KR101285926B1 - 3륜 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3륜 자전거에 관한 것으로 페달 또는 모터의 회전력을 뒷바퀴에 전달하기 전에 스프링을 통해 축적하여 완충하도록 1차축(33)의 일단부에 체인기어(46)가 체결되고, 타측 단부에는 실린더 구조의 중앙에는 원형 홈(43)이 삭설되어 뒷바퀴(2, 2')에 전달되는 2차 축(34)의 일단에 형성된 실린더(44)가 끼워져 동심 홈이 되어 스프링(27)을 통해 1차 축(33)의 원형 홈(43)에 끼워서 자유롭게 회전하도록 하고, 상기한 스프링(27)의 중앙 내부에는 돌기(50)를 갖는 스프링 고정용 슬라이드 링(51)이 고정되어 스프링(27)의 양면으로 삽입하는 1, 2차 축(33, 34)의 단부에 형성된 슬라이드 키이 홈(41, 42)이 돌기(50)에 결합하여 끼워지도록 하여 뒷바퀴에 구동력을 전달하도록 함으로서 3륜 자전거의 전복이나 급제동시의 충격을 흡수하여 안전을 도모하도록 한다.

1, 2차축, 체인기어, 실린더, 스프링, 슬라이드링, 홈, 슬라이드 키이 홈.

Description

3륜 자전거 {a three-wheeler}

3륜 이상의 운송수단에서 차동 구동 및 순간적인 과도한 동력전달 체계에서의 기기의 소손을 방지하며 승차자의 안전을 도모하기 위한 기술임.

3륜 자전거 또는 전동 구동 3륜 자전거를 구성함에 있어서 뒷바퀴 축의 차동구동 및 전동모터의 추진력과 페달의 추진력이 합하여져 운전할 때 효과적인 동력 전달을 달성하여 사고의 발생을 미연에 방지하고 효과적인 운전을 도모할 수 있도록 하고자 하는 것임.

3륜 자동차(3륜차)는 2륜차 와 달리 회전 시 뒷바퀴축의 회전반경의 차이로 인한 전복사고가 발생할 수 있으며, 페달과 전기적 동력이 함께 구동되는 경우 페달과 동력의 차이로 인한 제어의 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서는 종래 차동 기어박스를 설치하도록 되어 있다. 그러나 동력 손실은 물론 고가이고 무겁다는 단점이 있다. 또한 체인에 의해 구동되는 자전거의 경우 언덕길에서 출발시 체인에 과도한 힘이 인가되어 체인이 손상되는 경우가 발생하게 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 과거의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 뒷바퀴의 회전시 차동구동 및 페달과 모터의 동력이 바퀴에 전달될 시, 그 힘의 차이로 인한 차동 제어를 차동기어가 아닌 종래의 자전거 부품인 한 방향 구동 체인기어의 조합으로 해결할 수 있음을 알게 되고, 이때 순간적인 과부하가 체인에 인가되지 않도록 회전력 현가장치를 뒷바퀴의 구동축에 구현함으로서 기동시 부드러운 기동이 이루어지도록 함으로서 목적을 달성할 수 있었다.

상기와 같이 전동 구동 3륜차의 조향(調向)성을 높여주고 기동 시 무리한 힘이 들지 않으면서도 주행 시는 동력의 엉킴이 없어 출렁이는 폐단을 막을 수 있어서 쾌적한 승차감을 줄 수 있는 유효한 발명인 것이다.

이하 본 발명은 첨부된 실시예의 도면을 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. 도1은 본 발명의 이해를 돕기 위한 종래 3륜차의 설명도로 부호1은 앞아퀴이며, 2및 2'는 뒷바퀴. 3은 핸들, 4는 변환레버, 5는 운전석, 6은 뒷좌석으로 2명이 탈수 있도록 되어 있고 7은 태양전지판을 의미하는 것으로 뒷좌석 6에는 간단한 화물도 탑재할 수 있도록 되어 있는 것이며, 도2는 본 발명을 설명키 위한 전체적인 동력 전달 계통을 도시한 것이며 도3은 부분 확대 설명도로 함께 설명함으로서 본 발명을 이해하는데 도움을 줄 것이다.

즉 본 발명은 노약자나 관광지 또는 골프장과 같은 곳에서 운행할 수 있도록 페달(10)을 구동하면서 얻어지는 동력과 언덕길 등에서 보조 동력으로 모터(26)가 병행하여 전달하는 체계를 구현하기 위한 제반 기술적 문제를 해결할 수 있는 수단을 제안하는 것이다.

상기에서 알 수 있는 바와 같이 뒷좌석이 있음으로 인해 하중을 지지하기 위한 뒷바퀴(2, 2')가 필요함으로 커브 길에서 두 바퀴(2, 2')의 회전 반경이 다름으로 인한 차동기어 시스템이 필요하게 되며, 페달(10)과 모터(26)와의 속도차에 의한 부조화(不調和)현상을 해결해야 하는 것이므로 병열 동력의 차동 시스템이 필요하게 되는 것이다. 또 기존의 자전거 부품인 체인(12)을 사용함에 있어 부하가 큼으로 인한 정지 후 출발 시 과중한 힘이 체인기어(11)와 체인(12)에 인가됨으로 체인이 끊기는 현상이 발생된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 복잡한 동력 계통과 비교적 큰 하중을 끌고 갈 수 있는 체인 계통에 충격 부하가 완충 되도록 제안하는바 도2에 도시와 같이 페달(10)에서 얻어지는 회전력은 체인(12)을 통해 속도 가변 체인기어(29)에 전달되고 동축 샤프트에 연결된 체인기어(17)가 회전하게 된다. 이와 같은 회전력은 체인(17)을 통해 중간 샤프트(30)에 구성된 체인기어(24)를 돌리게 되고, 샤프트(30)양단에 구성된 체인기어(24)를 돌리면서 샤프트(30)양단에 구성된 체인기어(21, 23)는 체인(19, 20)을 통해 뒷바퀴(2, 2')로 동력을 전달하도록 되어 있다. 또한 도면에서 미 설명부호 22는 체인기어, 25는 좌측 현가장치 블록(우측도 같음), 26은 모터, 27은 완충 스프링, 28은 모터 감축 기어를 의하는 것이며, 전기 장치에 대해서는 본 발명을 설명함에 있어서는 관련이 없는 것이므로 이에 대한 설명은 생략했다.

다만 본 발명이 요지로 하는 현가장치 블록에 있는 것이므로 이에 대해서만 설명을 한다.

따라서 상기한 체인기어(22, 24)는 일반적인 자전거 부품으로 도6에 도시와 같이 내부의 회전자(70)가 시계방향으로 회전하면서 회전속도가 외부의 체인기어(71)의 속도보다 빠를 때 중앙에 구성한 갈퀴(72)가 압축 스프링(73)에 밀리는 힘으로 외부 회전자(71)의 내부 톱니형기어(74)에 걸려 회전력을 전달하는 구조이다. 이 기어는 내부의 회전자(70)가 반 시계방향으로 회전하면, 중간의 갈퀴(72)가 내부 회전자(70)의 안으로 들어가 외부의 회전자(71)를 구동할 수 없고, 외부회전자(71)가 내부 회전자(70)보다 더 빨리 돌아갈 때도 내부 회전자(70)의 속도에 구애됨이 없이 내부 회전자(70)보다 빨리 돌아가도록 되는 일반적으로 사용되고 있는 부품을 지칭하는 것이다.

이하 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도3은 상기한 앞 뒷바퀴를 현가하는 현가장치(25)의 내용을 도시하고 도4의 A, B, C, D는 상기한 현가장치고 여기서 A는 정면도로 할 때 B는 A의 촤측면도, C는 좌측 사시도이고 D는 B의 좌측 사시도를 설명하는 구체적으로 설명키 위한 설명도이며, 도5는 본 발명 요지의 분해된 상태의 사시도로 이를 구체적으로 설명한다.

도4에서 뒷바퀴 축(30)이 고정되는 축(軸)하중 현가장치(60)장치에는 하중에 의해 덜컹거리는 현상을 줄이기 위해 축 하중 현가장치와 페달(10) 또는 모터(26)에 의해 전달되는 회전력을 뒷바퀴(2, 2')에 전달하기 직전 스프링(27)에 축적시켜 회전력을 완충시키는 장치가 구성되어 있음을 도시하고 있다. 이와 같은 완충장치 블럭은 베어링블럭(63)과 뒷바퀴 현가장치 고정틀(60)이 자전거의 주 몸체에 고정된 상태에서 바퀴 지지 현가대(35, 36)가 일정 회전각을 가지고 움직이도록 되어 있으며, 이와 같은 움직임은 하중 완충을 위한 스프링(31, 32)에 의해 적정한 압력을 받는데 뒷바퀴(2, 2')에 전달될 충격을 이 스프링(31, 32)이 흡수함으로서 좌 우측의 뒷바퀴(2, 2')가 독립적인 현가 기능을 갖게 되는 것이다.

또 현가장치 고정틀(60)에는 뒷바퀴 동력전달 2차축(34)가 공심 조립되어 단절된 상태에서 완충용 스프링(27)으로 체결되어 있는데. 그 분해 설명이 도 5에 도시되어 있다.

즉 모터(26) 또는 페달(10)의 회전력을 받도록 된 체인기어(46)가 뒷바퀴(2, 2')에 동력 전달하는 1차 축(33)에 나사(40)로 체결되어 있고, 이와 같은 1차 축(33)의 우측 단부에는 실린더 구조의 중앙에는 원형 홈(43)이 형성되고 외부 표면의 일 측에 횡 직선상태의 키이홈(41)이 삭설(削設)되어 있다. 상기 원형 홈(43)은 바퀴에 전달되는 2차 축(45)일단에 형성된 실린더(44)가 끼워질 동심 홈이 되며, 2차 축(34)의 동심축(34)에도 횡 직선형 키이홈(42)이 형성되고 실린더(44)가 상기한 완충 스프링(27)을 통해 원형 홈(43)에 끼워지면, 상기 1, 2차축(33, 45)이 자유롭게 회전하도록 되어 있어서, 동일선상의 축으로서 작동하게 되는 것이다.

즉, 상기한 완충 스프링(27)의 중앙에는 내주 일 측면에 돌기(50)를 갖는 스프링 고정용 슬라이드 링(51)이 있어서 완충 스프링(27)의 양측으로 삽입하는 1, 2차 축(33, 45)의 일단에 형성된 슬라이드 키이 홈(41, 42)이 완충 스프링(27)의 내주 면에 고정되는 슬라이드 링(51)의 돌기(50)에 맞추어 끼워지도록 되어 있어서 뒷바퀴를 연결 결합하는 축(33)(45)에 동력이 전달하도록 되어 있다. 이와 같은 구성으로 되는 것이므로 1차축(30)으로 부터 급작스런 회전력이 인가되거나 바퀴(2 또는 2')가 지면과의 사이에 마찰이 큰 상태라면, 2차축(45)은 고정된 상태에서 1차축(33)만이 회전하려하고 이때 완충 스프링(27)이 감기면서 이 힘을 저장하게 되고, 완충 스프링이 감길 때 완충 스프링(27)은 길이방향으로 줄어드는데 이 줄어든 만큼 키이홈(41, 42)를 따라 1, 2차축(33, 45)과의 사이는 수평으로 축소되어 완충 스프링(27)은 자유롭게 수축과 이완을 수행할 수 있게 되는 것이다.

또 자전거의 회전이 아닌 직선주행에 있어서도 페달을 밟음으로 인한 동력과 보조역의 동력인 모터(26)의 회전력에 의한 동력의 속도차가 서로 충돌되지 않도록 하는 효과도 발휘하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 언덕길과 같은 도로에서 정지된 상태의 자전거를 움직이려 할 때 힘이 많이 필요하여 페달에 의해 전달되는 과도한 힘을 스프링에 축적하여 체인이 끊기는 현상을 방지하도록 초기의 힘을 완충 스프링에 축적하고 계속 인가되는 힘과 완충용 스프링이 축적한 힘이 더해져서 뒷바퀴로 전달할 수 있어서 부드러운 운동을 할 수 있는 것이며, 또 설명에는 생략되어 있으나 모터가 과도 특성에 의해 회전이 급작스런 요동이 있을 때에도 그 회전력을 완충시켜 자전거가 출렁이는 현상도 방자할 수가 있는 것이다.

도1은 통상적인 3륜차의 설명도,

도2는 본 발명을 설명키 위한 동력 전달의 계통도,

도3은 축의 동력 전달상태를 설명키 위한 부분설명도,

도4는 축의 현가장치도이며 A는 평면도, B는 좌측면도, C는 죄측면의 평면 사시도, D는 C의 우측 평면 설명도이다.

도5는 본 발명의 요부인 축 회전동력의 완충기 분해 사시도이며,

도6은 한 방향 동력 전달 체인기어의 회전방향 설명도이다.

***** 도면중 부호의 설명 *****

1은 앞버퀴, 2, 2'는 뒷바퀴, 3은 핸들, 4는 기어 변환레버, 5는 운전석, 6은 뒷좌석, 7은 태양전지판, 8은 태양전지판, 10은 페달, 11은 첸지기어, 1217, 18, 19 20은 체인, 21,22,23,24는 한 방향 동력전달 체인기어, 현가장치 블록, 26은 모터, 27은 완충 스프링, 28은 모터 감속기어, 29는 다단 체인기어, 30은 축, 31, 32는 스프링, 33은 1차 축, 34는 2차 축, 35, 36은 바퀴 지지 현가대, 40은 나사산, 41, 42는 키이홈, 43은 동심홈, 44는 2차축의 실린더, 70은 내부 회전자, 71은 외부 회전자, 72는 걸림갈퀴, 73은 압축 스프링을 의미한다.

Claims (2)

1. 페달 또는 모터의 동력을 체인을 통해 중간 회전 축에 전달되고 체인에 의해 뒷바퀴로 전달되도록 함에 있어서,

   뒷바퀴(2, 2')를 현가하는 현가대(35)가 일정 회전각을 가지고 움직이도록 되고, 완충 스프링(31, 32)에 의해 충격을 흡수하도록 되는 것과,

   체인기어(46)가 1차축(33)에 나사(40)로 체결되고, 상기 1차축(33)의 타측에는 원형 홈(43)과 외부 표면에 횡 직선형태의 미끄럼 키이홈(41)이 형성되고, 2차축(45)의 동심축(34)에도 미끄럼 키이홈(42)과 실린더형 돌기(44)가 형성되어 상기 1차 축(33)의 원형홈(43)에 스프링(27)의 링(51)을 통해 공심으로 삽통하도록 되는 것을 특징으로하는 3륜 자전거.
2. 청구항 1에 있어서,

   스프링(27)의 중앙 내주 면에 돌기(50)를 갖는 슬라이드 링(51)이 고정되어 상기한 1, 2차축(33, 34)에 형성된 미끄럼 키이홈(41, 45)이 돌기(50)를 따라 끼워짐을 특징으로 하는 3륜 자전거.

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