KR20160052394A

KR20160052394A - 작업 기계용 하부 주행체

Info

Publication number: KR20160052394A
Application number: KR1020150151368A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 프라이스
Original assignee: 제이씨 뱀포드 엑스카베이터즈 리미티드
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-05-12
Also published as: GB201419277D0; GB2531768A; KR102657223B1; US20160122974A1; EP3020870B1; CN105569105A; GB2531768B; JP2016104952A; EP3020870A1

Abstract

메인 섀시와 보조 섀시를 포함하는 작업 기계용 하부 주행체. 메인 섀시는 상부 구조체를 장착시키기 위한 마운팅 장치와 보조 섀시를 장착시키기 위한 마운팅 인터페이스를 갖고, 보조 섀시는 액슬을 위한 마운트를 갖는다.

Description

작업 기계용 하부 주행체 {An undercarriage for a working machine}

본 발명은 하부 주행체를 갖는 작업 기계로서, 작업 기계용 하부 주행체 및 작업 기계의 하부 주행체 조립 방법에 관한 것이다.

다양한 종류의 작업 기계들이 알려져 있다. 이러한 기계는 전형적으로 토양 경질 작업 (예를 들어, 도랑 파기(trenching), 땅 고르기(grading) 및 적재(loading)) 및 자재 취급(예를 들어, 도랑에 골재 매립하기, 높은 단상에 자재를 올려 배치시키기)을 위해 사용된다.

이러한 기계는 엔진, 기어 박스, 유압 펌프 및 하부 주행체와 같은 특정 구성들이 다른 종류의 기계에 걸쳐 적용될 수 있기는 하지만, 전형적으로 한 종류의 기계를 위해 특정적으로 디자인된 하위 조립체 세트로 제작된다.

알려진 기계의 예는 다음을 포함한다.

선회 굴삭기는 하부 주행체에 대해 무제한적으로 회전 가능한 상부 구조체를 포함한다. 상부 구조체는 위에 열거한 종류의 작업을 수행하기 위해 버킷(Bucket)과 같은 부착물를 조작하기 위한 작업 암(arm) 장치, 디젤 내연(IC) 엔진과 같은 원동기, 유압 펌프 및 작업자 운전실을 포함한다. 원동기는 작업 암 장치를 작동시키기 위한 가압 유체를 공급하기 위해, 또한 굴삭기를 추진하기 위해 두 개의 무한 궤도 트랙 또는 네 개의 휠 (또는 듀얼 휠 구조에서는 여덟 개의 휠)을 선택적으로 구동하는 데에 사용되며 하부 주행체에 배치된 하나 이상의 유압 모터에 동력을 제공하기 위해 유압 펌프를 작동시킨다.

선회 링은 상부 구조체와 하부 주행체를 회전 가능하게 연결시키며, 중앙 로터리 조인트 장치는 유압 유체로 하여금 상부 구조체와 하부 주행체의 상대적인 위치와 무관하게 상부 구조체의 펌프로부터 유압 모터를 지나서 상부 구조체로 돌아올 수 있게 한다. 선회 굴삭기가 추진을 위해 트랙을 이용한다면, 조향은 하부 주행체의 반대되는 측의 트랙을 서로 다르게 구동하는 것에 의해 이루어진다. 선회 굴삭기가 추진을 위해 휠을 이용한다면, 스티어링(steering) 장치는 두 개 또는 네 개의 바퀴에 대해 사용되며, 하부 주행체에서 개별적인 유압 제어가 이를 위해 필요하다.

선회 굴삭기는 그 크기의 면에서 폭넓은 범위로 이용될 수 있다. 초소형, 소형 및 중형 굴삭기는 약 750kg에서 12,000kg에 이르는 작동 무게 범위에 분포되어 있으며, 상부 구조체에 대해 "킹포스트(kingpost)" 인터페이스를 이용함으로써 실질적인 수직 축에 대하여 상부 구조체에 대해 회전할 수 있는 작업 암 장치를 전형적으로 갖는 것으로 주목할 만하다. 일반적으로, 소형 및 중형 굴삭기는 약 1,200kg을 넘는 무게를 갖는다. 작동 무게가 약 12,000kg을 초과하는 대형 굴삭기는 흔히 'A 프레임' 굴삭기로 불리며, 전형적으로 수직 축에 대해 고정되어 있어서 상부구조체와 함께 회전할 수만 있는 작업 암 장치를 구비한다. 이것은 더 작은 굴삭기들이 더 제한적인 공간에서 작동할 것으로 기대되며, 따라서 초소형, 소형, 중형 굴삭기를 위해서는 예를 들어, 벽체와 같은 장애물에 근접하게 도랑을 파기 위해 두 개의 상호 오프셋된 축에 대해 회전하는 능력이 더욱 바람직하다는 사실이 작용한 결과이다.

작동 암 장치는 일반적으로 디퍼(dipper)에 회전 가능하게 연결된 붐(boom)을 포함한다. 두 개의 회전 가능하게 연결된 섹션을 갖는 삼관절식 붐 및 종종 전반적으로 곡선형의 단일한 구조체로 만들어진 모노(mono) 붐을 포함하여, 활용 가능한 붐에는 몇 가지 종류들이 있다. 디퍼는 붐에 회전 가능하게 연결되고, 예를 들어 버킷(bucket)과 같은 부착물을 위한 마운트가 디퍼에 제공된다. 필요한 작업 작동을 수행하기 위해 유압 실린더들이 붐, 디퍼 마운트를 서로에 대해 움직이도록 제공된다.

트랙식 굴삭기는 느린 최고 속도와 그 금속 트랙이 포장된 도로에 입히는 손상 때문에, 꽤 먼 거리를 자체 추진력으로 주행할 수는 없다. 다만, 그 트랙은 굴삭기의 안정성을 향상시킨다. 휠식 굴삭기는 더 높은 속도(전형적으로, 40kph까지)로, 포장된 도로면에 눈에 띄는 손상을 주지 않고도 "로딩(roading)"할 수 있다. 하지만, 작업 암 장치는 불가결하게 로딩 중 상부 구조체의 전방으로 연장되며, 승차감과 전방 시야를 해칠 수 있다. 작업 작동을 수행 중일 때는, 공기 타이어가 트랙에 비해 덜 안정적인 플랫폼을 제공하므로, 안정성을 위해 추가적인 스태빌라이저(stabiliser) 레그가 전개될 수 있다.

원동기, 유압 펌프, 유압 저장조 등이 상부 구조체에 배치되기 때문에, 모든 종류의 선회 굴삭기에 있어서 무게 중심이 상대적으로 높다. 이들 구성이 작업 작동 중 야기되는 힘에 대해 균형 추로서 기능하도록 배치될 수 있는 반면, 패키징(packaging) 제약이 이러한 배치를 최적이 아닌 차선책이 되도록 할 수 있으며, 예를 들어 기계의 후방으로의 시선을 제한할 수도 있다.

굴삭기는 디깅(digging)과 같은 작업에 일반적으로 사용된다. 하지만, 만약 로딩(loading)과 같은 작업을 수행할 필요가 있다면 다른 종류의 기계가 사용되어야 한다. 로딩 작동을 할 수 있는 기계들이 알려져 있으며, 다양한 유형을 갖고 있다. 흔히 "텔레스코픽 핸들러(telescopic handler)"나 "텔레핸들러(telehandler)"라고 불리는 일 유형에서, 상부 구조체와 하부 주행체는 서로에 대해 고정되어 있고, 둘 이상의 부분으로 된 텔레스코픽 붐의 형태로 된 중앙 작업 암이 기계의 앞뒤로 연장된다. 붐은 기계의 후단을 향해 수평 축에 대해 회전하고, 부착물은 붐의 전단에 탈착 가능하게 장착되며, 별개로 된 제2수평 축에 대해 회전 가능하다. 널리 사용되는 부착물에는 팰릿(pallet) 포크와 셔블(shovel)이 포함된다. 텔레핸들러는 일반적인 로딩 작동(예를 들어, 골재를 저장 더미에서 건설 현장의 필요한 위치로 운송하는 것)과 높은 단으로 건축 자재를 올리는 것과 같은 리프팅 작동을 위해 사용될 수 있다.

텔레 핸들러는 전형적으로 추진을 위해 두 개의 액슬상에 네 개의 휠을 가지는데, 하나 또는 두 액슬은 모두가 구동되며 조향 가능하다. 원동기(전형적으로 디젤 내연 엔진)는 프론트 휠과 리어 휠 사이에서 기계의 일측으로 오프셋된 포드(pod)에 배치될 수 있고, 정유압식 또는 기계식 변속기에 의해 휠에 연결된다. 작업자 운전실은 종종 붐의 원동기에 다른 측에 배치되고, 휠 사이에서 상대적으로 낮다. 의도된 적용예에 따라, 기계는 전개 가능한 스태빌라이저 레그와 함께 제공될 수 있다.

텔레 핸들러의 하위 세트는 리프팅과 선회 작동을 조합하기 위해, 추가적인 무게와 더 높은 높이를 감수하면서, 회전 가능한 상부 구조체에 운전실과 붐을 장착시킨다. 이들 기계는 주로 로딩(loading)보다는 리프팅용으로 사용되므로, 그들은 더 긴 붐을 수용하는 종래의 텔레핸들러보다 긴 휠 베이스를 갖는데, 이는 운전성에 영향을 준다. 더욱이, 기계에 인접한 지면을 향한 시선이 굴삭보다 리프팅에서 덜 치명적이므로, 이들은 결과적으로 상당히 취약하다.

몇몇 리프팅 작동, 특히 무거운 무게의 리프팅 작동의 경우, 텔레 핸들러보다 크레인을 사용하는 것이 더 적절하다. 이동식 크레인은 일반적으로 휠식이나 트랙식의 베이스에 제공된다. 붐, 흔히 텔레스코픽 붐은 베이스에 회전 가능하게 장착된다. 호이스트(hoist), 와이어 로프 또는 체인 및 시브(sheave)는 붐에 연결되어 한 장소에서 다른 장소로 자재를 이동시키기 위해 사용된다. 크레인에 대한 안전 규정은 흔히 텔레핸들러에 대한 안전 규정보다 더 엄격하다.

대안의 작업 작동으로서, 작업자는 이동식 고소 작업대(Mobile Elevated Work Platform, MEWP)가 사용될 수 있는 것과 같은 경우, 더 높은 작업 공간에 접근할 필요가 있을 수 있다. 이동식 고소 작업대는 일반적으로 휠식 베이스와 그에 연결된 작업 암을 갖는다. 작업 암은 작업자를 위한 플랫폼을 나른다. 작업 암은 예를 들어, 시저(scissor) 리프트 또는 연장 가능하거나 관절식인 붐일 수 있다. 이동식 고소 작업대의 사용은 더 높은 높이에서 작업하는 것과 관련되어 있기 때문에, 앞서 설명한 작업 기계와 비교할 때, 이동식 고소 작업대에는 또 다른 기술적 및 안전 요구 조건이 부과된다.

이에 더하여, 다른 대안의 작업 기계는 (덤퍼 트럭으로도 알려진) 덤프 트럭이다. 덤프 트럭은 흔히 자재(예를 들어, 굴삭기 버킷으로부터의 다수의 짐)를 한 장소에서 다른 장소로 운송하기 위해 사용된다. 덤프 트럭은 덤프 바디 또는 덤프 바디의 내용물이 언로딩되게 하기 위해 회전 가능한 박스 베드를 갖는다. 일반적으로 하나 이상의 유압 실린더에 의해 작동되며, 몇몇 경우에서는 실린더와 레버 장치에 의해 작동되는 티핑(tipping) 장치는 덤프 바디를 기울이기 위해 사용된다.

다른 작업의 적용을 위한 상기와 같은 다른 기계를 개발하기 위한 비용은 상당하다. 더욱이, 한 종류의 기계를 위한 생산 라인에서 다른 종류의 기계를 위한 생산 라인으로 바꾸기 위한 비용과 지체 또한 상당하다.

나아가, 이들 기계를 위한 큰 조립체는 한 장소에서 제작되어, 조립을 위한 제2장소로 상당한 거리로 운송될 수 있다. 운송비는 운송을 위한 패키징을 비효율적으로 만드는 조립체의 규모와 모양 때문에 높을 수 있다.

본 발명의 제1양상은 메인 섀시와 보조 섀시를 포함하는 작업 기계용 하부 주행체에 있어서, 상기 메인 섀시는 상부 구조체를 장착시키기 위한 마운팅 장치 및 상기 보조 섀시를 장착시키기 위한 마운팅 인터페이스를 포함하고, 상기 보조 섀시는 액슬을 위한 마운트를 포함하는 것을 제공한다.

다양한 작업 기계에 걸쳐 실질적으로 같을 수 있는 메인 섀시를 제공하는 것은 부품의 수를 줄여, 복수의 기계를 생산하기 위한 단일 생산 라인을 가능하게 함으로써, 비용을 줄일 수 있다. 모듈식 장치는 만약 다른 장소에서 제조되고 조립된다면, 복수의 조립체로 나눌 수 있으면 선적을 위해 주어진 부피에 더 많은 섀시를 포장할 수 있기 때문에, 메인 섀시와 보조 섀시의 운송을 더 효율적이게 함으로써, 비용을 줄일 수도 있다.

일 실시예에서, 보조 섀시는 작업 기능을 수행하기 위한 액추에이터를 더 포함한다.

일 실시예에서, 보조 섀시는 도저(dozer) 블레이드 장치를 포함한다.

일 실시예에서, 보조 섀시는 스태빌라이저를 포함한다.

도저 블레이드 장치 또는 스태빌라이저 레그 장치와 함께 보조 섀시를 제공하는 것은 다른 적용예를 위한 하부 주행체의 주문 제작을 유리하게 할 수 있다.

일 실시예에서 액추에이터는 보조 섀시 내에 수용된다.

보조 섀시 내에 액추에이터를 수용하는 것은 작업자의 시야를 유리하게 개선시킬 수 있고, 액추에이터를 외부 충돌로부터 보호할 수도 있다.

일 실시예에서, 보조 섀시는 프론트 엔드(end)와 리어 엔드 및 그 사이에서 연장된 두 측면을 포함한다.

일 실시예에서, 보조 섀시의 길이는 길이가 다른 적어도 두 보조 섀시 중 하나로 선택될 수 있다.

보조 섀시의 길이를 하나 이상 제공하는 것은 다른 적용예를 위한 하부 주행체의 주문 제작을 유리하게 할 수 있다.

일 실시예에서, 사이드 포드는 메인 섀시에 장착되고, 사이드 포드는 원동기를 포함하는 구동 장치를 포함한다.

일 실시예에서, 메인 섀시는 구동 장치를 제어하기 위한 전자 제어 유닛(ECU)을 더 포함한다.

일 실시예에서, 마운팅 장치는 상부 구조체를 장착시키기 위한 선회 링을 포함한다.

일 실시예에서, 메인 섀시와 보조 섀시는 서로 실질적으로 영구적이게 체결된다.

일 실시예에서, 메인 섀시와 보조 섀시는 서로 탈착 가능하게 체결된다.

일 실시예에서, 보조 섀시는 마운팅 인터페이스를 더 포함한다.

일 실시예에서, 메인 섀시와 보조 섀시의 마운팅 인터페이스는 상보적인 용접 면을 포함한다.

일 실시예에서, 메인 섀시와 보조 섀시의 마운팅 인터페이스는 복수의 보어(bore)를 포함한다.

일 실시예에서, 메인 섀시와 보조 섀시의 마운팅 인터페이스는 실질적으로 수직하다.

일 실시예에서, 액슬은 보조 섀시에 장착된다.

일 실시예에서, 제2보조 섀시는 메인 섀시에 장착된다.

본 발명의 제2양상은 작업 작동을 수행할 수 있도록 구성된 작업 암을 포함하는 상부 구조체 및 제1양상에 따른 하부 주행체를 포함하는 작업 기계에 있어서, 하부 주행체가 마운팅 장치를 통해 상부 구조체에 장착되는 것을 제공한다.

본 발명의 제3양상은 메인 섀시를 제작하는 단계, 보조 섀시를 제작하는 단계 및 메인 섀시에 보조 섀시를 장착시키는 단계를 포함하는 작업 기계의 하부 주행체 형성 방법을 제공한다.

일 실시예에서, 상기 방법은 하부 주행체가 통합되는 작업 기계 종류인 적어도 두 개의 대안의 작업 기계 종류를 선택하는 단계 및 선택된 작업 기계에 따라 메인 섀시에 장착되는 보조 섀시를 선택하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 도면 부호와 함께 설명될 것이다.

도 1은 작업 기계의 측면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 기계의 유압 및 전자 제어 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 작업 기계의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 작업 기계의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메인 섀시의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보조 섀시의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 보조 섀시의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 작업 기계의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 작업 기계의 측면도이다.

일반적인 형태

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 작업 기계(10)의 다소 단순화된 형태가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 작업 기계는 (작동 무게가 약 6 내지 12메트릭톤(metric ton) 사이인) 중형 굴삭기로 간주될 수 있다. 다른 실시예에서, 작업 기계는 (작동 무게가 1.2 내지 6톤 사이인) 소형 굴삭기일 수 있다. 기계는 하부 주행체(12)를 포함하는 베이스 조립체(11)를 포함한다. 상부 구조체(14)는 선회 링(16) 형태의 선회 기구에 의해 베이스 조립체의 하부 주행체에 연결된다. 이 실시예에서, 선회 링(16)은 상부 구조체의 하부 주행체(12)에 대한 무제한적인 회전을 허용한다. 작업자가 작업 기계를 작동시킬 수 있는 운전실(30)은 상부 구조체에 회전 가능하게 장착된다. 작업 암 장치(40)가 또한 상부 구조체에 회전 가능하게 장착되어, 굴삭 작동을 수행하기 위해 제공된다.

하부 주행체

하부 주행체는 한 쌍의 이격된 섀시 레일(18a, 18b)로 형성되는데, 섀시 레일(18a, 18b)은 앞뒤로 연장되고, 전형적으로 평행하거나 실질적으로 평행하게 연장되지만, 항상 평행한 것은 아니다. 레일은 하부 주행체(12)의 강도의 대부분을 제공한다. 하부 주행체는 지면 개입 구조체에 연결되는데, 이 실시예에서는 섀시 레일(18a, 18b)에 장착된 제1드라이브 액슬(20a)과 제2드라이브 액슬(20b) 및 각각의 액슬 끝단에 회전 가능하게 결합된 휠을 포함한다. 이 실시예에서, 제2드라이브 액슬(20b)은 섀시 레일(18a, 18b)에 대해 고정된 반면, 제1드라이브 액슬(20a)은 제한적인 관절 운동이 가능하며, 그로써 지면이 평평하지 않은 경우에도 휠이 지면과의 접촉을 유지할 수 있게 한다. 휠(19a, 19b, 19c, 19d)은 전형적으로 오프로드 공기압 타이어로 제공된다. 두 액슬에 연결된 휠(19a, 19b, 19c, 19d)은 스티어링 허브(17a, 17b, 17c, 17d)를 통해 조향 가능하다. 이 실시예에서, 휠 베이스는 2.65m이지만 적형적인 범위는 2.0m 내지 3.5m이다.

본 적용예의 목적을 위해, 앞뒤 방향(A)은 섀시 레일(18a, 18b)의 대체적인 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 정의되어 있다. 대체적인 수직 방향(U)은 작업 기계가 평평한 지면에 있을 때, 실질적으로 수직한 방향으로 정의된다. 대체적인 횡 방향(L)은 작업 기계가 평평한 지면에 있을 때 실질적으로 수평하고, 앞뒤 방향(A)에 실질적으로 직각인 방향으로 정의된다.

이 실시예에서, 도저 블레이드 장치(22)는 섀시 레일(18a, 18b)의 일단에 회전 가능하게 체결되는데, 이는 알려진 장치를 이용하여 유압 실린더(21)에 의해 올려지고 내려질 수 있으며, 굴삭 시 이웃하는 휠을 지면으로부터 들어올림으로써, 기계에 대해 스태빌라이저로서도 동작할 수도 있지만, 이는 다른 실시예에서는 제공되지 않을 수 있다.

스태빌라이저 레그 장치(24)는 섀시 레일(18a, 18b)의 타단에 회전 가능하게 장착되는데, 역시 알려진 장치를 이용하여 유압 실린더(23)에 의해 올려지고 내려질 수 있지만, 다른 실시예에서는 이것이 생략될 수 있다.

구동

이 실시예에서, 원동기와 변속기를 포함하는 구동 장치는 하부 주행체(12)에 수용되는데, 원동기는 디젤 내연 엔진(64)이다.

열 교환기(66)와 냉각 팬(68)은 엔진(64)에 이웃하여 하부 주행체에 수용된다. 냉각 팬(68)은 다른 실시예들에서는 다르게 배향될 수도 있지만, 팬의 회전 축(Q)이 앞뒤 방향(A)으로 연장되도록 배향된다.

연료 탱크(70)는 엔진(64)에 연료 공급을 제공한다. 유압 탱크(72)는 연료 탱크(70)에 이웃하여 제공된다.

엔진(64), 열 교환기(66), 냉각 팬(68), 연료 탱크(70) 및 유압 탱크(72)는 모두 액슬(20a, 20b) 사이 영역에 수용된다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 엔진(64)은 상부 구조체의 하한과 일치하는 높이 아래에 배치된다. 사실 엔진(64)의 대부분, 이 실시예에서는 엔진(64) 전체가 휠(19a, 19b, 19c, 19d)의 상한과 일치하는 높이(Q) 아래에 배치된다. 본 실시예에서, 열 교환기(66), 냉각 팬(68), 연료 탱크(70) 및 유압 탱크(72)의 대부분은 휠(19a, 19b, 19c, 19d)의 상한과 일치하는 높이(Q) 아래에 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서 변속기는 정유압 변속기이다. 변속기는 관련된 차지 펌프(75a)뿐만 아니라, 고압 사판식(swash plate) 유압 변속기(75b)도 포함한다. 변속기 펌프는 순차로 두 개의 유압 모터(76, 77)를 선택적으로 구동시킬 수 있다. 변속기 펌프(75b)는 약 350-450bar(35-45MPa)의 전형적인 작동 압력을 갖는다.

엔진(64)은 차지 펌프(75a)와 변속기 펌프(75b)를 구동시키도록 구성된다. 펌프(75a, 75b)는 필요시 유압 유체 탱크(72)로부터 유압 유체를 끌어와, 공급 및 회수 전용 호스를 거쳐, 유압 모터(76)로 공급하도록 구성된다(즉, 흐름은 본질적으로 폐회로이되, 필요시 탱크로부터 끌어와지고 회수되는 유압 유체를 갖는다). 본 실시예에서, 유압 모터(76)는 도저 블레이드 장치(22)를 향해 배치된다. 엔진(64), 유압 펌프(74) 및 유압 모터(77)는 스태빌라이저 장치(24)를 향해 배치된다.

제1유압 모터(76)는 예를 들어 0 내지 255cm³/revolution의 넓은 용적 범위를 가진 고속 사판식 모터이며, 프론트 액슬(20a)을 통상 주행 방향으로 구동시킨다. 모터의 출력은 전방을 항하며, 짧은 드라이브 샤프트(78)와 차동 장치(미도시)를 거쳐, 제1액슬(20a)을 구동시킨다. 제2유압 모터(77)는 예를 들어 0 내지 125cm³/revolution의 더 적은 용적 범위를 가지는 상대적으로 저속인 사판식 모터이다. 저속 모터(77)는 제2드라이브 샤프트(80)에 연결되어, 제2차동 장치(미도시)를 통해, 제2(리어)액슬(20b)을 구동시킨다.

다른 실시예에서는 한 액슬에 구동력을 분리/맞물리게 하기 위한 클러치를 작동시키는 이륜 구동/사륜 구동 셀렉터와 전형적으로 함께, 단일 유압 모터가 프론트 액슬과 리어 액슬 모두에 구동력을 제공할 수 있다.

차지 펌프(75a)와 변속기 펌프(75b)는 엔진(64)에 이웃하여 배치되고, 엔진으로부터 펌프로의 입력이 엔진으로부터 펌프로의 출력과 축 방향으로 정렬되도록 하는 방향을 향한다.

하부 주행체에서 설명한 바와 같이 구동 장치를 배열하는 것은 상부 구조체에 수용되는 구성의 부피를 감소시켜, 순차로 185cm의 키(95퍼센타일(percentile)의 남성)를 갖는 작업자가 기계의 좌측에 있는 운전석에 앉았을 때, 기계의 우측 후방 코너로의 시선이 수평선의 아래로 (이 크기의 종래 중형 굴삭기에서는 약 22°인 것에 비교할 때) 30°를 초과(이 실시예에서는 33°)하는 것으로 밝혀졌다. 이는 상부 구조체의 일부에 의해 가려지는 기계 주변 지면의 면적을 상당히 감소시킴으로써, 기계 운전을 위한 시야를 개선시킨다.

구동 장치가 일반적으로 상부 구조체에 배치되는 종래의 굴삭기와 비교할 때, 구동 장치를 하부 주행체에 배치시키는 것의 추가적인 이점은 엔진과 운전실 사이의 소음, 진동 및 불쾌감(NVH) 절연이 개선되어, 작업자의 편안함과 안전성이 개선된다는 것이다. 나아가, 정비와 재급유를 위해 엔진, 연료 탱크, 유체 탱크 등으로 접근하는 것이 지면 높이에서 이루어진다.

상부 구조체

상부 구조체(14)는 선회 링(16)에 장착된 구조적 플랫폼(26)을 포함한다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 선회 링(16)은 상부 구조체를 하부 주행체의 중앙에 장착시키기 위해, 앞뒤 방향(A)과 횡 방향(L)에서 실질적으로 하부 주행체(12)의 중앙에 있다. 선회 링(16)은 대체적인 수직 축(Z)에 대하여 하부 주행체에 대한 상부 구조체(14)의 회전을 허용한다.

로터리(rotary) 조인트 장치(85)는 선회 링의 중앙에 제공되며, 하부 주행체로부터 상부 구조체(14)로 복수의 유압 유체 라인, 유압 유체 회수 라인 및 전기적 - 계측 제어기 통신망(Controller Area Network, CAN) - 신호 라인을 제공하도록 구성되는 한편, 하부 주행체에 대한 상부 구조체의 완전한 360° 회전을 허용한다. 이러한 로터리 조인트 장치의 구성은 본 기술 분야에서 알려져 있다.

플랫폼(26)은 운전실(30)을 장착시킨다. 운전실은 운전석과 (후술할) 기계 제어부를 수용한다.

상부 구조체(14)는 제1유압 모터(32)와 브레이크를 이용하여 하부 주행체(12)에 대해 회전한다.

플랫폼은 작업 암 장치(40)를 위한 킹포스트(28)를 더 장착시킨다. 킹포스트(28) 장치는 본 기술 분야에서 알려져 있으며, 대체적인 수직 축(X)과 대체적인 횡 축(W)에 대한 작업 암의 회전을 허용한다.

상부 구조체는 작업 암 장치를 위해 상부 구조체의 킹포스트(28)에 반대되는 측에 배치된 균형 추(34)를 더 포함한다.

유압 공급부

도 3에 도시된 이 실시예에서, 엔진(64)은 추가적으로 차지 펌프(75a) 및 변속기 펌프(75b)와 직렬로 배열된 메인, 저압 유압 펌프(74)를 구동시킨다. 이 실시예에서, 메인 유압 펌프는 약 250-300bar(25-30MPa)의 작동 압력을 가지며, 역시 가변 용적형이다.

메인 펌프(74)는 유압 유체를 'a'로 끝나는 같은 숫자로 표시된 상부 구조체(14)의 관련 밸브를 거쳐, 작업 암 장치를 작동시키기 위한 유압 실린더(50, 52, 54, 60, 62)로 공급하고, 파일럿 공급 밸브(83)를 거쳐, 선회 브레이크로 공급하며, 그랩(grab)(미도시) 등과 같은 특정 부착물이 사용하도록 보조 유압 유체 공급부로 공급한다. 메인 펌프(74)는 추가적으로 하부 주행체의 스태빌라이저/도저 밸브(79)를 거쳐, 도저 블레이드 장치와 스태빌라이저 장치의 유압 실린더(21, 23)로 공급한다. 하지만, 대안의 실시예에서는 단일 펌프가 모터와 유압 실린더로 유압 유체를 공급하기 위해 사용될 수 있다. 메인 펌프(74)는 또한 도 3에 도시된 바와 같이 에어 컨디셔닝(93)을 위해 유압 유체를 제공하는 데에 사용된다.

이 실시예에서, 엔진은 추가적으로 스티어링 시스템을 위한 별도의 펌프(74')와 냉각팬(69b)을 구동하기 위한 팬 펌프(69a) 및 주차 브레이크(31b)를 위한 주차 브레이크 밸브(31a)를 구동시킨다. 이 실시예에서, 이들 펌프는 전자 제어 유닛 제어 없이 약 200bar(200MPa)의 더 낮은 압력에서 작동 가능한 기어 펌프이다.

더욱이, 자치 펌프(75a)는 추가적으로 프론트 액슬(20a)의 관절 운동을 선택적으로 차단하는 액슬 락 밸브(33a)에 유압 유체를 공급한다.

작업 암

본 실시예의 작업 암 장치(40)는 굴삭기 암 장치이다. 작업 암 장치는 디퍼(44)에 회전 가능하게 연결된 삼관절식 붐(42)이다. 삼관절식 붐(42)은 제2섹션(48)에 회전 가능하게 연결된 제1섹션(46)을 포함한다. 대체적인 횡 축(W)에 대하여 킹포스트(28)에 대해 붐(42)의 제1섹션(46)을 올리고 내리기 위해 유압 실린더(50)가 제공된다. 대체적인 횡 축(T)에 대하여 붐의 제1섹션에 대해 붐(42)의 제2섹션(48)을 회전시키기 위해 추가적인 유압 실린더(52)가 제공된다. 대체적인 횡 축(S)에 대하여 붐(42)에 대해 디퍼(44)를 회전시키기 위해 다른 추가적인 유압 실린더(54)가 제공된다. 마운트(56)는 디퍼(44)에 부착물을 회전 가능하게 장착시키기 위해 제공되는데, 본 실시예에서 부착물은 버킷(58)이다. 유압 실린더(60)는 디퍼(44)에 대해 부착물을 회전시키기 위해 제공된다. 다만, 이를 대체하는 붐 실린더 장치(예를 들어, 트윈 실린더)가 다른 실시예들에서 활용될 수 있다.

도 2에서 가장 명확하게 나타나는 것처럼, 다른 추가적인 유압 실린더(62)가 대체적인 수직 축(X)에 대해 작업 암 장치(40)를 회전(스윙)시키기 위해 제공된다. 작업 암 장치를 회전시키기 위해 유압 실린더 장치를 이용하는 것은 작업 기계(10)의 제작과 작동을 단순화시켜준다.

기계 제어부

복수의 기계 제어 입력부는 운전실(30)에 제공된다. 이 실시예에서, (조향과 제동을 제외한) 입력은 계측 제어기 통신망 버스(bus)를 거쳐, 하나 이상의 상부 구조체 전자 제어 유닛 및/또는 하나 이상의 추가적인 하부 주행체 전자 제어 유닛(87)으로 전기적으로 연결되는데, 상부 구조체의 전자 제어 유닛은 입력을 해석하고 작업 암 등의 움직임을 제어하기 위한 다양한 밸브들에 신호를 보내는 적절한 마이크로 프로세서, 메모리 등을 포함하며, 하부 주행체 전자 제어 유닛은 스태빌라이저/도저 밸브(79), 팬 모터(69b), 주차 브레이크 밸브(31a), 액슬 락 밸브(33a), 메인 펌프(74), 변속기 펌프(75b), 조향 모드 밸브(97)를 포함하는 하부 주행체의 유압 기능들을 궁극적으로 제어하기 위한 것이다.

대안의 실시예에서, 전자 제어 유닛은 (예를 들어, 하부 구조체에 수용된) 베이스 조립체에만 제공될 수 있고, 기계 입력 제어부로부터의 신호는 상부 구조체의 전자 제어 유닛(86)을 거치는 대신, 하부 구조체의 전자 제어 유닛(87)으로 직접 전송될 수 있다. 이러한 장치를 위한 전기적 연결부는 제어 입력부로부터, 선회 링과 로터리 조인트 장치를 거쳐, 전자 제어 유닛(87)으로 통할 수 있다.

제어 입력부는 작업 암(40)의 작동을 제어하기 위한 조이스틱(88), 다양한 부차적인 기능을 위한 스위치(89), 작업 작동을 위해 엔진 속도를 설정하기 위한 핸드 스로틀(90), 로딩(roading)/운전을 위해 엔진 속도를 동적으로 설정하기 위한 풋 스로틀(91) 및 원하는 방향으로 구동력을 맞물리게 하기 위한 전진/중립/후진(FNR) 셀렉터(92)를 포함한다.

조향과 제동의 필수 안전성으로 인해, 브레이크 페달과 스티어링은 브레이크 페달(94)과 핸들(미도시)에 연결된 스티어 밸브(95)에 의해 유압식으로 제어된다. 유압 유체의 공급은 전용 스티어 펌프(74')로부터, 로터리 조인트(85)와 우선 밸브(96)를 거치는데, 이는 필요에 따라 유압 유체의 적절한 공급이 브레이크 페달(94)/오비트롤(orbitrol) 밸브(95)로 제공되는 것을 보장한다.

그리고 나서 스티어 밸브(95)는 로터리 조인트를 관통하는 다른 공급로를 거쳐, 하부 구조체(12)의 스티어 모드 밸브(97)로 공급하는데, 스티어 모드 밸브는 기계가 사륜 조향(오프로드), 이륜 조향(온로드) 또는 크랩(crab) 조향으로 작동할지를 제어한다. 그러면 스티어 모드 밸브는 선택된 모드에 따라 유압 유체를 적절한 스티어링 실린더(98)로 공급한다.

제동 페달(94)은 역시 로터리 조인트를 관통하는 공급로를 거쳐, 휠 끝단의 서비스 브레이크(99)로 유체를 공급한다. 팬 펌프(69a)로부터의 별도의 유압 유체 공급로는 상부 구조체 전자 제어 유닛(86)과 하부 구조체 전자 제어 유닛(87)의 제어 하에 있는 팬 모터(69b)와 액슬 락 밸브(33a)뿐만 아니라, 주차 제동 밸브(31a)로도 유체를 공급한다.

다른 실시예에서, 적절한 수준의 고장 오차가 시스템에 구축되어 있다면, 제동과 조향은 전자 제어를 통해 이루어질 수 있다.

고속 로딩(roading) 작동

도로상에서 작동("로딩")하거나 예를 들어 평평한/경질의 면상에서 운전할 때, 기계(10)의 이동 속도가 견인력 또는 토크보다 선호된다. 따라서, 제1이륜 구동 작동 모드에서, 운전자는 2륜 구동/4륜 구동 셀렉터(미도시)에서 2륜 구동을 선택하여, 적절한 상부 구조체 전자 제어 유닛(86)에 신호를 보냄으로써, 하부 구조체 전자 제어 유닛(87)을 거쳐, 변속기 펌프(75b)에 신호를 주어, 유압 유체가 고속 모터(76)로 흐를 수 있게 한다.

그 후, 작업자는 전진/중립/후진 셀렉터(92)에서 전진이나 후진을 선택하는데, 이를 위한 신호는 고속 고속 모터(76)와 휠(19a, 19b)을 원하는 방향으로 회전시키는 정확한 흐름의 방향으로, 직접 유압 유체와 유사한 방식으로 변속기 펌프(75b)에 이른다.

그리고 나서 작업자는 풋 스로틀(91)을 이용하여 엔진 속도를 설정하며, 이는 순차로 변속기 펌프(75b)를 원하는 속도로 구동한다. 하부 구조체 전자 제어 유닛(87)은 펌프(75b)와 고속 모터(76)의 사판 각도를 제어함으로써, 고속 모터(76)가 회전하여 제1축(20a)의 휠(19a, 19b)이 회전하도록 구동시킨다.

전형적으로, 이는 약 40km/h의 최고 속도로 운행할 수 있게 한다.

저속 작동

전형적으로 건설 현장과 같은 오프로드 지역에서, 저속, 더 높은 토크, 더 높은 견인력의 운전을 위해 작업자는 2륜 구동/4륜 구동 셀렉터에서 제2사륜 구동 작동 모드를 선택한다. 이는 순차로 상부 구조체 전자 제어 유닛(86)에 신호를 보내고, 연이어 하부 구조체 전자 제어 유닛(87)을 거쳐, 변속기 펌프(75b)에 신호를 보내어, 유압 유체가 고속 모터(76)와 저속 모터(77) 모두로 흐를 수 있게 한다.

그 후, 작업자는 전진/중립/후진 셀렉터(92)에서 전진이나 후진을 선택하는데, 이를 위한 신호는 유압 유체가 고속 모터(76)와 저속 모터(77)로 흐르는 방향을 결정하는 것과 유사한 방식으로, 변속기 펌프(75b)를 관통하여 공급된다.

그리고 나서 작업자는 풋 스로틀(91)을 이용하여 엔진 속도를 설정하는데, 이는 순차로 변속기 펌프(758b)를 원하는 속도로 구동시킨다. 하부 구조체 전자 제어 유닛(87)은 바람직하게는 펌프(75b)와 고속 모터(76)의 사판 각도를 제어하며, 이는 궁극적으로는 고속 모터(76), 저속 모터(77)를 회전시키고, 제1액슬(20a)과 제2액슬(20b) 모두의 휠(19a, 19b, 19c, 19d)을 서로 적합한 속도로 구동시킨다.

전형적으로, 이 작동 모드는 예를 들어, 10km/h 또는 그 이하의 오프 로드 작동을 위한 더 낮은 최고 속도를 제공한다.

모듈식 하부 주행체 조립체

도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 작업 기계(510)가 다소 단순화된 형식으로 도시된다. 본 실시예의 구동 장치는 앞서 설명한 바와 실질적으로 같은 것으로 간주될 수 있으며, 구동 장치는 하부 주행체 조립체(512)에 수용된다.

하부 주행체 조립체(512)는 선회 링(516)을 통해 상부 구조체(514)를 장착시켜 상부 구조체가 하부 주행체에 대해 회전할 수 있도록 하기 위해, 마운팅 장치(532)를 갖는 메인 섀시(526)를 포함한다. 다른 실시예에서, 마운팅 장치(532)는 상부 구조체의 방향이 하부 주행체(512)에 대해 고정되도록 구성될 수 있다. 메인 섀시(526)는 프론트 엔드와 리어 엔드 및 그 사이에서 연장되어 섀시 레일의 일부로서의 역할을 하는 두 개의 사이드 플레이트(537)를 포함한다. 프론트 엔드와 리어 엔드는 보조 섀시(528)를 장착시키기 위한 마운팅 인터페이스(534)를 포함한다. 마운팅 인터페이스(534)는 프론트 면과 리어 면 각각의 코너의 플랜지상에 세 개의 보어로 구성되어, 볼트(535)나 다른 적절한 고정구로 메인 섀시(526)에 보조 섀시(528)를 체결한다. 메인 섀시(526)의 사이드 플레이트(537)는 적절한 컷아웃(cut-out)(미도시)을 갖는 시트 스틸로 제작되어, 드라이브 샤프트, 호스 등이 관통하여 지나갈 수 있게 한다. 다른 실시예에서, 마운팅 인터페이스(534)는 메인 섀시(526)에 보조 섀시(528)를 용접하기 적절한 면을 포함할 수 있다(아래의 도 6 내지 8 참조).

보조 섀시(528)는 프론트 엔드와 리어 엔드 및 그 사이에 길이 방향으로 연장된 두 개의 사이드 플레이트(518')를 가지며, 마운팅 인터페이스(536)는 보조 섀시(528)의 프론트 엔드 또는 리어 엔드에 배치된다. 각각의 보조 섀시(528)의 마운팅 인터페이스(536)는 메인 섀시(526)의 보어(534)에 상보적인 세 개의 보어를 갖는 플랜지 형태이다. 다른 실시예에서, 보어의 개수는 필요에 따라 바뀔 수 있고, 메인 섀시와 보조 섀시의 상부 및/또는 하부 모서리를 가로질러 연장되는 플랜지상에 제공될 수도 있다.

보조 섀시(528)는 보조 섀시(528)의 마운팅 인터페이스(536)에 반대되는 끝단에 회전 가능하게 장착된 스태빌라이저 레그 장치(524) 또는 도저 블레이드 장치(522)를 갖는다. 스태빌라이저 레그 장치(524)나 도저 블레이드 장치(522)는 알려진 장치를 이용하여 각자의 유압 실린더(523, 521)에 의해 올려지거나 내려질 수 있다. 도저 블레이드 장치(522)는 굴삭시 이웃하는 휠을 지면으로부터 들어올림으로써, 기계(510)의 스태빌라이저로서의 역할도 할 수 있다.

각각의 보조 섀시(528)는 지면 개입 구조체에 연결되는데, 이 실시예에서는 보조 섀시에 장착된 드라이브 액슬(520a, 520b) 중 하나 및 각각의 액슬 끝단에 회전 가능하게 결합된 휠(519)을 포함한다. 보조 섀시(528)의 프론트 엔드와 리어 엔드 사이의 길이는 작업 기계(510)의 기능에 적합하도록 선택될 수 있다. 도 4는 비교적 짧은 길이를 갖는 작업 기계(510)와 짧은 휠 베이스가 되게 하는 두 개의 짧은 보조 섀시(528)를 나타내는데, 이는 굴삭기와 같이 작은 회전 반경을 필요로 하고 한정된 공간에서 작업을 하기 위한 작업 기계에 적합하다. 반대로, 도 5는 긴 휠 베이스가 되게 하는 두 개의 긴 보조 섀시(528')를 갖는 작업 기계(510)를 도시하는데, 이는 크레인이나 회전식 텔레핸들러와 같이 더 안정적인 하부 주행체를 필요로 하는 작업 기계에 더 적합할 수 있다. 다른 실시예에서는 긴 보조 섀시와 짧은 보조 섀시의 조합이 사용될 수 있다.

도 6, 7 및 8을 참조하면, 대안의 메인 섀시(626)와 보조 섀시(728)가 도시된다. 메인 섀시(626)은 두 개의 금속 사이드 플레이트(637) 및 그 상부 모서리에서 사이드 플레이트에 용접된 탑 플레이트(660)로 제작된다. 탑 플레이트(660)는 탑 플레이트의 실질적인 중앙에 배치된 선회 링 형태의 마운팅 장치(632)를 포함한다. 메인 섀시(626)는 상부 코너 근처에서 굽혀져 사이드 플레이트(637, 638)에 용접된 두 개의 엔드 플레이트(662)를 더 포함한다. 엔드 플레이트(662)는 탑 플레이트(660)의 모서리와 만나도록 연장되어, 변속기 구성을 위한 대체적으로 직사각형인 공간을 한정한다.

메인 섀시(626)는 엔드 플레이트(662)에 의해 한정되는 두 개의 마운팅 인터페이스(634)를 포함한다. 이 실시예에서, 마운팅 면(634)은 보조 섀시(728)가 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 메인 섀시(626)의 마운팅 면에 일치할 때까지 제공되어 용접될 수 있도록 구성된다.

메인 섀시(626)는 엔진(미도시)으로부터의 출력이 메인 섀시를 지나갈 수 있도록 구성된 측면(637) 중 하나에, '642'로 표시된 리세스를 갖는다. 또한, 측면(638)은 사이드 포드의 보조적인 구성 또는 구조적 구성을 장착하거나 배관 및 케이블류가 관통하여 지나갈 수 있게 하기 위해 그 면에 복수의 구멍을 갖는데, 엔진은 메인 섀시상에서 사이드 포드에 수용된다.

도 7을 참조하면, 보조 섀시(728)는 (도 6에 나타난 바와 같은) 메인 섀시(626)의 상응하는 마운팅 장치(634)에 일치하도록 형성되어 용접되는 '736'으로 개괄적으로 표시된 마운팅 장치를 갖는다.

보조 섀시는 마운팅 장치(736)의 반대되는 면의 최저 지점에 제공된 두 개의 암 마운팅 장치(748a, 748b)를 포함한다. 암 마운팅 장치(748a, 748b)는 각각 축 방향으로 정렬된 한 쌍의 보어 형태로, 피봇(770)에 장착된 유압 실린더(미도시)에 의해 작동하여 작업 기능을 수행하기 위해, 스태빌라이저 레그 장치, 도저 블레이드 장치 등이 보조 섀시(728)에 회전 가능하게 장착될 수 있게 한다.

보조 섀시(728)는 드라이브 액슬(미도시)이 섀시에 장착될 수 있도록 구성된 측면을 횡으로 관통하여 연장되는 뒤집어진 'U'자형 채널을 한정하는 리세스(750)를 갖는다. 이 실시예에서, 보조 섀시(728)는 보조 섀시의 측면 사이에서 연장된 제1마운팅 프레임과 제2마운팅 프레임(보이지 않음)을 포함한다. 이 실시예에서, 마운팅 프레임은 보조 섀시(728) 내부에 용접된다. 드라이브 액슬은 제1마운팅 프레임과 제2마운팅 프레임 사이에서 연장된 피봇 부재(미도시)를 통해 보조 섀시(728)에 체결되는데, 이 장치는 드라이브 액슬이 제한된 관절식일 수 있게 함으로써, 지면이 고르지 않더라도 휠이 지면과 접촉을 유지할 수 있게 한다.

도 8을 참조하면, 대안의 보조 섀시(828)가 도시된다. 도 7에 대해 도면의 상응하는 구성은 100 더 크게 표시되었고, 차이점만 설명하도록 한다. 보조 섀시(828)의 금속 프레임은 도 7에서 설명한 바와 실질적으로 같다. 이 실시예에서, 플레이트(866)는 리세스(850)를 따라 플레이트를 체결시키기 위해, 보조 섀시의 양면에 용접된다. 플레이트(866)는 보조 섀시(828)에 대해 드라이브 액슬을 고정시키고 관절 운동을 차단하기 위해, 각각의 끝단에 다수의 보어(868)를 포함하여, 드라이브 액슬(미도시)이 결합될 수 있게 한다.

크레인

도 9를 참조하면, 대안의 기계(910)가 나타나는데, 이 실시예에서 작업 기계는 크레인이다. 작업 기계(910)는 도 5의 작업 기계(510)와 유사한 하부 주행체(912)를 가지며, 긴 보조 섀시를 갖는다. 도 5에 대해 도면의 상응하는 구성은 '5' 대신 '9'로 시작하도록 표시되었고, 차이점만 설명하도록 한다.

상부 구조체(194)는 상부 구조체와 작업 암 장치(940)가 하부 주행체에 대해 회전할 수 있도록, 앞서 설명한 바와 같은 선회 링(916)을 통해 하부 주행체(912)에 장착된다.

연결된 상부 구조체(914)는 도시된 바와 같이 그 최저 위치에 수평하게 배치될 수 있는 텔레스코픽 붐 형태의 크레인 작업 암(940)을 갖는다. 본 실시예에서, 호이스트는 케이블(901)과 윈치(902)를 포함하는데, 윈치는 붐의 베이스에 제공된다. 모터(957)와 윈치(902)를 붐(940)의 리어에 배치시키는 것은 프론트에 배치시키는 것에 반해, 크레인의 리프팅 능력과 전방 안정성을 개선시킨다.

이러한 실시예에서, 하부 주행체(912)는 그에 연결된 네 개의 스태빌라이저 레그(924)를 가지며, 리프팅 작동 동안 스태빌라이저 레그는 완전히 연장되어, 하부 주행체의 휠을 지면으로부터 들어올린다.

스태빌라이저/도저 연결부

도 10을 참조하면, 대안의 작업 기계(1010)가 나타난다. 본 실시예의 구동 장치는 앞서 설명한 바와 실질적으로 같은 것으로 간주될 수 있고, 도 8에 대해 도면의 상응하는 구성은 100 더 크게 표시했으며, 차이점만 설명하도록 한다.

이 실시예에서, 유압 실린더(1021, 1023) 형태의 선형 액추에이터는 연결부(1062)를 통해 도저 블레이드 장치(1022)나 스태빌라이저 레그 장치(1024)를 각자 작동시키기 위해, 보조 섀시(1028) 내에 장착되어 보조 섀시의 개구 밖으로 연장된다. 두 연결부(1004)는 다른 암에 연결되지만 실질적으로 동일하며, 'L'자를 형성하는 두 개의 암의 꼭짓점에서 보조 섀시(1028)에 회전 가능하게 장착된 대체적으로 'L'자형인 레버(1005)를 포함하는 것을 볼 수 있다. 'L'자의 일 자유단은 유압 실린더(1021, 1023)에 회전 가능하게 연결되고, 다른 자유단은 링크 암(1006)의 끝단에 회전 가능하게 연결된다. 링크 암(1006)의 제2단은 도저 블레이드(1022)나 스태빌라이저 레그(1024)에 회전 가능하게 연결된다. 이 연결부는 실린더(1021, 1023)의 대체적으로 수평한 연장 및 수축을 도저 블레이드나 스태빌라이저 레그의 대체적으로 수직한 아치형 움직임으로 효과적으로 변환한다.

유압 실린더를 보조 섀시(1028) 내에 제공하는 것은 하부 주행체의 전체적인 크기를 최소화하여, 작업자의 시야를 개선시킬 수 있다. 더욱이, 이 장치는 손상으로부터 보호되는 유압 실린더를 제공할 것이다.

크레인, 텔레핸들러 또는 굴삭기와 같이 다양한 작업 기계에 걸쳐 실질적으로 같을 수 있는 메인 섀시를 제공하는 것은 부품의 개수를 감소시키고, 단일 생산 라인에서 복수의 기계를 생산함으로써 비용을 감소시킬 수 있다. 모듈식 장치는 만약 메인 섀시와 보조 섀시가 다른 장소에서 제작되고 조립된다면, 앞서 설명한 바와 같이 복수의 조립체로 나누면 선적을 위해 주어진 부피에 더 많은 섀시를 포장할 수 있기 때문에, 메인 섀시와 보조 섀시가 더 효율적으로 운송되게 함으로써, 비용도 절약할 수 있다.

드라이브 액슬 마운트를 제외하고는 실질적으로 같을 수 있는 보조 섀시를 제공하는 것은 규모의 경제를 가능하게 하여, 하부 주행체 구성의 생산 비용 저감을 제공한다.

변형예

앞서, 본 발명은 하나 이상의 바람직한 실시예와 함께 설명되었지만, 첨부된 청구항에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이, 다양한 변형이나 개조가 이루어 질 수 있다.

본 발명은 특정한 기계 배치의 맥락에서 설명되었으며, 이 경우 특히 유리한 것으로 간주되었으나, 상부 구조체에 엔진과 유압 펌프를 갖는 종래의 휠식 선회 굴삭기 또는 정유압식이나 다른 종류의 변속기를 갖는 텔레핸들러, 러프 터레인(rough terrain) 크레인 등과 같은 더 종래의 기계에 사용된다면, 본 발명의 특정한 이점을 얻을 수 있다. 추가적으로, 다른 실시예에서, 원동기는 사이드 포드 대신, 메인 섀시 또는 보조 섀시 내에 배치될 수 있다.

대안의 실시예에서, 메인 섀시는 액슬, 유압 실린더 및 도저 블레이드 장치, 스태빌라이저 레그 장치 또는 트랙터형 유압식 삼점 연결부 중 하나를 위한 마운트를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 메인 섀시는 메인 섀시에 하나의 보조 섀시만 장착시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

추가적인 대안의 실시예에서, 메인 섀시는 (예를 들어, 뒤집어진 'C'자형 빔 형태의 섀시 레일을 가짐으로써) 프론트 엔드와 리어 엔드에 리세스를 한정하도록 구성될 수 있다. 부재는 하위 조립체가 메인 섀시의 리세스로 삽입되어 메인 섀시에 탈착 가능하게 체결될 수 있도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 하위 조립체는 스태빌라이저 레그 장치, 도저 암 장치, 삼점 연결부 등일 수 있다. 대안의 실시예에서, 하위 조립체는 드라이브 액슬을 메인 섀시에 장착시킬 수도 있는데, 액슬은 도 7 및 8에서 설명한 바와 유사한 방식으로, 하위 조립체에 대해 고정될 수도 있고 고정되지 않을 수도 있다.

그 대신에, 메인 섀시는 메인 섀시의 프론트 면 및/또는 리어 면으로부터 돌출되어 길이 방향으로 연장된 섀시 부재와 같은 구조적인 부재를 가질 수 있다. 작업을 수행하기 위한 액추에이터를 갖는 하위 조립체는 이들 연장된 섀시 부재를 장착시키도록 구성될 수 있고, 섀시 부재를 통해 메인 섀시에 (선택적으로, 탈착 가능하게) 체결될 수도 있다. 하위 조립체는 스태빌라이저 레그 장치, 도저 블레이드 장치, 삼점 연결부 등일 수 있다. 이 실시예에서 메인 섀시 또는 하위 조립체에 배치될 수 있는 액슬 마운트는 액슬을 장착시키도록 더 구성될 수 있다.

작업 기계는 수동 제어, 유압식 제어 또는 전자 유압식 제어를 이용하여 작동될 수 있다.

다른 실시예에서는 종래의 기어 박스, 파워 시프트 기어 박스 또는 토크 컨버터 기어 박스와 같은 대안의 변속기 장치가 사용될 수 있다. 대안의 원동기, 예를 들어 전기 모터가 내연 엔진 대신에 사용되거나 내연 엔진과 복합적으로 사용될 수도 있다.

본 실시예에서, 두 액슬의 휠은 조향 가능하지만(즉, 작업 기계는 사륜 조향으로 구성됨), 대안의 실시예에서는 액슬 중 하나상의 휠만 조향 가능(즉, 작업 기계는 이륜 조향으로 구성됨)할 수 있다.

Claims

메인 섀시와 보조 섀시를 포함하는 작업 기계용 하부 주행체에 있어서, 상기 메인 섀시는 상부 구조체를 장착시키기 위한 마운팅 장치 및 상기 보조 섀시를 장착시키기 위한 마운팅 인터페이스를 포함하고, 상기 보조 섀시는 액슬을 위한 마운트를 포함하는 하부 주행체.
제1항에 있어서,
상기 보조 섀시는 작업 기능을 수행하기 위한 액추에이터를 더 포함하는 하부 주행체.
제2항에 있어서,
상기 보조 섀시는 도저 블레이드 장치를 포함하는 하부 주행체.
제2항에 있어서,
상기 보조 섀시는 스태빌라이저를 포함하는 하부 주행체.
제2항 내지 4항 중 어느 하나에 있어서,
상기 액추에이터는 상기 보조 섀시 내에 수용되는 하부 주행체.
제 1항 내지 5항 중 어느 하나에 있어서,
상기 보조 섀시는 프론트 엔드와 리어 엔드 및 그 사이에서 연장되는 두 개의 측면을 포함하는 하부 주행체.
제 6항에 있어서,
상기 보조 섀시의 길이는 길이가 다른 적어도 두 개의 보조 섀시 중 선택된 하나인 하부 주행체.
제1항 내지 7항 중 어느 하나에 있어서,
사이드 포드가 상기 메인 섀시에 장착되고, 상기 사이드 포드는 원동기를 포함하는 구동 장치를 포함하는 하부 주행체.
제8항에 있어서,
상기 메인 섀시는 상기 구동 장치를 제어하기 위한 전자 제어 유닛을 더 포함하는 하부 주행체.
제1항 내지 9항 중 어느 하나에 있어서,
상기 마운팅 장치는 상부 구조체를 장착시키기 위한 선회 링을 포함하는 하부 주행체.
제1항 내지 10항 중 어느 하나에 있어서,
상기 메인 섀시와 보조 섀시는 서로 실질적으로 영구적이게 체결되는 하부 주행체.
제1항 내지 10항 중 어느 하나에 있어서,
상기 메인 섀시와 보조 섀시는 서로 탈착 가능하게 체결되는 하부 주행체.
제1항 내지 12항 중 어느 하나에 있어서,
상기 보조 섀시는 마운팅 인터페이스를 더 포함하는 하부 주행체.
제1항 내지 11항 중 어느 하나에 종속되는 제13항에 있어서,
상기 메인 섀시와 보조 섀시의 마운팅 인터페이스는 상보적인 용접 면을 포함하는 하부 주행체.
제13항 또는 14항에 있어서,
상기 메인 섀시와 보조 섀시의 마운팅 인터페이스는 복수의 보어를 포함하는 하부 주행체.
제13항 내지 15항 중 어느 하나에 있어서,?
상기 메인 섀시와 보조 섀시의 마운팅 인터페이스는 실질적으로 수직한 하부 주행체.
제1항 내지 16항 중 어느 하나에 있어서,
액슬이 상기 보조 섀시에 장착되는 하부 주행체.
제1항 내지 17항 중 어느 하나에 있어서,
제2보조섀시가 상기 메인 섀시에 장착되는 하부 주행체.
작업 작동을 수행할 수 있도록 구성된 작업 암을 포함하는 상부 구조체 및 제1항 내지 18항 중 어느 하나에 따른 하부 주행체를 포함하는 작업 기계에 있어서, 상기 하부 주행체는 상기 마운팅 장치를 통해 상기 상부 구조체에 장착되는 작업 기계.
메인 섀시와 보조 섀시를 포함하는 작업 기계용 하부 주행체에 있어서, 상기 메인 섀시는 상부 구조체를 장착시키기 위한 마운팅 장치 및 보조 섀시를 장착시키기 위한 마운팅 인터페이스를 포함하고, 상기 보조 섀시는 도저 블레이드 장치나 스태빌라이저 레그 장치를 위한 마운트를 포함하는 하부 주행체.
a. 메인 섀시를 제작하는 단계;
b. 보조 섀시를 제작하는 단계;
c. 상기 메인 섀시에 상기 보조 섀시를 장착시키는 단계
를 포함하는 작업 기계의 하부 주행체 형성 방법.
제20항에 따른 작업 기계의 하부 주행체 형성 방법에 있어서, 상기 하부 주행체가 통합되는 작업 기계 종류인 적어도 두 개의 대안의 작업 기계 종류를 선택하는 단계 및 선택된 상기 작업 기계에 따라 상기 메인 섀시에 장착되는 상기 보조 섀시를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.