KR101461088B1 - Bicycle with a renewable energy driving means - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 관한 것으로, 배터리와 연료전지 및 회생제동 장치를 포함한 신재생 동력수단을 콤팩트하게 제작하여 사용자가 편하게 각 모드를 선택할 수 있고, 신재생 동력수단을 쉽게 자전거에 착탈시킬 수 있게 한 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명을 적용하면, 착탈이 매우 용이하여 사용자의 상황 또는 장치의 고장시 신속하게 착탈할 수 있고, 부피가 작아서 자전거용으로 적합하며, 소음이 작다는 장점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle equipped with a new and renewable power means that is easy to install and detach, and it is possible to make a new and renewed power means including a battery, a fuel cell, and a regenerative braking device compact, And a bicycle equipped with the new and renewable power means for easily detaching and attaching the power means so that the power means can be easily attached to and detached from the bicycle.
According to the present invention, it is very easy to attach and detach, so that it can be easily attached and detached in case of a user's situation or device failure, has a small volume, is suitable for bicycle use, and has a small noise.

Description

착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거{BICYCLE WITH A RENEWABLE ENERGY DRIVING MEANS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bicycle equipped with a renewable power unit,

본 발명은 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 관한 것으로, 보다 상세하게 배터리와 연료전지 및 회생제동 장치를 포함한 신재생 동력수단을 콤팩트하게 제작하여 사용자가 편하게 각 모드를 선택할 수 있고, 신재생 동력수단을 쉽게 자전거에 착탈시킬 수 있게 한 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bicycle equipped with a renewable power unit which is easy to install and detach, and more specifically, a new and renewable power unit including a battery, a fuel cell, and a regenerative braking unit is compactly manufactured, And a bicycle equipped with the new and renewable power means for easily attaching and detaching the renewable power means to and from the bicycle.

주지된 바와 같이, 자전거는 사용자가 안장에 착석한 상태에서 핸들을 파지하고 다리의 힘을 이용하여 바퀴를 회전시키는 운행수단 중 하나로서 최근에는 저잔거 레저인구가 급속하게 증가되고, 이를 반영하여 지자체 곳곳에 자전거를 탈 수 있는 자전거 전용도로를 건설함으로써 심지어는 자전거를 이용하여 통학 또는 출퇴근하는 자전거 족이 급속하게 증가되는 실정이다.As is well known, the bicycle is one of means of driving the wheel by gripping the handle while the user is seated in the saddle and using the force of the leg. Recently, the population of low leisure has been rapidly increased, By building bicycle lanes that can ride bicycles in many places, even bicycle riders who commute to or commute to work by bicycle are rapidly increasing.

하지만, 자전거가 다닐 수 있는 도로도 역시 차도와 마찬가지로 지면의 굴곡이나 경사에 따라서 다수의 언덕이 반복적으로 연결된 상태인 것이 대부분인 바, 경사도가 급한 도로는 자전거로 오르기가 매우 어렵다는 문제가 있었다.However, the road on which the bicycle can travel is also a state in which many hills are repeatedly connected to each other depending on the bend or slope of the ground, as in the case of the roadway, and there is a problem that it is very difficult to climb the bicycle road.

이러한 문제는 결국 자전거 이용을 제한시킨다는 문제가 있었다.These problems ultimately limit the use of bicycles.

따라서, 최근에는 자전거에 가솔린 엔진을 탑재하여 경사로 또는 사용자가 육체적으로 피곤할 때 엔진을 구동시켜 좀더 편리하게 주행할 수 있는 동력 자전거가 개발되었다.Therefore, recently, a bicycle is equipped with a gasoline engine, and a power-assisted bicycle has been developed that can run on the ramp or when the user is physically tired, by driving the engine more conveniently.

하지만, 이러한 동력 자전거는 소음이 크고 엔진이 소형이므로 상대적으로 출력이 낮아서 주행시 매연이 많이 발생된다는 단점이 있었다.However, such a power-driven bicycle is disadvantageous in that noise is large and the engine is small, so that the output is relatively low, and smoke is generated at the time of driving.

최근에는 태양열, 풍력, 수소연료전지 등과 같은 신재생 에너지장치나 제동력을 이용하여 발전하는 회생제동 동력장치가 적용된 주행수단이 주목받고 있는 까닭에 유수의 자동차 회사에서는 이러한 신재생 에너지장치나 회생제동 동력장치에 대해 활발한 개발을 하고 있다.In recent years, renewable energy devices such as solar power, wind power, hydrogen fuel cells, and the like have been attracting attention as driving means to which a regenerative braking power device that is developed using braking power is applied. Therefore, We are actively developing devices.

하지만, 이러한 신재생 에너지장치나 회생제동 동력장치를 자전거에 적용하는 경우 전체적인 부피가 커지기도 할뿐더러 장치가 복잡하여 착탈이 쉽지 않다는 문제가 있었다.However, when such a new renewable energy device or a regenerative braking power device is applied to a bicycle, there is a problem that the overall volume is increased and the device is complicated, so that it is not easy to attach and detach.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 배터리와 연료전지 및 회생제동 장치를 포함한 신재생 동력수단을 콤팩트하게 제작하여 사용자가 편하게 각 모드를 선택할 수 있고, 신재생 동력수단을 쉽게 자전거에 착탈시킬 수 있게 한 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the circumstances of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a new and renewable power means including a battery, a fuel cell, and a regenerative braking device, And it is an object of the present invention to provide a bicycle equipped with a new and renewable power means which can be easily attached to or detached from a bicycle.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 자전거의 메인 프레임(4)과 연결된 헤드튜브(6)에 착탈 가능하게 거치되어 제동력으로 발전을 수행하는 회생제동부(20)와; 메인 프레임(4)의 후방에 연결된 짐받이(10)상에 결합되고, 그 내부에 수소 연료전지를 이용하여 동력을 발생하는 연료전지 동력부(60)와, 상기 회생제동부(20)와 연료전지 동력부(60)로부터 발전 전원을 인가받아 충전하고, DC모터(70)로 충전된 전력을 제공하는 에너지 저장부(50)가 탑재된 동력부(100)와; 사용자가 구동모드를 선택하기 위한 구동모드 선택부(106)와; 상기 구동모드 선택부(106)에 의해 DC 모터(70)로의 전원 투입을 단속하는 스위칭부(108)로 구성된 것을 특징으로 하는 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거가 제공된다.In order to accomplish the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, a regenerative braking unit (20) detachably mounted on a head tube (6) connected to a main frame (4) of a bicycle and performing power generation by a braking force; A fuel cell power section 60 coupled to a load 10 connected to the rear of the main frame 4 and generating power using a hydrogen fuel cell in the fuel cell power section 60; A power unit 100 mounted with an energy storage unit 50 for receiving power from a power unit 60 to charge and charging the DC motor 70; A drive mode selection unit 106 for the user to select a drive mode; And a switching unit (108) for interrupting the supply of power to the DC motor (70) by the drive mode selection unit (106).

바람직하게, 상기 DC 모터(70)는 그 축에 자전거의 종동 스프라켓(14)이 체결된 종동축(15)에 축결된 서브 스프라켓(16)과 서브 체인(104)으로 연결되는 모터 스프라켓(102)이 결합된 것을 특징으로 하는 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거가 제공된다.The DC motor 70 preferably includes a motor sprocket 102 connected to a sub-sprocket 16 and a sub-chain 104, which are mounted on a slave shaft 15 to which a driven sprocket 14 of the bicycle is fastened, The present invention provides a bicycle provided with a new and renewable power means that is easy to attach and detach.

바람직하게, 상기 에너지 저장부(50)는 리튬배터리로 구성되거나 또는 다수개의 슈퍼 커패시터가 병렬로 접속된 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거가 제공된다.Preferably, the energy storage unit 50 is constituted by a lithium battery or a plurality of supercapacitors connected in parallel. The bicycle is provided with a renewable power unit that is easily detachable.

바람직하게, 상기 회생 제동부(20)는 상기 헤드튜브(6)에 브라켓으로 연결되어 하부를 지지하고, 저면에 다수개의 롤링부재(26)가 삽입되는 롤링부재 삽입홈(24)이 형성된 하부지지대(22)와; 상기 하부지지대(22)상에 유동 가능하게 안착되고 그 배면이 상기 하부지지대(22)에 스프링(28)으로 연결되고, 그 전면은 제동케이블(32)의 타단이 연결된 케이싱(30)과; 상기 케이싱(30)의 내부에 구비되며 일부 노출되어 제동케이블(32)이 당겨짐에 따라 휠(13)에 밀착되어 회전하는 마찰회전부재(36)와; 상기 마찰회전부재(36)의 하단에 축결된 제 1풀리(38)와; 제 1풀리(38)와 벨트(40)로 동시 연결되어 제 1풀리(38)의 회전력을 전달받는 제 2풀리(42)와; 상기 제 2풀리(42)에 축결되어 발전하는 발전기(44)로 구성된 것을 특징으로 하는 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거가 제공된다.Preferably, the regenerative braking unit 20 is connected to the head tube 6 through a bracket to support a lower portion of the regenerative braking unit 20, and a rolling member insertion groove 24 into which a plurality of rolling members 26 are inserted, (22); A casing 30 which is movably seated on the lower support 22 and whose back surface is connected to the lower support 22 by a spring 28 and whose front surface is connected to the other end of the brake cable 32; A frictional rotary member 36 provided inside the casing 30 and partially exposed to rotate in close contact with the wheel 13 as the braking cable 32 is pulled; A first pulley 38 that is fastened to the lower end of the friction rotary member 36; A second pulley 42 simultaneously connected to the first pulley 38 and the belt 40 to receive the rotational force of the first pulley 38; And a generator (44) that is energized and built in the second pulley (42).

본 발명에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거는 착탈이 매우 용이하여 사용자의 상황 또는 장치의 고장시 신속하게 착탈할 수 있고, 부피가 작아서 자전거용으로 적합하며, 소음이 작다는 장점이 있다.The bicycle equipped with the new and renewable power means according to the present invention is very easy to mount and dismount, so that it can be attached and detached quickly in case of a user's situation or apparatus failure, is suitable for bicycle because of its small volume, There are advantages.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거의 외형을 도시한 측면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거의 회로구성을 도시한 블록구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 서브 스프라켓의 결합상태를 나타내는 평단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 회생제동부의 구성을 도시한 요부 확대 측단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 회생제동부의 작동상태를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a side view showing the outline of a bicycle equipped with a renewable power unit which is easily detachable according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a bicycle equipped with a renewable power unit that is easily detachable according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a coupled state of a sub-sprocket included in a bicycle equipped with a renewable power unit that is easy to install and detach according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an enlarged side sectional view of a main portion showing a structure of a regenerative braking portion included in a bicycle equipped with a renewable power means that is easily detachable according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing an operating state of a regenerative braking unit included in a bicycle equipped with a renewable power unit that is easily detachable according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거의 외형을 도시한 측면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거의 회로구성을 도시한 블록구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 서브 스프라켓의 결합상태를 나타내는 평단면도이다.FIG. 1 is a side view showing the outer appearance of a bicycle equipped with a new and renewable power means that is easy to remove and detaching according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a bicycle according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan sectional view showing a sub-sprocket engaged in a bicycle equipped with a renewable power unit that is easy to install and detach according to an embodiment of the present invention. FIG.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거(2)는 배터리와 연료전지 및 회생제동 장치를 포함한 신재생 동력수단을 콤팩트하게 제작하여 사용자가 편하게 각 모드를 선택할 수 있고, 신재생 동력수단을 쉽게 자전거에 착탈시킬 수 있게 한 자전거이다.Referring to these figures, the bicycle 2 equipped with the renewable power means that is easily detachable according to an embodiment of the present invention can easily and conveniently make new and renewable power means including a battery, a fuel cell, and a regenerative braking device, Each mode can be selected, and the new and renewable power means can be easily attached to or removed from the bicycle.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거(2)는 일반 자전거와 마찬가지로, 중앙에 메인프레임(10)이 구비되고, 그 메인프레임(10) 전단에는 헤드튜브(11)가 구비된다.In more detail, the bicycle 2 equipped with the renewable power means which is easy to remove and detach according to an embodiment of the present invention is provided with a main frame 10 in the center, A head tube 11 is provided at the front end.

상기 메인프레임(10)의 후단에는 리어포크(8)가 구비된다.A rear fork 8 is provided at a rear end of the main frame 10.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거(2)는 자전거의 메인 프레임(4)과 연결된 헤드튜브(6)에 착탈 가능하게 거치되어 제동력으로 발전을 수행하는 회생제동부(20)와; 메인 프레임(4)의 후방에 연결된 짐받이(10)상에 결합되고, 그 내부에 수소 연료전지를 이용하여 동력을 발생하는 연료전지 동력부(60)와, 상기 회생제동부(20)와 연료전지 동력부(60)로부터 발전 전원을 인가받아 충전하고, DC모터(70)로 충전된 전력을 제공하는 에너지 저장부(50)가 탑재된 동력부(100)가 구비된다.Particularly, the bicycle 2 equipped with the renewable power means which is easily detachable according to the embodiment of the present invention is detachably mounted on the head tube 6 connected to the main frame 4 of the bicycle, A regenerative braking section (20) for performing the regenerative braking operation; A fuel cell power section 60 coupled to a load 10 connected to the rear of the main frame 4 and generating power using a hydrogen fuel cell in the fuel cell power section 60; And a power unit 100 mounted with an energy storage unit 50 for receiving power from the power unit 60 to charge the battery and supplying the power charged by the DC motor 70.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거(2)는 핸들 부근에 설치되어 사용자가 구동모드를 선택하기 위한 구동모드 선택부(106)가 구비되며, 상기 구동모드 선택부(106)에 의해 DC 모터(70)로의 전원 투입을 단속하는 스위칭부(108)가 구비된다.In addition, the bicycle 2 equipped with the renewable power means that is easily detachable according to an embodiment of the present invention is provided with a drive mode selection unit 106 installed near the steering wheel for the user to select the drive mode, And a switching unit 108 for interrupting the supply of power to the DC motor 70 by the drive mode selection unit 106 is provided.

이때, 상기 에너지 저장부(50)는 리튬 배터리로 구성되거나 또는 다수개의 슈퍼 커패시터가 병렬로 접속된 구성으로 이루어진 것이 바람직하다.The energy storage unit 50 may be a lithium battery or a plurality of supercapacitors connected in parallel.

상기 연료전지 동력부(60)는 공지의 구성인 바, 연료전지로 고분자전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)를 이용한다. 고분자전해질 연료전지는 기타 연료전지 중에서도 특히 운전온도가 낮으며(60~80℃) 구조가 간단하다. 따라서 연료전지 냉각시스템으로 공냉식을 구비할 수 있어 연료전지가 탑재된 자전거 전체의 구조를 단순화하고 무게를 가볍게 할 수 있다.The fuel cell power unit 60 uses a polymer electrolyte membrane fuel cell (Fuel Cell) as a fuel cell. Polymer electrolyte fuel cells are especially low in operation temperature (60 ~ 80 ℃) and simple in structure among other fuel cells. Therefore, the fuel cell cooling system can be provided with an air cooling type, which simplifies the overall structure of the bicycle on which the fuel cell is mounted and can lighten the weight.

고분자전해질 연료전지의 단위 셀(cell)은 프로톤(proton)의 이온전도성이 우수한 고분자 전해질막의 양면에 연료극(anode)과 공기극(cathode)을 구비한다. 이러한 단위 셀을 여러 개 겹쳐 하나의 연료전지본체(fuel cell stack)를 구성한다.A unit cell of a polymer electrolyte fuel cell has an anode and a cathode on both sides of a polymer electrolyte membrane having excellent ion conductivity of proton. Several unit cells are stacked to form one fuel cell stack.

연료인 수소는 연료극에 공급되고 산화가스인 산소는 공기극에 공급되는데 이때 연료극에서는 아래 반응식(1)의 산화반응이 일어나고, 공기극에서는 반응식(2)의 환원반응이 일어난다. 연료전지 전체로서는 반응식(3)의 기전반응이 일어난다. 본 발명에서 연료전지는 산화가스로 대기 중의 산소를 이용한다.Hydrogen as a fuel is supplied to the fuel electrode and oxygen as the oxidizing gas is supplied to the air electrode. At this time, the oxidation reaction of the following reaction formula (1) occurs at the fuel electrode and the reduction reaction of the reaction formula (2) occurs at the air electrode. As a whole of the fuel cell, an electrophilic reaction of the reaction formula (3) occurs. In the present invention, the fuel cell uses oxygen in the atmosphere as an oxidizing gas.

반응식(1) H2 → 2H+ + 2e- Reaction formula (1) H 2 ? 2H + + 2e -

반응식(2) 1/2 O2 + 2 H++ 2e- → H2O(2) 1/2 O 2 + 2 H + + 2 e - → H 2 O

반응식(3) 2H++ 1/2 O2 → H2O(3) 2H + + 1/2 O 2 - > H 2 O

본 발명에서는 연료전지의 연료인 수소가스 저장방법으로 에너지 저장밀도가 높고, 유통이 용이하며 가장 안전한 수소저장합금용기를 구비한다. 수소저장합금용기는 고체상태의 수소저장기술인데, 수소저장합금이 수소와 가역적 반응에 의해 수소를 저장하고 방출한다. 수소저장합금용기는, 수소가스의 충전은 시설을 구비한 충전소에서 행하고, 충전된 수소저장합금용기의 유통은 취급이 용이하고 안전하며, 별도의 인프라구축이 필요 없고, 사용된 빈 용기는 회수하여 다시 충전하여 사용할 수 있는 장점이 있다.The present invention provides a hydrogen storage alloy container which has a high energy storage density, is easy to circulate, and is safest, by a hydrogen gas storage method which is a fuel of a fuel cell. A hydrogen storage alloy container is a solid state hydrogen storage technology in which hydrogen storage alloy stores and releases hydrogen by reversible reaction with hydrogen. In the hydrogen storage alloy container, the filling of the hydrogen gas is performed in a charging station equipped with the facility, and the distribution of the filled hydrogen storage alloy container is easy and safe to handle, no separate infrastructure is required, There is an advantage that it can be recharged and used again.

본 발명에 구비된 상기 에너지 저장부(50)는 리튬 배터리로 구성되거나 또는 다수개의 슈퍼 커패시터로 구성될 수 있는 바, 상기 수퍼캐패시터(supercapacitor)는 연료전지가 발전한 전력을 저장하여 연료전지의 기동과 연료전지 자동차를 구성하고 있는 모든 장치들이 작동하는데 필요한 전력을 공급하고, 구동모터의 급격한 부하변동에 대응하는 역할을 한다. 일반적으로 전력저장장치로서 축전지를 사용하나, 재충전에 장시간이 소요되고, 충전과 방전을 반복하면 축전지의 성능이 급격히 저하되어 교체하여야 하는 단점이 있다.The energy storage unit 50 may include a lithium battery or a plurality of supercapacitors. The supercapacitor stores electric power generated by the fuel cell, All the devices constituting the fuel cell vehicle supply the power necessary for operation, and act to cope with sudden load fluctuation of the drive motor. Generally, a battery is used as a power storage device, but it takes a long time to recharge the battery, and if the battery is repeatedly charged and discharged, the performance of the battery deteriorates rapidly.

이에 비하여 수퍼캐패시터는 화학반응을 이용하는 축전지와는 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온의 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용하는 것으로, 급속충전이 가능하고 고출력 특성이 매우 우수하며 수명이 반영구적이어서 동력 자전거의 성능을 크게 향상시킨다.On the other hand, unlike a battery using a chemical reaction, a supercapacitor uses a charge phenomenon by a simple ion movement or an electrochemical reaction between an electrode and an electrolyte interface. It can be rapidly charged, has a high output characteristic and has a semi-permanent life It greatly improves the performance of the power bicycle.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거(2)는 상기 회생제동부(20)는 물론이고, 상기 동력부(100)를 쉽고 간단하게 착탈할 수 있게 한 구조로 이루어진 바, 고장시 또는 인간의 파워로만 주행하고자 하는 경우에는 상기 회생제동부(20)와 동력부(100)를 쉽게 떼어낼 수 있게 구성된다.Meanwhile, the bicycle 2 equipped with the renewable power means that is easily detachable according to the embodiment of the present invention can be easily and easily installed and removed not only the regenerative braking unit 20 but also the power unit 100 The regenerative braking unit 20 and the power unit 100 can be easily separated from each other in case of failure or when only human power is to be traveled.

보다 상세하게, 상기 DC 모터(70)는 상기 동력부(100)의 내부에 구성되어 조동 스프라켓(14)에 결합된 종동축(15)을 에너지를 이용하여 회전시키는 구동력을 제공하는 바, 마땅히 상기 DC 모터(70)의 구동력을 종동축(15)에 전달하기 위해 서브 체인(104)이 구성되어져 있다.More specifically, the DC motor 70 is provided inside the power unit 100 to provide driving force for rotating the driven shaft 15 coupled to the coarse sprocket 14 using energy. The sub-chain 104 is configured to transmit the driving force of the DC motor 70 to the driven shaft 15. [

즉, 사용자가 페달을 밟는 힘이 종동 스프라켓(14)에 전달되게 하는 메인 체인(12)과 마찬가지로, 상기 DC 모터(70)의 축에는 모터 스프라켓(102)이 구비되어져 있고, 그 모터 스프라켓(102)의 구동력을 서브 체인(104)에 의해 종동축(15)으로 전달하기 위한 서브 스프라켓(16)이 구비된다.That is, the motor sprocket 102 is provided on the shaft of the DC motor 70, like the main chain 12, which allows the user to transmit the pedaling force to the driven sprocket 14. The motor sprocket 102 And a sub-sprocket 16 for transmitting the driving force of the sub-sprocket 15 to the driven shaft 15 by the sub-chain 104 are provided.

이때, 상기 서브 스프라켓(16)은 쉽게 종동축(15)에 대해 착탈 가능하게 볼트(17)로 체결되어져 있고, 상기 종동축(15)은 상기 서브 스프라켓(16)이 결합된 외부방향으로 더 돌출되어져 있다.At this time, the sub-sprocket 16 is fastened to the sub-sprocket 15 with a bolt 17 detachably with respect to the sub-sprocket 15, and the sub-sprocket 16 is further protruded in the outward direction to which the sub- .

따라서, 상기 볼트(17)를 해체하여 서브 스프라켓(16)과 서브 체인(104)을 이탈시키면 쉽게 동력부(100)와 연결 구성을 제거할 수 있다.Therefore, if the bolt 17 is disassembled and the sub-sprocket 16 and the sub-chain 104 are separated from each other, the coupling structure with the power unit 100 can be easily removed.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 회생제동부의 구성을 도시한 요부 확대 측단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 회생제동부의 작동상태를 도시한 도면이다.FIG. 4 is an enlarged side sectional view of a main portion showing a structure of a regenerative braking portion included in a bicycle equipped with a renewable power means for easy detachment according to an embodiment of the present invention. Fig. 5 is a view showing an operating state of a regenerative braking section included in a bicycle equipped with a renewable power unit that is easy to attach and detach.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 회생제동부(20)는 그 구성이 콤팩트하고 용이하게 착탈 가능하게 구성된다.Referring to the drawings, the regenerative braking unit 20 included in the bicycle equipped with the renewable power means that is easy to install and detach according to an embodiment of the present invention is configured to be compact and easily detachable.

보다 상세하게, 상기 회생 제동부(20)는 상기 헤드튜브(6)에 브라켓으로 연결되어 하부를 지지하고, 저면에 다수개의 롤링부재(26)가 삽입되는 롤링부재 삽입홈(24)이 형성된 하부지지대(22)와; 상기 하부지지대(22)상에 유동 가능하게 안착되고 그 배면이 상기 하부지지대(22)에 스프링(28)으로 연결되고, 그 전면은 제동케이블(32)의 타단이 연결된 케이싱(30)을 구비한다.More specifically, the regenerative braking unit 20 is connected to the head tube 6 through a bracket to support a lower portion of the regenerative braking unit 20, and a rolling member insertion groove 24 into which a plurality of rolling members 26 are inserted, A support table 22; And a casing 30 which is movably mounted on the lower support 22 and whose rear surface is connected to the lower support 22 by a spring 28 and whose front end is connected to the other end of the brake cable 32 .

이때, 상기 롤링부재(26)는 상기 케이싱(30)과 하부지지대(22)의 저면에 대한 마찰력을 감소시키기 위한 부재로서, 다수개의 롤링부재(26)가 플라스틱 브라켓(미도시)에 요입되어 상기 케이싱(30)의 하부에 결합되게 구성되는 것도 가능하다.At this time, the rolling member 26 is a member for reducing frictional force with respect to the bottom surface of the casing 30 and the lower support table 22, and a plurality of rolling members 26 are recessed into a plastic bracket (not shown) Or may be configured to be coupled to the lower portion of the casing 30. [

또한, 상기 케이싱(30)에는 발전기(44)가 내장된 바, 회생제동 발전이 이루어져야 하므로 상기 케이싱(30)의 내부에 구비되며 일부 노출되어 제동케이블(32)이 당겨짐에 따라 휠(13)에 밀착되어 회전하는 마찰회전부재(36)가 구비된다.Since the generator 30 is installed in the casing 30 and regenerative braking is required to be performed, the brake 30 is provided inside the casing 30 and the brake 30 is partially exposed, There is provided a friction rotation member 36 which is tightly rotated.

마찰회전부재(36)는 일반적으로 휠(13)에 밀착되어 제동력을 발생시키는 부재로, 마찰력이 매우 높은 재질로 이루어지는 바, 본 발명에서도 동일한 재질로 구성된다.The frictional rotary member 36 is a member which is generally in contact with the wheel 13 to generate a braking force and is made of a material having a very high frictional force.

또한, 본 발명에서는 상기 마찰회전부재(36)가 휠(13)에 밀착되어 회전하면서 휠(13)에 저항을 제공하는 부하로 작용된다.In addition, in the present invention, the friction rotary member 36 is in close contact with the wheel 13 and rotates to act as a load for providing resistance to the wheel 13. [

즉, 상기 마찰회전부재(36)의 하단에 축결된 제 1풀리(38)와; 제 1풀리(38)와 벨트(40)로 동시 연결되어 제 1풀리(38)의 회전력을 전달받는 제 2풀리(42)와; 상기 제 2풀리(42)에 축결되어 발전하는 발전기(44)로 구성된 부하가 상기 마찰회전부재(36)에 가해진다.That is, a first pulley 38 is mounted on the lower end of the friction rotary member 36; A second pulley 42 simultaneously connected to the first pulley 38 and the belt 40 to receive the rotational force of the first pulley 38; A load composed of a generator 44 that is built up in the second pulley 42 and is to be generated is applied to the friction rotating member 36.

또한, 상기 제동케이블(32)과 케이싱(30)의 사이에는 가이드롤러(34)가 장착되어져 있다.A guide roller 34 is mounted between the brake cable 32 and the casing 30.

이러한 상기 회생제동부(20)는 구조가 간단하기도 하지만, 다른 회생제동장치와는 다르게 쉽게 착탈될 수 있고, 특히 장치가 간단하여 부피가 크지 않다.Although the structure of the regenerative braking unit 20 is simple, the regenerative braking unit 20 can be easily installed and removed differently from other regenerative braking devices, and the apparatus is simple and not bulky.

상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. The function and the operation of the bicycle equipped with the renewable power means which is easy to remove and detach according to the embodiment of the present invention having the above-described structure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거(2)는 일반 자전거와 마찬가지로 사람의 파워를 이용한 구동은 기본적으로 수행 가능하나, 추가적으로 에너지 저장부(50)와 연료전지를 이용한 구동과, 다수 동력의 합력을 통한 구동도 가능하다.First, the bicycle 2 equipped with the renewable power unit, which is easy to remove and detach according to an embodiment of the present invention, can be basically driven by human power, And driving using the fuel cell, and driving through the resultant force of multiple motors.

일반적으로 사람의 파워에 의한 구동은 해당 사용자의 신체 컨디션과 밀접한 관계가 있고, 사용자의 선택적인 부분이므로 설명을 배제하고, 상기 에너지 저장부(50)와 연료전지 동력부(60)에 의해 구동모드를 설명한다.In general, the driving by the human power is closely related to the physical condition of the user, and is an optional part of the user. Therefore, the energy storage unit 50 and the fuel cell power unit 60 are operated by the driving mode .

상기 에너지 저장부(50)와 연료전지 동력부(60)는 사용자의 구동모드 선택부(106)에 대한 조작에 따라 평지나 또는 도심 운전시 자유롭게 선택하여 구동시킬 수 있으나 바람직하게 상기 에너지 저장부(50)를 통한 운전은 평지 운전시 주로 사용하고, 상기 연료전지 동력부(60)를 통한 운전은 도심 운전시 사용한다.The energy storage unit 50 and the fuel cell power unit 60 may be freely selected and driven in the operation of the driving mode selection unit 106 according to the operation of the user, 50) is mainly used for the flat operation, and the operation through the fuel cell power unit (60) is used for driving the city center.

경사로 운전시에는 바람직하게 사람의 파워와, 상기 에너지 저장부(50)와 연료전지 동력부(60)를 모두 이용한 복합모드 운전이 필요하다. In the ramp operation, it is preferable to use a combination of the human power and the energy storage unit 50 and the fuel cell power unit 60 in combination.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거에 포함된 회생제동부(20)는 사용자가 제동레버(미도시)를 조작함에 의해 구동개시되는 바, 사용자가 제동레버를 잡아당기게 되면 제동케이블(32)이 제동레버 방향으로 인출된다.Meanwhile, the regenerative braking unit 20 included in the bicycle equipped with the renewable power means that is easily detachable according to the embodiment of the present invention is started by the user operating the braking lever (not shown) The braking cable 32 is drawn out in the braking lever direction.

제동케이블(32)이 인출되면, 제동케이블(32)에 연결된 케이싱(30)이 자전거의 휠(13) 방향으로 이동한다. 이때, 상기 케이싱(30)과 하부지지대(22)의 사이에는 롤링부재(26)가 구비되어 마찰력이 매우 작은 상태에서 부드럽게 케이싱(30)이 이동된다.When the brake cable 32 is pulled out, the casing 30 connected to the brake cable 32 moves in the direction of the wheel 13 of the bicycle. At this time, a rolling member 26 is provided between the casing 30 and the lower support 22 to smoothly move the casing 30 in a state where the frictional force is very small.

또한, 상기 케이싱(30)이 이동함에 따라 상기 케이싱(30)과 하부지지대(22)에 그 양단이 결합된 스프링(28)이 신장되는 바, 케이싱(30)이 자전거의 휠(13) 방향으로 이동하면 할수록 복원탄성력이 커지게 된다.As the casing 30 moves, the spring 28 coupled to both the casing 30 and the lower support 22 expands. As the casing 30 moves toward the wheel 13 of the bicycle The more the movement, the greater the restoring elasticity.

상기 제동케이블(32)이 지속적으로 당겨지면 상기 마찰회전부재(36)가 휠(13)에 밀착되는 바, 휠(13)의 회전력이 마찰회전부재(36)에 전달되면서, 그 마찰회전부재(36)로부터 발전기(44)로 연결되는 구성들이 부하로 작용하여 휠(13)에 강한 제동력이 가해지게 된다.When the braking cable 32 is continuously pulled, the frictional rotary member 36 is brought into close contact with the wheel 13 so that the rotational force of the wheel 13 is transmitted to the frictional rotary member 36, 36 to the generator 44 acts as a load, so that a strong braking force is applied to the wheel 13.

즉, 휠(13)의 회전력을 휠(13)에 밀착된 마찰회전부재(36)가 전달받아 동축 결합된 제 1풀리(38)를 회전시키고, 제 1풀리(38)의 회전력을 벨트(40)를 매개하여 제 2풀리(42)로 전달하고, 제 2풀리(42)의 회전력은 동축 결합된 발전기(44)를 구동시키게 된다.That is, the rotational force of the wheel 13 is transmitted to the frictional rotary member 36 which is in close contact with the wheel 13 to rotate the coaxially connected first pulley 38, and the rotational force of the first pulley 38 is transmitted to the belt 40 To the second pulley 42 and the rotational force of the second pulley 42 drives the coaxially coupled generator 44. [

이러한 본 발명의 실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거(2)는 착탈이 매우 용이하여 사용자의 상황 또는 장치의 고장시 신속하게 착탈할 수 있고, 부피가 작아서 자전거용으로 적합하며, 소음이 작다.The bicycle 2 equipped with the renewable power means which is easy to remove and detach according to the embodiment of the present invention is very easy to attach and detach, so that it can be attached and detached quickly in case of a user's situation or failure of the device, Suitable, low noise.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다. Meanwhile, the bicycle equipped with the renewable power means for easy dismounting and removal according to the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but various modifications can be made without departing from the technical gist of the present invention.

20:회생제동부, 50:에너지 저장부,
60:연료전지 동력부, 70:DC 모터,
100:동력부.20: regenerative braking unit, 50: energy storage unit,
60: fuel cell power section, 70: DC motor,
100: Power section.

Claims (4)

자전거의 메인 프레임(4)과 연결된 헤드튜브(6)에 착탈 가능하게 거치되어 제동력으로 발전을 수행하되, 헤드튜브(6)에 브라켓으로 연결되어 하부를 지지하고, 저면에 다수개의 롤링부재(26)가 삽입되는 롤링부재 삽입홈(24)이 형성된 하부지지대(22)와; 상기 하부지지대(22)상에 유동 가능하게 안착되고 그 배면이 상기 하부지지대(22)에 스프링(28)으로 연결되고, 그 전면은 제동케이블(32)의 타단이 연결된 케이싱(30)과; 상기 케이싱(30)의 내부에 구비되며 일부 노출되어 제동케이블(32)이 당겨짐에 따라 휠(13)에 밀착되어 회전하는 마찰회전부재(36)와; 상기 마찰회전부재(36)의 하단에 축결된 제 1풀리(38)와; 제 1풀리(38)와 벨트(40)로 동시 연결되어 제 1풀리(38)의 회전력을 전달받는 제 2풀리(42)와; 상기 제 2풀리(42)에 축결되어 발전하는 발전기(44)로 구성된 회생제동부(20)와;
메인 프레임(4)의 후방에 연결된 짐받이(10)상에 결합되고, 그 내부에 수소 연료전지를 이용하여 동력을 발생하는 연료전지 동력부(60)와, 상기 회생제동부(20)와 연료전지 동력부(60)로부터 발전 전원을 인가받아 충전하고, DC모터(70)로 충전된 전력을 제공하는 에너지 저장부(50)가 탑재된 동력부(100)와;
사용자가 구동모드를 선택하기 위한 구동모드 선택부(106)와;
상기 구동모드 선택부(106)에 의해 DC 모터(70)로의 전원 투입을 단속하는 스위칭부(108)로 구성된 것을 특징으로 하는 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거.The head tube 6 is connected to the head tube 6 by a bracket to support the lower portion and a plurality of rolling members 26 A lower support 22 on which a rolling member insertion groove 24 is formed; A casing 30 which is movably seated on the lower support 22 and whose back surface is connected to the lower support 22 by a spring 28 and whose front surface is connected to the other end of the brake cable 32; A frictional rotary member 36 provided inside the casing 30 and partially exposed to rotate in close contact with the wheel 13 as the braking cable 32 is pulled; A first pulley 38 that is fastened to the lower end of the friction rotary member 36; A second pulley 42 simultaneously connected to the first pulley 38 and the belt 40 to receive the rotational force of the first pulley 38; A regenerative braking section (20) composed of a generator (44) that is energized and built in the second pulley (42);
A fuel cell power section 60 coupled to a load 10 connected to the rear of the main frame 4 and generating power using a hydrogen fuel cell in the fuel cell power section 60; A power unit 100 mounted with an energy storage unit 50 for receiving power from a power unit 60 to charge and charging the DC motor 70;
A drive mode selection unit 106 for the user to select a drive mode;
And a switching unit (108) for interrupting the supply of power to the DC motor (70) by the drive mode selection unit (106). 제 1항에 있어서,
상기 DC 모터(70)는 그 축에 자전거의 종동 스프라켓(14)이 체결된 종동축(15)에 축결된 서브 스프라켓(16)과 서브 체인(104)으로 연결되는 모터 스프라켓(102)이 결합된 것을 특징으로 하는 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거.The method according to claim 1,
The DC motor 70 includes a motor sprocket 102 coupled to a sub-sprocket 16 and a sub-chain 104 that are fastened to a driven shaft 15 to which a driven sprocket 14 of a bicycle is fastened, Wherein the bicycle is provided with a detachable and renewable power unit. 제 1항에 있어서,
상기 에너지 저장부(50)는 리튬배터리로 구성되거나 또는 다수개의 슈퍼 커패시터가 병렬로 접속된 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 착탈이 용이한 신재생 동력수단이 구비된 자전거.The method according to claim 1,
The energy storage unit (50) is constituted by a lithium battery or a plurality of supercapacitors connected in parallel. The bicycle is equipped with the renewable power means which is easily detachable. 삭제delete
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