KR101856790B1 - 지게차의 조향제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지게차의 조향제어 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지게차의 조향제어 장치는, 조향 변위가 발생되는 스티어링 휠(90); 상기 스티어링 휠(90)과 기계적 결합되고 상기 스티어링 휠(90)의 조향변위를 검출하여 전기신호를 발생시키는 엔코더(82); 상기 엔코더(82)와 전기 연결되어 상기 전기신호를 제공받는 EPS 컨트롤러(110); 상기 EPS 컨트롤러(110)와 전기 연결되어 상기 전기 신호에 의해 구동이 제어되는 스티어링 모터(100); 상기 스티어링 모터(100)와 기계 결합되어 작동유를 분배하는 작동유 분배 유닛(72); 엔진(10)의 동력에 의해 구동되고, 작동유에 압력을 형성하여 토출하는 기어펌프(50); 상기 기어펌프(50)와 유압 연결되고 상기 작동유를 상기 작동유 분배 유닛(72)에 제공하는 컨트롤 밸브 유닛(60); 및 상기 작동유 분배 유닛(72)과 유압 연결되고 상기 작동유 분배 유닛(72)에서 분배된 작동유에 의해 구동되어 지게차의 주행 방향을 전환하도록 하는 스티어링 액슬(30);을 포함한다.

Description

지게차의 조향제어 장치{Forklift steering control device}

본 발명은 지게차의 조향제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티어링 휠을 조작하여 지게차의 주행 휠을 방향 전환하도록 함에 있어서, 상기 스티어링 휠의 조작변위가 원격으로 스티어링 모터에 전달되도록 하여 주행 휠의 방향전환을 구현할 수 있도록 하는 지게차의 조향제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지게차는 엔진과 유압장치가 탑재되고, 전방에 포크가 구비된다. 엔진은 동력을 출력하고, 동력에 의해 유압장치가 구동되며, 포크는 유압장치에 의해 승강된다. 또한, 지게차는 주행을 수행하도록 전륜과 후륜이 구비된다.

지게차의 전륜은 포크에 적재된 하중에 견디도록 견고하게 제공되고, 후륜은 방향 전환이 되어 지게차의 주행방향을 전환하도록 한다.

또한, 지게차는 포크가 배치된 쪽이 전방이고, 전방을 향하는 쪽에 스티어링 휠이 구비된다. 주행 방향을 전환하고자 할 때에는 스티어링 휠을 조작하여 후륜의 방향을 전환하는 것이다.

첨부도면 도 1을 참조하여 종래의 지게차의 조향제어 장치에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 지게차의 조향제어 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 (a)는 평면도이고, 도 1의 (b)는 측면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 바디 프레임(F)에는 엔진(10)이 탑재된다. 엔진(10)의 한쪽에는 트랜스미션(40)이 설치되고, 트랜스미션(40)에는 전륜을 구동하도록 하는 드라이빙 액슬(driving axle: 20)이 연결된다.

또한, 바디 프레임(F)의 후방에는 후륜의 방향전환을 구동하도록 하는 스티어링 액슬(steering axle: 30)이 설치된다.

또한, 운전석에는 스티어링 휠(90)이 설치되고, 스티어링 휠(90)에는 유니버설 조인트(80)를 매개로 스티어링 유닛(70)이 설치된다. 유니버설 조인트(80)는 스티어링 휠(90)이 설치된 자세와 스티어링 유닛(70)의 자세가 일치되지 않으므로 서로 다른 자세에서 스티어링 휠의 조향 회전운동을 전달하기 위하여 배치되는 것이다.

또한, 바디 프레임(F)에는 오일 탱크(52)가 탑재되고, 트랜스미션(40)의 한쪽에는 기어펌프(50)가 설치된다. 오일 탱크(52)와 기어펌프(50)는 제1 유압 라인(L1)으로 연결되어 있다. 즉, 기어 펌프(50)가 구동되면 오일탱크(52)로부터 작동유를 흡입하여 토출하는 것이다.

또한, 바디 프레임(F)에는 컨트롤 밸브 유닛(60)이 설치된다. 컨트롤 밸브 유닛(60)은 작동유를 필요로 하는 액추에이터에 작동유를 분배하는 작용을 한다.

또한, 기어펌프(50)와 컨트롤 밸브 유닛(60)은 제2 유압 라인(L2)으로 연결되고, 컨트롤 밸브 유닛(60)과 스티어링 유닛(70)은 제3 유압 라인(L3)으로 연결된다.

또한, 스티어링 유닛(70)과 스티어링 액슬(30)은 제4, 제5 유압 라인(L4, L5)으로 연결된다.

주행전환을 수행하고자 할 때에는, 기어펌프(50)에서 작동 압유를 토출하고, 컨트롤 밸브 유닛(60)에서 스티어링 유닛(70)으로 작동유를 제공하여 대기하는 상태에서 스티어링 휠(90)을 조작하면, 스티어링 휠(90)의 회전 변위는 유니버설 조인트(80)를 경유하여 스티어링 유닛(70)을 조작하게 된다.

스티어링 유닛(70)은 조향방향에 따라 제4, 제5 유압라인(L4, L5)을 경유하여 스티어링 액슬(30)에 작동유를 제공하도록 한다. 스티어링 유닛(70)은 제4, 제5 유압라인(L4, L5)에 작동유를 분배하고, 이로써 스티어링 액슬(30)은 좌우방향으로 방향이 전환되는 것이다.

상술한 바와 같이, 종래의 지게차 조향제어 장치는 스티어링 휠(90)을 조작하여 방향전환을 수행하도록 하는 스티어링 액슬(30)까지의 동력전달 경로에 유압라인이 배치된다. 특히 스티어링 유닛(70)은 지게차의 전방쪽에 배치되고, 스티어링 액슬(30)은 후방쪽에 배치되는 것으로, 스티어링 유닛(70)과 스티어링 액슬(30)간에 배치된 제4, 제5 유압라인(L4, L5)은 매우 길게 배치된다.

즉, 종래의 지게차 조향제어 장치는 제4, 제5 유압라인(L4, L5)을 배치하여야하는데, 지게차에는 유압라인 이외에 다른 장치, 예를 들면 엔진장치, 유압장치, 각종 페달 등 수 많은 구성요소가 집약되어 있는 것으로 유압라인을 길게 연장하여 배치하는 것은 작업성을 저하시키는 원인이 된다.

또한, 지게차의 전방에는 주행페달, 인칭페달, 리프트 승강 레버, 틸팅 레버 등 다양한 기능을 수행하도록 하는 각종 장치가 설치되는 것으로 한정된 공간에 수많은 장치가 배치됨으로써 구조가 매우 복잡한 문제점이 있고, 이로써 어느 한 구성에 이상이 발생하였을 때에 정비성이 불편한 문제점이 있다.

또한, 지게차는 포크에 하물을 적재하여 들어 올리는 작업을 구현하는데, 포크에 적재된 적재물의 하중을 고려하여 지게차의 균형을 맞추도록 무게중심을 지게차의 후방 쪽에 위치되게 설계하고 있다.

그러나 앞서 설명한 바와 같이, 종래에는 지게차의 전방 쪽에 각종장치가 배치됨으로써 지게차의 무게중심의 균형을 맞추는 데에 불리한 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스티어링 휠의 조작변위를 검출하고 검출된 변위를 전자신호로 송출하여 작동유 분배 유닛을 제어하도록 함으로써 지게차 전방 쪽의 기계적 구성과 복잡하게 배치되는 유압라인을 간소화하여 제조와 유지보수가 편리하도록 하는 지게차의 조향제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 지게차의 조향제어 장치는, 조향 변위가 발생되는 스티어링 휠(90); 상기 스티어링 휠(90)과 기계적 결합되고 상기 스티어링 휠(90)의 조향변위를 검출하여 전기신호를 발생시키는 엔코더(82); 상기 엔코더(82)와 전기 연결되어 상기 전기신호를 제공받는 EPS 컨트롤러(110); 상기 EPS 컨트롤러(110)와 전기 연결되어 상기 전기 신호에 의해 구동이 제어되는 스티어링 모터(100); 상기 스티어링 모터(100)와 기계 결합되어 작동유를 분배하는 작동유 분배 유닛(72); 엔진(10)의 동력에 의해 구동되고, 작동유에 압력을 형성하여 토출하는 기어펌프(50); 상기 기어펌프(50)와 유압 연결되고 상기 작동유를 상기 작동유 분배 유닛(72)에 제공하는 컨트롤 밸브 유닛(60); 및 상기 작동유 분배 유닛(72)과 유압 연결되고 상기 작동유 분배 유닛(72)에서 분배된 작동유에 의해 구동되어 지게차의 주행 방향을 전환하도록 하는 스티어링 액슬(30);을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 지게차의 조향제어 장치는, 상기 EPS컨트롤러(110)는 바디 프레임(F)의 전방 쪽에 배치되고, 상기 스티어링 모터(100)와 상기 작동유 분배 유닛(72)은 상기 바디 프레임(F)의 후방 쪽에 배치되어, 지게차의 후방 쪽에 무게가 집중되도록 하는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 지게차의 조향제어 장치는, 스티어링 휠의 조작변위를 검출하고 검출된 변위를 전자신호로 송출하여 작동유 분배 유닛을 제어하도록 함으로써 스티어링 휠에서 후륜의 방향전환을 구동하도록 하는 스티어링 모터까지의 유압라인을 소거할 수 있다.

이로써, 지게차 전방 쪽의 기계적 구성에 여유를 가질 수 있고 나아가 유압라인 이외에 다른 구성요소에 대한 접근성이 확보되어 제조와 유지보수가 편리한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 지게차의 조향제어 장치는, 조향에 필요한 구성요소의 일부를 지게차의 후방 쪽에 배치하도록 함으로써 경제설계에 이점이 있다.

도 1은 종래의 지게차의 조향제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치에서 연결구성을 설명하기 위한 설명도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치에 대해서 설명한다. 첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치는 도 2에 나타낸 바와 같이, 바디 프레임(F)의 전방 쪽에 스티어링 휠(90)이 배치되고, 스티어링 휠(90)의 회전의 속도와 회전 변위는 엔코더(82)에 의해 검출된다.

상술한 엔코더(82)는 스티어링 휠(90)의 물리적인 조향 변위를 전기적인 신호로 변환하여 EPS 컨트롤러(110)에 제공한다.

한편, 바디 프레임(F)의 후방 쪽에는 스티어링 모터(100)와 작동유 분배 유닛(72)이 배치된다.

상술한 EPS컨트롤러(110)와 상술한 스티어링 모터(100)는 전기연결되어 있어 상호 통신이 가능하게 구성된다.

즉, EPS컨트롤러(110)에서 조향신호를 전기적인 신호로 스티어링 모터(100)에 지령을 내리고, 스티어링 모터(100)는 작동유 분배 유닛(72)을 작동시켜 작동유를 왼쪽과 오른쪽에 분배하게 된다.

한편, 엔진(10)의 한쪽에 배치된 기어펌프(50)는 작동유를 토출하여 작동유에 압력을 형성한다. 상술한 작동유는 컨트롤 밸브 유닛(60)의 입구에서 대기하고 컨트롤 밸브 유닛(60)이 작동되면 대기한 작동유는 상술한 작동유 분배 유닛(72)에 제공되는 것이다.

작동유 분배 유닛(72)에 제공된 작동유는 스티어링 모터(100)의 작동에 따라 방향이 변경되어 스티어링 액슬(30)의 방향을 전환하도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치는 스티어링 휠(90)과 스티어링 액슬(30)간에 유압 라인이 직접적으로 연결되지 않고, 스티어링 휠(90)의 조향변위는 전기신호로 변환되어 지령으로써 스티어링 모터(100)를 제어하도록 하는 것이다. 이로써 지게차의 전방 쪽에는 복잡한 유압 라인이 간소화될 수 있고, 나아가 복잡한 유압 라인이 간소화됨에 따라 다른 구성요소에 대한 접근성이 편리해지고, 유지보수가 편리해지는 이점이 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치에서 스티어링 휠(90)을 조작하였을 때에 어떠한 경로로 정보와 지령이 전달되는지를 설명한다. 첨부도면 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치에서 연결구성을 설명하기 위한 설명도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 스티어링 휠(90)과 엔코더(82)는 기계적인 결합으로서 스티어링 휠(90)의 조향변위를 물리적으로 검출하는 것이다.

엔코더(82)에서는 전기 신호를 발생하고, 그 전기 신호는 EPS 컨트롤러(110)에 제공된다. EPS 컨트롤러(110)는 스티어링 모터(100)와 통신하여 조향 변위에 따른 전기신호를 제공한다.

스티어링 모터(100)는 작동유 분배 유닛(72)과 물리적을 연결되어 스티어링 모터(100)가 구동되면 작동유 분배 유닛(72)이 작동되는 것이다.

한편, 엔진(10)과 기어펌프(50)는 기계적으로 결합된다. 또한, 오일탱크(52)와 기어펌프(50)는 유압라인으로 연결되고, 기어펌프(50)와 컨트롤 밸브 유닛(60)은 유압라인으로 연결된다.

즉, 엔진(10)이 구동되면 기어펌프(50)는 유압탱크(52)로부터 작동유를 흡입하여 토출하고, 토출된 작동유에는 압력이 형성된 상태로 컨트롤 밸브 유닛(60)의 입구에 대기한다.

컨트롤 밸브 유닛(60)의 다른 한쪽에는 상술한 작동유 분배 유닛(72)과 유압라인으로 연결된다. 또한, 작동유 분배 유닛(72)과 스티어링 액슬(30)은 유압라인으로 연결된다.

즉, 컨트롤 밸브 유닛(60)이 작동되면, 작동유는 상술한 작동유 분배 유닛(72)에 제공되고, 작동유 분배 유닛(72)은 스티어링 모터(100)의 구동에 의해 작동유가 분배되어 스티어링 액슬(30)에 제공된다.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치는, 스티어링 휠(90)의 조작변위를 검출하고 검출된 변위를 전자신호로 송출하여 작동유 분배 유닛(72)을 제어하도록 함으로써 스티어링 휠(90)에서 후륜의 방향전환을 구동하도록 하는 스티어링 모터(100)까지의 유압라인을 소거할 수 있다.

또한, 지게차 전방 쪽의 기계적 구성에 여유를 가질 수 있고 나아가 유압라인 이외에 다른 구성요소 예를들면, 각종 페달, 다른 유압호스, 제동시스템 등에 대한 접근성이 확보되어 제조와 유지보수가 편리한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 지게차의 조향제어 장치는, 조향에 필요한 구성요소의 일부 예를 들면, 스티어링 모터(100)와 작동유 분배 유닛(72)을 지게차의 후방 쪽에 배치하도록 함으로써 경제설계에 이점이 있다.

즉 상술한 스티어링 모터(100)와 작동유 분배 유닛(72)의 구성이 지게차의 후방 쪽에 배치됨으로써 지게차의 무게중심과 균형을 이루는 데에 경제설계가 가능하게 된다. 부연설명하면, 포크에 적재물이 존재할 땡 적재물의 무게 만큼 지게차의 전방이 무거워지는데, 지게차의 균형을 고려하여 지게차의 후방 쪽의 무게를 증대시키는 경제설계를 구현할 수 있다.

또한, 전방 쪽에 유압라인을 적게 배치될수록 유압 구동에 의한 소음을 저감할 수 있고, 이로서 작업자는 좀 더 쾌적한 환경에서 업무를 수행할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 지게차의 조향제어 장치는 스티어링 휠을 조작하여 스티어링 액슬이 구동되기까지의 연결구성에 있어서 일부의 연결구성 중에 유압라인을 간소화하고 지게차의 경제설계를 구현하고자 하는 데에 이용될 수 있다.

10: 엔진
20: 드라이빙 액슬 30: 스티어링 액슬
40: 트랜스미션 50: 기어 펌프
52: 오일 탱크 60: 컨트롤 밸브 유닛
70: 스티어링 유닛 72: 작동유 분배 유닛
80: 유니버셜 조인트 82: 엔코더
90: 스티어링 휠 100: 스티어링 모터
110: EPS 컨트롤러 L1 ~ L5: 유압 라인

Claims (2)

1. 조향 변위가 발생되는 스티어링 휠(90);
   상기 스티어링 휠(90)과 기계적 결합되고 상기 스티어링 휠(90)의 조향변위를 검출하여 전기신호를 발생시키는 엔코더(82);
   바디 프레임(F)의 전방 쪽에 배치고, 상기 엔코더(82)와 전기 연결되어 상기 전기신호를 제공받는 EPS 컨트롤러(110);
   상기 EPS 컨트롤러(110)와 전기 연결되어 상기 전기 신호에 의해 구동이 제어되는 스티어링 모터(100);
   상기 스티어링 모터(100)와 기계 결합되어 작동유를 분배하는 작동유 분배 유닛(72);
   엔진(10)의 동력에 의해 구동되고, 작동유에 압력을 형성하여 토출하는 기어펌프(50);
   상기 기어펌프(50)와 유압 연결되고 상기 작동유를 상기 작동유 분배 유닛(72)에 제공하는 컨트롤 밸브 유닛(60); 및
   상기 바디 프레임(F)의 후방 쪽에 배치되어 상기 작동유 분배 유닛(72)과 유압 연결되고, 상기 작동유 분배 유닛(72)에서 분배된 작동유가 상기 EPS 컨트롤러(110)에서의 송신된 전기 신호에 의해 제어된 상기 스티어링 모터(100)의 작동에 따라 방향이 변경되어 지게차의 주행 방향이 전환되도록 하는 스티어링 액슬(30)을 포함하고,
   상기 스티어링 모터(100)와 상기 스티어링 액슬(30) 상부에 배치된 상기 작동유 분배 유닛(72)은 상기 바디 프레임(F)의 후방 쪽에 배치되어, 지게차의 후방 쪽에 무게가 집중되도록 하는 것을 특징으로 하는 지게차의 조향제어 장치.
   
   
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