KR20150033817A - 작업차용 프론트 로더 및 이를 구비하는 농용 작업차 - Google Patents

Abstract

작업차 전면에 착탈 가능하게 연결되는 작업차용 프론트 로더 및 이를 구비하는 농용 작업차가 개시된다. 본 발명에 따른 작업차용 프론트 로더는, 승강 아암이 연결되는 좌우 한 쌍의 로더 프레임 각각에 장착대가 마련되며, 작업차의 운전석 보호를 위한 보호구조물(ROPS)이 상기 장착대에 착탈 가능하게 연결된 것을 구성의 요지로 한다.

Description

작업차용 프론트 로더 및 이를 구비하는 농용 작업차{Front loader and front loader with a Agricultural}

본 발명은 토사나 골재 등을 운반기계에 싣거나 다른 곳으로 옮기는 데 사용되는 프론트 로더에 관한 것으로, 상세하게는 작업차에 선택적으로 착탈될 수 있으며 운전자 보호를 위한 보호구조물을 갖춘 작업차용 프론트 로더 및 이를 구비하는 농용 작업차에 관한 것이다.

'트랙터(Tractor)'라 불리우는 농업용 작업차량은 구조적으로 일반 자동차와 비슷하지만 강력한 엔진을 장착하고 있어 견인력이 좋고 튼튼하여 경작용(耕作用)으로 주로 이용되고 있으며, 경작의 용도로 활용될 수 있도록 기체 후방으로 다양한 형태의 작업기를 선택적으로 부착하거나 떼어낼 수 있도록 되어 있다.

착탈 가능한 다양한 형태의 작업기 중 토사나 골재 등을 운반기계에 싣거나 다른 곳으로 옮기는 작업 등에 프론트 로더(Front loader)가 사용된다. 프론트 로더는 일반적으로, 차체와 연결되는 로더 프레임을 기반으로, 승강 아암과 작동 아암, 승강 실린더와 작동 실린더, 그리고 작동 아암 선단에 설치되는 버켓으로 구성된다.

이와 같은 구성의 작업차용 프론트 로더는, 승강 실린더를 구동시켜 승강 아암의 높이를 조절하는 것과 함께, 작동 실린더를 구동시켜 작동 아암에 대한 버켓의 각도를 다양하게 조절함으로써, 다양한 작업 예컨대, 토사를 퍼 올리거나 밀어서 다른 곳으로 옮기거나 퍼 올린 토사를 쏟아 내는 등의 작업을 행할 수 있다.

한편, 로더 프레임이 장착되는 작업차에는 최근 운전자의 보다 확실한 안전 보장을 위해 기존 다목적 운반차량(Utility Vehicle 또는 Multipurpose vehicle, UTV 또는 MPV로 약칭)에나 적용되던 'ROPS(Roll over protective structure)'라 불리우는 보호구조물의 설치를 의무화하고 있다. 이에 따라, 기존 작업차에 보호구조물을 다양한 형태로 적용시키려는 노력이 행해지고 있다.

그러나 기존 작업차에 보호구조물을 추가 적용하기 위해서는, 보호구조물 설치를 위한 추가 공간의 확보 및 부품 등이 요구되고 레이 아웃을 변경해야 하는 등 양산성, 제작 단가 측면에서 여러 가지 문제가 있으며, 특히 추가 적용되는 상기 보호구조물이 전방시야를 가려 작업 또는 주행에 있어 곤란함이 수반되는 문제 또한 있다.

한국공개특허 제2010-0111959호(공개일자 2010. 10. 18)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 공간 확보나 부품 추가 또는 레이 아웃 등의 변경 없이도 운전자 안전 확보를 위한 보호구조물을 작업차에 추가 적용할 수 있는 작업차용 프론트 로더 및 이를 구비하는 농용 작업차를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 추가 적용되는 보호구조물에 의해 전방시야가 가려지는 문제를 해소할 수 있는 작업차용 프론트 로더 및 이를 구비하는 농용 작업차를 제공하고자 하는 것이다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은, 작업차 전면에 착탈 가능하게 연결되는 작업차용 프론트 로더이고, 승강 아암이 연결되는 좌우 한 쌍의 로더 프레임 각각에 장착대가 마련되며, 작업차의 운전석 보호를 위한 보호구조물(ROPS)이 상기 장착대에 착탈 가능하게 연결된 작업차용 프론트 로더를 제공한다.

본 발명의 실시예에서 상기 로더 프레임은, 로더 프레임을 차체에 부착시키기 위한 부착대를 갖는 주 프레임과, 상기 주 프레임에 착탈 가능하게 부착되는 보조 프레임으로 구성되며, 상기 보조 프레임에 상기 승강 아암과 승강 아암 승강 구동을 위한 승강 실린더가 연결된 구성일 수 있다.

이때 상기 주 프레임에는 상기 보조 프레임 착탈 가능한의 부착을 위해 착탈부가 구비되고 보호구조물 장착을 위한 장착대가 부착될 수 있다.

바람직하게 상기 주 프레임은, 보조 프레임 측면 일부를 감싸는 제1 측면부와 제2 측면부, 그리고 제1, 제2 측면부를 연결하며 보조 프레임 후면 일부를 감싸는 후면부를 포함하며, 상기 후면부 상부에 일부가 접하도록 장착대가 부착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 적용된 상기 보호구조물은 승강 아암 방향으로 기울어질 수 있다.

여기서 상기 승강 아암 방향으로 보호구조물을 기울였을 때 보호구조물의 자유단을 승강 아암에 구속시키는 고정수단을 더 포함할 수 있다.

이 경우 상기 고정수단은 승강 아암에 구비되고 고정수단에 결합되는 결합구가 상기 보호구조물에 구비될 수 있다.

상기 고정수단은 바람직하게, 승강 아암에 부착된 고정 브래킷과, 고정 브래킷에 회동 가능하게 연결되며 상기 결합구가 결합되는 측에 결합공을 형성한 연결부재로 이루어진 구성일 수 있으며, 결합구는 상기 결합공을 통해 끼워지는 연결핀으로 상기 연결부재와 연결될 수 있게 핀 결합공을 형성한 판상의 브래킷일 수 있다.

과제 해결을 위한 다른 수단으로서 본 발명은, 프론트 로더를 포함하며 차체에 상기 프론트 로더 부착을 위한 부착부를 갖춘 농용 작업차를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의한 작업차용 프론트 로더에 따르면, 로더 프레임에 장착대가 마련되고 여기에 운전자 보호를 위한 보호구조물이 장착됨으로써, 공간의 추가 확보나 부품 추가 내지는 보호구조물의 작업차 적용을 위한 레이 아웃 등의 변경 없이도 안전 확보를 위한 구조물을 작업차에 추가 적용시킬 수 있다.

더욱이, 로더 프레임에 장착되는 보호구조물을 운전자 선택 조작에 따라 전방으로 기울이고 승강 아암에 고정시켜 작업 또는 주행 중 보호구조물에 의한 시야 방해를 회피할 수 있는 구성을 이룸으로써, 추가 적용된 보호구조물이 전방시야를 가려 작업 또는 기체 주행에 있어 지장을 초래하는 문제 또한 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작업차용 프론트 로더의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작업차용 프론트 로더의 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 작업차용 프론트 로더의 정면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 작업차용 프론트 로더의 배면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 작업차용 프론트 로더의 평면도.
도 6은 본 발명의 요부 확대도로서 도 2에 나타난 로더 프레임을 확대 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 요부 확대도로서 도 2에 나타난 장착대 부분을 확대 도시한 도면.
도 8은 로더 프레임에 장착된 보호구조물이 장착대를 지점으로 전방으로 기울어져 프론트 로더의 승강 아암에 고정된 모습을 나타낸 작동 상태도.
도 9는 도 8의 'A'부 상세도.
도 10은 보호구조물이 승강 아암 측으로 기울어진 상태에서의 프론트 로더 승강 작동을 나타낸 작동 상태도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작업차용 프론트 로더의 사시도이며, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 작업차용 프론트 로더의 측면도, 정면도, 배면도, 평면도를 각각 나타내고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프론트 로더가 장착되는 작업차는 트랙터일 수 있으나 특별히 이에 한정되지는 않는다. 전방에 프론트 로더를 착탈식으로 장착할 수 있는 구조를 가진다면 자체 기동 가능한 공지된 모든 형태의 차량이 장착 대상이 될 수 있다. 이하에서는 작업차로서 트랙터 전방에 프론트 로더가 장착된 구성을 예를 들어 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프론트 로더는 트랙터(2) 전면부 차체(20)에 착탈 가능하게 부착된다. 구체적으로, 부착대(110)를 통해 트랙터(2) 전면부 차체(20)에 착탈 가능하게 연결되며, 상기 부착대(110)를 갖춘 좌우 한 쌍의 로더 프레임(10)을 포함한다.

로더 프레임(10)은 주 프레임(11)과 보조 프레임(12)으로 구성된다. 주 프레임(11)은 그 하단에 서로 평행한 배치를 이루도록 마주하는 상기 부착대(110)를 구비하고 있으며, 보조 프레임(12)은 상기 주 프레임(11)에 일부가 수용되어 겹쳐지는 형태로 착탈 가능하게 조립된다.

보조 프레임(12)의 상부와 중앙부에는 승강 아암(13)과 이의 승강 구동을 위한 승강 실린더(14) 한 쪽 끝이 피봇 연결된다. 그리고 캠 플레이트(19)를 매개로 상기 승강 아암(13)의 다른 쪽 끝에는 승강 아암(13)에 대해 굴절 가능하게 작동 아암(15)이 피봇 연결된다.

작동 아암(15) 선단에는 토사나 골재와 같은 대상물을 퍼 올리는 작업을 수행하는 버켓(bucket, 17)이 통상 '2절 링크'라 불리는 링크 수단(18)을 통해 상기 작동 아암(15)에 대해 굴절 가능하도록 연결된다. 그리고 상기 링크 수단(18)과 캠 플레이트(19) 사이를 작동 실린더(16)로 연결시킨다.

승강 실린더(14)는 로더 프레임(10)에 대한 상기 승강 아암(13)의 승강을 단속한다. 그리고 작동실린더(16)는 작동 아암(15)에 대한 버켓의 굴절을 조절한다. 따라서 승강 실린더(14)를 이용해 승강 아암(13)을 원하는 높이에 위치시키고, 작동 실린더(16)를 이용해 작동 아암(15)에 대한 버켓의 적절한 각도 조절을 행함으로써 다양한 동작이 구현될 수 있다.

부착대(110)는 연결 대상 차체(20)의 형상이나 구조, 크기 등에 따라 달라질 수 있으므로 차체(20)에 착탈 가능하게 부착 가능한 구성이라면 그 형태나 구조, 크기 등에 있어 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 경우에 따라서는 도면을 통해 예시한 바와 같이 주 프레임(11)과의 사이에 구조적 강성 보강을 위한 보강 브래킷(112)을 더 포함할 수도 있다.

주 프레임(11)에는 상기 보조 프레임(12)의 착탈식 연결을 위해 착탈부가 구비된다. 착탈부는 보조 프레임(12)을 지지하는 지지축(118)과 지지축(118) 상부의 연결핀(P1)이 관통하는 관통홀(115)을 포함하며, 보조 프레임(12)에는 상기 관통홀(115)과 일치하는 다른 관통홀(125)이 형성되어 있다.

로더 프레임(10)에는 운전자 안전 확보용 보호구조물(3) 설치를 위한 장착대(4)가 구비된다. 장착대(4)는 주 프레임(11)에 용접이나 볼트와 너트로 이루어진 체결부재를 통해 견고히 고정될 수 있으며 상기 보호구조물(3)의 삽탈식 조립을 위한 조립면을 제공한다.

좌우 쌍을 이루며 평행하게 수직으로 배치되는 장착대(4) 간 연결을 통해 보호구조물(3)의 전체적인 구조적 강성의 보강을 위해 가로 보강재(5)가 더 구비될 수도 있다. 그리고 보호구조물(3)은 상기 장착대(4)에 조립된 상태에서 상기 승강 아암(13) 방향으로 기울어질 수 있다(후술하게 될 도 7과 관련한 설명 참조).

도 6은 본 발명의 요부 확대도로서 도 2에 나타난 로더 프레임을 확대 도시한 도면이다. 이를 참조하여 상기 로더 프레임의 구성에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 6의 (a)를 통해 보인 바와 같이, 보조 프레임(12)의 하단부에는 상기 착탈부를 구성하는 지지축(118)에 지지되는 원호상의 결착면(120)이 형성되어 있으며, 보조 프레임(12)의 대략 중간에는 결착 시 상기 주 프레임(11)에 형성된 관통홀(115)과 일치하는 관통홀(125)이 형성되어 있다.

지지축(118)에 보조 프레임(12)의 결착면(120)이 위치하도록 조립한 상태에서 서로 일치하는 주 프레임(11)과 보조 프레임(12)의 관통홀을 동시에 관통하도록 연결핀(P1)을 끼우는 간단한 작업으로 프레임에 보조 프레임(12)을 결착 고정시킬 수 있으며, 반대로 조립된 연결핀(P1)을 빼내면 주 프레임(11)으로부터 보조 프레임(12)을 간단하게 분리시킬 수 있다.

주 프레임(11)은 도 6의 (b)를 통해 도시한 도 6 (a)의 A-A선 단면도의 도시와 같이, 보조 프레임(12) 측면 일부를 감싸는 제1 측면부(112)와 제2 측면부(114), 그리고 제1, 제2 측면부를 연결하며 보조 프레임(12) 후면 일부를 감싸는 후면부(116)로 이루어진 대략 'ㄷ'자형 단면의 전방 개방형 빔 구조일 수 있다.

지지축(118)은 바람직하게, 상기 제1 측면부(112)와 제2 측면부(114) 내벽에 그 양단부가 각각 용접을 통해 고정되는 원형 또는 원통형 단면의 금속재일 수 있으며, 주 프레임(11)을 구성하는 상기 제1, 제2 측면부(112)(114)와 후면부(116)는 상호 용접을 통해 고정될 수 있다.

후면부(116) 상부에 상기 장착대(4)의 일부가 접하는 형태로 부착될 수 있다. 그리고 상기 장착대(4)에 기체의 전복으로부터 운전자를 보호하는 상기 보호구조물(3)이 삽탈식으로 조립된다. 장착대(4)에 대한 보호구조물(3)의 장착 구조에 대해서는 이후 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 다른 요부 확대도로서 도 2에 나타난 장착대 부분을 확대 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 장착대(4)는 보호구조물(3)의 조립단이 삽탈 가능하게 끼워질 수 있게 중공의 삽탈부를 형성한 'ㄷ'자 내지는 원형 또는 각형 단면의 중공의 프레임일 수 있다. 이와는 다르게, 보호구조물이 중공의 프레임인 경우 그 조립단에 삽탈식으로 조립될 수 있는 원형 내지는 각형 단면의 중실축일 수도 있다.

장착대(4)에 삽탈식으로 조립되는 보호구조물(3)은 도면과 같이, 조립핀(P2) 체결 방식을 통해 장착대(4)로부터 이탈하지 않도록 장착대(4)에 연결될 수 있다. 그리고 경우에 따라서는 장착대(4)에 연결된 상태에서 상기 조립핀(P2)을 피봇 축으로 도 8의 작동 상태도 도시와 같이, 상기 승강 아암(13)을 향해 전방으로 기울일 수 있다.

물론, 조립핀 방식 외에도 탄성 후크(Hook)형 스토퍼 방식 등 삽탈식 조립되는 보호구조물(3)을 분리 가능하게 구속시킬 수 있으면서 구속상태에 있는 보호구조물(3)의 각도 조절이 가능한 구조 또는 보호구조물(3) 스스로가 각도 조절될 수 있는 구조 예컨대, 보호구조물(3)에 굴절 가능한 관절부를 형성한 구조 등 다양한 형태를 포함할 수 있다.

도 9는 보호구조물(3)의 작동상태를 나타낸 도 8의 'A'부 상세도를 나타낸 도면이다.

도 9와 같이, 보호구조물(3)을 도 8과 같이 승강 아암(13) 쪽으로 기울였을 때 보호구조물(3)의 자유단을 승강 아암(13) 측에 구속시키는 고정수단(6)이 구비될 수 있다. 고정수단(6)은 외부 충격 등으로 덜컹거림이 발생했을 때 보호구조물(3)의 자유로운 움직임을 구속하여 의도치 않은 보호구조물(3)의 분리 이탈을 방지한다.

고정수단(6)은 승강 아암(13)에 구비되고 고정수단(6)에 결합되는 결합구(7)가 상기 보호구조물(3)에 구비될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 반대로, 고정수단(6)이 보호구조물(3) 자유단에 마련되고 고정수단(6)과 결합하는 결합구가 보호구조물(3)을 승강 아암(13) 측으로 기울였을 때 상기 고정수단(6)의 대응부에 마련될 수도 있다.

고정수단(6)은 고정 브래킷(60)과, 고정 브래킷(60)에 회동 가능하게 연결되며 상기 결합구(7)가 결합되는 측에 결합공(64)을 형성한 연결부재(62)로 이루어진 구성일 수 있다. 그리고 결합구(7)는 상기 결합공을 통해 끼워지는 연결핀(P3)으로 상기 연결부재(62)와 연결될 수 있게 핀 결합공을 형성한 판상의 브래킷일 수 있다.

물론, 고정수단(6) 및 결합구(7) 형태는 전방으로 기울어진 보호구조물(3)의 자유단 측을 승강 아암(13)에 구속하고, 구속상태에서 도 10의 작동 상태도를 통해 도시한 바와 같은 로더 작업 따른에 승강 아암(13)의 승강에 연동해 간섭 발생이 없는 자유로운 승강이 구현될 수 있도록 하는 구성이라면 그 형태나 구조 등에 특별한 제한이 있는 것은 아니다.

이상에서 살펴본 본 발명의 실시예에 의한 작업차용 프론트 로더에 따르면, 로더 프레임에 장착대가 마련되고 여기에 운전자 보호를 위한 보호구조물이 장착됨으로써, 공간의 추가 확보나 부품 추가 내지는 보호구조물의 작업차 적용을 위한 레이 아웃 등의 변경 없이도 안전 확보를 위한 구조물을 작업차에 추가 적용시킬 수 있다.

더욱이, 로더 프레임에 장착되는 보호구조물을 운전자 선택 조작에 따라 전방으로 기울이고 승강 아암에 고정시켜 작업 또는 주행 중 보호구조물에 의한 시야 방해를 회피할 수 있는 구성을 이룸으로써, 추가 적용된 보호구조물이 전방시야를 가려 작업 또는 기체 주행에 있어 지장을 초래하는 문제 또한 해소할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 프론트 로더 2 : 트랙터(작업차)
3 : 보호구조물 (ROPS) 4 : 장착대
5 : 가로보강재 6 : 고정수단
7 : 결합구 10 : 로더 프레임
11 : 주 프레임 12 : 보조 프레임
13 : 승강 아암 14 : 승강 실린더
15 : 작동 아암 16 : 작동 실린더
17 : 버켓(bucket) 18 : 링크 수단
19 : 캠 플레이트 60 : 브래킷
62 : 연결부재 64 : 결합공
110 : 부착대 112 : 제1 측면부
114 : 제2 측면부 115, 125 : 관통홀
116 : 후면부 118 : 지지축
120 : 결착면

Claims (9)

1. 작업차 전면에 착탈 가능하게 연결되는 작업차용 프론트 로더이고, 승강 아암이 연결되는 좌우 한 쌍의 로더 프레임 각각에 장착대가 마련되며, 작업차의 운전석 보호를 위한 보호구조물(ROPS)이 상기 장착대에 착탈 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 로더 프레임은,
   로더 프레임을 차체에 부착시키기 위한 부착대를 갖는 주 프레임과,
   상기 주 프레임에 착탈 가능하게 부착되는 보조 프레임으로 구성되며,
   상기 보조 프레임에 상기 승강 아암과 승강 아암 승강 구동을 위한 승강 실린더가 연결되는 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   주 프레임에는 상기 보조 프레임의 착탈 가능한 부착을 위해 착탈부가 구비되고 보호구조물 장착을 위한 장착대가 부착되는 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
4. 제 3 항에 있어서
   상기 주 프레임은, 보조 프레임 측면 일부를 감싸는 제1 측면부와 제2 측면부, 그리고 제1, 제2 측면부를 연결하며 보조 프레임 후면 일부를 감싸는 후면부를 포함하며,
   상기 후면부 상부에 일부가 접하도록 장착대가 부착되는 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
5. 제 1 항에 있어서
   상기 승강 아암을 향해 보호구조물을 전방으로 기울일 수 있는 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
6. 제 5 항에 있어서
   상기 승강 아암 방향으로 보호구조물을 기울였을 때 보호구조물의 자유단을 승강 아암에 구속시키는 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
7. 제 6 항에 있어서
   상기 고정수단은 승강 아암에 구비되고 고정수단에 결합되는 결합구가 상기 보호구조물에 구비되는 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
8. 제 7 항에 있어서
   상기 고정수단은, 승강 아암에 부착된 고정 브래킷과, 고정 브래킷에 회동 가능하게 연결되며 상기 결합구가 결합되는 측에 결합공을 형성한 연결부재로 구성되며,
   결합구는 상기 결합공을 통해 끼워지는 연결핀으로 상기 연결부재와 연결될 수 있게 핀 결합공을 형성한 판상의 브래킷인 것을 특징으로 하는 작업차용 프론트 로더.
   
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 기재된 프론트 로더를 포함하며 상기 프론트 로더 부착을 위한 부착부를 차체에 형성한 농용 작업차.

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