WO2016117909A1 - 개선된 안전성을 갖는 퀵 커플러 - Google Patents

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WO2016117909A1
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stopper
cylinder
movable hook
rotary key
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PCT/KR2016/000553
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임용태
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임용태
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/365—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with redundant latching means, e.g. for safety purposes
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    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3663—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat hydraulically-operated

Definitions

  • the present invention relates to a quick coupler employed in heavy equipment, and more particularly, to a quick coupler that can replace the attachment (attachment) according to the working purpose of the heavy equipment.
  • Heavy equipment such as excavators used in civil engineering and construction sites perform various tasks by replacing various types of attachments, such as buckets, with quick couplers located on the arm tips of the boom.
  • the quick coupler is configured to attach and detach the attachment by the hydraulic cylinder
  • the attachment may be released from the quick coupler due to the damage of the hydraulic cylinder, and fall to the ground, and the attachment accidentally falls while attempting to attach the attachment Can occur. If the attachment is released from the quick coupler in this unintentional form and falls, most of the attachment is caused by the size and weight of the attachment. In order to prevent such an accident, a quick coupler with a safety device has been proposed.
  • the locker fixed to the hydraulic cylinder does not prevent the coupling pin from falling off when the hydraulic cylinder is damaged or malfunctions. Can be released with a fixed hook. Because of this, the attachment falls from the quick coupler, it can be seen that the pursuit of safety is incomplete.
  • the buzzer may ring in heavy equipment.
  • noise is often too high so that the driver cannot hear the buzzer, or the driver alone needs to perform various movements simultaneously. In some cases.
  • the safety device mounted on the quick coupler makes the inner space of the quick coupler extremely narrow, when the quick coupler is used at the work site, impurities such as dirt or debris flow into the inner space of the quick coupler. As a result, impurities may not escape from the inner space of the quick coupler and may accumulate in the inner space of the quick coupler. As a result, excessive load is applied to the drive mechanism of the quick coupler, causing malfunction of the drive mechanism, thereby increasing the possibility of an accident.
  • An object of the present invention is to provide a quick coupler that can secure safety in the state in which an attachment is mounted, and can easily discharge impurities by securing a relatively large empty space.
  • the coupler body is connected to the arm tip of the heavy equipment.
  • the fixed hook is formed on the coupler body, the first coupling pin of the attachment is fitted.
  • the movable hook is rotatably coupled to the coupler body, and the second coupling pin of the attachment is fitted.
  • the hydraulic cylinder has a long hole formed in one of the cylinder rod and the cylinder body is fitted to the cylinder shaft of the coupler body, the other side is rotatably coupled to the movable hook, and has a cylinder hook formed around the long hole, elongated or The movable hook is rotated to engage or disengage with respect to the second engagement pin in accordance with the contracting operation.
  • the rotary key is rotatably coupled to the coupler body, and includes a rotary key protrusion for drawing in and out of the coupling groove of the fixed hook according to the rotational position, and the rotary key protrusion enters the coupling groove of the fixed hook by the elastic force of the rotary key spring.
  • the stopper has a stopper hook which is coupled to or detached from the cylinder hook and is supported by the elastic force of the stopper spring, and when the stopper hook is engaged with the cylinder hook, the rotation key projection is released from the engaging groove of the fixed hook. Rotate the rotary key to withdraw.
  • the quick coupler includes a coupler body, a fixed hook, a movable hook, a hydraulic cylinder, and a restraint mechanism.
  • the coupler body is connected to the arm tip of the heavy equipment.
  • the fixed hook is formed on the coupler body, the first coupling pin of the attachment is fitted.
  • the movable hook is rotatably coupled to the coupler body, and the second coupling pin of the attachment is fitted.
  • the hydraulic cylinder rotates to engage or disengage the movable hook relative to the second engagement pin in accordance with the stretching or retracting operation.
  • the restraining mechanism prevents the second coupling pin from being separated into the movable hook while the coupler body is in a position except when the coupler body is positioned at an angle for mounting or releasing the attachment. Restrain the movable hook so that
  • the hydraulic cylinder if the hydraulic cylinder is not contracted in the state in which the engagement pin of the attachment is coupled to the fixing hook, separation of the engagement pin of the attachment can be prevented by the rotation key. Therefore, it is possible to secure safety by preventing an accident due to the fall of the attachment.
  • the attachment pin of the attachment is separated from the movable hook. Can be prevented.
  • the quick coupler can secure a relatively large empty space, when the impurity or the like is introduced into the internal space, the quick coupler is applied to the components such as the hydraulic cylinder located in the internal space of the quick coupler or the pressure is applied. You can exit immediately without any possibility. Therefore, problems such as malfunction of internal components of the quick coupler are not generated.
  • FIG. 1 is a perspective view of a quick coupler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a front view illustrating the inside of the quick coupler illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the fixing hook side in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the movable hook side in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the movable hook side in FIG. 3.
  • 6 and 7 are views for explaining the action of the hook and gravity weight.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating another example of a gravity weight in FIG. 5.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of mounting a quick coupler to an attachment in FIG. 3.
  • 10 to 13 are views for explaining a process of detaching the first and second coupling pins of the attach manter to the quick coupler shown in FIG.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a state in which a rotary key of another example is applied.
  • FIG. 15 is a perspective view of the rotary key shown in FIG. 14.
  • 16 is a perspective view illustrating an example in which an intermediate is omitted.
  • FIG. 17 is a perspective view of the rotary key shown in FIG.
  • FIG. 18 is a configuration diagram for a quick coupler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a perspective view of FIG. 18.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a state in which the hydraulic cylinder extends in FIG. 18.
  • 21 is a diagram showing an example of the action of the stopper gravity weight in FIG.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining an operation example of the second gravity weight in FIG. 20.
  • FIG. 23 is a view illustrating a state in which the coupler body is positioned at an angle of mounting or releasing an attachment in FIG. 18.
  • 24 is a cross-sectional view showing the interior of the hydraulic cylinder.
  • FIG. 25 is a view illustrating the piston head in FIG. 24.
  • FIG. 26 is a view illustrating area A of FIG. 24.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a contracting operation of the hydraulic cylinder in FIG. 26.
  • FIG. 1 is a perspective view of a quick coupler according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a plan view of FIG. 1.
  • 3 is a front view illustrating the inside of the quick coupler illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the fixing hook side in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the movable hook side in FIG. 3.
  • the quick coupler is located at the tip of the arm of the boom provided in the heavy equipment to detach the attachment, the coupler body 110, the fixed hook 120, the movable hook 130, Hydraulic cylinder 140, a rotary key 150, and a stopper 160 is included.
  • Coupler body 110 is connected to the arm tip of the heavy equipment.
  • the coupler body 110 has a structure in which a pair of frames 111 are arranged at intervals to have an inner space.
  • the fixed hook 120 is formed on the coupler body 110, and the first coupling pin 11 of the attachment 10 (see FIG. 10) is fitted thereto.
  • the fixed hook 120 has a coupling groove into which the first coupling pin 11 is fitted.
  • the movable hook 130 is rotatably coupled to the coupler body 110.
  • the movable hook 130 may rotate about the movable hook shaft 112 of the coupler body 110.
  • the movable hook 130 is fitted with the second coupling pin 12 of the attachment 10.
  • the movable hook 130 has a coupling groove into which the second coupling pin 12 is fitted.
  • the movable hook 130 may be inserted into the second coupling pin 12 by rotating in a direction approaching the fixed hook 120 when the hydraulic cylinder 140 extends. For example, when the movable hook 130 is disposed on the left side of the fixed hook 120, the movable hook 130 may be rotated counterclockwise to be fitted to the second coupling pin 12.
  • the hydraulic cylinder 140 has a cylinder body 141 and a cylinder rod 142.
  • a long hole 141a is formed in the cylinder body 141 to be fitted to the cylinder shaft 113 of the coupler body 110.
  • the cylinder shaft 113 protrudes from the frame 111 and is fitted into the long hole 141a.
  • a long hole 141a may be formed in the cylinder shaft portion 141b of the cylinder body 141.
  • the long hole 141a may be formed in an elliptical shape or the like.
  • the long hole 141a of the inflow cylinder 140 may move from side to side while covering the cylinder shaft 113. That is, the hydraulic cylinder 140 moves the cylinder shaft portion 141b while pushing the movable hook hinge shaft 131 at the time of extension so that the cylinder shaft 113 is on the left side of the long hole 141a. The hydraulic cylinder 140 moves the cylinder shaft portion 141b to the opposite side while pulling the movable hook hinge shaft 131 during contraction so that the cylinder shaft 113 is on the right side of the long hole 141a. When the expansion and contraction operation of the hydraulic cylinder 140 occurs, the cylinder shaft portion 141b reciprocates by the length of the long hole 141a.
  • the frame 110 is provided with a lower panel 114, and the lower panel 114 stops the rotation of the movable hook 130 during the contracting operation of the hydraulic cylinder 140.
  • the hydraulic hook 140 is contracted, the operation of the movable hook 130 is made first, and when the rotation of the movable hook 130 is stopped by the lower panel 114, the cylinder for the cylinder by additional contraction of the hydraulic cylinder 140 As the shaft 113 moves along the long hole 141a, the cylinder body 141 moves to the left side.
  • the cylinder rod 142 is rotatably coupled to the movable hook 130.
  • the cylinder rod 142 may be connected to the movable hook hinge shaft 131 penetrating the upper end of the movable hook 130.
  • a long hole 141a is formed in the cylinder rod 142, and the cylinder body 141 may be rotatably coupled to the movable hook 130.
  • the hydraulic cylinder 140 may be located at the inner center of the coupler body 110.
  • the cylinder hook 143c is formed around the long hole 141a.
  • the hydraulic cylinder 140 rotates to engage or disengage the movable hook 130 with respect to the second coupling pin 12 in accordance with the stretching or contracting operation. That is, when the hydraulic cylinder 140 extends or contracts, the movable hook hinge shaft 131 connected to the cylinder rod 142 moves from side to side while the movable hook 130 rotates about the movable hook shaft 112. It may be coupled to or released from the second coupling pin 12.
  • the rotary key 150 is rotatably coupled to the coupler body 110.
  • the rotary key 150 may be disposed at an upper end of the opening of the fixing hook 120 and may be coupled to the rotary key shaft 115 protruding from the frame 111.
  • the rotary key 150 includes a rotary key protrusion 151 which draws in and out of the coupling groove of the fixed hook 120 according to the rotation position.
  • Rotating key 150 is the first key from the coupling groove of the fixed hook 120 is maintained by the rotation key projection 151 is inserted into the coupling groove of the fixed hook 120 by the elastic force of the rotary key spring 152.
  • the pin 11 is prevented from coming off.
  • the rotation key 150 may be maintained in a state in which the rotation key protrusion 151 faces downward by the rotation key springs 152 provided on the left and right sides.
  • the rotary key spring 152 may be formed of a torsion spring.
  • the rotary key 150 rotates clockwise to automatically raise the rotary key protrusion 151. . Thereafter, as soon as the first coupling pin 11 is seated in the coupling groove of the fixing hook 120, the rotary key 150 rotates counterclockwise so that the rotary key protrusion 151 descends downward. At this time, since the rotation key 150 is continuously restrained from rotating in the counterclockwise direction, the first coupling pin 11 is not separated from the coupling groove of the fixing hook 120. As such, the rotation key 150 may mechanically fix the first coupling pin 11 mechanically.
  • the stopper 160 has a stopper hook 161 that is coupled to or separated from the cylinder hook 141c.
  • the stopper 160 is supported by the elastic force of the stopper spring 162.
  • the stopper spring 162 may be made of a torsion spring.
  • the stopper 160 has a rotation key such that the rotation key protrusion 151 is drawn out from the coupling groove of the fixed hook 120 during the contracting operation of the hydraulic cylinder 140 while the stopper hook 161 is coupled to the cylinder hook 141c. Rotate 150.
  • the stopper 160 may be provided with stopper blades 160a on the left and right sides.
  • the stopper blade 160a extends to the upper end of the stopper guide 116 of the frame 111.
  • the stopper blade 160a collides with the top inclined surface 116a of the stopper guide 116 to allow the stopper 160 to move up and down.
  • the stopper blade 160a moves along the top inclined surface 116a of the stopper guide 116 and reaches a specific position, the stopper blade 160a lifts the stopper 160 by the top shape of the stopper guide 116.
  • the coupling of the stopper hook 161 and the cylinder hook 141c is released.
  • the elliptical long hole 141a allows the stopper 160 and the cylinder shaft portion 141b to be completely released by allowing the cylinder hook 141c to simultaneously lower the cylinder shaft portion 141b at the position where the cylinder hook 141c is released from the stopper hook 161. You can do that.
  • An intermediate body 166 may be disposed between the stopper 160 and the rotation key 150.
  • the intermediate portion 166 is rotatably coupled to the center portion of the coupler body 110 while one portion is rotatably coupled to the stopper 160.
  • the intermediate body 166 is pulled by the stopper 160, the other part pulls the rotary key protrusion 151 from the coupling groove of the fixing hook 120.
  • the intermediate body 166 may be coupled to the intermediate shaft 117 protruding from the frame 111 to rotate about the intermediate shaft 117.
  • the intermediate body 166 causes the rotation key 150 to interfere with each other during the rotational motion to cause the rotational motion of the rotation key 150.
  • the intermediate body 166 is provided with a stopper spring 162 on the left and right, and is connected to the stopper 160 by the stopper shaft 163 at the upper end. Therefore, the stopper 160 can also be elastically deflected downward by the stopper spring 162.
  • the upper end of the intermediate body 166 may be coupled to the left stopper 160 by the stopper shaft 163. Therefore, when the stopper 160 moves left and right, the intermediate body 166 also rotates about the intermediate axis 117. When the intermediate body 166 rotates, the stopper 160 also moves left and right.
  • the left side of the rotary key 150 may be provided with a rotary key blade (150a).
  • the rotary key blade 150a overlaps the intermediate body 166 on the side.
  • the rotary key vanes 150a interfere with the intermediate body 166 and are lifted up. Therefore, since the rotary key 150 rotates in the clockwise direction, the rotary key protrusion 151 is lifted up above the fixed hook 120.
  • the rotary key protrusion 151 is pushed up by the first coupling pin 11 and positioned at the upper end of the fixed hook 120, the rotational movement of the intermediate body 166 does not occur.
  • stopper 160 Referring to the operation of the stopper 160 is as follows. Since the stopper 160 is elastically deflected downward by the stopper spring 162, when the stopper hook 161 is positioned at the upper left of the cylinder hook 141c, the stopper hook 161 automatically turns the cylinder hook 141a. )
  • a restraint mechanism may be provided on the movable hook 130.
  • the restraining mechanism includes a second hook in a state in which the movable hook 130 is coupled to the second coupling pin 12. Constrains the movable hook 130 to prevent the engaging pin 12 from being separated into the movable hook 130.
  • the restraint mechanism may have a hook 171 and a gravity weight 176.
  • the hook 171 is rotatably coupled to the coupler body 110 to limit the moving range of the movable hook hinge shaft 131 while the movable hook 130 is coupled to the second coupling pin 12.
  • the hook 171 may be disposed on the left side of the movable hook hinge shaft 131.
  • the hook 171 rotates about the hook shaft 118 at the upper end of the movable hook hinge shaft 131.
  • a hook hook 172 is provided at the tip of the hook 171.
  • the hook hook 172 allows restraint of the movable hook hinge shaft 131.
  • a flat portion 131a is provided at the front end of the movable hook hinge shaft 131 so that the hook 171 can easily restrain the movable hook hinge shaft 131.
  • the quick coupler is mounted or released from the attachment 10, and the hook 171 may be rotated and positioned so as not to restrain the movable hook hinge shaft 131.
  • the gravity weight 176 is rotatably coupled to the coupler body 110 to apply a load to the hook 171 while the hook 171 restrains the movable hook hinge shaft 131.
  • the gravity weight 176 may be disposed on the left side of the hook 171.
  • the gravity weight 176 is freely rotated by gravity about the gravity weight axis 119 at the lower end of the hook 171.
  • the gravity weight shaft 119 protrudes from the frame 111.
  • the gravity weight 176 is relatively heavier than the hook 171 and may be made of an iron material having a thickness of about 7 cm.
  • Gravity weight 176 may change the position of the hook 171 relatively light weight. That is, the hook 171 may change the relative inclination angle with respect to the movable hook hinge shaft 131 according to the position of the gravity weight 176.
  • the inclination angle of the movable hook hinge shaft 131 can be moved without being disturbed by the hook 171 according to the shape and position of the hook 171 and the gravity weight 176, the hook 171 according to the desired inclination angle.
  • the shape and position of the gravity weight 176 can be changed.
  • FIG. 6 An example of the operation of the hook 171 and the gravity weight 176 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the driver intentionally operates the hydraulic cylinder 140 no matter how the second of the attachment 10 is removed from the quick coupler. Even if you try to release the coupling pin 12 is not possible at the source. The reason is that even when the hydraulic cylinder 140 is contracted, the cylinder rod 142 is caught by the hook hook 172 of the hook 171 and can no longer be contracted.
  • the quick coupler when the quick coupler is positioned at a specific angle, for example, only when the quick coupler is positioned at an angle for mounting or releasing the attachment 10, the quick coupler can be released according to the normal stretching and contracting operation of the hydraulic cylinder 140.
  • the hook 171 When positioned at an outside angle, the hook 171 is positioned at the position restraining the movable hook hinge shaft 131 by the action of the gravity weight 176, so that the attachment 10 cannot be released.
  • the gravity weight 176 ′ may be disposed above the hook 171 ′.
  • the hook 171 ' may have protrusions 171a' at the top.
  • the projections 171a ' insert the lower portion of the gravity weight 176' therebetween.
  • the gravity weight 176 ' is installed to rotate about the gravity weight axis 119' on the cover 110a of the quick coupler.
  • the gravity weight 176 ′ may allow the inclination angle of the hook 171 to change depending on the position.
  • the gravity weights 176 and 176 ' may be installed anywhere of the frame 111, and are not necessarily installed on the shaft protruding from the frame 111.
  • the gravity weights 176 and 176 ' may be installed in various ways in the above-described functions.
  • the bottom of the attachment 10 is in a state lying on the ground 1.
  • the quick coupler is moved to allow the first coupling pin 11 of the attachment 10 to enter the coupling groove of the fixing hook 120.
  • the first coupling pin 11 pushes the rotary key protrusion 151, and accordingly, the rotary key protrusion 151 rotates in the clockwise direction and is pulled out of the coupling groove of the fixed hook 120 to rise upward. do.
  • the first coupling pin 11 when the first coupling pin 11 is completely seated in the coupling groove of the fixed hook 120, the rotary key 151 is rotated counterclockwise by the rotary key spring 152 while the rotary key protrusion 151 is It is led back into the coupling groove of the fixing hook 120 to block the inlet of the fixing hook 120 1/3 or more. Accordingly, the first coupling pin 11 may be fixed to the coupling groove of the fixing hook 120.
  • the gravity hook 176 is directed downward by gravity and the hook 171 is positioned on the movable hook 130 so as not to restrain the movable hook hinge shaft 131 by the gravity weight 176.
  • the attachment 10 is removed from the quick coupler in the process of drilling. It will not be released. The reason is that the first coupling pin 11 coupled to the fixed hook 120 is incapable of escaping from the fixed hook 120 due to the angle of the fixed hook 120 and the rotation key protrusion 171. Even if the hydraulic cylinder 140 is contracted or the hydraulic cylinder 140 is damaged or malfunctions due to an operation mistake, the second coupling pin 12 cannot be separated from the movable hook 130 by the hook 171. Because.
  • the attachment 10 may be released from the quick coupler as follows from the state mounted on the quick coupler.
  • the quick coupler has the same angle of inclination as when the attachment 10 is initially mounted.
  • the rotary key 150 ′ may be mounted to the cylinder shaft 113.
  • the rotary key 150 ' has a shaft hole 150a' fitted to the cylinder shaft 113.
  • the rotary key is formed in a shape covering the upper end of the intermediate body (166).
  • the rotary key 150 ′′ may be directly coupled to the stopper 160 ′′ with the intermediate body 166 omitted.
  • the stopper 160 ′′ is rotatably coupled to the rotation key 150 ′′ through the stopper shaft 160a ′′.
  • the rotary key 150 ′′ is lifted directly.
  • the rotary key 150 ′′ may be mounted to the cylinder shaft 113.
  • FIG. 18 is a configuration diagram for a quick coupler according to another embodiment of the present invention.
  • 19 is a perspective view of FIG. 18.
  • 20 is a diagram illustrating a state in which the hydraulic cylinder extends in FIG. 18.
  • 21 is a diagram showing an example of the action of the stopper gravity weight in FIG.
  • the rotation key 250 is rotatably coupled to the rotation key shaft 115 of the frame 111, and the stopper 260 is rotatable to the rotation key 250.
  • the rotary key 250 may be rotatably coupled to the stopper 260 by the stopper shaft 263.
  • the rotary key 250 is elastically deflected by the rotary key spring 252 such that the rotary key protrusion 251 is positioned in the coupling groove of the fixed hook 120.
  • the stopper spring 262 may be elastically deformed by the rotation key 250 when the stopper hook 261 is separated from the cylinder hook 141c to apply an elastic force to the stopper 260.
  • the stopper spring 262 may be made of a torsion spring.
  • the stopper spring 262 has a central portion fitted to the rotary key shaft 115.
  • the stopper spring 262 is disposed so that one portion drawn out from the center portion is brought into contact with the frame 111, and the other portion drawn out from the center portion is bent to abut on the upper end of the rotary key 250.
  • 260 has a shape bent in contact with the lower center. Accordingly, the stopper spring 262 supports between the rotary key 250 and the stopper 260.
  • the stopper spring 262 does not provide elastic force to the stopper 260.
  • the stopper hook 261 is provided with an elastic force that is separated from the cylinder hook 141c, is separated from the cylinder hook 141c, and is raised to the right side of the end of the cylinder hook 141c. At this time, the stopper hook 261 is maintained in contact with the end right side of the cylinder hook 141c by the stopper spring 162.
  • the roller 253 may be rotatably mounted to the rotary key protrusion 251.
  • the roller 253 converts the frictional force to the rotational movement of the rotary key protrusion 251 when the first coupling pin 11 enters or leaves the coupling groove of the fixing hook 120 and minimizes friction to reduce wear.
  • the roller 253 In the state in which the stopper hook 261 is pulled by contacting the cylinder hook 141c during the contracting operation of the hydraulic cylinder 140, the roller 253 is positioned at the upper end in the engaging groove of the fixing hook 120.
  • the roller 253 is pushed by the first coupling pin 11 to rotate the rotary key 250 in the clockwise direction. .
  • the stopper hook 261 can be separated from the cylinder hook 141c.
  • the roller 253 is returned to the coupling groove of the fixing hook 120 by the rotation key spring 252.
  • the stopper hook 261 may be separated from the engaged state of the cylinder hook 141c and placed on the upper right side of the cylinder hook 141c.
  • the cylinder hook (141c) is coupled to the stopper hook 261 while moving toward the rotary key 250, the lower end of the stopper 260 It is in contact with it.
  • the stopper 260 since the stopper 260 is not restrained by the cylinder hook 141c, the stopper 260 and the rotation key 250 which have lost the traction force are halfway by the elastic force of the stopper spring 262 and the rotation key spring 252.
  • the rotary key 250 is constrained so as not to rotate any more in the counterclockwise direction by rapidly rotating in a clockwise direction and abutting the portion of the frame 111 located on the right side of the coupling groove of the fixing hook 120. Accordingly, the first coupling pin 11 is not separated from the coupling groove of the fixing hook 120 by the rotation key protrusion 251.
  • a stopper gravity weight 264 may be provided at one side of the stopper 260.
  • the stopper gravity weight 264 restrains the hydraulic cylinder when the coupler body 110 is in a position except when it is positioned at an angle for mounting or releasing the attachment 10.
  • One end of the stopper gravity body 264 is rotatably coupled to the frame 111, and the other end of the stopper gravity weight 264 includes a gravity weight hook 264a.
  • Gravity weight hook 264a is coupled to or separated from cylinder hook 141c.
  • the gravity weight hook 264a is a cylinder hook ( 141c).
  • the hydraulic cylinder 140 is extended in the inclination angle of the quick coupler is 65 degrees or less, the gravity weight hook 264a is coupled to the cylinder hook 141c. Therefore, even if there is a situation in which the hydraulic cylinder 140 is damaged or the first and second gravity weights 271 and 276 do not operate during the process of drilling or the like, the hydraulic cylinder 140 is a stopper gravity body. It is constrained by 264 and does not move toward the movable hook 230.
  • the movable hook 230 may rotate in a direction away from the fixed hook 120 when the hydraulic cylinder 140 is extended, and may be fitted to the second coupling pin 12. For example, when the movable hook 230 is disposed on the left side of the fixed hook 120, the movable hook 230 may be rotated clockwise to be fitted to the second coupling pin 12.
  • the long hole 241a of the hydraulic cylinder 140 is illustrated as being formed to move left and right based on the cylinder shaft 113, but is not limited thereto.
  • the movable hook 230 has a coupling groove into which the second coupling pin 12 is fitted at one end thereof, and a movable hook protrusion 231 protruding in a direction away from the fixed hook 120 is formed at the opposite end thereof.
  • the restraint mechanism may include a first gravity weight 271.
  • first gravity weight 271 is rotatably coupled to the coupler body 110, that is, the gravity weight axis 219 of the frame 111, and the other end of the first gravity weight 271 is movable hook 230.
  • the first restrainer 272 may be in the form of a recess recessed from an outer side surface of the first gravity weight 271.
  • the first restriction portion 272 may have a surface inclined away from the movable hook protrusion 231.
  • the first gravity weight 271 is moved.
  • the movable hook protrusion 231 is fitted to the first restriction portion 272 while rotating clockwise. In this state, even if there is a breakdown of the hydraulic cylinder 140 during the process of drilling, etc., the first restraint part 272 restrains the movable hook protrusion 231 so that the movable hook 230 is spaced at a predetermined interval. Since the second coupling pin 12 of the attachment 10 cannot be released from the above, it cannot be released from the movable hook 230.
  • the restraint mechanism may further include a second gravity weight 276.
  • One end of the second gravity weight 276 is rotatably coupled to the gravity weight axis 219, the other end of the second gravity weight 276 is movable hook 230 is coupled to the second coupling pin 12 And a second restraining portion 277 which interacts with the movable hook protrusion 231 to limit the moving range of the movable hook protrusion 231.
  • the second restrainer 277 may have the same shape as the first restraint 272. However, the length of the second restraint part 277 may be different from the length between the first restraint part 272 and the gravity weight axis 219 from the gravity weight axis 219. For example, the second restraint part 277 may be formed to have a length longer than the length between the first restraint part 272 and the gravity weight axis 219 from the gravity weight axis 219.
  • the distance between the first coupling pin 11 and the second coupling pin 12 may vary depending on the type of attachment 10. As shown in FIG. 21, when the distance between the first coupling pin 11 and the second coupling pin 12 is short, the distance that the movable hook 230 rotates in the counterclockwise direction is shortened. 231 enters only the first restraint 272 and remains out of the second restraint 277. Therefore, the movable hook protrusion 231 may be restrained by the first restraining part 272 to prevent the second coupling pin 12 from being separated from the movable hook 230.
  • the restraint mechanism may include gravity weight springs 273.
  • the gravity weight springs 273 elastically bias the first and second gravity weights 271 and 276 toward the movable hook protrusion 231. Therefore, when the movable hook 230 is rotated counterclockwise to be fitted to the second coupling pin 12, the first and second gravity weights 271 and 276 rotate rapidly in the clockwise direction, and the movable hook protrusion 231 is rotated. May be fitted to the first and second restraints 272 and 277.
  • Gravity weight springs 273 are composed of a compression coil spring may be installed between the cover 110a and the first and second gravity weights 271 and 276, respectively.
  • the gravity weight spring (1) when the quick coupler is positioned at an angle for releasing the attachment 10, the gravity weight spring (1) so that the first and second gravity weights 271 and 276 deviate from the movable hook protrusion 231.
  • Each force by 273 may be set smaller than the force by the load of the first and second gravity weights 271 and 276. Therefore, when the height of the fixed hook 120 is higher than the height of the movable hook 230, the first gravity weight 271 may be positioned so as not to restrain the movable hook protrusion 231. In this case, the second gravity weight 276 may also be positioned so as not to restrain the movable hook protrusion 231.
  • the stopper gravity weight 264 allows the gravity weight hook 264a to be easily disengaged from the cylinder hook 141c. Since it rotates to the position, the gravity weight hook 264a can be separated from the cylinder hook 141c during the contracting operation of the hydraulic cylinder.
  • the hydraulic cylinder 140 may be configured to perform a contraction operation after a delay for a predetermined time, for example, about 3 seconds from the time when the rotation key projection 151 is drawn out of the coupling groove of the fixed hook 120 during the contraction operation. If the hydraulic cylinder 140 is delayed for about 3 seconds while the rotary key protrusion 151 is lifted by the contracting operation of the hydraulic cylinder 140, the time for the rotary key protrusion 151 to descend may be delayed. Therefore, it is possible to prevent a phenomenon in which the rotation key projection immediately descends to block the fixing hook 120 before the first coupling pin 11 is removed from the fixing hook 120.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing the interior of the hydraulic cylinder.
  • FIG. 25 is a view illustrating the piston head in FIG. 24.
  • FIG. 26 is a view illustrating area A of FIG. 24.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a contracting operation of the hydraulic cylinder in FIG. 26.
  • the cylinder body 141 is divided into a rod space x on the cylinder rod 142 side and an axial space y on the cylinder shaft side by the piston head 143.
  • the direction of movement of the piston head 143 is determined according to which of the rod space x and the shaft space y is supplied.
  • the partition heads 143a, 143b, 143c, and 143d may be formed in the piston head 143.
  • a piston seal (not shown) may be mounted in the seal space 143e between the partition walls 143a and 143b and the seal space 143f between the partition walls 143c and 143d.
  • the plug 144 is accommodated in the inner space of the piston head 143.
  • the plug spring 145 is mounted in the inner space of the plug 144.
  • the washer 146 is mounted in the opening of the plug 144 to prevent the plug spring 145 from being separated from the plug 144.
  • a protrusion is formed at the bottom of the plug 144.
  • the protrusion allows the oil spinning center hole 147a to be blocked as the plug 144 moves.
  • the center of the projection is provided with a plug through hole 144a smaller than the oil spinning center hole 147a.
  • the plug 144 adjusts the flow rate by blocking or opening the oil radiation center hole 147a while moving the internal space of the piston head 143 according to the direction of the oil and the position of the piston head 143, The operating speed of the hydraulic cylinder 140 can be changed.
  • the oil radiation path 147b formed radially is provided in the oil space 143g between the partition 143b and the partition 143c from the oil radiation center hole 147a.
  • the oil space 143g and the oil radiation center hole 147a communicate with each other through the oil radiation passage 147b, and the oil radiation center hole 147a communicates with the internal space of the piston head 143.
  • the plug 144 reciprocates in the space between the oil radiation center hole 147a and the head opening 143h to open and close the space between the oil radiation center hole 147a and the internal space of the piston head 143.
  • the oil moves from the head opening 143h to the oil radiation center hole 147a through the inside of the plug 144 and the plug through hole 144a, and then back to the oil space (147b) through the oil radiation passage 147b. 143g).
  • the oil flows from the oil space 143g through the oil radiation passage 147b to the oil radiation center hole 147a.
  • the plug 144 is pushed toward the head opening portion 143h by the pressure of the oil. Accordingly, some of the oil flows through the plug through hole 144a to the head opening 143h, and most of the oil flows through the side wall of the plug 144 and then through the side hole 144b of the plug 144. Flows to 143h.
  • the oil in the shaft space y exits the head opening 143h and the inside of the plug 144 and the plug through hole 144a, and flows from the oil radiation center hole 147a to the oil radiation passage 147b and finally the shaft portion. It flows out of conduit 148b. At this time, since the amount of oil flowing into the shaft conduit 148b is very small, the speed at which the cylinder rod 142 moves to the inside of the cylinder body 141 is significantly lowered. Therefore, the contracting operation of the hydraulic cylinder 140 may be delayed for about 3 seconds.

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Abstract

퀵 커플러의 유압실린더는 실린더 로드와 실린더 바디 중 어느 한쪽에 장홀이 형성되어 커플러 바디의 실린더용 축에 끼워지고 다른 쪽이 가동후크에 회전 가능하게 결합되며, 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크를 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 회전키는 회전 위치에 따라 고정후크의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기를 구비하며, 회전키 돌기가 회전키 스프링의 탄성력에 의해 고정후크의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 고정후크의 결합홈으로부터 제1 결합핀의 이탈을 방지한다. 스토퍼는 장홀 주변의 실린더 후크에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크를 구비하며, 스토퍼 스프링의 탄성력에 의해 지지되며, 유압실린더의 수축 동작시 회전키 돌기가 고정후크의 결합홈으로부터 인출되도록 회전키를 회전시킨다.

Description

개선된 안전성을 갖는 퀵 커플러
본 발명은 중장비에 채용되는 퀵 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중장비의 작업 용도에 따라 어태치먼트(attachment)를 교체 가능하게 하는 퀵 커플러에 관한 것이다.
토목, 건설 현장에서 사용되는 굴삭기와 같은 중장비는 버킷(bucket) 등 다양한 형태의 어태치먼트를 붐대의 아암 선단에 위치한 퀵 커플러에 교체해가며 여러 가지 작업을 수행하게 된다.
통상적으로, 퀵 커플러는 유압실린더에 의해 어태치먼트를 착탈하도록 구성되는데, 유압실린더의 손괴 등으로 인해 어태치먼트가 퀵 커플러로부터 해제되어 지상으로 떨어질 수가 있으며, 어태치먼트 장착 작업을 시도하다가 어태치먼트가 실수로 낙하하는 사고가 생길 수 있다. 이처럼 의도하지 않는 형태로 어태치먼트가 퀵 커플러로부터 해제되어 낙하하게 되면, 어태치먼트의 크기와 무게로 인해 대부분 큰 사고로 이어지게 된다. 이러한 사고를 방지하기 위해, 안전장치를 가진 퀵커플러가 제안되고 있다.
그 예로, 실용신안등록 제20-211608호에 개시된 기술이 있다. 이 기술에 따르면, 유압실린더의 실린더 하우징은 록커의 일측에 고정되며, 유압실린더의 실린더 로드는 이동후크의 일측에 고정된다. 유압실린더에 의해 로커를 해제위치에서 결합위치로 회전시킴에 따라 록커의 노우즈가 고정후크의 결합홈으로 돌출되어 결합홈의 입구를 좁게 함으로써, 결합홈에 삽입된 결합핀의 이탈을 방지할 수 있게 한다.
그런데, 전술한 기술에서, 록커는 여전히 유압실린더에 동작에 의존하고 있기 때문에, 유압실린더가 손괴되거나 제기능을 하지 못하는 경우에는 유압실린더에 고정된 록커가 결합핀의 이탈을 방지하지 못하여 결합핀이 고정후크로 해제될 수 있다. 이로 인해, 어태치먼트가 퀵커플러에서 낙하하게 되므로, 안전성 추구가 불완전하다고 볼 수 있다.
나아가, 통상적으로, 어태치먼트의 결합핀을 고정후크에 결합시킨 상태로 유압실린더를 신장시키지 않았을 때에는 중장비에서 부저가 울리도록 될 수 있다. 그런데, 중장비를 사용하는 지역은 소음이 심한 경우가 많아 운전자가 부저를 듣지 못하거나, 운전자 혼자가 여러 가지 동작을 동시 다발적으로 수행해야 하는 경우가 많기 때문에, 자칫 유압실린더를 신장시키는 것을 잊게 되는 경우도 있다.
이 경우, 어태치먼트의 결합핀이 고정후크에 단지 걸쳐진 상태로 있으므로, 그 상태로 운전자가 다음 동작을 위해 어태치먼트를 들어올리거나 회전시키게 되면, 어태치먼트가 지면으로 바로 낙하하여 사고를 일으킬 가능성이 있다.
또한, 종래에 따르면, 퀵 커플러에 장착되는 안전장치는 퀵 커플러의 내부공간을 극히 비좁게 만들므로, 퀵 커플러가 작업 현장에서 사용될 때, 퀵 커플러의 내부공간으로 흙이나 돌멩이 파편 등의 불순물이 유입되면, 불순물이 퀵 커플러의 내부공간으로부터 빠져나가지 못하게 되어 퀵 커플러의 내부공간에 쌓일 수 있다. 이로 인해, 퀵 커플러의 구동기구에 과도한 부하가 가해져 구동기구의 오동작을 유발하여 사고 발생 가능성을 높일 수 있다.
이처럼 퀵 커플러의 내부공간을 충분히 확보하지 못하게 마련된 안전장치는 오히려 퀵 커플러의 안전 사용에 방해가 될 수 있음을 알 수 있는데, 그에 따라 작업 현장에서 일하는 작업자들은 자동식 안전장치 대신 수동식 안전장치를 선호하는 등 퇴행적인 모습을 보이고 있는 실정이다.
본 발명의 과제는 어태치먼트를 장착한 상태에서 안전성을 확보할 수 있고, 빈 내부공간을 비교적 많이 확보하여 불순물 배출을 용이하게 할 수 있는 퀵 커플러를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 퀵 커플러는 커플러 바디와, 고정후크와, 가동후크와, 유압실린더와, 회전키, 및 스토퍼를 포함한다. 커플러 바디는 중장비의 아암 선단에 연결된다. 고정후크는 커플러 바디에 형성되며, 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워진다. 가동후크는 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워진다. 유압실린더는 실린더 로드와 실린더 바디 중 어느 한쪽에 장홀이 형성되어 커플러 바디의 실린더용 축에 끼워지고 다른 쪽이 가동후크에 회전 가능하게 결합되며, 장홀의 주변에 형성된 실린더 후크를 구비하며, 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크를 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 회전키는 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 회전 위치에 따라 고정후크의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기를 구비하며, 회전키 돌기가 회전키 스프링의 탄성력에 의해 고정후크의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 고정후크의 결합홈으로부터 제1 결합핀의 이탈을 방지한다. 스토퍼는 실린더 후크에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크를 구비하며, 스토퍼 스프링의 탄성력에 의해 지지되며, 스토퍼 후크가 실린더 후크에 결합된 상태에서 유압실린더의 수축 동작시 회전키 돌기가 고정후크의 결합홈으로부터 인출되도록 회전키를 회전시킨다.
본 발명에 따른 퀵 커플러는 커플러 바디와, 고정후크와, 가동후크와, 유압실린더, 및 구속기구를 포함한다. 커플러 바디는 중장비의 아암 선단에 연결된다. 고정후크는 커플러 바디에 형성되며, 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워진다. 가동후크는 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워진다. 유압실린더는 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크를 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 구속기구는 상기 커플러 바디가 상기 어태치먼트의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 가동후크가 제2 결합핀에 결합된 상태에서 제2 결합핀이 가동후크로 이탈되는 것을 방지하도록 가동후크를 구속한다.
본 발명에 따르면, 어태치먼트의 결합핀이 고정후크에 결합된 상태에서 유압실린더가 수축 동작하지 않는다면, 회전키에 의해 어태치먼트의 결합핀의 이탈이 방지될 수 있다. 따라서, 어태치먼트의 낙하로 인한 사고를 방지하여 안전성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 작업 중에 어태치먼트가 낙하할 수 있는 각도로 퀵 커플러가 위치한 상태에서, 유압실린더가 손괴되거나 제기능을 하지 못하거나 작업자의 실수로 오동작하더라도, 가동후크로부터 어태치먼트의 결합핀이 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 퀵 커플러는 비교적 많이 빈 내부공간을 확보할 수 있으므로, 내부공간으로 불순물 등이 유입될 때 퀵 커플러의 내부공간에 위치된 유압실린더 등의 구성요소들에 부하를 준다거나 압박을 가할 가능성이 없이 곧바로 빠져나갈 수 있다. 따라서, 퀵 커플러의 내부 구성요소의 오작동 등의 문제가 발생되지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 퀵 커플러의 내부를 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 고정후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 있어서, 가동후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 갈고리 및 중력추의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5에 있어서, 중력추의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 3에 있어서, 어태치먼트에 대한 퀵 커플러의 장착 예를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 13은 도 9에 도시된 퀵 커플러에 어태치먼터의 제1,2 결합핀이 결합 후 분리되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다른 예의 회전키가 적용된 상태를 도시한 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 회전키에 대한 사시도이다.
도 16은 중간체가 생략된 예를 도시한 사시도이다.
도 17은 도 16에 도시된 회전키에 대한 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 구성도이다.
도 19는 도 18에 대한 사시도이다.
도 20은 도 18에 있어서, 유압실린더가 신장 동작한 상태를 도시한 도면이다.
도 21은 도 20에 있어서, 스토퍼 중력추의 작용 예를 도시한 도면이다.
도 22는 도 20에 있어서, 제2 중력추의 작용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 도 18에 있어서, 커플러 바디가 어태치먼트를 장착 또는 해제하는 각도로 위치된 상태를 도시한 도면이다.
도 24는 유압실린더의 내부를 나타낸 단면도이다.
도 25는 도 24에 있어서, 피스톤헤드를 도시한 도면이다.
도 26은 도 24의 A 영역을 도시한 도면이다.
도 27은 도 26에 있어서, 유압실린더의 수축 동작을 나타낸 도면이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 대한 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 퀵 커플러의 내부를 나타낸 정면도이다. 도 4는 도 3에 있어서, 고정후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다. 도 5는 도 3에 있어서, 가동후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 퀵 커플러는 중장비에 구비된 붐대의 아암 선단에 위치되어 어태치먼트를 착탈시키는 것으로, 커플러 바디(110)와, 고정후크(120)와, 가동후크(130)와, 유압실린더(140)와, 회전키(150), 및 스토퍼(160)를 포함한다.
커플러 바디(110)는 중장비의 아암 선단에 연결된다. 커플러 바디(110)는 한 쌍의 프레임(111)들이 내부 공간을 갖도록 간격을 두고 배치된 구조로 이루어진다. 고정후크(120)는 커플러 바디(110)에 형성되며, 어태치먼트(10, 도 10 참조)의 제1 결합핀(11)이 끼워진다. 고정후크(120)는 제1 결합핀(11)이 끼워지는 결합홈을 갖는다.
가동후크(130)는 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 가동후크(130)는 커플러 바디(110)의 가동후크 축(112)을 중심으로 회전운동을 할 수 있다. 가동후크(130)는 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)이 끼워진다. 가동후크(130)는 제2 결합핀(12)이 끼워지는 결합홈을 갖는다. 가동후크(130)는 유압실린더(140)의 신장 동작시 고정후크(120)에 가까워지는 방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다. 예컨대, 가동후크(130)는 고정후크(120)의 좌측에 배치되는 경우, 가동후크(130)는 반시계방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다.
유압실린더(140)는 실린더 바디(141)와 실린더 로드(142)를 구비한다. 실린더 바디(141)에 장홀(141a)이 형성되어 커플러 바디(110)의 실린더용 축(113)에 끼워진다. 실린더용 축(113)은 프레임(111)으로부터 돌출되어 장홀(141a)에 끼워진다. 실린더 바디(141)의 실린더 축부(141b)에 장홀(141a)이 형성될 수 있다. 장홀(141a)은 타원형 등으로 이루어질 수 있다.
유입실린더(140)의 장홀(141a)은 실린더용 축(113)에 걸쳐진 채로 좌우로 이동할 수 있다. 즉, 유압실린더(140)는 신장시 가동후크 힌지축(131)을 밀면서 실린더 축부(141b)를 이동시켜 실린더용 축(113)이 장홀(141a)의 좌측에 있도록 한다. 유압실린더(140)는 수축시 가동후크 힌지축(131)을 당기면서 실린더 축부(141b)를 반대로 이동시켜 실린더용 축(113)이 장홀(141a)의 우측에 있도록 한다. 유압실린더(140)의 신장 및 수축 동작이 일어나면, 실린더 축부(141b)는 장홀(141a)의 길이만큼 왕복동작을 하게 된다.
프레임(110)에는 하단 패널(114)이 구비되며, 하단패널(114)은 유압실린더(140)의 수축 동작시 가동후크(130)의 회전을 정지시키게 된다. 유압실린더(140)의 수축시 가동후크(130)의 동작이 먼저 이루어지고, 하단패널(114)에 의해 가동후크(130)의 회전이 정지되면, 유압실린더(140)의 추가적인 수축에 의해 실린더용 축(113)이 장홀(141a)을 따라 이동하게 됨으로써, 실린더 바디(141)가 좌측으로 이동하게 된다.
실린더 로드(142)는 가동후크(130)에 회전 가능하게 결합된다. 실린더 로드(142)는 가동후크(130)의 상단을 관통하고 있는 가동후크 힌지축(131)와 연결될 수 있다. 다른 예로, 도시하고 있지 않지만, 실린더 로드(142)에 장홀(141a)이 형성되고, 실린더 바디(141)가 가동후크(130)에 회전 가능하게 결합될 수도 있다. 유압실린더(140)는 커플러 바디(110)의 내부 중앙에 위치할 수 있다. 장홀(141a)의 주변에 실린더 후크(143c)가 형성된다.
유압실린더(140)는 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크(130)를 제2 결합핀(12)에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 즉, 유압실린더(140)의 신장 또는 수축 동작하면, 실린더 로드(142)와 연결된 가동후크 힌지축(131)이 좌우로 이동하면서 가동후크(130)가 가동후크 축(112)을 중심으로 회전하면서 제2 결합핀(12)에 대해 결합 또는 해제될 수 있다.
회전키(150)는 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 회전키(150)는 고정후크(120)의 개구부 상단에 배치되며, 프레임(111)으로부터 돌출된 회전키 축(115)에 결합될 수 있다. 회전키(150)는 회전 위치에 따라 고정후크(120)의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기(151)를 구비한다. 회전키(150)는 회전키 돌기(151)가 회전키 스프링(152)의 탄성력에 의해 고정후크(120)의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 고정후크(120)의 결합홈으로부터 제1 결합핀(11)의 이탈을 방지한다. 예컨대, 회전키(150)는 좌우에 구비된 회전키 스프링(152)에 의해 회전키 돌기(151)가 하방을 향한 상태로 유지될 수 있다. 회전키 스프링(152)은 토션 스프링으로 이루어질 수 있다.
따라서, 어태치먼트(10)의 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입할 때, 회전키(150)가 시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(151)가 자동으로 위로 올라간다. 이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 안착되는 즉시, 회전키(150)가 반시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(151)가 아래로 내려오게 된다. 이때, 회전키(150)는 계속해서 반시계방향으로 회전하지 않도록 구속된 상태이므로, 제1 결합핀(11)은 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되지 않게 된다. 이와 같이, 회전키(150)는 제1 결합핀(11)을 기계적으로 자동 고정할 수 있게 된다.
스토퍼(160)는 실린더 후크(141c)에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크(161)를 구비한다. 스토퍼(160)는 스토퍼 스프링(162)의 탄성력에 의해 지지된다. 스토퍼 스프링(162)은 토션 스프링으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(160)는 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)에 결합된 상태에서 유압실린더(140)의 수축 동작시 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출되도록 회전키(150)를 회전시킨다.
스토퍼(160)는 좌우에 스토퍼 날개(160a)가 구비될 수 있다. 스토퍼 날개(160a)는 프레임(111)의 스토퍼 가이드(116)의 상단까지 연장된다. 스토퍼 날개(160a)는 스토퍼 가이드(116)의 상단 경사면(116a)과 충돌하여 스토퍼(160)가 상하로 움직이도록 한다.
즉, 스토퍼 날개(160a)는 스토퍼 가이드(116)의 상단 경사면(116a)을 따라 이동하다가 특정 위치에 도달하면, 스토퍼 가이드(116)의 상단 형상에 의해 스토퍼(160)를 들어올리게 된다. 따라서, 스토퍼 후크(161)와 실린더 후크(141c)의 결합이 해제된다. 이때, 타원형의 장홀(141a)은 실린더 후크(141c)가 스토퍼 후크(161)와 해제되는 위치에서 실린더 축부(141b)를 동시에 내려 앉도록 함으로써, 스토퍼(160)와 실린더 축부(141b)가 완전히 해제되도록 할 수 있다.
스토퍼(160)와 회전키(150) 사이에 중간체(166)가 배치될 수 있다. 중간체(166)는 한쪽 부위가 스토퍼(160)에 회전 가능하게 결합된 상태로 중앙 부위가 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 중간체(166)는 한쪽 부위가 스토퍼(160)에 의해 당겨짐에 따라 다른 쪽 부위가 회전키 돌기(151)를 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출시킨다.
즉, 중간체(166)는 프레임(111)으로부터 돌출된 중간체 축(117)에 결합되어 중간체 축(117)을 중심으로 회전 운동을 할 수 있다. 중간체(166)는 회전 운동시 회전키(150)과 서로 간섭을 일으켜 회전키(150)의 회전 운동을 유발한다. 중간체(166)는 좌우에 스토퍼 스프링(162)이 설치되며, 상단에 스토퍼 축(163)으로 스토퍼(160)와 연결된다. 따라서, 스토퍼(160)도 스토퍼 스프링(162)에 의해 하방으로 탄성 편향될 수 있다.
중간체(166)의 상단은 스토퍼 축(163)으로 좌측 스토퍼(160)와 결합될 수 있다. 따라서, 스토퍼(160)가 좌우 이동하면, 중간체(166)도 중간체 축(117)을 중심으로 회전하게 된다. 중간체(166)가 회전하게 되면 스토퍼(160)도 좌우 이동하게 된다.
회전키(150)의 좌측에는 회전키 날개(150a)가 구비될 수 있다. 회전키 날개(150a)는 중간체(166)와 측면에서 중첩된다. 중간체(166)가 반시계방향으로 회전할 때, 회전키 날개(150a)는 중간체(166)와 서로 간섭이 일어나서 들어올려지게 된다. 따라서, 회전키(150)가 시계방향으로 회전하게 되므로, 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 위로 들려 올려지게 된다. 이와 반대로, 회전키 돌기(151)가 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 올려져 고정후크(120)의 상단에 위치하게 될 때, 중간체(166)의 회전운동이 일어나지 않는다.
스토퍼(160)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다. 스토퍼(160)는 스토퍼 스프링(162)에 의해 하방으로 탄성 편향되어 있으므로, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)의 좌측 상단에 위치하게 되면, 스토퍼 후크(161)는 자동적으로 실린더 후크(141a)와 결합하게 된다.
이 상태에서, 유압실린더(140)의 실린더 축부(141b)가 좌측으로 이동하게 되면 실린더 후크(141c)는 스토퍼 후크(161)를 좌측으로 끌고 가게 된다. 이때, 실린더 축부(141b)가 장홀(141a)을 따라 좌측으로 이동하므로, 스토퍼(160)가 좌측으로 끌려 가면서 중간체(166)가 중간체 축(117)을 중심으로 반시계방향으로 회전하게 된다. 따라서, 회전키(150)가 시계방향으로 회전하면서, 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 상단으로 들어올려지게 된다.
이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로부터 완전히 빠져나가게 되면, 중간체(166)가 시계방향으로 자동으로 회전하게 되며, 회전키(150)는 반시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 하단으로 내려오게 된다. 그 결과, 어태체먼트(10)의 제1 결합핀(11)은 퀵 커플러로부터 완전히 해제될 수 있다.
가동후크(130) 쪽에 구속기구가 마련될 수 있다. 구속기구는 커플러 바디(110)가 어태치먼트(10)의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 가동후크(130)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 제2 결합핀(12)이 가동후크(130)로 이탈되는 것을 방지하도록 가동후크(130)를 구속한다.
구속기구는 갈고리(171) 및 중력추(176)를 구비할 수 있다. 갈고리(171)는 가동후크(130)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 가동후크 힌지축(131)의 이동 범위를 제한하도록 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다.
갈고리(171)는 가동후크 힌지축(131)의 좌측에 배치될 수 있다. 갈고리(171)는 가동후크 힌지축(131)의 상단에 갈고리 축(118)을 중심으로 회전한다. 갈고리(171)의 선단에는 갈고리 후크(172)가 구비된다. 갈고리 후크(172)는 가동후크 힌지축(131)을 구속할 수 있도록 한다. 가동후크 힌지축(131)의 선단에는 평면부(131a)가 마련됨으로써, 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속하기 쉽도록 한다.
어태치먼트(10)가 지면에 놓인 상태에서, 퀵 커플러는 어태치먼트(10)를 장착 또는 해제하게 되는데, 이때 갈고리(171)는 가동후크 힌지축(131)을 구속하지 않도록 회전해서 위치될 수 있다.
중력추(176)는 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속한 상태에서 갈고리(171)에 하중을 가하도록 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 중력추(176)는 갈고리(171)의 좌측에 배치될 수 있다. 중력추(176)는 갈고리(171)의 하단에 중력추 축(119)를 중심으로 중력에 의해 자유 회전한다. 중력추 축(119)은 프레임(111)으로부터 돌출된다. 중력추(176)는 갈고리(171)보다 상대적으로 무겁고, 대략 7cm 정도로 두께를 갖는 철 재질로 이루어질 수 있다.
중력추(176)는 상대적으로 무게가 가벼운 갈고리(171)의 위치를 변경할 수 있다. 즉, 갈고리(171)는 중력추(176)의 위치에 따라 가동후크 힌지축(131)에 대한 상대 경사각도가 변할 수 있다. 여기서, 갈고리(171)와 중력추(176)의 형상 및 위치에 따라 가동후크 힌지축(131)이 갈고리(171)에 의해 방해 받지 않고 이동할 수 있는 경사각이 결정되므로, 원하는 경사각에 따라 갈고리(171)와 중력추(176)의 형상과 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
갈고리(171)와 중력추(176)의 작용 예에 대해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 6에 도시된 바와 같이, 작업 중에 어태치먼트(10)가 낙하할 수 있는 각도로 퀵 커플러가 위치한 상태에서, 운전자가 고의로 아무리 유압실린더(140)를 동작시켜 퀵 커플러로부터 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)을 해제하려고 해도 원천적으로 불가능하게 된다. 그 이유는 유압실린더(140)를 수축시키더라도, 실린더 로드(142)는 갈고리(171)의 갈고리 후크(172)에 걸려서 더 이상 수축될 수가 없기 때문이다.
나아가, 이러한 상태에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 작업 도중에 유압실린더(140)의 실린더 로드(142)가 부러지더라도, 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속하게 되어 가동후크(130)가 일정간격 이상으로 벌어지지 않게 되므로, 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)은 가동후크(130)로부터 빠져나올 수 없게 된다. 유압실린더(140)가 내부적인 누유로 인해 자연적으로 수축하거나, 퀵 커플러 컨트롤러에 과부하전류가 흘러 스위치 고장에 의한 오작동이 생긴 경우에도, 갈고리(171)에 의해 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)이 퀵 커플러로부터 해제될 수 없게 된다.
이와 같이, 퀵 커플러가 특정 각도로 위치될 때, 예컨대 퀵 커플러가 어태치먼트(10)를 장착 또는 해제시키는 각도로 위치될 때만 유압실린더(140)의 정상적인 신장 및 수축 동작에 따라 해제가 가능하며, 그 밖의 각도로 위치될 때는 중력추(176)의 작용에 의해 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속하는 위치에 있게 되어 어태치먼트(10)의 해제가 이루어질 수 없다.
도 8에 도시된 바와 같이, 다른 예에 따른 중력추(176’)는 갈고리(171’)의 상측에 배치될 수 있다. 갈고리(171’)는 상단에 돌기(171a’)들을 구비할 수 있다. 돌기(171a’)들은 그 사이에 중력추(176’)의 하단 부위를 삽입시킨다.
중력추(176’)는 퀵 커플러의 커버(110a)에 중력추 축(119’)을 중심으로 회전하도록 설치된다. 중력추(176’)는 위치에 따라 갈고리(171)의 경사각이 변하도록 할 수 있다. 한편, 중력추(176, 176’)는 프레임(111)의 어디든 설치 가능하며, 반드시 프레임(111)으로부터 돌출된 축에 설치되어야만 하는 것은 아니다. 중력추(176, 176’)는 전술한 기능을 하는 범주에서 다양하게 설치될 수 있다.
전술한 퀵 커플러는 비교적 많이 빈 내부공간을 확보할 수 있으므로, 내부공간으로 불순물 등이 유입될 때 퀵 커플러의 내부공간에 위치된 유압실린더 등의 구성요소들에 부하를 준다거나 압박을 가할 가능성이 없이 곧바로 빠져나갈 수 있다. 따라서, 퀵 커플러의 내부 구성요소의 오작동 등의 문제가 발생되지 않게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 퀵 커플러가 어태치먼트(10)에 장착 또는 분리되는 과정을 도 9 내지 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 어태치먼트(10)의 바닥은 지면(1)에 놓여 있는 상태이다. 이 상태에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 퀵 커플러가 이동해서 어태치먼트(10)의 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입되게 한다. 이때, 제1 결합핀(11)이 회전키 돌기(151)를 밀고 들어가게 되며, 그에 따라 회전키 돌기(151)가 시계방향으로 회전하면서 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출되어 상방으로 올라가게 된다.
이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 완전히 안착되면, 회전키(151)는 회전키 스프링(152)에 의해 반시계방향으로 회전하면서 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 입구를 1/3 또는 그 이상 막도록 고정후크(120)의 결합홈으로 다시 인입된다. 따라서, 제1 결합핀(11)은 고정후크(120)의 결합홈에 고정될 수 있다. 이 상태에서, 가동후크(130) 쪽에는 중력추(176)가 중력에 의해 하방을 향하게 되고 갈고리(171)는 중력추(176)에 의해 가동후크 힌지축(131)을 구속하지 않도록 위치된다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)가 신장되면, 가동후크(130)가 가동후크 축(112)을 중심으로 반시계방향으로 회전하게 되어 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)이 가동후크(130)의 결합홈에 결합된다.
이와 같이, 고정후크(120)와 가동후크(130)가 모두 제1,2 결합핀(11, 12)에 각각 결합된 후, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정에서 어태치먼트(10)는 퀵 커플러로부터 해제되지 않게 된다. 그 이유는 고정후크(120)에 결합된 제1 결합핀(11)은 고정후크(120)의 각도와 회전키 돌기(171)로 인해 고정후크(120)로부터 벗어날 수 없는 상태가 되며, 작업자의 조작 실수로 유압실린더(140)가 수축되거나, 유압실린더(140)가 손괴되거나 제기능을 못하더라도, 갈고리(171)에 의해 제2 결합핀(12)은 가동후크(130)로부터 이탈될 수 없기 때문이다.
이후, 어태치먼트(10)는 퀵 커플러에 장착된 상태로부터 다음과 같이 퀵 커플러로부터 해제될 수 있다. 어태치먼트(10)의 바닥이 지면에 닿으면, 도 9에 도시된 바와 같이, 퀵 커플러는 어태치먼트(10)를 초기 장착할 때와 같은 경사각을 갖게 된다.
이 상태에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)가 수축 동작하면, 가동후크(130)는 갈고리(171)에 의해 구속됨 없이 가동후크 축(112)을 중심으로 시계방향으로 회전된다. 이후, 가동후크(130)가 하단패널(114)에 의해 정지되면, 유압실린더(140)의 추가 수축 동작에 의해 실린더 축부(141b)가 좌측으로 이동한다. 이에 따라, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)에 결합된 상태로 좌측으로 끌려가게 되므로, 중간체(166)가 반시계방향으로 회전하게 되어 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)로부터 인출된다. 따라서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)로부터 이탈될 수 있다.
이 상태에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)의 수축 동작에 의해 실린더 바디(141)가 좌측으로 더 이동하게 되면, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)로부터 이탈된다. 이때, 실린더 바디(141)는 실린더 축부(141b)의 장홀(141a)의 안내를 받아 하방으로 내려앉게 되어 스토퍼 후크(161)의 이탈을 보조할 수 있다. 그 결과, 스토퍼(160)는 우측으로 이동하게 된다. 아울러, 회전키(150)가 반시계방향으로 회전함에 따라 중간체(166)가 시계방향으로 회전함과 동시에 회전키 돌기(151)는 고정후크(120)로 인입된다. 그 결과, 어태치먼트(10)는 퀵 커플러로부터 완전히 해제될 수 있다.
다른 예로, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 회전키(150’)는 실린더용 축(113)에 장착될 수 있다. 회전키(150’)에는 실린더용 축(113)에 끼워지는 축 홀(150a’)을 갖는다. 회전키는 중간체(166)의 상단을 덮는 형상으로 이루어진다.
유압실린더(140)의 수축 동작시 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)에 맞물린 상태로 스토퍼(160)가 끌려 가며, 이때, 중간체(166)가 반시계방향으로 회전하면서 회전키(150’)를 들어올리게 된다. 이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)로부터 분리되면, 스토퍼(160)는 회전키(150’)의 스토퍼 돌기(153’)에 의해 들어올려진다. 따라서, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)로부터 해제된 후 중간체(166)가 시계방향으로 회전하면서 회전키(150’)가 하단으로 내려가게 된다.
다른 예로, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 회전키(150”)는 중간체(166)가 생략된 채로 스토퍼(160”)에 직접적으로 결합될 수 있다. 스토퍼(160”)가 스토퍼 축(160a”)을 통해 회전키(150”)에 회전 가능하게 결합된다. 스토퍼(160”)가 유압실린더(140)의 수축 동작에 의해 실린더 축부(141b)에 의해 끌려갈 때, 회전키(150”)를 직접적으로 들어올리게 된다. 또한, 회전키(150”)는 실린더용 축(113)에 장착될 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 구성도이다. 도 19는 도 18에 대한 사시도이다. 도 20은 도 18에 있어서, 유압실린더가 신장 동작한 상태를 도시한 도면이다. 도 21은 도 20에 있어서, 스토퍼 중력추의 작용 예를 도시한 도면이다.
도 18 내지 도 21을 참조하면, 퀵 커플러에서, 회전키(250)는 프레임(111)의 회전키 축(115)에 회전 가능하게 결합되며, 스토퍼(260)는 회전키(250)에 회전 가능하게 결합된다. 회전키(250)는 스토퍼 축(263)에 의해 스토퍼(260)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전키(250)는 회전키 스프링(252)에 의해 회전키 돌기(251)가 고정후크(120)의 결합홈 내에 위치되도록 탄성 편향된다.
스토퍼 스프링(262)은 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)로부터 분리될 때 회전키(250)에 의해 탄성 변형되어 스토퍼(260)에 탄성력을 가할 수 있다. 스토퍼 스프링(262)은 토션 스프링으로 이루어질 수 있다. 스토퍼 스프링(262)은 중앙 부위가 회전키 축(115)에 끼워진다. 스토퍼 스프링(262)은 중앙 부위로부터 인출된 한쪽 부위가 프레임(111)에 맞닿게 배치되고, 중앙 부위로부터 인출된 다른 쪽 부위가 회전키(250)의 상단과 맞닿을 수 있게 굽어진 후 스토퍼(260)의 중앙 하부에 맞닿게 굽어진 형태를 갖는다. 따라서, 스토퍼 스프링(262)은 회전키(250)와 스토퍼(260) 사이를 지지한다.
유압 실린더(140)의 수축 동작이 완전히 이루어지지 않은 상태에서 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)에 결합되어 있을 때, 스토퍼 스프링(262)은 스토퍼(260)에 탄성력을 제공하지 않는다.
도 18에 도시된 바와 같이, 유압 실린더(140)의 수축 동작시 회전키 돌기(251)의 롤러(253)가 고정후크(120)의 결합홈 내에 진입해서 위치된 상태에서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 진입되거나 고정후크(120)의 결합홈으로부터 분리될 때, 롤러(253)가 들어올려진다. 이로 인해, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c) 쪽으로 이동하여 실린더 후크(141c)로부터 이탈될 수 있는 간격을 유발시키며, 회전키(250)의 상단이 들어올려진다. 이때, 회전키(250)의 상단이 인접한 스토퍼 스프링(262)의 부위를 들어올려 스토퍼 스프링(262)이 스토퍼(260)를 지지하게 된다. 따라서, 스토퍼 후크(261)는 실린더 후크(141c)로부터 이탈되는 탄성력을 제공받아서 실린더 후크(141c)로부터 이탈되어 실린더 후크(141c)의 단부 우측에 올려진 상태가 된다. 이때, 스토퍼 후크(261)는 스토퍼 스프링(162)에 의해 실린더 후크(141c)의 단부 우측에 맞닿은 상태로 유지된다.
회전키 돌기(251)에는 롤러(253)가 회전 가능하게 장착될 수 있다. 롤러(253)는 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입 또는 이탈될 때 마찰력을 회전키 돌기(251)의 회전 운동으로 전환하고 마찰을 최소화하여 마모를 줄이게 한다. 유압 실린더(140)의 수축 동작시 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)에 맞닿아 견인된 상태에서, 롤러(253)는 고정후크(120)의 결합홈 내의 상단에 위치된다. 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈될 때, 롤러(253)는 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 회전키(250)를 시계방향으로 회전시킬 수 있게 한다. 그 결과, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)로부터 분리될 수 있다.
회전키(250) 및 스토퍼(260)의 작용 예에 대해 설명하면 다음과 같다. 가동후크(230)가 고정후크(120) 쪽으로 완전히 좁혀지도록 유압실린더(140)가 수축 동작하면, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)에 맞닿아 견인되며, 롤러(253)는 고정후크(120)의 결합홈의 상단에 돌출된 대기 상태로 위치된다. 이 상태에서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입되거나 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되면, 롤러(253)가 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 올라가면서 스토퍼 후크(261)와 실린더 후크(141c)가 서로 이탈하기 시작한다. 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 안착되면, 롤러(253)는 회전키 스프링(252)에 의해 고정후크(120)의 결합홈으로 복귀한다. 이때, 스토퍼 후크(261)는 실린더 후크(141c)로부터 맞물린 상태로부터 이탈되어 실린더 후크(141c)의 상단 우측에 얹혀질 수 있다.
이후, 유압실린더(140)가 신장 동작을 하면, 도 20에 도시된 바와 같이, 실린더 후크(141c)가 회전키(250) 쪽으로 이동하면서 스토퍼 후크(261)와 결합되어 스토퍼(260)의 하단에 맞닿은 상태가 된다. 이때, 스토퍼(260)는 실린더 후크(141c)에 의해 구속되어 있지 않으므로, 견인력을 상실한 스토퍼(260)와 회전키(250)는 스토퍼 스프링(262)과 회전키 스프링(252)의 탄성력에 의해 반시계방향으로 급회전하며 고정후크(120)의 결합홈 우측에 위치된 프레임(111) 부위에 맞닿게 됨으로써, 회전키(250)가 반시계방향으로 더 이상 회전하지 않도록 구속된다. 따라서, 제1 결합핀(11)은 회전키 돌기(251)에 의해 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되지 않게 된다.
이후, 유압실린더(140)가 수축 동작을 하면, 회전키(250)에 스토퍼 축(263)에 의해 회전하는 스토퍼(260)는 실린더 후크(141c)에 의해 좌측 방향으로 견인되며, 그에 따라 회전키(250)가 시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(251)가 고정후크(120)의 결합홈의 상단에 위치하게 된다. 이 상태에서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되는 방향으로 이동하면, 롤러(253)는 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 올라가게 된다. 이에 따라, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)와 맞물려있는 부위로부터 이탈될 수 있는 간격이 발생된다. 이때, 스토퍼 스프링(262)은 회전키(250)의 상단에 지지된 상태이므로, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)로부터 이탈된다. 제1 결합핀(11)의 이탈 후, 회전키 스프링(252)에 의해 회전키 돌기(251)는 원래 위치로 복귀하게 된다.
도 19 및 도 21에 도시된 바와 같이, 스토퍼(260)의 일측에는 스토퍼 중력추(264)가 구비될 수 있다. 커플러 바디(110)가 어태치먼트(10)의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 스토퍼 중력추(264)는 유압실린더를 구속한다.
스토퍼 중력체(264)의 일단부는 프레임(111)에 회전 가능하게 결합되며, 스토퍼 중력추(264)의 타단부는 중력추 후크(264a)를 구비한다. 중력추 후크(264a)는 실린더 후크(141c)와 결합 또는 분리된다.
고정후크(120)가 들어올려져 퀵 커플러의 경사각이 대략 65도인 상태에서, 가동후크(230)가 완전히 좁아지도록 유압실린더(140)가 수축 동작하려 할 때, 중력추 후크(264a)는 실린더 후크(141c)로부터 분리된 상태가 된다. 또한, 퀵 커플러의 경사각이 65도 이하에서 유압실린더(140)가 신장 동작하면, 중력추 후크(264a)는 실린더 후크(141c)와 결합된다. 따라서, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정 중 유압실린더(140)의 손괴가 있거나 제1,2 중력추(271, 276)가 작동하지 않는 등의 상황이 있더라도, 유압실린더(140)는 스토퍼 중력체(264)에 의해 구속되어 가동후크(230) 쪽으로 이동하지 않게 된다.
가동후크(230)는 유압실린더(140)의 신장 동작시 고정후크(120)로부터 멀어지는 방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다. 예컨대, 가동후크(230)는 고정후크(120)의 좌측에 배치되는 경우, 가동후크(230)는 시계방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다. 한편, 유압실린더(140)의 장홀(241a)은 실린더용 축(113)을 기준으로 좌우로 이동 하도록 형성된 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가동후크(230)는 한쪽 단부에 제2 결합핀(12)이 끼워지는 결합홈이 형성되며, 반대쪽 단부에 고정후크(120)로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 가동후크 돌기(231)가 형성된다. 구속기구는 제1 중력추(271)를 포함할 수 있다.
제1 중력추(271)의 일단부는 커플러 바디(110), 즉 프레임(111)의 중력추 축(219)에 회전 가능하게 결합되며, 제1 중력추(271)의 타단부는 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 가동후크 돌기(231)와 상호 작용하여 가동후크 돌기(231)의 이동 범위를 제한하는 제1 구속부(272)를 구비한다. 제1 구속부(272)는 제1 중력추(271)의 바깥 측면으로부터 함몰된 홈의 형태로 이루어질 수 있다. 제1 구속부(272)는 가동후크 돌기(231)로부터 먼 쪽 부위가 경사진 면을 가질 수 있다.
제1 구속부(272)가 가동후크 돌기(231)로부터 벗어난 상태에서, 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 끼워지도록 반시계방향으로 회전하면, 제1 중력추(271)가 시계방향으로 회전하면서 가동후크 돌기(231)가 제1 구속부(272)에 끼워지게 된다. 이 상태에서, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정 중 유압실린더(140)의 손괴 등이 있더라도, 제1 구속부(272)는 가동후크 돌기(231)를 구속하게 되어 가동후크(230)가 일정간격 이상으로 벌어지지 않게 되므로, 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)은 가동후크(230)로부터 빠져나올 수 없게 된다.
구속기구는 제2 중력추(276)를 더 포함할 수 있다. 제2 중력추(276)의 일단부는 중력추 축(219)에 회전 가능하게 결합되며, 제2 중력추(276)의 타단부는 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 가동후크 돌기(231)와 상호 작용하여 가동후크 돌기(231)의 이동 범위를 제한하는 제2 구속부(277)를 구비한다.
제2 구속부(277)는 제1 구속부(272)와 동일한 형태로 이루어질 수 있다. 다만, 제2 구속부(277)는 중력추 축(219)으로부터 길이가 제1 구속부(272)와 중력추 축(219) 사이의 길이와 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 구속부(277)는 중력추 축(219)으로부터 길이가 제1 구속부(272)와 중력추 축(219) 사이의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
제1 결합핀(11)과 제2 결합핀(12)의 간격은 어태치먼트(10)의 종류에 따라 다를 수 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 제1 결합핀(11)과 제2 결합핀(12)의 간격이 짧은 경우, 가동후크(230)가 반시계방향으로 회전하는 거리가 짧아지므로, 가동후크 돌기(231)는 제1 구속부(272)에만 들어가고 제2 구속부(277)로부터 벗어난 상태를 유지한다. 따라서, 가동후크 돌기(231)는 제1 구속부(272)에 의해 구속되어 가동후크(230)로부터 제2 결합핀(12)의 이탈을 방지할 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 제1 결합핀(11)과 제2 결합핀(12)의 간격이 긴 경우, 가동후크(230)가 반시계방향으로 회전하는 거리가 길어지므로, 가동후크 돌기(231)는 제1 구속부(272)와 제2 구속부(277)에 모두 들어간다. 이 상태에서, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정 중 유압실린더(140)의 손괴 등이 있더라도, 가동후크 돌기(231)는 제2 구속부(277)에 의해 구속되어 가동후크(230)로부터 제2 결합핀(12)의 이탈을 방지할 수 있다.
구속기구는 중력추 스프링(273)들을 포함할 수 있다. 중력추 스프링(273)들은 제1,2 중력추(271, 276)를 가동후크 돌기(231) 쪽으로 탄성 편향시킨다. 따라서, 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 끼워지도록 반시계방향으로 회전하면, 제1,2 중력추(271, 276)가 시계방향으로 신속하게 회전하면서 가동후크 돌기(231)가 제1,2 구속부(272, 277)에 끼워질 수 있다. 중력추 스프링(273)들은 압축 코일스프링으로 이루어져 커버(110a)와 제1,2 중력추(271, 276) 사이에 각각 설치될 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 퀵 커플러가 어태치먼트(10)를 해제하기 위한 각도로 위치될 때, 제1,2 중력추(271, 276)가 가동후크 돌기(231)로부터 벗어나도록 중력추 스프링(273)들에 의한 각 힘은 제1,2 중력추(271, 276)의 하중에 의한 힘보다 작게 설정될 수 있다. 따라서, 고정후크(120)의 높이가 가동후크(230)의 높이보다 높을 경우, 제1 중력추(271)는 가동후크 돌기(231)를 구속하지 않도록 위치될 수 있다. 이때, 제2 중력추(276)도 가동후크 돌기(231)를 구속하지 않도록 위치될 수 있다.
또한, 퀵 커플러가 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)을 장착 또는 해제하도록 위치될 때, 스토퍼 중력추(264)는 중력추 후크(264a)가 실린더 후크(141c)로부터 이탈되기 용이한 위치로 회전하므로, 유압실린더의 수축 동작시 중력추 후크(264a)가 실린더 후크(141c)로부터 분리될 수 있다.
한편, 유압실린더(140)는 수축 동작시 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출된 시점부터 설정 시간 동안, 예컨대 대략 3초 동안 지연된 후 수축 동작하도록 구성될 수 있다. 회전키 돌기(151)가 유압실린더(140)의 수축 동작에 의해 들어올려진 상태에서 유압실린더(140)가 대략 3초 동안 지연된다면, 회전키 돌기(151)가 내려오는 시간이 지연될 수 있다. 따라서, 고정후크(120)로부터 제1 결합핀(11)이 빠지기 전에 회전키 돌기가 즉시 내려와 고정후크(120)를 막게 되는 현상을 방지할 수 있다.
유압실린더(140)에 대해, 도 24 내지 도 27을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 24는 유압실린더의 내부를 나타낸 단면도이다. 도 25는 도 24에 있어서, 피스톤헤드를 도시한 도면이다. 도 26은 도 24의 A 영역을 도시한 도면이다. 도 27은 도 26에 있어서, 유압실린더의 수축 동작을 나타낸 도면이다.
실린더 바디(141)는 피스톤헤드(143)에 의해 실린더 로드(142) 쪽의 로드 공간(x)와 실린더 축부 쪽의 축부 공간(y)으로 나뉜다. 로드공간(x)과 축부 공간(y) 중 어느 쪽으로 오일이 공급되는가에 따라 피스톤헤드(143)의 이동방향이 결정된다. 피스톤헤드(143)에는 격벽들(143a, 143b, 143c, 143d)이 형성될 수 있다. 격벽들(143a, 143b) 사이의 씰 공간(143e)과, 격벽들(143c, 143d) 사이의 씰 공간(143f)에 피스톤 씰(미도시)이 장착될 수 있다.
피스톤헤드(143)의 내부공간에는 플러그(144)가 수용된다. 플러그(144)의 내부공간에는 플러그 스프링(145)이 장착된다. 플러그(144)의 개구에는 와셔(146)가 장착되어 플러그(144)로부터 플러그 스프링(145)이 이탈되지 않도록 한다.
플러그(144)의 하단에는 돌기가 형성된다. 돌기는 플러그(144)가 이동함에 따라 오일방사중심홀(147a)을 막을 수 있도록 한다. 돌기의 중심에는 오일방사중심홀(147a)보다 작은 플러그 통공(144a)이 구비된다. 플러그(144)는 오일의 방향과 피스톤헤드(143)의 위치에 따라 피스톤헤드(143)의 내부 공간을 이동하면서 오일방사중심홀(147a)을 막거나 여는 방식으로 유량을 조정하는 역할을 함으로써, 유압실린더(140)의 동작 속도가 변할 수 있도록 한다.
즉, 오일방사중심홀(147a)로부터 격벽(143b)와 격벽(143c) 사이의 오일공간(143g)에는 방사상으로 형성된 오일방사통로(147b)가 구비된다. 오일방사통로(147b)를 통해 오일공간(143g)과 오일방사중심홀(147a)이 소통되며, 오일방사중심홀(147a)은 피스톤헤드(143)의 내부공간과 소통된다. 플러그(144)는 오일방사중심홀(147a)과 헤드 개구부(143h) 사이의 공간에서 왕복 이동하면서 오일방사중심홀(147a)과 피스톤헤드(143)의 내부공간 사이를 개폐하는 역할을 하게 된다.
이러한 구조로 인해, 오일은 헤드 개구부(143h)로부터 플러그(144)의 내부와 플러그 통공(144a)을 통해 오일방사중심홀(147a)로 이동한 후 다시 오일방사통로(147b)을 통해 오일공간(143g)으로 흐르게 된다. 이와 반대로, 오일은 오일공간(143g)으로부터 오일방사통로(147b)을 통해 오일방사중심홀(147a)로 흐른다. 이때, 오일의 압력에 의해 플러그(144)가 헤드 개구부(143h) 쪽으로 밀려나게 된다. 이에 따라, 오일의 일부는 플러그 통공(144a)을 통해 헤드 개구부(143h)로 흐르고, 오일의 대부분은 플러그(144)의 측벽을 타고 흐르다가 플러그(144)의 사이드 홀(144b)을 통해 헤드 개구부(143h)로 흐르게 된다.
도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)의 수축 동작을 위해 오일이 로드 도관(148a)을 통해 주입되면, 오일은 로드공간(x)으로 공급되면서 실린더 로드(142)가 실린더 바디(141)의 내부로 이동하게 된다. 이때, 축부 공간(y)에 있던 오일은 축부 도관(148b)을 통해서 빠져 나가게 된다.
피스톤헤드(143)의 격벽(143d)이 축부 도관(148b)의 입구에 도달할 때까지는 오일의 배출유량이 일정하므로 유압실린더(140)의 속도변화는 없게 된다. 하지만, 격벽(143d)이 축부 도관(148b)의 위치를 지나게 되면, 씰 공간(143f)의 피스톤 씰이 축부 도관(148b)을 막게 된다. 따라서, 축부 공간(y)의 오일이 축부 도관(148b)으로 빠져 나가지 못하게 된다.
축부 공간(y)의 오일은 헤드 개구부(143h)와 플러그(144)의 내부 및 플러그 통공(144a)으로 빠져 나가며, 오일방사중심홀(147a)로부터 오일방사통로(147b)로 흐르다가 최종적으로 축부 도관(148b)으로 흘러나가게 된다. 이때, 축부 도관(148b)으로 흘러나가는 오일의 양은 매우 적기 때문에, 실린더 로드(142)는 실린더 바디(141)의 내부로 이동하는 속도가 현저히 낮아진다. 따라서, 유압실린더(140)의 수축 동작은 대략 3초 동안 지연될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 중장비에 구비된 붐대의 아암 선단에 위치되어 어태치먼트를 착탈시키는 것으로,
    상기 중장비의 아암 선단에 연결된 커플러 바디;
    상기 커플러 바디에 형성되며, 상기 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워지는 고정후크;
    상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 상기 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워지는 가동후크;
    실린더 로드와 실린더 바디 중 어느 한쪽에 장홀이 형성되어 상기 커플러 바디의 실린더용 축에 끼워지고 다른 쪽이 상기 가동후크에 회전 가능하게 결합되며, 상기 장홀의 주변에 형성된 실린더 후크를 구비하며, 신장 또는 수축 동작에 따라 상기 가동후크를 상기 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시키는 유압실린더;
    상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 회전 위치에 따라 상기 고정후크의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기를 구비하며, 상기 회전키 돌기가 회전키 스프링의 탄성력에 의해 상기 고정후크의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 상기 고정후크의 결합홈으로부터 상기 제1 결합핀의 이탈을 방지하는 회전키; 및
    상기 실린더 후크에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크를 구비하며, 스토퍼 스프링의 탄성력에 의해 지지되며, 상기 스토퍼 후크가 상기 실린더 후크에 결합된 상태에서 상기 유압실린더의 수축 동작시 상기 회전키 돌기가 상기 고정후크의 결합홈으로부터 인출되도록 상기 회전키를 회전시키는 스토퍼;
    를 포함하는 퀵 커플러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 회전키에 회전 가능하게 결합되며;
    상기 스토퍼 스프링은 상기 스토퍼 후크가 상기 실린더 후크로부터 분리될 때 상기 회전키에 의해 탄성 변형되어 상기 스토퍼에 탄성력을 가하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커플러 바디가 상기 어태치먼트의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 상기 유압실리더를 구속하는 스토퍼 중력추를 더 포함하며,
    상기 스토퍼 중력추는 일단부가 상기 어태치먼트에 회전 가능하게 결합되고 타단부가 상기 실린더 후크와 결합 또는 해제되는 중력추 후크를 구비하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  4. 제1항에 있어서,
    한쪽 부위가 상기 스토퍼에 회전 가능하게 결합된 상태로 중앙 부위가 상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 한쪽 부위가 상기 스토퍼에 의해 당겨짐에 따라 다른 쪽 부위가 상기 회전키를 밀어 상기 회전키 돌기를 상기 고정후크의 결합홈으로부터 인출시키는 중간체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전키는 상기 실린더용 축에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  6. 중장비에 구비된 붐대의 아암 선단에 위치되어 어태치먼트를 착탈시키는 것으로,
    상기 중장비의 아암 선단에 연결된 커플러 바디;
    상기 커플러 바디에 형성되며, 상기 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워지는 고정후크;
    상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 상기 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워지는 가동후크;
    신장 또는 수축 동작에 따라 상기 가동후크를 상기 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시키는 유압실린더; 및
    상기 커플러 바디가 상기 어태치먼트의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 상기 제2 결합핀이 상기 가동후크로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 가동후크를 구속하는 구속기구;
    를 포함하는 퀵 커플러.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가동후크는 상기 유압실린더의 신장 동작시 상기 고정후크에 가까워지는 방향으로 회전하도록 상기 커플러 바디의 가동후크 힌지축에 의해 결합되며;
    상기 구속기구는,
    상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 상기 가동후크 힌지축의 이동 범위를 제한하도록 상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되는 갈고리, 및
    상기 갈고리가 상기 가동후크 힌지축을 구속한 상태에서 상기 갈고리에 하중을 가하도록 상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되는 중력추를 포함하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가동후크는 상기 유압실린더의 신장 동작시 상기 고정후크로부터 멀어지는 방향으로 회전하도록 상기 커플러 바디에 결합되며, 한쪽 단부에 제2 결합핀이 끼워지는 결합홈이 형성되며, 반대쪽 단부에 상기 고정후크로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 가동후크 돌기가 형성되며;
    상기 구속기구는 제1 중력추를 포함하며,
    상기 제1 중력추의 일단부는 상기 커플러 바디의 중력추 축에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1 중력추의 타단부는 상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 상기 가동후크 돌기와 상호 작용하여 상기 가동후크 돌기의 이동 범위를 제한하는 제1 구속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구속기구는,
    상기 구속기구는 제2 중력추를 더 포함하며,
    상기 제2 중력추의 일단부는 상기 중력추 축에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2 중력추의 타단부는 상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 상기 가동후크 돌기와 상호 작용하여 상기 가동후크 돌기의 이동 범위를 제한하는 제2 구속부를 구비하며,
    상기 제2 구속부는 상기 중력추 축으로부터 길이가 상기 제1 구속부와 중력추 축 사이의 길이와 다른 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구속기구는,
    상기 제1,2 중력추를 상기 가동 후크 쪽으로 탄성 편향시키는 중력추 스프링들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유압실린더는 수축 동작시 상기 회전키 돌기가 상기 고정후크의 결합홈으로부터 인출된 시점부터 설정 시간 동안 지연된 후 수축 동작하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 유압실린더는 수축 동작시 상기 회전키 돌기가 상기 고정후크의 결합홈으로부터 인출된 시점부터 설정 시간 동안 지연된 후 수축 동작하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
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