KR101081237B1 - 굴절차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전방차량 및 후방차량과, 상기 전방차량 및 상기 후방차량 사이에 마련되어 상기 전·후방차량을 굴절시키는 굴절장치가 구비된 굴절차량에 관한 것으로서, 상기 굴절장치는 각 일단이 상기 전방차량 및 상기 후방차량에 연결되며, 요잉축선을 중심으로 상기 전방차량 및 상기 후방차량을 좌우 회동가능하게 지지하는 전방 요잉브래킷 및 후방 요잉브래킷과; 일단이 상기 전방차량에 결합되고 타단이 상기 전방 요잉브래킷에 결합되며, 피칭축선을 중심으로 상기 전방 요잉브래킷을 상하 회동가능하게 지지하는 피칭브래킷과; 상기 피칭브래킷과 상기 전방 요잉브래킷의 일단에는 축중을 감소시키는 전동모터가 장착되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 축중을 저감시킴으로써 주행시 안전성을 확보할 수 있다.

Description

굴절차량{REFRACTION VEHICLE}
도 1은 본 발명에 따른 굴절차량을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 굴절차량의 굴절장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 3은 도 2의 전방 요잉브래킷 및 전동모터를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 전동모터의 구성을 나타내기 위한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 굴절차량의 제어블럭도이고,
도 6은 본 발명에 따른 굴절차량의 전동모터가 구동될 때 축중이 저감되는 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 굴절차량 10 : 전방차량
20 : 후방차량 31 : 피칭브래킷
40 : 굴절장치 41 : 전방 요잉브래킷
46 : 후방 요잉브래킷 50 : 전동모터
51 : 회전축 54 : 코일
55 : 영구자석 56 : 베이링부
57 : 완충부재 60 : 압력센서
70 : 제어부
본 발명은, 굴절차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 축중을 저감시킬 수 있는 굴절차량에 관한 것이다.
일반적으로 굴절차량이란 굴절버스, 기차 등과 같이 두 대 이상의 차량을 굴절마디로 연결하여 곡선 도로에서도 쉽게 휘어지면서 운행할 수 있도록 제작된 운송수단 중의 하나이다.
특히, 최근에는 대중교통의 고급화 및 장애인이나 노약자들의 편의성에 대한 요구가 커짐에 따라 굴절버스에 대한 수요가 급증하고 있는 실정이다.
굴절버스는 통상적으로 두 대의 버스가 연결된 형태이고, 이에 따라 승객 수송능력이 일반버스의 두 배 이상 큰 장점이 있다. 또한, 굴절버스는 계단이 없고 바닥 높이가 낮아 장애인이나 노약자들이 편안하게 이용할 수 있다.
굴절버스는 전방차량 및 후방차량과, 전방차량 및 후방차량 사이에 마련되어 전·후방차량을 굴절시키는 굴절부를 포함하여 이루어진다.
굴절부에는 굴절버스가 주행할 때 전·후방차량이 요잉(yawing) 또는 피칭(pitching)이 가능하도록 굴절장치가 장착되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 굴절버스 주행시 부드럽게 운행 가능하여 승차감이 향상될 수 있다.
그런데, 종래의 굴절버스에 있어서는, 엔진 등의 고중량의 시스템이 탑재된 부분에서 축중이 매우 높아지기 때문에 탑승자가 많은 경우에는 적정 축중범위를 초과되어 주행시 위험할 수가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 축중을 저감시킴으로써 주행시 안전성을 확보할 수 있는 굴절차량을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전방차량 및 후방차량과, 상기 전방차량 및 상기 후방차량 사이에 마련되어 상기 전·후방차량을 굴절시키는 굴절장치가 구비된 굴절차량에 있어서, 상기 굴절장치는 각 일단이 상기 전방차량 및 상기 후방차량에 연결되며, 요잉축선을 중심으로 상기 전방차량 및 상기 후방차량을 좌우 회동가능하게 지지하는 전방 요잉브래킷 및 후방 요잉브래킷과; 일단이 상기 전방차량에 결합되고 타단이 상기 전방 요잉브래킷에 결합되며, 피칭축선을 중심으로 상기 전방 요잉브래킷을 상하 회동가능하게 지지하는 피칭브래킷과; 상기 피칭브래킷과 상기 전방 요잉브래킷의 일단에는 축중을 감소시키는 전동모터가 장착되는 것에 의해 달성된다.
여기서, 상기 전동모터는 둘레에 코일이 결합되며, 상기 피칭브래킷과 일체로 회전하는 회전축과; 상기 코일의 둘레영역에 마련되며, 상기 코일과 상호 작용하여 모멘트를 발생시키는 영구자석을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전동모터는 상기 축의 양단에 삽입되어 상기 축과 구름 접촉하는 베어 링부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전동모터는 상기 베이링부의 외주면에 결합된 완충부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 압력센서와; 상기 압력센서로부터 입력된 신호가 소정 범위를 벗어난 경우 상기 전동모터를 구동하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 굴절차량을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 굴절장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 굴절차량(1)은 전방차량(10) 및 후방차량(20)과, 전방차량(10) 및 후방차량(20) 사이에 마련되어 전·후방차량(10)(20)을 굴절시키는 굴절장치(40)를 갖는 굴절부(미도시)를 포함한다.
전방차량(10) 및 후방차량(20)에는 차체와 차축을 연결하고, 주행 중 노면으로부터 받은 진동 및 충격을 흡수하는 각종 부품이 결합된 서스펜션(미도시)이 각각 장착되어 있다.
전방차량(10)에는 제1차축(11) 및 제2차축(12)이 전후 방향으로 순서대로 배치되어 있고, 후방차량(20)에는 제3차축(21)이 배치되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 굴절차량(1)은 후방차량(20) 내부에 엔진이 탑재되어 있고 제3차축(21)이 구동축이 되는 RR(Rear Engine Rear Wheel Drive) 방식으로 구동되기 때문에, 차체를 다른 구동방식에 비해 낮출 수 있다. 그러나, 무게중심이 제3차축(21)에 편중되기 때문에 차량 운행시 불안정할 수 있는 단점이 있다. 이에, 본 발명에서는 굴절부에 전동모터(50)를 장착함으로써 후방차량(20)의 축중을 저감시킨다.
후방차량(20)의 서스펜션(suspension, 미도시)은 통상 제3차축(21)과 전후방향으로 설치된 트레일링 암(미도시)과, 일측이 트레일링 암에 장착되고 타측이 프레임(미도시)에 결합되는 에어 스프링(미도시)을 포함하여 이루어진다. 이 때, 후방차량(20)의 서스펜션에는 축중을 감지하는 압력센서(60)를 장착하는 것이 바람직하다. 이에, 제어부(70)는 압력센서(60)로부터 입력된 신호를 기초로 하여 제3차축(21) 하중이 소정 범위를 벗어난 경우 전동모터(50)를 구동시키는 것이 바람직하다(도 5참조). 따라서, 전동모터(50)에 의해 발생된 모멘트에 의해 후방차량(20)의 제3차축(21) 하중을 저감시킬 수 있다.
굴절부는 전방차량(10)과 후방차량(20)을 연결하며 외관을 형성하는 굴절마디(35)와, 굴절마디(35) 내에 설치되어 전·후방차량(10)(20)을 굴절시키는 굴절장치(40)를 포함하여 이루어진다.
굴절장치(40)는 각 일단이 전방차량(10) 및 후방차량(20)에 연결되며, 요잉축선(P, 도 3참조)을 중심으로 좌우 회동되는 전방 요잉브래킷(41) 및 후방 요잉브래킷(41)과; 일단이 전방차량(10)에 결합되고 타단이 전방 요잉브래킷(41)에 결합되어 피팅축선(Q)을 중심으로 상하 회동되는 피칭브래킷(31)과; 피칭브래킷(31)과 전방 요잉브래킷(41)의 일단에 마련되어 후방차량(20)의 축중을 저감시키는 전동모터(50)를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전방 요잉브래킷(41)은 좌우 대칭된 형상으로 마련되고, 피칭브래킷(31)에 결합되며 후술할 회전축(51)이 삽입되는 회전축삽입공(42a, 43a)이 형성된 모터결합부(42, 43)와, 모터결합부(42, 43)로부터 후방차량(20)을 향해 연장되며 요잉축(30)이 결합되는 제1요잉축 결합부(45)를 포함한다.
모터결합부(42, 43)는 한 쌍으로 형성되어 요잉축(30)을 중심으로 양측에 배치된다. 이와 대응하여 전동모터(50)도 한 쌍으로 마련되어 모터결합부(42, 43)에 각각 결합되는 것이 바람직하다.
후방 요잉브래킷(41)은 좌우 대칭된 형상으로 마련되고, 요잉축(30)이 결합되는 제2요잉축 결합부(47)와, 제2요잉축 결합부(47)로부터 후방차량(20)을 향해 연장되어 후방차량(20)의 전면부에 체결되는 플랜지(48, 49)를 포함하여 이루어진다. 이에, 굴절차량(1)이 커브길에서 운행될 때, 전방 요잉브래킷(41) 및 후방 요잉브래킷(41)이 요잉축(30)을 중심으로 회전될 수 있다.
플랜지(48, 49)는 한 쌍으로 마련되고, 요잉축(30)을 중심으로 양측에 배치된다.
피칭브래킷(31)은 모터결합부(42, 43)와 대응하여 한 쌍으로 마련되며, 전방 요잉브래킷(41)의 모터결합부(42, 43)와 전동모터(50)로 각각 연결된다. 피칭브래킷(31)은 거의 "⊃" 형상으로 마련되며, 후술할 회전축(51)의 양단을 지지하는 한 쌍의 지지단(32, 33)과, 지지단(32, 33) 사이에 형성되어 모터결합부(42)가 삽입되는 홈(31a)으로 이루어진다. 이에, 전방 요잉브래킷(41) 및 피칭브래킷(31)이 후술할 회전축(51)을 중심으로 상하 회동될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전동모터(50)는 둘레에 코일(54)이 결합되며, 피킹브래킷(31)과 일체로 회전하는 회전축(51)과; 코일(54)의 둘레영역에 배치되어 피칭브래킷(31)의 회전축삽입공(43a)에 삽입되는 영구자석(55)을 포함한다. 이에, 코일(54)에 전류가 인가되면 코일(54)에는 영구자석(55)의 자력에 의해 회전하려는 힘이 발생하게 된다.
여기서, 전동모터(50)는 축(53)의 양단에 삽입되어 축(53)과 구름 접촉하는 베어링부(56)를 더 포함함으로써 축(53)이 원할히 회전할 수 있다. 또한, 베어링부(56)의 외주면에는 완충부재(57)가 결합되어 전방 요잉브래킷(41)의 하중에 의해 축(53)에 과부하가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
완충부재(57)의 외측에는 외관을 형성하는 캡(52)이 결합되어 베어링부(56) 및 완충부재(57)를 수용하고 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 굴절차량(1)의 전동모터(50)가 작동된 경우 축중이 저감되는 원리를 도 6을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.
전동모터(50)가 구동되지 않는 경우와 전동모터(50) 구동시 모멘트가 발생된 경우의 모멘트 평형식은 각각 다음과 같다.
W*I1-F*I2=0 이므로 F=W*I1/I2 ---------- (1)
W*I1-F*I2 --M=0 이므로 F=(W*I1-M)/I2 ----- (2)
이 때, W 는 압력센서(60)에서 입력된 후방차량(20)의 하중이고, F는 제3차축(21)의 하중이고, I1 및 I2는 각각 전동모터(50)에서 W 및 F까지의 거리이고, M은 전동모터(50)가 구동시 발생하는 모멘트이다.
(1)-(2) 결과, 전동모터(50)가 구동된 경우에는 M/I2 만큼의 축중이 저감되는 효과가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 축중을 저감시킴으로써 주행시 안전성을 확보할 수 있는 굴절차량이 제공된다.

Claims (5)

  1. 전방차량 및 후방차량과, 상기 전방차량 및 상기 후방차량 사이에 마련되어 상기 전·후방차량을 굴절시키는 굴절장치가 구비된 굴절차량에 있어서,
    상기 굴절장치는
    각 일단이 상기 전방차량 및 상기 후방차량에 연결되며, 요잉축선을 중심으로 상기 전방차량 및 상기 후방차량을 좌우 회동가능하게 지지하는 전방 요잉브래킷 및 후방 요잉브래킷과;
    일단이 상기 전방차량에 결합되고 타단이 상기 전방 요잉브래킷에 결합되며, 피칭축선을 중심으로 상기 전방 요잉브래킷을 상하 회동가능하게 지지하는 피칭브래킷과;
    상기 피칭브래킷과 상기 전방 요잉브래킷의 일단에는 축중을 감소시키는 전동모터가 장착되는 것을 특징으로 하는 굴절차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전동모터는
    둘레에 코일이 결합되며, 상기 피칭브래킷과 일체로 회전하는 회전축과;
    상기 코일의 둘레영역에 마련되며, 상기 코일과 상호 작용하여 모멘트를 발생시키는 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴절차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전동모터는 상기 회전축의 양단에 삽입되어 상기 회전축과 구름 접촉하는 베어링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴절차량.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전동모터는 상기 베어링부의 외주면에 결합된 완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴절차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 후방차량의 서스펜션에 장착되어 상기 후방차량의 축중을 감지하는 압력센서와;
    상기 압력센서로부터 입력된 신호가 소정 범위를 벗어난 경우 상기 전동모터를 구동하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴절차량.
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