KR101314410B1 - 자연에너지를 이용한 전기자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연에너지를 이용한 전기자동차(100)에 관한 것으로, 태양전지판(112)을 설치하고 태양전지판(112)의 에너지를 전동기(111)에 인가하는 구동부(110)와; 상기 구동부(110)의 전동기(111)로 전해지는 동력을 감속시켜 초기 기동하도록 하는 감속부(120)와, 상기 감속부감속부 기동으로 랙기어(133a)를 형성한 피스톤(133)을 상하로 복동시켜 에너지를 출력하는 동력발생부(130)와, 상기 동력발생부(130)에 연결하여 인가되는 에너지를 다단으로 변속하는 변속기(150)와, 상기 변속기(150)로부터 변속시킨 동력을 인가받아 회전하는 동력전달샤프트(160)와, 상기 동력전달샤프트(160)에 연결하여 전후로 동력을 전달하는 전, 후륜부(170), 및 전, 후륜부(170)에서 공급되는 동력을 구동샤프트(181a,181b)에 전달하여 차량을 구동시키는 동력전환부(180a,180b)로 구성하므로, 자연에너지를 이용하여 환경오염을 방지할 수 있고 오지 등에서 발전설비로 사용하거나 차량이나 산업기계 등에서 효율적인 동력원으로 사용할 수 있는 것이다.

Description

자연에너지를 이용한 전기자동차{electric vehicle which uses natural energy}

본 발명은 자연에너지를 이용한 전기자동차에 관한 것으로 상세하게 태양이나 바람 등의 자연에너지를 이용하여 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 엔진은 실린더 블록으로 구성되어 피스톤의 수에 따라 4기통, 6기통 또는 그 이상의 기통수로 구분된다.

기통수가 증가하면 할수록 크랭크축을 1회전 하는데 감당하는 피스톤의 부하도 감소하게 된다.

종래의 자동차 내연기관에 대한 구동원리는 초기 흡입과정에서 피스톤의 하강에 따라 거의 진공상태에서 공기와 혼합된 연료가 흡입되었다가, 압축과정에서 크랭크축의 작용으로 피스톤이 상승하여 혼합가스를 약 1/8~1/10로 압축하게 되며, 피스톤이 상사점에 달했을 때 점화플러그의 전기불꽃이 혼합가스를 폭발시켜 피스톤을 눌러 내린 후 배기공정에서 연소가 끝난 배기가스를 배기밸브를 통해 실린더 밖으로 밀어내어 4 사이클 최종과정을 종료한다.

그리고 선출원된 공개특허공보 제10-2010-0109421호 등의 현재 출시되고 있는 하이브리드 자동차는 내연기관의 엔진과 전기모터가 장착된 2개의 구동장치로 자동차를 운행하게 되며, 이것은 전기모터의 일정속도 이상에서는 축전지용량 및 부하에 한계가 있어서 일정부하 이상에서는 내연기관을 사용하게 되므로 효율적으로 대처하기 힘들었다.

더욱이, 종래의 내연기관은 화석연료로 사용하여 구동하므로 환경을 오염시키는 커다란 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 주목적은 자연에너지를 이용하여 환경오염을 방지하고 다양한 분야에서 사용할 수 있도록 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 자연에너지를 이용한 전기자동차는 태양전지판을 설치하고 태양전지판의 에너지를 전동기에 인가하는 구동부와, 상기 구동부의 전동기로 전해지는 동력을 감속시켜 초기 기동하도록 하는 감속부와, 상기 감속부의 기동으로 랙기어를 형성한 피스톤을 상하로 복동시켜 에너지를 출력하는 동력발생부와, 상기 동력발생부에 연결하여 인가되는 에너지를 다단으로 변속하는 변속기와, 상기 변속기로부터 변속시킨 동력을 인가받아 회전하는 동력전달샤프트와, 상기 동력전달샤프트에 연결하여 전후로 동력을 전달하는 전, 후륜부, 및 전, 후륜부에서 공급되는 동력을 구동샤프트에 전달하여 차량을 구동시키는 동력전환부로 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 자연에너지를 이용한 전기자동차는 풍력과 태양에너지를 집진하여 전동기를 구동시키되 제1감속기어와 제2감속기어로 감속하도록 하므로 초기기동이 용이할 뿐만 아니라 크랭크축에 피스톤을 순차적으로 상하 복동시켜 피스톤의 전후면에 형성된 랙기어가 동력발생기어를 회전시킴과 동시에 동력발생기어의 회전축에 결합된 동력기어를 회전시켜 구동력을 얻을 수 있도록 하고, 메인동력기어와 변속기를 거쳐 동력전달샤프트 및 전, 후륜 샤프트를 통해 좌우에 바퀴를 결합시킨 동력전달샤프트에 구동력이 전달되므로 자연에너지로 전기자동차를 전진하거나 후진할 수 있도록 하여 주행할 수 있도록 하는 것으로, 자연에너지를 이용하여 환경오염을 방지하고 다양한 분야에서 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차를 나타낸 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차를 나타낸 저면도.
도 3 은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차를 나타낸 측면도.
도 4 는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차의 구동기어를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차의 구동기어를 나타낸 분해사시도.
도 6 은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차의 동력발생부를 설명하기 위해 나타낸 사시도.
도 7 은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차의 동력발생부를 설명하기 위해 나타낸 정면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 7 에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 자연에너지를 이용한 전기자동차(100)는 태양전지판(112)을 설치하고 태양전지판(112)의 에너지를 전동기(111)에 인가하는 구동부(110)와; 상기 구동부(110)의 전동기(111)로 전해지는 동력을 감속시켜 초기 기동하도록 하는 감속부(120)와, 상기 감속부(120)의 기동으로 랙기어(133a)를 형성한 피스톤(133)을 상하로 복동시켜 에너지를 출력하는 동력발생부(130)와, 상기 동력발생부(130)에 연결하여 인가되는 에너지를 다단으로 변속하는 변속기(150)와, 상기 변속기(150)로부터 변속시킨 동력을 인가받아 회전하는 동력전달샤프트(160)와, 상기 동력전달샤프트(160)에 연결하여 전후로 동력을 전달하는 전, 후륜부(170), 및 전, 후륜부(170)에서 공급되는 동력을 구동샤프트(181a,181b)에 전달하여 차량을 구동시키는 동력전환부(180a,180b)로 구성한다.

상기 구동부(110)는 전기자동차(100)에 풍력발전수단(113)과 태양전지판(112)을 결합하되 풍력발전수단(113)과 태양전지판(112)를 발전기(114)에 접속하여 여기서 발생되는 에너지를 전동기(111)에 인가하도록 한다.

여기서 풍력발전수단(113)은 전기자동차(100)의 루프에 순차적으로 다수개 설치하고, 태양전지판(112)은 순차적으로 설치한 풍력발전수단(113)의 상부에 결합하여 형성함이 바람직하다.
더욱이 풍력발전수단(113)과 태양전지판(112)를 동시에 발전기(114)에 접속하여 정지상태에서 태양에너지와 자연풍으로 발전할 수 있도록 하고 추가적으로 이동할 때 풍력발전이 더욱 활성화할 수 있도록 한다.
아울러, 발전기(114)에는 충전기능을 갖도록 함이 당연할 것이다.

삭제

상기 감속부(120)는 전동기(111)의 회전축에 메인기어(121)를 결합하고 메인거어(121)에 감속기어(123)를 치차 결합하여 감속할 수 있도록 하되, 제1감속기어(123)의 회전축에 제2감속기어(124)를 결합하고 제2감속기어(124)에 기동기어(126)를 치차 결합하여 1,2차에 걸쳐 감속하도록 하므로 초기기동이 용이하도록 한다.

여기서 메인기어(121)의 회전축에는 보조기어(122)을 결합하고 보조기어에 연동하는 연결기어(125)을 구비하여 정확하고 원활하게 회전하도록 함이 바람직하다.

상기 동력발생부(130)는 기동기어(121)의 회전축과 크랭크축(132)을 타이밍 벨트(131)로 연결하여 크랭크축(132)을 회전시키고 크랭크축(132)에 다수개의 형성한 피스톤(133)을 순차적으로 결합하여 상하 복동하도록 하되 피스톤(133)을 수직으로 길게 직육면체로 형성하고 전후면에 랙기어(133a)를 형성한다.

더욱이 피스톤(133)의 전후면에 형성된 랙기어(133a)에 동력발생기어(135)를 각각 치차 결합하되 동력발생기어(135)의 회전축 좌우에 동력기어(136)를 결합하여 상호 연동되도록 한다.

나아가, 동력기어(136)의 하부에는 동력기어(136)에 치차 결합하여 연동하는 메인동력기어(137)를 좌우에 형성하고 좌우 메인동력기어(137)를 회전축(134)으로 연결한다.

여기서 동력발생기어(135)는 축공에 래칫과 래칫홈을 형성하여 일방향으로 만 회전하고 타방향으로 공회전하도록 한다.

따라서 전후좌우의 동력기어(136)가 일방향으로만 회전하도록 하고 이로 인하여 동력기어(136)에 치차결합된 메인동력기어(137)도 일방향으로만 회전하도록 한다.

특히 다수개의 피스톤(133)이 순차적으로 상하 복동하므로 전후의 동력발생기어(135)가 모두 공회전과 회전을 반복하여 동력기어(136)를 모두 지속적으로 일방향으로 회전시키게 되고 이로 인하여 전 후에서 회전하는 회전력이 모두 메인동력기어(137)에 전달되는 것이다.

한편, 제저레이터(140)를 구비하되 동력기어(136) 또는 메인동력기어(137)에 제너레이터(140)의 회전축을 치차결합하여 발전된 전기를 차량의 각부에 인가하여 사용할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 변속기(150)는 변속레버(151)를 구비하여 다단으로 변속할 수 있도록 하되 통상의 변속기를 결합하여 자동 또는 수동으로 조작할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 동력전달샤프트(160)는 변속기(150)에 결합하여 변속된 동력으로 회전하도록 하되 동력전달샤프트(160)의 외주연에 웜기어(161)를 형성한다.

상기 전, 후륜부(170)는 전, 후륜기어(172a,172b)를 동력전달샤프트(160)의 웜기어(161)에 각각 치차 결합하되 전, 후륜기어(172a,172b)에 각각 전, 후륜 샤프트(171a,171b)를 베벨기어로 치차 결합하여 회전하도록 한다.

여기서 전, 후륜 샤프트(171a,171b)는 전방과 후방으로 향하도록 형성함이 바람직하다.

상기 동력전환부(180a,180b)는 전, 후륜 샤프트(171a,171b)의 전단과 후단에 각각 좌우에 바퀴를 결합시킨 동력전달샤프트(181a,181b)를 각각 결합하여 회전하여 전기자동차(100)를 전진하거나 후진할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 전기자동차의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 풍력발전수단(113)의 풍력에너지와 태양전지판(112)의 태양에너지를 집진하여 발전기(114)에 인가하고 인가된 에너지를 전동기(111)에 공급하여 구동시키면, 전동기(111)의 회전축에 결합된 메인기어(121)를 회전시켜 치차 결합시킨 제1감속기어(123)와 제2감속기어(124)를 통하여 1,2차에 걸쳐 감속하도록 하므로 구동력이 향상되어 초기기동이 용이하도록 한다.

따라서 제2감속기어(124)에 치차 결합시킨 기동기어(121)도 회전하여 타이밍 벨트(131)로 연결하여 크랭크축(132)을 회전시키게 되고 이로 인하여 크랭크축(132)에 다수개 결합시킨 피스톤(133)을 순차적으로 상하 복동하므로, 피스톤(133)의 전후면에 형성된 랙기어(133a)가 동력발생기어(135)를 회전시킴과 동시에 동력발생기어(135)의 회전축에 결합된 동력기어(136)를 회전시킨다.

여기서 동력기어(136)에 치차 결합시킨 메인동력기어(137)도 연동하여 회전하는 것으로, 다수개의 피스톤(133)이 순차적으로 상하 복동하므로 전후의 동력발생기어(135)가 모두 공회전과 회전을 반복하여 동력기어(136)를 모두 지속적으로 일방향으로 회전시키게 되고 이로 인하여 전 후에서 회전하는 회전력이 모두 메인동력기어(137)에 효율적으로 전달된다.

더욱이, 메인동력기어(137)의 회전력을 변속기(150)에 인가하여 주행에 따른 적절한 변속비 변환한 다음 동력전달샤프트(160)를 회전시키도록 한다.

그러므로, 동력전달샤프트(160)의 웜기어(161)에 각각 치차 결합된 전, 후륜기어(172a,172b)으로 전, 후륜 샤프트(171a,171b)가 회전하게 되고 이로 인하여 전, 후륜 샤프트(171a,171b)의 전단과 후단에 각각 좌우에 바퀴를 결합시킨 동력전달샤프트(181a,181b)에 구동력이 전달되므로, 도를 각각 결합하여 회전하여 전기자동차(100)를 전진하거나 후진할 수 있도록 한다.

100 : 전기자동차 110 : 구동부
111 : 전동기 112 : 태양전지판
113 : 풍력발전수단 114 : 발전기
120 : 감속부 121 : 메인기어
122 : 보조기어 123 : 감속기어
124 : 보조기어 125 : 연결기어
126 : 기동기어 130 : 동력발생부
131 : 타이밍벨트 132 : 크랭크축
133 : 피스톤 133a : 랙 기어
134 : 회전축 135 : 동력발생 기어
136 : 동력기어 137 : 메인동력 기어
140 : 제너레이터 141 : 연결기어
150 : 변속기 151 : 변속레버
160 : 동력전달샤프트 161 : 웜기어
170 : 전, 후륜부 171a, 171b : 전,후륜기어
172a, 172b : 전,후륜샤프트 180 : 동력전환부
181a, 181b : 구동 샤프트

Claims (9)

1. 차량의 루프에 풍력발전수단(113)과 태양전지판(112)을 구비하되 풍력발전수단(113)과 태양전지판(112)을 발전기(114)에 접속하여 발전기(114)의 에너지를 전동기(111)에 인가하는 구동부(110)와;
   상기 구동부(110)의 전동기(111)의 회전축에 메인기어(121)를 결합하고 메인거어(121)에 감속기어(123)를 치차 결합하여 감속할 수 있도록 하되, 제1감속기어(123)의 회전축에 제2감속기어(124)를 결합하고 제2감속기어(124)에 기동기어(126)를 치차 결합하여 1,2차에 걸쳐 감속하도록 하는 감속부(120)와;
   상기 감속부(120)의 기동기어(121) 회전축과 크랭크축(132)을 타이밍 벨트(131)로 연결하여 크랭크축(132)을 회전시키고 크랭크축(132)에 다수개의 형성한 피스톤(133)을 순차적으로 결합하여 상하 복동하도록 하되 피스톤(133)을 수직으로 길게 직육면체로 형성하고 전후면에 랙기어(133a)를 형성하는 동력발생부(130)와;
   상기 동력발생부(130)에 연결하여 인가되는 에너지를 다단으로 변속하는 변속기(150)와;
   상기 변속기(150)로부터 변속시킨 동력을 인가받아 회전하되 변속기(150)에 결합하여 변속된 동력으로 회전하도록 하되 동력전달샤프트(160)의 외주연에 웜기어(161)를 형성하는 동력전달샤프트(160)와;
   상기 동력전달샤프트(160)에 연결하여 전후로 동력을 전달하되 전, 후륜기어(172a,172b)를 동력전달샤프트(160)의 웜기어(161)에 각각 치차 결합하고 전, 후륜기어(172a,172b)에 각각 전, 후륜 샤프트(171a,171b)를 베벨기어로 치차 결합하여 회전하도록 하는 전, 후륜부(170); 및
   전, 후륜부(170)에서 공급되는 동력을 구동샤프트(181a,181b)에 전달하여 차량을 구동시키는 동력전환부(180a,180b)로 구성한 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 동력발생부(130)의 피스톤(133)은 전후면에 형성된 랙기어(133a)에는 동력발생기어(135)를 각각 치차 결합하고 동력발생기어(135)의 회전축 좌우에 동력기어(136)를 결합하여 상호 연동되도록 하며, 동력기어(136)의 하부에는 동력기어(136)에 치차 결합하여 연동하는 메인동력기어(137)를 좌우에 형성하되, 동력발생기어(135)에는 축공에 래칫과 래칫홈을 형성하여 일방향으로만 회전하고 타방향으로 공회전하도록 구성한 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 동력기어(136)나 메인동력기어(137)에는 제너레이터(140)의 회전축을 치차결합하여 발전된 전기를 차량의 각부에 인가하도록 구성한 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 전기자동차.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images