KR102414524B1 - 캐빈 보호구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 캐빈 보호구조는, 캐빈의 루프를 상하 방향으로 관통 형성되는 윈도우; 및 상기 윈도우를 가로질러 형성되는 베이스 프레임과 상기 베이스 프레임에 대해 상방으로 오버랩되도록 배치되는 메인 프레임을 구비하는 보강 프레임을 포함하고, 상기 메인 프레임은 길이 방향의 적어도 일부 구간이 상기 베이스 프레임으로부터 이격되도록 배치될 수 있다.

Description

캐빈 보호구조{CABIN PROTECTION STRUCTURE}
본 발명은, 캐빈 보호구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설기계에 있어서 루프에 윈도우를 구비하는 캐빈의 루프를 구비하는 캐빈 보호구조에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같은 지게차와 같은 건설기계는 운전자의 상방 시야를 확보하기 위해 개방된 윈도우가 배치된다.
이러한 윈도우로 인해 상부 낙하물에 의해 운전가 위험에 놓일 수 있어서, 캐빈의 루프 윈도우에는 운전자 상해를 방지하기 위해 보호구조물이 장착되도록 법정되어 있다.
또한, 건설기계의 안전에 대한 법규에서는 캐빈 루프의 보호구조물의 간격 및 처짐량까지 규제하고 있는 실정이다.
루프의 보호구조물의 강도를 높이기 위해 구조물의 폭을 넓히게 되면, 윈도우의 개방된 면적이 줄어들게 되어 운전자의 시야성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 캐빈의 윈도우를 통한 운전자 시야성 및 루프의 강성을 동시에 확보할 수 있는 캐빈 보호구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 캐빈 보호구조는, 캐빈의 루프를 상하 방향으로 관통 형성되는 윈도우; 및 상기 윈도우를 가로질러 형성되는 베이스 프레임과 상기 베이스 프레임에 대해 상방으로 오버랩되도록 배치되는 메인 프레임을 구비하는 보강 프레임을 포함하고, 상기 메인 프레임은 길이 방향의 적어도 일부 구간이 상기 베이스 프레임으로부터 이격되도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 메인 프레임의 전단부와 후단부는 각각 상기 베이스 프레임에 고정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 메인 프레임의 상단부가 상기 베이스 프레임의 상단부보다 높게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 메인 프레임이 상기 베이스 프레임에 대해 이격되는 구간에서, 상기 메인 프레임의 측면 및 하면이 각각 상기 베이스 프레임에 대해 이격되도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 베이스 프레임은 횡단면이 대체로 “U”자 형상으로 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 베이스 프레임은 상방으로 갈수록 폭이 넓어지도록 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 윈도우를 커버하도록 배치되는 커버부재를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보강 프레임은 좌우 방향으로 서로 이격되는 복수개로 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 캐빈 보호구조는, 루프의 윈도우에 보강 프레임을 설치함에 있어서, 보강 프레임 특히 베이스 프레임의 좌우 방향 폭을 최소화하여 작업자의 우수한 시야성을 확보할 수 있다.
또한, 베이스 프레임의 상측에 베이스 프레임과 이격되도록 배치되는 메인 프레임을 구비함으로써 메인 프레임의 변형을 통해 낙하물에 의한 충격을 흡수할 수 있다.
이를 통해 베이스 프레임 또는 루프로 전달되는 충격에너지를 최소화함으로써, 낙하물로부터 작업자의 보호를 위한 캐빈 안전성을 증대시킬 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 캐빈 보호구조가 적용되는 건설기계를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 캐빈 보호구조의 상면도.
도 3은 도 2의 A-A 방향의 절단면을 도시한 단면도.
도 4는 도 2의 B-B 방향의 절단면을 도시한 단면도.
도 5는 도 2의 캐빈 보호구조가 적용되는 캐빈 루프에 대한 입방체 낙하시험을 위한 낙하 위치를 도시한 도면.
이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 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. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 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. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는, 캐빈에서 지면을 향하는 방향을 하방, 하측으로 설명하고, 이와 반대되는 방향을 상방, 상측으로 설명할 수 있다. 또한, 도 1과 같은 지게차에서 포크와 같은 작업기가 배치되는 방향을 전방으로 설명하고, 이와 반대되는 방향을 후방으로 설명할 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 따른 캐빈 보호구조에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 캐빈 보호구조가 적용되는 건설기계를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 캐빈 보호구조의 상면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 방향의 절단면을 도시한 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B 방향의 절단면을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 2의 캐빈 보호구조가 적용되는 캐빈 루프(100)에 대한 입방체 낙하시험을 위한 낙하 위치를 도시한 도면이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른캐빈(1) 보호구조는, 지게차와 같은 건설기계에서 작업자가 탑승하는캐빈(1)의 루프(100)를 보호하기 위한 구조에 관한 것으로, 여기서는 작업자의 시야확보를 위해캐빈(1)의 루프(100)에 형성되는 윈도우(200)로 인해 부족해질 수 있는 루프(100)의 강성을 증대시키기 위한캐빈(1) 보호구조를 제안한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른캐빈(1) 보호구조는, 윈도우(200) 및 보강 프레임(300)을 포함하고, 보강 프레임(300)은 베이스 프레임(310)과 메인 프레임(350)을 포함할 수 있다.
도 1의 지게차와 같은 건설기계에는 작업자가 탑승할 수 있는캐빈(1)이 구비될 수 있다. 캐빈(1)의 내부에 작업자가 탑승하여 작업 과정에서는 작업의 효율성 및 안전성 제고를 위해 전후, 좌우뿐만 아니라 상방까지도 시야가 확보될 필요가 있다. 따라서, 캐빈(1)의 루프(100)에도 작업자의 시야 확보를 위한 윈도우(200)가 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에서 윈도우(200)는캐빈(1)의 루프(100) 즉, 작업자의 머리 위 천장에 형성될 수 있다. 캐빈(1)의 루프(100)는 판 형상으로 구비되고, 윈도우(200)는 판 형상의 루프(100)를 상하 방향으로 관통하여 형성됨으로써 루프(100)에 개구(210)부가 형성될 수 있다. 윈도우(200)는 루프(100)의 전체 면적 중 적어도 일부 면적을 차지하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서 윈도우(200)는 작업자의 시야가캐빈(1)의 전방에 배치되는 포크(5)와 같은 작업기에 온전히 향할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 루프(100)의 전체 면적 중에서 대체로 전방 영역에 배치될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에서 윈도우(200)는 1위에서 보았을 때 대체로 직 사각 형상을 갖도록 구비될 수 있다. 이때 직 사각 형상의 장변이 루프(100)의 좌우 방향으로 연장되고, 단변이 루프(100)의 전후 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 윈도우(200)의 둘레를 따라 아래쪽으로 오목하게 형성되는 단턱부가 배치될 수 있다. 이러한 단턱부에 후술하는 커버 부재(400)가 안착될 수 있다.
보강 프레임(300)은 윈도우(200)의 영역으로 인한 루프(100)의 강성 저하를 방지하기 위한 구조물로, 베이스 프레임(310) 및 메인 프레임(350)을 포함할 수 있다. 보강 프레임(300)은 대체로 윈도우(200)를 대체로 전후 방향으로 가로지르도록 연장 형성될 수 있다. 일 실시예에서 보강 프레임(300)은 전단부가 윈도우(200)의 전방 테두리의 일측과 연결되고, 후단부가 윈도우(200)의 후방 테두리의 일측과 연결되도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서 보강 프레임(300)은 복수개가 배치될 수 있고, 각각의 보강 프레임(300)들은 대체로 좌우 방향으로 소정의 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 보강 프레임(300)의 개수는 건설기계의 크기, 윈도우(200)의 면적 및/또는 각 국가에서 정하는 건설기계에 관한 안전규정에 따라 정해질 수 있다. 이웃하는 보강 프레임(300)에 의해 개구(210)가 형성될 수 있고, 일 실시예에서 개구(210)는 위쪽에서 보았을 때 대체로 8각형의 형상으로 형성될 수 있다.
베이스 프레임(310)은 전후 방향으로 길게 연장 형성되고, 길이 방향 전단부 및 후단부가 각각 윈도우(200)의 테두리에 고정될 수 있다. 일 실시예에서 베이스 프레임(310)은 윈도우(200)의 테두리와 일체로 형성될 수 있고 이 경우 루프(100)의 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 베이스 프레임(310)의 상측에는 메인 프레임(350)이 오버랩되도록 배치될 수 있다. 베이스 프레임(310)은 길이방향의 적어도 일구 구간이 메인 프레임(350)과 이격 되게 배치(이하, 이격 구간)될 수 있다. 베이스 프레임(310)의 길이 방향 전단부 및 후단부에는 각각 메인 프레임(350)의 전단부 및 후단부가 고정될 수 있다. 이격 구간은 베이스 프레임(310)과 메인 프레임(350)이 결합되는 각각의 길이 방향 전단부 및 후단부 사이의 구간을 의미할 수 있다.
베이스 프레임(310)이 윈도우(200)와 연결되는 전단부 및 후단부에는 중앙부보다 좌우 폭이 더 넓은 플렌지부(315)가 각각 형성되어 베이스 프레임(310)의 안정적인 지지가 가능할 수 있다. 이러한 플렌지부(315)로 인해 상술한 바와 같이 8각형 형상의 개구(210)가 형성될 수 있는 것이다.
도 4를 참조하면, 베이스 프레임(310)은 이격 구간에서 길이방향 중앙부의 횡단면이 대체로 위쪽으로 개방된 'U'자 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 베이스 프레임(310)의 횡단면은 상방으로 갈수록 폭이 넓어지도록 구비될 수 있다. 베이스 프레임(310)의 내측에는 메인 프레임(350)이 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 이격 구간에서 베이스 프레임(310)의 내측면과 메인 프레임(350)의 외측면 사이에는 이격 공간(301)이 형성되고, 메인 프레임(350)에 충격이 발생하더라도 이격 공간(301)에 의해 완충효과가 생기게 되는 것이다. 일 실시예에 따르면, 이격 구간에서 베이스 프레임(310)의 상단면은 메인 프레임(350)의 상단면보다 낮게 형성될 수 있다. 이는 위쪽에서 낙하하는 낙하물에 의한 충격이 베이스 프레임(310)보다 메인 프레임(350)에 먼저 전달되도록 하기 위함이다.
메인 프레임(350)은 낙하물에 의해 베이스 프레임(310)에 전달되는 충격을 완충하기 위한 구조물일 수 있다. 메인 프레임(350)은 전후 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 메인 프레임(350)은 베이스 프레임(310)의 상측에 오버랩되게 배치될 수 있다. 메인 프레임(350)은 길이 방향 전단부 및 후단부에 형성되는 고정부(351)가 베이스 프레임(310)의 전단부 및 후단부에 각각 고정될 수 있다. 일 실시예에서 용접을 통해 고정될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 공지된 어떠한 결합방식이 사용될 수 있음은 자명할 것이다.
메인 프레임(350)의 길이 방향 전단부 및 후단부에 형성되는 고정부(351) 사이의 구간은 상술한 이격 구간에 해당할 수 있고, 여기서는 충격 흡수부(355)로 설명할 수 있다. 이러한 메인 프레임(350)의 충격 흡수부(355)는 베이스 프레임(310)과 이격되게 배치될 수 있다. 도 4를 참조하면, 일 실시예에서 메인 프레임(350)은 베이스 프레임(310)의 내측면과 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 메인 프레임(350)은 이격 구간에서 횡단면이 대체로 사각 형상을 갖도록 구비될 수 있다. 이격 구간에서 메인 프레임(350)의 좌우 측면 및 하면은 각각 베이스 프레임(310)의 내측면과 이격되게 배치될 수 있다. 이격 구간에서 메인 프레임(350)의 상면의 높이는 베이스 프레임(310)의 상단부의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 또한 메인 프레임(350)의 좌우 방향 폭은 베이스 프레임(310)의 좌우 방향 폭보다 작게 형성될 수 있다. 이는 위쪽에서 떨어지는 낙하물에 의한 충격이 메인 프레임(350)에 먼저 전달되도록 하기 위함이다.
즉, 본원 발명에서는 이격 구간에서는 메인 프레임(350)의 상단면이 베이스 프레임(310)의 상단부보다 높도록 배치되기 때문에, 낙하물의 충돌 시 메인 프레임(350)이 먼저 충격을 받게 된다. 또한 이격 구간에서는 메인 프레임(350)의 외측면과 베이스 프레임(310)의 내측면 사이에 이격 공간(301)이 형성되기 때문에, 충격으로 인해 메인 프레임(350)의 이격 구간, 즉 충격 흡수부(355)가 변형되면서 충격에너지를 흡수할 수 있다. 따라서, 베이스 프레임(310) 및 베이스 프레임(310)과 연결되는 루프(100)까지 전달되는 충격에너지를 최소화함으로써 루프(100)의 변형을 최소화할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 윈도우(200)를 가로질러 형성되는 보강 프레임(300)의 위쪽으로는 커버 부재(400)가 배치될 수 있다. 커버 부재(400)는 작업자의 시야성을 확보하기 위해 투명한 재질로 형성될 수 있다. 커버 부재(400)가 윈도우(200)의 둘레를 따라 형성되는 단턱부 상에 안착될 수 있다. 커버 부재(400)는 보강 프레임(300)의 상측에 배치되되 보강 프레임(300)과는 이격되게 배치될 수 있다. 낙하물에 의한 충격 에너지는 커버 부재(400)에 최초 전달될 수 있고, 이후 메인 프레임(350) 및 베이스 프레임(310)에 순차적으로 전달될 수 있다.
도 5는 도 2의캐빈(1) 보호구조가 적용되는캐빈(1) 루프(100)에 대한 입방체 낙하시험을 위한 낙하 위치를 도시한 도면이고, [표 1]은 도 5의 각 지점에서 낙하물의 충격에 의한 처짐량을 확인한 것이다.
위치 처짐량(mm) 개선정도
비교예 실시예
1 11 6
2 7 4
3 4 4
4 5 5
5 3 3
6 21 8 62%
7 11 5
8 5 5
9 6 6
10 4 4
11 17 7 59%
12 12 6
13 3 3
14 6 6
15 3 3
16 14 1
17 3 4
18 2 2
19 3 3
20 2 2
도 5 및 [표 1]을 참조하면, 입방체 낙하시험은 45kg의 나무로 둘러싼 육면체를캐빈(1)의 루프(100)로부터 1.5m 위쪽에서 자유 낙하시킴으로써 수행되었다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보강 프레임(300)을 적용하기 전(비교예)에는 6번 위치와 11번 위치에서 각각 21mm 와 17mm로 충격에 가장 취약한 지점으로 나타났다. 본 발명에서 제안하는 보강 프레임(300)을 적용한 경우(실시예), 6번 위치에서는 처짐량이 8mm로 비교예 대비 대략 62% 개선된 처짐량을 확인하였고, 11번 위치에서 처짐량은 7mm로 비교예 대비 각각 59% 개선된 처짐량을 확인하였다.
즉, 본 발명에서는 루프(100)의 윈도우(200)에 보강 프레임(300)을 설치함에 있어서, 보강 프레임(300) 특히 베이스 프레임(310)의 좌우 방향 폭을 최소화하여 작업자의 우수한 시야성을 확보할 수 있다. 동시에 베이스 프레임(310)의 상측에 베이스 프레임(310)과 이격되도록 배치되는 메인 프레임(350)을 구비함으로써 메인 프레임(350)의 변형을 통해 낙하물에 의한 충격을 흡수할 수 있다. 이를 통해 베이스 프레임(310) 또는 루프(100)로 전달되는 충격에너지를 최소화함으로써, 낙하물로부터 작업자의 보호를 위한캐빈(1) 안전성을 증대시킬 수 있는 것이다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 루프
200: 윈도우
210: 개구
300: 보강 프레임
301: 이격 공간
310: 베이스 프레임
315: 플렌지부
350: 메인 프레임
351: 고정부
355: 충격 흡수부
400: 커버 부재

Claims (8)

  1. 캐빈의 루프를 상하 방향으로 관통 형성되는 윈도우; 및
    상기 윈도우를 가로질러 형성되는 베이스 프레임과 상기 베이스 프레임에 대해 상방으로 오버랩되도록 배치되는 메인 프레임을 구비하는 보강 프레임을 포함하고,
    상기 메인 프레임은 길이 방향의 적어도 일부 구간이 상기 베이스 프레임으로부터 이격되도록 배치되고,
    상기 베이스 프레임은 횡단면이 “U”자 형상으로 구비되는 캐빈 보호구조.

  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임의 전단부와 후단부는 각각 상기 베이스 프레임에 고정되는 캐빈 보호구조.

  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임의 상단부가 상기 베이스 프레임의 상단부보다 높게 형성되는 캐빈 보호구조.

  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임이 상기 베이스 프레임에 대해 이격되는 구간에서, 상기 메인 프레임의 측면 및 하면이 각각 상기 베이스 프레임에 대해 이격되도록 배치되는 캐빈 보호구조.



  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은 상방으로 갈수록 폭이 넓어지도록 구비되는 캐빈 보호구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우를 커버하도록 배치되는 커버부재를 포함하는 캐빈 보호구조.

  8. 제1항에 있어서,
    상기 보강 프레임은 좌우 방향으로 서로 이격되는 복수개로 배치되는 캐빈 보호구조.


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