KR20160112689A - 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동 지게차 내에 배터리 트레이를 수납과 인출할 수 있는 장치를 구성함으로써, 작업자가 직접 배터리 트레이를 수납/인출하거나 별도의 수납/인출을 위한 구성을 준비하지 않고서도 배터리 셀을 교환하거나 증류수 보충 등을 쉽고 신속하게 작업할 수 있게 한 배터리를 쉽게 교환할 수 있게 한 전동 지게차를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 배터리 트레이를 수납하거나 인출하기 위한 구성으로서, 체인과 이 체인과 맞물려서 배터리 트레이를 이송시켜 주는 스프로킷을 포함하는 액추에이터로 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제조하여 사용할 수 있고, 특히 기존 전기 지게차의 중량 증가를 최소화하면서도 편리하고 신속하게 배터리 셀 교체나 증류수 등을 보충할 수 있게 한 전동 지게차를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이처럼 배터리 트레이를 수납하거나 인출하기 위한 구성으로서, 랙-피니언 기구를 액추에이터로 작동시킬 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제조하여 사용할 수 있고, 특히 기존 전기 지게차의 중량 증가를 최소화하면서도 편리하고 신속하게 배터리 셀 교체나 증류수 등을 보충할 수 있게 한 전동 지게차를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차{ELECTROMOTIVE FORKLIFT TRUCK CAPABLE OF REPLACING EASILY BATTERIES}

본 발명은 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동 지게차에 탑재한 배터리 트레이를 자주적(自主的)으로 수납과 인출할 수 있도록 구성함으로써, 별도의 배터리 교환 장치나 교환 대차와 같은 부수적인 장치를 사용하지 않고, 또한 구조가 간단하여 중량 증가를 최소화하면서도 쉽고 신속하게 배터리 트레이를 보디에 수납하거나 인출하여 편리하게 사용할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 지게차는 포크와 램 등을 이용하여 화물을 적재하는 장치로서 화물을 승강하는 마스트를 갖춘 하역 차량을 말한다. 특히, 지게차는 짐을 운반하거나 소정의 높이(대략 2~5m)까지 올릴 수 있으며, 짐을 적재하고서도 8~25㎞/h의 속도로 주행할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 지게차는 그 동력원에 따라 디젤과 같은 화석 연료를 사용하기도 하나, 근래에 와서는 전기는 동력원으로 사용하는 전동 지게차를 많이 사용하고 있다. 특히, 전동 지게차는 매연과 같은 유해 물질을 배출하지 않고, 좁은 공간 내에서도 자유롭게 방향 전환과 선회 반지름이 작아 작업 공간이 좁은 실내에서도 편안하고 안전하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

이러한 전동 지게차는 동력원으로 전기를 사용하므로 배터리를 충전과 방전하면서 필요한 동력을 얻는 데, 전동 지게차의 작업 성능에 따라 배터리의 전체 용량도 달라진다. 이에, 배터리는 미리 정한 시간이 지나거나 과부하 등으로 증류수가 증발하거나 배터리 셀이 고장이 나면 전동 지게차에서 배터리 트레이를 인출하여 증류수를 보충하거나 고장이 난 배터리 셀을 교체해야 한다. 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 이러한 배터리 트레이를 편리하게 수납하고 인출할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1은 전동 지게차 축전지 교환장치에 관한 것으로, 그 목적은 외부장치의 도움없이 지게차의 마스트 조립체의 구동력을 통해 축전지의 교환작업은 간편하게 수행하여 작업자의 안전사고의 예방 및 작업효율을 향상시킬 수 있는 전동지게차 축전지 교환장치를 제공한다. 이를 위하여, 본 발명은 바닥에 다수의 롤러가 설치된 축전지 탑재실에 출구커버가 측방으로 개방되며, 상부에는 오버헤드 가드가 구비되며, 전방에는 유압실린더에 의해 전후방 작동하는 마스트 조립체가 위치하는 전동지게차에 있어서, 일측단이 상기 축전지 탑재실에 탑재되는 축전지의 상부 일단에 체결되어 수직 연장되어, 상기 오버헤드 가드의 측방에 돌출되어 설치된 제1 롤러와, 상측 중앙부에 설치된 제2 롤러에 차례로 감합되어 연장 지지가 되며, 타측단이 상기 마스트 조립체의 상부 일단에 체결된 인장수단을 이용하여, 축전지의 수평방향으로의 인출을 용이토록 한 것이다.

특허문헌 2는 연료전지를 주 동력원으로 탑재한 연료전지 지게차에 관한 것으로, 수소의 화학에너지를 전기화학적 반응에 의해 전력으로 변환시키는 연료 전지; 연료전지가 전기를 발전하는데 필요한 수소연료를 저장하고 공급하는 연료공급장치; 연료전지가 발전한 직류전기를 연료전지 지게차가 필요로 하는 전력으로 변환하고 제어해 주는 전력제어장치; 연료전지가 발전한 전력의 일부를 저장하여 연료전지 지게차를 구성하는 모든 장치들이 작동하는데 필요한 전력을 공급하고, 전동모터의 급격한 부하변동에 대응하기 위한 전력저장장치로서 수퍼 캐패시터; 연료전지 지게차를 주행시키는 전동주행모터; 연료전지 지게차의 작업장치를 작동하는 유압을 발생하는 유압펌프를 구동하는 유압펌프 구동 전동모터; 그리고 연료전지 지게차를 구성하는 모든 장치들이 최적의 상태로 작동할 수 있게 총체적으로 제어하는 시스템제어기를 포함하며, 종래의 엔진지게차와 전동지게차 그리고 종래의 연료전지 지게차의 단점을 해결한 효과가 있다.

특허문헌 3은 전동 지게차의 배터리 교체용 대차에 관한 것으로 특히, 4 모서리에 소정 높이를 갖는 수직형 다리를 구비하고 소정 폭과 길이를 갖는 앵글 및 수평 봉들을 이용하여 직사각 형태로 성형한 프레임과; 상기 프레임의 전,후 바 상면에서 소정 간격을 두고 회전 가능하게 각각 축 지지하여 프레임의 상면에 탑재된 배터리가 프레임과 마찰 없이 원활히 이송되게 하는 수개의 아이들 베어링과; 상기 프레임의 다리들 저부에 각각 회동 가능하게 나사 결합하여 전동 지게차의 보디 상단부 높이에 대응하여 프레임의 높이를 조절할 수 있도록 하는 볼트형 높이 조절구;로 구성한 것을 특징으로 한다. 따라서, 전동 지게차에 설치된 배터리를 별도의 크레인이나 중장비가 없이 간단히 인출 및 탑재시킬 수 있어 불필요한 인건비의 상승과 교체 작업시간의 소모를 방지할 수 있고, 중량체인 배터리의 인출 및 탑재 중 발생될 수 있는 부주의로 인한 안전사고를 예방할 수 있어 안정성도 확보할 수 있는 것이다.

하지만, 이런 기존의 전동 지게차는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 전동 지게차 자체에 배터리 트레이를 자주(自主)적으로 수납하거나 인출할 수 있는 장치가 없었다.

(2) 이는, 많은 배터리를 담은 배터리 트레이를 작업자가 직접 손으로 당겨 보디에서 인출하여 증류수를 보충하거나 고장이 난 배터리 셀 등을 교체해야 한다.

(3) 하지만, 전동 지게차의 화물 적재 용량이 커질수록 배터리 용량이 커져 결과적으로 배터리 트레이의 전체 무게가 늘어난다. 이에 적재 용량이 큰 전동 지게차의 경우 작업자가 직접 배터리 트레이를 수납하거나 인출하는 데 어려움이 있다.

(4) 이에, 전동 지게차에 탑재한 배터리 트레이를 수납과 인출할 수 있는 별도의 장비를 준비해야 한다.

(5) 하지만, 이러한 수납/인출 장비는 구조가 복잡할 뿐만 아니라 제조하는 데 어려움이 있고, 특히 전동 지게차와 별도로 보관하고 유지보수 해야 하므로 번거로웠다.

(6) 이에, 전동 지게차에 직접 배터리 트레이를 장착하는 장치를 개발할 수 있으나, 이는 전동 지게차의 전체 중량을 늘려 배터리의 연비를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.

한국등록특허 제0950667호 (등록일 : 2010.03.24) 한국등록특허 제1072878호 (등록일 : 2011.10.06) 한국공개실용 제20-2013-0005921호 (공개일 : 2013.10.11)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 전동 지게차 내에 배터리 트레이를 수납과 인출할 수 있는 장치를 구성함으로써, 작업자가 직접 배터리 트레이를 수납/인출하거나 별도의 수납/인출을 위한 구성을 준비하지 않고서도 배터리 셀을 교환하거나 증류수 보충 등을 쉽고 신속하게 작업할 수 있게 한 배터리를 쉽게 교환할 수 있게 한 전동 지게차를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 배터리 트레이를 수납하거나 인출하기 위한 구성으로서, 체인과 이 체인과 맞물려서 배터리 트레이를 이송시켜 주는 스프로킷을 포함하는 액추에이터로 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제조하여 사용할 수 있고, 특히 기존 전기 지게차의 중량 증가를 최소화하면서도 편리하고 신속하게 배터리 셀 교체나 증류수 등을 보충할 수 있게 한 전동 지게차를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이처럼 배터리 트레이를 수납하거나 인출하기 위한 구성으로서, 랙-피니언 기구를 액추에이터로 작동시킬 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제조하여 사용할 수 있고, 특히 기존 전기 지게차의 중량 증가를 최소화하면서도 편리하고 신속하게 배터리 셀 교체나 증류수 등을 보충할 수 있게 한 전동 지게차를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차는, 보디(100)에 장착하여 그 내외부로 인출할 수 있게 설치한 배터리 트레이(200)를 포함하는 전동 지게차에 있어서, 상기 배터리 트레이(200)에는 외부의 어느 한 면에 그 인출 방향과 나란하게 설치한 체인(210); 상기 배터리 트레이(200)가 인출 방향으로 인출할 수 있도록 안내하기 위해 보디(100)에 설치한 한 쌍의 가이드(130); 및 상기 베이스(100)에 장착하며 샤프트에는 상기 체인(210)과 맞물리는 스프로킷(111)을 회전시켜 주는 액추에이터(110);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차는, 보디(100)에 장착하여 그 내외부로 인출할 수 있게 설치한 배터리 트레이(200)를 포함하는 전동 지게차에 있어서, 상기 배터리 트레이(200)에는 외부의 어느 한 면에 그 인출 방향과 나란하게 설치한 랙; 상기 배터리 트레이(200)가 인출 방향으로 인출할 수 있도록 안내하기 위해 보디(100)에 설치한 한 쌍의 가이드(130); 및 상기 베이스(100)에 장착하며 샤프트에는 상기 랙과 맞물리는 피니언을 회전시켜 주는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 전동 지게차에 자주적(自主的)으로 배터리 트레이를 수납하거나 인출할 수 있도록 구성하므로, 작업자가 배터리 셀 등의 고장으로 교체하거나 배터리 셀에 증류수 등을 보충할 때 편리하게 사용할 수 있다.

(2) 특히, 기존과 같이 배터리 트레이를 수납/인출하는 데 사용하는 별도의 장치를 갖추지 않아도 되므로 더욱 편리하게 배터리 트레이를 수납하거나 인출하여 사용할 수 있다.

(3) 또한, 배터리 트레이에 체인을 장착하고, 스프로킷을 이용한 액추에이터를 구동하여 배터리 트레이가 전동 지게차에서 수납과 인출이 이루어질 수 있게 구성하므로 구조가 간단할 뿐만 아니라, 기존 전동 지게차에 이처럼 체인과 액추에이터를 추가하는 작업을 통해 쉽게 배터리를 교환하거나 증류수를 보충할 수 있다.

(4) 그리고, 본 발명은, 실시예 2와 같이, 체인과 스프로킷 대신에 랙-피니언 기구로 대체하더라도 이러한 효과와 구성상 장점을 그대로 얻을 수 있다.

(5) 이처럼 간단한 구조는 전동 지게차를 쉽게 유지 보수할 수 있게 할 뿐만 아니라 본 발명에 따른 전동 지게차의 전체 중량 증가를 최소화하면서도 배터리 트레이를 쉽고 신속하게 수납하거나 인출할 수 있게 해 준다.

도 1은 본 발명에 따른 전동 지게차의 한가지 예를 보여주기 위한 배면 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 체인과 스프로킷으로 배터리 트레이를 수납/인출할 수 있게 구성한 예를 보여주기 위한 전동 지게차의 저면 사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 체인과 스프로킷으로 배터리 트레이를 수납/인출하는 과정을 개략적으로 보여주기 위한 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차는, 도 1 내지 도 4와 같이, 보디(100)에 장착하여 여러 개의 배터리 셀을 탑재한 상태에서 이 보디(100)의 내외부로 수납/인출할 수 있게 구성한 배터리 트레이(200)를 포함한다.

특히, 본 발명은 상기 배터리 트레이(200)에 체인(210)을 설치하고, 상기 보디(100)에 이 배터리 트레이(200)가 슬라이딩할 수 있게 안내하는 가이드(130) 및 체인(210)과 맞물려서 회전하는 스프로킷(111)을 갖춘 액추에이터(110)를 더 구성함으로써, 액추에이터(110)의 구동으로 스프로킷(111)이 체인(210)을 이송시켜 배터리 트레이(200)가 자주적(自主的)으로 보디(100)에서 수납과 인출할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도면에서, 미설명 부호 "100'"는 보디(100)의 일부 구성으로 어퍼 보디를 나타낸다.

본 발명에 따른 전동 지게차는, 도 1 및 도 2와 같이, 내부에 배터리 트레이(200)를 탑재한 보디(100)를 포함하며, 특히 이 보디(100)에는 화물을 들어올리거나 운반할 수 있는 설비를 갖추고 있다. 즉, 상기 전동 지게차는, 도 1과 같이, 보디(100) 앞쪽에 마스트(120)를 갖추며, 이 마스트(120)에는 포크(121)가 상하로 움직이면서 화물을 들어올릴 수 있도록 구성한다. 이때, 마스트(120)는 실린더와 같은 유압 장치(122)로 전후로 회전 각도를 조절할 수 있게 설치한다.

또한, 상기 보디(100)에는, 도 1 내지 도 4와 같이, 내부에 배터리 트레이(200)가 수납과 인출할 수 있게 설치한다. 이때의 배터리는 전동 지게차의 동력원으로 사용하는 것이다. 그리고, 이 보디(100)에는 배터리 트레이(200)가 수납과 인출이 쉽게 이루어질 수 있도록 가이드(130)를 갖추고 있다.

가이드(130)는 도면에서 폭 단면을 "ㄷ"자 형태로 제작하고, 배터리 트레이(200)의 양쪽 하부에 각각 하나씩 두 개를 형성한 예를 보여준다. 이때, 가이드(130)는 배터리 트레이(200)가 보디(100)의 옆쪽으로 수납과 인출할 수 있도록 형성한 예를 보여준다.

한편, 상기 배터리 트레이(200)에는, 도 2 내지 도 4와 같이 바깥 면 중에서 어느 한 면에 체인(210)을 장착한다. 이때, 체인(210)은 배터리 트레이(200)가 보디(100)에서 수납과 인출하는 방향을 따라 나란하게 위치하도록 그 양쪽 끝을 배터리 트레이(200)에 고정한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 체인(210)은 배터리 트레이(200)의 측면에 설치할 수도 있으나, 바람직하게는 배터리 트레이(200)의 바닥 면에 설치하는 것이 바람직하다. 이는 배터리 트레이(200)를 보디(100) 밖을 인출하더라도 체인(210)이 외부에 노출되지 않게 하고, 또한 불필요하게 돌출하여 공간을 차지 않게 하기 위함이다.

마지막으로, 상기 보디(100)에는, 도 2 내지 도 4와 같이, 액추에이터(110)를 더 설치한다. 그리고, 이 액추에이터(110)에는 상술한 체인(210)과 맞물리는 스프로킷(111)을 장착한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 액추에이터(110)는 스프로킷(111)을 회전시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 정역 방향으로 회전할 수 있는 모터를 이용하는 것이 가장 좋다.

또한, 상기 액추에이터(110)는 보디(100)에 장착한 리밋 스위치(미도시함)를 통해 작동 제한을 받게 설치하는 것이 좋다. 즉, 리밋 스위치는 배터리 트레이(200)가 완전하게 수납한 때와 인출할 때를 알 수 있는 위치에 각각 설치하고, 이 리밋 스위치의 신호를 받은 액추에이터(110)가 작동을 멈출 수 있게 한 것이다.

이처럼 이루어진 본 발명의 실시예 1에 따른 전동 지게차는, 도 3과 같이, 배터리 트레이(200)가 보디(100)에 수납한 상태에서 액추에이터(110)를 구동하면 스프로킷(111)이 회전하면서 체인(210)과 맞물리면서 도 4와 같이 배터리 트레이(200)를 보디(100) 외부로 인출시킨다.

본 발명의 실시예 2에 따른 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차는, 실시예 1과 거의 동일한 구성이나, 배터리 트레이를 이송시켜 주는 구성에서 차이가 있다. 이에 여기서는 이러한 구성상 차이에 대해서만 설명한다.

실시예 1에서 배터리 트레이를 이송시켜 주기 위해 회전 운동을 직선운동으로 바꿔주는 구성으로 체인과 스프로킷을 이용한 것이나, 실시예 2에서는 이처럼 회전 운동을 직선 운동으로 바꿔주는 구성으로서 랙과 피니언을 채택한 것이다.

결국, 이러한 회전 운동을 직선 운동으로 바꿔주는 부분을 제외한 나머지 부분은 실시예 1과 실시예 2가 같다.

따라서, 실시예 2는 실시예 1과 비교하여 회전력을 더욱 정확하고 안전하게 원하는 위치까지 전달할 수 있다.

100 : 보디
110 : 액추에이터
111 : 스프로킷
120 :마스트
130 : 가이드
200 : 배터리 트레이
210 : 체인

Claims (2)

1. 보디(100)에 장착하여 그 내외부로 인출할 수 있게 설치한 배터리 트레이(200)를 포함하는 전동 지게차에 있어서,
   상기 배터리 트레이(200)에는 외부의 어느 한 면에 그 인출 방향과 나란하게 설치한 체인(210);
   상기 배터리 트레이(200)가 인출 방향으로 인출할 수 있도록 안내하기 위해 보디(100)에 설치한 한 쌍의 가이드(130); 및
   상기 베이스(100)에 장착하며 샤프트에는 상기 체인(210)과 맞물리는 스프로킷(111)을 회전시켜 주는 액추에이터(110);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차.
   
2. 보디(100)에 장착하여 그 내외부로 인출할 수 있게 설치한 배터리 트레이(200)를 포함하는 전동 지게차에 있어서,
   상기 배터리 트레이(200)에는 외부의 어느 한 면에 그 인출 방향과 나란하게 설치한 랙;
   상기 배터리 트레이(200)가 인출 방향으로 인출할 수 있도록 안내하기 위해 보디(100)에 설치한 한 쌍의 가이드(130); 및
   상기 베이스(100)에 장착하며 샤프트에는 상기 랙과 맞물리는 피니언을 회전시켜 주는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리를 쉽게 교환할 수 있는 전동 지게차.

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