KR102031371B1

KR102031371B1 - 건설기계용 오일 탱크

Info

Publication number: KR102031371B1
Application number: KR1020120152849A
Authority: KR
Inventors: 유영선; 조기철
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2019-10-11
Also published as: KR20140084396A

Abstract

본 발명의 실시예는 건설기계용 오일 탱크에 관한 것으로, 오일을 저장하기 위한 탱크 본체와 상기 탱크 본체의 내부를 가로지르도록 배치된 격벽을 포함하는 건설기계용 오일 탱크에 있어서, 상기 격벽의 양단은 상기 탱크 본체의 양측 내벽에 각각 결합되는 한 쌍의 결합부를 형성하고, 상기 한 쌍의 결합부로부터 절곡되어 연장된 중앙부에 의해서 연결되며, 상기 격벽의 중앙부는 상기 한 쌍의 결합부를 연결하여 생기는 가상의 면 내에 위치되는 것을 특징으로 한다.

Description

건설기계용 오일 탱크{OIL TANK FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설기계용 오일 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계에는 유압 오일이 채워지는 오일 탱크가 탑재된다.

건설기계는 전후 방향으로 주행하거나 건설기계의 상부체가 좌우 방향으로 선회를 반복하게 되고, 이렇게 건설기계가 주행하거나 선회할 때 오일 탱크에 진동과 부하 등이 가해지게 되고, 특히 상부체가 선회할 때에는 오일 탱크에 더욱 더 큰 부하가 가해진다.

상부체가 선회할 때 오일 탱크에 가해지는 부하를 견디게 하기 위해 오일 탱크는 충분한 내구성을 가져야 한다.

도 1을 참조하면, 종래 건설기계용 오일 탱크의 탱크 본체(1)의 내부에는 탱크 본체(1)의 내부를 가로지르는 격벽(2)이 배치된다. 이때, 격벽(2)의 높이는 탱크 본체(1)의 높이와 동일하거나 조금 낮게 형성된다. 또한, 격벽(2)의 양단은 탱크 본체(1)의 내벽과 용접 등의 방법으로 결합되는 결합부(3)가 형성되어 있다. 격벽(2)은 양단인 결합부(3)로부터 연장되어 중앙부(4)에서는 결합부(3)로부터 가장 멀리 떨어지게 절곡되어 있다. 즉, 중앙부(4)는 결합부(3)의 센터라인에서 L 거리만큼 이격되어 배치된다.

도 2 내지 도 3은 도 1의 종래 건설기계용 오일 탱크의 탱크 본체(1)의 응력 해석을 수행한 결과, 건설기계가 주행하거나 선회할 때 탱크 본체(1)의 내측벽에 결합된 격벽(2)의 결합부(3)와, 격벽(2)의 중앙부(4) 상단 부분에 응력이 집중되는 것을 나타낸다. 즉, 격벽(2)에 가해진 하중은 격벽(2)의 중앙부(4)에 큰 모멘트를 발생시켜 응력 집중이 생기고, 결합부(3)에도 하중이 전달되어 결합부(3)에도 응력 집중이 생긴다. 특히, 격벽(2)의 결합부(3)의 응력 집중 현상으로 인하여 결합부(3) 근처의 오일 탱크의 상판에 균열이 생기거나 격벽(2)이 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 건설기계용 오일 탱크의 문제점을 개선하기 위하여 건설기계용 오일 탱크 내부에 설치되는 격벽의 형상을 변경함으로써 격벽의 결합부 및 중앙부에 가해지는 응력 집중을 감소시킬 수 있는 건설기계용 오일 탱크를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 건설기계용 오일 탱크는, 오일을 저장하기 위한 탱크 본체와 상기 탱크 본체의 내부를 가로지르도록 배치된 격벽을 포함하는 건설기계용 오일 탱크에 있어서, 상기 격벽의 양단은 상기 탱크 본체의 양측 내벽에 각각 결합되는 한 쌍의 결합부를 형성하고, 상기 한 쌍의 결합부로부터 절곡되어 연장된 중앙부에 의해서 연결되며, 상기 격벽의 중앙부는 상기 한 쌍의 결합부를 연결하여 생기는 가상의 면 내에 위치되는 것을 특징으로 한다.

상기 중앙부의 높이는 상기 격벽의 높이의 40% 내지 60% 의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

상기 격벽의 높이는 상기 탱크 본체의 높이의 60% 내지 80% 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 건설기계용 오일 탱크는, 강성 및 강도가 확보되어 격벽의 중앙부에 응력이 집중되는 것을 최소화하고, 더불어 오일 탱크의 내구성 또한 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래 건설기계용 오일 탱크 내부에 배치되는 격벽을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래 건설기계용 오일 탱크를 해석하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 오일 탱크를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 오일 탱크의 상면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 오일 탱크 내에 설치된 격벽부의 응력 집중 분포도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 오일 탱크의 응력 집중 분포도를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 오일 탱크를 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 건설기계용 오일 탱크는 탱크 본체(10), 격벽(20)을 포함한다.

또한, 격벽(20)은 결합부(22)와 중앙부(24)를 포함한다.

건설기계용 오일 탱크의 탱크 본체(10)에는 건설기계의 장비를 작동시키는데 필요한 오일이 저장된다. 도면에는 도시되지 않았지만 탱크 본체(10)에는 오일이 유입되는 유입구, 오일이 유출되는 유출구 등이 배치된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 본체(10)는 하단면에 6개의 볼트 홀을 형성하여, 건설기계의 일측에 고정시킨다. 6개의 볼트 홀이 형성됨으로 인해 탱크 본체(10)가 견딜 수 있는 내압이 0.5 bar 정도 상승된다.

탱크 본체(10)는 통상적으로 상판과 측판의 결합으로 형성된다. 다시 말해, 탱크 본체(10)는 'ㄷ'자의 개방부가 하측 방향으로 위치된 형상과 같은 형상을 가지는 상판의 일단부와, 'ㄷ'자의 개방부가 상측 방향으로 위치된 형상과 같은 형상을 가지는 측판의 일단부가 결합된다. 반드시 이에 한정된 것은 아니지만, 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 본체(10)의 외형은 사각형의 형태로 형성된다. 여기서, 탱크 본체(10)의 상판과 측판의 결합 방법은 통상의 기술자에게 공지된 다양한 형태의 결합형태 일 수 있으며, 탱크 본체(10)의 내부는 기밀이 유지되어야 하므로 용접결합 되는 것이 바람직하다.

이때, 탱크 본체(10)의 내부에 격벽(20)이 배치된다. 격벽(20)은 탱크 본체(10)의 가운데에 위치되어, 탱크 본체(10)의 내부 공간이 구분된다. 탱크 본체(10) 내부에 격벽(20)을 배치 시키는 것은, 탱크 본체(10) 내부에 저장되는 오일의 무질서한 유동으로 인해 탱크 본체(10)의 내압이 급격하게 상승되는 것을 막기 위한 것이다. 격벽(20)이 위치됨에 따라 탱크 본체(10) 내부에 저장된 오일의 압력으로 인하여 탱크 본체(10)의 균열을 방지하고, 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 격벽(20)의 높이(h1)는 탱크 본체(10)의 높이(H) 보다 낮게 형성되어야 한다. 만약, 격벽(20)의 높이(h1)와 탱크 본체(10)의 높이(H)가 같으면, 탱크 본체(10) 내에 오일이 주입될 때 발생된 압력으로 인하여 탱크 본체(10)가 터질 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽(20)의 높이(h1)은 탱크 본체(10)의 높이(H)의 60% 내지 80% 범위 내에 있도록 형성되어야 한다. 80%를 초과하게 되면 탱크 본체(10) 상부의 상판과 측판 사이의 모서리에 응력이 커지게 되어 본 발명의 효과가 줄어들게 되고, 또한 60% 미만인 경우는 탱크 본체(10)의 팽창을 잡아주는 역할이 줄어들어 격벽(20)과 탱크 본체(10) 결합부(22)가 찢어지거나 또는 격벽(20)의 중앙부(24)가 파손되는 문제점이 있게 된다.

격벽(20)은 탱크 본체(10)의 양측 내벽에 각각 결합되는 한 쌍의 결합부(22)를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 격벽(20)의 결합부(22)와 탱크 본체(10)의 결합은 용접 결합으로 이루어진다. 더불어, 결합부(22)와 탱크 본체(10)는 '단속 용접'방법을 사용한다. '단속 용접'이란 간단히 말해서 용접을 면을 따라 길게 하는 것이 아니라 면에 띄엄띄엄 용접하는 것을 말한다. 즉, 용접 선상에서 일정한 간격을 두고 접합하는 용접 이음을 말한다.

또한, 격벽(20)은 한 쌍의 결합부(22)로부터 절곡되어 연장된 중앙부(24)가 형성된다. 구체적으로, 중앙부(24)는 한 쌍의 결합부(22)를 연결하여 생기는 가상의 면(A) 내에 위치되어야 한다. 한편, 상기 가상의 면(A)은 한 쌍의 결합부(22)의 끝단과 한 쌍의 결합부(22)와 중앙부(24)가 연결되는 절곡점을 연결하여 탱크 본체(10)의 바닥면과 평행하게 생기는 면을 의미한다.

이때, 격벽(20)에는 모멘트(moment)가 가해진다. 모멘트(moment)는 '반력 X 거리'에 의해 달라지는데, 반력은 탱크 본체(10)의 외측에서 내측에 위치된 결합부(22)에 발생되고, 한 쌍의 결합부(22)를 연결하여 생기는 가상의 면(A)의 센터라인과 중앙부(24)까지의 거리(ℓ)을 말한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 중앙부(24)와 결합부(22)의 센터라인까지의 간격(ℓ)은 종래의 간격(L)에 비해 상대적으로 가깝기 때문에, 격벽(20)에 발생되는 모멘트는 종래의 격벽에 비해 감소된다.

또한, 중앙부(24)의 높이(h2)는 격벽(20)의 높이(h1)의 40% 내지 60% 범위 내에 속하도록 위치시키는 것이 바람직하다. 중앙부(24)의 높이(h2)를 격벽(20)의 높이(h1)보다 낮게 위치되도록 형성하는 것은 탱크 본체(10) 내부에 저장된 오일의 유동을 돕기 위한 것이다. 탱크 본체(10)로 오일이 유입되었을 때 거품이 발생된다. 격벽(20)보다 낮게 형성된 중앙부(24)의 오목한 부분이 거품을 감소시키는 역할을 하게 된다. 이때, 60%를 초과하는 경우는 거품의 이동에 제약이 생겨서 거품을 제거하는 역할을 하지 못하게 된다. 또한, 40% 미만일 경우는 탱크 본체(10) 내의 격벽(20) 중앙부(24)의 오목한 부분이 오일에 잠기게 되어서 거품을 제거하는 역할을 하지 못하게 된다.

상기와 같은 형성된 탱크 본체(10)와 격벽(20)에 가해지는 응력의 분포를 알아보기 위하여 응력 해석을 수행하였다.

여기서, 도면에 나타난 색상이 붉은색에 가까울수록 응력 집중이 크다는 말이고, 색상이 회색에 가까울수록 응력 집중이 적다는 것이다.

도 6 및 도 7을 참조하여 격벽(20)에 가해지는 응력 분포에 대해 설명한다.

도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 격벽(20)의 중앙부(24)에는 여전히 응력이 집중되는 것을 볼 수 있으나, 종래의 격벽(20)의 중앙부(24) 상단에 집중적으로 가해지던 것과 비교하면 응력 집중이 줄어든 것을 확인할 수 있다.

또한, 탱크 본체(10)와 결합되는 결합부(22)의 용접 부분에도 종래의 격벽보다는 응력 집중이 줄어든 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 탱크 본체(10)의 외부면에 가해지는 응력이 하나의 지점으로 모이지 않고 응력이 고르게 분포되는 것을 확인 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계용 오일 탱크는 탱크 본체(10)의 내부에 배치되는 격벽(20)의 형상을 변경함으로써, 격벽(20)에 가해지던 응력이 감소되고, 이로 인해 탱크 본체(10)의 상단에 균열이 발생하는 것을 최소화 할 수 있다.

또한, 격벽(20)의 형상이 변경되어, 격벽(20)의 강성(stiffness) 및 강도(strength)가 확보되므로 탱크 본체(10)의 내구성 또한 향상되는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 탱크 본체 20: 격벽
22: 결합부 24: 중앙부
H: 탱크 본체의 높이
h1: 격벽의 높이
h2: 격벽의 중앙부 높이
ℓ: 결합부의 센터라인에서 중앙부까지의 거리

Claims

오일을 저장하기 위한 탱크 본체(10); 및
상기 탱크 본체(10)의 내부를 가로지르도록 배치된 격벽(20)을 포함하는 건설기계용 오일 탱크에 있어서,
상기 격벽(20)의 양단은 상기 탱크 본체(10)의 양측 내벽에 각각 결합되는 한 쌍의 결합부(22)를 형성하고, 상기 한 쌍의 결합부(22)로부터 절곡되어 연장된 중앙부(24)에 의해서 연결되며,
상기 격벽(20)의 중앙부(24)는 상기 한 쌍의 결합부(22)의 끝단과 상기 한 쌍의 결합부(22)와 상기 중앙부(24)와 연결되는 절곡점을 연결하여 탱크 본체(10)의 바닥면과 평행하게 생기는 가상의 면(A) 내에 위치되고,
상기 중앙부(24)의 높이(h2)는 상기 격벽(20)의 높이(h1)의 40% 내지 60% 의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 건설기계용 오일 탱크.
삭제
제1항에 있어서,
상기 격벽(20)의 높이(h1)는 상기 탱크 본체(10)의 높이(H)의 60% 내지 80% 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 건설기계용 오일 탱크.