KR101162887B1 - 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치에 관한 것으로, 이 중간 구동장치는 자전거 페달의 정회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 정회전용 구동기어와 정회전용 서브 구동기어 및 기어 커버로 이루어지는 정회전 구동수단과, 자전거 페달의 역회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 역회전용 구동기어와 상기 역회전용 구동기어가 조립되도록 그 전후방에 각각 설치되는 기어 커버로 이루어지는 역회전 구동수단 및, 자전거의 드럼 축과 다중 V벨트로 연결되어 드럼의 회전력이 전달되는 드럼용 풀리와 자전거의 크랭크 축과 다중 V벨트로 연결되어 크랭크의 회전력이 전달되는 크랭크용 풀리로 이루어지는 기어 고정수단을 포함하여 구성된다.
따라서, 자전거의 정구동과 역구동을 드럼의 회전을 멈추지 않은 상태로 변환이 쉽게 함으로써 기어구동의 효율을 향상시키고, 자전거의 페달을 정회전 뿐만 아니라 역회전시키는 경우에도 그 구동력이 균일하게 전달되어 자전거를 통한 사용자의 운동력을 증대시키며, 자전거의 기어구동이 보다 효과적으로 일어나기 때문에 자전거의 소음 저감 및 품질향상을 도모할 수 있다.

Description

의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치{A bicycle middle driving gear for health care and health fitness}

본 발명은 자전거의 구동장치에 관한 것으로, 특히 자전거의 페달을 정회전뿐만 아니라 역회전시키는 경우에도 그 구동력이 균일하게 전달되어 자전거를 통한 사용자의 운동력을 증대시킴과 아울러 페달의 정역회전시 드럼의 회전을 멈추지 않은 상태로 변환을 용이하게 할 수 있도록 된 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 현대인들은 최근 건강에 관심이 높아지면서 비만 및 몸매에 대한 염려로 인하여 다이어트의 열풍이 불고 있으며, 특히 좁은 공간에서 단시간내에 적은 운동하중으로 하체를 단련시킴과 더불어 유연성 등을 증대시키기 위한 수단으로 헬스용 자전거를 많이 이용하고 있다.

즉, 도 1에 도시된 것과 같이 종래의 헬스용 자전거(100)는 지지프레임(101)의 상부측에 설치된 손잡이(102)와, 계기판(103)과, 안장(104) 및, 손잡이(102)와 안장(104) 사이에 구비되면서 페달(105)과 연계되는 구동장치(106)로 구성되어, 상기 페달(105)에 의한 구동장치(110)를 통해 운동하는 기구이다.

따라서, 상기 헬스용 자전거(100)의 안장(104)에 앉은 상태에서 페달(105)에 발을 맞대고 정방향으로 회전시키면, 상기 페달(105)에 연계되는 구동장치(110)의 회전과정에서 하체의 단련이 가능하므로, 운동이 부족한 현대인에게 좁은 운동장소에서 단시간내에 운동효과를 줄 수 있는 것이다.

그런데, 상기 헬스용 자전거(100)는 페달(105)에 연결된 구동장치(110)를 작동시키는 구성으로서, 상기 페달(105)이 정회전하는 경우 하체의 단련운동이 가능하지만 역회전하는 과정에서는 상기 구동장치(110)가 공회전하기 때문에 상기 헬스용 자전거(100)를 이용하여 다양한 운동효과를 기대하기 어려웠다.

또한, 근래에 들어 자전거의 페달(105)을 정역회전시켜 운동효과를 증대시키는 헬스용 자전거(100)가 개발되고 있으나, 종래 헬스용 자전거(100)의 구동장치(110)는 페달(105)의 정역회전시 회전축의 회전력을 전달하는 과정에서 과도한 소음이 발생되는 문제가 있고, 상기 구동장치(110)를 구성하는 각종 기어들이 쉽게 마모되어 구동장치(110)의 내구성이 저하되는 단점이 있으며, 상기 페달(105)의 정역회전시 기어의 변환이 효율적으로 진행되지 않기 때문에 자전거 드럼의 회전을 멈추어야 하는 불편함이 있었다.

이에 본 발명은 종래 헬스용 자전거의 구동장치가 갖는 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 자전거의 페달을 정회전 뿐만 아니라 역회전시키는 경우에도 그 구동력이 균일하게 전달되어 자전거를 통한 사용자의 운동력을 증대시키도록 한 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 자전거 페달의 정역회전시 드럼의 회전을 멈추지 않은 상태로 변환을 용이하게 함으로써 보다 효과적인 기어구동이 일어날 수 있도록 된 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치를 제공함에 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자전거 페달의 정회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 정회전용 구동기어와, 상기 정회전용 구동기어 사이에 치합되는 정회전용 서브 구동기어 및, 상기 기어들이 조립되도록 그 전후방에 각각 설치되는 기어 커버로 이루어지는 정회전 구동수단과, 자전거 페달의 역회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 역회전용 구동기어와, 상기 역회전용 구동기어가 조립되도록 그 전후방에 각각 설치되는 기어 커버로 이루어지는 역회전 구동수단 및, 자전거의 드럼 축과 다중 V벨트로 연결되어 드럼의 회전력이 전달됨과 아울러 상기 정회전 구동수단 및 역회전 구동수단에 조립되는 드럼용 풀리와, 자전거의 크랭크 축과 다중 V벨트로 연결되어 크랭크의 회전력이 전달됨과 아울러 상기 정회전 구동수단 및 역회전 구동수단에 조립되는 크랭크용 풀리로 이루어지는 기어 고정수단을 포함하여 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치를 구성한다.

일 실시예로서, 상기 기어 고정수단의 드럼용 풀리 양단부에 각각 조립됨과 동시에 상기 정회전용 구동기어 및 상기 역회전용 구동기어에 각각 조립되어 드럼용 풀리를 잠궈주거나 잠금해제함으로써 페달의 정회전 및 역회전시 정회전용 구동기어와 역회전용 구동기어의 구동을 제어할 수 있도록 된 클러치 베어링을 더 포함하여 구성된다.

일 실시예로서, 상기 한 쌍의 정회전용 구동기어 및 하나의 정회전용 서브 구동기어로 이루어진 상기 정회전 구동수단이 스퍼기어와, 헬리컬기어, 웜기어, 체인 및, 타이밍벨트 중 어느 하나로 구성된다.

일 실시예로서, 상기 한 쌍의 역회전용 구동기어로 이루어진 상기 역회전 구동수단이 스퍼기어 또는 헬리컬기어 중 어느 하나로 구성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치에 의하면, 자전거의 정구동과 역구동을 드럼의 회전을 멈추지 않은 상태로 변환이 쉽게 함으로써 기어구동의 효율을 향상시키고, 자전거의 페달을 정회전뿐만 아니라 역회전시키는 경우에도 그 구동력이 균일하게 전달되어 자전거를 통한 사용자의 운동력을 증대시키며, 자전거의 기어구동이 보다 효과적으로 일어나기 때문에 자전거의 소음 저감 및 품질향상을 도모할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 헬스용 자전거를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치를 나타낸 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치 구조를 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 중간 구동장치의 조립상태를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치가 작동되는 상태를 나타낸 상태도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

본 발명에 따른 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치를 도 2 내지 도 4를 참조로 설명하면, 상기 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치(1)는 실내에서 사용되는 자전거의 정구동과 역구동을 드럼(2)의 회전을 멈추지 않으면서 그 변환이 쉽게 일어나도록 하는 기어장치이다.

즉, 상기 중간 구동장치(1)는 자전거의 크랭크(3)가 걸리는 크랭크 축(3a)과 자전거 드럼(2)의 드럼 축(2a) 사이에 설치되는 바, 크게 정회전 구동수단(10)과 역회전 구동수단(20) 및 기어 고정수단(30)을 포함하여 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치(1)를 구성한다.

여기서, 상기 중간 구동장치(1)의 정회전 구동수단(10)은 자전거 페달의 정회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 정회전용 구동기어(11)와, 상기 정회전용 구동기어(11) 사이에 치합되는 정회전용 서브 구동기어(12) 및, 상기 기어들이 조립되도록 그 전후방에 각각 설치되는 기어 커버(13)로 이루어진다.

그리고, 상기 역회전 구동수단(20)은 자전거 페달의 역회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 역회전용 구동기어(21)와, 상기 역회전용 구동기어(21)가 조립되도록 그 전후방에 각각 설치되는 기어 커버(22)로 이루어진다.

또한, 상기 기어 고정수단(30)은 자전거의 드럼 축(2a)과 다중 V벨트(4)로 연결되어 드럼(2)의 회전력이 전달됨과 아울러 상기 정회전 구동수단(10) 및 역회전 구동수단(20)에 조립되는 드럼용 풀리(31)와, 자전거의 크랭크 축(3a)과 다중 V벨트(4)로 연결되어 크랭크(3)의 회전력이 전달됨과 아울러 상기 정회전 구동수단(10) 및 역회전 구동수단(20)에 조립되는 크랭크용 풀리(32)로 이루어진다.

그러므로, 상기 중간 구동장치(1)는 자전거의 드럼(2)과 상기 드럼용 풀리(31)가 다중 V벨트(4)로 연결되는 구조이고, 자전거의 크랭크(3)와 상기 크랭크용 풀리(32)가 다중 V벨트(4)로 연결되는 구조이다.

따라서, 상기 중간 구동장치(1)는 두 개의 다중 V벨트(4)와 드럼용 풀리(31) 및 크랭크용 풀리(32)를 이용하여 고정된다.

한편, 상기 중간 구동장치(1)의 또 다른 특징으로서 상기 기어 고정수단(30)의 드럼용 풀리(31) 양단부에 각각 조립됨과 동시에 상기 정회전용 구동기어(11) 및 상기 역회전용 구동기어(21)에 각각 조립되어 드럼용 풀리(31)를 잠궈주거나 잠금해제함으로써 페달의 정회전 및 역회전시 정회전용 구동기어(11)와 역회전용 구동기어(21)의 구동을 제어할 수 있도록 된 클러치 베어링(33)을 더 포함하여 구성된다.

즉, 상기 중간 구동장치(1)의 기어구동 원리는 정회전시 상기 정회전 구동수단(10)에 조립되는 상기 클러치 베어링(33)이 상기 드럼용 풀리(31)를 잠궈줌으로써 이렇게 고정된 드럼용 풀리(31)를 구동시켜 자전거 드럼(2)을 회전시키는 것이다.

그리고, 역회전시 상기 역회전 구동수단(20)에 조립되는 상기 클러치 베어링(33)이 상기 크랭크용 풀리(32)를 잠궈줌으로써 이렇게 고정된 크랭크용 풀리(32)를 정회전으로 전환시켜 정회전하고 있는 크랭크용 풀리(32)를 이어 돌릴 수 있도록 된 것이다.

그러므로, 상기 중간 구동장치(1)는 자전거 페달의 정회전과 역회전시 반대되는 쪽의 구동이 상기 클러치 베어링(33)의 풀림을 통해 기어구동에 영향을 주지않게 되는 것이다.

여기서, 상기 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치(1)는 도 5에 도시된 것과 같이, 크게 상기 정회전 구동수단(10)과 역회전 구동수단(20) 및 기어 고정수단(30)의 조립으로 상기 중간 구동장치(1)를 구성하고, 상기 기어 고정수단(30)을 이루는 상기 드럼용 풀리(31)에 자전거 드럼(2)의 동력이 전달되도록 다중 V벨트(4)가 설치되며, 상기 기어 고정수단(30)의 상기 크랭크용 풀리(32)에 자전거 크랭크(3)의 동력이 전달되도록 다중 V벨트(4)가 설치되는 구조이다.

그리고, 상기 정회전 구동수단(10)을 구성하는 한 쌍의 정회전용 구동기어(11) 및 하나의 정회전용 서브 구동기어(12)는 스퍼기어와, 헬리컬기어, 웜기어, 체인 및, 타이밍벨트 중 어느 하나를 선택하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 역회전 구동수단(20)을 구성하는 한 쌍의 역회전용 구동기어(21)는 스퍼기어 또는 헬리컬기어 중 어느 하나를 선택하여 구성할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 의료 및 헬스용 자전거에 상기 중간 구동장치(1)가 설치되어 자전거 페달의 정회전 및 역회전시 그 동력전달이 원활하게 이루어지게 하고, 페달의 정역회전시 소음 및 기어의 마모를 최소화함으로써 의료 및 헬스용 자전거의 품질을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1 : 중간 구동장치 2 : 드럼
2a : 드럼 축 3 : 크랭크
3a : 크랭크 축 4 : 다중 V벨트
10 : 정회전 구동수단 11 : 정회전용 구동기어
12 : 정회전용 서브 구동기어 13 : 기어 커버
20 : 역회전 구동수단 21 : 역회전용 구동기어
22 : 기어 커버 30 : 기어 고정수단
31 : 드럼용 풀리 32 : 크랭크용 풀리
33 : 클러치 베어링

Claims (4)

1. 자전거 페달의 정회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 정회전용 구동기어와, 상기 정회전용 구동기어 사이에 치합되는 정회전용 서브 구동기어 및, 상기 기어들이 조립되도록 그 전후방에 각각 설치되는 기어 커버로 이루어지는 정회전 구동수단;과
   자전거 페달의 역회전시 작동되어 그 구동력을 전달할 수 있도록 한 쌍의 역회전용 구동기어와, 상기 역회전용 구동기어가 조립되도록 그 전후방에 각각 설치되는 기어 커버로 이루어지는 역회전 구동수단; 및
   자전거의 드럼 축과 다중 V벨트로 연결되어 드럼의 회전력이 전달됨과 아울러 상기 정회전 구동수단 및 역회전 구동수단에 조립되는 드럼용 풀리와, 자전거의 크랭크 축과 다중 V벨트로 연결되어 크랭크의 회전력이 전달됨과 아울러 상기 정회전 구동수단 및 역회전 구동수단에 조립되는 크랭크용 풀리로 이루어지는 기어 고정수단;을 포함하여 구성된 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기어 고정수단의 드럼용 풀리 양단부에 각각 조립됨과 동시에 상기 정회전용 구동기어 및 상기 역회전용 구동기어에 각각 조립되어 드럼용 풀리를 잠궈주거나 잠금해제함으로써 페달의 정회전 및 역회전시 정회전용 구동기어와 역회전용 구동기어의 구동을 제어할 수 있도록 된 클러치 베어링을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 정회전용 구동기어 및 하나의 정회전용 서브 구동기어로 이루어진 상기 정회전 구동수단이 스퍼기어와, 헬리컬기어, 웜기어, 체인 및, 타이밍벨트 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 역회전용 구동기어로 이루어진 상기 역회전 구동수단이 스퍼기어 또는 헬리컬기어 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 의료 및 헬스용 자전거의 중간 구동장치.

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