KR100863350B1 - 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페달하우징 내에 페달에 의한 회전력을 전달받은 다수개의 베벨기어 및 일방향 랫치수단으로 되는 클러치를 사용하여 정속 및 감속 등의 변속주행을 할 수 있는 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징에 관한 것으로,

상기한 목적을 달성하기 본 발명은, 페달에 의하여 구동되는 페달축(1)에 설치된 구동용 베벨기어(2)와, 상기 구동용 베벨기어(2)와 이빨 맞춤되어 회전력을 전달하는 전달축(5)과, 상기 전달축(5)의 전달축 베벨기어(4)와 이빨 맞춤되어 종동축(6)의 후륜을 회전시키는 종동용 베벨기어(7)로 구성된 무체인 자전거에 있어서,

구동용 스프링(22)과 이동링(01)의 사이에 위치되며, 상기 페달축(1)의 일측에 결합되어 있는 구동용 베벨기어(2)와, 변속용 스프링(32)과 이동링(02)의 사이에 위치되며, 상기 페달축(1)의 타측에 결합되어 있는 변속용 베벨기어(30)와, 상기 변속용 베벨기어(30)의 내측에 결합되는 태양기어(33)와 유성기어(35), 상기 구동용 베벨기어(2)나 상기 변속용 베벨기어(30)에 선택적으로 이빨맞춤 결합되며, 내부에 일방향 래칫수단(10)이 결합되는 전달축 베벨기어(3)와, 상기 구동용 베벨기어(2)나 상기 변속용 베벨기어(30)를 선택하는 변속기어(31)가 내장되며, 탑승자의 양다리 사이 페달축(1)에 위치하는 하우징(20)과;

상기 후륜에 결합되는 허브(8) 내 고정축(41)에 그 고정축(41)을 중심으로 브레이크 드럼(48), 브레이크 슈(47), 브레이크 회전용 디스크(44), 스크류체(42) 순으로 결합되어 있는 브레이크장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

래칫기어, 변속용 베벨기어, 페달축, 하우징, 베벨기어, 내부기어, 내부회전체, 폴, 스프링, 브레이크

Description

변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징{ A pedal housing having a clutch for a change of speed }

도 1는 본 발명의 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징을 나타내고 있는 부분 단면도,

도 2는 본 발명에 사용되는 래칫수단을 구성하는 일부의 부품을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 자전거 동력 전달장치를 나타낸 일부 절개 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 래칫기어를 나타낸 도 1의 A-A'선 단면도,

도 5는 본 발명의 자전거에 사용되는 브레이크 장치를 나타낸 분해 사시도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 페달축 2 : 구동용 베벨기어

3, 4 : 전달축 베벨기어 5 : 전달축

6 : 종동축 7 : 종동용 베벨기어

8 : 허브 10 : 래칫수단

11 : 내부기어 12 : 스프링 링

14 : 폴 15 : 내부회전체

16 : 폴 수납홈 17 : 삽입홈

18 : 요홈 20 : 하우징

22 : 구동용 스프링 30 : 변속용 베벨기어
31 : 변속레버 32 : 변속용 스프링
33 : 태양기어 34 : 고정핀
35 : 유성기어 36 : 아이들핀
39 : 보호캡 41 : 고정축
42 : 스크류체 44 : 브레이크 회전용 디스크
46 : 마찰면 47 : 브레이크 슈

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48 : 브레이크 드럼 51 : 나선홈
52 : 회전돌기 O1. O2 : 이동링

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본 발명은 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징에 관한 것으로, 페달 하우징 내에 페달에 의한 회전력을 전달받은 다수개의 베벨기어 및 일방향 랫치수단으로 되는 클러치를 사용하여 정속 및 감속 등의 변속주행을 할 수 있는 자전거를 제공하고자 하는 것이다.

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일반적으로 자전거는 프레임의 전,후방에 회전이 자유롭게 설치된 전,후륜과, 탑승자에 발에 의하여 동력을 발생시키는 페달과, 이 페달의 회전으로 후륜측으로 동력을 전달하기 위한 동력전달부재로 구성되어 있다.

상기 동력전달부재로는 페달측에 구동스프라켓이, 후륜측에 일방향으로만 동력이 전달되는 래칫기어를 갖는 종동스프라켓, 그리고 이 구동스프라켓과 종동스프라켓을 연결하는 체인으로 구성되어 있다.

상기 종동스프라켓에는 후륜과 일방향으로 만 물림이 이루어지도록 하는 래칫기어가 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 통상의 자전거는 페달을 일방향, 즉 전진하는 방향으로 회동시킬때 구동스프라켓과 종동스프라켓을 연결하는 체인에 의하여 후륜측으로 회전력이 전달되어 자전거가 앞으로 주행하도록 되어 있다.

이러한 종래 자전거의 경우에는 체인에 의하여 동력을 후륜에 전달함으로써 사용중에 체인이 탑승자의 바지나 치마를 손상시키는 문제점이 있으며, 장기간 사용시 체인이 늘어져 이탈되는 문제점이 있었다.

따라서 이와 같은 문제점을 해소하고자 여러 가지 기어를 사용하여 자전거를 구동시키는 무체인 자전거가 여러 가지 형태로 제안되었으며, 그 중에 하나로서 베벨기어를 사용하여 구동시키는 자전거가 제안된 적이 있었다.

이러한 베벨기어를 사용하는 무체인 자전거는 페달축에 형성된 베벨기어와, 그 페달의 힘을 전달하는 전달축 베벨기어와, 상기 전달축 베벨기어에 의하여 구동되는 후륜축 베벨기어로 구성되어 후륜을 회전시켜 전진하도록 구성되어 있다.

그러나 이와 같이 베벨기어를 사용하는 베벨기어 방식의 자전거는 서로 기어가 맞물려 회전하기 때문에 전륜과 후륜이 동시에 회전하는 것을 방지하기 위한 일방향 회전용 래칫기어를 사용하여야 만하나, 직접적으로 힘이 전달되는 베벨기어 방식의 경우 일반적인 래칫기어를 적용하기가 어려운 것이었다.

또한 정속, 감속, 가속 등의 변속기어를 사용하고자 하는 경우에 베벨기어 방식의 적용시 변속장치가 대형화할 우려가 있고, 자전거 본체 내에 위치시키기 어려운 문제점이 있었다.

특히 베벨기어 방식의 변속장치에 있어서는 변속시 정확한 클러치 역할을 하여 기어가 이탈할 우려가 없는 변속장치가 요구되는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,

본 발명의 목적은 래칫기어를 사용하는 베벨기어 방식의 무체인 자전거에서 일방향 동력전달이 용이한 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징을 제공하고자 하는 것이다.

다른 목적은 정속, 감속, 가속 등의 기어변속을 행하는 베벨기어식 변속장치의 하우징내 소형화가 용이하고 탑승자의 양다리 사이에 위치할 수 있는 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징을 제공하고자 하는 것이다.

또 다른 목적은 특히 베벨기어 방식의 변속장치에 있어서 변속시 정확한 클러치 역할을 하여 기어가 이탈할 우려가 없는 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 페달에 의하여 구동되는 페달축에 설치된 구동용 베벨기어와, 상기 구동용 베벨기어와 이빨 맞춤되어 회전력을 전달하는 전달축과, 상기 전달축의 베벨기어와 이빨 맞춤되어 종동축의 후륜을 회전시키는 종동용 베벨기어로 구성된 무체인 자전거에 있어서,

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구동 스프링과 이동링의 사이에 위치되며, 상기 페달축의 일측에 결합되어 있는 구동용 베벨기어와, 변속용 스프링과 이동링의 사이에 위치되며, 상기 페달축의 타측에 결합되어 있는 변속용 베벨기어와, 상기 변속용 베벨기어의 내측에 결합되는 태양기어와 유성기어, 상기 구동용 베벨기어나 상기 변속용 베벨기어에 선택적으로 이빨맞춤 결합되며, 내부에 일방향 래칫수단이 결합되는 전달축 베벨기어와, 상기 구동용 베벨기어나 상기 변속용 베벨기어를 선택하는 변속기어가 내장되며, 탑승자의 양다리 사이 페달축에 위치하는 하우징과;

상기 후륜에 결합되는 허브 내 고정축에 그 고정축을 중심으로 브레이크 드럼, 브레이크 슈, 브레이크 회전용 디스크, 스크류체 순으로 결합되어 있는 브레이크장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 베벨기어의 내부에 결합되는 일방향 래칫수단은,

중앙에 아이들핀이 축 고정되어 상기 페달축에 고정되는 원통상의 내부회전체의 중앙 외주연에 요홈이 형성되고, 그 요홈 내 내부회전체의 일측 및 그 반대측에 폴 수납홈이 형성되며, 상기 내부회전체의 수납홈 내에 기어 이빨상의 쌍을 이루는 폴이 삽입되고, 상기 폴의 양 이빨 사이를 통해 상기 요홈에 스프링 링이 끼워 맞춤 고정되고, 상기 내부회전체의 외주연에 내부기어가 이빨맞춤 결합되너 구성된 것을 특징으로 하며,

상기 브레이크 장치는 허브의 고정축에 장착되며, 외부에 권회되어 있는 나선홈이 형성된 스크류체와, 상기 스크류체에 나사 맞춤되는 내부에 회전돌기가 권회되어 있는 브레이크 회전용 디스크 및, 상기 브레이크 회전용 디스크의 하단에 개재되는 브레이크 슈를 통하여 허브축에 장착되며, 상기 브레이크 회전용 디스크 및 브레이크 슈가 삽입되도록 고정된 브레이크 드럼으로 구성된 것을 특징으로 하며,

상기 변속용 베벨기어의 내측에는 태양기어와 유성기어가 결합되는데, 상기 태양기어의 중앙부를 상기 페달축이 관통하여 고정되고, 상기 태양기어의 외주연에 고정핀이 나사 결합되며, 상기 고정핀에 상기 유성기어의 내주연이 나사 결합되고, 상기 유성기어(35)의 외주연에 상기 변속용 베벨기어의 내주연이 서로 이빨맞춤되어 구성된 것을 특징으로 한다.

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이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 발명 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징을 나타낸 부분 단면도이다.

본 발명에 따른 변속 전달장치는 도시하지 아니한 페달이 장착되는 페달축 (1)과, 상기 페달축(1)에 끼워 맞춤되어 고정되며, 상기 페달축(1)의 동력을 전달하기 위하여 다수개의 베벨기어가 설치된 하우징(20)과, 이 하우징(20) 내에 윤활유가 주입되어 결합용 하우징으로 덮어 고정 구성되어 있다.

이와 같은 변속 전달장치를 내장하고 있는 하우징(20)은 페달축(1)에 설치되어 자전거의 탑승시 양다리 사이에 위치하게 된다.

따라서 본 발명은 탑승자의 양다리 사이에 체인과 같은 구동수단을 생략할 수가 있어 간편한 구조를 가질 수가 있다.

상기 변속 전달장치는 상기 페달축(1)에 구동용 스프링(22)을 통하여 장착되는 구동용 베벨기어(2)와, 다수개의 기어로 변속된 속도를 제공하며, 상기 페달축 (1)에 변속용 스프링(32) 및 기어부재를 통하여 장착되는 변속용 베벨기어(30)와, 상기 구동용 베벨기어(2) 및 변속용 베벨기어(30)를 선택하는 변속레버(31)와, 상기 구동용 베벨기어(2) 및 변속용 베벨기어(30)에 이빨 맞춤되어 구동되는 전달축 베벨기어(3)로 구성되어 있다.

상기 변속용 베벨기어(30)의 내측에는 태양기어(33)와 유성기어(35)가 결합되는데, 상기 태양기어(33)의 중앙부를 상기 페달축(1)이 관통하여 고정되고, 상기 태양기어(330의 외주연에 고정핀(34)이 나사 결합되며, 상기 고정핀(34)에 상기 유성기어(35)의 내주연이 나사 결합되고, 상기 유성기어(35)의 외주연에 상기 변속용 베벨기어(30)의 내주연이 이빨 맞춤되어 있다.

상기한 구동용 베벨기어(2) 및 변속용 베벨기어(30)에 이빨 맞춤되어 구동되는 전달축 베벨기어(3)는 내부에 아이들핀(36)을 통하여 래칫수단(10)과 연결되어 있다.

이 래칫수단(10)은 일방향으로 회전력을 전달하는 부재로서 일방향의 회전력이 전달되면 내부기어(11; 도 3참조)를 통하여 전달축(5)으로 회전력이 전달되도록 구성되어 있다.

전달축(5)의 양측에는 전달축 베벨기어(3, 4)가 형성되어 있고, 일측의 베벨기어(3)는 상기 구동용 베벨기어(2)에 이빨 맞춤되어 고정되고, 타측의 전달축 베벨기어(4)는 종동축(6)에 고정되어 있는 종동용 베벨기어(7)와 이빨 맞춤되어 있다.

그리고 이 종동축(6)의 타측에는 후륜용 허브(8)가 고정되고, 이 허브(8)에 도시되지 아니한 후륜(바퀴)이 고정된다.

미설명 부호 39는 보호 캡이다.

또한 이 후륜용 허브(8)에는 브레이크 장치가 장착되어 있다.

이 브레이크 장치는 허브(8)내 고정축(41)에 장착되며, 외부에 권회되어 있는 나선홈(51)이 형성된 스크류체(42)와, 상기 스크류체(42)에 나사 맞춤되는 내부에 회전돌기(52)가 권회되어 있는 브레이크 회전용 디스크(44)와, 상기 브레이크 회전용 디스크(44)의 하단에 개재되는 브레이크 슈(47)를 통하여 허브(8) 축에 장착되며, 상기 브레이크 회전용 디스크(44) 및 브레이크 슈(47)가 삽입되게 고정된 브레이크 드럼(48)으로 구성되어 있다.

이에 대한 분해 사시도를 도 5에 나타내고 있다.

상기한 변속레버(31)의 일측은 상기 페달축(1)에 삽입된 이동링(O1, O2)의 사이에 끼워져 결합되어 있어 변속레버(31)의 회전시 양쪽에 구동 스프링(22), 변속 스프링(32)에 탄설된 구동용 베벨기어(2)나 변속용 베벨기어(30)가 전달축 베벨기어(3)와 이빨 맞춤되어 있다.

이와 같이 구성된 무체인 자전거에서 발로 페달을 회전시켜 자전거가 전진하는 경우에 대하여 설명한다. 이때 변속레버(31)가 좌측으로 당겨져 있는 상태로서 구동용 베벨기어(2)가 전달축 베벨기어(3)와 이빨 맞춤되어 있는 정상상태(변속되지 아니한 상태)인 경우에 대하여 먼저 설명한다.

페달축(1)에 연결된 도시되지 아니한 페달을 회전시키면, 페달축(1)이 회전하게 되어 페달축(1)에 결합된 구동용 베벨기어(2)가 전달축 베벨기어(3)와 이빨 맞춤되어 회전하게 되고, 그에 따라 전달축 베벨기어(3)가 회전되어 전달축(5)이 회전되면서, 방향 전환용 베벨기어(4)와 맞물려 있는 종동용 베벨기어(7)가 회전하여 종동축(6)을 회전시키게 된다.

이와 같이 종동축(6)이 회전하여 허브(8)에 장착되는 후륜을 회전시키므로 자전거가 앞으로 이동하게 된다.

이때 전달축 베벨기어(3)와 결합되어 있는 래칫수단(10; 도 3도 참조)의 내부기어(11)가 일방향으로 만 회전하게 된다.

이와 같이 무체인 자전거가 전진하면서 언덕길과 같은 조건에서 후륜이 회전시 상기와 역으로 종동용 베벨기어(7), 전달축(5), 구동용 베벨기어(2), 래칫수단 (10)내 내부기어 (11)가 회전을 하게 되나, 래칫수단(10)은 일방향으로 페달에서의 회전력을 전달만 하고, 역방향의 회전력은 레칫수단(10)에 의하여 공회전하게 되어 페달에 전달되지 아니한다.

결국, 베벨기어식 동력전달장치에서 정방향으로 페달을 회전시키는 경우에 그 동력이 전달되어 후륜을 회전시켜 자전거가 전진을 하게 되고, 페달의 역회전이나 언덕길에서 역으로 동력이 페달에 인가되는 경우 일방향 래칫수단(10)에 의하여 공회전을 시키는 것으로 상기한 일방향 래칫수단(10)은 통상의 래칫수단을 사용하여도 좋으나, 베벨기어식으로 기어끼리 맞물려 힘을 전달하는 직접 전달방식의 경우에는 도 2의 나타낸 구성의 래칫수단(10)이 보다 적합하다.

도 2는 본 발명에 따른 래칫수단(10)의 구성을 나타내고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 래칫수단(10)은 중앙에 아이들핀(36)이 축 고정되어 상기 페달축(1)에 고정되는 원통상 내부회전체(15)의 중앙 외주연에 요홈(18)이 형성되고, 그 요홈(18) 내 내부회전체(15)의 외주연 일측 및 그 반대측에 폴 수납홈(16)이 형성되며, 상기 내부회전체(15)의 수납홈(16) 내에 기어 이빨상의 쌍을 이루는 폴(14)이 삽입되고, 상기 폴(14)의 양 이빨 사이에 형성된 삽입홈(17)을 통해 상기 요홈(18)에 스프링 링(12)이 끼워 맞춤되어 고정되고, 상기 내부회전체(15)의 외주연에 내부기어(11)가 이빨맞춤 결합되어 구성된 것으로 도 3에 내부기어(12)의 결합 상태가 나타나 있다.

도 3은 본 발명의 자전거 동력 전달장치를 나타낸 일부 절개 사시도로서 편의상 아이들 핀(36)을 생략하고 있다.

상술한 바와 같이 내부회전체(15)의 중앙 외주연에는 일자 형상의 요홈(18)이 형성되어 있고, 그 요홈(18) 내 내부회전체(15)의 외주연 일측 및 그 반대측에 폴 수납홈(16)이 형성되어 있으며, 수납홈(16) 내에 기어 이빨상의 쌍을 이루는 폴(14)이 삽입되고, 상기 폴(14)의 양 이빨 사이에 형성된 삽입홈(17)을 통해 상기 요홈(18)에 스프링 링(12)이 끼워 맞춤되어 고정되고, 상기 내부회전체(15)의 외주연에 내부기어(11)가 이빨맞춤 결합되어 구성된 것으로 본 발명의 래칫수단(10)을 전달축에서 본 A - A'선 단면도는 도 4와 같다.

즉, 페달이 역방향으로 회전하는 상태(도 4의 화살표 방향)나 페달이 움직이지 아니하는 상태에서 내부기어(11)가 화살표 반대방향으로 회전하는 공회전 상태가 된다. 예를 들어 페달이 역회전하는 상태에서 내부회전체(15)가 회전하면, 내부회전체의 폴 수납홈(16)에 삽입되어 있는 폴(14)이 스프링 링(12)에 의하여 탄성을 받아 긴장된 상태에서 화살표 방향으로 회전시 내부기어(11)가 폴 (14)을 누르므로 수납홈(16)내에 폴(14)이 삽입되면서 회전하는 공회전상태가 되며, 또한 내부기어 (11)가 화살표 반대방향으로 회전하는 상태(예를 들어 언덕에서 내려오는 경우)에서도 역시 내부기어(11)가 폴(14)을 눌러 폴(14)이 폴 수납홈(16)에 삽입되므로 내부회전체(15)가 회전하지 아니하는 공회전 상태가 된다.

이와 반대로 페달이 정회전 상태가 되면, 내부회전체(15)가 화살표 반대방향으로 회전하면, 폴 수납홈(16)에 삽입되어 있는 폴(14)의 하부가 스프링 링(12)에 의하여 탄성을 받으면서 폴(14)의 반대편이 돌출된 상태가 된채 내부회전체(15)가 회전하게 되며, 이와 동시에 폴(14)의 하부가 내부기어(11)와 맞물려 회전하므로 내부회전체(15)의 회전력을 내부기어(11)를 통하여 전달하는 일방향 회전운동을 하게 된다.

특히 상술한 폴(14)은 필요에 따라 내부회전체(15)내 다수개 수납되게 할수 있으며, 이때에도 하나의 스프링 링(12)을 사용하게 되며, 그 스프링 링(12)에 의하여 다수개의 폴(14)이 동시에 작동시므로 오동작 없이 정확히 구동될 수가 있다.

상기 전달축 베벨기어(3)의 내부기어(11)가 래칫수단(10)에 연결되어 구동되는 관계를 설명하고 있지만, 역으로 래칫수단(10)의 내부회전체(15)의 내부기어(11)를 형성하고, 그 내부 회전체(15)의 내부에 상기 전달축 베벨기어(3)가 결합되는 구조를 채택하여도 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

이와 같이 래칫수단(10)은 일방향으로 만 힘을 전달하고 있는 것으로 클러치의 역할도 겸하고 있다, 즉, 전달축 베벨기어(3)가 이빨 맞춤되는 기어인 상기 구동용 베벨기어(2)나 변속용 베벨기어(30)로 전환되는 경우에 전륜과 후륜의 속도의 차가 발생하게 되는 경우에 일방향 래칫수단(10)에 의해 한 방향으로 힘이 전달되므로 클러치되어 양륜의 속도가 일정하게 유지된 후 변속되어 구동된다.

이 관계를 살펴보면, 도 1에서 변속레버(31)를 좌측으로 절환하면, 변속레버 (31)가 이동링(O1, O2)의 사이에서 우측의 이동링(O2)을 우측으로 밀게 되어 변속용 스프링(32)에 탄설된채 변속용 베벨기어(30)가 우측으로 밀려가게 되고, 이와 반대로 좌측에 구동용 스프링(22)에 탄설된 구동용 베벨기어(2)는 탄발력을 받아 우측으로 이동하면서 전달축 베벨기어(3)와 이빨 맞춤되어 베벨기어(2, 3)가 구동되는 전진 동작을 수행하고, 이 경우가 상술한 바와 같은 자전거의 정속속도의 주행이 된다.

이와 같은 정속주행 후 감속을 하여 주행하고자 하는 경우에 변속레버(31)를 우측으로 전환시키면, 변속레버(31)가 이동링(O1, O2)의 사이에서 좌측의 이동링 (O1)를 좌측으로 밀게 되어 구동용 스프링(22)에 탄설된채 구동용 베벨기어(2)가 좌측으로 밀려 가게 되고, 이와 반대로 우측 변속용 스프링(32)에 탄설된 변속용 베벨기어(30)는 스프링의 탄발력을 받아 좌측으로 이동하면서 전달축 베벨기어(3)와 이빨 맞춤되어 베벨기어(30, 3)가 구동되는 감속 주행이 수행된다.

즉, 페달축(1)에 결합된 태양기어(33)가 페달축(1)과 같이 회전하면서 이에 맞물린 유성기어(35)를 회전시키기 되어 태양기어(33)와 유성기어(35)의 기어비에 따라 감속된 회전을 하게 되고, 이 유성기어(35)가 변속용 베벨기어(30)를 회전시켜 감속주행을 하게 된다.

이대 태양기어(33)와 유성기어(35)의 비를 조절하여 감속 또는 가속 주행을 할 수가 있다.

이와 같이 자전거의 운전중에 브레이크 조작이 필요한 경우 브레이크 손잡이를 당기게 되면, 도시하지 아니한 와이어 케이블 내의 와이어(53)가 당겨지게 되고 그에 따라 브레이크 레버(54)가 당겨져 브레이크 회전용 디스크(44)의 회전돌기(52)가 브레이크 회전용 디스크(44) 내로 삽입되어 브레이크 회전용 디스크(44)가 회전하게 된다.

즉, 브레이크 회전용 디스크(44)의 회전돌기(52)가 브레이크 회전용 디스크(44) 내로 삽입되어 브레이크 회전용 디스크(44)가 도 5의 화살표(a)와 같은 방향으로 회전을 하면서 스크류체(42)에서 멀어지는 화살표 방향(b)으로 이격하게 되며, 이와 같이 브레이크 회전용 디스크(44)가 이격하면서 브레이크 슈(47)를 밀게되어 브레이크 슈(47)가 브레이크 드럼(48)의 내부 마찰면(6)과 맞닿아 마찰저항이 발생되게 하여 허브(8)의 축에 연결된 바퀴의 회전을 정지시키게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 하우징 내 베벨기어 방식의 변속기어를 내장하고, 변속레버에 의하여 원하는 속도로 주행할 수가 있는 것으로 속도의 변속시 일방향으로 힘을 전달하는 래칫수단이 클러치의 역할을 하여 정확한 변속을 기할 수가 있다.

또한 상기 일 방향으로 힘을 전달하는 래칫수단은 다수개의 폴을 사용하는 경우에 이에 따른 다수개의 스프링을 사용하지 않고, 하나의 스프링 링으로 구현할 수가 있는 것으로 그 구성부품의 단순화를 기할 수가 있으며,

하나의 스프링 링을 사용하기 때문에 래칫기어의 조립시 조립의 공수를 줄일수 있는 효과가 있다.

또한 상기 베벨기어로 이루어진 변속기어가 페달축에 형성된 하우징 내에 결합되게 하여 탑승자의 양다리 상에 위치하므로 외관이 미려한 동시에 외부로 돌출되지 아니하여 자전거의 탑승에 지장을 주지 않은 효과가 있으며, 특히 베벨기어 방식의 변속장치의 경우 변속시 정확한 클러치 역할을 하여 기어가 이탈할 우려가 없는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 페달에 의하여 구동되는 페달축(1)에 설치된 구동용 베벨기어(2)와, 상기 구동용 베벨기어(2)와 이빨 맞춤되어 회전력을 전달하는 전달축(5)과, 상기 전달축(5)의 전달축 베벨기어(4)와 이빨 맞춤되어 종동축(6)의 후륜을 회전시키는 종동용 베벨기어(7)로 구성된 무체인 자전거에 있어서,

   구동 스프링(22)과 이동링(O1)의 사이에 위치되며, 상기 페달축(1)의 일측에 결합되어 있는 구동용 베벨기어(2)와, 변속용 스프링(32)과 이동링(O2)의 사이에 위치되며, 상기 페달축(1)의 타측에 결합되어 있는 변속용 베벨기어(30)와, 상기 변속용 베벨기어(30)의 내측에 결합되는 태양기어(33)와 유성기어(35), 상기 구동용 베벨기어(2)나 상기 변속용 베벨기어(30)에 선택적으로 이빨맞춤 결합되며, 내부에 일방향 래칫수단(10)이 결합되는 전달축 베벨기어(3)와, 상기 구동용 베벨기어(2)나 상기 변속용 베벨기어(30)를 선택하는 변속기어(31)가 내장되며, 탑승자의 양다리 사이 페달축(1)에 위치하는 하우징(20)과;

   상기 후륜에 결합되는 허브(8) 내 고정축(41)에 그 고정축(41)을 중심으로 브레이크 드럼(48), 브레이크 슈(47), 브레이크 회전용 디스크(44), 스크류체(42)순으로 결합되어 있는 브레이크장치;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전달축 베벨기어(3)의 내부에 결합되는 일방향 래칫수단(10)은,

   중앙에 아이들핀(36)이 축 고정되어 상기 페달축(1)에 고정되는 원통상 내부회전체(15)의 중앙 외주연에 요홈(18)이 형성되고, 그 요홈(18) 내 내부회전체(15)의 외주연 일측 및 그 반대측에 폴 수납홈(16)이 형성되며, 상기 내부회전체(15)의 수납홈(16) 내에 기어 이빨상의 쌍을 이루는 폴(14)이 삽입되고, 상기 폴(14)의 양 이빨 사이를 통해 상기 요홈(18)에 스프링 링(12)이 끼워 맞춤되어 고정되고, 상기 내부회전체(15)의 외주연에 내부기어(11)가 이빨맞춤 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 브레이크 장치는 허브(8)의 고정축(41)에 장착되며, 외부에 권회되어 나선홈(51)이 형성된 스크류체(42)와,

   상기 스크류체(42)에 나사 맞춤되는 내부에 회전돌기(52)가 권회되어 있는 브레이크 회전용 디스크(44) 및,

   상기 브레이크 회전용 디스크(44)의 하단에 개재되는 브레이크 슈(47)를 통하여 허브(8)축에 장착되며, 상기 브레이크 회전용 디스크(44) 및 브레이크 슈 (47)가 삽입되도록 고정된 브레이크 드럼(48)으로

   구성된 것을 특징으로 하는 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 변속용 베벨기어(30)의 내측에는 태양기어(33)와 유성기어(35)가 결합되는데, 상기 태양기어(33)의 중앙부를 상기 페달축(1)이 관통하여 고정되고, 상기 태양기어(33)의 외주연에 고정핀(34)이 나사 결합되며, 상기 고정핀(34)에 상기 유성기어(35)의 내주연이 나사 결합되고, 상기 유성기어(35)의 외주연에 상기 변속용 베벨기어(30)의 내주연이 서로 이빨 맞춤되어 구성된 것을 특징으로 하는 변속 클러치 기능을 보유한 자전거 페달 하우징.

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