KR100382699B1 - 페달구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거와 같이, 페달을 밟음으로써 회전력을 발생시키는 구동장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 자전거의 체인을 구동시키는 스프라켓(36)에 회전력을 전달할 수 있도록, 자전거의 프레임에 회전가능하게 장착되는 슬라이딩안내블럭(20)과; 상기 슬라이딩안내블럭(20)의 내측으로 직선왕복운동이 가능하게 설치되고, 외측단부에는 사용자가 밟기 위한 페달(16)이 설치되어 있는 크랭크아암(10); 그리고 상기 크랭크아암의 회전시 그 외측단부의 원운동을 가이드하되, 상기 슬라이딩안내블럭(20)을 중심으로 편심된 위치에서 원운동하도록 안내하는 안내수단을 포함하여 구성되는 구동장치를 개시하고 있다. 이와 같은 본 발명에 의한 구동장치에 의하면, 페달을 밟는 과정동안에서는 크랭크의 길이가 길어져서, 보다 큰 토오크가 발생하도록 구성되기 때문에, 보다 효율적인 주행이 가능하게 된다.

Description

페달구동장치{Pedal driving device}

본 발명은 페달구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페달축과 크랭크축과의 거리인 크랭크의 길이를 가변시키는 것에 의하여, 보다 큰 토오크를 발생시킬 수 있도록 구성되는 페달구동장치에 관한 것이다.

본 발명의 페달구동장치는, 예를 들면 자전거 등에 대표적으로 이용할 수 있는 장치이다. 그러나 본 발명은 자전거로 한정되는 것은 아니고, 페달의 구동에 의하여, 일정한 회전력을 발생시킬 수 있는 어떠한 장치에도 응용 가능하다. 이하 본 발명의 설명에 있어서는, 자전거를 대표적인 예로 들면서 설명하기로 한다.

자전거는, 사용자가 발을 이용하여 페달을 회전운동시키는 것에 의하여 주행이 가능하게 구성되는 기구이다. 여기서 페달을 밟음으로써 힘을 가하는 것에 의하여 자전거의 크랭크암이 회전하게 되는데, 크랭크암의 회전시 발생하는 토오크는, 밟는 힘과 크랭크의 길이에 의하여 변하게 된다.

도 1에서, 도면부호 2로 도시한 것은 크랭크아암으로, 그 단부에는 페달(4)이 페달축에 의해 장착되어 있고, 타단부는 크랭크축(6)으로 작용할 수 있도록, 자전거의 전방 스프라켓의 중심을 이루게 되고, 자전거의 프레임에 회동 가능하게 지지되어 있다.

이러한 기구적 구성에 있어서, 사용자가 상기 페달(4)을 밟는 것에 의하여 크랭크아암(2)이 크랭크축(6)을 중심으로 회전하게 된다. 그리고 도 1에 도시한 종래의 구성에 있어서는, 상기 크랭크아암(2)의 길이는 항상 정해져 있다. 따라서 페달을 밟는 힘은 항상 일정한 힘이라는 가정하에서는, 만일 상기 크랭크의 길이가 길게 되면, 더욱 큰 토오크를 발생시킬 수 있게 된다.

그러나 자전거의 크랭크 길이를 길게 하기 위해서 크랭크아암(2)의 길이를 길게 하는 것은, 실질적으로 한계가 있음은 당연하다. 또한 크랭크아암(2)의 길이를 길게하는 것은, 사용자의 발의 운동범위를 크게하기 때문에 사용자에게 있어서도, 불편하게 되는 단점이 지적된다.

자전거에 있어서, 구동 토오크를 높이기 위한 것은, 예를 들면 비탈길을 올라가거나, 보다 고속주행을 가능하게 하는 측면에서 유리하기 때문에, 구동 토오크를 높이기 위한 부단한 노력이 있어왔다.

예를 들면 대한민국 공개 98-19018에 기재되어 있는 기술에 의하면, 크랭크아암을 2절 링크의 구조를 하는 것에 의하여 크랭크아암의 길이를 변화시켜서 토오크를 향상시키고자 하고 있다. 그러나 이러한 기술은, 그 구성의 복잡성은 물론이지만, 실질적으로 토오크가 증가되지 않는 치명적인 단점이 있다.

그리고 자전거에서 손과 발을 함께 사용함으로써 출력을 증가시키는 방식이 제안되기도 하고, 크랭크에 연결되는 페달축을 기역자 형태로 만들어 전체 길이가 가감되는 구조가 제안되기도 하였다(대한민국 실용신안 공개 86-7125).

또한 기하학적인 페리트로코이드 운동원리를 적용하여 페달의 길이를 조절하는 방법이 실용신안공개 98-25203호로 공개되어 있으나, 이러한 기술은 실현을 위한 구조가 복잡할 뿐만 아니라 페달의 이동거리가 증가하게 되는 단점이 있다.

그리고 특허공개 98-33413의 기술에 의하면, 3절링크와 미끄럼 연결부를 지닌 구조를 이용하여 출력 토오크를 높이는 방법이 알려져 있다. 그러나 이 방법은 실현이 가능하고 토오크와 출력이 증대되는 구조인 것은 확실하나, 전체적인 구조가 매우 복잡할 뿐만 아니라, 토크를 크게 하기 위하여 전체 길이가 길어져서 토오크를 어느 비율 이상으로 증가시키면 크랭크의 단부와 지면이 충돌하는 문제점이제기된다.

그러나 상술한 바와 같은 여러가지 종래의 기술에 의해서는, 실질적으로 토오크의 증가가 충분하지 않음은 물론이고, 구조적으로 복잡하기 때문에 경제적인 측면에서 유리하지 못하다는 공통적인 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크랭크의 길이를 가변시키는 것에 의하여 충분한 토오크의 향상을 얻을 수 있도록 구성되는 페달구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 토오크를 증가시킬 수 있는 구동장치를 제공함에 있어서도, 보다 간단한 구조를 가지고 구현되도록 구성하는 것이다.

도 1은 종래의 페달구동원리를 보인 설명도.

도 2는 본 발명에 의한 구동원리를 보인 설명도.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 의한 페달의 위치변화를 보인 과정 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 구동장치가 자전거에 적용된 상태의 평면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자전거의 평면도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예의 설명도.

도 7은 도 6에 도시한 실시예의 동작상태 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ..... 크랭크아암 12 ..... 크랭크축

14a,14b,14c,14d ..... 베어링 16 ..... 페달

18 ..... 페달축 20 ..... 슬라이딩안내블럭

30 ..... 안내가이드

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 페달구동장치는, 체인을 구동시키는 스프라켓에 회전력을 전달할 수 있도록, 프레임에 회전가능하게 장착되는 슬라이딩안내블럭과; 상기 슬라이딩안내블럭의 내측으로 직선왕복운동 가능하게 설치되고, 외측단부에는 사용자가 밟기 위한 페달이 설치되어 있는 크랭크아암; 그리고 상기 크랭크아암의 회전시 그 외측단부의 원운동을 가이드하되, 상기 슬라이딩안내블럭을 중심으로 편심된 위치에서 원운동하도록 안내하는 안내수단을 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 의한 페달구동장치에 의하여, 자전거의 구동을 위하여 페달을 밟음으로써 발생하는 토오크가 종래의 것에 비하여 커지게 되고, 동력전달범위도 연장되어, 실질적으로 보다 작은 힘으로 효율적으로 자전거를 주행시킬 수 있게 되는 장점이 기대된다.

이하 본 발명의 설명에 있어서, 본 발명의 페달구동장치가 구현된 일실시예로서 자전거에 구현된 예를 통하여 설명하기로 한다. 이하의 설명에 있어서도, 본 발명의 페달구동장치가 자전거를 통하여 구현되는 실시예를 통하여 본 발명을 설명하고자 한다.

다음에는 도면에 도시한 본 발명의 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 페달구동장치의 기본적인 원리를 보이고 있다. 도 2에 있어서, 도면부호 Ca로 도시한 점선의 원은, 종래의 페달의 순환경로를 의미하고, Cb는 본 발명에 의한 페달의 순환경로를 의미한다. 여기서 본 발명에 의한 순환경로(Cb)의 궤적은, 실질적으로 종래의 순환경로(Ca)의 궤적과 동일하다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 순환경로(Cb)는 종래의 것과 동일하기 때문에, 사용자에게 조작의 불편성은 전혀 없음을 알 수 있다.

본 발명에 의하면 크랭크아암(10)은 크랭크축(12)를 중심으로 회전운동을 수행하는데, 상기 크랭크아암(10)은 상기 크랭크축(12)에 설치되어 있는 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에서 왕복슬라이딩 운동이 가능하게 된다. 실질적으로 상기 크랭크아암(10)은, 슬라이딩안내블럭(20)을 회전시키게 되는 것을 의미한다. 그리고 도 2에서 상기 크랭크아암(10)의 왕복운동방향이 화살표(K)로 도시되어 있다.

그리고 상기 슬라이딩안내블럭(20)은, 상기 크랭크아암(10)의 왕복 슬라이딩운동이 보다 원활하도록 그 내부에 다수개의 베어링(14a,14b,14c,14d)이 설치되어 있다. 상기 슬라이딩안내블럭(20)은, 실질적으로 상기 크랭크아암(10)에 의하여 회전하게 되는 부분으로, 자전거의 프레임에 회동 가능하게 지지되어 있다. 또한 상기 슬라이딩안내블럭(20)은, 자전거의 스프라켓의 중심부분에 연결되는 것이어서, 상기 크랭크아암(10)에 의하여 슬라이딩안내블럭(20)이 회전하게 되면, 자전거의 구동 스프라켓이 회전하게 되어, 실제 주행이 가능하게 되는 것이다.

여기서 상기 슬라이딩안내블럭(20)의 내부로 슬라이딩운동을 수행하는 크랭크아암(10)을 보호하기 위하여, 신축성있는 소재로 만들어지는 커버부재를 설치하는 것도 가능하다. 이러한 커버부재는, 예를 들면, 자라바 구조를 취할 수 있을 것이다.

도 2에서, 페달의 운동궤적을 안내하는 안내수단으로는 일정 궤도형상을 가지고 페달을 안내하는 여러가지 안내수단이 실시될 수 있겠으나, 여기서는 실시예로 안내가이드를 설명한다. 원형으로 구현되어 있는 안내가이드(30)는 도너츠형상으로 구현되고, 크랭크아암(10)의 외측단부에 설치되는 회전롤러(24)가 내부에 삽입되어, 그 내부를 따라 회전운동함으로써 페달(16)의 운동을 안내하는 것임을 알 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 안내가이드(30)는, 일측(외측)이 개방된 ㄷ자형상의 단면을 가지는 것으로, 페달(16)의 페달축(18)의 내측단부에 회동 가능하게 삽입된 회전롤러(24)가 그 내부에서 그 경로를 따라 이동할 수 있도록 조립된다.

이상에서의 설명을 정리하면, 본 발명에 의한 크랭크아암(10)은 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에서 직선왕복운동을 수행할 수 있도록 구성되어 있고, 크랭크아암(10)의 페달(16) 측 단부에서 설치되는 페달축(18)이(또는 그 단부에 설치되는 회전롤러(24)가) 안내가이드(30)에 의하여 형성된 원형의 순환경로(Cb)를 따라 안내되면서 회전운동하도록 구성되고 있음을 알 수 있다.

본 발명에 의한 크랭크아암(10)의 일회전에 따른 상태를 도 3을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 3에 있어서, (a)에 도시한 상태는, 페달(16)이 상사점에 있을 때이고, 이러한 상태에서, 사용자의 발이 상기 페달에 힘(f)을 가하게 된다. 그러면, 페달(16)은 하향 회전을 시작하게 되는데, 이 때 상기 페달(16)은 도 2에 도시한 안내가이드(30)에 의하여 형성되는 순환경로(Cb)를 따라 회전하게 된다. 따라서 (b)에 도시한 바와 같은 상태에서는, 상기 크랭크아암(10)은 슬라이드안내블럭(20)에서 우측으로 최대한 빠져나온 상태로 된다. 그리고 이렇게 크랭크아암(10)이 빠져나온 상태에서는, 실제로 크랭크의 길이는, 종래의 것에 비하여 길이(L) 만큼 길어지게 되고, 따라서 상기 길이(L)와 힘(f)의 곱에 의하여 나타나는 값만큼의 토오크가 증가하게 되는 것이다.

즉, 본 발명에 의한 첫번째 효과로서, 크랭크의 길이가 길어지는 만큼 동일한 힘(f)에 의하여 발생하는 토오크가 증가하게 되는 것을 의미한다.

그리고 상기 크랭크아암(10)이 계속하여 회전하는 경우에는, (c)에 도시한 바와 같이, 안내가이드(30)에 의하여 형성되는 순환경로(Cb)를 따라 회전하게 된다. 따라서 (c)에 도시한 바와 같이, 페달(16)이 하사점을 경유하게 되고, 다시 (d)에 도시한 바와 같이, 크랭크아암(10)이 슬라이딩안내블럭(20)의 내부로 이동하여 최우측으로 들어간 상태로 될 것이고, 이어서(a)에 도시한 바와 같이 페달(16)이 상사점에 도달하게 된다. 그리고 이러한 순환을 계속하게 될 것이다.

여기서, 자전거에 부착되어 있는 한쌍의 페달(16)에 있어서 동력이 발생하는 것은, 실제로 페달(16)이 회전할 때, 하강하는 방향으로만 힘이 가해지는 것에 기초하고 있음은 자명하다.

따라서 상술한 순환과정에 있어서, 페달이 하강하는 동안에는 실질적으로 크랭크의 길이가 종래에 비하여 길어지기 때문에 발생하는 토오크가 증가하게 되는 것은, 본 발명의 첫번째 효과로서 지적한 바와 같다. 즉, 도 3의 (c)를 기준으로 살펴보면, 상기 크랭크의 길이는, 포인트(m) 및 포인트(n) 사이의 구간에서는, 적어도 원래의 순환경로(Ca)의 반경(R) 보다는 크기 때문에, 보다 큰 토오크를 발생시킬 수 있게 되는 것이다.

다음에 상술한 회전과정에 있어서 고찰하여야 할 부분은, 크랭크아암(10)의 일회전 주기동안 실제로 슬라이딩안내블럭(20)을 회전시키는 동력전달시간이다. 상기 슬라이딩안내블럭(20)은, 회전가능하게 자전거의 프레임에 장착되어 있고, 이러한 슬라이딩안내블럭(20)이 회전에 의하여, 자전거의 스프라켓을 회전시키는 것은 전술한 바와 같다.

여기서, (c)를 중심으로 살펴보면, 상기 슬라이딩안내블럭(20)의 중심에서 수직방향의 선(La)은, 실질적으로 원래의 순환경로(Ca)의 상사점 및 하사점과 만나고 있음을 알 수 있다. 한편 일반적인 자전거의 경우, 페달에 힘이 가해지는 영역은, 페달(16)이 가장 높은 위치에서 앞으로 회전하여 가장 낮은 위치에 오기까지의 영역임은 상술하였다. 원래의 순환경로(Ca)를 참조하면, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 포인트(A)에서 포인트(C) 까지의 영역은, 원래의 순환경로(Ca)의 상사점 및 하사점에 해당하고, 따라서 포인트(A) 에서 포인트(C) 까지의 영역에서, 동력이 실질적으로 전달되고 있음을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 일주기의 회전과정 동안, 실질적으로 힘(f)이 전달되면서 토오크가 발생하는 영역이 보다 연장되어, 이렇게 연장되는 부분만큼 토오크의 전달이 유리하게 되는 장점이 있는 것이다.

다음에는 도 4에 기초하면서, 실제로 자전거에 적용된 실시예를 기초하면서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 의한 구동장치가 자전거에 구현된 상태의 평면도를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 크랭크아암(10)은, 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에 수납되어 있어서, 슬라이딩운동에 의한 수납이 가능하게 구성된다. 상기 크랭크아암(10)이, 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에서 슬라이딩운동을 하는 경우, 베어링(14a,14b,14c,14d)에 의하여 지지되기 때문에, 마찰에 의한 에너지의 낭비적 요소의 발생은 거의 없을 것으로 기대된다.

그리고 상기 크랭크아암(10)의 단부에는 페달축(18)이 개재되어 있으며, 상기 페달축(18)의 일측에는 페달(16)이 설치되고, 타측에는 롤러(24)가 설치되어 있다. 상기 롤러(24)는, 단면이 ㄷ자형인 안내가이드(30)의 내부에 수납되어, 정면에서 보았을 때 원형으로 구성되는 안내가이드(30)를 따라 원운동을 수행하게 될 것이다. 따라서 상기 안내가이드(30)에 의하여 실질적으로 순환경로(Cb)를 따라 이동하게 되는 것이다.

본 발명의 설명에 있어서, 도 4에서는, 상기 자전거의 일측에만 설치된 페달을 통하여 설명하였으나, 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 구동장치의 구성요소는, 프레임(F)의 반대측에 있는 페달 주위에도 전부 설치되어 있음은 당연하다.

이렇게 구현된 본 발명에 의한 페달구동장치의 회전시의 동작 및 기능에 대해서는, 도 2 및 도 3에 기초하여 상술한 바와 같다.

도 4를 참조하여 다시 한번 간단하게 살펴보면, 상기 크랭크아암(10)이 회전함에 따라서 슬라이딩안내블럭(20)이 회전하게 된다. 상기 슬라이딩안내블럭(20)의 회전은 크랭크축(12)에 전달되고, 상기 크랭크축(12)의 회전은, 실질적으로 자전거의 스프라켓(36)를 회전시키게 된다.

그리고 비록 도시는 생략하고 있지만, 상기 스프라켓(36)의 회전은, 체인을 통하여 자전거의 후륜에 전달되어, 자전거를 주행시키게 될 것이다.

다음에는 도 5에 기초하면서 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시예의 설명에 있어서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하면서 설명하기로 한다.

도 4에 도시한 실시예는 안내가이드(30)를 프레임(F)의 양측에 설치되는 한쌍의 페달 주위에 모두 설치한 실시예이다. 그러나 실제로 스프라켓(36)이 있는 쪽에도 안내가이드(30)를 설치하는 것은 외관상 복잡하게 되는 단점이 있다. 따라서 도 5에 도시한 실시예는, 이러한 것을 해결하기 위하여, 안내가이드(30)를 일측에 하나만을 설치하고 있다. 그리고 크랭크축(12) 및 크랭크아암(110)의 중심부분을 통하여 연결선(40)을 설치하는 것에 의하여, 양측의 크랭크아암(110,110')이 연결되도록 구성하고, 이에 의하여 프레임(F) 양측의 각각의 크랭크아암(110,110')이 슬라이딩 운동을 같이 수행할 수 있도록 구성하고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 크랭크아암(110)은 일측이 개방된 ㄷ자형상으로 하고, 이러한 내부를 통하여 연결선(40)을 이용하여 반대측의 크랭크아암(110')의 내부까지 연결하고 있다. 상기 연결선(40)은, 크랭크아암(110)이 설치되어 있는 크랭크축(12)의 내부를 관통하고 있다. 즉, 연결선(40)의 일단부는, 일측의 크랭크아암(110) 내부의 페달축(18) 가까이에 고정되고, 연결선(40)의 타단부는 타측의 크랭크아암(110') 내부의 페달축 가까이에 고정되어 있다. 물론 상기 연결선(40)은, 크랭크아암(110,110') 및 크랭크축(12)의 내부를 통과하고 있기 때문에, 외부에서는 보이지 않는다.

이렇게 연결선(40)을 이용하여 크랭크아암(110,110')을 연결하는 것에 의하여 각각의 크랭크아암(110,110')은 서로 반대되는 동작을 동시에 수행하게 된다. 즉 크랭크아암(110)이 슬라이딩안내블럭(20)에서 외부로 빠져나오게 되면, 그 반대측의 크랭크아암(110')은 슬라이딩안내블럭(20)의 내부로 수납되는 상태로 된다. 이렇게 연결선(40)을 이용하는 원리는, 자전거에서 크랭크아암(110,110')이 서로 정반대의 위치에 있으며, 180도의 위상차를 가지고 있다는 점에 착안하고 있다.

따라서 일측의 크랭크아암(110)이 슬라이딩안내블럭(20)에서 외부로 빠져나오는 경우에는 실제로 사용자가 그 크랭크아암(110)의 페달(16)를 밟으면서 힘을 가하는 상태이고, 이 때 페달(16) 및 크랭크아암(110)은, 안내가이드(30)에 의하여 안내되면서 원운동을 수행하게 된다. 그리고 이 때 반대편의 크랭크아암(110')은 연결선(40)에 의하여 당겨지기 때문에, 슬라이딩안내블럭(20)의 내부로 들어가게 된다. 그리고 반대의 경우, 즉, 사용자가 페달(16)을 밟으면서 힘을 가하는 경우에는, 페달(16)에 가해지는 힘에 의하여 크랭크아암(110')은 전방 및 하방으로 이동하게 되기 때문에 슬라이딩안내블럭(20)에서 외부로 빠져나오게 되고, 이 때 반대편 크랭크아암(110)은 안내가이드(30)에 의하여 안내되면서, 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에 들어가게 되며, 이 때 안내가이드(30)측의 페달(16)은 순환경로(Cb) 상에서 후방의 위치에 있게 되는 것이다.

다음에는 도 6 및 도 7에 기초하면서, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 페달구동장치에 대하여 살펴보기로 한다. 본 실시예는 도 2에 도시한 실시예에서 크랭크아암의 회전궤적을 더욱 소형화할 수 있도록 구성되는 실시예이다.

본 실시예에 의하면, 크랭크아암(210)은 크랭크축(212)를 중심으로 회전운동을 수행하는데, 상기 크랭크아암(210)은 상기 크랭크축(212)에 설치되어 있는 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에서 왕복슬라이딩 운동이 가능하게 된다. 실질적으로 상기 크랭크아암(210)은, 슬라이딩안내블럭(20)을 회전시키게 되는 것을 의미하는 것은 제1실시예와 동일하다.

그리고 본 실시예에 의하면, 상기 크랭크아암(210)은, 회전시 상기 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에서 슬라이딩 운동을 수행하는 제1크랭크아암(212)과, 상기 제1크랭크아암(212)의 내부로 슬라이딩 운동을 수행하는 제2크랭크아암(214)으로 구성된다.

그리고 상기 슬라이딩안내블럭(20)은, 상기 크랭크아암(210)의 왕복 슬라이딩 운동이 보다 원활하도록 그 내부에 다수개의 베어링(14a,14b,14c,14d)이 설치되어 있는 것은 제1실시예와 동일하다. 그리고 상기 제2크랭크아암(214)이 제1크랭크아암(212)의 내부로 슬라이딩하면서 삽입되는 과정에서 그 운동을 원활하게 하기 위하여 필요하다면 베어링(230a,230b,230c)을 설치하는 것도 가능하다. 상기 슬라이딩안내블럭(20)은, 실질적으로 상기 크랭크아암(210)에 의하여 회전하게 되는 부분임은 상술한 바와 같다.

상기 제2크랭크아암(214)의 단부에 설치되는 페달축(18)은, 제1실시예와 동일한 안내가이드(30)를 따라 일정한 회전궤적을 그리면서 회전하게 된다. 이러한 회전운동 기간 동안, 상기 크랭크아암(210)은, 제1크랭크아암(212)이 슬라이딩안내블럭(20)의 내부로 슬라이딩하면서 수납되는 것과 동시에, 제2크랭크아암(214)이 제1크랭크아암(212)의 내부로 슬라이딩 하면서 수납되고, 이러한 각각의 슬라이딩 운동은, 크랭크아암(210)의 일회전 주기동안 동일하게 반복될 것이다. 그리고 도 6의 상태에서 약 반바퀴 이상 회전한 상태가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 크랭크아암(210) 자체의 슬라이딩 운동에 의하여, 안내가이드(230)에 의한 전체 회전반경이 충분히 작아짐을 알 수 있을 것이다. 기타 동작 상태 또는 출력에 대한 변화는 제1실시예에서 상술한 바와 동일하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 크랭크아암(10,210)을 슬라이딩안내블럭(20)의 내부에서 슬라이딩 이동 가능하게 구성하고, 크랭크아암(10,210)의 외측단부가 원형의 안내가이드에 의하여 원운동하도록 구성하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 이러한 변형예에 의하여 본 발명이 제한될 수는 없을 것이다. 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에 의하여 해석되어야 함은 물론이다.

그리고 이상의 설명에 있어서, 본 발명은 페달구동장치 자체를 기본적인 기술적 사상으로 하고 있으며, 자전거에 구현된 것은 본 발명을 구현하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것임은 상술한 바와 같다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 장점이 있음을 알 수 있다.

먼저, 사용자가 자전거의 페달을 밟으면서 힘을 가하는 시간동안은 원운동을 반복하는 페달이 하방으로 이동할 때이다. 이 때에는 실질적으로 크랭크의 길이가 길어지기 때문에, 동일한 힘에 의한 경우에도 발생하는 토오크가 크게 된다. 따라서 자전거를 주행하는데 힘이 작게 들게 되는 장점이 있어서, 오르막길 주행시 편리하게 됨은 물론, 속도 측면에서도 더욱 유리한 장점을 기대할 수 있게 된다.

그리고 본 발명에 의하면, 상술한 바와 같이 실질적으로 자전거의 페달을 밟아서 힘을 전달하는 구간이 보다 확대된다. 따라서 자전거에서 힘을 전달하는 구간이 길어지게 되어, 보다 많은 동력을 발생시킬 수 있는 기본적인 여건을 구비할 수 있게 됨을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명의 장점은, 보다 쉬우면서도 편리하게 자전거의 주행을 즐길 수 있게 되는 편리함으로 작용하게 될 것이다.

Claims (6)

1. 프레임상에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축과;

   상기 크랭크축의 일측단부에 설치되어, 연동 회전하는 슬라이딩안내블럭;

   상기 슬라이딩안내블럭의 내측으로 일정간격 직선왕복운동이 가능하게 지지되는 크랭크아암; 그리고

   상기 크랭크아암의 회전시 그 외측단부의 원운동을 가이드하기 위해 일측면이 개구되고, 상기 슬라이딩안내블럭을 중심으로 편심된 원형의 안내가이드를 가지는 안내수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 페달구동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 크랭크아암은, 상기 슬라이딩안내블럭의 내측으로 슬라이딩 운동 가능한 제1크랭크아암과, 상기 제1크랭크아암의 내측으로 슬라이딩 하면서 수납되는 제2크랭크아암으로 구성되는 것을 특징으로 하는 페달구동장치.
3. 페달을 이용하여 스프라켓(36)에 회전력을 전달할 수 있도록, 자전거의 프레임에 회전가능하게 장착되는 슬라이딩안내블럭(20)과;

   상기 슬라이딩안내블럭(20)의 내측으로 직선왕복운동이 가능하게 슬라이딩안내블럭(20) 내에 삽입되어 설치되고, 외측단부에는 사용자가 밟기 위한 페달(16)이 설치되어 있는 크랭크아암(10); 그리고

   상기 크랭크아암의 회전시 그 외측단부의 원운동을 가이드하기 위해 일측면이 개구되고, 상기 슬라이딩안내블럭(20)을 중심으로 편심된 원형의 안내가이드를 가지는 안내수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거용 페달구동장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 안내수단은, 자건거의 프레임에 고정되고, 외측면이 개구되고, 상기 개구면에 크랭크아암의 외측단부가 삽입된 상태로 원운동을 가이드하기 위해 단면이 ㄷ자형의 원형 안내가이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거용 페달구동장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 안내수단은 자전거의 일측에만 설치되고, 타측은 상기 크랭크아암 및 슬라이딩안내블럭의 내부를 통하는 연결선(40)에 의하여 양측의 크랭크아암의 단부측에 연결되어, 한쌍의 페달이 대칭적으로 슬라이딩운동하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 자전거용 페달구동장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 크랭크아암과 슬라이딩안내블럭의 외측면에는, 슬라이딩운동하는 크랭크아암의 외측면을 보호하는 신축성있는 커버부재를 설치하는 것을 특징으로 하는 자전거용 페달구동장치.