KR101165553B1 - 자전거 구동장치 - Google Patents

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KR101165553B1
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Abstract

자전거 구동장치가 개시된다. 제1 바퀴와 제2 바퀴가 체결된 프레임에 결합되는 자전거 구동장치에 있어서, 상기 프레임의 중앙부에 형성되며, 구동샤프트가 회전가능하도록 내장된 고정소켓과; 상기 고정소켓의 일측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제1 클러치 베어링이 내장된 제1 구동피니언기어와; 상기 고정소켓의 타측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제2 클러치 베어링이 내장된 제2 구동피니언기어와; 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 구동스프로킷과; 상기 제2 바퀴에 결합된 종동스프로킷과; 상기 구동스프로킷의 동력을 상기 종동스프로킷에 전달하는 동력전달부재와; 일단은 상기 고정소켓과 이격된 위치의 상기 프레임에 회동가능하게 결합되며, 타단은 상기 제1 구동피니언기어와 치합하는 제1 기어바가 결합된 제1 풋바와; 일단은 상기 고정소켓과 이격된 위치의 상기 프레임에 회동가능하게 결합되며, 타단은 상기 제2 구동피니언기어와 치합하는 제2 기어바가 결합된 제2 풋바를 포함하는 자전거 구동장치가 제공된다.

Description

자전거 구동장치 {Driving apparatus of bicycle}
본 발명은 자전거 구동장치에 관한 것으로서, 풋바들을 상하로 교차시켜 동력을 전달하는 자전거 구동장치에 관한 것이다.
종래의 자전거 구동장치는 도 1과 같이 페달(121,122)을 밟아 구동스프로킷(111)을 회전시킴으로써 후륜에 결합된 종동스프로킷(112)에 전달하는 방식이었다. 구동스프로킷(111)을 회전시키기 위해서 180도로 결합된 페달(121,122)을 교대로 밟아야 했다. 이때, F의 힘으로 페달(121)을 밟을 경우 구동스프로킷에 전달되는 전달힘은 F*sinθ에 비례하였다. 즉, θ가 90도 일때, 전달힘은 최대가 되었다. 이러한 전달힘이 최대일 경우는 페달(121,122)이 360도 회전하는 동안 각각의 페달(121,122)이 90도를 이루는 2번 밖에 없었다.
페달(121)이 도 1의 수직축(A)을 기준으로 시계반대방향으로 360도 회전함에 따른, F*sinθ의 함수 값을 x,y좌표로 나타내면 도 2와 같다. 도 2와 같이, 90도와 270도에서 각각 F 값을 가지는 데, 90도에서는 121번 페달이, 270도에서는 122번 페달이 수직축(A)와 90도를 이룸으로써 형성되는 함수 값이다.
한편, 도 2에서 빗금친 부분은 페달(121,122)이 수직축(A)과 90도의 각을 이루지 못함으로 인하여 발생하는 힘의 손실이 된다.
본 발명은, 힘의 전달률이 제일 좋은 위치에서 항상 구동스프로킷에 힘을 전달할 수 있는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 페달을 밟을 때와 들어올릴 때 모두 구동스프로킷에 동력을 전달할 수 있는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 구동스프로킷으로부터 페달이 일정한 이격거리를 유지하도록 하는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면,
제1 바퀴와 제2 바퀴가 체결된 프레임에 결합되는 자전거 구동장치에 있어서,
상기 프레임의 중앙부에 형성되며, 구동샤프트가 회전가능하도록 내장된 고정소켓과;
상기 고정소켓의 일측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제1 클러치 베어링이 내장된 제1 구동피니언기어와;
상기 고정소켓의 타측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제2 클러치 베어링이 내장된 제2 구동피니언기어와;
중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 구동스프로킷과;
상기 제2 바퀴에 결합된 종동스프로킷과;
상기 구동스프로킷의 동력을 상기 종동스프로킷에 전달하는 동력전달부재와;
일단은 상기 고정소켓과 이격된 위치의 상기 프레임에 회동가능하게 결합되며, 타단은 상기 제1 구동피니언기어와 치합하는 제1 기어바가 결합된 제1 풋바와;
일단은 상기 고정소켓과 이격된 위치의 상기 프레임에 회동가능하게 결합되며, 타단은 상기 제2 구동피니언기어와 치합하는 제2 기어바가 결합된 제2 풋바를 포함하는 자전거 구동장치가 제공된다.
또한, 상기 제1 풋바와 상기 제2 풋바 사이에 위치하며, 상기 제1 풋바와 상기 제2 풋바가 교차운동을 하도록 회전력을 전달하는 중심기어를 포함하는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 제1 기어바의 말단에는 제1 스토퍼가 돌출되어 결합되어 상기 제1 풋바의 회동각도를 제한하며,
상기 제2 기어바의 말단에는 제2 스토퍼가 돌출되어 결합되어 상기 제2 풋바의 회동각도를 제한하는 것을 특징으로 하는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 제1 풋바의 타단에는 제1 페달이 결합되며, 상기 제2 풋바의 타단에는 제2 페달이 결합되며,
상기 제1 페달은,
운전자의 일측 발바닥이 올려지는 제1 하부부재와;
상기 운전자의 일측 발등에 올려지는 제1 상부부재와;
상기 제2 페달은,
상기 운전자의 타측 발바닥이 올려지는 제2 하부부재와;
상기 운전자의 타측 발등이 올려지는 제2 상부부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 제1 기어바에는 제1 기어바 돌출부가 형성되어 있으며,
상기 제1 구동피니언기어에는 상기 제1 기어바 돌출부와 맞물리는 홈이 형성되어 있으며,
상기 제2 기어바에는 제2 기어바 돌출부가 형성되어 있으며,
상기 제2 구동피니언기어에는 상기 제2 기어바 돌출부와 맞물리는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 힘의 전달률이 제일 좋은 위치에서 항상 구동스프로킷에 힘을 전달할 수 있는 자전거 구동장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 페달을 밟을 때와 들어올릴 때 모두 구동스프로킷에 동력을 전달할 수 있는 자전거 구동장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 구동스프로킷으로부터 페달이 일정한 이격거리를 유지하도록 하는 자전거 구동장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 자전거 구동장치의 구성도.
도 2는 종래기술에 따른 자전거 구동장치의 힘의 손실을 보여주는 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치가 결합된 자전거의 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치가 결합된 자전거의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치가 결합된 자전거의 저면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치의 저면 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거 구동장치의 구성도.
도 9는 힘의 전달을 보여주기 위한 본 발명의 자전거 구동장치의 구성도.
도 10은 본 발명의 자전거 구동장치의 힘의 전달률을 보여주는 그래프.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자전거 구동장치의 사시도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치가 결합된 자전거의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치가 결합된 자전거의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치가 결합된 자전거의 저면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 구동장치의 저면 사시도이다.
본 실시예의 자전거 구동장치는, 제1 바퀴(220)와 제2 바퀴(230)가 체결된 프레임(210)에 결합되는 자전거 구동장치로서, 프레임(210)의 중앙부에 형성되며, 구동샤프트(미도시)가 회전가능하도록 내장된 고정소켓(31)과; 상기 고정소켓(31)의 일측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제1 클러치 베어링(미도시)이 내장된 제1 구동피니언기어(321)와; 고정소켓(31)의 타측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제2 클러치 베어링(미도시)이 내장된 제2 구동피니언기어(322)와; 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 구동스프로킷(331)과; 제2 바퀴(230)에 결합된 종동스프로킷(332)과; 구동스프로킷(331)의 동력을 종동스프로킷(332)에 전달하는 동력전달부재(34)와; 일단은 고정소켓(31)과 이격된 위치의 프레임(210)에 회동가능하게 결합되며, 타단은 제1 구동피니언기어(321)와 치합하는 제1 기어바(361)가 결합된 제1 풋바(351)와; 일단은 고정소켓(31)과 이격된 위치의 프레임(210)에 회동가능하게 결합되며, 타단은 제2 구동피니언기어(322)와 치합하는 제2 기어바(362)가 결합된 제2 풋바(352)와; 제1 풋바(351)와 제2 풋바(352) 사이에 치합하며, 제1 풋바(351)와 제2 풋바(352)가 교차운동을 하도록 회전력을 전달하는 중심기어(37)를 포함한다.
본 실시예의 자전거 구동장치는 프레임(210)에 결합하여, 사람의 동력을 바퀴에 전달하는 장치이다. 프레임(210)은 금속이나 카본으로 이루어질 수 있다. 프레임(210)은 다이아몬드 형태의 사각형일 수도 있으나, 다양한 형태의 변형이 이루어질 수 있다. 프레임(210)에는 제1 바퀴(220)와 제2 바퀴(230)가 체결된다. 제1 바퀴(220)와 제2 바퀴(230)는 각각 한 개일 수도 있으나, 여러 개일 수도 있다. (도 3 참조)
프레임(210)의 중앙부는 도 5와 같이, 고정소켓(31)이 형성된다. 여기서 "중앙부"는 수치적 의미에서 완전한 가운데를 의미하지 않으며, 대략적으로 중심부에 위치하는 것을 의미한다. 고정소켓(31)에는 구동샤프트(미도시)가 내장되어 있으며, 회전한다.
상기 구동샤프트와 고정소켓(31)의 내경 사이에는 베어링이 결합될 수 있다. 베어링은 회전마찰을 감소시킨다. 고정소켓(31)은 프레임(210)에 관통된 형상일 수 있다.
제1 구동피니언기어(321)는 고정소켓(31)의 일측이 회전가능하게 결합되어 있다. 제1 구동피니언기어(321)의 내부에는 제1 클러치 베어링(미도시)이 내장된다. 제1 클러치 베어링의 중심부는 상기 구동샤프트와 결합되어 있다. 제1 클러치 베어링에 의해서 제1 구동피니언기어(321)는 정방향(자전거가 앞으로 이동하는 방향)으로는 회전력을 구동스프로킷(331)에 전달한다. 그러나, 제1 클러치 베어링에 의해서 제1 구동피니언기어(321)는 역방향으로는 헛돌게 된다.(도7 참조)
제2 구동피니언기어(322)는 고정소켓(31)의 타측에 회전가능하게 결합된다. 제2 구동피니언기어(322)의 내부에는 제2 클러치 베어링(미도시)이 내장된다. 제2 클러치 베어링의 중심부는 상기 구동샤프트와 결합되어 있다. 상기 제2 클러치 베어링에 의해서 제2 구동피니언기어(322)는 정방향(자전거가 앞으로 이동하는 방향)으로는 회전력을 구동스프로킷(331)에 전달한다. 그러나, 제2 클러치 베어링에 의해서 제2 구동피니언기어(322)는 역방향으로는 헛돌게 된다. (도6 및 도7 참조)
제1 구동피니언기어(321)의 중심(사실상, 제1 클러치 베어링의 중심)과 제2 구동피니언기어(322)의 중심(사실상, 제2 클러치 베어링의 중심)은 고정소켓(31)을 관통하는 상기 구동샤프트에 연결되어 있다. (도7 참조)
본 실시예는, 고정소켓(31)을 중심에 두고, 양측에 제1 구동피니언기어(321)와 제2 구동피니언기어(322)가 배치된 형태이다. 그러나, 본 실시예의 고정소켓(31)이 한 쌍의 부품으로 구성되고, 그 한 쌍의 부품 사이에 제1 구동피니언기어(321)와 제2 구동피니언기어(322)가 위치하는 형태일 수 있다.
상기 구동샤프트에는 구동스프로킷(331)이 결합한다. 구동스프로킷(331)은 제1 구동피니언기어(321)가 정방향으로 회전할 때 함께 회전한다. 또한, 구동스프로킷(331)은 제2 구동피니언기어(322)가 정방향으로 회전할 때 함께 회전한다. 그러나 각각 클러치 베어링이 내장된 제1 구동피니언기어(321)와 제2 구동피니언기어(322)가 역회전할 경우에는 구동스프로킷(331)은 회전하지 않는다. 본 실시예의 동력전달 방법은 추후 상세히 설명하기로 한다. (도7 참조)
구동스프로킷(331)은 톱니형일 수도 있고, 풀리 형태일 수도 있다. 톱니형일 경우 동력전달부재(34)는 체인일 수 있다. 또한, 구동스프로킷(331)이 풀리형태일 경우 동력전달부재(34)는 벨트일 수 있다. 또한, 동력전달부재(34)는 구동스프로킷(331)과 종동스프로킷(332) 사이에 개재된 기어일 수도 있다.
종동스프로킷(332)은 동력전달부재(34)에 의해서 동력을 전달받으며, 제2 바퀴(230)에 동력을 전달한다. 본 실시예에서는 제2 바퀴(230)의 회전력으로 전진하는 자전거의 일반적인 구조이다. 그러나, 제2 바퀴(230)가 제1 바퀴(220)보다 앞에 위치하는 특이한 구조의 자전거에도 본 실시예의 자전거 구동장치는 적용가능할 수 있다.
한편, 제2 바퀴(230)에는 클러치 베어링이 내장되지 않을 수 있다. 클러치 베어링이 없을 경우, 제2 바퀴(230)의 회전력은 동력전달부재(34)를 통하여 구동스프로킷(331)으로 전달된다. 또한, 구동스프로킷(331)이 회전할 경우, 일체적으로 결합된 상기 구동샤프트도 회전하게 된다. 상기 구동샤프트가 회전할 경우 제1 구동피니언기어(321)와 제2 구동피니언기어(322)에 내장된 클러치 베어링의 중심부가 정회전한다. 이때, 상기 구동샤프트와 결합된 클러치 베어링의 중심부는 정회전하고, 외부는 상대적으로 역회전을 하기 때문에 전체적으로 클러치 베어링은 공회전을 한다. 결과적으로, 클러치 베어링이 내장되지 않은 제2 바퀴(230)가 앞으로 회전하더라도, 제1 구동피니언기어(321)와 제2 구동피니언기어(322)의 외부로 동력이 전달되지 않는다.
제2 바퀴(230)에 클러치 베어링을 내장하지 않으면, 내리막에서 풋바(351,352)를 밟지 않더라도, 제2 바퀴(230)가 회전함에 따라 제1 구동피니언기어(321) 및 제2 구동피니언기어(322)에 내장된 클러치 베어링의 중심부는 정방향으로 회전한다. 이때, 제1 기어바(361)와 제2 기어바(362)를 교차운동시키면, 제1 구동피니언기어(321)와 제2 구동피니언기어(322)에 내장된 클러치 베어링의 외부가 정방향으로 회전하게 된다, 결과적으로, 갑작스런 제1 구동피니언기어(321) 및 제2 구동피니언기어(322)의 정회전에도 불구하고 이들(321,322) 내부의 클러치 베어링의 중심부가 정회전하고 있는 상황이므로, 클러치 배어링의 중심과 가장자리의 맞물림으로 발생하는 "덜커덕" 소리, 즉 잡음이 사라진다.
제1 풋바(351)는 프레임(210)의 일측에 결합된다. 제1 풋바(351)의 일단은 고정소켓(31)과 이격된 위치의 프레임(210)에 소정의 각도로 회동가능하게 결합된다. 제1 풋바(351)의 일단은 제2 바퀴(230)의 회전축 부위에 결합될 수 있다. 제1 풋바(351)의 타단은 제1 구동피니언기어(321)와 치합하는 제1 기어바(361)가 결합되어 있다. 제1 기어바(361)와 제1 구동피니언기어(321)의 치형은 톱니형일 수도 있고, 체인과 같이 다수의 홈이 형성된 형태일 수도 있다. (도 3 및 도 4 참조)
제2 풋바(352)는 프레임(210)의 타측에 결합된다. 제2 풋바(352)의 일단은 고정소켓(31)과 이격된 위치의 프레임(210)에 소정의 각도로 회동가능하게 결합된다. 제2 풋바(352)의 일단은 제2 바퀴(230)의 회전축 부위에 결합될 수 있다. 제2 풋바(351)의 타단은 제2 구동피니언기어(322)와 치합하는 제2 기어바(362)가 결합되어 있다. 제2 기어바(362)와 제2 구동피니언기어(322)의 치형은 톱니형일 수도 있고, 체인과 같이 다수의 홈이 형성된 형태일 수도 있다. (도 3 및 도 4 참조)
한편, 제1 풋바(351)의 일단은 제1 바퀴(220)와 인접한 위치의 프레임(210)의 일측에 결합될 수 있다. 또한, 제2 풋바(352)의 일단은 제1 바퀴(220)와 인접한 프레임(210)의 타측에 결합될 수 있다.
도 3과 같이 제1 풋바(351)와 제2 풋바(352)가 상하로 교차되는 운동을 할때, 제 1풋바(351)에 결합된 제1 기어바(361)와 제1 구동피니언기어(321)가 치합하면서 구동스프로킷(331)에 동력을 전달한다. 또한, 제 2풋바(352)에 결합된 제2 기어바(362)와 제2 구동피니언기어(322)가 치합하면서 구동스프로킷(331)에 동력을 전달한다. 이러한 구동스프로킷(331)의 회전력은 동력전달부재(34)와 종동스프로킷(332)을 거쳐 제2 바퀴(230)에 전달된다.
풋바(351,352)의 일단이 구동피니언기어(321.322)와 이격되어 프레임(210)에 결합함에 따라, 풋바(351,352)가 제한된 각도를 회동하더라도 기어바(361,362)가 결합된 풋바(351,352)의 타단은 상당한 거리를 유동하게 된다. 결과적으로, 한 번의 풋바(351,352)의 하강운동으로 기어바(361,362)와 구동피니언기어(231,232)는 많은 치합을 이루게 된다.
한편, 제1 풋바(351)와 제2 풋바(352)가 교차운동을 하도록, 제1 풋바(351)와 제2 풋바(352)의 사이에는 중심기어(37)가 개재될 수 있다. 본 실시예와 같이, 중심기어(37)는 제1 기어바(361)와 제2 기어바(362)에 직접적으로 치합 할 수도 있다. 또한, 중심기어(37)는 제1 구동피니언기어(321)와 제2 구동피니언기어(322)를 매개로 하여 간접적으로 제1 기어바(361)와 제2 기어바(362)에 치합할 수 있다. 이러한, 중심기어(37)는 제1 풋바(351)와 제2 풋바(352)가 교차운동을 하는 기능에 부합하는 범위 내에서, 직접적 또는 간접적으로 치합될 수 있다. 간접적으로 치합하는 방식은 이후의 제2 실시예에서 다시 설명하기로 한다. (도 6 및 도 7 참조)
기어바(361,362)와 중심기어(37)의 치합방식은 톱니형의 치형을 이용하여 치합할 수도 있고, 홈과 돌기 방식으로 치합할 수도 있다. 또한, 전달부재를 매개로 간접적으로 치합할 수도 있다.
또한, 제1 기어바(361)의 외측과 제1 구동피니언기어(321)가 치합할 수도 있고, 제2 기어바(362)의 외측과 제2 구동피니언기어(322)가 치합할 수도 있다.
이러한 중심기어(37)에 의해서 제1 풋바(351)가 하단으로 내라가면, 상대적으로 제2 풋바(352)는 상단으로 올라간다. 또한, 제1 풋바(351)가 상단으로 올라가면, 제2 풋바(352)는 하단으로 내려간다. 이렇게, 제1 풋바(351)와 제2 풋바(352)는 연속된 교차운동을 할 수 있게 된다. (도6 및 도7 참조)
또한, 제1 기어바(361)의 말단에는 제1 스토퍼(391)가 돌출되어 결합되어 상기 제1 풋바(351)의 회동각도를 제한한다. 제1 풋바(351)가 소정의 회동각도를 넘어서 하단으로 쳐질 경우 제1 스토퍼(391)는 제1 구동피니언기어(321)에 형성된 홈에 결합한다. 따라서, 제1 풋바(351)는 더 이상 하단으로 내려가지 않는다.
동일하게, 제2 기어바(362)의 말단에는 제2 스토퍼(392)가 돌출되어 결합되어 제2 풋바(352)의 회동각도를 제한한다. 제2 풋바(352)가 소정의 회동각도를 넘어서 하단으로 쳐질 경우 제2 스토퍼(392)는 제2 구동피니언기어(322)에 형성된 홈에 결합한다. 따라서, 제2 풋바(352)는 더 이상 하단으로 내려가지 않는다.(도6 참조)
따라서, 자전거 운전자가 과도하게 힘을 주어 풋바(351,352)를 누르더라도, 풋바(351,352)가 이탈되는 현상을 방지할 수 있다.
제1 풋바(351)의 타단에는 제1 페달(381)이 결합되며, 제2 풋바(352)의 타단에는 제2 페달(382)이 결합될 수 있다. 자전거 운전자가 제1 페달(381)과 제2 페달(382)에 각각 좌우측 발을 올려놓고, 누름으로써 제 1 풋바(351)와 제2 풋바(352)를 상하 교차되도록 할 수 있다.(도 3 및 도 4 참조)
제1 페달(381)은 운전자의 일측 발바닥이 올려지는 제1 하부부재(3811)와, 운전자의 일측 발등에 올려지는 제1 상부부재(3812)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 페달(382)은, 운전자의 타측 발바닥이 올려지는 제2 하부부재(3821)와, 운전자의 타측 발등이 올려지는 제2 상부부재(3822)를 포함할 수 있다. 제1 페달(381)과 제2 페달(382)는 자전거 운전자의 발을 끼워넣을 수 있는 구조를 취함으로써, 페달(381,382)을 밟을 때와 들어올릴 때 모두 풋바들(351,352)에 힘을 전달할 수 있게 된다. (도3 및 도 4 참조)
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거 구동장치의 평면도이다. 본 실시예는 중심기어(47)가 제1 구동피니언기어(421)와 제2 구동피니언기어(422) 사이에 개재됨으로써, 동력을 전달하는 구조이다. 고정소켓(41)에는 구동샤프트(411)가 회전가능하도록 결합되어 있다.
또한, 제1 구동피니언기어(421)와 제1 기어바(461)가 치합하고, 제2 구동피니언기어(422)와 제2 기어바(462)가 치합한다. 결과적으로 제1 기어바(461), 제1 구동피니언기어(421), 중심기어(47), 제2 구동피니언기어(422), 제2 기어바(462)는 순차적으로 치합하기 때문에, 제1 기어바(461)가 하강하면 제2 기어바(462)는 상승한다. 또한, 제1 기어바(461)가 상승하면 제2 기어바(462)는 하강한다. 결과적으로, 제1 풋바(451)와 제2 풋바(452)는 교차운동을 하게 된다.
한편, 제1 기어바(461)에는 제1 기어바 돌출부(4611)가 형성되어, 제1 구동피니언기어(421)에 형성된 홈에 삽입된다. 그 결과, 제1 기어바(461)가 외부로 쉽게 이탈되지 않게 되어, 제1 구동피니언기어(421)와 치합이 잘 이루어진다. 또한, 제2 기어바(462)에는 제1 기어바 돌출부(4621)가 형성되어, 제2 구동피니언기어(422)에 형성된 홈에 삽입된다. 그 결과, 제2 기어바(462)가 외부로 쉽게 이탈되지 않게 되어, 제2 구동피니언기어(422)와 치합이 잘 이루어진다.
도 9는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 자전거 구동장치의 힘의 전달원리를 설명하기 위한 개략도이다. 기어바(561)가 상하로 이동할 경우, 기어바(561)는 구동피니언기어(521)의 C지점에서 치합한다. 가상의 수직축(B)를 기준으로 보면, C 지점은 90도를 이루는 지점이다. 도 2에서 설명한 바와 같이, 기어바(561)를 누르는 힘(F)이 실질적으로 구동피니언기어(521)에 전달되는 비율은 sinθ에 비례한다. 그러나, 제1 및 제2 실시예에 따른 자전거 구동장치는 θ값이 90도를 이루는 상황에서 구동피니언기어(521)에 힘이 전달되므로, 구동피니언기어(521)가 360도 회전하는 동안 도 10과 같이, 기어바(561)를 누르는 F의 힘이 그대로 구동피니언기어(521)에 전달된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자전거 구동장치의 사시도이다. 본 실시예의 자전거 구동장치(60)는 프레임에 결합되기 전의 형태를 보여준다. 본 실시예의 자전거 구동장치(60)는 고정소켓(61)이 일종의 박스형태를 이루고 있다. 고정소켓(61)의 내부에 제1 구동피니언기어(미도시)와 제2 구동피니언기어(622)가 배치된 형태이다. 본 실시예의 고정소켓(61)이 케이스의 형태를 이룸으로써, 구동피니언기어과 같은 중요한 부품이 외부로 드러나지 않는 구조이다. 이러한, 제1 구동피니언기어(미도시)와 제2 구동피니언기어(622)도 고정소켓(61)의 일측 및 타측에 위치하는 구조로 볼 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
프레임(210) 제1 바퀴(220)
제2 바퀴(230) 고정소켓(31)
제1 구동피니언기어(321) 구동스프로킷(331)
종동스프로킷(332) 동력전달부재(34)
제1 풋바(351) 제2 풋바(352)
제1 기어바(361) 제2 기어바(362)
중심기어(37)

Claims (5)

  1. 제1 바퀴(220)와 제2 바퀴(230)가 체결된 프레임(210)에 결합되는 자전거 구동장치에 있어서,
    상기 프레임(210)의 중앙부에 형성되며, 구동샤프트가 회전가능하도록 내장된 고정소켓(31)과;
    상기 고정소켓(31)의 일측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제1 클러치 베어링이 내장된 제1 구동피니언기어(321)와;
    상기 고정소켓(31)의 타측에 회전가능하게 결합되며, 중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 제2 클러치 베어링이 내장된 제2 구동피니언기어(322)와;
    중심부가 상기 구동샤프트에 결합된 구동스프로킷(331)과;
    상기 제2 바퀴(230)에 결합된 종동스프로킷(332)과;
    상기 구동스프로킷(331)의 동력을 상기 종동스프로킷(332)에 전달하는 동력전달부재(34)와;
    일단은 상기 고정소켓(31)과 이격된 위치의 상기 프레임(210)에 회동가능하게 결합되며, 타단은 상기 제1 구동피니언기어(321)와 치합하는 제1 기어바(361)가 결합된 제1 풋바(351)와;
    일단은 상기 고정소켓(31)과 이격된 위치의 상기 프레임(210)에 회동가능하게 결합되며, 타단은 상기 제2 구동피니언기어(322)와 치합하는 제2 기어바(362)가 결합된 제2 풋바(352)를 포함하는 자전거 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 풋바(351)와 상기 제2 풋바(352) 사이에 위치하며, 상기 제1 풋바(351)와 상기 제2 풋바(352)가 교차운동을 하도록 회전력을 전달하는 중심기어(37)를 포함하는 자전거 구동장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 기어바(361)에는 제1 기어바 돌출부(4611)가 형성되어 있으며,
    상기 제1 구동피니언기어(321)에는 상기 제1 기어바 돌출부(4611)와 맞물리는 홈이 형성되어 있으며,
    상기 제2 기어바(362)에는 제2 기어바 돌출부(4621)가 형성되어 있으며,
    상기 제2 구동피니언기어(322)에는 상기 제2 기어바 돌출부(4621)와 맞물리는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자전거 구동장치.
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