KR102642832B1 - 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치 - Google Patents

중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어태치먼트를 중장비의 암대에 분리 가능하게 연결하는 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치에 관한 것이다. 커플러 몸체는 중장비의 암대에 장착된다. 고정 후크는 커플러 몸체의 일측에 형성된다. 이동 후크는 커플러 몸체의 타측에 이동 가능하게 배치된다. 유압 실린더는 커플러 몸체에 설치되어 이동 후크를 이동시킨다. 이동 커넥터는 중장비의 유압 라인에 접속되는 제1 유압 포트들을 구비해서 유압 실린더에 의해 이동한다. 제1 결합핀은 어태치먼트의 일측에 장착되어 고정 후크에 끼워지거나 분리된다. 제2 결합핀은 어태치먼트의 타측에 장착되어 이동 후크의 이동에 따라 이동 후크에 끼워지거나 분리된다. 고정 커넥터는 어태치먼트의 유압 라인에 접속되는 제2 유압 포트들을 구비해서 어태치먼트에 고정된 상태로 이동 커넥터의 이동에 따라 제2 유압 포트들에 제1 유압 포트들이 연결되거나 분리되게 한다.

Description

중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치{Multi-connection device of attachment coupler for heavy equipment}
본 발명은 중장비의 작업 용도에 따라 어태치먼트를 교체 가능하게 하는 중장비용 어태치먼트 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중장비에 대한 어태치먼트의 기계적 연결 및 유압 연결을 자동으로 수행할 수 있게 하는 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치에 관한 것이다.
토목·건설 현장에서 사용되는 대표적인 중장비로서, 굴착기는 버켓(bucket)을 이용한 땅파기 작업, 브레이커(breaker)를 이용한 콘크리트 및 암반 파쇄작업, 크러셔(crusher)를 이용한 콘크리트 건물 파쇄 및 철근·빔 절단작업, 그랩(grab)을 이용한 파지물(고철, 나무, 돌 등) 운반 작업 등과 같이, 용도에 따라 여러 종류의 어태치먼트를 교체하면서 작업을 수행하도록 되어 있다.
통상적인 어태치먼트는 작업용도에 따라 교체할 수 있도록 굴착기의 암대에 착탈 가능한 구조로 이루어진다. 기존에는 수동으로 교체작업을 진행해야 하므로 시간 및 노동이 많이 소요되었다. 최근에는 별도의 커플러를 굴착기의 암대 단부에 설치하여 어태치먼트를 손쉽게 착탈할 수 있는 커플러가 개발되어 널리 사용되고 있다.
한편, 브레이커, 크러셔, 그랩 등과 같은 어태치먼트는 자체 작동을 위한 유압공급원을 따로 필요로 하므로, 굴착기에 기계적으로 연결될 뿐 아니라 굴착기의 유압공급원과 연결된다. 이러한 어태치먼트는 커플러 전용 마운트가 있어야 작동이 가능한 구조이며, 이를 위해서 커플러 전용 마운트를 적용하면 비용 및 중량이 증가되며 굴착기의 작업 반경 또한 변경되어 작업성이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
본 발명의 과제는 중량을 감소하고 작업성을 개선할 수 있는 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치는 어태치먼트를 중장비의 암대에 분리 가능하게 연결하는 것으로, 커플러 몸체와, 고정 후크와, 이동 후크와, 유압 실린더와, 이동 커넥터와, 제1 결합핀과, 제2 결합핀, 및 고정 커넥터를 포함한다.
커플러 몸체는 중장비의 암대에 장착된다. 고정 후크는 커플러 몸체의 일측에 형성된다. 이동 후크는 커플러 몸체의 타측에 이동 가능하게 배치된다. 유압 실린더는 커플러 몸체에 장착되어 이동 후크를 이동시킨다. 이동 커넥터는 중장비의 유압 라인에 접속되는 제1 유압 포트들을 구비해서 유압 실린더에 의해 이동한다. 제1 결합핀은 어태치먼트의 일측에 장착되어 고정 후크에 끼워지거나 분리된다. 제2 결합핀은 어태치먼트의 타측에 장착되어 이동 후크의 이동에 따라 이동 후크에 끼워지거나 분리된다. 고정 커넥터는 어태치먼트의 유압 라인에 접속되는 제2 유압 포트들을 구비해서 어태치먼트에 고정된 상태로 이동 커넥터의 이동에 따라 제2 유압 포트들에 제1 유압 포트들이 연결되거나 분리되게 한다.
본 발명에 따르면, 전용 마운트 없이 기존 어태치먼트를 커플러에 직접 연결해서 유압으로 작동시킬 수 있으므로, 전용 마운트 미적용으로 인한 중량 감소, 전고축소 등의 작업성 개선 효과를 가져올 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치에 의해 커플러에 어태치먼트가 연결된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 있어서, 커플러로부터 어태치먼트가 분리된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 고정 커넥터에 대한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 고정 커넥터의 출입구가 개방된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6은 커플러에 어태치먼트가 연결되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치에 의해 커플러에 어태치먼트가 연결된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 커플러로부터 어태치먼트가 분리된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 3은 고정 커넥터에 대한 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 고정 커넥터의 출입구가 개방된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 5 및 도 6은 커플러에 어태치먼트가 연결되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치는 어태치먼트(10)를 중장비의 암대에 분리 가능하게 연결하는 것으로, 커플러 몸체(110)와, 고정 후크(120)와, 이동 후크(130)와, 유압 실린더(140)와, 이동 커넥터(150)와, 제1 결합핀(210)과, 제2 결합핀(220), 및 고정 커넥터(230)를 포함한다.
커플러 몸체(110)는 중장비의 암대에 장착된다. 커플러 몸체(110)는 연결플레이트들이 상호 이격되고 연결핀들의 각 양단이 연결플레이트들에 고정된 형태로 이루어져 내부 공간을 가질 수 있다. 커플러 몸체(110)는 연결핀들에 의해 중장비의 암대와 H-링크에 장착될 수 있다.
고정 후크(120)는 커플러 몸체(110)의 일측에 형성된다. 고정 후크(120)는 결합홈에 제1 결합핀(210)을 끼우거나 분리시킬 수 있다. 고정 후크(120)는 한 쌍으로 구비되어 제1 결합핀(210)을 안정적으로 끼울 수 있다.
이동 후크(130)는 커플러 몸체(110)의 타측에 이동 가능하게 배치된다. 이동 후크(130)는 유압 실린더(140)에 의해 선형 이동할 수 있다. 이동 후크(130)는 제2 결합핀(220)에 대해 근접 또는 이격되게 이동함에 따라 결합홈에 제2 결합핀(220)을 끼우거나 분리시킬 수 있다. 이동 후크(130)는 한 쌍으로 구비되어 제2 결합핀(220)을 안정적으로 끼울 수 있다.
다른 예로, 이동 후크(130)는 커플러 몸체(110)에 회동 가능하게 지지된 상태로 유압 실린더(140)에 의해 회동함에 따라 제2 결합핀(220)을 끼우거나 분리시킬 수도 있다.
유압 실린더(140)는 커플러 몸체(110)에 장착되어 이동 후크(130)를 이동시킨다. 유압 실린더(140)는 이동 후크(130)를 제2 결합핀(220)에 대해 근접 또는 이격시키도록 선형 이동시킴에 따라 이동 후크(130)의 결합홈에 제2 결합핀(220)을 끼우거나 분리시킬 수 있게 한다.
또한, 유압 실린더(140)는 이동 커넥터(150)를 이동 후크(130)와 함께 이동시킨다. 유압 실린더(140)는 이동 커넥터(150)를 고정 커넥터(230)에 대해 근접 또는 이격시키도록 선형 이동시킴에 따라 이동 커넥터(150)의 제1 유압 포트(151)들을 고정 커넥터(230)의 제2 유압 포트(231)들에 연결하거나 분리시킬 수 있게 한다.
유압 실린더(140)는 실린더 몸체(141)로 압유가 공급되거나 배출됨에 따라 실린더 로드(142)가 신장되거나 수축되도록 구성된다. 실린더 로드(142)가 커플러 몸체(110)에 고정되고, 실린더 몸체(141)가 커플러 몸체(110)에 리니어 가이드 등에 의해 선형 이동 가능하게 지지될 수 있다.
실린더 몸체(141)는 이동 후크(130)와 이동 커넥터(150)를 함께 고정한 상태로 실린더 로드(142)의 신축 동작에 따라 선형 이동함으로써, 이동 후크(130)와 이동 커넥터(150)를 함께 선형 이동시킬 수 있다.
이동 커넥터(150)는 중장비의 유압 라인에 접속되는 제1 유압 포트(151)들을 구비해서 유압 실린더(140)에 의해 이동한다. 이동 커넥터(150)는 유압 실린더(140)에 의해 고정 커넥터(230)에 대해 근접 또는 이격되게 선형 이동함에 따라 제1 유압 포트(151)들을 고정 커넥터(230)의 제2 유압 포트(231)들에 연결하거나 분리한다.
이동 커넥터(150)는 제1 유압 포트(151)들을 고정 커넥터(230)의 제2 유압 포트(231)들에 연결함으로써, 중장비의 유압공급원으로부터 발생된 유압을 제1 유압 포트(151)들을 통해 제2 유압 포트(231)들로 전달해서 어태치먼트(10)의 유압 장치로 공급할 수 있게 한다.
이동 커넥터(150)는 유압 실린더(140)의 실린더 몸체(141)에 고정되어 선형 이동하는 이동 블록(152)에 제1 유압 포트(151)들을 장착할 수 있다. 제1 유압 포트(151)들은 제2 유압 포트(231)들과 일대일 대응되게 배열된다.
제1 결합핀(210)은 어태치먼트(10)의 일측에 장착되어 고정 후크(120)에 끼워지거나 분리된다. 제1 결합핀(210)은 양단이 어태치먼트(10)에 끼워져 고정될 수 있다. 제2 결합핀(220)은 어태치먼트(10)의 타측에 장착되어 이동 후크(130)의 이동에 따라 이동 후크(130)에 끼워지거나 분리된다. 제2 결합핀(220)도 양단이 어태치먼트(10)에 끼워져 고정될 수 있다.
고정 커넥터(230)는 어태치먼트(10)의 유압 라인에 접속되는 제2 유압 포트(231)들을 구비해서 어태치먼트(10)에 고정된 상태로 이동 커넥터(150)의 이동에 따라 제2 유압 포트(231)들에 제1 유압 포트(151)들이 연결되거나 분리되게 한다. 고정 커넥터(230)는 제2 유압 포트(231)들을 이동 커넥터(150)의 제1 유압 포트(151)들에 연결함으로써, 제2 유압 포트(231)들을 통해 제1 유압 포트(151)들로부터 유압을 전달받아 어태치먼트(10)의 유압 장치로 공급할 수 있게 한다.
제2 유압 포트(231)들은 제1 유압 포트(151)들과 일대일 대응되게 배열된다. 제2 유압 포트(231)들은 제1 유압 포트(151)들과 암수 형태로 연결될 수 있다. 제2 유압 포트(231)들은 제1 유압 포트(151)들과 탄성력으로 밀착되게 연결되게 구성될 수 있다. 제2 유압 포트(231)들은 제1 유압 포트(151)들과 연결 부위가 실링 처리되도록 구성될 수 있다.
고정 커넥터(230)는 어태치먼트(10)에 대해 착탈 가능하게 구성될 수 있다. 고정 커넥터(230)는 어태치먼트(10)에 볼팅 등으로 결합되어 착탈될 수 있다. 고정 커넥터(230)는 어태치먼트(10)에 대해 장착과 분리가 용이하므로, 전용 마운트 없이도 다양한 어태치먼트(10)에 적용 가능하게 된다.
이와 같이, 본 실시예의 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치에 의하면, 전용 마운트 없이 기존 어태치먼트(10)를 커플러에 직접 연결해서 유압으로 작동시킬 수 있으므로, 전용 마운트 미적용으로 인한 중량 감소, 전고축소 등의 작업성 개선 효과를 가져올 수 있다.
추가 양상으로, 정렬 기구가 이동 커넥터(150)의 이동에 따라 제1 유압 포트(151)들과 제2 유압 포트(231)들 간에 정렬시켜 연결할 수 있다. 일 예로, 정렬 기구는 정렬 돌기(241)들과, 정렬 홈(242)들을 포함할 수 있다. 정렬 돌기(241)들은 이동 커넥터(150)에 형성될 수 있다.
정렬 돌기(241)들은 이동 커넥터(150)의 이동 블록(152)에 형성될 수 있다. 정렬 돌기(241)들은 이동 블록(152)로부터 고정 커넥터(230)로 돌출된다. 정렬 돌기(241)들은 이동 커넥터(150)의 이동 방향을 따라 일정한 단면적을 갖도록 돌출된다.
정렬 홈(242)들은 고정 커넥터(230)에 형성될 수 있다. 정렬 홈(242)들은 고정 커넥터(230)의 고정 블록(232)에 형성될 수 있다. 정렬 홈(242)들은 이동 커넥터(150)의 이동에 따라 정렬 돌기(241)들을 끼워서 제1 유압 포트(151)들과 제2 유압 포트(231)들 간에 정렬시켜 연결하게 한다. 제1 유압 포트(151)들과 제2 유압 포트(231)들은 정렬 돌기(241)들이 정렬 홈(242)들에 끼워지는 과정을 통해 정교하게 연결될 수 있다.
따라서, 제1,2 유압 포트(151, 231)들은 빈번한 연결 사용에도 내구성이 보장되어, 누유 및 작동 이상 문제를 개선하는 효과를 가져올 수 있다. 다른 예로, 정렬 돌기(241)들이 고정 커넥터(230)에 형성되고, 정렬 홈(242)들이 이동 커넥터(150)에 형성되어 전술한 기능을 수행할 수도 있다.
한편, 고정 커넥터(230)는 고정 블록(232)과, 보호 커버(233)들, 및 스프링(234)들을 포함할 수 있다. 고정 블록(232)은 내부 공간에 제2 유압 포트(231)들을 장착하고 이동 커넥터(150)를 향한 부위에 출입구를 갖는다. 고정 블록(232)은 출입구를 통해 이동 커넥터(150)의 제1 유압 포트(151)들을 출입시킨다. 고정 블록(232)은 제1 유압 포트(151)들과 함께 이동 블록(152)의 선단 부위를 출입시키도록 구성될 수 있다.
따라서, 제1 유압 포트(151)들은 고정 블록(232)의 출입구를 통해 인입되어 고정 블록(232) 내의 제2 유압 포트(231)들에 연결되고, 제2 유압 포트(231)들로부터 분리되어 고정 블록(232)의 출입구를 통해 인출될 수 있다.
보호 커버(233)들은 고정 블록(232)의 출입구를 개폐하도록 고정 블록(232)에 힌지 결합된다. 보호 커버(233)들은 고정 블록(232)의 출입구를 폐쇄한 상태에서 제1 유압 포트(151)들에 의해 고정 블록(232)의 내부 공간으로 밀려 회동함에 따라 고정 블록(232)의 출입구를 개방할 수 있다.
보호 커버(233)들은 한 쌍으로 구비될 수 있다. 보호 커버(233)들은 고정 블록(232)의 출입구 양쪽 변을 중심으로 상호 대칭된 형태로 회동 지지되게 고정 블록(232)에 힌지축(235)으로 결합될 수 있다.
제2 유압 포트(231)들이 일렬로 수평 배열된 기준으로 보호 커버(233)들은 고정 블록(232)의 출입구 상하 변을 중심으로 고정 블록(232)에 회동 지지됨으로써, 보호 커버(233)들의 회동을 위한 고정 블록(232)의 내부 공간을 최소화할 수 있다. 보호 커버(233)들은 폐쇄 동작한 상태로부터 고정 블록(232)의 외측으로 젖혀지게 않게 스토퍼 등으로 회동 제한됨으로써, 고정 블록(232)의 출입구를 폐쇄한 상태로 유지할 수 있다.
스프링(234)들은 보호 커버(233)들에 고정 블록(232)의 출입구 폐쇄 방향으로 탄성력을 가한다. 스프링(234)들은 보호 커버(233)들이 제1 유압 포트(151)들에 의해 밀려 개방 위치로 회전한 상태에서 탄성 변형된다. 스프링(234)들은 탄성 변형된 상태에서 제1 유압 포트(151)들이 고정 블록(232)으로부터 인출되면, 보호 커버(233)들을 탄성력에 의해 폐쇄 위치로 자동으로 복귀시켜 유지시킬 수 있게 한다.
스프링(234)은 토션 스프링으로 이루어질 수 있다. 스프링(234)은 보호 커버(233)에 고정된 힌지축(235)을 감싼 상태로 한쪽 단이 힌지축(235)에 고정되고 다른 쪽 단이 고정 블록(232)에 고정됨으로써, 보호 커버(233)를 폐쇄 위치로 회동시키는 방향으로 탄성력을 가할 수 있다.
다른 실시예로 보호 커버(233)는 고정 블록(232)의 출입구 상측 또는 하측 중 어느 한 측에만 구비될 수 있다. 이때, 보호 커버(233)는 고정 블록(232)의 출입구 양측 변중 어느 한 측변에만 회동 지지되도록 고정 블록(232)에 힌지축(235)으로 결합될 수 있다. 보호 커버(233)는 고정 블록(232)의 출입구 양측 변중 어느 한 측변에서만 고정 블록(232)에 회동 지지됨으로써, 보호 커버(233)의 설치 작업을 간소화할 수 있다. 이때, 보호 커버(233)는 폐쇄 동작한 상태로부터 고정 블록(232)의 외측으로 젖혀지게 않게 스토퍼 등으로 회동 제한됨으로써, 고정 블록(232)의 출입구를 폐쇄한 상태로 유지할 수 있다.
이와 같이, 고정 커넥터(230)는 제2 유압 포트(231)들이 제1 유압 포트(151)들과 연결되지 않은 상태에서 고정 블록(232)의 출입구가 보호 커버(233)들에 의해 폐쇄되어 제2 유압 포트(231)들을 외부로 노출시키지 않게 한다. 따라서, 고정 커넥터(230)는 내부로 이물질 유입을 차단하여 제2 유압 포트(231)들을 보호함으로써, 이물질로 인하여 발생되는 누유 및 작동 이상 문제를 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10..어태치먼트
110..커플러 몸체 120..고정 후크
130..이동 후크 140..유압 실린더
141..실린더 몸체 142..실린더 로드
150..이동 커넥터 151..제1 유압 포트
152..이동 블록 210..제1 결합핀
220..제2 결합핀 230..고정 커넥터
231..제2 유압 포트 232..고정 블록
233..보호 커버 234..스프링
235..힌지축 241..정렬 돌기
242..정렬 홈

Claims (4)

  1. 어태치먼트를 중장비의 암대에 분리 가능하게 연결하는 것으로,
    상기 중장비의 암대에 장착된 커플러 몸체;
    상기 커플러 몸체의 일측에 형성된 고정 후크;
    상기 커플러 몸체의 타측에 이동 가능하게 배치된 이동 후크;
    상기 커플러 몸체에 장착되어 상기 이동 후크를 이동시키는 유압 실린더;
    상기 중장비의 유압 라인에 접속되는 제1 유압 포트들을 구비해서 상기 유압 실린더에 의해 이동하는 이동 커넥터;
    상기 어태치먼트의 일측에 장착되어 상기 고정 후크에 끼워지거나 분리되는 제1 결합핀;
    상기 어태치먼트의 타측에 장착되어 상기 이동 후크의 이동에 따라 상기 이동 후크에 끼워지거나 분리되는 제2 결합핀; 및
    상기 어태치먼트의 유압 라인에 접속되는 제2 유압 포트들을 구비해서 상기 어태치먼트에 고정된 상태로 상기 이동 커넥터의 이동에 따라 상기 제2 유압 포트들에 상기 제1 유압 포트들이 연결되거나 분리되게 하는 고정 커넥터;를 포함하며,
    상기 고정 커넥터는,
    내부 공간에 상기 제2 유압 포트들을 장착하고 상기 이동 커넥터를 향한 부위에 출입구를 갖는 고정 블록과,
    상기 고정 블록의 출입구를 개폐하도록 상기 고정 블록에 힌지 결합되는 보호 커버들, 및
    상기 보호 커버들에 상기 고정 블록의 출입구 폐쇄 방향으로 탄성력을 가하는 스프링들을 포함하며;
    상기 보호 커버들은,
    한 쌍으로 구비되어 상기 고정 블록의 출입구 양쪽 변을 중심으로 상호 대칭된 형태로 회동 지지되게 상기 고정 블록에 힌지축으로 결합되며,
    상기 고정 블록의 출입구를 폐쇄한 상태에서 상기 제1 유압 포트들에 의해 상기 고정 블록의 내부 공간으로 밀려 회동함에 따라 상기 고정 블록의 출입구를 개방하며,
    상기 제1 유압 포트들이 상기 고정 블록으로부터 인출됨에 따라 상기 스프링들의 탄성력에 의해 폐쇄 위치로 자동으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정 커넥터는 상기 어태치먼트에 대해 착탈 가능하게 된 것을 특징으로 하는 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동 커넥터와 고정 커넥터 중 어느 한쪽에 형성된 정렬 돌기들과,
    상기 이동 커넥터와 고정 커넥터 중 다른 한쪽에 형성되어 상기 이동 커넥터의 이동에 따라 상기 정렬 돌기들을 끼워서 상기 제1 유압 포트들과 제2 유압 포트들 간에 정렬시켜 연결하게 하는 정렬 홈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 어태치먼트 커플러의 멀티 연결장치.
  4. 삭제
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