KR20110103513A - 상시 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정간격 이격되어 설치된 두 개의 좌측 전후 바퀴(100)와, 상기 두 개의 좌측전후바퀴(100)의 두 개의 바퀴(100) 내측에 연결되어 내측으로 연장된 바퀴휠축(101)에 설치된 바퀴휠기어(100) 및 다수개의 기어가 내장된 "

"형상의 기어박스(3)와, 상기 기어박스(3)의 중앙 외측에 설치된 원심클러치(201)를 관통하는 모터축(21)에 의해 연결되어 좌측전후바퀴를 구동시키는 모터(2)와, 상기 모터(2)의 후방에 설치되어 모터(2)의 구동을 감소시키거나 정지시키는 전자브레이크(6)와, 상기 전자브레이크(6)의 후면에 설치되어 모터(2)에 동력을 전달하거나 모터의 속도를 조절하는 밧테리 및 컨트롤박스(7)와,
상기 우측에 설치된 두 개의 우측 전후바퀴(100) 또한 상기 좌측의 전후바퀴(100)와 동일하게 기어박스(3)및 모터(2), 밧테리 및 컨트롤박스(7)와 연결된 구조이며, 상기 일정간격 이격되어 설치된 좌우측의 두 개의 기어박스(3)의 상부를 연결하여 설치된 하판(4)으로 구성된 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치에 관한 것이다.

Description

상시 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치{GEAR BOX OF 4-WHEEL ELECTRIC VEHICLE AND DRIVE DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 상부에는 시트 및 자동차 조절부가 구성되며, 상기 조절부는 방향 전환을 위한 레버(조이스틱) 또는 헨들, 라이트 시스템 스위치, 브레이크, 속도계, 계기판으로 구성된 통상의 4륜 전기자동차에 있어서, 구동장치를 개량한 것으로서, 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치에 관한 것이다.

일반적인 차량은 전방좌우바퀴에 구동축이 연결되고, 이와 마찬가지로 후방좌우바퀴에 구동축이 연결되어 구동축을 회전시킴으로서, 차량이 전 후진되도록 구성되어 있으며, 전기자동차는 인버터를 통해 직류전원에 의해 구동되는 모터를 동력원으로서 구동되며, 전기차량 또한 구조는 일반차량과 동일하나 동력원이 전기를 사용할 뿐 기존 일반차량의 구동장치와는 동일한 구조를 갖고 있다.

전기자동차 중 사륜자동차는 각각의 바퀴에 각각의 모터가 장착되어 각각의 바퀴속도를 제어하도록 구성되어 있다.

최근 전기자동차에 속하는 전동휠체어의 기술개발의 방향은 경량소재와 첨단 배터리의 결합에 의한 초경량형 전동휠체어의 개발과 다양한 부가기능을 전동휠체어에 결합시킨 특수형 전동휠체어 개발로 모아지고 있다. 시트의 움직임에서 다양한 기능이 가능한 모델에서부터 계단이나 도로턱 등의 장애물에 구애받지 않고 이동이 가능한 주행로봇 콘셉트의 전동휠체어 등이 주로 개발되고 있으며, 첨단기술이 결합되어 손으로의 조작이 아닌 치아 또는 어깨의 이동을 이용하여 움직임을 제어할 수 있는 컨트롤러가 장착된 휠체어도 연구 중에 있다.

전동휠체어는 구동의 형태에 따라서 각각의 문제점을 가지고 있다. 구동의 형태에 따라서 가장 일반적인 후륜구동의 경우는 경사로와 같은 오르막길에서 급출발 시 뒤로 전복되는 문제와 내리막길에서 급제동 시 미끄러지는 단점이 있으며, 전륜구동의 경우에는 이와는 반대로 경사로에서 바퀴가 미끄러지는 경우가 있다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 중간 구동형으로 앞뒤에 보조바퀴를 장착하고 중간에 구동바퀴를 장착하여 안정성을 높인 제품도 있지만 출발과 정지 시 전후로 흔들리는 문제점이 있다.

향후 가장 중점을 받게 되는 특수형 전동휠체어 중에 가장 중요한 것은 전동휠체어의 최대 장애물인 계단이나 도로턱 등의 제약을 받지 않는 구동시스템 기술을 확보하는 것이다. 현재 전동휠체어는 도로상의 조그마한 턱에도 이동에 제약을 받아 움직일 수 없게 되는 치명적인 약점을 가지고 있다.

특히 국내에서 전동휠체어의 보급이 미진한 이유 중의 하나가 이러한 도로턱 때문이기도 하다. 따라서 장애물에 제약을 받지 않는 실용적인 구동시스템 기술을 개발하는 것이 중요하다고 할 수 있다.

현재 생산중이거나 판매되고 있는 전동휠체어는 도1과 같이 파이프 형태의 프레임에 감속기어가 장착된 모터를 좌우 양쪽에 부착하고 감속기어의 회전 종단에 바퀴를 각각 장착하여 구동하는 형태임으로 프레임의 구조(형상) 또는 프레임의 성능이 전동휠체어의 주요한 역할을 수행하였고 생산단가에 큰 영향을 주었다.

종래의 전동휠체어는 전륜구동형태 및 후륜구동형태가 주요 구동형태로 생산되어 판매되고 있다.

이러한 전동휠체어들은 후륜구동형의 경우 캐스터 형태의 앞바퀴와 구동 형태의 뒷바퀴로 구동되어 있어서 회전을 하는 경우 도2와 같이 회전반경이 크고 캐스터의 위치가 회전방향과 수직으로 있는 경우에는 회전 초기에 원하지 않는 방향으로 움직이는 위험성을 가지고 있다.

국내특허등록공보 등록번호 제10-0478371호에 주행장치(1)는 좌우 4개씩의 차륜(3)을 시이소형으로 축설치되는 제1,2레버(4,5,6)상에 축설치하여 어떠한 노면조건에서도 총 8개 내지는 선택적으로 4개의 차륜(3)이 노면과 접지된 상태에서 주행할 수 있도록 함으로써 장애자용 휠체어나 특정 화물 등을 이송하기 위한 이송장치 등에 적용하여 다양한 노면(계단, 경사로, 모래사장, 진흙탕길, 암반 등과 같은 각종 험로)에 호환성 있게 주행을 행할 수 있으며, 주행 중 노면 요철에 따른 차륜(3)의 승강 진동을 시이소형으로 작동하는 제1,2레버(4,5,6)의 시이소운동에 의해 최소화 할 수 있어 승차감 및 주행 안정성을 극대화할 수 있고, 시이소형으로 노면 요철에 따라 자유 각운동 할 수 있는 전륜측의 제2레버(5)를 주행코자 하는 방향으로 조향코자 할 시는 랙(11)과 피니언(10)을 사용하여 전륜을 구성하는 2개의 차륜(3) 중 하나만 노면과 접지되도록 하여 스티어링휠(16)로 간단히 조향이 가능하며, 주행장소 및 주행속도에 따라 주행장치(1)의 전후 및 좌우 폭 등을 임의로 조절한 상태에서 주행이 가능하여 최적의 주행여건을 갖춘 상태로 안전하게 주행할 수 있는 등 다수의 효과를 제공받을 수 있는 계단, 경사로, 험로 주행장치가 공개되어 있고,

동 공보 등록번호 제10-0883421호에 전측에 힌지 연결되어 회동 가능한 프론트휠이 구비된 프론트프레임과, 프론트프레임에 승하강 가능하도록 결합되고 사용자가 착석할 수 있도록 시트가 구비된 시트프레임과, 프론트프레임의 후측에 착탈 가능하게 결합되고, 구동휠이 구비된 백프레임과, 백프레임에 구비되고, 구동휠에 구동력을 제공하는 구동장치와, 프론트프레임에 구비되어 시트프레임을 프론트프레임 상에서 승하강시키는 승하강장치 및 프론트프레임에 구비되어 구동장치와 승하강장치에 작동신호 인가하는 조작부로 구성된 전동휠체어가 기재되어 있으며,

국내공개특허공보 공개번호 제 10-2008-0075894호에는 좌우전차륜(FL, FR)은 모터제너레이터(MGL, MGR)에 의해 독립적으로 구동된다. 파워제어유닛(1)은 모터제너레이터(MGL, MGR)에 공통으로 제공되어 이들 구동 제어들을 통합하게 된다. 각각의 모터제너레이터(MGL, MGR)는 스위치회로(SWL, SWR)를 통해 파워제어유닛(1)에 선택적으로 연결된다. 스위치회로(SWL, SWR)간의 절환은 차량(100)의주행 상태(즉, 차량의 요구구동력, 주행 방향)에 따라 ECU(3)에 의하여 적절하게 수행된다. 즉, 주행 상태에 따라, 본 차량(100)은 구동차륜으로서 우전차륜과 좌전차륜(FL, FR)에 의한 주행 및 우전차륜(FR) 또는 좌전차륜(FL) 중 하나 만에 의한 주행을 선택적으로 실행할 수 있는 기술이 알려져 있으며,

동 공보 공개번호 제10-2007-0018706호에는 모터를 가지는 전동 구동장치(8, 9)를 제어하여, 차륜(6, 7)을 구동 및 제동하는 전동 차량에 사용된다. ESC-CU(31)는, 차륜의 공전을 검출하면 상기 모터를 역행 및 회생 제어함으로써 노면상태에 따라 수속하는 슬립율을 바꾼다. ESC-CU(31)는 모터전류에 의거하여 노면 마찰계수(μ)를 연산하고, 구해진 상기 노면 마찰계수(μ)가 최대값 근방이 되도록 상기모터를 역행 및 회생 제어하는 전동 차량의 주행 제어장치 및 전동주행 제어시스템이 공개되어 있고,

동 공보 등록번호 제10-0356851호에는 엔진과 독립시킨 전기모터를 이용하여 조향 시 차량의 전ㅇ후륜을 함께 제어하고자, 조향휠의 조향각과 차속을 감지하는 신호입력부와, 이 신호입력부의 신호를 내장된 로직(Logic)과 프로그램(Program)에 따라 처리하여 제어신호를 발생하는 메인콘트롤러 및 이 메인콘트롤러의 제어신호에 따라 제어되는 전ㅇ후륜구동장치로 이루어지되, 상기 메인콘트롤러에 의해 제어되는 전ㅇ후륜구동장치는 각각 모션제어기와, 이 모션제어기의 신호를 증폭하는 파워증폭기, 이 파워증폭기를 통해 전송된 신호에 따라 정해진 회전량으로 작동되는 조향모터 및 이 조향모터의 회전력에 따라 전륜을 조향하는 조향랙을조작하는 연결수단으로 기술이 공개되어 있으며,

동 공보 공개번호 제10-0811943호에는 각각 독립적으로 구동되는 차륜과; 상기 차륜에 각각 장착되는 구동장치와; 차량의 구동, 제동 및 선회시 차량의 상태를 감지하는 차량상태감지부와; 상기 차량상태감지부의 신호를 입력받아 상기 구동장치를 제어하는 제어기;로 구성된 전기 자동차의 지능형 차량 안정성 제어 방법이 기술되어 있고,

동 공보 등록번호 제10-0862469호에는 4개의 휠에 각각 삽입되어 직접 연결 설치된 인휠모터와; 상기 후륜에 설치된 수퍼캡을 포함하여 구성되고, 상기 인휠모터 및 수퍼캡을 통해 차량자세제어 및 회생제동이 가능한 것을 특징으로 하는 4륜독립구동 하이브리드 전기 차량 및 이의 제어방법이 알려져 있으며,

동 공보 등록번호 제10-0802260호에는 좌우 전륜과 좌우 후륜이 구동원에 의해 구동되는 구동력 배분 장치는, 엔진(1)과 트랜스미션(2)으로부터 공급되는 동력을 전륜(6, 7)과 후륜(15, 16)으로 분배하는 트랜스퍼 기어 기구(8)와, 트랜스퍼 기어 기구(8)를 거쳐서 전달되는 동력을 후륜(15, 16)으로 전달하는 후방 파이널 기어 기구(10)와, 후방 파이널 기어 기구(10)와 좌측후륜(15) 사이에 설치된 제1 클러치(11)와, 후방 파이널 기어 기구(10)와 우측 후륜(16) 사이에 설치된 제2 클러치(12)와, 트랜스퍼 기어 기구(8)의 출력축[추진축(9)의 트랜스퍼 기어 기구(8)측의 단부]의 회전수와 후방 파이널 기어 기구(10)의 입력축[추진축(9)의 후방 파이널 기어 기구(10)측의 단부]의 회전수를 동일하게 하고, 또한 체결된 클러치를 거쳐서 동력이 전달되는 후륜[후륜(15, 16)의 한쪽]의 외주의 속도를 전륜(6, 7)의 외주의 속도보다 빠르게 하는 증속 기구가 공개되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같은 종래의 기술들은 좌우바퀴가 한 쌍씩 전 후방으로 연결된 구동축을 회전시키고 각각의 바퀴에 각각의 모터를 설치하여 구동되는 4륜 전기식자동차 구동장치로서, 회전 시 전후바퀴의 속도가 일치할 수 없으므로 회전반경이 커지거나 등판능력이 감소되는 문제점과,

전동스쿠터의 경우는 1개의 모터를 이용하여 후륜으로 동력을 전달하고 전륜은 조향을 하는 기능을 하며 일반적으로 전동휠체어의 경우 역시도 2개의 모터를 이용하여 후륜으로 동력을 전달함과 동시에 방향을 전환토록 설계되어 있어, 동력전달원이 후륜에 집중되어 빗길이나 언덕을 오르는 경우 전복되거나 내리막의 경우 미끄러지는 위험이 높아서 경사로 주행 및 악천우의 경우 야외에서의 이동에 한계를 가지고 있는 문제점이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하고자, 종래의 좌우 한 쌍의 구동축(전,후바퀴 동일)이 연결되어 함께 구동되는 4륜 자동차와 달리 일측면의 바퀴 구동속도를 동일하도록 1개의 모터로 한쪽 측면 전,후바퀴를 1:1의 비율로 구동하는 4륜구동 구조이며, (좌측의 전후바퀴가 하나의 모터에 의해 구동되며, 다른 쪽 즉, 우측의 전후바퀴 또한 다른 모터에 의해 구동되도록 장착) 일측의 전후바퀴에 연결된 구동축이 하나의 커버로 밀폐시켜 종래의 프레임을 배재하도록 설치하였고, 기어박스는 외부의 이물질이 삽입될 수 없는 방수 형태이며, 좌우측 두개의 커버의 상부에 판재로 연결하고, 그 상부에 배터리를 설치하여 전체 무게를 감소시키고, 조향장치는 바퀴의 움직임 방향을 변화 시키지 않고, 좌측모터, 우측모터의 회전속도를 조정함으로서 좌우회전을 할 수 있도록 개선한 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제 해결 수단인 것이다.

본 발명은 종래의 장치와 달리 바퀴의 회전으로 방향을 바꾸지 않고, 좌측전후바퀴에 연결된 모터와 우측전후바퀴에 연결된 모터의 속도를 달리하여, 방향을 조절하도록 구성되어, 회전반경을 최소화 시킬 수 있을 뿐 아니라, 프레임을 사용하지 않아 차량의 전체 무게를 감소시켰으며,

전후바퀴의 회전속도를 동일하게 함으로서, 등판 시 전후 바퀴의 속도가 달리하여 등판능력이 감소되는 현상을 감소시켜 등판능력이 우수한 효과가 있는 것이다.

도1 종래의 전동휠체어 상세도
도2 종래의 후륜구동전동휠체어 회전반경 상태도
도3 본 발명의 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치가 장착된 전동휠체어 상세도
도4 본 발명의 기어박스 상세도
측면상세도(4A), 평단면상세도(4B), 측단면상세도(4C)
도5 본 발명의 회전반경 상태도
도6 본 발명의 구동장치 평면상세도
평면상세도(6A), 발판이 추가된 평면상세도(6B)
도7 본 발명의 구동장치 연결상태도
도8 종래 일반전동휠체어의 주행방향및 미끄러짐 방향 상세도
도9 본 발명의 구동장치 직진진행 상태도
도10 본 발명의 구동장치 좌측진행 상태도
도11 본 발명의 구동장치 우측진행 상태도
도12 본 발명의 구동장치 자체회전(좌측) 상태도
도13 본 발명의 구동장치 자체회전(우측) 상태도

본 발명은 상부에는 시트 및 자동차 조절부가 구성되며, 상기 조절부는 방향 전환을 위한 레버(조이스틱) 또는 헨들, 라이트 시스템 스위치, 브레이크, 속도계, 계기판으로 구성된 통상의 4륜 전기자동차에 있어서, 구동장치를 개량한 것으로서, 일정간격 이격되어 설치된 두 개의 좌측 전후 바퀴(100)와, 상기 두 개의 좌측전후바퀴(100)의 두 개의 바퀴(100) 내측에 연결되어 내측으로 연장된 바퀴휠축(101)에 설치된 바퀴휠기어(100) 및 다수개의 기어가 내장된 "

"형상의 기어박스(3)와, 상기 기어박스(3)의 중앙 외측에 설치된 원심클러치(201)를 관통하는 모터축(21)에 의해 연결되어 좌측전후바퀴를 구동시키는 모터(2)와, 상기 모터(2)의 후방에 설치되어 모터(2)의 구동을 감소시키거나 정지시키는 전자브레이크(6)와, 상기 전자브레이크(6)의 후면에 설치되어 모터(2)에 동력을 전달하거나 모터의 속도를 조절하는 배터리 및 컨트롤박스(7)과,

상기 우측에 설치된 두 개의 우측 전후바퀴(100) 또한 상기 좌측의 전후바퀴(100)와 동일하게 기어박스(3)및 모터(2), 밧테리 및 컨트롤박스(7)와 연결된 구조이며, 상기 일정간격 이격되어 설치된 좌우측의 두 개의 기어박스(3)의 상부를 연결하여 설치된 하판(4)(도면 중에 번호가 d으로 구성된 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치에 관한 것이다.

본 발명은 4륜(AWD)구동을 기본으로 하고 좌우 독립전자비례제어 기어 방식으로

구동장치는 좌우 독립적이며 대칭적인 2개의 기어모듈로 되어 있음으로 중앙에 2개의 모터로 구동 한다. 기어모듈은 최적의 토크를 전달할 수 있도록 설계 되었고 완전 밀패 타입으로 외부로의 오물이나 먼지 등이 들어갈 수 없으며 이로 인하여 소음도 최소화 되도록 설계 되어 있다.

모터와 기어모듈과의 연결 및 기어모듈과 휠과의 연결은 모두 회전클러치 방식을 이용하여 급작스러운 발진이나 급정거의 위험성을 낮추었고 구동장치부와 상부지지대는 완충장치가 포함되어 있는 자동 밸런스 조절장치가 적용되어서 이동시 충격으로 인한 흔들림이 최소화 되도록 하였다.

본 발명의 All Wheel Drive 좌우독립전자비례제어 방식의 장치는 표 1과 같은 특징을 가지고 있다.

No .	주요특징
1	완전 방수형 기어박스 모듈
2	이상적 대칭형 기어박스 구조로 토크 전달율 향상
3	휠 타입 및 캐터필러 방식의 구동바퀴 장착 가능
4	소용량의 모터로 큰 동력을 생성하여 운영시간을 최대화
5	좌우독립 전자비례제어 기어박스로 미끄럼방지 및 방향전환이 우수
6	전자식 기어변경을 통한 주행성능의 극대화
7	제어 및 조작방식의 변경이 용이(조이스틱타입, 핸들타입, 바(Bar)타입)
8	다양한 사이즈 및 디자인 적용이 가능, 다양한 응용제품에 적용 가능

표 1. All Wheel Drive 좌우독립전자비례제어 방식의 구동장치 기능 및 특징 본 발명의 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치가 장착된 전동휠체어는 종래 프레임의 구조를 도3과 같이 자체 개발된 기어박스의 형태가 프레임을 대체할 수 있어서 이전에 반드시 필요하였던 파이프 형태의 프레임이 없이 제작될 수 있다.

또한 본 기어박스는 도4와 같이 그 형태를 변경하는 경우 바퀴가 장착되는 4륜전기자동차 및 전동휠체어나 전동스쿠터 뿐만이 아닌 궤도 타입의 구동부로 변경가능하고 이는 4륜전기자동차 및 전동휠체어에서 사용할 수도 있지만 탐지로봇이나 소방로봇 등의 개인용 또는 산업용 로봇의 구동부로 활용할 수 있는 특징을 가진다.

도2에서 제시한 전동휠체어와 동일한 크기의 구조로 제작하였을 경우

본 발명은 도5같이 회전시 좌측의 전후바퀴와 우측의 전후바퀴가 서로 다른 방향 서로 다른 속도로 움직일 수 있음으로 하여 회전의 중심이 장치의 중심이 되어 최소의 회전 반경으로 회전할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명은 1개의 모터로 한쪽의 측면 전·후 바퀴를 1:1의 비율로 구동하는 전륜(全륜)구동(AWD: All Wheel Drive) 구조로서, 본 발명의 구동부는 도 6과 같이 중앙의 모터 1개의 회전이 동일한 비율로 앞바퀴와 뒷바퀴로 동력을 전달하고 이러한 모양이 좌우대칭되어 구동되는 4개의 바퀴가 모두 구동하는 4륜구동 즉 전륜구동(AWD) 형태이다.

이러한 형태로 구성함으로 인하여 회전반경도 최소화 할 수 있으며 1바퀴의 미끄러짐 현상이 있어도 같은 방향의 바퀴는 구동하기 때문에 원하는 방향으로 자세제어가 용이하다.

(예를 들어 우측 앞바퀴가 장애물이나 표면마찰력의 저하로 미끄러짐 현상이 발생하여도 우측의 뒷바퀴 및 좌측의 모든 바퀴가 원하는 방향으로 이동하고 있음으로 하여서 사용자가 컨트롤러의 조이스틱으로 지시하는 방향으로 이동할 수 있다.)

종전의 4륜전기자동차 및 전동휠체어는 전방에 장애물이 특정높이 이상 존재하거나 우천 시에 노면이 미끄러운 경우에는 바퀴가 공회전을 하거나 움직이지 않아서 10Cm 이상의 장애물은 극복할 수 없었고 경사로가 있는 도로에서는 원하지 않는 측면으로 이동하는 문제점이 있었다.

특히 도로가 도7과 같이 노면이 기울어져 있는 곳에서 화살표 방향으로 이동하고자 할 경우 일반 4륜전기자동차는 전후바퀴에 설치된 모터의 작동으로 동일한 속도로 전진하다가, 노면의 저항이 앞바퀴에 전달시, 순간적으로 앞바퀴와 뒷바퀴의 전진속도가 미세하나마 차이가 있고, 후륜, 또는 전륜의 경우에는 일정기간 전진하다가, 관성에 의해 직접동력이 전달되지 않는 바퀴가 기울어진 방향쪽으로 기울어지게 되어 있으므로, 이동 및 정지 시에 경사로 아래의 방향으로 기울어져 탑승자가 위험에 처할 수 있는 상황이 발생하곤 한다.

그러나 본 발명이 적용된 파워휠체어는 경사로 또는 노면이 기울어져 있는 어떠한 곳에서도 미끄러짐 현상이 없이 원하는 방향으로 자세를 제어할 수 있는 최대의 장점을 가진다.

기타, 하판의 상부에 장착되는 시트(조종석, 조수석등)와, 운전 조절(조정)계기판, 차량커버, 문(도어), 헤드라이트, 및 기타 부속장치들은 종래의 4륜 전기자동차 또는 일반자동차의 기술을 사용하는 것으로서, 본 발명의 핵심부분이 아니므로 구체적인 기술내용은 기술하지 않기로 하였다.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 종래의 전동휠체어 상세도, 도2 종래의 후륜구동전동휠체어 회전반경 상태도, 도3 본 발명의 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치가 장착된 전동휠체어 상세도, 도4 본 발명의 기어박스 상세도, 측면상세도(4A), 평단면상세도(4B), 측단면상세도(4C), 도5 본 발명의 회전반경 상태도, 도6 본 발명의 구동장치 평면상세도, 평면상세도(6A), 발판이 추가된 평면상세도(6B), 도7 본 발명의 구동장치 연결상태도, 도8 종래 일반전동휠체어의 주행방향및 미끄러짐 방향 상세도, 도9 본 발명의 구동장치 직진진행 상태도, 도10 본 발명의 구동장치 좌측진행 상태도, 도11 본 발명의 구동장치 우측진행 상태도, 도12 본 발명의 구동장치 자체회전(좌측) 상태도, 도13 본 발명의 구동장치 자체회전(우측) 상태도를 도시한 것이며, 시트(1), 모터(2), 기어박스(3), 하판(4), 발판(5), 발판연결부(5-1), 전자브레이크(6), 밧테리 및 조절센서부(7), 모터축(21), 메인기어(31), 제2기어(32,32-1), 제3기어(33,33-1), 제4기어(34,34-1), 바퀴(100), 바퀴축(100-1), 바퀴구동기어(110,110-1), 원심클러치(201), 기어박스커버(300)를 나타낸 것임을 알 수 있다.

구조를 살펴보면, 본 발명의 4륜 전기자동차의 기어박스와 그를 포함한 구동장치는 도1내지 도6에 도시된 바와 같이,

일정간격 이격되어 설치된 두 개의 좌측 전후 바퀴(100)와, 상기 두 개의 좌측전후바퀴(100)의 두 개의 바퀴(100) 내측에 연결되어 내측으로 연장된 바퀴휠축(101)에 설치된 바퀴휠기어(100) 및 다수개의 기어가 내장된 "

"형상의 기어박스(3)와, 상기 기어박스(3)의 중앙 외측에 설치된 원심클러치(201)를 관통하는 모터축(21)에 의해 연결되어 좌측전후바퀴를 구동시키는 모터(2)와, 상기 모터(2)의 후방에 설치되어 모터(2)의 구동을 감소시키거나 정지시키는 전자브레이크(6)와, 상기 전자브레이크(6)의 후면에 설치되어 모터(2)에 동력을 전달하거나 모터의 속도를 조절하는 배터리 및 컨트롤박스(7)와,

상기 우측에 설치된 두 개의 우측 전후바퀴(100) 또한 상기 좌측전후바퀴(100)와 동일하게 기어박스(3)및 모터(2), 배터리 및 컨트롤박스(7)와 연결된 구조이며,

상기 일정간격 이격되어 설치된 두 개의 좌우측 기어박스(3)의 상부에 설치된 하판(4)으로 구성되며,

상기 기어박스(3)는 일측 전후 바퀴(100)의 바퀴휠(101)의 내측에 연결되어 설치되며,

"

"형상의 기어박스커버(300)로 밀폐되어 있고, 상기 기어박스커버(300)의 중앙 외측에 설치된 모터(2)와 연결되며,

내부에는 다수개의 기어와 다수개의 기어를 고정시키는 다수개의 커플링 및 고정부가 내장되며, 내장되는 다수개의 기어를 보다 상세히 설명하면,

모터축(21)에 연결되어 구동되며 중앙부에 설치된 메인기어(31)와, 상기 메인기어(31)와 맞물려 전후로 설치된 두 개의 제2기어(32,32-1)와, 상기 제2기어(32)의 전면에 맞물려 설치된 제3기어(33)와, 상기 제3기어(33)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 제4기어(34)와, 상기 제4기어(34)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 바퀴축(100-1)과,

상기 후면의 제2기어(32-1)의 후면에 맞물려 설치된 후면의 제3기어(33-1)와, 상기 후면의 제3기어(33-1)의 후면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 후면의 제4기어(34-1)와, 상기 후면의 제4기어(34)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 후면의 바퀴축(100-1)으로 구성되어 있음을 알 수 있다.

조립 및 작동 상태를 살펴보면,

일정간격 이격되어 설치된 두 개의 좌측 전후 바퀴(100)와, 상기 두 개의 좌측전후바퀴(100)의 두 개의 바퀴(100) 내측에 연결되어 내측으로 연장된 바퀴휠축(101)에 설치된 바퀴휠기어(100) 및 다수개의 기어가 내장된 "

"형상의 기어박스(3)와, 다른 일측에, 즉 우측의 전후바퀴(100)에 설치된 기어박스(3)를 준비한 다음,

상기 각각의 기어박스(3)의 중앙 외측에 원심클러치(201)를 관통하는 모터축(21)에 의해 연결되어 좌측전후바퀴를 구동시키는 모터(2)를 연결하고,

상기 모터(2)의 후방에 전자브레이크(6)와, 상기 전자브레이크(6)의 후면에 모터의 속도를 조절하는 밧테리 및 컨트롤박스(7)를 설치한 다음,

상기 일정간격 이격되어 설치된 두 개의 좌우측 기어박스(3)의 상부에 하판(4)을 설치한 후, 그 상부에 통상의 4륜전기자동차 시트 및 운전 조절장치를 설치한 후에,

작동은 통상의 운전석의 계기판의 버튼 또는 레버로 작동시켜 밧테리 및 컨트롤박스(7)에 신호를 주어 좌, 우측 두 개의 모터(2)를 조절하여, 구동시키되,

종래의 방향조절핸들로 바퀴를 회전시키는 방법이 아니라, 좌우측 두 개의 모터의 속도를 달리하여 방향을 조절하는 방법으로서, 보다 상세히 설명하면,

1. 전후진시는

좌, 우측 두개의 모터(2)를 동일한 속도로 작동시키면, 도9와 같이 직진으로, 모터(2)를 역으로 작동시키면 후진시키며,

2, 좌우측회전시에는

가. 좌측 회전시에는

도10에 도시된 바와 같이, 좌측의 모터(2)회전 속도보다, 우측의 모터(2)의 회전속도를 빠르게 좌측으로 회전시키고,

회전각도의 정도에 따라 좌측의 모터(2) 는 고자 하는 각도만큼 빨리하게 하여 좌측으로 회전하게하고,

나. 우측 회전시에는

상기 좌측 회전시와 반대로 도11에 도시된 바와 같이, 우측의 모터(2) 회전속도보다 좌측의 모터(2) 회전속도를 빠르게 회전시켜 우측으로 회전하게 하며, 회전각도의 정도에 따라 우측의 모터(2)의 회전속도를 좌측의 모터(20보다 빠르게 하여 조절하며,

3. 기타.

가. 좌측의 모터(2)는 역(뒤)으로, 우측의 모터(2)는 정(앞)으로 회전시키면, 각각의 모터의 작용에 따라,

장치는 거의 제자리에서 좌측으로 회전하며(이 원리는 무한궤도(탱크 등)의 제자리회전원리와 동일) (도12참조)

나. 상기 "가"와 반대로

좌측의 모터(2)는 정(앞)으로, 우측의 모터(2)는 역(뒤)으로 회전시키면, 각각의 모터의 작용에 따라,

장치는 거의 제자리에서 우측으로 회전하도록 (이 원리는 무한궤도(탱크 등)의 제자리회전원리와 동일)

(도13참조)

하여 작동하는 원리인 것이다.

기타, 차량의 정지, 가속, 등은 종래의 4륜전기자동차의 작동과 동일하므로 구체적인 작동원리는 기술하지 않기로 하였다.

시트(1), 모터(2), 기어박스(3), 하판(4), 발판(5), 발판연결부(5-1), 전자브레이크(6), 밧테리 및 조절센서부(7), 모터축(21), 메인기어(31), 제2기어(32,32-1), 제3기어(33,33-1), 제4기어(34,34-1), 바퀴(100), 바퀴축(100-1), 바퀴구동기어(110,110-1), 원심클러치(201), 기어박스커버(300),

Claims (2)

1. 4륜 전기자동차의 기어박스에 있어서,
   일측 전후 바퀴(100)의 바퀴휠(101)의 내측에 연결되어 설치되며,
   "

   

   "형상의 기어박스커버(300)로 밀폐되어 있고, 상기 기어박스커버(300)의 중앙 외측에 설치된 모터(2)와 연결되며,
   내부에는 다수개의 기어와 다수개의 기어를 고정시키는 다수개의 커플링 및 고정부가 내장되며,
   상기 다수개의 기어는 모터축(21)에 연결되어 구동되며 중앙부에 설치된 메인기어(31)와, 상기 메인기어(31)와 맞물려 전후로 설치된 두 개의 제2기어(32,32-1)와, 상기 제2기어(32)의 전면에 맞물려 설치된 제3기어(33)와, 상기 제3기어(33)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 제4기어(34)와, 상기 제4기어(34)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 바퀴축(100-1)과,
   상기 후면의 제2기어(32-1)의 후면에 맞물려 설치된 후면의 제3기어(33-1)와, 상기 후면의 제3기어(33-1)의 후면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 후면의 제4기어(34-1)와, 상기 후면의 제4기어(34)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 후면의 바퀴축(100-1)을 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 4륜 전기자동차의 기어박스
2. 4륜 전기자동차의 기어박스를 포함한 구동장치에 있어서,
   일정간격 이격되어 설치된 두 개의 좌측 전후 바퀴(100)와, 상기 두 개의 좌측전후바퀴(100)의 두 개의 바퀴(100) 내측에 연결되어 내측으로 연장된 바퀴휠축(101)에 설치된 바퀴휠기어(100) 및 다수개의 기어가 내장된 "

   

   "형상의 기어박스(3)와, 상기 기어박스(3)의 중앙 외측에 설치된 원심클러치(201)를 관통하는 모터축(21)에 의해 연결되어 좌측전후바퀴를 구동시키는 모터(2)와, 상기 모터(2)의 후방에 설치되어 모터(2)의 구동을 감소시키거나 정지시키는 전자브레이크(6)와, 상기 전자브레이크(6)의 후면에 설치되어 모터(2)에 동력을 전달하거나 모터의 속도를 조절하는 밧테리 및 컨트롤박스(7)와,
   상기 우측에 설치된 두 개의 우측 전후바퀴(100) 또 밧테리 및 컨트롤박스(7)와 연결된 구조이며,
   상기 일정간격 이격되어 설치된 좌우측의 두 개의 기어박스(3)의 상부를 연결하여 설치된 하판(4)으로 구성되며,
   상기 기어박스(3)는 일측 전후 바퀴(100)의 바퀴휠(101)의 내측에 연결되어 설치되며,
   "

   

   "형상의 기어박스커버(300)로 밀폐되어 있고, 상기 기어박스커버(300)의 중앙 외측에 설치된 모터(2)와 연결되며,
   내부에는 다수개의 기어와 다수개의 기어를 고정시키는 다수개의 커플링 및 고정부가 내장되며, 내장되는 다수개의 기어를 보다 상세히 설명하면,
   모터축(21)에 연결되어 구동되며 중앙부에 설치된 메인기어(31)와, 상기 메인기어(31)와 맞물려 전후로 설치된 두 개의 제2기어(32,32-1)와, 상기 제2기어(32)의 전면에 맞물려 설치된 제3기어(33)와, 상기 제3기어(33)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 제4기어(34)와, 상기 제4기어(34)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 바퀴축(100-1)과,
   상기 후면의 제2기어(32-1)의 후면에 맞물려 설치된 후면의 제3기어(33-1)와, 상기 후면의 제3기어(33-1)의 후면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 후면의 제4기어(34-1)와, 상기 후면의 제4기어(34)의 전면 하부 일측에 경사(45도)로 맞물려 설치된 후면의 바퀴축(100-1)을 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 4륜 전기자동차의 기어박스를 포함한 구동장치
   
   
   
   
   
   

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