KR100892183B1 - Gear change apparatus of bicycle - Google Patents

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KR100892183B1
KR100892183B1 KR1020080102186A KR20080102186A KR100892183B1 KR 100892183 B1 KR100892183 B1 KR 100892183B1 KR 1020080102186 A KR1020080102186 A KR 1020080102186A KR 20080102186 A KR20080102186 A KR 20080102186A KR 100892183 B1 KR100892183 B1 KR 100892183B1
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유병철
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유병철
(주)신우에이엔티
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Abstract

A gear shift apparatus of a bicycle is provided to improve user convenience by automatically changing the gear depending on the load applied through the pedal, without separate manipulation of user. A gear shift apparatus(100) of a bicycle comprises a load sensor(130) detecting the degree of the load applied by the user, and a gear shift unit(200) changing the gear of the bicycle according to the load sensed by the load sensor. The gear shift unit comprises a control part which calculates a gear ratio corresponding to the load sensed by the load sensor and transmits a speed change command according to the calculated gear ratio, a driving part which is driven according to the speed change command to change the gear of the bicycle, a unit case fixing the driving part, a driving gear which is connected to the driving part, a driving gear engaged part which is connected to the frame of the bicycle and engages with the driving gear, and a chain engaged gear which is pivotally connected to the unit case and engages with the chain.

Description

자전거의 기어 변속 장치{Gear change apparatus of bicycle}Gear change apparatus of bicycle

본 발명은 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자전거의 기어 변속 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bicycle, and more particularly to a gear transmission of the bicycle.

자전거는 사용자가 타서 두 발로 페달을 밟아 힘을 가함에 따라 바퀴가 회전되어 전진하게 되는 운송 수단이다.A bicycle is a vehicle in which wheels rotate and move forward as a user rides and pedals with two feet.

이러한 자전거는 일반적으로 앞뒤로 배치되는 두 개의 바퀴와, 사용자가 앉을 수 있는 안장과, 안장에 앉은 사용자가 발을 얹고 힘을 가할 수 있는 페달과, 페달과 연결되어 페달에 가해지는 힘에 의해 회전되고 변속을 위해 다수의 단이 형성된 다단 기어와, 뒷바퀴에 연결되어 뒷바퀴와 함께 회전되는 후륜 기어와, 다단 기어와 후륜 기어가 함께 회전되도록 다단 기어와 후륜 기어에 맞물리는 체인으로 구성된다.These bicycles are usually rotated by two wheels placed back and forth, by a saddle that the user can sit on, a pedal that allows the user to sit on the foot, and by the force applied to the pedal in conjunction with the pedal. It consists of a multistage gear having a plurality of stages for shifting, a rear wheel gear connected to the rear wheel and rotated together with the rear wheel, and a chain engaged with the multistage gear and the rear gear so that the multistage gear and the rear gear rotate together.

종래의 자전거에서는, 안장에 앉은 사용자가 핸들 등에 구비된 기어 변속부를 직접 조작함으로써, 변속을 위해 기어를 변속할 수 있었다.In the conventional bicycle, the user sitting on the saddle can shift the gear for shifting by directly operating the gear shifting unit provided in the steering wheel or the like.

그러나, 이러한 종래 방식에 의하면, 변속을 위해서는 사용자가 페달에 힘을 가하면서 동시에 기어 변속부도 별도로 직접 조작을 하여야 하므로, 사용자에게 번 거로움을 초래하고, 사용자의 주의력을 분산시켜 안전 사고가 발생될 수 있는 단점이 있다.However, according to this conventional method, since the user needs to directly operate the gear shifting unit at the same time as the user applies force to the pedal, it causes inconvenience to the user and distracts the user's attention so that a safety accident may occur. There are drawbacks to this.

본 발명은 사용자의 별도 조작이 없이도 자동으로 적합한 기어로 변경이 될 수 있는 구조를 가진 자전거의 기어 변속 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a gear shifting device of a bicycle having a structure that can be automatically changed to a suitable gear without a separate operation of the user.

본 발명의 일 측면에 따른 자전거의 기어 변속 장치는 자전거의 기어를 변경하는 것으로서,Gear shifting device of the bicycle according to an aspect of the present invention to change the gear of the bicycle,

사용자에 의해 가해지는 부하 정도를 감지하는 부하 감지 센서; 및 상기 부하 감지 센서에 의해 감지되는 부하 정도에 따라, 상기 자전거의 기어를 변경하는 기어 변경 유닛;을 포함한다.A load sensor for sensing a load applied by a user; And a gear change unit configured to change a gear of the bicycle according to a load degree detected by the load detection sensor.

본 발명의 일 측면에 따른 자전거의 기어 변속 장치에 의하면, 사용자가 페달을 통해 가하는 부하 정도에 따라 자동으로 기어가 변경됨으로써, 사용자가 기어 변속을 위해 별도 조작을 할 필요가 없다. 따라서, 사용자의 편의성이 향상될 수 있고, 사용자의 자전거 운행에 대한 집중도가 향상되어 안전 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.According to the gear shifting device of the bicycle according to an aspect of the present invention, the gear is automatically changed according to the load degree applied by the user through the pedal, so that the user does not need to separately operate for gear shifting. Therefore, the user's convenience can be improved, and the concentration of the user's bicycle can be improved, thereby preventing a safety accident.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 자전거의 기어 변속 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a gear shifting device of a bicycle according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치가 적용된 자 전거의 일 부분을 보이는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치를 구성하는 기어 변속 유닛의 내부를 보이는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치의 구성을 보이는 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치에 대한 제어 방법을 보이는 흐름도이다.1 is a perspective view showing a part of a bicycle to which a gear shifting apparatus of a bicycle according to a first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a gear constituting a gear shifting apparatus of a bicycle according to a first embodiment of the present invention. 3 is a perspective view showing the inside of the shifting unit, and FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a gear shifting apparatus of a bicycle according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a gear shift of a bicycle according to a first embodiment of the present invention. A flow chart showing a control method for the device.

도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 기어 변속 장치(100)가 적용된 자전거는 전륜 기어(110)와, 연결대(120)와, 페달(125)과, 부하 감지 센서(130)와, 체인(140)과, 후륜 기어(150)와, 텐션 조절 유닛(160)을 포함한다.1 to 4 together, the bicycle to which the gear transmission 100 according to the present embodiment is applied, the front wheel gear 110, the connecting rod 120, the pedal 125, the load sensor 130 And a chain 140, a rear wheel 150, and a tension adjustment unit 160.

상기 연결대(120)는 상기 전륜 기어(110)의 축 양 측에 연결되고, 상기 전륜 기어(110)의 축과 대략 수직되면서 서로간에는 반대 방향으로 연장된 형상을 이룬다.The connecting rod 120 is connected to both sides of the shaft of the front wheel gear 110, and substantially perpendicular to the shaft of the front wheel gear 110 to form a shape extending in opposite directions to each other.

상기 페달(125)은 상기 연결대(120)의 각 말단에 연결된 부분으로, 사용자가 발을 편히 올려놓을 수 있도록 상기 연결대(120)에서 수평 방향으로 연장된 축 상에 회전 가능하게 연결된다. 이러한 페달(125)에 사용자가 발을 올려 놓은 후, 상기 페달(125)을 밟아 힘을 가할 수 있다.The pedal 125 is a portion connected to each end of the connecting rod 120, and is rotatably connected on an axis extending in the horizontal direction from the connecting rod 120 so that a user can comfortably put his foot thereon. After the user puts his or her foot on the pedal 125, the user can press the pedal 125 to apply a force.

상기 전륜 기어(110)는 각각 직경이 다르게 형성된 다수 개의 기어부(111, 112, 113)로 구성된다. 본 실시예에서는 상기 전륜 기어(110)가 상기 다수 개의 기어부(111, 112, 113)로 구성된 다단 기어로 제시되고 있다. 여기서, 상기 전륜 기어(110)는 예시적으로 제 1 기어부(111), 제 2 기어부(112) 및 제 3 기어부(113)로 구성되도록 제시되고 있다.The front wheel gear 110 is composed of a plurality of gear parts (111, 112, 113) each having a different diameter. In this embodiment, the front wheel gear 110 is presented as a multi-stage gear consisting of the plurality of gear parts (111, 112, 113). Here, the front wheel gear 110 is provided to be composed of a first gear unit 111, a second gear unit 112 and a third gear unit 113 by way of example.

상기 다수 개의 기어부(111, 112, 113)는 동일한 회전축 상에서 그 축 방향을 따라 그 크기 순으로 순차적으로 쌓인 형상을 이룬다. 이러한 형상을 이룸으로써, 상기 다수 개의 기어부(111, 112, 113) 중 어느 기어부에 상기 체인(140)이 맞물리는지에 따라 상기 자전거의 변속비가 결정될 수 있다.The plurality of gear parts 111, 112, and 113 form a shape stacked sequentially in the order of size along the axis direction on the same rotation axis. By accomplishing such a shape, a gear ratio of the bicycle may be determined according to which gear part of the plurality of gear parts 111, 112, and 113 is engaged with the chain 140.

본 실시예에서는, 상기 전륜 기어(110)의 회전수 대비 상기 후륜 기어(150)의 회전수의 비율을 변속비로 정의한다. 그러면, 상기 1단 기어부(111)에 상기 체인(140)이 맞물린 경우 변속비는 낮아질 것이고, 상기 3단 기어부(113)에 상기 체인(140)이 맞물린 경우 변속비는 높아질 것이다.In the present embodiment, the ratio of the rotation speed of the rear wheel gear 150 to the rotation speed of the front wheel gear 110 is defined as the speed ratio. Then, when the chain 140 is engaged with the first gear unit 111, the speed ratio will be low, and when the chain 140 is engaged with the third gear unit 113, the gear ratio will be high.

상기 후륜 기어(150)는 상기 자전거의 뒷바퀴에 연결되어, 그와 함께 회전되는 것이고, 상기 체인(140)은 상기 전륜 기어(110)와 상기 후륜 기어(150)가 함께 회전되도록 상기 전륜 기어(110)와 상기 후륜 기어(150)와 양 측에서 맞물린다.The rear wheel gear 150 is connected to the rear wheel of the bicycle, and rotates with it, and the chain 140 rotates the front wheel gear 110 and the rear wheel gear 150 together so that the front wheel gear 110 rotates together. ) And the rear wheel 150 in both sides.

본 실시예에서는, 상기 페달(125), 상세히는 상기 페달(125)에서 사용자의 발이 놓이는 부분에 상기 부하 감지 센서(130)가 구비된다. 그럼으로써, 상기 부하 감지 센서(130)는 사용자에 의해 상기 페달(125)에 가해지는 부하 정도를 감지할 수 있다.In the present embodiment, the load sensor 130 is provided on the pedal 125, in detail, the user's foot on the pedal 125. As a result, the load detection sensor 130 may detect a load degree applied to the pedal 125 by a user.

상기 기어 변경 유닛(200)은 상기 부하 감지 센서(130)에 의해 감지되는 부하 정도에 따라, 상기 자전거의 기어를 변경하는 것이고, 상기 텐션 조절 유닛(160)은 상기 자전거의 기어 변경 시에, 상기 체인(140)이 상기 전륜 기어(110) 및 상기 후륜 기어(150)로부터 이탈되지 아니하도록 상기 체인(140)의 텐션(tension)을 일정 범위 내에서 유지시키는 것으로, 이에 대하여 이하에서 상술한 다.The gear change unit 200 is to change the gear of the bicycle according to the load degree detected by the load sensor 130, the tension control unit 160 when the gear change of the bicycle, The tension of the chain 140 is maintained within a predetermined range so that the chain 140 is not separated from the front wheel gear 110 and the rear wheel gear 150, which will be described below.

상기 기어 변경 유닛(200)은 유닛 케이스(210)와, 구동 기어 맞물림부(220)와, 구동 기어(230)와, 구동 모터(240)와, 체인 물림 기어(250)와, 동작 안내부(260)와, 제어부(270)로 구성될 수 있다.The gear change unit 200 includes a unit case 210, a drive gear engaging portion 220, a drive gear 230, a drive motor 240, a chain biting gear 250, and an operation guide unit ( 260 and the control unit 270.

상기 유닛 케이스(210)는 상기 기어 변경 유닛(200)의 외관을 이루고, 상기 구동 기어(230), 상기 구동 모터(240), 상기 체인 물림 기어(250) 및 상기 동작 안내부(260)를 내부에 수용한다. 도 2에는 상기 제어부(270)가 상기 유닛 케이스(210) 하측에 연결된 것으로 제시되나, 상기 제어부(270)도 상기 유닛 케이스(210) 내부에 수용될 수 있다.The unit case 210 forms an appearance of the gear change unit 200 and internally includes the drive gear 230, the drive motor 240, the chain engagement gear 250, and the operation guide 260. To accommodate. In FIG. 2, the control unit 270 is shown connected to the lower side of the unit case 210, but the control unit 270 may also be accommodated in the unit case 210.

상기 유닛 케이스(210)의 케이스 몸체(211)에는 홀(213)이 형성되고, 상기 홀(213)을 통해 상기 체인(140)이 상기 기어 변경 유닛(200)을 관통하여 자유롭게 동작될 수 있다.A hole 213 is formed in the case body 211 of the unit case 210, and the chain 140 may be freely operated through the gear change unit 200 through the hole 213.

상기 홀(213) 주변 부분에는 지지대(212)가 돌출되고, 상기 지지대(212)에 상기 체인 물림 기어(250)가 회전 가능하게 연결된다. 그러면, 상기 체인(140)이 맞물린 상태에서, 상기 체인 물림 기어(250)가 자유롭게 회전될 수 있으므로, 상기 체인(140)이 상기 기어 변경 유닛(200)의 다른 요소와 충돌되지 아니하고 매끄럽게(smoothly) 상기 기어 변경 유닛(200)을 관통할 수 있다.A support 212 protrudes from the periphery of the hole 213, and the chain biting gear 250 is rotatably connected to the support 212. Then, in the state in which the chain 140 is engaged, the chain biting gear 250 can be freely rotated, so that the chain 140 smoothly does not collide with another element of the gear change unit 200. It may pass through the gear change unit 200.

상기 구동 모터(240)는 상기 유닛 케이스(210)의 케이스 몸체(211)에 고정된 것으로, 상기 제어부(270)의 명령에 따라 그에 맞물린 상기 구동 기어(230)를 회전시킨다. 이러한 측면에서, 상기 구동 모터(240)는 상기 기어 변경 유닛(200)의 구 동부로 정의될 수 있다.The driving motor 240 is fixed to the case body 211 of the unit case 210, and rotates the driving gear 230 engaged therewith according to the command of the controller 270. In this aspect, the drive motor 240 may be defined as the eastern part of the gear change unit 200.

상기 구동 기어(230)는 상기 구동 기어 맞물림부(220)와 맞물린 상태에서, 상기 구동 모터(240)에 의해 회전되어, 상기 유닛 케이스(210) 및 그에 연결된 상기 구동 모터(240), 상기 구동 기어(230), 상기 제어부(270), 상기 체인 물림 기어(250) 등이 상기 구동 기어 맞물림부(220)를 따라 이동될 수 있도록 한다.The driving gear 230 is rotated by the driving motor 240 in a state of being engaged with the driving gear engaging portion 220, so that the unit case 210 and the driving motor 240 and the driving gear connected thereto. 230, the control unit 270, the chain biting gear 250, and the like may be moved along the driving gear engaging portion 220.

상기 구동 기어 맞물림부(220)는 상기 자전거의 프레임에 연결되어 고정된다. 이러한 구동 기어 맞물림부(220)의 맞물림부 몸체(221)에는 상기 구동 기어(230)가 맞물리는 맞물림 기어치(222)가 형성된다.The drive gear engaging portion 220 is connected to and fixed to the frame of the bicycle. An engagement gear tooth 222 to which the driving gear 230 is engaged is formed in the engagement portion body 221 of the driving gear engagement portion 220.

상기 맞물림 기어치(222)는 상기 구동 기어(230)가 상기 전륜 기어(110)의 축에 대해 사선 방향으로 이동되도록 상기 전륜 기어(110)의 축에 대해 사선 방향으로 형성된다. 본 실시예에서는 예시적으로 상기 맞물림 기어치(222)가 상기 전륜 기어(110)의 축에서 후측으로 소정 거리만큼 이격된 위치에서, 상기 전륜 기어(110)의 축 방향에 대해 사선 방향으로 형성된다.The engagement gear tooth 222 is formed in an oblique direction with respect to the axis of the front wheel gear 110 such that the drive gear 230 is moved in an oblique direction with respect to the axis of the front wheel gear 110. In the present exemplary embodiment, the engagement gear tooth 222 is formed in an oblique direction with respect to the axial direction of the front wheel gear 110 at a position spaced apart by a predetermined distance from the axis of the front wheel gear 110 to the rear side. .

상기와 같이 형성되면, 상기 구동 기어(230)의 동작에 따라, 상기 구동 기어(230)가 다단 기어인 상기 전륜 기어(110)의 축에 대해 사선 방향으로 상기 구동 기어 맞물림부(220)를 따라 이동된다. 그러면, 상기 유닛 케이스(210)에 연결된 상기 체인 물림 기어(250)에 맞물린 상기 체인(140)이 상기 전륜 기어(110)의 축에 대해 사선 방향으로 이동되고, 그에 따라 상기 전륜 기어(110)에서 맞물리는 기어부가 변경된다.When formed as described above, according to the operation of the drive gear 230, the drive gear 230 along the drive gear engaging portion 220 in an oblique direction with respect to the axis of the front wheel gear 110, which is a multi-stage gear. Is moved. Then, the chain 140 engaged with the chain biting gear 250 connected to the unit case 210 is moved in an oblique direction with respect to the axis of the front wheel gear 110, and thus the front wheel gear 110 The meshing gear part is changed.

예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구동 기어(230)가 상기 구동 기어 맞물림부(220)를 따라 상승하면, 상기 유닛 케이스(210) 및 내부 구성 요소가 사선 방향으로 상승되고, 상기 체인 물림 기어(250)에 맞물린 상기 체인(140)도 사선 방향으로 상승하게 된다. 따라서, 상기 체인(140)이 상기 3단 기어부(113)에서 상기 2단 기어부(112)로, 또는 상기 2단 기어부(112)에서 상기 1단 기어부(111)로 이동하여 맞물리게 된다.For example, as shown in FIGS. 1 and 2, when the driving gear 230 rises along the driving gear engaging portion 220, the unit case 210 and the internal components rise in the diagonal direction. In addition, the chain 140 engaged with the chain biting gear 250 also rises in an oblique direction. Therefore, the chain 140 is engaged by moving from the third gear unit 113 to the second gear unit 112 or from the second gear unit 112 to the first gear unit 111. .

반대로, 상기 구동 기어(230)가 상기 구동 기어 맞물림부(220)를 따라 하강하면, 상기 유닛 케이스(210) 및 내부 구성 요소가 사선 방향으로 하강되고, 상기 체인 물림 기어(250)에 맞물린 상기 체인(140)도 사선 방향으로 하강하게 된다. 따라서, 상기 체인(140)이 상기 1단 기어부(111)에서 상기 2단 기어부(112)로, 또는 상기 2단 기어부(112)에서 상기 3단 기어부(113)로 이동하여 맞물리게 된다.On the contrary, when the driving gear 230 descends along the driving gear engaging portion 220, the unit case 210 and the internal components are lowered in an oblique direction, and the chain meshed with the chain biting gear 250. 140 also goes down in the diagonal direction. Therefore, the chain 140 is engaged by moving from the first gear unit 111 to the second gear unit 112 or from the second gear unit 112 to the third gear unit 113. .

상기 동작 안내부(260)는 다수 개의 안내 롤러(261, 262)와, 안내 기어(263)로 구성된다.The operation guide 260 is composed of a plurality of guide rollers 261 and 262 and a guide gear 263.

상기 맞물림부 몸체(221)에서 상기 맞물림 기어치(222)가 형성된 쪽에 상기 안내 기어(263)가 형성되어, 상기 맞물림 기어치(222)와 맞물리고, 상기 맞물림 기어치(222)가 형성된 쪽의 타측에 상기 다수 개의 안내 롤러(261, 262)가 형성되어, 상기 맞물림부 몸체(221)와 접촉된다. 그러면, 상기 구동 기어 맞물림부(220)를 따라 상기 유닛 케이스(210) 및 내부 구성 요소가 이동될 때, 상기 유닛 케이스(210)가 요동되지 아니하고, 안정적으로 이동될 수 있다.The guide gear 263 is formed at the side of the engaging portion body 221 where the engaging gear tooth 222 is formed, and meshes with the engaging gear tooth 222, and the engaging gear tooth 222 is formed. The plurality of guide rollers 261 and 262 are formed at the other side thereof, and are in contact with the engaging body 221. Then, when the unit case 210 and the internal components are moved along the driving gear engaging portion 220, the unit case 210 may not be rocked and may be stably moved.

상기 제어부(270)는 상기 부하 감지 센서(130)에 의해 감지되는 부하 정도에 대응되는 변속비를 산출하고, 산출된 변속비에 따른 변속 명령을 상기 구동 모 터(240)로 송신한다. 그러면, 상기 구동 모터(240)가 상기 자전거의 기어가 변경되도록, 상기 제어부(270)에서 수신된 상기 변속 명령에 따라 구동된다.The controller 270 calculates a shift ratio corresponding to the load degree detected by the load detection sensor 130, and transmits a shift command according to the calculated shift ratio to the driving motor 240. Then, the driving motor 240 is driven according to the shift command received from the controller 270 so that the gear of the bicycle is changed.

예를 들어, 상기 제어부(270)는 상기 부하 감지 센서(130)에 의해 감지되는 부하 정도가 커지면 상대적인 고속 모드로 판단하여 변속비도 높이는 명령을 송신하고, 반대로 감지되는 부하 정도가 작아지면 상대적인 저속 모드로 판단하여 변속비도 낮추는 명령을 송신할 수 있다.For example, the control unit 270 transmits a command to increase the transmission ratio by determining a relatively high speed mode when the load degree detected by the load detection sensor 130 becomes large, and on the contrary, when the load degree detected decreases, the relative low speed mode. In this case, a command for lowering the speed ratio may be transmitted.

상기 텐션 조절 유닛(160)은 스프링 축(161)과, 텐션 기어(162)와, 스프링(163)으로 구성될 수 있다.The tension adjusting unit 160 may include a spring shaft 161, a tension gear 162, and a spring 163.

상기 스프링 축(161)은 상기 자전거의 프레임에 고정된 것으로, 상기 스프링(163)에 의해 그 길이가 가변될 수 있다. 예를 들어, 상기 스프링 축(161)은 일정 길이의 봉과, 상기 봉이 관통되고 상기 자전거의 프레임에 고정되는 봉 관통부로 구성되고, 상기 봉 관통부와 상기 봉의 말단부에 각각 상기 스프링(163)의 양 측이 걸림으로써, 상기 스프링(163)에 의해 가해지는 힘에 따라 상기 봉 관통부를 관통한 상기 봉의 길이가 변경될 수 있다.The spring shaft 161 is fixed to the frame of the bicycle, the length of the spring shaft 161 may be variable by the spring 163. For example, the spring shaft 161 is composed of a rod of a predetermined length, and a rod penetrating portion through which the rod penetrates and is fixed to the frame of the bicycle. As the side is locked, the length of the rod passing through the rod through part may be changed according to the force applied by the spring 163.

상기 스프링(163)은 압축 스프링이 이용될 수 있다.The spring 163 may be a compression spring.

상기 텐션 기어(162)는 상기 스프링 축(161)의 말단부에 회전 가능하게 연결되고, 상기 체인(140)과 맞물린다.The tension gear 162 is rotatably connected to the distal end of the spring shaft 161 and engages with the chain 140.

상기와 같이 구성되면, 상기 기어 변경 유닛(200)의 작동에 따라, 상기 전륜 기어(110)에서 맞물리는 기어부가 변경되도록 상기 체인(140)이 이동되는 경우, 상기 체인(140)이 상기 전륜 기어(110)에서 이탈되지 아니하도록 상기 체인(140)의 텐션을 일정 범위 내에서 유지시킬 수 있다.When configured as described above, when the chain 140 is moved to change the gear portion engaged with the front wheel gear 110 according to the operation of the gear change unit 200, the chain 140 is the front wheel gear The tension of the chain 140 may be maintained within a predetermined range so as not to be separated from the 110.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치(100)는 입력부(290)와, 디스플레이부(280)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the gear shifting apparatus 100 of the bicycle according to the present exemplary embodiment may further include an input unit 290 and a display unit 280.

상기 입력부(290)는 사용자가 상기 기어 변속 장치(100) 구동을 위한 각종 설정값, 명령값 등을 입력할 수 있는 부분이다.The input unit 290 is a part that allows a user to input various setting values, command values, etc. for driving the gear transmission 100.

예를 들어, 사용자가 상기 입력부(290)를 통해 상기 부하 감지 센서(130)에서의 감지 부하 정도에 대한 민감도를 조절함으로써, 그 감지되는 부하 정도에 대응되는 변속비가 상기 제어부(270)에 의해 다르게 도출될 수 있도록 할 수 있다. 또는, 사용자가 상기 부하 감지 센서(130)에서 감지되는 부하 정도와 상기 제어부(270)에서 산출되는 변속비의 대응이 변경되도록 조절할 수도 있다. 이러한 방식들에 의함으로써, 사용자의 기호, 자전거가 운행되는 노면 상태, 노면 경사 등에 따라 상기 기어 변속 장치(100)의 자동 기어 변속 정도를 변경할 수 있다.For example, as the user adjusts the sensitivity of the detected load degree in the load sensing sensor 130 through the input unit 290, the transmission ratio corresponding to the detected load degree is different by the controller 270. Can be derived. Alternatively, the user may adjust the load degree detected by the load detection sensor 130 and the transmission ratio calculated by the controller 270 to be changed. By these methods, the degree of automatic gear shifting of the gear shifting apparatus 100 may be changed according to a user's preference, a road surface state on which a bicycle is driven, a road slope, and the like.

상기 디스플레이부(280)는 상기 기어 변속 장치(100)의 각종 작동 상태 등을 디스플레이할 수 있다.The display unit 280 may display various operation states of the gear transmission 100.

이하에서 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 기어 변속 장치(100)의 작동에 대해 간단히 설명한다.Hereinafter, the operation of the gear transmission 100 according to the present exemplary embodiment will be described with reference to FIG. 4.

먼저, 사용자가 상기 페달(125)에 발을 올려 놓고 상기 페달(125)을 밟으면, 상기 부하 감지 센서(130)에서 그 부하 정도를 감지하고(S100), 그 감지된 부하 정도는 상기 제어부(270)로 전달된다.First, when the user puts his foot on the pedal 125 and presses the pedal 125, the load sensing sensor 130 detects the load degree (S100), and the detected load degree is the controller 270. Is delivered.

그러면, 상기 제어부(270)는 상기 감지된 부하 정도에 대응되는 변속비를 산 출하고(S110), 그에 대응되는 변속 명령을 상기 구동 모터(240)에 전달하게 되고, 그에 따라 상기 구동 모터(240)가 동작됨으로써, 산출된 변속비로 자동으로 변속이 된다(S120).Then, the controller 270 calculates a transmission ratio corresponding to the detected load degree (S110), and transmits a shift command corresponding thereto to the driving motor 240, and accordingly, the driving motor 240. By operating, the shift is automatically shifted to the calculated shift ratio (S120).

상기와 같이, 본 실시예에 따른 기어 변속 장치(100)에 의하면, 사용자가 상기 페달(125)을 통해 가하는 부하 정도에 따라 자동으로 기어가 변경됨으로써, 사용자가 기어 변속을 위해 별도 조작을 할 필요가 없다. 따라서, 사용자의 편의성이 향상될 수 있고, 사용자의 자전거 운행에 대한 집중도가 향상되어 안전 사고를 예방할 수 있다.As described above, according to the gear shift device 100 according to the present embodiment, the gear is automatically changed according to the load degree applied by the user through the pedal 125, so that the user needs to separately operate the gear shift. There is no. Therefore, the user's convenience can be improved, and the concentration of the user's bicycle can be improved to prevent a safety accident.

이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.Hereinafter, a gear transmission of a bicycle according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In carrying out this description, the description overlapping with the contents already described in the above-described first embodiment of the present invention will be replaced with the description thereof, and will be omitted herein.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치가 적용된 자전거의 일 부분을 보이는 사시도이다.5 is a perspective view showing a part of a bicycle to which a gear shifting device of a bicycle according to a second embodiment of the present invention is applied.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 기어 변속 장치(300)가 적용된 자전거는 전륜 기어(310)와, 연결대(320)와, 페달(325)과, 부하 감지 센서(330)와, 체인(340)과, 후륜 기어(350)와, 텐션 조절 유닛(360)과, 기어 변속 유닛(400)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the bicycle to which the gear transmission 300 according to the present embodiment is applied includes a front wheel gear 310, a connecting rod 320, a pedal 325, a load sensor 330, and a chain ( 340, a rear wheel 350, a tension adjustment unit 360, and a gear shifting unit 400.

본 실시예에서는 상기 후륜 기어(350)가 다수 개의 기어부(351, 352, 353)로 구성된 다단 기어로 제시되고 있다. 여기서, 상기 후륜 기어(350)는 예시적으로 제 1 기어부(351), 제 2 기어부(352) 및 제 3 기어부(353)로 구성되도록 제시되고 있다.In the present embodiment, the rear wheel gear 350 is presented as a multi-stage gear composed of a plurality of gear parts 351, 352, and 353. In this case, the rear wheel 350 is exemplarily configured to include a first gear part 351, a second gear part 352, and a third gear part 353.

상기 다수 개의 기어부(351, 352, 353)는 동일한 회전축 상에서 그 축 방향을 따라 그 크기 순으로 순차적으로 쌓인 형상을 이룬다. 이러한 형상을 이룸으로써, 상기 다수 개의 기어부(351, 352, 353) 중 어느 기어부에 상기 체인(340)이 맞물리는지에 따라 상기 자전거의 변속비가 결정될 수 있다.The plurality of gear parts 351, 352, and 353 form a shape stacked sequentially in the order of their size along the axial direction on the same rotation axis. By achieving such a shape, a gear ratio of the bicycle may be determined according to which of the gears 351, 352, and 353 the chain 340 is engaged with.

이 밖에도, 상기 자전거의 전륜 기어와 후륜 기어가 각각 다수 개의 기어부로 구성된 다단 기어로 형성될 수도 있다.In addition, the front wheel gear and the rear wheel gear of the bicycle may each be formed of a multi-stage gear composed of a plurality of gear parts.

상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, those skilled in the art can variously modify the invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And that it can be changed. Nevertheless, it will be clearly understood that all such modifications and variations are included within the scope of the present invention.

본 발명의 일 측면에 따른 자전거의 기어 변속 장치에 의하면, 사용자의 편의성이 향상될 수 있고, 사용자의 자전거 운행에 대한 집중도가 향상되어 안전 사고를 예방할 수 있으므로, 그 산업상 이용 가능성이 높다고 하겠다.According to the gear shifting device of the bicycle according to an aspect of the present invention, since the user's convenience can be improved, the concentration of the user's bicycle operation can be improved to prevent a safety accident, and thus the industrial use is high.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치가 적용된 자전거의 일 부분을 보이는 사시도.1 is a perspective view showing a part of a bicycle to which a gear shifting device of a bicycle according to a first embodiment of the present invention is applied;

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치를 구성하는 기어 변속 유닛의 내부를 보이는 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the inside of the gear shift unit constituting the gear shift of the bicycle according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치의 구성을 보이는 블럭도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the gear shifting device of the bicycle according to the first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치에 대한 제어 방법을 보이는 흐름도.Figure 4 is a flow chart showing a control method for the gear shifting device of the bicycle according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자전거의 기어 변속 장치가 적용된 자전거의 일 부분을 보이는 사시도.5 is a perspective view showing a part of a bicycle to which a gear shifting device of a bicycle according to a second embodiment of the present invention is applied;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 자전거의 기어 변속 장치 110 : 전륜 기어100: gear shift of the bicycle 110: front wheel gear

120 : 연결대 125 : 페달120: connecting rod 125: pedal

130 : 부하 감지 센서 140 : 체인130: load detection sensor 140: chain

150 : 후륜 기어 160 : 텐션 조절 유닛150: rear wheel gear 160: tension adjustment unit

161 : 스프링 축 162 : 텐션 기어161: spring shaft 162: tension gear

163 : 스프링 200 : 기어 변경 유닛163: spring 200: gear change unit

210 : 유닛 케이스 211 : 케이스 몸체210: unit case 211: case body

212 : 지지대 213 : 홀212: support 213: hole

220 : 구동 기어 맞물림부 221 : 맞물림부 몸체220: drive gear engaging portion 221: engaging portion body

222 : 맞물림 기어치 230 : 구동 기어222: meshing gear teeth 230: drive gear

240 : 구동 모터 250 : 체인 물림 기어240: drive motor 250: chain bite gear

260 : 동작 안내부 261, 262 : 안내 롤러260: motion guide portion 261, 262: guide roller

263 : 안내 기어 270 : 제어부263: guide gear 270: control unit

280 : 디스플레이부 290 : 입력부280: display unit 290: input unit

Claims (3)

자전거의 기어를 변경하는 기어 변속 장치에 있어서,In the gear transmission which changes the gear of a bicycle, 사용자에 의해 가해지는 부하 정도를 감지하는 부하 감지 센서; 및A load sensor for sensing a load applied by a user; And 상기 부하 감지 센서에 의해 감지되는 부하 정도에 따라, 상기 자전거의 기어를 변경하는 기어 변경 유닛;을 포함하고,And a gear change unit configured to change gears of the bicycle according to a load degree detected by the load detection sensor. 상기 자전거는 사용자가 발로 가압하는 페달과 연결된 전륜 기어와, 뒷바퀴에 연결된 후륜 기어와, 상기 전륜 기어와 상기 후륜 기어를 연결하는 체인을 포함하고, 상기 전륜 기어와 상기 후륜 기어 중 적어도 하나는 다단의 기어부가 형성된 다단 기어이고,The bicycle includes a front wheel gear connected to a pedal pressed by a user foot, a rear wheel gear connected to a rear wheel, and a chain connecting the front wheel gear and the rear wheel gear, wherein at least one of the front wheel gear and the rear wheel gear is multistage. It is a multi-stage gear formed with a gear part, 상기 기어 변속 장치는 상기 다단 기어에서 맞물리는 기어부가 변경되도록, 상기 체인이 이동되는 경우, 상기 체인이 상기 다단 기어에서 이탈되지 아니하도록 상기 체인의 텐션(tension)을 일정 범위 내에서 유지시키는 텐션 조절 유닛을 포함하고,The gear transmission is tension adjustment to maintain the tension of the chain within a certain range so that the chain does not leave the multi-stage gear when the chain is moved so that the gear portion engaged in the multi-stage gear is changed. Including the unit, 상기 기어 변경 유닛은 상기 부하 감지 센서에 의해 감지되는 부하 정도에 대응되는 변속비를 산출하고, 산출된 변속비에 따른 변속 명령을 송신하는 제어부와, 상기 자전거의 기어가 변경되도록, 상기 제어부에서 수신된 상기 변속 명령에 따라 구동되는 구동부와, 상기 구동부가 고정된 유닛 케이스와, 상기 구동부에 연결되어 회전되는 구동 기어와, 상기 자전거의 프레임에 연결되고 상기 구동 기어가 상기 다단 기어의 축에 대해 사선 방향으로 이동되도록 상기 구동 기어와 맞물리는 구동 기어 맞물림부와, 상기 유닛 케이스에 회전 가능하게 연결되고 상기 체인이 물려 자유롭게 회전되는 체인 물림 기어를 포함하여,The gear change unit may include a control unit configured to calculate a speed change ratio corresponding to a load degree detected by the load detection sensor, to transmit a shift command according to the calculated speed change ratio, and to change the gear of the bicycle, the control unit received from the control unit. A drive unit driven according to a shift command, a unit case to which the drive unit is fixed, a drive gear connected to the drive unit and rotated, a frame connected to the bicycle, and the drive gear in an oblique direction with respect to an axis of the multi-stage gear A drive gear engaging portion engaged with the drive gear to be moved, and a chain biting gear rotatably connected to the unit case and freely rotated by the chain bite, 상기 구동부가 동작되면, 상기 구동 기어가 상기 다단 기어의 축에 대해 사선 방향으로 상기 구동 기어 맞물림부를 따라 이동되어, 상기 체인 물림 기어에 맞물린 상기 체인이 상기 다단 기어의 축에 대해 사선 방향으로 이동되면서 상기 다단 기어에서 맞물리는 기어부가 변경되는 것을 특징으로 하는 자전거의 기어 변속 장치.When the drive unit is operated, the drive gear is moved along the drive gear engaging portion in an oblique direction with respect to the axis of the multistage gear, so that the chain engaged with the chain bite gear is moved in an oblique direction with respect to the axis of the multistage gear. Gear shifting device of the bicycle, characterized in that the gear portion engaged in the multi-stage gear is changed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부하 감지 센서는 상기 페달에 배치되어, 사용자에 의해 상기 페달에 가해지는 부하 정도를 감지하는 것을 특징으로 하는 자전거의 기어 변속 장치.The load sensor is disposed on the pedal, the gear shifting device of the bicycle, characterized in that for detecting the load applied to the pedal by the user. 삭제delete
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