KR100601347B1 - 차량용 추진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 추진장치에 관련한 것으로서, 특히 차량 운행에 따라 발생되는 폐동력을 이용하여 차량운행에 필요한 추가동력을 발생시킬 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 목적은 등속조인트의 회전력에 의해 회전하는 회전체를 설치하여 기어변속이나, 오르막길 구간에서 일시적인 속도저하를 방지하고 이전의 진행속도를 일정거리동안 유지토록 하므로써 가속페달 조작횟수의 감소, 가속페달 조작시간의 단축, 변속횟수감소등의 효과를 얻을 수 있으며, 아울러 일반 모터의 모터축에 회전체를 연결/설치할 경우에도 모터축의 회전력을 배가시킴으로서 전력소비량을 감소할 수 있는 차량용 추진장치를 제공하는데 있다.
이를 위한 본 발명은, 일정간격 이격되어 고정/설치되는 한 쌍의 지지프레임(10); 상기 지지프레임(10)에 샤프트(23)로 회전 가능하게 설치되는 회전체(20); 상기 회전체(20)와 차량의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전수단(5)을 연결하여 상기 회전수단(5)의 회전력이 회전체(20)로 전달되도록 하는 동력전달수단(30); 상기 회전체(20)와 회전수단(5) 사이의 장력을 조절하는 장력조절수단(40)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
차량, 모터, 자동차, 관성력, 추진장치

Description

차량용 추진장치{Propulsion device for vehicles}
도 1는 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 설치상태도
도 2는 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 조립상태도
도 4는 도 3을 A방향에서 본 도면
도 5는 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 단면도
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 차량용 추진장치에서 장력조절수단의 작동상태를 나타내는 단면도
도 7은 본 발명에 따른 차량용 추진장치를 모터축에 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진실 2 : 등속조인트
3 : 사이드 프레임 4 : 크로스 멤바
5 : 회전수단 6 : 차축
7 : 모터축
10 : 지지프레임 11 : 제 1 지지프레임
20 : 회전체 21 : 제 2 지지프레임
22 : 베어링 23 : 샤프트
24 : 너트
30 : 동력전달수단 31,32 : 벨트풀리
32a : 제 1 벨트풀리 32b : 제 2 벨트풀리
33 : 벨트 40 : 장력조절수단
50 : 높낮이 조절수단 51 : 축 지지부
51a : 나사부 51b : 링부
52 : 높낮이 조절너트 110,210 : 몸체
111,211 : 결합부 112,212 : 공간부
113, 213 : 홈 130,140 : 캡
131,141 : 돌기
본 발명은 차량용 추진장치에 관련한 것으로서, 특히 차량 운행에 따라 발생되는 폐동력을 이용하여 차량운행에 필요한 추가동력을 발생시킬 수 있도록 한 것이다.
현재 지상의 교통수단 및 이송수단으로 주로 사용되고 있는 차량은 성능개선과 더불어 연료소비량을 줄이기 위한 기술적인 노력이 계속되고 있다. 이 중 차량의 성능 및 외관미(디자인)등의 기술 진척도는 진보일로에 있지만, 연료소비량(이하 "연비"라 함)을 줄이기 위한 기술적 행보는 답보상태에 있다.
오히려 자동변속차량의 증가와 기하급수적인 차량의 증가로 인해 도심에서는 제동횟수 및 가속횟수의 빈번함 때문에 연비는 계속적으로 증가되는 추세에 있다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 등속조인트의 회전력에 의해 회전하는 회전체를 설치함으로서, 차량 운행에 필요한 추가동력을 제공하여 기어변속이나, 오르막길 구간에서 일시적인 속도저하를 방지하고 이전의 진행속도를 일정거리동안 유지토록 하므로써 가속페달 조작횟수의 감소, 가속페달 조작시간의 단축, 변속횟수감소 등의 효과를 얻을 수 있어 연비를 감소할 수 있는 차량용 추진장치를 제공하는데 있다.
또 다른 목적은, 일반적인 모터의 모터축에 연결하여 모터축의 회전력에 의해 회전하는 회전체를 설치함으로서 모터축에 대해 추가동력을 제공하여 모터축의 회전력을 배가시키고 전력소비량을 감소할 수 있는 추진장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 추진장치는 일정간격 이격되어 고정/설치되는 한 쌍의 지지프레임; 상기 지지프레임에 샤프트로 회전 가능하게 설치되는 회전체; 상기 회전체와 차량의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전수단을 연결하여 상기 회전수단의 회전력이 회전체로 전달되도록 하는 동력전달수단; 상기 회전체와 회전수단 사이의 장력을 조절하는 장력조절수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지프레임은 일정간격을 두고 대향 설치되는 제 1, 2 지지프레 임으로 구성하되, 각 제 1, 2 지지프레임은 상대물과 결합하기 위한 결합부를 가짐과 아울러 상부에는 상부 개구형의 공간부를 갖는 몸체와, 상기 공간부의 상부 개구부상에 결합되어 개구부를 밀폐하는 캡으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지프레임에는 회전체의 샤프트 양단을 지지하면서 회전체의 높낮이를 조절하기 위한 높낮이 조절수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 높낮이 조절수단은 상기 캡을 관통하는 나사부와, 그 하단에 일체로 형성되어 상기 회전체 샤프트의 각 단부가 관통 지지되는 링부로 이루어진 축 지지부; 상기 캡의 외부로 돌출된 나사부에 체결되어 강제적인 외부 회전력에 의해 축 지지부의 높낮이를 조절하는 높낮이 조절너트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력전달수단은 상기 회전체의 일측과 상기 회전수단에 각각 구비된 벨트풀리와, 상기 각 벨트풀리를 연결하는 벨트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장력조절수단은 상기 벨트풀리를 제 1,2 벨트풀리로 분할하여 구성하되, 상기 제 1 벨트풀리는 상기 회전체의 일측에 일체로 형성하고, 상기 제 2 벨트풀리는 상기 제 1 벨트풀리측에 일정 탄성력으로 밀착될 수 있도록 상기 샤프트상에 슬라이딩 가능하게 설치함과 동시에 그 일측에 스프링을 설치하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1는 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 설치상태도를 나타낸 것이다.
먼저, 본 발명의 추진장치는 차량에 설치하거나, 또는 일반적인 모터의 모터축(7)에 연결하여 설치할 수 있으며, 이하 본 발명에서는 차량에 설치된 경우를 일예로 설명하기로 한다.
도면에 따르면, 본 발명의 차량용 추진장치는 소형차량의 등속조인트(2) 또는 대형차량의 프로펠라 샤프트(미도시)에 연결되기 때문에 이에 근접한 위치, 예를 들면 엔진실(1)내에 다른 부품과 간섭되지 않는 위치에 설치되어야 하며, 보다 상세하게는 한 쌍의 사이드 프레임(3) 간을 연결하고 있는 크로스 멤바(4)에 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정하는 것을 아니며, 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트와의 연결이 가능하다면 어느 위치든 설치 가능할 것이다.
한편, 상기 차량용 추진장치는 등속조인트(2), 프로펠라 샤프트 뿐만 아니라 차축(6)에 설치하여도 무방하다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 조립상태도이고, 도 4는 도 3을 A방향에서 본 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 추진장치의 단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 차량용 추진장치에서 장력조절수단의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도면에 따르면, 본 발명의 차량용 추진장치는 차량의 엔진실(1) 내에 고정 설치되는 지지프레임(10)을 갖추고 있다.
상기 지지프레임(10)은 동일 형상의 제 1, 2 지지프레임(11,21)이 적정의 이격거리를 두고 대향되게 위치하며, 각 지지프레임(11,21)은 그 하부에 상대물(크로스 멤바)과 볼트 결합하기 위한 결합부(111,211)를 가지면서 상부에는 상부 개구형 의 공간부(112,212)를 갖는 몸체(110,210)와; 상기 공간부(112,212)의 상부 개구부상에 결합되어 공간부(112,212)의 상부를 밀폐하는 캡(130,140)으로 구성된다.
이때, 상기 캡(130,140)과 몸체(110,210)의 결합면중 어느 한 쪽에는 돌기(131,141)를, 다른 한 쪽에는 상기 돌기(131,141)가 삽입되는 홈(113,213)이 형성되어 이들의 결합에 의해 캡(130,140)과 몸체(110,210) 간의 결합이 가능토록 하였다.
그리고, 본 발명의 차량용 추진장치는 상기 제 1, 2 지지프레임(11,21)의 사이에서 회전 가능한 회전체(20)를 갖추고 있다.
상기 회전체(20)는 그 중심방향으로 샤프트(23)가 관통하며, 회전체(20)의 내경과 샤프트(23)의 외경 사이에는 베어링(22)이 삽입 설치되어 샤프트(23)를 중심으로 회전체(20)의 회전이 가능토록 하였다.
아울러, 상기 샤프트(23)의 양단에는 나사부(23a)를 형성하여 상기 제 1, 2 지지프레임(11,21)의 공간부(112,212)를 통해 외부로 돌출되도록 결합되며, 돌출부분에는 너트(24)를 체결하므로써 지지프레임(10)에 대한 샤프트(23)의 고정이 가능토록 하였다.
그리고, 본 발명의 차량용 추진장치는 회전체(20)와, 차량의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전수단(5)을 연결하여 상기 회전수단(5)의 회전력이 회전체(20)로 전달되도록 하는 동력전달수단(30)을 구비하고 있다.
여기서, 상기 회전수단(5)은 차량에 설치할 경우 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트인 것이 바람직하고, 일반적인 모터에 설치할 경우에는 모터축(7)인 것이 바람직하다.
상기 동력전달수단(30)은 상기 회전체(20)의 일측과 상기 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트 상에 각각 구비된 벨트풀리(32,31)와, 상기 각 벨트풀리(32,31)를 연결하는 벨트(33)로 구성된다.
이때, 상기 벨트풀리(32,31)와 벨트(33)는 연결강도를 고려하여 두 개 이상 또는 그 이상 설치하여도 무방하며, 상기 회전체(20)와 벨트풀리(32)는 일체형으로 형성할 수 도 있고 또는 용접(welding)에 의해 일체화 하거나, 볼트등으로 결합하는 방법중 어느 한 방법을 선택하여도 무방하다.
그리고, 본 발명의 차량용 추진장치는 회전체(20)를 포함하여 그 일측에 위치한 벨트풀리(32)의 위치를 가변시키기 위한 높낮이 조절수단(50)을 구비하고 있다.
상기 높낮이 조절수단(50)은 상기 캡(130,140)을 관통하는 나사부(51a)와, 그 하단에 일체로 형성되어 상기 샤프트(23)의 각 단부가 관통 지지되는 링부(51b)로 이루어진 축 지지부(51); 상기 캡(130,140)의 외부로 돌출된 나사부(51a)에 체결되어 강제적인 외부 회전력에 의해 축 지지부(51a)의 높낮이를 조절하는 높낮이 조절너트(52)로 구성된다.
상기 높낮이 조절수단(50)은 회전체(20)의 일측에 위치한 벨트풀리(32)의 높낮이를 조절하기 위한 목적으로 설치된 것으로서, 만약 차량용 추진장치가 크로스 멤바(4) 상에 설치된다면 추진장치는 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트에 비해 경사 상향에 위치하게 되므로 벨트(33)의 장력을 조절하기 위해서는 회전체(20)의 일측에 설치된 벨트풀리(32)를 가변시키면 된다.
즉, 벨트풀리(32)를 현위치보다 상향으로 위치이동 시키게 되면 회전체측 벨트풀리(32)와 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트측 벨트풀리(31)간의 간격이 멀어지게 되므로 이들 풀리(31)(32)를 연결하고 있는 벨트(33)는 긴장상태가 된다. 반대의 경우는 벨트(33)가 이완된다.
그리고, 본 발명의 차량용 추진장치에는 상기 회전체(20)와 상기 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트 사이의 장력을 조절할 수 있도록 장력조절수단(40)이 구비된다.
즉, 상기 차량용 추진장치는 크로스 멤바(4)에 고정된 상태로 설치되고 상기 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트 뿐만 아니라 차축(6)은 차량의 운행시 진동에 의해 항상 유동이 발생하기 때문에 상기 회전체(20)와 상기 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트를 연결하는 벨트(33)의 장력이 불규칙적으로 작용하면서 심할경우 벨트(33)가 끊어질 수 도 있다. 따라서, 상기 벨트(33)의 장력을 항상 일정하게 유지할 수 있도록 본 발명에서는 장력조절수단(40)이 구비된 것이다.
상기 장력조절수단(40)은 상기 벨트풀리(32)를 제 1,2 벨트풀리(32a)(32b)로 분할하여 구성하되, 상기 제 1 벨트풀리(32a)는 상기 회전체(20)의 일측에 일체로 형성하고, 상기 제 2 벨트풀리(32b)는 상기 제 1 벨트풀리(32a)측에 일정 탄성력으로 밀착될 수 있도록 상기 샤프트(23)상에 슬라이딩 가능하게 설치함과 동시에 그 일측에 스프링(34)을 설치하여 이루어진다.
또한, 상기 스프링(34)을 규제할 수 있도록 상기 샤프트(23)상에는 상기 제 2 벨트풀리(32b)와 일정간격 이격되어 규제판(미부호) 또는 규제핀(미부호)이 더 구비될 수 있다.
상기 제 2 벨트풀리(32b)는 상기 스프링(34)에 의해 항상 상기 제 1 벨트풀리(32a)측에 일정 탄성력으로 밀착된 상태가 되며, 이때 상기 벨트(33)는 상기 제 1,2 벨트풀리(32a)(32b) 사이에 감겨져 설치되게 된다.
따라서, 상기 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트측에 유동이 발생하여 상기 회전체(20)간의 거리가 가변될 경우, 이에 대응하여 상기 벨트(33)는, 장력이 커지면 상기 제 1,2 벨트풀리(32a)(32b)를 벌리면서 내측으로 들어가게 되고, 장력이 작아지면 다시 외측으로 나오거나 하여 벨트(33)의 장력을 적절히 조절하게 된다.
즉, 장력이 커질 경우, 상기 벨트(33)가 제 1,2 벨트풀리(32a)(32b)를 벌리면서 내측으로 들어감에 따라 상기 제 2 벨트풀리(32b)가 상기 스프링(34)을 압축하면서 이동하게 되고, 장력이 작아질 경우에는 상기 압축된 상태의 스프링(34)이 복원되면서 상기 이동했던 제 2 벨트풀리(32b)를 다시 원상복귀 시키게 되며 이때 상기 벨트(33)는 다시 외측으로 나오게 되는 것이다.
한편, 도 7은 본 발명의 차량용 추진장치를 모터의 모터축에 연결하여 설치한 경우를 나타낸 사시도로서, 상기에서 설명한 것과 동일한 방법으로 추진장치를 설치하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 상기 회전체(20)의 벨트풀리(32)와 상기 모터축(7)에 설치된 벨트풀리(31)를 연결하여 모터축(7)의 회전력에 의해 상기 회전체(20)가 회전되도록 한다.
따라서, 상기 모터축(7)은 상기 회전체(20)의 관성력에 의한 추가동력을 제 공받게 되면서 그 만큼 전력소비량을 감소시킬 수 있는 것이다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량용 추진장치의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.
차량의 주행과 함께 등속조인트(2) 또는 플로펠라 샤프트가 회전하게 되면, 벨트(33) 및 벨트풀리(31,33)에 의해 연결된 회전체(20)가 동시에 회전하게 된다.
이러한 차량용 추진장치는 차량의 초기 주행시에는 회전체(20)의 무게감 때문에 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트에 부하로 작용되면서 일시적으로 연료소모량이 증가하게 되지만, 이 시기를 경과하면 연료소모량을 현저히 줄일 수 있게 된다.
일예를 들어, 통상의 차량은 운전상태로 부터 정지신호에 의해 정지할 때는 운전자가 신호를 인식한 후 부터 브레이크 페달을 약하게 밟아서 저속으로 진행하다가 최종 정지지점에서 브레이크 페달을 강하게 밟음에 따라 완전하게 정지하게 된다.
이때, 상기 브레이크 페달을 밟은 후 부터 최종 정지지점까지의 주행력은 차량의 주행관성력에 의해 지배되고 있어 자칫 정지지점에 도달하기 전에 정지될 수 있기 때문에 운전자는 차량이 정지하지 않도록 적어도 한 번 이상 가속페달을 밟아 주는 것이 통상의 운전방법이었다.
그러나, 본 발명의 차량용 추진장치는 회전체(20)로 인해 배가된 관성력에 의해 차량의 정지시 상기와 같이 가속페달을 밟지 않아도 되거나, 가속페달을 밟는 경우라도 그 횟수를 현저히 줄일 수 있으므로 연비를 줄일 수 있다.
즉, 차량의 정지시에 브레이크 페달을 약하게 밟으면 차량의 주행속도는 현저히 줄되, 어느 정도의 주행관성력이 남아있어 서행은 가능하다. 여기에 계속 회전할려고 하는 회전체(20)의 관성력이 더해지면 기존 차량 보다는 원거리(정지를 위한 서행운전시)를 운행할 수 있다.
다른 예를 들면, 오르막 구간에서는 기어를 저단으로 변속한 후, 가속패달을 강하게 밟아야만 언덕길을 손쉽게 올라갈 수 있게 된다. 하지만 본 발명의 차량용 추진장치는 가속페달을 강하게 밟지 않아도 됨은 물론 저단으로 변속을 하지 않고도 회전체(20)의 관성력에 의해 일정거리를 진행할 수 있기 때문에 이 경우 역시 가속페달의 조작횟수를 줄일 수 있고, 변속을 하지 않아도 된다.
상기 실시예는 공통적으로 가속페달의 조작횟수를 줄이거나 조작시간을 단축할 수 있고, 변속을 하지 않아도 되므로 연료소모량을 상당히 줄일 수 있음은 물론, 매연발생량도 억제할 수 있으므로 경제적인 면과 환경오염문제를 동시에 해결할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 추진장치를 차량 및 모터에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 이 외에도 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 회전하는 축 과 같은 모든 회전수단에 적용할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
이상과 같은 본 발명의 차량용 추진장치에 따르면, 차량의 운행시 발생하는 폐동력에 의해 동작되는 회전체의 관성력으로 추가동력을 제공하여 차량의 추진력을 배가시키므로써 가속페달 조작횟수의 감소, 가속페달 조작시간의 단축, 변속횟수감소등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 가속페달의 조작시간, 횟수의 감소로 인해 연비감소 및 매연발생량의 억제로 경제적인 이득과 함께 자연환경을 보호할 수 있는 후속효과를 기대할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 일정간격 이격되어 고정/설치되는 한 쌍의 지지프레임(10);
    상기 지지프레임(10)에 샤프트(23)로 회전 가능하게 설치되는 회전체(20);
    상기 회전체(20)와 차량의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전수단(5)을 연결하여 상기 회전수단(5)의 회전력이 회전체(20)로 전달되도록 하는 동력전달수단(30);
    상기 회전체(20)와 회전수단(5) 사이의 장력을 조절하는 장력조절수단(40)
    을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지프레임(10)은 일정간격을 두고 대향 설치되는 제 1, 2 지지프레임(11,21)으로 구성하되, 각 제 1, 2 지지프레임(11,21)은 상대물과 결합하기 위한 결합부(111,211)를 가짐과 아울러 상부에는 상부 개구형의 공간부(112,212)를 갖는 몸체(110,210)와, 상기 공간부(112,212)의 상부 개구부상에 결합되어 개구부를 밀폐하는 캡(130,140)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지프레임(10)에는 회전체(20)의 샤프트(23) 양단을 지지하면서 회전체(20)의 높낮이를 조절하기 위한 높낮이 조절수단(50)이 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 높낮이 조절수단(50)은 상기 캡(130,140)을 관통하는 나사부(51a)와, 그 하단에 일체로 형성되어 상기 회전체 샤프트(23)의 각 단부가 관통 지지되는 링부(51b)로 이루어진 축 지지부(51); 상기 캡(130,140)의 외부로 돌출된 나사부(51a)에 체결되어 강제적인 외부 회전력에 의해 축 지지부(51)의 높낮이를 조절하는 높낮이 조절너트(52)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력전달수단(30)은 상기 회전체(20)의 일측과 상기 회전수단(5)에 각각 구비된 벨트풀리(32,31)와, 상기 각 벨트풀리(32,31)를 연결하는 벨트(33)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 장력조절수단(40)은 상기 벨트풀리(32)를 제 1,2 벨트풀리(32a)(32b)로 분할하여 구성하되, 상기 제 1 벨트풀리(32a)는 상기 회전체(20)의 일측에 일체로 형성하고, 상기 제 2 벨트풀리(32b)는 상기 제 1 벨트풀리(32a)측에 일정 탄성력으로 밀착될 수 있도록 상기 샤프트(23)상에 슬라이딩 가능하게 설치함과 동시에 그 일측에 스프링(34)을 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전수단(5)은 등속조인트(2) 또는 프로펠라 샤프트인 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전수단(5)은 모터축(7)인 것을 특징으로 하는 차량용 추진장치.
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