KR102485754B1

KR102485754B1 - 마찰력과 기어력을 이용하는 회전 운동 브레이크 장치

Info

Publication number: KR102485754B1
Application number: KR1020210085313A
Authority: KR
Inventors: 양계환; 이미나
Original assignee: 이미나
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2023-01-06

Abstract

본 발명은 회전 운동 브레이크 장치에 관한 것으로서, 제1 부재와, 제1 중심축을 중심으로 상기 제1 부재에 대하여 상대 회전 가능하게 마련되어 있는 제2 부재 사이의 상대 회전을 정지시킬 수 있는 회전 운동 브레이크 장치로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 연장되어 있는 가압면; 상기 제2 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 가압면에 의하여 가압될 수 있도록 마련되어 있는 피가압면; 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 제1 기어; 상기 제2 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 기어로서, 상기 제1 기어와 기어적으로 결합될 수 있도록 마련되어 있는 제2 기어;를 포함하며, 미리 정한 임계값 미만의 외력에 의해서는 상기 제1 부재와 제2 부재가 상기 제1 중심축을 중심으로 서로 상대 회전하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 굴삭기 작업 중에 버켓과 같은 어태치먼트가 바위 등에 부딪혀, 과도한 외력이 전달되더라도, 상기 주기어 및 그 주기어에 연결된 모터 등의 부품이 손상되지 않도록 외부 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다.

Description

마찰력과 기어력을 이용하는 회전 운동 브레이크 장치 {Braking Device for Rotary Motion using Friction and Gear force}

본 발명은 회전 운동 브레이크 장치에 관한 것으로서, 특히 굴삭기 작업 중에 버켓과 같은 어태치먼트가 바위 등에 부딪혀 과도한 외력이 전달되더라도, 굴삭기의 관련 부품이 손상되지 않도록 외부 충격을 흡수할 수 있는 회전 운동 브레이크 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.

종래의 일반적인 굴삭기의 경우에는, 커플러가 전후 방향으로만 꺾일 수 있으므로, 경사지를 작업하는 경우 등에서는 정밀한 조종을 해가면서 작업을 수행해야 하는 관계로 작업 효율이 떨어지며, 어태치먼트의 방향을 완전히 뒤바꾸고자 할 때에는 어태치먼트를 굴삭기의 암(Arm)으로부터 분리한 후 반대 방향으로 장착하여 사용해야 하는 등 작업이 불편하고 작업 시간도 많이 소요되는 문제점이 있었다.

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 구조이며 별도의 충격 완화 장치를 구비하지 않고 있는 바, 사용 중에 암의 말단에 부착된 어태치먼트가 바위 등에 부딪힘으로써, 어태치먼트에 강한 외력 또는 비틀림이 가해질 경우, 상기 1개의 웜 기어가 주 기어의 회전을 구속하는 구조이므로, 웜 기어 및 주 기어 등의 기어 장치에 심각한 손상 내지 파괴가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 특히 굴삭기 작업 중에 버켓과 같은 어태치먼트가 바위 등에 부딪혀 과도한 외력이 전달되더라도, 굴삭기의 관련 부품이 손상되지 않도록 외부 충격을 흡수할 수 있도록 구조가 개선된 회전 운동 브레이크 장치를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 회전 운동 브레이크 장치는, 제1 부재와, 제1 중심축을 중심으로 상기 제1 부재에 대하여 상대 회전 가능하게 마련되어 있는 제2 부재 사이의 상대 회전을 정지시킬 수 있는 회전 운동 브레이크 장치로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 연장되어 있는 가압면; 상기 제2 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 가압면에 의하여 가압될 수 있도록 마련되어 있는 피가압면; 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 제1 기어; 상기 제2 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 기어로서, 상기 제1 기어와 기어적으로 결합될 수 있도록 마련되어 있는 제2 기어; 상기 가압면이 상기 피가압면과 밀착되는 잠금 위치와, 상기 가압면이 상기 피가압면으로부터 분리되어 이탈되는 해제 위치 사이에서 상기 가압면을 왕복 이송시킬 수 있는 이송 유닛;을 포함하며, 상기 가압면이 상기 잠금 위치에 있을 때 상기 제1 기어와 제2 기어는 서로 기어적으로 결합되어 있고, 상기 가압면이 상기 해제 위치에 있을 때 상기 제1 기어와 제2 기어는 서로 분리되어 있으며, 상기 가압면이 상기 잠금 위치에 있을 때, 상기 가압면과 상기 피가압면 사이에 발생되는 마찰력 및 상기 제1 기어와 상기 제2 기어의 결합력에 의하여, 미리 정한 임계값 미만의 외력에 의해서는 상기 제1 부재와 제2 부재가 상기 제1 중심축을 중심으로 서로 상대 회전하지 않고, 상기 임계값 이상의 외력에 의해서는 상기 제1 부재와 제2 부재가 상기 제1 중심축을 중심으로 서로 상대 회전 가능한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가압면과 피가압면은, 상기 제1 중심축에 대하여 미리 정한 각도로 기울어져 있는 경사면을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 가압면을 구비하는 제동 부재;를 포함하고, 상기 이송 유닛은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재를 상기 제1 중심축을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제동 부재는, 상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 중공을 구비하며, 상기 제1 중심축을 따라 일방향으로 돌출되어 있는 돌출부를 포함하며, 상기 가압면은, 상기 돌출부의 내주면 전체 둘레에 걸쳐서 마련되어 있는 경사면으로 마련되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 가압면을 구비하는 제동 부재; 상기 제1 중심축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공을 가진 부재로서, 외주면에는 상기 피가압면을 구비하는 피제동 부재;를 포함하고, 상기 이송 유닛은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재를 상기 제1 중심축을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있으며, 상기 제1 기어는, 상기 제동 부재의 일단부에 마련되어 있으며, 상기 제2 기어는, 상기 피제동 부재의 일단부에 마련되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어는, 상기 제1 중심축과 수직한 가상의 평면상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 중심축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공을 가진 부재로서, 외주면에는 상기 피가압면을 구비하는 피제동 부재; 상기 제2 부재에 마련되며, 상기 제1 중심축을 따라 연장되어 있는 원형봉 형상의 회전부;를 포함하고, 상기 피제동 부재의 내주면은, 상기 회전부의 일단부에 나사결합되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이송 유닛은, 유압 또는 공압에 의하여 상기 잠금 위치로부터 상기 해제 위치로 이동함으로써, 상기 가압면을 상기 해제 위치로 위치 이동시킬 수 있는 이송 부재; 상기 가압면을 상기 잠금 위치로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이송 유닛은, 상기 탄성 부재를 가이드 하기 위한 가이드 핀을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 가압면을 구비하는 제동 부재;를 포함하고, 상기 이송 유닛은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재를 상기 제1 중심축을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있으며, 상기 가이드 핀은, 상기 제동 부재의 왕복 직선 이동을 가이드하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이송 유닛은, 유압 또는 공압에 의하여 상기 잠금 위치로부터 상기 해제 위치로 이동함으로써, 상기 가압면을 상기 해제 위치로 위치 이동시킬 수 있는 이송 부재; 유압 또는 공압을 발생시킬 수 있는 작동 유체가 수용될 수 있으며, 상기 이송 부재의 적어도 일부가 수용되는 작동 유체 수용부; 상기 제1 중심축을 따라 왕복 이동 가능하도록 상기 작동 유체 수용부의 내부에 배치되며, 탄성 재질의 씰링 부재인 패킹 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 굴삭기의 암(Arm)의 말단부에 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler)형 중장비용 회전 장치에 사용될 수 있도록 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 굴삭기 작업 중에 버켓과 같은 어태치먼트가 바위 등에 부딪혀, 과도한 외력이 전달되더라도, 상기 주기어 및 그 주기어에 연결된 모터 등의 부품이 손상되지 않도록 외부 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 운동 브레이크 장치의 수직단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 분리단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 이송 유닛을 나타내는 부분 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 제동 부재가 해제 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 평면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 실린더 부재와 제동 부재와 피제동 부재를 나타내는 단면사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 부분 단면 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 사용 상태를 설명하기 위한 도면이다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 운동 브레이크 장치의 수직단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 분리단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 회전 운동 브레이크 장치의 이송 유닛을 나타내는 부분 확대도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 제1 부재(10)에 대하여 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하게 마련되어 있는 제2 부재(20) 사이의 상대 회전을 정지시킬 수 있는 회전 운동 브레이크 장치로서, 상기 제1 부재(10)와, 상기 제2 부재(20)와, 이송 유닛(30)과, 제동 부재(40)와, 피제동 부재(50)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 부재(10)는, 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 하는 원판형 부재로서, 상기 제1 중심축(C1)을 원의 중심으로 하는 중공(16)을 포함하고 있다.

상기 제1 부재(10)는, 복수 개의 수용부(11, 12, 13, 14)와, 홈부(15)와, 베어링(17)을 포함한다.

상기 제1 수용부(11)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 중공(16)의 상단부에 마련되어 있는 원형의 수용부로서, 후술할 실린더 부재(31)가 수용되어 장착되는 부분이다.

상기 제2 수용부(12)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 수용부(11)의 아래에 마련되어 있는 원형의 수용부로서, 후술할 제동 부재(40)가 수용되어 장착되는 부분이다.

상기 제3 수용부(13)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2 수용부(12)의 아래에 마련되어 있는 홈부로서, 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 복수 개가 나열되어 있다.

상기 제3 수용부(13)는, 도 3에 도시된 바와 같이 후술할 탄성 부재(33)가 수용되어 장착되는 부분이다.

본 실시예에서 상기 제3 수용부(13)는, 제2 중심축(C2)을 원의 중심으로 하는 원형의 홈부이다.

상기 제4 수용부(14)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제3 수용부(13)의 내측에 마련되어 있는 원형의 수용부로서, 후술할 스토퍼(53)가 수용되어 장착되는 부분이다.

상기 홈부(15)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 부재(10)의 하단부에 마련되어 있는 원형의 수용부로서, 후술할 제2 부재(20)의 돌출부(24)가 수용되어 장착되는 부분이다.

상기 중공(16)은, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 부재(10)의 중심을 관통하는 원형 구멍으로서, 후술할 상기 제2 부재(20)의 회전부(21)가 삽입되는 부분이다.

상기 베어링(17)은, 상기 제1 부재(10)와 상기 제2 부재(20) 사이의 상대 회전을 용이하게 하기 위한 베어링으로서, 상기 홈부(15)에 마련되어 있다.

본 실시예에서 상기 베어링(17)은, 상기 홈부(15)의 일측벽에 마련되어 있는 볼 베이링을 포함한다.

상기 제2 부재(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재(10)의 하방에 배치되어 있다.

상기 제2 부재(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이 중심부에 중공(23)을 가지고 있으며, 상기 제1 부재(10)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하게 마련된다.

상기 제2 부재(20)는, 회전부(21)와 수나사부(22)와 돌출부(24)와 수나사부(25)를 포함한다.

상기 회전부(21)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 부재(10)의 중앙부에서 상방으로 돌출된 원형봉 형상의 부분이다.

상기 회전부(21)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 피제동 부재(50)의 중공(H)에 삽입된다.

상기 수나사부(22)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 회전부(21)의 상단부에 마련되어 있는 수나사부로서, 상기 피제동 부재(50)의 중공(H) 내주면에 형성된 암나사부(52)와 나사결합하는 부분이다.

상기 돌출부(24)는, 상기 제2 부재(20)의 테두리를 따라 형성되어 있는 고리형 부분으로서, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상방으로 수직하게 돌출되어 있다.

상기 돌출부(24)의 내측면은 상기 베어링(17)과 구름 운동 가능하게 결합되어 있으며, 상기 돌출부(24)의 외측면에는 주기어(241)가 형성되어 있다.

상기 주기어(241)는, 외부에 마련된 모터(미도시)등의 회전력으로 상기 제2 부재(20)를 회전시키기 위한 동력전달용 기어이다.

상기 수나사부(25)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 회전부(21)의 하단부에 마련되어 있는 수나사부로서, 도 8에 도시된 바와 같이 작업 용도에 따라 여러 종류의 어태치먼트(Attachment)를 교체할 수 있도록 해주는 커플러(2) 등과 나사 결합될 수 있는 부분이다.

상기 이송 유닛(30)은, 후술할 가압면(41)이 후술할 피가압면(51)과 밀착되는 잠금 위치와, 상기 가압면(41)이 상기 피가압면(51)으로부터 분리되어 이탈되는 해제 위치 사이에서, 상기 가압면(41)을 왕복 직선 이송시킬 수 있는 장치이다. 이 이송 유닛(30)은, 실린더 부재(31)와 이송 부재(32)와 탄성 부재(33)와 가이드 핀(34)을 포함한다.

상기 실린더 부재(31)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 하는 원형 부재로서, 내부에 중공(H)을 가지고 있다.

상기 실린더 부재(31)의 하단부에는, 유압 또는 공압을 발생시킬 수 있는 작동 유체가 수용될 수 있는 작동 유체 수용부(311)가 형성되어 있다.

본 실시예에서는 상기 작동 유체 수용부(311)에 유압 발생을 위한 작동 유체가 수밀 가능하게 수용된다.

상기 작동 유체 수용부(311)는, 도 3에 도시된 바와 같이 원형 고리 형상의 공간부이다.

상기 실린더 부재(31)의 중공(H)의 내주면에는, 후술할 가압면(41a)에 의하여 가압될 수 있는 피가압면(312)이 형성되어 있다.

상기 피가압면(312)은, 상기 실린더 부재(31)의 중공(H)의 내주면 전체 둘레에 걸쳐서 마련되어 있다.

상기 실린더 부재(31)의 상단부에는, 유압 또는 공압을 발생시킬 수 있는 작동 유체가 출입할 수 있는 작동 유체 출입구(313)가 형성되어 있다.

상기 작동 유체 출입구(313)는 상기 작동 유체 수용부(311)와 서로 연통되어 있다.

상기 이송 부재(32)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 하는 원형 부재로서, 내부에 중공(H)을 가지고 있다.

상기 이송 부재(32)의 상단부는, 상기 실린더 부재(31)의 작동 유체 수용부(311)에 상기 제1 중심축(C1)을 따라 왕복 직선 이동 가능하게 삽입되어 있다.

본 실시예에서는, 상기 이송 부재(32)의 상단부에 "U"자형 단면을 가진 패킹 부재(314)가 배치되어 있다.

상기 패킹 부재(314)는, 고무와 같은 탄성 재질의 씰링 부재로서, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 작동 유체 수용부(311)에 수용될 수 있도록 원형 고리 형상으로 마련되어 있다.

상기 패킹 부재(314)는, 상기 작동 유체 수용부(311)의 내부에 배치되며, 상기 이송 부재(32)와 마찬가지로 상기 제1 중심축(C1)을 따라 왕복 직선 이동 가능하다.

상기 패킹 부재(314)의 폭은, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 작동 유체 수용부(311)의 폭(D)과 동일하거나 조금 작은 것이 바람직하다.

상기 패킹 부재(314)의 상단부는, "U"자형으로 오목하게 함몰되어 있으며, 상기 패킹 부재(314)의 상단부에 있는 "U"자형 돌기(315)는, 상기 작동 유체 수용부(311)의 내주면에 밀착할 수 있도록 외측 방향으로 탄성 바이어스 되어 있다.

이렇게 상기 패킹 부재(314)를 사용하는 경우에는, 상기 작동 유체 수용부(311)의 내주면에 오링(미도시)이 장착될 수 있는 복수 개의 홈부를 가공할 필요가 없어지는 장점이 있다.

실제로 상기 작동 유체 수용부(311)의 폭(D)이 비교적 작은 경우에는, 상기 오링(미도시)이 장착될 수 있는 홈부의 가공 자체가 거의 불가능해진다. 따라서 상기 패킹 부재(314)를 사용하는 경우에는, 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)의 가공 공정이 단순해지고 전체적인 제조 비용 및 가공 시간도 감소한다.

상기 탄성 부재(33)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제동 부재(40)를 상기 잠금 위치로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재로서, 본 실시예에서는 중공을 가진 코일 스프링을 포함하고 있다.

상기 가이드 핀(34)은, 상기 탄성 부재(33)를 가이드하기 위한 가이드 핀으로서 복수 개 마련되어 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 중심축(C2)을 따라 연장된 원형 막대 부재이다.

본 실시예에서 상기 가이드 핀(34)의 상단부는 후술할 상기 제동 부재(40)에 상대 이동 불가능하게 결합되어 있다.

상기 가이드 핀(34)의 하단부는, 상기 탄성 부재(33)의 중공을 관통하도록 배치된 상태로 상기 제3 수용부(13)에 수용되어 있다. 여기서 상기 가이드 핀(34)의 하단부는 상기 제3 수용부(13)의 바닥에 접촉하지는 않는다.

따라서 상기 가이드 핀(34)은, 상기 제동 부재(40)의 왕복 직선 이동을 가이드하는 기능도 수행한다.

상기 제동 부재(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 하는 원형 부재로서, 내부에 중공(H)을 가지고 있으며, 상기 가압면(41)을 포함하고 있다.

상기 제동 부재(40)는, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 상방으로 돌출되어 있는 돌출부(42)를 포함하고 있다.

본 실시예에서 상기 가압면(41)은, 상기 돌출부(42)의 내주면 전체 둘레에 걸쳐서 마련되어 있다.

상기 가압면(41)은, 상기 제1 중심축(C1)에 대하여 미리 정한 각도로 기울어져 있는 경사면을 포함하는데, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)에 대하여 우측으로 대략 5도 내지 20도 정도 기울어져 있는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 가압면(41)은, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)에 대하여 우측으로 10도 기울어져 있다.

결국, 본 실시예에서 상기 가압면(41)은, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제동 부재(40)의 중공(H)의 아랫쪽에서 윗쪽으로 갈수록 직경이 점점 커지는 테이퍼형 경사면의 형태로 마련된다.

상기 돌출부(42)의 외주면에는, 상기 가압면(41)과 대칭적인 형상으로 마련되어 있는 가압면(41a)이 마련되어 있다.

본 실시예에서 상기 가압면(41a)은, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제동 부재(40)의 중공(H)의 아랫쪽에서 윗쪽으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 테이퍼형 경사면의 형태로 마련된다.

따라서 상기 가압면들(41, 41a)에 의하여, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(42)는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상의 단면을 가지도록 마련되어 있다.

상기 돌출부(42)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 피가압면(51)과 상기 피가압면(312) 사이에 삽입되어 있다.

상기 제동 부재(40)의 하면(43)은, 상기 탄성 부재(33)의 상단부에 접촉되어 있으며, 상기 탄성 부재(33)에 의하여 상방으로 작용하는 탄성력을 받는다.

상기 제동 부재(40)의 상면(44)은, 상기 이송 부재(32)의 하면과 접촉 가능하게 마련되어 있으며, 상기 이송 부재(32)가 하강하면 상기 이송 부재(32)에 의하여 하방으로 작용하는 가압력을 받게 된다.

결국, 상기 실린더 부재(31)의 작동 유체 수용부(311)에 작동 유체가 주입되면, 상기 이송 부재(32)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 하강하게 되고, 상기 이송 부재(32)의 하강으로 인하여 상기 제동 부재(40)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 하강하게 된다.

따라서, 상기 실린더 부재(31)의 작동 유체 수용부(311)에 작동 유체가 주입되지 않은 상태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 탄성 부재(33)에 의하여 상기 제동 부재(40)의 가압면(41)이 상기 피제동 부재(50)의 피가압면(51)에 밀착되는 잠금 위치가 유지된다.

여기서 상기 가압면(41)이 상기 잠금 위치에 있게 되면, 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51) 사이에 발생되는 마찰력(Friction Force)에 의하여, 미리 정한 임계값 미만의 외력에 의해서는 상기 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 서로 상대 회전하지 않게 된다. 그러나 상기 마찰력을 극복할 수 있는 임계값 이상의 외력이 가해지는 경우에는, 상기 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 서로 상대 회전할 수 있다.

결국, 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)의 제조 과정에서, 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51) 사이에 발생되는 마찰력을 적절하게 조절하게 되면, 특정한 임계값 이상의 외력이 가해지는 경우에 그 외력에 의한 충격을 흡수할 수 있는 기능을 확보할 수 있게 된다.

예컨대, 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51) 사이에 발생되는 마찰력의 크기는, 상기 가압면(41)의 면적, 표면 조도, 상기 제1 중심축(C1)에 대한 경사 각도, 상기 탄성 부재(33)의 탄성력에 의하여 결정될 수 있다.

한편, 상기 실린더 부재(31)의 작동 유체 수용부(311)에 작동 유체가 주입되면, 상기 제동 부재(40)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 하강함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제동 부재(40)의 가압면(41)이 상기 피제동 부재(50)의 피가압면(51)으로부터 분리되어 이탈되는 해제 위치가 유지됩니다. 이때, 상기 가압면(41)과 피가압면(51) 사이 및 상기 가압면(41a)과 피가압면(312) 사이에는, 미리 정한 간격(G)이 각각 발생된다.

여기서 상기 가압면(41)이 상기 해제 위치에 있게 되면, 상기 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 서로 자유롭게 상대 회전할 수 있는 상태가 된다.

상기 돌출부(42)의 상단에는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 제1 기어(46)가 마련되어 있다.

본 실시예에서 상기 제1 기어(46)는 상기 제1 중심축(C1)과 수직한 가상의 평면상에 배치되어 있다.

상기 제동 부재(40)의 테두리에는, 복수 개의 관통공(47)이 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있다.

상기 관통공(47)에는, 상기 가이드 핀(34)의 상단부가 상대 이동 불가능하게 결합되어 있다.

상기 피제동 부재(50)는, 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공(H)을 가진 부재로서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스토퍼(53)의 상방에 배치된다.

상기 피제동 부재(50)의 외주면 전체 둘레에 걸쳐서 상기 피가압면(51)이 마련되어 있다.

상기 피가압면(51)은, 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 360도 연장되어 있고, 상기 가압면(41)에 의하여 가압될 수 있도록 마련되어 있다.

상기 피가압면(51)은, 상기 제1 중심축(C1)에 대하여 미리 정한 각도로 기울어져 있는 경사면을 포함하는데, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)에 대하여 우측으로 대략 5도 내지 20도 정도 기울어져 있는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 피가압면(51)은, 상기 제1 중심축(C1)에 대하여 우측으로 10도 기울어져 있다.

상기 피제동 부재(50)의 내주면에는 상기 회전부(21)의 상단부에 있는 수나사부(22)에 나사결합될 수 있는 암나사부(52)가 형성되어 있다.

상기 스토퍼(53)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 하는 원형의 중공(H)을 가진 부재로서, 상기 피제동 부재(50)가 하방으로 이동하지 못하도록 구속하는 부재이다.

본 실시예에서 상기 스토퍼(53)는, 상기 피제동 부재(50)의 하면을 받쳐서 지지하는 슬라이딩 베어링을 포함한다.

상기 피제동 부재(50)의 테두리의 하면에는, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 기어(56)가 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있다.

상기 제2 기어(56)는, 상기 제1 기어(46)와 기어적으로 결합될 수 있는 형상으로 마련되며, 상기 제1 기어(46)와 마주하도록 배치되어 있다.

본 실시예에서 상기 제2 기어(56)는, 상기 제1 중심축(C1)과 수직한 가상의 평면상에 배치되어 있다.

상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)의 결합에 의한 기어력(Gear force)은 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)가 서로 근접하는 거리와 관련된다. 즉 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56) 사이의 거리가 가까울수록 결합력 내지 기어력은 더 증가된다.

본 실시예에서 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)는, 상기 제1 기어(46)의 이끝면이 상기 제2 기어(56)의 이높이(teeth height)의 절반 정도에 위치하도록 약간 느슨하게 결합되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 가압면(41)이 상기 잠금 위치에 있을 때 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)는 서로 기어적으로 결합되고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가압면(41)이 상기 해제 위치에 있을 때 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)는 서로 분리된다.

도 3 및 도 5에는 도시하지 않았으나, 상기 피제동 부재(50)의 상면에는 상기 피제동 부재(50)와 상기 제2 부재(20)를 서로 상대 회전 불가능하게 고정시키기 위한 별도의 고정부재(미도시)가 나사 결합될 수 있다. 이 고정 부재(미도시)는 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 하는 원형의 중공(H)을 가진 평판 부재가 바람직하다.

한편, 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1 부재(10)와 상기 제2 부재(20)가 서로 결합된 상태에서는, 상기 제동 부재(40) 및 피제동 부재(50)는 수밀 가능하게 수용할 수 있도록 마련됩니다.

따라서 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)의 내부 공간에는, 상기 이송 유닛(30)과 제동 부재(40) 및 피제동 부재(50)의 작동을 윤활하기 위한 윤활유가 수밀된 상태로 수용되어 있다. 여기서 도 3에 도시된 바와 같이 오링(R1, R2)을 사용하여 윤활유의 씰링이 이루어진다.

이하에서는, 상술한 구성의 회전 운동 브레이크 장치(100)를 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다. 여기서 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)가 도 8에 도시된 바와 같이 굴삭기의 암(Arm)의 말단부에 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler)형 회전 장치에 사용되는 것을 전제로 한다.

상기 퀵 커플러형 회전 장치는, 도 8에 도시된 바와 같이 하단부가 상기 제1 부재(10)와 결합되고 상단부는 굴삭기의 암의 말단부에 결합되는 상부 본체(1)와, 상단부는 상기 제2 부재(20)의 수나사부(25)와 결합되고 하단부에는 버켓과 같은 다양한 어태치먼트(Attachment)가 부착될 수 있는 하부 본체(2)를 구비하며, 굴삭기에 장착되는 다양한 어태치먼트의 작동에 사용될 수 있는 유압을, 상기 상부 본체(1)의 상방으로부터 상기 하부 본체(2)의 하방으로 전달하기 위한 유압 전달 장치(3)을 포함한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가압면(41)이 해제 위치에 있을 때에는, 상기 제2 부재(20)가 상기 제1 부재(10)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전 가능한 상태가 된다. 따라서 상기 하부 본체(2)는 상기 상부 본체(1)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전 가능하다. 이때, 상기 제1 기어(46)와 상기 제2 기어(56)는 서로 분리되어 있다.

이렇게 상기 제2 부재(20)가 상기 제1 부재(10)에 대하여 상대 회전 가능한 상태에서, 상기 이송 부재(32)를 하강시킨 유압을 제거하면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 탄성 부재(33)의 탄성력에 의하여 상기 이송 부재(32)가 잠금 위치로 상승함으로써, 상기 가압면(41)도 함께 상승하여 상기 피가압면(51)과 미리 정한 가압력으로 밀착하는 잠금 위치에 있게 된다. 이때, 상기 가압면(41a)도, 상기 실린더 부재(31)의 피가압면(312)에 견고하게 밀착되며, 동시에 상기 제1 기어(46)와 상기 제2 기어(56)는 서로 결합되어 있다. 여기서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제동 부재(40)의 하면(43)은 상기 스토퍼(53)의 상면으로부터 미리 정한 거리(H1)만큼 이격된다.

여기서, 상기 가압면(41)과 피가압면(51) 사이에는 소량의 윤활유가 존재하여 마찰력에 영향을 미칠 수도 있으나, 상기 잠금 위치에서는 상기 가압면(41)과 피가압면(51)이 서로 상당한 크기의 압력으로 밀착되어 있으므로, 상기 잠금 위치에서는 상기 가압면(41)과 피가압면(51) 사이에는 윤활유가 거의 존재하지 않는다.

상기 가압면(41)이 상기 잠금 위치에 있게 되면, 굴삭기 작업 중에 버켓과 같은 어태치먼트(Attachment)가 바위 등에 부딪히는 경우에는 상기 어태치먼트(Attachment)에 외력이 가해지게 되고, 그 외력은 상기 하부 본체(2)와 상기 피제동 부재(50)를 거쳐서 상기 피가압면(51)과 가압면(41)이 만나는 지점까지 전달된다.

이때, 상기 가압면(41)에 전달된 비틀림 외력이 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51) 사이에 발생되는 마찰력을 극복하지 못하는 미리 정한 임계값 미만의 외력인 경우에는, 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51) 사이에 발생되는 마찰력 및 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56) 간의 결합력 내지 기어력에 의하여, 비록 외력이 가해지더라도 상기 상부 본체(1)와 하부 본체(2)가 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 서로 상대 회전하지 않게 된다. 즉 정상적인 굴삭기 작업이 진행될 수 있다.

그러나 상기 가압면(41)에 전달된 비틀림 외력이 비정상적으로 과도해져서, 그 비틀림 외력이 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51) 사이에 발생되는 마찰력 및 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56) 간의 결합력을 극복하게 되면, 상기 가압면(41)과 피가압면(51) 사이에 미끄럼 운동이 발생하여, 상기 하부 본체(2)와 상부 본체(1)에 대하여 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 상대 회전하게 된다. 이때 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56) 간에도 미끄럼 운동이 발생한다. 왜냐하면 외부에서 가해진 비틀림 외력에 의하여 상기 탄성 부재(33)가 가압됨으로써 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56) 간의 결합이 풀릴 수 있기 때문이다.

결과적으로 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)에 특정한 임계값 이상의 강력한 외력이 가해지는 경우에는, 그 외력에 의한 충격을 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)가 흡수할 수 있게 된다.

상술한 구성의 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 제1 부재(10)와, 제1 중심축(C1)을 중심으로 상기 제1 부재(10)에 대하여 상대 회전 가능하게 마련되어 있는 제2 부재(20) 사이의 상대 회전을 정지시킬 수 있는 회전 운동 브레이크 장치로서, 상기 제1 부재(10)에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 연장되어 있는 가압면(41); 상기 제2 부재(20)에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 가압면(41)에 의하여 가압될 수 있도록 마련되어 있는 피가압면(51); 상기 제1 부재(10)에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 제1 기어(46); 상기 제2 부재(20)에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축(C1)의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 기어로서, 상기 제1 기어(46)와 기어적으로 결합될 수 있도록 마련되어 있는 제2 기어(56); 상기 가압면(41)이 상기 피가압면(51)과 밀착되는 잠금 위치와, 상기 가압면(41)이 상기 피가압면(51)으로부터 분리되어 이탈되는 해제 위치 사이에서 상기 가압면(41)을 왕복 이송시킬 수 있는 이송 유닛(30);을 포함하며, 상기 가압면(41)이 상기 잠금 위치에 있을 때 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)는 서로 기어적으로 결합되어 있고, 상기 가압면(41)이 상기 해제 위치에 있을 때 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)는 서로 분리되어 있으며, 상기 가압면(41)이 상기 잠금 위치에 있을 때, 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51) 사이에 발생되는 마찰력 및 상기 제1 기어(46)와 상기 제2 기어(56) 사이의 결합력에 의하여, 미리 정한 임계값 미만의 외력에 의해서는 상기 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 서로 상대 회전하지 않고, 상기 임계값 이상의 외력에 의해서는 상기 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 서로 상대 회전 가능하므로, 굴삭기 작업 중에 버켓과 같은 어태치먼트(Attachment)가 바위 등에 부딪혀, 과도한 외력이 전달되더라도, 상기 주기어(241) 및 그 주기어(241)에 연결된 모터 등의 부품이 손상되지 않도록 외부 충격을 흡수할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 가압면(41)과 피가압면(51)이, 상기 제1 중심축(C1)에 대하여 미리 정한 각도로 기울어져 있는 경사면을 포함하므로, 상기 가압면(41)을 상기 제1 중심축(C1)을 따라 수직 왕복 이동시킴으로써 상기 가압면(41)의 수평 왕복 이동을 동시에 유발함으로써, 상기 가압면(41)과 상기 피가압면(51)을 쉽고 강력하게 밀착시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 가압면(41)과 피가압면(51)을 회전축에 해당하는 상기 제1 중심축(C1)의 근처에 용이하게 배치할 수 있으며, 아울러 상기 제2 부재(20)의 회전부(21)의 외주면에 상기 가압면(41)과 피가압면(51)을 배치시킬 수 있는 장점도 있다.

또한 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 제1 중심축(C1)을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재(10)에 마련되어 있으며, 상기 가압면(41)을 구비하는 제동 부재(40);를 포함하고, 상기 이송 유닛(30)은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재(40)를 상기 제1 중심축(C1)을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있으므로, 원형 고리 형상으로 만든 상기 가압면(41)의 위치 이동을 간편하게 구현할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 제동 부재(40)가, 상기 제1 중심축(C1)을 원의 중심으로 하는 중공(H)을 구비하며, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 일방향으로 돌출되어 있는 돌출부(42)를 포함하며, 상기 가압면(41)은, 상기 돌출부(42)의 내주면 전체 둘레에 걸쳐서 마련되어 있는 경사면으로 마련되어 있으므로, 상기 가압면(41)과 피가압면(51)이 서로 밀착된 상태에서는 강력한 마찰력을 발휘할 수 있으며, 상기 가압면(41)과 피가압면(51)이 서로 분리된 상태에서는 상대 회전이 용이하다는 장점이 있다.

또한 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 제1 중심축(C1)을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재(10)에 마련되어 있으며, 상기 가압면(41)을 구비하는 제동 부재(40); 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공(H)을 가진 부재로서, 외주면에는 상기 피가압면(51)을 구비하는 피제동 부재(50);를 포함하고, 상기 이송 유닛(30)은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재(40)를 상기 제1 중심축(C1)을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있으며, 상기 제1 기어(46)는, 상기 제동 부재(40)의 일단부에 마련되어 있으며, 상기 제2 기어(56)는, 상기 피제동 부재(50)의 일단부에 마련되어 있으므로, 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)의 위치 선청 및 가공이 용이하다는 장점이 있다.

그리고 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 제1 기어(46)와 상기 제2 기어(56)가, 상기 제1 중심축(C1)과 수직한 가상의 평면상에 배치되어 있으므로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 기어(46)는 상기 돌출부(42)에 상단에 마련하고 상기 제2 기어(56)를 상기 피제동 부재(50)의 테두리의 하면에 마련하는 것이 용이하다는 장점이 있다.

또한 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공(H)을 가진 부재로서, 외주면에는 상기 피가압면(51)을 구비하는 피제동 부재(50); 상기 제2 부재(20)에 마련되며, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 연장되어 있는 원형봉 형상의 회전부(21);를 포함하고, 상기 피제동 부재(50)의 내주면은, 상기 회전부(21)의 일단부에 나사결합되므로, 상기 피제동 부재(50)가 상기 제2 부재(20)와 제1 부재(10)를 결합시키는 너트형 부재로 형성될 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 이송 유닛(30)이, 유압 또는 공압에 의하여 상기 잠금 위치로부터 상기 해제 위치로 이동함으로써, 상기 가압면(41)을 상기 해제 위치로 위치 이동시킬 수 있는 이송 부재(32); 상기 가압면(41)을 상기 잠금 위치로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재(33);를 포함하므로, 별도의 동력없이 상기 탄성 부재(33)에 의하여 상기 잠금 위치를 지속적으로 유지할 수 있는 장점이 있다. 실제로 굴삭기의 작업에서는, 상기 가압면(41)이 상기 해제 위치보다는 상기 잠금 위치에 있는 작업 시간이 상대적으로 더 길기 때문에, 상기 탄성 부재(33)를 이용하여 상기 잠금 위치를 유지하는 것이 바람직하다.

또한 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 이송 유닛(30)이, 상기 탄성 부재(33)를 가이드 하기 위한 가이드 핀(34)을 포함하므로, 상기 제3 수용부(13)에 수용된 탄성 부재(33)가 상기 제3 수용부(13)으로부터 이탈하지 않는 장점이 있다.

그리고 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 제1 중심축(C1)을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재(10)에 마련되어 있으며, 상기 가압면(41)을 구비하는 제동 부재(40);를 포함하고, 상기 이송 유닛(30)은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재(40)를 상기 제1 중심축(C1)을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있으며, 상기 가이드 핀(34)은, 상기 제동 부재(40)의 왕복 직선 이동을 가이드하므로, 별도의 스프라인 등을 형성하지 않고서도 상기 제1 부재(10)에 대한 상기 제동 부재(40)의 상대 회전을 방지하고 가이드할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 제1 중심축(C1)을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재(10)에 마련되어 있으며, 상기 가압면(41)을 구비하는 제동 부재(40); 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공(H)을 가진 부재로서, 외주면에는 상기 피가압면(51)을 구비하는 피제동 부재(50);를 포함하고, 상기 제동 부재(40) 및 피제동 부재(50)를 수밀 가능하게 수용할 수 있으므로, 상기 이송 유닛(30)과 제동 부재(40) 및 피제동 부재(50)의 작동을 윤활하기 위한 윤활유가 수밀된 상태로 수용될 수 있는 장점이 있다. 즉 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는 윤활유가 수용된 상태에서도 상당한 크기의 마찰력을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 굴삭기의 암(Arm)의 말단부에 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler)형 회전 장치에 사용될 수 있도록 마련되어 있으므로, 굴삭기 작업 중에 버켓과 같은 어태치먼트(Attachment)가 바위 등에 부딪히는 경우에도 상기 퀵 커플러(quick coupler)형 회전 장치의 기어 등이 손상되지 않는 장점이 있다.

또한, 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 이송 유닛(30)이, 유압 또는 공압에 의하여 상기 잠금 위치로부터 상기 해제 위치로 이동함으로써, 상기 가압면(41)을 상기 해제 위치로 위치 이동시킬 수 있는 이송 부재(32); 유압 또는 공압을 발생시킬 수 있는 작동 유체가 수용될 수 있으며, 상기 이송 부재(32)의 적어도 일부가 수용되는 작동 유체 수용부(311); 상기 제1 중심축(C1)을 따라 왕복 이동 가능하도록 상기 작동 유체 수용부(311)의 내부에 배치되며, 탄성 재질의 씰링 부재인 패킹 부재(314);를 포함하므로, 상기 작동 유체 수용부(311)의 내주면에 별도의 오링(미도시)을 장착하지 않아도 되는 바, 상기 작동 유체 수용부(311)의 가공 공정이 단순해지고 전체적인 제조 비용 및 가공 시간도 감소하는 장점이 있다.

그리고 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 패킹 부재(314)가, 상기 작동 유체 수용부(311)의 내주면에 밀착할 수 있는 방향으로 탄성 바이어스되어 있으므로, 상기 작동 유체 수용부(311)의 내부에 수용된 작동 유체가 누설되지 않는 수밀력을 장기간 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)는, 상기 패킹 부재(314)의 일단부에는, "U"자형으로 마련된 한 쌍의 돌기(315)가 형성되어 있으며, 상기 한 쌍의 돌기(315)는 상기 작동 유체 수용부(311)의 내주면에 밀착할 수 있도록 외측으로 탄성 바이어스되어 있으므로, 상기 패킹 부재(314)의 측면부가 상기 작동 유체 수용부(311)의 내주면에 밀착되는 탄성력은 비교적 적게 유지하도록 제작한 후, 상기 패킹 부재(314)의 상단부 또는/및 하단부에만 상기 돌기(315)를 형성하여 상기 패킹 부재(314)의 상단부 또는/및 하단부의 수밀력을 향상시킬 수 있어, 상기 패킹 부재(314)가 상기 작동 유체 수용부(311)의 내부에서 슬라이딩 이동을 용이하게 하는 동시에 씰링 능력도 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 이송 부재(32)가 상기 제동 부재(40)를 가압하는 구성이나, 상기 이송 부재(32)와 상기 제동 부재(40)가 일체로 형성될 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 이송 유닛(30)이 상기 제1 부재(10)에 결합되어 있으나, 그 반대로 상기 이송 유닛(30)이 상기 제2 부재(20)에 결합될 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 탄성 부재(33)가 상기 가압면(41)을 상기 잠금 위치로 탄성 바이어스시키고 상기 이송 유닛(30)이 상기 가압면(41)을 상기 해제 위치로 이송시키고 있으나, 그 대신에 상기 탄성 부재(33)가 상기 가압면(41)을 상기 해제 위치로 탄성 바이어스시키고, 상기 이송 유닛(30)이 상기 가압면(41)을 상기 잠금 위치로 이송시킬 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)가 도 8에 도시된 바와 같이 굴삭기의 암(Arm)의 말단부에 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler)형 회전 장치에 사용되는 것으로 설명하고 있으나, 굴삭기의 암(Arm)의 중간부 등 다양한 장치와 다양한 위치에 사용될 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 가압면(41)이 잠금 위치에 있을 때, 상기 가압면(41a)도 상기 실린더 부재(31)의 피가압면(312)에 견고하게 밀착되고 있으나, 상기 가압면(41) 1개만 피가압면(51)에 밀착하고 상기 가압면(41a)은 상기 피가압면(312)에 밀착하지 않는 구성도 사용될 수 있음은 물론이다.

본 발명에서는, 상기 회전 운동 브레이크 장치(100)가 상기 가압면(41) 및 피가압면(51)과, 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)를 동시에 구비하고 있으나, 상기 가압면(41) 및 피가압면(51)을 구비하지 않은 상태에서 상기 제1 기어(46)와 제2 기어(56)만을 구비하는 발명도 가능함은 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: 회전 운동 브레이크 장치
1: 상부 본체
2: 하부 본체
3: 유압 전달 장치
10: 제1 부재
11: 제1 수용부
12: 제2 수용부
13: 제3 수용부
14: 제4 수용부
15: 홈부
16: 중공
17: 베어링
20: 제2 부재
21: 회전부
22: 수나사부
24: 돌출부
23: 중공
25: 수나사부
30: 이송 유닛
31: 실린더 부재
32: 이송 부재
33: 탄성 부재
34: 가이드 핀
40: 제동 부재
41: 가압면
41a: 가압면
42: 돌출부
43: 하면
44: 상면
46: 제1 기어
47: 관통공
50: 피제동 부재
51: 피가압면
52: 암나사부
53: 스토퍼
56: 제2 기어
241: 주기어
311: 작동 유체 수용부
312: 피가압면
313: 작동 유체 출입구
314: 패킹 부재
315: 돌기
C1: 제1 중심축
C2: 제2 중심축
G: 간격
R1, R2: 오링

Claims

제1 부재와, 제1 중심축을 중심으로 상기 제1 부재에 대하여 상대 회전 가능하게 마련되어 있는 제2 부재 사이의 상대 회전을 정지시킬 수 있는 회전 운동 브레이크 장치로서,
상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 연장되어 있는 가압면;
상기 제2 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 가압면에 의하여 가압될 수 있도록 마련되어 있는 피가압면;
상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 제1 기어;
상기 제2 부재에 마련되어 있으며, 상기 제1 중심축의 원주 방향을 따라 복수 개 나열되어 있는 기어로서, 상기 제1 기어와 기어적으로 결합될 수 있도록 마련되어 있는 제2 기어;
상기 가압면이 상기 피가압면과 밀착되는 잠금 위치와, 상기 가압면이 상기 피가압면으로부터 분리되어 이탈되는 해제 위치 사이에서 상기 가압면을 왕복 이송시킬 수 있는 이송 유닛;을 포함하며,
상기 가압면이 상기 잠금 위치에 있을 때 상기 제1 기어와 제2 기어는 서로 기어적으로 결합되어 있고, 상기 가압면이 상기 해제 위치에 있을 때 상기 제1 기어와 제2 기어는 서로 분리되어 있으며,
상기 가압면이 상기 잠금 위치에 있을 때, 상기 가압면과 상기 피가압면 사이에 발생되는 마찰력 및 상기 제1 기어와 상기 제2 기어의 결합력에 의하여, 미리 정한 임계값 미만의 외력에 의해서는 상기 제1 부재와 제2 부재가 상기 제1 중심축을 중심으로 서로 상대 회전하지 않고, 상기 임계값 이상의 외력에 의해서는 상기 제1 부재와 제2 부재가 상기 제1 중심축을 중심으로 서로 상대 회전 가능한 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 1항에 있어서,
상기 가압면과 피가압면은, 상기 제1 중심축에 대하여 미리 정한 각도로 기울어져 있는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 가압면을 구비하는 제동 부재;를 포함하고,
상기 이송 유닛은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재를 상기 제1 중심축을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 3항에 있어서,
상기 제동 부재는,
상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 중공을 구비하며, 상기 제1 중심축을 따라 일방향으로 돌출되어 있는 돌출부를 포함하며,
상기 가압면은, 상기 돌출부의 내주면 전체 둘레에 걸쳐서 마련되어 있는 경사면으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 가압면을 구비하는 제동 부재;
상기 제1 중심축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공을 가진 부재로서, 외주면에는 상기 피가압면을 구비하는 피제동 부재;를 포함하고,
상기 이송 유닛은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재를 상기 제1 중심축을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있으며,
상기 제1 기어는, 상기 제동 부재의 일단부에 마련되어 있으며,
상기 제2 기어는, 상기 피제동 부재의 일단부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1 기어와 상기 제2 기어는, 상기 제1 중심축과 수직한 가상의 평면상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 중심축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있는 원형의 중공을 가진 부재로서, 외주면에는 상기 피가압면을 구비하는 피제동 부재;
상기 제2 부재에 마련되며, 상기 제1 중심축을 따라 연장되어 있는 원형봉 형상의 회전부;를 포함하고,
상기 피제동 부재의 내주면은, 상기 회전부의 일단부에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 1항에 있어서,
상기 이송 유닛은,
유압 또는 공압에 의하여 상기 잠금 위치로부터 상기 해제 위치로 이동함으로써, 상기 가압면을 상기 해제 위치로 위치 이동시킬 수 있는 이송 부재;
상기 가압면을 상기 잠금 위치로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 8항에 있어서,
상기 이송 유닛은,
상기 탄성 부재를 가이드 하기 위한 가이드 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 9항에 있어서,
상기 제1 중심축을 원의 중심으로 하는 원형 부재로서, 상기 제1 부재에 마련되어 있으며, 상기 가압면을 구비하는 제동 부재;를 포함하고,
상기 이송 유닛은, 상기 잠금 위치와 상기 해제 위치 사이에서 상기 제동 부재를 상기 제1 중심축을 따라 왕복 직선 이동시킬 수 있으며,
상기 가이드 핀은, 상기 제동 부재의 왕복 직선 이동을 가이드하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 1항에 있어서,
상기 이송 유닛은,
유압 또는 공압에 의하여 상기 잠금 위치로부터 상기 해제 위치로 이동함으로써, 상기 가압면을 상기 해제 위치로 위치 이동시킬 수 있는 이송 부재;
유압 또는 공압을 발생시킬 수 있는 작동 유체가 수용될 수 있으며, 상기 이송 부재의 적어도 일부가 수용되는 작동 유체 수용부;
상기 제1 중심축을 따라 왕복 이동 가능하도록 상기 작동 유체 수용부의 내부에 배치되며, 탄성 재질의 씰링 부재인 패킹 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.
제 1항에 있어서,
굴삭기의 암(Arm)의 말단부에 장착될 수 있는 퀵 커플러(quick coupler)형 중장비용 회전 장치에 사용될 수 있도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 운동 브레이크 장치.