KR100357538B1 - 자전거 페달암의 길이 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거의 동력원인 후륜에 최소의 에너지로 최대의 동력을 전달할 수 있는 자전거 페달암의 길이 가변장치에 관한 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 원동 스프로켓에 고정된 구동축의 양단부에 지지체의 외측으로 돌출 설치된 고정축에 베어링을 고정 장착하고, 상기 베어링에 내측에 가동홈이 형성된 페달암을 결합하여 하단부에 회동가능하게 장착된 구름베어링이 후측에 고정된 안내레일의 내주연을 따라 회동하면서 페달암의 길이가 가변되도록 함으로써 페달에 힘을 가하는 위치에서 페달암의 길이가 최대로 길게 연장되도록 한 자전거 페달암의 길이 가변장치에 관한 것이다.

본 발명의 전체적인 구성은 외주면에 지지프레임이 고정되어 있는 지지하우징에 횡으로 설치되어 일측에 원통스프로켓이 고정되어 있는 구동축의 양측에 2개의 베어링을 삽입하여 외측에서 이의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지용 키를 체결한 지지체로 구성되어 있는 페달암 유도부재와; 상단부가 내측으로 대략 10도~15도 정도로 절곡한 절곡부를 형성하고 타단부에는 안내레일의 내주면과 접촉되는 구름베어링을 설치하고 내측면에는 상기 구름베어링을 결합하기 위한 가동홈이 형성된 페달암과; 중앙부위를 내측으로 절곡하여 고정브라켓트를 형성하고 구름베어링을 지지하여 상기 페달암의 길이가 가변되도록 직경을 달리하는 안내레일;로 구성된 것이다.

Description

자전거 페달암의 길이 가변장치{Length control apparatus of a bicycle pedal arm}

본 발명은 자전거의 동력원인 후륜에 최소의 에너지로 최대의 동력을 전달할 수 있는 자전거 페달암의 길이 가변장치에 관한 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 원동 스프로켓에 고정된 구동축의 양단부에 지지체의 외측으로 돌출 설치된 고정축에 베어링을 고정 장착하고, 상기 베어링에 내측에 가동홈이 형성된 페달암을 결합하여 하단부에 회동 가능하게 장착된 구름베어링이 후측에 고정된 안내레일의 내주연을 따라 회동하면서 페달암의 길이가 가변되도록 함으로써 페달에 힘을 가하는 위치에서 페달암의 길이가 최대로 길게 연장되도록 한 자전기 페달암의 길이 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동용 또는 레져용으로 널리 사용되고 있는 자전거의 동력은 원동스프로켓과 종동스프로켓에 엔드리스 체인을 권취하여 원동스프로켓의 양측에 구비되어 있는 페달암에 장착된 페달에 인위적인 힘을 가함으로서, 이 동력이 엔드리스 체인에 의해 후륜에 전달되어 전륜과 후륜을 회동시켜 주행하는 구조로 이루어진 것이다.

또한 적은 에너지로 주행을 용이하게 하기 위하여 후륜의 외측에 다수의 기어를 장착하여 인위적으로 기어를 변속하여 주행환경에 부합되도록 조절하여 사용하는 것도 기 제안되어 있다.

그러나 현재까지 제안된 모든 자전거에 있어 하우징에 횡으로 설치되어 있는 구동축의 일측에 고정 장착된 원동스프로켓을 회동시키는 페달암의 길이는 17㎝ 정도로 균일화되어 항시 일정한 원운동만을 행할 수 있는 구성으로 이루어져 있어 장거리나 경사지를 주행하는 경우 많은 체력이 소모된다고 하는 문제점을 내재하고 있는 것이다.

본 발명자는 자전거의 동력 전달장치에서 일찍이 제안된 바 없는 새로운 개념을 기술을 도입하게 된 것으로서, 원동스프로켓을 회동하여 후륜에 동력을 전달하는 페달암의 길이를 가변되도록 하여 적은 힘으로 안전하고 쾌적한 주행을 즐길 수 있는 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명이 목적으로 하는 바는 페달암이 구동축을 중심으로 360도 회전하면서 길이가 자연스럽게 가변되도록 하여 적은 힘으로 최대의 동력을 후륜에 전달할 수 있는 자전거 페달암의 길이 가변장치을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전체적인 구성은 외주면에 지지프레임이 고정되어 있는 하우징에 횡설되어 일측에 원통스프로켓이 고정되어 있는 구동축의 양측에 2개의 고정축에 베어링을 삽입하여 외측에서 이의 이탈을 방지하기위하여 키를 체결한 지지체로 구성되어 있는 페달암 유도부재와; 상단부가 내측으로 대략 10도~15도 정도로 절곡한 절곡부를 형성하고 타단부에는 안내레일의 내주면과 접촉되는 구름베어링을 설치하고 내측면에는 상기 구름베어링을 결합하기 위한 가동홈이 형성된 페달암과; 중앙부위를 내측으로 절곡하여 고정브라켓트를 형성하고 구름베어링을 지지하여 상기 페달암의 길이가 가변되도록 직경을 달리하는 안내레일로 구성된 것이다.

이하 본 발명의 전체적인 구성상태 및 이로부터 얻게 되는 특유의 효과등에대하여 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 분해사시도

도2는 본 발명의 일구성 요소인 페달암의 구성상태를 예시한 분해사시도

도3는 본 발명을 결합시킨 상태의 횡단면도

도4(a)~(d)는 회전축의 가변상태를 예시한 작동상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1…회동축 3…베어링 5…하우징 6…지지체 7…고정축

8…베어링 10…페달암 유도부재 13…구름베어링 14…가동홈

15…코일스프링 20…페달암 30…안내레일 32…브라켓트

도 1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 분해사시도로서, 동 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전체적인 구성은 페달암(20)을 안내하기 위하여 원동스프로켓의 양측면에 장착되어있는 페달암 유도부재(10)와, 상기 페달암 유도부재(10)에 결합되어 회전하면서 안내레일(30)에 의해 길이가 가변되는 페달암(20)과, 상기 페달암(20)의 길이를 일정길이 연장시키는 안내레일(30)로 구성된 것이다.

상기의 페달암 유도부재(10)의 구성은 외주연에 자전거를 구성하고 있는 지지프레임(2)을 일체로 결합한 하우징(5)의 중앙에 횡설되어 베어링(3)에 의해서 원활하게 회전되는 구동축(1)의 양단부에 고정장착 되는 것으로서, 지지체(6)의 외측에는 2개의 고정축(7)을 배설하여 이에 외표면에 우레탄고무(8a)을 씌운 구름베어링(8)을 결합하고, 이의 이탈을 방지하기 위하여 고정축(7)의 단부에 이탈방지용키(7a)등으로 고정한 구성으로 이루어진 것으로서 일측에는 엔드리스 체인(40)이 권취된 원동스프로켓(4)의 외측에 결합되고, 타측에는 이와 동일한 구성을 갖는 페달암 유도부재(10)를 상기 구동축(1)의 단부에 고정하게 되는 것이다.

그리고 페달암 유도부재(10)의 외측에 결합되어 360도 회전하면서 길이가 가변되는 페달암(20)의 구성은 도 2에 도시되어있는 바와 같이, 일반 자전거의 페달암에 비해 전체길이를 10㎝ 정도 길게 성형한 것으로서, 일측단부를 전측으로 대략 10도~15도를 절곡된 절곡부(11)를 형성하여, 페달(19)에 가하는 힘이 원활하게 전달되도록 도모하고, 타단부의 내측에는 후술하는 안내레일(30)의 내주면과 접촉되면서 회전하게 되는 구름베어링(13)을 장착하고 내주면에는 길이가 대략 15㎝ 정도인 가동홈(14)을 일체로 구성한 구조로 이루어져 있다.

상기 가동홈(14)의 양측에는 페달암(20)이 신축되어 원위치로 복귀하도록 하는 코일스프링(15)을 고정하고, 안내레일(14)의 상부에는 아이들베어링(17)을 고정하여 상기 코일스프링(15)과 페달암(20)을 원위치로 복귀시키는 기능을 수행하게 되는 것이다.

한편 360도 회동하는 페달암(20)의 하측단부의 내측에 장착되어 있는 구름베어링(13)과 접합되어 페달암(20)을 안내하면서 이의 길이를 가변시키는 지지부재를 구성하고있는 안내레일(30)의 구성은 하측은 진입구간(30a), 중간은 페달암(20)의 길이를 최대로 연장시키는 연장구간(30b) 및 페달암(20)의 길이를 원위치로 복귀시키는 복귀구간(30c)으로 구분되어 있어, 구름로울러(13)이 상부로 이동하면서 점차적으로 내경이 축소되어 페달암(20)이 평행위치에서 최대 길이로 연장되도록 하고, 다시 상부로 향하면서 내경이 커지도록 이루어진 안내레일(30)의 상부 내측면에는 이를 지지프레임(2)에 고정하기 위한 브라켓트(32)가 일체로 형성되어있는 구성으로 이루어진 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동은 도 4(a)~(d)에 도시되어 있는 바와 같이, 초기상태는 양측의 페달암(20)의 길이가 기존의 자전거에 장착되어 있는 페달암과 같이 대략 17cm정도의 표준길이를 유지하게 되며, 일측의 페달(19)에 힘을 가하게 되면 페달암(20)의 하단 내측에 장착되어 있는 구름베어링(13)가 후측에 장착되어 있는 안내레일(30)의 내주연과 당접되어 진입구간(30a)으로 유도되어 상부로 이동하게 된다.

이때 페달암(20)의 단부는 지지부재를 구성하고 있는 안내레일(30)의 내주면을 따라 상부로 이동하는 구름베어링(13)에 의해 상부로 계속 회전되면서 축소되는 안내레일(30)을 구성하고있는 연장구간(30b)과 구동축(1)과의 축소 직경만큼 페달암(20)의 전체길이는 도 4(b)의 (D)에 상응하는 길이로 연장되게 되며 이의 연장길이는 9~13cm정도가 되어 페달암(20)의 길이는 26㎝로 연장되는 것이다.

이와 같이 최대로 연장된 페달암(20)의 길이는 기존의 페달암의 길이에 비해 9~13cm 정도로 연장되며, 안내레일(30)을 구성하고있는 연장구간(30b)을 통과하면서 최대 길이로 연장되어 적은 힘을 가하여도 최대의 동력을 얻을 수 있게 되는 것이다.

최대길이를 벗어난 페달암(20)은 상부의 복귀구간(30c)구간으로 이동하면서 구동축(1)과 안내레일(30)의 내경이 확대되면서 안내레일(30)과 지지체(6)에 연결되어있는 코일스프링(15)의 복원력에 의해서 길이가 축소되면서 원위치로 복원하게 되는 것이다.

구동축(1)의 양측에는 동일한 구성을 갖는 페달암 유도부재(10)와 페달암(20) 및 안내레일(30)을 장착하여 상호 반복해서 동일한 작동을 반복하면서 원동스프로켓(4)과 종동스프로켓에 권취되어 있는 엔드리스 체인(40)에 의해 동력을 후륜에 전달토록 함으로서 최소의 힘으로 최대의 구동효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

더욱이 페달암(20)의 상단부가 전측으로 10도~15도 내외의 절곡부(11)를 유지하고 있으므로 페달(19)에 가하는 운동에너지가 효과적으로 전달될 수 있어, 그만큼 체력의 낭비를 적게 하면서 주행할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 자전거의 동력원인 페달암에 힘을 가해지는 위치에서 최대의 길이로 연장토록 하고 다시 원위치로 복귀되는 구조를 갖는 페달암을 제공함으로서 최소의 에너지로 최대의 구동력이 발생되도록 하여 장거리 주행이나 경사지의 등판시에도 힘들이지 않고 용이하게 주행이 가능한 자전거를 제공하는데 있다.

Claims (3)

1. 외주면에 지지프레임이 고정되어 있는 하우징에 횡으로 설치되어 일측에 원통스프로켓이 고정되어 있는 구동축의 양측에 2개의 베어링을 삽입하여 외측에서 이의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지용 키를 체결한 지지체로 구성되어 있는 페달암 유도부재와; 상단부가 내측으로 대략 10도~15도 정도로 절곡한 절곡부를 형성하고 타단부에는 안내레일의 내주면과 접촉되는 구름베어링을 설치하고 내측면에는 상기 구름베어링을 결합하기 위한 가동홈이 형성된 페달암과; 중앙부위를 내측으로 절곡하여 고정브라켓트를 형성하고 구름베어링을 지지하여 상기 페달암의 길이가 가변되도록 직경을 달리하는 안내레일;로 구성된 것을 특징으로 하는 자전거 페달암의 길이 가변장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 안내레일은 진입구간과 연장구간 및 복귀구간으로 구분되며 페달암의 내측단부에 설치된 구름베어링이 연장구간을 통과하면서 최대길이로 연장되도록 한 것을 특징으로 하는 자전거 페달암의 길이 가변장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 페달암 유도부재를 구성하고있는 지지체와 안내레일을 구성하고 있는 가동홈의 양측에는 코일스프링의 양단부를 고정한 것을 특징으로 하는 자전거 페달암의 길이 가변장치.