KR20020046938A - 장궤형 작업기계의 주행구동장치 - Google Patents

장궤형 작업기계의 주행구동장치 Download PDF

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Abstract

장궤형 작업기계의 주행구동장치에 관한 것으로 감속기의 출력측 하우징 돌출부의 선단부와 스프로킷의 축 부착 보스부와의 대향부에서의 각각의 내주면에, 플로팅실(floating seal)을 배치하여, 감속기를 분해하지 않고 플로팅실이 손상되어 있으면 간단하게 교환할 수 있고 베어링 및 감속기 측으로 이물질의 침입을 확실하게 방지하여 장기간에 걸쳐서 안전하게 사용할 수 있으며 또한, 점검. 교체시에 분해 조립이 용이하게 한 것이다.

Description

장궤형 작업기계의 주행구동장치{DRIVING MECHANISM FOR WORK MACHINE}
본 발명은, 주로 장궤형(裝軌型)(crawler-type) 작업기계에 있어서의 주행구동부를 컴팩트(compact)하게 결합하여 전체 분해하는 일없이 유지관리할 수 있고 특히 플로팅실(floating seal)부분의 교환을 용이하게 할 수 있게 구성된 장궤형 작업기계의 주행구동장치에 관한 것이다.
종래, 일반적으로 장궤형 작업기계에 있어서의 주행 구동장치는, 차체 후방에 위치하여 주행구동력과 외력 부하의 부담의 역할을 가지고 있다. 그리고, 그 주행구동기(구동감속기)는, 차체프레임(트럭프레임)에 오버헝(overhung type) 구조로 부착되어 있다.
이러한 종래의 주행구동장치로서는, 도5에 종래의 구동감속기의 부착구조를 나타내는 종단면도에 의해 예시된 바와 같이, 캐터필러(100)의 주행구동기(101)는, 주행모터(102)와 직결되는 감속기(103)(일반적으로 유성(遊星)치차(齒車) (epicyclic gear)구조이다)에서의 출력부와 일체인 케이싱(casing)(103a)에 스프로킷(sprocket)(104)이 볼트(111)로 체결 고착되어 있으며, 그 감속기(103)의 고정측이 차체의 트럭프레임(truck frame)(105)의 후단부에 설치된 주행구동기 부착구멍 (106)에, 그 감속기(103)의 고정측 기단(基端)(103b)을 외측에서 끼워 넣어 볼트 (107)로 체결 고착되는 구조로 되어 있다.
그리고, 그 감속기(103)의 고정부(103b)와 유성치차기구에 의해 감속 회전하는 스프로킷(104)측(회전측)과의 경계부분에는, 플로팅실(018)이 조합되어 작업시 와 주행시에 토사 및 흙탕물 등의 이물이 감속기(103) 내의 베어링(bearing)(109)부분에 침입하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.
이러한 장궤형 작업기에서의 주행구동기에 있어서는, 주로 큰 지름의 스프로킷이 사용되어 큰 출력 토크(torque)를 요하기 때문에 큰 감속비를 필요로 하므로, 아무래도 대형으로 된다. 또, 부착부는 구조상, 차체의 트럭프레임에, 상술한 바와 같이, 오버헝(overhung type) 구조로 설치되어 있다. 그 때문에, 구동기의 지지부는 강성(剛性)이 높은 구조로 할 필요가 있으며, 전반적으로 견고히 하게 되어 그만큼 중량적으로 무거워 지는 것을 피할 수 없다.
또, 주행구동기의 감속기부분은, 상술한 바와 같이 오버헝 구조로 되어서, 그 지지부에 대한 부착좌부(座部)를 구비하는 고정부에 주행모터를 조합하며, 그 고정부에서의 베어링 장착부를 기준으로 하여 스프로킷 유성치차감속기의 순으로 조립된 구조로 되어 있다. 그리고, 스프로킷에 작용하는 구동력과 외력에 의한 부하에 견딜 수 있는 강도를 얻을 것과, 스프로킷이 큰 지름이 되는 관계로 지지부에 대형의 감마찰 베어링(antifriction bearing)을 사용하지 않으면 안되고, 전반적으로 코스트가 상승하는 점에서 문제가 있다.
또한, 상술한 바와 같이 회전부와 고정부와의 경계부분에 설치되는 플로팅실은, 주행구동기가 설치된 환경이 접지면에 가까운 위치에 있으므로, 작업현장의 상황에 따라 차이는 있지만 토사와 흙탕물이 캐티필러의 작동에 따라 심하게 튀는 나쁜 환경에 놓여지고, 또한 편지지 구조의 관계로 변형의 발생에 의해 경계부분에 생기는 약간의 간극에서 이물의 침입이 생기면, 점차 실(seal)부가 침식(손상)되어 실(seal) 효과를 저감시키게 된다. 그 때문에, 소요의 작업시간이 경과하면 요부의 점검 정비작업이 필요하게 된다. 그러나 이 주행구동기의 부착부에 있어서는, 상술한 바와 같은 구조로 되어 있으므로, 예를 들면 플로팅실의 점검·정비를 행할 경우, 주행 구동기(스프로킷과 감속기의 유니트 전체를 트럭 프레임에서 떼어낸 다음, 감속기 측에서 순차 분해하여 해체하지 않으면 안 된다. 이러한 플로팅실의 손상에 대응하기 위하여, 그 교환이 용이하게 하기 위한 선행기술로서 특허 제 2939924호에 의해 공개된 것이 있다.
이 특허 제 293992호의 특허공보에 기재되어 있는 선행기술에 의하면, 상술한 바와 같이 감속기 케이싱의 스프로킷측과 기체측에 직접 플로팅실을 접촉시키어 설치한 것을, 스프로킷측 케이싱과 기체측 케이싱의 대향부 외주측에 간극을 형성하면서 서로 대향하는 외주 링을, 그의 대향부 내주면에 플로팅실을 배치하여 고착되는 것이다. 이렇게 하므로서 프로팅실을 떼어낼 때에는 양쪽의 외주링을 양 케이싱으로부터 떼어내면 각각 개방할 수 있다고 되어 있다.
그러나, 이 특허공보에 개시된 선행기술에서는, 상기 플로팅실을 배치한 외주링을 떼어내는 세부의 구성에 관하여 아무런 기재가 없고, 그렇다면, 감속기가 유성치차기구에 의한 것이면, 구조상 역시 감속기를 분해하지 않으면 목적하는 플로팅실의 교환이 되지 않는다는 문제점이 해결되지 않는다. 따라서, 플로팅실의 교환 등 정비작업을 하는데는 정비공장에 운반하여 분해하지 않으면 안되고, 만일 실부분의 손상으로 베어링이 파손되는 일이 있으면 대단히 큰 피해를 입게되는 문제점이 있다. 이러한 것 때문에 아무래도 월예(月例)의 점검에 있어서도 간과되어 중대한 사고로 이어질 우려가 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 감속기를 분해하지 않아도 플로팅실부의 교환이 용이하게 되는 구성으로 하는 동시에, 스프로킷의 지지구조를 합리화하여 감속기에 작용하는 외력부담이 경감될 수 있게 하여 주행구동장치의 조립의 용이성과 경량화를 도모할 수 있는 장궤형 작업기계의 주행구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은, 본 발명에 관한 주행구동장치를 구비한 캐터필러 주행형 작업기계의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 2는, 주행구동장치의 요부 종단면도이다.
도 3은, 플로팅실의 부착부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는, 하이드라이브 감속구동기로서 사용되고 있는 주행구동장치의 일 실시형태를 나타내는 종단면도이다.
도 5는, 종래의 구동감속기의 부착구조를 나타내는 종단면도이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1 : 유압셔블 3 : 트럭프레임
4 : 지지부 5 : 부착구멍
6 : 캐터필러 10, 10A : 주행구동장치
11 : 감속기 12 : 출력측 하우징
12b : 출력측 하우징의 돌출부 13 : 감마찰 베어링
14 : 감속기구(유성치차기구) 17 : 주행모터
18 : 출력축 20 : 스프로킷
21 : 축부착 보스부 25 : 간극
30 : 플로팅실
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 장궤형 작업기계의 주행구동장치는,
장궤형 작업기계에 있어서의 주행구동장치로서,
감속기의 출력측 하우징(housing) 선단부와 스프로킷의 축부착 보스부와의 대향부에서의 각각의 내주면에, 플로팅실을 배설하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 캐터필러를 구동하는 스프로킷에 직결되는 구동감속기를, 그 출력측 하우징을 스프로킷의 축부착 보스부에 대하여 돌출되는 구조로 하고 그 하우징의 선단부와 스프로킷의 축부착 보스부와의 대향부에서의 간격을 봉하도록, 대향부에서 각각 형성된 내주면에 플로팅실을 배설하여 실(seal)되도록 하므로서, 캐터필러의 연결을 풀어서 스프로킷을 자유로운(free) 상태로 하면, 그 스프로킷을 감속기의 출력부에 직결되는 축부에서 떼어내므로서, 감속기측과 스프로킷측 사이에 설치된 플로팅실을 곧바로 떼어내어 점검·교환할 수 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 스프로킷을 그 지지되는 축부착부에서 떼어내므로서, 감속기를 완전히 분해하지 않고 플로팅실의 점검·교환을 할 수 있으므로, 작업현장에서도 교환수리가 가능하게 되며, 작업의 중단시간을 단축할 수 있어 작업성 향상을 도모할 수 있다. 또, 감속기를 분해하지 않아도 되므로 복잡한 기구로 되어 있는 감속기를 손상하는 일이 없이 정비할 수 있는 이점이 있다.
상기 감속기는, 출력측 하우징에 기체에 대한 부착좌부(座部)를 구비하며, 그 출력측 하우징의 부착좌부에서 전방으로 돌출하는 중앙부의 내부에 스프로킷의 지지축를 지지하는 베어링이 설치되며, 그 출력측 하우징의 후단에 감속기구의 케이싱이 설치되어 구성되며, 상기 스프로킷의 지지축 후단을 감속기구의 출력부와 같은 선상에서 연결되는 구성이 바람직하다. 이렇게 하면, 스프로킷의 지지축을 지지하는 베어링에 종래의 것과 비교하여 현저하게 축 지름의 치수가 작은 것을 사용할 수 있게 되며, 대폭으로 원가절감을 꾀할 수 있다. 또 감속기가 스프로킷의 위치에서 분리되는 구조이므로, 전체적으로 소형화가 가능하며, 경제성을 보다 높일 수 있는 효과가 있다. 또, 스프로킷과 감속기의 조립(assembly)의 기체에 대한 결합이 용이하게 되며, 정비도 용이하게 되는 효과가 있다.
상기 스프로킷의 지지축과의 부착부는, 스프로킷측에 설치되는 부착보스부에 서의 상기 지지축 부착공을 단이 진 구멍으로 하고 그 단이 진 구멍으로 형성되는 내측에 지지축의 부착단부(端部)를 끼워 넣고, 스프로킷측의 외단면에서 상기 지지축의 부착단부와 보울트체결하여 그 지지축에 스프로킷을 일체로 고착되게 하는 것이 좋다. 이렇게 하면, 지지축과 스프로킷과의 고정을 해체할 때에 체결하는 볼트를 떼어내는 것으로 간단하게 스프로킷이 떼어지며, 플로팅실의 교환 등의 작업을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
(실시예)
다음으로, 본 발명에 의한 장궤형 작업기계의 주행구동장치의 구체적인 실시 형태에 관하여, 도면을 참조하여 설명한다.
도1에 본 발명에 관한 주행구동장치를 구비한 장궤형 작업기계의 일 실시형태를 나타내는 도면이 표시되어 있다. 도2에 그 주행구동장치의 종단도면이, 도3에 플로팅실의 부착부를 확대하여 나타내는 단면도가, 각각 표시되어 있다.
이 실시의 형태에서는, 장궤형 작업기계로서 유압셔블(1)에 적용한 것에 관하여 설명한다. 주행구동장치(10)는, 유압셔블(1)에 있어서의 하부 주행체(2)의 좌우 양 트럭프레임(3)의 후부에 형성되어 있는 지지부(4)에 설치되어 있다.
주행구종장치(10)는, 트럭프레임(3)의 후부의 지지부(4)에 설치된 부착구멍 (5)에, 장착기부(基部)(12a)를 끼워맞추어 볼트 체결되는 감속기(11)와, 이 감속기(11)의 출력측 하우징(12)의 중심부에 형성되는 돌출부(121)내부에 설치되는 베어링부(13)에 의하여 지지되어 감속기구(유성치차기구14)의 출력부(14b)와 직결된 지지축(18)의 단부에 장착되어 캐터필러(60)를 구동하는 스프로킷(20), 및 감속기 (11)에 직결하는 유압의 주행모터(17)로 구성되어 있다.
상기 감속기(11)는, 상기 부착기부(基部)(12a)의 주위에 트럭프레임(3)의 지지부(4)의 외단면에 붙여서 복수개의 볼트(6)로 체결하게 된 플랜지(flange)형상의 부착좌(座)(12c)를 외주부에 가진, 출력측 하우징(12)을 한쪽에 구비하며, 이 출력측 하우징(12)의 상기 베어링부(13)를 내부에 구비한 돌출부(12b)와 반대측 끝에, 유성치차기구(14)의 케이싱(14a)과 모터측 하우징(15)이 일체로 보울트(16)로 체결되어 있으며, 입력측에 주행모터(17)가 직결된 구조로 되어 있다. 따라서, 상기 유성치차기구(14)의 케이싱(14a)은, 그 외경을 상기 지지부(4)에 설치되어 있는 부착구멍(5) 내에 삽입되는 외경으로 되어 있다.
상기 출력측 하우징(12)의 돌출부(12b) 선단부와 스프로킷(20)의 축부착 보스부(21)와 대향하는 부분에는, 간극(25)이 형성되어 있으며, 그 내부에 플로팅실 (30)이 설치되어, 외부에서 베어링(13)에 의한 지지부로의 이물질의 침입을 방지할 수 있게 되어 있다. 그 플로팅실(30)은, 주지된 구조의 것으로 2개의 O링(31, 31)과 2개의 금속실링(32, 32)으로 구성되며, 금속실링(32, 32)과 출력측 하우징의 돌출부 끝에 설치한 요소(凹所)내벽 및 스프로킷의 축부착 보스부(21) 단부 요소(凹所)의 내벽 사이에 밀어 넣어 압입(壓入)된 O링(31, 31)의 압압력(押壓力)으로, 상기 2개의 금속실링(32, 32)의 내측에 고정밀도로 가공된 쌍방의 슬라이딩면의 밀착에 의하여 실(seal)기능을 발휘할 수 있게 되어 있다.(도3참조).
스프로킷(20)은, 축부착 보스부(21) 내에 설치되는 지지축 부착구멍(22)을 단(段)이 진 구멍으로 하여, 그 단이 진 지지축 부착구멍(22)에 형성되는 내측에, 상기 감속기(11)에 있어서의 출력측 하우징(12)의 돌출부(12b) 내부에 설치된 베어링(13, 13)에 의하여 지지되는 지지축(18)의 부착단부(18a)를 끼워넣어, 스프로킷의 축부착 보스부(21) 외단면에서 상기 지지축(18)의 부착단부(18a)와 보울트(19)에 의하여 체결하여, 그 지지축(18c)에 일체적으로 고착되어 있다. 또한, 스프로킷의 지지축(18)의 타단부(18c)는, 감속기(유성치차기구14)의 출력부(14b)와 스플라인(spline)축 접속자(컨넥터)에 의하여 동축심(同軸芯) 상에서 직결되어 있다.
이와 같이 구성되어 있는 주행구동장치(10)에 있어서는, 캐터필러(6)를 구동하는 스프로킷(20)이 그 지지축(18)을 지지하는 베어링(13, 13)을 구비하는 출력측 하우징(12)으로, 트럭프레임(3)의 지지부(4)에 부착되며, 이 출력측 하우징(12)을 통하여 감속기의 요부가 지지되므로, 트럭프레임(3)의 지지부(4)에 설치되는 스프로킷(20)의 지지구조가 종래와 비교하여 간단하게 된다. 그리고, 회전하는 스프로킷(20)과 지지부(4)에 설치되어 있는 감속기(11)측과의 작동 경계부에 설치되는 플로팅실(30)의 설치위치가, 스프로킷(20)의 부착보스부(21)에 인접하여 캐터필러(6)의 이동영역으로부터 멀리 설치되므로, 외부로부터의 토사나 그 밖의 침입에 대한 환경이 개선된다.
장기사용 또는 작업환경이 나쁜 조건에서 작업기계가 사용되어, 캐터필러 주변의 작업기계 하체 부분을 점검할 때에, 스프로킷(20)의 지지축(18) 근방의 플로팅실(30)을 점검하는 데는, 캐터필러(6)의 연결을 풀고, 스프로킷(20)의 축부착 보스부(21)에 있어서의 지지축과의 부착보울트(19)를 제거하면, 그대로 스프로킷 (20)을 지지축 부착단부(18a)로부터 떼어낼 수 있다. 이렇게 하면, 스프로킷(20)과 감속기의 출력측 하우징(12)과의 상대위치에 설치되어 있는 플로팅실(30)을 곧바로 점검할 수 있다. 따라서, 감속기(11)를 분해하지 않고 플로팅실(30)이 손상되어 있으면 간단하게 교환할 수 있고 베어링(13) 및 감속기(11)측으로의 이물질의 침입을 확실하게 방지하여 장기간에 걸쳐서 안전하게 사용할 수 있다. 또한, 분해 후 조립을 할 때에도, 역 조작으로 용이하게 조립할 수 있다.
이와 같이 플로팅실(30) 부분의 점검정비를 간단하게 분해·조립에 의하여 할수 있으므로, 긴급한 경우에는 작업환경에서 플로팅실(30)의 교체작업도 가능하며, 작업의 중단시간을 단축하여 작업효율의 향상을 꾀할 수 있다.
다음으로, 다른 실시형태로서, 도4에 하이드라이브 감속구동기구로서 사용되는 주행구동장치의 일 실시형태를 나타내는 종단면도가 표시되어 있다.
이 실시형태에서의 주행구동장치(10A)는, 작업기계의 트럭프레임에 대한 부착위치가 접지면에서 상방으로 이동하여 설치되며, 이에 따라 스프로킷(20A)의 지름이 작아진 것을 제외하고, 상기 실시형태와 동일 구성이다. 따라서, 동일한 구성부분에 관하여는 그 상세한 설명을 생략하며, 상기 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 있다.
이 실시형태는 하이드라이브 구조로 된 경우에 적용한 주행구동장치(10A)이며, 이 주행구동장치(10A)를 접지면에서 통상형의 경우보다도 높은 위치에 부착한 구조가 되므로, 스프로킷(20A)의 지름이 그만큼 작아져있다. 따라서, 축부착 보스부(21)의 외형이 조금 다를 뿐이며, 그 밖의 구조에 관하여는 상술한 실시형태와 다르지 않다. 이와 같이 구성하여도, 캐티필러(6)의 연결을 푸는 것에 의하여 스프로킷(20A)을 지지축(18)의 부착단부(18a)에서 떼어내어 플로팅실(30)부분의 점검·교환을 용이하게 할 수 있다. 그러므로, 상기 실시형태의 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상의 설명은, 유압셔블에 채용한 실시형태에 관하여 기재하였으나 이것에 한정된 것은 아니고, 그 외의 캐터필러 주행형의 차량에 관하여 적용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면, 스프로킷을 그 지지되는 축부착부에서 떼어내는 것으로, 감속기를 완전히 분해하지 않고 플로팅실의 점검·교환할 수 있으므로, 작업현장에서도 교환수리가 가능하며, 작업의 중단시간을 단축할 수 있어 작업성 향상을 도모할 수 있다.
또, 감속기를 분해하지 않아도 되므로 복잡한 기구로 되어 있는 감속기를 손상하는 일이 없이 정비할 수 있는 이점이 있다.
또 감속기가 스프로킷의 위치에서 분리되는 구조이므로, 전체적으로 소형화가 가능하며, 경제성을 보다 높일 수 있다.
또, 스프로킷과 감속기의 기체에 대한 결합이 용이하며, 유지관리도 용이하다.
또한 감속기를 분해하지 않고 플로팅실이 손상되어 있으면 간단하게 교환할 수 있고 베어링 및 감속기 측으로 이물질의 침입을 확실하게 방지하여 장기간에 걸쳐서 안전하게 사용할 수 있다. 또한, 분해 후 조립을 할 때에도, 역 조작으로 용이하게 조립할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 장궤형 작업기계에 있어서의 주행구동장치로서, 감속기의 출력측 하우징 (housing) 선단부와 스프로킷(sprocket)의 축 부착 보스부와의 대향부에 있어서의 각각의 내주면에, 플로팅실(floating seal)을 배치하여 설치된 것을 특징으로 하는 장궤형 작업기계의 주행구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감속기는, 출력측하우징에 기체에 대한 부착좌부를 구비하며, 그 출력측 하우징의 부착좌부에서 전방으로 돌출된 중앙부의 내부에 스프로킷의 지지축을 지지하는 베어링이 설치되며, 그 출력측 하우징의 후단(後端)에 감속기구의 케이싱(casing)이 부착되어 구성되며, 상기 스프로킷의 지지축 후단을 감속기구의 출력부와 동축선상에서 연결하여 구성된 장궤형 작업기계의 주행구동장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스프로킷의 지지축과의 부착부는, 스프로킷측에 설치되는 부착 보스부에서의 상기 지지축 부착구멍을 단이 진 구멍으로하여 그 단이 진 구멍에 형성되는 내측에 지지축의 부착단부를 끼워넣고, 스프로킷측의 외단면 (外端面)에서 상기 지지축의 부착단부와 볼트체결 하여 그 지지축에 스프로킷을 일체로 고착하여 된 장궤형 작업기계의 주행구동장치.
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