KR100506490B1 - 4휠 스티어링 중장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 4휠 스티어링 중장비에 관한 것으로, 특히 전륜과 후륜 모두 360도 회전하도록 이루어져 차체의 회전반경을 자유로이 조정할 수 있고, 각 바퀴가 유압모터에 의해 각각 구동되며, 작업장치가 설치되는 상부차체가 차륜이 설치되는 하부차체에 대하여 선회되도록 이루어진 이루어진 4휠 스티어링 중장비에 관한 것이다.

본 발명에 따른 4휠 스티어링 중장비는, 차체(2)의 하부에 회전 가능하게 전후로 설치되고, 조향핸들(10)의 출력샤프트(11)와 수직으로 맞물리는 추진샤프트(20)와; 추진샤프트(20)의 양단부에 클러치(40)(40´)에 의해 각각 맞물려 회전하는 한 쌍의 조향샤프트(30)(30´)와; 차체(2)의 전후방 양측에 각각 회전 가능하게 수직 설치되는 선회샤프트(50)와; 일단은 조향샤프트(30)(30´)의 단부에 수직으로 맞물리며, 타단은 선회샤프트(50)와 수직으로 맞물려, 양쪽 선회샤프트의 회전방향을 동기시키는 동기샤프트(60)(60´)(61)(61´)와; 선회샤프트(50)의 하부에 설치되는 감속기(70)와; 감속기(70)의 일측에 설치되며 구동샤프트(81)가 감속기(70)의 1차기어(71)에 축 결합되는 유압모터(80); 및 감속기(70)의 2차기어(72)에 축 결합되고, 단부에 바퀴가 장착되는 드라이브샤프트(90)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

4휠 스티어링 중장비{Four wheel steering heavy equipment}

본 발명은 4휠 스티어링 중장비에 관한 것으로, 특히 전륜과 후륜 모두 360도 회전하도록 이루어져 차체의 회전반경을 자유로이 조정할 수 있고, 각 바퀴가 유압모터에 의해 각각 구동되며, 작업장치가 설치되는 상부차체가 차륜이 설치되는 하부차체에 대하여 선회되도록 이루어진 이루어진 4휠 스티어링 중장비에 관한 것이다.

일반적으로 로우더나 소형지게차와 같은 중장비는 좁은 공간에서도 효과적인 작업을 수행할 수 있게 하기 위해, 전륜과 후륜 모두를 조향시킬 수 있는 4휠 스티어링 타입으로 되어 있는 바, 이 4휠 스티어링이란 전륜이 예컨대 좌측으로 조향되는 경우에 후륜은 우측을 향하도록 조향되어 회전반경이 작어지게 하는 스티어링 방법이다.

이 4휠 스티어링 중장비는, 필요에 따라 일반차량과 같이 앞바퀴만을 조향하여 주행하는 2휠 스티어링 방법으로 주행할 수도 있는데, 2휠 스티어링이 이루어지도록 하기 위해서는 핸들의 조작에 따라 전륜만을 스티어링시키고 뒷바퀴는 스티어링되지 않게 된다.

상술한 바와 같은 특징을 갖는 일반적인 4휠 스티어링 중장비와, 이 4휠 스티어링 중장비에 적용되는 종래의 조향구조가 도 1과 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 일반적인 4휠 스티어링 중장비를 개략적으로 나타낸 측면도이며, 도 2는 종래 4휠 스티어링 중장비의 조향구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 4휠 스티어링 중장비는, 버켓이나 굴삭기, 쟁기 로터리 등의 작업장치(1)가 장착되는 차체(2)와, 차체(2)의 전후방에 각각 장착되는 전륜(3) 및 후륜(4)을 포함하여 이루어진다.

이러한 4휠 스티어링 중장비에 적용되는 종래의 조향구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 차체(2)의 전후방에 각각 설치되는 조향실린더(5)와, 조향실린더(5)의 로드(6) 양단부에 각각 링크(7)로 연결되며 바퀴가 장착되는 조향너클(8)을 포함하여 이루어진다.

이 때, 조향실린더(5)의 내부에는 로드(6)에 고정되는 피스톤(9)이 내장되어 있으며, 이 피스톤(9)에 의해 좌우로 한 쌍의 압력실이 형성된다.

따라서, 일 압력실에 오일이 유입되고 다른 압력실에서 오일이 배출되면, 일 압력실에 유입되는 오일의 유압에 의해 피스톤이 이동하면서 조향너클(8)을 회동시키게 되고, 조향너클(8)의 회동에 의해 각 바퀴는 조향된다.

그러나, 상술한 바와 같이 구성된 종래 4휠 스티어링 중장비는, 바퀴의 조향이 조향실런더 내에 장착된 피스톤의 이동에 의해 조정되므로, 바퀴의 조향정도가 피스톤의 이동 거리에 의해 한정되어 차체의 회전반경이 제한되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 전륜과 후륜 모두 360도로 조향되도록 이루어져 차체의 회전반경을 자유로이 조정할 수 있는 4휠 스티어링 중장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본발명은 각 바퀴마다 각각 구동수단에 의해 구동되도록 이루어져 전륜과 후륜 모두 원활하게 360도 조향될 수 있는 4휠 스티어링 중장비를 제공하는 목적도 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 작업장치가 설치되는 차체의 상부가 하부에 대하여 선회될 수 있는 4휠 스티어링 중장비를 제공하는 목적도 있다.

본 발명에 따른 4휠 스티어링 중장비는, 전방에 작업장치가 설치되는 차체와, 차체의 전후방에 각각 장착되는 전·후륜, 및 전·후륜을 조향시키는 조향핸들을 포함하여 이루어진 4휠 스티어링 중장비에 있어서, 차체의 하부에 회전 가능하게 전후로 설치되고, 조향핸들의 출력샤프트와 수직으로 맞물리는 추진샤프트와; 추진샤프트의 양단부에 클러치에 의해 각각 맞물려 회전하는 한 쌍의 조향샤프트와; 차체의 전후방 양측에 각각 회전 가능하게 수직 설치되는 선회샤프트와; 일단은 조향샤프트의 단부에 수직으로 맞물리며, 타단은 선회샤프트와 수직으로 맞물려, 양쪽 선회샤프트의 회전방향을 동기시키는 동기샤프트와; 선회샤프트의 하부에 설치되는 감속기와; 감속기의 일측에 설치되며 구동샤프트가 감속기의 1차기어에 축 결합되는 유압모터; 및 감속기의 2차기어에 축 결합되고, 단부에 바퀴가 장착되는 드라이브 샤프트를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 바람직한 특징에 따른 4휠 스티어링 중장비는, 작업장치가 설치되는 차체의 상부를 하부에 대하여 선회되도록 하는 선회장치를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 4휠 스티어링 중장비의 바람직한 실시예를 통하여 상술한 바와 같은 구성들의 특징과 그 작용을 보다 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면의 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비를 개략적으로 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비의 조향구조와 동력전달구조를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비의 조향구조와 동력전달구조를 개략적으로 나타낸 측면도이고, 도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비의 바퀴가 조향된 상태를 나타낸 평면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차체의 회전장치를 개략적으로 나타낸 측면도이다. 여기서, 도 1과 동일한 참조부호는 동일기능을 갖는 동일부재이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비는, 작업장치(1)가 설치되는 차체(2)와, 차체(2)의 하부에 전후로 설치되어 조향핸들(10)과 맞물려 회전하는 추진샤프트(20)와, 추진샤프트(20)의 양단에 맞물려 회전하는 조향샤프트(30)(30´)와, 차체(2)의 전후방 양측에 각각 회전 가능하게 수직 설치되는 선회샤프트(50)와, 일단은 조향샤프트(30)(30´)의 단부에 맞물리고 타단은 선회샤프트(50)에 맞물려 회전하는 동기샤프트(60)(60´)(61)(61´)와, 선회샤프트(50)의 하부에 설치되는 감속기(70)와, 감속기(70)의 1차기어(71)에 축 결합되는 유압모터(80)와, 감속기(70)의 2차기어(72)에 축 결합되고 단부에 바퀴(3)(4)가 장착되는 드라이브 샤프트(90), 및 작업장치(1)가 설치되는 상부차체(2a)를 차륜(3)(4)이 설치되는 하부차체(2b)에 대하여 선회시키는 선회장치(100)를 포함하여 이루어진다.

상기 작업장치(1)로는 버켓, 굴삭기 및 쟁기 로터리 등이 있으며, 사용 목적에 따라 차체(2)의 어테치먼트(미도시)에 교체 설치된다.

상기 추진샤프트(20)는 차체(2)의 하부에 회전 가능하게 전후로 설치되는 것으로, 조향핸들(10)의 출력샤프트(11) 단부와 직교되게 맞물려 조향핸들(10)을 회전시킴에 따라 좌우로 회전하게 된다.

상기 조향샤프트(30)(30´)는 클러치(40)(40´)에 의해 추진샤프트(20)의 양단에 각각 맞물림에 따라 운전자가 클러치 페달(미도시)을 조작하여 추진샤프트(20)의 회전력을 전륜(3)과 후륜(4) 모두에 전달하거나 전륜(3)과 후륜(4) 중 어느 한 쪽에만 선택적으로 전달할 수 있으며, 운전석에는 전방 클러치(40)와 후방 클러치(40´)를 각각 제어할 수 있는 두 개의 클러치 페달이 설치된다.

따라서, 운전자가 후방 클러치 페달만을 밟으면, 후방 조향샤프트(30´)가 추진샤프트(20)로부터 분리되어 추진샤프트(20)의 회전력이 전방 조향샤프트(30)로만 전달되므로, 도 6에 도시된 바와 같이 후륜(4)은 똑바로 정열된 상태를 유지하게 되고 전륜(3)만 조향된다.

반대로, 운전자가 전방 클러치 페달만을 밟게 되면, 추진샤프트(20)의 회전력이 후방 조향샤프트(30´)로만 전달되어 후륜(4)만 조향된다.

한편, 운전자가 전후방 클러치 페달을 모두 밟지 않으면, 도 7에 도시된 바와 같이 추진샤프트(20)의 회전력이 전·후방 조향샤프트(30)(30´)로 모두 전달되므로 전·후륜(3)(4) 모두 조향된다.

상기 동기샤프트(60)(60´)(61)(61´)는 차체(2)의 전방과 후방 좌우에 각각 설치되는 것으로, 그 일단은 조향샤프트(30)(30´)의 단부에 직교되게 맞물리고 타단은 회전샤프트(50)에 직교되게 맞물린다.

이 때, 차체(2)의 전방 또는 후방 좌우에 각각 설치되는 좌측 동기샤프트(60)(61) 및 우측 동기샤프트(60´)(61´)는 서로 반대방향으로 회전되므로, 각 동기샤프트(60)(60´)(61)(61´)의 타단에 맞물리는 좌우 선회샤프트(50)는 동일한 방향으로 선회하게 되고, 그에 따라 좌우 바퀴는 동일 방향으로 조향된다.

한편, 각 바퀴(3)(4)는 각 선회샤프트(50) 하부에 설치되는 감속기(70)와 유압모터(80)에 의해 각각 구동이 이루어지므로, 선회샤프트(50)가 360도로 선회되더라도 각 바퀴(3)(4)의 구동에는 지장이 없게 된다.

상기 선회장치(100)는, 하부차체(2b)에 설치되는 유압모터(101)와, 유압모터(101)에 축 결합되는 구동기어(102), 및 상부차체(2a)에 일체로 결합되고 구동기어(102)에 맞물리는 종동기어(103)을 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 차체(2)의 선회를 위해 조향핸들(10)을 조작하면, 조향핸들(10)의 회전력이 출력샤프트(11)를 통해 추진샤프트(20)로 전달되며, 이 추진샤프트(20)의 회전력이 조향샤프트(30)(30´)를 통해 선회샤프트(50)로 전달됨으로써, 각 바퀴(3)(4)는 조향된다.

이 과정에서, 운전자가 후방 클러치 페달만을 밟으면 후방 조향샤프트(30´)가 추진샤프트(20)로부터 분리되어 추진샤프트(20)의 회전력이 전방 조향샤프트(30)로만 전달되므로 후륜(4)은 똑바로 정열된 상태를 유지하게 되고 전륜(3)만 조향되며, 반대로 운전자가 전방 클러치 페달만을 밟게 되면 추진샤프트(20)의 회전력이 후방 조향샤프트(30´)로만 전달되어 후륜(4)만 조향된다. 그리고, 운전자가 전후방 클러치 페달을 모두 밟지 않으면 추진샤프트(20)의 회전력이 전후방 조향샤프트(30)(30´)로 모두 전달되므로 전후륜(3)(4) 모두 조향된다.

이 때, 운전자가 전후방 클러치 페달을 모두 밟지 않을 때 전륜(3)과 후륜(4)은 서로 반대방향으로 조향된다.

한편, 각 감속기(70)에 장착된 유압모터(80)를 구동시키면 유압모터(80)의 구동샤프트(81)가 회전하면서 감속기(70)의 1차기어(71)를 회전시키고, 이 1차기어(71)에 맞물린 2차기어(72)가 회전하면서 드라이브샤프트(90)를 회전시키게 되며, 드라이브샤프트(90)의 회전에 의해 바퀴(3)(4)가 회전하게 된다.

이처럼, 각 바퀴(3)(4)는 각 선회샤프트(50) 하부에 설치되는 감속기(70)와 유압모터(80)에 의해 각각 구동이 이루어지므로, 선회샤프트(50)가 360도로 선회되더라도 각 바퀴(3)(4)의 구동에는 전혀 지장을 주지 않는다.

그리고, 작업장치(1)가 장착되는 상부차체(2a)는 하부차체(2b)에 대하여 선회되므로 작업환경이 개선된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비를 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 명세서에 상세히 설명된 실시예와 도면에 한정되지 아니하며, 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명 4휠 스티어링 중장비는, 전륜과 후륜 모두 360도로 조향되도록 이루어짐으로써, 차체의 회전반경을 자유로이 조정할 수 있어 좁은 공간에서도 차체의 선회가 가능한 잇점이 있다.

또한, 각 바퀴마다 각각 유압모터 및 감속기에 의해 구동이 이루어짐으로써, 전륜과 후륜 모두 360도로 조향되더라도 전륜과 후륜의 구동에는 전혀 지장을 주지 않는 장점도 있다.

뿐만 아니라, 작업장치가 장착되는 상부차체가 하부차체에 대하여 선회되므로 작업환경이 개선되는 잇점도 있다.

도 1은 일반적인 4휠 스티어링 중장비를 개략적으로 나타낸 측면도.

도 2는 종래 4휠 스티어링 중장비의 조향구조를 개략적으로 나타낸 평면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비를 개략적으로 나타낸 측면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비의 조향구조와 동력전달구조를 개략적으로 나타낸 평면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비의 조향구조와 동력전달구조를 개략적으로 나타낸 측면도.

도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 4휠 스티어링 중장비의 바퀴가 조향된 상태를 나타낸 평면도.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차체의 회전장치를 개략적으로 나타낸 측면도.

< 도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

1 : 작업장치 2 : 차체

3 : 전륜 4 : 후륜

10 : 조향핸들 11 : 출력샤프트

20 : 추진샤프트 30,30´: 조향샤프트

40,40´: 클러치 50 : 선회샤프트

60,60´,61,61´: 동기샤프트 70 : 감속기

71 : 1차기어 72 : 2차기어

80 : 유압모터 81 : 구동샤프트

90 : 드라이브샤프트 100 : 선회장치

Claims (3)

1. 작업장치가 설치되는 차체와, 상기 차체의 전후방에 각각 장착되는 전·후륜, 및 상기 전·후륜을 조향시키는 조향핸들을 포함하여 이루어진 4휠 스티어링 중장비에 있어서,

   상기 차체의 하부에 회전 가능하게 전후로 설치되고, 상기 조향핸들의 출력샤프트와 수직으로 맞물리는 추진샤프트와;

   상기 추진샤프트의 양단부에 클러치에 의해 각각 맞물려 회전하는 한 쌍의 조향샤프트와;

   상기 차체의 전후방 양측에 각각 회전 가능하게 수직 설치되는 선회샤프트와;

   일단은 상기 조향샤프트의 단부에 수직으로 맞물리며, 타단은 선회샤프트와 수직으로 맞물려, 양쪽 선회샤프트의 회전방향을 동기시키는 동기샤프트와;

   상기 선회샤프트의 하부에 설치되는 감속기와;

   상기 감속기의 일측에 설치되며 구동샤프트가 감속기의 1차기어에 축 결합되는 유압모터; 및

   상기 감속기의 2차기어에 축 결합되고, 단부에 바퀴가 장착되는 드라이브 샤프트를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 4휠 스티어링 중장비.
2. 제 1 항에 있어서,

   작업장치가 설치되는 차체의 상부를 하부에 대하여 선회되도록 하는 선회장치를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 4휠 스티어링 중장비.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 선회장치는,

   상기 차체의 하부에 장착되는 유압모터와;

   상기 유압모터에 축설되는 구동기어; 및

   상기 차체의 상부에 일체로 결합되고, 상기 구동기어와 맞물려 회전하는 종동기어를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 4휠 스티어링 중장비.