KR100644348B1 - 인력구동 레일바이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인력구동 레일바이크를 개시한다. 본 발명은 섀시와, 섀시에 전후로 이격 장착되어 섀시를 궤도상에 이동 가능하게 지지하고 액슬에 의해 연결되어 궤도의 나란한 두 레일 위를 함께 굴러가는 1쌍씩의 전륜과 후륜으로 이루어진 레일휠과, 섀시에 장착되며 궤도방향을 따라 간격을 두고 서로 마주보도록 배치되는 복수의 시트와, 적어도 어느 한 액슬에 장착되고 해당 액슬의 회전방향을 정 또는 역방향의 한쪽으로만 제한하는 양방향 일방클러치와, 서로 마주보는 두 시트들 중간에 위치되어 섀시에 회전 가능하게 장착되고 양방향 일방클러치와 체인으로 연결되는 복수의 크랭크페달과, 양방향 일방클러치의 회전방향을 전환시키는 방향전환레버와, 섀시의 전후에 각각 설치되고 전륜과 후륜의 회전을 주행방향에 따라 선택적으로 또는 동시에 감속 및 정지시키기 위한 1쌍의 제동장치를 포함하여 구성된다.

본 발명은 양방향 주행이 가능하여 전·후진 전환이 매우 용이함은 물론 복수의 인원이 서로 마주보면서 그들 사이에 위치한 크랭크페달을 이용하여 주행하므로 주행 중 좌석의 교대 없이 간편하게 페달링을 상호 교대할 수도 있다.

인력구동, 궤도, 양방향 일방클러치, 크랭크페달, 레일바이크

Description

인력구동 레일바이크{Human powered rail bike}

도1은 본 발명에 의한 인력구동 레일바이크 구조를 개략적으로 보인 사시도,

도2는 본 발명에 의한 인력구동 레일바이크 구조의 저면도,

도3은 본 발명에 의한 인력구동 레일바이크 구조의 측면도,

도4는 레일휠과 섀시의 연결구조를 개략적으로 보인 발췌 단면도,

도5는 본 발명 인력구동 레일바이크 구조의 양방향 일방클러치를 나타낸 분해 사시도,

도6은 도5의 결합상태 단면도,

도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도,

도8은 양방향 일방클러치의 방향전환구조를 개략적으로 나타낸 측면도,

도9는 도8의 Ⅸ를 따라 취한 발췌 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 섀시 11, 12: 좌우 및 전후 프레임

13: 발판 20: 레일휠

21, 22: 전륜 및 후륜 23: 액슬

30: 시트 40: 크랭크페달

41: 체인스프로킷 42: 체인

50: 양방향 일방클러치 60: 방향전환레버

70: 제동장치 71: 브레이크디스크

72: 캘리퍼 73: 핸드브레이크레버

80: 가이드플레이트 81: 시프트레인지슬롯

510: 외부슬리브 511: 안내슬롯

512: 안착홈 514: 체인스프로킷

520: 내부슬리브 521: 걸림돌기

530: 래칫플레이트 540: 스위칭블록

542: 판스프링 550: 조작커버

R: 레일 U: 탑승자

본 발명은 인력(人力)에 의해서 레일을 따라 주행하는 인력구동 레일바이크(rail bike)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방향전환이 가능한 일방클러치를 장착하여 복수의 탑승자가 서로 마주보고 앉아 간편하게 전진 또는 후진할 수 있음은 물론 전·후진시에 좌석을 바꾸지 않고 주행할 수 있으며, 주행 중에도 마주앉은 탑승자끼리 간편하게 페달링(pedaling)을 교대하면서 주행할 수 있도록 된 인력 구동 레일바이크에 관한 것이다.

근래 들어, 한정된 석유자원의 고갈우려와 차량배기가스에 의한 대기오염 등의 환경문제가 심각한 사회문제로 대두되면서 친환경적인 대체 에너지원의 개발과 함께 새로운 교통수단에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 이에 따라 전기차량 또는 수소차량 등 여러 가지 수단들이 강구되고 있는 가운데, 특히 비교적 근거리 이동(교통)수단으로써 인력에 의해서 추진력을 얻을 수 있는 소위 "인력차(人力車)"에 대한 관심이 고조되고 있다.

현재 인력으로 구동될 수 있는 대표적 수송체로는 2륜의 크랭크 휠 시스템(crank wheel system)으로 구동되는 통상의 자전거(bicycle)를 들 수 있는데, 이러한 자전거는 자유로운 주행이 가능하지만 구조상 주행 안정성이 크게 떨어질 뿐 아니라 1인 탑승이기 때문에 체계적인 교통수단으로 이용하기에는 현실성이 낮다.

또한, 인력차의 다른 형태로 미합중국특허 271,720호와 1,013,041호 등에 제시된 바와 같은 링크기구(link mechanism)를 통해 휠에 연결된 작동레버의 스윙(swing) 왕복운동으로 휠 회전시키면서 레일 위를 주행하도록 된 이른 바 레일카(railroad velocipede)를 예로 들 수 있다.

그러나 이러한 레일카는 대체로 통상의 자전거와 유사한 구조로써 1쌍의 메인휠을 전후로 구비하여 궤도의 한쪽 레일 위에 탑재되고, 하나의 서브휠이 궤도의 다른 쪽 레일위에 탑재되어 차체를 지지 및 가이드해 주기 때문에 탑승인원이 1~2 인으로 제한되고 안정성도 떨어지는 문제가 있을 뿐 아니라 작동레버를 양손으로 구동하므로 주행 중 탑승자의 행동에 많은 제약이 따르는 등 편의성이 그다지 좋지 못하다.

이 때문에 레일카는 예컨대 철로의 보수작업 등을 위한 특정상황의 이동수단으로만 부분적으로 이용될 뿐 대중적인 이동수단으로 확대되지 못하였다.

특히, 이러한 레일카는 방향성을 가지기 때문에 한쪽 방향(전진)으로만 주행할 수밖에 없으며, 방향을 전환(후진)하고자 할 경우에는 차체를 들어서 반대로 회전시켜야 하는 번거로운 문제가 있다.

한편, 최근 들어 통상의 자동차와 같이 4개의 휠을 구비하여 궤도의 양쪽 레일 위에 안정되게 탑재되고 크랭크 휠 시스템의 페달링에 의해 용이하게 주행할 수 있으면서 여러 개의 시트를 장착하여 비교적 많은 인원이 탑승할 수 있도록 된 레일카가 출현하고 있기도 하다.

그런데, 이러한 4륜 레일카 역시 한쪽 방향으로만 주행할 수 있어 방향전환(전·후진)이 불가능하기 때문에 후진을 위해서는 차체를 들어 회전시켜야 할 뿐 아니라 주행 중에 운전자를 교대하기 위해서는 정지 후 좌석을 바꿔야 하므로 원활한 주행성을 확보하기도 어렵고, 이 때문에 운전자의 교대 없이 주행할 경우 운전자의 과도한 체력소모 우려가 높아 장거리 주행이 곤란한 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 비교적 많은 인원이 탑승할 수 있고 궤도의 두 레일 위에 동시에 탑재되어 안정되게 주행할 수 있음은 물론, 양방향으로의 주행이 가능하여 전·후진 전환시 차체를 돌리거나 좌석을 바꾸지 않고서도 주행할 수 있는 인력구동 레일바이크를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 복수의 인원이 서로 마주보면서 주행할 수 있어 주행 중 언제라도 필요하면 좌석의 교대 없이 간편하게 페달링을 상호 교대할 수 있음으로써 과도한 체력소모를 방지하면서 비교적 원거리를 편리하게 이동할 수 있는 인력구동 레일바이크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전진과 후진에 관계없이 항상 정확하고 안전하게 감속 내지는 제동시킬 수 있으며, 전·후진의 방향전환 조작시 자동으로 제동상태로 유지시킬 수 있는 인력구동 레일바이크를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 인력구동 레일바이크는, 섀시(chassis); 이 섀시에 전후로 이격 장착되어 섀시를 궤도상에 이동 가능하게 지지하고, 액슬(axle)에 의해 연결되어 궤도의 나란한 두 레일 위를 함께 굴러가는 1쌍씩의 전륜과 후륜으로 이루어진 레일휠; 섀시에 장착되며, 궤도방향을 따라 간격을 두고 서로 마주보도록 배치되는 복수의 시트(seat); 적어도 어느 한 액슬에 장착되고, 해당 액슬의 회전방향을 정 또는 역방향의 한쪽으로만 제한하는 양방향 일방클러치; 서로 마주보는 두 시트들 중간에 위치되어 섀시에 회전 가능하게 장착되고, 양방향 일방클러치와 체인으로 연결되는 복수의 크랭크페달(crank pedal); 양방향 일방클러치의 회전방향을 전환시키는 방향전환레버; 섀시의 전후에 각각 설치되고, 전륜과 후륜의 회전을 주행방향에 따라 선택적으로 또는 동시에 감속 및 정지시키기 위한 1쌍의 제동장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 제동장치가 액슬에 고정되는 브레이크디스크(brake disc)와, 이 브레이크디스크를 선택적으로 잡아주는 유압작동식 캘리퍼(caliper)와, 이 캘리버와 케이블로 연결되어 캘리퍼를 작동시키는 핸드브레이크레버를 갖는 유압브레이크로 이루어지고, 핸드브레이크레버가 방환전환레버에 장착되어 방향전환이 완전한 제동상태에서 안전하게 이루어진다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 시트가 섀시에 대해 주행방향 쪽으로 이동 및 위치고정 가능하게 장착되어 탑승자의 신체조건에 따라 크랭크페달과의 간격을 적절히 조절할 수 있다.

이에 따라 본 발명은, 비교적 여러 명의 탑승이 가능함은 물론 궤도상에서 안정되게 주행할 수 있고, 특히 양방향 주행이 가능하여 전·후진 전환시 종래와 같이 차체를 반대로 돌리지 않고서도 바로 주행할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 복수의 인원이 서로 마주보면서 그들 사이에 위치한 크랭크페달을 이용하여 주행하므로 필요하면 주행 중에 언제라도 좌석의 교대 없이 간편하게 페달링을 상호 교대할 수 있으며, 이에 따라 체력소모를 최소화하면서 비교적 원거리를 편리하게 이동할 수 있게 된다.

또한, 제동장치가 섀시의 전후에 각각 구비되어 페달링의 수행여부와 관계없이 전진과 후진시 진행방향을 주시하고 있는 탑승자가 감속 내지는 제동동작을 수행할 수 있어 전·후진에 구애받지 않고 항상 안전하게 주행과 제동을 할 수 있으며, 특히 핸드브레이크레버가 방향전환레버에 일체적으로 장착되어 있어 전·후진의 방향전환 조작시 자동으로 제동상태를 유지시킬 수 있게 된다.

그러므로 본 발명은 인력구동 레일바이크의 안전성과 신뢰성, 주행안정성 및 편의성 확보 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도1 내지 도3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 의한 인력구동 레일바이크는 섀시(10)와, 이 섀시(10)를 궤도(T)의 나란한 두 레일(R)상에 이동 가능하게 지지하는 복수의 레일휠(20)과, 섀시(10)상에 장착되는 복수의 시트(30)와, 탑승자(U)의 인력에 의해 추진동력을 발생시키는 크랭크페달(40)과, 레일휠(20)의 회전방향을 정 또는 역방향의 어느 한쪽 방향으로만 선택적으로 제한하는 양방향 일방클러치(50)와, 이 양방향 일방클러치(50)의 회전방향을 전환시키기 위한 방향전환레버(60) 및 주행중인 레일바이크(1)를 감속 내지는 정지시키기 위한 제동장치(70)를 포함하여 구성된다.

섀시(10)는 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 예를 들어 간격을 두고 나 란하게 배치되는 1쌍의 좌우프레임(11)과, 이들 좌우프레임(11)을 연결하는 1쌍의 나란한 전후프레임(12)으로 이루어진다.

이때, 전후프레임(12)은 좌우프레임(11)의 양단에서 각각 일정거리만큼씩 중앙 쪽으로 진입하여 위치되는데, 이는 후술한 바와 같이 탑승자(U)의 용이한 승·하차를 안내하면서 예컨대 나란하게 앉은 2명의 탑승자(U)가 각각 크랭크페달(40)을 조작할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고 전후프레임(12)의 하부에는 탑승자(U)의 편의를 위한 발판(13)이 전후프레임(12)의 양 측방으로 각각 돌출되게 구비되며, 복수의 행거프레임(14)들에 의해 전후프레임(12)에 접합 지지된다.

레일휠(20)은 4개가 구비되고, 액슬(23)의 양단에 2개씩 지지되어 전륜(21)과 후륜(22)을 구성한다. 이들 전륜(21)과 후륜(22)은 예를 들어 도4에 도시된 바와 같이, 섀시(10)의 두 좌우프레임(11)에 브래킷(15)을 하방으로 돌출되게 각각 설치하고, 이들 브래킷(15)에 각각의 액슬(23)이 베어링(24)을 개재하여 회전 가능하게 결합 지지됨으로써 섀시(10)에 장착된다.

이러한 레일휠(20)은 금속으로 제작될 수도 있지만, 차체의 경량화를 위해 예컨대 우레탄으로 성형되는 것이 바람직하다.

시트(30)는 예를 들어 4개가 구비되고, 섀시(10)의 전후프레임(12) 양 단부 위에 각각 서로 마주보도록 설치된다. 이는 후술한 바와 같이 주행방향의 두 시트 (30)들 사이에 배치되는 크랭크페달(40)을 각 시트(30)에 앉은 탑승자(U)들이 조작할 수 있도록 함과 함께 전후 양방향으로 주행 가능한 본 발명의 레일바이크(1)에서 주행방향의 전방시야를 확보하기 위함이다.

이러한 시트(30)는 탑승자(U)의 신체조건, 즉 신장(身長)에 따라 크랭크페달(40)에 대한 시트(30)의 상대위치를 적절히 조절함으로써 신체조건에 관계없이 크랭크페달(40)을 조작할 수 있도록 섀시(10)의 전후프레임(12)에 대해 이동 및 위치고정 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

크랭크페달(40)은 서로 마주보는 두 시트(30)에 위치한 탑승자(U)가 모두 조작할 수 있도록 섀시(10)의 두 전후프레임(12)들 중간에 각각 회전 가능하게 설치되어 마주보는 2쌍의 시트(30)들 사이에 각각 위치한다. 각 크랭크페달(40)은 체인스프로킷(chain sprocket:41)을 동심으로 구비하여 후술한 대응하는 양방향 일방클러치(50)의 체인스프로킷(514)과 체인(42)으로 연결된다.

양방향 일방클러치(50)는 예컨대 2개가 구비되고, 레일휠(20)의 전륜(21)이나 후륜(22)의 어느 한 액슬(23)에 동시에 장착된다. 여기서 물론, 양방향 일방클러치(50)는 전륜(21)과 후륜(22)의 액슬(23)에 각각 장착될 수도 있으나, 이 경우 전륜(21)과 후륜(22)에 나누어 설치된 두 일방클러치(50)가 동일한 회전방향을 갖도록 각각 조작해야 하므로 자칫 오조작을 야기할 우려가 있는 바, 어느 한 액슬(23)에 간격을 두고 동시에 장착되는 것이 바람직하다.

이러한 양방향 일방클러치(50)는 부하가 걸린 때, 즉 탑승자(U)가 크랭크페달(40)을 조작하여 체인스프로킷(41)이 회전되는 경우에만 구동륜의 액슬(23)에 선택적으로 연결되어 그 액슬(23)을 추진방향으로 회전시키고, 그 이외에는 액슬(23)에 대해 자유로운 상태(상대적인 공회전 가능상태)를 유지토록 하기 위해 사용된다.

이는 주행도중 탑승자(U)가 잠시 쉬고자 하는 경우 등에 크랭크페달(40)의 작동을 멈추더라도 구동 액슬(23)은 체인스프로킷(41)의 회전여부에 관계없이 관성에 의해 회전이 지속될 수 있어야 함에 기초한다.

한편, 이러한 양방향 일방클러치(50)는 본 출원인의 선 특허출원(출원번호 제10-2005-0018271호)에 제시된 소위 "방향전환 가능한 일방클러치"가 사용된다.

이 양방향 일방클러치(50)는 도5 내지 도7에 도시된 바와 같이, 일단에 체인스프로킷(514)을 구비하여 크랭크페달(40)의 체인스프로킷(41)과 체인(42)으로 연결되는 외부슬리브(510)와, 전륜(21) 또는 후륜(22)의 액슬(23)이 끼워져 고정되고 외주의 일부에 다수의 걸림돌기(521)들을 일정각도 간격으로 갖는 내부슬리브(520)와, 외부슬리브(510)에 장착되어 내부슬리브(520) 걸림돌기(521)의 원주방향쪽 양 측면에 선택적으로 걸림으로써 외부 및 내부슬리브(510)(520)를 정 또는 역의 어느 한 방향으로만 전동 가능하게 해주는 1쌍의 래칫플레이트(530)와, 동력전달방향에 따라 두 래칫플레이트(530) 중 하나만 내부슬리브(520)의 걸림돌기(521)에 접촉시켜 동력전달방향을 전환시켜주는 스위칭블록(540) 및 스위칭블록(540)을 외부에서 조작하기 위한 조작커버(550)로 구성되어 있다.

외부슬리브(510)의 주면에는 스위칭블록(540)을 장착하기 위한 안내슬롯(511)이 형성되어 있고, 이 안내슬롯(511)의 축방향쪽 양 단부 양측에는 두 래칫플레이트(530)를 레버(lever)운동 가능하게 지지하기 위한 안착홈(512)이 경사지게 형성되어 있다. 내부슬리브(520)는 외부슬리브(510)의 내주에 베어링(560)을 개재하여 결합된다.

각 래칫플레이트(530)는 일단의 양측에 돌출탭(531)을 구비하여 외부슬리브(510)의 안착홈(512)에 마주보도록 끼워져 걸림돌기(521)의 축방향 양쪽에 각각 위치되고, 그 자유단에 1개의 걸림돌기(521)와 안내슬롯(511)의 원주방향쪽 양 변 사이에 선택적으로 위치되는 로커부(locker部:532)를 돌출되게 갖는다.

스위칭블록(540)은 걸림턱(541)을 하단 양측에 돌출되게 구비하여 외부슬리브(510)의 안내슬롯(511)에서 축방향으로 이동 가능하도록 두 래칫플레이트(530) 위에 얹혀지고, 관통슬롯(571)을 가지고 외부슬리브(510)에 체결되는 원호형의 커버플레이트(570)에 의해 위치 고정된다.

스위칭블록(540)의 하면에는 양 단부가 두 래칫플레이트(530)를 각각 눌러 하나는 로커부(532)가 내부슬리브(520)의 걸림돌기(521)로부터 벗어나도록 레버운동시키고, 다른 하나는 로커부(532)가 걸림돌기(521)와 안내슬롯(511)의 원주방향쪽 변 사이에 끼여 벗어나지 못하도록 해주는 대략 역V형의 판스프링(542)이 부착되어 있다.

조작커버(550)는 관(管)상 두 분할체(550a)(550b)로 구성되어 스위칭블록(540)을 감싸도록 외부슬리브(510)의 바깥에 스페이서(552)를 개재하여 결합되고, 그 내주에 스위칭블록(540)을 회전가능하게 수용하는 환형의 가이드채널(guide channel:551)을 구비하여 외부슬리브(510)에 대해 그 회전을 허용하도록 결합되어 있다.

방향전환레버(60)는 도8에 도시한 바와 같이, 섀시(10)의 좌우프레임(11) 중간에 그 중간부위가 피벗(pivot:61)으로 지지되어 두 시트(30) 사이에서 좌우로 회동 가능하게 위치된다. 그리고 방향전환레버(60)는 두 양방향 일방클러치(50)의 방향전환동작을 동시에 수행할 수 있도록 두 양방향 일방클러치(50)의 조작커버(550)를 커넥팅바(connecting bar:62)로 연결한 후, 그 하단이 이 커넥팅바(62)의 중간에 피벗(63)으로 연결된다.

제동장치(70)는 양방향 일방클러치(50)가 장착된 구동용 액슬(23)에 설치되는 브레이크디스크(71)와, 섀시(10)의 일측에 설치되어 브레이크디스크(71)를 선택적으로 잡아주는 캘리퍼(72) 및 이 캘리퍼(72)와 유압케이블(74)로 연결되어 캘리퍼(72)를 선택적으로 작동시키는 핸드브레이크레버(73)를 갖는 통상의 유압식 브레이크 시스템으로 구성된다.

핸드브레이크레버(73)는 섀시(10)에 독립적으로 설치될 수도 있지만, 바람직하기로는 방향전환레버(60)에 일체적으로 설치되어 확실한 제동상태 하에서 간편하게 방향전환이 이루어질 수 있도록 구성된다.

그리고 보다 바람직하기로는 방향전환레버(60)와 핸드브레이크레버(73)의 정 확한 조작을 안내하기 위해 이들이 끼워져 이동하는 시프트레인지슬롯(shift range slot:81)을 갖는 가이드플레이트(guide plate:80)를 섀시(10)에 함께 구비하여, 핸드브레이크레버(73)가 당겨진 상태에서만 방향전환레버(60)의 회동이 가능하도록 제어할 수 있다.

시프트레인지슬롯(81)은 핸드브레이크레버(73)가 당겨진 상태로만 방향전환레버(60)의 좌우이동을 허용하는 시프트부(81a)와, 이 시프트부(81a)의 양단에서 동일방향으로 각각 절곡 연장되어 핸드브레이크레버(73)의 해제를 허용하면서 방향전환레버(60)의 이동을 방지하는 2개의 위치고정부(81b)(81c)를 갖는 대략 U자형으로 이루어진다. 그리고 시프트부(81a)는 핸드브레이크레버(73)가 당겨진 상태로 방향전환레버(60)를 위치 고정하기 위한 걸림홈(81d)을 갖는다.

물론, 여기서 핸드브레이크레버(73) 대신 풋브레이크페달로 구성될 수도 있지만, 이 경우 주정차를 위해 별도의 주차브레이크를 함께 구비해야 할 뿐 아니라 방향전환시 이중동작이 요구되고 자칫 오조작의 우려도 있어 그다지 바람직하지 못하다.

한편, 이러한 제동장치(70)는 바람직하기로 전륜(21) 또는 후륜(22)을 각각 제동할 수 있도록 섀시(10)의 진행방향 전후에 각각 구비된다. 이는 본 발명의 레일바이크(1)가 탑승자(U)가 서로 마주보면서 양방향으로 주행하기 때문에 크랭크페달(40)의 조작여부와 관계없이 진행방향의 전방을 주시하는 탑승자(U)가 제동장치(70)를 안전하게 조작하도록 하기 위함이다.

그런데, 방향전환레버(60)는 양방향 일방클러치(50)가 장착된 한쪽에만 구비 되는 바, 방향전환레버(60)가 설치되지 않는 쪽에 설치되는 핸드브레이크레버(73)는 섀시(10)에 피벗 지지되는 별도의 손잡이(75)를 함께 구비하여 이 손잡이(75)에 일체적으로 설치되어 가이드플레이트(80)의 시프트레인지슬롯(81)에 끼워진다.

여기서, 방향전환레버(60)가 설치되지 않은 쪽에 위치하는 가이드플레이트(80)는 핸드브레이크레버(73)를 제동상태와 제동해제상태로 각각 위치 고정할 수만 있으면 되므로 예컨대 그 시프트레인지슬롯(81)이 단순히 L자형으로 구성되어도 무방하다.

다음, 이와 같은 구조적 특징을 가지는 본 발명에 의한 인력구동 레일바이크의 운행에 대해 설명한다.

먼저, 2인 또는 4인의 탑승자(U)가 정지되어 있는 레일바이크(1)의 대향 배치된 시트(30)에 마주보고 앉는다. 이때, 적어도 어느 한쪽에 위치된 제동장치(70)의 핸드브레이크레버(73)는 도9에 도시된 실선으로 바와 같이 방향전환레버(60) 또는 손잡이(75) 쪽으로 당겨진 상태로 시프트레인지슬롯(81)의 시프트부(81a)내에서 걸림홈(81d)에 끼워져 안전하게 위치 고정되어 있게 되며, 이에 따라 캘리퍼(72)가 유압에 의해 브레이크디스크(71)를 홀딩함으로써 레일바이크(1)가 정지상태로 있게 된다.

이 상태에서, 핸드브레이크레버(73)를 방향전환레버(60) 쪽으로 더욱 잡아당기면서 이들을 함께 잡고 좌측 또는 우측으로 이동시켜 양방향 일방클러치(50)가 진행하고자 하는 방향으로만 동력이 전달되도록 조작한 후, 핸드브레이크레버(73) 의 구속력을 해제한다. 그러면, 핸드브레이크레버(73)가 그의 복원탄성에 의해 U형 시프트레인지슬롯(81)의 어느 한쪽 위치고정부(81b 또는 81c)에 펴진 상태로 위치하여 브레이크디스크(71)의 제동을 해제함으로써 레일바이크(1)는 주행 가능상태가 된다.

이때, 방향전환레버(60)는 일체적으로 구성된 핸드브레이크레버(73)가 U형 시프트레인지슬롯(81)의 한쪽 위치고정부(81b 또는 81c)에 걸려 있게 됨으로써 반대방향으로의 이동이 불가능한 상태로 위치 고정되고, 이에 따라 레일바이크(1)가 움직이는 상태에서는 방향전환이 불가능하게 된다.

여기서, 양방향 일방클러치(50)의 방향전환 동작에 대해 살펴보면, 탑승자(U)의 이동조작에 의해 방향전환레버(60)가 피벗(61)을 중심으로 회동되고, 이에 따라 방향전환레버(60)의 하단에 피벗(63)으로 연결된 커넥팅바(62)가 방향전환레버(60)와 반대방향으로 이동됨으로써 액슬(23)에 장착된 양방향 일방클러치(50)의 조작커버(550)를 축방향의 좌측 또는 우측으로 슬라이딩시킨다.

그러면, 스위칭블록(540)이 조작커버(550)를 따라 동시에 이동되어 그 판스프링(542)의 일단이 탄성복원되면서 일측, 예를 들어 좌측 래칫플레이트(530)의 고정단(지지단)쪽 상면을 눌러줌과 동시에, 판스프링(542)의 타단(우단)이 탄성변형 되면서 우측 래칫플레이트(530)의 자유단쪽 상면을 눌러주게 된다.

이에 따라 외부슬리브(510)의 경사진 안착홈(512)에 의해 좌측 래칫플레이트(530)의 자유단부가 상방으로 들리면서 그 로커부(532)가 내부슬리브(520)의 걸림 돌기(521)에서 이탈되는 반면, 우측 래칫플레이트(530)의 자유단부는 안착홈(512)을 중심으로 하방으로 레버운동 되어 그 로커부(532)가 내부슬리브(520)의 걸림돌기(521)와 외부슬리브(510) 안내슬롯(511)의 원주방향쪽 한쪽 변 사이에 끼워지게 됨으로써 한쪽 방향으로만 동력을 전달할 수 있게 된다.

한편, 이와 역방향으로 동력을 전달하고자 할 경우 조작커버(550)를 반대방향으로 이동시키면 스위칭블록(540)에 의해 좌우 래칫플레이트(530)의 역할변경이 이루어짐으로써 동력전달 방향이 전환되게 된다.

다음, 이와 같이 진행방향쪽으로 동력전달이 이루어지도록 양방향 일방클러치(50)를 조작한 상태에서, 예를 들어 진행방향을 주시하는 쪽에 위치한 2인의 탑승자(U)가 발로 크랭크페달(40)을 정방향(진행방향)으로 회전시킨다. 그러면, 크랭크페달(40)의 회전력이 체인(42)에 의해 양방향 일방클러치(50)의 외부슬리브(510)에 전달되는데, 이때 우측 래칫플레이트(530)의 로커부(532)가 내부슬리브(520)의 걸림돌기(521)와 외부슬리브(510)의 안내슬롯(511) 사이에 끼워져 있으므로 내부슬리브(520)가 외부슬리브(510)와 함께 회전하게 된다.

이에 따라 내부슬리브(520)에 고정된 전륜(21) 또는 후륜(22)의 액슬(23)이 함께 회전하게 됨으로써 액슬(23)에 장착된 레일휠(20)이 정방향으로 회전하여 레일바이크(1)가 주행하게 되는 것이다.

또한, 이와 같이 주행하다가 예컨대 크랭크페달(40)을 구동하는 탑승자(U)가 지치거나 또는 기타의 이유로 페달링을 교대할 필요가 있는 경우, 탑승자(U)들이 서로 마주보고 앉아 있고 크랭크페달(40)이 마주앉은 탑승자(U)들 사이에 위치하고 있으므로 자리를 바꾸지 않고서도 간편하게 마주앉은 다른 탑승자(U)가 크랭크페달(40)을 계속해서 구동할 수도 있으며, 이에 따라 과도한 체력소모 없이도 비교적 장거리를 간편하게 이동할 수 있게 된다.

한편, 주행하다가 정지하거나 주행방향을 변경하고자 할 경우에는 폐달링의 수행여부와 관계없이 진행방향을 주시하고 있는 탑승자(U)가 핸드브레이크레버(73)를 당겨 서서히 감속시키면서 제동한다.

그리고 레일바이크(1)가 완전히 정지하고 나면, 핸드브레이크레버(73)를 완전히 당긴 상태에서 방향전환레버(60)와 함께 시프트레인지슬롯(81)의 시프트부(81a) 중간에 위치시켜 정지상태를 유지시키거나 또는 시프트부(81a)의 반대쪽으로 완전히 이동시켜서 양방향 일방클러치(50)의 동력전달방향을 역방향(후진방향)으로 전환한 후 핸드브레이크레버(73)의 구속을 해제하여 레일휠(20)의 제동을 해제함과 동시에 방향전환레버(60)를 해당 상태로 위치 고정시킨다.

이 상태에서는 전진시와 반대로 후방을 바라보고 앉은 탑승자(U)들이 크랭크페달(40)을 회전시키면서 주행하고, 필요시 맞은편 탑승자(U)와 자리 이동 없이 간편하게 페달링을 교대하면서 주행한다.

이상에서 본 발명을 4인이 탑승하는 것으로 설명하였으나, 이는 단순히 예시 의 목적일 뿐 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 별도로 도시하지는 않았지만 2인용으로 구성될 수도 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 인력구동 레일바이크에 의하면, 비교적 여러 명의 탑승이 가능함은 물론 궤도상에서 매우 안정되게 주행할 수 있고, 특히 양방향 주행이 가능하여 전·후진 전환시 종래와 같이 차체를 반대로 돌리지 않고서도 바로 주행할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 복수의 인원이 서로 마주보면서 그들 사이에 위치한 크랭크페달을 이용하여 주행하므로 필요하면 주행 중에 언제라도 좌석의 교대 없이 간편하게 페달링을 상호 교대할 수 있으며, 이에 따라 체력소모를 최소화하면서 비교적 원거리를 편리하게 이동할 수 있게 된다.

또한, 제동장치가 섀시의 전후에 각각 구비되어 페달링의 수행여부와 관계없이 전진과 후진시 진행방향을 주시하고 있는 탑승자가 감속 내지는 제동동작을 수행할 수 있어 전·후진에 구애받지 않고 항상 안전하게 주행과 제동을 할 수 있으며, 특히 핸드브레이크레버가 방향전환레버에 일체적으로 장착되어 있어 전·후진의 방향전환 조작시 자동으로 제동상태를 유지시킬 수 있게 된다.

그러므로 본 발명은, 인력구동 레일바이크의 안전성과 신뢰성 및 주행안정성 향상과 편의성 확보 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 섀시(10);

   상기 섀시(10)에 전후로 이격 장착되어 섀시(10)를 궤도(T)상에 이동 가능하게 지지하고, 액슬(23)에 의해 연결되어 궤도(T)의 나란한 두 레일(R) 위를 함께 굴러가는 1쌍씩의 전륜(21)과 후륜(22)으로 이루어진 레일휠(20);

   상기 섀시(10)에 장착되며, 상기 궤도방향을 따라 간격을 두고 서로 마주보도록 배치되는 복수의 시트(30);

   상기의 적어도 어느 한 액슬(23)에 장착되고, 해당 액슬(23)의 회전방향을 정 또는 역방향의 한쪽으로만 제한하는 방향전환 가능한 일방클러치(50);

   상기의 서로 마주보는 두 시트(30)들 중간에 위치되어 상기 섀시(10)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 방향전환 가능한 일방클러치(50)와 체인(42)으로 연결되는 복수의 크랭크페달(40);

   상기 방향전환 가능한 일방클러치(50)의 회전방향을 전환시키는 방향전환레버(60);

   상기 섀시(10)의 전후에 각각 설치되고, 상기 전륜(21)과 후륜(22)의 회전을 주행방향에 따라 선택적으로 또는 동시에 감속 및 정지시키기 위한 1쌍의 제동장치(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인력구동 레일바이크.
2. 제1항에 있어서, 상기 제동장치(70)가 상기 액슬(23)에 고정되는 브레이크디스크(71)와, 이 브레이크디스크(71)를 선택적으로 잡아주는 유압작동식 캘리퍼(72)와, 이 캘리버(72)와 케이블(74)로 연결되어 캘리퍼(72)를 작동시키는 핸드브레이크레버(73)를 갖는 유압브레이크로 이루어지고,

   상기 핸드브레이크레버(73)가 상기 방환전환레버(60)에 장착되는 것을 특징으로 하는 인력구동 레일바이크.
3. 제2항에 있어서, 상기 핸드브레이크레버(73)가 당겨진 상태로만 방향전환레버(60)의 이동을 허용하는 시프트부(81a)와, 이 시프트부(81a)의 양단에서 동일방향으로 각각 절곡 연장되어 상기 핸드브레이크레버(73)의 구속해제를 허용하면서 방향전환레버(60)의 이동을 방지하는 위치고정부(81b)(81c)로 이루어진 시프트레인지슬롯(81)을 갖는 가이드플레이트(80)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인력구동 레일바이크.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트(30)가 상기 섀시(10)에 대해 주행방향 쪽으로 이동 및 위치고정 가능하게 장착되어 상기 크랭크페달(40)과의 간격을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 인력구동 레일바이크.
5. 제4항에 있어서, 상기 섀시(10)의 중간 하부에 발판(13)이 구비되는 것을 특징으로 하는 인력구동 레일바이크.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방향전환 가능한 일방클러치(50)가,

   일단에 스프로킷휠(514)을 구비하고, 주면에 안내슬롯(511)을 갖는 외부슬리브(510);

   상기 안내슬롯(511)에 대응하는 외주에 다수의 걸림돌기(521)들을 일정각도 간격으로 가지고 상기 외부슬리브(510)의 내주에 베어링(560)을 개재하여 결합되며, 상기 액슬(23)이 끼워져 고정되는 내부슬리브(520);

   상기 안내슬롯(511)의 축방향쪽 양 단부에 각각 일단이 레버운동 가능하게 지지되고, 각 자유단부가 상기 내부슬리브(520)의 걸림돌기(521)와 안내슬롯(511)의 원주방향쪽 양 변 사이에 각각 번갈아 위치되어 외부슬리브(510)와 내부슬리브(520)를 양방향으로 전동가능하게 하는 1쌍의 래칫플레이트(530);

   상기 안내슬롯(511)에 축방향으로 이동 가능하게 지지되며, 상기 각 래칫플레이트(530)가 내부슬리브(520)의 걸림돌기(521)와 안내슬롯(511)의 원주방향쪽 변 사이에 위치되도록 번갈아서 탄성적으로 눌러주는 스위칭블록(540);

   상기 스위칭블록(540)을 감싸도록 상기 외부슬리브(510)의 바깥에 결합되어 상기 스위칭블록(540)을 축방향으로 이동시키는 조작커버(550);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인력구동 레일바이크.

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