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KR101302404B1 - 전기구동식 농용 작업차 - Google Patents

전기구동식 농용 작업차 Download PDF

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KR101302404B1
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Abstract

전기구동식 농용 작업차가 개시된다. 본 발명에 따른 전기구동식 농용 작업차는, 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식 농용 작업차로서, 기체 구동을 위한 구동모터가 기체 전륜과 후륜 사이의 기체 중앙에 배치되고, 구동모터는 기체 전후 양방을 향하는 두 개의 출력축을 가지며, 각 출력축은 기체 폭방향 중심에 일치하고, 전후 양방의 각 출력축은 전륜 추진축과 후륜 추진축을 매개로 전륜변속기 및 후륜변속기에 각각 동력전달 가능하게 연결되는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

전기구동식 농용 작업차{Electric vehicle for agriculture}
본 발명은 경작(耕作)에 주로 이용되는 농용 작업차에 관한 것으로, 상세하게는 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식 농용 작업차에 관한 것이다.
'트랙터(Tractor)'라 불리우는 농용 작업차는 구조적으로 일반 자동차와 비슷하지만 강력한 엔진을 장착하고 있어 견인력이 좋고 튼튼하여 경작용(耕作用)으로 주로 이용되고 있으며, 경작의 용도로 활용을 위해 기체 후방으로 다양한 형태의 작업기 예를 들어, 복토 내지는 땅을 고르는 정지작업을 위한 로터리 장치를 필요에 따라 선택적으로 부착하거나 떼어낼 수 있도록 되어 있다.
기계식 엔진을 장착하던 종래와는 달리 최근에는, 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 위해, 배기가스가 전혀 발생되지 않고 소음이 극히 적은 전기에너지를 이용하는 전기구동식에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 알려진 전기구동식 농용 작업차는 배터리에서 제공되는 전기를 동력으로 하여 구동모터가 차량을 움직일 수 있는 구성을 기반으로 한다.
하지만 회전수에 관계 없이 일정한 출력을 내는 모터의 특성 때문에 종래 전기구동식은, 습전주행이나 경사지 등판과 같은 열악한 환경에서 안정된 저속주행이 곤란하거나 고속주행에서 배터리 소모가 급증하는 단점이 있다. 즉, 종래 전기구동식 농용 작업차 대부분은 구동모터 출력을 그대로 주행동력으로 이용하는 구조임에 따라, 상황에 맞는 변속된 출력을 낼 수가 없어 전체적인 주행성능 및 동력효율이 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다.
더욱이, 전기구동식은 한번의 충전으로 주행 또는 작업할 수 있는 시간이 배터리 용량에 따라 제한되는 단점을 지니고 있다. 특히 배터리는 한번 충전하는 데에 상당한 시간이 요구된다. 때문에 한정된 에너지로서 보다 긴 시간 작업을 행할 수 있는 즉, 배터리 소모량은 최소화하면서 보다 효율적인 구동이 이루어질 수 있는 구조의 전기구동식 농용 작업차 개발이 시급한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 구동모터 출력을 습전주행 또는 경사지 등판에 적합한 동력으로 변속시켜 출력할 수 있으며, 따라서 전체적인 주행성능 및 동력효율을 보다 향상시킬 수 있는 전기구동식 농용 작업차를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 전기구동식 농용 작업차를 구현함에 있어 전체적인 기체구조의 단순화 및 경량화를 통해 배터리 소모를 최소화할 수 있고, 따라서 보다 오랜 작업시간을 유지할 수 있는 전기구동식 농용 작업차를 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은, 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식 농용 작업차로서, 기체 구동을 위한 구동모터가 전륜과 후륜 사이의 기체 중앙에 배치되고, 상기 구동모터는 기체 전후 양방을 향하는 두 개의 출력축을 가지며, 각 출력축은 기체 폭방향 중심에 일치하고, 상기 전후 양방의 각 출력축은 전륜 추진축과 후륜 추진축을 매개로 전륜변속기 및 후륜변속기에 각각 동력전달 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전기구동식 농용 작업차를 제공한다.
본 실시예에서, 상기 전륜 추진축 중간에 전륜 측 동력접속을 단속하는 클러치가 장치되며, 따라서 클러치 조작을 통해 선택적 4륜 구동이 이루어질 수 있다.
또한, 기체 폭방향 중심을 기준으로 상기 출력축의 좌측 또는 우측에는 기체 후방으로 연장되는 동력인출축이 평행하게 이격 배치될 수 있으며, 상기 동력인출축은 상기 두 개의 출력축 중 하나의 출력축에 동력전달 가능하게 연결될 수 있다.
이때, 상기 동력인출축은 클러치를 매개로 출력축에 운전자 조작에 따라 선택적으로 동력접속 또는 차단 가능하게 연결될 수 있으며, 이 경우 상기 클러치는 동기치합식(Synchro-Mesh Type) 클러치가 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기구동식 농용 작업차에 의하면, 구동모터의 출력을 주행대상지에 따라 최적의 주행을 구현할 수 있는 동력으로 변환시켜 출력하는 변속기를 채택함에 따라, 구동모터 출력을 일반주행 또는 습전주행, 경사지 등판 등에 적합한 동력으로 변속시켜 출력할 수 있으며, 이에 따라 보다 향상된 주행성능 및 동력효율을 가지는 전기구동식 농용 작업차를 구현할 수 있다.
또한, 기체 길이방향을 따라 전후 양방으로 배치된 출력축을 갖는 구동모터 적용으로 인하여, 전체적으로 기체구조의 단순화 및 경량화를 도모할 수 있으며, 이에 따라 배터리 소모가 최소화될 수 있는 작업차를 구현할 수 있다. 즉, 기체의 단순화 및 경량화를 통해 양산성 및 경제성 확보에 유리하면서 보다 오랜 작업시간을 유지하는 전기구동식 농용 작업차를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기구동식 농용 작업차의 측면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기구동식 농용 작업차 주요 구성품의 전체적인 배치구조를 보여주기 위한 평면 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기구동식 농용 작업차 주요 구성품의 전체적인 배치구조를 보여주기 위한 평면 개략도.
도 4는 도 3에 나타난 동력인출축 측 클러치 내부구조를 보인 확대도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기구동식 농용 작업차의 측면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기구동식 농용 작업차 주요 구성품의 전체적인 배치구조를 보여주기 위한 평면 개략도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 농용 작업차는 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식으로, 기체 구동을 위한 동력을 출력하는 구동모터(3)가 전륜(1a)과 후륜(1b) 사이의 기체 중앙 저부에 배치되어 있으며, 구동모터(3) 상방에는 운전자 탑승을 위한 운전석(2)이 형성되어 있다. 이때 운전석(2) 주변에는 기체 조향을 위한 스티어링을 비롯해 주행 및 작업기 조작에 관련하는 다양한 레버 등이 마련된다.
구동모터(3)는 상기 운전석(2) 바닥 측에 장치되는 풋 페달(22) 조작에 의해 그 출력이 조절되며, 풋 페달(22)은 운전자 조작 시 그 변위 값을 출력해 제어부(도시 생략)로 전달하고 제어부는 해당 변위 값에 상응하는 출력 값으로 구동모터(3) 출력, 구체적으로 회전속도를 조절하는 제어를 행한다. 구동모터(3)는 동력 출력을 위해 기체 전후 양방을 향하는 두 개의 출력축(30a)(30b)을 갖고, 각 출력축(30a)(30b)은 기체 폭방향 중심(C)에 일치하는 방향으로 종(縱) 배치된다.
기체 전후 양방으로 형성된 상기 출력축(30a)(30b)은 각각, 전륜(1a) 구동을 위한 전륜 추진축(4)과 후륜(1b) 구동을 위한 후륜 추진축(5)과 동력전달 가능하게 연결되고, 상기 전륜 추진축(4)과 후륜 추진축(5)은 각각, 한 쌍의 전륜(1a)과 후륜(1b) 사이에 각각 배치되어 추진축으로부터 제공된 동력을 차량 주행에 적합한 속도로 증대시키거나 감소시키는 역할을 하는 전륜변속기(6) 및 후륜변속기(7)에 각각 동력전달 가능하게 연결된다.
전륜 추진축(4) 중간에는 구동모터(3)에서 출력된 동력이 전륜(1a) 측으로 제공되는 것을 선택적으로 차단 또는 접속시키는 클러치(8)가 장치되며, 이에 따라 2륜 또는 선택적 4륜 구동이 구현될 수 있다. 그리고 차체 전방의 후드에 의해 보호되는 공간(종래 기계식 엔진을 탑재한 차량의 엔진룸에 해당, 9)에는 도면에는 도시하지 않았으나 구동모터(3) 출력 제어를 위한 상기 제어부 및 동력원인 전기에너지를 충전한 배터리 모듈이 탑재된다.
도 3의 다른 실시예의 도시와 같이, 전술한 구동모터(3)로부터의 출력은 동력인출축(10)을 통해 차량 후방에 선택적으로 장착되는 작업기에 이를 구동시키기 위한 동력으로 제공될 수 있다. 상기 동력인출축(10)은 기체 폭방향을 중심을 기준으로 상기 출력축(30a 또는 30b) 좌측 또는 우측에 평행하게 이격 배치되어 기체 후방으로 연장되되, 그 선단은 두 개의 출력축(30a)(30b) 중 하나의 출력축(30b)에 동력전달 가능하게 연결된다.
출력축(30b)을 통한 구동모터(3)의 출력이 상기 동력인출축(10)에 선택적으로 제공될 수 있도록, 도 4의 도시와 같이 상기 동력인출축(10)은 클러치(12)를 매개로 출력축에 선택적인 동력접속 또는 차단 가능하게 연결될 수 있다.
클러치(12)는 출력축 또는 동력인출축(10) 상에 스플라인 고정되는 허브기어(부호 생략), 허브기어 위에 물려 슬라이딩되는 슬리브(부호 생략), 슬리브의 슬라이딩에 따라 허브기어와 선택적으로 물려 동력접속되는 시프트 기어(부호 생략) 등을 포함하는 일반적인 동기치합식(Synchro-Mesh Type) 클러치일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 선택적 동력접속을 구현할 수 있는 구성이면 특별한 제한은 없다.
상기와 같은 구성의 본 발명의 전기구동식 농용 작업차에 따르면, 구동모터의 출력을 주행대상지에 따라 최적의 주행을 구현할 수 있는 동력으로 변환시켜 출력하는 변속기를 채택함에 따라, 구동모터 출력을 일반주행 또는 습전주행, 경사지 등판 등에 적합한 동력으로 변속시켜 출력할 수 있으며, 이에 따라 보다 향상된 주행성능 및 동력효율을 가지는 전기구동식 농용 작업차를 구현할 수 있다.
또한, 기체 길이방향을 따라 전후 양방으로 배치된 출력축을 갖는 구동모터 적용으로 인하여, 전체적으로 기체구조의 단순화 및 경량화를 도모할 수 있으며, 이에 따라 배터리 소모가 최소화될 수 있는 작업차를 구현할 수 있다. 즉, 기체의 단순화 및 경량화를 통해 양산성 및 경제성 확보에 유리하면서 보다 오랜 작업시간을 유지하는 전기구동식 농용 작업차를 구현할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1a, 1b : 전륜, 후륜 2 : 운전석
3 : 구동모터 4 : 전륜 추진축
5 : 후륜 추진축 6 : 전륜 변속기
7 : 후륜 변속기 8 : 클러치
C : 기체 폭방향 중심선
10 : 동력인출축

Claims (5)

  1. 전기를 동력으로 하여 움직이는 전기구동식 농용 작업차로서,
    기체 구동을 위한 구동모터가 전륜과 후륜 사이의 기체 중앙에 배치되고, 상기 구동모터는 기체 전후 양방을 향하는 두 개의 출력축을 가지며, 각 출력축은 기체 폭방향 중심에 일치하고, 상기 전후 양방의 각 출력축은 전륜 추진축과 후륜 추진축을 매개로 전륜변속기 및 후륜변속기에 각각 동력전달 가능하게 연결되며,
    상기 전륜 추진축 중간에 전륜 측 동력접속을 단속하는 클러치가 장치되어, 선택적 4륜 구동이 이루어질 수 있는 구성인 것을 특징으로 하는 전기구동식 농용 작업차.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    기체 폭방향 중심을 기준으로 상기 출력축의 좌측 또는 우측에는 기체 후방으로 연장되는 동력인출축이 평행하게 이격 배치되고, 상기 동력인출축은 상기 두 개의 출력축 중 하나의 출력축에 동력전달 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전기구동식 농용 작업차.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 동력인출축은 클러치를 매개로 출력축에 운전자 조작에 따라 선택적으로 동력접속 또는 차단 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전기구동식 농용 작업차.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클러치는 동기치합식(Synchro-Mesh Type) 클러치인 것을 특징으로 하는 전기구동식 농용 작업차.
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