KR101128588B1

KR101128588B1 - 보조동력장치를 가지는 자전거

Info

Publication number: KR101128588B1
Application number: KR1020110120629A
Authority: KR
Inventors: 손종필
Original assignee: 손종필
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-03-27

Abstract

본 발명은 사용자의 페달 가압력에 따라 바퀴 구동력을 인가하는 보조동력장치를 가지는 자전거에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자전거 페달 상부면에 설치되는 압력센서를 통해 사용자의 페달 가압력을 검출하여 검출 결과값에 따라 체인 회전을 보조하는 모터구동이 이루어지며 모터구동을 위한 전력은 제동기능과 발전기능을 동시에 수행하는 발전부가 구동에 따라 공급됨으로써 오르막 경로 주행 또는 고속주행이 필요한 경우에 별도의 전력 공급없이 보다 용이하게 오르막 경로 주행 또는 고속주행을 가능케 하는 보조동력장치를 가지는 자전거에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 사용자의 다리의 구동력이 페달에 전달됨으로써 후륜을 구동하는 자전거에 있어서, 상기 자전거에는 사용자에 의한 체인 구동을 보조하여 체인을 구동시키는 보조동력장치가 포함되어 이루어지되, 상기 보조동력장치는 페달 회전을 따라 회전하는 전륜의 측면에 마찰륜이 접촉되어 발전되며 전륜 포크의 전방측으로 연결되는 연장프레임 상에 장착되는 발전기와; 상기 후륜과 페달측을 연결하는 후륜프레임 상에 설치되며 체인 회전을 보조하도록 체인 경로상에 연결되어 체인을 회전시키는 모터와; 상기 발전기에서 생산된 전기를 충전하여 상기 모터에 공급하는 축전지와; 상기 페달의 상부에 부착되어 사용자의 가압력을 감지하고 가압검출신호를 생성하는 압력센서와; 상기 압력센서의 가압검출신호를 전달받아 주행경로 조건을 판단하고 판단 결과에 따라 모터의 구동여부를 단속하는 컨트롤러;를 포함하여 이루어진다.

Description

보조동력장치를 가지는 자전거{Bicycles with Auxiliary Power Units}

본 발명은 사용자의 페달 가압력에 따라 바퀴 구동력을 인가하는 보조동력장치를 가지는 자전거에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자전거 페달 상부면에 설치되는 압력센서를 통해 사용자의 페달 가압력을 검출하여 검출 결과값에 따라 체인 회전을 보조하는 모터구동이 이루어지며 모터구동을 위한 전력은 제동기능과 발전기능을 동시에 수행하는 발전부가 구동에 따라 공급됨으로써 오르막 경로 주행 또는 고속주행이 필요한 경우에 별도의 전력 공급없이 보다 용이하게 오르막 경로 주행 또는 고속주행을 가능케 하는 보조동력장치를 가지는 자전거에 관한 것이다.

자전거의 구동을 위한 사용자의 페달 회전에 보조하여 자전거 구동력을 인가하는 자전거 보조동력장치로는 와권 스프링을 이용하거나 수개의 기어들과 레버 또는 핸들에 상호 연결시켜 구성하거나 축전지와 전동기를 이용하여 구성하는 경우 등이 있었다.

그런데, 상기한 종래의 자전거 보조 동력장치 중 와권 스프링을 이용할 경우는 내리막 길에서 자전거 차륜의 회전력으로 와권 스프링을 감아두고, 오르막 길 등에서는 상기에서 감겨진 와권 스프링의 풀리는 탄성력에 의하여 서서히 차륜을 회전시키고 그 회전력을 페달에 의해 차륜의 회전력으로 가해줌으로써 오르막 길을 가볍게 오를 수는 있으나, 이 경우 그 구성이 매우 복잡하여 제품의 생산원가가 상승하게 됨은 물론 고장율이 높은 문제점이 있다.

또한, 수개의 기어들과 레버 또는 핸들을 상호 연계시킨 구성의 경우 사람이 손으로 직접 조작해야 하므로 사용이 매우 불편하고, 이 역시 구성 부품 수가 많고 그 구성이 매우 복잡하여 제품의 생산원가가 상승하게 됨은 물론 고장율이 높은 문제점이 있다.

아울러 축전지와 전동기를 이용하는 경우는 축전지의 충전작업이 반복적으로 수행되어야하는 불편함이 있어 오르막 경로 주행이나 고속주행 시 사용되는 보조동력장치의 개선이 요구된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 자전거 페달 상부면에 설치되는 압력센서를 통해 사용자의 페달 가압력을 검출하여 검출 결과값에 따라 체인 경로상에 동반회전하도록 결합된 모터로 축전지에 충전된 전원을 인가하여 자전거의 바퀴 구동력을 보조하도록 구성함으로써 오르막길 또는 고속주행이 필요한 경우에 페달 가압력의 상승이 감지되어 보조동력장치가 구동함에 따라 사용자의 바퀴 구동력에 보조동력장치의 바퀴 구동력을 부가되어 보다 용이하게 오르막 경로 주행 또는 고속주행을 가능케 하는 보조동력장치를 가지는 자전거에 관한 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 사용자의 다리의 구동력이 페달에 전달됨으로써 후륜을 구동하는 자전거에 있어서, 상기 자전거에는 사용자에 의한 체인 구동을 보조하여 체인을 구동시키는 보조동력장치가 포함되어 이루어지되, 상기 보조동력장치는 페달 회전을 따라 회전하는 전륜의 측면에 마찰륜이 접촉되어 발전되며 전륜 포크의 전방측으로 연결되는 연장프레임 상에 장착되는 발전기와; 상기 후륜과 페달측을 연결하는 후륜프레임 상에 설치되며 체인 회전을 보조하도록 체인 경로상에 연결되어 체인을 회전시키는 모터와; 상기 발전기에서 생산된 전기를 충전하여 상기 모터에 공급하는 축전지와; 상기 페달의 상부에 부착되어 사용자의 가압력을 감지하고 가압검출신호를 생성하는 압력센서와; 상기 압력센서의 가압검출신호를 전달받아 주행경로 조건을 판단하고 판단 결과에 따라 모터의 구동여부를 단속하는 컨트롤러;를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 페달의 저면에는 압력센서가 부착된 페달의 상부가 계속적으로 상부에 위치 유지되도록 추가 결합되며, 압력센서에서 도출된 인출선을 페달의 내측단에 부착된 절연체의 외면측 단자에 접속하고, 상기 단자에 대응하는 단자는 페달축의 뿌리 부분에 부착된 절연체의 외측면에 상기 단자와 상시 접촉하도록 부착하며, 단자에서 도출된 중계선은 크랭크간의 내부를 길이방향으로 관통한 후 크랭크간의 회전축 일측 단에 절연체에 의해 절연되도록 부착한 단자에 접속하고, 차대에 고정된 크랭크 축받이의 일측단에 절연체로 절연되도록 부착된 단자가 상기 단자에 상시 접촉되게 하며, 단자에서 도출된 연결선은 안장프레임 내부를 관통하여 컨트롤러에 접속한다.

또한 상기 발전기는 다수개가 전륜의 측면에 일정간격 이격되도록 연장프레임 상에 배치되되, 상기 연장프레임은 탄성재질로 이루어지며, 핸들 일측에 형성되는 발전레버의 당김을 통해 전륜측으로 가압하는 발전기 엑스바에 연장프레임 일측 단부가 연결되고 타측 단부는 포크 단부와 연결되는 지지프레임에 고정된다.

아울러 상기 연장프레임은 3개소의 발전기로 이루어지며 발전기 엑스바의 내측 가압력에 따라 최전방의 제 1발전기와 제 2발전기 및 제 3발전기의 마찰륜이 순차적으로 전륜에 마찰된다.

여기서 상기 컨트롤러(11)는 페달(1)에 부착된 압력센서(12)로부터 가압검출신호를 전달받아 주행경로 조건을 판단할 경우 양측 페달(1)별로 가압검출신호의 주기 중 가압력이 가장 큰 1/4 내지 1/2 내지 구간만을 샘플링하여 가압력을 판단한다.

또한 상기 압력센서는 상기 크랭크간 하부에 위치되어 동반회전하도록 설치되는 하부하우징에 결합되되, 상기 크랭크간과 접촉 또는 이격되는 하부하우징의 크랭크간 대향면상에 설치된다.

본 발명에 따르면 오르막 경로 또는 고속주행이 필요한 경우 모터가 동작하여 사용자가 수월하고 용이하게 오르막 경로 주행 및 고속주행이 가능함에 따라 근력이 부족한 여성 또는 어린이, 노약자도 안전하고 편리한 자전거 주행이 가능해지는 효과가 있다.

이러한 편리한 자전거 주행은 자전거의 보급 및 사용을 확대시켜 환경오염이나 자원낭비 등의 문제를 일으키는 자동차 사용을 저지하고 사용자의 건강 유지에 도움을 주게 된다.

아울러 페달 가압력에 따라 모터구동이 이루어지므로 별도의 모터구동을 위한 사용자 조작동작이 없어 안전 운행에 기여하며 제동시에 발생되는 마찰력을 이용하여 전기에너지를 생성, 사용함으로써 축전지의 잦은 충전이 필요없으며 에너지의 친환경적인 생산 및 사용이 달성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거의 측면도이다.
도 2는 압력센서의 가압감지신호가 컨트롤러에 인가되기 위한 단자 및 배선을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 다수개의 발전기가 전륜에 단계적으로 마찰되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력센서의 구성을 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명에 따른 보조동력장치를 가지는 자전거에 대해 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거의 측면도이며, 도 2는 압력센서의 가압감지신호가 컨트롤러에 인가되기 위한 단자 및 배선을 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발전부의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전부의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 다수개의 발전기가 전륜에 단계적으로 마찰되는 과정을 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 사용자의 동작 구동에 따른 체인 구동에 보조하여 체인 구동력을 보강하는 보조동력장치가 구비되는 자전거로서 이러한 보조동력장치는 크게 페달(1) 회전을 따라 회전하는 전륜의 측면에 마찰륜이 접촉되어 발전되며 전륜 포크(30)의 전방측으로 연결되는 연장프레임 상에 장착되는 발전기(10)와, 상기 후륜과 페달(1)측을 연결하는 후륜프레임(6) 상에 설치되며 체인 회전을 보조하도록 체인 경로상에 연결되어 체인을 회전시키는 모터(7)와, 상기 발전기(10)에서 생산된 전기를 충전하여 상기 모터에 공급하는 축전지(5)와, 상기 페달(1)의 상부에 부착되어 사용자의 가압력을 감지하고 가압검출신호를 생성하는 압력센서(12)와, 상기 압력센서(12)의 가압검출신호를 전달받아 주행경로 조건을 판단하고 판단 결과에 따라 모터(7)의 구동여부를 단속하는 컨트롤러(11)로 이루어진다.

이러한 본 발명의 보조동력장치는 크게 전륜(9)에 마찰되어 전기를 발생시키는 발전 구성과 발전되어 축전된 전기를 압력센서(12)의 검출 결과에 따라 모터 구동에 사용하여 체인 회전을 보조하는 동력 사용 구성으로 분류할 수 있다.

우선 발전 구성을 설명하면, 상기 발전기(10)는 페달(1) 회전을 따라 회전하는 전륜(9)의 측면에 마찰륜이 접촉되어 발전되며 전륜 포크(30)의 전방측으로 연결되는 연장프레임(32) 상에 장착된다.

이러한 발전기(10)의 발전 원리는 발전기(10)의 상단에 형성되는 마찰륜이 자전거(100)의 전륜(9)에 마찰되면 마찰력에 의해 마찰륜이 회전하게 되고 이와 동반회전하는 발전기 내측의 회전자(미도시)와 회전자의 양측에 배치되는 N, S극 자석(미도시)에 의해 전기가 발생되게 된다.

이러한 생성 전기는 발전기(10)에 연결된 축전지(5)로 전달되어 축전되며, 컨트롤러(11)의 판단에 따라 축전된 전기를 모터(7) 구동에 사용하게 되는 것이다.

이와 같은 발전기(10)는 도 1 및 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 다수개가 전륜의 측면에 일정간격 이격되도록 연장프레임(32) 상에 배치되는데, 여기서 상기 연장프레임(32)은 탄성재질로 이루어져 핸들(40) 일측에 형성되는 발전레버(41)의 당김을 통해 탄력적으로 전륜측 방향 즉 내측으로 이동되도록 구성된다.

여기서 상기 발전레버(41)는 기존 자전거의 브레이크 레버와 같이 구성됨이 바람직하나 다양한 형태로 구성될 수 있다.

따라서 사용자가 발전레버(41)를 당기면 발전레버(41)와 연결된 발전기 케이블(41b)이 당겨지게 되고, 발전기 케이블(41b)은 다시 발전기 엑스바(41a)를 당겨서 발전기 엑스바(41a)가 이와 단부 결합된 연장프레임(32)을 내측으로 가압하게 된다.

본 발명의 가장 큰 특징 중 하나는 이러한 발전기(10)를 다수개 배치하고 발전레버(41)의 당김힘에 따라 연장프레임(32)에 작용하는 내측 가압력이 달라지도록 구성함으로써 사용자가 발전레버(41)를 당기는 힘에 따라 발전기(10)가 전륜에 마찰되는 개수를 선택할 수 있도록 하는 것이다.

도 5에서 도시된 바와 같이 사용자가 작은 힘으로 발전레버(41)를 당기면 제 1발전기(10a)만 전륜에 마찰되고 이보다 큰 힘으로 당기면 제 1발전기(10a)와 제 2발전기(10b)가 마찰되며 이보다 큰 힘으로 당기면 3개소의 발전기 모두가 접촉되게 된다.

이와 같은 단계적 발전기 접촉 구성은 너무 많은 수의 발전기(10)를 전륜에 마찰시킬 경우 발전량은 증대되나 자전거의 구동력이 저하되므로 현재 주행 조건에 따라 적절한 발전기 개수의 마찰이 이루어져야 함을 고려한 것이다.

이러한 발전레버(41)의 동작은 내리막 경로 주행시 속도 증가를 저지하거나 서서히 속도를 줄여야 하는 경우에 가장 적합하며 즉각적인 제동이 필요한 경우에도 브레이크레버(42)와 함께 동작할 수 있을 것이다.

여기서 상기 브레이크레버(42)는 도 3에서와 같이 발전레버(41)가 설치된 타측 핸들(40)에 설치되어 브레이크레버(42)의 당김에 의해 브레이크 케이블(42b)이 당겨지고, 이로 인해 브레이크 엑스바(42a) 전륜측 방향으로 이동되어 브레이크 엑스바(42a) 단부 상에 결합된 브레이크 패드(43)를 전륜에 접촉시켜 제동하게 한다.

이러한 브레이크레버(42)와 발전레버(41)를 각각 핸들(40) 일측 및 타측에 설치하여 점진적인 제동이 필요한 경우에는 발전레버(41)를 동작시키고 즉각적인 제동이 필요한 경우에는 브레이크레버(42)만을 동작시키거나, 발전레버(41)와 같이 동작시켜 제동과 발전이 이루어지도록 구성된다.

아울러 상기 일측이 발전기 엑스바(42a)에 연결된 연장프레임(32)의 타측은 포크(30) 단부와 결합되는 지지프레임(31)에 연결되어 안정적인 연장프레임(32)의 지지가 이루어지도록 구성된다.

한편 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전기의 구성은 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 발전레버(41)에 발전기 엑스바(41a)가 양측에 한 쌍으로 연결되어 발전효율 및 제동 효율을 보다 더 부여하도록 구성할 수 있다.

이러한 경우 타측에 형성되는 브레이크레버(42)를 통해 브레이크 케이블(42b) 및 브레이크 엑스바(42a)가 동작하여 브레이크패드를 전륜에 접촉하도록 구성할 수 있으며, 이러한 연결 구성은 공지의 기술이므로 생략하였다.

이와 같이 브레이크레버(42)를 통한 제동구성과 발전레버(41)를 통한 발전구성을 완전히 분리가능하며, 브레이크레버(42)에 의한 제동이 전륜(9)이 아닌 후륜(3)에 이루어지도록 구성할 수 있음은 물론이다.

한편 본 발명에 따른 모터(7)는 컨트롤러(11)의 제어하에 축전지(5)로부터 전원을 공급받아 구동되며 모터(7)와 체인(2)과의 결합은 다양하게 구성될 수 있으나, 일실시예로 모터(7)의 회전축에 축설되는 모터스프로켓(8)과 체인(2)이 서로 체인결합되어 모터의 회전동력이 체인(2)에 전달되도록 구성된다.

아울러 상기 모터스프로켓(8)과 체인(2)은 결합 장력이 이루어지도록 체인(2)이 체인스프로켓(8) 상부를 따라 선회하도록 결합됨이 바람직하다.

여기서 상기 컨트롤러(11)는 모터(7) 구동을 제어하는데, 사용자가 내리막 경로 또는 저속 주행을 하고자 하는 경우에는 모터(7)의 구동이 필요없으며 오르막 주행 또는 고속 주행시에 모터(7)를 통한 보조동력이 필요하게 된다.

따라서 컨트롤러(11)는 이러한 오르막 주행 또는 고속 주행을 여부를 판단하기 위해 페달(1) 상부면에 설치된 압력센서(12)의 가압력을 이용한다.

이는 사용자가 오르막 주행이나 고속 주행이 필요한 경우에 평균 이상의 힘을 가하여 페달(1)을 회전시키게 점을 착안하여 구성한 것으로서 상기 압력센서(12)는 전자식 센서나 기계식 센서 모두 가능하다.

이러한 압력센서(12)는 사용자의 발 가압력을 측정하기 위한 것으로 항상 사용자의 발이 가압될 수 있는 위치에 배치되도록 하여야 되는데, 이를 위해 상기 페달(1)의 저면에는 추(50)가 결합됨이 바람직하다.

이에 따라 추(50)의 무게로 인해 항상 페달(1)의 저면은 추(50)가 결합된 측이 배치되고 압력센서(12)가 결합된 측은 페달(1)의 상부면을 형성하게 된다.

또한 압력센서(12)에서 감지된 가압감지신호는 도선을 통하여 컨트롤러(11)에 전달된다.

자전거 운행 시 크랭크간(13)은 안장프레임(4) 상에서 360˚ 회전하고 페달(1)은 크랭크간(13)의 자유단에 가로방향으로 부착된 페달축을 중심으로 360˚ 회전하면서 공전한다.

페달(1)이 자전과 공전할 때 및 크랭크간(13)이 360˚ 회전하는 동안 상기 도선이 꼬인다든지 페달축 또는 크랭크간(13)에 말려서 감겨버리면 도선이 단선되므로 압력센서(12)의 가압 감지신호가 컨트롤러(11)에 차질 없이 전달되도록 하는 데 적합한 전용배선구조가 필요하다.

도 2는 이러한 전용배선구조의 일례로서 이를 설명하면 압력센서(12)에서 도출된 인출선(14)을 페달(1)의 내측단에 개입된 절연체(15)의 외면에 부착한 단자(16)에 접속하고 , 상기 단자(16)에 대응하는 단자(17)는 페달축의 뿌리 부분에 부착된 절연체(18)의 외측면(페달의 내측단과 마주보는 면)에 상기 단자(16)와 상시 접촉가능하도록 부착한다.

또, 단자(17)에서 도출된 중계선(19)은 크랭크간(13)의 내부를 길이방향으로 관통한 후 크랭크간(13)의 회전축 일측단에 절연체(20)에 의해 절연되도록 부착한 단자(21)에 접속하고, 차대에 고정된 크랭크 축받이(23)의 일측단에 절연체(25)로 절연되도록 부착된 단자(24)는 상기 단자(21)에 상시 접촉한다.

그리고 단자(24)에서 도출된 연결선(26)은 안장프레임(4) 내부를 관통하여 컨트롤러(11)에 접속한다. 단자(16,17,21,24)는 페달축과 크랭크축이 접촉하지 않게 관통하여 신호가 절달되는 과정에서 간섭으로 인한 손실이 발생하지 않게 하는 데 적합한 와셔형 단자다.

이외에도 다양한 형태로 압력센서(12)와 컨트롤러(11) 간이 연결될 수 있으며, 전술한 접촉연결 구성외에 무선형태로 데이터 통신가능하도록 연결될 수 있다.

한편 상기 컨트롤러(11)는 상기 압력센서(12)로부터 가압검출신호를 전달받아 일정 가압력 이상인 경우 모터(7)를 구동시키게 되는데, 이러한 가압력 판단은 가압검출신호의 한 주기를 통해 검출되는 절대값의 최대치를 통해 이루어진다.

압력센서(12)가 페달(1) 양측에 구비되어 컨트롤러(11)가 전달받는 가압검출신호는 총 2개이며, 각 가압검출신호에는 한 주기 중 2/3 구간은 거의 가압값이 검출되지 않다가 1/3구간에 검출되게 되는데, 이는 어느 한 쪽 페달(1)에 작용하는 사람의 가압력이 페달(1)의 360˚회전구간동안 130˚정도에만 전달되기 때문이다.

즉, 양측 페달(1)에 교번하여 130˚씩 가압력이 검출되고 나머지 100˚정도는 거의 가압값이 없는 구간이 발생되게 된다.

따라서 컨트롤러(11)는 주행경로 조건을 판단할 경우 양측 페달(1)별로 가압검출신호의 주기 중 가압력이 가장 큰 1/4 내지 1/2 내지 구간만을 샘플링하여 가압력을 판단하는 것이 바람직할 것이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력센서의 구성을 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 압력센서(12)는 크랭크간(13) 하부에 위치되어 크랭크간(13)의 하부면과 접촉 또는 이격되도록 설치되는데, 사용자가 페달(1)을 강하게 가압할 경우 크랭크간(13)이 하부하우징(60)에 가압하게 되고 하부하우징(60)의 가압면 상에 설치된 압력센서(12)가 이러한 가압력을 검출하여 가압검출신호를 생성하게 된다.

이에 따라 압력센서(12)는 전술한 실시예에서와 같이 컨트롤러(11)에 가압검출신호를 전송하게 되며, 이러한 연결구성은 유선 또는 무선형태 모두 가능함은 물론이다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 페달 2 : 체인
3 : 후륜 4 : 안장프레임
5: 축전지 6 : 후륜프레임
7: 모터 8 : 모터스프로켓
9 : 전륜 10 : 발전기
10a : 제 1발전기 10b : 제 2발전기
10c : 제 3발전기 11: 컨트롤러
12: 압력센서 13 : 크랭크간
30: 포크 31: 지지프레임
32 : 연장프레임 40 : 핸들
41: 발전기 레버 41a : 발전기 엑스바
41b : 발전기 케이블 42: 브레이크 레버
42a : 브레이크 엑스바 42b : 브레이크 케이블
50: 추 60 : 하부하우징
100 : 자전거

Claims

사용자의 다리의 구동력이 페달에 전달됨으로써 후륜을 구동하는 자전거(100)에 있어서,
상기 자전거에는 사용자에 의한 체인 구동을 보조하여 체인을 구동시키는 보조동력장치가 포함되어 이루어지되,
상기 보조동력장치는
페달(1) 회전을 따라 회전하는 전륜의 측면에 마찰륜이 접촉되어 발전되며 전륜 포크(30)의 전방측으로 연결되는 연장프레임(32) 상에 장착되는 발전기(10)와;
상기 후륜과 페달(1)측을 연결하는 후륜프레임(6) 상에 설치되며 체인 회전을 보조하도록 체인 경로상에 연결되어 체인을 회전시키는 모터(7)와;
상기 발전기(10)에서 생산된 전기를 충전하여 상기 모터에 공급하는 축전지(5)와;
상기 페달(1)의 상부에 부착되거나 페달(1)에 연결되는 크랭크간(13) 하부측에 설치되어 사용자의 가압력을 감지하고 가압검출신호를 생성하는 압력센서(12)와;
상기 압력센서(12)의 가압검출신호를 전달받아 주행경로 조건을 판단하고 판단 결과에 따라 모터(7)의 구동여부를 단속하는 컨트롤러(11);를 포함하여 이루어지되,
상기 컨트롤러(11)는
페달(1)에 부착된 압력센서(12)로부터 가압검출신호를 전달받아 주행경로 조건을 판단할 경우 양측 페달(1)별로 가압검출신호의 주기 중 1/4 내지 1/2 구간만을 샘플링하여 가압력을 판단하는 것을 특징으로 하는 보조동력장치를 가지는 자전거.
제 1항에 있어서,
상기 페달(1)의 저면에는 압력센서(12)가 부착된 페달(1)의 상부가 계속적으로 상부에 위치 유지되도록 추(50)가 결합되는 것을 특징으로 하는 보조동력장치를 가지는 자전거.
제 1항에 있어서,
압력센서(12)에서 도출된 인출선(14)을 페달(1)의 내측단에 부착된 절연체(15)의 외면측 단자(16)에 접속하고, 상기 단자(16)에 대응하는 단자(17)는 페달축의 뿌리 부분에 부착된 절연체(18)의 외측면에 상기 단자(16)와 상시 접촉하도록 부착하며, 단자(17)에서 도출된 중계선(19)은 크랭크간(13)의 내부를 길이방향으로 관통한 후 크랭크간(13)의 회전축 일측 단에 절연체(20)에 의해 절연되도록 부착한 단자(21)에 접속하고, 차대에 고정된 크랭크 축받이(23)의 일측단에 절연체(25)로 절연되도록 부착된 단자(24)가 상기 단자(21)에 상시 접촉되게 하며, 단자(24)에서 도출된 연결선(26)은 안장프레임(4) 내부를 관통하여 컨트롤러(11)에 접속하는 것을 특징으로 하는 보조동력장치를 가지는 자전거.
제 1항에 있어서,
상기 발전기는
다수개가 전륜의 측면에 일정간격 이격되도록 연장프레임 상에 배치되되,
상기 연장프레임은 탄성재질로 이루어지며, 핸들(40) 일측에 형성되는 발전레버(41)의 당김을 통해 전륜측으로 가압하는 발전기 엑스바(42a)에 연장프레임(32) 일측 단부가 연결되고 타측 단부는 포크(30) 단부와 연결되는 지지프레임(31)에 고정되는 것을 특징으로 하는 보조동력장치를 가지는 자전거.
제 4항에 있어서,
상기 연장프레임(32)에 장착되는 발전기(10)는 3개소의 발전기(10a, 10b, 10c)로 이루어지며 발전기 엑스바(42a)의 내측 가압력에 따라 최전방의 제 1발전기(10a)와 제 2발전기(10b) 및 제 3발전기(10c)의 마찰륜이 순차적으로 전륜(9)에 마찰되는 것을 특징으로 하는 보조동력장치를 가지는 자전거.
제 1항에 있어서,
상기 압력센서는
상기 크랭크간 하부에 위치되어 동반회전하도록 설치되는 하부하우징에 결합되되,
상기 크랭크간과 접촉 또는 이격되는 하부하우징의 크랭크간 대향면상에 설치되는 것을 특징으로 하는 보조동력장치를 가지는 자전거.
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