KR100282222B1 - 전동차량 - Google Patents

Abstract

전동기의 회전축을 감속하는 유성롤러 감속기구에 일방향의 구동력만을 전달하는 클러치수단을 설치하며, 이 클러치수단은 적어도 하나의 외경을 다른 외경과 다르게 하며, 하나는 중심이 축지지 되어 있지 않은 복수의 롤러에 의해서 구성되는 동력전달장치를 사용한 것을 특징으로 하는 전동차량.

간단한 구성으로 클러치를 구성할 수 있으며, 전동차량에 사용한 경우, 전동기의 회전보다 구동륜의 회전이 빨라질때에 동력의 전달을 차단하는 클러치를 간단한 구성으로, 장소를 차지하지 않은 상태로 컴팩트화 시킬 수가 있다.

Description

전동차량

본 발명은 전동기 등으로 부터의 구동력을 전달하고, 그 구동력을 구동원으로하여 주행하는 전동차량에 관한 것이다.

종래, 이와같은 종류의 전동차량은 일본국 특개평 9-58568호 공보(B62M23/ 02)에 기재 되어 있는 바와 같이, 전동기의 출력축에 풀리를 설치하고, 이 풀리에 걸려있는 벨트를 거쳐서 다음 풀리를 회전시켜, 이 풀리와 회전측 케이싱의 내부둘레에 형성된 기어를 연결하여 동력을 전달한다는 구성으로 되어 있다.

그리고, 풀리에 일방향 클러치를 설치하여 전동구동력에 의한 회전보다 차륜의 회전속도가 빨라졌을때에 전동구동력의 회전을 중단시킬수가 있게 되어, 차륜의 회전을 우선시켜서 전동구동력이 차륜의 회전에 부하가 되지 않도록 하고 있다.

또, 벨트의 장력(tension)을 조절하기 위해서 텐션풀리(tension pulley)가 벨트의 중간부분에 설치되어 있으며, 이 텐션풀리로 벨트를 눌러서 동력전달의 손실을 적게하도록 하고 있었다.

그러나, 이와같은 종래의 구성으로 할 경우, 풀리의 개수가 많기 때문에 케이싱 전체를 경량화, 컴팩트화하려고 하여도 작게되지 않으며, 또, 풀리에 가해진 일방향 클러치를 별도의 부품으로 설치하여야만 하고, 따라서, 부품개수가 많아지므로 조립시에 시간이 걸리며, 가격도 높아지는 문제가 있었다.

또, 텐션풀리를 사용하여야만 하기 때문에 케이싱이 크게 되고, 또한 부품개수도 많아지므로 조립에 시간이 걸리며 가격도 높아지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 결점을 감안하여, 경량화, 컴팩트화가 가능한, 부품개수가 적고, 조립이 간단한 전동차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 있어서의 유성롤러 감속기구의 요부의 단면

도.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 고정측 케이싱의 평면도.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 있어서의 유성롤러 감속기구의 측면도.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 구동부의 측면단면도.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 토크 검출부의 측면단면도.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 있어서의 고정측 케이싱의 내부측에서 본

평면구성도.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 있어서의 고정측 케이싱의 외부측에서 본

평면구성도.

도 8는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 전체 구성을 나타내는 측면도.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 동력계통도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

30. 고정측 케이싱 31. 회전측 케이싱

32. 환상 리브 33. 틀체

34. 변속기 35. 차축

36. 뒤 스프로켓 37. 베어링

38. 용기 39. 제2용기

40. 프렌지부의 칼라 41. 볼트

42. 연장 칼라 43. 와셔 스프링

44. 핀 45. 핀

46. 원통형 연장부 47. 경사부

48. 원통형 외부용기 49. 슬라이딩 부재

50a. 볼록부 50b. 오목부

51. 링 52. 스프링

53. 스톱퍼 54. 코일

55. 전동기 56. 회전축

57. 회전자 58. 고정자

59. 유성롤러 감속기구 60. 핀

61. 롤러 62. 회전 통

63. 출력축 64. 뚜껑체

65. 베어링 66. 풀리

67. 벨트 68. 밴드 브레이크

69. 브레이크 레버 70. 와이어

71. 브레이크 슈 72. 최종단 풀리

80. 커버 81. 허브 플레이트

82. 제어기판 83. 틀 테두리

88. 토크검출부 89. 베어링

90. 고정부재 91. 고정판

92. 나사

본 발명의 전동차량은 전동기의 회전을 전달함과 동시에, 감속을 하는 전달·감속기구와, 이 전달·감속기구로부터 구동력에 의해 구동되는 구동륜을 설치하고, 상기 전달·감속기구에 일방향의 구동력만을 전달하는 클러치수단을 설치하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 전달·감속기구는 복수개의 롤러를 갖는 유성롤러(epicyclic roller) 감속기구로 구성 되어 있으며, 상기 롤러의 적어도 하나는 외경을 다른 롤러의 외경과 다르게하며, 또, 롤러의 적어도 하나는 중심이 축지지 되지 않고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러의 외주에 내부접촉하여 회전하는 회전 통(rotary cylinder)을 설치하며, 상기 축지지 되지 않는 롤러는 회전축의 일방향 회전에 대하여 회전축과 회전 통과의 사이에 내부접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전동차량은 또, 회전축에 연결되는 롤러와, 이 롤러와 회전축과의 연결부분 이외에서 연결하는 출력축을 구비한 출력기구로 구성되는 전달·감속기구를 구비하며, 상기 출력축은 상기 회전축을 중심으로 하여 편심 되어 있으며, 상기 출력기구의 위치를 고정하는 고정부재를 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 상기의 롤러는 복수개의 롤러로서 회전축에 접해서 배치되며, 상기 출력기구는 바닥이 있는 원통형(cylinder having a bottom)으로 형성되고, 내측면에 상기 롤러의 외주면을 접하게하여 배치시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 출력축에는 환상의 전달부재(transmission member)를 설치하기 위한 풀리를 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 출력기구는 상기 롤러와 연결하는 회전통과, 이 회전통을 덮고 상기 고정부재에 의해서 고정되는 뚜껑체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전동기를 구동원으로하여 구동륜을 회전하는 전동구동부와, 인력을 구동원으로하여 상기 구동륜을 회전시키는 인력구동부를 구비하며, 상기 전달·감속기구는 상기 전동기와 상기 구동륜과의 사이에 개재 시킨 것을 특징으로 한다.

그리고, 전동기의 구동에 의해서 회전하는 회전측 케이싱과, 이 회전측 케이싱에 마주하여 고정되는 고정측 케이싱에 의해서 구동륜의 허브(hub)를 구성하고, 이 허브내에 상기 전동기와 상기 전달·감속기구를 내장한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 의하면, 출력축이 정지하고 있는 상태에서는 전동기의 회전축이 회전하면, 회전축의 회전은 전달·감속기구에 의해서 감속되어 출력축을 회전시킨다.

그러나, 출력축의 회전이 회전축의 회전속도보다 빠르게 된 경우에는 출력축과 회전축과의 사이에 설치된 클러치 수단에 의해서 동력이 끊기고, 전동기는 구동을 계속하지만, 이 구동력은 회전 통에 전달되지 않은 상태로 출력축이 회전한다.

그리고, 이 동력전달장치를 전동차량에 사용하는 경우, 전동기가 구동륜의 회전보다 빨리 회전할 때에는 일방향 클러치에 의해서 동력을 전달하는 방향으로 작동하여, 회전축의 회전을 감속시켜 출력축을 회전시킨다.

그리고, 전동기의 회전이 구동륜의 회전보다 늦는 경우에는, 출력축과 회전축과의 사이에 설치된 클러치 수단에 의해서 동력이 끊겨, 구동륜의 회전에 전동기가 부하(load)되지 않게 된다.

또, 전동기가 구동하여 회전축이 회전하면, 축지지 되어 있지않은 롤러가 그 동력으로 회전을 개시하려고 한다.

이때, 다른 롤러도 회전축에 압박접촉하여 전체 롤러가 회전축의 동력을 받아서 회전을 시작한다. 그리고, 전체의 롤러가 회전을 개시하므로서 유성롤러 감속기구의 출력축이 회전을 개시한다.

그러나, 회전축의 회전속도가 출력축의 회전속도보다 늦는 경우는 축지지 되지 않은 롤러가 회전축과의 압박접촉을 끊으려고하기 때문에, 다른 롤러의 회전축과의 압박접촉이 없어져서, 회전축으로부터의 구동력을 출력축에 전달하지 않고 출력축은 회전한다.

또, 이 동력전달장치를 전동차량에 사용하는 경우, 구동륜의 회전이 전동기의 회전보다 늦는 경우는 전동기의 회전축으로 부터의 구동력은 전달·감속기구에서 감속되어 출력축에 출력되며, 구동륜의 회전이 전동기의 회전보다 빠를때에는 축지지 되지 않은 롤러가 유성롤러 감속기구내에서 이동하여 동력의 전달을 차단하기 때문에, 구동륜의 회전에 전동기의 부하가 걸리지 않는다.

그래서, 전동구동부와 인력구동부를 구비한 전동차량에 있어서는 전동기 회전축의 회전속도가 구동륜의 회전속도보다 빠를때에는 클러치수단에 의해서 전동기의 구동력을 전달하도록 동작하고, 구동륜의 회전속도가 전동기 회전축의 회전속도보다 빠르게 되었을때는 클러치수단에 의해서 전동기의 구동력을 구동륜에 전달하지 않도록 동작하여 구동륜의 회전에 부하가 걸리지 않도록 되어있다.

이와 같은 상태는 내리막길을 타성으로 주행할때나, 인력이 전동력보다 크게 되었을때에 일어난다.

본 발명의 구성에 있어서, 조립을 할 때에는 구동원인 회전축에 롤러를 연결하고, 출력축과 이 출력축과를 연결하는 부재와의 연결을 조절하기 위해서, 출력기구를 인력기구의 회전축을 중심으로 편심시켜, 출력축의 위치를 바꾸면서, 출력축과 출력축과의 연결부재가 적당히 맞물림되는 상태로 고정부재에 의해서 출력기구를 고정한다.

또, 출력축에 연결된 부재가 벨트나 체인 등인 경우에는 입력축을 중심으로 출력기구를 회전시켜, 적당히 잡아당긴 상태로 고정부재에 의해서 고정시키므로서, 이 동력전달장치가 텐션풀리의 작용을 하도록 된다.

또, 이 출력기구는 복수개의 회전체에 의해서 감속되어 출력축을 회전시키기 때문에 감속기로서도 작동하게 된다.

그리고, 복수개의 롤러의 외경은 적어도 하나가 다른 것과 다른 지름이기 때문에, 회전축과 출력축의 위치를 편심시킨 위치로 할 수가 있으며, 또, 간단하게 출력축의 위치를 편심 시킬 수가 있다.

또한, 동력을 전달하기 위해서 출력축에 설치한 풀리에 체인이나 벨트 등 고리형태의 전달부재를 설치하여, 이 동력전달장치가 텐션풀리로서의 기능을 수행할 수가 있게 한 것이다.

그리고, 출력기구는 뚜껑체를 움직여서 고정부재로 고정하므로서 출력축의 위치를 고정할 수 있으며, 또, 롤러의 회전은 뚜껑체내의 회전 통에 전달하여 출력축을 회전시킨다.

이와같이, 동력을 전달하는 회전 통을 뚜껑체로 덮고 있기 때문에, 뚜껑체는 회전하지 않고 대단히 안전하며, 또, 간단하게 출력축의 위치를 고정할 수가 있다.

(실시예)

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를, 보조동력부착의 전동 어시스트 자전거의 구동부를 예로하여 설명한다.

우선, 전동 어시스트 자전거 전체의 구성에 대하여 도 8에 의거하여 설명한다.

1은 전방부에 설치한 헤드파이프(2)와, 안장(3)에서 아래쪽으로 설치된 시트튜브(4)와를 연결하는 메인프레임이며, 이 메인프레임(1)과 상기 시트튜브(4)와가 연결되는 부분에 인력에 의해서 회전할 수 있는 페달(5)가 설치 되어 있다.

6은 핸들(7)의 움직임에 연동하여, 핸들(7)의 조작으로 주행방향을 정하는 앞바퀴이며, 이 앞바퀴(6)은 스포크(8), 림(9) 및 타이어(10)으로 구성 되어 있다.

11은 구동륜이 되는 뒷바퀴이며, 이 뒷바퀴(11)도 타이어(12), 림(13) 및 스포크(14)로 구성되며, 다시 뒷바퀴(11)을 구동하기 위한 구동부(15)를 구비하고 있다.

16은 상기 페달(5)의 회전과 함께 회전하는 앞 스프로켓으로서, 상기 앞 스프로켓(16)에는 체인(17)이 걸려있어 앞 스프로켓(16)의 회전을 상기 구동부(15)의 차축(18)에 설치한, 후에 설명하게 될 뒤 스프로켓(36)에 동력을 전달하도록 되어 있다.

19는 후에 설명하게 될 전동기(55)의 전원이 되는 배터리로서, 예를들어 24볼트의 니켈가드뮴 전지가 수납 되어 있다.

또, 배터리(19)는 분리가 가능하고, 충전시에는 옥내에서 충전할 수 있다.

20은 상기 메인프레임(1)을 에워싸도록 설치되여 상기 배터리(19)를 얹어놓는 재치대이다.

또, 21은 앞바구니, 22는 주차할 때 자전거를 지지하는 스탠드이다.

다음에, 앞에서 설명한 구동부(15)의 구체적 구성을 도 4를 따라서 설명한다.

30은 메인프레임(1)에 고정시켜 설치된 수지제 원반형의 고정측 케이싱이며, 31은 상기 고정측 케이싱(30)과 같은 축으로 고정측 케이싱(30)의 외측을 회전하는 회전측 케이싱이다.

이들 고정측 케이싱(30)과 회전측 케이싱(31)과로 허브를 구성하고 있다.

상기 회전측 케이싱(31)의 외주에는 2개의 환상리브(32)를 형성한 틀체(frame body)(33)가 설치 되어 있으며, 이 틀체(33)의 환상리브(32)로부터는 타이어(12)가 설치 되어 있는 림(13)에 복수의 스포크(14)가 팽팽하게 설치 되어 있다.

또, 고정측 케이싱(30)은 후에 설명하는 뒤 스프로켓(36)에 닿는 부분의 조금만을 개방하여 형성하고 있으며, 측면으로 보아서 뒤 스프로켓(36)의 외주를 에워싸도록 고정측 케이싱(30)이 설치 되어 있다.

34는 차축(35)에 설치된 허브 내에 삽입형 변속기로서, 이 변속기(34)는 도시하지 않는 래치트를 통해서 후부 스프로켓(36)에 접합하고 있다.

즉, 래치트에 의해서 체인(17)로부터의 입력이 일방향밖에 걸리지 않게 되어 있으며, 역회전방향으로 힘이 가해졌을때에는 구동력이 차단되도록 되어 있다.

37은 상기 변속기(34) 외주에 끼워 결합된 두 개의 베어링이며, 이 베어링(37)은 상기 변속기(34)의 외주에 소정의 간격을 갖도록 원통형의 용기(38)을 삽입하고 있다.

또, 상기 베어링(37)의 한쪽측의 위치를 유지하기 위하여 원통형의 제2용기(39)를 끼워결합시켜서 설치하고 있다.

40은 금속제 원통과 이 원통의 한쪽 끝면을 반지름 방향 외측으로 뻗어서 형성한 플렌지부와로 된 칼라(collar)로서, 이 칼라(40)의 상기 변속기(34)에 접하는 플렌지부는 상기 변속기(34)의 한쪽측에 설치된 볼트(41)에 나사 결합하도록 나사가 형성 되어 있다.

42는 상기 칼라(40)의 볼트(41)에 의해서 고정되고, 칼라(40)보다 더 내측으로 원통형의 부분을 형성한 연장칼라이며, 이 연장칼라(42)는 상기 칼라(40)이 나사로 조여지므로서 상기 제2용기(39)와 맞닿고, 상기 베어링(37)의 한쪽에 제2용기(39)의 높이만큼의 간격을 갖고 유지된다.

또, 상기 연장칼라(42)는 상기 변속기(34)의 외주의 회전과 함께 회전한다. 그리고, 연장칼라(42)의 일부에는 스프링 성질을 갖는 환상의 와셔스프링(43)의 한 끝이 핀(44)에 의해서 유지 되어 있다.

그리고, 상기 와셔스프링(43)의 다른 끝은 상기 회전측 케이싱(31)에 고정된 최종단 풀리(72)에 핀(45)로 유지 되어 있다.

또, 와셔스프링(43)의 한끝을 유지하고 있는 핀(44)에는 원통형의 연장부(46)이 형성 되어 있으며, 다시 상기 최종단 풀리(72)의 상기 체인(17)측에는 경사부(47)이 형성 되어 있다.

48은 상기 용기(38)에 설치된 베어링(37)의 외주와, 상기 최종단 풀리(72)와의 사이에 고정하여 설치된 원통형의 외부용기로서, 이 외부용기(48)은 최종단 풀리(72)의 회전과 함께 회전한다.

또 이 외부용기(48)은 상기 와셔스프링(43)에 의해서 비틀리고, 상기 용기(38)과 비틀리는 몫만큼의 뒤틀린 상태로 같은 방향으로 회전한다.

49는 상기 외부용기(48)의 외주에 차축(35)방향으로 슬라이딩이 자유롭게 설치된 슬라이딩 부재로서, 이 슬라이딩 부재(49)에는 상기 최종단풀리(72)측에 돌출 형성하고, 상기 경사부(47)에 맞닿는 볼록부(50a)가 형성되며, 또, 상기 연장부(46)에 끼워결합하는 오목부(50b)가 형성 되어 있다.

또, 슬라이딩 부재(49)에는 도전부재(conductive material)로 형성된 알미늄제 링(51)이 설치 되어 있으며, 상기 경사부(47)에 볼록부(50a)가 맞닿고, 경사부(47)이 회전방향으로 움직이는데 따라서 슬라이딩부재(49)는 나선형으로 슬라이딩 함과 동시에 링(51)이 차축(35)방향으로 움직이도록 되어 있다.

또, 슬라이딩 부재(49)에는 스프링(52)가 설치 되어 있으며 이 스프링(52)에 의해서 도 5에 도시한 우측으로 항사 힘을 가하도록 되어 있다.

그리고, 상기 스프링(52)의 다른끝은 외부용기(48)에 설치된 스톱퍼(53)에 의해서 유지 되어 있다.

54는 상기 고정측 케이싱(30)의 상기 링(51)이 슬라이딩하는 근처에 설치된 코일이며, 이 코일(54)는 상기 링(51)의 이동에 의한 인덕턴스(inductance)의 변화를 전기신호로 변환시킬 수가 있다.

즉, 인력구동력의 인력토크를 전기신호로 변환시킬 수가 있다.

55는 고정측 케이싱(30)에 설치된 차량의 보조동력이 되는 전동기로, 이 전동기(55)는 후에 설명할 제어기판(82)로 부터의 출력신호에 의하여 구동되고, 회전축(56)을 갖는 회전자(57)와, 그 주위에 설치한 고정자(58)로 구성 되어 있다.

59는 회전축(56)에 연결되어 전동기(55)의 회전을 감속시키기 위한 유성롤러 감속기구로서, 이 유성롤러 감속기구(59)는 전동기(55)에서 돌출 고정한 핀(60)을 중심으로 회전이 자유롭게 설치된 전동기(55)의 회전축(56)에 연접하여 회전축(56)의 회전에 의해서 회전하는 복수개의 롤러(61)과, 이 복수개의 롤러(61)의 외주에에 연접하여 롤러(61)의 회전에 의해서 회전하는 회전 통(62)와, 이 회전 통(62)에 일체로 돌출 형성 되어 있는 출력축(63)으로 구성된다.

또, 64는 상기 출력축(63)과 베어링(65)를 통해서 전동기(55)에 고정된 유성롤러 감속기구(59)의 뚜껑체이다.

여기서, 상기 전동기(55)의 회전축(56)과 유성롤러 감속기구(59)의 출력축(63)과는 편심시킨 위치에 배치하고 있다.

또, 회전 통(62)과 뚜껑체(64)를 합쳐서 출력기구라고 하며, 실제로 구동력은 회전 통(62)에 의해서 전달된다.

66은 상기 유성롤러 감속기구(59)의 상기 출력축(63)에 고정된 풀리이며, 이 풀리(66)에는 상기 최종단 풀리(72)에 걸쳐서 벨트(67)이 걸려 있으며, 전동기(55)로 부터의 구동력을 전달하도록 되어 있다.

상기 유성롤러 감속기구(59), 풀리(72) 및 전동기(55)의 회전축(56)의 구성에 대해서는 도 2를 따라서 후에 설명한다.

68은 상기 회전측 케이싱(31)의 외측벽의 일부를 덮도록 설치되며, 회전측 케이싱(31)의 회전을 제동하기 위한 밴드 브레이크이며, 이 밴드 브레이크(68)은 상기의 핸들(7)에 설치한 브레이크 레버(69)에 의해서, 조작되었을 때 와이어(70)을 잡아당기게 되어 브레이크 슈(71)을 내측으로 이동시켜 브레이크 슈(71)과 회전측 케이싱(31)이 접촉하므로서 회전측 케이싱(31), 즉, 뒷바퀴(11)에 제동을 걸 수 있게 된다.

다음에, 상기 구동부(15)의 외관에 대하여, 고정측 케이싱(30)측에서 본 구성에 대해서, 도 6 및 도 7을 따라서 설명한다.

80은 상기 전동기(55)를 덮는 수지제 커버로서, 고정측 케이싱(30)에 압입하고 있다.

81은 상기 고정측 케이싱(30)의 내측에 설치되며, 상기 전동기(55)를 아래쪽에서 유지하도록 Y자형으로 형성되고, 차축(35)에 설치된 금속제의 허브 플레이트(hub plate)로서, 이 허브 플레이트(81)은 상기 고정측 케이싱(30)의 중앙의 개방부분을 밖으로 돌출시켜 설치하고 있다.

또, 이 허브 플레이트(81)은 상기 체인(17)을 면하게 할 수 있도록 개구부(84)를 고정측 케이싱(30)과 함께 설치하고 있다.

또 고정측 케이싱(30)은 분리할 수 있게 되어 있으며, 분리하여 떼내고, 체인(17)을 벗기거나 체인(17)의 교환을할 수 있게 되어 있고, 또한, 조립시의 작업성을 향상시키기 위해서도 설치하고 있다.

82는 상기 회전측 케이싱(31)내에 설치된 상기 전동기(55)를 구동시키기 위한 제어기판으로서, 도 6에 도시하는 바와같이, 수지로 형성된 틀(83)안에 수납 되어 있다.

다음에, 페달(5)에 가해지는 인력구동력을 검출하는 토크 검출부에 대하여 도 5를 따라서 상세히 설명한다.

페달(5)를 밟았을때에 걸리는 인력구동력은 체인(17)을 거쳐서 뒤 스프로켓(36)에 입력되고, 변속기(34)로 변속되고 나서 와셔 스프링(43)에 비틀림(distortion)을 생기게 하다.

이 비틀림의 크기가 인력구동력의 크기를 나타내게 된다.

이 와셔 스프링(43)의 비틀림의 크기는 뒤틀리는 몫만큼 최종단 풀리(72)를 지연시켜서 회전시킨다.

즉, 용기(38)과 최종단 풀리(72)와의 사이에 슬립(slip)을 생기게 하여 회전한다. 상기 와셔 스프링(48)에 뒤틀림이 생기면, 상기 경사부(47)이 실선의 위치로 부터 이점 쇄선의 위치로 이동한다.

이때, 슬라이딩 부재(49)에 형성한 볼록부(50a)는 상기 경사부(47)에 맞닿고 있기 때문에, 경사부(47)이 이동한 몫만큼 차축(35)방향으로 이동한다.

그리고, 슬라이딩 부재(49)의 이동은 스프링(52)의 가세력에 대항하여 실선으로부터 이점 쇄선의 위치로 나선형으로 이동한다.

이에 의해서 링(51)의 이동도 실선위치로부터 이점 쇄선의 위치로 이동하고, 이에 따라서 코일(54)의 인덕턴스를 변화시킬 수가 있다.

즉, 인력구동력의 크기를 전기신호로 변환시킬 수가 있다.

또, 인력구동력이 없어지면 와셔스프링(43)이 스프링의 복원력으로 원위치로 되돌아오기 때문에, 상기 경사부(47)이 원위치로 되돌아오고, 경사부(47)에 맞닿고 있는 볼록부(50a)가 상기 스프링(52)의 복원력에 의해서 원위치한다.

이에 의해서, 코일(54)의 인덕턴스를 변화시켜서 인력구동력이 걸려있지 않은 상태를 코일(54)의 인덕턴스 변화로 검출할 수가 있다.

이들, 경사부(47), 슬라이딩 부재(49), 링(51), 코일(54) 등을 합쳐서 토크 검출부(88)이라고 한다.

또, 상기 슬라이딩 부재(49)가 차축(35) 방향으로 원활하게 이동하기 위해 상기 핀(44)의 연장부(46)에 끼워결합하는 오목부(50b)가 슬라이딩 부재(49)에 형성 되어 있다.

다음에, 유성롤러 감속기구(59)의 롤러구성에 대하여 도 1을 따라서 설명한다.

상기 유성롤러 감속기구(59)의 롤러(61)은 전동기(55)의 회전축(56) 외주와, 상기 회전 통(62) 내주에 압박 접촉상태로 3개가 설치 되어 있으며, 핀(60a)를 중심으로 자전하는 지름이 가장 큰 롤러(61a)와, 롤러(61a)보다 작은 지름으로 핀(60b)를 중심으로 자전하는 롤러(61b)와, 롤러(61b)와 같은 지름으로 핀이 설치 되어 있지 않은 롤러(61c)로 구성 되어 있다.

그리고, 롤러(61c)는 핀에 의해서 위치가 고정 되어 있지 않기 때문에, 롤러(61a), 회전축(56), 회전 통(62)로 둘러싸이는 공간내에서 이동이 가능하게 되어 있다.

그리고, 롤러(61c)는 쐬기 각도(wedge angle) M 을 가지고 회전축(56), 회전 통(62)에 압박 접촉하는 위치를 가지며, 도 1에 도시하는 롤러(61c)의 위치는 가장 파고 들어간 상태를 나타내고 있다.

또, 이 유성롤러 감속기구(59)는 상술한 바와같이 롤러(61)의 크기가 다르기 때문에, 회전축(56), 즉 유성롤러 감속기구(59)의 입력중심과, 유성롤러 감속기구(59)의 출력축(63)이 편심된 위치가 되도록 구성 되어 있다.

도 1에 있어서, 일점쇄선이 교차하는 위치에 출력축(63)의 중심이 위치하도록 된다. 이와같이 상기 유성롤러 감속기구(59)는 회전축(56)의 회전이 출력축(63)의 회전속도보다 빠를 때, 롤러(61c)가 회전축(56)과 회전 통(62)과의 사이에 압박 접촉하는 방향으로 이동하여 회전축(56)의 동력을 출력축(63)으로 전달하도록 동작하고, 출력축(63)의 회전이 회전축(56)의 회전속도보다 빠를 때, 롤러(61c)가 회전축(56)과의 압박 접촉을 끊는 방향으로 이동하므로서 다른 롤러(61a), (61b)와 회전축(56)과의 압박 접촉이 없어지게 되어, 회전축(56)으로 부터의 동력의 전달이 차단된다.

즉, 롤러(61c)의 이동동작에 의해서 동력의 전달을 단속(斷續)하는 클러치의 기능을 갖게 되며, 본 실시예에 있어서는 롤러(61c)가 클러치 수단에 상당한다.

다음에, 이 동작에 대하여 설명한다.

상기 회전축(56)이 화살표 방향으로 회전하면, 롤러(61c)는 이 회전에 의해서 회전을 개시함과 동시에, 회전 통(62)와 회전축(56)에 압박 접촉하고, 쐬기 각도 M의 각도로 끼어 들어가도록 이동한다.

이에 의해서, 다른 두 개의 롤러(61a), (61b)도 회전축(56)과 압박 접촉하여 핀(60a), (60b)를 중심으로 자전을 시작한다.

그리고, 3개의 롤러(61)이 회전축(56)에 압박 접촉하게 되므로서 롤러(61)의 외주에 접하고 있는 회전 통(62)가 롤러(61)과의 마찰력으로 화살표 방향으로 회전을 시작한다.

이 상태는 회전축(56)의 회전속도가 출력축(63)의 회전속도보다 빠를 경우에 계속된다.

다음에, 뒷바퀴(11)의 회전속도가 전동기(55)의 회전속도보다 빠르게 되었을 경우에 대하여 설명한다.

도 1과 같이, 롤러(61c)가 압박 접촉된 상태로 뒷바퀴(11)의 회전속도가 전동기(55)의 회전속도보다 빠르게 되었을 경우, 회전통(62)가 회전축(56)보다도 빨리 회전하며, 롤러(61c)에는 중심축이 되는 핀이 없기 때문에, 롤러(61c)는 회전축(56)과 회전 통(62)와의 압박 접촉을 끊는 방향으로 이동을 시작한다.

그리고, 회전축(56)과 롤러(61c)와의 압박 접촉이 없어지면, 다른 롤러(61a), (61b)도 회전축(56)과의 압박 접촉이 없어지게 되므로 전동기(55)로 부터의 동력은 회전 통(62)에는 전달할 수 없게 되어, 이 롤러(61c)의 이동이 동력의 전달을 차단하도록 동작을 한다.

즉, 이 롤러(61c)가 일방향 클러치의 기능을 하고 있다.

그래서, 전동기(55)보다 뒷바퀴(11)쪽이 빨리 회전하는 경우에는 뒷바퀴(11)의 회전에 전동기(55)가 부하로 되는 일이 없이 원활하게 주행할 수가 있다.

다음에, 유성롤러 감속기구(59), 전동기(55) 및 풀리(66)의 구성에 대하여 도 2를 따라서 설명한다.

89는 상기 유성롤러 감속기구(59)에 설치되며, 상기 전동기(55)의 회전축(56)을 끼워 결합시키기 위한 베어링으로서, 이 베어링(89)에 회전축(56)을 끼워 결합시키므로서 회전축(56)을 유성롤러 감속기구(59)에 고정하여 회전시킬 수 있고, 또, 원활한 회전을 시킬수가 있다.

본 실시예에서는 회전축(56)을 입력시키는 입력기구로서 베어링을 사용하였으나, 회전축(56)과 유성롤러 감속기구(59)와를 연결할 수 있는 것이면 아무것이나 상관없다.

90은 상기 유성롤러 감속기구(59)의 뚜껑체(64) 외주의 2곳에 설치된 고정부재로서, 이 고정부재(90)은 상기 뚜껑체(64)에 위로부터 눌려지는 고정판(91)과, 이 고정판(91)을 관통하여 상기 전동기(55)의 하우징에 나사결합시키는 나사(92)와로 되어 있다.

이 고정부재(90)에 의해서 상기 뚜껑체(64)가 도는 것을 방지하고 있다.

상술한 구성으로, 도 2 및 도 3을 따라서 조립시의 벨트(67)의 텐션 동작에 대하여 설명한다.

유성롤러 감속기구(59)를 장착할 때, 베어링(89)에 회전축(56)을 끼워 결합시킨다. 그리고, 상기 고정부재(90)에 의해서 뚜껑체(64)를 고정하기 전에 풀리(72)의 벨트(67)을 설치해 놓는다.

이때, 전동기(55)의 회전축(56)과 뚜껑체(64)에 설치한 출력축(63)과는 편심상태의 위치로 되어 있기 때문에, 뚜껑체(64)를 전동기(55)의 회전축(56)을 중심으로 편심하면서 이동시켜 벨트(67)이 가장 많이 끌어당겨지는 위치에서 고정부재(90)에 의해서 해당 뚜껑체(64)를 고정한다.

이 상태를 나타낸 것이 도 3에 도시하는 2점 쇄선의 상태로부터 실선위치로 이동하는 것으로서, 뚜껑체(64)가 실선위치로 되었을때에 고정부재(90)에 의해서 고정하게 되는 것이다.

이 고정하는 방법은 고정판(91)에 관통한 나사(92)를 조여 주는 것으로 뚜껑체(64)는 고정되고, 텐숀풀리 등의 부재를 필요로하지 않고도 벨트(67)을 인장시킬 수가 있다.

다음에, 이상과 같은 구성에 있어서의 동력전달의 동작에 대하여 도 9를 따라서 설명한다.

먼저, 인력구동계에 대하여 설명하면, 페달(5)에 의해서 전달된 인력은 체인(17)에 의해서 뒤 스프로켓(36)에 전달되고, 변속기(34)에서 변속된 후, 와셔스프링(43)을 비틀리게 하여 최종단 풀리(72)에 전달된 회전측 케이싱(31)을 회전시켜 구동시킨다.

다음에, 전동구동계에 대하여 설명하면, 상술한 와셔스프링(43)의 비틀림을 인력구동력의 크기로하여 토크검출부(88)에서 검출하여, 그 신호를 검출하므로서 인력구동력 신호로서 제어기판(82)에 입력한다.

그리고, 입력한 인력구동력의 신호에 대응한 크기의 전동구동력이 되도록 전동기(55)의 구동신호를 출력하여, 전동기(55)를 구동한다.

전동기(55)에서 출력한 구동력은 유성롤러 감속기(59), 풀리(66), 벨트(67)을 거쳐서 최종단 풀리(72)로 전달되어, 인력구동력과 함께된 뒷바퀴(11)을 구동한다.

본 실시예에서는 풀리(72)에 벨트(67)을 설치하여 동력을 전달하도록 하였으나, 벨트(67)이 아니고 기어를 설치하여, 기어와 기어와의 맞물림을 조정하도록 하여도 좋다.

이상과 같이, 회전축(56)과 출력축(63)사이에 일방향의 구동력만을 전달하는 클러치수단을 설치한 것이므로, 감속기와 클러치수단을 겸할수 있게 되므로 부품수가 적어지고, 경량화되고 컴팩트한 구성이 될 수 있는등의 효과를 갖게 된다.

또, 감속기로서 유성롤러 감속기구(59)를 사용하고 있으므로, 감속기가 컴팩트화 되는 것은 물론, 이 롤러(61c)가 클러치의 기능을 하므로 경량화, 컴팩트화 될 뿐아니라, 하나의 부품으로 두가지 기능을 수행하게 되므로 부품수의 감소로 코스트도 억제할 수 있는 효과를 얻게된다.

또, 이들 동력전달장치를 전동차량에 사용한 것이므로 전동기(55)의 회전속도 보다 구동륜의 회전속도쪽이 빨라지는 경우에, 구동륜의 회전과 전동기(55)와의 동력전달을 차단하는 기능을 하게 되어 있으므로, 이와같은 경우에 부하가 적은 원활한 주행이 될 수 있다는 효과를 갖는다.

또한, 전동기(55)의 회전축(56)을 입력하는 베어링(89)와, 회전축(56)에 연결하여 회전하는 롤러(61)과, 롤러(61)과 연결되는 출력축(63)을 구비한 회전 통(62)를 구비하며, 출력축(63)은 전동기(55)의 회전축(56)을 중심으로 편심하고 있으며 회전 통(62)의 위치를 고정시키는 고정부재(90)을 설치하고 있으므로, 출력축(63)으로부터 전달되는 벨트(67)등의 부재의 위치조정이 가능하며, 즉, 벨트(67)이 적당히 긴장된 상태로 고정할 수 있으므로, 기계마손이 적은 전달기구를 제공할 수 있으며, 효율적으로 동력을 전달할 수가 있다.

또, 롤러(61)은 복수개의 원기두형 롤러(61)로서, 회전축(56)에 접촉배치되고, 회전 통(62)는 원기둥형으로 형성되어 내측면에 롤러(61)의 외주면을 접촉하도록 배치 되어 있으므로 컴팩트한 감속기구를 제공할 수 있다.

또한, 복수개의 롤러(61) 가운데, 롤러(61a)의 외경이 다른 롤러(61b), (61c)의 외경보다 크므로, 회전축(56)과 출력축(63)을 편심시키서 구성할 수 있고, 벨트(67)등 전달기구의 장력을 조절할 수가 있다.

그리고, 출력축(63)에는 환상 벨트(67)을 설치하기 위한 풀리(72)를 설치하기 때문에, 컴팩트화한 구성으로 충분한 감속을 할 수 있게 된다.

또, 출력기구는 회전 통(62)와 고정부재(90)을 갖는 뚜껑체(64)로 구성되므로, 뚜껑체(64)를 고정부재로 고정시키는 간단한 작업으로 출력축(63)의 위치를 결정할 뿐아니라, 회전 통(62)를 뚜껑체(64)로 덮고 있기 때문에 작업에 있어서도 안전성이 확보된다.

본 발명은 전동기의 회전축의 회전속도를 감속시키는 감속기구와, 감속기구에 연결되어 구동력을 출력하는 출력축과, 회전축과 출력축 사이에 설치되어 일방향의 구동력만을 전달하는 클러치수단을 설치한 동력전달장치를 구비한 것으로서, 감속기구내에 클러치수단을 설치하므로서 구동부 전체를 컴팩트화시켜 수납할 수가 있다.

또, 상기 클러치수단을 감속기구내에 설치하므로서 전동차량의 전동기에 의한 구동부분을 작게 할 수 있으며, 경량화, 컴팩트화를 할 수 있다.

또한, 이 감속기구는 회전축과 연결하는 복수개의 롤러를 갖는 유성롤러 감속기구를 사용하고 있으며, 복수의 롤러 가운데 적어도 하나의 외경을 다른 롤러의 외경과 달리하며, 롤러의 하나는 중심이 축지지 되지 않은 것이기 때문에 회전축, 또는 출력축의 회전방향에 따라서 축지지 되어 있지 않은 롤러가 클러치로서 동작하므로 경량화, 컴팩트화하여 수납될 뿐아니라, 간단한 구성으로 유성롤러 감속기구에 클러치의 기능을 갖게 할 수가 있다.

이 클러치수단을 유성롤러 감속기구내에 설치하므로서, 전동차량의 전동기에 의한 구동부분을 작게 할 수 있기 때문에 경량화, 컴팩트화할 수가 있다.

그리고, 간단한 구성으로 클러치기구를 설치할 수가 있다.

또한, 회전축에 연결되어 회전하는 롤러와, 롤러의 회전축과의 연결부분 이외의 곳에서 연결되는 출력축을 구비한 출력기구를 구비하며, 출력축은 회전축을 중심으로 편심하고 있으며, 출력기구의 위치를 고정하는 고정부재를 설치하였으므로, 출력축의 위치를 회전축을 중심으로 편심시켜 조절할 수 있고, 출력축에 설치되는 전달부재와의 위치조절이 될 수 있으므로 기계적마모가 적은 전달기구를 제공할 수 있고, 효율좋게 동력을 전달할 수가 있다.

또, 간단하게 위치조절이 되므로 작업성이 향상된다.

또, 롤러는 복수개의 원기둥형 롤러로서, 회전축에 접촉하여 배치되며, 출력기구는 원기둥형으로 형성된 내부측면에 롤러의 외부둘레면을 접촉시켜 배치한 것이므로, 컴팩트화한 감속기구를 제공할 수 있다.

또한, 복수개의 롤러 가운데 적어도 하나의 롤러 외경이 다른 롤러의 외경과 다르게 되어 있으므로, 회전축과 출력축에 위치를 편심시킬 수 있으며, 출력축과 출력축에 연결되는 부재를 간단하게 조절할 수가 있다.

그리고, 출력축에는 환상의 전달부재를 설치하기 위한 풀리를 설치하였기 때문에 컴팩트화 한 구성으로 충분한 감속을 행할 수가 있다.

또한, 출력기구는 회전 통과 고정부재가 있는 뚜껑체로 구성 되어 있으므로, 뚜껑체를 고정부재로 고정시키는 간단한 작업으로 출력축의 위치를 결정할 수 있을뿐 아니라, 회전 통을 뚜껑체로 덮고 있으므로 작업시에도 안전하다.

Claims (11)

1. 전동기의 회전을 전달함과 동시에, 감속을 행하는 전달·감속기구와, 이 전달·감속기구로부터의 구동력에 의해서 구동되는 구동륜을 설치하고, 상기 전달·감속기구에 일방향의 구동력만을 전달하는 클러치수단을 설치한 것을 특징으로 하는 전동차량.
2. 제1항에 있어서, 상기 전달·감속기구는 복수개의 롤러을 갖는 유성롤러 감속기구로 되며, 상기 롤러의 적어도 하나는 외경을 다른 롤러의 외경과 다르게 하고, 또 롤러의 적어도 하나는 중심이 축지지되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 전동차량.
3. 제1항에 있어서, 상기 전동기를 구동원으로 하여 구동륜을 회전시키는 전동구동부와, 인력을 구동원으로 하여 상기 구동륜을 회전시키는 인력구동부와를 구비하며, 상기 전달기구는 상기 전동기와 상기 구동륜의 사이에 개재시킨 것을 특징으로 하는 전동차량.
4. 제1항에 있어서, 상기 전동기의 구동에 의해서 회전하는 회전측 케이싱과 이 회전측 케이싱에 마주하여 고정되는 고정측 케이싱에 의해서 구동륜의 허브를 구성하고, 이 허브내에 상기 전동기와 상기 전달기구와를 내장시킨 것을 특징으로 하는 전동차량.
5. 제2항에 있어서, 상기 롤러의 외주에 내부측이 접촉하여 회전하는 회전 통을 설치하며, 상기 축지지되지 않은 롤러는 회전축의 일방향 회전에 대하여 회전축과 회전 통과의 사이에 내부접촉하는 것을 특징으로 하는 전동차량.
6. 회전축에 연결되는 롤러와, 이 롤러와 회전축과의 연결부분 이외에서 연결되는 출력축을 구비한 출력기구와로 되는 전달기구와를 구비하며, 상기 출력축은 상기 회전축을 중심으로 편심하고 있으며, 상기 출력기구의 위치를 고정하는 고정부재를 설치한 것을 특징으로 하는 전동차량.
7. 제4항에 있어서, 상기 롤러는 복수개의 롤러로 회전축에 접촉시켜 배치되며, 상기의 출력기구는 저면이 있는 원통형으로 형성되어, 내측면에 상기 롤러의 외주면을 접촉하여 배치시키는 것을 특징으로 하는 전동차량.
8. 제4항에 있어서, 상기 출력축에 환상의 전달부재를 설치하기 위한 풀리를 설치한 것을 특징으로 하는 전동차량.
9. 제4항에 있어서, 상기 출력기구는 상기 롤러와 연결되는 회전 통과, 이 회전 통을 덮고 상기 고정부재에 의해서 고정되는 뚜껑체로 되는 것을 특징으로 하는 전동차량.
10. 제4항에 있어서, 상기 전동기를 구동원으로 하여 구동륜을 회전시키는 전동구동부와, 인력을 구동원으로 하여 상기 구동륜을 회전시키는 인력구동부와를 구비하며, 상기 전달기구는 상기 전동기와 상기 구동륜의 사이에 개재 시킨 것을 특징으로 하는 전동차량.
11. 제4항에 있어서, 상기 전동기의 구동에 의해서 회전하는 회전측 케이싱과 이 회전측 케이싱에 마주하여 고정되는 고정측 케이싱에 의해서 구동륜의 허브를 구성하고, 이 허브내에 상기 전동기와 상기 전달기구를 내장시킨 것을 특징으로 하는 전동차량.