KR20130097480A - 회전 조향이 가능한 차량용 선회 장치 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

회전 조향이 가능한 차량용 선회 장치 및 이를 포함하는 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 선회 장치 및 이를 포함하는 차량을 개시한다. 본 발명은, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 양쪽에 설치되는 바퀴 허브들과, 상기 각각의 바퀴 허브의 방향을 회동시키도록 장착되는 조향축과, 상기 조향축의 축방향으로 신장과 수축이 가능하여 상기 베이스 프레임에 힘을 가하는 엑추에이터와, 상기 베이스 프레임의 위치를 감지하는 위치감지센서부를 포함한다.

Description

회전 조향이 가능한 차량용 선회 장치 및 이를 포함하는 차량{Steering device for vehicle capable of cycle steering and vehicle having the same}
본 발명은 차량용 조향장치 및 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 조향이 가능한 차량용 선회 장치 및 이를 포함하는 차량에 대한 것이다.
차량용 조향 장치는 차량의 운전 시 사용자의 조작에 따라 차량의 진행 방향을 가변시키도록 차량에 설치되는 장치이다. 이때, 차량용 조향 장치는 차량의 내부에 형성되는 핸들과 연결되어 핸들의 조작을 바퀴 허브들에 전달함으로써 차량의 진행 방향을 가변시킬 수 있다. 이러한 차량용 조향 장치는 핸들이 회전하는 각도를 근거로 차량의 바퀴 허브들을 회전시킬 수 있다. 특히 근래에는 과거의 기계적인 구성으로부터 탈피하여 전자적 제어를 통하여 정밀하고 정확하게 바퀴 허브들의 각도를 제어하고 있다.
한편, 상기와 같은 차량의 조향 장치가 일반적인 자동차에 적용되는 경우 바퀴 허브들을 동일한 방향으로 회전시킬 수 있다. 구체적으로 사용자가 핸들을 회전시키면 핸들이 회전하는 방향으로 각 바퀴 허브들을 회전시켜 차량의 진행방향을 변경하고 있다. 특히 상용화된 자동차의 경우 전륜이나 후륜 측에 차량용 조향 장치를 설치하여 차량의 진행방향을 탑승자가 자유롭게 제어하도록 하고 있다.
그러나 상기와 같은 일반적인 자동차의 경우 필요에 따라 다양한 방향으로 회전하여야 한다. 특히 포크레인, 크레인, 로봇 등과 같은 특수 차량의 경우는 작업 환경 등에 의하여 선회 회전 하여야 하는 경우가 발생한다. 이때, 일반적으로 포크레인, 크레인, 로봇 등과 같은 특수 차량은 바퀴 허브들을 통하여 회전하기도 하고 무한궤도 또는 스키드 조향 등을 이용하여 선회 회전할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 경우 바디부와 바퀴 허브들이 서로 상대운동이 가능하여야 하므로 바디부와 바퀴 허브들 사이에 별도의 장치가 설치되어야 한다. 또한, 기존 상용화된 특수 차량의 경우 특수한 장치를 사용하여 부피가 커지거나 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 각 바퀴 허브의 각도를 조절할 수 있는 장치가 일본공개특허공보 제2004-262327호(발명의 명칭 : 작업 차량의 조향 제어 장치, 출원인 : ISEKI& CO LTD)에 차량용 조향 장치와 연동하도록 설치하는 기술이 개시되어 있으나 이는 각 바퀴 허브에 별도의 장치가 각각 설치되어야 하고 각 장치를 별도로 제어함으로써 제어로직이 복잡해져 차량의 선회 회전 시 차량의 자세를 제어하기가 상당히 어렵다. 또한, 별도의 장치를 상기와 같이 각 바퀴 허브에 설치하여야 하므로 차량의 중량이 증가하여 연료 손실이 증대되고, 설치공간이 늘어남으로써 차량의 소형화가 불가능해진다.
한국공개특허공보 제2004-0053958호 일본공개특허공보 제2004-262327호
본 발명은 선회 조향 시 조향축의 길이를 가변하여 선회 회전이 가능한 차량용 선회 장치 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 양쪽에 설치되는 바퀴 허브들과, 상기 각각의 바퀴 허브의 방향을 회동시키도록 장착되는 조향축과, 상기 조향축의 축방향으로 신장과 수축이 가능하여 상기 베이스 프레임에 힘을 가하는 엑추에이터와, 상기 베이스 프레임의 위치를 감지하는 위치감지센서부를 포함하는 차량용 선회 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 베이스 프레임은 상기 조향축과 동일 축 상에 배치되도록 상기 조향축의 내측에 삽입되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 조향축에 접촉하여 상기 조향축을 왕복 운동시키는 핸들부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 핸들부는 상기 핸들부의 일단에 형성되는 제 1 기어를 구비하고, 상기 조향축은 외면에 돌출되도록 형성되어 상기 제 1 기어와 접촉하고, 상기 제 1 기어의 회전에 따라 상기 조향축을 왕복 운동시키도록 상기 제 1 기어와 연동하는 제 2 기어를 구비할 수 있다.
또한, 외부의 사용자가 입력하는 외부신호에 따라 상기 엑추에이터에 유압을 공급하는 유압공급부와, 상기 외부신호를 입력받아, 상기 엑추에이터에 공급되는 유압을 조절하도록 상기 유압공급부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 베이스 프레임이 축방향으로 신장하여 상기 바퀴 허브들이 마름모 형태가 되게 상기 유압공급부가 상기 엑추에이터에 유압을 공급하도록 상기 유압공급부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 베이스 프레임이 축방향으로 신장하여 상기 각각의 바퀴 허브가 하나의 중심을 갖는 원의 접선 방향으로 배치되도록 상기 제어부는 상기 유압공급부를 제어하여 유압을 상기 엑추에이터에 공급할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 차량용 선회 장치를 포함하는 차량을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 베이스 프레임을 축방향으로 신장 또는 수축함으로써 바퀴 허브들의 토인(Toe-in) 또는 토아웃(Toe-in)을 용이하고 신속하게 형성할 수 있다. 또한, 하나의 베이스 프레임을 통하여 양측의 바퀴 허브의 각도를 조절함으로써 차량의 경량화를 실현할 수 있고, 운행비용을 절감하며 차량의 소형화가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 선회 장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 선회 장치의 제 1 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A부분을 확대하여 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 1에 도시된 차량용 선회 장치의 제 2 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 5는 도 4에 도시된 B부분을 확대하여 보여주는 개념도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량(미도시)은 후술할 차량용 선회 장치(100)를 포함한다. 또한, 상기 차량은 일반적인 바디부(C)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 차량의 바디부(C)는 다양하게 형성될 수 있다. 구체적으로 바디부(C)는 일반적인 상용 차량의 바디부(C), 포크레인 또는 크레인 등과 같은 특수 차량의 바디부(C), 이동로봇 등의 바디부(C) 등을 포함할 수 있다. 이때, 바디부(C)는 후술할 바퀴 허브(113, 133)이 설치될 수 있다. 특히 바디부(C)는 상기에 한정되지 않고 차량용 선회 장치(100)와 연결되어 움직일 수 있는 모든 물체를 포함할 수 있다. 이하에서는 차량용 선회 장치(100)에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 특히 이하에서는 인휠 모터형의 차량에 설치되는 차량용 선회 장치(100)를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 선회 장치(100)를 보여주는 개념도이다.
도 1을 참고하면, 차량용 선회 장치(100)는 차량의 바디부(C)의 설치되는 제 1 차량용 선회 장치(110)를 포함할 수 있다. 또한, 차량용 선회 장치(100)는 제 1 차량용 선회 장치(110)로부터 소정 간격 이격되도록 배치되어 차량의 바디부(C)에 설치되는 제 2 차량용 선회 장치(130)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 차량용 선회 장치(110)는 차량의 바디부(C) 전방에 설치될 수 있다. 또한, 제 2 차량용 선회 장치(130)는 차량의 바디부(C) 후방에 설치될 수 있다.
한편, 제 1 차량용 선회 장치(110)와 제 2 차량용 선회 장치(130)는 서로 반대로 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 차량용 선회 장치(110)가 바디부(C)의 전방에 설치되고, 제 2 차량용 선회 장치(130)는 바디부(C)의 후방에 설치되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
특히 제 1 차량용 선회 장치(110)는 바디부(C) 내부의 핸들부(120)와 연결될 수 있다. 이때, 핸들부(120)가 연결되는 제 1 차량용 선회 장치(110)는 경우에 따라 제 2 차량용 선회 장치(130)일 수 있다. 핸들부(120)는 사용자의 조작에 따라 회전 가능하도록 설치될 수 있으며, 핸들부(120)의 조작에 따라 조향력이 발생하여 제 1 차량용 선회 장치(110)에 전달될 수 있다.
한편, 제 1 차량용 선회 장치(110) 및 제 2 차량용 선회 장치(130)는 서로 유사하게 형성될 수 있다. 따라서 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 차량용 선회 장치(110)와 핸들부(120)가 연결된 경우와 제 1 차량용 선회 장치(110)를 중심으로 설명하기로 한다.
제 1 차량용 선회 장치(110)는 제 1 베이스 프레임(111)을 포함한다. 이때, 제 1 베이스 프레임(111)은 핸들부(120)의 조작에 따라 움직일 수 있다. 또한, 제 1 베이스 프레임(111)은 후술할 제 1 조향축(112)의 내측에 일부가 삽입되어 배치되는 제 1 타이로드(111a)와, 제 1 타이로드(111a)와 대향하도록 제 1 조향축(112)의 내측에 일부가 삽입되어 배치되는 제 2 타이로드(111b)를 포함할 수 있다.
제 1 베이스 프레임(111)은 제 1 타이로드(111a)와 연결되도록 설치되는 제 1 타이로드앤드(111c)와, 제 2 타이로드(111b)와 연결되도록 설치되는 제 2 타이로드앤드드(111d)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)는 각각 제 1 타이로드앤드(111c)와 제 2 타이로드앤드(111d)와 서로 소정각도를 형성하면서 연결될 수 있다. 특히 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)는 각각 제 1 바퀴 허브들(113)과 제 2 바퀴 허브들(133)의 일면과 소정각도 연결될 수 있다.
제 1 베이스 프레임(111)은 제 1 타이로드앤드(111c)와 연결되도록 설치되는 제 1 너클암(111e)과, 제 2 타이로드앤드(111d)와 연결되도록 설치되는 제 2 너클암(111f)을 포함할 수 있다. 이때, 제 1 너클암(111e)과 제 2 너클암(111f)은 각각 후술할 제 1 바퀴 허브들(113)과 연결되도록 설치되어 핸들부(120)의 조향력을 제 1 바퀴 허브들(113)에 전달할 수 있다.
이때, 제 1 타이로드(111a)와 제 1 타이로드앤드(111c), 제 2 타이로드(111b)와 제 2 타이로드앤드(111d), 제 1 타이로드앤드(111c)와 제 1 너클암(111e) 및 제 2 타이로드앤드(111d)와 제 2 너클암(111f)은 볼 조인트(Ball joint)에 의하여 각각 연결될 수 있다.
한편, 제 1 차량용 선회 장치(110)는 제 1 베이스 프레임(111)의 양쪽에 회동 가능하도록 장착되는 제 1 바퀴 허브들(113)을 포함한다. 이때, 제 1 바퀴 허브들(113)은 바퀴 어셈블리(미표기)와 결합하도록 설치될 수 있다. 또한, 제 1 바퀴 허브들(113)은 핸들부(120)의 조작에 따라 방향이 가변함으로써 차량의 진행방향을 결정할 수 있다.
제 1 차량용 선회 장치(110)는 각각의 제 1 바퀴 허브(113)의 방향을 회동시키도록 장착되는 제 1 조향축(112)을 포함한다. 제 1 조향축(112)은 바디부(C)에 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 또한, 제 1 조향축(112)은 제 1 베이스 프레임(111)이 내부에 이동 가능하도록 제 1 베이스 프레임(111)을 감싸도록 형성될 수 있다. 특히 제 1 조향축(112)과 제 1 베이스 프레임(111)은 서로 동일 축 상에 배치될 수 있다.
이때, 제 1 조향축(112)은 핸들부(120)과 연동하도록 핸들부(120)의 일단과 연결될 수 있다. 특히 핸들부(120)는 사용자가 회전 가능하도록 설치되는 핸들(121), 핸들(121)과 연결되어 핸들(121)의 회전에 따라 발생하는 조향력을 전달하는 스티어링 샤프트(122)를 포함할 수 있다.
이때, 제 1 조향축(112)은 스티어링 샤프트(122)의 일단과 연결되어 상기 조향력에 의하여 이동할 수 있다. 구체적으로 제 1 조향축(112)은 외면에 돌출되어 형성되는 제 2 기어(112a)를 구비할 수 있다. 또한, 스티어링 샤프트(122)의 일단에는 제 2 기어(112a)와 맞물리도록 형성되는 제 1 기어(123)를 구비할 수 있다. 이때, 제 2 기어(112a)는 제 1 기어(123)에 접촉하여, 제 1 기어(123)의 회전에 따라 제 1 조향축(112)을 왕복 운동시키도록 제 1 기어(123)와 연동할 수 있다.
특히 제 1 조향축(112)은 제 1 베어링부(161)에 의하여 지지될 수 있다. 구체적으로 제 1 베어링부(161)는 제 1 조향축(112)이 축방향으로 이동 가능하도록 지지하는 미끄럼베어링을 포함할 수 있다.
한편, 제 1 차량용 선회 장치(110)는 제 1 조향축(112)의 축방향으로 신장과 수축이 가능하여 제 1 베이스 프레임(111)에 힘을 가하는 제 1 엑추에이터(114)를 포함한다. 이때, 제 1 엑추에이터(114)는 제 1 조향축(112)의 내부에 배치되어 외부로부터 공급되는 유압에 의하여 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)에 힘을 가할 수 있다.
제 1 차량용 선회 장치(110)는 제 1 베이스 프레임(111)의 위치를 감지하는 제 1 위치감지센서부(115)를 포함할 수 있다. 구체적으로 제 1 위치감지센서부(115)는 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)의 위치를 감지할 수 있다. 이때, 제 1 위치감지센서부(115)는 다양하게 형성될 수 있다.
예를 들면, 제 1 위치감지센서부(115)는 제 1 베이스 프레임(111)의 이동에 따라 제 1 베이스 프레임(111)과 접촉하여 ON/OFF 되는 스위치를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 위치감지센서부(115)는 제 1 베이스 프레임(111)의 이동 변위를 측정하는 마그네틱센서를 포함할 수 있다. 제 1 위치감지센서부(115)는 상기 방법 이외에도 하기의 유압공급부(140)에서 공급되는 유압의 양을 감지하는 센서를 포함할 수 있다.
이때, 제 1 위치감지센서부(115)는 상기에 한정되지 않으며, 제 1 베이스 프레임(111)의 이동 정도를 측정할 수 있는 모든 장치 및 센서를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 위치감지센서부(115)가 제 1 베이스 프레임(111)의 이동에 따라 제 1 베이스 프레임(111)과 접촉하여 ON/OFF 되는 스위치를 중심으로 설명하기로 한다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 제 2 차량용 선회 장치(130)는 제 1 차량용 선회 장치(110)와 유사하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제 2 차량용 선회 장치(130)는 제 2 베이스 프레임(131), 제 2 바퀴 허브들(133), 제 2 조향축(132), 제 2 엑추에이터(134) 및 제 2 위치감지센서부(135)를 포함할 수 있다.
이때, 제 2 베이스 프레임(131), 제 2 바퀴 허브들(133), 제 2 조향축(132), 제 2 엑추에이터(134) 및 제 2 위치감지센서부(135)는 상기에서 설명한 제 1 베이스 프레임(111), 제 1 바퀴 허브들(113), 제 1 조향축(112), 제 1 엑추에이터(114) 및 제 1 위치감지센서부(115)와 동일 또는 유사하게 형성되므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 제 2 조향축(132)의 경우 핸들부(120)와 연동하지 않으므로 제 1 조향축(112)과 상이하게 제 2 기어(112a)가 형성되지 않을 수 있다.
또한, 제 2 베이스 프레임(131)은 제 3 타이로드(131a) 및 제 4 타이로드(131b), 제 3 타이로드앤드(131c) 및 제 4 타이로드앤드(131d), 제 3 너클암(131e) 및 제 4 너클암(131f)을 포함할 수 있다. 이때, 제 3 타이로드(131a) 및 제 4 타이로드(131b), 제 3 타이로드앤드(131c) 및 제 4 타이로드앤드(131d), 제 3 너클암(131e) 및 제 4 너클암(131f)는 각각 제 1 타이로드(111a) 및 제 2 타이로드(111b), 제 1 타이로드앤드(111c) 및 제 2 타이로드앤드(111d), 제 1 너클암(111e) 및 제 2 너클암(111f)과 동일 또는 유사하게 형성되므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 차량용 선회 장치(100)는 사용자로부터 선회 조향에 대한 외부신호를 입력받는 입력부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 차량용 선회 장치(100)는 외부의 사용자가 입력하는 외부신호에 따라 제 1 엑추에이터(114) 및 제 2 엑추에이터(134)에 유압을 공급하는 유압공급부(140)를 포함할 수 있다.
이때, 유압공급부(140)는 제 1 엑추에이터(114)에 유압을 공급하는 제 1 유압공급부(미도시)와 제 2 엑추에이터(134)에 유압을 공급하는 제 2 유압공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유압공급부(140)가 제 1 엑추에이터(114)와 제 2 엑추에이터(134)에 유압을 동시에 공급하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
차량용 선회 장치(100)는 상기 외부신호를 입력받아 제 1 엑추에이터(114) 및 제 2 엑추에이터(134)에 공급되는 유압을 조절하도록 유압공급부(140)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 상기 차량을 제어하는 메인 컨트롤러일 수 있고, 별도로 구성되어 상기 차량에 설치될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 유압공급부(140)를 제어하여 제 1 바퀴 허브들(113)과 제 2 바퀴 허브들(133)의 위치를 제어할 수 있다. 구체적으로 상기 제어부는 제 1 바퀴 허브들(113)과 제 2 바퀴 허브들(133)을 각각 마름모 형태가 되게 유압공급부(140)를 제어할 수 있다. 특히 상기 제어부는 제 1 바퀴 허브들(113)과 제 2 바퀴 허브들(133)을 하나의 중심을 갖는 원의 접선 방향으로 배치되도록 유압공급부(140)를 제어할 수 있다.
한편, 이하에서는 차량용 선회 장치(100)의 작동에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 선회 장치(100)의 제 1 작동 상태를 보여주는 작동도이다. 도 3은 도 2에 도시된 A부분을 확대하여 보여주는 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 차량용 선회 장치(100)는 일반적인 차량의 조향 장치(미도시)와 동일하게 작동할 수 있다.
구체적으로 상기와 같이 작동하는 경우 상기 제어부는 유압공급부(140)가 작동하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 유압공급부(140)가 작동하지 않는 경우, 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)는 원위치에 위치할 수 있다. 구체적으로 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)는 제 1 바퀴 허브들(113)를 측으로 이동하지 않을 수 있다. 또한, 제 3 타이로드(131a)와 제 4 타이로드(131b)도 제 2 바퀴 허브들(133) 측으로 이동하지 않을 수 있다.
이때, 제 1 위치감지센서부(115)와 제 2 위치감지센서부(135)는 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)의 위치를 각각 감지할 수 있다. 특히 제 1 위치감지센서부(115)는 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)가 초기 위치에 있는 경우 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)에 접촉하여 ON 신호를 외부로 송출할 수 있다. 또한, 제 2 위치감지센서부(135)는 제 3 타이로드(131a)와 제 4 타이로드(131b)에 접촉하여 ON 신호를 외부로 송출할 수 있다.
한편, 제 1 위치감지센서부(115)와 제 2 위치감지센서부(135)는 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)의 위치가 상기와 같이 초기 위치에 위치하는 경우 상기 ON 신호를 상기 제어부로 전송할 수 있다.
상기와 같이 상기 ON 신호가 입력되면, 상기 제어부는 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)의 위치를 판단하고 차량용 선회 장치(100)의 작동을 인가할 수 있다. 구체적으로 상기 제어부는 차량용 선회 장치(100)가 일반적인 차량의 조향 장치와 동일하게 작동하도록 차량용 선회 장치(100)의 작동을 인가할 수 있다.
이때, 사용자가 핸들(121)을 회전시키는 경우, 차량용 선회 장치(100)가 작동하여 제 1 바퀴 허브들(113)을 회전시킴으로써 차량의 진행방향을 가변시킬 수 있다.
한편, 제 1 위치감지센서부(115) 및 제 2 위치감지센서부(135) 중 적어도 어느 하나에서 ON 신호가 송출되지 않는 경우, 상기 제어부는 외부로 경고음을 송출할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 차량용 선회 장치(100)를 통하여 사용자가 상기 차량의 방향을 조작하는 것을 방지하도록 상기 차량의 운행을 제한할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 ON 신호가 송출되도록 유압공급부(140)를 제어할 수 있다.
따라서 차량용 선회 장치(100)는 간단한 구성을 통하여 기존과 동일한 상기 차량의 조향성을 제공할 수 있다. 특히 차량용 선회 장치(100)는 선회 회전하지 않는 경우 감별하여 사용자가에게 기존 상기 차량과 동일한 조향성을 제공함으로써 사용자의 사용 미숙으로 인한 안전사고를 저감시키고 사용자의 안전성을 확보할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 차량용 선회 장치(100)의 제 2 작동 상태를 보여주는 작동도이다. 도 5는 도 4에 도시된 B부분을 확대하여 보여주는 개념도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 사용자의 선택에 따라 차량용 선회 장치(100)는 상기 차량이 선회 운동을 하도록 제어될 수 있다. 상기와 같이 상기 차량의 선회 운동은 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
1. 선회 운동 여부의 결정하는 단계;
상기 차량이 운행되는 동안, 사용자는 상기 선회 운동을 선택할 수 있다. 구체적으로 사용자는 상기 차량이 정지된 상태에서 상기 입력부를 통하여 외부신호를 입력할 수 있다. 이때, 상기 입력부는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 입력부는 상기 외부신호를 입력하는 스위치 형태일 수 있다. 또한, 상기 입력부는 핸들(121)에 설치되어 핸들(121)의 특정 운동 방향으로 상기 외부신호를 입력하는 장치일 수 있다.
한편, 상기와 같이 상기 외부신호가 입력되면, 상기 제어부는 차량용 선회 장치(100)를 제어하여 선회 운동할 수 있는 상태로 상기 차량을 유지시킬 수 있다.
2. 유압공급부를 제어하여 선회 운동을 준비하는 단계;
상기와 같이 선회 운동이 가능한 상태인 것으로 판단되면, 상기 제어부는 유압공급부(140)를 작동시키도록 제어하여 제 1 엑추에이터(114) 및 제 2 엑추에이터(134)에 유압을 공급할 수 있다.
이때, 제 1 엑추에이터(114) 및 제 2 엑추에이터(134)에 유압이 공급되면서 제 1 엑추에이터(114) 및 제 2 엑추에이터(134)가 작동할 수 있다. 제 1 엑추에이터(114)는 작동하면서 제 1 타이로드(111a)와 제 2 타이로드(111b)를 제 1 바퀴 허브들(113) 측으로 가력하게 된다. 구체적으로 제 1 엑추에이터(114)의 내부로 유압이 공급되면서 내부의 제 1 타이로드(111a) 일단과 제 2 타이로드(111b) 일단에 힘을 가하여 제 1 타이로드(111a) 및 제 2 타이로드(111b)를 이동하여 신장될 수 있다.
제 1 타이로드(111a) 및 제 2 타이로드(111b)가 신장되는 경우 제 1 바퀴 허브들(113)은 토우-인(Toe-In) 형태가 될 수 있다. 구체적으로 제 1 바퀴 허브들(113)은 서로 소정각도를 형성하도록 배치될 수 있다.
한편, 상기의 과정이 진행되는 동안, 제 2 엑추에이터(134)도 작동하여 제 3 타이로드(131a)와 제 4 타이로드(131b)의 길이를 신장시킬 수 있다. 이때, 제 2 엑추에이터(134)가 작동하는 방법의 경우는 상기에서 설명한 바와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
3. 제 1 바퀴 허브들과 제 2 바퀴 허브들의 위치를 판단하는 단계;
상기와 같이 진행되는 동안, 유압공급부(140)가 작동을 시작하면 제 1 위치감지센서부(115)와 제 2 위치감지센서부(135)의 신호는 상기 ON 신호에서 OFF 신호로 가변할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 OFF 신호를 감지하여 차량용 선회 장치(100)의 작동 유무를 판별할 수 있다.
한편, 상기와 같이 제 1 엑추에이터(114)와 제 2 엑추에이터(134)가 계속해서 작동하는 경우 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)는 정해진 위치까지 신장될 수 있다.
이때, 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)가 정해진 위치에 도달하면, 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)는 제 1 위치감지센서부(115)와 제 2 위치감지센서부(135)에 접촉할 수 있다.
상기와 같은 경우 제 1 위치감지센서부(115)와 제 2 위치감지센서부(135)는 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)와 접촉함으로써 ON 신호를 다시 외부로 송출할 수 있다. 특히 제 1 위치감지센서부(115) 및 제 2 위치감지센서부(135)는 각각 복수개로 형성되어, 초기 위치와 최종적으로 설정된 위치에 각각 설치되어 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)의 위치를 감지할 수 있다.
한편, 상기 ON 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 제어부는 제 1 엑추에이터(114)와 제 2 엑추에이터(134)에 유압을 계속해서 공급하도록 유압공급부(140)를 제어할 수 있다.
4. 선회 운동 준비를 완료하는 단계;
상기와 같이 제어되는 경우 상기 제어부는 상기 ON 신호가 입력되었는지 판단할 수 있다. 상기 ON 신호가 입력된 것으로 판단되면, 상기 제어부는 유압공급부(140)의 작동을 중지시킬 수 있다.
유압공급부(140)의 작동이 중지되면, 제 1 엑추에이터(114)와 제 2 엑추에이터(134)는 제 1 타이로드(111a) 내지 제 4 타이로드(131b)를 신장된 상태로 유지시킬 수 있다. 구체적으로 상기와 같이 제 1 엑추에이터(114)와 제 2 엑추에이터(134)의 작동이 중지되는 경우 제 1 바퀴 허브들(113)과 제 2 바퀴 허브들(133)은 각각 서로 소정각도를 형성할 수 있다.
구체적으로 제 1 바퀴 허브들(113)과 제 2 바퀴 허브들(133)은 서로 소정각도를 형성하여 마름모 형태로 배열될 수 있다. 특히 제 1 바퀴 허브들(113)과 제 2 바퀴 허브들(133)은 하나의 중심을 갖는 원의 접선 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제어부는 상기와 같이 선회 운동의 준비가 완료된 것으로 판단되면, 상기 차량의 구동부(미도시)를 작동시켜 상기 차량을 선회 운동시킬 수 있다.
따라서 차량용 선회 장치(100)는 제 1 베이스 프레임(111) 및 제 2 베이스 프레임(131)을 축방향으로 신장 또는 수축함으로써 바퀴 허브들(113, 133)의 토인(Toe-in) 또는 토아웃(Toe-in)을 용이하고 신속하게 형성할 수 있다.
또한, 제 1 베이스 프레임(111) 및 제 2 베이스 프레임(131)을 통하여 양측의 바퀴 허브들(113,133)의 각도를 조절함으로써 상기 차량의 경량화를 실현할 수 있고, 운행비용을 절감하며 차량의 소형화가 가능하다.
특히 차량용 선회 장치(100)는 바퀴 허브들(113,133)과 직접 결합하는 인휠모터 형태의 상기 차량에 설치되어 상기 차량의 선회 운동을 정밀하고 용이하게 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 차량용 선회 장치 123 : 제 1 기어
110 : 제 1 차량용 선회 장치 130 : 제 2 차량용 선회 장치
111 : 제 1 베이스 프레임 131 : 제 2 베이스 프레임
112 : 제 1 조향축 132 : 제 2 조향축
113 : 제 1 바퀴 허브 133 : 제 2 바퀴 허브
114 : 제 1 엑추에이터 134 : 제 2 액추에이터
115 : 제 1 위치감지센서부 135 : 제 2 위치감지센서부
120 : 핸들부 140 : 유압공급부
121 : 핸들
122 : 스티어링 샤프트

Claims (8)

  1. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 양쪽에 설치되는 바퀴 허브들;
    상기 각각의 바퀴 허브의 방향을 회동시키도록 장착되는 조향축;
    상기 조향축의 축방향으로 신장과 수축이 가능하여 상기 베이스 프레임에 힘을 가하는 엑추에이터; 및
    상기 베이스 프레임의 위치를 감지하는 위치감지센서부;를 포함하는 차량용 선회 장치.
  2. 제 1 항 있어서,
    상기 베이스 프레임은 상기 조향축과 동일 축 상에 배치되도록 상기 조향축의 내측에 삽입되어 배치되는 차량용 선회 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향축에 접촉하여 상기 조향축을 왕복 운동시키는 핸들부를 더 포함하는 차량용 선회 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 핸들부는 상기 핸들부의 일단에 형성되는 제 1 기어를 구비하고,
    상기 조향축은 외면에 돌출되도록 형성되어 상기 제 1 기어와 접촉하고, 상기 제 1 기어의 회전에 따라 상기 조향축을 왕복 운동시키도록 상기 제 1 기어와 연동하는 제 2 기어를 구비하는 차량용 선회 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    외부의 사용자가 입력하는 외부신호에 따라 상기 엑추에이터에 유압을 공급하는 유압공급부; 및
    상기 외부신호를 입력받아, 상기 엑추에이터에 공급되는 유압을 조절하도록 상기 유압공급부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 차량용 선회 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 베이스 프레임이 축방향으로 신장하여 상기 바퀴 허브들이 마름모 형태가 되게 상기 유압공급부가 상기 엑추에이터에 유압을 공급하도록 상기 유압공급부를 제어하는 차량용 선회 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임이 축방향으로 신장하여 상기 각각의 바퀴 허브가 하나의 중심을 갖는 원의 접선 방향으로 배치되도록 상기 제어부는 상기 유압공급부를 제어하여 유압을 상기 엑추에이터에 공급하는 차량용 선회 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 차량용 선회 장치를 포함하는 차량.
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