KR100370284B1 - 무인자동 운송차의 유압식 휠스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인자동 운송차의 유압식 휠스티어링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항만용 무인자동 운송차, 제지공장용 무인자동 운송차, 제철소용 무인자동 운송차 등과 같은 대용량(적재하중 약 20톤 이상)의 무인자동 운송차에 유압실린더에 의한 유압의 유체정역학 원리를 이용함으로써 원가 절감 및 차량을 소형화할 수 있으며 신뢰도와 안정성을 향상시킬 수 있는 유압식 휠스티어링 장치에 관한 것이다.

본 발명은 무인자동 운송차(10)의 차축(12) 안쪽면 좌ㆍ우에 각각 킹핀브라켓(18)을 고정하여 이 킹핀브라켓(18)에 타이로드(16)를 힌지(28)로 연결 설치하고 각각의 킹핀브라켓(18) 반대측에 킹핀브라켓(20)을 너클 암(30)에 설치하며 차축(12) 외측부 중앙에 연결부재(26)를 형성한다.

상기, 각각의 킹핀브라켓(20)과 연결부재(26)에 유압실린더(14)를 힌지(28a)로 고정 설치하고 이 각각의 킹핀브라켓(20)에 휠(22)을 연결 설치한 것이다.

Description

무인자동 운송차의 유압식 휠스티어링 장치{Hydraulic wheel steering mechanism of automated guided vehicle}

본 발명은 무인자동 운송차의 유압식 휠스티어링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항만용 무인자동 운송차, 제지공장용 무인자동 운송차, 제철소용 무인자동 운송차 등과 같은 대용량(적재하중 약 20톤 이상)의 무인자동 운송차에 유압실린더에 의한 유압의 유체정역학 원리를 이용함으로써 원가 절감 및 차량을 소형화할 수 있으며 신뢰도와 안정성을 향상시킬 수 있는 유압식 휠스티어링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 무인자동 운송차(AGV : Automated Guided Vehicle)란 수동 또는 자동 크레인 및 기타의 방법에 의해 적재된 화물을 지정된 장소까지 자동 운송하는 무궤도 자동 운송차를 말하며 다양한 경로를 주행하기 위한 차량 방향 변환용 휠스티어링 장치가 필수적이다.

무인자동 운송차는 적재하중 및 화물의 종류에 따라 아래와 같이 분류할 수 있다.

분 류	설치장소	운송 화물의 종류	특 징
공장용무인자동 운송차	공장내	ㆍ 자동차 부품ㆍ 전자 부품	ㆍ 적재하중 약 3톤미만의 소형ㆍ 저속 : 1 ∼ 2m/s 이하ㆍ 주동력원 : 배터리
항만용무인자동 운송차	항만(옥외)	ㆍ 컨테이너	ㆍ 적재하중 약 20톤 이상의대용량, 대형ㆍ 고속 : 주행속도 4m/s 이상ㆍ 주동력원 : 디젤엔진ㆍ 옥외용ㆍ 다양한 운송경로
제지공장용무인자동 운송차	제지공장(옥내, 옥외)	ㆍ 종이ㆍ 나무
제철용무인자동 운송차	제철소(옥내, 옥외)	ㆍ 스틸코일ㆍ 슬라브ㆍ 철판ㆍ 빌레트

현재 국내에서 개발하여 사용중인 무인자동 운송차는 물류 시스템의 합리화에 따른 공장 자동용으로 적재하중 약 3톤 미만, 주행속도 2m/s 미만의 옥내용 소형 무인자동 운송차이며 휠스티어링 방식은 앞바퀴 스티어링, 2륜 속도차, 독립 스티어링 방식을 채택하고 있으며 앞바퀴 및 독립 스티어링 방식은 조향축과 구동휠을 한 개의 단위로 조합시킨 스티어링 부착 휠모터를 사용한 방식이다.

또한, 2륜 속도차 스티어링 방식은 별도의 스티어링 모터 등을 사용하지 않고 구동륜 2축의 속도차이에 의해 진행방향을 결정하는 방식이다.

종래의 현재 개발되어 사용중인 무인자동 운송차의 휠스티어링 메카니즘, 즉 모타를 이용한 방식은 소형(적재하중 약 3톤 미만) 및 옥내용으로는 적합하나, 항만용 무인자동 운송차, 제지공장용 무인자동 운송차, 제철소용 무인자동 운송차 등과 같은 대용량(적재하중 약 20톤 이상) 및 옥외용으로 사용하기는 부적합하다.

즉, 상기와 같은 무인자동 운송차는,

1) 고하중 및 옥외 노면 상태에 따른 높은 스티어링포스가 요구되며

2) 선회시 차량의 고하중에 따른 즉 원심력의 증가에 대해서도 휠의 스티어링 상태가 유지되어야 하며

3) 선회시 즉 차량이 동적 상태에서의 최적의 선회반경을 유지하기 위한 스티어링 속도의 증가 요구

4) 4가지 기본적인 스티어링모드가 요구

· 앞바퀴 스티어링

· 뒷바퀴 스티어링

· 전륜 스티어링(같은 방향)

· 전륜 스티어링(다른 방향)

되는데 현재의 모타를 이용한 휠스티어링 메카니즘을 사용하면,

① 모타 용량의 증가로 설치공간이 없으며

② 선회안정성 유지에 대한 신뢰성 확보 곤란

③ 스티어링 속도 증가 곤란

④ 제작비 상승

등으로 별도의 휠스티어링 메카니즘이 요구되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 항만용, 제지공장용, 제철소용과 같은 대용량(적재하중 약 20톤 이상)의 무인자동 운송차에 엔진의 여유동력을 이용하는 유압식 휠스티어링 메카니즘을 적용함으로써 조향성능을 향상시킬 수 있으며 신뢰성 확보 및 원가를 절감할 수 있는 무인자동 운송차의 유압식 휠스티어링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 무인자동 운송차의 차축 안쪽면에 타이로드를 설치하고 타이로드 반대측에 유압실린더를 설치하되 이 유압실린더를 십자로 연결 설치하여 유압의 유체 정역학 원리를 이용하고 차축의 에커먼장토 이론을 사용하며 유압실린더의 십자 연결 원리를 사용한 휠스티어링 장치를 제공함에 의해 달성된다.

도 1 은 본 발명의 무인자동 운송차를 나타낸 평면예시도

도 2 는 본 발명의 유압실린더 및 타이로드가 장착된 차축 평면도

도 3 은 본 발명의 유압을 이용한 스티어링 회로도

도 4 는 본 발명의 무인자동 운송차의 스티어링 모드

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 무인자동 운송차 (12) : 차축

(14) : 유압실린더 (16) : 타이로드

(18,20) : 킹핀브라켓 (22) : 휠

(24) : 비례제어 밸브 (26) : 연결부재

(28,28a) : 힌지 (30) : 너클 암

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 무인자동 운송차를 나타낸 평면예시도를,

도 2 는 본 발명의 유압실린더 및 타이로드가 장착된 차축 평면도를 도시한 것으로서, 무인자동 운송차(10)의 차축(12) 안쪽면 좌ㆍ우에 각각 킹핀브라켓(18)을 탭볼트에 의해 고정하여 이 킹핀브라켓(18)에 타이로드(16)를 힌지(28)로 연결 설치하고 각각의 킹핀브라켓(18) 반대측에 킹핀브라켓(20)을 너클 암(30)에 용접등의 수단에 의해 일체형으로 설치하며 차축(12) 외측부 중앙에 연결부재(26)를 형성한다.

상기, 각각의 킹핀브라켓(20)과 연결부재(26)에 유압실린더(14)를 힌지(28a)로 고정 설치하고 이 각각의 킹핀브라켓(20)에 휠(22)을 연결 설치한 것이다.

도 3 은 본 발명의 유압을 이용한 스티어링 회로도를 도시한 것으로서, 앞ㆍ 뒤, 좌ㆍ우에 형성된 휠(22)에 각각 유압실린더(14)를 설치하고 각각의 유압실린더(14)에 비례제어 밸브(24)를 연결 설치하되 유압실린더(14)에 유량 및 유압이 십자로 연결되게 형성한다.

상기와 같은 구성을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하겠다.

도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이 유압실린더(14)를 차축(12)의 킹핀브라켓(20)에 각각 설치하여 유압실린더(14)의 행정에 따라 휠(22)이 스티어링 되도록 하였으며 타이로드(16)를 양 킹핀브라켓(18)에 연결하여 에커먼장토의 원리에 따라 양 휠(22)이 자동적으로 일정한 각으로 스티어링된다.

도 3 에 나타낸 바와 같이 양 휠용 유압실린더(14)는 유량 및 유압이 십자로 연결되도록 하여 유압실린더(14)에 의한 스티어링포스가 휠(22)에 전달되도록 하고 스티어링용 비례제어 밸브(24)를 설치하여 휠스티어링에 필요한 유량, 유압이 공급되도록 하였으며 각 스티어링모드에 따른 휠방향변환이 된다.

아울러, 선회시 즉 차량의 동적 상태에서의 휠스티어링 안정성을 확보하도록 하였다.

도 4 는 본 발명의 무인자동 운송차의 각 휠 스티어링 모드를 나타낸 것으로서, 앞바퀴 또는 뒷바퀴 스티어링시는 도 3 의 비례제어 밸브(24)의 A 또는 B를 사용하면되고 전륜 스티어링(모든 휠스티어링, 다른 방향)은 앞바퀴축은 비례제어 밸브(24)의 A 또는 B, 뒷바퀴축은 B 또는 A를 각각 사용하며 전륜 스티어링(모든 휠스티어링, 같은 방향)은 앞바퀴축과 뒷바퀴축의 비례제어 밸브(24)의 A 또는 B를사용하면 필요한 스티어링모드를 이룰 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 소형(적재하중 약 3톤 미만) 무인자동 운송차의 스티어링모터를 사용한 메카니즘 대비 유압의 유체정역학 및 차축의 에커먼장토 원리를 이용한 본 발명의 유압식 휠스티어링 메카니즘은 차량의 선회시 차량의 속도를 줄임에 따른 차량 구동용 엔진의 여유 동력을 이용하는 발명이므로 첫째, 별도 스티어링모터를 사용하지 않고 고하중의 스티어링 포스를 사용할 수 있으므로 원가 절감 및 차량을 소형화할 수 있고 둘째, 에커먼장토 원리를 이용한 타이로드를 설치하므로 인해 휠의 스티어링 각을 안정적으로 확보할 수 있고 휠스티어링 메카니즘의 신뢰도를 높일 수 있으며 셋째, 유압실린더를 십자로 연결하여 유압실린더를 차축(axle)의 한쪽면에 모두 설치할 수 있어 설치공간을 확보할 수 있음과 또한 넷째, 비례제어 밸브 사용에 따라 필요한 휠스티어링모드를 확실히 이룰 수 있고 아룰러 비례제어 밸브의 작용에 의한 차량의 선회시 휠스티어링의 안정성을 확보할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 무인자동 운송차(10)의 차축(12) 안쪽면 좌ㆍ우에 각각 킹핀브라켓(18)을 탭볼트로 고정하여 이 킹핀브라켓(18)에 타이로드(16)를 힌지(28)로 연결 설치하고 각각의 킹핀브라켓(18) 반대측에 킹핀브라켓(20)을 너클 암(30)에 용접하여 설치하며 차축(12) 외측부 중앙에 연결부재(26)를 형성하고 상기, 각각의 킹핀브라켓(20)과 연결부재(26)에 유압실린더(14)를 힌지(28a)로 고정 설치하며 이 각각의 킹핀브라켓(20)에 휠(22)을 연결 설치한 것을 특징으로 하는 무인자동 운송차의 유압식 휠스티어링 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기, 각각의 유압실린더(14)에 비례제어 밸브(24)를 연결 설치하되 유압실린더(14)에 유량 및 유압이 십자로 연결되게 형성한 것을 특징으로 하는 무인자동 운송차의 유압식 휠스티어링 장치.