KR102108471B1 - 전동식 지게차의 배터리 수납구조 - Google Patents

전동식 지게차의 배터리 수납구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 교환시에 배터리를 들어올려 위로 인출할 수도 있고, 슬라이드 이동시키거나 지게차 포크로 들어올려 측면으로 인출할 수도 있는 하부 개방된 전동식 지게차의 배터리 수납구조에 관한 것으로서, 하부가 개방된 하부 프레임(110)과 양 측면을 지지하는 측면 플레이트(120)를 포함하고, 상기 하부 프레임(110) 상부에는 제1하부 지지대(150a) 및 제2하부 지지대(150b)가 형성되어 있고, 상기 제1하부 지지대(150a) 및 상기 제2하부 지지대(150b)의 상면에는 그 위에 모듈 형태의 롤러 키트(130, 230)가 탈착가능하게 결합되도록 결합공이 형성된다.

Description

전동식 지게차의 배터리 수납구조{ARRANGEMENT FOR DEPOSIITING BATTERY IN ELECTRIC FORKLIFT TRUCK}
본 발명은 전동식 지게차의 배터리 수납구조에 관한 것으로서, 특히 배터리 교환시에 배터리를 들어올려 위로 인출할 수도 있고, 슬라이드 이동시키거나 지게차 포크로 들어올려 측면으로 인출할 수도 있는 전동식 지게차의 배터리 수납구조에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 작업장에는 화물을 들어올리고 내리거나 그 화물을 필요한 위치로 운반하는데 지게차가 사용되고 있다. 이러한 지게차는 동력원에 따라 엔진식 지게차와 전동식 지게차로 구분된다.
최근 지게차의 추세는 과거 엔진식 차량 위주에서 환경을 고려한 녹색 시장(Green market)으로의 변화로 인해 전동식 지게차에 대한 소비자의 요구가 증대되고 있으며, 운전 편의성 및 유지보수비용의 관점에서 향후 더욱더 전동식 지게차 시장이 확대되고 있다. 전동 지게차는 친환경적이며, 실 내/외 작업에서 매연이 없고 저 소음/진동으로 작업이 가능하기에 향후에 더욱 더 각광받는 시장을 형성할 것이다.
하지만 전동 지게차의 단점은 배터리의 교체 필요성 및 그 교체방식이다. 현재 대부분이 납축전지를 사용하여 적정 효율을 내면서 작업동안 일반적으로 6~8시간 정도의 작업을 할 수 있는 용량을 가지고 있다. 즉, 8시간 이상의 작업 시간을 필요로 하는 사업장에서의 운행을 위해서는 배터리 충전 또는 교체가 하루 1회 이상 반드시 필요하다.
전동 지게차 배터리를 교체하기 위해서는 배터리를 먼저 인출해야 하는데, 배터리 인출방식은 크레인(Crane)을 이용한 상향 인출방식과 프레임 하부에 롤러를 장착하여 배터리를 측면으로 인출하는 측면 롤 인출방식(Side roll in-out; SRIO) 이 있다.
도 1은 상향 인출방식의 종래 배터리 수납구조를 나타낸 전동식 지게차의 측면도로서, 전동식 지게차의 차체(1)에는 배터리(2)를 탑재할 수 있는 배터리 격납실(3)이 형성되어 있다. 물론, 격납실(3)의 상부에는 배터리커버(4)가 회동식으로 개폐가능하게 설치되어 있다. 그리고, 격납실(3)의 하부에는 배터리(2)를 안정적으로 고정시키기 위한 프레임 플레이트(5)가 고정식으로 설치되어 있다. 배터리(2)를 인출하기 위해 먼저 배터리커버(4)를 회동시켜 격납실(3)을 개방하고, 배터리(2)에 형성된 구멍(2a)에 체인(6)을 고정시킨다. 그리고 그 체인(6)을 중장비(미도시)에 걸어 들어올린 후, 격납실(3)의 상부를 통해 빼내게 된다. 물론, 배터리(2)의 탑재시에는 그 역방법으로 탑재가 실행된다.
도 2는 측면 롤 인출방식의 배터리 수납구조의 종래예를 나타낸 차체의 사시도로서, 배터리 교환시 배터리를 측면으로 슬라이딩 이동시켜 인출할 수 있도록 구성한 것이다.
전후방향으로 대향되게 설치된 제1,2플레이트(11,12)의 일단을 가로막도록 설치된 제3플레이트(13)와, 상기 제1, 2, 3플레이트(11,12,13)의 하단과 결합되어 바닥면을 형성하는 제4플레이트(14)로 이루어진 배터리 수납공간에 있어서, 상기 제3플레이트(13)와 대향되는 다른 일측면은 좌우방향으로 배터리(15)의 출입이 가능하도록 개구부(16)를 측면프레임(17)에 형성하고, 상기 제4플레이트(14)의 상면에는 상기 배터리(15)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 구름부(18)를 설치하였다. 배터리(15)를 교체하고자 하는 경우, 상,하의 외측커버(21,22)를 고정하고 있는 나사를 풀어 측면프레임(17)으로부터 제거하면, 개구부(16) 및 빗장용 플레이트(19)가 노출되고, 이어서 수직 삽입용 핀(20)을 들어올려 빗장용 플레이트(19)에 구비된 체결용 돌기(19b)의 구멍(19a)으로부터 빼내게 되면, 개구부(16)를 막고 있는 빗장용 플레이트(19)를 제거할 수 있게 되므로, 구름부(18)에 의해 배터리(15)를 슬라이드 이동시켜 빼낼 수 있게 된다.
하지만 위와 같은 상향 인출방식과 측면 롤 인출방식의 배터리 수납구조 모두 단점을 가지고 있다. 크레인을 사용하는 상향 인출방식은 1톤 이상의 배터리를 크레인을 통해 인출하다 보니 교체 시간이 길어지고 작업장 내에 크레인이 설치된 공간까지 지게차 및 배터리를 이동 후 교체작업을 진행해야 하는 작업의 어려움이 존재한다. 측면 롤 인출방식(SRIO)은 롤러 위에 있는 배터리를 측면으로 당기면서 인출하는 방식인데 배터리 무게와 안전상의 이유로 인하여 별도의 인출장치가 필요하며 지게차 사용 연수에 따라 롤러의 마모나 녹 발생으로 인해 정상 동작을 하지 않아 결국 크레인을 이용하여 상향으로 인출하는 경우가 종종 발생하기도 한다.
이러한 기존의 배터리 인출방식의 단점을 극복하고자 지게차 또는 핸드 팔렛(Hand pallet)과 같이 지게차 포크를 이용하여 배터리를 들어올려 측면으로 인출하는 측면 리프트 인출방식(Side Lift In-out; SLIO)이 개발되었으며, 사용자가 힘을 들이지 않고 장비를 사용하므로 안정적이며, 작업이 단순하여 교체 시간을 단축시킬 수 있고 배터리 교체 공간의 제약이 없다는 장점이 있다.
측면 리프트 인출방식(SLIO)은 배터리가 안착되는 프레임의 하부가 일부 개방(Open)된 구조와 완전히 닫힘(Closed) 구조로 구분된다. 종래의 하부 개방 구조는 핸드 팔렛(Hand pallet)을 사용할 수는 있으나, 프레임 강성이 취약해 질 수 있고, 하부 닫힘 구조는 프레임 강성을 확보할 수는 있으나 핸드 팔렛(Hand pallet)을 사용하기에 제약 조건이 있다. 이 두 구조 모두 크레인과 포크를 이용한 인출이 가능하다.
사용자 및 운영자의 유지보수비용 측면에서도 배터리 교환 방식에 따른 교체 시간이 현저히 줄어들어 이에 따른 교체 인건비용과 작업 시간이 단축되기 때문에 측면 리프트 인출방식(SLIO)에 대한 사용자들의 요구가 증대되고 있다. 이에 수요자의 사용 편의성을 고려한 배터리의 측면 리프트 인출방식의 신규 프레임 구조 개발의 필요성이 대두되고 있다. 수요자에 따라서는 측면 리프트 인출방식(SLIO)을 선호하기도 하지만 측면 롤 인출방식(SRIO)을 선호하기도 하는데, 종래의 배터리 수납구조는 이 2가지 인출방식을 모두 만족시키지는 못하고 있는 실정이다.
특히, 종래의 하부 개방 구조는 지게차 포크로 들어올리거나 핸드 팔렛(Hand pallet)으로 들어올려 측면 리프트 인출이 가능하지만, 측면 롤 인출을 할 수 없어, 하부 개방 구조에서도 모든 인출방식이 가능한 기술 개발이 필요하다.
한국등록특허공보 제10-1343841호(2013. 12. 20. 공고)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하부 개방된 전동지게차 배터리 수납구조에 있어서, 배터리의 측면 리프트 인출방식 구조와 측면 롤 인출방식 구조를 서로 쉽게 변형할 수 있거나, 2가지 인출방식이 모두 가능한 전동지게차 배터리 수납구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는 하부가 개방된 하부 프레임(110)과 양 측면을 지지하는 측면 플레이트(120)를 포함하고, 상기 하부 프레임(110) 상부에는 제1하부 지지대(150a) 및 제2하부 지지대(150b)가 형성되어 있고, 상기 제1하부 지지대(150a) 및 상기 제2하부 지지대(150b)의 상면에는 그 위에 모듈 형태의 롤러 키트(130, 230)가 탈착가능하게 결합되도록 결합공이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 배터리가 상기 제1하부 지지대(150a) 및 상기 제2하부 지지대(150b)의 상면에 지지되어 수납될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 상기 롤러 키트(130)는, 하부 플레이트 상면 중앙부에는 측면 방향으로 길게 위치하는 중앙 안착부(140c)가 형성되어 있고, 하부 플레이트 상면 양 측면에는 제1측면 안착부(140a) 및 제2측면 안착부(140b)가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 상기 중앙 안착부(140c)의 상부에는 복수개의 롤러 수납홈(141)이 형성되어 있고, 상기 제1측면 안착부(140a) 및 제2측면 안착부(140b)의 상부에도 복수개의 롤러 수납홈(141)이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 상기 중앙 안착부(140c)와 상기 제1측면 안착부(140a) 사이에 상기 복수개의 롤러(160)가 장착되고, 중앙 안착부(140c)와 제2측면 안착부(140a) 사이에 상기 복수개의 롤러(160)가 장착될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 상기 복수개의 롤러(160)는 상기 중앙 안착부(140c), 상기 제1측면 안착부(140a), 제2측면 안착부(140b)의 롤러 수납홈(141)에 장착될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 상기 롤러 키트(230)는, 하부 플레이트 상면 중앙부에 측면 방향으로 길게 위치하는 중앙 안착부(240)가 형성되어 있고, 하부 플레이트 상면 양 측면에는 제1외측 프레임(250a) 및 제2외측 프레임(250b)가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 상기 중앙 안착부(240)는 일정 간격으로 이격된 제1중앙 안착부(240a) 및 제2중앙 안착부(240b)로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동지게차 배터리 수납구조는, 상기 제1중앙 안착부(240a) 및 상기 제2중앙 안착부(240b)의 상부에는 복수개의 롤러 수납홈(241)이 형성되어 있고, 상기 복수개의 롤러(160)가 상기 복수개의 롤러 수납홈(241)에 수납되어 상기 제1중앙 안착부(240a) 및 상기 제2중앙 안착부(240b) 사이에 장착될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전동지게차 배터리 수납구조는 하부가 개방된 경우에 배터리의 측면 리프트 인출방식 구조와 측면 롤 인출방식 구조를 서로 쉽게 변형할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전동지게차 배터리 수납구조는 하부가 개방된 경우에 배터리의 측면 리프트 인출방식과 측면 롤 인출방식이 모두 가능하게 하는 장점이 있다.
도 1은 배터리 상향 인출방식의 종래 배터리 수납구조를 나타낸 전동식 지게차의 측면도,
도 2는 배터리 측면 롤 인출방식의 종래 배터리 수납구조를 나타낸 차체의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동지게차 배터리 수납구조의 사시도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동지게차 배터리 수납구조에 장착되는 롤러 키트를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동지게차 배터리 수납구조로서 도 5의 롤러 키트가 장착된 상태를 나타내는 사시도,
도 7은 도 6의 평면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동지게차 배터리 수납구조에 장착되는 다른 형태의 롤러 키트의 평면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 전동지게차 배터리 수납구조는 배터리의 측면 리프트 인출방식 구조와 측면 롤 인출방식 구조를 서로 쉽게 변형할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전동지게차 배터리 수납구조는 배터리의 측면 리프트 인출방식과 측면 롤 인출방식이 모두 가능하다.
이하, 본 발명에 따른 전동지게차 배터리 수납구조의 실시예들을 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
<실시예 1>
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 전동지게차 배터리 수납구조의 사시도이고, 도 4는 도 3의 평면도이다.
본 발명의 실시예 1에 따른 전동지게차 배터리 수납구조(100)는 하부가 일부 개방된 하부 프레임(110)과, 양 측면을 지지하는 측면 플레이트(120)를 포함한다. 하부 프레임(110) 상부에는 제1하부 지지대(150a) 및 제2하부 지지대(150b)가 형성되어 있다.
배터리가 수납될 때, 배터리는 제1하부 지지대(150a) 및 제2하부 지지대(150b)에 의해 지지된 상태로 안착된다. 배터리 교환이 필요하여 배터리를 인출할 경우, 지게차의 포크(190)를 배터리 아래 개방된 공간에 삽입하여 배터리를 들어올린 상태에서 측면으로 인출할 수 있다. 물론, 크레인을 이용하여 배터리를 상향으로 인출하는 것도 가능하다.
제1하부 지지대(150a) 및 제2하부 지지대(150b)의 상면에는 그 위에 모듈 형태의 롤러 키트(130)가 결합될 수 있게 결합공이 형성되어 롤러 키트(130, 230)가 탈착가능하게 결합될 수 있다. 롤러 키트(130)는 하부가 일부 개방된 구조의 배터리 수납구조에서 측면 롤 인출이 가능하도록 장착되는 구조의 모듈로서, 이에 대해서는 이하 실시예 2 및 실시예 3에서 자세히 설명한다.
<실시예 2>
도 5를 참조하면, 롤러 키트(130)는 하부 플레이트 상면 중앙부에는 측면 방향으로 길게 위치하는 중앙 안착부(140c)가 형성되어 있고, 하부 플레이트 상면 양 측면에는 제1측면 안착부(140a) 및 제2측면 안착부(140b)가 형성되어 있다. 롤러 키트(130)의 안착부들(140a, 140b, 140c)의 상면에는 복수개의 체결공(170)이 형성되어 있다. 이들 안착부들(140a, 140b, 140c)의 상부에는 복수개의 롤러 수납홈(141)이 형성되어 있고, 이 복수개의 롤러 수납홈(141)에 복수개의 롤러(160)가 장착된다. 보다 구체적으로는, 상기 복수개의 롤러(160)가 2열로 장착되도록, 상기 복수개의 롤러(160)는 중앙 안착부(140c)와 제1측면 안착부(140a) 사이에 장착되고, 또한 중앙 안착부(140c)와 제2측면 안착부(140a) 사이에도 장착된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 위와 같은 구조의 롤러 키트(130)는 하부가 일부 개방된 구조의 배터리 수납구조(200)에 장착되기 위하여 배터리 수납구조(100)의 제1하부 지지대(150a) 및 제2하부 지지대(150b)의 상면에 놓여진다. 그런 후에 상기 롤러 키트(130) 안착부들(140a, 140b, 140c)의 복수개의 체결공(170)과 상기 지지대들(150a, 150b)의 복수개의 결합공을 정렬하여 볼트와 같은 체결구로 롤러 키트(130)를 상기 지지대들(150a, 150b)에 착탈가능하게 체결한다.
이렇게 롤러 키트(130)가 장착된 배터리 수납구조에서는 배터리가 복수개의 롤러(160)에 의해 지지된 상태로 수납된다. 이와 같은 배터리 수납구조에서는 배터리 교환이 필요하여 배터리를 인출할 경우 배터리를 측면으로 롤링시켜 인출할 수 있다.
롤러 키트(130)가 장착된 도 6 및 도 7의 배터리 수납구조(200)에서 롤러 키트(130)만 결합 해제하면 도 3 및 도 4의 배터리 수납구조로 변형이 된다. 즉, 측면 리프트 인출방식을 원하는 경우 롤러 키트(130)를 장착하지 않은 상태에서 하부 개방된 구조로 사용하면 되고, 측면 롤 인출방식을 원하는 경우 롤러 키트(130)를 탈착가능하게 장착하여 사용하면 된다.
<실시예 3>
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 전동지게차 배터리 수납구조에 장착되는 다른 형태의 롤러 키트(230)의 평면도이다.
본 발명의 실시예 3에 따른 전동지게차 배터리 수납구조에 탈착가능하게 장착되는 롤러 키트(230)는 실시예 2의 롤러 키트(130)와는 롤러(160)가 장착되는 위치가 다르다.
도 8을 참조하면, 상기 롤러 키트(230)는 하부 플레이트 상면 중앙부에 측면 방향으로 길게 위치하는 중앙 안착부(240)가 형성되어 있고, 하부 플레이트 상면 양 측면에는 제1외측 프레임(250a) 및 제2외측 프레임(250b)가 형성되어 있다. 상기 제1외측 프레임(250a) 및 제2외측 프레임(250b) 상면에는 복수개의 체결공(170)이 형성되어 있다.
상기 중앙 안착부(240)는 일정 간격으로 이격된 제1중앙 안착부(240a) 및 제2중앙 안착부(240b)로 이루어져 있으며, 상기 제1중앙 안착부(240a) 및 제2중앙 안착부(240b)의 상부에는 복수개의 롤러 수납홈(241)이 형성되어 있다. 복수개의 롤러(160)가 제1중앙 안착부(240a)와 제2중앙 안착부(240b) 사이에 장착된다. 보다 구체적으로는, 제1중앙 안착부(240a)와 제2중앙 안착부(240b) 상부의 수납홈(241)에 장착된다.
위와 같은 구조의 롤러 키트(230)가 탈착가능하게 장착된 배터리 수납구조에서는, 배터리가 중앙 안착부(240)에 장착된 복수개의 롤러(160)에 의해 지지된 상태로 수납된다. 배터리 교환이 필요하여 배터리를 인출할 경우 배터리를 측면으로 롤링시켜 인출할 수 있다.
본 발명의 실시예 3은 실시예 2와 다르게 중앙 안착부(240)에 롤러(160)가 장착된 상태에서 중앙 안착부(240)와 제1외측 프레임(250a) 사이 그리고 중앙 안착부(240)와 제2외측 프레임(250b) 사이에 공간이 형성된다는 점이다. 이 공간에 지게차의 포크(190)를 삽입하여 배터리를 들어올린 상태에서 측면으로 인출할 수 있다. 물론, 크레인을 이용하여 배터리를 상향으로 인출하는 것도 가능하다.
즉, 측면 롤 인출이 불가능한 실시예 1과 측면 리프트 인출이 불가능한 실시예 2와 다르게, 실시예 3의 배터리 수납구조는 측면 롤 인출과 측면 리프트 인출이 모두 가능하다.
100, 200: 배터리 수납구조 110: 하부 프레임
120: 측면 플레이트 130: 롤러 키트
131: 롤러 수납홈 140: 안착부
140a: 제1측면 안착부 140b: 제2측면 안착부
140c: 중앙 안착부 141: 롤러 수납홈
150a: 제1하부 지지대 150b: 제2하부 지지대
160: 롤러 170: 체결공
190: 포크 230: 롤러 키트
240: 중앙 안착부 240a: 제1중앙 안착부
240b: 제2중앙 안착부 241: 롤러 수납홈
250a: 제1외측 프레임 250b: 제2외측 프레임

Claims (9)

  1. 하부가 개방된 하부 프레임(110)과 양 측면을 지지하는 측면 플레이트(120)를 포함하는 전동지게차 배터리 수납구조에 있어서,
    상기 하부 프레임(110) 상부에는 제1하부 지지대(150a) 및 제2하부 지지대(150b)가 형성되어 있고,
    상기 제1하부 지지대(150a) 및 상기 제2하부 지지대(150b)의 상면에는 그 위에 모듈 형태의 롤러 키트(230)가 탈착가능하게 결합되도록 결합공이 형성되고,
    상기 롤러 키트(230)는, 하부 플레이트 상면 중앙부에 측면 방향으로 길게 위치하는 중앙 안착부(240)가 형성되어 있고, 하부 플레이트 상면 양 측면에는 제1외측 프레임(250a) 및 제2외측 프레임(250b)이 형성되고,
    상기 중앙 안착부(240)는 일정 간격으로 이격된 제1중앙 안착부(240a) 및 제2중앙 안착부(240b)를 포함하고,
    상기 제1중앙 안착부와 상기 제1외측 프레임 사이 및 상기 제2중앙 안착부와 상기 제2외측 프레임 사이에는 지게차의 포크가 들어갈 수 있는 제1영역 및 제2영역이 각각 형성되고,
    상기 제1중앙 안착부 및 상기 제2중앙 안착부의 상부에는 복수개의 롤러 수납홈이 형성되고,
    상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에서 상기 제1중앙 안착부 및 상기 제2중앙 안착부의 상부에 형성되는 복수개의 롤러 수납홈에 배치되는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동지게차 배터리 수납구조.
  2. 제1항에 있어서,
    배터리가 상기 제1하부 지지대(150a) 및 상기 제2하부 지지대(150b)의 상면에 지지되어 수납되는 것을 특징으로 하는 전동지게차 배터리 수납구조.
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