KR100384721B1 - 전기 자전거의 자동 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 자전거의 자동 변속 장치에 관한 것으로, 모터에서 발생되는 동력을 자전거의 휠측으로 전달하는 과정에서 자전거의 주행조건에 따라 가변되는 휠에 걸리는 부하의 크기에 맞추어 자동으로 동력의 크기를 조절하도록 한 것이다. 이러한 가변수단으로는 기계적 변속수단과 전자적 변속수단을 제공할 수 있는 바, 휠에 걸리는 부하의 크기에 따라 상기 기계적 변속수단과 전자적 변속수단을 작동되도록 기계적 변속수단 및 전자적 변속수단이 설치되는 이동하우징과, 상기 이동하우징이 회전축에 대하여 회전가능하게 설치되는 고정하우징을 구비하며, 상기 회전축은 휠측으로 모터의 동력을 직접 전달하는 구동부재의 회전축과 공용함으로써 휠의 회전부하를 즉시 감지토록 하고, 이에 따라 상기 기계적 변속수단과 전자적 변속수단을 작동하도록 한다. 따라서 본 발명은 운전자가 별도로 휠의 변속을 실시하지 않더라도 자동으로 주행조건에 따른 휠의 부하를 감지하여 그에 따라 모터의 출력을 구현하기 때문에 어떠한 주행조건에서도 최적의 정속운행을 제공하는 효과가 있다.

Description

전기 자전거의 자동 변속 장치{An automatic transmission of electric bicycle}

본 발명은 전기 자전거의 변속 장치에 관한 것으로, 자전거의 운행환경 또는 자전거의 탑재되는 하물로 인한 하중으로 인해 발생되는 다양한 자전거의 주행 조건에 따라 변동되는 자전거의 차륜과 지면과의 마찰력의 크기 차이에 관계없이 항시 자전거가 정속주행하도록 한 전기 자전거의 자동 변속 장치에 관한 것이다.

전기 자전거는 전기를 동력으로 사용하여 차륜을 구동시키는 자전거로서, 특히 노약자나 장애인과 같이 자력에 의하여 자전거를 운전할 수 없는 사람들에게 애용되고 있다. 또한, 정상인이라도 중장거리를 이동하는 경우이거나 과도한 중량의 화물을 탑재한 상태의 운전시 사용되고 있다. 아울러 자전거의 동력원이 전기이기 때문에 환경 친화적이며, 자원 절감의 차원에서도 바람직한 운송수단이라 할 수 있다.

일반적으로 전기 자전거는 동력원인 배터리에서 구동원인 모터로 전원이 인가되면, 모터의 회전력이 자전거의 휠측으로 전달되어 운전이 실시된다. 운전중 운전자는 여러 가지 운전상황에 따라 자전거의 속도를 가변시키게 된다.

종래의 전기 자전거는 주행중에 오르막길을 운행한다거나, 또는 자전거에 과도한 중량의 화물이 탑재된 상태로 주행되는 경우로 인해 차륜에 부하가 크게 걸리는 경우에 수동으로 속도를 조절하거나, 또는 페달을 밟는 힘을 센싱하는 토크(torque) 센서등과 같은 전자 장치에 의해 속도를 조절함으로써 차륜에 걸리는 부하를 해소하도록 하고 있다. 그러나 이와 같은 속도 조절방법은 모터측에 걸리는 부하도 함께 상승되기 때문에 모터가 소손될 위험이 있고, 배터리의 소모량도 커지는 등의 문제가 있다.

아울러 전기 자전거의 주행시 발생되는 다양한 종류의 운전조건에 따라 운전자가 일일이 자전거의 운행속도를 조절해야 하므로 매우 번거로울 뿐 아니라, 초보자 또는 노약자인 경우에는 적절한 운전이 이루어지지 못하는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 주 목적은 자전거의 차륜에 작용되는 부하의 증감에 따라 자동으로 변속을 실시하도록 함으로써 모터의 부하상승을 방지함과 아울러 배터리의 전류 소모량을 절감하도록 하려는 것이다.

본 발명의 부 목적은 자전거의 운전조건에 따라 자동으로 변속을 실시함으로써 운전자에게 쾌적한 운전조건을 마련하려는 것이다.

도 1은 본 발명 장치가 전기 자전거의 타이어에 적용된 상태를 측면에서 바라본 도면.

도 2는 본 발명 장치의 제 1실시예인 기계적 변속수단과 전자적 변속수단이 함께 적용된 구성을 보이기 위해 고정하우징을 분리한 상태에서 상측에서 바라본 도면.

도 3은 본 발명 장치의 고정하우징과 이동하우징의 결합상태도.

도 4는 본 발명 장치의 제어 상태를 보인 흐름도.

도 5A 및 도 5B는 본 발명 제 1실시예에 의한 동작상태도로서,

도 5A는 부하가 걸리지 않은 상태의 주행시 상태도.

도 5B는 부하가 최대로 걸린 상태의 주행시 상태도.

도 6은 본 발명 장치에서 기계적 변속수단이 적용된 제2 실시예.

도 7은 본 발명 장치에서 전자적 변속수단이 적용된 제3 실시예.

도 8 내지 도 15는 본 발명 장치의 구동부재가 전기 자전거에 구체적으로 적용되는 적용상태에 따른 여러 가지 실시예를 도시한 것으로,

도 8은 본 발명 장치가 타이어에 적용되는 상태도.

도 9는 도 8에서 본 발명 장치가 타이어와 결합된 상태도.

도 10은 본 발명 장치가 체인에 적용되는 상태도.

도 11는 도 10에서 본 발명 장치가 체인과 결합된 상태도.

도 12는 본 발명 장치가 타이어 림에 적용되는 상태도.

도 13은 도 12에서 본 발명 장치가 타이어 림과 결합된 상태도.

도 14는 본 발명 장치가 휠 회전축에 적용되는 상태도.

도 15는 도 14에서 본 발명 장치가 휠 회전축과 결합된 상태도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )

1 ; 전기 자전거 3,4 ; 전,후륜

5 ; 타이어 6 ; 배터리

7 ; 체인 8 ; 타이어 림

9 ; 휠 회전축 10 ; 자동변속장치

11 ; 고정하우징 13 ; 이동하우징

15 ; 제1 회전축 17 ; 마찰기어

19 ; 모터 21 ; 구동기어

23,39,41 ; 제1,2,3 연동기어 25,31 ; 제2,3 회전축

27,33 ; 제1,2 저속기어 29,35 ; 제1,2 고속기어

43 ; 가변저항 45 ; 피니언기어

47 ; 래크 49 ; 안내홈

51 ; 토션스프링 53 ; 스프링조절레버

본 발명 전기 자전거의 자동 변속 장치는 배터리에 의해 구동되는 모터와, 상기 모터에 의한 회전력으로 자전거의 휠을 구동시키는 구동부재와, 상기 모터의 회전력을 상기 구동부재측으로 전달하는 동력전달수단으로 구성되어 이루어지는 전기자전거에 있어서, 상기 휠과 지면과의 마찰력의 크기에 따라 상기 모터에서 출력되는 동력을 상기 구동부재측에 기계적으로 변속하여 전달하는 기계적 변속수단; 상기 휠과 지면과의 마찰력의 크기에 따라 모터의 출력되는 동력의 크기를 전자적으로 변속하는 전자적 변속수단; 상기 모터, 구동부재, 동력전달수단, 기계적 변속수단 및 전자적 변속수단이 구비되는 이동하우징; 상기 이동하우징의 외측에 설치되어 이동하우징에 대하여 고정된 상태인 고정 하우징; 상기 구동부재와 이동 하우징 및 고정 하우징을 관통하여 상기 이동하우징이 고정하우징에 대하여 회전가능하게 결합되는 제1회전축;을 포함하여 상기 휠에 걸리는 부하의 크기에 의해 상기 이동하우징이 상기 회전축을 중심으로 상기 고정 하우징의 내부에서 회전되면서 상기 기계적 변속수단 및 전자적 변속수단에 의하여 상기 모터의 회전구동력이 자동으로 상기 구동부재로 변환되어 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.한편, 상기 구동부재는 타이어 림(tire rim)을 회전구동하기 위해 상기 제1 회전축에 이동가능하게 고정되며 타이어 림의 양측부를 소정 탄성부재에 의해 지지하면서 회전시키는 회전바인 것을 특징으로 한다.또한 바람직하게는, 상기 구동부재는 타이어 회전축을 회전구동하기 위하여 상기 제1 회전축과 타이어 회전축을 동축상에 결합시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명은 전기 자전거에 관한 것으로, 두 개의 차륜(wheel)을 갖는 자전거는 물론 세 개 이상의 차륜을 갖는 자전거를 포함하는 것이다.

본 발명에서 예시되는 제1 실시예는 도 1에 도시한 바와 같이, 전기 자전거(1)의 메인 프레임(2)의 전후측에 전륜(front wheel)(3)과 후륜(rear wheel)(4)이 회전가능하게 설치되어 있는 2륜 구동 자전거에 관한 것이다.

메인 프레임(2)에는 자전거의 전원인 배터리(6)가 설치되어 있고, 배터리(6)는 타이어(5)에 착탈가능하게 설치되어 휠에 걸리는 부하에 대하여 반응을 실시하는 자동 변속 장치(10)가 연결되어 있다. 미설명 부호 7은 체인, 8은 타이어 림(rim), 9는 타이어 회전축이다.

도 2 및 도 3은 본 발명 제1 실시예에 의한 자동 변속 장치(10)의 구성을 보인 도면으로서, 외부측에 구비되는 고정하우징(11)의 내부에 고정하우징에 대하여회전되는 이동하우징(13)이 제1 회전축(15)을 중심으로 회전가능하게 설치되어 있고, 제1 회전축(15)에는 타이어와 접촉되어 휠(wheel)을 회전시키도록 표면에 타이어(5)의 요철과 맞물리는 요철부가 형성된 마찰기어(17)가 결합되어 있다. 이러한 마찰기어(17)의 요철부 형상은 접촉되는 타이어에 따라 다양한 형상이 제공된다.

이동하우징(13)의 내부에는 마찰기어(17)의 타측에 배터리(6)의 전원을 인가받는 DC모터(19)가 고정되어 있으며, DC모터(19)와 마찰기어(17)는 수개의 동력전달기어에 의해 동력의 전달이 가능하도록 되어 있다.

즉, DC모터(19)의 구동축에는 구동기어(21)가 축착되어 있고, 구동기어(21)에는 제1 연동기어(23)가 이동하우징(13)에 회전가능하게 고정된 제2 회전축(25)에 고정되어 있다. 제2 회전축(25)에는 각각 제1 저속기어(27)와 제1 고속기어(29)가 고정되어 있다.

또한, 제2 회전축(25)과 평행하도록 이동하우징(13)에는 제3 회전축(31)이 회전가능하게 고정되어 있다. 제3 회전축(31)에는 제1 저속기어(27)와 대응되는 위치에 제2 저속기어(33)가 설치되어 있고, 제1 고속기어(29)와 대응되는 위치에 제2 고속기어(35)가 설치되어 있다. 이때 제2 저속기어(33) 및 제2 고속기어(35)의 내부에는 베어링(미도시)이 구비되어 있어 제3 회전축(31)에 대하여 회전가능하게 설치된다.

그리고 제3 회전축(31)에는 제2 저속기어(33)와 제2 고속기어(35)측에 선택적으로 동력을 전달하는 클러치(37)가 고정설치되어 있다. 여기서 클러치의 양측면에는 마찰판(37a)(37b)이 구비되어 있으며, 클러치의 마찰판과 대응되는 제2 저속기어(33)의 일측면과 제2 고속기어(35)의 일측면에도 각각 마찰판(33a)(35a)이 구비되어 있다.

클러치(37)의 외주면에는 클러치가 제2 저속기어(33)와 제2 고속기어(35) 사이를 왕복이동가능하도록 사선방향으로 이동돌기(37c)가 돌출형성되어 있고, 이에 대응되는 고정하우징(11)의 내주면에는 이동돌기(37c)를 안내하는 안내홈(11a)이 형성되어 있어 이동하우징의 이동동작에 의하여 클러치의 이동돌기(37c)가 고정하우징의 안내홈(11a)에 안내되면서 클러치(37)는 제2 회전축(31)상에서 이동하도록 한다. 여기서 클러치(37)와 제2 회전축(31)은 키와 키홈(미도시)으로 결합되어 있어 일정구간 내에서 클러치(37)는 제2 회전축(31)상에서 이동가능하며, 클러치(37)의 회전에 의해 제2 회전축(31)이 연동되도록 결합되어 있는 상태이다.

제3 회전축(31)의 일단부에는 제2 연동기어(39)가 축착되어 있으며, 제2 연동기어(39)와 맞물리는 제3 연동기어(41)가 마찰기어(17)와 결합된 제1 회전축(17)에 고정되어 있다.

한편, 이동하우징(13)의 소정부위에는 가변저항(43)이 마련되어 있다. 가변저항(43)에는 피니언기어(45)가 구비되어 있고, 피니언기어(45)와 대응되는 고정하우징(11)의 내주면에는 피니언기어(45)가 맞물리는 래크(47)가 형성된 안내홈(49)이 형성되어 있어 이동하우징(13)이 고정하우징(11)의 내부에서 이동되는 동작에 의해 피니언기어(45)가 회전됨으로써 모터(19)측으로 전달되는 가변저항치가 변하도록 구성한다.

가변저항(45)은 전자적으로 부하를 감응하는 부하감응부에 해당되는 것으로,이에 따른 전자제어에 흐름도는 도 4에 도시한 바와 같이, 전원이 인가된 상태에서 부하감응부 즉, 가변저항(45)에 입력되는 저항값을 제어부에서 검출하여 모터로 전달함으로써 모터의 구동력을 제어하는 것이다.

본 발명 제1 실시예에서는 동력전달수단으로서 기어를 사용하였으나, 체인 또는 벨트등 다양한 방식으로 변형될 수 있음은 물론이다.

제1 회전축(17)의 일측단부에는 토션스프링(51)이 구비되어 일단부는 고정하우징(11)에 고정되고, 타단부는 이동하우징(13)에 고정되도록 설치된다. 이때 이동하우징(13)측에는 토션스프링(51)의 타단부가 고정되는 수개의 고정홈(13a)을 형성하여 이동하우징(13)이 이동되었다가 본래의 위치로 복귀되는 토션스프링(51)의 탄성력을 조절할 수 있다.

토션스프링(51)의 일측에는 운행도중에 토션스프링(51)의 탄성력을 탑승자의 운전조건에 맞추어 조절하기 위한 스프링조절레버(53)를 구비하도록 한다.

그리고 도 5A 및 도 5B에 도시한 바와 같이, 타이어(5)와 마찰되는 이동하우징(13) 내의 마찰기어(17)를 포함하는 고정하우징(11)은 타이어(5)과 접촉되는 방향으로 소정 탄성력을 가지고 지지되는 탄성스프링(55)과, 탄성스프링(55)을 텐션력을 제어하는 텐션링크(57)에 의해 타이어(5)와 접촉 또는 분리가능하도록 구성되어 있다. 텐션링크(57)에는 소정의 와이어(미도시)가 연결되어 자전거의 핸들 또는 페달측에서 제어하도록 구성한다.

이와 같이 구성되는 본 발명 일실시예에 의한 작용을 도 5A 및 5B를 참조하여 설명한다.

자전거가 정지된 상태이거나, 내리막길 주행시와 같이 타이어(5)가 회전하는데 따른 부하를 받지 않는 경우에는 도 5A에 도시한 바와 같이, 이동하우징(13)은 S에 위치한다.

즉, 내리막길 주행시 이동하우징(13)은 S에 위치한 상태에서 타이어(5)에 회전에 의해 마찰기어(17)가 회전되므로 마찰기어(17)의 회전력이 오히려 모터(19)측으로 충전되는 충전모드 상태이다.

한편, 자전거가 출발되려는 시점 또는 오르막길 주행시에는 마찰기어(17)가 타이어(5)을 회전시키기 위한 부하가 크게 걸린다. 다시 설명하면, 타이어의 회전시 지면과의 마찰력이 커지게 되는데, 이에 따라 타이어(5)에서 마찰기어(17)쪽으로 큰힘이 작용되므로, 마찰기어(17)에서 타이어(5)쪽으로 작용되는 힘의 반대방향으로 작용되는 힘에 의하여 이동하우징(13)은 제1 회전축(15)을 중심으로 S에서 F측 방향으로 회전된다.

이동하우징(13)이 고정하우징(11)의 내부에서 S에서 F의 위치로 이동되면서 클러치의 이동돌기(37c)가 안내홈(11a)에서 슬라이딩되고, 클러치(37)는 제3 회전축(31)의 제2 고속기어(35)측에서 제2 저속기어(33)측으로 이동되어 클러치의 마찰판(37b)과 제2 저속기어의 마찰판(33a)이 맞물리게 된다. 따라서 모터(19)에서 발생되는 회전구동력은 구동기어(21) ⇒ 제1 연동기어(23) ⇒ 제2 회전축(25) ⇒ 제1 저속기어(27) ⇒ 제2 저속기어(33) ⇒ 클러치(37) ⇒ 제3 회전축(31) ⇒ 제2 연동기어(39) ⇒ 제3 연동기어(41) ⇒ 제1 회전축(15) ⇒ 마찰기어(17)의 순서로 전달되므로 마찰기어(17)가 저속기어(27)(33)들의 회전력 전달로 인하여 모터(19)의 출력이 고속상태에서 저속상태로 변속되어 타이어(5)측에서 마찰기어(17)측으로 작용되는 힘을 이기고 타이어(5)를 회전시키게 되는 것이다.

동시에 가변저항(43)의 피니언기어(45)는 고정하우징의 이동홈(49)의 일측에 마련된 래크(47)와 맞물린 상태로 회전되므로 가변저항치가 변하게 되어 이와 같이 변경된 출력 저항값을 제어부에서 검출하게 되므로, 제어부에의해 제어되는 모터 자체의 출력도 커지게 되는 것이다.

이와 같이 클러치(37)를 이용하는 기계적 변속수단과, 가변저항(43)을 사용하는 전자적 변속수단에 의하여 단시간 내에 마찰기어(17)의 회전력을 향상시키기 때문에 출발시 또는 오르막길 주행시와 같이 부하가 커지는 조건에서 즉각적으로 자동 변속이 이루어지면서 별다른 무리없이 정속주행을 실시하게 된다.

상술한 바와 같은 고부하 상태를 벗어나게 되어 타이어(5)에서 마찰기어(17)측에 반작용되는 힘이 작아지게 되면, 토션스프링(51)의 복원력에 의해 이동하우징(13)은 제1 회전축(15)을 중심으로 F의 위치에서 본래의 위치인 S의 위치로 복귀된다.

이처럼 이동하우징이 S위치로 복귀되면서 클러치(37)는 제2 저속기어(33)와 분리되고, 제3 회전축(31)상에서 이동되어 제2 고속기어(35)와 접속되므로 모터의 출력은 고속기어비로 변속되어 마찰기어(17)가 타이어(5)를 회전시키게 된다.

또한, 가변저항의 피니언기어(45)도 래크(47)를 따라 역회전되어 저출력 저항값이 제어부를 통해 모터(19)에서 인가된다.

이상에서와 같이 본 발명 제1 실시예는 자전거의 주행조건 즉, 휠(4)과 지면과의 마찰력에 따라 타이어(5)를 회전시키는 마찰기어(17)에 반작용되는 힘의 크기에 의해 이동하우징(13)이 고정하우징(11)의 내부에서 제1 회전축(15)을 중심으로 S의 위치와 F위치 사이에서 회전이동되면서 기계적 변속 동작과 더불어 전자적 변속동작을 자동으로 수행하게 된다. 따라서 외부에서 발생되는 힘에 관계없이 마찰기어(17)는 항시 일정한 힘으로 타이어(5)를 회전시킬 수 있으며, 운전자가 별도로 조작을 하지 않더라도 자동으로 정속주행을 실시할 수 있는 것이다.

본 발명의 제2 실시예는 도 6에 도시한 바와 같이, 모터와 구동부재 사이에 기계적 변속수단만을 구비한 경우이다.

그 구성을 설명하면, 상술한 제1 실시예의 기계적 변속수단인 클러치(37)를 포함하는 변속수단의 구성과 동일하며, 전자적 변속수단인 가변저항(43)의 구성이 제외된 구성을 갖는다. 여기서 이동하우징과 고정하우징의 결합상태는 제1 실시예와 동일하며, 고정하우징이 차륜과 착탈되기 위한 탄성스프링과 텐션링크의 구성도 동일하다.

제2 실시예의 동작은 제1 실시예의 기계적 변속수단에 의한 작용과 동일한 것이며, 이에 따라 자동으로 정속주행을 실시하는 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

본 발명 제3 실시예는 도 7에 도시한 바와 같이, 모터와 구동부재 사이에 전자적 변속수단인 가변저항(43)을 구비한 구성으로, 클러치(37)를 포함하는 기계적 변속수단의 구성을 배제한 구성이다.

제3 실시예에 의한 본 발명 장치의 작용 및 효과도 제1 실시예에서 설명된바 있으므로 생략한다.

이상에서와 같이 본 발명은 3개의 실시예가 모두 바람직한 실시예로 제공가능하나, 기계적 변속수단과 전자적 변속수단을 모두 구비한 경우가 최적의 모드로서 기능한다고 할 수 있으며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 얼마든지 변형하여 적용가능하다.

상술한 바에서는 자전거의 타이어(5)에 구동부재인 마찰기어(17)가 적용되는 실시예에 관하여 기술하였는 바, 이러한 적용상태는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같다.

다음에는 자전거의 구동부재가 다른 부위에 적용되는 사례에 대하여 설명하고자 한다.

먼저 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 자전거의 체인기어(7)에 적용되는 방식이 가능하다.

즉, 구동부재로서, 제1 회전축(15)에 감기는 체인기어(7)를 사용함으로써 휠(4)에 가해지는 반작용되는 힘이 체인기어(7)를 통해 본 발명의 자동변속장치(10)이 구동되도록 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의한 작용은 타이어에 적용되는 방식과 동일하다. 체인기어(7)가 회전축(15)에 걸쳐지는 부위에는 지지축(61)에 체인지지기어(63)를 구비하여 체인기어(7)가 회전축(15)에서 이탈하지 않도록 지지하게 된다.

도 12 및 도 13은 타이어 림(8)에 본 발명 자동변속장치(10)를 적용하는 방식이다.

제1 회전축(15)의 양측에 탄성스프링(71)에 의해 중앙으로 소정 탄성력을 발휘하도록 구비된 회전바(73)가 타이어 림(8)를 압착지지한 상태로 고정되는 구조이다. 회전바(73)와 회전축(15)에는 키홈과 키(미도시)이 형성되어 회전바(73)가 제1 회전축(15)에 대하여 축상에서 이동가능하게 고정되어 있다. 회전바(73)의 내측에는 타이어 림(8)를 회전시키도록 접촉되는 경질고무체(75)가 구비되어 있다.

이와 같은 구조에 의해서 평상시 모터의 동력을 전달하는 상태에서는 양측 회전바(73)가 회전축(15)에서 회전되면서 타이어 림(8)을 회전시켜 휠(4)을 구동시키게 되고, 휠(4)측으로 반작용되는 힘이 커지면 타이어 림(8)을 통해 자동변속장치(10)에서 부하감응하여 자동변속이 실시하게 된다.

도 14 및 도 15는 휠의 회전축(9)에 자동변속장치(10)가 적용되는 경우이다. 이때에는 휠의 회전축(9)과 자동변속장치(10)의 제1 회전축(15)을 동축으로 결합하도록 구성함으로써 휠(4)측으로 반작용되는 힘을 회전축(9)측을 통해 부하감응하여 자동변속이 이루어지도록 한다.

이상에서와 같은 실시예들은 모두 후륜에 적용되는 경우에 대하여 설명되었는 바, 이를 전륜에 적용하는 경우에도 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있음은 자명한 일이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전기 자전거의 자동 변속 장치는 운전자가 별도로 휠의 변속을 실시하지 않더라도 자동으로 주행조건에 따른 휠의 부하를 감지하여 그에 따라 모터의 출력을 구현하기 때문에 어떠한 주행조건에서도 최적의 정속운행을 제공하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 배터리에 의해 구동되는 모터와, 상기 모터에 의한 회전력으로 자전거의 휠을 구동시키는 구동부재와, 상기 모터의 회전력을 상기 구동부재측으로 전달하는 동력전달수단으로 구성되어 이루어지는 전기자전거에 있어서,

   상기 휠과 지면과의 마찰력의 크기에 따라 상기 모터에서 출력되는 동력을 상기 구동부재측에 기계적으로 변속하여 전달하는 기계적 변속수단;

   상기 휠과 지면과의 마찰력의 크기에 따라 모터의 출력되는 동력의 크기를 전자적으로 변속하는 전자적 변속수단;

   상기 모터, 구동부재, 동력전달수단, 기계적 변속수단 및 전자적 변속수단이 구비되는 이동하우징;

   상기 이동하우징의 외측에 설치되어 이동하우징에 대하여 고정된 상태인 고정 하우징;

   상기 구동부재와 이동 하우징 및 고정 하우징을 관통하여 상기 이동하우징이 고정하우징에 대하여 회전가능하게 결합되는 제1회전축;을 포함하여

   상기 휠에 걸리는 부하의 크기에 의해 상기 이동하우징이 상기 회전축을 중심으로 상기 고정 하우징의 내부에서 회전되면서 상기 기계적 변속수단 및 전자적 변속수단에 의하여 상기 모터의 회전구동력이 자동으로 상기 구동부재로 변환되어 전달하도록 구성한 전기 자전거의 자동 변속 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 구동부재는 타이어 림(tire rim)을 회전구동하기 위해 상기 제1 회전축에 이동가능하게 고정되며 타이어 림의 양측부를 소정 탄성부재에 의해 지지하면서 회전시키는 회전바인 전기 자전거의 자동 변속 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 구동부재는 타이어 회전축을 회전구동하기 위하여 상기 제1 회전축과 타이어 회전축을 동축상에 결합시키는 전기 자전거의 자동 변속 장치.