KR100260597B1 - 전동차 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 인력구동력을 전동구동력이 보조해서 주행할 수 있는 전동차에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 간단하고 소형의 구성으로 조립성이 양호하고 변속기에 부담이 가지않고 간단한 제어가 행해질 수 있는 전동차를 제공하는 것을 과제로 한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

인력에 의한 구동력을 변속기(25)를 거쳐서 차륜(11)을 회전시키는 인력구동계와 전동기(49)에 의한 구동력으로 직접 차륜(11)을 회전시키는 전동구동계와를 갖고, 인력구동계에는 인력구동력을 검출하는 토오크검출부를 구비하고, 토오크검출부에서 검출한 인력구동력의 크기에 따라 전동기(49)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 전동차이다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 인력구동부와 동력구동부를 구비해서 주행하고 인력구동력을 전동구동력이 보조해서 주행할 수 있는 전동차에 관한 것이다.

Description

전동차

본 발명은, 인력에 의한 구동력을 변속기를 통하여 차륜을 회전시키는 인력 구동계와, 전동기에 의한 구동력으로 직접 차륜을 회전시키는 전동구동계를 구비하고, 토오크 검출부에서 검출한 인력 구동력의 크기에 따라 전동기를 구동시킨다.

상기 토오크 검출부는, 변속기와 차륜의 사이에 개재하여 토오크를 검출하고, 또 속도 센서로부터 검출한 신호에 따라서 전동기의 출력을 변화시킨다.

또한, 차륜에 설치된 회전측 케이싱과 본체에 설치된 고정측 케이싱에 의해 허브(hub)를 구성하고, 고정측 케이싱에 설치한 검출부에 의해 전동기를 구동시킨다. 탄성체는, 변속기와 차륜 사이에 개재시키고, 허브 내에 차륜의 회전 속도를 검출하는 속도 센서를 설치하고 있다.

또한, 탄성체의 신축을 차축 방향의 이동으로 변경하고, 자성 재료 혹은 도전성(導電性) 재료가 이동하므로서 코일의 인덕턴스가 변화하고, 이동량, 즉 인력 토오크를 검출한다.

또한, 본 발명의 구성은, 차축 보다 외측으로 향해서 변속기, 감속 기구의 순으로 배치하고, 차축에는 변속기와 병렬로 브레이크 기구를 배치하고, 브레이크 기구는 케이싱에 의해 덮여지고, 또한 케이싱 근방에 배치되어 있다.

또한, 본 발명은, 차축 보다 외주를 향해서 변속기, 토오크 검출부, 전달 기구의 순으로 배치하고, 차축과 동심원으로 변속기를 내장시키고, 케이싱의 공간부에 전달 기구, 전동기를 배치하고, 차축으로부터 편심시킨 위치에 내장되어 있다.

또한, 전동기의 구동을 제어하는 제어 기판는, 케이싱 내의 전달 기구가 없는 부분에 배치되어 있다.

제1도는 본 발명의 실시예인 동력 계통도.

제2도는 구동부의 측단면도.

제3도는 구동부의 평면도.

제4도는 토오크 검출부의 동작을 개략적으로 도시하는 도면.

제5도는 인력 구동력에 대한 전동 구동력의 속도와의 관계를 나타내는 그래프.

제6도는 전체 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 차륜 15 : 구동부

21 : 고정측 케이싱 22 : 회전측 케이싱

25 : 변속기 33 : 용기

34 : 슬리이브 35 : 회전판

37 : 변환 부재 38 : 탄성체

41 : 자성 재료(페라이트) 44 : 코일(자기 검출부재)

46 : 감속 기구 49 : 전동기

66 : 속도 센서

본 발명은 인력 구동부와 전동 구동부를 구비해서 주행하고, 인력 구동력을 전동 구동력이 보조해서 주행할 수 있는 전동차에 관한 것이다.

종래, 이와 같은 종류의 전동차는 일본국 특개평 제7-33070호(B62M 23/02) 공보에 기술된 바와 같이, 인력 구동부와 전동 구동부를 병렬로 설치하여, 인력에 의한 구동력의 변화에 대응해서 전기 구동부의 출력을 제어하는 전동차가 있고, 이 전동차에 변속기를 설치하여, 변속기의 고속단에서는 인력에 대한 전동기의 출력 비율을 작게 하고, 저속단에서는 인력에 대한 전동기의 출력 비율을 고속단에서 보다도 크게 한 것이 공지되어 있다.

그러나, 상기 구성에서는, 인력 구동계와 전동 구동계의 합력이 구동축, 일방향 클러치, 변속기를 통하여 차륜에 가해지게 되어, 통상의 자전차, 즉 인력 구동계만을 구비하고 있는 승용물 보다도 부담이 크고, 이 부분을 강화하여, 내구성을 향상시키지 않으면 안된다.

또한, 후륜의 차축에 변속기를 설치하고, 크랭크 축에 전동기 등을 설치하지 않으면 안되기 때문에, 구동부의 구성이 복잡하게 되는 것 외에도, 조립성도 대단히 나쁘게 되고, 또한 브레이크 기구를 설치하면 구성이 대형화된다.

그리고, 변속기의 변속단을 검출해서 조절기로부터의 인력 구동력에 대한 전동 구동계의 출력을 보정하지 않으면 안되고, 조절기의 내용이 복잡하게 된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하게 이루어진 것으로서, 간단한 소형의 구성으로 조립성이 양호하고, 변속기에 부담이 가지 않고, 간단한 제어가 행해지는 전동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1실시예에 대해 제1도 내지 제6도에 기초하여 다음에 상세히 설명한다.

우선, 전동 자전차의 전체 구성에 대해, 제6도를 기초로 설명한다.

도면 부호(1)는, 전방부에 설치된 헤드 파이프(2)와 안장(3)으로 부터 아랫쪽으로 설치된 시이트 튜브(4)를 연결하는 메인 프레임이며, 이 메인 프레임(1)은 시이트 튜브(4)가 연결되는 부분에 인력에 의해 회전할 수 있는 페달(5)이 부착되어 있다.

도면 부호(6)는 핸들(7)의 동작에 의해 연동하고, 핸들(7)의 조작에 의해 주행 방향을 결정하는 전륜으로서, 이 전륜(6)은 스포우크(8), 림(9), 타이어(10)로 구성되어 있다.

도면 부호(11)는 구동륜인 후륜이고, 이 후륜(11)도 타이어(12), 림(13), 스포우크(14) 및 후륜(11)을 구동시키기 위한 구동부(15)로 구성되어 있다.

도면 부호(16)는 페달(5)의 회전과 함께 회전하는 전방 스프로킷(16)이며, 이 전방 스프로킷(16)에는 체인(17)이 걸쳐 있고 전방 스프로킷(16)의 회전을 상기 구동부(15)의 차축에 설치한 후방 스프로킷(27)에 동력을 전달하도록 되어 있다.

도면 부호(18)는 후술하는 전동기(49)의 전원인 전지로서, 24V의 니켈 카드뮴 전지가 수납되어 있다. 또한, 전지(18)는 떼어내는 것이 가능하고 충전시에는 옥내에서 충전시킬 수가 있다.

도면 부호(19)는 전방 바구니이며, 도면 부호(20)는 정차 시에 자전차를 지지하는 스탠드이다.

전술한 구동부(15)에 대해서는, 제2도 및 제3도를 참조로 구체적인 구성을 기술한다.

도면 부호(21)는 메인 프레임(1)에 고정하여 부착시킨 원반 형상의 고정측 케이싱이고, 도면 부호(22)는 상기 고정측 케이싱(21)과 동축으로 고정측 케이싱(21) 외측을 회전하는 회전측 케이싱이다.

이들 고정측 케이싱(21)과 회전측 케이싱(22)를 합해서 허브를 구성하고 있다.

상기 회전측 케이싱(22)의 외주에는 2개의 환상 리브(24)가 형성되어 있고, 환상 리브(24)로부터는 타이어(12)가 부착되어 있는 림(13)을 향해서 스포우크(14)가 설치되어 있다.

도면 부호(25)는 차축에 설치된 허브축 내장형의 변속기(예컨대, 시마노 제품 SG-3531 등)이고, 그 변속기(25)는 래칫(ratchet)(26)를 매개해서 후방 스프로킷(27)에 접합되어 있다.

즉, 래칫(26)에 의해 체인(17)으로부터의 인력이 일방향으로만 걸리지 않도록 되어 있어, 역회전으로 힘이 걸린 때에는 구동력이 차단되도록 되어 있다.

그리고, 이 변속기(25)는 원통형의 용기(33) 내에 수납되어 있고, 용기(33)의 한쪽 원주에는 날부(28)를 형성하고 있다.

또한, 이 변속기(25)는 차축(29)의 중공부에 변속봉(30)이 외측으로 힘이 가해진 상태에서 슬라이드가 자유롭게 삽입되어 있고, 변속봉(30)을 좌우로 이동시킴으로서, 변속기(25) 중의 기어(도시 생략)가 전환되도록 되어 있다.

그리고, 변속봉(30)을 누르기 위한 누름 기구(31)가 변속봉(30)에 압축 접촉해서 설치되어 있고, 누름 기구(31)를 조작하기 위한 조작 기구(도시 생략)가 와이어(32)에 의해 연결해서 핸들(7) 부근에 설치되어 있다.

요약하면, 손이 미치는 범위의 조작 기구에 의해 와이어(32)를 잡아 당기면, 누름 기구(31)가 이동하고, 변속봉(30)을 이동시킴으로서 변속단이 변경되도록 되어 있다.

도면 부호(34)는, 상기 변속기(25)의 용기(33)에 압입해서, 용기(33)의 외주를 둘러싸는 원통형의 슬리이브이고, 이 슬리이브(34)는 상기 날부(28)에 나사 결합되어 있다.

도면 부호(35)는 변속기(25) 외주에 배치되고, 상기 슬리이브(34), 날부(28)와 일체로 회전하는 회동판이다. 이 회동판(35)에 대해서는, 제4도에 도시하는 동작의 개략도에 기초해서 설명한다.

상기 회동판(35)는 변속기(25)의 용기(33)의 외주 직경 보다도 크고, 변속기(25)와 동심원 형상이고, 마주하는 2개 위치에는, 축방향으로 압압봉(36)과 변환봉(37)이 일체로 형성되어 있다. 상기 압압봉(36)은, 조종형(釣鐘型)의 면을 갖고 기둥 형상으로 형성되어 있고, 조종형의 곡면 부분에서 탄성체, 즉 용수철(38)을 누르도록 되어 있다. 그리고, 회동판(35)은 변속기(25)의 외주를 용수철(38)을 신축시키면서 회동하고, 변속기(25)와 동심원으로 용기(33) 외주를 안내해서 회동한다. 또, 상기 변환봉(37)은 차축(29) 방향으로 연장하는 직사각형체로서, 선단 부분이 회전 방향을 향해 짧게 되도록 경사지게 형성되어 있다.

상기 압압봉(36)에 의해 눌러지는 용수철(38)은 타단을 회전측 케이싱(22)의 일부에 접촉되어 있고, 인력 구동력의 전달의 순서로서 회동판(35)으로부터 압압봉(36), 용수철(38)을 신축시켜서 회전측 케이싱(22)을 회전시킨다.

이때 신축된 용수철(38)의 신축 크기에 따라 회전측 케이싱(22)과 약간의 뒤틀림을 발생시키면서 회동판(35)은 회동한다. 그리고, 이 회동판(35)은 변속기(25)의 주위를 인력에 의한 뒤틀림에 따라 회전하게 된다.

이때, 동시에 회동판(35)의 약간의 회동에 의해 변환봉(37)도 회동하고, 변환봉(37) 선단에 형성한 경사 부분에 의해 경사 부분(39)과 접하는 산형부(40)가 눌려져 차축(29) 방향으로 이동한다.

이 산형부(40)에는 자성 부재, 즉 페라이트(41)의 링이 부착되어 있고, 산형부(40)의 이동에 의해 페라이트(41)도 이동하도록 되어 잇다.

이 페라이트(41)의 선단에는 페라이트(41)를 회동판(35)측으로 힘을 가하기 위한 C형 링(42)과 용수철(43)이 설치되어 있다. 따라서, 회전측 케이싱(22)과 회동판(35)이 뒤틀리는 정도 만큼 페라이트(41)가 차축(29)방향으로 이동하도록 되어 있다.

도면 부호(44)는, 상기 고정측 케이싱(21)에서 페라이트(41) 근방에 설치된 자기 검출부재, 즉 코일이고, 이 코일(44)은 페라이트(41)의 접근에 의한 인덕턴스의 변화를 전기적인 신호로 변환시킬 수가 있고 이 출력을 이용해서 인력의 토오크를 검출할 수 있다.

이상, 제4도에 도시하는 부재를 종합해서 토오크 검출부라 한다.

또한, 여기서 변환봉(37), 산형부(40), 자성 부재(41), 자기 검출 부재(44)를 검출부라 하고, 이들에 의해 탄성체의 신축 정도를 검출할 수 있다.

또한, 변환봉(37), 산형부(40)를 합쳐서 변환 부재라고 하고, 회전 방향의 탄성체(38)의 신축을 차축(29) 방향의 이동으로 변환시킨다.

상기한 구성에 있어서, 자성 부재에 페라이트를 사용했으나, 알루미늄 등의 도전성 재료로 링을 구성해도 좋다.

또, 탄성체를 용수철로 했으나, 고무 등을 탄성체로 하고, 검출부로서 이 고무의 신축을 검출할 수 있는 스케일을 사용해서 구성해도 좋다.

또한, 탄성체를 감압 고무로 하고, 신축하는 압력을 전기적 신호로서 빼내도 상관이 없다.

도면 부호(46)는 회전측 케이싱(22)에 볼트에 의해 나사 결합된 내부기어이고, 이 내부 기어(46)는 내측에 형성시킨 기어 이의 부분을 강화 플라스틱, 예를 들면 폴리아세탈 수지 등으로 형성되어 있다.

그리고, 외측의 부분을 금속제의 케이스로 구성하고, 상기 내부 기어(46)를 강화하도록 외주를 덮고 있다.

도면 부호(47)는, 상기 내부 기어(46)에 일체로 형성된 축통이고, 그 축통(47)은 슬리이브(34)와의 사이에서 회동판(35)이 회동한 때에 원활하게 회동하도록 베어링(48)가 개재되어 있다.

도면 부호(49)는, 고정축 케이싱(21)에 내장한 전동기이고, 그 전동기(49)의 출력축(50)에는 벨트(51)가 부착되고, 그 벨트(51)는 제1풀리(52)에 접속되어 있다.

이 제1풀리(52)는, 고정측 케이싱(21)에 대해 베어링(53)을 매개해서 회전이 자유롭게 부착되어 있다.

또한, 제1풀리(52)와 동축으로 일방향 클러치(54)와 베어링(55)을 매개해서 제2풀리(56)가 설치되어 있어, 일방향으로만 제1풀리(52)로부터의 동력을 전달하도록 되어 있다.

그리고, 제2풀리(56)에는 기어(57)가 형성되어 있고, 이 기어(57)와 내부 기어(46)가 맞물려서 전동기(49)의 구동력으로 회전측 케이싱(22)을 회전시킨다.

이 일방향 클러치(54)는, 전동기(49)로부터의 구동력과 인력의 구동력을 독립시키도록 설치되어 있고, 예컨대 자전차를 손으로 밀고 있는 때에는 후륜(11)과 함께 전동기(49)를 회전시키는 일이 없이, 발전 제동에 의해 사용자에게 여분의 부하가 걸리지 않도록 설치되어 있다.

그리고, 이들 감속 기구는, 회동판(34) 외주와 고정측 케이싱(21) 외주 사이의 넓은 공간에 원호상으로 배치 수납되어 있다.

도면 부호(58)는 변속기(25)와 동축으로 병렬로 배치된 용기(33)와 함께 회전하는 브레이크이고, 이 브레이크(58)는 고정측 케이싱(21)과 일체로 형성된 브레이크 케이스(59)내를 후륜(11)과 함께 회전하고, 핸들(7)에 설치된 브레이크 레버(도시 생략)에 의해 브레이크 케이스(59) 내에 설치된 브레이크 슈(60)를 넓힘으로서 브레이크(58)에 압축 접촉하여, 후륜(11)의 회전에 제동을 걸게 하고 있다.

이들 제동을 위한 구성을 브레이크 기구라고 한다.

또한, 회전측 케이싱(22)에는 이 케이싱의 회전과 함께 회전하는 자석(도시 생략)이 부착되어 있고, 고정측 케이싱(21)에는 자석을 검지하는 라이드 스위치(도시 생략)가 설치되어 있다.

이 리이드 스위치의 입력 횟수에 의해 후륜(11)의 회전수, 즉 주행속도를 검지할 수 있다.

도면 부호(61)는, 전동기(49)와 제1풀리(52)를 연결하는 벨트(51)의 인장을 압압함으로서 조절할 수 있는 텐숀 풀리이고, 이 텐숀 풀리(61)는 로울러(62)와 기초대(63)로 되어 있고, 기초대(63) 한쪽을 고정하는 긴구멍(64)에 의해 벨트(51)에 대해 누르는 힘을 조절할 수가 있도록 되어 있다.

도면 부호(68)는, 전동기(49)의 회전을 제어하는 고정측 케이싱(21)에 부착된 제어 기판이고, 이 제어 기판(68)은 차축(29)으로부터의 거리가 감속 기구(67)와 대략 동일한 위치에서 감속 기구(67)가 없는 부분에 내장된다.

그리고, 제어 기판(68)은 토오크 검출부(45)로부터의 출력 결과에 따라 전동기(49)의 회전을 제어하는 마이크로컴퓨터 이외에 전동기(49)를 PWM 제어하는 구동 회로나 마이크로컴퓨터에 기동 전압을 입력시키기 위한 정전압회로, 토오크 검출회로 등이 설치되어 있다.

다음에, 이상의 구성으로서 동력 계통도에 대해, 제1도를 기초로 설명한다.

우선, 인력 구동계에 대해 설명하면, 페달(5)에 의해 부여된 인력은, 체인(17)에 의해 후방 스프로킷(27)에 전달되고, 변속기(25)로 변속된 후, 회동판(35), 용수철(38)을 매개해서 후륜(11)을 회전시킨다.

다음에, 전동 구동계에 대해 설명하면, 용수철(38)의 신축의 크기, 즉, 회동판(35)의 이동 거리를 변환 부재(37)에 의해 차축(29) 방향의 이동으로 변환하고, 그 이동과 함께 페라이트(41)가 이동하도록 한다.

이 페라이트(41)의 이동을 코일(44)의 인덕턴스의 변화로 변환하고, 전기 신호로서 제어부(65)에 입력시킨다.

제어부(65)는 고정측 케이싱(21)내에 내장되어 있다.

그리고, 제어부(65)에 의해 코일(44)로부터의 신호와 속도 센서(66)로부터의 주행 속도 신호를 입력하고, 이것에 기초한 전동기(49)의 회전이 되도록 구동 신호를 출력시킨다. 그리고, 전동기(49)의 출력은 제1풀리(52), 제2풀리(56) 등의 감속 기구(67)로 감속되어서 후륜(11)이 회전한다. 여기서, 후방 스프로킷(27)으로부터 감속 기구(46), 후륜(11) 또는 변환 부재(37), 페라이트(41)까지는 회전측 케이싱(22)에 내장되어 있고, 제어부(65), 코일(44), 속도 센서(66), 전동기(49), 감속 기구(67)는 고정측 케이싱(21)에 내장되어 잇다.

다음에, 제어부(65)의 동작에 대해, 제5도에 기초해서 설명한다.

제5도는 횡축에 속도, 종축에 어시스트 비율, 즉 인력 구동력에 대한 전동 구동력의 비율을 표시한 것으로, 미리 정한 소정 속도(H)에 달하기까지는 인력 구동력과 동일한 구동력으로 전동기(49)로부터 출력되고, 항상 1:1의 비율로 어시스트가 행해진다.

그리고, 속도(H)를 초과하면, 속도가 지나치게 나오지 않도록 어시스트 비율이 서서히 작아지도록 제어하고 있다.

그리고, 최종적으로는 전기적 구동력은 영(0)이 되고, 그 이상의 속도에 있어서는 인력만으로 주행하게 된다.

본 발명에 의하면 인력에 의한 구동력을 변속기를 통하여 차륜을 회전시키는 인력 구동계와, 전동기에 의한 구동력으로 직접 차륜을 회전시키는 전동 구동계를 갖고, 인력 구동계에는 인력 구동력을 검출하는 토오크 검출부를 구비하고, 토오크 검출부에서 검출한 인력 구동력의 크기에 따라 전동기를 구동시키는 것을 특징으로 하므로, 특별히 내구성이 있는 변속기를 사용하지 않아도 되고 통상의 자전차용 변속기를 사용할 수 있고, 구성이 간소화되는 등의 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 토오크 검출부는, 변속기와 차륜의 사이에 개재해서, 인력 구동력의 토오크는 변속기에 의해 변속된 후의 토오크를 검출하고, 그 값에 따라 전동 구동력을 부여하므로, 변속단에 의해서 인력 구동력에 대한 전동 구동력의 비율을 변경할 필요가 없고, 또 변속단도 검출할 필요가 없으므로, 간단한 제어로 인력에 대한 보조가 정확하고 확실하게 행하는 등의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 차륜의 회전 속도를 검출하는 속도 센서를 설치하여, 그 속도 센서의 신호에 따라 토오크 검출부로부터의 전동기에 대한 출력을 변화시키는 것을 특징으로 하므로, 변속단과 속도의 관계를 가미해서 전동 구동력을 연산하지 않아도 되고, 인력 구동력과 주행 속도의 입력으로 전동 구동력을 연산할 수 있어, 대단히 간단한 제어가 행해지는 등의 효과를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 인력 구동계와 전동 구동계를 병렬로 갖고, 차륜에 설치된 회전측 케이싱과 본체에 설치된 고정측 케이싱에 의해 허브를 구성하여, 회전측 케이싱에는 인력 구동계의 입력과, 변속기와, 인력 토오크에 따라 신축하는 탄성체를 내장하고, 고정측 케이싱에는, 상기 탄성체의 신축을 검출하는 검출부와, 회전측 케이싱을 회전시키는 전동기를 내장하고, 검출부의 출력에 따라 전동기를 구동시킴으로서, 전동기의 출력이 변소기를 거치지 않기 때문에, 통상의 변속기보다도 내구성이 있는 변속기를 사용하지 않아도 되고, 통상의 자전차용 변속기를 사용할 수 있다.

또한, 고정측 및 회전측의 케이싱에 의해 구성되는 허브 내에 검출부나 전동기가 내장되어 있으므로, 전체 외관이 양호하게 되는 등의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 탄성체는 변속기와 차륜의 사이에 개재되므로, 변속 후의 인력 토오크를 검출하고, 그 값에 따라서 전동기의 출력이 제어되고, 변속단이 몇 단이 되었든 정확한 보조가 가능하다.

즉, 변속단에 의해 보조율을 변경할 필요가 없고, 제어가 간단해지는 등의 효과를 나타낸다.

또, 본 발명에 따르면, 고정측 케이싱과 회전측 케이싱으로 구성되는 허브 내에, 차륜의 회전 속도를 검출하는 속도 센서를 설치하므로, 외부로부터 용이하게 속도 센서를 개조할 수 없도록 되어 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 변속기는 차축을 중심으로 원통상의 용기내에 저장되고, 그 용기와 회전측 케이싱의 사이에 탄성체를 개재시켜, 탄성체는 인력 토오크에 의해 용기의 외측벽을 대략 회전방향으로 신축하므로, 용기를 안내해서 탄성체를 신축할 수 있고, 정확한 인력 토오크의 검출이 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 변속기의 용기에 신축하는 탄성체를 부착시키면 되기 때문에, 조립의 작업성, 구성이 간단하다고 하는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 변속기는 외주에 슬리이브를 매개해서 회전측 케이싱이 부착되어 있으므로, 범용의 허브 내장형 자전차용 변속기이면, 직경이 어떠한 크기라도 슬리이브의 직경을 변경하면 어떠한 기종에도 적용할 수 있는 등의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 변속기의 용기의 외측벽과 일체로 회동하는 회동관을 설치하고, 탄성체는, 회동판과 회전측 케이싱의 사이에 개재되어 있으므로, 회동판을 변속기의 용기에 부착시키면 되고, 작업성이 향상하는 등의 효과를 나타낸다.

그리고, 본 발명에 따르면, 탄성체의 신축을 차축 방향의 이동으로 변환하는 변환부재와, 그 변환부재에 의해 이동하는 자성 재료, 혹은 도전성(導電性) 재료를 설치하고, 검출부는, 자성 재료 혹은 도전성 재료 근방에 설치한 코일에 의해 구성되기 때문에, 고정측 케이싱에서 인력 토오크가 검출가능하며, 인력 토오크의 검출이 간단히 행해진다.

또한, 본 발명에 따르면, 차륜의 차축보다 외측으로 향해서 변속기, 감속 기구의 순으로 배치하고, 변속기의 주위에 감속 기구를 배치함으로서, 소형의 구동부를 구성할 수 있다.

또한, 변속기 주위에 감속 기구를 배치하기 때문에 수많은 변속기구를 사용하는 것도 가능한 외에, 차축에는 변속기와 병렬로 브레이크 기구를 배치하므로, 변속기의 주위에 감속기를 배치한 소형의 구동부에 브레이크 기구를 배치해도 구성이 크게 되는 일이 없고 소형으로 얻을 수 있는 등의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 브레이크 기구는 구동부를 구성하는 케이싱에 의해 덮여있기 때문에, 차륜의 회전에 의해 차륜 부근을 흩어지는 먼지나 돌 등이 브레이크 기구의 내부로 들어가는 일이 없다.

즉, 브레이크에 의한 제동이 확실히 행해지기 때문에 안전성이 향상되는 등의 효과를 나타낸다.

그리고, 본 발명에 따르면, 브레이크 기구는 구동부를 구성하는 케이싱 근방에 배치되기 때문에, 브레이크 기구 동작시의 발열은 케이싱에서 방열된다.

즉, 방열에 의한 제동력의 저하가 없고, 안전성이 향상되는 등의 효과를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 차륜의 허브축에 구동부를 구비하고, 구동부에는 구동용 전동기와, 전동기의 회전을 차륜에 전달하는 전달 기구와, 변속기를 내장하고, 차륜의 차축보다 외주로 향해서 변속기, 전달 기구의 순으로 배치했기 때문에, 차축에 변속기를 구비하고, 그 주위에 전달 기구를 배치함으로서 소형의 구동부를 구성할 수가 있다.

또한, 변속기주위에 전달 기구를 배치하기 때문에 수많은 기어를 사용할 수가 있는 등의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 인력 구동계와 전동 구동계를 병렬로 갖고, 차륜의 허브축에 구동부를 구성하고, 구동부는 인력 토오크를 검출하는 토오크 검출부와, 토오크 검출부의 토오크의 크기에 따른 구동력으로 구동하는 전동기와, 그 전동기의 회전을 차륜에 전달하는 전달 기구와, 변속기를 내장하고, 차축보다 외주로 향해서, 변속기, 토오크 검출부, 전달 기구의 순으로 배치했기 때문에, 차축에 설치한 변속기보다도 외주에 토오크 검출부를 배치해서 변속 후에 생기는 토오크를 검출하기 쉽게 하고, 변속단을 검출하지 않아도 정확한 보조 주행을 실현할 수 있다고 하는 효과 외에, 토오크 검출부의 외주에 전달 기구를 배치해서 구동부를 보다 소형화할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 차축과 동심원으로 변속기를 내장시키고, 전달 기구, 전동기는 차축으로부터 편심시킨 위치에 내장시켰기 때문에, 구동부의 변속기 외주의 공간을 이용하여 전동기, 전달 기구를 내장해서 구성할 수 있고, 소형화 된 구성이 가능하게 되는 등의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 차축과 동심원으로 변속기, 토오크 검출부를 구동부에 내장시키고, 전달 기구, 전동기는 차축으로부터 편심시킨 위치에 설치했기 때문에, 구동부의 변속기와 토오크 검출부의 외주의 공간을 이용해서 전동기, 전달 기구를 내장하여 구성할 수 있어, 소형화한 구성으로 할 수 있는 등의 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 전동기의 구동을 제어하는 제어 기판을 설치하고, 제어 기판은 차축으로부터의 거리가 전달 기구와 대략 동일한 위치에 배치하고 있기 때문에, 구동부의 공간을 이용하여 전달 기구 이외에 제어 기판도 내장시킬 수가 있어, 보다 소형화할 수 있는 외에, 배선 등이 불필요하므로 조립성이 양호하고 간단한 구성으로 될 수 있는 등의 효과를 나타낸다.

Claims (16)

1. 인력에 의한 구동력을 변속기를 통하여 차륜을 회전시키는 인력구동계와, 전동기에 의한 구동력으로 차륜을 회전시키는 전동구동계를 가지며, 상기 인력구동계에는 인력구동력을 검출하는 토크검출부를 구비하고, 상기 토크검출부는, 상기 변속기에 의해서 변속된 후의 토크를 검출하고, 상기 토크검출부에서 검출한 인력구동력의 크기에 따라서 상기 전동기를 구동하는 것을 특징으로 하는 전동차.
2. 제1항에 있어서, 상기 차륜의 회전속도를 검출하는 속도센서를 설치하여, 상기 속도센서로부터의 신호에 따라서 토크검출부로부터의 전동기에 대한 출력을 변화시키는 것을 특징으로 하는 전동차.
3. 인력구동계와 전동구동계를 병렬로 갖고, 차륜의 허브에 차륜이 설치된 회전측 케이싱과, 본체에 설치된 고정측 케이싱에 의해 구동부를 구성하며, 이 구동부는 차륜을 구동하는 전동기와, 이 전동기의 회전을 상기 차륜에 전달하는 전달기구와, 인력구동계의 변속단을 변환하는 변속기를 내장하며, 상기 전달기구는, 상기 전동기의 회전수를 감속하는 감속기구로 되며, 상기 구동부는, 상기 차륜의 차축보다 외부원주를 향해서 상기 변속기, 감속기구의 순으로 배치한 것을 특징으로 하는 전동차.
4. 인력구동계와 전동구동계를 병렬로 갖고, 차륜의 허브에 차륜이 설치된 회전측 케이싱과, 본체에 설치된 고정측 케이싱에 의해 구동부를 구성하며, 이 구동부는 차륜을 구동하는 전동기와, 이 전동기의 회전을 상기 차륜에 전달하는 전달기구와, 인력구동계의 변속단을 변환하는 변속기와, 인력구동계의 인력 토크의 크기를 검출하는 토크검출부를 내장하며, 상기 전동기는, 상기 토크검출부의 토크의 크기에 따른 구동력으로 구동하고, 상기 전달기구는, 상기 전동기의 회전수를 감속하는 감속기구로 되며, 상기 구동부는, 상기 차륜의 차축보다 외부원주를 향해서 상기 변속기, 토크검출부, 감속기구의 순으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전동차.
5. 제4항에 있어서, 상기 토크검출부는, 상기 회전측케이싱에 내장되어 상기 인력토크에 따라 신축하는 탄성체와, 상기 고정측케이싱에 내장되어 상기 탄성체의 신축을 검출하는 검출부에 의해서 구성되며, 상기 전동기는 상기 검출부의 출력에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 전동차.
6. 제3항에 있어서, 상기 차륜을 제동하는 브레이크 기구를 설치하고, 이 브레이크 기구는, 상기 차축의 길이 방향으로 상기 변속기와 병렬로 배치한 것을 특징으로 하는 전동차.
7. 제6항에 있어서, 상기 브레이크 기구는, 상기 구동부를 구성하는 케이싱에 의해서 덮여 있는 것을 특징으로 하는 전동차.
8. 제6항에 있어서, 상기 브레이크 기구는, 상기 구동부를 구성하는 케이싱 근방에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동차.
9. 제5항에 있어서, 상기 탄성체는, 변속기와 차륜 사이에 개재시킨 것을 특징으로 하는 전동차.
10. 제3항에 있어서, 상기 허브내에, 상기 차륜의 회전속도를 검출하는 속도센서를 설치한 것을 특징으로 하는 전동차.
11. 제4항에 있어서, 상기 변속기는 차축을 중심으로 하는 원통형의 용기 내에 내장되며, 이 용기와 회전측 케이싱 사이에 상기 탄성체를 개재하며, 탄성체를 인력토크에 의해서 상기 용기의 외측벽을 대략 회전방향으로 신축하는 것을 특징으로 하는 전동차.
12. 제3항에 있어서, 상기 변속기는, 외주에 슬리이브를 개재해서 회전측 케이싱이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전동차.
13. 제4항에 있어서, 상기 변속기의 용기의 외측벽과 일체로 회동하는 회동판을 설치하며, 상기 탄성체는 상기 회동판과 회전측 케이싱 사이에 개재하는 것을 특징으로 하는 전동차.
14. 제4항에 있어서, 상기 탄성체의 신축을 차축 방향의 이동으로 변환하는 변환부재와, 이 변환부재에 의해 이동하는 자성재료 혹은 도전성재료를 설치하며, 상기 검출부는 상기 자성재료 혹은 도전성재료 근방에 설치된 코일에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 전동차.
15. 제3항에 있어서, 상기 차축과 동심원으로 상기 변속기를 내장하며, 상기 전달기구, 전동기는, 차축으로부터 편심시킨 위치에 내장한 것을 특징으로 하는 전동차.
16. 제3항에 있어서, 상기 전동기의 구동을 제어하는 제어기판을 설치하며, 이 제어기판을 차축으로부터 거리가 상기 전달기구와 대략 같은 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동차.