KR100413306B1 - 자전거 페달암의 길이가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거의 동력원인 후륜에 적은 에너지로 최대의 동력을 전달할 수 있는 자전거 페달암의 길이 가변장치에 관한 것이다.

본 발명의 전체적인 구성은 지지프레임의 하우징에 고정 설치되며 일측에 원동스프로켓이 고정되어 있는 구동축과, 상기 구동축의 양측에 장착되는 페달암 유도부재와, 상기 페달암 유도부재와 결합되어 안내레일을 따라 슬라이딩되면서 길이가 가변되는 페달암과, 페달암의 하단부에 고정된 구름베어링에 의해 안정적인 회전을 유도하는 안내레일로 구성된 통상의 자전거 페달암의 길이 가변장치에 있어서, 상기 페달암 유도부재는 상,하로 일정간격을 유지한 2개의 횡축에 베어링이 삽입된 지지체와 상기 구동축에 삽입되는 체결공이 형성된 장착편으로 구성되고, 상기 안내레일은 반구형으로 구름베어링을 유도하는 안내홈이 형성된 것이다.

Description

자전거 페달암의 길이가변장치{LENGTH VARYING DEVICE FOR PEDAL ARMS OF BICYCLE}

본 발명은 자전거의 동력원인 후륜에 적은 에너지로 최대의 구동력을 전달할 수 있는 자전거 페달암의 길이가변장치에 관한 것으로서, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 지지프레임을 구성하는 하우징에 설치된 구동축상에 고정되는 페달암 유도부재에 페달암을 결합하여 상기 페달암이 안내레일을 따라 회동하면서 길이가 가변되도록 하여 페달에 힘을 가하는 위치에서 페달암의 길이가 최대 길이로 늘어나도록 한 자전거 페달암의 길이가변장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동이나 레저용으로 이용되고 있는 자전거의 동력전달장치는 원동스프로켓과 종동스프로켓 상에 엔드리스 체인을 설치하여 페달암에 인위적인 힘을 가하여 원동스프로켓을 회전시켜 이 동력이 엔드리스체인에 의해 후륜에 전달되어 주행되는 구조로 이루어진 것이다.

이러한 구조에 더하여 후륜의 외측에 장착된 기어를 주행환경에 따라 인위적으로 기어를 변속하면서 주행하는 자전거도 기 제안된 바 있으나 이는 많은 부품수로 인하여 제작이나 사용중 빈번한 고장이 발생된다고 하는 문제점이 내재되어 있는 것이다.

본 발명자는 적은 힘으로 최대의 구동력을 얻기 위한 장치를 개발하였으며, 이의 구성은 1999년특허출원제40795호의 명세서 상에 기재되어 있는 바와 같이, 구동축이 360°회전하면서 페달암의 길이가 자연스럽게 가변되도록 하여 적은 힘으로 최대의 구동력이 후륜에 전달되도록 하는 자전거 페달암의 길이 가변장치를 제안하여 적은 힘으로 최대의 구동력을 후륜에 전달할 수 있는 장치를 제안하여 실용화하고 있다.

상기의 장치는 기존의 자전거에 비해 대략 35∼40％ 정도의 힘이 적게들여 주행할 수 있으나 페달암을 유도 및 복원시키는 장치의 부품수가 많아 본 발명은 이 구조를 단순화하여 동일한 효과를 얻을 수 있는 본 발명을 제안하기에 이른 것이다.

본 발명은 안정적인 페달암의 회동과 아울러 최소한의 부품으로 페달암의 원활한 복원과 회동을 도모하기 위한 자전거 페달암의 길이 가변장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전체적인 구성은 지지프레임의 하우징에 고정 설치되며 일측에 원동스프로켓이 고정되어 있는 구동축과, 상기 구동축의 양측에 장착되는 페달암 유도부재와, 상기 페달암 유도부재와 결합되어 안내레일을 따라 슬라이딩되면서 길이가 가변되는 페달암과, 페달암의 하단부에 고정된 구름베어링에 의해 안정적인 회전을 유도하는 안내레일로 구성된 통상의 자전거 페달암의 길이 가변장치에 있어서, 상기 페달암 유도부재는 상,하로 일정간격을 유지한 2개의 횡축에 베어링이 삽입된 지지체와 상기 구동축에 삽입되는 체결공이 형성된 장착편으로 구성되고, 상기 안내레일은 반구형으로 구름베어링을 유도하는 안내홈이 형성된 것이다.

이하 본 발명의 전체적인 구성상태 및 이로부터 얻게되는 특유의 효과 등에대하여 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 분해사시도

도 2는 본 발명의 일구성요소인 페달암의 구성상태를 예시한 분해사시도

도 3 (a)∼(d)는 페달암의 가변상태를 예시한 작동상태도

도 4는 본 발명의 횡단면도

도 5는 본 발명의 일구성요소인 안내레일의 정면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2…지지프레임 3…하우징 4…원동스프로켓 5…구동축

6…장착편 6a…체결공 7…베어링 8…횡축

8a…스냅링 10…페달암 유도부재 11…가동홈

12…구름베어링 13…페달 15…페달암 16…안내홈

20…안내레일 25…엔드리스 체인

도 1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일구성요소인 페달암의 구성상태를 예시한 분해사시도, 도 3(a)∼(d)는 페달암의 가변상태를 예시한 작동상태도이다.

동 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전체적인 구성은 지지프레임(2)에 구비된 하우징(3)에 설치되어 일측에 원동스프로켓(4)이 장착된 구동축(5)과, 상기 구동축(5)에 고정되는 페달암 유도부재(10)와, 상기 페달암 유도부재(10)의 안내를 받아 길이가 가변되는 페달암(15)과, 360°회전하는 페달암(15)을 안정적으로 유도하는 안내레일(20)로 구성된 것으로서, 상기 페달암 유도부재(10)와 페달암(15) 및 안내레일(15)은 좌/우 동형을 이루는 것이다.

상기 구동축(5)은 자전거를 구성하고 있는 지지프레임(2)에 배설된 하우징(3)의 중앙에 횡설되어 베어링에 의해서 원활하게 회전되도록 구성된 것으로 이는 기존의 자전거와 동일한 구성으로 이루어진 것이다.

또 구동축(5)에 고정 장착되는 페달암 유도부재(10)는 장착편(6)과 지지체(9)로 구성된 것으로서, 장착편(6)의 중앙에 형성된 체결공(6a)을 구동축(5)에 삽입하여 고정하게 되는 것이고, 지지체(9)의 외측면에는 일정간격을 유지하여 횡축(8a)을 상/하로 고정하고, 이에 베어링(7)을 삽입하고 외측단부에 스냅링(8a)을 결합하여 작동중 베어링(7)의 이탈을 방지하게 되는 것이다.

그리고 페달암 유도부재(10)와 결합되어 360。회전하면서 가변되는 페달암(15)은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 일반 자전거의 페달암에 비해 전체길이를 10㎝정도 길게 성형한 것으로서, 내주면에는 페달암 유도부재(10)를 구성하고 있는 지지체(9)에 고정된 베어링(7)이 삽입되어 자유자재로 슬라이딩되도록 하는 가동홈(11)이 형성되어 있다.

또 일측단부에는 후술하는 안내레일(20)과 접촉되어 회전되는 구름베어링(12)과 타측단부에는 페달(13)이 구비된 구성으로 이루어진 것이다.

한편 360°회동하는 페달암(15)의 일측단부에 장착되어 있는 구름베어링(12)과 서로 접촉되어 페달암(15)의 길이를 가변시키게 되는 안내레일(20)의 구성은 구동축(5)을 중심으로 하여 반지름을 달리하는 곡율반경을 갖는 것으로서, R1구역은 페달암(15)이 최대 길이로 신장되는 상사점이고, R2구역은 페달암(15)이 최소 길이로 수축되는 하사점이라 할 수 있다.

즉, 구름베어링(12)이 R1구역으로 진입하면 R2와 R1과의 지름의 차이만큼 페달암(15)의 길이가 늘어나고, R2구역으로 진입하면 페달암(15)의 길이가 줄어들게 되도록 구성된 것이다.

따라서 구름베어링(12)이 페달암(15)에 힘을 가하는 지점인 R1구역에서 최대 길이로 늘어나고, 페달암(15)이 원위치로 복원되는 R2지점을 통과할 때 페달암(15)의 길이가 줄어들게 되는 것이다.

또 안내레일(20)은 상기 페달암(15)의 구름베어링(12)이 안착되는 안내홈(16)이 형성된 것으로서, 이의 폭은 구름베어링(12)의 직경보다 1∼2㎜정도로 큰 내경을 갖도록 하여 구름베어링(12)의 자유로운 회동을 도모하게 되는 것이다.

안내레일(20)은 지지프레임(2)의 좌/우에 다른 고정수단인 밴드나 브라켓트 등을 이용하여 견고하게 장착하게 되는 것이다.

상기와 같이 지지프레임(2)에 장착된 구동축(5)의 좌/우에 고정된 페달암 유도부재(10)와, 페달암 유도부재(10)에 슬라이딩 가능토록 결합되는 페달암(15)과, 회전되는 페달암(15)을 유도하는 안내레일(20)로 구성된 본 발명은 도 3 (a)∼(d) 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 초기 상태도는 도 3 (a)와 같이 양측의 페달암(15)의 길이가 기존의 자전거의 페달암과 마찬가지로 대략 17㎝정도의 표준길이를 유지하게 된다.

이때 상부로 향한 일측의 페달(13)에 힘을 가하게되면 페달암(15)의 하단부 내측면에 장착되어 있는 구름베어링(12)이 안내레일(20)에 형성된 안내홈(16)을 따라 회전되는 것이다.

구름베어링(12)이 R1구역으로 진입하여 직경이 좁아지면 페달암(15)은 도 3 (b)와 같이 페달암 지지부재(10)에 장착된 베어링(7)의 안내를 받아 전측으로 이동되면서 페달암(15)의 길이가 R2의 지름의 차이만큼 늘어나게 되는 것이다.

이때 페달암(15)이 늘어나는 길이는 안내레일(20)의 크기에 따라 다소의 차이는 있으나 대략 10㎝로 신장되어 힘을 가할 때 페달암(15)의 길이는 27㎝로 늘어나게 되는 것이다.

계속 회동되는 페달암(15)은 도 3 (b)에 도시한 바와 같이, 길이가 늘어난 상태로 페달(13)에 가해지는 힘이 엔드레스 체인(25)으로 연결된 원동스프로켓(4)을 회동시켜 종동스프로켓(미도시)에 동력을 전달하게 되는 것이다.

또 구름베어링(12)이 도 3 (d)와 같이 위치하게되면 페달암 유도부재(10)에 장착된 베어링(7)의 안내를 받아 페달암(15)의 길이가 줄어들게 되는 것이다.

상기와 같이 안내레일(20)의 내주면을 따라 회동되는 구름베어링(12)은 360°회전하는 동안 아무런 간섭을 받지 않고 자유로이 회동되면서 페달암(15)이 페달암 유도부재(10)에 장착된 베어링(7)의 안내를 받아 슬라이딩되면서 길이가 가변되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 구동축에 페달암 유도부재를 고정하여 이에 안내레일을 따라 회전하는 페달암을 결합하여 자유로이 길이가 가변되도록 구성된 것으로 자전거의 동력원인 페달암이 힘을 가하는 위치에서 최대의 길이로 늘어나도록 하여 장거리 주행시나 경사지역을 주행시에도 힘들이지 않고 손쉽게 주행할 수 있어 기존의 자전거에 비해 40％ 정도의 에너지를 절약할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 지지프레임의 하우징에 고정 설치되며 일측에 원동스프로켓이 고정되어 있는 구동축과, 상기 구동축의 양측에 장착되는 페달암 유도부재와, 상기 페달암 유도부재와 결합되어 안내레일을 따라 슬라이딩되면서 길이가 가변되는 페달암과, 페달암의 하단부에 고정된 구름베어링에 의해 안정적인 회전을 유도하는 안내레일로 구성된 통상의 자전거 페달암의 길이 가변장치에 있어서, 상기 페달암 유도부재는 상,하로 일정간격을 유지한 2개의 횡축에 베어링이 삽입된 지지체와 상기 구동축에 삽입되는 체결공이 형성된 장착편으로 구성되고, 상기 안내레일은 반구형으로 구름베어링을 유도하는 안내홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 페달암의 길이가변장치.
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4. 제1항에 있어서, 상기 안내홈의 폭은 페달암에 장착된 구름베어링의 외경보다 1㎜∼2㎜ 넓게 성형된 것을 특징으로 하는 자전거 페달암의 길이가변장치.
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