KR20190059694A - 인휠 모터 구동장치 및 이를 포함하는 이동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행 중 노면으로부터 전달되는 충격을 완충할 수 있도록 개선된 인휠 모터 구동장치 및 이를 포함하는 이동장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 인휠 모터 구동장치는 휠을 포함하는 바퀴; 상기 휠의 내부에 제공되며, 상기 휠을 회전시키는 인휠 모터; 상기 인휠 모터의 측면에 제공되고, 일측에 이동장치가 연결되는 지지부; 및 상기 인휠 모터와 상기 지지부 사이에 제공되어 상하 이동시 발생하는 충격을 완충하는 완충유닛;을 포함한다.

Description

인휠 모터 구동장치 및 이를 포함하는 이동장치 {INWHEEL MOTOR DRIVING APPARATUS AND MOVING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 휠의 내부에 모터가 구비된 인휠 모터 구동장치 및 이를 포함하는 이동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충격완화 기능을 갖는 인휠 모터 구동장치 및 이를 포함하는 이동장치에 관한 것이다.
일반적으로 도시화가 진행됨에 따라 활동범위 및 활동량이 증가하게 되며, 짧은 거리를 간편하게 이동하기 위한 대체 이동장치가 요구되고 있으며, 이러한 이동장치를 이용한 여가 문화도 발달하고 있다.
이러한 대체 이동장치의 일례로, 퀵보드와 같은 이동장치가 개발되어 사용되고 있다. 퀵보드는 사용자가 밟고 올라설 수 있는 발판을 갖는 프레임을 포함하고, 이 프레임의 앞, 뒤로 바퀴를 설치하며, 앞쪽 바퀴와 연결되어 방향을 조절하는 조향부 및 조향부의 양측으로 연결된 조향핸들을 포함한다.
퀵보드는 크기가 작고 무게가 가벼워 남녀노소 모두 활용이 가능하며, 최근에는 접이식 기능을 부가하여 이동이나 보관도 간편한 장점이 있다.
한편, 종래의 퀵보드는 사용자의 발구름에 의해 이동하고 있으나, 기술의 발달과 더불어 모터를 장착한 모터 구동식 퀵보드가 개발되어 사용되고 있으며, 최근에는 바퀴의 내부에 모터가 장착되어, 바퀴를 회전시키는 인휠 모터 구동장치를 구비한 전동 퀵보드의 사용이 증가하고 있다.
종래의 전동 퀵보드는 전륜에는 방향조절봉과 연결되는 부분에 쇽업소버를 설치하여 충격을 흡수하고 있으나, 후륜에는 구동을 위해 장착되는 모터 등으로 인해 별도의 완충장치를 설치하기 어려운 구조이다.
따라서, 종래의 전동 퀵보드는, 주행 중 노면으로부터 전달되는 충격 등을 효과적으로 흡수할 수 없어 사용자가 쉽게 피로를 느끼는 요인이 되고 있고, 특히 인휠 모터 구동장치가 장착되는 후륜은 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수하지 못하여 고장이 쉽게 발생하는 요인이 되고 있다.
한편, 종래의 전동 퀵보드는 대부분 2륜식으로 구성되었으나, 최근에는 안전적인 주행이 가능하며 전복 등의 위험이 적은 전륜이 2륜으로 이루어지고, 후륜은 1륜으로 이루어진 3륜식 전동 퀵보드가 개발되었다.
이러한 전동 퀵보드는 전륜에 인휠 모터 구동장치를 결합하여 전동식으로 운행이 가능하나, 구조적인 특성상 전륜에 쇽업소버 등의 완충장치를 설치하기 어려웠으며, 이에 충격을 완충할 수 있는 인휠 모터 구동장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 주행 중 노면으로부터 전달되는 충격을 완충할 수 있도록 개선된 인휠 모터 구동장치 및 이를 포함하는 이동장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 인휠 모터 구동장치는 휠을 포함하는 바퀴; 상기 휠의 내부에 제공되며, 상기 휠을 회전시키는 인휠 모터; 상기 인휠 모터의 측면에 제공되고, 일측에 이동장치가 연결되는 지지부; 및 상기 인휠 모터와 상기 지지부 사이에 제공되어 상하 이동시 발생하는 충격을 완충하는 완충유닛;을 포함한다.
상기 지지부는 상기 인휠 모터의 측면에 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 지지부는 상기 인휠 모터의 측면에 배치되고, 상기 이동장치가 일측에 고정되고, 내측에 상기 완충유닛이 설치되는 공간이 마련되는 가이드 프레임과, 상기 인휠 모터의 측면 또는 상기 가이드 프레임 중 어느 하나의 측면 양측에 상하방향으로 소정의 길이로 연장되며, 상하단이 고정되는 한 쌍의 가이드바와, 상기 인휠 모터의 측면 또는 상기 가이드 프레임 중 다른 하나에 제공되며 상기 가이드바에 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 가이드블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 완충유닛은 일단이 상기 지지부에 지지되고, 타단은 상기 인휠 모터의 일측에 지지되는 스프링을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스프링은 압축코일 스프링일 수 있다.
또한, 상기 완충유닛은 일단이 상기 지지부에 지지되고, 타단은 상기 인휠 모터의 일측에 지지되는 쇽업소버를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동장치는 발판을 갖는 프레임; 상기 프레임의 전단부 양측에 제공되고, 휠을 포함하는 바퀴; 상기 휠의 내부에 제공되며, 상기 휠을 회전시키는 인휠 모터; 상기 인휠 모터의 측면에 제공되고, 일측에 이동장치가 연결되는 지지부; 및 상기 인휠 모터와 상기 지지부 사이에 제공되어 상하 이동시 발생하는 충격을 완충하는 완충유닛;을 포함하는 한 쌍의 인휠 모터 구동장치; 및 상기 프레임의 후단에 제공되는 적어도 하나의 후륜 바퀴;를 포함한다.
또한, 상기 프레임은 전면부 상부에 연장되어 설치되는 조향부와, 상기 조향부의 양측으로 연장되고, 상기 인휠 모터 구동장치의 작동을 제어하는 조작부가 구비되는 조향핸들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 인휠 모터 구동장치에 충격을 완충하는 완충유닛이 일체로 구비되어, 노면으로부터 전달되는 충격을 효과적으로 완화할 수 있고, 별도의 완충수단을 설치하기 위한 설치 공간의 제약을 극복할 수 있으며, 이에 따라 인휠 모터 구동장치를 갖는 이동장치의 전체적인 구조를 간단하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치의 사시도.
도 2의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치를 포함하는 이동장치의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치를 포함하는 이동장치의 정면도.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 고속회전용 모터에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치의 사시도이고, 도 2의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 인휠 모터 구동장치는, 이동장치의 전륜 또는 후륜에 장착되어 구동력을 제공할 수 있다.
본 실시예의 인휠 모터 구동장치(10)는, 바퀴(20), 인휠 모터(30), 지지부(40) 및 완충유닛(50)을 포함할 수 있다.
인휠 모터 구동장치(10)에 제공되는 바퀴(20)는, 원형으로 형성되며 강성을 제공하는 휠(wheel)(22)을 포함할 수 있다. 또한, 휠(22)의 둘레에는 타이어(24)가 결합되어 노면에 접촉할 수 있다. 이러한 타이어(24)는 내부가 채워진 일체형 타이어(24) 또는 내부에 공기가 채워진 튜브형 타이어(24)가 사용될 수 있다.
또한, 바퀴(20)의 휠(22)의 내부에는 휠(22)을 회전시키는 구동력을 제공하는 인휠 모터(30)가 제공될 수 있다.
인휠 모터(30)는 중앙부에 다수로 분할되고, 환형으로 배치되는 고정자(스테이터; stator)(32)를 포함하고, 고정자(32)의 외측에 소정의 간격을 두고 회전자(로터; rotor)(34)가 회전 가능하게 설치된다.
고정자(32)는 다수의 폴이 형성된 코어를 포함하고, 각각의 폴에 코일이 권취된 형태로 제공될 수 있다. 고정자(32)는 전류의 공급에 의해 코일 및 폴에서 전자기력이 발생할 수 있다.
회전자(34)는 영구자석을 포함할 수 있다. 회전자(34)는 고정자(32)에서 발생하는 전자력에 대해 영구자석에 발생하는 인력 또는 반력에 의해 회전할 수 있다. 회전자(34)는 바퀴(20)의 휠(22)에 고정설치되며, 고정자(32)에 공급되는 전류에 따라 발생하는 회전력으로 휠(22)을 회전시킬 수 있다.
또한, 인휠 모터(30)의 측면에는 고정자(32)를 지지하며, 회전자(34) 및 휠(22)을 회전가능하게 지지하는 측면케이싱(36)이 제공될 수 있다. 또한, 인휠 모터(30)는 측면케이싱(36)의 반대쪽에는 내부를 막는 커버(38)가 결합될 수 있다.
측면케이싱(36)은 중앙 내측에 고정자(32)의 내주면을 지지하는 샤프트(36a)가 형성될 수 있고, 외측면은 외둘레면이 돌출되고 내측으로는 소정의 공간이 형성되는 외연샤프트(36b)가 형성될 수 있다.
외연샤프트(36b)와 휠(22) 사이에는 베어링(36c)이 제공되어 휠(22)의 회전을 지지할 수 있다.
한편, 인휠 모터(30)의 측면에는 지지부(40)가 제공될 수 있다. 지지부(40)는 인휠 모터(30)의 측면에 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다.
바람직하게는 지지부(40)는 인휠 모터(30)의 측면케이싱(36)에 형성된 외연샤프트(36b) 내부공간에 설치될 수 있다.
또한, 지지부(40)는 인휠 모터(30)의 반대쪽면에 이동장치의 프레임이 연결될 수 있으며, 바람직하게는 지지부(40)는 이동장치의 프레임 전단부에 브래킷 등을 매개로 설치될 수 있다.
여기서, 지지부(40)와 프레임의 전단부 사이에 제공되는 브래킷은, 프레임을 기울일 때 각도의 조절이 이루어지도록 구성되며, 이를 통해 이동장치의 진행방향을 조절할 수 있다. 이러한 조향구조를 갖는 이동장치는 프레임을 좌우로 기울인 경우에만 조향이 가능하므로, 원심력의 쏠림 등에 의한 전복 가능성을 최소화할 수 있다.
한편, 인휠 모터(30)의 측면 및 지지부(40) 사이에는, 상하 이동시 발생하는 충격을 완충하는 완충유닛(50)이 제공될 수 있다.
본 실시예에서 지지부(40)는 인휠 모터(30)의 측면에 배치되며, 인휠 모터(30)와 이동장치를 연결할 수 있다. 이러한 지지부(40)는 인휠 모터(30)의 측면에 배치되고, 이동장치가 브래킷을 매개로 고정되는 가이드 프레임(42)을 포함할 수 있다.
또한, 지지부(40)는 인휠 모터(30)의 양측에 충격이 전달되는 방향인 상하방향으로 소정의 길이로 연장되는 가이드바(44)를 포함할 수 있다. 가이드바(44)는 상, 하단이 각각 인휠 모터(30)의 측면에 고정될 수 있다.
또한, 가이드 프레임(42)의 양측에는 가이드바(44)에 결합되어 상하로 슬라이딩 이동하는 가이드블록(46)이 제공될 수 있다.
가이드블록(46)은 내부에 베어링 등과 같은 마찰저감부재가 제공될 수 있다. 가이드블록(46)은 가이드바(44)에 결합된 상태에서 마찰없이 상, 하방향으로 이동하는 것을 안내할 수 있다.
본 실시예에서 가이드바(44)는 인휠 모터(30)의 측면에 설치되고, 가이드블록(46)은 가이드 프레임(42)에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 가이드바(44)는 가이드 프레임(42)의 측면에 설치되고 가이드블록(46)은 인휠 모터(30)의 측면에 설치되는 것도 가능하며, 가이드 프레임(42)이 가이드바(44) 및 가이드블록(46)을 매개로 상, 하로 마찰없이 이동가능하게 결합되는 다양한 형태로 변형될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 완충유닛(50)은 노면으로부터 바퀴(20)를 통해 이동장치로 전달되는 충격을 완충할 수 있다. 이를 위해 완충유닛(50)은 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수하기 위한 탄성을 갖는 스프링 또는 쇽업소버를 포함할 수 있다.
가이드 바(44)의 하단은 서로 연장된 하부 연장부(44a)로 연결될 수 있다. 또한, 가이드블록(46)의 상단은 서로 연장된 상부 연장부(46a)로 연결될 수 있다.
완충유닛(50), 즉 스프링은 하단부는 가이드바(44)를 연장하는 하부 연장부(44a)에 지지될 수 있고, 상단부는 가이드블록(46)의 상부 연장부(46a)에 지지될 수 있다.
상부 연장부(46a)는 가이드블록(46)이 가이드바(44)를 따라 승강하는 과정에서 완충유닛(50), 즉 스프링의 상단부에 지지되며 충격을 완충할 수 있다.
또한, 가이드블록(46)에는 이송장치와 연결되는 가이드 프레임(42)이 연결됨에 따라, 노면 등으로부터 전달되는 충격이 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
즉, 완충유닛(50)은, 노면으로부터 전달되는 충격이 바퀴(20)를 통해 전달될 때 탄성 압축되며 충격을 흡수함으로써, 충격이 가이드 프레임(42)를 통해 이동장치로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치를 포함하는 이동장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 구동장치를 포함하는 이동장치의 정면도이다.
전술된 바와 같이 구성된 인휠 모터 구동장치(10)는, 다양한 이동장치에 설치되어 구동력을 제공할 수 있다.
이러한 이동장치(100)의 일례로, 퀵보드가 대표적으로 활용되고 있다.
이동장치(100), 예컨대 퀵보드는 발판을 갖는 프레임(110)을 포함할 수 있다.
또한, 프레임(110)의 전단부 양측에는 구동력을 제공하기 위한 인휠 모터 구동장치(10)가 제공될 수 있다. 인휠 모터 구동장치(10)는, 휠(22)을 포함하는 바퀴(20)가 회전하도록 제공됨에 따라 프레임(110)과는 별도의 회전축 없이 결합될 수 있다.
구체적으로 인휠 모터 구동장치(10)는, 휠(22)을 포함하는 바퀴(20) 및 휠(22)의 내부에 제공되어 휠(22)을 직접 회전시키며 구동력을 발생하는 인휠 모터(30)를 포함할 수 있다.
인휠 모터(30)의 측면에는 프레임(110)의 전단부 양측에 연결되는 지지부(40)가 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
바람직하게는, 인휠 모터(30)의 측면에는 양측에 상하로 연장된 가이드바(44)가 설치되고, 지지부(40)의 가이드 프레임(42)에는 가이드바(44)에 결합되어 상, 하방향으로 이동하는 가이드블록(46)이 설치될 수 있다.
한편, 인휠 모터(30)와 지지부(40) 사이에는 노면으로부터 전달되는 충격이 전달되는 것을 완충하는 완충유닛(50)이 제공될 수 있다.
완충유닛(50)은, 스프링 또는 쇽업소버를 포함할 수 있고, 일단은 인휠 모터(30)에 연결되고, 타단은 지지부(40)에 연결될 수 있다. 완충유닛(50)은 바퀴(20)를 통해 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수하여, 충격이 지지부(40)를 통해 프레임(110)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 프레임(110)의 후단부 중앙부에는 후륜 바퀴(120)가 제공될 수 있다.
전술된 바와 같이 구성된 이동장치(100)는, 프레임(110)의 전단부 양측에 제공된 한 쌍의 인휠 모터 구동장치(10)가 작동함에 따라 주행할 수 있다. 또한, 이동장치(100)는 프레임(110)을 좌, 우로 기울이는 것을 통해 진행방향을 조향할 수 있다.
즉, 사용자는 프레임(110)에 올라탄 상태에서, 몸을 좌, 우로 기울이면 인휠 모터 구동장치(10)가 경사지게 가변되며 방향을 바꿀 수 있다. 이때, 프레임(110)은 원심력이 작용하는 방향의 반대쪽으로 사용자의 몸이 기울어지도록 경사지게 되며, 이에 따라 원심력에 의해 이동장치(100)가 전복되지 않은 상태로 조향될 수 있다.
한편, 이동장치(100)는 사용자가 잡고 탈 수 있도록, 프레임(110)의 전면부에는 상측으로 연장되는 조향부(130)와, 이 조향부(130)의 양측으로 연장되는 조향핸들(132)이 제공될 수 있다.
더불어, 조향핸들(132)에는 인휠 모터 구동장치(10)의 작동을 제어하는 조작부가 구비될 수 있다. 또한, 조향핸들(132)에는 인휠 모터 구동장치(10)의 조작부 외에도 브레이크 레버와, 경보장치, 조명 등이 설치될 수 있다. 또한, 조작부에는 작동상태를 표시하는 표시장치가 제공될 수 있으며, 그 외에도 운전상태나, 충전상태, 조명상태가 표시될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 인휠 모터 구동장치(10)에 전원을 공급하는 충전장치는, 프레임(110)의 내부에 제공되거나, 조향부(130) 내부에 제공될 수 있고, 그 외에도 별도로 제공되어 이동장치(100)의 일측에 착탈가능하게 제공되는 것도 가능하다.
더불어, 바람직하게는 조향부(130)는, 프레임(110)에 대해 접혀질 수 있는 구조로 제공될 수 있으며, 이에 따라 보관이나, 이동시 부피를 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 인휠 모터 구동장치 20: 바퀴
22: 휠 30: 인휠 모터
32: 고정자 34: 회전자
36: 측면케이싱 36a: 샤프트
36b: 외연샤프트 38: 커버
40: 지지부 42: 가이드 프레임
44: 가이드바 44a: 하부 연장부
46: 가이드블록 46a: 상부 연장부
50: 완충유닛 100: 이동장치

Claims (8)

  1. 휠을 포함하는 바퀴;
    상기 휠의 내부에 제공되며, 상기 휠을 회전시키는 인휠 모터;
    상기 인휠 모터의 측면에 제공되고, 일측에 이동장치가 연결되는 지지부; 및
    상기 인휠 모터와 상기 지지부 사이에 제공되어 상하 이동시 발생하는 충격을 완충하는 완충유닛;
    을 포함하는 인휠 모터 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 인휠 모터의 측면에 상하로 이동가능하게 설치되는 인휠 모터 구동장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지부는
    상기 인휠 모터의 측면에 배치되고, 상기 이동장치가 일측에 고정되고, 내측에 상기 완충유닛이 설치되는 공간이 마련되는 가이드 프레임과,
    상기 인휠 모터의 측면 또는 상기 가이드 프레임 중 어느 하나의 측면 양측에 상하방향으로 소정의 길이로 연장되며, 상하단이 고정되는 한 쌍의 가이드바와,
    상기 인휠 모터의 측면 또는 상기 가이드 프레임 중 다른 하나에 제공되며 상기 가이드바에 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 가이드블록을 포함하는 인휠 모터 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 완충유닛은 일단이 상기 지지부에 지지되고, 타단은 상기 인휠 모터의 일측에 지지되는 스프링을 포함하는 인휠 모터 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스프링은 압축코일 스프링인 인휠 모터 구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 완충유닛은 일단이 상기 지지부에 지지되고, 타단은 상기 인휠 모터의 일측에 지지되는 쇽업소버를 포함하는 인휠 모터 구동장치.
  7. 발판을 갖는 프레임;
    상기 프레임의 전단부 양측에 제공되고, 휠을 포함하는 바퀴; 상기 휠의 내부에 제공되며, 상기 휠을 회전시키는 인휠 모터; 상기 인휠 모터의 측면에 제공되고, 일측에 이동장치가 연결되는 지지부; 및 상기 인휠 모터와 상기 지지부 사이에 제공되어 상하 이동시 발생하는 충격을 완충하는 완충유닛;을 포함하는 한 쌍의 인휠 모터 구동장치; 및
    상기 프레임의 후단에 제공되는 적어도 하나의 후륜 바퀴;
    를 포함하는 이동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프레임은 전면부 상부에 연장되어 설치되는 조향부와,
    상기 조향부의 양측으로 연장되고, 상기 인휠 모터 구동장치의 작동을 제어하는 조작부가 구비되는 조향핸들을 포함하는 이동장치.
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