KR102464448B1

KR102464448B1 - 전동카트용 조향장치

Info

Publication number: KR102464448B1
Application number: KR1020210005948A
Authority: KR
Inventors: 한하워드성; 박상민; 김경진; 박형준
Original assignee: 태양금속공업주식회사
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-11-09
Also published as: KR20220103399A

Abstract

본 발명은 후방에 발판이 제공된 전동카트(1)에서 사용자가 탑승한 상태로
조작하는 바 형태의 조향핸들(2)의 회전력이 전동축(3)을 통해 전륜측의 휠의 방향
을 전환시키도록 된 전동카트용 조향장치에 관한 것으로, 조향핸들(2)에 연결된 조
향칼럼(21)의 하단에 제공된 헬리컬기어장치(22)에서 회전각을 증가시키도록 하고,
상기 조향칼럼의 증가된 회전각에 대응하여 모터(31)의 출력을 제어하도록 되며, 상기 모터(31)의 출력축에 연결된 감속기어부(32)를 통해 모터의 출력이 증대되어
전동축(3)을 통해 스티어링기어조립체(5)에 의한 휠의 방향전환을 위한 회전이 원
활하게 이루어지도록 된 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 조향핸들의 회전력을 증폭하고 그 회전각도와 토크를 센서에서 감지하여 제어부에 의해 제어되는 모터에 의해 출력이 증대되어 전동축을 통해 스티어링기어조립체에 연결된 스테빌라이저링
크를 통해 휠이 회전되므로, 휠의 회전각도가 증대되어 전동카트의 회전반경이 감
소됨으로써 좁은 이면도로에서도 전동카트의 방향전환이 원활하게 이루어질 수 있
게 되어 안전성과 사용자의 조향핸들 조작의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

Description

전동카트용 조향장치{A STEERING APPARATUS FOR AN ELECTRIC-POWER CART}

본 발명은 전동카트용 조향장치에 관한 것으로, 특히 전동카트의 회전반경을

작게 하여 폭이 좁은 이면도로에서도 용이하게 방향을 전환할 수 있도록 하여 안전

사고발생을 방지하고 운전의 편의성을 향상시키도록 개선된 구조의 전동카트용 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동카트는 종래 물품을 적재하여 인력으로 이동시키던 수동카트를 개선하여 사용자의 피로를 줄이고 더 긴 거리를 이동할 수 있도록 전동모터로 이동할 수 있도록 한 것으로, 음료를 배달하거나 이동하면서 판매하거나 공장내에서 물품을 적재하여 후속 공정으로 이송하기 위하여 사용자가 탑승하여 운전하도록 하고 있다.

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이러한 전동카트는 두발로 올라타 운행이 가능하며 시속 8㎞까지 달릴 수 있는 전기차로 도로교통법 제2조에 따라 '원동기장치 자전거(배기량 50㏄ 미만·정격출력 059㎾ 미만의 원동기를 단 차)'에 속하므로 도로를 주행해야 하며, 조향핸들도 자전거와 같은 바 형태로 되어 있다.

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이러한 전동카트의 예로서, 한국 등록특허 제10-1640136호(등록일자 2016년07월11일)에는 섀시부와 바디부 및 냉장부와 냉장제어수단을 포함하고, 섀시부는 전동카트의 골격을 형성하는 프레임과, 이 프레임에 설치되어 동력을 제공하는 배터리와, 프레임에 현가되어 배터리의 발생 동력으로 구동되는 구동륜과 조향륜을 포함하는 전후좌우 네 개의 차륜과, 배터리의 동력을 구동륜으로 전달하는 파워 트레인과, 조향륜의 진행 방향을 제어하되 프레임의 후방 측에 조향 제어부가 설치되는 조향시스템과, 구동륜의 감속 또는 정지를 제어하는 브레이크 시스템을 포함하며, 상기 냉장부는 섀시부의 프레임에 탑재된 후 바디부가 부착되어 내부에 음료를 수용하게 되며, 상부 도어가 설치되어 상면 개방이 가능하게 되고, 측면에 설치된 측면 도어를 통해 측면 개방이 가능하게 되며, 내부의 냉각을 수행하는 냉매 시스템을 구비한 음료의 냉장운반용 전동카트가 개시되어 있다.

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그러나, 상기한 종래의 전동카트는 조향핸들이 바형태의 핸들로서 조향각도가 크게 제약되므로 회전반경이 크게 됨에 따라, 일반 보행자들에의 음료 판매를 위하여 인도를 주행하는 경우나 폭이 좁은 이면도로에서 방향 전환을 위한 회전반경이 커서 운전의 불편함과 함께 보행자에게도 많은 불편을 주고 있다.

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한국 등록특허 제10-1640136호(등록일자 2016년07월11일)

본 발명의 목적은 상기한 종래 전동카트에서의 문제점을 해결하기 위하여, 조향핸들의 회전각도를 증폭하여 휠의 각도 변화가 증대되게 하여 바 형태의 조향핸들의 회전각도의 한계를 극복하여 카트의 회전반경이 축소되게 함으로써 사용자의 편의성과 안전성을 향상시키도록 개선된 전동카트용 조향장치를 제공하는 것이다.

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상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 전동카트용 조향장치는, 후방에 발판이 제공된 전동카트에서 사용자가 탑승한 상태로 조작하는 바 형태의 조향핸들의 회전력이 전동축을 통해 전륜측의 휠의 방향을 전환시키도록 된 전동카트용 조향장치에 있어서,

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조향핸들에 연결된 조향칼럼의 하단에 제공된 헬리컬기어장치에서 회전각을

증가시키도록 하고, 상기 조향칼럼의 증가된 회전각에 대응하여 모터의 출력을 제

어하도록 되며,

상기 모터의 출력축에 연결된 감속기어부를 통해 모터의 출력이 증대되어 전

동축을 통해 스티어링기어조립체에 의한 휠의 방향전환을 위한 회전이 원활하게 이

루어지도록 된 것을 특징으로 하여 구성된다.

토크/앵글 센서가 조향칼럼의 증가된 회전각과 토크를 감지하고, 그 감지 신호에 대응하여 제어부가 모터의 출력을 제어하도록 구성된다.

상기 스티어링기어조립체는 상기 전동축의 마지막 중간축과 상단이 연결된

축의 하단에 톱니가 형성되고, 그 톱니부가 하우징 내에서 양방향으로 연장된 휠구

동축의 중앙부에 형성된 기어부와 기어물림되어 축의 시계방향 또는 반시계방향으

로의 회전시 휠구동축은 좌우측으로 수평으로 이동하여 휠의 방향전환을 위해 회전

시키도록 구성된다.

상기 휠구동축은 지지스프링이 내측에 제공된 요크플러그에 의해 상기 하우

징내에서 수평이동가능하게 지지되며, 그 양측 단부는 각각 스테빌라이저링크를 통해 휠에 제공된 볼스터드에 연결된다.

본 발명에 의한 전동카트용 조향장치는 조향핸들의 회전력을 증폭하고 그 회

전각도와 토크를 센서에서 감지하여 제어부에 의해 제어되는 모터에 의해 출력이 증대되어 전동축을 통해 스티어링기어조립체에 연결된 스테빌라이저링크를 통해 휠

이 회전되므로, 휠의 회전각도가 증대되어 전동카트의 회전반경이 감소됨으로써 좁

은 이면도로에서도 전동카트의 방향전환이 원활하게 이루어질 수 있게 되어 안전성과 사용자의 조향핸들 조작의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 조향장치가 적용된 전동카트의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1의 조향장치의 개략적인 사시도.
도 3은 도 2의 조향장칭의 분해사시도.
도 4는 도 3의 모터와 출력증대를 위한 감속기어부 조립체의 사시도.
도 5는 도 2의 조향기어조립체를 개략적인 확대도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

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도 1 내지 3에 있어서, 본 발명의 조향장치가 적용되는 전동카트(1)는, 예를들어 음료를 배달하기 위하여 냉장시스템을 구비하고, 후방에 발판이 제공되어 사용자가 탑승한 상태로 조작하는 조향핸들(2)의 회전력이 전동축(3)을 통해 전륜측에 제공된 스티어링기어조립체(5)로 전달되어 휠의 방향을 전환하도록 되고, 후륜측에 제공된 도면에 미도시된 배터리로 구동되는 전기모터로 주행하게 된다.

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이러한 전동카트(1)는 도로교통법 제2조에 따라 시속 8㎞의 저속으로 주행하도록 되어 있으며, 바 형태의 조향핸들(2)은 회전각도의 제약으로 인하여 휠의 회전각도 또한 한정됨에 따라 선회반경이 커서 좁은 도로에서의 방향전환이 어려운 문제점이 있었다.

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이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 조향핸들(2)의 회전각도가 조향칼럼(21)의 하단에 제공된 헬리컬기어장치(22)에서 예를들어 1 : 581 정도로 증가되게 하고, 도면에 개략적으로 도시된 토크/앵글 센서(33)에 의해 조향칼럼의 회전각과 토크를 감지한 신호에 따라 제어부(10)에 의해 모터(31)의 출력을 제어하며, 이때 감속기어부(32)를 통해 모터의 출력이 증대되어 전동축(3)을 통해 스티어링기어조립체(5)에 의한 휠의 방향전환을 위한 회전이 원활하게 이루어지게 됨으로써 운전자의 조향핸들 조작의 편의성이 향상된다. 상기 제어부와 센서(33) 및 모터(31)와의 통신은 CAN 통신에 의한다.

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상기 전동축(3)은 감속기어부(32)의 출력단에 예를들어 유니버셜조인트로 경사지게 연결된 중간축(34)과, 브라켓(4)으로 수평으로 배치된 중간죽(35) 및 스티어링기어조립체(5)에 연결된 중간축(36)들로 이루어져 모터의 회전력을 스티어링기어조립체(5)로 전달한다.

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상기 스티어링기어조립체(5)는 마지막 중간축(36)과 상단이 연결된 축(51)의 하단에 톱니가 형성되고, 그 톱니부가 T자형의 하우징(52) 내에서 양방향으로 연장된 휠구동축(53)의 중앙부에 형성된 기어부와 기어물림되어 축(51)의 시계방향 또는 반시계방향으로의 회전시 휠구동축(53)은 도면에서 좌측 또는 우측으로 수평으로 이동하여 휠구동축(53)의 단부에 스테빌라이저링크(54)에 연결된 소켓(55)에 장착된 볼스터드(56)에 연결된 휠을 회전시킴으로써 카트의 방향전환이 이루어진다.

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상기 휠구동축(53)은 지지스프링(58)이 내측에 제공된 요크플러그(57)에 의해 상기 하우징(52)내에서 수평이동가능하게 지지된다.

상기 휠구동축(53)의 양측에는 스테빌라이저링크(54)와의 연결부분까지 먼지등의 이물질 유입을 방지하기 위하여 벨로우즈(59)가 장착되는 것이 바랍직하다.

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도면에 도시되고 설명된 상기한 전동카트용 조향장치는, 비단 음료 배달용 카트 전동카트에 한정되지 않으며, 비자동차용의 조향장치로 이용될 수 있으며, 전동축(3)의 구성 또한 필요에 따라 쉽게 변경할 수 있음은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 음료 배달을 위한 전동카트와 같은 비자동차용 조향장치에서 회전반경을 감소시켜 폭이 좁은 곳에서도 안전하게 방향전환할 수 있도록 이용될 수 있다.

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1 : 전동카트 2 : 조향핸들
3 : 전동축 5 : 스티어링기어조립체
10 : 제어부 21 : 조향칼럼
22 : 헬리컬기어장치 31 : 모터
32 : 감속기어부 33 : 토크/앵글 센서
34,35,36 ; 중간축 51 : 축
52 : 하우징 53 : 휠구동축
54 : 스테빌라이저링크 55 : 볼스터드
56 : 지지스프링 57 : 요크플러그

Claims

후방에 발판이 제공된 전동카트(1)에서 사용자가 탑승한 상태로 조작하는 바형태의 조향핸들(2)의 회전력이 조향칼럼(21)과 전동축(3)을 통해 전륜측의 휠의 방향을 전환시키도록 토크/앵글 센서(33)에 의해 조향칼럼의 회전각과 토크를 감지한 신호에 따라 제어부(10)에 의해 모터(31)의 출력을 제어하며, 감속기어부(32)를 통해 모터의 출력이 증대되어 전동축(3)을 통해 스티어링기어조립체(5)에 의한 휠의 방향전환을 위한 회전이 원활하게 이루어지도록 되고, 상기 스티어링기어조립체(5)는 상기 전동축(3)에 연결된 축(51)의 하단에 톱니가 형성되고, 그 톱니부가 하우징(52) 내에서 양방향으로 연장된 휠구동축(53)의 중앙부에 형성된 기어부와 기어물림되어 축(51)의 시계방향 또는 반시계방향으로의 회전시 휠구동축(53)은 좌우측으로 수평으로 이동하여 휠의 방향전환을 위해 회전시키도록 된 전동카트용 조향장치에 있어서,
상기 조향핸들(2)에 연결된 조향칼럼(21)의 하단에 제공된 헬리컬기어장치(22)에서 회전각을 증가시키도록 하고, 상기 조향칼럼의 증가된 회전각에 대응하여 모터(31)의 출력을 제어하도록 되며,
상기 전동축(3)은 감속기어부(32)의 출력단에 유니버셜조인트로 경사지게 연결된 중간축(34)과, 브라켓(4)으로 수평으로 배치된 중간축(35) 및 스티어링기어조립체(5)에 연결된 중간축(36)들로 이루어져 모터의 회전력을 스티어링기어조립체(5)로 전달하도록 된 것을 특징으로 하는 전동카트용 조향장치.
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