KR20040032735A - 전자제어에 의한 기어자동변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단계 기어변속 자전거에 있어서 별도의 변속장치가 없이도 진행하는 자전거의 진행속도에 의해서 기어가 자동으로 변속되도록 하는 것으로

더욱 상세하게는 뒷바퀴에 센스를 달아 뒷바퀴의 회전수에 따라 자전거의 진행하는 속도를 감지하여 메인 전자제어장치에서 제어하여 D/C구동모터를 작동하므로서 기어를 운행자의 힘에 맞추어 적절한 힘으로 운행할 수 있도록 하는 것이다.

Description

전자제어에 의한 기어자동변속기 {Automatic Gear Transmission by Electronic Controller}

본 발명은 다단계 기어변속 자전거를 이용하여 진행할 때 별도의 변속장치 없이도 진행하는 속도에 따라 기어를 자동으로 변속시켜주는 것으로

더욱 상세히는 뒷바퀴에 속도감지 센서를 설치하여 속도를 감지한 후 메인 전자제어 장치에 전달되고 이것이 구동모터를 구동시켜 변속기를 제어함으로써 별도의 변속장치를 사용하지 않고 기어를 자동으로 변속시키는 기어자동변속기에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 페달에 연결된 크랭크와 뒷바퀴에 설치된 기어 사이를 체인으로 연결시켜 페달에 힘을 가하면 크랭크기어가 회전하며 뒷바퀴에 설치된 기어를 회전시키게 되어 진행하게 되어있다.

이때 도로의 사정에 따라 효율적으로 진행하기 위하여 뒷바퀴에 다단계의 기어를 설치하고 변속기를 설치한 후 핸들주위에서 변속기를 조절하는 변속조절기를 작동시키면 뒷바퀴의 다단계기어가 변속되도록 함으로서 진행이 용이하도록 한다.

그러나 이러한 변속장치는 운행중에 기어를 조절해주어야 하므로 숙련되어 있지 않으면 기어변속에 신경이 쓰여 위험하고 도로의 지형이나 속도에 따라 정확한 변속이 이루어 지지 않아 오히려 역효과를 나타낸다.

또한 기존의 자동변속기어 자전거는 원심력이나 힘에 의해 변속이 이루지는 형태로 이루어져 있어 운전자가 원하는 시점에서 변속이 이루어지지 못하고 도로의 굴곡과 여건에 따라 무차별적으로 변속되므로 해서 운전자에게 힘의 소모가 많았으며 운전자의 신체여건에 따라 조절할수가 없었다.

본 발명은 뒷바퀴 쪽에 속도 감지센서를 설치하여 뒷바퀴의 일정한 회전수에 따라 기계적인 신호를 메인 전자제어장치에 보내주고 메인 전자제어장치는 이를 제어하여 D/C구동모터를 구동시켜 뒷바퀴의 변속기에 부착된 와이어를 당기거나 밀어주어 항상 정해진 속도에 따라 기어가 변속되도록 하는 것이다.

본 발명은 메인 전자제어장치에 가변기를 설치하여 어린이나 노약자 또는 여성등과 운동을 목적으로 하는 사람들이 자신의 체력여건에 따라 원하는 시점에서 기어가 변속되도록 조절하며 진행시킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 자동으로 변속되는 것을 원치 않는 때는 On/Off 스위치를 설치하므로서 수동으로도 조절이 가능하도록 하여 운전자가 원하는 기어로 진행할수 있도록 하는 것이다.

도 1 은 본 발명이 설치된 상태의 상태도

도 2 는 본 발명의 메인 전자제어장치 사시도

도 3 는 본 발명의 기어자동변속기의 상세도

1 : 자전거 2 : 기어자동변속기

3 : 뒷바퀴 4 : 앞바퀴

5 : 크랭크 6 : 페달

7 : 다단기어 8 : 체인

9 : 차체 10 : 메인 전자제어장치

11 : 센서 12 : 영구자석

13 : 스포크 14 : 변속기

15 : 와이어 16 : 바퀴축

20 : ON/OFF 스위치 21 : 가변기

22 : 숫자올림 버튼 23 : 숫자내림 버튼

24 : 리셋버튼 25 : 액정화면

30 : 스플라인 31 : 스크류

32 : D/C구동모터 33 : 모터축

34 : 와이어 앤드(wire end)

36 : 건전지

본 발명은 다단계 기어가 장착된 자전거에 있어서 뒷바퀴(3)의 스포크(13)중하나에 바퀴축(16)으로 부터 일정부분에 영구자석(12)을 설치하고 영구자석(12)에 최고 가까운 부분에 이것을 감지하는 센서(11)를 설치하여 바퀴가 돌면서 영구자석(12)이 센서(11)에 기계적인 신호를 보내면 메인 전자제어장치(10)에서 전기적인 신호로 바꾸어 일정한 회전수이상이 되면 메인전자제어장치(10)는 전기신호를 보내어 D/C구동모터(32)를 구동시켜 변속기(14)에 연결된 와이어(15)가 스플라인(30)안에 설치된 스프링으로 만들어진 스크류(31)에 따라 당겨지거나 밀려지면 변속기(14)는 당겨지거나 밀려진 만큼 체인(8)을 이동시켜 다단기어(7)의 각단수로 바뀌게 한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 자전거가 정지상태에서 진행되기 시작하면 영구자석(12)이 바퀴를 따라 돌면서 센서(11)에 기계적인 신호를 보내기 시작하고 이후 정해진 속도이상으로 진행되면 메인전자제어장치(10)에서 전기신호를 주어 D/C구동모터(32)를 정방향으로 구동시켜 스플라인(30)안의 스프링으로 만들어진 스크류(31)를 돌려주어 당겨주고, 정해진 속도이하이면 메인전자제어장치(10)에서 전류의 극성(+전극,-전극)이 바뀐 전류를 주어 D/C구동모터를 역방향으로 구동시켜 스플라인(30)안의 스프링으로 만들어진 스크류(31)를 돌려주어 밀어주므로서 변속기(14)를 움직여서 체인(8)을 다단기어(7)의 각단으로 변속시켜주는 전자제어에 의한 기어자동변속기이다.

이때 스플라인(30)안의 스프링으로 만들어진 스크류(31)는 신축성이 있어서 D/C모터(32)가 작동시 변속기(14)의 와이어(15)에 주는 충격의 힘을 완화 시켜주는 역활을 한다.

메인 전자제어장치에 가변기(21)와 데이터 입력기인 숫자올림버튼(22),숫자내림버튼(23)과 ON/OFF 스위치(20)를 장착하여,

가변기(21)를 조작하여 운행자가 뒤바퀴(3)의 회전수에 의한 자동변속시기를 조절할 수 있도록하며,

데이터 입력기인 숫자올림버튼(22),숫자내림버튼(23)를 통해 자전거바퀴의 크기를 입력하면 다양한 크기의 자전거에도 전자 제어에 의한 자동변속장치를 부착할 수 있도록 하고,

ON/OFF 스위치(20)를 작동하여 전기신호를 차단하여 수동으로 다단기어를 사용하게 하는 전자제어에 의한 자동변속장치이다.

본 발명은 별도의 변속조절기가 없이도 진행하는 일정한 속도에 따라 전기적인 제어에 의해 기어가 자동으로 변속되어 안전운행과 힘을 적게 들이고 쉽게 진행할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 운전자가 체력여건이나 운동량에 따라 기어가 자동으로 변속되는 속도를 전자제어로 쉽게 조절하여 운동하는 효과가 있다.

본 발명은 운전자가 수동과 자동을 조절하므로 서 자동변속기어의 편안함과 수동변속기어의 운동을 위한 상태의 자전거를 동시에 진행토록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 앞바퀴(4)와 뒷바퀴(3)가 설치되고 뒷바퀴(3)에 설치된 다단기어(7)와 크랭크(5)사이에 체인(8)을 연결하여 기어를 변속할 수 있도록 하는 자전거에 있어서,

   뒷바퀴(3)가 회전하면서 발생된 기계적인 신호를 메인 전자제어장치(10)를 통하여 전류의 극성(+전류.-전류)을 바꾸어 주면 회전방향을 바꿀 수 있는 D/C구동모터(32)를 구동시켜 스프링으로 만들어진 스크류(31)를 회전시키고, 변속기(14)에 연결된 와이어(15)가 스플라인(30)안으로 당겨지거나 밀려지면 변속기(14)는 당겨지거나 밀려진 거리만큼, 체인(8)을 이동시켜 다단기어(7)의 각각의 단수로 바뀌게 하는 전자제어에 의한 기어자동변속기와

   상기 뒷바퀴의 크기에 따라 메인 전자제어장치(10)에 뒷바퀴의 크기를 숫자로 입력하고 영구자석(12)의 위치를 바퀴축(16)으로 부터 항상 일정한 위치의 스포크(13)에 설치함으로서 다양한 크기의 자전거바퀴에 사용할 수 있도록 하는 전자제어에 의한 기어자동변속기.
2. 제 1 항에 있어서,

   메인 전자제어장치(10)는 외부에 가변기(21)를 장치하여 운전자가 스스로 자동 변속되는 속도를 조절할 수 있도록 하는 전자제어에 의한 기어자동변속기.
3. 제 1 항에 있어서,

   스플라인(30)은 D/C구동모터(32)가 회전될 때 변속기(14)의 와이어(15)가 당겨짐에 있어서 D/C구동모터(32)는 모터축(33)과 일직선인 스프링으로 만들어진 스크류(31)를 돌려주고 스프링의 홈을 따라서 와이어 앤드(wire end)(34)가 당겨지는 전자제어에 의한 기어자동변속기.
4. 제 1 항에 있어서,

   스플라인(30)속의 스프링으로 만들어진 스크류(31)를 사용하여 D/C구동모터(32)가 구동될 때 변속기(14)의 와이어(15)가 직접적인 구동힘을 받는 것을 스크류(31)를 스프링으로 사용하므로 서 신축성이 생겨 구동 받는 힘을 완화시켜서 당겨주거나 밀어주기 위한 전자제어에 의한 기어자동변속기.