KR101612435B1 - 다단 아암의 유압 장치 및 심굴 굴삭기 - Google Patents

Abstract

다단 아암의 유압 장치의 유압 실린더의 동작 효율을 향상시킨다.
유압 실린더의 신장에 의해 다단 아암을 수축하고, 유압 실린더의 수축에 의해 다단 아암을 신장시키는 다단 아암 구동 기구와, 유압 실린더를 신장·수축시키는 유압 회로를 구비하고, 유압 회로는, 유압 실린더로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브와, 유압 실린더의 보텀측 유실과 제어 밸브 사이의 제 1 유로에 설치되는 카운터 밸런스 밸브와, 제 1 유로 중, 보텀측 유실과 카운터 밸런스 밸브 사이의 유로에 1차측이 접속되고, 제 2 유로에 2차측이 접속되는 릴리프 밸브와, 유압 실린더의 신장시에 제 2 유로의 압유를 저압측에 흘려보내는 것을 허가하는 전환 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

다단 아암의 유압 장치 및 심굴 굴삭기 {OIL PRESSURE DEVICE OF MULTI-STAGE ARM AND DEEPLY EXCAVATING EXCAVATOR}

본 발명은 다단 아암의 유압 장치 및 심굴 굴삭기에 관한 것이다.

일반적으로, 토목공사에 있어서 지면 깊이 수직갱을 굴삭하는 경우에는, 심굴 굴삭기가 적합하게 이용된다. 이 심굴 굴삭기는, 자주 가능한 차체와, 당해 차체에 부앙동(俯仰動) 가능하게 설치된 붐과, 당해 붐의 선단측에 상·하방향으로 연장되도록 설치되어 외통 및 당해 외통의 내측에 신축 가능하게 수용된 복수단의 내통을 가지는 신축 아암과, 외통에 고정하여 설치된 신축용 고정 시브와, 외통의 길이방향을 따라 배치된 신축 실린더와, 당해 신축 실린더에 장착되어 외통의 길이방향으로 이동하는 시브 장착구와, 당해 시브 장착구에 설치된 신축용 가동 시브와, 일단(一端)측이 외통에 계지(係止;engaging)됨과 함께 타단(他端)측이 내통에 계지되고, 도중 부위가 신축용 고정 시브와 신축용 가동 시브에 권회(卷回)된 신축용 로프를 구비하여 구성되어 있다.

이 종래 기술에 의한 심굴 굴삭기는, 붐의 선단측에 설치된 신축 아암을 지면에 대하여 수직으로 유지한 상태에서 신축 실린더를 축소시킴으로써, 신축 아암의 내통을 외통으로부터 하방으로 신장시킨다. 내통의 선단부(하단부)에는 클램셸 버킷이 장착되고, 이 클램셸 버킷에 의해 토사를 굴삭할 수 있다.

클램셸 버킷에 의해 굴삭한 토사를 파지한 후에는, 신축 실린더를 신장시켜 신축용 로프에 의해 내통을 외통 내로 끌어올린 상태에서, 클램셸 버킷을 여는 것에 의해, 굴삭한 토사를 원하는 장소에 배토(排土)할 수 있다(특허문헌 1 참조).

일본국 공개특허 특개소62-82131호 공보

그런데, 상술한 종래 기술에 의한 심굴 굴삭기는, 신축 아암의 외통에 신축 실린더의 튜브가 장착되고, 이 튜브로부터 하향으로 돌출한 로드에, 신축용 가동 시브를 지지하는 시브 장착구(행거)가 장착되어 있다.

이 때문에, 종래 기술에 의한 심굴 굴삭기는, 신축 실린더의 로드를 하방으로 신장시켜 시브 장착구를 하방으로 이동시킴으로써, 시브 장착구에 지지된 신축용 가동 시브와 외통에 고정된 신축용 고정 시브의 사이에 신축용 로프가 권취(卷取)되고, 이 신축용 로프가 계지된 내통을 외통 내로 끌어올릴 수 있다.

그러나, 종래 기술에 의한 심굴 굴삭기는, 신축 실린더의 튜브가 외통에 장착되어 있기 때문에, 신축 실린더에 의해 시브 장착구를 하방으로 이동시켜, 신축용 가동 시브와 신축용 고정 시브의 사이에 신축용 로프를 권취할 때에, 이 신축용 로프에 대하여 시브 장착구의 중량이 작용하지만, 신축 실린더의 튜브의 중량은 작용할 일이 없다. 이와 같이, 클램셸 버킷으로 굴삭한 토사와 함께 내통을 외통내로 끌어올릴 때에, 신축 실린더 자체의 중량을 인상력으로 이용할 수 없어, 신축 실린더에 의한 내통의 인상 동작을 효율적으로 행할 수 없을 우려가 있다.

(1) 청구항 1의 발명에 의한 다단 아암의 유압 장치는, 유압 실린더의 신장에 의해 다단 아암을 수축하고, 유압 실린더의 수축에 의해 다단 아암을 신장시키는 다단 아암 구동 기구와, 유압 실린더를 신장·수축시키는 유압 회로를 구비하고, 유압 회로는, 유압 실린더로의 압유의 흐름을 제어하기 위하여 유압 실린더를 신장시키는 신장 위치, 유압 실린더를 수축시키는 수축 위치 및 유압 실린더로의 압유의 공급과 유압 실린더로부터의 압유의 복귀를 금지하는 중립 위치로 전환되는 제어 밸브와, 유압 실린더의 보텀측 유실(油室)과 제어 밸브 사이의 제 1 유로와, 유압 실린더의 로드측 유실과 제어 밸브 사이의 제 2 유로와, 제 1 유로에 설치되는 카운터 밸런스 밸브와, 제 1 유로 중, 보텀측 유실과 카운터 밸런스 밸브 사이의 유로에 1차측이 접속되고, 제 2 유로에 2차측이 접속되는 릴리프 밸브와, 유압 실린더의 신장시에 제 2 유로의 압유를 저압측에 흘려보내는 것을 허가하는 허가 위치 및 유압 실린더의 수축시에 제 2 유로의 압유를 저압측에 흘려보내는 것을 금지하는 금지 위치로 전환되는 전환 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

(2) 청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 다단 아암의 유압 장치에 있어서, 유압 회로는, 제 1 유로 중, 카운터 밸런스 밸브와 제어 밸브 사이의 유로에 카운터 밸런스 밸브 및 제어 밸브와 직렬로 설치되는 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

(3) 청구항 3의 발명은, 청구항 1에 기재된 다단 아암의 유압 장치에 있어서, 전환 밸브는, 제어 밸브가 신장 위치로 전환되면 허가 위치로 전환되고, 제어 밸브가 수축 위치로 전환되면 금지 위치로 전환되는 것을 특징으로 한다.

(4) 청구항 4의 발명에 의한 심굴 굴삭기는, 자주 가능한 차체와, 당해 차체에 부앙동 가능하게 설치된 붐과, 당해 붐의 선단측에 상·하방향으로 연장되도록 설치되어 외통 및 당해 외통의 내측에 길이방향으로 신축 가능하게 수용된 복수단의 내통을 가지는 다단 아암과, 당해 다단 아암을 구성하는 외통의 길이방향을 따라 배치된 유압 실린더와, 외통에 고정하여 설치된 신축용 고정 시브와, 당해 유압 실린더에 장착되어 신축용 고정 시브에 대하여 접근 또는 이간하도록 외통의 길이방향으로 이동하는 시브 장착구와, 당해 시브 장착구에 설치된 신축용 가동 시브와, 일단측이 외통에 계지됨과 함께 타단측이 내통 중 가장 내측이 되는 내통에 계지되고, 도중 부위가 신축용 고정 시브와 신축용 가동 시브에 권회된 신축용 로프를 구비하여 이루어지는 심굴 굴삭기에 있어서, 유압 실린더는, 튜브와, 일측(一側)이 당해 튜브 내에서 피스톤에 고정되고 타측(他側)이 튜브로부터 외부로 돌출한 로드를 가지고, 유압 실린더의 로드를 상향의 상태에서 당해 로드의 선단부를 신축 아암의 외통에 장착함과 함께 유압 실린더의 튜브를 자유단으로 하며, 시브 장착구는, 유압 실린더의 튜브에 장착하고, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 다단 아암의 유압 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

(5) 청구항 5의 발명은, 청구항 4에 기재된 심굴 굴삭기에 있어서, 유압 실린더의 로드의 선단부는, 외통의 상부측에 장착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 유압 실린더를 효율적으로 동작할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 심굴 굴삭기를 신축 아암이 가장 축소된 상태에서 나타내는 측면도이다.
도 2는, 심굴 굴삭기를 신축 아암이 가장 신장된 상태에서 나타내는 측면도이다.
도 3은, 도 1 중의 신축 아암을 단체(單體)로 나타내는 측면도이다.
도 4는, 신축 아암을 도 3 중의 화살표시 IV-IV방향에서 본 정면도이다.
도 5는, 신축 아암을 단체로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 도 5 중의 외통, 신축 실린더, 신축용 고정 시브, 시브 장착구, 신축용 가동 시브, 시브 장착구 가이드 레일 등을 나타내는 주요부 확대의 사시도이다.
도 7은, 시브 장착구, 신축용 가동 시브, 밀어넣기용 가동 시브, 시브 장착구 가이드 레일 등을 나타내는 주요부 확대의 사시도이다.
도 8은, 도 4 중의 신축용 고정 시브 등을 확대하여 나타내는 주요부 확대의 정면도이다.
도 9는, 신축 아암의 신축 기구를 신축 아암이 축소된 상태에서 나타내는 모식도이다.
도 10은, 신축 아암의 신축 기구를 신축 아암이 신장된 상태에서 나타내는 모식도이다.
도 11은, 신축 아암, 붐 브래킷 등을 도 3 중의 화살표시 XI-XI방향에서 본 단면도이다.
도 12는, 신축 아암, 신축 실린더, 시브 장착구, 신축용 가동 시브 등을 도 3 중의 화살표시 XII-XII방향에서 본 단면도이다.
도 13은, 신축 아암, 신축 실린더, 시브 장착구, 밀어넣기용 가동 시브 등을 도 3 중의 화살표시 XIII-XIII방향에서 본 단면도이다.
도 14는, 신축 아암, 시브 장착 개구, 밀어넣기용 고정 시브 등을 도 3 중의 화살표시 XIV-XIV방향에서 본 단면도이다.
도 15는, 심굴 굴삭기를 수송 자세로 하여 신축 아암을 지면에 둔 상태를 나타내는 측면도이다.
도 16은, 외통의 전면측에 신축 실린더, 신축용 고정 시브, 시브 장착구, 신축용 가동 시브, 시브 장착구 가이드 레일 등을 배치한 변형례를 나타내는 정면도이다.
도 17은, 유압 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 관련된 다단 아암의 유압 장치 및 심굴 굴삭기의 실시형태에 대하여, 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1에 있어서, 1은 본 실시형태에 의한 심굴 굴삭기를 나타내고, 당해 심굴 굴삭기(1)는, 자주 가능한 크롤러식의 하부 주행체(2)와, 당해 하부 주행체(2) 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(3)로 이루어지는 차체를 가지고 있다.

상부 선회체(3)는, 베이스가 되는 선회 프레임(3A)과, 당해 선회 프레임(3A)의 전부(前部) 좌측에 배치된 캡(3B)과, 선회 프레임(3A)의 후단측에 설치된 카운터 웨이트(3C)와, 내부에 엔진, 유압 펌프 등의 탑재 기기(모두 도 1에서는 도시 생략)를 수용한 구조물 커버(3D)에 의해 대략 구성되어 있다.

4는 상부 선회체(3)의 전부측에 부앙동 가능하게 설치된 붐을 나타내고 있다. 붐(4)의 기단측은 선회 프레임(3A)의 전부측에 장착되고, 붐(4)의 선단측에는 후술하는 굴삭 장치(11)가 장착되어 있다. 붐(4)과 선회 프레임(3A)의 사이에는 붐 실린더(4A)가 설치되고, 당해 붐 실린더(4A)를 신축시킴으로써, 붐(4)이 상부 선회체(3)에 대하여 부앙동한다. 붐(4)의 상면측에는 굴삭 장치 요동 실린더(4B)의 보텀측이 장착되고, 당해 굴삭 장치 요동 실린더(4B)의 로드측은 굴삭 장치(11)에 장착되어 있다.

다음에, 붐(4)의 선단측에 장착되고, 땅속 깊이 수직갱을 굴삭하는 굴삭 장치(11)에 대하여 설명한다.

11은 붐(4)의 선단측에 장착된 굴삭 장치를 나타내고, 당해 굴삭 장치(11)는, 후술하는 다단 아암(신축 아암)(12)과, 신축 실린더(25)와, 시브 장착구(29)와, 신축용 고정 시브(31)와, 신축용 가동 시브(33)와, 신축용 로프(34)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 111은 다단 아암 구동 기구이고, 상기 신축 실린더(25)와, 시브 장착구(29)와, 신축용 고정 시브(31)와, 신축용 가동 시브(33)와, 신축용 로프(34) 등을 구비하여 구성되어 있다.

12는 붐(4)의 선단측에 상·하방향으로 연장되도록 장착된 텔레스코픽식의 다단 아암(신축 아암)을 나타내고 있다. 이 신축 아암(12)은, 도 9 등에 나타내는 바와 같이, 가장 외측에 위치하는 외통(13)과, 외통(13)의 내주측에 길이방향으로 신축 가능(이동 가능)하게 수용된 후술하는 1단째의 내통(21)과, 1단째의 내통(21)의 내주측에 길이방향으로 신축 가능하게 수용된 후술하는 2단째의 내통(23)에 의해 구성되어 있다.

여기에서, 도 11 내지 도 14에 나타내는 바와 같이, 외통(13)은, 붐(4)의 선단측에 장착되는 후면(13A)과, 후면(13A)과 전·후방향에서 간격을 두고 대면하는 전면(13B)과, 후면(13A) 및 전면(13B)을 사이에 두고 좌·우방향에서 대면하는 좌측면(13C)·우측면(13D)과, 후면(13A)과 좌측면(13C)의 사이에 비스듬히 경사지게 배치된 좌경사면(13E)과, 후면(13A)과 우측면(13D)의 사이에 비스듬히 경사지게 배치된 우경사면(13F)에 의해 둘러싸여진 육각형의 단면 형상을 가지는 각통체로 형성되어 있다.

이와 같이, 붐(4)의 선단측에 장착되는 후면(13A)과 좌측면(13C)의 사이에 좌경사면(13E)을 설치함과 함께, 후면(13A)과 우측면(13D)의 사이에 우경사면(13F)을 설치함으로써, 외통(13)에 작용하는 하중에 대한 좌굴(座屈) 강도를 높일 수 있는 구성으로 되어 있다. 한편, 외통(13)의 상단부(上端部)(13G)와 하단부(下端部)(13H)는, 각각 개구단으로 되어 있다.

14는 외통(13)의 길이방향의 중간부에 위치하여 외통(13)의 외주측에 일체로 설치된 상플랜지판을 나타내고 있다. 이 상플랜지판(14)에는, 후술하는 밀어넣기용 로프(42)의 일단측(42A)이 계지된다. 15는 외통(13)의 하단부에 일체로 설치된 하플랜지판을 나타내고 있다. 이 하플랜지판(15)에는, 후술하는 지지용 로프(37)의 일단측(37A)이 계지된다.

16은 외통(13)의 하부측에 설치된 시브 장착 개구를 나타내고 있다. 이 시브 장착 개구(16)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 외통(13)을 구성하는 좌측면(13C)과 좌경사면(13E)이 교차하는 부위와, 우측면(13D)과 우경사면(13F)이 교차하는 부위에 형성되고, 외통(13)의 내부에 개구하고 있다. 이 시브 장착 개구(16)에는, 후술하는 밀어넣기용 고정 시브(39)의 일부가 삽입된다.

17은 외통(13)의 외측이며 후술하는 시브 장착구(29)보다 하측 부위에 설치된 좌·우 한 쌍의 붐 브래킷을 나타내고, 이들 한 쌍의 붐 브래킷(17)은, 붐(4)의 선단측에 장착되는 것이다. 여기에서, 도 5 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 붐 브래킷(17)은, 좌·우방향에서 간격을 두고 대면하는 판체로 이루어지고, 각 브래킷(17)에는, 원통 형상의 붐 연결부(17A)의 좌·우방향의 양측이 고착되어 있다. 한 쌍의 붐 브래킷(17)은, 외통(13)의 후면(13A)에 용접 등의 수단을 이용하여 일체적으로 고착되고, 붐 브래킷(17)의 붐 연결부(17A)는, 핀(18)(도 1 참조)을 이용하여 붐(4)의 선단측에 핀결합되어 있다. 또한, 한 쌍의 붐 브래킷(17) 사이에는 극간(17B)이 형성되고, 이 극간(17B) 내에, 후술하는 신축 실린더(25)가 배치되는 구성으로 되어 있다.

19는 붐 브래킷(17)보다 상측에 위치하여 외통(13)의 외측에 설치된 좌·우 한 쌍의 실린더 브래킷을 나타내고, 당해 한 쌍의 실린더 브래킷(19)은, 굴삭 장치 요동 실린더(4B)의 로드측에 장착되는 것이다. 여기에서, 한 쌍의 실린더 브래킷(19)은, 좌·우방향에서 간격을 두고 대면하는 판체로 이루어지고, 굴삭 장치 요동 실린더(4B)의 로드 선단부가, 핀(20)에 의해 연결되는 핀 구멍으로 이루어지는 실린더 연결부를 구비하며, 외통(13)의 후면(13A)이며 붐 브래킷(17)의 상측 근방 위치에 용접 등의 수단을 이용하여 일체적으로 고착되어 있다. 이들 한 쌍의 실린더 브래킷(19)에는, 굴삭 장치 요동 실린더(4B)의 로드 선단부가, 핀(20)(도 1 참조)을 이용하여 회동(回動) 가능하게 핀결합되어 있다.

따라서, 굴삭 장치 요동 실린더(4B)를 신축시킴으로써, 신축 아암(12)의 외통(13)은, 붐(4)의 선단측에서 핀(18)을 중심으로 하여 전·후방향 또는 상·하방향으로 요동하는 구성으로 되어 있다. 또한, 실린더 브래킷(19)은, 굴삭 장치 요동 실린더(4B)의 장착 위치에 따라서는, 붐 브래킷(17)보다 하측에 위치하여 설치되는 경우가 있다.

21은 외통(13)의 내측에 적당한 극간을 가지고 이동 가능하게 수용된 최외측 내통으로서의 1단째의 내통을 나타내고 있다. 도 11 내지 도 14에 나타내는 바와 같이, 내통(21)은 후면(21A), 전면(21B), 좌측면(21C) 및 우측면(21D)에 의해 둘러싸여진 사각형의 단면 형상을 가지는 각통체로 형성되고, 상·하방향의 양단부는 개구단으로 되어 있다. 그리고, 내통(21)은, 외통(13)의 하단부(13H)로부터 외통(13)의 내측에 수용되고, 외통(13)에 대하여 길이방향(상·하방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.

여기에서, 외통(13)의 내측면과 내통(21)의 외측면 사이에는, 내통(21)을 외통(13)을 따라 원활히 슬라이딩시키기 위한 슬라이드 플레이트(도시 생략)가 설치되어 있다. 한편, 내통(21)의 하단부에는 하플랜지판(22)이 설치되고, 당해 하플랜지판(22)에는, 후술하는 지지용 고정 시브(35)가 장착되어 있다.

23은 1단째의 내통(21)의 내측에 적당한 극간을 가지고 이동 가능하게 수용된 가장 내측에 위치하는 2단째의 내통을 나타내고 있다. 이 내통(23)은, 후면(23A), 전면(23B), 좌측면(23C) 및 우측면(23D)에 의해 둘러싸여지고, 내통(21)보다 한 아름 작은 사각형의 단면 형상을 가지는 각통체로 형성되어 있다. 내통(23)은, 내통(21)의 하단측으로부터 내통(21)의 내측에 수용되고, 내통(21)에 대하여 길이방향(상·하방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.

여기에서, 내통(21)의 내측면과 내통(23)의 외측면의 사이에는, 내통(23)을 내통(21)을 따라 원활히 슬라이딩시키기 위한 슬라이드 플레이트(도시 생략)가 설치되어 있다. 한편, 내통(23)의 하단부에는 장착 아이(24)가 설치되고, 당해 장착아이(24)에는 후술하는 클램셸 버킷(43)이 장착된다.

다음에, 본 실시형태에 의한 신축 실린더(25)와, 신축 실린더(25)에 부설된 튜브 가이드(26), 시브 장착구 가이드 레일(27), 시브 장착구(29) 등에 대하여 설명한다.

25는 신축 아암(12)을 구성하는 외통(13)의 길이방향을 따라 배치된 신축 실린더를 나타내고 있다. 이 신축 실린더(25)는, 튜브(25A)와, 당해 튜브(25A) 내에 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤(25E)(도 17 참조)과, 일측이 튜브(25A) 내에서 피스톤에 고정되고 타측이 튜브(25A)로부터 외부로 돌출한 로드(25B)로 이루어지는 유압 실린더에 의해 구성되어 있다.

여기에서, 신축 실린더(25)는, 붐 브래킷(17)이 설치된 외통(13)의 후면(13A)측에서, 또한 외통(13)의 좌·우방향의 중심 위치에, 로드(25B)를 상향으로 한 상태로 배치되어 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 신축 실린더(25)의 로드(25B)의 선단부(25C)는, 외통(13)의 상단부(13G)의 근방 부위에 설치된 브래킷(13J)에, 핀(25D)을 개재하여 핀결합되어 있다.

한편, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)는, 자유단으로 되어 하방으로 연장되고, 좌·우방향에서 쌍을 이루는 붐 브래킷(17) 사이에 형성된 극간(17B) 내에 배치되어 있다. 또한, 튜브(25A)의 상부측에는, 후술하는 시브 장착구(29)가 장착되어 있다. 따라서, 신축 실린더(25)를, 도 1에 나타내는 최신장 상태와 도 2에 나타내는 최축소 상태의 사이에서 신축시킴으로써, 튜브(25A)가, 시브 장착구(29)와 함께 외통(13)을 따라 상·하로 이동하는 구성으로 되어 있다.

여기에서, 신축 실린더(25)를 도 2에 나타내는 최축소 상태로 했을 때에, 튜브(25A)의 바닥부로부터 로드(25B)의 선단부(25C)(핀(25D)의 위치)까지의 길이 치수(최축소 상태의 신축 실린더(25)의 길이 치수)를 L1이라고 하고, 외통(13)의 상단 근방 부위(13G1)(로드(25B)가 외통(13)에 연결되는 핀(25D)의 위치)로부터 하단부(13H)까지의 길이 치수(외통(13)의 길이 치수)를 L2라고 하면, 최축소 상태의 신축 실린더(25)의 길이 치수(L1)는, 외통(13)의 길이 치수(L2)의 대략 1/2의 길이 치수로 설정되어 있다.

즉, 최축소 상태의 신축 실린더(25)의 길이 치수(L1)와 외통(13)의 길이 치수(L2)는, 하기의 관계로 설정되어 있다.

더 바람직하게는, 최축소 상태의 신축 실린더(25)의 길이 치수(L1)와 외통(13)의 길이 치수(L2)는, 하기의 관계로 설정되어 있다.

이와 같이, 최축소 상태의 신축 실린더(25)의 길이 치수(L1)를, 외통(13)의 길이 치수(L2)의 대략 1/2의 길이 치수로 설정함으로써, 신축 실린더(25)의 스트로크를 크게 확보할 수 있다. 이로 인해, 후술하는 신축용 고정 시브(31)와 신축용 가동 시브(33)의 사이에 신축용 로프(34)를 4회 걸어 감는 것만으로, 신축 아암(12)을 도 1에 나타내는 최축소 상태와 도 2에 나타내는 최신장 상태의 사이에서 신축시킬 수 있다.

26은 외통(13)의 후면(13A)의 외측에 설치된 튜브 가이드를 나타내고, 당해 튜브 가이드(26)는, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)를 이동 가능하게 수용하는 것이다. 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 튜브 가이드(26)는, 대략 정방형의 단면 형상을 가지는 각통체에 의해 형성되고, 한 쌍의 붐 브래킷(17) 사이에 형성된 극간(17B) 내에 배치된 상태에서 외통(13)의 후면(13A)에 그 길이방향을 따라 고정되어 있다. 따라서, 자유단으로 된 신축 실린더(25)의 튜브(25A)는, 튜브 가이드(26)로 안내되면서 외통(13)의 길이방향으로 이동할 수 있다.

27은 외통(13)의 외측에 설치된 2개의 시브 장착구 가이드 레일을 나타내고, 당해 각 시브 장착구 가이드 레일(27)은, 후술하는 시브 장착구(29)를 안내하는 것이다. 이들 2개의 시브 장착구 가이드 레일(27)은, 외통(13)의 후면(13A)에 신축 실린더(25)를 사이에 두고 좌·우에 1개씩 배치되어 있다.

여기에서, 시브 장착구 가이드 레일(27)은, 장방형의 단면 형상을 가지는 각통체에 의해 형성되어 있다. 시브 장착구 가이드 레일(27)의 상단부는, 외통(13)의 상단부(13G)의 근방에 브래킷(27A)을 개재하여 고정되고, 시브 장착구 가이드 레일(27)의 하단부는, 외통(13)의 상플랜지판(14)의 근방에 브래킷(27A)을 개재하여 고정되어 있다. 이로 인해, 시브 장착구 가이드 레일(27)은, 외통(13)의 후면(13A)과의 사이에 일정한 간격을 형성한 상태에서, 후면(13A)과 평행하여 길이방향으로 연장되어 있다. 이 경우, 각통체로 이루어지는 2개의 시브 장착구 가이드 레일(27)을 외통(13)에 고정함으로써, 외통(13)의 강도를 높일 수 있는 구성으로 되어 있다.

28은 외통(13)의 상단부(13G)에 고정하여 설치된 시브 장착 기판을 나타내고, 당해 시브 장착 기판(28)은, 후술하는 신축용 고정 시브(31) 등이 장착되는 것이다. 여기에서, 시브 장착 기판(28)은, 외통(13)의 후면(13A)으로부터 뒤쪽(붐(4)측)으로 내뻗는 시브 장착부(28A)와, 당해 시브 장착부(28A)보다 앞쪽에 위치하는 로프 계지부(28B)를 가지고 있다. 시브 장착 기판(28)의 시브 장착부(28A)에는, 신축용 고정 시브(31)가 회전 가능하게 지지되고, 로프 계지부(28B)에는, 후술하는 신축용 로프(34)의 일단측(34A)이 계지된다.

29는 신축 실린더(25)의 튜브(25A)에 장착된 시브 장착구를 나타내고, 당해 시브 장착구(29)는, 후술하는 신축용 가동 시브(33)가 장착되는 것이다. 여기에서, 도 7, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 시브 장착구(29)는, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)의 상부측에 고정된 본체부(29A)와, 본체부(29A)의 상부측에 위치하고, 신축용 가동 시브(33)를 회전 가능하게 지지하는 상측 시브 지지부(29B)와, 본체부(29A)의 하부측에 위치하고, 후술하는 밀어넣기용 가동 시브(41)를 회전 가능하게 지지하는 하측 시브 지지부(29C)에 의해 구성되어 있다.

이 경우, 도 12에 나타내는 바와 같이, 시브 장착구(29)의 본체부(29A)에는, 좌·우의 시브 장착구 가이드 레일(27)이 슬라이딩 가능하게 삽통(揷通)되는 각통 형상의 좌·우의 가이드 삽통부(29D)가 설치되고, 시브 장착구(29)는, 좌·우의 시브 장착구 가이드 레일(27)로 안내되면서, 외통(13)의 길이방향(상·하방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.

또한, 도 11 내지 도 13에 나타내는 튜브 가이드(26)의 내측면에는, 슬라이드 플레이트(30)가 설치되고, 자유단으로 된 신축 실린더(25)의 튜브(25A)는, 슬라이드 플레이트(30)에 슬라이딩 접촉함으로써, 튜브 가이드(26)를 따라 원활히 외통(13)의 길이방향으로 이동할 수 있는 구성으로 되어 있다.

다음에, 신축 아암(12)을 구성하는 외통(13)과, 1단째의 내통(21)과, 2단째의 내통(23)을 신축 가능하게 연결하기 위한 신축용 고정 시브(31), 신축용 가동 시브(33), 신축용 로프(34), 지지용 고정 시브(35), 지지용 로프(37)에 대하여 설명한다.

여기에서, 신축용 고정 시브(31), 신축용 가동 시브(33), 신축용 로프(34), 지지용 고정 시브(35), 지지용 로프(37)는, 외통(13)에 대하여 신축 실린더(25)를 사이에 두고 좌·우 대칭이 되도록 2세트 설치되고, 서로 동일한 구조를 가지고 있다. 이 때문에, 이하, 외통(13)의 좌측에 배치된 신축용 고정 시브(31), 신축용 가동 시브(33), 신축용 로프(34), 지지용 고정 시브(35), 지지용 로프(37)에 대하여 설명하고, 우측에 배치된 것에 대해서는, 대응하는 구성요소에 부호「′」를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

31은 시브 장착 기판(28)을 개재하여 외통(13)의 상단측에 고정된 신축용 고정 시브를 나타내고, 이 신축용 고정 시브(31)는, 동일한 직경을 가지는 2매의 고정 시브(31A, 31B)에 의해 구성되어 있다. 일방의 고정 시브(31A)는, 시브 장착 기판(28)의 시브 장착부(28A)에 브래킷(32A)을 개재하여 회전 가능하게 지지되고, 타방의 고정 시브(31B)는, 다른 브래킷(32B)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 각 고정 시브(31A, 31B)의 지지축(도시 생략)은, 각각 외통(13)의 후면(13A)에 대하여 비평행이 되도록 배치되어 있다.

33은 시브 장착구(29)에 회전 가능하게 지지된 신축용 가동 시브를 나타내고, 이 신축용 가동 시브(33)는, 동일한 직경을 가지는 2매의 가동 시브(33A, 33B)에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 일방의 가동 시브(33A)와 타방의 가동 시브(33B)는, 시브 장착구(29)의 상측 시브 지지부(29B)에 장착된 1개의 지지축(33C)에 인접하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 각 가동 시브(33A, 33B)의 지지축(33C)은, 외통(13)의 후면(13A)에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 신축용 가동 시브(33)는, 신축 실린더(25)의 신축에 따라 시브 장착구(29)가 상·하방향으로 이동함으로써, 신축용 고정 시브(31)에 대하여 접근 또는 이간한다.

이 경우, 시브 장착구(29)에 지지된 신축용 가동 시브(33)는, 외통(13)의 좌측면(13C)보다 외측에 배치되고, 당해 좌측면(13C)과 약간의 간격을 두고 좌·우방향에서 대면하고 있다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(33)가 외통(13)의 후면(13A)측으로 크게 돌출하는 것을 억제하여, 신축용 가동 시브(33)의 주위를 소형화할 수 있다.

34는 외통(13)과 가장 내측에 위치하는 내통(23)의 사이를 연결하는 신축용 로프를 나타내고, 당해 신축용 로프(34)는, 와이어로프에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 신축용 로프(34)의 일단측(34A)은, 외통(13)의 상단부(13G)에 설치된 시브 장착 기판(28)의 로프 계지부(28B)에 계지되고, 신축용 로프(34)의 타단측(34B)은, 외통(13) 및 내통(21)의 내측에 삽통된, 내통(23)의 상부측에 계지되어 있다. 또한, 신축용 로프(34)의 도중 부위는, 신축용 고정 시브(31)를 구성하는 2매의 고정 시브(31A, 31B)와, 신축용 가동 시브(33)를 구성하는 2매의 가동 시브(33A, 33B)의 사이에 4회 걸어 감아져 있다.

즉, 시브 장착 기판(28)에 일단측(34A)이 계지된 신축용 로프(34)는, 신축용 가동 시브(33)의 일방의 가동 시브(33A), 신축용 고정 시브(31)의 일방의 고정 시브(31A), 신축용 가동 시브(33)의 타방의 가동 시브(33B), 신축용 고정 시브(31)의 타방의 고정 시브(31B)에 순차 권회된다. 그리고, 신축용 로프(34)의 타단측(34B)은, 신축용 고정 시브(31)의 타방의 고정 시브(31B)로부터 외통(13) 및 내통(21)의 내측에 삽통되고, 내통(23)의 상부측에 계지되어 있다.

이와 같이, 신축용 고정 시브(31)를 2매의 고정 시브(31A, 31B)에 의해 구성함과 함께, 신축용 가동 시브(33)를 2매의 가동 시브(33A, 33B)에 의해 구성하고, 신축용 로프(34)를, 2매의 고정 시브(31A, 31B)와 2매의 가동 시브(33A, 33B)에 4회 걸어 감음으로써, 예를 들면 종래 기술과 같이, 신축용 로프를 4매의 신축용 고정 시브와 4매의 신축용 가동 시브의 사이에 8회 걸어 감는 구성에 비교하여, 신축용 로프(34)가 시브에 접촉하는 회수를 반감시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

35는 1단째의 내통(21)의 하플랜지판(22)에 설치된 1매의 지지용 고정 시브를 나타내고 있다. 이 지지용 고정 시브(35)는, 내통(21)의 하플랜지판(22)에 고정된 브래킷(36)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

37은 외통(13)과 내통(23)의 사이에서 내통(21)을 지지하는 지지용 로프를 나타내고, 당해 지지용 로프(37)는, 와이어로프에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 지지용 로프(37)의 일단측(37A)은, 외통(13)의 하플랜지판(15)에 계지되고, 지지용 로프(37)의 도중 부위는, 지지용 고정 시브(35)에 권회되어 있다. 그리고, 지지용 로프(37)의 타단측(37B)은, 지지용 고정 시브(35)로부터 내통(21)의 내측에 삽입되고, 당해 내통(21)의 내측에서 내통(23)의 상부측에 계지되어 있다.

다음에, 신축 실린더(25)에 의해 내통(21)을 외통(13)으로부터 신장시켰을 때에 내통(21)을 신장 방향으로 밀어넣는 밀어넣기 기구(38)에 대하여 설명한다.

즉, 38은 외통(13)과 1단째의 내통(21)의 사이에 설치된 밀어넣기 기구를 나타내고, 당해 밀어넣기 기구(38)는, 신축 실린더(25)에 의해 내통(21)을 외통(13)으로부터 신장시켰을 때에, 이 내통(21)을 신장 상태로 유지하는 것이다.

여기에서, 밀어넣기 기구(38)는, 밀어넣기용 고정 시브(39)와, 밀어넣기용 가동 시브(41)와, 밀어넣기용 로프(42)에 의해 구성되고, 외통(13)에 대하여 신축 실린더(25)를 사이에 두고 좌·우 대칭이 되도록 2세트 설치되며, 서로 동일한 구조를 가지고 있다. 이 때문에, 이하, 외통(13)의 좌측에 배치된 밀어넣기 기구(38)에 대하여 설명하고, 우측에 배치된 것에 대해서는, 대응하는 구성요소에 부호 「′」을 첨부하고, 그 설명은 생략한다.

39는 외통(13)의 하부측에 설치된 1매의 밀어넣기용 고정 시브를 나타내고 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 밀어넣기용 고정 시브(39)는, 외통(13)에 형성된 시브 장착 개구(16)를 타고넘어 외통(13)에 고정된 브래킷(40)에, 지지축(39A)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 밀어넣기용 고정 시브(39)의 지지축(39A)은, 외통(13)의 좌측면(13C)에 대하여 각도θ의 경사 각도를 가지고 배치되어 있다. 즉, 밀어넣기용 고정 시브(39)의 지지축(39A)은, 외통(13)의 후면(13A)에 대하여 비평행하게 배치되고, 지지축(39A)에 의해 지지된 밀어넣기용 고정 시브(39)는, 그 일부가 외통(13)의 내측에 수용되어 있다.

41은 신축용 가동 시브(33)보다 하측 위치에서 시브 장착구(29)에 설치된 1매의 밀어넣기용 가동 시브를 나타내고 있다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 밀어넣기용 가동 시브(41)는, 시브 장착구(29)의 하측 시브 지지부(29C)에, 지지축(41A)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 밀어넣기용 가동 시브(41)의 지지축(41A)은, 외통(13)의 후면(13A)에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 밀어넣기용 가동 시브(41)는, 신축 실린더(25)의 신축에 따라 시브 장착구(29)가 상·하방향으로 이동함으로써, 밀어넣기용 고정 시브(39)에 대하여 접근 또는 이간한다.

42는 외통(13)과 내통(21)의 사이를 연결하는 밀어넣기용 로프를 나타내고, 당해 밀어넣기용 로프(42)는, 와이어로프에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 밀어넣기용 로프(42)의 일단측(42A)은, 외통(13)의 상플랜지판(14)에 계지되고, 밀어넣기용 로프(42)의 도중 부위는, 밀어넣기용 가동 시브(41)와 밀어넣기용 고정 시브(39)에 권회되어 있다. 그리고, 밀어넣기용 로프(42)의 타단측(42B)은, 밀어넣기용 고정 시브(39)로부터 외통(13)의 내측에 삽입되고, 당해 외통(13)의 내측에서 내통(21)의 상부측에 계지되어 있다.

따라서, 신축 실린더(25)를 도 1 및 도 9에 나타내는 최신장 상태로부터 축소시킨 경우에는, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)가 시브 장착구(29)와 함께 상방으로 이동하고, 신축용 가동 시브(33)가 신축용 고정 시브(31)에 접근한다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(33)와 신축용 고정 시브(31)에 권회된 신축용 로프(34)가 풀어지고, 내통(23)은 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장한다. 이때, 내통(23)의 상부측에 계지된 지지용 로프(37)의 타단측(37B)이 내통(23)과 함께 하방으로 이동하므로, 지지용 로프(37)에 의해 지지된 내통(21)도 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장한다. 이렇게 하여, 도 2 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 튜브(25A)가 상한 위치까지 이동하여 신축 실린더(25)가 최축소 상태에 도달함으로써, 신축 아암(12)은 최신장 상태가 된다.

여기에서, 시브 장착구(29)가 신축용 고정 시브(31)에 접근하면, 밀어넣기용 가동 시브(41)와 밀어넣기용 고정 시브(39)의 사이에 밀어넣기용 로프(42)가 권취되고, 밀어넣기용 로프(42)의 타단측(42B)이 내통(21)을 따라서 하방으로 이동한다. 이로 인해, 밀어넣기용 로프(42)는 항상 일정한 장력을 유지한다. 또한, 내통(21)은 지지용 로프(37)에 지지된 상태에서 신장하므로, 지지용 로프(37)도 항상 일정한 장력을 유지한다.

따라서, 외통(13)으로부터 내통(21, 23)이 신장한 상태에서, 후술하는 클램셸 버킷(43)을 이용하여 굴삭작업을 행함으로써, 내통(21, 23)에 대하여 상향의 굴삭 반력이 작용한 경우에도, 밀어넣기용 로프(42), 지지용 로프(37)의 장력에 의해, 내통(21, 23)이 축소쪽으로 이동해버리는 것을 억제할 수 있다.

다음에, 신축 실린더(25)를, 도 2 및 도 10에 나타내는 최축소 상태로부터 신장시킨 경우에는, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)가 시브 장착구(29)와 함께 하방으로 이동하고, 신축용 가동 시브(33)가 신축용 고정 시브(31)로부터 이간한다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(33)와 신축용 고정 시브(31)의 사이에서 신축용 로프(34)가 권취되고, 내통(23)은 상방으로 이동하여 내통(21) 내에 수용되어 간다. 이때, 내통(23)의 상부측에 계지된 지지용 로프(37)의 타단측(37B)이 내통(23)과 함께 상방으로 이동하므로, 지지용 로프(37)에 의해 지지된 내통(21)도 상방으로 이동하여 외통(13) 내에 수용되어 간다. 이렇게 하여, 도 1 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 튜브(25A)가 하한 위치까지 이동하여 신축 실린더(25)가 최신장 상태에 도달함으로써, 신축 아암(12)은 최축소 상태가 된다.

한편, 신축 아암(12)이 최축소 상태와 최신장 상태의 사이에서 신축할 때에는, 신축 실린더(25)를 사이에 두고 우측에 배치된 신축용 고정 시브(31′), 신축용 가동 시브(33′), 신축용 로프(34′), 지지용 고정 시브(35′), 지지용 로프(37′), 밀어넣기용 고정 시브(39′), 및 밀어넣기 기구(38′)를 구성하는 밀어넣기용 가동 시브(41′), 밀어넣기용 로프(42′)도 상술한 바와 동일하게 작동하는 것이다.

여기에서, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 외통(13)은, 후면(13A), 전면(13B), 좌·우의 측면(13C, 13D), 좌·우의 경사면(13E, 13F)에 의해 둘러싸여진 육각형의 단면 형상을 가지고, 밀어넣기용 가동 시브(41)는, 좌경사면(13E)과 좌·우방향에서 대면하는 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 도 13 중에 화살표(X)로 나타내는 바와 같이, 밀어넣기용 가동 시브(41)를 좌경사면(13E)에 접근시켜 배치할 수 있고, 바람직하게는 좌·우의 측면(13C, 13D)과 동등 위치나, 보다 내측의 위치에 설치하면 된다. 이 경우에는, 밀어넣기용 가동 시브(41)와의 사이에서 밀어넣기용 로프(42)가 권회되는 밀어넣기용 고정 시브(39)의 지지축(39A)과, 외통(13)의 좌측면(13C)이 이루는 각도(θ)를 크게 함으로써, 도 14 중에 화살표(Y)로 나타내는 바와 같이, 밀어넣기용 고정 시브(39) 중 외통(13) 내에 수용된 일부를 내통(21)으로부터 충분히 이간시킬 수 있고, 또한, 밀어넣기용 고정 시브(39) 중 외통(13)으로부터 외부에 노출되는 부분의 외통(13)의 좌·우의 측면(13C, 13D)으로부터의 돌출량을 적게 할 수 있다. 이 결과, 외통(13)의 좌·우의 측면(13C, 13D) 사이의 치수를 크게 하지 않고, 밀어넣기용 고정 시브(39)와 내통(21)의 사이에 양자가 간섭하지 않는 충분한 간격을 확보할 수 있어, 신축 아암(12) 전체를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 이것은, 신축 실린더(25)를 사이에 두고 우측에 배치된 밀어넣기용 가동 시브(41′), 밀어넣기용 로프(42′)에 대해서도 동일하다.

43은 내통(23)의 선단측(하단측)에 설치된 장착 아이(24)에 요동 가능하게 장착된 클램셸 버킷을 나타내고 있다. 이 클램셸 버킷(43)은, 버킷 실린더(44)를 신축시킴으로써 개·폐하여, 토사를 굴삭하는 것이다.

본 실시형태에 의한 심굴 굴삭기(1)는 상술과 같은 구성을 가지는 것으로, 이하, 심굴 굴삭할 지면(100)에 대하여, 심굴 굴삭기(1)를 이용하여 수직갱(101)을 굴삭하는 작업에 대하여 설명한다. 또한, 신축 실린더(25)를 신장·수축시키는 유압 회로에 대해서는 나중에 상술한다.

먼저, 도 1에 나타내는 바와 같이, 심굴 굴삭기(1)는, 신축 실린더(25)를 최신장시켜 신축 아암(12)을 최축소 상태로 하고, 수직갱(101)을 굴삭할 지면(100)에 대하여 신축 아암(12)을 수직한 자세로 유지한다.

이 상태에서, 신축 실린더(25)를 축소시킴으로써, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)를 시브 장착구(29)와 함께 상방으로 이동시키고, 신축용 가동 시브(33)를 신축용 고정 시브(31)에 접근시킨다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(33)와 신축용 고정 시브(31)에 권회된 신축용 로프(34)가 풀어지고, 내통(23)이 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장함과 함께, 지지용 로프(37)에 의해 지지된 내통(21)도 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장한다.

이때, 시브 장착구(29)에 지지된 밀어넣기용 가동 시브(41)와 밀어넣기용 고정 시브(39)의 사이에서 밀어넣기용 로프(42)가 권취됨으로써, 밀어넣기용 로프(42)는 항상 일정한 장력을 유지한다. 또한, 외통(13)과 내통(23)의 사이에서 내통(21)을 지지하는 지지용 로프(37)도 항상 일정한 장력을 유지한다.

이 결과, 밀어넣기용 로프(42), 지지용 로프(37)의 장력에 의해, 외통(13)으로부터 내통(21, 23)이 신장한 상태를 유지할 수 있고, 클램셸 버킷(43)을 수직갱(101)의 바닥면에 밀어넣을 수 있다. 이 상태에서, 버킷 실린더(44)에 의해 클램셸 버킷(43)을 개·폐시킴으로써, 클램셸 버킷(43)을 이용하여 수직갱(101)을 깊이 굴삭할 수 있어, 클램셸 버킷(43)에 의해 대량의 토사를 떠낼 수 있다.

클램셸 버킷(43)에 의해 토사를 떠낸 후에는, 신축 실린더(25)를 신장시킴으로써, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)를 시브 장착구(29)와 함께 하방으로 이동시키고, 신축용 가동 시브(33)를 신축용 고정 시브(31)로부터 이간시킨다.

이로 인해, 신축용 가동 시브(33)와 신축용 고정 시브(31)의 사이에서 신축용 로프(34)가 권취되고, 내통(23)은 상방으로 이동하여 내통(21) 내에 수용되어 간다. 이때, 외통(13)과 내통(23)의 사이를 연결하는 지지용 로프(37)의 타단측(37B)이, 내통(23)과 함께 상방으로 이동함으로써, 지지용 로프(37)에 의해 지지된 내통(21)도 상방으로 이동하여 외통(13) 내에 수용되어 간다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 신축 실린더(25)가 최신장 상태에 도달하고, 신축 아암(12)이 최축소 상태가 된 후에는, 붐(4)의 선단측을 들어올려 클램셸 버킷(43)을 수직갱(101)으로부터 빼낸다. 그리고, 하부 주행체(2)에 의해 원하는 배토 장소까지 자주한 후, 이 배토 장소에, 클램셸 버킷(43)에 의해 파지한 토사를 배출한다.

여기에서, 본 실시형태에 의한 심굴 굴삭기(1)는, 신축 실린더(25)의 로드(25B)의 선단부(25C)를, 신축 아암(12)의 외통(13)에 설치된 브래킷(13J)에 핀(25D)을 이용하여 핀결합하고, 자유단으로 된 튜브(25A)에, 신축용 가동 시브(33)를 지지하는 시브 장착구(29)를 장착하는 구성으로 하고 있다. 이 때문에, 클램셸 버킷(43)에 의해 굴삭한 토사를 지면 상에 들어올리기 위하여, 신축 실린더(25)를 신장시켜 신축 아암(12)을 축소시킬 때에는, 중량물인 튜브(25A)와 시브 장착구(29)가 함께 하방으로 이동한다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(33)와 신축용 고정 시브(31)에 권회된 신축용 로프(34)에 대하여, 튜브(25A)와 시브 장착구(29)의 중량에 의한 하향의 하중이 작용한다. 이 결과, 튜브(25A)와 시브 장착구(29)의 중량을 이용하여 내통(21, 23)의 인상력을 증대시킬 수 있고, 신축 실린더(25)에 의한 내통(21, 23)의 인상 동작을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의한 심굴 굴삭기(1)는, 신축용 고정 시브(31)를 2매의 고정 시브(31A, 31B)에 의해 구성함과 함께, 신축용 가동 시브(33)를 2매의 가동 시브(33A, 33B)에 의해 구성하고, 신축용 로프(34)를, 2매의 고정 시브(31A, 31B)와 2매의 가동 시브(33A, 33B)에 4회 걸어 감는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 예를 들면 종래 기술과 같이, 신축용 로프를 4매의 신축용 고정 시브와 4매의 신축용 가동 시브의 사이에 8회 걸어 감는 구성에 비교하여, 신축용 로프의 수명을 연장시킬 수 있다.

게다가, 신축용 고정 시브(31)를 구성하는 2매의 고정 시브(31A, 31B)와, 신축용 가동 시브(33)를 구성하는 2매의 가동 시브(33A, 33B)의 사이에 신축용 로프(34)를 4회 걸어 감음으로써, 신축용 로프(34)를 이용하여 내통(21, 23)을 끌어올릴 때의 인상량을 신축 실린더(25)의 스트로크의 4배로 할 수 있어, 내통(21, 23)을 효율적으로 끌어올릴 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 신축 실린더(25)의 로드(25B)를, 외통(13)의 상부측에서 또한 신축용 고정 시브(31)보다 하측에 고정하고 있다. 이로 인해, 시브 장착구(29)가 장착된 신축 실린더(25)의 튜브(25A)를, 상·하방향으로 연장된 외통(13)의 대략 상반부의 범위에서 상·하방향으로 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 수직갱(101)의 굴삭시에 외통(13)의 하반부가 지하에 들어간 경우에도, 상부 선회체(3)의 캡(3B) 내의 오퍼레이터는, 신축 실린더(25)의 신축 동작 등을 육안으로 확인할 수 있으므로, 굴삭 작업의 작업성이나 안전성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 외통(13)의 외측에, 외통(13)과 평행하여 길이방향으로 연장되는 2개의 시브 장착구 가이드 레일(27)을 고정하여 설치하고, 시브 장착구(29)는, 신축 실린더(25)의 신축에 따라, 시브 장착구 가이드 레일(27)을 따라 외통(13)의 길이방향으로 이동하는 구성으로 하고 있다.

따라서, 시브 장착구(29)는, 시브 장착구 가이드 레일(27)로 안내되어 항상 일정한 궤도 위를 이동할 수 있다. 이 결과, 신축용 고정 시브(31)와 신축용 가동 시브(33)에 권회된 신축용 로프(34)는, 신축용 가동 시브(33)의 이동에 원활히 추종할 수 있으므로, 외통(13)에 대한 내통(21, 23)의 신축 동작의 안정성을 높일 수 있다. 게다가, 외통(13)에 고정한 2개의 시브 장착구 가이드 레일(27)에 의해 외통(13)의 강도를 높일 수 있으므로, 신축 아암(12) 전체의 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 시브 장착구(29)가 장착된 신축 실린더(25)의 튜브(25A)도, 시브 장착구 가이드 레일(27)을 따라 일정한 궤도 위를 이동할 수 있다. 이 결과, 신축 실린더(25)의 좌굴이나 횡하중에 대한 강도를 높일 수 있어, 신축 실린더(25)의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 외통(13) 중, 상부 선회체(3)의 캡(3B)측에 위치하는 후면(13A)에 한 쌍의 붐 브래킷(17)을 설치하고, 이들 한 쌍의 붐 브래킷(17)을 붐(4)의 선단측에 장착함과 함께, 붐 브래킷(17) 사이에 형성된 극간(17B) 내에 신축 실린더(25)를 배치하고 있다.

이로 인해, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)에 장착된 시브 장착구(29), 시브 장착구(29)에 지지된 신축용 가동 시브(33), 신축용 고정 시브(31)와 신축용 가동 시브(33)에 권회된 신축용 로프(34) 등을, 상부 선회체(3)의 캡(3B)측으로부터 직접적으로 눈으로 볼 수 있다. 이로 인해, 캡(3B) 내의 오퍼레이터는, 신축 실린더(25) 등을 눈으로 보면서 외통(13)에 대하여 내통(21, 23)을 신축시킬 수 있어, 이 신축 동작을 정확하게 행할 수 있다.

또한, 외통(13) 중 붐 브래킷(17)이 설치된 후면(13A)과는 반대측이 되는 전면(13B)에는, 신축 실린더(25), 신축용 고정 시브(31), 시브 장착구(29), 신축용 가동 시브(33) 등을 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 수직갱(101)의 굴삭시에 이들 신축 실린더(25) 등이 장해물과 접촉하여 손상되는 일이 없어, 굴삭 작업의 작업성을 높일 수 있다.

한편, 도 15에 나타내는 바와 같이, 심굴 굴삭기(1)를 수송 자세로 하기 위하여, 외통(13) 중 붐(4)에 장착되는 후면(13A)과는 반대측인 전면(13B)을 지면에 둔 경우에는, 특별한 받침대 등을 이용하지 않고, 신축 실린더(25), 시브 장착구(29), 신축용 고정 시브(31), 신축용 가동 시브(33) 등을, 신축 아암의 중량이 작용할 일이 없는 상향의 자세로 유지할 수 있다.

따라서, 심굴 굴삭기(1)를 수송 자세로 한 상태에서는, 외통(13)에 장착된 신축 실린더(25), 신축용 고정 시브(31), 시브 장착구(29), 신축용 가동 시브(33) 등에 대한 메인터넌스 작업을, 지면에 가까운 위치에서 행할 수 있으므로, 이 메인터넌스 작업의 작업성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 외통(13)의 후면(13A)에 각통 형상의 튜브 가이드(26)를 설치하고, 이 튜브 가이드(26) 내에 신축 실린더(25)의 튜브(25A)를 이동(슬라이딩) 가능하게 수용하고 있다. 이로 인해, 자유단으로 된 신축 실린더(25)의 튜브(25A)를, 튜브 가이드(26)에 의해 외통(13)의 길이방향으로 안내할 수 있어, 시브 장착구(29)가 장착된 튜브(25A)를 원활히 이동시킬 수 있다.

게다가, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)는, 튜브 가이드(26)를 따라 일정한 궤도 위를 이동할 수 있으므로, 신축 실린더(25)의 좌굴이나 횡하중에 대한 강도를 높일 수 있다. 또한, 튜브 가이드(26) 내에 튜브(25A)를 수용함으로써, 수직갱(101)의 굴삭 작업에 의한 낙석 등으로부터 튜브(25A)를 보호할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 외통(13)을 육각형의 단면 형상을 가지는 통 형상으로 형성하고, 붐(4)의 선단측에 장착되는 후면(13A)과 좌·우의 측면(13C, 13D) 사이에 좌·우의 경사면(13E, 13F)을 설치하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 외통(13)에 작용하는 하중에 대하여 좌굴 강도를 높일 수 있고, 외통(13)의 수명을 연장시킬 수 있으므로, 신축 아암(12) 전체의 신뢰성을 높일 수 있다.

게다가, 신축용 가동 시브(33)를, 외통(13)의 좌측면(13C)보다 외측에 배치 함으로써, 신축용 가동 시브(33)가 외통(13)의 좌측면(13C)과 약간의 간격을 두고 좌·우방향에서 대면하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(33)가, 외통(13)의 후면(13A)측으로 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있어, 직경이 큰 신축용 가동 시브(33)를 이용한 경우에도, 이 신축용 가동 시브(33)의 주위를 소형화할 수 있다. 이 결과, 직경이 큰 신축용 가동 시브(33)를 이용함으로써, 신축용 로프(34)의 수명을 연장시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 의한 심굴 굴삭기(1)는, 신축용 로프(34)의 수명을 연장시킬 수 있는 구조이기 때문에, 신축용 로프(34)에 작용하는 부하를 크게 설정할 수 있다. 이 결과, 신축용 로프(34)가 접속된 내통(23)의 선단측에 장착되는 클램셸 버킷(43)의 용량을 크게 할 수 있고, 대량의 토사를 굴삭함으로써 굴삭 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의한 심굴 굴삭기(1)는, 외통(13)의 하부측에 시브 장착 개구(16)를 설치하고, 밀어넣기용 고정 시브(39)의 일부를 시브 장착 개구(16)을 통하여 외통(13)의 내측에 배치하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 밀어넣기용 고정 시브(39)의 직경을 크게 설정한 경우에도, 외통(13)에 대하여 밀어넣기용 고정 시브(39)를 컴팩트하게 장착할 수 있다. 이 결과, 직경이 큰 밀어넣기용 고정 시브(39)를 이용함으로써, 밀어넣기용 로프(42)의 수명을 연장시킬 수 있다.

게다가, 외통(13)의 하부측에 설치한 시브 장착 개구(16)의 위치에 밀어넣기용 고정 시브(39)를 배치함으로써, 종래 기술과 같이 외통의 하단부에 밀어넣기용 고정 시브를 배치할 필요가 없다. 이로 인해, 내통(21)을 외통(13) 내에 수용했을 때에, 내통(21)의 하단부에 설치한 하플랜지판(22)이 밀어넣기용 고정 시브(39)에 간섭하는 일이 없어, 내통(21)의 하플랜지판(22)을 외통(13)의 하단부(13H)의 근방까지 접근시킬 수 있다. 이 결과, 신축 아암(12)을 최축소시켰을 때의 전체 길이를 단축할 수 있어, 예를 들면 심굴 굴삭기(1)를 수송할 때에 컴팩트한 수송 자세로 할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 신축 아암(12)을 구성하는 외통(13) 중, 붐 브래킷(17)이 장착되는 후면(13A)측에, 신축 실린더(25), 시브 장착구 가이드 레일(27), 시브 장착구(29), 신축용 고정 시브(31), 신축용 가동 시브(33) 등을 배치하는 구성을 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 도 16에 나타내는 변형례와 같이, 외통(13) 중, 붐 브래킷(17)이 장착되는 후면(13A)과는 반대측이 되는 전면(13B)측에, 신축 실린더(25), 시브 장착구 가이드 레일(27), 시브 장착구(29), 신축용 고정 시브(31), 신축용 가동 시브(33) 등을 배치하는 구성으로 해도 된다. 이로 인해, 기존의 신축 아암에 익숙해진 오퍼레이터에게 있어 심굴 굴삭기를 조작할 때의 위화감이 없어, 그 조작성을 높일 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 신축용 고정 시브(31, 31′), 신축용 가동 시브(33, 33′), 신축용 로프(34, 34′), 지지용 고정 시브(35, 35′), 지지용 로프(37, 37′), 밀어넣기용 고정 시브(39, 39′), 밀어넣기용 가동 시브(41, 41′), 밀어넣기용 로프(42, 42′) 등의 각 부재를, 외통(13)에 대하여 신축 실린더(25)를 사이에 두고 좌·우 대칭이 되도록 2세트 설치한 경우를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 신축용 고정 시브(31), 신축용 가동 시브(33), 신축용 로프(34), 지지용 고정 시브(35), 지지용 로프(37), 밀어넣기용 고정 시브(39), 밀어넣기용 가동 시브(41), 밀어넣기용 로프(42) 등의 각 부재를, 외통(13)의 좌·우방향의 중앙부에 1세트 설치하는 구성으로 해도 된다.

---유압 회로에 대하여---

신축 실린더(25)를 신장·수축시키는 유압 회로에 대하여, 이하에 설명한다. 도 17은, 본 실시형태의 유압 회로(200)와, 이 유압 회로(200)에 의해 신축이 제어되는 다단 아암 구동 기구(111)의 개략 구성을 포함하는 유압 장치(300)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 17에서는, 설명의 편의상, 상술한 다단 아암 구동 기구, 즉, 신축 실린더(25)와, 시브 장착구(29)와, 신축용 고정 시브(31)와, 신축용 가동 시브(33)와, 신축용 로프(34)를 간략화 및 일부 생략하여 기재하고 있다.

유압 회로(200)는, 유압 펌프(201)와, 제어 밸브(210)와, 제 1 유로(241)와, 제 2 유로(242)와, 카운터 밸런스 밸브(221)와, 릴리프 밸브(222)와, 전환 밸브(232)와, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)를 구비하고 있다.

제어 밸브(210)는, 유압 펌프(201)로부터 신축 실린더(25)로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브이고, 오퍼레이터에 의한 도시 생략의 조작 부재의 조작에 의거하여 스풀의 위치 및 이동량이 변경된다. 본 실시형태에서는, 제어 밸브(210)는, 유압 파일럿 조작식의 제어 밸브이고, 조작 부재의 조작에 따라 파일럿 관로(261, 262)에 의해 공급되는 파일럿 압유의 압력에 의거하여 스풀의 위치 및 이동량이 변경된다. 또한, 조작 부재로는, 예를 들면 조작 레버나 조작 페달 등을 들 수 있다. 제어 밸브(210)는, 파일럿 관로(261)에 의해 공급되는 파일럿 압유의 압력에 의거하여, 신축 실린더(25)를 수축시키는 수축 위치(a위치)로 전환되고, 파일럿 관로(262)에 의해 공급되는 파일럿 압유의 압력에 의거하여, 신축 실린더(25)를 신장시키는 신장 위치(b위치)로 전환되며, 및, 파일럿 관로(261, 262)로의 파일럿 압유의 공급을 중지함으로써 신축 실린더(25)로의 압유의 공급과 신축 실린더(25)로부터의 압유의 복귀를 금지하는 중립 위치(c위치)로 전환된다.

신축 실린더(25)와 제어 밸브(210)는, 제 1 유로(241) 및 제 2 유로(242)를 개재하여 접속되어 있다. 제 1 유로(241)는, 신축 실린더(25)와 제어 밸브(210) 사이의 제 1 유로이고, 신축 실린더(25)의 보텀측 유실(251)에 접속되어 있다. 제 2 유로(242)는, 신축 실린더(25)와 제어 밸브(210) 사이의 제 2 유로이고, 신축 실린더(25)의 로드측 유실(252)에 접속되어 있다. 또한, 제어 밸브(210)와 작동유 탱크(202)는, 유로(245)에 의해 접속된다. 또한, 제 2 유로(242)에는, 제 2 유로(242)의 압유를 제어 밸브(210)를 거치지 않고 작동유 탱크(202)로 유도하기 위한 유로(243, 244)가 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 작동유 탱크(202)로 통하는 관로, 즉 탱크압이 되는 유압 회로를 유압 회로(200)의 저압측이라고 한다.

카운터 밸런스 밸브(221)는, 제 1 유로(241)에 설치되어 있다. 또한, 카운터 밸런스 밸브(221)는 역류 방지 밸브(221a)를 내장하고 있고, 신축 실린더(25)의 보텀측 유실(251)로 향하는 압유의 흐름을 허가한다. 또한, 카운터 밸런스 밸브(221)의 파일럿 포트는 파일럿 유로(221p)에 의해 제 2 유로(242)에 접속되어 있고, 카운터 밸런스 밸브(221)는, 제 2 유로(242)로의 압유의 공급(압력의 상승)에 의해 밸브 개방한다. 릴리프 밸브(222)는, 제 1 유로(241) 중, 보텀측 유실(251)과 카운터 밸런스 밸브(221) 사이의 유로에 1차측 포트(222a)가 접속되고, 제 2 유로(242)에 2차측 포트(222b)가 접속된다. 또한, 카운터 밸런스 밸브(221) 및 릴리프 밸브(222)는, 예를 들면 밸브 블록(220)으로서 일체적으로 설치되어 있어, 신축 실린더(25)의 보텀측 유실(251) 및 로드측 유실(252)에 직접 접속되어 있다.

전환 밸브(232)는, 유로(243)와 유로(244)의 사이에 설치되는 것으로, 파일럿 배관(261)에 공급되는 파일럿 압유에 의해 위치가 전환됨으로써, 유로(243)와 유로(244)를 접속/차단하는 유압 파일럿 조작식의 전환 밸브이다. 전환 밸브(232)는, 유압 회로(200)의 저압측에 제 2 유로(242)의 압유를 흘려보내는 것을 허가하는 허가 위치(a위치)와, 유압 회로(200)의 저압측에 제 2 유로(242)의 압유를 흘려보내는 것을 금지하는 금지 위치(b위치)로 전환된다. 또한, 유로(243)는, 제 2 유로(242)와 전환 밸브(232)를 접속하는 유로이고, 유로(244)는, 전환 밸브(232)와 작동유 탱크(202)를 접속하는 유로이며, 유압 회로(200)의 저압측과 접속하는 유로이다.

가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)는, 제 1 유로(241) 중, 카운터 밸런스 밸브(221)와 제어 밸브(210) 사이의 유로에 설치되어 있다. 즉, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)는, 카운터 밸런스 밸브(221) 및 제어 밸브(210)와 직렬로 설치되어 있다. 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)는 역류 방지 밸브(223a)를 내장하고 있으므로, 신축 실린더(25)의 보텀측 유실(251)로 향하는 압유에 대해서는 유량의 제어를 행하지 않는다.

---신축 아암(12)의 신축 정지---

다음에, 유압 회로(200)의 동작에 대하여 설명한다. 오퍼레이터에 의한 도시 생략의 조작 부재가 조작되고 있지 않은 경우, 파일럿 압유가 파일럿 배관(261, 262)에 공급되지 않는다. 이로 인해, 제어 밸브(210)가 c위치로 전환된다. 따라서, 제어 밸브(210)는, 유압 펌프(201)로부터의 압유가 보텀측 유실(251) 및 로드측 유실(252)에 공급되지 않도록 유압 펌프(201)로부터의 압유를 차단함과 함께, 보텀측 유실(251), 로드측 유실(252)로부터 유로(245)를 거쳐 탱크(202)로 되돌아가는 기름을 차단한다.

보텀측 유실(251)의 압유는, 예를 들면 유로(244)나 유로(245) 등의 저압측에 접속되어 있는 유로로 유출되지 않도록 카운터 밸런스 밸브(221) 및 제어 밸브(210)에 의해 차단되어 있다.

파일럿 압유가 파일럿 배관(261)에 공급되지 않기 때문에, 전환 밸브(232)는, 내장하는 스프링의 가압력으로 a위치로 전환된다. 그 때문에, 제 2 유로(242)는, 제어 밸브(210)에 의해 유로(245)와 차단되어 있으나, 유로(243), 전환 밸브(232) 및 유로(244)를 개재하여 저압측이 되는 탱크(202)와 접속된다.

또한, 신축 실린더(25)에는, 신축 아암(12)의 내통(21, 23)이나 내통(23)의 하단측에 장착된 클램셸 버킷(43) 등의 자중에 의해 로드(25B)를 수축시키는 하중이 작용하고 있다. 그 때문에, 보텀측 유실(251)의 압유는 피스톤(25E)를 개재하여 압축된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 보텀측 유실(251)은 카운터 밸런스 밸브(221)에 의해 저압측의 유로와는 차단되어 있다. 따라서, 오퍼레이터에 의한 도시 생략의 조작 부재가 조작되고 있지 않은 경우, 신축 아암(12)의 내통(21, 23) 및 클램셸 버킷(43)은, 중력에 거슬러 정지한다.

신축 아암(12)의 신축을 정지시킨 상태에서, 예를 들면 상술한 붐 실린더(4A)나 굴삭 장치 요동 실린더(4B)를 구동하여, 굴삭 장치(11)를 상승시키는 경우, 클램셸 버킷(43)을 지면으로부터 떼어낼 때에 신축 아암(12)에 신장방향(아래방향)의 큰 부하가 작용한다. 그 때문에, 클램셸 버킷(43)을 지면으로부터 떼어낼 때에는, 보텀측 유실(251)에 큰 압력이 작용하게 된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 보텀측 유실(251)과 카운터 밸런스 밸브(221) 사이의 유로에 릴리프 밸브(222)의 1차측 포트(222a)가 접속되고, 제 2 유로(242)에 2차측 포트(222b)가 접속되어 있다. 이로 인해, 보텀측 유실(251) 내의 압력이 상승해도, 릴리프 밸브(222)에 의해 고압의 압유가 제 2 유로(242)로 흘러가도록 구성되어 있다. 보텀측 유실(251)로부터 릴리프 밸브(222)을 개재하여 제 2 유로(242)로 흘러간 압유는, 유로(243), 전환 밸브(232), 유로(244)을 개재하여 유압 회로(200)의 저압측에 유출된다.

---신축 아암(12)의 신장---

오퍼레이터에 의해, 신축 아암(12)이 신장하도록, 즉 신축 실린더(25)를 수축시키도록 도시 생략의 조작 부재가 조작되면, 조작 부재의 조작량에 따른 압력의 파일럿 압유가 파일럿 배관(261)에 공급된다. 이로 인해, 제어 밸브(210)가 a위치로 전환되고, 전환 밸브(232)가 b위치로 전환된다. 따라서, 유압 펌프(201)로부터의 압유는, 전환 밸브(232)를 개재하여 유압 회로(200)의 저압측으로 흐르지 않고, 제 2 유로(242)를 개재하여 로드측 유실(252)에 공급된다.

유압 펌프(201)로부터의 압유가 제 2 유로(242)에 흐름으로써, 제 2 유로(242)에 접속된 유로(221p)를 개재하여 유압 펌프(201)로부터의 압유가 카운터 밸런스 밸브(221)에 파일럿압으로서 작용한다. 이로 인해, 보텀측 유실(251)에 소정의 유지 압력이 작용한 상태에서 카운터 밸런스 밸브(221)는 밸브 개방하고, 보텀측 유실(251)의 압유가 카운터 밸런스 밸브(221)를 개재하여 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)로 흐르는 것이 허가된다. 이로 인해, 신축 실린더(25)는, 신축 아암(12)의 내통(21, 23)이나 클램셸 버킷(43) 등의 자중의 영향을 받지 않고, 순조롭게 기동시킬 수 있다.

또한, 제어 밸브(210)가 a위치로 전환되어 있기 때문에, 제 1 유로(241)는 제어 밸브(210)를 개재하여 유로(245)와 접속된다. 이로 인해, 보텀측 유실(251)의 압유는, 카운터 밸런스 밸브(221)를 개재하여, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)로 유량이 제어되어, 유압 회로(200)의 저압측에 유출된다.

또한, 이 실시형태에서는, 다단 신축 아암 구동 기구(111)로서 동활차(動滑車)를 이용하여, 신장시의 속도를 증속하고 있다. 그래서, 오퍼레이터가 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)의 가변 스로틀량을 조정하여 원하는 아암 신장 속도를 선택할 수 있도록 구성하고 있다.

따라서, 오퍼레이터에 의해, 신축 아암(12)이 신장하도록, 즉 신축 실린더(25)를 수축시키도록 도시 생략의 조작 부재가 조작되면, 로드측 유실(252)에 공급되는 압유에 의해 신축 실린더(25)가 수축하고, 신축 아암(12)이 신장된다.

---신축 아암(12)의 수축---

오퍼레이터에 의해, 신축 아암(12)이 수축하도록, 즉 신축 실린더(25)를 신장시키도록 도시 생략의 조작 부재가 조작되면, 조작 부재의 조작량에 따른 압력의 파일럿 압유가 파일럿 배관(262)에 공급된다. 이로 인해, 제어 밸브(210)가 b위치로 전환된다. 따라서, 유압 펌프(201)로부터의 압유는, 제 1 유로(241)의 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)에 내장된 역류 방지 밸브(231a) 및 카운터 밸런스 밸브(221)에 내장된 역류 방지 밸브(221a)를 개재하여 보텀측 유실(251)에 공급된다.

파일럿 압유가 파일럿 배관(261)에 공급되지 않기 때문에, 전환 밸브(232)는, 내장하는 스프링의 가압력으로 a위치로 전환된다. 또한, 상술한 바와 같이, 제어 밸브(210)는 b위치로 전환된다. 그 때문에, 제 2 유로(242)는, 제어 밸브(210) 및 유로(245)를 개재하여 탱크(202)와 접속됨과 함께, 유로(243), 전환 밸브(232) 및 유로(244)를 개재하여 탱크(202)와 접속된다. 이로 인해, 로드측 유실(252)의 압유가 제어 밸브(210) 및 전환 밸브(232)를 개재하여 유압 회로(200)의 저압측으로 흐르는 것이 허가된다. 그 때문에, 신축 실린더(25)의 신장시에는, 로드측 유실(252)의 압유는, 제어 밸브(210)에 의한 배압의 영향을 받지 않고 전환 밸브(232)를 개재하여 유압 회로(200)의 저압측으로 흐른다.

따라서, 오퍼레이터에 의해, 신축 아암(12)이 수축하도록, 즉 신축 실린더(25)를 신장시키도록 도시 생략의 조작 부재가 조작되면, 보텀측 유실(251)에 공급되는 압유에 의해 신축 실린더(25)가 신장하고, 신축 아암(12)이 수축된다.

또한, 신축 아암(12)을 수축시킴으로써 클램셸 버킷(43)을 땅속에서 상승시키는 경우에, 보텀측 유실(251) 내의 압력이 필요 이상으로 상승해도, 릴리프 밸브(222)로부터 압유가 제 2 유로(242)에 흘러가도록 구성되어 있다.

본 실시형태의 유압 회로(200) 및 유압 장치(300)에서는, 다음의 작용 효과를 가진다.

(1) 신축 실린더(25)의 보텀측 유실(251)에 접속되는 제 1 유로(241)에 카운터 밸런스 밸브(221)를 설치하였다. 제 1 유로(241) 중, 보텀측 유실(251)과 카운터 밸런스 밸브(221) 사이의 유로에 릴리프 밸브(222)의 1차측 포트(222a)를 접속하고, 제 2 유로(242)에 릴리프 밸브(222)의 2차측 포트(222b)를 접속하도록 구성하였다. 또한, 제 2 유로(242)로부터 분기하는 유로(243)에 전환 밸브(232)을 설치하도록 구성하였다.

즉, 보텀측 유실(251)의 압유를 카운터 밸런스 밸브(221) 및 중립 위치(c위치)로 된 제어 밸브(210)로 차단하도록 구성하였다. 따라서, 예를 들면 카운터 밸런스 밸브(221)와 제어 밸브(210) 사이의 제 1 유로(241)에 문제가 생겼다고 해도, 보텀측 유실(251)의 압유를 카운터 밸런스 밸브(221)로 유지할 수 있다. 또한, 가령 카운터 밸런스 밸브(221)에 문제가 생겼다고 해도, 보텀측 유실(251)의 압유를 중립 위치(c위치)로 된 제어 밸브(210)로 유지할 수 있다. 이로 인해, 신축 아암(12)이나 신축 아암(12)의 하단측에 장착된 클램셸 버킷(43) 등을 중력에 저항하여 유지할 수 있으므로, 심굴 굴삭기(1)의 신뢰성을 향상할 수 있다.

신축 아암(12)의 신장시, 즉 신축 실린더(25)의 수축시에 전환 밸브(232)가 b위치로 전환되도록 구성하였다. 이로 인해, 신축 아암(12)의 신장시, 즉 신축 실린더(25)의 수축시에, 유압 펌프(201)로부터의 압유가 전환 밸브(232)를 개재하여 유압 회로(200)의 저압측에 흐르지 않고, 제 2 유로(242)를 개재하여 로드측 유실(252)에 공급된다. 또한, 신축 아암(12)의 수축시, 즉 신축 실린더(25)의 신장시에 전환 밸브(232)가 a위치로 전환되도록 구성하였다. 이로 인해, 신축 아암(12)의 신장시, 즉 신축 실린더(25)의 수축시에, 로드측 유실(252)의 압유가 제어 밸브(210)에 의한 배압의 영향을 받지 않고 전환 밸브(232)를 개재하여 유압 회로(200)의 저압측으로 흐른다. 따라서, 신축 아암(12)의 신장시에 악영향을 주지 않고, 신축 아암(12)의 신장시에, 로드측 유실(252)의 압유에 작용하는 배압을 저감할 수 있어, 유압 회로(200)의 효율을 향상할 수 있으므로, 심굴 굴삭기(1)의 에너지 효율을 향상할 수 있다.

보텀측 유실(251) 내의 압력이 상승해도, 릴리프 밸브(222)로부터 압유가 제 2 유로(242)로 흘러가도록 구성하였다. 이로 인해, 예를 들면, 붐 올림 조작으로 굴삭 장치(11)를 상승시키거나 신축 아암(12)을 수축시킴으로써 클램셸 버킷(43)을 땅속에서 상승시키는 경우에, 보텀측 유실(251) 내의 압력의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 신축 실린더(25)나 카운터 밸런스 밸브(221)의 내구성을 향상할 수 있으므로, 심굴 굴삭기(1)의 내구성, 신뢰성을 향상할 수 있다.

(2) 제 1 유로(241) 중, 카운터 밸런스 밸브(221)와 제어 밸브(210) 사이의 유로에 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)를 설치하도록 구성하였다. 이로 인해, 신축 아암(12)의 신장 속도, 즉 신축 실린더(25)의 수축 속도를 임의로 설정할 수 있으므로, 예를 들면 오퍼레이터가 원하는 속도로 설정함으로써, 심굴 굴삭기(1)의 조작성이나 작업 효율을 향상할 수 있다. 또한, 가령 카운터 밸런스 밸브(221)에 문제가 생겼다고 해도, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)에서 압유의 유속이 저감되어, 신축 아암(12)의 신장 속도가 억제되므로, 오퍼레이터가 대응하기 쉬워져, 심굴 굴삭기(1)의 신뢰성을 향상할 수 있다.

(3) 유압 회로(200)의 구성이 단순하고, 상술한 각 기능을 효율적으로 발휘할 수 있으므로, 유압 회로(200)의 제조 비용을 억제할 수 있음과 함께, 유압 회로(200)의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 유압 회로(200)의 메인터넌스 비용도 억제할 수 있다. 따라서, 심굴 굴삭기(1)의 제조 비용 및 러닝 코스트를 억제할 수 있고, 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한, 상술의 설명에서는, 제 2 유로(242)로부터 분기하는 유로(221p)를 개재하여 유압 펌프(201)로부터의 압유가 카운터 밸런스 밸브(221)에 파일럿압으로서 작용하도록 구성하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 신축 아암(12)이 신장하도록, 즉 신축 실린더(25)를 수축시키도록 도시 생략의 조작 부재가 조작됨으로써 파일럿 배관(261)에 공급되는 파일럿 압유가 카운터 밸런스 밸브(221)에 파일럿압으로서 작용하도록 구성해도 된다.

또한, 상술의 설명에서는, 제어 밸브(210) 및 전환 밸브(232)가 유압 파일럿 조작식의 밸브이나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제어 밸브(210) 및 전환 밸브(232)를 전자 조작식의 밸브로 해도 된다. 이 경우, 제어 밸브(210)를 a위치로 전환하는 조작 신호에 의해, 전환 밸브(232)가 b위치로 전환되도록 조작 신호를 전환 밸브(232)에 입력하도록 구성하면 된다.

또한, 상술의 설명에서는, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)의 설정 조작에 대하여 특별히 언급하고 있지 않으나, 예를 들면, 캡(3B) 내로부터 설정 조작을 할 수 있도록 구성해도 되고, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)의 배치 위치에서 설정 조작을 할 수 있도록 구성해도 된다.

또한, 본 발명에서는, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)를 설치하는 것은 필수의 구성 요건이 아니고, 고정 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브를 이용해도 된다. 또한, 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브(231)를 설치하지 않아도 된다. 또한, 상술한 각 실시형태 및 변형례는, 각각 조합하여도 된다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시형태의 것에 전혀 한정되지 않고, 유압 실린더의 신장에 의해 다단 아암을 수축하고, 유압 실린더의 수축에 의해 다단 아암을 신장시키는 다단 아암 구동 기구와, 유압 실린더를 신장·수축시키는 이하의 유압 회로를 구비한 각종 구조의 다단 아암의 유압 장치, 및, 이 다단 아암의 유압 장치를 구비하는 각종 구조의 심굴 굴삭기를 포함하는 것이다. 그 유압 회로는, 유압 실린더로의 압유의 흐름을 제어하기 위하여 유압 실린더를 신장시키는 신장 위치, 유압 실린더를 수축시키는 수축 위치 및 유압 실린더로의 압유의 공급과 유압 실린더로부터의 압유의 복귀를 금지하는 중립 위치로 전환되는 제어 밸브와, 유압 실린더의 보텀측 유실과 제어 밸브 사이의 제 1 유로와, 유압 실린더의 로드측 유실과 제어 밸브 사이의 제 2 유로와, 제 1 유로에 설치되는 카운터 밸런스 밸브와, 제 1 유로 중, 보텀측 유실과 카운터 밸런스 밸브 사이의 유로에 1차측이 접속되고, 제 2 유로에 2차측이 접속되는 릴리프 밸브와, 유압 실린더의 신장시에 제 2 유로의 압유를 저압측에 흘려보내는 것을 허가하는 허가 위치 및 유압 실린더의 수축시에 제 2 유로의 압유를 저압측에 흘려보내는 것을 금지하는 금지 위치로 전환되는 전환 밸브를 구비한다.

2 : 하부 주행체(차체)
3 : 상부 선회체(차체)
4 : 붐
12 : 다단 아암(신축 아암)
13 : 외통
13A : 후면
13B : 전면
13C : 좌측면
13D : 우측면
13E : 좌경사면
13F : 우경사면
13G : 상단부
13H : 하단부
16 : 시브 장착 개구
17 : 붐 브래킷
21 : 내통(최외측 내통)
23 : 내통
25 : 신축 실린더
25A : 튜브
25B : 로드
26 : 튜브 가이드
27 : 시브 장착구 가이드 레일
29 : 시브 장착구
31, 31′ : 신축용 고정 시브
33, 33′ : 신축용 가동 시브
34, 34′ : 신축용 로프
35, 35′ : 지지용 고정 시브
38, 38′ : 밀어넣기 기구
39, 39′ : 밀어넣기용 고정 시브
41, 41′ : 밀어넣기용 가동 시브
42, 42′ : 밀어넣기용 로프
111 : 다단 아암 구동 기구
200 : 유압 회로
210 : 제어 밸브
221 : 카운터 밸런스 밸브
222 : 릴리프 밸브
231 : 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브
232 : 전환 밸브
241 : 제 1 유로
242 : 제 2 유로
300 : 유압 장치

Claims (5)

1. 유압 실린더의 신장에 의해 다단 아암을 수축하고, 상기 유압 실린더의 수축에 의해 상기 다단 아암을 신장시키는 다단 아암 구동 기구와,
   상기 유압 실린더를 신장·수축시키는 유압 회로를 구비하고,
   상기 유압 실린더는, 그 로드의 선단부를 상기 다단 아암의 외통에 결합하고, 자유단으로 된 튜브에 신축용 가동 시브를 지지하는 시브 장착구를 장착하고,
   상기 유압 회로는,
   상기 유압 실린더로의 압유의 흐름을 제어하기 위하여 상기 유압 실린더를 신장시키는 신장 위치, 상기 유압 실린더를 수축시키는 수축 위치 및 상기 유압 실린더로의 압유의 공급과 상기 유압 실린더로부터의 압유의 복귀를 금지하는 중립 위치로 전환되는 제어 밸브와,
   상기 유압 실린더의 보텀측 유실과 상기 제어 밸브 사이의 제 1 유로와,
   상기 유압 실린더의 로드측 유실과 상기 제어 밸브 사이의 제 2 유로와,
   상기 제 1 유로에 설치되고, 그 파일럿 포트가 상기 제2 유로에 접속되는 카운터 밸런스 밸브와,
   상기 제 1 유로 중, 상기 보텀측 유실과 상기 카운터 밸런스 밸브 사이의 유로에 1차측이 접속되고, 상기 제 2 유로에 2차측이 접속되는 릴리프 밸브와,
   상기 유압 실린더의 신장시에 상기 제 2 유로의 압유를 저압측에 흘려보내는 것을 허가하는 허가 위치 및 상기 유압 실린더의 수축시에 상기 제 2 유로의 압유를 저압측에 흘려보내는 것을 금지하는 금지 위치로 전환되는 전환 밸브를 구비하고,
   상기 유압 실린더를 수축시키도록 조작 부재가 조작되면, 상기 전환 밸브가 상기 금지 위치로 전환되고, 상기 조작 부재의 조작량에 따른 압력의 압유가 상기 파일럿 포트를 통하여 상기 카운터 밸런스 밸브에 작용함으로써, 상기 카운터 밸런스 밸브가 밸브 개방되고, 상기 유압 실린더의 보텀측 유실의 압유가 상기 카운터 밸런스 밸브를 통하여 상기 유압 회로의 저압측으로 유출되고,
   상기 유압 실린더를 신장시키도록 상기 조작 부재가 조작되면, 상기 전환 밸브가 상기 허가 위치로 전환되고, 상기 유압 실린더의 로드측 유실의 압유가 상기 제어 밸브 및 상기 전환 밸브를 통하여 상기 유압 회로의 저압측으로 유출되는 것을 특징으로 하는 다단 아암의 유압 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유압 회로는, 상기 제 1 유로 중, 상기 카운터 밸런스 밸브와 상기 제어 밸브 사이의 유로에 상기 카운터 밸런스 밸브 및 상기 제어 밸브와 직렬로 설치되는 가변 스로틀을 가지는 슬로우 리턴 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 아암의 유압 장치.
3. 자주 가능한 차체와, 당해 차체에 부앙동 가능하게 설치된 붐과, 당해 붐의 선단측에 상·하방향으로 연장되도록 설치되어 외통 및 당해 외통의 내측에 길이방향으로 신축 가능하게 수용된 복수단의 내통을 가지는 다단 아암과, 당해 다단 아암을 구성하는 상기 외통의 길이방향을 따라 배치된 유압 실린더와, 상기 외통에 고정하여 설치된 신축용 고정 시브와, 당해 유압 실린더에 장착되어 상기 신축용 고정 시브에 대하여 접근 또는 이간하도록 상기 외통의 길이방향으로 이동하는 시브 장착구와, 당해 시브 장착구에 설치된 신축용 가동 시브와, 일단측이 상기 외통에 계지됨과 함께 타단측이 상기 내통 중 가장 내측이 되는 내통에 계지되고, 도중 부위가 상기 신축용 고정 시브와 신축용 가동 시브에 권회된 신축용 로프를 구비하여 이루어지는 심굴 굴삭기에 있어서,
   상기 유압 실린더는, 튜브와, 일측이 당해 튜브 내에서 피스톤에 고정되고 타측이 상기 튜브로부터 외부로 돌출한 로드를 가지고,
   상기 유압 실린더의 로드를 상향의 상태에서 당해 로드의 선단부를 상기 신축 아암의 상기 외통에 장착함과 함께 상기 유압 실린더의 튜브를 자유단으로 하며,
   상기 시브 장착구는, 상기 유압 실린더의 튜브에 장착하고,
   제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 다단 아암의 유압 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 심굴 굴삭기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 유압 실린더의 상기 로드의 선단부는, 상기 외통의 상부측에 장착하는 것을 특징으로 하는 심굴 굴삭기.
   
5. 삭제

Images