KR102909005B1

KR102909005B1 - 지게차 및 지게차용 자가 충전 장치

Info

Publication number: KR102909005B1
Application number: KR1020200083531A
Authority: KR
Inventors: 우명남
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2026-01-08
Anticipated expiration: 2040-07-07
Also published as: US20220009760A1; KR20220005854A; US12091299B2

Abstract

본 발명은 지게차 및 지게차용 자가 발전 장치에 관한 것으로서, 지게차는 지게차 본체에 구비되는 가이드부, 상기 가이드부를 따라 지게차 포크와 함께 이동하게 마련되는 이송부, 상기 가이드부와 상기 이송부 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 상기 가이드부와 상기 이송부 사이의 상대 이동 중 상기 접촉에 따른 회전으로 전기를 생산하게 마련되는 발전부 및 상기 발전부에서 생산된 전기를 저장하게 마련되는 배터리부를 포함한다.

Description

지게차 및 지게차용 자가 충전 장치 {FORKLIFT AND SELF-CHARGING APPRATUS FOR FORKLIFT}

본 발명은 지게차 및 지게차용 자가 충전장치에 관한 것이다.

일반적으로 지게차는 화물을 들어올리고 내리거나 운반하는 데 사용되며, 동력원에 따라 크게 엔진지게차와 전동지게차로 나뉘어진다. 그 중 전동지게차는 배터리로부터 공급되는 전기를 동력원으로 하는 것으로, 엔진지게차에 비해 배기가스가 없고 소음이 작아 실내 작업에 주로 이용되고 있다.

전동지게차는 엔진식 지게차에서 엔진 및 연료탱크를 제거하고 주행모터, 유압모터 및 배터리를 설치한 것으로서, 배터리로 주행모터와 유압모터를 구동하고 해당 모터를 통해 구동되는 유압펌프에서 토출되는 압유로 조향, 주행, 또는 작업기의 구동 등을 수행한다. 따라서, 전동지게차의 성능은 배터리의 효율과 밀접한 연관성이 있다.

한편, 최근 개발되고 있는 수소연료전지 차량의 경우 등판주행(오르막)시 고전압 배터리와 수소연료전지 시스템을 함께 동력원으로 사용하고, 평지주행시 수소연료전지 시스템을, 마지막으로 강판주행(내리막)시 모터 감속기가 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리를 충전하는 회생 제동 방식을 사용하여 배터리 효율을 확보하고 있다. 이러한 수소연료전지를 전동 지게차에 적용하려는 연구들이 진행되고 있다.

그러나 전동지게차의 경우, 대부분의 이동 동선이 작업장소이기 때문에 평지이며 주행거리 또한 배터리를 충전시킬 수 있을 만큼 충분치 않은 문제점이 있어 회생제동 기술을 적용하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 과제는 배터리 충전 효율이 향상된 지게차 및 자가 충전 장치를 제공하는 것이다.

일 예에서 지게차는, 지게차 본체에 구비되는 가이드부, 상기 가이드부를 따라 지게차 포크와 함께 이동하게 마련되는 이송부, 상기 가이드부와 상기 이송부 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 상기 가이드부와 상기 이송부 사이의 상대 이동 중 상기 접촉에 따른 회전으로 전기를 생산하게 마련되는 발전부 및 상기 발전부에서 생산된 전기를 저장하게 마련되는 배터리부를 포함한다.

다른 예에서 상기 발전부는, 상기 접촉에 따라 회전하게 마련되는 로터; 및 상기 로터의 회전력을 전달받아 발전을 위해 회전하는 회전축을 구비하는 발전기를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 로터는, 상기 가이드부와 상기 이송부 중 상기 어느 하나와 접촉되게 상기 다른 하나에 배치되고, 상기 접촉에 따라 소정의 제1 축을 중심으로 회전 가능하게 상기 다른 하나에 결합되는 제1 원판을 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 로터는, 상기 제1 원판과 상기 제1 축을 중심으로 함께 회전하게 마련되고, 상기 제1 원판에 결합되되, 원주면에는 기어이가 형성되는 제2 원판을 더 포함하고, 상기 회전축은, 원주면에 상기 제2 원판의 상기 기어이에 맞물리는 기어이가 형성되어 상기 제2 원판으로부터 회전력을 전달받을 수 있다.

또 다른 예에서 연직 방향에 직교하는 수평 방향을 따라 좌우 방향을 정의할 때, 상기 가이드부는, 상기 연직 방향으로 연장되는 가이드부 몸체, 가이드부 몸체의 좌측 단부에서 상기 연직 방향과 상기 수평 방향에 직교하는 방향으로 돌출되되, 상기 연직 방향을 따라 상기 가이드부 몸체의 상기 좌측 단부에 형성되는 좌측 가이드벽 및 상기 가이드부 몸체의 우측 단부에서 상기 좌측 가이드벽의 돌출 방향에 평행하게 돌출되되, 상기 연직 방향을 따라 상기 가이드부 몸체의 상기 우측 단부에 형성되는 우측 가이드벽을 포함하고, 상기 이송부는, 상기 좌측 및 우측 가이드벽의 사이에 배치될 수 있다.

또 다른 예에서 상기 발전부는, 상기 좌측 가이드벽의 돌출 방향에 평행하게 배치되는 제1 축을 중심으로 회전 가능하고, 또한 상기 좌측 가이드벽에 접촉 가능하게 상기 이송부에 결합되는 로터 및 상기 로터의 회전력을 전달받아 발전을 위해 회전하는 회전축을 구비하는 발전기를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 발전부는, 상기 제1 축을 형성하기 위해 상기 제1 축의 방향으로 연장되어 상기 로터에 결합되는 축 부분, 및 상기 축 부분의 양단 중 상기 로터에 결합되지 않은 일단에 마련되고, 상기 축 부분보다 큰 직경으로 형성되는 머리 부분을 구비하는 고정축을 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 이송부는, 상기 연직 방향으로 연장되어 상기 좌측 및 우측 가이드벽의 사이에 배치되는 이송부 몸체, 상기 축 부분이 삽입되게, 상기 이송부 몸체를 상기 제1 축의 방향으로 관통하게 형성되는 제1 홀 및 상기 제1 홀과 상기 제1 축의 방향으로 연속되게 상기 이송부 몸체의 면들 중 상기 로터가 위치한 측의 반대측 면에 형성되되, 상기 제1 홀보다 큰 직경으로 형성되어 상기 머리 부분을 수용하는 제2 홀을 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 발전부는, 상기 고정축의 회전 중에 상기 고정축의 축 부분을 지지하기 위한 베어링을 더 포함하고, 상기 이송부는, 상기 제2 홀의 반대 측에서 상기 제1 홀과 상기 제1 축의 방향으로 연속되게 상기 이송부 몸체에 형성되되, 상기 제1 홀보다 큰 직경으로 형성되어 상기 베어링을 수용하는 제3 홀을 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 좌측 가이드벽은, 상기 연직 방향을 따라 상기 가이드부 몸체의 상기 좌측 단부에 형성되는 좌측 가이드벽 바디, 상기 좌측 가이드벽 바디에 상기 연직 방향을 따라 연장되어 형성되되, 상기 가이드부 몸체에 인접하게 형성되고, 상기 이송부가 접촉하는 이송부 접촉면, 상기 좌측 가이드벽 바디에 상기 연직 방향을 따라 연장되어 형성되되, 상기 이송부 접촉면의 상기 돌출 방향 측에 위치하되, 상기 이송부의 이동에 따라 상기 로터가 접촉하는 로터 접촉면 및 상기 좌측 가이드벽 바디에서 상기 우측 가이드벽을 향해 돌출되어 형성되되, 상기 이송부 접촉면과 상기 로터 접촉면의 사이에 배치되어, 상기 이송부 접촉면과 상기 로터 접촉면을 서로 구획하는 구획부재를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 지게차는, 상기 로터의 원주면에 도포되는 마찰재를 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 이송부는, 연직 방향으로 연장되는 제1 이송부 바디, 상기 제1 이송부의 상측 말단에서 상기 연직 방향에 직교하게 연장되는 제2 이송부 바디 및 상기 제2 이송부 바디에 연결되어, 상기 이송부를 이동시키게 마련되는 유압 펌프를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서 상기 배터리부는, 고전압 배터리를 충전시키는 BHDC 및 저전압 배터리를 충전시키는 LDC를 포함할 수 있다.

일 예에서 자가 발전 장치는, 상하 방향으로 연장되는 가이드부, 상기 가이드부에 의해 상하 방향으로의 이동이 가이드 되고, 상측에 물품을 안착 가능하게 형성되며, 유압 펌프에 의해 상측으로 이동되고, 상기 물품의 하중 및 자중에 의해 하측으로 이동되는 이송부, 상기 가이드부와 상기 이송부 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 상기 접촉에 의해 발생하는 마찰력에 의해 정역회전하는 로터 및 상기 로터의 회전에 연동되어 회전하는 회전축의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전기를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 포크가 하강 이동할 때, 포크 및 포크에 적재된 물건의 위치에너지를 전기에너지로 변환시킬 수 있으므로 지게차의 배터리 충전 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 종래의 지게차를 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 가이드부, 이송부 및 발전부 및 배터리부를 도시하고 있는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 가이드부, 이송부 및 발전부를 분해 도시하고 있는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 로터를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 고정축을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 이송부 몸체에서 제2 홀이 형성되는 부분을 확대 도시하고 있는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 이송부 몸체에서 제3 홀이 형성되는 부분을 확대 도시하고 있는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 C자형 링을 도시하고 있는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 가이드부를 다른 방향에서 바라본 모습을 도시하고 있는 사시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해선 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되면 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지게차는 배터리 충전 효율이 향상된 지게차 에 관한 것이다. 도 1은 종래의 지게차를 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다. 종래의 지게차(1)는 물품을 떠 받치는 포크(2) 및 포크(2)에 결합되고, 상하로 슬라이딩 되어 포크(2)를 상하로 움직이는 마스트(3)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차에서 마스트(3)를 제외한 다른 구성들은 종래의 지게차와 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지게차는 포크에 안착된 물품의 하중 및 자중에 의한 위치에너지를 전기에너지로 변환하여 활용할 수 있는 지게차이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차는 가이드부(100), 이송부(200), 발전부(300) 및 배터리부(400)를 포함할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 가이드부(100), 이송부(200), 발전부(300) 및 배터리부(400)를 도시하고 있는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 가이드부(100), 이송부(200) 및 발전부(300)를 분해 도시하고 있는 분해 사시도이다.

가이드부(100)는 지게차 본체(4)에 구비될 수 있다. 가이드부(100)는 지게차(1) 본체에 고정될 수 있다. 이송부(200)는 가이드부(100)를 따라 지게차 포크(2)와 함께 이동하게 마련될 수 있다. 가이드부(100)와 이송부(200)는 종래의 지게차의 마스트에 대응될 수 있다.

발전부(300)는 가이드부(100)와 이송부(200) 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합될 수 있다. 즉, 가이드부(100)에 결합되고 이송부(200)와 접촉될 수도 있고, 이송부(200)에 결합되고 가이드부(100)에 접촉될 수도 있다. 도 2에서는 발전부(300)가 이송부(200)에 결합되고, 가이드부(100)에 접촉되는 것으로 도시되어 있다.

발전부(300)는, 가이드부(100)와 이송부(200) 사이의 상대 이동 중 접촉에 따른 회전으로 전기를 생산하게 마련될 수 있다. 여기서 상대 이동이란 이송부(200)가 가이드부(100)를 따라 지게차 포크(2)와 함께 이동함에 따라, 서로의 상대적인 위치가 변화하는 이동을 말할 수 있다. 접촉에 따른 회전은 발전부(300)가 가이드부(100) 또는 이송부(200)와 접촉함에 따라 마찰력이 발생하고, 이 마찰력에 의해 회전하는 것일 수 있다.

배터리부(400)는 발전부(300)에서 생산된 전기를 저장하게 마련될 수 있다. 배터리부(400)는 고전압 배터리(410) 및 저전압 배터리(420)를 포함할 수 있다. 고전압 배터리(410)는 지게차(1)의 주행을 위한 동력을 저장할 수 있다. 저전압 배터리(420)는 지게차 내 전장시스템에 쓰이는 동력을 저장할 수 있다.

종래의 지게차의 경우, 대부분의 이동 동선이 작업장소이기 때문에 평지이며 주행거리 또한 배터리를 충전시킬 수 있을 만큼 충분치 않은 문제점이 있어 일반적으로 수소 연료 전지 차량에 쓰이는 회생 제동 기술을 적용하기 어려운 문제가 있어 배터리 충전 효율이 좋지 못하였다.

본 발명에 의하면, 가이드부(100)와 이송부(200)의 상대이동을 통해 위치에너지를 전기에너지로 변환시킬 수 있으므로 지게차의 배터리 충전 효율이 향상될 수 있다

<발전부(300)>

발전부(300)는 로터(310)를 포함할 수 있다. 로터(310)는 가이드부(100)와 이송부(200) 사이의 상대 이동 중 접촉에 따라 회전하게 마련될 수 있다. 발전부(300)는 발전기(320)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시되어 있듯이, 발전기(320)는 회전축(321)을 구비할 수 있다. 회전축(321)은 로터(310)의 회전력을 전달받아 발전을 위해 회전할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 로터(310)를 도시한 사시도이다. 로터(310)는 제1 원판(311) 및 제2 원판(312)을 포함할 수 있다. 제1 원판(311)은 가이드부(100)와 이송부(200) 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나에 배치될 수 있고, 접촉에 따라 소정의 제1 축(A1)을 중심으로 회전 가능하게 다른 하나에 결합될 수 있다. 제1 축(A1)은 소정 방향으로 연장되는 가상의 축일 수 있다.

제2 원판(312)은 제1 원판(311)과 제1 축(A1)을 중심으로 함께 회전하게 마련될 수 있다. 제2 원판(312)은 제1 원판(311)과 결합될 수 있다. 제2 원판(312)의 원주면에는 기어이가 형성될 수 있다. 회전축(321)의 원주면에는, 제2 원판(312)의 기어이에 맞물리는 기어이가 형성될 수 있다. 회전축(321)은 제2 원판(312)으로부터 회전력을 전달받을 수 있다. 제2 원판(312)과 회전축(321)이 맞물리게 형성됨에 따라, 제2 원판(312)의 회전력을 회전축(321)에 전달하는 것이 용이할 수 있다. 제2 원판(312)은 회전축(321)에 비해 기어이의 수가 많을 수 있다. 제2 원판(312)과 회전축(321)의 기어비 차이가 클 수록, 회전축(321)의 회전속도가 빨라질 것이므로 전기의 생산에 유리할 수 있다. 참고로, 도면들에는, 제1 원판(311)의 직경과 제2 원판(312)의 직경의 길이 차이가 큰 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 제2 원판(312)의 직경은 달성하고자 하는 회전축(321)의 회전 속도에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

<가이드부(100)>

이하에서는, 도 2 내지 도 3을 참고하여 가이드부(100)에 관하여 상술한다. 가이드부(100)는, 가이드부 몸체(110), 좌측 가이드벽(120) 및 우측 가이드벽(130)을 포함할 수 있다. 여기서 좌우 방향은 연직 방향에 직교하는 수평 방향을 따라 정의될 수 있다. 또한, 좌우 방향은 관찰자가 바라보는 방향에 따라 달리 정의될 수 있다. 가이드부 몸체(110)는 연직 방향으로 연장될 수 있다. 좌측 가이드벽(120)은 가이드부 몸체(110)의 좌측 단부에서 연직 방향과 수평 방향에 직교하는 방향으로 돌출될 수 있다. 좌측 가이드벽(120)은 연직 방향을 따라 가이드부 몸체(110)의 좌측 단부에 형성될 수 있다.

우측 가이드벽(130)은 가이드부 몸체(110)의 우측 단부에서 좌측 가이드벽(120)의 돌출 방향에 평행하게 돌출될 수 있다. 우측 가이드벽(130)은 연직 방향을 따라 가이드부 몸체(110)의 우측 단부에 형성될 수 있다. 즉, 상측에서 바라 봤을 때, 가이드부(100)는 'ㄷ'자 형태 또는 'U'자 형태로 형성될 수 있다.

이송부(200)는, 좌측 및 우측 가이드벽(120, 130)의 사이에 배치될 수 있다. 이송부(200)가 좌측 및 우측 가이드벽(120, 130)의 사이에 배치됨에 따라, 좌측 및 우측으로 이탈하지 않고 연직 방향을 따라 이동할 수 있다.

로터(310)는 제1 축(A1)을 중심으로 회전 가능하고, 좌측 가이드벽(120)에 접촉 가능하게 이송부(200)에 결합될 수 있다. 이때 제1 축(A1)은 좌측 가이드벽(120)의 돌출 방향에 평행하게 배치될 수 있다. 이송부(200)는 로터(310)의 일부가 관통할 수 있도록 홈(220)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 이송부(200)도 좌측 및 우측 가이드벽(120, 130)에 면하는 면을 갖는 경우, 로터(310)가 이송부(200)를 관통해야만 좌측 가이드벽(120)에 접할 수 있다. 이 경우, 도 3에 도시되어 있듯이, 이송부(200) 중 좌측 가이드벽(120)에 면하는 면에 홈(220)이 형성될 수 있다. 홈(220)이 형성됨에 따라 로터(310)의 일부가 이송부(200)를 관통하여 좌측 가이드벽(120)에 접할 수 있다.

<고정축(330)>

발전부(300)는, 고정축(330)을 더 포함할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 고정축(330)을 도시한 사시도이다. 고정축(330)은 축 부분(331)과 머리 부분(332)을 포함할 수 있다. 축 부분(331)은 제1 축(A1)을 형성하기 위해 제1 축(A1)의 방향으로 연장될 수 있다. 축 부분(331)은 로터(310)에 결합될 수 있다. 머리 부분(332)은 축 부분(331)의 양단 중 로터(310)에 결합되지 않은 일단에 마련될 수 있다. 머리 부분(332)은 축 부분(331)보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 즉, 고정축(330)은 못과 같은 형상을 가질 수 있다. 머리 부분(332)이 축 부분(331)보다 큰 직경으로 형성됨에 따라, 로터(310)에 걸리는 축 하중을 지지할 수 있다.

<이송부(200)>

이송부(200)는, 이송부 몸체(210), 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)을 포함할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 이송부 몸체(210)에서 제2 홀(212)이 형성되는 부분을 확대 도시하고 있는 사시도이다. 이송부 몸체(210)는 연직 방향으로 연장되어 좌측 및 우측 가이드벽(130)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 홀(211)은 축 부분(331)이 삽입되게 형성될 수 있다. 제1 홀(211)은 이송부 몸체(210)를 제1 축(A1)의 방향으로 관통하게 형성될 수 있다. 제2 홀(212)은 이송부 몸체(210)의 면들 중 로터(310)가 위치한 측의 반대측 면에 형성될 수 있다. 제2 홀(212)은 제1 홀(211)과 제1 축(A1)의 방향으로 연속되게 형성될 수 있다. 제2 홀(212)은 제1 홀(211)보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 제2 홀(212)은 머리 부분(332)을 수용할 수 있다. 제2 홀(212)이 머리 부분(332)을 수용함에 따라, 머리 부분(332)이 로터(310)에 걸리는 축 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

발전부(300)는, 베어링(340)을 더 포함할 수 있다. 베어링(340)은 고정축(330)의 회전 중에 고정축(330)의 축 부분(331)을 지지하기 위한 베어링(340)을 더 포함할 수 있다. 베어링(340)은 스러스트 베어링일 수 있다. 베어링(340)은 복수 개 일 수 있다.

이송부(200)는 제3 홀(213)을 더 포함할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 이송부 몸체(210)에서 제3 홀(213)이 형성되는 부분을 확대 도시하고 있는 사시도이다. 제3 홀(213)은 이송부 몸체(210)에 형성되되, 제2 홀(212)의 반대 측에 형성될 수 있다. 즉, 제3 홀(213)은 제2 홀(212)은 이송부 몸체(210)의 면들 중 로터(310)가 위치한 측의 면에 형성될 수 있다. 제3 홀(213)은 제1 홀(211)과 제1 축(A1)의 방향으로 연속되게 형성될 수 있다. 제3 홀(213)은 제1 홀(211)보다 큰 직경으로 형성되어 베어링(340)을 수용할 수 있다. 제3 홀(213)이 베어링(340)을 수용함에 따라, 베어링(340)이 안정적으로 안착될 수 있고, 또한, 베어링(340)에 도포되는 윤활제가 비산되는 것을 방지할 수 있다.

발전부(300)는, C자형 링(350)을 더 포함할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 C자형 링(350)을 도시하고 있는 사시도이다. C자형 링(350)은, 축 부분(331) 중 머리 부분(332)이 위치한 측의 반대 측에 결합되어, 베어링(340) 및 로터(310)가 축 부분(331)에서 이탈 하는 것을 방해할 수 있다.

<좌측 가이드벽(120)>

좌측 가이드벽(120)은, 좌측 가이드벽 바디(121), 이송부 접촉면(122), 로터 접촉면(123) 및 구획부재(124)를 포함할 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 가이드부(100)를 다른 방향에서 바라본 모습을 도시하고 있는 사시도이다. 좌측 가이드벽 바디(121)는 연직 방향을 따라 가이드부 몸체(110)의 좌측 단부에 형성될 수 있다. 이송부 접촉면(122)은 좌측 가이드벽 바디(121)에 연직 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 이송부 접촉면(122)은 가이드부 몸체(110)에 인접하게 형성될 수 있다. 이송부 접촉면(122)은 이송부(200)가 접촉할 수 있다. 이송부 접촉면(122)은 후술할 로터 접촉면(123)에 비해 마찰 계수가 작은 재질로 형성될 수 있다.

로터 접촉면(123)은 좌측 가이드벽 바디(121)에 연직 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 로터 접촉면(123)은 이송부 접촉면(122)의 돌출 방향 측에 위치할 수 있다. 돌출 방향은 좌측 가이드벽(120)이 돌출되는 방향일 수 있다. 로터 접촉면(123)은 이송부(200)의 이동에 따라 로터(310)가 접촉할 수 있다. 로터 접촉면(123)은 이송부 접촉면(122)에 비해 마찰 계수가 큰 재질로 형성될 수 있다. 로터(310)의 원주면에는 마찰 계수가 큰 마찰재가 도포될 수 있다. 로터 접촉면(123)과 로터(310) 사이의 마찰력에 의해 로터(310)가 회전하게 되고, 이 회전이 전기를 생산할 수 있다.

구획부재(124)는, 좌측 가이드벽 바디(121)에서 우측 가이드벽(130)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다. 구획부재(124)는 이송부 접촉면(122)과 로터 접촉면(123)의 사이에 배치될 수 있다. 구획부재(124)는 이송부 접촉면(122)과 로터 접촉면(123)을 서로 구획할 수 있다. 구획부재(124)가 이송부 접촉면(122)과 로터 접촉면(123)을 서로 구획함에 따라, 무거운 하중으로 인해 가이드부(100)에 변형이 가해지는 경우에도, 이송부(200)가 접촉하는 면과 로터(310)가 접촉하는 면이 분리될 수 있어 정밀도가 향상될 수 있다.

로터(310)는 피니언 기어를 포함하고, 로터 접촉면(123)은, 피니언 기어에 맞물리게 형성되는 랙을 포함할 수 있다. 랙과 피니언 구조를 통해 로터(310)와 로터 접촉면(123) 사이의 부족한 마찰력을 보완할 수 있다.

이송부(200)는 제1 이송부 바디(201), 제2 이송부 바디(202) 및 유압 펌프를 포함할 수 있다. 제1 이송부 바디(201)는 연직 방향으로 연장될 수 있다. 제2 이송부 바디(202)는 제1 이송부(200)의 상측 말단에서 연직 방향에 직교하게 연장될 수 있다. 즉, 이송부(200)는 전체적으로 'ㄱ'자 형상으로 형성될 수 있다. 유압 펌프는 제2 이송부 바디(202)에 연결되어, 이송부(200)를 이동시키게 마련될 수 있다.

<배터리부(400)>

배터리부(400)는 BHDC와 LDC를 포함할 수 있다. BHDC는 양방향 고전압 전력 변환기(Bi-Direction High Voltage DC-DC Converter)의 약자이다. BHDC는 고전압 배터리(410)와 연료전지의 서로 다른 출력전압의 균형을 매칭시켜 줄 수 있다. BHDC는 고전압 배터리(410)로부터의 전압을 승압하여 연료 전지를 시동시킬 수 있고, 또한 고전압을 소정 전압으로 다운시켜 고전압 배터리를 충전시킬 수 있다. LDC는 저전압 전력 변환기(Low DC-DC Converter)의 약자이다. LDC는 자동차 초기 구동시 저전압 배터리(420)로부터 승압하여 연료 전지를 시동시킬 수 있고, 고전압 배터리(410)로부터 저전압 배터리(420)를 충전시킬 수 있다.

<충전 동작>

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차가 배터리를 충전하는 작동과정에 관하여 상술한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차가 배터리를 충전하는 과정은 포크 및 물품이 갖는 위치에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 과정으로 이해할 수 있다.

첫 번째로, 지게차는 유압 펌프를 통해 이송부(200)를 상방으로 이동시킨다.

두 번째로, 포크를 하강시켜야 할 상황이 오면 유압 펌프의 유압을 감소 시켜 이송부(200)를 상방으로 이동시키는 힘을 감소시킨다. 유압이 감소됨에 따라 포크는 포크의 자중 및 포크에 탑재된 물품의 하중에 의해 하방으로 이동된다.

세 번째로, 포크가 하방으로 이동됨에 따라, 로터(310)는 로터 접촉면(123)과 접하여 회전하기 시작한다. 로터(310)가 회전함에 따라, 회전축(321) 역시 회전하게 된다. 이 때 로터(310)와 회전축(321)의 기어비에 의해 회전축(321)은 로터(310)에 비해 더 빠른 속도로 회전하게 된다.

네 번째로, 발전기(320)는 회전축(321)의 회전을 통해 전기를 생산하고, 생산된 전기는 BHDC를 통해 고전압 배터리(410)로 충전되거나, LDC를 통해 저전압 배터리(420)로 충전됨으로써, 배터리의 충전이 완료된다.

<자가 발전 장치>

이하에서는, 자가 발전 장치에 관하여 상술한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전 장치는, 지게차 등에 사용되어 배터리의 충전 효율을 높일 수 있는 자가 발전 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전 장치는 가이드부(100), 이송부(200), 로터(310) 및 발전기(320)를 포함할 수 있다.

가이드부(100)는, 상하 방향으로 연장될 수 있다. 이송부(200)는 가이드부(100)에 의해 상하 방향으로의 이동이 가이드 될 수 있다. 이송부(200)는 상측에 물품을 안착 가능하게 형성될 수 있다. 이송부(200)는 유압 펌프에 의해 상측으로 이동되고, 물품의 하중 및 자중에 의해 하측으로 이동될 수 있다. 로터(310)는, 가이드부(100)와 이송부(200) 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 접촉에 의해 발생하는 마찰력에 의해 정역회전할 수 있다. 정역회전이라 함은, 시계 방향 및 시계 반대 방향으로의 회전을 의미할 수 있다. 발전기(320)는 회전축(321)을 포함할 수 있다. 회전축(321)은 로터(310)의 회전에 연동되어 회전할 수 있다. 발전기(320)는 회전축(321)의 회전에 의해 전기를 생산할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 지게차
2: 포크
3: 마스트
100: 가이드부
110: 가이드부 몸체
120: 좌측 가이드벽
121: 좌측 가이드벽 바디
122: 이송부 접촉면
123: 로터 접촉면
124: 구획 부재
130: 우측 가이드벽
200: 이송부
201: 제1 이송부 바디
202: 제2 이송부 바디
210: 이송부 몸체
211: 제1 홀
212: 제2 홀
213: 제3 홀
220: 홈
300: 발전부
310: 로터
311: 제1 원판
312: 제2 원판
320: 발전기
321: 회전축
330: 고정축
331: 축 부분
332: 머리 부분
340: 베어링
350: C자형 링
400: 배터리부
410: 고전압 배터리
420: 저전압 배터리
A1: 제1 축

Claims

지게차 본체에 구비되는 가이드부;
상기 가이드부를 따라 지게차 포크와 함께 이동하게 마련되는 이송부;
상기 가이드부와 상기 이송부 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 상기 가이드부와 상기 이송부 사이의 상대 이동 중 상기 접촉에 따른 회전으로 전기를 생산하게 마련되는 발전부; 및
상기 발전부에서 생산된 전기를 저장하게 마련되는 배터리부를 포함하고,
상기 발전부는,
상기 접촉에 따라 회전하게 마련되는 로터 및
상기 로터의 회전력을 전달받아 발전을 위해 회전하는 회전축을 구비하는 발전기를 포함하고,
상기 로터는,
상기 가이드부와 상기 이송부 중 상기 어느 하나와 접촉되게 상기 다른 하나에 배치되고, 상기 접촉에 따라 소정의 제1 축을 중심으로 회전 가능하게 상기 다른 하나에 결합되는 제1 원판 및
상기 제1 원판과 상기 제1 축을 중심으로 함께 회전하게 마련되고, 상기 제1 원판에 결합되되, 원주면에는 기어이가 형성되는 제2 원판을 포함하고,
상기 회전축은,
원주면에 상기 제2 원판의 상기 기어이에 맞물리는 기어이가 형성되어 상기 제2 원판으로부터 회전력을 전달받는, 지게차.
삭제
삭제
삭제
지게차 본체에 구비되는 가이드부;
상기 가이드부를 따라 지게차 포크와 함께 이동하게 마련되는 이송부;
상기 가이드부와 상기 이송부 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 상기 가이드부와 상기 이송부 사이의 상대 이동 중 상기 접촉에 따른 회전으로 전기를 생산하게 마련되는 발전부; 및
상기 발전부에서 생산된 전기를 저장하게 마련되는 배터리부를 포함하고,
연직 방향에 직교하는 수평 방향을 따라 좌우 방향을 정의할 때,
상기 가이드부는,
상기 연직 방향으로 연장되는 가이드부 몸체;
상기 가이드부 몸체의 좌측 단부에서 상기 연직 방향과 상기 수평 방향에 직교하는 방향으로 돌출되되, 상기 연직 방향을 따라 상기 가이드부 몸체의 상기 좌측 단부에 형성되는 좌측 가이드벽; 및
상기 가이드부 몸체의 우측 단부에서 상기 좌측 가이드벽의 돌출 방향에 평행하게 돌출되되, 상기 연직 방향을 따라 상기 가이드부 몸체의 상기 우측 단부에 형성되는 우측 가이드벽을 포함하고,
상기 이송부는,
상기 좌측 및 우측 가이드벽의 사이에 배치되는, 지게차.
청구항 5에 있어서,
상기 발전부는,
상기 좌측 가이드벽의 돌출 방향에 평행하게 배치되는 제1 축을 중심으로 회전 가능하고, 또한 상기 좌측 가이드벽에 접촉 가능하게 상기 이송부에 결합되는 로터; 및
상기 로터의 회전력을 전달받아 발전을 위해 회전하는 회전축을 구비하는 발전기를 포함하는, 지게차.
청구항 6에 있어서,
상기 발전부는,
상기 제1 축을 형성하기 위해 상기 제1 축의 방향으로 연장되어 상기 로터에 결합되는 축 부분, 및 상기 축 부분의 양단 중 상기 로터에 결합되지 않은 일단에 마련되고, 상기 축 부분보다 큰 직경으로 형성되는 머리 부분을 구비하는 고정축을 더 포함하는, 지게차.
청구항 7에 있어서,
상기 이송부는,
상기 연직 방향으로 연장되어 상기 좌측 및 우측 가이드벽의 사이에 배치되는 이송부 몸체;
상기 축 부분이 삽입되게, 상기 이송부 몸체를 상기 제1 축의 방향으로 관통하게 형성되는 제1 홀; 및
상기 제1 홀과 상기 제1 축의 방향으로 연속되게 상기 이송부 몸체의 면들 중 상기 로터가 위치한 측의 반대측 면에 형성되되, 상기 제1 홀보다 큰 직경으로 형성되어 상기 머리 부분을 수용하는 제2 홀을 포함하는, 지게차.
청구항 8에 있어서,
상기 발전부는,
상기 고정축의 회전 중에 상기 고정축의 축 부분을 지지하기 위한 베어링을 더 포함하고,
상기 이송부는,
상기 제2 홀의 반대 측에서 상기 제1 홀과 상기 제1 축의 방향으로 연속되게 상기 이송부 몸체에 형성되되, 상기 제1 홀보다 큰 직경으로 형성되어 상기 베어링을 수용하는 제3 홀을 더 포함하는, 지게차.
청구항 6에 있어서,
상기 좌측 가이드벽은,
상기 연직 방향을 따라 상기 가이드부 몸체의 상기 좌측 단부에 형성되는 좌측 가이드벽 바디;
상기 좌측 가이드벽 바디에 상기 연직 방향을 따라 연장되어 형성되되, 상기 가이드부 몸체에 인접하게 형성되고, 상기 이송부가 접촉하는 이송부 접촉면;
상기 좌측 가이드벽 바디에 상기 연직 방향을 따라 연장되어 형성되되, 상기 이송부 접촉면의 상기 돌출 방향 측에 위치하되, 상기 이송부의 이동에 따라 상기 로터가 접촉하는 로터 접촉면; 및
상기 좌측 가이드벽 바디에서 상기 우측 가이드벽을 향해 돌출되어 형성되되, 상기 이송부 접촉면과 상기 로터 접촉면의 사이에 배치되어, 상기 이송부 접촉면과 상기 로터 접촉면을 서로 구획하는 구획부재를 포함하는, 지게차.
청구항 10에 있어서,
상기 로터는, 피니언 기어를 포함하고,
상기 로터 접촉면은, 상기 피니언 기어에 맞물리게 형성되는 랙을 포함하는, 지게차.
청구항 1에 있어서,
상기 로터의 원주면에 도포되는 마찰재를 더 포함하는, 지게차.
지게차 본체에 구비되는 가이드부;
상기 가이드부를 따라 지게차 포크와 함께 이동하게 마련되는 이송부;
상기 가이드부와 상기 이송부 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 상기 가이드부와 상기 이송부 사이의 상대 이동 중 상기 접촉에 따른 회전으로 전기를 생산하게 마련되는 발전부; 및
상기 발전부에서 생산된 전기를 저장하게 마련되는 배터리부를 포함하고,
상기 이송부는,
연직 방향으로 연장되는 제1 이송부 바디;
상기 제1 이송부의 상측 말단에서 상기 연직 방향에 직교하게 연장되는 제2 이송부 바디; 및
상기 제2 이송부 바디에 연결되어, 상기 이송부를 이동시키게 마련되는 유압 펌프를 포함하는, 지게차.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리부는,
고전압 배터리를 충전시키는 BHDC; 및
저전압 배터리를 충전시키는 LDC를 포함하는, 지게차.
상하 방향으로 연장되는 가이드부;
상기 가이드부에 의해 상하 방향으로의 이동이 가이드 되고, 상측에 물품을 안착 가능하게 형성되며, 유압 펌프에 의해 상측으로 이동되고, 상기 물품의 하중 및 자중에 의해 하측으로 이동되는 이송부;
상기 가이드부와 상기 이송부 중 어느 하나와 접촉되게 다른 하나와 결합되어, 상기 접촉에 의해 발생하는 마찰력에 의해 정역회전하는 로터; 및
상기 로터의 회전에 연동되어 회전하는 회전축의 회전에 의해 전기를 생산하는 발전기를 포함하고,
상기 로터는,
상기 가이드부와 상기 이송부 중 상기 어느 하나와 접촉되게 상기 다른 하나에 배치되고, 상기 접촉에 따라 소정의 제1 축을 중심으로 회전 가능하게 상기 다른 하나에 결합되는 제1 원판 및
상기 제1 원판과 상기 제1 축을 중심으로 함께 회전하게 마련되고, 상기 제1 원판에 결합되되, 원주면에는 기어이가 형성되는 제2 원판을 포함하고,
상기 회전축은,
원주면에 상기 제2 원판의 상기 기어이에 맞물리는 기어이가 형성되어 상기 제2 원판으로부터 회전력을 전달받는, 자가 발전 장치.