KR100690390B1 - 4륜식 전동지게차의 조향차축 - Google Patents

Abstract

본 발명은 4륜식 전동지게차의 조향차축에 관한 것으로서, 후륜의 상측에 설치되고 양 후륜 사이에 위치하며, 조향차축의 몸체를 이루는 소정 길이의 블라켓; 블라켓의 중앙부에 설치되고, 핸들의 조작에 대응하여 좌우로 직선운동하는 피스톤이 내설된 조향실린더; 조향실린더의 양단에 각각 설치되며, 조향실린더의 피스톤에 회동 가능하게 체결되어 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 전환시키는 링크; 및 블라켓의 양단에 각각 설치되며, 일단이 링크와 회동 가능하게 체결되고 타단은 수직으로 형성되어 양 후륜의 중심에 각각 연결되는 조향액슬을 구비하고, 이때 링크는 피스톤 및 조향너클과의 체결부에 구면 베어링을 구비하고, 구면 베어링의 양면에 와셔를 삽입하여 구면 베어링을 일정 위치에 고정시키며, 핸들의 조작 각도가 소정값을 넘으면 링크가 피스톤과의 체결부를 중심으로 회동한다.

전동지게차, 조향차축, 링크, 조향액슬, 회전반경

Description

4륜식 전동지게차의 조향차축{STEERING APPARATUS OF FOUR WHEEL TYPE FORKLIFT TRUCK}

도 1은 종래의 3륜식 전동지게차 및 이에 사용되는 조향차축에 대한 사시도.

도 2는 종래의 4륜식 전동지게차 및 이에 사용되는 조향차축에 대한 사시도.

도 3은 종래의 3륜식 전동지게차와 4륜식 전동지게차의 회전반경을 도시한 평면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축에 대한 사시도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축에 대한 평면도.

도 6은 도 5의 A-A부분에 대한 수직 단면도.

도 7은 도 5의 B-B부분에 대한 수직 단면도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축의 일측을 확대하여 나타낸 부분확대도.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축의 조향액슬 회전양상을 도시한 평면도.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축을 사용한 전동지게차의 회전반경을 도시한 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 블라켓 30 : 조향실린더

31 : 피스톤 40A, 40B : 링크

50A, 50B : 조향액슬 70 : 센서

80 : 체결블록 90A, 90B : 후륜

100 : 조향차축 200 : 구동차축

본 발명은 전동지게차의 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동지게차의 조향차축에 관한 것이다.

먼저, 종래의 3륜식 전동지게차와 4륜식 전동지게차에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 3륜식 전동지게차 및 이에 사용되는 조향차축에 대한 사시도이고, 도 2는 종래의 4륜식 전동지게차 및 이에 사용되는 조향차축에 대한 사시도이며, 도 3은 종래의 3륜식 전동지게차와 4륜식 전동지게차의 회전반경을 도시한 평면도이다.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 종래의 3륜식 전동지게차는 전륜(1)에 구동모 터(3)가 구비된 구동차축(2)이 설치되고, 후륜(4)에 센서(6)가 구비된 조향차축(5)이 설치된다. 이때, 조향차축(5)은 후륜(4)의 상측에 설치되어 있다.

종래의 3륜식 전동지게차의 조향시 상기 구성요소들의 동작을 도 3을 참조하여 살펴보면, 조향차축(5)의 조향 각의 변화를 센서(6)가 감지하고, 감지된 값을 이용해 컨트롤러(미도시)가 좌우 구동모터(3)의 상대적인 속도를 제어함으로써, 전동지게차의 진행방향을 변화시키게 된다.

이러한 종래의 3륜식 전동지게차의 좌회전시 양상을 보면, 조향 초기에는 좌측 구동모터(3)의 구동속도가 우측 구동모터(3)의 구동속도에 비해 상대적으로 느려지면서 전동 지게차의 조향이 시작된다.

이후, 조향차축(5)의 조향 각이 컨트롤러에 이미 입력된 일정한 각에 도달한 것으로 감지되면 좌우 구동모터(3)의 구동방향이 서로 반대가 되고, 조향차축(5)의 조향 각이 최대가 되면 컨트롤러에 의해 좌우 구동모터(3)가 완전한 역회전을 하여 회전반경을 최소화 할 수 있게 된다.

이는 최소회전반경을 구현하기 위한 최적의 조건으로 3륜식 전동지게차는 결국 제자리에서 회전하는 양상을 보인다.

그러나, 이러한 종래의 3륜식 전동지게차에는 문제점이 있다.

즉, 종래의 3륜식 전동지게차는 제품을 적재한 상태와 고속으로 운행하는 공차(空車) 상태에서의 조향시 전복할 위험을 가지고 있어, 좁은 공간에서도 조향이 가능한 우수한 성능에도 불구하고 3륜식 전동지게차의 사용을 꺼리게 만드는 중요한 문제점으로 작용하고 있다.

한편, 종래의 4륜식 전동지게차는 이상에서 설명한 종래의 3륜식 전동지게차와는 다른 구성과 동작을 보인다.

도 2는 종래의 4륜식 전동지게차의 조향차축에 대한 사시도이다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 종래의 4륜식 전동지게차는 전륜(7)에 구동차축(8)이 설치되고, 후륜(9)에는 조향차축(10)이 설치되는데, 이 조향차축(10)은 조향차축(10)의 몸체와 후륜(9), 그리고 후륜(9)을 조향시키는 조향엑슬(11)을 구비하고 있다. 즉, 센서가 구비된 종래의 3륜식 전동지게차와는 차이가 있다.

또한, 종래의 4륜식 전동지게차의 조향차축(10)은 좌우 후륜(9) 사이에서 조향차축(10)의 중심축이 좌우 후륜(9)의 중심을 잇는 선과 일치하도록 설치되어 있다.

이하, 종래의 4륜식 전동지게차의 조향시 동작을 도 3을 참조하여 살펴보면, 종래의 4륜식 전동지게차에서 전륜(7)은 조향시 항상 같은 방향으로 회전하고, 조향액슬(11)의 조향에 따른 후륜(9)의 조향에 의해서만 조향이 이루어진다.

이때, 좌우 전륜(7)은 구동차축(8)의 차동효과에 의해서 구동속도의 차이가 발생한다. 이러한, 종래의 4륜식 전동지게차의 좌회전시 양상을 보면, 구동차축(8)의 차동효과에 의해 우측 전륜(7)은 큰 반지름의 곡선을 빠른 회전속도로 운동하게 되고, 좌측 전륜(7)은 작은 반지름의 곡선을 상대적으로 느린 회전속도로 운동한다.

이상과 같은 상태에서 조향액슬(11)의 조향 정도에 비례하여 전륜(7)의 상대적 회전속도가 변하게 되는 것이다.

이러한 종래의 4륜식 전동지게차의 조향 방식은 종래의 3륜식 전동지게차의 문제점인 차체의 전복 위험을 없앰으로써 안정성을 제공하지만, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 회전 중심이 구동차축(8)의 중앙에서 벗어나 회전반경이 커지게 되어 넓은 회전 공간이 필요하기 때문에 좁은 작업환경에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 4륜식 전동지게차의 조향시 회전반경을 최소화할 수 있는 4륜식 전동지게차의 조향차축을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 4륜식 전동지게차의 회전반경을 최소화 하면서도 조향시 전복 위험이 없는 안정성 있는 4륜식 전동지게차의 조향차축을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조향차축을 하나의 모듈로 모듈화하여 사용할 수 있는 4륜식 전동지게차의 조향차축을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축은, 후륜의 상측에 설치되고 양 후륜 사이에 위치하며, 조향차축의 몸체를 이루는 소정 길이의 블라켓; 블라켓의 중앙부에 설치되고, 핸들의 조작에 대응하여 좌우로 직선운동하는 피스톤이 내설된 조향실린더; 조향실린더의 양단에 각각 설치되며, 조향실린더의 피스톤에 회동 가능하게 체결되어 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 전환시키는 링크; 및 블라켓의 양단에 각각 설치되며, 일단이 링크와 회동 가능하게 체결되고 타단은 수직으로 형성되어 양 후륜의 중심에 각각 연결되는 조향액슬을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 4륜식 전동지게차의 조향시 후륜의 최대 조향 각이 커져 4륜식 전동지게차의 회전 중심이 구동차축의 중앙과 일치할 수 있다.

여기서, 링크는 피스톤과의 체결부에 구면 베어링을 구비하고, 구면 베어링의 양면에는 와셔가 삽입되어 구면 베어링을 일정 위치에 고정시킬 수 있다. 이로써, 링크의 움직임이 자유로워 그 운동성이 증가한다.

또한, 링크는 ㄷ자로 형성될 수 있다.

또한, 링크는 핸들의 조작 각도가 소정값을 넘으면 피스톤과의 체결부를 중심으로 회동하게 할 수 있다. 이로써 조향액슬의 조향 각이 더욱 자유롭게 구현된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 4륜식 전동지게차의 조향차축의 조향액슬은, 링크와의 체결을 위해 조향너클을 포함하는 너클 어셈블리를 구비할 수 있다.

또한, 조향액슬의 상측에는, 조향액슬의 조향 각을 감지하는 센서가 설치되며, 센서에 의해 감지된 값에 따라 구동모터의 회전 방향과 속도를 제어하는 컨트롤러를 더 구비할 수 있다.

여기서, 컨트롤러는 센서에 의해 감지된 값이 기입력된 소정값에 도달하면 양 구동모터의 회전방향을 완전 역회전 되게 할 수 있다. 이로써, 4륜식 전동지게 차의 회전 중심이 구동차축의 중앙과 일치한 후 이 상태를 계속 유지하여 회전반경을 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축은, 블라켓에 차체와 체결되는 체결블록을 더 구비할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축에 대한 사시도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 4륜식 전동지게차의 조향차축(100)은 블라켓(20), 조향실린더(30), 링크(40A, 40B) 및 조향액슬(50A, 50B)로 구성되어 있다.

블라켓(20)은 후륜(90A, 90B)의 상측에 설치되고 좌우 후륜(90A, 90B)의 사이에 위치하며 조향차축(100)의 몸체를 이루는 소정의 길이로 한다.

조향실린더(30)는 상기 블라켓(20)의 중앙부에 설치되고, 핸들의 조작에 따라 좌우로 직선운동을 하는 피스톤(31)이 내설된다.

링크(40A, 40B)는 조향실린더의 양단에 각각 설치되며 조향실린더(30)의 피스톤(31)에 회동 가능하게 체결되어 상기 피스톤(31)의 직선운동을 회전운동으로 전환시킨다.

조향액슬(50A, 50B)은 상기 블라켓(20)의 좌우 양단에 각각 설치되며, 그 일단이 상기 링크(40A, 40B)와 회동 가능하게 체결되고 타단은 수직으로 형성되어 양 후륜(90A, 90B)의 중심에 각각 연결된다.

이상과 같은 구성에 의해, 핸들의 조작시 조향실린더(30)의 피스톤(31)이 핸들의 방향에 대응하여 좌측 또는 우측으로 이동하고, 피스톤(31)이 이동하면 이에 연결된 링크(40A, 40B)가 피스톤(31)의 운동력을 조향액슬(50A, 50B)에 전달하여 조향액슬(50A, 50B)을 조향시키게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축에 대한 평면도이고, 도 6은 도 5의 A-A부분에 대한 수직 단면도이다.

도 5 및 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, A-A부분은 조향액슬(50A)의 수직 단면으로서 조향액슬(50A)은 3륜식 전동지게차의 조향차축(도 1 참조)과 동일한 구조를 가지고 있다. 즉, 조향액슬(50A)의 상단은 블라켓(20)과 연결되고 조향액슬(50A)의 하단은 수직으로 ㄷ자로 형성되어 후륜의 중심(C)과 연결된다.

이러한 조향액슬(50A)의 구조를 이하 더욱 상세히 설명한다.

구동축(51)에 테이퍼 로울러 베어링(52)과 오일씰(53)을 위치시켜 허브(54)의 구동을 원활하게 하고, 또한, 구동축(51)으로부터 허브(54)가 이탈하는 것을 방지하기 위하여 로킹너트(55)를 사용하고 이를 다시 스프링핀(56)으로 고정한다.

블라켓(20)에 장착되어 직접적인 조향을 하게 되는 요크(57)는 주물 제작한 후, 상부를 가공하여 테이퍼 로울러 베어링(61)과 오일씰(62)을 장착할 수 있도록 하고, 상부의 테이퍼 로울러 베어링(61)의 체결력을 높이기 위하여 커버(58) 상단에 로킹너트(59) 및 스프링핀(60)으로 고정한다.

이러한 조향액슬(50A)에 의해 좌우 조향 각이 자유롭게 구현될 수 있다.

한편, 도 7은 도 5의 B-B부분에 대한 수직 단면도이다.

도 5 및 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, B-B부분은 링크(40B)의 수직 단면으로서, 체결부는 구면 베어링(42)이 장착되어 움직임이 자유롭게 되어 있으며 구면 베어링(42)의 양면에는 구면 베어링의 고정을 위해 와셔(43)를 삽입한다. 링크(40B)와 조향액슬(50B)의 체결은 조향액슬(50B)의 상단에 조향너클(44)을 포함한 너클 어셈블리를 사용하여 체결한다.

이때, 링크(40B)의 형상은 ㄷ자로 형성하는 것이 바람직한데, 이는 핸들 조작의 초기에 링크(40B)와 피스톤(31)의 체결부를 중심으로 하는 회동 뿐 아니라 피스톤(31)의 힘을 받아 밀고 당기는 운동이 가능하도록 하기 위함이다.

이러한 링크(40B)의 구성에 의해 조향액슬(50B)의 조향 각은 더욱 자유롭게 구현되어, 조향차축과 후륜이 거의 일직선에 가깝게 될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축의 일측을 을 확대하여 나타낸 부분확대도이다.

도 8에서 도시하는 바와 같이, 조향액슬(50A)의 상단에 구멍을 뚫어 스프링핀(71)을 장착하고, 센서블라켓(72)을 이용하여 조향액슬(50A)의 상측에 센서(70)를 설치한다.

좌우 조향액슬(50A, 50B)의 조향 각이 서로 다르므로 좌우 조향액슬(50A, 50B)에 각각 센서(70)를 설치하여 보다 정확한 조향 각의 측정이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 함께 센서(70)로부터의 입력값을 이용해 구동모터(미도시)의 방향과 속 도를 제어하는 컨트롤러(미도시)를 소정의 장소에 설치한다.

이러한 센서(70)와 컨트롤러의 동작을 상세히 설명한다.

링크(40A)의 운동으로 조향액슬(50A)의 조향너클(44)이 회전하면, 센서(70)가 조향액슬(50A) 상단의 스프링핀(71)의 움직임을 센서블라켓(72)을 통해 감지한다.

컨트롤러는 감지된 조향 각이 이미 입력된 일정한 각에 도달하면 좌우 구동모터의 구동방향을 서로 반대가 되게 하고, 이후 조향 각이 최대가 되면 좌우 구동모터를 완전히 역회전시켜 회전반경을 최소화하게 된다.

이러한 방식으로써 조향액슬(50A)의 조향 각을 센서(70)가 감지하고, 감지된 값을 이용해 컨트롤러가 구동모터의 회전 방향이나 좌우 구동모터의 상대적인 속도를 제어하게 되며 조향액슬(50A)의 조향 각이 최대가 되었을 때는 이상과 같은 좌우 구동모터의 제어에 의해 회전반경을 최소로 유지할 수 있다.

한편, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 블라켓(20) 중앙 전후에 전동지게차의 차체와 체결되는 체결블록(80)을 형성시켜 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축을 일체화시킴으로써 전동지게차의 하나의 모듈로서의 역할을 하도록 할 수 있다.

이하, 이러한 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축의 동작에 대해 설명한다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축의 조향액슬 회전양상을 도시한 평면도이다.

도 9에서 도시하는 바와 같이, 핸들 조작으로 4륜식 전동지게차의 좌회전을 시작하면 조작 초기에 조향실린더(30)의 피스톤(31)이 좌측으로 이동한다.

좌측 링크(40A)는 피스톤(31)의 미는 힘을 받아 좌측 조향액슬(50A)을 우측으로 조향시키고 이에 연결된 좌측 후륜(90A)도 우측으로 조향된다.

이때, 우측 링크(40B)는 피스톤(31)의 당기는 힘을 받아 우측 조향액슬(50B)을 우측으로 조향시키고 이에 연결된 우측 후륜(90B)도 우측으로 조향된다.

이후, 핸들의 조작 각도가 일정값을 넘으면 단순히 밀고 당기는 운동을 하던 좌우 링크(40A, 40B)는 피스톤(31)과의 체결부를 중심으로 회동하면서 조향액슬(50A, 50B)의 조향 각은 더욱 커지게 된다.

이러한 방식에 의해 4륜식 전동지게차의 조향시 후륜(90A, 90B)의 최대 조향 각이 커져 조향차축과 후륜(90A, 90B)이 일직선에 가깝게 된다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축을 사용한 전동지게차의 회전반경을 도시한 평면도이다.

도 10에서 도시하는 바와 같이, 조향차축(100)과 후륜(90A, 90B)이 일직선에 가깝게 되면 4륜식 전동지게차의 회전 중심이 구동차축(200)의 중앙과 일치하게 된다.

이로써 핸들의 최대 조향시 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 차체는 제자리에서 회전 가능하게 된다.

이상의 내용은 본 발명을 예를 들어 설명한 것으로서, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 권리는 첨부된 특허청구범위에 기재된 바에 따라 결정된다. 또한, 동 업계에 종사하는 자에 의하여 본 발명의 다양한 변형예들이 실시될 수 있으나, 이는 모두 본 발명의 권리 범위에 속하는 것임을 명백히 한다.

이상에서 검토한 바와 같이, 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축에 의하면, 3륜식 전동지게차의 장점인 작은 회전반경을 4륜식 전동지게차의 조향에서 구현되도록 하여 4륜식 전동지게차가 갖는 큰 회전반경이라는 단점을 보완함으로써 좁은 공간에서 효율적으로 작업할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축을 사용하면, 4륜식 전동지게차의 회전반경을 최소화하면서도 3륜식 전동지게차가 갖는 전복 위험의 단점을 없애 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 4륜식 전동지게차의 조향차축을 사용하면, 조향차축에 차체와 체결되는 체결블록을 형성시켜 조향차축을 4륜식 전동지게차의 하나의 모듈로서 사용할 수 있다.

Claims (5)

1. 좌우 후륜의 상측에 설치되고 양 후륜 사이에 위치하며, 조향차축의 몸체를 이루는 소정 길이의 블라켓;

   상기 블라켓의 중앙부에 설치되고, 핸들의 조작에 대응하여 좌우로 직선운동하는 피스톤이 내설된 조향실린더;

   상기 조향실린더의 양단에 각각 설치되며, 상기 조향실린더의 피스톤에 회동 가능하게 체결되어 상기 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 전환시키는 링크;

   상기 블라켓의 양단에 각각 설치되며, 일단이 상기 링크와 회동 가능하게 체결되고 타단은 수직으로 형성되어 상기 양 후륜의 중심에 각각 연결되는 조향액슬;

   상기 조향액슬의 상측에 설치되며, 상기 조향액슬의 조향 각을 감지하는 센서; 및

   상기 센서에 의해 감지된 값에 따라 구동모터의 회전 방향과 속도를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구비된 것을 특징으로 하는 4륜식 전동지게차의 조향차축.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 조향액슬은,

   상기 링크와의 체결을 위해 조향너클을 포함하는 너클 어셈블리를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 4륜식 전동지게차의 조향차축.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러는,

   상기 센서에 의해 감지된 값이 기입력된 소정값에 도달하면 양 구동모터의 회전방향을 서로 반대가 되게 하는 것을 특징으로 하는 4륜식 전동지게차의 조향차축.

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