KR101991740B1 - 로더용 붐 실린더의 완충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로더용 붐의 완충장치에 관한 것으로, 특히 산업용 또는 농업용 로더의 붐을 구동시키는 붐 실린더에 가해지는 충격을 매우 간단한 구조에 의해 완충시킬 수 있도록 하는 로더용 붐 실린더의 완충장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 로더의 차체와 붐 사이에 설치되어 붐을 구동시키는 붐 실린더로서, 상기 실린더의 몸체의 내측으로 삽입되고 선단에 가압판이 고정된 로드; 상기 몸체의 후방으로 더 연장된 후방공간부; 상기 후방공간부와 몸체의 내측 사이를 기밀하게 구획하며, 전후방으로 이동이 가능하게 설치된 이동가압판; 상기 후방공간부에서 상기 이동가압판을 탄성지지하는 탄성체; 상기 가압판의 후방으로 유압을 유입 및 유출시키는 제1유압입출공; 상기 가압판의 전방으로 유압을 유입 및 유출시키는 제2유압입출공;으로 구성된다.

Description

로더용 붐 실린더의 완충장치{Apparatus for suspending boom of loader}

본 발명은 로더용 붐의 완충장치에 관한 것으로, 특히 산업용 또는 농업용 로더의 붐을 구동시키는 붐 실린더에 가해지는 충격을 완충시킬 수 있도록 하는 로더용 붐 실린더의 완충장치에 관한 것이다.

로더는 중량물을 들어올리거나 또는 들어 올려진 중량물을 이동시키기 위한 장비로서, 포크레인, 크레인, 도저, 휠로더 등에 적용되는 산업용 로더가 있으며, 더 나아가 농업용 스키드 로더, 트랙터 부착형 로더, 트랙터용 작업기 등의 농업용 로더가 있다.

도1 및 도2는 공개특허 제10-2009-0071992호(산업차량을 위한 붐 실린더의 충격흡수장치)에 나타난 로더가 적용된 산업 차량의 구조를 보인 도로서, 특히 중량물을 실은 작업기 즉 버킷 하강(Boom down)될 때 작업기으로부터 차체 또는 붐 브래킷으로 가해지는 물리적 충격을 적절히 흡수할 수 있도록 한다.

이를 위하여 종래 기술은 붐(2), 아암(3) 및 버킷(4)으로 이루어져 있다.

상기 붐(2)은 하단부가 상부 선회체(5)에 선회 가능하게 구비되고 양측의 두 붐 실린더(6)에 의해 가동된다.

상기 아암(3)은 후단부가 상기 붐(2)의 선단부에 선회 가능하게 구비되고 아암 실린더(7)에 의해 가동된다.

상기 버킷(4)은 후단부가 상기 아암(3)의 선단부에 선회 가능하게 구비되고 버킷 실린더(8)에 의해 가동된다.

상기 각 붐 실린더(6)는 실린더바디(6a)의 하단부가 차체(9)에 축핀(6b)을 매개로 하여 선회 가능하게 고정되고, 상기 실린더바디(6a) 내의 피스톤(6c)과 연결된 가동로드(6d)의 상단부가 또한 축핀(6e)을 매개로 하여 붐(2)의 일부분에 연결되어 있다.

상기 붐 실린더(6)는 피스톤(6c)을 사이에 두고 상기 실린더바디(6a)의 상측부와 하측부에 각각 오일포트(도시되지 않음)가 구비되어 있으며, 상기 가동로드(6d)는 해당 오일포트로부터 실린더바디(6a) 내로 유입 또는 배출되는 압류에 의해 일정 스트로크 범위 내에서 상하이동되는 피스톤(6c)에 의해 이동된다.

또한, 상기 붐 실린더(6)에 가해지는 충격을 흡수하기 위한 구조는,

차체 또는 붐 브래킷(12)의 적어도 한 개소에 구비되고 상호 마주하는 형태로 지지부(11a)를 포함하며, 붐 실린더(6)의 실린더바디(6a)의 하단부에 구비된 연결바(13)를 축핀(6b)을 매개로 하여 회전 가능하게 고정하는 브래킷(11);

이 브래킷(11)의 두 지지부(11a)에 상호 마주하는 형태로 각각 구비되고 상기 붐 실린더(6)의 가동로드(6d)를 가동시키는 압류를 이용하여 상기 연결바(13)에 마찰력을 가하거나 마찰력을 해제 가능하게 하는 마찰수단(15);

상기 붐 실린더(6)가 최저 스윙각도에 도달하거나 상기 붐 실린더(6)의 가동로드(6d)가 최저 하강위치에 도달하기 전의 근접지점에서 동작신호를 발생시키는 센서부(25);

이 센서부(25)로부터 동작신호가 수신되지 않는 동안 상기 마찰수단(15)과 상기 연결바(13) 간의 분리상태를 유지시키고, 상기 센서부(25)로부터 동작신호가 수신되면 상기 마찰수단(15)과 상기 연결바(13) 간의 마찰이 발생되게 하는 유로개폐 스위치(35);를 포함하며, 상기 마찰 실린더(16)의 실린더바디(16b)와 상기 붐 실린더(6)의 실린더바디(6a)의 하측부는 각각 유압라인(40)을 매개로 하여 연결되고, 상기 유로개폐 스위치(35)는 바이패스 유압라인(40a)을 매개로 하여 상기 각 유압라인(40)과 탱크(14)를 연결하도록 구성되어 있다.

따라서, 버킷 등과 같은 프론트 어태치먼트에 중량물을 실은 상태에서 작업기를 하강시킬 시 작업기가 급격히 하강하는 것을 방지할 수 있게 됨으로써 작업기의 붐 실린더를 통해 상부 선회체에 물리적 충격이 크게 가해지거나 손상되는 것을 방지할 수 있게 한다.

그런데, 이러한 종래 기술은 붐 실린더에 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 연결바(13)를 마찰수단(15)에 의해 마찰시키게 되는데, 이러한 마찰수단(15)은 실린더 형으로 구성되어 그 구조가 매우 복잡하고, 또한 그 마찰수단(15)을 구동시키기 위해 복잡한 유압라인(40)이 설치된 구조를 가지게 되므로, 제조비용이 증가하는 단점이 있다.

<선행기술문헌>

1. 공개특허 제10-2009-0071992호

(산업차량을 위한 붐 실린더의 충격흡수장치)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 매우 간단한 구조로서 붐 실린더에 가해지는 충격을 완충시키도록 한 로더용 붐 실린더의 완충장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로더용 붐 실린더의 완충장치는,

로더의 차체와 붐 사이에 설치되어 붐을 구동시키는 붐 실린더로서,

상기 실린더의 몸체의 내측으로 삽입되고 선단에 가압판이 고정된 로드;

상기 몸체의 후방으로 더 연장된 후방공간부;

상기 후방공간부와 몸체의 내측 사이를 기밀하게 구획하며, 전후방으로 이동이 가능하게 설치된 이동가압판;

상기 후방공간부에서 상기 이동가압판을 탄성지지하는 탄성체;

상기 가압판의 후방으로 유압을 유입 및 유출시키는 제1유압입출공;

상기 가압판의 전방으로 유압을 유입 및 유출시키는 제2유압입출공;으로 구성된다.

이러한 본 발명에 따르면, 매우 간단한 구조에 의해 붐 실린더에 가해지는 충격을 완충시킴으로써 제조비용이 매우 저렴하며, 또한 이러한 완충장치에 의해 차체와 붐에 가해지는 충격을 흡수할 수 있도록 하여 볼트 또는 핀 등의 고정구조물에 손상이 발생하는 것을 방지하게 된다.

도1 및 도2는 종래 기술에 의한 붐 실린더의 충격흡수장치를 보인 도.
도3은 본 발명에 의한 로더용 붐 실린더의 완충장치를 보인 도.
도4는 탄성체의 구조를 보인 도.
도5는 본 발명의 다른 실시 예를 보인 도.
도6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 보인 도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도3은 본 발명에 의한 로더용 붐 실린더의 완충장치를 보인 도이고, 도4는 탄성체의 구조를 보인 도이다.

본 발명에 의한 완충장치는 차체와 붐 사이에 연결되어 붐을 구동시키게 되는 붐 실린더 형태로서, 실린더 몸체(100)의 일측에 로드(110)가 결합되고, 그 로드(110)의 전단에는 가압판(111)이 형성되며, 후단은 차체 또는 붐에 연결되기 위한 핀 조립부(112)가 형성되어 있다.

실린더 몸체(100)의 후방부위는 연장되어 후방공간부(101)가 형성되고, 그 후방공간부(101)와 몸체(100) 사이에는 기밀한 상태에서 전후방향으로 이동이 가능하게 이동가압판(130)이 구비되어 있다.

이러한 이동가압판(130)은 후방공간부(101)에 구비된 탄성체(140,150)에 의해 탄성지지되는데, 상기 탄성체(140,150)는 코일 스프링 또는 실리콘 고무 등의 탄성 재질로 형성된다.

상기 탄성체(140,150)는 코일 스프링인 경우에 도4에서와 같이 직경이 큰 제1스프링(140)의 내측으로 직경이 작은 제2스프링(150)이 삽입되는 형태로서, 제2스프링(150)의 길이가 제1스프링(140)의 길이보다 길게 형성된다.

그러므로, 초기에는 이동가압판(130)이 제2스프링(150)의 선단에 접촉되어 탄성지지되며, 후방공간부(101)의 외측으로는 차체 또는 붐에 연결되기 위한 핀 조립부(113)가 구비되어 있다.

또한 몸체(100)의 로드(110)가 삽입되는 일측에는 제1유압공(120)이 형성되며, 이러한 제1유압공(120)은 로드(110)가 신장되었을 때 가압판(111)의 후측부위에 위치하게 된다.

몸체(100)의 타측 즉 후방공간부(101)의 위치에는 제2유압공(121)이 형성되어 있으며, 제1유압공(120)과 제2유압공(121) 사이에는 금속관 또는 호스 형태의 유압라인(122)이 연결된다.

이러한 유압라인(122)에 의해 가압판(111)의 전방과 후방공간부(101)의 유압이 서로 공유된다.

아울러 유압라인(122)에는 선택적으로 유압라인(122)을 개폐시키기 위한 밸브(125)가 설치된다.

그리고, 상기 제1유압공(120)이 형성된 부위에서 반대쪽에는 제1유압입출공(123)이 형성되고, 또한 가압판(111)의 전방부위와 이동가압판(430)의 사이에는 제2유압입출공(124)이 형성되어 있다.

이러한 제1유압입출공(123)과 제2유압입출공(124)을 통해서 로드(110)를 신장시키거나 압축시키기 위한 유압이 공급되거나 유출될 수 있게 된다.

제1유압공(120)과 제1유압입출공(123)은 로드(110)가 최대로 신장되었을 때 가압판(111)의 후방부위에 위치하도록 하고, 제2유압입출공(124)는 로드(110)가 최대로 압축되었을 때 가압판(111)의 전방부위와 이동가압판(130) 사이에 위치하게 된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 일실시 예의 동작을 설명한다.

차체로부터 붐을 펼치기 위하여 제2유압입출공(124)을 통해 유압을 공급하게 되면, 가압판(111)의 전방부위에 큰 압력이 인가되므로 가압판(111)에 그 압력이 가해지므로 로드(110)가 신장된다.

이때 가압판(111)의 후방부위의 유압은 제1유압입출공(123)을 통해 빠져나가게 되므로, 가압판(111)의 후방부위의 압력이 낮아지게 되어 로드(110)가 낮은 유압에도 쉽게 신장될 수 있게 된다.

이와 동시에 후방공간부(101)의 유압도 이동가압판(130)에 가해지는 유압의 압력에 의해 유압라인(122)을 통해 일부가 제1유압입출공(123)으로 빠져 나가게 되지만 탄성체(140,150)에 의해 탄성지지력이 발생하므로 이동가압판(130)은 가압판(111)의 전방에 가해지는 압력에 의해 후방으로 약간만 이동하게 되는 것이다.

그러므로, 로드(110)를 신장시킬 수 있는 압력이 충분히 가압판(111)의 전방에 작용할 수 있는 것이다.

이렇게 로드(110)가 신장된 상태에서 작업기 예를 들어 버킷 등에 중량물을 채워 들어올리게 되면, 붐을 지지하던 로드(110)에 중량물의 하중에 의한 부하가 걸리게 되어 가압판(111)의 전방부위의 압력이 크게 증가하게 된다.

따라서, 몸체(100) 내부의 압력이 크게 증가하여 자칫 붐 실린더가 손상될 수 있으나, 탄성체(140,150)에 의해 탄성지지되는 이동가압판(130)이 몸체(100)의 내부에 가해진 압력에 대하여 탄성력을 가지고 완충시키게 되므로 몸체(100)의 손상이 방지되는 것이다.

즉, 로드(110)의 부하에 의해 가압판(111)의 전방부위의 압력이 크게 증가하면, 그 압력이 이동가압판(130)에 미치게 되고, 이때 이동가압판(130)이 탄성력에 의해 지지됨으로써 큰 압력을 흡수하여 완충시키게 되는 것이다.

이때, 비교적 작은 압력은 제2스프링(150)이 탄성지지하여 충격을 흡수하고, 큰 압력은 제2스프링(150)이 압축되면서 제1스프링(140)과 함께 충격을 흡수하게 되는 것이다.

또한, 붐을 접는 경우에는 제1유압입출공(123)을 통하여 유압을 인가하게 되면, 가압판(111)의 후방부위에 압력이 형성되어 로드(110)가 압축되며, 유압이 유압라인(122)을 통해 후방공간부(101)로 이동하게 되어 후방공간부(101)의 압력이 증갛게 된다.

이와 동시에 가압판(111)의 전방부위에 형성된 유압은 제2유압입출공(124)을 통해 배출됨으로써 로드(110)가 제1유압입출공(123)을 통해 유입되는 압력에 의해 쉽게 압축되는 것이다.

작업기에 중량물이 채워진 상태에서 로드가 압축되고, 이에 따라 붐이 접혀진상태에서 이동하게 되면, 중량물에 의해 붐이 흔들리게 되며, 이러한 흔들림에 의한 충격에 의해 로드(110)가 전후방으로 움직이게 되므로, 이에 따라 가압판(111)도 전후방으로 움직이게 되어 가압판(111)의 전방부위에는 순간적으로 큰 압력이 걸리게 된다.

이때, 상기에서 언급한 바와 같이 후방공간부(101)의 압력과 탄성체(140,150)에 의해 이동가압판(130)이 탄성지지된 상태에서 가압판(411)의 전후방 이동에 의한 압력에 대응하여 전후방으로 이동하게 됨으로써 충격을 흡수하게 되는 것이다.

아울러, 유압라인(122)을 밸브(125)에 의해 폐쇄시키는 경우에는 일반적인 붐 실린더 형태로 사용할 수 있게 되며, 이동가압판(130)의 후방에 유압이 공급되어 그 유압에 의해 탄성력이 발생하므로, 탄성체(140,150)는 선택적으로 사용될 수 있을 것이다.

도5는 본 발명의 다른 실시 예로서, 제1유압공(120) 제2유압공(121), 유압라인(122)이 삭제되고, 상기 후방공간부(101)의 후단에는 공기구멍(102)이 형성되어 있으므로, 후방공간부(101)는 대기압만 작용하게 된다.

이에 따라 탄성체(140,150)의 탄성력으로 이동가압판(130)을 지지하는 구조이다.

도6은 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 후방공간부(101)가 기밀하게 구성되면서 내부에 탄성체(140)가 구비되고, 그 후방공간부(101)에 제3유압입출공(126)이 형성되어 제1유압입출공(123)과 유압공급라인(160)을 공유하게 된다.

따라서, 제3유압입출공(126)에 의해 후방공간부(101)의 압력을 가압판(111)의 후방에 가해지는 압력으로 조절할 수 있게 됨으로써 그 탄성지지력에 의해 이동가압판(130)의 탄성력을 조절할 수 있는 것이다.

물론, 이동가압판(130)의 후방에 유압이 공급되어 그 유압에 의해 탄성력이 발생하므로, 탄성체(140)는 삭제될 수 있으며, 필요에 따라서 사용될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

100 : 몸체
101 : 후방공간부
102 ; 공기구멍
110 : 로드
111 : 가압판
112,113 : 핀 조립부
120 : 제1유압공
121 : 제2유압공
123 : 제1유압입출공
124 : 제2유압입출공
125 : 유압라인
130 : 이동가압판
140,150 : 탄성체
160 : 유압공급라인

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 로더의 차체와 붐 사이에 설치되어 붐을 구동시키는 붐 실린더로서,
   상기 실린더의 몸체의 내측으로 삽입되고 선단에 가압판이 고정된 로드;
   상기 몸체의 후방으로 더 연장된 후방공간부;
   상기 후방공간부와 몸체의 내측 사이를 기밀하게 구획하며, 전후방으로 이동이 가능하게 설치된 이동가압판;
   상기 가압판의 후방으로 유압을 유입 및 유출시키는 제1유압입출공;
   상기 가압판의 전방으로 유압을 유입 및 유출시키는 제2유압입출공;
   상기 후방공간부로 유압을 유입 및 유출시키며, 상기 제1유압입출공과 유압공급라인을 공유하는 제3유압입출공;으로 구성된 것을 특징으로 로더용 붐 실린더의 완충장치.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 후방공간부에서는 상기 이동가압판을 탄성지지하는 탄성체가 구비된 것을 특징으로 하는 로더용 붐 실린더의 완충장치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 탄성체는 코일 스프링 또는 실리콘 고무 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 로더용 붐 실린더의 완충장치.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 탄성체는 코일 스프링으로서, 직경이 큰 제1스프링의 내측으로 직경이 작은 제2스프링이 삽입되며, 상기 제2스프링의 길이는 제1스프링의 길이보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 로더용 붐 실린더의 완충장치.

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