KR100930959B1

KR100930959B1 - 중장비용 퀵 커플러

Info

Publication number: KR100930959B1
Application number: KR1020090021739A
Authority: KR
Inventors: 노상철
Original assignee: 주식회사 필엔지니어링
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2029-03-13

Abstract

본 발명은 굴삭기 등과 같은 중장비의 암에 브레이커나 버킷 등과 같은 어태치먼트(Attachment)를 작업용도에 맞게 쉽게 교체하여 사용할 수 있도록 해주는 퀵 커플러에 관한 것이다.

본 발명은 퀵 커플러에 실린더와 힌지 방식을 도입하여 퀵 커플러의 좌우 기울기를 조정할 수 있는 새로운 형태의 퀵 커플러를 구현함으로써, 교체할 어태치먼트가 기울어져 있는 경우에도 퀵 커플러의 좌우 기울기를 조정하여 쉽게 장착할 수 있는 등 어태치먼트 교체 작업을 간편하게 할 수 있고, 또 경사지 작업시의 경우에도 퀵 커플러의 기울기 조정을 통해 경사지 작업을 용이하게 할 수 있는 등 작업의 효율성을 높일 수 있는 한편, 퀵 커플러에 360°회전가능한 구조를 도입하여 어태치먼트의 방향을 자유자재로 조정할 수 있도록 함으로써, 종전과 같이 작업 여건에 따라 어태치먼트를 다시 장착하여 사용하는 등의 불편함으로 배제할 수 있는 등 전체적인 작업 효율을 향상시킬 수 있는 중장비용 퀵 커플러를 제공한다.

중장비, 굴삭기, 퀵 커플러, 어태치먼트, 좌우 기울기 조정, 360°회전

Description

중장비용 퀵 커플러{Quick coupler for heavy equipment}

본 발명은 중장비용 퀵 커플러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴삭기 등과 같은 중장비의 암에 브레이커나 버킷 등과 같은 어태치먼트(Attachment)를 작업용도에 맞게 쉽게 교체하여 사용할 수 있도록 해주는 퀵 커플러에 관한 것이다.

일반적으로 건설공사 현장 또는 토목공사 현장에서 사용되는 중장비, 예를 들면 굴삭기는 버킷(Bucket)을 이용한 땅파기 작업 뿐만 아니라 크러셔(Crusher)를 이용한 콘크리트 건물 파쇄 및 철근 절단 작업, 브레이커(Breaker)를 이용한 암석 및 콘크리트 파괴 작업, 그랩(Grab)을 이용한 고철 및 암석 운반 작업, 크람셀 버킷(Clamshell bucket)을 이용한 수직갱 및 상하수도 건축 기초공사 작업 등 용도에 따라 여러 종류의 어태치먼트를 서로 교체해가면서 다양한 작업을 수행할 수 있도록 되어 있다.

보통 어태치먼트는 작업의 용도에 맞게 교체할 수 있도록 굴삭기의 암이나 붐에 장착 및 탈거가능한 구조로 결합되는데, 최근에는 별도의 커플러를 굴삭기의 암이나 붐에 장착하고 이를 이용하여 어태치먼트를 손쉽게 연결할 수 있는 퀵 커플러가 개발되어 널리 사용되고 있다.

예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 퀵 커플러(100)는 커플러 몸체(110)의 앞뒤쪽에 형성되어 있는 핀 홀(120)을 이용하여 굴삭기의 암(130)과 푸시 링크(140)에 각각 핀(150)으로 체결되어 결합되는 구조로 설치된다.

이러한 퀵 커플러(100)에는 커플러 몸체(110)의 하부에 고정형의 훅(160)과 이동형의 히치(170)가 마련되어 있고, 이때의 훅(160)과 히치(170)에 어태치먼트(180)의 전면핀(190)과 후면핀(200)이 각각 걸려지는 형태로 결합되므로서, 어태치먼치(180)는 퀵 커플러(100)에 견고하게 설치될 수 있다.

여기서, 미설명 부호 210은 히치(170)를 동작시키는 실린더를 나타낸다.

따라서, 굴삭기측에 설치되어 있는 퀵 커플러(100)의 훅(160)에 어태치먼트(180)의 전면핀(190)을 건 다음, 실린더(210)을 작동시켜 히치(170)로 어태치먼트(180)의 후면핀(200)을 걸어주면, 퀵 커플러(100)에 어태치먼트(180)를 쉽게 장착할 수 있다.

그리고, 굴삭기의 퀵 커플러(100)에서 어태치먼트(180)를 탈거할 때에는 상술한 바와 반대로 작동시키면, 퀵 커플러(100)로부터 어태치먼트(180)를 쉽게 탈거할 수 있다.

그러나, 이러한 기존 퀵 커플러의 경우, 작업 용도의 변경에 따라 어태치먼트를 교체할 때, 새롭게 장착할 어태치먼트가 좌우로 기울어져 놓여 있거나 약간 틀어진 상태로 놓여져 있게 되면, 장착이 불가하거나 상당히 애를 먹는 단점이 있 다.

또한, 기존의 퀵 커플러가 구비되어 있는 굴삭기로 경사지를 작업하는 경우, 굴삭기의 관절로 조정을 해가면서 작업을 수행해야 하는 관계로 작업 효율이 떨어지는 단점이 있다.

그리고, 기존 퀵 커플러는 어태치먼트의 방향을 180°범위에서만 변경할 수 있기 때문에 방향을 바꿀 때에는 어태치먼트를 돌려 반대방향으로 장착하여 사용해야 하는 등 작업이 불편하고 시간도 많이 소요되는 등 전반적으로 작업성이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 퀵 커플러에 실린더와 힌지 방식을 도입하여 퀵 커플러의 좌우 기울기를 조정할 수 있는 새로운 형태의 퀵 커플러를 구현함으로써, 교체할 어태치먼트가 기울어져 있는 경우에도 퀵 커플러의 좌우 기울기를 조정하여 쉽게 장착할 수 있는 등 어태치먼트 교체 작업을 간편하게 할 수 있고, 또 경사지 작업시의 경우에도 퀵 커플러의 기울기 조정을 통해 경사지 작업을 용이하게 할 수 있는 등 작업의 효율성을 높일 수 있는 중장비용 퀵 커플러를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 퀵 커플러에 360°회전가능한 구조를 도입하여 어태치먼트의 방향을 자유자재로 조정할 수 있도록 함으로써, 종전과 같이 작업 여건에 따라 어태치먼트를 다시 장착하여 사용하는 등의 불편함으로 배제할 수 있는 등 전체적인 작업 효율을 향상시킬 수 있는 중장비용 퀵 커플러를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 중장비용 퀵 커플러는 앞뒤쪽의 핀 홀을 이용하여 굴삭기측에 결합되는 커플러 상부 몸체, 앞쪽의 훅과 뒷쪽의 로드를 이용하여 어태치먼트를 장착시켜주며 힌지핀을 이용하여 커플러 상부 몸체에 힌지 구조로 결합되는 커플러 하부 몸체, 실린더 몸체는 커플러 상부 몸 체측에 고정되는 동시에 실린더 로드는 커플러 하부 몸체측에 연결되어 커플러 하부 몸체를 좌우로 기울여줄 수 있는 양쪽의 실린더 등을 포함하는 형태로 이루어져서, 어태치먼트 교체시 교체할 어태치먼트가 기울어져 있거나 방향이 틀어져 있는 등의 경우에도 커플러 하부 몸체의 좌우 기울기를 조절함으로써 손쉽게 어태치먼트를 장착할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 커플러 하부 몸체는 훅과 로드가 속해 있는 어태치먼트 장착 유닛과 커플러 상부 몸체측에 힌지구조로 결합되는 플레이트 유닛을 조합한 형태로 구성하고, 상기 플레이트 유닛과 어태치먼트 장착 유닛은 회전장치로 연결하여, 어태치먼트 장착 유닛과 여기에 장착되는 어태치먼트 전체를 360°자유자재로 회전시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 중장비용 퀵 커플러는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 기존에는 교체할 어태치먼치가 기울어져 있을 경우 장착이 어려웠으나, 본 발명의 퀵 커플러는 좌우측 기울기 조절용 실린더와 힌지구조를 이용하여 기울기를 조정할 수 있기 때문에 어태치먼트 장착을 쉽게 할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 기존 퀵 커플러를 갖춘 중장비의 경우에는 경사지 작업시 중장비의 관절로 조정하면서 작업을 해야 했지만, 본 발명의 퀵 커플러를 갖춘 중장비의 경우에는 퀵 커플러를 경사지게 기울여 작업을 수행할 수 있기 때문에 작업 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

셋째, 기존의 퀵 커플러는 어태치먼트의 방향을 180°만 변경할 수 없어서 방향을 바꿀 때는 어태치먼트를 돌려 반대방향으로 다시 장착해야 했으나, 본 발명의 퀵 커플러는 유압 모터, 웜 기어, 베어링 등의 조합을 이용하여 어태치먼트의 방향을 360°자유자재로 조정할 수 있기 때문에 전체적인 작업성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러를 나타내는 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 퀵 커플러는 중장비의 암과 푸시 링크에 결합되는 부분인 커플러 상부 몸체(11)와, 어태치먼트를 장착하는 부분인 커플러 하부 몸체(15)로 구성된다.

상기 커플러 상부 몸체(11)에는 앞쪽과 뒷쪽에 각각 핀 홀(10)이 마련되어 있어서 중장비의 암과 푸시 링크에 핀 체결구조로 결합될 수 있도록 되어 있고, 상기 커플러 하부 몸체(15)에는 앞쪽과 뒷쪽에 각각 훅(12)과 로드(13)가 마련되어 있어서 어태치먼트의 앞쪽과 뒷쪽의 핀을 각각 걸어서 장착할 수 있도록 되어 있다.

특히, 상기 커플러 하부 몸체(15)는 좌우로 기울기가 조정될 수 있도록 되어 있으며, 이에 따라 어태치먼트 교체시 어태치먼트가 기울어져 있는 경우에도 커플러 하부 몸체(15)의 기울기 조정을 통해 어태치먼트를 쉽게 장착할 수 있는 이점을 제공한다.

이를 위하여, 상기 커플러 상부 몸체(11)의 저면 앞쪽과 뒷쪽에는 한쌍씩의 힌지 브라켓(26a)이 돌출 형성되고, 이와 대응되는 위치의 커플러 하부 몸체(15)의 상면 앞뒤쪽에는 2개의 힌지 브라켓(26b)이 돌출 형성된다.

이에 따라, 커플러 상부 몸체측 힌지 브라켓(26a) 사이에 커플러 하부 몸체측 힌지 브라켓(26b)이 삽입된 상태에서 힌지핀(14)이 전후 방향으로 관통 체결됨에 따라 힌지 구조가 완성되고, 결국 커플러 하부 몸체(15)는 힌지핀(14)을 중심으로 하여 좌우로 회동될 수 있게 된다.

그리고, 위와 같이 힌지 구조로 결합되어 있는 커플러 상하부 몸체(11),(15)의 좌우측에는 커플러 하부 몸체(15)를 움직여주기 위한 실린더(16)가 각각 배치된다.

이때의 실린더(16)는 그 몸체가 커플러 상부 몸체(11)측에 핀 구조로 고정되고, 그 로드가 커플러 하부 몸체(15)측, 좀더 구체적으로는 커플러 하부 몸체(15)를 구성하는 플레이트 유닛(18)에 핀 구조로 연결되므로서, 실린더(16)의 작동에 의해 커플러 하부 몸체(15)의 좌우 기울기가 조정될 수 있게 된다.

예를 들면, 어태치먼트 교체시, 도 6a에 도시한 바와 같이, 교체할 어태치먼트가 좌측으로 기울어져 있는 경우 좌측의 실린더(16)를 작동시키면 커플러 하부 몸체(15) 또한 좌측으로 기울어지면서 어태치먼트와 평행하게 되므로, 어태치먼트 를 손쉽게 장착할 수 있고, 도 6b에 도시한 바와 같이, 교체할 어태치먼트가 우측으로 기울어져 있는 경우 우측의 실린더(16)를 작동시키면 커플러 하부 몸체(15) 또한 우측으로 기울어지면서 어태치먼트와 평행하게 되므로, 어태치먼트를 손쉽게 장착할 수 있다.

또한, 어태치먼트 교체시의 경우 이외에 경사지 작업시에도, 도 6a 및 6b에 도시한 바와 같이, 커플러 하부 몸체(15)를 좌우로 쉽게 기울일 수 있으므로, 경사지의 조건에 맞게 어태치먼트의 방향을 기울여 작업을 수행할 수 있는 등 작업 효율을 높일 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 커플러 하부 몸체의 기울기를 좌우로 조정할 수 있는 예에 대해서만 기술하였지만, 힌지 구조의 위치와 실린더의 위치를 변경하는 것만으로 커플러 하부 몸체의 기울기를 전후로도 조정할 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명에서는 커플러 하부 몸체(15)에 360°자유자재로 회전할 수 있는 구조를 부여함으로써, 작업 현장에 맞게 어태치먼트의 방향을 맞추기 위해 어태치먼트를 다시 장착하는 등의 불편함과 번거로움을 해소할 수 있는 등 작업의 편의성과 작업성 향상을 도모할 수 있다.

이를 위하여, 상기 커플러 하부 몸체(15)는 훅(12)과 로드(13)를 포함하는 하부의 어태치먼트 장착 유닛(17)과, 커플러 상부 몸체(15)측에 힌지 구조로 결합되는 상부의 플레이트 유닛(18)으로 구성된다.

그리고, 상기 어태치먼트 장착 유닛(17)과 플레이트 유닛(17)은 회전장 치(19)에 의해 서로 연결되어, 어태치먼트가 장착되는 어태치먼트 장착 유닛(17)은 플레이트 유닛(17)을 기준으로 하여 360°자유자재로 회전될 수 있게 된다.

상기 회전장치(19)는 어태치먼트 장착 유닛(17)을 회전시켜주기 위한 수단으로서, 중심축 역할을 하는 센터 링(21), 서로 치합 전동가능한 링 기어(22) 및 웜 기어(22), 동력원인 모터(23) 등을 포함하여 구성된다.

예를 들면, 상기 플레이트 유닛(18)의 저면부에 센터 링(21)이 체결 고정되고, 어태치먼트 장착 유닛(17)의 상면에는 상기 센터 링(21)을 내측에 동심원상으로 수용하는 링 기어(20)가 체결 고정되며, 이때의 센터 링(21)과 링 기어(20)가 서로 접하는 내외주면 간에는 다수의 볼(27)이 개재되므로서, 링 기어(20)는 센터 링(22)을 축으로 하여 회전가능한 상태가 된다.

그리고, 상기 링 기어(20)의 외측 접선방향으로는 웜 기어(22)가 양단 지지되는 구조로 설치되는 동시에 이때의 링 기어(20)와 치합되어 전동가능하게 되고, 상기 웜 기어(22)의 한쪽 단부는 모터(23)의 축에 연결된다.

따라서, 도 6c에 도시한 바와 같이, 모터(23)의 작동에 의해 웜 기어(22)가 회전하면, 이와 함께 링 기어(20)가 회전하게 되므로서, 어태치먼트 장착 유닛(17) 전체가 회전될 수 있게 된다.

여기서, 상기 웜 기어(22)와 모터(23)는 플레이트 유닛(18)의 저면에 지지되는 구조로 설치될 수 있으며, 미설명 부호 28은 웜 기어를 감싸고 있는 하우징을 나타낸다.

또한, 상기 커플러 하부 몸체(15)에는 링 기어(20)와 센터 링(21) 간의 볼 결합부위, 링 기어(20)와 웜 기어(22) 간의 치합부위 등으로 먼지나 이물질 등의 오염물질이 침투하는 것을 막기 위한 커버(26)가 마련된다.

상기 커버(26)는 플레이트 유닛(18)의 저면에서 센터 링(21)과의 사이에 개재되는 링 블럭(29)상에 체결되는 볼트에 의해 지지되면서 회전장치(20)의 주변 둘레, 즉 링 기어(20)의 둘레를 차단하는 형태로 설치되므로서, 중장비의 작업 특성상 먼지나 이물질 등이 많이 비산되는 상황에서도 회전장치(19)를 보호할 수 있다.

그리고, 어태치먼트의 뒷쪽에 있는 핀을 걸어주는 로드(13)는 듀얼 타입으로 이루어져 있으며, 커플러 하부 몸체(15)의 어태치먼트 장착 유닛(17)에 구비되어 있는 록킹용 실린더(25)의 로드에 결합되는 구조로 설치된다.

이에 따라, 상기 록킹용 실린더(25)의 작동에 의해 로드(13)는 어태치먼트 장착 유닛 몸체의 내외측으로 수납 및 인출되면서 어태치먼트의 뒷쪽에 있는 핀을 걸어줄 수 있고, 핀으로부터 해제될 수 있도록 되어 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 퀵 커플러를 이용하여 어태치먼트를 장착하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러에 어태치먼트를 장착하는 순서를 나타내는 측면도이다.

도 7a 내지 도 7c에 도시한 바와 같이, 먼저 중장비, 예를 들면 굴삭기를 운전하여 굴삭기 암(130)을 지면에 놓여져 있는 브레이커 등과 같은 어태치먼트(180)의 전면핀(190)이 있는 위치로 이동시킨 후, 퀵 커플러의 훅(12)에 전면핀(190)을 끼워서 건다.

다음, 굴삭기의 링크 실린더(미도시)를 작동시켜 푸시 링크(140)를 하강시키면, 퀵 커플러의 뒷쪽이 아래로 내려가면서 어태치먼트(180)의 후면핀(200)이 퀵 커플러의 뒷쪽에 있는 안착 부분에 걸리게 되고, 이와 동시에 록킹용 실린더(24)를 작동시켜 로드(13)를 전진시키면 어태치먼트(180)의 후면핀(200)을 로드(13)가 걸어주게 되므로서, 어태치먼트(180)의 장착이 완료된다.

한편, 굴삭기의 퀵 커플러로부터 어태치먼트를 탈거하는 방법은 위의 장착 방법의 역순으로 작업을 진행하면 쉽게 어태치먼트를 탈거할 수 있다.

만약, 교체할 어태치먼트(180)가 좌우로 기울어져 놓여 있는 경우, 이때에는 기울어져 있는 쪽의 실린더(16)를 작동시켜 커플러 하부 몸체(15)의 자세를 어태치먼트(180)와 나란하게 맞출 수 있으므로, 기울어진 상태의 어태치먼트(180) 또한 힘들이지 않고 손쉽게 장착할 수 있다.

한편, 굴삭기로 굴삭작업을 수행하는 중에 경사지 작업을 해야 하는 경우, 퀵 커플러의 커플러 하부 몸체(15)의 자세를 좌측 또는 우측으로 기울이면, 어태치먼트(180)를 쉽게 기울일 수 있으므로, 중장비의 관절을 조정하지 않고도 경사지의 작업을 용이하게 할 수 있다.

그리고, 굴삭 작업 중 작업 여건이나 작업 환경에 따라 어태치먼트(180)의 방향을 변경해야 하는 경우, 모터(23)의 작동과 웜 기어(22) 및 링 기어(20) 간의 전동을 이용하여 커플러 하부 몸체(15)의 어태치먼트 장착 유닛(17)을 360°자유자재로 조정할 수 있고, 결국 종전과 같이 어태치먼트(180)를 탈거한 후 다시 장착하는 수고없이 어태치먼트(180)의 방향을 360°자유자재로 조정하면서 굴삭 작업을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 종래의 중장비용 퀵 커플러를 나타내는 측면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러를 나타내는 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러를 나타내는 정면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러를 나타내는 평면도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러를 나타내는 측면도

도 6a,6b,6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러의 좌우 기울기 조정 및 360°회전 조정 상태를 나타내는 정면도

도 7a,7b,7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비용 퀵 커플러에 어태치먼트를 장착하는 순서를 나타내는 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 핀 홀 11 : 커플러 상부 몸체

12 : 훅 13 : 로드

14 : 힌지핀 15 : 커플러 하부 몸체

16 : 실린더 17 : 어태치먼트 장착 유닛

18 : 플레이트 유닛 19 :회전장치

20 : 링 기어 21 : 센터 링

22 : 웜 기어 23 : 모터

24 : 록킹용 실린더 25 : 커버

26a,26b : 힌지 브라켓 27 : 볼

28 : 하우징 29 : 링 블럭

Claims

중장비용 퀵 커플러에 있어서,

앞뒤쪽의 핀 홀(10)을 이용하여 굴삭기측에 결합되는 커플러 상부 몸체(11)와, 앞쪽의 훅(12)과 뒷쪽의 로드(13)를 이용하여 어태치먼트를 장착시켜주는 어태치먼트 장착 유닛(17)과 힌지핀(14)을 이용하여 커플러 상부 몸체(11)에 힌지 구조로 결합되는 플레이트 유닛(18)으로 구성된 커플러 하부 몸체(15)와, 실린더 몸체는 상기 커플러 상부 몸체(11)측에 고정되는 동시에 실린더 로드는 커플러 하부 몸체(15)측에 연결되어 커플러 하부 몸체(15)를 좌우로 기울여줄 수 있는 양쪽의 실린더(16)를 포함하며,

상기 플레이트 유닛(18)과 어태치먼트 장착 유닛(17)은 어태치먼트 장착 유닛(17)의 상면에 설치되는 링 기어(20)와, 플레이트 유닛(18)의 저면에 설치되는 동시에 링 기어(20)의 내측에 동심원상으로 배치되면서 베어링 구조로 결합되는 센터 링(21)과, 상기 플레이트 유닛(18)의 저면에 지지되며 상기 링기어(20)의 외측 접선방향으로 치합되어 전동가능한 웜 기어(22) 및 이 웜 기어(22)를 작동시켜주는 모터(23)를 포함하는 회전장치(19)에 의해 연결되며,

상기 어태치먼트 장착 유닛(17)에 구비되어 있는 로드(13)는 록킹용 실린더(24)에 의해 전후 슬리이딩 방식으로 수납 및 인출되어 어태치먼트에 걸어줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 중장비용 퀵 커플러.
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청구항 1에 있어서, 또한, 상기 커플러 하부 몸체(15)는 플레이트 유닛(18)측에 고정되면서 회전장치(19)의 주변 둘레를 차단하여 이물질로부터 보호할 수 있는 커버(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 퀵 커플러.
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