KR100940516B1

KR100940516B1 - 전기 구동 수단을 구비한 차륜

Info

Publication number: KR100940516B1
Application number: KR1020090083340A
Authority: KR
Inventors: 소치재
Original assignee: 소치재
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2010-02-10
Also published as: CN102196934A; JP2011530971A; US20120116621A1; WO2011027967A3; WO2011027967A2; DE112010003551T5

Abstract

본 발명은 중앙의 고정축(1)을 중심으로 다수의 권선(3)으로 형성된 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 둘레를 이격된 상태로 감싸는 형상을 하며 다수의 자석(5)이 설치되어 상기 권선(3)으로 흐르는 전류의 세기에 따라 회전하는 회전자(4)와, 상기 회전자(4)와 고정자(2)가 내부에 위치되며 외측둘레에 타이어(10)가 장착되는 원통형상의 림(6)과, 상기 림(6)의 외면판(7)과 내면판(8)에 원주형으로 설치되어 공기의 유입이 용이하도록 마련된 다수의 공기유입돌출부(13)(14)와, 상기 고정자(2)에 설치되어 회전자(4)의 회전수를 카운트하는 휠 스피드 센서(15)와, 상기 타이어(10)의 공기압을 측정하는 타이어 압력센서(16)와, 상기 휠 스피드 센서(15)와 타이어 압력센서(16)로부터 전달되는 각 차륜(A)의 센서 입력 값을 연산부(41)를 통해 입력받으면서 GPS 수신부(42)를 통한 지리 및 도로 정보를 입력받아 각 차륜(A)의 고정자(2)로 공급하는 전류값을 제어하는 컨트롤러(43)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 전기 구동 수단을 구비한 차륜의 조향 성능과 제동 성능이 향상되어 전체적으로 운행 성능이 향상되는 효과가 있다.

고정자, 회전자, 림, 브레이크 패드, 댐퍼, 제동, 전류제어, 과열방지

Description

전기 구동 수단을 구비한 차륜{Wheel Provided With Electric Driving Means}

본 발명은 전기 구동 수단을 구비한 차륜에 관한 것으로, 친환경적이고 동력 전달 장치에 의해 불필요하게 소모되는 귀중한 에너지를 절약할 수 있도록 한 전기 구동 수단을 구비한 차륜에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 하나의 엔진에서 공급되는 회전력을 전달받는 차륜의 회전에 의하여 주행이 이루어지도록 한 것으로서 연소 시 발생하는 회전력을 주로 사용함으로써 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

그리하여 탑재된 배터리를 전원으로 하여 모터를 회전시키면서 차륜을 구동하고, 차륜을 주행하는 전기 구동 방식의 전기자동차가 제안되어 개발이 활발히 이루어지고 있다.

그에 더하여 차량의 최종 구동수단이 차륜의 내부에 설치되어 동력을 전달하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜의 개발도 진행되고 있다.

한국특허출원 제10-2002-7009680호에는 회전자와, 권선이 있는 고정자를 포함하는 전기 모터, 상기 전기 모터의 출력을 제어하기 위한 제어 수단, 상기 제어 수단을 수용하고 차륜의 내부에 있는 수용 공간, 측정 수단, 상기 차륜을 작동시키기 위하여 상기 제어 수단 및 상기 측정 수단에 연결되는 작동 수단, 상기 차륜의 외부로 데이터를 전달하기 위하여 상기 작동 수단에 연결되는 데이터 전달 수단 및 상기 차륜 내에 있는 냉각 유체 입구부, 냉각 유체 출구부 및 냉각 유체 순환 공간을 포함하되, 상기 입구부를 통해 제공되는 상기 냉각 유체는 상기 냉각 유체 순환 공간을 통해 순환하고 상기 냉각 유체 출구부를 통해 유출되어 상기 차륜의 작동 중에 상기 권선 및 상기 수용 공간의 벽을 냉각시키고, 상기 전기 모터는 상기 차륜을 직접적으로 구동시키고, 상기 전기 모터, 상기 제어 수단, 상기 측정 수단, 상기 작동 수단 및 상기 데이터 전달 수단은 상기 차륜의 내부에 배치되며, 상기 차륜은 외측 표면을 구비하며, 상기 냉각 유체 입구부 및 상기 냉각 유체 출구부는 상기 차륜의 상기 외측 표면을 통과하도록 구성하였다.

그러나 상기 종래 기술에 마련되어 있는 차륜에 의하여서는 차륜의 내부에 전기적인 구동수단을 설치하여 개별적으로 제어하면서 하나의 차량에 설치되는 차륜들을 중앙 처리 장치에서 공통으로 관리하도록 하였으므로 작동을 위해 데이터의 송수신이 복잡하게 이루어짐은 물론 내부의 구성도 복잡해지며, 제동수단 및 냉각수단이 제대로 작동되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 배터리 전원을 공급받으면서 컨트롤러의 제어를 받는 차륜 을 적어도 2개 이상 제어하도록 하며 브레이크 장치 외에 별도의 제동 구조가 마련되는 전기 구동 수단을 구비한 차륜를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 림의 내부의 구동수단과 배터리에 효율적인 냉각이 이루어지도록 하는 구조가 마련된 전기 구동 수단을 구비한 차륜를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 친환경적이고 동력 전달 장치에 의해 불필요하게 소모되는 귀중한 에너지를 절약할 수 있는 구조를 가진 전기 구동 수단을 구비한 차륜를 제공하는 것이다.

본 발명은 중앙의 고정축(1)을 중심으로 다수의 권선(3)으로 형성된 고정자(2)와,

상기 고정자(2)의 둘레를 이격된 상태로 감싸는 형상을 하며 다수의 자석(5)이 설치되어 상기 권선(3)으로 흐르는 전류의 세기에 따라 회전하는 회전자(4)와,

상기 회전자(4)와 고정자(2)가 내부에 위치되며 외측둘레에 타이어(10)가 장착되는 원통형상의 림(6)과,

상기 림(6)의 외면판(7)과 내면판(8)에 원주형으로 설치되어 공기의 유입이 용이하도록 마련된 다수의 공기유입돌출부(13)(14)와,

상기 고정자(2)에 설치되어 회전자(4)의 회전수를 카운트하는 휠 스피드 센서(15)와,

상기 타이어(10)의 공기압을 측정하는 타이어 압력센서(16)와,

상기 휠 스피드 센서(15)와 타이어 압력센서(16)로부터 전달되는 각 차륜(A)의 센서 입력 값을 연산부(41)를 통해 입력받으면서 GPS 수신부(42)를 통한 지리 및 도로 정보를 입력받아 각 차륜(A)의 고정자(2)로 공급하는 전류값을 제어하는 컨트롤러(43)

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜을 제공한다.

그리고 상기 컨트롤러(43)의 제어에 의해 각각의 고정자(2)에 공급하는 전원의 전류값을 변화시키면서 회전 속도를 제어하는 전류제어부(44)와,

상기 회전자(4)에 설치되어 운행 중의 온도를 측정하는 회전자 온도센서(45)로부터의 온도값과 배터리 온도센서(46)를 통한 배터리(47)의 온도값에 의해 회전자(4)를 포함하는 구동수단 및 배터리의 과열을 방지하기 위해 속도를 줄이도록 감속 신호를 상기 컨트롤러(43)에 전하는 과열방지부(48)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정자(2)에 공급하는 배터리(47)의 잔여 전원을 측정하여 컨트롤러(43)에 전하는 전류 검출부(49)와,

상기 전류 검출부(49)의 검출결과에 의하여 배터리(47)의 전원이 소모된 상태이면 컨트롤러(43)의 제어를 받으면서 차량용 소형 발전기의 회전력으로 알티네이터(50)를 구동하면서 자동으로 충전 및 전원공급이 이루어지도록 하는 발전제어부(51)를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 과열방지부(48)로부터의 온도값에 의하여 냉각이 필요한 경우 컨트롤러(43)의 제어를 받으면서 압축기(52)의 압축공기를 상기 고정자(2) 및 회전 자(4)로 공급하여 상기 림(6)에 설치한 공기유입돌출부(13)(14)를 통해 유입되는 공기와 함께 냉각시키는 냉각 공기 공급부(53) 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 림(6)은 상기 회전자(4)에 형성된 볼트공(4a)에 볼트공(7a)을 통해 체결되는 외면판(7)과, 회전축(9)이 중심에 결합되는 내면판(8)이 양측에 결합되며,

상기 고정자(2)의 고정축(1)의 외면에는 베어링(22)이 설치되어 상기 베어링(22)을 사이에 두고 고정축(1)과 이격된 회전축(9)이 원활히 회전되도록 구성될 수 있다.

본 발명은 배터리 전원을 공급받으면서 컨트롤러의 제어를 받는 차륜을 적어도 2개 이상 제어하도록 한 것으로, 브레이크 장치 외에 고정자에 공급되는 전류로 속도를 제어하여 이중으로 제동하는 효과가 있다.

그리고 림의 측면과 커버에 원주형으로 형성한 다수의 공기유입돌출부에 의해 많은 공기를 유입받는 동시에 냉각 공기 공급부를 통한 공기에 의해 효율적인 냉각이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

또한, 컨트롤러에서 휠 스피드 센서와 타이어 압력센서를 통한 차륜으로부터의 센서 입력값을 연산부를 통해 입력받으면서 GPS 수신부를 통한 지리 및 도로 정보를 입력받아 적어도 하나 이상 설치되는 차륜의 고정자로 공급하는 전류값을 제어하면서 운행을 제어하도록 함으로써 친환경적이고 동력 전달 장치에 의해 불필요하게 소모되는 귀중한 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명인 전기 구동 수단을 구비한 차륜의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합상태를 나타내는 정단면도이며, 도 3은 도 1의 본 발명인 전기 구동 수단을 구비한 차륜의 측단면도이다.

본 발명인 전기 구동 수단을 구비한 차륜은 중앙의 고정축(1)을 중심으로 다수의 권선(3)으로 형성된 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 둘레를 일정간격 이격된 상태로 감싸는 형상을 하며 다수의 자석(5)이 마련된 회전자(4)와, 상기 회전자(4)에 형성된 볼트공(4a)에 볼트공(7a)을 통해 체결되는 외면판(7)과, 상기 외면판(7)의 외측볼트공(7b)에 볼트공(6a)을 통해 체결되며 외측둘레에 타이어(10)가 장착되는 원통형상의 림(6)과, 상기 림(6)을 기준으로 외면판(7)에 대향되는 위치에 마련되며 회전축(9)이 중심에 결합되는 내면판(8)을 포함하여 구성된다.

상기 내면판(8)의 볼트공(8a)과 림(6)에 형성된 볼트공(6b)의 결합을 통하여 내면판(8)과 림(6)이 결합되며, 상기 외면판(7) 및 내면판(8)에는 림(6)을 기준으로 외측방향을 향해서 원주상으로 절개된 다수의 공기유입돌출부(13)(14)가 각각 마련된다.

따라서, 상기 구성요소들이 결합되면 고정자(2)와 회전자(4)는 림(6)의 내측에 위치되며, 회전자(4)는 외면판(7)과 결합된 상태이다.

상기 고정축(1)은 내부가 빈 파이프 형상의 회전축(9) 내측에 일부분이 위치되며, 고정축(1)과 회전축(9) 사이를 이격시키기 위해서 고정축(1)과 회전축(9) 사이에 베어링(22)이 마련된다.

상기 회전축(9)에는 내면판(8)과 이격되어 설치된 상태에서 같이 회전하면서 브레이크 패드(12)에 가해지는 제동력에 의해 제동되는 브레이크 로터(11)가 마련된다.

상기 브레이크 패드(12)를 포함하는 브레이크 장치는 일반적인 자동차의 브레이크 장치이고 작동과정도 일반적인 자동차의 브레이크 장치인 드럼 브레이크 또는 캘리퍼 브레이크의 작동과정과 같다.

다만, 본 발명은 일반적인 자동차와 같이 변속장치가 없기 때문에 엔진브레이크를 작동하지 않으며 상기 고정자(2)에 전달되는 전류의 크기를 조절하여 브레이크의 역할을 하게 된다.

상기 고정자(2)에는 휠 스피드 센서(15)가 설치되어 상기 회전자(4)의 회전수를 카운트하며, 상기 림(6)의 외측에는 타이어 압력센서(16)가 마련되어 상기 타이어(10)의 공기압을 측정한다.

상기 회전축(9)에 상기 패드(12)와 이격되어 차량의 운행 중에 상하 진동을 흡수하는 구조를 가진 댐퍼(17)가 마련되는데, 상기 댐퍼(17)는 상기 패드(12)와 이격되어 회전축(9)의 외측 둘레에 마련되는 지지판(18)과, 상기 지지판(18)에 인접하게 회전축(9)에 설치된 지지축(19) 및 상기 지지축(19)에 상하로 각각 설치되는 상측 스프링(20)과 하측 스프링(21)을 포함하여 구성된다.

상기 지지판(18)의 둘레는 차체에 베어링 결합되어 차량의 운행 중에 상하 진동을 상측 스프링(20)과 하측 스프링(21)의 인장력과 압축력으로 감쇄하면서 운행 중의 진동이 흡수된다.

한편, 상기 고정자는 일반적으로 모터에 사용되는 고정자와 같이 전기적으로 그리고 물리적으로 분리되는 적어도 2개의 권선 그룹으로 구분된다.

그리고 상기 외면판(7)의 볼트공(7b)과 내면판(8)의 볼트공(8a)은 림(6)의 외면과 내면에 형성한 볼트공(6a)(6b)에 볼트체결 방식으로 단단하게 결합하여 회전자(4)와 고정자(2)의 전기 구동 수단을 보호한다.

또한, 상기 고정자(2)의 고정축(1)의 외면에는 베어링(22)을 설치하여 외면에서 접하는 회전축(9)이 원활히 회전되도록 한다.

도 4는 본 발명의 브레이크 로터가 마련된 회전축에 설치되는 슬라이드 디스크의 사시도이다.

상기 브레이크 로터(11)와 동일한 회전축(9)을 중심으로 회전하는 슬라이드 디스크(30)를 통하여 냉각수와 전원 및 신호의 공급이 가능하도록 하되, 도면에 도시하지 않은 냉각수통에서 펌프에 의해 냉각수 공급라인(31)을 통하여 외주연으로 공급되는 냉각수는 냉각수 연결라인(32)을 통하여 내주연으로 다시 공급된 후 냉각수 리턴라인(33)을 통하여 다시 냉각수통으로 회수된다.

그리고 도면에 도시하지 않은 컨트롤러로부터 전달되는 제어신호와 상기 휠 스피드 센서(15) 및 타이어 압력센서(16)로부터 컨트롤러로 전달되는 입력 정보는 신호선 라인(34)(35)을 통하여 상호 전달된다.

또한, 상기 고정자(2)에서 필요한 전원을 공급하기 위한 전원선은 전원선 라인(36)(37)을 통하여 연결된다.

도 5는 본 발명에 따른 차륜의 동작을 제어하는 전체의 개략도이다.

도 5와 같이 본 발명에 따른 차륜의 동작을 제어하는 장치는 외부로부터 공급되는 전류에 의하여 중앙의 고정축(1)을 중심으로 원주상으로 회전 자계를 발생하는 고정자(2)의 권선(3)과, 상기 고정자(2)의 권선(3)의 외부에 위치하도록 림(6)의 외면판(7)에 부착 설치되어 회전하는 회전자(4)의 자석(5)과, 상기 회전축(9)에 설치된 브레이크 로터(11)를 잡아주는 브레이크 패드(12)를 작동하는 제동부(40)와, 상기 고정자(2)의 측면에 설치되어 회전자(4)의 회전수를 카운트하여 속도의 연산이 가능하도록 하는 휠 스피드 센서(15)와, 상기 타이어(10)의 공기압을 측정하여 공기의 충전 여부를 알려주는 동시에 상기 휠 스피드 센서(15)에 의한 속도의 연산이 정확하게 이루어지도록 하는 타이어 압력센서(16)와, 상기 휠 스피드 센서(15)와 타이어 압력센서(16)로부터 신호선 라인(34)(35)을 통하여 전달되는 각 차륜(A)의 센서 입력 값을 연산부(41)를 통해 입력받으면서 GPS 수신부(42)를 통한 지리 및 도로 정보를 입력받아 신호선 라인(34)(35)을 통하여 각 차륜(A)의 고정 자(2)로 공급하는 전류값을 제어하면서 운행을 제어하는 컨트롤러(43)를 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명에 따른 차륜의 동작을 제어하는 장치는 상기 컨트롤러(43)의 제어에 의해 전원선 라인(36)(37)을 통하여 연결되는 전원선을 통해 각각의 고정자(2)에 공급하는 전원의 전류값을 변화시키면서 회전 속도를 제어하는 전류제어부(44)와, 상기 각각의 회전자(4)에 설치되어 운행 중의 온도를 측정하는 회전자 온도센서(45)로부터의 온도값은 물론 배터리 온도센서(46)를 통한 배터리(47)의 온도값에 의해 회전자(4)를 포함하는 구동 수단과 배터리의 과열을 방지하기 위해 속도를 줄이도록 감속 신호를 상기 컨트롤러(43)에 전하는 과열방지부(48)와, 상기 고정자(2)에 공급하는 배터리(47)의 잔여 전원을 측정하여 컨트롤러(43)에 전하는 전류 검출부(49)와, 상기 전류 검출부(49)의 검출결과에 의하여 배터리(47)의 전원을 40% 정도 소모한 상태이면 컨트롤러(43)의 제어를 받으면서 차량용 소형 발전기의 회전력으로 알티네이터(50)를 구동하면서 자동으로 충전 및 전원공급이 이루어지도록 하는 발전제어부(51)도 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 차륜의 동작을 제어하는 장치는 상기 과열방지부(48)로부터의 온도값에 의하여 냉각이 필요한 경우 컨트롤러(43)의 제어를 받으면서 압축기(52)의 압축공기를 상기 고정자(2) 및 회전자(4)로 공급하여 상기 림(6)에 설치한 공기유입돌출부(13)(14)를 통해 유입되는 공기와 함께 냉각시키는 냉각 공기 공급부(53)와, 상기 컨트롤러(43)로부터의 제어에 의해 작동하는 동안 냉각수통(54)에 저장된 냉각수가 냉각수 공급라인(31)을 통하여 외주연으로 공급되고 냉 각수 연결라인(32)을 통하여 내주연으로 다시 공급된 후 냉각수 리턴라인(33)을 통하여 다시 냉각수통으로 회수되도록 하는 펌프(55)들도 포함하여 구성된다.

여기서 상기 컨트롤러(24)는 하나의 차량에 적어도 2개 이상 설치되는 차륜(A)을 각각 동시에 제어하면서 안정된 운행이 가능하도록 한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 전기 구동 수단을 구비한 차륜은 하나의 차량에 적어도 2개 이상 설치되어 컨트롤러(43)의 제어에 의해 효율적으로 작동하는 중에 안정된 운행이 가능하도록 한 것이다.

그리고 상기 림(6)의 외면판(7)에 회전자(4)를 볼트 체결로 고정하면서 그 내부에 고정자(2)를 위치시켜 이들 전기 구동 수단을 보호하며 회전축(9)을 중심으로 안정된 회전이 가능하도록 한다.

상기 림(6)의 내면에 회전자(4)와 고정자(2)를 비롯한 부품들을 결합한 상태에서 회전축(9)과 일체인 내면판(8)을 분리 가능하게 결합하여 내부에 고정자(2)와 회전자(4)를 비롯한 부품들을 용이하게 교체할 수 있도록 한다.

차량의 이동을 위하여 컨트롤러(43)에서 전류제어부(44)를 통하여 배터리(47)에 충전된 전원이나 차량용 소형 발전기의 회전력으로 알터네이터(50)로부터의 전원 전류를 각 고정자(2)의 권선(3)에 공급하여 중앙의 고정축(1)을 중심으로 원주상으로 회전 자계를 발생하도록 한다.

상기 고정자(2)의 자계에 의해 외측주위에 위치되면서 다수의 자석(5)으로 설치된 회전자(4)가 상기 고정자(2)의 권선(3)으로 흐르는 전류의 세기에 따라 회전하게 된다.

상기 고정자(2)의 측면에 설치된 휠 스피드 센서(15)에서 회전자(4)의 회전수를 카운트하여 속도의 연산이 가능하도록 한다.

상기 타이어(10)의 공기압을 타이어 압력센서(16)에서 측정하여 공기의 충전 여부는 알려줌은 물론, 속도의 연산이 보다 정확하게 행하여지도록 한다.

그리고 상기 휠 스피드 센서(15)와 타이어 압력센서(16)를 통한 차륜(A)으로부터의 센서 입력값을 연산부(41)를 통해 입력받는 컨트롤러(43)에서 GPS 수신부(42)를 통한 지리 정보를 입력받아 전류제어부(44)를 통하여 각 차륜의 고정자(2)로 공급하는 전류값을 제어하면서 안정된 운행을 제어하도록 한다.

한편, 상기 각각의 회전자(4)에 설치되어 운행 중의 온도를 측정하는 회전자 온도센서(45)로부터의 온도값은 물론 배터리 온도센서(46)를 통한 배터리(47)의 온도값에 의해 차량이 과열되는 상태임을 과열방지부(48)에서 컨트롤러(43)에 감속 신호로 전하도록 함으로써 속도를 줄이도록 한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 과열되기 전에 이미 감속제어를 하므로 그리고 설혹 냉각 수단이 고장 난다 해도 과열 방지 안전 온도가 설정되어 있어 과열까지 이르지는 않은 상태에서 브레이크 제어를 통해 감속이나 정지를 시키는 것은 아니고 단지 속도 제어를 통해 보호를 하는 것이며, 예를 들어, 정상속도의 50% 이하로 강제 감속 운행하도록 하거나 20 KM/H 이하의 주행 속도로 저속 운전하면서 차고지로 들어가 수리할 수 있도록 한다.

한편, 상기 과열방지부(48)로부터의 온도값에 의하여 냉각이 필요한 경우에 는 컨트롤러(43)의 제어를 받는 냉각 공기 공급부(53)에서 압축기(52)의 압축공기를 상기 고정자(2) 및 회전자(4)로 공급하여 상기 림(6)에 설치한 공기유입돌출부(13)(14)를 통해 유입되는 공기와 함께 급속히 냉각시키도록 한다.

또한, 냉각수통(54)에서 펌프(55)에 의해 공급되는 냉각수가 냉각수 공급라인(31)을 통하여 외주연으로 공급되어 1차 냉각시킨 후 다시 냉각수 연결라인(32)을 통하여 내주연으로 공급된 후 2차 냉각한 다음 냉각수 리턴라인(33)을 통하여 다시 냉각수통(54)으로 회수되도록 함으로써 공냉식과 수냉식을 동시에 작동시킬 수 있어 원활한 냉각이 가능하도록 한다.

상기 컨트롤러(43)에서 전류제어부(44)를 통하여 상기 휠 스피드 센서(15)와 타이어 압력센서(16)로 전달되는 제어신호는 신호선 라인(34)(35)을 통하여 상기 고정자(2)에 전달되도록 하는 한편, 상기 휠 스피드 센서(15)와 타이어 압력센서(16)로부터 전달되는 입력 정보는 신호선 라인(34)(35)을 통하여 컨트롤러(43)에 전달되도록 한다.

그리고 상기 고정자(2)로 필요한 전원을 공급하기 위한 전원선은 전원선 라인(36)(37)을 통하여 연결되도록 함으로써 안정된 신호와 전원 및 냉각수들의 흐름이 가능하도록 한다.

상기 고정자(2)에 공급하는 배터리(47)의 잔여 전원을 전류 검출부(49)에서 측정하여 컨트롤러(43)에 전하도록 하여 현재 배터리(47)의 전원을 40% 정도 소모한 상태이면 컨트롤러(43)의 제어를 받으면서 차량용 소형 발전기의 회전력으로 알티네이터(50)를 구동하면서 자동으로 충전 및 전원공급이 이루어지도록 한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 전기 구동 수단을 구비한 차륜은 배터리 전원을 공급받으면서 컨트롤러의 제어를 받는 차륜을 적어도 2개 이상 마련하도록 한 것으로, 브레이크 장치 외에 고정자에 공급되는 전류로 속도를 제어하여 이중으로 제동하는 효과가 있다.

그리고 상기 림의 측면과 커버에 원주형으로 형성한 다수의 공기유입돌출부에 의해 많은 공기를 유입받는 동시에 냉각 공기 공급부를 통해 효율적인 냉각이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 컨트롤러에서 상기 휠 스피드 센서와 타이어 압력센서를 통한 차륜으로부터의 센서 입력값을 연산부를 통해 입력받으면서 GPS 수신부를 통한 지리 및 도로 정보를 입력받아 적어도 하나 이상 설치되는 차륜의 고정자로 공급하는 전류값을 제어하면서 운행을 제어하도록 함으로써 친환경적이고 동력 전달 장치에 의해 불필요하게 소모되는 귀중한 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명인 전기 구동 수단을 구비한 차륜의 분해 사시도.

도 2는 도 1의 결합상태를 나타내는 정단면도.

도 3은 도 1의 본 발명인 전기 구동 수단을 구비한 차륜의 측단면도.

도 4는 본 발명의 브레이크 로터가 마련된 회전축에 설치되는 슬라이드 디스크의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 차륜의 동작을 제어하는 전체의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고정축 2 : 고정자

4 : 회전자 6 : 림

9 : 회전축 12 : 브레이크 패드

15 : 휠 스피드 센서 16 : 타이어 압력센서

17 : 댐퍼. 40 : 제동부

43 : 컨트롤러 44 : 전류제어부

48 : 과열방지부 49 : 전류 검출부

51 : 발전제어부 53 : 냉각 공기 공급부

55 : 펌프

Claims

중앙의 고정축(1)을 중심으로 다수의 권선(3)으로 형성된 고정자(2)와,

상기 고정자(2)의 둘레를 이격된 상태로 감싸는 형상을 하며 다수의 자석(5)이 설치되어 상기 권선(3)으로 흐르는 전류의 세기에 따라 회전하는 회전자(4)와,

상기 회전자(4)와 고정자(2)가 내부에 위치되며 외측둘레에 타이어(10)가 장착되는 원통형상의 림(6)과,

상기 림(6)의 외면판(7)과 내면판(8)에 원주형으로 설치되어 공기의 유입이 용이하도록 마련된 다수의 공기유입돌출부(13)(14)와,

상기 고정자(2)에 설치되어 회전자(4)의 회전수를 카운트하는 휠 스피드 센서(15)와,

상기 타이어(10)의 공기압을 측정하는 타이어 압력센서(16)와,

상기 휠 스피드 센서(15)와 타이어 압력센서(16)로부터 전달되는 각 차륜(A)의 센서 입력 값을 연산부(41)를 통해 입력받으면서 GPS 수신부(42)를 통한 지리 및 도로 정보를 입력받아 각 차륜(A)의 고정자(2)로 공급하는 전류값을 제어하는 컨트롤러(43)

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜.
청구항 1에 있어서,

상기 컨트롤러(43)의 제어에 의해 각각의 고정자(2)에 공급하는 전원의 전류 값을 변화시키면서 회전 속도를 제어하는 전류제어부(44)와,

상기 회전자(4)에 설치되어 운행 중의 온도를 측정하는 회전자 온도센서(45)로부터의 온도값과 배터리 온도센서(46)를 통한 배터리(47)의 온도값에 의해 회전자(4)를 포함하는 구동수단 및 배터리의 과열을 방지하기 위해 속도를 줄이도록 감속 신호를 상기 컨트롤러(43)에 전하는 과열방지부(48)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜.
청구항 2에 있어서,

상기 고정자(2)에 공급하는 배터리(47)의 잔여 전원을 측정하여 컨트롤러(43)에 전하는 전류 검출부(49)와,

상기 전류 검출부(49)의 검출결과에 의하여 배터리(47)의 전원이 소모된 상태이면 컨트롤러(43)의 제어를 받으면서 차량용 소형 발전기의 회전력으로 알티네이터(50)를 구동하면서 자동으로 충전 및 전원공급이 이루어지도록 하는 발전제어부(51)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜.
청구항 3에 있어서,

상기 과열방지부(48)로부터의 온도값에 의하여 냉각이 필요한 경우 컨트롤러(43)의 제어를 받으면서 압축기(52)의 압축공기를 상기 고정자(2) 및 회전자(4)로 공급하여 상기 림(6)에 설치한 공기유입돌출부(13)(14)를 통해 유입되는 공기와 함께 냉각시키는 냉각 공기 공급부(53) 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,

상기 림(6)은 상기 회전자(4)에 형성된 볼트공(4a)에 볼트공(7a)을 통해 체결되는 외면판(7)과, 회전축(9)이 중심에 결합되는 내면판(8)이 양측에 결합되며,

상기 고정자(2)의 고정축(1)의 외면에는 베어링(22)이 설치되어 상기 베어링(22)을 사이에 두고 고정축(1)과 이격된 회전축(9)이 원활히 회전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전기 구동 수단을 구비한 차륜.