KR101718124B1 - 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 차량의 전방에 장착되는 전방 프레임, 상기 전방 프레임을 따라 수평 이동되도록 설치되는 슬라이더, 상기 슬라이더의 상단에 설치되되, 지면과 수직한 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 설치되는 회전체, 상기 회전체의 상단에 피벗 연결되고, 복수의 실린더의 왕복운동에 의해 적어도 2관절 이상으로 관절 운동되도록 일단이 연결되는 암 부재, 상기 암 부재의 타단에 연결되고, 외주면에 형성되는 복수의 브러시 모를 회전시키는 브러시 회전축을 구비하는 브러시 어셈블리, 상기 암 부재와 상기 브러시 어셈블리를 연결하되, 상호 평행하게 배치되는 제1 편심축과 제2 편심축을 갖는 편심 부재, 상기 브러시 어셈블리의 상기 편심 부재를 마주보는 면에 형성되는 브러시 지지 프레임, 상기 브러시 지지 프레임에 고정 연결되는 실린더 브래킷, 상기 실린더 브래킷을 관통하는 실린더 피벗 축 및 상기 실린더 피벗 축을 중심으로 피벗되는 피벗 실린더를 포함하고, 상기 피벗 실린더의 내주면을 따라 왕복 운동하는 플런저의 단부는 상기 제1 편심축에 의해 피벗 지지되고, 상기 브러시 어셈블리는 상기 제2 편심축을 중심으로 회전되는, 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기를 제공한다.

Description

상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기{TUNNEL CLEANER CAPABLE OF TURNING OVER AND MOVING HORIZONTALLY}

본 발명은 터널 청소기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 터널을 청소할 경우, 자동차의 통행량이 적은 야간 시간대를 이용하여 터널 입구 양측을 차량이 이동하지 못하도록 막은 후, 터널의 벽면에 사다리를 세우고 작업자가 올라가 벽면이나 천장 등을 브러시로 직접 닦아내고 세척수를 뿌려가면서 세척한다.

또한, 터널 내부의 유지, 보수 작업이나 조명등의 교체 및 보수 작업 시에는 별도의 사다리차에 의해 인부가 직접 탑승한 채로 그 작업을 수행하거나 조명등의 세척 작업 시에는 사다리차 또는 차선을 차단한 채로 직접 사다리를 거치하여 인부가 일일이 세척 작업을 수행하였다.

그러나, 작업 시간이 지연되므로 차선을 통제하는 작업의 특성 상 주변도로의 정체 현상을 가중시키고, 작업 지연에 의한 경제적인 손실이 매우 크며, 세척 작업 또한 어려워서 효율적이지 못한 문제가 존재하여, 최근에는 구동 수단으로 브러시를 회전시키면서 터널의 벽면을 청소하는 터널 청소 차량이 개발되어 사용되고 있다.

그런데, 종래의 터널 세척 차량은 브러시가 청소 차량의 측면에서 회전만 이루어질 뿐 브러시의 길이 조절, 높이 조절 및 회동 각도 조절이 어려워 작업자가 원하는 위치로 브러시를 이동할 수 없어서 원하는 부분의 벽면을 닦아내지 못하므로 세척 효율이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.

한국공개특허 10-2001-0045009(2001.06.05. 공개)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 전방에 장착되는 전방 프레임, 상기 전방 프레임을 따라 수평 이동되도록 설치되는 슬라이더, 상기 슬라이더의 상단에 설치되되, 지면과 수직한 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 설치되는 회전체, 상기 회전체의 상단에 피벗 연결되고, 적어도 2관절 이상으로 관절 운동되도록 일단이 연결되는 암 부재 및 상기 암 부재의 타단에 연결되는 브러시 어셈블리를 포함하고, 상기 암 부재와 상기 브러시 어셈블리는 제1 편심축과 제2 편심축을 갖는 편심 부재를 통하여 상호 연결되고, 상기 제1 편심축과 제2 편심축은 상호 평행하되, 소정 거리 이격되도록 형성되는 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 차량의 전방에 장착되는 전방 프레임, 상기 전방 프레임을 따라 수평 이동되도록 설치되는 슬라이더, 상기 슬라이더의 상단에 설치되되, 지면과 수직한 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 설치되는 회전체, 상기 회전체의 상단에 피벗 연결되고, 복수의 실린더의 왕복운동에 의해 적어도 2관절 이상으로 관절 운동되도록 일단이 연결되는 암 부재, 상기 암 부재의 타단에 연결되고, 외주면에 형성되는 복수의 브러시 모를 회전시키는 브러시 회전축을 구비하는 브러시 어셈블리, 상기 암 부재와 상기 브러시 어셈블리를 연결하되, 상호 평행하게 배치되는 제1 편심축과 제2 편심축을 갖는 편심 부재, 상기 브러시 어셈블리의 상기 편심 부재를 마주보는 면에 형성되는 브러시 지지 프레임, 상기 브러시 지지 프레임에 고정 연결되는 실린더 브래킷, 상기 실린더 브래킷을 관통하는 실린더 피벗 축 및 상기 실린더 피벗 축을 중심으로 피벗되는 피벗 실린더를 포함하고, 상기 피벗 실린더의 내주면을 따라 왕복 운동하는 플런저의 단부는 상기 제1 편심축에 의해 피벗 지지되고, 상기 브러시 어셈블리는 상기 제2 편심축을 중심으로 회전되는, 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기를 제공한다.

상기 편심 부재의 상기 브러시 어셈블리를 마주보는 면에는 한 쌍의 편심 부재 브래킷이 상측으로 돌출 형성되고, 상기 제1 편심축이 상기 한 쌍의 편심 부재 브래킷을 관통하여 결합될 수 있다.

상기 제2 편심축은 상기 제1 편심축과 평행하게 소정 거리 이격되되, 상기 제1 편심축으로부터 직하방으로 이격되어 상기 편심 부재에 삽입됨으로써 상기 브러시 어셈블리의 회전을 지지할 수 있다.

상기 편심 부재의 상면부로부터 일체로 돌출 형성되는 돌기부 및 상기 암 부재의 하단에 피벗 결합되는 링크 부재, 상기 링크 부재의 하단에 형성되고, 상기 돌기부의 외주면을 감싸며 밀착시키는 저지부를 포함하고, 상기 저지부에 의해 상기 편심 부재의 상기 제2 편심축을 중심으로 하는 회전이 제한될 수 있다.

상기 링크 부재의 일측면이 상기 편심 부재와 고정되도록 고정 브래킷이 구비될 수 있다.

상기 전방 프레임은 상기 차량의 전방에 차폭 방향으로 소정 폭을 갖도록 한 쌍의 수평 프레임 및 수직 프레임으로 형성되고, 상기 전방 프레임의 수평 프레임 상에는 체인 레일이 형성되며, 상기 체인 레일을 이루는 복수의 체인 롤러에 치합되어 회전되는 체인 기어를 더 포함할 수 있다.

상기 체인 기어와 동축 상에 배치되어 일체로 회전되는 모터 구동축을 갖는 구동 모터가 구비되고, 상기 구동 모터는 상기 슬라이더에 고정 결합될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 브러시 어셈블리의 상하 반전 및 슬라이더의 수평 이동이 가능하므로 다양한 각도에 대응되도록 조작이 가능하여 터널의 천장 및 측벽의 세척이 가능해진다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 브러시 어셈블리가 차량의 전면부에 탑재되므로 차량 운전자가 육안으로 확인하면서 브러시 어셈블리를 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기가 차량에 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기가 차량으로부터 분리된 상태를 각각의 방향으로부터 바라본 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 도 2의 브러시 어셈블리를 암 부재로부터 분리한 상태를 각각의 방향에서 바라본 사시도이다.
도 8은 도 5의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기의 브러시 어셈블리가 회전되는 상태를 순서대로 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기가 차량에 장착된 상태를 나타낸 것이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기가 차량으로부터 분리된 상태를 각각의 방향으로부터 바라본 사시도이고, 도 5 내지 도 7은 도 2의 브러시 어셈블리를 암 부재로부터 분리한 상태를 각각의 방향에서 바라본 사시도이며, 도 8은 도 5의 평면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기는 전방 프레임(100), 슬라이더(200), 회전체(300), 암 부재(400) 및 브러시 어셈블리(500)를 포함할 수 있다.

전방 프레임(100)은 차량(1)의 전면부에 장착될 수 있다. 여기서, 차량(1)의 전면부는 전방 프레임(100)이 장착될 수 있는 면적을 확보함과 동시에 차량(1)의 운전자가 운전하는 동안 시야에 간섭되지 않는 범위 내에서 차량(1)의 앞유리(2)를 제외한 면적을 의미할 수 있다. 바람직하게는, 차량(1)의 범퍼(3)를 포함한 전면부의 하측에 전방 프레임(100)이 장착될 수 있다.

전방 프레임(100)은 상하측에 소정 거리 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍의 수평 프레임(101) 및 한 쌍의 수평 프레임(101)의 양단에 연결되어 양 측면에 평행하게 배치되는 수직 프레임(102)으로 이루어지는 직사각형 틀 형태로 형성될 수 있다.

또한, 하측의 수평 프레임(101)의 상면에는 체인 레일(110)이 형성되고, 체인 레일(110)을 이루는 복수의 체인 롤러에 치합되어 회전되는 체인 기어(211)가 구비될 수 있다.

슬라이더(200)는 전방 프레임(100)의 상측에 위치하는 수평 프레임(101)의 상면 및 하측에 위치하는 수평 프레임(101)의 하면을 동시에 감싸며 수평 프레임(101)을 따라 슬라이딩 가능하도록 한다.

이때, 슬라이더(200)의 상하측에 위치하는 한 쌍의 절곡부(미도시)가 수평 프레임(101)에 면접촉한 상태로 미끄럼 접촉함으로써 슬라이더(200)가 차량의 폭 방향을 따라 이동 가능하도록 한다.

특히, 도 4에 도시한 바와 같이 슬라이더(200)의 일측에는 구동 모터(210)가 고정 결합될 수 있다. 구동 모터(210)는 회전되는 모터 구동축(미도시)을 구비하되, 상기 모터 구동축과 동축 상에 회전되는 체인 기어(211)가 형성될 수 있다.

체인 기어(211)는 그 외주면에 형성되는 복수의 기어치를 구비하고, 상기 복수의 기어치가 체인 레일(110)의 복수의 체인 롤러에 외접됨으로써 상기 모터 구동축의 회전에 의해 체인 레일(110)을 따라 구동 모터(210)가 수평 이동이 가능해진다.

구동 모터(210)는 양방향 회전이 가능한 정역 회전 모터일 수 있고, 구동 모터(210)가 슬라이더(200)에 고정 결합되어 있으므로 체인 기어(211)의 회전 운동이 구동 모터(210)의 수평 이동으로 전환 됨으로써 슬라이더(200)가 차량(1)의 차폭 방향을 따라 양방향 이동이 가능하게 된다.

한편, 회전체(300)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있고, 슬라이더(200)의 상단에 설치되되, 지면과 수직한 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

회전체(300)는 암 부재(400)의 피벗이 가능하도록 피벗 지지함과 동시에 암 부재(400)에 공급되는 작동 유압 제어를 위한 유압 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 유압 제어부는 복수로 이루어져 회전체(300)의 외주면에 형성될 수 있는데, 차량(1)의 사용자의 조작에 따라 후술하는 복수의 작동 실린더로 공급되는 유압을 제어하도록 한다.

회전체(300)의 상단에는 수직 연장부(310) 및 수평 연장부(320)가 형성될 수 있다. 수직 연장부(310)는 회전체(300)의 회전축을 따라 상측으로 연장되어 암 부재(400)의 단부를 피벗 지지 할 수 있도록 형성되고, 수평 연장부(320)는 후술하는 제1 실린더(420)가 피벗 지지될 수 있도록 회전체(300)의 반경 방향 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

암 부재(400)는 회전체(300)에 의해 피벗 지지될 수 있고, 제1 암 부재(410), 제1 브래킷(410a), 제1 실린더(420), 제2 암 부재(440), 제2 브래킷(440a), 제2 실린더(430), 제3 실린더(450) 및 링크 조립체(45)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 2개의 암 부재(410, 440)를 도시하고 있지만, 청소 위치 및 사용 용도에 따라 3개 이상의 부재를 포함할 수도 있으므로 암 부재의 개수는 이에 한정되지 않는다.

제1 암 부재(410)의 일단은 수직 연장부(310)의 제1 힌지부(411)를 통하여 결합되고, 타단은 제2 힌지부(412)를 통하여 제2 암 부재(440)와 결합될 수 있다. 여기서, 제1 암 부재(410)의 중간부에는 그 외주면을 감싸는 제1 브래킷(410a)이 형성될 수 있다.

제1 브래킷(410a)은 제1 암 부재(410)의 외측 방향으로 돌출되되, 양 축이 서로 평행하는 제1 핀(422) 및 제2 핀(431)을 포함할 수 있다. 이중 제1 핀(422)을 통하여 제1 실린더(420)의 플런저(미도시)측 단부가 힌지 결합되고, 제2 핀(431)을 통하여 제2 실린더(430)의 몸체 측 단부가 힌지 결합될 수 있다.

이하, 제1, 2, 3 실린더(420, 430, 450)는 각각 일단이 개구되는 중공의 원통 형상의 몸체 및 상기 각각의 몸체의 내주면을 따라 왕복운동하는 원기둥 형상의 플런저를 구비하는 것으로 정의한다.

제1 실린더(420)의 몸체 측 단부는 수평 연장부(320)의 제1 보조 힌지부(421)를 통하여 연결될 수 있다.

제1 실린더(420)의 플런저가 왕복 운동을 함에 따라 상기 플런저와 힌지 결합된 제1 핀(422)에 회전 토크가 발생됨과 동시에 제1 암 부재(410)는 제1 힌지부(411)를 중심으로 피벗 운동이 가능하게 된다.

또한, 제2 암 부재(440)의 제2 힌지부(412)에 근접한 위치에 제2 보조 힌지부(432)가 형성되고, 제2 실린더(430)의 플런저 측 단부가 제2 보조 힌지부(432)에 연결될 수 있다.

이로 인해, 제2 실린더(430)의 플런저가 왕복 운동함에 따라 제2 암 부재(440)는 제2 힌지부(412)를 중심으로 피벗 가능하게 된다.

제2 암 부재(440)의 중간부에는 제2 암 부재(440)의 외주면을 감싸는 제2 브래킷(440a)이 형성될 수 있다.

제2 브래킷(440a)은 제2 암 부재(440)의 외측 방향으로 돌출되되, 제3 실린더(450)의 몸체 측 단부가 힌지 결합될 수 있도록 제3 보조 힌지부(451)가 형성될 수 있다.

제3 실린더(450)의 플런저 측 단부는 후술하는 링크 조립체(45)의 제4 링크축(455)에 연결될 수 있다.

링크 조립체(45)는 제2 암 부재(440)의 제2 힌지부(412)의 반대측 단부에 연결될 수 있으며, 제1 링크 축(452), 제2 링크 축(453), 제3 링크 축(454) 및 제4 링크 축(455)을 포함할 수 있다.

제1 링크 축(452), 제2 링크 축(453), 제3 링크 축(454) 및 제4 링크 축(455)은 제2 암 부재(440)의 두께를 관통하도록 각각 결합됨과 동시에 제1 링크 부재(461), 제2 링크 부재(462) 및 제3 링크 부재(463)를 상호 연결하는 4점 지지 링크 구조로서, 제1 링크 부재(461), 제2 링크 부재(462) 및 제3 링크 부재(463)는 각각 한 쌍으로 이루어지고 각각의 한 쌍은 제2 암 부재(440)의 두께를 중심으로 대칭되도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 도 2 및 도 3을 다시 참조하면 제2 암 부재(440)의 하단부를 관통하는 제1 링크 축(452)을 중심으로 피벗되는 제1 링크 부재(461)가 배치되고, 제1 링크 부재(461)의 길이 방향을 따른 중간부를 관통하는 제2 링크 축(453)을 중심으로 피벗되는 제2 링크 부재(462)가 형성되고, 제2 링크 부재(462)의 단부를 관통하는 제3 링크 축(454)을 중심으로 피벗되도록 제3 실린더(450)의 플런저 측 단부가 연결되며, 제2 암 부재(440)의 단부에 근접한 위치에 형성되는 제4 링크 축(455)에 제3 링크 부재(463)가 피벗 연결될 수 있다.

또한, 제1 링크 부재(461)의 하단에는 그 측면에 고정되는 고정 브래킷(480)이 설치됨으로써 제1 링크 부재(461)의 하단과 편심 부재(520)를 상호 고정시키게 된다.

그리고, 제1 링크 부재(461)의 하단면에는 원기둥 형상으로 관통되는 저지부(470)가 형성되어서, 후술하는 편심 부재(520)의 돌기부(530)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다.

저지부(470)는 편심 부재(520)의 상면부로부터 일체로 돌출 형성되는 돌기부(530)의 외주면에 밀착되도록 함으로써 편심 부재(520)의 회전을 제한하게 된다.

한편, 도 5 내지 도 8을 도 2 내지 도 4와 함께 참조하면 브러시 어셈블리(500)는 제1 편심축(515)과 제2 편심축(523)을 갖는 편심 부재(520)가 고정 브래킷(480)에 의해 제2 암 부재(440)의 제1 링크 부재(461)과 고정될 수 있다.

편심 부재(520)는 평평한 상면(521) 및 상면(521)으로부터 수직하게 서로 마주보는 2개의 면을 이루는 측면(520a)을 포함할 수 있다.

그리고, 편심 부재(520)의 상면(521)을 관통하는 돌기부(530)가 형성되되, 돌기부(530)의 일측 단부에는 고정 블록(520b)이 결합된 상태에서 고정 블록(520b)의 양측면이 편심 부재(520)의 측면(520a)의 내측에 밀착 고정될 수 있다. 따라서, 편심 부재(520)와 돌기부(530)는 일체로 회전되도록 이루어진다.

아울러, 편심 부재(520)의 상면(521)으로부터 수직하게 돌출되는 편심 부재 브래킷(522)이 형성될 수 있다. 편심 부재 브래킷(522)에는 제1 편심축(515)이 배치되고, 제1 편심축(515)과 동일한 방향의 축을 갖되, 소정 거리 이격되는 제2 편심축(523)이 배치될 수 있다.

후술하는 바와 같이 제1 편심축(515)은 피벗 실린더(513)의 플런저(514)의 회전 중심일 수 있고, 제2 편심축(523)은 브러시 어셈블리(500)의 회전 중심일 수 있다.

다시 말해, 피벗 실린더(513)의 플런저(514)가 왕복운동을 함에 따라 피벗 실린더(513)의 플런저(514) 단부(514a)가 제1 편심축(515)을 중심으로 회전하게 됨과 동시에 브러시 어셈블리(500)가 제2 편심축(523)을 중심으로 회전하게 된다. 이와 관련하여 구체적인 작동 원리는 이후에 설명한다.

제2 편심축(523)의 단부 일부는 브러시 어셈블리(500)와 마주보는 면에 삽입되고, 제2 편심축(523)의 외주면 일부를 감싸는 레이디얼 베어링(미도시)이 배치되어서 회전 지지될 수 있도록 한다.

브러시 어셈블리(500)의 후면부(이하, 편심 부재(520)를 마주보는 일면을 브러시 어셈블리(500)의 후면부, 상기 후면부의 반대측면을 브러시 어셈블리(500)의 전면부로 정의함)에는 브러시 지지 프레임(510)이 형성될 수 있다. 브러시 지지 프레임(510)은 브러시 어셈블리(500)의 폭 방향으로 소정 길이를 갖는 바(bar) 형상으로 형성되고, 브러시 어셈블리(500)와 편심 부재(520)를 상호 고정하기 위하여 연결 플레이트(511)가 브러시 지지 프레임(510)에 장착될 수 있다.

여기서, 연결 플레이트(511)의 일면은 브러시 지지 프레임(510)의 후면부에 면접촉한 상태에서 볼트 결합이나 용접 결합에 의해 고정될 수 있으며, 타면은 피벗 실린더(513)의 회전축을 이루는 실린더 피벗 축(513a)을 회전 지지하기 위한 실린더 브래킷(512)이 결합될 수 있다.

실린더 브래킷(512)은 피벗 실린더(513)의 외주면에 이격되어 4면으로 감싸는 사각 형상으로 형성되되, 실린더 피벗 축(513a)이 실린더 브래킷(512) 및 피벗 실린더(513)의 몸체부를 관통하여 결합될 수 있다.

즉, 피벗 실린더(513)의 플런저(514)가 수축하는 방향으로 유압이 가해지면 피벗 실린더(513)가 플런저(514)와 함께 제1 편심축(515)을 중심으로 일방향으로 회전되고, 관성력에 의해 동방향으로 계속적으로 회전되는 과정에서 피벗 실린더(513)의 플런저(514)가 인장되는 방향으로 유압이 가해지면서 피벗 실린더(513)가 회전하게 된다.

다시 말해, 피벗 실린더(513)의 플런저(514)가 수축되는 방향으로 이동하면 편심 부재(520)가 제2 편심축(523)을 중심으로 일측 방향으로 회전하는 힘을 받게 되나, 편심 부재(520)의 돌기부(530)가 저지부(470)에 의해 회전이 제한되는 상태이므로 피벗 실린더(513)가 플런저(514)와 함께 제1 편심축(515)을 중심으로 하여 반대 방향으로 회전되고, 이에 더하여 피벗 실린더(513)가 플런저(514)와 함께 제1 편심축(515)을 중심으로 90˚ 회전되는 시점에서 플런저(514)가 인장되면 작용중인 관성력으로 인하여 피벗 실린더(513)의 90˚ 회전 위치를 경유하여 180˚ 회전되도록 한다.

피벗 실린더(513)가 회전되는 과정은 말미에 구체적으로 설명하도록 한다.

한편, 피벗 실린더(513)가 제1 편심축(515)을 기준으로 0˚ 위치(피벗 실린더(513)의 몸체부가 돌기부(530)와 대략 수직하는 일측 방향) 및 180˚ 위치(피벗 실린더(513)의 몸체부가 돌기부(530)와 대략 수직하는 타측 방향)에 놓여질 시 피벗 실린더(513)의 몸체가 실린더 브래킷(512)에 의해 간섭되는 것을 방지하기 위하여 실린더 브래킷(512)의 마주보는 2개의 면에는 피벗 실린더(513)의 몸체의 일부가 안착될 수 있도록 한 쌍의 절개홈(515)이 형성될 수 있다.

브러시 지지 프레임(510)을 다시 살펴보면, 그 양단에는 측면 프레임(541, 542)의 일단이 각각 마주보도록 연결되고, 측면 프레임(541, 542)의 각각의 타단에는 브러시 회전축(501)이 회전 지지되도록 한다.

이때, 한 쌍의 측면 프레임(541, 542) 중 어느 하나에 브러시 구동 모터(540)가 형성되고, 브러시 구동 모터(540)의 회전력에 의해 브러시 회전축(501)이 회전하게 되고, 브러시 회전축(501)의 외주면에 형성되는 복수의 브러시 모(503)가 함께 회전함으로써 복수의 브러시 모(503)를 이용하여 터널의 천장 및 측벽의 오염 부위를 세척할 수 있게 된다.

브러시 모(503)는 합성 수지 또는 천연 재질로 이루어질 수 있고, 바람직하게 평시에는 늘어지는 유연 재질의 브러시 모가 사용될 수 있다. 이때, 본 실시예의 도면에서는 설명의 편의상 브러시 회전축(501)을 중심으로 방사형으로 직선형 형상인 것으로 도시되고 있으나, 브러시 회전축(501)이 정지 상태인 경우에는 브러시 모(503)가 자중에 의해 브러시 회전축(501)에 매달려 있는 형상으로 이해될 수 있다.

브러시 지지 프레임(510)에는 한 쌍의 만곡 프레임(506)이 형성될 수 있다. 만곡 프레임(506)은 브러시 모(503)의 회전 궤적의 일부를 감싸는 곡률로 형성될 수 있으며, 브러시 모(503)가 브러시 회전축(501)에 의해 회전 시 비산되는 오염물 및 수분이 일부 차단하기 위한 프론트 에이프런(502)을 지지하는 기능을 수행할 수 있다.

프론트 에이프런(502)은 만곡 프레임(506)에 의해 지지되되, 브러시 모(503)의 회전 궤적으로부터 반경 방향 외측으로 소정 거리 이격되어 이와 대응되는 곡률로 형성될 수 있다.

아울러, 브러시 어셈블리(500)의 후면부에는 프론트 에이프런(502)과 동일한 기능을 하나, 프론트 에이프런(502)에 의해 차단되는 방향 이외의 방향으로 비산되는 오염물 및 수분의 일부를 차단하기 위한 리어 에이프런(508)이 더 포함될 수 있다.

일 예로, 프론트 에이프런(502)이 차량(1)의 전측 및 상측으로 비산되는 오염물 및 수분의 일부를 차단하도록 설치되는 경우, 리어 에이프런(508)은 브러시 어셈블리(500)의 후측 및 하측으로 비산되는 오염물 및 수분의 일부를 차단하도록 설치될 수 있다.

브러시 어셈블리(500)의 전면부에는 식별 플레이트(504)가 더 포함될 수 있다. 식별 플레이트(504)는 차량의 운행 중에 전방에 위치하는 차량 또는 사람에게 표식을 나타내기 위한 것으로서, 식별 플레이트(504)의 전면부에 경고 이미지 또는 표식이 인쇄될 수 있다.

또한, 식별 플레이트(504)의 측면 모서리에는 식별 봉(505)이 돌출 형성될 수 있다.

식별 봉(505)은 차량(1)의 운전자가 육안으로 식별할 수 있는 높이에 해당되는 최소의 높이를 가질 수 있으며, 운전자에게 브러시 어셈블리(500)의 최전방 위치를 인식시키는 기능을 수행하게 된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기의 브러시 어셈블리가 회전되는 상태를 순서대로 나타낸 것이다.

도 9를 참조하며 브러시 어셈블리가 회전되는 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 9의 (a)의 상태에서 피벗 실린더(513)의 플런저(514)가 수축되면 제1 편심축(515)축을 당기게 되어서 편심 부재(520)가 제2 편심축(523)을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전되는 힘을 받게 되지만, 전술한 바와 같이 편심 부재(520)의 돌기부(530)가 저지부(470)에 의해 회전이 제한된다.

이에 따라 도 9의 (b)의 상태로 진행되며 피벗 실린더(513)는 제1 편심축(515)을 중심으로 시계 방향으로 회전된다.

이후, 도 9의 (c)의 상태에 도달하면 피벗 실린더(513)의 플런저(514)가 최대 수축 상태가 되고 브러시 어셈블리(500)는 초기 위치인 (a) 상태로부터 90˚ 회전된 상태가 된다.

이후, 브러시 어셈블리(500)는 관성력에 의해 계속적으로 시계 방향을 따라 회전되고 이때, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이 피벗 실린더(513)의 플런저(514)는 인장상태로 전환되며, 도 9의 (e)에 도시한 바와 같이 피벗 실린더(513)의 플런저(514)가 최대 인장 상태가 됨으로써, 초기 위치인 (a)인 상태로부터 180˚ 회전된 상태가 된다.

즉, 도 9의 (a)부터 (e) 상태가 되는 동안 브러시 어셈블리(500)가 시계 방향으로 180˚ 회전되고, 브러시 어셈블리(500)가 원위치로 회전하고자 하는 경우에는 피벗 실린더(513)의 플런저(514)를 도 9의 (e)부터 (a) 역순으로 작동시킴으로써 구현될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기에 의하면 브러시 어셈블리(500)는 제2 편심축(523)을 중심으로 일측 방향으로 180˚회전 및 타측 방향으로 180˚ 회전(반전) 가능하므로 터널 내부의 측벽 및 천장 등의 다양한 위치에 대한 세척이 가능할 뿐만 아니라, 횡방향 수평 이동이 가능한 슬라이더(200)에 의해 차량(1)의 측방에 대한 거리 조절이 가능하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 전방 프레임
200: 슬라이더
300: 회전체
400: 암 부재
500: 브러시 어셈블리
503: 브러시 모
510: 브러시 지지 프레임
512: 실린더 브래킷
513: 피벗 실린더
513a: 실린더 피벗 축
515: 제1 편심축
520: 편심 부재
523: 제2 편심축

Claims (7)

1. 차량의 전방에 장착되는 전방 프레임;
   상기 전방 프레임을 따라 수평 이동되도록 설치되는 슬라이더;
   상기 슬라이더의 상단에 설치되되, 지면과 수직한 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 설치되는 회전체;
   상기 회전체의 상단에 피벗 연결되고, 복수의 실린더의 왕복운동에 의해 적어도 2관절 이상으로 관절 운동되도록 일단이 연결되는 암 부재;
   상기 암 부재의 타단에 연결되고, 외주면에 형성되는 복수의 브러시 모를 회전시키는 브러시 회전축을 구비하는 브러시 어셈블리;
   상기 암 부재와 상기 브러시 어셈블리를 연결하되, 상호 평행하게 배치되는 제1 편심축과 제2 편심축을 갖는 편심 부재;
   상기 브러시 어셈블리의 상기 편심 부재를 마주보는 면에 형성되는 브러시 지지 프레임;
   상기 브러시 지지 프레임에 고정 연결되는 실린더 브래킷;
   상기 실린더 브래킷을 관통하는 실린더 피벗 축; 및
   상기 실린더 피벗 축을 중심으로 피벗되는 피벗 실린더를 포함하고,
   상기 피벗 실린더의 내주면을 따라 왕복 운동하는 플런저의 단부는 상기 제1 편심축에 의해 피벗 지지되고, 상기 브러시 어셈블리는 상기 제2 편심축을 중심으로 회전되고,
   상기 편심 부재의 상기 브러시 어셈블리를 마주보는 면에는 한 쌍의 편심 부재 브래킷이 상측으로 돌출 형성되고, 상기 제1 편심축이 상기 한 쌍의 편심 부재 브래킷을 관통하여 결합되고,
   상기 제2 편심축은 상기 제1 편심축과 평행하게 소정 거리 이격되되, 상기 제1 편심축으로부터 직하방으로 이격되어 상기 편심 부재에 삽입됨으로써 상기 브러시 어셈블리의 회전을 지지하고,
   상기 편심 부재의 상면부로부터 일체로 돌출 형성되는 돌기부; 및
   상기 암 부재의 하단에 피벗 결합되는 링크 부재;
   상기 링크 부재의 하단에 형성되고, 상기 돌기부의 외주면을 감싸며 밀착시키는 저지부를 포함하고,
   상기 저지부에 의해 상기 편심 부재의 상기 제2 편심축을 중심으로 하는 회전이 제한되는, 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 링크 부재의 일측면이 상기 편심 부재와 고정되도록 고정 브래킷이 구비되는 것을 특징으로 하는 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 전방 프레임은 상기 차량의 전방에 차폭 방향으로 소정 폭을 갖도록 한 쌍의 수평 프레임 및 수직 프레임으로 형성되고, 상기 전방 프레임의 수평 프레임 상에는 체인 레일이 형성되며, 상기 체인 레일을 이루는 복수의 체인 롤러에 치합되어 회전되는 체인 기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 체인 기어와 동축 상에 배치되어 일체로 회전되는 모터 구동축을 갖는 구동 모터가 구비되고, 상기 구동 모터는 상기 슬라이더에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 상하 반전과 수평 이동이 가능한 터널 청소기.

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