KR20120021969A - 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치 및 이를 구비한 3륜 또는 4륜 전동차 - Google Patents

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박원영
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(주)성지기업
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Abstract

본 발명은 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치 및 이를 포함하는 3륜 또는 4륜 전동차에 관한 것으로서, 구동모터의 동력을 변속하여 바퀴에 전달하기 위한 동력전달 및 동력변환장치로서 구조가 간단한 3륜 또는 4륜 전동차의 특성에 맞도록 변속수단이 심플하면서도 동력 전환이 확실하고, 에너지효율이 우수한 변속장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 중공 원통형 케이싱의 외주면상에 원주방향으로 제1 볼 삽입공(113a)과 제2 볼 삽입공(113c)이 서로 이격하여 형성되어 각각 볼(113b,113d)을 수용하고, 케이싱의 일 측 단부에 구동모터축과 연결하기 위한 플랜지부(111)가 형성되고, 타측 단부는 개방되는 본체; 일부가 상기 본체 내부의 케이싱에 삽입되어 슬라이딩 하는 셀렉터 샤프트(121)와, 상기 셀렉터 샤프트의 일측 단부에 셀렉터 샤프트의 외주면과 단차지게 돌출하여 형성되는 것으로서 돌출한 전?후단부에 각각 전방 경사면(122b)과 후방 경사면(122c)이 형성되고, 상기 전방 경사면과 후방 경사면 사이의 외주면에는 베어링 착좌홈(122a)이 형성되는 셀렉팅 돌기(122)와, 상기 셀렉터 샤프트의 타측 단부에 형성되어 상기 본체의 외부로 노출되는 변속레버 연결구(123)로 이루어지는 변속기어 셀렉터(120); 및 상기 본체가 끼워져 본체 외주면의 제1 및 제2 볼 삽입공(113a,113c)상에 그 내경이 각각 결합하는 것으로서 내경면에 그 원주방향을 따라 다수의 볼 시트홈(134a,133a)이 오목하게 형성되는 고속구동기어(134) 및 저속구동기어(133)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치 및 이를 구비한 3륜 또는 4륜 전동차를 제공한다.

Description

3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치 및 이를 구비한 3륜 또는 4륜 전동차{Transmission device for three or four wheels motor vehicle and three or four wheels vehicle with the same}
본 발명은 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치 및 이를 포함하는 3륜 또는 4륜 전동차에 관한 것으로서, 상세하게는 구동모터의 동력을 변속하여 바퀴에 전달하기 위한 동력전달 및 동력변환장치로서 구조가 간단한 3륜 또는 4륜 전동차의 특성에 맞도록 변속수단이 심플하면서도 동력 전환이 확실하고, 에너지효율이 우수한 변속장치에 관한 것이다.
오토바이는 2행정 엔진을 사용하여 구동하는 2륜 구동차의 일종으로서 최근에는 오토바이의 동력전환구조를 일부 변경하고 2개의 후륜에 동력을 전달하여 구동하는 3륜차가 유행하기 시작하였다.
종래의 3륜차는 2행정 엔진으로부터 전달되는 동력을 체인과 스프로켓에 의하여 후륜측에 전달하는 구조를 취하고 있으므로 기본적으로 종래의 2륜 오토바이의 형싱과 구조를 대부분 채용하고 있다.
그러나, 2륜 오토바이 구조를 3륜 또는 4륜차에 적용하게 됨에 따라 후륜의 바퀴 회전수 차동제어나 후진과 같은 문제가 발생하게 되므로 그동안 이러한 문제를 해결하고자 하는 여러 시도가 있었다.
등록실용신안 제0259004호 "3륜 또는 4륜 오토바이의 전후진 전환 및 차동장치"는 3륜 또는 4륜 오토바이의 전후진과 후륜의 차동제어를 위한 구조를 개시하고 있으며, 등록실용신안 제0314854호 "4륜 오토바이용 차동 제어장치"에서는 커브길 등에서의 안정적인 선회 주행을 위하여 개선된 차동기어장치를 제시하고 있다. 실용신안공보 실1995-0007025호 "삼륜 오토바이의 동력 변환기"에서는 체인에 의하여 구동하는 후륜측에 동력을 전달하여 오토바이가 전진, 후진 및 변속하도록 하고 있다. 등록실용신안 제0124693호 "삼륜 오토바이용 동력전달장치"에서는 엔진의 동력을 중간 밋숑에 전달하는데 주로 사용하는 삼륜 오토바이용 동력전달장치에 관하여 개시하고 있다.
위의 종래기술들은 모두 오토바이의 2행정 엔진을 그대로 채용하여 사용하며, 엔진의 구동력을 체인에 의하여 후륜측에 전달하여 구동시키기 위한 구조에 관한 것이다. 따라서 구동모터를 사용하는 3륜 또는 4륜 전동차 구조에는 맞지 않는 것이 대부분이며, 이를 그대로 모터 전동차에 적용하기에는 적합하지 않다.
따라서, 구동모터를 동력원으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차 전용의 변속장치를 개발할 필요가 있으며, 종래보다 간단하고 에너지 효율이 높으며, 내구성 및 운전 편의성이 향상된 변속장치 및 이를 이용한 3륜 또는 4륜 자동차의 개발이 요청되었다.
등록실용신안 제0259004호 "3륜 또는 4륜 오토바이의 전후진 전환 및 차동장치" 등록실용신안 제0314854호 "4륜 오토바이용 차동 제어장치" 실용신안공보 실1995-0007025호 "삼륜 오토바이의 동력 변환기" 등록실용신안 제0124693호 "삼륜 오토바이용 동력전달장치"
본 발명은 전동모터를 구동원으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차에 적합한 동력전달장치구조를 제공하고자 하는 것으로서, 구체적으로는 3륜 또는 4륜 전동차에 적합한 구조를 가지며, 에너지 잠식률이 낮고, 변속조작이 간단하고 편리하며, 후륜측의 차동제어가 안정적인 3륜 또는 4륜 전동차 전용의 변속장치와 이를 구비한 3륜 또는 4륜 전동차를 제공하는 것을 그 주요한 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중공 원통형 케이싱의 외주면상에 원주방향으로 제1 볼 삽입공(113a)과 제2 볼 삽입공(113c)이 서로 이격하여 형성되어 각각 볼(113b,113d)을 수용하고, 케이싱의 일 측 단부에 구동모터축과 연결하기 위한 플랜지부(111)가 형성되고, 타측 단부는 개방되는 본체; 일부가 상기 본체 내부의 케이싱에 삽입되어 슬라이딩 하는 셀렉터 샤프트(121)와, 상기 셀렉터 샤프트의 일측 단부에 셀렉터 샤프트의 외주면과 단차지게 돌출하여 형성되는 것으로서 돌출한 전?후단부에 각각 전방 경사면(122b)과 후방 경사면(122c)이 형성되고, 상기 전방 경사면과 후방 경사면 사이의 외주면에는 베어링 착좌홈(122a)이 형성되는 셀렉팅 돌기(122)와, 상기 셀렉터 샤프트의 타측 단부에 형성되어 상기 본체의 외부로 노출되는 변속레버 연결구(123)로 이루어지는 변속기어 셀렉터(120); 및 상기 본체가 끼워져 본체 외주면의 제1 및 제2 볼 삽입공(113a,113c)상에 그 내경이 각각 결합하는 것으로서 내경면에 그 원주방향을 따라 다수의 볼 시트홈(134a,133a)이 오목하게 형성되는 고속구동기어(134) 및 저속구동기어(133)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치구조 제시한다.
여기서, 상기 고속구동기어(134)와 저속구동기어(133)가 마주하는 면의 반대측 면의 외측으로는 베어링(132,137)과 스페이서(131,138)가 순서대로 각각 본체의 케이싱 상에 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 변속레버 연결구(123)에는 3륜 또는 4륜 전동차의 차체에 회동 가능하게 결합하는 변속레버(161)의 일단에 마련되는 클램핑부(163)가 결합하고, 상기 변속레버의 타단에는 변속페달(162a,162b)이 장착되어 변속페달의 조작에 의하여 셀렉터 샤프트가 좌우로 슬라이딩하여 상기 고속구동기어 또는 저속구동기어를 선택하도록 할 수 있다.
이때, 상기 변속장치의 고속구동기어(134)와 저속구동기어(133)에는 일체로 회전하는 고속피동기어(144)와 저속피동기어(143)가 각 치합하고, 상기 고속피동기어(144)에는 차동 사이드 기어(154)가 형성되는 후륜축(151) 상의 종감속기어(156)가 치합하도록 한다.
한편, 상기 저속구동기어(133)와 저속피동기어(143) 간의 기어비는 상기 고속구동기어(134)와 고속피동기어(144) 간의 기어비보다 크도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 변속장치와 상기 변속장치에 치합하는 저속피동기어와 고속피동기어의 결합체와 상기 저속피동기어와 고속피동기어 결합체에 치합하는 차동기어장치를 포함하여 이루어지는 3륜 또는 4륜 전동차가 제공된다.
본 발명의 변속장치는 저속과 고속모드의 2단 변속구조를 가지는 것으로서 비교적 저속으로 운행되는 3륜 또는 4륜 전동차의 구동원인 구동모터에 장착하거나 탈착하여 유지보수 하기가 용이하도록 그 구조가 매우 간단하며, 에너지 소모가 적은 컴팩트한 구조를 가지고 있다.
또한, 2행정 엔진이 아닌 저가의 구동모터를 채택하여 구동원으로 하므로 제작비가 저렴하고, 부품의 교체나 수리가 매우 간단하고 편리하다는 잇점이 있다.
본 발명의 변속장치는 구동모터의 출력에 따라 고속기어군과 저속기어군의 기어비를 다양하게 변화시키면 다양한 속도비의 변속단수 구현이 가능하므로 사용환경이나 도로 사정 등에 따라 변속기어의 기어비를 자유롭게 변경하여 설계 가능하다는 특징이 있다.
게다가, 본 발명의 변속장치는 구동모터에 연결되어 동력을 전달받아 구동하므로 구동모터의 정?역회전 조작에 의하여 전동차의 진행방향을 전환할 수 있어 별도의 후진 기어가 불필요하므로 변속기어장치의 기어수가 감속하고 그에 따라 차체의 중량이 감소하여 에너지 효율이 향상되며, 기본적으로 이러한 변속기어수의 감소는 변속장치의 구조를 심플하게 하는 잇점이 있다.
아울러 본 발명에서는 변속장치의 변속단 선택이 변속레버의 회동 조작에 의하여 간단하고 신속하게 수행되므로 변속조작이 매우 편리하며, 변속레버의 조작을 변속페달을 발로 밟아서 수행하거나 변속 스위치를 손으로 조작하여 수행하도록 구성하기가 쉬우므로 제조공정이 간단하고 유지보수도 매우 편리하다.
도1은 본 발명의 3륜 또는 4륜 전동차의 측면도.
도2는 본 발명의 변속장치 구조를 후방에서 바라본 외관 구성도.
도3은 본 발명의 변속장치의 기어배치를 개략적으로 도시한 동력 구성도.
도4는 본 발명의 변속유닛의 분해 사시도.
도5는 본 발명의 변속유닛에 변속레버가 결합하는 모습을 보인 작동 구조도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리에 관하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 도면이나 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위하여 선택된 것으로서 본 발명의 기술적 범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니될 것이다.
도1은 본 발명의 3륜 또는 4륜 전동차의 측면도이고, 도2는 본 발명의 변속장치 구조를 후방에서 바라본 외관 구성도이다.
본 발명의 3륜 또는 4륜 전동차(200,이하 간단히 전동차라고 약칭하기로 한다)는 도시한 바와 같이 한 개 혹은 두 개의 전륜(206)과 두 개의 후륜(207)을 가지는 소형 운송수단으로서 오토바이의 조향수단과 같은 조향핸들(203)을 가지며, 운전자가 착석하기 위한 시트(202)가 구비된다. 상기 전동차(200)의 후방에는 사각함 형태의 적재함(201)이 장착되어 물건이나 작은 화물 등을 실을 수 있도록 하고 있다.
상기 전동차(200)의 운전석 하방에는 차체 프레임(204a)이 바닥판의 역할을 하도록 하고 있으며, 상기 차체 프레임(204a)의 측방에는 후술할 변속유닛(100)의 변속기어를 선택하기 위한 변속레버(161)가 차체 프레임(204a)에 회동 가능하게 지지되어 있으며, 상기 변속레버(161)의 전방측 단부에 한 쌍의 변속레버(162)가 형성된다. 또한, 상기 차체 프레임(204a)의 전방측에는 운전자의 발을 편안히 거치할 수 있도록 발받이(205)가 마련되도록 할 수 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 상기 전동차(200)의 적재함(201) 하방에는 구동모터(101), 변속유닛(100) 및 차동기어와 같은 동력전달구조가 위치한다. 상기 구동모터(101)는 전동모터로서 후방측 차체 프레임(204b)에 고정하여 지지되며, 상기 구동모터(101)의 모터축에 결합하는 원통형의 모터축 회전체(102)에는 후술할 변속유닛(100)의 플랜지부(111)가 볼트 결합한다. 도면의 기어 케이스(103) 내부에는 후술할 변속 구동기어군과 피동기어군 및 차동기어가 위치하며, 기어 케이스(103)는 이들을 외부의 환경으로부터 보호하는 역할을 한다. 상기 기어 케이스(103)의 우측단으로는 변속유닛(100)의 변속레버 연결구(123)가 노출되어 있으며, 여기에 후술할 변속레버(161)의 후단부가 결합한다.
상기 후방측의 차체 프레임(204b)에는 바닥면의 요철 등에 의하여 차체에 가해지는 충격을 흡수하여 완화하기 위한 현가장치(210)가 장착되는데, 현가장치(210)의 하단부는 후방측 차체 프레임(204b)에 고정되고, 상단부(미도시) 적재함(201)에 고정 장착된다. 도면의 미설명부호 211은 현가장치의 코일 스프링을 나타낸다.
도3은 본 발명의 변속장치의 기어배치를 개략적으로 도시한 동력 구성도이다. 구동모터(101)의 모터축에 결합하는 모터축 회전체(102)에는 변속유닛(100)의 플랜지부(111)가 결합하고, 변속유닛(100)의 저속구동기어(133)와 고속구동기어(134)가 나란히 배치된다. 상기 저속구동기어(133)와 고속구동기어(134)는 후술할 변속유닛 본체의 케이싱 상에서 회전 가능하게 장착된다. 상기 저속구동기어(133)와 고속구동기어(134)는 후술할 셀렉터 샤프트(121)의 좌우 슬라이딩 동작에 의하여 선택되어져 동력을 전달하고, 미선택된 나머지 구동기어는 공회전하게 된다.
상기 저속구동기어(133)는 하방의 저속피동기어(143)에 치합하며, 상기 고속구동기어(134)는 하방의 고속피동기어(144)에 치합한다. 여기서 저속과 고속의 의미는 상대적인 개념으로서 절대적인 속도 값을 의미하지는 않는다. 즉, 본 발명의 전동차는 구동모터(101)의 출력에 따라 그 절대적인 속도가 좌우되므로 사용된 구동모터(101)가 출력할 수 있는 범위 내에서의 상대적인 속도를 기준으로 저속 및 고속을 구분하는 것이다.
저속구동기어(133)와 저속피동기어(143)로 이루어지는 저속기어군과 고속구동기어(134)와 고속피동기어(144)로 이루어지는 고속기어군의 기어비는 상이하다. 예를 들어, 저속구동기어(133)와 저속피동기어(143)의 기어비가 1:1.5라면, 고속구동기어(134)와 고속피동기어(144)의 기어비는 1:0.8이 되도록 설계하는 것이다. 따라서 저속기어군의 기어비는 고속기어군의 기어비보다 크게 설계한다.
상기 저속피동기어(143)와 고속피동기어(144)는 일체로 형성되어 함께 회전하며, 기어 케이스(103)의 내부에 회전가능하게 장착된다.
상기 저속피동기어(143)와 고속피동기어(144) 결합체에는 차동장치의 종감속기어(156)가 치합하며, 본 실시예에서는 고속피동기어(144)에 종감속기어(156)가 치합하도록 구성한다. 상기 종감속기어는 차동 사이드기어(154)가 축설되는 후륜축(151) 상에 형성되며, 상기 후륜축(151)은 후륜축 하우징(152)의 내부에서 회전하도록 구성되며 상기 후륜축(151)에는 후륜(207)이 결합한다.
도면에서 미설명부호 155는 차동 피니언기어이며, 153은 차동기어 케이스를 나타낸다.
전술한 바와 같은 구조의 변속장치에 의하여 본 발명의 전동차(200)는 곡선구간이나 커브길에서도 차체가 전복되지 않고 양측 후륜(207)의 차동 제어가 가능하며, 변속단수의 조절이 신속하게 수행될 수 있다. 특히, 커브길 등에서는 전동차의 속력을 줄이며 안정하게 주행해야 하는데, 본 발명의 변속장치와 차동기어 조합을 사용하면 커브길에서도 신속하게 속도 조절이 가능하고, 양 후륜(207)의 회전수 조절이 용이해진다.
도4는 본 발명의 변속유닛의 분해 사시도이다. 본 발명의 변속유닛(100)은 변속장치를 구성하는 일 요소로서 변속단수에 적합한 구동기어를 신속하고 편리하게 선택할 수 있는 구조를 가지고 있다. 즉, 상기 변속유닛(100)은 크게 플랜지부(111)가 형성되는 중공 원통형 케이싱으로 된 하단 본체(112b), 이에 결합하는 상단 본체(112a), 상기 상?하단 본체(112a,112b) 케이싱의 내부에서 좌우로 슬라이딩 운동하며 변속기어를 선택하기 위한 변속기어 셀렉터(120), 상기 하단 본체(112b) 케이싱의 외주면에 장착되는 고속구동기어(134) 및 저속구동기어(133)로 이루어진다.
상기 하단 본체(112b)의 일측 단부에 형성되는 플랜지부(111)에는 원주방향으로 다수개의 볼트 체결공(111a)이 형성되며, 타측 단부의 외주면 상에는 상단 본체(112a)와의 나선결합을 위한 나사부(113e)가 형성된다. 상기 하단 본체(112b)의 외주면 상에는 도시한 바와 같이 원주방향으로 제1 볼 삽입공(113a)과 제2 볼 삽입공(113c)이 형성되는데, 여기에는 볼 삽입공보다 직경이 약간 작은 볼(113b,113d)이 각각 삽입하여 수용된다. 상기 제1 볼 삽입공(113a)과 제2 볼 삽입공(113c)은 서로 간에 일정 간격 이격하여 형성되며, 각 삽입공의 개수는 도시한 실시예에서는 원주방향을 따라 4개씩으로 하였으나, 이에 한정되지는 않는다. 도면에서 미설명부호 136a는 키홈을 나타낸다.
상기 상단 본체(112a)는 양측단이 개방되는 원통형 케이싱으로 된 것으로서 하단 본체(112b)와 마주하는 단부의 내주면에는 나사부(미도시)가 형성되며, 타측단에는 도시한 바와 같이 중앙에 축구멍이 형성되는 캡(123e)이 끼워진다. 상기 상단 본체(112a)의 타측단의 개구부를 통하여 후술할 변속기어 셀렉터(120)가 삽입된 후 캡(123e)에 의하여 마감된다.
상기 변속기어 셀렉터(120)는 하단 본체(112b)의 케이싱 상에 형성되는 제1 및 제2 볼 삽입공(113a,113c) 상에 그 내경이 각각 위치하는 고속구동기어(134)와 저속구동기어(133)의 동력 전달 선택을 담당한다. 이를 위하여 상기 변속기어 셀렉터(120)의 셀렉터 샤프트(121)의 전방측 단부에는 셀렉팅 돌기(122)가 형성되고, 후방측 단부에는 상단 본체(112a)의 외부로 노출되는 변속레버 연결구(123)가 형성된다. 상기 셀렉팅 돌기(122)는 셀렉터 샤프트(121)의 외경보다 큰 횡단면 직경을 가지는 원통체의 형상으로서 셀렉터 샤프트(121) 상에 단차지도록 돌출하게 형성된다. 상기 셀렉팅 돌기(122)의 전방측 단부와 후방측 단부에는 각각 전방 경사면(122b)과 후방 경사면(122c)이 경사지게 형성된다. 상기 각 경사면은 셀렉팅 돌기(122)의 전방 또는 후방에서 가운데로 갈수록 경사면이 올라가도록 형성되며, 전방 경사면(122b)과 후방 경사면(122c) 사이의 셀렉팅 돌기(122) 외주면 상에는 볼 착좌홈(122a)이 형성된다. 상기 볼 착좌홈(122a), 전방 경사면(122b) 및 후방 경사면(122c)은 전술한 제1 및 제2 볼 삽입공(113a,113c)의 개수나 위치에 대응하도록 형성된다. 즉, 본 실시예에서는 볼 착좌홈(122a), 전방 및 후방 경사면(122b,122c)가 셀렉팅 돌기(122)의 원주방향으로 4개씩 형성되며, 90°간격으로 배치된다.
상기 고속구동기어(134)와 저속구동기어(133)의 내경면에는 그 원주방향을 따라서 반원형 홈인 볼 시트홈(134a,133a)이 다수개 형성된다.
상기 상단 본체(112a)와 하단 본체(112b)의 결합체인 본체의 케이싱 상에는 플랜지부(111)측에서부터 변속레버 연결구(123)측 방향으로 스페이서(131), 베어링(132), 저속구동기어(133), 고속구동기어(134), 링판(135), 축키(136), 베어링(137) 및 스페이서(138)가 순서대로 장착된다.
도5는 본 발명의 변속유닛에 변속레버가 결합하는 모습을 보인 작동 구조도이다. 전술한 구성을 가지는 변속장치의 변속레버 연결구(123)에는 도시한 바와 같이 변속레버(161)가 연결된다. 상기 변속레버(161)는 차체 프레임(204a)에 고정된 회동 지지구(164)에 의하여 좌우로 일정 각도 회동하도록 된 것으로서 그 전단부에는 한 쌍의 변속페달(162a,162b)이 결합하고, 후단부에는 변속레버 연결구(123)에 결합하기 위한 클램핑부(163)가 형성된다.
본 실시예에서 상기 변속레버 연결구(123)는 셀렉터 샤프트(121)의 단부에 제1측판(123a) 및 제2측판(123b)을 이격하도록 위치시킨 후 너트(123c,123d)로 고정하여 형성하였으나, 반드시 이러한 형상에 한정될 필요는 없으며 변속레버(161)를 연결하여 좌우로 당겨주는 기능을 수행하는 한 어떠한 형상으로도 제조될 수 있다.
상기 변속레버(161)의 클램핑부(163) 역시 변속레버 연결구(123)의 형태에 따라 다양한 연결구조가 채택될 수 있으며 본 실시예의 형상에 구애되지 않음은 자명하다.
운전자가 운행 중에 좌측의 변속페달(162a)을 밟는 경우 셀렉터 샤프트(121)는 도면에서 좌측방향으로 슬라이딩 이동하며, 이때 셀렉팅 돌기(122)가 좌측으로 이동하게 된다. 셀렉팅 돌기(122)가 좌측단으로 이동하게 되면, 제2 볼 삽입공(113c)에 수용되는 볼(113d)이 셀렉팅 돌기(122)의 전방 경사면(122b)에 의하여 밀어 올려져 볼 착좌홈(122a)에 안착하게 된다. 이때, 제2 볼 삽입공(113c) 밖으로 일 부분이 노출되도록 밀어 올려진 볼(113d)의 노출된 부분은 저속구동기어(133)의 내경면에 형성되는 볼 시트홈(133a)에 안착되어 저속구동기어(133)가 동력 선택되도록 한다. 이때, 고속구동기어(134)의 내경면에 형성되는 볼 시트홈(134a)에는 볼(113b)이 결합하지 않은 상태이다. 따라서, 저속구동기어(133) 만이 동력 선택되어 구동모터(101)의 회전력을 후륜측에 전달하고 고속구동기어(134)는 공회전한다.
반대로 운전자가 운행 중에 우측의 변속페달(162b)를 밟게 되면 셀렉팅 돌기(122)가 도면에서 우측으로 슬라이딩 이동한다. 이때, 제2 볼 삽입공(113c)의 볼(113d)이 셀렉팅 돌기(122)의 볼 착좌홈(122a)에서 하강하며, 오른쪽으로 슬라이딩하여 후퇴하는 셀렉팅 돌기(122)의 후방 경사면(122c)을 타고 제1 볼 삽입공(113a) 내의 볼(113b)이 볼 착좌홈(122a)에 안착되어 고속구동기어(134)의 내경면에 형성되는 볼 시트홈(134a)에 수용된다. 이렇게 함으로써 고속구동기어(134)는 동력선택되고, 저속구동기어(133)는 동력 해제되어 공회전한다.
따라서, 본 발명의 변속장치는 그 구조가 매우 간단하고 효율적이며, 반응속도가 빠르고 조작도 매우 간편하다는 특징이 있다.
위에서는 변속페달(162a,162b)을 이용하여 발로 변속레버(161)를 구동하도록 하고 있으나, 반드시 이에 한정할 필요는 없으며, 변속레버(161)를 연장하여 그 단부에 미도시한 변속 스위치 등을 장착하면 운전자가 주행중에 손으로 변속단수를 조절하도록 구성할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명이 예정하고 있는 것이라 하겠다.
본 발명은 동력원으로서 구동모터를 사용하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치구조 및 이를 구비한 전동차에 관한 것으로서, 구조가 간단하여 무게가 가볍고, 제작이 쉬우며, 동력전달 과정에서 에너지 손실이 적은 변속장치에 관한 것이다. 본 발명의 변속장치는 그 구성이 구동모터에 연결하여 사용하기 유리한 구조를 가지며 사용자가 운행중에 간단한 조작만으로 변속단수를 조절할 수 있게 되어 매우 편리하며, 장치의 제작이나 유지보수가 간단하다는 장점이 있다. 따라서, 도시나 농촌 지역에서 소규모의 화물 운송이나 이동용으로 본 발명의 변속장치를 채택한 3륜 또는 4륜 전동차를 광범위하게 사용할 수 있게 될 것으로 기대된다.
100: 변속유닛 101: 구동모터
103: 기어 케이스 111: 플랜지부
111a: 체결공 112a: 상단 본체
112b: 하단 본체 113a,113c: 제1 및 제2 볼 삽입공
113b,113d: 볼 113e: 나사부
120: 변속기어 셀렉터 121: 셀렉터 샤프트
122: 셀렉팅 돌기 122a: 볼 착좌홈
122b: 전방 경사면 122c: 후방 경사면
123: 변속레버 연결구 123a,123b: 제1 및 제2측판
123c,123d: 너트 131,138: 스페이서
132,137: 베어링 133: 저속구동기어
134: 고속구동기어 135: 링판
136: 축키 143: 저속피동기어
144: 고속피동기어 151: 후륜축
152: 후륜축 하우징 153: 차동기어 케이스
154: 차동 사이드기어 155: 차동 피니언기어
156: 종감속기어 161: 변속레버
162: 변속페달 163: 클램핑부
164: 회동 지지구 200: 전동차
201: 적재함 202: 시트
203: 조향핸들 204a,204b: 차체 프레임
205: 발받이 206: 전륜
207: 후륜 210: 현가장치

Claims (6)

  1. 중공 원통형 케이싱의 외주면상에 원주방향으로 제1 볼 삽입공(113a)과 제2 볼 삽입공(113c)이 서로 이격하여 형성되어 각각 볼(113b,113d)을 수용하고, 케이싱의 일 측 단부에 구동모터축과 연결하기 위한 플랜지부(111)가 형성되고, 타측 단부는 개방되는 본체;
    일부가 상기 본체 내부의 케이싱에 삽입되어 슬라이딩 하는 셀렉터 샤프트(121)와, 상기 셀렉터 샤프트의 일측 단부에 셀렉터 샤프트의 외주면과 단차지게 돌출하여 형성되는 것으로서 돌출한 전?후단부에 각각 전방 경사면(122b)과 후방 경사면(122c)이 형성되고, 상기 전방 경사면과 후방 경사면 사이의 외주면에는 베어링 착좌홈(122a)이 형성되는 셀렉팅 돌기(122)와, 상기 셀렉터 샤프트의 타측 단부에 형성되어 상기 본체의 외부로 노출되는 변속레버 연결구(123)로 이루어지는 변속기어 셀렉터(120); 및
    상기 본체가 끼워져 본체 외주면의 제1 및 제2 볼 삽입공(113a,113c)상에 그 내경이 각각 결합하는 것으로서 내경면에 그 원주방향을 따라 다수의 볼 시트홈(134a,133a)이 오목하게 형성되는 고속구동기어(134) 및 저속구동기어(133)
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고속구동기어(134)와 저속구동기어(133)가 마주하는 면의 반대측 면의 외측으로는 베어링(132,137)과 스페이서(131,138)가 순서대로 각각 본체의 케이싱 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변속레버 연결구(123)에는 3륜 또는 4륜 전동차의 차체에 회동 가능하게 결합하는 변속레버(161)의 일단에 마련되는 클램핑부(163)가 결합하고, 상기 변속레버의 타단에는 변속페달(162a,162b)이 장착되어 변속페달의 조작에 의하여 셀렉터 샤프트가 좌우로 슬라이딩하여 상기 고속구동기어 또는 저속구동기어를 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변속장치의 고속구동기어(134)와 저속구동기어(133)에는 일체로 회전하는 고속피동기어(144)와 저속피동기어(143)가 각 치합하고, 상기 고속피동기어(144)에는 차동 사이드 기어(154)가 형성되는 후륜축(151) 상의 종감속기어(156)가 치합하는 것을 특징으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저속구동기어(133)와 저속피동기어(143) 간의 기어비는 상기 고속구동기어(134)와 고속피동기어(144) 간의 기어비보다 큰 것을 특징으로 하는 3륜 또는 4륜 전동차의 변속장치.
  6. 제1항 또는 제2항의 변속장치와 상기 변속장치에 치합하는 저속피동기어와 고속피동기어의 결합체와 상기 저속피동기어와 고속피동기어 결합체에 치합하는 차동기어장치를 포함하여 이루어지는 3륜 또는 4륜 전동차.







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