KR100748475B1 - 차량의 승차감을 개선한 차륜지지장치 - Google Patents

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시게타카 이소가이
아츠시 도리이
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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
아이신세이끼가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 차륜지지장치(200)는 댐퍼(140, 150), 볼 조인트(160, 170), 너클(180), 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 포함한다. 상기 댐퍼(140, 150)들은 차체의 상하방향(DR1)으로 인-휠 모터(IWM)의 케이스(60)에 부착되어 상기 볼 조인트(160, 170)들에 각각 연결된다. 상기 상부 아암(210) 및 상기 하부 아암(220)은, 볼 조인트(160, 170)들을 통하여 각각의 댐버(140, 150)들에 연결된 각각의 한쪽 끝부들과 차체에 피봇가능하도록 고정된 각각의 다른쪽 끝부들을 구비한다. 상기 너클(180)은 허브 베어링(11, 12)들을 통해 차륜 허브(20)를 회전가능하게 지지하도록 상기 볼 조인트(160, 170)들에 연결된다.

Description

차량의 승차감을 개선한 차륜지지장치{WHEEL SUPPORTING APPARATUS IMPROVING RIDE COMFORT OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 승차감을 개선시키는 차륜지지장치에 관한 것이다.
종래의 인-휠 모터 구동 시스템에 있어서, 예를 들면 일본국 공개특허공보 평07-81430호, 2000-343920호, 2001-315534호 및 평11-170831호에는 모터가 외측 프레임에 하우징되고 상기 모터의 외측 샤프트가 베어링 유닛에 의하여 상기 외측 프레임 상에 회전가능하게 지지되는 것이 개시되어 있다. 상기 외측 샤프트의 한쪽 끝부는 유성기어(planetary gear)를 거쳐 차륜에 연결된다.
모터를 하우징하는 외측 프레임은 볼 조인트를 거쳐 서스펜션 아암(suspension arm)에 연결된다. 상기 서스펜션 아암은 쇼크 업소버(shock absorber)를 거쳐 차체에 연결된다(일본국 특개평07-81430호).
상기로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 인-휠 모터 시스템에서는, 상기 모터를 하우징하는 외측 프레임은 볼 조인트 및 서스펜션 아암을 통하여 차체에 연결된다.
또한, 일본의 Goh Nagaya, Yasumichi Wakao 및 Akihiko Abe, Proceedings of Annual Congress, Society of Automotive Engineers사의 "Development of Dynamic- Damper Type In-Wheel Motor(2002년 11월 26일, 9-12페이지, 제 83-02호)"에는, 중공 모터가 모터 서스펜션에 의해 지지되는 종래의 인-휠 모터 구동 시스템이 공지되어 있다. 상기 중공 모터는 차륜에 연결되어 그것을 회전시킨다. 상기 중공 모터는 상기 모터 서스펜션에 의해 지지되어, 상기 중공 모터가 차량의 상하(top-bottom) 방향으로 진동할 수 있도록 함으로써, 이에 따라 스프링 하중량(unsprung weight)으로부터 격리된다. 상기 차륜은 서스펜션 아암에 의해 차량 상에 지지된다. 이러한 인-휠 모터 구동 시스템에 있어서, 상기 차륜 유닛(타이어를 포함함)이 진동하는 경우, 상기 중공 모터는 상기 차량의 상하방향으로 진동시키기 위하여 상기 차륜을 통하여 상기 차륜 유닛의 진동들을 수용한다. 상기 중공 모터의 진동들은 상기 차량의 비스프링 부분(unsprung part)의 진동들을 상쇄한다.
하지만, 종래의 인-휠 모터 구동 시스템은 후술하는 문제점에 직면하고 있다. 예컨대 노면의 상태에 따라 차륜이 변위되는 경우에는, 상기 모터도 변위되어 볼 조인트 및 서스펜션 아암을 통해 차체에 비스프링 입력을 발생시킴으로써, 차량 승차감의 저하를 초래하게 된다.
본 발명의 목적은, 차량의 승차감이 개선될 수 있는 차륜지지장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 차륜지지장치는 탄성부재, 서스펜션 아암 및 회전가능 지지부재를 포함한다. 상기 탄성부재는, 차륜유닛의 차륜에 제공되는 하중부재에 부착되어 상기 차륜유닛의 진동들과 상기 하중부재의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치된다. 상기 서스펜션 아암은, 상기 탄성부재에 연결된 한쪽 끝부 및 상기 차체의 상하방향으로 피봇가능하도록 차량에 고정된 다른쪽 끝부를 구비한다. 상기 회전가능 지지부재는 상기 서스펜션 아암 및 상기 탄성부재에 연결되어 상기 차륜을 회전가능하게 지지하게 된다.
상기 하중부재는 인-휠 모터인 것이 바람직하다. 상기 인-휠 모터는, 동력(motive power)을 발생시키는 모터; 등속조인트를 거쳐 상기 차륜에 연결되어, 상기 모터에 의해 발생되는 동력이 상기 차륜에 전달되도록 하는 모터출력샤프트; 및 상기 모터를 하우징하는 케이스를 포함한다. 상기 탄성부재는 상기 케이스에 부착된다.
상기 모터출력샤프트는 제 1 출력샤프트 및 제 2 출력샤프트로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제 1 출력샤프트는 상기 모터에 연결되고, 상기 제 2 출력샤프트는 상기 제 1 출력샤프트 안으로 끼워지는 한쪽 끝부 및 상기 등속조인트에 연결된 다른쪽 끝부를 구비한다.
상기 하중부재는, 상기 차륜에 연결되지 않으면서 상기 차륜에 제공되는 중량체인 것이 바람직하다.
상기 서스펜션 아암은 상부 아암 및 하부 아암으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 탄성부재는 상기 상부 아암 및 상기 하부 아암 중 하나 이상에 연결된다.
상기 탄성부재는 한 쌍의 탄성부재로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 탄성부재 중 하나는 상기 상부 아암에 연결되고, 상기 한 쌍의 탄성부재 중 다른 하나는 상기 하부 아암에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 탄성부재는 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재에 연결되는 것이 바람직하다. 상기 상부 아암 및 상기 하부 아암은 상기 차체의 상하방향으로 상기 한 쌍의 탄성부재에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 탄성부재는 한 쌍의 전방 탄성부재 및 한 쌍의 후방 탄성부재들로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 전방 탄성부재들은, 상기 상부 아암과 상기 하부 아암에 연결되어 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재에 부착된다. 상기 한 쌍의 후방 탄성부재들은, 상기 상부 아암과 상기 하부 아암에 연결되어 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재에 부착된다. 상기 한 쌍의 전방 탄성부재 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재는 상기 차체의 전후방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 전방 탄성부재 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재는 각각 고무마운트(rubber mount)인 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 탄성부재는, 상기 상부 아암 및 상기 하부 아암에 연결되어 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재에 부착되는 한 쌍의 중간 탄성부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 중간 탄성부재는, 상기 한 쌍의 전방 탄성부재와 상기 한 쌍의 후방 탄성부재가 만들어진 재료와 상이한 재료로 만들어지고, 상기 차체의 전후방향으로 상기 한 쌍의 전방 탄성부재 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 전방 탄성부재 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재는 각각 고무마운트로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 중간 탄성부재는 각각 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 전방 탄성부재 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재는 각각 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 중간 탄성부재는 각각 고무마운트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 탄성부재는 상부 탄성부재 및 하부 탄성부재로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 상부 탄성부재는 상기 상부 아암에 연결된다. 상기 하부 탄성부재는 상기 하부 아암에 연결된다.
상기 상부 탄성부재 및 상기 하부 탄성부재는 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재에 부착되는 것이 바람직하다. 상기 상부 아암 및 상기 하부 아암은 상기 차체의 상하방향으로 상기 상부 탄성부재 및 상기 하부 탄성부재에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 탄성부재 및 상기 하부 탄성부재는 각각 하나 이상의 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 하나 이상의 탄성체는 각각 고무마운트인 것이 바람직하다.
상기 상부 탄성부재 및 상기 하부 탄성부재는 각각 하나 이상의 제 1 탄성체 및 상기 제 1 탄성체와 상이한 제 2 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 하나 이상의 제 1 탄성체는 각각 고무마운트이고, 상기 제 2 탄성체는 스프링인 것이 바람직하다.
상기 하나 이상의 제 1 탄성체는 각각 스프링이고, 상기 제 2 탄성체는 고무마운트인 것이 바람직하다.
상기 탄성부재는 한 쌍의 탄성부재로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 탄성부재는 한 쌍의 아암부재를 거쳐 상기 상부 아암에 연결된다. 상기 하중부재 및 상기 한 쌍의 탄성부재에 연결되지 않으면서도 상기 하중부재 및 상기 한 쌍의 탄성부재에 상기 하부 아암이 제공된다. 상기 하부 아암은 그 한쪽 끝부가 상기 회전가능 지지부재에 연결되고, 다른쪽 끝부는 상기 차체의 상하방향으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 탄성부재는 상기 차체의 전후방향으로 상기 하중부재에 부착되는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 아암부재는 상기 차체의 전후방향으로 상기 한 쌍의 탄성부재에 연결된다. 상기 상부 아암은 상기 회전가능 지지부재와 상기 한 쌍의 아암부재에 연결된 한쪽 끝부 및 상기 차체의 상하방향으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정되는 다른쪽 끝부를 구비한다. 상기 상부 아암 및 상기 하부 아암은 상기 차체의 상하방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 쌍의 탄성부재들 중 탄성부재들은 상기 차체의 전후방향으로 상기 하중부재의 서로 대향하는 각각의 면들에 배치되고, 상기 차체의 상하방향으로 팽창 및 수축가능한 것이 바람직하다.
상기 하중부재에 고정되어 상기 차체의 전후방향으로 상기 하중부재로부터 연장되어 있는 연장부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 쌍의 탄성부재들은 상기 연장부재에 연결된 한쪽 끝부 및 상기 한 쌍의 아암부재에 연결된 다른쪽 끝부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 쌍의 탄성부재들은 한 쌍의 현가장치들을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 차륜지지장치는 상기 차륜유닛의 진동들과 상기 하중부재의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치되는 탄성부재를 포함하여, 상기 하중부재의 진동들이 상기 차륜유닛의 진동들을 상쇄하도록 한다. 따라서, 상기 차륜유닛의 진동들이 현가장치를 거쳐 차체로 전달되는 것이 억제된다.
이러한 방식으로, 본 발명에 따르면, 상기 차륜유닛으로부터의 비스프링 입력이 경감되어 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 차륜지지장치는, 하중부재로서 인-휠 모터가 그 위에 장착되는 차륜유닛의 진동들과 상기 하중부재의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치되는 탄성부재를 포함한다. 더욱이, 상기 인-휠 모터는 등속조인트를 거쳐 차륜에 연결된다. 따라서, 상기 차륜유닛이 진동함에 따라, 상기 인-휠 모터의 진동들이 상기 차륜유닛의 진동들을 상쇄한다. 또한, 상기 차륜과 상기 인-휠 모터의 출력샤프트간의 스큐(skew)가 허용된다. 따라서, 차륜의 어떠한 변위가 발생하더라도, 상기 인-휠 모터의 변위가 방지된다. 이에 따라, 차륜유닛의 진동들과 차륜의 변위가 서스펜션 아암을 통해 차체로 전달되는 것이 억제된다.
이러한 방식으로, 본 발명에 따르면, 상기 인-휠 모터가 그 위에 장착되는 차륜유닛으로부터의 비스프링 입력이 경감되어 상기 인-휠 모터에 의해 구동되는 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 차륜지지장치는, 하중부재로서 중량체가 그 위에 탑재되는 차륜유닛의 진동들과 상기 하중부재의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치되는 탄성부재를 포함하여, 상기 중량체의 진동들이 차륜유닛의 진동들을 상쇄하도록 한다. 따라서, 상기 차륜유닛의 진동들이 상기 서스펜션 아암을 통하여 차체로 전달되는 것이 억제된다.
이러한 방식으로, 본 발명에 따르면, 상기 중량체가 그 위에 탑재되는 보통의 차륜유닛으로부터의 비스프링 입력이 경감될 수 있고, 따라서 보통의 차륜유닛이 그 위에 탑재되는 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
나아가, 본 발명의 차륜지지장치는, 차체의 상하방향으로 한 쌍의 탄성부재들 또는 상부 탄성부재와 하부 탄성부재를 거쳐 상기 하중부재를 지지하여, 상기 하중부재가 상기 차륜유닛의 진동들에 의해 진동하도록 용이하게 발생됨으로써, 상기 차륜유닛의 진동들이 상기 서스펜션 아암을 통해 상기 차체로 전달되는 것이 억제되도록 한다.
이러한 방식으로, 본 발명에 따르면, 상기 차륜유닛으로부터의 비스프링 입력이 효과적으로 경감되어 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 차륜지지장치는, 상기 서스펜션 아암의 구성요소인 상부 아암에만 연결된 한 쌍의 탄성부재 및 한 쌍의 아암부재들을 통해 상기 하중부재를 지지한다. 따라서, 상기 하중부재가 용이하게 발생되어 차륜유닛의 진동들에 의해 진동하게 된다. 그 후, 상기 차륜유닛의 진동들이 상기 서스펜션 아암을 통해 상기 차체로 전달되는 것이 억제된다.
이러한 방식으로, 본 발명에 따르면, 상기 차륜유닛으로부터의 비스프링 입력이 효과적으로 경감되어 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
이하, 본 발명의 상기 목적과 기타 목적들, 특징들, 실시형태들 및 장점들이, 첨부 도면들과 연계되어 본 발명의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다.
도 2는 상기 제1실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-미구동 차륜의 또 다른 개략적인 단면도이다.
도 3은 제2실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 방향 A에서 본 인-휠 모터 및 차륜지지장치의 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 방향 A에서 본 인-휠 모터 및 차륜지지장치의 평면도이다.
도 6은 상기 제2실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-미구동 차륜의 또 다른 개략적인 단면도이다.
도 7은 제3실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 방향 A에서 본 인-휠 모터 및 차륜지지장치의 평면도이다.
도 9는 제4실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 방향 A에서 본 인-휠 모터 및 차륜지지장치의 평면도이다.
도 11은 상기 제4실시예에 따른 차륜지지장치의 또 다른 평면도이다.
도 12는 도 1에 도시된 차륜지지장치에 의해 지지되는 인-휠 모터의 또 다른 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들은 동일한 참조기호들로 표시되어 있고, 그 설명을 반복하지는 않는다는 점에 유의한다.
(제1실시예)
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 모터-구동 차륜(100)은 차륜디스크(10), 차륜허브(20), 등속조인트(30), 브레이크로터(40), 브레이크캘리퍼(50), 인-휠 모터(IWM), 및 타이어(250)를 포함한다.
인-휠 모터(IWM)는 케이스(60), 모터(70), 유성기어(80), 오일펌프(90), 샤프트(110), 및 오일유로(120)를 포함한다.
차륜지지장치(200)는 댐퍼(140, 150), 볼 조인트(160, 170), 너클(180), 상부 아암(210), 하부 아암(210), 하부 아암(220), 및 쇼크업소버(230)를 포함한다.
차륜디스크(10)는 실질적으로 컵 형상이고 디스크부(10A) 및 림부(10B)로 이루어진다. 차륜디스크(10)는 차륜허브(20), 브레이크로터(40), 브레이크캘리퍼(50), 및 인-휠 모터(IWM)를 하우징할 수도 있다. 차륜디스크(10)는 디스크부(10A)를 차륜허브(20)에 나사(1, 2)로 체결함으로써 차륜허브(20)에 연결된다. 차륜허브(20)는 그 안에 등속조인트(30)를 포함하고, 상기 포함된 등속조인트(30)를 거쳐 샤프트(110)에 연결된다. 차륜허브(20)는 허브베어링(11, 12)에 의하여 너클(180) 상에 회전가능하게 지지된다.
등속조인트(30)는 인너(inner; 31) 및 볼(ball; 32)을 포함한다. 인너(31)는 샤프트(110) 안으로 키홈 맞춤(spline-fitted)된다. 볼(32)은 샤프트(110)가 회전됨에 따라 차륜허브(20)를 회전시키기 위하여 샤프트(110)의 회전축의 방향으로 제공되는 차륜허브(20)의 홈(groove)과 인너(31)의 홈과 맞물린다. 또한, 볼(32)은 차륜허브(20) 및 인너(31)의 홈들을 따라 샤프트(110)의 회전축의 방향으로 이동가능하다.
브레이크로터(40)는 차륜허브(20)의 외주단에 나사(3, 4)로 고정되는 내주단 및 브레이크캘리퍼(50)를 통과하도록 배치된 외주단을 가진다. 브레이크캘리퍼(50)는 너클(180)에 고정된다. 브레이크캘리퍼(50)는 브레이크피스톤(51) 및 브레이크패드(52, 53)들을 포함한다. 브레이크로터(40)의 외주단은 브레이크패드(52, 53)들 사이에 끼워진다.
브레이크오일이 개구부(50A)로부터 공급되면, 브레이크피스톤(51)이 우측으로 이동하여(본 명세서에서 "우측(으로)" 및 "좌측(으로)"이란 용어들은 도면에서 볼 때 우측 및 좌측을 의미하는 것으로 사용됨), 브레이크패드(52)를 우측으로 밀게 된다. 브레이크패드(52)가 브레이크피스톤(51)에 의해 우측으로 이동됨에 따라, 브레이크패드(53)는 그것에 응답하여 좌측으로 이동된다. 따라서, 브레이크패드(52, 53)들은 그 사이에 브레이크로터(40)의 외주단을 유지하여 모터-구동 차륜(100)을 제동시키게 된다.
케이스(60)는 차륜허브(20)의 좌측 상에 위치한다. 케이스(60)는 모터(70), 유성기어(80), 오일펌프(90), 샤프트(110) 및 오일유로(120)를 하우징한다.
모터(70)는 스테이터코어(71), 스테이터코일(72) 및 로터(73)를 포함한다. 스테이터코어(71)는 케이스(60)에 고정된다. 스테이터코일(72)들은 스테이터코어(71) 주위에 감겨 있다. 모터(70)가 3상모터인 경우, 스테이터코일(72)들은 U상, V상 및 W상코일들로 이루어진다.
로터(73)는 스테이터코어(71)의 내주부와 스테이터코일(72)들 안쪽에 제공된다.
유성기어(80)는 선기어샤프트(81), 선기어(82), 피니언기어(83), 유성캐리어(84), 링기어(85) 및 핀(86)을 포함한다. 선기어샤프트(81)는 모터(70)의 로터(73)에 연결된다. 선기어샤프트(81)는 베어링(14, 15)들에 의해 회전가능하게 지지된다. 선기어(82)는 선기어샤프트(81)에 연결된다.
피니언기어(83)는 선기어(82)와 맞물려 핀(86)의 외주부 상에 제공되는 베어링들에 의해 회전가능하게 지지된다. 유성캐리어(84)는 피니언기어(83)에 연결되고, 샤프트(110) 안으로 키홈 맞춤된다. 유성캐리어(84)는 베어링(16, 17)들에 회 전가능하게 지지된다. 링기어(85)는 케이스(60)에 고정된다. 핀(86)은 그 주위에 제공되는 베어링들을 통해 피니언기어(83)에 의해 지지된다.
오일펌프(90)는 샤프트(110)의 한쪽 끝부 상에 제공된다. 상술한 바와 같이, 등속조인트(30)의 인너(31) 및 유성캐리어(84)는 샤프트(110) 안으로 키홈 맞춤되고, 샤프트(110)는 베어링(13, 17)들에 의해 회전가능하게 지지된다. 샤프트(110)는 오일유로(111) 및 오일구멍(112)들을 포함한다.
오일유로(121)는 유성기어(80)의 핀(86) 내에 제공된다. 오일유로(120)는 오일펌프(90)에 연결된 한쪽 끝부 및 오일저장소(130) 안으로 삽입된 다른쪽 끝부를 구비한다.
오일펌프(90)는 오일유로(120)를 거쳐 오일저장소(130) 안에 저장된 오일을 퍼올리고, 상기 퍼올린 오일을 오일유로(111)에 공급한다.
타이어(250)는 차륜디스크(10)의 림부(10B)에 고정된다.
오일로 둘러싸이고 인-휠 모터(IWM)의 케이스(60)에 부착되는 고무를 구비하도록 댐퍼(140, 150)들이 구성된다. 특히, 댐퍼(140, 150)들은 차체의 양방향 화살표 DR1으로 표시된 상하방향으로 케이스(60)에 부착된다. 볼 조인트(160, 170)들은 댐퍼(140, 150)들에 각각 부착된다.
너클(180)(180a)은 허브베어링(11, 12)들을 통하여 볼 조인트(160)에 연결된 한쪽 끝부 및 차륜허브(20)에 연결된 다른쪽 끝부를 구비한다. 너클(180)(180b)은 볼 조인트(170)에 연결된 한쪽 끝부를 구비한다.
상부 아암(210) 및 하부 아암(220)은 차체의 상하방향 DR1으로 배치된다. 상 부 아암(210)은 볼 조인트(160)에 연결된 한쪽 끝부 및 차체의 상하방향 DR1으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정된 다른쪽 끝부를 구비한다. 하부 아암(220)은 볼 조인트(170)에 연결된 한쪽 끝부 및 차체의 상하방향 DR1으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정된 다른쪽 끝부를 구비한다. 하부 아암(220)은 쇼크업소버(230)를 거쳐 차체에 연결된다. 따라서, 모터-구동 차륜(100)은 차체로부터 현가된다.
이러한 방식으로, 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)은 볼 조인트(160, 170)들을 통해 상기 차체의 상하방향 DR1으로 댐퍼(140, 150)들에 각각 연결된다.
링크(240)는 볼 조인트(170)에 연결된 한쪽 끝부를 구비한다. 차량의 핸들로부터의 회전력에 응답하여, 링크(240)는 모터-구동 차륜(100)을 차량의 주행방향에 대하여 우측이나 좌측으로 피봇시킨다.
상부 아암(210) 및 하부 아암(220)은 차체의 상하방향 DR1으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정되고, 하부 아암(220)은 쇼크업소버(230)를 거쳐 상기 차체에 연결된다. 따라서, 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 쇼크업소버(230)는 현가장치로서의 역할을 한다. 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)은 이에 따라 "서스펜션 아암"을 구성한다.
차륜지지장치(200)는 인-휠 모터(IWM)의 케이스(60)에 댐퍼(140, 150)들을 고정시키고, 상기 서스펜션 아암(상부 아암(210) 및 하부 아암(220))을 볼 조인트(160, 170)들에 의하여 댐퍼(140, 150)들과 너클(180)에 연결시킴으로써, 모터-구동 차륜(100)이 차체 상에 지지되도록 할 수 있다.
특히, 차륜지지장치(200)는 차륜디스크(10) 및 차륜허브(20)를 회전가능하게 지지하도록 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(180)을 사용하고, 인-휠 모터(IWM)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로 인-휠 모터(IWM)를 지지하도록 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 댐퍼(140, 150)들을 사용한다.
차량이 주행하는 동안 노면 상태에 따라, 모터-구동 차륜(100)이 차체의 상하방향 DR1으로의 진동들을 받게 되면, 댐퍼매스(damper mass)로서의 역할을 하는 인-휠 모터(IWM)(모터 70)에 의해 상기 차체의 상하방향 DR1으로 댐퍼(140, 150)들이 변형된다. 그 후, 인-휠 모터(IWM)(모터 70)의 진동들이 상하방향 DR1으로 생성된다. 여기서, 인-휠 모터(IWM)의 진동들은 모터-구동 차륜(100)에 의해 받게 되는 진동들과는 위상이 다르다(out of phase). 다시 말해, 댐퍼(140, 150)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 모터(70)의 진동들로 변환시킨다. 따라서, 댐퍼(140, 150)들은 인-휠 모터(IWM)가 모터-구동 차륜(100)에 의해 받은 진동들을 상쇄시키도록 한다. 특히, 댐퍼(140, 150)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들과 인-휠 모터(IWM)의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치되어, 모터-구동 차륜(100)의 진동들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 차체로 전달되는 것을 억제하게 된다.
이러한 방식으로, 타이어(250)로부터의 비스프링 입력이 경감된다. 즉, 쇼크업소버(230)에 의해 흡수될 수 없는 진동들의 일부가 흡수된다. 따라서, 차량의 승차감이 개선된다.
AC 전류가 차체 상에 장착된 스위칭회로(도시되지 않음)에 의해 스테이터코일(72)들에 공급되면, 로터(73)가 회전되어 모터(70)가 사전설정된 토오크를 출력하게 된다. 모터(70)의 출력 토오크는 선기어샤프트(81)를 거쳐 유성기어(80)로 전 달된다. 유성기어(80)는 선기어(82) 및 피니언기어(83)로 선기어샤프트(81)로부터의 출력 토오크를 변환, 즉 변경(감소)시켜, 결과적인 토오크를 유성캐리어(84)에 출력하게 된다. 유성캐리어(84)는 유성기어(80)의 출력 토오크를 샤프트(110)로 전달한다. 그 후, 샤프트(110)는 등속조인트(30)를 거쳐 사전설정된 회전수들로 차륜허브(20) 및 차륜디스크(10)를 회전시킨다. 이에 따라, 모터-구동 차륜(100)이 사전설정된 회전수로 회전한다.
오일펌프(90)는 오일저장소로부터 오일유로(120)를 거쳐 오일을 퍼올리고, 상기 퍼올린 오일을 샤프트(110) 내에 제공된 오일유로(111)로 공급한다.
상기 오일유로(111) 안으로 공급되는 오일은, 상기 오일이 오일유로(111)를 거쳐 이송되는 동안, 샤프트(110)의 회전으로 인해 생성되는 원심력에 의해 오일구멍(112)으로부터 배출된다. 그 후, 오일유로(121)는 샤프트(110)로부터 배출되는 오일을 유성기어(80)로 공급하여 유성기어(80)를 윤활시킨다. 또한, 샤프트(110)로부터 배출되는 오일은 스테이터코일(72)들을 냉각시키고 베어링(14 내지 17)들을 윤활시킨다.
차량이 주행되는 동안, 노면 상태에 따라 모터-구동 차륜(100)이 진동들을 받게 되면, 댐퍼(140, 150)들은 모터-구동 차륜(100)에 의해 받게 되는 진동들을 사용하여, 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM)(모터 70)를 진동시키게 되고, 인-휠 모터(IWM)의 진동들은 모터-구동 차륜(100)에 의해 받게 되는 진동들과는 위상이 달라서, 큰 진동들이 차체의 스프링 부분(sprung part)으로 전달되는 것이 방지된다(진동 상쇄). 따라서, 모터-구동 차륜이 그 위에 장착되고 인-휠 모터(IWM) 에 의해 구동되는 차량의 승차감이 개선된다.
도 2는 상기 제1실시예에 따른 차륜지지장치(200) 및 상기 차륜지지장치(200)에 의해 지지되는 모터-미구동 차륜의 또 다른 개략적인 단면도이다. 도 2를 참조하면, 모터-미구동 차륜(100A)은 차륜디스크(10), 차륜허브(20A), 브레이크로터(40), 브레이크캘리퍼(50), 중량체(WG) 및 타이어(250)를 포함한다. 차륜디스크(10), 브레이크로터(40), 브레이크캘리퍼(50) 및 타이어(250)는 위에 설명한 것과 같다.
차륜허브(20A)는 차륜디스크(10)의 디스크부(10A)에 나사(1, 2)들로 연결된다. 차륜허브(20A)는 브레이크로터(40)의 내주단에 나사(3, 4)들로 연결된 외주단을 구비한다. 차륜허브(20A)는 허브베어링(11, 12)들에 의하여 너클(180) 상에 회전가능하게 지지된다.
차륜지지장치(200)가 차체 상에 모터-미구동 차륜(100A)을 지지하는 경우, 댐퍼(140, 150)들은 상기 차체의 상하방향 DR1으로 중량체(WG)에 부착된다. 또한, 차륜지지장치(200)는, 상기 차체의 상하방향 DR1으로 중량체(WG)가 회전하도록 하는 방식으로, 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(180)에 의하여 차륜디스크(10) 및 차륜허브(20A)를 회전가능하게 지지하고, 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 댐퍼(140, 150)들에 의하여 중량체(WG)를 지지한다.
예컨대, 차량이 주행되는 동안 모터-미구동 차륜(100A)이 노면 상태에 따라 진동들을 받게 되면, 댐퍼(140, 150)들은 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들에 의해 차체의 상하방향 DR1으로 중량체(WG)를 진동시킨다. 다시 말해, 댐퍼(140, 150)들은 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들을 중량체(WG)의 진동들로 변환시킨다. 따라서, 댐퍼(140, 150)들은 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들이 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 한다. 특히, 댐퍼(140, 150)들은, 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들과 중량체(WG)의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치된다. 이에 따라, 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 차체로 전달되는 것이 억제된다.
이러한 방식으로, 타이어(250)로부터의 비스프링 입력이 완화되어 모터-미구동 차륜(100A)이 그 위에 장착되는 차량의 승차감이 개선되게 된다.
상술된 바와 같이, 차륜지지장치(200)는 인-휠 모터(IWM)가 장착되는 모터-구동 차륜(100) 뿐만 아니라 차체 상의 보통의 모터-미구동 차륜(100A)을 지지하고, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들을 댐퍼(140, 150)들에 의하여 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)의 진동들로 변환시키며, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들이 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 한다.
따라서, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)이 지지되는 차륜지지장치(200)를 구비한 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
본 발명에 따르면, 댐퍼(140, 150)들 대신에, 부싱을 구비한 스프링 또는 내부가 점성물질로 둘러싸인 댐퍼들이 사용될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)가 진동되도록 하는 방식으로 탄성체들이나 댐퍼들에 의해 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)가 지지될 수도 있다.
여기서, 차륜디스크(10) 및 차륜허브(20)(또는 20A)는 "차륜"을 구성한다.
본 명세서에서 "차륜유닛"은 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)을 칭한다.
댐퍼(140, 150)들은 "한 쌍의 탄성부재"를 구성한다. 상기 제1실시예에서는, 상기 쌍의 탄성부재들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 양자 모두에 연결되어 있다.
또한, 댐퍼(140, 150)들은 "탄성부재"를 구성한다. 상기 제1실시예에서는, 상기 탄성부재들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 양자 모두에 연결되어 있다.
더욱이, 댐퍼(140)는 "상부 탄성부재"를 구성하는 한편, 댐퍼(150)는 "하부 탄성부재"를 구성한다.
인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)는 "하중부재"를 구성한다.
또한, 너클(180)은 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)의 차륜(차륜디스크(10) 및 차륜허브(20, 20A))를 회전가능하게 지지하는 "회전가능 지지부재"를 구성한다.
(제2실시예)
도 3은 제2실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다. 도 4 및 도 5는 각각 도 3에 도시된 방향 A에서 본 인-휠 모터(IWM) 및 차륜지지장치의 평면도를 도시한다. 도 3은 케이스(60)를 더욱 잘 볼 수 있게 하는 인-휠 모터(IWM)의 내부 구조를 도시하지는 않는다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 제2실시예에 따른 차륜지지장치(200A)는, 상기 제2실시예의 차륜지지장치(200A)가 차륜지지장치(200)의 댐퍼(140, 150)들 대신에 댐퍼(140A, 150A)들을 포함하고, 추가로 아암(260, 270)들을 포함한다는 것을 제외하고는 차륜지지장치(200)와 동일하다.
댐퍼(140, 150)로서, 댐퍼(140A, 150A)는, 오일로 둘러싸이고 차체의 전후방향 DR2으로 인-휠 모터(IWM)의 케이스(60)에 부착되는 고무를 가지도록 구성된다. 아암(260, 270)들은 상기 차체의 전후방향 DR2으로 배치된다. 아암(260)은 그 한쪽 끝부가 댐퍼(140A)에 고정되고, 다른쪽 끝부가 볼 조인트(160)에 연결된다. 아암(270)은 그 한쪽 끝부가 댐퍼(150A)에 고정되고, 다른쪽 끝부가 볼 조인트(160)에 연결된다.
따라서, 상부 아암(210)은 볼 조인트(160) 및 아암(260, 270)들을 통해 댐퍼(140A, 150A)들에 연결된다. 다시 말해, 댐퍼(140A, 150A)들은 아암(260, 270) 및 볼 조인트(160)를 거쳐 상기 상부 아암(210)에만 연결된다.
제2실시예에서, 볼 조인트(170)는 단지 너클(180)(180b), 하부 아암(220) 및 링크(240)만을 서로 연결시키고, 인-휠 모터(IWM) 및 댐퍼(140A, 150A)들에 연결되지 않는다.
모터-구동 차륜(100)이 예컨대 노면의 상태에 따라 차체의 상하방향 DR1으로 진동하는 경우, 댐퍼(140A, 150A)들은 인-휠 모터(IWM)로 하여금 모터-구동 차륜(100)의 진동들에 의하여 상기 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 한다. 다시 말해, 댐퍼(140A, 150A)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 인-휠 모터(IWM)의 진 동들로 변환시킨다. 그 후, 댐퍼(140A, 150A)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들이 인-휠 모터(IWM)에 의해 흡수되도록 한다.
댐퍼(140A, 150A)들은 오일이 에워싸여지는 고무를 구비하도록 구성되기 때문에, 댐퍼(140A, 150A)들은 상기 차체의 상하방향 DR1으로 변형될 수 있다. 이에 따라, 댐퍼(140A, 150A)들이 너클(180)(180a) 및 아암(260, 270)들을 통해 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 수용함에 따라, 댐퍼(140A, 150A)들은 차체의 상하방향 DR1으로 도 5에 도시된 바와 같이 변형되어, 인-휠 모터(IWM)가 상기 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 한다.
따라서, 댐퍼(140A, 150A)들이 부착되는 방향(전후방향 DR2)에 실질적으로 수직인 방향(상하방향 DR1)으로 모터-구동 차륜(100)이 진동하는 경우에도, 댐퍼(140A, 150A)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 사용할 수 있어, 인-휠 모터(IWM)를 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 할 수 있다. 그 결과, 모터-구동 차륜(100)의 진동들이 인-휠 모터(IWM)에 의해 상쇄되어, 상기 진동들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 차체로 전달되는 것이 억제되도록 한다. 따라서, 상기 비스프링 입력이 경감되고, 이에 따라 차량의 승차감이 개선된다.
상술된 바와 같이, 차륜지지장치(200A)는, 인-휠 모터(IWM)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로, 차륜디스크(10)와 차륜허브(20)를 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(180)로 회전가능하게 지지하고, 인-휠 모터(IWM)를 상부 아암(210), 아암(260, 270)들 및 댐퍼(140A, 150A)들로 지지한다.
도 6은 제2실시예에 따른 차륜지지장치(200A) 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-미구동 차륜의 또 다른 개략적인 단면도이다. 도 6을 참조하면, 차륜지지장치(200A)는 차체 상에 모터-미구동 차륜(100A)을 지지한다. 이 경우, 댐퍼(140A, 150A)들은 상기 차체의 전후방향 DR2(도 6의 평면에 수직인 방향)으로 중량체(WG)에 부착된다. 댐퍼(140A)는 도 6에 도시되어 있지 않지만, 댐퍼(140A)는 도 6에 도시된 바와 같이 중량체(WG) 뒤쪽에 위치하기 때문에, 댐퍼(140A, 150A)들은 실제로 도 4에 도시된 것과 동일한 방식으로 중량체(WG)에 부착된다. 볼 조인트(170)는 중량체(WG) 및 댐퍼(140A, 150A)들에 연결되지 않는다.
따라서, 차륜지지장치(200A)는, 상술된 기구에 의해 차체의 상하방향 DR1으로 중량체(WG)가 진동하도록 하는 방식으로, 차륜디스크(10) 및 차륜허브(20A)를 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(180)에 의하여 회전가능하게 지지하고, 중량체(WG)를 상부 아암(210), 아암(260, 270)들 및 댐퍼(140A, 150A)들로 지지한다(도 5 참조).
예컨대, 차량이 주행되는 동안 노면의 상태에 따라 모터-미구동 차륜(100A)이 진동들을 받게 되는 경우, 댐퍼(140A, 150A)들은 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 수용되는 진동들을 이용하여 차체의 상하방향 DR1으로 중량체(WG)를 진동시키고, 이에 따라 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 수용되는 진동들이 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 한다. 이에 따라, 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들이 상기 차체의 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 전달되는 것이 억제된다.
따라서, 타이어(250)로부터의 비스프링 입력이 경감되어, 차량의 승차감이 개선되게 된다.
상술된 바와 같이, 차륜지지장치(200A)는 인-휠 모터(IWM)가 그 위에 장착된 모터-구동 차륜(100) 또는 차체 상의 보통의 모터-미구동 차륜(100A)을 지지하고, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 수용되는 진동들을 댐퍼(140A, 150A)들에 의하여 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)의 진동들로 변환시키며, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 수용되는 진동들이 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 한다.
따라서, 차륜지지장치(200A)에 의해 지지되는 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)을 구비한 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 부착되는 댐퍼(140A, 150A)들은 아암(260, 270)들과 볼 조인트(160)를 거쳐 상부 아암(210)에만 연결된다고 상술되어 있다. 하지만, 제2실시예에서는, 아암(260, 270)들이 볼 조인트(170)를 거쳐 하부 아암(220)에 연결될 수도 있고, 댐퍼(140A, 150A)들이 단지 아암(260, 270)들과 볼 조인트(170)를 거쳐 하부 아암(220)에만 연결될 수도 있다. 이 경우, 볼 조인트(160)는 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 연결되지 않는다.
상술된 구성예에 의해서도, 댐퍼(140A, 150A)들은 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들에 의해 차체의 상하방향 DR1으로 중량체(WG)를 진동시킬 수 있어, 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들이 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 한다.
다시 말해, 제2실시예에서는, 댐퍼(140A, 150A)들이 아암(260, 270)들을 통해 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 중 하나에 연결될 수도 있다.
댐퍼(140A, 150A)들은 "한 쌍의 탄성부재"를 구성한다. 제2실시예에서는, 상기 쌍의 탄성부재들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 중 하나에 연결된다.
또한, 댐퍼(140A, 150A)들은 "탄성부재"를 구성한다. 제2실시예에서는, 상기 탄성부재들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 중 하나에 연결된다.
아암(260, 270)들은 "한 쌍의 아암부재"를 구성한다.
제2실시예의 기타 특징들은 상기 제1실시예와 동일하다.
상술된 바와 같이, 상기 제1실시예의 차륜지지장치(200)는 한 쌍의 탄성부재(댐퍼(140, 150))들을 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 양자 모두에 연결시켜, 인-휠 모터(IWM)가 그 위에 장착되는 모터-구동 차륜(100) 또는 중량체(WG)가 그 위에 장착되는 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들과 인-휠 모터(IWM)나 중량체(WG)의 진동들이 서로 댐핑되도록 한다.
제2실시예의 차륜지지장치(200A)는 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 중 하나에 한 쌍의 탄성부재(댐퍼(140A, 150A))를 연결시켜, 인-휠 모터(IWM)가 그 위에 장착된 모터-구동 차륜(100) 또는 중량체(WG)가 그 위에 장착된 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들과 인-휠 모터(IWM)나 중량체(WG)의 진동들이 서로 댐핑되도록 한다.
이에 따라, 본 발명의 차륜지지장치에 관하여, 상기 한 쌍의 탄성부재들은 서스펜션 아암을 구성하는 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 중 하나 이상에 연결될 수도 있다.
또한, 한 쌍의 댐퍼(140, 150) 또는 댐퍼(140A, 150A)들은 차체의 상하방향 DR1 또는 전후방향 DR2으로 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 부착된다고 상술되어 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 상기 쌍의 댐퍼(140, 150 또는 140A, 150A)들은, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들이 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)의 진동들로 변환될 수 있는 임의의 방향으로 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 부착될 수도 있다.
(제3실시예)
도 7은 제3실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다. 도 8은 도 7에 도시된 방향 A에서 본 인-휠 모터(IWM) 및 차륜지지장치의 평면도이다. 여기서, 도 3과 마찬가지로, 도 7은 인-휠 모터(IWM)의 내부 구조를 도시하지 않는다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제3실시예의 차륜지지장치(200B)는, 차륜지지장치(200B)가 추가로 현가장치(280, 290), 흡수장치(300, 310) 및 연장부재(320)를 포함하고, 그 기타 구성요소들이 차륜지지장치(200A)와 동일하다는 점을 제외하고는, 도 3 내지 도 5에 도시된 차륜지지장치(200A)와 동일하다.
연장부재(320)는 인-휠 모터(IWM)에 고정된 중앙부를 구비하고, 인-휠 모터(IWM)로부터 차체의 전후방향 DR2으로 연장된다. 연장부재(320)는 끝부(320A, 320B)를 구비하고, 끝부(320A)는 인-휠 모터(IWM)에 대하여 차체의 전방단에 보다 가까이 위치하며, 끝부(320B)는 인-휠 모터(IWM)에 대하여 상기 차체의 후방 끝에 보다 가까이 위치한다.
흡수장치(300)는 아암(260)의 한쪽 끝부에 고정된다. 흡수장치(310)는 아암 (270)의 한쪽 끝부에 고정된다. 현가장치(280)는 연장부재(320)의 끝부(320A)에 나사(5)로 고정된 한쪽 끝부 및 흡수장치(300)에 연결된 다른쪽 끝부를 구비한다. 또한, 현가장치(290)는 연장부재(320)의 끝부(320B)에 나사(6)로 고정된 한쪽 끝부 및 흡수장치(310)에 연결된 다른쪽 끝부를 구비한다. 이러한 방식으로, 현가장치(280, 290)들은 차체의 전후방향 DR2으로 인-휠 모터(IWM)에 대하여 서로 대향하여 각각의 면 상에 배치된다.
상부 아암(210)은 볼 조인트(160) 및 아암(260, 270)들을 통해 흡수장치(300, 310)들과 현가장치(280, 290)들에 연결된다. 다시 말해, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 아암(260, 270)들을 통해 상부 아암(210)에만 연결된다.
상기 차체의 전후방향 DR2으로의 연장부재(320)의 중심은 인-휠 모터(IWM)의 중심 0을 통과하는 축선 AX과 일치한다. 축선 AX로부터 나사 5까지의 거리 L1는 축선 AX로부터 나사 6까지의 거리와 동일하다.
거리 L1은 인-휠 모터(IWM)의 중량 및 차륜디스크(10) 내의 공간을 고려하여 결정된다. 특히, 아암(260, 270), 현가장치(280, 290), 흡수장치(300, 310) 및 연장부재(320)가 차륜디스크(10) 내에 위치될 수 있고, 인-휠 모터(IWM)가 아암(260, 270), 현가장치(280, 290), 흡수장치(300, 310) 및 연장부재(320)에 의해 지지될 수 있도록 거리 L1이 결정된다.
연장부재(320)는 인-휠 모터(IWM)의 중량을 현가장치(280, 290)에 똑같이 분배한다.
상부 아암(210)은 2개의 끝부(210A, 210B)를 구비하고, 끝부(210A, 210B)들에 의해 차체의 상하방향 DR1으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정된다.
모터-구동 차륜(100)이 예컨대, 노면의 상태에 따라 차체의 상하방향 DR1으로 진동하는 경우, 현가장치(280, 290) 및 흡수장치(300, 310)들은 상기 차체의 상하방향 DR1으로 연장부재(320)를 거쳐 인-휠 모터(IWM)를 진동시키도록 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 사용한다. 다시 말해, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 인-휠 모터(IWM)의 진동들로 변환시킨다. 그 후, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들이 인-휠 모터(IWM)에 의해 흡수되도록 한다.
현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 차체의 상하방향 DR1으로 팽창 또는 수축할 수 있다. 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들이 너클(180)(180a) 및 아암(260, 270)들을 통해 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 수용하는 경우, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 차체의 상하방향 DR1으로 팽창 또는 수축하여, 상기 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM)를 진동하도록 한다.
따라서, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은, 모터-구동 차륜(100)이 상하방향 DR1으로 진동하더라도, 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 이용하여 상기 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM)를 진동시킬 수 있다. 그 결과, 모터-구동 차륜(100)의 진동들은 인-휠 모터(IWM)에 의해 상쇄되어, 상기 진동들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 상기 차체로 전달되는 것이 억제되도록 한다. 그 후, 상기 비스프링 입력이 경감되어, 차량의 승차감이 개선된다.
이 경우, 현가장치(280, 290)들은 그들이 엔진마운트로서 상기 탄성마운트와 비교하여 차체의 상하방향 DR1으로 팽창 또는 수축하는 보다 큰 스트로크를 가지기 때문에, 현가장치(280, 290)들이 모터-구동 차륜(100)의 진동들로 인한 비스프링 입력을 효과적으로 경감할 수 있다. 이에 따라, 차륜지지장치(200B)에 의해 지지되는 모터-구동 차륜(100)을 구비한 차량의 승차감이 더욱 개선될 수 있다.
상술된 바와 같이, 차륜지지장치(200B)는, 인-휠 모터(IWM)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로, 차륜디스크(10) 및 차륜허브(20)를 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(180)에 의하여 회전가능하게 지지하고, 상부 아암(210), 아암(260, 270)들, 흡수장치(300, 310)들 및 현가장치(280, 290)들에 의하여 인-휠 모터(IWM)를 지지한다.
차륜지지장치(200B)는, 중량체(WG)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로 인-휠 모터(IWM) 대신에 모터-미구동 차륜(100A)의 중량체(WG)를 지지할 수도 있다(도 2 및 6 참조). 이 경우, 연장부재(320)는 도 8에 도시된 것과 동일한 방식으로 중량체(WG)에 고정되어 있다. 다시 말해, 도 8의 인-휠 모터(IWM)가 중량체(WG)로 대체될 수도 있다. 볼 조인트(170)는 중량체(WG)에 연결되지 않는다.
이에 따라, 차륜지지장치(200B)는, 중량체(WG)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로, 차륜디스크(10) 및 차륜허브(20A)를 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(180)에 의하여 회전가능하게 지지하고, 상부 아암(210), 아암(260, 270)들, 흡수장치(300, 310)들 및 현가장치(280, 290)들에 의하여 중량체(WG)를 지지한다.
모터-미구동 차륜(100A)이 예컨대 차량이 주행하고 있는 동안에 노면의 상태에 따라 진동들을 받게 되면, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들을 이용하여 차체의 상하방향 DR1으로 중량체(WG)를 진동시켜, 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 수용되는 진동들이 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 할 수 있다. 그 후, 중량체(WG)의 진동들은 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 차체로 전달되는 것이 억제된다.
따라서, 타이어(250)로부터의 비스프링 입력이 경감되어 차량의 승차감이 개선된다.
상술된 바와 같이, 차륜지지장치(200B)는, 인-휠 모터(IWM)가 그 위에 장착되는 모터-구동 차륜(100) 뿐만 아니라 차체 상의 보통의 모터-미구동 차륜(100A)을 지지하고, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들을 현가장치(280, 290) 및 흡수장치(300, 310)들에 의하여 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)의 진동들로 변환시키며, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)에 의해 받게 되는 진동들이 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 한다.
이에 따라, 차륜지지장치(200B)로 지지되는 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)의 차량의 승차감이 개선될 수 있다.
인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 부착되는 현가장치(280, 290)들과 흡수 장치(300, 310)는 아암(260, 270)들과 볼 조인트(160)를 거쳐 상부 아암(210)에만 연결된다고 상술되어 있다. 하지만, 제3실시예에서는, 아암(260, 270)들이 볼 조인트(170)를 거쳐 하부 아암(220)에 연결될 수도 있고, 현가장치(280, 290)과 흡수장치(300, 310)들은 아암(260, 270)들과 볼 조인트(170)를 거쳐 하부 아암(220)에만 연결될 수도 있다. 이 경우, 볼 조인트(160)는 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 연결되지 않는다.
상술된 구성예에 의해서도, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들에 의해 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)를 진동시킬 수 있어, 모터-구동 차륜(100) 또는 모터-미구동 차륜(100A)의 진동들이 인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG)에 의해 상쇄되도록 한다.
다시 말해, 제3실시예에서는, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들이 아암(260, 270)들을 통해 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 중 하나에 연결될 수도 있다.
여기서, 현가장치(280, 290)들과 흡수장치(300, 310)들은 "한 쌍의 탄성부재"를 구성한다. 제3실시예에서는, 상기 쌍의 탄성부재들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220) 중 하나에 연결된다.
현가장치(280, 290)들은 "한 쌍의 현가장치"를 구성한다.
제3실시예의 기타 특징들은 상기 제1실시예 및 상기 제2실시예의 것과 동일하다.
(제4실시예)
도 9는 제4실시예에 따른 차륜지지장치 및 상기 차륜지지장치에 의해 지지되는 모터-구동 차륜의 개략적인 단면도이다. 도 10은 도 9에 도시된 방향 A에서 본 차륜지지장치 및 인-휠 모터(IWM)의 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제4실시예의 차륜지지장치(200C)는, 차륜지지장치(200C)가 차륜지지장치(200)의 너클(180) 대신에 너클(330) 및 댐퍼(140, 150)들 대신에 고무마운트(340, 350, 360, 370)들을 포함한다는 것을 제외하고는 차륜지지장치(200)와 동일하다. 따라서, 차륜지지장치(200C)의 여타의 구성요소들은 차륜지지장치(200)와 동일하다.
너클(330)(330a)은 볼 조인트(160)에 연결된 한쪽 끝부와 허브베어링(11, 12)들에 연결된 다른쪽 끝부를 구비한다. 또한, 너클(300)(330b)은 볼 조인트(170)에 연결된 한쪽 끝부와 허브베어링(11, 12)에 연결된 다른쪽 끝부를 구비한다.
볼 조인트(160)에 연결된 너클(330)(330a)의 끝부는 차체의 전후방향 DR2으로 연장되는 아암(331, 332)들을 구비하고, 볼 조인트(170)에 연결되는 너클(330)(330b)의 끝부는 차체의 전후방향 DR2으로 연장되는 아암(333, 334)들을 구비한다.
고무마운트(340)는 케이스(60)에 고정되고, 나사(21)로 너클(330)(330a)의 아암(331)에 연결된다. 고무마운트(350)는 케이스(60)에 고정되어 나사(22)로 너클(330)(330a)의 아암(332)에 연결된다.
고무마운트(360)는 케이스(60)에 고정되어 나사(23)로 너클(330)(330b)의 아 암(333)에 연결된다. 고무마운트(370)는 케이스(60)에 고정되어 나사(24)로 너클(330)(330b)의 아암(334)에 연결된다.
고무마운트(340, 350)들은 차체의 전후방향 DR2으로 배치되고, 고무마운트(360, 370)들도 차체의 전후방향 DR2으로 배치된다. 고무마운트(340, 350, 360, 370)는 각각 상기 차체의 상하방향 DR1으로 변형될 수 있다.
차륜지지장치(200C)는, 인-휠 모터(IWM)의 케이스(60)의 네 코너 각각에 고무마운트(340, 350, 360, 370)를 고정하고, 볼 조인트(160, 170)에 의하여 고무마운트(340, 350, 360, 370) 및 너클(330)에 서스펜션 아암(상부 아암(210) 및 하부 아암(220))들을 연결시킴으로써 상기 차체 상에 모터-구동 차륜(100)을 지지한다.
특히, 차륜지지장치(200C)는, 인-휠 모터(IWM)를 차체의 상하방향 DR1으로 진동시키는 방식으로, 차륜디스크(10)와 차륜허브(20)를 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(330)로 회전가능하게 지지하고, 인-휠 모터(IWM)를 상부 아암(210), 하부 아암(220), 너클(330) 및 고무마운트(340, 350, 360, 370)로 지지한다.
모터-구동 차륜(100)이 인-휠 모터(IWM)로부터의 토오크 출력에 의해 회전방향 DR3으로 회전되는 경우, 인-휠 모터(IWM)는 회전방향 DR4으로 카운터-회전력에 영향을 받는다. 차륜지지장치(200C)는 상술된 바와 같이 4개의 고무마운트(340, 350, 360, 370)로 인-휠 모터(IWM)의 네 모퉁이를 지지한다. 그러므로, 차륜지지장치(200C)는 모터-구동 차륜(100)의 회전에 의해 야기되는 카운터-회전력에 대하여 작업할 수 있다. 따라서, 모터-구동 차륜(100)의 회전으로 인하여 카운터-회전력을 중단시킬 목적에 전용되는 구성요소가 필요없게 되며, 이는 비용의 감소를 의미한다.
모터-구동 차륜(100)이 차량이 주행되는 동안 노면의 상태에 따라 차체의 상하방향 DR1으로 진동들을 받게 되면, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 인-휠 모터(IWM)(모터 70)의 차체의 상하방향 DR1으로 진동들을 생성하도록 댐퍼 매스로서의 역할을 하는 인-휠 모터(IWM)(모터 70)에 의해 상기 차체의 상하방향 DR1으로 변형되어, 인-휠 모터(IWM)(모터 70)의 진동들은 모터-구동 차륜(100)에 의해 받게 되는 진동들과는 위상이 다르게 된다. 다시 말해, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 모터(70)의 진동들로 변환시킨다. 그 후, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 모터-구동 차륜(100)에 의해 받게 되는 진동들이 인-휠 모터(IWM)에 의해 상쇄되도록 한다. 특히, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은, 모터-구동 차륜(100)의 진동들과 모터(70)의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치된다. 이에 따라, 모터-구동 차륜(100)의 진동들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 차체로 전달되는 것이 억제된다.
이러한 방식으로, 타이어(250)로부터의 비스프링 입력이 경감된다. 즉, 쇼크업소버(230)에 의해 흡수될 수 없는 진동들의 일부가 흡수된다. 따라서, 차량의 승차감이 개선된다.
또한, 차륜지지장치(200C)는 모터-구동 차륜(100)의 회전들로 인하여 카운터-회전력에 대해 인-휠 모터(IWM)의 회전 자체를 억제한다.
2개의 고무마운트(340, 350)들은 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM) 의 상부측에 배치되고, 2개의 고무마운트(360, 370)들은 인-휠 모터(IWM)의 하부측에 배치된다고 상술되어 있다. 하지만, 본 발명은 상술된 구성예에 국한되는 것은 아니다. 특히, 인-휠 모터(IWM)의 상부측과 하부측 중 하나 상에 제공되는 고무마운트들의 개수가 하나일 수도 있다. 이 경우, 하나의 고무마운트는 볼 조인트(160)와 인-휠 모터(IWM) 사이에 또는 인-휠 모터(IWM)와 볼 조인트(170) 사이에 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM)의 하부측 상에 제공되는 고무마운트들의 개수와 상부측 상에 제공되는 고무마운트들의 개수가 서로 같지 않을 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 하나 이상의 고무마운트가 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM)의 상부측과 하부측 각각에 제공될 수도 있다. 복수의 고무마운트들이 인-휠 모터(IWM)의 상부측과 하부측 중 하나에 제공되는 경우, 모터-구동 차륜(100)의 회전들로 인하여 카운터-회전력에 대해 작업하는 것이 가능하다.
제4실시예의 차륜지지장치는 도 11에 도시된 바와 같은 차륜지지장치일 수도 있다. 도 11은 상기 제4실시예에 따른 차륜지지장치의 또 다른 평면도이다. 도 11을 참조하면, 제4실시예의 차륜지지장치(200D)는, 차륜지지장치(200D)가 스프링(380, 390)들을 추가로 포함한다는 점을 제외하고는 차륜지지장치(200C)와 동일하다.
스프링(380)은 너클(330)(330a)과 볼 조인트(160) 사이의 연결부(335)에 고정된 한쪽 끝부와 케이스(60)에 고정된 다른쪽 끝부를 구비한다. 스프링(390)은 너 클(330)(330b)과 볼 조인트(170) 사이의 연결부(336)에 고정된 한쪽 끝부와 케이스(60)에 고정된 다른쪽 끝부를 구비한다. 스프링(380, 390)들은 차체의 상하방향 DR1으로 팽창 및 수축한다.
차륜지지장치(200D)는 인-휠 모터(IWM)의 케이스(60)의 네 코너 각각에 고무마운트(340, 350, 360, 370)들을 고정시키고, 고무마운트(340, 350)와 고무마운트(360, 370) 사이의 케이스(60)에 스프링(380, 390)을 각각 고정시키며, 볼 조인트(160, 170)에 의하여 너클(330), 고무마운트(340, 350, 360, 370) 및 스프링(380, 390)에 서스펜션 아암(상부 아암(210), 하부 아암(220))들을 연결시킴으로써 상기 차체 상에 모터-구동 차륜(100)을 지지한다.
특히, 차륜지지장치(200D)는, 인-휠 모터(IWM)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로, 차륜디스크(10)와 차륜허브(20)를 상부 아암(210), 하부 아암(220) 및 너클(330)에 의하여 회전가능하게 지지하고, 인-휠 모터(IWM)를 상부 아암(210), 하부 아암(220), 너클(330) 및 고무마운트(340, 350, 360, 370)들로 지지한다.
또한, 차륜지지장치(200C)의 것과 동일한 메커니즘에 의하여, 차륜지지장치(200D)는 모터-구동 차륜(100)의 회전들로 인하여 카운터-회전력에 대하여 작업한다.
모터-구동 차륜(100)이 예컨대 차량이 주행되는 동안 노면의 상태에 따라 차체의 상하방향 DR1으로 진동들을 받게 되면, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 댐퍼 매스로서의 역할을 하는 인-휠 모터(IWM)(모터 70)에 의해 상기 차체의 상하 방향 DR1으로 변형되어, 스프링(380, 390)들이 차체의 상하방향 DR1으로 팽창 및 수축하도록 함으로써, 모터-구동 차륜(100)에 의해 받게 되는 진동들로부터의 탈위상인 인-휠 모터(IWM)(모터 70)의 차체의 상하방향 DR1으로의 진동들을 생성하게 된다. 다시 말해, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들과 스프링(380, 390)들이 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 모터(70)의 진동들로 변환시킨다. 따라서, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들과 스프링(380, 390)들은 모터-구동 차륜(100)에 의해 받게 되는 진동들이 인-휠 모터(IWM)에 의하여 상쇄되도록 한다. 이에 따라, 모터-구동 차륜(100)의 진동들이 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 차체로 전달되는 것이 억제된다.
이러한 방식으로, 타이어(250)로부터의 비스프링 입력이 경감된다. 즉, 쇼크업소버(230)에 의해 흡수될 수 없는 진동들의 일부가 흡수된다. 따라서, 차량의 승차감이 개선된다.
또한, 차륜지지장치(200D)는 모터-구동 차륜(100)의 회전들로 인하여 카운터-회전력에 대한 인-휠 모터(IWM)의 회전들 자체를 억제한다.
차륜지지장치(200D)는 고무마운트(340, 350, 360, 370)들과 스프링(380, 390)들에 의해 인-휠 모터(IWM)를 지지하기 때문에, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들이 스프링(380, 390)들에 의해 주변 온도로 인하여 저하되거나 시간에 따라 저하되더라도 인-휠 모터(IWM)를 여전히 지지할 수 있다.
차륜지지장치(200D)에 관하여, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 스프링(380, 390)들로 대체될 수도 있다. 특히, 스프링들은 인-휠 모터(IWM)의 네 코너들 과 너클(330) 사이에 고정될 수도 있고, 고무마운트들은 너클(330)(330a)의 연결부(335)와 케이스(60) 사이에 그리고 너클(330)(330b)의 연결부(336)와 케이스(60) 사이에 고정될 수도 있다.
차륜지지장치(200C, 200D)는 인-휠 모터(IWM)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로 인-휠 모터(IWM)를 지지한다고 상술되어 있다. 하지만, 본 발명은 상술된 구성예에 국한되는 것은 아니다. 특히, 본 발명에 따르면, 차륜지지장치(200C, 200D)는 중량체(WG)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로 인-휠 모터(IWM) 대신에 모터-미구동 차륜(100A)의 중량(WG)를 지지할 수도 있다.
또한, 스프링들은 차체의 상하방향 DR1으로 인-휠 모터(IWM)의 상부측과 하부측 상에 배치된다고 상술되어 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 스프링이 인-휠 모터(IWM)의 상부측과 하부측 중 하나에 제공될 수도 있다.
고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 "한 쌍의 탄성부재"를 구성한다.
또한, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 "탄성부재"를 구성한다.
더욱이, 고무마운트(340, 360)는 상부 아암(210)과 하부 아암(220)에 연결되어 차체의 상하방향 DR1으로 하중부재(인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG))에 부착되는 "한 쌍의 전방 탄성부재"를 구성하고, 고무마운트(350, 370)는 상부 아암(210)과 하부 아암(220)에 연결되어 차체의 상하방향 DR1으로 하중부재(인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG))에 부착되는 "한 쌍의 후방 탄성부재"를 구성한다. 상기 쌍의 전방 탄성부재들과 상기 쌍의 후방 탄성부재들은 차체의 전후방향 DR2으로 배치된다.
스프링(380, 390)들은 상부 아암(210)과 하부 아암(220)에 연결되어 차체의 상하방향 DR1으로 하중부재(인-휠 모터(IWM) 또는 중량체(WG))에 부착되는 "한 쌍의 중간 탄성부재"를 구성한다. 상기 쌍의 중간 탄성부재는 차체의 전후방향 DR2으로 상기 쌍의 전방 탄성부재와 상기 쌍의 후방 탄성부재 사이에 배치된다.
또한, 고무마운트(340, 350)들은 "상부 탄성부재"를 구성하고, 고무마운트(360, 370)들은 "하부 탄성부재"를 구성한다.
더욱이, 고무마운트(340, 350) 및 스프링(380)은 "상부 탄성부재"를 구성하고, 고무마운트(360, 370) 및 스프링(390)은 "하부 탄성부재"를 구성한다.
또한, 고무마운트(340, 350, 360, 370)들은 "하나 이상의 탄성체" 또는 "하나 이상의 제 1 탄성체"를 구성하고, 스프링(380, 390)들은 "제 2 탄성체"를 구성한다.
기타 특징들은 제1실시예와 동일하다.
(제5실시예)
도 12는 도 1에 도시된 차륜지지장치(200)에 의해 지지되는 인-휠 모터의 또 다른 단면도이다. 도 12를 참조하면, 인-휠 모터(IWM2)는 인-휠 모터(IWM)의 샤프트(110) 대신에 샤프트(110A, 110B)를 포함하며, 인-휠 모터(IWM2)의 기타 특징들은 인-휠 모터(IWM)와 동일하다.
샤프트(110)로서, 샤프트(110A)의 한쪽 끝부 안으로, 유성캐리어(84)가 키홈 맞춤되고, 샤프트(110B)는 샤프트(110A)의 다른쪽 끝부 안으로 키홈 맞춤된다. 샤프트(110A)는 베어링(13, 17)들에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한, 샤프트 (110A)는 샤프트(110)로서 그 안에 오일유로(111, 112)들을 포함한다.
샤프트(110B)의 한쪽 끝부는 샤프트(110A) 안으로 키홈 맞춤되고, 등속조인트(30)의 인너(31)는 샤프트(110B)의 다른쪽 끝부 안으로 키홈 맞춤된다. 이 경우, 샤프트(110B)와 차륜허브(20) 사이에는 부트(boot; 7)가 제공된다. 부트(7)는 이물질들이 등속조인트(30)로 들어가는 것을 방지하고 등속조인트(30)로 공급되는 그리스가 조인트(30) 밖으로 유동하는 것을 방지하는 역할을 한다.
샤프트(110A)는 유성기어(80)를 거쳐 모터(70)로부터 토오크 출력을 수용하고, 샤프트(110B)와 등속조인트(30)를 거쳐 차륜허브(20)와 차륜디스크(10)에 상기 토오크를 출력한다. 따라서, 차륜허브(20)와 차륜디스크(10)는 사전설정된 회전수로 회전된다.
인-휠 모터(IWM2)의 샤프트를 2개의 샤프트(110A, 110B)로 분할함으로써, 모터-구동 차륜(100)의 제작이 촉진된다. 특히, 모터-구동 차륜(100)의 제조 시, 등속조인트(30) 안으로 통합된 샤프트(110B)를 구비한 차륜허브(20)는 차륜디스크(10)에 고정될 수도 있고, 부트(7)는 샤프트(110B)와 차륜허브(20) 사이에 제공될 수도 있으며, 그 후에 인-휠 모터(IWM2)가 샤프트(110A)와 샤프트(110B) 사이에서 키홈 맞춤할 수 있도록 부착될 수도 있다. 이러한 방식으로, 샤프트(110A, 110B)들의 제조가 촉진된다.
도 1에 도시된 차륜지지장치(220)는, 인-휠 모터(IWM2)가 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로 상술된 인-휠 모터(IWM2)를 지지하고, 상기 차체의 상하방향 DR1으로 모터-구동 차륜(100)의 진동들을 상기 차체의 상하방향 DR1 으로 인-휠 모터(IWM2)의 진동들로 변환시키며, 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)을 통해 비스프링 입력이 차체로 전달되는 것을 억제시킨다.
또한, 제5실시예에 따르면, 인-휠 모터(IWM2)가 어떠한 차륜지지장치(200A, 200B, 200C, 200D)에 의하여 차체의 상하방향 DR1으로 진동하도록 하는 방식으로 인-휠 모터(IWM2)가 지지될 수도 있다.
여기서, 샤프트(110A, 110B)들은 "모터 출력 샤프트"를 구성한다.
샤프트(110A)는 "제 1 출력샤프트"를 구성하고, 샤프트(110B)는 "제 2 출력샤프트"를 구성한다.
기타 특징들은 제1실시예 내지 제4실시예와 동일하다.
본 발명은 차량들의 승차감을 개선할 수 있는 차륜지지장치들에 적용된다.

Claims (24)

  1. 차륜지지장치에 있어서,
    차륜유닛(100)의 차륜(10, 20)에 제공되는 하중부재(IWM, WG)에 부착되어, 상기 차륜유닛(100)의 진동들과 상기 하중부재(IWM, WG)의 진동들이 서로 댐핑되도록 배치되는 탄성부재(140, 150);
    상기 탄성부재(140, 150)에 연결되는 한쪽 끝부와, 차체의 상하방향으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정되는 다른쪽 끝부를 구비한 서스펜션 아암(210, 220); 및
    상기 서스펜션 아암(210, 220) 및 상기 탄성부재(140, 150)에 연결되어 상기 차륜(10, 20)이 회전가능하도록 지지하는 회전가능 지지부재(180)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하중부재(IWM, WG)는 인-휠 모터(IWM)로서,
    동력을 발생시키는 모터(70);
    상기 모터(70)에 의해 발생된 동력이 상기 차륜(10, 20)에 전달되도록 등속조인트(30)를 거쳐 상기 차륜(10, 20)에 연결되는 모터출력샤프트(110); 및
    상기 모터를 하우징하는 케이스(60)를 포함하고,
    상기 탄성부재(140, 150)는 상기 케이스(60)에 부착되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모터출력샤프트(110)는,
    상기 모터에 연결되는 제 1 출력샤프트(110A); 및
    상기 제 1 출력샤프트(110A) 안으로 끼워지는 한쪽 끝부와 상기 등속조인트(30)에 연결되는 다른쪽 끝부를 구비한 제 2 출력샤프트(110B)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하중부재(IWM, WG)는, 상기 차륜(10, 20)에는 연결되지 않으면서 상기 차륜(10, 20)에 제공되는 중량체(WG)인 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서스펜션 아암(210, 220)은 상부 아암(210) 및 하부 아암(220)으로 이루어지고,
    상기 탄성부재(140, 150)는, 상기 상부 아암(210) 또는 상기 하부 아암(220) 중 하나 이상에 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성부재는 한 쌍의 탄성부재(140, 150)로 이루어지고,
    상기 한 쌍의 탄성부재 중 하나(140)는 상기 상부 아암(210)에 연결되고,
    상기 한 쌍의 탄성부재 중 다른 하나(150)는 상기 하부 아암(220)에 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 한 쌍의 탄성부재(140, 150)는 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)에 연결되고,
    상기 상부 아암(210) 및 상기 하부 아암(220)은 상기 차체의 상하방향으로 상기 한 쌍의 탄성부재(140, 150)에 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 탄성부재는,
    상기 상부 아암(210)과 상기 하부 아암(220)에 연결되어, 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)에 부착되는 한 쌍의 전방 탄성부재(340, 360); 및
    상기 상부 아암(210)과 상기 하부 아암(220)에 연결되어, 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)에 부착되는 한 쌍의 후방 탄성부재(350, 370)로 이루어지고,
    상기 한 쌍의 전방 탄성부재(340, 360) 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재(350, 370)는 상기 차체의 전후방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전방 탄성부재(340, 360) 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재(350, 370)는 각각 고무마운트인 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 탄성부재는, 상기 상부 아암(210) 및 상기 하부 아암(220)에 연결되어 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)에 부착되는 한 쌍의 중간 탄성부재(380, 390)를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 중간 탄성부재(380, 390)는, 상기 한 쌍의 전방 탄성부재(340, 360)와 상기 한 쌍의 후방 탄성부재(350, 370)와는 상이한 재료로 만들어지고, 상기 차체의 전후방향으로 상기 한 쌍의 전방 탄성부재(340, 360) 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재(350, 370) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전방 탄성부재(340, 360) 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재(350, 370)는 각각 고무마운트로 이루어지고,
    상기 한 쌍의 중간 탄성부재(380, 390)는 각각 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전방 탄성부재(340, 360) 및 상기 한 쌍의 후방 탄성부재(350, 370)는 각각 스프링으로 이루어지고,
    상기 한 쌍의 중간 탄성부재(380, 390)는 각각 고무마운트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상부 탄성부재(340, 350) 및 하부 탄성부재(360, 370)로 이루어지고,
    상기 상부 탄성부재(340, 350)는 상기 상부 아암(210)에 연결되고,
    상기 하부 탄성부재(360, 370)는 상기 하부 아암(220)에 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 상부 탄성부재(340, 350) 및 상기 하부 탄성부재(360, 370)는 상기 차체의 상하방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)에 부착되고,
    상기 상부 아암(210) 및 상기 하부 아암(220)은 상기 차체의 상하방향으로 각각 상기 상부 탄성부재(340, 350) 및 상기 하부 탄성부재(360, 370)에 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부 탄성부재(340, 350) 및 상기 하부 탄성부재(360, 370) 각각은, 하나 이상의 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 탄성체(340, 350, 360, 370)는 각각 고무마운트인 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 상부 탄성부재(340, 350, 380) 및 상기 하부 탄성부재(360, 370, 390) 각각은,
    하나 이상의 제 1 탄성체(340, 350, 360, 370); 및
    상기 제 1 탄성체와는 상이한 제 2 탄성체(380, 390)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 1 탄성체(340, 350, 360, 370)는 각각 고무마운트이고,
    상기 제 2 탄성체(380, 390)는 스프링인 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 1 탄성체(340, 350, 360, 370)는 각각 스프링이고,
    상기 제 2 탄성체(380, 390)는 고무마운트인 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  20. 제5항에 있어서,
    상기 탄성부재는 한 쌍의 탄성부재(140A, 150A)로 이루어지고,
    상기 한 쌍의 탄성부재(140A, 150A)는 한 쌍의 아암부재(260, 270)를 거쳐 상기 상부 아암(210)에 연결되며,
    상기 하중부재(IWM) 및 상기 한 쌍의 탄성부재(140A, 150A)에 연결되지 않으면서도 상기 하중부재(IWM) 및 상기 한 쌍의 탄성부재(140A, 150A)에 상기 하부 아암(220)이 제공되고, 상기 하부 아암은 그 한쪽 끝부가 상기 회전가능 지지부재(180)에 연결되고, 다른쪽 끝부는 상기 차체의 상하방향으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 한 쌍의 탄성부재(140A, 150A)는 상기 차체의 전후방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)에 부착되고,
    상기 한 쌍의 아암부재(260, 270)는 상기 차체의 전후방향으로 상기 한 쌍의 탄성부재(140A, 150A)에 연결되며,
    상기 상부 아암(210)은 상기 회전가능 지지부재(180)와 상기 한 쌍의 아암부재(260, 270)에 연결된 한쪽 끝부와, 상기 차체의 상하방향으로 피봇가능하도록 상기 차체에 고정되는 다른쪽 끝부를 구비하고,
    상기 상부 아암(210) 및 상기 하부 아암(220)은 상기 차체의 상하방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 쌍의 탄성부재들(280, 290, 300, 310) 중 상기 탄성부재들은, 상기 차체의 전후방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)의 서로 대향하는 각각의 면들에 배치되고, 상기 차체의 상하방향으로 팽창 및 수축가능한 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 하중부재(IWM, WG)에 고정되어 상기 차체의 전후방향으로 상기 하중부재(IWM, WG)로부터 연장되어 있는 연장부재(320)를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 쌍의 탄성부재들(280, 290, 300, 310)은 상기 연장부재(320)에 연결된 한쪽 끝부와, 상기 한 쌍의 아암부재(260, 270)에 연결된 다른쪽 끝부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 쌍의 탄성부재들(280, 290, 300, 310)은 한 쌍의 현가장치(280, 290)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜지지장치.
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