KR102390614B1 - 코너링시 후륜이 전륜과 함께 기울어지는 삼륜바이크 - Google Patents

코너링시 후륜이 전륜과 함께 기울어지는 삼륜바이크 Download PDF

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Abstract

"코너링시 후륜이 전륜과 함께 기울어지는 삼륜바이크"가 개시된다. 본 발명에 의한 "코너링시 후륜이 전륜과 함께 기울어지는 삼륜바이크"는 상기 전륜(100)을 회전가능하게 지지하는 전륜프레임(110)과; 상기 전륜프레임(110)에 결합되어 상기 전륜(100)의 조향방향을 조절하는 핸들(120)과; 상기 전륜프레임(110)에 결합되며 의자가 구비되는 본체프레임(300)과; 상기 본체프레임(300)에 결합되어 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 회전되는 구동력을 발생시키는 구동부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동부(400)의 구동력을 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 전달하는 차동기어부(450)와; 상기 차동기어부(450)가 상기 본체프레임(300)으로부터 독립되어 상기 본체프레임(300)의 지면에 대한 각도와 관계없이 항상 지면에 수평한 상태를 유지하도록 상기 차동기어부(450)를 지지하는 차동기어수평위치조절부(460)와; 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 상기 차동기어부(450)로부터 전달받은 구동력에 의해 회전되도록 지지하며, 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 지면의 높낮이에 따라 높이가 가변되며, 코너링시에 상기 전륜(100)이 지면에 기울어지는 각도에 대응되게 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)도 지면에 대해 기울어지게 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)을 지지하는 후륜각도조절지지부(500)를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

코너링시 후륜이 전륜과 함께 기울어지는 삼륜바이크{A three-wheeled bike with the rear wheels inclined together with the front wheels when cornering}
본 발명은 삼륜바이크에 관한 것으로서, 보다 자세히는 코너링시에 전륜과 함께 한 쌍의 후륜도 지면에 대해 기울어져 굽은 길에서도 속도를 줄이지 않고 안전하게 주행할 수 있는 삼륜바이크에 관한 것이다.
최근 들어 오토바이는 급속히 늘어만 가는 자동차 교통 문화 속에서 번잡해져 가는 트래픽 잼(Traffic Jam)을 해결하기 위한 수단으로 그 수요가 늘어나고 있다.
이때, 초보자나 노약자들이 넘어지지 않고 안전하게 사용할 수 있도록 삼륜바이크가 개발되었다.
종래 삼륜바이크는 엔진이 구동되면 전륜 또는 한 쌍의 후륜이 회전되며 주행하게 된다. 그런데, 종래 삼륜바이크는 한 쌍의 후륜이 구동축에 위치가 고정된 상태로 회전하게 된다.
이에 따라 지면의 높이가 전륜과 양쪽의 후륜이 다를 경우 삼륜바이크에 탑승된 운전자에게 충격이 가해질 수 있으며 경우에 따라 넘어질 수도 있다.
또한, 종래 삼륜바이크는 방향을 틀기 위해 회전주행할 때 전륜은 지면에 대해 기울어지나 한 쌍의 후륜은 지면에 수평한 상태로 회전하게 된다.
이에 따라 운전자는 주행속도를 줄이고 회전반경을 크게 하여 회전주행을 해야 한다. 따라서, 종래 삼륜바이크는 주행시 회전주행구간에서 속도가 빠르지 못한 단점이 있다.
만약, 회전주행시에 고속으로 회전하게 될 경우 원심력으로 인하여 삼륜바이크가 전복될 수 있는 위험이 있다.
문헌 1. 대한민국특허청, 특허공개번호 제10-2008-0067396호, "삼륜 또는 사륜 오토바이의 전후진 전환장치" 문헌 2. 대한민국특허청, 등록특허 제10-0914409호, "오토바이 사이드카"
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 한 쌍의 후륜이 지면의 높낮이에 따라 상하로 이동되며 주행될 수 있는 삼륜바이크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 회전주행시 한 쌍의 후륜이 전륜과 함께 지면에 대해 기울어져 고속으로 안정적인 주행이 가능한 삼륜바이크를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적은 전륜(100)과 한 쌍의 후륜(200,200a)을 갖는 삼륜바이크에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 삼륜바이크는, 상기 전륜(100)을 회전가능하게 지지하는 전륜프레임(110)과; 상기 전륜프레임(110)에 결합되어 상기 전륜(100)의 조향방향을 조절하는 핸들(120)과; 상기 전륜프레임(110)에 결합되며 의자가 구비되는 본체프레임(300)과; 상기 본체프레임(300)에 결합되어 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 회전되는 구동력을 발생시키는 구동부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동부(400)의 구동력을 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 전달하는 차동기어부(450)와; 상기 차동기어부(450)가 상기 본체프레임(300)으로부터 독립되어 상기 본체프레임(300)의 지면에 대한 각도와 관계없이 항상 지면에 수평한 상태를 유지하도록 상기 차동기어부(450)를 지지하는 차동기어수평위치조절부(460)와; 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 상기 차동기어부(450)로부터 전달받은 구동력에 의해 회전되도록 지지하며, 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 지면의 높낮이에 따라 높이가 가변되며, 코너링시에 상기 전륜(100)이 지면에 기울어지는 각도에 대응되게 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)도 지면에 대해 기울어지게 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)을 지지하는 후륜각도조절지지부(500)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 삼륜바이크는 한 쌍의 후륜이 각각 서로 다른 높이로 조절된 상태에서도 후륜축으로부터 동력을 전달받아 안정적인 주행이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 삼륜바이크는 회전 주행시에 전륜 뿐만 아니라 한 쌍의 후륜도 전륜과 함께 지면에 대해 기울어진다. 그리고, 지면에 기울어진 상태에서 동력을 전달받아 원활하게 회전된다.
이에 의해 본 발명에 따른 삼륜바이크는 회전주행시에도 속도를 감속할 필요없이 고속으로 안정적인 주행이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 삼륜바이크의 측면구성을 도시한 측면도,
도 2는 본 발명의 삼륜바이크의 평면구성을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 삼륜바이크의 후륜축 평면 구성을 도시한 평면도,
도 4는 본 발명의 삼륜바이크의 후륜과 하부휠지지날개의 동력전달 결합상태를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 삼륜바이크의 후륜축 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 삼륜바이크의 차동기어수평위치조절부의 구성을 도시한 정면개략도,
도 7과 도 8은 본 발명의 삼륜바이크의 후륜이 높이조절된 상태를 도시한 예시도,
도 9는 본 발명의 삼륜바이크가 회전주행시 지면에 대해 후륜이 기울어진 상태를 도시한 예시도,
도 10은 본 발명의 삼륜바이크가 회전주행 및 높이조절이 동시에 수행된 상태를 도시한 예시도,
도 11은 본 발명의 삼륜바이크의 코너링경사보조부의 일례를 개략적으로 도시한 예시도,
도 12는 본 발명의 삼륜바이크의 컨버터블이 접혀진 상태를 도시한 예시도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 삼륜바이크(1)의 측면구성을 도시한 측면도이고, 도 2는 평면구성을 도시한 평면도이고, 도 3은 삼륜바이크(1)의 후륜축 평면구성을 도시한 평면도이고, 도 4는 후륜(200,200a)과 하부휠지지날개(510,510a)의 결합상태를 도시한 평면도이고, 도 5는 후륜(200,200a) 측 구성을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 삼륜바이크(1)는 전륜(100)과, 한 쌍의 후륜(200,200a)과, 전륜(100)과 후륜(200,200a)을 연결하는 본체프레임(300)과, 본체프레임(300)에 구비되어 한 쌍의 후륜(200,200a)의 주행에 필요한 동력을 발생시키는 구동부(400)와, 한 쌍의 후륜(200,200a)이 구동부(400)로부터 전달된 구동력에 의해 원활히 회전되면서 상하로 이동 및 코너링시 지면에 대해 기울어질 수 있도록 한 쌍의 후륜(200,200a)을 지지하는 후륜각도조절지지부(500)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삼륜바이크(1)는 후륜구동 형태로 도시되어 있으나, 경우에 따라 전륜구동 형태로 구현될 수도 있다.
전륜(100)은 전륜프레임(110)에 아이들회전가능하게 결합되며, 후륜(200,200a)이 엔진(410)에 의해 주행되는 것에 연동하여 회전된다.
전륜(100)은 전륜프레임(110)에 결합되고, 전륜프레임(110)의 상부에는 조향방향을 조절하는 핸들(120)이 구비된다. 핸들(120)과 본체프레임(300)을 감싸도록 전방커버(130)와 컨버터블(700)이 구비되어 운전자의 얼굴로 바람이 전달되는 것을 차단한다.
한 쌍의 후륜(200,200a)은 구동부(400)의 구동력을 전달받아 회전하며, 후륜각도조절지지부(500)에 의해 지면의 높이변화에 따라 상하로 높이가 조절되며, 코너링시에 전륜(100)의 기울기에 대응되게 지면에 기울어지며 삼륜바이크(1)가 속도를 줄이지 않고 고속으로 주행할 수 있게 한다.
도 3과 도 4에 확대도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜(200,200a)은 후륜휠프레임(210,210a)에 고정결합된다. 후륜휠프레임(210,210a)의 가운데 영역에는 차동기어부(450)로부터 구동력을 전달받은 후륜축(455,457)과 결합되어 후륜축(455,457)의 회전에 연동하여 회전되는 후륜축결합판(211,211a)이 구비된다.
후륜축결합판(211,211a)과 후륜축(455,457) 사이에는 휠조인트(220,220a)가 구비되어 후륜축결합판(211,211a)의 높이가 조절되거나 기울어지더라도 후륜축(455,457)으로부터의 회전력이 원활히 전달되도록 지지한다.
휠조인트(220,220a)의 내부에는 볼조인트(225)가 구비되어 후륜축(455,457)의 회전력이 후륜축결합판(211,211a)으로 안정적으로 전달될 수 있게 한다.
휠조인트(220,220a)는 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이 외측으로 연장형성되어 후륜각도조절지지부(500)의 하부휠지지날개(510,510a)와 결합되는 하부날개결합부(221,221a)와, 휠조인트(220,220a)의 후방측으로 일정길이 연장되어 상부휠지지날개(520,520a)와 결합되는 상부날개결합부(223,223a)를 포함한다.
휠조인트(220,220a)는 하부날개결합부(221,221a)와 상부날개결합부(223,223a)와 상하로 결합되어 있어 도 9에 도시된 바와 같이 전륜(100)과 본체프레임(300)의 기울어짐을 전달받게 된다. 이렇게 하부날개결합부(221,221a)와 상부날개결합부(223,223a)가 본체프레임(300)과 휠조인트(220,220a) 사이에서 전륜(100)의 기울어짐을 휠조인트(220,220a)로 전달하여 후륜(200,200a)이 전륜(100)과 동일한 각도로 지면에 대해 기울어지게 된다.
본체프레임(300)은 일정 면적을 갖는 판상 형태로 구비되어 전륜(100)과 후륜(200,200a) 사이를 연결한다. 본체프레임(300)의 전방에는 전륜프레임(110)과 결합된 전륜프레임결합부(310)가 구비된다. 전륜프레임결합부(310)가 전륜프레임(110)과 결합되어 코너링시에 전륜(100)의 기울어짐을 본체프레임(300)으로 전달한다.
본체프레임(300)의 상부에는 구동부(400)의 엔진(410)과 변속기및후진기어(420가 고정결합된다. 그리고, 도면에 도시되지 않았으나 본체프레임(300)의 상부에는 운전자가 착석하는 의자(140)가 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이 본체프레임(300)은 제1폭(W1)을 갖도록 형성된다. 제1폭(W1)은 양쪽 후륜(200,200a)과의 거리에 대응되게 형성된다. 본체프레임(300)의 후단에 형성된 연결프레임(320)은 제2폭(W2)을 갖도록 본체프레임(300)과 후방프레임(340)을 연결한다. 연결프레임(320)은 판상형태로 구비되어 구동축(440)을 회전가능하게 지지하는 고정조인트(530,530a)와 관통하여 결합된다.
연결프레임(320)과 후방프레임(340) 사이에는 연결레일(330)이 형성된다. 연결레일(330)은 제3폭(W3)을 갖는 한 쌍의 바 형태로 구비되며, 내부에 차동기어부수용공간(331)이 관통형성된다.
이에 의해 차동기어부(450)는 본체프레임(300)에 차동기어고정베어링결합단(450a.450b)에 의해 회전가능하게 결합되고 차동기어수평위치조절부(460)에 의해 항상 수평한 위치로 유지될 수 있다. 즉, 도 9의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 회전주행시에 전륜(100)이 지면에 대해 기울어지면 전륜(100)과 전륜프레임결합부(310)에 의해 결합된 본체프레임(300)도 동일하게 지면에 대해 기울어지게 된다.
이 경우, 차동기어하우징(451)은 본체프레임(300)과 차동기어고정베어링결합단(450a,450b)에 고정되고, 본체프레임(300)과 별도로 차동기어수평위치조절부(460)에 의해 지면에 수평하게 유지될 수 있다.
한편, 연결레일(330)의 후방에는 후방프레임(340)이 구비된다. 후방프레임(340)에는 후술할 컨버터블(700)이 절첩가능하게 결합된다.
구동부(400)는 후륜(200,200a)이 회전되며 삼륜바이크(1)가 주행될 수 있게 구동력을 발생 및 후륜(200,200a)으로 전달한다. 구동부(400)는 엔진(410)과, 엔진(410)에 의한 주행속도를 조절하는 변속기및후진기어(420와, 변속기및후진기어(420에 의해 변속된 구동속도를 전달하는 구동축(440)과, 구동축(440)에 결합되어 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 회전력을 각각 전달하는 차동기어부(450)와, 차동기어부(450)가 지면에 항상 수평하게 위치되도록 차동기어부(450)를 지지하는 차동기어수평위치조절부(460)와, 한 쌍의 후륜(200,200a)의 상하높이조절 및 경사각도 조절시에 후륜(200,200a)이 초기위치로 복귀될 수 있게 지지하는 쇼바(470)를 포함한다.
엔진(410)은 연료에 의해 구동되며 구동력을 발생시킨다. 변속기및후진기어(420는 엔진(410)으로부터 전달받은 구동력을 운전자의 조작에 의해 조절한다. 변속기및후진기어(420와 연결된 구동축(440)은 변속기및후진기어(420에 의해 조절된 회전력을 차동기어부(450)로 전달한다.
차동기어부(450)는 구동축(440)으로부터 전달되는 회전력을 한 쌍의 후륜으로 전달한다. 차동기어부(450)는 도 3에 확대도시된 바와 같이 구동축(440)의 구동기어(441)와 결합되는 차동기어하우징(451)과, 차동기어하우징(451)의 양측으로 연장되어 한 쌍의 휠조인트(220,220a)와 결합되는 한 쌍의 후륜축(455,457)과, 구동기어(441)의 구동력을 한 쌍의 후륜축(455,457) 각각으로 전달하는 한 쌍의 차동기어(453,454)를 포함한다.
좌측후륜축(455)의 일단에는 좌측차동기어(453)와 결합되는 좌측차동기어결합축(455a)이 구비되고, 타단에는 좌측휠조인트(220)와 결합되는 좌측휠결합축(457b)이 구비된다.
우측후륜축(457)의 일단에는 우측차동기어(454)와 결합되는 우측차동기어결합축(457a)이 구비되고, 타단에는 우측휠조인트(220a)와 결합되는 우측휠결합축(455b)이 구비된다.
여기서, 우측차동기어결합축(457a)은 우측차동기어(454)와 고정결합되나, 좌측차동기어결합축(455a)은 좌측차동기어(453)와 일정 범위 내에서 이동가능하게 결합된다. 즉, 도 3에 확대도시된 바와 같이 좌측차동기어결합축(455a)은 좌측차동기어(453) 내에 치합된 상태에서 일정길이 좌우로 슬라이딩 이동될 수 있게 구비된다.
이는 도 7과 도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜(200,200a)이 높이가 조절되거나 지면에 대해 기울어질 때, 차동기어부(450)가 차동기어수평위치조절부(460)에 의해 수평방향으로 조절되기 위해 좌측후륜축(455)과 우측후륜축(457)이 좌측 휠조인트(220) 및 우측 휠조인트(220a)와의 간격이 달라질 수 있기 때문이다.
즉, 한 쌍의 후륜축(455,457) 중 어느 하나가 좌우로 일정 범위 유동가능하게 구비되어 상하이동 및 경사기울기 조절시에 발생되는 휠조인트(220,220a)와의 축간거리 변화에 대응할 수 있게 한다.
여기서, 본 발명에서는 좌측후륜축(455)이 좌측차동기어(453)로부터 일정길이 좌우로 유동될 수 있게 구비되었으나, 경우에 따라 우측후륜축(457)이 유동될 수 있게 구비될 수도 있다.
차동기어수평위치조절부(460)는 차동기어부(450)가 본체프레임(300)에 고정되지 않고 본체프레임(300)과 독립적으로 항상 지면에 대해 수평한 위치가 유지되도록 차동기어부(450)를 지지한다.
도 6은 차동기어수평위치조절부(460)의 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 차동기어수평위치조절부(460)는 일정길이를 갖는 바 형태로 구비되며 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)에 결합되는 차동기어부지지날개결합바(461)와, 차동기어부지지날개결합바(461)와 차동기어하우징(451)을 결합시키는 한 쌍의 링크(463,465)를 포함한다.
차동기어하우징(451)은 한 쌍의 연결레일(330) 사이의 차동기어부수용공간(331)에 차동기어 고정베어링결합단(450a.450b)에 결합되고, 차동기어수평위치조절부(460)가 차동기어하우징(451)이 한 쌍의 연결레일(330) 사이에서 수평하게 위치되도록 지지한다.
차동기어하우징(451)이 빈 공간에 떠 있는 상태이므로, 차동기어하우징(451)을 안정적으로 지지하기 위해 차동기어부지지날개결합바(461)는 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)의 하부바결합브라켓(518.518a)에 고정된다.
그리고, 제1링크(465)는 일단은 하우징결합축(463a)에 의해 차동기어하우징(451)에 회동가능하게 고정된다. 제2링크(463)의 일단은 바결합축(465a)에 의해 차동기어부지지날개결합바(461)의 중심에 회동가능하게 고정된다. 제1링크(465)의 타단과 제2링크(463)의 타단은 링크결합축(465b)에 의해 서로 절첩가능하게 결합된다.
차동기어부지지날개결합바(461)의 제1결합단(461a)은 좌측하부휠지지날개(510,510a)의 하부에 제1체결부재(461b)에 의해 결합되고, 제2결합단(461c)은 우측하부휠지지날개(510a)의 하부에 제2체결부재(461e)에 의해 결합된다.
이 때, 제1결합단(461a)에는 위치조절슬릿(461d)이 일정 길이 형성되고, 제1체결부재(461b)는 위치조절슬릿(461d) 내부에서 좌우로 이동될 수 있다.
즉, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜(200,200a)이 높이조절되거나 지면에 대한 기울기가 조절될 때, 앞서 설명한 바와 같이 좌측후륜축(455)이 좌측차동기어(453)와 결합되는 위치가 조절되는 것에 연동하여 제1체결부재(461b)의 체결위치도 위치조절슬릿(461d)내부에서 좌우로 이동될 수 있다.
차동기어수평위치조절부(460)는 도 7에 도시된 바와 같이 전륜(100)과 한 쌍의 후륜(200,200a)의 지면(G, G1, G2)의 높이가 달라질 때, 차동기어부지지날개결합바(461)가 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)와 함께 기울어진다.
제1링크(465)와 제2링크(463)는 하부휠지지날개(510,510a)가 기울어지는 것에 연동하여 서로 절첩되며 차동기어하우징(451)의 위치는 수평으로 유지되게 조절한다.
또한, 차동기어수평위치조절부(460)는 도 8에 도시된 바와 같이 지면이 울퉁불퉁하여 전륜(100)과 후륜(200,200a)의 높이가 달라질 때(G, G1)도 제1링크(465)과 제2링크(463) 사이의 각도가 벌어지며 차동기어하우징(451)의 위치는 수평으로 유지되게 한다.
또한, 차동기어수평위치조절부(460)는 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 코너링을 위해 전륜(100)과 후륜(200,200a)이 지면에 대해 일정 각도 경사지게 기울어지며 본체프레임(300)이 기울어지더라도, 차동기어하우징(451)은 지면에 대해 수평한 상태를 유지하게 지지한다.
회전주행시에는 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)는 지면에 대해 수평한 상태를 유지하므로, 차동기어부지지날개결합바(461)도 수평하게 유지되고 제1링크(465)와 제2링크(463)도 이에 맞춰 절첩되며 차동기어하우징(451)이 지면에 수평한 상태가 유지되게 한다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이 회전주행시에 한 쌍의 후륜(200,200a)의 높이가 다를 경우에도 차동기어부지지날개결합바(461)와 한 쌍의 링크(463,465)의 연동구조에 의해 차동기어하우징(451)이 지면에 수평한 상태가 유지되게 한다.
쇼바(470)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜축(455,457)과 한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a) 사이에 배치되어 한 쌍의 후륜(200,200a)이 높이조절 또는 기울기 조절되었을 때 초기 상태로 복귀될 수 있도록 탄성력을 작용한다.
쇼바(470)는 좌우로 이동가능하게 구비되는 쇼바로드(471)와, 쇼바로드(471)와 쇼바(470) 사이에 권취된 탄성부재(473)를 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 한 쌍의 후륜(200,200a)은 지면의 높이(G1, G2)에 따라 서로 다른 높이로 조절될 수 있고, 도 9과 도 10에 도시된 바와 같이 지면에 대한 기울기가 조절될 수 있다.
이 과정에서 앞서 설명한 바와 같이 좌측후륜축(455)의 좌측차동기어(453)에 대한 위치가 일정범위 조절될 수 있고, 차동기어부지지날개결합바(461)와 하부휠지지날개(510,510a)의 제1체결부재(461b)가 위치조절슬릿(461d) 내에서 이동될 수 있다.
쇼바(470)는 이러한 과정들에서 위치가 변화된 좌측후륜축(455)과, 하부휠지지날개(510,510a)의 위치가 초기 위치, 즉 좌측후륜축(455)이 좌측차동기어(453) 내부에 완전히 삽입된 상태로 복귀될 수 있도록 탄성력을 작용한다.
이를 위해 쇼바(470)의 후방은 우측하부휠지지날개(510a)의 상부쇼바결합브라켓(519.519a)에 결합되고, 쇼바로드(471)의 전방은 좌측하부휠지지날개(510,510a)의 하부쇼바결합브라켓(519.519a)에 결합된다. 탄성부재(473)는 쇼바로드(471)의 외주연을 감싸게 구비된다.
초기길이의 탄성부재(473)는 좌측후륜축(455)의 위치변화에 의해 길이가 길어지면 길이가 짧았던 초기 위치로 복귀하기 위해 탄성력을 작용하게 된다.
후륜각도조절지지부(500)는 한 쌍의 후륜(200,200a)이 높이 조절 뿐만 아니라 회전주행시에 지면에 대한 기울기가 조절될 수 있도록 한 쌍의 후륜(200,200a)을 지지한다.
후륜각도조절지지부(500)는 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜축(455,457)의 하부에 위치되는 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)와, 한 쌍의 후륜축(455,457)의 상부에 위치되는 한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)와, 하부휠지지날개(510,510a)의 유니버셜조인트(511)을 연결프레임(320)에 결합시키는 고정조인트(530,530a)와, 하부휠지지날개(510,510a)의 하부후방프레임결합단(513,513a)을 후방프레임(340)에 결합시키는 고정조인트(540,540a)를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)는 회전주행시 본체프레임(300)의 기울기를 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 전달한다.
하부휠지지날개(510,510a)는 두 개의 삼각형이 서로 대칭되게 연결된 형태로 구비된다. 하부휠지지날개(510,510a)의 전방 일측에는 유니버셜조인트(511)이 돌출형성되고 후방 일측에는 하부후방프레임결합단(513,513a)이 돌출형성되고, 전방타측에는 하부전방조인트결합단(515,515a)이 돌출형성되고, 후방타측에는 하부후방조인트결합단(517,517a)이 구비된다.
유니버셜조인트(511)은 고정조인트(530,530a)에 의해 연결프레임(320)에 결합된다. 이 때, 유니버셜조인트(511)은 연결프레임(320)의 전체 폭을 덮을 수 있는 길이로 형성된다. 이에 의해 유니버셜조인트(511)의 내부로 구동축(440)이 회전가능하게 수용되어야 한다.
이를 위해 고정조인트(530,530a)가 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)의 유니버셜조인트(511) 사이로 구동축(440)이 회전가능하게 수용될 수 있도록 이들을 결합한다.
하부후방프레임결합단(513,513a)은 후방프레임(340)에 고정조인트(540,540a)에 의해 결합된다. 여기서, 유니버셜조인트(511)과 하부후방프레임결합단(513,513a)은 도 7과 도 10에 도시된 바와 같이 좌측후륜(200) 또는 우측후륜(200a)이 지면의 높이에 따라 높이 조절될 때, 연결프레임(320)과 후방프레임(340)에 대해 회동될 수 있게 고정조인트(530,530a)와 고정조인트(540,540a)에 결합된다.
하부전방조인트결합단(515,515a)과 하부후방조인트결합단(517,517a)은 도 4에 확대도시된 바와 같이 휠조인트(220,220a)의 하부날개결합부(221,221a)에 고정결합된다. 이에 의해 회전주행시 본체프레임(300)의 기울어짐이 하부휠지지날개(510,510a)에 의해 휠조인트(220,220a)와 후륜휠프레임(210,210a)으로 전달되고, 후륜(200,200a)이 지면에 대해 전륜(100)과 동일한 각도로 기울어질 수 있게 된다.
한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)는 서로 상하로 회동될 때 간섭이 발생되지 않도록 연결프레임(320)과 후방프레임(340)에 결합된다. 한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)는 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)의 상부에 나란하게 구비되어 후륜(200,200a)이 안정적으로 회전되며 높이조절 및 지면에 대해 기울어짐이 가능하게 지지한다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상부휠지지날개(520,520a)는 차동기어부(450) 측으로부터 후륜(200,200a) 측으로 갈수록 폭이 좁아지는 사다리꼴 형태로 구비된다.
한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)는 각각 하부전방프레임결합단(550,550a)에 결합되는 상부전방프레임결합단(521,521a)과, 휠조인트(220,220a)의 상부날개결합부(223,223a)에 결합되는 상부전방조인트결합단(525,525a)과, 상부날개후방조인트(560,560a)에 결합되는 상부후방프레임결합단(523,523a)과, 상부전방조인트결합단(525,525a)과 이격되게 휠조인트(220,220a)에 결합되는 상부후방조인트결합단(527)을 포함한다.
한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)의 상부전방조인트결합단(525,525a)은 하부전방프레임결합단(550,550a)에 서로 회동가능하게 결합되고, 상부후방조인트결합단(527)은 상하부날개후방조인트(560,560a)에 서로 회동가능하게 결합된다.
한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)는 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)의 상부에 나란하게 구비되어 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)와 함께 위치가 조절된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜(200,200a)의 높이조절에 의해 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)가 기울어지면, 한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)도 동일하게 기울어지며 후륜(200,200a)이 지면에 수평한 상태로 후륜축(455,457)의 구동력을 전달받아 회전되도록 지지한다.
또한, 도 9의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 회전주행시에 전륜(100)이 좌측 또는 우측으로 기울어지면 연결프레임(320)에 결합된 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)가 전륜(100)이 기울어진 방향으로 이동되며 휠조인트(220,220a)를 가압한다. 휠조인트(220,220a)는 하부휠지지날개(510,510a)에 의해 가압되는 방향으로 기울어지고, 휠조인트(220,220a)에 결합된 상부휠지지날개(520,520a)도 동일하게 기울어진다.
그리고, 휠조인트(220,220a)에 결합된 후륜휠프레임(210,210a)도 기울어지게 된다. 이 때, 휠조인트(220,220a)와 결합된 후륜축(455,457)은 동력을 전달하고, 후륜휠프레임(210,210a)은 회전하며 후륜(200,200a)이 지면에 기울어진 상태로 회전되게 한다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 후륜각도조절지지부(500)는 하부휠지지날개(510,510a)는 하부로 절곡된 형태로 구비되고, 상부휠지지날개(520,520a)는 수평한 판상형태로 구비된다.
본 발명의 삼륜바이크(1)는 회전주행시에 본체프레임(300)이 보다 용이하게 기울어질 수 있게 본체프레임(300) 또는 전방커버(130) 또는 후방프레임(340) 측에 코너링경사보조부(600)가 구비될 수 있다.
통상 회전주행시에 운전자는 핸들(120)을 이용해 조향방향을 변경함과 동시에 회전반경의 내측으로 몸을 기울여 전륜(100)이 지면에 대해 기울어지게 한다. 이 때, 운전자가 몸을 기울일 때 삼륜바이크(1)의 무게가 무거울 경우 운전자에게 체력적 부담을 줄 수 있다.
이에 본 발명의 삼륜바이크(1)는 회전주행시 본체프레임(300)이 용이하게 기울어 질 수 있도록 보조하는 코너링경사보조부(600)가 구비된다.
코너링경사보조부(600)는 하중체(610)를 구비하고, 하중체(610)가 기계적 또는 전기적으로 한쪽으로 편향되게 한다. 이에 의해 편향된 하중체(610)의 무게에 의해 본체프레임(300)이 보다 용이하게 기울어지게 된다. 이에 의해 운전자의 체력적 부담이 덜어지게 된다.
도 11은 코너링경사보조부(600)의 일례를 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 코너링경사보조부(600)는 사용자가 양쪽 발판(150) 중 기울어지길 희망하는 쪽 발판을 밟을 경우에 이를 전기적으로 감지하여 파워모터(501)가 회전한다. 파워모터(501)의 구동축에 하중체(610)가 결합되어 파워모터(501)가 회전한 방향으로 기울어지며 본체프레임(300)이 기울어지게 보조하게 된다.
이 외에도 코너링경사보주부(600)는 기울기감지센서(미도시)를 통해 현재 본체프레임(300)의 기울기를 감지하고, 감지된 기울기에 의해 하중체(610)가 기울어지게 구동할 수도 있다.
한편, 제동시 삼륜바이크(1)의 속도에 감응하여 예컨대 25km/h 미만으로 속도가 낮아진 경우에만 액츄에이터(미도시)가 작동하여 수평으로 정차할 수 있도록 함이 바람직하다. 이에 의해 정차시 삼륜바이크(1)가 수직으로 세워지게 된다.
한편, 본 발명의 삼륜바이크(1)에는 동절기 또는 하절기에 운전자를 햇빛 또는 바람으로부터 보호할 수 있도록 컨버터블(700)이 구비된다.
도 1은 컨버터블(700)이 펼쳐진 상태를 도시한 정면도이고, 도 12는 컨버터블(700)이 접혀진 상태를 도시한 측면도이다.
컨버터블(700)은 자바라형태로 사용여부에 따라 접었다 펼쳐질 수 있게 구비된다. 도 1과 도 12에 도시된 바와 같이 컨버터블(700)은 컨버터블프레임(710)과, 컨버터블프레임(710)을 덮는 컨버터블막(720)과, 전방커버(130)와 컨버터블(700)와의 빈공간에 결합되는 착탈측면가림판(730)을 포함한다.
복수개의 컨버터블프레임(710)은 후방프레임(340)에 회동가능하게 결합되고, 컨버터블막(720)은 컨버터블프레임(710)에 결합된다. 이에 의해 컨버터블(700)를 사용하지 않는 경우 후방프레임(340) 측에 접혀져서 보관되고, 컨버터블(700)를 사용할 때는 컨버터블(700)를 펼친 후, 최전방 측 컨버터블프레임(710)에 구비된 힌지자석(731)을 전방커버(130) 측에 결합하여 컨버터블(700)을 펼쳐진 상태로 사용하게 된다.
착탈측면가림판(730)은 컨버터블(700)가 펼쳐질 때 전방커버(130)와 컨버터블(700) 사이에 발생되는 빈 공간에 결합되어 운전자를 완전히 커버할 수 있게 된다.
착탈측면가림판(730)은 전방커버(130)와 컨버터블(700)에 힌지자석(731)에 의해 착탈가능하게 결합될 수 있다. 착탈측면가림판(730)은 컨버터블(700)를 사용하지 않는 경우 후방프레임(340) 측에 꽂아 보관된다.
여기서, 컨버터블(700)의 펼쳐지거나 접혀지는 동작이 자동으로 수행될 수 있도록 도 1의 하부에 도시된 바와 같이 본체프레임(300)의 하부에 구동모터(740)가 구비되고, 최전방 컨버터블프레임(710)의 하부에는 일정길이 수평하게 구비된 스크류축(741)이 형성된다.
복수개이 컨버터블프레임(710)은 결합단링크(711)를 중심으로 회동되며 절첩된다. 스크류축(741)은 구동모터(740)에 결합되어 구동모터(740)의 정역회전에 연동하여 직선회전되며 컨버터블(700)이 펼쳐지거나 접혀지게 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 스크류축(741)이 구동모터(740)에 전방으로 이동되었을 때 컨버터블(700)은 펼쳐지고, 도 16에 도시된 바와 같이 스크류축(741)이 구동모터(740)에 후방으로 이동되었을 때 컨버터블(700)은 접혀진다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 삼륜바이크(1)의 사용과정을 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 삼륜바이크(1)는 전륜(100)과 한 쌍의 후륜(200,200a)을 포함한다.
운전자는 시동을 켜고 엔진(410)이 구동되게 한다. 엔진(410)이 구동되면 변속기및후진기어(420를 거쳐 차동기어부(450)로 회전력이 전달되고, 한 쌍의 후륜축(455,457)이 한 쌍의 휠조인트(220,220a)를 통해 후륜휠프레임(210,210a)으로 동력을 전달한다. 이에 의해 한 쌍의 후륜(200,200a)이 회전되며 삼륜바이크(1)가 주행된다.
평지를 주행할 때는 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜(200,200a)이 동일한 높이로 회전되며 주행된다. 이 때, 한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)와 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)가 본체프레임(300)과 휠조인트(220,220a) 사이를 연결하며 한 쌍의 후륜(200,200a)을 지지한다.
도 7에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜(200,200a)이 서로 다른 높이의 지면을 주행하게 될 경우, 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)와 상부휠지지날개(520,520a)가 각각 회동되며 서로 다른 높이로 후륜(200,200a)이 회전주행되도록 지지한다.
한편, 도 9의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 삼륜바이크(1)가 회전주행될 경우, 운전자가 몸을 기울이는 방향으로 전륜(100)이 기울어진다. 이에 의해 본체프레임(300)과 연결프레임(320)이 기울여지고, 이에 결합된 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)가 기울여지는 방향으로 기울여진다.
한 쌍이 하부휠지지날개(510,510a)가 기울여지며 한 쌍의 휠조인트(220,220a)를 가압하거나 당기게 되고 한 쌍의 후륜(200,200a)도 기울어지게 된다. 이 때, 차동기어부(450)는 차동기어수평위치조절부(460)에 의해 연결프레임(320)과 별도로 지면에 항상 수직방향이 되게 지지된다.
차동기어부(450)의 한 쌍의 후륜축(455,457)은 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 동력을 전달하고, 한 쌍의 후륜(200,200a)은 지면에 대해 기울어진 상태에서도 원활하게 회전하게 된다.
이에 따라 회전주행시에 속도를 줄일 필요 없이 고속 상태를 유지하며 주행할 수 있게 된다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이 회전주행시에 지면의 높이가 다를 경우에도 한 쌍의 후륜(200,200a)이 높이가 다른 상태에서 지면에 대해 일정각도 기울어져 회전주행하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 삼륜바이크는 한 쌍의 후륜이 각각 서로 다른 높이로 조절된 상태에서도 후륜축으로부터 동력을 전달받아 안정적인 주행이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 삼륜바이크는 회전 주행시에 전륜 뿐만 아니라 한 쌍의 후륜도 전륜과 함께 지면에 대해 기울어진다. 그리고, 지면에 기울어진 상태에서 동력을 전달받아 원활하게 회전된다.
이에 의해 본 발명에 따른 삼륜바이크는 회전주행시에도 속도를 감속할 필요없이 고속으로 안정적인 주행이 가능한 장점이 있다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
1 : 삼륜바이크 100 : 전륜
110 : 전륜프레임 120 : 핸들
130 : 전방커버 140 : 의자
150 : 발판 200,200a : 후륜
210,210a : 후륜휠프레임 211,211a : 후륜축결합판
220,220a : 휠조인트 221,221a : 하부날개결합부
223,223a : 상부날개결합부 225,225a : 볼조인트
300 : 본체프레임 310 ; 전륜프레임결합부
320 : 연결프레임 321 : 연결프레임후단
330 : 연결레일 331:차동기어부수용공간
340 : 후방프레임 400 : 구동부
410 : 엔진 420 : 변속기및후진기어
440 : 구동축 441 : 구동기어
450 : 차동기어부
450a:450b 차동기어고정베어링결합단
451 : 차동기어하우징 453 : 좌측차동기어
453a : 좌측기어결합축 454 : 우측차동기어
454a : 우측기어결합축 455 : 좌측후륜축
455a : 좌측차동기어결합축 455b : 우측휠결합축
457 : 우측후륜축 457a : 우측차동기어결합축
457b : 좌측휠결합축 460 : 차동기어수평위치조절부
461 : 차동기어지지날개결합바 461a : 제1결합단
461b : 제1체결부재 461c : 제2결합단
461d : 위치조절슬릿 461e : 제2체결부재
465 : 제1링크 463a : 하우징결합축
463 : 제2링크 465a : 바결합축
465b : 링크결합축 470 : 쇼바
471 : 쇼바로드 473 : 탄성부재
500 : 후륜각도조절지지부 501 : 파워모터
510,510a : 하부휠지지날개 511 : 유니버셜조인트
513,513a : 하부후방프레임결합단 515,515a : 하부전방조인트결합단
517,517a : 하부후방조인트결합단 518,518a : 하부바결합브라켓
520,520a : 상부휠지지날개 521,521a : 상부전방프레임결합단
523,523a : 상부후방프레임결합단 525,525a : 상부전방조인트결합단
527,527a : 상부후방조인트결합단 530,530a : 고정조인트
540,540a : 고정조인트 550,550a : 하부전방프레임결합단
560,560a : 상하부날개후방조인트 600 : 코너링경사보조부
610 : 하중체 700 : 컨버터블
710 : 컨버터블프레임 711 : 결합단링크
720 : 컨버터블막 730 : 착탈측면가림판
731 : 힌지자석 740 : 구동모터
741 : 스크류축

Claims (5)

  1. 전륜(100)과, 한 쌍의 후륜(200,200a)을 갖는 삼륜바이크에 있어서,
    상기 전륜(100)을 회전가능하게 지지하는 전륜프레임(110)과;
    상기 전륜프레임(110)에 결합되어 상기 전륜(100)의 조향방향을 조절하는 핸들(120)과;
    상기 전륜프레임(110)에 결합되며 의자가 구비되는 본체프레임(300)과;
    상기 본체프레임(300)에 결합되어 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 회전되는 구동력을 발생시키는 구동부(400)와;
    상기 구동부(400)의 구동력을 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 전달하는 차동기어부(450)와;
    상기 차동기어부(450)가 상기 본체프레임(300)으로부터 독립되어 상기 본체프레임(300)의 지면에 대한 각도와 관계없이 항상 지면에 수평한 상태를 유지하도록 상기 차동기어부(450)를 지지하는 차동기어수평위치조절부(460)와;
    상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 상기 차동기어부(450)로부터 전달받은 구동력에 의해 회전되도록 지지하며, 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 지면의 높낮이에 따라 높이가 가변되며, 코너링시에 상기 전륜(100)이 지면에 기울어지는 각도에 대응되게 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)도 지면에 대해 기울어지게 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)을 지지하는 후륜각도조절지지부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼륜바이크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부(400)는 엔진(410)과, 상기 후륜(200,200a)의 속도를 조절하는 변속기(420)와, 상기 변속기(420)와 상기 차동기어부(450)를 연결하여 구동력을 전달하는 구동축(440)을 포함하며,
    상기 차동기어부(450)는,
    상기 구동축(440)을 내부에 수용하는 차동기어하우징(451)과;
    상기 구동축(440)의 구동력을 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 전달하는 좌측후륜축(455) 및 우측후륜축(457)과;
    상기 차동기어하우징(451)의 내부에 구비되어 상기 구동축(440)의 구동력을 상기 좌측후륜축(455)과 상기 우측후륜축(457)으로 전달하는 좌측차동기어(453) 및 우측차동기어(454)를 포함하며,
    상기 좌측후륜축(455)은 상기 좌측차동기어(453)에 일정 길이 수평이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 삼륜바이크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 후륜(200,200a)을 회전가능하게 지지하는 후륜휠프레임(210,210a)과;
    상기 좌측후륜축(455) 및 상기 우측후륜축(457)을 한 쌍의 상기 후륜휠프레임(210,210a)에 결합시키는 휠조인트(220,220a)를 포함하며,
    상기 휠조인트(220,220a)는 후륜(200,200a)이 지면에 경사지게 각도가 조절되더라도 상기 좌측후륜축(455) 및 상기 우측후륜축(457)의 구동력을 상기 후륜휠프레임(210,210a)으로 전달가능하게 구비되며,
    상기 후륜각도조절지지부(500)는,
    일단은 상기 구동축(440)이 회전가능하도록 상기 본체프레임(300)에 결합되고, 타단은 상기 후륜휠프레임(210,210a)에 결합되며 상기 좌우측후륜축(455,457)의 하부에 배치되는 좌우 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)와;
    일단은 상기 본체프레임(300)에 결합되고, 타단은 상기 후륜휠프레임(210,210a)에 결합되며 상기 좌우측후륜축(455,457)의 상부에 배치되는 좌우 상부휠지지날개(520,520a)를 포함하며,
    상기 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)와 상기 한 쌍의 상부휠지지날개(520,520a)는 코너링시 상기 본체프레임(300)의 경사각도를 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)으로 전달하는 것을 특징으로 하는 삼륜바이크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)는 하부로 돌출형성된 하부바결합브라켓(518)을 포함하며,
    상기 차동기어수평위치조절부(460)는,
    상기 한 쌍의 하부휠지지날개(510,510a)에 구비된 한 쌍의 하부바결합브라켓(518)에 결합된 차동기어부지지날개결합바(461)와;
    일단이 상기 차동기어하우징(451)의 하부에 결합된 제1링크(465)와;
    일단이 상기 차동기어부지지날개결합바(461)의 중심영역에 결합되며 타단이 상기 제1링크(465)의 타단에 회동가능하게 결합되는 제2링크(463)를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼륜바이크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 한 쌍의 후륜축(455,457)과 상기 상부휠지지날개(520,520a) 사이에 배치되어 상기 한 쌍의 후륜(200,200a)이 높이조절 또는 기울기 조절되었을 때 초기 상태로 복귀되도록 탄성력을 작용하는 쇼바(470)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼륜바이크.
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