WO2011132914A2 - 중장비용 진동 니퍼 - Google Patents

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WO2011132914A2
WO2011132914A2 PCT/KR2011/002796 KR2011002796W WO2011132914A2 WO 2011132914 A2 WO2011132914 A2 WO 2011132914A2 KR 2011002796 W KR2011002796 W KR 2011002796W WO 2011132914 A2 WO2011132914 A2 WO 2011132914A2
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WO
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vibration
nipper
gears
main body
ground
Prior art date
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PCT/KR2011/002796
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French (fr)
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WO2011132914A3 (ko
Inventor
조재룡
이정호
Original Assignee
Jo Jae-Ryong
Lee Jung Ho
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Publication date
Application filed by Jo Jae-Ryong, Lee Jung Ho filed Critical Jo Jae-Ryong
Priority to EP11772202A priority Critical patent/EP2562311A2/en
Priority to US13/641,575 priority patent/US20130031812A1/en
Priority to CN2011800197457A priority patent/CN102844500A/zh
Publication of WO2011132914A2 publication Critical patent/WO2011132914A2/ko
Publication of WO2011132914A3 publication Critical patent/WO2011132914A3/ko

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/30—Auxiliary apparatus, e.g. for thawing, cracking, blowing-up, or other preparatory treatment of the soil
    • E02F5/32—Rippers
    • E02F5/326—Rippers oscillating or vibrating

Definitions

  • the present invention relates to a vibrating nipper for heavy equipment equipped with heavy equipment such as excavators, bulldozers and wheel loaders to effectively carry out crushing and excavation work in civil and demolition sites, and more particularly, having an eccentric weight embedded in a vibrating body.
  • a plurality of gears are aligned in the longitudinal direction (up and down direction), and by generating vibration in the vertical direction while rotating, the width of the vibrating body is made narrow, and the nipper blade can be inserted to the depth of the ground, and the frame and the vibrating body are connected by a link structure.
  • the rocker In rocky terrain, the rocker must be used to break the rock, but for soft rock, the rocker breaks the rock instead of breaking the rock, so it's not just a rock breaker like a breaker. It is necessary to equip a type of excavator that can be sold and to break and dig the ground while vibrating up and down like a breaker.
  • FIG. 1 and 2 show such a conventional vibrating nipper as an example.
  • the conventional vibration nipper 1 has a vibration body 20 disposed inside the guide bracket 10 having the mount portion 12 formed thereon, and a hydraulic motor (not shown) inside the vibration body 20. 2) the gear 23 of the drive shaft 22 provided with the eccentric weight 21 and the gear 23 'of the driven shaft 22' provided with the eccentric weight 21 'are horizontally engaged. The vibrator of the shaft is installed.
  • the conventional vibration nipper 1 is horizontally engaged by horizontally engaging gears 23 and 23 ′ rotated by a hydraulic motor in the vibration main body 20.
  • the width W of the vibrating body 20 is relatively wide, and the wide width W of the vibrating body 20 may not enter the ground even if the nipper blade 50 enters the ground. . Therefore, the conventional technique in which the gears 23 and 23 'are disposed in the transverse direction in the vibrating body 20 as described above has a problem in that the ground cannot be deeply excavated.
  • the conventional vibration nipper (1) is subjected to the excavation resistance of the ground in the opposite direction that the nipper blade 50 moves, that is, the direction (A) in Figure 1, when the nipper blade 50 excavates the ground,
  • the conventional vibrating nipper 1 has a means of adding a plurality of friction support structures 41 and 42 or installing a plurality of reinforced anti-vibration rubbers.
  • the vibration-resistant rubber (31) (31 ') (32) (32') is easily torn or the buffering capacity of the anti-vibration rubber is lowered due to excessive lateral deformation due to the lack of excessive transverse direction.
  • the present invention is to solve the conventional problems as described above, the object is that the built-in gears and eccentric weights vibrate in the vertical direction, the excavation of the ground even in the state of producing a narrow width of the vibrating body of the hydraulic motor In this case, the vibrating main body along the nipper blade can be inserted deep into the ground to provide a vibrating nipper for heavy equipment that greatly improves the excavation performance.
  • Another object of the present invention is that when the nipper blade excavates the ground, the nipper blade and the vibrating main body are connected to the frame by a link structure in which the nipper blade and the vibrating body are displaced in the vertical direction with respect to the frame even when the nipper blade receives the resistance in the lateral direction from the ground.
  • the present invention provides a vibration nipper for heavy equipment that greatly buffers the directional resistance and frees the operation of the nipper, and protects the shock absorbing material that supports the vibration agent, thereby greatly improving its durability.
  • the present invention in the vibrating nipper which is mounted on the arm of heavy equipment such as excavators, bulldozers and wheel loaders to perform the crushing and excavation at the same time in civil engineering and demolition site,
  • Gears that are rotated by a hydraulic motor are arranged to be rotatable in the vertical direction therein, each gear is provided with an eccentric body is provided with a vibration body for generating vibration in the vertical direction during the rotation of the gear, the vibration body
  • the lower portion of the vibrating body is equipped with a nipper blade in the longitudinal direction of the ground, when the ground provides a vibrating nipper for heavy equipment configured to be inserted into the ground depth along the nipper blade to the ground.
  • the present invention preferably wherein the gear is connected to the hydraulic motor to operate as a drive gear, the central gear is rotated in the opposite direction to the rotation direction of the upper gear, the lower gear by rotating in the opposite direction of the center gear
  • the eccentric weights of the central gear are disposed in the opposite lateral directions so that the centrifugal force of each other is canceled
  • the eccentric weights of the upper and the lower gears are positioned in the upper and lower directions
  • the eccentric weight of the center gear is disposed in the same up and down direction as the eccentric weights of the upper and lower gears to provide a vibration nipper for heavy equipment that overlaps centrifugal force and generates vertical vibration.
  • the vibration main body is formed in the form of a four-section link by the upper and lower edges of the front and the link through the pin, respectively, to the transverse excavation resistance transmitted from the ground through the nipper blade.
  • the vibration main body provides an oscillating nipper for up and down vibration, which is supported by the lever movement of the link while being effectively supported.
  • the gears are arranged in the vertical direction of the vibration body so as to be rotatable, and each gear is equipped with an eccentric shaft to generate vibration in the vertical direction during the rotation of the gear, thereby making the width of the vibration body narrower than before. I can make it.
  • the frame of sufficiently strong structure can be configured in narrow shape of the butterfly, so that the frame does not become an obstacle during the excavation work, so it can be inserted along the nipper blade to the depth of the ground to deepen the excavation depth and to greatly improve the excavation performance. Can be obtained.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a vibrating nipper according to the prior art.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a process of operating a plurality of gears and eccentric weights mounted transversely to a vibrating nipper according to the related art.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a vibration nipper for heavy equipment according to the present invention.
  • Figure 4 is a side view showing a vibration nipper for heavy equipment according to the present invention.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a structure in which three gears and eccentric weights provided in the vibration nipper for heavy machinery according to the present invention are arranged in the longitudinal direction (up and down direction).
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a structure in which the front edge of the vibrating body is displaceable in the frame in the vertical direction by pins and links in the vibrating nipper for heavy machinery according to the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a path of a pin and a link connecting the vibrating main body and the frame shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a shock absorbing material provided in the vibration nipper for heavy equipment according to the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure in which a plurality of shock absorbing materials provided in the vibrating nipper for heavy equipment according to the present invention are provided in the upper and lower portions of the frame.
  • 11 to 14 are the gears and eccentric weights provided in the vibration nipper for heavy equipment according to the present invention, the centrifugal force is oscillated in the longitudinal direction (up and down direction), and the centrifugal force in the lateral direction cancel each other so that vibration does not occur It is explanatory drawing which showed the situation step by step.
  • Vibration nipper 100 for heavy equipment is a device that can be mounted on the arm of heavy equipment such as excavators, bulldozers and wheel loaders to perform the crushing and excavation at the same time in civil and demolition site.
  • Vibration nipper 100 for heavy equipment as shown in Figure 3 as a whole, the upper mounting bracket 110 is formed with an arm fastening hole 112 connected to the arm of the heavy equipment is formed, the mounting ( Frame 120 is connected to the lower side of the 110 in a roughly " ⁇ " shape, the vibration body 130 is located inside the frame 120, the nipper blade 135 is mounted on the bottom.
  • the vibration main body 130 has gears 142a, 142b, and 142c which are rotated by the hydraulic motor 140 in the vertical direction.
  • Each of the gears 142a, 142b, and 142c is mounted on one side of the gears 142a, 144b, and 144c. It is a structure that generates vibration in the vertical direction during rotation.
  • the vibration body 130 is coupled to the three gears (142a, 142b, 142c) in the vertical direction, that is, aligned in the longitudinal direction therein, as shown in Figure 4 through such a structure
  • the width w1 of the frame 120 and the vibrating body 130 may be formed to be significantly smaller than the existing width W.
  • the nipper blade 135 is mounted to the lower portion of the vibrating body 130 in the longitudinal direction of the vibrating body 130.
  • the present invention provides a small width w1 of the frame 120 and the vibrating body 130. Due to this, the width of the frame (w2) can be sufficiently increased, and thus, the frame of sufficiently strong structure can be formed in a narrow form of the butterfly (b), so that the width of the frame is not an obstacle in the ground excavation, so that the vibration main body 130 is Along the nipper blade (135) can be inserted to the depth of the ground, thereby increasing the excavation performance.
  • the three gears 142a, 142b, and 142c embedded in the vibration body 130 may be used to determine the rotation moment magnitude of the eccentric weights 144a and 144c connected to the upper and lower gears 142a and 142c.
  • the magnitude of the rotation moment of the eccentric weight 144b of the center gear 142b is 2: 1.
  • centrifugal force is generated by the rotation moments of the eccentric weights 144a, 144b, and 144c, respectively, in the three gears 142a, 142b, and 142c.
  • the lateral centrifugal force generated from the eccentric weights 144a and 144c of the 142c and the lateral centrifugal force generated from the eccentric weight 144b of the central gear 142b are formed to have the same magnitude in the opposite direction to each other. It is configured to cancel each other, and centrifugal forces overlap each other in the vertical direction to generate vibration.
  • the three gears 142a, 142b, and 142c embedded in the vibration main body 130 are connected to the hydraulic motor 140 to operate as drive gears.
  • the center gear 142b engaged at the lower side of the upper gear 142a rotates in a direction opposite to the rotational direction of the upper gear 142a, and the lower gear 142c engaged at the lower side of the upper gear 142a is formed of the center gear 142b. It will rotate in the opposite direction.
  • the vibration nipper 100 for heavy equipment as shown in Figure 7, the front lower edge 132a of the vibration body 130 through the link 162a and the pins 164a, 164b vibration body It is connected to the frame 120 surrounding the 130, the front upper edge 132b is connected to the frame 120 in the form of a four-section link mechanism through links 162b and pins 164c and 164d.
  • the lateral excavation resistance at this time is an up and down link connected to the vibration main body 130 (
  • the vibration main body 130 is supported by the frame 120 through the 162a and 162b and the vibration body 130 vibrates by the vibrating force of the eccentric weight, the vertical movement is performed by the lever movement of the up and down links 162a and 162b. It is displaced by drawing an arc.
  • the vibrating body 130 has a front lower edge 132a connected to one side of the link 162a through a pin 164a, and the other side of the link 162a surrounds the vibrating body 130.
  • 120 is connected via a pin 164b
  • the upper front edge 132b of the vibration body 130 is connected with one side of the link 162b through the pin 164c
  • the other side of the link 162b is the pin 164d.
  • the vibrating body 130 has the nipper blade 135 and the vibrating body 130 with respect to the frame 120. It is possible to move in a circular arc in the vertical direction through the links 162a, 162b and the pins 164a, 164b, 164c, and 164d to support the action of the force in the transverse direction A. It can be vibrated in the vertical direction.
  • the front edge 138a and the rear edge 138b of the vibrating body 130 are supported by a plurality of buffer members 170 embedded in the frame 120, respectively.
  • the same cushioning material 170 has a structure in which anti-vibration rubber 174 is mounted in both side plates 172a and 172b made of iron plates, respectively.
  • the shock absorbing materials 170 are provided in a plurality of pairs in the upper and lower sides of the frame 120 to effectively cushion the vibration generated by the vibration main body 130.
  • the vibration nipper 100 for heavy equipment according to the present invention configured as described above is operated so that the vibration body 130 mounted inside the frame 120 vibrates up and down, and the vibration is suppressed in the horizontal direction or the left and right directions during its operation. do.
  • the central eccentric weights 144b formed in the gear 142b are disposed downward by their own weight.
  • the lower gear 142c meshed with the center gear 142b rotates in the opposite direction to the center gear 142b, and the lower eccentric weight 144c also rotates in the opposite direction to the center eccentric weight 144b.
  • centrifugal force is generated by the eccentric weights 144a, 144b, and 144c mounted on the gears.
  • the rotation moment of is to maintain a 2: 1 rotation moment ratio corresponding to twice the rotation moment of each of the upper and lower eccentric weights (144a, 144c), so that the rotation moment of the central eccentric weight (144b)
  • the centrifugal forces directed to the right cancel each other by the centrifugal forces directed to the left in the rotation moments of the upper and lower eccentric weights 144a and 144c, respectively, and do not generate vibration in the transverse direction.
  • the eccentric weights 144a and 144c of the upper and lower gears 142a and 142c are all.
  • the eccentric weight 144b of the central gear 142b is also located in the upper direction, so that the centrifugal forces due to the rotation moments of the upper and lower eccentric weights 144a and 144c and the central eccentric weights 144b overlap each other. It generates a vibration to push up the vibration body 130 in the upper direction.
  • the vibration nipper 100 for heavy equipment generates vibration by offsetting the centrifugal force in the horizontal direction, that is, the left and right directions while the gears 142a, 142b, and 142c rotate continuously by the hydraulic motor 140.
  • the vibration main body 130 and the nipper blade 135 mounted on the lower portion of the vibration body 130 are continuously vibrated by overlapping the centrifugal force in the vertical direction to generate the vibration in the vertical direction.
  • the width w1 of the frame 120 and the vibrating body 130 is greater than the width W of the conventional vibrating body in which gears are disposed in the existing transverse direction.
  • the butterfly can narrow the frame having a structure that is strong in supporting the lateral excavation resistance, and when the ground is excavated, the vibration main body 130 can be inserted along the nipper blade 135 to the depth of the ground, and the excavation performance Will increase.
  • the vibration nipper 100 for heavy equipment vibrates in this way, when excavating the ground through the nipper blade 135, as shown in Figure 3 and 4 from the ground to the nipper blade 135, Excavation resistance in the lateral direction (A) is applied, the vibration body 130 has a front upper and lower edges (132a, 132b) of the pins (164a, 164d) on one side of the link (162a, 162b) By being connected through the vibration body 130 is moved in a circular arc in the vertical direction with respect to the frame 120.
  • the vibration nipper 100 for heavy equipment can be manufactured to have a narrower width w1 of the frame 120 and the vibration main body 130 than before, even when the nipper blade 135 enters the ground.
  • the main body 130 may be inserted along the nipper blade 135 to the depth of the ground to deepen the excavation depth, and to further improve the excavation performance.
  • the upper and lower edges 132a and 132b of the vibration body 130 are connected to the vibration body 130 through the links 162a and 162b and the pins 164a, 164b, 164c, and 164d. It is connected so as to be displaced by drawing an arc in the vertical direction to the frame 120 surrounding the, so that when the nipper blade 135 excavates the ground, the nipper blade 135 receives a large excavation resistance in the transverse direction (A) from the ground Even if the nipper blade 135 and the vibrating body 130 are displaced in the up and down arc direction by the lever movement of the links 162a and 162b with respect to the frame 120, the lateral direction A of the nipper blade 135 is excavated. Since the support of the nipper blade 135 is free to operate, the shock absorbing material 170 for supporting the vibration body 130 is protected and not damaged, and durability is greatly improved.
  • the present invention can be used in the field of manufacturing heavy equipment.

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Abstract

본 발명은 진동 본체에 내장된 편심추를 갖는 다수의 기어들이 상하방향으로 정렬되고 회전하면서 상하방향의 진동를 발생시키도록 된 중장비용 진동 니퍼에 관한 것으로, 유압 모터에 의해서 회전하는 기어들이 내부에 상하방향으로 정렬되어 회전가능하도록 배치되고, 각각의 기어에는 편심추가 장착되어 기어의 회전중에 상하방향의 진동을 발생시키는 진동 본체를 구비하며, 상기 진동 본체의 하부에는 진동 본체의 길이방향으로 니퍼날을 장착하여 지반 굴삭시, 진동 본체가 니퍼날을 따라서 땅속 깊이까지 삽입가능하도록 구성된 중장비용 진동 니퍼를 제공한다. 본 발명에 의하면 진동 본체의 폭을 기존에 비해서 좁게 제작할 수 있음으로써 결국 프레임의 나비를 좁게 제작 가능하도록 하여 니퍼날이 땅속으로 들어가더라도 진동 본체는 땅속 깊이까지 니퍼날을 따라서 삽입될 수 있어서 굴삭 깊이를 깊게 할 수 있고, 굴삭 성능을 크게 개선시키는 우수한 효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 니퍼날이 땅을 굴삭할 때에 니퍼날이 지반으로부터 횡방향의 굴삭저항력을 받게 되어도 프레임에 대해 니퍼날과 진동 본체가 상하방향으로 변위가능한 링크 구조로 연결됨으로써 니퍼날의 횡방향 지지구조를 개선하여 니퍼날의 동작이 자유롭고, 진동 본제를 지지하는 완충재가 보호되어 파손되지 않으며, 내구성이 크게 향상되는 우수한 효과를 갖는다.

Description

중장비용 진동 니퍼
본 발명은 굴삭기,불도우저 및 휠로더 등과 같은 중장비에 장착되어 토목 및 철거 현장에서 파쇄 및 굴삭작업을 효과적으로 수행할 수 있게 한 중장비용 진동 니퍼에 관한 것으로, 보다 상세히는 진동 본체에 내장된 편심추를 갖는 다수의 기어들이 종방향(상하방향)으로 정렬되고, 회전하면서 상하방향의 진동을 발생시킴으로써 진동 본체의 폭을 좁게 제작하여 땅속 깊이까지 니퍼날이 삽입가능하고, 프레임과 진동 본체가 링크 구조로 연결됨으로써 니퍼날의 동작이 자유로우며, 내장된 완충재가 보호되어 내구성이 크게 향상된 중장비용 진동 니퍼에 관한 것이다.
일반적으로 건설현장에서는 암반을 파쇄시키기 위해서는 중장비의 아암에 브레이커 철심을 장착하고 암반을 타격하여 파쇄시킨다.
그러나 이와 같은 종래의 브레이커 타격방식은 소음공해가 크게 발생하므로 저소음 고효율의 중장비가 필요하게 된다.
또한 암반으로만 이루어진 지형에서는 브레이커를 이용하여 암반을 깨야하지만, 무른 암반의 경우에는, 브레이커를 이용하면 암반이 깨지는 것이 아니라 구멍만 뚫리기 때문에, 단순히 브레이커와 같은 암반 파쇄작동 뿐만 아니라, 굴삭기처럼 땅을 팔수 있는 형태의 굴삭날을 달고, 브레이커처럼 상하방향으로 진동을 하면서 땅을 부수기도 하고 파기도 하는 장치가 필요하다.
이를 위하여 본 발명의 출원인은 등록특허 제10-0755017호의 "중장비용 바이브레이터 니퍼", 공개특허공보 제10-2009-0054513호의 "진동 니퍼"와, 등록특허 제10-0878296호의 "진동 니퍼"를 개발하여 저소음으로 파쇄 및 굴삭작업을 효과적으로 수행할 수 있게 한 기술을 제시한 바 있다.
도 1 및 도 2에는 이와 같은 종래의 진동 니퍼가 일례로서 도시되어 있다.
이와 같은 종래의 진동 니퍼(1)는 상부에 마운트부(12)가 형성된 가이드 브라켓트(10)의 내부에 진동 본체(20)가 배치되고, 이러한 진동 본체(20)의 내부에는 유압모터(미 도시)로 작동되는 편심 웨이트(21)가 설치된 구동축(22)의 기어(23)와, 편심 웨이트(21')가 설치된 피동축(22')의 기어(23')를 횡방향으로 맞물리게 구성하여 2축의 바이브레이터를 설치하고 있다.
또한 상기 진동 본체(20)의 외부 양측을 방진고무(31)(31')(32)(32')로 결합시켜 장착하고 상기 방진고무(31)(31')(32)(32')가 장착된 상,하단으로 가이드 브라켓트(10)의 내부와, 진동 본체(20)의 외부사이에 가이드 베어링(41)(42)을 설치하되 가이드 베어링(41)(42)의 외주연이 상기 진동 본체(20)의 외부면과 소정의 간격이 유지되게 설치한 것이다. 그리고 진동 본체(20)의 하단에 니퍼날(50)를 볼트 결합되게 설치한 구조이다.
이와 같은 종래의 진동 니퍼(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 진동 본체(20)의 내부에서 유압모터에 의해서 회전하는 기어(23)(23')들이 횡방향으로 맞물려서 수평으로 배치된 것이어서, 진동 본체(20)의 폭(W)이 상대적으로 넓어지고, 이와 같은 넓은 폭(W)의 진동 본체(20)는 니퍼날(50)이 땅속으로 들어가더라도 그 폭이 커서 땅속으로 들어갈 수 없다. 따라서 이와 같이 진동 본체(20)의 내부에 횡방향으로 기어(23)(23')들이 배치된 종래의 기술은 땅을 깊숙히 굴삭할 수 없는 문제점을 갖는다.
그리고 이와 같은 종래의 진동 니퍼(1)는 니퍼날(50)이 땅을 굴삭할 때에, 니퍼날(50)이 움직이는 반대방향, 즉 도 1에서 방향(A)으로 지반의 굴삭저항력을 받게 되는데, 이 힘을 지지하기 위해 종래의 진동니퍼(1)는 다수의 마찰지지구조(41)(42)를 추가하거나 다수의 강화된 방진고무를 설치하는 등의 수단을 강구하고 있으나 굴삭저항력을 지지하기에 부족하여 과도한 횡방향의 변형으로 방진고무(31)(31')(32)(32')가 쉽게 찢어지거나 방진고무의 완충능력이 저하되어 상하 진동동작을 방해하는 문제점이 있었다.
따라서 굴삭력을 크게 할 경우 쉽게 파손되며 내구성이 저하되어 그 보수 유지에 많은 시간을 필요로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 진동 본체의 폭을 좁게 제작한 상태에서도 유압모터의 작용력으로 내장된 기어와 편심 추들이 상하방향으로 진동하고, 지반을 굴삭하는 경우, 니퍼날을 따라서 진동 본체가 지반 내에 깊숙히 삽입가능하여 굴삭 성능을 크게 향상시킨 중장비용 진동 니퍼를 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 니퍼날이 땅을 굴삭할 때에, 니퍼날이 지반으로부터 횡방향 저항력을 받게 되어도 프레임에 대해 니퍼날과 진동 본체가 상하방향으로 변위 가능한 링크 구조로 연결됨으로써 니퍼날의 횡방향 저항력을 크게 완충시켜서 니퍼날의 동작이 자유롭고, 진동 본제를 지지하는 완충재가 보호되어 그 내구성을 크게 향상시킬 수 있도록 된 중장비용 진동 니퍼를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 굴삭기, 불도우저 및 휠로더 등과 같은 중장비의 아암에 장착되어 토목 및 철거 현장에서 파쇄 및 굴삭작업을 동시에 수행할 수 있도록 된 진동 니퍼에 있어서,
유압 모터에 의해서 회전하는 기어들이 내부에 상하방향으로 정렬되어 회전가능하도록 배치되고, 상기 각각의 기어에는 편심추가 장착되어 기어의 회전중에 상하방향의 진동을 발생시키는 진동 본체를 구비하며, 상기 진동 본체의 하부에는 진동 본체의 길이방향으로 니퍼날을 장착하여 지반 굴삭시, 진동 본체가 니퍼날을 따라서 땅속 깊이까지 삽입가능하도록 구성된 중장비용 진동 니퍼를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 진동 본체는 그 내부에 3개의 기어들을 상하방향으로 정렬하고, 상,하부 기어에 연결된 편심추들의 회전 모멘트 크기에 대한 중앙 기어의 편심추 회전 모멘트 크기는 2:1로 형성되어, 상기 기어들의 회전시 상,하부 기어의 편심추들로부터 발생된 횡방향의 원심력과 중앙 기어의 편심추로부터 발생된 횡방향의 원심력은 서로 반대방향으로 동일한 크기로 형성되어 서로 상쇄되고, 상하방향으로는 서로 원심력이 중첩되어 진동을 발생시키는 중장비용 진동 니퍼를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 기어는 상부 기어가 유압 모터에 연결되어 구동기어로서 동작하고, 중앙 기어는 상부 기어의 회전방향에 반대방향으로 회전하며, 하부 기어는 중앙기어의 반대방향으로 회전함으로써 상,하부 기어의 편심추들이 횡방향으로 위치되면, 중앙 기어의 편심추는 그 반대의 횡방향으로 배치되어 서로의 원심력이 상쇄되고, 상,하부 기어의 편심추들이 상,하부방향으로 위치되면, 중앙 기어의 편심추는 상,하부 기어의 편심추들과 동일한 상하방향으로 배치되어 원심력을 중첩시키고 상하진동을 발생시키는 중장비용 진동 니퍼를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 진동 본체는 그 전면 상,하단 모서리가 각각 링크와 핀을 통하여 프레임에 연결됨으로써 4절링크형태로 구성되어 상기 니퍼날을 통하여 지반으로부터 전달되는 횡방향의 굴삭저항력에 대해서 효과적으로 지지되면서 상,하진동에 대해서는 상기 진동 본체는 링크의 레버운동에 의해 원호를 그리면서 상하변위 가능하도록 연결된 중장비용 진동 니퍼를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 진동 본체는 그 전면 모서리와 후면 모서리가 프레임에 내장된 복수의 완충재에 의해서 각각 지지되고, 상기 완충재는 각각 철판으로 이루어진 양측판의 내부에 방진 고무가 장착되어 진동을 완충시키도록 구성된 중장비용 진동 니퍼를 제공한다.
본 발명에 의하면 진동 본체의 내부에 기어들이 상하방향으로 정렬되어 회전가능하도록 배치되고, 각각의 기어에는 편심추가 장착되어 기어의 회전중에 상하방향의 진동을 발생시킴으로써 진동 본체의 폭을 기존에 비해서 좁게 제작할 수 있다.
따라서 충분히 강한 구조의 프레임을 나비가 좁은 형태로 구성할 수 있어서 굴삭작업 시 프레임이 장애가 되지 않으므로 땅속 깊이까지 니퍼날을 따라서 삽입될 수 있어서 굴삭 깊이를 깊게 할 수 있고, 굴삭 성능을 크게 개선시킨 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명에 의하면 진동 본체의 전면 상,하단 모서리가 링크와 핀을 통하여 진동 본체를 에워싼 프레임에 상하방향으로 원호를 그리며 변위 가능하도록 연결된 것이어서, 니퍼날이 땅을 굴삭할 때에 니퍼날이 지반으로부터 횡방향의 굴삭저항력을 받게 되어도 프레임에 대해 니퍼날과 진동 본체가 상하방향으로 변위가능한 링크 구조로 연결됨으로써 니퍼날의 횡방향 굴삭저항력을 충분히 지지할 수 있어 강한 굴삭을 할 수 있으면서 니퍼날의 상하동작은 자유로우므로 진동 본제를 지지하는 완충재가 보호되어 파손되지 않으며, 내구성이 크게 향상되는 우수한 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 기술에 따른 진동 니퍼를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 진동 니퍼에 횡방향으로 장착된 복수의 기어와 편심추들이 동작하는 과정을 도시한 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼의 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼에 구비된 3개의 기어와 편심추들이 종방향(상하방향)으로 배열된 구조를 도시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼에서 진동 본체의 전면 모서리가 핀과 링크에 의해서 프레임에 상하방향으로 변위가능하도록 장착된 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 진동 본체와 프레임을 연결시키는 핀과 링크의 궤적을 도시한 설명도이다.
도 9는 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼에 구비된 완충재를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼에 구비된 완충재가 프레임의 내측에 상하 복수 설치된 구조를 도시한 단면도이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼에 구비된 기어와 편심추들이 종방향(상하방향)으로 원심력이 중첩되어 진동하고, 횡방향으로는 원심력이 서로 상쇄되어 진동이 발생하지 않는 상황을 단계적으로 도시한 설명도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼(100)는 굴삭기, 불도우저 및 휠로더 등과 같은 중장비의 아암에 장착되어 토목 및 철거 현장에서 파쇄 및 굴삭작업을 동시에 수행할 수 있도록 된 장치이다.
본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼(100)는 도 3에 전체적으로 도시된 바와 같이, 상부에는 중장비의 아암에 연결되는 아암 체결공(112)이 형성된 장착대(110)가 형성되고, 상기 장착대(110)의 하부측으로는 개략 "∩"형으로 프레임(120)이 연결되며, 상기 프레임(120)의 내측에 진동 본체(130)가 위치되고, 그 하부에 니퍼날(135)이 장착된다.
이와 같은 진동 본체(130)는 그 내부에 도 4, 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 유압 모터(140)에 의해서 회전하는 기어(142a)(142b)(142c)들이 내부에 상하방향으로 정렬되어 회전가능하도록 배치되는 데, 이와 같은 각각의 기어(142a)(142b)(142c)에는 일측에 편심추(144a)(144b)(144c)가 장착되어 기어(142a)(142b)(142c)의 회전중에 상하방향의 진동을 발생시키는 구조이다.
즉 상기 진동 본체(130)는 그 내부에 3개의 기어(142a)(142b)(142c)들을 상하방향, 즉 그 길이방향으로 정렬하여 결합하게 되는데, 이와 같은 구조를 통하여 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(120)과 진동 본체(130)의 폭(w1)은 기존의 폭(W)에 비하여 크게 작은 크기로 형성될 수 있다.
이와 같은 진동 본체(130)의 하부에는 진동 본체(130)의 길이방향으로 니퍼날(135)을 장착하고 있으며, 이와 같이 본 발명은 프레임(120)과 진동 본체(130)의 작은 폭(w1)으로 인하여 충분히 프레임의 폭(w2)을 크게 할 수 있고 따라서 충분히 강한 구조의 프레임을 나비(b)가 좁은 형태로 구성할 수 있어서 지반 굴삭작업 시 프레임의 너비가 장애가 되지 않으므로 진동 본체(130)가 니퍼날(135)을 따라서 땅속 깊이까지 삽입가능하게 되고, 굴삭 성능을 높이게 된다.
한편, 상기 진동 본체(130)에 내장된 3개의 기어(142a)(142b)(142c)들은 상,하부 기어(142a)(142c)에 연결된 편심추(144a)(144c)들의 회전 모멘트 크기에 대한 중앙 기어(142b)의 편심추(144b)의 회전 모멘트 크기가 2:1로 형성된다.
즉 상기 기어들의 회전시, 3개의 기어(142a)(142b)(142c)에서는 각각 편심추(144a)(144b)(144c)들의 회전 모멘트에 의해서 원심력이 발생되는 데, 이때 상,하부 기어(142a)(142c)의 편심추(144a)(144c) 들로부터 발생된 횡방향의 원심력과 중앙 기어(142b)의 편심추(144b) 로부터 발생된 횡방향의 원심력은 서로 반대방향으로 동일한 크기로 형성되어 서로 상쇄되고, 상하방향으로는 서로 원심력이 중첩되어 진동을 발생시키도록 구성된다.
이와 같은 진동 본체(130)에 내장된 3개의 기어(142a)(142b)(142c)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 기어(142a)가 유압 모터(140)에 연결되어 구동기어로서 동작하고, 상기 상부 기어(142a)의 하부측에서 맞물린 중앙 기어(142b)는 상부 기어(142a)의 회전방향에 반대방향으로 회전하며, 그 하부측에 맞물린 하부기어(142c)는 중앙기어(142b)의 반대방향으로 회전하게 된다.
이와 같은 구조를 통하여 상,하부 기어(142a)(142c)의 편심추(144a)(144c)들이 서로 동일방향으로 회전하고, 중앙 기어(142b)의 편심추(144b)는 그 반대방향으로 회전되는 구조이다.
그리고 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 진동 본체(130)의 전면 하단 모서리(132a)가 링크(162a)와 핀(164a)(164b)을 통하여 진동 본체(130)를 에워싼 프레임(120)에 연결되고, 그 전면 상단 모서리(132b)는 링크(162b)와 핀(164c)(164d)을 통하여 4절링크기구 형태로 프레임(120)에 연결된다
따라서 니퍼날(135)을 통하여 지반을 굴삭하는 경우, 지반으로부터 니퍼날(135)에는 강한 횡방향의 굴삭저항력이 가해지게 되는데, 이때의 횡방향 굴삭저항력은 진동 본체(130)과 연결된 상하링크(162a)(162b)를 통하여 프레임(120)에 의해 지지되고, 진동 본체(130)가 편심추의 진동력에 의해 진동할 경우는 상,하링크(162a)(162b)의 레버운동에 의해 상하방향으로 원호를 그리면서 변위된다.
즉 상기 진동 본체(130)는 그 전면 하단 모서리(132a)가 링크(162a)의 일측에 핀(164a)을 통하여 연결되고, 상기 링크(162a)의 타측은 진동 본체(130)를 에워싼 프레임(120)에 핀(164b)을 통하여 연결되며, 진동 본체(130)의 전면 상단 모서리(132b)는 핀(164c)을 통하여 링크(162b)의 일측과 연결되고 링크(162b)의 타측은 핀 (164d)을 통하여 프레임(120)에 연결됨으로써 진동본체(130)와 프레임(120), 링크(162a)(162b)는 4절링크기구 형태를 구성하게 되고, 니퍼날(135)이 땅을 굴삭할 때에 니퍼날(135)이 지반으로부터 횡방향의 굴삭저항력을 받게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 진동 본체(130)는 프레임(120)에 대해 니퍼날(135)과 진동 본체(130)가 링크(162a)(162b)와 핀(164a)(164b)(164c)164d)을 통하여 상하방향으로 원호를 그리며 움직일 수 있게 되어 있어 횡방향(A)의 힘의 작용을 지지하면서 상하방향으로 진동할 수 있다.
또한 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 진동 본체(130)의 전면 모서리(138a)와 후면 모서리(138b)가 프레임(120)에 내장된 복수의 완충재(170)에 의해서 각각 지지되는데, 이와 같은 완충재(170)는 도 9에 도시된 바와 같이, 각각 철판으로 이루어진 양 측판(172a)(172b)의 내부에 방진 고무(174)가 장착된 구조로 이루어진다.
또한 이와 같은 완충재(170)들은 도10에 도시된 바와 같이, 프레임(120)의 내측에 각각 복수 쌍을 이루어 상하로 배치됨으로써 진동 본체(130)에 의해서 발생하는 진동을 효과적으로 완충시키게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼(100)는 그 작동중에 프레임(120) 내측에 장착된 진동 본체(130)가 상하로 진동하고, 횡방향 또는 좌우방향으로는 진동이 억제되도록 동작한다.
즉 도 11에 도시된 바와 같이, 진동 본체(130)가 동작하기 전에는 그 내부에 위치된 상,하부 기어(142a)(142c)에 연결된 상,하부 편심추(144a)(144c)들과, 중앙 기어(142b)에 형성된 중앙 편심추(144b)들이 그 자중(自重)에 의해서 하향으로 배치된다.
이와 같은 상태에서 유압 모터(140)가 동작하게 되면, 상부 기어(142a)가 도 12에 도시된 바와 같이, 시계방향으로 회전하고, 이와 동일한 방향으로 상부 편심추(144a)가 회전하며, 상기 상부 기어(142a)에 맞물린 중앙 기어(142b)는 그 반대 방향으로 회전하면서 중앙 편심추(144b)도 상부 편심추(144a)와는 반대 방향으로 회전시킨다.
또한 상기 중앙 기어(142b)에 맞물린 하부 기어(142c)는 중앙 기어(142b)와는 반대 방향으로 회전하고, 동시에 하부 편심추(144c)도 중앙 편심추(144b)와는 반대 방향으로 회전하게 된다.
따라서 이와 같이 기어(142a)(142b)(142c)들이 회전하면 기어들에 장착된 편심추(144a)(144b)(144c)에서는 회전 모멘트에 의한 원심력이 발생하는 데, 이때 중앙 편심추(144b)의 회전 모멘트는 각각의 상,하부 편심추(144a)(144c)의 회전 모멘트의 2배에 해당하는 2:1의 회전 모멘트 비를 유지하는 것이어서, 중앙 편심추(144b)의 회전 모멘트에서 발생되는 우측으로 향한 원심력은 상,하부 편심추(144a)(144c)의 회전 모멘트에서 각각 좌측으로 향하는 원심력들에 의해서 서로 상쇄되고, 횡방향으로 진동을 발생시키지 않는다.
그리고 이와 같은 상태에서 더욱 기어(142a)(142b)(142c)들이 회전하게 되면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상,하부 기어(142a)(142c)의 편심추(144a)(144c)들이 모두 상부방향으로 위치하고, 중앙 기어(142b)의 편심추(144b)도 상부방향으로 위치됨으로써 상,하부 편심추(144a)(144c)들과 중앙 편심추(144b)들의 회전 모멘트에 의한 원심력은 서로 중첩되어 상부방향으로 진동 본체(130)를 밀어 올리는 진동을 발생시킨다.
또한 이와 같은 상태에서 더욱 기어(142a)(142b)(142c)들이 회전하게 되면, 도 14에 도시된 바와 같이, 상,하부 편심추(144a)(144c)의 회전 모멘트에서 각각 우측으로 향하는 원심력들이 발생되고, 중앙 편심추(144b)에서는 그 회전 모멘트에 의해서 상,하부 편심추(144a)(144c)에 의하여 발생된 좌측으로 향한 원심력에 대응하는 크기의 우측으로 향한 원심력이 발생되어 이들 원심력들이 서로 상쇄되고, 그에 따라서 횡방향으로 진동을 발생시키지 않는다.
한편, 이와 같은 상태에서 더욱 기어(142a)(142b)(142c)들이 회전하면 이는 도 11에 도시된 바와 같이, 상,하부 편심추(144a)(144c)와 중앙 편심추(144b)들이 모두 하부방향으로 위치됨으로써 상,하부 편심추(144a)(144c)들과 중앙 편심추(144b)들의 회전 모멘트에 의한 원심력은 모두 하부 방향으로 서로 중첩되어 하부방향으로 진동 본체(130)를 밀어 내리는 진동을 발생시킨다.
따라서 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼(100)는 유압 모터(140)에 의해서 기어(142a)(142b)(142c)들이 연속적으로 회전하면서 횡방향, 즉 좌우 방향으로는 원심력을 상쇄시켜 진동을 발생시키지 않고, 상하 방향으로는 원심력을 중첩시켜 진동을 상하방향으로 발생시킴으로써 연속적으로 진동 본체(130)와 그 하부에 장착된 니퍼날(135)이 진동하게 된다.
이와 같이 진동 본체(130)가 구성되면, 상기 프레임(120)과 진동 본체(130)의 폭(w1)은 기존의 횡방향으로 기어들이 배치된 종래의 진동 본체의 폭(W)보다는 크게 그 폭크기가 작아지게 되어 횡방향 굴삭저항력 지지에 강한 구조의 프레임을 나비가 좁게 만들 수 있어서, 지반 굴삭시, 진동 본체(130)가 니퍼날(135)을 따라서 땅속 깊이까지 삽입가능하게 되고, 굴삭 성능을 높이게 된다.
그리고 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼(100)는 이와 같이 진동하면서, 니퍼날(135)을 통하여 지반을 굴삭하는 경우, 지반으로부터 니퍼날(135)에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은, 횡방향(A)의 굴삭저항력이 가해지게 되는데, 상기 진동 본체(130)는 그 전면 상,하단 모서리(132a)(132b)가 링크(162a)(162b)의 일측에 핀(164a)(164d)을 통하여 연결됨으로써 진동 본체(130)는 프레임(120)에 대해 상하방향으로 원호를 그리며 움직이게 된다.
따라서 횡방향(A)의 힘을 효과적으로 지지할 수 있으며, 이와 같은 과정에서 상기 진동 본체(130)의 전면 모서리(138a)와 후면 모서리(138b)가 프레임(120)에 내장된 복수의 완충재(170)에 의해서 각각 지지되므로 진동 본체(130)에 의해서 발생하는 진동을 효과적으로 완충시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 중장비용 진동 니퍼(100)는 상기 프레임(120)과 진동 본체(130)의 폭(w1)을 기존에 비해서 좁게 제작할 수 있음으로써 니퍼날(135)이 땅속으로 들어가더라도 진동 본체(130)가 땅속 깊이까지 니퍼날(135)을 따라서 삽입될 수 있어서 굴삭 깊이를 깊게 할 수 있고, 굴삭 성능을 더욱 개선시킬 수 있는 것이다.
그리고 본 발명은 진동 본체(130)의 전면 상,하단 모서리(132a)(132b)가 링크(162a)(162b)와 핀(164a)(164b)(164c)(164d)을 통하여 진동 본체(130)를 에워싼 프레임(120)에 상하방향으로 원호를 그리며 변위 가능하도록 연결된 것이어서, 니퍼날(135)이 땅을 굴삭할 때에 니퍼날(135)이 지반으로부터 횡방향(A)의 굴삭저항력을 크게 받게 되어도 프레임(120)에 대해 니퍼날(135)과 진동 본체(130)가 링크(162a)(162b)의 레버운동에 의해 상하 원호방향으로 변위하면서 니퍼날(135)의 횡방향(A) 굴삭저항력의 지지가 가능하기 때문에 니퍼날(135)의 동작이 자유롭고, 진동 본체(130)를 지지하는 완충재(170)가 보호되어 파손되지 않으며, 내구성이 크게 향상되는 것이다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 중장비의 제작분야에 이용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 굴삭기, 불도우저 및 휠로더 등과 같은 중장비의 아암에 장착되어 토목 및 철거 현장에서 파쇄 및 굴삭작업을 동시에 수행할 수 있도록 된 진동 니퍼에 있어서,
    유압 모터에 의해서 회전하는 기어들이 내부에 상하방향으로 정렬되어 회전가능하도록 배치되고, 상기 각각의 기어에는 편심추가 장착되어 기어의 회전중에 상하방향의 진동을 발생시키는 진동 본체를 구비하며, 상기 진동 본체의 하부에는 진동 본체의 길이방향으로 니퍼날을 장착하여 지반 굴삭시, 진동 본체가 니퍼날을 따라서 땅속 깊이까지 삽입가능하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 중장비용 진동 니퍼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진동 본체는 그 내부에 3개의 기어들을 상하방향으로 정렬하고, 상,하부 기어에 연결된 편심추들의 회전 모멘트 크기에 대한 중앙 기어의 편심추 회전 모멘트 크기는 2:1로 형성되어, 상기 기어들의 회전시 상,하부 기어의 편심추들로부터 발생된 횡방향의 원심력과 중앙 기어의 편심추로부터 발생된 횡방향의 원심력은 서로 반대방향으로 동일한 크기로 형성되어 서로 상쇄되고, 상하방향으로는 서로 원심력이 중첩되어 진동을 발생시키는 것임을 특징으로 하는 중장비용 진동 니퍼.
  3. 제1항에 있어서, 상기 진동 본체는 그 상,하단 모서리가 링크와 핀을 통하여 진동 본체를 에워싼 프레임에 연결되어, 4절링크형태를 구성하고 상하단의 링크의 레버운동에 의해 원호를 그리면서 상하변위가 가능하도록 연결된 것임을 특징으로 하는 중장비용 진동 니퍼.
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