KR100241038B1

KR100241038B1 - 자전거용 자동변속장치

Info

Publication number: KR100241038B1
Application number: KR1019970055888A
Authority: KR
Inventors: 정용철
Original assignee: 정용철
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2000-03-02
Also published as: WO1999020518A1; CN1242748A; CN1086352C; KR19990033729A; US6158294A

Abstract

본 발명은 자전거용 자동변속기에 관한 것으로, 내부에 안내공(1a)이 형성된 지지축(1)에 장공(101)을 뚫고 외면에 일정간격으로 고정홈(102)을 형성하여 가동관(2)을 지지축(1)에 끼우되 가동관(2)의 내측에 고정볼(201)을 탄설하여 지지축(1)의 고정홈(102)에 고정되게 하고 지지축(1)의 장공(101)을 관통하도록 가동관(2)에 핀(103)을 끼워 여기에 변속와이어(106)를 연결한후 가동관(2)의 일측과 지지축(1)에 끼워진 고정링(104)사이에 코일스프링(105)을 장진하고 가동관(2)의 외주홈(203)의 다수의 회전볼(202)을 다소 돌출되게 매입하여 회전체(3)의 내주면에 형성된 나선홈(301)을 따라 회전볼(202)이 돌도록 가동관(2)을 장치하며 회전체(3)의 외주면에는 다수의 니들베어링(4)을 설치하여 그 둘레를 마찰밴드(5)로 감싸서 마찰밴드(5)의 일측은 회전축(6)에 고정하고 타측에는 중량추(501)을 달아서 회전축(6)의 배출공(601)을 통해 회전축(6) 외부로 노출되게하여 자전거의 주행중 원심력이 발생하는 바퀴의 회전속도에 따라 자전거의 기어가 자동변속되게 하여 자전거를 보다 편리하게 사용할수 있게 하므로서 자전거의 수요를 증가시켜 국민의 건강에 기여할뿐 아니라 환경의 보호에도 기여할수 있는 이점이 있다.

Description

자전거용 자동변속장치

본 발명은 자전거용 자동변속장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는 자전거의 기어를 변속하기 위한 임의의 조작이 없이 자전거의 주행중 자전거 바퀴의 회전속도를 이용하여 자전거의 기어가 자동으로 변속되게 한 것이다.

오늘날 대부분의 자전거에는 변속장치가 설치되어 있어 고속으로 주행하거나 가파른 언덕을 올라갈 때 변속장치를 적절히 이용하므로서 보다 편리하게 자전거를 탈수 있게 되어있으나 기본의 변속장치의 핸들 일측이나 자전거프레임 일측에 변속레버를 설치하여 이 레버를 사용자가 적절한 위치에 옮기므로서 자전거의 기어가 바뀌게되어 있어 자주 기어를 변속하기가 번거로울뿐만 아니라 적절하지 못한 위치에 사용자가 레버를 정지시킬 경우 체인이 체이서프라킷과 비정상적으로 접속이 되므로서 주행시 소음이 발생할 뿐만 아니라 기어의 부품들이 비정상적으로 마모가 되며 자전거를 처음 타거나 서툴게 타는 사람들인 경우 기어변속을 하다가 주위가 산만해져서 주위의 사물들과 부딪히는 사고가 빈번히 발행하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로 자전거 뒷바퀴의 회전축 내부에 중공을 형성하되 그 내부에 나선홈이 형성하고 가동관을 장치한 회전체를 설치하고 회전체와 회전축의 내벽 사이에 마찰밴드를 설치하여 회전축 일측으로 돌출된 마찰밴드의 끝단에 추를 달아 자전거가 주행하면 내부에 나선홈이 형성된 회전체 내부의 가동관이 이동하므로서 기어변속이 이루어지게 한 것으로서 이를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 자전거의 후방에서 바라본 본 발명의 확대단면도.

제2도는 본 발명의 작동상태를 나타낸 실시상태도.

제3도는 본 발명의 마찰밴드의 사시도.

제4도는 본 발명의 가동관의 다른형태를 나타낸 실시상태도.

제5도는 본 발명의 종단면도.

제6도는 본 발명의 마찰밴드의 작동상태를 나타낸 실시상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 지지축 1a : 안내공

101 : 장공 102 : 고정홈

103 : 핀 104 : 고정링

105 : 코일스프링 106 : 변속와이어

2 : 가동관 201 : 고정볼

202 : 회전볼 203 : 외주홈

3 : 회전체 301 : 나선홈

4 : 니들베어링 5 : 마찰밴드

501 : 중량추 6 : 회전축

601 : 배출공 7 : 체인이동구

701 : 가이드 8 : 자전거프레임

9 : 체인서프라킷 10 : 체인

내부에 안내공(1a)이 형성된 지지축(1)에 장공(101)을 뚫고 외면에 일정간격으로 고정홈(102)을 형성하여 가동관(2)을 지지축(1)에 끼우되 가동관(2)의 내측에 고정볼(201)을 탄설하여 지지축(1)의 고정홈(102)에 고정되게하고 지지축(1)의 장공(101)을 관통하도록 가동관(2)에 핀(103)을 끼워 여기에 변속와이어(106)을 연결한후 가동관(2)의 일측과 지지축(1)에 끼워진 고정링(104)사이에 코일스프링(105)을 장진하고 가동관(2)의 외주홈(203)에 다수의 회전볼(202)을 다소 돌출되게 매입하여 회전체(3)의 내주면에 형성된 나선홈(301)을 따라 회전볼(202)이 돌도록 가동관(2)을 장치하며 회전체(3)의 외주면에는 다수의 니들베어링(4)을 설치하여 그 둘레를 마찰밴드(5)로 감싸서 마찰밴드(5)의 일측은 회전축(6)에 고정하고 타측에는 중량부(501)을 달아서 회전축(6)의 배출공(601)을 통해 회전축(6) 외부로 노출시켜서 된 구조이다.

이와같이된 본 발명은 다단의 변속기어가 설치된 자전거의 체인이동구(7)에 동력전달용으로 일측을 고정한 변속와이어(106)의 타측이 지지축(1)의 장공(101)을 관통하도록 가동관(2)에 끼워진 핀(103)에 연결되어 자전거가 정지상태일땐 지지축(1)의 일측 외주면에 끼워진 고정링(104)과 가동관(2) 사이에 장진된 코일스프링(105)의 탄성에 의해 가동관(2)은 제1도에서와 같이 좌측으로 밀려있는 상태에서 변속와이어(106)을 계속 당기고 있으므로 체인이동구(7)의 가이드(701)는 자전거의 1단에 위치한 상태로 유지되게 된다.

그러다가 자전거가 주행을 시작하면 지지축(1)의 외주면에 장치되어 자전거의 바퀴와 같이 회전하는 회전축(6)도 회전을 시작하게 되는데 이때 회전축(6)의 배출공(601)을 통해 외부로 노출된 마찰밴드(5)의 일측 끝단에 장치된 중량추(501)가 회전축과 함께 회전을 하면서 중량추(501)에는 정지해 있으려는 관성과 회전축(6)으로부터 멀어지려는 원심력이 동시에 작용하면서 회전중에 발생하는 공기의 저항이 가해지게되는데 마찰밴드(5)는 회전체(3)의 외주면에 장치된 니들베어링(4)의 둘레를 감싸서 그 타측 끝단이 회전축(6)에 고정되어 있으므로 마찰밴드(5)의 일측 끝단에 구비된 중량추(501)에 작용하는 관성과 원심력에 공기의 저항에 더해져서 마찰밴드(5)가 압축되면 마찰밴드(5)와 니들베어링(4)간의 마찰력이 증가하여 니들베어링(4)을 외주에 장치한 회전체(3)가 회전하게 된다.

즉, 회전체(3)의 외주에 장치된 다수의 니들베어링(4)을 원형으로 감싸서 일단은 회전축(6)에 고정하고 타단에는 중량추(501)을 달아 회전축(6)의 외부로 노출된 마찰밴드(5)가 회전축(6)의 회전에 의해 중량추(501)에 관성과 노출된 마찰밴드(5)가 회전축(6)의 회전에 의해 중량부(501)에 관성과 원심력, 공기의 저항이 같이 작용하여 회전축(6)에서 멀어지려고 하기 때문에 니들베어링(4)을 감쌌던 원형의 형태가 점차 내부로 압축되면서 니들베어링(4)과 마찰밴드(5)의 마찰력이 증가하게 되고 이로인해 외주면에 니들베어링(4)을 장치한 회전체(3)가 회전을 하게 되는 것이다. 이렇게 회전체(3)가 회전을 하면 그 내부에 형성된 나선홈(301)에 대응되게 형성된 외주홈(203)에 회전볼(202)을 매입하여 회전볼(202)의 노출된 일부분이 회전체(3)의 나선홈(301)에 끼워진 가동관(2)이 회전체(3)의 회전에 의해 회전볼(202)이 나선홈(301)을 따라 회전하면서 첨부도면 제2도에서와 같이 우측으로 이동하게 되고 이로인해 지지축(1)의 장공(101)을 관통하여 가동관(2)에 끼어진 핀(103)에 연결된 변속와이어(106)는 체인이동구(7)에 장치된 코일스프링(702)의 복원력과 가동관(2)의 미는힘에 의하여 당겨지면서 바퀴의 회전속도에 따라 가이드(701)가 저단에서 고단으로 즉, 1단에서 6단으로 점차적으로 이동하게 된다.

이때, 가동관(2)에서는 내측에 고정볼(201)이 탄설되어 가동관(2)이 회전체(4)의 회전에 의해 지지축(1)을 따라 이동할 때 지지축(1)의 외면에 일정한 간격으로 형성된 고정홈(102)을 따라 고정볼(201)이 이동하다가 자전거가 일정한 속도를 유지하여 회전체(3)의 회전력에 변화가 없게되면 고정볼(201)은 고정홈(102)의 일정 위치에 끼워져 가동관(2)의 요동을 억제하므로서 체인이동구(7)의 가이드(701)의 요동을 방지하여 체인서프라킷(9)과 체인(10)이 정확히 맞물리지 않는 오류를 방지하여 체인서프라킷과 체인의 마모를 방지할 수 있게되며 첨부도면 제4도와 같이 고정볼(201) 대신에 탄편(201a)을 장치할수도 있다.

이와같이 본 발명은 수동으로 자전거의 기어를 변속하는 종래의 방식을 혁신적으로 개선하여 바퀴의 회전속도에 따라 자동으로 자전거의 기어가 변속되게 하므로서 기어의 잦은 변속으로 인한 불편을 해소하고 자전거를 보다 편리하게 사용할 수 있게 하므로서 자전거의 수요를 증가시켜 국민의 건강에 기여할 뿐만 아니라 환경의 보호에도 기여할 수 있는 이점이 있다.

Claims

내부에 안내공(1a)이 형성된 지지축(1)에 장공(101)을 뚫고 외면에 일정간격으로 고정홈(102)을 형성하여 가공관(2)을 지지축(1)에 끼우되 가공관(2)의 내측에 고정볼(201)을 탄설하여 지지축(1)의 고정홈(102)에 고정되게하고 지지축(1)의 장공(101)을 관통하도록 가동관(2)에 핀(103)을 끼워 여기에 변속와이어(106)을 연결한후 가동관(2)의 일측과 지지축(1)에 끼워진 고정링(104)사이에 코일스프링(105)을 장진하고 가동관(2)의 외주홈(203)에 다수의 회전볼(202)을 다소 돌출되게 매입하여 회전체(3)의 내주면에 형성된 나선홈(301)을 따라 회전볼(202)이 돌도록 가동관(2)을 장치하며 회전체(3)의 외주면에는 다수의 니들베어링(4)을 설치하여 그 둘레를 마찰밴드(5)로 감싸서 마찰밴드(5)의 일측은 회전축(6)에 고정하고 타측에는 중량추(501)를 달아서 회전축(6)의 배출공(601)을 통해 회전축(6) 외부로 노출시켜서 된 자전거용 자동변속장치.
제1항에 있어서, 가동관(2)의 내측에 탄편(201a)을 장치하여 지지축(1)의정홈(102)에 고정되게 한 자전거용 자동변속장치.