KR20000015283A - 지게차의 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핸들의 조작력을 트랜스퍼에 전달하여 조향륜을 조향시키기 위한 지게차의 조향장치에 관한 것이다. 종래 지게차의 조향장치는, 동력전달체계가 복잡하게 구성되며, 조정성 및 안정성이 저하되는 문제가 있었다.

본 고안은 핸들의 조작에 의해 조향로드가 회전되면, 조향로드의 회전력은 체인 드라이브에 의해 토오크 센서의 축에 전달된다. 토오크 센서는 축의 토오크를 감지하여 컨트롤러에 입력시키게 되며, 토오크 센서의 축에 연결되는 구동축의 회전력은 스플라인에 의해 링 기어에 전달되고, 액츄에이터는 컨트롤러의 제어 신호에 따라 구동되어 구동 기어를 회전시키며, 이 구동 기어에 의해 링 기어가 회전되어 트랜스퍼를 회전시켜 조향륜을 조향시키게 된다. 따라서, 동력전달체계가 단순하게 구성되어 동력의 손실이 크게 감소된다. 또한, 조립 및 분해가 용이해져 조립성 및 정비성이 크게 향상되며, 조립 부품수가 감소되어 생산 비용이 절감될 뿐만 아니라, 액츄에이터의 구동에 의한 진동 및 오버슈트가 방지되어 조정성 및 안정성이 향상된다.

Description

지게차의 조향장치

본 발명은 지게차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 핸들의 조작력을 트랜스퍼에 전달하여 조향륜을 조향시키기 위한 지게차의 조향장치에 관한 것이다.

지게차는 비교적 고중량의 화물을 들어올리고 내리거나 이것을 제한된 구역내에서 소망하는 위치로 운반하기 위한 용도로 널리 사용되고 있다. 이러한 지게차는 차체의 상면 전방에 운전자의 탑승이 가능하도록 운전실이 형성되고, 운전실에는 운전자에 의해 조작되는 핸들이 구비된다. 차체의 전방과 후방에 지게차의 운행이 가능하도록 구동륜과 조향륜이 각각 구비되며, 조향륜은 조향차축에 의해 조향된다.

이와 같은 종래 지게차의 조향장치를 도 1a 및 도 1b에 의거하여 설명하면, 핸들(10)의 조작력은 조향축(11)과 유니버셜 조인트(12)에 의해 연결되는 조향로드(13)에 전달되고, 조향로드(13)의 회전력은 토오크 센서(14)의 축(15)에 전달된다. 토오크 센서(14)는 축(15)의 토오크를 감지하여 도시하지 않은 컨트롤러에 입력시키게 되며, 컨트롤러는 토오크 센서(14)로부터 입력되는 신호에 따라 제어 신호를 출력하여 액츄에이터(16)를 구동시키게 된다.

그리고, 액츄에이터(16)의 구동력은 구동축(17)에 전달되고, 구동축(17)의 회전력은 체인 드라이브(18)에 의해 종동축(19)에 전달되며, 종동축(19)의 회전력은 스플라인(20)에 전달되고, 스플라인(20)의 회전력은 기어(21)와 링 기어(22)에 의해 트랜스퍼(23)에 전달되며, 트랜스퍼(23)는 조향륜(24)을 조향시키게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 지게차의 조향장치는, 동력전달체계가 복잡하게 구성되어 동력의 손실이 커지는 문제가 있었다. 예컨대, 액츄에이터(16)의 구동력이 구동축(17)과 체인 드라이브(18), 그리고 종동축(19) 등을 통하여 전달되면서 기계적인 마찰 및 부하에 의해 손실이 크게 발생되는 것이다. 또한, 기계적인 마찰 및 부하는 소음 및 진동의 원인으로 작용되며, 고장의 원인으로 작용되어 신뢰성을 저하시키는 문제가 있었다. 뿐만 아니라, 복잡한 구성으로 인하여 조립성 및 정비성이 크게 저하되며, 조립 부품수의 증가로 인하여 생산 비용이 상승되는 문제가 있었다.

한편, 토오크 센서(14)의 축(15)으로부터 링 기어(22)까지의 기어 감속비(a)와 액츄에이터(16)로부터 링 기어(22)까지의 기어 감속비(b)에 차이가 발생되어 조정성 및 안정성이 저하되는 문제가 있었다. 예컨대, 기어 감속비(a)가 기어 감속비(b)보다 크게 발생될 경우에는, 액츄에이터(16)의 구동에 의해 토오크 센서(14)의 축(15)으로부터 링 기어(22) 사이에 진동이 발생되어 조향이 부드럽지 못하게 된다. 또한, 기어 감속비(a)가 기어 감속비(b)보다 작게 발생될 경우에는, 실제 조향시키고자하는 조향각도보다 조향륜(24)이 더 회전되도록 액츄에이터(16)가 구동되기 때문에 운전자는 오버슈트되는 조향감을 느끼게 된다. 특히, 노면의 충격에 따른 조향 직진성이 저하되면서 지게차의 운행이 불안정해지게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동력의 손실이 방지되도록 한 지게차의 조향장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 단순한 구성에 의해 조립성 및 정비성이 향상될 뿐만 아니라, 생산 비용이 절감되도록 한 지게차의 조향장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 조정성 및 안정성이 향상되도록 한 지게차의 조향장치를 제공하는데 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 지게차의 조향장치를 나타낸 단면도 및 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 지게차의 조향장치를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 지게차의 조향장치를 나타낸 평면도,

도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

40: 핸들 43: 조향로드

45: 체인 드라이브 50: 토오크 센서

55: 컨트롤러 60: 구동축

70: 기어 75: 링 기어

80: 트랜스퍼 85: 조향륜

90: 구동 기어 100: 액츄에이터

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 핸들의 조작력을 링 기어에 의해 트랜스퍼에 전달하여 조향륜을 조향시키는 지게차의 조향장치에 있어서, 핸들의 조작에 의해 회전되는 조향로드의 회전력을 전달하는 체인 드라이브와; 체인 드라이브에 의해 회전되는 축의 토오크를 감지하는 토오크 센서와; 토오크 센서로부터 입력되는 신호에 따라 제어 신호를 출력하는 컨트롤러와; 토오크 센서의 축에 연결되어 회전되는 구동축과; 구동축의 회전력을 링 기어에 전달하는 스플라인과; 컨트롤러의 제어 신호에 따라 구동 기어의 전달에 의해 링 기어를 회전시키는 액츄에이터로 구성되는 지게차의 조향장치에 있다.

이하, 본 발명에 따른 지게차의 조향장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 지게차의 조향장치를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.

먼저, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 지게차는 차체(30)의 상면 전방에 운전자의 탑승이 가능하도록 운전실(31)이 형성되고, 운전실(31)에는 운전자에 의해 조작되는 핸들(40)이 구비된다. 핸들(40)의 조작력은 조향축(41)과 유니버셜 조인트(42)에 의해 연결된 조향로드(43)에 전달되며, 조향로드(43)는 차체(30)의 상면에 대하여 수직으로 조립된다.

그리고, 조향로드(43)의 회전력은 체인 드라이브(45)에 의해 토오크 센서(50)의 축(51)에 전달된다. 체인 드라이브(45)는 조향로드(43)의 하부에 장착되는 구동 스프로킷(46)과 축(51)의 하부에 장착되는 종동 스프로킷(47)을 연결하는 체인(48)으로 구성되고, 체인(48)의 장력은 장력조정기(49)에 의해 조정된다. 토오크 센서(50)는 그 축(51)이 조향로드(43)와 나란하도록 차체(30)에 설치되며, 토오크 센서(50)는 축(51)의 토오크를 감지하여 컨트롤러(55)에 입력시키게 되고, 컨트롤러(55)는 토오크 센서(50)로부터 입력되는 신호에 따라 제어 신호를 출력하게 된다. 여기에서, 컨트롤러(55)는 일반적인 마이크로컴퓨터에 의해 구성할 수 있다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 토오크 센서(50)의 축(51)에는 구동축(60)이 연결되며, 구동축(60)의 회전력은 기어열(61)에 의해 스플라인(65)에 전달된다. 스플라인(65)은 기어열(61)의 회전력을 전달받는 스플라인 하우징(66)과, 이 스플라인 하우징(66)에 끼워지는 스플라인 축(67)으로 구성된다. 스플라인(65)의 회전력은 기어(70)와 링 기어(75)에 의해 트랜스퍼(80)에 전달되며, 트랜스퍼(80)는 조향륜(85)을 조향시키게 된다.

도 2를 다시 참조하여 설명하면, 링 기어(75)의 한쪽에 구동 기어(90)가 이맞물림되고, 구동 기어(90)의 중앙에는 액츄에이터(100)의 축(101)이 끼워진다. 액츄에이터(100)는 차체(30)의 상면에 설치되며, 액츄에이터(100)는 컨트롤러(55)의 제어 신호에 따라 구동된다. 상기한 토오크 센서(50)의 축(51)으로부터 링 기어(75)까지의 기어 감속비(A)와 액츄에이터(100)로부터 링 기어(75)까지의 기어 감속비(B)는 동일하게 구성된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 지게차의 조향장치에 대한 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 운전자가 핸들(40)을 조작, 즉 어느 한쪽 방향으로 돌리게 되면, 조향축(41)과 유니버셜 조인트(42)에 의해 연결된 조향로드(43)가 회전되고, 조향로드(43)의 회전력은 체인 드라이브(45)에 의해 토오크 센서(50)의 축(51)에 전달되며, 토오크 센서(50)는 축(51)의 토오크를 감지하여 컨트롤러(55)에 입력시키게 된다. 그리고, 축(51)의 회전력은 구동축(60)에 전달되고, 구동축(60)의 회전력은 기어열(61)에 의해 스플라인(65)에 전달되며, 스플라인(65)의 회전력은 기어(70)와 링 기어(75)에 의해 트랜스퍼(80)에 전달되고, 트랜스퍼(80)는 조향륜(85)을 조향시키게 된다.

한편, 핸들(40)의 조작에 의해 조향륜(85)이 조향되는 과정에서, 토오크 센서(50)가 축(51)의 토오크를 감지하여 컨트롤러(55)에 입력시키게 되면, 컨트롤러(55)는 토오크 센서(50)로부터 입력되는 신호에 따라 제어 신호를 출력하여 액츄에이터(100)를 구동시키게 된다. 이 액츄에이터(100)의 구동에 의해 축(101)이 회전되면서 구동 기어(90)를 회전시키게 되며, 이 구동 기어(90)의 회전에 의해 링 기어(75)가 회전되면서 트랜스퍼(80)를 회전시켜 조향륜(85)을 조향시키게 된다. 즉, 핸들(40)의 조작에 의해 트랜스퍼(80)를 회전시켜 조향륜(85)을 조향시킬 때 토오크 센서(50)로부터 입력되는 신호에 따라 컨트롤러(55)가 제어 신호를 출력하여 액츄에이터(100)를 구동시키게 되므로, 핸들(40)의 조작을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

이와 같이 액츄에이터(100)의 구동력이 축(101)과 연결된 구동 기어(90)를 통하여 링 기어(75)에 전달되므로, 동력전달체계가 단순하게 구성되어 동력의 손실이 크게 감소된다. 뿐만 아니라, 기계적인 마찰 및 부하가 감소되어 소음 및 진동이 방지되며, 이로 인하여 신뢰성이 향상된다. 또한, 액츄에이터(100)가 구동 기어(90)에 의해 링 기어(75)를 회전시킬 수 있도록 독립적으로 구성되므로, 조립 및 분해가 용이해져 조립성 및 정비성이 크게 향상되고, 종래 사용되었던 종동축(19) 및 이와 관련된 부품이 불필요해지는 등 조립 부품수가 감소되어 생산 비용이 절감된다.

한편, 토오크 센서(50)의 축(51)으로부터 링 기어(75)까지의 기어 감속비(A)와 액츄에이터(100)로부터 링 기어(75)까지의 기어 감속비(B)가 동일하게 구성되므로, 조정성 및 안정성이 향상된다. 예컨대, 기어 감속비(A)와 기어 감속비(B)와 동일하게 유지되므로, 액츄에이터(100)의 구동에 의한 토오크 센서(50)의 축(51)으로부터 링 기어(75) 사이의 진동이 방지되어 조향이 부드럽게 유지된다. 또한, 액츄에이터(100)가 정확하게 구동되기 때문에 오버슈트가 방지되며, 노면의 충격에 따른 조향 직진성이 향상되면서 지게차의 운행이 안정한 상태를 유지하게 된다.

상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 지게차의 조향장치에 의하면, 동력전달체계가 단순하게 구성되어 동력의 손실이 크게 감소되는 것이다. 또한, 조립 및 분해가 용이해져 조립성 및 정비성이 크게 향상되며, 조립 부품수가 감소되어 생산 비용이 절감될 뿐만 아니라, 액츄에이터의 구동에 의한 진동 및 오버슈트가 방지되어 조정성 및 안정성이 향상되는 것이다.

Claims (2)

1. 핸들의 조작력을 링 기어에 의해 트랜스퍼에 전달하여 조향륜을 조향시키는 지게차의 조향장치에 있어서,

   상기 핸들의 조작에 의해 회전되는 조향로드의 회전력을 전달하는 체인 드라이브와;

   상기 체인 드라이브에 의해 회전되는 축의 토오크를 감지하는 토오크 센서와;

   상기 토오크 센서로부터 입력되는 신호에 따라 제어 신호를 출력하는 컨트롤러와;

   상기 토오크 센서의 축에 연결되어 회전되는 구동축과;

   상기 구동축의 회전력을 상기 링 기어에 전달하는 스플라인과;

   상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 구동 기어의 전달에 의해 상기 링 기어를 회전시키는 액츄에이터로 구성되는 지게차의 조향장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 토오크 센서의 축으로부터 상기 링 기어까지의 기어 감속비와 상기 액츄에이터로부터 상기 링 기어까지의 기어 감속비가 동일하게 구성되는 지게차의 조향장치.