KR200279753Y1

KR200279753Y1 - 3륜 전기자동차의 동력전달장치

Info

Publication number: KR200279753Y1
Application number: KR2020020010254U
Authority: KR
Inventors: 정태선; 김봉근; 안동성; 이철희
Original assignee: (주) 아임스 모터스
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2002-06-24

Abstract

본 고안은 모터로 구동되는 3륜 전기자동차의 동력전달장치에 관한 것으로서, 본 고안은 종래의 엔진 자동차의 동력장치를 구현함에 있어서의 문제점 즉, 변속기를 사용함에 있어 발생하는 마찰, 충격음 및 중량 증가, 체인 사용에 의한 마찰음, 동력원과 현가장치와의 유연관계 등을 전기 자동차에 적용함에 있어 발생하는 문제점들을 해결하기 위하여, 본 고안은 동력원을 모터로 하며, 동력원으로부터 변속기 없이 직접적으로 구동 풀리를 회전시키고, 구동 풀리의 회전력을 타이밍 벨트로서 피동 풀리에 동력을 전달하는 방식을 적용하고, 또한 동력원 구심점과 트레일링 암의 구심점을 일치시켜 동력 전달용 타이밍 벨트의 손상을 방지함은 물론 쇼바의 충격흡수 스트로크를 자유롭게 하여 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

3륜 전기자동차의 동력전달장치{POWER TRANSMISSION DEVICE OF ELECTRIC VEHICLE WITH THREE WHEELS}

본 고안은 모터로 구동되는 3륜 전기자동차의 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동력원의 구심점과 바퀴의 구심점을 항상 일치시키도록 하여 모터의 동력을 바퀴에 전달하는 타이밍 벨트의 손상 방지 및 수명을 연장함은 물론요철구간의 운행시에도 동력 손실 없이 원활하게 동력을 바퀴에 전달할 수 있도록 한 3륜 전기자동차의 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 3륜자동차는 첨부된 도 4 및 도 5에서와 같이 차체 프레임(101)에 장착된 가솔린 또는 디젤 엔진(100)을 동력원으로 사용하면서 변속기(102)를 통해 바퀴(103)에 동력을 전달하게 된다. 상기 바퀴(103)에 동력을 전달하는 구성은 변속기(102)의 축에 장착된 구동 스프로켓 휠(sprocket wheel)(104)과 바퀴(108) 축에 장착되는 차동기어(109)가 고정된 피동 스프로켓 휠(sprocket wheel)(105) 사이를 체인(106)으로 연동되도록 결합하여 이루어진다. 또한, 상기 바퀴(103)는 프레임(101)에 일측이 회동되도록 고정되는 구심점(P)을 가지는 트레일링 암(106)의 타측에 고정되어 있으며, 상기 트레일링 암(107)에는 차체 프레임(101)에 일단이 고정된 쇼바(108)의 타단이 지지되어 충격을 흡수하도록 이루어진다.

상기 종래의 3륜 자동차는 체인구동방식으로서 체인(106)을 구동 스프로켓 휠(104)과 피동 스프로켓 휠(105)을 연결하여 동력을 바퀴(103)에 전달시킨다. 이러한 체인구동방식은 동력전달의 정확성과 큰 동력을 전달할 수 있는 장점이 있지만, 소음 문제와 체인(106) 양축을 평행상태로 유지되지 않으므로 고속 운전에 사용하기가 어렵고, 체인(106)을 사용하여 차량을 구동시에는 유동부의 마찰마모에 의한 체인(106)의 파손이 발생되며 소음이 크게 발생하므로 윤활유를 사용해야 하는 단점이 있다.

또한, 체인구동방식은 대부분 한 방향으로의 구동으로 사용되어지며, 전진 및 후진을 동시에 행하는 구동용으로 사용될 경우 발생하는 체인 충격은 체인 자체의 수명을 단축시키며, 운행시 갑작스러운 충격으로 체인 손상으로 인한 구동성능 상실과 사고의 위험을 야기할 수 있다.

또한, 엔진(100)의 동력을 변속기(102)를 통해 원하는 회전수를 구동 스프로켓 휠(104)에 전달하고, 상기 구동 스프로켓 휠(104)은 체인(106)을 통해 피동 스프로켓 휠(105)을 회전시키며, 피동 스프로켓 휠(106)은 드라이브 축에 고정되어 있는 바퀴(103)를 구동시킴으로서 차량을 움직일 수 있는 종래의 구성은 도 4에서와 같이 구동 스프로켓 휠(104)의 중심(P1)과 피동 스프로켓 휠(205)의 중심점(P2)을 유지하는 트레일링 암(107)의 구심점(P)이 일치되지 않는다. 이로 인하여, 트레일링 암(107)의 구심점(P)을 기점으로 충격흡수를 위한 쇼바(108)의 스트로크를 많이 부여 할 수 없다. 만약 많은 스트로크를 주어지게 된다면 구동 스프로켓 휠(104)과 피동 스프로켓 휠(105)간의 축간거리 차가 수평상태일 경우 가장 길어 체인(106)이 양호한 상태로 맞물려 있으나 경사를 이루면 축간거리 차가 짧아져 체인(106)이 늘어지면서 구동될 때 충격을 그대로 흡수하게 되어 손상이 발생된다. 그러므로 체인(106)의 손상 방지를 위하여 쇼바(108)의 충격흡수 스크로크를 최소로 줄이게 되면 쇼바(108)를 통한 현가장치의 원활성을 기할 수 없어 승차감을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 구동장치는 엔진을 구동함에 있어 소음이 많이 발생하며 유해가스를 배출함으로써 주변 환경문제에 저해하는 요소로 대두되고 있으며, 동력원으로부터 발생된 동력을 전달받은 변속기는 차량을 구동함에 있어 기어비를 변속하므로 구동 성능을 원활하게 하는 중간적 역할을 하지만 차량 중량을 증가시키며, 작동시의 기계적 마찰과 작동에 따른 충격음이 발생한다. 또한, 이에 사용되어지는 윤활유는 재활용이 어려워 환경적 문제가 발생한다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 고안의 목적은 종래의 엔진 자동차의 동력장치를 구현함에 있어서의 문제점 즉, 변속기를 사용함에 있어 발생하는 마찰, 충격음 및 중량 증가, 체인 사용에 의한 마찰음, 동력원과 현가장치와의 유연관계 등을 전기 자동차에 적용함에 있어 발생하는 문제점들을 해결하기 위하여, 본 고안은 동력원을 모터로 하며, 동력원으로부터 변속기 없이 직접적으로 구동 풀리를 회전시키고, 구동 풀리의 회전력을 타이밍 벨트로서 피동 풀리에 동력을 전달하는 방식을 적용하고, 또한 동력원 구심점과 트레일링 암의 구심점을 일치시켜 동력 전달용 타이밍 벨트의 손상을 방지함은 물론 쇼바의 충격흡수 스트로크를 자유롭게 하여 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 3륜 전기자동차의 동력전달장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 상기 목적은, 일단은 회전 가능하도록 차체 프레임에 장착되고 타단은 바퀴 축에 고정된 피동 풀리를 지지하는 트레일링 암을 가지는 현가장치와, 차체 프레임에 장착되는 모터와, 상기 현가장치를 지지하는 쇼바 그리고 상기 구동 풀리 및 피동 풀리를 연동시키는 타이밍 벨트로 이루어진 전기자동차의 구동장치에 있어서, 상기 프레임에 소정 간격을 이루면서 브래킷이 설치되고, 상기 브래킷에현가장치의 트레일링 암의 일측 양단이 회동 가능하도록 결합되며; 상기 현가장치의 트레일링 암의 타측 양단은 피동 풀리를 가지는 바퀴를 지지하도록 결합되고; 상기 브래킷 사이에는 구동 풀리를 가지는 모터를 장착시켜 구동 풀리의 축 구심점과 현가장치의 트레일링 암의 구심점을 동일 중심선에 일치되도록 하여 바퀴가 유동할 때 구동 풀리와 피동 풀리 사이의 거리가 일정하게 유지되어 타이밍 벨트의 장력이 변화되지 않도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 3륜 전기자동차의 동력전달장치에 의하여 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 3륜 전기자동차의 동력전달장치를 도시한 개략도,

도 2a, 2b는 본 고안에 따른 3륜 전기자동차의 동력전달장치 작동상태를 도시한 정면도,

도 3은 본 고안에 따른 3륜 전기자동차의 동력전달장치를 도시한 횡단면도,

도 4는 종래 3륜 전기자동차의 동력전달장치를 도시한 정면도,

도 5는 종래 3륜 전기자동차의 동력전달장치를 도시한 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 프레임 2 : 바퀴

3 : 피동 풀리 4 : 현가장치

5 : 모터 6 : 쇼바

7 : 타이밍벨트 8 : 구동 풀리

이하, 상기 목적을 구체적으로 실시할 수 있는 본 고안에 따른 3륜 전기자동차의 동력전달장치의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이, 전기자동차의 단점인 차량 중량의 과다 증가와 이로 인하여 에너지원의 효율의 저하, 차량의 고가, 동력전달 효율을 개선 및 성능 향상을 위하여 경량의 구조와, 동력전달의 효율 향상과 개발비용을 절감할 수 있는 구조를 구현하기 위하여 차체를 구성하는 프레임(1)에 배터리(12), 모터(5), 상기 모터(5)의 정역회전용 스위치(13), 상기 스위치(13)의 신호를 모터(5)에 전달하는 컨트롤러(14), 상기 모터(5) 및 바퀴(2)에 결합되어 있는 구동 풀리(8) 및 피동 풀리(3) 그리고 상기 구동 풀리(8) 및 피동 풀리(3)를 연결하는 타이밍 벨트(7)로 구성하게 된다.

첨부된 도 2 및 도 3은 본 고안의 동력전달장치를 도시한 정면도 및 측면도로서 부호 1은 프레임. 2는 바퀴, 3은 피동 풀리, 4는 현가장치, 5는 모터, 6은 쇼바, 7은 타이밍벨트, 8은 구동 풀리를 나타낸다.

상기 프레임(1)에는 소정 간격을 이루면서 브래킷(11,11')이 돌출되게 설치하게되며, 상기 브래킷(11,11')에는 현가장치(4)의 트레일링 암(41)의 일단이 회동 가능하도록 결합된다.

상기 현가장치(4)의 트레일링 암(41)의 타측 양단은 피동 풀리(3)를 가지는 바퀴(2)를 지지하도록 결합되고, 상기 현가장치(4)를 지지하도록 쇼바(6)가 프레임(6)에 일단이 고정되어 있다.

상기 브래킷(11)과 브래킷(11') 사이에는 구동 풀리(8)를 가지는 모터(5)를 장착시켜 구동 풀리(8)의 축 구심점(P1)과 현가장치(4)의 트레일링 암(41)의 구심점(P)을 중심선(L)에 일치되도록 구성하여 바퀴(2)가 유동할 때 구동 풀리(8)와 피동 풀리(3) 사이의 거리를 일정하게 유지시키게 된다. 상기 구동 풀리(8)와 피동 풀리(3) 사이의 거리를 일정하게 유지시키게 되면 타이밍 벨트(7)의 장력이 변화되지 않으므로 구동 풀리(8)와 피동 풀리(3)들의 치형과 타이밍 벨트(7)의 치형이 항상 안정적으로 맞물려 있게 되어 동력전달 효율을 높이게 된다.

또한, 상기 타이밍 벨트(7)의 장력을 조절할 수 있도록 현가장치(4)의 트레일링 암(41)에 일단이 지지되어 고정볼트에 의해 위치가변이 가능하도록 장착되는 텐셔너(9)를 포함하여 더욱 안정적으로 구동 풀리(8)와 피동 풀리(3)들의 치형과 타이밍 벨트(7)의 치형이 맞물려서 동력이 전달될 수 있도록 이루어진다. 또한, 타이밍 벨트(7)로 구동함에 있어 전진 및 후진이 용이하며 역전시의 소음이 발생하지 않으며, 충격에 의한 벨트의 파손이 거의 없다.

상기 텐셔너(9)는 타이밍 벨트(7) 재질 특성상 고온시 및 장기간 사용시 길이가 변형 될 수 있어 이완측에 유격이 발생하여 구동 및 피동 풀리(8,3)의 치형을 넘어 벨트의 파손을 초래 할 수 있는데 이러한 문제점을 보완하기 위하여 설치되며, 벨트의 동력전달 성능 향상과 수명 연장을 기할 수 있으며, 벨트 유격에 의한 진동음을 제거하는 역할도 도모할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 동력장치는, 동력원인 모터(5)로부터 동력이 발생하여 직접적으로 연결된 구동 풀리(8)에 전달되고, 구동 풀리(8)는 타이밍 벨트(7)를 통하여 피동 풀리(3)를 구동시킨다. 피동 풀리(3)는 드라이브 샤프트를 거쳐 바퀴를 구동함으로서 동력전달의 구조가 형성되며, 변속기를 사용하지 않으므로 이로 인하여 차량의 경량화 뿐만 아니라 구조의 간편성, 윤활유의 미사용, 기어 마찰 및 충격음이 발생하지 않는다.

상기 구동 풀리(8) 또는 피동 풀리(3)는 치형을 가지는 타이밍 벨트(7)용으로 적용하였으며, 타이밍 벨트(7)는 V벨트 및 평벨트의 특성인 구동상의 충격을 흡수하는 특성과 정숙한 운전을 할 수 있고 고속운전이 가능한 특성이 있으며, 큰 동력을 전달하는 체인의 특성도 내포하고 있다. 이에 따라 미끄럼이 없는 일정한 속도비를 얻을 수 있으며, 벨트 재질의 탄성으로 어느 정도 충격하중을 흡수 할 수 있으며, 다축전동이 가능하고 유지 및 수리가 용이해서 수명이 길다. 따라서, 타이밍 벨트(7)는 일반 벨트와 체인 구조의 중간형태로 전기자동차의 동력전달 장치로 적합하다.

한편, 모터(5)의 동력원으로부터 피동 풀리(2)를 구동함에 있어 지지대의 역할을 현가장치(4)의 트레일링 암(41)이 작용하게 된다. 동력원인 모터(5)와 현가장치(4)의 결합에 있어 모터(5)의 동력 전달 기능과 현가장치(4)의 기능이 서로 간섭되어 성능향상을 억제하는 문제점이 발생할 수 있으므로 도 3에서와 같이 모터(5)의 구심점(P)과 트레일링 암(41)의 구심점(P)을 중심선(L)에 일치시켜 서로의 기능을 최대한 발휘할 수 있는 구조를 적용하였다. 그러므로 상기 모터(5)의 구심점(P1)과 트레일링 암(41)의 구심점(P)이 일치되어 동력을 구동함에 있어 차량이 요철운행시 트레일링 암(41)의 상하운동으로 축간거리가 변하지 않으므로 타이밍 벨트(7)의 파손 및 베어링의 하중 증가를 방지할 수 있으며, 상기 트레일링 암(41)의 상하운동 폭이 자유롭게 되어 차량의 승차감을 높일 수 있는 것이다.

본 고안에 따르면 동력원이 모터이므로 소음이 거의 없으며, 전기 자동차의 특성을 유지하기 위하여 저 소음용 타이밍 벨트를 동력전달 방식으로 적용, 이에 따른 종래의 체인 방식과 비교한다면 운행중의 소음으로 인한 운행지장이 없으며, 전진 후진시의 충격음이 없고, 충격에 의한 벨트의 파손이 거의 발생하지 않는다. 뿐만 아니라 윤활유를 사용하지 않아 환경적으로 안정적이며, 차량 유지비용이 저렴한 장점이 있다. 또한 트레일링 암은 충격흡수용 쇼바와 결합되며, 동력원인 모터의 구심점과 트레일링 암의 구심점을 일치시켜 요철운행시 현가장치의 작동시에도 축간거리를 일정하게 함으로써 항상 안정적으로 동력을 전달할 수 있어 동력 손실 없이 원활하게 동력을 전달하여 전기자동차의 동력 전달 장치의 성능향상과 경량화를 이룰 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

일단은 회전 가능하도록 차체 프레임(1)에 장착되고 타단은 바퀴(2) 축에 고정된 피동 풀리(3)를 지지하는 트레일링 암(41)을 가지는 현가장치(4)와, 차체 프레임(1)에 장착되는 모터(5)와, 상기 현가장치(4)를 지지하는 쇼바(6) 그리고 상기 구동 풀리(8) 및 피동 풀리(3)를 연동시키는 타이밍 벨트(7)로 이루어진 전기자동차의 구동장치에 있어서,

상기 프레임(1)에 소정 간격을 이루면서 브래킷(11,11')이 설치되고,

상기 브래킷(11,11')에 현가장치(4)의 트레일링 암(41)의 일측 양단이 회동가능하도록 상기 현가장치(4)의 트레일링 암(41)의 타측 양단은 피동 풀리(3)를 가지는 바퀴(2)를 지지하도록 결합되고;

상기 브래킷(11)과 브래킷(11') 사이에는 구동 풀리(8)를 가지는 모터(5)를 장착시켜 구동 풀리(8)의 축 구심점(P1)과 현가장치(4)의 트레일링 암(41)의 구심점(P)을 동일 중심선(L)에 일치되도록 하여 바퀴(2)가 유동할 때 구동 풀리(8)와 피동 풀리(3) 사이의 거리가 일정하게 유지되어 타이밍 벨트(7)의 장력이 변화되지 않도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 3륜 전기자동차의 동력전달장치.
제1항에 있어서,

상기 타이밍 벨트(7)에 밀착되어 장력을 조절할 수 있도록 현가장치(4)의 트레일링 암(41)에 장착되는 텐셔너(9)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3륜 전기자동차의 동력전달장치.