KR20000000747A - 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡 - Google Patents

Abstract

목적 : 본 발명은 내부로 유입되는 외부소음을 줄이고, 바닥판의 진동레벨을 높이며, 나아가 피로파괴에 의한 위험성을 감소시킨 굴삭기의 캡에 관한 것이다.

구성 : 작업장치가 설치된 선회부와 주행부로 이루어져 토목공사 등에 사용되는 굴삭기에서, 상기 선회부(20)에 설치되고, 외관을 이루는 각종 패널 및 윈드실드, 도어 등이 상호 조립되는 상부구조물(35)에 평판형 바닥판(40)이 접합되고, 상기 상부구조물(35)과 바닥판(40)의 결합부에는 밀봉재(48)가 설치되며, 소정의 결합수단에 의해 상기 바닥판에 부착되어 피로파괴와 진동을 감소시키는 다수의 리브(41)(42)로 구성되어진다.

효과 : 바닥판에 리브를 설치함으로써 트위스트 강성을 높일 수 있어 피로파괴에 대한 위험 부담을 줄일 수 있고, 상부구조물과 바닥판의 접합부에 밀봉재를 설치함으로써 외부로부터 전달되는 소음을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡

본 발명은 굴삭기(excavator)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 굴삭기의 운행이나 작업과정중에서 발생되는 진동이나 소음이 굴삭기의 운전자가 위치하는 캡(cabin)으로 전달되는 바, 이를 감소시킬 수 있는 굴삭기의 캡에 관한 것이다.

일반적으로 포크레인이라는 용어로 더 잘 알려진 굴삭기는, 휠(wheel) 혹은 캐터필러(caterpillar)가 설치된 주행부와, 엔진장치와 냉각장치 등이 설치되는 선회부, 그리고 선회부에 핀으로 조립되는 작업장치부로 나뉘어지는 데, 특히 선회부에는 운전자가 탑승하는 운전실인 캡이 설치되고, 이러한 캡의 하부에는 다수의 마운트가 설치됨으로써, 선회부에 장착된 엔진장치와 냉각장치 그리고 굴삭기의 주행과 작업과정 중에서 발생되는 진동이 캡 내부로 전달되는 것을 일부 감소시킨다.

캡의 구조를 살펴보면, 루프 패널, 사이드 패널, 후면 패널, 필라 등이 결합되는 상부 구조물의 하부에 바닥판을 볼팅하며 이 바닥판의 두께는 8 내지 10 밀리미터 정도의 두께를 사용한다. 그리고 상부 구조물에 윈도우 글래스, 도어 등이 결합된다.

이와같이 구성되는 캡은 굴삭기의 운전 중 캡의 내부로 충격하중이 전해지거나 엔진의 운전에 의해서 끊임없이 진동되는 데, 이 때 캡의 바닥판에는 10 내지 30 Hz(헤르츠) 사이의 진동수가 발생한다. 이러한 진동에 의해서 상부구조물과 바닥판을 연결한 볼트가 헐거워지고 틈새가 발생하여 실내임에도 불구하고 70 dB(데시벨) 이상의 외부 소음이 캡의 내부로 전파되어 불쾌감을 유발한다. 참고로 일반적인 승용차의 실내소음은 70 dB이하로 유지하는 것을 목표로 한다.

또한, 볼트가 헐거워진 바닥판이 굴삭기의 운전과 작업과정에서 쉽게 가진(假振)되어 저주파 진동 특성, 즉 20 Hz 이하 영역의 진동레벨을 발생시켜 운전자의 승차감을 떨어뜨리고 쉽게 피로감을 느끼게 한다.

아울러, 바닥판의 고유 진동수가 낮아져 1차로 롤링(rolling)되고 나아가 트위스트 됨으로써 상부구조물로 충격을 가하고, 이에 따라 상부 구조물의 취약 부위에 크랙(crack)을 발생시켜 피로파괴가 쉽게 일어나게 되는 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상부 구조물과 바닥판의 접합부를 개선하여 캡의 내부로 유입되는 외부소음을 줄이고, 바닥판의 진동레벨을 높이며, 나아가 피로파괴에 의한 위험성을 감소시키는 것이 목적이다.

이와같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 작업장치가 설치된 선회부와 주행부로 이루어져 토목공사 등에 사용되는 굴삭기에서, 상기 선회부에 설치되고 외관을 이루는 각종 패널 및 윈드실드, 도어 등이 상호 조립되는 상부구조물에 평판형 바닥판을 접합하고, 상기 상부구조물과 바닥판의 결합부에는 밀봉재가 설치되며, 소정의 결합수단에 의해 상기 바닥판에 다수의 리브를 부착하여 피로파괴와 진동을 감소시키는 구성으로 되어있다.

도 1은 일반적인 굴삭기의 구조를 도시한 분해 사시도

도 2는 일반적인 캡의 구조를 도시한 사시도

도 3은 본 발명에 따른 바닥판의 구조를 개략적으로 도시한 평면도

도 4는 도 3의 A-A에서의 부분 단면도

도 5는 도 3의 B-B에서의 부분 단면도

도 6은 도 3의 A-A에서의 다른 실시예를 도시한 부분 단면도

도 7은 본 발명에 관련된 다른 밀봉재의 설치 상태를 도시한 부분 단면도

도 8은 본 발명에 관련된 또 다른 밀봉재의 설치 상태를 도시한 부분 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 캡 35 : 상부구조물

37 : 선단부 39 : 대면부

40 : 바닥판 41 : 제1리브

42 : 제2리브 48 : 밀봉재

이하 본 발명에 관련된 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

참고로 본 발명을 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 발명의 구성에 대해서는 설명의 명료성을 위해 동일한 부호를 사용한다.

도 1에서는 굴삭기의 구조를 개략적으로 도시하였는 바, 휠 혹은 캐터필러(8)가 설치된 주행부(10)의 상부에는 미도시한 엔진장치와 냉각장치 등의 기계장치가 설치되는 선회부(20)가 장착되며, 이 선회부(20)에는 각종 실린더와 붐(boom), 아암 그리고 버킷(bucket)으로 구성되는 작업장치부(50)가 설치된다.

특히 선회부(20)에는 종횡방향 강성을 지닌 고무 재질의 마운트에 의해 다수의 지점에서 댐핑(damping)되는 운전실인 캡(30)이 설치되는 데, 이러한 캡(30)은 상부구조물(35)과 바닥판(40)으로 구성되어진다.

상부구조물(35)은 도 2에 도시한 바와 같이 루프 패널, 사이드 패널, 후면 패널, 필라등의 각종 패널이 결합수단에 의해 구조화되고 여기에 윈드실드(windshield)와 도어 등이 용접 내지 볼팅(bolting)되어 하부가 개구된 대략 박스 모양의 외관을 형성하게 된다. 특히 도 4에 도시한 바와 같이 사이드 패널, 후면 패널 및 필라 등은 두 개의 판이 일정한 간격을 두고 맞대져 내부가 빈 중공상의 패널로 형성되며 구조화된 상부구조물(35) 하단부는 각종 패널들의 내측 판(35a)이 상부구조물의 외측으로 벤딩되어 외측 판(35b)과 접하는 형태로 바닥판(40)의 두께에 대응되는 너비의 선단부(37)가 형성되고 각종 패널의 두 판 사이 간격과 동일한 폭으로 대면부(39)가 형성되어 바닥판(40)의 상부면과 대면되는 것이다.

이러한 상부구조물(35)의 하단 선단부(37)에는 도 3에 도시한 바와 같이 그 두께가 5 내지 6 밀리미터 정도인 바닥판(40)이 볼트 결합된다. 이 바닥판(40)에는 본 발명의 특징에 따라 우물 정자 모양으로 네 개의 제1리브(rib;41)가 상호 교차되는 바, 이들에는 도 5에 도시한 바와 같이 종방향으로 채널(44)이 형성되며 이 채널(44)을 따라 일정한 너비의 플랜지(46)가 형성됨으로써 제1리브(41)의 횡단면은 대략 모자형을 띤다. 이런 플랜지(46)를 바닥판(40)의 상부면에 대면시킨 후 일정한 간격으로 용접함으로써 제1리브(41)를 바닥판(40)에 부착시키는 것이다. 아울러 바닥판(40)의 하부면에 제1리브를 부착하여도 상부면에 제1리브(41)를 부착하는 것과 동일한 효과를 얻는다.

이와같은 제1리브(41)는 다른 실시예로써 그 단면의 형상이 네모 모양 혹은 대략 L 자 모양인 것을 사용할 수 있다. 이들 각각의 경우에도 전술한 리브와 정도의 차이는 있으나 바닥판의 강성을 보강할 수 있으므로 종래의 바닥판의 두께보다 얇은 두께, 즉 5 내지 6 밀리미터 정도의 바닥판을 사용할 수 있다.

그리고 캡(30)의 내부에서 도 4에 도시한 바와 같이 상부구조물(35)의 내측 판(35a)과 바닥판(40)의 상부면이 수직되는 모서리를 따라 이 두 판(35a)(40)에 함께 접촉되는 횡단면이 대략 L 자 모양인 밀봉재(48)를 대면시킨다. 이러한 밀봉재(48)와 접하고 바닥판(40)에 용접되는 중공상의 제2리브(42)에 의해 고정되는 데, 이 제2리브(42)는 횡단면이 네모 모양이며 종방향의 어느 한 모서리를 따라 가이드부(42a)가 형성되어 밀봉재(48)를 덧댈 수 있도록 한다.

도 6에서는 본 발명에 따른 상부구조물과 바닥판이 접합되는 부분의 다른 실시예를 나타내고 있다.

캡(30)의 내부에서 상부구조물(35)의 내측 판(35a)과 바닥판(40)의 상부면이 수직되는 모서리를 따라 본 발명의 다른 특징으로 제안되는 횡단면의 형상이 대략 타원형인 밀봉재(48)를 상부구조물(35)의 내측 판(35a)과 바닥판(40)의 상부면에 함께 접촉되도록 설치한다.

이 밀봉재(48)에도 제2리브(42)를 덧대는 데, 이는 그 횡단면이 전술한 실시예와 같이 다양한 모양으로 제작이 가능한 바, 대략 L 자 모양으로 형성되고 종방향의 어느 한 선단부를 따라 플랜지 형태의 고정부(42a)를 형성하여 이 고정부(42a)가 밀봉재(48)에 끼워지도록 한 다음 제2리브(42)를 바닥판(40)에 용접한다.

한편, 도 7과 도 8에는 전술한 실시예들과 다른 형태의 밀봉재가 설치되는 캡을 나타내고 있다.

이 캡(30) 역시 전술한 캡들과 마찬가지로 상부구조물(35)과 바닥판(40)으로 구분하여 살펴보면. 이 상부구조물(35) 역시 전술한 상부구조물과 동일한 구조로 형성된다. 즉, 루프 패널, 사이드 패널, 후면 패널, 필라 등의 각종 패널이 결합수단에 의해 구조화되고 여기에 윈드실드와 도어 등이 용접 내지 볼팅되어 하부가 개구된 대략 박스 모양의 외관을 형성하게 된다. 특히 사이드 패널, 후면 패널 및 필라 등은 두 개의 판이 일정한 간격을 두고 맞대져 내부가 빈 중공상의 패널로 형성되며 구조화된 상부구조물(35) 하단부는 각종 패널들의 내측 판(35a)이 상부구조물(35)의 외측으로 벤딩되어 외측 판(35b)과 접하는 형태로 바닥판(40)의 두께에 대응되는 너비의 선단부(37)가 형성되고 각종 패널의 두 판 사이 간격과 동일한 폭으로 대면부(39)가 형성되어 바닥판(40)의 상부면과 대면된다. 여기서 바닥판(40)의 상부면과 대면되는 전체 대면부를 따라 슬릿(slit;38)이 형성되고 이 슬릿(38)으로 밀봉재(48)를 쐐기처럼 끼운다.

이러한 상부구조물(35)의 하단 선단부와 밀봉재(48)가 끼워진 대면부(39)에 동시에 접촉되도록 전술한 바닥판과 동일한 형태의 바닥판(40)을 대면시키고 볼트로 결합한다. 이 바닥판(40)에도 전술한 바와 같은 네 개의 제1리브(41)가 상호 교차된 후 바닥판(40)에 용접된다.

이와같은 제1리브(41) 역시 그 단면의 형상이 네모 모양 혹은 대략 L 자 모양인 것을 사용한다. 이들 각각의 경우에도 전술한 리브와 정도의 차이는 있으나 바닥판의 강성을 보강할 수 있으므로 종래 기술에서 보인 바닥판의 두께보다 얇은 두께, 즉 5 내지 6 밀리미터 정도의 바닥판을 사용할 수 있다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예들에 따른 굴삭기의 캡은, 굴삭기를 가동하면 선회부(20)에 설치된 엔진장치들이 동작되고 주행할 경우에는 휠이나 캐터필라(8)들이 엔진장치와 연결된 동력전달장치에 의해 회전되어 이동할 수 있게 된다. 그리고 작업을 수행할 경우에는 캡(30)의 실내에서 운전자가 각종 레버를 조작함에 따라 유압장치들이 작동되어 붐과 아암, 버킷등으로 이루어진 작업장치부(50)가 작동되고 이에 따라 소망하는 작업 내용을 수행하게 되는 것이다.

이 때 선회부(20)에 설치된 엔진장치와 작업장치부(50) 그리고 휠이나 캐터필라(8)등에 의해 진동과 소음이 발생되는 데, 진동의 경우에는 마운트를 거쳐 선회부(20)에 위치하는 캡(30)으로 전달된다. 마운트는 일부의 진동을 감쇠시키나 다른 일부는 바닥판(40)을 통해 구조화된 캡(30)의 전체로 전달되어 롤링이나 피칭 등을 발생시킨다. 그러나 본 발명에서 제안한 제1리브(41)와 제2리브(42)가 바닥판(40)에 부착됨으로써 바닥판(40)의 롤링과 트위스트를 감소시켜 캡(30)이 받는 응력과 진동변위를 대폭적으로 줄일 수 있어 피로파괴에 대한 영향을 감소시킬 수 있다.

또한, 상부구조물(35)과 바닥판(40)의 접합부에 밀봉재(48)를 설치함으로써 외부로부터 전달되는 소음을 종래의 캡에 비해 3dB이상 줄일 수 있어 캡 내에서 작업능률을 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 굴삭기의 캡은 바닥판에 리브를 설치함으로써 트위스트 강성을 높일 수 있어 피로파괴에 대한 위험 부담을 줄일 수 있고, 상부구조물과 바닥판의 접합부에 밀봉재를 설치함으로써 외부로부터 전달되는 소음을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 작업장치가 설치된 선회부와 주행부로 이루어져 토목공사 등에 사용되는 굴삭기에 있어서,

   상기 선회부(20)에 설치되고, 외관을 이루는 각종 패널 및 윈드실드, 도어 등이 상호 조립되는 상부구조물(35)과; 이 상부구조물(35)에 접합되는 평판형 바닥판(40)과; 상기 상부구조물(35)과 바닥판(40)의 결합부에 설치되는 밀봉재(48)와; 소정의 결합수단에 의해 상기 바닥판에 부착되어 피로파괴와 진동을 감소시키는 다수의 리브(41)(42)로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 바닥판(40)에 부착되는 복수의 리브(41)는 상호 교차됨을 특징으로 하는 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 바닥판(40)에 부착되는 복수의 리브(41)는 종방향으로 채널(44)을 형성하는 것이 특징인 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 바닥판(40)에 부착되는 리브(41)의 채널(44)을 따라 플랜지(46)가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉재(48)에 접하여 상기 리브(42)가 설치됨으로써 밀봉재(48)를 덧대는 것이 특징인 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 리브(42)는 종방향으로 가이드부(42a)가 형성됨으로써 상기 밀봉재(48)를 덧대는 것이 특징인 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉재(48)는 상기 상부구조물(35)과 바닥판(40)의 접합부에 쐐기 형태로 끼워지는 것을 특징으로 하는 진동과 소음을 감소시킨 굴삭기의 캡.