KR20030011852A

KR20030011852A - 조향 가능한 후륜을 구비한 틸팅 차량

Info

Publication number: KR20030011852A
Application number: KR1020027015550A
Authority: KR
Inventors: 반덴브링크크리스토퍼랄프; 크루넨헨드리크마리누스
Original assignee: 브링크스 베스트마스 비.브이.
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2003-02-11
Also published as: RU2257306C2; CZ298674B6; JP4928704B2; JP2003533403A; US20040100059A1; AU5893401A; CZ20023816A3; ATE280070T1; MXPA02011359A; ES2231490T3; CA2409817A1; CN1429164A; DE60106598T2; WO2001087689A1; CA2409817C; EP1282551A1; AU775010B2; PL358149A1; CN1261323C; EP1282551B1

Abstract

본 발명은 종축(8), 운전자석(9), 및 종축(8)에 대해 횡방향으로 위치하는 전륜 조향축(5)을 중심으로 회전 가능한 하나 이상의 차륜(4)을 구비한 전방 프레임 섹션(2)을 구비하는 틸팅 차량(1)에 관한 것이다. 이 차량은 전방 프레임 섹션(2)이 틸팅될 수 있도록, 이 전방 프레임 섹션에 연결된 2개의 차륜(14, 15)을 구비하는 후방 프레임 섹션(3)을 구비한다. 또한, 이 차량은 전방 프레임 섹션(2)과 후방 프레임 섹션(3)을 상대적으로 틸팅하도록 운전자에 의해 작동될 수 있는 틸팅 기구(9)를 구비한다. 센서(12)가, 예컨대 틸팅 기구(9)를 제어하기 위해 전륜(4)에서의 힘 또는 모멘트를 측정한다. 후방 프레임 섹션(3)의 후륜(14, 15)은 비교적 고속에서 차량(1)의 진동을 방지하기 위해, 종축에 대해 횡방향으로 위치하는 후륜 조향축(19, 20)을 중심으로 회전될 수 있거나, 실질적으로 종축(8)의 방향으로 위치하는 후륜 틸팅축(17, 18)을 중심으로 회전될 수 있다.

Description

조향 가능한 후륜을 구비한 틸팅 차량{TILTING VEHICLE PROVIDED WITH STEERABLE REAR WHEELS}

이러한 타입의 틸팅 차량은 본원의 출원인 명의의 국제 특허 출원 공보 제WO 95/34459호에 개시되어 있다.

상기 공지의 틸팅 차량의 경우, 전방 프레임 섹션은 곡선 운동을 할 때 2개의 실린더에 의해 후방 프레임 섹션에 대해 틸팅된다. 전방 프레임 섹션은 하나의 차륜을 구비하는 반면에, 후방 프레임 섹션은 2개의 차륜을 구비한다. 전륜 조향축을 중심으로 하는 전륜에서의 모멘트는 힘센서에 의해 측정된다. 틸팅 실린더를 작동시키는 제어 신호가 상기 모멘트로부터 발생되며, 그 결과 본질적으로 안정한 틸팅이 얻어진다. 틸팅 실린더의 운동은, 상기 전륜에서의 모멘트가 0이 되는 바로 그 시점에, 즉 곡선 운동을 위한 정확한 틸팅 각도가 곡선 반경, 차량의 속도,및 운전자를 포함한 차량의 무게에 따라 얻어지는 바로 그 시점에 비활성화된다. 전륜 조향 축을 중심으로 하는 전륜에서의 모멘트 또는 힘이 0이 될 때, 전방 프레임 섹션의 틸팅된 자세가 일정하게 유지된다. 국제 특허 출원 공보 제WO 99/14099호에 기술되어 있는 바와 같이 센서를 위치 지시기로서 구성할 수도 있다. 이러한 장치를 이용하면, 운전자가 조향 요소를 전륜 조향축을 중심으로 회전시킴으로써 틸팅 실린더를 활성화시켜, 전륜은 상기 특허에 기술된 틸팅 기구에 의해 자동적으로 정확한 각도로 조향되는 동시에 속도의 함수로서 조향될 수 있다.

그러나, 직선으로 주행할 때와 곡선 운동을 할 때 모두 고속에서, 즉 60 km/hr 이상에서 전체 차량의 불안정한 지그 재그 운동이 일어나는 것을 발견하였다. 그 결과 틸팅 차량의 운전석에서 바람직하지 못한 진동이 발생하고, 그 결과 틸팅 차량의 조작이 악영향을 받게 된다.

본 발명은 종축, 운전자석, 및 종축에 대해 횡방향으로 위치하는 전륜 조향축을 중심으로 회전 가능한 하나 이상의 차륜을 구비한 전방 프레임 섹션과; 실질적으로 종축의 방향으로 위치하는 틸팅축을 중심으로 전방 프레임 섹션이 틸팅될 수 있도록, 그 전방 프레임 섹션에 연결된 2개의 차륜을 구비하는 후방 프레임 섹션을 포함하는 틸팅 차량에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 틸팅 차량의 프레임의 도식적인 사시도이고,

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 틸팅 차량의 후륜용 조향 구조체의 바람직한 실시예를 보여준다.

본 발명의 한 가지 목적은 비교적 고속에서도 진동이 회피되는 틸팅 차량을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 틸팅 차량은 후방 프레임 섹션의 차륜이 실질적으로 종축에 횡방향으로 위치하는 후륜 조향축을 중심으로 회전될 수 있거나, 또는 실질적으로 종축의 방향으로 위치하는 후륜 틸팅축을 중심으로 틸팅될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 전방 프레임 섹션이 틸팅되고, 전륜에 의해 갖게 되는 그에 상응하는 기울어진 자세에 있는 상태에서, 후륜은 횡방향 힘을 형성하는 데 비교적 긴시간을 필요로 한다는 식견에 기초한 것이다. 본 발명에 따르면, 실질적으로 수직 배향된 후륜 조향축을 중심으로 한 틸팅의 함수로서 후륜을 조향하거나, 또는 실질적으로 종방향으로 움직이는 후륜의 틸팅축을 중심으로 후륜을 틸팅시킴으로써, 후륜이 충분히 큰 횡방향 힘을 충분히 신속하게 형성할 수 있고, 직선으로 주행할 때와 곡선 운동을 할 때 모두에 있어서 고속에서 비교적 불안정한 진동 조작이 완전히 배제되는 동시에 유익한 조향 특징과 운전자의 조향감이 유지된다.

전방 프레임 섹션의 틸팅은 전륜의 조향 및 변속 중량에 의하여 운전자가 행하는 자체 평형에 의해 작동될 수 있다. 이 경우, 틸팅 차량에는 능동적인 틸팅 수단이 마련되지 않는다.

그러나, 틸팅 차량은, 운전자에 의해 활성화될 수 있고 한쪽은 전방 프레임 섹션에 연결되며 다른 한쪽은 틸팅축을 중심으로 프레임 섹션을 상대적으로 틸팅하기 위해 후방 프레임 섹션에 연결되는 틸팅 기구와, 이 틸팅 기구를 제어하기 위해 전방 프레임 섹션과 후방 프레임 섹션의 상대적인 틸팅의 함수로서 제어 신호를 발생시키는 센서를 사용하여 틸팅을 능동적으로 작동시키는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 각 후륜은 그 자체의 후륜 조향축에 독립적으로 현수된다. 후륜은 횡방향으로 위치한 조향 아암을 매개로 하여 후륜 조향축에 연결되고, 각각 트랙 로드(track rod)를 매개로 하여 종축에 위치한 크랭크 아암에 연결된다. 크랭크 아암은 전방 프레임 섹션이 종축을 중심으로 회전할 수 있도록 전방 프레임 섹션에 연결되고, 종축에 대해 횡방향으로 연장된다. 전방 프레임 섹션을 종축을 중심으로 틸팅시킬 때, 크랭크 아암은 후륜의 조향 아암이 이동되도록, 그리고 크랭크 아암의 길이에 따라 결정되는 후륜의 조향이 얻어지도록 회전된다. 조향 각도는 크랭크 아암과 조향 아암의 기하학적 형상의 변화에 의해 정확하게 조정될 수 있다.

본 발명에 따른 틸팅 차량의 몇몇 실시예를 첨부 도면에 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 전방 프레임 섹션(2)과, 이 전방 프레임 섹션(2)에 연결되어 틸팅될 수 있는 후방 프레임 섹션(3)을 구비하는 본 발명에 따른 틸팅 차량(1)의 섀시를 도시적으로 보여준다. 전방 프레임 섹션(2)은 스티어링 휠(6)에 의해 도식적으로 도시된 전륜 조향축(5)을 중심으로 회전될 수 있는 전륜(4)을 구비한다. 전방 프레임(2)은 도면에 도식적으로 나타내어진 운전자석(7)을 구비한다. 전방 프레임 섹션(2)은 도 1에 있어서 종축(8)과 일치하는 틸팅축(8')을 중심으로 틸팅될 수 있다. 전방 프레임 섹션(2)의 틸팅은, 일단부가 후방 프레임 섹션(3)에 연결되고 타단부가 전방 프레임 섹션(2)에 연결되는 2개의 수압 실린더(10, 11)를 포함하는 틸팅 기구(9)에 의해 작동된다. 수압 실린더(10, 11)는 도면에 더 상세히 나타내어져 있지 않은 제어 유닛에 연결된다. 운전자가 스티어링 휠(6)을 회전할 때,전륜(4)에서의 조향력 또는 조향 모멘트는 센서(12)의 도움을 받아 측정된다. 틸팅 기구(9)는 도식적으로 나타내어진 라인(13)을 통해 센서(12)에 의해 활성화되어, 전방 프레임 섹션(2)을 후방 프레임 섹션(3)에 대해 틸팅시킨다. 틸팅은 센서(12)에 의해 검출되는 상기 힘 또는 모멘트가 0이 아닌한 지속된다. 센서(12)에 의해 표시되는 힘 또는 모멘트가 0이면, 전방 프레임 섹션(2)은 얻어진 틸팅 위치에 유지되고, 실린더(10, 11)는 그 위치에 고정된다. 힘 또는 모멘트 센서(12) 대신에, 본원의 출원인 명의의 국제 특허 출원 공보 제WO 99/14099호에 기술된 바와 같은 각도 센서를 사용할 수도 있다.

또한, 센서에 검출되는 전방 프레임 섹션의 가속 또는 각위치, 전륜(4)의 속도 및/또는 각위치를 기초로 하여 컴퓨터에 의해 틸팅이 작동될 수도 있다. 또한, 본 발명은 틸팅 기구(9)가 생략된 틸팅 차량에 적용될 수도 있다.

직선으로 주행할 때와 곡선 운동을 할 때 모두 비교적 고속에서 진동을 방지하기 위해, 후륜(14, 15)의 위치가 조정될 수 있다. 후륜(14, 15)은 종축(8)에 실질적으로 수직한 후륜 조향축(19, 20)을 중심으로 회전하여 조향될 수 있다. 또한, 후륜(14, 15)은 틸팅될 수 있도록 후방 차축(16)에 연결될 수 있으며, 다시 말해서 후륜의 평면은 실질적으로 종축(8) 방향으로 움직이는 후륜 틸팅축(17, 18)을 중심으로 틸팅될 수 있고, 틸팅되는 타이어(14, 15)의 조향 특징들이 사용된다. 후륜 틸팅축(17, 18)을 중심으로 한 틸팅 또는 후륜 조향축(19, 20)을 중심으로 하는 회전의 작동은, 전방 프레임 섹션(2)의 틸팅 각도, 전방 프레임 섹션(2)의 틸팅 속도나 틸팅 가속도, 비틸팅 후방 프레임 섹션(3)의 롤각이나 롤속도나 롤가속도,후륜(14, 15)에서의 타이어 힘, 또는 이들의 조합 등과 같은 다수의 측정 신호에 의해 결정될 수 있다. 틸팅 차량의 조작에서 바람직한 진동은 후륜(14, 15)의 정확한 조향에 의해 상쇄될 수 있다는 것을 발견하였다.

도 2는 그 자체의 후륜 조향축(19, 20)을 중심으로 회전될 수 있도록 각각 독립적으로 현수된 후륜(14, 15)을 구비하는 바람직한 실시예를 보여준다. 각 후륜(14, 15)은 개개의 쇽 업소버(22, 23)를 매개로 하여 후방 프레임 섹션(3)의 지지 부재(40)에 현수된다. 각 후륜(14, 15)은 조향 아암(24)을 구비하고, 이 조향 아암(24)은 트랙 로드(25)를 매개로 하여 크랭크 아암(27)의 단부에 연결된다. 트랙 로드(25, 26)는 각각의 볼 조인트(28)를 매개로 하여 조향 아암(24)의 각 단부에 연결된다. 크랭크 아암(27)은 전방 프레임 섹션(2)에 견고히 연결되며, 전방 프레임 섹션(2)의 틸팅시 종축(8)을 중심으로 회전된다. 조향 아암(24)의 단부가 이동되고 후륜(14, 15)이 조향축(19, 20)을 중심으로 회전한 결과, 후륜 조향축은 쇽 업소버(22, 23)의 상부 장착 지점 및 볼 조인트(28)을 통해 움직인다.

조향 아암(24)의 제2 단부(28')가 횡방향 아암(29, 30)과 이 횡방향 아암(29, 30)의 단부에 있는 볼 조인트(31, 32)를 매개로 하여 후방 프레임 섹션(3)에 연결된다. 각 횡방향 아암(29, 30)은 고무 서스펜션을 매개로 하여 종방향 가이드(33)에 연결되고, 이 종방향 가이드는 토션 바아(36)에 의해 서로 결합되며, 이 토션 바아는 또한 후방 프레임 섹션(3)용 롤 스테빌라이져의 기능을 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전방 프레임 섹션(2)이 우측으로(운전자의 위치에서 볼 경우) 틸팅될 때, 크랭크 아암(27)은 좌측으로 회전되고, 그 결과 차륜(14, 15)은 후륜 조향축(19, 20)에 대해 우측으로 회전한다. 그 결과, 후륜(14, 15)은 60 km/hr를 초과하지 않는 것이 주요한 곡선 운동에 있어서 유익한 조작을 획득하기에 충분히 신속하게 횡방향 힘을 형성할 수 있다. 크랭크 아암(27)의 길이, 조향 아암(24)의 길이, 또는 크랭크 아암(27)에서 트랙 로드(25, 26)의 고정점(35)의 위치를 변화시킴으로써, 후륜(14, 15)의 조향 정도를 조정할 수 있다.

본 발명은 단일 전륜(4)을 구비한 틸팅 차량에 관하여 기술되었지만, 2개의 전륜을 구비한 틸팅 차량에 본원을 채용할 수도 있다.

Claims

종축(8), 운전자석(9), 및 종축(8)에 대해 횡방향으로 위치하는 전륜 조향축(5)을 중심으로 회전 가능한 하나 이상의 차륜(4)을 구비한 전방 프레임 섹션(2)과; 실질적으로 종축의 방향으로 위치하는 틸팅축(8')을 중심으로 전방 프레임 섹션이 틸팅될 수 있도록, 이 전방 프레임 섹션에 연결된 2개의 차륜(14, 15)을 구비하는 후방 프레임 섹션(3)을 포함하는 틸팅 차량(1)으로서,

후방 프레임 섹션(3)의 차륜(14, 15)은 종축(8)에 대해 실질적으로 횡방향으로 위치하는 후륜 조향축(19, 20)을 중심으로 회전될 수 있거나, 또는 실질적으로 종축(8)의 방향으로 위치하는 틸팅축(17, 18)을 중심으로 틸팅될 수 있는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).
제1항에 있어서, 후방 프레임 섹션(3)의 각 차륜(14, 15)은 실질적으로 수직 배향된 각 후륜 조향축(19, 20)을 매개로 하여 후방 프레임 섹션(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).
제2항에 있어서, 후방 프레임 섹션(3)의 각 차륜(14, 15)은 조향 아암(24)을 구비하며, 이 조향 아암은 후륜 조향축(19, 20)에 대해 횡방향으로 위치하고 자유 단부에서 각 트랙 로드(25, 26)를 매개로 하여 크랭크 아암(27)에 연결되며, 이 크랭크 아암은 종축(8)을 중심으로 회전할 수 있도록 전방 프레임 섹션(2)에 연결되고, 종축(8)의 횡방향으로 연장되며, 전방 프레임 섹션(2)이 틸팅축(8')을 중심으로 틸팅될 때 전방 프레임 섹션(2)에 의해 종축(8)을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).
제3항에 있어서, 조향 아암(24)은 제2 단부에서 제1 조인트(28')를 매개로 하여 횡방향 아암(29, 30)에 결합되고, 이 횡방향 아암은 해당 트랙 로드(25, 26)에 실질적으로 평행하며 제2 조인트(31, 32)를 매개로 하여 후방 프레임 섹션(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).
제4항에 있어서, 후륜(14, 15)의 각 횡방향 아암(29, 30)은 종축(8) 방향으로 연장되는 종방향 가이드(33)에 회전식 조인트(33')를 매개로 하여 연결되는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).
제5항에 있어서, 각 평행 아암(29, 30)의 종방향 가이드(33)는 종축(8)에 대해 횡방향으로 위치하는 토션 바아(36)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 후륜 조향축(19, 20)은 종축(8)에 수직하고 않고 각각 후방 프레임 섹션(3)에 독립적으로 현수되며 각각 쇽 업소버(22, 23)를 구비하는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).
선행항들 중 어느 한 항에 있어서, 틸팅 차량은 틸팅 기구(9)와 센서(12)를 구비하고, 이 틸팅 기구는 운전자에 의해 활성화될 수 있으며 프레임 섹션들이 틸팅축(8')을 중심으로 상대적으로 틸팅되도록 한쪽은 전방 프레임 섹션(2)에 연결되고 다른 한쪽은 후방 프레임 섹션(3)에 연결되며, 상기 센서는 상기 틸팅 기구(9)를 제어하기 위해 전방 프레임 섹션과 후방 프레임 섹션의 상대적인 틸팅의 함수로서 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 틸팅 차량(1).