KR100427346B1 - 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 선회시 뒷바퀴를 부캠버상태로 전환함으로써, 선회능력을 향상시킬 수 있도록 된 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 하부현가암과 상부현가암을 구비하는 전기자동차의 차축구조에 있어서, 상기 전기자동차의 배터리가 설치되는 트레이를 차량 선회에 따라 좌우유동 가능하도록 설치하고, 차체와 상기 상부현가암 사이에는 배터리트레이의 이동시 발생되는 가압력을 상부현가암에 전달하여 상부현가암을 차체쪽으로 당겨주기 위한 연결링크가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치를 제공한다.

Description

전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치{Device for adjusting camber angle of rear wheel of electric car}

본 발명은 전기자동차에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각을 조절하여 전기자동차에 탑재되는 배터리에 의해 발생되는 오버스트어링(over steering)현상을 방지할 수 있도록 된 뒷바퀴 캠버각 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기자동차는 그 운행을 위한 에너지원으로서 전기를 사용하고 있기 때문에, 이러한 전기의 공급을 위한 배터리가 장시간 사용할 수 있는 것이어야 한다는 것이 필수적인 요건으로서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 조건을 만족시키기 위한 요건으로서, 배터리의 수명이 절대적으로 길어야 한다는 전제조건이 해결되어야 하겠지만 이러한 조건을 해결시키기위한 가장 손쉬운 방법이 배터리의 크기와 갯수를 늘려서 배터리의 사용시간을 연장시키는 것이다.

따라서 현재 자동차란 한정된 공간 속에 많은 갯수의 배터리를 저장하기 위한 여러가지의 방안이 제시되고 있으며, 이에 비례하여 배터리의 중량이 늘어나는 실정이다.

그런데 통상 배터리는 도 1에 도시된 바와 같이 자동차의 후방에 치우쳐져 설치되는 데, 다량의 전기를 보관하는 배터리(10) 탑재에 따라 전기자동차는 일반 가솔린차량에 비해 약 400kg 정도의 무게가 상승하게 되고, 탑재위치도 차량 후방으로 배터리의 무게중심이 차량의 무게중심에 비하여 후방에 위치하므로 뒷바퀴(100)에 중량부담이 많이 된다.

따라서 차량 선회시 차량의 앞부분이 안쪽으로 들어가서 선회 반지름이 적이지는 오버스티어링(over steering) 현상이 과도하게 발생하게 되어 선회 안정성이 저하되는 문제점이 있다.

이러한 문제는 뒷바퀴의 캠버각(camber angle)을 변경하여 바퀴가 안쪽으로 기울어지는 부캠버(negative camber)상태로 설정함으로써 개선될 수 있지만, 이런 경우에는 직진주행시에 뒷바퀴의 노면 접지력이 작아져 바퀴의 편마모를 유발하게 되고, 직진안정성이 저하되는 문제점이 발생된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선회시 뒷바퀴를 부캠버상태로 전환함으로써, 선회능력을 향상시킬 수 있도록 된 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 전기자동차를 도시한 개략적인 도면,

도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치를 도시한 개략적인 도면,

도 3은 본 발명에 따른 캠버각 조절장치의 작동상태를 도시한 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 배터리 20 : 배터리트레이

21 : 완충부재 30 : 연결링크

31 : 회동축 40 : 지지부재

41 : 탄성부재 60 : 상부현가암

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하부현가암과 상부현가암을 구비하는 전기자동차의 차축구조에 있어서, 상기 전기자동차의 배터리가 설치되는 트레이를 차량 선회에 따라 좌우유동 가능하도록 설치하고, 차체와 상기 상부현가암 사이에는 배터리트레이의 이동시 발생되는 가압력을 상부현가암에 전달하여 상부현가암을 차체쪽으로 당겨주도록 차체에 중앙부가 회동가능하게 설치되고, 하단은 상부현가암쪽으로 수평절곡되어 그 끝단이 상부현가암 선단과 힌지결합되며, 상단은 배터리트레이쪽으로 연장된 구조의 연결링크가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 전기자동차를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치를 도시한 개략적인 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 캠버각 조절장치의 작동상태를 도시한 개략적인 도면이다.

상기한 도면에 의하면 뒷바퀴(100)의 허브에 연결되고 차체(50)의 크로스맴버에 설치되는 하부현가암(70)과 상부현가암(60)을 구비하여 뒷바퀴(100)를 차체(50)에 연결하는 전기자동차의 차축구조에 있어서, 배터리를 장착한 배터리트레이(20)가 전기자동차의 배터리실 내부에서 차체(50)의 선회원심력에 의해 차체(50)에 대해 좌우로 유동가능하게 설치되고, 차체(50)와 상기 상부현가암(60) 사이에는 배터리트레이(20)의 이동시 발생되는 가압력을 상부현가암(60)에 전달하여 상부현가암(60)을 차체(50)쪽으로 당겨주기 위한 연결링크(30)가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 연결링크(30)는 'Z'자 형태로 이루어지는 데, 차체(50)에 중앙부가 회동축(31)으로 결합되어 회동가능하게 설치되고, 하단은 상부현가암(60)쪽으로 수평절곡되어 그 끝단이 상부현가암(60) 선단과 힌지결합되며, 상단은 하단과는 반대로 배터리트레이(20)쪽으로 연장된 구조로 되어 있다.

또한, 본 발명은 배터리트레이(20)에 의해 밀려 회동된 연결링크(30)가 원위치로 복귀될 수 있도록, 연결링크(30)의 상단 외측에 지지부재(40)를 설치하고, 지지부재(40)와 연결링크(30) 상단 외측면 사이에 탄성부재(41)를 설치한다.

이에 따라 배터리트레이(20) 회동에 따라 연결링크(30)가 밀려나면서 지지부재(40)에 고정되어 있는 탄성부재(41)를 누르게 되어 탄성부재(41)가 탄력적으로 휘어지며, 배터리트레이(20)가 원위치로 복귀되면 연결링크(30) 또한 탄성부재(41)의 탄성복귀력에 의해 원위치로 이동되는 것이다.

여기서 연결링크(30)가 접하는 배터리트레이(20) 측면에는 접촉시 배터리트레이(20)의 파손을 방지하기 위한 별도의 완충부재(21)가 부착설치된다.

따라서 연결링크(30)의 상단은 내측 끝단과 외측끝단이 각각 배터리트레이 (20)에 설치된 완충부재(21)와 지지부재(40)에 설치된 탄성부재(41) 사이에 놓여진 상태가 된다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

전기자동차가 직진가속시에는 배터리트레이(20)는 정상적으로 차량 중심에 위치하게 되어 차체(50)에 설치된 연결링크(30)의 상단은 완충부재(21) 또는 탄성부재(41)에 의해 힘을 받지 않은 상태로 두 부재 사이에 놓여진다.

이때의 자동차 바퀴(100)의 중심선과 지면에 대한 수직선과 이루는 각인 캠버각(bamber angle)은 통상적 수준인 0.5~2도의 정캠버(positive camber)로 바퀴 (100)는 바깥쪽을 향해 기울어진 상태이다.

이 상태에서 자동차가 일방향으로 회전하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 전기자동차에 탑재된 배터리트레이(20)는 자동차가 선회함에 따라 차체(50)와의 회전축을 중심으로 또는 차체(50) 폭방향으로의 이동라인을 따라 회동 또는 이동하게 된다.

즉, 배터리트레이(20) 자체는 차체(50)와 상호 유동가능하게 설치되어 있어서, 자동차 선회에 따른 원심력이 가해지게 되면 원심력 방향으로 움직이게 되는 것이다.

배터리트레이(20)가 차체(50)에 가해지는 원심력에 의해 이동함에 따라 배터리트레이(20) 측면에 설치된 완충부재(21)는 차체(50)에 설치되어 있는 연결링크(30)의 상단을 외측으로 밀게 되고, 이에 따라 연결링크(30)는 도 3에서와 같이 차체(50)와의 회동축(31)을 중심으로 시계방향으로 회동하게 된다.

연결링크(30)가 회동함에 따라 연결링크(30)의 상단의 외측 끝단은 지지부재 (40)에 설치된 탄성부재(41)를 누르게 되고, 하단은 링크연결되어 있는 상부현가암 (60)을 차체(50)안쪽으로 당기게 된다.

이와같이 상부현가암(60)이 당겨짐에 따라 바퀴(100)의 캠버각이 변하여 최초 정캠버에서 바퀴(100)가 안쪽으로 기울어지는 부캠버(negative camber)로 전환된다.

즉, 바퀴(100)의 허브 상부에 설치된 상부현가암(60)이 바퀴(100)이 위쪽을 안쪽으로 당김에 따라 바퀴(100)의 중심선이 이루는 각도가 지면에 대한 수직선보다 안쪽으로 기울어지면서 캠버각도가 정캠버에서 부캠버로 바뀌게 되는 것이다.

따라서 바퀴(100)는 선회하는 안쪽으로 기울어지므로 뒷바퀴(100)의 노면 접지력을 향상시키게 된다. 이는 선회시 뒷바퀴(100)에 언더스티어링(under steering )의 경향을 발생시키게 됨을 의미하며, 이러한 언더스티어링 경향은 배터리의 무게에 의해 뒷바퀴(100)에 가해지는 오버스티어링 현상을 감쇄시키는 효과를 낳게 된다.

따라서 자동차는 선회능력 향상에 의한 정확한 선회가 가능하게 되는 것이다.

한편, 자동차가 선회를 마치고 직진운동을 하게 되면, 일측으로 이동??던 배터리트레이(20)가 원위치로 이동하게 되고, 연결링크(30) 또한 눌려져 있던 탄성부재(41)가 원상태로 복귀되면서 연결링크(30)의 상부를 밀어내게 되어 원위치로 회동된다.

연결링크(30)가 원상태로 회동됨에 따라 연결링크(30)의 하단에 의해 당겨져 있던 상부현가암(60)이 바깥쪽으로 밀려나면서 바퀴(100)의 캠버각을 직진운동특성에 맞도록 전환시키게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기자동차의 뒷바퀴(100) 캠버각 조절장치에 의하면, 구조가 간단하여 제작에 소요되는 비용이 적게 들어가면서 직진안정성과 선회시 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 선회능력 향상으로 운전편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 하부현가암과 상부현가암을 구비하는 전기자동차의 차축구조에 있어서,

   상기 전기자동차의 배터리가 설치되는 트레이를 차량 선회에 따라 좌우유동 가능하도록 설치하고, 차체와 상기 상부현가암 사이에는 배터리트레이의 이동시 발생되는 가압력을 상부현가암에 전달하여 상부현가암을 차체쪽으로 당겨주도록 차체에 중앙부가 회동가능하게 설치되고, 하단은 상부현가암쪽으로 수평절곡되어 그 끝단이 상부현가암 선단과 힌지결합되며, 상단은 배터리트레이쪽으로 연장된 구조의 연결링크가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연결링크 상단 외측에서 차체에 지지부재를 설치하고, 지지부재와 연결링크 상단 외측면 사이에 탄성부재를 설치하여, 배터리트레이에 의해 밀려 회동된 연결링크가 원위치로 복귀되도록 한 것을 특징으로 하는 전기자동차의 뒷바퀴 캠버각 조절장치.