KR20100138785A - 전동장치의 개선구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동장치의 개선 구조에 관한 것으로서, 특히 자전거의 양쪽 페달막대 사이의 축심부에 동력기구를 설치하고, 상기 동력기구는 인력, 전동력 두 종류의 동력원으로 자전거를 구동시키며, 상기 동력기구는 전동유닛을 포함하고 있으며, 상기 전동유닛은 감속유닛과 연결되고, 상기 감속유닛은 최소한 하나 이상의 래칫과 연결되고, 상기 래칫은 기어판과 결합되고, 또한 회전축이 상기 전동유닛, 감속유닛, 래칫, 기어판의 축심을 관통하여 설치되고, 상기 회전축의 양 끝은 페달막대가 조합되어 설치되고, 상기 페달막대도 역시 상기 래칫과 연결되며, 상기 동력유닛 배치 공간을 축소시키기 위해 상기 동력유닛 내에 중심을 관통하는 방식으로 전동유닛과 감속유닛이 설치되고, 또한 상기 감속유닛 내에는 복수 개의 유성기어가 별도로 설치되어 전동 토크를 분산함으로써 강대한 토크를 견딜 수 있고 안정적이며 내구적인 전동장치를 구현해 낼 수 있도록 개선한 구조를 말한다.

Description

전동장치의 개선구조{TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은 자전거의 전동장치 구조 및 전동자전거의 동력 전달 장치에 관한 것으로서, 특히 중심 관통 방식의 전동유닛과 감속유닛을 설치하여 기존의 구조를 개선한 것을 말한다.

최근 사람들은 석유 자원의 고갈을 점점 더 심각한 문제로 여기고 있으며, 이에 기름 값을 절약하기 위해 각종 전동력 교통 도구 혹은 인력 교통 도구가 매우 각광을 받고 있다. 그 중 자전거는 가격이 쌀 뿐만 아니라 기름 값을 지출할 필요도 없고, 또한 운동 효과까지 얻을 수 있기 때문에 단거리 이동 상에 있어 가장 중요한 교통 수단이 되고 있다.

그러나 이러한 인력 자전거는 단거리 이동 및 레저 스포츠 활동으로 적합하기는 하지만, 중장거리를 이동하기에는 비교적 부적합하다. 이에 업계에서는 이러한 단점을 개선하기 위해 전동모터를 외부에 장착한 전동자전거를 개발하였고, 인력으로 자전거를 구동시키다 힘이 들면 전동 모드로 전환할 수 있기 때문에 자전거로 이동할 수 있는 범위가 대폭 증가되었다고 할 수 있다.

하지만 기존의 전동자전거에서 사용되는 전동모터 및 감속기구는 기타 기계 장치들의 설계를 그대로 사용하여 전동모터와 감속기구가 편심방식으로 설치되고, 그로 인해 설치에 필요한 공간이 클 뿐만 아니라 그 설치 위치 역시 각종 요소에 영향을 받게 된다. 기존의 전동자전거에서 전동모터와 감속기구를 가장 흔하게 설치하는 위치는 뒷바퀴 축 옆과 후방의 물건을 싣는 칸이며, 이로 인해 자전거이 중심이 뒤로 후방으로 이동되기 때문에 자전거가 불안정하고, 또한 물건을 싣는 공간 역시 상기 장치들로 인해 줄어 들게 된다. 이 외에도 편심 방식 감속기구가 견딜 수 있는 토크가 매우 한정적이며, 그로 인해 오랫동안 사용하지 않아 기어가 망가지거나 마모되는 등의 고장 문제가 발생하게 된다.

본 발명인은 이러한 기존의 전동자전거가 가지고 있는 단점에 근거하여 다년간의 연구 및 개발을 통해 본 고안인 전동장치의 개선 구조를 제공하여 제품이 기능을 더욱 완전하고 이상적이며 실용적으로 개선하고자 한다.

본 고안인 전동장치 개선 구조의 주요 목적은 전동모터 및 감속기구를 자전거의 페달막대 회전축부에 설치하여 설치 공간을 절약할 수 있고 자전거의 전후 중심을 균형있게 유지할 수 있는 구조를 제공하는 데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 사용한 기술 방안은 전동장치를 개선한 구조를 제공하고, 그 특징은 자전거의 양쪽 페달막대 간의 축심부에 동력기구를 설치하고, 상기 동력기구는 인력, 전동력 등의 두 종류의 동력으로 자전거를 구동시키게 된다. 상술된 기술 수단을 통해 상기 전동유닛이 동력축을 구동시키고, 상기 감속유닛을 통해 동력을 제1 래칫으로 전달하여 기어판을 회전시킴으로써 자전거가 앞으로 나아게 되며, 기어판이 회전하고 있을 때, 제2 래칫의 작용으로 페달막대의 회전축이 움직이지 않게 되고, 이와 반대로 발로 페달막대를 밟으면 회전축이 구동되고 또한 제2 래칫이 움직이게 되어 기어판이 회전하게 되며, 이 때 제1래칫의 작용으로 감속유닛과 전동유닛이 움직이지 않게 된다.

상술된 구조를 통해 상기 전동유닛과 페달막대는 각자 독립적으로 작동이 되며, 서로에게 간섭을 주지 않게 된다. 상기 전동유닛의 동력축과 감속유닛의 출력단축은 모두 속이 빈 막대 형태로 구성되며, 페달막대 회전축이 이러한 속이 빈 공간을 관통하여 설치될 수 있기 때문에 배치 공간이 비교적 작고 또한 이러한 구조를 통해 전동유닛과 감속유닛을 페달막대 회전축부에 직접 배치함으로써 기타 공간을 더욱 자유롭게 활용할 수 있는 효과 및 차량의 중심을 균형있게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

상술된 내용을 종합해보면 본 발명인 전동장치의 개선 구조는 설치공간을 축소시킬 수 있고, 차제 중심이 균형을 이룰 수 있게 하며, 공간 이용성을 향상시킬 수 있고, 내구성 및 소음 효과를 향상시킬 수 있는 여러가지 효과를 얻을 수 있다.

도1은 본 발명의 입체외관도이다.
도2는 본 발명의 동력기구의 국부 자체 외관도이다.
도3은 본 발명의 동력기구의 분해 입체도이다.
도4는 본 발명의 동력기구의 또 다른 하나의 분해 입체도이다.
도5는 본 발명의 전동유닛의 분해 입체도이다.
도6은 본 발명의 감속유닛의 분해 입체도이다.
도7은 본 발명의 감속유닛의 또 다른 하나의 분해 입체도이다.

본 발명에 관해 더욱 명확하게 설명하기 위해 비교적 우수한 실시예와 도면을 함께 사용하여 본 발명의 구조 및 그 기술 내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 도1과 도2의 내용을 참조해보면, 본 고안인 전동장치의 개선 구조는 차체(1), 동력기구(2), 축전유닛(3)을 포함하고 있고, 그 중 상기 차체(1) 하단에는 고정고리(11)가 설치되고, 상기 동력기구(2)는 상기 고정고리(11) 상에 설치되어 고정되고, 상기 축전유닛(3)은 차체(1)의 적당한 곳에 설치되며 전기회로를 통해 동력기구(2)에 연결된다.

도3과 도4는 동력기구(2)의 일부를 분해한 분해도이며, 도면에서와 같이 본 고안은 원형막대 형태의 회전축(21)을 포함하고 있고, 또한 페달막대(22) 한 끝은 수직으로 회전축(21)의 끝단에 결합되어 있고, 또 다른 한 끝은 페달판에 연결되어 있으며, 회전축(21)의 양 끝은 각각 페달막대(22)가 조합된다. 또한 옆덮개(23)는 상기 회전축(21) 상의 원반체를 관통해 결합되며, 그 외측단은 페달막대(22)와 조합되며, 내측면 고리에는 복수 개의 센서판(231)이 설치된다(도4와 같이).

도3과 도5의 내용을 참조해보면, 전동유닛(24)은 고정부(241)와 회전부(242)를 갖추고 있고, 그 중 회전부(242)는 속이 빈 막대 형태의 동력축(243)이 뻗어나와 설치되고, 상기 전동유닛(24)은 동력축(243)을 관통해 회전축(21) 상에 설치되고, 상기 고정부(241)의 한 끝은 옆덮개(23)를 향해 있고, 또한 고정부(241)의 외부 테두리면에는 센서부품(244)이 설치되고，상기 센서부품은 감지 작업을 진행할 수 있는 센서판(231)일 수 있으며, 상기 전동유닛(24)은 전기회로 갖추고 있으며, 상기 축전유닛(3)과 전기적 연결을 하고 있다.

도6과 도7에 나타난 바와 같이, 상기 감속유닛(25)은 케이스(251)로부터 동력축(243)을 관통하여 설치되고, 상기 케이스(251) 내부에는 복수 개의 유성기어(252) 고리가 동력축(243) 주위를 고리형태로 둘러싸고 설치되어 연동되며, 다시 위치고정판(253)을 관통 설치하여 유성기어(252) 위치에 고정시키며, 이어서 상기 동력축(243) 상에 기어고리254를 관통 설치하고, 상기 기어고리(254)의 한 측에는 고리내부기어(2541)를 갖추고 있으며 이를 통해 유성기어(252)와 서로 연동되며, 또한 측에는 출력단축(255)이 뻗어나와 설치된다. 마지막으로 덮개판(256)을 이용해 전술된 기어세트를 케이스(251) 내에 설치하며, 이때 덮개판(256)에는 하나의 개구가 설치되어 상기 출력단축(255)이 상기 개구를 통해 외부로 빠져 나와있게 된다.

상기 기어판(26)은 회전축(21)의 기어를 관통하여 설치되고, 그 중심부에는 용치공간(261)이 설치된다(도4와 같이).

제1 래칫(27)은 발톱부(271)와 견인부(272)로 구성되어 있고, 회전축(21)을 관통해 용치공간(261) 내에 설치되며, 또한 상기 발톱부(271)와 출력단축(255)이 서로 결합되고, 견인부(272)와 용치공간(261) 내측 벽이 서로 결합되어 단일 회전방향으로 회전하는 동력을 전달하는데 사용된다.

제2 래칫(28)은 발톱부(281)와 견인부(282)로 구성되어 있고, 회전축(21)을 관통해 용치공간(261) 내에 설치되며, 또한 견인부(282)와 용치공간(261) 내부 벽이 서로 결합되어 단일 회전방향으로 회전하는 동력을 전달하는데 사용된다.

연결고리(29)는 회전축(21)의 고리형 연결부품을 관통하여 설치되고, 그 한 끝은 제2 래칫(28) 발톱부(281)와 결합되고, 다른 한 끝은 페달막대(22)에 결합된다.

상술된 전동유닛(24)은 축전유닛(3)의 전력을 이용해 동력축(243)을 전동시키며, 상기 동력축(243)은 감속유닛(25) 내의 기어세트를 전동시키고, 상기 출력단축(255)에서 동력을 제1 래칫(27)으로 출력하여 상기 기어판(26)으로 전송하며, 이 때 상기 제2 래칫(28)의 작용으로 페달막대(22) 및 회전축(21)은 움직이지 않게 되고, 이와 반대로 발로 페달막대(22)를 밟아 회전축(21)과 연결고리(29)를 구동시키면 상기 제2 래칫(28)이 기어판(26)을 전동시키게 되고, 이 때 제1 래칫(27)의 작용으로 출력단축(255)은 움직이지 않게 된다.

상술된 구조에 의거하면, 페달막대(22) 혹은 전동유닛(24) 중 하나를 택해 동력원으로 사용할 수도 있기 때문에, 이 두 종류의 동력원은 각자 독립적으로 작동되어 서로 간섭을 하게 되는 일이 없다. 또한 더 나아가 센서부품(224)이 센서판(231)을 감지함으로써 페달막대)22)의 회전 속도를 감지하게 되고, 프로그램을 통해 자동으로 전동유닛(24)의 작동 시기를 제어하게 된다. 즉 예를 들어 페달막대(22)의 운전 속도가 느려질 때, 상기 전동유닛(24)이 동력원을 작동시키게 된다.

상기 회전축(21)은 상기 전동유닛(24)과 감속유닛(25)을 직접 관통하기 때문에 이러한 배치 방식은 설치에 필요한 공간이 작을 뿐만 아니라 또한 차체(1)의 중심이 평행을 이루게 되며, 기타 공간을 자유롭게 이용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한 감속유닛(25)은 복수 개의 유성기어(252)를 통해 동력을 전달하기 때문에 동력축(243)에서 전해지는 강력한 비틀리는 힘을 분산시킬 수 있고, 그 결과 비틀리는 힘을 견디는 상한값이 향상되는 동시에 안정적이고 소음이 적은 효과를 얻을 수 있다.

이상 상술된 내용은 단지 본 발명의 특징과 장점 등을 상세히 설명하기 위해 비교적 우수한 실시예를 예로 들어 설명한 것으로 본 특허 신청의 범위는 이에 국한되지 않고 본 특허 신청 정신과 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 기타 변형 등의 과정을 통한 경우에도 본 특허 신청 범위에 모두 포함된다.

1: 차체 11: 고정고리
2: 동력기구 21: 회전축
22: 페달막대 23: 옆덮개
231: 센서판 24: 전동유닛
241: 고정부 242: 회전부
243: 동력축 244: 센서부품
25: 감속유닛 251: 케이스
252: 유성기어 253: 위치고정판
254: 기어고리 2541: 고리내부기어
255: 출력단축 256: 덮개판
26: 기어판 261: 용치공간
27: 제1 래칫 271: 발톱부
272: 견인부 28: 제2 래칫
281: 발톱부 282: 견인부
29: 연결고리 3: 축전유닛

Claims (4)

1. 자전거의 양쪽 페달막대 사이의 축심부에 동력기구를 설치하고, 상기 동력기구는 인력, 전동력 두 종류의 동력원으로 자전거를 구동시키며, 상기 동력기구는 전동유닛을 포함하고 있으며, 상기 전동유닛은 감속유닛과 연결되고, 상기 감속유닛은 최소한 하나 이상의 래칫과 연결되고, 상기 래칫은 기어판과 결합되고, 회전축이 상기 전동유닛, 감속유닛, 래칫, 기어판의 축심을 관통하여 설치되고, 상기 회전축의 양끝은 페달막대가 조합되어 설치되고, 상기 페달막대 또한 상기 래칫과 연결되는 것을 특징으로 하는 전동장치의 개선 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 전동유닛 내에 동력축을 설치하고, 상기 동력축은 감속유닛 내로 연결 설치되며, 상기 동력축은 또한 속이 빈 막대 형태로 구성되며, 상기 래칫은 제1래칫과 제2 래칫으로 구분되며, 상기 제1래칫은 감속유닛과 기어판 사이에 브리지 방식으로 설치되어 동력유닛, 감속유닛 및 기어판의 연동 관계를 이룰 수 있게 하고, 상기 제2래칫은 페달막대와 기어판 사이에 브리지 방식으로 설치되어 페달막대와 기어판의 연동 관계를 이룰 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전동장치의 개선 구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 감속유닛 내에 복수 개의 유성기어가 고리형태로 설치되고, 상기 유성기어는 동력축에 고리형태로 설치되어 동력축과 연동되며, 상기 감속유닛 내에는 기어고리가 설치되고, 상기 기어고리와 유성기어는 연동되며, 상기 기어고리에는 출력단축이 뻗어나와 설치되고, 상기 출력단축은 제1래칫과 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 전동장치의 개선구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 동력기구는 고정부와 회전부를 갖추고, 상기 고정부의 한 끝단에는 옆덮개가 설치되고, 상기 옆덮개 내측면에는 복수 개의 센서판이 고리형태로 설치되며, 상기 고정부의 외부 테두리면에는 센서부품이 설치되어 상기 센서판을 감지할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 전동장치의 개선구조.

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