KR200175536Y1 - 휴대용 미니스쿠터의 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔진의 회전력을 기어박스에 의해 적절히 감속함으로써 구동륜으로의 동력전달이 원활하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 기어의 배열폭을 내치기어의 폭으로 한정하여 기어박스의 크기를 최소화하기 위한 휴대용 미니스쿠터의 동력전달장치에 관한 것이다.

종래 휴대용 미니스쿠터의 동력전달에는 타이어 마찰전동방식, 체인전동방식 등이 있으며, 이 중 타이어 마찰전동방식은 구조가 단순하고 제작이 용이한 장점은 있으나, 마찰롤러와 타이어 트레이드부 사이에 이물질이 쉽게 끼어 구동에 지장을 주게 되며, 체인전동방식은 구동측 스프로킷 휘일과 종동측 스프로킷 휘일이 직접 체인에 의해 연결되므로 적정 감속비를 맞추기 위해 무리한 원주비의 차이가 발생되어 소음, 진동이 유발되고, 체인이 쉽게 이탈되는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 본 고안은 엔진의 마찰디스크에 의해 단속되는 마찰드럼의 회전중심으로부터 일체로 연장하여 입력축기어를 형성하고, 내측으로 입력축기어를 수용하는 내치기어를 입력축기어에 기어 결합하며, 내치기어의 중심으로부터 출력축을 압입·연장하여 엔진의 회전속도가 입력축기어와 내치기어의 기어비에 해당하는 만큼 감속되어 출력되도록 한 것이다.

Description

휴대용 미니스쿠터의 동력전달장치{Utmost efforts delivery device of hand miniscooter}

본 고안은 휴대용 미니스쿠터의 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진의 회전력을 기어박스에 의해 적절히 감속함으로써 구동륜으로의 동력전달이 원활하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 기어의 배열폭을 내치기어의 폭으로 한정하여 기어박스의 크기를 최소화하기 위한 것이다.

주지하는 바와 같이, 휴대용 미니스쿠터는 소형 사이즈에 절첩식 핸들을 구비한 미니 오토바이크로서, 보관 및 주차가 용이하고 주행 연비 및 주행 성능이 우수하여 레저 및 스포츠용으로 또는 근거리 교통수단으로 다양하게 활용되고 있다.

이러한 휴대용 미니스쿠터는 기본적으로 소형 고속 RPM(최고 7,000 ∼ 10,000)을 이용한 엔진을 사용하여 제작되므로 동력전달에 있어서 회전력의 감속전달이 매우 중요한 사안이 되고 있다.

상기한 회전력 감속전달 방식으로는 타이어 마찰전동방식, 체인전동방식 등이 있으며, 이하에서는 각각의 구동방식과 장단점을 살펴보기로 한다.

먼저, 타이어 마찰전동방식은 도 1과 같이 엔진의 크랭크축에서 출력되는 동력이 원심클러치를 통해 마찰롤러(101)에 전달되고, 이 마찰롤러(101)는 구동륜(103)의 타이어 트레이드부(102)에 밀착 접촉되어 있어 엔진의 동력을 직접 구동륜(103)에 전달하면서 마찰롤러(101)와 구동륜(103)의 타이어 트레이드부(102)의 원주비로써 회전력을 감속 전달하는 방식으로, 그 구조가 간단하고 제작비가 저렴하다는 장점은 있으나, 구동륜의 타이어가 롤러와 마찰 접촉되면서 쉽게 마모되 어 타이어의 수명이 짧아진다는 단점과, 마찰롤러가 타이어와 밀착 접촉되어 있기 때문에 진흙 등이 있는 장소에서는 이물질이 타이어와 마찰롤러의 밀착부분 사이에 끼이게 되어 주행이 불가능하거나 동력전달의 효율이 크게 저하되는 등 사용상의 제약을 받게 되는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 타이어 마찰전동방식의 문제점을 해결하기 위하여 체인 전동방식이 등장하였다.

이 체인 전동방식은 도 2와 같이 엔진의 동력이 원심클러치를 통해 구동측 스프로킷 휘일(201)에 전달되고, 이어서 체인(202)에 의해 구동륜(204)의 일측면에 일체로 설치된 종동측 스프로킷 휘일(203)에 동력이 전달되면서 구동측 스프로킷 휘일(201)과 종동측 스프로킷 휘일(203)의 치형비로써 엔진의 동력을 구동륜(204)에 감속 전달하는 방식으로, 타이어 마찰전동방식에 비해 동력전달 측면에서 안전하다고 할 수 있다.

그러나, 일반적인 미니스쿠터는 주행속도가 30㎞/h 정도이고 이때 사용되는 엔진의 상용 회전수는 5000∼7500rpm 정도이기 때문에 이러한 엔진으로 상기의 주행속도를 내기 위해서는 구동측 스프로킷 휘일과 종동측 스프로킷 휘일의 치형비가 1/12∼1/13 정도가 되어야 하며, 구동측 스프로킷 휘일의 치형수는 최소한 6개는 되어야 하므로 종동측 스프로킷 휘일의 치형수가 72개 이상으로 유지되어야 한다. 따라서, 72개 이상의 치형수를 가진 종동측 스프로킷 휘일의 직경이 구동륜의 직경과 거의 비슷하게 된다.

이렇게 현격한 치형수의 차이가 있는 양측의 스프로킷 휘일 사이에 체인을 걸어 동력을 전달하게 되면 상대적으로 치형수가 작은 구동측 스프로킷 휘일에 감겨진 체인은 다각형에 벨트를 감아 동력을 전달하는 경우와 같이 상·하로 진동하면서 소음을 유발시키고, 이에 따라 스프로킷 휘일에서 체인이 쉽게 벗겨져 다시 끼워야 하는 등의 불편함이 있었고, 또한 상기 종동측 스프로킷 휘일은 전술한 바와 같이, 구동륜과 거의 같은 사이즈로 되어 지상의 돌출부에 쉽게 부딪히게 되며, 이때의 충격에 의해 스프로킷 휘일의 일면이 휘어지게 되면 체인이 스프로킷 휘일에서 쉽게 벗겨지거나 체인 전동이 불가능해지는 원인이 되기도 하였다.

본 고안은 이와 같은 제결점을 감안 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 엔진의 출력단에 연결된 입력축기어와, 중심으로부터 출력축이 연장되며 입력축 기어를 수용하는 내치기어를 기어 결합하여 엔진의 회전속도가 내치기어의 회전속도로 감속되어 출력되도록 하여 엔진의 회전속도를 1차 감속시킴으로써 이 기어박스의 출력단에 구비된 구동측 스프로킷 휘일로부터 구동륜에 구비된 종동측 스프로킷 휘일로 동력을 전달함에 있어 각 스프로킷 휘일의 직경 차이를 줄여 소음 및 진동을 작게 하고, 이에 따라 벨트 또는 체인과 같은 동력전달수단이 쉽게 벗겨지거나 훼손되는 일이 없도록 하는 휴대용 미니스쿠터의 동력전달장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

다른 견지로는, 엔진의 회전속도를 감속하여 출력하는 내치기어 내에 입력축기어가 위치되게 함으로써 휴대용 미니스쿠터에 부합되는 최소 사이즈 및 최저 하중의 동력전달장치를 구현하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 미니스쿠터의 타이어 마찰전동방식의 예시도.

도 2는 종래 미니스쿠터의 체인전동방식의 예시도.

도 3은 본 고안에 따른 미니스쿠터의 동력전달장치의 구성도로서,

(a)는 종단면도이고,

(b)는 기어부를 z방향에서 바라본 도면이다.

도 4는 본 고안이 적용된 미니스쿠터의 동력전달상태를 나타낸 것으로,

(a)는 정면도이고,

(b)는 평면도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 마찰디스크 2 : 마찰드럼 3 : 입력축

4 : 입력축기어 5 : 내치기어 6 : 출력축

7 : 케이스 8,9,10 : 베어링 11 : 구동측 스프로킷 휘일

12 : 종동측 스프로킷 휘일 13 : 구동륜 14 : 벨트 또는 체인

15 : 케이스 고정볼트

이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 엔진에 연결된 구동측 스프로킷 휘일로부터 구동륜에 연결된 종동측 스프로킷 휘일로 동력을 전달함에 있어 각 스프로킷 휘일의 직경 차이를 줄인 상태로 동력이 전달되도록 하기 위해 엔진의 회전속도를 1차 감속시키는 기어박스를 구비한 것이며, 이 기어박스의 크기를 최소화하기 위해 내치기어 및 아이들기어를 채용한 것으로, 기어박스의 구조는 도 3과 같다.

엔진의 출력단에는 원심클러치의 마찰디스크(1)가 구비되며, 이 마찰디스크 (1)에 의해 단속되는 마찰드럼(2)이 마찰디스크(1)의 외곽부에 형성되어 있다.

그리고, 마찰드럼(2)의 회전중심으로부터 일체로 연장되어 입력축(3)이 형성되어 있고, 그 단부에 입력축기어(4)가 형성되어 있으며, 내측으로 입력축기어(4)를 수용하는 내치기어(5)가 입력축기어(4)에 기어 결합되어 있고, 내치기어(5)의 중심으로부터 출력축(6)이 압입·연장되어 있으며, 입력축기어와 내치기어의 기어비는 약 1:4 정도로 구성되어 있다.

또한, 상기한 부품들은 외부의 충격으로부터 보호되도록 케이스(7)의 내측에 수용되어 있으며, 입력축(3) 및 출력축(6)과 케이스(7)의 사이에는 엔진에 의한 회동시 마찰력을 줄이기 위해 다수의 베어링(8,9,10)이 끼워져 있다.

이때, 출력축(6)의 출력단에는 구동측 스프로킷 휘일(11)이 형성되어 있으며, 도 4와 같이 이 구동측 스프로킷 휘일(11)과 구동륜(13)의 종동측 스프로킷 휘 일(12) 사이에는 벨트 또는 체인(14)과 같은 동력전달수단이 끼워져 엔진으로부터의 회전력을 구동륜(13)에 전달하게된다.

도면상의 미설명부호 15은 케이스고정볼트이다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 휴대용 미니스쿠터의 동력전달장치의 작용을 이하에서 상세히 설명한다.

먼저, 엔진이 회전하게 되면 그 동력이 원심력 방향으로 작용되어 마찰디스크(1)가 확장되며, 이에 따라 마찰디스크(1)와 마찰드럼(2)이 접하게 되어 마찰드럼(2)이 회전하게 된다.

마찰드럼(2)이 회전하게 되면 마찰드럼(2)의 회전중심으로부터 연장된 입력축(3) 및 입력축기어(4)가 회전하게 된다.

그런데, 입력축기어(4)는 내치기어(5)와 기어 결합되어 있고, 기어비가 입력축기어(4)의 4배 정도인 내치기어(5)는 각 베어링(8,9)에 구름 접촉하면서 회전가능하게 위치되므로 입력축기어(4)가 회전하게 되면 이와 맞물려 있는 내치기어(5)는 입력축기어(4) 회전속도의 1/4 정도의 회전속도로 서서히 회전하게 되며, 내치기어(5)의 중심에 압입·연장되어 있는 출력축(6)은 내치기어(5)의 회전속도와 동일한 속도로 회전하는 것이다.

즉, 엔진의 최초 회전속도가 입력축기어(4)를 통해 내치기어(5)에 전달되고 입력축기어(4)와 내치기어(5)의 기어비에 해당하는 만큼 감속되어 출력축(6)을 통해 출력되는 것이다.

전술한 바와 같이, 이때의 회전속도 감속비율은 입력축기어(4)와 내치기어 (5)의 기어비에 따라 약 4:1 정도가 되며, 이러한 감속된 회전력은 출력축(6)의 출력단에 형성되어 있는 구동측 스프로킷 휘일(11)로부터 벨트 또는 체인(14)과 같은 동력전달수단에 의해 구동륜(13)에 연결된 종동측 스프로킷 휘일(12)에 전달될 수 있어 이를 통해 구동륜(13)을 구동시킬 수 있다.

이때, 구동측 스프로킷 휘일(11)과 종동측 스프로킷 휘일(12)의 직경비를 약 1:3 정도로 하게 되면 미니스쿠터에 부합되는 회전속도를 얻을 수 있다.

한편, 본 고안은 기어박스를 구현함에 있어 내치기어(5)의 내에 입력축기어 (4)가 수용될 수 있게 함으로써 각 기어의 배열폭을 내치기어(5)의 직경으로 한정할 수 있으므로 일반적인 감속용 기어장치인 스퍼기어 또는 웜기어를 사용하는 구조에 비해 그 크기가 소형화됨은 자명하며, 실제로 본 고안에 따를 경우 기어박스의 크기를 외경지름 약 70㎜×길이 약 80㎜로 구현할 수 있음이 확인되었다.

상기한 바와 같이, 본 고안은 엔진의 회전속도를 1차 감속하는 기어박스를 구비함으로써 구동측 스프로킷 휘일과 종동측 스프로킷 휘일의 직경비를 최소화할 수 있어 진동 및 소음이 저감되고, 이들 스프로킷 휘일을 연결하는 벨트 또는 체인의 이탈이 방지되어 동력전달에 안정성을 도모할 수 있는 효과가 있으며, 기어박스를 구현함에 있어 기어들의 배열폭을 내치기어의 폭으로 한정할 수 있어 휴대용 미니스쿠터에 부합되는 최소 사이즈 및 최저 하중의 동력전달장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 엔진의 출력단에 원심클러치의 마찰디스크(1)를 구비하고, 상기 마찰디스크 (1)에 의해 단속되는 마찰드럼(2)을 출력축(6)을 통해 구동륜(13)에 연결하여 상기 구동륜(13)에 상기 엔진의 회전속도를 감속 전달하는 동력전달장치에 있어서,

   상기 마찰드럼(2)의 회전중심으로부터 일체로 연장하여 입력축기어(4)를 형성하고, 내측으로 상기 입력축기어(4)를 수용하는 내치기어(5)를 상기 입력축기어(4)에 기어 결합하며, 상기 내치기어(5)의 중심으로부터 출력축(6)을 압입·연장하여 상기 엔진의 회전속도가 상기 입력축기어(4)와 상기 내치기어(5)의 기어비에 해당하는 만큼 감속되어 출력되도록 한 것을 특징으로 하는 휴대용 미니스쿠터의 동력전달장치.