KR100997598B1 - 하이브리드 자전거 - Google Patents

Abstract

통상의 자전거에 있어서 뒷 바퀴축에 체인으로 연결된 페달을 발로 밟으므로 앞 바퀴축과 뒷 바퀴축을 중심으로 자전거 바퀴가 회전을 하면서 자전거가 앞으로 달리게 된다.

본 발명의 하이브리드 자전거는 엷은 판스프링을 여러 겹으로 중복하여서 복합판스프링을 형성하여 바퀴의 앞바퀴 축과 뒷바퀴 축에 축설하고 기어 구조는 입력 기어와 출력 기어를 구비하고 자전거가 내리막길에서 브레이크 레버를 잡아 제동을 할때 상기 복합판스프링이 감기게 됨으로 동력이 저장 되면서 제동 목적이 달성되게 하는것이다.

자전거, 자동차, 스프링

Description

하이브리드 자전거 { Hybrid bicycle}

환경과 에너지 문제를 해결 하기위하여 하이브리드 자전거와 하이브리드 자동차를 육성하고 있는 현실이다. 전기 에너지를 저장하는 축전지는 구조상 간단한 장점은 있지만 금액이 고가인 것이 문제이다.

본 발명은 시계 태엽형 판스프링을 여러겹으로 복합하여 형성되는 복합판스프링에 의존하여 제동이 되면서 동력을 저장 하였다가 상기 저장된 동력과 직류 모터의 회전을 합성하여 필요에 따라 사용하는것이다. 본 발명에 앞서 동력저장 자전거에 대한 특허 출원 번호 10-2008-0056088호가 출원 되어있으나 이것은 동력 전달의 구조가 복잡하고 스프링을 일반적인 스프링을 사용하므로 효율성이 많이 저하되는 것이다.

본 발명의 하이브리드 자전거는 판스프링을 다중 복합하여 태엽형 으로 이루어지고 기어의 구조를 단순화 하여 효율성이 크게 향상 하는것이다.

본 발명의 하이브리드 자전거는 통상의 자전거를 운행하면서 도로의 내리막 길에서 속도를 줄이기 위하여 브레이크 레버를 잡아서 제동을 할때 소멸되어 버리는 가속력을 소멸되기 직전에 복합 판스프링에 감기게 하므로 동력이 저장 되면서 제동이 되는것이다.

본 발명의 동력저장은 기계적으로 구성되면서 핵심 요소가 되는것은 제동의 수단이되는 스프링이다. 상기 스프링은 통상의 스프링을 사용하면 신축 복원력의 한계가 제한적이어서 효율이 떨어진다.

본 발명에서 제동의 수단이되는 스프링은 엷은 판스프링을 복수로 겹처서 시계 태엽 모양으로 판스프링을 형성하고 상기 복합 판스프링을 하나의 축에 다단계로 축설하고, 별도로 마련된 교류 전기모터를 사용하여 상기 복합 판스프링을 감아서 동력을 저장해 두었다가 보통 단거리의 교통 수단으로 이용할 수도 있다.

자전거를 타고 내리막길을 달릴때 브레이크 레버를 잡아주면 상기 복합 판스프링이 감기면서 동력이 저장되고 자전거는 제동되어 진다.

[기술적 해결 방법]

본 발명의 제동의 수단이되는 복합판스프링은 태엽형 판스프링의 두께를 엷게 하여 여러겹으로 복합하여서 스프링의 신축 복원율을 크게 높이게 됨으로 동력을 많이 저장할수 있고 운동량을 증가하게 되고 직류 모터와 합성하고 기어의 구조를 간단하게 배열하면서 유성기어(Epicyclic gear)를 구성하고 동력전달 과정에서 동력의 손실을 최소화하게하고 효율을 높여주게 되는것이다.

직류 전기 모터와 복합판스프링을 합성하여 동력을 이용하여 단거리 교통수단으로 될것을 기대한다.

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통상의 자전거에 있어서 앞 바퀴축과 뒷 바퀴축에 축설되는 제동시 작동되는 입력부 기어구조(51,52,53)와,가속시 작동되는 출력부 기어구조(54,56)가 형성되는 에퍼사이클릭 기어(50)와;

(통상 브레이크 레버(31,32)잡을 때를 제동이라 칭하고 가속 레버(33,34)를 잡을때를 가속이라 칭한다)

상기 입출력부는 기어를 수용하는 기어 박스(60)와;

상기 기어 박스 내 측면은 제동시 연동되는 제1인터널 기어(53)와, 가속시 연동되는 제2인터널 기어(56)가 형성되고;

도5에서 밝힌 기어 박스(60)의 외주면에 복합판스프링(22,25)이 여러 겹으로 겹처서 체결한다.

상기 기어 박스 외주면에 복수로된 판스프링을 1개씩 분산하여 체결하므로 동력의 힘을 고르게 전달하므로 효율을 높이게 된다.

상기 기어 박스(60)의 외주 면은 상기 복합판스프링(22,25)이 감길때 역 회전 방지를 하는 레처트 기어(57)가 형성되고;

상기 에퍼사이클릭 기어(50)의 구조는 바퀴축(40)과 함께 회전하면서 슬라이 드(41)의 축 방향으로, 제동시 좌측으로 이동하고 가속시 우측으로 이동하는 선기어 (55)와;

상기 슬라이드(41)의 좌측 으로 이동하는 구조는 제동시 브레크 레버(31,32)를 1단으로 당김으로 통상 브레이크(23,24)와 연결된 제동 와이어 (47)가 당겨지게 되어 슬라이드(41)가 좌측으로 이동한다.상기 브레이크 레버는 1단으로 당길때는 입력부 기어(51,52,53)가 작동되고 상기 브레이크 레버를 2단으로 당길때는 본레 브레이크(23,24)가 작동되어서 자전거가 멈추게된다.

상기 슬라이드(41)가 좌측으로 이동할 때는 선 기어(55)가 좌측으로 이동하여 입력부(10)의 제1 프레너트 기어(52)와 치합하므로 제1인터널 기어(53)가 회전을 하여 기어박스(60)와 함께 복합판스프링(22,25)이 감기게 된다.

가속시에는 가속 레버(33,34)의 당김으로 가속 와이어(48)가 당겨저서 레처트 기어(57)는 켓처(58)에서 자유롭게 되어 감기었던 복합판스프링(22,25)이 풀리면서 일체로 체결된 기어 박스(60)가 제동시의 반대 방향으로 회전하고;

도3,도6에서 나타난 가속 레버(33,34)의 당김으로 가속 와이어(48)는 레버의 중심부(45)를 중심으로 좌측으로 당겨지고, 따라서 슬라이드(41)는 중심부(45)를 중심으로 우측으로 이동하므로 선 기어(55)는 출력부(15)의 제2 프레너트 기어(54)3개와 치합하여서 제2 인터널 기어(56)와 연동 되면서 기어 박스(60)에 체결 되어있는 복합판스프링의 풀리는 힘에 의하여 바퀴 축과 함께 자전거 바퀴가 앞으로 회전하게 된다.

상기 에퍼사이클릭 기어(50)구조에 에 있어서 제동시 입력부 기어(51,52)는 가속시 출력부 기어(54)에 비하여 피니언(51)이 하나더 추가되게 하는것은 상기 복합판스프링(22,25)이 감겼다 풀릴때 회전 방향이 반대로 되기 때문에 바퀴축(40)의 회전방향이 반대로 되는것을 상기 피니언(51)을 하나 더 추가 하게 됨으로 자전거 바퀴가 앞으로만 진행하게 된다.

상기 바퀴축에 충전을 할수있는 축전지에 의해 동력이 발생하는 직류 모터(37)를 축설하고, 상기 직류 모터의 동력과 상기 복합판스프링의 동력이 에퍼사이클릭 기어의 구조에서 합성되므로 효율이 증가 할수 있다.

통상 직류 모터를 동력으로한 전기 자전거는 오르막길에서 전력소모가 가장 많으므로 평지에서 운행되는 거리가 짧아지게 된다. 그러므로 본 발명의 복합판스프링의 목적은 평소 교류모터에 의해 동력을 저장하여 오르막길에서 상기 복합판스프링의 동력을 사용 한다.

운행을 하면서 내리막 길에서 상기 복합판스프링에 동력을 저장하고 오르막길에서 저장된 동력을 사용하므로 축전지의 전기를 절약하여 전기 자전거의 효율을 높이게 된다.

본 발명의 핵심이 되는 복합판스프링을 자전거뿐만 아니라 일반적인 교통수단으로 사용 되기위하여 4개의 바퀴 구조를 가진 무동력 차에 유성기어를 포함하여 본 발명의 복합판스프링을 축에 다단계로 축설하고 동력원은 별도의 교류 모터를 이용하여 상기 복합판스프링에 동력을 저장하고, 바퀴축에 직류 모터를 축설하여 축전지에 의해 동력이 제공되고 상기 복합판스프링과 직류 모터(37)를 합성하여 교 통수단으로 사용할수 있다.

도1 은 복합판스프링의 외측 끝 단은 후레임에 고정되고 내측 끝 단은 바퀴축을 중심으로 구성되는 기어 박스(60)에 체결되어 있는 모습을 보인 자전거의 측 단면도

도2 는 복합판스프링의 측 단면도

도3 은 바퀴 축에 축설되는 에퍼사이클릭 기어 구조와, 슬라이드에 의해 선 기어가 좌우 이동을 하면서 입력부 기어(51,52,53)와 출력부 기어(54,56)에 교차 치합하는 구조를 보인 단면도

도4 는 제동시 선 기어(55)가 입력부(10)에 있는 3방향의 제1 프레너트 기어(52)에 치합되는 에퍼사이클릭 기어 구조를 보인 단면도

도5 는 가속시 선 기어(55)가 출력부(15)에 있는 3방향의 제2 프레너트 기어(54)에 치합되는 에퍼사이클릭 기어 구조와, 기어 박스(60) 외주면에 복합판스프링이 분산 되어 체결 되는 모습을 보인 단면도

도6 은 바퀴축에 축설된 에퍼사이클릭 기어 구조에서 복합판스프링(22,25)과 직류 모터(37)가 합성되는 구조를 보인 단면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10; 입력부 15;출력부
20: 자전거 21;후레임 22;앞 복합판스프링

23;앞 브레이크 24;뒷 브레이크 25;뒷 복합판스프링

26;타이어 27;링 28;복합판스프링 고정부

30;핸들 31;앞 브레이크 레버 32;뒷 브레이크 레버

33;앞 가속 레버 34;뒷 가속 레버 35;모터 버튼

37;직류 모터 40;바퀴축 41;슬라이드

42;키 43;변속 기어 44;바퀴 철심

45;레버 중심부 46;레버 47;제동 와이어

48;가속 와이어. 50;에퍼사이클릭 기어(Epicyclic gear). 51;피니언

52;제1 프레너트 기어(Planet gear). 53;제1 인터널 기어(Internal gear)
54;제2 프레너트 기어. 55;선 기어(Sun gear). 56;제2 인터널 기어

57;레처트 기어 58;켓처 60;기어 박스

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Claims (2)

1. 단수로 구성되는 판스프링에 있어서 상기 판스프링을 엷게하여 여러겹으로 중복하여 동력의 힘이 증대되는 복합 판스프링(22,25)과;

   입력부(10)와 출력부(15)의 기어 구조를 수용하는 기어박스(60)와;

   제동시는 상기 입력부(10)와 연결 되는 제동 와이어(47)및 브레이크 레버(31,32)와, 가속시는 상기 출력부(15)와 연결 되는 가속와이어(48)및 가속 레버(33,34)와;

   자전거의 제동시 브레이크 레버(31,32)를 1단으로 잡았을때 제동 와이어(47)와 연결된 슬라이드(41)의 축 방향 이동으로 함께 이동되는 선 기어(55)와;

   상기 선 기어(55)는 제동시는 제1 인터널 기어(53)와 연동되고, 가속시는 제2 인터널 기어(56)와 연동 되는 상기 기어박스(60)와;

   하나의 기어 박스(60)에 형성 되면서 제동시 연동되는 제1 인터널 기어(53)와 가속시 연동되는 제2 인터널 기어(56)가 형성되는 상기 기어 박스(60)와;

   동력이 전달되는 힘을 균형있게 전달하기 위하여 여러개로 겹처서된 상기 복합 판스프링을 한 개씩 분산하여 외주면에 고르게 체결 되는 상기 기어 박스(60)와;

   제동시 상기 복합 판스프링이 감길때 역회전 차단을 하기위하여 레처트 기어(57)를 구속하는 켓처(58)와;

   상기 켓처에 의해 구속되는 레처트 기어(57)가 일측면에 형성되고, 동 일 측면에 상기 복합판스프링이 체결되는 상기 기어박스(60)로 구성되는 하이브리드 자전거
2. 제1항에 있어서 상기 기어 박스(60)의 외주면에 체결된 상기 복합판스프링(22,25)과, 바퀴축(40)에는 축전지에 의해 회전할수 있는 직류모터가 축설 합성되는 하이브리드 자전거.

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