KR101499129B1 - 포크레인용 자동안전핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포크레인의 암대에 부착되어 각종 공구를 신속하게 분리 및 결합할 수 있도록 하는데 사용되는 퀵커플레에 설치되는 안전핀에 관한 것이며, 운전석에서 신속하게 체결 및 분리시킬 수 있으면서 운전자가 육안으로 설치여부를 확인할 수 있게 구성된 포크레인용 자동안전핀에 관한 것이고, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 포크레인의 암대 선단에 부착되는 퀵커플러의 하우징에 형성된 체결공에 삽입되고, 가동후크가 회전되는 것을 차단하는데 사용되는 안전핀에 있어서, 퀵커플러의 하우징 내부에 부착되고, 입출되는 안전핀 로드는 하우징을 관통하여 단부가 하우징의 외부에 노출되게 설치되는 안전핀 실린더와; 하우징의 외부로 노출된 안전핀 로드에 결합되고, 안전핀 로드의 진행방향에 따라 하우징의 체결공에 결합 및 분리되는 안전핀으로 형성된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀으로 실현 가능하며, 운전석에서 운전자가 내리지 않고도 육안으로 확인할 수 있어, 안전핀을 사용하지 않은 상태로 작업하는 위험을 해소시켜주는 효과가 있다.

Description

포크레인용 자동안전핀{AUTO SAFETY PIN FOR EXCAVATOR}

본 발명은 포크레인에 사용되는 안전핀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포크레인의 암대에 부착되어 각종 공구를 신속하게 분리 및 결합할 수 있도록 하는데 사용되는 퀵커플레에 설치되는 안전핀에 관한 것이며, 운전석에서 신속하게 체결 및 분리시킬 수 있으면서 운전자가 육안으로 설치여부를 확인할 수 있게 구성된 포크레인용 자동안전핀에 관한 것이다.

공사현장에서 땅을 파거나 암석을 파쇄하는 등의 작업에 사용되는 포크레인은 사람의 팔과 같은 암대가 설치되어 있는 장비로서, 암대의 선단에는 사람의 손과 같은 기능을 하는 공구가 부착된다.

암대에는 주로 버켓과 같은 공구가 설치되나, 필요에 의해 착암기, 절단기, 그립 등의 공구가 부착되기도 한다. 또한, 두 가지 이상의 공구를 교체해가면서 작업하기도 한다.

암대에 부착되어 있던 공구를 신속하게 분리한 뒤 새로운 공구로 교체하여 사용하는데는 퀵커플러라는 장치가 사용되고, 퀵커플러는 유압에 의해 작동되는 가동후크와 하우징에 고정된 고정후크를 주요 구성품으로 한다.

포크레인 운전자는 장비를 교체하고자 할 때 퀵커플러의 가동후크를 회전시켜 공구가 퀵커플러에서 분리되게 하고, 새로운 공구를 설치할 때에는 고정후크와 가동후크 사이에 공구의 결합핀을 위치시킨 뒤 가동후크를 결합핀이 물리는 방향으로 회전시켜 공구가 퀵커플러에 결합되게 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 퀵커플러(1)는 고정후크(20)와 가동후크(30) 사이에 공구의 체결핀(5)이 고정되도록 구성된 것으로서, 가동후크(30)는 후크 실린더(31)에 의해 회동되고, 후크 실린더(31)는 포크레인의 유압계동에서 공급되는 유압을 이용하게 된다.

따라서 후크 실린더(31)는 포크레인의 유압계통에 이상이 발생되지 않는 한 고장이나 이상작동을 일으키지 않는 안전한 장치이다.

그러나 포크레인의 유압계통에 이상이 발생하면, 작업중 가동후크(30)를 지지하던 후크 실린더(31)에서 유압이 상실되어 가동후크(30)를 지지하던 후크 로드(32)가 후크 실린더(31) 내부로 삽입되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 가동후크(30)는 결합핀(5)과 풀리는 방향으로 회전될 수 있고, 가동후크(30)가 풀리면 고정후크(20)와 가동후크(30) 사이에 설치된 결합핀(5)이 분리되어 공구가 퀵커플러에서 분리되면서 지면으로 떨어지는 사고가 발생될 수 있다.

따라서 퀵커플러(1)에는 가동후크(30)를 지지하던 후크 실린더(31)에 이상이 발생되어도 고정후크(20)와 가동후크(30) 사이에 설치된 결합핀(5)이 분리되는 것을 방지하기 위해 안전핀(40)이 설치된다.

안전핀(40)은 이처럼 포크레인의 유압계통에 이상이 발생되어 가동후크(30)를 지지하던 후크 실린더(31)에 이상이 발생되는 것을 감안하여 설치되는 것으로서, 후크 실린더(31)의 정상 유무에 상관없이 가동후크(30)가 이동되는 것을 근본적으로 차단하는 것이다.

그러나 포크레인을 운전하는 운전자들은 안전핀(40)을 사용하는 것을 기피하는 것이 현실이다. 이는 안전핀(40)을 분리 및 설치하기 위해서는 운전석 밖으로 운전자가 이동해야 하는 불편함이 있기 때문이다.

따라서 포크레인이 사용되는 현장의 감독관은 이를 관리감독할 의무가 있어 운전자에게 안전핀(40)을 사용할 것을 지시하여야 하고, 운전자들은 이를 귀찮은 일 정도로 생각하고 있다. 이로 인해 건설현장에서는 안전핀의 설치 유무를 놓고 감독관과 운전자 사이에서 잦은 분쟁이 발생하고 있는 것이 현실이다.

이에 본 발명자는 등록실용신안 제20-0467473호를 통해 퀵커플러에 자동으로 작동되는 안전핀을 고안한 바 있다.

등록실용신안은 퀵커플러의 가동후크의 상부 양측에 자동으로 이동되는 안전핀이 설치되는 것으로서, 운전석에서 안전핀의 위치를 자동으로 변경시킬 수 있는 효과가 있어, 기존의 안전핀을 사용하면서 격게되는 불편함을 상당히 개선하였다.

그러나 본 발명자의 등록실용신안은 운전석에서 자동으로 조작할 수 있는 이점이 있는 반면, 운전석에서는 안전핀이 퀵커플러의 정해진 위치에 설치된 것이 맞는지 육안으로 확인할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 개선하여 운전석에서도 운전자가 육안으로 안전핀이 퀵커플러에 잘 설치되었는지를 확인할 수 있도록 하는 포크레인용 자동안전핀을 제공하는 것이 목적이다.

더불어, 공사현장에서 사용가능하게 외부의 충격으로부터 안전하게 설치될 수 있도록 하는 포크레인용 자동안전핀을 제공하는 것이 목적이다.

더불어, 설치와 사용이 간편하고, 건설현장의 가혹한 환경에서도 고장이 발생되지 않으며, 고장이 발생되더라도 신속하게 수리가 가능한 포크레인용 자동안전핀을 제공하는 것이 목적이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 포크레인의 암대 선단에 부착되는 퀵커플러의 하우징에 형성된 체결공에 삽입되고, 가동후크가 회전되는 것을 차단하는데 사용되는 안전핀에 있어서, 퀵커플러의 하우징 내부에 부착되고, 입출되는 안전핀 로드는 하우징을 관통하여 단부가 하우징의 외부에 노출되게 설치되는 안전핀 실린더와; 하우징의 외부로 노출된 안전핀 로드에 결합되고, 안전핀 로드의 진행방향에 따라 하우징의 체결공에 결합 및 분리되는 안전핀으로 형성된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀으로 실현 가능하다.

또한, 안전핀 실린더는 체결공의 중심과 이격된 지점에서 체결공과 평행이 되게 로드가 입출되도록 하우징 내부에 설치되고, 안전핀은 안전핀 실린더의 안전핀 로드와 평행이 되며 하우징의 체결공과는 동일한 중심에 위치되게 설치되고, 단부는 체결공에 삽입된 상태를 유지하며 이동되게 설치되며, 하우징의 외부로 노출된 안전핀 로드의 측면과 안전핀은 연결바에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀으로 실현 가능하다.

또한, 안전핀의 측면에는 연결바가 삽입되는 삽입공이 관통되게 형성되고, 연결바는 일측이 안전핀의 삽입공을 관통하여 설치되고, 타측은 안전핀 로드에 결합되는 결합링이 형성된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀으로 실현 가능하다.

또한, 안전핀의 삽입공은 연결바가 자유롭게 이동되게 연결바의 직경보다 큰 직경으로 가공되며, 삽입공의 직경은 연결바의 지름보다 0.5 내지 1 ㎜ 크게 형성된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀으로 실현 가능하다.

본 발명에 의한 자동안전핀은 포크레인의 운전석에서 운전자가 내리지 않고도 육안으로 확인할 수 있어, 안전핀을 사용하지 않은 상태로 작업하는 위험을 해소시켜주는 효과가 있다.

더불어, 안전핀의 설치 유무를 운전자가 직접 육안으로 확인할 수 있어, 기계의 오작동이 있더라도 안전핀이 설치되지 않은 상태로 작업에 임하는 것을 방지할 수 있다.

더불어, 안전핀을 작동시키는 주요 구성품이 퀵커플러의 하우징 내부에 설치되어 있으므로, 작업장의 각종 위험으로부터 자동안전핀의 구성품이 파손되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있는 것이다.

더불어, 설치와 사용이 간편하고, 건설현장의 가혹한 환경에서도 고장이 발생되지 않으며, 고장이 발생되더라도 신속하게 수리가 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 포크레인의 퀵커플러를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 퀵커플러에 안전핀이 설치되지 않을 것을 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 퀵커플러에안전핀이 설치된 것을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 포크레인용 자동안전핀이 설치된 퀵커플러를 저면에서 바라본 것을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 포크레인용 자동안전핀이 설치된 퀵커플러를 상부에서 바라본 것을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 의한 포크레인용 자동안전핀을 분해 도시한 분해 사시도,
도 7과 도 8은 본 발명에 의한 포크레인용 자동안전핀이 작동되는 것을 설명하기 위한 사시도,
도 9와 도 10은 본 발명에 의한 포크레인용 자동안전핀이 퀵커플러에 설치된 상태에서의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 포크레인용 자동안전핀에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 포크레인용 자동안전핀(2: 이하, 자동안전핀이라 함)은 안전핀 로드(110)가 입출되는 안전핀 실린더(100)와, 안전핀 실린더(100)의 안전핀 로드(110)에 부착되는 안전핀(200)으로 구성된다.

안전핀 실린더(100)는 퀵커플러(1)의 하우징(10) 내부에 부착되는 것으로서, 퀵커플러(1)의 내부의 공간 중 후크 실린더(31)의 측면 정도의 공간에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 퀵커플러(1)의 하우징(10)에는 안전핀 실린더(100)의 안전핀 로드(110)가 이동되는 로드공(12)이 측면으로 관통되게 형성된다.

이처럼 하우징(10)을 관통하여 안전핀 로드(110)가 이동되게 설치된 안전핀 실린더(100)는 퀵커플러(1)의 하우징(10) 내부에 위치되어 퀵커플러(1)의 외부로부터 가해지는 충격에도 보호되는 효과를 기대할 수 있다.

안전핀(200)은 하우징(10)의 외부로 노출되는 안전핀 로드(110)에 결합되는 것으로서, 안전핀 로드(110)의 진행방향을 따라 하우징(10)의 체결공(11)에서 이동되게 설치된다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 안전핀 실린더(100)는 안전핀(200)이 체결되는 체결공(11)의 중심과 이격된 지점에서 체결공(11)의 중심과 평행이 되게 설치되고, 안전핀(200)은 체결공(11)의 중심과 동일한 중심에서 이동되게 설치된다.

따라서 안전핀 실린더(100)의 안전핀 로드(110)와 안전핀(200)은 이격된 지점에서 평행이 되게 설치되고, 안전핀(200)의 단부와 안전핀 로드(110)의 단부는 연결바(300)에 의해 결합된다. 이때, 안전핀(200)은 일측의 단부는 연결바(300)에 의해 안전핀 로드(110)의 단부에 결합된 상태를 유지하고, 타측 단부는 퀵커플러(1)의 하우징(10)에 형성된 체결공(11)에 삽입된 상태를 유지한다.

퀵커플러(1)의 하우징(10)은 충분한 강성을 유지할 수 있도록 하기 위해 두꺼운 철판으로 제작되는 것으로서, 하우징(10)을 구성하는 철판은 통상 20 내지 50 ㎜까지의 두께로 제작되는 것이 일반적이다.

따라서 체결공(11)의 길이 역시 이에 비례하여 20 내지 50 ㎜의 길이인 관 형상을 이루는 것이 당연하고, 안전핀(200)은 체결공(11)의 내부에서 후퇴 및 전진 시 체결공(11)을 벗어나지 않으면서도 안전핀(200)으로서 기능을 수행할 수 있을 정도의 길이로 돌출이 가능하다.

안전핀(200)과 안전핀 로드(110)를 연결시키는 연결바(300)는 안전핀 로드(110)에는 견고하게 고정되고 안전핀(200)에는 유동되게 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위해 안전핀(200)의 측면에는 연결바(300)가 삽입되는 삽입공(210)이 관통되게 형성되고, 연결바(300)는 일측이 안전핀(200)의 삽입공(210)을 관통하게 설치된다.

연결바(300)는 타측에 안전핀 로드(110)의 단부에 체결되는 결합링(310)이 형성된다. 이에 대응하여 안전핀 로드(110)의 단부에는 결합링(310)이 체결되는 체결나사(120)가 체결된다. 따라서 연결바(300)의 결합링(310)은 안전핀 로드(110) 단부에 체결되는 체결나사(120)에 의해 안전핀 로드(110)의 단부에 견고하게 체결된다.

이와 같이 연결바(300)는 안전핀 실린더(100)의 안전핀 로드(110)에는 견고하게 결합되고, 안전핀(200)에는 견고하게 결합되는 것이 아니라 다소 헐겁게 생각될 정도로 설치된다.

이는, 체결공(11)을 따라 이동되는 안전핀(200)에 소정의 유격을 주기위한 것으로서, 안전핀(200)의 진행방향이 체결공(11)의 중심을 따라 자연스럽게 이동될 수 있게 하기 위한 것이다.

이는 안전핀(200)과 연결바(300)의 체결된 정도가 안전핀(200)의 중심과 체결공(11)의 중심이 일치하지 않게 결합된 것을 감안한 것으로서, 안전핀(200)은 체결공(11)의 측면과 주기적으로 마찰되면서 이동되어 원할하게 이동되지 않을 수 있고, 체결공(11)의 내부에 공사장의 모래와 같은 이물질이 낀 경우에도 안전핀(200)은 이들 이물질로 인해 체결공(11)의 내부와 마찰을 유발시키게 될 수 있다.

이처럼 안전핀(200)과 체결공(11)의 사이에 마찰이 발생되면 안전핀(200)이 이동되면서 발생되는 마찰에 의한 저항력은 안전핀 실린더(100)로 전달되고, 안전핀 실린더(100)는 이러한 환경에 주기적으로 노출되는 경우 고장이 발생될 확률이 높아진다.

따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 안전핀(200)의 삽입공(210)의 직경을 연결바(300)의 지름보다 0.5 내지1 ㎜ 정도 크게 형성시킨다. 이처럼 직경이 커진 삽입공(210)으로 인해 안전핀(200)은 연결바(300)에 걸쳐진 상태에서 소정의 유격을 가지고 이동하게 된다.

즉, 안전핀(200)은 일측은 퀵커플러(1)의 하우징(10)에 형성된 체결공(11)에 20 내지 50㎜ 정도가 끼워진 상태를 유지하면서 타측은 연결바(300)에 걸쳐진 상태를 유지하게 된다. 그로인해 체결공(11) 내부를 이동하면서 저항이 발생되면 삽입공(210) 및 연결바(300) 사이의 공차로 인해 저항이 작용하지 않는 방향으로 자유회전되면서 체결공(11) 내부를 이동하게 된다.

위와 같이 구성된 본 발명에 의해 자동안전핀(2)을 이용해 포크레인의 퀵커플러(1)에 공구를 설치하는 것을 설명한다.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 운전자는 먼저 자동안전핀(2)의 안전핀 실린더(100)를 확장시켜 안전핀 실린더(100) 내부의 안전핀 로드(110)가 외부로 배출되게 한다.

안전핀 로드(110)는 안전핀 실린더(100)의 외부로 확장되면서 로드공(12) 외부로 배출되고, 안전핀(200)은 연결바(300)에 의해 안전핀 로드(110)가 배출되는 방향인 퀵커플러(1)의 하우징(10) 외부 방향으로 이동된다. 이때, 안전핀(200)은 퀵커플러(1)의 하우징(10) 두께만큼의 길이가 하우징(10)의 체결공(11) 내부에 삽입된 상태로 유지된다.

안전핀(200)이 하우징(10)의 체결공(11) 내부로 삽입된 상태는 운전석에서도 확인이 가능한 것으로서, 운전자는 안전핀 실린더(100)의 안전핀 로드(110)와 안전핀(200)이 하우징(10)의 외부로 돌출된 것을 육안으로 확인하여 안전핀(200)이 해제된 것을 파악한다.

안전핀(200)이 해제된 뒤 운전자는 하우징(10) 내부의 후크 실린더(31)를 작동시켜 가동후크(30)를 회전시켜 공구의 결합핀(5)이 가동후크(30) 및 고정후크(20)로부터 분리되게 한다.

이후 새로운 공구의 일측 결합핀(5)을 고정후크(20)에 장착시키고, 가동후크(30)를 회전시켜 가동후크(30)와 고정후크(20) 사이에 결합핀(5)이 고정되게 하여 공구와 퀵커플러(1)가 결합되게 한다.

다음으로 안전핀 실린더(100)를 작동시켜 안전핀 로드(110)가 안전핀 실린더(100)로 삽입되게 하면, 안전핀 로드(110)는 로드공(12)을 따라 안전핀 실린더(100)로 유입되고, 안전핀(200)은 안전핀 로드(110)의 이동과 함께 이동하는 연결바(300)에 의해 체결공(11)으로 삽입된다.

이로 인해 안전핀(200)은 가동후크(30)의 선단부에 걸리게 체결되고, 가동후크(30)는 안전핀(200)에 의해 작동이 될 수 없게 된다. 운전자는 퀵커플러(1)의 하우징(10) 외부로 노출되었던 안전핀(200)과 안전핀 로드(110)가 하우징(10)의 외부 측면으로 삽입된 것을 육안으로 확인하여 안전핀(200)이 체결된 것을 확인할 수 있다.

이처럼 본 발명에 의한 자동안전핀(2)은 포크레인의 운전석에서 운전자가 내리지 않고도 육안으로 확인할 수 있어, 안전핀(200)을 사용하지 않은 상태로 작업하는 위험을 해소시켜주는 효과가 있다.

더불어, 안전핀(200)의 설치 유무를 운전자가 직접 육안으로 확인할 수 있어, 기계의 오작동이 있더라도 안전핀(200)이 설치되지 않은 상태로 작업에 임하는 것을 방지할 수 있다.

더불어, 안전핀(200)을 작동시키는 주요 구성품이 퀵커플러(1)의 하우징(10) 내부에 설치되어 있으므로, 작업장의 각종 위험으로부터 자동안전핀(2)의 구성품이 파손되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있는 것이다.

지금까지 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명이 위의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 도면과 본 특허청구범위의 사상 및 그 범위를 벗어나지 않으면서도 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능할 것이고, 그러한 모든 변경 및 수정에 대한 균등물들은 모두 본 특허의 범위에 속하는 것으로 간주되어야만 한다.

1: 퀵커플러 2: 자동안전핀
5: 결합핀 10: 하우징
11: 체결공 12: 로드공
20: 고정후크 30: 가동후크
31: 후크실린더 100: 안전핀 실린더
110: 안전핀 로드 120: 체결나사
200: 안전핀 210: 삽입공
300: 연결바 310: 결합링

Claims (4)

1. 삭제
2. 포크레인의 암대 선단에 부착되는 퀵커플러(1)의 하우징(10)에 형성된 체결공(11)에 삽입되고, 가동후크(30)가 회전되는 것을 차단하는데 사용되는 안전핀에 있어서,
   퀵커플러(1)의 하우징(10) 내부에 부착되고, 입출되는 안전핀 로드(110)는 하우징(10)을 관통하여 단부가 하우징(10)의 외부에 노출되게 설치되는 안전핀 실린더(100);와
   하우징(10)의 외부로 노출된 안전핀 로드(110)에 결합되고, 안전핀 로드(110)의 진행방향을 따라 하우징(10)의 체결공(11)에 결합 및 분리되는 안전핀(200);으로 형성되고,
   안전핀 실린더(100)는 체결공(11)의 중심과 이격된 지점에서 체결공(11)의 중심과 평행이 되게 안전핀 로드(110)가 입출되도록 하우징(10) 내부에 설치되며, 안전핀(200)은 안전핀 실린더(100)의 안전핀 로드(110)와 평행이 되며 하우징(10)의 체결공(11)과는 동일한 중심에 위치되게 설치되고, 단부는 체결공(11)에 삽입된 상태를 유지하며 이동되게 설치되고, 하우징(10)의 외부로 노출된 안전핀 로드(110)의 측면과 안전핀(200)은 연결바(300)에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀.
3. 제 2항에 있어서,
   안전핀(200)의 측면에는 연결바(300)가 삽입되는 삽입공(210)이 관통되게 형성되고,
   연결바(300)는 일측이 안전핀(200)의 삽입공(210)을 관통하여 설치되고, 타측은 안전핀 로드(110)에 결합되는 결합링(310)이 형성된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀.
4. 제 3항에 있어서,
   삽입공(210)의 직경은 연결바(300)의 지름보다 0.5 내지 1 ㎜ 크게 형성된 것을 특징으로 하는 포크레인용 자동안전핀.
   

Images