KR102586147B1 - 주행 안정성 강화를 위한 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치 - Google Patents

주행 안정성 강화를 위한 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전동스쿠터는, 차체의 전방 상부에 구비되는 핸들부; 상기 차체의 후방 하부에 구비되어 모터에 의해 구동되는 한 쌍의 구동바퀴; 상기 차체의 전방 하부에 구비되어 상기 핸들부에 의해 조향되는 한 쌍의 조향바퀴; 상기 차체의 최전방 하부에 조향가능하게 장착되는 보조바퀴; 및 상기 핸들부의 조작에 따라 상기 한 쌍의 조향바퀴 및 상기 보조바퀴를 조향시키는 조향장치를 포함한다.

Description

주행 안정성 강화를 위한 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치{Scooter steering wheel apparatus to enhance driving safety}
본 발명은 주행 안정성 강화를 위한 전동스쿠터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조향바퀴 전방에 조향가능한 보조바퀴를 구비하여 노면 상태에 따라 조향바퀴의 끼임 및 걸림 또는 전동스쿠터의 전복 사고를 방지함으로써 주행 안정성을 강화할 수 있는 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치에 관한 것이다.
인구 고령화로 이동 약자가 가파르게 늘어나는 가운데, 현재 이동이 불편한 많은 노약자 및 장애인들이 전동스쿠터를 이용하여 이동에 편의를 얻고 있다. 하지만, 대부분의 전동스쿠터는 두 개의 바퀴를 전방에 배치하고 있기 때문에 이동 노면의 상태에 따라 민감하게 반응하게 되고 이에 따라 바퀴의 끼임 및 걸림, 전동스쿠터의 전복 등의 주행 안전성을 위협받고 있다.
이러한 주행 안정성 강화를 위해, 종래기술에 따른 전동스쿠터나 전동휠체어는 조향바퀴의 전방에 보조바퀴를 구비한 것이 개시되어 있다.
하지만, 종래기술의 경우 보조바퀴가 고정되어 있거나 승강 회동되도록 구성되어 있을 뿐이고, 보조바퀴도 조향바퀴와 같이 조향되도록 구성되어 있지 않다. 따라서, 단차, 둔턱 또는 경사가 있는 노면에서 보조바퀴가 조향바퀴와 같이 조향되지 않아서, 전동스쿠터가 자유롭게 이동될 수 없는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1742904호
본 발명은 조향바퀴 전방에 조향가능한 보조바퀴를 구비하여 노면 상태에 따라 조향바퀴의 끼임 및 걸림 또는 전동스쿠터의 전복 사고를 방지함으로써 주행 안정성을 강화할 수 있는 전동스쿠터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동스쿠터는, 차체의 전방 상부에 구비되는 핸들부; 상기 차체의 후방 하부에 구비되어 모터에 의해 구동되는 한 쌍의 구동바퀴; 상기 차체의 전방 하부에 구비되어 상기 핸들부에 의해 조향되는 한 쌍의 조향바퀴; 상기 차체의 최전방 하부에 조향가능하게 장착되는 보조바퀴; 및 상기 핸들부의 조작에 따라 상기 한 쌍의 조향바퀴 및 상기 보조바퀴를 조향시키는 조향장치를 포함한다.
상기 조향장치는 상기 핸들부의 하부에 결합된 핸들축과, 상기 핸들축과 상기 조향바퀴의 지지축 사이에 회동가능하게 연결되는 핸들축 연결링크와, 상기 조향바퀴의 지지축과 상기 보조바퀴의 브라켓 사이에 회동가능하게 연결되는 보조바퀴 연결링크를 포함할 수 있다.
상기 조향장치는 상기 핸들축의 하단에 수평방향으로 연장되는 수평연장부를 더 포함하고, 상기 수평연장부의 단부에 상기 핸들축 연결링크의 일단부가 회동가능하게 연결될 수 있다.
상기 조향바퀴의 지지축은 상기 차체의 하면에 결합되는 차체결합프레임에 회동가능하게 장착되고, 상기 조향장치는 상기 조향바퀴의 지지축에 결합되는 지지축 결합링크를 더 포함하며, 상기 핸들축 연결링크의 타단부는 상기 지지축 결합링크의 일단부에 회동가능하게 연결될 수 있다.
상기 보조바퀴 연결링크의 일단부는 상기 지지축 결합링크의 타단부에 회동가능하게 연결될 수 있다.
상기 보조바퀴의 브라켓은 상기 차체결합프레임에 결합된 보조바퀴 장착프레임에 회동가능하게 장착되고, 상기 보조바퀴의 브라켓은 일측에 돌출형성되어 상기 보조바퀴 연결링크의 타단부가 회동가능하게 연결되는 링크연결부를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 전동스쿠터에 의하면, 조향바퀴 전방에 조향가능한 보조바퀴를 구비하여 노면 상태에 따라 조향바퀴의 끼임 및 걸림 또는 전동스쿠터의 전복 사고를 방지함으로써 주행 안정성을 강화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 하면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 하면도(a) 및 측면도(b)이다.
도 6은 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치가 작동되는 것을 나타내는 상면도들이다.
도 7은 조향가능한 보조바퀴에 의해 전동스쿠터의 조향바퀴가 단턱에 빠지지 않고 주행하는 것을 나타내는 일부 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 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 발명에서, '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 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 상면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 하면도이다.
본 발명의 주행 안정성 강화를 위한 전동스쿠터(100)는 차체(110)의 전방 상부에 구비되는 핸들부(130), 차체의 후방 하부에 구비되어 모터에 의해 구동되는 한 쌍의 구동바퀴(150), 차체의 전방 하부에 구비되어 핸들부에 의해 조향되는 한 쌍의 조향바퀴(160), 차체의 최전방 하부에 조향가능하게 장착되는 보조바퀴(170), 및 핸들부의 조작에 따라 한 쌍의 조향바퀴 및 보조바퀴를 조향시키는 조향장치(200)를 포함한다.
차체(110)는 전동스쿠터(100) 전체와 이에 탑승하는 사람을 지지하는 프레임을 구비하는 본체이다. 차체(110)의 후방 상부에는 사람이 앉을 수 있는 좌석(120)을 구비할 수 있다.
핸들부(130)는 차체(110)의 전방 상부에 회동가능하게 장착될 수 있다. 핸들부(130)의 상단부 좌우에는 한 쌍의 핸들이 구비되어 탑승자가 손으로 운전할 수 있다. 핸들부(130)의 상면에는 입력버튼과 계기판 등을 포함하는 제어패널이 구비될 수 있다.
차체(110)의 후방 하부에는 한 쌍의 구동바퀴(150)가 구비될 수 있다. 한 쌍의 구동바퀴(150)는 전기 모터에 의해 전후진 가능하게 구동될 수 있다.
차체(110)의 전방 하부에는 한 쌍의 조향바퀴(160)가 구비될 수 있다. 한 쌍의 조향바퀴(160)는 탑승자가 핸들부(130)를 회동시킴으로써 조향될 수 있다.
차체(110)의 최전방 하부에는 보조바퀴(170)가 또한 핸들부(130)에 의해 조향가능하게 장착될 수 있다.
조향장치(200)는 핸들부(130)의 조작에 따라 그 회동력을 전달하여 한 쌍의 조향바퀴(160) 및 보조바퀴(170)를 동시에 조향시킬 수 있다. 조향장치(200)는 핸들부(130)와 한 쌍의 조향바퀴(160) 및 보조바퀴(170) 사이에 연결되는 다양한 형태의 복수의 링크로 구성될 수 있다.
조향장치(200)는 핸들부(130)의 하부에 결합된 핸들축(140)과, 핸들축과 조향바퀴(160)의 지지축(230) 사이에 회동가능하게 연결되는 핸들축 연결링크(250)와, 조향바퀴의 지지축과 보조바퀴(170)의 브라켓(270) 사이에 회동가능하게 연결되는 보조바퀴 연결링크(280)를 포함할 수 있다.
핸들축(140)은 차체(110)의 전반부에 상하방향으로 관통하여 회동가능하게 장착되는 핸들부(130)의 하부에 결합될 수 있다. 핸들축(140)은 핸들부(130)보다 훨씬 작은 직경을 가진 원형 단면의 바 형태로 형성될 수 있다.
핸들축 연결링크(250)는 핸들축(140)의 하단부와 조향바퀴 지지축(230) 사이에 양단이 각각 회동가능하게 연결될 수 있다. 핸들축 연결링크(250)는 한 쌍이 구비되어 한 쌍의 조향바퀴 지지축(230)에 연결될 수 있다.
보조바퀴 연결링크(280)는 조향바퀴 지지축(230)과 보조바퀴 브라켓(270) 사이에 양단이 각각 회동가능하게 연결될 수 있다. 보조바퀴 연결링크(280)는 핸들축 연결링크(250)와 달리 하나만이 구비되어 보조바퀴 브라켓(270)의 일측에 연결될 수 있다.
조향바퀴 지지축(230)은 차체(110)의 하면에 결합되는 차체결합프레임(210)에 회동가능하게 장착되고, 조향장치(200)는 조향바퀴 지지축(230)에 결합되는 지지축 결합링크(240)를 더 포함하며, 핸들축 연결링크(250)의 타단부는 지지축 결합링크(240)의 일단부에 회동가능하게 연결될 수 있다.
차체결합프레임(210)은 차체(110)의 하면에 결합되어 한 쌍의 조향바퀴(160) 및 보조바퀴(170)를 각각 회동가능하게 지지할 수 있다. 차체결합프레임(210)은 한 쌍의 조향바퀴(160)를 지지하는 프레임부와 보조바퀴(170)를 지지하는 프레임부를 포함할 수 있다.
차체결합프레임(210)의 양단부에는 한 쌍의 조향바퀴 회동축(220)이 구비될 수 있다. 각 조향바퀴 회동축(220)에는 조향바퀴 지지축(230)이 회동가능하게 연결될 수 있다.
지지축 결합링크(240)는 한 쌍의 조향바퀴 지지축(230)의 중간에 수직으로 교차하도록 각각 결합될 수 있다. 한 쌍의 핸들축 연결링크(250)의 타단부는 한 쌍의 지지축 결합링크(240)의 일단부에 회동가능하게 연결될 수 있다. 그래서, 핸들축(140)에 의해 한 쌍의 핸들축 연결링크(250)가 회동되면, 한 쌍의 지지축 결합링크(240)와 이에 결합된 한 쌍의 조향바퀴 회동축(220)이 소정 각도로 회동됨으로써 한 쌍의 조향바퀴(160)가 소정 각도로 조향될 수 있다.
보조바퀴 연결링크(280)의 일단부는 지지축 결합링크(240)의 타단부에 회동가능하게 연결될 수 있다. 지지축 결합링크(240)는 조향바퀴 지지축(230)의 후방 및 전방으로 연장되어 있으므로, 지지축 결합링크(240)의 후단부에는 핸들축 연결링크(250)가 연결되고, 지지축 결합링크(240)의 전단부에는 보조바퀴 연결링크(280)가 연결될 수 있다. 보조바퀴 연결링크(280)는 2개의 지지축 결합링크(240) 중 한쪽의 지지축 결합링크(240)에만 연결될 수 있다.
보조바퀴 브라켓(270)은 차체결합프레임(210)에 결합된 보조바퀴 장착프레임(260)에 회동가능하게 장착되고, 보조바퀴 브라켓(270)은 일측에 돌출형성되어 보조바퀴 연결링크(280)의 타단부가 회동가능하게 연결되는 링크연결부(275)를 더 포함할 수 있다.
보조바퀴 장착프레임(260)은 차체결합프레임(210)의 중앙부에 전방으로 연장되도록 용접되거나 체결되어 결합될 수 있다.
보조바퀴 브라켓(270)은 "U"자가 거꾸로 된 형태를 가질 수 있다. 보조바퀴 브라켓(270)의 중간부는 보조바퀴 장착프레임(260)의 전단부에 회동가능하게 결합될 수 있다.
보조바퀴 브라켓(270)의 일측 전방에는 대략 보조바퀴(170)의 회전축 높이에 링크연결부(275)가 용접되어 결합될 수 있다. 링크연결부(275)에는 회전축공이 상하방향으로 관통형성되어 있어서, 보조바퀴 연결링크(280)의 타단부가 회동가능하게 연결될 수 있다.
한편, 한 쌍의 핸들축 연결링크(250)는 핸들축(140)의 수평연장부(142)의 단부에 구비된 조향회동축(144)에 서로 높이를 달리하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 좌측의 핸들축 연결링크(250)는 조향회동축(144)에 우측의 핸들축 연결링크(250)보다 아래에 연결될 수 있다. 이 경우, 좌측의 핸들축 연결링크(250)는 좌측의 지지축 결합링크(240)에 아래에서 연결되고, 우측의 핸들축 연결링크(250)는 우측의 지지축 결합링크(240)에 위에서 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치를 나타내는 하면도(a) 및 측면도(b)이고, 도 6은 전동스쿠터의 조향 바퀴 장치가 작동되는 것을 나타내는 상면도들이며, 도 7은 조향가능한 보조바퀴에 의해 전동스쿠터의 조향바퀴가 단턱에 빠지지 않고 주행하는 것을 나타내는 일부 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 조향바퀴(160)의 중심을 지나는 직선과 보조바퀴(170)의 중심을 지나는 직선 사이의 거리(d)는 조향바퀴(160) 반경의 1/2 이상 2배 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에서 보조바퀴(170)의 크기는 조향바퀴(160)와 동일할 수 있다. 거리(d)가 너무 작으면 전동스쿠터의 전복 방지 등의 목적을 달성하기 어렵고, 거리(d)가 너무 크면 보조바퀴(170)가 불규칙한 노면에서 주행하기 어렵고 보조바퀴 장착프레임(260) 등에 큰 모멘트가 걸리기 때문에 강도가 약해질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 사용자가 핸들부(130)를 좌측으로 회동시키면 좌우 조향바퀴(160)와 보조바퀴(170)가 좌측으로 회동되어 조향되고, 핸들부(130)를 우측으로 회동시키면 좌우 조향바퀴(160)와 보조바퀴(170)가 우측으로 회동되어 조향된다. 도 6(c)에서와 같이, 우측으로 조향하는 경우를 살펴보면, 좌우 조향바퀴(160)와 보조바퀴(170)의 각 중심을 지나는 직선이 전동스쿠터(100)의 회전중심에서 만나도록 조향될 수 있다. 이 경우, 구동바퀴(150)를 기준으로 하는 전후방향에 대해 우측 조향바퀴(160)가 좌측 조향바퀴(160)보다 더 우측으로 조향될 수 있다. 이때, 보조바퀴(170)의 조향각은 좌측 조향바퀴(160)의 조향각보다 크고 우측 조향바퀴(160)의 조향각보다는 작게 될 수 있다. 이러한 조건을 만족하면 전동스쿠터(100)를 조향할 때 회전중심을 중심으로 좌우 조향바퀴(160)와 보조바퀴(170)가 적절한 각도로 조향되어 전동스쿠터(100)가 원활하게 이동할 수 있다.
상술한 조향장치(200)를 설계할 때, 링크들의 길이와 그 단부 회동축들의 배치 관계를 적절히 설계함으로써 상기한 조건을 만족하도록 할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 노면 일측이 낮아져서 단차진 홈이 형성된 구간에서도 본 발명의 전동스쿠터는 일측의 조향바퀴(160)와 보조바퀴(170)가 노면에 지지됨으로써 전동스쿠터가 쓰러지거나 전복되지 않을 수 있다. 그리고, 이러한 불규칙한 노면에서도 한 쌍의 조향바퀴(160)는 물론이고 보조바퀴(170)까지 함께 조향하여 좌우 방향으로 원활하게 주행할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 전동스쿠터
110: 차체 120: 좌석
130: 핸들부 140: 핸들축
142: 수평연장부 144: 조향회동축
150: 구동바퀴 160: 조향바퀴
170: 보조바퀴
200: 조향장치
210: 차체결합프레임 220: 조향바퀴 회동축
230: 조향바퀴 지지축 240: 지지축 결합링크
250: 핸들축 연결링크 260: 보조바퀴 장착프레임
270: 보조바퀴 브라켓 275: 링크연결부
280: 보조바퀴 연결링크

Claims (6)

  1. 차체의 전방 상부에 구비되는 핸들부;
    상기 차체의 후방 하부에 구비되어 모터에 의해 구동되는 한 쌍의 구동바퀴;
    상기 차체의 전방 하부에 구비되어 상기 핸들부에 의해 조향되는 한 쌍의 조향바퀴;
    상기 차체의 최전방 하부에 조향가능하게 장착되는 보조바퀴; 및
    상기 핸들부의 조작에 따라 상기 한 쌍의 조향바퀴 및 상기 보조바퀴를 조향시키는 조향장치를 포함하고,
    상기 조향장치는
    상기 핸들부의 하부에 결합된 핸들축과,
    상기 핸들축과 상기 조향바퀴의 지지축 사이에 회동가능하게 연결되는 핸들축 연결링크와,
    상기 조향바퀴의 지지축과 상기 보조바퀴의 브라켓 사이에 회동가능하게 연결되는 보조바퀴 연결링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동스쿠터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조향장치는 상기 핸들축의 하단에 수평방향으로 연장되는 수평연장부를 더 포함하고,
    상기 수평연장부의 단부에 상기 핸들축 연결링크의 일단부가 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전동스쿠터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조향바퀴의 지지축은 상기 차체의 하면에 결합되는 차체결합프레임에 회동가능하게 장착되고,
    상기 조향장치는 상기 조향바퀴의 지지축에 결합되는 지지축 결합링크를 더 포함하며,
    상기 핸들축 연결링크의 타단부는 상기 지지축 결합링크의 일단부에 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전동스쿠터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보조바퀴 연결링크의 일단부는 상기 지지축 결합링크의 타단부에 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전동스쿠터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조바퀴의 브라켓은 상기 차체결합프레임에 결합된 보조바퀴 장착프레임에 회동가능하게 장착되고,
    상기 보조바퀴의 브라켓은 일측에 돌출형성되어 상기 보조바퀴 연결링크의 타단부가 회동가능하게 연결되는 링크연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동스쿠터.
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