KR101770950B1

KR101770950B1 - 굴삭기에 장착되는 토크 렌치형 어태치먼트

Info

Publication number: KR101770950B1
Application number: KR1020160099927A
Authority: KR
Inventors: 오주영; 조정우; 박진영; 강훈; 조민기; 김정길
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2016-08-05
Publication date: 2017-08-25

Abstract

본 발명에 따른 토크 렌치형 어태치먼트는 확공기 등에 연결된 익스텐션 로드의 해체 작업을 신속하고 경제적으로 수행할 수 있고, 기존 굴삭기에 어태치먼트로서 장착되어 사용될 수 있고 굴삭기로부터 공급되는 작동유로 작동될 수 있으므로 호환성, 사용성, 이동성 및 가격 경쟁력이 우수하다는 장점을 갖는다.

Description

굴삭기에 장착되는 토크 렌치형 어태치먼트{Attachment of torque wrench type installed on excavator}

본 발명은 굴삭기에 장착되는 토크 렌치형 어태치먼트에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 확공기에 연결된 익스텐션 로드의 해체 작업을 신속하고 경제적으로 수행할 수 있고, 기존 굴삭기에 어태치먼트로서 장착되어 사용될 수 있는 토크 렌치형 어태치먼트에 대한 것이다.

일반적으로, 확공기는 지반 속에 이미 형성되어 있는 굴착공을 넓히기 위해 사용된다.

도 1은 확공기의 일 예를 보여주고 있는데, 상기 확공기(1)는 몸체(2)와, 몸체(2)에 설치된 해머 비트(3)와, 몸체(2)에 연결된 구동 로드(5) 및, 익스텐션 로드(6, extension rod)를 구비한다.

몸체(2)는 구동 로드(5)로부터 전달된 회전력과 당기는 힘에 의해서 회전되면서 전방(前方)으로 전진하고, 해머 비트(3)는 몸체(2)가 회전되고 있는 상태에서 전방(前方)의 지반(암반 등)을 타격한다. 해머 비트(3)의 타격은 몸체(2)의 회전과 협력하여 효율적인 굴착이 이루어질 수 있도록 한다.

그리고, 익스텐션 로드(6)는 해머 비트(3)의 작동을 위한 압축공기를 확공기(1)에 공급한다. 익스텐션 로드(6)는 확공기(1)에서부터 지상까지 연장되도록 다수 개가 연결관(7)에 의해서 연결되어 설치된다.

익스텐션 로드(6)의 단부 외주면에는 나사산이 형성되어 있고, 연결관(7)의 내주면에는 상기 나사산과 형합하는 나사산이 형성되어 있다. 따라서, 상기 나사산들이 나사 결합하는 것에 의해서 연결관(7)과 익스텐션 로드(6)가 서로 연결되고 익스텐션 로드(6)가 연속될 수 있다.

그런데, 굴착시 발생하는 토사(암분)와 과도한 회전력으로 인한 열변형 때문에 익스텐션 로드(6)의 나사산에 고착 현상이 발생할 수도 있다. 고착 현상이 발생한 경우에는 작업자가 대형 스패너를 이용해서 익스텐션 로드(6)의 교체 작업을 수행하는데, 이와 같이 수동으로 이루어지는 교체 작업은 시간이 많이 소요되어 공기(工期)가 지연되고 경제적 손실이 많이 발생한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 확공기 등과 같은 천공기에 연결된 익스텐션 로드의 해체 작업을 자동화할 수 있는 토크 렌치형 어태치먼트를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 익스텐션 로드의 해체 작업을 신속하고 경제적으로 수행할 수 있는 토크 렌치형 어태치먼트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존 굴삭기에 어태치먼트로서 장착되어 사용될 수 있으며 굴삭기로부터 공급되는 작동유로 작동될 수 있고, 이에 따라 호환성, 사용성, 이동성 및, 가격 경쟁력이 우수한 토크 렌치형 어태치먼트를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 토크 렌치형 어태치먼트는 굴삭기(10)의 암(12)에 어태치먼트로 설치되고, 확공기 등과 같은 천공기에 연결된 익스텐션 로드(6)를 해체하기 위해 사용된다.

구체적으로, 토크 렌치형 어태치먼트(300)는 익스텐션 로드(6)를 서로 연결하는 연결관(7)이 회전되지 않도록 고정하는 그리퍼 유닛(200); 및, 그리퍼 유닛(200)에 의해서 연결관(7)이 회전하지 않도록 고정된 상태에서 익스텐션 로드(6)를 회전시켜 익스텐션 로드(6)를 해체하는 스패너 유닛(100);을 포함한다. 그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(100)은 굴삭기(10)로부터 기존 어태치먼트(버켓, 유압 브레이커 등)에 공급되던 작동유에 의해서 작동된다. 따라서, 기존의 어태치먼트를 제거한 자리에 토크 렌치형 어태치먼트(300)를 설치하기만 하면 되므로 그 설치가 간편하고 호환성이 우수하다.

상기 스패너 유닛(100)은, 암(12)에 착탈 가능하게 설치되는 연결부(110); 연결부(110)에 연결된 몸체; 몸체에 설치되고, 굴삭기(10)로부터 공급되는 작동유에 의해서 작동되는 유압 모터(140); 몸체에 설치되고, 유압모터(140)의 회전력에 의해 회전되는 기어 조립체; 및, 기어 조립체로부터 전달된 회전력에 의해 회전되는 스패너(150);를 포함한다.

상기 몸체는 제1 몸체(120)와 제2 몸체(130)를 포함한다. 제1 몸체(120)에는 기어 조립체와 스패너(150)가 설치되고, 제2 몸체(130)에는 유압모터(140)와 그리퍼 유닛(200)이 설치된다.

스패너(150)는 익스텐션 로드(6)가 곧바로 삽입될 수 있도록 한쪽 부분이 개방되고, 제1 몸체(120)의 하단은 상기 개방된 부분과 형합되도록 요입되어 형성된 것이 바람직하다.

제1 몸체(120)와 제2 몸체(130)는 소정 간격으로 이격되는 것이 바람직하다. 이것은 제1 몸체(120)에 설치된 스패너(150)가 익스텐션 로드(6)와 대응되도록 위치되고, 제2 몸체(130)에 설치된 그리퍼(210)가 연결관(7)에 대응되도록 위치되어야 하기 때문이다.

제1 몸체(120)에는 홈(121)과 관통공(125)이 형성되고, 홈(121)의 측면은 기어 조립체의 각 기어들(141)(142)(143)의 측면 및 스패너(150)의 측면과 형합하는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 관통공(125)에는 유압모터(140)의 축이 관통하도록 설치된다.

상기 그리퍼 유닛(200)은, 제2 몸체(130)에 설치된 홀딩 실린더(230); 및 홀딩 실린더(230)에 의해서 회동 가능하도록 제2 몸체(130)에 설치된 그리퍼(210);를 포함할 수 있다.

홀딩 실린더(230)의 팽창에 의해서 그리퍼(210)가 회동하여 연결관(7)을 고정시키고, 홀딩 실린더(230)는 굴삭기로부터 공급된 작동유에 의해서 작동된다.

본 발명에 따른 토크 렌치형 어태치먼트(300)는 유압 제어수단을 더 포함할 수 있다. 유압 제어수단은 유압 모터(140)와 홀딩 실린더(230)가 자동으로 연동되어 작동되도록 작동유 공급을 제어한다.

아울러, 상기 유압 제어수단은, 홀딩 실린더(230)에 작동유를 공급하여 그리퍼(210)가 연결관(7)을 고정시키도록 한 후 유압모터(140)에 작동유를 공급하여 스패너(150)를 회전시키고, 그리퍼(210)가 연결관(7)을 고정 완료하기 전에는 유압모터(140)에 작동유가 공급되지 않도록 한다.

구체적으로, 상기 유압 제어수단은, 작동유의 공급을 제어하는 MCV(Main Control Valve); 홀딩 실린더(230)에 대한 작동유 공급을 조절하는 그리퍼 작동 스위치; 유압모터(140)에 대한 작동유 공급을 조절하는 유압모터 작동 스위치; 및, 홀딩 실린더(230)의 내부 압력에 따라 개폐되는 유압공급 제어밸브(171);를 포함한다.

홀딩 실린더(230)가 연결관(7)의 고정을 완료하고 홀딩 실린더(230)의 내부 압력이 소정값(예를 들어, 180bar)에 도달하면 유압신호가 유압공급 제어밸브(171)에 전달되고 이에 따라 유압공급 제어밸브(171)가 개방되어 작동유가 유압모터(140)에 공급됨으로써 유압모터(140)가 정방향으로 회전된다.

한편, 유압모터(140)를 역방향으로 회전시키기 위해서는, 그리퍼 작동 스위치를 off 시키되 홀딩 실린더(230)의 내부 압력이 상기 소정값으로 유지되는 상태에서 MCV를 반대 방향으로 구동시키면 된다.

홀딩 실린더(230)와 그리퍼(210)는 두 개씩 구비되고, 그리퍼(210)의 내부면은 연결관(7)의 외부면과 형합하되, 두 개의 그리퍼(210)가 연결관(7)을 감싸는 구조로 된다.

본 발명에 따르면, 익스텐션 로드(6)는 스패너(150)가 결합되는 부분의 외주면이 스패너(150)의 내측 형상과 형합하도록 가공될 수 있다.

익스텐션 로드(6)를 위와 같이 가공하는 것에 대한 대안으로서, 익스텐션 로드(6)에 벨로즈 커플링(160)을 설치할 수 있다.

벨로즈 커플링(160)은 축을 서로 연결하기 위해서 사용되던 기존의 벨로즈 커플링을 변형한 것이다. 구체적으로, 벨로즈 커플링(160)은, 그 외주면이 스패너(150)의 내측 형상과 형합되도록 가공된 본체(161); 및, 본체(161)의 길이 방향을 따라 형성된 관통공(163);을 포함할 수 있다. 관통공(163)에 익스텐션 로드(6)가 삽입된 후 볼트가 체결되는 것에 의해서 벨로즈 커플링(160)이 익스텐션 로드(6)에 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 토크 렌치형 어태치먼트는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 확공기 등과 같은 천공기에 연결된 익스텐션 로드의 해체 작업을 자동화할 수 있다.

둘째, 익스텐션 로드의 해체 작업을 신속하고 경제적으로 수행할 수 있다.

셋째, 기존의 굴삭기에 어태치먼트로서 장착되어 사용될 수 있고 굴삭기로부터 공급되는 작동유로 작동될 수 있으며, 이에 따라 호환성, 사용성, 이동성 및, 가격 경쟁력이 우수하다.

넷째, 그리퍼 유닛과 스패너 유닛이 자동으로 서로 연동되어 작동된다. 그리퍼 유닛이 연결관을 고정시킨 후에 스패너 유닛이 작동되므로, 작업자의 실수에 의한 오작동 및 사고가 방지될 수 있다.

도 1은 일반적인 확공기를 이용하여 암반을 굴착하는 것을 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 렌치형 어태치먼트가 굴삭기에 장착된 것을 보여주는 사시도.
도 3은 토크 렌치형 어태치먼트를 앞쪽에서 바라본 사시도.
도 4는 토크 렌치형 어태치먼트의 연결부와 제1 몸체를 보여주는 사시도.
도 5는 토크 렌치형 어태치먼트를 뒷쪽에서 바라본 사시도.
도 6은 토크 렌치형 어태치먼트를 보여주는 배면도.
도 7은 익스텐션 로드를 해체하기 위해 토크 렌치형 어태치먼트가 익스텐션 로드에 설치된 것을 보여주는 측면도.
도 8은 익스텐션 로드의 일부분을 육각형 단면으로 가공한 것을 보여주는 사시도.
도 9는 익스텐션 로드에 장착되는 벨로즈 커플링을 보여주는 사시도.
도 10은 토크 렌치형 어태치먼트를 구동하기 위한 유압 회로도.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 확공기에 연결된 익스텐션 로드를 해체(분리)하기 위한 장치이다. 그러나, 본 발명에 따른 기술적 사상은 확공기에 연결된 익스텐션 로드 뿐만 아니라, 다른 천공기 또는 굴착기(이하, '천공기'라고 함)에 연결된 익스텐션 로드에도 적용될 수 있는데, 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 익스텐션 로드가 확공기에 연결된 경우 뿐만 아니라 다른 천공기에 연결된 경우도 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, 아래에서는 설명의 편의를 위해서 익스텐션 로드가 확공기에 연결된 경우만을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 렌치형 어태치먼트가 굴삭기에 장착된 것을 보여주는 사시도이고, 도 3은 상기 토크 렌치형 어태치먼트를 보여주는 사시도이다.

도면을 참조하면, 토크 렌치형 어태치먼트(300)는 스패너 유닛(100)과 그리퍼 유닛(200)을 포함한다.

스패너 유닛(100)은 익스텐션 로드(6, extension rod)를 회전시킨다. 스패너 유닛(100)은 연결부(110)와, 연결부(110)에 연결된 몸체와, 몸체에 설치된 유압 모터(140)와, 기어 조립체 및, 스패너(150)를 포함한다.

연결부(110)는 굴삭기(10)의 암(12, arm)에 착탈 가능하게 설치된다. 연결부(110)는 두 개의 수직 평판(112)과, 수직 평판(112)의 하단에 결합된 수평 프레임(114)으로 이루어진다. 각각의 수직 평판(112)에는 두 개의 체결공(113)이 형성된다. 체결공(113)에는 연결부(110)를 암(12)에 체결하기 위한 체결부재(도 3 ~ 7에 미도시)가 삽입되어 설치된다.

몸체는 수평 프레임(114)의 아래에 결합된 제1,2 몸체(120)(130)를 포함한다. 제1 몸체(120)에는 기어 조립체와 스패너(150)가 설치되고, 제2 몸체(130)에는 유압모터(140)와 그리퍼(210)와 홀딩 실린더(230) 및 유압 제어수단이 설치된다.

기어 조립체는 유압 모터(140)의 회전수(R.P.M.)를 줄이고 토크(torque)를 증가시켜 스패너(150)에 전달한다. 기어 조립체는 제1,2 기어(141)(142)와 아이들 기어(143, idle gear)로 이루어질 수 있는데, 회전수(R.P.M.)를 줄이고 토크(torque)를 증가시키기 위해서 제1 기어(141)는 제2 기어(142) 보다 직경이 크고, 제2 기어(142)는 아이들 기어(143) 보다 직경이 크며, 스패너(150)는 제2 기어(142)와 직경이 실질적으로 동일하다.

도 4에 나타난 바와 같이, 제1 몸체(120)에는 소정 깊이의 홈(121)과 관통공(125)이 형성되어 있는데, 홈(121)의 측면은 기어(141)(142)(143)의 측면 및 스패너(150)의 측면과 형합하도록 형성된다. 그리고, 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 홈(121)을 덮을 수 있는 덮개가 더 구비될 수 있다. 이러한 홈(121)의 구조와 덮개는 기어(141)(142)(143)와 스패너(150)가 홈(121)으로부터 이탈하지 않고 원활히 회전되도록 한다.

한편, 관통공(125)은 유압 모터(140)의 축이 관통하는 부분이다, 유압 모터(140)의 축은 관통공(125)을 관통하여 제1 기어(141)와 결합된다.

상술한 바와 같이, 제1,2 기어(141)(142)와 아이들 기어(143) 및 스패너(150)는 제1 몸체(120)의 홈(121) 내부에서 회전 가능하도록 설치된다. 제1 기어(141)는 유압 모터(140)의 축에 연결되고, 제2 기어(142)는 제1 기어(141)와 맞물리도록 설치되어 제1 기어(141)와 함께 회전되며, 아이들 기어(143)는 제2 기어(142)의 하부 양측에서 제2 기어(142)와 맞물리도록 각각 설치되어 제2 기어(142)와 함께 회전된다.

그리고, 스패너(150)는 그 외주면의 기어 이빨이 아이들 기어(143)와 맞물리도록 설치되어 아이들 기어(143)와 함께 회전된다.

한편, 스패너(150)는 그 일부분이 개방되고(open-end geared type), 제1 몸체(120)의 하단은 상기 개방된 부분과 대응되도록 요입되어 형성된 것이 바람직하다. 이러한 구조는 익스텐션 로드(6)를 스패너(150)에 곧바로 삽입하여 체결하는데 유리하다. 더 상세히 설명하면, 스패너(150)는 그 일부분이 개방되어

와 같은 내측 형상을 갖고 제1 몸체(120)의 하단은

와 같이 요입되어 형성된다.

제2 몸체(130)는 수평 프레임(114)의 아래에 결합된다. 제2 몸체(130)는 제1 몸체(120)와 소정 간격 이격되도록 설치되는 것이 바람직한데, 이것은 스패너(150)가 익스텐션 로드(6)와 대응되도록 위치되고, 그리퍼(210)가 연결관(7)에 대응되도록 위치되어야 하기 때문이다.

제2 몸체(130)에는 유압 공급포트(131)와, 유압 배출포트(132)와, 유압 제어수단과, 유압모터(140) 및 그리퍼 유닛(200)이 설치된다. 유압 공급포트(131)에는 작동유 공급호스(도면에 미도시)가 연결되고 유압 배출포트(132)에는 작동유 배출호스(도면에 미도시)가 연결된다.

상기 작동유 공급호스와 작동유 배출호스는 기존의 어태치먼트(유압 브레이커 등)에 작동유를 공급하던 호스이다. 본 발명에 따른 토크 렌치형 어태치먼트(300)는 이러한 호스를 유압 공급포트(131)와 유압 배출포트(132)에 각각 연결하기만 하면 설치가 완료되므로 그 설치가 매우 간편하고 호환성이 우수하다.

유압 제어수단은 제2 몸체(130)의 내부에 구비되는데, MCV(Main Control Valve, 도 10 참조)와 그리퍼 작동 스위치(Gripper Operating Switch)와 유압모터 작동 스위치(HYD. motor Operating Switch)와 유압공급 제어밸브(171)를 포함한다. 유압 제어수단은 그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(200)이 자동으로 서로 연동되어 작동하도록 한다.

유압모터(140)는 제2 몸체(130)의 측면에 설치된다. 유압모터(140)는 굴삭기(10)로부터 기존 어태치먼트(유압 브레이커 등)에 공급되던 작동유에 의해서 작동된다. 유압 제어수단과 유압모터(140)의 작동에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.

그리퍼 유닛(200)은 제2 몸체(130)에 설치된 홀딩 실린더(230)와 그리퍼(210)를 포함한다. 그리퍼 유닛(200)은 연결관(7)이 회전하지 않도록 고정하는 역할을 한다.

도 5 ~ 6에 나타난 바와 같이, 홀딩 실린더(230)는 제2 몸체(130)의 양측에 각각 설치된다. 구체적으로, 홀딩 실린더(230)는 한쪽 끝단이 제2 몸체(130)에 회동 가능하도록 설치되고 다른쪽 끝단이 그리퍼(210)의 측면에 회동 가능하도록 설치된다. 그리고, 그리퍼(210)는 두 개가 설치되는데, 그 상단이 제2 몸체(130)의 하단에 회동 가능하도록 설치된다.

그리퍼(210)는 반원(半圓形) 형상을 갖는데, 그 내부면은 연결관(7)의 외부면과 형합하도록 형성된다.

홀딩 실린더(230)가 팽창하면 두 개의 그리퍼(210)는 회동축(211)을 중심으로 회동하여 연결관(7)을 가압함으로써 연결관(7)이 회전되지 않도록 한다. 그리고, 홀딩 실린더(230)가 수축하면 그리퍼(210)는 회동축(211)을 중심으로 반대 방향으로 회동하여 연결관(7)으로부터 이격된다.

도 7은 토크 렌치형 어태치먼트(300)가 익스텐션 로드(6)를 해체하기 위해서 설치된 것을 보여준다. 토크 렌치형 어태치먼트(300)는 굴삭기(10)의 암(12)에 설치되어 사용되지만, 도 7에서는 토크 렌치형 어태치먼트(300)를 크게 나타내기 위해서 굴삭기를 생략하였다.

상술한 바와 같이, 익스텐션 로드(6)는 확공기(1)에 압축공기를 공급하는데, 다수 개의 익스텐션 로드(6)가 연결관(7)에 의해서 서로 연결되어 있다. 익스텐션 로드(6)의 단부 외주면에는 나사산(6a)이 형성되어 있고, 연결관(7)의 내부면에는 상기 나사산(6a)과 형합하는 나사산이 형성되어 있으며, 익스텐션 로드(6)와 연결관(7)은 나사 결합으로 연결된다.

한편, 통상적인 익스텐션 로드(6)는 원형 단면을 갖고 있다. 이에 비해, 스패너(150)는

의 내측 구조를 갖고 있다. 따라서, 도 8에 나타난 바와 같이, 익스텐션 로드(6)를 효과적으로 회전시키시 위해서, 익스텐션 로드(6) 중 스패너(150)가 결합되는 부분을 육각 단면이 되도록 가공하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 육각 단면 가공에 대한 대안으로서, 도 9와 같은 금속 벨로즈 커플링(160, metal bellows coupling)을 익스텐션 로드(6)의 단부에 설치할 수도 있다.

금속 벨로즈 커플링(160)은 축을 연결하기 위해서 사용되던 기존의 벨로즈 커플링을 변형한 것으로서, 원통형 본체(161)와, 본체(161)를 길이방향으로 관통하는 관통공(163) 및 볼트 체결공(165)을 포함한다. 원통형 본체(161)의 외주면은 스패너(150)의 내측 형상(

)과 상응하도록 육각형으로 형성된다.

익스텐션 로드(6)를 관통공(163)에 삽입시킨 후, 볼트 체결공(165)에 볼트를 체결하면 익스텐션 로드(6)와 벨로즈 커플링(160)이 결합된다.

그러면, 토크 렌치형 어태치먼트(300)의 유압 제어수단을 설명하기로 한다. 유압 제어수단은 그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(100)이 서로 연동되어 작동되도록 한다. 도 10에 나타난 바와 같이, 유압 제어수단은 MCV(Main Control Valve)와, 그리퍼 작동 스위치(Gripper Operating Switch)와, 유압모터 작동 스위치(HYD. motor Operating Switch)와, 유압공급 제어밸브(171)를 포함한다. 도면에서 Supply line은 굴삭기의 작동유 공급원(기존 어태치먼트에 작동유를 공급하는 공급원)을 의미하고 Drain line은 작동유 배출관을 의미한다.

그리퍼 작동 스위치는 홀딩 실린더(230)에 대한 작동유의 공급을 조절하고, 유압모터 작동 스위치는 유압모터(140)에 대한 작동유의 공급을 조절한다. 유압공급 제어밸브(171)는 홀딩 실린더(230)의 제1 실(231)의 압력에 연동되어 작동된다.

(1) 유압모터 작동 스위치가 off로 되어 있는 상태에서 그리퍼 작동 스위치를 On으로 하면 MCV의 정역신호에 의해서 MCV가 우측(도 10에서 우측)으로 이동하여 작동유가 홀딩 실린더(230)의 제1 실(231)에 공급됨으로써 홀딩 실린더(230)가 신장(인출)하여 그리퍼(210)가 연결관(7)을 가압하여 고정하게 된다.

한편, 연결관(7)에 대한 상기 고정(가압)을 해제하기 위해서는 홀딩 실린더(230)를 수축(인입)시켜 그리퍼(210)가 반대 방향으로 회동하도록 해야 한다. 이를 위해, 유압모터 작동 스위치가 off로 되어 있는 상태에서 그리퍼 작동 스위치를 On으로 하고 MCV를 반대 방향(도 10에서 좌측)으로 이동시키면 작동유가 홀딩 실린더(230)의 제2 실(232)에 공급되어 홀딩 실린더(230)가 수축(인입)됨으로써 연결관(7) 고정이 해제된다.

(2) 그리퍼 작동 스위치가 Off인 상태에서 유압모터 작동 스위치를 On으로 하면, 유압모터(140)가 곧바로 작동하지 않고, 그리퍼(210)의 고정이 완료된 경우에만 유압모터(140)가 작동한다.

즉, 작동유가 제1 실(231)에 공급되어 홀딩 실린더(230)가 작동(인출) 완료된 후, 제1 실(231)의 압력이 소정값(예를 들어, 180bar)에 도달하면 릴리프 밸브에 의해서 30bar로 감압된 유압 신호가 유압공급 제어밸브(171)를 개방시켜 유압모터(140)를 정방향(cw)으로 구동시키며, 이에 따라 연결관(7)이 익스텐션 로드(6)에 결합된다.

이러한 구성은 연결관(7)이 고정되지 않은 상태에서 익스텐션 로드(6)만 회전되는 경우를 방지하기 위한 것이다. 만약, 연결관(7)이 고정되지 않은 상태에서 익스텐션 로드(6)만 회전되면 확공기(1) 및/또는 익스텐션 로드(6)가 파손될 가능성이 있다.

(3) 유압모터 작동 스위치와 그리퍼 작동 스위치를 모두 동작(On)시키면, 홀딩 실린더(230)의 인출(신장)이 완료된 후, 제1 실(231)의 압력이 180bar로 상승되고 릴리프 밸브를 통하여 30bar로 감압된 유압 신호가 유압공급 제어밸브(171)를 개방시켜 유압모터(140)를 정방향(cw)으로 구동시킨다. 따라서, 그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(100)이 서로 연동하여 작동하게 된다.

한편, 유압모터(140)를 역방향(ccw)으로 구동하기 위해서는 그리퍼 작동 스위치를 OFF한 상태에서(이 때, 홀딩 실린더의 압력은 그대로 유지됨) MCV를 반대(좌측)로 구동하면 유압모터(140)가 역회전(ccw)을 수행하게 된다.

한편, 위에서는 그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(100)이 자동으로 서로 연동하여 작동되는 것을 설명하였으나, 작업자가 그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(100)을 각각 작동시킬 수도 있다. 즉, 작업자가 그리퍼 유닛(200)을 작동시켜 연결관(7)을 고정시킨 후, 작업자가 유압모터(140)를 작동시켜 익스텐션 로드(6)를 회전시킬 수도 있다. 이러한 구성은 위의 설명을 참조한 당업자가 쉽게 알 수 있을 것이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

1 : 확공기 6 : 익스텐션 로드
7 : 연결관 10 : 굴삭기
12 : 굴삭기의 암 100 : 스패너 유닛
110 : 연결부 120 : 제1 몸체
130 : 제2 몸체 140 : 유압 모터
150 : 스패너 160 : 금속 벨로즈 커플링
171 : 유압공급 제어밸브 200 : 그리퍼 유닛
210 : 그리퍼 230 : 홀딩 실린더

Claims

굴삭기(10)의 암(12, arm)에 설치되는 어태치먼트로서 천공기에 연결된 익스텐션 로드(6)를 해체하기 위해서 사용되며,
익스텐션 로드(6)를 서로 연결하는 연결관(7)이 회전되지 않도록 고정하는 그리퍼 유닛(200); 및,
그리퍼 유닛(200)에 의해서 연결관(7)이 회전하지 않도록 고정된 상태에서 익스텐션 로드(6)를 회전시켜 익스텐션 로드(6)를 해체하는 스패너 유닛(100);을 포함하고,
스패너 유닛(100)은,
상기 암(12)에 착탈 가능하게 설치되는 연결부(110);
연결부(110)에 연결된 몸체;
몸체에 설치되고, 굴삭기로부터 공급되는 작동유에 의해서 작동되는 유압 모터(140);
몸체에 설치되고, 유압모터(140)의 회전력에 의해 회전되는 기어 조립체; 및,
기어 조립체로부터 전달된 회전력에 의해 회전되는 스패너(150);를 포함하고,
그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(100)은 굴삭기로부터 공급되는 작동유에 의해서 작동하고,
상기 몸체는 제1 몸체(120)와 제2 몸체(130)를 포함하고,
그리퍼 유닛(200)은,
제2 몸체(130)에 설치된 홀딩 실린더(230); 및
홀딩 실린더(230)에 의해서 회동 가능하도록 제2 몸체(130)에 설치된 그리퍼(210);를 포함하고,
홀딩 실린더(230)의 신장에 의해서 그리퍼(210)가 회동하여 연결관(7)을 고정시키고, 홀딩 실린더(230)는 굴삭기로부터 공급된 작동유에 의해서 작동되는 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.
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굴삭기(10)의 암(12, arm)에 설치되는 어태치먼트로서 천공기에 연결된 익스텐션 로드(6)를 해체하기 위해서 사용되며,
익스텐션 로드(6)를 서로 연결하는 연결관(7)이 회전되지 않도록 고정하는 그리퍼 유닛(200); 및,
그리퍼 유닛(200)에 의해서 연결관(7)이 회전하지 않도록 고정된 상태에서 익스텐션 로드(6)를 회전시켜 익스텐션 로드(6)를 해체하는 스패너 유닛(100);을 포함하고,
스패너 유닛(100)은,
상기 암(12)에 착탈 가능하게 설치되는 연결부(110);
연결부(110)에 연결된 몸체;
몸체에 설치되고, 굴삭기로부터 공급되는 작동유에 의해서 작동되는 유압 모터(140);
몸체에 설치되고, 유압모터(140)의 회전력에 의해 회전되는 기어 조립체; 및,
기어 조립체로부터 전달된 회전력에 의해 회전되는 스패너(150);를 포함하고,
그리퍼 유닛(200)과 스패너 유닛(100)은 굴삭기로부터 공급되는 작동유에 의해서 작동하고,
상기 몸체는 제1 몸체(120)와 제2 몸체(130)를 포함하고,
제1 몸체(120)에는 기어 조립체와 스패너(150)가 설치되고, 제2 몸체(130)에는 유압모터(140)와 그리퍼 유닛(200)이 설치되며,
스패너(150)는 익스텐션 로드(6)가 삽입될 수 있도록 한쪽 부분이 개방되고, 제1 몸체(120)의 하단은 상기 개방된 부분과 대응되도록 요입되어 형성되고,
그리퍼 유닛(200)이 연결관(7)에 대응되고 스패너(150)가 익스텐션 로드(6)에 대응되도록 제1 몸체(120)와 제2 몸체(130)는 소정 간격으로 이격되고,
제1 몸체(120)에는 홈(121)과 관통공(125)이 형성되며, 홈(121)의 측면은 기어 조립체의 각 기어들(141)(142)(143)의 측면 및 스패너(150)의 측면과 형합하는 형상으로 이루어지고,
관통공(125)에는 유압모터(150)의 축이 관통하도록 설치되며,
상기 작동유는 기존 어태치먼트에 작동유를 공급하던 호스를 통해 공급된 것을 특징으로 하는 토크 렌치형 어태치먼트.
제4항에 있어서,
그리퍼 유닛(200)은,
제2 몸체(130)에 설치된 홀딩 실린더(230); 및
홀딩 실린더(230)에 의해서 회동 가능하도록 제2 몸체(130)에 설치된 그리퍼(210);를 포함하고,
홀딩 실린더(230)의 신장에 의해서 그리퍼(210)가 회동하여 연결관(7)을 고정시키고, 홀딩 실린더(230)는 굴삭기로부터 공급된 작동유에 의해서 작동되는 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.
제5항에 있어서,
홀딩 실린더(230)와 그리퍼(210)는 두 개씩 구비되고, 그리퍼(210)의 내부면은 연결관(7)의 외부면과 형합하되, 두 개의 그리퍼(210)가 연결관(7)을 감싸는 구조로 되며,
그리퍼(210)의 상단은 제2 몸체(130)에 회동 가능하게 설치되고, 홀딩 실린더(230)의 일단은 그리퍼(210)의 측면에 회동 가능하게 설치되며,
홀딩 실린더(230)의 팽창에 의해서 그리퍼(210)가 회동되어 연결관(7)을 가압하면 연결관(7)의 회전이 방지되는 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.
제5항에 있어서,
유압 모터(140)와 홀딩 실린더(230)가 자동으로 연동되어 작동되도록 작동유 공급을 제어하는 유압 제어수단을 포함하고,
상기 유압 제어수단은 홀딩 실린더(230)에 작동유를 공급하여 그리퍼(210)가 연결관(7)을 고정시키도록 한 후 유압모터(140)에 작동유를 공급하여 스패너(150)를 회전시키고, 그리퍼(210)가 연결관(7)을 고정 완료하기 전에는 유압모터(140)에 작동유가 공급되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.
제7항에 있어서,
상기 유압 제어수단은
작동유의 공급을 제어하는 MCV(Main Control Valve);
홀딩 실린더(230)에 대한 작동유 공급을 조절하는 그리퍼 작동 스위치;
유압모터(140)에 대한 작동유 공급을 조절하는 유압모터 작동 스위치; 및
홀딩 실린더(230)의 내부 압력에 따라 개폐되는 유압공급 제어밸브(171);를 포함하고,
홀딩 실린더(230)가 연결관(7)의 고정을 완료하고 홀딩 실린더(230)의 내부 압력이 소정값에 도달하면 유압신호가 유압공급 제어밸브(171)에 전달되고 이에 따라 유압공급 제어밸브(171)가 개방되어 작동유가 유압모터(140)에 공급됨으로써 유압모터(140)가 정방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.
제8항에 있어서,
그리퍼 작동 스위치를 off 시키되 홀딩 실린더(230)의 내부 압력이 상기 소정값으로 유지되는 상태에서 MCV를 반대 방향으로 구동시키면 유압모터(140)가 역방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.
제5항에 있어서,
익스텐션 로드(6)는 스패너(150)가 결합되는 부분의 외주면이 스패너(150)의 내측 형상과 형합하도록 가공된 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.
제5항에 있어서,
익스텐션 로드(6) 중에서 스패너(150)가 결합되는 부분에는 금속 벨로즈 커플링(160)이 결합되고,
금속 벨로즈 커플링(160)은,
외주면이 스패너(150)의 내측 형상과 형합되도록 가공된 본체(161); 및
본체(161)의 길이 방향을 따라 형성된 관통공(163);을 포함하고,
관통공(163)에 익스텐션 로드(6)가 삽입된 후 볼트가 체결되는 것에 의해서 금속 벨로즈 커플링(160)이 익스텐션 로드(6)에 결합되는 것을 특징으로 하는, 토크 렌치형 어태치먼트.