KR200439119Y1 - 중장비용 유압 및 전기 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유압 및 전기공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중장비의 센터조인트의 근접 위치에 전기공급유닛을 설치하여, 중장비 작업의 안전성 확보와 장비의 소형화를 실현할 수 있도록 한 중장비용 유압 및 전기공급장치에 관한 것이다.

이를 위해, 센터조인트 외부를 커버하는 보호케이스와의 사이에 슬립링, 브러시홀더, 고정바, 회전방지홀더로 구성되는 전기공급유닛을 설치하고, 상기 전기공급유닛에 동력배선을 연결하여 중장비에 전기를 공급하는 동시에, 상기 센터조인트 외측면의 하방으로 다수의 유압파이프를 설치하여 상기 전기공급유닛에 방해받지 않고 이동부에 유압을 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따라, 센터조인트 둘레에 전기공급유닛을 설치하여, 중장비 상단에 전기를 공급받기 위한 별도의 타워 구성이 불필요하므로, 중장비를 이용한 작업 및 이동작용이 이루어지더라도 중장비의 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있고, 또한 중장비의 회동부와 이동부 사이의 공간에 전기공급유닛이 소형으로 설치되므로, 전기공급을 위한 장치를 소형화 및 간소화할 수 있는 효과도 있다.

굴삭기, 센터조인트, 전기공급유닛, 슬립링, 브러시.

Description

중장비용 유압 및 전기 공급장치{Apparatus for supplying oil pressure and electricity for driving heavy equipment}

도 1은 종래 기술에 따른 전원공급장치의 구성을 도시한 측면도,

도 2는 종래 기술에 따른 전원공급장치의 구성 및 작동 상태를 도시한 측면도,

도 3은 종래 기술에 따른 전원회전전달체의 구성을 도시한 부분 단면도,

도 4는 본 고안에 따른 유압 및 전기공급장치가 사용된 중장비와 호이스트장치와의 연결구조를 개략적으로 도시한 측면도,

도 5는 본 고안에 따른 전기공급유닛을 저면에서 바라본 확대 사시도,

도 6은 본 고안에 따른 전기공급유닛의 분리 사시도,

도 7은 본 고안에 따른 전기공급유닛의 정면도,

도 8은 본 고안에 따라 전기와 엔진을 겸용 사용하는 구조의 중장비와 호이스트장치와의 연결구조를 개략적으로 도시한 측면도.

*도면중 주요 부호에 대한 설명*

100 : 회동부 140 : 웨이트밸런스

150 : 모터 160 : 유압펌프

200 : 이동부 210 : 센터조인트

212 : 플랜지 220 : 유압파이프

230 : 보호케이스 300 : 전기공급유닛

310 : 슬립링 312 : 베이스

314 : 단자 316 : 절연체

320 : 브러시홀더 322 : 브러시

330 : 고정바 340 : 회전방지홀더

350 : 동력배선 400 : 호이스트장치

본 고안은 유압 및 전기공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중장비의 센터조인트의 근접 위치에 전기공급유닛을 설치하여, 중장비 작업의 안전성 확보와 장비의 소형화를 실현할 수 있도록 한 중장비용 유압 및 전기공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 중장비라 함은 토목 공사에 쓰는 중량이 큰 기계를 통틀어 이르는 말로, 기중기, 굴삭기, 지게차, 로우더 등 이루 헤아릴 수 없을 정도로 많은 종류의 것들이 있다.

이러한, 중장비 중에서도 특히 굴삭기는 땅을 파거나 깎을 때 사용되는 건설기계 중 대표적인 것으로, 포크레인이라고도 불리운다. 상기한 굴삭기의 구성을 간단하게 살펴보면, 하부에 캐터필러가 장착되어 이동부가 구성되고, 상부 일측에는 캐빈(운전석)과 관절식 아암이 각각 장착되고, 타측에는 기계식 엔진이 장착되어 회동부가 구성된다. 그리고, 상기 아암 선단에는 굴착용 디퍼가 장착되어 땅을 파거나 깎는 작업을 하게 된다.

그런데, 상기한 굴삭기는 보통 엔진에서 원동력을 얻어 유압펌프를 작동시킬 수 있도록 구성되는데, 상기한 엔진을 구동하기 위한 연료로 경유를 사용하게 된다. 그러나, 경유가 연소되는 과정에서 매연과 유해 물질이 다량 배출되고, 또한 소음이 심각하여 대기를 오염시킬 뿐만 아니라 작업자의 건강을 해치는 문제가 있었다.

특히, 최근 유류비의 상승으로 인해 굴삭기를 구동하는 데 소요되는 비용 역시 동반 상승함으로써, 경제적으로 커다란 부담이 되는 문제도 있고, 또한 유류를 이용한 엔진을 사용하는 특성상 엔진오일 교체에 따른 유지비용이 소요되는 문제점과, 엔진오일의 처리가 어려운 문제점도 있는 것이다.

도 1 내지 도 3은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 "전기를 동력원으로 하는 이동장치의 전원공급장치"(등록실용신안공보 등록번호 제20-387784호)에 대한 것으로, 크게 전원공급부(10)와 이동장치(20)로 구성된다.

설명하면, 전원공급부(10)는 전기배선(16)을 유도하여 전원공급이 상기 이동장치(20)보다 높은 높이에서 이루어지도록 하는 타워(11)와, 상기 타워(11)의 상측 단부에 구비되어 상하좌우로 자유회전하는 회전체(12)와, 전술한 회전체(12)를 중심으로 힌지(13) 결합되어 밸런스웨이트(14)의 중량과 상기 이동장치(20)의 이동에 따른 당기는 힘의 차이에 의해 시소 운동하는 작동바(15)와, 상기 작동바(15)의 밸 런스웨이트(14)가 구비된 타측단으로 연장 인출되어 외부의 전원공급원(1)으로부터 전달되는 전원을 상기 이동장치(20)의 전원부(21)로 공급하는 전기배선(16)을 포함하여 구성된다.

그리고, 이동장치(20)는 작동바(15)에서 인출 연장된 전기배선(16)이 이동장치(20)의 최상단에서 본체의 전원부(21)로 인입되도록 하는 타워(22)와, 상기 타워(22)의 상측 단부에 구비되어 상하좌우로 자유회전 가능하되, 회전식 전원슬립링으로 이루어져 무한 회전하여도 전기배선이 꼬이지 않도록 하는 전원회전전달체(23)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 전원회전전달체(23)는 전기배선(16)의 단부와 연결된 접속단자(23b)가 동심원을 갖으며 다수개 구비된 회전체(23c)와, 이동장치(20)의 전원부(21)에서 연장된 전기배선(16)의 단부와 연결된 접속단자(23a)가 면 접촉되어 이루어진다.

즉, 이동장치(20)의 상단부가 회전하게 되면, 전원슬립링으로 이루어진 전원회전전달체(23)에 의해 타워(22) 상부에 연결된 전기배선(16)이 꼬이지 않게 되고, 또한 이동장치(20)가 이동을 하게 되면, 작동바(15)가 회전체(12)의 힌지(13)를 중심으로 시소 운동하게 됨으로써, 작동바(15) 및 전기배선(16)의 길이 범위 내에서 이동장치(20)을 이동시킬 수 있는 것이다.

그러나, 상기한 종래기술은 이동장치에 전기를 공급하기 위해 이동장치(20) 상면에 상당 높이를 갖는 타워(22)를 세우고 그 상단에 전기배선(16)을 연결하는 구조 특성상, 전기배선(16)을 이동장치의 아암이나 디퍼 등에 걸리지 않게 하기 위해서는 타워(22)의 높이를 불가피하게 높여야 하는 문제점이 있다.

특히, 경사 또는 굴곡이 심한 현장에서의 작업이 많은 굴삭기의 경우에는 상기와 같은 상당 높이 및 중량을 갖는 타워(22)로 인해 작업과정이나 이동과정 중 이동장치(20)의 중심을 잃어 전복될 수 있는 우려가 있어 현장에서의 작업안전성을 크게 위협하는 폐단도 있는 것이다.

더욱이, 상기한 종래기술은 이동장치의 이동작용이 작업바(15)와 전기배선(16)을 합한 길이 범위 내에서 이루어지므로, 이동장치의 이동 범위가 극히 제한되는 문제가 있다. 다만, 이동장치의 이동 범위를 늘리기 위해 작동바 및 전기배선의 길이를 늘릴 수도 있으나, 이 역시 작동바의 중량으로 인해 시소운동 자체가 불가능해지거나 작동바의 높이가 지나치게 높아지게 됨으로써, 안전성에 커다란 문제가 발생하여 실질적으로 현장에 적용할 수 없는 문제가 있는 것이다.

본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 회동부와 이동부 사이에서 유압을 공급하는 역할의 센터조인트의 근접 위치에 전기공급 유닛을 접목함으로써, 중장비의 작업 및 이동 과정에서의 안전성을 확보함은 물론 장비의 소형화 및 간소화를 실현할 수 있도록 한 중장비용 유압 및 전기공급장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 전기를 공급하는 동력배선이 중장비의 허리 부분에 연결되므로, 동력배선의 길이조절을 통해 중장비의 이동범위를 자유롭게 조절할 수 있도록 한 중장비용 유압 및 전기공급장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 중장비 상단의 회동부와 하단의 이동부 사이에 장착된 센터조인트를 통해 이동부를 구성하는 캐터필러에 유압을 공급하고, 전기를 이용하여 상기 중장비를 구동하는 것에 있어서, 상기 센터조인트 외부를 커버하는 보호케이스와의 사이에 슬립링, 브러시홀더, 고정바, 회전방지홀더로 구성되는 전기공급유닛을 설치하고 상기 전기공급유닛에 동력배선을 연결하여 중장비에 전기를 공급하는 동시에, 상기 센터조인트 외측면 하방으로 다수의 유압파이프를 설치하되 상기 유압파이프 단부를 캐터필러에 연결하여 상기 전기공급유닛에 방해받지 않고 유압을 공급하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전기공급유닛은 센터조인트 중앙 부분에 형성된 플랜지 저면에 장착하는 슬립링과; 상기 슬립링 외측 일부에 구비하여 내측면에 구비된 브러시를 단자에 접촉시키는 브러시홀더와; 보호케이스 하단 양 내측에 양단이 고정되는 고정바와; 상기 센터조인트 저면에 연장 구비하여 상기 고정바를 구속하는 회전방지홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회동부 후미에는 웨이트밸런스를 장착하거나, 또는 전기 공급에 의한 중장비 구동과, 경유 공급에 의한 중장비 구동을 겸용하기 위해 모터와 유압펌프를 장착한 것을 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 8은 본 고안의 중장비용 유압 및 전기공급장치를 도시한 것으로, 센터조인트(210) 외부에 설치된 전기공급유닛(300)과, 유압파이프(220)를 주요 구성요소로 한다.

상기한 구성요소를 설명하기에 앞서, 본 고안에서 예시한 굴삭기의 구성을 도 4와 도 8을 통해 간단하게 살펴보면, 상부의 회동부(100)와 하부의 이동부(200)를 포함하여 구성하되, 상기 회동부(100) 상면 전방에는 캐빈(110)과 아암(120)이 설치되고, 상기 아암(120) 선단에는 디퍼(130)가 연결 장착되며, 상기 이동부(200)는 캐터필러 또는 바퀴로 구성된다.

이때, 상기 회동부(100) 후방에는 도 4와 같이 전, 후 무게 중심을 맞추기 위해 중량의 웨이트밸런스(140)를 장착하는 것이 적절하나, 전기에 의한 중장비 구동과, 엔진에 의한 중장비 구동을 겸용하여 사용하는 경우에는 도 8과 같이 상기 웨이트밸런스(140) 대신 모터(150)와 유압펌프(160)를 장착할 수도 있고, 모터(150) 및 유압펌프(160)의 중량은 웨이트밸런스(140)의 중량과 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 회동부(100)와 이동부(200) 사이에는 센터조인트(210)가 설치되어 상기 센터조인트(210) 상부에 공급되는 유압을 상기 센터조인트(210) 하단에 연결되는 캐터필러에 공급하여 캐터필러의 이동을 제어한다.

한편, 도 4 내지 도 7과 같이 상기 센터조인트(210) 외부에는 보호케이스(230)가 커버되고, 상기 센터조인트(210)와 보호케이스(230) 사이에는 본 고안의 특징적인 구성이라 할 수 있는 전기공급유닛(300)이 설치되며, 상기 전기공급유닛(300)에는 전기가 인입되는 동력배선(350)이 연결되고, 상기 동력배선(350) 일부는 포스트(410) 상단에 상, 하 이송이 가능하게 설치된 호이스트장치(400)에 연결 된다.

여기서, 전기공급유닛(300)은 다시 슬립링(310)과, 브러시홀더(320)와, 고정바(330)와, 회전방지홀더(340)로 구성되는데, 먼저 슬립링(310)은 센터조인트(210) 중앙 부분에 형성된 플랜지(212) 저면에 장착되는 것으로, 상면의 베이스(312)가 상기 플랜지(212) 저면에 장착되고, 하부에 다수의 절연체(316)와 단자(314)가 순차적으로 반복 배열되며, 최하단 절연체(316) 저면에는 다수의 출력단(318)이 구비된다.

그리고, 브러시홀더(320)는 상기 슬립링(310) 외측 일부에 구비되는 것으로, 내측면에 다수의 브러시(322)를 등간격으로 배열 구비하되, 상기 브러시(322)는 슬립링(310)에 구비된 각각의 단자(314)에 접촉될 수 있게 구비한다. 여기서, 상기 브러시(322)는 카본 재질의 것이 적절하나, 상기한 재질과 동일 또는 유사한 전도특성을 발휘하는 다른 재질의 것을 사용해도 본 고안의 구성에 포함됨은 자명한 것이다.

또한, 상기한 보호케이스(230) 하단 양 내측에는 그 양단이 고정될 수 있게 고정바(330)를 장착하고, 센터조인트(210) 저면에는 상기 고정바(330)에 끼워져 구속될 수 있게 '역U자' 형태의 회전방지홀더(340)를 장착함으로써, 센터조인트(210)의 회동 작용을 차단한다.

한편, 상기 센터조인트(210) 외측면에 형성된 유압공급부(214)에는 그 하방으로 다수의 유압파이프(220)를 각각 설치하되, 상기 유압파이프(200) 단부를 캐터필러에 연결하여 상기 전기공급유닛(300)에 방해받지 않고 상기 캐터필러에 유압을 공급한다. 즉, 센터조인트(210) 둘레에 슬립링(310)이 설치됨으로써, 상기 유압파이프(220) 미설치시 캐터필러로의 유압공급이 어려워지는 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 중장비용 유압 및 전기공급장치를 이용하여 중장비를 구동하기 위해서는 동력배선(350)을 통해 전기공급유닛(300) 내부의 브러시(322)에 전기를 공급하여 상기 브러시(322)의 접촉된 슬립링(310)을 통해 전기를 중장비의 전원부(도시 생략)로 공급할 수 있고, 이에 따라 전선의 꼬임 없이 회동부(100)를 360°회전시킬 수 있게 된다. 즉, 회동부(100)와 함께 회전하는 슬립링(310)에 브러시(322)가 미끄럼 접촉되므로, 회동부(100)가 회전 구동되더라도 외부에서 공급되는 전기를 계속해서 회동부(100)에 공급할 수 있는 것이다.

그리고, 중장비를 이동시키기 위해서는 센터조인트(210) 내부에 유압을 공급하고, 상기 유압이 유압파이프(220)를 통해 캐터필러로 공급됨으로써, 중장비를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 센터조인트(210) 둘레의 전기공급유닛(300)에는 동력배선(350)이 연결되므로, 중장비의 이동 중 동력배선(350)이 손상되는 것을 방지하기 위해 중장비가 전진 이동하게 되면 호이스트장치(400)의 줄을 하강하여 동력배선(350)의 길이를 늘리고, 중장비가 후진 이동하게 되면 호이스트장치(400)의 줄을 상승시켜 동력배선(350)의 길이를 줄이게 됨으로써, 동력배선(350)의 길이를 조절하게 된다. 이때, 상기 호이스트장치(400)의 구동은 유선 또는 무선의 리모트 콘트롤러를 통해 작동될 수 있다.

즉, 본 고안의 유압 및 전기공급장치는 유압을 공급하는 역할의 센터조인트(210) 둘레에 전기를 공급하는 역할의 전기공급유닛(300)을 설치하므로, 종래 기술에서 언급한 바와 같은 이동장치 상단의 타워 구성이 불필요하다. 따라서, 중장비의 특성상 잦은 회동 작동에 따른 작업구동과 이동작용이 이루어지더라도 중장비의 안전성을 충분하게 확보할 수 있어 안전사고의 위험을 완벽하게 차단할 수 있는 것이다.

또한, 본 고안의 유압 및 전기공급장치는 중장비의 회동부(100)와 이동부(200) 사이의 공간에 전기공급유닛(300)이 소형으로 설치되므로, 전기공급을 위한 장치를 소형화 및 간소화할 수 있는 것이다.

더욱이, 본 고안의 유압 및 전기공급장치는 동력배선(350)이 전기공급유닛(300)에 연결되고, 상기 동력배선(350)의 길이를 호이스트장치(400)에 의해 조절하므로, 중장비의 이동 범위를 자유롭게 조절할 수 있는 것이다.

한편, 본 고안은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

즉, 본 고안에서의 적절한 일실시예로는 전기를 이용하여 중장비를 구동하는 것이나, 전기의 공급이 이루어지기 어려운 현장이나, 중장비를 장거리 이동시켜야 하는 등과 같이 중장비를 전기로 구동시키기 어려운 경우에는 기존 엔진을 이용하 여 중장비를 구동할 수 있도록 모터(150)와 유압펌프(160)를 더 설치할 수도 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 유압을 공급하는 역할의 센터조인트 둘레에 전기를 공급하는 역할의 전기공급유닛을 설치하므로, 중장비 상단에 전기를 공급받기 위한 별도의 타워 구성이 불필요하다. 따라서, 중장비를 이용한 작업 및 이동작용이 이루어지더라도 중장비의 안전성을 충분하게 확보할 수 있어 안전사고의 위험을 차단할 수 있는 효과가 있고, 또한 중장비의 회동부와 이동부 사이의 공간에 상기한 전기공급유닛이 소형으로 설치되므로, 전기공급을 위한 장치를 소형화 및 간소화할 수 있는 효과도 있다.

더욱이, 동력배선이 전기공급유닛에 연결되고, 상기 동력배선의 길이를 호이스트장치에 의해 조절하므로, 중장비의 이동 범위를 보다 넓고 자유롭게 조절할 수 있는 효과도 있는 것이다.

Claims (4)

1. 중장비 상단의 회동부와 하단의 이동부 사이에 장착된 센터조인트를 통해 이동부를 구성하는 캐터필러에 유압을 공급하고, 전기를 이용하여 상기 중장비를 구동하는 것에 있어서,

   상기 센터조인트(210) 외부를 커버하는 보호케이스(230)와의 사이에는 센터조인트(210) 하부에 장착된 슬립링(310)과 상기 슬립링(310) 외측에 구비된 브러시홀더(320)와 상기 슬립링(310) 하부에 장착되어 보호케이스(230) 내측과 센터조인트(210) 하부에 각각 결합되는 고정바(330) 및 회전방지홀더(340)를 포함하는 전기공급유닛(300)을 설치하고, 상기 전기공급유닛(300)에 동력배선(350)을 연결하여 중장비에 전기를 공급하는 동시에 상기 센터조인트(210) 외측면의 하방으로 다수의 유압파이프(220)를 설치하며, 상기 유압파이프(220) 단부를 캐터필러에 연결하여 상기 전기공급유닛(300)에 방해받지 않고 유압을 공급하는 것을 특징으로 하는 중장비용 유압 및 전기공급장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전기공급유닛(300)은 센터조인트(210) 중앙 부분에 형성된 플랜지(212) 저면에 장착하는 슬립링(310)과;

   상기 슬립링(310) 외측 일부에 구비하여 내측면에 구비된 브러시(322)를 단자(314)에 접촉시키는 브러시홀더(320)와;

   보호케이스(230) 하단 양 내측에 양단이 고정되는 고정바(330)와;

   상기 센터조인트(210) 저면에 장착하여 상기 고정바(330)에 구속되는 회전방지홀더(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 유압 및 전기공급장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회동부(100) 후방에는 웨이트밸런스(140)를 장착하는 것을 특징으로 하는 중장비용 유압 및 전기공급장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 회동부(100) 후방에는 전기에 의한 중장비 구동과, 엔진에 의한 중장비 구동을 겸용하기 위해 모터(150)와 유압펌프(160)를 장착한 것을 특징으로 하는 중장비용 유압 및 전기공급장치.

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