WO2021162197A1 - 굴삭기용 진동감쇠장치 - Google Patents

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WO2021162197A1
WO2021162197A1 PCT/KR2020/013704 KR2020013704W WO2021162197A1 WO 2021162197 A1 WO2021162197 A1 WO 2021162197A1 KR 2020013704 W KR2020013704 W KR 2020013704W WO 2021162197 A1 WO2021162197 A1 WO 2021162197A1
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WO
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excavator
motion
vibration
bending
damping device
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PCT/KR2020/013704
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English (en)
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정문교
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주식회사 맵
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/965—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of metal-cutting or concrete-crushing implements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/14—Booms only for booms with cable suspension arrangements; Cable suspensions

Definitions

  • the present invention relates to a vibration damping device for an excavator that is installed on an arm, boom, or attachment of an excavator for digging, transporting soil, dismantling a building, or cleaning the ground at a civil engineering, construction, or construction site to absorb vibration.
  • an excavator is a construction machine that performs work such as excavation work for digging the ground at civil engineering, construction, construction site, loading work for transporting soil, shredding work for dismantling buildings, grading work for clearing the ground, etc.
  • Equipment It consists of a traveling body that plays the role of moving the body, an upper revolving body that is mounted on the traveling body and rotates 360 degrees, and an attachment for work.
  • the attachment is appropriately mounted on the excavator according to the condition of the soil and rocks, the type of work and the use. , drill, tongs, gourds, etc.
  • the bucket is in charge of general excavation and transport of soil, the breaker crushes hard ground, rocks, etc., and the crusher is used for dismantling and crushing the building. do.
  • An object of the present invention is to provide a vibration damping device for an excavator capable of stably absorbing vibration and impact force generated from an attachment for an excavator regardless of the type of the excavator.
  • the present invention has a tube shape with both ends open, and both ends in the longitudinal direction are connected to and installed in a connection body connected to and coupled to an excavator, respectively, and the vibration and impact force generated when the attachment of the excavator is operated is moved through bending motion.
  • a vibration damping device for an excavator including a motion absorber for absorbing kinetic energy.
  • the motion absorber has one end coupled to each end in the longitudinal direction of the connecting body, and the other end is extended to be inserted into the connecting body.
  • a pair of motion converting units that convert into are inserted and installed inside the connection body to be connected to the other end of the motion converting unit, and when the bending motion of the motion converting unit is bent, the bending in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the connection body is more than a certain size It may include an absorbent support having flexibility to absorb the kinetic energy of the motion conversion unit while preventing it from becoming larger.
  • connection body is formed to protrude from the inner circumferential surface of the connection body so as to be located between the other end of the pair of motion conversion parts, and may include a support locking end that locks and fixes the absorbent support so that the absorbent support does not come off during the bending motion of the motion conversion part. have.
  • the motion conversion unit a coupling portion fixedly coupled to the longitudinal edge of the connection body, a connection shaft portion extending inwardly of the connection body from one side of the coupling portion, an edge of the connection shaft portion extending inwardly of the connection body It is coupled to the installation, and may include a bending increasing portion for increasing the weight of the longitudinal edge of the connecting shaft portion so that the connecting shaft portion bends by the vibration and impact force transmitted from the attachment.
  • the absorbent support may have a cylindrical shape with one side open, and an inner circumferential surface of the absorbent support may have a cross-sectional shape that increases in thickness from one side to the other.
  • the connecting shaft part is inserted and installed on the outside of the connecting shaft part, and when the connecting shaft part is bent, the bending in the direction parallel to and perpendicular to the longitudinal direction of the connecting body is prevented from increasing to a certain size or more, and the bending motion of the connecting shaft part is prevented It may further include an auxiliary absorber in the form of a ring having ductility to absorb the kinetic energy converted through the kinetic energy.
  • connection body is connected to at least one of an arm, a boom, and an attachment of the excavator, and both ends of the connection body are fixedly coupled to a pair of frames spaced apart from each other in a mutually facing state of the arm, boom, or attachment. can do.
  • a connecting hole is formed through the frame facing the excavator, and a flange portion having a fastening groove formed at one longitudinal end and the other longitudinal end of the connecting body is provided, and an edge of the flange portion is formed in the longitudinal direction of the connecting body.
  • a frame coupling step groove for engaging one end and the other longitudinal end in an inserted state in the connection hole may be formed.
  • the vibration damping device for an excavator connects and installs a connection body to a boom or arm of an excavator or a frame of an attachment, and while coupling one end of the motion absorber to both ends in the longitudinal direction of the connection body, the other end of the motion absorber is the connection body
  • the vibration and impact force generated through the operation of the attachment is transmitted to the connection body, and the vibration and impact force transmitted to the connection body is converted into kinetic energy through bending motion in the motion conversion part of the motion absorber. After being converted, it is absorbed by the absorbent support to ensure stable reduction of vibration and impact force.
  • FIG. 1 and 2 are perspective views of an installation state of a vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration cross-sectional view of a vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are structural cross-sectional views of a vibration damping device for an excavator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a vibration damping device for an excavator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a vertical acceleration measurement simulation graph in a state in which the vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 10 is a vertical acceleration measurement simulation graph in a state in which the vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention is not installed.
  • FIG. 1 and 2 are perspective views of an installation state of the vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is a structural cross-sectional view of a vibration damping device for an excavator according to an embodiment of the present invention.
  • the vibration damping device 100a for an excavator according to an embodiment is a boom 10 of the excavator in a state provided with a connection body 100 and a motion absorber 200, an arm 20, It is coupled to at least one of the attachments 30 and installed.
  • the frame structure constituting the boom 10 or arm 20 of the excavator is a generally known structure having a rectangular box shape consisting of upper and lower wall portions 11 and 21 and left and right wall portions 12 and 22, and the attachment 30 ) of the frame may have a structure having a pair of opposing connecting plate portions 32 that enable connection with the arm 20 .
  • the vibration damping device 100a for an excavator of an embodiment is installed to connect the left and right wall parts 12 and 22 of the boom 10 or arm 20, or the connection plate part 32 of the attachment 30 is connected. It also serves to reinforce the strength of the frame of the boom 10 or arm 20 of the excavator or the frame of the attachment 30 while installing it so that it may be installed.
  • a connection hole 40 is formed in the frame of the boom 10 or the arm 20 or the attachment 30 so that both sides of the connection body 100 to be described later in the longitudinal direction can be respectively inserted.
  • connection body 100 is a portion coupled to the frame disposed to face the boom 10 or the arm 20 or the attachment 30 of the excavator. That is, the connection body 100 receives the vibration and impact force generated by the operation of the attachment 30 of the excavator, and then transmits it to the motion absorber 200 to be described later, as well as the boom 10 or arm ( 20) or reinforced with the frame strength of the attachment (30).
  • a connection body 100 is formed in a form in which a space is provided on the inside to provide a space for inserting and disposing the motion absorber 200 inward, and is preferably formed in the form of a circular tube with both ends in the longitudinal direction open. , of course, it may be formed in the form of a polygonal tube without being limited thereto.
  • one end of the motion absorber 200, and more specifically, the flange portion 120 is formed at one end in the longitudinal direction and the other end in the longitudinal direction of the connection body 100 so that the coupling unit 211 can be stably placed in close contact.
  • a fastening groove 121 may be formed in the flange part 120 to fasten the motion absorber 200 with a fastening member 130 such as a bolt.
  • both ends of the connection body 100 are the left and right wall parts 12 and 22 of the facing frame of the boom 10 or arm 20 of the excavator.
  • both ends of the connection body 100 may be coupled to the opposing frame of the boom 10 or arm 20 or the attachment 30 of the excavator through welding, but the present invention is not limited thereto. ), of course, can be combined through Referring to FIG.
  • a plurality of frame fastening holes 41 may be formed to be spaced apart from each other at a predetermined distance around the edge of the frame.
  • a frame coupling stepped groove 122 may be formed around the edge of the flange portion 120 .
  • the frame coupling step groove 122 is formed to a depth corresponding to the frame thickness of the boom 10 or arm 20 or the attachment 30 for coupling the connection body 100, the boom 10 or the arm ( 20) or when both ends of the connection body 100 in the longitudinal direction are respectively inserted into the connection holes 40 formed in the frame of the attachment 30, the frame portion can be engaged in a seated state in the frame coupling stepped groove 122 do.
  • the frame coupling stepped groove 122 enables the coupling of the frame of the connection body 100 and the boom 10 or the arm 20 or the attachment 30 to a stable engaging state.
  • the supporter engaging end 110 is It may be formed to protrude. This, the support engaging end 110, during the bending motion of the motion conversion unit 210, the absorbent support 220 so as not to depart from the end of the motion conversion unit 210 while the end portion of the absorbent support 220 is caught while The kinetic energy of the motion conversion unit 210 through the absorbent support 220 can be stably absorbed.
  • the inner side of the connecting body 100 more specifically, the inner part of the connecting body 100 on which the support stopping end 110 is formed, has an inner absorbent body formed of a rubber material or synthetic resin material having ductility (not shown). It may be provided with an insert.
  • the inner absorber may be formed in a block structure having a circular horizontal cross-sectional shape so as to be inserted correspondingly to the inside of the portion where the supporter engaging end 110 of the connecting body 100 is formed. This inner absorber absorbs some of the vibration and impact force transmitted to the connection body 100 in a state that is inserted and disposed inside the connection body 100 , and the residual vibration and impact force not absorbed in the absorption support 220 , which will be described later. to be delivered and absorbed.
  • an insertion groove portion 140 may be formed on the outer peripheral surface of the connection body 100 , and an outer absorbent material 300 having a flexible ring shape may be inserted into the insertion groove portion 140 .
  • the insertion groove 140 is preferably formed in the central portion based on the longitudinal direction of the connecting body 100, but is not limited thereto, and a plurality of insertion grooves 140 may be formed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the connecting body 100 .
  • the outer absorber 300 may be formed of a synthetic resin material or a rubber material having ductility so as to absorb some of the vibration and impact force transmitted by the connection body 100 .
  • the motion absorber 200 is generated through the operation of the attachment 30 in a state in which the connection body 100 is connected and installed, and then is converted into kinetic energy while bending by the vibration and impact force transmitted to the connection body 100 . After the kinetic energy is absorbed, it is a part that reduces the vibration and impact force generated by the attachment 30 .
  • the motion absorber 200 is symmetrically installed at both ends in the longitudinal direction of the connection body 100 so as to increase the absorption efficiency of vibration and impact force transmitted to the connection body 100 .
  • one longitudinal end of the motion absorber 200 is installed to be connected to each edge in the longitudinal direction of the connection body 100 , and the other longitudinal end of the motion absorber 200 is connected to be inserted and disposed inside the connection body 100 . It is formed to extend in the inner direction of the body 100 .
  • the motion absorber 200 includes a motion conversion unit 210 and an absorbent support 220 .
  • the motion conversion unit 210 is a part that converts vibration and impact force generated during operation of the attachment 30 into kinetic energy through bending motion. These, the motion conversion unit 210 is configured as a pair to be installed at both ends of the connection body 100 in the longitudinal direction, and one end of the motion conversion unit 210 is connected to each end of the connection body 100 in the longitudinal direction. is fixedly coupled, and the other end is extended to be inserted into the connecting body 100 .
  • the motion conversion unit 210 includes a coupling unit 211 , a connecting shaft unit 212 , and a bending increase unit 213 .
  • the coupling part 211 is a part that is fixedly coupled to each edge in the longitudinal direction of the connection body 100 in a connected state.
  • the coupling part 211 has a disk shape so that it can be closely disposed to correspond to the longitudinal edge of the connection body 100 .
  • a fastening hole 211a is formed through the coupling part 211 at a position corresponding to the fastening groove 121 of the connecting body 100 .
  • one side of the coupling portion 211 that is, a surface portion opposite to the connection body 100, may be provided with a bonding plate material (not shown) in the form of a ring having ductility.
  • the contact plate material is positioned between the coupling portion 211 and the connecting body 100 and the mutually facing surfaces to prevent a gap from occurring between the coupling portion 211 and the connecting body 100, and the connecting body 100 ) to the coupling part 211 to prevent the coupling state of the coupling part 211 and the connection body 100 from being released while allowing some absorption and stable transmission of vibration and impact force, and connecting the coupling part 211 It is possible to prevent damage due to vibration and impact force in the coupling portion of the body 100 from occurring.
  • the connecting shaft portion 212 is a portion having a straight bar structure formed to extend from the coupling portion 211 to the inside of the connecting body 100 .
  • the connecting shaft portion 212 transmits the vibration and impact force transmitted to the coupling portion 211 to the bending increasing portion 213 and causes bending motion by the vibration and impact force.
  • the connecting shaft portion 212 is formed to extend from the center of the inner surface of the coupling portion 211 to the inner center direction of the connecting body 100, at this time being arranged to extend in a direction parallel to the longitudinal direction of the connecting body 100, and By being formed to have a smaller diameter than the inner diameter of the connecting body 100, the bending motion is made to the maximum size while preventing collision interference with the inner circumferential surface of the connecting body 100 inside the connecting body 100 during the bending motion. make it possible
  • the bending increasing part 213 is the connecting shaft part 212 at the other end of the longitudinal direction so that the connection shaft part 212 can bend stably through vibration and impact force transmitted to the connection shaft part 212 according to the operation of the attachment 30 .
  • This is the part that increases the weight.
  • the increase in bending portion 213 is installed in a connection state to the other end of the longitudinal direction of the connecting shaft portion (212).
  • the bending increasing portion 213 is formed in a circular cross-sectional shape having a step structure in which the diameter decreases from one side coupled to the other longitudinal end of the connecting shaft portion 212 to the other side toward the inner center of the connecting body 100.
  • both ends in the longitudinal direction of the connecting shaft portion 212 are formed to extend integrally from one side of the coupling portion 211 and one side of the bending increasing portion 213, and the connecting shaft portion 212 and the coupling portion 211 are The coupling portion and the edge portion where the connecting shaft portion 212 and the bending increasing portion 213 are connected are rounded, so that the vibration and impact force transmitted from the connecting body 100 is transferred from the coupling portion 211 to the connecting shaft portion 212 and the bending increased portion.
  • a through hole 214 to be connected in a straight line may be formed in the coupling portion 211 , the connecting shaft portion 212 , and the bending increasing portion 213 .
  • These, through-holes 214 when the bending increasing portion 213 is inserted into the inside of the connecting body 100, while allowing the gas inside the connecting body 100 to pass through, the bending increasing unit 213 is the inside of the connecting body 100. to be easily inserted into the In this way, when the through hole 214 is formed, the bending increasing part 213 is inserted into the connecting body 100 and then inserted into the through hole 214 formed in the connecting shaft part 212 and one end of the through hole 214 is cut.
  • a sealing stopper 215 for sealing may be provided.
  • the fastening member 130 is attached to the coupling portion 211 to prevent the separation of the sealing stopper 215.
  • the fixing plate 216 has a connection fastening hole 217 formed at a position corresponding to the fastening hole 211a of the coupling part 211 to enable fastening through the fastening member 130 .
  • the through holes 214a and 214b are formed through a plurality of horizontal lines arranged in a diagonal or parallel to each other so as to connect from one side to the other side of the bending increase part 213 .
  • the absorbent support 220 prevents the bending in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the connecting body 100 during the bending motion of the motion converting unit 210 from increasing to a certain size or more, as well as the motion converting unit 210 of the It is a member that can absorb the kinetic energy converted through bending motion.
  • the absorbent support 220 is a bending increase portion of the motion conversion unit 210 to prevent the bending in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the connecting body 100 during the bending motion of the motion absorber 200 from increasing to a certain size or more. (213) can be supported.
  • the absorbent support 220 may be formed of a synthetic resin or rubber material having ductility so as to stably absorb the kinetic energy transmitted from the motion conversion unit 210 in a state in which it is connected to the motion conversion unit 210 .
  • the absorbent support 220 is inserted and installed inside the connecting body 100 so as to be connected to the other end of the motion converting unit 210 , and in more detail, the inner surface of the connecting body 100 and the motion converting unit 210 . Inserted and installed in the inside of the connection body 100 so as to be disposed between the other end of the outer surface. That is, the absorbent support 220 is installed inside the connection body 100 in a state of being inserted and disposed outside the bending increasing portion 213 of the motion conversion unit 210 .
  • the absorbent support 220 is made in the form of a cylinder with a space provided on the inside in a state with one side open, and on the inner circumferential surface of the absorbent support 220 in the longitudinal direction of the connection body 100 from one side toward the other side.
  • a connection through-hole 221 connected to the through-holes 214, 214a, 214b formed in the above-described bending-increasing portion 213 is formed through the other side surface of the absorbent support 220, and the absorbent support 220 is formed with a bending-increasing portion 213 ), while allowing the air to be discharged when inserted, to facilitate the insertion, and when inserting the bending-increasing part 213 into the inside of the connecting body 100, the air inside the connecting body 100 passes through a hole ( 214) to make it easier to insert while allowing it to be discharged to the outside.
  • the bending of the motion converting unit 210 occurs over a certain size during a bending motion through the motion converting unit 210 of the motion absorber 200 .
  • an auxiliary absorber 400 for absorbing kinetic energy generated through the bending motion of the motion conversion unit 210 may be additionally provided. That is, the auxiliary absorber 400 has a bending motion in a direction parallel to the longitudinal direction of the connecting body 100 and perpendicular to the longitudinal direction of the connecting body 100 during the bending motion of the motion absorber 200 by a certain size or more. It is possible to support the connecting shaft portion 212 and the deflection-increasing portion 213 of the motion absorber 200 to prevent the increase.
  • the auxiliary absorber 400 has a ring shape and may be composed of auxiliary unit members 400a and 400b having a pair of semicircular shapes symmetrical to each other.
  • the auxiliary absorber 400 may be made of a rubber or synthetic resin material having ductility so that the kinetic energy converted through the bending motion of the motion conversion unit 210 can be stably absorbed, and inside the connection body 100 . It may be inserted into the outside of the connecting shaft portion 212 of the motion conversion unit 210 to be disposed.
  • the vibration and impact force moved to the frame of the boom 10 or arm 20 of the excavator is transmitted to the motion absorber 200 through the connection body 100 .
  • some of the vibration and impact force transmitted to the connection body 100 are reduced while being absorbed through the outer absorber 300 .
  • the vibration and impact force transmitted to the motion absorber 100 is transmitted to the bending increasing unit 213 of the motion converting unit 210 to cause the bending of the connecting shaft unit 212 to occur.
  • the vibration and impact force transmitted to the motion conversion unit 210 is reduced while being converted into kinetic energy through bending in the connecting shaft unit 212 .
  • the connecting shaft portion 212 has a certain displacement or more, that is, the amount of bending displacement of the connecting shaft portion 212. It minimizes the vibration and impact force transmitted to the frame of the boom 10 or arm 20 of the excavator while stably maintaining it not exceeding this yield point and absorbing vibration and impact force, and the attachment 30 and By minimizing the damage caused by vibration and impact force on the connection part of the arm 20 of the excavator or the connection part of the boom 10 and the arm 20 of the excavator, it increases the service life and prevents the operator from feeling fatigued.
  • the vibration damping device 100a for an excavator is installed on the frame of the attachment 30 as shown in FIG. 2 and an acceleration sensor is installed on the upper end of the frame of the attachment 30, the attachment 30 When hitting the plate fixed to the ground with ), the acceleration value that is the repulsive energy in the vertical direction measured by the attachment 30 and the conventional general attachment that does not install the vibration damping device 100a hit the plate fixed to the ground Table 1 below shows the acceleration value, which is the repulsion energy in the vertical direction, measured at the attachment.
  • Measured acceleration average value (g) 1 time Episode 2 3rd time 4 times 5 times conventional attachment 23.04 25.69 25.07 22.22 24.01 Attachment installed with vibration damping device of the present invention 8.71 13.80 10.43 11.55 11.12
  • the vibration damping device for an excavator is connected
  • the body 100 is connected to the boom 10 of the excavator, the arm 20 or the frame of the attachment 30, and one end of the motion absorber 200 is coupled to both ends in the longitudinal direction of the connection body 100, while the motion absorber
  • the other end of the 200 is inserted and installed so as to extend to the inner center of the connection body 100 , the vibration and impact force generated through the operation of the attachment 30 is transmitted to the connection body 100 , and the connection body 100 .
  • the vibration and impact force transmitted to the motion absorber 200 is converted into kinetic energy through bending motion in the motion conversion unit 210 of the motion absorber 200, and then is absorbed by the absorbent support 220 while stably reducing the vibration and impact force.

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Abstract

본 발명은, 양단이 개방된 관 형태를 가지며, 길이방향 양단은 각각 굴삭기에 연결 결합하는 연결 몸체, 연결 몸체에 연결 설치하며, 굴삭기의 어태치먼트 작동시 발생하는 진동 및 충격력을 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환시킨 후, 운동에너지를 흡수하는 운동 흡수체를 포함하는 굴삭기용 진동감쇠장치를 제공한다.

Description

굴삭기용 진동감쇠장치
본 발명은, 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파거나 토사 운반, 건물 해체, 지면 정리 작업을 하는 굴삭기의 암이나 붐 또는 어태치먼트에 설치되어 진동을 흡수하는 굴삭기용 진동감쇠장치에 관한 것이다.
일반적으로, 굴삭기(Excavator)는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭 작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서 장비의 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업용 어태치먼트(Attachment)로 구성된다.
여기서, 굴삭기의 구성 중, 어태치먼트는 토사와 암석의 상태, 작업의 종류 및 용도에 따라 적절하게 굴삭기에 장착되어 사용되는데, 이러한 어태치먼트의 종류에는 버켓(Bucket), 브레이커(Breaker), 크러셔(Crusher), 드릴(Drill), 집게, 바가지 등으로 다양하다.
이러한, 어태치먼트는 건설현장의 상황에 맞게 다양하게 교환되어 사용될 수 있는데, 대표적으로, 버켓은 일반 굴삭 및 토사 운반을 담당하고 브레이커는 단단한 지면, 암석 등을 파쇄하며 크러셔는 건물의 해체 및 파쇄에 사용된다.
이와 같이, 거의 모든 건설작업에 다양한 굴삭기용 어태치먼트가 적용되어 배수로 묻기, 파이프 묻기, 건물기초 바닥파기, 토사적재 등과 같은 건설작업에 적재적소에 효과적으로 사용된다.
그런데, 굴삭기용 어태치먼트를 사용하여 작업하는 경우, 땅을 파거나 깎아내고 뚫기 때문에 진동 및 충격이 발생하고, 진동 및 충격은 암에서 붐으로 전달되면서 암과 어태치먼트의 연결부위, 암과 붐의 연결부위 수명을 감소시킴과 더불어 작업자에게 피로감을 주고 근골격계 질환을 야기시키는 문제점이 있다. 특히, 굴삭기용 어태치먼트로 브레이커를 사용하여 지면 또는 암석 등을 파쇄시, 암 및 붐으로 진동이 분산되면서 지면 또는 암석으로의 안정적인 타격력이 전달되지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 종래에는 굴삭기 자체에 미리 설계된 수동식 또는 능동식 진동흡수장치를 추가로 장착 설치하는 구조를 채용되고 있으나, 이러한 진동흡수장치는 제작시 미리 설계된 한 종류의 굴삭기에만 적용 가능하고 이미 사용되고 있는 다양한 종류의 굴삭기에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
이러한, 진동흡수장치를 구비하는 굴삭기에 관한 기술은, 대한민국공개특허공보 제2009-0111792호(2009.10.27)에 제시된다.
본 발명은, 굴삭기의 종류에 상관없이 굴삭기용 어태치먼트로부터 발생되는 진동 및 충격력을 안정적으로 흡수할 수 있게 하는 굴삭기용 진동감쇠장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 양단이 개방된 관 형태를 가지며, 길이방향 양단은 각각 굴삭기에 연결 결합하는 연결 몸체, 상기 연결 몸체에 연결 설치하며, 굴삭기의 어태치먼트 작동시 발생하는 진동 및 충격력을 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환시킨 후, 운동에너지를 흡수하는 운동 흡수체를 포함하는 굴삭기용 진동감쇠장치를 제공한다.
또한, 상기 운동 흡수체는, 일단이 연결 몸체의 길이방향 각 단부에 결합 설치하며, 타단은 연결 몸체의 내측으로 삽입되도록 연장 형성되어, 어태치먼트의 작동시 발생하는 진동 및 충격력을 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환시키는 한 쌍의 운동 변환부, 상기 운동 변환부의 타단에 연결되도록 상기 연결 몸체의 내부에 삽입 설치하며, 운동 변환부의 휨 운동시 연결 몸체의 길이방향에 수직한 방향으로의 휨이 일정크기 이상으로 커지는 것을 방지함과 더불어 운동 변환부의 운동에너지를 흡수하도록 연성을 가지는 흡수 지지체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 운동 변환부 타단 사이에 위치하도록 연결 몸체의 내주면에 돌출되게 형성되어, 운동 변환부의 휨 운동시 흡수 지지체가 이탈하지 않도록 흡수 지지체를 걸림 고정되게 하는 지지체걸림단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 운동 변환부는, 상기 연결 몸체의 길이방향 가장자리에 고정되게 결합하는 결합부, 상기 결합부의 일측면으로부터 연결 몸체의 내측으로 연장되는 연결축부, 상기 연결 몸체의 내측으로 연장된 연결축부의 가장자리에 결합 설치하며, 어태치먼트로부터 전달되는 진동 및 충격력에 의해 연결축부가 휨 운동하도록 연결축부의 길이방향 가장자리 중량을 증대시키는 휨증대부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 흡수 지지체는, 일측을 개방시킨 통 형태를 가지며, 상기 흡수 지지체의 내주면은 일측에서 타측 방향으로 갈수록 두께가 굵어지는 단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 연결축부의 외측에 삽입 설치하며, 연결축부의 휨 운동시 연결 몸체의 길이방향에 나란한 방향 및 수직한 방향으로의 휨이 일정크기 이상으로 커지는 것을 방지함과 더불어 연결축부의 휨 운동을 통해 변환된 운동에너지를 흡수하도록 연성을 가지는 링 형태의 보조 흡수체를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 연결 몸체는, 굴삭기의 암, 붐, 어태치먼트 중 적어도 하나에 연결 설치하며, 상기 연결 몸체의 양단은 암이나 붐 또는 어태치먼트의 상호 마주보는 상태로 이격 배치된 한 쌍의 프레임에 각각 고정 결합할 수 있다.
또한, 상기 굴삭기의 마주보는 프레임에는 연결공이 관통 형성되고, 상기 연결 몸체의 길이방향 일단 및 길이방향 타단에는 체결홈이 형성된 플랜지부를 구비하며, 상기 플랜지부의 가장자리 둘레로는 연결 몸체의 길이방향 일단 및 길이방향 타단을 연결공에 삽입상태로 걸림되게 하는 프레임결합 단턱홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치는, 연결 몸체를 굴삭기의 붐이나 암 또는 어태치먼트의 프레임에 연결 설치하고, 운동 흡수체의 일단을 연결 몸체의 길이방향 양단부에 결합하면서 운동 흡수체의 타단은 연결 몸체의 내부 중심으로 연장되도록 삽입 설치한 바, 어태치먼트의 작동을 통해 발생하는 진동 및 충격력이 연결 몸체로 전달되고, 연결 몸체로 전달된 진동 및 충격력은 운동 흡수체의 운동 변환부에서 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환된 후, 흡수 지지체에서 흡수되면서 진동 및 충격력의 안정적인 저감이 이루어지게 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 설치상태 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 구성 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 구성 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 분해사시도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치가 설치된 상태의 상하방향의 가속도 측정 시뮬레이션 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치가 설치되지 않은 상태의 상하방향 가속도 측정 시뮬레이션 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 설치상태 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 구성 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예의 굴삭기용 진동감쇠장치(100a)는, 연결 몸체(100), 운동 흡수체(200)를 구비한 상태로 굴삭기의 붐(10), 암(20), 어태치먼트(30) 중 적어도 하나에 결합 설치한다. 여기서, 굴삭기의 붐(10) 또는 암(20)을 구성하는 프레임 구조는 상하벽부(11,21) 및 좌우벽부(12,22)로 이루어진 사각 박스 형태를 가지는 일반적인 공지의 구조이며, 어태치먼트(30)의 프레임은 암(20)과의 연결을 가능하게 하는 한 쌍의 마주보는 연결판부(32)를 가지는 구조일 수 있다. 이러한, 일 실시예의 굴삭기용 진동감쇠장치(100a)는 붐(10) 또는 암(20)의 좌우벽부(12,22)를 연결하도록 결합 설치하거나, 어태치먼트(30)의 연결판부(32)를 연결하도록 설치하면서, 굴삭기의 붐(10) 또는 암(20)의 프레임이나 어태치먼트(30)의 프레임에 대한 강도를 보강하는 역할도 한다. 이때, 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 프레임에는 이후 설명될 연결 몸체(100)의 길이방향 양측을 각각 삽입되게 할 수 있도록 연결공(40)이 형성된다.
상기 연결 몸체(100)는 굴삭기의 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 마주보게 배치된 프레임에 결합되는 부분이다. 즉, 연결 몸체(100)는 굴삭기의 어태치먼트(30)의 작동으로 발생된 진동 및 충격력을 전달받은 후, 이후 설명될 운동 흡수체(200)로 전달되게 함과 더불어 굴삭기의 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 프레임 강도로 보강한다. 이러한, 연결 몸체(100)는 운동 흡수체(200)를 내측으로 삽입 배치할 수 있는 공간을 제공하도록 내측에 공간부가 마련된 형태로 형성되는데, 바람직하게는 길이방향 양단을 개방한 원형 관 형태로 형성되나, 이에 한정하지 않고 다각형 관 형태로 형성될 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 연결 몸체(100)의 길이방향 일단 및 길이방향 타단에는 운동 흡수체(200)의 일단, 보다 상세하게는 결합부(211)를 안정적으로 밀착 배치할 수 있도록 플랜지부(120)가 형성되고, 플랜지부(120)에는 볼트와 같은 체결부재(130)로 운동 흡수체(200)를 체결할 수 있도록 체결홈(121)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 연결 몸체(100)의 양단, 즉 연결 몸체(100)의 길이방향 일단 및 길이방향 타단은 각각 굴삭기의 붐(10)이나 암(20)의 마주보는 프레임 중 좌우벽부(12,22)에 결합 설치하거나, 어태치먼트(30)의 한 쌍의 마주보는 프레임인 연결판부(32)에 결합 설치한다. 이때, 연결 몸체(100)의 양단은 굴삭기의 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 마주보는 프레임에 용접을 통해 결합될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 볼트와 같은 체결부재(130)를 통해 결합할 수도 있음은 물론이다. 도 5를 참조하면, 연결 몸체(100)가 체결부재(130)를 통해 굴삭기의 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 마주보는 프레임에 각각 결합될 경우에는, 연결공(40)을 중심으로 프레임 가장자리 둘레로 상호 일정간격 이격되게 복수의 프레임체결공(41)이 형성될 수 있다.
여기서, 도 5를 참조하면, 플랜지부(120)의 가장자리 둘레로는 프레임결합 단턱홈(122)이 형성될 수 있다. 이러한, 프레임결합 단턱홈(122)은 연결 몸체(100)를 결합하는 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 프레임 두께에 대응되는 깊이로 형성되어, 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 프레임에 형성된 연결공(40)에 연결 몸체(100)의 길이방향 양단을 각각 삽입 배치시, 프레임 부분이 프레임결합 단턱홈(122)에 안착상태로 걸림될 수 있게 한다. 이같이, 프레임결합 단턱홈(122)은 연결 몸체(100)와 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 프레임을 안정적인 걸림상태로 결합이 이루어질 수 있게 한다.
그리고, 상기 연결 몸체(100)의 내주면 중앙부, 보다 상세하게는 한 쌍의 운동 흡수체(200)의 운동 변환부(210) 사이에 위치하도록 연결 몸체(100)의 내주면에는 지지체 걸림단(110)이 돌출되게 형성될 수 있다. 이러한, 지지체 걸림단(110)은 운동 변환부(210)의 휨 운동시, 흡수 지지체(220)가 운동 변환부(210)의 단부에서 이탈하지 않도록 흡수 지지체(220)의 끝단 부분을 걸림되게 하면서 흡수 지지체(220)를 통한 운동 변환부(210)의 운동 에너지가 안정적으로 흡수될 수 있게 한다.
또한, 상기 연결 몸체(100)의 내부 일측, 보다 상세하게는 지지체걸림단(110)이 형성된 연결 몸체(100)의 내측 부분에는 연성을 가지는 고무재질이나 합성수지재질로 형성된 내측 흡수체(도면미도시)를 삽입 구비할 수도 있다. 이때, 내측 흡수체는 연결 몸체(100)의 지지체걸림단(110)이 형성된 부분 내측에 대응되게 삽입하도록 원형의 수평단면 형상을 가지는 블럭 구조로 형성될 수 있다. 이러한, 내측 흡수체는 연결 몸체(100) 내측에 삽입 배치된 상태에서 연결 몸체(100)로 전달된 진동 및 충격력을 일부 흡수함과 더불어 이후 설명될 흡수 지지체(220)에서 흡수되지 않은 잔여 진동 및 충격력을 전달받아 흡수할 수 있게 한다.
또한, 상기 연결 몸체(100)의 외주면에는 삽입홈부(140)가 형성될 수 있으며, 삽입홈부(140)에는 연성을 가지는 링 형태의 외측 흡수재(300)을 삽입 설치할 수 있다. 이때, 삽입홈부(140)는 연결 몸체(100)의 길이방향을 기준으로 중앙부에 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 연결 몸체(100)의 길이방향으로 상호 이격되게 복수개가 형성될 수도 있다. 여기서, 외측 흡수재(300)는 연결 몸체(100)의 전달되는 진동 및 충격력 중 일부를 흡수할 수 있도록 연성을 가지는 합성수지 재질이나 고무 재질로 형성될 수 있다.
상기 운동 흡수체(200)는 연결 몸체(100)에 연결 설치된 상태에서 어태치먼트(30)의 작동을 통해 발생된 후, 연결 몸체(100)로 전달되는 진동 및 충격력에 의해 휨 운동하면서 운동에너지로 변환되게 한 후, 운동에너지를 흡수되게 하여, 어태치먼트(30)에서 발생된 진동 및 충격력을 저감되게 하는 부분이다. 이때, 운동 흡수체(200)는 연결 몸체(100)로 전달되는 진동 및 충격력의 흡수효율을 높일 수 있도록 연결 몸체(100)의 길이방향 양단에 각각 대칭되게 한 쌍을 연결 설치한다. 여기서, 운동 흡수체(200)의 길이방향 일단은 연결 몸체(100)의 길이방향 각 가장자리에 연결되게 설치하고, 운동 흡수체(200)의 길이방향 타단은 연결 몸체(100)의 내측에 삽입 배치되도록 연결 몸체(100)의 내측 방향으로 연장되게 형성된다. 이러한, 운동 흡수체(200)는 운동 변환부(210), 흡수 지지체(220)를 포함한다.
상기 운동 변환부(210)는 어태치먼트(30) 작동시 발생하는 진동 및 충격력을 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환되게 하는 부분이다. 이러한, 운동 변환부(210)는 연결 몸체(100)의 길이방향 양단에 각각 설치하도록 한 쌍으로 구성하며, 운동 변환부(210)의 일단은 연결 몸체(100)의 길이방향 각 단부에 연결 상태로 고정 결합하며, 타단은 연결 몸체(100)의 내측으로 삽입되도록 연장 형성된다. 여기서, 운동 변환부(210)는 결합부(211), 연결축부(212), 휨증대부(213)를 포함한다.
상기 결합부(211)는 연결 몸체(100)의 길이방향 각 가장자리에 연결상태로 고정 결합하는 부분이다. 이러한, 결합부(211)는 연결 몸체(100)의 길이방향 가장자리에 대응되게 밀착 배치할 수 있도록 원판 형태를 가진다. 그리고, 결합부(211)에는 연결 몸체(100)의 체결홈(121)에 대응되는 위치에 체결공(211a)이 관통 형성된다. 이때, 결합부(211)의 일측면, 즉 연결 몸체(100)에 대향되는 면부에는 연성을 가지는 링 형태의 밀착판재(도면미도시)를 결합 구비할 수도 있다. 이러한, 밀착판재는 결합부(211)와 연결 몸체(100) 상호 마주보는 면부 사이에 위치하면서 결합부(211)와 연결 몸체(100) 사이에 간격이 발생하는 것을 방지하는 바, 연결 몸체(100)에서 결합부(211)로 진동 및 충격력의 일부 흡수 및 안정적인 전달이 이루어지게 하면서 결합부(211)와 연결 몸체(100)의 체결상태가 해제되는 것을 방지함과 더불어 결합부(211)와 연결 몸체(100)의 결합 부분에서 진동 및 충격력에 따른 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 한다.
상기 연결축부(212)는 결합부(211)로부터 연결 몸체(100)의 내측으로 연장되게 형성되는 직선봉 구조를 가지는 부분이다. 이러한, 연결축부(212)는 결합부(211)로 전달되는 진동 및 충격력을 휨증대부(213)로 전달함과 더불어 진동 및 충격력에 의한 휨 운동이 이루어지게 한다. 여기서, 연결축부(212)는 결합부(211)의 내측면 중앙으로부터 연결 몸체(100)의 내부 중심 방향으로 연장 형성되는데, 이때 연결 몸체(100)의 길이방향과 나란한 방향으로 연장되게 배치됨과 더불어 연결 몸체(100)의 내경보다 작은 직경을 가지도록 형성됨으로서, 휨 운동시 연결 몸체(100)의 내부에서 연결 몸체(100) 내주면과의 충돌 간섭이 발생하는 것을 방지하면서 최대 크기로 휨 운동이 이루어질 수 있게 한다.
상기 휨증대부(213)는 어태치먼트(30)의 작동에 따라 연결축부(212)로 전달되는 진동 및 충격력을 통해 연결축부(212)가 안정적으로 휨 운동할 수 있도록 연결축부(212) 길이방향 타단의 중량을 증대시키는 부분이다. 이러한, 휨증대부(213)는 연결축부(212)의 길이방향 타단에 연결상태로 결합 설치한다. 이때, 휨증대부(213)는 연결축부(212)의 길이방향 타단에 결합된 일측에서 연결 몸체(100)의 내측 중심부를 향하는 타측 방향으로 갈수록 직경이 작아지는 계단구조를 가지는 원형단면 형태로 형성되면서, 이후 설명될 흡수 지지체(220)와의 접촉면적을 최대한 증대되게 함과 더불어 흡수 지지체(220)로의 힘 전달시 골고루 분산되게 전달하면서 흡수 지지체(220)의 내구성을 유지되게 한다.
여기서, 상기 연결축부(212)의 길이방향 양단은 결합부(211)의 일측면 및 휨증대부(213)의 일측으로부터 일체상태로 연장되게 형성되고, 연결축부(212)와 결합부(211)의 결합 부위 및, 연결축부(212)와 휨증대부(213)가 연결된 모서리 부분은 라운딩 처리됨으로써, 연결 몸체(100)로부터 전달되는 진동 및 충격력이 결합부(211)에서 연결축부(212) 및 휨증대부(213)로 순차적인 전달시 안정적인 분산 전달이 이루어지게 하면서 결합부(211)와 연결축부(212)의 결합 부위 및, 연결축부(212)와 휨증대부(213)의 결합 부위에서의 크랙발생을 억제할 수 있게 한다.
또한, 상기 결합부(211)와 연결축부(212) 및 휨증대부(213)에는 일직선으로 연결되게 하는 통공(214)이 형성될 수 있다. 이러한, 통공(214)은 휨증대부(213)를 연결 몸체(100)의 내부로 삽입 배치시, 연결 몸체(100) 내부의 기체를 통과되게 하면서 휨증대부(213)가 연결 몸체(100)의 내부에 용이하게 삽입될 수 있게 한다. 이같이, 통공(214)이 형성될 경우, 휨증대부(213)를 연결 몸체(100)에 삽입 배치한 후, 연결축부(212)에 형성된 통공(214) 부분에 삽입되면서 통공(214)의 일단을 밀폐되게 하는 밀폐마개(215)를 구비할 수 있다. 이같이, 밀폐마개(215)가 결합부(211)의 통공(214) 가장자리를 밀폐하도록 설치된 경우에는, 밀폐마개(215)의 이탈을 방지할 수 있도록 결합부(211)에 체결부재(130)를 통해 결합되는 고정판(216)을 구비할 수 있다. 여기서, 고정판(216)에는 결합부(211)의 체결공(211a)에 대응되는 위치에 연결체결공(217)이 형성되어 체결부재(130)를 통한 체결을 가능하게 한다.
또한, 다른 실시예로서, 도 6 및 도 7과 같이 통공(214a,214b)은 휨증대부(213)의 일측면에서 타측면으로 연결하도록 사선형 또는 상호 나란하게 배치된 복수의 수평선형으로 관통 형성될 수도 있다.
상기 흡수 지지체(220)는 운동 변환부(210)의 휨 운동시 연결 몸체(100)의 길이방향에 수직한 방향으로의 휨이 일정크기 이상으로 커지는 것을 방지함과 더불어 운동 변환부(210)의 휨 운동을 통해 변환된 운동에너지를 흡수할 수 있게 하는 부재이다. 더불어, 흡수 지지체(220)는 운동 흡수체(200)의 휨 운동시 연결 몸체(100)의 길이방향에 수직한 방향으로의 휨이 일정 크기 이상으로 커지는 것을 방지하도록 운동 변환부(210)의 휨증대부(213)를 지지할 수 있게 한다. 이러한, 흡수 지지체(220)는 운동 변환부(210)와 연결된 상태에서 운동 변환부(210)로부터 전달받은 운동에너지를 안정적으로 흡수할 수 있도록 연성을 가지는 합성수지나 고무 재질로 형성될 수 있다. 이러한, 흡수 지지체(220)는 운동 변환부(210)의 타단에 연결되도록 연결 몸체(100)의 내부에 삽입 설치하는데, 보다 상세하게는 연결 몸체(100)의 내측면과 운동 변환부(210)의 타단 외측면 사이에 배치되도록 연결 몸체(100)의 내부에 삽입 설치한다. 즉, 흡수 지지체(220)는 운동 변환부(210)의 휨증대부(213) 외측에 삽입 배치된 상태로 연결 몸체(100)의 내부에 설치한다. 여기서, 흡수 지지체(220)는 일측을 개방시킨 상태로 내측에 공간이 마련된 통 형태로 이루어지며, 흡수 지지체(220)의 내주면에는 연결 몸체(100)의 길이방향을 기준으로 일측에서 타측 방향으로 갈수록 두께가 굵어지는 단면 형태를 가지도록 휨증대부(213)의 외측면에 대응되는 계단 구조로 형성됨으로써, 운동 변환부(210)의 휨증대부(213)와 접촉면적을 최대화함과 더불어 휨증대부(213)의 휨 운동시 안정적인 지지 및 운동에너지 흡수를 가능하게 한다. 여기서, 흡수 지지체(220)의 타측 면부에는 앞서 설명한 휨증대부(213)에 형성된 통공(214,214a,214b)과 연결되는 연결통공(221)이 관통 형성되어, 흡수 지지체(220)를 휨증대부(213)에 삽입시 공기의 배출이 이루어지게 하면서 삽입을 쉽게 할 수 있게 함과 더불어 휨증대부(213)를 연결 몸체(100)의 내부로 삽입 배치시에는, 연결 몸체(100) 내측의 공기가 통공(214)을 통해 외부로 배출되게 하면서 삽입을 쉽게 할 수 있게 한다.
도 8을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치로, 운동 흡수체(200)의 운동 변환부(210)를 통한 휨 운동시 운동 변환부(210)의 휨이 일정크기 이상으로 발생하는 것을 방지함과 더불어 운동 변환부(210)의 휨 운동을 통해 발생된 운동 에너지를 흡수하는 보조 흡수체(400)를 추가로 구비할 수 있다. 즉, 보조 흡수체(400)는 운동 흡수체(200)의 휨 운동시 연결 몸체(100)의 길이방향에 나란한 방향 및 연결 몸체(100)의 길이방향에 수직한 방향으로의 휨 운동이 일정크기 이상으로 커지는 것을 방지하도록 운동 흡수체(200)의 연결축부(212) 및 휨증대부(213)를 지지할 수 있게 한다.
이러한, 상기 보조 흡수체(400)는 링 형태를 가지며, 상호 대칭되는 한 쌍의 반원 형상을 가지는 보조단위부재(400a,400b)로 구성될 수 있다. 여기서, 보조 흡수체(400)는 운동 변환부(210)의 휨 운동을 통해 변환된 운동 에너지가 안정적으로 흡수될 수 있도록 연성을 가지는 고무나 합성수지 재질로 이루어질 수 있으며, 연결 몸체(100)의 내부에 배치되도록 운동 변환부(210)의 연결축부(212) 외측에 삽입 구비할 수 있다.
이와 같이, 구성되는 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치의 어태치먼트 작동시 발생하는 진동 및 충격력의 흡수 작용을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 굴삭기의 어태치먼트(30) 작동이 이루어질 경우, 굴삭기의 붐(10)이나 암(20)의 프레임으로 이동된 진동 및 충격력은 연결 몸체(100)를 통해 운동 흡수체(200)로 전달된다. 이때, 연결 몸체(100)로 전달된 진동 및 충격력 중 일부의 진동 및 충격력은 외측 흡수재(300)를 통해 흡수되면서 감소가 된다.
그리고, 상기 운동 흡수체(100)로 전달된 진동 및 충격력은 운동 변환부(210)의 휨증대부(213)로 전달되면서 연결축부(212)의 휨이 발생되게 한다. 이같이, 운동 변환부(210)로 전달된 진동 및 충격력은 연결축부(212)에서의 휨 발생을 통한 운동에너지로 변환되면서 감소가 이루어지게 된다.
이때, 상기 흡수 지지체(220)와 보조 흡수체(400)는 운동 흡수체(200)의 운동변환부(210) 휨 운동시, 연결축부(212)가 일정 변위 이상, 즉 연결축부(212)의 휨 변위량이 항복점을 넘지 않게 안정적으로 유지되게 함과 더불어 진동 및 충격력을 추가로 흡수하면서, 굴삭기의 붐(10)이나 암(20)의 프레임으로 전달되는 진동 및 충격력을 최소화시키는 바, 어태치먼트(30)와 굴삭기의 암(20) 연결부위나 굴삭기의 붐(10)과 암(20)의 연결 부위에 대한 진동 및 충격력에 의해 손상이 발생하는 것을 최소화함으로써 사용수명을 증대시킴과 더불어 작업자에게 피로감이 발생하는 것을 최소화할 수 있게 한다. 더불어, 어태치먼트(30)와 굴삭기의 암(20) 연결부위나 굴삭기의 붐(10)과 암(20)의 연결 부위에 대한 진동 및 충격력을 흡수하면서 어태치먼트(30)를 통해 대상물에 대한 파괴력이 안정적으로 유지될 수 있게 한다.
이와 같이 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치(100a)를 도 2와 같이 상기 어태치먼트(30)의 프레임에 설치함과 더불어 어태치먼트(30)의 프레임 상단에 가속도 센서를 설치한 후, 어태치먼트(30)로 지면에 고정된 플레이트를 타격할 때 어태치먼트(30)에서 측정된 상하방향으로의 반발에너지인 가속도값과 진동감쇠장치(100a)를 설치하지 않은 종래의 일반적인 어태치먼트로 지면에 고정된 플레이트를 타격할 때 어태치먼트에서 측정된 상하방향으로의 반발에너지인 가속도값은 아래의 표 1과 같다.
측정된 가속도 평균값(g)
1회 2회 3회 4회 5회
종래의 어태치먼트 23.04 25.69 25.07 22.22 24.01
본발명의 진동감쇠장치 설치된 어태치먼트 8.71 13.80 10.43 11.55 11.12
이같이, 표 1의 측정값을 참조하면, 굴삭기용 진동감쇠장치(100a)가 설치된 경우, 어태치먼트(30)의 상하방향 반발에너지인 가속도값이 감소됨을 알 수 있고, 이렇게 저감된 어태치먼트(30)의 상하방향 반발에너지인 가속도값은 타격 에너지로 전환된 바, 타격효율이 증대됨을 알 수 있다. 더불어 저감된 반발에너지로 인해 소음이 감소됨은 아래의 표 2를 통해 확인할 수 있다.
측정지점(m) 소음측정결과(dB)
종래의 어태치먼트를 통한 가격시 발생소음 본발명의 진동감쇠장치 설치된 어태치먼트를 통한 타격시 발생소음
5 106.4 102.9
6 105.0 102.2
10 100.4 95.1
더불어, 도 9 및 도 10을 참조하면, 굴삭기용 진동감쇠장치(100a)가 암(20)또는 붐(10)에 설치된 경우와 굴삭기용 진동감쇠장치(100a)가 설치되지 않은 경우에 대한 시뮬레이션 결과, 굴삭기용 진동감쇠장치(100a)가 설치시 상하방향으로의 반발에너지인 가속도값이 감소됨을 알 수 있고, 이렇게 저감된 붐(10) 또는 암(20)의 상하방향 반발에너지인 가속도값은 붐(10) 또는 암(20)으로 전달되는 진동 및 충격력의 감쇠를 통한 타격 에너지로 전환된 바, 타격효율이 증대됨을 알 수 있다.이와 같이, 일 실시예에 따른 굴삭기용 진동감쇠장치는, 연결 몸체(100)를 굴삭기의 붐(10)이나 암(20) 또는 어태치먼트(30)의 프레임에 연결 설치하고, 운동 흡수체(200)의 일단을 연결 몸체(100)의 길이방향 양단부에 결합하면서 운동 흡수체(200)의 타단은 연결 몸체(100)의 내부 중심으로 연장되도록 삽입 설치한 바, 어태치먼트(30)의 작동을 통해 발생하는 진동 및 충격력이 연결 몸체(100)로 전달되고, 연결 몸체(100)로 전달된 진동 및 충격력은 운동 흡수체(200)의 운동 변환부(210)에서 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환된 후, 흡수 지지체(220)에서 흡수되면서 진동 및 충격력의 안정적인 저감이 이루어지게 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 양단이 개방된 관 형태를 가지며, 길이방향 양단은 각각 굴삭기에 연결 결합하는 연결 몸체와;
    상기 연결 몸체에 연결 설치하며, 굴삭기의 어태치먼트 작동시 발생하는 진동 및 충격력을 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환시킨 후, 운동에너지를 흡수하는 운동 흡수체;를 포함하는 굴삭기용 진동감쇠장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 운동 흡수체는,
    일단이 연결 몸체의 길이방향 각 단부에 결합 설치하며, 타단은 연결 몸체의 내측으로 삽입되도록 연장 형성되어, 어태치먼트의 작동시 발생하는 진동 및 충격력을 휨 운동을 통한 운동에너지로 변환시키는 한 쌍의 운동 변환부와,
    상기 운동 변환부의 타단에 연결되도록 상기 연결 몸체의 내부에 삽입 설치하며, 운동 변환부의 휨 운동시 연결 몸체의 길이방향에 수직한 방향으로의 휨이 일정크기 이상으로 커지는 것을 방지함과 더불어 운동 변환부의 운동에너지를 흡수하도록 연성을 가지는 흡수 지지체를 포함하는 굴삭기용 진동감쇠장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 한 쌍의 운동 변환부 타단 사이에 위치하도록 연결 몸체의 내주면에 돌출되게 형성되어, 운동 변환부의 휨 운동시 흡수 지지체가 이탈하지 않도록 흡수 지지체를 걸림 고정되게 하는 지지체걸림단을 포함하는 굴삭기용 진동감쇠장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 운동 변환부는,
    상기 연결 몸체의 길이방향 가장자리에 고정되게 결합하는 결합부와,
    상기 결합부의 일측면으로부터 연결 몸체의 내측으로 연장되는 연결축부, 및
    상기 연결 몸체의 내측으로 연장된 연결축부의 가장자리에 결합 설치하며, 어태치먼트로부터 전달되는 진동 및 충격력에 의해 연결축부가 휨 운동하도록 연결축부의 길이방향 가장자리 중량을 증대시키는 휨증대부를 포함하는 굴삭기용 진동감쇠장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 흡수 지지체는, 일측을 개방시킨 통 형태를 가지며,
    상기 흡수 지지체의 내주면은 일측에서 타측 방향으로 갈수록 두께가 굵어지는 단면 형상을 가지는 굴삭기용 진동감쇠장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결축부의 외측에 삽입 설치하며, 연결축부의 휨 운동시 연결 몸체의 길이방향에 나란한 방향 및 수직한 방향으로의 휨이 일정크기 이상으로 커지는 것을 방지함과 더불어 연결축부의 휨 운동을 통해 변환된 운동에너지를 흡수하도록 연성을 가지는 링 형태의 보조 흡수체를 더 구비하는 굴삭기용 진동감쇠장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 몸체는, 굴삭기의 암, 붐, 어태치먼트 중 적어도 하나에 연결 설치하며,
    상기 연결 몸체의 양단은 암이나 붐 또는 어태치먼트의 상호 마주보는 상태로 이격 배치된 한 쌍의 프레임에 각각 고정 결합하는 굴삭기용 진동감쇠장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 굴삭기의 마주보는 프레임에는 연결공이 관통 형성되고,
    상기 연결 몸체의 길이방향 일단 및 길이방향 타단에는 체결홈이 형성된 플랜지부를 구비하며,
    상기 플랜지부의 가장자리 둘레로는 연결 몸체의 길이방향 일단 및 길이방향 타단을 연결공에 삽입상태로 걸림되게 하는 프레임결합 단턱홈이 형성된 굴삭기용 진동감쇠장치.
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