KR101545337B1 - 굴삭기 붐의 좌우 회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 붐을 좌우방향으로 회전시키는 회전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 붐을 좌우방향으로 180도 회전시킬 수 있어서 굴착 작업이 편리하고, 전체적인 구조가 간단하고 설치 공간을 적게 차지하여 제품 경쟁력이 탁월한 굴삭기 붐의 좌우 회전장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 굴삭기 붐의 좌우 회전장치는 전방에는 붐이 고정결합되고, 후방은 본체에 회전 가능하게 결합되는 장착 블럭; 상기 장착블럭의 후방의 상기 본체에 구비되고, 상기 장착블럭을 기준으로 좌우로 직선이동하는 좌우슬라이더; 상기 장착블럭과 상기 좌우슬라이더를 연결하여 좌우슬라이더가 좌우로 직선이동함에 따라 상기 장착블럭을 좌우로 회전이동시키는 연결수단;을 포함하여 이루어진다.

Description

굴삭기 붐의 좌우 회전장치{Horizontal rotary device for boom of excavator}

본 발명은 굴삭기의 붐을 좌우방향으로 회전시키는 회전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 붐을 좌우방향으로 180도 회전시킬 수 있어서 굴착 작업이 편리하고, 전체적인 구조가 간단하고 설치 공간을 적게 차지하여 제품 경쟁력이 탁월한 굴삭기 붐의 좌우 회전장치에 관한 것이다.

굴삭기는 일반적으로 도1에서 보는 바와 같이, 바퀴(1)나 차륜을 갖는 주행체와, 작업자가 탑승하여 조작하는 조작실(3)을 갖는 본체와, 상기 본체의 전방에 구비되며, 각각의 유압실린더(6,7,8)에 의해 구동되는 붐(9), 암(10), 버켓(11)을 포함는 작업부를 포함하여 이루어진다.

한 자리에서 넓은 영역에 대한 작업이 가능하도록 작업부(붐(9), 암(10), 버켓(11))는 수평방향으로 방향전환이 가능하다.

굴삭기에서 작업부(붐(9), 암(10), 버켓(11))가 수평방향으로 방향을 전환하는 방식에는 본체가 주행체에서 수평방향으로 회전하는 방식과, 붐(9)이 본체에서 수평방향으로 회전하여 방식이 있다. 전자의 방식은 상대적으로 대형 규모의 굴삭기에서 많이 채용하고 후자의 방식은 소형 규모의 굴삭기에서 많이 채용하고 있다.

전자의 방식은 본체와 주행체 사이에 큰 베어링(Swing Bearing 또는 Slweing Bearing)이 구비되어서 본체가 360도 회전이 가능하게 설계되어 있으나, 이들 부품은 그 자체로 복잡한 구조를 갖고, 고가의 부품인 만큼 외부충격이나 이물질 등으로부터 보호하기 위해 은폐시켜 놓게 되어서 유지보수가 쉽지 않다.

이러한 전자의 방식에 비해 붐 자체가 수평방향으로 회전하는 후자의 방식은 제조원가가 저렴하고 유지보수가 용이한 장점을 갖는다.

본 발명은 이와 같은 장점을 갖는 굴삭기에서 사용되는 붐의 좌우(즉, 수평방향) 회전장치에 관한 것이다.

붐을 본체에서 수평방향으로 회전시키기 위해서 붐이 수직방향으로 회전 가능하게 장착되는 장착블럭이 본체에 수평방향으로 회전 가능하게 결합된다.

그리고 이 장착블럭을 회전시키는 데에는 붐, 암, 버켓을 각각 유압실린더를 이용해 수직방향으로 회전시키는 것과 같이 유압실린더를 사용하는 것이 일반적이다.

유압실린더는 후단이 장착블럭의 일측에 배치되도록 본체에 힌지결합되고, 전단인 피스톤은 장착블럭에 힌지결합되어서, 피스톤의 인출입(즉, 전후진)에 따라 장착블럭을 회전시켜서 붐을 수평방향으로 회전시키게 된다.

이렇게 유압실린더를 이용해 일측에서 장착블럭을 밀거나 당겨 회전시키는 방식은 장착블럭(즉, 붐)을 회전시킬 수 있는 범위에 제한이 있다.

즉, 어떤 물체를 밀고 당겨서 그 물체를 최대로 회전시킬 수 있는 이론적인 각도는 180도가 될 수 있는데, 이는 회전하는 물체의 직경이 없어서 밀거나 당기는 방향이 회전하는 물체의 중심을 지나는 경우를 전제로 하는 것으로서, 현실에서는 회전하는 물체는 직경이 있어서 물체를 밀거나 당겨서는 180도로 회전시킬 수가 없다.

다시 말해, 유압실린더를 이용해 장착블럭을 밀고 당겨서 장착블럭을 회전시키는 경우에, 장착블럭이 회전 가능한 최대 회전각도 범위는, 본체에 결합된 유압실린더의 후단 지점과 장착블럭에 결합된 유압실린더의 전단 지점을 연결하는 가상의 직선을 제1직선, 유압실린더의 후단 지점과 장착블럭이 회전하는 가상원점을 연결하는 가상의 직선을 제2직선이라고 할 때, 180도에서 제1직선과 제2직선이 이루는 각도를 뺀 각도이다.

그래서 본체에 결합되는 유압실린더의 후단이 장착블럭에서 멀어질수록 장착블럭, 즉, 붐의 수평방향 회전범위는 커진다. 그렇지만, 유압실린더는 한정된 본체의 공간 내에서 다른 구성품에 방해가 않도록 설치되어야 하기 때문에 150도 이상 범위로 회전하기가 어렵다.

참고로, 유압실린더를 이용하지 않고, 모터와 기어뭉치 등을 이용하면 장착블럭은 360도 회전도 가능할 수 있지만, 이때는 회전장치가 복잡해져 제조원가가 상승하고, 유지보수 비용이 부담되는 등의 문제가 있어 제품 경쟁력이 떨어진다.

본 발명은 이처럼 붐이 본체에서 수평방향으로 회전하는 굴삭기에서, 종래기술로는 붐의 최대 회전각도 범위에 제한이 있는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로, 붐을 수평방향으로 180도 끝까지 회전시킬 수 있고, 이 각도로 회전이 가능하도록 하는 회전장치가 차지하는 설치공간이 적어 본체에 설치가 용이하고, 전체적인 구성이 간단하여 저렴하여서 가격 경쟁력이 품질 경쟁력이 뛰어난 굴삭기 붐의 좌우 회전장치를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 굴삭기 붐의 좌우 회전장치는

전방에는 붐이 수직방향으로 회전 가능하게 결합되고, 후방은 본체에 수평방향으로 회전 가능하게 결합되는 장착 블럭;

상기 장착블럭의 후방의 상기 본체에 구비되고, 상기 장착블럭을 기준으로 좌우로 직선이동하는 좌우슬라이더;

상기 장착블럭과 상기 좌우슬라이더를 연결하여 좌우슬라이더가 좌우로 직선이동함에 따라 상기 장착블럭을 좌우로 회전이동시키는 연결수단;을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 좌우슬라이더는 상기 본체에 고정결합되는 직선로드와, 상기 직선로드를 따라 이동하는 이동체를 포함하고,

상기 연결수단은 상기 장착블럭에 구비되는 톱니판과, 상기 이동체의 양측에 구비되는 브라켓과, 상기 양측의 브라켓과 상기 톱니판을 연결하여 이동체의 직선운동을 장착블럭의 회전운동으로 변환하는 연결체인을 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 톱니판은 상기 장착블럭의 상부와 하부에 각각 구비되는 상부톱니판과 하부톱니판을 포함하고,

상기 브라켓의 상기 이동체의 양측에서 각각 상부와 하부에 치우쳐 구비되는 상부브라켓과 하부브라켓을 포함하고,

상기 연결체인은 상기 상부톱니판과 상부브라켓을 연결하는 상부연결체인과, 상기 하부톱니판과 하부브라켓을 연결하는 하부연결체인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 굴삭기 붐의 좌우 회전장치는 붐을 180도 이상 좌우로 회전시킬 수 있고, 한 자리에서 보다 넓은 영역에 대한 작업이 가능하고, 구성이 간단하면서 부피가 작아 설치 공간을 적게 차지하고, 구조가 단순하여 제조원가가 저렴하고 생산성이 높은 굴삭기 붐의 좌우 회전장치로서 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 종래기술에 따른 굴삭기를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 굴삭기 붐의 좌우 회전장치가 적용된 굴삭기의 일례를 보여주는 도면대용 사진으로서, 다른 장비의 도움 없이 자체적으로 운반차량에 탑재하는 과정.
도 3 은 도2에 도시한 굴삭기의 설계도로서 정면도.
도 4 는 도2에 도시한 굴삭기의 설계도로서 평면도.
도 5 는 본 발명에 따른 굴삭기 붐의 좌우 회전장치의 동작개요를 보여주는 평면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 굴삭기 붐의 좌우 회전장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명을 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저, 도2 내지 도4을 참조하여 본 발명에 따른 굴삭기 붐의 좌우 회전장치가 적용된 굴삭기에 대하여 개략적으로 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 굴삭기는 작업자가 착석하는 의자(1)와 조작을 위한 조작레버(2)와 구동을 위한 동력을 제공하는 엔진(3) 등이 장착된 본체(4), 이동을 위한 바퀴(5), 이동을 보조하며 작업 장소 바닥에 안정적으로 고정 배치되도록 하는 다리(6; 6a, 6b), 상기 본체(4)의 전방에 연결된 붐(7), 상기 붐(7)과 연결된 암(8), 상기 암(8)과 연결된 버켓(9), 상기 붐(7)을 수직방향으로 운동시키는 붐실린더(11), 상기 암(8)을 수직방향으로 운동시키는 암실린더더(12), 상기 버켓(9)을 수직방향으로 운동시키는 버켓실린더(13)를 포함한다.

참고로, 본 발명은 건설현장에서 사용하는 대형 굴삭기 보다는 농장, 목장, 공장 등에서 개인적으로 사용하는 소형 굴삭기를 주된 대상으로 한다. 그래서 원가절감 차원에서 구성은 되도록 단순 간단한 구조를 갖도록 설계하였다.

상기 본체(4)는 그 상부와 하부에 다른 구성요소들이 장착될 수 있는 장착공간을 제공한다.

상기 바퀴(5)는 굴삭기가 이동할 수 있도록 한다. 상기 바퀴(5)는 전후방에 모두 구비되는 것이 일반적이지만, 도2의 도면대용 사진처럼 후방에만 구비될 수도 있다. 도2와 같이 후방에만 바퀴(5)가 구비되어서 전방다리(6a)에 의해 짧은 거리를 이동하는 데에는 지장이 없다.

상기 다리는 상기 본체(4)의 전방에 구비되는 전방다리(6a)와 후방에 구비되는 후방다리(6b)를 포함한다.

상기 전방다리(6a)와 후방다리(6b)는 작업시 굴삭기가 제자리에 안정적으로 고정배치 되도록 하고, 굴삭기의 짧은 거리 이동이나 운반차량에의 탑재 등에 사용된다.

상기 전방다리(6a)와 후방다리(6b)는 각각 실린더(14)에 의해 상하방향으로 회전이 가능하다. 바퀴(5)를 사용해 이동시에 전방다리(6a)와 후방다리(6b)를 상부로 회전하여 올려 지면에 닿지 않도록 하고, 작업 시에는 전방다리(6a)와 후방다리(6b)를 하부로 회전하여 지면에 접촉되도록 하여 그 자리에 안정적으로 고정배치시킨다.

또한, 전방다리(6a)와 버켓(9)을 이용하면 전방에 바퀴(5)가 없어도 주변의 짧은 거리는 이동이 가능하고, 후방다리(6b)와 전방다리(6a)를 이용해 굴삭기를 운반차량에 간편하게 탑재시킬 수도 있다.

상기 전방다리(6a)와 후방다리(6b)의 단부에는 회전 가능하게 결합되고 지면에 접촉되어 지지되는 받침대(6c)가 구비된다.

상기 붐(7)은 상기 본체(4)의 전방에 후방이 수직방향으로 회전 가능하게 힌지결합되고, 상기 암(8)은 후방이 상기 붐(7)의 전방에 수직방향으로 회전 가능하게 힌지결합되고, 상기 버켓(9)은 후방이 상기 암(8)의 전방에 수직방향으로 회전 가능하게 힌지결합된다.

상기 붐(7), 암(8) 및 베켓은 각각 자신의 실린더(11, 12, 13)에 의해 회전 및 그 각도가 조절된다.

이하에서는 도5를 주요 도면으로, 도2 내지 도4를 참조 도면으로 하여 본 발명에 따른 굴삭기 붐(7)의 좌우 회전장치에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 붐(7)의 좌우 회전장치는 장착블럭(20), 좌우슬라이더(30), 연결수단을 포함하여 이루어진다.

상기 장착블럭(20)은 전방으로 상기 붐(7)이 장착되고, 자신은 상기 본체(4)의 전방에 좌우방향(즉, 수평방향)으로 회전 가능하게 결합되어서, 붐(7)이 좌우방향으로 회전될 수 있도록 한다.

상기 좌우슬라이더(30)는 상기 장착블럭(20)의 후방에 배치되도록 상기 본체(4)의 전방측에 구비되고, 상기 장착블럭(20)을 기준으로 좌우로 직선이동 한다.

상기 연결수단은 상기 장착블럭(20)과 상기 좌우슬라이더(30)를 연결하여, 좌우슬라이더(30)가 좌우로 이동함에 따라 상기 장착블럭(20)을 좌우방향으로 회전시킨다.

상기 장착블럭(20)은 전방 하부에 상기 붐(7)의 후방이 회전 가능하게 힌지결합되고, 전방 상부에 상기 붐실린더(11)의 후방이 회전 가능하게 힌지결합되고, 후방이 상기 본체(4)에 회전 가능하게 결합된다.

상기 장착블럭(20)은

수직방향으로 나란하게 배열되고 상부에 상기 붐실린더(11)가 수직방향으로 회전 가능하게 결합되는 두 베이스판(21)과,

상기 두 베이스판(21)의 전방 하부에 연결되고 사이에 상기 붐(7)이 수직방향으로 회전 가능하게 결합되는 두 붐회전판(23)과,

상기 두 베이스판(21)의 후방측에 내삽되어 결합되고, 베이스판(21)의 외측 영역에 위치하는 외주연에는 톱니가 연속하여 형성되고, 상부와 하부에 각각 배치되는 상부톱니판(25)과 하부톱니판(27),

상기 상부톱니판(25)과 하부톱니판(27)을 관통하며, 상기 본체(4)에 좌우방향(수평방향)으로 회전 가능하게 결합되는 샤프트(29)를 포함하여 이루어진다.

상기 좌우슬라이더(30)는

상기 장착블럭(20)의 후방에 좌우방향으로 배치되도록 상기 본체(4)에 고정결합되는 직선로드(33)와,

상기 직선로드(33)를 따라 좌우로 이동하는 이동체(31)와,

상기 이동체(31)의 양측에서 각각 상부와 하부에 치우쳐 구비되는 상부브라켓(35)과 하부브라켓(37)을 포함하여 이루어진다.

상기 연결수단은

상기 장착블럭(20)에 구비되는 상부톱니판(25)과 하부톱니판(27),

상기 좌우슬라이더(30)에 구비되는 상부브라켓(35)과 하부브라켓(37), 그리고

상기 상부톱니판(25)과 상부브라켓(35)을 연결하는 상부연결체인(45)과, 하부톱니판(27)과 하부브라켓(37)을 연결하는 하부연결체인(47)을 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장착블럭(20), 좌우슬라이더(30) 및 연결수단을 통해 붐(7)이 좌우 방향으로 회전하는 과정을 간략하게 설명하면 아래와 같다.

유압(또는 공압)의 힘을 이용해 상기 좌우슬라이더(30)의 이동체(31)를 직선로드(33)를 따라 우측으로 이동시키면, 이동체(31)의 우측에 부착된 상부브라켓(35)이 이동하면서 상부연결체인(45)을 잡아당기고, 잡아당겨져 우측으로 이동하는 상부연결체인(45)은 상부톱니판(25)을 좌측방향(위에서 보면 반시계방향)으로 회전시키고, 상부톱니판(25)이 좌측으로 회전하면서 장착블럭(20)과 이에 결합된 붐(7)을 좌측으로 회전시켜 이동하게 된다. 이때, 하부톱니판(27)은 상부톱니판(25)과 함께 좌측방향으로 회전하면서 하부연결체인(47)을 톱니에 치합되도록 감아 정리한다.

반대로, 좌우슬라이더(30)의 이동체(31)를 좌측으로 이동시키면, 이동체(31)의 좌측에 결합된 하부브라켓(37)이 하부연결체인(47)을 잡아당겨서 하부톱니판(27)이 우측으로 회전하도록 하고, 우측으로 회전하는 하부톱니판(27)은 장착블럭(20)과 붐(7)을 우측으로 회전시켜 이동하게 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 굴삭기 붐(7)의 좌우 회전장치는 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 좌우슬라이더(30)가 장착블럭(20)의 후방에서 좌측과 우측으로 이동하면서 중앙을 기준으로 좌우측으로 각각 90도 이상으로 회전을 시킬 수 있어, 전체적으로 붐(7)은 180도 이상으로 좌우 회전이 가능하다.

둘째, 좌우슬라이더(30)의 이동체(31)의 좌우측 이동 거리를 최소화하면서 장착블럭(20)을 180도로 좌우 회전시킬 수 있다.

셋째, 좌우슬라이더(30)가 장착블럭(20)의 일측에 치우치지 않고 장착블럭(20)의 후방에 배치되고, 이동체(31)의 이동 거리가 최소화됨으로써, 좌우슬라이더(30)의 설치공간을 최소화할 수 있고, 좌우슬라이더(30)가 다른 구성품의 설치를 방해하거나 작업자의 통행을 방해할 소지를 최소화하게 된다.

넷째, 장착블럭(20), 좌우슬라이더(30) 및 연결수단의 전체적인 구성과 구조가 단순하여서 저렴하고, 생산성이 높고, 유지보수가 용이하다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 굴삭기 붐의 좌우 회전장치에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

4 : 본체 5 : 바퀴
6 : 다리 7 : 붐
8 : 암 9 : 버켓
20 : 장착블럭 21 : 베이스판
23 : 붐회전판 25 : 상부톱니판
27 : 하부톱니판 29 : 샤프트
30 : 좌우슬라이더 31 : 이동체
33 : 직선로드 35 : 상부브라켓
37 : 하부브라켓
45 : 상부연결체인 47 : 하부연결체인

Claims (3)

1. 전방에는 붐이 수직방향으로 회전 가능하게 결합되고, 후방은 본체에 수평방향으로 회전 가능하게 결합되는 장착 블럭;
   상기 장착블럭의 후방의 상기 본체에 구비되고, 상기 장착블럭을 기준으로 좌우로 직선이동하는 좌우슬라이더;
   상기 장착블럭과 상기 좌우슬라이더를 연결하여 좌우슬라이더가 좌우로 직선이동함에 따라 상기 장착블럭을 좌우로 회전이동시키는 연결수단;을 포함하여 이루어지는 굴삭기 붐의 좌우 회전장치에 있어서,
   
   상기 좌우슬라이더는 상기 본체에 고정결합되는 직선로드와, 상기 직선로드를 따라 이동하는 이동체를 포함하고,
   상기 연결수단은 상기 장착블럭에 구비되는 톱니판과, 상기 이동체의 양측에 구비되는 브라켓과, 상기 양측의 브라켓과 상기 톱니판을 연결하여 이동체의 직선운동을 장착블럭의 회전운동으로 변환하는 연결체인을 포함하고,
   
   상기 톱니판은 상기 장착블럭의 상부와 하부에 각각 구비되는 상부톱니판과 하부톱니판을 포함하고,
   상기 브라켓의 상기 이동체의 양측에서 각각 상부와 하부에 치우쳐 구비되는 상부브라켓과 하부브라켓을 포함하고,
   상기 연결체인은 상기 상부톱니판과 상부브라켓을 연결하는 상부연결체인과, 상기 하부톱니판과 하부브라켓을 연결하는 하부연결체인을 포함하는 것을 특징으로하는 굴삭기 붐의 좌우 회전장치.
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