KR102457734B1

KR102457734B1 - 섀시 다이너모 장치용 부하 모터

Info

Publication number: KR102457734B1
Application number: KR1020207008786A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 오카모토; 유타 후나키
Original assignee: 도요덴키 세이조 가부시키가이샤
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2022-10-21
Also published as: CN111094928A; KR20200054217A; EP3683562B1; US20210048372A1; JP7048623B2; CN111094928B; US11215533B2; JPWO2019053940A1; EP3683562A4; EP3683562A1; WO2019053940A1

Abstract

주벽부(5)의 내면에 고정자(3)가 고정된 케이스(2)가, 자동차 타이어하우스에 축방향(ｘ)의 외측(o)으로부터 삽입 가능하며, 케이스 중공부(7)의 내부는, 자동차의 브레이크 디스크(8a)와 브레이크 캘리퍼(9)를 삽입가능하고, 회전자(4)가, 자동차의 구동륜 연결부(8)에 연결 가능한 회전자 연결부(101)와, 회전자 연결부를 구동륜 연결부에 연결한 상태에서 브레이크 캘리퍼보다 축 방향 외측 위치에서 방사 방향(r)의 외측(o)으로 연장되는 회전자 프레임(111)과, 회전자 프레임의 방사 방향 외측 위치에서 방사 방향(r)의 외측(o)에 연장되는 회전자 프레임(111)과, 회전자 프레임의 방사 방향 외측단에 접속되어, 회전자 프레임의 방사 방향 외측단과 접속부(111c)로부터 축 방향 내측(i)으로 연장되는 회전자 주벽부(12)와, 회전자 주벽부에 고정된 자석(13)을 구비한다. 　

Description

섀시 다이너모 장치용 부하 모터

본 발명은 자동차의 성능 시험을 시행하기 위한 섀시 다이너모(chassis dynamo) 장치에 설치되는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터(load motor)에 관한 것이다.

기존에, 이런 종류의 섀시 다이너모 장치는, 자동차의 구동륜에 회전자축이 상대 회전 불가능하게 결합되는 부하 모터와 기계 프레임에 회전 가능하게 지지된 접륜 롤러(contact wheel roller)와, 접륜 롤러의 회전축에 회전자축이 상대 회전 불가능하게 고정된 보상 모터를 구비한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 부하 모터에서는, 회전자축에 케이스 외측으로 연장되는 중간축이 연결된다. 그리고, 중간축 선단의 플랜지부가 볼트에 의해 스페이서를 통해 구동륜 허브부에 고정된다. 성능 시험 시에는 부하 모터에 흐르는 전류나 주파수를 제어하고, 실제 부하, 즉 기계적 부하를 인가한다. 그리고, 회전자리 인코더, 리졸버, 압력 센서, 가속도 센서 등을 갖춘 측정 장치에서 검출된 차속신호, 전후 하중변화, 토크변화, 중심 이동량 등의 각각의 값이 제어계 연산부에 실시간으로 입력된다.

또한, 섀시 다이너모 장치 중에는, 자동차의 구동륜 연결부에서 구동륜을 분리한 상태에서 부하 모터의 케이스 외측으로 연장되는 중간축 선단의 플랜지부를 구동륜 연결부에 연결하고 접륜 롤러를 생략한 것도 개발되었다. 이 섀시 다이너모 장치의 부하 모터는, 기존의, 섀시 다이너모 장치가 구비한 부하 모터와 같이 차체 외측에 크게 돌출된다.

최근 몇 년, 자동차의 운전 안전성 향상을 도모하고 충돌 회피 브레이크 시스템, 선행 차량 발진 신호 통지 시스템, 표식 인식 시스템, 오발진 억제 시스템, 차간 거리 유지 지원 시스템, 차선 유지 지원 시스템, 노외 일탈(路外逸脫) 억제 시스템 등이 개발되어 각종 센서가 차체에 설치된다. 이러한 자동차에 대해 상기와 같이 차체 외측에 크게 돌출한 부하 모터를 이용하면 부하 모터를 센서가 장해물로서 오검지하여 자동차가 오작동할 때가 있다. 특히, 향후 실용화가 계획되고 있는 자동 운전차에는, 더 많은 센서가 설치됨에 따라, 부하 모터의 오검지에 기초한 자동차의 오작동 해결이 급선무이다.

특개 2004－20401호 공보

본 발명은 이상의 점에 비추어, 오검지에 기초한 자동차의 오작동을 억제하고 신뢰성이 높은 자동차의 성능 시험이 가능한 섀시 다이너모 장치용 부하 모터를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 자동차의 성능 시험을 시행하는 섀시 다이너모 장치에 설치되는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터로서, 주벽부(peripheral wall part)와 단벽부(end wall part)와 주벽부 및 단벽부에 의해 둘러싸인 중공부를 가진 케이스와 케이스 주벽부 내면에 고정된 고정자(stator)와 케이스 중공부 내부에 수납되어 고정자의 방사 방향 내측에 회전 가능하게 설치되고, 또한 자동차의 구동륜 연결부에 연결 가능한 회전자(rotor)를 구비한 것에 있어서, 자동차의 차폭 방향을 축 방향, 차폭 방향 외측을 축 방향 외측, 차폭 방향 내측을 축 방향 내측으로, 케이스의 주벽부는 축 방향으로 연장되고, 케이스의 단벽부는 주벽부의 축 방향 외측단(outer end)에 설치되며, 케이스는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터 설치 시에, 자동차의 타이어하우스에 축 방향 외측으로부터 삽입 가능하고, 케이스의 중공부는 내부에 자동차의 브레이크 디스크와 브레이크 캘리퍼를 삽입할 수 있으며, 회전자는 자동차의 구동륜 연결부에 연결 가능한 회전자 연결부와, 회전자 연결부를 구동륜 연결부에 연결한 상태에서 브레이크 캘리퍼 보다 축 방향 외측 위치에서 방사 방향 외측으로 연장되는 회전자 프레임과, 회전자 프레임의 방사 방향 외측단에 접속되어, 회전자 프레임의 방사 방향 외측단과의 접속부로부터 축 방향 내측으로 연장되는 회전자 주벽부와, 회전자 주벽부에 고정된 자석을 구비하고, 회전자 연결부를 구동륜 연결부에 연결한 상태에서 회전자 주벽부의 방사 방향 내측 공간 내에 브레이크 캘리퍼가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 회전자 연결부를 구동륜 연결부에 연결한 상태에서 회전자 주벽부의 방사 방향 내측 공간에 브레이크 캘리퍼가 삽입되므로, 회전자 프레임과 브레이크 캘리퍼와의 사이에 축 방향 거리가 단축되어 회전자 연결부로부터 케이스 단벽부까지의 축 방향 거리도 단축할 수 있다. 따라서, 회전자 연결부를 자동차 구동륜 연결부에 연결한 상태에서 케이스 단벽부가 자동차의 타이어하우스 외측에 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 자동차에 설치된 각종 센서가 섀시 다이너모 장치용 부하 모터를 오검지 하는 것을 억제할 수 있어, 오검지에 근거한 자동차의 오작동을 억제할 수 있게 된다. 신뢰성이 높은 자동차 성능 시험이 가능해진다.

본 발명에서는, 회전자 연결부는 회전자 프레임과 일체로 설치되고, 회전자 프레임은 회전자 연결부로부터 브레이크 캘리퍼를 우회하도록 축 방향 외측으로 오프셋하여 방사 방향 외측으로 연장되거나, 회전자 프레임과 별개인 축 부재가 회전자에 설치되어 축 부재는 축 방향 내측에 회전자 연결부를 가지고, 회전자 프레임은 그 방사 방향 내측 단부에서 축 부재로 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 회전자 프레임에 토크 센서가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 섀시 다이너모 장치용 부하 모터가 축에 가해지는 토크를 검출하는 토크 센서를 내장한 것이 되고, 토크 센서가 차폭 방향 외측으로 돌출하지 않기 때문에, 자동차에 설치된 각종 센서에 의한 오검지를 보다 억제할 수 있다.

도１은 본 발명의 섀시 다이너모 장치용 부하 모터의 제 1 실시 형태를 나타내는 측방에서 본 요부 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 제 1 실시 형태의 축 방향 외측에서 본 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 제 1 실시 형태의 회전자 프레임에 설치된 토크 센서의 요부 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 제 1실시 형태를 자동차에 설치하는 경우의 요부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 섀시 다이너모 장치용 부하 모터의 제 2 실시 형태를 나타내는 측방에서 본 요부 단면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 제 2 실시 형태의 축 방향 외측에서 본 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 형태의 섀시 다이너모 장치용 부하 모터(이하, 부하 모터(load motor)라 약기함)(1)를 설명한다. 부하 모터(1)는 자동차 성능 시험을 실행하는 섀시 다이너모 장치에 설치되어, 자동차의 차축단(axle end)에 설치되는 구동륜(drive wheel) 연결부(8)에 부착 가능하다. 구동륜 연결부(8)는 자동차 차량 현가 장치의 구조에 따라서 다르지만, 브레이크 디스크(8a), 휠 허브 등을 포함하는 부위이다. 부하 모터(1)는, 케이스(case)(2)와, 고정자(stator)(3)와 회전자(4)를 구비하고 있다.

이하의 설명에서는 방사 방향을(r), 그 외측, 내측을 각각(o), (i)로 한다. 또한, 자동차 차폭 방향을 축 방향(ｘ), 차폭 방향 외측을 축 방향(ｘ)의 외측(o), 차폭 방향 내측을 축 방향(ｘ)의 내측 (i)으로 한다. 케이스(2)는, 주벽부(peripheral wall part)(5)와, 단벽부(end wall part)(6)과, 주벽부(5)와 단벽부(6)에 의해 둘러싸인 중공부(hollow portion)(7)을 가지고 있다. 주벽부(5)는 축 방향(ｘ)로 연장되며, 예를 들어, 원통 형태 등으로 할 수 있다. 단벽부(6)는 주벽부(5)의 축 방향(ｘ)의 외측단(outer end)에 설치된다. 단벽부(6)의 상세한 것은 후술한다.

고정자(3)는 케이스 (2)의 주벽부(5) 내면(inner surface)에 고정된다. 고정자(3)에는 코일이 주위에 감겨, 섀시 다이너모 장치로부터의 전력 공급이 가능해진다. 회전자(4)는 케이스(2)의 중공부(7) 내부에 수납되어, 고정자(3)의 방사 방향(r)의 내측 (i)에 회전 가능하게 설치된다. 또한, 회전자(4)는 자동차의 구동륜 연결부(8)에 연결 가능하다.

케이스(2)는, 부하 모터(1)의 설치 시에, 후술하는 바와 같이, 타이어하우스에 축 방향(ｘ)의 외측(o)에서 삽입 가능하고, 삽입 시에는, 중공부(7) 내부에, 자동차의 구동륜 연결부(8)에 포함된 브레이크 디스크(brake disc)(8a)와 브레이크 캘리퍼(brake caliper)(9)가 삽입된다.

회전자(4)는 회전자 연결부(10)과, 회전자 프레임(11)과, 회전자 주벽부(12)와, 자석(13)을 구비한다. 회전자 연결부(10)는 자동차의 구동륜 연결부(8)에 연결을 담당하는 부위이다. 제 1 실시 형태에서는, 회전자 연결부(10)에는 방사 방향(r)의 내측단(inner end)에 원통형상의 통축(cylindrical shaft)(10a)이 고정된다. 통축(10a)은 회전자 연결부(10)의 축 방향(ｘ)의 내측단에서 외측(o)으로 연장된다. 또한 회전자 연결부(10)에는 축 방향(ｘ)에 관통하는 복수의 제 1 삽입홀(insertion hole)(14)이 개설된다. 제 1 삽입홀(14)은 볼트 등의 고착구 삽입이 가능하고, 정해진 간격으로 동심원 상에 배치된다. 또한, 제 1 삽입홀(14)은 구동륜 연결부(8)에 차축 방향으로 관통하여 개설된 복수의 나사홀(screw hole)(15)와 1 대 1의 관계로 마주하는 것이 가능하다. 게다가, 제 1 삽입홀(14)의 홀 직경은 일정하지 않고, 축 방향(ｘ)의 외측(o) 홀 직경이 내측(i)의 홀 직경 보다 크게 되어있다. 최대 홀 직경은 회전자 연결부(10)를 구동륜 연결부(8)에 볼트 등의 고착구를 이용하여 연결하기 위한 고착용 공구의 삽입을 가능하게 한다. 최소 홀 직경은 볼트 등의 고착구의 머리 이외의 부분 삽입을 가능하게 한다. 그리고, 제 1 실시 형태에서는 회전자 연결부(10)는 회전자 프레임(11)과 일체로 설치된다.

회전자 프레임(11)은 회전자 연결부(10)를 구동륜 연결부(8)에 연결한 상태에서 브레이크 캘리퍼(9)보다 축 향(ｘ)의 외측 위치에서 방사 방향(r) 외측(o)으로 연장된다. 제 1 실시 형태에서는, 회전자 프레임(11)은, 회전자 연결부(10)에서 브레이크 캘리퍼(9)를 우회하도록 축 방향(ｘ) 외측(o)으로 오프셋하여 방사 방향(r) 외측(o)으로 연장된다. 구체적으로는, 회전자 프레임(11)은, 회전자 연결부 (10)에서 브레크 캘리퍼(9)를 우회하여 축 방향(ｘ) 외측(o)으로 오프셋 하는 우회부(11a)와, 우회부(11)와 별개이며, 직경 방향(r)의 외측(o)으로 연장되는 링 형상의 직립부(ring-shaped upright portion)(11a)를 구비하고 있다. 우회부(11)a의 오프셋에 의해서, 회전자 프레임(11)은 브레이크 캘리퍼(9)와 비접촉되어, 서로 간섭할 것은 없다. 따라서, 부하 모터(1)의 설치 시에 브레이크 캘리퍼(9)를 차체에서 분리시킬 필요가 없다. 또한, 회전자 프레임(11)에서는, 직립부(11b)는, 우회부(11a)에 대해 방사 방향(r)의 간격을 두고 배치되며, 우회부(11a)와 직립부(11b)의 사이에 토크 센서(16)가 설치된다. 토크 센서(16)는 축에 가해지는 토크를 계측하는 센서이며, 예를 들어 자왜효과(magnetostriction effect)를 이용해 비접촉으로 토크를 검출하는 비접촉 방식인 것을 채택할 수 있다. 이 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이, 토크 센서(16)에는 단벽부(6)와 대향하는 측에 트랜스미터(17)를 설치할 수 있다. 트랜스미터(17)는, 예를 들어 스트레인 게이지(strain gauge)와 스트레인 게이지의 출력신호를 전압으로 변환하는 변환기와, 얻을 수 있는 전압신호를 송신하는 안테나를 구비할 수 있다. 스트레인 게이지는, 토크 센서(16)에서, 단벽부(6)와 대향하는 측을 정해진 간격으로 스폿페이싱(spot facing) 가공하여 형성된 스폿페이싱부에 붙일 수 있다. 또한, 스트레인 게이지는 직립부(11a)에서, 단벽부(6)와 대향하는 측과 반대 측에 위치하는 부분에도 동일하게 설치할 수 있다. 안테나는, 토크 센서(16)에서의 단벽부(6)와 대향하는 면에 설치할 수 있다.

이처럼 트랜스미터(17)를 토크 센서(16)에 설치할 경우, 안테나로부터의 송신 신호를 수신하는 리시버(18)를 트랜스미터(17)와 대향하는, 단벽부(6)의 축 방향(ｘ)의 내측단 면에 설치할 수 있다. 리시버(18)에는, 루프 안테나 방식, 픽업 방식 등을 채택할 수 있다. 어느 방식의 리시버(18)도 단벽부(6)의 축 방향(ｘ)의 내측단 면으로부터 축 향(ｘ)의 내측(i)으로 돌출되므로, 우회부(11a) 및 직립부(11b)와 접촉하지 않도록 토크 센서(16)는 우회부(11a) 및 직립부(11b)의 축방향(ｘ)의 내측 부분에 설치한다. 리시버(18)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전기 케이블(19)를 통해서 섀시 다이너모 장치의 평가 유닛(20)에 접속할 수 있다. 리시버(18)에서 수신한 신호를 평가 유닛(20)에 입력함으로써, 토크의 해석 등이 가능해진다.

회전자 주벽부(12)는, 회전자 프레임(11)의 방사 방향(r)의 외측단에 접속되어, 회전자 프레임(11)의 방사 방향(r)의 외측단과 접속부(11c)으로부터 축 방향(ｘ)의 내측(i)으로 연장된다. 제 1실시 형태에서는, 회전자 주벽부(12)는 회전자 프레임(11)의 직립부(11b)의 방사 방향(r)의 외측단에 접속되어 접속부(11c)로부터 축 방향(ｘ)의 내측(i)으로 연장되는 원통 형상으로 되어있다. 이로 인해, 회전자 연결부(10)를 구동륜 연결부(8)에 연결한 상태에서는, 브레이크 캘리퍼(9)는 중공부(7)에서의 회전자 주벽부(12)의 방사 방향(r)의 내측(i)의 공간(7a)내에 삽입된다. 그 결과, 회전자 프레임(11)과 브레이크 캘리퍼(9)의 사이에 축 방향(ｘ)의 거리가 단축하여 회전자 연결부(10)로부터 케이스(2)의 단벽부(6)까지 축 방향(ｘ)의 거리도 단축할 수 있다. 따라서, 회전자 연결부(10)를 자동차 구동륜 연결부(8)에 연결한 상태에서, 케이스(2)의 단벽부(6)가 자동차 타이어하우스 외측으로 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 실시 형태에서는, 회전자 주벽부(12) 축방향(ｘ)의 외측 단부(12a)의 위치는, 단벽부(6)의 축 방향(ｘ)의 내측단에 가까운 것으로 단벽부(6)의 축 방향(ｘ)의 내측단 면과 비접촉 된다. 또한, 외측 단부(12a)는 방사 방향(r)의 외측(o)으로 절곡된다. 외측 단부(12a)에서의 방사 방향 (r)의 외측단 위치는 고정자 (3)와 비접촉이 되는 범위 내로 하고 있다.

자석(13)은, 복수개가 회전자 주벽부(12)의 원주 방향에 정해진 간격을 두고 설치되며, 또한, 각 자석(13)의 방사 방향(r) 외측단 면과 고정자(3)의 방사 방향(r)의 내측단 면의 사이에는 정해진 갭(g)이 설치된다. 상기와 같이, 회전자 주벽부(12)의 축 방향(ｘ)의 외측 단부(12a)가 절곡되는 경우, 외측 단부(12a)의 방사 방향(r)의 외측단 위치는 갭(g)을 확보할 수 있는 범위로 여겨진다. 외측 단부(12a)는 자석(13)을 고정할 때 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있고, 또한, 고정 부재(21)를, 볼트(22)를 이용하여 회전자 주벽부(12)의 내측 단부(12b)에 고정함으로써, 외측 단부(12a)는 자석(13)을 고정 부재(21)와 사이에 샌드위치(挾持)시킬 수 있다.

제 1실시 형태에서는, 케이스(2)의 주벽부(5)에서의 축 방향(ｘ)의 내측단에 제 1 커버(23)가 부착된다. 제 1 커버(23)의 부착에 의해, 예를 들어, 고정자(3)와 회전자(4)의 자석(13) 사이에 갭(g)으로 이물질 등이 침입하는 것 등을 억제할 수 있다. 제 1 커버 (23)는 주벽부(5)로부터 방사 방향(r) 내측(i)으로 연장되는 링 형상의 부재로 할 수 있다. 이 경우, 제 1 커버(23)의 방사 방향(r)의 내측단 위치는 브레이크 캘리퍼(9)에 비접촉이 되는 범위 내로 한다. 또한, 제 1 커버(23)는 주벽부(5)의 축 방향(ｘ)의 내측단 면에 볼트(24)를 나사 삽입하여 부착된다. 이를 위해, 주벽부(5)의 축 방향(ｘ)의 내측단 면부(inner end face)에는, 볼트(24)를 나사 삽입을 가능하게 하는 복수의 나사홀이 정해진 간격으로 동심원 상에 개설된다. 한편, 제 1 커버(23) 외측 주연부에서는 주벽부(5)의 나사홀과 대향 가능한 위치에 삽입홀이 축 방향(ｘ)으로 관통하여 동심원 상에 개설된다. 또한, 회전자 주벽부(12)의 축 방향(ｘ)의 내측 단부(12b)의 위치는, 케이스(2) 축 방향(ｘ)의 내측단(inner end) 까지로 제 1 커버(23)와 비접촉한다.

또한, 제 1 실시 형태에서는, 단벽부(6)는 회전 지지부(25)와 제 2 커버(26)로부터 형성된다. 회전 지지부(25)는, 단벽부(6)의 방사 방향(r) 중앙부에 위치하며, 축 방향(ｘ) 외측단에 배치되는 링(27)과, 링(27)의 축 방향(ｘ) 내측단 면의 중앙부에서 축 방향(ｘ)의 내측(i)으로 연장되는 고정축(28)을 가지고 있다. 링(27)의 방사 방향(r)의 외측 단부에는, 축 방향(ｘ)의 외측(o)에 위치하는 외주단 면부에 제 1 스폿페이싱부(29)가 형성된다. 제 1 스폿페이싱부(29)에는, 축 방향(ｘ)에 관통하는 복수의 나사홀이 정해진 간격으로 동심원 상에 개설된다. 또한, 링(27)에서의 제 1 스폿페이싱부(29) 가까운 부분에는, 회전자 연결부(10)에 개설된 제 1 삽입홀(14)과 서로 대향가능한 위치에, 제 2 삽입홀(30)이 축 방향(ｘ)에 관통하여 동심원 상에 개설된다. 제 2 삽입홀(30)은, 볼트 등의 고착구를 이용하여 회전자 연결부(10)를 구동륜 연결부(8)에 연결하기 위한 고착용 공구가 삽입 가능하다. 이로 인해, 제 2 삽입홀(30)의 홀 직경은 제 1 삽입홀(14)의 최대 홀 직경과 동일하게 하고 있다. 또한, 제 2 삽입홀(30)은 제 1 삽입홀(14)과 1 대 1의 관계로 마주한다. 따라서, 회전자 연결부(10)를 구동륜 연결부(8)과 연결할 때, 제 2 삽입홀(30)에서 볼트 등의 고착구 및 고착용 공구로서 렌치 또는 드라이버를 케이스(2)의 중공부(7) 내부에 삽입할 수 있다. 이로 인해, 고착구를 이용해 회전자 연결부(10)와 자동차 구동륜 연결부(8)와의 연결 작업이 용이해진다.

제 2 커버 (26)도 링 형상의 부재이며, 링(27)의 방사 방향(r)의 외측(o)에 배치된다. 제 2 커버(26)의 방사 방향(r)의 내측 단부에는, 축 방향(ｘ)의 내측(i)에 위치하는 내측단 가장자리부에 제 2 스폿페이싱부(31)가 형성된다. 제 2 스폿페이싱부(31)는 링(27)의 제 1 스폿페이싱부(29)에 중첩 가능하다. 또한, 제 2 스폿페이싱부(31)에는, 제 1 스폿페이싱부(29)에 개설한 나사홀과 대향가능한 복수의 삽입홀이 원심원 상에 개설된다. 한편, 제 2 커버 (26)의 방사 방향(r)의 외측단 가장자리부(26a)에는, 복수의 삽입홀이 축 방향(ｘ)에 관통하여 정해진 간격으로 동심원 상에 개설된다. 외측단 가장자리부(26a)에 개설된 삽입홀에 대응하여, 주벽부(5) 축 방향(ｘ)의 외측 단부에 복수의 나사홀이 동심원 상에 개설된다. 이러한 제 2 커버(26)는, 제 2 스폿페이싱부(31)를 링(27)의 제 1 스폿페이싱부(29)에 축 방향(ｘ)의 외측에서 중첩시키고, 또한 외측단 가장자리부(26a)를 주벽부(5)의 축 방향(ｘ)의 외측단 면에 중첩시켜, 볼트 (32), (33)를 삽입홀에 삽입하여, 나사홀에 나사 삽입함으로써, 링(27)과 함께 주벽부(5)에 고정할 수 있다. 이렇게 단벽부(6)가 형성된다.

게다가, 제 1 실시 형태에서는, 회전자(4)는 통축(10a)에서, 고정축(28)의 외주에 설치된 베어링(34)을 통해 회전가능한 케이스(2)에 지지를 받는다. 베어링(34)에는, 외륜 회전 방식인 것을 채택하고 있지만, 내륜 회전 방식인 것을 채택하는 것도 가능하다. 그리고, 제 1 실시 형태에서는, 단벽부(6)을 형성하는 링(27)에는, 제 2 삽입홀(30) 및 중앙부 각각을 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로부터 덮는 링 형상의 제 3 커버(35)와 원형 캡(36)이 부착된다. 제 3 커버(35)는 볼트(37), 원형 캡(36)은 나사(38)에 의해서 링(27)의 축 방향(ｘ)의 외측단 면에 고정된다.

제 1 실시 형태의 부하 모터(1)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 자동차(39)의 성능 시험을 할 때, 구동륜에 해당하는 차륜(40)이 연결되는 구동륜 연결부(8)에 연결할 수 있다. 구동륜 연결부(8)로의 연결은, 자동차(39)의 구동방식이 전륜구동 방식이면 전륜 2개, 후륜 방식이면 후륜 2개, 사륜방식이면 사륜 구동륜　연결부(8)에 연결할 수 있다.　이 경우, 자동차(39)의 차륜(40)을 타이어(41)가 부착된 휠(42)와 함께 분리하여, 부하 모터(1)를 자동차(39)의 타이어하우스(43)에 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로부터 삽입한다. 이때, 앞서 서술한대로, 회전자 연결부(10)로부터 단벽부(6)까지의 축 방향(ｘ)의 거리가 단축되었으므로, 단벽부(6)는, 예를 들어, 타이어하우스(43)의 축 방향(ｘ)의 외측단과 동일면 상에 배치하는 것도 가능하다. 따라서, 자동차(39)에 설치된 각종 센서가, 부하 모터(1)를 장해물로 오검지하는 것이 억제되고, 센서의 오검지에 기초하여 자동차(39)의 오작동을 억제할 수 있다. 신뢰성이 높은 자동차(39)의 성능 시험이 가능해진다.

또한, 부하 모터(1)의 타이어하우스(43)내부로의 수용은, 부하 모터(1)의 주벽부(5) 및 단벽부(6)가 완전히 타이어하우스(43)의 내부로 수용되는 것 만을 의도하지는 않는다. 센서가 부하 모터(1)를 장해물로 오검지하지 않는 한, 주벽부(5) 및 단벽부 (6)는 타이어하우스(43)의 내부로부터 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로 돌출하는 것을 포함한다.

또한, 제 1 실시 형태의 부하 모터(1)에서는, 회전자 프레임(11)에 토크 센서(16)가 설치되어 있으므로, 부하 모터(1)가 토크 센서(16)를 내장한 것이 되고, 토크 센서(16)가 차폭 방향 외측으로 돌출하지 않는다. 이로 인해, 자동차(39)에 설치된 각종 센서에 의한 오검지를 보다 억제할 수 있다. 또한, 토크 센서(16)는 자동차(39)에 설치된 각종 센서에 의한 오검지를 억제할 수 있는 한, 회전자 프레임(11)에 설치할 필요는 반드시 없다. 토크를 계측하는 계측 기기는, 부하 모터(1)와 별개로 설치하는 것도 가능하다.

부하 모터(1)를 타이어하우스(43)에 설치할 때는, 단벽부(6)에서 제 3 커버(35)를 미리 분리해 둔다. 부하 모터(1)의 설치 시에는, 단벽부(6)에 개설된 복수의 제 2 삽입홀(30)이, 도 1에 나타낸 회전자 연결부(10)에 개설된 복수의 제 1 삽입홀(14)과 1 대 1의 관계로 마주한다. 그러므로, 제 2 삽입홀(30)은 볼트 및 볼트의 고착용 공구로서 렌치 또는 드라이버를 케이스(2)의 중공부(7) 내부에 삽입 가능하다. 그리고, 볼트를 렌치 또는 드라이버를 이용하여 제 1 삽입홀(14)에 삽입하고, 브레이크 디스크(8a)의 나사홀(15)에 나사 삽입하여, 회전자 연결부(10)를 브레이크 디스크(8a)를 포함한 구동륜 연결부(8)에 고정할 수 있다.

또한, 회전자 연결부(10)와 연결하는 구동륜 연결부(8)가 휠 허브일 경우, 휠 허브에는 복수의 볼트가 정해진 간격으로 동심원 상에 식설(植設)되고, 볼트는 차폭 방향 외측에 돌출하고 있으므로, 회전자 연결부(10)와 구동륜 연결부(8)를 연결할 때, 휠 허브에 식설된 볼트를 이용할 수 있다. 이경우, 회전자 연결부(10)에 개설된 제 1 삽입홀 (14)에는 축 방향(ｘ) 내측(i)으로부터 볼트를 삽입하여, 케이스(2)의 중공부(7) 내부에 돌출시킨다. 따라서, 제 2 삽입홀(30)에는, 볼트에 나사 부착 가능한 너트와 이 너트의 고착용 공구인 렌치를 삽입하고, 케이스(2)의 중공부(7) 내부에 삽입한다. 그리고, 렌치를 이용하여 너트를 볼트에 나사 부착시켜 회전자 연결부(10)를 구동륜 연결부(8)에 고정할 수 있다.

게다가, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시 형태에서는, 케이스(2)의 주벽부(5)에는 하단부에 받침대(pedestal)(44)가 설치된다. 받침대(44)는 주벽부(5)의 외주면을 따르는, 예를 들면 호형상(arc-shaped)의 곡면 등으로 할 수 있는 좌면(seating surface)(45)과, 성능 시험할 때 자동차(39)가 설치되는 설치면 상에 배치되어, 예를 들면 평면 형상 등으로 할 수 있는 설치면(installation surface)(46)을 가진다. 받침대(44)에 의해, 도 3에 나타낸 자동차(39)의 성능 시험 시에 부하 모터(1)에 설치 상태가 안정된다. 또한, 받침대(44)에는, 좌면(45)의 상면부 또는 설치면(46)의 하면부 등에, 제진재(vibration damping material)를 설치하는 것이 가능하다. 이경우, 회전자(4)의 회전에 따라 발생하는 진동이 제진재에 의해 억제되어, 자동차(39)의 성능 시험 시에 설치면으로의 진동 전파를 억제할 수 있다. 이들 효과는, 도 1 및 도 2에 나타내듯이, 예를 들면, 받침대(44)를 부하 모터(1)의 설치 시에, 설치면(46)이 케이스(2)의 하단보다 아래쪽에 위치하도록 주벽부(5)로부터 연장시켜 설치함으로써 더 높일 수 있다. 이와 같은 받침대(44)는, 제 1 실시 형태에서는 케이스(2)의 주벽부(5)에서의 축방향(ｘ)의 외측 단부 및 내측 단부 2곳에 1개씩 설치된다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 형태인 섀시 다이너모 장치용 부하 모터(이하, 부하 모터라고 약기한다)(1a)를 설명한다. 부하 모터(1a)에서, 도 1 및 도 2에 나타낸 부하 모터(1)의 각 부위와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 이하에서는 설명을 생략한다.

부하 모터(1a)에서는, 회전자 프레임(111)과 별개의 축 부재(47)가 회전자(4)에 설치되고, 축 부재(47)는 축 방향(ｘ)의 내측(i)에 회전자 연결부(101)를 가지고, 회전자 프레임(111)은 방사 방향(r)의 내측 단부(111a)에서 축 부재(47)에 연결된다. 구체적으로는, 축 부재(47)는 축 방향(ｘ)로 연장되는 부재이며, 원기둥 형상의 회전자 프레임 고정부(47a)와 원통 형상의 회전자 프레임 고정 위치 결정부(47b)를 구비한다. 회전자 프레임 고정부(47a)의 축 방향(ｘ)의 외측 단부에서 중간까지 부분 외주면에 나사 홈이 각설(刻設)된다. 또한, 회전자 프레임 고정부(47a)의 축 방향(ｘ)의 내측 단부는 방사 방향 (r)의 외측(o)으로 절곡되고, 절곡부(47a₁)의 외측 단부가 축 방향(ｘ)의 내측(i)으로 절곡 되어서, 회전자 프레임 고정 위치 결정부(47b)가 되고, 회전자 프레임 고정 위치 결정부(47b)는 축 방향(ｘ)의 내측(i)으로 연장된다. 회전자 프레임 고정부(47a)의 절곡부(47a₁)의 기초부에서 축 방향(ｘ)의 외측단 면의 일부는 방사 방향(r)의 외측(o)으로 넓어지는 원추면(47a₂)으로 된다. 회전자 프레임 위치 결정 고정부(47b)에는, 축 방향(ｘ)의 외측(o)에 돌출하는 복수의 핀(48)이 동심원 상에 정해진 간격으로 식설된다. 또한, 회전자 프레임 고정 위치 결정부(47b)의 축 방향(ｘ)의 내측 단부가 방사 방향(r)의 외측으로 절곡되어, 이 절곡부가 회전자 연결부(101)로서 역할을 한다. 회전자 연결부(101)에는 축 방향(ｘ)에 관통하는 복수의 삽입홀(141)이 개설된다. 삽입홀(141)은, 볼트 등의 고착구의 삽입이 가능하며, 정해진 간격에서 동심원 상에 배치된다. 또한, 삽입홀은 브레이크 디스크(8a)등의 구동륜 연결부(8)에서 차폭방향으로 관통하여 개설된 복수의 나사홀(도시생략)에 1 대 1 관계로 마주할 수 있다. 축 부재(47)는, 회전자 연결부(101)의 삽입홀(141)로부터 볼트 등의 고착구를 삽입하고, 구동륜 연결부(8)의 나사홀에 나사삽입 함으로써 구동륜 연결부(8)에 연결된다.

회전자 프레임(111)은, 회전자 연결부(101)를 구동륜 연결부(8)에 연결한 상태에서 브레이크 캘리퍼(9)보다 축 방향(ｘ)의 외측 위치로 방사 방향(r) 외측으로 연장된다. 제 2 실시 형태에서는, 회전자 프레임(111)은, 방사 방향(r)으로 연장된 제 1 직립부(111a)와, 제 1 직립부(111a)와 별개이며, 방사 방향(r)의 외측으로 쭉 연장되는 제 2 직립부(111b)를 구비한다. 제 1 직립부(111a)의 방사 방향(r)의 내측 단부(111a₁)는, 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로 절곡하는 것 과 동시에, 방사 방향(r)의 내측(i)에 돌출하는 돌출부(111a₂)를 가지고 있다. 내측 단부(111a₁)에는, 축 방향(ｘ)의 내측 부분에 핀(48) 삽입이 가능한 복수의 핀 구멍(48a)이 설치된다. 또한, 돌출부(111a₂)의 축 방향(ｘ)의 내외측단의 양쪽 내주단 면은, 방사 방향(r)의 외측(o)으로 넓어지는 원추면으로 된다. 한편, 제 1 직립부 (111a)의 방사 방향(r) 외측 단부 (111a₃)는, 브레이크 캘리퍼(9)와 접촉하지 않을 정도로 축 방향(ｘ)의 내측으로 절곡되어, 플랜지 형상으로 된다. 또한, 제 1 직립부(111a)의 내측 단부(111a₁)와 외측 단부 (111a₂)의 중간부분에는, 원통 형상의 통축(111d)이 축 방향(ｘ)의 외측(o)에 돌출 설치된다. 통축(111d)은 제 1 직립부(111a)와 일체로 형성된다.

제 1 직립부(111a)와 제 2 직립부(111b)는, 도 1에 나타낸 제 1 실시 형태의 부하 모터(1)와 마찬가지로, 토크 센서(16)을 통해 연결된다. 즉, 제 2 직립부(111b)의 방사 방향(r)의 내측 단부는, 제 1 직립부(111a)의 외측 단부(111a₃)와 같은 플랜지 형상으로 되어 있으며, 제 1 직립부(111a)의 외측 단부(111a₃)와 제 2 직립부(111b)의 내측 단부 각각에는 축 방향(ｘ)으로 관통하는 복수의 나사홀이 형성된다. 따라서, 토크 센서(16)의 방사 방향(r)의 내외 양측 단부에서 축 방향(ｘ)의 내측단 면을 제 1 직립부(111a)의 외측 단부(111a₃) 및 제 2 직립부(111b)의 내측 단부에서 축 방향(ｘ)의 외측단 면과 중첩시키고, 볼트(50)를 토크 센서(16)의 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로부터 나사홀에 나사삽입 함으로써, 제 1 직립부(111a)와 제 2 직립부(111b)는 토크 센서(16)을 통해 연결된다. 또한, 회전자 주벽부(12)는, 회전자 프레임(111)의 제 2 직립부(111b)의 방사 방향(r)의 외측단에 접속되어, 제 2 직립부(111b)의 방사 방향(r)의 외측단과의 접속부(111c)로부터 축 방향(ｘ)의 내측(i)으로 연장된다.

부하 모터(1a)의 설치시에는, 축 부재(47)를 회전자 연결부(101)에서 구동륜 접속부(8)에 연결한 후에, 돌출부(111a)를 회전자 프레임 고정부(47a)에 외측에서 끼운 상태에서 핀구멍(48a)에 핀(48)을 삽입하고, 회전자 프레임(111)의 고정위치를 정한다. 이 상태에서, 너트(49)를 회전자 프레임 고정부(47a)의 축 방향(ｘ)의 외측단으로부터 내측(i)을 향해 나사 삽입하면, 돌출부(111a₂)의 축 방향(ｘ)의 내측단 면이 회전자 프레임 고정부(47a)에서의 절곡부(47a₁)의 원추면(47a₂)과 밀접(close contact)하게 된다. 너트(49)의 축 방향(ｘ)의 내측단의 외주면도 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로 넓어지는 원추면으로 함으로써, 너트(49)의 축 방향(ｘ)의 내측단 면과 돌출부(111a₂)의 축 방향(x)의 외측(o)의 외주단 면과 밀접한다. 이렇게 해서, 회전자 프레임(111)은, 내측 단부 (111a₁)에서 축 부재(47)에 연결되며, 회전자(4)는 구동륜 연결부(8)과 함께 회전 가능하게 된다. 회전자 연결부(101)를 구동륜 연결부(8)에 연결한 상태에서는, 브레이크 캘리퍼(9)는, 중공부(7)에서의 회전자 주벽부(12)의 방사 방향(r)의 내측(i)의 공간(7a)내에 삽입된다. 따라서, 회전자 연결부(101)로부터 케이스(2)의 단벽부(6)까지의 축 방향(ｘ)의 거리를 단축할 수가 있으며, 회전자 연결부(101)를 자동차의 구동륜 연결부(8)에 연결한 상태에서, 케이스(2)의 단벽부(6)가 자동차(39)의 타이어하우스(43)의 외측으로 크게 돌출하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제 2 실시 형태에서는, 케이스(2)의 단벽부(6)의 일부를 형성하는 제 2 커버(26)가, 외주부를 형성하는 외측 커버부(26b)와, 그 내측에 위치하는 내측 커버부(26c)로부터 형성되어, 양자는 동일면 상에 연결된다. 외측 커버부(26b)와 내측 커버부(26c)의 연결 방식은, 도 1에 나타낸 제 1 실시 형태의 부하 모터(1)에서의 제 2 커버 (26)와 링(27)의 연결방식과 같으며, 제 1 스폿페이싱부 및 제 2 스폿페이싱부의 중첩과 중첩 부분에서의 볼트(51)의 나사 삽입에 의한 것이다. 또한, 내측 커버부(26c)의 방사 방향(r)의 내측 단부는 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로 절곡하고, 회전 지지부(25)의 바디(body)(25a)가 된다. 바디(25a)는 원통 형상이고, 바디(25a)의 내면에는 내륜 회전 방식의 베어링(52)이 부착된다. 회전자 프레임(111)의 통축(111d)은, 바디(25a)의 방사 방향(r)의 내측(i)에 돌출되어 있으며, 통축(111d)와 바디(25a) 사이에 베어링(52)이 개재된다. 베어링(52)은, 제 1 실시형태의 베어링(34)보다 직경이 크므로, 회전자(2)의 지지 강성이 제 1 실시 형태보다 향상된다.

게다가, 제 2 실시 형태에서는, 회전 지지부(25)에서, 회전자 프레임(111)의 내측 단부(111a)와 통축(111d)의 사이가 중공으로 되어 있으며, 공간(25b)에 회전 센서(53)가 수납된다. 회전 센서(53)는, 바디(25a)의 축 방향(ｘ)의 외측단 면에 나사(54)로 고정된 마운팅 브래킷(55)에 나사(56)로 설치된 자기 픽업(magnetic pickup)(53a)과, 회전자 프레임 (111)의 제 1 직립부(111a)의 내측 단부(111a１)에 외부에서 끼워 고정된 센서 기어(53b)로 구성된다. 회전 센서(53)를 포함하여 회전 지지부(25)의 내부는, 마운팅 브래킷(55)에 나사(58)에 의해 부착된 제 4 커버(57)에 의해 축 방향(ｘ)의 외측(o)으로부터 덮여 숨겨진다. 제 4 커버(57)는 링 형상이지만, 그 중앙부에는 너트(49)의 분리 시에 분리되는 서브 커버(59)가 나사 고정된다.

또한, 부하 모터(1a)의 회전 지지부(25)의 돌출은, 도 1에 나타낸 제 1 실시 형태의 부하 모터(1)의 회전 지지부(25)와 비교하면 크지만, 이 오버행(overhang은, 자동차(39)의 스티어링 휠을 조작하여 차륜(40)를 좌우로 움직일 때 차륜(40)이 타이어하우스(43)의 외측으로 튀어나오는 돌출의 허용량 보다는 작게할 수 있어, 자동차(39)에 설치된 각종 센서에 의한 오검지를 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되지는 않는다. 회전자의 회전 지지부의 구조, 구동륜 연결부의 구성 및 구조, 회전자 연결부와 구동륜 연결부를 연결하는 고착구 및 고착기구용 공구의 종류 등 상세한 것에 대해서는, 기존에 알려진 것도 포함하여 다양한 것을 본 발명에서는 채택할 수 있다.

1, 1a…새시 다이너모 장치용 부하 모터
2…케이스
3…고정자(stator)
4…회전자(rotor)
5…주벽부
6…단벽부
7…중공부
7a…회전자 주벽부의 방사 방향 내측 공간
8…구동륜 연결부
8a…브레이크 디스크
9…브레이크 캘리퍼
10, 101…회전자 연결부
11, 111…회전자 프레임
111a１…회전자 프레임의 방사 방향 내측 단부
11c, 111c…접속부
12…회전자 주벽부
13…자석
16…토크 센서
39…자동차
43…타이어하우스
47…축 부재
ｘ…축 방향
r…방사 방향
o…외측
i…내측

Claims

자동차의 성능 시험을 실행하는 섀시 다이너모 장치에 설치되는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터로서, 주벽부(peripheral wall part)와 단벽부(end wall part)와 주벽부 및 단벽부에 의해 둘러싸인 중공부를 가진 케이스와, 케이스 주벽부 내면에 고정된 고정자(stator)와, 케이스의 중공부 내부에 수납되고, 고정자의 방사 방향 내측에 회전 가능하게 설치되고, 또한, 자동차의 구동륜 연결부에 연결가능한 회전자(rotor)를 구비한 것에 있어서,
자동차의 차폭 방향을 축 방향, 차폭 방향 외측을 축 방향 외측, 차폭 방향 내측을 축 방향 내측으로, 케이스의 주벽부는 축 방향에 연장되고, 케이스의 단벽부는 주벽부의 축 방향 외측단(outer end)에 설치되며, 케이스는, 새시 다이너모 장치용 부하 모터를 설치 시에, 자동차의 타이어하우스에 축 방향 외측으로부터 삽입가능하고, 케이스의 중공부는 내부에 자동차 브레이크 디스크(brake disc)와 브레이크 캘리퍼(brake caliper)를 삽입 가능하며,
회전자는, 자동차의 구동륜 연결부에 연결 가능한 회전자 연결부와, 회전자 연결부를 구동륜 연결부에 연결한 상태에서 브레이크 캘리퍼 보다 축 방향 외측 위치에서 방사 방향 외측으로 연장되는 회전자 프레임과, 회전자 프레임의 방사 방향 외측단에 접속되어, 회전자 프레임의 방사 방향 외측단과의 접속부로부터 축 방향 내측으로 연장되는 회전자 주벽부와, 회전자 주벽부에 고정된 자석을 구비하고, 회전자 연결부를 구동륜 연결부에 연결한 상태에서 회전자 주벽부의 방사 방향 내측 공간내에 브레이크 캘리퍼가 삽입되는 것을 특징으로 하는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터.
제 1 항에 있어서, 회전자 연결부는 회전자 프레임과 일체로 설치되며, 회전자 프레임은, 회전자 연결부로부터 브레이크 캘리퍼를 우회하도록 축 방향 외측으로 오프셋하여 방사 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터.
제 1 항에 있어서, 회전자 프레임과 별개의 축 부재가 회전자에 설치되어, 축 부재는 축 방향 내측에 회전자 연결부를 가지고, 회전자 프레임은 그 방사 방향 내측 단부에서 축 부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터.
제 2 또는 제 3 항에 있어서, 회전자 프레임에 토크 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 섀시 다이너모 장치용 부하 모터.