KR20090008762A

KR20090008762A - 굴삭기의 수평유지구조

Info

Publication number: KR20090008762A
Application number: KR1020070071989A
Authority: KR
Inventors: 이권재
Original assignee: 이권재
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-01-22
Also published as: KR100900591B1

Abstract

본 발명은 굴삭기의 수평유지구조에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 굴삭기의 주행체(E1) 상단에 설치되고, 외주면이 구면으로 형성된 지지구(12)가 구비되는 제1지지부재(10); 상기 제1지지부재(10)를 수용하도록 구면을 가진 삽입부(22)가 형성되고, 굴삭기의 회동체(E2) 하단에 구비되는 제2지지부재(20); 상기 제2지지부대(20)의 삽입부(22)를 중심으로 일정한 등각으로 설치되어 주행체(E1)와 회동체(E2)를 연결하도록 구비되는 구동실린더(30); 및 상기 회동체(E2)상에 구비되어 경사각 및 경사방향을 검출하는 센서(42)와, 센서(42)에서 검출된 값을 카운팅하여 회동체(E2)의 수평이 유지되도록 구동실린더(30)의 작동을 독립하도록 제어부(44)가 구비되는 수평보상수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 주행체의 진행방향에 영향을 받지않고 360도 어느 방향에서 회동체의 수평유지를 위한 각도가 조절됨에 따라 굴삭작업의 안전성 특히, 경사면에서의 굴삭작업이 보다 안전적으로 이루어지고, 또 굴삭시 작용하는 하중에 의해 회동체의 주행체의 연결부분이 부러지는 등의 안전사고가 미연에 예방되는 효과가 있다.

굴삭기, 주행체, 회동체, 실린더, 수평, 센서, 구면

Description

굴삭기의 수평유지구조{Horizontal preservation structure of excavator}

본 발명은 굴삭기의 수평유지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴삭작업시 바닥면의 경사도에 무관하게 붐, 디퍼, 운전석 등이 구비된 회전체의 수평이 유지되는 굴삭기의 수평유지구조에 관한 것이다.

통상적으로 굴삭기는 땅을 파거나 깎을 때 사용되는 건설기계로 바퀴 혹은 캐터필러식의 주행체상에 운전석이 구비된 회동체가 회동가능하게 설치되고, 회동체상에 설치되어 유압실린더의 작동에 의해 관절운동되는 붐이 디퍼와 함께 구비되어 굴삭작업을 수행하게 된다. 하지만 회동체가 주행체상에 회동가능한 구조로만 설치됨에 따라 바닥이 비탈진 경사면에서 작업시 주행체가 기울어지게 위치되면 회동체도 함께 기울어지게 위치되어 굴삭작업에 많은 어려움이 따랐다.

이에 따라 등록실용신안공보 제20-0197002호(명칭:굴삭기의 상부선회체 수평유지장치)에서 경사지의 경사각도에 따라 램실린더를 작동시켜 상부선회체의 수평이 유지됨에 따라 등판능력이 향상되면서 작업성을 개선할 수 있는 굴삭기의 상부선회체 수평유지장치에 관한 기술이 선공개된바 있다.

그러나, 상기한 굴삭기의 상부선회체 수평유지장치는 경사지의 경사각도에 무관하게 상부선회체의 수평을 유지하기 위한 기술이나, 다음과 같은 많은 문제점이 제기되었다.

첫째, 하부주행체와 상부선회체가 연결핀과 램실린더에 의해 연결설치됨에 따라 자칫하면 램실린더가 부러져 대형사고로 이어지는 안전상 큰 문제점이 따랐다.

둘째, 상부선회체가 연결핀과 램실린더의 작동에 의해 한정된 구간 즉, 하부주행체의 전진방향에 대한 경사각만이 수평으로 보정됨에 따라 후방향 혹은 좌우방향, 대각선 방향으로 경사각을 보정시에는 임의로 하부주행체의 전진방향을 가변해야 하는 번거로운 폐단이 따랐다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 개량 안출한 것으로, 360도 방향에서 회동체의 수평유지를 위한 각도가 조절되고, 특히 주행체와 회동체의 연결부분이 고하중에 견딜수 있도록 구조적 안전성이 유지되는 굴삭기의 수평유지구조을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은 굴삭기의 주행체(E1) 상단에 설치되고, 외주면이 구면으로 형성된 판 혹은 구형, 반구형 형태의 지지구(12)가 구비되는 제1지지부재(10); 상기 제1지지부재(10)를 수용하도록 구면을 가진 삽입부(22)가 형성되고, 굴삭기의 회동체(E2) 하단에 구비되는 제2지지부재(20); 상기 제2지지부대(20)의 삽입부(22)를 중심으로 일정한 등각으로 설치되어 주행체(E1)와 회동체(E2)를 연결하도록 구비되는 구동실린더(30); 및 상기 회동체(E2)상에 구비되어 경사각 및 경사방향을 검출하는 센서(42)와, 센서(42)에서 검출된 값을 카운팅하여 회동체(E2)의 수평이 유지되도록 구동실린더(30)의 작동을 독립하도록 제어부(44)가 구비되는 수평보상수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 판 혹은 구형의 지지구(12) 외주면에 가이드축(16)이 돌출되고, 가이드축(16)과 대응하는 제2지지부재(20)의 삽입부(22) 내주연에 가이드홈(26)이 종방향으로 형성되어 서로 맞물리도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동실린더(30)와 대응하는 제1지지부재(10)의 지지구(12) 내부에 일단이 설치되고, 다른 일단이 제2지지부재(20)와 연결되는 보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)가 모터(M)와 함께 설치되어 구동실린더(30)와 연계작동되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 주행체의 진행방향에 영향을 받지않고 360도 어느 방향에서 회동체의 수평유지를 위한 각도가 조절됨에 따라 굴삭작업의 안전성 특히, 경사바닥에서의 굴삭작업이 보다 안전적으로 이루어지고, 또 굴삭작업시 작용하는 하중에 의해 회동체와 주행체의 연결부분이 부러지는 등의 안전사고가 미연에 예방되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한 다.

도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 수평유지구조를 전체적으로 나타내는 구성도이고, 도 2a 내지 2b는 본 발명에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 작동상태를 나타내는 구성도이며, 도 3a 내지 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 보조실린더와 스크루가 적용된 상태를 나타내는 구성도이며, 도 4a 내지 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 제1, 2지지부재를 나타내는 구성도이며, 도 5는 도 4b의 A-A'선을 절단하여 나타내는 구성도이며, 도 6a 내지 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 가이드축과 가이드홈을 나타내는 구성도이다.

본 발명은 바닥면이 고르지 못한 비탈면에서 굴삭작업시 주행체의 안착위치에 무관하게 회동체의 수평이 유지되도록 제어하는 굴삭기의 수평유지구조에 관련되며, 이때 굴삭기의 주행체(E1)와 회동체(E2)는 제1, 2지지부재(10)(20)를 통하여 연결된 상태로 구동실린더(30)와 수평보상수단(40)에 의해 경사각이 조절된다.

본 발명에 따른 제1지지부재(10)는 굴삭기의 주행체(E1) 상단에 설치되고, 외주면이 구면으로 형성된 지지구(12)가 구비된다. 제1지지부재(10)는 후술하는 제2지지부재(20)와 결합되도록 주행체(E1) 중앙부에 지지구(12)가 돌출되도록 구비되고, 지지구(12)는 판 혹은 구(球)형, 반구형 형태로 형성된다.

여기서, 상기 지지구(12)의 변형예를 보다 상세하게 살펴보면, 판형태의 지지구(12)는 도 1과 같이 외주연이 구면을 이루는 원판형태로 형성되고, 구형태의 지지구(12)는 도 4a처럼 진원을 이루는 볼형태로 형성되며, 도 4b 내지 도 4c는 반 구형으로 형성되는 지지구(12)를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 제2지지부재(20)는 제1지지부재(10)를 수용하도록 구면을 가진 삽입부(22)가 형성되고, 굴삭기의 회동체(E2) 하단에 구비된다. 제2지지부재(20)는 상기 제1지지부재(10)상에 결속되어 360도 방향으로 각도조절이 가능하도록 중앙에 삽입부(22)를 구비하되, 이때 삽입부(22)는 내주연이 상기 지지구(12)의 구면과 동일한 직경을 가진 구면으로 형성된다.

그리고, 제2지지부재(20)는 제1지지부재(10)의 지지구(12) 형상에 따라 그 구조가 변형되는바, 도 1과 같이 제1지지부재(10)의 지지구(12)가 판형태로 형성되면 제2지지부재(20)의 삽입부(22)가 링형태로 형성되어 지지구(12)를 수용하고, 제1지지부재(10)의 지지구(12)가 구형으로 형성되면 도 4a에서처럼 제2지지부재(20)가 한 쌍으로 분할되어 지지구(12)의 상·하부를 국부적으로 수용하도록 형성되며, 또 도 4b 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 지지구(12)가 반구형으로 형성되면 제2지지부재(20)상에 삽입부(22)가 반구형으로 형성되어 지지구(12)를 수용하게 된다.

예컨대, 지지구(12)를 반구형으로 형성시에는 도 4b처럼 제1지지부재(10)가 작동중에 제2지지부재(20)상에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 지지구(12)를 사이에 두고 가이드판(12a)을 제2지지부재(20)상에 체결되도록 설치하거나, 도 4c와 같이 지지구(12)의 구면 중심에 보조삽입부(10a)을 형성하고, 보조삽입부(10a)에 수용된 상태로 제2지지부재(20)와 연결되는 보조지지구(20a)를 추가로 더 설치하는 것이 바람직하다.

이에 제2지지부재(20)의 삽입부(22)가 제1지지부재(10)의 지지구(12)를 수용 한 상태로 구면이 서로 면접되어 360도 어느 방향으로도 각도가 조절되는바, 이때 제2지지부재(20)의 각도는 후술하는 구동실린더(30)의 작동에 의해 제어된다.

한편, 상기 제2지지부재(20)는 삽입부(22)상에 제1지지부재(10)의 지지구(12)를 간편하게 조립할 수 있도록 종방향 혹은 횡방향으로 분할제작되어 볼트체결 등으로 조립되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 구동실린더(30)는 제2지지부재(20)의 삽입부(22)를 중심으로 일정한 등각위치에 설치되어 주행체(E1)와 회동체(E2)를 연결하도록 구비된다. 구동실린더(30)는 굴삭기의 붐, 디퍼 등과 같은 작동부재에 구동력을 제공하는 유압실린더로써, 주행체(E1)와 회동체(E2)의 연결중심인 지지구(12)와 삽입부(22)를 중심으로 일정한 등각이 유지되도록 4개소에 설치된다.

여기서, 구동실린더(30)의 일단은 주행체(E1)상에 연결되고, 다른 일단은 회동체(E2)(예컨대, 회동체(E2)상에 설치되는 제1지지부재(10) 혹은 제2지지부재(20)상에 장착되는 것이 바람직함)상에 연결되되, 이때 주행체(E1)와 회동체(E2)상에 연결되는 구동실린더(30)의 양단은 힌지 혹은 볼헤드(예컨대, 도 1 내지 4에서 볼헤드(B)를 통하여 결속된 상태를 도시)를 통하여 결속된다. 이에 회동체(E2)가 360도 어느 방향으로 각도가 조절되더라도 구동실린더(30)의 구동력이 유연성 있게 전달된다.

또한, 본 발명에 따른 수평보상수단(40)은 회동체(E2)상에 구비되어 경사각 및 경사방향을 검출하는 센서(42)와, 센서(42)에서 검출된 값을 카운팅하여 회동체(E2)의 수평이 유지되도록 구동실린더(30)의 작동을 독립하도록 제어부(44)가 구 비된다. 수평보상수단(40)은 센서(예컨대, 수평도를 감지하는 통상의 센서를 사용)를 통하여 굴삭기가 위치된 지점의 경사각 및 경사방향을 검출하여 제어부(44)로 전송하면, 미리 입력된 설정값과 카운팅하여 오차범위만큼의 경사각을 보정하기 위해 각각의 구동실린더(30)를 상하 독립구동하여 회동체(E2)의 수평이 유지된다.

이를 더욱 상세하게 설명하자면, 도 2a에 도시된 바와 같이 굴삭기가 전진방향으로 15도 기울어지게 위치되면 전방에 위치되는 2개의 구동실린더(30)는 상승작동되면서 후방에 위치된 2개의 구동실린더(30)는 하강작동됨에 따라 회동체(E2)가 제1, 2지지부재(10)(20)를 중심으로 회동되어 15도 기울기에 대한 경사도가 보정되고, 또 굴삭기의 좌측방향으로 15도 경사지게 위치되면 도 2b와 같이 좌측에 위치된 2개의 구동실린더(30)는 상승, 우측에 2개의 구동실린더(30)는 하강하여 수평이 유지된다.

이처럼, 회동체(E2)가 제1, 2지지부재(10)(20)를 통하여 주행체(E1)상에 연결되어 각각 개별구동되는 4개의 구동실린더(30)에 의해 경사각이 제어됨에 따라 굴삭기의 진행방향 즉, 주행체(E1)의 방향에 영향을 받지 않고 360도 어느 방향으로도 경사각이 보정되는 이점이 있다.

또, 구동실린더(30)에 의해 경사각이 보정된 상태로 굴삭작업을 수행시 회동체(E2)가 구동실린더(30) 및 제1, 2지지부재(10)(20)에 의해 주행체(E1)상에 건실하게 지지됨에 따라 외력에 의해 경사각이 쉽게 변형되지 않으면서 안전성이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 상기 구동실린더(30)와 대응하는 제 1지지부재(10)의 지지구(12) 내부에 일단이 설치되고, 다른 일단이 제2지지부재(20)와 연결되는 보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)가 모터(M)와 함께 설치되어 구동실린더(30)와 연계작동되도록 구비된다.

보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)는 일단이 제2지지부재(20)상에 연결된 상태로 다른 일단이 지지구(12)의 내부에 연결되되, 이때 보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)의 양단은 상기 구동실린더(30)와 같이 회동체(E2)가 360도 어느 방향으로 각도가 조절되더라도 구동력이 유연성 있게 전달되도록 볼헤드(B)를 통하여 제1, 2지지부재(10)(20)상에 결속된다.

즉, 지지구(12) 내부에 보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)가 구동실린더(30)와 연계작동되면서 회동체(E2)의 경사각 조절에 따른 구동력을 추가로 제공함에 따라 작동이 보다 원활하게 이루어지고, 또 경사각이 보정된 상태로 정지시 구동실린더(30)와 함께 보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)가 정지되어 경사각 보정후 외력에 의해 경사각이 가변되는 등의 작동불량이 미연에 방지된다. 특히 이송스크루(52)를 이용하는 구동방식은 회전운동이 직선운동으로 전환되어 전달되므로 정지 후 외력에 의한 위치변경이 보다 긴밀하게 차단되는 이점이 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 반구형의 구면을 가진 제1, 2지지부재(10)(20)에 적용되는 보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)는 양단이 서로 다른 간격으로 이격되도록 설치 즉, 삼각구조를 이루도록 설치됨에 따라 회전체(E2)가 정지 후 회전방향으로 작용하는 외력에도 유동이 방지된다. 이러한 구조는 도 4c의 반구형 구조에도 적용된다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 상기 판 혹은 구형의 지지구(12) 외주면에 가이드축(16)이 돌출되고, 가이드축(16)과 대응하는 제2지지부재(20)의 삽입부(22) 내주연에 가이드홈(26)이 종방향으로 형성되어 서로 맞물리도록 구비된다. 이때 가이드축(16)은 도 6a 내지 6b는 지지구(12)의 중심과 일치되는 외주면 양단에 한쌍으로 구비되어 삽입부(22)의 가이드홈(26)을 타고 종방향으로 슬라이드되도록 결합되면서 횡방향이송이 제한된다. 이에 다수의 구동실린더(30)에 지지되면서 경사각이 조절되는 회동체(E2)가 굴삭작업중에 회동방향으로 외력이 작용하더라도 가이드축(16)과 가이드홈(26)에 의해 유동이 방지되는 이점이 있다.

한편, 도 1 내지 도 4a에서 제1지지부재(10)는 주행체(E1)상에 구비되고, 제2지지부재(20)는 회동체(E2)상에 구비되는 상태를 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 도 4b와 같이 주행체(E1)상에 제2지지부재(20)가 설치되면서 제2지지부재(20)와 대응하는 회동체(E2)상에 제1지지부재(10)가 구비되는 구성도 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 수평유지구조를 전체적으로 나타내는 구성도.

도 2a 내지 2b는 본 발명에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 작동상태를 나타내는 구성도.

도 3a 내지 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 보조실린더와 스크루가 적용된 상태를 나타내는 구성도.

도 4a 내지 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 제1, 2지지부재를 나타내는 구성도.

도 5는 도 4b의 A-A'선을 절단하여 나타내는 구성도.

도 6a 내지 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴삭기의 수평유지구조의 가이드축과 가이드홈을 나타내는 구성도.

Claims

굴삭기의 주행체(E1) 상단에 설치되고, 외주면이 구면으로 형성된 지지구(12)가 구비되는 제1지지부재(10);

상기 제1지지부재(10)를 수용하도록 구면을 가진 삽입부(22)가 형성되고, 굴삭기의 회동체(E2) 하단에 구비되는 제2지지부재(20);

상기 제2지지부대(20)의 삽입부(22)를 중심으로 일정한 등각으로 설치되어 주행체(E1)와 회동체(E2)를 연결하도록 구비되는 구동실린더(30); 및

상기 회동체(E2)상에 구비되어 경사각 및 경사방향을 검출하는 센서(42)와, 센서(42)에서 검출된 값을 카운팅하여 회동체(E2)의 수평이 유지되도록 구동실린더(30)의 작동을 독립하도록 제어부(44)가 구비되는 수평보상수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 수평유지구조.
제 1항에 있어서,

상기 제1지지부재(10)의 지지구(12)는 판 혹은 구형, 반구형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 수평유지구조.
제 2항에 있어서,

상기 판 혹은 구형의 지지구(12) 외주면에 가이드축(16)이 돌출되고, 가이드축(16)과 대응하는 제2지지부재(20)의 삽입부(22) 내주연에 가이드홈(26)이 종방향 으로 형성되어 서로 맞물리도록 구비되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 수평유지구조.
제 1항에 있어서,

상기 구동실린더(30)와 대응하는 제1지지부재(10)의 지지구(12) 내부에 일단이 설치되고, 다른 일단이 제2지지부재(20)와 연결되는 보조실린더(50) 혹은 이송스크루(52)가 모터(M)와 함께 설치되어 구동실린더(30)와 연계작동되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 수평유지구조.