KR100875004B1 - 인휠 모터 장착 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 휠 림 내부에 장착되어 휠을 구동하며, 스테이터와, 로터를 포함하는 인휠 모터를 차량에 장착시키는 구조체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인휠 모터 장착 구조체는 고정부와 회전부로 구성되어 차량의 휠을 회전 지지하는 휠베어링과, 차체 고정부와 휠베어링 결합부를 구비하는 너클과, 일단부는 인휠 모터의 스테이터에 그리고 타단부는 너클의 휠베어링 결합부에 결합되는 스테이터 브라켓을 포함한다. 너클의 휠베어링 결합부는 휠베어링의 고정부에 압입 고정되고, 스테이터 브래킷은 너클의 휠베어링 결합부의 반경 방향 외측에 배치된다. 스테이터 브래킷에는 나사산이 형성된 볼트체결구멍이 구비된다. 너클은 일부분이 스테이터 브래킷과 차 폭 방향으로 접촉하며, 너클과 스테이터 브래킷은 스테이터 브래킷의 볼트체결구멍에 체결되는 볼트에 의해 상호 고정된다. 본 발명에 따르면 인휠 모터 부품들의 누적 공차를 최소화 할 수 있고 스테이터 브래킷의 슬립 현상을 방지할 수 있다.
인휠 모터, 스테이터 브래킷, 슬립 현상, 누적 공차, 너클

Description

인휠 모터 장착 구조체 {In-wheel Motor Mounting Structure}
본 발명은 차량의 휠 림 내에 배치되어 구동륜을 회전 구동하는 인휠 모터를 차체에 대해 고정시키는 인휠 모터 장착 구조체에 관한 것이다.
인휠 모터는 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진-미션-구동축을 통한 동력 전달에 의해 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리 휠 림 내부에 배치되는 모터에 의해 동력이 휠에 직접 전달된다. 따라서, 인휠 모터를 적용하는 경우 엔진, 변속기나 차동기어와 같은 구동 및 동력전달장치를 생략할 수 있어 차량의 무게를 감소시킬 수 있으며, 동력전달과정에서의 에너지 손실을 저감시킬 수 있다.
도1은 인휠 모터가 차량의 휠 내부에 설치된 상태를 도시한 것이다. 인휠 모터는 서로 마주보도록 배치된 스테이터(17)와 로터(18)를 구비한다. 스테이터(17)에는 코일(17a)이 권선되며 로터(18)에는 자석(18a)이 구비된다. 인휠 모터의 스테이터(17)는 스테이터 브래킷(8)을 개재하여 너클(3)에 고정된다. 너클(3)은 직접 또는 다른 요소들을 개재하여 차체에 고정되어 있기 때문에 인휠 모터의 스테이터(17)도 차체에 대해 고정된다. 한편, 인휠 모터의 로터(18)는 로터 브래킷(13)을 개재하여 휠(14)에 고정되어 있다. 그래서 인휠 모터가 작동하여 로 터(18)가 스테이터(17)에 대해 회전하면 휠(14)도 함께 회전한다. 한편, 휠(14)의 회전을 가능하게 지지하도록 휠 베어링의 회전부가 휠에 고정되는데, 휠베어링의 고정부는 너클(3)에 대해 고정된다.
구체적으로 도1의 구조에 있어서는, 휠베어링의 내륜(5)이 휠(14)에 대하여 고정되고, 외륜(7)이 너클(3)에 대해 고정된다. 너클(3)에는 가운데에 구멍이 있어서 이 구멍에 휠 베어링이 삽입되는 모양을 볼 수 있다. 너클의 상기 가운데 구멍 주변에는 볼트(9)가 관통하는 구멍이 형성된다. 스테이터(17)가 고정되어 있는 스테이터 브래킷(8)에도 볼트(9)가 관통하는 구멍이 형성된다. 휠베어링의 외륜(7)에는 플랜지(7a)가 반경방향 외측으로 연장 형성된다. 플랜지(7a)에는 볼트(9)가 나사체결되는 구멍이 형성된다. 차체 측부터 너클(3), 스테이터 브래킷(8), 외륜(7)의 플랜지(7a)가 순서대로 배열되고 볼트(9)에 의해 상호 고정된다.
로터(18)는 로터 브래킷(13)에 의해 지지되며, 로터 브래킷(13)은 볼트와 너트에 의해 휠베어링 내륜(5), 브레이크 디스크(12), 휠(14)과 서로 고정된다.
이러한 종래의 인휠 모터 장착 구조체에서는 너클(3), 스테이터 브래킷(8)과 휠베어링의 외륜(7)이 차 폭 방향으로 차례로 배열된 뒤 함께 나사 체결되므로, 각각의 부품들이 조립되면서 누적 공차로 인해 조립이 안되거나, 충분한 휠 내부 공간이 확보되지 않아서 주행 중 선회 시 횡하중에 의해 변형된 로터 브래킷(13)이 브레이크 패드와 접촉하여 소음이 발생될 가능성이 있다.
또한, 스테이터(17)에는 로터(18)를 회전시키는 전자기적 척력과 인력이 작용한다. 그런데 스테이터(17)를 지지하는 스테이터 브래킷(8)에 형성된 볼트 관통 구멍과 볼트(9) 사이에는 볼트(9)의 삽입을 위해 간극이 존재한다. 이 때, 모터의 구동에 따라 스테이터(17)에 작용하는 인력 및 척력에 의해서 스테이터 브래킷(8)은 간극 범위 내에서 움직이게 되어 슬립 현상이 발생하여 마찰 소음 및 진동이 생긴다. 또한, 이로 인해 부품에서는 응력에 의한 마모와 부식이 촉진된다.
본 발명은 앞에서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 직접 결합된 부품의 수를 줄인 인휠 모터 장착 구조체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 스테이터 브래킷의 슬립현상이 개선된 인휠 모터 장착 구조체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 너클의 휠베어링 결합부가 휠베어링의 고정부에 압입 고정되고, 스테이터 브래킷이 너클의 휠베어링 결합부의 반경 방향 외측에 배치된다. 스테이터 브래킷에는 나사산이 형성된 볼트체결구멍이 구비된다. 너클은 일부분이 스테이터 브래킷과 차 폭 방향으로 접촉하며, 너클과 스테이터 브래킷은 스테이터 브래킷의 볼트체결구멍에 체결되는 볼트에 의해 상호 고정된다.
본 발명에 따르면 동일한 방향으로 차례로 배치되어 직접 결합되는 부품이 줄어들어 누적 공차를 최소화 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 스테이터 브 래킷과 너클을 고정시키는 볼트가 스테이터 브래킷에 직접 나사체결되어 그 볼트와 스테이터 브래킷의 볼트체결구멍 사이의 간극이 최소화 된다. 이로 인해, 스테이터 브래킷의 슬립현상을 최소화하여, 슬립현상에 의한 마찰 소음, 진동, 응력으로 인한 부식 촉진의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 로터가 휠에 나사체결수단에 의해 직접 조립되므로 로터를 지지하는 로터 브래킷을 생략할 수 있어 누적 공차를 줄일 수 있고, 캘리퍼의 조립이 용이해지며, 차 폭 방향 레이아웃을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.
도2와 도4에 도시된 바와 같이, 너클(103)의 휠베어링 결합부(155)는 원통형으로 형성된다. 휠베어링 결합부(155)는 휠베어링의 고정부인 외륜(105)의 외주면에 압입된다. 휠베어링의 외륜(105)의 차 폭 바깥 방향에는 반경방향으로 연장하는 외륜 플랜지가 일체로 형성된다. 외륜 플랜지는 너클(103)의 안착면 역할을 하고, 휠베어링의 외륜(105)에 형성된 홈에는 스냅링(180)이 끼워진다. 이로 인해, 너클(103)이 외륜 플랜지와 스냅링(180) 사이에서 축방향으로 고정된다.
스냅링(180)의 차체 측에는 스냅링(180)에 압입되며 휠베어링의 축방향으로 연장되는 금속 커버(170)가 구비된다. 금속 커버(170)는 내륜(124)과 외륜(105) 사이의 간극을 덮는다. 금속 커버(170)는 베어링 내에 이물질이 침투하는 것을 방지하는 동시에 스냅링(180)이 이탈하는 것을 방지한다.
너클(103)과 스테이터 브래킷(108)은 차 폭 방향으로 차례로 배열된다. 도4 에 도시된 바와 같이, 너클(103)에는 볼트가 관통하는 구멍(153)이 형성된다. 또한, 도6에 도시된 바와 같이, 스테이터 브래킷(108)에도 볼트(109)가 관통하는 구멍(162)이 형성된다. 볼트(109)는 너클(103)의 볼트 관통 구멍(153)을 먼저 지나서, 스테이터 브래킷(108)의 볼트체결구멍(162)에 형성된 나사선에 직접 체결된다. 너클(103)과 스테이터 브래킷(108)을 서로 고정시키는 경우 지름 약 12 내지 15mm 정도의 볼트를 사용할 때, 너클(103)의 볼트 관통부의 두께는 약 10 내지 15mm, 스테이터 브래킷의 볼트 체결부의 두께는 약 3 내지 10mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 스테이터(117)를 지지하는 스테이터 브래킷(108)은 너클(103)의 원통형 휠베어링 결합부(155)의 반경 방향 외측에 배치된다.
휠(114)은 볼트(121) 및 너트(104)에 의해 브레이크 디스크(112), 허브(122)와 서로 고정된다. 볼트(121)는 허브(122)에 압입되며, 안정적으로 토크를 전달하고 떨림으로 인한 소음을 방지하도록 적정한 수의 볼트(121)가 사용된다.
스테이터 브래킷(108)의 외주측에는 스테이터(117)가 볼트(131)로 체결된다. 스테이터(117)에는 스테이터 코일(117a)이 권선된다. 로터(118)에는 볼트(161)가 압입되고, 로터(118)와 휠(114)이 볼트(161)와 너트(168)로 서로 고정된다. 도5를 참조하면, 휠(114)의 외주 측에는 로터(118)에 압입된 볼트(161)가 관통하는 볼트관통구멍(141)이 형성된다. 본 실시예에서는 로터(118)와 휠(114)이 나사체결수단에 의해 직접 연결되므로 로터(118)를 지지하는 로터 브래킷을 생략할 수 있다.
로터(118)에는 로터 자석(118a)이 배치되며, 스테이터 코일(117a)과 서로 마주보게 배치된다. 전원이 스테이터 코일(117a)에 인가되면, 로터 자석(118a)과 스 테이터 코일(117a) 사이에 척력 및 인력이 작용하여 로터(118)가 회전한다.
도6에 도시되는 스테이터 브래킷(108)은 캘리퍼(116)와의 간섭을 피하기 위해 캘리퍼(116)가 위치하는 부분이 비워진 원형 형상이다. 스테이터 브래킷(108)에는 강성 향상 및 벤딩 모멘트에 의한 좌굴현상 방지를 위해서 적절한 굴곡부(164)가 형성된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
도1은 종래의 인휠 모터 장착 구조체의 단면도.
도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 장착 구조체의 단면도.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 장착 구조체의 분해 사시도.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 장착 구조체의 너클을 도시하는 도면.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 장착 구조체의 휠을 도시하는 도면.
도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 장착 구조체의 스테이터 브래킷을 도시하는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
103: 너클
108: 스테이터 브래킷
117: 스테이터
105: 휠베어링의 외륜
114: 휠
118: 로터

Claims (6)

  1. 차량의 휠 림 내부에 장착되어 휠을 구동하며, 스테이터와, 로터를 포함하는 인휠 모터를 차량에 장착시키는 구조체로서,
    고정부와 회전부로 구성되어 차량의 휠을 회전 지지하는 휠베어링과,
    차체 고정부와 휠베어링 결합부를 구비하는 너클과,
    일단부는 인휠 모터의 상기 스테이터에 그리고 타단부는 너클의 상기 휠베어링 결합부에 결합되는 스테이터 브라켓을 포함하고,
    상기 너클의 휠베어링 결합부는 상기 휠베어링의 고정부에 압입 고정되고, 상기 스테이터 브래킷은 상기 너클의 상기 휠베어링 결합부의 반경 방향 외측에 배치되며,
    상기 스테이터 브래킷에는 나사산이 형성된 볼트체결구멍이 구비되며,
    상기 너클은 일부분이 상기 스테이터 브래킷과 차 폭 방향으로 접촉하며, 상기 너클과 상기 스테이터 브래킷은 상기 스테이터 브래킷의 상기 볼트체결구멍에 체결되는 볼트에 의해 상호 고정되는, 인휠 모터 장착 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 휠베어링의 고정부는 외륜이고, 상기 너클의 휠베어링 결합부는 상기 외륜에 결합되는 원통형 내면을 갖는, 인휠 모터 장착 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 휠베어링의 외륜의 차 폭 방향 외측에는 상기 휠베어링의 외륜과 일체 형성되는 플랜지가 구비되어 상기 원통형 휠베어링 결합부의 안착면을 형성하고,
    상기 휠베어링이 외륜 외주의 차 폭 방향 내측에는 스냅링이 배치되어 상기 원통형 결합부를 고정시키는, 인휠 모터 장착 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스냅링에 압입되어 상기 휠베어링의 축방향으로 연장되어 상기 회전부와 상기 외륜 사이의 간극을 덮는 금속 커버를 갖는, 인휠 모터 장착 구조체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터는 상기 휠에 체결되는, 인휠 모터 장착 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 로터와 상기 휠에는 각각 구멍이 형성되고, 상기 구멍들을 통해 체결되는 나사 체결수단을 더 포함하는, 인휠 모터 장착 구조체.
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