KR101512266B1

KR101512266B1 - 16륜 트레일러의 조향장치

Info

Publication number: KR101512266B1
Application number: KR20140018188A
Authority: KR
Inventors: 이길봉
Original assignee: 이길봉
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-04-14

Abstract

본 발명은 장착공간이 매우 협소한 16륜 트레일러에 조향장치를 구비하여 화물 운송과정에서 16륜 트레일러의 조향이 가능하도록 한 것으로, 트레일러의 상부프레임 하단의 좌,우 양측에 형성되는 한 쌍의 워킹빔과, 워킹빔의 전단부와 후단부에 회전 가능하게 축 결합되면서 바퀴가 양측으로 장착되는 네 개의 차축과, 한 쌍의 워킹빔의 사이에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동부와, 구동부와 차축을 연결하게 장착되어 구동부에서 발생되는 구동력을 차축에 전달하는 조향수단을 포함하여 구성되도록 하고, 상기 조향수단은 워킹빔의 전단부1또는 후단부의 차축 중 어느 하나에 연결되어 구동부의 구동력을 전달하는 가동요소와, 어느 하나의 차축에 전달된 구동력을 다른 하나의 차축1 전달하기 위한 연동요소로 이루어지도록 하여 하나의 구동부에 의하여 한 쌍의 워킹빔에 장착된 네 개의 차축이 동시에 조향이 이루어지도록 함으로써 국내법의 법규상 제한되어 있는 트레일러의 폭을 유지하면서 16륜을 사용하는 트레일러의 바퀴 조향이 가능하도록 한 것이다.

Description

16륜 트레일러의 조향장치{Steering device of trailer}

본 발명은 16륜 트레일러의 조향장치에 관한 것으로, 고하중의 중량물을 운송하기 위하여 사용하는 16륜 트레일러에 조향장치를 구비하여 안정적으로 화물을 운송할 수 있도록 함은 물론, 법규상 차량 폭의 허용기준 내에서 조향장치를 구현할 수 있도록 한 것이다.

트레일러는 중량물을 운송하기 위하여 사용하는 것으로, 트레일러의 일반적인 구조는 동력부와 조종석으로 구성되는 트랙터의 후방에 화물을 적재하기 위한 트레일러가 연결되며, 트레일러의 적재함에 화물을 적재한 후 트랙터를 구동하여 고하중의 중량물을 운송하게 된다.

트레일러는 여러 개의 축과 타이어가 달려있어 하중을 분산하며 이동할 수 있게 되는 것으로, 바퀴의 수가 많을수록 적재물을 적재할 수 있는 허용 하중이 높아지게 되며, 바퀴의 수에 따라서 8륜 또는 12륜 또는 16륜 등 다양한 종류의 트레일러로 나뉘어져 운송하고자 하는 적재물의 하중에 맞게 사용된다.

그런데 이러한 트레일러의 가장 큰 문제가, 바퀴 조향이 불가능하므로 트랙터로 견인하면서 운행할 때 선회 반경이 늘어나게 되고, 따라서 좁은 공간에서는 선회가 불가능하다.

또한, 화물을 적재한 상태에서 트레일러 운행 중 롤링이 발생하거나, 또는 측방향으로 선회시 후방에 배치된 바퀴의 타이어가 끌리면서 편마모가 발생하여 타이어의 수명이 짧아지게 된다.

그리고 이 과정에서 도로포장을 파손하는 등의 여러 가지 문제가 발생한다.

따라서 최근에는 트레일러에 조향장치를 장착하여 바퀴조향이 가능하도록 함으로써 상기의 문제점을 해결하도록 하고 있다.

그런데 8륜, 12륜 등의 트레일러에서는 조향장치를 장착한 트레일러가 많이 개발되었지만, 16륜 트레일러의 경우 여전히 조향이 불가능하다.

그 이유는 국내 법규상 차 폭의 제한이 있기 때문에 16륜에는 조향장치를 장착하기가 매우 까다롭다.

즉, 특수차인 트레일러의 경우에는 일반 차량보다 차 폭의 제한을 좀 완화하여 차 폭의 길이를 더 크게 제작할 수 있도록 하고 있지만, 그럼에도 불구하고 차폭 제한이 3미터로 매우 좁게 한정된다.

그런데 16륜의 경우 바퀴의 폭만으로도 그 한정된 폭을 거의 차지하게 되기 때문에 조향장치를 장착할 수 없었다.

특히, 적재함의 높이가 매우 낮게 형성되는 로우배드 타입의 트레일러에서는 활용할 수 있는 공간의 폭이 더 작아지기 때문에 조향장치를 구현한다는 것이 거의 불가능하다.

국내와는 달리 비교적 차 폭의 제한이 넓은 외국에서는 16륜 트레일러의 폭을 넓게 형성하면서 여유공간을 확보함으로써 조향장치를 장착 가능하지만, 상술한 바와 같이 차 폭의 제한이 매우 한정되어 있는 국내에서는 차량 제조법상의 문제로 16륜에 조향장치를 장착하기가 매우 까다롭기 때문에 개발되지 않고 있는 실정이며, 따라서 국내 트레일러의 경우에는 여전히 편마모나 도로파손 등의 문제가 발생한다.

특히, 적재물을 싣기 위하여 16륜을 사용한다는 것은 그만큼 고하중의 중량체인 경우가 대부분인데, 조향 자체가 불가능하기 때문에 결국 타이어의 편마모나 도로포장을 파손하는 등의 문제가 여전히 상존하며, 오히려 적재물이 상대적으로 고하중이기 때문에 그 손해가 더 심각하다.

반면에, 해외에서 제작한 트레일러의 경우 차 폭에 관계없이 수입하여 차량등록이 가능하므로 국내에서 조향 가능한 16륜 트레일러를 사용하기 위해서는 수입한 트레일러를 사용할 수밖에 없으며, 이는 국내 도로법상의 위험요소로 작용하게 된다.

KR 1020120064901 A KR 1020130039208 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 법규상 제한되어 있는 트레일러의 폭을 유지하면서 16륜을 사용하는 트레일러의 바퀴 조향이 가능하도록 한 16륜 트레일러의 조향장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 구동부의 작동구조를 간소화하면서도 장착공간이 매우 협소한 로우배드 타입의 16륜 트레일러의 여유공간을 최대한 활용하여 조향장치를 장착하도록 하면서 조향 기능을 안정적으로 수행할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 이러한 조향이 두개의 축에 의하여 분산 조향되도록 함으로써 바퀴조향각을 서로 다르게 설정하여 하중분산효과를 더 향상토록 하고, 조향이 안정적으로 이루어지도록 함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 트레일러의 상부프레임 하단의 좌,우 양측에 형성되는 한 쌍의 워킹빔과, 워킹빔의 전단부와 후단부에 회전 가능하게 축 결합되면서 바퀴가 양측으로 장착되는 네 개의 차축과, 한 쌍의 워킹빔의 사이에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동부와, 구동부와 차축을 연결하게 장착되어 구동부에서 발생되는 구동력을 차축에 전달하는 조향수단을 포함하여 구성되도록 하고, 상기 조향수단은 워킹빔의 전단부 또는 후단부의 차축 중 어느 하나에 연결되어 구동부의 구동력을 전달하는 가동요소와, 어느 하나의 차축에 전달된 구동력을 다른 하나의 차축에 전달하기 위한 연동요소로 이루어지도록 하여 하나의 구동부에 의하여 한 쌍의 워킹빔에 장착된 네 개의 차축이 동시에 조향이 이루어지도록 함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 16륜 트레일러의 조향장치에 의하면, 국내의 자동차 제작관련 법규를 위반하지 않으면서도 16륜을 사용하는 트레일러에 조향기능을 부가할 수 있으므로 적재된 중량물의 하중을 고르게 분산하면서 이송이 이루어져 타이어의 편마모를 최소화할 수 있고, 타이어 교체 등의 관리비용을 절감할 수 있다.

또한, 트레일러의 선회반경을 줄임으로써 트레일러의 운행 범위가 넓어져 운송시간의 감축 및 운송비용을 절감할 수 있고, 트레일러의 선회시 중량물의 하중이 고르게 분산된 상태를 유지하게 되므로 도로파손을 방지하며, 이에 대한 유지보수비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 16륜 트레일러의 조향장치 구조를 나타낸 외관 사시도
도 2는 본 발명의 16륜 트레일러의 조향장치 구조를 나타낸 저면 사시도
도 3은 본 발명의 조향수단의 장착구조를 나타낸 분해 사시도
도 4는 본 발명의 16륜 트레일러의 조향장치 구조를 나타낸 측면 구조도
도 5는 본 발명의 가동부의 구조를 나타낸 정면 구조도
도 6은 본 발명의 16륜 트레일러의 조향장치가 장착된 상태의 평면 구조도
도 7은 본 발명의 조향수단의 연동요소의 작동구조를 나타낸 개략도
도 8은 본 발명의 조향수단의 가동요소의 장착구조를 나타낸 세부구조도
도 9는 본 발명의 16륜 트레일러의 조향장치의 바퀴 조향 상태를 나타낸 사용상태도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 트레일러(1)의 상부프레임(1a) 하단의 좌,우 양측에 형성되는 한 쌍의 워킹빔(100)과, 워킹빔(100)의 전단부와 후단부에 회전 가능하게 축 결합되면서 바퀴가 양측으로 장착되는 네 개의 차축(200)과, 한 쌍의 워킹빔(100)의 사이에 장착되어 구동력을 발생되는 구동부(300)와, 구동부(300)와 차축(200)을 연결하게 장착되어 구동부에서 발생되는 구동력을 차축에 전달하는 조향수단(400)을 포함하여 구성된다.

워킹빔(100)은 트레일러(1)의 상부프레임(1a) 하단에 장착되는 것으로, 상부프레임(1a)에는 하중을 지탱하기 위하여 전,후방으로 길게 메인빔(MB)이 형성되는데, 각각의 메인빔(MB)의 하단에 워킹빔(100)이 장착되어 두 개의 워킹빔이 한 쌍을 구성하게 된다.

워킹빔(100)은 메인빔(MB)의 길이방향과 동일하게 전,후방으로 길게 형성되어 전단부와 후단부에 각각 차축(200)이 결합되어 두 개의 워킹빔(100)에 총 네 개의 차축(200)이 결합된다.

각각의 차축(200)에는 좌,우 양측으로 각각 두 개씩의 바퀴(W)가 장착되어 총 16개의 바퀴를 구성하게 되어 16륜 트레일러가 된다.

차축(200)은 워킹빔(100)의 하단에 축 상,하 수직으로 축 결합되어 회동 가능하게 장착된다.

차축(200)은 워킹빔(100) 장착을 위한 체결부(210)와 체결부(210)의 양측으로 바퀴(W)의 허브드럼(H) 장착을 위한 차륜조립부(220)로 구성되는데, 상부프레임(1a)의 지상고를 낮추기 위해서는 차륜조립부(220)가 체결부(210)의 높이보다 상대적으로 높게 형성되도록 함이 바람직하다.

구동부(300)는 차축(200)의 회전작동을 제어하기 위하여 구동력이 발생되는 장치로, 한 쌍의 워킹빔(100)의 사이에 위치되며 양측의 워킹빔(100)에 장착된 조향수단(400)으로 구동력을 전달한다.

조향수단(400)은 구동부(300)에서 발생하는 구동력을 차축(200)에 전달하기 위한 것으로, 가동요소(410)와 연동요소(420)로 구성된다.

가동요소(410)는 구동부(300)에서 발생한 구동력을 워킹빔(100)의 전단부 또는 후단부의 차축(200) 중 어느 하나의 차축(200)으로 전달하기 위한 것이고, 연동요소(420)는 가동요소(410)에 의하여 전달된 구동력을 다른 하나의 차축(200)에 전달하기 위한 것이다.

즉, 가동요소(410)가 구동부(300)와 워킹빔(100)의 전단부에 장착된 차축(200)에 연결되도록 하면 구동부(300)에서 구동력이 발생할 경우 가동요소(410)로 연결되어 있는 워킹빔(100)의 전단부에 장착된 차축(200)의 회전이 이루어지게 되고, 이때 연동요소(420)에 의하여 워킹빔(100)의 후단부에 장착된 차축(200)으로 동력을 전달하여 워킹빔(100)의 전단부와 후단부에 위치한 두 개의 차축(200)이 함께 회전하면서 바퀴조향이 이루어진다.

반대로 가동요소(410)가 워킹빔(100)의 후단부에 장착된 차축(200)에 연결되도록 하면 구동부(300)에서 구동력이 발생할 경우 가동요소(410)로 연결되어 있는 워킹빔(100)의 후단부에 장착된 차축(200)의 회전이 이루어지게 되고, 이때 연동요소(420)에 의하여 워킹빔(100)의 전단부에 장착된 차축(200)으로 동력을 전달하여 워킹빔(100)의 전단부와 후단부에 위치한 두 개의 차축(200)이 함께 회전하면서 바퀴조향이 이루어진다.

그리고 이렇게 장착되는 가동요소(410)와 연동요소(420)는 양측의 워킹빔(100)에 각각 장착되며, 따라서 두 개의 워킹빔(100) 사이에 위치하는 하나의 구동부로 총 네 개의 차축(200)을 동시에 회전시켜 바퀴 조향이 이루어지게 된다.

한편, 상기 구동부(300)는 유압실린더 또는 유압모터 등을 이용하여 구동력을 발생시키도록 할 수 있다.

바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이 상부프레임(1a)의 하단에 메인브라켓(310)을 장착하고, 메인브라켓(310)에 작동구(320)를 축 결합하여 좌,우 양측으로 유동가능하게 장착하며, 작동구(320)가 구동수단(330)에 의하여 좌,우 양측으로 유동되면서 조향수단(400)의 가동요소(410)로 구동력을 전달하도록 함이 바람직하다.

이때, 구동수단(330)은 메인브라켓(310)의 양측에 한 쌍의 유압실린더(335)를 장착하고, 유압실린더(335)의 작동축(335a)을 작동구(320)에 연결하면 두 개의 유압실린더의 동작에 의하여 작동구(320)가 좌,우로 반복적으로 작동된다.

유압실린더(335)는 메임브라켓(310)의 양측에 보조브라켓(332)을 장착하고, 그 보조브라켓(332)에 각각 유압실린더(335)가 장착된다.

이때, 유압실린더(335)는 워킹빔(100)의 전단부에 형성된 차축(200)과 후단부에 형성된 차축(200)의 사이에 위치되는 것으로, 즉 전륜과 후륜의 바퀴 사이에 수평으로 장착되어 장착위치를 확보하면서도 바퀴의 조향각을 확보할 수 있게 된다.

한편, 상기 구동부(300)에 연결되어 구동력을 전달받는 조향수단(400)은 작동구(320)에 가동요소(410)가 장착되어 차축(200)에 연결된다.

가동요소(410)는 작동구(320)에서 좌,우 측방향으로 발생되는 구동력을 수평으로 전달하기 위한 롯드(412)와 그 롯드(412)의 수평 동작을 차축(200)으로 동력을 전달하기 위한 레버(414)로 구성된다.

상기 롯드(412)는 적재함의 좌,우 양측 방향으로 수평으로 형성되며, 롯드(412)에 연결되는 레버(414)는 롯드(412)의 전방 또는 후방으로 적재함의 길이방향을 따라서 형성되어 워킹빔(100)의 전방 또는 후방에 위치한 차축(200)과 연결된다.

따라서 두 개의 워킹빔(100) 사이의 중앙부에 위치한 구동부(300)에서 발생되는 구동력을 롯드(412)와 레버(414)를 통하여 워킹빔(100)의 차축(200)으로 전달하여 바퀴 조향이 이루어지게 된다.

그리고 이렇게 차축(200)에 전달된 구동력은 연동요소(420)에 의하여 가동요소가 연결되지 않은 나머지 하나의 차축(200)으로 전달되어 워킹빔(100)의 전방과 후방에 위치한 두 개의 차축(200)이 연동되면서 동시에 조향 작동이 이루어지게 된다.

즉, 가동요소(410)와 연결된 차축(200)에는 구동기어(422)를, 워킹빔(100)의 하단에는 연동기어(424)를, 가동요소(410)와 연결되지 않은 나머지 하나의 차축(200)에는 피동기어(426)를 장착하여 세 개의 기어가 서로 맞물려 동작하면서 구동력이 서로 연결되어 동시에 작동이 이루어지게 된다.

예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 워킹빔(100)의 후단부에 연결되어 있는 차축(200)에 가동요소(410)를 연결할 경우 후단부의 차축(200)에 형성된 너클암(230)에 구동기어(422)를 장착하고, 그 구동기어(422)와 맞물리게 워킹빔(100)의 하단에는 원형의 피니언 기어가 축 결합되어 이루어지는 연동기어(424)를 장착하며, 그 연동기어(424)와 연결되게 워킹빔(100)의 전단부에 연결되어 있는 차축(200)에 피동기어(426)를 장착한다.

따라서 구동기어(422)와 연동기어(424)와 피동기어(426)가 서로 맞물려 연결된 상태에서 가동요소(410)에 의하여 전달되는 구동력이 순차적으로 동력전달이 이루어져 여러 개의 차축(200)이 일체로 조향 작동이 이루어지게 된다.

이때, 상기 연동요소(420)는 구동기어(422)와 피동기어(426)의 기어열을 서로 다르게 형성하면 워킹빔(100)의 전단부와 후단부에 각각 장착된 차축(200)의 회동각을 서로 다르게 제어할 수 있다.

즉, 필요에 따라 전륜의 조향각을 상대적으로 크게 하거나 후륜의 조향각을 상대적으로 크게 하여 전륜과 후륜의 바퀴의 조향각을 서로 다르게 형성함으로써 트레일러의 조향이 더 안정적으로 이루어지면서도 선회 반경을 더 줄이도록 할 수 있으며, 또한 바퀴에 집중되는 하중을 더 고르게 분산하여 편마모가 덜 발생되도록 할 수 있다.

H: 허브드럼
MB: 메인빔
W: 바퀴
1: 적재함 1a: 상부프레임
100: 워킹빔
200: 차축 210: 체결부
220: 차륜조립부 230: 너클암
300: 구동부 310: 메인브라켓
320: 작동구 330: 구동수단
335: 유압실린더 335a: 작동축
400: 조향수단 410: 가동요소
412: 롯드 414: 레버
420: 연동요소 422: 구동기어
424: 연동기어 426: 피동기어

Claims

트레일러(1)의 상부프레임(1a) 하단의 좌,우 양측에 형성되는 한 쌍의 워킹빔(100);
워킹빔(100)의 전단부와 후단부에 회전 가능하게 축 결합되면서 바퀴가 양측으로 장착되는 네 개의 차축(200);
한 쌍의 워킹빔(100)의 사이에 장착되어 구동력을 발생되는 구동부(300);
구동부(300)와 차축(200)을 연결하게 장착되어 구동부에서 발생되는 구동력을 차축에 전달하는 조향수단(400);
을 포함하여 구성되고,
상기 조향수단(400)은 워킹빔(100)의 전단부 또는 후단부의 차축(200) 중 어느 하나에 연결되어 구동부의 구동력을 전달하는 가동요소(410)와, 어느 하나의 차축에 전달된 구동력을 다른 하나의 차축에 전달하기 위한 연동요소(420)로 이루어져 하나의 구동부(300)에 의하여 한 쌍의 워킹빔(100)에 장착된 네 개의 차축(200)이 동시에 조향이 이루어지게 되는 16륜 트레일러의 조향장치.
제 1항에 있어서, 상기 구동부(300)는 메인브라켓(310)에 작동구(320)가 축 결합되어 좌,우 양측으로 유동가능하게 장착되고, 작동구(320)는 구동수단(330)에 의하여 좌,우 양측으로 유동되면서 조향수단(400)의 가동요소(410)로 구동력을 전달하게 됨을 특징으로 하는 16륜 트레일러의 조향장치.
제 2항에 있어서, 상기 구동수단(330)은 메인브라켓(310)의 양측에 한 쌍의 유압실린더(335)가 장착되고, 한 쌍의 유압실린더(335)는 작동구(320)와 축 결합되어 유압실린더의 동작에 의하여 작동구(320)가 좌,우 양측으로 작동하면서 조향수단(400)의 가동요소(410)로 구동력을 전달하게 됨을 특징으로 하는 16륜 트레일러의 조향장치.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 조향수단(400)은, 가동요소(410)가 작동구(320)에서 발생되는 구동력을 수평으로 전달하기 위한 롯드(412)와 롯드(412)의 동력을 차축(200)에 전달하기 위한 레버(414)로 구성되어 구동부(300)에서 발생되는 구동력을 차축(200)으로 전달하여 바퀴 조향이 이루어지게 됨을 특징으로 하는 16륜 트레일러의 조향장치.
제 4항에 있어서, 상기 연동요소(420)는 워킹빔(100)의 하단에 원형의 피니언 기어가 축 결합되어 이루어지게 연동기어(424)가 장착되고, 가동요소(410)가 연결되는 차축(200)의 너클암(230)에는 연동기어(424)와 맞물리게 구동기어(422)가 장착되며, 가동요소(410)가 연결되지 않은 다른 차축(200)에는 연동기어(424)와 맞물리게 피동기어(426)가 장착되어 가동요소(410)에 의하여 전달되는 구동력이 구동기어(422)와 연동기어(424)와 피동기어(426)를 통하여 전달되면서 여러 개의 차축(200)이 일체로 조향 작동이 이루어지게 됨을 특징으로 하는 16륜 트레일러의 조향장치.
제 5항에 있어서, 상기 연동요소(420)는 구동기어(422)와 피동기어(426)의 기어열을 서로 다르게 형성하여 워킹빔(100)의 전단부와 후단부에 각각 장착된 차축(200)의 회동각을 서로 다르게 제어할 수 있게 됨을 특징으로 하는 16륜 트레일러의 조향장치.