KR20230000555A - 휠 틸팅 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠 틸팅 구조에 관한 것으로, 더 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에서 휠 틸팅 구조는 차량을 구성하는 차체, 차체 양측면에 위치하는 각각의 휠과 체결되는 너클, 각각의 휠과 체결되는 상기 너클과 연결되는 스윙멤버, 상기 스윙멤버와 체결되고, 상기 양단이 휠의 높이 방향 위치를 제어하는 모터, 일단이 상기 너클의 하단과 체결되도록 구성되고, 타단이 상기 차체와 체결되는 로어암 및 상기 차량의 선회 주행에 대응하여 상기 모터의 회전력을 인가하여 상기 스윙멤버의 경사를 인가하도록 구성되는 제어부를 포함한다.

Description

휠 틸팅 구조{Structure for Tilting of Wheel}

본 발명은 휠 틸팅 구조에 관한 것으로, 소형 차량 선회주행에 대응하여 양측면에 위치하는 휠의 높이를 가변하기 위한 휠 틸팅 구조에 관한 것이다.

현재 세계적으로 자동차의 연비 개선을 위하여, 파워트레인의 성능을 개선하거나 차량 중량을 절감하는 등의 연구가 활발히 진행되고 있다.

이와 같은 연구의 일환으로, 일반 차량 대비 휠과 타이어를 1개 축소한 여러 형태의 3륜 자동차가 판매 또는 개발되고 있다.

3륜 자동차는 휠과 타이어의 축소로 인하여 경량화 측면에서의 효과뿐만 아니라, 구름저항의 감소로 연비의 향상 효과도 큰 이점이 있다.

이러한 3륜 자동차는 프론트(Front)에 2휠을 장착하고, 리어(Rear)에 1휠을 장착한 역삼각형 구조의 3륜 자동차와 프론트에 1휠을 장착하고, 리어에 2휠을 장착한 삼각형 구조의 3륜 자동차가 있다.

종래의 역삼각형 구조의 3륜 자동차의 프론트측 서스펜션은 차체와 일체형 서스펜션 암(Suspension arm) 사이에 베어링축이 장착되어 전륜휠의 상/하 운동시 베어링축을 중심으로 회전하는 구조로 되어 있다.

이 경우 차량이 선회시 횡력이 작용하면 부품의 강성에 의한 컴플라이언스 효과로 인해 토각(차체에 대한 타이어의 각도) 변화가 거의 없게 된다.

따라서, 이러한 구조의 서스펜션에서는 3륜 자동차가 선회하는 경우 전륜과 후륜의 횡력 토우 변화에 의한 선회안정성을 확보하기 어려운 문제가 있다. 또한, 선회주행에 따라 차체에 발생하는 롤을 저감하기 위한 별도의 구성이 필수적으로 요구되고 있다.

특허문헌1: 대한민국 공개특허 제10-2013-0073480호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 휠 틸팅 구조를 제공하여, 선회에 따른 차체의 롤을 저감하기 위한 휠 틸팅 구조를 제공한다.

본 발명은 양측에 위치하는 휠의 일체로 체결되는 스윙멤버를 제공하여, 차량의 선회 안정성을 을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 휠 틸팅 구조는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따라서 휠 틸팅 구조는 차량을 구성하는 차체; 차체 양측면에 위치하는 각각의 휠과 체결되는 너클; 각각의 휠과 체결되는 상기 너클과 연결되는 스윙멤버; 상기 스윙멤버와 체결되고, 상기 양단이 휠의 높이 방향 위치를 제어하는 모터; 일단이 상기 너클의 하단과 체결되도록 구성되고, 타단이 상기 차체와 체결되는 로어암; 및 상기 차량의 선회 주행에 대응하여 상기 모터의 회전력을 인가하여 상기 스윙멤버의 경사를 인가하도록 구성되는 제어부;를 포함하는 휠 틸팅 구조를 제공한다.

또한, 상기 스윙멤버의 양단에는 차량 양측면에 위치하는 너클과 체결되고, 상기 모터를 중심으로 양측면에 위치하는 휠과 일체로 높이 방향 이동을 수행하도록 구성되는 휠 틸팅 구조휠 틸팅 구조를 제공한다.

또한, 상기 스윙멤버의 일단이 차량의 높이 방향으로 이동되는 경우, 상기 스윙멤버의 타단은 상기 스윙멤버의 일단의 이동방향과 반대 방향으로 이동되도록 구성되는 휠 틸팅 구조를 제공한다.

또한, 상기 모터와 체결되고, 상기 휠의 높이 방향 변위를 흡수하도록 구성되는 댐퍼유닛;을 더 포함하는 휠 틸팅 구조를 제공한다.

또한, 상기 제어부는 상기 차체의 경사각을 판단하고, 차량의 경사각에 대응하여 상기 경사진 일측면의 휠의 높이를 높이도록 상기 모터를 제어하는 휠 틸팅 구조를 제공한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 차량의 선회시 차체의 안정성을 제공할 수 있는바, 주행성능 개선의 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 로어암을 포함하는 휠 틸팅 구조를 제공하여 휠 센터의 측방향 하중을 보다 효율적으로 지지할 수 있는 휠 틸팅 구조를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 휠 틸팅 구조를 포함하는 3륜 차량을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 휠 틸팅 구조의 사시도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 휠 틸팅 구조의 체결점 구조를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서, 휠 틸팅 구조의 측면도를 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...멤버" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 소형차량으로서, 역삼각형 구조의 3륜 차량 또는 4륜 차량에 위치하는 휠(300) 틸팅 구조에 관한 것으로, 차체(10)의 양측면에 서로 대응되는 위치에 구성되는 휠(300)과 체결되어 차량이 선회 방향으로 기울어져 차량에 발생하는 롤을 감소하도록 능동적 휠(300)의 높이를 변화하는 휠(300) 틸팅 구조에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예로서, 소형차량은 역삼각형 구조의 3륜 차량을 대상으로 도시하고 있으나, 차체(10)를 기준으로 양측면에 서로 대응되는 위치에 휠(300)을 포함하는 모든 차량에 적용될 수 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 3륜 차량에 적용된 휠(300) 틸팅 구조를 도시하고 있다.

도시된 3륜 차량의 경우, 차체(10) 전단에 위치하는 2륜의 휠(300)은 차체(10)를 기준으로 양측면에 서로 대응되는 위치에 구성될 수 있다. 더 바람직하게, 전륜으로 구성되는 2개의 휠(300)은 차체(10)를 기준으로 양측면에 대응되는 위치에 구성되고, 스윙멤버(110) 및 로어암(130)을 통해서 차체(10)와 체결되도록 구성된다. 차체(10)와 인접한 휠(300)의 내측면에는 너클(120)을 포함하고, 너클(120)의 상단은 스윙멤버(110)와 연결되고, 하단은 로어암(130)과 체결되도록 구성된다.

스윙멤버(110)는 차체(10)에 체결되는 모터(100)의 구동축과 연결되고, 차체(10)를 기준으로 좌우에 위치하는 너클(120)과 체결되어 너클(120)의 높이 방향 변위가 인가되도록 구성된다. 더 바람직하게, 모터(100)는 제어부(200)에의해 출력이 제어되는바, 차량에 위치하는 배터리로부터 전력이 인가되고 스윙멤버(110)의 경사각이 인가되도록 구성된다. 더 바람직하게, 제어부(200)는 차량에 위치하는 센서를 통해 차체(10)의 경사각도를 측정할 수 있으며, 측정된 경사각에 대응하여 양측에 위치하는 휠(300)의 높이를 제어하도록 구성될 수 있다.

따라서, 제어부(200)는 스윙멤버(110)를 회전시키도록 모터(100)를 제어하는바, 차체(10)의 일측면에 위치하는 너클(120)은 높이 방향의 소정의 위치로 이동되고, 타측면에 위치하는 너클(120)은 일측에 위치하는 너클(120)의 이동과 대응되는 높이만큼 반대로 이동하도록 구성된다. 더 바람직하게, 차체(10)가 기울어진 위치와 인접한 너클(120)의 높이를 상향 이동시키고, 타측의 너클(120)위 높이를 하향 이동시키도록 모터(100)를 구동시킬 수 있다.

이처럼, 제어부(200)는 차량의 선회주행시 차체(10)에 위치하는 자이로센서와 연동하여 차체(10)의 경사각을 측정하고 차체(10)의 선회주행에 따라 발생하는 원심력(롤)을 상쇄하도록 좌우측에 위치하는 휠(300)의 높이를 제어하도록 구성된다. 제어부(200)는 일측으로 기울어지는 차체(10)의 각도를 측정하고, 경사진 측면에 위치하는 휠(300)의 높이를 제어하도록 모터(100)의 구동력을 인가하도록 구성된다.

정리하면, 본 발명은 차량의 선회시 차량의 높이 방향을 기준으로 차체(10)가 이루는 각도를 판단하고, 차체(10)의 좌우측 경사각이 설정값 이상으로 기울어지는 경우 제어부(200)는 차량이 기울어진 측면에 위치하는 휠(300)의 높이를 상향시키도록 모터(100)를 제어한다. 따라서, 스윙멤버(110)가 모터(100)와 체결된 중심축을 기준으로 회전하면서 일측에 위치하는 휠(300)의 높이가 높아짐과 동시에 타측면에 위치하는 휠(300)의 높이가 낮아지도록 구성된다.

또는 제어부(200)는 차량의 선회 주행 입력을 측정하고, 선회주행 입력값에 따라 선회하는 방향에 위치하는 휠(300)의 높이를 상향시키도록 모터(100)를 제어한다.

모터(100)의 길이 방향 타단은 차체(10)와 체결되는 댐퍼 유닛을 포함하도록 구성되는바, 댐퍼 유닛은 높이 방향을 따라 일단이 모터(100)와 체결되고, 타단은 차체(10)와 고정되도록 구성된다. 댐퍼 유닛은 차량의 양 측면에 위치하는 휠(300)의 상하단 움직임에 대응하여 모터(100)의 상하 움직임을 최소화하도록 구성된다. 즉, 양측면에 위치하는 휠(300) 중 적어도 하나의 휠(300)이 상하 방향으로 이동되는 경우 모터(100)에 인가되는 충격을 댐핑 유닛(400)에서 흡수하도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 휠(300) 틸팅 구조의 구성을 단순화한 모식도로 도시하고 있다.

댐핑 유닛(400)의 상단은 모터(100)의 길이 방향 일단과 체결되고 하단은 차체(10)와 체결되도록 구성된다. 모터(100)의 길이 방향 타단은 스윙멤버(110)와 체결되도록 구성되는바, 모터(100)의 회전력에 의해 스윙멤버(110)는 차량의 높이 방향을 따라 회전되도록 구성된다.

스윙멤버(110)의 양단에는 차량의 양측면에 위치하는 너클(120)과 체결되도록 구성된다. 너클(120)의 하단은 차체(10)와 체결되는 로워암과 결합되도록 구성된다.

즉, 차체(10)는 댐핑 유닛(400)의 하단, 로어암(130)의 일단 및 모터(100)와 체결되도록 구성되며, 모터(100)는 스윙멤버(110)와 체결되어 스윙멤버(110)의 회전량에 따라 양측면에 위치하는 너클(120)이 상하방향으로 이동되도록 구성된다. 더 바람직하게, 스윙멤버(110)의 회전에 따라 양측면에 위치하는 너클(120) 중 하나가 높이 방향을 따라 상향 이동되는 경우, 타측면에 위치하는 너클(120)은 높이 방향을 따라 하향 이동되도록 구성된다.

정리하면, 제어부(200)는 차체(10)의 기울기를 측정하고, 측정된 기울기가 미리 설정된 기울기 이상인 경우 모터(100)에 전력을 인가하도록 구성된다. 이를 통해, 차체(10)가 기울어진 일측면의 휠(300)의 높이를 상향 이동시켜 차량의 선회 안정성을 증대시키고, 선회시 회전 반경을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 휠(300) 틸팅 구조의 측단면도를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 차체(10)를 기준으로 댐핑 유닛(400)은 모터(100)의 길이 방햐 후단 일단과 체결된다. 댐핑 유닛(400)과 멀리 떨어진 모터(100)의 길이 방향 타단은 스윙멤버(110)와 체결되도록 구성되고, 스윙멤버(110)는 너클(120)과 체결되도록 구성된다. 더 바람직하게, 스윙멤버(110)의 회전축은 모터(100)의 구동축에 체결되도록 구성된다.

모터(100)는 차체(10)와 브라켓을 통해 체결될 수 있으며, 더 바람직하게, 모터(100)는 댐핑 유닛(400)과 스윙멤버(110) 사이에 회전이 가능하도록 브라켓과 결합될 수 있다. 따라서, 차체(10)에 발생하는 높이 방향 충격에 따라 모터(100)의 상하 방향 이동이 가능하도록 구성되고, 모터(100)의 일단에 체결되는 댐핑 유닛(400)은 상기 높이 방향 충격을 흡수하도록 구성된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 차체
100: 모터
110: 스윙멤버
120: 너클
130: 로어암
200: 제어부
300: 휠
400: 댐핑 유닛

Claims (5)

1. 차량을 구성하는 차체;
   차체 양측면에 위치하는 각각의 휠과 체결되는 너클;
   각각의 휠과 체결되는 상기 너클과 연결되는 스윙멤버;
   상기 스윙멤버와 체결되고, 상기 양단이 휠의 높이 방향 위치를 제어하는 모터;
   일단이 상기 너클의 하단과 체결되도록 구성되고, 타단이 상기 차체와 체결되는 로어암; 및
   상기 차량의 선회 주행에 대응하여 상기 모터의 회전력을 인가하여 상기 스윙멤버의 경사를 인가하도록 구성되는 제어부;를 포함하는 휠 틸팅 구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 모터를 중심으로 양측면에 위치하는 휠과 일체로 높이 방향 이동을 수행하도록 상기 스윙멤버의 회전각도를 제어하도록 구성되는 휠 틸팅 구조.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스윙멤버의 일단이 차량의 높이 방향으로 이동되는 경우, 상기 스윙멤버의 타단은 상기 스윙멤버의 일단의 이동방향과 반대 방향으로 이동되도록 구성되는 휠 틸팅 구조.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 차체의 경사각을 판단하고, 차량의 경사각에 대응하여 상기 경사진 일측면의 휠의 높이를 높이도록 상기 모터를 제어하는 휠 틸팅 구조.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 모터와 체결되고, 상기 휠의 높이 방향 변위를 흡수하도록 구성되는 댐퍼유닛;을 더 포함하는 휠 틸팅 구조.
   
   
   
   
   

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