KR101556261B1 - 헬리콥터식 비행자동차 - Google Patents

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KR101556261B1
KR101556261B1 KR1020150036048A KR20150036048A KR101556261B1 KR 101556261 B1 KR101556261 B1 KR 101556261B1 KR 1020150036048 A KR1020150036048 A KR 1020150036048A KR 20150036048 A KR20150036048 A KR 20150036048A KR 101556261 B1 KR101556261 B1 KR 101556261B1
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    • B60F5/02—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media convertible into aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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    • B64C27/025—Rotor drives, in particular for taking off; Combination of autorotation rotors and driven rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C37/00—Convertible aircraft

Abstract

본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차는, 차체(100); 상기 차체(100)의 트렁크측에 장착되는 엔진을 포함하는 엔진부(200); 상기 엔진부(200)로부터 연장되어 엔진으로부터 발생된 회전력을 차체의 일측으로 전달하는 엔진출력축부(300); 상기 차체(100)의 후륜의 상부에 배치되고, 일측이 상기 엔진출력축부(300)와 치합되어 엔진의 회전력을 로터(520)에 전달하는 로터입력축부(400); 상기 로터입력축부(400)의 타측과 탈부착가능하게 연결되고 이층 형태의 동축 반전 방식으로 구성되어 차체의 상승 및 하강을 조절하는 로터(520)를 포함하는 로터부(500); 상기 차체(100)의 지붕에 고정되고, 상기 로터입력축부(400)가 전후좌우 방향으로 기울어지도록 지지하는 로터방향전환지지부(600); 일측이 상기 엔진출력축부(300)와 연결되고 타측이 조종자의 조종간(950)과 연결되어 조작자의 조종간(950) 조작에 따라 엔진출력축부(300) 및 로터입력축부(400)를 전후좌우 방향으로 조절하는 조종링크부(900); 일측이 상기 로터입력축부(400)의 일측에 치합되어 엔진의 회전력을 전달받는 조종간로드축(905)을 구비하고, 상기 조종간로드축(905)으로부터 회전력을 연속적으로 제어가능한 무단변속장치(909)와 치합되어 엔진부(200)의 회전력을 꼬리날개(820)에 전달하는 꼬리날개입력축부(700); 및 상기 꼬리날개입력축부(700)의 타측과 치합되어 차체(100)의 전후 추진력을 조절하는 꼬리날개(820)를 구비하는 꼬리날개추진부(800);를 포함하되, 상기 엔진출력축부(300)는 일측이 엔진부의 출력축과 연결되는 제1엔진출력축(310); 상기 제1엔진출력축(310)의 타측과 연결되는 엔진출력축부유니버셜조인트(330); 상기 엔진출력축부유니버셜조인트(330)와 연결되고, 상기 제1엔진출력축(310)이 일측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2엔진출력축(320); 및 상기 제2엔진출력축(320)과 연결되어 엔진의 회전력을 차체(100)의 일측으로 전달하는 엔진출력축부베벨기어(340);를 포함하고, 상기 로터입력축부(400)는, 상기 엔진출력축부베벨기어(340)와 치합되어 엔진출력축부(300)로부터 엔진의 회전력을 전달받는 로터베벨기어(410); 상기 로터베벨기어(410)와 연결되는 로터입력축부유니버셜조인트(420); 일측이 상기 로터입력축부유니버셜조인트(420)와 탈부착가능하게 연결되는 제1로터축(430); 상기 제1로터축(430)의 타측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2로터축(440); 및 상기 로터입력축부유니버셜조인트(420), 제1로터축(430) 및 제2로터축(440)을 감싸는 로터축케이싱(450);을 포함하며, 상기 꼬리날개입력축부(700)는, 상기 조종간로드축(905)으로부터 연속적으로 제어가능한 무단변속장치(909)를 거쳐 엔진의 회전력을 전달받는 제 꼬리날개입력축회전기어(710); 상기 제2꼬리날개입력축회전기어(710)와 연결되는 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720); 일측이 상기 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720)와 연결되는 제1꼬리날개입력축(730); 및 상기 제1꼬리날개입력축(730)과 연결되는 제2꼬리날개입력축(740);을 포함한다.
본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차는, 엔진부가 차체의 트렁크측인 후방에 위치하고, 엔진부의 회전력을 로터에 전달하는 로터입력축부를 차체의 후륜의 상부에 위치시켜 무게중심을 후방으로 위치시키고, 로터입력축부가 차체의 승객 공간을 침범하지 않도록 함으로써 여유있는 비행 생활이 가능하도록 하며, 내부에 짐을 추가로 탑재할 수 있는 등 내부 승객 공간 활용도를 극대화할 수 있으며, 평상시 자동차 주행모드로 주행하다가 별도의 공항 등에 가지 않고 원하는 시간 및 장소에서 비행에 필요한 로터 및 로터축 등의 장비를 싣고 다니다가 장착함으로써 비행 모드로 변환하여 주행 또는 정지 상태에서 로터방향전환지지부 및 로터링크에 의해 전후/좌우/상하 간편하고 안정적으로 수직 이착륙가능하게 비행을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

헬리콥터식 비행자동차{AUTOMOBILE HAVING FLYING FUNCTION OF HELICOPTER}
본 발명은 비행자동차에 관한 것으로, 평상시에는 자동차로 주행이 가능하고, 비행모드시에는 간편하게 분리된 로터 및 로터축을 장착하여 헬리콥터식으로 수직이착륙이 가능하고, 전후좌우 비행이 가능하도록 하는 자동차 주행 겸용 헬리콥터식 비행자동차에 관한 것이다.
현대 사회에서 육상 교통수단의 대표격인 자동차의 보급률은 급격히 증가하고 있으며, 이에 반해 도로 확보율 및 증가율은 자동차의 보급률을 따라가고 있지 못해 갈수록 도로는 자동차의 포화상태로 교통 정체 및 기름 낭비 등의 현상이 나타나고 있다.
이러한 육상 교통환경은 갈수록 악화되고 있으며, 이동시간, 이동비용이 상승하고 있어 이에 대한 대책으로 빠른 항공 교통수단이 제안되고 있으나, 항공 교통수단은 경비행기, 헬리콥터, 항공사의 여객기 등으로 개인이 손쉽게 이용할 수 있는 상황이 아니며, 접근 시간 및 고비용이 소요되는 문제점이 있다.
현대인들은 여행 및 비즈니스 등 활동영역이 넓어짐에 따라 머지않은 수십년 후에는 자가용 비행교통수단을 필요로 하게 되며, 저가이면서 보급화될 수 있는 비행체를 필요로 하고 있다.
이에 따라, 평상시에는 육상 교통용 자동차로 활용하다가 필요시에는 간편하게 비행모드로 변경하여 조작이 간편하면서 안전하고 빠른 항공 교통수단이 요구되고 있는 실정이다.
1. 비행자동차 (공개특허 제10-2003-0083449호) 2. 수직이착륙 비행자동차 겸용 비행체 (공개특허 제10-2009-0116573)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 육상 교통용의 자동차로 활용함과 동시에 간편하게 항공 교통용의 비행 장치만 장착하면 비행체로도 전환이 가능하고, 안전하고 간편하게 조작이 가능하여 정지상태에서 수직이착륙이 가능하고, 비행에 필요한 최소한의 단순화된 부품 구성을 가지며, 저가의 보급형으로서 원하는 장소까지 빠른 시간내에 이동하게 해 주는 헬리콥터식 비행자동차를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 종래의 헬리콥터식 비행체에 비해 빠른 속도로 주행 가능한 수직 이착륙 방식의 수직꼬리 추진부에 의한 고속 주행 자동차 개념의 비행자동차를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차는, 차체(100); 상기 차체(100)의 트렁크측에 장착되는 엔진을 포함하는 엔진부(200); 상기 엔진부(200)로부터 연장되어 엔진으로부터 발생된 회전력을 차체의 일측으로 전달하는 엔진출력축부(300); 상기 차체(100)의 후륜의 상부에 배치되고, 일측이 상기 엔진출력축부(300)와 치합되어 엔진의 회전력을 로터(520)에 전달하는 로터입력축부(400); 상기 로터입력축부(400)의 타측과 탈부착가능하게 연결되고 이층 형태의 동축 반전 방식으로 구성되어 차체의 상승 및 하강을 조절하는 로터(520)를 포함하는 로터부(500); 상기 차체(100)의 지붕에 고정되고, 상기 로터입력축부(400)가 전후좌우 방향으로 기울어지도록 지지하는 로터방향전환지지부(600); 일측이 상기 엔진출력축부(300)와 연결되고 타측이 조종자의 조종간(950)과 연결되어 조작자의 조종간(950) 조작에 따라 엔진출력축부(300) 및 로터입력축부(400)를 전후좌우 방향으로 조절하는 조종링크부(900); 일측이 상기 로터입력축부(400)의 일측에 치합되어 엔진의 회전력을 전달받는 조종간로드축(905)을 구비하고, 상기 조종간로드축(905)으로부터 회전력을 연속적으로 제어가능한 무단변속장치(909)와 치합되어 엔진부(200)의 회전력을 꼬리날개(820)에 전달하는 꼬리날개입력축부(700); 및 상기 꼬리날개입력축부(700)의 타측과 치합되어 차체(100)의 전후 추진력을 조절하는 꼬리날개(820)를 구비하는 꼬리날개추진부(800);를 포함하되, 상기 엔진출력축부(300)는 일측이 엔진부의 출력축과 연결되는 제1엔진출력축(310); 상기 제1엔진출력축(310)의 타측과 연결되는 엔진출력축부유니버셜조인트(330); 상기 엔진출력축부유니버셜조인트(330)와 연결되고, 상기 제1엔진출력축(310)이 일측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2엔진출력축(320); 및 상기 제2엔진출력축(320)과 연결되어 엔진의 회전력을 차체(100)의 일측으로 전달하는 엔진출력축부베벨기어(340);를 포함하고, 상기 로터입력축부(400)는, 상기 엔진출력축부베벨기어(340)와 치합되어 엔진출력축부(300)로부터 엔진의 회전력을 전달받는 로터베벨기어(410); 상기 로터베벨기어(410)와 연결되는 로터입력축부유니버셜조인트(420); 일측이 상기 로터입력축부유니버셜조인트(420)와 탈부착가능하게 연결되는 제1로터축(430); 상기 제1로터축(430)의 타측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2로터축(440); 및 상기 로터입력축부유니버셜조인트(420), 제1로터축(430) 및 제2로터축(440)을 감싸는 로터축케이싱(450);을 포함하며, 상기 꼬리날개입력축부(700)는, 상기 조종간로드축(905)으로부터 연속적으로 제어가능한 무단변속장치(909)를 거쳐 엔진의 회전력을 전달받는 제 꼬리날개입력축회전기어(710); 상기 제2꼬리날개입력축회전기어(710)와 연결되는 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720); 일측이 상기 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720)와 연결되는 제1꼬리날개입력축(730); 및 상기 제1꼬리날개입력축(730)과 연결되는 제2꼬리날개입력축(740);을 포함한다.
본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차는 엔진부가 차체의 트렁크측인 후방에 위치하고, 엔진부의 회전력을 로터에 전달하는 로터입력축부를 차체의 후륜의 상부에 위치시켜 무게중심을 후방으로 위치시키고, 로터입력축부가 차체의 승객 공간을 침범하지 않도록 함으로써 여유있는 비행 생활이 가능하도록 하며, 내부에 짐을 추가로 탑재할 수 있는 등 내부 승객 공간 활용도를 극대화할 수 있으며, 평상시 자동차 주행모드로 주행하다가 별도의 공항 등에 가지 않고 원하는 시간 및 장소에서 비행에 필요한 로터 및 로터축 등의 장비를 싣고 다니다가 장착함으로써 비행 모드로 변환하여 주행 또는 정지 상태에서 로터방향전환지지부 및 로터링크에 의해 전후/좌우/상하 간편하고 안정적으로 수직 이착륙가능하게 비행을 할 수 있고, 비행에 필요한 신뢰성있는 최소한의 단순화된 부품으로 구성되어 저가형으로 보급되어 대중화될 수 있는 항공 교통수단을 제공할 수 있는 효과가 있으며, 회전로터를 기울여서 추진력을 내는 종래의 헬리콥터 방식에 비해 본 발명은 꼬리날개추진부에 의해 추진력을 직접 제공함으로써 종래 헬리콥터가 갖는 속도의 한계를 더 뛰어넘어 가장 단순하면서도 하나의 엔진 출력으로도 수직 부상 회전력과 함께 추진력을 공급하여 고속으로 주행할 수 있는 비행체를 제공할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차의 사시도.
도2는 본 발명에 따른 로터방향전환지지부의 사시도.
도3은 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 전진시의 작동상태도.
도4는 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 후진시의 작동상태도.
도5는 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 좌진시의 작동상태도.
도6는 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 우진시의 작동상태도.
도7은 본 발명에 따른 로터부의 사시도.
도8은 본 발명에 따른 로터부의 적용예를 보여주는 개념도.
도9는 본 발명에 따른 조종링크부를 보여주는 사시도.
도10은 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차의 스키드가 장착된 변형예를 보여주는 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차의 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 로터방향전환지지부의 사시도이며, 도3은 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 전진시의 작동상태도이고, 도4는 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 후진시의 작동상태도이며, 도5는 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 좌진시의 작동상태도이고, 도6는 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차가 우진시의 작동상태도이며, 도7은 본 발명에 따른 로터부의 사시도이고, 도8은 본 발명에 따른 로터부의 적용예를 보여주는 개념도이고, 도9는 본 발명에 따른 조종링크부를 보여주는 사시도이며, 도10은 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차의 스키드가 장착된 변형예를 보여주는 사시도이다.
본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차(1000)는 도1 내지 도8에 도시된 바와 같이 크게, 차체(100); 상기 차체(100)의 트렁크측에 장착되는 엔진을 포함하는 엔진부(200); 상기 엔진부(200)로부터 연장되어 엔진으로부터 발생된 회전력을 차체의 일측으로 전달하는 엔진출력축부(300); 상기 차체(100)의 후륜(뒷바퀴)의 상부에 배치되고, 일측이 상기 엔진출력축부(300)와 치합되어 엔진의 회전력을 로터(520)에 전달하는 로터입력축부(400); 상기 로터입력축부(400)의 타측과 탈부착가능하게 연결되고 이층 형태의 동축 반전 방식으로 구성되어 차체의 상승 및 하강을 조절하는 다수의 로터(520)를 포함하는 로터부(500); 상기 차체(100)의 지붕에 고정되고, 상기 로터입력축부(400)가 전후좌우 방향으로 기울어지도록 지지하는 로터방향전환지지부(600); 일측이 상기 로터입력축부(400)의 일측과 치합되어 엔진부(200)의 회전력을 꼬리날개(820)에 전달하는 꼬리날개입력축부(700); 상기 꼬리날개입력축부(700)의 타측과 치합되어 차체(100)의 전후 추진력을 조절하는 꼬리날개추진부(800); 및 일측이 상기 엔진출력축부(300)와 연결되고 타측이 조종자의 조종간(950)과 연결되어 조작자의 조종간(950) 조작에 따라 엔진출력축부(300)를 전후좌우 방향으로 조절하는 조종링크부(900);를 포함한다.
상기 차체(100)는 승객이 앉을 수 있는 좌석, 엔진, 프레임 및 구동계통을 포함한 일반 승용차이며, 본 실시예에서 일반적인 자가용 5인승 승용차로 도시되었지만, 다수의 승객을 태우고 이동할 수 있는 승합차 또는 버스가 될 수 있다.
상기 엔진부(200)는 일반 승용차의 피스톤 및 실린더 방식의 엔진(미도시)이 장착되며, 변속기(미도시)를 포함하고, 다른 가스터빈 엔진과 같은 항공용 엔진이 장착될 수 있으며, 본 발명에서는 차체의 내부 공간 활용을 극대화하도록 로터입력축부(400)가 승객이 머무는 실내 공간을 차지하지 않도록 차체(100)의 후륜(뒷바퀴)의 상부 및 뒷좌석의 후방에 배치되는 로터입력축부(400)와 함께 무게중심이 차체(100)의 후방쪽에 위치하도록 엔진부(200)는 트렁크측에 배치된다. 이에 따라, 비행을 위한 로터입력축부(400)의 구성이 실내를 통과하지 않고, 승객의 활동공간을 침범하지 않는 후방측으로 배치하여 공간 활용도를 높게 하고, 여유있는 쾌적한 비행 생활이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 엔진출력축부(300)는 도3에 도시된 바와 같이, 일측이 엔진부의 출력축과 연결되는 제1엔진출력축(310); 상기 제1엔진출력축(310)의 타측과 연결되는 엔진출력축부유니버셜조인트(330); 상기 엔진출력축부유니버셜조인트(330)와 연결되고, 상기 제1엔진출력축(310)이 일측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2엔진출력축(320); 및 상기 제2엔진출력축(320)과 연결되어 엔진의 회전력을 차체(100)의 일측으로 전달하는 엔진출력축부베벨기어(340);를 포함한다.
상기 엔진출력축부유니버셜조인트(330) 및 제1엔진출력축유니버셜조인트(250)는 일반적인 유니버셜조인트이며, 입력축과 출력축의 각도가 변경되더라도 회전력을 전달할 수 있는 기능을 한다.
상기 로터입력축부(400)는 차체(100)의 후륜(뒷바퀴)의 상부에 배치되고, 상기 엔진출력축부베벨기어(340)와 수직방향으로 치합되어 엔진출력축부(300)로부터 엔진의 회전력을 전달받는 로터베벨기어(410); 상기 로터베벨기어(410)와 연결되는 로터입력축부유니버셜조인트(420); 일측이 상기 로터입력축부유니버셜조인트(420)와 탈부착가능하게 연결되는 제1로터축(430); 상기 제1로터축(430)의 타측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2로터축(440); 및 상기 로터입력축부유니버셜조인트(420), 제1로터축(430) 및 제2로터축(440)을 감싸는 로터축케이싱(450);을 포함한다.
상기 로터입력축부유니버셜조인트(420)는 일반적인 유니버셜조인트이며, 제1로터축(430)의 경사 각도가 변경되더라도 회전력을 전달할 수 있는 기능을 하며, 차체(100)내에 내장되어 있으며, 제2로터축(440)을 지지하도록 로터축케이싱(450)내에는 지지베어링(455)이 구비되어 있다.
상기 제1로터축(430)은 로터입력축부유니버셜조인트(420)로부터 분리 및 장착가능하게 구성되며, 제2로터축(440)은 제1로터축(430)으로부터 분리 및 장착가능하게 구성됨으로써, 비행 모드가 아닌 자동차 주행 모드시에는 상기 로터축케이싱(450)과 함께 탈거하여 별도의 장소 또는 차체 트렁크에 보관할 수 있다.
상기 로터축케이싱(450)은 승객과 제1로터축(430) 및 제2로터축(440)이 직접 접촉되지 않도록 분리 및 안전을 확보하는 기능을 하게 된다.
또한, 로터입력축부(400)는 동축반전 방식의 로터부(500)와 작동가능하도록 종래의 일반적인 공지된 동축반전 구동계통의 구성 방식으로 결합되며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 로터부(500)는, 상기 제2로터축(440)의 타측과 탈부착가능하게 연결되고 차체의 상승력 및 하강력을 발생시키는 다수의 로터(520)를 포함한다.
이러한 로터(520)는 동축반전 방식으로 상부 로터 및 하부 로터가 2층 형태를 이루는 방식으로 구성되며, 각 상부 또는 하부 로터는 2개,3개,4개 이상의 다수개로 구비 가능하다.
또한, 차체의 상승력 및 하강력을 조절할 수 있도록 바람직하게는 일측이 상기 각 로터(520)의 가장자리부에 연결되고 타측이 로터각유압조절부(미도시)와 연결되어 조종자의 조작에 의한 로터각유압조절부의 작동에 의해 제2로터축(440)과 결합되는 경계선 부위의 로터(520) 내측에는 별도의 회전축(미도시)이 있어 로터(520)가 회전될 수 있도록 하여 로터(520)의 날개받음각을 조절하는 다수의 로터링크(540)를 더 포함한다.
로터(520)는, 로터(520)의 일단에 형성된 별도의 고정수단이 제2로터축(440)내에 삽입되어 고정되는 방식으로 고정되며, 상기 제2로터축(440)의 상부를 덮는 로터덮개(530)가 구비된다.
상기 로터링크(540)의 일단은 로터(520)의 단면상 외각측에 결합되고 타단은 로터각유압조절부와 연결되어 로터각유압조절부에 의해 로터(520)를 잡아당겨 로터(520)의 날개받음각을 키워 상승 양력을 증가시킴으로써, 상승력을 높일 수 있거나 로터(520)를 밀어내어 로터(520)의 날개받음각을 줄여 하강력을 높일 수 있어 고도 조절을 할 수 있게 된다.
이러한 로터링크(540)는 본 실시예에서 선택적으로 생략가능하며 이럴 경우 로터(520)의 회전수를 조절하여 승하강을 할 수 있으며, 이 로터링크(540) 및 이를 지지하는 부품 및 로터각유압조절부는 일반적인 공지된 헬리콥터의 부품 구성을 활용하며, 도8에 도시된 바와 같은 모형헬기 또는 일반헬기의 로터링크 관련 구성요소를 이용할 수 있고, 이에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 로터방향전환지지부(600)는 도2에 도시된 바와 같이, 상기 로터입력축부(400)가 삽입되어 지지되는 로터회전베어링(610); 상기 로터회전베어링(610)과 전후방향에서 연결되어 상기 로터회전베어링(610)이 좌우방향으로 향하도록 회전가능하게 전후방향으로 지지되는 한쌍의 좌우전환축(620); 상기 좌우전환축(620)과 연결되는 제1궤도부(630); 상기 제1궤도부(630)와 좌우방향에서 연결되어 상기 제1궤도부(630) 및 로터회전베어링(610)이 전후방향으로 향하도록 회전가능하게 좌우방향으로 지지되는 한쌍의 전후전환축(640); 및 상기 전후전환축(640)과 연결되고 차체(100)의 지붕에 고정되는 제2궤도부(650);를 포함한다.
즉, 제2로터축(440)이 로터회전베어링(610)에 삽입 지지된 채로, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 조종자의 조종간(960)을 좌우방향으로 조작하면 이에 연결되는 조종링크부(900)에 의해서 제2엔진출력축(320) 및 엔진출력축부베벨기어(340)가 좌우방향으로 이동되며, 엔진출력축부베벨기어(340)와 연결된 로터베벨기어(410) 및 제2로터축(440)이 좌우방향으로 이동되고, 정면상에서 바라본 제2로터축(440)이 로터방향전환지지부(600)를 기준으로 기울어지게 되는데 좌우전환축(620)에 의해 회전되면서 로터회전베어링(610)에 의해 안정적으로 지지되고, 제자리를 유지한 채 축의 기울기만 변화되게 된다.
또한, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 조종자의 조종간(960)을 전후방향으로 조작하면 조종간로드축(905)을 거쳐 이에 연결되는 제2엔진출력축(320) 및 조종간베벨기어(908)가 전후방향으로 이동되며, 엔진출력축부베벨기어(340)와 연결된 로터베벨기어(410) 및 제2로터축(440)이 전후방향으로 이동되고, 측면상에서 바라본 제2로터축(440)이 로터방향전환지지부(600)를 기준으로 기울어지게 되는데 전후전환축(640)에 의해 제1궤도부(630), 좌우전환축(620) 및 로터회전베어링(610) 전체가 회전되면서 로터회전베어링(610)에 의해 안정적으로 지지되고, 제자리를 유지한 채 축의 기울기만 변화되게 된다.
이에 따라, 전후좌우 자유자재로 원하는 방향으로 조종자가 조종을 하게 되면, 제2로터축(440)과 최종적으로 연결되는 로터(520)는 전후좌우 방향으로 기울어지면서 그 해당 방향으로 전진을 하게 된다.
상기 꼬리날개입력축부(700)는, 조종자의 악셀레이터와 전자적으로 연결되어 원하는 속도를 낼 수 있도록 연속적으로 제어가능한 무단변속장치(909)를 거쳐 상기 조종간로드축(905)과 치합되어 엔진출력축부(300)로부터 엔진의 회전력을 전달받는 제2꼬리날개입력축회전기어(710); 상기 제2꼬리날개입력축회전기어(710)와 연결되는 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720); 일측이 상기 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720)와 연결되는 제1꼬리날개입력축(730); 및 상기 제1꼬리날개입력축(730)과 결합되는 제2꼬리날개입력축(740);을 포함한다. 상기 무단변속장치(909)는 하나의 엔진 출력으로부터 조종자에 의해 꼬리날개(820)의 회전수를 독립적으로 조절할 수 있도록 하여 차체의 전진 속도를 조절할 수 있도록 한다.
상기 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720)는 일반적인 유니버셜조인트이며, 입력축과 출력축의 각도가 변경되더라도 회전력을 전달할 수 있는 기능을 한다.
즉, 제1꼬리날개입력축(730)은 도3의 도면상 좌측 또는 우측으로 길이방향으로 이동하면서 제1꼬리날개입력축(730) 및 제2꼬리날개입력축(740)의 길이를 합한 전체 축 길이가 늘어났다 줄어들었다 하면서 제1꼬리날개입력축(730) 및 제2꼬리날개입력축(740)이 맞닿는 부분은 제2꼬리날개입력축(740)의 외면이 제1꼬리날개입력축(730)의 내면에 끼워져 기어방식으로 치합되어 회전력이 전달되는 방식으로 구성된다.
상기 꼬리날개추진부(800)는, 상기 제2꼬리날개입력축(740)과 치합되어 차체의 전후 추진력을 제공하는 꼬리날개(820);를 포함한다.
한편, 꼬리날개(820)의 날개받음각을 로터부(500)처럼 모형 헬기 또는 일반 헬기에 적용되는 별도의 링크부(미도시)에 의해 꼬리날개(820)의 날개 각도를 조절함으로써 바람을 발생시키는 방향을 조절할 수 있다.
상기 조종링크부(900)는, 도9에 도시된 바와 같이 상기 제2엔진출력축(320)을 회전가능하도록 지지하는 슬리브(910); 일측이 상기 슬리브(910) 및 상기 제2엔진출력축(320), 로터입력축부(400)가 전후좌우방향으로 이동가능하도록 상기 슬리브(910)와 연결되는 제1링크로드(920); 일측이 상기 제1링크로드(920)의 타측과 연결되는 제2링크로드(930); 및 상기 제2링크로드(930)의 타측과 연결되고 하측에 구비되는 힌지부(940)를 기준으로 조종간(960)과 연결되는 제3링크로드(950);를 포함한다.
상기 힌지부(940)는 차체와 고정된 볼베어링(미도시) 및 그 볼베어링을 일부 감싸는 힌지고정구(미도시)로 구성되어 제3링크로드(950)가 일정 영역에서 전후좌우 방향으로 이동가능하도록 구성된다.
즉, 조종간(960)을 전방으로 움직이면 힌지부(940)를 기준으로 조종간(960)과 연결되는 반대편의 제3링크로드(950)는 후방으로 움직이며, 이와 연결된 제2링크로드(930)도 후방으로 움직이며, 이와 연결된 제1링크로드(920), 슬리브(910), 제2엔진출력축(320) 및 엔진출력축부베벨기어(340)도 후방으로 움직이고, 이와 연결된 로터베벨기어(410), 제2로터축(440) 및 로터(520)는 로터방향전환지지부(600)에 의해 전방으로 기울어지게 되어 차체(100)는 전진하게 된다.
마찬가지로, 조종간(960)을 좌우 방향 등 원하는 방향으로 움직이면 이와 같이 작동하여 최종적으로 로터(520)는 조종하는 방향으로 기울어져 그 방향으로 차체(100)는 이동하게 된다.
한편, 조종간(960)은 자동차 주행 모드시의 조종자의 핸들과 연결 및 연동될 수 있으며, 비행모드시 핸들 전체를 전후좌우로 이동시키면 이동 방향에 따라 로터(520)가 그 방향으로 기울어지도록 작동될 수 있고, 핸들을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면 꼬리날개(820)의 바람 발생 방향이 제어되어 차체(100) 전체를 회전시킬 수도 있고, 자동차 주행 모드시에 사용되는 변속 레버에 상승 및 하강을 조절할 수 있는 별도의 버튼이 각각 구비되어 이 버튼을 누를 시에만 로터(520)의 날개받음각 각도가 조절되어 상승 및 하강을 조절할 수 있고, 이 버튼을 누르지 않으면 그 비행 고도를 그대로 유지하게끔 할 수 있다.
한편, 도10에 도시된 바와 같이, 차체(100)의 전방석 및 후방석 문의 아래 양측에는 비행에 필요한 균형을 잡아줄 수 있는 슬라이딩방식으로 인출입이 가능한 제1비행보조날개(150) 또는 제2비행보조날개(160)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제1비행보조날개(150) 또는 제2비행보조날개(160)에는 플랩이 장착되거나 날개받음각을 조절할 수 있도록 하여 별도의 제어부에 의해서 다른 구동계통과 연동되어 차체(100)가 안정적인 비행이 이루어지도록 제어할 수도 있다.
또한, 차체(100)의 바퀴 대신에 스키드(170)가 장착되어 지면으로부터 차체(100)를 지지할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 헬리콥터식 비행자동차(1000)는 조종링크부(900) 및 로터방향전환지지부(600)에 의해서 간편하고 정확하게 로터(520)의 기울어지는 방향을 제어할 수 있으며, 신뢰성있고 단순화된 비행 구동 메커니즘을 구비함으로써 평상시에는 자동차 주행하다가 탈거된 제1로터축(430) 및 제2로터축(440), 로터부(500)를 결합 장착하여 바로 수직 이착륙이 가능한 헬리콥터식 비행체로 전환가능하여 원하는 시간 및 장소에서 손쉽게 비행이 가능하고, 차체의 전후 추진력을 제공하는 꼬리날개(820)에 의해 고속으로 전진을 할 수 있어 저가형의 대중화된 고속 자가용 비행체를 제공할 수 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 차체 200 : 엔진부
300 : 엔진출력축부 310 : 제1엔진출력축
320 : 제2엔진출력축 330 : 엔진출력축부유니버셜조인트
340 : 엔진출력축부베벨기어 400 : 로터입력축부
410 : 로터베벨기어 420 : 로터입력축부유니버셜조인트
430 : 제1로터축 440 : 제2로터축
450 : 로터축케이싱 500 : 로터부
520 : 로터 530 : 로터덮개
540 : 로터링크 600 : 로터방향전환지지부
610 : 로터회전베어링 620 : 좌우전환축
630 : 제1궤도부 640 : 전후전환축
650 : 제2궤도부 700 : 꼬리날개입력축부
710 : 제2꼬리날개입력축회전기어 720 : 꼬리날개입력축부유니버셜조인트
730 : 제1꼬리날개입력축 740 : 제2꼬리날개입력축
800 : 꼬리날개추진부 820 : 꼬리날개
900 : 조종링크부
910 : 슬리브 920 : 제1링크로드
930 : 제2링크로드 940 : 힌지부
950 : 제3링크로드 1000 : 헬리콥터식 비행자동차

Claims (1)

  1. 차체(100);
    상기 차체(100)의 트렁크측에 장착되는 엔진을 포함하는 엔진부(200);
    상기 엔진부(200)로부터 연장되어 엔진으로부터 발생된 회전력을 차체의 일측으로 전달하는 엔진출력축부(300);
    상기 차체(100)의 후륜의 상부에 배치되고, 일측이 상기 엔진출력축부(300)와 치합되어 엔진의 회전력을 로터(520)에 전달하는 로터입력축부(400);
    상기 로터입력축부(400)의 타측과 탈부착가능하게 연결되고 이층 형태의 동축 반전 방식으로 구성되어 차체의 상승 및 하강을 조절하는 로터(520)를 포함하는 로터부(500);
    상기 차체(100)의 지붕에 고정되고, 상기 로터입력축부(400)가 전후좌우 방향으로 기울어지도록 지지하는 로터방향전환지지부(600);
    일측이 상기 엔진출력축부(300)와 연결되고 타측이 조종자의 조종간(950)과 연결되어 조작자의 조종간(950) 조작에 따라 엔진출력축부(300) 및 로터입력축부(400)를 전후좌우 방향으로 조절하는 조종링크부(900);
    일측이 상기 로터입력축부(400)의 일측에 치합되어 엔진의 회전력을 전달받는 조종간로드축(905)을 구비하고,
    상기 조종간로드축(905)으로부터 회전력을 연속적으로 제어가능한 무단변속장치(909)와 치합되어 엔진부(200)의 회전력을 꼬리날개(820)에 전달하는 꼬리날개입력축부(700); 및
    상기 꼬리날개입력축부(700)의 타측과 치합되어 차체(100)의 전후 추진력을 조절하는 꼬리날개(820)를 구비하는 꼬리날개추진부(800);를 포함하되,
    상기 엔진출력축부(300)는
    일측이 엔진부의 출력축과 연결되는 제1엔진출력축(310);
    상기 제1엔진출력축(310)의 타측과 연결되는 엔진출력축부유니버셜조인트(330);
    상기 엔진출력축부유니버셜조인트(330)와 연결되고, 상기 제1엔진출력축(310)이 일측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2엔진출력축(320); 및
    상기 제2엔진출력축(320)과 연결되어 엔진의 회전력을 차체(100)의 일측으로 전달하는 엔진출력축부베벨기어(340);를 포함하고,
    상기 로터입력축부(400)는
    상기 엔진출력축부베벨기어(340)와 치합되어 엔진출력축부(300)로부터 엔진의 회전력을 전달받는 로터베벨기어(410);
    상기 로터베벨기어(410)와 연결되는 로터입력축부유니버셜조인트(420);
    일측이 상기 로터입력축부유니버셜조인트(420)와 탈부착가능하게 연결되는 제1로터축(430);
    상기 제1로터축(430)의 타측으로 치합 삽입되어 길이방향으로 전후진가능하도록 결합되는 제2로터축(440); 및
    상기 로터입력축부유니버셜조인트(420), 제1로터축(430) 및 제2로터축(440)을 감싸는 로터축케이싱(450);을 포함하며,
    상기 꼬리날개입력축부(700)는,
    상기 조종간로드축(905)으로부터 연속적으로 제어가능한 무단변속장치(909)를 거쳐 엔진의 회전력을 전달받는 제2꼬리날개입력축회전기어(710); 상기 제2꼬리날개입력축회전기어(710)와 연결되는 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720); 일측이 상기 꼬리날개입력축부유니버셜조인트(720)와 연결되는 제1꼬리날개입력축(730); 및 상기 제1꼬리날개입력축(730)과 연결되는 제2꼬리날개입력축(740);을 포함하고,
    상기 무단변속장치(909)는 하나의 엔진의 출력을 이용하여 꼬리날개(820)의 회전수를 독립적으로 조절하여 차체의 전진 속도를 조절하고,
    상기 제1꼬리날개입력축(730)은 상기 차체의 길이방향으로 이동하고,
    상기 제1꼬리날개입력축(730) 및 상기 제2꼬리날개입력축(740)의 길이를 합한 전체 축 길이가 늘어났다 줄어들었다 하고,
    상기 제1꼬리날개입력축(730) 및 상기 제2꼬리날개입력축(740)이 맞닿는 부분에서, 상기 제2꼬리날개입력축(740)의 외면이 상기 제1꼬리날개입력축(730)의 내면에 끼워져 기어방식으로 치합되어 회전력이 전달되고,
    상기 꼬리날개(820)는, 상기 제2꼬리날개입력축(740)과 치합되어 차체의 전후 추진력을 제공하며, 링크부에 의해 상기 꼬리날개(820)의 날개 각도를 조절하는 것에 의해 바람을 발생시키는 방향이 조절되는 헬리콥터식 비행자동차.
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