KR20080021432A - 굴삭기 상부선회체의 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기 상부선회체의 고정장치에 관한 것으로, 굴삭기 운전자가 운전실에서 이탈하지 않고도 고정핀을 고정시키거나 고정해제할 수 있도록 함으로써 편의성을 향상시키고 사고발생 가능성을 감소시킬 수 있는 굴삭기 상부선회체의 고정장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장치는, 굴삭기의 상부선회체의 프레임 중 일부로서 관통구멍이 형성된 제1 프레임과, 굴삭기의 하부주행체의 프레임 중 일부로서 상기 관통구멍과 대응하는 위치에 홀더가 형성된 제2 프레임과, 상기 관통구멍으로부터 삽입되고 상기 홀더에 일단이 수용되어 상기 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하는 것을 방지하기 위한 고정핀과, 상기 고정핀을 상하방향으로 가동시키기 위한 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

굴삭기, 상부선회체, 하부주행체, 고정, 컨트롤러, 센서.

Description

굴삭기 상부선회체의 고정장치{APPARATUS FOR FIXING UPPER STRUCTURE OF EXCAVATOR}

도 1은 종래기술에 따라 상부선회체를 하부주행체에 대해 고정하는 장치를 도시한 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장치의 일실시예를 도시한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 제1 프레임 20: 제2 프레임

11: 관통구멍 21: 홀더

30: 고정핀 40: 유압펌프

50: 제어스풀 60: 브래킷

100: 액츄에이터 200: 컨트롤러

300: 센서

본 발명은 굴삭기 상부선회체의 고정장치에 관한 것으로, 굴삭기 운전자가 운전실에서 이탈하지 않고도 고정핀을 고정시키거나 고정해제할 수 있도록 함으로써 편의성을 향상시키고 사고발생 가능성을 감소시킬 수 있는 굴삭기 상부선회체의 고정장치에 관한 것이다.

굴삭기는, 장비의 주행에 필요한 휠 또는 크롤러가 설치된 하부주행체와, 하부주행체의 상방에서 하부주행체에 대해 360도 선회가능하게 설치되는 상부선회체로 구성된다. 또한 상부선회체에는 붐, 암, 버킷 등 각종 작업장치를 부착하여 굴착, 상차 또는 하역에 사용되도록 한다.

특히 장륜식(Wheel Type) 굴삭기는 장궤식(Crawler Type)에 주행성이 뛰어나며, 도로를 파손시키기 않으므로 일반 도로에서 주행하는 일이 종종 발생한다. 그러나, 일반 도로 주행시 굴삭기의 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하면, 차폭이 현저히 변화하면서 주변 차량과 충돌하기 쉬우므로, 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하지 못하도록 고정하는 것이 의무화 되어 있다.

도 1은 종래기술에 따라 상부선회체를 하부주행체에 대해 고정하는 장치를 도시한 측단면도이다.

상부선회체와 하부주행체의 인접한 각 프레임(10, 20)에는 상호 마주보도록 각각 의 관통구멍과 홀더가 형성된다. 즉, 상부선회체의 프레임(10)에는 관통구멍(11)이, 하부주행체의 프레임(20)에는 상방이 개구된 홈 형상의 홀더(21)가 각각 형성되어 있다. 굴삭기의 운전자가 별도의 고정핀(30)을 상부주행체의 프레임(10) 상방으로부터 관통구멍(11)을 통과하여 삽입하면, 고정핀(30)의 하단이 하부주행체의 홀더(21)에 삽입되면서 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하는 것을 방지한 다.

그러나, 종래기술에 따른 상부선회체 고정장치는 운전자가 수작업으로 고정핀을 삽입하거나, 탈거하는 작업을 하여야 하므로 사용상 불편이 크다. 또한 고정핀을 삽입, 탈거하기 위해서는 상부선회체를 하부주행체에 대해 소정의 상대위치에 오도록 조종하여야 하며, 육안과 수동조작만으로 이 상대위치를 맞추어야 하므로, 많은 시행착오가 수반되는 문제점이 있다. 특히, 고정핀을 수작업으로 삽입, 탈거하기 위해 운전자가 반드시 하차하여야 하므로, 작업 및 주행간 단절되는 시간이 길어지는 문제점이 있다. 나아가 운전자가 실수로 고정핀을 삽입하지 않았을 경우 사고 위험이 높아지는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 굴삭기의 운전자가 직접 고정핀을 조작하지 않고도 상부선회체를 하부주행체에 대해 고정할 수 있는 고정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 운전자가 고정핀을 실수로 삽입하지 않은 경우에도 자동적으로 상부선회체를 하부주행체에 대해 고정할 수 있는 고정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장 치는, 굴삭기의 하부주행체에 대해 회전 가능하게 설치되는 상부선회체의 프레임 중 일부로서 관통구멍이 형성된 제1 프레임과, 굴삭기의 하부주행체의 프레임 중 일부로서 상기 관통구멍과 대응하는 위치에 홀더가 형성된 제2 프레임과, 상기 제1 프레임의 관통구멍으로부터 삽입되고 상기 홀더에 일단이 수용되어 상기 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하는 것을 방지하기 위한 고정핀과, 상기 고정핀을 상하방향으로 가동시키기 위한 액츄에이터와, 상기 상부선회체의 상기 하부주행체에 대한 회전변위를 측정하는 센서와, 상기 센서로부터 회전변위를 입력받아 상기 회전변위가 미리 설정된 값일 때 상기 액츄에이터가 상기 고정핀을 상기 제2 프레임의 홀더에 삽입시키도록 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장치에 있어서, 상기 굴삭기의 운전자가 상기 컨트롤러 또는 상기 액츄에이터 중 선택된 어느 하나의 작동을 온오프하기 위한 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장치에 있어서, 상기 액츄에이터는 작동유에 의해 신축 작동하는 유압실린더를 포함하며, 상기 고정핀은 상기 유압실린더의 로드의 단부에 고정된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장치는, 굴삭기의 운전자가 직접 수동으로 고정핀을 삽입하거나 탈거하지 않아도, 상부선회체를 하부주행체에 대해 고정할 수 있다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기의 상부선회체 고정장치의 일실시예를 도시한 설명도이다.

제1 프레임(10)은 굴삭기의 상부선회체의 프레임 중 일부이며, 하부주행체에 인접한 프레임이라면 상부선회체의 어느 부위에 위치하고 있더라도 무방하다. 제1 프레임(10)에는 도면을 기준하여 상하방향으로 관통구멍(11)이 형성된다.

제2 프레임(20)은 굴삭기의 하부주행체의 프레임 중 일부이며, 제1 프레임(10)의 관통구멍(11)에 대응하는 지점에 홀더(21)가 형성되어 있다. 홀더(21)는 하단이 폐색되고 상단이 개구된 구멍 형상인 것이 바람직하지만, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 홀더(21)는 아래에 설명할 고정핀(30)을 수용하여 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하지 못하게 하기 위한 것이므로, 상부선회체의 선회방향을 따라 고정핀(30)의 전후에 각각 형성된 한 쌍의 걸림턱일 수도 있다.

액츄에이터(100)는 제1 프레임(10)의 상측에 위치하며, 브래킷(60)에 의해 제1 프레임에 대해 고정되어 있다. 액츄에이터(100)는 유압실린더로 이루어지며, 로드가 하향하도록 배치된다. 유압실린더에 작동유를 공급하기 위해 유압펌프(40)가 구비되며, 유압실린더에 대한 작동유의 공급을 제어하기 위한 제어스풀(50) 또한 구비된다. 유압실린더에 작동유를 공급하기 위한 유압펌프(40)는 굴삭기에 기 구비된 것을 전용할 수 있다. 본 실시예에서 액츄에이터(100)로 유압실린더를 예시하고 있으나, 예컨대 모터 및 랙 앤 피니언 기구의 조합 또는 커넥팅로드 및 크랭크의 조합과 같은 통상적인 장치를 포함하여 대상물을 직선왕복운동시킬 수 있는 구동기라면 어떤 것이라도 무방하다.

고정핀(30)은 액츄에이터(100), 즉 유압실린더의 로드의 단부에 고정되며, 원기둥 형상인 것이 바람직하지만, 그 형상이 원기둥에만 한정되는 것은 아니며 각기둥은 물론 원추형이라도 된다. 고정핀(30)은 유압실린더가 신장될 때 제1 프레임(10)의 관통구멍(11)을 따라 하강하며, 그 단부가 제2 프레임(20)의 홀더(21)에 삽입된다. 고정핀(30)은 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이의 거리보다 더 긴 길이를 갖고 있어야 하며, 따라서 관통구멍(11)을 완전히 통과하지는 않는다. 고정핀(30)이 홀더(21)에 삽입되었을 때 제1 프레임(10)은 제2 프레임(20)에 대해 고정되며, 결과적으로 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하지 못하게 된다.

한편, 액츄에이터(100)는 굴삭기의 운전자가 별도로 마련된 조작레버를 조작하여 작동시킬 수도 있지만, 자동적으로 작동하게 하는 것이 바람직하다.

액츄에이터(100)를 자동 작동시키기 위해 제1 프레임(10)의 제2 프레임(20)에 대한 회전변위를 측정하는 센서(300) 및 센서(300)로부터 회전변위를 입력받아 액츄에이터(100)의 작동을 제어하는 컨트롤러(200)를 더 포함한다.

센서(300)는 제1 프레임(10)의 제2 프레임(20)에 대한 회전변위를 연속적으로 측정하는 것일 수도 있으나, 제1 프레임(10)이 제2 프레임(20)에 대해 소정의 회전변위를 가지는 상태만을 감지하는 것이 바람직하다. 즉, 센서(300)는, 예컨대 하부주행체가 직진으로 주행하는 방향을 기준선으로 할 때, 상부선회체의 기준선에 대한 회전변위가 0인 경우만을 감지하도록 할 수 있다. 따라서 센서(300)는 근접스위치와, 이 근접스위치를 작동시키는 돌기로 구현하는 것이 가능하다. 또는, 도 2에 도시한 바와 같이, 센서(300)는, 제2 프레임(20)에 설치된 영구자석(320)과, 제1 프레임(20)에 설치되며, 영구자석(320)의 자기장을 감지하는 홀센서(310)를 포함하여 구성될 수도 있다. 영구자석(320)과 홀센서(310)의 설치위치가 서로 바뀔 수 있음은 당연하다.

컨트롤러(200)는 센서(300)로부터 제1 프레임(10)의 회전변위를 입력받으며, 이 회전변위의 값이 미리 설정된 값일 때 액츄에이터(100)가 고정핀(30)을 하강시키도록 제어한다. 이 때 미리 설정된 값이란, 예를 들어 하부주행체의 직진 주행 방향을 기준선으로 하고, 상부선회체의 기준선에 대한 회전변위를 오차범위 내에서 0이 되도록 설정된 값과 같은 것이다.

액츄에이터(100)가 유압실린더일 경우를 예로 하여 컨트롤러(200)가 액츄에이터(100)를 제어하는 과정을 상세히 설명하자면, 도 2에 도시한 바와 같이 유압실린더에 작동유를 공급하는 유압펌프(40)와, 유압실런더에 대한 작동유 공급을 제어하는 제어스풀(50)에 있어서, 제어스풀(50)이 솔레노이드조작밸브로 구성되고, 컨트롤러(200)는 이 제어스풀(50)의 솔레노이드에 전기신호를 인가함으로써 제어스풀(50)을 절환시키도록 한다. 그러면 제어스풀(50)이 유압펌프(40)로부터 공급되는 작동유의 진행방향을 바꾸어 유압실린더에 공급함으로써 유압실린더가 신축 작동된다. 특히 유압실린더가, 로드가 하방으로 향하도록 배치되어 있을 경우 유압실린더가 신장될 때 로드의 단부에 고정된 고정핀(30)이 하강한다. 이 과정에서 컨트롤러(200)가 솔레노이드에 전기신호를 인가하기 위한 조건이 미리 설정되어 있으며, 그 조건은 센서(300)에 의해 획득된다. 즉, 센서(300)가 상부선회체의 하부주행체에 대한 회전변위를 감지하여 컨트롤러(200)로 입력해주고, 컨트롤러(200)는 이 회전변위가 미리 설정된 소정의 값일 때 전기신호를 제어스풀(50)의 솔레노이드에 인가한다.

그러나, 상부선회체의 하부주행체에 대한 회전변위가 소정의 조건을 만족한다고 하여 항상 고정핀이 작동된다면, 주행 중이 아니라 굴삭, 배토, 하역 등의 작업 중일 때 상부선회체가 하부주행체에 대해 갑자기 고정될 수 있다. 이는 굴삭기에 무리를 줄뿐만 아니라 굴삭기의 운전자에게는 안전사고 발생의 가능성이 높아지게 한다. 따라서, 굴삭기의 운전자가 고정핀의 작동을 선택적으로 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 작업 중일 때에는 고정핀이 잠금해제된 상태를 유지하도록 하고, 주행 중일 때에만 고정핀이 잠금 상태가 되도록 제어할 수 있어야 한다. 이를 위해 굴삭기의 운전실에는 별도의 조작스위치가 마련되며, 이 조작스위치는 컨트롤러(200)가 동작하기 위해 필요한 전원을 온오프 제어하는 전기식 스위치인 것이 바람직하다.

또한 조작스위치는 액츄에이터(100)에 공급되는 작동유가 흐르는 유압라인을 폐쇄 또는 개방하는 스위치일 수도 있다. 액츄에이터(100)가 전기모터를 포함하고 있는 경우 조작스위치는 전기모터에 대한 전원공급을 온오프하는 전기식 스위치일 수 있다. 또한 액츄에이터(100)가 유압실린더인 경우에는, 조작스위치는, 유압펌프(40)로부터 유압실린더에까지 연결된 유압라인 상에 배치된 제어밸브를 절환시키는 전기식 또는 유압식 스위치일 수 있다.

어떤 종류이든 이상의 조작스위치는, 특히 굴삭기의 운전실에 모드 선택 스위치가 구비되어 있는 경우에, 모드 선택 스위치의 기능을 함께 수행하게 할 수도 있다. 예컨대, 굴삭기의 운전실에 주행모드 선택스위치가 구비되어 있는 경우, 주행모드 선택스위치를 온오프하면 컨트롤러(200) 또는 액츄에이터(100)의 작동이 정지되게 함으로써, 물리적으로 하나인 스위치가 기능적으로는 주행모드 선택스위치와 조작스위치의 두가지 역할을 수행하도록 할 수 있다.

한편, 컨트롤러(200)가 프로그램 가능한(Programmable Type) 종류의 것이라면, 설정값을 재프로그램함으로써 다양한 모드에 부합하여 고정핀(30)을 고정 또는 고정해제하도록 제어하는 것이 가능하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 굴삭기 상부선회체의 고정장치는, 액츄에이터가 고정핀을 삽입하거나 삽입해제 하므로, 굴삭기의 운전자는 이 액츄에이터를 원격조작함으로써, 운전실에서도 고정핀을 조작할 수 있다. 따라서 고정핀을 조작하는 과정에 수반되는 시간 손실 및 작업능률 저하를 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 굴삭기 상부선회체의 고정장치는 센서가 상부선회체의 하부주행체에 대한 상대적 회전변위를 감지하며, 컨트롤러가 이 회전변위에 따라 고정핀 의 작동여부를 판단하고, 고정핀이 자동적으로 고정되거나 고정해제되도록 할 수 있으므로, 운전자가 실수로 고정핀을 고정시키지 않음에 따라 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다. 또한 조작스위치를 구비한 경우에는 운전자가 액츄에이터나 컨트롤러의 작동을 주행 또는 굴삭 등 현장상황에 따라 선택적으로 온오프할 수 있으므로 사용 편의성이 증대된다.

Claims (3)

1. 굴삭기의 하부주행체에 대해 회전 가능하게 설치되는 상부선회체의 프레임 중 일부로서 관통구멍이 형성된 제1 프레임과,

   굴삭기의 하부주행체의 프레임 중 일부로서 상기 관통구멍과 대응하는 위치에 홀더가 형성된 제2 프레임과,

   상기 제1 프레임의 관통구멍으로부터 삽입되고 상기 홀더에 일단이 수용되어 상기 상부선회체가 하부주행체에 대해 선회하는 것을 방지하기 위한 고정핀과,

   상기 고정핀을 상하방향으로 가동시키기 위한 액츄에이터와,

   상기 상부선회체의 상기 하부주행체에 대한 회전변위를 측정하는 센서와,

   상기 센서로부터 회전변위를 입력받아 상기 회전변위가 미리 설정된 값일 때 상기 액츄에이터가 상기 고정핀을 상기 제2 프레임의 홀더에 삽입시키도록 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 상부선회체 고정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 굴삭기의 운전자가 상기 컨트롤러 또는 상기 액츄에이터 중 선택된 어느 하나의 작동을 온오프하기 위한 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 상부선회체 고정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 액츄에이터는 작동유에 의해 신축 작동하는 유압실린더를 포함하며,

   상기 고정핀은 상기 유압실린더의 로드의 단부에 고정된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 상부선회체 고정장치.

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