KR20090070642A

KR20090070642A - 건설기계의 상부 선회체 고정장치

Info

Publication number: KR20090070642A
Application number: KR1020070138726A
Authority: KR
Inventors: 신용운; 이성진
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-01

Abstract

본 발명은 건설기계의 상부 선회체 고정장치를 개시한다. 상기 상부 선회체 고정장치는, 건설기계의 상부 프레임(20)의 저면에 고정된 환형의 외륜(22)이 다수 개의 볼(32)을 사이에 두고 하부 프레임(21)의 상면에 고정된 내륜(23)의 내측에 형성된 내치차(24)와 맞물리며, 상부 선회체를 상기 하부 프레임(21)에 대하여 고정 가능하게 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치에 있어서, 상기 상부 선회체에 고정된 유압실린더(29); 및 이 유압실린더의 가동로드(30)의 하단부에 제공되어 상기 상부 프레임(20)의 저면에 형성된 홀(35)을 통하여 상측에서 하측으로 이동하면서 상기 내륜(23)의 내치차(24)와 맞물리는 외치차(25)를 갖는 고정구(26);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상부 선회체가 원활하고 신뢰성있게 고정 또는 해제될 수 있게 하고, 운전자는 운전실에서 버튼으로 액츄에이터를 원격 조작함으로써 운전실에서도 쉽게 조작할 수 있게 한다.

상부 선회체, 고정장치

Description

건설기계의 상부 선회체 고정장치{AN APPARATUS FOR FIXING AN UPPER ROTATION BODY OF CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은 건설기계의 상부 선회체 고정장치에 관한 것으로, 특히 경사진 장소에서 작업을 수행하는 건설기계의 상부 선회체를 360° 범위내 어느 구간에서든지 필요한 위치에서 쉽게 고정시킬 수 있게 하고 건설기계를 이송차량으로 운반하는 동안에도 상부 선회체가 흔들리는 것을 방지할 수 있게 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치에 관한 것이다.

건설기계에는 굴삭기, 크레인 등이 있다. 굴삭기는 장비의 주행에 필요한 휠 또는 크롤러가 설치된 하부 주행체와, 하부 주행체의 상부에서 그 하부 주행체에 대해 360° 선회가능하게 설치되는 상부 선회체로 구성된다. 또한 상부 선회체에는 붐, 암, 버킷 등 각종 작업 장치를 부착하여 굴착, 상차 또는 하역에 사용하고 있다.

이러한 건설기계는 특히 궤도식(Crawler type)인 경우 경사진 곳에서 굴삭작업 등을 많이 하므로 필요에 따라서 상부 선회체가 회전하지 못하도록 상부 선회체를 하부 주행체에 고정을 시킬 필요가 발생하곤 한다.

건설기계의 일예로서, 일반적으로 굴삭기(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 크롤러(2)가 제공된 하부 프레임(3)에 상부 선회체(4)가 회전가능하게 장착되어 있다. 이러한 굴삭기는 경사진 곳에서 작업을 하는 경우가 많고 대형 트럭에 실어 작업현장으로 이동하기도 하므로, 필요에 따라 상부 선회체(4)를 하부 프레임(3)에 대하여 고정된 상태로 유지해야 하는 경우가 있다.

도 2의 부분단면도와 도 3의 평면도에 도시된 바와 같이, 기존의 굴삭기에서는 상부 선회체의 상부 프레임(5)의 저면에 제공된 환형의 외륜(6)이 하부 프레임(7)의 상면에 제공된 환형의 내륜(8)에 맞물려 회전함으로써 상부 선회체(4)가 회전되도록 구성되어 있다. 이러한 상부 선회체를 고정시키는 종래의 고정장치는 상부 선회체의 상부 프레임(5)의 저면에 제공된 유압장치(9)에 의해 고정위치로 전진가능한 고정구(10)가 가이드(11)를 통해 가이드되어 하부 프레임(7)의 내륜(8)의 내측에 형성된 내치차(8')에 맞물려 고정시키도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 종래 기술에 따른 상부 선회체 고정장치는 고정구(10)의 선단부(12)가 내치차(8)의 랜드부(13)에 접촉하는 경우에는 슬립되며, 고정구의 선단부(12)가 도 3에 개략적으로 도시한 바와 같이 내치차(8)의 골부분(14)에 정확히 물리지 않는 경우가 많다. 이 경우, 기어의 이끝부분이 손상되는 문제가 발생되기도 한다. 이러한 내치차(8)의 이끝부분의 손상을 방지하고 고정구(10)의 선단부(12)가 보다 확실하게 맞물리게 하기 위해 내치차(8)의 이끝을 뾰족하게 하면서 충분한 강도를 갖게 하기 위해서는 열처리상의 어려움과 내구성의 저하를 초래하는 문제점이 있다.

또한, 내치차(8)에 고정구(10)가 확실하게 맞물릴 때까지 시간이 걸리는 경우, 경사진 곳에서 엔진시동을 끈 상태로 장시간 방치시킴에 따라 유압실린더에 공급되던 유량이 탱크로 리턴되므로 뜻하지 않은 사고를 초래할 수도 있다.

본 발명은 상기한 종래기술에 따른 상부 선회체 고정장치에 따른 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 상부 선회체의 고정이 용이하게 이루어질 수 있고, 경사지에서 장비가 장기간 방치되더라도 자중에 의해 상부 선회체의 의도하지 않은 회전을 방지할 수 있는 건설기계의 상부 회전체 고정장치의 제공을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건설기계의 상부 프레임의 저면에 고정된 환형의 외륜이 다수 개의 볼을 사이에 두고 하부 프레임의 상면에 고정된 내륜의 내측에 형성된 내치차와 맞물리며, 상부 선회체를 상기 하부 프레임에 대하여 고정 가능하게 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치에 있어서, 상기 상부 선회체에 고정된 유압실린더; 및 이 유압실린더의 가동로드의 하단부에 제공되어 상기 상부 프레임의 저면에 형성된 홀을 통하여 상측에서 하측으로 이동하면서 상기 내륜의 내치차와 맞물리는 외치차를 갖는 고정구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 유압실린더에 의해 이동되는 고정구의 외치차가 내륜의 내치차에 상측에서 하측으로 이동되면서 원활하게 맞물리도록 상기 외치차의 하단부는 랜드부의 양측면이 경사면으로 형성되며, 이에 대하여 상기 내륜의 내치차의 상단부도 랜드부의 양측면이 경사면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 고정구의 외치차의 하단부는 그 이끝 두께가 상단부 이끝 두께 보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 유압실린더의 가동로드가 회전하지 않고 수직방향으로만 이동하도록 상기 고정구의 외치차의 반대면은 그 외치차에 대향된 상기 상부 프레임의 홀의 벽면과 서로 접하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 건설기계의 상부 선회체의 고정장치는, 고정구의 외치차의 경사면으로 이루어진 하단부가 내륜의 내치차의 상단부 경사면을 타고 미끄러져서 내치차의 잇골에 원활하게 맞물리게 됨으로써, 상부 선회체는 원활하고 신뢰성있게 고정 또는 해제될 수 있고, 운전자는 운전실에서 버튼으로 유압실린더를 조작함으로써 운전실에서도 쉽게 조작할 수 있는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 건설기계의 선회 고정장치에 따라, 종래 기술처럼 임의의 위치에서 보통의 내치차와 고정구의 이끝 랜드부가 만날 경우 외륜을 내륜에 대하여 미세하게 움직여야 하는 조작과정으로 인해 수반되는 시간 손실 및 작업 능률의 저하를 방지할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 상부 선회체의 고정장치는 상부 프레임의 상측에 설치 조작되므로 장착 및 해체가 용이할 뿐만 아니라, 고정장치의 유압실린 더가 중력 방향으로 작동되게 되어 있어서 유압실린더에 누유 또는 기타의 이유로 인해 압유가 공급되지 못할 경우에도 유압실린더 스스로 고정 상태를 해제할 수 없게 되어 있어서 항상 안전하다. 만약 유압실린더에 유압을 공급하지 못할 경우의 해제는 상부 프레임의 상부에 설치된 하우징을 분리하고 수동으로 쉽게 들어올릴 수 있어서 해제에도 문제가 없다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 건설기계의 일예로서 굴삭기의 상부 선회체 고정장치가 개략적으로 도시되어 있다. 본 실시예에서, 굴삭기의 상부 선회체 회전구조는 상부 프레임(20)의 저면에 고정된 환형의 외륜(22)과, 하부 프레임(21)의 상면에 고정된 내륜(23) 및 상기 외륜(22)과 내륜(23)사이에 배치되어 외륜이 내륜에 대하여 원활하게 회전하도록 다수 개의 볼(32)이 배치되어 고정된 하부 프레임(21)에 대하여 상부 회전체가 회전될 수 있도록 구성되어 있다.

하부 프레임(21)이 정지 상태로 있을 때 상부 프레임(20)은 선회감속기(미도시)의 출력축에 연결된 기어를 내치차(24)와 맞물린 상태로 회전시킴으로써 상부 선회체가 회전된다.

본 발명에 따른 상부 선회체의 고정장치는, 지지대(36)에 의해 상부 선회체에 고정된 유압실린더(29), 이 유압실린더의 가동로드(30)의 하단부에 제공된 고정구(26)를 포함하여 이루어지며, 상기 고정구(26)는 상부 선회체의 상부 프레임(20) 에 형성된 홀(35)을 통하여 하방으로 이동하게 되며, 상기 홀(35)을 덮도록 상기 상부 프레임(20)의 상부에 장착되는 하우징(27)의 내측 공간에 배치된다. 상기 유압실린더(29)에 의해 하방으로 이동된 고정구(26)의 외측면에 형성된 외치차(25)가 내륜(23)의 내치차(24)에 맞물릴 때 상부 선회체가 고정된다.

상기 유압실린더(29)는 유압펌프(42)로부터 이송된 압유를 선택적으로 공급하는 선택밸브(40)와, 압유 라인의 압력을 미리 정해진 일정 압력 이상 상승하지 못하도록 하는 릴리프 밸브(41)로 구성된 유압회로로 작동된다.

운전자가 임의의 위치에서 작동 버튼(미도시)을 누르면 유압펌프(42)에서 배출된 압유가 선택밸브(40)를 거쳐 유압실린더(29)에 유입될 때 상기 가동로드(30)는 내치차(24)쪽 방향으로 이동하게 된다. 도면에서 미설명된 부호(28)는 베어링으로서 가동로드(30)가 하우징(27)을 관통하여 원활하게 상하 이동될 수 있도록 한다.

이때, 상기 고정구(26)의 외치차(25)의 하단부와 내륜(23)의 내치차(24)의 상단부가 맞물릴 때, 보통 사용하는 치차를 사용하면 도 5에 개략적으로 도시한 바와 같이 치차들의 평탄한 측면들에 의해 간섭이 생겨 외치차(25)가 내치차(24)의 잇골로 끼워질 수 없게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 고정구(26)의 외치차(25)가 내륜의 내치차(24)와 처음 만나는 부분, 즉 외치차(25)의 하단부(25a)는 도 6에 도시된 바와 같이, 양측면이 경사면으로 형성되며, 이때 외치차(25)의 경사면은 그 상단의 랜드부(t1)를 최소화하되 날카롭지 않게 하여야 내구성 측면에서 유리하다. 아울러, 하 단부(25a)의 이끝 두께(L1)는 상단부의 이끝 두께(L2) 보다 작게 형성되어 외치차(25)가 하강되면서 외치차(25)와 내치차(24)의 결합이 견고해지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 내륜(23)의 내치차(24)도 상단부(24a)를 도 7에 도시된 바와 같이 양측면을 경사지게 형성하며, 상기 고정구(26)의 외치차(25)의 하단부와 마찬가지로 최소한의 랜드부(t2)를 유지하면서 경사면을 형성한다.

상기 외치차(25)와 내치차(24)의 경사면들은 곡면으로 형성하는 것이 내구성면에서 바람직하며, 외치차(25)와 내치차(24)의 랜드부(t1,t2) 각각은 외치차(25)와 내치차(24)에 대해 서로 다른 방향으로 편심되게 형성될 경우 랜드부(t1,t2)들의 간섭을 최소화시킬 수 있다.

상기 외치차(25)와 내치차(24)의 대향된 단부들을 상기한 바와 같이 형성함으로써, 도 8과 같이 고정구(26)가 유압실린더(29)에 의해 하방으로 이동될 때 내륜(23)의 내치차(24)들 사이의 잇골로 원활하게 삽입되어 맞물릴 수 있다. 도 9는 도 8과 같이 고정구(26)의 외치차(25)가 내륜(23)의 내치차(24)에 삽입된 상태를 보여주는 평면도와 부분확대 단면도이다.

본 발명에 따른 선회체 고정장치에 의하면, 운전자가 360°중 임의의 위치에서 상부 선회체를 고정시키려고 유압실린더(29)에 의해 고정구(26)를 하강시킬 때, 도 11에 도시된 바와 같이 고정구의 외치차(25)와 내륜(23)의 내치차(24)의 랜드부(t1, t2)들이 최소화되어 있어서 고정구(26)의 외치차(25)는 유압실린더(29)의 유압력에 의해 내치차(24)의 상단부의 경사면을 타고 하방으로 쉽게 이동되어 간섭 이 발생되는 시간이 극히 짧게 되어 종래와 같은 문제가 발생되지는 않는다.

만약에 유압실린더(29)의 가동로드(30)가 회전하게 되면 상부 선회체의 고정이 안되므로 고정구(26)의 외치차(25)의 반대면, 즉 상부 프레임(20)의 홀(35)의 벽면과 그 외치차(25)의 대향면이 서로 맞물림되게 하여 고정구(26)가 회전되지 않고 수직방향으로 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 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.

본 발명은 운전자가 운전실에서 이탈하지 않고 360°중 어느 위치에서든지 고정구를 쉽게 이동시켜 하부 프레임에 대하여 상부 회전체를 간편하고 신뢰성있게 고정시키거나 고정 해제할 수 있게 함으로써 편의성을 향상시키고, 사고 발생 가능성을 방지할 수 있으며, 궤도식 굴삭기, 바퀴형 굴삭기, 트럭 크레인 등의 건설기계 등에 널리 적용할 수 있다.

도 1은 일반적인 회전가능한 상부 선회체를 구비한 굴삭기의 개략 측면도.

도 2는 종래 하부 프레임에 대하여 회전가능한 상부 선회체를 고정하는 고정장치를 보여주는 개략 부분단면도.

도 3은 도 2의 고정장치의 고정구가 내륜의 내치차와 맞물려 선회체를 고정하는 것을 보여주는 개략 평면도.

도 4는 본 발명의 상부 선회체 고정장치가 채용된 상태의 개략 부분 단면도.

도 5는 종래 내륜의 내치차의 구조의 경우 고정구의 외치차의 하단부면이 서로 간섭되는 것을 보여주는 개략 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 상부 선회체 고정장치가 적용되는 건설기계의 하부 프레임의 내륜의 내치차의 형상을 보여주는 도 4의 Z방향에서 본 개략 측면도.

도 7은 본 발명의 상부 선회체 고정장치의 고정구의 외치차를 보여주는 도 4의 Y방향에서 본 개략 측면도.

도 8은 도 4에서 상부 선회체 고정장치의 고정구의 외치차가 하방으로 이동하여 내륜의 내치차와 맞물리는 것을 보여주는 단면도.

도 9는 도 8에서 고정구의 외치차와 내륜의 내치차가 맞물린 상태의 개략 평면도.

도 10은 도 9의 원으로 표시된 부분의 확대도.

도 11은 본 발명의 고정구의 외치차가 내륜의 내치차에 맞물릴 때 간섭이 해소되는 것을 보여주는 개략 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 상부 프레임 21 : 하부 프레임

22 : 외륜 23 : 내륜

24 : 내치차 24a : (내치차의) 상단부

25 : 외치차 25a : (외치차의) 하단부

26 : 고정구 27 : 하우징

29 : 유압실린더 30 : 가동로드

40 : 선택밸브 41 : 릴리프 밸브

42 : 유압펌프

Claims

건설기계의 상부 프레임(20)의 저면에 고정된 환형의 외륜(22)이 다수 개의 볼(32)을 사이에 두고 하부 프레임(21)의 상면에 고정된 내륜(23)의 내측에 형성된 내치차(24)와 맞물리며, 상부 선회체를 상기 하부 프레임(21)에 대하여 고정 가능하게 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치에 있어서,

상기 상부 선회체에 고정된 유압실린더(29); 및 이 유압실린더의 가동로드(30)의 하단부에 제공되어 상기 상부 프레임(20)의 저면에 형성된 홀(35)을 통하여 상측에서 하측으로 이동하면서 상기 내륜(23)의 내치차(24)와 맞물리는 외치차(25)를 갖는 고정구(26);를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치.
제1항에 있어서, 상기 유압실린더(29)에 의해 이동되는 고정구(26)의 외치차(25)가 내륜(23)의 내치차(24)에 상측에서 하측으로 이동되면서 원활하게 맞물리도록 상기 외치차(25)의 하단부(25a)는 랜드부(t1)의 양측면이 경사면으로 형성되며, 이에 대하여 상기 내륜(23)의 내치차(24)의 상단부(24a)도 랜드부(t2)의 양측면이 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정구(26)의 외치차(25)의 하단부는 그 이끝 두께(L1)가 상단부 이끝 두께(L2) 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 건설 기계의 상부 선회체 고정장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유압실린더(29)의 가동로드(30)가 회전하지 않고 수직방향으로만 이동하도록 상기 고정구(26)의 외치차(25)의 반대면은 그 외치차에 대향된 상기 상부 프레임(20)의 홀(35)의 벽면과 서로 접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 상부 선회체 고정장치.