KR102264127B1 - 틸팅 각도 범위 조절모듈 및 3륜 운송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 방향 전환 시 탑승자의 무게중심 변화의 완급을 조절하고, 자세 안정성을 높일 수 있는 틸팅 각도 범위 조절모듈 및 3륜 운송장치를 제공한다. 여기서, 틸팅 각도 범위 조절모듈은 제1마운트부, 제2마운트부, 회전중심부, 링크부, 댐핑부 그리고 구동부를 포함한다. 제1마운트부 및 제2마운트부는 이웃하여 이격 구비된다. 회전중심부는 일단부는 제1마운트부에 결합되고 타단부는 제2마운트부에 결합되며, 제1마운트부 및 제2마운트부의 상대 회전 시 회전중심을 이룬다. 링크부는 회전중심부에 결합되고 회전중심부의 지름방향으로 연장되는 한 쌍의 고정축과, 일단부가 고정축에 힌지 결합되는 한 쌍의 제1링크와, 일단부가 제1링크의 타단부에 힌지 결합되는 한 쌍의 제2링크를 가진다. 댐핑부는 한 쌍으로 구비되며 일단부는 제2마운트부에 결합되고, 타단부는 제2링크의 타단부와 결합되며 제2마운트부가 틸팅 시에 신장 또는 수축한다. 구동부는 고정축을 중심으로 제1링크를 양방향 회전시켜 제1링크에 대한 제2링크의 회전각도범위를 조절한다.

Description

틸팅 각도 범위 조절모듈 및 3륜 운송장치{MODULE FOR ADJUSTING TILTING ANGLE RANGE AND THREE-WHEELED TRANSPORTATION DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 틸팅 각도 범위 조절모듈 및 3륜 운송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방향 전환 시 탑승자의 무게중심 변화의 완급을 조절하고, 자세 안정성을 높일 수 있는 틸팅 각도 범위 조절모듈 및 3륜 운송장치에 관한 것이다.

현재 널리 사용되고 있는 모터사이클은 다양한 형태로 개발되고 있으며, 그 일 예로, 3륜 모터사이클이 있다.

3륜 모터사이클은 휠과 타이어의 축소로 인하여 경량화 측면에서의 효과뿐만 아니라, 구름저항의 감소로 연비의 향상 효과도 큰 이점이 있다.

이러한 3륜 모터사이클은 프론트(Front)에 2휠을 장착하고, 리어(Rear)에 1휠을 장착한 역삼각형 구조의 3륜 모터사이클과, 프론트에 1휠을 장착하고, 리어에 2휠을 장착한 삼각형 구조의 3륜 모터사이클이 있다.

3륜 모터사이클은 접지 면적이 넓기 때문에 직선 주행 시에는 안정성이 높은 장점이 있다. 그러나, 3륜으로 구성된 모터사이클은 후륜을 고정한 상태에서, 전륜을 좌우 회전시켜 이동 방향을 조절하고 무게 중심 이동이 어렵기 때문에, 회전 시 회전반경이 커질 수 있으며, 고속 주행 중의 회전을 하거나, 또는 급회전 시에는 전복될 우려가 있다는 문제점이 있어 개선이 요구되고 있다.

또한, 3륜 모터사이클은 탑승자가 몸을 기울여 무게 중심을 이동시킴으로 방향 전환이 이루어진다. 그런데 일 예로, 3륜 모터사이클이 저속으로 주행하는 경우 탑승자가 몸을 급격하게 많이 기울이게 되면 전복의 위험이 증가하게 된다. 이는 3륜 모터사이클의 틸팅이 오로지 탑승자에 의해서만 이루어지는 것에 기인한다. 따라서, 탑승자가 몸의 무게중심을 변경하는 동작에서 탑승자의 무게중심 변화의 완급을 조절하거나 도울 수 있는 안정시스템이 요구된다.

이러한 문제점은 3륜 사이클이나 3륜 자동차에서도 나타날 수 있는 것이다.

대한민국 공개특허공보 제2013-0104788호(2013.09.25. 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방향 전환 시 탑승자의 무게중심 변화의 완급을 조절하고, 자세 안정성을 높일 수 있는 틸팅 각도 범위 조절모듈 및 3륜 운송장치를 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 제1마운트부; 상기 제1마운트부와 이웃하여 이격 구비되는 제2마운트부; 일단부는 상기 제1마운트부에 결합되고 타단부는 상기 제2마운트부에 결합되며, 상기 제1마운트부 및 상기 제2마운트부의 상대 회전 시 회전중심을 이루는 회전중심부; 상기 회전중심부에 결합되고 상기 회전중심부의 지름방향으로 연장되는 한 쌍의 고정축과, 일단부가 상기 고정축에 힌지 결합되는 한 쌍의 제1링크와, 일단부가 상기 제1링크의 타단부에 힌지 결합되는 한 쌍의 제2링크를 가지는 링크부; 일단부는 상기 제2마운트부에 결합되고, 타단부는 상기 제2링크의 타단부와 결합되며 상기 제2마운트부가 틸팅 시에 신장 또는 수축하는 한 쌍의 댐핑부; 그리고 상기 고정축을 중심으로 상기 제1링크를 양방향 회전시켜 상기 제1링크에 대한 상기 제2링크의 회전각도범위를 조절하는 구동부를 포함하는 틸팅 각도 범위 조절모듈을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2링크는 돌출 형성되는 걸림돌기를 가지고, 상기 회전각도범위는 상기 걸림돌기가 상기 제1링크에 걸려 상기 제2링크의 회전이 정지될 때까지 상기 제2링크가 회전 가능한 각도의 범위이며, 상기 구동부에 의해 상기 제1링크가 상기 제2마운트부 방향으로 제1회전되면, 상기 제2링크가 상기 제1회전의 반대 방향 회전인 제2회전 가능한 상기 회전각도범위는 감소할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 링크부는 상기 한 쌍의 제1링크를 서로 연결하는 연결바를 가지고, 상기 구동부는 상기 연결바를 밀거나 당겨 상기 제1링크를 양방향 회전시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 댐핑부는 신장 시에는 신장 저항력이 발생하지 않고, 수축 시에는 수축 저항력이 발생하는 가스 스프링일 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전중심부는 일단부가 상기 제1마운트부에 고정 결합되는 하우징과, 상기 하우징의 타단부에 결합되는 베어링과, 일단부는 상기 제2마운트부에 고정되고 타단부는 상기 베어링과 결합되어 상기 하우징과 독립적으로 회전되는 코어와, 상기 코어를 감싸도록 구비되는 소켓과, 상기 소켓에 결합되고 상기 소켓과 상기 하우징을 일체로 연결하는 고정링을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 링크부는 상기 고정링에 결합되어 상기 고정링과 함께 회전하는 결합홀더를 가지고, 상기 고정축은 상기 결합홀더에 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전중심부는 상기 하우징 및 상기 코어의 내측 공간에 구비되고, 일단부는 상기 제1마운트부에 고정 결합되고, 타단부는 상기 제2마운트부에 고정 결합되며, 상기 제1마운트부 및 상기 제2마운트부의 상대 회전 시에 비틀려 상기 제1마운트부 및 상기 제2마운트부를 초기 상태로 복원시키는 탄성 복원력을 발생하는 탄성부를 더 가질 수 있다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 틸팅 각도 범위 조절모듈; 상기 제1마운트부와 연결되는 좌우 한 쌍의 뒷바퀴; 상기 제2마운트부와 연결되는 하나의 앞바퀴; 그리고 상기 제2마운트부와 연결되고, 운전자가 탑승하는 좌석을 포함하며, 상기 제2마운트부는 상기 운전자의 무게중심 이동에 의해 틸팅되는 것을 특징으로 하는 3륜 운송장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1링크에 대한 상기 제2링크의 상기 회전각도범위가 조절되도록, 주행 속도에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제1제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1링크가 상기 제2마운트부 방향으로 회전하는 제1회전의 최대회전각도를 입력받는 입력부와, 상기 최대회전각도를 기초로 상기 구동부의 작동을 제어하는 제2제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 댐핑부는 수축 시에는 수축 저항력을 발생할 수 있기 때문에 급격한 수축이 방지될 수 있으며, 이를 통해, 제2마운트부의 틸팅이 멈추는 시점에서 제2마운트부의 급격한 멈춤이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 구동부의 작동에 의해 제1링크가 당겨진 상태가 될수록 제2링크의 회전각도범위가 커질 수 있고, 구동부의 작동에 의해 제1링크가 밀려진 상태가 될수록 제2링크의 회전각도범위는 작아질 수 있다. 이를 통해, 제2마운트부의 최대 틸팅 각도를 조절하고 틸팅 속도의 조절이 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 3륜 운송장치에서는 속도가 줄어들면 자세안정성이 낮아져서 틸팅 각도가 커지면 넘어질 가능성이 커진다. 따라서, 주행 중 정차 등을 위해 속도를 서서히 줄이는 경우, 틸팅 각도 범위 조절모듈이 구동부를 작동시켜 틸팅 각도가 서서히 감소되도록 하여 운전자가 줄어든 틸팅 각도에 적응하도록 함으로써 안정적인 주행이 가능하도록 도울 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 운전자에 의해 제2마운트부가 틸팅 시에 댐핑부가 수축될 때 발생하는 수축 저항력은 운전자가 급격하게 몸을 기울일 때 탑승자가 받게 되는 충격을 줄여줄 수 있다. 또한, 운전자가 급격하게 몸을 기울이더라도 댐핑부의 수축 저항력에 의해 댐핑부의 수축이 천천히 일어나기 때문에, 부드러운 틸팅 동작을 유도하여 운전자의 무게중심 변화의 완급이 조절되도록 도울 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 틸팅 각도 범위 조절모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 틸팅 각도 범위 조절모듈의 회전중심부를 중심으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 회전중심부를 중심으로 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 도 1의 틸팅 각도 범위 조절모듈에서 제2마운트부의 회전 시의 작동예시도이다.
도 6은 도 1의 틸팅 각도 범위 조절모듈에서 구동부 작동 시 링크부 및 댕핌부의 작동예시도이다.
도 7은 도 6의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 3륜 운송장치를 나타낸 구성도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 틸팅 각도 범위 조절모듈을 나타낸 사시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 틸팅 각도 범위 조절모듈은 제1마운트부(100), 제2마운트부(200), 회전중심부(300), 링크부(400), 댐핑부(500) 그리고 구동부(600)를 포함할 수 있다.

여기서, 제1마운트부(100) 및 제2마운트부(200)는 이웃하여 이격 구비될 수 있다. 제2마운트부(200)에는 베이스(210)가 결합될 수 있다.

회전중심부(300)는 일단부는 제1마운트부(100)에 결합되고 타단부는 제2마운트부(200)에 결합될 수 있으며, 제1마운트부(100) 및 제2마운트부(200)의 상대 회전 시 회전중심을 이룰 수 있다.

링크부(400)는 회전중심부(300)에 결합되고 회전중심부(300)의 지름방향으로 연장되는 한 쌍의 고정축(420)과, 일단부가 고정축(420)에 힌지 결합되는 한 쌍의 제1링크(430)와, 일단부가 제1링크(430)의 타단부에 힌지 결합되는 한 쌍의 제2링크(440)를 가질 수 있다.

댐핑부(500)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 댐핑부(500)는 일단부가 제2마운트부(200)에 볼 조인트(501) 결합되고, 타단부는 제2링크(440)의 타단부와 볼 조인트(502) 결합되며 제2마운트부(200)가 틸팅 시에 신장 또는 수축할 수 있다.

구동부(600)는 고정축(420)을 중심으로 제1링크(430)를 양방향 회전시켜 제1링크(430)에 대한 제2링크(440)의 회전각도범위를 조절할 수 있다.

이하, 각 구성에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 틸팅 각도 범위 조절모듈의 회전중심부를 중심으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 회전중심부를 중심으로 나타낸 분해사시도이다.

도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 회전중심부(300)는 하우징(310), 베어링(350), 코어(320), 소켓(330) 및 고정링(340)을 가질 수 있다.

하우징(310)은 일단부가 제1마운트부(100)에 고정 결합될 수 있다.

베어링(350)은 하우징(310)의 타단부 외주면에 결합될 수 있다.

코어(320)는 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 일단부에는 제1플랜지(321)가 형성될 수 있다. 제1플랜지(321)에는 원주방향을 따라 복수의 제1결합공(322)이 형성될 수 있다. 그리고, 제2마운트부(200)에는 제1결합공(322)에 대응되는 관통공(201)이 형성될 수 있으며, 제1체결부재(202)가 관통공(201)을 통해 제1결합공(322)에 결합됨으로써, 코어(320)는 제2마운트부(200)에 고정 결합될 수 있다. 코어(320)의 타단부는 베어링(350)의 내부에 결합될 수 있으며, 이를 통해, 코어(320)는 하우징(310)과 독립적으로 회전될 수 있다.

소켓(330)은 코어(320)의 외주면을 감싸도록 구비될 수 있으며, 링홈(332), 제2플랜지(331) 및 결합부(333)를 가질 수 있다. 소켓(330)의 내측지름은 코어(320)의 외측지름보다 크게 형성될 수 있으며, 따라서 소켓(330) 및 코어(320)는 독립적으로 회전될 수 있다.

제2플랜지(331)는 소켓(330)의 외주면 중앙부에 형성될 수 있으며, 제2플랜지(331)를 기준으로 링홈(332)은 제2플랜지(331)의 일측에 형성되고, 결합부(333)은 제2플랜지(331)의 타측에 형성될 수 있다. 소켓(330)이 코어(320)의 외주면에 결합되었을 때, 링홈(332)은 제1플랜지(321)에 인접하게 위치될 수 있다.

그리고, 회전중심부(300)는 홀더(360)를 가질 수 있다. 홀더(360)는 소켓(330)의 외주면에 결합될 수 있으며, 하부홀더(361) 및 상부홀더(364)를 가질 수 있다.

하부홀더(361)는 링홈(332)의 외주면에 대응되는 지름을 가지도록 형성될 수 있으며, 하부홀더(361)에는 링홈(332)의 하부가 안착될 수 있다. 또한, 하부홀더(361)에는 복수의 제1체결공(362)이 형성될 수 있으며, 하부홀더(361)는 베이스(210)에 고정될 수 있다.

상부홀더(364)는 링홈(332)의 외주면에 대응되는 지름을 가지도록 형성될 수 있으며, 링홈(332)의 외주면 상부에 구비될 수 있다. 상부홀더(364)에는 복수의 제2체결공(365)이 관통 형성될 수 있으며, 제2체결부재(366)가 제2체결공(365)을 통해 제1체결공(362)에 결합됨으로써, 상부홀더(364)는 하부홀더(361)와 결합될 수 있다. 홀더(360)에 의해 소켓(330)은 코어(320)의 길이방향으로 이동되지 않도록 구속될 수 있다. 상부홀더(364) 및 하부홀더(361)의 내측지름은 링홈(332)의 외측지름보다 클 수 있으며, 따라서, 홀더(360)가 고정된 상태에서도 소켓(330)은 회전될 수 있다.

고정링(340)은 소켓(330)의 결합부(333)에 결합될 수 있으며, 제2플랜지(331)에 결합되는 결합핀(334)과 결합될 수 있다. 이를 통해 고정링(340)은 소켓(330)과 일체를 이룰 수 있고, 고정링(340), 소켓(330) 및 하우징(310)은 일체로 회전될 수 있다.

한편, 회전중심부(300)는 탄성부(380)를 더 가질 수 있다.

탄성부(380)는 하우징(310)의 내측 공간(311)과, 코어(320)의 내측 공간에 구비될 수 있으며, 양단부는 각각 하우징(310) 및 코어(320)의 외측으로 연장될 수 있다.

제1마운트부(100)에는 제1결합홈(105)이 형성될 수 있으며, 탄성부(380)의 일단부는 제1마운트부(100)의 제1결합홈(105)에 결합되어 고정될 수 있다. 그리고, 탄성부(380)의 타단부는 제2마운트부(200)에 형성되는 제2결합홈(205)에 결합되어 고정될 수 있다. 탄성부(380)는 판 스프링으로 형성될 수 있다.

탄성부(380)는 제1마운트부(100) 및 제2마운트부(200)의 상대 회전 시에 비틀려 제1마운트부(100) 및 제2마운트부(200)를 초기 상태로 복원시키는 탄성 복원력을 발생할 수 있다. 예를 들어, 외력이 제2마운트부(200)에 가해져 제2마운트부(200)가 틸팅되면 탄성부(380)에 의한 탄성 복원력이 발생하게 되고, 제2마운트부(200)에 가해지는 외력이 제거되면 탄성부(380)에 의한 탄성 복원력에 의해 제2마운트부(200)는 초기 상태로 복원될 수 있다. 탄성부(380)를 구성하는 판 스프링의 개수를 조절함으로써 탄성부(380)에 의한 탄성 복원력의 크기는 조절될 수 있다.

링크부(400)는 결합홀더(410)를 가질 수 있으며, 결합홀더(410)는 홀더본체(411), 제1결합링(412) 및 제2결합링(413)을 가질 수 있다.

홀더본체(411)는 하우징(310)의 외주면에 결합되도록 형성될 수 있으며, 고정축(420)은 홀더본체(411)에 구비될 수 있다.

그리고, 제1결합링(412)은 하우징(310)의 외주면에 대응되는 내주면을 가지도록 형성되어 하우징(310)의 외주면에 결합될 수 있으며, 제2결합링(413)은 고정링(340)의 외주면에 대응되는 내주면을 가지도록 형성되어 고정링(340)의 외주면에 결합될 수 있다. 결합홀더(410)는 하우징(310) 및 고정링(340)에 끼움 결합, 용접 등의 방법으로 결합되어 하우징(310) 및 고정링(340)과 일체화될 수 있다. 따라서, 하우징(310) 및 고정링(340)이 회전하게 되면, 결합홀더(410)도 함께 회전될 수 있다.

다시, 도 1을 참조하면, 링크부(400)는 연결바(450)를 가질 수 있으며, 연결바(450)는 한 쌍의 제1링크(430)를 서로 연결할 수 있다.

그리고, 구동부(600)는 연결바(450)를 밀거나 당길 수 있다. 구동부(600)가 연결바(450)를 밀거나 당김으로써, 제1링크(430)는 양방향으로 회전될 수 있다.

구동부(600)는 모터(601), 실린더(602) 및 실린더로드(603)를 가질 수 있다. 실린더로드(603)와 연결바(450)는 제2힌지축(450, 도 6 참조)에 의해 힌지 연결될 수 있다. 연결바(450)에 연결된 실린더로드(603)는 모터에 의해 직선 왕복 이동될 수 있으며, 이를 통해 연결바(450)를 밀거나 당겨 제1링크(430)가 회전되도록 할 수 있다. 모터(601)는 리니어 모터일 수 있다. 본 실시예에서는 구동부(600)가 모터(601), 실린더(602) 및 실린더로드(603)를 가지는 구성으로 설명하지만, 이는 예시적인 것이며, 구동부(600)는 랙기어 및 피니언으로 구성되는 등 다양한 구성으로 적용 가능하다.

그리고, 제2링크(440)는 걸림돌기(445)를 가질 수 있으며, 걸림돌기(445)는 제1링크(430) 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2링크(440)는 제1링크(430)에 힌지 결합되어 회전될 수 있다. 그런데, 제1링크(430) 방향으로 돌출 형성되는 걸림돌기(445) 때문에, 도 1을 기준으로 제2링크(440)가 반시계 방향으로 회전하는 경우, 걸림돌기(445)가 제1링크(430)에 걸리게 되면 제2링크(440)는 회전이 정지될 수 있다. 이처럼, 제2링크(440)는 제1링크(430)를 기준으로 회전이 가능한 각도 범위, 즉, 제1링크(430)에 대한 회전각도범위를 가질 수 있다. 정리하면, 회전각도범위는 걸림돌기(445)가 제1링크(430)에 걸려 제2링크(440)의 회전이 정지될 때까지 제2링크(440)가 회전 가능한 각도의 범위일 수 있다.

한편, 한 쌍의 댐핑부(500)는 각각 일단부에 구비되는 볼 조인트(501)에 의해 베이스(210)에 결합될 수 있다. 그리고, 댐핑부(500)의 타단부 및 제2링크(440)의 타단부도 볼 조인트(502)에 의해 결합될 수 있다. 따라서, 구동부(600)에 의해 제1링크(430)가 회전하게 되어 제2링크(440)도 회동하게 되면, 댐핑부(500)는 양단부의 볼 조인트(501,502)를 기준으로 회동될 수 있다.

도 5는 도 1의 틸팅 각도 범위 조절모듈에서 제2마운트부의 회전 시의 작동예시도인데, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)를 반대측에서 나타낸 것이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 구동부(600)가 작동하지 않는 상태에서, 즉, 제1링크(430)가 고정축(420)을 중심으로 회전되지 않고 고정된 상태에서, 제2마운트부(200)가 틸팅될 수 있다. 제2마운트부(200)가 반시계 방향으로 틸팅되면 상향 회전하는 부분과 결합된 댐핑부(500a)에 의해 제2링크(440a)에는 제2링크(440a)를 상향으로 회전시키는 힘이 전달되어 제2링크(440a)는 제1힌지축(435a)을 중심으로 상향 회전될 수 있다. 그러다가, 상향 회전되는 제2링크(440a)의 걸림돌기(445a)가 제1링크(430a)에 걸리게 되면 제2링크(440a)의 회전은 정지된다. 그리고 그 이후에도 제2마운트부(200)의 틸팅이 계속되면 댐핑부(500a)의 수축이 발생하게 된다.

댐핑부(500)는 신장 시에는 신장 저항력이 발생되지 않을 수 있다. 즉, 댐핑부(500)가 신장하는 경우 댐핑부(500)에는 신장에 저항하는 저항력이 발생하지 않기 때문에 자연스러운 신장이 가능하게 된다. 반면, 댐핑부(500)가 수축 시에는 수축 저항력이 발생될 수 있다. 따라서, 댐핑부(500)에 가해지는 외력이 수축 저항력보다 큰 동안에는 댐핑부(500)는 수축되지만, 댐핑부(500)에 가해지는 외력이 수축 저항력보다 작아 지면 댐핑부(500)는 수축되지 않게 된다. 그리고, 댐핑부(500)에 가해지는 외력이 수축 저항력보다 크더라도 댐핑부(500)는 수축 저항력을 발생하기 때문에 급격한 수축이 발생하지 않게 되며, 제2마운트부(200)의 틸팅이 급격하게 멈추는 것도 방지될 수 있다. 따라서, 도 5를 참조했을 때, 수축되는 댐핑부(500a)는 수축 저항력을 발생하여 급격한 수축이 방지될 수 있고, 제2마운트부(200)의 틸팅이 급격하게 멈추는 것도 방지될 수 있다.

한편, 제2마운트부(200)가 반시계 방향으로 틸팅될 때 하향 회전하는 부분과 결합된 댐핑부(500b)에 의해 제2링크(440b)에는 제2링크(440b)를 하향 회전시키는 힘이 전달되어 제2링크(440b)는 제1힌지축(345b)을 중심으로 하향 회전될 수 있다. 이때, 댐핑부(500b)가 신장하는 경우 댐핑부(500b)에는 신장에 저항하는 저항력이 발생하지 않기 때문에 자연스러운 신장이 가능하게 된다. 이처럼, 본 발명에 따르면, 제1마운트부(100)가 고정된 상태에서 제2마운트부(200)가 틸팅되는 경우, 제2마운트부(200)의 틸팅이 멈추는 시점에서 제2마운트부(200)의 급격한 멈춤이 방지될 수 있다. 댐핑부(500)로는 가스 스프링이 사용될 수 있다.

도 6은 도 1의 틸팅 각도 범위 조절모듈에서 구동부 작동 시 링크부 및 댕핌부의 작동예시도인데, 도 6의 (b)는 구동부가 도 6의 (a)보다 신장된 상태에서 링크부 및 댐핑부의 작동을 나타낸 것이다. 그리고, 도 7은 도 6의 사시도인데, 도 7의 (a)는 도 6의 (a)의 사시도이고, 도 7의 (b)는 도 6의 (b)의 사시도이다.

먼저, 도 6의 (a) 에서 보는 바와 같이 구동부(600)가 작동되지 않은 상태에서 도 6의 (b) 에서와 같이 구동부(600)가 작동되어 연결바(450)를 밀게 되면, 제1링크(430)는 고정축(420)을 중심으로 제2마운트부(200) 방향으로 제1회전(R1)하게 된다. 그러면, 제2링크(440)는 제1힌지축(435)을 중심으로 제1회전(R1)의 반대 방향 회전인 제2회전(R2)하게 되게 되며, 제2회전(R2)은 걸림돌기(445)가 제1링크(430)에 걸릴 때까지 계속될 수 있다.

전술한 바와 같이 걸림돌기(445)가 제1링크(430)에 걸려 제2링크(440)의 회전이 정지될 때까지 제2링크(440)가 회전 가능한 각도의 범위인 회전각도범위는 구동부(600)에 의해 제1링크(430)가 제1회전(R1)을 많이 하게 될수록 감소될 수 있다.

도 7의 (a)에서와 같이 구동부(600)가 작동되지 않은 상태를 초기 상태라 하고, 도 7의 (b)에서와 같이 구동부(600)가 작동되는 상태를 작동 상태라 했을 때, 도 5에서 설명한 작동, 즉 제2마운트부(200)가 틸팅하는 작동이 초기 상태에서 발생하게 되는 경우와, 작동 상태에서 발생하게 되는 경우를 비교해보면, 초기 상태에서는 제2마운트부(200)가 틸팅되면 제2링크(440a)의 걸림돌기(445a)가 제1링크(430a)에 걸릴 때까지 제2링크(440a)는 자유 상태로 제2회전(R2)하게 되고, 걸림돌기(445a)가 제1링크(430a)에 걸린 후에는 댐핑부(550a)가 수축하게 된다. 반면, 작동 상태에서는 걸림돌기(445a,445b)가 이미 각각 제1링크(430a,430b)에 걸린 상태이기 때문에, 제2마운트부(200)가 틸팅되면 댐핑부(550a)는 바로 수축 작동하게 된다. 따라서, 초기 상태에서보다 작동 상태에서 제2마운트부(200)의 최대 틸팅 각도가 작아지게 되고, 틸팅 속도도 느려지게 된다. 반면, 작동 상태에서보다 초기 상태에서는 제2마운트부(200)의 최대 틸팅 각도는 커 질 수 있고, 틸팅 속도도 빠를 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 3륜 운송장치를 나타낸 구성도이다.

도 8을 더 포함하여 보는 바와 같이, 3륜 운송장치는 틸팅 각도 범위 조절모듈(10), 뒷바퀴(20), 앞바퀴(30) 그리고 좌석(40)을 포함할 수 있다.

틸팅 각도 범위 조절모듈(10)에 대해서는 전술하였으므로, 설명은 생략한다.

뒷바퀴(20)는 제1마운트부(100)와 연결될 수 있으며, 좌우 한 쌍으로 구비될 수 있다.

앞바퀴(30)는 제2마운트부(200)와 연결될 수 있으며, 운전자가 탑승하는 좌석(40)은 제2마운트부(200)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 운전자의 무게중심이 이동되어 좌석(40)이 틸팅되면, 제2마운트부(200)도 틸팅될 수 있다.

틸팅 각도 범위 조절모듈(10)은 자세 안정성이 필요한 상황, 예를 들면, 정지된 경우나, 저속으로 주행하는 경우나, 무거운 짐을 옮겨야 하는 경우나, 또는 지면이 고르지 않는 상황 등에서는 구동부(600)가 제1링크(430)를 밀어 많이 회전시키고 이에 따라 걸림돌기(445)가 제1링크(430)에 걸려 제2링크(440)의 회전각도범위가 감소되도록 할 수 있다. 이를 통해, 3륜 운송장치가 3륜에 가까운 모드로 주행이 가능하도록 할 수 있다. 3륜 운송장치에서는 속도가 줄어들면 자세안정성이 낮아져서 틸팅 각도가 커지면 넘어질 가능성이 커진다. 따라서, 주행 중 정차 등을 위해 속도를 서서히 줄이는 경우, 틸팅 각도 범위 조절모듈(10)은 구동부(600)를 작동시켜 틸팅 각도가 서서히 감소되도록 하여 운전자가 줄어든 틸팅 각도에 적응하도록 함으로써 안정적인 주행이 가능하도록 도울 수 있다.

반면, 자세 안정성보다는 기동성(maneuverability)이 필요한 상황, 예를 들면, 민첩한 동작이 필요하거나, 작은 회전반경을 구현해야 하거나, 또는 좁은 길에서 회전하거나, 또는 고속으로 주행하는 경우 등에서는, 구동부(600)가 제1링크(430)를 당겨 제2링크(440)의 회전각도범위가 커지도록 할 수 있다. 이렇게 되면 3륜 운송장치는 2륜에 가까운 모드로 주행이 가능하게 되며, 이를 통해, 3륜 운송장치의 주행 안정성을 높일 수 있다.

운전자에 의해 제2마운트부(200)가 틸팅 시에 댐핑부(500)가 수축될 때 발생하는 수축 저항력은 운전자가 급격하게 몸을 기울일 때 탑승자가 받게 되는 충격을 줄여줄 수 있다. 또한, 운전자가 급격하게 몸을 기울이더라도 댐핑부(500)의 수축 저항력에 의해 댐핑부(500)의 수축이 천천히 일어나기 때문에, 부드러운 틸팅 동작을 유도하여 운전자의 무게중심 변화의 완급이 조절되도록 도울 수 있다.

한편, 앞에서는 제1마운트부(100)에 좌우 한 쌍의 뒷바퀴(20)가 연결되고, 제2마운트부(200)에는 하나의 앞바퀴(30)가 연결되는 것으로 설명하였지만, 뒷바퀴(20)가 하나로 구성되고, 앞바퀴(30)가 한 쌍으로 구성될 수도 있다.

그리고, 3륜 운송장치는 속도 감지부(50) 및 제1제어부(60)를 더 포함할 수 있다. 제1제어부(60)는 제1링크(430)에 대한 제2링크(440)의 회전각도범위가 조절되도록, 주행 속도에 따라 구동부(600)의 작동을 제어할 수 있다. 즉, 제1제어부(60)는 주행 속도에 감응하여 구동부(600)의 작동을 제어함으로써, 제2마운트부(200)의 최대틸팅각도를 조절할 수 있으며, 이를 통해, 2륜 모드 또는 3륜 모드의 적용이 빠르게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 3륜 운송장치는 입력부(70) 및 제2제어부(80)를 더 포함할 수 있다.

입력부(70)는 제1링크(430)가 제2마운트부(200) 방향으로 회전하는 제1회전(R1)의 최대회전각도를 운전자로부터 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 운전자가 초보자인 경우, 최대회전각도는 작게 설정될 수 있을 것이고, 운전자가 전문가인 경우 최대회전각도는 크게 설정될 수 있을 것이다. 운전자로부터 입력이 용이하도록 입력부(70)는 좌석(40) 근처에 배치될 수 있다.

제2제어부(80)는 입력된 최대회전각도를 기초로 구동부(600)의 작동을 제어할 수 있다. 제2제어부(80) 및 제1제어부(60)는 별개로 마련되거나, 하나의 구성으로 마련될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 틸팅 각도 범위 조절모듈 20: 뒷바퀴
30: 앞바퀴 40: 좌석
60: 제1제어부 70: 입력부
80: 제2제어부 100: 제1마운트부
200: 제2마운트부 300: 회전중심부
310: 하우징 320: 코어
330: 소켓 380: 탄성부
400: 링크부 430: 제1링크
440: 제2링크 445: 걸림돌기
500: 댐핑부 600: 구동부

Claims (10)

1. 제1마운트부;
   상기 제1마운트부와 이웃하여 이격 구비되는 제2마운트부;
   일단부는 상기 제1마운트부에 결합되고 타단부는 상기 제2마운트부에 결합되며, 상기 제1마운트부 및 상기 제2마운트부의 상대 회전 시 회전중심을 이루는 회전중심부;
   상기 회전중심부에 결합되고 상기 회전중심부의 지름방향으로 연장되는 한 쌍의 고정축과, 일단부가 상기 고정축에 힌지 결합되는 한 쌍의 제1링크와, 일단부가 상기 제1링크의 타단부에 힌지 결합되는 한 쌍의 제2링크를 가지는 링크부;
   일단부는 상기 제2마운트부에 결합되고, 타단부는 상기 제2링크의 타단부와 결합되며 상기 제2마운트부가 틸팅 시에 신장 또는 수축하는 한 쌍의 댐핑부; 그리고
   상기 고정축을 중심으로 상기 제1링크를 양방향 회전시켜 상기 제1링크에 대한 상기 제2링크의 회전각도범위를 조절하는 구동부를 포함하는 틸팅 각도 범위 조절모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2링크는 돌출 형성되는 걸림돌기를 가지고,
   상기 회전각도범위는 상기 걸림돌기가 상기 제1링크에 걸려 상기 제2링크의 회전이 정지될 때까지 상기 제2링크가 회전 가능한 각도의 범위이며,
   상기 구동부에 의해 상기 제1링크가 상기 제2마운트부 방향으로 제1회전되면, 상기 제2링크가 상기 제1회전의 반대 방향 회전인 제2회전 가능한 상기 회전각도범위는 감소하는 것을 특징으로 하는 틸팅 각도 범위 조절모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 링크부는 상기 한 쌍의 제1링크를 서로 연결하는 연결바를 가지고,
   상기 구동부는 상기 연결바를 밀거나 당겨 상기 제1링크를 양방향 회전시키는 것을 특징으로 하는 틸팅 각도 범위 조절모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 댐핑부는 신장 시에는 신장 저항력이 발생하지 않고, 수축 시에는 수축 저항력이 발생하는 가스 스프링인 것을 특징으로 하는 틸팅 각도 범위 조절모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전중심부는
   일단부가 상기 제1마운트부에 고정 결합되는 하우징과,
   상기 하우징의 타단부에 결합되는 베어링과,
   일단부는 상기 제2마운트부에 고정되고 타단부는 상기 베어링과 결합되어 상기 하우징과 독립적으로 회전되는 코어와,
   상기 코어를 감싸도록 구비되는 소켓과,
   상기 소켓에 결합되고 상기 소켓과 상기 하우징을 일체로 연결하는 고정링을 가지는 것을 특징으로 하는 틸팅 각도 범위 조절모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 링크부는 상기 고정링에 결합되어 상기 고정링과 함께 회전하는 결합홀더를 가지고, 상기 고정축은 상기 결합홀더에 구비되는 것을 특징으로 하는 틸팅 각도 범위 조절모듈.
7. 제5항에 있어서,
   상기 회전중심부는
   상기 하우징 및 상기 코어의 내측 공간에 구비되고, 일단부는 상기 제1마운트부에 고정 결합되고, 타단부는 상기 제2마운트부에 고정 결합되며, 상기 제1마운트부 및 상기 제2마운트부의 상대 회전 시에 비틀려 상기 제1마운트부 및 상기 제2마운트부를 초기 상태로 복원시키는 탄성 복원력을 발생하는 탄성부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 틸팅 각도 범위 조절모듈.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 틸팅 각도 범위 조절모듈;
   상기 제1마운트부와 연결되는 좌우 한 쌍의 뒷바퀴;
   상기 제2마운트부와 연결되는 하나의 앞바퀴; 그리고
   상기 제2마운트부와 연결되고, 운전자가 탑승하는 좌석을 포함하며,
   상기 제2마운트부는 상기 운전자의 무게중심 이동에 의해 틸팅되는 것을 특징으로 하는 3륜 운송장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1링크에 대한 상기 제2링크의 상기 회전각도범위가 조절되도록, 주행 속도에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제1제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3륜 운송장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1링크가 상기 제2마운트부 방향으로 회전하는 제1회전의 최대회전각도를 입력받는 입력부와,
    상기 최대회전각도를 기초로 상기 구동부의 작동을 제어하는 제2제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3륜 운송장치.

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