KR101625073B1 - 다단 신축 아암 장치 및 다단 신축 아암 장치를 구비한 심굴 굴삭기 - Google Patents

Abstract

시브 장착구에 장착된 신축용 가동 시브가, 외통 중 신축 실린더가 장착된 외측면으로부터 크게 돌출하는 것을 억제한다.
시브 장착구(29)를, 신축 실린더(25)를 사이에 두는 좌·우 양측에 쌍을 이루어 배치된 좌·우의 접속빔(30)과, 각 접속빔(30)에 설치된 신축용 시브 지지축(30B) 및 밀어넣기용 시브 지지축(30C)과, 신축 실린더(25)를 타고넘어 좌·우의 접속빔(30) 사이를 연결하는 상연결아암(31) 및 하연결아암(32)에 의해 구성한다. 이로 인해, 시브 장착구(29)에 지지된 신축용 가동 시브(40)를, 외통(13)의 좌측면(13C)보다 외측에 배치할 수 있다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(40)의 직경을 크게 확보하면서, 신축용 가동 시브(40)가 외통(13)의 후면(13A)측으로 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있어, 직경이 큰 신축용 가동 시브(40)를 이용할 수 있다.

Description

다단 신축 아암 장치 및 다단 신축 아암 장치를 구비한 심굴 굴삭기 {MULTI-STAGE EXPANDING ARM APPARATUS AND DEEPLY EXCAVATING EXCAVATOR HAVING THIS MULTI-STAGE EXPANDING ARM APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 토목공사에 있어서 지면을 깊게 굴삭하는 작업에 적합하게 이용되는 다단 신축 아암 장치 및 다단 신축 아암 장치를 구비한 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 선단(先端)측에 설치된 다단 신축 아암 장치에 의해 구성되어 있다. 이 다단 신축 아암 장치는, 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 장착구(具)와, 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 로프와, 외통의 하부측에 고정하여 설치된 밀어넣기용 고정 시브와, 신축용 가동 시브보다 하측 위치에서 시브 장착구에 설치된 밀어넣기용 가동 시브와, 일단측이 외통에 계지됨과 함께 타단측이 외통의 내측을 지나 최외측 내통에 계지되고, 도중 부위가 밀어넣기용 고정 시브와 밀어넣기용 가동 시브에 권회된 밀어넣기용 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 공개실용신안 실개평2-101845호 공보

그런데, 상술한 종래 기술에 의한 심굴 굴삭기에 있어서는, 외통이, 붐의 선단측에 장착되는 후면과, 당해 후면과 전·후방향에서 대면하는 전면(前面)과, 후면 및 전면을 사이에 두어 좌·우방향에서 대면하는 좌측면 및 우측면에 의해 단면 사각형의 각통 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 시브 장착구에 장착된 신축용 가동 시브와 밀어넣기용 가동 시브는, 외통의 좌측면과 우측면의 간격 내에서 전면의 앞쪽에 배치되어 있다.

이 때문에, 종래 기술에 의한 심굴 굴삭기에서는, 신축 실린더가 장착된 외통의 외측면(전면)으로부터 신축용 가동 시브가 크게 돌출해버리기 때문에, 신축용 가동 시브의 직경을 작게 설정하고 있다. 이로 인해, 종래 기술에 의한 심굴 굴삭기에서는, 신축용 가동 시브에 권회되는 신축용 로프의 곡률이 커져, 그 수명이 저하되어버린다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 시브 장착구에 장착된 신축용 가동 시브가 외통의 외측면으로부터 크게 돌출하는 것을 억제하고, 또한, 신축용 로프의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 다단 신축 아암 장치 및 당해 다단 신축 아암 장치를 구비한 심굴 굴삭기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상·하방향으로 연장되는 외통 및 당해 외통의 내측에 길이방향으로 신축 가능하게 수용된 복수단의 내통을 가지는 신축 아암과, 당해 신축 아암을 구성하는 상기 외통의 길이방향을 따라 배치된 신축 실린더와, 상기 외통에 고정하여 설치된 신축용 고정 시브와, 당해 신축 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 로프와, 상기 외통의 하부측에 고정하여 설치된 밀어넣기용 고정 시브와, 상기 신축용 가동 시브보다 하측 위치에서 상기 시브 장착구에 설치된 밀어넣기용 가동 시브와, 일단측이 상기 외통에 계지됨과 함께 타단측이 상기 외통의 내측을 지나 상기 복수단의 내통 중 가장 외측에 위치하는 최외측 내통에 계지되고, 도중 부위가 상기 밀어넣기용 고정 시브와 상기 밀어넣기용 가동 시브에 권회된 밀어넣기용 로프를 구비하여 이루어지는 다단 신축 아암 장치에 적용된다.

그리고, 청구항 1의 발명의 특징은, 상기 시브 장착구는, 상기 외통의 길이방향과 직교하는 방향에 있어서 상기 신축 실린더를 사이에 두는 양측에 배치되어 상기 신축 실린더에 접속된 한 쌍의 접속빔과, 당해 한 쌍의 접속빔의 길이방향으로 이간하여 상기 각 접속빔 사이를 연결하는 연결 아암과, 상기 각 접속빔에 그 길이방향으로 이간하여 설치되어 상기 신축용 가동 시브를 지지하는 신축용 시브 지지축 및 상기 밀어넣기용 가동 시브를 지지하는 밀어넣기용 시브 지지축에 의해 구성한 것에 있다.

청구항 2의 발명은, 상기 외통에는, 상기 시브 장착구의 각 접속빔과 상기 신축 실린더의 사이에 배치되어 상기 신축 실린더의 신축에 따라 상기 시브 장착구의 각 접속빔을 상기 외통의 길이방향으로 안내하는 가이드 레일을 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

청구항 3의 발명은, 상기 시브 장착구와 상기 가이드 레일의 사이에는, 상기 시브 장착구를 상기 가이드 레일을 따라 원활히 이동시키는 슬라이딩 부재를 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

청구항 4의 발명은, 상기 시브 장착구에는, 상기 슬라이딩 부재를 상기 가이드 레일의 길이방향에 장착·분리 가능하게 유지하는 슬라이딩 부재 유지부를 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

청구항 5의 발명은, 자주 가능한 차체와, 당해 차체에 부앙동 가능하게 설치된 붐과, 당해 붐의 선단측에 설치된 다단 신축 아암 장치로 이루어지고, 상기 다단 신축 아암 장치는, 상·하방향으로 연장되는 외통 및 당해 외통의 내측에 길이방향으로 신축 가능하게 수용된 복수단의 내통을 가지는 신축 아암과, 당해 신축 아암을 구성하는 상기 외통의 길이방향을 따라 배치된 신축 실린더와, 상기 외통에 고정하여 설치된 신축용 고정 시브와, 당해 신축 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 로프와, 상기 외통의 하부측에 고정하여 설치된 밀어넣기용 고정 시브와, 상기 신축용 가동 시브보다 하측 위치에서 상기 시브 장착구에 설치된 밀어넣기용 가동 시브와, 일단측이 상기 외통에 계짐됨과 함께 타단측이 상기 외통의 내측을 지나 상기 복수단의 내통 중 가장 외측에 위치하는 최외측 내통에 계지되고, 도중 부위가 상기 밀어넣기용 고정 시브와 상기 밀어넣기용 가동 시브에 권회된 밀어넣기용 로프를 구비하여 이루어지는 다단 신축 아암 장치를 구비한 심굴 굴삭기에 적용된다.

그리고, 상기 시브 장착구는, 상기 외통의 길이방향과 직교하는 방향에 있어서 상기 신축 실린더를 사이에 두는 양측에 배치되어 상기 신축 실린더에 접속된 한 쌍의 접속빔과, 당해 한 쌍의 접속빔의 길이방향으로 이간하여 상기 각 접속빔 사이를 연결하는 연결 아암과, 상기 각 접속빔에 그 길이방향으로 이간하여 설치되어 상기 신축용 가동 시브를 지지하는 신축용 시브 지지축 및 상기 밀어넣기용 가동 시브를 지지하는 밀어넣기용 시브 지지축에 의해 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 6의 발명은, 상기 외통에는, 상기 시브 장착구의 각 접속빔과 상기 신축 실린더의 사이에 배치되어 상기 신축 실린더의 신축에 따라 상기 시브 장착구의 각 접속빔을 상기 외통의 길이방향으로 안내하는 가이드 레일을 설치하고, 상기 시브 장착구와 상기 가이드 레일의 사이에는, 상기 시브 장착구를 상기 가이드 레일을 따라 원활히 이동시키는 슬라이딩 부재를 설치하며, 상기 시브 장착구에는, 상기 슬라이딩 부재를 상기 가이드 레일의 길이방향에 장착·분리 가능하게 유지하는 슬라이딩 부재 유지부를 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

청구항 1의 발명에 의하면, 시브 장착구의 각 접속빔은, 외통의 길이방향과 직교하는 방향에 있어서 신축 실린더를 사이에 두는 양측에 배치되어 있으므로, 각 접속빔의 신축용 시브 지지축에 지지된 신축용 가동 시브와, 밀어넣기용 시브 지지축에 지지된 밀어넣기용 가동 시브를, 외통의 외측에 배치할 수 있다. 이로 인해, 신축 실린더가 장착된 외통의 외측면(신축 실린더가 설치된 면)으로부터 신축용 가동 시브가 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 직경이 큰 신축용 가동 시브를 이용하여 신축용 로프의 곡률을 작게 할 수 있으므로, 신축용 로프의 수명을 연장시킬 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 시브 장착구의 각 접속빔은, 가이드 레일로 안내됨으로써 항상 일정한 궤도 위를 이동할 수 있다. 이로 인해, 신축 실린더의 신축 동작에 따라 신축용 가동 시브에 권회된 신축용 로프 및 밀어넣기용 가동 시브에 권회된 밀어넣기용 로프의 권취(卷取)·권출(卷出) 동작을 정확하게 행할 수 있다.

게다가, 신축 실린더는 시브 장착구의 각 접속빔에 접속되어 있으므로, 신축 실린더 자체도 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 신축 실린더는, 신축 동작을 행할 때에 축방향(신축방향)으로만 변위할 수 있고, 축방향 이외의 방향으로의 변위(흔들림)나 덜거덜거림이 생길 일이 없다. 이 결과, 길이가 긴 신축 실린더를 이용한 경우에도 신축 실린더의 좌굴(座屈)을 억제할 수 있어, 굴삭 깊이를 크게 확보할 수 있다. 또한, 가이드 레일에 의해 신축 실린더의 좌굴을 억제함으로써, 좌굴 강도가 높고 중량이 큰 신축 실린더를 채용할 필요가 없어, 다단 신축 아암 장치 전체의 중량을 저감할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 신축 실린더의 신축 동작에 따라 시브 장착구가 이동할 때에, 시브 장착구는, 슬라이딩 부재에 의해 가이드 레일을 따라 원활히 이동할 수 있다. 이 결과, 신축용 가동 시브에 권회된 신축용 로프 및 밀어넣기용 가동 시브에 권회된 밀어넣기용 로프의 권취·권출 동작을 원활히 행할 수 있어, 외통에 대한 내통의 신축 동작의 안정성을 높일 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 시브 장착구를 가이드 레일에 장착한 상태에서도, 슬라이딩 부재를 시브 장착구에 대하여 가이드 레일의 길이방향을 따라 장착·분리할 수 있다. 이로 인해, 슬라이딩 부재가 마모되었다고 해도, 시브 장착구를 가이드 레일로부터 분리하지 않고, 슬라이딩 부재만을 용이하게 교환할 수 있다. 이 결과, 시브 장착구를 가이드 레일을 따라 원활히 이동하는 상태를 유지할 수 있어, 외통에 대한 내통의 신축 동작의 안정성을 높일 수 있다.

청구항 5의 발명에 의하면, 각 접속빔의 신축용 시브 지지축에 지지된 신축용 가동 시브와, 밀어넣기용 시브 지지축에 지지된 밀어넣기용 가동 시브를, 외통의 외측에 배치함으로써, 신축 실린더가 장착된 외통의 외측면으로부터 신축용 가동 시브가 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 직경이 큰 신축용 가동 시브를 이용하여 신축용 로프의 곡률을 작게 할 수 있으므로, 신축용 로프의 수명을 연장시킬 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 시브 장착구의 각 접속빔은, 가이드 레일로 안내됨으로써 항상 일정한 궤도 위를 이동할 수 있으므로, 신축용 로프 및 밀어넣기용 로프의 권취·권출 동작을 정확하게 행할 수 있다. 또한, 신축 실린더는, 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 지지됨으로써 축방향(신축방향)으로만 변위할 수 있으므로, 길이가 긴 신축 실린더를 이용한 경우에도 신축 실린더의 좌굴을 억제할 수 있어, 굴삭 깊이를 크게 확보할 수 있다.

한편, 신축 실린더의 신축 동작에 따라 시브 장착구가 이동할 때에, 시브 장착구는, 슬라이딩 부재에 의해 가이드 레일을 따라 원활히 이동할 수 있다. 게다가, 슬라이딩 부재는, 시브 장착구를 가이드 레일에 장착한 상태에서 가이드 레일의 길이방향을 따라 장착·분리할 수 있으므로, 시브 장착구를 가이드 레일로부터 분리하지 않고, 슬라이딩 부재만을 용이하게 교환할 수 있다. 이 결과, 시브 장착구가 가이드 레일을 따라 원활히 이동하는 상태를 유지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 심굴 굴삭기를 신축 아암이 가장 축소된 상태에서 나타내는 측면도이다.
도 2는, 심굴 굴삭기를 신축 아암의 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 4 중의 신축용 고정 시브 등을 확대하여 나타내는 정면도이다.
도 7은, 시브 장착구, 신축용 가동 시브, 밀어넣기용 가동 시브, 가이드 레일 등을 나타내는 주요부 확대의 사시도이다.
도 8은, 시브 장착구에 시브를 장착한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는, 시브 장착구를 단체로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 시브 장착구를 도 9와 반대측에서 나타내는 사시도이다.
도 11은, 도 3 중의 시브 장착구를 확대하여 나타내는 측면도이다.
도 12는, 신축 아암, 시브 장착구, 신축용 가동 시브 등을 도 11 중의 화살표시 XII-XII방향에서 본 단면도이다.
도 13은, 신축 아암, 시브 장착구, 밀어넣기용 가동 시브 등을 도 11 중의 화살표시 XIII-XIII방향에서 본 단면도이다.
도 14는, 시브 장착구를 도 8 중의 화살표시 XIV-XIV방향에서 본 단면도이다.
도 15는, 도 14 중의 슬라이딩 부재 유지부를 확대하여 나타내는 주요부 확대도이다.
도 16은, 슬라이딩 부재 유지부, 슬라이딩 부재를 도 15 중의 화살표시 XVI-XVI방향에서 본 단면도이다.
도 17은, 슬라이딩 부재를 슬랄이딩 부재 유지부에 장착하는 상태를 나타내는 도 15와 동일 위치의 단면도이다.
도 18은, 신축 아암의 신축 기구를 신축 아암이 축소된 상태에서 나타내는 모식도이다.
도 19는, 신축 아암의 신축 기구를 신축 아암이 신장된 상태에서 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명에 관련된 심굴 굴삭기의 실시형태에 대하여, 첨부 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 좌측에 배치된 캡(3B)과, 선회 프레임(3A)의 후단측에 설치된 카운터 웨이트(3C)와, 내부에 엔진, 유압펌프 등의 탑재 기기(모두 도시 생략)를 수용한 건구조물 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 다단 신축 아암 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 신축 아암 요동 실린더(4B)의 보텀측이 장착되고, 당해 신축 아암 요동 실린더(4B)의 로드측은 다단 신축 아암 장치(11)에 장착되어 있다.

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

11은 붐(4)의 선단측에 장착된 다단 신축 아암 장치를 나타내고, 당해 다단 신축 아암 장치(11)는, 후술하는 신축 아암(12), 신축 실린더(25), 시브 장착구(29), 신축용 로프(41), 지지용 로프(44), 밀어넣기용 로프(49), 클램셸 버킷(50) 등을 구비하여 구성되어 있다.

12는 붐(4)의 선단측에 상·하방향으로 연장되도록 장착된 텔레스코픽식의 신축 아암을 나타내고 있다. 이 신축 아암(12)은, 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 12 및 도 13에 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 외통(13)의 길이방향과 직교하는 방향(좌·우방향)에서 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 강도를 높일 수 있는 구성으로 되어 있다. 한편, 외통(13)의 상단부(13G)와 하단부(13H)는, 각각 개구단으로 되어 있다(도 18 참조).

14는 외통(13)의 길이방향의 중간부에 위치하여 외통(13)의 외주측에 일체로 설치된 상플랜지판을 나타내고 있다. 이 상플랜지판(14)에는, 후술하는 밀어넣기용 로프(49)의 일단측(49A)이 계지된다. 15는 외통(13)의 하단부에 일체로 설치된 하플랜지판을 나타내고 있다. 이 하플랜지판(15)에는, 후술하는 지지용 로프(44)의 일단측(44A)이 계지된다.

16은 외통(13)의 하부측에 설치된 시브 장착 개구를 나타내고 있다. 이 시브 장착 개구(16)는, 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(46)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, 한 쌍의 붐 브래킷(17)은, 외통(13)의 길이방향과 직교하는 방향(좌·우방향)에서 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, 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, 신축 아암 요동 실린더(4B)의 로드측에 장착되는 것이다. 여기에서, 한 쌍의 실린더 브래킷(19)은, 좌·우방향에서 간격을 두고 대면하는 판체로 이루어지고, 신축 아암 요동 실린더(4B)의 로드 선단부가, 핀(20)에 의해 연결되는 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, 신축 아암 요동 실린더(4B)의 로드 선단부가, 핀(20)(도 1 참조)을 이용하여 회동(回動) 가능하게 핀결합되어 있다.

따라서, 신축 아암 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, 신축 아암 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 12 및 도 13에 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(42)가 장착되어 있다.

23은 1단째의 내통(21)의 내측에 적당한 간극을 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 외측면 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 장착 아이(24)에는 후술하는 클램셸 버킷(50)이 장착된다.

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(도시 생략)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 6에 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 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.

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. 튜브 가이드(26)는, 대략 정방형의 단면 형상을 가지는 각통체에 의해 형성되고, 한 쌍의 붐 브래킷(17) 사이에 배치된 상태에서 외통(13)의 후면(13A)에 그 길이방향을 따라 고정되어 있다. 튜브 가이드(26)의 내측면에는, 슬라이드 플레이트(26A)가 설치되고, 자유단으로 된 신축 실린더(25)의 튜브(25A)는, 슬라이드 플레이트(26A)에 슬라이딩 접촉함으로써, 튜브 가이드(26)를 따라 원활히 외통(13)의 길이방향으로 이동할 수 있다.

27은 외통(13)의 외측에 설치된 2개의 가이드 레일을 나타내고, 당해 각 가이드 레일(27)은, 후술하는 시브 장착구(29)의 각 접속빔(30)을 외통(13)의 길이방향으로 안내하는 것이다. 이들 2개의 가이드 레일(27)은, 외통(13)의 후면(13A)에 신축 실린더(25)를 사이에 두고 좌·우에 1개씩 배치되고, 신축 실린더(25)의 각 접속빔(30)의 사이에서 외통(13)의 길이방향으로 연장되어 있다.

여기에서, 가이드 레일(27)은, 단면 L자형의 강재(鋼材)로 이루어지고, 외통(13)의 후면(13A)에 용접 등의 수단을 이용하여 고정되며, 후면(13A)에 대하여 연직방향으로 연장되는 고정판부(27A)와, 당해 고정판부(27A)의 선단측으로부터 좌·우방향의 외향으로 굴곡되면서 후면(13A)에 대하여 수평방향으로 연장되고, 후술하는 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)이 계합(係合)하는 계합판부(27B)에 의해 구성되어 있다.

28은 외통(13)의 상단부(13G)에 고정하여 설치된 시브 장착 기판을 나타내고, 당해 시브 장착 기판(28)은, 후술하는 신축용 고정 시브(39) 등이 장착되는 것이다. 여기에서, 시브 장착 기판(28)은, 외통(13)의 후면(13A)으로부터 뒤쪽(붐(4)측)으로 내뻗은 시브 장착부(28A)와, 당해 시브 장착부(28A)보다 앞쪽에 우치하는 로프 계지부(28B)를 가지고 있다. 시브 장착 기판(28)의 시브 장착부(28A)에는, 신축용 고정 시브(39)가 회전 가능하게 지지되고, 로프 계지부(28B)에는, 후술하는 신축용 로프(41)의 일단측(41A)이 계지된다.

다음에, 본 실시형태에 이용되는 시브 장착구에 대하여 설명한다.

29는 신축 실린더의 튜브(25A)에 장착된 시브 장착구를 나타내고, 당해 시브 장착구(29)는, 도 7 내지 도 14에 나타내는 바와 같이, 전체적으로 사각형의 프레임 형상(문형(門型))으로 형성되며, 후술하는 신축용 가동 시브(40) 및 밀어넣기용 가동 시브(48)가 장착되는 것이다. 여기에서, 시브 장착구(29)는, 신축 실린더(25)를 사이에 두는 좌·우 양측에 쌍을 이루어 배치되어 외통(13)의 길이방향(상·하방향)으로 연장되는 좌·우의 접속빔(30)과, 이들 각 접속빔(30)의 길이방향으로 이간한 위치에서 신축 실린더(25)를 타고넘어 좌·우방향으로 연장되고, 좌·우의 접속빔(30) 사이를 연결하는 상연결아암(31) 및 하연결아암(32)과, 좌·우의 접속빔(30)에 그 길이방향으로 이간하여 설치된 신축용 시브 지지축(30B) 및 밀어넣기용 시브 지지축(30C)에 의해 구성되어 있다.

각 접속빔(30)의 상단부에는, 신축 실린더(25)를 향하여 돌출하는 지지핀(30A)이 각각 설치되고, 이들 각 지지핀(30A)이, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)의 상단측에 핀결합됨으로써, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)에 시브 장착구(29)가 장착되어 있다. 또한, 각 접속빔(30)의 지지핀(30A)보다 하측에는, 신축용 가동 시브(40)를 회전 가능하게 지지하는 신축용 시브 지지축(30B)과, 밀어넣기용 가동 시브(48)를 회전 가능하게 지지하는 밀어넣기용 시브 지지축(30C)이 상·하로 이간하여 설치되어 있다.

이 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 지지핀(30A)은 신축용 시브 지지축(30B)보다 상측에 배치되고, 밀어넣기용 시브 지지축(30C)은 신축용 시브 지지축(30B)보다 하측에 배치되어 있다. 그리고, 지지핀(30A)의 중심과, 신축용 시브 지지축(30B)의 중심과, 밀어넣기용 시브 지지축(30C)의 중심은, 대략 신축 실린더(25)의 축 중심(A-A) 상에 배치되어 있다. 이로 인해, 신축 실린더(25)의 신축에 따라 신축용 가동 시브(40)로부터 신축용 로프(41)가 권취·권출됨과 함께, 밀어넣기용 가동 시브(48)로부터 밀어넣기용 로프(49)가 권취·권출될 때에, 시브 장착구(29)에 대하여 편하중이 작용하지 않도록 구성되어 있다. 또한, 좌·우의 접속빔(30)의 서로 대면하는 내측면에는, 상·하방향의 양단측에 위치하여 후술하는 슬라이딩 부재 유지부(33)가 설치되어 있다.

한편, 상연결아암(31)은, 좌·우방향의 양단측이 수평방향으로 연장되고, 접속빔(30)의 상단측에 각각 접속되어 있다. 또한, 상연결아암(31)의 좌·우방향의 중간부는, 외통(13)의 후면(13A)으로부터 이간되는 방향으로 만곡하는 만곡부(31A)가 되고, 당해 만곡부(31A)에 의해 신축 실린더(25)를 타고넘도록 되어 있다. 또한, 하연결아암(32)도, 좌·우방향의 양단측이, 수평방향으로 연장되어 접속빔(30)의 하단측에 접속되고, 좌·우방향의 중간부가, 외통(13)의 후면(13A)으로부터 이간되는 방향으로 만곡하는 만곡부(32A)로 되어 있다. 그리고, 이 만곡부(32A)에 의해, 신축 실린더(25) 및 튜브 가이드(26)를 타고넘는 구성으로 되어 있다.

33은 좌·우의 접속빔(30)의 내측면에 설치된 합계 4지점의 슬라이딩 부재 유지부를 나타내고, 이들 슬라이딩 부재 유지부(33)는, 각 접속빔(30)의 상·하방향의 양단측에 각각 배치되며, 후술하는 제 1 슬라이딩판(37)과 제 2 슬라이딩판(38)을 유지하는 것이다. 여기에서, 슬라이딩 부재 유지부(33)는, 제 1 슬라이딩판(37)을 유지하는 제 1 유지구(34)와, 가이드 레일(27)의 계합판부(27B)를 사이에 두고 제 1 유지구(34)와 대향하고, 제 2 슬라이딩판(38)을 유지하는 제 2 유지구(35)와, 덮개체(36)에 의해 구성되어 있다.

34는 제 1 슬라이딩판(37)을 유지하는 제 1 유지구를 나타내고, 당해 제 1 유지구(34)는, 기단측이 접속빔(30)의 내측면에 고착됨과 함께 선단측이 외통(13)측으로 돌출한 지지 기판(34A)과, 당해 지지 기판(34A)의 상·하방향의 단부와 접속빔(30)의 내측면에 고착된 스토퍼(34B)에 의해 구성되어 있다.

35는 제 2 슬라이딩판(38)을 유지하는 제 2 유지구를 나타내고, 당해 제 2 유지구(35)는, 접속빔(30) 중 제 1 유지구(34)와 대향하는 면에, 제 2 슬라이딩판(38)의 외주를 둘러싸는 프레임 형상으로 설치되어 있다.

36은 접속빔(30)의 상·하방향의 단부에 착탈 가능하게 장착되는 덮개체를 나타내고 있다. 이 덮개체(36)는, 볼트(36A)를 이용하여 접속빔(30)에 장착됨으로써, 제 1 유지구(34)의 스토퍼(34B)와의 사이에서 제 1 슬라이딩판(37)을 협지(挾持)함과 함께, 제 2 유지구(35)와의 사이에서 제 2 슬라이딩판(38)을 협지하는 것이다.

37은 슬라이딩 부재로서의 제 1 슬라이딩판을 나타내고, 당해 제 1 슬라이딩판(37)은, 예를 들면 수지재료를 이용하여 상·하방향으로 연장되는 직방체 형상으로 형성되고, 제 1 유지구(34)에 유지된 상태에서 가이드 레일(27)의 계합판부(27B)에 항상 슬라이딩 접촉하는 것이다. 여기에서, 제 1 슬라이딩판(37)에는, 제 1 유지구(34)의 지지 기판(34A)에 맞닿는 평판 형상의 맞닿음판(37A)과, 접속빔(30)의 내측면에 맞닿는 평판 형상의 맞닿음판(37B)이 볼트를 이용하여 장착되고, 제 1 슬라이딩판(37)과 각 맞닿음판(37A, 37B)의 사이에는, 심(37C)이 배치되어 있다.

따라서, 제 1 슬라이딩판(37)과 맞닿음판(37A)의 사이에 배치하는 심(37C)의 매수에 따라, 제 1 슬라이딩판(37)을 가이드 레일(27)의 고정판부(27A)에 적절히 맞닿게 할 수 있고, 제 1 슬라이딩판(37)과 맞닿음판(37B)의 사이에 배치하는 심(37C)의 매수에 따라, 제 1 슬라이딩판(37)을 가이드 레일(27)의 계합판부(27B)에 적절히 맞닿게 할 수 있는 구성으로 되어 있다.

38은 제 1 슬라이딩판(37)과 함께 슬라이딩 부재를 구성하는 제 2 슬라이딩판을 나타내고, 당해 제 2 슬라이딩판(38)은, 예를 들면 수지재료를 이용하여 상·하방향으로 연장되는 평판 형상으로 형성되며, 제 2 유지구(35)에 유지된 상태에서 가이드 레일(27)의 계합판부(27B)에 항상 슬라이딩 접촉하는 것이다.

이 경우, 슬라이딩 부재 유지부(33)는, 제 1 유지구(34)와 가이드 레일(27)의 사이에 제 1 슬라이딩판(37)을 수용하고, 제 2 유지구(35)와 가이드 레일(27)의 사이에 제 2 슬라이딩판(38)을 수용한 상태에서, 시브 장착구(29)의 접속빔(30)에 덮개체(36)를 볼트(36A)를 이용하여 장착함으로써, 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)을 유지할 수 있다. 이로 인해, 시브 장착구(29)는 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)을 개재하여 가이드 레일(27)에 슬라이딩 접촉하게 되어, 가이드 레일(27)을 따라 원활히 이동할 수 있는 구성으로 되어 있다.

한편, 시브 장착구(29)의 접속빔(30)으로부터 덮개체(36)를 분리함으로써, 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)은, 가이드 레일(27)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다. 이로 인해, 시브 장착구(29)를 가이드 레일(27)에 장착한 상태에서, 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)만을 제 1, 제 2 유지구(34, 35)에 대하여 용이하게 장착·분리할 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(39), 신축용 가동 시브(40), 신축용 로프(41), 지지용 고정 시브(42), 지지용 로프(44)에 대하여 설명한다.

여기에서, 신축용 고정 시브(39), 신축용 가동 시브(40), 신축용 로프(41), 지지용 고정 시브(42), 지지용 로프(44)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(39), 신축용 가동 시브(40), 신축용 로프(41), 지지용 고정 시브(42), 지지용 로프(44)에 대하여 설명하고, 우측에 배치된 것에 대해서는, 대응하는 구성요소에 부호「′」를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

39는 시브 장착 기판(28)을 개재하여 외통(13)의 상단측에 고정된 신축용 고정 시브를 나타내고, 이 신축용 고정 시브(39)는, 동일한 직경을 가지는 2매의 고정 시브(39A, 39B)에 의해 구성되어 있다. 일방의 고정 시브(39A)는, 시브 장착 기판(28)의 시브 장착부(28A)에 브래킷 (28C)을 개재하여 회전 가능하게 지지되고, 타방의 고정 시브(39B)는, 다른 브래킷(28D)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 각 고정 시브(39A, 39B)의 지지축(도시 생략)은, 각각 외통(13)의 후면(13A)에 대하여 비평행이 되도록 배치되어 있다.

40은 시브 장착구(29)에 회전 가능하게 지지된 신축용 가동 시브를 나타내고, 이 신축용 가동 시브(40)는, 동일한 직경을 가지는 2매의 가동 시브(40A, 40B)에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 일방의 가동 시브(40A)와 타방의 가동 시브(40B)는, 시브 장착구(29)의 접속빔(30)에 신축용 시브 지지축(30B)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 신축용 시브 지지축(30B)은, 외통(13)의 후면(13A)에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 신축용 가동 시브(40)는, 신축 실린더(25)의 신축에 따라 시브 장착구(29)가 상·하방향으로 이동함으로써, 신축용 고정 시브(39)에 대하여 접근 또는 이간한다.

이 경우, 시브 장착구(29)에 지지된 신축용 가동 시브(40)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(40)의 직경을 크게 확보하면서, 신축용 가동 시브(40)가 외통(13)의 후면(13A)측으로 크게 돌출하는 것을 억제하여, 신축용 가동 시브(40)의 주위를 소형화할 수 있다.

또한, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 좌측의 신축용 가동 시브(40)를 외통(13)의 좌측면(13C)보다 외측에 배치하고, 우측의 신축용 가동 시브(40′)를 외통(13)의 우측면(13D)보다 외측에 배치함으로써, 신축 실린더(25)의 축 중심선(A-A)과 외통(13)의 후면(13A) 사이의 거리(L)를 가급적 작게 할 수 있다. 이로 인해, 신축 실린더(25)의 신축시에 외통(13)에 대하여 작용하는 벤딩 모멘트를 저감할 수 있는 구성으로 되어 있다.

41은 외통(13)과 가장 내측에 위치하는 내통(23)의 사이를 연결하는 신축용 로프를 나타내고, 당해 신축용 로프(41)는, 와이어로프에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 신축용 로프(41)의 일단측(41a)은, 외통(13)의 상단부(13G)에 설치된 시브 장착 기판(28)의 로프 계지부(28B)에 계지되고, 신축용 로프(41)의 타단측(41B)은, 외통(13) 및 내통(21)의 내측에 삽통(揷通)된, 내통(23)의 상부측에 계지되어 있다. 또한, 신축용 로프(41)의 도중 부의는, 신축용 고정 시브(39)를 구성하는 2매의 고정 시브(39A, 39B)와, 신축용 가동 시브(40)를 구성하는 2매의 가동 시브(40A, 40B)의 사이에 4회 걸어 감아져 있다.

즉, 시브 장착 기판(28)에 일단측(41A)이 계지된 신축용 로프(41)는, 신축용 가동 시브(40)의 일방의 가동 시브(40A), 신축용 고정 시브(39)의 일방의 고정 시브(39A), 신축용 가동 시브(40)의 타방의 가동 시브(40B), 신축용 고정 시브(39)의 타방의 고정 시브(39B)에 순차 권회된다. 그리고, 신축용 로프(41)의 타단측(41B)은, 신축용 고정 시브(39)의 타방의 고정 시브(39B)로부터 외통(13) 및 내통(21)의 내측에 삽통되고, 내통(23)의 상부측에 계지되어 있다.

42는 1단째의 내통(21)의 하플랜지판(22)에 설치된 1매의 지지용 고정 시브를 나타내고 있다. 이 지지용 고정 시브(42)는, 내통(21)의 하플랜지판(22)에 고정된 브래킷(43)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

44는 외통(13)과 내통(23)의 사이에서 내통(21)을 지지하는 지지용 로프를 나타내고, 당해 지지용 로프(44)는 와이어로프에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 지지용 로프(44)의 일단측(44A)은, 외통(13)의 하플랜지판(15)에 계지되고, 지지용 로프(44)의 도중 부위는, 지지용 고정 시브(42)에 권회되어 있다. 그리고, 지지용 로프(44)의 타단측(44B)은, 지지용 고정 시브(42)로부터 내통(21)의 내측에 삽입되고, 당해 내통(21)의 내측에서 내통(23)의 상부측에 계지되어 있다.

45는 외통(13)과 1단째의 내통(21)의 사이에 설치된 밀어넣기 기구를 나타내고, 당해 밀어넣기 기구(45)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(45)는 밀어넣기용 고정 시브(46)와, 밀어넣기용 가동 시브(48)와, 밀어넣기용 로프(49)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(45)에 대하여 설명하고, 우측에 배치된 것에 대해서는, 대응하는 구성요소에 부호「´」를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

46은 외통(13)의 하부측에 설치된 1매의 밀어넣기용 고정 시브를 나타내고 있다. 밀어넣기용 고정 시브(46)는, 외통(13)에 형성된 시브 장착 개구(16)를 타고넘어 외통(13)에 고정된 브래킷(47)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 밀어넣기용 고정 시브(46)는 그 일부가 외통(13)의 내측에 수용되어 있다.

48은 신축용 가동 시브(40)보다 하측 위치에서 시브 장착구(29)에 설치된 1매의 밀어넣기용 가동 시브를 나타내고 있다. 밀어넣기용 가동 시브(48)는, 시브 장착구(29)의 접속빔(30)에 밀어넣기용 시브 지지축(30C)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 밀어넣기용 시브 지지축(30C)은, 외통(13)의 후면(13A)에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 밀어넣기용 가동 시브(48)는, 신축 실린더(25)의 신축에 따라 시브 장착구(29)가 상·하방향으로 이동함으로써, 밀어넣기용 고정 시브(46)에 대하여 접근 또는 이간한다.

49는 외통(13)과 내통(21)의 사이를 연결하는 밀어넣기용 로프를 나타내고, 당해 밀어넣기용 로프(49)는 와이어로프에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 밀어넣기용 로프(49)의 일단측(49A)은, 외통(13)의 상플랜지판(14)에 계지되고, 밀어넣기용 로프(49)의 도중 부위는, 밀어넣기용 가동 시브(48)와 밀어넣기용 고정 시브(46)에 권회되어 있다. 그리고, 밀어넣기용 로프(49)의 타단측(49B)은, 밀어넣기용 고정 시브(46)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 18에 나타내는 최신장 상태로부터 축소시킨 경우에는, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)가 시브 장착구(29)와 함께 상방으로 이동하고, 신축용 가동 시브(40)가 신축용 고정 시브(39)에 접근한다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(40)와 신축용 고정 시브(39)에 권호된 신축용 로프(41)가 풀어지고, 내통(23)은 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장한다. 이때, 내통(23)의 상부측에 계지된 지지용 로프(44)의 티단측(44B)이 내통(23)과 함께 하방으로 이동하므로, 지지용 로프(44)에 의해 지지된 내통(21)도 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장한다. 이렇게 하여, 도 2 및 도 19에 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(39)에 접근하면, 밀어넣기용 가동 시브(48)와 밀어넣기용 고정 시브(46)의 사이에 밀어넣기용 로프(49)가 권취되고, 밀어넣기용 로프(49)의 타단측(49B)이 내통(21)을 따라서 하방으로 이동한다. 이로 인해, 밀어넣기용 로프(49)는 항상 일정한 장력을 유지한다. 또한, 내통(21)은 지지용 로프(44)에 지지된 상태에서 신장하므로, 지지용 로프(44)도 항상 일정한 장력을 유지한다.

따라서, 외통(13)으로부터 내통(21, 23)이 신장한 상태에서, 후술하는 클램셸 버킷(50)을 이용하여 굴살작업을 행함으로써, 내통(21, 23)에 대하여 상향의 굴삭 반력이 작용한 경우에도, 밀어넣기용 로프(49), 지지용 로프(44)의 장력에 의해, 내통(21, 23)이 축소쪽으로 이동해버리는 것을 억제할 수 있다.

다음에, 신축 실린더(25)를, 도 2 및 도 19에 나타내는 최축소 상태로부터 신장시킨 경우에는, 신축 실린더(25)의 튜브(25A)가 시브 장착구(29)와 함께 하방으로 이동하고, 신축용 가동 시브(40)가 신축용 고정 시브(39)로부터 이간된다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(40)와 신축용 고정 시브(39)의 사이에서 신축용 로프(41)가 권취되고, 내통(23)은 상방으로 이동하여 내통(21) 내에 수용되어 간다. 이때, 내통(23)의 상부측에 계지된 지지용 로프(44)의 타단측(44B)이 내통(23)과 함께 상방으로 이동하므로, 지지용 로프(44)에 의해 지지된 내통(21)도 상방으로 이동하여 외통(13) 내에 수용되어 간다. 이렇게 하여, 도 1 및 도 18에 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(39´), 신축용 가동 시브(40´), 신축용 로프(41´), 지지용 고정 시브(42´), 지지용 로프(44´), 밀어넣기용 고정 시브(46´), 및 밀어넣기 기구(45´)를 구성하는 밀어넣기용 가동 시브(48´), 밀어넣기용 로프(49´)도 상술한 바와 동일하게 작동하는 것이다.

50은 내통(23)의 선단측(하단측)에 설치된 장착 아이(24)에 요동 가능하게 장착된 클램셸 버킷을 나타내고 있다. 이 클램셸 버킷(50)은, 버킷 실린더(51)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.

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(40)를 신축용 고정 시브(39)에 접근시킨다. 이로 인해, 신축용 가동 시브(40)와 신축용 고정 시브(39)에 권회된 신축용 로프(41)가 풀어지고, 내통(23)이 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장함과 함께, 지지용 로프(44)에 의해 지지된 내통(21)도 자중에 의해 외통(13)으로부터 하방으로 신장한다.

이때, 시브 장착구(29)에 지지된 밀어넣기용 가동 시브(48)와 밀어넣기용 고정 시브(46)의 사이에서 밀어넣기용 로프(49)가 권취됨으로써, 밀어넣기용 로프(49)는 항상 일정한 장력을 유지한다. 또한, 외통(13)과 내통(23)의 사이에서 내통(21)을 지지하는 지지용 로프(44)도 항상 일정한 장력을 유지한다.

이 결과, 밀어넣기용 로프(49), 지지용 로프(44)의 장력에 의해, 외통(13)으로부터 내통(21, 23)이 신장한 상태를 유지할 수 있고, 클램셸 버킷(50)을 수직갱(101)의 바닥면에 밀어넣을 수 있다. 이 상태에서, 버킷 실린더(51)에 의해 클램셸 버킷(50)을 개·폐시킴으로써, 클램셸 버킷(50)을 이용하여 수직갱(101)을 깊게 굴삭할 수 있어, 클램셸 버킷(50)에 의해 대량의 토사를 떠낼 수 있다.

클램셸 버킷(50)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(40)를 신축용 고정 시브(39)로부터 이간시킨다.

이로 인해, 신축용 가동 시브(40)와 신축용 고정 시브(39)의 사이에서 신축용 로프(41)가 권취되고, 내통(23)은 상방으로 이동하여 내통(21) 내에 수용되어 간다. 이때, 외통(13)과 내통(23)의 사이를 연결하는 지지용 로프(44)의 타단측(44B)이, 내통(23)과 함께 상방으로 이동함으로써, 지지용 로프(44)에 의해 지지된 내통(21)도 상방으로 이동하여 외통(13) 내에 수용되어 간다.

도 1 에 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(50)을 수직갱(101)으로부터 빼낸다. 그리고, 상부 선회체(3)를 선회시켜서, 심굴 굴삭기(1)의 후방 또는 측방에 대기하고 있는 덤프트럭(도시 생략)의 짐받이에 클램셸 버킷(50)에 의해 파지한 토사를 배출한다.

여기에서, 본 실시형태에 의한 심굴 굴삭기(1)는, 시브 장착구(29)를, 신축 실린더(25)를 사이에 두는 좌·우 양측에 쌍을 이루어 배치된 좌·우의 접속빔(30)과, 신축 실린더(25)를 타고넘어 좌·우방향으로 연장되고, 좌·우의 접속빔(30) 사이를 연결하는 상연결아암(31) 및 하연결아암(32)에 의해, 전체적으로 사각형의 프레임 형상으로 형성하고 있다.

이로 인해, 시브 장착구(29)에 지지된 신축용 가동 시브(40)를, 외통(13)의 좌측면(13C)보다 외측에 배치할 수 있다. 따라서, 신축용 가동 시브(40)의 직경을 크게 확보하면서, 신축용 가동 시브(40)가 외통(13)의 후면(13A)(외측면)으로부터 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 직경이 큰 신축용 가동 시브(40)를 이용할 수 있어, 신축용 로프(41)의 수명을 연장시킬 수 있다.

게다가, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 좌측의 신축용 가동 시브(40)를 외통(13)의 좌측면(13C)보다 외측에 배치하고, 우측의 신축용 가동 시브(40´)를 외통(13)의 우측면(13D)보다 외측에 배치함으로써, 신축 실린더(25)의 축 중심선(A-A)과 외통(13)의 후면(13A) 사이의 거리(L)를 가급적 작게 할 수 있다. 이로 인해, 신축 실린더(25)가 신축 동작을 행하였을 때에, 외통(13)에 대하여 작용하는 벤딩 모멘트를 저감할 수 있어, 외통(13)의 강도를 유지할 수 있다.

또한, 시브 장착구(29)에 신축 실린더(25)를 장착하는 지지핀(30A)의 중심과, 신축용 가동 시브(40)를 장착하는 신축용 시브 지지축(30B)의 중심과, 밀어넣기용 가동 시브(48)를 장착하는 밀어넣기용 시브 지지축(30C)의 중심은, 대략 일직선(A-A) 상에 배치되어 있다. 이로 인해, 신축 실린더(25)의 신축에 따라 신축용 가동 시브(40)로부터 신축용 로프(41)가 권취·권출됨과 함께, 밀어넣기용 가동 시브(48)로부터 밀어넣기용 로프(49)가 권취·권출될 때에, 시브 장착구(29)에 대하여 편하중이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 외통(13)의 외측에, 시브 장착구(29)의 각 접속빔(30)과 신축 실린더(25)의 사이에 위치하여 단면 L자형의 가이드 레일(27)을 설치하고, 시브 장착구(29)는, 가이드 레일(27)을 따라 외통(13)의 길이방향으로 이동하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 시브 장착구(29)는, 가이드 레일(27)로 안내되어 항상 일정한 궤도 위를 이동할 수 있다. 이 결과, 신축 실린더(25)의 신축 동작에 따라, 신축용 가동 시브(40)에 권회된 신축용 로프(41) 및 밀어넣기용 가동 시브(48)에 권회된 밀어넣기용 로프(49)의 권취·권출 동작을 정확하게 행할 수 있다.

게다가, 신축 실린더(25)는, 시브 장착구(29)의 각 접속빔(30)에 지지핀(30A)을 개재하여 접속되어 있으므로, 신축 실린더(25) 자체도 가이드 레일(27)을 따라 이동 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 신축 실린더(25)는, 신축 동작을 행할 때에 축방향(신축방향)으로만 변위할 수 있고, 축방향 이외의 방향으로의 변위(흔들림)나 덜거덕거림이 생길 일이 없다. 이 결과, 길이가 긴 신축 실린더(25)를 이용한 경우에도 당해 신축 실린더(25)의 좌굴을 억제할 수 있어, 굴삭 깊이를 크게 확보할 수 있다. 또한, 가이드 레일(27)에 의해 신축 실린더(25)의 좌굴을 억제함으로써, 좌굴 강도가 높고 중량이 큰 신축 실린더를 채용할 필요가 없어, 다단 신축 아암 장치(11) 전체의 중량을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 시브 장착구(29)와 가이드 레일(27)의 사이에 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)을 설치하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 시브 장착구(29)는, 항상 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)을 개재하여 가이드 레일(27)에 슬라이딩 접촉하므로, 신축 실린더(25)의 신축 동작에 따라, 시브 장착구(29)를 가이드 레일(27)을 따라 원활히 이동시킬 수 있다.

게다가, 시브 장착구(29)에는, 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)을 가이드 레일(27)의 길이방향에 장착·분리 가능하게 유지하는 제 1, 제 2 유지구(34, 35)를 구비한 슬라이딩 부재 유지부(33)를 설치하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 슬라이딩 부재 유지부(33)의 덮개체(36)를 시브 장착구(29)로부터 분리함으로써, 시브 장착구(29)를 가이드 레일(27)에 장착한 상태에서, 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)만을 제 1, 제 2 유지구(34, 35)에 대하여 용이하게 장착·분리할 수 있다.

이로 인해, 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)이 마모되었다고 해도, 시브 장착구(29)를 가이드 레일(27)로부터 분리하지 않고, 제 1, 제 2 슬라이딩판(37, 38)만을 용이하게 교환할 수 있다. 이 결과, 시브 장착구(29)가 가이드 레일(27)을 따라 원활히 이동하는 상태를 유지할 수 있어, 외통(13)에 대한 내통(21, 23)의 신축 동작의 안정성을 높일 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 신축 아암(12)을 구성하는 외통(13) 중, 붐 브래킷(17)이 장착되는 후면(13A)측에, 신축 실린더(25), 가이드 레일(27), 시브 장착구(29), 신축용 고정 시브(39), 신축용 가동 시브(40) 등을 배치하는 구성을 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 외통(13)의 전면(13B)측에, 신축 실린더(25), 시브 장착구(29) 등을 배치하는 구성으로 해도 된다.

2 : 하부 주행체(차체)
3 : 상부 선회체(차체)
4 : 붐
11 : 다단 신축 아암 장치
12 : 신축 아암
13 : 외통
13G : 상단부
13H : 하단부
21 : 내통(최외측 내통)
23 : 내통
25 : 신축 실린더
27 : 가이드 레일
29 : 시브 장착구
30 : 접속빔
31 : 상연결아암
32 : 하연결아암
33 : 슬라이딩 부재 유지부
37 : 제 1 슬라이딩판(슬라이딩 부재)
38 : 제 2 슬라이딩판(슬라이딩 부재)
39, 39´ : 신축용 고정 시브
40, 40´ : 신축용 가동 시브
41, 41´ : 신축용 로프
46, 46´ : 밀어넣기용 고정 시브
48, 48´ : 밀어넣기용 가동 시브
49, 49´ : 밀어넣기용 로프

Claims (6)

1. 상·하방향으로 연장되는 외통 및 당해 외통의 내측에 길이방향으로 신축 가능하게 수용된 복수단의 내통을 가지는 신축 아암과,
   당해 신축 아암을 구성하는 상기 외통의 길이방향을 따라 배치된 신축 실린더와,
   상기 외통에 고정하여 설치된 신축용 고정 시브와,
   당해 신축 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 로프와,
   상기 외통의 하부측에 고정하여 설치된 밀어넣기용 고정 시브와,
   상기 신축용 가동 시브보다 하측 위치에서 상기 시브 장착구에 설치된 밀어넣기용 가동 시브와,
   일단측이 상기 외통에 계지됨과 함께 타단측이 상기 외통의 내측을 지나 상기 복수단의 내통 중 가장 외측에 위치하는 최외측 내통에 계지되고, 도중 부위가 상기 밀어넣기용 고정 시브와 상기 밀어넣기용 가동 시브에 권회된 밀어넣기용 로프를 구비하여 이루어지는 다단 신축 아암 장치에 있어서,
   상기 시브 장착구는,
   상기 외통의 길이방향과 직교하는 방향에 있어서 상기 신축 실린더를 사이에 두는 양측에 배치되어 상기 신축 실린더에 접속된 한 쌍의 접속빔과,
   당해 한 쌍의 접속빔 사이를 연결하는 연결 아암과,
   상기 각 접속빔에 그 길이방향으로 이간하여 설치되어 상기 신축용 가동 시브를 지지하는 신축용 시브 지지축 및 상기 밀어넣기용 가동 시브를 지지하는 밀어넣기용 시브 지지축에 의해 구성되고,
   상기 신축용 가동 시브는, 상기 외통의 좌측면 및 우측면 보다 외측에 배치되도록 상기 신축용 시브 지지축에 지지되는 것을 특징으로 하는 다단 신축 아암 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외통에는, 상기 시브 장착구의 각 접속빔과 상기 신축 실린더의 사이에 배치되어 상기 신축 실린더의 신축에 따라 상기 시브 장착구의 각 접속빔을 상기 외통의 길이방향으로 안내하는 가이드 레일을 설치하는 구성으로 이루어지는 다단 신축 아암 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 시브 장착구와 상기 가이드 레일의 사이에는, 상기 시브 장착구를 상기 가이드 레일을 따라 원활히 이동시키는 슬라이딩 부재를 설치하는 구성으로 이루어지는 다단 신축 아암 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 시브 장착구에는, 상기 슬라이딩 부재를 상기 가이드 레일의 길이방향에 장착·분리 가능하게 유지하는 슬라이딩 부재 유지부를 설치하는 구성으로 이루어지는 다단 신축 아암 장치.
5. 자주 가능한 차체와, 당해 차체에 부앙동 가능하게 설치된 붐과, 당해 붐의 선단측에 설치된 다단 신축 아암 장치로 이루어지고,
   상기 다단 신축 아암 장치는, 상·하방향으로 연장되는 외통 및 당해 외통의 내측에 길이방향으로 신축 가능하게 수용된 복수단의 내통을 가지는 신축 아암과,
   당해 신축 아암을 구성하는 상기 외통의 길이방향을 따라 배치된 신축 실린더와,
   상기 외통에 고정하여 설치된 신축용 고정 시브와,
   당해 신축 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 로프와,
   상기 외통의 하부측에 고정하여 설치된 밀어넣기용 고정 시브와,
   상기 신축용 가동 시브보다 하측 위치에서 상기 시브 장착구에 설치된 밀어넣기용 가동 시브와,
   일단측이 상기 외통에 계지됨과 함께 타단측이 상기 외통의 내측을 지나 상기 복수단의 내통 중 가장 외측에 위치하는 최외측 내통에 계지되고, 도중 부위가 상기 밀어넣기용 고정 시브와 상기 밀어넣기용 가동 시브에 권회된 밀어넣기용 로프를 구비하여 이루어지는 다단 신축 아암 장치를 구비한 심굴 굴삭기에 있어서,
   상기 시브 장착구는,
   상기 외통의 길이방향과 직교하는 방향에 있어서 상기 신축 실린더를 사이에 두는 양측에 배치되어 상기 신축 실린더에 접속된 한 쌍의 접속빔과,
   당해 한 쌍의 접속빔 사이를 연결하는 연결 아암과,
   상기 각 접속빔에 그 길이방향으로 이간하여 설치되어 상기 신축용 가동 시브를 지지하는 신축용 시브 지지축 및 상기 밀어넣기용 가동 시브를 지지하는 밀어넣기용 시브 지지축에 의해 구성되고,
   상기 신축용 가동 시브는, 상기 외통의 좌측면 및 우측면 보다 외측에 배치되도록 상기 신축용 시브 지지축에 지지되는 것을 특징으로 하는 다단 신축 아암 장치를 구비한 심굴 굴삭기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 외통에는, 상기 시브 장착구의 각 접속빔과 상기 신축 실린더의 사이에 배치되어 상기 신축 실린더의 신축에 따라 상기 시브 장착구의 각 접속빔을 상기 외통의 길이방향으로 안내하는 가이드 레일을 설치하고,
   상기 시브 장착구와 상기 가이드 레일의 사이에는, 상기 시브 장착구를 상기 가이드 레일을 따라 원활히 이동시키는 슬라이딩 부재를 설치하며,
   상기 시브 장착구에는, 상기 슬라이딩 부재를 상기 가이드 레일의 길이방향에 장착·분리 가능하게 유지하는 슬라이딩 부재 유지부를 설치하는 구성으로 이루어지는 다단 신축 아암 장치를 구비한 심굴 굴삭기.
   

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