KR101686400B1 - 주행 및 비행장치 - Google Patents

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Abstract

주행 및 비행장치가 개시된다. 본 발명의 주행 및 비행장치는, 동력을 발생시키는 엔진이 마련되는 본체; 상기 본체의 전,후 양측에 서로 대응되도록 배치되어 상기 엔진과 연결되는 축에 결합되며 주행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 주행부; 상기 주행부의 외측에 배치되도록 상기 축에 결합되며 비행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 비행부; 및 상기 주행부와 상기 비행부를 사용자의 조작에 따라 서로 연결하거나 또는 분리하도록 마련되는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

주행 및 비행장치{PERSONAL AIR VEHICLE}
본 발명은 주행 및 비행장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주행과 비행이 가능할 수 있는 주행 및 비행장치에 관한 것이다.
현재 다양한 종류의 개인용 비행 가능 차량(PVA: Personal Air Vehicle)이 개발되고 있다.
개인용 비행 가능 차량의 일반적인 구조는, 주행과 비행이 가능할 수 있도록 도로 주행을 위한 바퀴부와, 비행을 위한 추력 발생부로 이루어진다. 이러한 구성에 따라, 주행과 비행이 모두 가능할 수 있게 된다.
하지만, 이러한 종래의 비행 가능 차량은 바퀴부와 추력 발생부가 각각 분리되어 독립적으로 작동되는 구조를 채택하고 있기 때문에 차량 내부 구조가 복잡해지고 탑승자를 위한 공간이 협소화되는 문제가 있다.
이에 따라, 자동차나 개인 경항공기와 비교했을 때 시장 경쟁력을 낮출 뿐만 아니라 종래의 비행 가능 차량의 기술을 극복하지 못하는 한계로 작용하고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0116573호(공개일자: 2009년 11월 11일)
본 발명의 기술적 과제는, 주행부와 비행부가 연동 가능하도록 결합되어 주행 모드시에는 주행부와 비행부가 모두 작동되어 주행에 필요한 추력을 발생시키고, 비행 모드시에는 비행부가 작동되어 비행에 필요한 추력을 발생시킬 수 있는 주행 및 비행장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제는, 본 발명에 따라, 동력을 발생시키는 엔진이 마련되는 본체; 상기 본체의 전,후 양측에 서로 대응되도록 배치되어 상기 엔진과 연결되는 축에 결합되며 주행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 주행부; 상기 주행부의 외측에 배치되도록 상기 축에 결합되며 비행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 비행부; 및 상기 주행부와 상기 비행부를 사용자의 조작에 따라 서로 연결하거나 또는 분리하도록 마련되는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 및 비행장치에 의해 달성된다.
상기 주행부는, 상기 본체에 상기 엔진과 연결되는 주행바퀴로 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 비행부는, 상기 엔진과 연결되는 축에 서로 일정간격을 두고 배치되는 한 쌍의 휠; 상기 휠 사이에 서로 일정간격을 두고 배치되어 힌지를 매개로 회전 가능하게 결합되는 다수의 블레이드; 및 상기 블레이드와 연결되도록 축에 결합되며 상기 비행부의 작동시 상기 블레이드의 피치 각을 변화시키도록 마련되는 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주행부는, 상기 주행바퀴의 표면에 적어도 하나의 걸림돌기가 돌출 형성되며, 상기 비행부는, 상기 주행바퀴와 인접하도록 배치되는 상기 휠에 호 형상을 갖는 걸림공이 관통 형성되되, 상기 휠은 상기 클러치의 조작에 따라 상기 걸림공을 매개로 상기 주행바퀴와 맞물리거나 또는 상기 주행바퀴와 분리되는 것을 특징으로 한다.
상기 클러치는, 상기 주행부의 작동시에 상기 주행부와 상기 비행부를 서로 연결하여 함께 작동시키고, 상기 비행부의 작동시에 상기 주행부와 상기 비행부를 서로 분리하여 상기 주행부의 작동을 정지시키고 상기 비행부만 작동되도록 제어하는 전자 클러치로 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 주행부와 비행부가 연동 가능하도록 결합되어 주행 모드시에 주행부와 비행부가 모두 작동되어 주행에 필요한 추력을 발생시키고 비행 모드시에 비행부만 작동되어 비행에 필요한 추력을 발생시킬 수 있는 주행 및 비행장치를 제공함으로써, 단일 동력원으로 비행부와 주행부를 모두 구동 가능하고 주행부와 비행부의 결합에 의한 구조의 간소화를 통해 탑승자를 위한 공간 확보에 유리하며 경량화 및 제작비용 절감으로 효율성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 주행 및 비행장치를 보인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 주행 및 비행장치에 마련된 주행부와 비행부의 요부를 보인 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 주행 및 비행장치에 마련된 디스크의 작동상태를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 주행 및 비행장치에 마련된 비행부의 양력 발생원리를 개략적으로 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 주행 및 비행장치를 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 주행 및 비행장치에 마련된 주행부와 비행부의 요부를 보인 도면이며, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 주행 및 비행장치에 마련된 디스크의 작동상태를 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 주행 및 비행장치에 마련된 비행부의 양력 발생원리를 개략적으로 보인 도면이다.
본 발명에 따른 주행 및 비행장치는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 동력을 발생시키는 엔진(12)이 마련되는 본체(10)와, 본체(10)에 엔진(12)과 연결되는 축(14)에 결합되며 주행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 주행부(20)와, 주행부(20)의 외측에 배치되어 축(14)과 결합되며 비행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 비행부(30)와, 그리고 주행부(20)와 비행부(30)를 사용자의 조작에 따라 서로 연결하거나 또는 분리하도록 마련되는 클러치(도면에 미도시)를 포함한다.
본체(10)는 주행 및 비행장치의 메인프레임을 형성하도록 마련된다. 본체(10)에는 주행부(20)와 비행부(30)에 필요한 동력을 발생시키기 위한 엔진(12)이 장착된다. 이러한 엔진(12)은 축(14)을 매개로 주행부(20) 및 비행부(30)와 연결되며 사용자의 조작에 따라 작동되어 주행부(20)와 비행부(30)에 일정한 동력을 제공한다.
주행부(20)는 본체(10)의 전,후 양측에 서로 대응되도록 배치되어 엔진(12)과 연결되는 축(14)에 결합되도록 마련된다. 이러한 주행부(20)는 주행에 필요한 추력을 발생하는 역할을 담당한다. 이를 위해서, 주행부(20)는 금속 재질의 주행바퀴(22)로 마련된다. 즉, 주행바퀴(22)는 엔진(12)과 연결되는 축(14)에 결합되어 회전되며 이에 따라 주행에 필요한 추력을 발생시키게 된다.
여기서 주행바퀴(22)의 둘레에는 타이어(도면에 미도시)가 결합되며 이에 따라 주행바퀴(22)는 주행시 지면과의 접지력을 높일 수 있고 지면의 직접적인 접촉을 차단하여 파손을 방지할 수 있게 된다.
또한, 주행바퀴(22)는 표면에 적어도 하나의 걸림돌기(24)가 돌출 형성된다. 이때, 걸림돌기(24)는 주행바퀴(22)와 동심원을 그리며 서로 일전간격 이격 배치되는 다수의 걸림돌기로 마련된다.
이러한 걸림돌기(24)는 클러치의 작동에 따라 주행부(20)에 마련된 휠(32)의 걸림공(33)에 삽입 걸림되며 이에 따라 주행부(20)와 비행부(30)는 결속되어 동시에 회전되게 된다.
비행부(30)는 주행부(20)의 외측에 배치되어 축(14)과 결합되며 비행에 필요한 추력을 발생하도록 마련된다. 이를 위해서, 주행부(20)는 한 쌍의 휠(32, 34)과, 다수의 블레이드(36)와, 그리고 링크부재(38)를 포함한다. 여기서 주행부(20)는 일반적인 사이클로 로터로 마련된다.
한 쌍의 휠(32, 34)은 엔진(12)과 연결되는 축(14)에 서로 일정간격을 두고 배치되도록 마련된다.
여기서 주행바퀴(22)와 인접하도록 배치되는 휠(32)에는 호 형상을 갖는 걸림공(33)이 관통 형성된다. 이때, 걸림공(33)은 주행바퀴(22)에 마련된 걸림돌기(24)와 대응되고 휠(32)과 동심원을 그리며 일정길이를 갖는 걸림공(33)으로 마련된다.
이러한 휠(32)은 클러치의 조작에 따라 걸림공(33)을 매개로 주행바퀴(22)와 맞물리거나 또는 주행바퀴(22)로부터 분리되게 된다.
다수의 블레이드(36)는 휠(32, 34) 사이에 서로 일정간격을 두고 배치되어 힌지를 매개로 휠(32, 34)에 회전 가능하게 결합되도록 마련된다. 이러한 블레이드(36)는 휠(32, 34)의 회전에 따라 비행에 필요한 추력을 발생시키는 역할을 담당한다.
즉, 블레이드(36)는 휠(32, 34)의 회전시 링크부재(38)에 의해 도 5와 같은 일정한 피치 각을 갖도록 설정된다. 이때, 상하에 배치되는 블레이드는 공기를 아랫방향으로 밀어내며 그 반작용으로 위쪽으로 힘을 받고 좌우의 블레이드는 피치 각이 0에 가까워 공기저항만 받을 뿐 추력에는 거의 영향을 주지 않게 된다. 이에 따라 주행부(20)는 위쪽으로 양력을 발생시킬 수 있게 된다.
링크부재(38)는 블레이드(36)와 연결되며 엔진(12)의 축(14)에 결합되도록 마련된다. 이러한 링크부재(38)는 비행부(30)의 작동시 블레이드(36)의 피치 각을 일정한 각도로 변화시키는 역할을 담당한다.
클러치는 주행부(20)와 비행부(30)를 사용자의 조작에 따라 서로 연결하거나 또는 분리하도록 마련된다. 이를 위해서, 클러치는 주행부(20)의 작동시에 주행부(20)와 비행부(30)를 서로 연결하여 함께 작동시키고, 비행부(30)의 작동시에 주행부(20)와 비행부(30)를 서로 분리하여 주행부(20)의 작동을 정지시키고 비행부(30)만 작동되도록 제어하는 공지된 전자 클러치로 마련된다.
이러한 클러치는 주행 모드시에 주행부(20)와 비행부(30)를 결속시켜 동시 회전이 가능하도록 하고, 비행 모드시에 주행부(20)와 비행부(30)를 분리하여 비행부(30)의 회전만 가능하도록 한다. 이때, 주행부(20)는 클러치에 의해 작동되지 않게 된다.
즉, 클러치는 주행 모드시 주행바퀴(22)의 걸림돌기(24)에 걸림공(33)이 걸림되도록 휠(32)을 이동시켜 주행부(20)와 비행부(30)를 결속하게 된다.
이와는 달리, 클러치는 비행 모드시 주행바퀴(22)의 걸림돌기(24)로부터 걸림공(33)이 이탈되도록 휠(32)을 이동시켜 주행부(20)와 비행부(30)를 분리하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 주행 및 비행장치는, 주행 모드시 클러치의 작동에 따라 주행부(20)와 인접하는 휠(32)이 주행바퀴(22) 측으로 이동하게 되고, 휠(32)의 이동에 의해 걸림공(33)이 걸림돌기(24)에 걸림되어 주행바퀴(22)와 휠(32)이 결속되게 된다. 이에 따라 주행부(20)와 비행부(30)가 동시에 작동되어 주행에 필요한 추력을 발생시킬 수 있게 된다.
또한, 비행 모드시 클러치의 작동에 따라 주행부(20)와 인접하는 휠(32)이 주행바퀴(22)로부터 분리되도록 이동하게 되고, 휠(32)의 이동에 의해 걸림공(33)이 걸림돌기(24)로부터 걸림 해제되게 된다. 이에 따라 주행부(20)와 비행부(30)가 분리되므로 비행부(30)는 클러치에 의해 정지된 상태에서 비행부(30)만 작동되어 비행에 필요한 추력을 발생시킬 수 있게 된다.
즉, 비행부(30)는 작동시 블레이드(36)에 의해 공기를 아랫방향으로 밀어내며 이에 따라 주행에 필요한 양력을 발생시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 주행 및 비행장치는 주행부(20)와 비행부(30)가 연동 가능하도록 결합되어 주행 모드시에 주행부(20)와 비행부(30)가 모두 작동되어 주행에 필요한 추력을 발생시키고 비행 모드시에 비행부(30)만 작동되어 비행에 필요한 추력을 발생시킬 수 있도록 함으로써, 단일 동력원으로 비행부(30)와 주행부(20)를 모두 구동 가능하고 주행부(20)와 비행부(30)의 결합에 의한 구조의 간소화를 통해 탑승자를 위한 공간 확보에 유리하며 경량화 및 제작비용 절감으로 효율성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 본체 12: 엔진
14: 축 20: 주행부
22: 주행바퀴 24: 걸림돌기
30: 비행부 32, 34: 휠
33: 걸림공 36: 블레이드
38: 링크부재

Claims (5)

  1. 동력을 발생시키는 엔진이 마련되는 본체;
    상기 본체에 상기 엔진과 연결되는 주행바퀴로 마련되되, 상기 주행바퀴의 표면에 적어도 하나의 걸림돌기가 돌출 형성되며, 상기 본체의 전,후 양측에 서로 대응되도록 배치되어 상기 엔진과 연결되는 축에 결합되며 주행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 주행부;
    상기 주행부의 외측에 배치되도록 상기 축에 결합되며 비행에 필요한 추력을 발생하도록 마련되는 비행부; 및
    상기 주행부와 상기 비행부를 사용자의 조작에 따라 서로 연결하거나 또는 분리하도록 마련되는 클러치;를 포함하며,
    상기 비행부는,
    상기 엔진과 연결되는 축에 서로 일정간격을 두고 배치되는 한 쌍의 휠;
    상기 휠 사이에 서로 일정간격을 두고 배치되어 힌지를 매개로 회전 가능하게 결합되는 다수의 블레이드; 및
    상기 블레이드와 연결되도록 축에 결합되며 상기 비행부의 작동시 상기 블레이드의 피치 각을 변화시키도록 마련되는 링크부재;를 포함하고,
    상기 주행바퀴와 인접하도록 배치되는 상기 휠에 호 형상을 갖는 걸림공이 관통 형성되되, 상기 휠은 상기 클러치의 조작에 따라 상기 걸림공을 매개로 상기 주행바퀴와 맞물리거나 또는 상기 주행바퀴와 분리되는 것을 특징으로 하는 주행 및 비행장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클러치는, 상기 주행부의 작동시에 상기 주행부와 상기 비행부를 서로 연결하여 함께 작동시키고, 상기 비행부의 작동시에 상기 주행부와 상기 비행부를 서로 분리하여 상기 주행부의 작동을 정지시키고 상기 비행부만 작동되도록 제어하는 전자 클러치로 마련되는 것을 특징으로 하는 주행 및 비행장치.
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