KR102103034B1

KR102103034B1 - 건설 기계의 스윙 브래킷

Info

Publication number: KR102103034B1
Application number: KR1020140040556A
Authority: KR
Inventors: 아토시 히라가키우치; 미츠오 나카타니
Original assignee: 코벨코 겐키 가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2020-04-21
Also published as: KR20140122186A; CN104099968A; JP2014202022A; US20140301771A1; CN104099968B; EP2789750A1; US9366005B2; JP5786885B2

Abstract

충분한 보강 효과를 얻을 수 있는 건설 기계의 스윙 브래킷이 제공된다. 이 스윙 브래킷은, 브래킷 본체와, 상기 건설 기계의 상부 선회체와 연결되는 주 연결부와, 상기 브래킷 본체의 하단부의 좌우 측부 중 한쪽으로부터 돌출되고, 스윙 실린더의 단부와 연결되는 스윙 실린더 연결부이며, 상하로 간격을 두고 대향 배치된 한 쌍의 지지 아암을 갖는 것과, 상기 스윙 실린더 연결부의 근원 부분을 보강하기 위한 보강부를 구비한다. 보강부는, 양 지지 아암에 걸치는 메인 리브와, 이 메인 리브로부터 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 연장되는 상부, 하부, 전방 및 후방 리브를 갖는다. 상부 및 하부 리브와 전방 및 후방 리브는 서로 일체로 연결됨으로써 상자 형상체를 형성한다.

Description

건설 기계의 스윙 브래킷{SWING BRACKET OF CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 셔블 등의 건설 기계에 있어서 붐 등을 지지하면서 좌우로 스윙시키기 위한 스윙 브래킷에 관한 것이다.

본 발명의 배경 기술을, 도 6에 도시하는 셔블을 예로 들어 설명한다.

이 셔블은, 크롤러식 하부 주행체(1)와, 그 위에 지면에 대해 수직으로 되는 축 O의 주위로 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체(2)와, 이 상부 선회체(2)에 장착되는 작업용 어태치먼트(9)이며, 붐(3)과, 아암(4)과, 버킷(5)과, 이들을 각각 움직이게 하는 복수의 유압 실린더, 즉, 붐 실린더(6), 아암 실린더(7) 및 버킷 실린더(8)를 갖는 것과, 상기 상부 선회체(2) 상에 설치되는 운전석(10)과, 운전석(10)을 상부로부터 덮는 캐노피(11)를 구비한다. 이 명세서에 있어서, 「전후」「좌우」는, 운전석(10)에 착석한 작업자로부터 본 방향성을 말한다.

이 셔블은 스윙식으로, 스윙 브래킷(12) 및 스윙 실린더(16)를 더 구비한다. 상기 스윙 브래킷(12)은, 종축인 스윙 핀(13)을 중심으로 하여 좌우로 스윙 회전 가능해지도록 상기 상부 선회체(2)의 전방부에 장착된다. 이 스윙 브래킷(12)에, 상기 붐(3)의 기단부인 붐 푸트(boom foot)가 붐 푸트 핀(14)에 의해, 또한 붐 실린더(6)의 일단부가 붐 실린더 핀(15)에 의해, 각각 좌우 방향의 수평축 주위로 회전 가능하게 장착된다. 상기 스윙 실린더(16)는, 상기 스윙 브래킷(12)을 좌우로 스윙 회전시킨다. 스윙 실린더(16)는, 스윙 브래킷(12)에 스윙 실린더 핀(17)에 의해 수직축 주위로 회전 가능하게 장착된다. 이와 같이 하여, 붐(3)을 포함하는 어태치먼트(9) 전체의 붐 푸트 핀(14)을 중심으로 하는 기복 동작과, 스윙 핀(13)을 중심으로 하는 좌우로의 스윙 동작이 허용된다.

이상의 구성은, 일본 특허 공개 제2003-176548호 공보 및 일본 특허 공개 제2004-68290호 공보에 개시되어 있다.

도 7∼도 10은, 종래의 스윙 브래킷(12)의 구성을 도시한다. 이 스윙 브래킷(12)은 주형 성형된 것으로, 상기 붐 푸트가 연결되는 붐 푸트 연결부(18)와, 상기 붐 실린더(6)가 연결되는 붐 실린더 연결부(19)와, 상기 스윙 실린더(16)가 연결되는 스윙 실린더 연결부(20)와, 브래킷 본체(21)를 갖는다. 상기 붐 푸트 연결부(18), 상기 붐 실린더 연결부(19) 및 상기 스윙 실린더 연결부(20)는 각각, 상기 스윙 브래킷(12)의 상단부, 상하 방향 중간부의 전방측 부분, 하단부 우측 부분을 구성한다. 상기 브래킷 본체(21)는, 상기 각 연결부(18∼20) 이외의 부위이며 서로 인접하는 연결부끼리를 연결한다.

상기 붐 푸트 연결부(18)는, 좌우 방향으로 간격을 두고 서로 대향하는 한 쌍의 지지 아암(18a, 18b)을 갖는다. 상기 붐 실린더 연결부(19)는, 좌우 방향으로 간격을 두고 서로 대향하는 한 쌍의 지지 아암(19a, 19b)을 갖는다. 상기 스윙 실린더 연결부(20)는, 상하로 간격을 두고 서로 대향하는 한 쌍의 지지 아암(20a, 20b)을 갖는다. 각 지지 아암(18a, 18b, 19a, 19b, 20a, 20b)은 핀 구멍(22)을 갖고, 당해 핀 구멍(22)에 각각의 지지 아암에 대응하는 장착 핀, 즉, 도 6에 도시되는 붐 푸트 핀(14), 붐 실린더 핀(15), 스윙 실린더 핀(17)이 삽입된다.

상기 셔블은 또한, 도 8에 도시하는 스윙 브래킷 장착부(23)를 구비하고, 이것에 상기 스윙 브래킷(12)이 장착된다. 스윙 브래킷 장착부(23)는, 상기 상부 선회체(2)의 전단부로부터 전방으로 돌출된다. 스윙 브래킷 장착부(23)는, 그 전단부에 위치하여 서로 상하로 대향하는 한 쌍의 지지부(23a)를 갖는다.

한편, 스윙 브래킷(12)은 도 8 및 도 10에 도시되는 주 연결부(24)를 갖는다. 이 주 연결부(24)는, 상기 스윙 브래킷 장착부(23)에 연결되는 것으로, 상하 한 쌍의 피지지부(24a)를 갖는다. 이들 피지지부(24a)는 각각 스윙 핀 구멍(25)을 갖고, 이들 스윙 핀 구멍(25) 및 상기 각 지지부(23a)의 핀 구멍에 도 6에 도시되는 스윙 핀(13)이 삽입 관통된다. 이에 의해 상기 각 피지지부(24a)가 상기 각 지지부(23a)에 연결된다.

이 스윙 브래킷(12)은, 보강 구조, 특히 스윙 실린더 연결부(20)와 그 주변의 부분을 보강하기 위한 구조를 갖는다. 이 구조는 도 9에 도시하는 세로 리브(26)를 포함한다. 이 세로 리브(26)는, 스윙 실린더 연결부(20)의 근원 부분에 있어서의 상측 지지 아암(20a)의 상면과, 이 상면에 인접하는 본체(21)의 우측면을 걸치도록 하여 이들을 상호 연결하는 대략 삼각형의 형상을 갖는다.

그러나, 이 세로 리브(26) 중 도 9에 있어서 파선의 원형으로 둘러싸이는 부분, 즉, 상측 지지 아암(20a) 및 본체(21)의 우측면에 접속되는 지단부에 응력 집중이 일어나므로, 이 부분에서 파손이 발생할 우려가 있다. 또한, 세로 리브(26)에 의한 보강 효과는 하측 지지 아암(20b)에는 충분히 미치지 않으므로, 이 하측 지지 아암(20b)이 파손될 우려도 있다.

상기 파손을 피하는 수단으로서, 상기 스윙 실린더 연결부(20)의 근원 부분 중, 예를 들어 양측 지지 아암(20a, 20b)에 걸치는 부분(예를 들어, 도 9 중에 사선을 부여하여 나타내는 타원 부분)의 두께를 크게 하고, 이에 의해 응력 집중을 피하면서 보강 효과를 높이는 것이 생각된다. 그러나, 상기 두께의 증대는 현저한 중량 증가, 경우에 따라서는 수 ㎏의 증가를 초래하여, 스윙 브래킷(12)의 취급을 어렵게 함과 함께 비용을 상승시키는 결점이 있다.

또한, 양측 지지 아암(20a, 20b)의 외측으로의 돌출 길이를 짧게 함으로써 근원 부분에 가해지는 하중을 작게 하는 것은, 도 6 및 도 8에 도시되는 스윙 실린더(16)의 좌우의 움직임의 제약을 현저하게 한다.

본 발명의 목적은, 충분한 보강 효과를 얻을 수 있는 건설 기계의 스윙 브래킷을 제공하는 것이다.

본 발명이 제공하는 것은, 하부 주행체 및 그 위에 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체를 구비한 건설 기계에 설치되고, 스윙 실린더에 의해 수직축 주위로 좌우 방향으로 회전되는 스윙 브래킷이며, 브래킷 본체와, 이 브래킷 본체에 연결되고, 수직축을 중심으로 하여 좌우 방향으로 회전 가능해지도록 상기 상부 선회체와 연결되는 주 연결부와, 상기 브래킷 본체의 하단부의 좌우 측부 중 한쪽으로부터 돌출되고, 상기 스윙 실린더의 단부와 연결되는 스윙 실린더 연결부이며, 상하로 간격을 두고 대향 배치된 한 쌍의 지지 아암을 갖는 것과, 상기 스윙 실린더 연결부의 근원 부분을 보강하기 위한 보강부를 구비한다. 이 보강부는, 상기 양 지지 아암에 걸치는 메인 리브와, 이 메인 리브의 상단부, 하단부, 전단부 및 후단부로부터 각각 상기 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 연장되는 상부 리브, 하부 리브, 전방 리브 및 후방 리브를 갖는다. 상기 상부 및 하부 리브와, 상기 전방 및 후방 리브는 서로 일체로 연속되고, 이에 의해 상기 메인 리브를 사이에 두고 상기 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 개구되는 상자 형상체를 형성한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 스윙 브래킷의 사시도.
도 2는 도 1의 일부를 확대한 사시도.
도 3은 상기 스윙 브래킷의 우측면도.
도 4는 상기 스윙 브래킷의 전방면도.
도 5는 도 4의 V-V선 단면도.
도 6은 스윙식 셔블의 개략 측면도.
도 7은 종래의 스윙 브래킷의 사시도.
도 8은 도 7에 도시하는 스윙 브래킷의 우측면도.
도 9는 도 7에 도시하는 스윙 브래킷의 전방면도.
도 10은 도 9의 X-X선 단면도.

본 발명의 실시 형태를 도 1∼도 5에 의해 설명한다.

도 1∼도 5는, 이 실시 형태에 관한 스윙 브래킷(30)을 도시한다. 이 스윙 브래킷(30)은, 주형 성형에 의해 성형되고, 브래킷 본체(35)와, 붐 푸트 연결부(31)와, 붐 실린더 연결부(32)와, 스윙 실린더 연결부(33)와, 주 연결부(36)와, 보강부(38)를 일체로 갖는다.

상기 붐 푸트 연결부(31)는, 상기 스윙 브래킷(30)의 상단부를 구성한다. 상기 붐 실린더 연결부(32)는, 상기 스윙 브래킷(30)의 상하 방향 중간부의 전방측 부분을 구성한다. 스윙 실린더 연결부(33)는 상기 스윙 브래킷(30)의 하단부의 우측 부분을 구성한다.

상기 붐 푸트 연결부(31)는, 한 쌍의 지지 아암(31a, 31b)을 갖고, 이들은 좌우로 간격을 두고 대향 배치되어 있다. 붐 실린더 연결부(32)는, 한 쌍의 지지 아암(32a, 32b)을 갖고, 이들은 좌우로 간격을 두고 대향 배치되어 있다. 스윙 실린더 연결부(33)는, 한 쌍의 지지 아암(33a, 33b)을 갖고, 이들은 상하로 간격을 두고 대향 배치되어 있다. 도 6∼도 10에 도시되는 스윙 브래킷(12)과 마찬가지로, 상기 지지 아암(31a, 31b)에는 도 6에 도시되는 붐 푸트 핀(14)과 마찬가지의 붐 푸트 핀이 삽입 관통되는 핀 구멍(34)이 형성되어 있다. 상기 지지 아암(32a, 32b)에는 도 6에 도시되는 붐 실린더 핀(15)과 마찬가지의 붐 실린더 핀이 삽입 관통되는 핀 구멍(34)이 형성되어 있다. 상기 지지 아암(33a, 33b)에는, 도 6에 도시되는 스윙 실린더 핀(17)과 마찬가지의 스윙 실린더 핀이 삽입 관통되는 핀 구멍(34)이 형성되어 있다.

상기 브래킷 본체(35)는, 상기 연결부(31∼33)끼리를 연결하는 부분이다. 따라서, 상기 스윙 실린더 연결부(33)는, 상기 브래킷 본체(35)의 하단부의 좌우 양 측부 중 한쪽인 우측부로부터 외측 방향으로 돌출되어 있다.

상기 주 연결부(36)는, 도 3에 도시되는 스윙 브래킷 장착부(23)에 연결된다. 이 스윙 브래킷 장착부(23)는, 도 6에 도시되는 스윙 브래킷 장착부(23)와 마찬가지로, 상부 선회체(2)의 전단부에 설치되고, 상하 한 쌍의 지지부(23a)를 갖는다. 이에 반해 상기 주 연결부(36)는, 도 6에 도시되는 주 연결부(24)와 마찬가지로, 상하 한 쌍의 피지지부(36a)를 갖는다. 이들 피지지부(36a)는 각각 스윙 핀 구멍(37)을 갖고, 이들 스윙 핀 구멍(37) 및 상기 각 지지부(23a)의 핀 구멍에 도 6에 도시되는 스윙 핀(13)과 마찬가지의 스윙 핀이 삽입 관통된다. 이에 의해 상기 각 피지지부(36a)가 상기 각 지지부(23a)에 지지된다.

상기 보강부(38)는, 상기 스윙 실린더 연결부(33)의 근원 부분을 보강하기 위한 부분이다. 이 보강부(38)는, 메인 리브(39)와, 전방 리브(40)와, 후방 리브(41)와, 상부 리브(42)와, 하부 리브(43)를 갖는다.

상기 메인 리브(39)는, 상기 스윙 실린더 연결부(33)의 지지 아암(33a, 33b)을 상하로 걸친다. 상세하게는, 이들 지지 아암(33a, 33b)의 근원측 단부끼리를 상하로 연결하도록 이들 근원측 단부와 일체로 연결된다. 이 실시 형태에 관한 메인 리브(39)는, 그 두께 방향이 지지 아암(33a, 33b)의 돌출 방향과 평행한 방향인 판 형상을 이룬다.

상기 전방 리브(40), 후방 리브(41), 상부 리브(42) 및 하부 리브(43)는, 각각 상기 메인 리브(39)의 상단부, 하단부, 전단부 및 후단부로부터 각각 상기 스윙 실린더 연결부(33)와 반대측, 즉 도 1 및 도 2에서는 우측으로 연장된다. 상기 상부 및 하부 리브(42, 43)의 좌우 단부와, 상기 전방 및 후방 리브(40, 41)의 상하 단부는 서로 일체로 연결되고, 이에 의해 상기 메인 리브(39)를 사이에 두고 상기 스윙 실린더 연결부(33)와 반대측, 즉, 도 1 및 도 2에서는 우측으로 개구되는 상자 형상체를 형성한다. 즉, 상기 각 리브(39∼43)는, 상기 메인 리브(39)를 안쪽 벽으로 하여 스윙 실린더 연결부(33)의 돌출 방향과 반대측으로 개방된 상자 형상으로 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 보강부(38)는 상자형 구조를 갖고, 그 메인 리브(39)의 외측을 향해 상기 한 쌍의 지지 아암(33a, 33b)이 돌출됨으로써 상기 스윙 실린더 연결부(33)를 구성하고 있다.

상기 보강부(38)의 단면 형상이나 넓이는 다양하게 선택 가능하다. 예를 들어, 보강부(38)의 수평 단면은, 도 5에 도시하는 대략 사각형 외에, 안쪽 벽을 구성하는 메인 리브(39)가 반원형으로 된 형상이어도 된다. 혹은, 전방 및 후방 리브(40, 41)나 상부 및 하부 리브(42, 43)가 외측 방향 또는 내측 방향으로 만곡되어 있어도 된다.

한편, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상측 지지 아암(33a)과 브래킷 본체(35)의 우측면부를 연속적으로 연결하는 부분(30a), 바꾸어 말하면, 도 9에 도시되는 종래의 스윙 브래킷(12)에 있어서 삼각형의 세로 리브(26)가 설치되어 있는 부분에 대응하는 부분의 외측면은, 당해 부분(39)에서의 응력 집중을 완화하는 완만한 곡면, 예를 들어 원호 형상의 곡면으로 되어 있다.

이 스윙 브래킷(30)에 있어서의 상자형 구조의 보강부(38)는, 스윙 브래킷(30) 전체의 중량 증가를 억제하면서, 특히 스윙 실린더 연결부(33)에 대해 높은 보강 효과를 얻는 것을 가능하게 한다. 또한, 도 9에 도시하는 종래의 삼각형 리브(26)의 지단부 부분(파선원으로 둘러싸인 부분)과 같이 높은 응력 집중이 발생하는 부분이 없으므로 파손되기 어렵다. 또한, 양측 지지 아암(33a, 33b)의 돌출 길이를 작게 하는 경우와 달리, 스윙 실린더의 움직임의 제한의 증대도 없다.

이에 더하여, 보강부(38)는 주형 성형에 의해 스윙 브래킷(30)의 다른 부분, 즉, 브래킷 본체(35) 및 각 연결부(31∼33, 36)와 동시에 또한 일체로 형성될 수 있으므로, 생산성, 비용의 점에서도 유리해진다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 충분한 보강 효과를 얻을 수 있는 건설 기계의 스윙 브래킷이 제공된다. 이 스윙 브래킷은, 하부 주행체 및 그 위에 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체를 구비한 건설 기계에 설치되고, 스윙 실린더에 의해 수직축 주위로 좌우 방향으로 회전되는 것이며, 브래킷 본체와, 이 브래킷 본체에 연결되고, 수직축을 중심으로 하여 좌우 방향으로 회전 가능해지도록 상기 상부 선회체와 연결되는 주 연결부와, 상기 브래킷 본체의 하단부의 좌우 측부 중 한쪽으로부터 돌출되고, 상기 스윙 실린더의 단부와 연결되는 스윙 실린더 연결부이며, 상하로 간격을 두고 대향 배치된 한 쌍의 지지 아암을 갖는 것과, 상기 스윙 실린더 연결부의 근원 부분을 보강하기 위한 보강부를 구비한다. 이 보강부는, 상기 양 지지 아암에 걸치는 메인 리브와, 이 메인 리브의 상단부, 하단부, 전단부 및 후단부로부터 각각 상기 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 연장되는 상부 리브, 하부 리브, 전방 리브 및 후방 리브를 갖는다. 상기 상부 및 하부 리브와, 상기 전방 및 후방 리브는 서로 일체로 연결되고, 이에 의해 상기 메인 리브를 사이에 두고 상기 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 개구되는 상자 형상체를 형성한다.

이 스윙 브래킷에 의하면, 스윙 실린더 연결부의 한 쌍의 지지 아암을 걸치는 메인 리브와, 이 메인 리브로부터 상기 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 연장되는 전방 리브, 후방 리브, 상부 리브 및 하부 리브가 상호 일체로 연결되어 상자 형상체를 형성함으로써, 스윙 브래킷 전체의 중량을 현저하게 증대시키는 일 없이, 상기 스윙 실린더 연결부의 근원 부분을 효과적으로 보강할 수 있다.

상기 메인 리브는, 예를 들어 그 두께 방향이 상기 스윙 실린더 연결부의 양 지지 아암의 돌출 방향과 평행한 방향인 판 형상인 것이 적합하다. 당해 메인 리브는, 중량이 작은 구조에서 유효한 보강의 실현을 가능하게 한다.

Claims

하부 주행체 및 그 위에 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체를 구비한 건설 기계에 설치되고, 스윙 실린더에 의해 수직축 주위로 좌우 방향으로 회전되는 스윙 브래킷이며,
브래킷 본체와,
이 브래킷 본체에 연결되고, 수직축을 중심으로 하여 좌우 방향으로 회전 가능해지도록 상기 상부 선회체와 연결되는 주 연결부와,
상기 브래킷 본체의 하단부의 좌우 측부 중 한쪽으로부터 돌출되고, 상기 스윙 실린더의 단부와 연결되는 스윙 실린더 연결부이며, 상하로 간격을 두고 대향 배치된 한 쌍의 지지 아암을 갖는 것과,
상기 스윙 실린더 연결부의 근원 부분을 보강하기 위한 보강부를 구비하고, 이 보강부는, 상기 양 지지 아암에 걸치는 메인 리브와, 이 메인 리브의 상단부, 하단부, 전단부 및 후단부로부터 각각 상기 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 연장되는 상부 리브, 하부 리브, 전방 리브 및 후방 리브를 갖고, 상기 상부 및 하부 리브와, 상기 전방 및 후방 리브는 서로 일체로 연결되고, 이에 의해, 상기 메인 리브를 사이에 두고 상기 스윙 실린더 연결부와 반대측으로 개구되는 상자 형상체를 형성하고,
상기 메인 리브는, 그 두께 방향이 상기 스윙 실린더 연결부의 양 지지 아암의 돌출 방향과 평행한 방향인 판 형상인, 건설 기계의 스윙 브래킷.
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