KR100942912B1

KR100942912B1 - 손잡이부의 전후이동에 의해 조향방향을 변경할 수 있는 노젓기식 삼륜 자전거

Info

Publication number: KR100942912B1
Application number: KR1020090067616A
Authority: KR
Inventors: 김용겸
Original assignee: 김용겸
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2010-02-16

Abstract

본 발명은 노젓기식 삼륜 자전거에 관한 것으로, 전륜과 한 쌍의 후륜을 회전가능하게 지지하는 프레임과; 상기 전륜의 조향방향을 조절하며 전후로 이동되어 상기 후륜에 추진력을 발생시키는 조향부와; 상기 프레임의 일측에 구비된 시트부와; 상기 한 쌍의 후륜 사이에 구비되어 상기 후륜의 회전축이 상기 프레임에 대해 갖는 틸팅각도를 조절하는 틸팅각도조절부와; 상기 한 쌍의 후륜 사이에 구비되어 회전주행시 상기 한 쌍의 후륜의 회전속도가 서로 차이가 나도록 조절하는 차동기어와; 상기 프레임에 결합된 페달의 전후 이동 또는 회전에 의해 상기 후륜에 추진력을 발생시키는 페달구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여 직진주행 뿐만 아니라 회전주행 시에도 안정적으로 주행할 수 있는 노젓기식 삼륜 자전거를 제공할 수 있다.

노젓기식 삼륜 자전거, 차동기어, 후륜 틸팅

Description

손잡이부의 전후이동에 의해 조향방향을 변경할 수 있는 노젓기식 삼륜 자전거{ROWING THREE WHEEL BICYCLE TO CONTROL STEERING DIRECTION BY MOVING HANDLE FRONT OR REAR}

본 발명은 노젓기식 삼륜 자전거에 관한 것으로, 구체적으로는 좌우로 독립적으로 구비된 손잡이부를 전후로 이동하여 조향방향을 변경할 수 있는 노젓기식 삼륜 자전거에 관한 것이다.

자전거는 페달을 회전시켜 추진력을 얻어 이동할 수 있는 이동수단이다. 최근 자전거는 이동수단의 목적보다 운동과 레저활동을 위한 목적으로의 사용이 증가하고 있다.

특히, 운동의 목적을 위해 한국특허출원 2001-0009043호와 한국특허출원 2005-0041443호에 개시된 바와 같이 노를 젓듯이 손잡이를 당겨 구동력을 발생시키는 자전거도 개발되고 있다.

개시된 바와 같이 노를 젓는 방식으로 구동되는 자전거는 자전거를 타지 못하는 사람들도 안정적으로 운행할 수 있도록 삼륜형태로 구비된다. 그런데 삼륜 형태의 자전거는 커브길에서 사용자가 조향을 위해 핸들의 방향을 변경할 때 한 쌍의 후륜이 조향방향에 대응하지 못해 자전거가 안정적으로 주행하지 못하는 문제가 있었다. 즉, 이륜 자전거의 경우 커브길에서 사용자가 몸을 커브방향으로 치우치는 것에 따라 전륜과 후륜이 지면에 대해 틸팅되며 안정적으로 주행할 수 있으나 삼륜 자전거의 경우 한 쌍의 후륜을 틸팅시킬 수단이 없어 주행이 안정적이지 못한 문제점이 있었다.

또한, 커브길에서 회전주행시 한 쌍의 후륜이 동일한 속도로 회전하게 되므로 회전이 원활하게 이루어지지 않고 회전시 차체가 안정적으로 유지되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 삼륜 형태의 자전거는 노를 젓는 방식으로 구동하는 중에 조향방향을 변경하기 위해서는 몸을 일으켜 손잡이부를 좌우로 회동시켜야 하므로 조향방향 변경이 번거롭고 불편하였다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 회전주행시 한 쌍의 후륜의 회전속도를 상이하게 조절하여 안정적으로 주행할 수 있는 노젓기식 삼륜자전거를 제공하는데 것이다.

이에 덧붙여 한 쌍의 후륜의 틸팅각도를 조절하여 커브길에서도 안정적으로 주행될 수 있는 노젓기식 삼륜 자전거를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 좌우 손잡이부를 독립적으로 구동가능하게 구비하고, 각 손잡이부의 전후이동에 연동하여 전륜의 조향방향이 변경되도록 하는 노젓기식 삼륜 자전거를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 노젓기식 삼륜 자전거에 관한 것이다. 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거는 전륜과 한 쌍의 후륜을 회전가능하게 지지하는 프레임과; 상기 전륜의 조향방향을 조절하며 전후로 이동되어 상기 후륜에 추진력을 발생시키는 조향부와; 상기 프레임의 일측에 구비된 시트부와; 상기 한 쌍의 후륜 사이에 구비되어 상기 후륜의 회전축과 상기 프레임 사이의 틸팅각도를 조절하는 틸팅각도조절부와; 상기 한 쌍의 후륜 사이에 구비되어 회전주행시 상기 한 쌍의 후륜의 회전속도가 서로 차이가 나도록 조절하는 차동기어와; 상기 프레임에 결합된 페달의 전후 이동 또는 회전에 의해 상기 후륜에 추진력을 발생시키는 페달구동부를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 틸팅각도조절부는, 상기 한 쌍의 후륜의 일측에 각각 결합된 한 쌍의 틸팅조절축과; 상기 한 쌍의 틸팅조절축을 내부에 수용하는 케이싱을 포함하며, 상기 한 쌍의 틸팅조절축은 상기 케이싱에 회동가능하게 결합되어 상기 케이싱과 상기 후륜의 회전축 사이의 거리를 조절하여 틸팅각도를 조절한다.

일 실시예에 따르면, 상기 조향부는, 하부영역이 전후로 이동가능하게 상기 프레임에 결합되는 수직회동봉과; 상기 수직회동봉의 양측으로 결합된 한 쌍의 조향전달바와; 상기 한 쌍의 조향전달바에 절첩가능하게 결합된 한 쌍의 손잡이부를 포함하며, 상기 수직회동봉과 상기 한 쌍의 조향전달바 사이에는 서로 맞물려 회전 하는 세 개의 조향전달베벨기어가 구비되며, 상기 한 쌍의 손잡이부가 서로 상이한 방향으로 전후이동되면 상기 세 개의 조향전달베벨기어의 회전에 의해 상기 수직회동봉이 회동되고 상기 전륜은 상기 수직회동봉의 회동방향으로 조향방향이 변경된다.

본 발명에 따른 노젓기식 삼륜 자전거는 차동기어가 좌우 후륜의 회전속도를 회전반경에 따라 차등적으로 조절하므로 회전주행시에도 안정적으로 주행될 수 있다.

또한, 한 쌍의 후륜의 프레임에 대한 틸팅각도를 조절하여 보다 안정적으로 주행이 이루어질 수 있다.

또한, 손잡이부가 사용자의 몸 양쪽으로 이동가능하게 구비되어 보다 편리하게 구동할 수 있다.

또한, 좌우 손잡이부의 전후 이동에 의해 조향방향을 변경할 수 있으므로 노젓기 방식의 구동 중에도 조향변경시 사용자가 보다 안정적으로 주행할 수 있다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노젓기식 삼륜 자전거(10)의 외관 구성을 도시한 사시도이고, 도2는 노젓기식 삼륜 자전거(10)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노젓기식 삼륜 자전거(10)는 전체적인 형상을 구성하며 전륜(210)과 후륜(510, 520)을 회동가능하게 지지하는 프레임부(100)와, 프레임부(100)의 전방부에 회전가능하게 구비되는 전륜부(200)와, 프레임부(100)의 전방부에 구비되며 전륜부(200)의 조향방향을 조절하고 전후로 회동되며 추진력을 발생시키는 조향부(300)와, 사용자가 착석하는 시트부(400)와, 프레임부(100)의 후방부에 회동가능하게 결합되는 후륜부(500)와, 페달(613)의 전후 이동 또는 페달(613)의 회전 또는 조향부(300)의 전후 이동에 의해 구동력을 발생시키는 구동부(600)를 포함한다.

프레임부(100)는 구동부(600)가 외측으로 드러나지 않게 커버하며 각 구성들을 지지하는 프레임패널(110)과, 후술할 후륜부(500)의 후륜결합박스(540)에 각각 결합되어 좌우틸팅조절축(553,555)의 길이에 따라 후륜(510, 520)이 틸팅되도록 지지하는 후륜축결합부(130)를 포함한다.

프레임패널(110)은 도1과 도2에 도시된 바와 같이 회동봉지지링크부(350)와 시트지지링크(420,430)가 외부로 드러나지 않도록 커버하며, 각 구성들이 안정적으로 구동될 수 있도록 지지한다. 프레임패널(110)은 좌우측에 한 쌍이 구비되며, 프레임패널(110)에는 구동축(611)이 회동가능하게 결합된다. 이를 위해 프레임패널(110)의 판면에는 이들을 수용할 수 있는 수용공이 형성된다. 여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레임패널(110)은 도시된 바와 같이 외부로 시트지지링크부(420,430)의 일부 구성이 드러나도록 구현되고 있으나, 이는 본 발명의 구성을 보다 명확히 도시하기 위한 것이며 프레임패널(110)의 외측에 이를 은폐할 수 있는 별도의 커버부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 미관의 수려함을 위해 프레임패널(110)의 형상은 다양화될 수 있으며 판면에 이미지 또는 텍스트 등이 인쇄될 수 있다.

후륜축결합부(130)는 도2에 확대도시된 바와 같이 프레임패널(110)의 판면으로 한 쌍이 돌출형성되며 축수용공(131)이 구비된다. 한 쌍의 후륜축결합부(130)의 축수용공(131)에 후륜결합박스(540)의 프레임결합축(543)이 수용된다. 이에 의해 후륜결합박스(540)가 후륜축결합부(130)를 중심으로 상하로 회동되며 후륜(510,520)의 틸팅각도가 조절될 수 있도록 한다.

전륜부(200)는 전륜(210)이 프레임패널(110)에 대해 회동가능하도록 지지한다. 전륜부(200)는 페달(613)에 의해 구동할 경우 전륜구동방식으로 직접 구동력을 발생시키고 수직회동봉(310) 또는 시트(410)의 전후이동에 의해 구동할 경우 후륜구동방식으로 후륜(510)에 의해 종동적으로 회동하는 전륜(210)과, 전륜(210)을 프레임패널(110)에 지지하는 전륜지지프레임(220)과, 조향부(300)의 조향을 전 륜(210)으로 전달하는 조향전달축(230)을 포함한다.

전륜(210)은 일반적인 바퀴가 사용될 수 있다. 전륜지지프레임(220)은 전륜(210)과 프레임패널(110)을 상호 결합시킨다. 전륜지지프레임(220)의 형상은 전륜(210)과 프레임패널(110)의 배치와 크기, 형상 등에 대응되도록 마련될 수 있다. 조향전달축(230)은 조향전달봉(330)과 전륜지지프레임(220)을 상호 결합시켜 수직회동봉(310)의 회전에 따른 조향방향을 전륜(210)으로 전달한다. 여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전륜(210)은 후륜(510, 520)의 구동에 따라 종동적으로 움직인다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노젓기식 삼륜 자전거(10)는 후륜구동방식이다. 그러나, 전륜구동방식에도 본 발명의 구성이 적용될 수 있음을 밝힌다.

조향부(300)는 프레임패널(110)에 전후 회동가능하게 결합되며 사용자로부터 조향방향을 입력받는다. 조향부(300)는 도3과 도4에 도시된 바와 같이 프레임패널(110)에 대해 전후로 회동되게 구비된 수직회동봉(310)과, 수직회동봉(310)의 전후이동을 지지하는 회동봉지지레버(333)과, 수직회동봉(310)의 회동축(320)과, 수직회동봉(310)의 조향방향을 전륜(210)으로 전달하는 조향전달봉(330)과, 수직회동봉(310)의 양측에 절첩가능하게 결합되며 사용자가 주행방향을 변경하는 손잡이부(340)와, 수직회동봉(310)과 손잡이부(340) 사이에 구비되어 손잡이부(340)의 조향방향을 수직회동봉(310)으로 전달하는 좌우조향전달바(311,313)와, 수직회동봉(310)이 전후 방향으로 회동가능하도록 수직회동봉(310)을 프레임(100)에 대해 지지하는 회동봉지지링크부(350)를 포함한다.

수직회동봉(310)은 프레임패널(110)에 대해 수직하게 결합된다. 수직회동봉(310)의 하단부는 도2에 확대도시된 바와 같이 회동축(320)을 중심으로 전후 회동가능하게 결합된다. 여기서, 회동축(320)은 유니버셜조인트(321)의 가로축에 동심을 이루도록 결합된다. 이에 의해 수직회동봉(310)은 전후 좌우로 움직일 수 있어 사용자가 조향을 자유롭게 조절할 수 있다. 수직회동봉(310)의 상단부에는 조향전달기어(310a)가 구비된다.

좌측조향전달바(311)와 우측조향전달바(313)는 수직회동봉(310)의 양측으로 수직하게 결합되어 손잡이부(340)의 조향방향과 전후운동을 수직회동봉(310)으로 전달한다. 좌측조향전달바(311)와 우측조향전달바(313)의 수직회동봉(310) 결합영역에는 좌측조향전달베벨기어(311a)와 우측조향전달베벨기어(313a)가 구비된다. 좌측조향전달베벨기어(311a)와 우측조향전달베벨기어(313a)는 수직회동봉(310)의 조향전달기어(310a)의 양측에 맞물려 사용자가 손잡이부(340)를 통해 조향방향을 변경하면 이를 수직회동봉(310)으로 전달한다.

조향전달봉(330)과 수직회동봉(310)의 하단부 사이에는 유니버셜조인트(321) 가 결합되어 손잡이부(340)에 의해 사용자가 입력하는 조향방향을 전륜(210)으로 전달한다. 회동봉지지레버(333)는 내부에 수직회동봉(310)과 좌우측조향전달바(311,313)을 수용하며 회동봉지지링크부(350)와 결합된다. 회동봉지지레버(333)는 회동봉지지링크부(350)를 가압하여 수직회동봉(310)이 안정적으로 전후로 이동되도록 한다.

손잡이부(340)는 좌우측조향전달바(311,313)의 양측에 각각 한 쌍이 결합되 어 사용자가 손으로 잡을 수 있도록 마련된다. 각각의 손잡이부(340)는 좌우측조향전달바(311,313)에 대해 절첩가능하게 구비된다. 즉, 도3에 도시된 바와 같이 손잡이부(340)는 좌우측조향전달바(311,313)의 좌우회동축(341)을 중심으로 절첩가능하게 구비된다. 손잡이부(340)는 사용자가 주행을 희망할 경우 좌우측조향전달바(311,313)에 대해 펼쳐서 사용하고, 보관 또는 운반을 위해서는 접을 수 있다. 또한, 손잡이부(340)가 좌우측조향전달바(311,313)에 대해 회동하는 각도를 조절하여 사용자가 주행 중에 자신의 어깨 폭에 맞도록 손잡이부(340)의 폭을 조절하여 사용할 수도 있다.

손잡이부(340)에는 브레이크레버(347)와 변속레버(343)가 구비된다. 브레이크레버(347)는 브레이크라인(349)를 통해 운행에 제동을 가할수 있다. 변속레버(343)는 주행속도를 제어할 수 있다. 사용자는 손잡이부(340)를 잡고 조향방향을 변경하거나 몸의 양측으로 전후 이동시켜 구동력을 발생시킬 수 있다.

회동봉지지링크부(350)는 회동봉지지레버(333)을 프레임패널(110)에 대해 지지하여 구동력이 전달되도록 한다. 회동봉지지링크부(350)는 레버시트구동축(621) 상에 결합되는 레버구동축결합링크(351)와, 일단부는 레버구동축결합링크(351)와 결합되고 타단부는 회동봉지지레버(333)의 일측에 결합되는 회동봉결합링크(353)를 포함한다. 레버구동축결합링크(351)와 회동봉결합링크(353)는 상호 결합축에 의해 회동가능하게 결합된다.

도4는 본 발명에 따른 조향부(300)의 조향방향 변경 과정을 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 사용자가 우측 손잡이부(340R)을 전륜측으로 가압하고 좌측 손잡이부(340L)을 몸쪽으로 당길 경우 우측조향전달베벨기어(313a)는 앞쪽으로 회전하고 좌측조향전달베벨기어(315a)는 뒤쪽으로 회전한다. 이에 의해 우측조향전달베벨기어(313a)와 좌측조향전달베벨기어(315a) 사이에 맞물린 조향전달기어(310a)는 반시계방향으로 회전하고 조향전달기어(310a)가 형성된 수직회동봉(310)도 반시계방향으로 회전한다. 따라서, 수직회동봉(310)에 결합된 조향전달봉(330)과 조향전달축(230)에 의해 전륜(210)은 반시계방향으로 조향방향이 변경된다.

즉, 본 발명에 따른 조향부(300)는 전륜측으로 가압되는 손잡이부(340)의 반대방향으로 전륜(210)의 조향방향이 변경된다.

여기서, 전륜측으로 가압되는 손잡이부(340)와 동일한 방향으로 전륜(210)의 조향방향이 변경되도록 하고자 할 경우 수직회동봉(310)의 조향전달기어(310a)가 우측조향전달베벨기어(313a)와 좌측조향전달베벨기어(315a)의 아래쪽에 맞물리도록 구비되면 된다.

도11과 도12는 레버부(200)의 회동 동작을 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 회동봉지지링크부(350)는 수직회동봉(310)이 회동되면 회동봉결합링크(353)가 수직회동봉(310)의 회동방향으로 가압되어 이동되고, 수직회동봉(310)의 이동에 연동하여 레버구동축결합링크(351)가 수직회동봉(310)의 회동방향으로 구동축(611) 상을 회동하게 된다. 여기서, 구동축결합링크(351)의 레버시트구동축(611) 결합영역에는 클러치베어링(미도시)이 구비된다. 클러치베어링(351a)은 레버구동축결합링크(351)가 수직회동봉(310)의 가압에 의해 회동될 때 일방향으로만 동력이 전달되도록 한다. 즉, 수직회동봉(310)이 뒤쪽으로 회동할 때는 동력을 전달하고 앞쪽으 로 회동할 때는 동력이 전달되지 않도록 한다.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회동봉지지링크부(350)는 두 개의 링크가 상호 조합되어 수직회동봉(310)을 지지하고 있으나, 경우에 따라 세 개 이상의 링크의 조합에 의해 구현될 수도 있다.

시트부(400)는 페달 및 조향부(300)에 의한 구동시 사용자가 안정적으로 착석할 수 있게 고정상태로 유지된다. 시트부(400)는 사용자가 착석하는 시트(410)와, 시트(410)를 프레임부(100)에 고정결합시키는 전방시트지지링크(420)와 후방시트지지링크(430) 전후로 각각 구비된다. 전방시트지지링크(420)와 후방시트지지링크(430)는 프레임(100)의 양측에 각 한쌍씩 구비되어 시트(410)가 안정적으로 고정되도록 한다.

후륜부(500)는 도2에 도시된 바와 같이 프레임(100)의 후방부에 구비되어 전륜(210)이 종동적으로 구동되도록 구동력을 발생시킨다. 후륜부(500)는 프레임(100)의 양측에 각각 구비된 한 쌍의 후륜(510,520)과, 한 쌍의 후륜(510,520)을 프레임에 대해 회전가능하게 지지하는 후륜지지축(530)과, 후륜(510,520)과 프레임패널(110) 사이에 구비되어 후륜(510,520)이 틸팅가능하도록 지지하는 후륜결합박스(540)와, 한 쌍의 후륜(510,520) 사이에 구비되어 틸팅각도를 조절하는 틸팅각조절부(550)를 포함한다.

한 쌍의 후륜(510,520)은 프레임(100)의 양측에 각각 회동가능하게 구비된다. 후륜지지축(530)은 후륜(510,520)이 회전하는 회전축을 이루며 후륜(510,520)이 틸팅될 수 있도록 후륜(510,520)을 프레임패널(110)에 결합시킨다. 후륜지지 축(530)의 프레임(110) 측 단부영역에는 조인트결합공(531)이 형성된다. 조인트결합공(531)은 프레임패널(110)을 통해 외측으로 배출된 차동기어(630)의 좌우측 유니버셜조인트(633a,635a)가 결합된다. 이에 의해 후륜(510,520)이 상하좌우로 자유롭게 회동 및 이동될 수 있다.

한 쌍의 후륜결합박스(540)는 도2에 도시된 바와 같이 프레임패널(110)의 결합박스결합돌기(130)에 틸팅가능하게 결합된다. 후륜결합박스(540)에는 상호 결합된 좌우측 유니버셜조인트(633a,635)와 후륜지지축(530)을 내부에 수용하여 후륜지지축(530)에 결합된 후륜(510,520)이 후륜결합박스(540)의 상하 회동에 연동하여 틸팅될 수 있도록 한다.

후륜결합박스(540)는 유니버셜조인트(633a,635a)를 관통 수용하며 후륜베어링(547)이 수용되는 베어링결합공(541)과, 양측면에 돌출 형성되어 결합박스결합돌기(130)에 수용되는 프레임결합축(543)과, 상면에 함몰형성되어 좌우측 틸팅조절축(553,555)가 수용되는 틸팅조절축결합공(545)와, 베어링결합공(541)에 결합되는 후륜베어링(547)을 포함한다.

후륜결합박스(540)는 결합박스결합돌기(130)에 양측면이 지지되어 결합박스결합돌기(130)를 중심으로 상하 방향으로 회동가능하게 지지된다. 여기서, 후륜결합박스(540)의 상면에 결합된 틸팅조절축(553,553)의 길이의 가변에 의해 후륜결합박스(540)가 편심되고, 이에 따라 후륜결합박스(540) 내부에 결합된 후륜지지축(530)이 틸팅되게 된다.

틸팅각조절부(550)는 한 쌍의 후륜(510,520) 사이에 마련되어 후륜지지 축(530)이 프레임패널(110)에 대해 갖는 각도를 조절한다. 틸팅각조절부(550)는 양측의 프레임패널(110) 내부에 구비되는 조절케이싱(551)과, 일단부는 조절케이싱(551)에 결합되고 타단부는 후륜결합박스(540)에 결합되는 좌우측 틸팅조절축(553,555)를 포함한다.

좌우측 틸팅조절축(553,555)의 표면에는 나사산(553a, 555a)가 형성되어 있다. 이에 의해 사용자가 조절케이싱(551)을 회전시키면 좌우측 틸팅조절축(553,555)의 나사산(553a, 555a)에 의해 조절케이싱(551) 내부로 틸팅조절축(553,555)의 일영역이 삽입되어 조절케이싱(551)과 후륜결합박스(540)와의 길이가 짧아지거나 조절케이싱(551) 외부로 틸팅조절축(553,555)이 노출되어 조절케이싱(551)과 후륜결합박스(540)와의 길이가 길어질 수 있다.

도7과 도8은 본 발명에 따른 틸팅각조절부(550)에 의해 한 쌍의 후륜(510,520)의 틸팅각도가 조절되는 과정을 도시한 예시도이다. 도7에 도시된 바와 같이 한 쌍의 후륜(510,520)이 지면에 대해 수직한 각도를 유지한 상태에서 사용자가 후륜(510,520)의 틸팅각도를 조절하고자 하면 조절케이싱(551)을 회전시켜 좌우측 틸팅조절축(553,555)이 조절케이싱(551) 내부로 삽입되도록 한다.

좌우측 틸팅조절축(553,555)의 일영역이 조절케이싱(551) 내부로 삽입되면 후륜결합박스(540)와 조절케이싱(551) 사이의 틸팅조절축(553,555) 길이가 짧아진다. 틸팅조절축(553,555)의 길이가 짧아지면 후륜결합박스(540)의 상부영역은 틸팅조절축(553,555)과 함께 프레임패널(110) 측으로 편심된다.

도8에 도시된 바와 같이 후륜결합박스(540)가 프레임결합축(543)을 중심으로 회동하여 프레임패널(110) 측으로 편심되면 후륜결합박스(540)에 고정결합된 후륜지지축(530)도 후륜결합박스(540)와 함께 프레임패널(110) 측으로 편심되며 틸팅된다. 이에 의해 한 쌍의 후륜(510,520)이 지면에 대해 갖는 각도가 조절될 수 있다.

한편, 도8에 도시된 바와 같이 후륜(510,520)이 지면에 대해 갖는 각도를 조절한 후 다시 도7에 도시된 바와 같이 수직한 각도로 조절하고자 할 경우 사용자는 조절케이싱(551)을 반대로 회동시켜 조절케이싱(551)과 후륜결합박스(540) 사이의 길이를 다시 신장시키면 된다.

구동부(600)는 페달(613)의 회전 또는 전후이동 및 조향부(300)의 전후이동을 후륜(510,520)으로 전달하여 추진력을 발생시킨다. 구동부(600)는 도2와 도5에 도시된 바와 같이 페달(613)과 조향부(300)에 의해 추진력을 발생시키는 페달구동부(610)와, 페달구동부(610)의 구동력을 후륜(510,520)으로 전달하는 전동부(620)와, 한 쌍의 후륜(510,520) 사이에 구비되어 회전주행시 한 쌍의 후륜(510,520)의 회전속도를 상이하게 조절하는 차동기어(630)를 포함한다.

페달구동부(610)는 구동축(611)과, 사용자에 의해 가압되는 한 쌍의 페달(613)과, 구동축(611)에 결합되는 구동축결합링크(615)와, 프레임(100)에 결합되는 프레임결합링크(617)와, 구동축결합링크(615)와 프레임결합링크(617)를 상호 연결시키는 페달결합링크(616)과, 프레임결합링크(617)과 프레임(100) 사이에 결합되어 위치가 이동된 프레임결합링크(617)를 초기위치로 탄성복귀시키는 탄성부재(618)를 포함한다.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페달(613)은 구동축(611)에 결합 되거나, 페달결합링크(616)에 탈착가능하게 결합된다. 페달(613)은 도2에 도시된 바와 같이 페달결합링크(616)의 단부영역에 결합되어 페달(613)의 전후이동에 의해 구동력을 발생한다. 또한, 페달(613)은 도13에 도시된 바와 같이 구동축(611)에 결합되어 일반 자전거와 같이 페달(613)의 회전에 의해 구동력을 발생한다.

페달(613)이 페달결합링크(616)에 결합될 때는 페달결합링크(616) 단부의 페달결합축(616a, 도13)에 착탈가능하게 결합된다. 사용자는 본인이 희망하는 구동방법에 따라 페달(613)을 착탈하여 페달결합축(616a) 또는 구동축((611)에 결합한다.

구동축결합링크(615)와, 페달결합링크(616)와, 프레임결합링크(617) 및 탄성부재(618)는 페달(613)이 안정적으로 전후 이동되도록 상호 유기적으로 동작한다. 구동축결합링크(615), 페달결합링크(616), 프레임결합링크(617)는 세 개의 링크의 회동반경과 궤적을 고려하여 페달(613)이 직선 이동할 수 있도록 구비된다. 즉, 구동축결합링크(615), 페달결합링크(616), 프레임결합링크(617)의 길이와 이들의 결합각도와 결합위치 등은 페달(613)이 직선 상을 왕복이동할 수 있도록 구비된다. 여기서, 구동축결합링크(615)의 구동축결합영역에는 클러치베어링(미도시)이 구비된다. 이에 의해 한 방향으로만 구동력이 전달될 수 있다.

탄성부재(618)는 일단부은 프레임결합링크(617)에 결합되고, 타단부는 프레임(100)에 결합된다. 탄성부재(618)는 사용자의 가압에 의해 페달(613)이 도9에 도시된 초기상태로부터 도10에 도시된 바와 같이 직선이동되면 길이가 신장되고 사용자의 가압이 멈추면 탄성적으로 압축되어 페달(613)이 초기위치로 돌아오도록 한다. 이에 의해 사용자는 다리에 힘을 덜 들이고도 페달(613)을 전후로 이동시킬 수 있다.

전동부(620)는 페달(613)의 전후이동 또는 회전에 의해 발생된 구동력, 또는 조향부(300)의 전후이동에 의해 발생된 구동력을 후륜(510,520)으로 전달한다. 전동부(620)는 구동축(611)에 결합된 체인기어(621)와, 체인기어(621)와 차동기어(630)의 링기어(631a)에 결합된 전동체인(623)을 포함한다.

체인기어(621)는 구동축(611) 상에 일체로 결합되어 구동축(611)의 회전을 전동체인(623)으로 전달한다. 구동축(611) 상에는 회동봉지지링크부(350)의 레버구동축결합링크(351)과, 페달구동부(610)의 구동축결합링크(615)가 결합된다. 따라서, 수직회동봉(310)이 사용자의 가압에 의해 전후로 이동되거나, 페달(613)이 전후로 이동되면 구동축(611)이 회동된다. 체인기어(621)는 구동축(611)과 함께 회동되어 구동축(611)의 회전력을 전동체인(623)으로 전달한다.

전동체인(623)은 체인기어(621)에 의해 회전하여 후륜(510,520)의 회전축과 결합된 링기어(631a)가 회전하여 후륜(510,520)이 회전되도록 한다. 이에 의해 후륜(510,520)에 추진력이 발생하여 노젓기식 삼륜 자전거(10)가 이동할 수 있다.

차동기어(630)는 한 쌍의 후륜(510,520) 사이에 구비되어 회전주행시 한 쌍의 후륜(510,520)의 회전속도를 상이하게 조절하여 안정적으로 주행이 가능하도록 한다. 차동기어(630)는 도6에 확대도시된 바와 같이 케이싱(631)과, 일단부는 제2후륜(520)의 후륜지지축(530)에 결합되고 타단부는 케이싱(631)의 내부에 수용되는 우측전동축(633)과, 일단부는 제1후륜(510)의 후륜지지축(530)에 결합되고 타단부는 케이싱(631)의 내부에 수용되는 좌측전동축(635)를 포함한다.

케이싱(631)은 내부에 우측전동축(633)의 우측베벨기어(633a)와, 좌측전동축(635)의 좌측베벨기어(635a) 및 이에 맞물려 회전하는 상측베벨기어(636)과 하측베벨기어(637)를 포함한다. 케이싱(631)은 내부에 수용된 구성들과 맞물려 일체로 회전하게 된다.

케이싱(631)의 외측에는 링기어(631a)가 일체로 형성된다. 링기어(631a)에는 전동체인(623)이 결합되어 구동부(600)의 구동력을 후륜으로 전달한다.

우측전동축(633)과 좌측전동축(635)에는 케이싱(631)의 내부에 수용되는 베벨기어(633a,635a)가 각각 형성되고, 후륜(510,520)과 결합영역에는 유니버셜조인트(633b,635b)가 형성된다. 유니버셜조인트(633b,635b)는 각각 양측 후륜(510,520)의 조인트결합공(531)에 결합된다. 이에 의해 후륜(510,520)이 전동축(633,635)의 회전력을 전달받아 자유롭게 회전할 수 있다.

차동기어(630)는 직진주행시 좌우 후륜(510,520)의 회전속도가 동일하게 제어하고, 회전주행시 좌우 후륜(510,520)의 회전반경에 따라 회전속도를 가감하여 서로 상이한 속도로 회전하도록 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 노젓기식 삼륜 자전거(10)의 구동과정을 도9 내지 도15를 참조로 설명한다.

수직회동봉(310) 또는 페달(613)의 전후 이동에 의해 추진력을 얻고자 할 경우 사용자는 도 14에 도시된 바와 같이 페달(613)을 페달결합링크(616)에 결합시키고 발을 페달(616)에 고정시킨다.

페달(616)을 가압하거나 수직회동봉(310)을 가압하면 페달구동부(610)가 이 동하거나 회동봉지지링크부(350)의 이동에 의해 회동축(611)이 회동된다. 회동축(611)이 회동하면 회동축(611)에 결합된 체인기어(621)와 전동체인(623)이 회전하고, 차동기어(630)의 링기어(631a)가 회전한다. 링기어(631a)의 회전에 따라 케이싱(631)이 결합된 좌우 전동축(633,635)가 회전하여 후륜(510,520)이 회전하게 된다. 이에 따라 후륜(510,520)이 추진력을 얻어 자전거가 이동하게 된다.

한편, 페달(613)의 회전에 의해 추진력을 얻고자 할 경우 사용자는 도15에 도시된 바와 같이 페달(613)을 구동축(611)에 결합시키고 페달(613)을 회전시킨다. 페달(613)의 회전에 따라 구동축(611)이 회전되어 후륜(510,520)에 추진력이 발생된다.

여기서, 직진주행일 경우 차동기어(630)는 좌우 후륜(510,520)이 동일한 속도로 회전하도록 조절하고, 회전주행일 경우 차동기어(630)는 좌우 후륜(510,520)이 회전반경에 따라 서로 다른 회전속도로 회전하도록 조절한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 노젓기식 삼륜 자전거는 차동기어가 좌우 후륜의 회전속도를 회전반경에 따라 차등적으로 조절하므로 회전주행시에도 안정적으로 주행될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 외관 구성을 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고,

도 3은 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 조향부의 구성을 도시한 사시도이고,

도 4는 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 조향부의 조향과정을 도시한 예시도이고,

도 5는 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 구동부의 구성을 도시한 사시도이고,

도 6은 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 차동기어의 구성을 도시한 사시도이고,

도 7과 도8은 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 후륜 틸팅각 조절 과정을 도시한 예시도이고,

도 9와 도10은 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 페달구동부의 구동과정을 도시한 예시도이고,

도 11과 도12는 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 조향부의 구동과정을 도시한 예시도이고,

도13은 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거의 페달회전에 의한 구동과정을 도시한 예시도이고,

도 14는 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거를 사용자가 노젓기식으로 구동하는 과정을 도시한 예시도이고,

도 15는 본 발명의 노젓기식 삼륜 자전거를 사용자가 일반 자전거와 같이 페달 회전에 의해 구동하는 과정을 도시한 예시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 복합 삼륜자전거 100 : 프레임부

110 : 프레임패널 111 : 후륜축수용공

130 : 후륜축결합부 131 : 축결합공

200 : 전륜부 210 : 전륜

220 : 전륜지지프레임 230 : 조향전달축

300 : 조향부 310 : 수직회동봉

310a : 조향전달기어 311 : 좌측조향전달바

311a : 좌측조향전달베벨기어 313 : 우측조향전달바

313a : 우측조향전달베벨기어 320 : 회동축

321 : 유니버셜조인트 330 : 조향전달봉

333 : 회동봉지지레버 340 : 손잡이부

341 : 좌우회동축 343 : 변속레버

345 : 변속전달라인 347 : 브레이크레버

349 : 브레이크전달라인 350 : 회동봉지지링크부

351 : 레버구동축결합링크 353 : 회동봉결합링크

400 : 시트부 410 : 시트

420 : 전방시트지지링크 430 : 후방시트지지링크

500 : 후륜부 510 : 제1후륜

520 : 제2후륜 530 : 후륜지지축

531 : 조인트결합공 540 : 후륜결합박스

541 : 베어링결합공 543 : 프레임결합축

545 : 틸팅조절축결합공 547 : 후륜베어링

550 : 틸팅각조절부 551 : 조절케이싱

553 : 좌측틸팅조절축 553a : 나사산

555 : 우측틸팅조절축 555a : 나사산

600 : 구동부 610 : 페달구동부

611 : 구동축 613 : 페달

614 : 페달연결축 615 : 구동축결합링크

616 : 페달결합링크 616a : 페달결합축

617 : 프레임결합링크 618 : 탄성부재

620 : 전동부 621 : 체인기어

623 : 전동체인 630 : 차동기어

631 : 케이싱 631a : 링기어

633 : 우측전동축 633a : 우측베벨기어

633b : 우측유니버셜조인트 635 : 좌측전동축

635a : 좌측베벨기어 635b : 좌측유니버셜조인트

635c : 베어링 636 : 상측베벨기어

637 : 하측베벨기어

Claims

전륜과 한 쌍의 후륜을 회전가능하게 지지하는 프레임과;

좌우 한 쌍의 손잡이의 서로 다른 방향으로의 전후 이동에 의해 상기 전륜의 조향방향을 조절하며 상기 한 쌍의 손잡이를 지지하는 수직회동봉이 전후로 이동되어 상기 후륜에 추진력을 발생시키는 조향부와;

상기 프레임의 일측에 구비된 시트부와;

상기 한 쌍의 후륜 사이에 구비되어 상기 후륜의 회전축과 상기 프레임 사이의 틸팅각도를 조절하는 틸팅각도조절부와;

상기 한 쌍의 후륜 사이에 구비되어 회전주행시 상기 한 쌍의 후륜의 회전속도가 서로 차이가 나도록 조절하는 차동기어와;

상기 프레임에 결합된 페달의 전후 이동 또는 회전에 의해 상기 후륜에 추진력을 발생시키는 페달구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노젓기식 삼륜 자전거.
제1항에 있어서,

상기 틸팅각도조절부는,

상기 한 쌍의 후륜의 일측에 각각 결합된 한 쌍의 틸팅조절축과;

상기 한 쌍의 틸팅조절축을 내부에 수용하는 케이싱을 포함하며,

상기 한 쌍의 틸팅조절축은 상기 케이싱을 회전시킴으로써 상기 케이싱과 상기 후륜의 회전축 사이의 거리를 조절하여 틸팅각도를 조절하는 것을 특징으로 하 는 노젓기식 삼륜 자전거.
제1항에 있어서,

상기 조향부는,

하부영역이 전후로 이동가능하게 상기 프레임에 결합되며 조향방향을 전륜으로 전달하는 수직회동봉과;

상기 수직회동봉의 양측으로 결합된 한 쌍의 조향전달바와;

상기 한 쌍의 조향전달바에 절첩가능하게 결합된 한 쌍의 손잡이부를 포함하며,

상기 수직회동봉과 상기 한 쌍의 조향전달바 사이에는 서로 맞물려 회전하는 세 개의 조향전달베벨기어가 구비되며, 상기 한 쌍의 손잡이부가 서로 상이한 방향으로 전후이동되면 상기 세 개의 조향전달베벨기어의 회전에 의해 상기 수직회동봉이 회동되고 상기 전륜은 상기 수직회동봉의 회동방향으로 조향방향이 변경되는 것을 특징으로 하는 노젓기식 삼륜 자전거.