KR20150140603A - 퀵 커플러 - Google Patents

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KR20150140603A KR1020150165335A KR20150165335A KR20150140603A KR 20150140603 A KR20150140603 A KR 20150140603A KR 1020150165335 A KR1020150165335 A KR 1020150165335A KR 20150165335 A KR20150165335 A KR 20150165335A KR 20150140603 A KR20150140603 A KR 20150140603A
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Abstract

본 발명에 따른 퀵커플러는 건설기계에 장착되어 작업을 위한 어태치먼트를 결합 및 분리하는 것으로, 상호 이격되도록 형성되어 어태치먼트의 제1,2결합핀들이 각각 결합되는 제 1,2결합부를 구비한 커플러본체부와, 상기 제 1결합부 가장자리의 커플러본체부에 회전가능하게 설치되며 어태치먼트의 제1결합핀이 제1결합부로의 삽입 시 잠금돌기부가 제1결합부로부터 인입되고 삽입이 완료된 시점에서 복귀되어 제1결합부로부터 제1결합핀의 이탈을 방지하는 잠금부재와, 상기 잠금부재와 인접되게 설치되어 잠금부재의 잠금돌기부가 제1결합부로부터 돌출된 상태에서 제1결합핀이 제1결합부로부터 분리되는 것을 방지하도록 잠금부재와 접촉되어 잠금부재의 회전을 방지하는 스토퍼와, 상기 커플러본체부에 설치되어 상기 잠금부재를 스토퍼와 접촉되는 방향으로 타성바이어스되도록 탄성력을 제공하기 위한 탄성지지유닛과, 상기 잠금부재의 잠금돌기부가 제 1결합부의 내주면으로부터 인입되도록 스토퍼에 지지된 잠금부재를 스토퍼로부터 분리되는 방향으로 회전시켜 제1결합핀의 잠금상태를 해지하기 위한 잠금해지유닛을 포함한다.

Description

퀵 커플러{quick coupler}
본 발명은 퀵커플러에 관한 것으로, 더 상세하게는 굴삭기의 붐에 설치되어 작업을 위한 굴삭기의 어태치먼트를 붐에 결합 및 분리할 수 있는 퀵커플러에 관하 것이다.
일반적으로 굴삭기는 도로공사, 상하수도공사, 건축기초공사, 토지조성공사, 토사 등을 채취하는 공사 등 폭 넓게 사용되는 건설장비로서, 상기 굴삭기의 붐의 선단에는 각 공사현장에서 작업을 위한 어태치먼트 예컨대, 버켓이나 브레이커, 크러셔, 쉐어, 진동리퍼 등을 선택적으로 장착하여 작업을 수행하게 된다.
굴삭기의 붐에는 운전자가 운전석에서 붐를 움직이는 방법으로 붐의 선단에 버켓, 브레이커 등의 어태치먼트를 선택하여 교체할 수 있도록 하는 커플러가 설치되어 있다.
대한민국 특허등록 제10-1499298호에는 안전사고 방지구조를 가진 퀵커플러가 게시되어 있으며, 실용신안등록 제20-0225763호에는 굴삭기용 커플러가 게시되어 있으며, 대한민국 특허등록 제10-0397586호에는 굴삭기 버켓 장착용 클램프의 안전장치에도 클램프와 버켓 결합상태의 안전성을 확보하기 위하여 안전장치가 게시되어 있다.
상술한 바와 같은 퀵 커플러는 어태치먼트의 핀을 훅을 이용하여 고정하는 구조를 가지고 있으므로 운전자의 조작이 용이하지 않다. 즉, 커플러의 훅과 핀의 결합위치를 상대적으로 정확하게 일치시켜야 하는 문제점이 있다.
대한민국 공개 특허 제 10-2014-0143071호에는 잠금장치를 가진 중장비용 퀵커플러가 게시되어 있으며, 공개특허 제10-2015-0093359호에는 건설기계용 퀵 커플러가 게시되어 있으며, 등록특허 제 10-1523072호에는 굴삭기용 퀵 커플러가 게시되어 있다.
대한민국 공개 특허 제 10-2014-0143071호 대한민국 공개특허 제10-2015-0093359호 대한민국 특허등록 제10-1523072호
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 본체에 설치된 슬라이더의 이송력을 이용하여 제1,2결합부에 삽입된 어태치먼트의 두 핀을 파지할 수 있으며, 슬라이더의 이송력에 의해 제 1결합부에 결합된 핀의 이탈방지를 잠금핀을 조작할 수 있는 퀵 커플러를 제공함에 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 구조와 조작이 상대적으로 간단하고, 조작에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있는 퀵 커플러를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 퀵 커플러는 건설기계에 장착되어 작업을 위한 어태치먼트를 결합 및 분리하는 것으로, 상호 이격되도록 형성되어 어태치먼트의 제1,2결합핀들이 각각 결합되는 제 1,2결합부를 구비한 커플러본체부와,
상기 제 1결합부 가장자리의 커플러본체부에 회전가능하게 설치되며 어태치먼트의 제1결합핀이 제1결합부로의 삽입 시 잠금돌기부가 제1결합부로부터 인입되고 삽입이 완료된 시점에서 복귀되어 제1결합부로부터 제1결합핀의 이탈을 방지하는 잠금부재와,
상기 잠금부재와 인접되게 설치되어 잠금부재의 잠금돌기부가 제1결합부로부터 돌출된 상태에서 제1결합핀이 제1결합부로부터 분리되는 것을 방지하도록 잠금부재와 접촉되어 잠금부재의 회전을 방지하는 스토퍼와,
상기 커플러본체부에 설치되어 상기 잠금부재를 스토퍼와 접촉되는 방향으로 탄성바이어스되도록 탄성력을 제공하기 위한 탄성지지유닛과,
상기 잠금부재의 잠금돌기부가 제 1결합부의 내주면으로부터 인입되도록 스토퍼에 지지된 잠금부재를 스토퍼로부터 분리되는 방향으로 회전시켜 제1결합핀의 잠금상태를 해지하기 위한 잠금해지유닛을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 탄성지지유닛은 커플러본체부에 가이드안내부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 가이드부재와, 상기 가이드부재의 전,후진 시 잠금부재가 회전될 수 있도록 가이드 부재와 잠금부재 사이에 설치되는 연결링크와,
상기 가이드안내부와 가이드부재 단부의 지지턱 사이에 설치되어 상기 금부재가 스토퍼와 접촉되는 방향으로 탄성바이어스시키는 탄성스프링을 포함한다.
상기 잠금해지유닛은 상기 가이드부재와 대응되게 슬라이딩 가능하게 설치되며 전진 시 상기 어태치먼트의 결합핀의 제2결합부로부터 분리되는 것을 방지하기 위하여 입구측을 차단하며, 후퇴 시 상기 가이드부재를 후퇴시켜 상기 잠금부재를 회전시킴으로써 잠금부재 걸림부가 제 1결합부로부터 인입되도록 하는 슬라이더와, 상기 커플러본체부와 슬라이더의 사이에 설치되어 슬라이더를 전후진 시키는 제1액튜에이터를 포함한다.
본 발명에 따른 퀵 커플러는 커플러 본체부에 설치되는 어태치먼트의 결합핀이 커플러본체부의 제1결합부에 삽입 시 삽입력에 의해 잠금부재를 회전시켜 잠금부재 걸림부가 제 1결합부로부터 인입되도록 하고 결합핀의 삽입이 완료된 후 복귀되어 상기 어태피먼트 결합핀이 제 1결합부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있으므로 어태피먼트의 결합이 용이하다. 특히, 잠금부재에 해지를 위한 인위적인 외력을 가하지 않은 상태에서 제1결합부로부터 결합핀이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 퀵커플러는 하나의 액튜에이터를 이용하여 제 1,2결합부에 결합된 어태치먼트의 결합핀을 동시에 결합할 수 있으므로 결합에 따른 안전성을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 퀵커플러의 일부절제 사시도,
도 2, 3은 본 발명에 따른 퀵커플러의 일부절제 측면도로서 작동상태를 나타내 보인 것이다.
도 4, 5는 본 발명에 따른 퀵커플러의 일부절제 측면도로서 작동상태를 나타내 보인 것이다.
본 발명에 따른 퀵커플러는 건설기계 특히, 굴삭기의 붐에 장착되어 작업을 위한 리퍼, 브레이커, 버켓 등의 어태치먼트를 결합하기 위한 것으로, 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 퀵커플러는 붐에 장착되어 어태치먼트(100)의 제 1,2결합핀(101)(102)을 파지함으로써 붐과 어태피먼트를 결합하기 위한 것으로, 상호 이격되도록 형성되어 어태치먼트의 제1,2결합핀(101)(102)들이 결합되는 제 1,2결합부(21)(22)를 구비한 커플러본체부(20)를 구비한다.
상기 커플러본체부(20)는 판상의 제 1,2부재(미도시)가 연결부재에 의해 평행하게 연결된 구조를 가지고 있으며, 상기 커플러본체부(20)의 상부측에는 붐과의 결합을 위한 결합부(28)가 형성된다. 상기 커플러본체부(20)에 형성된 제1결합부(21)는 길이 방향의 측면으로부터 소정의 깊이로 형성되고, 이의 가장자리측에는 연속 또는 불연속적으로 보강부재(22)가 설치될 수 있다. 그리고 상기 제 2결합부(22)는 상기 제 1결합부(22)와 대응되는 커플러본체부(20)의 단부측 하면의 가장자리로부터 상부측으로 인입되어 형성된다. 상기 제1결합부(21)와 제 2결합부(22)의 간격은 어태치먼트의 제 1,2결합핀(101)(102)의 간격과 실질적으로 동일하게 형성함이 바람직하다.
그리고 상기 제 1결합부(21) 가장자리의 커플러본체부(20)에는 상기 제1결합부(21)의 내주면으로부터 인출될 수 있도록 잠금부재(30)와, 상기 잠금부재(30)에 제1결합부(21)에 제 1결합핀(101)의 삽입에 반발하는 방향으로 탄성력을 제공함과 아울러 잠금부재(30)를 회전시켜 해지력을 제공하기 위한 탄성지지유닛(40)과, 상기 탄성지지유닛(40)의 가이드부재(후술)를 조작하여 상기 탄성지지 된 잠금부재(30)의 잠금력을 해지하기 위한 잠금해지유닛(50)을 구비한다.
상기 잠금부재(30)는 회전 시 상기 제 1결합부(21)의 상면측 내면과 평행한 해지평면부(31)와, 제 1결합부(21)의 내주면으로부터 돌출되어 제1결합핀이 제1결합부(21)로부터 이탈되는 것을 방지하는 잠금돌기부(32)와, 상기 잠금돌기부(32)가 상기 제 1결합부(21)의 내주면으로 돌출되는 상태를 유지할 수 있도록 상기 커플러본체부(20)에 설치된 스토퍼(25)와 접촉되는 스토퍼접촉부(33)를 구비한다. 상기 잠금부재(30)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 삼각 또는 다각면을 갖는 부재로 이루어질 수 있으며, 클램프본체(20)에 힌지축(34)에 편심되게 설치될 수 있다.
상기 탄성지지유닛(40)은 상기 잠금부재(30)를 회전시켜 상기 스토퍼(25)에 스토퍼접촉부(33)가 접촉됨으로써 상기 잠금돌기부(32)가 제1결합부(21)로 돌출되어 제 1결합부(21)에 삽입된 제 1결합핀(101)이 이탈되는 것을 방지할 수 있는 것으로, 상기 커플러본체부(20)에 가이드안내부(41)가 설치되고, 이 가이드안내부(41)에는 가이드부재(42)가 슬라이딩 가능하게 설치되고, 상기 가이드부재(42)의 일측단부는 상기 잠금부재(30)와 연결링크(43)에 의해 연결된다. 그리고 상기 연결링크와 대응되는 측의 가이드안내부(41) 단부측에는 걸림턱(41a)이 형성되고 상기 가이드부재(42)의 타측단부에는 지지턱(42a)가 형성되며, 상기 걸림턱(41a)과 지지턱(42a) 사이의 가이드부재(42)에는 탄성스프링(45)이 설치되어 상기 연결링크(43)를 당기는 방향 즉, 잠금부재(30)의 스토퍼접촉부(33)과 스토퍼(28)가 접촉되는 방향으로 가이드부재(42)가 탄성바이어스 된다.
상기 탄성지지유닛은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 잠금부재(30)을 스토퍼(25)에 스토퍼접촉부(33)가 접촉될 수 있도록 탄성바이어스 시키며 잠금상태의 해지를 위해 잠금부재(40)가 스토퍼(25)의 분리되는 방향으로 외력을 가하기 위해 감금부재(30)의 일측에 상기 잠금해지유닛(50)의 작용력을 전달하기 위한 잠금해지부재를 더 구비할 수 있는데, 이 잠금해지부재는 잠금부재를 밀어 회전시킬 수 있도록 잠금부재와 일체로 이루어진 로드로 이루어질 수 있으며, 잠금부재의 일측에 지지홈으로 이루어질 수 있다.
상기 잠금력 해지유닛(50)는 가이드부재(42)와 인접되게 설치되어 상기 가이드부재(42)가 탄성바이어도 되는 방향의 역방향으로 회력을 가하여 잠금부재(30)의 잠금돌기부(32)가 제 1결합부(21)의 가장자리로부터 인입될 수 있도록 하는 구조를 가진다. 예컨대, 도 1 및 도2에 도시된 바와 같이 상기 가이드부재(41)와 나란한 방향으로 커플러 본체부(20)에 슬라이더(51)가 슬라이딩 가능하게 설치된다. 이 슬라이더(51)는 커플러본체부(20)에 설치되는 제1액튜에이터 즉, 유압실린더(52)에 의해 슬라이딩력이 제공되는데, 상기 슬라이더(51)는 액튜에이터(52)에 의해 후퇴되는 경우 상기 가이드부재(41)와 접촉되어 가이드부재(41)을 후퇴시켜 잠금부재(30)을 스토퍼(28)와 스토퍼접촉부(33)가 분리되는 방향으로 회전시키게 된다. 그리고 슬라이더(51)가 액튜에이터(52)에 의해 전진하는 경우, 슬라이더(51)의 단부가 상기 제 2결합부(22)의 입구측으로 전진하여 상기 제 2결합부(22)의 입구를 차단하여 상기 어테치먼트(100)의 제 2결합핀(102)가 제 2결합부(22)로부터 분리되는 것을 방지한다.
도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 잠금해지유닛의 다른 실시예를 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 잠금해지유닛은 탄성지지유닛(40)의 가이드부재(42)와 나란한 방향으로 연결지지봉(61)이 커플러본체부(20)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 커플러본체부(20)에 대한 연결지지봉(61)의 설치는 커플러본체부(20)에 적어도 하나의 지지부(62)가 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 연결지지봉(61)의 일측 단부는 후퇴 시 상기 가이드부재(42)의 단부와 접촉되어 가이드부재(42)를 후퇴시키게 된다.
그리고 상기 제 2결합부(22)와 인접되는 측의 커플러 본체부(20)에는 상기 제 2결합부(22)에 삽입된 제 2결합핀(102)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 훅부재(63)가 회전가능하게 설치된다. 상기 훅부재(63)는 커플러본체부(20)에 설치되는 제 2액튜에이터(64)에 의해 회전된다. 상기 훅부재(63)에는 훅부재(63)이 회전되어 제 2결합부(22)의 입구가 열릴 때에 상기 연결지지봉(61)의 단부와 접촉되어 상기 연결지지봉(61)을 후퇴시키기 위한 지지핀(65)이 설치된다. 상기 지지핀(65)는 상기 훅부재(63)와 일체로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 퀵커플러의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 퀵커플러가 중장비 예컨대, 굴삭기의 붐과 결합되어 있는 상태에서 상기 어태치먼트(100)를 결합하기 위해서는 제 1액튜에이터를 이용하여 상기 슬라이더(51)을 후퇴시킨다. 이 과정에서 상기 가이드부재(42)가 후퇴되어 상기 잠금부재(30)가 회전되어 스토퍼접촉부(31)가 스토퍼(25)로부터 분리됨과 아울러 잠금돌기부(32)가 인입된다.
이 상태에서 어태치먼트(100)의 제1결합핀(101)을 커플러본체부(20)의 전면측에 형성된 제1결합부(21)함과 아울러 상기 제 2결합핀(102)을 제 2결합부(22)에 삽입한다.
그리고 상기 잠금해지유닛(20)의 제 1액튜에이터(52)를 작동하여 상기 슬라이더(51)을 전진시켜 제 2결합부(22)의 입구를 차단한다. 이 과정에서 슬라이더(51)가 가압부재(42)를 가압하는 가압력이 제거되게 되므로 상기 가이드부재(42)는 탄성스프링(45)에 의해 전진하게 되고, 이와 연결링크(43)에 의해 연결된 잠금부재(30)는 회전되고, 잠금돌기부(32)는 제1결합부(21)의 내주면으로부터 도출되어 제1결합핀(101)이 제1결합부(21)로부터 이탈을 방지하게 된다.
상기 도 3에 도시된 실시예에 있어서는 제 2액튜에이터(64)에 의해 훅부재(63)가 제2결합부(22)의 입구가 열리는 방향으로 회전되면서 지지핀(65)이 연결지지봉(61)을 단부를 밀어 연결지지봉(61)을 후퇴시킴으로써 가이드부재(42)를 밀어 상술한 바와 같이 잠금부재(30)를 회전시키게 된다. 그리고 제 2액튜에이터(64)에 의해 훅부재(63)가 제 2결합부(22)의 입구가 닫히는 방향으로 회전하게 되면, 상기 연결지지봉(61)이 전진하여 가이드부재(42)에 대한 지지력이 제거됨으로써 상술한 실시예와 같이 잠금부재(30)가 회전되어 스토퍼접촉부(33)가 스토퍼(25)에 접촉됨과 아울러 잠금돌기부(31)가 제 1결합부(21)로 돌출되어 어태치먼트의 제1결합핀(101)이 제 1결합부(21)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상수한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 퀵 커플러는 각종 작업을 위한 터태치먼트의 결합 및 분리가 용이하고, 결합에 따른 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 건설기계에 장착되어 작업을 위한 어태치먼트를 결합 및 분리하는 것으로, 상호 이격되도록 형성되어 어태치먼트의 제1,2결합핀들이 각각 결합되는 제 1,2결합부를 구비한 커플러본체부와,
    상기 제 1결합부 가장자리의 커플러본체부에 회전가능하게 설치되며 어태치먼트의 제1결합핀이 제1결합부로의 삽입 시 잠금돌기부가 제1결합부로부터 인입되고 삽입이 완료된 시점에서 복귀되어 제1결합부로부터 제1결합핀의 이탈을 방지하는 잠금부재와,
    상기 잠금부재와 인접되게 설치되어 잠금부재의 잠금돌기부가 제1결합부로부터 돌출된 상태에서 제1결합핀이 제1결합부로부터 분리되는 것을 방지하도록 잠금부재와 접촉되어 잠금부재의 회전을 방지하는 스토퍼와,
    상기 커플러본체부에 설치되어 상기 잠금부재를 스토퍼와 접촉되는 방향으로 탄성바이어스되도록 탄성력을 제공하기 위한 탄성지지유닛과,
    상기 잠금부재의 잠금돌기부가 제 1결합부의 내주면으로부터 인입되도록 스토퍼에 지지된 잠금부재를 스토퍼로부터 분리되는 방향으로 회전시켜 제1결합핀의 잠금상태를 해지하기 위한 잠금해지유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타성지지유닛은 커플러본체부에 가이드안내부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 가이드부재와, 상기 가이드부재의 전,후진 시 잠금부재가 회전될 수 있도록 가이드 부재와 잠금부재 사이에 설치되는 연결링크와,
    상기 가이드안내부와 가이드부재 단부의 지지턱 사이에 설치되어 상기 금부재가 스토퍼와 접촉되는 방향으로 탄성바이어스시키는 탄성스프링을 포함한 것을 특징으로 하는 퀵커플러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 잠금해지유닛은 상기 가이드부재와 대응되게 슬라이딩 가능하게 설치되며 전진 시 상기 어태치먼트의 결합핀의 제2결합부로부터 분리되는 것을 방지하기 위하여 입구측을 차단하며, 후퇴 시 상기 가이드부재를 후퇴시켜 상기 잠금부재를 회전시킴으로써 잠금부재 걸림부가 제 1결합부로부터 인입되도록 하는 슬라이더와, 상기 커플러본체부와 슬라이더의 사이에 설치되어 슬라이더를 전후진 시키는 제1액튜에이터를 포함한 것을 특징으로 하는 퀵커플러.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 잠금해지유닛은 탄성지지유닛의 가이드부재와 나란한 방향으로 연결지지봉이 커플러본체부에 슬라이딩 가능하게 설치되어 연결지지봉의 후퇴 시 상기 가이드부재의 단부와 접촉되어 가이드부재를 후퇴시키며,
    상기 제 2결합부와 인접되는 측의 커플러 본체부에는 상기 제 2결합부에 삽입된 제 2결합핀이 이탈되는 것을 방지하기 위한 훅부재가 회전가능하게 설치되고, 상기 훅부재는 커플러본체부에 설치된 제 2액튜에이터에 의해 회전되며, 상기 훅부재에는 훅부재가 회전되어 제 2결합부의 입구가 열릴 때에 상기 연결지지봉의 단부와 접촉되어 상기 연결지지봉을 후퇴시키기 위한 지지핀이 설치된 것을 특징으로하는 퀵커플러.
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