KR0141511B1 - 자전거의 전진구동 주행장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전자의 의도에 따라 레버를 선택조정한 후, 페달을 역방향으로 밟음에 따라서, 페달의 역구동력이 베벨기어의 변환 구동에 의하여 전진구동이 이루어질 수 있도록 하는 동시에, 또한 레버의 선택조정에 의하여 기존의 자전거와 마찬가지로 페달의 역구동시에 공회전이 가능하도록 하여, 운전자의 피로를 덜고 힘의 손실을 방지하며, 다리근육의 균형있는 발달을 일상생활에서 단련할 수 있는 자전거의 전진구동 주행장치에 관한 것으로, 자전거의 페달축(10)에 스프로켓축받이(31)가 일방향클러치수단(80)으로 결합되어 페달의 구름력이 전달될 수 있도록 되어 있는 동시에, 뒷바퀴와 체인으로 연결되는 구동스프로켓(30)과; 상기 페달축(10)에 고정되어 상기 구동스프로켓(30)과 연결구동되는 제 1 베벨기어(40)와; 상기 제 1 베벨기어(40)와 이맞물림구동되며 베벨축받이(51)에 지지되어 유동가능한 제 2 베벨기어와(50); 변환레버(20)에 의하여 슬라이드이동 되어 상기 제 2 베벨기어(50)의 베벨축받이(51)를 이맞물림으로 유지 고정시킬 수 있는 변환커플링체(60)로 이루어져, 페달축(10)의 역구동을 베벨기어로 변환시키어 구동스프로켓(30)이 정방향으로 구동되도록 한 것이다.

Description

자전거의 전진구동 주행장치

제 1 도는, 본 발명의 자전거의 전진구동 주행장치를 일부 절결하여 나타낸 사시도.

제 2 도는, 본 발명의 제 1 도의 A-A선 종단면도로서, 페달의 정방향 전진구동시를 나타낸 도.

제 3 도는, 본 발명 제 1 도의 A-A선 단면도로서, 페달의 역방향 전진구동시를 나타낸 도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명

10: 페달축 20: 변환레버

30: 구동스프로킷 31: 스프로킷축받이

40: 제 1 베벨기어 41: 스톱퍼핀

50: 제 2 베벨기어 51: 베벨축받이

52: 베벨축 53,61: 래칫이

60: 변환커플링체 70: 고정원통 브라켓트

71: 니이들클러치 80: 클러치베어링

100: 원통유지체

본 발명은 탑승자의 의도에 따라 레버를 선택조정한후, 페달을 역방향으로 밟음에 따라서, 페달의 역구동력이 베벨기어의 변환 구동에 의하여 전진구동이 이루어질 수 있도록 하는 동시에, 또한 레버의 선택조정에 의하여 종래의 자전거와 마찬가지로 페달의 역구동시에 공회전이 가능하도록 하여, 탑승자의 피로를 덜고 힘의 손실을 방지하며, 다리근육이 균형있는 발달을 일상생활에서 단련할 수 있는 자전거의 전진구동 주행장치에 관한 것이다.

일반적으로 자전거의 추진동력은 페달을 밟아서 얻고 이를 구동 스프로킷과 체인 그리고 종동 스프로킷으로 차례로 전달하여 뒷바퀴를 추진하게 되어져 있다.

그러나 이러한 자전거들의 대부분이 그렇듯이 자전거를 앞쪽으로 주행시키기 위해서는 페달을 앞으로만 구동하여야 하고 페달을 뒤로 구동해서는 자전거를 앞으로 주행할 수 없게 되어져 있다.

이렇게 자전거를 일 방향으로만 구동할 수 있는 자전거는 자전거 탑승자가 자전거를 장시간 주행할 때 주행자의 다리를 쉽게 피로하게 하며 또한 다리근육의 발달을 불 균일하게 하는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 개선하고자 한 방향으로만 구동할 수 있는 통상의 자전거를 양 방향으로 구동할 수 있게 하는 장치를 개발하기 위하여 여러 발명가들이 노력하여 왔다.

지금까지 개발된 양 방향 구동장치 즉, 자전거의 페달을 앞으로 구동하면 자전거가 앞으로 주행하는 한편 페달을 뒤로 구동함에도 불구하고 자전거는 여전히 앞으로 주행할 수 있으며 동시에, 탑승자의 의도에 따라 레버를 선택 조정하여 종래의 자전거와 마찬가지로 페달을 뒤로 구동하여도 페달이 공회전 할 수 있도록 한 장치가 대한민국 실용신안 공고번호 92-1405호의 자전거 역구동 주행장치가 개시되어 있다.

이는 작은 체인기어 앞쪽에 또 다른 체인기어와 직경이 큰 평기어를 동일축상에 형성하고, 공지의 직경이 작은 체인기어와 연결되어 구동되는 직경이 작은 평기어를 구동시키어 큰 평기어와 같이 연결 구동되도록 하여, 페달에 의하여 공지의 작은 체인기어가 구동됨에 따라서, 자전거가 전진주행되도록 되고, 또한 상기 페달의 역구동에 의하여도 작은 체인기어, 큰 평기어, 작은 평기어가 연결구동되어서 역시 전진주행되도록 되어 있다.

상기와 같은 역구동장치의 경우에는 별도의 체인기어, 작은 평기어 및 큰 평기어를 외부에 노출시키어 장착하여야 함에 따라서 설치의 스페이스 공간이 별도로 필요로 하고, 또한 외부로 노출되는 상기의 부속품의 추가로 인하여, 자전거의 전체 중량이 증가하는 결함이 있다.

또한, 종래의 자전거와 같이 페달을 뒷쪽으로 굴러서 이루어지는 공회전이 없어 장시간 동안 주행하다 보면, 탑승자의 다리에 쉽게 피로를 줄 수 있는 결점이 있다.

또한 국내 실용신안 공고번호 91-3786호에 있어서는 페달이 형성되는 스플라인휠의 메인축에 링기어, 구동기어를 형성하고, 또한 메인축의 지지대에 별도의 기어가 상기 링기어 및 구동기어와 이맞물림되어 구동되도록 되어, 탑승자가 페달의 회전운동을 정회전 또는 역회전시키게 되면, 종동축 사이의 스플라인휠이 항상 정회전이 이루어지도록 되어 있다.

그러나, 앞서 설명한 종래의 전진구동 장치에 비하여 부품의 소형화 및 감소로 인하여 자전거의 전체의 중량을 줄일 수 있으나, 상기와 마찬가지로 종래의 자전거와 같이 페달을 뒷쪽으로 굴러서 이루어지는 공회전이 없기 때문에, 장시간 동안 주행하다 보면 탑승자의 다리에 쉽게 피로를 줄 수 있는 결점이 있으며, 치합의 과부하로 인해 치형이 파손된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해소하기 위한 것으로, 페달축으로 전달되는 역구동력이 페달축의 제 1 베벨기어와 축받이에 의하여 구동가능한 제 2 베벨기어와의 이맞물림구동으로 정회정의 구동력이 전달될 수 있도록 하므로써, 탑승자의 의도에 따라 페달의 정회전 및 역회전의 구동이 변환에 의하여 전진구동의 주행이 이루어지도록 하는데에 있다.

또 다른 목적은 종래의 자전거와 같은 공회전으로 변환시킬 수 있도록 하여 탑승자의 의도에 따른 주행선택의 폭을 높여 장시간 주행하더라도 지루한 감을 주지 않도록 하는 데에 있다.

또 다른 목적은 변환레버와 일방향클러치인 클러치베어링 및 니이들베어링에 의해 치합의 과부하로 인한 치형 파손등을 미연에 방지할 수가 있도록 하는 데에 있다.

본 발명은 자전거의 페달축에 스프로킷축받이가 클러치베어링으로 결합되어 페달의 구름력이 전달될 수 있도록 되어 있는 동시에, 뒷바퀴에 체인으로 연결되는 구동스프로킷과; 상기 페달축에 고정된 상기 구동스프로킷과 페달축 사이에 설치되는 일방향클러치수단과; 상기 구동스프로킷에 일체로 형성된 커플링에 의해 연결구동되는 제 1 베벨기어와; 상기 제 1 베벨기어와 이맞물림구동되며 베벨축받이에 유동가능하게 지지된 제 2 베벨기어와; 변환레버에 의하여 슬라이드이동되어 상기 제 2 베벨기어의 베벨축받이에 형성된 래칫이와 이맞물림으로 유지 고정시킬 수 있는 변환 커플링체와; 이 변환커플링체의 일단 외주에 형성되며 고정원통브라켓트 내에 나사맞춤되는 원통유지체와; 상기 변환커플링체와 원통유지체 사이에 설치되어 상기 변환커플링체로부터의 동력을 원통유지체에 전달하기 위한 나이들클러치수단으로 이루어져, 페달축의 역구동을 베벨기어로 변환시키어 구동스프로킷이 정방향으로 구동되도록 함에 그 기술적 구성상의 특징이 부여된다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 주 구성요소는, 제 1 도에 도시된 바와같이 자전거의 앞쪽의 페달이 장착되는 페달축(10)에 의하여 구동 가능한 구동스프로킷(30)과, 이 구동스프로킷(30)과 연결구동되는 제 1 베벨기어(40)와, 또한 이 제 1 베벨기어(40)와 이맞물림 가능하도록 된 제 2 베벨기어(50)와, 또한 이 제 2 베벨기어(50)의 베벨축받이(51)를 유지고정시킬 수 있는 변환커플링체(60)로 이루어져 있다.

즉, 제 2 도 또는 제 3 도에 도시된 바와같이 상기 구동스프로킷(30)과 페달축(10) 사이에 일방향클러치수단(80)이 클러치베어링이 설치되어 페달의 구름력이 전달될 수 있도록 함과 동시에, 체인에 의해 뒷바퀴에 구동력을 전달하도록 구성되며, 상기 일방향클러치수단(80)인 클러치베어링에 의해 페달축(10)의 정방향으로의 구동시에만 페달축(10)의 구동력이 바로 구동스프로킷(30)을 정방향 즉 자전거의 전진구동으로 구동시킬 수 있도록 되어있다.

한편 상기 구동스프로킷(30)에 일체로 형성된 커플링(90)에 제 1 베벨기어(40)가 연결구동되도록 설치되고, 상기 제 1 베벨기어(40)와 이맞물림구동되며 베벨축받이(51)에 베벨축(52)을 지지점으로 하여 유동가능하게 제 2 베벨기어(50)가 설치된다.

이때, 상기 구동스프로킷(30)의 스프로킷축받이(31), 제 1,2 베벨기어(40), (50) 및 변환커플링체(60)는, 상기 페달축(10)의 바깥둘레에 형성되어 원통형상의 고정 원통 브라켓트(70) 내에 장착된다.

다음, 제 1 베벨기어(40)는 제 2 도 또는 제 3 도에 나타낸 바와 같이 페달축(10)에 스톱퍼핀(41)등의 고정수단에 의하여 고정되어 있으며, 또한 상기 구동스프로킷(30)의 스프로킷축받이(31)와 커플링(90)으로 결합되어 일체로 구동될 수 있도록 되어 있다.

따라서, 제 1 베벨기어(40)는 페달축(10)과 함께 일체로 구동될 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 제 1 베벨기어(40)와 이맞물림구동되는 제 2 베벨기어(50)는, 상기 고정원통브라켓트(70)내에 유동가능하게 형성된 베벨축받이(51)에 베벨축(52)이 회동가능하게 형성되고, 베벨축받이(51)의 한쪽에 래칫이(53)가 형성되어, 후술하는 상기 변환커플링체(60)에 형성된 래칫이(61)과 이맞물림가능하도록 형성되어 있다.

상기 변환커플링체(60)는, 제 3 도에서 알 수 있듯이 상기 고정원통브라켓트(70)에 고정되는 원통유지체(100)의 니이들컬러치(71)에 좌, 우 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 되어, 상기 제 2 베벨기어(50)의 베벨축받이(51)를 이맞물림 유지시킬 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기 변환커플링체(60)는 자전거의 손잡이부위에 형성된 도시하지 않은 레버에 의하여 연결구동되는 변환레버(20)에 의하여 일방향클러치(71) 인 니이들클러치에 안내되어, 제 3 도에 도시된 바와 같이 화살표 a,b 방향으로 슬라이드 이동가능 하도록 되어 있다.

따라서, 제 2 도에서 제 3 도와 같이 변환레버(20)가 변환되면, 변환커플링체(60)가 원통유지체(100)의 니이들클러치(71)에 안내되어, 변환커플링체(60)의 래칫이(61)가 상기 제 2 베벨기어(50)의 래칫이(53)와 이맞물림으로서 제 2 베벨기어(50)의 베벨축받이(51)를 고정시킬 수가 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

제 1 도의 상태에서 페달을 정방향으로 구르게 되면, 페달축(10)의 회전에 따라서 페달축(10)과 클러치베어링(80)으로 연결된 구동스프로킷(30)을 정방향으로 구동시키어, 그동스프로킷(30)과 체인으로 연결되는 뒷바퀴의 종동스프로킷의 구동으로 자전거를 전진 구동시킬 수 있는 것이다.

상기에 있어서 페달축(10)이 정방향으로 회전될 때, 제 1 베벨기어(40)와 이맞물림되어 있는 제 2 베벨기어(50)는, 제 1 베벨기어(40)와 구름 접촉하면서, 제 2 베벨기어(50)의 베벨축받이(51)가 상기 고정원통브라켓트(70) 내를 페달축(10)과 함께 동일방향으로 원운동하게 된다.

또한 상기의 상태에서 페달을 역방향으로 구르면, 종래의 자전거와 마찬가지로, 페달축(10)과 구동스프로킷(30)을 연결하는 클러치베어링(80)이 역방향으로 공회전도되도록 되어 있기 때문에, 페달축(10)의 구동력이 구동스프로킷(30)에 전달되지 않아 뒷바퀴에 구동력이 전달되지 않아 공회전이 가능하게 된다.

다음, 제 2 도와 같이 변환레버(20)를 변환시키면, 이 변환레버(20)는 변환커플링체(60)가 원통유지체(100)의 니이들클러치(71)에 안내되어, 변환커플링체(60)의 래칫이(61)가 상기 제 2 베벨기어(50)의 래칫이(53)와 이맞물림으로 제 2 베벨기어(50)의 베벨축받이(51)를 고정시킬 수 있다.

이때, 상기 상태에서 페달을 역방향으로 구르게 되념, 페달축(10)이 역방향으로 회전하게 되는 데, 페달축(10)과 클러치베어링(80)으로 연결된 구동스프로킷(30)은 클러치베어링(80)이 정방향으로만 구동력이 전달되도록 되고, 역방향으로는 구동스프로킷(30)이 공회전 되도록 되어서, 페달축(10)에서 구동스프로킷(30)으로 직접적인 구동력이 미치지 않게 된다.

그러나, 상기 페달축(10)의 역회전은 상기 제 2 베벨기어(500의 베벨축받이(51)가 변환커플링체(60)에 의하여 고정된 상태에서, 페달축(10)의 제 1 베벨기어(40)가 제 2 베벨기어(50)와 이맞물림구동으로, 결국 제 1 베벨기어(40)와 커플링(90)으로 연결된 구동스프로킷(30)을 정방향으로 회전시키어 자전거를 전진 구동시킬 수가 있다.

이상과 같이, 본 발명은 탑승자의 의도에 따라서, 레버의 조작에 의하여, 페달의 정회전 및 역회전구동의 변화에 의하여 전진구동의 주행이 이루어지도록 하므로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

첫째, 페달축으로 전달되는 역구동력이 페달축의 제 1 베벨기어와 축받이에 의하여 구동가능한 제 2 베벨기어와의 이맞물림구동으로 정회전의 구동력이 전달될 수 있도록 하여, 탑승자의 피로를 덜고 힘의 손실을 방지하며, 다리근육의 균형있는 발달을 일상생활에서 단련할 수가 있다.

둘재, 종래의 자전거와 같이 공회전으로 변환시킬 수 있도록 하여 탑승자의 의도에 따른 주행선택의 폭을 높여 장시간 주행하더라도 지루한 감을 주지 않도록 할 수가 있다.

셋째, 변환레버와 일방향클러치인 클러치베어링 및 니이들베어링을 설치함으로서, 과부하에 의해 치형의 파손등을 미연에 방지할 수가 있다.

Claims (2)

1. 자전거의 페달축에 스프로킷축방이가 클러치베어링으로 결합되어 페달의 구름력이 전달될 수 있도록 되어 있는 동시에, 뒷바퀴와 체인으로 연결된 구동스프로킷에 있어서,

   상기 구동스프로킷에 일체로 형성된 커플링에 의해

   연결구동되는 제 1 베벨기어와; 상기 제 1 베벨기어와 이맞물림구동되며 베벨축받이에 유동가능하게 지지된 제 2 베벨기어와; 변환레이버에 의하여 슬라이드이동되어 상기 제 2 베벨기어의 베벨축받이에 형성된 래칫이와 이맞물림으로 유지 고정시킬 수 있는 변환커플링체와; 이 변환커플링체의 일단 외주에 형성되며 고정원통브라켓트 내에 나사맞춤되는 원통유지체와; 상기 변환커플링체와 원통유지체 사이에 설치되어 상기 변환커플링체로부터의 동력을 원통유지체에 전달하기 위한 니이들클러치수단으로 이루어져, 페달축의 역구동을 베벨기어로 변환시키어 구동스프로킷이 정방향으로 구동 되도록 함을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동스프로킷의 스프로킷축받이, 제 1,2, 베벨기어 및 변환커플링체는, 상기 페달축의 바깥둘레에 형성되어 고정원통브라켓트 내에 장착됨을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.