KR20110053547A - 휠로더 조향각 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠로더의 조향장치에 관한 것이며, 그 목적은 조향핸들을 이용한 운전자의 조향에 의한 전방프레임의 조향 상태를 알림수단을 통하여 운전자가 실시간으로 확인할 수 있도록 함으로서, 최대 조향각에서 발생하는 충격현상을 미리 예방하여 차단할 수 있는 휠로더 조향각 측정 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 조향축으로 연결되는 전방프레임과 후방프레임을 구비하고, 상기 조향축의 양쪽에 배치되어 조향 시 조향축을 중심으로 후방프레임에 대하여 전방프레임을 좌측 혹은 우측으로 조향시키는 조향실린더를 구비하는 휠로더 조향각 장치에 있어서; 상기 조향실린더에 각각 설치되어, 실린더로부터 인출되는 로드의 위치를 감지하는 포지션센서와; 상기 포지션센서로부터 수신된 로드의 위치변화로부터 전방프레임의 조향 상태를 감지하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 감지된 전방프레임의 조향 상태를 출력하여 운전자가 인지할 수 있게 하는 알림수단으로 구성된 휠로더 조향각 측정 장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

조향장치, 휠로더, 최대 조향각, 충격

Description

휠로더 조향각 측정 장치{The Steering angle measuring system for wheel loader}

본 발명은 휠로더 조향각 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠로더의 조향 중 휠로더의 조향위치를 실시간으로 측정하고 이를 작업자가 확인할 수 있도록 하여 최대 조향 시 발생되는 장비의 충격을 사전에 예방할 수 있는 등 장비의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 휠로더 조향각 측정 장치에 관한 것이다.

도 1은 휠로더 조향 구동장치를 보이는 것으로, 일반적으로 휠로더(Wheel loader)는 몸체가 전방프레임(1)과 후방프레임(2)으로 나누어져 있으며, 상기 전방프레임(1)과 후방프레임(2)은 핀 결합된 조향축(3)으로 서로 연결되어 있어, 조향 시 운전자의 조향핸들의 위치에 따라 조향축(3)을 중심으로 후방프레임(2)에 대하여 전방프레임(1)이 좌향 또는 우향으로 조향된다.

이때, 휠로더가 좌향 또는 우향하기 위해 전방프레임(1)이 후방프레임(2)에 대하여 회전할 경우, 최대 조향각에서 전방프레임(1)의 회전하는 선단면(1a)이 후방프레임(2)에 부딪히는 현상이 발생하게 된다.

이렇게 최대 조향각에서 발생되는 프레임(1)(2)간 충돌은 휠로더 장비의 내구성 및 수명에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 충돌에 의한 충격으로부터 탑승한 운전자에게의 승차감을 저하시켜 작업의 능률을 저해시키게 된다.

이상과 같이 최대 조향각에서 발생되는 프레임(1)(2)간 충돌현상에 의한 충격을 방지하기 위한 충격방지기술을 적용하게 되었다.

즉, 도 2는 종래 휠로더 조향장치의 충격방지장치 일예로서, 최대 조향각에서 부딪히는 프레임(2:후방프레임)의 해당 부위에 고무 재질의 스토퍼(6)(7)를 부착하도록 하고 있다.

이렇게 고무 재질의 스토퍼(6)(7)를 프레임(1)(2)간 부딪히는 부위에 설치하여 둠으로서, 강한 충격으로부터 장비의 직접적인 내구성 부분은 어느 정도 예방할 수 있었으나, 운전자에게 전해지는 반동과 진동 현상은 줄어들지 않아 승차감의 향상에는 전혀 도움이 되지 못하였다.

한편, 도 3은 종래 휠로더 조향장치의 충격방지장치의 다른 예를 보이는 것으로, 전방프레임(1)에 스토퍼(81)(91)를 부착하고, 후방프레임(2)에는 상기 스토퍼(81)(91)와 대응하게 스위치 타입의 차단밸브(8)(9)를 설치 구성하도록 하고 있다.

이러한 구성의 충격방지장치는 전방프레임(1)의 최대 조향각 시, 전방프레임(1)의 선단면(1a)이 후방프레임(2)에 부딪히기 전 스토퍼(81)가 차단밸브(8)의 스위치를 먼저 가압하여 해당 조향실린더(4)의 유량을 차단하여 더 이상의 조향이 이루어지지 않도록 하는 최대 조향 제한장치를 구비하도록 하고 있다.

하지만, 이상과 같이 기계식 스위치 타입의 차단밸브(8)(9)를 이용한 최대 조향 제한장치는, 최대 조향각 전 미리 조향실린더의 유량을 제한하는 차단밸브(8)(9)의 정확한 위치와 유량조절을 구현하기 위한 설계가 어렵고, 조향 시마다 발생되는 스토퍼(81)(91)와 차단밸브(8)(9)간 충돌로 인하여 스토퍼(81)(91)의 변위발생과 차단밸브(8)(9)의 내구성의 저하로 인한 잦은 고장과 작동불량이 발생하게 되었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 조향핸들을 이용한 운전자의 조향에 의한 전방프레임의 조향 상태를 알림수단을 통하여 운전자가 실시간으로 확인할 수 있도록 함으로서, 최대 조향각에서 발생하는 충격현상을 미리 예방하여 차단할 수 있는 휠로더 조향각 측정 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 조향축으로 연결되는 전방프레임과 후방프레임을 구비하고, 상기 조향축의 양쪽에 배치되어 조향 시 조향축을 중심으로 후방프레임에 대하여 전방프레임을 좌측 혹은 우측으로 조향시키는 조향실린더를 구비하는 휠로더 조향각 장치에 있어서,

상기 조향실린더에 각각 설치되어, 실린더로부터 인출되는 로드의 위치를 감지하는 포지션센서와,

상기 포지션센서로부터 수신된 로드의 위치변화로부터 전방프레임의 조향 상태를 감지하는 제어부, 및

상기 제어부로부터 감지된 전방프레임의 조향 상태를 출력하여 운전자가 인지할 수 있게 하는 알림수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 운전자의 조향핸들 조작 시 한계 조향각(최대 조향각)에서 발생되었던 프레임간의 충돌현상을 예상할 수 있어, 부품의 빈번한 충격으로 인한 장비의 내구성 저하를 예방하고, 그로 인한 운전 중 장비의 소음, 진동을 줄여 운전 중 피로도를 줄이는 등 쾌적한 장비의 운전 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 휠로더 조향각 측정 장치를 보이는 것으로, 도시된 바와 같이, 조향축(3)으로 연결되는 전방프레임(1)과 후방프레임(2)을 구비하고, 상기 조향축(3)의 양쪽에 배치되어 조향 시 조향축(3)을 중심으로 후방프레임(2)에 대하여 전방프레임(1)을 좌측 혹은 우측으로 조향시키는 조향실린더(4)(5)를 구비하는 휠로더 조향각 장치에 있어서,

본 발명에 따른 휠로더 조향각 측정 장치는, 상기 조향실린더(4)(5)에 각각 설치되어, 실린더로부터 인출되는 로드의 위치를 감지하는 포지션센서(11)(12)를 포함한다.

또한, 상기 포지션센서(11)(12)로부터 수신된 로드의 위치로부터 전방프레임(1)의 조향 상태를 감지하는 제어부(20)를 포함한다.

또한, 상기 제어부(20)로부터 감지된 전방프레임(1)의 조향 상태를 출력하여 운전자가 인지할 수 있게 하는 알림수단(30)을 포함한다.

상기 조향실린더(4)(5)들은 전방프레임(1)과 후방프레임(2)을 연결하는 조향축(3)을 중심으로 양쪽에 배치된다. 이러한 조향실린더(4)(5)는 휠로더 작업장치(붐, 버킷)의 구동실린더에 작동유를 공급하는 동일한 유압펌프(미도시)와 연결된다.

상기 포지션센서(11)(12)는 양쪽 조향실린더(4)(5)에 각각 설치 구성되어, 실린더로부터 인출되는 로드의 인출정도를 감지하는 것으로, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(41)에 고정되는 측정헤드(110)와, 로드(42)의 측면 길이방향에 설치되는 스케일 테이프(111)를 구성하여, 상기 측정헤드(110)를 통하여 인출되는 로드(42)의 스케일 테이프(111)에 새겨진 눈금을 측정헤드(110)가 감지하는 것으로 로드(42)의 인출정도를 확인하는 리니어 엔코더 형태의 것을 이용할 수 있다.

혹은, 이러한 포지션센서(11)(12)는 변위 감지 센서 형태의 것을 이용할 수도 있다.

이러한 포지션센서(11)(12)는 양쪽 조향실린더(4)(5)의 작동상태를 지속적으로 감지하여 상기 제어부(20)로 전송하게 된다.

상기 제어부(20)는 수신된 조향실린더(4)(5)의 작동상태(로드의 인출정도)정보로부터 상기 조향축(3)을 중심으로 조향되는 전방프레임(1)의 조향 상태정보를 연산 처리하여 이를 운전실에서 조향핸들을 조작하고 있는 운전자에게 알림수단(30)을 통하여 출력시킨다.

상기 알림수단(30)으로는 운전자가 쉽게 확인할 수 있도록 운전실내부에 배치되는 디스플레이(31), 경보(32), 램프(33) 들 중 하나로 이루어질 수 있으며, 또한 상기 디스플레이(31), 경보(32), 및 램프(33) 들 중 하나 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 휠로더 조향각 측정 장치를 통하여, 운전자는 조향축(3)을 중심으로 좌, 우측 회전하는 전방프레임(1)의 선단면(1a)이 후방프레임(2)에 부딪히게 되는 한계 조향각(최대 조향각)이 발생하기 전, 알림수단(30)을 통하여 미리 장비의 충격을 예상할 수 있으며, 이러한 상황에서 불필요한 프레임 간의 충돌현상을 줄일 수 있는 장비의 운전환경을 제공할 수 있어 장비의 내구 성을 향상시키는 것은 물론 무리한 조향핸들의 조작으로부터 야기되었던 장비의 진동, 소음 등을 줄여 편안함 승차감을 운전자에게 제공할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 휠로더 조향 구동장치

도 2는 종래 휠로더 조향장치의 일예

도 3은 종래 휠로더 조향장치의 다른 예

도 4는 본 발명에 따른 휠로더 조향각 측정장치

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 포지션센서의 일예

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 전방프레임

(2) : 후방프레임

(3) : 조향축

(4),(5) : 조향 실린더

(41) : 실린더

(42) : 로드

(11),(12) : 포지션센서

(20) : 제어부

(30) : 알림수단

Claims (3)

1. 조향축(3)으로 연결되는 전방프레임(1)과 후방프레임(2)을 구비하고, 상기 조향축(3)의 양쪽에 배치되어 조향 시 조향축(3)을 중심으로 후방프레임(2)에 대하여 전방프레임(1)을 좌측 혹은 우측으로 조향시키는 조향실린더(4)(5)를 구비하는 휠로더 조향각 장치에 있어서,

   상기 조향실린더(4)(5)에 각각 설치되어, 실린더로부터 인출되는 로드의 위치를 감지하는 포지션센서(11)(12)와,

   상기 포지션센서(11)(12)로부터 수신된 로드의 위치변화로부터 전방프레임(1)의 조향 상태를 감지하는 제어부(20), 및

   상기 제어부(20)로부터 감지된 전방프레임(1)의 조향 상태를 출력하여 운전자가 인지할 수 있게 하는 알림수단(30)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 휠로더 조향각 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 알림수단(30)은, 디스플레이, 경보, 램프 들 중 어느 하나이거나 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 휠로더 조향각 측정 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 포지션센서(11)(12)는, 실린더로부터 인출되는 로드의 길이변화를 측정 하는 리니어 엔코더 혹은 변위 감지 센서인 것을 특징으로 하는 휠로더 조향각 측정 장치.

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