KR200344901Y1

KR200344901Y1 - 산업용 차량

Info

Publication number: KR200344901Y1
Application number: KR20-2003-0039958U
Authority: KR
Inventors: 정준모
Original assignee: 주식회사 효천
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2004-03-18

Abstract

본 고안은 전·후륜을 조향각 제한없이 같은 방향으로 조향하는 조향장치와 단순한 구성의 차동구동장치를 구비하여 차륜이 차량 진행방향이 용이하게 전환되며, 붐 조립체에 작업기 수평조절장치 및 붐 길이조정장치가 설치되고, 차량에 상부프레임 선회장치가 장착되어 작업기 선단의 이동궤적이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되면서 붐 길이가 조정되므로 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있는 산업용 차량에 관한 것이다.

본 고안에 따른 산업용 차량은 전·후륜이 전후방에 설치되는 하부프레임, 하부프레임 상측에 회전가능하게 결합되는 상부프레임, 조향핸들이 회전됨에 따라 전·후륜을 각각 반대방향으로 회전시키는 조향장치, 각각의 차륜에 장착되어 차륜에 가해지는 저항에 따라 좌측차륜과 우측차륜을 차동적으로 구동하는 차동구동장치, 붐 길이조정장치를 포함하는 붐 조립체 및 상부프레임과 하부프레임 사이에 설치되어 상부프레임을 하부프레임에 대하여 회전시키는 상부프레임 선회장치를 포함한다.

Description

산업용 차량 {Industrial vehicle}

본 고안은 산업용 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전·후륜을 조향각 제한없이 같은 방향으로 조향하는 조향장치와 단순한 구성의 차동구동장치를 구비하여 차량 진행방향이 용이하게 전환될 수 있고, 붐 조립체에 작업기 수평조절장치 및 붐 길이조정장치가 설치되고, 차량에 상부프레임 선회장치가 장착되어 작업기 선단의 이동궤적이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되면서 붐 길이가 조정되므로 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있는 산업용 차량에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 차량은 좁은 공간에서 흙 또는 모래와 같은 분상체를 이동시키거나, 물체를 높은 곳으로 적재시키기 위한 목적으로 사용되는 차량으로서, 스키드 스티어 로더, 지게차와 같은 중장비 차량을 지칭한다.

이와 같은 산업용 차량에는 차체프레임 하측의 전후방에 전·후륜이 설치되고, 차체프레임 상측에는 버켓, 포크와 같은 작업기가 장착되는 붐 조립체가 설치되어 작업기가 차체프레임에 대하여 상하 방향으로 이동되면서 하역작업을 수행한다.

도 2는 종래의 산업용 차량의 작업상태 개략도를 나타낸다.

산업용 차량(11)이 물체(10)를 원래 놓인 장소 C로부터 새로운 적재장소 E로 이동시키기 위해서는, 장소 C에서 차량(11)의 작업기(12)에 물체(10)를 적재한 후 장소 D 방향으로 차량을 후진시켰다가 장소 E로 차량(11)을 전진시켜 물체(10)를 내려놓는 작업순서를 거치게 된다. 따라서 차량을 전·후진 시켜야 하는 등 불필요한 조작이 요구되어 작업시간이 늘어나는 문제점을 갖고 있었다.

또한 종래 산업용 차량이 물체를 하역하는 작업을 수행할 때에는 차량이 회전할 수 있는 공간이 충분히 확보되어야 하는데, 각종 산업현장 및 매장의 창고 등에서는 차량이 회전할 수 있는 공간이 확보되지 못하는 경우가 많다. 도시된 바와같이, 장소 D에 벽면(13)이 형성되어 있을 때에는 차량(11)이 장소 D 방향으로 후진할 수 없어서 물체(10)를 이동시키는 등의 작업을 수행할 수 없어서 협소한 공간에서 작업을 원활히 수행할 수 있는 산업용 차량의 기술이 절실하게 요구되고 있다.

좁은 공간에서도 효과적으로 작업을 수행하기 위해서 산업용 차량의 조향장치에 4륜 조향방식을 채택하기도 하는데, 4륜 조향방식은 전륜 또는 후륜 만을 조향하는 2륜 조향방식과는 달리 좁은 공간에서도 차량의 급격한 회전이 가능한 장점을 갖는다.

4륜 조향장치에 관한 기술로서, 한국 공개실용신안 제1999-41376호와 제1998-45500호에는 전륜과 후륜을 반대방향으로 조향시키는 조향장치가 개시된다. 이와 같은 종래 4륜 조향장치는 양측에 차륜이 장착되는 프론트·리어액슬이 차체 전후방에 설치되고, 프론트·리어액슬과 소정간격을 이루도록 전·후륜조향실린더가 설치되며, 전·후륜조향실린더의 양측에는 타이로드 및 너클암이 연결되어 조향실린더에 유압이 공급됨에 따라 전·후륜이 좌우로 조향된다.

그러나 이와 같은 구성에 따르더라도 차륜의 조향각이 조향실린더의 이동 거리에 한정되어 차량의 진행방향을 전환하기 위해서는 차량을 전·후진 시킬 수 있는 충분한 회전공간이 필요하기 때문에 좁은 공간에서는 작업 수행이 제한되는 문제점이 있었다.

또한 한국 등록특허 제4310호에는 각각의 차륜이 독립적인 작동에 의해 임의의 방향으로 360°회전이 가능하게 이루어져, 좁은 공간에서도 차량을 쉽게 주차시킬 수 있는 기술이 개시된다. 차륜의 상측에는 두 개의 스테핑모터에 의해 각각 구동되는 두 개의 워엄기어 사이에 워엄이 결합되고, 워엄은 차륜의 조향축에 고정되어, 각각의 차륜이 독립적으로 조향된다. 그러나 각각의 차륜을 조향시키기 위해서는 스테핑모터 및 기어열 등이 필요한 복잡한 구성을 취하므로 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.

또한 종래 산업용 차량에는 차량을 효과적으로 운행하기 위해 좌·우 차륜을 차동적으로 구동하는 차동구동장치가 장착되는데, 대부분의 차동구동장치 구성이 복잡하여 소요되는 부품수가 증가하고 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.

초기 산업용 차량에는 붐 조립체의 메인아암이 차체프레임 상의 단일 회전축에 회전가능하게 결합되어 상하방향 승하강 운동을 하도록 설치되었는데, 메인아암 전단부에 장착되는 작업기 선단의 운동 궤적이 활모양의 곡선을 그리며 움직이는 문제점이 있었다.

즉, 붐 조립체가 상승하기 시작하는 초기에는 작업기 선단이 차체 앞으로 전진하고, 붐 조립체가 중간지점을 통과한 후에는 작업기 선단이 후퇴하여, 붐 조립체가 최고지점까지 상승했을 때는 작업기 선단까지의 길이인 리치가 감소하는 문제가 있었다.

따라서 산업용 차량을 이용하여 트럭 등에 물체를 하역할 때에는 작업기의 초기 동작구간에서 트럭과 작업기의 충돌이 발생하지 않도록 차량을 트럭으로부터 떨어진 상태에서 조작하여야 하며, 물체를 하역하는 순간에는 작업기가 트럭의 후단 상부보다 충분히 높이 위치하도록 하여 차량을 소정 간격 전진시키는 등의 조작을 수행하여야 한다. 또한 붐 조립체가 상승하는 동안 작업기가 차체에 대해 소정거리 전진하기 때문에 작업기에 물체를 적재한 상태에서는 차량의 무게 중심이 전방으로 이동하여 차량이 전도될 위험도 존재하였다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 기술로, 한국 공개특허 제2001-63039호와 미국 등록특허 제5169278호 등에는 붐 조립체가 상승할 때 작업기 선단 궤적이 대략 수직하게 직선 경로를 따라 이동되도록 이루어지는 산업용 차량이 개시되어 있다.

이와 같은 기술에 따르면, 붐 조립체가 상승을 시작하는 초기에 작업기도 대략 수직하게 상승하기 때문에 물체가 적재될 트럭 등의 후단과 작업기가 충돌되는 것을 피하기 위해 차량을 후진시키는 등의 조작을 할 필요가 없으며, 붐 조립체의 리치가 차량 전후방향으로 크게 변동되는 현상도 발생하지 않는다.

그러나 작업기가 차체에 대하여 수직방향으로만 이동되기 때문에, 물체가 트럭이나 컨테이너의 가장 안쪽에 적재되어야 하는 경우에는 차량이 트럭이나 컨테이너 내부까지 진입하여 물체를 하역한 후에 다시 후진하여야 하는 어려움이 있다.

따라서 산업용 차량 붐 조립체의 길이가 조절되어 물체를 하역하는 작업기의 위치가 전후방향으로 조절될 수 있는 기술이 절실하게 요구되어 왔다.

또한 종래 산업용 차량에는 붐 조립체의 승하강 동작이 이루어질 때, 운전자가 조정레버를 수동으로 조작하면서 작업기의 수평을 유지하여야 하므로 메인아암과 작업기의 조정레버를 함께 조작할 수 있는 숙련도와 주의가 요구되며, 때로는 작업기를 수평상태로 유지하기가 어려워 물체를 떨어뜨리는 경우가 있었는데, 이로인해 작업능률이 저하되고 안전사고의 위험이 항상 존재하였다.

또한 좁은 장소에서 이루어지는 작업의 특성상 물체가 원래 놓인 위치와 적재되어야 할 장소가 가까운 경우가 있는데, 이 때에도 산업용 차량을 사용하여 물체를 하역할 때에는 작업기에 물체를 싣고 차량을 후진, 회전, 다시 전진시키는 등의 조작을 수행하여 차량의 전방이 새로이 적재될 장소를 향하도록 해야 한다.

좁은 공간에서도 작업을 수행하기 위해서 산업용 차량은 최소한의 회전반경을 갖도록 설계되지만, 작은 회전반경을 갖는 산업용 차량의 회전이 허용되지 않을 정도로 비좁은 작업환경이 많아서 차량 전체를 회전시키지 않고도 작업기의 방향만을 회전할 수 있는 기술이 절실하게 요구되고 있다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 산업용 차량에 조향실린더에 의해 구동되는 구동체인 및 스프로켓을 구비하는 조향장치를 장착하여 전·후륜이 조향각 제한없이 같은 방향으로 조향되어 차량 진행방향이 용이하게 전환될 수 있게 하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 산업용 차량의 붐 조립체에 붐 길이조정장치를 장착하여 작업기 선단이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되며 붐 길이가 조절되어 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있도록 하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 산업용 차량에 단순한 구성으로 이루어져 좌·우차륜을 차동적으로 구동하는 차동구동장치를 장착하여 좌·우차륜의 차동구동기능이 효과적으로 이루어지게 하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 산업용 차량의 붐 조립체에 작업기 수평조절장치를 장착하여 붐 조립체가 승강 또는 하강될 때에 작업기의 수평이 자동적으로 조절되어 작업능률과 안전성을 향상시키는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 상부프레임을 하부프레임에 대하여 회전시키는 상부프레임 선회장치를 구비하여 차량 전체를 회전시키지 않고도 작업기의 방향을 회전시킬 수 있어서 좁은 작업환경에 적합한 산업용 차량을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 산업용 차량의 작업상태 개략도를 나타낸다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 차량의 사시도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 조향장치의 개략도.

도 4a는 도 3의 조향장치 내에 포함되는 조향케이스의 개략도.

도 4b는 도 4a의 조향장치의 좌회전시 조향케이스의 작동상태도.

도 4c는 도 4a의 조향장치의 우회전시 조향케이스의 작동상태도.

도 5는 도 3의 A-A 선에서 바라본 구동장치의 정면도.

도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 붐 조립체를 구비하는 산업용 차량의 측면도.

도 7은 도 6에 도시된 산업용 차량의 붐 길이조정장치의 작동상태도

도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 작동상태도.

도 9는 본 고안의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 사시도.

도 10은 본 고안의 일 실시예에 따른 상부프레임 선회장치의 개략도.

도 11은 도 10의 요부확대도.

도 12는 도 11의 B-B 부분의 단면도.

도 13은 본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 차량이 작업기에 물체를 적재하는 작동상태도.

도 14는 도 13의 산업용 차량이 물체를 내려놓기 위해 회전하는 작동상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 산업용 차량 125 : 하우징

2 : 하부프레임 125a,125b : 좌·우선회축

3 : 상부프레임 130 : 로터리밸브

3a : 운전실 130a,130b : 좌·우측실린더포트

20f,20r : 전·후륜 131 : 조향핸들

21a,21b,22a,22b : 좌·우측차륜 132 : 조향펌프

30 : 붐 조립체 133 : 유압탱크

31a : 작업기 브라켓 140 : 제1 유로

31 : 작업기 140a : 좌측유로

31a : 브라켓 140b : 우측유로

32 : 제1 메인아암 141a,141b : 솔레노이드 밸브

33 : 제2 메인아암 150 : 제2 유로

34 : 승하강액추에이터 160 : 제3 유로

35 : 제어링크 300 : 차동구동장치

36 : 작업기 액추에이터 310a,310b : 좌·우구동유압모터

39 : 후방아암 320 : 기어케이스

40 : 붐 길이조정장치 321 : 구동기어

41 : 챔버 322 : 종동기어

42 : 제1 플렌지 323 : 차축

43 : 제2 플랜지 324 : 감속기어열

44 : 신축액추에이터 325 : 회전축

110,120 : 전·후륜 조향케이스 340 : 구동펌프

111a,121a : 좌측입력포트 400 : 상부프레임 선회장치

111b,121b : 우측입력포트 401a : 축부

112,122 : 조향실린더 401 : 스윙모터

121 : 압유챔버 402 : 스윙구동기어

122a : 피스톤 403 : 지지링

123 : 구동체인 404 : 베어링

122b : 세트스크류 405 : 스윙링

124a,124b : 좌·우스프로켓 406 : 스윙기어

33b,34a,35a,35b,36b,39a,39b : 고정핀 100 : 조향장치

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 전·후륜을 조향각 제한없이 같은 방향으로 조향하는 조향장치와 차동구동장치와 작업기 수평조절장치 및 붐 길이조정장치가 포함되는 붐 조립체와 상부프레임 선회장치를 구비하는 산업용 차량을 제공한다.

본 고안에 따른 산업용 차량은, 좌·우측차륜으로 이루어지는 전·후륜이 전후방 하측에 각각 설치되는 하부프레임, 상부에 조향핸들이 장착된 운전실이 설치되어 하부프레임 상측에 회전가능하게 결합되는 상부프레임, 조향핸들이 회전됨에 따라 전·후륜을 각각 반대방향으로 회전시키도록 하부프레임에 설치되는 전·후륜 조향케이스와 전·후륜조향케이 각각에 압유를 배분하는 로터리밸브를 포함하는 조향장치, 각각의 차륜에 장착되어 차륜에 가해지는 저항에 따라 좌측차륜과 우측차륜을 차동적으로 구동하는 구동유압모터를 포함하는 차동구동장치, 상부프레임에 대하여 상하로 회전가능하게 설치되고 전방에 작업기가 설치되는 메인아암과, 메인아암을 길이방향으로 신축시키는 붐 길이조정장치를 포함하는 붐 조립체 및 상부프레임과 하부프레임 사이에 설치되어 상부프레임을 하부프레임에 대하여 회전시키는 상부프레임 선회장치를 포함하여 이루어진다.

상술한 조향장치는 좌·우측입력포트가 형성되며 양단에 구동체인이 연결되어 좌우입력포트에 공급되는 압유에 의해 구동체인을 좌우로 이동시키는 조향실린더와, 구동체인에 의해 구동되는 좌·우스프로켓과, 상부는 좌·우스프로켓에 결합되고 하부는 좌·우차륜과 결합되는 좌·우선회축을 포함하여 하부프레임 전후방에 각각 설치되는 전·후륜 조향케이스, 조향펌프 및 유압탱크에 연결되어 조향핸들의 회전에 따라 조향펌프로부터의 압유를 좌·우측실린더포트로 배출하는 로터리밸브, 전륜 조향케이스 유압실린더의 우측입력포트와 후륜 조향케이스의 좌측입력포트를 서로 연결하는 우측유로와 전륜 조향케이스 유압실린더의 좌측입력포트와 후륜 조향케이스의 우측입력포트를 서로 연결하는 좌측유로로 이루어지 제1 유로, 로터리밸브 우측실린더포트와 우측유로를 연결하는 제2 유로, 로터리밸브 좌측실린더포트와 좌측유로를 연결하는 제3 유로 및 로터리밸브로부터 전·후륜 조향케이스로의 압유 흐름을 개폐하는 적어도 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 붐 조립체는 후단부가 상부프레임 후방에 회동가능하게 고정되는 후방아암, 후단부가 후방아암 전단부에 회동가능하게 고정되는 제1 메인아암과 제1 메인아암에 슬라이딩 가능하게 결합되며 전단부에 작업기 브라켓 및 작업기가 회동가능하게 고정되는 제2 메인아암으로 이루어지는 메인아암, 제1 메인아암과 제2 메인아암 사이에 설치되어 제2 메인아암을 제1 메인아암에 대하여 이동시키는 신축액추에이터를 포함하는 붐 길이조정장치, 일단은 후방아암 전방에서 상부프레임에 회동가능하게 고정되며 타단은 제1 메인아암 중간부에 회동가능하게 고정되어 메인아암을 회동시키도록 신축되는 승하강액추에이터, 일단은 상부프레임 전방에 회동가능하게 고정되고 타단은 제1 메인아암에 회동가능하게 고정되는 제어링크 및 일단은 제2 메인아암에 고정되고 타단은 작업기 브라켓에 회동가능하게 고정되어 작업기 브라켓을 회동시키는 작업기 액추에이터를 포함하는 붐 조립체를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 붐 조립체는 승하강액추에이터가 작동됨에 따라 작업기액추에이터가 작동되도록 유량을 제어하는 제어밸브로 이루어지는 작업기 수평조절장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면의 바람직한 실시예 들을 통하여, 본 고안에 따른 산업용 차량의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 차량의 사시도이다.

본 고안에 따른 산업용 차량(1)은 하부프레임(2) 하측의 전후방으로 전·후륜(20f,20r)이 장착되며, 상부프레임(3) 상측에는 조향핸들(131)이 설치된 운전실(3a)이 장착되고 작업기(31)를 포함하는 붐 조립체(30)가 설치된다. 상기 붐 조립체(30)가 상부프레임(3)에 대하여 회전되면 상기 작업기(31)도 상부프레임(3) 대하여 상하로 승하강 작동을 하며 작업을 수행한다. 상부프레임(3)은 하부프레임(3)에 대하여 회전 가능하게 설치되며, 붐 조립체(30)의 제2메인아암(33)이 제1 메인아암(32)에 대하여 상대이동 가능하게 설치되어 작업기(31)의 위치를 차량(1)의 전방으로 신장시킬 수 있다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 조향장치의 개략도이다.

전륜(20f)과 후륜(20r)은 각각 좌·우측차륜(21a,21b,22a,22b)으로 이루어지며, 하부프레임(2) 전후방 하측에 각각 설치되는데, 조향장치(100)에 의해 전륜(20f)과 후륜(20r)이 조향각 제한없이 같은 방향으로 회전되도록 이루어진다.

조향장치(100)는 크게 전·후륜 조향케이스(110,120)와, 로터리밸브(130)와, 제1 유로(140), 제2 유로(150) 및 제3 유로(160)를 포함하여 이루어진다.

하부프레임(2)의 전후방에는 전·후륜 조향케이스(110,120)가 설치되어 각각 전·후륜(20f,20r)을 조향한다. 로터리밸브(130)는 상기 전·후륜 조향케이스(110,120)에 압유를 공급하고, 제1 및 제2, 3 유로(140,150,160)는 상기 로터리밸브(130), 전륜 조향케이스(110) 및 후륜 조향케이스(120)의 각각을 연결하는 역할을 한다.

전·후륜 조향케이스(110,120)는 동일한 구성으로 이루어져 전후방향으로 대칭을 이루며 하부프레임(2) 하측에 설치되며, 조향케이스(110,120) 각각에는 좌·우측차륜(21a,21b,22a,22b)이 연결되어, 조향케이스(110,120)에 압유가 공급됨에 따라 좌·우측차륜(21a,21b,22a,22b)의 조향이 이루어진다.

도 4a는 도 3의 조향장치 내에 포함되는 조향케이스의 개략도, 도 4b는 도 4a의 조향장치의 좌회전시 조향케이스의 작동상태도, 도 4c는 도 4a의 조향장치의 우회전시 조향케이스의 작동상태도이다.

도시된 조향케이스는 후륜 조향케이스(120)를 나타내며, 도 3에 도시된 바와 같이 전륜 조향케이스(110)는 후륜 조향케이스(120)와 동일한 구성으로 이루어져 상기 하부프레임(2)에 대하여 전후방으로 대칭되게 설치되기 때문에 여기서는 후륜 조향케이스(120)의 구성만을 설명한다.

조향케이스(120)는 하우징(125) 내에 설치되는 조향실린더(122)와, 구동체인(123)과, 좌·우스프로켓(124a,124b)과, 좌·우선회축(125a,125b)을 포함한다. 좌·우선회축(125a,125b) 각각에는 좌·우측차륜(22a,22b)이 연결되어 상기 조향실린더(122)가 좌우로 이동되면 좌·우측차륜(22a,22b)의 조향이 이루어진다.

상기 조향케이스(120)의 압유챔버(121)에는 좌·우측입력포트(121a,121b)가 형성되며, 상기 압유챔버(121) 내에 상기 조향실린더(122)가 좌우로 이동가능하게 설치된다. 조향실린더(122)의 중간에는 압유챔버(121) 내부를 좌우영역으로 구분하는 피스톤(122a)이 형성되어, 압유챔버(121) 좌·우측입력포트(121a,121b)를 통해 입력되는 압유의 작용에 의해 피스톤(122a)이 좌우로 이동됨으로써 조향실린더(122)가 좌우 이동된다.

조향실린더(122)의 양단에는 구동체인(123)이 연결되는데, 조향실린더(122) 양단으로 이격되게 좌·우스프로켓(124a,124b)이 설치되고, 구동체인(123)과 좌·우스프로켓(124a,124b)이 맞물려 있어서 구동체인(123)에 의해 좌·우스프로켓(124a,124b)이 구동되어 회전운동을 한다. 조향실린더(122)와 구동체인(123)의 연결은 세트스크류(122b)를 개재하여 이루어지기 때문에, 세트스크류(122b)를 회전시킴으로서 구동체인(123)에 작용하는 장력을 조절할 수있다.

좌·우스프로켓(124a,124b) 각각의 중심에는 좌·우선회축(125a,125b)이 결합된다. 좌·우선회축(125a,125b)의 상단은 좌·우스프로켓(124a,124b)의 중심에 고정되며 하단은 후술하는 기어케이스(320)와 결합되어, 좌·우스프로켓(124a,124b)과 좌·우선회축(125a,125b)이 회전됨에 따라 기어케이스(320)도 일체로 회전운동을 한다.

이와 같은 구성에 따르면, 조향각이 제한되던 종래의 조향장치와는 달리 차륜이 좌우로 각각 90°까지 조향되어, 180°의 범위에서 조향이 가능한 특징을 갖는다.

상기 압유챔버(121)의 좌·우측입력포트(121a,121b)에는 압유가 공급되어야 하는데, 차량의 소정 위치에 설치되는 로터리밸브(130)가 압유를 공급하는 역할을 수행한다. 로터리밸브(130)는 조향핸들(131)과, 조향펌프(132) 및 유압탱크(133)와 연결되어 조향핸들(131)이 회전됨에 따라 조향펌프(132)로부터의 압유를 좌·우측실린더포트(130a,130b)로 배출한다.

로터리밸브(130)와 상기 전·후륜 조향케이스(110,120)의 연결은 제1 유로(140), 제2 및 제3 유로(150,160)에 의해 이루어진다. 제1 유로(140)는 상기 전륜 조향케이스(110)와 후륜 조향케이스(120)를 연결하고, 제2 및 제3 유로(150,160)는 상기 로터리밸브(130)와 상기 전·후륜 조향케이스(110,120)를 연결한다.

상기 제1 유로(140)는 우측유로(140b)와 좌측유로(140a)로 이루어진다. 우측유로(140b)는 상기 전륜 조향케이스(110)의 우측입력포트(111b)와 후륜 조향케이스(120)의 좌측입력포트(121a)를 연결하고, 좌측유로(140a)는 상기 전륜 조향케이스(110)의 좌측입력포트(111a)와 후륜 조향케이스(120)의 우측입력포트(121b)를 연결한다.

상기 제2 유로(150)는 상기 로터리밸브(130) 우측실린더포트(130b)와 상기 우측유로(140b)를 연결하고, 상기 제3 유로(160)는 상기 로터리밸브(130) 좌측실린더포트(130a)와 상기 좌측유로(140a)를 연결함으로써, 상기 로터리밸브(130)와 상기 전·후륜 조향케이스(110,120)가 서로 연통된다.

상기 제1 유로(140)의 좌측유로(140a)와 우측유로(140b)에는 압유의 흐름을 차단/연통시키는 솔레노이드 밸브(141a,141b)가 설치된다. 솔레노이드 밸브(141a,141b)가 압유의 흐름을 연통시키면 상기 로터리밸브(130)로부터의 압유가 전륜 조향케이스(110)와 후륜 조향케이스(120) 모두에 공급되지만, 솔레노이드 밸브(141a,141b)가 압유를 차단하면 로터리밸브(130)로부터의 압유는 전륜 조향케이스(110)에만 공급되어, 전륜(20f)만 조향되고 후륜(20r)은 조향되지 않아 일반적인 전륜 조향장치와 같은 조향이 이루어진다.

이하에서는 이와 같은 구성으로 이루어지는 조향장치(100)의 작동을 살펴본다. 차량이 좌측으로 회전하기 위해 조향핸들(131)이 좌측으로 회전되면, 로터리밸브(130)로부터의 압유가 좌측실린더포트(130a)와 제3 유로(160)와 좌측유로(140a)를 통과하여 전륜 조향케이스(110)의 좌측입력포트(111a)와 후륜 조향케이스(120)의 우측입력포트(121b)의 각각으로 공급된다. 따라서 전륜 조향케이스(110)의 조향실린더(112)는 우측으로, 후륜 조향케이스(120)의 조향실린더(122)는 좌측으로 이동하여 전륜(20f)과 후륜(20r)이 모두 같은 방향인 좌측으로 조향된다. 따라서 차량을 주행하여 회전시키지 않고도 차량의 진행방향을 용이하게 전환할 수 있으므로 좁은 공간에서도 작업을 원활히 수행할 수 있다. 또한 일반 도로에서 차량을 주행할 경우에는 상기 솔레노이드 밸브(141a,141b)를 작동시켜 후륜 조향케이스(120)로의 압유 공급을 차단함으로써 전륜(20f)만 조향되도록 할 수 있다.

도 5는 도 4의 A-A 선에서 바라본 구동장치의 정면도이다.

차동구동장치(300)는 하부프레임(2)의 좌·우에 설치되는 좌·우측차륜(22a,22b)과, 좌·우구동유압모터(310a,310b)와, 기어케이스(320)를 포함하여 이루어진다.

기어케이스(320)는 그 상부가 상기 선회축(125a,125b)과 연결되는데, 선회축(125a,125b) 상단은 상기 스프로켓(124a,124b)의 중심에 고정된다. 따라서 스프로켓(124a,124b)이 상기 구동체인(123)에 의해 구동되어 회전됨에 따라 선회축(125a,125b) 및 기어케이스(320)가 함께 회전운동을 한다. 또한 기어케이스(320) 내에는 구동유압모터(310a,310b) 축에 결합되는 구동기어(321)와 이에 맞물리며 차축(323)에 결합되는 종동기어(322)로 이루어지는 감속기어열(324)이 설치된다.

기어케이스(320)에 장착되는 좌·우구동유압모터(310a,310b)는 좌·우측차륜(22a,22b)을 차동적으로 구동하는 역할을 한다. 좌·우구동유압모터(310a,310b)는 회전축(325)이 기어케이스(320) 내측에 위치하도록 기어케이스(320)에 고정되고, 회전축(325)에는 구동기어(321)가 결합된다. 일단이 차륜(22a,22b)의 중심과 연결되는 차축(323)은 타단이 기어케이스(320) 내부로 삽입되도록 설치된다. 차축(323)의 타단에는 종동기어(322)가 상기 구동기어(321)와 맞물리도록 설치된다. 따라서 구동펌프(340)로부터 압유를 공급받아 구동유압모터(310a,310b)가 회전하면 감속기어열(324)을 통해 차축(323)으로 구동력이 전달되어 차륜(22a,22b)의 구동이 이루어진다.

상술한 바와 같이 좌·우구동유압모터(310a,310b)는 구동펌프(340)와 병렬로 연결되기 때문에, 좌·우측차륜(22a,22b)에 부가되는 저항이 동일한 경우에는 구동펌프(340)로부터 좌·우구동유압모터(310a,310b) 각각에 공급되는 유량이 동일하여 좌·우측차륜(22a,22b)이 동일한 구동력에 의해 구동된다. 좌·우측차륜(22a,22b)에 가해지는 저항력에 차이가 발생하는 경우에는 좌·우구동유압모터(310a,310b)에 작용하는 부하가 달라지므로, 구동펌프(340)로부터 좌·우구동유압모터(310a,310b) 각각에 공급되는 유량도 달라져 좌·우측차륜이 상이한 구동력에 의해 차동적으로 구동된다.

도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 붐 조립체를 구비하는 산업용 차량의 측면도, 도 7은 도 6에 도시된 산업용 차량의 붐 길이조정장치가 신장된 상태를 도시하고, 도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 작동상태도, 도 9는 본 고안의 일 실시예에 따른 붐 조립체의 사시도이다.

붐 조립체(30)는 상부프레임(3)에 고정되는 후방아암(39), 붐 길이조정장치(40), 제1 메인아암(32), 제2 메인아암(33), 승하강액추에이터(34),제어링크(35), 작업기 액추에이터(36) 및 작업기 수평조절장치(미도시)를 포함하여 이루어진다.

후방아암(39)은 고정핀(39a)에 의하여 상부프레임(3) 후방에 회전가능하게 고정되고, 제1 메인아암(32)의 후단부는 상기 후방아암(39)의 전단부에 고정핀(39b)에 의해 회전가능하게 고정된다. 제1 메인아암(32) 전단부에는 제2 메인아암(33)이 슬라이딩 가능하게 결합된다.

제1 메인아암(32)과 제2 메인아암(33) 사이에는 챔버(41), 제1 플랜지(42), 제2 플랜지(43) 및 신축액추에이터(44)를 포함하여 이루어지는 붐 길이조정장치(40)가 설치되어, 제2 메인아암(33)을 제1 메인아암(32)에 대하여 전후방향으로 슬라이딩 운동시킨다.

제1 메인아암(32) 전단부 내측에는 길이방향으로 챔버(41)가 형성되며, 전단부 외주연에는 제1 플랜지(42)가 형성된다. 또한 제2 메인아암(33)의 후단부가 상기 챔버(41)에 삽입되어 슬라이딩 가능하게 설치된다.

제1 메인아암(32)과 제2 메인아암(33) 사이에는 제2 메인아암(33)을 제1 메인아암(32)에 대하여 이동시키는 신축액추에이터(44)가 설치된다. 신축액추에이터(44)의 후단부는 상기 챔버(41) 내부에 고정되고 전단부는 상기 제2 메인아암(33) 후단부에 고정되어 챔버(41) 내에 설치된다.

상기 제1 메인아암(32) 전단부 외주연에는 제1 플랜지(42)가 형성되고, 상기 신축액추에이터(44)가 축소상태에 있을 때 상기 제1 플렌지(42)와 접하도록 상기 제2 메인아암(33) 외측에 제2 플랜지(43)가 형성된다. 제1 플렌지(42)와 제2 플렌지(43)는 제2 메인아암(33)이 제1 메인아암(32)에 대해 상대운동할 때에 관성에 의해 제2 메인아암(33)이 후방으로 밀려들어가지 않도록 정지 위치를 제한하는 역할을 한다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 붐 길이조정장치(40)에 의해 제2 메인아암(33)이 전방으로 이동되면, 도 7에 도시된 바와 같이 작업기 선단까지의 길이가 X에서 X1 만큼 증가되므로 붐 조립체(30)의 길이를 자유로이 조정하며 작업을 수행할 수 있다.

승하강액추에이터(34)의 일단은 고정핀(34a)에 의해 상부프레임(3)에 회전가능하게 고정되며 타단은 상기 제1 메인아암(32)의 중간부에 회전가능하게 고정된다. 승하강액추에이터(34)가 상부프레임(3)에 대하여 고정되는 위치는 상기 후방아암(39)의 고정위치보다 전방이어서 승하강액추에이터(34)는 상기 후방아암(39) 보다 앞쪽에 설치되고, 길이방향으로 신축되면서 상기 제1 메인아암(32) 및 제2 메인아암(33)이 회전되도록 구동력을 부여하는 역할을 한다.

제어링크(35)의 일단은 상기 상부프레임(3) 전방에 고정핀(35a)에 의해 회전가능하게 고정되고, 타단은 상기 제1 메인아암(32)에 고정핀(35b)에 의해 회전가능하게 고정된다. 제어링크(35)의 길이는 일정하기 때문에 상부프레임(3)에 연결되는 고정핀(35a)을 중심으로 제어링크(35) 타단부가 원운동을 함으로써 제1 메인아암(32)의 회전운동을 제어하여, 붐 조립체(30)의 작업기(31) 선단 궤적이 대략 직선을 그리며 이동하게 하는 역할을 한다.

제2 메인아암(33)의 전단부에는 작업기 브라켓(31a) 및 작업기(31)가 장착되는데, 작업기 브라켓(31a)이 제2 메인아암(33) 전단부에 고정핀(33b)에 의해 회전가능하게 고정되며, 작업기 브라켓(31a) 전방에 작업기(31)가 고정되어 작업기 브라켓(31a) 및 작업기(31)가 제2 메인아암(33)에 대하여 상하 방향으로 회전가능하게 설치된다.

상기 작업기 액추에이터(36)는 그 일단이 상기 제2 메인아암(33)에 고정되고 타단은 상기 작업기 브라켓(31a)에 고정핀(36b)에 의해 회동가능하게 고정되어 상기 작업기 브라켓(31a)을 회동시킨다.

또한 상기 승하강액추에이터(34)가 신축되어 상기 제1 메인아암(32)이 회전되면, 작업기 수평조절장치(미도시)가 상기 작업기 액추에이터(36)를 작동시켜 상기 작업기(31)의 수평조절이 자동적으로 이루어진다. 운전자는 작업기 수평조절장치(미도시)의 자동 조절기능을 해제하고, 작업기 액추에이터(36)를 조정하도록 설치되는 조절레버(미도시)를 사용하여 수동으로 작업기(31)의 수평을 조절할 수도 있다.

작업기 수평조절장치(미도시)는 상기 승하강액추에이터(34)를 작동시키는 유량의 변화량에 따라 작업기 액추에이터(36)를 작동시키는 유량을 제어하는 제어밸브(미도시)를 포함하여 이루어진다. 상기 제어밸브(미도시)는 상술한 바와 같이 승하강액추에이터(34)의 작동 유량 변화량에 의해 작업기 액추에이터(36)의 유량을 제어하는 방식 이외에도, 제1 메인아암(32)의 경사각을 측정하여 측정된 경사각에 따라 작업기 액추에이터(36)를 제어하거나, 작업기(31) 자체 경사각을 측정하고 측정된 경사각에 따라 작업기 액추에이터(36)를 제어하는 등 여러 가지 방식을 사용할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 붐 조립체(30)가 작동되어 작업기(31)가 상승되는 동안 작업기 수평조절장치(미도시)가 작동되기 때문에 작업기(31)의 선단은 지면으로부터 대략 수직한 일직선의 경로를 따라 이동되므로 작업기(31) 내에 적재된 물체가 안정된 상태로 작업을 수행할 수 있다. 따라서 운전자가 작업기(31)와 물체(미도시)가 적재되는 트럭(미도시) 등과의 충돌을 피하기 위해 차량을 전후진시키는 등의 조작을 하지 않아도 된다.

또한 작업기(31)에 물체를 적재하는 작업을 수행할 때, 작업기(31)가 상부프레임(3) 하부에 위치하는 상태로 차량을 전진시켜야 했던 종래 방식과 달리, 작업기(31)가 하부에 위치한 상태에서 붐 길이조정장치(40)를 작동시켜 차량으로부터 멀리 떨어진 위치에 놓인 물체를 작업기에 적재하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한 작업기(31)에 적재된 물체를 내려놓을 때의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다. 붐 조립체(30)가 상승된 상태에서 붐 길이조정장치(40)를 작동시키면 제2 메인아암(33)이 상기 제1 메인아암(32)에 대하여 상대 이동함으로써, 작업기(31)가 차량에 대하여 전방으로 이동된다. 이 상태에서 승하강액추에이터(34)를 작동하여 붐 조립체(30)를 하강시키면 차량 전방으로 멀리 떨어진 위치까지 자유롭게 물체를 하역할 수 있어서, 컨테이너(미도시) 또는 트럭(미도시)의 화물칸 안으로 차량을 전진시켜 물체를 하역한 후 다시 차량을 후진시키는 등의 불필요한 작업을 수행할 필요가 없다.

도 10은 본 고안의 일 실시예에 따른 상부프레임 선회장치의 개략도, 도 11은 도 10의 요부확대도, 도 12는 도 11의 B-B 부분의 단면도를 나타낸다.

상부프레임(3)과 하부프레임(2) 사이에는 상부프레임 선회장치(400)가 설치되어 상기 상부프레임(3)을 하부프레임(2)에 대하여 회전시키는 역할을 한다.

상부프레임 선회장치(400)는 상부프레임(3)에 설치되는 스윙모터(401), 지지링(403)과 하부프레임(2)에 설치되는 스윙링(405)을 포함하여 이루어진다.

상부프레임(3)의 하측에는 지지링(403)이 수직하게 연장형성되고, 이에 대응하여 하부프레임(2)의 상측에는 스윙링(405)이 수직하게 연장형성된다. 지지링(403)과 스윙링(405)은 베어링(404)을 개재하여 서로 결합되어, 상부프레임(3)이 하부프레임(2)에 대하여 회전가능하게 결합된다. 또한 상부프레임(3) 하부에는 스윙모터(401)가 장착되는데, 스윙모터(401) 축부(401a)에 스윙구동기어(402)가 축설되고, 이 스윙구동기어(402)가 상기 스윙링(405) 내측에 형성되는 스윙기어(406)와 맞물리도록 설치된다.

스윙모터(401)가 구동되면 축부(401a)에 결합된 스윙구동기어(402)가 회전하여, 스윙기어(406) 내주면을 따라 스윙구동기어(402)가 이동하면서 지지링(403) 및 상부프레임(3)이 하부프레임(2)에 대하여 상대회전운동을 한다.

도 13은 본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 차량이 작업기에 물체를 적재하는 작동상태도, 도 14는 도 13의 산업용 차량이 물체를 내려놓기 위해 회전하는 작동상태도를 도시한다.

좁은 장소에서 이루어지는 작업의 특성상 물체가 놓인 위치와 적재되어야 할장소가 가까운 경우에는 작업기(31)에 물체를 싣고 차량을 후진, 회전, 다시 전진시키는 등의 조작을 수행하여 차량 전체를 회전시킬 필요 없이, 상기 상부프레임 선회장치(400) 만을 작동시키면 작업기(31)의 방향만을 회전시켜 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

본 고안에 따른 산업용 차량(1)이 물체(10)를 장소 C로부터 새로운 적재장소 E로 이동시키기 위해서는, 장소 C에서 차량(11)의 작업기(12)에 물체(10)를 적재한 후 전·후륜(20f,20r)을 장소 E 방향으로 조향시킨 후 상부프레임(3)을 장소 E 방향으로 회전시키면, 차량(1)의 진행방향과 작업기(31)의 방향이 장소 E 방향으로 용이하게 전환된다. 이 상태에서 물체를 내려놓을 수 있을 뿐만 아니라, 붐 조립체(30)의 길이를 신장시키면 차량(1) 전방의 적절한 위치에 물체(10)를 내려놓을 수 있다. 따라서 차량을 전·후진 시키는 등의 불필요한 조작이 필요 없이 작업을 수행할 수 있고, 좁은 공간에서도 물체를 신속하게 이동시킬 수 있다.

본 고안에 따른 산업용 차량(1)의 작업기(31)에는 도시된 바와 같은 지게차용 포크 이외에 로더용 버켓, 굴삭기 버켓 등의 여러 가지 작업기를 장착하여 기타 다양한 작업을 수행할 수 있는데, 이 때에도 조향각 제한없이 차륜을 자유로이 조향할 수 있고 상부프레임이 회전가능하며 붐 조립체의 길이가 신장되는 등의 다양한 기능으로 인해 우수한 기동성과, 다목적 산업용 차량으로서의 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 고안의 산업용 차량에 따르면, 산업용 차량에 조향실린더에 의해 구동되는 구동체인 및 스프로켓을 구비하는 조향장치를 장착하여 전·후륜이 조향각 제한없이 같은 방향으로 조향되므로 좁은 작업공간에서도 차량 진행방향이 용이하게 전환되며 좌·우 차륜의 차동구동이 효과적으로 이루어진다.

또한, 산업용 차량의 붐 조립체에 붐 길이조정장치가 장착되어 작업기 선단이 대략 수직한 직선경로를 따라 이동되며 붐 길이가 조절되어 물체의 적재 위치를 자유로이 선택할 수 있으며, 붐 조립체에 작업기 수평조절장치가 장착되어 붐 조립체가 승강 또는 하강될 때에 작업기의 수평이 자동적으로 조절되어 작업능률과 안전성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

좌·우측차륜으로 이루어지는 전·후륜이 전후방 하측에 각각 설치되는 하부프레임;

상부에 조향핸들이 장착된 운전실이 설치되어 상기 하부프레임 상측에 회전가능하게 결합되는 상부프레임;

상기 조향핸들이 회전됨에 따라 상기 전·후륜을 각각 반대방향으로 회전시키도록 상기 하부프레임에 설치되는 전·후륜 조향케이스와 상기 전·후륜조향케이 각각에 압유를 배분하는 로터리밸브를 포함하는 조향장치;

상기 각각의 차륜에 장착되어 차륜에 가해지는 저항에 따라 좌측차륜과 우측차륜을 차동적으로 구동하는 구동유압모터를 포함하는 차동구동장치;

상기 상부프레임에 대하여 상하로 회전가능하게 설치되고 전방에 작업기가 설치되는 메인아암과, 상기 메인아암을 길이방향으로 신축시키는 붐 길이조정장치를 포함하는 붐 조립체; 및

상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 설치되어 상기 상부프레임을 하부프레임에 대하여 회전시키는 상부프레임 선회장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 차량.
제 1 항에 있어서,

상기 조향장치는

좌·우측입력포트가 형성되며 양단에 구동체인이 연결되어 좌우입력포트에 공급되는 압유에 의해 상기 구동체인을 좌우로 이동시키는 조향실린더와, 상기 구동체인에 의해 구동되는 좌·우스프로켓과, 상부는 상기 좌·우스프로켓에 결합되고 하부는 상기 좌·우차륜과 결합되는 좌·우선회축을 포함하여 하부프레임 전후방에 각각 설치되는 전·후륜 조향케이스;

조향펌프 및 유압탱크에 연결되어 상기 조향핸들의 회전에 따라 조향펌프로부터의 압유를 좌·우측실린더포트로 배출하는 로터리밸브;

상기 전륜 조향케이스 유압실린더의 우측입력포트와 후륜 조향케이스의 좌측입력포트를 서로 연결하는 우측유로와 상기 전륜 조향케이스 유압실린더의 좌측입력포트와 후륜 조향케이스의 우측입력포트를 서로 연결하는 좌측유로로 이루어지 제1 유로;

상기 로터리밸브 우측실린더포트와 상기 우측유로를 연결하는 제2 유로;

상기 로터리밸브 좌측실린더포트와 상기 좌측유로를 연결하는 제3 유로; 및 상기 로터리밸브로부터 상기 전·후륜 조향케이스로의 압유 흐름을 개폐하는 적어도 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 차량.
제 1 항에 있어서,

상기 붐 조립체는

후단부가 상기 상부프레임 후방에 회동가능하게 고정되는 후방아암;

후단부가 상기 후방아암 전단부에 회동가능하게 고정되는 제1 메인아암과, 상기 제1 메인아암에 슬라이딩 가능하게 결합되며 전단부에 작업기 브라켓 및 작업기가 회동가능하게 고정되는 제2 메인아암으로 이루어지는 메인아암;

상기 제1 메인아암과 제2 메인아암 사이에 설치되어 상기 제2 메인아암을 제1 메인아암에 대하여 이동시키는 신축액추에이터를 포함하는 붐 길이조정장치;

일단은 상기 후방아암 전방에서 상기 상부프레임에 회동가능하게 고정되며 타단은 상기 제1 메인아암 중간부에 회동가능하게 고정되어 상기 메인아암을 회동시키도록 신축되는 승하강액추에이터;

일단은 상기 상부프레임 전방에 회동가능하게 고정되고 타단은 상기 제1 메인아암에 회동가능하게 고정되는 제어링크; 및

일단은 상기 제2 메인아암에 고정되고 타단은 상기 작업기 브라켓에 회동가능하게 고정되어 상기 작업기 브라켓을 회동시키는 작업기 액추에이터를 포함하는 붐 조립체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 차량.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 붐 조립체는

상기 승하강액추에이터가 작동됨에 따라 상기 작업기액추에이터가 작동되도록 유량을 제어하는 제어밸브로 이루어지는 작업기 수평조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 차량.