KR101764708B1 - 중장비의 작업공구용 틸팅장치 - Google Patents

중장비의 작업공구용 틸팅장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 버킷 등을 좌우 회동이 가능하게 하여 작업 능률을 향상시키는 틸팅 장치 및 이를 포함하는 중장비를 위하여, 실린더 유닛, 상기 실린더 유닛과 결합되며, 중장비와 연결될 수 있는 메인 프레임, 상기 실린더 유닛과 연결되어 이동할 수 있는 랙, 상기 랙과 연결되어 회전할 수 있는 피니언 그리고 상기 피니언에 연결되며, 버킷 등의 공구와 연결될 수 있는 샤프트를 포함하는 틸팅 장치 및 이를 포함하는 중장비를 제공한다.

Description

중장비의 작업공구용 틸팅장치{Tilting device and heavy equipment including the same}
본 발명은 버킷 등 버킷 등의 공구를 틸팅할 수 있는 중장비의 작업공구용 틸팅장치에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기는 하부 주행체와, 하부 주행체 위에 탑재되고, 구동수단에 의해 좌측 또는 우측 방향으로 선회되는 상부 프레임과, 상부 프레임의 전,후방에 장착되는 운전실 및 엔진실과, 상부 프레임에 연결되는 붐과, 상기 붐에 연결되어 유압실린더에 의해 작동되는 아암과, 상기 아암의 단부에 연결되어 유압실린더에 의해 작동되는 버킷을 포함하도록 되어 있다.
상기와 같은 굴삭기는 상부프레임에 연결된 제1유압실린더의 작동에 의해 붐이 상하 회동되고, 붐에 설치된 제2유압실린더의 작동에 의해 아암이 붐 연결부분을 중심으로 회동되며, 아암에 설치된 제3유압실린더의 작동에 의해 버킷이 회전되어, 아암의 회전반경 변화 및 버킷의 회전에 의해 굴착작업이 이루어지도록 되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 굴삭기는 제1,2,3유압실린더에 의해 상하 회동작동되어 굴착작업이 이루어지도록 되어있어, 굴삭기의 주행동작이나 선회동작이 어려운 공간 즉, 협소한 공간내에서의 작업시, 일방향에 대한 굴착작업만이 이루어질 뿐, 굴착방향을 변경할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 버킷 등을 좌우 회동이 가능하게 하여 작업 능률을 향상시키며 다양한 작업도구를 신속하고 용이하게 결합하는 중장비의 작업공구용 틸팅장치를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비의 작업공구용 틸팅장치는, 중장비 브라켓에 결합되어 작업용 공구를 탈착가능하게 연결하여서 작업용 공구를 좌우방향으로 회동시킬 수 있는 틸팅장치로서,
상기 중장비 브라켓에 고정결합되며 박스형상의 구조를 갖는 메인프레임; 상기 메인프레임의 내부에 내장되는 실린더 유닛으로서, 실린더와 상기 실린더의 양측에 구비되어 상기 메인프레임에 고정설치되는 로드를 구비하는 실린더 유닛; 상기 실린더의 하부에 길게 연장되어 설치되는 랙; 상기 랙과 치합되어 회전할 수 있는 피니언; 및 상기 피니언의 중심축으로서 상기 작업용 공구에 결합되는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 랙을 상기 실린더에 분리가능하게 결합하기 위한 결합브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 샤프트는 그 회전중심이 상기 피니언의 회전중심과 일치하도록 상기 피니언과 결합되고, 상기 메인 프레임에 회전가능하게 결합되며, 상기 작업공구와 결합할 수 있도록 상기 메인프레임을 지나서 외측으로 돌출되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 중장비의 작업공구용 틸팅장치는, 중장비 브라켓에 결합되어 작업용 공구를 탈착가능하게 연결하여서 작업용 공구를 좌우방향으로 회동시킬 수 있는 틸팅장치로서,
상기 중장비 브라켓에 고정결합되고 박스형상의 구조를 갖는 메인프레임; 상기 메인프레임의 내부에 내장되는 실린더 유닛으로서, 상기 메인프레임의 양측에 설치되는 한 쌍의 실린더와 각각의 실린더로부터 내측으로 연장되어 상하로 구분되어 설치되는 한 쌍의 로드를 구비하는 실린더 유닛; 상기 한 쌍의 로드의 상호 마주보는 위치에 각각 일체로 형성되는 랙; 상기 한 쌍의 로드에 형성된 랙 사이에 치합되도록 설치되어 회전할 수 있는 피니언; 및 상기 피니언의 중심축으로서 상기 작업용 공구에 결합되는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인프레임은 하우징과, 상기 하우징 내부에 고정 설치되어 상기 한 쌍의 실린더를 지지하기 위해 수직으로 나란히 배치된 한 쌍의 고정프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 샤프트는 그 회전중심이 상기 피니언의 회전중심과 일치하도록 상기 피니언과 결합되고, 상기 메인 프레임에 회전가능하게 결합되며, 상기 작업공구와 결합할 수 있도록 상기 메인프레임을 지나서 외측으로 돌출되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
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상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 버킷 등을 좌우 회동이 가능하게 하여 작업 능률을 향상시키며 다양한 작업도구를 신속하고 용이하게 결합하는 중장비의 작업공구용 틸팅장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 틸팅 장치 및 이를 포함하는, 중장비를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 중장비의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 장치의 로터리 액추에이터를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 장치의 로터리 액추에이터의 작동을 개략적으로 도시한 작동도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비를 개략적으로 도시한 사시도이다. 이하에서 중장비는 굴삭기로 설명한다. 그러나 중장비를 굴삭기로 한정하는 것은 아니다.
본 실시예에 따르면 중장비는 후술할 틸팅 장치(100)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 중장비는 차량(2)을 포함하고 있다. 상기 차량(2)에 제1 붐(3)이 제1 유압실린더(5)에 의해 회전 가능하게 설치되어 있고, 제1 붐(3)의 단부에 제2 붐(4)이 제2 유압실린더(6)에 의해 회전 가능하게 설치되며, 제2 붐(4)의 단부에 제3 유압실린더(7)에 의해 회전 가능하도록 중장비 브라켓(8)이 설치되어 있다. 본 발명에 따른 틸팅장치(100)는 상기 중장비 브라켓에 결합되어 작업용 공구를 탈착가능하게 연결하여서 작업용 공구를 좌우방향으로 회동시킬 수 있는 장치이다.
그리고 중장비는 비록 상세하게 되지는 않았지만, 제1 유압실린더(5) 및 제2 유압실린더(6)에 유압을 공급하는 유압 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
중장비 브라켓(8)은 틸팅 장치(100)와 결합될 수 있다. 이하에서 틸팅 장치(100)에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 틸팅 장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 틸팅 장치(100)의 사용상태를 나타난 사시도이다.
본 실시예에 따르면, 틸팅 장치(100)는 실린더 유닛(120), 메인 프레임(110), 랙(130), 피니언(140) 및 샤프트(150)를 포함한다.
실린더 유닛(120)은 실린더(121)와, 실린더(121)의 양측에 구비되어 결합된 로드(122)를 포함하며, 유압 또는 공압을 이용하여 실린더(121)에서 로드(122)를 인출/인입하는 장치이다. 본 실시예에서 실린더 유닛(120)은 양로드형 실린더를 포함할 수 있다. 양로드형 실린더는 실린더(121)와, 실린더(121)에 양 방향에서 결합된 로드(122)를 포함할 수 있다. 상기 실린더 유닛(120)은 상기 메인프레임(110)의 내부에 내장된다.
그리고 실린더 유닛(120)은 중장비의 유압 장치(미도시)와 연결되어 유압을 공급받을 수 있다. 이를 위하여 틸팅 장치(100)는 실린더 유닛(120)과 중장비의 유압 장치를 연결하는 튜브 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.
메인 프레임(110)은 중장비(1)와 연결될 수 있다. 구체적으로 메인 프레임(110)은 중장비 브라켓(8)에 고정결합될 수 있다. 그리고 메인 프레임(110)은 실린더 유닛(120)과 결합될 수 있다. 즉, 실린더 유닛(120)은 메인 프레임(110)에 고정되어 그 전체적인 길이가 신축될 수 있다.
예를 들어, 메인 프레임(110)은 양로드형 실린더의 양 로드(122)와 결합될 수 있다. 메인 프레임(110)은 양로드형 실린더의 실린더(121)가 이동하는 공간을 확보하도록 양로드형 실린더(121)를 둘러쌀 수 있다. 보다 구체적으로 메인 프레임(110)은 도시된 바와 같이 대략 사각 프레임의 박스형상으로 이루어지고, 중앙에 양로드형 실린더를 구비할 수 있다. 이때, 메인 프레임(110)은 사각 프레임의 내부를 밀폐하는 커버(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
따라서 양 로드(122)가 메인 프레임(110)에 고정되어 있으므로 상기 실린더(121)는 양 로드(122)를 따라 왕복 이동할 수 있다.
추가적으로 본 실시예에 따른 틸팅 장치(100)는 메인 프레임(110)을 중장비와 연결하는 연결 브라켓(170)을 더 포함할 수 있다. 연결 브라켓(170)은 메인 프레임(110)에 고정 결합되며, 중장비 브라켓(8)과 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
랙(130)은 상기 실린더(121)의 하부에 연결되어 설치되며, 실린더의 이동과 함께 이동할 수 있다. 즉, 랙(130)은 실린더(121)에 의해 직선운동할 수 있다. 보다 구체적으로 랙(130)은 실린더(121)에 결합되어 직선운동하게 된다. 그리고 랙(130)은 실린더(121)의 이동방향을 따라 길게 배치될 수 있다.
예컨대, 랙(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 실린더(121)에 용접 등에 의해 직접 결합될 수 있다. 다른 예로 랙(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 결합 브라켓(160)에 의해 실린더(121)에 분리가능하게 결합될 수 있다. 랙(130)이 손상된 경우, 결합 브라켓(160)과 랙(130)을 실린더(121)에서 분리하여, 새로운 결합 브라켓(160)과 랙(130)으로 교체할 수 있다. 따라서 간단한 유지보수를 통해 정비 용이성을 향상할 수 있다.
피니언(140)은 랙(130)과 치합되어 회전할 수 있다. 그리고 샤프트(150)는 피니언(140)에 연결되며, 버킷(9) 등의 작업공구와 연결될 수 있다. 예컨대, 샤프트(150)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 버킷(9)과 연결될 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 버킷 대신에, 오토리퍼, 바이르보해머, 콤팩터, 유압브레이커 등다양한 공구와 연결될 수 있다.
보다 구체적으로 샤프트(150)는 그 회전중심이 피니언(140)의 회전중심과 일치하도록 피니언(140)에 결합될 수 있다. 그리고 샤프트(150)는 메인 프레임(110)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 따라서 샤프트(150)는 랙(130)의 연장 방향 및 실린더 유닛(120)의 신축 방향에 대략 수직하도록 메인 프레임(110)에 결합될 수 있다.
이때, 샤프트(150)는 버킷 등의 공구와 고정 결합되기 위하여 메인 프레임(110)에서 외측으로 돌출되도록 연장될 수 있다.
도 5는 전술한 실시예에 따른 틸팅 장치(100)의 동작도를 개략적으로 도시한 정면도이다.
실린더 유닛(120)의 양 로드(122)가 메인 프레임(110)에 고정 설치되므로, 실린더 유닛(120)의 실린더(121)는 유압이 공급됨에 따라 메인 프레임(110)의 내에서 왕복 직선방향으로 이동할 수 있다. 또한, 랙(130)은 실린더 유닛(120)의 실린더(121)와 동일한 방향으로 함께 이동하게 된다. 이때, 실린더 유닛(120)은 중장비에 구비된 유압 장치(미도시)로부터 유압을 공급받을 수 있다.
도시된 바와 같이 실린더 유닛(120)의 실린더(121)와 랙(130)이 유압에 의해 도면의 좌측 방향으로 이동하면, 버킷(9)는 피니언(140)과 연결된 샤프트(150)를 기준으로 반시계방향으로 회전하게 된다.
또는 도시된 바와 다르게 실린더 유닛(120)의 실린더(121)와 랙(130)이 유압에 의해 도면의 우측으로 이동하면, 버킷(9)는 피니언(140)과 연결된 샤프트(150)를 기준으로 시계방향으로 회전하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 틸팅 장치(100)는 단순한 구성으로 이루어져 고장날 위험이 적으며, 고장나더라도 유지보수가 용이하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 틸팅 장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 본 실시예에 따른 틸팅 장치(100)는 실린더 유닛(120), 메인 프레임(110), 랙(130), 피니언(140) 및 샤프트(150)를 포함할 수 있다. 이하에서 상세히 설명하지 않은 구성은 전술한 실시예들의 설명과 실질적으로 동일할 수 있다.
실린더 유닛(120)은 양로드형 실린더가 아닌 단동 실린더 또는 복동 실린더 등을 포함할 수 있다. 즉 실린더 유닛(120)은 상기 메인프레임의 양측에 설치되는 한 쌍의 실린더(123)와, 각각의 실린더(123)로부터 내측으로 연장되어 상하로 구분되어 설치되는 한 쌍의 로드(124)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 한 쌍의 실린더(123)는 두 개로 상호 대향하게 배치될 수 있다. 구체적으로 두 개의 실린더(123)는 나란히 배치되고, 두 개의 로드(124)는 상호 이격되어 평행하게 배치될 수 있다.
그리고 메인 프레임(110)은 두 개의 실린더 유닛(120)을 각각 고정 결합할 수 있다. 구체적으로 메인 프레임(110)은 하우징(111)과, 하우징 내부에 고정되고 나란히 배치된 한 쌍의 고정 프레임(112)을 포함할 수 있다.
두 개의 실린더(123)는 상호 반대편에 위치하도록 고정 프레임(112)에 결합될 수 있다. 이때, 로드(124)는 상호 평행하게 나란히 평행하게 배치된다. 즉, 전술한 실시예와는 다르게 메인 프레임(110)은 실린더(123)와 고정 결합될 수 있다.
랙(130)은 두 개의 로드(124)에 각각 결합될 수 있다. 또는 도시된 바와 같이 랙(130)은 두 개의 로드(124)에 각각 일체로 형성될 수 있다. 이때, 두 개의 랙(130)은 상호 마주하게 된다.
피니언(140)은 두 개의 랙(130) 사이에 위치하여, 랙(130)의 이동에 따라 회전하게 된다. 이때, 피니언(140)은 샤프트(150)를 통해 메인 프레임(110)의 하우징에 회전가능하게 결합될 수 있다. 즉, 샤프트(150)는 하우징(111)의 외측으로 돌출되도록 하우징을 관통할 수 있다. 이때, 샤프트(150)는 하우징의 내부에서 피니언(140)과 결합될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 굴삭기 2: 차량
3: 제1 붐 4: 제2 붐
5: 제1 유압실린더 6: 제2 유압실린더
8: 중장비 브라켓 9: 버킷
100: 틸팅 유닛 110: 메인 프레임
120: 실린더 유닛 121: 실린더
122: 양 로드 123: 로드
130: 랙 140: 피니언
150: 샤프트 160: 브라켓

Claims (7)

  1. 중장비 브라켓에 결합되어 작업용 공구를 탈착가능하게 연결하여서 작업용 공구를 좌우방향으로 회동시킬 수 있는 틸팅장치로서,
    상기 중장비 브라켓에 고정결합되며 박스형상의 구조를 갖는 메인프레임;
    상기 메인프레임의 내부에 내장되는 실린더 유닛으로서, 실린더와 상기 실린더의 양측에 구비되어 상기 메인프레임에 고정설치되는 로드를 구비하는 실린더 유닛;
    상기 실린더의 하부에 길게 연장되어 설치되는 랙;
    상기 랙과 치합되어 회전할 수 있는 피니언; 및
    상기 피니언의 중심축으로서 상기 작업용 공구에 결합되는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업공구용 틸팅장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 랙을 상기 실린더에 분리가능하게 결합하기 위한 결합브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업공구용 틸팅장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트는 그 회전중심이 상기 피니언의 회전중심과 일치하도록 상기 피니언과 결합되고, 상기 메인 프레임에 회전가능하게 결합되며, 상기 작업공구와 결합할 수 있도록 상기 메인프레임을 지나서 외측으로 돌출되어 설치되는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업공구용 틸팅 장치.
  4. 중장비 브라켓에 결합되어 작업용 공구를 탈착가능하게 연결하여서 작업용 공구를 좌우방향으로 회동시킬 수 있는 틸팅장치로서,
    상기 중장비 브라켓에 고정결합되고 박스형상의 구조를 갖는 메인프레임;
    상기 메인프레임의 내부에 내장되는 실린더 유닛으로서, 상기 메인프레임의 양측에 설치되는 한 쌍의 실린더와 각각의 실린더로부터 내측으로 연장되어 상하로 구분되어 설치되는 한 쌍의 로드를 구비하는 실린더 유닛;
    상기 한 쌍의 로드의 상호 마주보는 위치에 각각 일체로 형성되는 랙;
    상기 한 쌍의 로드에 형성된 랙 사이에 치합되도록 설치되어 회전할 수 있는 피니언; 및
    상기 피니언의 중심축으로서 상기 작업용 공구에 결합되는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업공구용 틸팅장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 메인프레임은 하우징과, 상기 하우징 내부에 고정 설치되어 상기 한 쌍의 실린더를 지지하기 위해 수직으로 나란히 배치된 한 쌍의 고정프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업공구용 틸팅장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 샤프트는 그 회전중심이 상기 피니언의 회전중심과 일치하도록 상기 피니언과 결합되고, 상기 메인 프레임에 회전가능하게 결합되며, 상기 작업공구와 결합할 수 있도록 상기 메인프레임을 지나서 외측으로 돌출되어 설치되는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업공구용 틸팅 장치.
  7. 삭제
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