KR20220149958A - 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차에 관한 것으로, 조향시 한쌍의 전륜이 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 동시에 한쌍의 전륜 각각이 전 또는 후 방향으로 이동하여 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차{Electric three wheeled vehicle for improving steering stability}

본 발명은 차량의 조향 기술에 관련한 것으로, 특히 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차에 관한 것이다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0112026호(2012.10.11) 등에서 기재된 바와 같이, 전동 삼륜차는 모터의 회전력을 이용해 전륜 또는 후륜을 회전시켜 이동하는 이동 수단으로, 한쌍의 전륜과 하나의 후륜 또는 하나의 전륜과 한쌍의 후륜을 구비할 수 있으며, 모터 회전력을 이용하지 않는 비동력 륜을 이용해 조향이 이루어진다.

전동 이륜차에 비해 주행 안정성이 우수하고, 전동 사륜차에 비해 소형 경량인 전동 삼륜차는 차량 제작이 용이하고 가격도 비교적 저렴하므로, 단거리용 이동수단으로 주로 사용된다. 그러나, 이러한 이점에도 불구하고 좌우 회전시 원심력을 상쇄할 만큼의 충분한 각도와 동력을 제공하지 못하므로, 회전 안정성이 미흡하여 널리 사용되지 못하고 있다.

따라서, 본 발명자는 조향시 한쌍의 전륜이 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 동시에 한쌍의 전륜 각각이 전 또는 후 방향으로 이동하여 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공함으로써 회전 안정성을 향상할 수 있는 전동 삼륜차의 조향 기술에 대한 연구를 하였다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0112026호(2012.10.11)

본 발명은 조향시 한쌍의 전륜이 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 동시에 한쌍의 전륜 각각이 전 또는 후 방향으로 이동하여 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공할 수 있는 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차가 한쌍의 전륜과; 하나의 후륜과; 하나의 후륜을 회전 구동하는 구동 모터와; 한쌍의 전륜이 시계 또는 반시계 방향으로 회전되도록 조향하는 조향부와; 한쌍의 전륜을 전 또는 후 방향으로 이동시켜 조향을 보조하는 조향 보조부와; 구동 모터의 회전 구동 제어를 포함하는 장치 전반을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 조향부가 핸들에 축설되어 사용자의 핸들 조작에 따라 회전되는 회전 샤프트와; 회전 샤프트에 수직하게 전후방을 향하도록 회전 샤프트에 관통 설치되어, 회전 샤프트 회전 방향으로 회전하는 조향봉과; 조향봉 양단에 각각 그 중심이 링크되어, 조향봉 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 한쌍의 수평봉과; 한쌍의 수평봉 양단에 그 양단이 각각 링크되어, 한쌍의 수평봉의 왕복 운동을 다시 회전 운동으로 변환하여 한쌍의 전륜을 조향하는 한쌍의 수직봉을 포함할 수 있다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 조향 보조부가 회전 샤프트 회전에 따라 한쌍의 수직봉 각각에 수직한 방향으로 축설되는 한쌍의 전륜을 전 또는 후 방향으로 기계 제어식으로 이동시키도록 구현될 수 있다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 조향 보조부가 회전 샤프트의 회전각에 따라 한쌍의 전륜을 한쌍의 수직봉 상에서 전 또는 후 방향으로 전자 제어식으로 이동시키도록 구현될 수 있다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 조향 보조부가 회전 샤프트의 회전각을 검출하는 회전각 센서와; 회전각 센서에 의해 검출되는 회전 샤프트의 회전각에 따른 한쌍의 전륜 이동 제어 명령을 제어부로부터 수신하여 한쌍의 전륜을 한쌍의 수직봉 상에서 전 또는 후 방향으로 이동시키는 전륜 이동부를 포함할 수 있다.

본 발명은 조향시 한쌍의 전륜이 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 동시에 한쌍의 전륜 각각이 전 또는 후 방향으로 이동하여 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공함으로써 회전 안정성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차의 조향 보조부가 기계 제어식으로 구현된 경우의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차의 조향 보조부가 전자 제어식으로 구현된 경우의 일 실시예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차(100)는 한쌍의 전륜(110)과, 하나의 후륜(120)과, 구동 모터(130)와, 조향부(140)와, 조향 보조부(150)와, 제어부(160)를 포함한다.

한쌍의 전륜(110)은 구동 모터에 의한 회전력이 인가되지 않는 비동력 륜으로, 사용자의 좌 또는 우 회전 조작이 이루어지는 핸들(도면 도시 생략)에 따른 시계 또는 반시계 방향의 조향에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전된다.

하나의 후륜(120)은 구동 모터에 의한 회전력이 인가되는 동력 륜으로, 사용자의 좌 또는 우 회전 조작이 이루어지는 핸들에 따른 시계 또는 반시계 방향의 조향과는 무관하게 시계 또는 반시계 방향으로는 회전되지 않는다.

구동 모터(130)는 하나의 후륜(120)을 회전 구동하는 동력원이다. 구동 모터(130)는 외부 전원과 접속되어 충전되는 충전 배터리(도면 도시 생략)로부터 전원이 공급되어 기동되어 하나의 후륜(120)을 회전 구동한다.

조향부(140)는 한쌍의 전륜(110)이 시계 또는 반시계 방향으로 회전되도록 조향한다. 예컨대, 조향부(140)가 회전 샤프트(141)와, 조향봉(142)과, 한쌍의 수평봉(143)과, 한쌍의 수직봉(144)을 포함할 수 있다.

회전 샤프트(141)는 핸들에 축설되어 사용자의 핸들 조작에 따라 회전된다. 삼륜차를 좌 또는 우 방향으로 이동시키기 위해 사용자가 핸들을 손으로 잡고 시계 또는 반시계 방향으로 핸들을 회전 조작하면, 핸들 중심에 축설된 회전 샤프트(141) 역시 시계 또는 반시계 방향으로 회전한다.

조향봉(142)은 회전 샤프트(141)에 수직하게 전후방을 향하도록 회전 샤프트(141)에 관통 설치되어, 회전 샤프트(141) 회전 방향으로 회전한다. 사용자의 핸들 조작에 의해 핸들이 시계 또는 반시계 방향으로 회전되면, 회전 샤프트(141)에 관통 설치된 조향봉(142) 역시 시계 또는 반시계 방향으로 회전한다.

한쌍의 수평봉(143)은 조향봉(142) 양단에 각각 그 중심이 링크되어, 조향봉 회전 운동을 왕복 운동으로 변환한다. 예컨대, 한쌍의 수평봉(143) 각각의 중심에 조향봉(142) 양단이 각각 축설되어, 조향봉(142)이 시계 또는 반시계 방향으로 회전하면 상부의 수평봉은 우측 또는 좌측 방향으로 이동하고, 하부의 수평봉은 상부의 수평봉과는 반대 방향으로 서로 어긋나게 이동하도록 구현될 수 있다.

한쌍의 수직봉(144)은 한쌍의 수평봉(143) 양단에 그 양단이 각각 링크되어, 한쌍의 수평봉(143)의 왕복 운동을 다시 회전 운동으로 변환하여 한쌍의 전륜을 조향한다. 한쌍의 수평봉(143)은 조향봉(142)이 시계 또는 반시계 방향으로 회전함에 따라 서로 어긋나도록 좌 또는 우 방향으로 이동하므로, 한쌍의 수직봉(144) 양단에 각각 링크되는 한쌍의 수직봉(144)은 서로 어긋나도록 좌 또는 우 방향으로 이동하는 한쌍의 수평봉(143)에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전한다.

이에 따라, 한쌍의 수직봉(144) 각각에 수직한 방향으로 비동력 륜인 한쌍의 전륜(110)이 축설되면, 한쌍의 수직봉(144)이 시계 또는 반시계 방향으로 회전함에 따라 한쌍의 전륜(110)이 우 또는 좌 방향으로 회전한다.

조향 보조부(150)는 한쌍의 전륜(110)을 전 또는 후 방향으로 이동시켜 조향을 보조한다. 이 때, 조향 보조부(150)가 기계 제어식으로 구현될 수도 있고, 전자 제어식으로 구현될 수도 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 추후 도 2 및 도 3 을 참조하여 설명한다.

제어부(160)는 구동 모터(130)의 회전 구동 제어를 포함하는 장치 전반을 제어한다. 예컨대, 제어부(160)는 구동 모터(130)를 정 방향으로 회전 구동시켜 삼륜차가 전진하도록 제어하고, 구동 모터(130)를 역 방향으로 회전 구동시켜 삼륜차가 후진하도록 제어한다.

이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 조향시 한쌍의 전륜이 조향부(140)에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 동시에 한쌍의 전륜 각각이 조향 보조부(150)에 의해 전 또는 후 방향으로 이동함으로써 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공할 수 있으므로, 삼륜차의 회전 안정성을 향상할 수 있다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 조향 보조부(150)가 조향부(140)의 회전 샤프트(141) 회전에 따라 한쌍의 수직봉(144) 각각에 수직한 방향으로 축설되는 한쌍의 전륜(110)을 전 또는 후 방향으로 기계 제어식으로 이동시키도록 구현될 수 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차의 조향 보조부가 기계 제어식으로 구현된 경우의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 2 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 조향 보조부(150)는 회전 샤프트(141)에 수직하게 좌우 방향을 향하도록 회전 샤프트(141)에 관통하도록 수직 조향 보조봉(151)을 설치하고, 한쌍의 전륜(110)이 수직한 방향으로 축설되는 한쌍의 수직봉(144) 중심에 수직 조향 보조봉(151) 양단 각각을 축설하여 조향 보조부(150)를 기계 제어식으로 구현한 것이다.

이와 같이 구현할 경우, 조향부(140)의 조향 동작과는 독립적으로 조향부(140) 전체를 회전 샤프트(141) 회전만으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전시켜 한쌍의 전륜(110)을 전 또는 후 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공할 수 있어 삼륜차의 회전 안정성을 향상할 수 있다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 조향 보조부(150)가 조향부(140)의 회전 샤프트(141)의 회전각에 따라 한쌍의 전륜(110)을 한쌍의 수직봉(144) 상에서 전 또는 후 방향으로 전자 제어식으로 이동시키도록 구현될 수 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차의 조향 보조부가 전자 제어식으로 구현된 경우의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 3 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 조향 보조부(150)는 회전각 센서(152)와, 전륜 이동부(153)를 포함한다.

회전각 센서(152)는 조향부(140)의 회전 샤프트(141)의 회전각을 검출한다. 예컨대, 회전 샤프트(141)에 다수의 자석(강자성체)들을 요철 형태로 부착하고, 이 자석들 부근에 전자 코일이나 홀 소자, 자기저항 소자 등을 근접 배치하여 요철의 수를 계측하여 회전각을 얻는 전자식, 홀 효과식, 자기저항식으로 회전각 센서(152)를 구현할 수 있다.

전륜 이동부(153)는 회전각 센서(152)에 의해 검출되는 회전 샤프트(141)의 회전각에 따른 한쌍의 전륜 이동 제어 명령을 제어부(160)로부터 수신하여 한쌍의 전륜(110)을 한쌍의 수직봉(144) 상에서 전 또는 후 방향으로 이동시킨다. 이를 위해 한쌍의 수직봉(144) 각각에 한쌍의 전륜(110) 각각이 슬라이딩되어 가이드되는 가이드홈(144a)이 형성될 수 있다.

예컨대, 전륜 이동부(153)가 랙(Rack) 기어(도면 도시 생략)과 피니언(Pinion) 기어(도면 도시 생략)로 구성되어, 회전 샤프트(141)의 회전각에 따른 한쌍의 전륜 이동 제어 명령에 따라 피니언 기어를 모터(도면 도시 생략)를 사용해 회전 샤프트 회전각 만큼 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키고, 피니언 기어와 맞물리는 랙(Rack) 기어를 통해 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하도록 구현될 수 있다.

한쌍의 수직봉(144)에 각각 형성된 가이드홈(도면 도시 생략)을 따라 랙 기어가 가이드 되면서 이동하도록 구현한 상태에서 랙(Rack) 기어 하부에 전륜(110) 결합시키면, 회전각 센서(152)에 의해 검출되는 회전 샤프트(141)의 회전각에 따라 한쌍의 전륜(110)을 한쌍의 수직봉(144) 상에서 전 또는 후 방향으로 이동시킬 수 있다.

이와 같이 구현할 경우, 조향부(140)의 조향 동작과는 독립적으로 회전 샤프트(141) 회전만으로 한쌍의 전륜(110)을 전 또는 후 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공할 수 있어 삼륜차의 회전 안정성을 향상할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 조향시 한쌍의 전륜이 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 동시에 한쌍의 전륜 각각이 전 또는 후 방향으로 이동하여 적은 동력으로도 충분한 회전각을 제공함으로써 회전 안정성을 향상할 수 있으므로, 상기한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 차량의 조향 관련 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.

100 : 전동 삼륜차
110 : 전륜
120 : 후륜
130 : 구동 모터
140 : 조향부
141 : 회전 샤프트
142 : 조향봉
143 : 수평봉
144 : 수직봉
150 : 조향 보조부
151 : 조향 보조봉
152 : 회전각 센서
153 : 전륜 이동부
160 : 제어부

Claims (5)

1. 한쌍의 전륜과;
   하나의 후륜과;
   하나의 후륜을 회전 구동하는 구동 모터와;
   한쌍의 전륜이 시계 또는 반시계 방향으로 회전되도록 조향하는 조향부와;
   한쌍의 전륜을 전 또는 후 방향으로 이동시켜 조향을 보조하는 조향 보조부와;
   구동 모터의 회전 구동 제어를 포함하는 장치 전반을 제어하는 제어부를;
   포함하는 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차.
2. 제 1 항에 있어서,
   조향부가:
   핸들에 축설되어 사용자의 핸들 조작에 따라 회전되는 회전 샤프트와;
   회전 샤프트에 수직하게 전후방을 향하도록 회전 샤프트에 관통 설치되어, 회전 샤프트 회전 방향으로 회전하는 조향봉과;
   조향봉 양단에 각각 그 중심이 링크되어, 조향봉 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 한쌍의 수평봉과;
   한쌍의 수평봉 양단에 그 양단이 각각 링크되어, 한쌍의 수평봉의 왕복 운동을 다시 회전 운동으로 변환하여 한쌍의 전륜을 조향하는 한쌍의 수직봉을;
   포함하는 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차.
3. 제 2 항에 있어서,
   조향 보조부가:
   회전 샤프트 회전에 따라 한쌍의 수직봉 각각에 수직한 방향으로 축설되는 한쌍의 전륜을 전 또는 후 방향으로 기계 제어식으로 이동시키는 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차.
4. 제 2 항에 있어서,
   조향 보조부가:
   회전 샤프트의 회전각에 따라 한쌍의 전륜을 한쌍의 수직봉 상에서 전 또는 후 방향으로 전자 제어식으로 이동시키는 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차.
5. 제 4 항에 있어서,
   조향 보조부가:
   회전 샤프트의 회전각을 검출하는 회전각 센서와;
   회전각 센서에 의해 검출되는 회전 샤프트의 회전각에 따른 한쌍의 전륜 이동 제어 명령을 제어부로부터 수신하여 한쌍의 전륜을 한쌍의 수직봉 상에서 전 또는 후 방향으로 이동시키는 전륜 이동부를;
   포함하는 조향 안정성이 향상된 전동 삼륜차.

Images