KR102301166B1 - 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 주행시 노면 진동을 감쇄하기 위한 서스펜션 장치가 본체의 상부에 부상체가 자기에 의해 부상되도록 구성됨으로써 가볍고 컴팩트하여 주행거리 등 전기 차량의 성능 개선에 유리한 장점을 갖는 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은, 전력에 의해 구동되는 구동 모터에 의해 구동되는 구동 바퀴에 의해 노면을 주행하는 본체와, 상기 본체의 상부에 위치된 부상체와, 상기 부상체의 상하 운동을 가이드하기 위한 가이드체과, 서로 척력으로 밀치는 자력을 형성하도록 상기 본체와 부상체의 마주보는 위치 각각에 장착된 한 쌍의 부상 자석이 구비되어 구성된 자기 부상 서스펜션이 포함된 것을 특징으로 한다.

Description

자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량{ELECTRIC VEHICLE HAVING MAGNETIC LEVITATION SUSPENSION}
본 발명은 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 주행시 노면 진동을 감쇄하기 위한 서스펜션 장치가 본체의 상부에 부상체가 자기에 의해 부상되도록 구성됨으로써 가볍고 컴팩트하여 주행거리 등 전기 차량의 성능 개선에 유리한 장점을 갖는 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량에 관한 것이다.
최근에는 자동차 또는 차량의 배기가스로 인한 환경오염문제, 화석연료의 고갈 등에 기인하여 자동차 또는 차량의 동력원으로 구동모터를 이용하는 전기차량의 이용이 늘고 있다.
이러한 전기 차량 구동을 위한 동력원으로 구동모터를 이용하는 점을 제외하고는 조향 장치나 서스펜션 장치 등은 기존 엔진 구동 차량의 시스템과 거의 유사한 방식으로 이용되고 있는데, 일반적인 차량에 이용되는 서스펜션 장치는 차고(ride height; ground clearance)를 유지시키며 급격한 충격에 저항하는 스프링(spring), 그리고 상기 스프링 진동의 감쇠를 위한 충격 흡수기(shock absorber) 등으로 구성된다.
그런데, 일반적인 차량에 이용되는 서스펜션 장치는 상술한 바와 같이 스프링과 충격 흡수기 등이 이용되는 구조여서 구조가 복잡하고 비교적 넓은 장착공간을 필요로 하며, 중량이 무겁다.
전기 차량에서는 일정한 충전에 의한 충분한 차량의 주행거리를 확보하는 것이 필요한데 무게가 무거운 기존의 서스펜션 장치는 전기 차량의 성능에 부정적인 영향을 미친다.
또한, 최근 전기 차량은 퍼스널 모빌리티나 운반용 로봇 등과 같이 소형화되는 추세인데, 기존의 서스펜션 장치는 넓은 장착 공간을 차지하기 때문에 전기 차량의 소형화에 불리할 뿐만 아니라 복잡한 구조로 인하여 고장이 잦고 유지 보수가 어려운 단점을 갖는다.
한편 대한민국 공개특허 제10-2005-0009017호(2005.01.24, 전자기 효과를 이용한 차량용 서스펜션 및 차체 거동제어방법) 및 대한민국 등록특허 제10-1004511호(2010.12.21, 자기 서스펜션 시스템)에는 전통적인 서스펜션 장치와는 달리 자석의 자기를 이용하여 차량에 가해지는 충격을 완충시키는 자기력 이용 서스펜션에 관한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기의 자기력을 이용한 서스펜션은 기존의 전통적인 차량에 적합한 구조로 개발되어 전기 차량에 그대로 적용시키기 어려울 뿐만 아니라 적용에 의한 전기 차량의 성능을 향상시키는 데에는 한계가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0009017호(2005.01.24) : 전자기 효과를 이용한 차량용 서스펜션 및 차체 거동제어방법 대한민국 등록특허 제10-1004511호(2010.12.21) : 자기 서스펜션 시스템
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 주행시 노면 진동을 감쇄하기 위한 서스펜션 장치가 본체의 상부에 부상체가 자기에 의해 부상되도록 구성됨으로써 가볍고 컴팩트하여 주행거리 등 전기 차량의 성능 개선에 유리한 장점을 갖는 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은, 전력에 의해 구동되는 구동 모터에 의해 구동되는 구동 바퀴에 의해 노면을 주행하는 본체와, 상기 본체의 상부에 위치된 부상체와, 상기 부상체의 상하 운동을 가이드하기 위한 가이드체과, 서로 척력으로 밀치는 자력을 형성하도록 상기 본체와 부상체의 마주보는 위치 각각에 장착된 한 쌍의 부상 자석이 구비되어 구성된 자기 부상 서스펜션이 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은, 상기 부상 자석은 전력을 공급받아 활성화되는 전자석이고, 차량의 정차시 전자석으로의 전력 공급을 차단하고 차량의 주행시 전자석으로의 전력 공급을 이루어지도록 제어하는 제어부가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은, 상기 제어부는 상기 전자석에 의해 발생되는 척력의 크기를 조절하도록 상기 전자석으로 공급되는 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은, 상기 부상체에는 전력을 충전하여 상기 부상체에 장착된 전자석을 포함한 전기 장치에 전력을 공급하는 부상체 충전지와, 상기 부상체 충전지로의 충전을 제어하는 부상체 충전부가 구비되고, 상기 본체와 부상체가 서로 마주 보는 위치에는 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 송수신 수단이 구비되며, 상기 부상체 충전부는 무선 전력 송수신 수단을 통하여 상기 본체로부터 전력을 공급받아 상기 부상체 충전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은, 상기 본체에는 조향 구동 장치가 구비되고, 상기 부상체에는 상기 구동 모터 및 조향 구동 장치의 작동을 제어하는 조작부가 구비되며, 상기 조작부의 조작 신호는 상기 본체의 조향 구동 장치와 구동 모터로 무선으로 전송되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은 차량의 주행시 노면 진동을 감쇄하기 위한 서스펜션 장치가 본체의 상부에 부상체가 자기에 의해 부상되도록 구성됨으로써 가볍고 컴팩트하여 주행거리 등 전기 차량의 성능 개선에 유리한 장점을 갖는다.
특히, 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은 승용 및 상용, 군수용, 특수 전기 차량을 위한 전기 구동 플랫폼을 이용이 가능할 뿐만 아니라 무진동 운반이 필요한 물건의 운송차량 및 AGV(무인운반차)나 스포츠 및 레저용 모빌리티의 전기 구동 플랫폼으로의 활용이 가능한 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량을 개념적으로 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량의 구성을 도시한 블럭도
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량을 개념적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량의 구성을 도시한 블럭도이다.
본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은 주행시 노면 진동을 감쇄하기 위한 서스펜션 장치인 자기 부상 서스펜션(40)이 노면을 주행하는 본체(10)와 그 상부에 위치된 부상체(30) 사이에 개재되어 장착된 구조를 갖는다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은 본체(10), 부상체(20), 가이드체(30) 및 자기 부상 서스펜션(40)이 포함되어 구성된다.
상기 본체(10)는 차체를 구성하는 차대와 함께 주행을 위한 구동 바퀴(12) 및 구동 모터와 함께 조향구동장치(도면에 미도시) 등의 차량의 주행에 필요한 구성이 구비된 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 본체(10)에는 구동 바퀴(12)가 장착되어 그 구동 바퀴(12)는 전력에 의해 구동되는 구동 모터에 의해 구동된다.
상기 본체(10)에는 차량의 주행에 필요한 전력이 충전되는 본체 충전지(11)가 구비되는데, 무게 중심을 낮출 수 있도록 상기 본체 충전지(11)는 본체(11)의 저부에 장착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 본체(10)에는 외부로부터 전력을 공급받기 위한 전력 공급부와, 상기 전력 공급부를 통해 공급되는 전력을 충전하기 위한 본체 충전지(11)와, 상기 전력 공급부를 통해 공급되는 전력이나 상기 본체 충전지(11)에 충전된 전력을 무선으로 상기 부상체로 전송하기 위한 무선전력송수신수단과,
상기 가이드체(20)는 상기 부상체(30)의 상하 운동을 가이드하기 위한 구성이다. 상기 부상체(30)는 상기 가이드체(20)에 의해 지지되어 상기 본체(10)로부터 이탈되지 않으면서 상하 방향으로는 상기 본체(10)에 대하여 상대적인 이동이 가능하게 된다. 도면에는 상기 가이드체(20)가 본체(10)와 부상체(20)의 양측을 감싸도록 장착되어 부상체(20)가 가이드체(30)의 외부로 이탈되지 않으면서 상하 방향의 이동이 가이드되도록 구성된 실시예가 도시되어 있으며, 상기 가이드체(20)에 의해 본체(10)와 부상체(30)는 서로 분리되어 상하의 상대적인 이동은 가능하면서 동시에 주행은 일체로 이루어지게 된다.
상기 부상체(30)는 사람이 탑승하거나 물건이 적재되는 공간을 형성하기 위한 구성으로, 상기 부상체(30)는 상기 본체의 상부에 위치되어 상기 자기 부상 서스펜션(40)에 의해 지지된다. 차량의 주행으로 상기 본체(10)에 가해진 충격은 자력에 의해 부상되어 있는 부상체(30)에는 직접 전달되지 않고 완충되어 전달된다.
상기 자기 부상 서스펜션(40)은 상기 부상체(30)가 상기 본체(10)의 상부에서 부상되도록 하면서, 부상된 상태에서 본체(10)에 가해진 진동이 완충되어 상기 부상체(30)으로 전달되지 않도록 하기 위한 구성이다. 상기 자기 부상 서스펜션(40)은 서로 척력으로 밀치는 자력을 형성하도록 상기 본체(10)와 부상체(30)의 마주보는 위치 각각에 장착된 한 쌍의 부상 자석(41,42)이 구비되어 구성된다. 도면을 참조하면, 상기 본체(10)에는 본체측 자석(41)이 장착되고, 그 마주보는 위치에서 상기 부상체(30)에는 부상체측 자석(42)이 장착되어 그 사이에 발생된 척력에 의해 상기 부상체(30)이 상방으로 부상되게 된다.
한편, 상기 부상 자석(41,42)는 영구 자석으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 주행시에만 완충이 이루어지도록 부상체(30)의 부상이 이루어지고, 정차시에는 부상체(30)가 부상되지 않고 본체(10)에 안착되도록 자력을 변경하거나 제어할 수 있는 전자석으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 부상 자석(41,42)을 전력을 공급받아 활성화되는 전자석으로 구성하는 경우 부상체측 제어부 및 본체측 제어부에 의해 차량의 정차시에는 전자석으로의 전력 공급을 차단하고 차량의 주행시 전자석으로의 전력 공급을 이루어지도록 제어가 이루어지게 된다. 또한 상기 부상체(30)에 구비된 부상체측 제어부 및 본체(10)에 구비된 본체측 제어부는 상기 전자석에 의해 발생되는 척력의 크기를 조절하도록 상기 전자석으로 공급되는 전력을 제어하게 되는데, 그에 따라 부상체(30)의 높이를 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 부상체(30)에 구비된 전자석뿐만 아니라 기타 전력을 공급받아 작동되는 기기에 전력의 공급이 필요로 한데, 이 전력은 상기 본체(10)로부터 유선에 의해 직접 공급받도록 구성될 수 있으나, 부상체(30)가 본체(10)의 상부에 부상된 상태로 상하로 이동되기 때문에 부상체(30)에 별도의 전력 공급을 위한 구성이 마련되는 것이 바람직하다. 이를 위해서 상기 부상체(30)에는 전력을 충전하여 상기 부상체에 장착된 부상체측 전자석을 포함한 기타 전기 장치에 전력을 공급하는 부상체 충전지와, 상기 부상체 충전지로의 충전을 제어하는 부상체 충전부 및 상기 본체에 구비된 무선 전력 송수신 수단과 서로 마주 보는 위치에 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 송수신 수단이 구비된다.
상기 부상체 충전부는 무선 전력 송수신 수단을 통하여 상기 본체의 무선 전력 송수신 수단으로부터 전달된 전력을 공급받아 상기 부상체 충전지의 충전을 제어하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 본체(10)에는 구동 모터나 조향 구동 장치와 같이 차량의 주행에 필요한 장치가 장착되는데, 이러한 본체(10)에 구비된 장치의 제어는 차량에 탑승한 탑승자나 차량의 외부에서 차량의 주행을 조작하는 조작자에 의해 이루어진다. 따라서, 차량의 주행을 위해 본체(10)에 구비된 장치의 제어를 위한 신호나 명령 및 조작 동작을 수행하는 조작부는 부상체(30)에 구비되거나 외부 조작 장치에 구비된다. 이러한 조작부에 의해 입력된 신호나 명령은 상기 본체(10)에 구비된 장치로 전송되어야 하는데, 상술한 바와 같이 부상체(20)은 본체(10)의 상부에 부상된 상태이기 때문에 본 발명은 상기 조작부에 의해 입력된 신호나 명령이 무선으로 상기 본체(10)에 구비된 장치로 전송되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
10 본체
11 본체 충전지
12 구동 바퀴
20 가이드체
30 부상체
40 자기 부상 서스펜션
41 본체측 자석
42 부상체측 자석

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 전력에 의해 구동되는 구동 모터에 의해 구동되는 구동 바퀴에 의해 노면을 주행하는 본체와, 상기 본체의 상부에 위치된 부상체와, 상기 부상체의 상하 운동을 가이드하기 위한 가이드체와, 서로 척력으로 밀치는 자력을 형성하도록 상기 본체와 부상체의 마주보는 위치 각각에 장착된 한 쌍의 부상 자석이 구비되어 구성된 자기 부상 서스펜션이 포함되되,
    상기 부상 자석은 전력을 공급받아 활성화되는 전자석이고,
    차량의 정차시 전자석으로의 전력 공급을 차단하고 차량의 주행시 전자석으로의 전력 공급을 이루어지도록 제어하는 제어부가 더 포함되며,
    상기 부상체에는 전력을 충전하여 상기 부상체에 장착된 전자석을 포함한 전기 장치에 전력을 공급하는 부상체 충전지와, 상기 부상체 충전지로의 충전을 제어하는 부상체 충전부가 구비되고,
    상기 본체와 부상체가 서로 마주 보는 위치에는 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 송수신 수단이 구비되며,
    상기 부상체 충전부는 무선 전력 송수신 수단을 통하여 상기 본체로부터 전력을 공급받아 상기 부상체 충전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전자석에 의해 발생되는 척력의 크기를 조절하도록 상기 전자석으로 공급되는 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량.
  4. 삭제
  5. 제2항 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 본체에는 조향 구동 장치가 구비되고,
    상기 부상체에는 상기 구동 모터 및 조향 구동 장치의 작동을 제어하는 조작부가 구비되며,
    상기 조작부의 조작 신호는 상기 본체의 조향 구동 장치와 구동 모터로 무선으로 전송되는 것을 특징으로 하는 자기 부상 서스펜션이 구비된 전기 차량.
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