KR20130128917A - Wheel driving device for bicycles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자전거 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 자전거를 전동 자전거로 사용할 수 있도록 자전거 바퀴를 회전시키는 자전거 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bicycle drive device, and more particularly to a bicycle drive device for rotating the bicycle wheels so that a general bicycle can be used as an electric bicycle.
일반 자전거는 운전자가 페달을 굴려 바퀴를 회전시켜야 하는 반면 전동 자전거는 전기적 동력을 이용하여 구동되기 때문에 편의성이 높다. 전동 자전거는 제작 시부터 전기적으로 구동되도록 설계되기도 하지만, 일반 자전거를 전동 구동 모듈을 추가하여 만들어 지기도 한다.In general, bicycles require the driver to rotate the wheels by pedaling, while electric bicycles are driven by electric power. Electric bicycles are designed to be electrically driven at the time of manufacture, but they can also be made by adding electric drive modules to ordinary bicycles.
일반적으로, 일반 자전거에 전동 구동 모듈을 추가하여 전동 자전거를 만들기 위해서는 일반 자전거의 바퀴를 허브모터로 교체하거나 자전거 체인에 모터로 구동되는 스프로킷을 부착하는 기술을 사용해 왔다. 상기와 같이 일반 자전거의 바퀴를 교체하는 기술은 자전거의 필수 구성요소 중 하나를 변경해야 하는 교체 작업을 필수적으로 요한다. 뿐만 아니라, 자전거 체인에 스프로킷을 부착하기 위해서도 체인을 분리했다가 다시 장착해야 하는 개조 작업을 필요로 한다.In general, in order to make an electric bicycle by adding an electric drive module to a general bicycle, a technique of replacing a wheel of a general bicycle with a hub motor or attaching a motor-driven sprocket to a bicycle chain has been used. As described above, the technique of replacing the wheels of a general bicycle requires a replacement operation that requires changing one of the essential components of the bicycle. In addition, attaching the sprocket to the bicycle chain requires modifications that require the chain to be removed and refitted.
그러나, 상기와 같은 교체 작업 및 개조 작업은 일반인이 가정에서 간편하게 수행하기 어려우며, 전동 자전거로의 개조 시 필요한 바퀴, 스프로킷의 종류 및 크기가 자전거의 종류 및 크기에 따라 다르기 때문에 각각의 자전거마다 부품의 종류 및 크기를 다르게 구성해야 하는 불편함이 있었다. 또한, 자전거의 바퀴를 허브모터로 교체하거나, 체인에 스프로킷이 체결되는 경우 자전거가 오로지 전기적 동력을 통해서만 구동되고 일반 자전거로 구동될 수 없었다.However, such replacement work and modification work are difficult for the general public to easily perform at home, and the type and size of wheels and sprockets required for retrofitting to an electric bicycle are different depending on the type and size of the bicycle. There was an inconvenience to configure the type and size differently. In addition, when the wheel of the bicycle is replaced with a hub motor, or when the sprocket is fastened to the chain, the bicycle is driven only by electric power and could not be driven by a normal bicycle.
본 발명이 해결하려는 과제는 허브모터 또는 체인을 사용하지 않는 동력 전달 방식을 이용하여 손쉽게 일반 자전거를 전동 자전거로 변환할 수 있되, 페달의 답력을 통해 구동되는 모드와 전기적 동력을 통해 구동되는 모드 사이의 전환을 사용자로부터 별도의 조작을 입력 받지 않고 간단하게 구현할 수 있는 자전거 구동 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention can be easily converted to an electric bicycle by using a power transmission method that does not use a hub motor or a chain, between the mode driven by the pedal power of the pedal and the mode driven by the electric power It is to provide a bicycle driving device that can be easily implemented without receiving a separate operation from the switch.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 사용자가 자전거의 프레임에 손으로 쉽게 장착 및 해제 가능하며, 서로 다른 종류 및 크기를 가진 여러 가지 자전거에서 모두 작동할 수 있는 자전거 구동 장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a bicycle driving device that can be easily mounted and released by the user by hand to the frame of the bicycle, and can operate on a variety of bicycles having different types and sizes.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.The technical objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 언급된 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동 장치는 자전거 프레임에 체결되는 장착부, 상기 장착부에 의해 지지되는 모터, 상기 모터의 샤프트에 고정되어 상기 모터와 연동하여 회전하는 원동 기어 및 상기 원동 기어와 연동하여 회전하며 상기 모터 작동 시 타이어와 접촉하여 상기 타이어를 회전시키도록 구성된 구동 기어를 포함하되, 상기 모터 작동 시 상기 원동 기어는 회전하여 상기 구동 기어가 상기 타이어와 접촉하도록 상기 구동 기어를 이동시킨다.Bicycle driving apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above-mentioned technical problems of the present invention is a mounting portion fastened to the bicycle frame, a motor supported by the mounting portion, is fixed to the shaft of the motor and interlocks with the motor And a driving gear which rotates in association with the driving gear and the driving gear and rotates the tire in contact with the tire when the motor is operated, wherein the driving gear rotates when the motor is operated so that the driving gear is configured to rotate the tire. Move the drive gear to contact the tire.
상기 언급된 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거 구동 장치는 자전거 프레임에 체결되는 장착부, 상기 장착부에 의해 지지되는 모터, 상기 모터의 샤프트에 고정되어 상기 모터와 연동하여 회전하는 원동 기어, 일축을 중심으로 회동 가능하도록 일단이 상기 장착부 또는 상기 모터의 샤프트와 힌지 결합하는 링크 및 상기 링크의 타단에 회전 가능하게 고정되며 상기 원동 기어와 치합되어 연동되는 구동 기어를 포함하되, 상기 구동 기어는 상기 모터 작동 시 타이어와 접촉하여 상기 타이어를 회전시키도록 구성된다.Bicycle driving apparatus according to another embodiment of the present invention for solving the above technical problem of the present invention is fixed to the bicycle frame, the motor supported by the mounting portion, is fixed to the shaft of the motor and interlocks with the motor A rotating gear, one end of which is hinged to the mounting portion or the shaft of the motor, and a driving gear rotatably fixed to the other end of the link and engaged with the driving gear so as to be rotatable about one axis. Wherein, the drive gear is configured to rotate the tire in contact with the tire when the motor is operating.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.The embodiments of the present invention have at least the following effects.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 전동 장치는, 자전거 부품의 교체 또는 개조 없이 단순히 장착부를 자전거의 프레임에 체결하여 일반 자전거를 전동 자전거로 변환함으로써, 자전거의 종류 및 크기와 무관하게 여러 가지의 자전거에 범용으로 사용될 수 있다. 따라서, 일반인이 별도의 개조 작업 없이 쉽게 사용할 수 있다.Bicycle bicycle according to an embodiment of the present invention, by simply fastening the mounting portion to the frame of the bicycle without replacing or remodeling the bicycle parts by converting a general bicycle into an electric bicycle, a variety of bicycles regardless of the type and size of the bicycle It can be used for general purpose. Therefore, the general public can easily use it without any additional modification work.
또한, 별도의 조작 없이 모터를 온/오프 상태를 변환하는 동작만으로 구동 기어 또는 구동 롤러와 자전거 바퀴의 접촉 여부를 변경함으로써, 자전거가 페달의 답력을 통해 구동되는 모드와 전기적 동력을 이용하여 구동되는 모드 사이의 전환을 손쉽게 구현할 수 있다. 그 결과, 사용자는 하나의 자전거를 일반 자전거 및 전동 자전거로 겸용하여 사용하되, 자전거 운전 중에도 구동 모드를 간편하게 전환함으로써 자전거를 더 편리하게 사용할 수 있다.In addition, by changing the contact between the driving gear or the driving roller and the bicycle wheels only by switching the on / off state of the motor without a separate operation, the bicycle is driven using the mode and electric power driven by the pedal effort of the pedal. You can easily switch between modes. As a result, the user can use a single bicycle as a general bicycle and an electric bicycle, but can conveniently use the bicycle by simply switching the driving mode while driving the bicycle.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동 장치의 구성 및 자전거에 체결된 모습을 나타내는 확대 사시도 및 전체 사시도이다.
도 2는 도 1a의 실시예에 따른 자전거 구동 장치가 포함하는 원동 기어, 모터, 구동 기어 및 링크가 분해된 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 도 1a의 실시예에 따른 자전거 구동 장치의 동작을 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 1a의 실시예에 따른 자전거 구동 장치가 포함하는 장착부의 구성 및 동작을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 비틀림 스프링을 더 포함하는 자전거 구동 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구동 롤러를 포함하는 자전거 구동 장치를 나타내는 사시도이다.1A and 1B are enlarged perspective views and an overall perspective view showing a configuration of a bicycle driving device and a state in which a bicycle is fastened according to an embodiment of the present invention, respectively.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an exploded state of a driving gear, a motor, a driving gear, and a link included in the bicycle driving apparatus according to the embodiment of FIG. 1A.
3A and 3B are side views illustrating the operation of the bicycle driving apparatus according to the embodiment of FIG. 1A, respectively.
4 is a perspective view illustrating a configuration and operation of a mounting unit included in the bicycle driving apparatus according to the embodiment of FIG. 1A.
5 is an exploded perspective view showing a bicycle driving device further including a torsion spring according to another embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a bicycle driving apparatus including a driving roller according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동 장치의 구성 및 동작을 1a 내지 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration and operation of a bicycle driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 4.
본 실시예에 따른 자전거 구동 장치는 장착부(100), 모터(220), 원동 기어(210) 및 구동 기어(300)를 포함한다.The bicycle driving apparatus according to the present embodiment includes a mounting unit 100, a
장착부(100)는 모터(220), 원동 기어(210), 구동 기어(300) 등을 지지하는 부분으로서, 자전거 구동 장치가 사용되는 자전거의 프레임(10)에 체결된다. 일 실시예에 따르면, 장착부(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 사용자가 자전거 구동 장치를 자전거의 프레임(10)에 간편하게 체결하고 다시 간편하게 분리할 수 있도록, 자전거 프레임(10) 둘레를 쥐고 조여질 수 있는 클램프(110)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 사용자는 클램프(110)의 고정 볼트(132)를 안쪽으로 돌려 클램프(110)를 조여 자전거 구동 장치를 자전거 프레임(10)에 체결할 수 있고, 고정 볼트(132)를 바깥으로 돌려 클램프(110)를 풀러 자전거 구동 장치를 자전거 프레임(10)으로부터 분리할 수 있다.The mounting part 100 is a part for supporting the
다른 실시예에 따르면, 도 1b에 도시된 바와 같이 장착부(100)는 자전거 프레임(10) 중 타이어(20)를 지지하는 포크에 체결될 수 있다. 장착부(100)를 타이어(20)와 가까운 포크에 체결함으로써 타이어(20)와 접촉하는 구동 기어(300)를 소형화할 수 있으며, 자전거의 다른 부품 등과 간섭하지 않게 자전거 프레임(10)에 자전거 구동 장치를 체결할 수 있다. 그 중에서도, 자전거의 전방 타이어(20)를 지지하는 포크에 체결될 수 있는데, 이 경우 자전거의 전방 타이어(20)가 전기적 동력에 의해 구동되기 때문에 사용자가 방향 및 균형을 더 용이하게 조절할 수 있다.According to another embodiment, as shown in FIG. 1B, the mounting unit 100 may be fastened to a fork supporting the
모터(220)는 장착부(100)에 의해 지지되며, 전원을 공급 받아 원동 기어(210) 등에 회전 동력을 제공한다. 모터(220)는 도 1a에 도시된 바와 같이 모터(220)의 샤프트(222)가 장착부(100)에 형성된 홀을 통과하게 함으로써 모터(220)의 샤프트(222)를 통해 장착부(100)에 의해 지지될 수 있으며, 또는 모터(220) 자체가 장착부(100)에 고정됨으로써 장착부(100)에 의해 지지될 수 있다.The
원동 기어(210)는 도 2 에 도시된 바와 같이 모터(220)의 샤프트(222)에 고정되어 모터(220)와 연동하여 회전한다. 원동 기어(210)는 도 1a에 도시된 바와 같이 장착부(100)의 홀을 통과하는 모터(220)의 샤프트(222)에 고정됨으로써 지지될 수 있고, 또는 장착부(100)에 의해 직접 지지될 수도 있다. 원동 기어(210)는 모터(220)의 회전 동력을 구동 기어(300)에 전달한다.The
구동 기어(300)는 원동 기어(210)와 연동하여 회전하며, 모터(220)가 작동하는 경우 타이어(20)와 접촉하여 타이어(20)를 회전시키도록 구성된다. 즉, 구동 기어(300)는 모터(220)가 작동하지 않을 때에는 자전거의 타이어(20)와 비 접촉 상태로 유지되다가, 모터(220)가 작동하는 경우 원동 기어(210)의 회전에 의해 타이어(20) 방향으로 힘을 받아 타이어(20) 측으로 이동하여 타이어(20)와 접하게 된다. 원동 기어(210)로부터 구동 기어(300)로의 동력 전달은 다른 동력 전달 수단을 통해 이루어질 수 있으며, 원동 기어(210)를 이동시키는 수단 및 이동 경로는 원동 기어(210)의 회전력을 이용하여 구현되는 경우라면 특별히 한정되지 않는다.The
구동 기어(300)가 자전거 타이어(20)와 접한 채 회전하면, 자전거의 타이어(20)가 구동 기어(300)와 연동하여 회전한다. 구동 기어(300)와 자전거 타이어(20) 사이의 마찰력이 충분히 확보되도록 구동 기어(300)는 적절한 재료로 구성될 수 있다. 구동 기어(300)가 직접 자전거 타이어(20)를 구동시킴으로써 컴팩트한 자전거 구동 장치를 형성할 수 있으며, 구동 기어(300)에 형성된 톱니가 구동 기어(300)와 타이어(20) 사이에 발생하는 마찰 계수를 높여 타이어(20)를 더 효율적으로 회전시킬 수 있다.When the
본 실시예에에 따른 자전거 구동 장치는 상기와 같이 모터(220) 작동 시에는 구동 기어(300)를 자전거 타이어(20)와 접촉시키고 모터(220) 비작동 시에는 구동 기어(300)가 자전거 타이어(20)로부터 이격되게 함으로써, 자전거를 수동으로 운전하는 경우에 페달의 답력에 의해 회전하는 타이어(20)에 의해 모터(220)의 샤프트(222)가 회전되어 모터(220)의 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자전거를 수동으로 운전하는 경우에 페달에 걸리는 부하를 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 자전거 구동 장치에서는 모터(220)가 작동하기 시작하는 경우 구동 기어(300)가 자동으로 타이어(20)와 접촉함으로써, 자전거 운행 중 모터(220)를 작동시키기 위한 조작만으로 구동 기어(300)를 자전거 타이어(20)에 접촉시켜 많은 조작 없이 전동 운전 모드로 전환할 수 있다.In the bicycle driving apparatus according to the present embodiment, the
일 실시예에 따르면, 도 1a에 도시된 바와 같이 구동 기어(300)를 지지하는 링크(400)를 더 구비함으로써 모터(220) 작동 시 구동 기어(300)를 이동시킬 수 있다. 이 때, 구동 기어(300)는 원동 기어(210)와 직접 치합되어 원동 기어(210)의 회전력을 직접적으로 전달받는다. 도 1a 및 도 2에 도시된 바와 같이, 링크(400)는 일축을 중심으로 회동할 수 있도록 일단이 장착부(100) 또는 모터(220)의 샤프트(222)와 힌지 결합하고, 타단에 구동 기어(300)가 회전 가능하게 고정될 수 있다. 따라서, 링크(400)의 타단은 링크(400)의 일단이 장착부(100) 또는 모터(220)의 샤프트(222)와 힌지 결합함으로써 형성되는 힌지 축을 중심으로 회전할 수 있게 구성되며, 이 때 링크(400)의 상기 타단에 고정된 구동 기어(300) 또한 링크(400)의 타단과 함께 상기 힌지 축을 중심으로 한 호를 따라 원운동하며 이동할 수 있다.According to one embodiment, as shown in Figure 1a further includes a
전술된 바와 같이, 링크(400) 타단이 회전하는 중심이 되는 일축은 링크(400)의 일단이 장착부(100) 또는 모터(220)의 샤프트(222)와 힌지 결합한 부분의 힌지 축일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 링크(400)의 일단과 모터(220)의 샤프트(222) 사이의 힌지 결합은 도 2에 도시된 바와 같이 모터(220)의 샤프트(222)가 링크(400)의 일단에 형성된 홀을 통과함으로써 형성될 수 있다. 이 경우, 링크(400)의 타단의 회전 중심축은 모터(220)의 및 원동 기어(210)의 회전 축과 동일하다. 또는, 다른 실시예에 따르면, 링크(400)의 일단과 장착부(100) 사이의 힌지 결합은 링크(400) 일단이 장착부(100)에 직접 핀 결합됨으로써 형성될 수 있다. 이 경우, 링크(400)의 타단의 회전 중심이 되는 회전 중심축은 모터(220) 및 원동 기어(210)의 회전 축과 상이하며, 링크(400)가 회전 시 원동 기어(210) 또는 모터(220)와 간섭하지 않도록 원동 기어(210) 및 모터(220)는 링크(400)의 회전 반경 바깥에 위치할 수 있다. 즉, 링크(400)가 도 3b에 도시된 바와 같이 아래로 회전하는 경우, 원동 기어(210) 및 모터(220)는 회전 전 링크(400)의 상부에 위치할 수 있다.As described above, one axis of which the other end of the
도 3a 및 도 3b에는 상기 실시예에 따라 링크(400)를 포함한 자전거 구동 장치의 모터(220)를 동작시키는 경우에 발생하는 원동 기어(210), 링크(400) 및 구동 기어(300)의 동작을 도시하고 있다.3A and 3B illustrate operations of the
도 3a에 도시된 바와 같이, 모터(220)가 작동하지 않는 경우 구동 기어(300)가 자전거와 접촉하지 않도록 링크(400)의 각도가 유지된다. 상기 링크(400)의 각도는 원동 기어(210)의 톱니와 구동 기어(300)의 톱니가 치합됨으로써 회전하지 않는 원동 기어(210)가 톱니를 통해 구동 기어(300)를 지지함으로써 유지될 수 있고, 또는 링크(400)에 상시적으로 탄성력을 인가하여 모터(220)가 작동하지 않는 경우 링크(400)의 각도를 도 3a에 도시된 바와 같이 유지하는 탄성 부재를 더 포함함으로써 유지될 수도 있다.As shown in FIG. 3A, the angle of the
모터(220)가 작동되어 모터(220)의 샤프트(222)가 시계방향으로 회전하기 시작하면, 도 3b에 도시된 바와 같이 모터(220)의 샤프트(222)에 고정된 원동 기어(210) 또한 시계방향으로 회전(31)한다. 이 경우, 원동 기어(210)의 상기 시계방향 회전력(31)은 원동 기어(210)와 치합된 구동 기어(300)를 시계 반대 방향으로 회전(33)시킴과 동시에, 상기 구동 기어(300) 자체를 아래 방향으로 민다. 구동 기어(300)는 고정된 부재에 장착된 것이 아니라 일축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 링크(400)에 고정되어 있기 때문에, 원동 기어(210)의 상기 시계방향 회전력(31)이 구동 기어(300)가 아래 방향으로 미는 힘에 의해 링크(400) 중 구동 기어(300)가 고정된 단부가, 반대쪽 단부가 모터(220) 샤프트(222)와 힌지 결합하여 상기 반대쪽 단부에 형성된 힌지 축을 중심으로, 시계방향으로 회전(32)한다. 그 결과, 링크(400)가 상기와 같이 회전(32)함에 따라 구동 기어(300)가 호를 그리며 아래로 이동하여 자전거 타이어(20)와 접하게 된다.When the
구동 기어(300)가 타이어(20)와 접하면, 구동 기어(300)의 위치는 타이어(20)와의 접촉에 의해 고정되기 때문에 링크(400)는 더 이상 회전하지 않는다. 반면, 원동 기어(210)의 시계방향 회전(31)은 구동 기어(300)를 계속하여 시계 반대 방향으로 회전(33)시키고, 회전하는 구동 기어(300)와 접한 타이어(20)는 시계 방향으로 회전할 수 있으며, 그 결과 자전거가 전기적 동력을 이용하여 구동될 수 있다.When the
상기와 같은 링크(400) 구성을 통해, 모터(220)가 작동하지 않을 때에는 자전거 타이어(20)와 접촉하지 않던 구동 기어(300)가 모터(220)가 작동하기 시작할 때 타이어(20) 측으로 자동으로 이동할 수 있다. 뿐만 아니라, 도 3b에서 도시된 바와 같이 모터(220)가 구동되는 한 링크(400)는 원동 기어(210)로부터 링크(400)의 구동 기어(300)가 고정된 단부가 자전거를 향해서 회전하게 하는 힘을 항상 받기 때문에, 구동 기어(300)와 자전거 타이어(20) 사이의 접촉을 더 기밀하게 유지할 수 있다. 즉, 구동 기어(300)가 자전거 타이어(20)와 접촉해야만 링크(400)의 회전이 멈추도록 구성됨으로써 모터(220)가 작동할 때에는 구동 기어(300)와 자전거 타이어(20)의 접촉이 항상 유지될 수 있다. Through the
도 4에는 장착부(100)의 세부 구성 및 동작이 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 자전거 구동 장치의 장착부(100)는 위치 결정 로드(120)(rod) 및 클램프(110)를 포함할 수 있다.4 illustrates a detailed configuration and operation of the mounting unit 100. As shown in FIG. 4, the mounting portion 100 of the bicycle driving device may include a
위치 결정 로드(120)는 모터(220) 및 링크(400)의 일단을 지지하며, 클램프(110)에 의해 슬라이드 이동 가능하게 지지되어 도 4에 도시된 바와 같이 클램프(110)에 대해 상하 또는 앞뒤로 왕복 이동(41)할 수 있다. 위치 결정 로드(120)는 클램프(110)에 대해 슬라이드 이동하여 위치를 변경하다가, 조임쇠(122)를 통해 특정 위치에서 클램프(110)에 대해 고정될 수 있다. 조임쇠(122)는 회전하는 방향에 따라 클램프(110)에 체결되거나 분리될 수 있는 부재로, 사용자는 위치 결정 로드(120)를 특정 위치에 위치시킨 후 조임쇠(122)를 클램프(110)에 체결되는 방향으로 돌려 위치 결정 로드(120)를 고정할 수 있다. 위치 결정 로드(120)가 위치를 변경함에 따라, 위치 결정 로드(120)에 의해 지지되는 모터(220) 및 링크(400)의 위치가 함께 변경될 수 있다. 그 결과, 클램프(110)가 체결되는 자전거 프레임(10)과 바퀴 사이의 거리에 따라 위치 결정 로드(120)의 위치를 조정함으로써 본 실시예에 따른 자전거 구동 장치를 여러 가지 종류 및 크기의 자전거에 사용할 수 있다.The
클램프(110)는 나사가 형성된 고정 볼트(132)와, 고정 볼트(132)가 회전하는 방향에 따라 위치가 조절되는 고정 볼트(132)에 의해 그 사이 간격이 줄어들거나 늘어나도록 구성된 집게를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 집게는 그 사이 간격에 자전거 프레임(10)의 일부가 내삽된 채 고정 볼트(132)의 회전에 의해 조여질 수 있다. 고정 볼트(132)의 회전에 의해 집게의 간격을 조절할 수 있기 때문에, 자전거 프레임(10)의 두께에 관계 없이 장착부(100)가 체결될 수 있다.The
이하, 본 발명의 여러 가지 다른 실시예에 따른 자전거 구동 장치의 구성 및 동작을 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration and operation of a bicycle driving apparatus according to various other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 6.
다른 실시예에 따르면, 자전거 구동 장치는 위치 복원부를 더 포함할 수 있다. 위치 복원부는 모터(220)가 비작동 시 원동 기어(210)의 회전에 의해 일축을 중심으로 회전하였던 링크(400)를 원 상태로 복원하도록 링크(400)에 탄성력을 인가한다. 위치 복원부에 의해 인가되는 탄성력에 의해 링크(400) 중 구동 기어(300)가 고정되는 단부는 모터(220)의 작동이 종료되면 반대쪽 단부에 형성된 힌지 축을 중심으로 자전거 타이어(20)로부터 멀어지는 방향으로 회전할 수 있다. 위치 복원부를 통해, 모터(220)의 작동이 종료되면 사용자가 별도의 조작을 하지 않아도 구동 기어(300)는 자전거 타이어(20)와 비접촉 상태로 되돌아갈 수 있다.According to another embodiment, the bicycle driving device may further include a position restoration unit. The position restoring unit applies an elastic force to the
일 실시예에 따르면, 상기 위치 복원부는 도 5에 도시된 것과 같은 비틀림 스프링(410)일 수 있다. 이 때, 비틀림 스프링(410)의 일단은 장착부(100)에, 타단은 링크(400) 중 힌지 결합이 형성되는 일단에 고정될 수 있으며, 그 결과 도 5에 도시된 바와 같이 비틀림 스프링(410)은 모터(220)의 샤프트(222) 상에서 장착부(100)와 링크(400) 사이에 구비될 수 있다.According to an embodiment, the position restoring unit may be a
또 다른 실시예에 따르면, 자전거 구동 장치는 도 1a에 도시된 바와 같이 배터리(500)를 더 포함할 수 있다. 배터리(500)는 자전거 프레임(10) 또는 장착부(100)에 장착될 수 있으며, 자전거 구동 장치의 모터(220)에 전원을 공급할 수 있다. 배터리(500)는 개별적으로 충전되거나, 또는 자전거 구동 장치의 모터(220)를 발전기로 이용하여 충전될 수 있다.According to another embodiment, the bicycle driving device may further include a
자전거 구동 장치의 모터(220)를 이용한 배터리(500)의 충전은 모터(220)가 작동하지 않을 때 수행될 수 있다. 모터(220)가 작동하지 않을 때 구동 기어(300)가 자전거 타이어(20)와 접촉시킨 상태로 운전자가 페달을 밟으면, 페달의 답력으로 회전하는 자전거 타이어(20)에 의해 구동 기어(300)가 회전한다. 이 때, 구동 기어(300)와 치합된 원동 기어(210)는 구동 기어(300)와 연동하여 회전하고, 그 결과 원동 기어(210)가 고정된 모터(220)의 샤프트(222) 또한 회전한다. 모터(220)의 샤프트(222)가 회전하면, 모터(220)에는 기전력이 발생하고 상기 기전력에 의해 배터리(500)가 충전될 수 있다. 상기 기전력은 DC-DC 컨버터를 이용하여 승압될 수도 있다.The charging of the
본 실시예에 따르면, 전력을 이용하여 자전거를 구동시키는 자전거 구동 장치를 이용하여 상기 전력을 제공하는 배터리(500)를 자체적으로 충전할 수 있다. 배터리(500)를 개별적으로 충전하지 않아도 되기 때문에 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.According to the present embodiment, the
일 실시예에 따르면, 자전거 구동 장치는 링크(400) 고정부를 더 포함할 수 있다. 링크(400) 고정부는 구동 기어(300)가 자전거 타이어(20)와 접촉된 상태에서 링크(400)를 고정하여 자전거 타이어(20)와 구동 기어(300)의 접촉을 유지할 수 있다. 상기 링크(400) 고정부를 통해, 자전거를 수동으로 운전 시 자전거 타이어(20)와 구동 기어(300)의 접촉을 효율적으로 유지함으로써 모터(220)의 기전력을 이용하여 배터리(500)를 효과적으로 충전할 수 있다.According to an embodiment, the bicycle driving device may further include a
모터(220)의 기전력을 이용하여 배터리(500)를 충전하고자 하는 경우, 자전거 구동 장치는 모터(220) 구동 모드와 배터리(500) 충전 모드 중 하나를 선택할 수 있는 모드 변경 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 모터(220) 구동 모드는 배터리(500)의 전원을 이용하여 모터(220)를 작동시키는 모드이고, 상기 배터리(500) 충전 모드는 모터(220)에 전원을 인가하지 않고 모터(220)의 샤프트(222)를 회전시켜 그에 따라 발생하는 기전력으로 배터리(500)를 충전시키는 모드이다. 상기 모드 변경 스위치는 모터(220) 구동 모드에서 배터리(500)의 전원을 모터(220)로 유입시키는 회로를 구성하고, 배터리(500) 충전 모드에서 모터(220)의 기전력을 배터리(500)로 유입시키는 회로를 구성할 수 있다. 그 결과, 사용자가 상기 모드 변경 스위치를 통해 모터(220) 구동 모드와 배터리(500) 충전 모드 중 하나를 선택하면 선택된 모드에 대응하는 회로만이 완성되어, 모터(220)가 전원을 인가 받아 구동되는 경우와 기전력을 생성하여 배터리(500)를 충전시키는 경우가 서로 충돌하지 않을 수 있다.When the
또 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이 자전거 구동 장치는 장착부(100), 모터(220), 원동 기어(210), 링크(400), 구동 기어(300) 및 구동 롤러(310)를 포함할 수 있다.According to another embodiment, as shown in FIG. 6, the bicycle driving device includes a mounting unit 100, a
전술된 실시예에서는 원동 기어(210)와 치합되어 회전하는 구동 기어(300)가 직접 자전거 타이어(20)와 접하여 자전거 타이어(20)를 회전시키는 반면, 본 실시예에서는 구동 기어(300)와 동축으로 연결된 구동 롤러(310)가 자전거 타이어(20)와 접하여 자전거 타이어(20)를 회전시킨다. 전술된 실시예에서와 마찬가지로 구동 롤러(310)는 모터(220)가 작동 시에만 자전거 타이어(20)와 접촉하여 자전거를 구동시킨다. 이 때, 일 실시예에 따르면 일단이 장착부(100)에 고정되고 타단이 링크(400)에 고정된 비틀림 스프링(410)을 더 포함하여 모터(220)의 작동이 종료되는 경우 구동 롤러(310)가 자전거 타이어(20)와 자동적으로 비접촉 상태가 되게 할 수 있다. 장착부(100), 모터(220), 원동 기어(210), 링크(400) 및 구동 기어(300)의 구성 및 동작은 전술된 바와 같으므로 생략하도록 한다.In the above-described embodiment, while the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10: 자전거 프레임
20: 자전거 타이어
100: 장착부
110: 클램프
120: 위치 결정 로드
210: 원동 기어
220: 모터
300: 구동 기어
310: 구동 롤러
400: 링크
410: 비틀림 스프링
500: 배터리10: bicycle frame
20: bicycle tire
100: mounting portion
110: clamp
120: positioning load
210: prime mover
220: motor
300: drive gear
310: drive roller
400: link
410: torsion spring
500: Battery
Claims (14)
상기 장착부에 의해 지지되는 모터;
상기 모터의 샤프트에 고정되어 상기 모터와 연동하여 회전하는 원동 기어; 및
상기 원동 기어와 연동하여 회전하며, 상기 모터 작동 시 타이어와 접촉하여 상기 타이어를 회전시키도록 구성된 구동 기어를 포함하되,
상기 모터 작동 시, 상기 원동 기어는 회전하여 상기 구동 기어가 상기 타이어와 접촉하도록 상기 구동 기어를 이동시키는 자전거 구동 장치.A mounting portion fastened to the bicycle frame;
A motor supported by the mounting portion;
A driving gear fixed to the shaft of the motor and rotating in association with the motor; And
A drive gear configured to rotate in association with the motive gear and to rotate the tire in contact with the tire when the motor is operated,
And, when the motor is in operation, the motive gear rotates to move the drive gear such that the drive gear contacts the tire.
상기 구동 기어는 상기 원동 기어와 치합되며,
일축을 중심으로 회동 가능하도록 일단이 상기 장착부 또는 상기 모터의 샤프트와 힌지 결합하고, 타단에 상기 구동 기어가 회전 가능하게 고정되는 링크를 더 포함하되,
상기 모터 작동 시, 상기 원동 기어는 회전하여 상기 링크의 상기 타단이 상기 일축을 중심으로 일 방향으로 회동하게 하는 자전거 구동 장치.The method of claim 1,
The drive gear meshes with the motive gear,
One end is hinged to the mounting portion or the shaft of the motor so as to be rotatable about one axis, and the other end further comprises a link rotatably fixed to the drive gear,
And, when the motor is in operation, the driving gear rotates to cause the other end of the link to rotate in one direction about the one axis.
상기 링크의 상기 타단이 상기 일 방향과 반대 방향으로 회동하도록 상기 링크에 탄성력을 인가하는 위치 복원부를 더 포함하는 자전거 구동 장치.3. The method of claim 2,
And a restoring unit for applying an elastic force to the link such that the other end of the link rotates in a direction opposite to the one direction.
상기 위치 복원부는 일단이 상기 장착부에 고정되고, 타단이 상기 링크의 상기 일단에 고정된 비틀림 스프링을 포함하는 자전거 구동 장치.The method of claim 3, wherein
And the position restoring portion includes a torsion spring having one end fixed to the mounting portion and the other end fixed to the one end of the link.
상기 장착부에 의해 지지되는 모터;
상기 모터의 샤프트에 고정되어 상기 모터와 연동하여 회전하는 원동 기어;
일축을 중심으로 회동 가능하도록 일단이 상기 장착부 또는 상기 모터의 샤프트와 힌지 결합하는 링크; 및
상기 링크의 타단에 회전 가능하게 고정되며, 상기 원동 기어와 치합되어 연동되는 구동 기어를 포함하되,
상기 구동 기어는 상기 모터 작동 시 타이어와 접촉하여 상기 타이어를 회전시키도록 구성된 자전거 구동 장치.A mounting portion fastened to the bicycle frame;
A motor supported by the mounting portion;
A driving gear fixed to the shaft of the motor and rotating in association with the motor;
A link that one end hinges with a shaft of the mounting portion or the motor to be rotatable about one axis; And
Rotationally fixed to the other end of the link, including a drive gear interlocked with the driving gear,
And the drive gear is configured to rotate the tire in contact with the tire when the motor is operated.
상기 장착부는
상기 모터 및 상기 링크의 상기 일단을 지지하는 위치 결정 로드 및 상기 자전거 프레임이 내삽된 채 조여지도록 구성되며 상기 위치 결정 로드를 슬라이드 이동 가능하게 지지하는 클램프를 포함하는 자전거 구동 장치.The method of claim 5, wherein
The mounting portion
A positioning rod for supporting said motor and said one end of said link and a clamp configured to tighten said bicycle frame interpolated, and a clamp for slidably supporting said positioning rod.
상기 장착부는 상기 자전거의 프레임 중 상기 타이어를 지지하는 포크에 체결되는 자전거 구동 장치.The method of claim 5, wherein
The mounting unit is a bicycle driving device fastened to the fork for supporting the tire of the frame of the bicycle.
일단이 상기 장착부에 고정되고, 타단이 상기 링크의 상기 일단에 고정된 비틀림 스프링을 더 포함하는 자전거 구동 장치.The method of claim 5, wherein
And a torsion spring having one end fixed to the mounting portion and the other end fixed to the one end of the link.
상기 모터에 전원을 공급하며, 상기 자전거 프레임 또는 상기 장착부에 장착되는 배터리를 더 포함하는 자전거 구동 장치.The method of claim 5, wherein
And a battery which supplies power to the motor and is mounted on the bicycle frame or the mounting unit.
상기 모터가 비작동 시,
상기 배터리는 상기 타이어와 접하는 상기 구동 기어와 연동하여 회전하는 상기 원동 기어의 회전에 의해 상기 모터에 발생한 기전력을 이용하여 충전되는 자전거 구동 장치.The method of claim 9,
When the motor is not running,
And the battery is charged using electromotive force generated in the motor by the rotation of the motive gear rotating in conjunction with the driving gear in contact with the tire.
상기 모터를 작동시키는 모터 구동 모드 및 상기 배터리를 충전시키는 배터리 충전 모드 중 하나를 선택할 수 있는 모드 변경 스위치를 더 포함하고,
상기 모드 변경 스위치는 상기 모터 구동 모드에서 상기 배터리의 전원을 상기 모터로 유입시키는 회로를 구성하고, 상기 배터리 충전 모드에서 상기 모터의 기전력을 상기 배터리로 유입시키는 회로를 구성하는 자전거 구동 장치.11. The method of claim 10,
And a mode change switch for selecting one of a motor driving mode for operating the motor and a battery charging mode for charging the battery,
And the mode change switch constitutes a circuit for introducing power of the battery into the motor in the motor driving mode, and a circuit for introducing electromotive force of the motor into the battery in the battery charging mode.
상기 구동 기어가 상기 타이어와 접하도록 상기 링크의 위치를 고정하는 링크 고정부를 더 포함하는 자전거 구동 장치.11. The method of claim 10,
And a link fixing portion for fixing the position of the link such that the drive gear is in contact with the tire.
상기 장착부에 의해 지지되는 모터;
상기 모터의 샤프트에 고정되어 상기 모터와 연동하여 회전하는 원동 기어;
일축을 중심으로 회동 가능하도록 일단이 상기 장착부 또는 상기 모터의 샤프트와 힌지 결합하는 링크;
상기 링크의 타단에 회전 가능하게 고정되며, 상기 원동 기어와 치합되어 연동되는 구동 기어; 및
상기 구동 기어와 동축으로 연결되어 상기 구동 기어와 연동하여 회전하며, 상기 모터 작동 시 타이어와 접촉하여 상기 타이어를 회전시키도록 구성된 구동 롤러를 포함하는 자전거 구동 장치.A mounting portion fastened to the bicycle frame;
A motor supported by the mounting portion;
A driving gear fixed to the shaft of the motor and rotating in association with the motor;
A link that one end hinges with a shaft of the mounting portion or the motor to be rotatable about one axis;
A driving gear rotatably fixed to the other end of the link and engaged with the driving gear to interlock with the driving gear; And
And a drive roller which is coaxially connected with the drive gear and rotates in association with the drive gear, the drive roller being configured to rotate the tire in contact with the tire when the motor is operated.
일단이 상기 장착부에 고정되고, 타단이 상기 링크의 상기 일단에 고정된 비틀림 스프링을 더 포함하는 자전거 구동 장치.The method of claim 13,
And a torsion spring having one end fixed to the mounting portion and the other end fixed to the one end of the link.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120053113A KR20130128917A (en) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | Wheel driving device for bicycles |
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KR1020120053113A KR20130128917A (en) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | Wheel driving device for bicycles |
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KR (1) | KR20130128917A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107521608A (en) * | 2017-08-29 | 2017-12-29 | 黄大成 | A kind of Accelarators for bicycles controlled based on wireless controller and the bicycle for assembling the booster |
-
2012
- 2012-05-18 KR KR1020120053113A patent/KR20130128917A/en not_active Application Discontinuation
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