KR101369434B1 - 속도 감응형 버스용 리어 스포일러 - Google Patents

속도 감응형 버스용 리어 스포일러 Download PDF

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장윤범
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Abstract

본 발명은 자동차용 스포일러에 관한 것으로서, 상세하게는 버스(대형/소형/어린이버스 등)의 루프 후방에 설치되어 버스의 주행속도에 따라 다단으로 경사각을 조정(증가/감소)하고, 조정된 경사각으로 인해 하향력이 가감되어 버스의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 전자 제어 장치로부터 제공되는 버스의 브레이크 동작 또는 주행 상태에서의 주행속도를 통해 회전모터의 회전각도를 다단으로 조정하는 스포일러를 제공함으로써 버스의 주행속도에 비례하여 스포일러 윙의 경사각을 다단으로 변동하고, 이를 통해 주행속도에 비례하는 크기의 하향력을 발생시켜 주행속도에 비례하여 증가하는 하향력으로 버스의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다.

Description

속도 감응형 버스용 리어 스포일러{SPEED INDUCTION-TYPE VARIABLE SPOILER MOUNTED ON THE REAR OF THE BUS}
본 발명은 자동차용 스포일러에 관한 것으로서, 상세하게는 버스(대형/소형/어린이버스 등)의 루프의 후방에 설치되어 버스의 주행속도에 따라 다단으로 경사각이 증가하고, 증가하는 경사각으로 인해 하향력이 증대되어 버스의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 차종에 따라 주행시 자체 주위를 흐르는 공기를 이용하여 하향하는 힘을 발생시키고, 이 힘이 차체를 아래로 누르게 함으로써 고속 주행시 차체를 지면으로 가라앉혀 자동차의 주행 안정성을 높이는 스포일러가 장착된다.
이와 같이 자동차 차체에 수직으로 작용하는 하향력은 제동성능, 조향성능 등을 좋게 하며, 이러한 힘의 크기는 측풍에 의한 밀림현상에 대한 불안정성의 완화에도 도움을 준다. 따라서, 공기역학적 항력을 감소시키고, 하향력을 증가시켜 자동차의 주행 성능 및 연비를 향상시키기 위한 장치들이 생산 제작되어 적용되고 있다.
특히, 버스는 대략 사각 형상을 이루고 있기 때문에 주행하는 과정에서 공기 저항을 많이 받아 연비가 저하되는데, 이를 방지하기 위하여 루프에는 다양한 구조의 스포일러가 장착되어 있으며, 그 일례들이 대한민국 공개특허 10-2003-0083093호(공개일 : 2003. 10. 30), 대한민국 공개특허 10-2006-0088866호(공개일 : 2006. 08. 07), 대한민국 공개특허 10-2013-0050002호(공개일 : 2013. 05. 15)에 제안된 바 있었다.
그러나, 상기한 선행기술들에서 제안된 버스의 루프에 장착된 스포일러는 경사각이 고정된 고정식이기 때문에 주행속도에 따라 일정하게 증가하는 하향력을 발생시켜 고속 주행시에는 상대적으로 주행 안정성이 저하되는 문제가 있었다. 통상, 자동차는 주행속도가 증가할수록 공기 흐름에 의한 양력이 증가하고, 이에 따라 타이어와 지면 간의 마찰력이 현저히 감소하여 안정성이 현격히 저하되기 때문에 자동차에 장착되는 스포일러는 자동차의 주행속도에 대응하여 경사각이 변동될 필요성이 있다.
자동차의 주행속도에 대응하여 스포일러의 경사각이 변동하는 속도 감응형 자동차용 스포일러의 일례가 대한민국 공개특허 10-1998-020305호(공개일 : 1998. 06. 25)에 제안된 바 있다. 상기 대한민국 공개특허 10-1998-020305호에 개시된 속도 감응형 자동차용 스포일러는 후단부가 차체에 힌지 결합되고, 전단부가 차체측으로 끌어당기는 탄성수단을 포함한 채로 상하로 이동가능하게 차체에 고정되어 주행속도가 증가함에 따라 주행속도에 따른 공기항력에 의하여 주행속도에 비례하여 상기 전단부가 들어 올려짐으로써 주행속도에 비례하는 크기의 하향력을 발생시켜 주행속도에 비례하여 증가하는 하향력으로 자동차의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시켰다.
그러나, 대한민국 공개특허 10-1998-020305호에서는 자동차 주행시 주행속도에 따른 공기항력을 이용하여 스포일러의 경사각이 변동하는 구조로서, 이와 같이 공기항력을 이용하여 스포일러의 경사각이 변동하는 구조에서는 스포일러의 경사각이 자동차의 주행속도와 별도로 바람의 영향을 많이 받기 때문에 실질적으로 자동차 주행의 주행속도에 비례하여 변동하지 않는다. 즉, 스포일러의 경사각이 주행속도에 비례하여 변동하지 않고, 바람의 변수에 영향을 받아 변동됨에 따라 하향력이 주행속도와 무관하게 발생하여 자동차의 주행 안정성을 저하시키는 원인이 되기도 하였다.
더욱이, 대한민국 공개특허 10-1998-020305호에서와 같이 공기항력을 이용하여 경사각이 변동하는 스포일러 구조에서는 공기항력에 의해 경사각이 변동하도록 비교적 경량의 재질로 스포일러를 형성함에 따라 큰 공기항력이 발생하는 경우 스포일러가 쉽게 변형되거나 뒤틀리는 현상이 발생되었고, 스포일러가 공기항력에 의해 경사각이 변동하는 과정에서 버스의 루프와 충돌하여 파손되는 등의 문제가 발생되었다.
KR 10-2003-0083093 A, 2003. 10. 30. KR 10-2006-0088866 A, 2006. 08. 07. KR 10-2013-0050002 A, 2013. 05. 15. KR 10-1998-020305 A, 1998. 06. 25.
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다.
본 발명은 바람의 변수를 최소화하면서 주행속도에 비례하여 스포일러 윙의 경사각을 다단으로 제어하고, 이를 통해 주행속도에 비례하는 크기의 하향력을 발생시켜 주행속도에 비례하여 증가하는 하향력으로 버스의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스포일러 윙이 쉽게 변형되거나 뒤틀리는 현상을 방지하는 동시에 스포일러 윙의 경사각이 변동하는 과정에서 버스의 루프와 충돌하여 파손되는 등의 문제를 방지할 수 있는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 버스의 전방으로 개방된 'ㄷ'자 형상으로 상기 버스의 루프 후방에 장착되어 상기 버스의 주행시 상기 버스의 전방에서 후방으로 흐르는 공기를 중앙으로 집중시키는 에어댐과, 상기 에어댐의 내부에 설치되되, 상기 버스의 루프의 폭방향으로 서로 대향하도록 설치된 제1 및 제2 회전모터와, 양측부가 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전축에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 회전모터에 의해 후방부가 상승 또는 하강하여 다단으로 경사각이 변동하는 스포일러 윙과, 상기 버스에 설치된 전자 제어 장치로부터 상기 버스의 브레이크 동작 또는 상기 버스의 주행시 주행속도를 제공받고, 상기 버스의 브레이크 동작 또는 상기 버스의 주행시 주행속도에 대응하여 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전각도를 다단으로 제어하는 모터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러를 제공한다.
바람직하게, 상기 에어댐은 상기 버스의 길이방향으로 바(bar) 형상으로 신장되어 상기 버스의 루프 후방에 폭방향으로 우측에 장착되고, 내부에 상기 제1 회전모터가 설치되는 제1 장착부와, 상기 버스의 길이방향으로 바(bar) 형상으로 신장되어 상기 제1 장착부와 나란하도록 상기 버스의 루프 후방에 폭방향으로 좌측에 장착되되, 상기 제1 장착부와 일정 간격으로 이격 설치되고, 내부에 상기 제2 회전모터가 설치되는 제2 장착부와, 전방으로 돌출된 'T'자 형상으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 장착부의 후단부를 상호 연결하여 상기 제1 및 제2 장착부 사이로 유입되는 공기를 후방으로 안내하는 안내부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 장착부는 공기의 저항을 최소화하기 위하여 상기 버스의 전방에 대향하는 전방 측부에서 상기 버스의 후방에 대향하는 후방 측부로 갈수록 상승 경사도를 갖도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 스포일러 윙은 공기 저항을 최소화하기 위하여 상기 버스의 전방에서 후방으로 유선형으로 이루어지고, 상부 일부가 상기 안내부와 이격된 상태로 중첩되도록 상기 안내부 상에 위치되며, 양측부가 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전축에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 회전모터에 의해 후방부가 상승 또는 하강하여 다단으로 경사각이 변동하는 본체와, 상기 본체의 하부에 형성된 다수의 리브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 다수의 리브는 각각 서로 이격되어 상기 버스의 전방에서 후방으로 상기 본체를 가로지르도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 본체는 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전축과 결합되도록 양측부가 하방으로 절곡된 연장편을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 모터 제어부는 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전각도를 5단으로 제어하되, 1단은 상기 버스의 주행속도의 60~70km/h에 대응하고, 2단은 상기 버스의 주행속도의 80~90km/h에 대응하고, 3단은 상기 버스의 주행속도의 100~120km/h에 대응하고, 4단은 상기 버스의 주행속도의 130km/h 이상에 대응하고, 5단은 상기 버스의 브레이크 동작 상태에 대응하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 모터 제어부는 상기 5단에서 상기 스포일러 윙의 경사각이 70~80°가 되도록 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전각도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자 제어 장치로부터 제공되는 버스의 브레이크 동작 또는 주행 상태에서의 주행속도를 통해 회전모터의 회전각도를 다단으로 조정하는 스포일러를 제공함으로써 버스의 주행속도에 비례하여 스포일러 윙의 경사각을 다단으로 변동하고, 이를 통해 주행속도에 비례하는 크기의 하향력을 발생시켜 주행속도에 비례하여 증가하는 하향력으로 버스의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스포일러 윙의 본체의 하부에 다수의 리브가 형성된 스포일러를 제공함으로써 스포일러 윙에 일정 크기의 중량이 부가되어 강한 공기항력에도 쉽게 변형되거나 뒤틀리는 현상을 방지하는 동시에 스포일러 윙의 경사각이 변동하는 과정에서 버스의 루프와 충돌하여 파손되는 등의 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 속도 감응형 버스용 리어 스포일러를 설명하기 위하여 도시한 조립 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 속도 감응형 버스용 리어 스포일러의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 스포일러 윙을 설명하기 위하여 하부를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스포일러가 버스의 루프의 후방에 장착된 상태를 도시한 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스포일러가 버스의 루프의 후방에 장착된 상태를 도시한 조립 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 스포일러 윙의 경사각을 조정하는 구성을 설명하기 위하여 도시한 블럭도.
도 7은 버스의 미주행시 스포일러 윙의 경사각을 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 8은 버스의 주행시 스포일러 윙의 경사각을 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 9는 버스의 주행상태에서 감속시(브레이크 동작)에 따른 스포일러 윙의 경사각을 설명하기 위하여 도시한 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 속도 감응형 버스용 리어 스포일러를 설명하기 위하여 도시한 조립 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스포일러의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스포일러(100)는 에어댐(110), 스포일러 윙(120), 제1 및 제2 회전모터(131, 132), 모터 제어부(140)를 포함한다.
에어댐(110)은 도 2에 도시된 바와 같이, 버스(1, 도 5참조)의 전방으로 개방된 'ㄷ'자 형상으로 버스(1)의 루프 후방에 장착되어 버스의 주행시 버스(1)의 전방(버스 전진방향)에서 후방(버스 후진방향)으로 흐르는 공기를 중앙으로 집중시킨다.
이러한 에어댐(110)은 제1 및 제2 장착부(111, 112), 및 안내부(113)를 포함한다.
제1 장착부(111)는 버스(1)의 길이방향으로 바(bar) 형상으로 신장되어 버스(1)의 루프 후방에 폭방향으로 우측에 장착되고, 내부에 제1 회전모터(131)가 설치된다.
제2 장착부(112)와 대향하는 제1 장착부(111)의 일측면에는 내부에 설치된 제1 회전모터(131)의 회전축(131a)이 관통하여 도출되도록 축홀(111a)이 마련되어 있다.
제1 회전모터(131)의 회전축(131a)은 제1 장착부(111)의 축홀(111a)을 통해 윙(120)의 일측부와 결합되어 제1 회전모터(131)의 회전력을 스포일러 윙(120)으로 전달한다.
제2 장착부(112)는 버스(1)의 길이방향으로 바(bar) 형상으로 신장되어 제1 장착부(111)와 나란하도록 버스(1)의 루프 후방에 폭방향으로 좌측에 장착되고, 제1 장착부(111)와 일정 간격으로 이격 설치되며, 내부에 제2 회전모터(132)가 설치된다.
제2 장착부(112) 또한 제1 장착부(111)와 마찬가지로 제1 장착부(111)의 축홀(111a)에 대향하도록 제2 장착부(112)의 일측면에 축홀(112a)이 마련되어 있으며, 이를 통해 제2 장착부(112)의 내부에 설치된 제2 회전모터(132)의 회전축(132a)은 축홀(112a)을 관통하여 외부로 돌출되어 스포일러 윙(120)의 타측부와 결합된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 속도 감응형 버스용 리어 스포일러가 버스의 루프의 후방에 장착된 상태를 설명하기 위하여 도시한 사시도들로서, 도 4는 본 발명에 따른 속도 감응형 버스용 리어 스포일러의 분해 사시도이고, 도 5는 조립 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 및 제2 장착부(111, 112)는 서로 대칭 구조로 이루어지되, 공기의 저항을 최소화하기 위하여 버스(1)의 전방에 대향하는 전방 측부에서 버스(1)의 후방에 대향하는 후방 측부로 갈수록 상승 경사도를 갖도록 형성되어 있다.
즉, 제1 및 제2 장착부(111, 112)는 버스(1)의 전방에 대향하는 전방 측부가 버스(1)의 후방에 대향하는 후방 측부에 비해 버스(1)의 루프로부터 낮게 형성되어 있으며, 이에 따라 전방 측부로부터 후방 측부로 일정 각도의 상승 경사도를 갖는다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제1 및 제2 장착부(111, 112)는 전방에서 후방으로 갈수록 일정 각도의 상승 경사도를 가짐에 따라 버스(1)의 주행시 전방에서 후방으로 유입되는 공기의 저항을 최소화하여 주행 성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 에어댐(110)의 안내부(113)는 전방으로 돌출된 'T'자 형상을 갖는 판상 구조로 이루어지고, 제1 및 제2 장착부(111, 112)의 후단부를 상호 연결하여 제1 및 제2 장착부(111, 112) 사이로 유입되는 공기를 후방으로 안내한다.
에어댐(110)을 구성하는 제1 및 제2 장착부(111, 112) 및 안내부(113)는 서로 동일 재질로 사출 공정을 통해 형성할 수 있다. 바람직하게는 경량이면서 강도가 높은 유리섬유강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic, FRP)으로 이루어질 수 있다.
스포일러 윙(120)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 양측부가 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전축(131a, 132a)에 각각 결합되어 제1 및 제2 회전모터(131, 132)에 의해 후방부가 상승 또는 하강하여 다단으로 경사각이 변동하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 스포일러 윙을 설명하기 위하여 하부를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스포일러 윙(120)은 유선형으로 이루어진 본체(121)와, 본체(121)의 하부에 평형하게 배치된 다수의 리브(122)를 포함한다.
본체(121)는 공기 저항을 최소화하기 위하여 버스(1)의 전방에서 후방으로 유선형으로 이루어지고, 전방에서 유입되는 공기가 후방으로 빠져나가도록 상부 일부가 안내부(113)와 일정 간격으로 이격된 상태로 중첩되어 안내부(113) 상에 위치된다.
본체(121)의 양측부는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전축(131a, 132a)이 삽입되어 안정적으로 결합되기 위하여 하방(버스의 루프 방향)으로 절곡된 연장편(121a)이 더 마련될 수 있으며, 상기 연장편(121a)에는 회전축(131a, 132a)이 각각 삽입 관통되는 결합홀(121b)이 형성되어 있다.
이러한 본체(121)는 제1 및 제2 회전모터(131, 132)에 의해 후방부가 상승 또는 하강하여 다단으로 경사각이 변동하게 된다. 즉, 버스(1)의 주행속도에 따라 경사각을 다단으로 변동시키고, 이를 통해 주행속도에 비례하는 크기의 하향력을 발생시켜 주행속도에 비례하여 증가하는 하향력으로 버스의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 리브(122)는 본체(21)와 일체로 버스(1)의 전방에서 후방으로 본체(121)를 가로지르도록 설치되되, 스포일러 윙(120)의 무게 중심이 무너지지 않도록 좌우측 대칭으로 서로 일정 간격으로 이격 설치되어 있다.
이와 같이, 스포일러 윙(120)의 본체(121)의 하부에 다수의 리브(122)가 형성됨에 따라 스포일러 윙(120)에 일정 크기의 중량이 부가되어 강한 공기항력에도 쉽게 변형되거나 뒤틀리는 현상을 방지하는 동시에 스포일러 윙(120)의 경사각이 변동하는 과정에서 버스(1)의 루프와 충돌하여 파손되는 등의 문제를 방지할 수 있다.
특히, 다수의 리브(122)는 버스(1)의 전방에서 후방으로 본체(121)를 가로지르도록 설치됨에 따라 공기 저항을 최소화할 수 있다. 즉, 버스(1)의 주행시 전방에서 후방으로 유입되는 공기의 저항을 최소화하여 주행 성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 스포일러 윙의 경사각을 조정하는 구성을 설명하기 위하여 도시한 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 모터 제어부(140)는 버스(1)에 설치된 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, 10)로부터 버스(1)의 브레이크 동작 상태 또는 버스(1)의 주행 상태에서의 주행속도를 제공받고, 버스(1)의 브레이크 동작 상태 또는 버스(1)의 주행 상태에서 주행속도에 대응하여 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전각도를 다단으로 제어하게 된다.
전자 제어 장치(10)는 기본적으로 차량 메인 라인(버스)을 통해 버스(1)의 브레이크 동작 상태 정보 또는 주행 상태 정보를 제공받고, 상기 주행 상태 정보에서는 버스(1)의 주행에 따른 주행속도를 실시간으로 제공받아 모터 제어부(140)로 제공한다.
모터 제어부(140)는 전자 제어 장치(10) 내에 설치될 수 있다. 이외에도 모듈화되어 버스(1)의 적재적소에 설치될 수 있다. 혹은, 에어댐(110) 내에 설치되어 전자 제어 장치(10)로부터 제공되는 버스(1)의 브레이크 동작 상태 또는 주행 상태 정보(주행속도 포함)에 따라 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전각도를 5단으로 제어한다.
단계 1단 2단 3단 4단 5단
주행속도(km/h) 60~70 80~90 100~120 130 이상 브레이크 동작
상기 표 1에서와 같이, 모터 제어부(140)는 현재 버스(1)의 브레이크 동작 상태 또는 주행속도에 따라 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전각도를 1단에서 5단까지 제어할 수 있다. 이때, 1단에서 5단으로 갈수록 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전각도는 커지게 된다.
즉, 1단은 버스(1)의 주행속도가 60~70km/h에 해당하고, 2단은 버스(1)의 주행속도가 80~90km/h에 해당하고, 3단은 버스(1)의 주행속도가 100~120km/h에 해당하고, 4단은 버스(1)의 주행속도가 130km/h 이상에 해당하고, 5단은 버스(1)의 브레이크 동작 상태에 해당하게 된다.
모터 제어부(140)는 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전각도를 조정하여 스포일러 윙(120)의 경사각을 다단 제어한다. 즉, 모터 제어부(140)의 다단 제어에 의해 제1 및 제2 회전모터(131, 132)의 회전각도와 대응하여 스포일러 윙(120)의 경사각(θ, 도 8참조)은 다단으로 변동하게 된다. 예를 들어, 현재 버스(1)가 브레이크 동작 상태인 경우, 5단으로 진입하여 스포일러 윙(120)의 경사각(θ)은 70~80°가 되도록 조정된다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 스포일러 윙의 경사각을 설명하기 위하여 도시한 도면들로서, 도 7은 버스가 미주행(정지) 상태에서의 스포일러 윙의 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 버스가 주행상태에서 스포일러 윙의 상태를 도시한 단면도이고, 도 9는 버스의 주행상태에서 감속시(브레이크 동작) 스포일러 윙의 상태를 도시한 단면도이다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 버스(1)가 미주행 상태, 즉 정지상태에 있는 경우에는 스포일러 윙(120)이 대략 버스(1)의 루프의 상면에 대하여 수평 상태로 유지된다.
이런 상태에서 버스(1)가 주행을 시작하여 주행속도가 증가하면, 증가하는 주행속도에 대응하여 도 8에 도시된 바와 같이, 스포일러 윙(120)의 경사각(θ1)이 다단으로 증가하게 된다. 즉, 주행속도가 증가하면 스포일러 윙(120)은 주행속도에 대응하여 미리 설정된 각도로 경사각(θ1)이 다단(예를 들면, 4단)으로 변동하게 된다.
이에 따라, 스포일러 윙(120)의 전방 측부는 버스(1)의 루프 방향으로 하강하고, 이에 대응하여 스포일러 윙(120)의 후방 측부는 상승하게 된다. 결국 주행속도에 따라 증가하는 경사각으로 인해 하향력이 증대되어 버스의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 버스(1) 주행시 브레이크가 동작되어 버스(1)가 감속하는 경우에는 스포일러 윙(120)의 경사각(θ2)이 주행시 경사각(θ1)보다 증가되어 공기항력이 상승하고, 이에 따라, 상승하는 공기항력에 대응하는 버스(1)의 하향력을 발생시켜 버스의 주행 안정성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다.
즉, 버스(1) 주행시 브레이크가 동작되면, 스포일러 윙(120)의 초기 경사각(θ2)은 주행시 경사각(θ1)보다 높은 대략 70~80°정도로 증가한 후, 브레이크 동작에 따라 버스(1)의 속도가 감속되면, 감속에 따른 주행속도에 대응하여 다단으로 경사각이 조정될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 버스
10 : 전자 제어 장치
100 : 스포일러
110 : 에어댐
111, 112 : 제1 및 제2 장착부
113 : 안내부
120 : 스포일러 윙
121 : 본체
122 : 리브
131, 132 : 제1 및 제2 회전모터
140 : 모터 제어부

Claims (8)

  1. 버스의 전방으로 개방된 'ㄷ'자 형상으로 상기 버스의 루프 후방에 장착되어 상기 버스의 주행시 상기 버스의 전방에서 후방으로 흐르는 공기를 중앙으로 집중시키는 에어댐;
    상기 에어댐의 내부에 설치되되, 상기 버스의 루프의 폭방향으로 서로 대향하도록 설치된 제1 및 제2 회전모터;
    양측부가 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전축에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 회전모터에 의해 후방부가 상승 또는 하강하여 다단으로 경사각이 변동하는 스포일러 윙; 및
    상기 버스에 설치된 전자 제어 장치로부터 상기 버스의 브레이크 동작 또는 상기 버스의 주행시 주행속도를 제공받고, 상기 버스의 브레이크 동작 또는 상기 버스의 주행시 주행속도에 대응하여 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전각도를 다단으로 제어하는 모터 제어부; 를 포함하되,
    상기 에어댐은,
    상기 버스의 길이방향으로 바(bar) 형상으로 신장되어 상기 버스의 루프 후방에 폭방향으로 우측에 장착되고, 내부에 상기 제1 회전모터가 설치되는 제1 장착부;
    상기 버스의 길이방향으로 바(bar) 형상으로 신장되어 상기 제1 장착부와 나란하도록 상기 버스의 루프 후방에 폭방향으로 좌측에 장착되되, 상기 제1 장착부와 일정 간격으로 이격 설치되고, 내부에 상기 제2 회전모터가 설치되는 제2 장착부; 및
    전방으로 돌출된 'T'자 형상으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 장착부의 후단부를 상호 연결하여 상기 제1 및 제2 장착부 사이로 유입되는 공기를 후방으로 안내하는 안내부; 를 포함하고,
    상기 스포일러 윙은,
    공기 저항을 최소화하기 위하여 상기 버스의 전방에서 후방으로 유선형으로 이루어지고, 상부 일부가 상기 안내부와 이격된 상태로 중첩되도록 상기 안내부 상에 위치되며, 양측부가 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전축에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 회전모터에 의해 후방부가 상승 또는 하강하여 다단으로 경사각이 변동하고, 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전축과 결합되도록 양측부가 하방으로 절곡된 연장편을 갖는 본체; 및
    각각 서로 이격되어 상기 버스의 전방에서 후방으로 상기 본체를 가로지르도록 상기 본체의 하부에 형성된 다수의 리브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 장착부는 공기의 저항을 최소화하기 위하여 상기 버스의 전방에 대향하는 전방 측부에서 상기 버스의 후방에 대향하는 후방 측부로 갈수록 상승 경사도를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 제어부는 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전각도를 5단으로 제어하되, 1단은 상기 버스의 주행속도의 60~70km/h에 대응하고, 2단은 상기 버스의 주행속도의 80~90km/h에 대응하고, 3단은 상기 버스의 주행속도의 100~120km/h에 대응하고, 4단은 상기 버스의 주행속도의 130km/h 이상에 대응하고, 5단은 상기 버스의 브레이크 동작 상태에 대응하되, 상기 5단에서 상기 스포일러 윙의 경사각이 70~80°가 되도록 상기 제1 및 제2 회전모터의 회전각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 버스용 리어 스포일러.
  8. 삭제
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