KR20220005317A - 굴삭기의 붐 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기 붐의 메인보스 구조에 관한 것으로, 일단부에는 상부 회전체에 연결되는 본체 연결부와 배치되고 타단부에는 암 연결부가 배치되는 붐프레임과, 상기 붐프레임의 측부에 배치되는 측판과, 상기 본체 연결부의 단부에 배치되는 절곡프레임 및, 상기 본체 연결부와 상기 절곡프레임간에 배치되고, 상부 회전체에 연결되는 메인보스부를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 굴삭기 붐의 본체 연결부의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하는 효과가 있다.

Description

굴삭기의 붐 구조{BOOM STRUCTURE OF EXCAVATOR}

본 발명은 굴삭기의 붐 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴삭기 붐의 내부에 격판을 배치하여 붐의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화한 굴삭기의 붐 구조에 관한 것이다.

또한 굴삭기 붐의 본체 연결부에 메인보스를 배치하여 본체 연결부의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화한 굴삭기의 붐 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기는 건설현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등에 사용하는 건설기계이다.

도 1은 종래의 굴삭기를 도시한 측면도이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 굴삭기는, 지면을 따라 이동 가능한 하부 주행체(10), 상기 하부 주행체(10)의 상부에 회전 가능하게 구비되는 상부 회전체(20), 상기 상부 회전체(20)에 회전 가능하게 결합되는 붐(30), 상기 붐(30)을 회전시키는 붐 실린더(40), 상기 붐(30)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 암(50), 상기 암(50)을 회전시키는 암 실린더(60), 상기 암(50)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 버킷(70) 및 상기 버킷(70)을 회전시키는 버킷 실린더(80)를 포함한다.

이러한 구성에 따른 종래의 굴삭기는, 상기 붐 실린더(40)를 이용하여 상기 붐(30)을 조작하고, 상기 암 실린더(60)를 이용하여 상기 암(50)을 조작하며, 상기 버킷 실린더(80)를 이용하여 상기 버킷(70)을 조작함으로서, 땅을 파거나 깎는 등의 작업을 실시한다.

통상 암(50)과 버킷(70)은 중량이 무거운 금속재질로 되어 있으므로, 암(50)과 버킷(70)을 제대로 지지하기 위해서는 붐(30)의 강성은 높아야 한다. 특히 버킷(70)에 금속 건축소재, 흙 등을 고중량으로 담을 때는 붐(30)의 강성이 더욱 요구된다. 붐(30)의 강성이 약하면 붐(30)에 비틀림이 발생하여 원하는 작업 결과를 달성하지 못하게 된다.

또한 상술한 고중량 작업 중에는 붐(30)과 상부 회전체(20)간의 연결부위(31)에는 큰 부하가 걸리게 된다. 따라서 붐(30)과 상부 회전체(20)간의 연결부위(31)에서의 강성을 보강할 필요가 있다. 만약 연결부위(31)의 강성이 약하면 링크핀이 부러지거나 또는 붐(30)의 연결부위(31)에 비틀림이 발생하여, 작업 수행이 불가능 또는 상부 회전체(20)에서 이탈되는 사고가 발생될 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 굴삭기 붐의 내부에 격판을 배치하여 붐의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화한 굴삭기의 붐 구조를 제공하는 데에 있다.

또한 굴삭기 붐의 본체 연결부에 메인보스를 배치하여 본체 연결부의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화한 굴삭기의 붐 구조를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 굴삭기 붐의 메인보스 구조에 관한 것으로, 일단부에는 상부 회전체에 연결되는 본체 연결부와 배치되고 타단부에는 암 연결부가 배치되는 붐프레임; 상기 붐프레임의 측부에 배치되는 측판; 상기 본체 연결부의 단부를 따라 배치되는 절곡프레임; 및 상기 본체 연결부와 상기 절곡프레임간에 배치되고, 상부 회전체에 연결되는 메인보스부;를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 메인보스부는, 상부 회전체에 링크핀으로 연결되는 메인보스홀이 형성된 메인보스블록; 및 상기 메인보스블록에 일체로 형성되며, 상기 본체 연결부에 돌출되게 형성된 신장단부의 내측으로 삽입되고, 상기 측판에 돌출되게 형성된 측판단부의 제1 측판면에 접하게 배치되는 날개부;를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 메인보스블록에 일체로 형성되고, 상기 절곡프레임에 형성된 프레임홀에 연결되는 돌출부;를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 메인보스블록은, 상기 메인보스블록에서 상기 날개부의 하부에 형성되고, 상기 측판단부의 제2 측판면에 접하게 배치되는 접촉단부; 및 상기 메인보스블록의 양측에서 외측 방향으로 돌출되고, 상기 신장단부에 접하게 배치되는 플랜지부;를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 절곡프레임은, 상기 본체 연결부의 단부에 형성된 곡선부에 대응되는 형상으로 구성되는 붐 고정부; 및 상기 붐 고정부의 양측 단부에 연결되고, 메인보스부의 돌출부가 배치되는 프레임홀이 형성된 메인보스 고정부;을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 메인보스블록의 날개부는 상기 제1 측판면에 맞대기 용접되고, 상기 메인보스블록의 접촉단부는 상기 제2 측판면에 맞대기 용접되며, 상기 메인보스블록의 원통형 본체면은 상기 절곡프레임의 메인보스 고정부에 맞대기 용접될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 메인보스블록의 원통형 본체 둘레는 상기 절곡프레임의 메인보스 고정부에 필렛용접되고, 상기 절곡프레임의 외측 둘레는 상기 붐프레임의 곡선부에 필렛용접되며, 상기 메인보스블록의 원통형 본체 둘레에 형성된 필렛용접의 용접비드와 상기 절곡프레임의 외측 둘레에 형성된 필렛용접의 용접비드는 서로 이어지며 융합될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 붐의 절곡프레임 양측에는 한 쌍의 프레임홀이 형성되고, 상기 붐의 메인보스블록에 형성된 메인보스홀은 상기 한 쌍의 프레임홀에 대응되는 위치에 상기 절곡프레임의 양측에 한 쌍으로 배치되며, 상기 링크핀은 한 쌍으로 제공되며, 상기 한 쌍의 프레임홀 및 한 쌍의 메인보스홀의 양측에 삽입되며 상기 링크블록과 상기 붐을 연결할 수 있다.

또한 본 발명인 굴삭기는 지면을 따라 이동하는 하부 주행체; 상기 하부 주행체의 상부에 회전 가능하게 배치되는 상부 회전체; 상기 상부 회전체에 배치된 링크블록에 링크핀으로 회전 가능하게 연결되는 상기 굴삭기의 붐 구조로 구성되는 붐; 상기 붐과 상기 상부 회전체간에 연결되고, 상기 붐을 회전시키는 붐 실린더; 상기 붐에 회전 가능하게 연결되는 암; 상기 붐과 상기 암간에 연결되고, 상기 암을 회전시키는 암 실린더; 상기 암에 회전 가능하게 연결되는 버킷; 및 상기 버킷과 상기 암간에 연결되고, 상기 버킷을 회전시키는 버킷 실린더;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 굴삭기 붐의 내부에 격판을 배치함으로써, 굴삭기 봄의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화할 수 있다. 그리고 굴삭기 붐의 본체 연결부에 메인보스를 용접하여 배치함으로써, 굴삭기 붐의 본체 연결부의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화할 수 있다.

또한, 종래 분할 구조가 아닌 붐의 경우, 굴삭기의 상부 회전체와 붐을 하나의 긴 핀으로 연결하여 조립하기 때문에 조립성이 저하될 뿐만 아니라, 실제 작업에 따른 하중 인가시 핀에 굽힘 하중이 크게 인가되어 핀과 부쉬의 이상 마모가 발생하는 문제가 있었다. 본 발명은 굴삭기의 상부 회전체와 붐을 짧은 링크핀 2개로 좌/우측을 각각 조립함에 따라 핀에 인가되는 굽힘하중을 저하시킴과 동시에 짧은 핀 2개를 각각 양측에서 간단하게 조립/분래할 수 있어, 굴삭기 전체의 조립 및 분해수송를 개선할 수 있다.

또한, 종래 분할 구조 붐의 경우, 메인보스를 좌우 일체형 주물로 제작하거나 또는 원형 파이프 구조의 메인보스를 측판과 용접하여 분할 구조 붐을 제작하였다. 그런데 일체형 주물의 경우 중량이 매우 커서 프론트 작업속도와 인양 성능을 저하시키는 문제가 있다. 그리고 원형 파이프 구조의 경우 파이프와 측판과의 용접부에 응력이 높게 발생되기 때문에 측판 두께를 증대하거나 또는 구조 보강이 수반되는 한계가 있다. 본 발명은 측판에 용접되는 돌출형 날개부를 가공한 메인보스 형상 개선을 통해 중량 절감 및 구조적 강도를 향상시켰다.

또한, 본 발명에서 메인보스블록은 돌출형 날개부를 포함하고 있는 구조이다. 이에 따라 상기 측판단부에 형성된 제1,2 측판면과 맞대기 용접이 가능하여 용접부위에 인가되는 응력을 감소시키게 된다. 그리고 메인보스블록의 원통형 본체면 또한 절곡프레임의 메인보스 고정부에 맞대기 용접이 되므로, 응력을 보다 감소시키게 된다.

또한, 본 발명에서 상기 메인보스블록의 원통형 본체 둘레는 절곡프레임의 메인보스 고정부에 필렛용접되는 구조이다. 그리고 곡선 형상인 절곡프레임의 외측 둘레는 붐프레임의 곡선부를 이루는 상판과 하판 둘레를 따라 필렛용접되는 구조이다. 이때 상판과 하판 필렛용접 구간의 용접비드의 끝부분와 메인보스블록의 필렛용접 구간의 용접비드의 끝부분이 서로 접하며 융합되도록 용접을 마무리한다. 이러한 용접 방식은 필렛용접 구간에서 용접 강도를 증대시켜 응력에 의한 파손을 방지하게 된다.

궁극적으로는 굴삭기 암과 버킷의 중량을 안정적으로 지지할 수 있고, 특히 버킷에 금속 건축소재, 흙 등을 고중량으로 담아 작업을 할 때, 작업안정성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 굴삭기의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조가 적용된 굴삭기를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조에 대한 사시도.
도 4는 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조에서 측판을 제외한 측면도.
도 5는 본 발명에서 붐 실린더 연결부에 대한 단면도.
도 6은 본 발명에서 센터측판에 대한 단면도.
도 7은 본 발명에서 메인측판에 대한 단면도.
도 8은 본 발명에서 엔드측판에 대한 단면도.
도 9는 본 발명에서 메인보스부의 링크부가 붐에 형성된 메인측판의 단부에 결합되는 상태를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에서 메인보스부의 링크부를 도시한 상측 사시도.
도 11은 본 발명에서 메인보스부의 링크부를 도시한 하측 사시도.
도 12는 본 발명에서 메인보스부의 링크부를 도시한 상면도.
도 13은 본 발명에서 메인보스부의 절곡프레임을 도시한 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 굴삭기의 붐 구조의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.

우선, 도 2는 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조가 적용된 굴삭기를 도시한 도면이다.

첨부된 도 2를 참고하면, 본 발명인 붐(100)이 장착되는 굴삭기의 기본 구조는, 지면을 따라 이동 가능한 하부 주행체(300), 상기 하부 주행체(300)의 상부에 회전 가능하게 구비되는 상부 회전체(900), 상기 상부 회전체(900)의 링크블록(930)에 회전 가능하게 결합되는 메인보스부(200)와 용접되어 연결되는 붐(100), 상기 붐(100)을 회전시키는 붐 실린더(400), 상기 붐(100)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 암(500), 상기 암(500)을 회전시키는 암 실린더(600), 상기 암(500)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 버켓(700), 상기 버켓(700)을 회전시키는 버켓 실린더(800)를 포함할 수 있다.

상기 하부 주행체(300)는 바퀴를 사용하는 휠 타입 또는 무한궤도를 사용하는 크롤러 타입으로 형성될 수 있다.

상기 상부 회전체(900)는, 동력을 발생시키는 동력발생부(910) 및 운전자가 탑승 가능한 탑승부(920)를 포함할 수 있다.

상기 붐(100)은 상기 상부 회전체(900)로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성될 수 있다.

그리고, 상기 붐(100)은, 상기 상부 회전체(900)와 힌지 결합되는 일단부, 상기 암(500)과 힌지 결합되는 타단부 및 상기 붐(100)의 일단부와 상기 붐(100)의 타단부 사이에 개재되는 중단부를 포함할 수 있다.

상기 붐 실린더(400)는 상기 붐(100)을 기준으로 중력 방향 측에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 붐 실린더(400)는, 상기 상부 회전체(900)에 힌지 결합되는 붐 실린더 튜브(410)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 붐 실린더(400)는, 일단부가 상기 붐 실린더 튜브(410)에 왕복 운동 가능하게 결합되고 타단부가 상기 붐(100)의 중단부에 힌지 결합되는 붐 실린더 로드(420)를 더 포함할 수 있다.

상기 암(500)은 일 방향으로 연장 형성될 수 있다.

그리고, 상기 암(500)은, 상기 붐(100)의 타단부와 힌지 결합되는 일단부 및 상기 버켓(700)과 힌지 결합되는 타단부를 포함할 수 있다.

상기 암 실린더(600)는 상기 붐(100)을 기준으로 중력 반대 방향 측에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 암 실린더(600)는, 상기 붐(100)의 중단부에 힌지 결합되는 암 실린더 튜브(610)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 암 실린더(600)는, 일단부가 상기 암 실린더 튜브(610)에 왕복 운동 가능하게 결합되고 타단부가 상기 암(500)의 일단부에 힌지 결합되는 암 실린더 로드(620)를 더 포함할 수 있다.

상기 버켓(700)은, 상기 암(500)의 타단부에 힌지 결합되는 링크부(710) 및 상기 링크부(710)로부터 연장되는 버켓부(720)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조에 대한 사시도이고, 도 4는 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조에서 측판(120)을 제외한 측면도이며, 도 5는 본 발명에서 붐실린더 연결부(150)에 대한 단면도이고, 도 6은 본 발명에서 센터측판(120)에 대한 단면도이며, 도 7은 본 발명에서 메인측판(120)에 대한 단면도이고, 도 8은 본 발명에서 엔드측판(120)에 대한 단면도이다.

도 3 내지 도 8을 참고하면, 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조는 붐프레임(110), 측판(120) 및 격판(130)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 붐프레임(110)은, 일단부에는 상부 회전체(900)에 연결되는 본체 연결부(114)와 배치되고 타단부에는 암 연결부(117)가 배치되며, 상부에는 암실린더 연결부(115)가 배치되고, 측부에는 붐실린더 연결부(150)가 배치될 수 있다.

그리고 상기 측판(120)은 상기 붐프레임(110)의 측부에 배치될 수 있다.

또한 상기 격판(130)은 상기 붐프레임(110)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하도록, 상기 붐프레임(110)과 상기 측판(120)이 형성하는 내부 공간에 하나 이상이 배치될 수 있다.

구체적으로는, 우선 상기 붐프레임(110)은 센터블록(111), 메인블록(112) 및 엔드블록(116)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 센터블록(111)은 상기 붐프레임(110)의 중앙부를 구성하고 상부에는 상기 암실린더 연결부(115)가 배치될 수 있다. 암 실린더 튜브(610)는 상기 암실린더 연결부(115)에 힌지 결합될 수 있으며, 암실린더 로드(620)는 암에 힌지 결합될 수 있다.

상기 메인블록(112)은 상기 붐프레임(110)의 일측부를 구성하고, 일단부는 상기 센터블록(111)에 용접, 볼트체결 등으로 연결되고, 타단부는 상기 본체 연결부(114)가 배치될 수 있다.

또한 상기 메인블록(112)의 타단부에는 곡선부(113)가 형성될 수 있으며, 상기 곡선부(113)의 양측으로는 상기 본체 연결부(114)에서 돌출된 신장단부(114a;도 9 참조)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 메인블록(112)은 상기 센터블록(111)과의 연결부위에서 상기 본체 연결부(114)의 신장단부(114a) 방향으로 갈수록 외측 방향으로 확장된 확장부(119)가 형성될 수 있다.

여기서 상기 본체 연결부(114)에는 메인보스부(200)가 배치될 수 있다. 메인보스부(200)는 상기 본체 연결부(114)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하여, 상기 본체 연결부(114)와 상기 상부 회전체(900)의 링크블록(930)간에 연결력을 높이도록 구성될 수 있다. 상기 메인보스부(200)는 후술하도록 한다.

또한 상기 엔드블록(116)은 상기 붐프레임(110)의 타측부를 구성하고, 일단부는 상기 센터블록(111)에 용접, 볼트체결 등으로 연결되고, 타단부는 상기 암 연결부(117)가 배치될 수 있다. 상기 암(500)은 상기 암 연결부(117)에 힌지결합될 수 있다.

다음 상기 측판(120)은 상기 센터블록(111), 메인블록(112) 및 엔드블록(116)의 측부를 따라 용접, 볼트체결 등으로 연결되어 배치될 수 있다.

그리고 상기 측판(120)과 상기 메인블록(112)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하기 위해, 상기 측판(120)은 상기 측판(120)을 가로지르며, 상기 메인블록(112)의 상하부를 연결하며 배치되는 제1 보강빔(121)을 포함할 수 있다.

또한 상기 측판(120)과 상기 엔드블록(116)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하기 위해, 상기 측판(120)은 상기 측판(120)을 가로지르며, 상기 엔드블록(116)의 상하부를 연결하며 배치되는 제2 보강빔(122)을 포함할 수 있다.

상기 제1,2 보강빔(121,122)은 상기 측판(120)을 가로지르며 용접, 볼트체결 등으로 결합될 수 있으며, 상기 제1,2 보강빔(121,122)의 양단부는 상기 메인블록(112)의 내측 단부 또는 상기 엔드블록(116)의 내측 단부에 용접, 볼트체결 등으로 결합될 수 있다.

그리고 상기 측판(120)에서 상기 메인블록(112)에 대응되는 부위는 상기 확장부(119)에 대응하여 외측 방향으로 확장되는 확장측판(123)이 형성되고, 상기 확장측판(123)의 단부에는 상기 신장단부(114a)에 대응되는 측판단부(125)가 형성될 수 있다.

상기 신장단부(114a)와 상기 측판단부(125)는 후술할 메인보스부(200)의 날개부(230)가 삽입 용접되어 결합되는 부위를 형성할 수 있다.

다음 도 4를 참고하면, 상기 격판(130)은 센터격판(133), 메인격판(132), 엔드격판(134), 보스격판부(140), 메인엣지격판(131) 및 엔드엣지격판(135)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 센터격판(133)은 상기 센터블록(111)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하도록, 상기 센터블록(111)과 상기 측판(120)이 형성하는 내부 공간에 배치될 수 있다. 여기서 상기 센터격판(133)의 외측 둘레는 상기 센터블록(111)의 내측 둘레와 상기 측판(120)의 내측 둘레를 따라 용접되어 연결될 수 있다.

상기 메인격판(132)은 상기 메인블록(112)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하도록, 상기 메인블록(112)과 상기 측판(120)이 형성하는 내부 공간에 배치될 수 있다. 여기서 상기 메인격판(132)의 외측 둘레는 상기 메인블록(112)의 내측 둘레와 상기 측판(120)의 내측 둘레를 따라 용접되어 연결될 수 있다.

상기 엔드격판(134)은 상기 엔드블록(116)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하도록, 상기 엔드블록(116)과 상기 측판(120)이 형성하는 내부 공간에 배치될 수 있다. 여기서 상기 엔드격판(134)의 외측 둘레는 상기 엔드블록(116)의 내측 둘레와 상기 측판(120)의 내측 둘레를 따라 용접되어 연결될 수 있다.

여기서 도 6 내지 도 8을 참고하면, 상기 센터격판(133), 상기 메인격판(132) 또는 상기 엔드격판(134)에는 에어홀(132a,133a,134a)이 형성될 수 있다. 상기 에어홀(132a,133a,134a)은 상기 붐프레임(110)과 상기 측판(120) 및 상기 격판(130)이 용접됨에 따라 구획된 각 내부 공간에서 발생될 수 있는 공압 변화를 완충하는 기능을 할 수 있다. 즉 센터격판(133)과 메인격판(132)이 형성하는 내부 공간 및 센터격판(133)과 엔드격판(134)이 형성하는 내부 공간간에 발생될 수 있는 내부온도, 내부압력 등에 따른 공압 변화를 에어홀(132a,133a,134a)을 통한 공기 이동으로 완충하는 기능을 수행할 수 있다.

다음으로 상기 보스격판부(140)는 붐 실린더(400)가 연결되는 상기 붐실린더 연결부(150)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화하도록, 상기 붐실린더 연결부(150)와 상기 센터블록(111)간에 배치될 수 있다.

이러한 상기 보스격판부(140)는 제1 보스격판(141), 제2 보스격판(142), 제3 보스격판(145), 제2 연장판(143), 제3 연장판(144) 및 제3 절곡판(147)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 보스격판(141)은 상기 붐실린더 연결부(150)의 하부와 상기 센터블록(111)의 내측 하부간에 용접되어 배치될 수 있다.

그리고 상기 제2 보스격판(142)은 상기 붐실린더 연결부(150)의 상부와 상기 센터블록(111)의 내측 상부간에 용접되어 배치될 수 있다.

여기서 상기 제3 보스격판(145)은 상기 제2 보스격판(142)과 소정 간격으로 이격되어 상기 붐실린더 연결부(150)의 상부와 상기 센터블록(111)의 내측 상부간에 용접되어 배치될 수 있다.

즉 상기 보스격판부(140)는 붐실린더 연결부(150)의 하부에 한 개의 격판, 상부에 두 개의 격판을 두어 붐실린더 연결부(150)를 지지하기 하게 된다.

여기서 도 5에는 상기 붐실린더 연결부(150)의 단면 구조가 개시되어 있다. 도 5를 참고하면, 상기 붐실린더 연결부(150)의 몸체를 형성하는 블록바디(154)가 붐프레임(110)의 내측에 한 쌍으로 배치되고, 상기 측판(120)이 한 쌍의 블록바디(154)에 각각 용접될 수 있다. 또한 상기 측판(120)은 상기 센터블록(111)의 내측에 용접될 수 있다. 그리고 상기 한 쌍의 블록바디(154)는 각각 연결판(153)으로 용접되어 중공부(151)를 형성할 수 있으며, 상기 한 쌍이 블록바디(154)에 형성된 관통홀(152)과 연결될 수 있다. 상기 관통홀(152)에는 링크핀이 관통하며 붐 실린더 로드를 연결할 수 있다.

따라서 상기 보스격판부(140)를 구성하는 제1,2,3 보스격판(141,142,145)은 각각 상기 블록바디(154)에 연결되고, 붐 실린더 로드(420)의 부하가 인가되는 블록바디(154)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화할 수 있다.

다음 상기 제2 연장판(143)은 상기 제2 보스격판(142)에 연결되고, 상기 센터블록(111)의 내측 상부 표면을 따라 용접되어 배치될 수 있다.

상기 제2 연장판(143)은 상기 제2 보스격판(142)과 일체로 하나의 금속판을 형성하되, 제2 보스격판(142)의 단부가 굽혀져 형성될 수 있다. 또는 상기 제2 연장판(143)은 상기 제2 보스격판(142)의 단부에 굽혀진 상태로 용접되어 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제2 연장판(143)은 상기 제2 보스격판(142)의 강성 보강 및 비틀림 방지 기능을 향상시킬 수 있다.

다음 상기 제3 연장판(144)은 상기 제3 보스격판(145)에 연결되고, 상기 제2 연장판(143)의 반대 방향으로 상기 센터블록(111)의 내측 상부 표면을 따라 용접되어 배치될 수 있다.

마찬가지로 상기 제3 연장판(144)도 상기 제3 보스격판(145)과 일체로 하나의 금속판을 형성하되, 제3 보스격판(145)의 단부가 굽혀져 형성될 수 있다. 또는 상기 제3 연장판(144)은 상기 제3 보스격판(145)의 단부에 굽혀진 상태로 용접되어 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제3 연장판(144)은 상기 제3 보스격판(145)의 강성 보강 및 비틀림 방지 기능을 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 제3 절곡판(147)은 상기 제3 연장판(144)의 단부에 절곡되어 연결되고, 상기 센터측판(120)의 표면을 따라 용접되어 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제3 보스격판(145)은 상기 제3 연장판(144)과 상기 제3 절곡판(147)에 의해 지지되므로, 붐실린더 연결부(150)를 보다 단단히 지지할 수 있게 된다.

다음 상기 메인엣지격판(131)은 상기 메인블록(112)과 상기 측판(120)이 형성하는 내부 공간상에서 상기 본체 연결부(114)와 상기 메인격판(132) 사이에 용접되어 배치될 수 있다. 상기 본체 연결부(114)는 후술할 메인보스부(200)가 배치되고, 메인보스부(200)는 상부 회전체(900)에 연결되므로, 상기 본체 연결부(114)에는 붐프레임(110)의 하중에 비례하는 큰 부하가 걸리게 된다. 따라서 상기 본체 연결부(114)에 인접한 붐프레임(110)의 강성 보강 및 비틀림 완화를 위한 구성이 필요하다.

따라서 상기 메인엣지격판(131)을 상기 본체 연결부(114)에 근접하여 배치함으로써, 상기 본체 연결부(114)의 인접 부위에서의 붐프레임(110)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화할 수 있다.

다음 상기 엔드엣지격판(135)은 상기 엔드블록(116)과 상기 측판(120)이 형성하는 내부 공간상에서 상기 암 연결부(117)와 상기 엔드격판(134) 사이에 용접되어 배치될 수 있다. 상기 암 연결부(117)에는 암(500)이 연결되므로, 상기 암 연결부(117)에는 암(500)의 하중에 비례하는 큰 부하가 걸리게 된다. 따라서 상기 암 연결부(117)에 인접한 붐프레임(110)의 강성 보강 및 비틀림 완화를 위한 구성이 필요하다.

따라서 상기 메인엣지격판(131)을 상기 암 연결부(117)에 근접하여 배치함으로써, 상기 암 연결부(117)의 인접 부위에서의 붐프레임(110)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화할 수 있다.

한편, 도 9는 본 발명에서 메인보스부(200)의 링크부가 붐에 형성된 메인측판(120)의 단부에 결합되는 상태를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명에서 메인보스부(200)의 링크부를 도시한 상측 사시도이며, 도 11은 본 발명에서 메인보스부(200)의 링크부를 도시한 하측 사시도이고, 도 12는 본 발명에서 메인보스부(200)의 링크부를 도시한 상면도이며, 도 13은 본 발명에서 메인보스부(200)의 절곡프레임(210)을 도시한 사시도이다.

도 9 내지 도 13을 참고하면, 본 발명에서 굴삭기의 붐 구조는 붐프레임(110), 측판(120), 절곡프레임(210) 및 메인보스부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 붐프레임(110)과 상기 측판(120) 및 상술한 격판의 구조는 도 3 내지 도 8를 참고하여 설명한 내용과 동일하므로, 이하에서는 절곡프레임(210)과 메인보스부(200)에 대해 설명하도록 한다.

도 3 및 도 13을 참고하면, 상기 절곡프레임(210)은 상기 본체 연결부(114)의 강성 보강 및 비틀림 발생을 완화하도록, 상기 본체 연결부(114)의 단부를 따라 용접되어 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 본체 연결부(114)의 단부에는 상기 곡선부(113)가 형성되어 있으며, 상기 절곡프레임(210)은 상기 곡선부(113)의 형상에 대응되는 아치 형상으로 구성되어 상기 곡선부(113)의 내측에 용접되어 배치될 수 있다.

여기서 상기 곡선부(113)는 상기 본체 연결부(114)에 인가되는 하중을 방사방향으로 비교적 균일하게 분산시키기 위해 가장 적합한 형태인 곡선 형태로 구성된 것으로서, 상기 절곡프레임(210) 또한 상기 곡선부(113)에 부합되는 아치 형상으로 구성되어 역시 하중을 방사방향으로 분산되도록 하여 상기 곡선부(113)의 강성 보강에 도움을 주게 된다. 즉 상기 절곡프레임(210)에 배치됨에 따라 상기 본체 연결부(114)의 강성이 보강되어, 상기 본체 연결부(114)의 비틀림 발생이 억제되게 된다.

이러한 상기 절곡프레임(210)은 붐 고정부(211) 및 메인보스 고정부(212)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 붐 고정부(211)는 상기 본체 연결부(114)의 단부에 형성된 곡선부(113)에 대응되는 형상으로 구현될 수 있으며, 상기 메인보스 고정부(212)는 상기 붐 고정부(211)의 양측 단부에 연결되고, 메인보스부(200)의 돌출부(226)가 배치되는 프레임홀(213)이 형성될 수 있다. 즉 메인보스부(200)의 돌출부(226)가 상기 프레임홀(213)에 끼워지면서 상기 절곡프레임(210)과 상기 메인보스부(200)가 결합되게 된다.

다음 도 9 내지 도 12를 참고하면, 상기 메인보스부(200)는 상기 본체 연결부(114)의 강성 보강 및 비틀림 발생을 완화하도록, 상기 본체 연결부(114)와 상기 절곡프레임(210)간에 배치되고, 상부 회전체에 링크핀(940)으로 연결되는 구성일 수 있다.

이러한 상기 메인보스부(200)는 메인보스블록(220), 날개부(230), 돌출부(226), 접촉단부(225) 및 플랜지부(224)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메인보스블록(220)은 원통 형상으로 구현되고, 상부 회전체(900)에 링크핀(940)으로 연결되는 메인보스홀(222)이 형성될 수 있다.

여기서 절곡프레임(210)이 곡선형상으로 이뤄짐에 따라 메인보스블록(220)은 절곡프레임(210)의 양측에 한 쌍으로 배치될 수 있으며, 이에 따라 메인보스홀(222)도 2개가 형성될 수 있다.

본 발명에서는 상기 링크핀(940)은 2개일 수 있으며, 각각 2개의 메인보스홀(222)에 삽입되며 결합될 수 있다. 즉 상부 회전체(900)의 링크블록(930)에 2개의 링크핀(940)으로 연결될 수 있다. 이때 링크핀(940)은 메인보스홀(222) 및 절곡프레임(210)에 형성된 프레임홀(213)에 일체로 결합되며, 양측에서 붐프레임(110)을 고정할 수 있다.

종래 분할 구조가 아닌 붐의 경우에는, 굴삭기의 상부 회전체와 붐을 하나의 긴 링크핀으로 연결하여 조립하였기 때문에 조립성이 저하될 뿐만 아니라, 실제 작업에 따른 하중 인가시 링크핀에 굽힘 하중이 크게 인가되어 링크핀과 부쉬에 마모가 발생하는 문제가 있었다.

본 발명에서는 굴삭기의 상부 회전체(900)와 붐프레임(110)을 짧은 링크핀(940) 2개로 프레임홀(213) 및 메인보스홀(222)의 좌/우측을 각각 조립함에 따라 링크핀(940)에 인가되는 굽힘하중을 저하시킴과 동시에 짧은 링크핀(940) 2개를 각각 양측에서 간단하게 조립/분래할 수 있어, 굴삭기 전체의 조립 및 분해수송를 개선할 수 있다.

그리고 상기 날개부(230)는 상기 메인보스블록(220)과 일체로 가공되어 형성되며, 상기 본체 연결부(114)에 돌출되게 형성된 신장단부(114a)의 내측으로 삽입되고, 상기 측판(120)에 돌출되게 형성된 측판단부(125)의 제1 측판면(125a)에 접하게 배치될 수 있다.

여기서 상기 날개부(230)의 측면은 상기 신장단부(114a)의 내측에 용접될 수 있고, 상기 날개부(230)의 하면은 상기 제1 측판면(125a)에 용접되어 고정될 수 있다.

또한 상기 돌출부(226)는 상기 메인보스블록(220)에 일체로 형성되고, 상기 절곡프레임(210)의 프레임홀(213)에 삽입되며, 상기 메인보스블록(220)과 상기 절곡프레임(210)을 결합할 수 있다. 이때 상기 돌출부(226)는 상기 프레임홀(213)에 삽입된 상태로 용접될 수 있다.

다음 상기 접촉단부(225)는 상기 메인보스블록(220)에서 상기 날개부(230)의 하부에 형성되고, 상기 측판단부(125)의 제2 측판면(125b)에 접하게 배치될 수 있다. 도 9에서는 상기 접촉단부(225)와 상기 제2 측판면(125b)이 이격된 것으로 표현되어 있으나, 이는 제2 측판면(125b)을 표기하기 위한 것으로서, 실제적으로는 상기 접촉단부(225)와 상기 제2 측판면(125b)은 용접되어 접촉되어 있을 수 있다.

다음 상기 플랜지부(224)는 상기 메인보스블록(220)의 양측에서 외측 방향으로 돌출되고, 상기 신장단부(114a)에 접하게 배치될 수 있다. 도 9에서는 상기 플랜지부(224)와 상기 신장단부(114a)가 이격된 것으로 표현되어 있으나, 이는 신장단부(114a)를 표기하기 위한 것으로서, 실제적으로는 상기 플랜지부(224)와 상기 신장단부(114a)는 용접되어 접촉되어 있을 수 있다.

즉 상기 날개부(230)는 상기 측판단부(125)의 제1 측판면(125a)에 용접되고, 상기 접촉단부(225)는 상기 측판단부(125)의 제2 측판면(125b)에 용접되며, 상기 플랜지부(224)는 상기 신장단부(114a)에 용접되고, 상기 돌출부(226)는 상기 절곡프레임(210)의 프레임홀(213)에 삽입되어 용접되어 연결됨으로써, 상기 메인보스블록은 상기 절곡프레임(210)과 상기 본체 연결부(114)에 단단히 고정되게 된다.

이에 따라 상기 본체 연결부(114)상에서 메인보스부(200)가 형성하는 링크핀(940) 연결부위의 강성이 보강되어, 붐(100)과 상부 회전체(900)간의 연결부위에 인가되는 하중을 지지할 수 있게 된다.

한편, 도 9 및 도 13를 참고하면, 상기 메인보스블록(220)의 날개부(230)는 상기 제1 측판면(125a)에 맞대기 용접될 수 있으며, 상기 메인보스블록(220)의 접촉단부(225)는 상기 제2 측판면(125b)에 맞대기 용접될 수 있다.

그리고 상기 메인보스블록(220)의 원통형 본체면은 상기 절곡프레임(210)의 메인보스 고정부(212)에 맞대기 용접될 수 있다.

본 발명에서 메인보스블록(220)은 돌출형 날개부(230)를 포함하고 있는 구조이다. 이에 따라 상기 측판단부(125)에 형성된 제1,2 측판면(125a,125b)과 맞대기 용접이 가능하여 용접부위에 인가되는 응력을 감소시키게 된다.

그리고 메인보스블록(220)의 원통형 본체면 또한 절곡프레임(210)의 메인보스 고정부(212)에 맞대기 용접이 되므로, 응력을 보다 감소시키게 된다.

그리고, 도 3, 도 11 및 도 13을 참고하면, 상기 메인보스블록(220)의 원통형 본체 둘레는 상기 절곡프레임(210)의 메인보스 고정부(212)에 필렛용접될 수 있으며, 상기 절곡프레임(210)의 외측 둘레는 상기 붐프레임(110)의 곡선부(113)에 필렛용접될 수 있다.

그리고 상기 메인보스블록(220)의 원통형 본체 둘레에 형성된 필렛용접의 용접비드와 상기 절곡프레임(210)의 외측 둘레에 형성된 필렛용접의 용접비드는 서로 이어지며 융합될 수 있다.

본 발명에서 상기 메인보스블록(220)의 원통형 본체 둘레는 절곡프레임(210)의 메인보스 고정부(212)에 필렛용접되는 구조이다. 그리고 곡선 형상인 절곡프레임(210)의 외측 둘레는 붐프레임(110)의 곡선부(113)를 이루는 상판과 하판 둘레를 따라 필렛용접되는 구조이다.

이때 붐프레임(110)의 상판과 하판 필렛용접 구간의 용접비드의 끝부분와 메인보스블록(220)의 필렛용접 구간의 용접비드의 끝부분이 서로 접하며 융합되도록 용접을 마무리한다. 이러한 용접 방식은 필렛용접 구간에서 용접 강도를 증대시켜 응력에 의한 파손을 방지하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 붐프레임(110)에 배치되는 격판 구조, 붐프레임(110)에 배치되는 메인보스부(200) 구조를 통해, 붐(100)의 강성을 보강하고 비틀림 발생을 완화함으로써, 붐(100)에 인가되는 하중을 지지하여 굴삭기의 사용연한을 연장하고 작업 안정성을 확보할 수 있게 된다.

이상의 사항은 굴삭기의 붐 구조의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

100:붐 110:붐프레임
111:센터블록 112:메인블록
113:곡선부 114:본체 연결부
114a:신장단부
115:암실린더 연결부 116:엔드블록
117:암 연결부 119:확장부
120:측판 121:제1 보강빔
122:제2 보강빔 123:확장측판
125:측판단부 125a:제1 측판면
125b:제2 측판면 131:메인엣지격판
132:메인격판 133:센터격판
134:엔드격판 132a,133a,134a:에어홀
135:엔드엣지격판 140:보스격판부
141:제1 보스격판 142:제2 보스격판
143:제2 연장판 145:제3 보스격판
146:제3 연장판 147:제3 절곡판
150:붐실린더 연결부 151:중공부
152:관통홀 153:연결판
154:블록바디
200:메인보스부 210:절곡프레임
211:붐 고정부 212:메인보스 고정부
213:프레임홀 220:메인보스블록
222:메인보스홀 224:플랜지부
225:접촉단부 226:돌출부
230:날개부

Claims (9)

1. 일단부에는 상부 회전체에 연결되는 본체 연결부와 배치되고 타단부에는 암 연결부가 배치되는 붐프레임;
   상기 붐프레임의 측부에 배치되는 측판;
   상기 본체 연결부의 단부를 따라 배치되는 절곡프레임; 및
   상기 본체 연결부와 상기 절곡프레임간에 배치되고, 상부 회전체에 연결되는 메인보스부;를 포함하는 굴삭기의 붐 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 메인보스부는,
   상기 상부 회전체에 배치된 링크블록에 링크핀으로 연결되는 메인보스홀이 형성된 메인보스블록; 및
   상기 메인보스블록에 일체로 형성되며, 상기 본체 연결부에 돌출되게 형성된 신장단부의 내측으로 삽입되고, 상기 측판에 돌출되게 형성된 측판단부의 제1 측판면에 접하게 배치되는 날개부;를 포함하는 굴삭기의 붐 구조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 메인보스블록에 일체로 형성되고, 상기 절곡프레임에 형성된 프레임홀에 연결되는 돌출부;를 더 포함하는 굴삭기의 붐 구조.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 메인보스블록은,
   상기 메인보스블록에서 상기 날개부의 하부에 형성되고, 상기 측판단부의 제2 측판면에 접하게 배치되는 접촉단부; 및
   상기 메인보스블록의 양측에서 외측 방향으로 돌출되고, 상기 신장단부에 접하게 배치되는 플랜지부;를 포함하는 굴삭기의 붐 구조.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 절곡프레임은,
   상기 본체 연결부의 단부에 형성된 곡선부에 대응되는 형상으로 구성되는 붐 고정부; 및
   상기 붐 고정부의 양측 단부에 연결되고, 메인보스부의 돌출부가 배치되는 프레임홀이 형성된 메인보스 고정부;을 포함하는 굴삭기의 붐 구조.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 메인보스블록의 날개부는 상기 제1 측판면에 맞대기 용접되고,
   상기 메인보스블록의 접촉단부는 상기 제2 측판면에 맞대기 용접되며,
   상기 메인보스블록의 원통형 본체면은 상기 절곡프레임의 메인보스 고정부에 맞대기 용접되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 구조.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 메인보스블록의 원통형 본체 둘레는 상기 절곡프레임의 메인보스 고정부에 필렛용접되고,
   상기 절곡프레임의 외측 둘레는 상기 붐프레임의 곡선부에 필렛용접되며,
   상기 메인보스블록의 원통형 본체 둘레에 형성된 필렛용접의 용접비드와 상기 절곡프레임의 외측 둘레에 형성된 필렛용접의 용접비드는 서로 이어지며 융합되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 구조.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 붐의 절곡프레임 양측에는 한 쌍의 프레임홀이 형성되고,
   상기 붐의 메인보스블록에 형성된 메인보스홀은 상기 한 쌍의 프레임홀에 대응되는 위치에 상기 절곡프레임의 양측에 한 쌍으로 배치되며,
   상기 링크핀은 한 쌍으로 구성되며, 상기 한 쌍의 프레임홀과 한 쌍의 메인보스홀의 양측에 삽입되며 상기 링크블록과 상기 붐을 연결하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 붐 구조.
   
9. 지면을 따라 이동하는 하부 주행체;
   상기 하부 주행체의 상부에 회전 가능하게 배치되는 상부 회전체;
   상기 상부 회전체에 배치된 링크블록에 링크핀으로 회전 가능하게 연결되는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 굴삭기의 붐 구조로 구성되는 붐;
   상기 붐과 상기 상부 회전체간에 연결되고, 상기 붐을 회전시키는 붐 실린더;
   상기 붐에 회전 가능하게 연결되는 암;
   상기 붐과 상기 암간에 연결되고, 상기 암을 회전시키는 암 실린더;
   상기 암에 회전 가능하게 연결되는 버킷; 및
   상기 버킷과 상기 암간에 연결되고, 상기 버킷을 회전시키는 버킷 실린더;
   를 포함하는 굴삭기.
   

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