KR102430342B1 - 중장비용 커플러 - Google Patents

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KR102430342B1
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Abstract

본 발명은 중장비용 커플러에 관한 것으로서, 여러 종류의 어태치먼트를 탈착 가능하게 파지할 수 있도록, 굴삭기를 포함하는 중장비에 장착될 수 있는 커플러로서, 제1 홈부를 구비하는 본체; 상기 본체의 일단부에 결합되어 있으며, 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제1 잠금 부재; 상기 제1 잠금 부재의 일단부를 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동시킬 수 있는 이송 유닛; 상기 제1 잠금 부재가 상기 이송 유닛에 의하여 이송될 때, 미리 정한 경로를 따라 상기 제1 잠금 부재를 안내하도록 마련되어 있는 가이드 유닛;을 포함하며, 상기 제1 잠금 부재는, 상기 잠금 위치에서 적어도 하나 이상의 지점에서 상기 가이드 유닛과 접촉하여 지지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 작업 중에 외부에서 강력한 외력이 가해지더라도 잠금 위치에 있는 상기 제1 잠금 부재가 해제 위치로 이동하는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

중장비용 커플러 {Coupler for Heavy Equipments}
본 발명은 중장비용 커플러에 관한 것으로서, 특히 작업 중에 외부에서 강력한 외력이 가해지더라도 잠금 위치에 있는 잠금 부재가 해제 위치로 이동하는 사고를 방지할 수 있는 중장비용 커플러에 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, 집게(Grab)를 이용한 고철 및 암석 운반 작업 등이 가능하다.
이러한 굴삭기의 붐대의 선단에는, 도 12에 도시된 바와 같이 암 실린더의 작동에 의해 회동되는 암(2)이 결합되어 있고, 상기 암(2)의 선단에는 버켓 실린더의 작동에 따라 회동되는 버켓(1)이 결합된다.
이때, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 암(2)과 버켓(1)을 서로 탈착 가능하게 결합시켜주는 장치가 바로 중장비용 커플러(coupler)(100)이다.
일반적으로 커플러(coupler)는, 상기 암(2)의 말단부에 고정형으로 마련될 수도 있고, 상기 암(2)의 말단부에 탈착 가능하게 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler) 형태로 마련될 수도 있다.
종래의 커플러는, 버켓(1)과 같은 다양한 종류의 어태치먼트(Attachment)를 분리 가능하게 결합하기 위하여 다양한 형태의 잠금 수단을 구비하고 있는데, 이러한 잠금 수단의 불량으로 인하여 작업 중에 버켓(1)이 낙하하여 작업자가 사망하는 사고가 빈번하게 발생하는 문제점이 있습니다.
또한, 중장비 작업의 특성상 반복적으로 외부 하중이 커플러에 가해질 수 밖에 없으므로, 커플러의 내구성이 약할 경우에 피로 파괴가 발생하여 안전 사고로 이어지는 경우가 많다는 문제점도 있습니다.
그리고, 종래의 중장비용 커플러는, 복잡한 링크 구조와 유압 장치의 크기 및 부피로 인하여, 제품의 상하 높이가 너무 커지는 경우가 많았는데, 이러한 경우에는 작업시 발생되는 외부 모멘트에 견디는 하중 감당능력이 현격히 줄어드는 문제점도 있습니다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 작업 중에 외부에서 강력한 외력이 가해지더라도 잠금 위치에 있는 잠금 부재가 해제 위치로 이동하는 사고를 방지할 수 있도록 구조가 개선된 중장비용 커플러를 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 중장비용 커플러는, 여러 종류의 어태치먼트를 탈착 가능하게 파지할 수 있도록, 굴삭기를 포함하는 중장비에 장착될 수 있는 커플러로서, 제1 홈부를 구비하는 본체; 상기 본체의 일단부에 결합되어 있으며, 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제1 잠금 부재; 상기 제1 잠금 부재의 일단부를 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동시킬 수 있는 이송 유닛; 상기 제1 잠금 부재가 상기 이송 유닛에 의하여 이송될 때, 미리 정한 경로를 따라 상기 제1 잠금 부재를 안내하도록 마련되어 있는 가이드 유닛;을 포함하며, 상기 제1 잠금 부재는, 상기 잠금 위치에서 적어도 하나 이상의 지점에서 상기 가이드 유닛과 접촉하여 지지되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 잠금 부재의 일단부는, 제3 중심축을 중심으로 회전 가능하게 상기 이송 유닛에 결합되어 있으며, 상기 제1 잠금 부재는, 상기 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 위치 이동하는 과정에서 상기 제3 중심축을 중심으로 회전될 수 있도록 마련되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 이송 유닛은, 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동가능하도록 마련되어 있는 이송 부재; 상기 이송 부재를 왕복 이동시킬 수 있도록 마련되어 있는 유압 장치; 상기 이송 부재에 마련되어 있으며, 상기 제3 중심축을 따라 미리 정한 길이만큼 돌출되어 있으며, 상기 제1 잠금 부재의 일단부에 형성된 관통공에 회전 가능하게 삽입되어 있는 저널부;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 저널부는 한 쌍이 마련되어 상기 이송 부재의 양단부에 각각 배치되어 있으며, 상기 제1 잠금 부재는 한 쌍이 마련되어, 상기 저널부에 각각 결합되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 저널부는, 원기둥 형상으로 마련되어 있으며, 상기 저널부의 외주면에는 윤할유가 수용될 수 있는 윤활유 수용홈이 복수 개 형성되어 있으며, 상기 윤활유 수용홈에 수용된 윤활유가 외부로 누출되지 않도록, 상기 저널부의 외주면에 마련되어 있는 씰링 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유압 장치는, 상기 이송 부재에 마련되어 있는 제1 단동 실린더; 상기 이송 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 단동 실린더의 반대편에 마련되어 있는 제2 단동 실린더; 제1 중심축을 따라 연장되어 있으며, 일단부가 상기 제1 단동 실린더의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 제1 로드 부재; 상기 제1 중심축을 따라 연장되어 있으며, 일단부가 상기 제2 단동 실린더의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 제2 로드 부재;를 포함하며, 상기 제1 단동 실린더의 내부와 상기 제2 단동 실린더의 내부에 유압이 선택적으로 공급됨으로써, 상기 이송 부재가 상기 제1 중심축을 따라 왕복 이동할 수 있는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 가이드 유닛은 적어도 하나 이상의 가이드 부재를 포함하며, 상기 가이드 부재들 중 적어도 하나는 상기 본체에 탈착 가능하게 결합되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 본체의 타단부에는 제2 홈부가 마련되어 있으며, 상기 제2 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제2 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제2 잠금 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 여러 종류의 어태치먼트를 탈착 가능하게 파지할 수 있도록, 굴삭기를 포함하는 중장비에 장착될 수 있는 커플러로서, 제1 홈부를 구비하는 본체; 상기 본체의 일단부에 결합되어 있으며, 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제1 잠금 부재; 상기 제1 잠금 부재의 일단부를 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동시킬 수 있는 이송 유닛; 상기 제1 잠금 부재가 상기 이송 유닛에 의하여 이송될 때, 미리 정한 경로를 따라 상기 제1 잠금 부재를 안내하도록 마련되어 있는 가이드 유닛;을 포함하며, 상기 제1 잠금 부재는, 상기 잠금 위치에서 적어도 하나 이상의 지점에서 상기 가이드 유닛과 접촉하여 지지되므로, 작업 중에 외부에서 강력한 외력이 가해지더라도 잠금 위치에 있는 상기 제1 잠금 부재가 해제 위치로 이동하는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 중장비용 커플러의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 중장비용 커플러의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 중장비용 커플러의 제1 측면 부재가 제거된 상태의 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 중장비용 커플러의 제2 측면 부재가 제거된 상태의 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 중장비용 커플러의 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 중장비용 커플러의 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 7은 도 2에 도시된 중장비용 커플러의 A-A선 단면도이다.
도 8은 도 4에 도시된 중장비용 커플러의 제1 잠금 부재가 해제 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 중장비용 커플러의 B-B선 단면도이다.
도 10은 도 4에 도시된 이송 부재의 사시도이다.
도 11은 도 1에 도시된 제1 잠금 부재의 사시도이다.
도 12는 도 1에 도시된 중장비용 커플러의 사용 상태를 나타내는 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 중장비용 커플러의 정면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 중장비용 커플러의 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 중장비용 커플러의 제1 측면 부재가 제거된 상태의 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중장비용 커플러(100)는, 작업 용도에 따라 여러 종류의 어태치먼트(Attachment)를 교체해가면서 다양한 작업을 수행할 수 있도록, 어태치먼트를 탈착 가능하게 파지할 수 있는 결합 장치이다. 이하에서는 도 12에 도시된 바와 같이 굴삭기의 암(2)에 장착되어 버켓(1)의 상단부에 있는 한 쌍의 결합용 핀(P1, P2)을 파지하는 중장비용 커플러(100)인 것을 전제로 설명하기로 한다.
상기 중장비용 커플러(100)는, 본체(10)와 제1 잠금 부재(20)와 이송 유닛(30)과 가이드 유닛(40)과 제2 잠금 부재(50)를 포함하여 구성된다.
상기 본체(10)는, 금속 하우징으로서, 도 12에 도시된 바와 같이 상단부가 굴삭기의 암(2)의 말단부에 상대 회전 불가능하게 결합되어 있다.
본 실시예에서는 상기 본체(10)가 상기 암(2)의 말단부로부터 분리 불가능하게 일체형 내지 고정형으로 마련되어 있다.
상기 본체(10)의 좌측 하단부에는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 홈부(11)가 형성되어 있다.
상기 제1 홈부(11)는, 도 1에 도시된 바와 같이 하방으로 개구되어 있는 홈부로서, 버켓(1)의 제1 결합용 핀(P1)이 수용될 수 있도록 형성되어 있다.
상기 본체(10)의 우측 단부에는, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 홈부(12)가 형성되어 있다.
상기 제2 홈부(12)는, 도 1에 도시된 바와 같이 우측 방향으로 개구되어 있는 홈부로서, 버켓(1)의 제2 결합용 핀(P2)이 수용될 수 있도록 형성되어 있다.
상기 본체(10)의 양측 단부에는, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 중심축(C2)을 따라 연장된 형태의 제1 측면 부재(13)가 각각 배치되어 있다.
상기 한 쌍의 제1 측면 부재(13)는, 미리 정한 두께를 가지는 평판 형태의 금속 부재로서, 제3 중심축(C3)을 따라 서로 미리 정한 간격만큼 이격되어 있다. 여기서 상기 제3 중심축(C3)은 상기 제2 중심축(C2)과 서로 수직하다.
상기 제1 측면 부재(13)에는, 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 관통공(132)과 1개의 관통공(133)이 형성되어 있다.
상기 한 쌍의 제1 측면 부재(13)의 내면에는, 한 쌍의 제2 측면 부재(14)가 각각 배치되어 있다.
상기 제2 측면 부재(14)는, 미리 정한 두께를 가지는 평판 형태의 금속 부재로서, 제3 중심축(C3)을 따라 서로 미리 정한 간격만큼 이격되어 있다.
상기 제2 측면 부재(14)에는, 도 3에 도시된 바와 같이 1개의 관통공(141)과 2개의 관통공(142)과 1개의 관통공(143)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 관통공(142)는 상기 관통공(132)와 대응하는 위치에 있으며, 상기 관통공(143)은 상기 관통공(133)과 대응하는 위치에 있다.
본 실시예에서 상기 제1 측면 부재(13)와 제2 측면 부재(14)는, 도 2에 도시된 바와 같이 서로 겹쳐진 상태로 결합되어 있다.
상기 제1 잠금 부재(20)는, 상기 제1 홈부(11)에 수용된 버켓(1)의 제1 결합용 핀(P1)을 고정시키기 위한 쐐기(wedge)형 금속 부재로서, 도 11에 도시된 바와 같이 관통공(21)과 회전 중심부(22)와 제1 접축면(23)과 제2 접촉면(24)과 제3 접촉면(25)을 구비한다.
상기 관통공(21)은, 상기 제1 잠금 부재(20)의 상단부에 형성된 원형의 구멍으로서, 상기 회전 중심부(22)의 중앙에 마련되어 있다.
상기 관통공(21)은, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제3 중심축(C3)을 중심으로 원형의 구멍이다.
상기 회전 중심부(22)는, 상기 제1 잠금 부재(20)의 상단부에 마련된 곡면부로서, 외주면이 원형 내지 반원형의 형상을 가진다.
상기 제1 접축면(23)은, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)의 중단부 상면에 형성된 오목한 곡면부이다.
상기 제2 접촉면(24)은, 상기 제1 접축면(23)의 반대편에 위치하는 볼록한 곡면부이다.
상기 제3 접촉면(25)은, 상기 제1 잠금 부재(20)의 하단부 상면에 형성된 오목한 곡면부로서, 상기 제1 접축면(23)에 인접하게 배치되어 있다.
상기 제3 접촉면(25)은, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 결합용 핀(P1)과 접촉 가능한 부분이다.
본 실시예에서 상기 제1 잠금 부재(20)의 관통공(21)은, 후술할 상기 이송 유닛(30)의 저널부(313)에 회전 가능하게 결합된다.
그리고 상기 제1 잠금 부재(20)는, 상기 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 위치 이동하는 과정에서, 상기 제3 중심축(C3)을 중심으로 중력에 의하여 자유롭게 회전될 수 있도록 마련되어 있다.
상기 제1 잠금 부재(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 홈부(11)에 수용된 버켓(1)의 제1 결합용 핀(P1)을 고정시킬 수 있는 잠금 위치와, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1 홈부(11)에 수용된 버켓(1)의 제1 결합용 핀(P1)을 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서, 상기 본체(10)에 대하여 병진 이동 및 회전 이동이 가능하게 마련된다.
상기 이송 유닛(30)은, 상기 제1 잠금 부재(20)의 일단부를 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동시킬 수 있는 이송 유닛으로서, 이송 부재(31)와 유압 장치를 포함한다.
상기 이송 부재(31)는, 도 10에 도시된 바와 같이 직육면체 형상의 금속 부재로서, 후술할 제1 로드 부재(32) 및 제2 로드 부재(33)에 의하여 결정되는 경로를 따라 상하 왕복 이동가능하도록 마련되어 있다.
상기 이송 부재(31)의 양측 단부에는 저널부(313)가 각각 마련되어 있다. 상기 저널부(313)는, 상기 제3 중심축(C3)을 따라 미리 정한 길이만큼 돌출되어 있다.
상기 저널부(313)는, 도 7 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)의 일단부에 형성된 관통공(21)에 상기 제3 중심축(C3)을 중심으로 회전 가능하게 삽입되어 있다.
본 실시예에서 상기 제1 잠금 부재(20)는 한 쌍이 마련되어, 상기 한 쌍의 저널부(313)에 각각 결합되어 있다.
상기 저널부(313)는 원기둥 형상으로 마련되어 있으며, 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이 상기 저널부(313)의 외주면에는 그리스(Grease)와 같은 액체 윤할유가 수용될 수 있는 윤활유 수용홈(314)이 복수 개 형성되어 있다.
상기 윤활유 수용홈(314)은, 원형 고리 형상의 홈으로서, 복수 개 마련되어 상기 제3 중심축(C3)을 따라 서로 미리 정한 간격만큼 이격되어 있다.
상기 복수 개의 윤활유 수용홈(314)들의 외곽에는, 상기 윤활유 수용홈(314)에 수용된 윤활유가 외부로 누출되지 않도록, 상기 저널부(313)의 외주면에 한 쌍의 씰링 부재(315)가 마련되어 있다.
상기 씰링 부재(315)는, 상기 복수 개의 윤활유 수용홈(314)들의 양측 최외곽에 각각 배치되어 있다.
본 실시예에서 상기 씰링 부재(315)로서 실리콘 재질의 오링(O-ring)이 사용되고 있다.
상기 저널부(313)의 말단부에는, 도 10에 도시된 바와 같이 윤활유 공급구(316)가 마련되어 있다.
상기 윤활유 공급구(316)는, 상기 윤활유 수용홈(314)에 윤활유를 공급하기 위한 구멍으로서 도 7에 도시된 바와 같이 상기 윤활유 수용홈(314)와 연통되어 있다.
상기 저널부(313)의 외주면에는, 상기 윤활유 공급구(316)으로부터 공급되는 윤활유가 상기 윤활유 수용홈(314)에 투입될 수 있도록, 윤활유가 흘러나오는 윤활유 유출구(317)가 형성되어 있다.
상기 윤활유 수용홈(314)에 수용된 윤활유는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 잠금 부재(20)의 관통공(21)의 내주면과 상기 씰링 부재(315)에 의하여 외부와 격리되므로, 외부로 유출되지 않는다.
상기 유압 장치는, 상기 이송 부재(31)를 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동시킬 수 있도록 마련되어 있는 유압 장치로서, 제1 단동 실린더(311)와 제2 단동 실린더(312)와 제1 로드 부재(32)와 제2 로드 부재(33)를 포함한다.
상기 제1 단동 실린더(311)는, 상기 이송 부재(31)의 상단부에 마련되어 있는 단동 실린더(single acting cylinder)로서, 제1 중심축(C1)을 따라 연장되어 있으며 상단부가 개구된 원통형의 실린더이다. 여기서 상기 제1 중심축(C1)은, 상기 제2 중심축(C2) 및 상기 제3 중심축(C3)과 수직하다.
상기 제1 단동 실린더(311)는, 일반적인 복동 실린더(double acting cylinder)와 달리, 피스톤측 면적으로만 유압이 작용하므로 부하에 대하여 한 방향으로만 일을 할 수 있는 단동 실린더이다.
상기 제2 단동 실린더(312)는, 상기 이송 부재(31)의 하단부에 마련되어 있는 단동 실린더로서, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 연장되어 있으며 하단부가 개구된 원통형의 실린더이다.
본 실시예에서 상기 제1 단동 실린더(311)는 1개가 마련되어 있으며, 상기 제2 단동 실린더(312)는 한 쌍이 마련되어 상기 제1 단동 실린더(311)의 양측에 각각 배치되어 있다.
상기 제1 로드 부재(32)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 연장되어 있는 원기둥형 부재로서, 하단부가 상기 제1 단동 실린더(311)의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있다.
상기 제1 로드 부재(32)의 상단부는, 도면에 도시되어 있지 않으나 상기 본체(10)에 결합되어 있다.
상기 제2 로드 부재(33)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 연장되어 있는 원기둥형 부재로서, 상단부가 상기 제2 단동 실린더(312)의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있다.
상기 제2 로드 부재(33)의 하단부는, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 본체(10)에 결합되어 있다.
상기 제1 단동 실린더(311)의 내부와 상기 제2 단동 실린더(312)의 내부에 유압이 선택적으로 공급됨으로써, 상기 이송 부재(31)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상하로 왕복 이동할 수 있다.
상기 이송 부재(31)의 일측면에는, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 제1 단동 실린더(311) 및 상기 제2 단동 실린더(312)의 내부로 유압을 공급하기 위한 유압 공급구(318)가 복 수개 마련되어 있다.
상기 가이드 유닛(40)은, 상기 제1 잠금 부재(20)가 상기 이송 유닛(30)에 의하여 이송될 때, 미리 정한 경로를 따라 상기 제1 잠금 부재(20)를 안내하도록 마련되어 있는 장치로서, 제1 가이드 부재(41)와 제2 가이드 부재(42)와 제3 가이드 부재(43)를 포함한다.
즉 본 실시예에서 상기 가이드 유닛(40)은 적어도 하나 이상의 가이드 부재(41, 42, 43)를 포함한다.
상기 제1 가이드 부재(41)는, 직육면체 형상의 금속 부재로서, 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍이 마련되어 있다.
상기 제1 가이드 부재(41)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)의 상단부에 있는 회전 중심부(22)의 뒷면에 접촉 가능하게 마련되어 있다.
본 실시예에서 상기 제1 가이드 부재(41)는, 나사부재(411)에 의하여 상기 본체(10)에 탈착 가능하게 결합되어 있다.
상기 제2 가이드 부재(42)는, 금속판 부재로서, 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍이 마련되어 있다.
상기 제2 가이드 부재(42)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)의 상단부에 있는 회전 중심부(22)의 앞면에 접촉 가능하게 마련되어 있다.
본 실시예에서 상기 제2 가이드 부재(42)는, 상기 제1 잠금 부재(20)의 제1 접축면(23)에 접촉하여, 상기 제1 잠금 부재(20)의 회전을 구속할 수도 있다.
상기 제2 가이드 부재(42)의 일측면에는 한 쌍의 돌출부(421)가 형성되어 있으며, 상기 돌출부(421)는 상기 제2 측면 부재(14)의 관통공(142)에 탈착 가능하게 삽입되어 있다.
상기 제3 가이드 부재(43)는, 금속판 부재로서, 도 5에 도시된 바와 같이 한 개가 마련되어 있다.
상기 제3 가이드 부재(43)는, 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)의 외부 표면인 제2 접촉면(24)을 받쳐서 지지할 수 있도록 마련되어 있다.
상기 제3 가이드 부재(43)의 양측단부에는 한 쌍의 돌출부(431)가 형성되어 있으며, 상기 돌출부(431)는 상기 제2 측면 부재(14)의 관통공(143)에 탈착 가능하게 삽입되어 있다.
상기 제3 가이드 부재(43)의 상면에는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)와의 마찰에 의하여 표면이 손상되지 않도록 특수 재질의 보강판(432)이 마련되어 있다.
상기 제2 잠금 부재(50)는, 상기 제2 홈부(12)에 수용된 버켓(1)의 제2 결합용 핀(P2)을 고정하기 위한 부재이다.
상기 제2 잠금 부재(50)는, 상기 제2 홈부(12)에 수용된 제2 결합용 핀(P2)을 고정시킬 수 있도록 돌출되는 잠금 위치와 상기 제2 홈부(12)에 수용된 제2 결합용 핀(P2)을 분리시킬 수 있도록 인입되는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능하다.
상기 제2 잠금 부재(50)는 다양한 형태의 작동기에 의하여 상기 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는, 상술한 구성의 중장비용 커플러(100)를 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 단동 실린더(311)에 유압이 공급되면, 상기 이송 부재(31)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 하강하게 되고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)는 잠금 위치로 이동하게 된다.
이때, 상기 제1 잠금 부재(20)는, 상기 가이드 유닛(40)에 의하여 형성된 경로를 따라 병진 이동 및 회전 이동을 하게 되며, 최종적으로 상기 잠금 위치로 이동하게 된다.
상기 잠금 위치에 있는 제1 잠금 부재(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 3점 이상의 지점에서 상기 가이드 유닛(40)과 접촉하여 지지된다. 즉, 상기 제1 잠금 부재(20)가 잠금 위치에 있을 때, 상기 제1 잠금 부재(20)의 제3 접촉면(25)는 제1 결합용 핀(P1)과 접촉하고, 상기 제1 잠금 부재(20)의 제2 접촉면(24)는 상기 제3 가이드 부재(43)의 보강판(432)과 접촉하여 지지되며, 상기 제1 잠금 부재(20)의 회전 중심부(22)는 상기 제1 가이드 부재(41) 및 제2 가이드 부재(42)에 접촉하여 지지된다.
이렇게 상기 잠금 위치에 있는 제1 잠금 부재(20)가 상기 가이드 유닛(40)에 의하여 3점 지지되면, 지렛대 원리에 의하여 상기 제1 잠금 부재(20)가 상기 제1 결합용 핀(P1)을 더욱 강력하게 파지하게 된다.
상기 제1 잠금 부재(20)가 잠금 위치에 있을 때, 상기 제2 잠금 부재(50)도 잠금 위치로 위치 이동시킴으로써, 버켓(1)의 장착이 완료된다.
반대로, 버켓(1)을 중장비용 커플러(100)로부터 분리시키고자 할 때에는, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제2 단동 실린더(312)에 유압을 공급하고, 상기 제1 단동 실린더(311)로부터 유압을 해제시킨다. 이렇게 하면 상기 이송 부재(31)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상승하게 되고, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1 잠금 부재(20)는 상기 해제 위치로 병진 및 회전 이동하게 된다.
이때, 상기 제1 잠금 부재(20)는, 상기 해제 위치로 이동하는 과정에서, 상기 제3 중심축(C3)을 중심으로 중력에 의하여 자유롭게 회전된다.
한편, 상기 제1 잠금 부재(20)가 해제 위치에 있는 경우에도 상기 제2 잠금 부재(50)가 잠금 위치에 있게 되면, 상기 버켓(1)이 의도하지 않게 분리 낙하되지는 않는다.
상술한 구성의 중장비용 커플러(100)는, 여러 종류의 어태치먼트를 탈착 가능하게 파지할 수 있도록, 굴삭기를 포함하는 중장비에 장착될 수 있는 커플러로서, 제1 홈부(11)를 구비하는 본체(10); 상기 본체(10)의 일단부에 결합되어 있으며, 상기 제1 홈부(11)에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제1 홈부(11)에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제1 잠금 부재(20); 상기 제1 잠금 부재(20)의 일단부를 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동시킬 수 있는 이송 유닛(30); 상기 제1 잠금 부재(20)가 상기 이송 유닛(30)에 의하여 이송될 때, 미리 정한 경로를 따라 상기 제1 잠금 부재(20)를 안내하도록 마련되어 있는 가이드 유닛(40);을 포함하며, 상기 제1 잠금 부재(20)는, 상기 잠금 위치에서 적어도 하나 이상의 지점에서 상기 가이드 유닛(40)과 접촉하여 지지되므로, 작업 중에 외부에서 강력한 외력이 가해지더라도 잠금 위치에 있는 상기 제1 잠금 부재(20)가 해제 위치로 이동하는 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 중장비용 커플러(100)는, 상기 제1 잠금 부재(20)의 일단부가, 제3 중심축(C3)을 중심으로 회전 가능하게 상기 이송 유닛(30)에 결합되어 있으며, 상기 제1 잠금 부재(20)는, 상기 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 위치 이동하는 과정에서 상기 제3 중심축(C3)을 중심으로 회전될 수 있도록 마련되어 있으므로, 상기 이송 유닛(30)에 의하여 상기 제1 잠금 부재(20)의 회전 중심부(22)가 상하로 이동하게 되면, 상기 제1 잠금 부재(20)가 상기 제3 중심축(C3)을 중심으로 중력에 의하여 자유롭게 회전될 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 중장비용 커플러(100)는, 상기 이송 유닛(30)이, 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동가능하도록 마련되어 있는 이송 부재(31); 상기 이송 부재(31)를 왕복 이동시킬 수 있도록 마련되어 있는 유압 장치; 상기 이송 부재(31)에 마련되어 있으며, 상기 제3 중심축(C3)을 따라 미리 정한 길이만큼 돌출되어 있으며, 상기 제1 잠금 부재(20)의 일단부에 형성된 관통공(21)에 회전 가능하게 삽입되어 있는 저널부(313);를 포함하므로, 상기 유압 장치에 의하여 상기 이송 부재(31)의 상하 운동이 발생하면, 상기 제1 잠금 부재(20)의 회전 운동이 용이하게 발생할 수 있는 구조를 가진다는 장점이 있다.
그리고 상기 중장비용 커플러(100)는, 상기 저널부(313)가 한 쌍이 마련되어 상기 이송 부재(31)의 양단부에 각각 배치되어 있으며, 상기 제1 잠금 부재(20)는 한 쌍이 마련되어, 상기 저널부(313)에 각각 결합되어 있으므로, 2개의 제1 잠금 부재(20)를 상기 이송 부재(31)의 양단부에 장착하기 용이하다는 장점이 있다.
또한 상기 중장비용 커플러(100)는, 상기 저널부(313)가, 원기둥 형상으로 마련되어 있으며, 상기 저널부(313)의 외주면에는 윤할유가 수용될 수 있는 윤활유 수용홈(314)이 복수 개 형성되어 있으며, 상기 윤활유 수용홈(314)에 수용된 윤활유가 외부로 누출되지 않도록, 상기 저널부(313)의 외주면에 마련되어 있는 씰링 부재(315)를 포함하므로, 상기 저널부(313)와 상기 제1 잠금 부재(20)와의 윤활이 지속적 또는 영구적으로 유지될 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 중장비용 커플러(100)는, 상기 유압 장치가, 상기 이송 부재(31)에 마련되어 있는 제1 단동 실린더(311); 상기 이송 부재(31)에 마련되어 있으며, 상기 제1 단동 실린더(311)의 반대편에 마련되어 있는 제2 단동 실린더(312); 제1 중심축(C1)을 따라 연장되어 있으며, 일단부가 상기 제1 단동 실린더(311)의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 제1 로드 부재(32); 상기 제1 중심축(C3)을 따라 연장되어 있으며, 일단부가 상기 제2 단동 실린더(312)의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 제2 로드 부재(33);를 포함하며, 상기 제1 단동 실린더(311)의 내부와 상기 제2 단동 실린더(312)의 내부에 유압이 선택적으로 공급됨으로써, 상기 이송 부재(31)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 왕복 이동할 수 있으므로, 일반적인 유압 실린더에 비하여 더 강력한 힘으로 상기 이송 부재(31)를 이동시킬 수 있으며, 일반적인 유압 실린더에 비하여 행정 거리가 작으므로 설치 공간이 더 작다는 장점이 있다.
또한 상기 중장비용 커플러(100)는, 상기 가이드 유닛(40)이 적어도 하나 이상의 가이드 부재(41, 42, 43)를 포함하며, 상기 가이드 부재(41, 42, 43)들 중 적어도 하나는 상기 본체(10)에 탈착 가능하게 결합되어 있으므로, 상기 가이드 유닛(40)의 분해 및 조립이 용이하다는 장점이 있다.
그리고 상기 중장비용 커플러(100)는, 상기 본체(10)의 타단부에는 제2 홈부(12)가 마련되어 있으며, 상기 제2 홈부(12)에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제2 홈부(12)에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제2 잠금 부재(50);를 포함하므로, 상기 제1 잠금 부재(20)가 해제 위치에 있는 경우에도 상기 제2 잠금 부재(50)가 잠금 위치에 있게 되면, 상기 버켓(1)이 의도하지 않게 분리 낙하되는 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 실시예에서는 상기 본체(10)가 상기 암(2)의 말단부로부터 분리 불가능하게 일체형 내지 고정형으로 마련되어 있으나, 상기 암(3)의 말단부에 탈착 가능하게 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler) 형태로 마련될 수도 있음은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 제1 단동 실린더(311)는 1개가 마련되어 있으며, 상기 제2 단동 실린더(312)는 한 쌍이 마련되어 상기 제1 단동 실린더(311)의 양측에 각각 배치되어 있으나, 그 대신에 2개의 제1 단동 실린더(311)의 사이에 1개의 제2 단동 실린더(312)를 배치하는 구성도 가능함은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 유압 장치가, 제1 단동 실린더(311)와 제2 단동 실린더(312)를 포함하고 있으나, 일반적인 복동 실린더(double acting cylinder)를 포함할 수도 있음은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 이송 부재(31)의 양측 단부에 마련된 저널부(313)에 상기 제1 잠금 부재(20)의 회전 중심부(22)가 회전 가능하게 결합되어 있으나, 다른 형태의 결합 방식이 사용될 수도 있음은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 제1 잠금 부재(20)가 상기 제3 중심축(C3)을 중심으로 중력에 의하여 자유롭게 회전될 수 있도록 마련되어 있으나, 상기 해제 위치로의 원활한 이동을 위하여, 스프링과 같은 탄성 부재에 의하여 상기 해제 위치로 탄성 바이어스된 상태일 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: 커플러
10: 본체
11: 제1 홈부
12: 제2 홈부
13: 제1 측면 부재
14: 제2 측면 부재
20: 제1 잠금 부재
21: 관통공
22: 회전 중심부
23: 제1 접축면
24: 제2 접촉면
25: 제3 접촉면
30: 이송 유닛
31: 이송 부재
32: 제1 로드 부재
33: 제2 로드 부재
40: 가이드 유닛
41: 제1 가이드 부재
42: 제2 가이드 부재
43: 제3 가이드 부재
50: 제2 잠금 부재
132: 관통공
133: 관통공
142: 관통공
143: 관통공
141: 관통공
311: 제1 단동 실린더
312: 제2 단동 실린더
313: 저널부
314: 윤활유 수용홈
315: 씰링 부재
316: 윤활유 공급구
317: 윤활유 유출구
318: 유압 공급구
411: 나사부재
421: 돌출부
431: 돌출부
432: 보강판
1: 버켓
2: 암
P1: 제1 결합용 핀
P2: 제2 결합용 핀

Claims (8)

  1. 여러 종류의 어태치먼트를 탈착 가능하게 파지할 수 있도록, 굴삭기를 포함하는 중장비에 장착될 수 있는 커플러로서,
    제1 홈부를 구비하는 본체;
    상기 본체의 일단부에 결합되어 있으며, 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제1 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제1 잠금 부재;
    상기 제1 잠금 부재의 일단부를 미리 정한 경로를 따라 왕복 이동시킬 수 있는 이송 유닛;
    상기 제1 잠금 부재가 상기 이송 유닛에 의하여 이송될 때, 미리 정한 경로를 따라 상기 제1 잠금 부재를 안내하도록 마련되어 있는 가이드 유닛;을 포함하며,
    상기 제1 잠금 부재는, 상기 잠금 위치에서 적어도 하나 이상의 지점에서 상기 가이드 유닛과 접촉하여 지지되며,
    상기 제1 잠금 부재의 일단부는, 제3 중심축을 중심으로 회전 가능하게 상기 이송 유닛에 결합되어 있으며,
    상기 제1 잠금 부재는, 상기 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 위치 이동하는 과정에서 상기 제3 중심축을 중심으로 회전될 수 있도록 마련되어 있으며,
    상기 이송 유닛은,
    미리 정한 경로를 따라 왕복 이동가능하도록 마련되어 있는 이송 부재;
    상기 이송 부재를 왕복 이동시킬 수 있도록 마련되어 있는 유압 장치;
    상기 이송 부재에 마련되어 있으며, 상기 제3 중심축을 따라 미리 정한 길이만큼 돌출되어 있으며, 상기 제1 잠금 부재의 일단부에 형성된 관통공에 회전 가능하게 삽입되어 있는 저널부;를 포함하며,
    상기 유압 장치는,
    상기 이송 부재에 마련되어 있는 제1 단동 실린더;
    상기 이송 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 단동 실린더의 반대편에 마련되어 있는 제2 단동 실린더;
    제1 중심축을 따라 연장되어 있으며, 일단부가 상기 제1 단동 실린더의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 제1 로드 부재;
    상기 제1 중심축을 따라 연장되어 있으며, 일단부가 상기 제2 단동 실린더의 내부에 삽입된 상태로 왕복 이동 가능하게 배치되어 있는 제2 로드 부재;를 포함하며,
    상기 제1 단동 실린더의 내부와 상기 제2 단동 실린더의 내부에 유압이 선택적으로 공급됨으로써, 상기 이송 부재가 상기 제1 중심축을 따라 왕복 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 중장비용 커플러
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저널부는 한 쌍이 마련되어 상기 이송 부재의 양단부에 각각 배치되어 있으며,
    상기 제1 잠금 부재는 한 쌍이 마련되어, 상기 저널부에 각각 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 중장비용 커플러
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저널부는, 원기둥 형상으로 마련되어 있으며,
    상기 저널부의 외주면에는 윤할유가 수용될 수 있는 윤활유 수용홈이 복수 개 형성되어 있으며,
    상기 윤활유 수용홈에 수용된 윤활유가 외부로 누출되지 않도록, 상기 저널부의 외주면에 마련되어 있는 씰링 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 커플러
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 유닛은 적어도 하나 이상의 가이드 부재를 포함하며,
    상기 가이드 부재들 중 적어도 하나는 상기 본체에 탈착 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 중장비용 커플러
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 본체의 타단부에는 제2 홈부가 마련되어 있으며,
    상기 제2 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 고정시킬 수 있는 잠금 위치와 상기 제2 홈부에 수용된 어태치먼트의 일부를 분리시킬 수 있는 해제 위치 사이에서 위치 이동 가능한 제2 잠금 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 커플러
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