KR101004938B1 - 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체에 관한 것으로서, 모터 내부에 드럼형 브레이크를 내장시켜 기계 제동 및 주차 브레이크 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 인휠 모터 내의 드럼 브레이크에 냉각 구조를 형성하여 그 모터 내부로 공기가 유입 및 배출되면서 상기 드럼 브레이크의 냉각을 수행할 수 있도록 하며, 로터 및 브레이크 플레이트와 결합하는 부위에 밀폐 구조를 형성하여 이물질 유입을 원천적으로 방지할 수 있도록 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체에 관한 것이다.

인휠 모터, 로터, 스테이터, 드럼, 드럼 브레이크, 브레이크 플레이트

Description

드럼 브레이크 내장형 모터 구조체{Motor structure with a built-in drum brake}

본 발명은 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터 내부에 드럼형 브레이크를 내장시켜 기계 제동 및 주차 브레이크 기능을 동시에 수행할 수 있는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 인휠 모터는 전기를 동력원으로 사용하는 자동차에 사용되는 기술로서, 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 전달도록 하는 기술이다.

따라서, 상기 인휠 모터를 적용하는 경우 엔진, 변속기나 차동기어와 같은 구동 및 동력전달장치를 생략할 수 있어 차량의 무게를 감소시킬 수 있으며, 동력전달과정에서의 에너지 손실을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 인휠 모터가 차량의 휠 내부에 설치된 상태를 도시한 것이 다. 인휠 모터는 서로 마주보도록 배치된 스테이터(170)와 로터(180)가 구비되는 바, 상기 스테이터(170)에는 코일(171)이 권선되며 로터(180)에는 영구자석(181)이 구비된다.

상기 인휠 모터의 스테이터(170)는 스테이터 브래킷(80)을 개재하여 너클(30)에 고정된다.

상기 너클(30)은 직접 또는 다른 요소들을 개재하여 차체에 고정되어 있기 때문에 인휠 모터의 스테이터(170)도 차체에 대해 고정된다.

한편, 인휠 모터의 로터(180)는 로터 브래킷(130)을 개재하여 휠(140)에 고정되어 있어 인휠 모터가 작동하여 로터(180)가 스테이터(170)에 대해 회전하면 휠(140)도 함께 회전하게 된다.

한편, 상기 휠(140)의 회전을 가능하게 지지하도록 휠 베어링의 회전부가 휠에 고정되는데, 휠베어링의 고정부는 너클(30)에 대해 고정된다.

구체적으로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 휠베어링의 내륜(50)이 휠(140)에 대하여 고정되고, 외륜(70)이 너클(30)에 대해 고정된다. 너클(30)에는 가운데에 구멍이 있어서 이 구멍에 휠 베어링이 삽입된다.

휠베어링의 외륜(70)에는 플랜지(71)가 반경방향 외측으로 연장 형성되어 있는 바, 상기 플랜지(71)에는 볼트(90)가 나사체결되는 체결홀이 형성된다. 차체 측으로부터 너클(30), 스테이터 브래킷(80), 외륜(70)의 플랜지(71)가 순서대로 배열되고 볼트(90)에 의해 상호 고정된다.

또한, 로터(180)는 로터 브래킷(130)에 의해 지지되며, 로터 브래킷(130)은 볼트와 너트에 의해 휠베어링 내륜(50), 브레이크 디스크(120), 휠(140)과 서로 고정된다.

그런데, 이러한 종래의 인휠 모터가 장착되는 구조체에서는 인휠 모터의 장점에도 불구하고, 주차를 위한 제동 시스템이 구비되어 있지 않아 주차를 위한 타 시스템이 필요하여 주차 브레이크가 적용된 차량의 후륜에는 사용하기 어려운 문제점이 있는 한편, 발열량이 많은 브레이크 디스크(120)를 모터 내부에 구비함으로써, 발생 열에 의하여 모터의 성능이 저하되는 문제점 있으며, 이로 인하여 제동 성능의 저하도 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 인휠 모터의 후면부를 통하여 수분 및 이물질이 유입되어 인휠 모터를 오염시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 모터 내부에 드럼형 브레이크를 내장시켜 기계 제동 및 주차 브레이크 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 인휠 모터 내의 드럼 브레이크에 냉각 구조를 형성하여 그 모터 내부로 공기가 유입 및 배출되면서 상기 드럼 브레이크의 냉각을 수행할 수 있도록 하며, 로터 및 브레이크 플레이트와 결합하는 부위에 밀폐 구조를 형성하여 이물질 유입을 원천적으로 방지할 수 있도록 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 구성은, 차량의 휠 내에 장착되어 휠을 구동하며, 로터 및 스테이터를 포함하는 인휠 모터와; 상기 인휠 모터의 내부에 장착되어 주차를 위한 제동력을 발생시키는 드럼 및 드럼 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 스테이터는 그 내측 둘레면에 등간격을 두고 사선 방향의 경사형 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 드럼은 그 외측 둘레면에는 요철면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스테이터는 브레이크 플레이트의 전방에 고정된 체결수단에 의해 관통되어 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 체결수단은 스테이터를 관통 체결한 상태에서 드럼의 매칭부에 형성된 그루브에 체결 고정된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 스테이터 및 브레이크 플레이트는 그 내측 원주면을 따라 등간격으로 슬롯 형상의 공기 유입구가 형성되며, 상기 로터는 그 전면에 공기 배출구가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 로터는 그 둘레면을 따라 돌출 형성된 동시에, 브레이크 플레이트의 테두리부와 수직방향으로 마주보도록 형성된 돌기부와, 상기 돌기부와 맞닿은 채로 그 내측 방향으로 형성된 요홈부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

1. 종래의 디스크형 브레이크에 누락된 주차용 브레이크의 기능을 통합 적용할 수 있다.

2. 드럼의 회전력을 이용하여 모터 내부의 냉각을 수행하게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따라 휠에 장착되는 드럼 브레이크 내장형 모터 구 조체를 나타내는 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체를 나타내는 측단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체를 나타내는 정면도이다.

또한, 도 6은 도 5의 'A-A'선 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체의 냉각구조에 있어서, 공기의 흐름 및 방향을 나타내는 도면이며, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 로터 및 브레이크 플레이트의 밀폐구조를 나타내는 도면이다.

본 발명은 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 타이어(100)의 형태를 유지하며 실린더 형상을 갖는 휠(10)은 휠 스포크(10a), 휠 림(10b)을 구비하고 있다.

이와 대응하는 구성으로, 상기 휠(10)의 내측에 삽입되는 인휠 모터는 서로 마주보도록 배치된 로터(11) 및 스테이터(12)를 포함하게 된다.

상기 스테이터(12)에는 실린더 형상으로 그 외측 둘레면에 스테이터 코일(12a)이 권선되며 그 내측 둘레면에는 사선 방향의 경사형 돌기(12b)가 등간격을 두고 형성되어 스테이터(12)의 중력 방향으로 작용하는 하중을 지지하는 동시에 회전 공조를 일으키는 바, 이와 마주보는 드럼(13)의 요철면(13a)에서 발생하는 원주 방향으로 밀리는 공기를 외부로 배출시키는 기능을 하게 된다.

한편, 로터(11)에는 로터 자석(11a)이 구비된다.

상기 스테이터 코일(12a)에 전원이 인가되면 상기 로터(11)에 장착된 로터 자석(11a)과 스테이터 코일(12a) 사이에 척력 및 인력이 작용하여 로터(11)가 회전 가능하게 된다.

또한, 상기 스테이터(12)는 허브(14) 및 스핀들(15)을 통해 너클(16)에 고정된다. 상기 너클(16)은 직접 또는 다른 요소들을 통해 차체에 고정되므로 인휠 모터의 스테이터(12)도 차체에 대하여 고정된다.

이때, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(12)와 너클 사이에는 제동 시 상기 유압실린더(17a)에 의해 브레이크 슈(17c)가 외측으로 밀려 드럼(13)과 마찰을 일으키면서 휠(10)에 제동력을 전달하는, 유압실린더(17a), 주차브레이크용 레버(17b), 브레이크 슈(17c) 등으로 이루어진 드럼 브레이크(17)가 구비되며, 상기 스테이터(12) 및 드럼 브레이크(17)를 고정하는 브레이크 플레이트(18)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 브레이크 플레이트(18)와 스테이터(12)의 결합은 상기 스테이터(12)가 브레이크 플레이트(18)에 결합된 상태에서 상기 브레이크 플레이트(18)에 구비된 밀폐 고무로 이루어진 체결수단(19)이 스테이터(12)를 관통하여 체결된 다음 후술하는 드럼(13)의 일치하는 매칭부에 형성된 그루브(groove, 13b)에 체결 고정되어 상기 드럼(13)과 브레이크 플레이트(18) 사이로의 이물질 유입을 방지하게 된다.

상기 드럼(13)은 도 7에 도시된 바와 같이, 그 둘레면에 기어 형상의 요철(13a)면이 구비되어 있어 방열 면적을 증대시키고, 그 드럼(13) 및 스테이터(12) 사이의 빈 공간에 존재하는 공기에 회전 유동을 주게 된다. 여기서의 회전 유동 공기는 상기 스테이터(12)와 브레이크 플레이트(18)의 내측 원주면을 따라 등간격으로 형성된 슬롯 형상의 공기 유입구(12c,18b)를 통해 유입되는 한편, 전술한 바와 같이 스테이터(12) 내측에 형성된 경사형 돌기(12b)에 의해 로터(11)의 공기 배출구(11d)를 거쳐 외부로 배출 가능하게 된다.

이로 인하여 드럼 브레이크(17)에서 발생하는 고온의 열이 외부로 배출되므로 인휠 모터의 냉각을 수행할 수 있게 된다.

한편, 브레이크 플레이트(18)에 일정 간격 이격된 상태로 안착되는 로터(11)는 그 브레이크 플레이트(18)와의 사이에 밀폐구조를 형성하게 된다. 상기 밀폐구조는 상기 브레이크 플레이트(18)의 테두리부(18a)가 후술하는 돌기부(11b)에 일정 간격 이격된 채 내측방향으로 절곡 형성되어 돌기부(11b)의 대응면과 평행하게 형성되어 있는 바, 도 8에 도시된 바와 같이, 90도 절곡되게 형성되거나 도 9에 도시된 바와 같이, 약 45도 간격으로 절곡 형성되어 있다.

그리고, 상기 브레이크 플레이트(18)의 테두리부(18a)와 수직방향으로 마주보도록 형성된 동시에, 로터(11)의 둘레면을 따라 돌출 형성된 돌기부(11b)가 구비되어 있다.

이와 같이 수직하게 서로 마주보는 브레이크 플레이트(18)의 테두리부(18a)와 로터(11)의 돌기부(11b)에 의해 전,후방향에서 침투하는 이물질의 유입을 방지하게 된다.

이와 동시에, 상기 상기 테두리부(18a)와 돌기부(11b) 사이의 간극을 통해 유입되는 이물질이 잔존할 수 있도록 상기 돌기부(11b)와 맞닿은 채로 로터(11)의 내측방향으로 형성되는 요홈부(11c)가 구비되어 있다.

상기 요홈부(11c)에 잔존하는 이물질은 로터(11) 및 브레이크 플레이트(18) 의 내부로 유입되지 못하고 차량의 자체 진동에 의해 추후에 외부로 배출된다.

따라서, 본 발명은 주차를 위한 제동 시스템에 구비되어 있어 주차를 위한 별도의 타 시스템이 필요하지 않으며, 주차 브레이크가 적용되는 차량의 후륜에도 적용 가능하다.

또한, 드럼(13)의 회전력을 이용하여 인휠 모터 내부의 고온의 공기를 방출 가능하며, 인휠 모터 내부로의 이물질 유입을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래의 인휠 모터 장착용 휠 구조체를 나타내는 분해사시도,

도 2는 종래의 인휠 모터 장착용 휠 구조체를 나타내는 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체를 나타내는 분해사시도,

도 4는 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체를 나타내는 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체를 나타내는 정면도,

도 6은 도 5의 'A-A'선 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체의 냉각구조에 있어서, 공기의 흐름 및 방향을 나타내는 도면,

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 로터 및 브레이크 플레이트의 밀폐구조를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 휠 11 : 로터

12 : 스테이터 13 : 드럼

14 : 허브 15 : 스핀들

16 : 너클 17 : 드럼 브레이크

18 : 브레이크 플레이트 19 : 체결수단

Claims (9)

1. 삭제
2. 차량의 휠 내에 장착되어 휠을 구동하며, 로터 및 스테이터를 포함하는 인휠 모터와;

   상기 인휠 모터의 내부에 장착되어 주차를 위한 제동력을 발생시키는 드럼 및 드럼 브레이크를 포함하며,

   상기 스테이터는 그 내측 둘레면에 등간격을 두고 사선 방향의 경사형 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.
3. 제2항에 있어서,

   상기 드럼은 그 외측 둘레면에는 요철면이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.
4. 제2항에 있어서,

   상기 스테이터는 브레이크 플레이트의 전방에 고정된 체결수단에 의해 관통되어 체결되는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.
5. 제4항에 있어서,

   상기 체결수단은 스테이터를 관통 체결한 상태에서 드럼의 매칭부에 형성된 그루브에 체결 고정된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.
6. 제4항에 있어서,

   상기 스테이터 및 브레이크 플레이트는 그 내측 원주면을 따라 등간격으로 슬롯 형상의 공기 유입구가 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.
7. 제2항에 있어서,

   상기 로터는 그 전면에 공기 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.
8. 제2항 또는 제7항에 있어서,

   상기 로터는 그 둘레면을 따라 돌출 형성된 동시에, 브레이크 플레이트의 테두리부와 수직방향으로 마주보도록 형성된 돌기부와, 상기 돌기부와 맞닿은 채로 그 내측 방향으로 형성된 요홈부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.
9. 제8항에 있어서,

   상기 테두리부는 상기 돌기부에 일정 간격 이격된 채 내측방향으로 절곡 형성되어 돌기부의 대응면과 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크 내장형 모터 구조체.

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