JP3217803U - 回転可能なアームを備える掘削機 - Google Patents
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Abstract
【課題】立体的作業を実現するためにアームが回転可能な掘削機を提供する。【解決手段】掘削機は、油圧ポンプを備える車体;車体に連結されるブーム200;車体とブーム200の間に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてブーム200の作動を調節するブームシリンダー300;ブーム200の端部に連結されるアーム;油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてアームの作動を調節するアームシリンダー500;アームの端部に連結されるバケット600;及び油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてバケット600の作動を調節するバケットシリンダー700を含み、アームは、ブーム200に連結される第1ボディー410;バケット600に連結される第2ボディー420;及び第1ボディー410と第2ボディー420の間に介装されて第2ボディー420が360度回転することができるようにする回転モジュール430を含む。【選択図】図2
Description
本考案は掘削機に関するもので、より詳しくは回転可能なアームを備える掘削機に関するものである。
図1に従来技術による掘削機が示されている。このような掘削機は基本掘削作業の外にも整地作業、造景作業、撤去作業、締め固め作業、破砕作業などの多様な用途に活用されている。また、それぞれの作業特性に相応しい作業装置(アタッチメント)も各種のバケット600、ブレーカー、クラッシャー、カッター、リッパー、グラブ、コンパクトなど多様に開発されて産業現場で広く用いられている。
掘削機の基本構造上、すなわちブーム200、アーム400、バケット600、油圧シリンダー300、500、700などで構成された作動部の構造上、二次元平面上で動くという制限がある。すなわち、基本的に上下動作のみが可能なものである。図1の図面符号100は運転室を含む車体100を示す。
したがって、多様な角度での立体的作業を実現するために、それぞれの作業装置には基本的に回転装置が取り付けられる必要があり、そうではない場合には特定方向への作業そのものをあきらめなければならない。
本考案の目的は立体的作業を実現するためにアームが回転可能な掘削機を提供することである。
本考案の一態様によれば、油圧ポンプを備える車体、一端部が車体に連結されるブーム、車体とブームの間に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてブームを作動させるブームシリンダー、ブームの他端部に連結されるアーム、ブームとアームの間に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてアームを作動させるアームシリンダー、アームの端部に連結されるバケット、及びアームとバケットの間に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてバケットを作動させるバケットシリンダーを含み、アームは、ブームの他端部に連結される第1ボディー、一端部が第1ボディーに360度回転可能に結合され、他端部がバケットに連結される第2ボディー、及び第1ボディーと第2ボディーの間に介装されて第2ボディーの回転運動ができるようにする回転モジュールを含み、回転モジュールは、第1ボディーに結合される内輪と、内輪に回転可能に結合されて第2ボディーに結合される外輪とを含むベアリング、第1ボディーに結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けて第2ボディーの回転運動のための回転力を発生させる油圧モーター、油圧モーターの回転軸に結合される駆動ギア、及び外輪の外周面に形成されて駆動ギアと噛み合い、駆動ギアを介して油圧モーターの回転力を受ける被動ギアを含むことを特徴とする、回転可能なアームを備える掘削機が提供される。
アームは、第2ボディーの回転運動中に油圧ポンプからアームシリンダー及びバケットシリンダーへの油圧エネルギーの伝達が維持されるように、第1ボディーと第2ボディーの間に介装されてオイルを伝達するロータリージョイントをさらに含むことができる。
ロータリージョイントは、一側は第1ボディーに挿入され、他側は第2ボディーに挿入される固定部、及び固定部の他側外周面を取り囲み、固定部に360度回転可能に結合され、第2ボディーと一体に回転する回転部を含み、固定部には、油圧ポンプから供給されるオイルを伝達する流路が形成され、流路は固定部の一側から固定部の内部を通して他側方向に伸びて固定部の外周面と連通し、固定部の外周面には、流路と連結されて固定部の外周面を取り囲む形状の溝が形成され、回転部には、溝と連通してアームシリンダー又はバケットシリンダーにオイルを伝達するポートが形成されることができる。
流路、溝及びポートはそれぞれ複数形成され、流路、溝及びポートの個数は互いに同一であり得る。
複数の溝のうち互いに隣り合う二つの溝の間にはシーリング溝が形成され、シーリング溝の内部にはシーリング部材が挿入されることができる。
回転部の外周面には係合突起が形成され、第2ボディーには、回転部が第2ボディーと一体に回転するように係合突起と噛み合うストッパーが形成されることができる。
回転モジュールは、油圧モーターに供給されたオイルの圧力が既設定の限界値を超えることを防止するためのリリーフバルブをさらに含むことができる。
回転モジュールは、油圧モーターの作動停止時、油圧モーターの回転軸の回転運動を遮断して第2ボディーの回転角度を維持するための油圧ブレーキをさらに含むことができる。
アームは、第1ボディーの外側方向に突出して油圧モーターを支持するモーターブラケット、及びモーターブラケットに結合されて駆動ギアを保護する第1ギアカバーをさらに含むことができる。
アームは、第1ボディーに結合されて被動ギアを保護する第2ギアカバーをさらに含むことができる。
本考案の好適な実施例によると、アームが自由自在に回転することができ、立体的作業環境を具現することができる。
本考案は多様な変更を加えることができ、さまざまな実施例を有することができるもので、特定の実施例を図面に例示しながら詳細な説明で説明しようとする。しかし、これは本考案を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本考案の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物又は代替物を含むものとして理解されなければならない。本考案の説明において関連の公知技術についての具体的な説明が本考案の要旨をあいまいにすることができると判断される場合はその詳細な説明を省略する。
第1、第2などの用語は多様な構成要素を説明するのに使われることができるが、前記構成要素は前記用語に限定されてはいけない。前記用語は一構成要素を他の構成要素と区別する目的のみで使われる。
本考案で使用した用語はただ特定の実施例を説明するために使用されたもので、本考案を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に他に指示しない限り、複数の表現を含む。本考案で、“含む”又は“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組合せが存在することを指定しようとするもので、一つ又はそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組合せなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解されなければならない。
以下、本考案による掘削機の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。添付図面に基づいて説明するに際して、同一乃至対応の構成要素は同一の図面符号を付与し、それについての重複説明は省略する。
図1に示したように、掘削機は、油圧ポンプを備える車体100、一端部が車体100に連結されるブーム200、車体100とブーム200の間に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてブーム200を作動させるブームシリンダー300、ブーム200の他端部に連結されるアーム400、ブーム200とアーム400の間に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてアーム400を作動させるアームシリンダー500、アーム400の端部に連結されるバケット600、及びアーム400とバケット600の間に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けてバケット600を作動させるバケットシリンダー700を構成要素として含む。
図1に示したような構造の掘削機は、ブーム200、アーム400、バケット600などで構成された作動部の構造上、二次元平面上で動くという制限がある。すなわち、基本的に上下動作のみが可能なものである。したがって、多様な角度での立体的作業を実現するために、それぞれの作業装置には基本的に回転装置が取り付けられる必要があり、そうではない場合には特定方向への作業そのものをあきらめなければならない。
本実施例では、このような問題を解決するために、アーム400が360度回転することができる構造を提示する。図2に示したように、アーム400がその長手方向軸を中心に360度に自由自在に回転するようになれば、簡単な操作のみで上下左右の多様な方向への作業を行うことができるようになるので、作業の効率を向上させることができるようになるものである。
このような構造を具現するために、本実施例による掘削機のアーム400は、ブーム200の他端部と連結される第1ボディー410、一端部が第1ボディー410に360度回転可能に結合され、他端部がバケット600に連結される第2ボディー420、及び第1ボディー410と第2ボディー420の間に介装されて第2ボディー420が回転運動することができるようにする回転モジュール430を含む。このように、アーム400の構造を第1ボディー410と第2ボディー420に二元化して回転作動を具現すれば、従来の構造に比べ、設計変更を最小化しながらも立体的作業環境を具現することができる利点がある。
図3に示したように、回転モジュール430の具体的な形態として、本考案の一実施例では、回転力を発生させる油圧モーター431、この回転力を伝達する駆動ギア432及び被動ギア433、及びこのような被動ギア433が外周面に形成されているベアリング434を提示する。以下、一実施例による回転モジュール430の各要素についてより具体的に説明する。
アーム400の回転、すなわち回転モジュール430の作動は車体100に位置する運転室で作業者の操作で具現することができるであろう。通常、掘削機の作業は油圧を用いるので、車体100に油圧ポンプが備えられている。本実施例の場合、回転モジュール430の動力源として上述した油圧ポンプのオイルを用いる油圧モーター431を用いる。
油圧モーター431は第1ボディー410に結合され、油圧ポンプから油圧エネルギーを受けて第2ボディー420の回転運動のための回転力を発生させる。すなわち、回転しない第1ボディー410に油圧モーター431を取り付け、車体100の油圧ポンプから受ける油圧を用いて回転力を発生させるものである。このように発生した回転力は、図3及び図4に示したように、油圧モーター431の回転軸に結合された駆動ギア432に伝達される。
一方、図3及び図5に示したように、第1ボディー410と第2ボディー420の間にはベアリング434が介装されることができ、ベアリング434は、第1ボディー410に結合される内輪と、内輪に回転可能に結合されるとともに第2ボディー420に結合される外輪とからなることができる。
ここで、ベアリング434の外輪の外周面には、図5及び図6に示したように、被動ギア433が形成されることができる。このような被動ギア433はベアリング434の外輪の外周面に形成されて上述した駆動ギア432と噛み合うことができ、これによって油圧モーター431の回転力は駆動ギア432と被動ギア433を介してベアリング434の外輪に伝達され、結果としてベアリング434の外輪と結合された第2ボディー420に最終に伝達されて、第2ボディー420を第1ボディー410に対して回転させることになる。
このように、ベアリング434の外輪に被動ギア433を形成し、これを油圧モーター431から回転力を直接受ける駆動ギア432と外接方式で噛み合わせる場合、動力伝達構造を単純化することができるので、追後の維持及び補修にも大きく有利になり、動力損失も最小化することができるようになる。
一方、図4に示したように、油圧モーター431のオイル出入口431aにはリリーフバルブ431bが備えられることができる。このようなリリーフバルブ431bは油圧モーターに供給されたオイルの圧力が既設定の限界値を超えて上昇することを前もって防止して過圧による誤作動、故障などを最小化することができる。
そして、図4に示したように、油圧モーター431の回転軸には油圧ブレーキ431cが備えられることができる。このような油圧ブレーキ431cは、油圧モーター431の作動停止時(中立状態)、油圧モーター431の回転軸の回転運動を遮断して第2ボディー420の回転又は逆回転を防止することにより、第2ボディー420の回転角度(回転位置)を現状態に維持することができる。
一方、アーム400は、油圧モーター431を支持するためのモーターブラケット440、駆動ギア432を保護する第1ギアカバー450、及び被動ギア433を保護する第2ギアカバー460をさらに備えることができる。
図7及び図8に示したように、第1ボディー410には外側方向に突出したモーターブラケット440が形成されることができる。図3及び図4に示したように、このようなモーターブラケット440にボルトなどの締結手段で油圧モーター431を取り付けることができる。
そして、モーターブラケット440には、図3、図7及び図8に示したように、駆動ギア432の外周面を取り囲む第1ギアカバー450が結合されることができる。このような第1ギアカバー450で駆動ギア432の外周面の大部分を取り囲むことができるので、外部の汚染や衝撃から駆動ギア432をより効果的に保護することができるようになる。
また、図3、図9及び図10に示したように、第1ボディー410には被動ギア433を保護するための第2ギアカバー460が結合されることができる。第2ギアカバー460は駆動ギア432と被動ギア433が噛み合う部分を除いた残りの被動ギア433の外周面を取り囲むように第1ボディー410に取り付けられることができる。図10に示したように、左側及び右側の2部分に分けられて構成されることができ、図10には左側の一部のみが示されている。
次に、第2ボディー420の回転中にも油圧エネルギーの供給を維持するためのロータリージョイント800について説明する。
ブームシリンダー300、アームシリンダー500及びバケットシリンダー700は車体100に備えられた油圧ポンプ(図示せず)から油圧エネルギーを受けて作動するので、各シリンダー300、500、700には油圧の供給のための油圧ホース(図示せず)などが連結されるが、アーム400が自由自在に回転すれば、アームシリンダー500とバケットシリンダー700に油圧を供給するための油圧ホースがもつれて破裂するおそれがある。
このような問題を解決するために、本実施例では、第2ボディー420の回転運動中にも油圧ポンプからアームシリンダー500及びバケットシリンダー700への油圧エネルギーの伝達が維持されるように、第1ボディー410と第2ボディー420の間に介装されてオイルを伝達するロータリージョイント800を提示する(図3参照)。
図3及び図11に示したように、ロータリージョイント800は、大別して、一側は第1ボディー410に挿入され、他側は第2ボディー420に挿入される固定部810と、固定部810の他側を取り囲んで固定部810に360度回転可能に結合され、第2ボディー420と一体に回転する回転部820とからなることができる。
この場合、図11に示したように、回転部820の外周面に係合突起821が形成され、図3及び図12に示したように、第2ボディー420には、回転部820が第2ボディー420と一体に回転するように、係合突起821と噛み合うストッパー470が形成されることができる。すなわち、回転部820の係合突起821と第2ボディー420のストッパー470間の干渉によって回転部820と第2ボディー420が一体として回転可能なものである。
図11に示したように、固定部810には、油圧ホース(図示せず)などを通じて油圧ポンプ(図示せず)から供給されるオイルを各シリンダーに伝達するための流路830が形成される。流路830は固定部810の一側から形成され、固定部810の内部を通して他側方向に伸びて固定部810の外周面と連通する構造を有する。すなわち、流路830の一端は固定部810の一側で露出され、流路830の他端は固定部810の他側外周面で露出されるものである。図11の点線矢印は流路830を通じて油圧が伝達される経路を示す。
図11及び図13に示したように、流路830の他端が露出される固定部810の他側外周面には、固定部810の外周面を取り囲む形状の溝815が形成される。この溝815は流路830と連通するので、流路830を通じて供給された油圧、すなわちオイルは溝815によって固定部810の外周面に沿って循環することができるようになる。
図11及び図13に示したように、固定部810の他端は回転部820で取り囲まれる。回転部820は溝815の上側をカバーするので、結果として回転部820の内周面、固定部810の外周面及び溝815によって360度のどこでも連結が可能な循環流路が具現できる。
図11及び図14に示したように、回転部820には溝815と連通するポート840が形成される。ポート840には油圧ホース(図示せず)などが連結され、アームシリンダー500又はバケットシリンダー700にオイルを伝達することができるようになる。
以上のような構造によれば、アーム400を構成する第2ボディー420がその長手方向軸を中心に360度のどの方向に回転しても固定部810を貫く流路830と固定部810の外周面に沿って形成される溝815によってオイルの供給が安定的に維持できるようになる。
一方、上述した流路830、溝815及びポート840は油圧を伝達しようとするチャネルの数によって多様に変更可能であろう。この場合、流路830、溝815及びポート840はそれぞれ複数で形成されることができ、一対一で対応するように互いに同数で形成されることができる。
このように、流路830、溝815及びポート840が複数形成される場合、互いに隣り合う溝815は互いに干渉しない必要がある。このために、図11及び図15に示したように、隣接した溝815間に一対の隔壁811を用いてシーリング溝814を形成し、シーリング溝の内部にゴムとテフロン(登録商標)素材のシーリング部材812、813を挿入して溝815間の堅固なシーリングを具現することができる。
前記では本考案の好適な実施例に基づいて説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、下記の実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本考案を多様に修正及び変更することができることが理解可能であろう。
前述した実施例以外の多くの実施例が本考案の実用新案登録請求範囲内に存在する。
Claims (10)
- 油圧ポンプを備える車体;
一端部が前記車体に連結されるブーム;
前記車体と前記ブームの間に結合され、前記油圧ポンプから油圧エネルギーを受けて前記ブームを作動させるブームシリンダー;
前記ブームの他端部に連結されるアーム;
前記ブームと前記アームの間に結合され、前記油圧ポンプから油圧エネルギーを受けて前記アームを作動させるアームシリンダー;
前記アームの端部に連結されるバケット;及び
前記アームと前記バケットの間に結合され、前記油圧ポンプから油圧エネルギーを受けて前記バケットを作動させるバケットシリンダーを含み、
前記アームは、
前記ブームの他端部に連結される第1ボディー;
一端部が前記第1ボディーに360度回転可能に結合され、他端部が前記バケットに連結される第2ボディー;及び
前記第1ボディーと前記第2ボディーの間に介装されて前記第2ボディーの回転運動ができるようにする回転モジュールを含み、
前記回転モジュールは、
前記第1ボディーに結合される内輪と、前記内輪に回転可能に結合されて前記第2ボディーに結合される外輪とを含むベアリング;
前記第1ボディーに結合され、前記油圧ポンプから油圧エネルギーを受けて前記第2ボディーの回転運動のための回転力を発生させる油圧モーター;
前記油圧モーターの回転軸に結合される駆動ギア;及び
前記外輪の外周面に形成されて前記駆動ギアと噛み合い、前記駆動ギアを介して前記油圧モーターの回転力を受ける被動ギアを含むことを特徴とする、回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記アームは、
前記第2ボディーの回転運動中に前記油圧ポンプから前記アームシリンダー及び前記バケットシリンダーへの油圧エネルギーの伝達が維持されるように、前記第1ボディーと前記第2ボディーの間に介装されてオイルを伝達するロータリージョイントをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記ロータリージョイントは、
一側は前記第1ボディーに挿入され、他側は前記第2ボディーに挿入される固定部;及び
前記固定部の他側外周面を取り囲み、前記固定部に360度回転可能に結合され、前記第2ボディーと一体に回転する回転部を含み、
前記固定部には前記油圧ポンプから供給されるオイルを伝達する流路が形成され、
前記流路は前記固定部の一側から前記固定部の内部を通して他側方向に伸びて前記固定部の外周面と連通し、前記固定部の外周面には、前記流路と連結され、前記固定部の外周面を取り囲む形状の溝が形成され、
前記回転部には、前記溝と連通して前記アームシリンダー又は前記バケットシリンダーにオイルを伝達するポートが形成されることを特徴とする、請求項2に記載の回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記流路、前記溝及び前記ポートはそれぞれ複数形成され、前記流路、前記溝及び前記ポートの個数は互いに同一であることを特徴とする、請求項3に記載の回転可能なアームを備える掘削機。
- 複数の前記溝のうち互いに隣り合う二つの溝の間にはシーリング溝が形成され、
前記シーリング溝の内部にはシーリング部材が挿入されることを特徴とする、請求項4に記載の回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記回転部の外周面に係合突起が形成され、
前記第2ボディーには、前記回転部が前記第2ボディーと一体に回転するように前記係合突起と噛み合うストッパーが形成されることを特徴とする、請求項5に記載の回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記回転モジュールは、
前記油圧モーターに供給されたオイルの圧力が既設定の限界値を超えることを防止するためのリリーフバルブをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記回転モジュールは、
前記油圧モーターの作動停止時、前記油圧モーターの回転軸の回転運動を遮断して第2ボディーの回転角度を維持するための油圧ブレーキをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記アームは、
前記第1ボディーの外側方向に突出して前記油圧モーターを支持するモーターブラケット;及び
前記モーターブラケットに結合されて前記駆動ギアを保護する第1ギアカバーをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の回転可能なアームを備える掘削機。 - 前記アームは、
前記第1ボディーに結合されて前記被動ギアを保護する第2ギアカバーをさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載の回転可能なアームを備える掘削機。
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