KR100348598B1 - 자전거의 가변식 페달구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페달을 구동하여 주행하는 자전거에 있어서, 후륜에 페달의 회전력을 전달하는 체인스프라켓의 페달축과 페달간의 거리가 주행시 연장되게 함으로서 최소의 구동에너지 소모로 최대의 주행에너지를 얻을 수 있도록 한 자전거의 가변식 페달구동장치에 관한 것으로,

프레임(1)의 양 플랜지(2,2') 내측으로 페달축(3)에 축결합되는 체인스프라켓(4)과, 양 플랜지(2,2')와 일체로 회전결합된 회전체(11)와, 회전체(11)와 일체로 회전결합되어 페달축(3)이 편심 축결합되는 회전원판(9)과, 플랜지(2,2')외측의 페달축(3) 양단에 결합된 작동바아(5,5')와 슬라이드결합되어 주행을 위한 페달축(3)의 회전구동시 페달축(3)과 페달(7,7')간의 거리가 가변되도록 회전체(11)에 축핀(6a)으로 고정되는 가이드관(6,6')과, 회전원판(9)과 프레임(1)간에 설치되어 회전원판(9)을 프레임(1)상에 고정시킴과 아울러 회전원판(9)의 설치각도를 임의로 조절하는 조절수단(13)으로 구성된 것이다.

Description

자전거의 가변식 페달구동장치{Adjustable crank shaft of bike}

본 발명은 자전거와 관련하는 것으로, 본 발명의 특징은 페달을 구동하여 주행하는 자전거에 있어서, 후륜에 페달의 회전력을 전달하는 체인스프라켓의 페달축과 페달간의 거리가 주행시 연장되게 함으로서 최소의 구동에너지 소모로 최대의 주행에너지를 발휘할 수 있도록 한 자전거의 가변식 페달구동장치에 관한 것이다.

기존 자전거는 페달축과 페달간의 크랭크샤프트 거리가 일정하게 고정되어 상기 크랭크샤프트에 결합된 페달의 구동력만으로 주행력을 제공하게 되는 바, 이와 같은 자전거의 구동구조(주행력 제공구조)는 페달축으로부터 페달의 회전력이 일정한 회전반경내에서 이루어지므로 특히 상향 등반길 등에서 당연히 보다 많은 구동에너지를 필요로 하게 되는 것이며, 이를 개선하여 보다 합리적인 구동에너지를 얻기 위해 변속기어를 설치하여 주행에너지를 극대화할 수 있게 한 것이 가장 널리 일반화되어 있다.

그러나, 이 역시 주행력의 동력원이 되는 페달의 회전반경이 일정하여 항시 동일하게 구동에너지가 제공되므로 보다 근본적이고 효율적인 구동력 제공을 기대하기 곤란하여 페달의 회전반경을 가변화시켜 보다 적은 구동에너지 소모로 주행력을 극대화할 수 있는 수단이 요구되었던 것이다.

이에 본 발명에서는 주행시 페달의 회전반경이 페달축으로부터 확장되는 가변구조로 구성함으로서 최소한의 구동에너지 소모로 주행에너지의 극대화 효과를 도모할 수 있게 하여 이로 부터 상향 등반길이나 장거리 운행시 등에 피로도를 최소화할 수 있는 등의 잇점을 제공할 수 있는 새로운 개념의 자전거를 공급하고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 요부 측면도

도 2는 본 발명의 요부 발췌 단면도

도 3은 본 발명의 요부 발췌 작용상태 측면도

도 4는 도 3의 일요부 발췌도

도 5는 본 발명의 일요부 발췌 단면도

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 요부 발췌 단면도

도 7은 도 6의 요부 발췌 작용상태 측면도

도 8은 도 6의 일요부 발췌 분리 사시도

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 요부 발췌 단면도

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 분리 사시도

도 11은 도 10의 결합상태 단면도

도 12는 도 10의 측단면도

도 12a는 사용상태 측면도

도 13은 도 10의 유압제어수단을 보인 단면구성도

도 14는 도 5의 다른 실시예도

도 15∼도 22는 본 발명중 페달각도조절수단의 여러 실시예도

도 23은 본 발명중 페달 구동부의 다른 실시예를 보인 분리 사시도

도 24는 도 23의 결합상태 단면도

도 25는 도 23의 작용상태도

도 26은 도 23의 다른 실시예를 보인 단면도

도 27은 도 26의 작용상태도

도 28은 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예를 보인 분리 사시도

도 29은 도 28의 결합상태 단면도

도 30은 도 28의 작용상태도

도 31는 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예를 보인 단면도

도 32은 도 31의 요부 분리 사시도

도 33은 도 31의 작용상태도

도 34는 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예를 보인 단면도

도 35는 도 34의 결합상태 단면도

도 36은 도 34의 요부 발췌 분리 사시도

도 37은 도 34의 작용상태도

도 38은 도 34의 변형 실시예를 보인 작용상태도

도 39는 도 34의 일요부 발췌 단면도

도 40은 도 28 및 도 31의 일부 다른 실시예의 구성을 보인 정면도

도 41은 도 40의 측단면도

도 42는 도 40의 작용상태도

☞ 도면의 주요부분에 사용된 부호에 대한 설명 ☜

1;프레임 2,2';플랜지 3;페달축

4;체인스프라켓 5,5';구동바아 6,6';가이드관

7,7';페달 8,8';크랭크샤프트 9;회전원판

10;볼베어링 11;회전체 12;볼베어링

13;조절수단 14;조절브라켓 15;워엄기어

16;워엄 17,17';베벨기어 18;조절손잡이

20,20a;슬라이더 20b;고정슬라이더 20c;고정수단

21;볼베어링 22;밀봉캡 23;씰(Seal)

24;고정공 25;고정수단 26,26';조절공

27;보조프레임 28;프레임 29;결합공

30;회전부재 31;축공 32;베어링

33;장공 34;유압시린더 35;피스톤

36;제어수단 37;밸브체 38;밸브판

39;유압실 40;핸들 41;페달각도조절수단

42;아암 43;축공 44;축핀

45;힌지핀 46;유압시린더 47;피스톤

48;힌지핀 49;나사관 50;회전봉

51;나사봉 52;작동레버 53;힌지핀

54;베어링 55;고정캡 56;조절줄

57;고정볼트 58;조절핸들 59;축핀볼트

60;조절노브 61;권취부 62;긴체볼트

63;슬라이드공 64;프레임 65;가이드관

66;축공 67,67';스플라인 68;고정캡

69;나사봉 70;회전휠 71;고정브라켓

72;베어링 73;축공 74;고정기어

75;고정몸체 76;조립공 77;구동케이스

78;결합공 79;개구부 80;유성기어

81;연결아암 82;편심핀 83;가이드공

84;결합부 85;편심축공 86;편심축

87;내치기어 88;유성기어 89;연결아암

90;구동바아 91;고정기어 92;고정나사축

93;축부 94;아이들기어 95;안내기어

96;편심축 97;연결링크 98;구동바아

99;구동케이스 100;작동공 101;축핀

102;회전기어 102a;소기어 102b;대기어

103,104;가이드기어 105;조립관 106;고정기어

107;나사결합부 108;구동케이스 109;고정볼트

110;유성기어 110a;축부 111;베어링

112;연결링크 113;구동바아 114;연결아암

115;설치부재 116;베어링

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 요부 측면도, 도 2는 본 발명의 요부 발췌 단면도, 도 3은 본 발명의 요부 발췌 작용상태 측면도, 도 4는 도 3의 일요부 발췌도, 도 5는 본 발명의 일요부 발췌 단면도로서,

본 발명은 페달7,7'이 결합된 페달축3에 축설되고 후륜과 체인으로 연결되어 페달7,7'의 답동력(회전력)을 주행에너지로 전환하는 체인스프라켓4이 프레임1 내측으로 설치되고, 체인스프라켓4을 회전구동하는 페달7,7'은 주행시 페달축3으로부터 가변되도록 한 것에 특징이 있는 것으로, 이하 본 발명의 구성에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

프레임1은 도2와 같이 페달7,7'과 페달축3, 체인스프라켓4이 설치되는 페달구동부를 프레임1의 양 플랜지2,2'상에 구성한다.

즉, 양 플랜지2,2' 내측으로 페달축3에 축결합된 체인스프라켓4을 설치하고, 체인스프라켓4이 축설된 페달축3의 양 플랜지2,2' 외측으로 페달7,7'을 결합토록 한다.

양 플랜지2,2'에는 링(Ring)형으로 된 회전체11를 볼베어링12으로 양측 각 플랜지2,2'상에 회전결합하고, 회전체11 내측에 다시 볼베어링10으로 회전원판9을 회전결합하여 상기 회전원판9에 페달축3을 일측으로 편심되게 축결합한다.

또, 양 플랜지2,2' 내측의 페달축3에 체인스프라켓4을 설치하고, 프레임1 외측의 페달축3에는 가변형 크랭크샤프트8,8'를 결합하고, 상기 크랭크샤프트8,8' 선측에 페달7,7'을 결합한다.

이하, 회전원판9에 편심 축결합된 페달축3에 결합되어 주행시 페달7,7'과 페달축3간의 거리가 가변되게 한 크랭크샤프트8,8'에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

크랭크샤프트8,8'는 위에서 살펴본 바와 같이 구동바아5,5'가 페달축3 양측에 서로 대향으로 결합되어 구동바아5,5' 선측이 회전체11상에 축핀6a으로 고정된 가이드관6,6'내에 슬라이드삽입되어 회전원판9에 편심축설된 페달축3과 축핀6a간의 거리가 가변됨에 따라서 구동바아5,5' 선측이 가이드관6,6' 내에서 피스톤작동토록 하여 가이드관6,6' 선측에 결합된 페달7,7'과 페달축3간의 거리가 가변되게 한다.

그리고, 양 프랜지2,2'에 설치되는 적어도 어느 일측의 회전원판9에는 회전원판9을 프레임1상에 고정시킴과 아울러 페달축3과 페달7,7'간의 주행시에 그 거리가 최대로 확장 가변되도록 이들간의 각도를 조절하는 조절수단13을 설치한다.

조절수단13은 회전원판9 내측으로 조절브라켓14을 고정하고 여기에 워엄기어15를 형성하여 프레임1의 조절손잡이18와 베벨기어17,17'로서 연결된 워엄16과 치차결합하여 조절손잡이18를 돌려면 이와 연결된 베벨기어17,17', 워엄16, 워엄기어15로 회전력이 전달되어 조절브라켓14을 각운동시킴으로서 페달축3을 중심으로 회전원판9을 회전시켜 프레임1의 양 플랜지2,2'에 설치된 페달축3과 페달7,7'간의 각도를 조절토록 한다.

한편, 상기 페달축3의 구동바아5,5'가 슬라이드결합되는 가이드관6,6' 내부에는 도 5와 같이 구동바아5,5' 선측이 결합되어 피스톤작동을 하게 되므로 가이드관6,6'과 구동바아5,5'가 원활한 작동을 행할 수 있도록 가이드관6,6' 내측에 볼베어링21이 결합된 슬라이더20를 설치하여 여기에 구동바아5,5' 선측을 삽입결합함으로서 구동바아5,5'의 피스톤작동시 슬라이더20가 함께 안내작동하여 이들간의 마찰력이 최소화되게 하고, 이와 함께 가이드관6,6' 내측에는 윤활액을 주입하여 양측으로 밀봉캡22과 씰23으로 밀폐함으로서 이들간에 이물 등이 끼이지 않도록 하고, 그 마찰력이 더욱 최소화되게 한다.

한편, 도 14는 상기 예(도 5)의 다른 실시예로서, 상기 구동바아5,5'는 양측 또는 어느 일측으로 면취부5a를 형성하여 여기에 부합되는 형상의 슬라이더20a를 결합한다.

그리고, 구동바아5,5'의 면취부5a측 슬라이더20a상에는 슬라이더20a와 부합하여 가이드관6,6'내로 결합되도록 고정슬라이더20b를 끼움결합하고, 고정슬라이더20b에는 가이드관6,6' 외측으로부터 피스 등의 고정수단20c으로서 고정슬라이더20b를 고정결합한다.

도 6, 7, 8은 본 발명 중 조절수단13의 다른 실시예를 보인 것으로, 페달축3이 편심축설된 회전원판9 내측에 조절브라켓14a을 결합하거나 일체로 형성하여 여기에 고정볼트 등의 고정수단25이 결합되는 고정공24을 마련하고, 프레임1상에는 고정공24에 대응하는 여러 각도의 조절공26,26'을 수개 형성하여 고정공24과 이와 대응하는 조절공26,26'의 조립각도에 따라 회전원판9의 설치각도, 즉 회전원판9을 돌려서 프레임1상에 설치된 페달축3과 페달7,7'간의 거리가 최대로 가변되는 각도로 조절할 수 있게 한 것으로서, 상기에서 고정공24과 조절공26,26'은 회전원판9의 어느 일측방으로 실시하거나 도시한 예와 같이 대응방향 양측으로 형성하여 실시할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 회전원판9의 구성을 생략하여 자전거의 중량을 줄일 수 있도록 콤팩트하게 구성, 실시한 예이다.

즉, 회전원판9을 생략하여 회전원판9에 축설되는 페달축3을 양 프레임1 내측으로 고정시킨 보조프레임27상에 결합하고 여기에 체인스프라켓4을 설치한 것이다.

물론, 상기에서 페달축3과 체인스프라켓4이 축결합되는 보조프레임27은 도시한 예와 같이 체인스프라켓4 양측이나 어느 일측으로만 구성하여 실시할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 분리 사시도, 도 11은 도 10의 결합상태 단면도, 도 12는 도 10의 측단면도로서, 프레임28상에 결합공29을 형성하고 여기에 베어링32으로 회전부재30를 회전결합하고, 회전부재30에는 편심으로 축공31을 형성한 것이다.

즉, 프레임28의 결합공29상에 회전결합된 회전부재30상에 축공31을 편심되게 형성하여 여기에 페달축3을 축설하며, 프레임28의 결합공29 양측에는 전술한 예와 같이 볼베어링10이 회전결합된 회전체11를 결합하고, 회전체11에는 페달축3의 구동바아5,5'가 슬라이드결합되는 페달7,7'의 가이드바6,6'를 축핀6a으로 결합한다.

그리고, 가이드관6,6'의 축핀6a은 도 12a에서와 같이 체인스프라켓4의 장공4a를 경유하여 설치되도록 구성한다.

상기한 실시예의 조절수단13은, 프레임28 일측에 형성된 장공33을 통하여 회전부재30 일측을 유압시린더34의 피스톤35과 연결하여 피스톤35의 신축작동으로 프레임28의 결합공29상에 결합된 회전부재30를 회전시켜 축공31을 임의의 각도로 회동조절할 수 있게 함으로서 주행시 페달축3과 페달7,7'간의 거리가 최대로 가변되는 각도로 이를 조절할 수 있게 한다.

상기에서 유압시린더34에는 도 13과 같이 양측의 유로A,B를 통하여 유압을 출입시키는 제어수단36을 연결하여 피스톤35을 신축작동시키게 되는 바, 제어수단36은 밸브체37 내 유압실39에 핸들40의 조작으로 양 유로A,B를 선택적으로 개폐시키는 밸브판38으로 구성되어 핸들40의 조작으로 밸브판38를 작동하여 어느 일방의 유로A,B를 택일적으로 개폐하여 피스톤35을 신축작동시킨다.

상기 유압시린더34의 피스톤35 신축작동을 위한 제어수단36은 상기한 예외에도 일반적인 여러 다양한 수단으로 실시할 수 있다.

한편, 도 15∼22는 본 발명중 페달각도조절수단의 여러 실시예를 보인 것으로, 이하 이의 구성에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

페달각도조절수단41은 페달축3을 자전거의 전륜 또는 후륜측으로 이동시켜 페달축3과 가이드관6,6'관의 축핀6a간의 각도조절로서 페달축3을 중심으로한 페달7,7'의 각도조절을 위한 것이다.

즉, 페달축3상에서 가변되는 본 발명의 페달7,7'은 일반 평지 등에서는 문제가 없는 것이나, 상향 경사의 등반길 등에서 일측 페달7,7'을 직하방으로 밟은 상태에서 답동력이 가해진 페달7,7'과 답동력을 가할려고 하는(페달에 주행력을 가할려고 하는)페달7,7'이 상향 등반길에서 자전거가 이루는 상향 기울기의 진행 각도에 의해 수직을 중심으로 후방으로 기울어진 각도를 가지게 됨으로서 페달7,7'에 가해지는 답동력이 그만큼 더 필요로 하게 되어 많은 주행에너지가 요구되는 것이다.

이것은 페달7,7'이 수직을 중심으로 후방으로 기울어진 상태에 있게 됨으로서 탑승자는 당연히 답동력으로 페달7,7'을 수직상태로 밀어올린 후 페달7,7'을 전방으로 회전시키는 주행력으로 자전거를 주행시키게 되어 상당한 주행에너지가 소모될 수 밖에 없게 되므로 페달7,7'의 각도가 상향 등반길에서 전방으로 기울어진 각도를 가지도록 함으로서 상기한 문제를 해소하고자 하는 것이다.

도 15는 페달각도조절수단41의 일실시예로서, 페달축3이 결합되는 축공43이 형성된 아암42의 일단을 축핀44으로 프레임1상에 각운동가능하게 설치한다.

그리고, 상기 아암42은 일측에 힌지핀45으로 유압시린더46의 피스톤47과 연결하여 피스톤47의 신축작동으로 아암42을 축핀44을 중심으로 각운동시켜 페달축3 을 전후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 페달7,7'의 각도조절을 행할 수 있게 한 것이다.

상기 유압시린더46 역시 힌지핀48으로 일단을 프레임1상에 각운동가능한 상태로 설치하여 아암42과 힌지핀45으로 연결한 피스톤47의 신축작동으로 원만한 각도조절이 이루어지게 한다.

상기에서 유압시린더46를 제어하기 위한 수단은 전술한 예의 제어수단36 또는 기타 여러 수단 등으로 실시할 수 있다.

도 16, 17은 페달각도조절수단41의 다른 실시예로서, 상기한 아암42 일측에 힌지핀45에 나사관49을 결합하고, 나사관49은 회전봉50 일단의 나사봉51과 나사결합한다.

상기 회전봉50은 위에서 살펴본 바와 같이 선측의 나사봉51이 나사관49과 나사결합되고, 힌지핀53으로 프레임1상에 각운동가능한 상태로 설치한 작동레버52 상에 베어링54으로 자유회전가능한 상태로 결합하되, 상기 회전봉50은 회전시 작동레버52로부터 분리되지 않도록 일단을 작동레버52상에 고정캡55으로 고정시킨다.

그리고, 회전봉50 일단에는 와이어 등의 조절줄56을 권선하여 조절줄56을 정역회전시킴으로서 조절줄56의 회전으로 회전봉50을 회전시켜 나사봉51이 아암42의 나사관49과 나사결합,해리되면서 아암42을 각운동시켜 페달축3을 전후륜측으로 이동시킴으로서 페달축3을 중심으로 한 페달7,7'의 각도조절이 이루어지게 한다.

상기에서 조절줄56은 회전봉50을 관통하여 고정볼트57로서 회전봉50상에 고정시키고 회전봉50 외주에 수회 권선한 다음 프레임1상의 적정위치에 설치한 도 18의 조절핸들58에 권선시켜 연결함으로서 조절핸들58을 정역방향으로 회전시켜 여기에 권선되어 연결된 조절줄56을 어느 일방으로 당기고 풀도록 하여 회전봉50상에 권선된 조절줄56이 회전봉50상에서 감기고 풀리는 작용에 의해 회전봉50을 정역방향으로 회전시킴으로서 나사봉51을 나사관49으로부터 나사 결합,해리토록 한 것이다.

상기 조절핸들58은 중앙 축핀59을 중심으로 조절노브60로서 정역방향으로 회전시키게 되며, 원형 권취부61상에 조절줄56을 권선한 후, 양단을 권취부61 일측에서 긴체볼트62로서 양단을 긴체 고정시킨다.

물론, 상기에서 조절핸들58의 원형 권취부61에 권선되고 회전봉50에 역시 권선되어 상호 연결되는 조절줄56은 권취부61와 회전봉50상에 팽팽한 긴장상태로 권선하여야 연결함은 당연하다.

도 19, 20, 21은 페달각도조절수단41의 또 다른 실시예로서, 슬라이드공63이 길이방향으로 형성된 프레임64상에 조절관65을 슬라이드결합하고, 조절관65에는 슬라이드공63과 교차방향으로 축공66을 형성하여 페달축3을 축결합한다.

상기 프레임64의 슬라이드공63과 조절관65에는 암수의 스플라인(spline)67,67'을 형성하여 상호 결합되게 함으로서 조절관65이 슬라이드공63상에서 회전되지 않도록 한다.

그리고, 상기 조절관65에는 나사공68을 형성하여 여기에 나사봉69을 나사결합하되, 나사봉69에는 회전휠70을 결합하고, 회전휠70은 조절줄56a로서 상기한 조절핸들58과 연결하며, 나사봉69은 슬라이드공63 일측에 고정시킨 고정브라켓71상에 베어링72으로 회전지지시킨다.

상기에서 회전휠70은 조절줄56a을 권선하여 이의 중앙부를 회전휠70상에 고정시켜 조절줄56a을 조절핸들58로서 어느 일방으로 당겨서 이와 연결되어 있는 나사봉69을 정역회전시킴으로서 나사봉69과 나사결합되어 있는 조절관65을 진퇴작동케 하여 페달축3을 전,후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 페달7,7'의 각도조절이 이루어지게 한 것이다.

또한, 가이드관65의 축공66에는 페달축3을 베어링67으로 회전지지시키고, 고정캡68으로 고정결합한다.

도 22는 페달각도조절수단41의 또 다른 실시예로서, 상기 가이드관65의 나사공68에 전술한 아암42에 연결되어 아암42을 각운동시키는 회전봉50 일측의 나사봉51을 나사결합하고, 회전봉50이 결합된 작동레버52는 힌지핀53으로 프레임64상에 고정시켜 나사봉51이 일체로 형성된 회전봉50으로 나사봉51을 회전시켜 가이드관65를 진퇴시킴으로서 페달축3을 전후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 페달7,7'의 각도조절이 이루어지게 한 것이다.

도 23은 본 발명중 페달 구동부의 다른 실시예를 보인 분리 사시도, 도 24는 도 23의 결합상태 단면도, 도 25는 도 23의 작용상태도로서, 주행시(특히, 주행력을 제공하기 위하여 페달7,7'이 진방 진행방향으로 향하는 각도상의 위치)에 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장 가변되게 하여 적은 구동에너지로서 최대의 주행에너지를 얻을 수 있도록 한 것이다.

페달축3이 삽입되는 프레임1의 축공73에 고정기어74를 결합하고 이의 외측으로 구동케이스79를 결합하여 구동케이스79에 축설된 유성기어80가 상기 고정기어74와 치차결합되어 유성기어80에 연결된 연결아암81이 구동케이스77로부터 출몰되게 함으로서 연결아암81 끝단에 결합된 페달7,7'과 페달축3간의 거리가 가변되도록 한 것이다.

이를 상세히 살펴보면; 고정기어74는 고정몸체75에 일체로 형성하여 고정몸체75를 프레임1의 축공73에 나사결합부 등으로 고정결합하고, 페달축3을 축설하기 위한 조립공76을 형성한다.

그리고, 구동케이스77는 고정기어74의 조립공76을 통해 페달축3을 결합하는 결합공78을 형성하며, 일측에는 개구부79를 형성하여 프레임1에 결합된 고정기어74 일부가 구동케이스77 내측으로 노출되어 유성기어80와 치차결합되게 하되, 유성기어80는 구동케이스77내에 자유회전가능한 상태로 회전축설한다.

또한, 상기 유성기어80에는 편심핀82을 형성하고, 여기에 연결아암81을 결합하되, 연결아암81은 선측에 가이드공83을 형성하여 유성기어80의 편심핀82에 결합하고, 연결아암81 끝단은 구동케이스77로부터 돌출된 상태에서 페달7,7'을 결합한다.

상기에서 유성기어80의 편심핀82은 도 25에서와 같이 페달축3에 대한 구동케이스77의 각도와 동일한 각도로 구성하는 바, 구동케이스77가 페달축3으로부터 전방(진행방향)으로 수평상으로 놓여졌을 때 역시 유성기어80가 고정기어74로부터 전방 수평상태의 위치에서 치차결합되게 하고, 유성기어80의 편심핀82 또한 이와 동일한 방향에 위치되게 하여 편심핀82에 가이드공83이 결합된 연결아암81이 구동케이스77로부터 최대로 돌출되게 함으로서 이때 페달7,7'이 페달축3으로부터 최대 길이로 확장되게 한다.

상기 구동케이스77는 당연히 페달축3 양측에 서로 대향의 방향으로 대칭되는 구조로서 결합되고, 일측 구동케이스77상에는 체인스프라켓4을 결합할 수 있는 나사결합부 등의 결합부84가 형성된다.

도 26은 도 23의 다른 실시예를 보인 단면도, 도 27은 도 26의 작용상태도로서, 구동케이스77의 고정기어74에 페달7,7'을 축결합하고, 고정기어74와 치차결합된 유성기어80의 편심핀82에 가이드공83으로 연결된 연결아암81의 끝단에 축공81a을 형성하여 여기에 페달7,7'을 결합한 것으로, 고정기어74에 페달축3이 결합되고, 연결아암81 끝단에 페달7,7'이 결합되는 전술한 도 23 내지 25의 역구조로 구성한 것이다.

즉, 구동케이스77의 고정기어74측에 페달7,7'를 결합하고, 고정기어74에 치차결합된 유성기어80와 연결되는 연결아암81의 끝단에 페달축3을 결합하여 구동시 연결아암81이 페달축3을 중심으로 회전하면서 가이드공83측에 편심핀82으로 편심결합된 유성기어80를 회전시켜 이와 치차결합된 고정기어74를 회전시키면서 구동케이스77가 연결아암81으로부터 진퇴되어 고정기어74에 결합된 페달7,7'과 연결아암81에 결합된 페달축3 간의 거리가 가변되도록 한 것이다.

도 28은 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예를 보인 분리 사시도, 도 29은 도 28의 결합상태 단면도, 도 30은 도 28의 작용상태도로서, 프레임1의 축공73에 고정결합된 고정몸체75에 편심축공85을 형성하여 베어링19으로 페달축3을 결합하고, 편심축공75 일측에는 역시 편심위치에 편심축86을 자유회전가능하게 상태로 형성하여 상기 고정몸체75가 구동케이스77 내측에 내입되게 구성한다.

그리고 구동케이스77에는 내치기어87를 일체로 형성하여 상기 고정몸체75의 편심축공85을 통해 축설된 페달축3 끝단의 유성기어88와 치차결합하는 바, 상기에서 내치기어87와 유성기어88간의 치차비는 내치기어87가 유성기어88에 대하여 큰 치차비를 가지도록 하여 유성기어88가 내치기어87에 내접된 편심회전될 수 있게 한다.

또, 상기 고정몸체75의 편심축86에는 연결링크89로서 끝단이 페달7,7'이 결합된 구동바아90와 연결, 결합하여 구동바아90가 구동케이스77로부터 출몰작동되게 한다.

상기에서 구동케이스77의 내치기어87와 페달축3에 결합된 유성기어88의 결합관계는 도 30에서와 같이, 구동케이스77가 진행방향으로 수평상태에 있을 때 유성기어88가 이의 정반대측에서 내치기어87와 치차결합되게 하여 고정몸체75의 편심축85이 구동케이스77와 함께 진행방향의 수평상태로 위치되어 편심축87으로부터 연결링크89가 최장길이로 연결되게 함으로서 구동바아90 끝단의 페달7,7'이 페달축3으로부터 최장 길이로 확장되도록 구성한다.

도 31은 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예를 보인 단면도, 도 32은 도 31의 요부 분리 사시도, 도 33은 도 31의 작용상태도로서, 프레임1의 축공73에 결합되는 고정몸체75에 고정기어91를 일체로 형성하고, 페달축3은 고정몸체75의 조립공76을 경유하여 구동케이스77의 결합공78을 통해 구동케이스77와 고정결합한다.

상기 페달축3은 구동케이스77의 결합공78에 고정나사축92으로 결합하여 구동케 이스77의 회전으로 페달축3이 회전되게 구성한다.

즉, 고정나사축92의 일측 나사결합부93로서 페달축3을 나사결합하여 페달축3과 고정결합하며, 타측 축부93에는 베어링93으로 상기 고정나사91와 동일 모듈의 아이들기어94를 회전결합하고 고정너트95로서 고정결합하여 상기 고정기어91와 아이들기어94를 구동케이스77에 자유회전상태로 결합한 안내기어95로서 상호 치차결합하여 연결한다.

즉, 안내기어95는 구동케이스77 상에 자유회전상태로 축설하여 양측에 치차를 형성함으로서 양 치차가 프레임1에 고정시킨 고정기어91와 구동케이스77에 결합된 아이들기어94를 상호 연결토록 한다.

또, 상기 아이들기어94에는 편심축96을 형성하여 여기에 연결링크89로서 페달7,7'이 결합된 구동바아90를 연결 구성하여 페달7,7'의 답동으로 구동케이스77를 회전구동하면 구동케이스77로부터 구동바아90가 출몰되어 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 가변되게 한 것이다.

즉, 페달7,7'을 구동하여 구동케이스77가 회전하면 안내기어95가 프레임1의 고정기어74에 안내되면서 동일 방향으로 회전상태가 되게 하고, 이때, 안내기어95의 타측에 연결된 아이들기어94는 안내기어95와 역방향(구동케이스77와 역방향)으로 회전되게 하여 편심축96이 항시 동일 위치에 있도록 함으로서 페달축3,3'이 아이들기어3의 편심축96을 중심으로 회전구동되게 하여 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 최대로 가변되게 한다.

상기에서 구동케이스77가 진행방향으로 수평상태에서, 아이들기어94의 편심축96이 구동케이스77와 같이 수평 상에 위치된 상태에서 연결링크89와 연결된 구동바아90가 구동케이스77로부터 최대로 돌출되게 하여 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리의 최대로 확장되도록 구성한 것이다.

상기 각 실시예(도 23∼도 33)에서 구동케이스77의 각도에 따른 페달7,7'의 최대 확장 위치는 전술한 일례(진행방향으로 수평 위치)는 물론 구동케이스77의 여러 각도에서 페달7,7'이 최대 가변길이로 설정되게 실시할 수 있는 것임을 당연하다.

도 34는 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예를 보인 단면도, 도 35는 도 34의 결합상태 단면도로서, 프레임1의 축공73에 조립관105을 삽입, 결합하고, 조립관105 양측에는 고정기어106를 나사결합부107를 통해 조립관105에 결합하여 상기 조립관105 내측으로 페달축3a을 축결합한다.

그리고, 페달축3a 양단은 조립관105 양측 고정기어106의 외측으로 구동케이스108를 결합한 후 고정볼트109 등으로 고정결합하고, 조립관105 양단의 고정기어106는 구동케이스108의 일측(진행방향 기준으로 후측)에 베어링111으로 자유회전가능하게 설치된 유성기어110과 치차결합하며, 유성기어110의 축부110a에는 연결링크112를 자유회전상태로 연결한다.

또, 연결링크112 끝단은 상기 구동케이스108 내측에 슬라이드결합된 구동바아 113의 연결아암114과 연결하고, 일측 구동케이스108에는 체인스프라켓4을 고정설치할 수 있도록 설치부재115를 결합한다.

상기에서 구동케이스108에 슬라이드결합되는 구동바아113는 대략 마름모 꼴 등의 각면체로 구성하여 우수한 휨강도를 보장토록 하는 바, 상기 구동바아113는 도 39와 같이 구동케이스108 내측에 양 모서리측으로 대략 ＞ 형의 베어링116을 결합하여 원만한 슬라이드작동을 도모토록 한다.

상기에서 조립관105의 고정기어106와, 구동케이스108의 유성기어110간의 상호 치차비는 2:1 또는 1:1 등으로 다양하게 실시할 수 있는 바, 이들간의 치비를 2:1로 실시한 경우에는 도 37과 같이 구동케이스108의 1 회전시에 고정기어106와 치차결합된 유성기어110가 고정기어106를 중심으로 2회전하게 되어 구동케이스108로부터 슬라이드진퇴작동되는 페달7,7'이 정원의 회전운동을 하게 되고, 이들간의 치차비를 1:1로 실시한 경우에는 도 38과 같이 구동케이스108의 1회전시에 고정기어106과 치차결합된 유성기어110 역시 고정기어106를 중심으로 1회전하게 되어 구동케이스108로부터 슬라이드진퇴작동되는 페달7,7'이 진행방향으로 긴 타원의 회전운동을 하게 된다.

한편, 상기 실시예서 조립관105은 기존 자전거의 프레임1에 별도의 구조변경없이 그대로 본 발명을 적용할 수 있게 하는 것으로, 이는 프레임1의 축공73에 삽입, 축결합되는 외경의 조립관105 양단에 나사조립부105a를 형성하여 일측으로부터 축공72에 나사결합토록 한후 타측을 조임너트105b로서 체결하여 프레임1의 축공73에 견고히 조립 결합한다.

그리고 상기 조립관105에 삽입되는 페달축3a 양측에는 나사결합부105c를 양측에 형성하여 볼베어링하우징100d을 나사결합함으로서 조립관105 내측에서페달축3a이 회전지지되게 하며, 상기 조립관105 양측으로 고정기어106를 나사결합한다.

한편, 도 40∼도 42는 상기 실시예 중 도 28 및 도 31의 연결링크89와 페달7,7'이 결합된 구동바아90간의 다른 실시예를 보인 것으로, 이는 전술한 연결링크89의 편심구동 등에 의한 가변작동과 더불어서 연결링크89와 구동바아90간의 결합관계에 의해 페달축3으로부터 구동바아90 끝단에 결합된 페달7,7'의 길이가 확장가변될 수 있도록 한 것이다.

이하에 이를 상세히 살펴보면; 연결링크97상에 가이드공100을 형성하여 여기에 구동케이스99내에 축핀101으로 고정된 회전기어102를 결합하되, 가이드공100상에는 일측(상측)으로 회전기어102의 소기어102a와 치차결합되는 가이드기어103를 형성하며, 구동바아98에는 회전기어102의 대기어102와 치차결합되는 가이드기어104를 형성하여 전술한 각 실시예(도 28∼ 도 31)에서 구동케이스77의 회전으로 페달축3이 회전하면서 고정몸체75와 아이들기어94에 편심연결된 연결링크97가 직선왕복운동을 하면서 회전기어102와 연결된 구동바아98를 구동케이스99로부터 다시 가변적으로 출몰시켜 페달7,7'이 페달축3으로부터 더욱 확장가변되도록 한 것이다.

즉, 연결링크97가 일단에 연결된 고정몸체75와 아이들기어94의 편심회전으로 직선운동을 하게 되면 연결링크97의 작동공100에 형성된 가이드기어102가 회전기거102의 소기어102a를 회전시켜 이와 일체로 동출상에 형성된 대기어102b를 동일방향으로 회전시킴으로서 대기어102b와 가이드기어103로서 치차결합된 구동바아98를 역시 직선왕복운동시켜 구동케이스99로부터 구동바아98를 출몰작동시켜 편심구동에 따른 가변확장작용과 함께 이차적인 가변작용을 도모하여 페달축3과 페달7,7'간의 길이를 더욱 확장가변시킬 수 있도록 한 것이다. (상기 구성에 따른 작용은 후술에서 상세히 살펴보기로 한다.)

도면 중 미설명 부호 19는 베어링, 105는 구동케이스77의 커버이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 회전원판9에 편심으로 축결합된 페달축3과 페달7,7'간의 거리가 주행시(주행을 위하여 페달7,7'을 밟아 전진시킬 경우) 확장 가변되어 최소의 소모에너지로 최대의 주행에너지를 제공하는 것이다.

프레임1 상에 회전원판9이 조절수단13에 의해 고정되어 있으므로 회전원판9에 편심축설된 페달축3은 체인스프라켓4을 고정지지하게 되고 이를 기점으로 페달7,7'을 답동하여 페달축3을 회전시키면 페달축3과 페달7,7'을 연결하는 구동바아5,5'가 가이드관6,6'과 결합되어 있으므로 회전원판9 외측에 회전결합된 회전체11의 축핀6a과의 가변되는 거리에 따라 페달축3과 페달7,7'간의 거리가 가변된다.

즉, 페달7,7'을 구동하면 페달7,7'의 구동에너지는 가이드관6,6'에 전달되어 축핀6a으로 연결된 회전체11가 프레임1과, 프레임1에 고정된 회전원판9 사이에서 자전되면서 페달축3을 중심으로 회전시키게 된다.

따라서 회전원판9에 편심된 페달축3을 중심으로 이의 외측으로 가이드관6,6'이 회전체11를 따라 회전하게 되어 이들간의 거리가 가변됨으로서 주행시 페달7,7'이 진행방향으로 회전할 시에 이의 회전반경내에서 가장 큰 에너지가 전달되는 지점(각도)에 위치에서 페달축3과 페달7,7'간의 거리가 최대로 확장가변되어 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 얻게 되는 것이다.

또한, 상기에서 조절수단13은 도 3,4와 같이 조절손잡이18를 돌려서 회전원판9을 이와 연결된 베벨기어17,17', 워엄16, 워엄기어15로 연결된 회전원판9을 회전시켜 주행시 가장 큰 에너지전달이 이루어지는 각도에서 페달7,7'의 회전반경이 최대가 되도록 하는 것이다.

도, 6, 7,8의 경우에는 회전원판9의 고정공24을 플랜지2,2'의 조절공26,26'에 선택적으로 고정함으로서 회전원판9을 회전시켜 원하는 각도로 조절하게 된다.

도 9는 본 발명의 서로 실시예를 도시한 경우로서 회전원판9이 필요없이 체인스프라켓4과 페달7,7'이 보조프레임27상에 설치되어 회전원판9이 생략되므로 그만큼 구조가 콤팩트하게 되어 자전거의 경량화 등을 도모할 수 있는 것이다.

그리고, 도 10, 11, 12는 본 발명의 또 다른 실시예로서 프레임28의 결합공29에 회전결합된 회전부재30를 도 13의 제어수단36과 연결된 유압시린더34의 피스톤35을 신축작동시켜 회전시킴으로서 회전부재30상에 결합된 페달축3과 회전체11에 결합된 가이드관6,6'의 축핀6a 간의 각도를 조절함으로서 전술한 예와 동일한 작용효과를 기대할 수 있는 것이다.

한편, 도 15∼22는 본 발명중 상향 등반길 등에서 페달축3을 중심으로 페달7,7'이 전방으로 기울어진 각도를 가지도록 하는 각도각도조절수단41의 여러 실시예를 보인 것으로, 보다 상세하게는 주로 상향 등반길 등에서 답동력을 가할려고 하는 페달7,7이 페달축3을 중심으로 하여 전방으로 소정 각도로 기울어진 상태가 되게 함으로서 페달7,7'을 밟고 자전거를 주행시키는 주행에너지의 소모를 최소화할 수 있게 한 것이다.

도 15는 상기한 목적의 페달각도조절수단41의 일실시예로서, 페달축3이 결합되는 축공43이 형성된 아암42을 축핀44으로 프레임1상에 각운동가능하게 설치하여 여기에 전술한 제어수단36과 연결되는 유압시린더46의 피스톤47을 연결함으로서 제어수단36으로 피스톤47을 신축작동시키게 되면 축핀44을 중심으로 아암42이 전후로 각운동되므로 아암42상의 축공43 위치를 전후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 한 페달7,7'의 각도조절이 이루어지는 것이다.

그리고, 도 16, 17은 페달각도조절수단41의 다른 실시예로서, 상기한 아암42 일측 나사관49에 작동레버52상에 회전지지된 회전봉50 일단의 나사봉51을 나사결합하여 회전봉50을 조절핸들58의 조절줄56과 연결하여 정역회전시키면 나사봉51이 아암42의 나사관49과 나사 결합,해리되면서 아암42을 각운동시키게 되어 아암42에 결합된 페달축3이 전후륜측으로 이동됨으로서 페달축3을 중심으로 한 페달7,7'의 각도조절이 이루어지는 것이다.

도 19, 20, 21은 페달각도조절수단41의 또 다른 실시예로서, 프레임64의 슬라이드공63에 슬라이드결합된 가이드관65의 나사공68과 나사결합되어 있는 나사봉69을 회전휠70과 조절핸들58로 연결된 조절줄56a로서 회전시켜 나사봉69을 가이드관65의 나사공68과 나사결합,해리시킴으로서 프레임64의 슬라이드공63에 결합된 가이드관65을 전후로 이동시켜 가이드관65의 축공66에 결합되는 페달축3을 위치 이동시켜 페달축3을 중심으로 한 페달7,7의 각도조절이 이루어지는 것이다.

그리고, 도 22의 페달각도조절수단41 역시 상기한 가이드관65의 나사공68에 회전봉50의 나사봉51이 나사결합되어 회전봉50의 정역회전으로 나사봉51을 가이드관65의 나사공68으로부터 나사결합,해리시켜 가이드관65을 진퇴작동시킴으로서 가이드관65의 축공66에 결합된 페달축3을 전후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 한 페달7,7'의 각도조절이 이루어지는 것이다.

또한, 도 23∼도 25는 본 발명중 페달 구동부의 다른 실시예를 보인 것으로서, 페달7,7을 답동하여 페달축3을 중심으로 구동케이스77가 회전하면 구동케이스77 내측에 자유회전상태로 축설되어 프레임1에 고정된 고정기어74에 치차결합된 유성기어80가 고정기어74에 접설된 상태에서 고정기어74를 타고 구동케이스77와 동일 방향으로 자전하게 된다.

따라서 상기 유성기어80의 편심핀82에 편심결합된 연결아암81이 유성기어80의 회전으로 직선운동을 하게되어 구동케이스77로부터 연결아암81이 출몰하면서 페달축3으로부터 페달7,7'간의 길이가 가변확장되는 것이다.

즉, 구동케이스77가 대략 진향방향으로 수평상태에 있을 때 유성기어80가 고정기어74와 동일 수평선상의 위치에서 결합되어 있고, 유성기어80의 편심핀82 역시 이와 동일 선상의 위치에 설정됨으로서 편심핀82과 연결, 결합되어 있는 연결아암81이 구동케이스77로부터 최대로 돌출된 상태(유성기어80의 편심핀82이 페달축3으로부터 가장 멀리 위치된 상태)가 되어 페달축3으로부터 구동케이스77의 연결아암81에 결합된 페달7,7'의 길이가 가장 길게 형성되어 적은 구동에너지로서 페달7,7'을 답동하여 최대의 구동에너지를 얻을 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 상태에서 구동케이스77가 점차 하향 회전하면서 유성기어80 역시 함께 회전하여 고정기어74와 접설상태로 회전하면서 편심핀82 역시 유성기어80의 회전으로 점차 페달축3에 근접한 위치로 회전, 위치되면서 연결아암81을 페달축3 측으로 당기게 됨으로서 페달축3으로부터 페달7,7'간의 거리가 좁혀졌다가 다시 전술한 과정으로 구동케이스77의 대략 수평상태에서 최대로 확장되는 것이다.

도 26∼27은 전술한 도 23의 다른 실시예로서, 고정기어74에 페달축3이 결합되고, 연결아암81 끝단에 페달7,7'이 결합되는 상기 예의 역구조로서, 구동케이스77의 고정기어74측에 페달7,7'이 결합되고 고정기어74에 치차결합된 유성기어80의 연결아암81 끝단에 페달축3이 결합되어 구동시 연결아암81이 페달축3을 중심으로 회전하면서 가이드공83측에 편심핀82으로 편심결합된 유성기어80를 회전시켜 이와 치차결합된 고정기어74를 회전시키면서 구동케이스77가 연결아암81으로부터 진퇴되어 고정기어74에 결합된 페달7,7'과 연결아암81에 결합된 페달축3 간의 거리가 가변되도록 한 것으로, 상기한 예의 역구조로 구성한 경우에 있어서, 고정기어74측에 결합된 페달7,7'이 최초 수평상태로 설치되면 고정기어74에 결합된 페달7,7'이 도 27과 같이 연결아암81의 수평, 수직 회전각도상에서 수평상태로 형성됨으로서 페달7,7'을 이용한 주행력, 즉 답동력을 효과적으로 전달할 수 있는 잇점이 제공된다.

도 28∼도 30은 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예로서, 페달7,7을 답동하여 페달축3을 중심으로 구동케이스77가 회전하면 구동케이스77에 일체로 형성된 내치기어87가 편심으로 치차결합된 페달축3의 유성기어88와 맞물리면서 회전하게 되는 바, 이때 프레임1에 고정된 고정몸체75에 유성기어80와 함께 결합된 편심축86을 중심으로 연결링크89가 구동케이스77의 회전으로 회전하게 된다.

따라서 구동케이스77내의 연결링크89는 구동케이스77의 회전으로 인하여 편심축86을 중심으로 회전하게 되어 이와 연결된 구동바아90을 구동케이스77로부터 출몰시켜 구동바아90에 결합된 페달7,7'을 페달축3으로부터 최대 길이로 확장시키게 되는 것이다.

즉, 구동케이스77의 회전에의해 내재된 연결링크89가 편심축86을 중심으로 회전하게 되어 구동케이스77의 회전각도에 따라 편심축86과 함께 고정몸체75에 편심으로 축설되어 있는 페달축3을 중심으로 연결링크89와 연결된 구동바아90의 길이가 가변됨으로서 구동케이스77가 진향방향으로 회전구동될 시 구동바아90 끝단에 결합된 페달7,7'이 페달축3으로부터 최대 길이로 확장됨으로서 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 얻을 수 있는 것이다.

도 31∼도 33은 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예를 보인 것으로서,페달7,7을 답동하여 페달축3을 중심으로 구동케이스77가 회전하면 구동케이스77내의 회전으로 내측 안내기어95가 프레임1의 고정기어91와 치차결합되어 있으므로 이로부터 안내되면서 동일 방향으로 자전하는 상태가 되며, 이러한 안내기어95와 타측이 치차결합된 아이들기어94는 안내기어95의 회전으로인해 당연히 역방향(구동케이스77와 역방향)으로 회전하게 된다.

이에 따라 아이들기어94에 형성되어 있는 편심축96은 고정기어91와 접설되어 구동케이스77와 동일방향으로 자전하는 안내기어95의 회전력에 의해 역방향으로 회전하는 아이들기어94상에 형성되어 있으므로 최초 위치와 동일 위치상에서 항시 있게 된다.

따라서 최초 수평상태의 구동케이스77와 동일한 수평방향의 위치에 있던 편심축96은 구동케이스77의 회전에 따른 위치변동과는 전혀 관계없이 최초의 위치에 그대로 고정된 상태가 되므로 편심축96에 연결되어 있는 연결링크89가 구동케이스77와 함께 회전하게 되어 페달축3에 대해 편심으로 위치된 편심축96을 중심으로 페달축3으로부터 연결링크89와 연결되어 있는 구동바아90의 길이가 확장, 축소가변됨으로서 최소의 구동에너지로서 최대의 주행에너지를 발휘할 수 있는 것이다.

도 34, 35는 본 발명중 페달 구동부의 또 다른 실시예로서, 페달7,7'을 답동하여 구동케이스108가 회전구동하면, 구동케이스108의 회전으로 축공73의 조립관105의 고정기어106에 치차결합된 유성기어110가 고정기어106를 중심으로 구동케이스108와 함께 회전하게 된다.

이때, 구동케이스108의 유성기어110는 페달축3a을 중심으로 한 고정기어106에 대하여 편심으로 축설된 것과 같으므로 페달축3a을 중심으로 편심구동하게 되고, 이에 따라 유성기어110의 연결링크112와 연결아암114으로 연결된 구동바아113가 구동케이스108로부터 슬라이드 진퇴작동됨에 따라 구동바아113의 끝단에 결합된 페달7,7'과 페달축3a간의 거리가 가변되어 전술한 예와 같이 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 얻을 수 있는 것이다.

한편, 상기에서 고정기어106와 유성기어110간의 치차비를 2:1로 실시한 경우에는 도 37과 같이 구동케이스108의 1회전시에 고정기어106과 치차결합된 유성기어110가 고정기어106를 중심으로 2회전하게 되어 페달축3a을 중심으로 구동바아113 끝단의 페달7,7'이 정원의 회전운동을 하게 되며, 이들간의 치차비를 1:1로 실시한 경우에는 도 38과 같이 구동케이스108의 한번 회전시에 고정기어106와 치차결합된 유성기어110 역시 고정기어106를 중심으로 1회전하게 되어 페달축3a을 중심으로 구동바아113 끝단의 페달7,7'이 타원의 회전운동을 하게 된다.

한편, 도 40∼도 42는 상기 실시예 중 도 28 및 도 31의 연결링크89와 페달7,7'이 결합된 구동바아90간의 다른 실시예를 보인 것으로, 전술한 바와 같이 구동케이스77를 회전시켜 페달축3을 회전시키면 고정몸체75와 아이들기어94에 편심연결된 연결링크97가 직선왕복운동을 하면서 연결링크97 작동공100의 가이드기어102(소기어102a)가 회전하여 이와 일체로 동축상에 형성된 대기어102b를 회전시킴으로서 소기어102a로서 연결링크97와 연결된 구동바아98이 가이드기어103가 대기어102b의 회전으로 직선왕복운동함으로서 구동바아98가 구동케이스99로부터 출몰작동되어 전술한 확장가변과 함께 이차적인 가변작동으로 페달축3과 페달7,7'간의 길이가 더욱 (확장)가변되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 자전거의 주행에너지를 제공하는 페달과 페달축간의 거리가 페달을 구동하여(진행방향으로) 구동할 시에 페달축과 페달간의 회전반경이 최대로 확장되게 함으로서 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 발휘할 수 있는 주행에너지의 극대화효과를 도모할 수 있는 것이며, 또한, 페달각도조절수단41으로서 페달축3을 전후륜측으로 이동시켜 페달7,7'의 각도조절이 이루어지게 함으로서 상향 등반길 등에서 페달축과 구동바아로서 연결된 페달이 답동력이 수직으로 작용할 시에 전방으로 소정의 기울기를 가진 각도로 설정되게 함으로서 쉬운 힘의 전달로서 큰 힘을 발휘토록 하여 자전거의 주행에너지를 극대화할 수 있게 되어 레저용 등 각종 자전거에 적용, 여러 잇점과 효과를 얻을 수 있다.

Claims (20)

1. 양측 플랜지2,2' 내측에서 체인스프라켓4이 페달축3에 축결합되는 프레임1과, 플랜지2,2'와 일체로 회전결합된 회전체11와, 회전체11와 일체로 회전결합되어 페달축3이 편심축결합되는 회전원판9과, 플랜지2,2' 외측의 페달축3 양단에 결합된 작동바아5,5'와 슬라이드결합되어 주행을 위한 페달축3의 회전구동시 페달축3과 페달7,7'간의 거리가 가변되도록 회전체11에 축핀6a으로 고정되는 가이드관6,6'과, 회전원판9과 프레임1간에 설치되어 회전원판9을 프레임1상에 고정시킴과 아울러 페달축3을 기점으로 회전원판9을 임의 각도로 조절하는 조절수단13을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전체11는 프레임1상에 볼베어링12으로 회전결합하고 회전체11와 회전원판9 상호간 역시 볼베어링10으로 서로 회전결합하여 회전체11와 회전원판9을 프레임1과 일체적으로 구성함을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절수단13은 적어도 어느 일측 회전원판9상에 워엄기어15가 형성된 조절브라켓14이 고정결합되어 조절브라켓14의 워엄기어15가 프레임1상의 조절손잡이18와 연결된 베벨기어17,17' 및 워엄15과 치차결합됨으로써 조절손잡이13의 회전조작에 의해 조절브라켓14으로 연결된 회전원판9의 각도를 임의로 조절할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절수단13은 회전원판9의 조절브라켓14a상에 고정공24이 형성되고 프레임1상에는 여러 각도의 조절공26,26'이 수개 구비되어 고정공24을 조절공26,26'측에 택일적으로 결합하여 고정수단25으로 고정시키도록 함으로서 회전원판9의 각도를 임의로 조절할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 페달축3의 작동바아5,5'는 볼베어링21이 결합된 가이드관6,6'내의 슬라이더20에 결합되며, 가이드관6,6' 내부에는 윤활액이 충진되어 밀봉캡22과 씰23로 밀봉구성되는 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전원판9이 생략하고 프레임1상에 고정된 보조프레임27에 페달축3을 축결합한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   프레임28의 결합공29에 회전결합된 회전부재30와, 회전부재30상에 편심으로 형성되어 페달축3이 결합되는 축공31과, 회전부재30와 연결되어 피스톤35의 신축작동으로 회전부재30를 회전시킴으로서 축공31을 임의의 각도로 회전조절하는 유압시린더34와, 유압시린더34의 양측 유로 A,B와 연결되어 택일적으로 유압을 출입시켜 유압시린더34의 피스톤35을 신축작동하는 제어수단36을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 구동바아5,5'에는 면취부5a가 형성되어 면취부5a와 부합되는 슬라이더20a와 면취부5a를 보상하는 고정슬라이더20b가 함께 가이드관6,6'내로 결합되며, 고정슬라이더20b는 가이드관6,6' 외측으로부터 고정수단20c으로 가이드관6,6'에 고정결합되는 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 페달축3은 페달각도조절수단41으로 페달축3을 전,후측으로 임의 이동시킬 수 있게 함으로써 상향에 위치된 페달7,7'이 페달축7을 중심으로 하여 항시 전방으로 소정 각도의 기울기를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 페달각도조절수단41은, 축공43이 형성된 아암42을 축핀44으로 프레임1상에 각운동가능하게 설치하고, 아암42 일측을 제어수단36과 연결된 유압시린더46의 피스톤47과 연결하여 피스톤47의 신축작동으로 아암42을 각운동시켜 축공43에 결합된 페달축3을 전,후륜측으로 이동시킴으로써 페달축3을 중심으로 한 페달7,7'의 각도조절이 이루어지는 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 페달각도조절수단41은, 축공43이 형성된 아암42을 축핀44으로 프레임1상에 각운동가능하게 설치하고, 상기 아암42 일측 나사관49에 작동레버52상에 회전지지된 회전봉50 일단의 나사봉51을 나사결합하여 회전봉50을 조절핸들58의조절줄56로서 정역회전시켜 나사봉51이 아암42의 나사관49과 나사 결합,해리되도록 하여 아암42의 축공43에 결합된 페달축3을 전후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 한 페달7,7'의 각도조절이 이루어지는 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 페달각도조절수단41은, 프레임64의 슬라이드공63에 슬라이드결합된 가이드관65에 조절핸들58과 조절줄56a 및 회전휠70로서 연결된 나사봉69을 나사결합하여 나사봉69의 정역회전으로 나사봉69을 가이드관65과 나사결합, 해리시킴으로써 프레임64의 슬라이드공63에 결합된 가이드관65을 이동시켜 가이드관65의 축공66에 결합되는 페달축3을 전,후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 한 페달7,7의 각도조절이 이루어지는 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 페달각도조절수단41은, 가이드관65에 회전봉50의 나사봉51을 나사결합하여 회전봉50의 정역회전으로 가이드관65으로부터 나사결합, 해리시켜 가이드관65의 축공66에 결합된 페달축3을 전후륜측으로 이동시켜 페달축3을 중심으로 한 페달7,7'의 각도조절이 이루어지게 한 것을 특징으로하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
14. 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장 가변되게 한 자전거의 가변식 페달구동장치에 있어서,

    페달축3이 삽입되는 프레임1의 축공73에 고정결합된 고정기어74와, 고정기어74와 치차결합되는 유성기어80가 자유회전가능하게 축설되고, 페달축3이 축결합되는 구동케이스77와, 유성기어80에 편심형성된 편심핀82에 일단의 가이드공83이 결합되고 끝단에 페달7,7'이 결합되어 구동케이스77로부터 출몰가능하게 슬라이드결합되는 연결아암81으로 구성되어 구동케이스77의 회전구동으로 유성기어80가 고정기어74에 맞물림회전되면서 유성기어80의 편심핀82에 결합된 연결아암81이 직선왕복운동가능케 되어 연결아암81의 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장, 축소 가변되게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 구동케이스77의 고정기어74측에 페달7,7'을 결합하고 유성기어80의 연결아암81 끝단에 페달축3을 결합하여 구동시 연결아암81이 페달축3을 중심으로 회전하면서 가이드공83측에 편심핀82으로 연결된 유성기어80를 회전시켜 구동케이스77가 페달축3에 결합된 연결아암81으로부터 진퇴작동되어 고정기어74에결합된 페달7,7'과 연결아암81에 결합된 페달축3 간의 거리가 확장, 축소 가변되게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
16. 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장 가변되게 한 자전거의 가변식 페달구동장치에 있어서,

    프레임1의 축공73에 고정결합되는 고정몸체75와, 고정몸체75에 편심형성되어 페달축3이 축결합되는 편심축공85과, 편심축공75 일측에 역시 편심으로 자유회전가능하게 축결합되는 편심축86과, 상기 편심축공85을 경유한 페달축3이 결합되고 페달축3 끝단에 자유회전가능하게 축결합된 유성기어88와 치차결합되는 내치기어87가 일체로 형성된 구동케이스77와, 상기 고정몸체75의 편심축86에 연결되는 연결링크89와 연결링크89와 연결되고 끝단에 페달7,7'이 결합되어 구동케이스77로부터 출몰작동하는 구동바아90로 구성되어 구동케이스77의 회전구동으로 내치기어87가 페달축3의 유성기어88와 맞물림회전되면서 고정몸체75의 편심축86을 중심으로 연결링크89와 구동바아90가 직선왕복운동가능케 되어 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장, 축소 가변되게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
17. 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장 가변되게 한 자전거의 가변식 페달구동장치에 있어서,

    프레임1에 고정결합되고 고정기어91를 관통하여 페달축3이 고정결합되는 구동케이스77와, 구동케이스77내에 자유회전상태로 축결합되어 일측이 고정기어91에 치차결합되고, 타측은 페달축3 끝단에 자유회전상태로 축결합된 아이들기어94에 치차결합되는 안내기어95와, 아이들기어94의 편심축96에 연결된 연결링크89와 연결되고 끝단에 페달7,7'이 결합되어 구동케이스77로부터 출몰작동하는 구동바아90로 구성되어 구동케이스77의 회전구동으로 일단이 프레임1에 고정된 고정기어91에 맞물림결합된 안내기어95의 일단이 치차결합된 아이들기어94가 역방향으로 역회전되면서 구동케이스77의 회전구동과 관계없이 아이들기어94의 편심축96이 제자리를 고수하면서 편심축96을 중심으로 연결링크89와 구동바아90가 직선왕복운동가능케 되어 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장, 축소 가변되게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

    구동케이스99상에 축핀101으로 자유회전가능한 상태로 축설된 회전기어102와, 상기 편심축86,96에 일단이 연결되며 상기 회전기어102와 치차결합되는 가이드기어103를 구비한 연결링크97와, 상기 연결링크97와 치차연결된 회전기어102와 가이드기어104로서 치차결합되어 연결링크97와 동일 방향으로 작동하는 구동바아98로 구성되어 연결링크97의 직선왕복운동으로 회전기어102가 어느 일방으로 회전하면 회전기어102와 치차결합된 구동바아98가 동일 방향으로 직선왕복운동케 하여 연결링크97의 편심회전작동과 함께 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리의 확장, 가변 축소시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
19. 페달축3으로부터 페달7,7'의 거리가 확장 가변되게 한 자전거의 가변식 페달구동장치에 있어서,

    프레임1에 삽입결합된 조립관105를 관통하여 축결합된 페달축3a에 결합되는 구동케이스108와, 조립관105에 고정결합되는 고정기어106와, 페달축3a을 중심으로 편심상태로 상기 고정기어106에 치차결합되는 구동케이스108의 유성기어110와, 유성기어110의 축부110a에 자유회전상태로 결합된 연결링크112와 연결아암114으로 연결되어 구동케이스108에 슬라이드결합되며 끝단에 페달7,7'이 결합되는 구동바아113로 구성됨을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 조립관105은 프레임1의 축공73 내에 나사결합되어 삽입고정되고, 페달축3a에는 나사결합부105c가 형성되어 볼베어링하우징105d을 결합되게 함으로써 조립관105 내측에서 회전지지되게 한 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.