KR101371938B1 - 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트레일러를 포함하는 대형 차량의 사이드 스포일러를 차체 길이방향을 따라 조절하여, 주행 중 공기저항을 최소화시킬 수 있도록 한 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 캡 후면에서 양쪽 위치에 고정 장착되는 외측 스포일러를 포함하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 있어서, 상기 외측 스포일러의 내측면에 전후방향으로 길이 조절 가능하게 장착되는 내측 스포일러와; 상기 외측 스포일러와 내측 스포일러의 사이공간에 장착되어, 주행속도별로 내측 스포일러를 전후방향을 따라 길이 조절시키는 내측 스포일러 구동수단과; 상기 외측 스포일러의 상하단과 내측 스포일러의 상하면에 장착되어, 내측 스포일러의 전후방향 직선 운동 안내를 하는 이송 안내수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치를 제공한다.

Description

대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치{Device for adjusting length of side spoiler}

본 발명은 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트레일러를 포함하는 대형 차량의 사이드 스포일러를 차체 길이방향을 따라 조절하여, 주행 중 공기저항을 최소화시킬 수 있도록 한 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 주행 중의 차량은 전방에서 불어오는 주행풍에 의하여 공기저항을 받게 되고, 공기저항은 차량의 주행 성능 및 연비와 관련된 항목이므로, 공기저항 계수를 최소화시키는 하나의 방안으로서 차량의 소정 위치에 스포일러가 장착되고 있다.

대형 트럭의 경우에는 주행 중에 공기가 적재함과 충돌하여 주행성능 및 연비를 저하시키게 되는 점을 감안하여, 캡의 양측 후방에 사이드 스포일러가 장착되고 있다.

대형 트럭의 개발시 가장 중요한 항목인 연비향상을 위한 다각도의 기술개발 시도로서, 구름저항 저감, 구동계 마찰 손실 최소화, 공기저항 개선 등에 많은 노력을 기울이고 있으며, 특히 트럭의 공기저항은 60kph 이상 주행시 구름저항에 비해 기하 급수적으로 증가하므로 트럭 연비개선을 위한 필수사항중 하나이다.

현재, 대형 트럭의 공기저항을 개선하기 위한 기술로는 캡바디 형상 유선화, 스포일러 등의 부착 등을 들 수 있다.

특히, 스포일러 중 사이드 스포일러는 운전석을 포함하는 캡(Cab)과, 컨테이너 등이 탑재되는 트레일러의 적재부 사이 갭(gap) 영역으로 공기흐름 유입을 방지하여 공기저항 감소에 기여하는 것으로서, 현재 장착되는 스포일러는 프로파일을 최대한 벌린 구조 또는 트레일러 회전 반경 등을 고려하여 길이 또한 가장 연장된 고정 구조로 되어 있다.

여기서, 첨부한 도 6 및 도 7을 참조로 종래의 대형 차량용 사이드 스포일러 구조를 살펴보면 다음과 같다.

도 7에서 보듯이, 사이드 스포일러(12)가 캡(10)의 후단부에 접힘 및 펼침 가능하게 장착되어 있는 바, 사이드 스포일러(12)의 전개각도를 변화시켜 공기저항을 감소시킬 수 있지만, 트랙터 또는 트레일러의 경우에는 캡과 트레일러에 탑재된 컨테이너 사이에 여전히 큰 갭이 존재할 수 밖에 없어 트레일러가 부착된 차량의 경우에는 공기저항 개선 효과가 없는 단점이 있다.

종래의 사이드 스포일러(12)는 트럭의 캡(10)과 컨테이너 와 같은 적재물 사이 간격을 최대한 커버하여 캡 후방의 와류 형성을 최대한 억제하는 기능을 한다.

그러나, 도 6에서 보듯이 캡(10)의 후방에 윙 바디가 존재하는 경우에는 캡(10)과 윙 바디 사이의 갭이 크기 않아 사이드 스포일러(12)에 의한 공기저항 효과가 있으나, 캡(10)에 트레일러가 연결된 경우에는 캡(10)과 트레일러의 적재물 간의 갭 영역이 여전히 크게 존재하기 때문에 사이드 스포일러(12)에 의한 공기 저항 저감 효과를 기대하기 힘들다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 타이어의 회전각 및 주행속도와 같은 주행조건에 연동하여 사이드 스포일러의 길이를 가변시켜 캡과 적재부 간의 갭을 최소화시킴으로써, 공기저항을 최소화하는 동시에 연비를 개선시킬 수 있도록 한 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 캡 후면에서 양쪽 위치에 고정 장착되는 외측 스포일러를 포함하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 있어서, 상기 외측 스포일러의 내측면에 전후방향으로 길이 조절 가능하게 장착되는 내측 스포일러와; 상기 외측 스포일러와 내측 스포일러의 사이공간에 장착되어, 주행속도별로 내측 스포일러를 전후방향을 따라 길이 조절시키는 내측 스포일러 구동수단과; 상기 외측 스포일러의 상하단과 내측 스포일러의 상하면에 장착되어, 내측 스포일러의 전후방향 직선 운동 안내를 하는 이송 안내수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예로서, 상기 내측 스포일러는 외측 스포일러의 내면과 내측 스포일러 구동수단 설치를 위한 일정공간을 이루도록 'ㄷ'자 종단면 구조로 제작된 것임을 특징으로 한다.

특히, 상기 내측 스포일러의 후단에는 주행풍에 따른 공기흐름이 캡의 뒤쪽으로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 바깥쪽으로 휘어진 날개판이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 구현예로서, 상기 내측 스포일러 구동수단은: 외측 스포일러의 내면에 브라켓을 매개로 고정되는 모터와; 모터의 구동축에 장착되는 기어와; 기어와 맞물림 가능하게 내측 스포일러의 외면에 장착되는 랙; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 이송 안내수단은: 외측 스포일러의 내면에서 그 상하단에 각각 장착되는 상부 및 하부브라켓과; 상부 및 하부브라켓에 각각 제1베어링 브라켓을 매개로 장착되어 내측 스포일러의 상하면에 각각 구름접촉하는 제1롤러 베어링와; 내측 스포일러의 상하면에 각각 제2베어링 브라켓을 매개로 장착되어 상부 및 하부브라켓의 내면에 구름 접촉하는 제2롤러 베어링; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 스포일러 조절 장치는 내측 스포일러의 전진 및 후진 거리를 한정하기 위한 수단으로서, 외측 스포일러의 내면에 전후방향을 따라 이격 배치되어 내측 스포일러의 전판에 의하여 스위칭되는 제1리미트 스위치 및 제2리미트 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 주행속도와 같은 주행조건에 연동하여 사이드 스포일러의 전후 길이를 가변시켜 캡과 적재부 간의 갭을 최소화시킴으로써, 공기저항을 최소화하는 동시에 연비를 개선시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 사이드 스포일러를 고정형의 외측 스포일러와, 가변형의 내측 스포일러로 구성하여, 캡의 후방에 윙 바디가 존재하는 경우에는 내측 스포일러의 후진에 의하여 캡과 윙 바디 사이의 갭을 최대로 좁혀줄 수 있다.

특히, 캡의 후방에 트레일러가 연결된 경우에는 캡과 트레일러 간의 갭 영역이 크더라도, 트레일러의 회전 반경 때문에 사이드 스포일러의 길이를 무한정 늘일수 없지만, 내측 스포일러가 최대한 후진하여 큰 갭 영역을 공기 저항을 저감시킬 수 있을 정도로 좁혀줄 수 있으므로, 공기저항을 최소화하는 동시에 연비를 개선시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 길이 가변형 사이드 스포일러는 주행속도에 따라 캡과 적재물 간의 갭 영역에서의 공력 저감과 난동 성분은 감소 또는 억제할 수 있으므로, 공기저항을 최소화하는 동시에 연비를 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 대형 차량의 사이드 스포일러가 내측 및 외측 스포일러로 구성된 것을 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치를 나타내는 평단면도,
도 3은 도 2의 Z부 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치로서, 도 3의 A-A선을 취한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 대한 작동 제어 순서도,
도 6 및 도 7은 종래의 대형 차량의 사이드 스포일러를 나타낸 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 주행속도와 같은 주행조건에 연동하여 사이드 스포일러의 전후 길이를 가변시켜서 캡(Cab)과 적재부 간의 갭(Gap, 거리)을 최소화시킬 수 있는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치를 제공하고자 한 것이다.

이를 위해, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 사이드 스포일러(12)는 고정형의 외측 스포일러(14)와, 차체 전후방향을 따라 이동 가능한 가변형의 내측 스포일러(16)로 구성된다.

상기 외측 스포일러(14)는 캡(10) 후면에서 양쪽 위치에 고정 장착되고, 차체 후부를 향하여 연장된다.

상기 내측 스포일러(14)는 외측 스포일러(14)의 내면에 접철되면서 전후방향으로 길이 조절 가능하게 장착된다.

바람직하게는, 상기 내측 스포일러(16)는 외측 스포일러(14)의 내면과 하기의 내측 스포일러 구동수단(30)의 설치를 위한 일정공간을 이루도록 차체 정면 또는 배면에서 보았을 때 'ㄷ'자 형상의 종단면 구조를 이루도록 제작된다.

더욱 바람직하게는, 상기 내측 스포일러(16)의 후단에는 차체 바깥쪽으로 휘어진 형상으로 된 날개판(18)이 더 장착되어, 주행풍에 따른 공기흐름이 캡(10)의 뒤쪽으로 유입되는 것을 더욱 용이하게 차단하는 역할을 한다.

보다 상세하게는, 첨부한 도 2에서 보듯이 외측 스포일러(14)를 비롯하여 내측 스포일러(16)가 주행풍에 따른 공기흐름이 캡(10)의 뒤쪽으로 유입되는 것을 1차로 차단해 주지만, 상기 날개판(18)이 바깥쪽으로 휘어진 상태이므로 주행풍에 따른 공기흐름이 캡(10)의 뒤쪽으로 유입되는 것을 2차로 차단해주는 기능을 하게 된다.

이때, 상기 외측 스포일러(14)와 내측 스포일러(16)의 이격된 사이공간에는 주행속도별로 내측 스포일러(16)를 전후방향을 따라 길이 조절시키는 내측 스포일러 구동수단(20)가 장착된다.

상기 내측 스포일러 구동수단(20)의 일 구성으로서, 외측 스포일러(14)의 내면에 브라켓(21)을 매개로 모터(22)가 장착되고, 이 모터(22)의 구동축에는 평기어로 된 구동기어(23)가 회전 가능하게 연결된다.

또한, 상기 내측 스포일러(16)의 외면에는 그 길이방향을 따라 모터(22)의 구동축에 연결된 구동기어(23)와 맞물리는 랙(24)이 부착된다.

한편, 위와 같이 구성된 내측 스포일러 구동수단(20)에 의하여 내측 스포일러(16)가 차체 길이방향을 따라 전진 또는 후진을 하게 되는 바, 이를 위해 내측 스포일러(16)의 직선 운동을 원활하게 해주는 이송 안내수단(30)이 구비된다.

즉, 상기 이송 안내수단(30)은 외측 스포일러(14)의 상하단과 내측 스포일러(16)의 상하면에 걸쳐 장착되어, 내측 스포일러(16)의 전후방향 직선 운동 안내를 하게 된다.

상기 이송 안내수단(30)의 일 구성으로서 외측 스포일러(14)의 내면에서 그 상하단에 각각 상부 및 하부브라켓(31,32)이 고정 조립되며, 이 상부 및 하부브라켓(31,32)은 각각 외측 스포일러(14)의 내면과 수직을 이루면서 내측 스포일러(16)의 상하면에 일정 간격을 유지하며 겹쳐지는 상태가 된다.

이때, 상기 상부 및 하부브라켓(31,32)에는 각각 제1베어링 브라켓(35)을 매개로 내측 스포일러(16)의 상하면에 각각 구름접촉하는 제1롤러 베어링(33)이 장착되고, 또한 상기 내측 스포일러(16)의 상하면에는 각각 제2베어링 브라켓(36)을 매개로 상부 및 하부브라켓(31,32)의 내면에 구름 접촉하는 제2롤러 베어링(34)이 장착된다.

한편, 상기 내측 스포일러(16)는 차량의 주행속도에 따라 전후진하여 길이 조절되는 바, 이 길이 조절시 전진 및 후진 거리를 한정할 필요가 있다.

이를 위해, 외측 스포일러(14)의 내면에 전후방향을 따라 제1리미트 스위치(37) 및 제2리미트 스위치(38)가 이격 배치되며, 이때의 이격 배치되는 거리는 내측 스포일러(16)의 전후진 이송거리와 동일하게 설정된다.

또한, 상기 제1리미트 스위치(37) 및 제2리미트 스위치(38)를 스위칭시키기 위한 수단으로서, 내측 스포일러(16)의 가장 앞쪽 위치에 전판(17)이 일체로 형성된다.

따라서, 상기 내측 스포일러(16)가 차체 길이방향을 따라 후진하면, 전판(17)의 후면이 제2리미트 스위치(38)를 가압 스위칭시켜 모터(22)가 오프되고, 반대로 상기 내측 스포일러(16)가 차체 길이방향을 따라 전진하면, 전판(17)의 정면이 제1리미트 스위치(37)를 가압 스위칭시켜 모터(22)가 오프되어, 내측 스포일러(16)의 전후진 거리가 한정될 수 있다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 대한 작동 흐름을 도 5를 참조로 설명하면 다음과 같다.

차량의 주행 중, 예를 들어 80kph 이상의 주행속도로 1분 이상 주행하면, 제어기에서 차속센서의 센싱값을 수신하여 고속모드로 간주한 후, 상기 모터(22)에 구동신호를 전송한다.

이어서, 상기 모터(22)가 회전 구동하는 동시에 기어(23)가 회전을 하고, 이때의 회전력이 내측 스포일러(16)에 부착된 랙(24)에 전달됨으로써, 내측 스포일러(16)가 차체 길이방향을 따라 후진하게 된다.

연이어, 상기 내측 스포일러(16)가 차체 길이방향을 따라 후진하면, 내측 스포일러(16)의 전판(17)의 후면이 외측 스포일러(14)의 내면에 장착된 제2리미트 스위치(38)를 가압 스위칭시킴으로써, 모터(22)가 오프됨과 함께 내측 스포일러(16)의 후진이 완료된다.

이때, 도 1에서 보듯이 캡(10)의 후방에 윙 바디가 존재하는 경우에는 내측 스포일러(16)의 후진 완료에 의하여 캡과 윙 바디 사이의 갭을 최대로 좁혀줄 수 있으므로, 캡의 후부공간으로 주행풍에 따라 공기흐름이 용이하게 차단되어 공기저항을 최소화하는 동시에 연비를 개선시킬 수 있다.

또한, 상기 캡(10)의 후방에 트레일러가 연결된 경우에는 캡과 트레일러 간의 갭 영역이 크더라도, 트레일러의 회전 반경 때문에 사이드 스포일러의 길이를 무한정 늘일수 없지만, 상기와 같이 내측 스포일러(16)가 최대한 후진하여 큰 갭 영역을 공기 저항을 저감시킬 수 있을 정도로 좁혀줄 수 있으므로, 마찬가지로 공기저항을 최소화하는 동시에 연비를 개선시킬 수 있다.

한편, 차량의 주행 중, 예를 들어 60kph 이하의 주행속도로 1분 이상 주행하면, 제어기에서 차속센서의 센싱값을 수신하여 중저속모드로 간주한 후, 상기 모터(22)에 구동신호를 전송한다.

이어서, 상기 모터(22)의 역회전 구동하는 동시에 기어(23)도 역회전을 하고, 이때의 역회전력이 내측 스포일러(16)에 부착된 랙(24)에 전달됨으로써, 내측 스포일러(16)가 차체 길이방향을 따라 전진하게 된다.

연이어, 상기 내측 스포일러(16)가 차체 길이방향을 따라 전진하면, 내측 스포일러(16)의 전판(17)의 배면이 외측 스포일러(14)의 내면에 장착된 제1리미트 스위치(37)를 가압 스위칭시킴으로써, 모터(22)가 오프됨과 함께 내측 스포일러(16)의 전진이 완료된다.

이때, 상기 내측 스포일러(16)의 전진이 완료되면, 외측 스포일러(14)의 내면과 겹쳐지는 상태가 되고, 이에 외측 스포일러(14)가 중저속시의 주행풍에 따른 공기흐름이 캡(10)의 후부공간을 유입되는 것을 용이하게 차단하게 된다.

10 : 캡 12 : 사이드 스포일러
14 : 외측 스포일러 16 : 내측 스포일러
17 : 전판 18 : 낼개판
20 : 내측 스포일러 구동수단 21 : 브라켓
22 : 모터 23 : 기어
24 : 랙 30 : 이송 안내수단
31 : 상부브라켓 32 : 하부브라켓
33 : 제1롤러 베어링 34 : 제2롤러 베어링
35 : 상부 베어링 브라켓 36 : 하부 베어링 브라켓
37 : 제1리미트 스위치 38 : 제2리미트 스위치

Claims (6)

1. 캡(10) 후면에서 양쪽 위치에 고정 장착되는 외측 스포일러(14)를 포함하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치에 있어서,
   상기 외측 스포일러(14)의 내측면에 전후방향으로 길이 조절 가능하게 장착되는 내측 스포일러(16)와;
   상기 외측 스포일러(14)와 내측 스포일러(16)의 사이공간에 장착되어, 주행속도별로 내측 스포일러(16)를 전후방향을 따라 길이 조절시키는 내측 스포일러 구동수단(20)과;
   상기 외측 스포일러(14)의 상하단과 내측 스포일러(16)의 상하면에 장착되어, 내측 스포일러(16)의 전후방향 직선 운동 안내를 하는 이송 안내수단(30);
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 내측 스포일러(16)는 외측 스포일러(14)의 내면과 내측 스포일러 구동수단(30)의 설치를 위한 일정공간을 이루도록 'ㄷ'자 종단면 구조로 제작된 것임을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 내측 스포일러(16)의 후단에는 주행풍에 따른 공기흐름이 캡의 뒤쪽으로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 바깥쪽으로 휘어진 날개판(18)이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 내측 스포일러 구동수단(20)은:
   외측 스포일러(14)의 내면에 브라켓(21)을 매개로 고정되는 모터(22)와;
   모터(22)의 구동축에 장착되는 기어(23)와;
   기어(23)와 맞물림 가능하게 내측 스포일러(16)의 외면에 장착되는 랙(24);
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 이송 안내수단(30)은:
   외측 스포일러(14)의 내면에서 그 상하단에 각각 장착되는 상부 및 하부브라켓(31,32)과;
   상부 및 하부브라켓(31,32)에 각각 제1베어링 브라켓(35)을 매개로 장착되어 내측 스포일러(16)의 상하면에 각각 구름접촉하는 제1롤러 베어링(33)와;
   내측 스포일러(16)의 상하면에 각각 제2베어링 브라켓(36)을 매개로 장착되어 상부 및 하부브라켓(31,32)의 내면에 구름 접촉하는 제2롤러 베어링(34);
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 내측 스포일러(16)의 전진 및 후진 거리를 한정하기 위한 수단으로서,
   외측 스포일러(14)의 내면에 전후방향을 따라 이격 배치되어 내측 스포일러(16)의 전판(17)에 의하여 스위칭되는 제1리미트 스위치(37) 및 제2리미트 스위치(38)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 차량의 사이드 스포일러 길이 조절 장치.

Images