KR20170021251A - 차량용 섀시 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 섀시로서, 강성 프레임, 병렬로 배열된 한 쌍의 측방 휠들, 조향 가능한 전방 휠, 조향 가능한 후방 휠, 적어도 하나의 전기 모터를 포함하고, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠 중의 적어도 하나가 상기 적어도 하나의 전기 모터에 연결되어 구동되고, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠은 선회 기구를 통해 상호 연결되어 있고, 상기 선회 기구는 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠을 동시적으로 그리고 동기적으로 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들과 실질적으로 평행한 중립 자세와 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들에 대해 실질적으로 수직한 극단적 좌향 또는 극단적 우향 자세 사이에서 선회시키도록 배치되는 차량용 섀시에 관한 것이다.

Description

차량용 섀시{CHASSIS FOR VEHICLE}
본 발명은 조향 가능한 전방 휠 및 조향 가능한 후방 휠을 갖는 차량용 섀시에 관한 것이다. 본 발명은 또한 섀시를 포함하는 휠체어와 같은 차량에 관한 것이다.
전기 구동 차량을 위한 구동 프레임의 개발이 시작된 이래로, 1) 적당히 긴 주행 가능 거리; 2) 적당히 높은 조종성; 3) 적당히 낮은 중량; 4) 최소한의 외관; 5) 최소한의 복잡성; 및 6) 장애물을 극복하기 위한 적당한 성능을 확보하는 것이 알려진 과제들이 되어 왔다. 이러한 과제들은 하나의 발명에서 해결된 것으로 보이지 않았다.
섀시는 전기 구동 휠체어의 구조 부분을 구성한다. 휠체어는 종종 제한된 선회 공간이 존재할 수 있는 건물, 운송 수단 및 기타 장소에서뿐만 아니라, 연속돌(kerbstone) 등의 형태의 장애물을 극복하고, 오르막과 내리막 및 횡단 경사면(cross-slope surface)을 따라 주행할 수 있기 위한 요구조건들이 존재하는 실외에서도 사용된다. 바람직하게는, 휠체어는 야간 재충전 후에 전기 구동 휠체어의 추가적인 재충전을 필요로 함이 없이 온종일 작동해야 한다. 이러한 전기 구동 휠체어들은 오늘날 그들을 구조적으로 그룹 분류했을 때 매우 유사하며, 일반적으로 조향과 관련하여 다음의 3가지 다른 부류(subgroup)로 나누어질 수 있다. 1) 실내 및 실외용으로 설계되고, 일반적으로 2개의 전기 구동되는 조향 가능하지 않은 휠이 병렬로 장착되고, 그 조향이 개별 휠의 회전 속도를 개별적으로 변경시킴으로써 제어되고, 다수의 지지 휠이 그 방향을 추종하게 되는 섀시로 이루어지는 전기 구동 휠체어. 2) 주로 실외용으로 설계되고, 일반적으로 2개의 전기적으로 구동되는 휠이 병렬로 장착되고, 하나 또는 2개의 추가적인 지지 및 조향 휠이 장착되는 섀시로 이루어지는 전기 구동 휠체어. 3) 주로 실내용으로 설계되고, 일반적으로 2개 또는 4개의 전기적으로 구동되는 조향 휠이 장착되는 섀시로 이루어지는 전기 구동 휠체어.
첫 번째 부류는 여러 유형으로 존재하는 비교적 간단한 해법으로 간주될 수 있다. 2개의 평행한 조향 가능하지 않은 휠은 섀시의 전방 부분, 섀시의 중간 부분 또는 섀시의 후방 부분에 배치될 수 있고, 다수의 지지 휠에 의해 지지되며, 모두 다수의 단점과 관련된다. 그것들은 비교적 큰 선회 반경을 가지고, 2개의 평행한 휠의 회전 속도를 개별적으로 조절함으로써 선회한다는 사실은 그러한 선회가 한쪽 또는 양쪽 휠의 회전 속도가 변경된다는 것을 의미하므로 에너지를 비효율적으로 만든다. 그 결과, 더 큰 배터리가 필요하게 되고, 이는 휠체어를 조종하기 어렵게 만든다. 상술한 첫 번째 부류의 3가지 유형은 또한 그들 자체적인 단점들을 가지다. 예를 들어, 섀시의 후방 부분에 배치되는 2개의 평행한 조향 가능하지 않은 휠을 갖는 섀시는 경사면을 하향 주행하는 데 있어서의 문제점을 가질 수 있고, 전방 휠들은 크기 및 하중 분포에 의한 면압력으로 인해 무른 지면에 빠져 헤어나오지 못하게 되는 문제점을 가질 수 있다. 2개의 평행한 조향 가능하지 않은 휠이 그 대신으로 섀시의 전방 부분에 배치되면, 경사면 상을 하향 운행할 때 휠체어 전방 경사 운동의 위험성이 있거나, 경사면을 상향 주행하는 데 있어서의 문제점을 가진다.
두 번째 부류는 2개의 전기적으로 구동되는 휠이 병렬로, 일반적으로 섀시의 후방 부분에 장착되고, 하나 또는 2개의 조향 가능한 휠이 섀시의 전방 부분에 장착되는 섀시를 포함한다. 일반적으로, 조향 가능한 전방 휠은 모페드(moped)의 조향 로드(steering rod)와 같은 핸들바에 기계식으로 연결되거나, 제어 및 조향 시스템에 의해 휠들을 기계적으로 선회시키는 선형 액추에이터를 제어하는 조이스틱에 의한다. 이러한 섀시는 일반적으로 방향 안정성이 있다. 이 섀시의 알려진 단점은 차량의 전방 방향의 구동력으로 인한, 즉 후방 휠이 조향 휠의 방향으로 추진하지 않는 것으로 인한 큰 선회 반경이다. 또 다른 단점은 전방 휠이 후방 휠에 대해 90°로 선회될 경우에, 휠체어가 주행하지 않고 전도할 위험성이 있다는 점이다.
세 번째 부류는 2개 또는 4개의 전기적으로 구동되는 조향 휠이 장착되는 섀시를 포함된다. 경우에 따라, 휠들은 휠 위에 배치되는 수직방향 축선 둘레로 회전될 수 있다. 이러한 섀시는 높이 차를 등반(climbing)하기에 불량한 능력 및 조향을 위해 구동 휠 위에 설치되는 회전 샤프트로 인한 증가된 설치 높이에 의해 특징지어지고, 일반적으로 절충안으로 휠이 더 작아지는 결과를 낳는다.
JP2009226070은 전방 휠들이 자유 주행하면서도 조향되는 후방 휠 구동식의 전기 구동 휠체어를 개시하고 있다.
EP0300185는 후방 휠들이 자유 주행하면서도 조향되는 전방 휠 구동식의 전기 구동 휠체어를 개시하고 있다.
US5623818은 전방 휠 세트와 후방 휠 세트로 이루어지고, 차량이 2개의 조향 모드: 전방 휠 쌍이 조향 휠이고, 후방 휠 쌍이 평행 상태로 고정되어, 그에 따라 조향이 통상의 자동차의 경우와 같이 일어나는 통상 주행 시의 제1 조향 모드; 및 전방 휠 쌍과 후방 휠 쌍의 양쪽 모두에서 조향이 이루어지는, 휠 자체 축선을 중심으로 한 조종 시의 제2 조향 모드를 가지는 4휠 차량을 개시하고 있다.
상기의 해법들은 차량용 섀시에 관한 다양한 문제점들을 해결하고자 하지만, 모두가 주행 거리, 조종성, 중량, 크기, 조종 복잡성 및 장애물 등반 능력의 관점들의 조합과 관련한 문제점들을 가진다.
본 발명은 주행 거리, 조종성, 중량, 체적, 복잡성 및 장애물 등반 능력과 관련한 개선을 갖는 차량용 섀시를 제공한다.
본 발명은 차량용 섀시로서, 강성 프레임, 병렬로 배열된 한 쌍의 측방 휠들, 조향 가능한 전방 휠, 조향 가능한 후방 휠, 적어도 하나의 전기 모터를 포함하고, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠 중의 적어도 하나가 상기 적어도 하나의 전기 모터에 연결되어 구동되는 바의 차량용 섀시에 있어서, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠은 선회 기구(turning mechanism)를 통해 상호 연결되어 있고, 상기 선회 기구는 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠을 동시적으로 그리고 동기적으로 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들과 실질적으로 평행한 중립 자세와 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들에 대해 실질적으로 수직한 극단적 좌향 또는 극단적 우향 자세 사이에서 선회시키도록 배치되는 것을 특징으로 차량용 섀시에 관한 것이다. 이 구성에 있어서, 모터가 공급해야 하는 에너지는 이동 방향으로 곧바른 추진에만 적용된다. 이는 보다 에너지 효율적인 해법이며, 이것은 섀시에 장착된 차량이 동일한 배터리로 종래의 섀시에 비해 더 긴 거리를 운송될 수 있다는 것을 의미한다. 전방 휠 및 후방 휠을 동시적으로 그리고 동기적으로 선회시키도록 배치되는 선회 기구를 통해 상호 연결된다는 사실은 전방 휠 및 후방 휠에 대해 개별적으로 제어되는 조향 기구를 갖는 것에 비해 디자인을 간단하고 효율적으로 만든다. 전방 휠 및 후방 휠이 평행한 측방 휠들의 축선으로부터 동일한 거리에 배치되는 경우, 이는 선회 시에 휠들이 동일한 선회각(방향은 반대)을 갖는다는 것을 의미하고, 이것은 조향 구조의 간소성에 유리하며, 또한 전방 휠과 후방 휠이 동일한 회전 속도를 가질 것임을 의미한다. 평행한 측방 휠들이 추진력을 제공하는 해법과 관련한 본 발명의 섀시의 추가적인 장점은 전방 휠 및 후방 휠이 평행한 측방 휠들에 대해 90°로 자세결정될 수 있으며, 이는 보다 작은 선회 반경을 제공한다는 점이다.
본 발명의 또 다른 장점은 상기 측방 휠들 중의 적어도 하나가 수평방향 평면에 대해 경사 운동 가능한 것에 관한 것이며, 이는 주행할 때 장애물을 등반하는 능력을 향상시킨다. 일 실시예에 있어서, 상기 강성 프레임은 실질적으로 수평인 평면 내에서 서로 연결되는 2개의 부분들을 포함한다. 이러한 해법에 있어서, 하나의 부분은 섀시의 실질적 길이방향으로 배치되어 전방 휠, 후방 휠 및 측방 휠들 중의 하나에 연결될 수 있는 한편, 다른 하나의 부분은 다른 하나의 측방 휠에 연결된다. 상기 두 번째 부분이 상기 첫 번째 부분에 대해 수직방향으로 경사 운동 가능함으로써, 장애물을 등반하는 개선된 능력을 가능하게 해준다. 또한, 섀시의 모든 부분들이 실질적으로 하나의 수평방향 평면 내에 배치되는 경우, 섀시의 높이는 휠들의 직경만큼의 높이가 된다.
일 실시예에 있어서, 상기 후방 휠이 주 전기 모터(primary electric motor)에 연결되어 구동된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 후방 휠이 주 전기 모터에 연결되어 구동되고, 상기 전방 휠이 보조 전기 모터에 연결되어 구동된다. 각각의 휠에 대해 전기 모터를 가지는 것은 디자인을 더 간소화시키고 추가적인 배선을 회피하기 위한 수단으로 볼 수 있다.
본 발명은 여기에 간단히 설명되는 도면들을 참조하여 아래에 보다 상세하게 설명될 것이다. 도면들은 예시적인 것이며, 본 발명의 방법 및 장치의 특징들 중의 일부를 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 상방에서 바라본, 휠들이 전진 자세에 있는 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 상방에서 바라본, 휠들이 선회 자세에 있는 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 상방에서 바라본, 휠들이 노면에 대한 우측방 휠의 압력면에 대응하는 지점 둘레로 선회하기 위한 자세에 있는 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 측방에서 바라본, 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 후방에서 바라본, 평탄 표면 상을 주행하는 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 후방에서 바라본, 섀시 주행 중에 우측방 휠이 장애물을 등반하고 있는 본 발명에 따른 구동 프레임의 일 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명은 차량용 섀시로서, 강성 프레임, 병렬로 배열된 한 쌍의 측방 휠들, 조향 가능한 전방 휠, 조향 가능한 후방 휠, 적어도 하나의 전기 모터를 포함하고, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠 중의 적어도 하나가 상기 적어도 하나의 전기 모터에 연결되어 구동되는 바의 차량용 섀시에 있어서, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠은 선회 기구를 통해 상호 연결되어 있고, 상기 선회 기구는 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠을 동시적으로 그리고 동기적으로 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들과 실질적으로 평행한 중립 자세와 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들에 대해 실질적으로 수직한 극단적 좌향 또는 극단적 우향 자세 사이에서 선회시키도록 배치되는 것을 특징으로 차량용 섀시에 관한 것이다.
강성 프레임은 섀시의 전방 방향(11)의 가상의 길이방향 축선을 중심으로 한 비대칭 구조일 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 강성 프레임은 길이방향 축선을 중심으로 한 비대칭 구조의 적어도 일부를 구성한다. 일 실시예에 있어서, 강성 프레임은 섀시의 기본 비대칭 강성 프레임을 함께 형성하는 2개의 부분(1a 및 1b)을 포함한다. 비대칭 형상은 전방 휠과 후방 휠 및 측방 휠들 중의 하나가 강성 프레임의 주 부분(primary part)과 함께 유지되고, 보조 부분(secondary part)이 다른 하나의 측방 휠에 연결되어 바람직하게는 당해 측방 휠이 장애물을 등반하도록 경사 운동될 수 있도록 구성되는 효율적인 실시예를 가능하게 해준다. 이 구조는 또한 개선된 충격 흡수를 제공하기 위해서도 사용될 수 있다.
전방 휠 및 후방 휠이 당해 전방 휠 및 후방 휠을 동시적으로 그리고 동기적으로 선회시키도록 구성된다는 사실은 조향 및 추진을 간단하고 효율적으로 만든다. 직접적으로 또는 간접적으로 섀시에 기계적으로 연결되어 있는 양쪽 휠들의 조향 기구를 제어하는 데는 하나의 선회 기구가 사용될 수 있기 때문에, 조향 기구에는 단지 하나의 제어 신호만 필요하다.
상술한 바와 같이, 이 구성에 있어서, 모터가 공급해야 하는 에너지는 이동 방향으로 곧바른 추진에만 적용된다. 이는 보다 에너지 효율적인 해법이며, 이것은 섀시에 장착된 차량이 동일한 배터리로 종래의 섀시에 비해 더 긴 거리를 운송될 수 있다는 것을 의미한다. 전방 휠 및 후방 휠이 평행한 측방 휠들의 축선으로부터 동일한 거리에 배치되는 경우(측방 휠들이 전방 휠 및 후방 휠로부터 동일한 길이방향 거리에 배치되는 경우), 섀시가 선회할 때 전방 휠과 후방 휠이 동일한 선회각(방향은 반대)을 가진다. 이는 선회 기구를 매우 단순하게 만들고, 주행 중에 섀시가 선회할 때 전방 휠과 후방 휠이 동일한 속도를 가진다는 것을 의미한다. 이는 에너지 효율면에서 장점이며, 그 이유는 주행 방향이 변경될 때 휠들에 대해 회전 속도가 개별적으로 변경되어야만 하는 경우는 휠들의 불필요한 시동/정지 또는 가속/감속을 의미하기 때문이다. 일 실시예에 있어서, 상기 섀시는 추진 및 전기적 기능을 위해 적어도 하나의 배터리와 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어, 본 발명의 구동 및 에너지 개선의 장점을 성취한다. 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 측방 휠들 중의 적어도 하나의 휠이 공급된 에너지를 회전으로 변환시키는 장치와 연결되거나 당해 장치를 포함하며, 이는 차량을 전진 또는 후진시키기 위한 추가적인 에너지를 제공한다고 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 측방 휠들, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠은 마름모꼴을 형성한다. 보다 정확하게는, 상방에서 바라본 4개의 휠들의 수직방향 축선들이 마름모꼴을 형성한다. 전방 및/또는 후방 휠에 의한 추진과 결합하는 이 구성은 전방 및 후방 휠이 평행한 측방 휠들에 대해 90°로 자세결정될 수 있기 때문에 섀시를 선회시키기 위한 매우 효율적인 해법으로 볼 수 있다. 전방 휠과 후방 휠은 동일한 회전 속도를 가질 수 있고, 마름모꼴 구성은 정사각형 또는 직사각형 구성의 휠들에 의한 해법에 비해 선회 반경을 더 작게 만든다. 전방 및 후방 휠이 평행한 측방 휠들에 대해 90°로 자세결정되면, 이 실시예에 있어서 전방 휠과 후방 휠이 외측 한계이기 때문에, 전방 및 후방 휠이 평행한 측방 휠들과 동일한 방향으로 자세결정될 때와 비교하여 섀시의 길이가 더 짧아진다. 이 실시예에 있어서, 마름모의 변들은 동일한 길이를 갖는다.
본 발명의 하나의 양태는 상기 전방 휠 및/또는 후방 휠이 휠의 폭 내의 대략 수직방향인 축선을 중심으로 회전할 수 있는 것에 관한 것이다. 이 구성에 있어서, 휠의 조향 기구에 작용하는 힘은 여러 가지 선회 자세들에서 섀시에 보다 대칭적으로 분배된다. 일 실시예에 있어서, 상기 강성 프레임은 상기 전방 휠과 상기 강성 프레임 사이에 직접적인 또는 간접적인 물리적 연결을 제공하는 주 기구(primary mechanism)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 강성 프레임은 상기 후방 휠과 상기 강성 프레임 사이에 직접적인 또는 간접적인 물리적 연결을 제공하는 보조 기구(secondary mechanism)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 선회 기구는 기어 휠(gear wheel), 롤러, 텐션 로드(tension rod), 유압 호스(hydraulic hose), 유압 피스톤, 와이어, 케이블, 로프 등을 포함한다. 상기 선회 기구는 수동으로 작동될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 선회 기구는 적어도 하나의 선형 액추에이터, 서보모터, 유압 실린더 등에 의해 구동되며, 이는 선회 성능을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점은, 일 실시예에 있어서, 상기 강성 프레임은 적어도 2개의 부분들을 포함하고, 상기 부분들 중의 적어도 2개는 바람직하게는 서로 수평으로 힌지 결합되어, 차량이 표면 상을 이동하고 있을 때 상기 측방 휠들의 수직방향 위치가 표면의 비평탄성을 추종하도록 구성된다는 점이다. 이러한 디자인은 섀시를 수직방향 유연성을 가지고 선회시키는 것과 관련한 장점들을 결합한다고 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이는 상기 전방 휠, 상기 후방 휠 및 상기 한 쌍의 측방 휠들 중의 하나와 연결되고, 보조 부분과 힌지 결합되는 주 부분을 가지고, 상기 보조 부분이 상기 한 쌍의 측방 휠들 중의 다른 하나와 연결되고 상기 주 부분과 힌지 결합되는 섀시로 설명된다. 이는 예를 들어 도 1에 도시되어 있다. 이러한 해법의 일 실시예에 있어서, 상기 주 부분 및 상기 보조 부분은 승차감을 더 향상시키기 위해 서로에 대해 충격 흡수하고 그리고/또는 현가된다. 상기 주 부분은 상기 한 쌍의 측방 휠들 및 상기 전방 휠과 상기 후방 휠 중의 하나와 연결되고 상기 보조 부분에 힌지 결합되고, 상기 보조 부분은 상기 전방 휠과 상기 후방 휠 중의 다른 하나와 연결되고 상기 주 부분에 힌지 결합되는 하나의 유사한 비대칭 구조도 가능하다.
섀시/차량의 주행 속도를 한층 더 제어하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휠들 중의 적어도 하나는 기계식 브레이크 및/또는 전기식 브레이크 및/또는 유압식 브레이크와 같은 브레이크에 직접적으로 또는 간접적으로 연결된다. 기 섀시는 구동 프레임 또는 당해 구동 프레임의 부분들에 대한 적어도 하나의 운동 자유도를 갖는 적어도 하나의 요소의 변위 및/또는 회전 위치결정을 위한 적어도 하나의 위치결정 장치를 구비할 수 있으며, 이는 섀시의 전체적인 유연성을 개선시킨다고 할 수 있다.
바람직하게는, 강성 프레임의 주 부분(1a)은 실질적으로 동일한 수평방향 평면에서 전방 휠 및 후방 휠의 중심에 연결된다. 달리 표현하면, 섀시의 강성 프레임 및 휠들의 중심들은 실질적으로 동일한 수평방향 평면 내에 위치한다. 일 실시예에 있어서, 양 조향 가능한 휠들은 휠의 외주부에 포함된 하나의 조향 기구를 통해 한쪽의 동일 측면에서 강성 프레임에 연결된다. 섀시가 측면에서 휠들에 연결되기 때문에, 섀시의 전체 높이는 휠의 직경에 따라 결정된다. 이러한 디자인과 관련하여 여러 가지 장점들이 존재한다. 감소된 높이는 더 낮은 질량 중심을 의미한다. 이 디자인은 또한 당업계에 알려진 섀시보다 경량이다. 일 실시예에 있어서, 섀시의 높이는 따라서 예컨대 100cm, 또는 90cm, 또는 80cm, 또는 70cm, 또는 60cm, 또는 50cm, 또는 40cm, 또는 38cm, 또는 36cm, 또는 34cm, 또는 32cm, 또는 30cm, 또는 28cm, 또는 26cm, 또는 24cm, 또는 22cm, 또는 18cm, 또는 16cm와 같이, 100cm 미만, 또는 90cm 미만, 또는 80cm 미만, 또는 70cm 미만, 또는 60cm 미만, 또는 50cm 미만, 또는 40cm 미만, 또는 30cm 미만, 또는 25cm 미만, 또는 20cm 미만, 또는 15cm 미만 또는 10cm 미만이다.
일 실시예에 있어서, 길이 즉 전방 휠의 외측부와 후방 휠의 외측부 사이의 거리는 예컨대 20cm, 또는 30cm, 또는 35cm, 또는 40cm, 또는 45cm, 또는 50cm, 또는 60cm, 또는 65cm, 또는 70cm, 또는 75cm, 또는 80cm, 또는 85cm, 또는 90cm, 또는 95cm, 또는 100cm, 또는 200cm, 또는 300cm, 또는 400cm, 또는 500cm, 또는 600cm, 또는 700cm, 또는 800cm와 같이, 50cm 내지 800cm, 또는 50cm 내지 500cm, 또는 50cm 내지 300cm, 또는 40cm 내지 200cm, 또는 20cm 내지 100cm, 또는 30cm 내지 90cm, 또는 40cm 내지 100cm, 또는 50cm 내지 100cm, 또는 50cm 내지 90cm, 또는 60cm 내지 100cm, 또는 60cm 내지 90cm이다.
일 실시예에 있어서, 폭 즉 좌측방 휠의 외측부와 우측방 휠의 외측부 사이의 거리는 예컨대 20cm, 또는 30cm, 또는 35cm, 또는 40cm, 또는 45cm, 또는 50cm, 또는 60cm, 또는 65cm, 또는 70cm, 또는 75cm, 또는 80cm, 또는 85cm, 또는 90cm, 또는 95cm, 또는 100cm, 또는 200cm, 또는 300cm와 같이, 50cm 내지 300cm, 또는 40cm 내지 200cm, 또는 20cm 내지 100cm, 또는 30cm 내지 90cm, 또는 40cm 내지 100cm, 또는 50cm 내지 100cm, 또는 50cm 내지 90cm, 또는 60cm 내지 100cm, 또는 60cm 내지 90cm이다.
전기 구동 휠체어는 다음의 몇 가지 상호 연관된 인자들로 인해 비교적 무거운 차량이다. 첫째로, 무거운 특수한 시트(special seat)와 특수한 기능들을 갖는 구조로 인해 100-175kg의 높은 중량을 발생시킨다. 둘째로, 종래의 전기 구동 휠체어가 구동 휠의 회전 속도를 변화시킴으로써 조종되는 방식은 그러한 전기 구동 휠체어를 구동시키는 데 상대적으로 큰 힘이 요구되기 때문에 큰 에너지 소비 및 손실을 야기한다. 셋째로, 중량으로 인해 큰 모터 및 배터리가 필요하고, 이러한 큰 모터 및 배터리도 전기 구동 휠체어의 상대적으로 높은 전체 중량에 기여한다. 넷째로, 전기 구동 휠체어는 역시 이 유형의 휠체어를 상대적으로 무겁게 만드는 장애물 및 융기부를 등반하게 될 가능성을 가지는 하루 종일의 주행에 대비하여 제작되고, 상기 사항과 관련한 배터리 중량이 상당히 크며 종종 약 40kg에 이른다. 종래의 휠체어들은 실재 건물에 대해 많은 조종 공간을 필요로 하며, 도어 폭에 대한 요건들을 갖는다. 단지 하나의 계단이더라도 통상 7cm보다 높기 때문에, 종래의 휠체어들은 일반적으로 건물에 진입하기 위해서는 램프(ramp)가 필요하다. 따라서, 본 발명은 또한 상기 설명 및 도면들에 따른 섀시를 포함하는 휠체어에 관한 것이기도 하다.
휠체어 외에도, 섀시는 일정 범위의 차량용으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 인간, 동물, 물품 또는 장비를 운반하도록 구성된 차량에 관한 것이다. 일 실시예에 있어서, 상기 섀시는 전동 휠체어, 자동차, 4휠 모페드/스쿠터/모터사이클 등과 같은 사람의 운송 수단으로 사용하도록 구성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 섀시는 식료품, 의약품 및 안전 장비와 같은 물품의 운송을 위해 사용되는 차량에 또는 전기 로리(electric lorry)에 사용하도록 구성된다. 상기 섀시는 또한 하수도 또는 붕괴된 건물을 조사하기 위한 무선 제어 검사 차량과 같은 탐사 도구로 사용되는 차량, 자체 추진 무인기 등이나, 유인 또는 무인 군용 차량에 사용될 수 있다.
도 1은 상방에 바라본 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시하고 있으며, 섀시는 다음의 부분들을 포함하고 있다. 보조 부분(1b)에 힌지 결합된 강성 프레임의 주 부분(1a)을 포함하며, 이 2개의 부분(1a 및 1b)이 함께 상방에서 바라본 섀시의 기본 비대칭 강성 프레임을 형성한다. 방향(11)은 섀시의 전방 주행 방향을 나타낸다. 전방 휠(2)은 전방 휠 전기 모터(3) 및 전방 휠 조향 기구(8)에 연결된다. 이 부분들은 강성 프레임의 주 부분(1a)에 연결된다. 주 부분(1a)은 실질적으로 동일한 수평방향 평면에서 전방 휠(2)의 중간에 연결된다. 전방 휠(2)은 당해 전방 휠(2)의 외주부 내에 위치되는 수직방향 축선 둘레로 선회할 수 있다. 상기 수직방향 축선의 물리적 부분에서 전방 휠(2), 전기 모터(3) 및 조향 기구(8)를 주 부분(1a)에 연결시킨다. 후방부는 후방 휠(4), 후방 휠 전기 모터(5) 및 후방 휠 조향 기구(9)를 포함하여 동일한 구성을 갖는다. 좌측방 휠(6)은 강성 프레임의 주 부분(1a)에 연결된다. 우측방 휠(7)은 강성 프레임의 주 부분(1a)에 연결된 강성 프레임의 보조 부분(1b)에 연결된다. 참조 부호 10은 휠들의 중심들 간의 거리를 나타낸다. 이 실시예에 있어서, 전방 휠(2)의 중심으로부터 좌측방 휠(6) 및 우측방 휠(7)의 중심까지의 거리는 동일하고, 이 거리는 또한 후방 휠(4)의 중심으로부터 좌측방 휠(6) 및 우측방 휠(7)의 중심까지의 거리와 동일하다.
도 2는 도 1에 표시한 바와 같이 상방에서 바라본 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시하고 있다. 전방 휠(2)과 후방 휠(4)은 섀시가 구동될 때 구조 중심(17) 둘레로 회전하도록 동기적으로 선회된다. 또한, 이 실시예는 본 발명의 경우에 있어 구조 중심(17) 둘레로 선회하는 데 필요한 공간에 있어서의 차이를 도시하고 있다. 선회 원(12)은 본 발명에 따른 섀시에 대해 필요한 공간을 나타낸다. 원(13)은 4개의 모서리 모두에 휠을 갖는 종래의 섀시에 대해 필요한 공간을 나타낸다.
도 3은 도 1에 표시한 바와 같이 상방에서 바라본 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시하고 있지만, 여기서는 전방 휠(2)과 후방 휠(4)이 각각 각도(α) 및 각도(β)로 동기적으로 선회되며, 본 발명의 조향 동기성과 관련하여 이들은 동일한 크기이지만 서로 반대이다. 전기 모터(3 및 5)가 작동될 때, 즉 전방 휠(2) 및 후방 휠(4)을 전전시키도록 구성될 때, 섀시는 우측방 휠(7)의 압력면(지면에 대한)에 대응하는 수직방향 축선을 중심으로 회전한다.
도 4는 측방에서 바라본 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서, 섀시의 강성 프레임과 휠들의 중심들은 실질적으로 동일한 수평방향 평면 내에 위치한다.
도 5는 후방에서 바라본, 평탄 표면(15) 상의 구조를 나타낸 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시하고 있다.
도 6은 후방에서 바라본, 휠(2,4 및 6)은 평탄한 노면(15) 상에서 정지/주행하고, 우측방 휠(7)이 장애물(16)을 등반하고 있는 본 발명에 따른 섀시의 일 실시예를 도시하고 있다. 보조 부분(1b)(및 이에 따른 측방 휠(7))이 주 부분(1a) 및 섀시의 나머지 부분에 대해 수직방향으로 경사 운동할 수 있다. 주 부분(1a)은 보조 부분(1b)과 힌지 결합된다. 도 6은 도 1과 함께 어떻게 이러한 구조가 성취될 수 있는지를 보여준다.

Claims (30)

  1. 차량용 섀시로서,
    - 강성 프레임,
    - 병렬로 배열된 한 쌍의 측방 휠들,
    - 조향 가능한 전방 휠,
    - 조향 가능한 후방 휠,
    - 적어도 하나의 전기 모터를 포함하고,
    상기 전방 휠 및 상기 후방 휠 중의 적어도 하나가 상기 적어도 하나의 전기 모터에 연결되어 구동되는 바의 차량용 섀시에 있어서,
    상기 전방 휠 및 상기 후방 휠은 선회 기구를 통해 상호 연결되어 있고, 상기 선회 기구는 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠을 동시적으로 그리고 동기적으로
    - 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들과 실질적으로 평행한 중립 자세와
    - 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠의 휠 축들이 상기 측방 휠들의 휠 축들에 대해 실질적으로 수직한 극단적 좌향 또는 극단적 우향 자세 사이에서 선회시키도록 배치되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 후방 휠이 주 전기 모터에 연결되어 구동되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전방 휠이 보조 전기 모터에 연결되어 구동되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 측방 휠들 중의 적어도 하나는 수평방향 평면에 대해 경사 운동 가능한 것을 특징으로 차량용 섀시.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 강성 프레임은 길이방향 축선을 중심으로 한 비대칭 구조의 적어도 일부를 구성하는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 휠은 휠의 폭 내의 대략 수직방향인 축선을 중심으로 회전할 수 있는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 강성 프레임은 상기 전방 휠과 상기 강성 프레임 사이에 직접적인 또는 간접적인 물리적 연결을 제공하는 주 기구를 포함하는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조향 가능한 후방 휠은 휠의 폭 내의 대략 수직방향인 축선을 중심으로 회전할 수 있는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 강성 프레임은 상기 후방 휠과 상기 강성 프레임 사이에 직접적인 또는 간접적인 물리적 연결을 제공하는 보조 기구를 포함하는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 섀시는 추진 및 전기적 기능을 위해 적어도 하나의 배터리와 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 측방 휠들 중의 적어도 하나의 휠이 전기 모터와 연결되거나 당해 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 측방 휠들 중의 적어도 하나의 휠이 공급된 에너지를 회전으로 변환시키는 장치와 연결되거나 당해 장치를 포함하는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 선회 기구는 기어 휠, 롤러, 텐션 로드, 유압 호스, 유압 피스톤, 와이어, 케이블, 로프 등을 포함하는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 선회 기구는 수동으로 작동되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 선회 기구는 적어도 하나의 선형 액추에이터, 서보모터, 유압 실린더 등에 의해 구동되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 섀시는 전동 휠체어, 자동차, 4휠 모페드/스쿠터/모터사이클 등과 같은 사람의 운송 수단으로 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 섀시는 식료품, 의약품 및 안전 장비와 같은 물품의 운송을 위해 사용되는 차량에 또는 전기 로리에 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 섀시는 하수도 또는 붕괴된 건물을 조사하기 위한 무선 제어 검사 차량과 같은 탐사 도구로 사용되는 차량, 자체 추진 무인기 등에 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 섀시는 군용 차량의 일부로 사용되도록 구성되며, 상기 군용 차량은 유인 또는 무인식인 것을 특징으로 차량용 섀시.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 강성 프레임은 적어도 2개의 부분들을 포함하고, 상기 부분들 중의 적어도 2개는 바람직하게는 서로 수평으로 힌지 결합되어, 차량이 표면 상을 이동하고 있을 때 상기 측방 휠들의 수직방향 위치가 표면의 비평탄성을 추종하도록 구성되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  21. 제 20 항에 있어서, 주 부분이
    - 상기 전방 휠,
    - 상기 후방 휠,
    - 상기 한 쌍의 측방 휠들 중의 하나와 연결되고,
    보조 부분과 힌지 결합되고, 상기 보조 부분은 상기 한 쌍의 측방 휠들 중의 다른 하나와 연결되고 상기 주 부분과 힌지 결합되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 주 부분 및 상기 보조 부분은 서로에 대해 충격 흡수하고 그리고/또는 현가되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 주 부분은 상기 한 쌍의 측방 휠들 및 상기 전방 휠과 상기 후방 휠 중의 하나와 연결되고 상기 보조 부분에 힌지 결합되고, 상기 보조 부분은 상기 전방 휠과 상기 후방 휠 중의 다른 하나와 연결되고 상기 주 부분에 힌지 결합되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 측방 휠들, 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠은 마름모꼴을 형성하는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 측방 휠들은 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠로부터 동일한 길이방향 거리에 배치되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 휠들 중의 적어도 하나는 기계식 브레이크 및/또는 전기식 브레이크 및/또는 유압식 브레이크와 같은 브레이크에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 섀시는 구동 프레임 또는 상기 구동 프레임의 부분들에 대해 적어도 하나의 운동 자유도를 갖는 적어도 하나의 요소의 변위 및/또는 회전 위치결정을 위한 적어도 하나의 위치결정 장치에 연결되는 것을 특징으로 차량용 섀시.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중의 어느 한 항에 따른 섀시를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 차량은 사람, 동물, 물품 또는 장비를 운송하도록 구성되는 것을 특징으로 차량.
  30. 제 1 항 내지 제 27 항 중의 어느 한 항에 따른 섀시를 포함하는 것을 특징으로 휠체어.
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