KR100707734B1 - 밸러스트로 안정화되는 초협폭 자동차 - Google Patents

Abstract

초협폭 자동차는 폐쇄형 캐빈(11)을 갖는 차체(10), 캐빈내의 한 쌍의 직렬 시트(12,13), 차체의 각각의 코너에서의 4개의 휠(14), 휠의 적어도 일부를 구동시키는 추진 시스템(15), 및 안정성을 위해 차체에 배치된 밸러스트(16)로 구성된다. 캐빈은 2대의 자동차가 하나의 차선에서 나란히 주행할 수 있도록 충분히 좁은 것이 바람직하다. 밸러스트는 바람직하게는 약 50°이상의 높은 전복 임계치 및 낮은 무게중심을 제공하기 위해 충분히 낮게 배치되고 충분히 무겁다. 추진 시스템은 연료 전지에 의해 구동되는 전기모터로 구성되는 것이 바람직하며, 밸러스트는 연료전지에 연료를 충전하기 위한 금속 수산화물 탱크로 구성되는 것이 바람직하다. 밸러스트는 배터리가 충분히 무겁지 않거나 또는 모터가 전기모터가 아닐 때 원하는 전복 임계치를 제공하기 위한 자중을 포함할 수 있다.

Description

밸러스트로 안정화되는 초협폭 자동차{ULTRA-NARROW AUTOMOBILE STABILIZED WITH BALLAST}

본 발명은 초협폭 도로 차량에 관한 것이다.

통상의 자동차 또는 4륜 차량은 각각 적어도 2사람이 착석할 수 있는 하나 이상의 열로 된 시트를 지니며, 전형적으로 약 6피트(1.83m)의 폭을 갖는다. 통상의 2륜 모터사이클은 전, 후방 또는 직렬 좌석에 1인 내지 2인이 착석하며, 전형적으로 약 3피트(0.92m)의 폭을 갖는다. 2 내지 3개의 힐을 갖는 차량은 모터사이클로 분류되며, 4개의 힐을 갖는 차량은 자동차로 분류된다. 미국 도로에서의 각각의 차선(lane)의 폭은, 하나의 자동차를 수용하기 위해 또는 2개의 모터사이클이 나란히 있을 때 그들 사이의 간격이 충분하게 유지되도록 약 12피트(3.66m)로 된다. 모터사이클들은 교통이 혼잡할 때 인접한 차선들에 있는 자동차들 사이를 주행하는데 충분토록 협소하며, 또한 주차장의 구획선에 대해 직각으로 자동차들 사이에 주차할 수 있다. 자동차들은 한사람을 수송하는데, 특히 통근용으로 가장 빈번하게 사용된다. 모터사이클에 비해 자동차가 차지하는 더 큰공간, 재료 및 소모되는 연료 량을 고려하면, 자동차들은 사람을 이송하는데 있어서는 비효율적이다.

교통체증, 주차 및 효율 면에서의 모터사이클의 장점에도 불구하고, 자동차 들은 운전이 쉽고 안전하기 때문에 많은 사람들에게 선호되고 있으며, 또한 폐쇄형 캐빈(enclosed cabin)이 편안하고 안전한 이송공간을 제공하기 때문에 선호되고 있다. 그러므로, 고속도로는 물론 도시의 도로에도 자동차가 홍수를 이루고 있다. 도시지역의 경제성 및 공해가 증가함에 따라, 교통 및 주차문제가 뒤따르고 있다. 시정부는 대중에게 카풀 및 대중교통을 권장하여 이 같은 문제들을 해결하려 하고 있다. 그러나, 이 같은 조치들은 단지 제한적으로 성공될 뿐인 바, 이는 사람들이 개인용 차량을 즐기는 자유 및 편의성을 억제 받기를 싫어하기 때문이다. 현존하는 해결책으로는 도로를 팽창시킬 뿐이며, 그 같은 해결책은 과도한 비용이 소요되며, 또한 유효공간의 부족으로 인해 불가능하다.

일렬 좌석으로 한 명 이상을 수송함으로써 이송효율을 증가시키기 위해 협소폭 차체로 폐쇄된 차량이 제안되어 있다. 그 같은 차량은 정지시 수직상태를 유지하기 위해 3개 이상의 휠을 지닌다. 통상의 자동차가 선회시 고유의 안전성을 유지하는데 충분한 폭을 지니는 반면, 실제로 협소한 폭의 차량은 너무 협소하여 안정화 장치에 의해 안정화됨에도 불구하고 선회시 전복되는 현상을 피할 수 없었다. 젭콧의 미국 특허 제4,484,648호 및 티드웰의 제4,283,074호에는 서스펜션 또는 탑승실을 운동시킴으로써 선회 내측방향을 향해 경사지거나 롤링되도록 구성된 차량이 개시되어 있다. 실제로, 필요한 경사량은 선회속도 및 선회반경에 의존하며, 차체는 정확한 전기 및 유압제어하에 유지되어야 한다. 그 같은 틸팅시스템(tilting system)은 복잡하고 비싸다. 더욱이, 전기 또는 기계적 고장이 틸팅 시스템에서 발생되어 차량이 제어 불능상태에 빠지게 될 수 있다.

피바의 미국특허 제4,313,517호에는 2인용의 나란한 좌석을 갖는 3륜의 광폭 차체가 개시되어 있다. 그 차체는 배터리의 상부에 배치된 저중량의 캐빈에 의해 제공되는 낮은 질량중심을 갖는다. 그러나, 거의 확실하게 나타난바와 같이 소형의 배터리는 충분한 안정성을 제공하지 못한다. 나란한 좌석은 통상의 자동차와 같이 넓게 됨으로써, 그 같은 2개의 차량은 하나의 동일 차선에 나란하게 유지될 수 없다. 경량의 캐빈은 매우 작은 내충격성 및 기상 저항성을 제공한다. 더욱이, 최고속도가 단지 시속 20마일(시속33km)이므로, 결코 통상적인 자동차를 경제적으로 가치 있게 대체할 수 없다. 동력기관이 더 높은 속도를 달성할 수 있도록 수정된다 하더라도, 3개의 휠로는 고속에서 선회 안전성을 충분하게 제공할 수 없다. 종래의 모든 차량들은 광폭, 불충분한 선회 안전성, 또는 안전 및 편안함의 결여를 감수해야 하므로, 그 어느 것도 경제적으로 유용하지 못했다. 또한, 경제적으로 유용한 부품들의 결합을 제공하기가 매우 곤란했다. 종래의 어떠한 것도 높은 전복 임계치(rollover threshold)의 중요성을 적시하지 못하고 있는 바, 여기서 임계치란 차량의 차체가 바퀴에 적절하게 유지될 최대로 허용가능한 기울기 또는 경사를 의미한다. 적합하게 높은 전복 임계치가 없는 협소폭의 차량은 선회시 전복될 것이다.

발명의 목적

따라서, 본 발명에 따른 협소폭 자동차의 목적에 의하면:

많은 교통량에서의 개선된 기동성 및 더 용이한 주차성을 제공하도록 전형적인 모터사이클만큼 협소하고;

초협폭 및 차체의 기울기의 한계에도 불구하고 통상의 광폭차체의 자동차만큼 안정성을 제공하며;

고속도로 주행시 충분히 빠르며;

승객을 편안하고 안정된 캐빈으로 감싸며;

통상의 자동차에 익숙한 운전자들에게 친숙한 조작성을 제공하며;

통상의 자동차보다 제조비 및 유지비가 저렴하며;

이에 따라 통상의 자동차를 실제적이고 경제적으로 유용하게 교체할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적들은 첨부도면 및 상세한 설명을 고찰함으로써 명백해질 것이다.

발명의 요약

초협폭 자동차는 폐쇄형 캐빈을 갖는 차체, 캐빈의 내측의 한 쌍의 직렬식 시트, 차체의 4개의 코너에서의 4개의 휠; 적어도 일부의 휠을 구동시키는 추진 시스템, 안정성을 위해 차체내에 배치된 밸러스트로 구성된다. 캐빈은 하나의 차선에서 2개의 그 같은 자동차가 나란하게 운행될 수 있도록 충분하게 협소한 것이 바람직하다. 밸러스트는, 낮은 무게 중심을 제공하고 약 50°이상의 높은 전복 임계치를 제공하도록 충분히 무겁고 낮은 위치에 배치된다. 추진 시스템은 연료전지에 의해 가동되는 전기모터로 구성되는 것이 바람직하며, 밸러스트는 연료전지를 충전하기 위한 금속 수소화물 탱크로 구성되는 것이 바람직하다. 밸러스트는, 배터리가 충분히 무겁지 않거나 또는 모터가 전기 모터가 아닐 때 원하는 전복임계치를 제공 하도록 자중(dead weight)을 포함한다.

도1은 본 발명에 따른 협소폭 자동차의 측면도.

도2는 협소폭 자동차의 정면도

도3은 전복 임계치에서 경사진 상태를 보여주는 협소폭 자동차의 정면도.

도면의 참조번호의 설명

10: 차체 11: 캐빈

12: 전방시트 13: 후방시트

14: 휠 15: 추진시스템

16: 밸러스트 L: 길이

W: 폭 CG: 무게중심

도1 및 도2

협소폭 자동차의 바람직한 실시예가 도 1 및 2에 측면도 및 정면도로 도시되어 있다. 그 자동차는 안락함 및 안전성을 제공하기 위해 밀폐형 캐빈(11)을 갖는 차체(10)를 포함한다. 선택적으로, 차체(10)는 경제성을 위해 개방될 수 있다. 차체(10)는 많은 교통량에서의 개선된 조작성 및 더 용이한 주차성을 제공하기 위해, 특히 본 발명과 같은 2대의 자동차가 하나의 차선에서 나란히 주행할 수 있도록 약 3피트(0.92m)의 폭(W)을 지니는 것이 바람직하다. 자동차의 소형 사이즈는 또한 통상의 자동차보다 제조비 및 유지비가 현저하게 적게 소요되게 한다. 전방 및 후방 시트(12,13)는 캐빈(11)내에 일렬로 배치되는 것이 바람직하다. 2개의 시트는 수송능력과 길이간의 바람직한 절충안을 제공한다. 선택적으로, 더 적거나 많은 수의 시트가 제공될 수도 있으나, 그 시트들은 차체(10)의 협소한 폭을 유지하도록 일렬로 배치되어야 한다. 차체(10)의 길이는 제공되는 시트의 개수에 따라 변할 수 있다. 본 실시예에서와 같이 2개의 직렬 시트의 경우, 차체(10)는 약 7피트(2.15m)의 길이(L)를 지니는 것이 바람직하다.

4개의 휠(14)은 고속의 선회시 3륜차보다 더 우수한 안정성을 위해, 또한 통상의 4륜 자동차에 익숙한 운전자에게 친숙한 조작성을 제공하기 위해 차체(10)의 4개의 코너에 배치되는 것이 일반적이다. 적어도 일부의 휠(14)은 연료 전지에 의해 작동되는 전기모터가 바람직한 추진 시스템(15)에 의해 구동된다. 선택적으로, 다른 적합한 추진시스템이 사용될 수 있는 바, 이 같은 예로서, 배터리로 구동되는 전기모터, 다양한 형태의 연료가 공급되는 연소기관 등이 있다. 밸러스트(16)는 안정성을 위해 전방 휠 과 후방 휠 사이의 차체(10)내에 배치되며, 연료 전지에 연료를 공급하기 위한 금속 수소화물의 탱크로 구성되는 것이 바람직하다. 만일 금속 수소화물 또는 배터리가 충분한 중량을 갖지 못하거나, 또는 추진 시스템(15)이 배터리 구동방식이 아니라면, 밸러스트(16)는 납과 같은 자중을 포함할 수 있다.

예컨대, 추진시스템(15)은 캘리포니아 산 디마스에 소재하는 에이씨 프로펄션 컴퍼니로부터 입수가능한 최대 200마력 및 75 연속마력의 교류 전기 추진 시스템으로 될 수 있으며, 밸러스트(16)는 약 950파운드(432Kg)의 중량을 갖는 배터리로 될 수 있다. 약 1600파운드(727Kg)의 차량중량에 대하여, 본 발명에 따른 협소폭 자동차는 대략적으로, 부하당 약 100마일(161km)의 범위, 시간당 약 130마일(시간당 약 210km)의 최고속도, 및 5초 미만에서 시간당 약 0 내지 60마일(시간당 0 내지 97km)의 가속도를 달성할 수 있다. 그 같은 성능은 우수한 스포츠카의 그것과 동일하다.

도 3

초협폭 자동차는 선회시 안전을 위해 훌륭한 안전성을 지녀야 하며 또한 시장성을 지녀야 한다. 밸러스트(16)는 충분한 중량을 지녀야 하며, 바람직하게는 수직으로부터 약 50°의 전복 임계치를 위해 충분히 낮은 무게중심(CG)을 제공하도록 충분히 낮게 위치해야 하는 것이 매우 중요하다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는 전복 임계치보다 작게 경사지는 일측의 바퀴 위에 차체가 항상 유지될 것이다. 50°의 전복 임계치는 예시적인 차량에서 약950파운드(432Kg)의 밸러스트(16)에 대해 약 1600파운드(727Kg)의 차량전비 중량, 및 약3피트(0.92m)의 폭이 달성된다. 비교적으로, 일부의 통상적인 스포츠차량은 약 38°까지의 낮은 전복 임계치를 지닌다. 본 발명에 따른 협소폭 자동차의 전복 임계치는 적어도 통상의 광폭 차체 자동차만큼 높게 된다. 선택적으로, 밸러스트는 예컨대 38° 내지 60°의 더 높거나 낮은 전복 임계치를 위해 배치될 수 있다.

따라서, 본 발명의 초협폭 자동차는 안전성을 위해 단지 4개의 휠 과 밸러스트에만 의존할 뿐이다. 종래의 기술과는 달리, 선회내측방향으로 유도하기 위한 어떠한 장치를 사용하지 않으며, 대신에 통상의 자동차와 같이 선회외측방향으로 유도된다. 그러므로, 본 발명의 자동차는 비용이 절감되고, 신뢰성이 증가되며, 또한 통상의 자동차를 사용하는 사람에게 익숙한 조작성을 제공한다.

요약 및 범위

결과적으로, 협소폭 자동차가 제공된다. 이 자동차는 많은 교통량에서의 개선된 조작성과 더 용이한 주차를 위해, 또한 한 개의 차선에 2대가 나란히 주행할 수 있도록 통상의 모터사이클만큼 폭이 좁다. 초협폭 및 차체의 기울기의 부족에도 불구하고, 통상적인 광폭 차체를 갖는 자동차만큼 안정적이다. 이 자동차는 통상의 스포츠카만큼 빠르다. 자동차는 탑승자를 편안하고 안전한 캐빈내에 보호할 수 있다. 그 자동차는 통상의 자동차에 익숙한 운전자에게 친숙한 조작을 제공한다. 그 자동차는, 통상의 자동차보다 제조비 및 유지비가 저렴하다. 따라서, 통상의 자동차를 실제적이고 경제적으로 교체가 가능하다.

전술된 설명이 특정화되어 있지만, 이것은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되지 않아야 하며, 단지 바람직한 실시예의 일례로서 고려되어야 한다. 본 발명의 기술 내에서 다양한 변형 예들이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 예시된 실시예에 의해서가 아니라 첨부된 청구범위 및 그들의 법적인 균등에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

1. 4개의 코너부를 한정하는 길이와 폭을 가지며 직사각형인, 일렬 좌석용 폐쇄형 캐빈(11)을 구비한 차체(10)로서, 2대의 초협폭 자동차가 표준 12피트 폭의 차도에서 나란히 운행되게 2.5∼3.5피트(0.76∼1.07미터)의 폭을 가진 차체(10);

   상기 차체(10)의 상기 일렬 좌석 캐빈(11) 내의 하나 이상의 좌석(12,13);

   선회 안정성을 위해 상기 차체(10)의 상기 4개의 코너부 각각에 위치한 4개의 휠(14)로서, 2개는 전방휠이고 2개는 후방휠인 4개의 휠(14); 및

   상기 차체(10) 내에 위치하며 상기 전방휠과 후방휠 사이에 놓인 밸러스트(16);

   를 포함하는 초협폭 자동차에 있어서,

   상기 밸러스트(16)는 자중(dead weight) 밸러스트를 포함하고, 여기서 상기 밸러스트는 무게중심(CG)를 제공하여 수직으로부터 38도 이상의 안전 전복 임계치(safe rollover threshold)가 제공되도록 상기 차체(10) 내에서 낮게 위치되는 것을 특징으로 하는 초협폭 자동차.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸러스트(16)가 배터리와 모터의 조합을 포함하는 초협폭 자동차.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밸러스트(16)가 무게중심(CG)을 차체 폭비에 제공하여 수직으로부터 실질적으로 60도의 안전 전복 임계치가 제공되는 것을 특징으로 하는 초협폭 자동차.
4. 제3항에 있어서, 상기 자동차의 전비중량(curb weight)은 727㎏(1600파운드)이고, 상기 밸러스트 중량은 432㎏(950파운드)인 것을 특징으로 하는 초협폭 자동차.
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