KR100676188B1 - 자전거 및 스쿠터 등을 포함하는 운송수단 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 페달을 통한 동력전달과 모터 또는 엔진 등을 통한 동력전달이 하나의 축을 통해서 각각 독립적으로 또는 병행해서 이루어질 수 있게 하여 기존의 변속기어를 그대로 사용할 수 있도록 구성된 운송수단을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은 트러스 구조 또는 일반 파이프 구조의 프레임과, 상기 프레임의 일측단에 회동가능하게 설치되고 상단에는 조종 핸들이 설치되는 포크, 상기 포크와 상기 프레임에 회전가능하게 장착되는 전륜 및 후륜, 상기 프레임의 중앙 하부에 회전가능하게 설치되는 크랭크샤프트, 상기 크랭크샤프트의 양단에 상호 대향되는 방사방향으로 연장되는 크랭크, 상기 크랭크의 선단에 회전가능하게 설치되는 페달을 포함하고, 상기 크랭크와 연결되는 크랭크샤프트에 일방향클러치를 매개로 설치되어 회전되는 클러치어댑터와, 상기 클러치어댑터에 설치되고 동력을 전륜 또는 후륜으로 전달하기 위한 스프로켓, 상기 클러치어댑터에 일방향클러치를 매개로 설치되어 회전되는 풀리를 포함하는 동력전달부와, 상기 프레임 일측에 설치되고 상기 풀리에 연결되어 동력을 전달하기 위한 구동부를 포함하는 운송수단을 제공한다.

클러치어댑터, 이륜차, 일방향클러치, 스프로켓, 풀리, 구동모터

Description

자전거 및 스쿠터 등을 포함하는 운송수단{A VEHICLE COMPRISING A BICYCLE AND A SCOOTER}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운송수단 중 일례인 이륜차를 도시한 측면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운송수단의 동력전달부를 도시한 개략적인 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운송수단의 동력전달부의 조립 상태를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 운송수단의 동력전달부 작동상태를 설명하기 위한 개념도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 이륜차 11 : 프레임

14 : 전륜 15 : 후륜

16 : 크랭크샤프트 17 : 크랭크

18 : 페달 20 : 구동모터

21 : 배터리 22 : 구동풀리

23 : 벨트 24 : 제어스위치

25 : 동력축 30 : 클러치어댑터

36b : 제1 일방향클러치 32 : 구동스프로켓

33 : 체인 34 : 피동스프로켓

35 : 피동풀리 36a : 제2 일방향클러치

37 : 제3 일방향클러치

본 발명은 자전거 및 스쿠터 등을 포함하는 운송수단에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 동력 전달 구조를 개선하여 사용자의 답력과 더불어 외부 모터(또는 엔진)의 구동력을 통해 주행할 수 있도록 구성된 운송수단에 관한 것이다.

일반적으로, 운송수단 중의 하나인 자전거는 별도의 외부 동력원 없이 사용자가 페달을 회전시켜 체인으로 뒷바퀴에 회전력을 가하여 구동력을 발휘하도록 하는 승용수단이다.

이러한 자전거는 현대의 교통문제 및 환경오염을 해결할 수 있는 친환경적인 이동수단이라는 점에서 점차 이용자가 늘어나고 있으나, 단순히 사용자의 신체로부터 발휘되는 동력으로 구동하기 때문에 장시간 주행하거나 경사진 언덕 등을 주행할 경우 사용자의 계속적인 체력소모로 인한 피로감을 유발시키는 단점이 있다.

즉, 종래의 자전거는 단순히 사용자의 체력에 의존하여 구동하기 때문에 사용자의 체력조건에 따라 원활한 주행이 이루어지지 않을 수 있고, 더욱이 지속적인 동력원의 제공이 이루어지지 않으므로 장거리 운전에는 적절하지 않은 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 많은 연구들이 있어왔으며, 환경에 전혀 해를 주지 않는 전기력으로 주행할 수 있는 전기자전거들이 개발되었다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 전기자전거들은 모두 전동모터의 동력이 언덕 길을 오를 때나 또는 페달력이 아주 미약할 때에 페달력을 보조할 수 있는 단지 보조동력원으로 사용되는 것에 불과하여 원거리 이동수단으로서의 역할까지는 하지 못하는 문제점을 가지고 있었다. 뿐만 아니라 상당히 복잡한 전동기구를 가지고 있어서 자전거의 중량을 과중하게 하고 또 제조원가도 너무 높다는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래 전기자전거들은 바퀴에 전동모터의 전동축을 직접 연결하는 동력전달방식을 채택하고 있어 흙이나 먼지 등에 쉽게 오염될 뿐만 아니라 노면의 굴곡에 따른 충격도 직접적으로 받기 때문에 전동모터의 고장발생율이 아주 높고 비포장도로에서는 바퀴에 묻는 흙에 의해 미끄러짐 현상이 발생하여 아예 사용조차 할 수 없다는 문제점을 가지고 있었다.

한편, 주행동력으로서 전동모터의 동력을 사용하는 경우 그 동력이 페달까지 전달되어 페달이 함께 회전되기 때문에, 주행에 따른 동력을 전동모터에 의존하여 페달을 구를 필요가 없는 경우에도 페달이 따라 돌아 그 페달과 함께 다리를 계속 회전하여야 하므로 다리를 편안히 둘 수 없다는 문제점도 가지고 있었다.

아울러, 바퀴축에 장착된 모터나 프레임에 장착된 모터 또는 엔진부로부터 직접 바퀴 축에 동력을 전달하여 회전시킴으로써 기존에 자전거에 설치된 변속기어를 사용할 수 없는 문제점이 있었다. 그 결과, 단지 모터 또는 엔진 자체의 출력만을 이용하여 바퀴를 구동시킬 수 밖에 없는 비효율성에 기인하여, 언덕주행이나 장거리 주행 또는 고속 주행이 불가능하였다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해서는 고출력의 모터(또는 엔진)와 함께 고용량의 배터리를 장착해야만 하는데, 이 경우 제조 원가가 엄청나게 상승함은 물론, 이로 인한 총 중량의 증가로 말미암아 페달만을 이용하여 운행 자체가 곤란해지는 문제점이 있었다. .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 페달을 통한 동력전달과 모터 (또는 엔진)를 통한 동력전달이 운송수단의 페달축 하나를 통해 각각 독립적으로 또는 병행해서 이루어질 수 있는 운송수단을 제공함에 있다. 이로 인해, 기존의 자전거 등에 설치된 변속기어를 수동 페달링시에도 사용할 수 있음은 물론, 모터 또는 엔진의 동력을 동시에 사용할 수 있다. 따라서, 소형 모터(엔진)의 동력과 페달링에 의한 동력을 동시에 사용하여 고출력을 생산할 수 있는 바, 종래의 전기자전거나 엔진자전거보다 효율적으로 운행할 수 있고, 또한 언덕 주행 및 고속 주행이 가능하고, 나아가 에너지 절감 효과도 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 구동부(모터 또는 엔진)의 동력전달이 이루어지는 상태에서 페달을 자유롭게 움직일 수 있는 바, 가파른 언덕의 경우 페달을 돌려 보조 동력을 제공할 수 있고, 편평한 도로의 경우 운휴 상태로 두어 편안한 주행을 할 수 있는 운송수단을 제공함에 또다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구조를 단순화하여 무게를 최소화함으로써 에너지 소모를 줄이고 설치 및 수리가 용이하며 제조원가를 낮출 수 있도록 된 운송수단을 제공함에 또다른 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 스쿠터를 포함하는 동력 운송수단에도 페달을 장착하여 페달링에 의한 보조동력을 제공할 수 있도록 함으로써, 일반적으로 스쿠터 등에 장착되는 소형 모터로도 고출력 및 고효율 주행이 가능하도록 한 것에 또다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자전거 및 스쿠터 등을 포함하는 운송수단에 있어서, 크랭크와 연결되는 크랭크샤프트에 일방향 클러치를 매개로 설치되어 회전되는 클러치어댑터와, 이 클러치어댑터에 설치되고 동력을 전륜 또는 후륜으로 전달하기 위한 스프로켓, 상기 클러치어댑터에 일방향 클러치를 매개로 설치되어 회전되는 풀리를 포함하는 동력전달부와, 운송수단의 프레임 일측에 설치되고 상기 풀리에 연결되어 동력을 전달하기 위한 구동부를 포함한다.

여기서 상기 일방향 클러치는 크랭크샤프트 및 풀리에 걸린 힘을 동일한 방향으로만 전달하도록 함이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 운송수단이 전진하는 방향으로 힘을 전달하도록 되어 있다.

또한, 상기 구동부는 전기에너지를 이용하여 동력을 발생시키는 구동모터 또는 가솔린 등의 연소에너지로부터 동력을 얻는 내연기관일 수 있으며 구동력을 발생시키면 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 풀리와 연결되는 구동부는 동력축에 설치되는 구동풀리와 상기 동력축 사이에 일방향 클러치가 설치되어 동력전달이 일방향으로만 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.

여기서 상기 구동부와 클러치어댑터는 풀리와 벨트(또는 체인)에 의한 동력전달 구조 이외에 스프로켓과 체인 등의 다양한 동력전달구조가 적용될 수 있으며 특별히 한정되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 이하에서는 본 발명의 기술적 특징을 보다 용이하게 설명하기 위하여 이륜차(특히, 자전거)를 일례로 하여 설명하지만, 본 발명의 운송수단은 자전거, 스쿠터 등의 이륜차, 바퀴가 셋 또는 넷 달린 삼륜차와 사륜차까지 포함하는 광의의 개념임을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운송수단 중 하나인 이륜차의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운송수단의 동력전달부를 도시한 개략적인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운송수단의 동력전달부의 조립 상태를 도시한 단면도이다.

상기한 도면에 의하면, 본 실시예에 따른 이륜차(10)는 트러스 구조 또는 일반 파이프 구조의 프레임(11)과, 이 프레임(11)의 일측단에 회동가능하게 설치되고 상단에는 조종 핸들(13)이 설치되는 포크(12), 상기 포크(12)와 상기 프레임(11)에 회전가능하게 장착되는 전륜(14) 및 후륜(15), 상기 프레임(11)의 중앙 하부에 회전가능하게 설치되는 크랭크샤프트(16), 상기 크랭크샤프트(16)의 양단에 상호 대향되는 방사방향으로 연장되는 크랭크(17), 상기 크랭크(17)의 선단에 회전가능하게 설치되는 페달(18), 상기 프레임(11) 일측에 설치되어 구동력을 발생시키기 위한 구동부, 상기 크랭크샤프트(16)에 연결설치되어 상기 페달(18) 구름에 의한 답력과 상기 구동부의 동력을 선택적으로 후륜(15)으로 전달하기 위한 동력전달부를 포함한다.

이에 따라 동력전달부를 통해 구동부의 동력 또는/ 및 탑승자의 인력을 필요에 따라 후륜(15)으로 전달하여 이륜차(10)를 전진시킬 수 있게 된다.

이하 설명에서 상기 이륜차(10)를 이루는 각 구성들 중 일반적인 이륜차와 공통적인 구성들에 대한 설명은 생략하고 본 발명의 이륜차(10)에서만 볼 수 있는 특유한 구성들의 특징과 작용에 대해서만 설명한다.

본 실시예에서 상기 구동부는 전기 에너지를 이용하여 동력을 발생시키는 구동모터(20)가 적용된다.

이를 위해 상기 구동부는 프레임(11) 일측에 설치되는 구동모터(20)와, 상기 프레임(11) 일측에 설치되고 상기 구동모터(20)에 전력을 공급하기 위한 배터리(21)를 포함한다.

또한, 상기 구동모터(20)는 동력축(25)에 구동풀리(22)가 설치되어 구동풀리(22)에 연결되는 벨트(23)( 또는 체인)를 통해 동력을 전달하는 구조로 되어 있다.

상기 구동모터(20)는 조종핸들(13) 등에 설치된 별도의 제어스위치(24)에 의해 제어작동된다.

여기서 상기 구동모터(20)와 상기 배터리(21)의 설치 위치에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 서로 분리되어 설치되거나 일체화되어 설치될 수 있다.

또한, 상기 구동부는 구동모터(20)의 동력축(25)에서 상기 동력전달부로 이어지는 동력전달경로상에 동력축(25)의 회전비를 조정하여 동력전달부로 전달하는 감속기어(도시되지 않음)를 더욱 포함할 수 있다.

한편, 상기 동력전달부는 상기 프레임(11)에 회전가능하게 설치되고 중심으로 상기 크랭크샤프트(16)이 결합되는 클러치어댑터(30), 상기 클러치어댑터(30)와 상기 크랭크샤프트(16) 사이에 설치되어 상기 클러치어댑터(30)에 상기 크랭크샤프트(16)의 회전력을 정방향으로만 전달하는 제1 일방향클러치(36b), 상기 클러치어댑터(30)에 고정설치되는 구동스프로켓(32), 상기 클러치어댑터(30)에 결합되어 회전력을 정방향으로만 전달하는 제2 일방향클러치(36a), 상기 구동모터(20)의 구동풀리(22)와 벨트(23)(또는 체인)를 매개로 연결되어 동력을 전달하는 피동풀리(35)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 제1 일방향클러치(36b)는 중앙에 암나사 구조(도시되지 않음)를 가지는 크랭크샤프트(16)에 결합된다. 그 다음, 크랭크샤프트(16)에는 스프로켓(32)이 설치된 클러치어댑터(30)가 끼워져, 볼트에 의해 클러치어댑터(30)에 제1 일방향클러치(36b)가 체결되어 고정된다. 따라서, 크랭크(17)를 통하여 크랭크샤프트(16)에 전달된 회전력은 제1 일방향클러치(36b), 클러치어댑터(30), 스프로켓(32)을 매개로 하여 체인 등에 의해 후륜으로 전달된다. 한편, 클러치어댑터(30)의 타측면에는 돌출된 어댑터부가 형성되어 있는데, 그 어댑터부에는 나사산이 형성되어 있다. 따라서, 제2 일방향클러치(36a)는 그 어댑터부의 나사산에 체결됨과 동시에, 볼트에 의해 풀리(35)가 제2 일방향클러치(36a)에 체결된다. 그 결과, 제2 일방향클러치(36a)에 의해 풀리(35)를 통하여 전달된 구동부의 회전력은 크랭크샤프트(16)에는 전달되지 않으면서 직접 스프로켓(32)으로 전달된다.

또한, 상기 동력전달부는 구동모터(20)의 동력축(25)과 상기 동력축(25)에 설치되는 구동풀리(22) 사이에 설치되어 상기 구동풀리(22)에 동력축(25)의 회전력을 정방향으로만 전달하는 제3일방향클러치(37)가 더욱 설치된다.

이하 설명에서 상기 "정방향" 이라 함은 이륜차(10)의 포크(12)에 설치된 전륜(14)을 이륜차(10)의 앞쪽으로 설정하였을 때 이륜차(10)가 전진하는 방향을 의미하는 것으로 정의하며, "역방향"이라 함은 그 반대 방향을 의미하는 것으로 정의한다.

이에 따라 구동모터(20) 또는 크랭크샤프트(16)이 정방향으로 회전할때에만 각 클러치에 의해 구동풀리(22), 피동풀리(35), 클러치어댑터(30) 및 크랭크샤프트(16)이 맞물려 동력을 최종적으로 후륜(15)의 피동스프로켓(34)으로 전달할 수 있게 된다.

여기서 상기 클러치어댑터(30)와 이에 결합되는 제1,2일방향클러치(36b,36a) 및 풀리(35)와 구동스프로켓(32)을 포함하는 상기 동력전달부는 하나의 일체화된 조립체로 구성될 수 있으며 상기 프레임(11)과 크랭크샤프트(16)에 대해 착탈가능하게 설치됨이 바람직하다.

또한, 상기 구동스프로켓(32)과 상기 피동스프로켓(34)은 각각 다단형 스프로켓으로서 복수의 변속단을 가지도록 구성될 수 있으며, 상기 구동스프로켓(32)과 상기 피동스프로켓(34)의 변속단을 조정할 수 있는 각 변속기구가 더욱 설치될 수 있다.

한편, 상기 일방향클러치는 예컨대 래칫(ratchet)을 이용하여 어느 일방향으로의 회전이 구속되도록 한 장치로 이에 대해서는 이미 많은 기술이 개시되어 있으 므로 이하 설명을 생략하도록 한다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

후륜(15)의 피동스프로켓(34)에 체인(33)을 매개로 연결된 구동스프로켓(32)은 프레임(11)에 회전가능하게 설치되는 클러치어댑터(30)에 장착되어 있어서, 클러치어댑터(30)가 정방향으로 회전함에 따라 동력이 피동스프로켓(34)으로 전달되어 후륜(15)을 구동시키게 된다.

본 실시예에서는 세 가지 모드에 의해 상기 클러치어댑터(30)를 정방향으로 회전시키기 위한 구동력이 얻어지게 되며, 그 하나는 페달(18)을 구름으로써 크랭크샤프트(16)을 회동시켜 클러치어댑터(30)를 회전시키는 것이고 다른 하나는 구동모터(20)의 회전력을 클러치어댑터(30)로 전달하여 클러치어댑터(30)를 회전시키는 것이며 나머지 하나는 두 동력원을 병행 사용하는 것이다.

먼저, 구동모터(20)가 작동하지 않는 상태에서 페달(18)의 구름을 통해서만 동력을 얻는 경우를 살펴보면, 탑승자는 크랭크(17)에 설치된 페달(18)을 발로 구름으로써 크랭크(17)에 연결된 크랭크샤프트(16)을 정방향으로 회전시키게 된다.

상기 크랭크샤프트(16)은 상기 클러치어댑터(30)에 제1 일방향클러치(36b)를 매개로 설치되어 있고 상기 제1 일방향클러치(36b)는 클러치어댑터(30)에 대해 상기 크랭크샤프트(16)이 정방향으로 자유롭게 회전되는 것을 구속하게 되므로, 상기 크랭크샤프트(16)이 회전함에 따라 상기 클러치어댑터(30)가 맞물려 따라 회전하게 된다.

이에 상기 클러치어댑터(30)에 설치되어 있는 구동스프로켓(32)이 회전하게 되고, 구동스프로켓(32)의 회전력은 체인(33)을 통해 피동스크로켓으로 전달된다.

이와같이 페달(18) 구름에 따른 답력은 크랭크샤프트(16)로 전달되고 제1 일방향클러치(36b)를 통해 클러치어댑터(30)로 전달되며 클러치어댑터(30)에 설치된 구동스프로켓(32)과 체인(33)을 통해 피동스프로켓(34)으로 전달되어 최종적으로 피동스프로켓(34)이 설치된 후륜(15)을 회전시켜 이륜차(10)가 앞으로 전진하게 되는 것이다.

이때, 상기 클러치어댑터(30)와 피동풀리(35) 사이에 설치되는 제2 일방향클러치(36a)는 상기 피동풀리(35)가 정방향으로 회전할 경우에만(피동풀리(35)에 대해서는 클러치어댑터(30)가 역방향으로 회전할 경우에만) 구속되어 동력이 전달되는 상태로, 상기와 같이 피동풀리(35)에 대해 클러치어댑터(30)가 정방향으로 회전하는 경우에는 두 부재가 서로 구속되지 않아 피동풀리(35)에 대해 클러치어댑터(30)가 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

따라서 페달(18) 구름에 따른 답력이 클러치어댑터(30)를 통해 피동풀리(35)로 전달되지 않아 구동모터(20)에 영향을 주지 않게 된다.

또한, 상기 구동모터(20)의 동력축(25)과 구동풀리(22) 사이에는 제3일방향클러치가 설치되어 있어서 피동풀리(35)와 벨트(23)(또는 체인)를 통해 구동풀리(22)로 페달(18)의 답력이 전달된 경우 상기 제3일방향클러치가 구동풀리(22)에서 동력축(25)으로 전달되는 동력을 차단하게 된다.

한편, 상기 구동모터(20)를 동력원으로 하여 이륜차(10)를 전진시키는 경우를 살펴보면 다음과 같다.

조종핸들(13)에 설치된 제어스위치(24)를 작동하게 되면 배터리(21)로부터 전원을 공급받아 구동모터(20)가 구동된다.

상기 구동모터(20)가 작동되면 동력축(25)에 설치된 구동풀리(22)가 회전하게 되고 구동풀리(22)에 벨트(23)(또는 체인)를 매개로 연결된 피동풀리(35)로 상기 구동모터(20)의 동력이 전달되어 피동풀리(35)가 회전하게 된다.

상기 피동풀리(35)는 상기 클러치어댑터(30)에 제2 일방향클러치(36a)를 매개로 설치되어 있고 상기 제2 일방향클러치(36a)는 클러치어댑터(30)에 대해 상기 피동풀리(35)가 정방향으로 자유롭게 회전되는 것을 구속하게 되므로, 상기 피동풀리(35)가 회전함에 따라 상기 클러치어댑터(30)가 맞물려 따라 회전하게 된다.

이에 상기 클러치어댑터(30)에 설치되어 있는 구동스프로켓(32)이 회전하게 되고, 구동스프로켓(32)의 회전력은 체인(33)을 통해 피동스크로켓으로 전달된다.

이와같이 구동모터(20)에서 발생된 동력은 구동풀리(22)와 벨트(23)(또는 체인)를 통해 피동풀리(35)로 전달되고 제2 일방향클러치(36a)를 통해 클러치어댑터(30)로 전달되며 클러치어댑터(30)에 설치된 구동스프로켓(32)과 체인(33)을 통해 피동스프로켓(34)으로 전달되어 최종적으로 피동스프로켓(34)이 설치된 후륜(15)을 회전시켜 이륜차(10)가 앞으로 전진하게 되는 것이다.

이 과정에서 상기 크랭크샤프트(16)은 제1 일방향클러치(36b)를 통해 상기 클러치어댑터(30)와 구속되지 않은 상태로 클러치어댑터(30)의 회전과 관계없이 무 회전 상태를 유지할 수 있게 된다.

즉, 상기 클러치어댑터(30)와 크랭크샤프트(16) 사이에 설치되는 제1 일방향클러치(36b)는 상기 크랭크샤프트(16)이 정방향으로 회전할 경우에만(크랭크샤프트(16)에 대해서는 클러치어댑터(30)가 역방향으로 회전할 경우에만) 구속되어 동력이 전달되는 상태로, 상기와 같이 크랭크샤프트(16)에 대해 클러치어댑터(30)가 정방향으로 회전하는 경우에는 두 부재가 서로 구속되지 않아 동력이 전달되지 않고 클러치어댑터(30)에 대해 크랭크샤프트(16)이 자유로운 상태가 된다.

따라서 구동모터(20)의 동력이 최종적으로 후륜(15)으로 전달되어 이륜차(10)가 전진하는 상태에서도 크랭크샤프트(16)은 클러치어댑터(30)를 따라 회전되지 않아 페달(18)이 자유로운 상태를 유지하게 되고, 사용자는 구동모터(20)에 의해 이륜차(10)가 주행하는 동안 페달(18)에 발을 올려놓고 휴식을 취할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 구동모터(20)의 동력을 이용하여 이륜차(10)를 전진하는 상태에서 페달(18)을 구름으로써 페달(18)의 답력을 보조 동력원으로 사용할 수 있게 된다.

언급한 바와 같이 구동모터(20)가 구동됨으로써 클러치어댑터(30)가 정방향으로 회전하게 되며, 이 상태에서 탑승자가 페달(18)을 구르게 되면 크랭크샤프트(16)이 정방향으로 회전되고 제1 일방향클러치(36b)에 의해 구속된 상기 클러치어댑터(30)로 페달(18)의 답력이 전달되어 클러치어댑터(30)에 회전력을 부가하게 되는 것이다.

이러한 작동을 통해 구동모터(20)의 동력과 페달(18) 구름에 의한 답력을 클러치어댑터(30)에 인가하여 이륜차(10)의 주행력을 배가시킬 수 있게 된다.

본 발명은 이상과 같이 상당히 획기적인 동력전달구조를 갖는 이륜차(10)를 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 운송수단에 의하면,

전동모터 또는 엔진의 동력 또는 페달에 의해 가해지는 답력을 구동스프로킷에 전달하는 전동수단으로써 단지 세 개의 일방향클러치(제 1, 2 정방향클러치 및 역방향클러치)로 이루어져 그 구성이 극히 단순하고 경량인 전동기구가 사용되기 때문에 제조원가가 아주 저렴하며 경량이라는 장점을 가지고 있다.

뿐만 아니라 상기 전동기구는 독립적인 설계제작이 가능하고 또 그 탈착도 아주 용이하므로, 이 전동기구를 별도 제작하여 전동모터 및 축전기와 함께 기존의 자전거 등과 같은 운송수단에 장착할 경우 간편하게 동력을 가진 운송수단으로 사용할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명에 따르면 아주 저렴한 비용으로 일반 범용(汎用) 자전거를 전기동력으로 주행할 수 있는 동력 운송수단으로 전환하여 사용할 수 있다는 특유의 효과가 있다. 아울러, 본 발명에 따라 전동기구가 추가적으로 장착되는 일반 자전가 등이 이미 변속기어를 구비한 경우에는, 변속기구를 전동모터 힘으로 주행하는 동안에 이용할 수 있으므로 고출력 주행이 가능함은 물론 축전지의 효율적 이용을 도모할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 발명에 따른 운송수단은, 전동모터의 동력이 페달 답력을 보충하는 보조동력원으로서가 아닌 다른 동력의 보충없이 주행시킬 수 있는 주동력원으로서 사용되므로, 운동수단으로서는 물론, 원거리 이동시 사용하는 교통수단으로서도 적극적으로 활용될 수 있다.

또, 본 발명에 따른 운송수단은 전동모터의 회전력이 후륜에 직접 전달되지 않고 구동스프로킷과 피동스프로킷을 통하여 후륜에 전달되므로, 후륜에 직접 동력을 전달하는 종래 자전거와 달리 노면의 상태에 제약받지 않고 예컨대 비포장 도로에서도 무리없이 사용할 수 있다. 또한, 전동모터 구동시에는 상기 전동기구의 동력차단에 의해 페달이 따라돌지 않음으로써 전동모터의 동력에 의존하여 주행하는 경우에는 다리를 편안하게 하여 쉴 수 있다는 장점도 가지고 있다.

아울러, 본 발명에 의하면, 모터 또는 엔진을 동력원으로 사용할 때에도 기존의 자전거 등에 장착된 변속기어를 그대로 사용할 수 있으므로, 소형 모터 또는 엔진의 출력만으로도 높은 언덕 주행 및 고속 주행이 가능하다. 따라서, 고용량 배터리 대신에 저용량 배터리만으로도 충분한 동력을 얻을 수 있기에, 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 고용량 배터리 장착에 따른 제조 원가 상승의 문제점을 해소하였고, 차체 경량화를 실현하였다.

Claims (6)

1. 자전거 및 스쿠터 등을 포함하는 운송수단에 있어서,

   트러스 구조 또는 일반 파이프 구조의 프레임과, 상기 프레임의 일측단에 회동가능하게 설치되고 상단에는 조종 핸들이 설치되는 포크, 상기 포크와 상기 프레임에 회전가능하게 장착되는 전륜 및 후륜, 상기 프레임의 중앙 하부에 회전가능하게 설치되는 크랭크샤프트, 상기 크랭크샤프트의 양단에 상호 대향되는 방사방향으로 연장되는 크랭크, 상기 크랭크의 선단에 회전가능하게 설치되는 페달을 포함하고,

   상기 크랭크와 연결되는 크랭크샤프트에 제1 일방향클러치를 매개로 설치되어 회전되는 클러치어댑터와, 상기 클러치어댑터에 설치되고 동력을 후륜으로 전달하기 위한 스프로켓, 상기 클러치어댑터에 제2 일방향클러치를 매개로 설치되어 회전되는 풀리를 포함하는 동력전달부와;

   상기 프레임 일측에 설치되고 상기 풀리에 연결되어 동력을 전달하기 위한 구동부

   를 포함하는 운송수단.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 일방향클러치는 크랭크샤프트 및 풀리에 걸린 힘을 운송수단이 전진하는 방향으로만 전달하는 구조로 된 것을 특징으로 하는 운송수단.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는 상기 프레임 일측에 설치된 구동모터 또는 엔진과, 상기 구동모터 또는 엔진의 동력축에 설치되는 구동풀리, 상기 구동풀리와 상기 클러치어댑터에 설치되는 풀리를 연결하는 벨트 또는 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 운송수단.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 동력축과 상기 구동풀리 사이에 동력축의 회전력을 운송수단이 전진하는 방향으로 전달하는 제3 일방향클러치가 더 설치된 것을 특징으로 하는 운송수단.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 동력전달부는 하나의 일체화된 조립체로 구성되어 상기 프레임에 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 운송수단.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 스프로켓은 복수의 변속단을 갖는 다단형 스프로켓으로 이루어지고 일측에 변속단을 조정할 수 있는 변속기구가 구비된 것을 특징으로 하는 운송수단.

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