KR101734763B1 - 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 이러한 사각후레임형상의 회전키(60)내부에는 수직홈이(66) 수직으로 형성되어 있어 수직홈핀(61)이 이안에 위치되도록 하였으며 이 위에는 수직홈핀스프링(64)이 구비되어 있어 있어 수직홈핀에 대해 하단으로 방향성을 가지도록 하고 있다. 또한 회전키 하단축(65)에는 하단스프링(62)이 구비되어 있어 어태치먼트의 전방핀(11) 이 고정히치(13)에 장착된 후 유압실린더(29)가 신장될 때 하단스프링이 수직홈핀(61)을 유압실린더(29)의 축부고리(24)에 안착되는데 일조하도록 되어 있다. 또 어태치먼트의 전방핀(11)이 고정히치(13)로 부터 이탈될 때 상기 수직홈핀(61)이 유압실린더(29)의 축부고리(24)로부터 쉽게 이탈되도록 수직홈핀스프링(64)이 수직홈핀(61)에 힘을 가하도록 되어 있다. 이로써 회전키(60) 동작에 있어 고도의 신뢰성을 확보할 수 있다.
가동히치(14)에 위치한 무게추(30)는 상단돌기와 하단돌기를 가지고 있다. 이중 상단돌기(32)는 길게형성되어 있고 하단돌기(31)은 짧게 구성되어 있다. 나아가, 무게추축(33)에는 무게추(30)가 약한힘으로 시계방향으로 빠른 회전력을 가지도록 무게 추 스프링(34)이 게재되어 있다. 이같은 구조를 통해서 가동히치(14)에 어태치먼트의 후방핀(12)를 체결할때는 쉽게 할수 있으나 해제될 때에는 운전자의 조작에 따라 퀵커플러가 경사져 무게추(30)의 상단돌기(32)가 가동히치측벽(17)에 닿아 스프링이 눌려있는 상태에서만 해제가 가능토록 함으로서 결국 안전성이 최대로 보장되도록 하고 있다.
본 발명에서는 유압실린더파손시 고정히치(13)측의 안전장치의 기능이 마비될 수 있는 치명척인 단점을 보완하면서도 가장 간단한 형태의 무게추를 통해 안전기능을 확보할 수 있게 해줄뿐만 아니라, 고정히치의 회전키(60)와 무게추를 포함한 가동히치(14)를 하나의 부품으로 제작할 수 있도록 함으로서 부품수 축소에 따른 비용감소를 이룩하였으며 이로 인해 모든 사람에게 싸게 제품을 공급할 수 있게 함으로써 더 많은 사람들이 안전성이 향상된 퀵커플러를 이용할 수 있게 하는 이점이 있다.

Description

개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러{SAFETY QUICK COUPLER HAVING ADVANCED STRUCTURE FOR EXCAVATOR}

본 발명은 작업 용도에 따라 각기 다른 어태치먼트(attachment)를 교체장착 하는데 사용되는 중장비용 퀵 커플러에 관한 것으로 특히 작업 중 고정히치 및 가동히치에서 어태치먼트의 체결핀을 기계적인 방식으로 안정적으로 고정시킬 수 있는 기능에 더하여 고정히치나 가동히치에 토사, 레미콘, 작은 돌멩이가 개입할 수 없도록 그리고 고정히치 상단에 위치한 회전키가 유압실린더와의 상호작용을 할 때 고도의 동작신뢰성을 가지도록 구조를 개선한 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러에 관한 것이다.

토목, 건설 현장에서 사용되는 굴삭기와 같은 중장비는 다양한 작업목적에 맞게 버킷(bucket)이나 크러셔등 등 여러가지 형태로 만들어진 어태치먼트를 붐대의 아암 선단에 위치한 퀵 커플러에 매달아 여러 가지 작업을 수행하게 된다.

그런데 이같이 손쉽게 어태치먼트를 착탈할 수 있는 퀵커플러는 굴삭기 작업에 꼭 필요한 존재인데, 종래의 퀵커플러는 유압에만 의존하여 구동했던 관계로 유압실린더의 손괴 등의 문제가 생길경우 퀵커플러에 매달려 있던 어태치먼트가 퀵 커플러로부터 이탈되어 지상으로 떨어질 수 가 있었으며 또 어태치먼트 장착 작업을 시도할 때 운전자의 착오, 착각등의 원인으로 어태치먼트가 퀵커플러로부터 이탈되어 낙하할 수도 있는등 여러가지 사고의 가능성이 많았다.

이처럼 운전자가 의도하지 않는 형태로 어태치먼트가 퀵 커플러로부터 해제되어 낙하하게 되면, 어태치먼트의 엄청난 크기와 무게 때문에 대부분 큰 사망사고로 이어지게 된다. 통계에 의하면 현재까지도 우리나라에서만 매년 수십건에 달하는 인명사고가 퀵커플러로 부터 어태치먼트가 갑작스럽게 이탈되는 사고때문에 발생하는 것으로 보고되고 있다.

이러한 사고를 방지하기 위해, 이미 오래전부터 안전장치를 가진 퀵커플러가 제안되고 있었는데, 대체로 지금까지 제안되어 온 것들은 추가된 안전장치가 지나치게 비효율적이어서 오히려 퀵커플러의 기능을 저해한다든지 또는 사고가능성이 가장 높은 운전자 착각에 의한 사고가 방지될 수 없다든지 등등의 여러가지 문제점이 있는 것들이었으며 이에 동업계에서는 많은 투자와 연구가 이루어지고 있으나 아직까지는 완벽하게 모든 문제를 해결한 퀵커플러가 나타나지 못하고 있는 실정이다.

다만 극히 최근에 이르러 획기적으로 이 모든 문제점을 해결한 퀵커플러들이 일부 시장에 선보이기 시작하고 있는데 이들 새롭게 등장한 퀵커플러중 가장 진보된 것으로 생각되는 것이 출원인에 의해 발명되어 출원된 특허출원 제10-2015-0008498 호를 우선권주장으로 출원한 발명이기에 여기서 간략히 살펴보기로 한다.

도1은 종래기술의 도면이다. 도1에 도시된 바, 종래기술의 퀵커플러에서는 고정히치상단에 스프링으로 방향성을 구비시킨 회전키를 설치하여 일단 고정히치에 어태치먼트의 전방핀이 안착되면 회전키가 어태치먼트의 전방핀을 자동으로 고정하게 되어 있으며 별도로 유압실린더가 구동하여 회전키를 들어올리기 전까지는 어떤 경우든 고정히치로 부터 어태치먼트의 체결핀이 이탈될 수 없도록 하고 있다 또한 상기 회전키 이외에도 가동히치에 중력에 의해 움직이는 무게추 또는 이에 협조하는 보조키를 프레임에 형성함으로서 추가로 가동히치에서의 어태치먼트의 후방핀도 임의로 이탈되지 않도록 하고 있다.

이같은 종래기술에서 어태치먼트의 해제는 오직 퀵커플러의 경사 각도를 특정상태의 각도로 변형시킨 상태에서 이루어지는 유압실린더의 정상적인 수축동작하에서만 가능토록 하고 있으며 이러한 방법으로 어태치먼트의 낙하사고 방지등 안전보장이 최대로 되도록 도모하고 있다.

그런데 위와 같은 종래기술을 출원인이 직접 제작하여 실시해본 결과, 많은 문제점이 발견되었다. 즉, 이러한 종래의 기술에서는 유압실린더가 부러질 경우 실린더가 실린더축부를 중심으로 시계반대방향으로 하향회전하면서 실린더 축부 위에 자리한 핀이 안전장치의 후크의 홈에 삽입된채 회전하여 고정히치의 안전장치를 해제해 버리는 치명적인 단점이 있었다. 또 종래기술의 퀵커플러에서는 작업현장의 무수한 토사, 레미콘, 겨울철 얼음 등이 고정히치 실린더 측부상단의 넓은 평면부에 쌓이게 되어 핀과 후크의 정상적인체결을 막는등 그 안전기능을 쉽게 마비시키는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 운전자가 주기적으로 이물질을 제거해줘야 하는데, 그렇치 못할 경우 지속적인 오동작이 발생하게된다.

나아가, 위 종래기술에서는 실린더후크(141c)로 부터 스토퍼(260)가 해제될 때 그 기능을 스프링 한 개만이 도와주고 있기 때문에 여러경우에 기인한 오동작이 일어나는 경우가 많았으며 이에 운전자가 두세번에 걸쳐 결합 또는 해제동작을 반복해야 하는 등 안전기능을위한 동작이 매우 낮은 신뢰성을 갖고 있다는 점 또한 문제로 지적되었다.

또한 가동히치에서도 역시 해결해야 할 문제점이 추가로 발견되었는데, 무게추가 가동히치와 별도로 후레임에 부착되어 있기 때문에 무게추를 가동히치와 별개로 제작하여야 하는 번거로움이 있었으며 각종 어태치먼트의 각기 다른 핀간거리를 위해 다수의 무게추를 상황에 맞게 교체하여야만 했기에 추가비용상승의 불리함이 있었고, 이외에도 , 미세먼지나 작은 돌멩이가 가동히치와 무게추사이에 쉽게 위치하여 무게추가 가동히치를 정상적으로 고정하거나 해제하지 못하는 등의 여러가지 문제점이 있었다.

이같이 완벽한 동작을 전제로 여러가지 이점을 가져다 줄 수 있는 것으로 믿었던 종래기술이 실제로는 먼지와 작은 돌멩이가 가득한 작업환경에서 그 안전기능이 쉽게 상실될 수 있다는 점은 대단히 큰 문제점이 아닐 수 없는 것이었으며 추가로 안전장치가 제대로 동작되지 않을지도 모른다는 가능성은 작업자가 사용을 거부할 가능성으로 이어져 사고발생의 가능성을 높게 만들었을뿐 아니라, 실제로 현장에서 안전사고를 일으킬 직접적인 가능성 때문에 여러 관계자에 의해 시급히 보완해야 할 문제점있는 기술로 간주되었다.

그러므로 본 발명은 목적은 돌멩이와 미세먼지가 가득한 작업환경에서도 장기간 회전키가 운전자의 의도대로 동작할 수 있도록 회전키를 사각의 프레임형태로 만들고 실린더의 동력을 전달하는 실린더 축 후크는 그 형상을 퇴적물로부터 자유롭도록 엎어놓은 형상으로 만들려고 하는 것이며 나아가, 회전키의 앞과 뒤에 각각 회전키앞판과 회전키뒷판을 부착하여 미세먼지와 불순물이 회전키에 개입할 수 없도록 하는 방법으로 퀵커플러가 장기간 그 안전기능이 훼손됨이 없이 사용될 수 있도록 하고자 하는 것이다.

나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 종래기술에서 문제가 되었던 회전키와 유압실린더의 축부와의 결합해제에 관한 신뢰성 저하문제를 극복하기 위해 회전키내에 수직홈핀스프링을 장착하고 회전키 하단에는 하단스프링을 구비토록 하여 이들이 수직홈핀의 동작을 보조할 수 있도록 함으로서 회전키의 수직홈핀과 유압실린더의 축부고리가 서로 결합 또는 해제될 때, 그 동작의 신뢰성이 한층 높아지도록 하고자 하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 가동히치에서 돌멩이와 미세먼지가 가득한 작업환경에서도 장기간 가동히치가 어태치먼트의 후방핀을 문제없이 고정할 수 있도록 하기 위해 무게추를 가동히치 내에 위치토록 하여 미세먼지나 돌멩이가 침입할 수 없도록 하고 또 그 위치에서도 중력에 의한 가동히치와의 상대위치변화를 통해 가동히치 에 안착한 어태치먼트의 전방핀을 고정할 수 있도록 한 그러한 형상의 무게추를 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 가능한 대로 회전키와 및 가동히치를 단위부품화 하여 그 제조에 소요되는 부품 또는 공정의 수를 최대한도로 줄여 비용절감을 최대한으로 달설할 수 있는 그러한 퀵커플러를 제공하기 위한 것이다.

상기의 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 퀵 커플러는 회전키의 형상을 사각에 가까운 형상으로 하였으며 그 앞면과 뒷면을 판으로 막아 미세먼지가 침투할 수 없도록 함으로써 회전키의 안전기능이 장시간 보장될 수 있도록 한 것이다.

나아가, 이러한 사각후레임형상의 회전키내부에는 수직홈을 형성하여 수직홈핀이 위치되도록 하였는데 이 수직홈핀 위에는 수직홈핀스프링이 위치되도록 하여 수직홈핀이 하단으로 방향성을 가지도록 하였다. 또한 회전키 하단에는 하단스프링을 구비시켜 어태치먼트의 전방핀이 고정히치에 장착된후 유압실린더가 신장될 때 안전장치 하단에 설치된 스프링이 고정히치 앞판에 닿으면서 회전키하단스프링이 시계방향으로 회전을 하여 수직홈핀이 윗방향으로 올라가도록 일정한 힘을 가하도록 함으로서 수직홈핀이 유압실린더의 축부고리안 아래에 안착되도록 한 것이다.

이같은 구조로써, 어태치먼트의 전방핀이 고정히치로 부터 이탈될 때 상기 수직홈핀이 유압실린더의 축부고리로부터 쉽게 이탈되도록 수직홈핀스프링이 수직홈핀에 힘을 가할 수 있게 되며 그러한 결과로 회전키가 유압실린더와 상호동작을 함에 있어 고도의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

나아가, 가동히치에서 무게추는 상단과 하단에 돌기를 형성하되, 상단 돌기를 길게하고 하단돌기를 짧게 구성하였으며 추가로 무게추가 어태치먼트 핀을 체결할때에 중력보다 빠르게 반응토록 하기 위해 무게추축에는 무게추의 무게보다는 적은 힘에 눌릴 정도의 시계방향의 방향성을 가진 무게추스프링이 게재되도록 하였다.

이같은 구조를 통해서 고정히치에 어태치먼트의 후방 핀을 장착 할 경우에는 쉽게 빠르게 장착될 수 있으나 고정히치로부터 어태치먼트의 후방핀이 해제될 때에는 운전자의 조작에 따라 퀵커플러의 경사각도를 변하여 무게추의 상단돌기가 가동히치힌지축에 얹어있지 아니한 상태, 즉, 가동히치상단으로 완전히 제껴져 무게추의 상단돌기가 가동히치좌측벽에 닿아있는 상태가 되어졌을 때만 가동히치로 부터 어태치먼트의 해제가 가능토록 함으로서 결국 안전성이 최대로 보장되도록 하고 있다.

본 발명에서는 특히 제작공정의 수를 획기적으로 감소하고자 회전키와 가동히치를 단위화하여 하나의 부품으로 제작할 수 있도록 함으로서 공정수 축소에 따른 비용감소와 고장감소를 달성할 수 있었으며 이로 인해 모든사람에게 싸고 안전한 제품을 공급할 수 있는 가능성을 증폭시켜 안전성이 향상된 퀵커플러를 더 많은 사람들이 이용할 수 있게 해주고 있다.

본 발명에서는 본인이 개발한 특허출원 제10-2015-0008498호의 문제점으로 발견된 유압실린더 파손시에 발생하는 고정히치에서의 안전장치 작동상의 문제점을 해결하면서도 회전키를 회전키앞판과 뒷판으로 막아 미세먼지나 작은 돌멩이가 회전키에 개제될 가능성을 줄여 장기간 회전키의 정상적인 동작을 보장할 수 있게되었다.

아울러, 유압실린더의 축부고리와 회전키의 수직홈핀과의 결합 및 해제시에 수직홈핀에 힘을 가할수 있는 추가의 수단이 구비되어 있어 회전키 및 유압실린더 사이의 상호작용에 있어 신뢰성있는 높은 동작이 가능하게 되었다.

나아가, 가동히치에 무게추를 위치시키고 있으므로, 가동히치 하나의 단위로 부품제작이 가능하여 비용절감에 기여할 수 있고 또한 미세먼지나 작은 돌멩이들이 침투할수 있는 가능성을 배제시킴으로서 장기간이 지나도 안전기능이 훼손되지 않는 정상적인 동작을 보장할 수 있게되었다.

또한 본 발명에 따르면 고정히치와 가동히치 모두에서 기계적으로 어태치먼트의 체결핀을 고정하는 것이 가능하므로 따라서 최대한으로 안전사고를 방지할 수 있게 된다. 아울러, 비용증가 없이도 퀵커플러의 오작동과 안전을 담보할 수 있도록 가장 간단한 구조를 통해 안전기능을 퀵커플러에 구현할 수 있으므로 누구라도 안전하게 이장치를 이용할 수 있는 이점이 있다.

또한 본원의 기술은 퀵커플러의 푸시 및 풀리, 슬라이드 방식(push, pull)등 모든 타입에 적용이 가능할 뿐만 아니라, 무게추가 가동히치내부에 장착되므로 가동히치에 부담을 주지않아 이물질에 의해 파손되거나 오작동 되지 않으며 그러기에 퀵커플러의 장기간 사용과 안정성을 보장할 수 있게 된다.

도1은 종래기술의 안전장치를 구비한 퀵커를러로서 어태치먼트의 체결핀을 고정히치의 상단에 위치한 회전키(251)의 돌출된 하단이 고정하도록 한 안전퀵거플러이다.
도2는 본 발명의 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러를 도시한 것으로 고정히치(13)의 상단에 있는 회전키(60)가 고정히치(13)에 안착된 어태치먼트의 전방핀(11)을 고정하고 있고 가동히치(14)에서는 무게추(30)가 어태치먼트의 또 다른 체결핀인 후방핀(12)이 나갈 가동히치의 입구를 막아 고정하고 있는 상태를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러에서 회전키(60)를 도시한 사시도이다.
도4는 도3의 회전키의 내부구조를 설명하기 위해서 회전키의 앞판을 제거한 도면이다.
도5는 본 발명의 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러에서 가동히치(14)를 도시하고 있는 도면이다.
도6은 도5에 도시된 가동히치의 내부구조를 설명하기 위해서 가동히치의 앞판을 제거한 도면이다.
도7은 본 발명의 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러의 동작과정을 설명하기 위해 처음 퀵커플러에 어태치먼트가 장착되는 시점의 상태를 도시한 도면이다.
도8은 본 발명의 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러로 작업을 하기 위해 고정히치(13)에 어태치먼트의 전방핀(11)을 고정한 다음 다시 유압실린더(23)를 신장시켜 가동히치(14)에 어태치먼트의 다른 하나의 후방핀을 고정시킨 상태를 도시한 도면이다.
도9는 본 발명의 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러로 작업을 하는 도중 유압실린더가 부러진 경우에 무게추(30)가 어떻게 어태치먼트의 후방핀(12)를 고정하는가를 설명하기 위한 도면이다.
도10은 본 발명의 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러로 작업을 하는 도중 고정히치가 상단에 위치하게되는 퀵커플러의 경사각도에서 유압실린더가 부러진 경우에 무게추(30)와 가동히치가 어떻게 어태치먼트의 후방핀(12)를 고정하는가를 설명하기 위한 도면이다.
도11은 본 발명의 자동잠금장치를 가진 퀵커플러장치에서 어태치먼트를 해제하기 위한 과정을 나타내는 것으로 운전자가 퀵커플러의 고정히치측을 들어 올려 퀵커플러의 경사각도를 특정각도로 변형시켜 무게추의 위치가 고정히치로 부터 어태치먼트의 후방핀을 제거할수 있는 상태의 위치로 있게 한 상태를 도시한 도면이다.
도12는 본 발명의 자동잠금장치를 가진 퀵커플러장치에서 고정히치에서 어태치먼트를 빼내기 전의 상태를 도시한 도면이다.

도2는 본 발명의 내용을 쉽게 이해하도록 한쪽 프레임이 제거된 퀵커플러를 도시한 도면이다.

도시된 바, 퀵커플러의 중앙에는 유압실린더(29)가 위치하고 있으며 그 좌측에는 가동히치(14) 그리고 우측에는 고정히치(13)가 위치하고 있다. 고정히치의 우측 상단에는 회전키(60)가 회전키축(63)을 중심으로 회전할 수 있도록 되어 있는데 그 회전으로 고정히치 상단에 형성된 개구부를 통해 회전키의 하단이 고정히치로 내려오게 되어 있다. 한편 회전키는 유압실린더와 상호작용하도록 형성되어 있는데 유압실린더(29)의 실린더 축부(21)에 형성된 축부고리(24)와 회전키(60)내에 형성되어 있는 수직홈핀(61) 사이에 서로 결합 또는 해제의 상호작용이 일어나도록 설계 되어 있다. 이를 위해 축부고리(24)는 회전키(60)와의 충돌을 피하기 위해 상기 회전키(60)의 양측에서 형성되어 있다.

회전키축(63)에는 회전키축스프링(69)이 개재되어 있어 회전키(60)가 항상 하단으로 방향성을 갖도록 되어 있으며 이같은 구성으로 본 발명의 퀵커플러(10)에서는 일단 고정히치(13)에 어태치먼트의 전방핀(11)이 체결되어 들어오면 시계방향으로 밀려 들렸다가 시계반대방향으로 자동회전하여 즉시 전방핀(11)을 고정하게 된다.

나아가, 퀵커플러의 좌측에는 유압실린더(29)의 실린더로드(27)와 연결된 가동히치(14)가 프레임에 형성된 가동히치축(19)을 중심으로 회전하도록 되어 있는데 그러므로 이 가동히치(14)는 유압실린더(29)의 피스톤로드(27)와 결합된 가동히치힌지축(15)의 이동에 의해 회전하도록 되어 있다. 나아가, 본 발명에서는 이같은 가동히치(14)내에 무게추(30)가 형성되어 있는데, 이 무게추(30)는 중력에 의해 무게추축(33)을 중심으로 회전하도록 되어 있는 것으로 하나의 상단돌기(32)와 하나의 하단돌기(31)을 구비하도록 형성되어 있다.

이 무게추(30)은 중력에 의해 회전하도록 되어 있는데 무게추의 상단돌기(32)가 회전하여 가동히치힌지축(19)에 닿으면 정지하도록 되어있다 나아가 이상태에서 가동히치 안에 어태치먼트의 체결핀이 안착되어 있다면 그 안착된 어태치먼트의 체결핀은 어떠한 경우든 가동히치를 벗어날 수 없도록 되어 있다. 그러나 만약 퀵커플러가 대략 75도 이상의 각도로 경사되어 있다면 그래서 무게추의 상단돌기가 좌측의 가동히치좌측벽(17)에 닿아 있는 상태가 된다면 무게추(30)의 하단돌기(31)가 시계반대방향으로 회전하여 올라간 상태가 되기 때문에 유압실린더의 수축시 어태치먼트의 체결핀이 해제될 수 있는 공간이 생기게된다

그러므로 본발명에서 가동히치로 부터 어태치먼트의 체결핀이 해제될 수 있는 경우는 퀵커플러가 경사지게되어 무게추의 상단돌기가 가동히치의 가동히치좌측벽(17)에 닿게될 때 유압실린더가 수축되는 경우에 한정되므로 어태치먼트가 퀵커플러로부터 해제되어 낙하할 가능성은 거의 없게 되며 따라서 안전사고를 최대한 방지될 수 있는 것이다.

도3은 본 발명의 회전키에 대한 설명을 위해 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명에서는 고정히치측에 사각형의 프레임으로 된 회전키(60)가 구비되어 있다. 회전키(60)에는 먼지나 작은 돌멩이가 끼지 않토록 중앙 회전키프레임(60')를 가운데에 두고 앞뒤로 회전키 앞판(602)과 뒷판(601)이 구비되어 있다. 나아가, 이 회전키(60)에는 회전키(60)를 횡으로 관통하도록 된 수직홈핀(61)이 구비되어 있다. 아울러, 회전키 상단에는 회전키(60) 내부에 형성된 수직홈에 윤활유를 공급할 수 있도록 윤활유주입구(68)가 구비되어 있다.

또한 회전키(60)의 우측하단에는 회전키하단축(65)이 있어 하단스프링이 장착되도록 되어 있으며 회전키(60)의 최하단에는 어태치먼트의 체결핀이 원활하게 입축력될수 있도록 롤러(67)가 형성되어 있다.

도4는 회전키(60)의 상세구조를 도시한 도면으로 내부설명을 위해 회전키(60)의 앞판을 떼어낸 상태를 도시하였다.

도시된 바와 같이 회전키(60)는 회전키축(63)에 형성되어 있어 이를 중심으로 회전가능하도록 되어 있으며 항상 아래 방향으로 방향성을 갖도록 회전키축스프링(69)이 회전키축(63)에 개재되어 있다. 회전키(60) 의 내부 좌측에는 수직홈핀(61)이 수직방향으로 형성된 수직홈(66)에 수직홈핀스프링(64)에 의해 하향탄성을 받도록 되어 있다. 이 수직홈핀(61)은 수직홈(66)을 따라 상하 이동하면서 도1에 도시된 유압실린더(29)의 축부고리(24)와 경우에 따라 결합 또는 해제를 반복하게 된다. 또한 회전키축(63) 하단에는 회전키하단축(65)이 구비되어 있는데 여기에는 하단스프링(62)이 개재되어 있다. 이 하단스프링(62)은 우측벽(77)에 기대어 수직홈핀(61)에 대해 하단에서 시계방향의 상승력을 제공하도록 되어 있다.

또한 회전키(60)의 최하단에는 롤러(67)가 구비되어 있어 어태치먼트의 전방핀(11)이 고정히치(13) 에 출입할 때 회전키(60)를 쉽게 위로 밀어 올릴수 있도록 되어있다.

이같은 구성으로 어태치먼트의 전방핀(11)이 회전키를 밀어 올릴 경우 회전키는 회전키축(63)을 중심으로 좌상측으로 회전하여 올라가게 되며 어태치먼트의 전방핀(11)이 고정히치(13)에 안착했을 때에는 회전키축스프링(69)에 의해 회전키가 자동으로 하단으로 내려와 고정히치(13)로 부터 어태치먼트의 전방핀(11)이 이탈되는 것을 방지하게 된다.

이와같이 본원발명에 따르면 어태치먼트의 전방핀(11)이 고정히치(13)에 위치되는 순간 어태치먼트는 유압실린더(29) 의 작용에 의해 회전키(60)가 상방향으로 이동되지 않는 한 고정히치(13)로 부터 이탈할 수 없게 되며 그 결과로 어태치먼트의 낙하사고는 원천적으로 방지될 수 있게 된다.

도5는 가동히치(14)의 사시도를 나타낸 도면이다.

도시된 대로 본 발명에 따르면 무게추가 가동히치(14)의 내부에 형성되어 있는데 도면부호 31로 표시된 무게추의 하단돌기(31)가 가동히치(14)의 하단으로 내려온 모양이 이를 나타내고 있다. 이같이 본원발명에서는 가동히치(14)가 무게추(30)를 내부에 포함하고 있으므로 안전장치인 무게추가 가동히치의 움직임에 따라 이동하면서 가동히치의 출입구를 막게 되기 때문에 서로 다른 어태치먼트의 핀간거리에도 불구하고 최적의 상태로 가동히치의 입구를 막을 수 있게 된다. 아울러 가동히치의 하단에는 가동히치스토퍼(14')가 구비되어 있어 가동히치가 위로 회전해서 올라갈 때 퀵커플러의 프레임과 부딪히도록 설계되었다. 따라서 이 가동히치스토퍼(14')때문에 가동히치(14)는 유압실린더가 수축되더라도 가동히치스토퍼(14')의 상단이 프레임과 부딪히는 위치까지만 회전하게되고 추가의 유압실린더(29)의 수축은 실린더축부(21)의 이동으로 이어지게 된다.

나아가, 본발명에서는 도시된바 가동히치를 외부에서 완전히 차단하도록 설계되어 있으므로 미세먼지와 작은 돌멩이등 이물질이 무게추(30)의 동작에 방해되지 않게 할 수 있어 장기간 영구적으로 안전장치의 사용이 가능하다.

특히 무게추의 형상이 단순하다는 점과 함께 무게추를 포함한 가동히치(14)를 하나의 부품으로 할수 있다는 이점은 제작공정을 줄이는데 매우 큰 기여를 하게 되며 이로써 상당한 비용절감효과를 거둘 수 있게한다.

도6은 가동히치(14) 의 상세구조를 도시한 도면으로 내부설명을 위해 가동히치(14)의 일측면을 떼어내 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 무게추(30)는 가동히치(14)의 가동히치힌지축(15)의 좌측에 구비되어 있다. 무게추(30)는 가동히치(14)에 형성된 무게추축(33)에 장착되어 있으며 중력에 의해 자유롭게 좌, 우 회전운동을 할 수 있게 되어 있다. 무게추축(33)에는 강도가 무게추의 무게보다는 약한 무게추스프링(34)이 개재되어 있어 무게추(30)가 우측으로 약하게 회전하려는 힘을 가지게 된다. 나아가, 가동히치(14)의 좌측에는 가동히치좌측벽(17)이 그리고 우측에는 가동히치우측벽(18)이 있어 작은 돌덩어리나 먼지등 불순물이 개입되지 않게 되어있다.

이같은 구성의 무게추(30)는 중력에 의해 움직이도록 되어 있으므로 퀵커플러의 경사각도 변화에 따라 가동히치와의 상대위치가 변하게 되는데 이같이 가동히치(14)와의 상대위치 변화때문에 무게추(30)는 그 상단돌기(32)가 가동히치힌지축(15)에 닿아 있을 경우에는 가동히치(14)에 안착된 어태치먼트의 후방핀(12)을 항상 고정하도록 되어 있다. 반대로 운전자가 퀵커플러를 기울여 무게추(30)의 상단돌기(32)가 가동히치좌측벽(17)과 닿게 되도록 할 경우에는 그 하단돌기(31)가 올라가게 되어 유압실린더의 수축에 의해 어태치먼트의 후방핀이 가동히치로 부터 해제될 수 있는 공간이 만들어지게 되어 해제가 가능하게된다.

이같은 구성을 가진 본 발명의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.

도7은 본 발명에 따른 퀵커플러(10)에 운전자가 처음으로 어태치먼트를 장착하는 동작상태를 보여주는 도면이다.

처음 굴삭기 운전자가 작업을 위해 퀵커플러(10) 에 어태치먼트를 장착할 때는 도7에 도시된 바와 같이 퀵커플러(10)를 움직여 어태치먼트의 전방핀(11)에 고정히치(13)을 끼우게 된다. 즉 운전자의 조작으로 퀵커플러(10)가 화살표방향과 같이 이동하여 어태치먼트의 전방핀(11)을 체결하는 것인데 그결과 어태치먼트의 전방핀(11)이 회전키(60)를 밀고 올라가게 된다. 이렇게 어태치먼트의 전방핀(11)이 회전키(60)를 밀게되어 회전키(60)가 회전키축(63)을 중심으로 시계방향으로 회전하게 되면 어태치먼트의 전방핀(11)은 고정히치(13)에 안착되게 되고 그러면 회전키(60)는 회전키축스프링(69)의 작용으로 자동으로 시계반대방향하단으로 내려와 고정히치(13)의 입구에서 어태치먼트의 전방핀(11)이 이탈되는것을 막게된다.

이와 같이 본 발명에 따르면 일단 고정히치(13)에 어태치먼트의 전방핀(11)을 체결하게 되면 다시 유압실린더(29)의 이동에 의해 회전키(60)가 들려지게 될 때까지는 어태치먼트의 전방핀(11)이 퀵커플러(10) 로부터 해제될 수 없으며 그러기에 어태치먼트의 낙하사고는 원천적으로 방지될 수 있게 된다.

고정히치(13) 에서 어태치먼트가 체결되면 이후 운전자는 이어 다시 가동히치(14)에 어태치먼트의 또 다른 후방 핀(12)를 결합시키도록 하게되는데, 즉, 퀵커플러의 가동히치를 어태치먼트의 후방 핀(12)에 맞추고 운전자가 유압실린더(29)를 신장시키면 어태치먼트의 후방핀(12)은 무게추(30)의 하단돌기(31)를 밀어버리고 후방핀(12)을 가동히치에 삽입하여 가동히치(14)에 안착할 수 있게 되며 이후 유압실린더(29)를 완전히 신장시키면 가동히치(14)에서도 어태치먼트의 후방 핀(12)의 체결이 완성되게된다.

도 8은 운전자가 퀵커플러(10)의 유압실린더(29)를 완전히 신장시킨 상태를 도시한 것으로 이때가 작업을 할 수 있게 된 퀵커플러 상태로서 어태치먼트를 퀵커플러에 완전히 장착된 상태이다.

도시된 도면과 같이 운전자가 어태치먼트를 끼우고 유압실린더(29)를 완전히 신장시키게 되면 피스톤로드(27)는 좌측으로 가동히치(14)를 밀어 어태치먼트의 후방핀을 결합하게 되고 유압실린더(29)의 우측도 실린더축(22)이 실린더축공(23)의 좌측에 위치될 때까지 이동하게 된다. 그렇게 되면 실린더축부(21)의 아래에 위치한 축부고리(24)의 아래부분이 수직홈핀(61)의 상단을 누르게 된다. 이때 하단스프링(62)이 눌리면서 수직홈핀(61)은 탄성에 의해 축부고리(24)홈 안쪽 상단에 확실하게 위치하게 되고 축부고리(24)에 의해서 견인될수 있는 대기상태가 되게된다.

본 발명에서는 이같은 상태로 작업이 이루어지게 되는데 작업을 하는 동안에 어떠한 경우에도 어태치먼트가 퀵커플러로 부터 이탈되는 사고는 일어날 수 없게 된다.

도9는 본 발명에 따른 퀵커플러(10)로 작업을 했을 때, 작업도중 유압실린더(29) 가 부러진 경우를 가정하여 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 작업중 가동히치(14)측이 상단으로 올라간 상태의 퀵커플러 경사각도일 때, 설사 유압실린더(29)가 부러지는 사태가 발생하더라도 본원 퀵커플러(10)에서는 어태치먼트가 이탈할 수 없게 되는데 그 이유는 도시된 도면에서 명백히 설명되는 바와 같이 무게추(30)가 즉시 어태치먼트의 후방핀(12)이 이탈되는 것을 막게되기 때문이다.

도10은 본 발명에 따른 퀵커플러(10)로 작업을 했을때, 고정히치측이 상단으로 올라간 상태의 퀵커플러 경사각도일 때 유압실린더(29)가 부러진 경우를 가정하여 도시한 도면이다.

본원 발명에서는 도9와 반대의 경우, 즉, 가동히치(14) 측이 상단으로 올라간 상태의 퀵커플러 경사각도일 때에도 유압실린더가 부러지는 사태에 상관없이 어태치먼트는 퀵커플러에서 이탈할 수 없게 되는데 그 이유는 도시된 도면에서 명백히 확인되는 바와 같이 고정히치(13)에서 회전키(60) 가 어태치먼트의 전방핀(11) 의 이탈을 막음과 동시에 가동히치(14)에서는 무게추(30)의 하단돌기(31)가 어태치먼트의 후방핀이 빠저나갈 가동히치의 입구를 막게되기 때문인데 따라서 결국 무게추(30)의 상단돌기(32)가 가동히치힌지축(15)와 닿고 있는 상태인 경우에 한에서는 어떠한 경우건 어태치먼트는 퀵커플러를 이탈할 수 없게 된다.

이같이 본원발명에 따르면 작업중에 유압실린더가 부러지는 사태가 발생하더라도 이미 기계적으로 무게추(30)와 회전키(60)가 각각 가동히치(14)와 고정히치(13)를 구속하게 되어 있는 구조이기 때문에 어태치먼트는 어떠한 경우에서도 퀵커플러를 이탈할 수 없다.

도11은 본원발명에 따른 퀵커플러에서 어태치먼트가 해제되는 경우를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 본원발명에서 어태치먼트가 해제되기 위해서는 먼저 무게추(30)의 상단돌기(32)가 시계반대방향으로 회전하여 가동히치좌측벽(17)을 닿은 상태가 되도록 하여 가동히치(14)의 입구를 열어주어야 한다. 이 상태를 만들기 위해 운전자는 도11에 도시된 바와 같이 대략 75도에서 90도사이의 각으로 퀵커플러를 회전시키게 되며 그렇게 되면 무게추(30) 의 상단돌기가 젖혀지면서 하단돌기가 따라서 시계반대방향으로 회전하여 가동히치(14)에서 어태치먼트의 후방핀(12)이 이탈될 수 있는 공간이 생기게 된다.

이때 운전자가 유압실린더(29)를 수축시키면 어태치먼트의 후방핀이 가동히치(14)를 이탈할 수 있는 공간이 생기게 되는데, 이때 운전자가 어태치먼트를 땅바닥에 놓으면서 가동히치(14)로 부터 어태치먼트의 후방핀을 해제하게 되면 자연스럽게 그리고 안전하게 가동히치에서의 어태치먼트의 이탈이 완성되게된다. 한편 만약 운전자가 이같이 땅바닥에 어태치먼트를 자연스럽게 놓으면서 가동히치에서 어태치먼트의 후방핀을 해제하지 않는다면 고정히치(13)에서 여전히 어태치먼트의 전방핀을 매달고 있게 되므로 따라서 어태치먼트의 낙하사고는 전혀 발생할 가능성이 없는 것이다.

도12는 도11에 이어 땅위에 내려진 어태치먼트에서 이후 고정히치(13) 에 있는 어태치먼트의 전방핀(11)을 해제하는 상태를 도시한 도면이다.

도시된바와 같이 유압실린더(29)를 완전히 수축하게 되면 축부고리(24)에 의해 회전키(60)가 들려지게 되는데 이때 운전자가 퀵커플러를 이동시켜 어태치먼트의 전방핀(11)이 회전키(60)의 회전키하단롤러(67)를 더 들어올리도록 하면 회전키(60)가 따라서 더욱 들려지게 되는데 이때 수직홈핀(61)은 수직홈핀스프링(64)에 의해 유압실린더(29)의 축부고리(24)를 벗어나 하단으로 향하게 되며 동시에 어태치먼트의 전방핀(11)은 고정히치(13)을 빠져나가게 된다.

이같은 과정을 통해 어태치먼트는 퀵커플러로부터 착탈되게 되는데 위에서 살펴본 바와같이 처음 어태치먼트가 장착될때는 자동으로 어태치먼트가 고정히치에 잠궈지게되고 해제될때는 극히 제한적인 조건에서만 해제가 가능하도록 되어 있기 때문에 이로서 어태치먼트의 낙하가능성은 거의 없게되며 따라서 본발명에 따른 퀵커플러를 통하면 언제든 안전한 작업이 이루어지게 된다.

10:퀵커플러 11:어태치먼트 전방핀
12:어태치먼트후방핀 13:고정히치
14:가동히치 15: 가동히치힌지축
19: 가동히치축 25 실린더바디
27:피스톤로드 28:피스톤로드단부
30: 무게추 31: 무게추하단돌기
32 무게추상단돌기 33: 무게추축
60: 회전키 61: 수직홈핀
62:회전키하단스프링 63;회전키축

Claims (9)

1. 중장비에 붐대끝 아암선단에 매달려 어태치먼트를 착탈시키기 위한 것으로 양측 프레임의 내부중앙에 유압실린더가 구비되어 있고 유압실린더의 좌우측에 가동히치(14)와 고정히치(13)가 구비되어있어, 유압실린더(29)의 신장 및 수축작용에 따라 가동히치(14)의 가동히치힌지축(15)이 이동하게 되고 그 결과 가동히치축(19)을 중심으로 가동히치(14)가 회전함으로서 버켓등 각종 어태치먼트의 체결핀을 고정하도록 한 것으로 어태치먼트를 체결하기 위해 하단으로 방향성을 갖도록 된 회전키를 구비하고 있는 퀵커플러(10)에 있어서,
   상기 유압실린더는 타원형의 축공(23)이 형성된 축부(21)를 구비하고 그 단부에는 축부고리(24)가 형성되어 있으며, 상기 축공(23)은 상기 프레임에서 연장 형성된 실린더축(22)에 끼워져 있어 좌우로 유동가능하도록 된 유압실린더(29);
   상기 회전키는 사각형의 프레임으로 된 것으로 그 내부에는 먼지나 작은 돌멩이가 끼지 않토록 중앙 회전키프레임(60')를 가운데에 두고 앞뒤로 회전키 앞판(602)과 뒷판(601)이 구비되어 있는 것으로, 그 내부에는 횡으로 관통하도록 된 수직홈핀(61)이 구비되어 있으며, 그 상단에 탄성부재인 수직홈핀스프링(64)이 개재되어 상하로 이동하게 되어 있는 수직홈핀(61)이 구비된 회전키(60);
   상기 회전키(60)의 내부하단에 위치한것으로 회전키하단축(65)이 구비되어 있으며 여기에는 하단스프링(62)이 개재되어 있고 상기 하단스프링(62)은 우측벽(77)에 기대어 상기 수직홈핀(61)에 대해 하단에서 시계방향의 상승력을 제공하도록 되어 있는 회전키하단스프링(62);
   상기 축부고리(24)는 회전키와의 충돌을 피하기 위해 상기 회전키(60)의 양측으로 형성되어 있는 축부고리(24);
   를 포함하여 이루어진 것으로
   어태치먼트의 인입시에 들려올려진 상기 회전키(60)는 인입후 즉시 하단으로 내려와 고정히치(13)에서 어태치먼트의 체결핀(11)을 자동으로 고정하게 되고 반대로 해제시에는 상기 유압실린더(29)의 수축에 따라 상기 축부(21)에 형성된 상기 축부고리(24)가 상기 회전키(60)내에 형성된 상기 수직홈핀(61)을 끌어당겨 상기 회전키(60)가 들려 올라가게 되고 다시 어태치먼트의 체결핀이 상기 고정히치로 부터 이탈되면서 추가로 상기 회전키(60)를 들어올릴 때 상기 축부고리(24)가 상기 수직홈핀(61)으로 부터 해제될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전키(60)의 좌측에는 그 상단에 윤활유주입구(68)가 형성된 것을 특징으로 하는 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 실린더 축부(21)는 타원형의 축공(23)을 구비한 일체형의 축부고리(24)를 구비하고 있는 것으로, 상기 축부고리(24)는 그 단부가 하향되어 있는 후크이며 실린더축(22)에 끼워져 있고 회전키(60)의 회전작동시 축부고리(24)와 회전키(60)간의 충돌 간섭을 피하기 위하여 상기 회전키(60)의 양측에서 회전키(60)의 수직홈핀(61)과 결합 및 해제가 되도록 한 것을 특징으로 하는 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러
6. 중장비에 붐대끝 아암선단에 매달려 어태치먼트를 착탈시키기 위한 것으로 양측 프레임의 내부중앙에 유압실린더가 구비되어 있고 유압실린더의 좌우측에 가동히치(14)와 고정히치(13)가 구비되어있어, 유압실린더(29)의 신장 및 수축작용에 따라 가동히치(14)의 가동히치힌지축(15)이 이동하게 되고 그 결과 가동히치축(19)을 중심으로 가동히치(14)가 회전함으로서 버켓등 각종 어태치먼트의 체결핀을 고정하도록 한 퀵커플러(10)에 있어서,
   상기 가동히치내부에 형성된 무게추축(33);
   상기 무게추축(33)에 축설되어 있는 것으로 퀵커플러의 경사변화에서 오는 중력에 의해 상기 무게추축(33)을 중심으로 회전 동작하게 되어 있으며 상단돌기(32)와 하단돌기(31)를 구비하고 있는 무게추(30);
   상기 가동히치(14)의 외부에 형성된 것으로 상기 프레임과 특정위치에서 부딪치도록 되어 있으며 그로인해 유압실린더(29)의 실린더축부(21)가 이동토록 된 가동히치스토퍼(14');
   상기 무게추(30)가 중력에 의해 시계방향으로 회전할때 가동히치힌지축(15)의 상단에서 정지될 수 있도록 한 상기 무게추의 상단돌기(32)를 포함하여 이루어져 있는 것으로 중력에 의해 움직이는 상기 무게추(30)의 상단돌기(32)가 상기 가동히치힌지축(15)의 상단에 닿아 있는 상태에서 가동히치(14)에 안착되어 있는 어태치먼트의 체결핀(12)은 어떠한 경우에도 가동히치(14)로 부터 이탈 할 수 없도록 된 것을 특징으로 하는 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러
7. 제6항에 있어서,
   상기 무게추축(33)에는 상기 무게추(30)를 시계방향으로 중력보다 빠르게 작동하게 밀어주는 역활을 하는 무게추스프링(34)이 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러
8. 중장비에 붐대끝 아암선단에 매달려 어태치먼트를 착탈시키기 위한 것으로 양측 프레임의 내부중앙에 유압실린더가 구비되어 있고 유압실린더의 좌우측에 가동히치(14)와 고정히치(13)가 구비되어있어, 유압실린더(29)의 신장 및 수축작용에 따라 가동히치(14)의 가동히치힌지축(15)이 이동하게 되고 그 결과 가동히치축(19)을 중심으로 가동히치(14)가 회전함으로서 버켓등 각종 어태치먼트의 체결핀을 고정하도록 한 퀵커플러(10)에 있어서,
   상기 고정히치(13)의 상단에 프레임에서 돌출된 회전키축(63)에 장착되어 있으며 상기 회전키축(63)을 중심으로 고정히치(13)의 상단에 형성된 개구부를 통해 하단으로 회전되어 내려올 수 있도록 된 회전키(60);
   상기 회전키(60)의 회전키축(63)에 장착된 것으로서 상기 회전키(60)를 하단으로 방향성을 갖도록 한 회전키축스프링(69);
   상기 회전키의 내부에 형성된 수직통로(66)가 있으며 그 상단에 탄성부재인 수직홈핀스프링(64)이 개재되어 있고 이 수직홈(66)을 상하로 이동할 수 있게 된 수직홈핀(61);
   실린더 축부(21)를 구비하되 실린더 축부(21)에는 타원형의 축공(23)이 형성되어 있으며 유압실린더(29) 수축시 가동히치스토퍼(14')와 프레임이 닿게된 이후에는 유압실린더(29)의 실린더축부(21)가 이동토록 된 것으로 상기 축공(23)이 상기 프레임에서 연장형성된 실린더축(22)에 끼워져 있어 좌우로 유동가능하도록 된 유압실린더;
   상기 가동히치내부에 형성된 무게추축(33)을 중심으로 중력에 의해 회전가능하도록 형성된 것으로 무게추(30)는 상단돌기(32)와 하단돌기(31)를 구비하고 상단돌기는 우측으로는 가동히치힌지축(15)의 상단에 의해 더 이상 회전할 수 없도록 되어 있고 좌측으로는 가동히치좌측벽(17)에 의해 회전할 수 없도록 된 무게추(30)를 포함하여 이루어진 것으로 어태치먼트의 가동히치에 인입될때 회전키(60)는 자동으로 시계반대방향으로 회전하였다가 고정히치에 체결핀이 안착하는 순간 다시 내려와 고정히치의 입구를 막게되며,가동히치에서는 상기 가동히치내부에 형성된 무게추의 하단돌기가 가동히치에서 어태치먼트의 체결핀을 고정하게되고, 어태치먼트의 해제시에는 퀵커플러에 경사를 주어 상기 무게추의 상단돌기가 가동히치 좌측벽(17)에 닿아있을때 유압실린더를 수축시켜 어태치먼트를 해제할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 하는 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러
9. 제8항에 있어서,
   상기 회전키(60)의 하단에는 회전키하단축(65)이 구비되어 있으며 상기 회전키하단축(65)에는 상기 수직홈핀(61)을 하단에서 축부고리(24) 속으로 밀어올려 주도록 하단스프링(62)이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 개선된 구조를 가진 중장비용 안전퀵커플러

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