KR101197628B1 - 삼륜 전기 자전거 - Google Patents

삼륜 전기 자전거 Download PDF

Info

Publication number
KR101197628B1
KR101197628B1 KR20100102324A KR20100102324A KR101197628B1 KR 101197628 B1 KR101197628 B1 KR 101197628B1 KR 20100102324 A KR20100102324 A KR 20100102324A KR 20100102324 A KR20100102324 A KR 20100102324A KR 101197628 B1 KR101197628 B1 KR 101197628B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pair
frame
supporting
wheel drive
electric
Prior art date
Application number
KR20100102324A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120040850A (ko
Inventor
구성득
Original Assignee
구성득
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구성득 filed Critical 구성득
Priority to KR20100102324A priority Critical patent/KR101197628B1/ko
Publication of KR20120040850A publication Critical patent/KR20120040850A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101197628B1 publication Critical patent/KR101197628B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/30—In-wheel mountings

Landscapes

  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

본 발명은 삼륜 전기 자전거에 관한 것으로 전륜을 지지하는 전방 프레임과, 한 쌍의 후륜을 지지하는 후방 프레임과, 상기 전륜 또는 상기 한 쌍의 후륜이 지면에 대하여 기울어지도록 상기 전방 프레임과 상기 후방 프레임을 연결시키는 틸팅 장치와, 상기 전방 프레임 내측에 구비되어 전기력을 공급하는 배터리 및 상기 후방 프레임에 장차되어 상기 배터리의 전기력을 제공받아 상기 한 쌍의 후륜에 회전력을 제공하는 한 쌍의 발전형 전동기를 포함하는 삼륜 전기 자전거를 제공한다.

Description

삼륜 전기 자전거{ELECTRIC TRICYCLE}
본 발명은 삼륜 전기 자전거에 관한 것으로, 전기 에너지에 의한 후륜 구동을 위해 채용된 삼륜 전기 자전거로 전기 자전거의 주행 안정성을 향상시키고, 전복의 위험성을 감소시킬 수 있는 삼륜 전기 자전거에 관한 것이다.
자전거(cycle)는 인력(즉, 답력)을 추진력으로 사용하는 교통 수단으로서, 일반적으로 1개씩의 전륜과 후륜이 구비되는 이륜 자전거(bicycle)를 예로 들 수 있다.
보급이 가장 많이 이루어진 이륜 자전거는 주행 방향을 따라 전륜과 후륜이 일직선 상에 배치되기 때문에 주행 방향과 교차하는 방향으로 기울어지지 않도록 균형을 유지하기 어렵고, 균형 유지를 위해 최소한의 주행 속도를 필요로 한다. 또한, 이륜 자전거는 사람이 탄 상태에서 정지 상태를 유지하기 어렵다. 따라서, 자전거를 배우는 초보자나, 체력이 약한 어린이, 노약자에게는 이륜 자전거를 이용하는데 어려움이 있었다.
위와 같은 어려움을 해결하기 위해 전륜 또는 후륜을 2개로 구비한 삼륜 자전거(tricycle)가 제안되었다. 삼륜 자전거는 지면에 접촉되는 3개의 바퀴가 평면 상에서 삼각 형상을 이루도록 배치되어(삼각 형상에서 지면과 바퀴의 접촉점이 삼각 형상의 꼭지점을 형성함) 균형을 유지하기 용이하고, 균형 유지를 위해 최소한의 주행 속도를 필요로 하지 않는다. 또한, 사람이 탑승한 상태에서 용이하게 정지 상태를 유지할 수 있다.
그런데, 종래의 삼륜 자전거는 직선 주행시에는 주행 방향과 교차하는 방향으로 넘어지지 않도록 균형 유지가 용이한 반면, 이륜 자전거와 같이 사람이 직접 자세를 변경하여 중심을 조절하기 어려웠다. 따라서, 회전 주행시 한 쌍의 후륜 중 외곽에 위치되는 후륜이 원심력에 의해 지면으로부터 들려 삼륜 자전거가 전복될 위험성이 있었다. 즉, 종래의 삼륜 자전거는 코너링 시 주행 안정성이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 최근에는 고유로 인해 자동차 대신 자전거를 이용하는 사용자가 늘어나고 있다. 하지만, 종래의 이륜 및 삼륜 자전거는 인력 즉, 답력을 이용하여 이동하기 때문에 지형적으로 언덕이 많은 경우 걷거나 달리는 것보다 오히려 더 큰 체력을 필요로 하게 되고, 목적지가 먼 경우에는 지나치게 많은 체력을 소모하게 되어 사용자의 건강을 해치는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 분리형 프레임 상에 틸팅 장치를 구비하고, 후륜 구동축에 분리형 원웨이 클러치를 구비하여 한 쌍의 후륜을 다른 속도로 회전시켜 전륜과 후륜의 지면에 대한 기울어짐이 달라지게 하여 안정성과 전복의 위험성을 줄일 수 있고, 전기 에너지를 이용한 전기 모터의 장착으로 답력과 전기력을 자전거의 추진력으로 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 삼균 전기 자전거를 제공한다.
본 발명에 따른 전륜을 지지하는 전방 프레임; 한 쌍의 후륜을 지지하는 후방 프레임; 상기 전륜 또는 상기 한 쌍의 후륜이 지면에 대하여 기울어지도록 상기 전방 프레임과 상기 후방 프레임을 연결시키는 틸팅 장치; 상기 전방 프레임 내측에 구비되어 전기력을 공급하는 배터리; 및 상기 후방 프레임에 장차되어 상기 배터리의 전기력을 제공받아 상기 한 쌍의 후륜에 회전력을 제공하는 한 쌍의 발전형 전동기를 포함하는 삼륜 전기 자전거를 제공한다.
상기 틸팅 장치는, 원통 형상으로서 일단면에 상기 전방 프레임을 결합시켜 지지하고, 곡면을 형성하는 외측면의 상측 부위에 한 쌍의 스프링 지지홈이 형성되는 전방 연결 블록과 상기 후방 프레임을 일단면에 결합시켜 지지하는 후방 연결 블록과, 상기 전방 연결 블록과 상기 후방 연결 블록 사이에 구비되고, 상기 후방 연결 블록과 연결되는 외륜 베어링 블록과, 상기 외륜 베어링 블록의 내측에서 회전 가능하도록 다수의 베어링으로 지지되어 상기 전방 연결 블록과 연결되는 내륜 베어링 블록을 포함하는 베어링 블록과 상기 전방 연결 블록의 외측면 및 상기 베어링 블록을 감싸도록 상기 후방 연결 블록에 결합되고, 상기 한 쌍의 스프링 지지홈에 대향되어 한 쌍의 스프링 조절홈이 내측에 형성되는 스프링 수납 케이스와 상기 한 쌍의 스프링 조절홈과 상기 한 쌍의 스프링 지지홈이 맞대어져 형성하는 공간에 삽입되는 한 쌍의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 스프링 조절홈의 외부 일측에는, 상기 한 쌍의 스프링의 압축 길이를 개별적으로 변경시킬 수 있는 한 쌍의 탄성력 조절기가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 전방 프레임에는 상기 전륜을 방향 전환 가능하도록 지지하는 조향 수단과, 운전 공간을 제공하는 안장 수단과, 인력을 상기 한 쌍의 후륜의 회전력으로 전환시키는 동력 변환 수단이 포함되고, 상기 후방 프레임에는 상기 한 쌍의 후륜을 대향되도록 배치시키는 후륜 구동축과, 상기 후륜 구동축에 결합되어 상기 동력 변환 수단으로부터 회전력을 전달받는 동력 전달 수단과, 상기 후륜 구동축을 지면으로부터 이격시켜 수평하게 지지하는 후방 보조 프레임이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 후륜 구동축은, 중앙부가 분할되어 2개의 후륜 구동축으로 나뉘어지고, 상기 중앙부에는 상기 2개의 후륜 구동축이 개별적으로 회전하도록 지지하는 분리형 원웨이 스프라켓이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 전방 프레임에는, 상기 배터리의 전기력 공급을 제어하는 제어 판넬이 외주면 일측에 형성되는 전원 공급 수단이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리는 커패시터를 사용하고, 상기 커패시터로 1 내지 5V의 100 내지 1000F의 슈퍼 커패시터를 사용하고, 상기 전원 저장부는 상기 슈퍼 커패시터를 5 내지 20개 범위 내에서 직렬 연결하여 사용하거나, 상기 슈퍼 커패시터를 5 내지 20개 범위 내에서 직렬 연결한 하나의 커패시터 세트를 2 내지 10개 범위 내에서 병렬 연결하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 전륜을 지지하는 전륜 지지 프레임과 한 쌍의 후륜을 지지하는 후륜 지지 프레임 사이에 틸팅 장치를 구비하여 지면에 대한 전륜의 기울어짐과 후륜의 기울어짐을 다르게 할 수 있다. 또한, 후륜 구동축에 분리형 원웨이 클러치를 구비하여 한 쌍의 후륜의 회전 속도를 다르게 할 수 있다. 따라서, 코너링 시 용이하게 균형을 유지시켜 원심력에 의한 전복 사고를 미연에 방지함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 주행 지형에 따라 인력 또는 전기력을 추진력으로 자유롭게 전환시킬 수 있어 주행의 편의성을 향상시킬 수 있다. 또한, 두개의 후륜을 둠으로 인해 모터 등의 장착 위치를 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 삼륜 전기 자전거는 전륜을 지지하는 전륜 지지 프레임과 한 쌍의 후륜을 지지하는 후륜 지지 프레임 사이에 틸팅 장치를 구비하여 지면에 대한 전륜의 기울어짐과 후륜의 기울어짐을 다르게 할 수 있다. 또한, 후륜 구동축에 분리형 원웨이 클러치를 구비하여 한 쌍의 후륜의 회전 속도를 다르게 할 수 있다. 따라서, 코너링 시 용이하게 균형을 유지시켜 원심력에 의한 전복 사고를 미연에 방지함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 주행 지형에 따라 인력 또는 전기력을 추진력으로 자유롭게 전환시킬 수 있어 주행의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 삼륜 자전거의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 틸팅 장치의 내부 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 틸팅 장치의 변형 상태도.
도 6은 본 발명에 따른 후륜 구동축을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 삼륜 자전거의 개략적인 구동 상태도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 자전거의 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 틸팅 장치의 내부 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 틸팅 장치의 변형 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 후륜 구동축을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 삼륜 자전거의 개략적인 구동 상태도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 전기 자전거(1000)는 전륜(340)을 지지하는 전방 프레임(100; 100a 내지 100d)과, 한 쌍의 후륜(240)을 지지하는 후방 프레임(200)과, 전륜(240) 또는 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)이 지면에 대하여 기울어지도록 전방 프레임(100)과 후방 프레임(200)을 연결시키는 틸팅(tilting) 장치(500)를 포함한다.
전륜(340)을 지지하는 전방 프레임(100)은 복수의 프레임이 결합된 구조로서, 본 실시예에서는 메인 프레임(100a)과, 메인 프레임(100a)의 일측에 수직 방향(z방향)으로 세워져 결합되고 양단부가 개방되는 조향 수단 지지 프레임(100b)과, 메인 프레임(100a)의 중앙부에서 수직으로 세워져 안장(400)이 결합될 수 있도록 상단부가 개방되는 안장 지지 프레임(100c) 및 메인 프레임(100a)의 타측으로 연장되어 틸팅 장치(500)와의 연결 부위를 형성하는 연결 프레임(100d)을 포함한다. (여기서, 전방 프레임(100)의 '일측'은 주행 방향(+X방향)을 의미하고, '타측'은 주행 방향(-X방향)과 반대되는 수평 방향을 의미한다.)
위와 같은 전방 프레임(100)에는 전륜(340)을 방향 전환 가능하도록 지지하는 조향 수단(즉, 핸들)과, 운전 공간을 제공하는 안장 수단 및 인력을 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 회전력으로 전환시키는 동력 변환 수단이 포함된다.
조향 수단은 전방 프레임(100) 중 조향 수단 지지 프레임(100b)에 장착되는데, 전륜(340)의 회전축을 지지하는 포크(330)와, 포크(330)의 상측으로 연결되는 핸들 포스트(310)와, 핸들 포스트(310)의 상부에서 대략 수평하게 결합되는 핸들(320)을 포함한다. 핸들(320)의 양단부에는 후술되는 발전형 전동기(810a, 810b; 도7 참조)의 출력을 제어하는 액셀 손잡이(326)가 구비되고, 액셀 손잡이(326)와 인접하여 전륜(340)과 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 회전을 단속하는 브레이크 손잡이(328)가 구비된다. 또한, 핸들(320)의 중앙부에는 램프(324)가 구비되고, 핸들(320)의 양측 가장자리에는 사이드 미터(322)가 구비된다. 이외에도 벨(bell), 바구니등의 다양한 수단이 핸들(320)에 구비될 수 있다.
안장 수단은 안장 지지 프레임(100c)에 결합되는 안장(400)을 포함하고, 안장(400)의 하부에 결합되어 안장 지지 프레임(100c)의 개방된 상부에 삽입되는 안장축(410)에는 높낮이 조절 수단이 구비되어 사람의 체형에 따라 안장(400)의 높이를 자유롭게 조절할 수 있다.
동력 변환 수단은 전방 프레임(100)의 중앙 하단부에 구비되며, 삼륜 전기 자전거(1000)의 주행 방향(X방향)과 교차하는 방향(Y방향)으로 전방 프레임(100)을 관통하여 설치되는 크랭크축(262)과, 크랭크축(262)의 양측에 구비되는 한 쌍의 페달(266; 266a, 266b)과 크랭크축(262)에 맞물리는 주동 스프라켓(sprocket; 262a) 및 주동 스프라켓(262a)과 주동 스프라켓(262a)에 감기는 체인(262b)을 외부로부터 보호하는 체인 덮개(268)을 포함한다. 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)을 지지하는 후륜 구동축(250)에는 주동 스프라켓(262a)에 대응하여 종동 스프라켓(250)에 구비된다. 이와 같은 구조를 통해서 한 쌍의 페달(266)을 밟는 인력(답력(踏力))은 주동 스프라켓(262a)에 전달되고, 주동 스프라켓(262a)의 회전력(R1)이 체인(262b)에 의해 종동 스프라켓(250)으로 전달되어 최종적으로 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)이 회전(r1)된다. 즉, 인력이 삼륜 전기 자전거(1000)의 추진력으로 변환된다.
한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)을 지지하는 후방 프레임(200)에는 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)을 주행 방향(X방향)과 교차하는 방향(Y방향)으로 이격시켜 마주보도록 배치시키는 후륜 구동축(230)과, 후륜 구동축(230)에 결합되어 동력 변환 수단으로부터 회전력을 전달받는 동력 전달 수단, 즉 종동 스프라켓(250)과, 후륜 구동축(230)을 지면으로부터 이격시켜 수평하게 지지하는 후방 보조 프레임(210)이 포함된다.
본 실시예에서 후방 프레임(200)의 일단부는 틸팅 장치(500)와 연결되고, "Y"자 형상으로 갈라지는 타단부에는 후방 보조 프레임(210)이 연결된다. 후방 보조 프레임(210)은 후륜 구동축(230)의 양단부를 지지할 뿐만 아니라, 상측에 편평한 플레이트를 설치할 수 있어, 보조 탑승 공간 또는 물품 탑재 공간을 제공한다. 또한, 후방 램프(290)나 번호판(미도시)을 설치할 수 있는 공간을 제공한다. 본 실시예에서는 상기 플레이트 하측에 모터 즉, 발전형 전동기를 배치할 수 있다. 이를 통해 전동기를 안전하게 장착할 수 있다. 또한, 외부 충격으로부터 모터를 보호할 수 있다.
동력 전달 수단인 종동 스프라켓(250)은 직경이 다른 복수의 스프라켓이 조합된 형태로서 핸들(320)에 구비되어 변속 수단(미도시)을 조작함으로써 주동 스프라켓(262)과 종동 스프라켓(250) 사이를 연결시키는 체인의 위치를 변경시킬 수 있다. 즉, 주동 스프라켓과 종동 스프라켓(250)의 기어비(gear rate)를 조절하여 삼륜 전기 자전거(1000)의 속도를 조절할 수 있다.
전술한 전방 프레임(100)과 후방 프레임(200)을 연결시키는 틸팅 장치(500)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전방 연결 블록(510)과, 후방 연결 블록(530)과, 베어링 블록(520), 스프링 수납 케이스(540) 및 한 쌍의 스프링(spring; 550a, 550b)이 조합된 형태로 이루어진다.
전방 연결 블록(510)은 원통 형상으로서 주행 방향(x방향)을 향하는 일단면에서 전방 프레임(100)을 결합시켜 지지하고, 곡면을 형성하는 외측면의 상측 부위에 한 쌍의 스프링 지지홈(512a, 512b)이 움푹 패인 형태로 형성된다. 전방 연결 블록(510)이 후방 연결 블록(530)과 상대적인 회전 운동을 하기 위해서 전방 연결 블록(510)의 수직 단면의 형상에서 한 쌍의 스프링 지지홈(512a, 512b)이 가상의 수평 기준축(L)의 상측 영역에 형성된다. 한 쌍의 스프링 지지홈(512a, 512b)이 수평 기준축(L)의 연장선 상에 형성되는 경우에는 양측에서 탄성력이 가해지더라도 전방 연결 블록(510)의 회전이 야기되지 않는다. 본 실시예에서는 전방 연결 블록(510)의 외측면 상측 부위에 한 쌍의 스프링 지지홈(512a, 512b)을 형성하였지만, 변형예로써 한 쌍의 스프링 지지홈을 외측면의 하측 부위, 즉 수평 기준축(L)의 하측 영역에 형성시킬 수 있다.
후방 연결 블록(530)는 진행 방향(X방향)과 반대되는 일단면에 후방 프레임(200)이 연결된다. 후방 연결 블록(530)은 전방 연결 블록(510)과 달리 형상이 자유롭게 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 전방 연결 블록(510) 보다 직경이 큰 원통 형상으로 형성하였다.
전방 연결 블록(510)과 후방 연결 블록(530) 사이에 구비되는 베어링 블록(520)은 후방 연결 블록(530)과 연결되는 외륜 베어링 블록(522)과, 외륜 베어링 블록(522)의 내측에서 회전 가능하도록 다수의 베어링(526)으로 지지되고 전방 연결 블록(510)과 연결되는 내륜 베어링 블록(524)을 포함한다.
한편, 틸팅 장치(500)는 전방 연결 블록(510)의 외측면 및 베어링 블록(520)을 감싸도록 후방 연결 블록(530)에 결합되어 고정되고, 한 쌍의 스프링 지지홈(512a, 512b)에 대향되는 한 쌍의 스프링 조절홈(542a, 542b)을 내측에 형성하는 스프링 수납 케이스(540)와, 한 쌍의 스프링 조절홈(542a, 542b)과 한 쌍의 스프링 지지홈(512a, 512b)이 맞대어져 형성하는 공간에 삽입되는 한 쌍의 스프링(550a, 550b)를 포함한다. 본 실시예에서 스프링 수납 케이스(540)의 외형은 원통 형상으로 이루어지고, 한 쌍의 스프링 조절홈(542a, 542b)이 형성되는 부위는 공간 확보를 위해 외측으로 돌출된다. 이러한 한 쌍의 스프링 조절홈(542a, 542b)의 외부 일측에는 한 쌍의 스프링(550a, 550b) 각각의 압축 길이를 변경시킬 수 있는 한 쌍의 탄성력 조절기(미도시)가 구비된다. 한 쌍의 탄성력 조절기를 조절하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로의 틸팅 세기를 다르게 설정할 수 있으며, 한 쌍의 스프링(550a, 550b)의 탄성력을 크게 또는 작게 조절하여 틸팅 세기를 조절함으로써 전륜(340) 또는 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 지면에 대한 기울어진 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 탄성력 조절기의 조절을 통해 한 쌍의 스프링(550a, 550b)의 압축 정도를 크게 하는 경우 탄성력이 커져 코너링 시 동일한 원심력이 작동하더라도 전륜(340) 또는 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 기울어진 정도가 작아진다(도5(b)에서 θ값이 작아짐). 반대로, 탄성력 조절기의 조절을 통해 한 쌍의 스프링(550a, 550b)의 압축 정도를 작게 하는 경우에 탄성력이 약해져 동일한 원심력이 작용하는 코너링 시 전륜(340) 또는 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 기울어짐이 커진다(도5(b)에서 θ값이 커짐).
이상과 같은 틸팅 장치(500)를 통해 삼륜 전기 자전거(1000)의 코너링 시 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)이 지면에 안정적으로 접촉된 상태에서 전륜(340)을 지지하는 전방 프레임(100)을 틸팅시켜 전륜(240) 및 안장(400)에 탑승한 사람이 코너링 반경의 중심부를 향해 기울어지도록 할 수 있다. 따라서, 코너링 시 코너링 반경의 중심부의 반대편, 즉 외곽을 향해 발생되는 원심력에 의해 삼륜 전기 자전거(1000)의 후륜(240)이 지면으로부터 떨어져 삼륜 전기 자전거(1000)가 전복되는 위험성을 방지할 수 있다. 또한, 경사진 지면을 주행하는 경우에도 전륜(340) 또는 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 지면에 대한 기울어짐이 자유롭게 발생되도록 하여 전복의 위험성을 방지하여 주행 안정성을 향상시키고, 주행 편의성을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 내용에서는 삼륜 전기 자전거(1000)가 인력을 추진력으로 전환시켜 전진되는 예를 들었으나, 변형예로써 삼륜 전기 자전거(1000)에 전기력을 제공하는 배터리 및 배터리로부터 전기력을 제공받아 회전력을 발생시키는 발전형 전동기(810a, 810b)를 더 구비할 수 있다.
일반적으로 전기에너지를 저장하기 위한 배터리로 납축전지, 리튬전지 등이 사용되었다. 하지만 이러한 2차 전지들은 화학적 반응을 통해 전기를 발생 또는 저장하므로 충전시간이 길고 전해질의 비중으로 인한 무게도 무거웠다. 게다가 완충된 시점부터 방전되기 전까지 거의 일정한 전압을 유지함으로써 모터구동에는 유리하지만 저속에서의 회생제동으로 발생된 낮은 전압은 저장할 수 없는 단점이 있다.
이에 본 실시예에서는 전기 에너지의 저장 장치로 커패시터를 사용하여 이러한 단점을 해소할 수 있다. 즉, 커패시터는 납축전기를 기준으로 같은 용량에 무게는 절반으로 가볍다. 또한, 충전된 전하량에 비례하여 전압이 나오므로 저속에서의 회생제동으로 발생된 낮은 전압도 저장할 수 있다. 더욱이 앞서 언급한 회생제동시스템을 도입하려고 하면 그 시스템에 맞는 충전지 또한 필요하다. 왜냐하면, 회생제동으로 생산될 전기에너지의 양은 제동 직전의 속도에 따라 높은 전압의 전기에너지가 생산될 수도 있고 낮은 전압의 전기에너지로 생산될 수도 있기 때문이다. 만약 기존의 축전지를 회생제동시스템에 사용하면 높은 전압을 생산할 시는 저장을 할 수 있지만 낮은 전압을 생산 시는 제동의 효과와 전기에너지 저장의 효과 모두가 발생하지 않는다. 하지만, 커패시터를 사용한다면 이 문제를 해결할 수 있다. 커패시터는 물탱크에 물을 채우거나 사용하듯이 전기에너지를 그 전하량에 비례하여 전압을 발생하기 때문에 그 전하량이 낮을 때는 커패시터 스스로가 전압을 낮게 발생하므로 회생제동시스템에서 생산된 높은 전압을 물론, 생산된것 보다 낮은 전압까지도 충전 및 제동효과도 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 약 1 내지 5V의 100 내지 1000F의 슈퍼 커패시터를 사용한다. 이러한 슈퍼 커패시터는 5 내지 20개 범위 내에서 직렬 연결하여 하나의 커패시터 세트를 구성하고, 이 커패시터 세트를 2 내지 10개 범위 내에서 병렬 연결하여 전기 에너지 저장 장치로 사용한다.
이는 슈퍼 커패시터의 용량과 슈퍼 커패시터의 무게 및 장착 크기 등의 제약으로 인해 상기 범위 내로 사용하는 것이 효과적이다.
예를 들어, 개당 2.7V의 용량 360F의 슈퍼 커패시터를 12개로 직렬 연결하여 최대 전하량에 32.4V의 전압을 발생하도록 하고 전체 용량을 고려하여 직렬 연결로 조합한 슈터 커패시터 세트 뭉치를 다시 6개로 병렬 연결함으로써 최대 32.4V의 전압, 전체 용량 69964F가 되도록 슈퍼 커패시터 72개를 사용하여 전기저장장치를 설계 및 제작할 수 있다.
본 실시예에 따른 삼륜 전기 자전거(1000)는 인력을 추진력으로 사용할 수 있으며, 전기력을 추진력으로 사용할 수 있다. 즉, 주행 도로가 오르막길 또는 내리막길인지의 여부, 탑승한 사람의 체력 정도 등의 다양한 주행 조건에 따라 인력 또는 전기력을 선택적으로 추진력으로 변환시켜 사용할 수 있다. 이를 위해, 전방 프레임(100)에는 전기력을 공급하는 배터리가 내측에 구비되고, 배터리의 전기력 공급을 제어하기 위한 제어 판넬(610)이 외주면 일측에 형성되는 전원 공급 수단(600)이 포함된다. 또한, 후방 프레임(200)에는 전원 공급 수단(600)으로부터 전기력을 제공받아 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)에 회전력(ra, rb)을 제공하는 한 쌍의 발전형 전동기(810a, 810b)를 포함한다. 본 실시예에서 한 쌍의 발전형 전동기(810a, 810b)는 후방 보조 프레임(210)이 형성하는 빈 공간에 구비되며, 한 쌍의 발전형 전동기(810a, 810b)와 후륜 구동축(230) 사이에는 체인(812a, 812b)이 각각 구비되어 회전력을 효율적으로 전달한다. 후륜 구동축(230)은 일체형으로 형성되어 한 쌍의 발전형 전동기(810a, 810b)에서 제공되는 회전력을 받아 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)이 결합되는 양단부를 일정한 속도로 회전시킬 수 있다.
또한 본 실시예에서와 같이, 후륜 구동축(230)을 중앙부가 분할되어 2개의 후륜 구동축(230a, 230b)으로 나누고, 중앙부에 2개의 후륜 구동축(230a, 230b)이 한 쌍의 발전형 전동기(810a, 810b)에서 제공되는 다른 회전력(ra, rb)에 의해 개별적으로 회전할 수 있도록 분리형 원웨이 스프라켓(700)을 구비할 수 있다. 분리형 원웨이 스프라켓(700) 또는 분리형 일방향 스프라켓의 내측에는 독립적으로 회전이 가능한 개별 원웨이 스프라켓(710, 720)이 후륜 구동축(230)의 연장 방향으로 맞대어지며, 개별 원웨이 스프라켓(710, 720)에는 분할된 2개의 후륜 구동축(230a, 230b)이 각각 연결된다. 개별 원웨이 스프라켓(710, 720)은 회전 방향에 따라 연결된 후륜 구동축(230a, 230b)가 회전되도록 하거나 또는 회전되지 않도록 하는 구조를 갖는다. 이러한 연결 구조를 통해 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)를 다른 속도로 용이하게 회전시킬 수 있다. 따라서, 삼륜 전기 자전거(1000)의 코너링 시에 회전 반경을 중심부를 향하는 후륜과, 회전 반경의 바깥쪽을 향하는 후륜의 회전 속도를 다르게 하여 삼륜 전기 자전거(1000)의 전복을 방지할 수 있다. 즉, 주행 안정성을 향상시킬 수 있다. 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 속도를 개별 제어하는 방식은 다양하게 이루어질 수 있으며, 삼륜 전기 자전거(1000)의 주행 속도, 회전 반경, 틸팅 장치(500)에 구비되는 탄성력 조절기의 조절 정도 등을 저장 및 연산하여 한 쌍의 후륜(240; 240a, 240b)의 속도 차이를 설정하고, 이를 기초로 하여 한 쌍의 발전형 전동기(810a, 810b)에 제공되는 전기력의 세기, 공급 시간 등을 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 삼륜 전기 자전거에 의하면, 전륜을 지지하는 전륜 지지 프레임과 한 쌍의 후륜을 지지하는 후륜 지지 프레임 사이에 틸팅 장치를 구비하여 지면에 대한 전륜의 기울어짐과 후륜의 기울어짐을 다르게 할 수 있다. 또한, 후륜 구동축에 분리형 원웨이 클러치를 구비하여 한 쌍의 후륜의 회전 속도를 다르게 할 수 있다. 따라서, 코너링 시 용이하게 균형을 유지시켜 원심력에 의한 전복 사고를 미연에 방지함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 주행 지형에 따라 인력 또는 전기력을 추진력으로 자유롭게 전환시킬 수 있어 주행의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
100: 전방 프레임 200: 후방 프레임
230: 후륜 구동축 240: 후륜
320: 핸들 340: 전륜
400: 안장 500: 틸팅 장치
600: 전원 공급 수단 610: 제어 판넬
700: 분리형 원웨이 스프라켓 810a, 810b: 발전형 전동기
1000: 삼륜 전기 자전거

Claims (7)

  1. 전륜을 지지하는 전방 프레임;
    한 쌍의 후륜을 지지하는 후방 프레임;
    상기 전륜 또는 상기 한 쌍의 후륜이 지면에 대하여 기울어지도록 상기 전방 프레임과 상기 후방 프레임을 연결시키는 틸팅 장치;
    상기 전방 프레임 내측에 구비되어 전기력을 공급하는 배터리; 및
    상기 후방 프레임에 장차되어 상기 배터리의 전기력을 제공받아 상기 한 쌍의 후륜에 회전력을 제공하는 한 쌍의 발전형 전동기를 포함하고,
    상기 틸팅 장치는,
    원통 형상으로서 일단면에 상기 전방 프레임을 결합시켜 지지하고, 곡면을 형성하는 외측면의 상측 부위에 한 쌍의 스프링 지지홈이 형성되는 전방 연결 블록;
    상기 후방 프레임을 일단면에 결합시켜 지지하는 후방 연결 블록;
    상기 전방 연결 블록과 상기 후방 연결 블록 사이에 구비되고, 상기 후방 연결 블록과 연결되는 외륜 베어링 블록과, 상기 외륜 베어링 블록의 내측에서 회전 가능하도록 다수의 베어링으로 지지되어 상기 전방 연결 블록과 연결되는 내륜 베어링 블록을 포함하는 베어링 블록;
    상기 전방 연결 블록의 외측면 및 상기 베어링 블록을 감싸도록 상기 후방 연결 블록에 결합되고, 상기 한 쌍의 스프링 지지홈에 대향되어 한 쌍의 스프링 조절홈이 내측에 형성되는 스프링 수납 케이스;
    상기 한 쌍의 스프링 조절홈과 상기 한 쌍의 스프링 지지홈이 맞대어져 형성하는 공간에 삽입되는 한 쌍의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼륜 전기 자전거.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍의 스프링 조절홈의 외부 일측에는,
    상기 한 쌍의 스프링의 압축 길이를 개별적으로 변경시킬 수 있는 한 쌍의 탄성력 조절기가 구비되는 것을 특징으로 하는 삼륜 전기 자전거.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 전방 프레임에는 상기 전륜을 방향 전환 가능하도록 지지하는 조향 수단과, 운전 공간을 제공하는 안장 수단과, 인력을 상기 한 쌍의 후륜의 회전력으로 전환시키는 동력 변환 수단이 포함되고,
    상기 후방 프레임에는 상기 한 쌍의 후륜을 대향되도록 배치시키는 후륜 구동축과, 상기 후륜 구동축에 결합되어 상기 동력 변환 수단으로부터 회전력을 전달받는 동력 전달 수단과, 상기 후륜 구동축을 지면으로부터 이격시켜 수평하게 지지하는 후방 보조 프레임이 포함되는 것을 특징으로 하는 삼륜 전기 자전거.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 후륜 구동축은,
    중앙부가 분할되어 2개의 후륜 구동축으로 나뉘어지고, 상기 중앙부에는 상기 2개의 후륜 구동축이 개별적으로 회전하도록 지지하는 분리형 원웨이 스프라켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 삼륜 전기 자전거.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전방 프레임에는,
    상기 배터리의 전기력 공급을 제어하는 제어 판넬이 외주면 일측에 형성되는 전원 공급 수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 삼륜 전기 자전거.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 배터리로 커패시터를 사용하고, 상기 커패시터로 1 내지 5V의 100 내지 1000F의 슈퍼 커패시터를 사용하고, 상기 배터리는 상기 슈퍼 커패시터를 5 내지 20개 범위 내에서 직렬 연결하여 사용하거나, 상기 슈퍼 커패시터를 5 내지 20개 범위 내에서 직렬 연결한 하나의 커패시터 세트를 2 내지 10개 범위 내에서 병렬 연결하여 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거.
KR20100102324A 2010-10-20 2010-10-20 삼륜 전기 자전거 KR101197628B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100102324A KR101197628B1 (ko) 2010-10-20 2010-10-20 삼륜 전기 자전거

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100102324A KR101197628B1 (ko) 2010-10-20 2010-10-20 삼륜 전기 자전거

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120040850A KR20120040850A (ko) 2012-04-30
KR101197628B1 true KR101197628B1 (ko) 2012-11-07

Family

ID=46140601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20100102324A KR101197628B1 (ko) 2010-10-20 2010-10-20 삼륜 전기 자전거

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101197628B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020118623A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dreirädriges Fahrzeug mit mehrteiligem Rahmen
DE102020007995A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dreirädriges Fahrzeug mit mehrteiligem Rahmen

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102298501B1 (ko) * 2015-03-31 2021-09-07 영남대학교 산학협력단 관성회전체를 이용한 전기 자전거
EP3205564B1 (de) * 2016-01-21 2019-06-19 Herbert Weber Lasten-fahrrad
KR102108676B1 (ko) * 2019-02-15 2020-05-07 이종호 기울어짐 제어 기능을 하는 발판부가 구비된 삼륜탑승기구
KR102400287B1 (ko) * 2020-09-24 2022-05-19 김홍식 틸팅형 삼륜차
EP4074585A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-19 Laplandar ApS A utility vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001030974A (ja) * 1999-07-21 2001-02-06 Daido Steel Co Ltd 電動補助自転車
KR100941319B1 (ko) * 2009-09-11 2010-02-05 김용겸 조향과 동시에 틸팅되는 역삼륜 노젓기식 자전거

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001030974A (ja) * 1999-07-21 2001-02-06 Daido Steel Co Ltd 電動補助自転車
KR100941319B1 (ko) * 2009-09-11 2010-02-05 김용겸 조향과 동시에 틸팅되는 역삼륜 노젓기식 자전거

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020118623A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dreirädriges Fahrzeug mit mehrteiligem Rahmen
WO2022012811A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dreirädriges fahrzeug mit mehrteiligem rahmen
DE102020007995A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dreirädriges Fahrzeug mit mehrteiligem Rahmen
WO2022012783A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dreirädriges fahrzeug mit mehrteiligem rahmen

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120040850A (ko) 2012-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101197628B1 (ko) 삼륜 전기 자전거
US9010476B2 (en) Saddle-type electric vehicle
TWI392619B (zh) 一種人力驅動與電力輔助平衡之個人載具
US9777774B2 (en) Bicycle frame, battery pack, and bicycle
CA2762944C (en) Bicycle deriving driving force by motor-generator
EP2765070B1 (en) Two-rear-wheel electric-powered vehicle
US8066089B2 (en) Dual powered full suspension tricycle
CN101074037A (zh) 具有电驱动器的四轮摇摆车辆
US10710675B2 (en) Electric bike
EP3573885A1 (en) Ride-on vehicle
KR101203387B1 (ko) 전기 자전거 및 이의 구동 방법
WO2013015487A1 (ko) 롤러에 의한 림 회전방식을 갖는 발전 겸용 전동수단을 갖는 바퀴
CN201272455Y (zh) 便携式电动代步车
KR20140035050A (ko) 자가충전이 가능한 전기자전거
CN205087087U (zh) 一种自平衡电动摩托
CN207523878U (zh) 一种电动自行车
CN2709297Y (zh) 自动平衡单轮双轮电动自行车
CN201610195U (zh) 环保动力输出套件
CN206704441U (zh) 一种发条自行车
CN105620628B (zh) 老人车
CN216709558U (zh) 一种方便充电的新能源电动自行车
CN220588900U (zh) 基于背包电源的旱冰鞋式电动代步工具
CN215971909U (zh) 一种电动滑板车车架结构
CN101397043A (zh) 一种组合式充电健身电动车
CN208947523U (zh) 轻量化电动自行车

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee