KR102407194B1 - 중장비용 아우트리거 프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비와 바디프레임로 이루어진 중장비를 동작시에 상기 바디프레임에 발생하는 굽힘모멘트에 저항력을 가지며, 아우트리거를 통해 상판과 하판으로 이루어진 프레임바디에 전달되는 하중의 허용변위량을 감소시킬 수 있는 중장비용 아우트리거 프레임 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상판,하판,측판으로 구성되는 프레임바디와 수평빔과 수직빔으로 이루어지고, 상기 프레임바디의 모서리에 각각 연결되어 지면을 지지하는 아우트리거로 이루어지며, 상기 프레임바디의 상판과 하판에 구비되는 복수개의 지지통공으로 연결관체를 삽입하여 아우트리거의 굽힘하중이 프레임바디의 변형 또는 파손을 방지하는 것이다.

Description

중장비용 아우트리거 프레임 구조{AN OUTRIGGER FRAME STRUCTURE FOR HEAVY MACHINE}

본 발명은 공중 작업이 요구되는 크레인 차량에 널리 설치되는 아우트리거에 있어서, 새로운 아우트리거의 회전구조 및 결합구조에 관한 것이다.

본 발명은 아우트리거의 수평빔에 작용하는 굽힘하중에 의해서 바디프레임의 굽힘으로 인한 변형을 방지할 수 있도록 굽힘하중 및 뒤틀림하중에 대한 저항성을 개선한 아우트리거의 프레임 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 중장비(Heavy Equipment)는 건설작업 등에 사용되는 기계장치를 의미하는 것으로, 해당 중장비는 그 기능에 따라 무거운 물건을 들거나 옮기는 기능을 수행하는 기중기, 크레인 등은 물론, 지면을 파내거나 굴착하는 굴삭기나 굴착기 등이 존재한다.

상기 기중기나 크레인 등과 같은 중장비는 안정적인 작업을 위하여 차체의 전방 또는 후방에 기중기 또는 크레인의 몸체를 지지하는 아우트리거를 구비한다.

이러한 중장비 차량은 도 1에서 도시한 바와 같이, 통상적으로 지면에 지지되거나 이동(차량에 장착되는 것 포함)하기 위한 아우트리거, 프레임바디(10)에 회전가능하게 장착되는 크레인 등의 중장비를 포함하게 된다.

헌데, 이러한 종래의 중장비차량은 크레인 등의 중장비(20)를 통해 무거운 물건을 들거나 옮기는 과정에서 그 무게가 들려지는 방향측으로 굽힘모멘트(Bending Moment)가 발생하게 되며, 이러한 굽힘모멘트는 중장비(20)를 지지하는 바디프레임(10)의 아우트리거에 전달되고, 한계량 초과시 아우트리거에 변형이 오게되고, 아우트리거와 연결된 프레임바디 또한 변형되므로 안전사고의 위험성이 존재하게 된다.

도 1의 바디프레임(10)는, 차량 샤시에 프레임바디가 결합되고, 상기 프레임바디 사방 주위로 아우트리거가 4개 이상이 구비된다. 통상적으로 프레임 바디의 상판에는 크레인이나 붐대와 같은 중장비가 회전 될 수 있도록 회전수단이 구비된다. 그리고 프레임바디에 구비되는 아우트리거는 차량의 사방으로 확장되어야 하므로, 프레임바디로부터 반지름방향으로 수평빔을 신장하여야 하고, 또한 수직빔을 하방으로 신장하여야 한다. 이에 따라서 일반적인 아우트리거는 선행문헌의 종래기술과 같이 실린더를 개별적으로 구비하여야 하며, 적어도 4개의 아우트리거에 각각 2개씩의 실린더가 필요하게 되어 총 8개의 유압실린더 이상을 구비하여야 하고 이들 유압실린더로서 수평빔과 수직빔의 길이를 개별적으로 신축제어하게 된다.

이러한 종래의 중장비는 무거운 화물을 들거나 옮기는 과정에서 하중으로 인한 굽힘모멘드(Bending Moment)가 아우트리거의 프레임에 작용하게 되어 프레임바디의 굽힘변형 및 뒤틀림 변형이 발생하게 된다. 궁극적으로 운전자는 물론, 작업장 주변의 작업자까지 상해되는 안전사고의 위험성이 존재하게 된다.

이에 따라 본원 발명의 발명자는 아우트리거의 신축을 용이하게 제어할 수 있도록 하는 개선된 아우트리거의 결합구조를 착안하게 되었다. 또한, 이에 따르는 아우트리거에 의해서 작용하는 굽힘하중으로 인해서 발생하는 프레임바디의 변형을 방지할 수 있는 프레임바디의 개선된 구조를 착안한 것이다.

선행문헌 : 대한민국 등록특허 10-0921948 (2009. 10. 08. 등록)

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 중장비를 작동시에 발생하는 아우트리거의 작용하는 굽힘하중에 대한 내력을 생성시키고, 상기 굽힘하중에 의해서 프레임바디에 작용하는 굽힘하중 및 뒤틀림하중에 대한 저항성을 개선하여 파손을 방지하는데 그 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 중장비용 아우트리거 프레임 구조는 상판(110), 하판(120), 그리고 상기 상판(110)과 상기 하판(120)사이의 연결하는 측판(130)으로 구성되고, 상판(110)의 상부에 크레인 또는 텔리스코픽 붐대를 회전시키는 회전수단을 구비하는 정방형의 프레임바디(100)는 하판(120)의 하부에는 차량의 샤시에 길이방향으로 고정하기 위한 한 쌍의 종방향 고정프레임을 구비하되, 상기 프레임바디(100)의 모서리에 각각 아우트리거(300)를 구비하는 아우트리거(300) 장치에 있어서,

상기 아우트리거(300)는 수평빔(310)과 수직빔(320)으로 이루어지되,

상기 수평빔(310)의 일단은 정방형의 상기 프레임바디(100)의 네 모서리에 구비된 회전축(340)에 의해서 회전가능하게 설치되고,

상기 고정빔(200)의 측면과 상기 수평빔(310)의 측면 사이에 유압실린더가 구비되어 실린더로드의 작동에 의해서 상기 수평빔(310)은 상기 고정빔(200)에 대해서 평행하게 배치되거나 간격이 벌어지면서 X자형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임바디(100)는 상기 상판과 하판 사이에 통공이 구비되며, 상기 통공을 통해서 연결관체로 연결되어, 상기 수평빔(310)에 작용하는 굽힘하중으로 인한 상판(110) 또는 하판(120)의 변형 또는 절개를 방지하는 것을 특징으로 하는 중장비용 아우트리거 결합구조를 제공한다.

본 발명에 따르면, 수평빔과 수직빔으로 이루어지는 아우트리거는, 실린더 로드의 작동에 의해서 평행하게 배치되거나 X자형으로 배치될 수 있어 지면에 형상에 따라 배치를 변경할 수 있는 효과가 있다.

또한, 프레임바디의 상판과 하판사이에 연결관체를 추가로 구비함으로써 아우트리거로부터 작용하는 굽힘하중에 의한 프레임바디의 상판 또는 하판의 변형을 방지하는 효과를 갖게 된다.

도 1 종래의 중장비를 나타낸 도면
도 2 및 도 3는 본 발명에 따른중장비용 아우트리거 프레임 구조
도 4는 본원 발명에 따른 프레임바디의 조립도
도 5에 본원 발명에 따른 프레임바디 조립 후의 단면도
도 6은 본원 발명에 따른 프레임바디의 저항력을 비교한 도면

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 중장비용 아우트리거 프레임 구조 대하여 상세히 설명하도록 한다.

설명에 앞서, 본 발명의 상세한 설명에 시사된 중장비(20)는 크레인이나 기중기 등과 같이. 무거운 물건을 들거나 옮기는 구조물이 형성된 통상의 중장비장치를 구성하는 구성물 중 하나를 의미하는 것으로, 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 상세한 설명은 생락하며, 상기 중장비(20)와 회전가능하게 결합하되 상기 중장비(20)를 통해 물건을 옮기거나 이동하는 과정에서 발생하는 하중이 지면을 통해 분산되도록 하는 바디프레임(10)는 차량(미도시)에 설치되는 방식을 일 예로 설명하도록 한다는 것에 유의한다.(도 1 참조)

먼저, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하부체구조는 크게, 프레임바디(100) 및 아우트리거(300)를 포함한다.

더욱 상세하게 설명하면, 상판(110), 하판(120), 측판(130)으로 구성된 상기 프레임바디(100)은 중장비(20)가 수평방향으로 회전가능하게 결합하되 지면에 아우트리거(300)가 지지된 상태에서 상기 중장비(20)를 통해 무거운 물체를 들거나 옮기는 동작을 진행시, 상기 프레임바디(100)에 발생하는 굽힘모멘트(Bending Moment)에 대응함으로써, 상기 프레임바디(100)의 파손 등이 방지될 수 있도록 하기 위한 구성으로 상판(110)과 하판(120)에 지지통공(111,121)이 구비되고, 상기 지지통공(111,121)에 연결관체(140)가 삽입 결합된다.

여기서, 프레임바디(100)은 후술하는 다수의 아우트리거(300)가 회전가능하게 결합하되 상부에는 중장비(20)와 회전가능하게 결합하기 위한 회전부(400)가 형성된다.

상판(110)은 도시한 바와 같이, 전체적으로 판의 형상을 갖도록 형성되되 그 상면에는 회전부(400)의 구성이 형성되며, 측판(130)을 통해 하판(120)과 함께 프레임바디(100)의 형상을 갖도록 형성된다.

상판(110)의 상면에 구비되는 회전부(400)는 링기어(410)가 이어지게 형성되어 있으며, 상기 링기어(410)의 형성을 통해 그 외면에 삽입홈(420)이 형성되어 중장비(20)가 상기 링기어(410)와 서로 회전가능하게 치(齒) 결합시에 상기 중장비(20) 하부 일부가 상기 삽입홈(420) 내에 삽입되어 안정적으로 회전할 수 있는 구조를 구현한다.

상판(110) 각각의 모서리부에는 아우트리거(300)의 회전축(330)이 관통 삽입되기 위한 관통공(112)이 천공형성되어 있으며, 상기 관통공(112)은 상기 상판(110)과 서로 마주보도록 배치되는 하판(120)에도 대향되게 천공 형성되어 상기 회전축(330)을 통해 아우트리거(300)가 회전할 수 있는 구조를 갖는다.

이때, 상기 아우트리거(300)는 수평빔(310)과 수직빔(320)으로 이루어지되, 상기 수평빔(310)의 일단은 정방형의 상기 프레임바디(100)의 네 모서리에 구비된 회전축(340)에 의해서 회전가능하게 설치되고, 상기 고정빔(200)의 측면과 상기 수평빔(310)의 측면 사이에 유압실린더가 구비되어 실린더로드의 작동에 의해서 상기 수평빔(310)은 상기 고정빔(200)에 대해서 평행하게 배치되거나 간격이 벌어지면서 X자형으로 배치되는 것이다.

바람직하게, 아우트리거(300)의 배치는 차량 프레임의 측면에 평행하게 '='자 형상으로 회전하여 차량 프레임의 측면에 탑재되므로 탑재가 용이함은 물론, 해당 차량에 탑재된 상태에서 'X'자 형태로 회전하여 지면(G)에 지지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

하판(120)은 상술한 상판(110) 하부에 위치하도록 수직방향으로 서로 마주보게 배치되며, 측판프레임(130)을 통해 상기 상판프레임(110)과 서로 이어져 함체의 형상을 갖도록 한다.

즉, 상판(10)의 하면은 측판(130)의 상단과 이어지되 하판(120)의 상면은 상기 측판(130)의 하단과 이어지게 형성되어 프레임바디(100)가 전체적으로 속이 빈 함체 형상을 갖도록 하는 것이다.

아울러 측판(130)의 배치는 서로 마주보는 각각의 상판(110)과 하판(130) 모서리부에 삽입부(131)가 형성되도록 설치되며, 상기 삽입부(131)에는 아우트리거(300) 일단이 일정길이 삽입되어 관통공(112,122)을 관통하는 회전축(330)에 의해 프레임바디(100)에 회전할 수 있는 구조를 갖도록 한다.

연결관체(140)는 전체적으로 기둥형상을 갖도록 형성되고, 프레임바디(100)의 상판(110) 및 하판(120)에 구비된 복수개의 지지통공(111,121)에 삽입 결합되어 굽힘모멘트에 상기 프레임바디(100)가 저항력을 갖도록 한다. 바람직하게 상기 연결관체(140)는 상기 지지통공(111, 121)에 삽입되되, 용접에 의해서 결합된다.

이를 위해, 연결관체(140)는 그 상단이 상판(110)과 이어지게 형성되되 하단은 하판(120)과 이어지도록 프레임바디(100)의 내부에 구비되며, 바람직하게는 상판의 중앙을 중심으로 방사형태로 다수 구비되어 최대 360도까지 회전하는 중장비(20)의 동작방향에 상관없이 굽힘모멘트에 대한 저항력이 형성될 수 있도록 한다. 물론, 본 발명에서의 연결관체(140)는 상판(110)의 중앙을 중심으로 총 4개가 방사형태로 구비되어 있다. 바람직하게 상기 연결관체(140)은 도면에 도시된 바와 같이 상기 프레임받디의 상판과 하판의 모서리 부위에 설치된다. 이는 모서리 부위가 아우트리거가 설치되는 위치이고 이로부터 받는 하중에 의해서 직접적으로 영향을 받는 부위이기 때문이다.

이때, 상판(110)과 이어지게 형성된 연결관체(140)의 상단은 상판(110)의 상면과 동일선상에 위치하게 삽입되어 중장비(20)의 회전에 간섭을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 프레임바디(100)는 중장비(20)가 작동시에 그 하중이 발생하는 방향과 대칭되는 위치에 설치된 적어도 하나 이상의 연결관체(140)의 하부가 하판(120)에 지지된 상태에서 상판(110)과의 결속력이 작용하여 휘어지지 않도록 저항력이 발생함으로써, 굽힘모멘트에 대한 대응이 가능하게 된다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 하부체구조는 종래와는 차별적으로 프레임바디(100) 내부에 다수의 연결관체(140)를 설치하여 중장비(20)가 동작시 발생하는 굽힘모멘트에 대한 저항력이 생성되어 상기 프레임바디(100)의 파손을 방지하는 효과를 갖게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10:중장비 20:바디프레임
100:프레임바디
110:상판 120:하판
111:지지통공 121:지지통공
112:관통공 122:관통공
130:측판 140:연결관체
131:삽입부
200:고정빔
300:아우트리거
310:수평빔 320:수직빔
330:회전축
400:회전부
410:링기어 420:삽입홈

Claims (3)

1. 차량의 샤시에 길이방향으로 고정하기 위한 한 쌍의 고정빔(200)으로 이루어진 고정프레임;과
   상기 고정프레임의 상부에 고정결합되는 정방형의 프레임바디(100);를 구비하되,
   
   상기 프레임바디(100)는,
   상판(110), 하판(120), 그리고 상기 상판(110)과 상기 하판(120)사이의 연결하는 측판(130)으로 구성되고, 상판(110)의 상부에 크레인 또는 텔리스코픽 붐대를 회전시키는 회전수단(400)을 구비하며, 하판(120)의 하부는 상기 한 쌍의 고정빔(200)에 고정되고,
   
   상기 프레임바디(100)의 모서리에는 수평빔(310)과 수직빔(320)으로 이루어지는 아우트리거(300)를 구비하되,
   
   상기 수평빔(310)의 일단은 정방형의 상기 프레임바디(100)의 네 모서리에 구비된 회전축(340)에 의해서 회전가능하게 설치되고,
   
   상기 고정빔(200)의 측면과 상기 수평빔(310)의 측면 사이에 유압실린더가 구비되어 실린더로드의 작동에 의해서 상기 수평빔(310)은 상기 고정빔(200)에 대해서 간격이 벌어지면서 X자형으로 배치되는 것이고,
   
   상기 프레임바디(100)는 상기 상판과 하판에 각각 지지통공(111)이 구비되고, 상기 지지통공(111)은 연결관체(140)로 연결되어, 상기 수평빔(310)에 작용하는 굽힘하중으로 인해 상판(110) 또는 하판(120)이 변형 또는 절개되는 것을 방지하는 것으로, 상기 지지통공(111)은 상기 프레임바디(100)의 모서리에 대응하는 위치에 설치되어 상기 연결관체(140)가 상기 프레임바디의 모서리를 통해서 전달되는 아우트리거의 하중에 대해서 저항할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 중장비용 아우트리거 프레임구조.
   
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