KR200287312Y1 - 이륜차용 무단변속장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이륜차용 무단변속장치에 관한 것이다.

본 고안은 이륜차(킥보드)의 몸체에 제공된 바퀴와 이 바퀴에 동력을 제공하는 모터구동부에 각각 풀리를 구비하고 이 풀리들을 벨트로 연결하여 연동되도록 하되, 이륜차의 주행 조건에 따라 벨트를 연동하는 양쪽 풀리의 원심반경이 자동 조절되도록 하여 정상노면에서의 등판주행시 변속이 자동으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.

Description

이륜차용 무단변속장치{CONTINUSLY VARIABLE TRANSMISSION FOR TWO-WHEELER}

본 고안은 이륜차용 무단변속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이륜차(킥보드)의 몸체에 제공된 바퀴와 이 바퀴에 동력을 제공하는 모터구동부에 각각 풀리를 구비하고 이 풀리들을 벨트로 연결하여 연동되도록 하되, 이륜차의 주행 조건에 따라 벨트를 연동하는 양쪽 풀리의 원심반경이 자동 조절되도록 하여 정상노면에서의 등판주행시 변속이 자동으로 이루어질 수 있도록 하는 이륜차용 무단변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 이륜차는, 전후방에 바퀴를 가지며 이동하게 되는 것으로 페달을 통한 자전거와, 전동기를 이용하는 전동스쿠터, 및 한쪽 발을 몸체에 올려놓고 다른쪽 발을 이용하여 지면에서 이동하도록 하는 킥보드 등이 있다.

상기 전동스쿠터의 경우, 회사원들의 출근길에 많이 적용되고 있는 것이며,그 구조는 발판과, 이 발판 저부에 구비된 모터구동부와, 이 모터구동부와 바퀴를 연결하는 기어로 이루어져 전원인가시 모터구동부가 회전되어져 바퀴를 회전시키게 되는 것으로 회전력 증감시에는 모터의 회전수를 통해 증감시키게 된다.

이에 따라, 언덕 등 구배각을 올라가거나 내려올 때 부하로 모터구동부가 파손 또는 출력이 현저히 줄어들게 되는 문제점이 있다.

상기 킥보드의 경우, 유희 및 운동을 위하여 어린이 뿐만 아니라 성인들 까지도 즐기고 있는 실정이며, 최근 상기 킥보드에 동력을 제공하고 있는 실정이나, 이는 단순히 모터구동부에 의해 주행만이 안정된 상태로 이루어지도록 하는 것일 뿐 언덕 등의 등판을 주행하게 되는 몸체의 하중에 의해 모터에 큰 부하가 걸려 쉽게 파손되는 문제점이 있어왔다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 고안의 목적은 이륜차(킥보드)의 몸체에 제공된 바퀴와 이 바퀴에 동력을 제공하는 모터구동부에 각각 풀리를 구비하고 이 풀리들을 벨트로 연결하여 연동되도록 하되, 이륜차의 주행 조건에 따라 벨트를 연동하는 양쪽 풀리의 원심반경이 자동 조절되도록 하여 정상 주행상태에서 언덕길 주행시 자동으로 저속 변속이 이루어질 수 있도록 하는데 있는 것이다.

다시말해, 변속시 클러치가 필요없이 이륜차의 주행이 모터구동부와 이를 통해 회전되는 바퀴에 의해 이루어지다가 주행 노면 즉 평지에서 언덕길 주행시 기어비가 자동 조절되면서 변속되도록 하되, 동력이 단절되지 않고, 변속 기능이 간편하며, 변속폭이 고속에서 저속까지 넓게 이루어지도록 하는데 있는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 풀리와 연결된 축상에 감속부를 제공하여 회전비를 조절할 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치의 제1실시예,

도 2는 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치의 정상주행상태를 도시한 요부 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치의 언덕길 등판시 주행상태를 도시한 요부 구성도,

도 4는 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치에 토크 발생수단을 구비한 제2실시예,

도 5는 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치에 감속부를 추가한 제3실시예.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 몸체 150: 축

160: 안내홈 200: 모터구동부

210: 구동축 300: 가동풀리

310: 제1유동부 312: 고정판

314: 유동판 316: 원심롤러

320: 제1고정부 400: 종동풀리

410: 제2유동부 412: 돌기

420: 제2고정부 430: 스프링

500: 벨트 510: 경사각

600: 충전부 700: 감속부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 몸체의 전후방에 이동용 바퀴를 갖는 이륜차에 있어서, 상기 몸체의 저부에 설치되어 충전부의 전원인가시 구동축을 회전시키는 모터구동부; 상기 모터구동부의 구동축 단부에 제1유동부와 제1고정부로 분할되어 상기 구동축의 회전에 의해 회전되며, 상기 제1유동부는 내측에 원심롤러를 복수개 구비하여 회전력 발생시 일측 유동판을 상기 제1고정부 방향으로 밀어내도록 하는 가동풀리; 상기 바퀴의 축 단부에 제2고정부와 제2유동부로 분할되어 상기 축과 함께 회전되며, 상기 제2고정부는 바퀴의 축에 고정된 상태를 유지하고, 상기 제2유동부는 바퀴의 축 단부에 일단이 지지된 스프링의 탄성력으로 상기 제2고정부 방향으로 이동하도록 하는 종동풀리; 양쪽 안쪽단이 각각 상기 가동풀리의 제1유동부와 제1고정부 사이 그리고 상기 종동풀리의 제2고정부와 제2유동부 사이에 밀착 연결되어 상기 구동축과 바퀴의 축으로부터 전달되는 회전력에 의해 원심반경이 자동 조절되어 회전력을 전달하게 되는 벨트;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 바퀴의 축 단부에, 상기 축의 하중 발생시 상기 제2유동부가 스프링 탄지력으로 소정거리 회전되면서 상기 제2고정부 방향으로 안내되어 벨트의 원심반경을 크게 하도록 안내홈이 형성된다.

또한, 상기 바퀴의 축상에 대경과 소경의 기어치합으로 회전비를 조절하는 공지의 감속부를 더 구비한다.

이하, 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치의 사시도로서 이륜차에 무단변속장치가 설치된 상태를 도시한 것이고, 도 2는 본 고안에 따른 무단변속장치가 이륜차에 적용되어 정상주행상태에서 작동되는 상태를 도시한 것이며, 도 3은 본 고안에 따른 무단변속장치가 이륜차에 적용되어 정상주행상태에서 등판 주행시 변속되는 상태를 상태를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3의 도시에 의하여 본 고안은, 전후방에 이동용 바퀴(110)(120)를 가지고 있고 상측에 발판(130)과 핸들(140)을 갖는 몸체(100)와, 몸체(100) 저부에 구비되는 모터구동부(200)와, 모터구동부(200)의 구동축(210) 단부에 구비되는 가동풀리(300)와, 바퀴의 축(150) 단부에 구비되는 종동풀리(400)와, 가동풀리(300)와 종동풀리(400)를 연결하는 벨트(500)를 포함하여 구성된다.

상기 몸체(100)는, 전후방에 각각 바퀴(110)(120)가 구비되고, 전방 상측에는 전방 바퀴(110)를 회전시킬 수 있는 핸들(140)이 구비되며, 상면에는 구획된 개방홈이 형성되어 한쪽에는 충전부(600)가 구비되고 다른 한쪽에는 모터구동부(200)가 내장되어 발판(130)에 의해 폐쇄된다.

상기 모터구동부(200)는, 상기 몸체(100)의 개방홈에 내장되어 일측으로 회전을 위한 구동축(210)이 노출되도록 하며, 상기 충전부(600)의 전원인가시구동축(210)을 회전시키게 된다.

상기 가동풀리(300)는, 상기 모터구동부(200)의 구동축(210) 단부에 순차적으로 구비되는 제1유동부(310)와 제1고정부(320)로 분할되어 이루어져 상기 구동축(210)의 회전에 의해 회전된다.

상기 제1유동부(310)는, 상기 구동축(210)에 의해 회전되는 원형의 고정판(312)과 유동판(314)으로 분리되어 이루어지며, 이들 내측에는 원심롤러(316)를 방사형을 가지며 유동가능하게 복수개 구비되어 상기 구동축(210)의 회전에 따른 고정판(312)의 회전시 원심력을 발생하며 외측으로 이동하여 이와 맞물림되며 상기 구동축(210)에 대해 길이방향으로 이동 가능하도록 된 유동판(314)을 상기 제1고정부(320) 방향으로 밀어내게 된다.

상기 종동풀리(400)는, 상기 몸체(100)에 제공된 전방 바퀴(110) 또는 후방 바퀴(120)의 바퀴 축(150)에 고정되는 것으로 제2고정부(420)와 제2유동부(410)로 분할되어 이루어져 상기 축(150)과 함께 회전하게 된다.

상기 제2고정부(420)는, 원형으로 상기 바퀴의 축(150)에 고정되어 회전하게 되고, 상기 제2유동부(410)는 상기 바퀴의 축(150) 단부에 구비되어 상기 바퀴의 축(150)에 대해 축방향을 따라 이동가능하게 되며, 상기 제2유동부(410)의 내측에는 일단이 바퀴의 축(150) 단부에 지지된 스프링(430)이 내장되어 상기 스프링(430)의 탄성력으로 상기 제2유동부(410)를 상기 제2고정부(420) 방향으로 이동시키게 된다.

또한, 상기 바퀴의 축(150) 외주면에는 나선형의 안내홈(160)이 적어도 하나 이상을 가지며 나선방향으로 소정구간 형성되고, 상기 제2유동부(410)의 내주면에는 상기 안내홈(160)에 삽입되어 안내되는 돌기(412)가 형성되어 상기 제2유동부(410)가 상기 축(150)의 안내홈(160)을 따라 소정구간 회전 이동하게 된다.

상기 제1,2유동부(310)(410)와 제1,2고정부(320)(420)는 대향면이 간격조절에 의해 벨트(500)의 원심반경을 조절할 수 있도록 중심방향에서 외측으로 전개될 수록 벌어지는 경사각(510)을 형성한다.

상기 벨트(500)는, 금속재 또는 합성수지재로 이루어지며, 양쪽 안쪽단이 각각 상기 가동풀리(300)의 제1유동부(310)와 제1고정부(320) 사이 그리고 상기 종동풀리(400)의 제2고정부(420)와 제2유동부(410) 사이에 밀착 연결되어 상기 구동축(210)과 바퀴의 축(150)으로부터 전달되는 회전력에 의해 원심반경이 자동 조절되어 회전력을 전달하게 된다.

즉, 상기 모터구동부(200)의 구동축(210) 회전수가 증가하는 경우 원심롤러(316)가 회전되면서 외측으로 벌어져 제1유동부(310)의 유동판(314)를 밀어 걸림된 벨트(500)의 원심반경을 점차적으로 크게 한다. 이와동시에 종동풀리(400)에 걸림된 벨트(500)는 벨트(500)의 당겨짐에 의해 스프링(430)이 내재된 제2유동부(410)를 밀어 원심반경이 줄어들면서 바퀴의 축(150)을 회전시켜 회전수를 증가시키게 된다.

이상에서와 같이 구성되는 이륜차용 무단변속장치를 첨부된 도면을 참조로 하여 조립 및 사용상태를 상세히 설명한다.

조립시에는, 먼저 몸체(100)의 개방홈에 충전부(600)와 모터구동부(200)를 설치하고, 상기 모터구동부(200)의 구동축(210)에 가동풀리(300)의 제1유동부(310)와 이에 대향되게 제1고정부(320)를 끼움 고정후 너트(330)로서 고정시킨다. 그리고 상기 바퀴의 축(150) 단부에 종동풀리(400)를 이루는 제2고정부(420)와 제2유동부(410)를 순차적으로 끼움 고정시킨 후 이들의 이탈을 방지하도록 너트로서 고정시킨다. 이때 가동풀리(300)와 종동풀리(400)는 벨트(500)로서 연결시키면 조립이 완료된다.

작동시에는, 핸들(140)에 구비된 전원을 온동작 시키면 충전부(600)에 의해 모터구동부(200)의 구동축(210)이 회전되고 동시에 가동풀리(300)가 회전된다. 연속해서 가동풀리(300)와 벨트(500) 연결된 종동풀리(400)가 회전되면서 바퀴(500)를 회전시켜 주행이 이루어지게 된다.

이때, 핸들링 가속 조작으로 가속하게 되면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이, 가동풀리(300)의 제1유동부(310)를 이루는 유동판(314)이 내부에 구비된 원심롤러(316)들이 원심력에 의해 방사형을 가지며 외측으로 이동하게 되고 따라서 상기 유동판(314)은 벨트(500)의 일측부를 밀면서 제1고정부(320)로 이동하게 되어 경사각(510)에 의해 벨트(500)의 원심반경이 크게 되면서 벨트(500)가 회전하게 된다. 이에따른 벨트(500)의 다른 단부는 당겨지게 되는데 이는, 종동풀리(400)에 걸려진 벨트(500)가 종동풀리(400)의 제2유동부(410)를 밀게되고 이때 제2유동부(410)는 스프링(430)을 압축시키며 제2고정부(420)에 대해 소정간격 이격되어져 회전하게 된다.

이후, 바퀴(500)가 등판을 만나 구배각을 오르게 되면 모터구동부(200)에 저항이 발생되고 이때 가동풀리(300)의 원심력이 저하되면서 상기 종동풀리(400)의제2유동부(410)에 구비된 스프링(430)이 복원력을 발생하게 되고 이때, 상기 벨트(500)를 스프링(430)으로 제2고정부(420) 방향으로 밀어내 벨트(500)의 원심반경을 크게 하며 이에따라 벨트(500)의 다른 단부 즉, 가동풀리(300) 측의 원심반경이 줄어들어 자동 변속이 이루어지게 된다.

또한, 도 4는 본 고안에 따른 또 다른 실시예로서, 상기 바퀴의 축(150) 단부에, 상기 축(150)의 하중 발생시 상기 제2유동부(410)가 스프링(430) 탄지력으로 소정거리 회전되면서 상기 제2고정부(410) 방향으로 안내되어 벨트(500)의 원심반경을 크게 하도록 상기 제2유동부(410)의 안쪽에 형성된 돌기(412)를 안내하도록 나선형의 안내홈(160)을 형성시킨 것이다.

상기 안내홈(160)은, 가동풀리(300)의 회전력을 종동풀리(400)를 통해 바퀴의 축(150)에 전달하면서 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지게 하는 것이며, 이는 토크캠(Torque Cam)이라고도 하며, 저속에서 고속으로 고속에서 저속으로 속도변환시 급속한 변속으로 인한 문제를 보완하여 변속이 자연스럽게 이루어지도록 하며 이를 가능케하는 것은 회전수가 증감될 때마다 안내홈(160)의 경사각을 따라 가압 스프링(430)의 탄지력에 의하여 강력한 토크가 발생하면서 변속이 가능케 하는 것이다.

이에따라 부하에 따른 자동변속으로 최적의 상태로 운전하게 됨으로써 각종 장치에 과부하가 발생하지 않아 제품의 내구성을 향상시키며 또한 연료를 효율적 사용이 가능케 하였다.

또한, 도 5는 본 고안에 따른 다른 실시예로서, 상기 바퀴의 축(150)상에 감속부(700)를 더 구비한 것이며, 이는 공지의 기술수단으로 대경과 소경의 기어가 치합되어 회전비를 감속시키는 것이다. 즉 상기 구동축(210)으로부터 전달되는 회전력을 기어치합으로 감속시켜 바퀴의 축(150)에 전달하기 위한 것이다.

따라서 본 고안에 따른 이륜차용 무단변속장치는, 이륜차(킥보드)의 몸체에 제공된 바퀴와 이 바퀴에 동력을 제공하는 모터구동부에 각각 풀리를 구비하고 이 풀리들을 벨트로 연결하여 연동되도록 하되, 이륜차의 주행 조건에 따라 벨트를 연동하는 양쪽 풀리의 원심반경이 자동 조절되도록 하므로써, 정상 주행상태에서 언덕길 주행시 자동으로 저속 변속이 이루어지는 효과가 있다.

또한, 이륜차의 주행이 모터구동부와 이를 통해 회전되는 바퀴에 의해 이루어지다가 주행 노면 즉 평지에서 언덕길 주행시 기어비가 자동 조절되면서 변속되도록 하므로써, 동력이 단절되지 않고, 변속 기능이 간편하게 이루어지며, 변속폭이 고속에서 저속까지 넓게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 풀리와 연결된 축상에 감속부를 제공하므로써, 회전비를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 몸체의 전후방에 이동용 바퀴를 갖는 이륜차에 있어서,

   상기 몸체의 저부에 설치되어 충전부의 전원인가시 구동축을 회전시키는 모터구동부;

   상기 모터구동부의 구동축 단부에 제1유동부와 제1고정부로 분할되어 상기 구동축의 회전에 의해 회전되며, 상기 제1유동부는 내측에 원심롤러를 복수개 구비하여 회전력 발생시 일측 유동판을 상기 제1고정부 방향으로 밀어내도록 하는 가동풀리;

   상기 바퀴의 축 단부에 제2고정부와 제2유동부로 분할되어 상기 축과 함께 회전되며, 상기 제2고정부는 바퀴의 축에 고정된 상태를 유지하고, 상기 제2유동부는 바퀴의 축 단부에 일단이 지지된 스프링의 탄성력으로 상기 제2고정부 방향으로 이동하도록 하는 종동풀리;

   양쪽 안쪽단이 각각 상기 가동풀리의 제1유동부와 제1고정부 사이 그리고 상기 종동풀리의 제2고정부와 제2유동부 사이에 밀착 연결되어 상기 구동축과 바퀴의 축으로부터 전달되는 회전력에 의해 원심반경이 자동 조절되어 회전력을 전달하게 되는 벨트;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이륜차용 무단변속장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바퀴의 축 단부에, 상기 축의 하중 발생시 상기 제2유동부가 스프링 탄지력으로 소정거리 회전되면서 상기 제2고정부 방향으로 안내되어 벨트의 원심반경을 크게 하도록 안내홈이 형성됨을 특징으로 하는 이륜차용 무단변속장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 바퀴의 축상에, 대경과 소경의 기어 치합으로 회전비를 조절하는 감속부를 더 구비함을 특징으로 하는 이륜차용 무단변속장치.