KR20160014924A - 소형 전동차량의 동력전달 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 전동차량의 동력전달 장치를 개시한다.
전동차량 프레임에 장착된 전원 공급장치인 배터리, 중대형 모터를 대신해 상기 배터리에 연결되는 복수의 소형모터, 그리고 모터풀리와 구동풀리로 이루어진 동력전달 장치에 있어서, 상기 구동풀리는 중심부에 공간을 갖게 형성되고, 상기 모터풀리와 구동풀리가 서로 연동되게 동력을 전달하는 타이밍벨트로 이루어진 것을 그 특징으로 하는 것으로서 배터리 및 모터, 그리고 풀리를 이용함에 따라 소형화가 가능하며 충분한 동력전달 역시 할 수 있는 효과가 있다. 또한 타이밍벨트로 동력전달 함으로써 부하를 안정되게 구동할 수 있어 에너지 절약은 물론이고 발생되는 소음억제와 함께 실내환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

소형 전동차량의 동력전달 장치{The small electric vehicle powertrain}

본 발명은 모터를 회전시켜 힘을 발생하는 전동차량 동력전달 장치에 관한 것으로서, 특히 구동장치의 소형화가 요구하는 시스템 유효 공간 내에 모터를 구비할 수 있도록 구성된 소형 전동차량의 동력전달 장치에 관한 것이다.

구동장치는 전동차량의 동력을 발생시키는 장치로서, 배터리와 전기장치가 구비되어 전동차량 주행에 필요한 동력을 발생시키는 역할을 한다. 여기에서 발생된 동력은 전동차 바퀴를 구동시키는 차동장치로 전달된다.

종래 전동차량의 구동장치는, 배터리와 배터리에 연결된 저속으로 회전하는 모터를 장착하여 동력을 발생시킨 후, 적절한 기어장치를 거쳐 동력을 전달하는 구조를 갖고 있었다.

이러한 기어장치를 가진 종래의 전동차량은 큰 힘을 전달할 수 있는 효과는 있지만 다음과 같은 문제점을 내재하고 있다.

장착되는 모터 및 배터리 크기가 커져 전동차량 전체 중량증가 및 부피가 커지게 됨에 따라 소형화가 어려워짐은 물론 전동차량 코스트 상승의 문제점이 야기되어 전동차량을 구입하기가 힘들어진다.

또한 금속성 기어 장치로 되어 있어 고장률이 높아지며, 복잡한 구조로 인해 수리하기 어려운 문제점을 가지고 있다.

이외에도 작동과정에서 기계적 마찰과 충격으로 발생되는 각종 진동과 소음으로 인해 전동차량 내부 실내환경을 쾌적하게 유지할 수 없는 문제점을 내재하고 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술이 첨부한 도 3에 도시되어진 대한민국 등록실용신안 20-0279753호의 기술이다.

첨부한 도 3과 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 부호 1은 프레임, 2는 바퀴, 3은 피동풀리, 4는 현가장치, 5는 모터, 6은 쇼바, 7은 타이밍벨트, 8은 구동풀리를 나타낸다. 동력원인 모터(5)로부터 동력이 발생하여 직접적으로 연결된 구동풀리(8)에 전달되고, 구동풀리(8)는 타이밍벨트(7)을 통하여 피동풀리(3)을 구동시킨다. 피동풀리(3)는 드라이브 샤프트를 거쳐 바퀴를 구동함으로써 동력전달의 구조가 형성된다. 현가장치(4)의 트레일링 암(41)의 타측 양단은 피동풀리(3)를 가지는 바퀴(2)를 지지하도록 결합되고, 상기 현가장치(4)를 지지하도록 쇼바(6)가 프레임(6)에 일단이 고정되어 있다. 또한 상기 타이밍벨트(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 구동풀리(8)와 피동풀리(3)들의 치형과 타이밍벨트(7)의 치형이 맞물려서 동력이 전달될 수 있도록 이루어진다.

그러나 종래구조에 따른 대한민국 등록실용신안 20-0279753호는 쇼바, 트레일링 암, 텐셔너 등의 장치사용로 인해 부피가 커질 수밖에 없다. 따라서 공간 활용도 면에서 부적합하고 차량중량 증대의 문제점이 발생하였다.

상기 쇼바는 수명이 짧을 뿐더러 오일누출과 스프링이 신축되지 않는 등의 이유로 바운싱이 수습되지 않는 감쇠력 저하현상이 나타나며, 쇼바의 한쪽이 고장발생해도 다른쪽까지 교체하여야 되는 경제적 비용적인 부분이 발생된다. 또한 쇼바 내부밸브가 막혔을 때는 오일이 흐르지 않아 진동의 움직임이 없어지기 때문에 특히 비포장도로나 움푹 파인 도로를 지날 때 승객의 안전과 승차감에 심각한 문제점을 초래한다.

한쪽은 프레임에 연결되고 다른 한 끝은 현가장치에 연결되어 바퀴의 캠버를 조절함에 따라 주행성에 도움을 주는 트레일링 암은, 부식이 될 경우 내구성이 약해져 주행에 악영향을 미칠 뿐 아니라 소음도 굉장히 크다.

타이밍벨트의 장력을 일정하게 조절하는 텐셔너는, 타이밍벨트와의 간격이 어긋날 경우 벨트의 떨림현상이 발생하여 소음이 나는 노킹현상이 일어나는 문제점을 내재하고 있다.

즉, 종래의 기술에서 상기와 같은 문제점들의 발생으로 인해 쇼바, 트레일링 암, 텐셔너 등과 같은 부품을 사용하지 않고도 동력을 전달할 수 있는 장치의 필요성이 대두되고 있다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 배터리 및 모터, 그리고 풀리를 이용하여 소형화를 실현함에 있다. 더불어 충분한 동력을 가진 소형 전동차량 동력전달 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소형 전동차량의 동력전달 장치는, 전동차량 프레임에 장착된 전원 공급장치인 배터리, 중대형 모터를 대신해 상기 배터리에 연결되는 복수의 소형모터, 그리고 모터풀리와 구동풀리로 이루어진 동력전달 장치에 있어서, 상기 구동풀리는 중심부에 공간을 갖게 형성되고, 상기 모터풀리와 구동풀리가 서로 연동되게 동력을 전달하는 타이밍벨트로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징은, 모터 및 모터풀리 배치는 상기 구동풀리가 중심이 되어 그 배치각이 60도 내지 180도인데 있다.

본 발명의 바람직한 다른 한 특징은, 상기 모터풀리와 구동풀리 크기비에 결정되는 감속비는 10 이내인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 한 특징은, 모터풀리서 상기 구동풀리로 동력 전달하는 타이밍벨트는 그 치수가 5 미리미터 이하인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 한 특징은, 상기 구동풀리 동력을 차동장치로 전달하기 위한 축은, 구동풀리 중심에 고정되고 베어링이 축 양측에 삽입되며 구동장치의 하우징에 결합된 것에 있다.

상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 배터리 및 모터, 그리고 풀리를 이용함에 따라 소형화가 가능하며 충분한 동력전달 역시 할 수 있는 효과가 있다. 또한 타이밍벨트로 동력전달 함으로써 부하를 안정되게 구동할 수 있어, 에너지 절약은 물론이고 발생되는 소음억제와 함께 실내환경을 쾌적하게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소형 전동차량의 동력전달 구조의 사시도.
도 2은 본 발명에 따른 구동풀리의 개념도.
도 3은 종래구조에 따른 동력전달장치를 도시한 개략도.
도 4는 종래구조에 따른 동력전달장치 작동상태를 도시한 정면도.

발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

첨부한 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소형 전동차량의 동력전달 장치의 사시도이고 도 2는 본 발명에 따른 구동풀리의 개념도이다.

도시되어진 바와 같이 본 발명에 따른 소형 전동차량의 동력전달 장치는, 전원 공급장치인 배터리(참조번호 비부여)에 연결되어 회전운동을 하는, 중대형 모터를 대신하는 복수의 소형모터(110)와, 상기 소형모터의 회전축 끝단에 각각 연결되어 회전하는 모터풀리(120), 동력전달 축(130)에 견고히 고정된 구동풀리(140)와, 상기 모터풀리(120)와 구동풀리(140)가 서로 연동되게 동력을 전달하는 타이밍벨트(150) 및 구동풀리(140)의 회전을 원활하게 하는 베어링(160)으로 이루어진다.

배터리(참조번호 비부여)에 연결된 모터의 고정은, 도시되지는 않았지만 구동장치 하우징에 모터 전면부(111)가 나사로 견고히 고정이 되어 있으며, 모터풀리(120)는 모터가 고속 회전시 발생하는 힘에도 견딜 수 있도록 모터의 회전축 앞부분에 견고히 삽입이 되어 있다.

모터풀리(120)와 구동풀리(140)의 배치는 타이밍벨트(150)의 폭에 맞추어진 상태로 일직선상으로 배치를 시키며, 모터회전 시 타이밍벨트(150)가 풀리에서 벗어나는 것을 방지하기 위해 필요한 풀리 플랜지(141)는 모터풀리 플랜지와 구동풀리 플랜지가 풀리를 기준으로 서로 마주볼 수 있도록 해당 풀리의 앞측과 뒤측에 1개씩만을 부착하여 단순화를 한다.

한편 타이밍벨트(150)는 모터풀리(120) 및 구동풀리(140)와 치차 결합되며 타이밍벨트(150)의 치부들의 간격은 모터풀리(120) 및 구동풀리(140)의 간격과 실질적으로 동일하다.

배터리(참조번호 비부여)로부터 전원이 공급되어 복수의 모터(110)가 동일한 방향으로 회전을 하면 모터 회전축에 고정된 모터풀리(120)가 회전을 하고, 모터풀리(120)의 회전속도와 등속으로 회전하는 타이밍벨트(150)에 의해 구동풀리(140)는 모터풀리(120)와의 크기비에 해당하는 만큼 감속이 되며 동력은 증폭이 되어 회전한다. 즉, 회전하는 구동풀리(140)의 증폭된 동력이 동력 전달축(130)에 의해 차동장치로 충분한 동력전달이 되는 것이다.

이때 감속이 되어 증가된 동력전달이 원활하게 되도록 모터풀리(120)와 구동풀리(140)의 크기비는 10 이내로 한다.

한편 베어링(160)은 구동풀리(140)의 회전을 원활하게 하는 역할을 하기 위해 축 양단에 결합이 되어 있다.

타이밍벨트(150)는 모터풀리(120)와 구동풀리(140)가 동력전달이 되도록 풀리 사이를 연결하며 우수한 동력 전달비를 가질 수 있도록 그 치수는 5 미리미터 이하로 함이 바람직하다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

110 : 모터
111 : 모터 전면부
120 : 모터풀리
130 : 동력전달 축
140 : 구동풀리
141 : 풀리플랜지
150 : 타이밍벨트
160 : 베어링

Claims (5)

1. 전동차량 프레임에 장착된 전원 공급장치인 배터리, 중대형 모터를 대신해 상기 배터리에 연결되는 복수의 소형모터, 그리고 모터풀리와 구동풀리로 이루어진 동력전달 장치에 있어서,
   상기 구동풀리는 중심부에 공간을 갖게 형성되고,
   상기 모터풀리와 구동풀리가 서로 연동되게 동력을 전달하는 타이밍벨트가 마련된 것을 특징으로 하는 소형 전동차량의 동력전달 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   모터 및 모터풀리 배치는 상기 구동풀리가 중심이 되어 그 배치각이 60도 내지 180도인 것을 특징으로 하는 소형 전동차량의 동력전달 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 모터풀리와 구동풀리 크기비에 결정되는 감속비는 10 이내인 것을 특징으로 하는 소형 전동차량의 동력전달 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   모터풀리서 상기 구동풀리로 동력 전달하는 타이밍벨트는 그 치수가 5 미리미터 이하인 것을 특징으로 하는 소형 전동차량의 동력전달 장치.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 구동풀리 동력을 차동장치로 전달하기 위한 축은, 구동풀리 중심에 고정되고 베어링이 축 양측에 삽입되며 구동장치의 하우징에 결합된 것을 특징으로 하는 소형 전동차량의 동력전달 장치.
   
   
   
   

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