KR20230152183A

KR20230152183A - 로더 프레임

Info

Publication number: KR20230152183A
Application number: KR1020237036876A
Authority: KR
Inventors: 브랜트 더킨; 마이클 제이. 쉬미트
Original assignee: 클라크 이큅먼트 컴파니
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2023-11-02
Also published as: CA3060560A1; US10858803B2; US11530523B2; KR102597196B1; US20180305895A1; WO2018195314A1; KR20190139891A; EP3612682B1; CN110546326A; CN110546326B; EP3612682A1; US20210087788A1

Abstract

스키드 스티어 로더와 같은 동력기계(예, 100; 200; 400)용 동력기계 프레임(예, 110; 210; 410)으로서, 동력기계의 제조를 보조하고, 동력기계의 설계에 있어서 공간 절약 장점을 제공하거나 동력기계의 성능 장점을 제공하는 특징부를 포함한다.

Description

로더 프레임{LOADER FRAME}

본 발명은 동력기계에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 로더와 같은 동력기계의 프레임에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 위한 동력기계는 특정 작업 또는 다양한 작업을 달성하기 위한 목적으로 동력을 생성하는 임의 유형의 기계를 포함한다. 동력기계의 일 유형은 작업 차량(work vehicle)이다. 로더(loader)와 같은 작업 차량은 작업 기능을 수행하기 위하여 조작할 수 있는 리프트 아암(일부 작업 차량에는 다른 작업 장치가 있을 수 있음)과 같은 작업 장치가 있는 일반적인 자체-추진(self propelled) 차량이다. 작업 차량은 몇 가지 예를 들면 로더, 굴착기, 다용도 차량, 트랙터 및 트렌처(trenchers)를 포함한다.

동력기계는 프레임, 적어도 하나의 작업 요소 및 작업을 수행하기 위하여 작업 요소에 동력을 제공할 수 있는 동력원을 포함한다. 동력기계의 하나의 유형은 자체-추진 작업 차량이다. 자체-추진 작업 차량은 프레임, 작업 요소 및 작업 요소에 동력을 공급할 수 있는 동력원을 포함하는 동력기계의 한 종류이다. 적어도 하나의 작업 요소는 동력기계를 동력하에 움직이기 위한 동기(motive) 시스템이다.

동력기계의 프레임은, 예를 들어 바퀴(wheels) 또는 무한궤도(track) 조립체를 포함하는 동기 시스템에 결합되어 동기 시스템에 의해 동력기계가 이동하도록 한다. 프레임은 동기 시스템뿐만 아니라 리프트 아암, 운전실, 엔진 등에 구조적 지지를 제공한다. 적절한 구조적 지지를 제공하기 위하여, 동력기계 프레임은 커지거나 제조하기 어려울 수 있다. 또한, 필수적인 동력기계 구성요소의 공간을 제공하는 것은 프레임 크기를 증가시키지 않고서는 어려울 수 있다. 동력기계 프레임을 포함하여, 동력기계의 제조성을 향상시키면 동력기계 제조 비용이 감소된다.

상기 설명은 본 발명의 일반적인 배경 기술 정보를 단순히 제공하고, 청구된 본 발명의 범위를 결정하는 데 도움을 주고자 의도된 것은 아니다.

본 발명의 내용과 요약은 아래 상세한 설명에서 추가로 설명하는 단순화된 형태의 개념 선택을 소개하기 위하여 제공된다. 본 발명의 내용과 요약은 청구된 주제의 주요 특징 또는 필수적인 특징을 식별하기 위하여 의도된 것은 아니고, 또한 청구된 주제의 범위를 결정하는 데 도움을 주고자 의도된 것은 아니다.

본 발명에 개시된 실시예는 동력기계 프레임 및 스키드 스티어 로더와 같은 대응하는 동력기계를 포함하고, 동력기계의 제조를 보조하는 특징부를 포함하고, 동력기계의 설계에 있어서 공간 절약의 장점을 제공하고 동력기계의 성능 장점을 제공한다.

본 발명에 개시된 실시예는 동력기계 프레임 및 스키드 스티어 로더와 같은 대응하는 동력기계에 관한 것으로서, 동력기계 프레임은 프레임의 생산성을 향상시키고, 동력기계의 크기를 증가시키지 않으면서 개선된 기능을 허용하는 공간 절약 장점을 향상시키는 특징부를 포함하고, 동력기계 기능 및 유지 보수 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 유리하게 실시할 수 있는 대표적인 동력기계의 기능 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 개시된 실시예를 유리하게 실시할 수 있는 유형의 동력기계의 전면 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 동력기계의 후면 사시도이다.
도 4 및 도 4a는 예시적인 실시예에 따른 동력기계 프레임의 측면도이다.
도 5는 도 4의 프레임 일부의 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 동력기계 프레임 일부의 측면 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 부싱 주조물의 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 다른 부싱 주조물의 사시도이다.
도 9는 도 4 내지 도 6에 도시된 동력기계 프레임 일부의 후면 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 동력기계 프레임 내의 연료 탱크 및 연료 탱크 위치의 사시도이다.
도 11a 내지 도 11d는 동력기계 프레임 일부의 사시도 및 평면도이고, 프레임 내의 분리된 체인 케이스 하우징으로부터 연장되는 차축 튜브를 위하여 주조된 차축 튜브 지지체를 추가로 도시한다.
도 12는 동력기계 프레임 일부의 평면도이다.
도 13은 동력기계와 개시된 프레임 일부의 측면도이고, 리프트 아암 링크 외부에 리프트 실린더를 위치하고, 리프트 아암 링크 내부에 유압식 호스의 경로를 지정하는 것을 용이하게 하는 프레임 구성을 도시한다.
도 14a 내지 도 14c는 예시적인 일 실시예에 따라 동력기계의 분리된 체인 케이스를 사용하기 위한 캔틸레버식 웨지 브레이크(cantilevered wedge brake)를 갖는 모터 캐리어의 도시이다.
도 15는 본 발명의 대안적인 실시예에 따라 형성된 브레이크 디스크를 갖는 모터 캐리어 일부의 도시이다.

본 발명에서 개시된 개념은 예시적이거나 도시한 실시예를 참조하여 설명되고 도시된다. 그러나, 이들 개념은 도시한 실시예에서의 구성의 상세 및 구성요소의 배치에 대한 적용에 제한되지 않고 다양한 다른 방법으로 실시되거나 수행될 수 있다. 이 문서의 용어는 발명의 설명의 목적으로 사용되고 제한적인 것으로 간주해서는 안 된다. 본원에서 사용되는 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)" 및 "갖는(having)"과 같은 단어 및 그 변형은 이후에 열거된 항목, 그 등가물뿐만 아니라 추가 항목을 포함한다.

본 발명에 개시된 실시예는 동력기계 프레임 및 스키드 스티어 로더와 같은 대응하는 동력기계에 관한 것이다. 동력기계 프레임은 프레임의 생산성을 향상시키고, 동력기계의 크기를 증가시키지 않으면서 개선된 기능을 허용하는 공간 절약 장점을 향상시키는 특징부를 포함하고, 동력기계 기능 및 유지 보수 장점을 제공한다.

이들 개념은 아래에 기술될 다양한 동력기계에 실시될 수 있다. 실시예를 실시할 수 있는 대표적인 동력기계는 도 1의 다이어그램 형태로 도시되고, 이러한 동력기계의 예가 도 2 및 도 3에 도시되고 실시예를 개시하기 전에 아래에 기술된다. 그러나, 위에 언급한 바와 같이 하기 실시예는 다수의 동력기계 중 어느 것에도 실시될 수 있고, 도 2 및 도 3에 도시된 대표적인 동력기계와 상이한 유형의 동력기계를 포함한다.

본 발명의 목적상 동력기계는 프레임, 적어도 하나의 작업 요소 및 작업을 수행하기 위하여 작업 요소에 동력을 제공할 수 있는 동력원을 포함한다. 동력기계의 하나의 유형은 자체-추진 작업 차량이다. 자체-추진 작업 차량은 프레임, 작업 요소 및 작업 요소에 동력을 공급할 수 있는 동력원을 포함하는 동력기계의 한 종류이다. 적어도 하나의 작업 요소는 동력기계를 동력하에 움직이기 위한 동기 시스템이다.

도 1은 아래에 기술된 실시예가 유리하게 인용될 수 있고 다수의 상이한 유형의 동력기계 중 임의의 것일 수 있는 동력기계(100)의 기본 시스템을 도시하는 블록 다이어그램을 나타낸다. 도 1의 블록 다이어그램은 동력기계(100)의 다양한 시스템 및 다양한 구성요소와 시스템 사이의 관계를 식별한다. 전술한 바와 같이 가장 기본적인 수준에서, 본 발명의 목적상 동력기계는 프레임, 동력원 및 작업 요소를 포함한다. 동력기계(100)는 프레임(110), 동력원(120) 및 작업 요소(130)를 갖는다. 도 1에 도시된 동력기계(100)는 자체-추진 작업 차량이기 때문에, 이는 또한 지지 표면 위로 동력기계를 움직이도록 제공되는, 그 자체가 작업 요소인 견인 요소(140)와 동력기계의 작업 요소를 제어하기 위한 운전 위치를 제공하는 운전 스테이션(150)을 갖는다. 운전자에 의해 제공되는 제어 신호에 반응하여 다양한 작업을 적어도 부분적으로 수행하기 위하여, 제어 시스템(160)이 다른 시스템과 상호 작용하도록 제공된다.

특정 작업 차량에는 전용 작업을 수행할 수 있는 작업 요소가 있다. 예를 들어, 일부 작업 차량에는 버킷(bucket)과 같은 도구가 고정(pinning) 배열에 의하여 부착되는 리프트 아암이 있다. 작업 요소, 즉 리프트 아암은 작업을 수행하기 위하여 도구가 위치하도록 조작될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 리프트 아암에 대해 버킷을 회전시키는 것과 같이, 도구는 작업 요소에 대해 상대적으로 위치할 수 있어, 도구를 다시 위치시킬 수 있다. 이러한 작업 차량의 정상적인 운전 하에 버킷이 부착되고 사용하도록 의도된다. 이러한 작업 차량은 도구/작업요소 조합을 분해하고 원래의 버킷 대신에 또 다른 도구를 재조립하는 것에 의해서 다른 도구를 수용할 수 있다. 그러나, 다른 작업 차량은 널리 다양한 도구를 갖고 사용되도록 의도되고, 도 1에 도시한 도구 인터페이스(170)와 같은 도구 인터페이스를 갖는다. 가장 기본적으로 도구 인터페이스(170)는 프레임(110) 또는 작업 요소(130)와 도구 사이의 연결 기구이고, 이는 도구를 프레임(110) 또는 작업 요소(130)에 직접 부착하기 위한 연결점만큼 단순하거나 또는 더 복잡할 수 있고, 아래에 기술된다.

일부 동력기계에서, 도구 인터페이스(170)는 작업 요소에 이동 가능하게 부착되는 물리적 구조체인 도구 캐리어를 포함할 수 있다. 도구 캐리어는 다수의 도구를 작업 요소에 수용하고 고정하기 위한 체결부(engagement features) 및 잠금 부(locking features)를 갖는다. 이러한 도구 캐리어의 일 특성은 도구가 일단 캐리어에 부착되면 캐리어는 도구에 고정되고(즉, 도구에 대해 이동 가능하지 않음), 도구 캐리어가 작업 요소에 대해 이동하는 경우, 도구는 도구 캐리어와 같이 이동한다. 본 발명에 사용되는 바와 같이, 용어 도구 캐리어는 단순히 피벗(pivotal) 형태의 연결점이 아니라, 다양하게 상이한 도구에 수용되고 고정되도록 의도된 특별한 전용 장치이다. 도구 캐리어 자체는 리프트 아암 또는 프레임(110)과 같은 작업 요소(130)에 장착 가능하다. 도구 인터페이스(170)는 또한 도구 상의 하나 이상의 작업 요소에 동력을 제공하기 위한 하나 이상의 동력원을 포함할 수 있다. 일부 동력기계는 도구 인터페이스들을 갖는 복수의 작업 요소를 가질 수 있고, 이들 각각은 반드시 필요하지 않지만 도구들을 수용하기 위한 하나의 도구 캐리어를 가질 수 있다. 일부 다른 동력기계는 복수의 도구 인터페이스를 갖는 하나의 작업 요소를 가질 수 있고, 단일 작업 요소는 복수의 도구를 동시에 수용할 수 있다. 이들 도구 인터페이스 각각은 반드시 필요하지 않지만 하나의 도구 캐리어를 갖는다.

프레임(110)은 그에 부착되거나 그 위에 위치하는 다양한 다른 구성요소를 지지할 수 있는 물리적 구조체를 포함한다. 프레임(110)은 개별 구성요소를 임의로 여러 개 포함할 수 있다. 일부 동력기계는 단단한 프레임을 갖는다. 즉, 프레임의 어느 한 부분도 프레임의 다른 부분에 대해 이동 가능하지 않다. 다른 동력기계는 프레임의 다른 부분에 대해 움직일 수 있는 적어도 하나의 한 부분을 갖는다. 예를 들어, 굴착기는 하부 프레임부에 대해 회전하는 상부 프레임부를 가질 수 있다. 다른 작업 차량은 조향 기능을 달성하기 위하여 프레임의 한 부분이 다른 부분에 대해 피벗되도록 관절식(articulated) 프레임을 갖는다.

프레임(110)은, 일부 예에서 도구 인터페이스(170)를 통해 부착된 도구 사용을 위한 동력을 제공하는 것뿐만 아니라, 하나 이상의 견인 요소(140)를 포함하는 하나 이상의 작업 요소(130)에 동력을 제공할 수 있는 동력원(120)을 지지한다. 동력원(120)으로부터의 동력이 작업 요소(130), 견인 요소(140) 및 도구 인터페이스(170)의 하나에 직접 제공될 수 있다. 대안적으로, 동력원(120)으로부터의 동력은 제어 시스템(160)에 제공될 수 있고, 이는 순차적으로 작업 기능을 수행하기 위하여 그것을 사용할 수 있는 요소에 동력을 선택적으로 제공한다. 동력기계용 동력원은 통상적으로 내연 기관과 같은 엔진 및 엔진으로부터의 출력을 작업 요소에 의해 사용 가능한 동력 형태로 변환할 수 있는 기계식 변속기 또는 유압 시스템과 같은 동력 변환 시스템을 포함한다. 일반적으로 하이브리드 동력원으로 알려진 동력원의 조합 또는 전력원을 포함하여, 다른 유형의 동력원이 동력기계에 통합될 수 있다.

도 1은 작업 요소(130)로 지정된 단일 작업 요소를 나타내지만, 다양한 동력기계는 임의 개수의 작업 요소를 가질 수 있다. 작업 요소는 통상 동력기계의 프레임에 부착되고, 작업을 수행하는 경우에 프레임에 대해 이동 가능하다. 또한, 견인 요소(140)는, 그들의 작업 기능이 일반적으로 동력기계(100)를 지지 표면 위로 이동시키는 점에서, 작업 요소의 특별한 경우이다. 견인 요소(140)는 작업 요소 (130)와 별개로 도시되어 나타나고, 그 이유는 많은 동력기계는 견인 요소 이외의 추가적인 작업 요소를 갖고 있기 때문이나 항상 그렇다고는 할 수 없다. 동력기계는 임의 개수의 견인 요소를 가질 수 있고, 이들 일부 또는 모두가 동력원(120)으로부터의 동력을 수용해서 동력기계(100)를 추진할 수 있다. 견인 요소는, 예를 들어 무한궤도 조립체, 차축에 부착된 바퀴 등일 수 있다. 견인 요소의 이동이(미끄러짐에 의하여 조향이 달성되기 위하여) 차축에 대한 회전으로 한정되도록, 견인 요소를 프레임에 장착시킬 수 있거나 또는 대안적으로 프레임에 대해 견인 요소를 피벗함으로써 조향을 달성하도록 견인 요소를 프레임에 피벗 장착할 수 있다.

동력기계(100)는 운전자가 동력기계의 조작을 제어할 수 있는 운전 위치를 포함하는 운전 스테이션(150)을 갖는다. 일부 동력기계에서, 운전 스테이션(150)은 밀폐되거나 부분 밀폐된 캡으로 정의된다. 개시된 실시예가 실시될 수 있는 일부 동력기계는 위에 기술된 유형의 캡, 즉 운전실을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 워크 비하인드 로더(walk behind loader)는 캡 또는 운전실을 갖지 않고 오히려 동력기계를 올바로 작동하는 운전 스테이션으로서 기능하는 운전 위치를 가질 수 있다. 보다 광범위하게, 작업 차량이 아닌 동력기계는 위에 언급된 운전 위치 및 운전실과 반드시 유사하지 않은 운전 스테이션을 가질 수 있다. 또한, 동력기계(100) 및 기타와 같은 일부 동력기계는, 이들이 운전실 또는 운전 위치를 갖는지에 상관없이, 동력기계 상의 또는 동력기계에 인접한 운전 스테이션 대신 또는 이에 더하여 원격식으로(즉, 원격으로 위치한 운전자 스테이션으로부터) 작동될 수 있다. 이는, 동력기계의 운전자 제어 기능 중 적어도 일부가 동력기계에 결합된 도구와 연관된 운전 위치에서 작동할 수 있는 애플리케이션을 포함할 수 있다. 대안적으로, 일부 동력기계의 경우, 동력기계 상의 운전자 제어 기능 중 적어도 일부를 제어할 수 있는 원격 제어 장치가 제공될 수 있다(즉, 동력기계 및 동력기계에 결합되는 임의의 도구로부터 원격임).

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 동력기계의 하나의 예인 로더(200)를 도시하고, 아래 기술될 실시예를 유리하게 채용할 수 있다. 로더(200)는 스키드-스티어 로더로 견고한(강체) 차축을 통해 로더의 프레임에 장착되는 견인 요소(이 경우, 사륜)를 갖는 로더이다. 본 발명에서 "강체 차축(rigid axles)"이라는 문구는 로더가 선회(turn)를 수행하도록 돕기 위하여 회전하거나 조향할 수 있는 임의의 견인 요소를 스키드-스티어 로더(200)가 갖지 않는 사실을 가리킨다. 대신에, 스키드-스티어 로더는 로더의 각 측면에 상이한 견인 신호를 제공하여 기계가 지지 표면 위로 미끄러지도록(skid), 로더의 각 측면 상의 하나 이상의 견인 요소에 독립적으로 동력을 공급하는 구동 시스템을 갖는다. 이러한 가변(varying) 신호는 로더를 전방 방향으로 이동시키기 위하여 로더의 한 측면 상의 견인 요소(들)에 동력을 제공하는 것과, 로더를 역방향으로 이동시키기 위하여 다른 측면 상의 견인 요소(들)에 동력을 제공하는 것을 포함하고, 로더를 로더 자체의 발자국(footprint) 내에서 중심 반경에 대해 선회시킬 수 있다. "스키드 스티어(skid-steer)"라는 용어는, 위에서 설명한 바와 같이 견인 요소로서 바퀴를 갖는 미끄러운 조향장치를 갖는 로더를 전통적으로 지칭한다. 그러나, 수많은 무한궤도형 로더도 또한 미끄럼을 통해 선회를 수행하고 바퀴가 없더라도 기술적으로 스키드-스티어 로더라는 점에 유의해야 한다. 본 발명의 목적상, 달리 언급되지 않는 한, 스키드 스티어라는 용어는 견인 요소로서 바퀴를 갖는 로더로 범위를 제한해서는 안 된다.

로더(200)는 도 1에 도시되고 위에 설명된 동력기계(100)의 하나의 예이다. 따라서, 하기에 기술된 로더(200)의 특징부는 도 1에 사용된 것과 일반적으로 유사한 인용번호를 포함한다. 예를 들어, 동력기계(100)가 프레임(110)을 갖는 것처럼 로더(200)는 프레임(210)을 갖는 것으로 설명된다. 무한궤도형 로더(200)는, 무한궤도 조립체를 동력기계에 장착하기 위한 무한궤도 조립체 및 장착 요소에 관련된 실시예를 하기 설명한 대로 실시할 수 있는 하나의 환경을 이해하기 위한 참조를 제공하기 위하여 본 발명에 설명된다. 로더(200)가 본 발명에 설명하고 개시된 실시예에 필수적이지 않고, 따라서 로더(200) 이외의 동력기계에 포함되거나 되지 않을 수 있고, 아래에 개시된 실시예가 유리하게 실시될 수 있는 특징부의 설명에 대해서, 특히 로더(200)를 제한적인 것으로 고려해서는 안 된다. 본 발명에 달리 특별히 명시하지 않으면, 아래에 개시된 실시예를 다양한 동력기계에 실행할 수 있고, 로더(200)는 이들 동력기계 중 하나에 불과하다. 아래에 기술되는 개념의 일부 또는 전체를, 몇 가지 예를 들면 다양한 로더, 굴착기, 트렌처 및 도우저(dozers)와 같은 많은 유형의 작업 차량 상에 실시할 수 있다.

로더(200)는 동력기계에 다양한 기능을 작동시키기 위한 동력을 생성하거나 또는 제공할 수 있는 동력 시스템(220)을 지지하는 프레임(210)을 포함한다. 동력 시스템(220)은 블록 다이어그램 형태로 표시되지만 프레임(210) 안에 위치한다. 프레임(210)은 또한 다양한 작업을 수행하기 위하여 동력 시스템(220)에 의해 동력을 제공 받은 리프트 아암 조립체(230)의 형태의 작업요소를 지지한다. 로더(200)는 작업 차량이기 때문에, 프레임(210)은 또한 동력기계를 지지 표면 위로 추진하기 위하여 동력 시스템(220)에 의해 동력을 받는 견인 시스템(240)을 지지한다. 동력 시스템(220)은 기계의 후방으로부터 접근 가능하다. 뒷문(tailgate)(280)은, 열린 위치에 있는 경우에 동력 시스템(220)에 접근을 허용하는 개구(미도시)를 덮는다. 그 다음 리프트 아암 조립체(230)는, 도구를 리프트 아암 조립체에 결합시키기 위한 부착 구조체를 제공하는 도구 인터페이스(270)를 지지한다.

로더(200)의 프레임(210)은 차대(undercarriage) 또는 프레임의 하부(211) 및 차대에 의해 지지되는 메인 프레임 즉 프레임의 상부(212)를 포함한다. 로더(200)의 메인 프레임(212)은 차대와 메인 프레임의 용접 또는 조임장치(fasteners)와 같은 것에 의하여 차대(211)에 부착된다. 메인 프레임(212)은, 메인 프레임의 후방을 향하여 양 측면 상에 위치하고, 리프트 아암 구조체(230)를 지지하고 리프트 아암 구조체(230)가 피벗 부착되는, 한 쌍의 수직부(214A 및 214B)를 포함한다. 리프트 아암 구조체(230)는 수직부(214A 및 214B) 각각에 예시적으로 고정된다. 수직부(214A 및 214B) 상의 장착부와 리프트 아암 구조체(230)와 장착 하드웨어(리프트 아암 구조체를 메인 프레임(212)에 고정하기 위한 핀을 포함함)의 조합을 본 발명의 목적상 집합적으로 조인트(216A 및 216B)(수직부(214)의 각각에 하나가 위치함)로 지칭한다. 조인트(216A 및 216B)는 차축(218)을 따라 배열되고, 아래에 설명하는 바와 같이, 리프트 아암 구조체가 프레임(210)에 대해 차축(218) 중심으로 피벗할 수 있도록 한다. 다른 동력기계는 프레임의 양쪽 측면 상에 수직부를 포함하지 않을 수 있거나, 프레임의 후방을 향해 양쪽 측면 상의 수직부에 장착될 수 있는 리프트 아암 구조체를 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 동력기계는 동력기계의 단일 측면 또는 동력기계의 전방 또는 후방 단부에 장착된 단일 아암을 가질 수 있다. 다른 기계는 복수의 리프트 아암을 포함하여 복수의 작업 요소를 가질 수 있고, 이들 각각은 그 자신 고유의 구성으로 기계에 장착된다. 프레임(210)은 또한 로더(200)의 양 측면 상에 바퀴(219A 내지 219D, 집합적으로 219)의 형태인 견인 요소를 또한 지지한다.

아래에 기술된 실시예를 포함하거나 상호 작용할 수 있는 다양한 동력기계는, 다양한 작업요소를 지지하는 다양한 프레임 구성요소를 가질 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 프레임(210)은 동력기계 프레임의 예시이다. 그러나, 도 5 내지 도 17을 참조로 아래에 설명된 동력기계 프레임과 구성요소는 프레임(210)에 도시된 특징부와 일부 관점에서 상이하다. 본 발명의 기술분야의 당업자는 프레임(210과 동력기계(200)의 다른 실시예가 도 5 내지 도 17에 설명된 프레임 특징부 모두 또는 일부를 포함함을 인지할 것이다.

도 2 및 도 3을 다시 보면, 로더(200)는 운전자가 다양한 제어 장치(260)를 조작하여 동력기계가 다양한 작업 기능을 수행시키는 운전 스테이션(255)을 정의하는 캡(250)을 포함한다. 캡(250)은 유지 보수 및 수리가 필요한 동력 시스템 구성요소에 접근할 수 있도록 마운트(254)를 통해 연장되는 차축을 중심으로 뒤로 피벗할 수 있다. 운전 스테이션(255)은 운전석(258)과 운전자가 다양한 기계 기능을 제어하기 위하여 조작할 수 있는 제어 레버(260)를 포함한 복수의 운전자 입력 장치를 포함한다. 운전자 입력 장치는 버튼, 스위치, 레버, 슬라이더, 페달 등을 포함할 수 있고, 이는 수 작동 레버 또는 발 페달과 같은 독립형(stand-alone) 장치일 수 있거나 핸드 그립(grips) 또는 디스플레이 패널에 통합될 수 있고, 프로그램 가능한 입력 장치를 포함한다. 운전자 입력 장치의 작동은 전기 신호, 유압 신호 및/또는 기계 신호의 형태로 신호를 생성할 수 있다. 동력기계의 다양한 기능을 제어하기 위하여 동력기계 상의 다양한 구성요소에 운전자 입력 장치에 반응하여 생성된 신호를 제공한다. 동력기계(100) 상의 운전자 입력 장치를 통해 제어되는 기능 중에 견인 요소(219), 리프트 아암 조립체(230), 도구 캐리어(272)의 제어와 도구에 작동 가능하게 결합될 수 있는 임의 도구에 신호를 제공하는 것을 포함한다.

로더는 인간-기계 인터페이스를 포함할 수 있고, 예를 들어 청각(audible) 및/또는 시각(visual) 표시와 같이, 운전자에 의해 감지될 수 있는 형태로 동력기계의 작동에 관련될 수 있는 정보의 표시를 주기 위하여 캡(250) 내에 제공되는 디스플레이 장치를 포함한다. 청각 표시는 부저, 벨 등의 형태 또는 구두(verbal) 통신을 통해 나타날 수 있다. 시각 표시는 그래프, 라이트, 아이콘, 게이지, 알파벳 문자 등의 형태로 나타날 수 있다. 디스플레이는 경고등이나 게이지와 같은 전용 표시를 제공하거나, 다양한 크기와 기능의 모니터와 같이 프로그램 가능한 디스플레이 장치를 포함하여 프로그램 가능한 정보를 제공하기 위하여 동적일 수 있다. 디스플레이 장치는 진단 정보, 문제 해결 정보, 지시 정보 및 운영자가 동력기계 또는 동력기계와 결합된 도구의 작동을 보조하기 위한 다양한 유형의 정보를 제공할 수 있다. 운전자에게 사용될 수 있는 기타 정보 역시 제공할 수 있다. 워크 비하인드 로더와 같이, 다른 동력기계는 캡 또는 운전실을 갖지 않을 수 있다. 이러한 로더에 있어서 운전자 위치는 일반적으로 운전자가 운전자 입력 장치를 조작하도록 최적화된 위치로 정의된다.

도 2 및 도 3에 도시된 리프트 아암 조립체(230)는, 본 발명의 실시예를 실시할 수 있는 로더(200) 또는 다른 동력기계와 같은 동력기계에 장착될 수 있는 리프트 아암 조립체의 많은 상이한 유형 중 하나의 예이다. 리프트 아암 조립체(230)는 수직형 리프트 아암으로 알려진 것이고, 리프트 아암 조립체(230)는 로더(200)의 제어하에 일반적으로 수직 경로를 형성하는 리프트 경로(237)를 따라 프레임(210)에 대해 이동 가능함(즉, 리프트 아암 조립체를 상승 또는 하강시킬 수 있음)을 의미한다. 다른 리프트 아암 조립체는 상이한 기하 구조를 가질 수 있고, 다양한 방식으로 로더의 프레임에 결합될 수 있고 리프트 아암 조립체(230)의 방사상(radial) 리프트 경로와 다른 리프트 경로를 제공한다. 예를 들어, 다른 로더 상의 일부 리프트 경로는 방사상 리프트 경로를 제공한다. 다른 리프트 아암 조립체는 연장 가능한 또는 접이식(telescoping) 부분을 가질 수 있다. 다른 동력기계는 그들의 프레임에 부착되는 복수의 리프트 아암 조립체를 가질 수 있고, 각각의 리프트 아암 조립체는 다른 것(들)과 독립적이다. 본 발명에 달리 특별히 언급하지 않는 한, 본 발명에 기술된 발명 개념은 특정 동력기계에 결합되는 리프트 아암 조립체의 유형 또는 개수에 제한되지 않는다.

리프트 아암 조립체(230)는 프레임(210)의 대향 측면 상에 배치되는 한 쌍의 리프트 아암(234)을 갖는다. 도 2에 도시된 하강 위치에서의 경우, 리프트 아암(234) 각각의 제1 단부는 조인트(216)에서 동력기계에 피벗 결합되고, 리프트 아암 각각의 제2 단부(232B)는 프레임(210)의 전방을 향해 위치한다. 리프트 아암이 프레임(210)의 측면을 따라 연장되도록, 조인트(216)는 로더(200)의 후방을 향해 위치한다. 리프트 아암 조립체(234)가 최소 및 최대 높이 사이에서 이동할 때, 리프트 경로(237)는 리프트 아암(234)의 제2 단부(232B) 이동 경로에 의해 정의된다.

리프트 아암(234) 각각은 조인트(216) 중 하나에서 프레임(210)에 피벗 결합되는 각각의 리프트 아암(234)의 제1 부분(234A)을 갖고, 제2 부분(234B)은 제1 부분(234A)에의 연결부로부터 리프트 아암 조립체(230)의 제2 단부(232B)로 연장된다. 리프트 아암(234)은 제1 부분(234A)에 부착되는 교차(cross) 부재(236)에 각각 결합된다. 교차 부재(236)는 리프트 아암 조립체(230)에 증가된 구조 안정성을 제공한다. 동력 시스템(220)으로부터 가압된 유체를 수용하도록 로더(200) 상에 구성된 유압 실린더인 한 쌍의 작동기(238)는, 로더(200)의 각 측면 상의 피벗 가능한 조인트(238A 및 238b)에서 각각 프레임(210)과 리프트 아암(234) 모두에 피벗 결합된다. 작동기(238)는 개별적이고 집합적으로 리프트 실린더로서 종종 지칭된다. 작동기(238)의 작동(즉, 연장 및 수축)은 리프트 아암 조립체가 조인트(237)에 대해 피벗함으로써 화살표(237)에 의해 도시된 고정 경로를 따라 상승 및 하강하도록 한다. 한 쌍의 제어 링크(217) 각각은 프레임(210)의 양 측면 상에서 프레임(210)과 하나의 리프트 아암(232)에 피벗 장착된다. 제어 링크(217)는 리프트 아암 조립체(230)의 고정 리프트 경로를 정의하는 것을 보조한다.

굴착기에서 가장 주목할 만하고 그러나 다른 로더에도 가능한 일부 리프트 아암은, 도 2에 도시된 리프트 아암 조립체(230)의 경우처럼 일제히(즉, 소정 경로를 따라) 이동하는 대신에 다른 세그먼트에 대해 피벗하도록 제어 가능한 부분을 가질 수 있다. 일부 동력기계는, 굴착기 또는 일부 로더 및 다른 동력기계에 알려진 것처럼 단일 아암을 갖는 리프트 아암 조립체를 갖는다. 다른 동력기계는 복수의 리프트 아암 조립체를 가질 수 있고, 각각은 다른 것(들)에 대해 독립적이다.

도구 인터페이스(270)는 리프트 아암 조립체(234)의 제2 단부(232B)의 근위(proximal)에 위치한다. 도구 인터페이스(270)는 다양한 서로 다른 도구를 리프트 아암(230)에 수용하고 고정할 수 있는 도구 캐리어(272)를 포함한다. 이러한 도구는 도구 캐리어(272)와 체결되도록 구성되는 상보적인 기계 인터페이스를 갖는다. 도구 캐리어(272)는 아암(234)의 제2 단부(232B)에 피벗 장착된다. 도구 캐리어 작동기(235)는 리프트 아암 조립체(230)와 도구 캐리어(272)에 작동 가능하게 결합되고, 도구 캐리어가 리프트 아암 조립체에 대해 회전하도록 작동 가능하다. 도구 캐리어 작동기(235)는 유압 실린더로 예시되고 종종 틸트 실린더로 알려진다.

상이한 복수의 도구에 부착될 수 있는 도구 캐리어를 가지면, 하나의 도구에서 다른 도구로 변경하는 것이 비교적 쉽게 수행될 수 있다. 예를 들어, 도구 캐리어를 갖는 기계는 도구 캐리어와 리프트 아암 조립체 사이에 작동기를 제공할 수 있고, 도구의 제거 또는 부착은 도구로부터 작동기를 제거 또는 부착하는 단계, 또는 리프트 아암 조립체로부터 도구를 제거 또는 부착하는 단계를 포함하지 않는다. 도구 캐리어(272)는 리프트 아암(또는 동력기계의 다른 부분)에 도구를 쉽게 부착하기 위한 장착 구조체를 제공하고, 이는 도구 캐리어가 없는 리프트 아암 조립체는 갖지 않는 것이다.

일부 동력기계는, 틸트 작동기를 갖는 리프트 아암에 고정되고 또한 도구 또는 도구 형태 구조체에 직접 결합되는 것과 같이, 동력기계에 부착되는 도구 또는 도구 유사 장치를 가질 수 있다. 리프트 아암에 회전 가능하게 고정되는 이러한 도구의 보편적인 예가 버킷이고, 하나 이상의 틸트 실린더가 버킷 상에 바로 고정되는 브래킷에 조임장치 또는 용접에 의하여 부착된다. 이러한 동력기계는 도구 캐리어를 갖지 않고, 오히려 리프트 아암과 도구 사이에 직접 연결을 갖는다.

도구 인터페이스(270)는 또한 리프트 아암 조립체(230) 상의 도구에의 연결에 이용 가능한 도구 동력원(274)을 포함한다. 도구 동력원(274)은 도구가 제거 가능하게 결합될 수 있는 가압 유압 유체 포트를 포함한다. 가압 유압 유체 포트는 도구 상에서 하나 이상의 기능 또는 작동기에 동력을 제공하기 위하여 가압 유압 유체를 선택적으로 제공한다. 도구 동력원은 또한 도구 상에서 전기식 작동기 및/또는 전자식 제어기에 전력을 제공하기 위하여 전력원을 포함할 수 있다. 도구 동력원(274)은 또한, 도구의 제어기와 로더(200)의 전자식 장치 사이에서 통신을 가능하게 하기 위하여 굴착기(200) 상의 데이터 버스와 통신하는 전기 도관(conduits)을 예시적으로 포함한다.

위에 기술한 동력기계(100)와 로더(200)는 예시적인 목적으로 제공되어 아래에 기술된 실시예를 실시할 수 있는 예시적인 환경을 제공한다. 일반적으로, 도 1의 블록 다이어그램 내에 도시된 동력기계(100) 및 보다 구체적으로 무한궤도형 로더(200)와 같은 로더에 관해 일반적으로 기술된 것과 같은 동력기계에 설명된 실시예를 실시하는 동안에, 달리 공지되거나 언급되지 않는 한, 아래에 기술된 개념은 위에 특정적으로 기술된 환경에 적용하는 것으로 제한하고자 의도된 것은 아니다.

로더 프레임 측면 패널(Loader Frame Side Panels)

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시되고 전술된 동력기계와 같은 동력기계(400)용 프레임(410)의 부분인 프레임부(411)를 도시한 측면도이다. 프레임(410)이 특히 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이 바퀴형 스키드-스티어 로더 프레임으로서 구성되는 반면에, 프레임(410)의 일부 특징부는 무한궤도형 스키드-스티어 로더 또는 다른 로더와 같은 다른 로더 형태에 사용될 수 있다. 도 4에 도시된 프레임(410)의 프레임부(411)는 일반적으로 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 로더 프레임의 오른쪽 측면에 해당하고, 도 4는 프레임(410)의 프레임부(411)의 오른쪽 측면으로부터의 도시이다. 프레임(410)은 오른쪽 측면과 실질적으로 유사하나 오른쪽 측면의 거울 이미지 또는 준 거울 이미지인 왼쪽 측면(도 4에는 미도시)을 또한 포함한다.

프레임부(411)는 2개의 첫째(primary) 패널, 즉 근위 단부(proximal end)(417)로부터 원위(distal) 단부(419)를 향해 일반적으로 수평 연장되는 제1 패널(416)과, 일반적으로 근위 단부(417)를 향해 위치하고 수직 연장되는 제2 패널(418)을 포함한다. 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 제1 패널(416)과 제2 패널(418)은 서로 부착되고 일반적으로 서로 동일 평면이다. 프레임부(411)는 또한, 근위 단부(417)를 향해 위치하고 제1 및 제2 패널(416 및 418)의 바깥쪽에 이격된 외부 수직부(414)를 포함하여 포켓(pocket)을 형성하고, 여기서 리프트 아암과 리프트 아암 작동기에 대한 연결이 프레임(410)에 작동 가능하게 결합된다.

동력기계(400) 프레임(410)의 제조성과 치수 정합성을 개선하기 위하여, 제1 패널(416)은 동력기계의 바퀴 베이스를 설정하기 위한 2개의 차축 애퍼처(422 및 424) 및 레이저 커팅에 의하여 패널에 형성된 적어도 하나의 리프트 아암 위치지정 애퍼처(position indexing aperture, 426)를 포함한다. 용접에 의하여 서로 고정되는 상이한 조각의 재질과는 반대로 단일 조각 재질에 이들 애퍼처를 가지면, 각각의 차축 위치와 리프트 아암 위치의 상대적 위치는, 이들 애퍼처가 서로 용접되는 별개 조각 재질 내에 형성된 경우의 공차(tolerance)보다 더 엄격하게 유지될 수 있다. 보다 구체적으로, 패널(416)은 2개의 리프트 아암 위치지정 애퍼처(426 및 428)를 포함한다(도 5에 가장 잘 도시됨). 예를 들어, 애퍼처(422, 424, 426 및 428)는 레이저 컷 될 수 있거나 또는 단일 패널(416) 내에 형성될 수 있어서 정렬과 공차를 매우 엄밀히 제어한다. 일부 예시적인 실시예에서, 리프트 아암 위치지정 애퍼처(426)는 구동기(driver) 또는 제어 링크 피벗 애퍼처인 반면, 애퍼처(428)는 리프트 실린더 애퍼처이다. 예를 들어, 레이저 커팅에 의하여 프레임(410)의 단일 패널(416) 내에 형성된 제1 및 제2 차축 애퍼처(422 및 424), 그리고 적어도 하나의 리프트 아암 위치지정 애처퍼(426)를 가지면, 제조 또는 조립 공정 중에 대응하는 구성요소의 정렬을 개선하고 단순화할 수 있다.

측벽(side wall) 또는 수직부(414)의 제2 패널(418)은 또한 리프트 아암 종동 링크 피벗(follower link pivots), 리프트 실린더 피벗 등을 회전 가능하게 결합시키는데 사용되는 리프트 아암 위치지정 애퍼처(428 및 430)를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 2개의 패널이 서로 용접되는 경우에 애퍼처가 정렬하도록 애퍼처를 패널(416 및 418) 모두에 형성할 수 있다. 예를 들어, 애퍼처(428)는 패널(416 및 418) 모두에 도시된다. 마찬가지로, 일부 대안적인 실시예에서 애퍼처(426)는 패널(416 및 418) 모두에 형성될 수 있다. 차축 애퍼처(422 및 424)를 둘러싸는 차축 튜브 지지체(505)가 도 4에 또한 도시된다. 차축 튜브 지지체(505)는 분리 체인 케이스 설계에서 차축 튜브를 지지하기 위하여 사용되고 아래에 더 자세히 설명된다. 일부 실시예에서, 차축 튜브 지지체(505)는 주조(casting)에 의하여 형성되나, 다른 실시예에서 다수의 부품을 서로 용접하는 것을 포함하는 다른 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 도 4a는 다른 구성요소 없이 측면 패널(416 및 418)을 도시한다. 이 실시예에서, 패널(418)은 패널(416)에 용접되고 패널(416) 바깥쪽에 위치한다.

도 5 및 도 6은 예시적인 실시예에 따른 프레임(410)의 메인 프레임부(411)의 측면도 및 사시도로서 추가적인 특징부를 도시한다. 프레임부(411)는, 도시된 예에서, 상부 펜더부(fender portion)(515)와 하부 펜더부(520)를 포함하는 펜더에 의해 부분적으로 패널(418)에 연결되고 패널(418)로부터 외향 옵셋(offset)된 측면 패널(510)을 포함한다. 다른 실시예는 임의 개수의 부분 또는 세그먼트를 갖는 펜더를 포함할 수 있다. 전방실(front compartment) 벽(560), 상부실(front compartment) 벽(565) 및 후방실(rear compartment) 벽(570)은 또한 측면 패널(510)과 패널(418)을 연결한다. 일부 실시예에서 도 6에 도시된 바와 같이, 후방실 벽(570)은 측면 패널(510)을 구부림으로써 형성된다. 측면 패널(510), 패널(418), 전방실 벽(560) 및 상부실 벽(565)은 피벗 주조물(550 및 580)과 같은 구조체를 지지하는 수직부(upright)를 형성한다. 피벗 주조물(550 및 580)은 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 도 2 및 도 3에 도시된 리프트 아암 구조체(230)와 같은 리프트 아암 구조체 및 도 2 및 도 3에 도시된 실린더(238)와 같은 리프트 아암 작동기에 대한 장착 위치를 제공한다.

일부 예시적인 실시예에서 하부 펜더부(520)는 상부 펜더부(515)에 대해 후방으로 각이 져서, 그 전방에 있는 타이어로부터의 잔해가 펜더에서 미끄러져 펜더 상에 모이지 않도록 한다. 펜더 상에 모인 잔해의 청소를 하기 위하여, 하부 펜더부(520)는 통상적인 동력기계 프레임 경우에서처럼 후방으로 연장되고 하부 에지를 따르는 립(lip)을 포함하지 않는다. 또한, 상부 펜더부(515)에 대해 하부 펜더부(520)가 후방으로 각진 배향과 위치는 잔해가 부분적으로 밀폐된 영역의 바닥에서 개구(525)를 더욱 쉽게 빠져나가게 한다.

피벗 부싱 주조물(Pivot Bushing Casting)

도 6 및 도 7은, 리프트 아암 구조체와 리프트 작동기를 프레임에 부착하기 위한 핀을 갖도록 피벗 부싱을 제공하는 주조물(550 및 580)을 도시한다. 주조물(550 및 580)은 애퍼처(428 및 430)에 각각 정렬하도록 장착되고, 주조물(580)은 리프트 실린더를 프레임에 연결하는 것을 수용하기 위한 피벗 조인트를 제공하고, 주조물(550)은 리프트 아암 구조체를 프레임에 연결하는 것을 수용하기 위한 피벗 조인트를 제공한다. 피벗 주조물(550 및 580)은 제2 패널(418)과 측면 패널(510) 사이에서 상부 프레임부(412)에 용접되고, 주조물(550)은 상부실 벽(565) 위에 용접된다. 일부 예시적인 실시예에서, 애퍼처(430 및 428)는 패널(418)과 측면 패널(510) 모두에 형성되어 프레임을 주조물(550 및 580)과 조립하는 것을 용이하게 하나, 다른 실시예에서, 애퍼처(430 및 428)는 패널(418)과 측면 패널(510) 중 하나를 통해서만 연장될 필요가 있다. 예를 들어, 핀은 하나의 측면 패널로부터 주조물 내로 슬라이딩하고 오직 하나의 패널 애퍼처가 사용되게 한다.

도 7a 내지 도 7c는 일부 예시적인 실시예에 따른 피벗 주조물(550)의 사시도를 나타낸다. 도 7a는 패널(418)과 후방 수직벽(570)에 장착된 상태의 피벗 주조물을 도시하는(피벗 주조물(550)의 더 나은 가시성을 위하여 도 7a에는 측면 패널(510)이 제거됨) 반면, 도 7b 및 도 7c에서 주조물(550)은 프레임 구성요소로부터 분리된 것으로 도시된다. 일부 실시예에서 피벗 주조물(550)은 후방 수직벽(570)에 부착되지 않으나, 다른 실시예에서 피벗 주조물은 용접에 의해 후방 수직벽에 부착됨을 유의해야 한다. 이들 실시예 일부에서, 피벗 주조물(550)은 비록 도 6에는 도시되지 않지만 상부실 벽(565)에 장착된다. 다른 실시예에서 프레임 크기는, 피벗 주조물이 상부실 벽에 바로 위치할 수 있고, 일부 경우에서 상부실 벽에 용접될 수 있을 정도로 한다. 도시된 바와 같이 피벗 주조물(550)은, 측면 패널(510)(도 6에 예로 도시됨)과 제2 패널(418)과 각각 접속하도록 구성되고 형상화된 제1 및 제2 주조 측벽(551 및 552)을 포함한다. 주조 측벽(551 및 552)은 후방 주조벽(553)에 의하여 분리된다. 측벽(552)은, 측벽(551)에 형성된 애퍼처(555)와 정렬되고 기계 가공에 의하여 안에 형성된 애퍼처(556)를 갖는 부싱(557)을 포함한다. 측벽(551)은 애퍼처(555) 주위에 더 큰 두께의 재질을 포함할 수 있고, 이는 베어링 표면으로서 기능하여, 부재(실린더 또는 리프트 아암과 같은)를 피벗 주조물이 부착되는 프레임에 피벗 연결하도록, 애퍼처(555 및 556)가 애퍼처 내로 삽입되는 핀을 갖기 위한 제1 및 제2 베어링 표면을 제공하도록 한다. 애퍼처(555 및 556)는, 측면 패널(510) 및/또는 제2 패널(418)에 형성된 리프트 아암 구조 인덱싱 애퍼처(430)와 정렬된다. 전술한 바와 같이, 패널(510 및 418) 모두가 애퍼처(555 및 556)에 의해 제공되는 베어링 표면에 대응하는 애퍼처를 포함하는 가는 중요하지 않다. 그 대신, 베어링 표면이 서로에 대해 적절하게 정렬하는 것이 가장 중요하다. 피벗 부재를 프레임에 장착하기 위한 핀을 갖기 위한 주조 부품을 가짐으로써, 베어링 애퍼처(555 및 556)의 정렬에 있어서 부싱이 프레임에 용접되는 경우보다 더 나은 치수 제어를 달성한다.

도 8a 및 도 8b는 추가적인 실시예에 따른 피벗 주조물(580)의 사시도를 도시한다. 도면에 도시되고 아래에 설명되지만, 피벗 주조물(580)은 주조물(550)과는 약간 다르지만, 일부 실시예에서 피벗 주조물(580)은 주조물(550)과 실질적으로 유사하다. 피벗 주조물(580)은, 측면 패널(510)과 제2 패널(418)과 각각 접속하도록 구성되고 형상화된 제1 및 제2 주조 측벽(581 및 582)을 포함한다. 주조 측벽(581 및 582)은 후방 주조벽(583)에 의하여 분리된다. 측벽(582)은, 측벽(581)의 애퍼처(585)와 정렬되고, 이를 통해 연장되는 애퍼처(586)를 갖는 부싱(587)을 포함한다. 애퍼처(585 및 586)는 전술한 애퍼처(555 및 556)와 유사한 제1 및 제2 베어링 표면을 제공한다. 애퍼처(585 및 586)는, 측면 패널(510) 및/또는 제2 패널(418)에 형성된 리프트 실린더 지정 애퍼처(428)와 정렬된다. 한 번 더 설명하면, 패널(510 및 418) 모두가 애퍼처(585 및 586)에 의해 제공되는 베어링 표면에 대응하는 애퍼처를 포함하는 가는 중요하지 않다. 그 대신, 베어링 표면이 서로에 대해 적절하게 정렬하는 것이 가장 중요하다. 주조물(580)은 2개의, 즉 후방 주조물 벽(583) 사이의 연결부를 가짐으로써 베어링 애퍼처(585 및 586) 사이의 더 나은 정렬을 제공한다.

프레임(410)을 제조하는 경우, 주조물(550)은 측면 패널(510), 제2 패널(418), 상부실 벽(565) 및 일부 경우에서 후방실 벽(570)에 용접될 수 있다. 주조물(580)은 비록 전방실 벽(560)에 용접될 필요는 없지만, 측면 패널(510), 제2 패널(418) 및/또는 전방실 벽(560)에 용접될 수 있다. 유사하거나 동일한 주조물이 기계의 반대 측면 상의 대응하는 위치에 용접될 수 있다. 용접하기 전에, 프레임 패널의 애퍼처(예, 애퍼처(428 또는 430))와 쉽게 정렬할 수 있는 베어링 표면을 제공하는 애퍼처 쌍(555/556 또는 585/586)을 갖는 단일 주조물을 제공함으로써, 주조물(550 및 580)의 사용은, 부싱 쌍이 프레임에 별도로 용접되는 종래 프레임에 비교하면, 핀의 오-정렬을 최소화하도록 보조한다.

연료 탱크(Fuel Tank)

이제 도 9를 참조하면, 일부 예시적인 실시예에 따라 프레임(410)의 후면 사시도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 전방실 벽(560). 상부실 벽(565)(도 9에서는 미도시), 후방실 벽(570) 및 측면 패널(510)은 내부실(625)을 형성하고, 이는 프레임의 패널내에 완전히 담기고 보호된다. 예시적인 실시예에서, 동력기계의 엔진용 연료 탱크 부분은 실(625) 내에 수용된다. 이 구조를 사용하면, 실(625)과 실 내에 담긴 연료 탱크는 엔진실에 접근 가능하나, 외부로부터는 밀폐 또는 보호된다. 실(625)을 내부 수직 프레임 벽(즉, 패널(416 및 418)을 포함하는 프레임 벽) 외부, 그러나 외부 프레임 벽(즉, 측면 패널(510)) 내부에 형성하면, 연료 탱크실을 수직으로 제공할 수 있고, 이는 종래 프레임에 비해 장점이 많다. 예를 들어, 실(625)을 이 위치에 위치시키면, 연료 탱크는 엔진실 공간만큼을 요구하지 않고, 프레임(410) 크기를 증가시키지도 않는다. 동시에, 연료 탱크는 접근 가능하게유지, 보호되고 수직부 내의 공간이 유리하게 사용된다.

도 10a 및 도 10b는, 실(625) 내에 위치하도록 구성된 제1 부분(591) 및 엔진(593)부 옆 및/또는 아래의 실(625) 외부에 위치하도록 구성된 제2 부분(592)을 갖는 연료 탱크를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 실(625)은 프레임에 의하여 외부, 바닥 및 상부로부터 보호되고, 엔진실의 내부에 개봉되는 것이 유리할 수 있다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 이는 실 및 실 안에 위치한 연료 탱크 모두에 접근을 허용하고, 연료 탱크부가 실(625) 외부에 위치하도록 한다. 연료 탱크(590)는 예시적으로 폴리머 재질로 만들어지고, 실 안에 끼워 맞추도록 성형되고, 엔진(593) 아래로 연장된다.

용접된 차축 튜브 지지체 및 분리된 체인 케이스 설계(Welded Axle Tube Support and Split Chain Case Design)

도 11a 내지 도 11d는 일부 예시적인 실시예의 특징부를 도시하는 프레임(410) 부분의 사시도 및 평면도를 도시하고, 여기서 주조된 차축 튜브 지지체(705)는, 분리된 체인 케이스 설계에서 프레임의 양 측면 상에 체인 케이스(720)의 외부 체인 케이스 벽을 형성하는 패널(416) 부분에 용접된다. 스키드 스티어 로더는 전형적으로 프레임의 각 측면 상의 차축 모두에 결합되는 단일 구동 모터를 갖는다. 각각의 구동 모터는 통상 구동 모터의 출력 샤프트에 바로 결합되는 스프로켓(sprockets)으로 구동되는 체인에 의하여 차축에 결합된다. 다양한 스프로켓과 체인 배열을 사용할 수 있고, 본 발명의 실시예에서 사용될 수도 있는 특정 체인 구동 배열은 본 발명에 밀접한 관련이 없기 때문에 도시되지 않는다. 일부 스키드 스티어 로더는 로더의 각 측면용 체인 구동체가 안에 내포된 단일 체인 케이스를 갖는다. 본 발명에 도시된 실시예에서, 체인 케이스(720)는 프레임(410)의 각 측면 상에 위치한다(따라서 위에서 참조한 "분리된 체인 케이스" 명칭을 사용). 주조된 차축 튜브 지지체(705)는 애퍼처(706)를 갖고, 차축 튜브(710)는 이를 통해 연장된다. 도 11b 내지 도 11d는 차축 튜브, 차축 튜브 지지체 및 분리된 체인 케이스 부분을 도시한다. 프레임(410)의 제조 중에, 차축 튜브(710)는 패널(416)의 내부 표면(740)(예, 체인 케이스(720) 외부 벽의 내부 표면) 또는 패널(416)의 외부 표면(742) 중 하나에 용접될 수 있다. 차축 튜브(710)는 또한 애퍼처(706)에서 지지체(705)에 용접될 수 있다. 지지체(705)는 패널(416)의 외부 표면(744)에 용접된다. 도 4를 참조로 위에 논의된 애퍼처(422 및 424) 위로 패널(416)에 용접되는, 주조된 차축 튜브 지지체(705)는 차축(710)에 대한 지지를 제공한다. 프레임에 용접된 지지체(705)를 가짐으로써, 차축은 확실히 장착되고 움직일 수 없다. 이러한 배열은, 분리된 체인 케이스를 갖는 기계 상에서 차축 튜브의 조정 및 가능한 조정 오류를 허용하는 종래 설계에 대해, 차축 튜브(710)의 확실한 위치를 유리하게 제공한다. 도 12는 위에서 설명된 차축 튜브 지지체를 도시하는 프레임(410) 부의 평면도이다.

리프트 실린더 및 링크 구성

도 14는 동력기계와 개시된 프레임(410)의 부분을 도시하는 측면도이다. 도 14에 도시된 대로, 예시적 실시예에서 리프트 아암 위치지정 애퍼처(426)는 리프트 아암 링크 부재(805)의 피벗 연결부를 위한 애퍼처이다. 링크 부재(805)는, 예를 들어 리프트 아암용 구동기 또는 제어 링크이다. 또한 도 14에 도시된 바와 같이, 리프트 실린더(810)는, 예를 들어 링크 부재(805)의(프레임 측면 패널(416 및 418)에 대해) 외부 또는 외부를 향하는 리프트 아암 위치지정 애퍼처(428)(도 14에는 미도시)에서 프레임(410)에 연결된다. 예시적인 실시예에서, 링크 부재(805), 리프트 실린더(810) 및 대응하는 피벗 연결부는, 리프트 실린더의 상부(811)가 링크 부재(805)의 상부 피벗 연결부(812) 아래에 있고, 리프트 실린더와 링크 부재가 리프트 아암의 상승 및 하강 중에 회전하도록 위치된다. 이는 다른 장점 중에서도 링크 부재(805)와 리프트 실린더(810) 사이가 더 가까이 위치되어서, 유압 도관(815)(도 14에 도시되지 않은 틸트 실린더 및 리프트 실린더(810)용)이 링크 부재(805)의 안으로 프레임(410)의 측면 패널을 따라 경로 지정될 수 있다.

모터 캐리어 견인 잠금(Motor Carrier Traction Lock)

전술한 바와 같이, 분리된 체인 케이스 설계는 스키드 스티어 로더와 같은 동력기계용 프레임의 다양한 실시예에 포함된다. 전술한 바와 같이, 스키드 스티어 로더의 각 측면 상의 차축은 통상 체인을 통해 단일 구동 모터에 결합된다. 이러한 실시예에서, 각 체인 케이스는, 스프로켓/체인 배열을 체인 케이스 내에 체결시키는 모터를 운반하는 모터 캐리어를 수용한다. 도 14a 내지 도 14c에 2개의 체인 케이스 각각에 사용하기 위한 예시적인 모터 캐리어(850)를 도시한다. 모터 캐리어(850)는 모터 캐리어 상에 장착된 솔레노이드(860)에 의해 제어되는 웨지 브레이크(wedge brake)를 포함한다. 웨지 브레이크를 분리된 체인 케이스 내에 삽입하는 별도의 모터 캐리어로, 동력기계의 각 측면의 견인 시스템이 독립적으로 잠겨진다.

도 14b 및 도 14c는 모터 캐리어와 웨지 브레이크 설계의 제1 구성을 도시하고, 여기서 웨지 브레이크 디스크(855)는 모터 캐리어로부터 옵셋되고, 디스크(855)를 체결하는 웨지(865)는 웨지의 체결부가 디스크를 체결할 수 있도록 캔틸레버(cantilevered) 된다. 도 15b 및 도 15c에서 볼 수 있는 바와 같이, 디스크(855)는 웨지(865)를 체결하기 위하여 탭(856) 및 탭 사이의 리세스(857)를 포함한다. 모터 캐리어(850) 내에 위치한 가이드(870)는 웨지(865)의 위치지정을 보조하는 반면에, 하나 이상의 스프링은, 웨지의 체결부를 가이드(870) 외부 리세스(857) 내 위치로 바이어스시킨다. 바이어싱 스프링은 도면에 도시되지 않았고, 도시된 스프링(875)은 바이어싱 스프링, 또는 웨지를 리세스(857) 내로 바이어스시키는 스프링의 반대에 위치함을 주목하기 바란다. 캔틸레버식 웨지(865) 스프링을 디스크(855)의 리세스(867) 내의 잠금 위치로 로딩함으로써, 솔레노이드(860)는 활성화되고, 웨지를 상승시키고, 웨지 체결 기구(867)를 사용하고, 바이어싱 스프링 힘을 극복함으로써 브레이크를 푼다.

도 15에 도시된 모터 캐리어(852)의 대안적인 실시예에서, 웨지(890)는 가이드(870)에 의해 지지되나 캔틸레버식으로 되지 않고, 그 대신 전체 웨지는 잠금부를 체결하기 위하여 바이어스 스프링(들)의 영향하에 아래로 이동하고, 잠금부를 풀기 위하여 솔레노이드(860)의 영향하에 위로 이동한다. 웨지(890)의 비-캔틸레버식 설계를 수용하기 위하여, 디스크(895)는 모터 캐리어(852) 내로 끼워 맞추도록 형상화되고, 웨지(890)의 체결부는 가이드(870) 사이에 위치한다.

본 발명이 바람직한 실시예를 참조로 설명되었지만, 본 발명의 기술분야의 당업자는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 형태에서 또는 세부적으로 변화를 만들 수 있음을 인지할 것이다.

Claims

제1 측면 패널;
상기 제1 측면 패널을 통해 연장되는 제1 차축 애퍼처;
상기 제1 측면 패널을 통해 연장되고 제1 리프트 부재를 제1 측면 패널에 피벗 연결하기 위하여 위치하는 제1 리프트 아암 위치 애퍼처; 및
상기 제1 측면 패널을 통해 연장되고 제2 리프트 부재를 제1 측면 패널에 피벗 연결하기 위하여 위치하는 제2 리프트 아암 위치 애퍼처를 포함하는 동력기계 프레임.
제1항에 있어서, 상기 제1 측면 패널은 단일 조각 재질로 형성되는 동력기계 프레임.
제1항에 있어서, 상기 제1 리프트 아암 위치지정 애퍼처는, 리프트 아암 구동 링크를 제1 측면 패널에 피벗 연결하기 위하여 구성하고 위치하는 동력기계 프레임.
제1항에 있어서, 상기 제2 리프트 아암 위치지정 애퍼처는, 리프트 실린더를 제1 측면 패널에 피벗 연결하기 위하여 구성하고 위치하는 동력기계 프레임.
제1항에 있어서, 상기 제1 측면 패널을 통해 연장하는 제2 차축 애퍼처를 더 포함하는 동력기계 프레임.
동력기계의 제1 측면 상에 내부 측벽과 외부 측벽을 갖고, 내부 측벽과 외부 측벽은 그 사이에 포켓을 형성하는 프레임;
상기 프레임의 내부 측벽에 의해 동력기계의 제1 측면 상에 정의되는 외부 경계선을 포함하는 엔진실;
상기 엔진실에 위치하는 엔진; 및
상기 동력기계의 제1 측면을 향해 엔진의 측면 상의 엔진실 내에 부분적으로 위치하고, 엔진실을 지나 프레임의 내부 및 외부 측벽 사이에 형성된 포켓 안으로 연장되는 연료 탱크를 포함하는, 동력기계.
제6항에 있어서, 상기 연료 탱크는 또한 엔진 아래의 엔진실에 부분적으로 위치하는 동력기계.
제6항에 있어서, 상기 프레임은, 외부 측벽이 포켓을 동력기계의 제1 측면 외부로부터 접근되는 것을 방지하도록 구성되는 동력기계.
동력기계의 대향 측면 상에 배치되는 제1 및 제2 측벽을 갖고, 제1 및 제2 측벽의 각각은 측벽을 통하여 연장하고 동력기계를 가로질러 횡단 정렬되는 차축 애퍼처를 갖는, 프레임;
동력기계의 대향 측면 상에 배치되고, 상기 프레임의 제1 및 제2 측벽 중 대응하는 하나와 각각 인접하는 제1 및 제2 체인 케이스; 및
상기 차축 애퍼처 중 대응하는 것 위로 프레임의 제1 및 제2 측벽 중 대응하는 하나에 각각 용접되는 제1 및 제2 차축 튜브 지지체를 포함하는, 동력기계.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측벽의 각각은 제1 및 제2 체인 케이스 중 대응하는 하나의 벽을 형성하는 동력기계.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 차축 튜브 지지체의 각각은 차축 애퍼처의 대응하는 것 위로 프레임의 제1 및 제2 측벽 중 대응하는 하나에 용접되어, 제1 및 제2 차축 튜브 지지체의 위치가 제1 및 제2 차축 튜브 지지체의 제거 없이는 제1 및 제2 측벽에 대해 조정할 수 없는 동력기계.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 차축 튜브 지지체의 각각은 단일 주조물 조각으로서 형성되는 동력기계.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 체인 케이스 중 서로 다른 대응하는 하나에 각각 수용되는 제1 및 제2 모터 캐리어를 더 포함하고;
각각의 모터 캐리어는,
모터 캐리어 하우징;
웨지 브레이크 디스크;
동력기계의 일 측면의 견인 시스템을 잠그기 위하여, 웨지 브레이크 디스크를 체결하도록 구성되는 웨지;
상기 웨지를 웨지 브레이크 디스크와 체결하기 위하여 바이어스 하도록 구성되는 바이어스 기구; 및
상기 모터 캐리어 하우징 상에 위치하고, 동력기계의 일 측면의 견인 시스템을 풀기 위하여, 웨지 브레이크 디스크와 체결하지 않도록 웨지를 이동시키기 위하여 활성화되도록 구성되는 솔레노이드를 포함하는 동력기계.
제13항에 있어서, 동력기계의 일 측면의 견인 시스템을 잠그고 풀기 위하여, 상기 웨지를 캔틸레버식으로 하여 바이어스 기구와 솔레노이드에 의하여 웨지의 체결부를 이동시키도록 구성되는 동력기계.
제13항에 있어서, 동력기계의 일 측면의 견인 시스템을 잠그고 풀기 위하여, 상기 웨지 전체가 바이어스 기구와 솔레노이드에 의해 이동하도록 웨지를 구성하는 동력기계.