KR200480285Y1 - 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체에 관한 것으로, 힌지축을 중심으로 회전 마찰 운동을 하는 제 1가동부재와 제 2가동부재를 구비한 건설기계의 관절부 조립체에 있어서, 상기 제 1가동부재의 일측에 볼록하게 형성된 키가 구비되고, 상기 제 1가동부재와 상기 제 2가동부재 사이에 체결쉼이 위치하며, 상기 체결쉼의 일측은 상기 제 2가동부재의 일측과 접촉하여 회전 마찰 운동을 하고 상기 체결 쉼의 타측에는 상기 제 1가동부재의 상기 키와 체결되는 키홈이 형성되어, 작업기의 작동 성능을 향상시켜 건설기계의 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 체결쉼의 일측에 내마모층이 형성되어 마찰 및 마모가 저감된다.

Description

체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체 {JOINT ASSEMBLY OF CONSTRUCTION MACHINERY EQUIPPED WITH A SHIM}

본 고안은 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체에 관한 것으로서, 특히 암이나 붐 또는 버킷 등과 같은 작업기의 관절부의 내구성을 향상시킬 수 있는 건설기계의 관절부 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 예시된 바와 같이, 건설기계는 암이나 붐 또는 버킷 등과 같은 작업기는 관절 운동을 할 수 있도록 관절부를 구비한다.

도 2에 예시된 바와 같이, 관절부는 버킷의 브래킷(120)에 결합되는 힌지축(110)과, 상기 힌지축(110)을 중심으로 회전 운동하는 암(140)과, 상기 암(140)과 상기 힌지축(110) 사이에 개재 되도록 상기 암(140)의 내주면에 압입 등의 방법으로 고정되는 부시(108)를 포함한다. 이와 같은 구조로 암(140)와 부시(108)는 힌지축(110)을 중심으로 회전 운동을 하게 된다.

한편, 암(140)은 힌지축(110) 길이방향, 즉 스러스트 방향으로 슬라이딩 운동을 할 수 있으므로, 상기 암(140)의 힌지축(110) 길이방향 운동을 제한하기 위한 브래킷(120)이 필요하다. 이러한 브래킷(120)은 상기 암(140)으로부터 축방향 하중을 받으면서 상기 암(140)과 회전 마찰 운동을 하게 되는데, 이러한 회전 마찰 운동은 암(140)와 브래킷(120) 측면의 마모를 야기시켜 암(140) 및 브래킷(120) 사이의 유격을 증가시켜 작업기의 작동 성능을 떨어뜨린다.

작동 성능을 유지하기 위해 증가된 유격 사이에 일정 두께의 쉼을 끼워 넣음으로써 유격을 조절하여 당분간은 작업기의 작동성능을 유지할 수 있으나, 시간이 지남에 따라 암과 쉼 사이 또는 브래킷 측면과 쉼 사이의 마찰로 인해서 추가적인 마모가 생길 수 있기 때문에 O-ring이 역할을 하지 못하여 마모면에 이물질이 침투하게 되어 암(140) 및 브래킷(120) 뿐만 아니라 부시(108)의 마모까지 가속시키는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 암(140)에 표면 경화 등의 열처리가 된 내마모디스크(104)를 결합되어 내마모 성능을 향상시켜 마모로 인한 유격 증가를 저감시킬 수 있으나, 높은 경도를 가진 상기 내마모디스크(104)가 상대재 즉, 브래킷(120)의 마모를 가속시키기 때문에 근본적인 해결 방안이 되지 못한다.

대안으로, 브래킷(120)과 암(140)의 각각의 일측에 내마모디스크를 설치하여 내마모성을 확보할 수 있으나 버킷은 소모성 부품으로 버킷 수명을 초과하는 브래킷 수명은 경제적이지 못한 설계이다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내마모디스크(104)에 볼트삽입공(103)을 형성하여 볼트(102)로 상기 암(140)에 고정결합하는 방식을 사용하였다. 그러나 볼트를 통해 체결되는 내마모디스크(104)의 경우에는 볼트삽입공(103)을 통해 토사와 같은 이물질이 유입되어 고찰될 수 있고, 이렇게 고착된 이물질은 연마제와 같은 역할을 하게 되어 회전 마찰 운동시 상대재의 마모를 가속시키는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해서 용접, 압입 등의 방법을 통하여 내마모디스크(104)를 설치할 필요가 있으나, 이 경우 브래킷(140)에 적용시 내마모디스크(104)의 재사용이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 볼트(102)를 사용한 고정결합방식은 건설기계 관절부의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 건설기계의 관절부의 조립체가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 건설기계에 토사와 같은 이물질이 유입될 수 없도록 하여 작업기의 작동 성능을 유지하여 건설기계 관절부의 내구성을 향상시키고, 상기 관절부의 구조를 간소화시킬 수 있는 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 해결하고자 하는 과제에 국한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체는 힌지축을 중심으로 회전 마찰 운동을 하는 제 1가동부재와 제 2가동부재를 구비한 건설기계의 관절부 조립체에 있어서, 상기 제 1가동부재의 일측에 볼록하게 형성된 키가 구비되고, 상기 제 1가동부재와 상기 제 2가동부재 사이에 체결쉼이 위치하며, 상기 체결쉼의 일측은 상기 제 2가동부재의 일측과 접촉하여 회전 마찰 운동을 하고 상기 체결쉼의 타측은 상기 제 1가동부재의 상기 키와 체결되는 키홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 체결쉼의 일측에 내마모층이 형성되어 있고, 상기 제 2가동부재의 일측에는 내마모부재가 장착된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 체결쉼의 내마모층 및 상기 제 2가동부재의 내마모디스크는 코팅, 접합 또는 표면경화 열처리된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1가동부재와 상기 체결쉼 사이에 위치하는 끼움부재를 추가로 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 키와 상기 키홈의 결합이 유지될 수 있도록 상기 끼움부재의 두께는 상기 키의 두께보다 얇은 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 고안에 따른 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체에 의하면, 체결쉼과 제 1가동부재가 체결됨으로써 상기 체결쉼과 상기 제 1가동부재의 회전 운동이 제한되어 작업기의 작동 성능이 향상될 뿐만 아니라, 체결쉼과 제 2가동부재가 접촉하여 회전 마찰 운동을 할 때 체결쉼의 일측에 내마모층이 형성되어 마찰로 인한 마모를 최소화시켜 건설기계 관절부의 내구성이 증가하게 된다.

또한, 본 고안에 따른 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부는 조립체는 그 구조가 단순하여 관절부의 조립특성이 개선되고 부품비 등의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 건설기계 중의 하나인 굴삭기를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 2은 종래 건설기계의 관절부 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3는 도 2에 구비되는 내마모디스크를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 건설기계의 관절부 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5은 도 4에 도시된 건설기계의 관절부 조립체의 개략적인 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 구비된 체결쉼의 개략적인 정면도이다.
도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 건설기계의 관절부 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 건설기계의 관절부 조립체의 개략적인 분해 사시도이다.

이하, 본 고안의 실시예에 따른 체결쉼이 구비된 건설기계의 관절부 조립체에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 건설기계의 관절부 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5은 도 4에 도시된 건설기계의 관절부 조립체의 개략적인 분해사시도이며, 도 6은 도 4에 구비된 체결쉼의 개략적인 정면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 건설기계 관절부의 조립체는, 관절부 중심의 힌지축(10)을 중심으로 제 1가동부재(20)와 제 2가동부재(40) 및 체결쉼(30)이 구비된다.

상기 제 1가동부재(20)는 버킷이나 붐과 같은 작업기의 일단에 구비된 브래킷 등이 될 수 있고, 상기 제 2가동부재(40)는 암과 붐 등이 될 수 있다.

상기 제 2가동부재(40)의 측면부의 내주면에는 내마모부재(42)가 구비된다. 상기 내마모부재(42)는 상기 제 2가동부재(40)의 내주면에 압입 등의 방법으로 고정되며, 상기 내마모부재(42)의 내부에 힌지축(10)이 결합되고 상기 힌지축(10)과 회전 마찰 운동을 하게 된다.

이때, 상기 제 1가동부재(20)는 건설기계 관절부의 양끝단에 위치되어 제 2가동부재(40)의 축방향의 하중을 받으면서 제 2가동부재(40)와 회전 마찰 운동을 하는데, 상기 두 부재의 회전 마찰 운동으로 인한 마모를 저감시키기 위하여 상기 제 1가동부재(20)와 상기 제 2가동부재(40) 사이에 체결쉼(30)이 개재된다.

상기 체결쉼(30)은 원형의 형상으로 형성되며, 상기 체결쉼(30)의 일측에 접합, 코팅 또는 표면 경화 열처리가 된 내마모층(34)이 형성되어 높은 경도를 확보함으로써 내마모성을 갖는다.

상기 체결쉼(30)은 일측에 비해 타측이 작은 원형의 단차를 갖는 구조로 형성되어 상기 제 2가동부재(40)와 결합이 가능하도록 하고, 상기 내마모부재(42)와 상기 내마모층(34)의 단차로 형성되는 타측과 접촉하여 회전 마찰 운동을 하여도 상대재 즉, 제 1가동부재(20)의 내마모성이 확보된다.

한편, 상기 체결쉼(30)의 타측에 반경방향과 동일한 방향으로 키홈(32)이 형성된다.

또한, 상기 제 1가동부재(20)의 반경방향, 힌지축(10)과 직각 방향으로 키(22)가 형성되는데, 상기 키(22)는 제 1가동부재(20) 일측에 돌출되도록 형성되어 상기 키홈(32)과 체결된다. 상기 키(22) 및 상기 키홈(32)은 복수개를 갖고, 상기 키(22) 또는 키홈(32)이 체결가능하도록 동일한 개수로 마주보는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 키(22)의 길이는 상기 키홈(32)의 길이와 상이할 수 있고, 상기 키(32)와의 체결이 가능하다면 상기 키(22)의 길이 변형은 얼마든지 가능하다.

다시 말하면, 상기 체결쉼(30)과 상기 제 1가동부재(20)는 키홈(32)과 키(22)로 체결되어 회전 마찰 운동이 제한되므로 상기 제 1가동부재(20)와 상기 체결쉼(36)이 접촉하는 면의 마모를 감소시켜 건설기계의 관절부 조립체의 내구성이 확보된다.

상기와 같은 건설기계의 관절부 조립체는 상기 제 2가동부재(40)와 상기 체결쉼(30) 사이에 회전 운동을 위한 소정의 유격이 유지되는데 이때, 작업 중 상기 유격으로 토사나 이물질이 유입될 수 있으므로 상기 제 2가동부재(40)와 상기 체결쉼(30)에 구비된 내마모층(34) 사이에 O-ring 또는 Y-seal(50)이 더 포함된다.

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 건설기계의 관절부 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1가동부재(20)와 체결되는 상기 체결쉼(30)의 일측은 고정단으로 형성되고, 상기 제 2가동부재(40)와 접촉하는 상기 체결쉼(30)의 타측은 자유단으로 형성된다.

상기와 같은 조건에서 작업기의 구동시간이 증가하면, 상기 체결쉼(30)과 상기 제 2가동부재(40)가 접촉하는 면은 회전 운동에 의한 마찰이 발생하게 되고, 상기 마찰로 인하여 마모가 발생되어 유격이 증가되며, 상기 내마모부재(42)와 체결쉼(30) 사이에 위치된 O-ring이 이물질을 차단하는 기능이 상실된다.

도 8은 도 7에 도시된 건설기계의 관절부 조립체의 개략적인 분해사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 유격이 상기 제 1가동부재(20)의 일측에 구비되는 키(22)의 두께(T)보다 작은 두께(t)를 갖는 끼움부재(36)가 구비된다.

이때, 상기 키(22)의 두께(T)보다 상기 끼움부재(36)의 두께(t)가 작아야 하며, 상기 키(22)와 체결쉼(30)에 형성되는 키홈(32)의 체결이 가능한 범위내에 존재해야만 상기 끼움부재(36)를 구비할 수 있다.

상기 끼움부재(36)가 구비되면 체결쉼(30)의 일측과 체결된 제 1가동부재(20)와 제 2가동부재(40)의 상대적인 회전 운동을 위해 유지되는 최소한의 유격이 유지되고, 증가된 유격으로 제 1가동부재(20)와 상기 체결쉼(30)이 힌지축(10) 길이방향으로의 슬라이딩 운동 되는 것을 제한하며, 상기 체결쉼(36)과 상기 제 2가동부재(40)사이에 구비된 O-ring 또는 Y-seal(50)의 기능상실을 야기시키지 않는다.

또한, 상기 끼움부재(36)는 도넛(donut)형상으로 형성되며 상기 끼움부재(36)는 형상 및 크기는 작업기의 형태에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.

본 고안의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 본 고안은 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 기술자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호 범위에 속하게 된다.

102: 볼트 103: 볼트구멍
104: 내마모디스크 108: 부시
110: 힌지축 120: 브래킷
140: 암
10: 힌지축 20: 제 1가동부재
22: 키 30: 체결쉼
32: 키홈 34: 내마모층
36: 끼움부재 40: 제 2가동부재
42: 내마모부재 50: O-ring 또는 Y-seal
t: 끼움부재의 두께 T: 키의 두께

Claims (7)

1. 힌지축(10)을 중심으로 회전 마찰 운동을 하는 제 1가동부재(20)와 제 2가동부재(40)를 구비한 건설기계의 관절부 조립체에 있어서,
   상기 제 1가동부재(20)의 일측에 볼록하게 형성된 키(22)가 구비되고,
   상기 제 1가동부재(20)와 상기 제 2가동부재(40) 사이에 체결쉼(30)이 위치하며,
   상기 체결쉼(30)의 일측은 상기 제 2가동부재(40)의 일측과 접촉하여 회전 마찰 운동을 하고 상기 체결쉼(30)의 타측에는 상기 제 1가동부재(20)의 상기 키(22)와 체결되는 키홈(32)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 관절부 조립체.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 체결쉼(30)의 일측에 내마모층(34)이 형성되어 있고, 상기 제 2가동부재(40)의 일측에는 내마모부재(42)가 장착된 것을 특징으로 하는 건설기계의 관절부 조립체.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 체결쉼(30)의 내마모층(34) 및 상기 제 2가동부재(40)의 내마모부재(42)는 코팅, 접합 또는 표면경화 열처리된 것을 특징으로 하는 건설기계의 관절부 조립체.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제 1가동부재(20)와 상기 체결쉼(30) 사이에 끼움부재(36)를 추가로 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 관절부 조립체.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 키(22)와 상기 키홈(32)의 결합이 유지될 수 있도록 상기 끼움부재(36)의 두께(t)는 상기 키(22)의 두께(T)보다 얇은 것을 특징으로 하는 건설기계의 관절부 조립체.
6. 건설기계의 관절부 조립체에서 힌지축(10)을 중심으로 회전 운동을 하는 제 1가동부재(20)와 제 2가동부재(40) 사이에 구비되는 체결쉼(30)에 있어서,
   일측은 내마모부재(42)가 장착된 제 2가동부재(40)의 일측과 접촉하여 회전 마찰 운동을 하고,
   타측은 상기 제 1가동부재(20)의 일측에 볼록하게 형성된 키(22)와 체결되는 키홈(32)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 체결쉼.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 체결 쉼(30)의 일측에 내마모층(34)이 형성된 것을 특징으로 하는 체결 쉼.

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