KR100958199B1

KR100958199B1 - 자전거 동력전달장치

Info

Publication number: KR100958199B1
Application number: KR1020080023452A
Authority: KR
Inventors: 손광민
Original assignee: 손광민
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2010-05-14
Also published as: KR20090079766A

Abstract

본 발명은 자전거 동력전달장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페달에 의해 상하운동을 하도록 힘점베어링을 중심으로 상하운동을 하는 지렛대를 크랭크에 연결하여 구동부를 구동시킴으로써 적은 힘으로도 자전거를 이동시킬 수 있는 자전거 동력전달장치에 관한 것이다.

상기의 본 발명은 전방으로는 핸들을 구비하여 방향을 조정하는 앞바퀴가 형성되고 중앙에는 안장이 형성되도록 다수의 파이프를 연결한 프레임부와, 상기 프레임부의 중앙으로 고정된 힘점베어링에 지렛대를 회전가능하게 연결하되 상기 지렛대는 힘점베어링의 전방으로 단부에 페달이 형성되는 받침대를 힘점베어링 후방으로 연결되는 전달대 보다 길게 형성한 페달부와, 상기 페달부의 전달대 단부는 커넥팅로드 상단부와 연결되고 상기 커넥팅로드 하단부는 프레임부의 파이프 후방에 차체고정베어링으로 회전가능하게 고정된 크랭크의 크랭크핀에 연결되는 크랭크부와, 상기 크랭크부의 회전운동을 전달하여 프레임부의 후방에 베어링으로 고정된 한쌍의 뒷바퀴을 회전시키는 구동부로 구성되는 것을 특징한다.

Description

자전거 동력전달장치{ BICYCLE DRIVING APPARATUS OF A HANDSPIKE }

일반적으로 자전거는 페달의 회전력을 체인과 스프로킷을 이용하여 뒷바퀴에 전달하므로서 자전거가 추진되도록 하는 것이 일반적이며 이러한 자전거는 체인을 이용하여 동력을 전달하도록 구성되어 있어 주행중의 소음을 감소시키기 위하여 체인에 오일을 도포하여 사용하였다.

상기와 같은 자전거는 후륜구동방식으로 주행 됨에 따라 주행력이 저하됨을 방지하기 위하여 별도의 변속장치를 부착하여 적은 힘으로도 자전거를 용이하게 구동시키도록 하여 주행력을 향상시키고 있다.

그러나, 후륜구동방식으로는 변속장치를 부착하여도 페달에 의한 구동력의 전달만으로 추진력이 저조하였으며 빠른 추진력을 필요로 할 경우에는 사용자의 힘이 많이 필요한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 특허등록출원 제10-2004-59989호 '두배 지렛대 자전거'가 제안된 바 있다.

그러나 상기와 같은 자전거는 페달과 크랭크는 크랭크축을 중심으로 호회전왕복운동을 함에 있어서; 크랭크내기어와 외기어와 맞물려 외기어가 호 회전 왕복운동을 하고 일체형인 내기어는 뒤바퀴 중심에 있는 휠기어를 회전시키는 방법이며 비틀림 코일스프링의 방법으로 항시 페달이 위로 향하는 방법을 제시하고 있으나 이는 설명된 구성에 의해 실시할 수 어려울 정도로 설명이 미흡하며 실시된다고 하여도 다수의 외기어, 크랭크기어, 내기어와 같이 다수의 기어와 코일스프링등 구조가 복잡하며 작동이 원할하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 더욱 상세하게는 페달에 의해 상하운동을 하도록 힘점베어링을 중심으로 상하운동을 하는 지렛대를 크랭크에 연결하여 구동부를 구동시킴으로써 적은 힘으로도 자전거를 이동시킬 수 있는 자전거 동력전달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전방으로는 핸들을 구비하여 방향을 조정하는 앞바퀴가 형성되고 중앙에는 안장이 형성되도록 다수의 파이프를 연결한 프레임부와, 상기 프레임부의 중앙으로 고정된 힘점베어링에 지렛대를 회전가능하게 연결하되 상기 지렛대는 힘점베어링의 전방으로 단부에 페달이 형성되는 받침대를 힘점베어링 후방으로 연결되는 전달대 보다 길게 형성한 페달부와, 상기 페달부의 전달대 단부는 커넥팅로드 상단부와 연결되고 상기 커넥팅로드 하단부는 프레임부의 파이프 후방에 차체고정베어링으로 회전가능하게 고정된 크랭크의 크랭크핀에 연결되는 크랭크부와, 상기 크랭크부의 회전운동을 전달하여 프레임부의 후방에 베어링으로 고정된 한쌍의 뒷바퀴을 회전시키는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치를 제공한다.

상기 구동부는 크랭크부의 양단과 뒷바퀴에 스프로킷을 형성하고 상기 스프로킷에는 체인으로 연결한 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치를 제공한다.

상기 구동부는 크랭크부의 중앙에 구동기어를 형성하고 상기 한 쌍의 뒷바퀴 를 연결하는 연결축에 상기 구동기어와 치합하는 전달기어를 형성한 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치를 제공한다.

상기 크랭크부는 크랭크핀이 상호 반대방향으로 크랭크부의 회전반경을 각 180도로 분할하여 2행정으로 회전할 수 있도록 형성한 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치를 제공한다.

상기 크랭크부는 회전반경을 각 90도로 분할하여 크랭크부가 회전할 수 있도록 4개의 크랭크핀을 형성하고 상기 크랭크핀에 연결되는 지렛대, 페달, 커넥팅로드를 각각 4개씩 형성하되 상기 외측에 형성된 페달에는 페달공을 형성하고 상기 페달 내측에는 페달보다 두께가 두꺼운 내측페달을 형성하는 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 페달에 의해 상하운동을 하도록 힘점베어링을 중심으로 상하운동을 하는 지렛대를 크랭크에 연결하여 구동부를 구동시킴으로써 적은 힘으로도 자전거를 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치를 나타낸 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치를 나타낸 측면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 자전거 동력 전달장치는 전방으로는 자전거를 지탱하는 프레임부(10)와, 자전거의 추진력을 발생하는 페달부(20)와, 상기 페달부(20)의 수직 구동력을 전달받아 회전운동으로 전환하는 크랭크부(30)와, 상기 크랭크부(30)의 회전운동을 전달받아 추진력을 발생하는 구동부(40)로 구성된다.

상기와 같은 자전거 동력 전달장치의 프레임부(10)는 전방으로 핸들(11)을 구비하여 방향을 조정하는 앞바퀴(12)가 형성되고 중앙에는 안장(13)이 형성되도록 다수의 파이프(14)를 연결하여 형성한다.

이와 같은 상기 프레임부(10)의 중앙으로는 사용자에 의해 추진력을 발생할 수 있도록 페달부(20)를 형성한다.

이와 같은 상기 페달부(20)는 프레임부(10) 중앙의 파이프(14)에 힘점베어링(21)을 형성하고 상기 힘점베어링(21)에 지렛대(24)를 회전가능하게 연결하되 상기 지렛대(24)는 힘점베어링(21)을 중심으로 전방으로는 단부에 페달(24)이 형성되는 받침대(22)를 형성하고 힘점베어링(21) 후방으로 전달대(23)형성한다.

상기와 같은 받침대(22)는 전달대(23) 보다 길게 형성한다.

이러한 상기 페달부(20)의 전달대(23) 단부는 크랭크부(30)와 연결된다.

이와 같은 크랭크부(30)는 커넥팅로드(31) 상단부가 전달대(23)의 단부와 연 결되고 상기 커넥팅로드(31) 하단부는 프레임부(10)의 파이프(14) 후방에 차체고정베어링(32)으로 회전가능하게 고정된 크랭크(33)의 크랭크핀(34)에 연결 형성된다.

이러한 크랭크(33)는 크랭크핀(34)이 상호 반대방향으로 크랭크부(30)의 회전반경을 각 180도로 분할하여 2행정으로 회전할 수 있도록 형성한다.

이렇게 형성된 상기 크랭크부(30)의 회전운동을 구동부(40)에 전달하여 프레임부(10)의 후방의 베어링에 고정된 한 쌍의 뒷바퀴(41)을 회전시키도록 형성한다.

상기와 같은 구동부(40)는 크랭크부(30)의 양단과 뒷바퀴(41)에 스프로킷(42)을 형성하고 상기 스프로킷(42)에는 체인(43)으로 연결형성한다.

또한, 상기 구동부(40)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 크랭크부(30)의 중앙에 구동기어(44)를 형성하고 상기 한 쌍의 뒷바퀴(41)를 연결하는 연결축(45)에 상기 구동기어(44)와 치합하는 전달기어(46)를 형성한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 크랭크부(30)는 회전반경을 각 90도로 분할하여 크랭크부(30)가 회전할 수 있도록 4개의 크랭크핀(34)을 형성하고 상기 크랭크핀(34)에 연결되는 지렛대(24), 페달(25), 커넥팅로드(31)를 각각 4개씩 형성하되 상기 외측에 형성된 페달(25')에는 페달공(27)을 형성하고 상기 페달(25') 내측에는 페달(25') 보다 두께가 두꺼운 내측페달(26)을 형성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자전거에 동력을 전달하여 추진력을 얻기 위하여 사용자가 페달부(20) 일측의 페달(25)을 밟게 되면 지렛대(24)의 받침대(22)가 힘점베어링(21)을 중심으로 일측 페달(25)이 하강하게 되고 전달대(23)의 단부는 상승하면서 상기 전달 대(23)에 연결된 크랭크부(30)의 크랭크핀(24) 중 하나의 크랭크핀(24)을 당겨주면서 크랭크(33)가 전방으로 회전하게 된다.

이때 당겨지는 크랭크핀(24)의 반대방향에 형성된 크랭크핀(24)은 후방으로 회전하면서 타측의 페달(25)이 상승하게 된다.

상기와 같이 한 쌍의 페달(25)을 번갈아 가면서 밟아주면 크랭크부(30)가 회전하게 된다.

이와 같이 크랭크(33)가 차체고정베어링(32)을 중심으로 회전하면 크랭크(33)에 고정되어 있는 스프로킷(42) 또는 구동기어(44)가 회전한다.

상기와 같이 스프로킷(42)이 회전하면 상기 스프로킷(42)과 체인(43)으로 연결된 뒷바퀴(41)가 회전하면서 추진력을 발생시키는 것이며, 구동기어(44)가 회전하면 상기 구동기어(44)와 치합 된 전달기어(46)가 고정된 연결축(45)이 회전하여 뒷바퀴(41)를 회전시킨다.

이와 같은 크랭크(33)의 크랭크핀(34)을 각 90도씩 분할하도록 4개를 형성하면 2개를 형성할 때보다 원만한 회전력을 얻을 수 있다.

이러한 크랭크핀(34)을 4개 형성하면 지렛대(24), 페달(25), 커넥팅로드(31)를 각각 4개씩 형성하여 구동력이 발생하는 것으로서 상기 페달은 한 쌍의 페달(25')을 외측에 형성하고 다른 한 쌍의 내측페달(26)을 페달(25') 내측에 형성한다.

상기와 같은 추진력을 얻는 상태를 좌측에 위치하고 있는 페달(25')과 내측페달(26)을 예를 들어 순서적으로 설명하면 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 페달(25')이 최상점에 있을 때 내측페달(26)은 페달(25)보다 낮은 위치에 있으며 페달(25')을 사용자가 밟으면 압력에 하강하면서 크랭크(33)의 회전에 의하여 내측페달(26)은 상승을 하게 되어 최상점으로 올라온다.

이때 (b)에 도시된 바와 같이 하강하는 페달(25')의 페달공(27)으로 내측페달(26)이 상승하게 되면서 크랭크(33)를 90도 회전시키면서 동시에 하강한다.

상기와 같이 동시에 하강을 하게 되면서 (c)에 도시된 바와 같이 페달(25')은 최하점에 먼저 도달하고 (d)에 도시된 바와 같이 내측페달(26)은 페달(25')보다 두꺼운 내측페달(26)의 두께만큼 더 밟게 되어 페달(25') 보다 나중에 최하점에 도달하게 된다.

이와 같이 페달(25')의 최상점이 내측페달(26) 보다 높고 내측페달(26)의 최하점이 페달(25')보다 낮게 위치하도록 페달(25')과 연결된 받침대(22)를 상측으로 휘어지게 형성하고 페달(25')의 전달대(23)의 길이를 내측페달(26)측의 전달대(23) 보다 짧게 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 예는 좌측에 위치한 페달(25')과 내측페달(26)을 기준으로 설명하였으며 우측에 위치한 페달은 좌측과 동일한 순서로 최상점과 최하점이 반대적으로 위치하게 된다.

이러한 지렛대의 원리는 도 7에 도시된 바와 같이 A(힘점받침거리):B(물건받침거리)=C(물건무게):D(누름무게)의 공식이 성립되며 즉, D(누름무게)×A(힘점받침거리)=B(물건받침거리)×C(물건무게)로 됨을 알 수 있다.

상기 공식에 대비하여 보면 힘점(H)에서 힘점받침거리가 100㎝이고 힘점(H) 에서 물건받침거리가 20㎝이며 물건의 무게가 200㎏일 경우를 상기 공식에 대입하여 보면 D×100=20×200으로 표시할 수 있으며 이는 D=400/100 이므로 40㎏의 무게만으로 200㎏의 물건을 들어올릴 수 있다.

즉, B=20(㎝), C=200(㎏)일 때 D=40(㎏)으로서 200㎏의 힘으로 추진력을 필요로 할 때 사용자는 40㎏만의 힘을 사용할 수 있어 적은 힘으로 많은 추진력을 낼 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치를 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치를 나타낸 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치의 다른 실시예를 나타낸 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 자전거 동력전달장치의 또 다른 실시예의 페달 작동상태도,

도 7은 지렛대의 원리를 나타낸 설명도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 프레임부 11 : 핸들

12 : 앞바퀴 13 : 안장

14 : 파이프 20 : 페달부

21 : 힘점베어링 22 : 받침대

23 : 전달대 24 : 지렛대

25 : 페달 26 : 내측페달

27 : 페달공 30 : 크랭크부

31 : 커넥팅로드 32 : 차체고정베어링

33 : 크랭크 34 : 크랭크핀

40 : 구동부 41 : 뒷바퀴

42 : 스프로킷 43 : 체인

44 : 구동기어 45 : 연결축

46 : 전달기어

Claims

전방으로는 핸들(11)을 구비하여 방향을 조정하는 앞바퀴(12)가 형성되고 중앙에는 안장(13)이 형성되도록 다수의 파이프(14)를 연결한 프레임부(10)와,

상기 프레임부(14)의 중앙으로 고정된 힘점베어링(21)에 지렛대(24)를 회전가능하게 연결하되 상기 지렛대(24)는 힘점베어링(21)의 전방으로 단부에 페달(24)이 형성되는 받침대(22)를 힘점베어링(21) 후방으로 연결되는 전달대(23) 보다 길게 형성한 페달부(20)와,

상기 페달부(20)의 전달대(23) 단부는 커넥팅로드(31) 상단부와 연결되고 상기 커넥팅로드(31) 하단부는 프레임부(10)의 파이프(14) 후방에 차체고정베어링(32)으로 회전가능하게 고정된 크랭크(33)의 크랭크핀(34)에 연결되는 크랭크부(30)와,

상기 크랭크부(30)의 회전운동을 전달하여 프레임부(10)의 후방에 베어링으로 고정된 한 쌍의 뒷바퀴(41)을 회전시키는 구동부(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치에 있어서,

상기 상기 크랭크부(30)는 크랭크핀(34)이 상호 반대방향으로 크랭크부(30)의 회전반경을 각 180도로 분할하여 2행정으로 회전할 수 있도록 형성한 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 크랭크부(30)는 회전반경을 각 90도로 분할하여 크랭크부(30)가 회전할 수 있도록 4개의 크랭크핀(34)을 형성하고 상기 크랭크핀(34)에 연결되는 지렛대(24), 페달(25), 커넥팅로드(31)를 각각 4개씩 형성하되 상기 패달(25)은 외측에 형성된 페달(25')에 페달공(27)을 형성하고 상기 페달(25') 내측에는 페달(25') 보다 두께가 두꺼운 내측페달(26)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자전거 동력전달 장치.