KR102097015B1 - 인-휠 모터 시스템의 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인-휠모터 시스템의 현가장치로서, 차체에 그 일측이 회전가능하게 결합되고 타측이 인-휠 모터의 하우징에 결합되는 트레일링 암; 및 상기 차체에 그 일측이 결합되되 상기 트레일링 암이 결합되는 부위보다 상측에 결합되고 타측이 상기 트레일링 암에 결합되되, 상기 트레일링 암이 상기 인-휠 모터의 하우징에 결합되는 부위에 인접 결합되는 완충기구를 포함하는 인-휠모터 시스템의 현가장치를 제공한다.

Description

인-휠 모터 시스템의 현가장치{Suspension System of In-wheel Motor System}

본 발명은 인-휠 모터 시스템의 현가장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

종래의 인-휠 모터 및 그 현가장치는 차체 프레임과 바로 인접하게 설치되었다. 차체에 상하방향으로 가해지는 충격 및 진동을 흡수 완충하기 위하여 현가장치의 스프링/쇽업소버는 그 일측이 인-휠 모터에 결합되고 타측은 차체에 결합되되, 거의 수직에 가깝게 구성되었다. 수직에 가깝게 배치되는 이유는 상하방향의 충격 및 진동을 효과적으로 흡수하기 위함이다. 그러나 이와 같이 구성하면 차량 내부 구조적 관점에서 차체 프레임의 높이를 높게 두게 되어 공간활용도가 떨어지는 단점이 있다. 한편, 다양한 현가기구의 종류에 따라서는 바퀴의 좌륜과 우륜사이에 현가기구들이 놓이게 되는 경우에도 공간활용도가 떨어지는 단점이 있다.

이에, 출원인은 이러한 문제점을 해결한 차체 프레임에 가해지는 충격 및 진동을 효과적으로 흡수하면서도 바퀴의 좌륜과 우륜 사이의 공간 활용성을 높일 수 있는 인-휠 모터 시스템의 현가장치를 제안한다.

종래의 기술인 인휠 구동시스템(한국 공개특허 2012-0022168호)를 살펴보면, 차체 프레임과 인-휠 모터가 바로 인접하게 배치되고, 현가장치가 수직에 가깝게 차체에 인접하게 배치되어 공간 활용성이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명에 의해 해결하고자 하는 과제는, 상기 언급한 종래기술의 단점들을 보완한, 좌륜과 우륜 사이의 공간 활용성과 차륜상부의 공간 활용성을 높이면서도 상하방향의 충격을 효과적으로 흡수할 수 있는 현가장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 인-휠모터 시스템의 현가장치로서, 차체에 그 일측이 회전가능하게 결합되고 타측이 인-휠 모터의 하우징에 결합되는 트레일링 암; 및 상기 차체에 그 일측이 결합되되 상기 트레일링 암이 결합되는 부위보다 상측에 결합되고 타측이 상기 트레일링 암 또는 인휠모터의 하우징에 직접 결합되되, 상기 트레일링 암이 상기 인-휠 모터의 하우징에 결합되는 부위에 인접 결합되는 완충기구를 포함하는 인-휠모터 시스템의 현가장치를 제공한다.

본 발명의 추가적인 해결수단은 아래에서 이어지는 설명에서 일부 설명될 것이고, 그 설명으로부터 부분적으로 용이하게 확인할 수 있게 되거나, 또는 본 발명의 실시에 의해 지득될 수 있다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명을 위한 것이며 청구범위에 기재된 본 발명을 제한하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치에 의하면, 좌륜과 우륜 사이의 공간 활용성과 차륜 상부의 공간활용성을 높이면서도 상하방향의 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.

도 1은 종래의 현가장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 또 다른 현가장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 개략적인 구조의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 구성을 개념적으로 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 작동원리를 개념적으로 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 완충기구가 차체와 결합되는 부싱부재를 상세히 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 완충기구가 차체와 결합되는 차체 결합부를 상세히 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 완충기구가 차체와 결합될 때 추가되는 보조완충기구를 상세히 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태에 대하여 상세하게 서술하도록 한다.

다만, 본 발명의 구체적 일 실시 형태를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 종래의 현가장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 종래의 또 다른 현가장치를 나타낸 도면이다.

도 1 및 2를 참조하면 종래의 인-휠 모터 시스템에 적용되는 현가장치가 어떻게 구성되고 설치되는 지 파악할 수 있다. 종래의 현가장치는 모터가 차체와 인접배치되고 차체에 인접결합되는 완충기구가 수직에 가깝게 배치됨을 파악할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면 전술한 바와 같이 좌륜 바퀴와 우륜 바퀴의 사이의 공간 및 좌륜 바퀴 또는 우륜 바퀴의 상부의 공간을 활용하는 공간 활용성 측면에서 불리한 점이 있다.

아래에서는 이러한 문제점을 해결하고자 제안된 본 발명을 설명하되, 본 발명을 기초로 도출가능한 여러 실시예를 서술한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 개략적인 구조의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 구성을 개념적으로 나타낸 측면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 작동원리를 개념적으로 나타낸 측면도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치는 트레일링 암(300) 및 완충기구(400)를 포함할 수 있다.

트레일링 암(300)은 차체(100)에 그 일측이 회전가능하게 결합될 수 있다. 트레일링 암(300)은 그 타측이 인-휠 모터의 하우징에 강결합되어 차륜을 지지할 수 있다. 여기서, 인-휠 모터는 차체(100)에서부터 후방 또는 전방 측을 향해 소정의 거리만큼 이격 배치될 수 있다. 본 발명의 현가장치는 바람직하게는 후륜에 적용될 수 있는 구조이므로, 차체(100)에서부터 후방 측을 향해 트레일링 암(300)에 의해 소정의 거리만큼 이격 배치될 수 있다.

완충기구(400)는 스프링 및 댐퍼장치를 포함할 수 있다. 완충기구(400)는 일측이 차체(100)에 결합되되, 트레일링 암(300)이 차체(100)에 결합되는 부위보다 상측에 결합될 수 있다. 완충기구(400)는 그 타측이 트레일링 암(300)과 같이 인-휠 모터의 하우징에 결합될 수 있다. 완충기구(400)의 타측은 트레일링 암(300)에 결합되되 트레일링 암(300)이 인-휠 모터에 결합되는 그 부위에 인접하게 결합될 수 있다.

도 4를 참조하여 조금 더 자세히 살펴보면, 트레일링 암(300)은 차체(100)에 구비되는 암 연결부(310)에 의해 그 일측이 차체(100)와 회전가능하게 연결될 수 있다. 완충기구(400)는 차체(100)에 구비되는 후술하는 차체 결합부(20)에 부싱부재(500)를 통해 결합될 수 있다. 트레일링 암(300)이 연결되는 암 연결부(310)는 고무 재질의 부싱부재가 포함될 수 있으며, 나아가 DU부싱 부재가 적용되어 차체와 차륜의 횡방향 변형을 방지할 수 있다.
트레일링 암(300)은 일측과 타측의 사이에 일 회 꺾여 형성되는 꺾임지점을 포함할 수 있다. 꺾임지점에는 차륜과 인-휠모터의 중앙이 결합될 수 있다. 꺾이는 각도는 도면에 도시된 바와 같이 둔각으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 트레일링 암(300)은 그 일측은 차체(100)에, 중간의 꺾임지점은 차륜과 인-휠모터에, 타측은 인-휠 모터의 하우징에 결합되도록 구성되어 전체적으로 차륜과 인-휠모터의 상하이동에 따라 그 타측과 차체(100)에 연결되는 완충기구(400)가 이동하여 충격을 흡수할 수 있는 구조로 구성될 수 있다.

도 5를 참조하면 현가장치의 개략적인 작동 메커니즘을 파악할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 차체(100)에 상하방향의 진동 또는 충격이 가해지는 경우, 트레일링 암(300)이 차체 취부부(7)를 중심으로 상하로 회전하며, 차륜 중심1(8)이 차륜 중심2(8')로 위치 변경되면, 완충기구 취부부1(10)의 위치가 완충기구 취부부2(10')로 변경되면서 완충기구(400)의 길이방향으로 L만큼의 길이변화가 생길 수 있다. 이 때 L만큼의 길이방향으로의 길이변화는 차체(100)에 가해지는 충격 또는 진동 흡수량에 비례할 수 있다.

즉, 이러한 기구학적 구조에 의하여 경사를 두어 비스듬하게 설치되는 완충기구(400)에 의해서도 완충기구가 인장 및 압축되어 변위하는 기능이 동일하게 구현되어 상하방향으로 가해지는 진동 및 충격을 흡수할 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 완충기구가 차체와 결합되는 부싱부재를 상세히 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 완충기구가 차체와 결합되는 차체 결합부를 상세히 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 완충기구(400)가 차체(100)와 결합될 때, 차륜이 노면으로부터 받는 상하방향의 진동을 흡수할 수 있는 부싱부재(500)가 더 포함될 수 있다.

부싱부재(500)는 제1부싱부재(500) 및 제1부싱부재(500)와 대면배치되는 제2부싱부재(500)를 포함할 수 있다.

제1 및 제2부싱부재(500)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 그 상면의 가장자리가 소정의 각도와 깊이로 형성된 경사면을 포함할 수 있다.

제1 및 제2부싱부재(500)의 상면에 형성되는 경사면은 모따기(chamfering)에 의해 형성될 수 있다. 그 각도는 바람직하게는 45°일 수 있고, 그 깊이는 바람직하게는 5mm일 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 각도는 40°내지 50°, 깊이는 3mm 내지 7mm로 형성될 수 있다.

종래의 부싱부재와 같이 단면 직경이 동일한 원기둥 형상에 의하면 각 가장자리에 압력이 가해질 수 있고, 이러한 경우 가장자리의 찌그러짐, 찢어짐, 깨짐 등의 손상이 쉽게 발생할 수 있다. 나아가, 가장자리의 어느 일측에 편중된 손상이 발생할 수 있고 보수 주기가 짧아 비용의 부담도 증가하게 된다.

그러나, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 부싱부재(500)는 각 상면의 가장자리가 소정의 각도와 깊이를 가지는 경사면으로 형성되므로 가장자리의 손상 발생 가능성이 매우 낮아질 수 있어 전술한 종래기술의 문제점을 일거에 해결할 수 있다.

특히, 완충기구(400)가 차체(100)로부터 후방 측 방향으로 일정한 경사를 이루며 결합되므로, 부싱부재(500)의 후술하는 일측면(501)에 하중이 집중될 수 있으므로 이러한 경사면은 반드시 필요한 것이다.

제1 및 제2부싱부재(500)는 경사면이 형성된 각각의 상면이 서로 대면 배치될 수 있다. 제1 및 제2부싱부재(510)와 각각 차체 결합부(20)와의 사이에 배치되는 부싱가이드(510)가 더 포함될 수 있다.

도 7을 참조하면, 차체 결합부(20)의 상세한 구조를 파악할 수 있다. 차체 결합부(20)는 결합홀(21), 제1조임홀(22) 및 제2조임홀(23)을 포함할 수 있다.

결합홀(21)에는 완충기구(400)의 일측이 관통되어 결합될 수 있다. 다만, 이 때 결합홀(21)에 결합되는 완충기구(400)가 결합홀(21)과 이격이 생겨 그 완충효과의 저하를 방지하기 위해 후술하는 조임홀(22, 23)이 더 포함될 수 있다.

제1조임홀(22)은 결합홀(21)의 일측에서 연장 형성될 수 있다. 결합홀(21)의 일측으로 연장 형성될 수 있고, 좌우 대칭으로 일측 및 타측으로 연장 형성될 수도 있다.

제2조임홀(23)은 제1조임홀(22)에 수직하게 형성되어 제1조임홀(22)의 크기 조절을 보조할 수 있다. 전체적으로 조임홀(22, 23)은 'T'형상으로 형성될 수 있다.

제1조임홀(22)은 차체 결합부(20)의 측면에 구비되는 조임 조절홀(25)을 통해 그 크기가 조절될 수 있다. 조임 조절홀(25)에 결합되는 조절 볼트에 의해 제1조임홀(22)의 크기가 조절되고 이에 의하여 결합홀(21)에 관통 결합되는 완충기구(400)와 결합홀(21)간 이격되는 것을 줄일 수 있고, 나아가 완충기구(400)를 더 강하게 조일 수 있다.

다만, 제2조임홀(23)이 없는 경우 차체 결합부(20) 자체의 강성에 의해 제1조임홀(22)의 크기를 조절하는 것이 쉽지 않지만, 제1조임홀(22)과 수직하게 형성되며 제1조임홀(22)의 이하의 길이 및 제1조임홀(22)의 이상의 너비를 가지는 제2조임홀(23)에 의하여 차체 결합부(20)의 유연성이 확보되어 제1조임홀(22)의 크기를 감소시키는 조절작용이 더 원할하게 될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인-휠모터 시스템의 현가장치의 완충기구가 차체와 결합될 때 추가되는 보조완충기구를 상세히 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 부싱부재(500)를 감싸는 부싱 가이드(510)는 부싱부재(500)의 경사면의 형성에 대응되게 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.

부싱 가이드(510)는 이동가이드부(511)를 포함할 수 있다.

이동가이드부(511)는 부싱 가이드(510)에 그 일측이 힌지결합(512)될 수 있고, 타측은 후술하는 보조완충기구(530)와 연결될 수 있다.

보조완충기구(530)는 차체 결합부(20)와 부싱 가이드(510)의 사이에 수직 방향에 가깝게 배치되어 차체(100)에 상하방향으로 가해지는 충격에 대응할 수 있다. 상하방향으로 가해지는 충격에 대응하여 이동가이드부(511)는 상하로 회전되고, 그에 따라 보조완충기구(530)가 상하로 변위하면서 더 효과적으로 상하방향으로 가해지는 충격 및 진동에 대응할 수 있다.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

200: 인휠 모터
300: 트레일링 암
400: 완충기구
500: 부싱부재

Claims (10)

1. 인-휠모터 시스템의 현가장치로서,
   차체에 그 일측이 회전가능하게 결합되고 타측이 인-휠 모터의 하우징에 결합되며 일측과 타측의 사이에 일 회 꺾이는 꺾임지점을 포함하여 상기 꺾임지점은 차륜과 인-휠모터의 중앙에 결합되는 트레일링 암; 및
   상기 차체에 그 일측이 결합되되 상기 트레일링 암이 결합되는 부위보다 상측에 결합되고 타측이 상기 트레일링 암 또는 인휠모터 하우징에 직접 결합되되, 상기 트레일링 암이 상기 인-휠 모터의 하우징에 결합되는 부위에 인접 결합되는 완충기구
   를 포함하고,
   상기 인-휠 모터는,
   상기 차체로부터 후방측으로 상기 트레일링 암에 의해 소정의 거리만큼 이격 배치되는 것
   을 특징으로 하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 완충기구는,
   상기 차체에 상하방향의 충격이 가해지는 경우 상기 트레일링 암이 상기 차체를 기준으로 회전운동 됨에 의하여 상기 완충기구의 길이방향으로 적어도 일부가 압축되는 것
   을 특징으로 하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 트레일링 암은,
   상기 차체에 부싱 결합되는 것
   을 특징으로 하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 완충기구는,
   그 일측이 상기 차체에 부싱 결합되는 것
   을 특징으로 하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 완충기구의 일측에 설치되는 부싱부재는,
   제1부싱부재; 및
   상기 제1부싱부재와 대면배치되는 제2부싱부재
   를 포함하고,
   상기 제1부싱부재 및 제2부싱부재는,
   원기둥 형상으로 형성되어 그 상면의 가장자리가 소정의 각도와 깊이로 형성된 경사면을 포함하며,
   상기 제1부싱부재와 상기 제2부싱부재는 상기 경사면이 형성된 각각의 상면이 서로 대면 배치되는 것
   을 특징으로 하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 완충기구는 상기 차체와 연결되는 차체 결합부에 결합되고,
   상기 차체 결합부는,
   상기 완충기구의 일측이 관통되어 결합되는 결합홀;
   상기 결합홀의 일측에서 연장 형성되는 적어도 하나의 제1조임홀; 및
   상기 제1조임홀에 수직하게 형성되어 상기 제1조임홀의 크기 조절을 보조하는 제2조임홀
   을 포함하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1부싱부재 및 상기 제2부싱부재는 상기 차체와 연결되는 차체 결합부를 사이에 두고 대면배치되고,
   상기 제1부싱부재 및 상기 제2부싱부재는 각각 상기 차체 결합부와의 사이에 설치되며 상기 경사면에 대응되는 형상으로 형성되는 제1부싱 가이드 및 제2부싱 가이드
   를 포함하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1부싱 가이드 및 상기 제2부싱 가이드 중 적어도 어느 하나는,
   상기 차체 결합부와의 사이에 설치되어 상기 차체에 상하방향으로 가해지는 충격에 대응할 수 있는 보조완충기구
   를 포함하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1부싱 가이드 및 제2부싱 가이드 중 적어도 어느 하나는,
    상기 제1부싱 가이드 또는 제2부싱 가이드에 그 일측이 힌지결합되고 타측이 상기 보조완충기구와 연결되어, 상기 보조완충기구의 압축 또는 인장에 대응하여 동작하는 이동가이드부
    를 포함하는 인-휠모터 시스템의 현가장치.

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