KR101173331B1 - 산업차량의 전기식 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업차량의 전기식 조향장치에 관한 것이며, 그 목적은 복잡한 기계구조의 배제하는 전기식 조향장치의 장점을 확보하는 동시 조향핸들의 오버회전 현상을 방지하는 것과 더불어 실질적인 운전자에게 기존장비의 핸들링 감을 제공할 수 있는 전동지게차의 조향장치를 제공함에 있다.

본 발명은 조향핸들과 연동하는 구동축과, 이 구동축의 회전을 감지하는 회전감지센서 및 이 회전감지센서를 통해 검출된 회전량과 상응한 출력신호를 조향 휠 구동용 모터로 제공하는 산업차량의 전기식 조향장치에 있어서; 상기 구동축 상에 설치되어 연동하는 구동기어와; 상기 구동축과 나란히 배치된 피동축 상에 설치되어, 구동기어와 동력전달부재와 연결되어 소정의 감속비로 연동하는 피동기어; 및 전후 직선 주행상태로부터 방향전환을 위해 좌 혹은 우 방향으로 최대 회전된 상태에 조향 휠이 위치할 시, 조향핸들의 오버회전을 방지하는 회전제한수단; 을 더 포함하여 구성한 산업차량의 전기식 조향장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

전기식 조향장치(EPS), 산업차량, 지게차, 회전감지센서, 조향

Description

산업차량의 전기식 조향장치{Electric power steering device for Industrial truck}

본 발명은 산업차량의 전기식 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행 중 조향 휠의 방향전환을 위한 조향핸들을 포함한 조향장치에 있어서, 복잡한 기계구조를 배제하는 전기식 조향장치의 장점을 확보하는 동시 조향핸들의 오버회전 현상을 방지하는 것과 더불어 실질적인 운전자에게 기존장비의 핸들링 감을 제공할 수 있는 전동지게차의 조향장치를 제공함에 있다.

일반적으로 산업용 차량인 지게차는 비교적 고중량의 하물을 들어올리고 내리거나 혹은 이 하물을 제한된 작업환경에서 원하는 위치로 운반하기 위한 장비이다.

이러한 지게차는 엔진지게차와 전동지게차로 구분되는데, 상기 엔진지게차는 주로 아웃도어(outdoor) 영역에서 널리 이용되는 한편 전동지게차는 매연이나 소음이 적어 인도어(indoor) 영역에서 흔히 사용된다.

또한, 지게차는 마스트조립체가 차체에 고정되어 있는 표준 지게차와, 마스트조립체가 리치래그를 따라 차체에 대해 전후로 움직이도록 하는 리치타입 지게차로 분류되는데, 상기 표준타입 지게차는 일반적으로 엔진식과 전동식으로 구분되고, 엔진식은 엔진을 탑재하고 있으며 상기 전동식 및 리치타입 지게차는 전기모터와 이것에 전력을 공급하는 배터리를 탑재한 이른 바 전동식 지게차이다.

이러한 지게차는 주행 중 도로의 조건에 따라 좌, 우회전으로 방향전환을 하게 되는 경우나 작업 중에 하물을 원하는 위치로 이동하기 위하여 방향전환이 필요하게 되는 경우 운전자는 지게차의 조향장치를 이용하여 원하는 위치로 방향전환을 하게 된다.

한편 본 발명과 연관된 상기 전동지게차에 있어서의 조향장치로는 과거 유압을 이용한 조향장치를 사용하여 왔으나, 근래에는 전기식 조향장치(EPS : Electric Power Steering)를 채택함으로서, 소모되는 전력을 절감할 수 있고, 조향감이 향상되며, 저소음의 작업환경을 구축할 수 있도록 하고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 이러한 전기식 조향장치의 동작은, 운전자가 조향핸들(1)과 연동하는 구동축(2)을 회전시키고, 이 구동축(2)의 회전량을 감지하는 회전감지센서(3)를 감지된 운전자의 핸들조작에 따른 회전량을 제어부(4)로 출력하고, 이렇게 출력된 신호를 통해 회전방향과 속도, 힘을 결정하여 조향에 필요한 전류를 조향 모터(5)로 공급하게 된다. 이렇게 작동하는 조향 모터(5)는 액츄에이터 또는 스티어링 기어를 회전시켜 차량의 조향 휠(6)에 대한 방향전환을 수행하게 된 다.

하지만, 이러한 종래의 전기식 조향장치는 회전감지센서를 통한 회전량의 출력신호로부터 조향 모터를 직접 구동하도록 하는 구조로서, 유압식 파워스티어링 장치와 같은 기구적인 연결 관계가 배제된 상태를 취하게 된다.

즉, 이러한 기구적인 연결 관계의 배제로 인해, 실질적으로 운전자가 원하는 방향으로 조향핸들에 대한 조향이 끝난 이후에도 계속적인 조향핸들의 회전현상이 발생되며, 이로 인해 운전자는 주행 중인 조향바퀴의 현재 위치에 대한 상황을 쉽게 인지하지 못해 비 숙련된 운전자로 하여금 조작성에 불편함을 야기 시켰다.

더불어, 이러한 전기식 조향장치는 자유 회전하는 조향핸들로 인해 운전자에게 핸들링 조작에 따른 무리한 힘을 필요로 하지는 않지만, 이러한 가벼운 핸들링은 한편으로 운전자로 하여금 실질적인 핸들 조작감을 제공하지 못하는 문제점으로 작용하는 경우가 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 복잡한 기계구조를 배제하는 전기식 조향장치의 장점을 확보하는 동시 조향핸들의 오버회전 현상을 방지하는 것과 더불어 실질적인 운전자에게 기존장비의 핸들링 감을 제공할 수 있는 전동지게차의 조향장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 조향핸들과 연동하는 구동축과, 이 구동축의 회전을 감지하는 회전감지센서 및 이 회전감지센서를 통해 검출된 회전량과 상응한 출력신호를 조향 휠 구동용 모터로 제공하는 산업차량의 전기식 조향장치에 있어서,

상기 구동축 상에 설치되어 연동하는 구동기어;

상기 구동축과 나란히 배치된 피동축 상에 설치되어, 구동기어와 동력전달부재와 연결되어 소정의 감속비로 연동하는 피동기어; 및

전후 직선 주행상태로부터 방향전환을 위해 좌 혹은 우 방향으로 최대 회전된 상태에 조향 휠이 위치할 시, 조향핸들의 오버회전을 방지하는 회전제한수단; 을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 회전제한수단은, 상기 피동기어의 일 측면에 형성된 걸림부와; 상기 피동기어의 일 측면에 근접 대향하게 배치되어, 전후 직선 주행상태로부터 방향전환을 위해 좌 혹은 우 방향으로 최대 회전된 상태에 조향 휠이 위치할 시, 상기 걸림부를 고정 지지하는 스토퍼인 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 동력전달부재에는 장력조절장치가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 수단들을 통한 본 발명은 전기식 조향장치가 갖는 장비의 간소화 및 조향작동에 따른 무리한 힘의 감소, 저소음의 작업환경 등을 구현하는 것과 더불어, 비 숙련자 혹은 다양한 장비에 의한 운전자의 교체 등에 의한 해당 장비의 조작에 필요로 하는 적응시간을 최소화 하는 장점을 가진다.

특히 인도어(indoor)영역 내에서의 하물의 적재 및 이재를 위한 정밀하고 빠른 운전성능을 확보하여야 하는 전동지게차에 있어, 조향작동에 따른 실제 지게차의 조향 상태를 운전자가 빠르게 인지할 수 있는 장점이 있는 것이다.

더불어, 개별 운전자가 원하는 핸들링 감을 제공할 수 있는 장점이 있는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 조향장치의 개념도를 보이는 것으로, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 조향장치는 조향핸들(11)과 연동하는 구동축(12)과, 이 구동축(12)의 회전을 감지하는 회전감지센서(13) 및 이 회전감지센서(13)를 통해 검출된 회전량과 상응한 출력신호를 수신한 제어부(14)는 조향 휠 구동용 모터(15)를 구동시켜 조향 휠(16)의 방향전환을 수행하게 되는 전기식 조향장치에 있어서; 상기 구동축(12) 상에 설치되어 연동하는 구동기어(12a)와; 상기 구동축(12)과 나란히 배치된 피동축(21) 상에 설치되어, 구동기어(12a)와 동력전달부재(20)와 연결되어 소정의 감속비로 연동하는 피동기어(21a)와; 차량의 전후 직선 주행이동에 따른 정점 지점으로부터 방향전환을 위한 좌 혹은 우 방향으로 최대 회전된 상태에 조향 휠(16)이 위치할 시, 조향핸들(11)의 오버회전을 방지하는 회전제한수단(30)으로 이루어진다.

또한, 상기 구동기어(12a)와 피동기어(21a)를 연결하는 동력전달부재(20)에는 장력조절장치(40: 도 3 참조)를 구비하도록 한다.

보다 구체적으로 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 조향장치의 사시도, 평면도를, 도 5a 및 도 5b는 조향 휠의 좌회전 혹은 우회전 전환에 따른 조향장치의 회전제한수단의 작동도를 보이는 것으로,

본 발명의 실시예에 의한 조향핸들(11)이 설치되는 구동축(12)과 나란하게 배치되도록 피동축(21)이 브라켓(22)에 설치된다. 아울러 상기 피동축(21) 상에는 구동축(12) 상의 구동기어(12a)와 동력전달부재(20)로 연결되는 피동기어(21a)가 설치되고 있다.

이때 바람직하게 피동기어(21a)와 구동기어(12a)의 기어비를 1:4를 유지하도록 하여, 차량의 방향전환을 위한 좌 혹은 우 방향으로의 회전을 위해 운전자는 조향핸들(11)을 좌우 방향으로 최대 4회전이 구현되도록 하며, 이와 연동하는 피동기어(21a)는 1회전 내에서 연동하게 구속시킨다.

이때 본 발명의 회전제한수단(30)은, 차량의 방향전환 시 운전자가 조향핸들(11)을 좌 혹은 우 방향으로 회전시킬 시, 차량의 조향 휠(16)이 갖는 좌우 최대 회전, 즉 조향핸들(11)이 좌 혹은 우 방향으로 회전된 후 더 이상의 오버회전을 방지하도록 하는 것이다.

즉, 실시예에 의한 회전제한수단(30)은, 상기 피동기어(21a)의 일 측면에 형성된 걸림부(31)와, 피동기어(21a)의 일 측면에 근접 대향하게 피동축(21)이 설치되는 브라켓(22)상에 고정 설치되어, 전후 직선 주행상태로부터 방향전환을 위해 좌 혹은 우 방향으로 최대 회전된 상태에 조향 휠(16)이 위치할 시, 상기 걸림부(31)를 고정 지지하는 스토퍼(32)로 구성될 수 있다.(도 5a 및 도 5b 참조)

또한, 본 발명에 따른 장력조절장치(40)는, 조향핸들(11)을 조작하는 운전자에게 보다 고전적인 핸들링 조작감을 제공하는 동시 개별 운전자마다 원하는 핸들링 조작감의 조절을 가능하도록 하고 있다.

즉, 실시예에 의한 장력조절장치(40)는, 상기 피동축(21)이 설치되는 브라켓(22)을 차량본체(미도시)에 볼트(41)체결하여 고정시키되, 상기 브라켓(22)에는 체결되는 볼트(41)가 관통하는 장가이드홈(42)을 형성하도록 한다. 이러한 장가이드홈(42)은 동력전달부재(20)의 장력방향으로 그 길이를 형성시켜, 이러한 장가이드홈(42)을 따라 체결되는 브라켓(22)의 위치로부터 구동축(12)과 피동축(21)의 거리 즉, 동력전달부재(20)의 장력을 조절하도록 할 수 있다. (도 4참조)

이상과 같은 본 발명에 따른 전기식 조향장치의 작용은, 방향전환을 위해 운전자가 조향핸들(11)을 회전시키는 것과 연동하는 구동축(12) 혹은 구동기어(12a) 의 회전량을 검출하는 회전감지센서(13:일반적으로 구동축(12)이 설치되는 브라켓상에 설치됨)를 통한 출력신호를 통해 조향 휘 구동용 모터(15)를 작동시키게 되는데, 이렇게 운전자가 조향핸들(11)을 좌 혹은 우 방향으로 회전시키다가 조향 휠(16)의 최대 회전이 완료되는 시점에서 상기 구동기어(12a)와 연동하는 피동기어(21a)의 걸림부(31)가 스토퍼(32)에 고정 지지되어, 조향핸들(11)의 오버(over)회전을 방지하게 된다.

이러한 조향핸들(11)의 회전제한수단(30)을 통해, 운전자는 조향핸들(11) 및 차량의 조향 휠(16)의 현 위치를 빠르게 인지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 구동기어(12a)와 피동기어(21a)를 연결하는 동력전달부재(20)의 장력을 임의로 조절하여 줌으로서, 전기식 조향장치가 갖는 가벼운 핸들링 조작성에 대해 고전적인 조작 성능을 운전자마다 설정할 수 있도록 하는 것이다.

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.

도 1은 종래의 산업차량의 전기식 조향장치의 개념도

도 2는 본 발명에 따른 산업차량의 전기식 조향장치의 개념도

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기식 조향장치의 부분 사시도

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전기식 조향장치의 평면 예시도

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 의한 전기식 조향장치의 작동예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(11) : 조향핸들 (12) : 구동축

(12a) : 구동기어 (13) : 회전감지센서

(14) : 제어부 (15) : 조향 휠 구동용 모터

(16) : 조향 휠 (20) : 동력전달부재

(21) : 피동축 (21a) : 피동기어

(22) : 브라켓 (30) : 회전제한수단

(31) : 걸림부 (32) : 스토퍼

(40) : 장력조절장치 (41) : 볼트

(42) : 장가이드홈

Claims (4)

1. 조향핸들과 연동하는 구동축과, 이 구동축의 회전을 감지하는 회전감지센서 및 이 회전감지센서를 통해 검출된 회전량과 상응한 출력신호를 조향 휠 구동용 모터로 제공하는 산업차량의 전기식 조향장치에 있어서,

   상기 구동축 상에 설치되어 연동하는 구동기어;

   상기 구동축과 나란히 배치된 피동축 상에 설치되어, 구동기어와 동력전달부재와 연결되어 소정의 감속비로 연동하는 피동기어; 및

   상기 피동기어의 일 측면에 형성된 걸림부와, 상기 피동기어의 일 측면에 근접 대향하게 배치되어 전후 직선 주행상태로부터 방향전환을 위해 좌 혹은 우 방향으로 최대 회전된 상태에 조향 휠이 위치할 시 상기 걸림부를 고정 지지하여 조향핸들의 오버회전을 방지하는 스토퍼로 구성된 회전제한수단; 을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 산업차량의 전기식 조향장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 동력전달부재에는 장력조절장치가 더 포함된 것을 특징으로 하는 산업차량의 전기식 조향장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 장력조절장치는, 피동축이 회전 가능하게 설치되는 브라켓을 차량본체에 볼트 체결하여 고정하되;

   상기 브라켓에는 체결되는 볼트가 관통하게, 동력전달부재와 나란한 방향으로 장가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 산업차량의 전기식 조향장치.

Images