KR20180120075A - 작업 기계용 회전링크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업 기계용 회전링크에 관한 것으로, 굴삭기 등의 작업 기계의 구성요소를 회전시키기 위한 회전링크의 기계적인 마모의 방지, 회전 구동요소의 편중 배치에 따른 체결요소의 탈락 방지 및 회전 구동요소의 제동을 효율적으로 달성하기 위한 작업 기계용 회전링크에 관한 것이다.
본 발명의 작업 기계용 회전 링크는 회전 모터, 회전 모터에 의하여 발생되는 회전력을 받는 구동 기어, 구동 기어에 결합되어 구동 기어의 수직 회전을 수평 회전으로 전환하며 제동홈이 형성된 하부 기어, 하부 기어와 볼 베어링을 게재하여 결합되는 상부 플레이트 및 상부 플레이트의 하측에 고정되며, 하부 기어의 제동홈에 결합 또는 분리되어 상부 기어의 수평 회전을 억제 또는 허용하는 제동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크에 특징이 있다.

Description

작업 기계용 회전링크{Roratable link for working machine}

본 발명은 작업 기계용 회전링크에 관한 것으로, 굴삭기 등의 작업 기계의 구성요소를 회전시키기 위한 회전링크의 기계적인 마모의 방지, 회전 구동요소의 편중 배치에 따른 체결요소의 탈락 방지 및 회전 구동요소의 제동을 효율적으로 달성하기 위한 작업 기계용 회전링크에 관한 것이다.

일반적으로 작업 기계의 예로서는 굴삭기가 대표적이다. 이러한 굴삭기는 도로공사, 상하수도공사, 건축기초공사, 토지조성공사, 토사 등을 채취하는 공사 등 폭넓게 사용되는 건설장비로서, 버킷(Bucket)을 이용한 땅파기 작업, 크러셔(Crusher)를 이용한 콘크리트 건물 파쇄 및 철근 절단작업, 브레이커(Breaker)를 이용한 암석 및 콘크리트 파괴 작업, 그랩(Grab)을 이용한 고철 및 암석 운반 작업 등, 작업 용도에 따라 여러 종류의 어태치먼트(Attachment)를 교체해가면서 다양한 작업을 수행할 수 있도록 되어 있다.

종래의 기술인 대한민국 등록특허공보 제0930959호 "중장비용 퀵 커플러"에는 굴삭기측에 결합되는 커플러 상부 몸체, 앞쪽의 훅과 뒷쪽의 로드를 이용하여 어태치먼트를 장착하는 커플러 하부 몸체, 실린더의 몸체는 커플러 상부 몸체측에 고정되는 동시에 실린더 로드는 커플러 하부 몸체측에 연결되어 커플러 하부 몸체를 좌우로 기울여줄 수 있는 양쪽의 실린더 등을 포함하는 형태로 이루어져서, 양쪽 실린더의 운동에 의해 커플러 하부 몸체의 좌우 기울기를 조절할 수 있도록 하며, 여기서 상기 커플러 하부 몸체는 훅과 로드가 속해 있는 어태치먼트 장착 유닛과 커플러 상부 몸체측에 힌지구조로 결합되는 플레이트 유닛을 조합한 형태로 구성하고, 상기 플레이트 유닛과 어태치먼트 장착 유닛은 회전장치로 연결하여, 어태치먼트 장착 유닛과 여기에 장착되는 어태치먼트 전체를 360°자유자재로 회전시키기 위하여 링기어와 웜기어를 사용하는 특징이 기재되어 있다.

하지만, 보편적으로 사용하는 형태의 퀵 커플러가 아니므로 퀵 커플러에 부착되는 어태치먼트를 전용의 제품을 사용하여야 하는 제한성이 있으며, 굴삭기측에 상기 퀵 커플러가 연결되고 상기 퀵 커플러의 하측에 어태치먼트가 연결되었을 경우에 상기 퀵 커플러의 구조상 전체 길이가 길어지므로 좁은 공간에서 작업하는 경우 부담이 될 수 있고 하중의 전달이 제대로 이루어지지 않을 수 있으며, 구조 또한 복잡해지는 문제점이 있다.

또한, 종래기술인 대한민국 등록특허공보 제1695438호 "굴삭기용 회전가능한 퀵 커플러"에는 선회(Slewing) 구동 장치를 웜 기어부로 구성할 수 있으며, 유압장치에 연결되어 작동되는 직선형 또는 나선형의 구동 웜이 수평 왕복운동을 함에 따라 상기 구동 웜 맞물리는 원형의 웜휠 외측기어 및 웜휠 내측기어가 수평으로 회전하는 구조를 취하고 있다.

하지만, 웜 기어의 사용에 의한 회전링크의 기계적인 마모, 회전 구동요소의 편중 배치에 따른 체결요소인 볼트의 탈락 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 작업 기계용 회전링크를 구성하는 구동 기어와 구동기어의 회전력을 수평 회전으로 전환하는 하부 기어에 제동홈을 형성함으로써 베벨기어의 구조 및 제동부를 구비하여 기계적인 기어 요소의 마모를 최소화하기 위한 목적이 있다.

또한, 구동 기어에 대향되도록 가이드 기어를 구비함으로써 선회동작을 위한 물리적인 힘을 안정적으로 지지하도록 하여 볼트 등의 체결요소의 탈락을 방지하기 위한 또 다른 목적이 있다.

또한, 종래의 전동모터에 의하여 구동 기어의 동작에 의하여 구현되는 제동동작을 별도의 제동요소를 도입함으로써 회전 링크의 제동 동작을 보다 안정적으로 하기 위한 것에 또 따른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 작업 기계용 회전 링크에 있어서, 회전 모터, 회전 모터에 의하여 발생되는 회전력을 받는 구동 기어, 구동 기어에 결합되어 구동기어의 수직 회전을 수평 회전으로 전환하며 제동홈이 형성된 하부 기어, 하부 기어와 볼 베어링을 게재하여 결합되는 상부 플레이트 및 상부 플레이트의 하측에 고정되며, 하부 기어의 제동홈에 결합 또는 분리되어 하부기어의 수평 회전을 억제 또는 허용하는 제동부를 구비하는 작업 기계용 회전링크에 의해 달성된다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 작업 기계용 회전링크를 구성하는 구동 기어와 구동기어의 회전력을 수평 회전으로 전환하는 하부 기어에 제동홈을 형성함으로써 베벨기어의 구조 및 제동부를 구비하여 기계적인 기어 요소의 마모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 구동 기어에 대향되도록 가이드 기어를 구비함으로써 선회동작을 위한 물리적인 힘을 안정적으로 지지하도록 하여 볼트 등의 체결요소의 탈락을 방지할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 종래의 전동모터에 의하여 구동 기어의 동작에 의하여 구현되는 제동동작을 별도의 제동요소를 도입함으로써 회전 링크의 제동 동작을 보다 안정적으로 할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 중장비용 퀵 커플러의 측면도,
도 2는 종래의 기술에 의한 굴삭기용 회전가능한 퀵 커플러에 적용한 선회 구동 장치의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 구성 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 제동부의 제1 실시예를 예시하는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 제동부의 제2 실시예를 예시하는 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 제동부의 제3 실시예를 예시하는 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 제동홈 및 제동돌기의 제1 형상 예시도 및
도 8은 본 발명에 따른 제동홈 및 제동돌기의 제2 형상 예시도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 구성 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 작업 기계용 회전 링크는 선회요소를 구동하기 위한 회전 모터(100)를 구비하며, 회전 모터(100)는 회전링크의 케이스에 체결볼트(130)에 의하여 체결되며, 회전 모터(100)의 구동에 의하여 발생되는 회전력을 받는 구동 기어(210)와 구동 기어(210)에 결합되어 구동 기어(210)의 수직 회전을 수평 회전으로 전환하는 하부 기어(220)를 구비한다.

이러한 하부 기어(220)에는 구동 기어(210)의 수직 회전을 수평 회전으로 전환하는 동작외에 추가적으로 회전링크의 회전 동작을 제어하기 위한 제동홈(221)이 형성된다.

또한, 선회동작을 하도록 하는 하부 기어(220)는 하부의 구조체(미도시)와 체결 볼트(130)에 고정되며, 상부 케이스(110)와 볼트 삽입홈(140)에 삽입되는 볼트에 의하여 고정된 상부 플레이트(240)와 볼 베어링을 게재하여 결합된다.

또한, 상부 플레이트(240)의 하측에 고정되며, 하부 기어(220)에 형성되는 제동홈(221)에 결합 또는 분리되어 하부 기어(220)의 수평 회전을 억제 또는 허용하는 제동부(300)을 구비한다.

또한, 회전모터(100)에 의하여 구동되는 구동 기어(210)가 회전링크의 특정 위치에 위치시킬 수 밖에 없어, 구동 기어(210)에 전달되는 회전력이 회전링크의 특정 개소에 집중되어 회전력을 안정화시키기 위하여 하부 기어(220)에 결합되며, 구동 기어(210)에 대하여 대향되는 가이드 기어(250)를 구비한다.

이러한 가이드 기어(250)는 구동 기어(210)에 대향되도록 형성되어 회전링크의 선회동작을 위한 물리적인 힘을 안정적으로 지지하도록 하여 볼트 등의 체결요소의 탈락을 방지할 수 있도록 하는 기능을 한다.

여기서, 구동 기어(210) 및 하부 기어(220)와, 가이드 기어(250)와 하부 기어(250)는 베벨기어의 결합구조를 갖는다.

비록, 도 3에서는 상부 케이스(110) 및 측면 케이스(120)는 구분되는 요소로 도시되었으나, 용접에 의하여 상부 케이스(110) 및 측면 케이스(120)을 용접에 의하여 일체로 형성하거나, 주물가공에 의하여 하나로 제작되는 것이 보편적이다.

도 4는 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 제동부의 제1 실시예를 예시하는 구성도이다.

본 발명의 제1 실시예에서 제동부(300)는 1개의 제동편(310)을 구비하며, 제동편(310)의 일측은 제동편 회전축부(350)에 결합되며 타측은 링크 실린더(320)의 일측에 결합되어 링크 실린더(320) 구동시 제동편(310)을 하부 기어(220) 방향으로 회전시켜 제동 동작을 일으키며, 하부 기어(220) 반대 방향으로 복귀시켜 제동동작을 해제하며, 링크 실린더(320)의 타측은 링크 실린더 고정부(360)에 고정된다.

이러한 제1 실시예의 경우 제동부를 구성하는 기계적인 요소를 최소화하면서도 일정 수준의 제동동작이 이루어지도록 하는 장점이 있다.

도 5는 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 제동부의 제2 실시예를 예시하는 구성도이다.

본 발명의 제2 실시예에서 제동부(300)는 2개의 제동편(310)을 구비하며, 2개의 제동편(310) 사이에 설치되며 링크 실린더 고정부(도 4에 도시되지 않으나, 링크 실린더 하부에 구비됨)를 통하여 상부 플레이트(240)에 고정되거나 또는 상부 플레이트(240)에 직접 고정되는 링크 실린더(320)가 구비되고, 링크 실린더(320)는 구동시 제동편 회전축부(350)를 축으로 하여 제동편(310)들을 하부 기어(220) 방향으로 회전시켜 제동 동작을 일으키며, 하부 기어(220) 반대 방향으로 복귀시켜 제동동작을 해제한다.

도 6은 본 발명에 따른 작업 기계용 회전링크의 제동부의 제3 실시예를 예시하는 구성도이다.

본 발명의 제3 실시예에서 제동부(300)는 2개의 제동편(310)을 구비하며, 각각의 제동편(310) 일측은 제동편 회전축부(350)에 결합되며, 제동편(310) 타측은 링크 실린더(320)의 일측에 결합되어 링크 실린더(320) 구동시 제동편(310)을 하부 기어(220) 방향으로 회전시켜 제동 동작을 일으키며, 하부 기어(220) 반대 방향으로 복귀시켜 제동동작을 해제하며, 링크 실린더(320)의 타측은 링크 실린더 고정부(360)에 고정된다.

도 7은 본 발명에 따른 제동홈(221) 및 제동돌기(340)의 제1 형상 예시도이다.

제동홈(221) 및 제동돌기(340)는 하부 기어(220)에 전체적으로 형성되는 제동홈(221)에 대응되는 형상을 갖도록 제동편(310)에는 제동돌기(340)가 형성된다.

이러한 제동홈(221) 및 제동돌기(340)의 형상은 하부 기어(220)의 형성되는 제동홈(221)과 제동편(310)에 형성되는 제동돌기(340)는 동일 평면상에 형성하여 직접적으로 맞물릴 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 하부 기어(220)의 내측 단면에 형성된 제동홈(221) 및 제동편(310)의 외측 단면에 형성된 제동돌기(340)는 원호(a), 삼각(b), 사각(c) 또는 사다리(d) 형상 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이 제동홈(221) 및 제동돌기(340)는 수평방향 길이(w)가 수평방향 길이(h)의 0.5 내지 1.5의 비율을 갖도록 형성하는 것이 바람직하며, 이는 제동홈(221) 및 제동돌기(340)는 수평방향 길이(w)가 수평방향 길이(h)가 1 대 1의 비율을 유지하는 것이 바람직하나, 기구적인 설계에 따라 비율의 변경이 가능하다.

또한, 하부 기어(220)의 내측 단면에 형성된 제동홈(221) 및 제동편(310)의 외측 단면에 형성된 제동돌기(340)는 원호, 삼각, 사각 또는 사다리 형상중 어느 하나의 형상과 평면 형상이 교번하도록 형성되어 서로 대향되도록 하는 것도 가능하다.

이러한, 제동홈(221) 및 제동돌기(340)는 원호, 삼각, 사각 또는 사다리 형상중 어느 하나로 형성되나, 원호 형상이 반복되어 물결형상을 이루도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

도 8은 본 발명에 따른 제동홈 및 제동돌기의 제2 형상 예시도로서, 도 8에 예시한 것은 제동홈(221) 및 제동돌기(340)가 사각 형상을 가지는 것을 예시하여 모서리 부분의 형상을 도시한 것이다.

이러한 모서리 형상은 제동홈(221) 및 제동돌기(340)가 미리 정하여진 형상을 가지도록 하나, 제동홈(221) 및 제동돌기(340)에 형상에 따라 만들어지는 모서리 부분이 각이지는 경우에는 제동홈(221) 및 제동돌기(340)의 접촉에 의한 마모 등이 발생될 수 있으므로 모서리 부분을 라운드진 형상으로 형성함으로써 이를 방지할 수 있도록 한다.

또한, 도 4 내지 도 6에 도시된 제동편(310)에 형성되는 제동돌기(340)는 제동편(310) 외측 길이의 3분의 1 이하를 차지하는 갯수로 형성하며, 이는 제동동작의 확보뿐만 아니라 제동편(310)의 가공시의 부담을 경감하는 것이 가능하도록 한다.

또한, 도 4 내지 도 6에 도시된 탄성부재(330)는 제동편(310)이 하부 기어(220) 반대 방향으로 복귀하도록 링크 실린더(320)의 갯수와 대응되도록 추가로 구비되며, 이러한 탄성부재(330)는 링크 실린더(320)의 구동시 링크 실린더(320)의 로드(미도시)가 제동편(310)을 하부 기어(220) 방향으로 회전시켜 제동동작을 일으킨 후 링크 실린더(320)에 걸린 유압이 해소되어 제동편(310)이 하부 기어(220)의 제동홈(221)과의 접촉에 의하여 하부 기어(220)의 반대 방향으로 복귀되거나, 또는 링크 실린더(320)의 구동에 의하여 제동편(310)을 하부 기어 반대방향으로 복귀시키므로서 제동 동작의 해제가 이루어지나, 이러한 동작에는 일정 시간이 소요되므로 이를 개선하기 위하여 탄성부재(330)를 추가적으로 구비하는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 탄성부재(330)는 일반적인 탄성부재인 탄성 스프링을 사용하며, 링크 실린더(320)가 결합 또는 고정되는 요소에 동일하게 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100 : 회전 모터 110 : 상부 케이스
120 : 측면 케이스 130 : 체결 볼트
140 : 볼트 삽입홈
210 : 구동 기어 220 : 하부 기어
221 : 제동홈 230 : 볼 베어링
240 : 상부 플레이트 250 : 가이드 기어
300 : 제동부 310 : 제동편
320 : 링크 실린더 330 : 탄성부재
340 : 제동 돌기 350 : 제동편 회전축부
360 : 링크 실린더 고정부

Claims (15)

1. 작업 기계용 회전 링크에 있어서,
   회전 모터;
   상기 회전 모터에 의하여 발생되는 회전력을 받는 구동 기어;
   상기 구동 기어에 결합되어 상기 구동 기어의 수직 회전을 수평 회전으로 전환하며 제동홈이 형성된 하부 기어;
   상기 하부 기어와 볼 베어링을 게재하여 결합되는 상부 플레이트; 및
   상기 상부 플레이트의 하측에 고정되며, 상기 하부 기어의 상기 제동홈에 결합 또는 분리되어 상기 하부 기어의 수평 회전을 억제 또는 허용하는 제동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
2. 제1항에 있어서
   상기 하부 기어에 결합되며, 구동 기어에 대하여 대향되도록 가이드 기어를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제동부는 제동편과 구동시 상기 제동편을 제동편 회전축부를 축으로 하여 상기 하부 기어 방향으로 회전 및 상기 하부 기어 반대 방향으로 복귀시키는 링크 실린더로 구성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제동편은 상기 하부 기어의 상기 제동홈에 대응되어 형성되는 제동돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 하부 기어에 형성된 제동홈과 상기 제동편에 형성되는 상기 제동돌기는 동일 평면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 하부 기어의 내측 단면에 형성된 상기 제동홈 및 상기 제동편의 외측 단면에 형성된 상기 제동돌기는 원호, 삼각, 사각 또는 사다리 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제동홈 및 상기 제동돌기는 수평방향 길이(w)가 수평방향 길이(h)의 0.5 내지 1.5의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
8. 제4항에 있어서,
   상기 하부 기어의 내측 단면에 형성된 상기 제동홈 및 상기 제동편의 외측 단면에 형성된 상기 제동돌기는 원호, 삼각, 사각 또는 사다리 형상중 어느 하나의 형상과 평면 형상이 교번하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
9. 제6항 또는 제8항에 있어서,
   상기 제동홈 및 상기 제동돌기의 모서리 부분은 라운드진 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 제동부는 1개의 제동편을 구비하며, 상기 제동편의 일측은 제동편 회전축부에 결합되며 타측은 링크 실린더의 일측에 결합되어 상기 링크 실린더 구동시 상기 하부 기어 방향으로 회전 및 상기 하부 기어 반대 방향으로 복귀시키며, 상기 링크 실린더의 타측은 링크 실린더 고정부에 고정되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
    
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 제동부는 2개의 제동편을 구비하며, 2개의 상기 제동편 사이에 설치되며 링크 실린더 고정부에 고정되는 링크 실린더가 구비되고, 상기 링크 실린더는 구동시 제동편 회전축부를 축으로 하여 상기 제동편을 상기 하부 기어 방향으로 회전 및 상기 하부 기어 반대 방향으로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 제동부는 2개의 제동편을 구비하며, 각각의 상기 제동편 일측은 제동편 회전축부에 결합되며, 상기 제동편 타측은 링크 실린더의 일측에 결합되어 상기 링크 실린더 구동시 상기 제동편을 상기 하부 기어 방향으로 회전 및 상기 하부 기어 반대 방향으로 복귀시키며, 상기 링크 실린더의 타측은 링크 실린더 고정부에 고정되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
    
    
13. 제4항에 있어서,
    상기 제동편에 형성되는 상기 제동돌기는 상기 제동편 외측 길이의 3분의 1 이하를 차지하는 갯수로 형성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
    
14. 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제동부는 상기 링크 실린더의 갯수와 대응되는 탄성부재를 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.
    
15. 제2항에 있어서,
    상기 구동 기어 및 상기 하부 기어와, 상기 가이드 기어와 상기 하부 기어는 베벨기어의 결합구조를 갖는 것을 특징으로 하는 작업 기계용 회전링크.

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