko)

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