KR101284046B1 - 브레이크가 구비된 인휠모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크가 구비된 인휠모터에 대한 것으로 본 발명은 내부에 제어전자장치가 설치되는 소정의 공간이 형성되도록 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되고, 폐쇄된 일측외면에 돌출되게 샤프트가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 외주면에 결합되고, 내부에 상기 제어전자장치와 전기적으로 연결되는 다수개의 권선이 설치되어 회전을 위한 전자석 역할을 하는 스테이터; 상기 스테이터 및 상기 하우징이 내부에 위치할 수 있도록 소정의 공간이 형성되도록 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되고, 그 중앙에 상기 샤프트가 결합되어 상기 하우징에 상대적으로 회전가능하도록 결합되며, 내면에 다수개의 영구자석이 구비되는 로터; 상기 하우징의 폐쇄된 외면과 상기 하우징의 폐쇄된 외면과 마주보는 상기 로터의 폐쇄된 내면 사이에 구비되어 상기 로터의 회전을 제어하는 브레이크 시스템을 포함한다.

Description

브레이크가 구비된 인휠모터{In­wheel motor with brake}

본원 발명은 차량의 구동을 위한 모터와 관련된 것으로 더욱 상세하게는 모터가 휠의 내부에 구비되는 인휠모터와 관련된 것이다.

저탄소 녹색성장을 모토로한 현대 사회에서는 환경적인 관심이 대두되고 있다. 이에 따라 자동차 등의 이동수단에는 기존의 엔진이 아닌 친환경적인 모터를 구동원으로 사용하거나 모터와 엔진을 동시에 구동원으로 사용하는 하이브리드 형태의 이동수단이 출시되고 있다. 본 발명은 그 중 인휠모터와 관련된 것이다.

인휠모터(In-Wheel Motor)는 동력을 제공하는 모터가 타이어 내부에 위치한 모터이다. 인휠모터는 일반적으로 타이어, 및 샤프트에 회전가능하게 연결되고 차량에 장착될 수 있는 하우징이 기재되어 있으며, 상기 타이어는 회전가능한 샤프트에 장착된 하우징을 구비하고, 외부에서는 타이어를 가지는 림(rim)을 구비하며, 그리고 내부에서는 영구 자석을 구비하고, 그리고 상기 차량에 장착될 수 있는 하우징은 제어부, 측정 및 작동 수단 그리고 자기장을 생성하기 위한 전기 수단을 구비한다. 전기 수단에 의해서 생성된 힘에 따라서, 타이어-내 모터가 샤프트에 대해서 시계방향 또는 반시계방향으로 그리고 서로 다른 속도로 림에 구동력을 인가할 것이고, 그에 따라 상기 구동력은 샤프트에 대한 림의 회전을 제동하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 차량에 대한 일반적인 안전 규정을 충족하기 위해서, 부가적인 기계적 브레이크 시스템이 추가의 안전 수단으로서 샤프트에 장착될 수 있을 것이다.

공지된 시스템의 단점은 브레이크 시스템이 모터와 통합되지 않기 때문에, 브레이크 시스템의 설치를 위해서 부가적인 공간이 요구된다는 것이다.

또한, 모터의 구동을 위한 제어전자장치가 별도로 구비되어야 하기 때문에 차량의 공간활용도가 낮아지는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 인휠모터의 내부에 브레이크 시스템이 구비되는 인휠모터를 제공하는 것이다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 본 발명은 내부에 제어전자장치가 설치되는 소정의 공간이 형성되도록 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되고, 폐쇄된 일측외면에 돌출되게 샤프트가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 외주면에 결합되고, 내부에 상기 제어전자장치와 전기적으로 연결되는 다수개의 권선이 설치되어 회전을 위한 전자석 역할을 하는 스테이터; 상기 스테이터 및 상기 하우징이 내부에 위치할 수 있도록 소정의 공간이 형성되도록 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되고, 그 중앙에 상기 샤프트가 결합되어 상기 하우징에 상대적으로 회전가능하도록 결합되며, 내면에 다수개의 영구자석이 구비되는 로터; 상기 하우징의 폐쇄된 외면과 상기 하우징의 폐쇄된 외면과 마주보는 상기 로터의 폐쇄된 내면 사이에 구비되어 상기 로터의 회전을 제어하는 브레이크 시스템을 포함한다.

상기 브레이크 시스템은, 상기 하우징의 폐쇄된 외면에 상기 샤프트를 중심으로 일정 길이의 원주형태로 형성되어 서로 대응되도록 형성되는 한 쌍의 브레이크 슈; 한 쌍의 상기 브레이크 슈의 서로 마주보는 단부의 사이에 구비되어 상기 브레이크 슈를 탄성변형시켜 상기 브레이크 슈의 동작을 제어하는 유압브레이크 실린더; 상기 로터의 폐쇄된 내면 중심에 원주형상으로 돌출되게 형성되어 구비되어 상기 브레이크 슈와 선택적으로 접하여 상기 로터의 회전을 제어하는 한 쌍의 브레이크 드럼을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 브레이크 슈는 상기 브레이크 드럼과 대응되는 형상의 원주율을 갖도록 형성되되, 상기 브레이크 드럼은 상기 브레이크 슈와 일정거리 이격되는 위치에 형성되어 상기 유압브레이크 실린더의 조작에 의해 상기 브레이크 슈와 상기 브레이크 드럼이 선택적으로 접할 수 있다.

상기 하우징은, 일측이 단부가 개구된 개구단부이고 타측 단부가 폐쇄된 폐쇄단부로 형성된 실린더 형상으로 형성되고, 내부에 제어전자장치가 위치하는 소정의 공간이 형성되는 내부하우징; 상기 내부하우징이 결합될 수 있도록 내부에 상기 내부하우징의 외면과 대응되는 형상으로 내면이 형성되는 실린더 형상으로 형성되어, 그 폐쇄된 단부의 외면에 상기 샤프트, 상기 브레이크 슈가 구비되는 외부하우징을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하우징에는 상기 스테이터와 상기 제어전자장치를 전기적으로 연결하기 위한 관통홀이 다수개 형성될 수 있다.

상기 로터는, 내부에 상기 하우징이 삽입되는 공간이 형성되고, 그 일측면이 타이어 플레이트에 의해 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되어, 상기 타이어 플레이트의 내면 중앙에는 상기 하우징의 샤프트가 베어링과 함께 삽입되어 설치되는 베어링 지지부가 돌출되게 형성되고, 상기 베어링 지지부의 둘레를 따라 상기 브레이크 드럼이 돌출되게 구비될 수 있다.

상기 로터는 그 내면 둘레를 따라 상기 영구자석이 설치되는 다수개의 홈이 형성되고, 상기 로터의 개구된 일측면에 결합되는 원형의 록킹링에 의해 상기 영구자석이 고정될 수 있다.

상기 로터의 외면에는 타이어가 설치되고, 상기 타이어는 원형의 림 링에 의해 고정될 수 있다.

상기 샤프트는 상기 인휠모터의 폭의 1/4보다 짧게 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 하우징과 로터의 서로 마주보는 내면 사이에 브레이크 시스템이 구성되어 별도의 브레이크 시스템을 구비하지 않아도 되어 전기자동차의 공간활용도를 높일 수 있고, 별도의 브레이크 시스템이 필요하지 않아 제품의 생산 단가가 낮아지는 효과가 있다.

또한, 하우징의 내부에 제어를 위한 전자제어장치가 위치할 수 있어 차량의 내부로 전자제어장치를 위치시킬 필요가 없기 때문에 역시 차량의 공간활용도가 높아지게 된다.

또, 공간활용도가 높아지고, 별도의 브레이크 부품이 필요 없어 기존의 차량에도 쉽게 인휠모터를 장착할 수 있어 전기자동차 개조작업이 보다 원활해 질 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 인휠모터의 구성을 보인 분해사시도.
도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 인휠모터의 구성을 보인 단면도.
도 2a 및 2b는 본 발명 실시예를 구성하는 하우징의 후면도 및 정면도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 로터의 구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 어댑터 플레이트의 구성을 보인 단면도.
도 5는 본 발명 실시예에 의한 인휠모터의 단면도.

이하 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 브레이크가 구비된 인휠모터의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 인휠모터의 구성이 분해사시도로 도시되어 있고, 도 1b에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 인휠모터의 구성이 단면도로 도시되어 있으며, 도 2a 및 2b에는 본 발명 실시예를 구성하는 하우징의 후면도 및 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 로터의 구성이 단면도로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 어댑터 플레이트의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예에 의한 인휠모터가 단면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면 인휠모터(1)는 어댑터 플레이트(10), 내부하우징(30) 및 외부하우징(40)를 포함하고, 내부 및 외부하우징(30, 40)은 함께 조립되어 하우징(H)을 형성한다. 내부하우징(30) 및 외부하우징(40)은 각각 일측이 개구된 실린더(Cylinder) 형상으로 개구된 개방단부와 폐쇄된 폐쇄단부(35, 45)를 각각 구비하고 있다.

내부하우징(30)은 일측이 단부가 개구된 개구단부이고 타측 단부가 폐쇄된 폐쇄단부로 형성된 실린더 형상으로 형성되고, 내부에 제어전자장치(20)기 위치하는 소정의 공간이 형성된다.

외부하우징(40)은 내부하우징(30)이 결합될 수 있도록 내부에 내부하우징(30)의 외면과 대응되는 형상으로 내면이 형성되는 실린더 형상으로 형성되어, 그 폐쇄된 단부의 외면에 샤프트(48), 브레이크 슈(71a, 71b)가 구비된다. 내부하우징(30)은 외부하우징(40)의 내부에 삽입되어 고정결합된다.

어댑터 플레이트(10)에서 하우징(H)의 제 1 측부(11) 측에는 인휠모터(1)를 차량에 장착하기 위한 플랜지(12)가 구비된다. 이때, 어댑터 플레이트(10)는 생략될 수 있고 하우징이 내부하우징(30)의 제 1 측부(31)를 이용하여 차량에 직접적으로 장착될 수도 있을 것이다. 인휠모터(1)는 스테이터(50) 및 로터(60)를 포함하는 전기 모터를 구비하고, 상기 스테이터(50)는 상기 하우징(H)에 대해서 회전되지 않도록 고정결합되며, 상기 로터(60)는 상기 스테이터(50)의 외곽에 회전 축선(R)을 기준으로 회전가능하도록 결합된다.

스테이터(50)는 전도성 물질로 이루어진 수 많은 스테이터 권선(windings ; 도시되지 않음)을 포함하고, 이는 소위 당업계에 공지된 바와 같이 하나 또는 둘 이상의 전자석을 형성한다.

로터(60)는 회전 축선(R) 주위로 정렬되고 도 1b에서 보듯이, 내부에 하우징(H)이 삽입되는 공간이 형성되고, 그 일측면이 타이어 플레이트(64)에 의해 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되어, 상기 타이어 플레이트(64)의 내면 중앙에는 상기 하우징(H)의 샤프트(48)가 베어링과 함께 삽입되어 설치되는 베어링 지지부(67)가 돌출되게 형성되고, 상기 베어링 지지부(67)의 둘레를 따라 상기 브레이크 드럼(68)이 돌출되게 구비된다.

또한 로터(60)는 림(63)의 내측 둘레 표면에 근접하는 영구 자석(62)을 포함하고, 상기 림(63)은 타이어 장착을 위한 외측 둘레 표면을 가진다. 영구 자석(62)은 록킹 링(61)에 의해서 림(63) 내에서 고정된다. 좀 더 상세하게는, 로터(60)의 내면 둘레를 따라 영구자석(62)이 설치되는 다수개의 홈이 형성되고, 로터(60)의 개구된 일측면에 결합되는 원형의 록킹 링(61)에 의해 상기 영구 자석(62)이 고정된다.

로터(60)는 타이어 플레이트(64), 림 링(65), 및 타이어 커버(66)를 더 포함한다. 록킹 링(61), 영구 자석(62), 림(63), 타이어 플레이트(64), 림 링(65), 및 타이어 커버(66)는 모두 서로에 대해서 회전하지 않도록 결합되고, 그리고 영구 자석(62), 림(63), 타이어 플레이트(64), 베어링 지지부(67) 및 브레이크 드럼(68)이 일체화 되어 구성될 수 있다.

도 1a에서 보듯이, 하우징(H) 내에는 인휠모터(1)를 제어하기 위한 제어전자장치(20)를 포함하고, 그에 따라 스테이터(50) 내의 전자석은 로터(60)의 영구 자석(62)이 회전 축선(R)을 중심으로 하여 하우징(H)에 대해서 상대적으로 회전 운동하기 위한 자기장을 제공한다. 제어전자장치(20)는 하나 또는 둘 이상의 IGBT 전류 모듈(21) 및 전류 조정기(22)를 포함한다.

하우징(H)은 내부하우징(30) 및 외부하우징(40)을 포함하고, 내부하우징(30)과 외부하우징(40)의 사이에는 하우징(H)의 냉각 시스템이 형성된다. 냉각 시스템은 제어 전자장치(20) 및 스테이터(50)를 냉각시키기 위한 물과 같은 냉각 유체의 유동을 위한 홈(32,42)을 포함한다.

즉 냉각시스템은 내부하우징(30) 및 외부하우징(40)의 외면에 서로 대응되는 형상의 홈(32,42)이 각각 요입되게 형성되고, 내부하우징(30) 및 외부하우징(40)이 결합되었을 때, 홈(32, 42)이 함께 유체가 유동하도록 유로를 형성하는 것이다. 내부하우징(30)과 외부하우징(40)이 조립된 상태에서, 내부하우징(30)의 외측 표면(33)은 대응 외부하우징(40)의 내측 표면(43)과 실질적으로 접한다. 결과적으로, 냉각 유체가 하우징(H)을 통해서 이송될 수 있고, 상기 냉각은 스테이터(50)의 전자석들을 냉각하기 위해서 외부하우징(40)의 폐쇄 단부(45)의 그리고 둘레 벽의 외측 표면에 근접하고, 그리고 제어 전자장치(20)를 냉각하기 위해서 냉각 시스템(30)의 내측 표면(36), 특히 폐쇄 단부(35)의 내측 표면에 근접한다.

내부하우징(30) 및 외부하우징(40)에는 서로 대응되는 위치에 관통 홀(37a, 37b, 37c, 47a, 47b, 47c)을 구비하고, 그러한 관통 홀(37a, 37b, 37c, 47a, 47b, 47c)을 통해서 전력 공급 라인(도시하지 않음)이 제어전자장치(20)로부터 스테이터(50)의 전자석으로 연결될 수 있다.

외부하우징(40)은 샤프트(48)를 구비하고, 상기 샤프트(48)는 인휠모터(1)의 제 1 측부(11)로부터 이격되고 그리고 하우징의 외부하우징(40)의 폐쇄 단부로부터 돌출한다. 샤프트(48)는 로터(60)에 구비된 베어링 지지부(67)에 베어링(도시하지 않음)에 의해서 회전가능하게 연결된다.

샤프트(48)는 회전축선(R)을 기준으로 인휠모터(1) 폭의 1/4 보다 짧은 길이를 가진다. 샤프트(48)가 비교적 짧기 때문에, 즉, 회전축선(R)을 따라서 인휠모터(1)의 실질적인 전체 폭을 따라 연장하지 않기 때문에, 제어전자장치(20)와 같은 부품이 외부하우징(40) 내에 구비되어 이용할 수 있는 공간이 보다 커진다.

인휠모터(1)가 조립되었을 때, 어댑터 플레이트(10), 그리고 외부하우징(40) 및 하우징의 냉각 시스템(30)이, 어댑터 플레이트(10)의 플랜지(12) 상에 위치되고 그리고 각각의 외부하우징(40) 및 냉각 시스템(30)의 개방 단부에 위치되는 볼트-홀(80, 81, 82)을 통해서 조임 볼트(도시되지 않음)에 의해서, 함께 고정될 수 있다.

도 2a 및 2b는 본 발명 실시예에 따른 외부하우징(40)의 구성이 상세하게 도시되어 있다. 도 2a는 하우징의 내측 표면을 보다 명확하게 볼 수 있도록 하우징(H)의 외부하우징(40)이 도시되어 있다.

외부하우징(40)은 앞서 설명한 바와 같이 일측이 개구된 실린더 형상으로 일측이 개방된 개방 단부이고 타측이 폐쇄된 폐쇄 단부(45)로 내부에 소정의 공간이 형성된다. 내부 공간의 둘레방향 내측 표면(43)은 홈(42)을 구비하고, 그러한 홈(42)은, 인휠모터(1)가 조립된 상태에서, 내부하우징(30)의 둘레방향 외측 표면(33) 내의 대응하는 홈(32)과 함께 냉각을 위한 유체가 이동하는 도관을 형성한다. 홈(42)은 외부하우징(40)의 개방 단부에 인접한 시작 지점(42a), 그리고 외부하우징(40)의 개방 단부에 인접한 종료 지점(42b)을 구비한다.

홈(42)은 둘레방향 내측 표면(43) 상의 시작 지점(42a)으로부터 폐쇄 단부(45)를 향해서 직선으로 연장된 후 폐쇄 단부(45)의 내면 둘레를 따라 연장되어, 다시 내측 표면(43) 둘레를 따라 지그재그 형상으로 연장되어 종료 지점(42b)까지 연결된다. 이와 같은 형상은 내부하우징(30)의 외면에 형성된 홈(32) 역시 대응되는 형상으로 형성되어 도관을 형성하는 것이다.

홈(32, 42)을 통해서 유동하는 냉각유체는 내부하우징(30) 및 외부하우징(40)을 따라 흐르면서 스테이터(50) 및 제어전자장치(20) 등의 부품들을 냉각시킨다.

도 2b는 외부하우징(40)의 실질적으로 폐쇄된 단부(45) 내의 관통홀(47a, 47b, 47c)을 보다 명확하게 도시한다. 이들 관통홀(47a, 47b, 47c)은 스테이터(50)의 전기 권선들과 연결하기 위한 하우징(H) 내부의 제어전자장치(20)로부터 하우징(H) 외부로의 제어 리드(leads) 및/또는 전력 리드의 통과를 위해서 구성된다. 그에 따라, 외부하우징(40) 및 하우징의 냉각 시스템(30) 그리고 제어 전자장치(20)가 이미 조립되었을 때, 스테이터(50)는 제어 전자장치(20)와 전기적으로 용이하게 연결될 수 있을 것이다.

외부하우징(40)은 하우징(H)의 제 1 측부(11)로부터 하우징(H)의 실질적으로 폐쇄된 반대쪽의 단부(45)까지 연장하는 2개의 추가적인 관통 개구부(49a, 49b)를 포함하고, 그리고 브레이크 슈(71a)와 연결되는 브레이크 와이어(도시되지 않음) 및 브레이크 실린더(72)와 연결하기 위한 유압 브레이크 호스(도시되지 않음)가 통과된다.

본 발명에 따른 타이어가 통상적인 차량에 장착될 때, 차량 내에 이미 존재하는 브레이크 호스 및 와이어가 타이어에 용이하게 부착되어 기계적인 제동 성능을 차량에 제공할 수 있을 것이고, 즉 전자 부품의 기능에 의존하지 않는 브레이크 시스템을 차량에 제공할 수 있을 것이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(30)은 대응하는 관통 홀(39a, 39b)들을 구비하며, 그에 따라 전력 리드, 하나 또는 둘 이상의 유압 브레이크 호스 및/또는 브레이크 와이어가 하우징 내부로부터 하우징 외부로 연장될 수 있다.

도 2b에는 본 발명 실시예를 구성하는 브레이크 시스템(70)이 보다 상세하게 도시되어 있다.

브레이크 시스템(70)은, 상기 외부하우징(40)의 폐쇄된 외면에 상기 샤프트(48)를 중심으로 일정 길이의 원주형태로 형성되어 서로 대응되도록 형성되는 한 쌍의 브레이크 슈(71a, 71b)와 한 쌍의 상기 브레이크 슈(71a, 71b)의 서로 마주보는 단부의 사이에 구비되어 상기 브레이크 슈(71a, 71b)를 탄성변형시켜 상기 브레이크 슈의 동작을 제어하는 유압브레이크 실린더(72), 후술할 로터(60)의 폐쇄된 내면 중심에 원주형상으로 돌출되게 형성되어 구비되어 상기 브레이크 슈(71a, 71b)와 선택적으로 접하여 로터(60)의 회전을 제어하는 한 쌍의 브레이크 드럼(68)을 포함하여 구성될 수 있다.

브레이크 시스템(70)은 기계적인 브레이크 시스템이고, 브레이크 슈(71a, 71b) 및 유압 브레이크 실린더(72)가 도 2b에 도시되어 있다. 브레이크 실린더(72)가 팽창될 때, 브레이크 슈(71a, 71b)가 로터(60)의 브레이크 드럼(68)과 결합한다. 브레이크 실린더(72)는 하우징(H)의 외부하우징(40)에 회전하지 않도록 고정되고, 유압 호스를 이용하여 공지된 방식으로 작동될 것이다.

브레이크 슈(71a, 71b)는 일정 곡률을 갖는 원주형상으로 형성되고, 브레이크 드럼(68)은 이와 대응되는 형상의 원주율을 갖는 형상으로 형성되며, 브레이크 슈(71a, 71b)와 브레이크 드럼(68)은 서로 일정거리 이격되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 대응되는 형상으로 형성되어야 접촉면적이 넓어져 브레이크의 효율이 높아지기 때문이다.

추가적으로, 도시하지는 않았지만, 브레이크 시스템은 또한, 바람직하게 브레이크 실린더(72)와 독립적으로, 주차 드럼과 결합하는 위치에서 브레이크 슈(71a, 71b)를 배치하기 위한 별도의 주차 브레이크 레버를 포함할 수 있다. 즉, 브레이크 실린더(72)의 도움 없이 별도로 브레이크 슈(71a, 71b)가 별도의 주차 드럼과 결합하도록 주차브레이크 레버를 두어 파킹 브레이크(Parking break)의 역할을 할 수도 있는 것이다.

회전 축선(R)을 따라서 관찰할 때, 브레이크 시스템(70)은 타이어 내에 위치하고 로터(60)의 타이어 플레이트(64)와 하우징(H) 사이에 정렬된다. 따라서 타이어 축의 치수 및/또는 위치와 실질적으로 무관하게, 인휠모터(1)가 차량의 전방 또는 후방 타이어 액슬에도 장착될 수 있을 것이다.

도 3은 본원 발명에 따른 로터(60)의 일부 단면도이다. 로터는 타이어가 장착되는 림(63), 그리고 하우징의 제 1 측부(11)로부터 멀어지는 방향에는 로터의 측부를 적어도 부분적으로 폐쇄하는 디스크형상의 타이어 플레이트(64)를 포함한다.

또한, 로터(60)는 기계적 록킹 링(61)에 의해서 림(63)에 대해서 회전하지 않도록 고정설치되어 유지되는 다수개의 영구 자석(62)을 포함한다. 영구자석(62)은, 스테이터(50)의 전자석들이 활성화될 때, 차량의 구동 운동을 위해서 스테이터에 대해서 로터(60)로 회전력을 제공한다.

타이어 플레이트(64)는 로터를 하우징의 샤프트(48)에 연결하기 위해서 베어링(도시하지 않음)을 구비하는 베어링지지부(67)를 포함한다. 타이어 플레이트(64)는 금속 물질을 포함하는 브레이크 드럼(68)을 포함하며, 브레이크 드럼(68)은 회전 축선을 따라서 연장하고 그리고 브레이크 시스템(70)이 활성화되었을 때 브레이크 시스템(70)의 브레이크 슈(71a, 71b)와 결합하도록 구성된다.

림(63), 타이어 플레이트(64), 베어링 지지부(67) 및 드럼(68)이 함께 단일체를 형성하고, 그에 따라 로터(60)가 하우징(H)에 용이하게 장착될 수 있고 그리고 로터(60)에 대한 구조적 무결성(integrity)을 제공하는 타이어의 단일 성분(component)을 형성한다.

도 5는 본원 발명에 따른 타이어를 장착된 상태에서 도시한 단면도이다. 타이어의 모든 부분들이 림(63)에 의해서 경계되어지는 부피 내에 실질적으로 위치된다는 것을 볼 수 있을 것이다. 다시 말해서, 타이어는 제 1 측부(11)를 넘어서 또는 타이어의 타이어 플레이트(63)를 넘어서 타이어의 외부로 돌출하는 부분을 실질적으로 가지지 않는다.

제어 전자장치(20)가 하우징의 냉각 시스템(30)에 장착되고, 상기 하우징은 외부하우징(40)를 더 포함한다. 전자석(51)을 포함하는 스테이터(50)가 하우징에 의해서 지지되고 그리고 그것을 실질적으로 둘러싼다. 스테이터(50)는 공기 갭(90)에 의해서 로터(60)로부터 이격된다. 림(63), 타이어 플레이트(64), 베어링 지지부(67) 및 록킹 링(61)에 의해서 정위치에서 유지되는 영구 자석(62)을 포함하는 로터(60)가 베어링 지지부(67)에 의해서 하우징(H)의 샤프트(48)에서 지지된다.

타이어 플레이트(64)는, 브레이크 시스템(70)이 활성화되었을 때 브레이크 슈(71a, 71b)와 결합하기 위한, 브레이크 드럼(68)을 포함한다. 로터(60)의 구성은 하나의 구성 피스 내에서 몇 가지 기능을 구현한다. 로터(60)는 기계적 브레이크 시스템(70)을 위한 결합 표면을 제공하고, 타이어를 지지하며, 그리고 차량 하중의 적어도 일부를 지탱하도록 구성된다. 동시에, 로터(60)가 차량의 추진을 위해서 필요한 영구 자석(62)을 유지하기 때문에, 그러한 로터(60)는 타이어의 타이어-내 전기 모터의 일부를 형성한다 할 것이다. 마지막으로, 로터(60)는 타이어 장착을 위한 림(63)을 포함한다.

이러한 조합된 기능을 가지는 로터(60)는 개별적인 성분들의 중량의 합 보다 상당히 가벼우며, 그에 따라 본원 발명에 따른 하나 또는 둘 이상의 타이어가 차량에 장착되었을 때 차량 고유의(unsprung) 중량을 상당히 감소시키며, 이는 승용차와 같이 비교적 작은 차량에서의 차량 현가 시스템에서 특히 유리하다.

전술한 설명은 바람직한 실시예의 작동을 설명하기 위한 것이고 그에 따라 본원 발명을 제한하는 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상의 설명으로부터, 소위 당업자는 본원 발명의 범위 및 사상에 여전히 포함되는 변형 실시예들을 명확하게 인식할 수 있을 것이다.

1 : 인휠모터
10 : 어댑터 플레이트
11 : 제 1 측부
20 : 제어전자장치
30 : 내부하우징
40 : 외부하우징
48 : 샤프트
71a,71b : 브레이크 슈
60 : 로터
61 : 록킹 링
62 : 영구자석
63 : 림
64 : 타이어 플레이트
67 : 베어링 지지부
68 : 브레이크 드럼

Claims (9)

1. 내부에 제어전자장치가 설치되는 소정의 공간이 형성되도록 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되고, 폐쇄된 일측외면에 돌출되게 샤프트가 형성되는 하우징;
   상기 하우징의 외주면에 결합되고, 내부에 상기 제어전자장치와 전기적으로 연결되는 다수개의 권선이 설치되어 회전을 위한 전자석 역할을 하는 스테이터;
   상기 스테이터 및 상기 하우징이 내부에 위치할 수 있도록 소정의 공간이 형성되도록 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되고, 그 중앙에 상기 샤프트가 결합되어 상기 하우징에 상대적으로 회전가능하도록 결합되며, 내면에 다수개의 영구자석이 구비되는 로터;
   상기 하우징의 폐쇄된 외면과 상기 하우징의 폐쇄된 외면과 마주보는 상기 로터의 폐쇄된 내면 사이에 구비되어 상기 로터의 회전을 제어하는 브레이크 시스템을 포함하며,
   상기 브레이크 시스템은,
   상기 하우징의 폐쇄된 외면에 상기 샤프트를 중심으로 일정 길이의 원주형태로 형성되어 서로 대응되도록 형성되는 한 쌍의 브레이크 슈;
   한 쌍의 상기 브레이크 슈의 서로 마주보는 단부의 사이에 구비되어 상기 브레이크 슈를 탄성변형시켜 상기 브레이크 슈의 동작을 제어하는 유압브레이크 실린더;
   상기 로터의 폐쇄된 내면 중심에 원주형상으로 돌출되게 형성되어 구비되어 상기 브레이크 슈와 선택적으로 접하여 상기 로터의 회전을 제어하는 한 쌍의 브레이크 드럼을 포함하여 구성되며,
   상기 브레이크 슈는 상기 브레이크 드럼과 대응되는 형상의 원주율을 갖도록 형성되되, 상기 브레이크 드럼은 상기 브레이크 슈와 일정거리 이격되는 위치에 형성되어 상기 유압브레이크 실린더의 조작에 의해 상기 브레이크 슈와 상기 브레이크 드럼이 선택적으로 접함되며,
   상기 하우징은,
   일측이 단부가 개구된 개구단부이고 타측 단부가 폐쇄된 폐쇄단부로 형성된 실린더 형상으로 형성되고, 내부에 제어전자장치가 위치하는 소정의 공간이 형성되는 내부하우징;
   상기 내부하우징이 결합될 수 있도록 내부에 상기 내부하우징의 외면과 대응되는 형상으로 내면이 형성되는 실린더 형상으로 형성되어, 그 폐쇄된 단부의 외면에 상기 샤프트, 상기 브레이크 슈가 구비되는 외부하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 브레이크가 구비된 인휠모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 스테이터와 상기 제어전자장치를 전기적으로 연결하기 위한 관통홀이 다수개 형성됨을 특징으로 하는 브레이크가 구비된 인휠모터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 로터는,
   내부에 상기 하우징이 삽입되는 공간이 형성되고, 그 일측면이 타이어 플레이트에 의해 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되어,
   상기 타이어 플레이트의 내면 중앙에는 상기 하우징의 샤프트가 베어링과 함께 삽입되어 설치되는 베어링 지지부가 돌출되게 형성되고, 상기 베어링 지지부의 둘레를 따라 상기 브레이크 드럼이 돌출되게 구비됨을 특징으로 하는 브레이크가 구비된 인휠모터.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 로터는 그 내면 둘레를 따라 상기 영구자석이 설치되는 다수개의 홈이 형성되고, 상기 로터의 개구된 일측면에 결합되는 원형의 록킹링에 의해 상기 영구자석이 고정됨을 특징으로 하는 브레이크가 구비된 인휠모터.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 로터의 외면에는 타이어가 설치되고, 상기 타이어는 원형의 림 링에 의해 고정됨을 특징으로 하는 브레이크가 구비된 인휠모터.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 샤프트는 상기 인휠모터의 폭의 1/4보다 짧게 형성됨을 특징으로 하는 브레이크가 구비된 인휠모터.

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