KR101066087B1

KR101066087B1 - 하이브리드형 자동이륜차

Info

Publication number: KR101066087B1
Application number: KR1020090052139A
Authority: KR
Inventors: 강인호
Original assignee: 대림자동차공업주식회사
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2011-09-20
Anticipated expiration: 2029-06-12
Also published as: KR20100133543A

Abstract

본 발명은 하이브리드형 자동이륜차에 관한 것이며, 상세하게는 동력원으로서 엔진과 모터를 구비한 하이브리드형 자동이륜차에 관한 것으로서, 종래의 내연식 엔진의 간단한 구조 변경에 의하여 엔진의 전폭 증가 없이 하이브리드 형으로 형성하고, 회생 충전 효율을 더욱 더 향상 시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 동력원인 엔진(20)및 구동 모터(70)와 : 상기 엔진(20)으로 부터의 동력을 원웨이 클러치(50)를 부설한 감속기구(40)를 경유하여 리어 휠(60)에 전달하는 무단 변속기(30)를 구비하고, 상기 구동 모터(70)는 로터(71)와 스테이터(72)로 구성하여 상기 로터(71)는 상기 리어 휠(60)의 디스크(61) 외주에 고정하며, 상기 스테이터(72)는 상기 디스크(61)의 중심과 엔진(20)에 조립된 스윙 암(68)에 지지축(67)을 상기 감속기구(40)의 파이널 샤프트(44)와 동일축선으로 설치하여 상기 지지축(67)에 회전할 수 있게 지지 설치하여서 된 것이다.

감속기구, 원웨이 클러치, 리어 휠, 구동 모터, 로터, 스테이터

Description

하이브리드형 자동이륜차{HYBRID TYPE MOTORCYCLE}

본 발명은 하이브리드형 자동이륜차에 관한 것이며, 상세하게는 동력원으로서 엔진과 모터를 구비한 하이브리드형 자동이륜차에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 자동이륜차는 가솔린을 연소시키는 내연식 엔진을 동력원으로 하여 구동하는 방식이 일반적이나, 최근 원유가의 폭등 및 환경 공해의 증가에 따라 저연비화 및 배출 가스의 저공해화에 대한 연구 개발의 활발화에 따라 차량의 주행 상태에 따라 모터 또는 엔진 만으로의 주행을 전환할 수 있는 하이브리드형 차량이 특허 문헌 1 에 개시되어 있다.

상기 특허 문헌 1 에 개시 된 하이브리드 차량은 엔진과 : 상기 엔진으로 부터의 동력을 구동륜측에 전달하는 동력 전달수단과 : 상기 동력 전달수단의 종동측에 연결되는 동시에 상기 구동륜에 연결된 구동축과 : 상기 구동축에 연결되는 구동 모터와 : 상기 동력 전달수단과 상기 구동축 사이에 설치되고 상기 동력 전달수단으로 부터 상기 구동축에 대해 일방향으로 동력 전달 가능한 일방향 동력 전달수단을 구비하며, 상기 구동 모터는 내부 회전자 형식으로 구성되고, 상기 동력 전달 수단은 구동측 전동 풀리 및 종동측 전동 풀리를 구비한 무단 변속기로 구성되며, 상기 구동 모터는 상기 종동측 전동 풀리에 접근하여 배치되고, 상기 엔진으로 부터의 동력은 상기 일방향 동력 전달수단을 통하여 상기 구동 모터의 내부 회전자에 전달되며. 상기 일방향 동력 전달수단은 상기 구동 모터에 대하여 상기 종동측 전동 풀리의 반대측에 배치하여서, 종동측에서 엔진측으로의 동력 전달은 일방향 동력전달수단에 의하여 항상 차단된 상태로 하여 후륜에서 구동 모터로의 회생 동작으로 이행할때 동력의 차단 조작이 필요하지 않게 하고, 또한 회생 동작시 후륜에서 구동 모터로 전달되는 동력이 무단 변속기의 구동에 소비되지 않게 되어 회생 충전 효율의 향상을 도모하며, 전동 케이스 내에서 레이아웃의 효율 향상을 도모토록 한 것이다. <특허 문헌 1 : 10-0584227 (KR,B1)>

그러나 상기 특허 문헌 1 에 개시된 하이브리드 차량은 전동 케이스의 차체 후방측의 전동측 전동 풀리의 반대측에 구동 모터가 설치되어 있음으로 그 엔진의 전폭이 대폭으로 증가하고, 또한 구동 모터의 크기 및 용량에 따라 전동 케이스의 크기가 증가하게 되어 자동이륜차의 회전시 뱅크각이 작아짐으로써 회전반경이 커지게 되며, 그리고 후륜에서 구동 모터로의 회생 작동시 감속기구를 경유함으로써 즉, 감속기구가 항상 구동됨으로써 이에 따른 동력손실이 발생하는 것이다.

또한 구동 모터의 냉각수단을 구비하여야 함으로 구조가 복잡하게 되는 등의 문제점이 있게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 종래의 내연식 엔진의 간단한 구조 변경에 의하여 엔진의 전폭 증가 없이 하이브리드형으로 형성하고, 회생 충전 효율을 더욱 더 향상시킬 수 있는 하이브리드형 자동이륜차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 동력원인 엔진 및 구동 모터와 ; 상기 엔진으로 부터의 동력을 원웨이 클러치를 부설한 감속기구를 경유하여 리어 휠에 전달하는 무단 변속기를 구비하고, 상기 구동 모터는 로터와, 스테이터로 구성하여, 상기 로터는 상기 리어 휠의 디스크 외주에 고정하며, 상기 스테이터는 상기 디스크의 중심과 엔진에 조립된 스윙 암에, 지지축을 상기 감속기구의 파이널 샤프트와 동일축선으로 설치하여 상기 지지축에 회전할 수 있게 지지 설치하여서 된 것이다.

이상과 같이 본 발명은 종래 불필요한 공간인 리어 휠의 내부에 구동 모터를 설치하고, 감속기구의 감속기어 쌍에 원웨이 클러치를 부설하여서 엔진의 전폭 증가 없이 간단한 구조로 하이브리드형 자동이륜차를 제조할 수 있음으로 원가를 절감할 수 있고, 또한 구동 모터는 자연 냉각을 할 수 있음으로 별도의 냉각수단을 설치할 필요가 없기 때문에 이 또한 간단한 구조로 제조 할 수 있는 것이다.

또한 구동 모터로의 회생 작동시 리어 휠로 부터 직접 구동 모터로 동력이 전달됨으로써 종래 동력이 감속기구와 구동축을 경유하던 것에 비하여 회생 충전 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예의 파워 유닛의 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예의 구동 모터의 확대 단면도이며, 도 3 은 본 발명의 실시예의 원웨이 클러치 부설 감속기구의 확대 단면도이며, 도 4 는 도 3 의 A-A 선 단면도로서, 10은 파워 유닛으로서, 상기 파워 유닛(10)은 가연성 혼합기를 연소시키는 내연기관인 엔진(20)과, 상기 엔진(20)의 크랭크샤프트(21)의 우측(이하 우측은 차량의 전진 방향을 향하여 우측을, 좌측은 차량의 전진 장향을 향하여 좌측을 말한다)에 설치 한 제너레이터(22)와, 상기 크랭크샤프트(21)에 연결되어 엔진(20)으로 부터의 동력을 구동 휠인 리어 휠(60)에 전달하는 동력 전달수단인 무단변속기(30)와, 상기 무단변속기(30)로 부터의 출력을 감속하여 상기 리어 휠(60)에 전달하는 감속기구(40)와, 모터 또는 발전기로 기능하는 구동 모터(70)로 대별된다.

상기 무단변속기(30)는 상기 크랭크샤프트(21)의 좌측에 구동측 전동 풀리(31)를 설치하고, 상기 엔진(20)의 크랭크 케이스(23)에 설치한 전동 케이스(24)에 드라이브 샤프트(33)[이 드라이브 샤프트(33)의 우단부는 후술하는 감속기구(40)의 일부 기능을 함]를 상기 크랭크샤프트(21)와 평행한 축선으로 설치하여 상기 드라이브 샤프트(33)의 좌측에 종동측 전동 풀리(32)를 설치하여서 무단 벨트(34)를 감아 엔진(20)의 동력을 드라이브 샤프트(33)에 전달하는 것이며, 상기 드라이브 사프트(33)의 종동측 전동 풀리(32)의 좌측에는 발진 클러치(35)를 설치한 것이다.

상기 감속기구(40)는 상기 전동 케이스(24)에 감속기어실(42)이 형성되게 케 이스(41)를 설치하여 상기 전동 케이스(24)와 케이스(41)의 상부에 상기 드라이브 샤프트(33)의 우측을 지지함과 아울러 상기 드라이브 샤프트(33)의 하부에는 상기 드라이브 샤프트(33)와 평행하게 카운터 샤프트(43) 및 파이널 샤프트(44)를 일정 간격이 유지되게 지지 설치하고, 상기 드라이브 샤프트(33) 및 카운터 샤프트(43)의 각 우측에 제 1 감속기어 쌍(33a)(43a)을 형성함과 상기 카운터 샤프트(43)의 좌측에 일체로 형성한 기어(43b)와 파이널 샤프트(44)의 좌측에 설치한 파이널 기어(44a)로 제 2 감속기어 쌍을 형성하여 드라이브 샤프트(33)의 회전수를 감속하여 파이널 샤프트(44)를 구동함으로써 파이널 샤프트(44)의 우측에 설치한 리어 휠(60)을 구동토록 한 것이다.

그리고 상기 감속기구(40)는 실시예에서 2단의 감속기어 쌍(33a)(43a), (43b)(44a)을 설치한 것에 대하여 설명하였으나 1단 이상이면 무방하다.

한편, 상기 감속기구(44)에는 원웨이 클러치(50)를 부설하는바, 상기 원웨이 클러치(50)는 상기 파이널 기어(44a)의 중심에 요부(52)를 형성하여 외부 클러치(51)로 하고, 상기 파이널 샤프트(44)의 상기 요부(52)내에 내부 클러치(53)를 설치하여 상기 외부 클러치(51)와 내부 클러치(53) 사이에 롤러(54) 또는 캠을 엔진(20)의 동력을 드라이브 샤프트(33)로 부터 파이널 샤프트(44)로 일방향으로만 전달이 가능하게 설치함과 아울러 차폭 방향 증가 없이 간단한 구조로 형성할 수 있는 것이다.

또한 상기 외부 클러치(51)의 좌측에 형성한 고정부(55)와, 내부 클러치(53)의 우측에 지지편(56)을 일체로 형성하여 상기 고정부(55)와 지지편(56) 사이의 요 부(52)에 롤러(54)를 축방향 유동이 없고, 간단한 구조로 신속하게 설치할 수 있는 것이다.

그리고 상기 원웨이 클러치(50)는 카운터 샤프트(43) 및 기어(43a)에 설치하는 등 그 설치위치는 감속기구(40)이면 제한을 받지 않고 설치할 수 있는 것이다.

상기 리어 휠(60)은 디스크(61)의 외주에 형성된 림(62)에 타이어(63)를 설치함과 아울러 상기 디스크(61)의 일측 외주(림(62)측)에 지지링(64)으로 휠 커버(65)를 설치하여 구동 모터 수납실(66)을 형성하고, 상기 파이널 샤프트(44)의 우측단부에 세레이숀(또는 스플라인)(45)을 형성하여 상기 디스크(61)에 인써트된 철제 링(61')에 결합하며, 상기 디스크(61)및 휠 커버(65)에 지지축(67)을 상기 파이널 샤프트(44)와 동일축선으로 상기 구동 모터 수납실(66)을 관통되게 지지함과 아울러 상기 지지축(67)의 일단(우측)을 상기 엔진(20)에 결합 된 스윙 암(68)에 고정 설치하여서, 리어 휠(60)을 파이널 샤프트(44)의 우측단과 지지축(67)에 안정되게 지지하며, 상기 리어 휠(60)은 엔진(20)의 동력을 파이널 샤프트(44)로 전달 받아 회전하거나, 후술하는 구동 모터로의 회동작동시 지지축(67)에 지지되어 양호한 평형을 유지하고 회전하는 것이다.

또한 상기 지지축(67)의 회전을 방지하기 위하여, 지지축(67)의 우측단의 스윙 암(68) 통과부분을 스플라인으로 형성하여 결합 고정하거나, 지지축(67)의 우측단에 너트(69a)를 체결할때 조립되는 와셔(69b)에 회전 스톱퍼 기능을 추가 할 수 있는 것이다.

상기 구동 모터(70)는 브러시리스 직류 모터가 바람직하고, 로터 (회전자)(71)와 스테이터(고정자)(72)로 구성하여, 리어 휠(60)에 형성한 구동 모터 수납실(66)에 내장 설치 함으로써 이물질 등에 의하여 손상되는 것을 방지하고, 상기 로터(71)는 상기 지지링(64)에 부착하고 상기 스테이터(72)는 상기 지지축(67)에 회전할 수 있게 설치한 브릿지(72)의 외주의 상기 로터(71) 내면에 위치되게 고정하여 간단한 구조로 설치 할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 엔진(20)의 구동시에는 통상의 내연식 엔진과 같이 스로틀 밸브의 열림량에 대응하여 크랭크샤프트(21)의 회전수가 무단변속기(30)의 스톨 회전수를 넘으면 발진 클러치(35), 감속기구(40), 원웨이 클러치(50), 파이널 샤프트(44)에 전달되어 리어 휠(60)을 구동하며, 이때 구동 모터(70)는 발전기로서 기능하여 회생 제동력을 발생함으로써 이륜 자동차의 운동 에너지를 전기 에너지로 회수하여 축전기로의 충전을 할 수도 있는 것이다.

그리고 엔진(20)에 의한 발진을 대신하여 구동 모터(70)만의 발진시에는 종래의 하이브리드 차량과 같이 감속기구(40)와 같은 별도의 동력 전달 계통을 경유하지 않고 직접 리어 휠(60)을 구동시킴으로써 구동 모터로의 에너지 전달 효율(회생 충전 효율)을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

또한 2개의 동력원 즉, 엔진(20) 또는 구동 모터(70) 중 1개의 동력원 만으로 주행시 나머지 1개의 동력원으로 주행을 어시스트 하는 것도 가능하며, 예를 들어 엔진(20)만으로 주행하고 있는 경우 가속시 또는 고속 주행시 등 부하가 클 경우 구동 모터(70)로 주행을 어시스트 하거나, 구동 모터(70)에 의한 주행시 엔진(20)을 시동하여 구동 모터(70)에 의한 주행을 어시스트 할 수 있는 것이다.

본 발명은 구동 모터(70)를 리어 휠(60)의 내부에 설치하고, 원웨이 클러치(50)를 감속기어 쌍 등에 설치함으로써 종래의 내연식 엔진 즉, 파워유닛의 전폭 증가 없이 간단한 구조의 변경으로 하이브리드형 자동이륜차를 제조 할 수 있고, 또한 구동 모터(70)는 리어 휠(60)의 회전에 의하여 자연 냉각을 할 수 있음으로 종래와 같이 별도의 냉각수단을 구비하지 않아도 되는 것이다.

그리고 구동 모터(70)는 별도의 동력 전달 계통을 경유하지 않고 직접 리어 휠(60)을 구동시킴으로써 구동 모터로의 회생 충전 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예의 파워 유닛의 단면도.

도 2 는 본 발명의 실시예의 구동 모터의 확대 단면도.

도 3 은 발명의 실시예의 원웨이 클러치 부설 감속기구의 확대 단면도.

도 4 는 도 3 의 A-A 선 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 설명 >

40 : 감속기구 50 : 원웨이 클러치

60 : 리어 휠 70 : 구동 모터

71 : 로터 72 : 스테이터

Claims

동력원인 엔진 및 구동 모터와 ; 상기 엔진으로 부터의 동력을 원웨이 클러치를 부설한 감속기구를 경유하여 리어 휠에 전달하는 무단변속기를 구비하고, 상기 구동 모터를 로터와, 스테이터로 구성하여, 상기 로터는 상기 리어 휠의 디스크 외주에 고정하며, 상기 스테이터는 상기 디스크의 중심과 엔진에 조립된 스윙 암에, 지지축을 상기 감속기구의 파이널 샤프트와 동일축선으로 설치하여 상기 지지축에 회전 할 수 있게 지지 설치하며, 상기 원웨이 클러치는 파이널 기어의 내부에 요부를 형성하여 외부 클러치로 형성하고, 상기 요부내에 내부 클러치를 설치하여 외부 클러치와 내부 클러치 사이에 롤러를 설치하여서 된 하이브리드형 자동이륜차.
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제 1 항에 있어서,

롤러는 외부 클러치의 좌측단에 형성한 고정부와, 내부 클러치의 우측에 지지편을 형성하여 상기 고정부와 지지편 사이의 요부에 설치한 하이브리드형 자동이륜차.
제 1 항에 있어서,

리어 휠은 디스크의 일측 외주에 지지링으로 휠 커버를 설치하여 구동 모터 수납실을 형성하고, 파이널 샤프트의 우측단부에 세레이숀을 형성하여 디스크를 결합하며, 상기 디스크 및 휠 커버에 지지축을, 상기 파이널 샤프트와 동일축선으로 상기 구동 모터 수납실을 관통되게 지지함과 아울러 상기 지지축의 우측을 엔진에 결합된 스윙 암에 고정 설치한 하이브리드형 자동이륜차.
제 5 항에 있어서, 지지축의 우측단의 스윙 암 통과부분을 스플라인으로 형성하여 결합한 하이브리드형 자동이륜차.
제 1 항에 있어서,

구동 모터는 디스크의 일측 외주에 지지링으로 휠 커버를 설치하여 형성한 구동 모터 수납실에 내장한 하이브리드형 자동이륜차.
제 1 항에 있어서,

로터는 디스크의 일측 외주에 설치한 지지링에 부착한 하이브리드형 자동이 륜차.
제 1 항에 있어서,

스테이터는 지지축에 브릿지를 회전할 수 있게 설치하여 상기 브릿지의 외주에 고정한 하이브리드형 자동이륜차.