KR20160096855A - 하이브리드 키트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구조로서 하이브리드 시스템을 구현할 수 있고, 기 생산된 차량에도 큰 개조없이 적용이 가능한 하이브리드 키트에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량에 설치된 바퀴 중, 내연기관에 의한 구동력을 전달받지 아니하는 종동륜과 동축상에 설치되어 상기 종동륜과 일체로 회전되며, 외측둘레에 기어치가 형성된 제1스프라켓, 차량에 설치되는 모터, 상기 모터에 의해 회전되는 제2스프라켓, 상기 제1스프라켓과 제2스프라켓에 걸치도록 배치되어 상기 제1스프라켓과 제2스프라켓의 상호 회전력을 전달하는 동력전달체인을 포함하는 하이브리드 키트가 제공된다.

Description

하이브리드 키트{Hybrid Kit}

본 발명은 하이브리드 키트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조로서 하이브리드 시스템을 구현할 수 있고, 기 생산된 차량에도 큰 개조없이 적용이 가능한 하이브리드 키트에 관한 것이다.

최근 들어 환경오염문제 및 연비향상을 목적으로 하이브리드 자동차가 개발 및 판매되고 있다.

이러한 하이브리드 자동차는 내연기관인 엔진 이외에 배터리로 구동되는 모터가 구비되어 내연기관과 모터를 함께 쓰거나 또는 둘 중 하나만 선택적으로 사용하도록 이루어진다.

한편, 일반적인 자동차는 전륜 또는 후륜이 구동륜으로 사용되며, 하이브리드 자동차는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(10) 또는 모터(30)에 의해 회전력이 모두 같은 구동륜(50)에 전해지도록 구비된다. 따라서, 엔진(10) 및 모터(30)의 회전력을 같은 구동륜(50)에 전달하기 위하여 복잡한 동력전달장치(20)를 구비해야 한다.

이러한 동력전달장치(20)는 매우 고가이며 설계부터 하이브리드 시스템에 대한 반영이 필수적이어서, 이미 기 생산된 차량에 개조를 통해 하이브리드 시스템을 적용하기엔 불가능한 문제점이 있다.

한국공개특허 10-1998-0077935

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이미 기 생산된 자동차에 간단한 개조를 통해 하이브리드 시스템을 적용할 수 있는 하이브리드 키트를 제공하는 것이 과제이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량에 설치된 바퀴 중, 내연기관에 의한 구동력을 전달받지 아니하는 종동륜과 동축상에 설치되어 상기 종동륜과 일체로 회전되며, 외측둘레에 기어치가 형성된 제1스프라켓, 차량에 설치되는 모터, 상기 모터에 의해 회전되는 제2스프라켓, 상기 제1스프라켓과 제2스프라켓에 걸치도록 배치되어 상기 제1스프라켓과 제2스프라켓의 상호 회전력을 전달하는 동력전달체인을 포함하는 하이브리드 키트가 제공된다.

상기 제1스프라켓은, 상기 종동륜과 결합되며, 내부에 브레이크 슈우가 구비되도록 원형의 공간이 형성되는 드럼부, 상기 드럼부의 둘레로부터 외측방향으로 연장되며, 그 외측둘레에 기어치가 형성된 스프라켓부를 포함할 수 있다.

상기 제1스프라켓은, 종동륜과 결합되는 마운팅부, 상기 마운팅부의 둘레로부터 외측방향으로 연장되며, 브레이크 패드와 접촉되도록 형성되는 디스크, 상기 디스크의 외측둘레에 기어치가 형성된 스프라켓부를 포함할 수 있다.

상기 스프라켓부는 종동륜 휠의 림보다 차량 중심측에 가깝게 위치될 수 있다.

상기 모터는 차량의 차체에 설치될 수 있다.

본 발명의 하이브리드 키트에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 간단한 장치 구성만으로도 하이브리드 시스템을 기 생상된 차량에 적용할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 모터 등의 중량이 무거운 부품이 휠이 아닌 차체에 구비됨으로써 현가하질량(Unsrungmass)의 증가가 최소화 되어 차량의 운동성능의 저하가 최소화 될 수 있다.

셋째, 하이브리드 키트에 의한 구동력이 종동륜에 전달되므로, 하이브리드 키트가 적용된 차량은 4륜구동의 기능이 추가되는 효과도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 종래의 하이브리드 차량의 구동계를 간략하게 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 키트가 적용된 차량을 간략하게 도시한 도면;
도 3은 도 2의 하이브리드 키트의 제1스프라켓이 바퀴에 장착된 모습을 도시한 단면도;
도 4는 도 2의 하이브리드 키트를 도시한 사시도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 키트를 도시한 사시도 이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 하이브리드 키트(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1스프라켓(110), 모터(120), 제2스프라켓(130), 동력전달체인(140)을 포함할 수 있다.

상기 제1스프라켓(110)은 차량에 설치된 바퀴 중, 내연기관(10)에 의한 구동력을 전달받지 아니하는 종동륜(60)과 동축상에 설치되어 상기 종동륜(60)과 일체로 회전되며, 외측둘레에 기어치가 형성될 수 있다.

그리고, 모터(120)는 차량에 설치되며, 차량에 설치된 배터리(42) 또는 발전기(미도시)로부터 전력을 공급받아 구동되도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 모터(120)는 차량의 휠이나 너클(미도시)등에 지지되는 것이 아닌 차체(5)에 결합되어 지지되도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 모터(120)는 차량의 현가장치(미도시)의 상측에 결합되어 현가상질량의 일부를 형성하도록 구비될 수 있다.

상기 제2스프라켓(130)은 상기 모터(120)에 의해 회전되도록 구비되며, 그 둘레에 기어치가 형성될 수 있다.

상기 동력전달체인(140)은 상기 제1스프라켓(110)과 제2스프라켓(130)에 걸치도록 배치되며, 상기 제1스프라켓(110)과 제2스프라켓(130)의 기어치에 치합되어 상기 제1스프라켓(110)과 제2스프라켓(130)의 상호 회전력을 전달하도록 구비될 수 있다. 이 때, 상기 동력전달체인(140)은 반드시 체인에 한정될 필요는 없으며, 벨트도 포함할 수 있다.

따라서, 상기 모터(120)가 회전되면 상기 동력전달체인(140)을 통해 회전력이 제1스프라켓(110)을 통해 상기 종동륜(60)에 전달되어, 내연기관(10)에 의해 구동되는 구동륜(50)을 보조하거나 또는 단독으로 차량을 구동시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 하이브리드 키트(100)는 전륜 한 쌍과 후륜 한 쌍을 가지는 전륜구동 자동차에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

전륜구동자동차는 내연기관(10)등의 엔진에 의한 구동력이 동력전달장치(22)를 통해 전륜(50) 차축으로 전달되며 전륜(50)의 조향이 가능하여, 전륜(50)이 구동과 조향을 모두 담당하도록 구비될 수 있으며, 후륜(60)은 종동륜으로서 내연기관(10)의 구동력을 전달받지 아니하고, 조향이 되지 않거나 또는 조향되더라도 아주 작은 각도로만 조향될 수 있다.

따라서, 본 실시예의 하이브리드 키트(100)는 종동륜인 후륜(60)에 적용될 수 있다. 즉, 상기 제1스프라켓(110)이 후륜(60)과 일체로 회전되도록 구비될 수 있다.

일반적으로 자동차의 바퀴는 도 3에 도시된 바와 같이, 타이어(66) 및 휠(62)로 이루어지는데, 휠(62)은 금속등의 강성을 가진 소재로 이루어지며, 타이어(66)는 고무소재로 이루어져 상기 휠(62)의 외측테두리 둘레에 구비된다.

또한, 상기 휠(62)은 그 중심이 회전축인 허브(미도시)과 결합하며, 휠(62)의 내측에 브레이크가 결합될 수 있다. 또는, 허브(미도시)가 브레이크와 결합하며, 상기 휠(62)이 브레이크와 결합되어 상기 브레이크 자체가 회전축의 일부를 형성할 수도 있다.

상기 브레이크는 브레이크 패드(미도시) 또는 브레이크 슈우(미도시)와 마찰되어 바퀴의 회전력을 마찰력으로 변환하여 소모시켜 차량을 감속시키는 구성요소로서, 드럼 방식 또는 디스크 방식으로 이루어질 수 있다.

그리고, 본 실시예의 제1스프라켓(110)은 상기 브레이크와 일체로 구비될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정된 것은 아니며, 상기 제1스프라켓(110)이 브레이크와 별개로 구비되는 것도 가능하다.

본 실시예에서는 상기 제1스프라켓(110)이 드럼 방식의 브레이크와 일체로 구비되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

상기 제1스프라켓(110)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 드럼부(112)와 스프라켓부(114)를 포함할 수 있다.

상기 드럼부(112)는 상기 휠(62)의 내측에, 회전중심과 결합되어 휠(62)과 함께 회전되며, 내부에 브레이크 슈우(미도시)가 위치되도록 원형의 공간을 형성하도록 이루어질 수 있다.

이러한 브레이크 슈우(미도시)는 운전자의 조작에 의해 상기 드럼부(112)의 내주면과 마찰되어 브레이킹 하도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 스프라켓부(114)는 상기 드럼부(112)의 둘레로부터 외측방향으로 연장되며, 그 외측둘레에 기어치가 형성되도록 구비될 수 있다.

이 때, 상기 스프라켓부(114)는 도 3에 도시된 바와 같이, 휠(62)의 림(rim: 64)보다 차량의 중심 측에 가깝게 림(64)으로부터 이격되어 위치될 수 있다. 그에 따라, 상기 스프라켓부(114)의 크기가 림(64)내주면 크기에 한정되지 아니하여 스프라켓부(114)의 크기를 자유롭게 설계할 수 있으며, 상기 동력전달체인(140)이 림(64)에 간섭되는 것을 피할 수 있다.

또한, 상기 제1스프라켓(110)이 후륜(60)에 적용되는 경우, 일반적으로 후륜(60)은 조향되지 아니하거나 매우 소량만 조향되므로 동력전달체인(140)의 이탈을 피할 수 있다.

또한, 내연기관(10)의 힘에 의해 구동되는 전륜(50)은 물론, 모터(120)에 의해 후륜(60)까지 구동될 수 있어 4륜구동의 기능을 발휘할 수 있으므로, 연비절감의 효과는 물론, 주행안정성과 험로주행성능을 보다 향상시킬 수 있다.

한편, 일반적으로 차량의 현가장치 메달리는 하중, 즉, 현가하질량(Unsprung mass)의 경우, 1kg을 경감하는 것이 현가상중량(현가장치의 상측의 중량)15Kg을 경감하는 것과 비슷한 효과를 발휘하는데, 본 실시예의 하이브리드 키트(100)는 모터(120) 등 비교적 무거운 중량의 구성요소는 차체(5)에 결합되어 현가상질량을 구성하고, 스프라켓부(114) 등 비교적 가벼운 구성요소만이 현가하질량에 추가되므로 차량의 노면추종력 등 운동특성을 저하시키지 않을 수 있다. 또한, 상기 제1스프라켓(110)이 차량에 필수적인 브레이크의 기능을 동시에 수행하도록 이루어지므로 자동차 무게 및 부품수의 증가를 최소화 할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 키트를 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 하이브리드 키트는 디스크 방식의 브레이크와 일체로 구비되는 예에 대한 것으로서, 전술한 제1실시예와 비교하여 제1스프라켓(210)에서 차이가 있으며, 다른 부분은 동일하므로, 본 실시예의 설명에서는 상기 제1스프라켓(210)을 중점으로 설명하며, 전술한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

상기 제1스프라켓(210)은 도 5에 도시된 바와 같이, 마운팅부(212)와 디스크(214), 스프라켓부(216)를 포함할 수 있다.

상기 마운팅부(212)는 종동륜(60)의 회전중심에 결합되는 구성요소일 수 있다.

그리고, 상기 디스크(214)는 상기 마운팅부(212)의 둘레로부터 직경방향 외측으로 연장되며, 브레이크 패드(미도시)와 접촉되어 마찰력을 발휘하도록 형성될 수 있다.

이러한 브레이크 패드(미도시)는 운전자의 조작에 의해 상기 디스크(214)의 외면과 마찰되어 브레이킹 하도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 스프라켓부(216)는 상기 디스크(214)의 외측둘레에 기어치가 형성되어 이루어질 수 있다.

또한, 상기 스프라켓부(216)는 전술한 제1실시예와 유사하게 휠(62)의 림(64)보다 차량 중심측에 가깝도록 림으로부터 이격되어 위치될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

5: 차체 10: 엔진
20, 22: 동력전달장치 40, 42: 배터리
50: 구동륜, 전륜 60: 종동륜, 후륜
62: 휠 64: 림
66: 타이어 100: 하이브리드 키트
110: 제1스프라켓 112: 드럼부
114: 스프라켓부 120: 모터
130: 제2스프라켓 140: 동력전달체인
210: 제1스프라켓 212: 마운팅부
214: 디스크 216: 스프라켓부

Claims (5)

1. 차량에 설치된 바퀴 중, 내연기관에 의한 구동력을 전달받지 아니하는 종동륜과 동축상에 설치되어 상기 종동륜과 일체로 회전되며, 외측둘레에 기어치가 형성된 제1스프라켓;
   차량에 설치되는 모터;
   상기 모터에 의해 회전되는 제2스프라켓;
   상기 제1스프라켓과 제2스프라켓에 걸치도록 배치되어 상기 제1스프라켓과 제2스프라켓의 상호 회전력을 전달하는 동력전달체인;
   을 포함하는 하이브리드 키트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1스프라켓은,
   상기 종동륜과 결합되며, 내부에 브레이크 슈우가 구비되도록 원형의 공간이 형성되는 드럼부;
   상기 드럼부의 둘레로부터 외측방향으로 연장되며, 그 외측둘레에 기어치가 형성된 스프라켓부;
   를 포함하는 하이브리드 키트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1스프라켓은,
   종동륜과 결합되는 마운팅부;
   상기 마운팅부의 둘레로부터 외측방향으로 연장되며, 브레이크 패드와 접촉되도록 형성되는 디스크;
   상기 디스크의 외측둘레에 기어치가 형성된 스프라켓부;
   를 포함하는 하이브리드 키트.
4. 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스프라켓부는 종동륜 휠의 림보다 차량 중심측에 가깝게 위치되는 하이브리드 키트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 모터는 차량의 차체에 설치되는 하이브리드 키트.

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