KR100356734B1 - 자전거의 역구동 페달링 장치 - Google Patents

자전거의 역구동 페달링 장치 Download PDF

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Abstract

자전거의 페달을 어느 방향으로 회전시켜도 자전거가 별도의 레버를 조작함이 없이 자동으로 전진구동 되게한 장치이다.
페달축의 구동력을 전달하고 회전방향으로 자동으로 선택하는 회전방향 선택부와, 역회전운동을 정회전운동으로 변환시키는 회전방향전환부로 구성된다. 회전방향선택부는 서로 엇갈리며 방향이 반대인 두개의 발톱 및 이에 대응하며 치선이 서로 반대이고 내측에 스퍼기어이 형성된 2개의 래칫휠로 이루어지며 각 래칫휠의 내측 스퍼기어에는 직경과 길이가 다른 아이들기어가 치합되어 있다.
20개의 부품으로 구성되어 구성이 극히 간단하고 고장이 거의 발생하지 않으며 역회전운동으로 피로를 쉽게 해소할 수 있다.

Description

자전거의 역구동 페달링 장치 {Reverse Drive Pedaling Apparatus for Bicycle}
본 발명의 자전거의 역구동 페달링 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 자전거의 페달을 전진 또는 후진 어느 방향으로 회전시켜도 자전거는 전진되도록한 것이다.
현재의 자전거는 기계적 구조에 있어서 완벽에 가까우며 더이상의 구조적 진보를 기대하기가 어렵다고 평가되고 있다. 종래기술로서 공개특허 1999-77750호는 자전거의 전진을 위하여 페달에 힘을 가할때 페달의 길이가 길어져 후진력을 향상시킬 수 있는 자전거 페달이나 페달을 역회전시켜도 자전거가 전진하는 페달링 장치가 개발된 바 있다. 특히 후자의 경우 별도의 레버를 전진시킨 상태에서는 일반 자전거와 같고 레버를 후진시킨 상태에서는 페달을 역회전시켜도 자전거가 전진하는 방식으로 구성되어 있다. 따라서 자전거 탑승자는 변속기어의 레버를 조작하듯 역회전 레버를 조작함으로써 페달의 역회전으로 자전거를 전진시킬 수 있다.
본 발명은 역회전 레버를 조작함으로써 페달의 역회전으로 자전거를 전진시킬 수 있는 페달링 장치와 목적은 같으나 보다 간편하고 능률적인 구조를 가진 자전거 프링페달링 장치를 제공하고자 한다. 본 발명은 역회전 레버의 도움없이 페달링 장치만으로 탑승자가 페달을 정회전시키거나 역회전시켜도 항상 자전거가 전진하도록 구상하였고 제조가 용이하고 고장발생을 최소화 할 수 있는 매우 간결한 구조를 취하고 있다.
도 1은 자전거 페달축에 장착된 본 발명의 단면도
도 2는 본 발명의 분해사시도
도 3은 도1의 요부확대도
도 4는 본 발명의 구동력 전달경로 및 회전방향의 변환을 설명하는 요부발췌사시도
< 도면의 부호에 대한 부호의 설명 >
1 : 페달아암 2 : 페달축 3 : 구동드럼
4 : 내향절곡부 5 : 발톱축 6 : 정회전발톱
7 : 역회전발톱 8 : 베어링 9 : 와셔
10 : 제1회전기판 11 : 아이들기어축 12 : 스페이서
13 : 페달축관 14 : 제1아이들기어 15 : 제2아이들기어
16 : 제1래칫휠 17 : 제2래칫휠 18 : 스퍼기어
19 : 스프라켓 20 : 제2회전기판
본 발명의 장치는 오른쪽 페달축(2)에 변속기어와 함께 장착된다. 따라서 보통의 페달축보다 약간 긴 페달축으로 교체하면 기존의 자전거에도 손쉽게 장착될수 있다.
본 발명의 구성요소는 도 2에 잘 나타나 있고 조립상태는 도 3에 나타나 있다. 페달축(2)의 오른쪽에는 페달아암(1)이 결합되고 페달아암(1)의 좌측에는 구동드럼(3)이 장착된다. 구동드럼(3)의 우측면은 폐쇄되고 좌측면은 열려있어 좌측면의 개구부를 통하여 각 구성요소들이 수장된다. 페달축(2)이 회전하면 구동드럼 (3)도 따라 회전한다.
구동드럼(3)의 좌측면 둘레에는 내향절곡부(4)가 형성되어 있고 내향절곡부 (4)와 우측면을 의지하여 서로 반대방향의 정회전발톱(6)과 역회전발톱(7)을 가진 발톱축(5)이 가로로 설치되어 있다. 위 발톱들은 발톱축(5)을 중심으로 시이소운동을 한다.
구동드럼(3)의 좌측면 개구부에는 베어링(8), 와셔(9), 제 1회전기판(10)이 차례로 결합된다. 제 1회전기판(10)의 중앙에는 페달축(2)이 관통하는 페달축관 (13)이 있고 둘레에는 두쌍의 아이들기어축(11)이 서로 마주보도록 결합되고 있다. 한쌍의 아이들기어축(11) 가운데 하나에는 각각 스페이서(12)가 끼워 결합되어 있다. 스페이서(12)가 끼워진 아이들기어축(11)에는 제1아이들기어(14)가 그리고 나머지 아이들기어축(11)에는 제 2아이들기어(15)가 끼워 결합된다. 제 1아이들기어 (14)는 직경이 상대적으로 크고 길이는 짧으며 제 2아이들기어(15)는 직경이 상대적으로 적고 길이는 길다. 아이들기어축(11)에 스페이서(12)및 제 1아이들기어 (14)를 결합하고 다른 아이들기어축(11)에 제 2아이들기어(15)를 결합하면 서로 길이가 같아진다. 제 1아이들기어(14)와 제 2아이들기어(15)는 한쌍씩 서로 맞물려 있다.
2개의 제 2아이들기어(15)둘레에 결합되는 제 1래칫휠(16)과 2개의 제 1아이들기어(14)둘레에 결합되는 제 2래칫휠(17)은 각각 그 내면에 직경이 서로 다른 스퍼기어(18)로 구성되어 있고 제 1래칫휠(16)과 제 2래칫휠(17)의 래칫은 서로 반대방향이다. 다만 제 2래칫휠(17)의 좌측면에는 구동 또는 변속용 스프라켓(19)이 고정되어 있다.
제 2래칫휠(17)및 스프라켓(19)의 좌측면에는 제 2회전기판(20)이 장착되어 본 발명의 장치가 완성된다. 2쌍의 아이들기어축(11)의 좌측단은 제 2회전기판(20)에 형성된 4개의 축공에 끼워져 결합된다. 제 1래칫휠(16)과 제 2래칫휠(17)의 사이, 제1회전기판(10)과 제1래칫휠(16)사이, 제2래칫휠(17)과 제2회전기판(20) 사이에는 마찰저항을 감소시키기 위하여 각각 베어링이 개재된다.
이상과 같이 구성된 본 발명은 페달을 정회전시킬 때나 역회전시킬 때나 항상 자전거가 전진하게 되는바, 그 작동원리를 도 4에 따라 설명한다.
페달을 전진방향(도면에서는 시계방향)으로 회전시키면 구동드럼(3)도 함께회전하고 구동드럼(3)의 내측에 설치된 정회전발톱(6)이 제 2래칫휠(17)을 시계방향으로 회전시킨다. 따라서 제 2래칫휠(17)과 일체로 결합된 스프라켓(19)이 전진방향으로 회전한다. 한편, 제 2래칫휠(17)이 시계방향으로 회전할때 제 1아이들기어(14)는 시계방향으로 이에 맞물린 제 2아이들기어(15)는 반시계방향으로, 다시 이에 맞물린 제 1래칫휠(16)도 반시계방향으로 회전하지만 자전거의 구동에는 아무런 영향도 미치지 아니한다.
다시 페달을 후진방향(도면에서는 반시계방향)으로 역회전시키면 구동드럼 (3)도 함께 역회전하고 구동드럼 내측에 설치된 역회전발톱(7)이 제 1래칫휠(16)을 반시계방향으로 회전시킨다. 제 1래칫휠(16)이 반시계방향으로 회전되면 제 2아이들기어(15)도 반시계방향으로, 이에 맞물린 제 1아이들기어(14)는 시계방향으로 회전한다. 따라서 이에 맞물린 제 2래칫휠(17)도 시계방향으로 회전하고 제 2래칫휠 (17)과 일체로 결합된 스프라켓(19)이 전진방향으로 회전한다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이 탑승자가 페달을 전진방향 또는 후진방향 어느쪽으로 회전시켜도 스프라켓(19)은 항상 전진방향으로만 회전한다.
본 발명은 20개의 부품으로 조립되는 매우 간결한 구조로 이루어져 있으며 전후진 변환레버 없이 후진동작으로 자전거로 전진시킬 수 있다. 부품수가 적고 구조가 간단한 것은 제작비를 경감시키고 고장발생률을 현저히 낮추게 한다. 또한 전후진 변환레버를 작동시키는 번거로움이 해소된다.
역회전 동작으로 자전거를 전진시키는 것은 근육을 반대로 사용함으로써 근육의 피로를 회복시키는데 매우 효과적이며 탑승자는 물론 보는 이들에게 흥미와 호기심을 불러일으킬 수 있는 것이다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 페달축의 구동력을 전달하고 회전방향을 자동으로 선택하는 회전방향선택부와, 역회전운동을 정회전운동으로 변환시키는 회전방향 전환부로 구성하되, 회전방향 선택부는 페달축(2)에 조립되며 우측면은 폐쇄되고 좌측면은 내항절곡부(4)를 제외하고 개방된 구동드럼(3), 구동드럼의 내부둘레에 유동되게 설치되고 두개의 발톱(6)(7)을 가진 발톱축(5), 두개의 발톱(6)(7)과 대응하여 내측둘레에 서로 방향이 반대인 스퍼기어(18)가 형성된 제 1래칫휠(16) 및 제 2래칫휠(17)로 구성되며, 제 2래칫휠(17)의 좌측면에는 스프라켓 (19)이 고정설치된 구성을 특징으로 하는 자전거의 역구동 페달링장치.
  3. 제 2항에 있어서, 회전방향 전환부는 구동드럼(3)의 우측내면에 베어링(8)을 사이에 두고 접면하고 중앙에는 페달축관(13)이, 그리고 그 둘레에는 2쌍의 아이들기어축(11)이 돌출되며, 각 쌍의 아이들기어축(11)에는 교호로 제 1아이들기어(14)및 제2아이들 기어(15)가 끼워 결합되고, 마지막으로 제 2회전기판(20)이 결합되는 구성을 특징으로 하는 자전거의 역구동 페달링장치.
  4. 제 2항에 있어서, 발톱축(5)은 구동드럼(3)의 내부둘레의 한 지점에 축으로 설치되며 서로 엇갈리며 방향이 반대인 정회전발톱(6)과 역회전발톱(7)을 가지며 제 1래칫휠(16)과 제 2래칫휠(17)은 베어링을 사이에 두고 유동되게 접면하며 래칫기어의 직경은 서로 동일하고 방향은 반대이며 내부둘레의 스퍼기어(18)는 직경이 서로 다르게 구성됨을 특징으로 하는 자전거의 역구동 페달링장치.
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서, 제 1아이들기어(14)는 제 2아이들기어(15)보다 직경이 크고 길이는 절반이며 아이들기어축(11)에는 교호로 스페이서(12)및 제 1아이들기어가 끼워지거나 제 2아이들기어(15)만이 끼워져서 서로 인접한 아이들기어 끼리 치합하되 제 1아이들기어(14)는 제 2래칫휠(17)의 내측면에 형성된 스퍼기어(18)와 그리고 제 2아이들기어(15)는 제 1래칫휠(16)의 내측면에 형성된 스퍼기어(18)와 각각 치합되도록 구성됨을 특징으로 하는 자전거의 역구동 페달링장치.
  7. 삭제
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