KR100538565B1

KR100538565B1 - 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거

Info

Publication number: KR100538565B1
Application number: KR1020050079869A
Authority: KR
Inventors: 최홍곤
Original assignee: 최홍곤
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2005-12-27

Abstract

본 발명은 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 구동방향과는 무관하게 별도 외부조작장치나 행위없이 순(이하 또는 정)방향 또는 역방향 구동에서 발생된 동력을 일방향으로만 출력, 공전클러치상태, 후진브레이크상태로 자동으로 원활히 변환되도록 유성기어군와 일방향베어링이 결합된 자동 양방향구동 일방향 출력장치에 풀림수단을 더 설치하여 후진이 필요할 시에는 잠긴 후진브레이크상태를 강제해제시켜주는 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 관한 것이다.

본 발명은 상기 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 잠금풀림장치를 더 설치하여, 사용자의 순, 역방향구동의 페달을 밟는 기본동작행위만으로 달성되는 자동 양방향구동의 출력부 일방향출력과 공전클러치 상태, 후진브레이크상태 등의 상기 주목적이외에 주차대등 후진이 필요할 시에는 자동으로 후진브레이크상태로 잠기게 되는 것을 별도의 조작레버와 사용자의 조작행위 없이 다시금 자동으로 후진이 가능하게하는 출력장치가 장착된 자전거의 제공을 목적으로 한다.

또한, 제품구성의 단순화 및 소형화로 제품의 신뢰도와 선호도를 한층 높이고 사용자에게 흥미유발과 사용의욕고취, 건강증진에 이바지하는 유용한 자전거의 제공이 가능하게 된 것이다.

Description

자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거{bicycle with automatic output apparatus for converting two way drive to one way}

일반적인 자전거 출력장치는 구동부의 정방향구동에 의한 전진 주행만이 가능하여 장시간 주행할 경우에 사용자의 신체를 쉽게 피로하게 하며 또한, 신체근육의 발달을 불균일하게 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 정방향구동에 의한 전진구동만 가능한 통상의 출력장치를 정,역 양방향으로 구동하여 일방향으로 출력할수 있는 장치(이하 '일방향 출력장치' 라함)를 장착한 자전거를 개발하기 위하여 여러 발명가들이 노력하여 왔다.

대표적인 장치로는 대한민국 특허출원 2004-0025976의 자전거 일방향 동력출력장치(1)가 있다. 도 1에 도시된 바와같이 상기 종래출원건은 페달축(7)에 정방향베어링(2)과 역방향베어링(2')을 각각 결합하고, 상기 정방향베어링(2)에는 제1베벨기어(3)를 치합하고, 상기 역방향베어링(2')에는 제3베벨기어(5)를 치합하고, 상기 제1베벨기어(3)와 제3베벨기어(5)는 제2베벨기어(4)를 이용하여 서로 치합되도록 하되 상기 제2베벨기어(4)는 페달축(7)에 자유회전 가능하게 장착된 캐리어(6)에 유동가능하게 결합시켜 구성된다.

상기 종래출원건은 일방향베어링과 베벨기어(3, 4, 5)의 조합에 의해 양방향구동을 일방향으로 출력되게 하는 것이지만, 제1, 2, 3베벨기어를 조합하여 사용하는 순,역방향구동의 동력전달경로가 이원화된 병렬형이기 때문에 상대적으로 부피가 크고 역구동 시 외부 별도의 조작레버를 조작하는 행위를 수반함으로 인해 구동의 순간적 멈춤과 동력전달의 끊김현상을 유발하여 경사로, 요철, 위험노면에서의 불편함과 부상초래의 단점이 있다. 즉, 근래에는 자전거가 가볍고 부피를 최소화하는 방향으로 개발되는데, 상기 종래출원건은 베벨기어의 사용에 따라 기어박스 자체의 부피와 중량이 증가되어 자전거의 전체중량과 부피를 증가시키는 단점이 있는 것이다.

이것은 결코 상기 종래출원건 뿐만 아니라 대부분의 종래출원건에서도 양구동일방향출력장치의 구조를 살펴보면 외부적으로는 별도의 조작장치(즉, 레버, 와이어, 손잡이, 롯드와링크, 솔로노이, 전원장치 등등)을 이용한 수동식이였고, 내부적으로는 다수의 보조기어, 베벨기어, 클러치, 브레이크, 렛치, 다수의 록킹수단, 다수의 기어군, 또는 체인군등 원동기를 방불케하는 부품이 활용되고 있어서 사용자가 별도의 조작행위로 외부별개의 조작장치를 수동조작하여야 상기 네가지 작용을 수행할 수 있고, 더욱이 자동후진이 되지 않는 경우도 있었다.

뿐만아니라 상기 종래기술의 구조에서 보듯이 원동기를 방불케하는 동력전달체계로 입,출력 경로가 달라서 복잡하고, 외부 돌출부와 소부품이 많아 내구성과 고장율의 우려가 있으며, 부품의 수와 부피의 증대로 무겁고, 설계제작이 용이치 않음은 물론, 원가상승, 사이즈의 증대 등으로 일반자전거에 비해 진보된 기술이라고는 하지만 불합리한 점이 많아 실용화에는 상당한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

유성기어군와 일방향베어링의 규칙적 조합으로 순,역방향구동의 동력전달경로가 일원화된 직렬형으로 간단,명료하여 비교적 부피가 큰 베벨기어등의 원동기를 방불케하는 구조를 대체하여 순방향 또는 역방향의 양방향 구동력을 일방향으로의 출력과 공전클러치상태, 후진브레이크상태등을 자동으로 가능하게 하고, 구조의 단순화로 소형제작이 가능하고 경량화 및 견고성과 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있어 제조비용 절감과 고장율을 저하시킬 수 있는 장치를 장착한 자전거를 제공하는데 있다.

또한, 소음이 없고, 기본구성에서 작은부품이 없어 내구성과 고장방지에 탁월하며, 외부연결조작장치가 없는 내장형이므로 먼지등 오염물질의 내부유입차단과 외관이 수려하고 외부충격으로부터의 파손 및 변형을 방지하고, 설치장소선택에 제한을 없고, 기어치차 설계변수에 의한 회전과 토오크의 비가 다양하며, 기존제품에 교환설치도 가능하게 하는 제품의 제공을 다른 목적으로 한다.

또한, 일방향베어링이 회전되는 방향에 따라 등속, 감속, 증속의 출력을 얻을 수 있고, 구동의 변환을 위해 별도로 조작 할 필요가 없기 때문에 순,역구동변환시 구동의 순간적 멈춤과 동력전달의 끊김현상이 발생하지 않는 편리함과 부상예방운전을 가능하게 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 역구동변환시 구동력을 기어치차에 의해 큰 힘으로 변환하여 공원, 강변산책로, 경사로, 요철노면, 산악코스 등의 위험, 긴박한 상황에서도 그 효과를 발휘하여 요철구간과 장애물을 쉽게 통과할 수 있게 하며, 위험탈피와 다이나믹한 즐거움의 묘미를 제공시키고, 장거리, 장시간 주행 시에는 순방향과 역방향을 번갈아가면서 구동시킬 수 있으므로 관절의 무리와 근육에 대한 피로를 낮추고 단조로움을 피해 사용자에게 흥미유발과 사용의욕을 고취시킬 수 있는 자전거의 제공을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 상기 자동 양방향구동 일방향 출력장치에 잠금풀림장치를 더 설치하여, 상용자전거에 적용하면 사용자의 순,역방향구동의 페달을 밟는 기본동작행위만으로 달성되는 상기 주목적 이외에 주차를 위해 후진브레이크가 잠긴 상태에서 재후진이 필요할 시 레버등의 조작행위 없이 자동으로 후진이 가능하게 하는 자전거의 제공을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 장착한 산악용 자전거는 상기 주목적이외에 산악경사로 등반 시 뒤로 미끌리는 현상을 별도의 조작없이 즉시 제동되도록 하여 미끄러지는 것을 방지할 수 있도록 하며, 필요시에는 레버를 조작하여 제동을 해제시켜 후진이 가능하게 하는 자전거의 제공을 또다른 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 장착한 자전거는,

자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서, 자전거의 구동부인 페달이 장착되는 회전축에는 선기어, 일방향베어링, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군과, 라쳇휠과 고정지지대에 장착되는 레버의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치가 장착되되; 상기 유성기어군은, 선기어가 회전축과 일체로 결합되어 페달로부터 동력을 직접 전달받고, 상기 회전축에는 일측에 기어실을 형성하기 위한 실원판이 결합되고, 타측에는 외주면에 단이 형성된 라쳇휠이 베어링결합되고, 상기 라쳇휠에는 선기어측으로 위성캐리어가 일방향베어링인 캐리어베어링으로 결합되고 외측으로는 상기 선기어와 위성캐리어를 내포하도록 스프라켓커버가 결합되어 실원판에 볼트체결되고, 상기 스프라켓커버의 내주면에는 링기어의 내치가 형성되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 위성베어링에 의해 위성기어가 장착되어 선기어와 링기어에 동시에 치합되어 구성되고; 상기 잠금풀림장치는, 라쳇휠을 회전축에 베어링결합하고, 회전축을 지지하는 자전거본체에 고정지지대를 고정결합하고, 상기 고정지지대에는 라쳇휠의 걸림홈에 치합되는 걸림돌기가 형성된 한쌍의 레버를 서로 대향되도록 장착하고, 두 레버의 상하부에는 단스프링과 장스프링을 각각 결합하고, 결합된 레버 사이에 힌지 회동되는 유격레버를 장착하여 케이블와이어의 당김에 의해 두 레버 사이의 간격을 넓힐 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기 잠금풀림장치의 고정지지대에는 돌출핀을 형성하고 상기 레버에는 장홀을 형성하여 돌출핀에 장홀을 결합하고, 상기 유격레버는 돌출핀에서 일정거리 하향 설치되어 유격레버의 회전에 의해 레버의 상하부가 순차적으로 이격되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서, 자전거의 후륜부인 고정축에는 페달의 구동부로부터 체인으로 연결된 스프라켓과, 일방향베어링, 선기어, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군과, 회전클러치와 이격클러치의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치가 장착되되; 상기 스프라켓은, 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성되어 기어변속이 가능하고, 베어링으로 고정축에 결합되어 자유회전 가능하도록 하며; 상기 유성기어군은, 선기어가 고정축에 베어링결합되고, 일측에는 스프라켓과 스프라인 결합되어 동력을 직접 전달받도록 하고, 상기 선기어와 근접하여 고정축에 결합된 회전클러치의 외주면에는 일방향베어링인 캐리어베어링을 이용하여 위성캐리어가 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링을 이용하여 위성기어를 장착하고, 상기 위성기어의 일측은 상기 선기어의 외치와 치합되도록 하고, 상기 선기어의 외주면에는 휠허브커버를 베어링 결합하고, 상기 휠허브커버에는 선기어, 위성캐리어를 내포하도록 휠허브를 결합하고, 상기 휠허브의 내주면에는 링기어를 형성하여 위성기어와 치합되도록 구성되고; 상기 잠금풀림장치는, 외주면에 휠허브가 베어링 결합되는 하우징과 상기 하우징의 일측을 덮는 하우징캡을 고정축에 결합하고, 휠허브내에는 회전클러치와 치합되는 이격클러치를 결합하되 상기 이격클러치는 고정축과 스프라인 결합하고, 상기 이격클러치와 잠금풀림장치하우징 사이에는 스프링을 개재하여 이격클러치를 일측방향으로 가압하도록 하고, 상기 이격클러치에는 가이드바를 인출하여 일단이 하우징에 내입되도록 설치하고, 상기 하우징에 내입된 가이드바의 단부에는 걸림턱이 형성된 걸림편을 결합하고, 상기 하우징캡에는 브라켓을 이용하여 당김레버를 힌지결합하고, 와이어에 의해 회동되는 당김레버는 걸림편을 일측으로 당겨 이격클러치를 회전클러치에서 이탈되도록하여 구성될 수 있다.

또한, 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서, 자전거의 구동부인 페달이 장착되는 회전축은 본체에 일체로 형성된 기어실에 베어링결합되고, 상기 기어실내의 회전축에는 선기어, 일방향베어링, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군과, 라쳇휠과 고정지지대에 장착되는 레버의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치가 장착되되; 상기 유성기어군은, 선기어가 회전축과 일체로 결합되어 페달로부터 동력을 직접 전달받고, 상기 회전축의 일측에는 외주면에 단이 형성된 라쳇휠이 결합되고, 상기 라쳇휠의 외주면에는 위성캐리어가 일방향베어링인 캐리어베어링으로 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 위성베어링에 의해 위성기어가 장착되어 축방향의 내측이 선기어와 치합되고, 회전축의 타측에는 링기어가 베어링결합되어 상기 위성기어의 외측부분과 치합되어 구성되고; 상기 기어실은, 자전거의 본체와 일체로 형성되고 내부에 수용공간을 갖고 일측이 개구되며 상기 회전축에 장착되는 링기어의 결합부 외주면에 베어링결합되는 실바디와, 상기 실바디의 개구된 면을 덮도록 나사결합되고 회전축에 직접 베어링결합되는 실원판으로 구성되고; 상기 잠금풀림장치는, 실원판에 고정지지대를 결합시키고, 상기 고정지지대에는 내측에 걸림돌기가 형성된 곡면의 레버를 힌지결합하고, 상기 레버의 타측에는 부기어고정보조대를 힌지결합하고, 상기 부기어고정보조대의 일측에는 부기어를 장착하고, 링기어에는 내치기어를 일체로 결합하여 부기어와 치합되도록 하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기와 라쳇휠의 걸림홈이 치합되도록 할 수 있다.

다른 실시일예로 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서, 자전거의 후륜부인 고정축에는 페달의 구동부와 체인으로 연결되는 다수의 스프라켓이 외주면에 형성된 기어실과, 일방향베어링, 선기어, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군과, 라쳇휠과 고정지지대에 장착되는 레버의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치가 장착되되;상기 기어실은, 수용공간이 형성되고 외주면에 직경을 달리하는 다수의 스프라켓이 형성되고 고정축에 결합된 라쳇휠에 베어링결합되는 스프라켓커버와, 상기 스프라켓커버의 개구된 면을 덮도록 나사결합되는 실원판으로 구성되어 내부에 장착된 유성기어군을 보호하도록 하며; 상기 유성기어군은, 선기어를 고정축에 베어링결합하되 고정축과 접하는 부분을 돌출형성하여 돌출된 외주면에 기어실의 실원판이 베어링결합되도록 하고, 돌출된 내주면에는 휠허브와 결합하고, 상기 고정축에는 라쳇휠을 부싱으로 결합하고, 라쳇휠의 몸체 외주면에 위성캐리어를 일방향베어링인 캐리어베어링으로 결합하고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링을 이용하여 위성기어를 장착하고, 상기 위성기어는 선기어와 스프라켓커버의 내주면에 형성된 링기어에 동시에 치합되도록 하여 구성되고; 상기 잠금풀림장치는, 스프라켓커버에는 내주면에 기어치가 형성된 내치기어를 결합하고, 고정축에는 고정지지대를 일체로 결합하며, 상기 고정지지대에는 내측에 걸림돌기가 형성된 곡면의 레버를 힌지결합하고, 상기 레버의 타측에는 부기어고정보조대를 힌지결합하고, 상기 부기어고정보조대의 일측에는 부기어를 장착하여 상기 내치기어와 치합되도록 하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기와 라쳇휠의 걸림홈이 치합되도록 할 수 있다.

이 때 상기 잠금풀림장치의 부기어고정보조대에는 가이드돌기를 더 형성하고, 상기 고정지지대의 일측면에는 회전축과는 곡률반경과 축중심이 다른 가이드곡면을 형성하여 가이드곡면에 접하여 가이드돌기가 이동되도록 하여 레버의 걸림돌기가 라쳇휠의 걸림홈에서 이탈되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 레버와 부기어고정보조대의 힌지결합부분에는 수축스프링이 장착되어 항상 부기어가 내치기어에 이탈되도록 할 수 있다.

또 다른 실시일예로 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서, 자전거의 구동부인 페달이 장착되는 회전축에는 선기어, 일방향베어링, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군과, 라쳇휠과 고정지지대에 장착되는 레버의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치가 장착되되; 상기 유성기어군은, 선기어가 회전축과 일체로 결합되어 페달로부터 동력을 직접 전달받고, 상기 회전축에는 일측에 기어실을 형성하기 위한 실원판이 결합되고, 타측에는 외주면에 단이 형성된 라쳇휠과 외주면에 다수의 스프라켓이 형성되어 실원판과 나사결합되는 스프라켓커버가 각각 부싱과 베어링으로 결합되고, 상기 라쳇휠은 선기어측의 외주면에 위성캐리어가 일방향베어링인 캐리어베어링으로 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링으로 위성기어를 결합하고, 상기 위성기어는 선기어와 스프라켓커버 내주면에 형성된 링기어에 동시에 치합되어 구성되고; 상기 잠금풀림장치는, 회전축에 결합된 라쳇휠에 근접하여 자전거본체에 장착되는 고정지지대를 설치하고, 상기 고정지지대에는 내주면에 걸림돌기가 형성된 곡면의 레버를 힌지결합하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기와 라쳇휠의 걸림홈이 치합되도록 하고, 상기 레버의 타측에는 부기어를 일방향베어링으로 결합하고, 상기 회전축에 결합되는 스프라켓커버는 기어실내측으로 단턱을 더 형성하여 상기 단턱의 외주면에 외치기어를 형성하고, 상기 외치기어는 부기어와 치합되어 회전에 의해 레버의 걸림돌기가 라쳇휠의 걸림홈에서 이탈되도록 할 수 있다.

또한, 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서, 자전거의 후륜부인 고정축에는 페달의 구동부와 체인으로 연결된 스프라켓과, 일방향베어링, 선기어, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군과, 상기 유성기어군을 내포하는 휠허브와, 라쳇휠과 고정지지대에 장착되는 레버의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치가 장착되되; 상기 스프라켓은, 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성되어 기어변속이 가능하고, 베어링으로 고정축에 결합되어 자유회전 가능하도록 하며; 상기 유성기어군은, 선기어가 고정축에 베어링결합되고, 일측에는 스프라켓과 스프라인 결합되어 동력을 직접 전달받도록 하고, 상기 선기어와 근접하여 고정축에 결합된 라쳇휠의 외주면 일측에는 일방향베어링인 캐리어베어링을 이용하여 위성캐리어가 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링을 이용하여 위성기어를 장착하고, 상기 위성기어의 일측은 상기 선기어의 외치와 치합되도록 하고, 상기 선기어는 고정축과 접하는부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 외주면에는 휠허브커버를 베어링 결합하고, 상기 휠허브커버에 선기어, 위성캐리어를 내포하도록 휠허브를 결합하되 상기 휠허브는 고정축에 베어링결합하고, 상기 휠허브의 내주면에는 링기어를 형성하여 위성기어와 치합되도록 구성되고; 상기 잠금풀림장치는, 고정축에 결합되는 고정지지대를 라쳇휠에 근접설치하고, 상기 고정지지대에는 내주면에 걸림돌기가 형성된 곡면의 레버를 힌지결합하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기와 라쳇휠의 걸림홈이 치합되도록 하고, 상기 레버의 타측에는 부기어를 일방향베어링으로 결합하고, 상기 휠허브는 고정축과 접하는 부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 외주면에 외치기어를 형성하고, 상기 외치기어는 부기어와 치합되어 회전에 의해 레버의 걸림돌기가 라쳇휠의 걸림홈에서 이탈되어 후진이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서, 자전거의 후륜부인 고정축에는 페달의 구동부와 체인으로 연결된 스프라켓과, 일방향베어링, 선기어, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군과, 상기 유성기어군을 내포하도록 일측에 휠허브커버가 결합되는 통체의 휠허브와, 라쳇휠과 고정지지대에 장착되는 레버의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치가 장착되되; 상기 스프라켓은, 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성되어 기어변속이 가능하고, 베어링으로 고정축에 결합되어 자유회전 가능하도록 하며; 상기 유성기어군은, 링기어를 고정축에 베어링결합하고, 고정축과 접하는 링기어부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 일측에 스프라켓과 스프라인 결합하여 동력을 직접 전달받도록 하고, 상기 링기어의 연장된 외주면에는 휠허브를 베어링결합하고, 상기 휠허브의 내주면에는 중앙에 통공이 형성된 원판과 상기 원판의 내주면에 축과 동일한 방향으로 일정길이의 관체가 일체로 형성되며 상기 관체의 외주면에는 다수의 기어치가 형성된 선기어가 결합되고, 상기 고정축에는 라쳇휠을 결합하고 라쳇휠의 외주면에는 일방향베어링인 캐리어베어링을 이용하여 위성캐리어가 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링을 이용하여 위성기어를 장착하고, 상기 위성기어는 고정축의 외측부분과 내측부분이 링기어의 내치와 선기어에 동시에 치합되어 구성되고; 상기 잠금풀림장치는, 고정축에 결합되는 고정지지대를 라쳇휠에 근접설치하고, 상기 고정지지대에는 내주면에 걸림돌기가 형성된 곡면의 레버를 힌지결합하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기와 라쳇휠의 걸림홈이 치합되도록 하고, 상기 레버의 타측에는 부기어를 일방향베어링으로 결합하고, 상기 휠허브커버는 고정축과 접하는 부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 외주면에 외치기어를 형성하고, 상기 외치기어는 부기어와 치합되어 회전에 의해 레버의 걸림돌기가 라쳇휠의 걸림홈에서 이탈되어 후진이 가능하도록 할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 장착한 자전거를 상세히 설명한다.

도 2은 본 발명의 자전거에 장착되는 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도시된 바와같이 축에 선기어(11)가 장착되고, 선기어의 외치에는 위성기어(12)가 치합되며, 상기 위성기어는 축(30, 40)에 캐리어베어링(18)으로 결합되는 위성캐리어(13)에 위성베어링(17)을 통해 장착되고, 상기 위성기어(12)는 외면에 스프라켓이 형성된 링기어(14)의 내치와 치합되어 있다. 상기 축은 고정 또는 회전축일 수 있으며, 캐리어베어링(18) 및 위성베어링(17)은 일방향베어링이다.

상기한 바와같이 선기어, 위성기어, 위성캐리어, 링기어로 구성된 유성기어군(10)에 일방향베어링을 장착한 자동양방향구동 일방향 출력장치는 본 출원인에 의해 선출원된바 있으며, 본 발명에서는 이를 자전거에 장착하여 구체화 한 것이다.

또한, 본 발명의 자전거에 장착되는 자동 양방향구동 일방향 출력장치의 다른 실시일예를 도시한 개략도인 도 3를 참조한 바와같이 일방향베어링인 상기 위성베어링(17)과 캐리어베어링(18)은 각각 다른 방향으로 회전가능하게 장착하여 그 구동력을 달리 발생되게 할 수 있다.

도 4a와 도 4b는 자전거에 장착되는 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 도시한 단면도이다.

도 4a는 선기어(11)와 위성캐리어(13), 위성기어(12) 및 상기 기어로 이루어진 유성기어군을 내포하는 기어실(15)이 축(30, 40)에 결합되어 구성되는 것이다. 즉, 축에는 선기어와 위성캐리어 및 이들을 내포하는 기어실이 베어링결합되고, 상기 위성캐리어에는 일방향베어링인 위성베어링(17)을 이용하여 위성기어가 결합되고, 상기 위성기어는 축결합방향으로는 선기어의 외치와 치합되고, 외측으로는 기어실의 내주면에 형성된 기어치와 치합되며, 상기 위성기어는 치차 수가 다른 두개의 기어를 일체화하여 감속, 등속, 증속의 비를 제공하며, 이 때 상기 기어실(15)은 링기어역할을 하는 것이다.

또한, 도 4b는 기어실(15)을 구성하는 두 원판 중 일측면판의 내측은 축방향으로 돌출되고 돌출된 외주면에 기어치가 형성되어 선기어 역할을 하는 것이다. 또한, 축(30, 40)에는 위성캐리어(13)와 링기어(14)가 베어링 결합되어 있고, 상기 위성캐리어에는 위성기어(12)가 일방향베어링인 위성베어링(17)으로 결합되어 있다. 이 때 상기 위성기어의 내측에는 선기어인 기어실의 돌출된 외주면의 기어치와 결합되어 있고, 외측은 링기어(14)와 치합되는 것이다.

도 5a는 본 발명에 사용되는 일방향베어링을 도시한 개략도이다. 일방향베어링(19)은 내륜(191)과 외륜(192)으로 분리형성된다. 상기 외륜에는 경사진 홈(193)이 형성되고 형성된 홈의 내측에 볼(194)이 삽입되어 볼의 이동에 따라 외측기어와 일체로 회전 또는 공회전이 이루어지게 하며, 홈의 일측에 스프링(195)을 더 착설하여 회전력이 전달되지 않을 경우 볼이 홈의 일측에 편심되어 안치되도록 하는 것이다.

도 5b는 다른 형태의 일방향베어링(19)을 도시한 것으로, 도 5a와 달리 기어의 내륜부 또는 축의 외륜부중 어느 한곳에 직접 경사진 홈(193)이 형성되고 형성된 홈의 내측에 볼(194)이 삽입되어질 수 있다.

도 6은 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거의 잠금풀림장치를 도시한 개략도이다.

도시된 잠금풀림장치(20)는 별도의 외부조작없이 자동으로 후진브레이크상태를 해제시키기 위한 것으로, 축(30, 40)에 라쳇휠(21)이 고정되고 상기 라쳇휠에 치합되도록 레버(22)가 결합되고, 상기 레버는 일측 단부가 고정지지대(23)에 힌지결합되고, 타측단부는 일방향베어링으로 결합된 부기어(26)와 스프링(257)이 장착되고, 상기 스프링의 타측은 고정지지대에 고정되어 있다. 상기 부기어(26)는 출력부에 고정된 외치기어(28)에 치합되어 일측방향으로만 회전하는 것으로, 출력부의 역방향회전시 외치기어(28)도 역방향으로 회전하고 이에 치합되는 부기어(26)는 레버에 고정된 상태에서 역방향으로 밀려나게되고, 역방향회전력에 의해 레버(22)가 힌지를 중심으로 역방향으로 회전하여 레버가 라쳇휠(21)에서 이탈되는 것이다. 또한, 역방향회전력이 제거되면 스프링(257)의 탄성에 의해 레버는 다시 라쳇휠에 결합되는 것이다.

또한, 도 7은 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거 잠금풀림장치의 다른 실시일예를 도시한 개략도이다. 도시된 바와같이 부기어(26)는 도 6에 도시된 바와같이 외치기어에 치합되지 않고, 링기어 또는 내치기어(27)에 결합되어 회동하게 된다. 이 때 상기 내치기어와 치합되는 부기어는 부기어고정보조대(261)를 이용하여 레버(22)의 일단에 결합되며, 상기 부기어고정보조대에는 가이드돌기(262)를 더 형성하고, 상기 가이드돌기가 고정지지대의 일측면인 가이드곡면(231)을 따라 슬라이딩되면서 레버와 라쳇휠(21)의 결합 및 이탈이 가능하게 하는 것이다. 상기 레버(22)와 부기어고정보조대(261)는 축 내측방향으로의 수축스프링(263)이 장착되어 항상 부기어(26)가 내치기어(27)에 이탈되게 하며, 레버는 고정지지대와 스프링(257) 연결되어 있어 항상 축방향으로 당겨지도록 하는 것이다.

도 8은 가이드돌기의 슬라이딩 과정을 도시한 개략도이고, 도 9는 수동으로 조작하도록 하는 잠금풀림장치를 도시한 개략도이다.

도시된 바와같이 부기어고정보조대(261)에 형성된 가이드돌기(262)는 고정지지대(23)의 일측면에 형성된 가이드곡면(231)상에서 슬라이딩되면서 레버(22)가 라쳇휠(21)에서 결합 및 이탈되도록 하는 것이다.

내치기어(27)가 후진방향인 역방향으로 회전하게 되면 일방향베어링으로 결합된 부기어(26)는 잠긴상태에서 역방향으로 회전하게 되어 이에 결합되어 있는 부기어고정보조대(261) 및 레버가 역방향으로 회전되어 레버가 라쳇휠에서 이탈되는 것이다.

이 때 상기 부기어고정보조대의 일측에 형성된 가이드돌기(262)는 고정지지대의 상부 윗면의 가이드곡면(231)을 따라 슬라이딩 왕복운동한다.

상기 가이드곡면을 상기 가이드돌기(262)가 정방향부의 스톱퍼(b)를 출발하여 가운데, 즉 G의 위치에서 출발, F의 위치를 지나면서부터 역방향의 스톱퍼(b')의 직전, 즉 H의 위치까지는 원주 I-I'보다 간격 a만큼 깍아져있다. 즉 부기어(26)가 링기어(14)를 따라 역방향으로 도 9의 B-C만큼 회전하는 동안에 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)으로부터 이탈되고 스프링(257)의 하향압박을 받고 있는 레버(22)는 부기어(26)를 간격 a만큼 하향시켜 내치기어(27)의 치차로부터 부기어(26)을 분리시키는 것이다. 이와같이 부기어가 내치기어에서 분리됨으로써 역방향회전시 부기어가 내치기어의 치차에 부딪혀 소음유발과 회전방해를 방지하게 되는 것이다.

아울러 도 9를 참조한 바와같이 레버(22)의 일단에 장착되는 부기어(26)를 제거하고 단속장치를 장착하여 레버와 연결함으로써 출력부인 링기어의 후진방향 회전이 필요시 회전잠김의 브레이크 상태에서 외부 수동조작행위에 의해 레버(22)를 상기 라쳇휠(21)로부터 강제 이탈시켜 양방향구동의 출력부 일방향출력과 공전클러치 상태, 후진브레이크상태등과 함께 출력부 후진방향의 회전작용이 가능하도록 할 수 있다.

도 10a는 본 발명의 바람직한 실시일예로 페달과 일체로 형성된 회전축에 자동 양방향구동 일방향출력장치와 잠금풀림장치가 장착된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고, 도 10b와 도 10c는 도 10a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고, 도 11은 도 10a의 분해사시도이다.

도시된 바와같이 선기어(11)는 페달회전축(30)과 일체로 형성되어 페달로부터 동력을 직접 전달받으며, 상기 회전축(30)에는 선기어로 분리된 일측에 기어실(15)을 형성하기 위한 실원판(152)이 결합되고, 타측에는 서로 다른 지름에 의한 단이 형성된 라쳇휠(21)이 베어링결합되고, 상기 라쳇휠에는 선기어측으로 위성캐리어(13)가 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합되고, 그 외측으로는 상기 선기어와 위성캐리어를 내포하도록 스프라켓커버(153)가 결합되어 실원판(152)에 볼트체결되고, 상기 스프라켓커버의 내주면에는 링기어(14)의 내치가 형성되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링에 의해 위성기어(12)가 장착되어 선기어와 링기어에 동시 치합된다.

또한, 상기 회전축(30)은 자전거 본체의 프레임에 베어링 결합되며, 상기 자전거본체에는 고정지지대(23)가 결합되고, 상기 고정지지대에는 레버(22)가 결합된다. 상기 레버(22)는 내측에 걸림돌기(221)가 형성되어 라쳇휠의 걸림홈(211)에 치합되어 라쳇휠을 고정시키게 되는 것이다.

또한, 상기 라쳇휠(21)은 회전축에 베어링으로 결합되어 회전이 가능하도록 하고, 캐리어베어링과는 스프라인 결합된다.

또한, 상기 레버(22)는 도 10b와 도 10c를 참조하면 걸림돌기(221)가 대향되도록 형성된 두 개가 한 쌍으로 이루어지며, 상부측에는 장홀(222)이 형성되고, 상하부에 각각 단스프링(257)과 장스프링(257)이 각각 체결된다.

상기 레버(22)는 고정지지대(23)에 장착되며, 고정지지대의 일측에 돌출핀(241)이 형성되고 돌출핀에 레버의 장홀(222)을 장착하게 된다. 또한, 상기 단스프링과 장스프링으로 상하부가 결합된 각 레버 사이의 간격을 넓힐 수 있도록 두 레버 사이에 유격레버(22)가 장착된다. 상기 유격레버(22)는 고정지지대(23)에 장착되어 일측이 케이블 와이어(50)에 연결되어 사용자의 조작에 의해 회동되게 함으로써 두 레버의 이격 폭을 크게 할 수 있다. 이 때 상기 레버를 고정하고 있는 돌출핀(241)에서 일정거리 하향에 유격레버(22)를 장착하여 유격레버의 회전력에 의해 레버가 좌우로 이격되도록 하는 것이다. 즉, 유격레버(22)가 회전되면 레버(22)의 장홀 중 외측에 위치하는 돌출핀(241)이 장홀의 내측으로 이동되고, 여지의 회전력에 의해 장스프링이 설치된 레버부분도 이격되어 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에서 이탈되는 것이다.

또한, 유격레버 조작을 멈추면, 단스프링과 장스프링의 탄성복원력에 의해 레버의 걸림돌기는 라쳇휠의 걸림홈에 결합되어 라쳇휠이 잠기게 되는 것이다.

상기 페달과 일체로 형성된 회전축에 자동 양방향구동 일방향출력장치와 잠금풀림장치가 장착된 자전거의 동력전달체계를 살펴보면,

1)구동부 정방향구동시 : 페달 → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14)→ 스프라켓커버(153) : 잠금풀림장치의 잠김상태에서 회전축 회전

2)구동부 역방향구동시 : 페달 → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 스프라켓커버(153) : 잠금풀림장치의 잠김상태에서 회전축 회전

3)출력부 정방향구동시 : 스프라켓커버(153) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) : 잠금풀림장치의 잠김상태에서 회전축 회전

4)출력부 역방향구동시 : 스프라켓커버(153) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) : 잠금풀림장치의 레버조작으로 후진을 가능하게 함

또한, 잠금풀림장치의 동력전달체계를 살펴보면,

와이어(50) → 유격레버(22) → 레버(22) → 라쳇휠(21)로서 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)으로부터 이탈되므로서 라쳇휠(21)과 위성캐리어(13)는 양방향으로 자유로워진다.

상기 동력전달체계의 작동과 회전방향과 결과물을 비교하여 이를 도표로 나타내면 표1과 같다.

도 12은 본 발명의 다른 실시일예로 후륜의 고정축에 자동 양방향구동 일방향출력장치와 잠금풀림장치가 장착된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고, 도 13a은 도 12의 분해사시도이고, 도 13b는 잠금풀림장치의 요부 사시도이다.

도시된 바와같이 유성기어군(10)이 후륜부의 휠허브(16)내에 설치되고 고정축(40)에 장착되는 선기어(11)는 축과 접하는 면을 축방향으로 연장된 관형태로 형성하고, 연장된 관의 외주면 일측에 휠허브커버(161)를 베어링 결합하고, 그 외측으로 스프라켓(19)을 스프라인 결합하며, 휠허브의 본체는 고정축에 일체로 장착된 잠금풀림장치(20)의 하우징(25)에 베어링 결합된다.

상기 스프라켓(19)은 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성되고, 일측에 공지된 기어변속장치를 설치하여 기어변속이 가능하도록 할 수 있으며, 고정축(40)에 베어링 결합하여 전달받은 동력에 의해 자유회전 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 자전거의 후륜부를 구성하는 고정축(40)에는 구동부로부터 전달된 동력이 선기어(11)와 치합된 위성기어(12)에 전달되는 것이다. 이 때 상기 위성기어(12)는 위성캐리어(13)의 일측에 장착되데, 일방향베어링인 위성베어링(17)으로 장착되어 일방향으로만 동력을 전달할 수 있도록 하고, 상기 위성캐리어(13)는 고정축에 장착된 회전클러치(251)의 외주면에 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합된다. 상기 휠허브(16)의 내주면에 형성된 기어치인 링기어(14)에 상기 위성기어(12)의 일측이 결합되어 상기 위성기어(12)는 선기어(11)와 링기어(14)에 동시에 치합되도록 한다.

한편, 외주면에 휠허브가 베어링 결합된 잠금풀림장치(20)는, 하우징(25)과 하우징캡(25')이 고정축(40)에 결합되고, 상기 회전클러치(251)에 치합되도록 이격클러치(252)가 고정축에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 스프라인 장착되어 있다. 상기 이격클러치(252)와 하우징(25)에는 스프링(257)을 개재하여 스프링의 탄성력에 의해 이격클러치가 회전클러치에 치합되도록 한 것이다. 그리고, 이격클러치(252)에는 하우징의 내부로 일부 내입되는 가이드바(253)가 인출형성되고, 내입된 단부에는 걸림편(254)을 일체로 결합하며, 상기 하우징캡(25')에 장착된 당김레버(22)에 의해 이격클러치가 축방향으로 슬라이딩 이동되도록 함으로써 잠긴 회전클러치를 후진방향으로 회전되도록 하는 것이다. 상기 이격클러치(252)의 이동은 도시된 바와같이 와이어(50)의 조작에 의해 브라켓(256)에 힌지결합된 당김레버(22)가 걸림편(254)을 일측으로 당겨 이격클러치를 이동시키는 것이다.

또한, 상기 회전클러치(251)는 회전에 의한 직접적인 마모를 감소시키고 회전을 용이하게 하기 위해 고정축(40)에 부싱을 개재하여 결합할 수 있으며, 상기 와이어에 당겨진 당김레버(22)를 원래의 위치로 복귀시키기 위해 상기 와이어와 연결되는 당김레버 부분에 스프링(257)을 더 장착할 수 있다.

상기 후륜의 고정축에 자동 양방향구동 일방향출력장치와 잠금풀림장치가 장착된 자전거의 동력전달체계를 살펴보면,

1)구동부 정방향구동시 : 스프라켓(19) → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 휠허브）: 잠금풀림장치 잠김상태

2)구동부 역방향구동시 : 스프라켓(19) → 선기어(11) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) → 링기어(14) → 휠허브(16）: 잠금풀림장치 잠김상태

3)출력부 정방향구동시 : 휠허브(16）→ 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) : 잠금풀림장치 잠김상태

4)출력부 역방향구동시 : 휠허브(16) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) : 잠금풀림장치 수동후진을 가능하게 함

또한, 잠금풀림장치의 동력전달체계를 살펴보면,

와이어(50) → 당김레버(22) → 걸림편(254) → 가이드바(253) → 이격클러치(252) → 회전클러치(251) 로서 회전클러치(251)가 이격클러치(252)로부터 분리 이탈되므로서 위성캐리어(13)는 양방향 회전이 가능하게 된다.

상기 동력전달체계의 작동과 회전방향과 결과물을 비교하여 이를 도표로 나타내면 상기 표1과 같다.

도14a는 본 발명의 다른 실시일예로 페달과 일체로 형성된 회전축에 장착된 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 본체 기어실에 내에 안치된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고, 도 14b는 도14a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고, 도 15는 도 14a의 분해사시도이다.

도시된 바와같이 회전축(30)에는 선기어(11)가 일체로 형성되고, 일측에는 라쳇휠(21)이 부싱을 이용하여 결합된다. 상기 라쳇휠의 외주면에는 위성캐리어(13)가 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 위성기어(12)가 일방향베어링인 위성베어링(17)으로 장착되어 있다. 상기 위성기어는 내측인 축방향으로 선기어와 치합되어 있고, 외측으로는 링기어(14)와 치합되어 있다. 상기 링기어(14)는 내주면이 회전축(30)에 베어링 결합되고 외주면은 축방향으로 연장형성되어 연장된 내주면에 기어치가 형성된 것이다.

이러한 유성기어군(10)은 자전거의 본체(60)와 일체로 형성된 기어실(15) 내에 안치되어 외부의 오염물질 유입을 차단하게 하는 것이다. 상기 기어실은 실바디(151)와 실원판(152)으로 구성되어 실바디가 자전거의 본체와 일체로 형성되며, 상기 실바디는 링기어(14)의 외주면에 베어링 결합되어 링기어가 자유회전 가능하도록 하는 것이다. 또한, 상기 실원판(152)은 회전축에 베어링 결합되어 실바디에 나사 결합되는 것이며, 실원판과 실바디의 결합은 도시된 바와같이 나사결합 이외에 다양한 공지된 결합수단을 사용할 수 있다.

이러한 유성기어군(10)과 기어실(15)의 구성에서 후진방향의 회전을 조절하기 위해 잠금풀림장치(20)가 더 장착된다.

상기 잠금풀림장치(20)는 실원판(152)에 고정지지대(23)를 결합시켜 고정시키고, 상기 고정지지대에 레버(22)를 힌지결합하여 이루어진다. 즉, 곡면으로 형성된 레버(22)는 내측에 걸림돌기(221)가 형성되고, 라쳇휠(21)에는 걸림홈(211)이 형성되어 상기 걸림돌기와 걸림홈의 결합에 의해 후진방향의 잠금과 풀림이 발생되는 것이다.

따라서, 상기 레버(22)를 회동시키기 위해 본 실시예에서는 레버의 일측에 부기어고정보조대(261)를 힌지결합하고, 부기어고정보조대의 일측에는 부기어(26)를 일방향베어링을 이용하여 장착하며, 상기 링기어에는 내치기어(27)를 일체로 결합하여 부기어와 내치기어의 치합에 의해 레버가 회동되도록 한 것이다.

또한, 레버와 고정지지대에는 스프링(257)으로 연결하여 외력에 의해 이탈된 레버를 스프링의 탄성력에 의해 라쳇휠과 결합하도록 하고, 상기 레버와 부기어고정보조대의 힌지결합부분에는 내측방향으로 수축스프링(263)을 장착하여 부기어가 내치기어에 이탈되도록 할 수 있다. 이러한 수축스프링 이외에 텐션(tension)스프링 등 내치기어와 부기어가 항상 이탈되도록 할 수 있다.

아울러 상기 부기어고정보조대(261)에는 가이드돌기(262)를 더 형성하고, 상기 고정지지대의 상부면에 형성된 가이드곡면(231) 상에서 이동되도록 하되, 상기 가이드곡면은 곡률반경과 축중심이 회전축의 중심과 다른 위치로 형성하여 가이드돌기가 가이드면에 슬라이딩 이동됨에 따라 레버의 걸림돌기가 라쳇휠의 걸림홈에서 이탈 또는 결합되도록 하는 것이다.

상기 페달과 일체로 형성된 회전축에 장착된 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 본체 기어실에 내에 안치된 자전거의 동력전달체계를 살펴보면,

1) 구동부 정방향구동시 : 페달 → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 스프라켓(19) : 잠금풀림장치 잠김상태

2) 구동부 역방향구동시 : 페달 → 선기어(11) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) → 링기어(14) → 스프라켓(19) : 잠금풀림장치 잠김상태

3) 출력부 정방향구동시 : 스프라켓(19) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) : 잠금풀림장치 잠김상태

4) 출력부역방향구동시 : 스프라켓(19) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) : 잠금풀림장치의 풀림 해제되어 후진이 가능하게 됨

또한 잠금풀림장치의 동력전달체계를 살펴보면,

잠금풀림장치의 내치기어(27) → 부기어(26) → 부기어고정보조대(261) → 레버(22) → 고정지지대(23) 및 라쳇휠(21) : 레버(22)가 라쳇휠(21)로부터 이탈되어 자동강제풀림되어 라쳇휠(21)과 위성캐리어(13)는 양방향으로 회전가능하게 된다.

도16a는 본 발명의 다른 실시일예로 후륜부인 고정축에 장착된 자동양방향구동 일방향 출력장치가 기어실 내에 안치되는 자전거의 요부를 도시한 단면도이고, 도 16b는 도 16a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고, 도 17은 도 16a의 분해사시도이다.

도시된 바와같이 후륜부의 고정축(40)에는 유성기어군(10)을 내포하고 있는 기어실(15)이 후륜의 휠허브(16) 일측에 장착되고, 잠금풀림장치(20)도 기어실과는 별도로 장착되어 있다.

상기 기어실(15)은 외면에 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성된 스프라켓커버(153)와 상기 스프라켓커버의 개구된 일측을 덮는 실원판(152)으로 구성된다.

상기 고정축(40)에는 라쳇휠(21)이 결합되고, 상기 라쳇휠의 외주면에 스프라켓커버(153)가 베어링 결합된다. 또한, 상기 스프라켓커버(153)의 내주면에 링기어(14)의 기어치가 형성되어 위성캐리어(13)의 일측에 위성베어링(17)으로 장착된 위성기어(12)와 치합되도록 하고, 상기 위성캐리어(13)는 라쳇휠에 캐리어베어링(18)을 이용하여 결합된다. 아울러 상기 위성기어(12)의 내측인 축방향으로는 선기어(11)가 치합된다. 상기 선기어(11)는 고정축에 베어링 결합되고, 축과 접하는 부분이 관형태로 연장형성되고, 연장된 내주면에는 휠허브(16)가 일부 내입되어 스프라인 결합되고, 연장된 외주면에는 실원판(152)이 베어링 결합되는 것이다.

이와같은 구조에서 상기 고정축(40)에 결합되는 라쳇휠은 걸림홈(211)이 형성된 부분이 기어실(15)의 일측면에 장착되는 잠금풀림장치의 하우징(25) 내에 위치하도록 한다. 상기 라쳇휠에 근접하여 고정지지대(23)를 고정축에 결합하고, 상기 고정지지대의 일측에는 레버(22)가 힌지결합되는 것이다. 이러한 구조는 도 14a의 설명에서 상술한 바와같이 레버(22)에 부기어고정지지대(23)와 일방향베어링이 내장된 부기어(26)를 결합하는 등 동일한 구조로 제조될 있다. 또한, 상기 부기어와 치합되는 내치기어(27)는 기어실의 내주면에 형성되고, 상기 잠금풀림장치의 하우징(25)은 스프라켓커버(153)에 결합되어 일체로 형성한다.

상기 후륜부인 고정축에 장착된 자동양방향구동 일방향 출력장치가 기어실 내에 안치되는 자전거의 동력전달체계를 살펴보면,

1) 구동부 정방향 구동시 : 스프라켓커버(153) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 선기어(11) → 휠허브 : 잠금풀림장치 링기어의 정방향 회전으로 잠김상태

2) 구동부 역방향 구동시 : 스프라켓커버(153) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 선기어(11) → 휠허브 : 잠금풀림장치 링기어의 정방향 회전으로 잠김상태

3) 출력부 정방향 구동시 : 휠허브(16) → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14)→ 스프라켓커버(153) : 공전클러치상태, 잠금풀림장치 링기어의 정방향 회전으로 잠김상태

4) 출력부 역방향 구동시 : 휠허브(16) → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 스프라켓커버(153) : 잠금풀림장치는 링기어(14)의 역방향 회전으로 강제풀림이 해체되어 후진가능함

또한, 자동풀림수단의 작동시 동력전달체계를 살펴보면,

스프라켓커버(153) → 내치기어(27) → 부기어(26) → 부기어고정보조대(261) → 레버(22) → 라쳇휠(21)로서 레버의 걸림돌기가 라쳇휠의 걸림홈으로부터 이탈됨으로 라쳇휠의 회전이 가능하게 된다.

상기 동력전달체계의 작동과 회전방향과 결과물을 비교하여 이를 나타내면 표2와 같다.

상기 표 2에서 링기어(14)의 역방향 회전은 자전거의 막다른 길, 좁은길, 주차대 등에서의 뒤로 끌어내는 자동후진을 의미하며 이를 자동으로 실현한다.

도18a는 본 발명의 다른 실시일예로 회전축에 자동양방향구동 일방향 출력장치와 외치기어를 갖는 자동풀림장치가 장착된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고, 도 18b는 도 18a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고, 도 19은 도 18a의 분해사시도이다.

도시된 바와같이 페달이 장착된 회전축(30)에 유성기어군(10)과 잠금풀림장치(20) 및 이를 내포하도록 하는 기어실(15)이 장착된다.

상기 유성기어군(10) 중 선기어(11)는 회전축에 직접 결합되고, 위성캐리어(13)는 회전축에 결합되는 라쳇휠(21)의 외주면에 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합된다. 또한, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)을 이용해 위성기어(12)가 결합되어 선기어와 치합되도록 한다.

상기 기어실(15)은 스프라켓커버(153)와 상기 스프라켓커버의 일측에 결합되는 실원판(152)으로 구성된다. 상기 스프라켓커버(153)는 베어링결합으로 회전축을 지지하고 있는 자전거의 본체(60)와 베어링 결합되고, 상기 실원판(152)은 회전축에 베어링 결합되어 기어실이 자유회전 가능하도록 되는 것이다.

이러한 구조에서 상기 스프라켓커버(153)의 내주면에 링기어(14)가 형성되어 위성기어(12)와 치합되도록 하여 페달의 구동력이 스프라켓커버(153)로 전달되도록 하는 것이다.

아울러 상기 스프라켓커버(153)의 중심부분을 기어실 내로 연장형성하고, 연장된 외주면에 외치기어(28)를 형성하였다. 또한, 상기 자전거 본체(60)에는 고정지지대(23)를 결합하고, 상기 고정지지대에는 상술된 레버(22)를 힌지결합하여 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에 치합되도록 하는 것이다. 그리고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링(257)으로 연결하여 스프링의 인장력에 의해 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에 결합되도록 한다.

상기 회전축(30)에 자동양방향구동 일방향 출력장치와 외치기어(28)를 갖는 자동풀림장치가 장착된 자전거의 동력전달체계를 살펴보면,

1) 구동부 정방향 구동시 : 페달 → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 스프라켓커버(153) : 잠금풀림장치 잠김상태

2) 구동부 역방향 구동시 : 페달 → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어 → 스프라켓커버(153) : 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

3) 출력부 정방향 구동시 : 스프라켓커버(153) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) : 공전클러치상태, 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

4) 출력부 역방향 구동시 : 스프라켓커버(153) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 위성캐리어(13) 및 선기어(11) : 잠금풀림장치는 링기어의 역방향 회전으로 잠금이 해제되어 회전가능하게 됨

또한, 잠금풀림장치의 동력전달 체계를 살펴보면,

외치기어(28) → 부기어(26) → 레버(22) → 라쳇휠(21)로서 레버가 라쳇휠(21)로부터 이탈되므로 위성캐리어(13)는 양방향회전이 가능하게 된다.

여기서 링기어(14)의 역방향 회전은 자전거의 막다른 길, 좁은 길, 주차대 등에서의 뒤로 끌어내는 자동후진을 의미하며 이를 자동으로 실현한다.

상기 동력체계의 작동과 회전방향과 결과물을 비교하여 이를 도표로 나타내면 상기 표 1과 같다.

도 20a는 본 발명의 다른 실시일예로 후륜부인 고정축에 자동양방향구동 일방향 출력장치와 잠금풀림장치를 휠허브내에 장착하고, 휠허브내주면에 링기어가 일체로 형성된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고, 도 20b는 도 20a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고, 도 21은 도 20a의 분해사시도이다.

도시된 바와같이 고정축(40)에는 휠허브(16)가 장착되고 상기 휠허브 내에 유성기어군(10)과 잠금풀림장치(20)가 장착된다.

상기 고정축(40)에는 선기어(11)와 라쳇휠(21)이 장착되데 상기 선기어(11)는 베어링 결합되고, 위성캐리어(13)는 라쳇휠의 외주면에 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합된다. 또한, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)을 이용해 위성기어(12)가 결합되어 선기어와 치합되도록 한다. 이 때 상기 선기어(11)는 고정축과 접하는 부분의 일측을 휠허브 외부로 표출시키고, 표출된 일부분을 스프라켓(19)과 스프라인 결합하는 것이다.

상기 스프라켓(19)과 접하는 타측부분의 휠허브(16) 부분은 고정축과 접하는 부분을 휠허브의 내측으로 연장형성하고, 연장된 외주면에는 외치기어(28)를 형성한다.

아울러, 상기 고정축에는 고정지지대(23)를 결합하고, 상기 고정지지대에 상술된 바와같이 작용하는 레버(22)를 힌지결합한다. 상기 레버의 일측에 결합되는 부기어(26)는 상기 외치기어(28)와 치합되도록 장착한다.

따라서, 상기 휠허브(16)가 후진방향으로 회전하게되면 외치기어와 치합된 일방향베어링이 내장된 부기어(26)가 작동하여 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에서 이탈되어 잠금이 풀리게 됨으로 후진방향 회전이 가능하게 되는 것이다.

동력전달체계를 살펴보면,

1) 구동부 정방향 구동시 : 스프라켓(19) → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 휠허브(16) : 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

2) 구동부 역방향 구동시 : 스프라켓(19) → 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 휠허브(16) : 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

3) 출력부 정방향 구동시 : 휠허브(16) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 선기어(11) → 스프라켓(19) : 공전클러치상태, 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

4) 출력부 역방향 구동시 : 휠허브(16) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 선기어(11) → 스프라켓(19) : 잠금풀림장치는 링기어의 역방향 회전으로 잠금이 해제되어 회전가능하게 됨

또한, 잠금풀림장치의 작동시 동력전달체계를 살펴보면,

외치기어(28) → 부기어(26) → 레버(22) → 라쳇휠(21)로서 레버가 라쳇휠(21)로부터 이탈되므로 위성캐리어(13)는 양방향 회전이 자유로워진다

도 22a는 본 발명의 다른 실시일예로 후륜부인 고정축에 자동양방향구동 일방향 출력장치와 잠금풀림장치를 휠허브내에 장착하고, 휠허브에 선기어가 일체로 형성된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고, 도 22b는 도 22a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고, 도 23은 도 22a의 분해사시도이다.

도시된 바와같이 고정축(40)에는 휠허브(16)가 장착되고 상기 휠허브 내에 유성기어군(10)과 잠금풀림장치(20)가 장착되며, 휠허브의 외측으로 스프라켓(19)이 설치된다.

상기 잠금풀림장치(20)와 휠허브(16) 및 스프라켓(19)은 도 20a와 동일한 구조이다.

본 실시예의 유성기어군(10)에서 선기어(11)는 휠허브(16)의 내주면에 장착되도록 설치된다. 즉, 선기어는 중앙이 관통된 원판의 형태로 외주면이 휠허브의 내주면과 일체로 결합되고, 내주면은 고정축과 동일한 방향으로 연장형성되어 연장된 부분의 외주면에 선기어(11)의 기어치가 형성된다.

또한, 상기 고정축(40)에는 라쳇휠(21)이 결합되고, 상기 라쳇휠의 외주면에 위성캐리어(13)가 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합된다. 이 때 상기 캐리어베어링(18)은 라쳇휠과 스프라인 결합되어 고정시키는 것이다. 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)으로 위성기어(12)가 결합되어 상기 선기어와 치합되는 것이다.

아울러 링기어(14)는 고정축(40)에 베어링 결합되고 일측에 형성된 링기어의 기어치가 상기 위성기어(12)와 치합되는 것이다. 즉, 상기 위성기어(12)는 축방향으로는 선기어(11)와 치합되고, 외측방향으로는 링기어(14)에 치합되는 것이다. 또한, 링기어는 고정축과 접하는 부분이 휠허브의 외측방향으로 연장 표출되고, 표출된 외주면에는 직경을 달리하는 기어치가 다수 형성된 스프라켓(19)과 스프라인 결합되어 구동부의 동력을 스프라켓을 통해 링기어가 직접 전달받는 것이다.

동력전달체계를 살펴보면,

1) 구동부 정방향 구동시 : 스프라켓(19) → 링기어(14) → 위성기어(12) → 선기어(11) → 휠허브(16) : 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

2) 구동부 역방향 구동시 : 스프라켓(19) → 링기어(14) → 위성기어(12) -→ 선기어(11) → 휠허브(16) : 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

3) 출력부 정방향 구동시 : 휠허브(16) -→ 선기어(11) → 위성기어(12) → 링기어(14) → 스프라켓(19) : 공전클러치상태, 잠금풀림장치는 링기어(14)의 정방향 회전으로 잠김

4) 출력부 역방향 구동시 : 휠허브(16) → 선기어(11) →위성기어(12) → 링기어(14) → 스프라켓(19) : 잠금풀림장치는 링기어(14)의 역방향 회전으로 잠금이 해제되어 회전가능하게 됨

또한, 자동풀림수단의 작동시 동력전달체계를 살펴보면,

링기어(14) → 부기어(26) → 부기어고정보조대(261) → 레버(22) → 라쳇휠(21)로서 레버(22)가 라쳇휠(21)로부터 이탈되므로 위성캐리어(13)는 양방향으로 자유로워진다

상기 동력체계의 작동과 회전방향과 결과물을 비교하여 이를 도표로 나타내면 상기 표 2과 같다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 장착한 자전거는,

유성기어군와 일방향베어링의 규칙적 조합으로 순, 역방향변환 구동의 동력전달경로가 일원화된 직렬형으로 간단, 명료하여 비교적 부피가 크고 이원화 된 병렬형의 베벨기어를 대체하여 순방향 또는 역방향의 양방향 구동력을 일방향으로의 출력과 공전클러치상태, 후진브레이크상태 등을 별도의 조작행위없이 자동으로 가능하게 하며, 구조의 단순화로 소형사이즈제작이 가능하고 경량화 및 견고성과 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있어 설계제작용이, 조립공정의 단순화, 제조비용 절감과 고장율을 저하시킬 수 있는 장치를 장착한 자전거를 제공하는데 있다.

또한 소음이 없고, 기본구성에서 작은부품이 없어서 내구성과 고장방지에 탁월하며, 외부 별도의 연결 조작장치,또는 외부돌출부가 없는 내장형이므로 먼지등 오염물질의 내부유입차단과 외관이 수려하고 외부충격으로부터 파손과 변형의 우려감소, 설치장소선택에 제한을 없애 수 있게 되었다.

또한, 일방향베어링이 회전되는 방향과 각 기어의 치차수, 크기와 형상을 조정하여 등속, 감속, 증속의 다양한 회전과 토오크의 출력을 얻을 수 있어 다양한 분야에 적용 가능하도록 하고, 구동의 변환을 위해 외부의 별도의 조작을 할 필요가 없기 때문에 순,역구동변환 시 구동의 순간적 멈춤과 동력전달의 끊김현상을 유발하여 경사로, 요철, 위험노면에서의 막대한 성가심과 부상초래의 위험을 사전에 방지한다.

또한, 역구동변환시 감속에 따른 큰 힘으로 공원, 강변산책로 등에서의 여유 자적함이나, 경사로, 요철노면, 산악코스 등의 위험, 긴박한 상황에서도 그 효과를 발휘하여 요철구간과 장애물을 쉽게 통과할 수 있게 하며, 위험탈피와 다이나믹한 즐거움의 묘미를 만끽할 수 있으며, 장거리, 장시간 주행 시에는 순방향과 역방향을 번갈아가면서 구동시킬 수 있으므로 관절의 무리와 근육에 대한 피로를 낮추고 단조로움을 피해 사용자에게 흥미유발과 사용의욕을 고취시키는 유용한 장치를 장착한 자전거의 제공을 목적으로 한다.

또한, 상기 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 잠금풀림장치를 더 설치하여, 사용자의 순,역방향구동의 페달을 밟는 기본동작행위만으로 달성되는 자동 양방향구동의 출력부 일방향출력과 공전클러치 상태, 후진브레이크상태등의 상기 주목적이외에 주차대등 후진이 필요할 시에는 자동으로 후진브레이크상태로 잠기게 되는 것을 별도의 조작레버와 사용자의 조작행위 없이 다시금 자동으로 후진이 가능하게하는 출력장치를 장착한 자전거의 제공을 다른 목적으로 한다.

한편, 상기 자동 양방향구동 일방향 출력장치에 잠금풀림장치를 더 설치하여 산악자전거에 적용하면 자동 양방향구동의 출력부 일방향출력과 공전클러치 상태, 후진브레이크상태 등의 상기 주목적에서 산악경사로 등반 시 사용자의 신체적 위험과 부상에 직결되는 진행부하에 의한 뒤로 미끌림 회전현상을 본 발명은 구조적으로 브레이크의 작동이 없이도 즉각 자동적으로 브레이킹 되어지도록 하는 것이다. 따라서, 후진브레이크상태로 하향으로 미끄러지는 것을 방지할 수 있고, 요철노면의 산악경사로, 좌우의 비탈길등에서 언제라도 양손을 동시에 놓거나 주차하더라도 후륜이 뒤로 회전되지 않아 사용자와 자전거가 함께 쓰러지는 일이 없도록 할 수 있는 것이다.

그러므로 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 장착한 자전거는 사용자가 제품의 사용의 느낌에 있어서 기존의 일반적인 자전거와의 별반 이질감없이 오히려 양구동과 경사로등반 용이, 요철노면 통과의 재미, 산악로의 다이나믹한 묘미, 장거리주행의 자신감, 강가. 공원. 산책로등에서의 뒤로 밟는 저속의 여유로움 등 자전거가 사람에게 줄수있는 행복감을 만끽할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 제품구성의 단순화 및 소형화로 제품의 신뢰도와 선호도를 한층 높이고 사용자에게 흥미유발과 사용의욕고취, 건강증진에 이바지하는 유용한 자전거의 제공이 가능하게 된 것이다.

도 1은 종래 자전거의 일방향동력출력장치를 도시한 요부단면도이고,

도 2은 본 발명의 자전거에 장착되는 자동 양방향구동 일방향 출력장치를 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 3은 본 발명의 자전거에 장착되는 자동 양방향구동 일방향 출력장치의 다른 실시일예를 도시한 개략도이고,

도 4a와 도 4b는 자전거에 장착되는 자동 양방향구동 일방향 출력장치의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이고,

도 5a는 본 발명에 사용되는 일방향베어링을 도시한 개략도이고,

도 5b는 다른 형태의 일방향베어링을 도시한 것이고,

도 6은 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거의 잠금풀림장치를 도시한 개략도이고,

도 7은 본 발명의 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거 잠금풀림장치의 다른 실시일예를 도시한 개략도이고,

도 8은 가이드돌기의 슬라이딩 과정을 도시한 개략도이고,

도 9는 수동으로 조작하도록 하는 잠금풀림장치를 도시한 개략도이고,

도 10a는 본 발명의 바람직한 실시일예로 페달과 일체로 형성된 회전축에 자동 양방향구동 일방향출력장치와 잠금풀림장치가 장착된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고,

도 10b와 도 10c는 도 10a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고,

도 11은 도10의 분해사시도이고,

도 12은 본 발명의 다른 실시일예로 후륜의 고정축에 자동 양방향구동 일방향출력장치와 잠금풀림장치가 장착된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고,

도 13a은 도 12의 분해사시도이고,

도 13b는 잠금풀림장치의 요부 사시도이다.

도 14a는 본 발명의 다른 실시일예로 페달과 일체로 형성된 회전축에 장착된 자동 양방향구동 일방향 출력장치가 본체 기어실에 내에 안치된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고,

도 14b는 도 14a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고,

도 15는 도 14a의 분해사시도이고,

도 16a는 본 발명의 다른 실시일예로 후륜부인 고정축에 장착된 자동양방향구동 일방향 출력장치가 기어실 내에 안치되는 자전거의 요부를 도시한 단면도이고,

도 16b는 도 16a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고,

도 17은 도 16a의 분해사시도이다.

도 18a는 본 발명의 다른 실시일예로 회전축에 자동양방향구동 일방향 출력장치와 외치기어를 갖는 자동풀림장치가 장착된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고,

도 18b는 도 18a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고,

도 19은 도 18a의 분해사시도이다.

도 20a는 본 발명의 다른 실시일예로 후륜부인 고정축에 자동양방향구동 일방향 출력장치와 잠금풀림장치를 휠허브내에 장착하고, 휠허브 내주면에 링기어가 일체로 형성된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고,

도 20b는 도 20a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고,

도 21은 도 20a의 분해사시도이다.

도 22a는 본 발명의 다른 실시일예로 후륜부인 고정축에 자동양방향구동 일방향 출력장치와 잠금풀림장치를 휠허브내에 장착하고, 휠허브에 선기어가 일체로 형성된 자전거의 요부를 도시한 단면도이고,

도 22b는 도 22a의 잠금풀림장치를 도시한 평면도이고,

도 23은 도 22a의 분해사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유성기어군 11 : 선기어 12 : 위성기어

13 : 위성캐리어 14 : 링기어 15 : 기어실

16 : 휠허브 17 : 위성베어링 18 : 캐리어베어링

19 : 스프라켓 20 : 잠금풀림장치 21 : 라쳇휠

22 : 레버 23 : 고정지지대 24 : 유격레버

25 : 하우징 25' : 하우징캡 26 : 부기어

27 : 내치기어 28 : 외치기어 30 : 회전축

40 : 고정축 50 : 와이어 60 : 본체

151 : 실바디 152 : 실원판 153 : 스프라켓커버

161 : 휠허브커버 211 : 걸림홈 221 : 걸림돌기

222 : 장홀 231 : 가이드곡면 241 : 돌출핀

251 : 회전클러치 252 : 이격클러치 253 : 가이드바

254 : 걸림편 255 : 당김레버 256 : 브라켓

257 : 스프링 257a : 단스프링 257b : 장스프링

261 : 부기어고정보조대 262 : 가이드돌기

263 :수축스프링

Claims

자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서,

자전거의 구동부인 페달이 장착되는 회전축(30)에는 선기어(11), 일방향베어링, 위성기어(12), 위성캐리어(13), 링기어(14)로 구성된 유성기어군(10)과, 라쳇휠(21)과 고정지지대(23)에 장착되는 레버의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치(20)가 장착되되;

상기 유성기어군(10)은, 선기어(11)가 회전축과 일체로 결합되어 페달로부터 동력을 직접 전달받고, 상기 회전축(30)에는 일측에 기어실(15)을 형성하기 위한 실원판(152)이 결합되고, 타측에는 외주면에 단이 형성된 라쳇휠(21)이 베어링결합되고, 상기 라쳇휠에는 선기어측으로 위성캐리어(13)가 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합되고 외측으로는 상기 선기어와 위성캐리어를 내포하도록 스프라켓커버(153)가 결합되어 실원판(152)에 볼트체결되고, 상기 스프라켓커버(153)의 내주면에는 링기어(14)의 내치가 형성되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)에 의해 위성기어(12)가 장착되어 선기어(11)와 링기어(14)에 동시에 치합되어 구성되고,

상기 잠금풀림장치(20)는, 라쳇휠(21)을 회전축(30)에 베어링결합하고, 회전축을 지지하는 자전거본체(60)에 고정지지대(23)를 고정결합하고, 상기 고정지지대에는 라쳇휠의 걸림홈(211)에 치합되는 걸림돌기(221)가 형성된 한쌍의 레버(22)를 서로 대향되도록 장착하고, 두 레버의 상하부에는 단스프링(257)과 장스프링(257)을 각각 결합하고, 결합된 레버 사이에 힌지 회동되는 유격레버(22)를 장착하여 케이블와이어(50)의 당김에 의해 두 레버 사이의 간격을 넓힐 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
제 1항에 있어서,

상기 잠금풀림장치의 고정지지대(23)에는 돌출핀(241)을 형성하고 상기 레버(22)에는 장홀(222)을 형성하여 돌출핀에 장홀을 결합하고, 상기 유격레버(22)는 돌출핀에서 일정거리 하향 설치되어 유격레버의 회전에 의해 레버(22)의 상하부가 순차적으로 이격되도록 함을 특징으로 하는 자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서,

자전거의 후륜부인 고정축(40)에는 페달의 구동부로부터 체인으로 연결된 스프라켓(19)과, 일방향베어링, 선기어(11), 위성기어(12), 위성캐리어(13), 링기어(14)로 구성된 유성기어군(10)과, 회전클러치(251)와 이격클러치(252)의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치(20)가 장착되되;

상기 스프라켓(19)은, 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성되어 기어변속이 가능하고, 베어링으로 고정축(40)에 결합되어 자유회전 가능하도록 하며,

상기 유성기어군(10)은, 선기어(11)가 고정축(40)에 베어링결합되고, 일측에는 스프라켓(19)과 스프라인 결합되어 동력을 직접 전달받도록 하고, 상기 선기어와 근접하여 고정축에 결합된 회전클러치(251)의 외주면에는 일방향베어링인 캐리어베어링(18)을 이용하여 위성캐리어(13)가 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)을 이용하여 위성기어(12)를 장착하고, 상기 위성기어의 일측은 상기 선기어의 외치와 치합되도록 하고, 상기 선기어(11)의 외주면에는 휠허브커버(161)를 베어링 결합하고, 상기 휠허브커버에는 선기어, 위성캐리어를 내포하도록 휠허브(16)를 결합하고, 상기 휠허브의 내주면에는 링기어(14)를 형성하여 위성기어(12)와 치합되도록 구성되고,

상기 잠금풀림장치(20)는, 외주면에 휠허브(16)가 베어링 결합되는 하우징(25)과 상기 하우징의 일측을 덮는 하우징캡(25')을 고정축에 결합하고, 휠허브내에는 회전클러치(251)와 치합되는 이격클러치(252)를 결합하되 상기 이격클러치는 고정축과 스프라인 결합하고, 상기 이격클러치와 잠금풀림장치 하우징(25) 사이에는 스프링(257)을 개재하여 이격클러치를 일측방향으로 가압하도록 하고, 상기 이격클러치에는 가이드바(253)를 인출하여 일단이 하우징(25)에 내입되도록 설치하고, 상기 하우징에 내입된 가이드바의 단부에는 걸림턱이 형성된 걸림편(254)을 결합하고, 상기 하우징캡(25')에는 브라켓(256)을 이용하여 당김레버(22)를 힌지결합하고, 와이어(50)에 의해 회동되는 당김레버(22)는 걸림편(254)을 일측으로 당겨 이격클러치(252)를 회전클러치(251)에서 이탈되도록하여 구성됨을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서,

자전거의 구동부인 페달이 장착되는 회전축(30)은 본체(60)에 일체로 형성된 기어실(15)에 베어링결합되고, 상기 기어실내의 회전축에는 선기어(11), 일방향베어링, 위성기어(12), 위성캐리어(13), 링기어(14)로 구성된 유성기어군(10)과, 라쳇휠(21)과 고정지지대(23)에 장착되는 레버(22)의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치(20)가 장착되되;

상기 유성기어군(10)은, 선기어(11)가 회전축(30)과 일체로 결합되어 페달로부터 동력을 직접 전달받고, 상기 회전축의 일측에는 외주면에 단이 형성된 라쳇휠(21)이 결합되고, 상기 라쳇휠의 외주면에는 위성캐리어(13)가 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)에 의해 위성기어(12)가 장착되어 축방향의 내측이 선기어와 치합되고, 회전축(30)의 타측에는 링기어(14)가 베어링결합되어 상기 위성기어(12)의 외측부분과 치합되어 구성되고,

상기 기어실(15)은, 자전거의 본체(60)와 일체로 형성되고 내부에 수용공간을 갖고 일측이 개구되며 상기 회전축에 장착되는 링기어(14)의 결합부 외주면에 베어링결합되는 실바디(151)와, 상기 실바디의 개구된 면을 덮도록 나사결합되고 회전축에 직접 베어링결합되는 실원판(152)으로 구성되고,

상기 잠금풀림장치(20)는, 실원판에 고정지지대(23)를 결합시키고, 상기 고정지지대에는 내측에 걸림돌기(221)가 형성된 곡면의 레버(22)를 힌지결합하고, 상기 레버의 타측에는 부기어고정보조대(261)를 힌지결합하고, 상기 부기어고정보조대의 일측에는 부기어(26)를 장착하고, 링기어(14)에는 내치기어(27)를 일체로 결합하여 부기어와 치합되도록 하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링(257)으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기(221)와 라쳇휠의 걸림홈(211)이 치합되도록 한 것을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서,

자전거의 후륜부인 고정축(40)에는 페달의 구동부와 체인으로 연결되는 다수의 스프라켓이 외주면에 형성된 기어실(15)과, 일방향베어링, 선기어(11), 위성기어(12), 위성캐리어(13), 링기어(14)로 구성된 유성기어군(10)과, 라쳇휠(21)과 고정지지대(23)에 장착되는 레버(22)의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치(20)가 장착되되;

상기 기어실(15)은, 수용공간이 형성되고 외주면에 직경을 달리하는 다수의 스프라켓이 형성되고 고정축에 결합된 라쳇휠(21)에 베어링결합되는 스프라켓커버(153)와, 상기 스프라켓커버의 개구된 면을 덮도록 나사결합되는 실원판(152)으로 구성되어 내부에 장착된 유성기어군을 보호하도록 하며,

상기 유성기어군(10)은, 선기어(11)를 고정축(40)에 베어링결합하되 고정축과 접하는 부분을 돌출형성하여 돌출된 외주면에 기어실의 실원판(152)이 베어링결합되도록 하고, 돌출된 내주면에는 휠허브(16)와 결합하고, 상기 고정축에는 라쳇휠(21)을 부싱으로 결합하고, 라쳇휠의 몸체 외주면에 위성캐리어(13)를 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합하고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)을 이용하여 위성기어(12)를 장착하고, 상기 위성기어(12)는 선기어(11)와 스프라켓커버의 내주면에 형성된 링기어(14)에 동시에 치합되도록 하여 구성되고,

상기 잠금풀림장치(20)는, 스프라켓커버(153)에는 내주면에 기어치가 형성된 내치기어(27)를 결합하고, 고정축(40)에는 고정지지대(23)를 일체로 결합하며, 상기 고정지지대에는 내측에 걸림돌기(221)가 형성된 곡면의 레버(22)를 힌지결합하고, 상기 레버의 타측에는 부기어고정보조대(261)를 힌지결합하고, 상기 부기어고정보조대의 일측에는 일방향베어링이 내장된 부기어(26)를 장착하여 상기 내치기어와 치합되도록 하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링(257)으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기(221)와 라쳇휠의 걸림홈(211)이 치합되도록 한 것을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
제 4항 또는 5항에 있어서,

상기 잠금풀림장치의 부기어고정보조대(261)에는 가이드돌기(262)를 더 형성하고, 상기 고정지지대(23)의 일측면에는 회전축과는 곡률반경과 축중심이 다른 가이드곡면(231)을 형성하여 가이드곡면에 접하여 가이드돌기가 이동되도록 하여 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에서 이탈되도록 함을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
제 6항에 있어서,

상기 레버(22)와 부기어고정보조대(261)의 힌지결합부분에는 수축스프링(263)이 장착되어 항상 부기어(26)가 내치기어(27)에 이탈되도록 함을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서,

자전거의 구동부인 페달이 장착되는 회전축(30)에는 선기어(11), 일방향베어링, 위성기어(12), 위성캐리어(13), 링기어(14)로 구성된 유성기어군(10)과, 라쳇휠(21)과 고정지지대(23)에 장착되는 레버(22)의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치(20)가 장착되되;

상기 유성기어군(10)은, 선기어(11)가 회전축과 일체로 결합되어 페달로부터 동력을 직접 전달받고, 상기 회전축(30)에는 일측에 기어실(15)을 형성하기 위한 실원판(152)이 결합되고, 타측에는 외주면에 단이 형성된 라쳇휠(21)과 외주면에 다수의 스프라켓이 형성되어 실원판과 나사결합되는 스프라켓커버(153)가 각각 부싱과 베어링으로 결합되고, 상기 라쳇휠(21)에는 선기어측의 외주면에 위성캐리어(13)가 일방향베어링인 캐리어베어링(18)으로 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)으로 위성기어(12)를 결합하고, 상기 위성기어(12)는 선기어(11)와 스프라켓커버 내주면에 형성된 링기어(14)에 동시에 치합되어 구성되고,

상기 잠금풀림장치(20)는, 회전축(30)에 결합된 라쳇휠(21)에 근접하여 자전거본체(60)에 장착되는 고정지지대(23)를 설치하고, 상기 고정지지대에는 내주면에 걸림돌기(221)가 형성된 곡면의 레버(22)를 힌지결합하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링(257)으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기(221)와 라쳇휠의 걸림홈(211)이 치합되도록 하고, 상기 레버의 타측에는 부기어(26)를 일방향베어링으로 결합하고, 상기 회전축에 결합되는 스프라켓커버(153)는 기어실내측으로 단턱을 더 형성하여 상기 단턱의 외주면에 외치기어(28)를 형성하고, 상기 외치기어는 부기어(26)와 치합되어 회전에 의해 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에서 이탈되도록 함을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서,

자전거의 후륜부인 고정축(40)에는 페달의 구동부와 체인으로 연결된 스프라켓(19)과, 일방향베어링, 선기어(11), 위성기어(12), 위성캐리어(13), 링기어(14)로 구성된 유성기어군(10)과, 상기 유성기어군을 내포하는 휠허브(16)와, 라쳇휠(21)과 고정지지대(23)에 장착되는 레버(22)의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치(20)가 장착되되;

상기 스프라켓(19)은, 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성되어 기어변속이 가능하고, 베어링으로 고정축(40)에 결합되어 자유회전 가능하도록 하며,

상기 유성기어군(10)은, 선기어(11)가 고정축(40)에 베어링결합되고, 일측에는 스프라켓(19)과 스프라인 결합되어 동력을 직접 전달받도록 하고, 상기 선기어와 근접하여 고정축에 결합된 라쳇휠(21)의 외주면 일측에는 일방향베어링인 캐리어베어링(18)을 이용하여 위성캐리어(13)가 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링(17)을 이용하여 위성기어(12)를 장착하고, 상기 위성기어의 일측은 상기 선기어의 외치와 치합되도록 하고, 상기 선기어(11)는 고정축과 접하는부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 외주면에는 휠허브커버(161)를 베어링 결합하고, 상기 휠허브커버에 선기어, 위성캐리어를 내포하도록 휠허브(16)를 결합하되 상기 휠허브는 고정축에 베어링결합하고, 상기 휠허브의 내주면에는 링기어(14)를 형성하여 위성기어와 치합되도록 구성되고,

상기 잠금풀림장치(20)는, 고정축(40)에 결합되는 고정지지대(23)를 라쳇휠(21)에 근접설치하고, 상기 고정지지대에는 내주면에 걸림돌기(221)가 형성된 곡면의 레버(22)를 힌지결합하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링(257)으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기(221)와 라쳇휠의 걸림홈(211)이 치합되도록 하고, 상기 레버의 타측에는 부기어(26)를 일방향베어링으로 결합하고, 상기 휠허브(16)는 고정축과 접하는 부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 외주면에 외치기어(28)를 형성하고, 상기 외치기어는 부기어와 치합되어 회전에 의해 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에서 이탈되어 후진이 가능하도록 함을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.
자동양방향구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거에 있어서,

자전거의 후륜부인 고정축(40)에는 페달의 구동부와 체인으로 연결된 스프라켓(19)과, 일방향베어링, 선기어(11), 위성기어(12), 위성캐리어(13), 링기어(14)로 구성된 유성기어군(10)과, 상기 유성기어군을 내포하도록 일측에 휠허브커버(161)가 결합되는 통체의 휠허브(16)와, 라쳇휠(21)과 고정지지대(23)에 장착되는 레버(22)의 착탈에 의해 후진회전이 가능하게 하는 잠금풀림장치(20)가 장착되되;

상기 스프라켓(19)은, 직경을 달리하는 다수의 기어치가 형성되어 기어변속이 가능하고, 베어링으로 고정축(40)에 결합되어 자유회전 가능하도록 하며,

상기 유성기어군(10)은, 링기어(14)를 고정축(40)에 베어링결합하고, 고정축과 접하는 링기어부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 일측에 스프라켓(19)과 스프라인 결합하여 동력을 직접 전달받도록 하고, 상기 링기어의 연장된 외주면에는 휠허브(16)를 베어링결합하고, 상기 휠허브의 내주면에는 중앙에 통공이 형성된 원판으로 상기 원판의 내주면에 축과 동일한 방향으로 일정길이의 관체가 일체로 형성되며 상기 관체의 외주면에는 다수의 기어치가 형성되어 이루어진 선기어(11)를 결합되고, 상기 고정축에는 라쳇휠(21)을 결합하고 라쳇휠의 외주면에는 일방향베어링인 캐리어베어링(18)을 이용하여 위성캐리어(13)가 결합되고, 상기 위성캐리어의 일측에는 일방향베어링인 위성베어링을 이용하여 위성기어(12)를 장착하고, 상기 위성기어는 고정축의 외측부분과 내측부분이 링기어(14)의 내치와 선기어(11)에 동시에 치합되어 구성되고,

상기 잠금풀림장치(20)는, 고정축(40)에 결합되는 고정지지대(23)를 라쳇휠(21)에 근접설치하고, 상기 고정지지대에는 내주면에 걸림돌기(221)가 형성된 곡면의 레버(22)를 힌지결합하고, 상기 레버와 고정지지대는 스프링(257)으로 연결하여 탄성력에 의해 레버의 걸림돌기(221)와 라쳇휠의 걸림홈(211)이 치합되도록 하고, 상기 레버의 타측에는 부기어(26)를 일방향베어링으로 결합하고, 상기 휠허브커버(161)는 고정축과 접하는 부분을 관형태로 연장형성하여 연장된 외주면에 외치기어(28)를 형성하고, 상기 외치기어(28)는 부기어(26)와 치합되어 회전에 의해 레버의 걸림돌기(221)가 라쳇휠의 걸림홈(211)에서 이탈되어 후진이 가능하도록 함을 특징으로 하는 자동양방향 구동 일방향 출력장치가 장착된 자전거.