KR102355384B1 - 서스펜션 시스템 및 조향 능력 - Google Patents

Abstract

일부 실시형태는 서스펜션 유닛을 제공할 수 있고, 이 서스펜션 유닛은 종방향 축선을 갖는 레일, 이 레일에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 부재, 및 움직임을 감쇠시키고 또한 레일의 종방향 축선을 따라 힘을 지지하도록 되어 있는 충격 흡수 및 되튐 수단을 포함하고, 레일 및 슬라이딩 부재는, 레일의 종방향 축선 주위로 일어나는 레일에 대한 슬라이딩 부재의 회전 운동을 방지하는 횡단면 프로파일을 가지도록 성형되어 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛은 적어도 하나의 조향 유닛을 더 포함하는 차륜내 시스템의 일부분일 수 있다.

Description

서스펜션 시스템 및 조향 능력

본 발명은 서스펜션 시스템, 특히, 슬라이딩 부재를 갖는 서스펜션 시스템에 관한 것이다.

초기의 차량, 예컨대, 20세기 초기의 차량은 "슬라이딩 필라(pillar)" 또는 "슬라이딩 축" 형의 서스펜션 시스템을 포함한다. 이들 서스펜션 시스템은 전형적으로 원형 슬라이더 상에서 슬라이딩하도록 되어 있는 감쇠기 유닛을 포함하고, 이 감쇠기 유닛은 그의 슬라이딩을 가능하게 하기 위해 마찰 부싱(들)을 이용하였다. 이들 차량에서, 조향 축선(예컨대, 차륜이 차량을 조향시키기 위해 돌 수 있는 축선)은 전형적으로 감쇠기 유닛의 축선과 정렬되었다.

본 발명의 일부 실시형태는 슬라이딩 필라(pillar) 서스펜션 유닛을 제공할 수 있으며, 이 서스펜션 유닛은 종방향 축선을 갖는 레일; 레일에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 부재; 및 움직임을 감쇠시키고 또한 레일의 종방향 축선을 따라 힘을 지지하도록 되어 있는 충격 흡수 및 되튐(springing) 수단을 포함하고, 레일 및 슬라이딩 부재는, 레일의 종방향 축선 주위로 일어나는 레일에 대한 슬라이딩 부재의 회전 운동을 방지하는 횡단면 프로파일을 가지도록 성형되어 있다.

일부 실시형태에서, 레일 및 슬라이딩 부재의 횡단면 프로파일의 적어도 일부분은 다각형이다.

일부 실시형태에서, 레일 및 슬라이딩 부재의 횡단면 프로파일의 적어도 일부분은 그의 종방향 축선에 대해 비대칭적이다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛은 슬라이딩 부재의 내측 측방 표면 중의 적어도 일부에 있는 공동부 내부에 배치되는 롤러 베어링을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛은 공동부 안으로 나사 결합되도록 되어 있는 베어링 조절 핀을 포함할 수 있고, 베어링 조절 핀의 형상 및 베어링 조절 핀이 공동부 안으로 나사 결합되는 정도는, 공동부 내에서의 롤러 베어링의 위치와 정렬 중의 적어도 하나를 결정한다.

일부 실시형태에서, 충격 흡수 및 되튐 수단은 스프링 장착 충격 흡수기를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 스프링 장착 충격 흡수기는 레일 내부에 배치된다.

일부 실시형태에서, 레일의 하나 이상의 측방 표면에 있는 대응하는 하나 이상의 슬롯 내부에서 슬라이딩하도록 되어 있는 하나 이상의 핀을 사용하여 스프링 장착 충격 흡수기는 그의 제1 단부에서 레일에 연결되고 그리고 그의 제2 단부에서는 슬라이딩 부재에 연결된다.

일부 실시형태에서, 하나 이상의 슬롯은 하나 이상의 가요성 슬리브로 시일링된다.

일부 실시형태에서, 충격 흡수 및 되튐 수단은 슬라이딩 부재와 레일 사이에서 발생 가능한 자기력으로 인한 것이다.

일부 실시형태에서, 레일은 차량의 차륜에 연결되도록 되어 있으며 슬라이딩 부재는 차량의 기준 프레임에 연결되도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 레일은 차량의 기준 프레임에 연결되도록 되어 있고 슬라이딩 부재는 차량의 차륜에 연결되도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 레일의 종방향 축선은 만곡되어 있고 슬라이딩 부재는 만곡된 종방향 축선을 따라 레일 상에서 슬라이딩하도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 차륜이 서스펜션 유닛에 조립될 때 레일과 슬라이딩 부재 중 적어도 하나의 적어도 일부분은 차륜의 테두리 내부에 배치되도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 차륜이 서스펜션 유닛에 조립될 때 레일과 슬라이딩 부재는 차륜의 테두리의 외부에서 그에 인접하여 배치되도록 되어 있다.

본 발명의 일부 실시형태는 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템을 제공할 수 있으며, 이 시스템은 차량의 차륜을 회전 가능하게 지지하도록 되어 있는 차륜 인터페이스; 종방향 축선을 갖는 레일, 레일에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 부재, 및 움직임을 감쇠시키고 또한 레일의 종방향 축선을 따라 힘을 지지하도록 되어 있는 충격 흡수 및 되튐 수단을 포함하는 서스펜션 유닛(레일 및 슬라이딩 부재는, 레일의 종방향 축선 주위로 일어나는 레일에 대한 슬라이딩 부재의 회전 운동을 방지하는 횡단면 프로파일을 가지도록 성형되어 있음); 및 서스펜션 유닛과 차륜 인터페이스 사이에 배치되고 조향 축선 주위로 차륜 인터페이스를 조향하도록 되어 있는 조향 유닛을 포함하고, 조향 축선은 차륜 인터페이스 쪽으로 레일의 종방향 축선으로부터 오프셋되어 있다.

일부 실시형태에서, 차륜이 시스템에 조립될 때 조향 유닛의 적어도 일부분은 차륜의 테두리 내부에 배치되도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 조향 유닛은 서스펜션 유닛 및 차륜 인터페이스에 연결되는 2개의 피봇팅 부재를 포함하고, 피봇팅 부재는 조향 축선을 규정하며 또한 서스펜션 유닛에 대한 조향 축선 주위로의 차륜 인터페이스의 회전을 가능하게 하도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 피봇팅 부재는 서스펜션 유닛의 레일에 연결된다.

일부 실시형태에서, 피봇팅 부재는 서스펜션 유닛의 슬라이딩 부재에 연결된다.

일부 실시형태에서, 조향 유닛은, 피봇팅 부재 중의 적어도 하나에 연결되며 조향 기구에 연결되도록 되어 있는 조향 기구 인터페이스를 포함하며, 조향 기구 인터페이스는 피봇팅 부재 및 그에 연결되어 있는 차륜 인터페이스를 서스펜션 유닛에 대해 그리고 조향 축선 주위로 돌리도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 시스템은 조향 기구를 포함할 수 있고, 이 조향 기구는, 서스펜션 유닛의 스프링상 질량(sprung mass)에 연결되며 회전 운동을 발생시키도록 되어 있는 조향 모터; 제1 기어 어셈블리를 사용하여 조향 모터에 연결되는 조향 로드(제1 기어 어셈블리는 조향 모터로부터의 회전 운동을 조향 로드에 전달하도록 구성됨); 및 피봇팅 부재에 연결되어 있는 차륜 인터페이스를 서스펜션 유닛에 대해 조향 축선 주위로 돌리기 위해 조향 로드로부터의 회전 운동을 피봇팅 부재 중 적어도 하나의 기어에 전달하도록 되어 있는 제2 기어 어셈블리를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 로드 및 제1 기어 어셈블리는, 아직 조향 모터에 의해 발생되는 회전 운동을 조향 로드에 전달하면서, 슬라이딩 부재가 레일 상에서 슬라이딩할 때 조향 로드 상에서의 제1 기어 어셈블리의 슬라이딩을 가능하게 하도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 제2 기어 어셈블리는 웜 기어를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 로드는 종방향 축선에 평행하다.

일부 실시형태에서, 조향 로드는 신축 자재하다(telescopic).

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛의 스프링상 질량은 그의 레일이다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛의 스프링상 질량은 그의 슬라이딩 부재이다.

일부 실시형태에서, 조향 유닛은, 서스펜션 유닛 및 차륜 인터페이스에 연결되는 프레임레스(frameless) 모터를 포함하고, 프레임레스 모터는 차륜 인터페이스를 서스펜션 유닛에 대해 조향 축선 주위로 회전시키도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 프레임레스 모터는 서스펜션 유닛과 차륜 인터페이스에 연결되는 고정자; 및 고정자를 회전시키도록 되어 있는 회전자를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 회전자의 회전 축선은 조향 축선과 일치한다.

일부 실시형태에서, 프레임레스 모터는 서스펜션 유닛의 레일에 연결된다.

일부 실시형태에서, 프레임레스 모터는 서스펜션 유닛의 슬라이딩 부재에 연결된다.

일부 실시형태에서, 조향 유닛은 적어도 한 쌍의 아암을 포함하고, 각 쌍은, 제1 단부에서 차륜 인터페이스에 피봇식으로 연결되고 또한 제2 단부에서는 서스펜션 유닛에 피봇식으로 연결되는 제1 아암과 제2 아암을 포함한다.

일부 실시형태에서, 제1 아암과 제2 아암은 서스펜션 유닛의 레일에 피봇식으로 연결된다.

일부 실시형태에서, 제1 아암과 제2 아암은 서스펜션 유닛의 슬라이딩 부재에 피봇식으로 연결된다.

일부 실시형태에서, 제1 아암과 제2 아암은 서로 가로질러 세팅되며 또한 그들 사이의 가상 교차부에서 동적 조향 축선을 규정하고, 그래서, 차륜 인터페이스가 서스펜션 유닛에 대한 그의 조향 각도를 변경할 때 동적 조향 축선이 서스펜션 유닛에 대해 움직일 수 있다.

일부 실시형태에서, 시스템은 차륜내 시스템은 제동 유닛을 포함하고, 제동 유닛은 차륜 인터페이스에 연결되는 브레이크 액츄에이터를 포함한다.

일부 실시형태에서, 제동 유닛은 브레이크 액츄에이터와 유체 연통하는 브레이크 유체 저장부를 포함하고, 브레이크 유체 저장부는 서스펜션 유닛의 슬라이딩 부재에 연결된다.

일부 실시형태에서, 제동 유닛은 브레이크-바이-와이어(brake-by-wire) 유닛이다.

일부 실시형태에서, 제동 유닛은 브레이크 액츄에이터로 차륜 인터페이스의 제동을 제어하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 시스템은 트랙션(traction) 유닛을 포함하고, 이 트랙션 유닛은 트랙션 모터; 및 트랙션 모터로부터의 회전을 차륜 인터페이스에 의해 회전 가능하게 지지되는 차륜 허브에 전달하도록 되어 있는 축을 포함한다.

일부 실시형태에서, 트랙션 모터는 서스펜션 유닛에 연결된다.

일부 실시형태에서, 트랙션 모터는 차륜 인터페이스에 연결된다.

일부 실시형태에서, 레일과 슬라이딩 부재의 횡단면 프로파일의 적어도 일부분은 다각형 및 그의 종방향 축선에 대한 비대칭형 중의 적어도 하나이다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛은 슬라이딩 부재의 내측 측방 표면 중의 적어도 일부에 있는 공동부 내부에 배치되는 롤러 베어링; 및 공동부 안으로 나사 결합되도록 되어 있는 베어링 조절 핀을 포함하고, 베어링 조절 핀의 형상 및 베어링 조절 핀이 공동부 안으로 나사 결합되는 정도는, 공동부 내에서의 롤러 베어링의 위치와 정렬 중의 적어도 하나를 결정한다.

일부 실시형태에서, 충격 흡수 및 되튐 수단은 레일 내부에 배치되는 스프링 장착 충격 흡수기를 포함하고, 레일의 하나 이상의 측방 표면에 있는 대응하는 하나 이상의 슬롯 내부에서 슬라이딩하도록 되어 있는 하나 이상의 핀을 사용하여 스프링 장착 충격 흡수기는 그의 제1 단부에서 레일에 연결되고 그리고 그의 제2 단부에서는 슬라이딩 부재에 연결된다.

일부 실시형태에서, 레일의 종방향 축선은 만곡되어 있고 슬라이딩 부재는 만곡된 종방향 축선을 따라 레일 상에서 슬라이딩하도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 차륜이 서스펜션 유닛에 조립될 때 레일과 슬라이딩 부재 중 적어도 하나의 적어도 일부분은 차륜의 테두리 내부에 배치되도록 되어 있다.

일부 실시형태에서, 차륜이 서스펜션 유닛에 조립될 때 레일과 슬라이딩 부재는 차륜의 테두리의 외부에서 그에 인접하여 배치되도록 되어 있다.

본 발명의 이들, 추가 및/또는 기타 양태 및/또는 이점은 이하의 상세한 설명에 나타나 있고, 혹시, 그 상세한 설명으로부터 추론 가능하며 그리고/또는 본 발명의 실시로 배울 수 있다.

본 발명의 실시형태에 대한 더 나은 이해를 위해 또한 그 실시형태가 어떻게 실시될 수 있는지를 보여주기 위해, 이제 첨부 도면을 순수히 예로서 참조할 것이며, 그 도면에서 유사한 번호는 전체에 걸쳐 대응하는 요소 또는 부분을 나타낸다.
도 1a, 1b 및 1c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 서스펜션 유닛의 실시형태 및 이 서스펜션 유닛에 조립되는 차륜을 개략적으로 도시한다.
도 2a, 2b, 2c 및 2d는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 서스펜션 유닛의 실시형태를 개략적으로 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내(in-wheel) 시스템의 실시형태를 개략적으로 도시한다.
도 3b 및 3c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템의 실시형태 및 차륜내 시스템에 조립되는 차륜을 개략적으로 도시한다.
도 3d는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 트랙션(traction) 능력을 갖는 차륜내 시스템의 실시형태를 개략적으로 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템의 실시형태를 개략적으로 도시한다.
도 4b, 4c, 4d 및 4e는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템을 위한 서스펜션 유닛을 개략적으로 도시한다.
도 4f, 4g, 및 4h는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템을 위한 조향 유닛을 개략적으로 도시한다.
도 4i, 4j, 4k, 4l 및 4m은 본 발명에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템을 위한 조향 기구를 개략적으로 도시한다.
도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 및 5f는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템 및 차륜내 시스템에 조립되는 차륜을 개략적으로 도시한다.
도 6a, 6b 및 6c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템의 실시형태 및 차륜내 시스템에 조립되는 차륜을 개략적으로 도시한다.
도 7a, 7b 및 7c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템의 실시형태 및 차륜내 시스템에 조립되는 차륜을 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템의 실시형태 및 차륜내 시스템에 조립되는 차륜을 개략적으로 도시한다.
예시의 간단 명료화를 위해, 도면에 나타낸 요소는 반드시 축척에 맞는 비율로 그려진 것이 아님을 이해할 것이다. 예를 들어, 요소들 중 일부의 치수는 명료화를 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있다. 또한, 적절하다고 볼 경우, 도면들 간에 참조 번호가 반복되어 대응하거나 유사한 요소를 나타낼 수 있다.

이하의 설명에서, 본 발명의 다양한 양태가 설명된다. 설명의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 구성 및 세부 사항이 제시된다. 그러나 본 발명이 본 명세서에 제시된 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있음은 당업자에게 또한 명백할 것이다. 또한, 잘 알려진 특징은 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 생략되거나 단순화될 수 있다. 도면을 구체적으로 참조하면, 나타나 있는 세부 사항은 단지 예로서 그리고 본 발명의 예시적인 논의의 목적만을 위한 것이며 본 발명의 원리 및 개념적 측면의 가장 유용하고 쉽게 이해되는 설명으로 여겨지는 것을 제공하기 위해 제시된다는 점을 강조한다. 이와 관련하여, 본 발명의 근본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 본 발명의 구조적 세부 사항을 보여주려는 시도는 행해지지 않으며, 도면과 함께 취해진 설명은 어떻게 본 발명의 여러 형태가 실제로 구현될 수 있는지를 당업자에게 분명히 한다.

본 발명의 적어도 하나의 실시형태를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 그 적용에 있어 다음의 설명에 제시되거나 도면에 도시된 구성 요소의 구성 및 배열의 세부 사항으로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은, 개시된 실시형태들의 조합뿐만 아니라 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있는 다른 실시형태들에 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것으로, 제한하는 것으로 간주되어서는 안됨을 이해해야 한다.

본 발명의 일부 실시형태는 차량의 차륜을 위한 서스펜션 시스템을 제공할 수 있다. 이 서스펜션 시스템은 서스펜션 유닛을 포함할 수 있다. 예컨대, 서스펜션 유닛은 슬라이딩 필라 서스펜션 유닛일 수 있다. 서스펜션 유닛은 종방향 레일에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 부재를 포함할 수 있다. 종방향 레일 및/또는 슬라이딩 부재는 서스펜션 유닛의 종방향 축선 주위로 일어나는 슬라이딩 부재의 회전 운동을 방지하도록 성형될 수 있다.

서스펜션 유닛은 차량의 기준 프레임(예컨대, 섀시(chassis))에 연결되도록 되어 있을 수 있고, 예컨대 도로에 있는 융기부 또는 깊은 구멍으로 인한 충격 및/또는 움직임을 감쇠시키고 흡수하며 그리고/또는 서스펜션 유닛의 종방향 축선을 따라(또는 실질적으로 종방향 축선을 따라) 차량의 중량을 지지하도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛의 적어도 일부분은 차륜의 테두리 내부에 위치되도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛의 종방향 축선은 만곡될 수 있다. 이는, 예컨대, 차륜의 곡선 운동을 가능하게 한다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 시스템은 차륜 인터페이스 및 차륜 허브를 포함할 수 있다. 차륜 인터페이스는 차륜 허브를 회전 가능하게 지지하도록 되어 있을 수 있고 또한 서스펜션 유닛에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태는 차륜내 시스템을 제공할 수 있다. 이 차륜내 시스템은 서스펜션 유닛(예컨대, 여기서 설명되는 슬라이딩 필라 서스펜션 유닛) 및 조향 유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 유닛은 서스펜션 유닛에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 유닛은 서스펜션 유닛에서 분리될 수 있다. 조향 유닛의 다양한 실시형태가 사용될 수 있다. 조향 유닛의 일부 예를 아래에서 설명한다.

이제 도 1a, 1b 및 1c를 참조하며, 이들 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 서스펜션 시스템(100)의 실시형태 및 이 서스펜션 시스템(100)에 조립되는 차륜(90)을 개략적으로 도시한다.

도 1a는 서스펜션 시스템(100)의 개략적인 상면도를 나타낸다. 도 1b는 서스펜션 시스템(100)의 개략적인 측면도를 나타낸다. 도 1c는 서스펜션 시스템(100)의 개략적인 종단면도를 나타낸다.

서스펜션 시스템(100)은 서스펜션 유닛(110)을 포함할 수 있다. 서스펜션 유닛(110)은 차량의 기준 프레임(80) 및 차륜(90)에 연결되도록 될 수 있다. 기준 프레임(80)은 예컨대 차량의 섀시일 수 있다. 서스펜션 유닛(110)은 예컨대 도로에 있는 융기부 또는 깊은 구멍으로 인한 충격과 움직임을 감쇠시키고 흡수하도록 되어 있을 수 있다. 서스펜션 유닛(110)은 또한 그에 가해지는 횡방향 힘(예컨대, 차량의 종방향 및/또는 측면 방향의 힘)을 견디도록 되어 있을 수 있다. 서스펜션 유닛(110)은 또한 그의 종방향 축선(111)을 따라(또는 실질적으로 종방향 축선(111)을 따라) 차량의 중량을 지지하도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 종방향 축선(111)이 차량의 수직 축선에 평행하거나 또는 실질적으로 평행함).

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)은, 차륜이 돌 수 있는 지면/도로에 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록)(예컨대, 종방향 축선(111)이 차량의 수직 축선에 평행하거나 실질적으로 평행하도록) 서스펜션 유닛(110)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)은, 서스펜션 시스템(100)의 차륜 허브(104)가 회전할 수 있는 차륜 허브 회전 축선(104a)에 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 서스펜션 유닛(110)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

서스펜션 유닛(110)은 슬라이딩 부재(112)와 레일(114)을 포함할 수 있다. 레일(114)의 종방향 축선은 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111)과 일치할 수 있다. 일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(112)는 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있고 레일(114)은 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 레일(114)은 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있으며 또한 슬라이딩 부재(112)는 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 슬라이딩 부재(112)는 레일(114) 상에서 슬라이딩하도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 시스템(100)은 차륜 인터페이스(102) 및 차륜 허브(104)를 포함할 수 있다. 차륜 인터페이스(102)는 차륜 허브(104)를 회전 가능하게 지지하고 또한 차륜 허브 회전 축선(104a) 주위로의 차륜 허브(104)의 회전을 가능하게 하도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜 허브 회전 축선(104a)은 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111)에 수직(또는 실질적으로 수직)일 수 있다. 다양한 실시형태에서, 레일(114)은 차륜 인터페이스(102)에 연결될 수 있다(예컨대, 도 1a, 1b 및 1c에 나타나 있는 바와 같은 하나 이상의 커넥터(103)를 사용하여). 다양한 실시형태에서, 슬라이딩 부재(112) 또는 레일(114)은 차륜 인터페이스(102)에 연결될 수 있다. 차륜(90)(예컨대, 스프링하 질량(un-sprung mass)임)에 대한 레일(114)의 연결 및 차량의 기준 프레임(80)(예컨대, 스프링상 질량(sprung mass)임)에 대한 슬라이딩 부재(112)의 연결은 레일(114)을 따른 슬라이딩 부재(112)의 이동을 최대화할 수 있다. 예컨대, 도 1a 및 1b의 실시형태에서, 슬라이딩 부재(112)는 잠재적으로 레일(114)의 전체 길이를 따라 슬라이딩할 수 있다. 이렇게 해서, 서스펜션 유닛(110)은, 예컨대, 차량의 기준 프레임(80)에 전달되는 힘을 최소화할 수 있고 또한 차량 내의 탑승자의 편안함을 최대화할 수 있다.

레일(114) 및/또는 슬라이딩 부재(112)는 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111) 주위로의 슬라이딩 부재(112)의 회전 운동을 방지하도록 성형될 수 있다. 예컨대, 레일(114)과 슬라이딩 부재(112)의 횡단면 프로파일은 대체적인 다각형 형상(예컨대, 정사각형, 육각형, 오각형 등)을 가질 수 있다. 슬라이딩 요소(112)와 레일(114)의 횡단면 프로파일의 형상은, 예컨대, 서스펜션 유닛(110)에 가해질 것으로 예상되는 힘의 특정된 체제를 견디도록 선택될 수 있다.

일부 실시형태에서, 레일(114)과 슬라이딩 부재(112) 중 적어도 하나의 횡단면 프로파일은 대체적인 비스듬한 형상을 가질 수 있다. 이는, 예컨대, 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111) 주위로의 슬라이딩 부재(112)의 회전 운동을 방지할 수 있다.

다양한 실시형태에서, 슬라이딩 부재(112)와 대향하는 레일(114)의 외측 표면 중의 하나 이상에 그리고/또는 레일(114)과 대향하는 슬라이딩 부재(112)의 내측 표면 중의 하나 이상에 하나 이상의 돌출 표면이 성형되거나 추가될 수 있다. 이는, 예컨대, 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111) 주위로의 슬라이딩 부재(112)의 회전 운동을 방지할 수 있다.

서스펜션 유닛(110)은 충격 흡수 수단(116) 및 되튐(springing) 수단(118)(예컨대, 도 1c에 나타나 있는 바와 같은)을 포함할 수 있다. 충격 흡수 수단(16)은, 예컨대, 신축 자재형(telescopic) 충격 흡수기(예컨대, 감쇠기(damper))를 포함할 수 있다. 되튐 수단(118)은, 예컨대, 스프링을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 충격 흡수 수단(116) 및 되튐 수단(118)은 레일(114)(예컨대, 도 1c에 나타나 있는 바와 같은) 내부에 장착될 수 있다. 충격 흡수 수단(116)은, 레일(114) 상에서의 슬라이딩 부재(112)의 슬라이딩을 가능하게 하면서 슬라이딩 부재(112)와 레일(114)에 연결될 수 있다. 충격 흡수 수단(116)은, 예컨대, 레일(114)에 대한 슬라이딩 부재(112)의 상대 운동을 감쇠 수단에서 감쇠되고 그리고/또는 흡수/소산되는 에너지로 변환시킴으로써, 예컨대 도로에 있는 융기부 또는 깊은 구멍으로 인한 충격과 움직임을 감쇠시키고 흡수하도록 되어 있을 수 있다.

되튐 수단(118)은, 예컨대, 되튐 수단(118)의 길이를 변화시키고 또한 슬라이딩 부재(112)와 레일(114) 사이에 지지력(예컨대, 예압력(preload force))을 도입하여, 서스펜션 유닛(110)의 종방향 축선(111)을 따라(또는 실질적으로 종방향 축선(111)을 따라) 차량의 중량을 지지하도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 충격 흡수 및 되튐은 서스펜션 유닛(110)의 슬라이딩 부재(112)와 레일(114) 사이에 발생 가능한 자기력으로 인한 것일 수 있다. 그 자기력은 서스펜션 유닛(110)의 작동 프로파일(예컨대, 선형 운동에 대한 저항, 감쇠율, 예압 등)을 규정하도록 설정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)은 전기 발생 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 전기 발생 회로는, 슬라이딩 부재(112)와 레일(114) 사이의 상호 작용으로 유도되는 진동을 흡수하여 전류를 발생시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 전기 발생 회로는 배터리에 전기적으로 연결될 수 있고 그 배터리를 충전하기 위해 사용된다. 일부 실시형태에서, 배터리는 서스펜션 시스템(110)에 통합될 수 있다.

일부 실시형태에서, 레일(114)은 적어도 부분적으로 만곡되어 있을 수 있고, 만곡된 종방향 축선(111)을 구성할 수 있다. 만곡된 종방향 축선(111)은, 예컨대, 아치형 수직 이동을 갖는 차륜(90)의 동적 거동을 가능하게 할 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)은 차량의 차륜(90)의 테두리(92)의 외부에서 그에 인접하여 위치되도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 도 1a 및 1b에 나타나 있는 바와 같이). 다른 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)의 적어도 일부분은 차륜(90)의 테두리(92) 내부에 위치될 수 있다. 일반적으로, 서스펜션 유닛(110)이 차륜(90)의 테두리(92)로부터 돌출할 수 있는 돌출 거리는 충격 흡수 수단(116) 및 되튐 수단(118)의 치수(예컨대, 길이, 직경)에 의해 결정될 수 있고, 다시 그 치수는 서스펜션 유닛(110)의 용례에 의해 결정될 수 있다. 다른 예에서, 서스펜션 유닛(110)이 차륜(90)의 테두리(92)로부터 돌출할 수 있는 돌출 거리는 차륜(90)을 조향하도록 되어 있는 조향 유닛의 크기와 위치에 의해 결정될 수 있다(예컨대, 아래에서 설명하는 바와 같이). 예컨대, 돌출 거리는 테두리(92)의 직경의 25% 이하일 수 있다.

서스펜션 유닛(110)은, 예컨대 도 1c에 나타나 있는 바와 같은 스프링 장착 신축 자재형 감쇠기에 추가로 또는 그 대신에, 다른 요소를 또한 포함할 수 있음을 유의해야 한다. 예컨대, 서스펜션 유닛(110)은 공압 스프링, 회전 감쇠기 등을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 기준 프레임(80)과 차륜 허브(104)/차륜 인터페이스(102) 사이의 최대 거리는 차륜 허브(104)/차륜 인터페이스(102)의 실질적으로 수직인 최대 선형 운동 보다 작을 수 있다. 예컨대, 기준 프레임(80)과 차륜 허브(104)/차륜 인터페이스(102) 사이의 거리는, 차륜 허브(104)/차륜 인터페이스(102)의 실질적으로 수직인 최대 선형 운동의 70% 보다 작을 수 있다(예컨대, 70%, 30% 등 보다 작을 수 있음).

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)의 실질적으로 수직인 최대 길이는 기준 프레임(80)과 차륜 허브(104)/차륜 인터페이스(102) 사이의 최대 거리 보다 작을 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)의 실질적으로 수직인 최대 길이는 차륜의 테두리의 직경 보다 작을 수 있다.

그의 치수는 더 크거나 더 작을 수 있고 또한 테두리의 치수 및/또는 차륜 허브(104)/차륜 인터페이스(102)의 실질적으로 수직인 선형 운동의 요구되는 범위에 달려 있을 수 있음을 유의해야 한다.

이제 도 2a, 2b, 2c 및 2d를 참조하며, 이들 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 서스펜션 유닛(210)의 실시형태를 개략적으로 도시한다.

도 2a, 2b 및 2d는 서스펜션 유닛(210)의 서로 다른 사시도를 나타내고 도 2c는 서스펜션 유닛(210)의 종방향 단면도를 나타낸다. 서스펜션 유닛(210)은 도 1a, 1b 및 1c에 대해 전술한 서스펜션 유닛(110)과 유사하다.

일부 실시형태에 따르면, 서스펜션 유닛(210)은 슬라이딩 부재(212)와 레일(214)을 포함할 수 있다. 예컨대, 슬라이딩 부재(212)와 레일(214)은, 도 1a 및 1b에 대해 전술한 슬라이딩 부재(112) 및 레일(114)과 같은 것일 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)은, 서스펜션 유닛(210)의 종방향 축선(211)이 지면/도로에 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 레일(214)의 종방향 축선은 서스펜션 유닛(210)의 종방향 축선(211)과 일치할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(110)은, 차륜(90)이 서스펜션 유닛(210)에 조립될 때 회전할 수 있는 차륜 회전 평면에 서스펜션 유닛(210)의 종방향 축선(211)이 평행하도록(또는 실질적으로 평행하도록) 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 예컨대, 차륜 회전 평면은 서스펜션 시스템의 차륜 인터페이스에 의해 규정될 수 있다.

서스펜션 유닛(210)은 서스펜션 유닛(210)에 가해질 것으로 예상되는 힘의 특정된 체제를 견디도록 되어 있을 수 있다. 이러한 힘은, 예컨대, 횡방향 힘, 예컨대, 서스펜션 유닛(210)의 종방향 축선(211)에 수직인 방향의 힘일 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)의 슬라이딩 요소(212) 및 레일(214)의 횡단면 프로파일의 형상은 힘의 특정된 체제를 견디도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 슬라이딩 요소(212) 및 레일(214)의 횡단면 프로파일은 다각형일 수 있다. 슬라이딩 요소(212) 및 레일(214)의 횡단면 프로파일의 형상은, 예컨대, 서스펜션 시스템(200)/서스펜션 유닛(210)에 가해질 것으로 예상되는 힘의 특정된 체제를 견디도록 선택될 수 있다.

예컨대, 슬라이딩 요소(212)와 레일(214)은, 레일(214)을 따른 슬라이딩 요소(212)의 자유로운 슬라이딩을 가능하게 하면서, 서스펜션 유닛(210)(예컨대, 도 2a 및 2b에 나타나 있는 바와 같은)의 종방향 축선(211)에 수직인 다양한 방향으로부터의 힘 또는 서스펜션 유닛(210)의 종방향 축선 주위로 작용하는 회전력을 견디기 위해 육각형 또는 오각형의 횡단면 프로파일을 가질 수 있다.

다른 예에서, 슬라이딩 요소(212)와 레일(214)은, 종방향 축선(211)에 수직인 주 방향으로부터의(예컨대, 차량의 전후 방향 및 측면 방향에서 가해지는) 힘을견디기 위해 정사각형의 횡단면 프로파일을 가질 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 요소(212)와 레일(214)의 횡단면 프로파일의 형상은, 미리 결정된 사양에 따라, 종방향 축선(211)에 수직인 다양한 방향으로부터의 힘을 견디기 위해 서스펜션 유닛(210)의 종방향 축선(211)에 대해 비대칭적일 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 요소(212)와 레일(214)의 횡단면 프로파일의 형상은, 서스펜션 유닛(210)의 종방향 축선(211) 주위로 일어나는 슬라이딩 요소(212)와 레일(214)의 서로에 대한 회전을 방지하도록 선택될 수 있다.

일부 실시형태에 따르면, 서스펜션 유닛(210)은 충격 흡수 수단(216) 및 되튐 수단(218)을 포함할 수 있다. 예컨대, 충격 흡수 수단(216)과 되튐 수단(218)은 도 1a 및 1b에 대해 전술한 충격 흡수 수단(116) 및 되튐 수단(118)과 각각 같은 것일 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)은, 예컨대 도 2c에 나타나 있는 바와 같은, 스프링(예컨대, 되튐 수단(218))이 장착되어 있는 신축 자재형 감쇠기(예컨대, 충격 흡수 수단(216))를 포함할 수 있다. 충격 흡수 수단(216)은 그의 제1 단부(216a)에서 슬라이딩 부재(212)에 연결되며 그리고 그의 제2 단부(216b)에서는 레일(214)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 충격 흡수 수단(216은), 레일(214)의 대응하는 하나 이상의 측방 표면에 있는 대응하는 하나 이상의 슬롯(214a) 내에서 슬라이딩하도록 되어 있을 수 있는 하나 이상의 핀(217)에 의해 슬라이딩 부재(212)에 연결될 수 있다(예컨대, 도 2c에 나타나 있는 바와 같이).

일부 실시형태에서, 슬롯(들)(214a) 및 핀(들)(217)은, 예컨대, 가요성 슬리브로 시일링될 수 있다. 그의 시일링에 의해, 예컨대, 먼지 및/또는 다른 오염물질이 레일(214) 안으로 들어가는 것이 방지될 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)은 롤러 베어링(213)(예컨대, 도 2d에 나타나 있는 바와 같은)을 포함할 수 있다. 롤러 베어링(213)은 서스펜션 유닛(210)의 슬라이딩 부재(212)와 레일(214) 사이에 위치될 수 있다. 롤러 베어링(213)은 레일(214) 상에서의 슬라이딩 부재(212)의 구름/상대 선형 운동을 가능하게 할 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(212)는 그의 내측 측방 표면 중의 적어도 일부에서 하나 이상의 공동부(212a)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 2d에 나타나 있는 바와 같이). 각 공동부(들)(212a)는 롤러 베어링(213) 중의 하나를 수용하도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)은 베어링 조절 핀(219)을 포함할 수 있다. 이 베어링 조절 핀(219)은 롤러 베어링(213)을 수용할 수 있는 공동부(212a) 안으로 나사 결합되도록 되어 있을 수 있다. 베어링 조절 핀(219)의 형상 및/또는 베어링 조절 핀(219)이 공동부(212a) 안으로 나사 결합되는 정도는, 슬라이딩 부재(212)의 공동부(212a) 내에서 레일에 대한 롤러 베어링(213)의 위치/정렬을 결정하도록 되어 있을 수 있다. 이렇게 해서, 각 롤러 베어링(213)의 예압(preload)은 서스펜션 유닛(210)의 설치 동안에 조절될 수 있고 그리고/또는 서스펜션 유닛(210)의 제조 정렬 불량이 보상될 수 있다.

다양한 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)의 횡단면 프로파일의 형상, 서스펜션 유닛(210)의 재료, 서스펜션 유닛(210) 내에 있는 베어링(213)의 종류 및/또는 수 및/또는 위치 중의 적어도 하나는, 서스펜션 유닛(210)에 가해질 것으로 예상되는 힘의 특정된 체제를 견디도록 선택될 수 있다.

다양한 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)은 영의 캠버(camber) 각도로 또는 영이 아닌 미리 결정된 캠버 각도로 설치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)은 동적 캠버 각도 능력을 가지고 설치될 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(212)는 서스펜션 유닛(210)을 기준 프레임(80)에 연결하기 위한 서브 프레임으로서 작용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 기준 프레임(80)에 대한 서브 프레임(예컨대, 슬라이딩 부재(212))의 연결은 4개 이하의 체결구(예컨대, 볼트, 핀, 랫치 등)로 이루어질 수 있다.

일부 실시형태에서, 차륜의 조향 축선은 서스펜션 유닛의 종방향 축선(211)에서 떨어져서 규정될 수 있다(예컨대, 레일(214)에 대한 슬라이딩 요소(212)의 운동 축선임). 예컨대, 종방향 축선(211)에서 떨어져 있는 조향 축선은, 예컨대, 서스펜션 유닛(210) 외의 조향 유닛을 필요로 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(210)에 조립되는 차륜은 조향 가능하지 않을 수 있다(예컨대, 조향 유닛에 필요 없음).

이하의 예시와 설명은 슬라이딩 필라(pillar) 서스펜션 유닛(예컨대, 위에서 설명된 서스펜션 유닛(110, 210)과 같은) 및 조향 유닛과 트랙선(traction) 유닛 중의 적어도 하나를 구현하는 차륜내 시스템에 대한 예를 나타낸다. 각 차륜내 시스템은, 개념적 문제가 아닌 제조 문제로 인한 구속 조건 하에서, 위에서 설명한 그리고/또는 차륜내 시스템의 사양에 따른 슬라이딩 필라 서스펜션 유닛의 임의의 실시형태, 조향 유닛의 임의의 실시형태 및 트랙션 유닛의 임의의 실시형태(및/또는 그의 조합)를 사용하여 구현될 수 있다.

이제 도 3a를 참조하면, 이 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(300)을 개략적으로 도시한다.

또한 도 3b 및 3c를 참조하면, 이 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(300) 및 차륜내 시스템(300)에 조립되어 있는 차륜(90)을 개략적으로 도시한다.

일부 실시형태에서, 차륜내 시스템(300)은 서스펜션 유닛(310)과 조향 유닛(320)을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)은 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 기준 프레임(80)은, 예컨대, 차량의 섀시일 수 있다. 서스펜션 유닛(310)은, 예컨대, 위에서 설명된 서스펜션 유닛(110) 및/또는 서스펜션 유닛(210)과 유사할 수 있다.

서스펜션 유닛(310)은, 예컨대, 도로에 있는 융기부 또는 깊은 구멍으로 인한 충격과 움직임을 감쇠시키고 흡수하도록 되어 있을 수 있다. 서스펜션 유닛(310)은 또한 그에 가해지는 횡방향 힘(예컨대, 차량의 종방향 및/또는 측면 방향의 힘)을 견디도록 되어 있을 수 있다. 서스펜션 유닛(310)은 또한 그의 종방향 축선(311)을 따라(또는 실질적으로 종방향 축선(311)을 따라) 차량의 중량을 지지하도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 종방향 축선(311)이 차량의 수직 축선에 평행하거나 또는 실질적으로 평행함).

일부 실시형태에서, 차륜이 돌 수 있는 지면/도로에 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록)(예컨대, 종방향 축선(311)이 차량의 수직 축선에 평행하거나 실질적으로 평행하도록) 서스펜션 유닛(310)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜(90)이 차륜내 시스템(300) 안에 조립될 때 차륜(90)이 회전할 수 있는 차륜 회전 축선(예컨대, 아래에서 설명되는 축선(325))에 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 서스펜션 유닛(310)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

서스펜션 유닛(310)은 슬라이딩 부재(312)와 레일(314)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(312)는 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있고 레일(314)은 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 레일(314)은 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있으며 또한 슬라이딩 부재(312)는 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 슬라이딩 부재(312)는 레일(314) 상에서 선형적으로 슬라이딩하도록 되어 있을 수 있다. 레일(314)의 종방향 축선은 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311)과 일치할 수 있다.

차륜(90)(예컨대, 스프링하 질량)에 대한 레일(314)의 연결 및 차량의 기준 프레임(80)(예컨대, 스프링상 질량)에 대한 슬라이딩 부재(312)의 연결은 레일(314)을 따른 슬라이딩 부재(312)의 이동을 최대화할 수 있다. 예컨대, 도 3a 및 3b의 실시형태에서, 슬라이딩 부재(312)는 잠재적으로 레일(314)의 전체 길이를 따라 슬라이딩할 수 있다. 이렇게 해서, 서스펜션 유닛(310)은, 예컨대, 차량의 기준 프레임(80)에 전달되는 힘을 최소화할 수 있고 또한 차량 내의 탑승자의 편안함을 최대화할 수 있다.

서스펜션 유닛(310)은 충격 흡수 수단(316) 및 되튐 수단(318)을 포함할 수 있다. 충격 흡수 수단(316)은, 예컨대, 신축 자재형 충격 흡수기(예컨대, 감쇠기)를 포함할 수 있다. 되튐 수단(318)은, 예컨대, 스프링을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 충격 흡수 수단(316) 및 되튐 수단(318)은 레일(314) 내부에 장착될 수 있다. 충격 흡수 수단(316)은, 레일(314) 상에서의 슬라이딩 부재(312)의 슬라이딩을 가능하게 하면서 슬라이딩 부재(312)와 레일(314)에 연결될 수 있다. 충격 흡수 수단(316)은, 예컨대, 레일(314)에 대한 슬라이딩 부재(312)의 상대 운동을 감쇠 수단에서 감쇠되고 그리고/또는 흡수/소산되는 에너지로 변환시킴으로써, 예컨대 도로에 있는 융기부 또는 깊은 구멍으로 인한 충격과 움직임을 감쇠시키고 흡수하도록 되어 있을 수 있다.

되튐 수단(318)은, 예컨대, 되튐 수단(318)의 길이를 변화시키고 또한 슬라이딩 부재(312)와 레일(314) 사이에 지지력(예컨대, 예압력)을 도입하여, 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311)을 따라(또는 실질적으로 종방향 축선(311)을 따라) 차량의 중량을 지지하도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 레일(314)은 적어도 부분적으로 만곡되어 있을 수 있고, 만곡된 종방향 축선(311)을 구성할 수 있다. 만곡된 종방향 축선(311)은, 예컨대, 아치형 수직 이동을 갖는 차륜(90)의 동적 거동을 가능하게 할 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)은 차량의 차륜(90)의 테두리(92)의 외부에서 그에 인접하여 위치되도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 도 3b에 나타나 있는 바와 같이). 다른 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)의 적어도 일부분은 차륜(90)의 테두리(92) 내부에 위치될 수 있다. 일반적으로, 서스펜션 유닛(310)이 차륜(90)의 테두리(92)로부터 돌출할 수 있는 돌출 거리는 조향 유닛(320)의 크기와 위치 및/또는 충격 흡수 수단(316) 및 되튐 수단(318)의 치수(예컨대, 길이, 직경)에 의해 결정될 수 있고, 이는 서스펜션 시스템(300)의 용례에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 돌출 거리는 테두리(92)의 직경의 25% 이하일 수 있다.

서스펜션 유닛(310)은, 예컨대 도 3a, 3b 및 3c에 나타나 있는 바와 같은 스프링 장착 신축 자재형 감쇠기에 추가로 또는 그 대신에, 다른 요소를 또한 포함할 수 있음을 유의해야 한다. 예컨대, 서스펜션 유닛(310)은 공압 스프링, 회전 감쇠기 등을 포함할 수 있다.

다양한 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)의 길이(예컨대, 그의 종방향 축선(311)을 따르는 길이)는 차륜(90) 또는 그의 테두리(92)의 직경 보다 작을 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)의 길이는 다양한 테두리 직경 내에 맞도록 설정될 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 유닛(320)은 2개의 피봇팅 부재(322)(예컨대, 제1 피봇팅 부재(322a) 및 제2 피봇팅 부재(322b))와 조향 기구 인터페이스(326)를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 차륜내 시스템(300)은 차륜 인터페이스(324)를 포함할 수 있다. 이 차륜 인터페이스(324)는 차량의 차륜(90)을 회전 가능하게 지지하도록 되어 있을 수 있다. 예컨대, 차륜내 시스템(300)은 차륜 인터페이스(324)에 의해 회전 가능하게 지지되는 차륜 허브(324a)를 포함할 수 있고, 차륜(90)이 차륜내 시스템(300)에 조립될 때 차륜 허브(324a)는 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

피봇팅 부재(322)는 서스펜션 유닛(310)에 연결될 수 있다(예컨대, 하나 이상의 커넥터(321)를 사용하여). 예컨대, 피봇팅 부재(322)는 선형 충격 흡수 기구(310)의 레일(314)에 연결될 수 있다. 피봇팅 부재(322)는 차륜 인터페이스(324)가 돌 수 있는 조향 축선(323)을 규정할 수 있다.

차륜 인터페이스(324)는 피봇팅 부재(322)에 회전 가능하게 연결될 수 있고 차량의 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 예컨대, 차륜 인터페이스(324)는 차륜(90)에 연결되도록 되어 있는 차륜 허브(324a)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 3b에 나타나 있는 바와 같이). 차륜 인터페이스(324)는 피봇팅 부재(322)에 의해 조향 축선(323) 주위로 돌도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜 인터페이스(324)는 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311)에 수직인 또는 실질적으로 수직인 축선(325) 주위로의 차륜 허브(324)의 회전을 가능하게 하도록 되어 있을 수 있다.

조향 기구 인터페이스(326)는 피봇팅 부재(322) 중의 적어도 하나에 연결될 수 있다. 예컨대, 조향 기구 인터페이스(326)는 제2 피봇팅 부재(322b)에 연결될 수 있다(예컨대, 도 3a 및 3b에 나타나 있는 바와 같이). 조향 기구 인터페이스(326)는 조향 기구에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 조향 기구 인터페이스(326)는 그에 연결되는 피봇팅 부재(322)를 피봇시키고 그리하여 (피봇팅 부재(312)에 의해) 차륜 인터페이스(324)를 서스펜션 유닛(310)에 대해(예컨대, 레일(314)에 대해) 그리고 조향 축선(323) 주위로 돌리도록 되어 있을 수 있다.

다양한 실시형태에서, 조향 기구는 종래의 조향 링크 기구(예컨대, 랙 및 피니언, 피트맨 아암(pitman arm) 등) 중의 임의의 것 또는 기계 전기적 조향 기구 중의 임의의 것일 수 있다. 전체 조향 기구가 도 3a 및 3b에 나타나 있는 것은 아니다. 그러나, 아래에서 도 4i, 4j, 4k, 4l 및 4m을 참조하여 조향 기구의 일부 실시형태를 설명한다.

어떤 실시형태에서, 도 3c에 나타나 있는 바와 같이, 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311)은 조향 유닛에 의해 규정되는 조향 축선(323)과 일치(또는 실질적으로 일치)할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310) 전체(또는 실질적으로 전체 또는 대부분)는 차륜(90)의 테두리(92) 내부에 위치되도록 성형될 수 있고, 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311)은 조향 축선(323)과 일치할 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311) 및 조향 축선(323) 둘 모두는 기준 프레임의 수직 치수에 대해 경사져 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311) 및 조향 축선(323)은 서로 평행하고 둘 모두는 기준 프레임의 수직 치수에 대해 경사져 있다. 도 3c에 나타나 있는 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)의 종방향 축선(311) 및 조향 축선(323)은 기준 프레임의 수직 치수에 대해 캠버 각도(CA)로 동일한 각도로 경사진다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(310)은 조향 킹-핀(KPI)과 일치하는 종방향 축선(311)을 가지도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, KPI는 동적일 수 있고 서스펜션 유닛(310)은 KPI를 따르는 종방향 축선(311)을 가지도록 되어 있을 수 있다.

이제 도 3d를 참조하면, 이 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 트랙션 능력을 갖는 차륜내 시스템(300)의 제1 실시형태를 개략적으로 도시한다.

일부 실시형태에서, 차륜내 시스템(300)은 트랙션 유닛(340)을 포함할 수 있다. 이 트랙션 유닛(340)은 트랙션 모터(342)를 포함할 수 있다. 트랙션 모터(342)는, 예컨대, 서스펜션 유닛(310)과 차륜 인터페이스(324) 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시형태서, 트랙션 모터(342)는 서스펜션 유닛(310)에 연결된다. 예컨대, 트랙션 모터(342)는 슬라이딩 부재(312)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 트랙션 모터(342)는 차륜 인터페이스(324)에 연결된다. 트랙션 유닛(340)은 축(344)을 포함할 수 있다. 이 축(344)은 트랙션 모터(342)와 차륜 허브(324a) 사이에 연장되어 있고, 트랙션 모터(342)의 회전에 응답하여 차륜 허브(324)를 회전시키도록 구성될 수 있다.

이제 도 4a를 참조하면, 이 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(400)의 실시형태를 개략적으로 도시한다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 시스템(400)은 서스펜션 유닛(410) 및 조향 유닛(420)을 포함할 수 있다. 예컨대, 서스펜션 시스템(400), 서스펜션 유닛(410) 및 조향 유닛(420)은 도 3a, 3b 및 3c에 대해 전술한 바와 같은 서스펜션 시스템(300), 서스펜션 유닛(310) 및 조향 유닛(320)일 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 시스템(400)은 조향 기구(430)를 포함할 수 있다. 이 조향 기구(430)는 조향 유닛(420)과 인터페이싱 가능하고 그 조향 유닛(420)을 작동시키도록 되어 있을 수 있다. 조향 기구(430)의 일부 실시형태는 아래에서 도 4i, 4j, 4k, 4l 및 4m과 관련하여 설명한다. 일부 다른 실시형태에서, 조향 유닛(420)은 조향 기구(430)에 연결되는 조향 링크를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 링크는 조향 기구(430)에 연결되는 조향 로드(예컨대, 타이 로드)를 포함할 수 있다.

이제 도 4b, 4c, 4d 및 4e를 참조하면, 이들 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(400)의 제2 실시형태를 위한 서스펜션 유닛(410)을 개략적으로 도시한다.

도 4b, 4c 및 4e는 서스펜션 유닛(410)의 서로 다른 사시도를 나타내고, 도 4d는 서스펜션 유닛(410)의 종방향 단면도를 나타낸다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은 슬라이딩 부재(412)와 레일(414)을 포함할 수 있다. 예컨대, 슬라이딩 부재(412) 및 레일(414)은 도 3a, 3b 및 3c에 대해 전술한 바와 같은 슬라이딩 부재(312) 및 레일(314)일 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은, 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411)이 지면/도로에 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 레일(414)의 종방향 축선은 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411)과 일치할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜(90)이 차륜내 시스템(400)에 조립될 때 차륜(90)이 회전할 수 있는 차륜/차륜 허브 회전 축선(예컨대, 아래에서 설명되는 축선(425))에 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 서스펜션 유닛(410)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은 서스펜션 시스템(400)/서스펜션 유닛(410)에 가해질 것으로 예상되는 힘의 특정된 체제를 견디도록 되어 있을 수 있다. 이러한 힘은, 예컨대, 횡방향 힘, 예컨대, 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411)에 수직인 방향의 힘일 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)의 슬라이딩 요소(412) 및 레일(414)의 횡단면 프로파일의 형상은 힘의 특정된 체제를 견디도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 슬라이딩 요소(412) 및 레일(414)의 횡단면 프로파일은 다각형 형상을 가질 수 있다. 슬라이딩 요소(412) 및 레일(414)의 횡단면 프로파일의 형상은, 예컨대, 서스펜션 시스템(400)/서스펜션 유닛(410)에 가해질 것으로 예상되는 힘의 특정된 체제를 견디도록 선택될 수 있다.

예컨대, 슬라이딩 요소(412)와 레일(414)은, 레일(414)을 따른 슬라이딩 요소(412)의 자유로운 슬라이딩을 가능하게 하면서, 서스펜션 유닛(410)(예컨대, 도 4b 및 4c에 나타나 있는 바와 같은)의 종방향 축선(411)에 수직인 다양한 방향으로부터의 힘 또는 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선 주위로 작용하는 회전력을 견디기 위해 육각형 또는 오각형의 횡단면 프로파일을 가질 수 있다.

다른 예에서, 슬라이딩 요소(412)와 레일(414)은, 종방향 축선(411)에 수직인 주 방향으로부터의(예컨대, 차량의 전후 방향 및 측면 방향에서 가해지는) 힘을견디기 위해 정사각형의 횡단면 프로파일을 가질 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 요소(412)와 레일(414)의 횡단면 프로파일의 형상은, 미리 결정된 사양에 따라, 종방향 축선(411)에 수직인 다양한 방향으로부터의 힘을 견디기 위해 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411)에 대해 비대칭적일 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 요소(412)와 레일(414)의 횡단면 프로파일의 형상은, 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411) 주위로 일어나는 슬라이딩 요소(412)와 레일(414)의 서로에 대한 회전을 방지하도록 선택될 수 있다.

일부 실시형태에 따르면, 서스펜션 유닛(410)은 충격 흡수 수단(416) 및 되튐 수단(418)을 포함할 수 있다. 예컨대, 충격 흡수 수단(416)과 되튐 수단(418)은 도 3a, 3b 및 3c에 대해 전술한 충격 흡수 수단(316) 및 되튐 수단(318)과 각각 같은 것일 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은, 예컨대 도 4d에 나타나 있는 바와 같은, 스프링(예컨대, 되튐 수단(418))이 장착되어 있는 신축 자재형 감쇠기(예컨대, 충격 흡수 수단(416))을 포함할 수 있다. 충격 흡수 수단(416)은 그의 제1 단부(416a)에서 슬라이딩 부재(412)에 연결되며 그리고 그의 제2 단부(416b)에서는 레일(414)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 충격 흡수 수단(416)은, 레일(414)의 대응하는 하나 이상의 측방 표면에 있는 대응하는 하나 이상의 슬롯(414a) 내에서 슬라이딩하도록 되어 있을 수 있는 하나 이상의 핀(417)에 의해 슬라이딩 부재(412)에 연결될 수 있다(예컨대, 도 4d에 나타나 있는 바와 같이).

일부 실시형태에서, 슬롯(들)(414a) 및 핀(들)(417)은, 예컨대, 가요성 슬리브로 시일링될 수 있다. 그의 시일링에 의해, 예컨대, 먼지 및/또는 다른 오염물질이 레일(414) 안으로 들어가는 것이 방지된다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은 롤러 베어링(413)(예컨대, 도 4e에 나타나 있는 바와 같은)을 포함할 수 있다. 롤러 베어링(413)은 서스펜션 유닛(410)의 슬라이딩 부재(413)와 레일(414) 사이에 위치될 수 있다. 롤러 베어링(413)은 레일(414) 상에서의 슬라이딩 부재(412)의 구름/상대 선형 운동을 가능하게 할 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(412)는 그의 내측 측방 표면 중의 적어도 일부에서 하나 이상의 공동부(412a)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 4e에 나타나 있는 바와 같이). 각 공동부(들)(414a)는 롤러 베어링(413) 중의 하나를 수용하도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은 베어링 조절 핀(419)을 포함할 수 있다. 이 베어링 조절 핀(419)은 롤러 베어링(413)을 수용할 수 있는 공동부(414a) 안으로 나사 결합되도록 되어 있을 수 있다. 베어링 조절 핀(419)의 형상 및/또는 베어링 조절 핀(419)이 공동부(414a) 안으로 나사 결합되는 정도는, 슬라이딩 부재(412)의 공동부(414a) 내에서 레일에 대한 롤러 베어링(413)의 위치/정렬을 결정하도록 되어 있을 수 있다. 이렇게 해서, 각 롤러 베어링(413)의 예압은 서스펜션 유닛(410)의 설치 동안에 조절될 수 있고 그리고/또는 서스펜션 유닛(410)의 제조 정렬 불량이 보상될 수 있다.

다양한 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)의 횡단면 프로파일의 형상, 서스펜션 유닛(410)의 재료, 서스펜션 유닛(410) 내에 있는 베어링(413)의 종류 및/또는 수 및/또는 위치 중의 적어도 하나는, 서스펜션 시스템(400)/서스펜션 유닛(410)에 가해질 것으로 예상되는 힘의 특정된 체제를 견디도록 선택될 수 있다.

다양한 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은 영의 캠버 각도로 또는 영이 아닌 미리 결정된 캠버 각도로 설치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)은 동적 캠버 각도 능력을 가지고 설치될 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(412)는 서스펜션 시스템(400)을 기준 프레임(80)에 연결하기 위한 서브 프레임으로서 작용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서브 프레임(예컨대, 슬라이딩 부재(412))은 4개 이하의 체결구(예컨대, 볼트, 핀, 랫치)로 기준 프레임(80)에 연결될 수 있다.

일부 실시형태에서, 차륜의 조향 축선(예컨대, 아래에서 설명되는 조향 축선(423))은 서스펜션 유닛의 종방향 축선(411)에서 떨어져서 규정될 수 있다(예컨대, 레일(414)에 대한 슬라이딩 요소(412)의 운동 축선임). 예컨대, 종방향 축선(411)에서 떨어져 있는 조향 축선은 예컨대 서스펜션 유닛(410) 외의 조향 유닛(예컨대, 아래에서 설명되는 조향 유닛(420))을 필요로 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(410)에 조립되는 차륜은 조향 가능하지 않을 수 있다(예컨대, 조향 유닛에 필요 없음).

이제 도 4f, 4g 및 4h를 참조하면, 이들 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(400)의 제2 실시형태를 위한 조향 유닛(420)을 개략적으로 도시한다.

도 4f 및 4g는 서로 다른 사시도를 나타내고 도 4h는 조향 유닛(420)의 종방향 단면도를 나타낸다.

일부 실시형태에서, 조향 유닛(420)은 피봇팅 부재(422) 및 조향 기구 인터페이스(426)를 포함할 수 있다. 예컨대, 피봇팅 부재(422) 및 조향 기구 인터페이스(426)는 도 3a, 3b 및 3c에 대해 전술한 바와 같은 피봇팅 부재(322) 및 조향 기구 인터페이스(326)와 각각 같을 수 있다.

일부 실시형태에서, 차륜내 시스템(400)은 차륜 인터페이스(424)를 포함할 수 있다. 이 차륜 인터페이스(424)는 차량의 차륜(90)을 회전 가능하게 지지하도록 되어 있을 수 있다. 예컨대, 차륜내 시스템(400)은 차륜 인터페이스(424)에 의해 회전 가능하게 지지되는 차륜 허브(424a)를 포함할 수 있고, 차륜(90)이 차륜내 시스템(400)에 조립될 때 차륜 허브(424a)는 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 피봇팅 부재(422)는 제1 피봇팅 부재(424a)와 제2 피봇팅 부재(424b)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 4h에 나타나 있는 바와 같이). 피봇팅 부재(422)는 차륜 인터페이스(424)가 조향하기 위해 돌 수 있는 조향 축선(423)(예컨대, 가상 축선)을 규정할 수 있다.

피봇팅 부재(422)는 서스펜션 유닛(410)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 피봇팅 부재(422)는 피봇팅 부재 지지부(427) 내부에 피봇식으로 지지될 수 있고, 피봇팅 부재 지지부(427)는 서스펜션 유닛(410)에 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 피봇팅 부재(424a)는 제1 피봇팅 부재 지지부(427a) 내부에 지지될 수 있고 제2 피봇팅 부재(424b)는 제2 피봇팅 부재 지지부(427b) 내부에 지지될 수 있다(예컨대, 도 4h에 나타나 있는 바와 같이).

차륜 인터페이스(424)는 피봇팅 부재(422)에 연결될 수 있고 차륜 허브(424a)를 포함할 수 있고, 이 차륜 혀브(424a)는 차량의 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 차륜 인터페이스(424)는 피봇팅 부재(422)에 의해 조향 축선(423) 주위로 돌 수 있도록 되어 있을 수 있다. 차륜 인터페이스(424)는 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411)에 수직인 축선(425) 주위로의 차륜 허브(424a)의 회전을 가능하게 할 수 있다. 종방향 축선(411)은 명료성을 위해 도 4f-4h에는 나타나 있지 않다.

조향 기구 인터페이스(426)는 피봇팅 부재(422) 중의 적어도 하나에 연결될 수 있다. 예컨대, 조향 기구 인터페이스(426)는 제2 피봇팅 부재 지지부(427b)(예컨대, 도 4h에 나타나 있는 바와 같은) 내부에 지지되는 제2 피봇팅 부재(424b)에 연결될 수 있다. 조향 기구 인터페이스(426)는 피봇팅 부재(422)를 피봇팅시키고/돌리며 그리하여 그에 연결되어 있는 차륜 인터페이스(424)를 서스펜션 유닛(410)에 대해(예컨대, 레일(414)에 대해) 그리고 조향 축선(423) 주위로 돌리도록 되어 있을 수 있다.

조향 유닛의 피봇팅 부재(420)에 의해 규정되는 조향 축선(423)(예컨대, 가상 조향 축선)은 독립적일 수 있고 그리고/또는 서스펜션 유닛(410)(또는 그의 종방향 축선(411))으로부터 분리될 수 있다. 이로써, 예컨대, 차륜(90)의 수직 축선에 대한 조향 축선(423)의 넓은 범위의 가능한 경사가 제공될 수 있고 그리고/또는 미리 결정된 사양(예컨대, 스크러브 반경, 캐스터 각도, 캠버 각도 등)에 따라 그 조향 축선의 경사가 조절될 수 있다.

이제 도 4i, 4j, 4k, 4l 및 4m을 참조하면, 이들 도는 본 발명의 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(400)의 일 실시형태를 위한 조향 기구(430)를 개략적으로 도시한다.

일부 실시형태에서, 조향 기구(430)는 조향 모터(432), 조향 로드(434) 및 웜 기어(436)를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 모터(432)는 서스펜션 유닛(410)의 슬라이딩 부재(412)에 연결될 수 있다. 슬라이딩 부재(412)는, 예컨대, 스프링상 질량(sprung mass)이기 때문에, 조향 모터(432)는 더 작은 진동 및/또는 충격을 받을 수 있는데(마치 스프링하 질량, 예컨대 레일(414)에 연결되어 있는 경우처럼), 이는 모터(432) 및 전체 서스펜션 시스템(400)의 안전, 성능 및 수명에 기여할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 로드(434)는 서스펜션 유닛(410)의 종방향 축선(411)에 평행할 수 있고, 예컨대, 제1 기어 어셈블리(433)를 사용하여 조향 모터(432)에 연결될 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 기구(430)는 하우징(431)을 포함할 수 있다. 이 하우징(431)은 조향 모터(431) 및 제1 기어 어셈블리(433)를 지지하고 적어도 부분적으로 수용하도록 되어 있을 수 있다. 하우징(431)은 서스펜션 유닛(410)의 슬라이딩 부재(412)에 연결될 수 있다.

조향 로드(434) 및 제1 기어 어셈블리(433)는, 조향 모터(432)에 의해 발생된 회전/돌림 운동을 조향 로드(434)에 전달하면서, 슬라이딩 부재(412)가 레일(414) 상에서 슬라이딩하는 동안에 조향 로드(434)를 따른 제1 기어 어셈블리(433)의 슬라이딩을 가능하게 하도록 되어 있을 수 있다. 예컨대, 조향 로드(434)는 측방 표면에서 그의 길이를 따라 있는 하나 이상의 돌출부(434a)를 포함할 수 있고, 조향 로드(434)에 연결되는 제1 기어 어셈블리(433)의 기어가 대응하는 만입부(indent)를 포함할 수 있다. 조향 로드(434)의 돌출부(434a) 및 그의 기어의 만입부는 조향 로드(434)에 대한 기어의 상대 회전을 방지할 수 있다.

일부 실시형태에서, 웜 기어(436)는 조향 로드(434)에 수직일 수 있고, 예컨대, 제2 기어 어셈블리(435)를 사용하여 조향 로드(434)에 연결될 수 있다. 제2 기어 어셈블리(435)는 조향 로드(434)의 회전/돌림 운동(예컨대, 제1 기어 어셈블리(433)에 의해 조향 모터(432)로부터 조향 로드에 전달됨)을 웜 기어(436)에 전달할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제2 기어 어셈블리(435) 및 웜 기어(436)의 적어도 일부분은 제2 하우징(437) 내부에 수용될 수 있다.

웜 기어(436)는 조향 유닛(420)의 피봇팅 부재(422)에(예컨대, 제2 피봇팅 부재(424B)에) 연결되는 조향 기구 인터페이스(426)와 인터페이싱 가능하다. 도 4i-4m의 실시형태에서, 조향 유닛(426)의 조향 기구 인터페이스(426)은 기어를 포함할 수 있다.

따라서, 웜 기어(436)의 회전/돌림 운동(예컨대, 제2 기어 어셈블리(435)에 의해 조향 로드(434)로부터 웜 기어에 전달됨)은 조향 기구 인터페이스(426)에 의해 피봇팅 부재(420)에 전달될 수 있고, 이 결과, 조향 유닛(420)의 차륜 인터페이스(424)가 서스펜션 유닛(410)에 대해 그리고 조향 유닛(420)의 피봇팅 부재(422)에 의해 규정되는 조향 축선(423) 주위로 돌 수 있다(예컨대, 도 4f, 4g 및 4h에 대해 전술한 바와 같이).

조향 로드(434) 및 제1 기어 어셈블리(433)는, 아직 조향 모터(432)에 의해 발생된 회전/돌림 운동을 조향 로드(434)에 전달하면서(예컨대, 전술한 바와 같이), 조향 로드(434) 상에서의 제1 기어 어셈블리(433)의 슬라이딩을 가능하게 하도록 되어 있을 수 있음에 따라, 서스펜션 시스템(400)의 서스펜션 유닛(410)과 조향 유닛(420) 둘 모두는 동시에 그리고 서로 독립적으로 작동할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 로드(434)는 적어도 부분적으로 만곡되어 있을 수 있다. 그래서, 예컨대, 슬라이딩 부재(412)가 레일(414) 상에서 슬라이딩할 때 조향 로드(434)를 따른 제1 기어 어셈블리(433)의 아치형 운동이 제공될 수 있다. 그의 아치형 운동에 의해, 예컨대, 아치형 수직 이동을 갖는 차륜(90)의 동적 거동이 가능하다. 일부 실시형태에서, 레일(414)은 아치형일 수 있다(예컨대, 조향 로드(434)와 같이).

일부 실시형태에서, 충격 흡수기가 로드(434) 상에 장착될 수 있다. 예컨대, 충격 흡수기는 제1 기어 어셈블리(433)와 제2 기어 어셈블리(435) 사이에 장착될 수 있다. 충격 흡수기는 제1 기어 어셈블리(433)와 제2 기어 어셈블리(435) 사이의 하중 및/또는 충격 영향을 줄일 수 있다. 충격 흡수기는, 예컨대, 조향 유닛(420)이 적어도 부분적으로 서스펜션 유닛(410)에서 분리될 때 제1 기어 어셈블리(433)와 제2 기어 어셈블리(435) 사이의 거리를 유지시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 충격 흡수기는 종방향의 탄력적인 슬리브일 수 있다. 일부 실시형태에서, 충격 흡수기는 종방향 스프링일 수 있다. 일부 실시형태에서, 충격 흡수기는 예압을 받을 수 있다.

다양한 실시형태에서, 웜 기어(436) 및/또는 조향 기구 인터페이스(426)는 자기(self) 잠금 기어 기구를 형성하도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 웜 기어(436)-조향 기구 인터페이스(426) 복합체의 종류 및 변속비에 근거하여). 다른 실시형태에서, 제2 기어 어셈블리(435)는 기어 잠금 해제 어셈블리를 포함할 수 있다. 기어 잠금 해제 어셈블리는 조향 기구(430)의 자기 잠금을 불능으로 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 기어 잠금 해제 어셈블리는 베어링, 클러치 및 라쳇트(ratchet)형 기어 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조향 기구(430)는 조향-바이-와이어 유닛(예컨대, 전자 수단에 의해 제어될 수 있음)일 수 있다.

조향 기구(430)의 다른 실시형태가 사용될 수 있음을 유의해야 한다.

일부 실시형태에서, 조향 기구(430)는 웜 기어(436) 대신에 벨트 구동기, 직접 구동기, 체인 구동기 또는 임의의 적절한 종류의 기어(예컨대, 유성기어/웜 기어/베벨 기어/헬리컬 기어 등)를 포함할 수 있다. 조향력을 제공하는 액츄에이터는 전기 모터, 유압 모터, 공압 모터, 다른 토크 소스에 의해 발생되고 조향 어셈블리에 전달되는 토크일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 토크는, 예컨대, 조향 랙을 통해 조향 휠로부터 받아들여 질 수 있다.

이제 도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 및 5f를 참조하면, 이들 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(400)의 실시형태 및 차륜내 시스템(400)에 조립되는 차륜(90)을 개략적으로 도시한다.

도 5a는 시스템(400)과 차륜(90)의 사시도를 나타낸다.

도 5b에 있는 도시(500a, 500b)는 시스템(400)과 차륜(90)의 정면도와 종방향 단면도를 각각 나타낸다.

도 5c는 시스템(400)과 차륜(90)의 사시도를 나타낸다. 도 5c에 있는 도시(500c, 500d)는 비압축 상태와 압축 상태에 있는 서스펜션 유닛(410)을 각각 나타낸다.

도 5d는 시스템(400)과 차륜(90)의 전방 단면도를 나타낸다. 도 5d에 있는 도시(500e, 500f)는 비압축 상태와 압축 상태에 있는 서스펜션 유닛(410)을 각각 나타낸다.

도 5e는 차량의 시스템(400)과 우측 차륜(90)의 횡단면도를 나타낸다. 도시(500g, 500h)는 시스템(400)과 차륜(90)의 좌측 돌기(turn)와 우측 돌기를 각각 나타낸다.

도 5f는 시스템(400)과 차륜(90)의 측면면도를 나타낸다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 시스템(400)은, 이 시스템의 대부분이 차륜(90)의 테두리(92) 내부에 위치되도록 설계될 수 있다.

예컨대, 조향 유닛(420), 서스펜션 유닛(410)의 적어도 일부분, 및 조향 기구(430)의 대부분 요소는 차륜(90)의 테두리(92) 내부에 위치되도록 되어 있을 수 있고, 서스펜션 유닛(410)과 조향 기구(430)의 조향 모터(432)의 단지 일부만 테두리(92)의 외부에서 그에 인접하여 위치될 수 있다. 예컨대, 조향 유닛(420)의 부피의 90%∼100% 및/또는 조향 기구(430)의 부피의 70%∼100%가 차륜(90)의 테두리(92) 내부에 위치될 수 있다.

일부 실시형태에서, 서스펜션 시스템(400)은 제동 유닛(440)(예컨대, 도 5f에 나타나 있는 바와 같은)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제동 유닛(440)은 브레이크-바이-와이어(brake-by-wire) 유닛(예컨대, 전자 수단에 의해 제어될 수 있음)일 수 있다.

일부 실시형태에서, 제동 유닛(440)은 브레이크 액츄에이터를 포함할 수 있다. 이 브레이크 액츄에이터는 예컨대 차륜 인터페이스(424)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제동 유닛(440)은 하나 이상의 추가적인 브레이크 모듈을 포함할 수 있다. 추가적인 브레이크 모듈(들)은, 예컨대, 브레이크 제어기 및/또는 브레이크 유체 저장부를 포함할 수 있다. 브레이크 유체 저장부는, 예컨대, 서스펜션 유닛(410)의 슬라이딩 부재(412)의 외측 표면에 연결될 수 있다. 예컨대, 슬라이딩 부재(412)의 적어도 하나의 외측 표면은 평평하고, 예컨대, 그에 대한 브레이크 유체 저장부의 연결을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.

유리하게, 전체 조향 유닛(420) 및 조향 기구(430)의 대부분을 차륜(90)의 테두리(92) 내부에 위치되게 함으로써, 오늘날 대부분의 차량에 사용되는 현재의 서스펜션 및 조향 시스템에 비해 시스템이 차지하는 공간이 상당히 줄어들 수 있고, 그래서, 예컨대 차량의 탑승자 격실의 크기가 상당히 줄어들 수 있다.

더욱이, 레일(414)을 차륜(90)(예컨대, 스프링하 질량임)에 연결하고 또한 슬라이딩 요소(412)를 차량의 기준 프레임(80)(예컨대, 스프링상 질량임)에 연결함으로써, 레일(141)을 따른 슬라이딩 부재(412)의 이동이 최대로 되고 그리하여, 예컨대, 차량의 기준 프레임(80)에 전달되는 힘이 최소화될 수 있으며 또한 차량 내의 탑승자의 편안함이 최대화될 수 있다(도 5a, 5b 및 5c 또한 도 4b, 4c, 4d 및 4e에 대해 전술한 바와 같이). 차륜의 테두리(92)로부터 서스펜션 유닛(410)의 돌출을 제한함으로써, (현재의 서스펜션 및 조향 시스템과 비교하여) 서스펜션 시스템(400)을 컴팩트하게 유지시킬 수 있다.

더욱이, 조향 유닛(420)을 서스펜션 유닛(410)으로부터 분리시킴으로써, 차륜(90)의 수직 축선에 대한 조향 축선(423)(조향 유닛(420)의 피봇팅 부재(422)에 의해 규정됨)의 넓은 범위의 가능한 경사가 제공될 수 있으며 그리고/또는 그의 경사를 미리 결정된 사양(예컨대, 스크러브 반경, 캐스터 각도, 캠버 각도 등)에 따라 조절할 수 있다(예컨대, 도 4f, 4g 및 4h에 대해 전술한 바와 같이).

더욱이, 서스펜션 시스템(400)의 서스펜션 유닛(410)은, 예컨대, 그의 횡단면 프로파일의 특정 형상으로 인해, 현재의 서스펜션 유닛과 비교하여 더 큰 횡방향 힘을 견딜 수 있다(예컨대, 도 4b, 4c, 4d 및 4e에 대해 전술한 바와 같이).

더욱이, 서스펜션 시스템(400)의 일부 실시형태는 구동-바이-와이어 기술(예컨대, 도 4i, 4j, 4k, 4l 및 4m에 대해 전술한 바와 같은 조향-바이-와이어 조향 기구(430) 및 도 5f에 대해 전술한 바와 같은 브레이크-바이-와이어 제동 유닛(440))을 이용할 수 있다.

이제 도 6a, 6b 및 6c를 참조하면, 이들 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(600)의 실시 형태 및 차륜내 시스템(600)에 조립되는 차륜(90)을 개략적으로 도시한다.

차륜내 시스템(600)은 서스펜션 유닛(610)을 포함할 수 있다. 서스펜션 유닛(610)은 위에서 설명한 서스펜션 유닛(110, 210, 310, 410)과 유사할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(610)은 슬라이딩 부재(612), 레일(614) 및 충격 흡수 및 되튐 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 충격 흡수 및 되튐 수단은 레일(614)에 배치될 수 있다(예컨대, 전술한 바와 같이).

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(610)의 종방향 축선(611)이 차륜이 돌 수 있는 지면/도로에 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록)(예컨대, 종방향 축선(611)이 차량의 수직 축선에 평행하거나 실질적으로 평행하도록) 서스펜션 유닛(610)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 레일(614)의 종방향 축선은 서스펜션 유닛(610)의 종방향 축선(611)과 일치할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜(90)이 차륜내 시스템(600)에 조립될 때 차륜(90)이 회전할 수 있는 차륜/차륜 허브 회전 축선(예컨대, 축선(625))에 서스펜션 유닛(610)의 종방향 축선(611)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 서스펜션 유닛(610)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(612)는 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있고 레일(614)은 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 도 6a, 6b 및 6c에 나타나 있는 바와 같이).

차륜내 시스템(600)은 조향 유닛(620)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 유닛(620)은 적어도 한 쌍의 아암(622)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜내 시스템(600)은 차륜 인터페이스(624)를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 레일(614)은 적어도 한 쌍의 아암(622)을 차륜 인터페이스(624)에 연결함으로써 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 한 쌍의 아암(622)은 제1 단부(622aa)와 제2 단부(622ab)를 갖는 제1 아암(622a) 및 제1 단부(622ba)와 제2 단부(622bb)를 갖는 제2 아암(622b)을 포함할 수 있다. 제1 아암(622a)의 제1 단부(622aa)와 제2 아암(622b)의 제1 단부(622ba)는 차륜 인터페이스(624)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제1 아암(622a)의 제2 단부(622ab)와 제2 아암(622b)의 제2 단부(622bb)는 서스펜션 유닛(610)에 회전 가능하게 연결되도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 아암(622a) 및 제2 아암(622b)은 서스펜션 유닛(610)의 레일(612)에 피봇식으로 연결될 수 있다(예컨대, 도 6a, 6b 및 6c에 나타나 있는 바와 같이).

일부 실시형태에서, 제1 아암(622a)과 제2 아암(622b)은 서로 가로질러 세팅될 수 있고 그들 사이의 가상 교차부에서 동적 조향 축선(623)(예컨대, 가상 동적 조향 축선)을 규정할 수 있고, 그래서, 차륜 인터페이스(624)가 서스펜션 유닛(610)에 대한 그의 조향 각도를 변경할 때 그 동적 조향 축선(623)은 서스펜션 유닛(610)에 대해 움직일 수 있다(예컨대, 도 6c에 나타나 있는 바와 같이). 일반적으로, 동적 조향 축선(623)의 운동은 제1 아암(622a)과 제2 아암(622b)의 길이 및 서스펜션 유닛(610) 및/또는 차륜 인터페이스(624)에의 제1 아암(622a)과 제2 아암(622b)의 회전 가능한 연결의 위치에 의해 결정될 수 있다. 이렇게 해서, 차량의 객실 안으로의 차륜(90)의 돌출이 고정 조향 축선을 갖는 서스펜션 시스템과 비교하여 상당히 감소될 수 있다.

이제 도 7a, 7b 및 7c를 참조하면, 이들 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(700)의 실시 형태 및 차륜내 시스템(700)에 조립되는 차륜(90)을 개략적으로 도시한다.

차륜내 시스템(700)은 서스펜션 유닛(710)을 포함할 수 있다. 서스펜션 유닛(710)은 위에서 설명된 서스펜션 유닛(110, 210, 310, 410, 610)과 유사할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(710)은 슬라이딩 부재(712), 레일(714) 및 충격 흡수 및 되튐 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 충격 흡수 및 되튐 수단은 레일(714)에 배치될 수 있다(예컨대, 위에서 설명된 바와 같은).

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(710)의 종방향 축선(711)이 차륜이 돌 수 있는 지면/도로에 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록)(예컨대, 종방향 축선(711)이 차량의 수직 축선에 평행하거나 실질적으로 평행하도록) 서스펜션 유닛(710)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 레일(714)의 종방향 축선은 서스펜션 유닛(710)의 종방향 축선(711)과 일치할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜(90)이 차륜내 시스템(700)에 조립될 때 차륜(90)이 회전할 수 있는 차륜/차륜 허브 회전 축선(예컨대, 축선(725))에 서스펜션 유닛(710)의 종방향 축선(711)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 서스펜션 유닛(710)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 레일(714)은 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있고 슬라이딩 부재(712)는 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 도 7a, 7b 및 7c에 나타나 있는 바와 같이).

차륜내 시스템(700)은 조향 유닛(720)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 유닛(720)은 적어도 한 쌍의 아암(722)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜내 시스템(700)은 차륜 인터페이스(724)를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(712)는 적어도 한 쌍의 아암(722)을 차륜 인터페이스(724)에 연결함으로써 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 한 쌍의 아암(722)은 제1 단부(722aa)와 제2 단부(722ab)를 갖는 제1 아암(722a) 및 제1 단부(722ba)와 제2 단부(722bb)를 갖는 제2 아암(722b)을 포함할 수 있다. 제1 아암(722a)의 제1 단부(722aa)와 제2 아암(722b)의 제1 단부(722ba)는 차륜 인터페이스(724)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제1 아암(722a)의 제2 단부(722ab)와 제2 아암(722b)의 제2 단부(722bb)는 서스펜션 유닛(710)에 회전 가능하게 연결되도록 되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 시스템(700)에서 처럼, 제1 아암(722a) 및 제2 아암(722b)은 서스펜션 유닛(710)의 슬라이딩 부재(714)에 피봇식으로 연결될 수 있다(예컨대, 도 7a, 7b 및 7c에 나타나 있는 바와 같이).

일부 실시형태에서, 제1 아암(722a)과 제2 아암(722b)은 서로 가로질러 세팅될 수 있고 그들 사이의 가상 교차부에서 동적 조향 축선(723)(예컨대, 가상 동적 조향 축선)을 규정할 수 있고, 그래서, 차륜 인터페이스(724)가 서스펜션 유닛(710)에 대한 그의 조향 각도를 변경할 때 그 동적 조향 축선(723)은 서스펜션 유닛(710)에 대해 움직일 수 있다(예컨대, 도 7c에 나타나 있는 바와 같이). 일반적으로, 동적 조향 축선(723)의 운동은 제1 아암(722a)과 제2 아암(722b)의 길이 및 서스펜션 유닛(710) 및/또는 차륜 인터페이스(724)에의 제1 아암(722a)과 제2 아암(722b)의 회전 가능한 연결의 위치에 의해 결정될 수 있다. 이렇게 해서, 차량의 객실 안으로의 차륜(90)의 돌출이 고정 조향 축선을 갖는 서스펜션 시스템과 비교하여 상당히 감소될 수 있다.

이제 도 8을 참조하면, 이 도는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 서스펜션 및 조향 능력을 갖는 차륜내 시스템(800)의 실시형태 및 차륜내 시스템(800)에 조립되는 차륜(90)을 개략적으로 도시한다.

차륜내 시스템(800)은 서스펜션 유닛(810)을 포함할 수 있다. 서스펜션 유닛(810)은 위에서 설명한 서스펜션 유닛(110, 210, 310, 410, 610, 710)과 유사할 수 있다. 일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(810)은 슬라이딩 부재(812), 레일(814) 및 충격 흡수 및 되튐 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 충격 흡수 및 되튐 수단은 레일(814)에 배치될 수 있다(예컨대, 전술한 바와 같이).

일부 실시형태에서, 서스펜션 유닛(810)의 종방향 축선(811)이 차륜이 돌 수 있는 지면/도로에 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록)(예컨대, 종방향 축선(811)이 차량의 수직 축선에 평행하거나 실질적으로 평행하도록) 서스펜션 유닛(810)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다. 레일(814)의 종방향 축선은 서스펜션 유닛(810)의 종방향 축선(811)과 일치할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜(90)이 차륜내 시스템(800)에 조립될 때 차륜(90)이 회전할 수 있는 차륜/차륜 허브 회전 축선(예컨대, 축선(825))에 서스펜션 유닛(810)의 종방향 축선(811)이 수직이도록(또는 실질적으로 수직이도록) 서스펜션 유닛(810)이 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 슬라이딩 부재(812)는 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있고 레일(814)은 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다(예컨대, 도 8에 나타나 있는 바와 같이). 일부 실시형태에서, 레일(814)은 차량의 기준 프레임(80)에 연결되도록 되어 있을 수 있고 슬라이딩 부재(812)는 차륜(90)에 연결되도록 되어 있을 수 있다.

차륜내 시스템(800)은 조향 유닛(820)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 유닛(820)은 프레임레스(frameless) 모터(822)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차륜내 시스템(800)은 차륜 인터페이스(824)(및 선택적으로 차륜 허브(824a))를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 프레임레스 모터(822)는 서스펜션 유닛(810)의 슬라이딩 부재(812) 및 조향 유닛(820)의 차륜 인터페이스(824)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 프레임레스 모터(822)는 서스펜션 유닛(810)의 슬라이딩 부재(812)와 조향 유닛(820)의 차륜 인터페이스(824) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 프레임레스 모터(822)의 고정자(822a)는 슬라이딩 부재(812) 및 차륜 인터페이스(824)에 연결될 수 있다. 고정자(822a)의 회전에 의해, 차륜 인터페이스(824)가 서스펜션 유닛(810)의 슬라이딩 부재(812)에 대해 회전할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조향 유닛(820)에 의해 규정되는 조향 축선(823)은 프레임레스 모터(822)의 회전자(822b)의 회전 축선과 일치할 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태는, 서스펜션 유닛(예컨대, 위에서 설명된 서스펜션 유닛(110, 210)과 같은 것), 차륜내 시스템(예컨대, 위에서 설명된 차륜내 시스템(300, 400, 600, 700, 800)과 같은 것), 및 여기에 조립되는 차륜 중의 하나를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시형태는 2개 이상의 서스펜션 유닛(예컨대, 위에서 설명된 서스펜션 유닛(110, 210)과 같은 것) 또는 2개 이상의 차륜내 시스템(예컨대, 위에서 설명된 차륜내 시스템(100, 300, 400, 600, 700, 800)과 같은 것)을 포함하는 차량을 제공할 수 있다. 일부 실시형태에서, 차량은 2개 이상의 서스펜션 유닛 또는 2개 이상의 차륜내 시스템에 조립되는 2개 이상의 차륜(90)을 포함할 수 있다. 차량은, 예컨대, 승용차, 상업용 차, 스포츠 유틸리티 차량, 전기차, 밴(van) 등일 수 있다.

위의 설명에서, 일시형태는 본 발명의 예 또는 구현예이다. "한 실시형태", "일 실시형태", "특정 실시형태" 또는 "일부 실시형태"의 다양한 모습은 모두 반드시 동일한 실시형태를 말하는 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징들이 단일의 실시형태와 관련하여 설명될 수 있지만, 그 특징들은 또한 개별적으로 또는 임의의 적절한 조합으로 제공될 수 있다. 반대로, 본 발명은 여기서 명료성을 위해 개별적인 실시형태와 관련하여 설명될 수 있지만, 본 발명은 또한 단일의 실시형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 특정한 실시형태는 위에서 논의된 상이한 실시형태의 특징을 포함할 수 있고, 특정한 실시형태는 위에서 논의된 다른 실시형태의 요소들을 포함할 수 있다. 특정 실시형태와 관련된 본 발명의 요소의 개시는 그의 용도를 그 특정 실시형태에서만 한정하는 것으로 생각되어서는 안된다. 더욱이, 본 발명은 다양한 방식으로 수행 또는 실시될 수 있고 또한 본 발명은 위의 설명에서 개략적으로 설명된 것 외의 특정한 실시형태로 구현될 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명은 그들 도 또는 대응하는 설명에 한정되지 않는다. 예컨대, 흐름은 각 도시된 박스 또는 상태를 통해 또는 도시되고 설명된 바와 정확하게 같은 순서로 이동할 필요는 없다. 여기서 사용되는 기술적 및 과학적 용어의 의미는, 통상적으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지고 있는 사람이 이해하는 바와 같이 이해된다. 본 발명은 한정된 수의 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 이들 실시형태는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되고, 오히려 바람직한 실시형태 중의 일부를 예시하는 것으로 해석되어야 한다. 다른 가능한 변화, 수정 및 적용도 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 지금까지 설명된 바에 의해 한정되지 않아야 하고 첨부된 청구 범위 및 그의 법적인 균등물에 의해 한정되어야 한다.

Claims (50)

1. 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템으로서,
   차량의 차륜을 회전 가능하게 지지하도록 되어 있는 차륜 인터페이스;
   종방향 축선을 갖는 레일,
   상기 레일에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 부재, 및
   움직임을 감쇠시키고 또한 상기 레일의 종방향 축선을 따라 힘을
   지지하도록 되어 있는 충격 흡수 및 되튐 수단
   을 포함하는 서스펜션 유닛 - 상기 레일 및 슬라이딩 부재는, 레일의 종방향 축선 주위로 일어나는 레일에 대한 슬라이딩 부재의 회전 운동을 방지하는 횡단면 프로파일을 가지도록 성형되어 있음 -; 및
   상기 서스펜션 유닛과 차륜 인터페이스 사이에 배치되고 조향 축선 주위로 상기 차륜 인터페이스를 조향하도록 되어 있는 조향 유닛을 포함하고,
   상기 조향 축선은 차륜 인터페이스 쪽으로 레일의 종방향 축선으로부터 오프셋되어 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차륜이 시스템에 조립될 때 상기 조향 유닛의 적어도 일부분은 차륜의 테두리 내부에 배치되도록 되어 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 조향 유닛은,
   상기 서스펜션 유닛 및 차륜 인터페이스에 연결되는 2개의 피봇팅 부재 - 상기 피봇팅 부재는 조향 축선을 규정하며 또한 서스펜션 유닛에 대한 조향 축선 주위로의 차륜 인터페이스의 회전을 가능하게 하도록 되어 있음 -; 및
   상기 피봇팅 부재 중의 적어도 하나에 연결되며 조향 기구에 연결되도록 되어 있는 조향 기구 인터페이스 - 상기 조향 기구 인터페이스는 상기 피봇팅 부재 및 그에 연결되어 있는 차륜 인터페이스를 상기 서스펜션 유닛에 대해 그리고 조향 축선 주위로 돌리도록 되어 있음 -
   을 포함하는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   조향 기구를 포함하고, 이 조향 기구는,
   상기 서스펜션 유닛의 스프링상 질량(sprung mass)에 연결되며 회전 운동을 발생시키도록 되어 있는 조향 모터;
   제1 기어 어셈블리를 사용하여 상기 조향 모터에 연결되는 조향 로드 - 상기 제1 기어 어셈블리는 조향 모터로부터의 회전 운동을 상기 조향 로드에 전달하도록 구성됨 -; 및
   상기 피봇팅 부재에 연결되어 있는 차륜 인터페이스를 서스펜션 유닛에 대해 상기 조향 축선 주위로 돌리기 위해 상기 조향 로드로부터의 회전 운동을 상기 피봇팅 부재 중 적어도 하나의 기어에 전달하도록 되어 있는 제2 기어 어셈블리를 포함하는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 조향 로드 및 제1 기어 어셈블리는, 아직 상기 조향 모터에 의해 발생되는 회전 운동을 조향 로드에 전달하면서, 상기 슬라이딩 부재가 레일 상에서 슬라이딩할 때 조향 로드 상에서의 상기 제1 기어 어셈블리의 슬라이딩을 가능하게 하도록 되어 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제2 기어 어셈블리는 웜 기어를 포함하는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
7. 제4항에 있어서,
   상기 조향 로드는 상기 종방향 축선에 평행한, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
8. 제4항에 있어서,
   상기 조향 로드는 신축 자재한(telescopic), 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 조향 유닛은, 상기 서스펜션 유닛 및 차륜 인터페이스에 연결되는 프레임레스(frameless) 모터를 포함하고, 프레임레스 모터는 상기 차륜 인터페이스를 서스펜션 유닛에 대해 상기 조향 축선 주위로 회전시키도록 되어 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 조향 유닛은 적어도 한 쌍의 아암을 포함하고, 각 쌍은, 제1 단부에서 상기 차륜 인터페이스에 피봇식으로 연결되고 또한 제2 단부에서는 서스펜션 유닛에 피봇식으로 연결되는 제1 아암과 제2 아암을 포함하는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 아암과 제2 아암은 상기 서스펜션 유닛의 레일 및 상기 서스펜션 유닛의 슬라이딩 부재 중 하나에 피봇식으로 연결되는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 아암과 제2 아암은 서로 가로질러 세팅되며 또한 그들 사이의 가상 교차부에서 동적 조향 축선을 규정하고, 그래서, 상기 차륜 인터페이스가 서스펜션 유닛에 대한 그의 조향 각도를 변경할 때 상기 동적 조향 축선이 서스펜션 유닛에 대해 움직일 수 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 차륜내 시스템은 트랙션(traction) 유닛을 포함하고, 이 트랙션 유닛은,
    트랙션 모터; 및
    상기 트랙션 모터로부터의 회전을 상기 차륜 인터페이스에 의해 회전 가능하게 지지되는 차륜 허브에 전달하도록 되어 있는 축을 포함하는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 트랙션 모터는 상기 서스펜션 유닛에 연결되는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
15. 제13항에 있어서,
    상기 트랙션 모터는 상기 차륜 인터페이스에 연결되는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
16. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩 부재의 내측 측방 표면 중의 적어도 일부에 있는 공동부 내부에 배치되는 롤러 베어링; 및
    상기 공동부 안으로 나사 결합되도록 되어 있는 베어링 조절 핀을 포함하고,
    상기 베어링 조절 핀의 형상 및 베어링 조절 핀이 상기 공동부 안으로 나사 결합되는 정도는, 공동부 내에서의 롤러 베어링의 위치와 정렬 중의 적어도 하나를 결정하는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
17. 제1항에 있어서,
    상기 충격 흡수 및 되튐 수단은 상기 레일 내부에 배치되는 스프링 장착 충격 흡수기를 포함하고,
    상기 레일의 하나 이상의 측방 표면에 있는 대응하는 하나 이상의 슬롯 내부에서 슬라이딩하도록 되어 있는 하나 이상의 핀을 사용하여 상기 스프링 장착 충격 흡수기는 그의 제1 단부에서 레일에 연결되고 그리고 그의 제2 단부에서는 슬라이딩 부재에 연결되는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
18. 제1항에 있어서,
    상기 레일의 종방향 축선은 만곡되어 있고 슬라이딩 부재는 만곡된 종방향 축선을 따라 레일 상에서 슬라이딩하도록 되어 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
19. 제1항에 있어서,
    차륜이 상기 서스펜션 유닛에 조립될 때 상기 레일과 슬라이딩 부재 중 적어도 하나의 적어도 일부분은 차륜의 테두리 내부에 배치되도록 되어 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
20. 제1항에 있어서,
    차륜이 상기 서스펜션 유닛에 조립될 때 상기 레일과 슬라이딩 부재는 차륜의 테두리의 외부에서 그에 인접하여 배치되도록 되어 있는, 차량의 차륜을 위한 차륜내 시스템.
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