KR101988296B1

KR101988296B1 - 중장비용 회전 장치

Info

Publication number: KR101988296B1
Application number: KR1020180060024A
Authority: KR
Inventors: 한영숙; 이세인
Original assignee: 한영숙; 이세인
Priority date: 2018-05-27
Filing date: 2018-05-27
Publication date: 2019-06-12

Abstract

본 발명은 중장비용 회전 장치에 관한 것으로서, 굴삭기의 암에 장착될 수 있는 회전 장치로서, 상기 암의 중간부 또는 말단부에 결합되는 상부 본체; 상기 상부 본체의 하방에 배치되며, 상기 상부 본체에 대하여 제1 중심축을 중심으로 상대 회전 가능하도록 마련되어 있는 하부 본체; 상기 하부 본체를 상기 상부 본체에 대하여 상대 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 장치; 상기 구동 장치의 구동력을 상기 상부 본체와 상기 하부 본체 사이의 상대 회전력으로 변환하는 동력 변환 장치;를 포함하며, 상기 동력 변환 장치는, 회전 가능하게 마련되어 있는 태양 기어; 상기 태양 기어와 기어 결합되며, 회전 가능하게 마련되어 있는 복수 개의 위성 기어; 상기 위성 기어와 각각 기어 결합됨으로써, 서로 연동되어 있는 복수 개의 웜 기어; 상기 복수 개의 웜 기어에 의하여 상기 제1 중심축을 중심으로 회전가능한 주 기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 서로 연동된 복수 개의 웜 기어가 서로 협력하여 상기 주 기어를 회전시키거나 구속하는 구조를 포함하는 바, 구동 장치를 1개만 사용하면 충분하며, 상기 웜 기어 및 주 기어의 하중 감당능력이 우수하여, 사용 중에 어태치먼트에 강한 외력 또는 비틀림이 가해지더라도 상기 웜 기어 및 주 기어가 손상 내지 파괴될 가능성이 매우 낮다는 효과가 있다.

Description

중장비용 회전 장치 {A Turning Device for Heavy Equipments}

본 발명은 중장비용 회전 장치에 관한 것으로서, 특히 사용 중에 어태치먼트에 강한 외력 또는 비틀림이 가해지더라도 상기 웜 기어 및 주 기어가 손상 내지 파괴될 가능성이 매우 낮은 중장비용 회전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기는 토목공사, 건설공사, 건축공사 등에서 땅이나 암석 등을 파거나 파낸 것을 처리하는 등의 굴삭작업을 행하는 건설기계로서, 장비의 상부 선회체를 회전시키거나 유압에 의해 작동되는 붐대를 이용하여 운반 물체를 이동시키거나 택지조성, 건물기초, 토사적재, 말목박기, 고철적재, 원목적재, 구멍파기, 교량, 암반 등의 건축물 파괴, 도로, 상수도 공사 등의 다양한 작업을 행한다.

이와 같은 굴삭기에서는, 작업 용도에 따라 여러 종류의 어태치먼트(Attachment)를 교체해가면서 다양한 작업을 수행할 수 있도록 되어 있다. 즉, 버킷(Bucket)을 이용한 땅파기 작업, 크러셔(Crusher)를 이용한 콘크리트 건물 파쇄 및 철근 절단작업, 브레이커(Breaker)를 이용한 암석 및 콘크리트 파괴 작업, 그랩(Grab)을 이용한 고철 및 암석 운반 작업 등이 가능하다.

이러한 굴삭기의 붐대(1)의 선단에는, 도 8에 도시된 바와 같이 암 실린더(2)의 작동에 의해 회동되는 암(3)이 결합되어 있고, 상기 암(3)의 선단에는 버켓 실린더(4)의 작동에 따라 회동되는 버켓(5)이 결합되어 있다.

한편, 종래의 일반적인 굴삭기의 경우에는, 커플러가 전후 방향으로만 꺾일 수 있으므로, 경사지를 작업하는 경우 등에서는 암 실린더(2)를 조정 해가면서 작업을 수행해야 하는 관계로 작업 효율이 떨어지며, 어태치먼트의 방향을 완전히 뒤바꾸조 할 때에는 어태치먼트를 암(3)으로부터 분리한 후 반대방향으로 장착하여 사용해야 하는 등 작업이 불편하고 작업 시간도 많이 소요되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 어태치먼트를 회전시킬 수 있는 중장비용 회전 장치가 부착된 굴삭기가 사용되고 있으나, 종래의 중장비용 회전 장치는, 한국등록특허 제10-1783958호(등록일자 2017년09월26일)에 개시된 바와 같이 1개의 웜 기어가 1개의 주 기어를 회전시키는 구조를 포함하는 바, 사용 중에 어태치먼트에 강한 외력 또는 비틀림이 가해질 경우, 상기 1개의 웜 기어가 주 기어의 회전을 구속하는 구조이므로, 웜 기어 및 주 기어가 손상 내지 파괴될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 사용 중에 어태치먼트에 강한 외력 또는 비틀림이 가해지더라도 상기 웜 기어 및 주 기어가 손상 내지 파괴될 가능성이 매우 낮도록 구조가 개선된 중장비용 회전 장치를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 중장비용 회전 장치는, 굴삭기의 암에 장착될 수 있는 회전 장치로서, 상기 암의 중간부 또는 말단부에 결합되는 상부 본체; 상기 상부 본체의 하방에 배치되며, 상기 상부 본체에 대하여 제1 중심축을 중심으로 상대 회전 가능하도록 마련되어 있는 하부 본체; 상기 하부 본체를 상기 상부 본체에 대하여 상대 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 장치; 상기 구동 장치의 구동력을 상기 상부 본체와 상기 하부 본체 사이의 상대 회전력으로 변환하는 동력 변환 장치;를 포함하며, 상기 동력 변환 장치는, 회전 가능하게 마련되어 있는 태양 기어; 상기 태양 기어와 기어 결합되며, 회전 가능하게 마련되어 있는 복수 개의 위성 기어; 상기 위성 기어와 각각 기어 결합됨으로써, 서로 연동되어 있는 복수 개의 웜 기어; 상기 복수 개의 웜 기어에 의하여 상기 제1 중심축을 중심으로 회전가능한 주 기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 태양 기어는 상기 제1 중심축과 나란한 제2 중심축을 중심으로 회전 가능하며, 상기 위성 기어는 상기 제1 중심축과 나란한 제3 중심축을 중심으로 회전 가능하며, 상기 제3 중심축은 상기 제2 중심축의 원주 방향을 따라 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 배치되어 있으며, 상기 위성 기어와 상기 웜 기어는 베벨 기어 구조에 의하여 기어 결합되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을 전달하기 위한 유압 전달 장치를 더 구비하며, 상기 유압 전달 장치는, 상기 상부 본체에 결합되어 있으며, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 제1 본체; 상기 하부 본체에 결합되어 있으며, 상기 제1 본체에 대하여 상기 제1 중심축을 중심으로 상대 회전 가능하며, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 제2 본체;를 포함하며, 상기 유압 전달 장치는, 상기 제1 중심축을 따라 상하로 연장되어 관통된 중공을 구비한 것이 바람직하다.

여기서, 상기 상부 본체에 마련되며, 상기 암의 말단부에 탈착 가능하게 결합되는 상부 결합 장치; 상기 하부 본체에 마련되며, 다양한 어태치먼트가 탈착 가능하게 결합될 수 있는 하부 결합 장치;를 구비함으로써, 커플러 형태로 마련되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 하부 결합 장치는, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더형 구동 장치; 상기 실린더형 구동 장치에 의하여 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 회전 운동 가능한 잠금 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을 전달하기 위한 유압 전달 장치를 더 구비하며, 상기 유압 전달 장치는, 상기 제1 중심축을 따라 상하로 연장되어 관통된 중공을 구비하며, 상기 실린더형 구동 장치는, 길이 방향이 상기 제1 중심축과 나란한 상태로 상기 중공의 내부에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 굴삭기의 암에 장착될 수 있는 회전 장치로서, 구동 장치의 구동력을 상부 본체와 하부 본체 사이의 상대 회전력으로 변환하는 동력 변환 장치;를 포함하며, 상기 동력 변환 장치는, 회전 가능하게 마련되어 있는 태양 기어; 상기 태양 기어와 기어 결합되며, 회전 가능하게 마련되어 있는 복수 개의 위성 기어; 상기 위성 기어와 각각 기어 결합됨으로써 서로 연동되어 있는 복수 개의 웜 기어; 상기 복수 개의 웜 기어에 의하여 상기 제1 중심축을 중심으로 회전가능한 주 기어;를 포함하므로, 서로 연동된 복수 개의 웜 기어가 서로 협력하여 상기 주 기어를 회전시키거나 구속하는 구조를 포함하는 바, 구동 장치를 1개만 사용하면 충분하며, 상기 웜 기어 및 주 기어의 하중 감당능력이 우수하여, 사용 중에 어태치먼트에 강한 외력 또는 비틀림이 가해지더라도 상기 웜 기어 및 주 기어가 손상 내지 파괴될 가능성이 매우 낮다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 중장비용 회전 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 하부 결합 장치가 작동하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 동력 변환 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 동력 변환 장치의 확대 분리 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 동력 변환 장치의 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 동력 변환 장치의 저면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 동력 변환 장치의 VI부분에 대한 확대도이다.
도 8은 도 1에 도시된 중장비용 회전 장치를 사용하는 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 중장비용 회전 장치를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 하부 결합 장치가 작동하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 동력 변환 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중장비용 회전 장치(100)는, 중장비에 장착되어 특정한 부분을 나머지 부분에 대하여 상대 회전시킬 수 있는 회전 장치로서, 상부 본체(10)와 하부 본체(20)와 구동 장치(30)와 동력 변환 장치(40)와 유압 전달 장치(50)와 상부 결합 장치(60)와 하부 결합 장치(70)를 포함하여 구성된다. 이하에서는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 중장비용 회전 장치(100)가 굴삭기의 암(3)의 말단부에 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler) 형태로 마련되는 것을 전제로 설명하기로 한다.

상기 상부 본체(10)는, 상단부가 상기 암(3)의 말단부에 결합될 수 있도록 마련되는 금속 하우징이다.

상기 상부 본체(10)는, 복수 개의 금속 부재를 절삭하고 용접하거나 서로 나사 결합하여 제조될 수 있다.

상기 상부 본체(10)는, 제1 중심축(C1)을 따라 연장된 파이프 형상의 상측 수직부(11)와, 상기 상측 수직부(11)의 상단부에 연결된 평판 형상의 상측 수평부(12)를 포함한다.

상기 하부 본체(20)는, 상기 상부 본체(10)의 하방에 배치되며, 상기 상부 본체(10)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하도록 마련되어 있는 금속 하우징이다.

상기 하부 본체(20)는, 상기 상부 본체(10)와 대응하는 형상으로 마련되며, 복수 개의 금속 부재를 절삭하고 용접하거나 서로 나사 결합하여 제조될 수 있다.

상기 하부 본체(20)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 연장된 파이프 형상의 하측 수직부(21)와, 상기 하측 수직부(21)의 하단부에 연결된 평판 형상의 하측 수평부(22)를 포함한다.

상기 하측 수직부(21)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 상측 수직부(11)의 외주면을 둘러감싸도록 마련되어, 상기 상측 수직부(11)의 외주면에 의하여 지지될 수 있도록 마련되어 있다.

상기 하측 수직부(21)의 상단은 상기 상측 수평부(12)의 하면에 의하여 지지될 수 있도록 마련되어 있다.

본 실시예에서는 상기 상측 수직부(11)의 외주면과 상기 하측 수직부(21)의 내주면 사이에, 도 1에 도시된 바와 같이 볼 베어링 형태의 제1 베어링(13)이 배치되어 있다.

상기 상부 본체(10)와 하부 본체(20)의 결합 구조는, 상기 제1 중심축(C1) 방향의 수직력과 상기 제1 중심축(C1)에 수직한 제4 중심축(C4) 방향의 수평력 및 상기 제4 중심축(C4)을 중심으로 작용하는 굽힘 모멘트를 감당할 수 있도록 마련되어 있다.

상기 구동 장치(30)는, 상기 하부 본체(20)를 상기 상부 본체(10)에 대하여 상대 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 장치이다.

상기 구동 장치(30)는, 유압 에너지에 의해 연속 회전운동하는 유압 모터 또는 연속 왕복운동하는 유압 실린더를 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 구동 장치(30)가 유압 모터를 포함하며, 도면에 도시하지 아니하였으나, 회전축(미도시)이나 기어(미도시) 등을 통하여 후술할 동력 변환 장치(40)에 회전 구동력을 전달한다.

본 실시예에서 상기 구동 장치(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 상부 본체(10)의 외측에 부착되어 있으며, 상기 동력 변환 장치(40)의 태양 기어(41)에 회전 동력을 전달한다.

상기 동력 변환 장치(40)는, 상기 구동 장치(30)의 구동력을 상기 상부 본체(10)와 상기 하부 본체(20) 사이의 상대 회전력으로 변환하는 장치로서, 태양 기어(41)와 위성 기어(42)와 제1 베벨 기어(43)와 제2 베벨 기어(44)와 웜 기어(45)와 주 기어(46)를 포함한다.

상기 태양 기어(41)는, 제2 중심축(C2)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 기어이다. 본 실시예에서 상기 제2 중심축(C2)은 상기 제1 중심축(C1)과 동일하다.

상기 태양 기어(41)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 하측 수직부(21)의 하단부에 배치되어 있다.

본 실시예에서는 상기 태양 기어(41)가, 상기 주 기어(46)와는 별개로 회전할 수 있도록 분리된 구성으로 마련되어 있다.

본 실시예에서는 상기 태양 기어(41)가 스퍼 기어로 형성되어 있으나, 헬리컬 기어로 형성될 수도 있음은 물론이다.

상기 위성 기어(42)는, 상기 제1 중심축(C1)과 나란한 제3 중심축(C3)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 기어로서, 복수 개 마련되어 있다.

상기 위성 기어(42)는, 상기 제3 중심축(C3)을 따라 연장된 제1 회전축(47)에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다.

상기 제1 회전축(47)의 상단부 및 하단부에는 제2 베어링(14)이 각각 장착되어 있다.

본 실시예에서 상기 제2 베어링(14)은 스러스트 자동 조심 로울러 베어링을 포함하고 있다.

여기서, 상기 제1 회전축(47)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 중심축(C2)의 원주 방향을 따라 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로, 상기 태양 기어(41)의 외측에 나열되어 있다.

본 실시예에서 상기 위성 기어(42)들은 동일한 크기와 형상을 가지며, 4개가 마련되어 있다.

상기 복수 개의 위성 기어(42)들은, 상기 태양 기어(41)와 기어 결합됨으로써, 서로 연동되어 있다.

즉 상기 태양 기어(41)가 미리 정한 각도만큼 회전하면, 상기 복수 개의 위성 기어(42)들은 각각 동일한 각도만큼 동일한 방향으로 회전한다. 즉 상기 위성 기어(42)들은 각각 동일한 각도만큼 동일한 방향으로 동시에 회전한다.

상기 제1 베벨 기어(43)는, 상기 제1 회전축(47)에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있는 삿갓 모양의 기어로서, 상기 위성 기어(42)의 상면에 배치되어 있다.

상기 제2 베벨 기어(44)는, 상기 제1 베벨 기어(43)와 쌍을 이루어 베벨 기어 구조를 형성하는 삿갓 모양의 기어로서, 상기 제3 중심축(C3)과 수직하게 교차하는 제4 중심축(C4)을 따라 연장된 제2 회전축(48)에 결합되어 있다.

상기 제1 베벨 기어(43) 및 제2 베벨 기어(44)는, 스파이럴 베벨을 포함할 수도 있다.

상기 웜 기어(45)는, 상기 제2 회전축(48)에 결합된 웜 기어로서 복수 개 마련되어 있으며, 상기 위성 기어(42)의 회전력에 의하여 상기 제4 중심축(C4)을 따라 회전할 수 있다.

본 실시예에서 상기 웜 기어(45)들은, 동일한 크기와 형상을 가지며, 4개가 마련되어 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로, 상기 주 기어(46)의 외측에 나열되어 있다.

본 실시예에서 상기 웜 기어(45)는, 상기 베벨 기어 구조에 의하여 상기 위성 기어(42)와 각각 기어 결합됨으로써, 상기 위성 기어(42)와 연동되어 있다.

따라서 상기 복수 개의 웜 기어(45)는, 상기 태양 기어(41)가 미리 정한 각도만큼 회전하면, 각각 동일한 각도만큼 동일한 방향으로 회전한다.

상기 웜 기어(45)는, 강한 힘전달과 적은 소음을 위하여 장구형 웜으로 제조될 수도 있다.

상기 주 기어(46)는, 상기 복수 개의 웜 기어(45)에 의하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전가능한 기어이다.

상기 주 기어(46)는, 상기 하측 수직부(21)의 외주면에 형성되어 있으며, 상기 4개의 웜 기어(45) 모두와 기어 결합되어 있다.

상기 유압 전달 장치(50)는, 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을, 상기 상부 본체(10)의 상방으로부터 상기 하부 본체(20)의 하방으로 전달하기 위한 장치로서, 제1 본체(51)와 제2 본체(52)를 포함한다.

상기 제1 본체(51)는, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 부재로서, 일단부가 상기 상부 본체(10)와 하부 본체(20) 중 하나에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다. 본 실시예에서는 상기 제1 본체(51)의 일단부가 상기 상부 본체(10)에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다.

상기 제1 본체(51)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상하로 연장되어 관통된 원형의 중공을 구비하는 원형 파이프 형태의 부재이다.

상기 제2 본체(52)는, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 부재로서, 일단부가 상기 상부 본체(10)와 하부 본체(20) 중 나머지 하나에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다. 본 실시예에서는 상기 제2 본체(52)의 일단부가 상기 하부 본체(20)에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다.

상기 제2 본체(52)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상하로 연장되어 관통된 원형의 중공(53)을 구비하는 원형 파이프 형태의 부재이다.

상기 제2 본체(52)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1 본체(51)의 중공의 내부에 끼워질 수 있도록, 상기 제1 본체(51)와 대응하는 형상으로 마련된다.

상기 제2 본체(52)는, 상기 제2 본체(52)의 외주면이 상기 제1 본체(51)의 내주면과 마주한 상태에서, 상기 제1 본체(51)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하다.

즉, 상기 제2 본체(52)가 상기 제1 본체(51)에 대하여 상대 회전중이거나 임의의 각도에서 정지된 상태에서, 상기 제1 본체(51)의 내부에 흐르는 작동유체가 상기 제2 본체(52)의 내부로 실질적인 압력 손실 없이 항상 흘러들어갈 수 있다.

상기 제1 본체(51)와 상기 제2 본체(52)의 내부 구조 및 결합 구조는, 당업자에게 널리 알려진 사항이므로, 여기서 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 상부 결합 장치(60)는, 상기 암(3)의 말단부에 탈착 가능하게 결합되는 장치로서, 본 실시예에서는 한 쌍의 결합 핀(61)을 포함하고 있다.

상기 상부 결합 장치(60)의 하단부는 상기 상부 본체(10)의 상단부에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다.

상기 한 쌍의 결합 핀(61)은, 서로 이격된 상태로 나란하게 배치되어 있는 원형 봉으로서, 상기 암(3)의 말단부에 마련된 잠금 부재(미도시)와 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 하부 결합 장치(70)는, 다양한 어태치먼트를 탈착 가능하게 결합시키기 위한 장치로서, 상단부가 상기 하부 본체(20)의 하단부에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다. 이 하부 결합 장치(70)는 실린더형 구동 장치(71)와 잠금 부재(72)와 잠금 홈(73)을 포함한다.

상기 실린더형 구동 장치(71)는, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더형 구동 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)과 나란하게 상하로 연장된 상태로 배치되어 있다.

본 실시예에서 상기 실린더형 구동 장치(71)는, 길이 방향이 상기 제1 중심축(C1)과 나란한 상태로 상기 중공(53)의 내부에 배치되어 있다.

상기 실린더형 구동 장치(71)의 상단부에 있는 실린더(711)는, 상기 상부 본체(10)에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다.

상기 실린더형 구동 장치(71)의 하단부에 있는 로드(712)는, 상기 실린더(711)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하며, 유압에 의하여 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상기 실린더(711)로부터 돌출하는 방향으로 하강거나 상기 실린더(711)의 내부로 인입하는 방향으로 상승할 수 있다.

상기 잠금 부재(72)는, "J"자형 후크 형태의 부재로서, 상기 실린더형 구동 장치(71)에 의하여 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 회전 운동 가능하다.

본 실시예에서 상기 잠금 부재(72)의 일단부는 힌지(76)에 의하여 회전 가능하게 상기 하부 본체(20)에 결합되어 있다.

상기 실린더형 구동 장치(71)의 로드(712)의 하단부는, 제1 링크 부재(74)의 중간부에 힌지 결합되어 있으며, 상기 제1 링크 부재(74)의 일단부는 힌지(77)에 의하여 회전 가능하게 상기 하부 본체(20)에 결합되어 있다.

상기 잠금 부재(72)의 중간부에는, 제2 링크 부재(75)의 일단부가 힌지(79)에 의하여 회전 가능하게 결합되어 있다.

상기 제2 링크 부재(75)의 타단부와 상기 제1 링크 부재(74)의 타단부는, 힌지(78)에 의하여 회전 가능하게 결합되어 있다.

따라서, 상기 실린더형 구동 장치(71)의 로드(712)가 하강하면, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 잠금 부재(72)의 타단부는 잠금 위치로 회전하여 굴삭기에 장착될 수 있는 다양한 어태치먼트의 결합 핀(6)에 결합될 수 있다.

반대로, 상기 실린더형 구동 장치(71)의 로드(712)가 상승하면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 잠금 부재(72)의 타단부는 해제 위치로 회전하여 상기 어태치먼트의 결합 핀(6)으로부터 분리된다.

도 8은, 상기 잠금 부재(72)의 타단부가 어태치먼트의 일종인 버켓(5)의 상단부에 마련된 결합 핀(6) 중 하나에 결합된 상태를 나타내고 있다.

상기 잠금 홈(73)은, "C"자형 홈부로서, 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 결합 핀(6)에 결합될 수 있는 부분이다.

도 8은, 상기 잠금 홈(73)이 상기 버켓(5)의 상단부에 마련된 결합 핀(6) 중 나머지 하나에 결합된 상태를 나타내고 있다.

이하에서는, 상술한 구성의 중장비용 회전 장치(100)를 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다.

상기 상부 결합 장치(60)의 결합 핀(61)을 암(3)의 말단부에 결합하면, 상기 중장비용 회전 장치(100)의 장착이 완료된다. 이때, 일반적인 굴삭기의 암(3) 말단부에 마련된 결합 장치(미도시)가 사용되는데, 이 결합 장치(미도시)는 상기 하부 결합 장치(70)와 유사하게 작동한다.

이어서, 버켓(5)의 결합 핀(6) 중 하나를 상기 하부 결합 장치(70)의 잠금 홈(73)에 삽입한 상태에서, 상기 실린더형 구동 장치(71)를 구동시켜 상기 잠금 부재(72)를 잠금 위치로 회전시키면, 상기 잠금 부재(72)가 버켓(5)의 결합 핀(6) 중 나머지 하나와 결합됨으로써, 버켓(5)의 장착이 완료된다.

한편, 상기 구동 장치(30)가 작동하면, 도 3에 도시된 태양 기어(41)가 먼저 상기 제2 중심축(C2)을 중심으로 회전하게 된다.

이렇게 태양 기어(41)가 회전하게 되면, 상기 4개의 위성 기어(42)도 동시에 회전하게 되며, 4개의 위성 기어(42)에 결합된 베벨 기어 구조를 통하여, 4개의 웜 기어(45)가 동시에 상기 제4 중심축(C4)을 중심으로 회전하게 된다.

이렇게 4개의 웜 기어(45)가 회전하게 되면 상기 주 기어(46)가 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전하게 되며, 상기 주 기어(46)에 결합된 하측 수직부(21)와 하측 수평부(22) 및 하부 결합 장치(70)가 모두 상기 상부 본체(10)에 대하여 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전하게 된다. 이때, 상기 로드(712)는 상기 실린더(711)에 대하여 상대 회전하게 되며, 상기 유압 전달 장치(50)의 제2 본체(52)는 상기 제1 본체(51)에 대하여 상대 회전하게 된다.

즉, 본 실시예에서는 상기 태양 기어(41), 상기 4개의 위성 기어(42), 상기 제1 베벨 기어(43), 상기 제2 베벨 기어(44), 상기 웜 기어(45), 상기 주 기어(46)로 이어지는 동력 전달 경로를 통하여, 상기 구동 장치(30)의 동력이 상기 주 기어(46)까지 전달된다.

상술한 구성의 중장비용 회전 장치(100)는, 굴삭기의 암(3)에 장착될 수 있는 회전 장치로서, 상기 암(3)의 중간부 또는 말단부에 결합되는 상부 본체(10); 상기 상부 본체(10)의 하방에 배치되며, 상기 상부 본체(10)에 대하여 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하도록 마련되어 있는 하부 본체(20); 상기 하부 본체(20)를 상기 상부 본체(10)에 대하여 상대 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 장치(30); 상기 구동 장치(30)의 구동력을 상기 상부 본체(10)와 상기 하부 본체(20) 사이의 상대 회전력으로 변환하는 동력 변환 장치(40);를 포함하며, 상기 동력 변환 장치(40)는, 회전 가능하게 마련되어 있는 태양 기어(41); 상기 태양 기어(41)와 기어 결합되며, 회전 가능하게 마련되어 있는 복수 개의 위성 기어(42); 상기 위성 기어(42)와 각각 기어 결합됨으로써 서로 연동되어 있는 복수 개의 웜 기어(45); 상기 복수 개의 웜 기어(45)에 의하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전가능한 주 기어(46);를 포함하므로, 서로 연동된 복수 개의 웜 기어(45)가 서로 협력하여 상기 주 기어(46)를 회전시키거나 구속하는 구조를 포함하는 바, 상기 구동 장치(30)를 1개만 사용하면 충분하며, 상기 웜 기어(45) 및 주 기어(46)의 하중 감당능력이 우수하여, 사용 중에 상기 어태치먼트에 강한 외력 또는 비틀림이 가해지더라도 상기 웜 기어(45) 및 주 기어(46)가 손상 내지 파괴될 가능성이 매우 낮다는 장점이 있다.

그리고 상기 중장비용 회전 장치(100)는, 상기 태양 기어(41)가 상기 제1 중심축(C1)과 나란한 제2 중심축(C2)을 중심으로 회전 가능하며, 상기 위성 기어(42)는 상기 제1 중심축(C1)과 나란한 제3 중심축(C3)을 중심으로 회전 가능하며, 상기 제3 중심축(C3)은 상기 제2 중심축(C2)의 원주 방향을 따라 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 배치되어 있으며, 상기 위성 기어(42)와 상기 웜 기어(45)는 베벨 기어 구조에 의하여 기어 결합되어 있으므로, 상기 중장비용 회전 장치(100)의 상하 방향 높이를 상대적으로 감소시킬 수 있으는 장점이 있다. 이렇게 상기 중장비용 회전 장치(100)의 상하 방향 높이를 감소시키면, 작업 중에 발생하는 강력한 외력 내지 굽힘력에 의하여 상기 중장비용 회전 장치(100)가 파손될 위험이 감소한다.

또한 상기 중장비용 회전 장치(100)는, 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을 전달하기 위한 유압 전달 장치(50)를 더 구비하며, 상기 유압 전달 장치(50)는, 상기 상부 본체(10)에 결합되어 있으며, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 제1 본체(51); 상기 하부 본체(20)에 결합되어 있으며, 상기 제1 본체(51)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하며, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 제2 본체(52);를 포함하며, 상기 유압 전달 장치(50)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상하로 연장되어 관통된 중공(53)을 구비하므로, 상기 하부 결합 장치(70)를 구동할 상기 실린더형 구동 장치(71)의 길이 방향이 상기 제1 중심축(C1)과 나란한 상태로 상기 중공(53)의 내부에 배치할 수 있어, 상기 중장비용 회전 장치(100)의 상하 방향 높이를 상대적으로 감소시킬 수 있으는 장점이 있다.

그리고 상기 중장비용 회전 장치(100)는, 상기 상부 본체(10)에 마련되며, 상기 암(3)의 말단부에 탈착 가능하게 결합되는 상부 결합 장치(60); 상기 하부 본체(20)에 마련되며, 다양한 어태치먼트가 탈착 가능하게 결합될 수 있는 하부 결합 장치(70);를 구비함으로써, 커플러 형태로 마련되므로, 상기 중장비용 회전 장치(100)가 필요한 경우에만 공사 현장에서 바로 장착하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 중장비용 회전 장치(100)는, 상기 하부 결합 장치(70)는, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더형 구동 장치(71); 상기 실린더형 구동 장치(71)에 의하여 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 회전 운동 가능한 잠금 부재(72);를 포함하므로, 중장비에서 발생되는 유공압을 이용하여 별도의 구동원 없이 상기 하부 결합 장치(70)를 구동할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 중장비용 회전 장치(100)는, 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을 전달하기 위한 유압 전달 장치(50)를 더 구비하며, 상기 유압 전달 장치(50)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상하로 연장되어 관통된 중공(53)을 구비하며, 상기 실린더형 구동 장치(71)는, 길이 방향이 상기 제1 중심축(C1)과 나란한 상태로 상기 중공(53)의 내부에 배치되어 있으므로, 상기 실린더형 구동 장치(71)의 배치 공간을 효율적으로 확보할 수 있으며, 상기 실린더형 구동 장치(71)와 잠금 부재(72)를 연결하는 링크 구조(74, 75)를 간단한 구조로 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 중장비용 회전 장치(100)의 상하 방향 높이를 상대적으로 감소시킬 수 있으는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 구동 장치(30)가 상기 태양 기어(41)를 통하여 회전 동력을 상기 동력 변환 장치(40)에 전달하고 있으나, 상기 위성 기어(42)들 중 1개의 위성 기어(42), 상기 제1 베벨 기어(43), 또는 상기 제1 회전축(47)들 중 하나를 통하여 동력을 상기 동력 변환 장치(40)에 전달할 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 중장비용 회전 장치(100)가 굴삭기의 암(3)의 말단부에 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler) 형태로 마련되어 있으나, 상기 암(3)의 중간부에 삽입된 상태로 암(3)과 일체로 제작될 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 실린더형 구동 장치(71)가, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더형 구동 장치이나, 전기 등에 의하여 작동하는 모터일 수도 있음은 물론이다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100: 중장비용 회전 장치
10: 상부 본체
11: 상측 수직부
12: 상측 수평부
13: 제1 베어링
14: 제2 베어링
20: 하부 본체
21: 하측 수직부
22: 하측 수평부
30: 구동 장치
40: 동력 변환 장치
41: 태양 기어
42: 위성 기어
43: 제1 베벨 기어
44: 제2 베벨 기어
45: 웜 기어
46: 주 기어
47: 제1 회전축
48: 제2 회전축
50: 유압 전달 장치
51: 제1 본체
52: 제2 본체
53: 중공
60: 상부 결합 장치
61: 결합 핀
70: 하부 결합 장치
71: 실린더형 구동 장치
72: 잠금 부재
73: 잠금 홈
74: 제1 링크 부재
75: 제2 링크 부재
76: 힌지
77: 힌지
78: 힌지
79: 힌지
1: 붐대
2: 암 실린더
3: 암
4: 버켓 실린더
5: 버켓
6: 결합 핀

Claims

굴삭기의 암에 장착될 수 있는 회전 장치로서,
상기 암의 중간부 또는 말단부에 결합되는 상부 본체;
상기 상부 본체의 하방에 배치되며, 상기 상부 본체에 대하여 제1 중심축을 중심으로 상대 회전 가능하도록 마련되어 있는 하부 본체;
상기 하부 본체를 상기 상부 본체에 대하여 상대 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 장치;
상기 구동 장치의 구동력을 상기 상부 본체와 상기 하부 본체 사이의 상대 회전력으로 변환하는 동력 변환 장치;를 포함하며,
상기 동력 변환 장치는,
회전 가능하게 마련되어 있는 태양 기어;
상기 태양 기어와 기어 결합되며, 회전 가능하게 마련되어 있는 복수 개의 위성 기어;
상기 위성 기어와 각각 기어 결합됨으로써, 서로 연동되어 있는 복수 개의 웜 기어;
상기 복수 개의 웜 기어에 의하여 상기 제1 중심축을 중심으로 회전가능한 주 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 회전 장치.
제 1항에 있어서,
상기 태양 기어는 상기 제1 중심축과 나란한 제2 중심축을 중심으로 회전 가능하며, 상기 위성 기어는 상기 제1 중심축과 나란한 제3 중심축을 중심으로 회전 가능하며,
상기 제3 중심축은 상기 제2 중심축의 원주 방향을 따라 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 배치되어 있으며,
상기 위성 기어와 상기 웜 기어는 베벨 기어 구조에 의하여 기어 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 중장비용 회전 장치.
제 1항에 있어서,
굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을 전달하기 위한 유압 전달 장치를 더 구비하며,
상기 유압 전달 장치는,
상기 상부 본체에 결합되어 있으며, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 제1 본체;
상기 하부 본체에 결합되어 있으며, 상기 제1 본체에 대하여 상기 제1 중심축을 중심으로 상대 회전 가능하며, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 제2 본체;를 포함하며,
상기 유압 전달 장치는, 상기 제1 중심축을 따라 상하로 연장되어 관통된 중공을 구비한 것을 특징으로 하는 중장비용 회전 장치.
제 1항에 있어서,
상기 상부 본체에 마련되며, 상기 암의 말단부에 탈착 가능하게 결합되는 상부 결합 장치;
상기 하부 본체에 마련되며, 다양한 어태치먼트가 탈착 가능하게 결합될 수 있는 하부 결합 장치;를 구비함으로써, 커플러 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 중장비용 회전 장치.
제 4항에 있어서,
상기 하부 결합 장치는, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더형 구동 장치; 상기 실린더형 구동 장치에 의하여 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 회전 운동 가능한 잠금 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 회전 장치.
제 5항에 있어서,
굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을 전달하기 위한 유압 전달 장치를 더 구비하며,
상기 유압 전달 장치는, 상기 제1 중심축을 따라 상하로 연장되어 관통된 중공을 구비하며,
상기 실린더형 구동 장치는, 길이 방향이 상기 제1 중심축과 나란한 상태로 상기 중공의 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 중장비용 회전 장치.