KR101184662B1 - 와이어구동의 스텝퍼형 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스텝퍼형 자전거에 관한 것으로 더욱 상세하게는 본 발명의 자전거는 전후방향으로 가로놓인 주프레임과;
상기 주프레임의 전면에서 연결프레임에 의해 결합되는 수직프레임의 상?하부에 각각 위치한 조향핸들 및 조향바퀴에 의해 방향전환이 가능하도록 구성된 조향장치와;
상기 연결프레임에 일측 단부가 힌지결합하는 한 쌍의 발판프레임을 상하로 회동시켜 형성된 동력을 와이어에 의해 주프레임의 후미에 구성된 구동바퀴로 동력을 전달시켜 구동력을 발생시키는 구동장치;
로 구성된 것이 특징인 와이어구동의 스텝퍼형 자전거에 관한 것이다.

Description

와이어구동의 스텝퍼형 자전거{Stepper type cycle of wire-drive}

본 발명은 스텝퍼형 자전거에 관한 것으로, 헬스장에 고정되어 있는 걷기운동기구인 스텝퍼와 이동수단 및 운동기구인 자전거의 기능을 가지도록 한 것으로, 구동장치로서 와이어를 이용하여 제작단가를 낮추고 제품의 무게를 줄일 수 있도록 하였으며, 특히 변속장치를 부가하여 이동수단으로서의 기능도 강화하는 것이

자전거는 크게 실내에서 타는 고정식과 실외에서 타는 유동식의 자전거로 나눌 수 있으며, 웰빙 및 레저가 각광받고 있는 현 시점에서 자전거는 다시 유행하고 있는 실정이다.

또한, 웰빙이 대두되는 현시점에서 하체운동기구와 걷기운동기구를 겸한 스텝퍼의 기능도 향상되어 가고 있다.

이에 본 출원인은 스텝퍼의 기능에 이동수단으로서의 자전거의 기능을 부과함으로써 실내에서만 사용하던 스텝퍼를 야외에서도 사용할 수 있도록 하여 운동의 효율을 높일 있도록 하였다.

본 발명은 운동기구인 스텝퍼가 한 장소에 고정되어 있음으로 따분함을 빨리 느끼게 하는 것과 자전거의 일률적인 형태에서 탈출하여 발판을 밟아 운동하는 기구형태의 몸체에 자전거와 같이 바퀴를 구성하여 스텝퍼의 걷기기능을 가지면서 스템퍼의 구름운동을 몸체에 구성된 바퀴에 회전력을 전달시킴으로써 사용자가 보다 즐겁게 운동할 수 있도록 하였다.

본 발명의 해결수단으로 본 발명의 자전거는 전후방향으로 가로놓인 주프레임과;

상기 주프레임의 전면에서 연결프레임에 의해 결합되는 수직프레임의 상?하부에 각각 위치한 조향핸들 및 조향바퀴에 의해 방향전환이 가능하도록 구성된 조향장치와;

상기 연결프레임에 일측 단부가 힌지결합하는 한 쌍의 발판프레임을 상하로 회동시켜 형성된 동력을 와이어 의해 주프레임의 후미에 구성된 구동바퀴로 동력을 전달시켜 구동력을 발생시키는 구동장치;

로 구성하였다.

본 발명의 스템퍼형 자전거는 헬스기구인 스텝퍼의 기능과 자전거의 기능이 동시에 가능한 이동수단 및 건강을 보호하는 헬스기구로서 사용가능한 것으로, 특히 실내에서만 사용하는 걷기기구인 스텝퍼의 단점인 쉽게 싫증이 나는 것을 방지하여 꾸준히 운동을 할 수 있도록 하여 준다.

도 1의 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거를 다른 측면에서 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 크랭크장치를 나타낸 일부분 사시도.
도 4는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 전환장치를 나타낸 일부분 사시도.
도 5는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 텐션장치를 나타낸 일부분 사시도.
도 6은 A의 일부분 상세도.
도 7은 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거에 변속장치가 추가 구성된 자전거를 나타낸 사시도.
도 8은 도 7의 변속장치를 나타낸 일부분 사시도.
도 9는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거에 변속장치가 추가 구성된 자전거의 일 실시도.
도 10은 도 9의 변속장치를 나타낸 일부분 사시도.
도 11과 변속장치의 걸림부재와 하우징을 나타낸 일부분 사시도.
도 12, 13은 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 변속원리를 나타낸 개요도.

이하 상술한 목적 및 구성을 갖는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1의 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거를 다른 측면에서 나타낸 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 와이어구동의 자전거(1)는 전후방향으로 가로놓인 주프레임(2)과, 상기 주프레임(2)의 전면에서 연결프레임(5)에 의해 결합되는 수직프레임(32)의 상?하부에 각각 위치한 조향핸들(31) 및 조향바퀴(33)에 의해 방향전환이 가능하도록 구성된 조향장치(3)와, 상기 연결프레임(5)에 일측 단부가 힌지결합하는 한 쌍의 발판프레임(41)을 상하로 회동시켜 형성된 동력을 와이어(45)에 의해 주프레임(2)의 후미에 구성된 구동바퀴(42)로 동력을 전달시켜 구동력을 발생시키는 구동장치(4)로 구성되는 것이 특징이다.

상술한 구성을 조금 더 자세히 설명하면 본 발명의 자전거(1)는 주프레임(2)의 양단에 바퀴(33, 42)가 구성되되 특히, 주프레임(2)의 전면부는 연결프레임(5)과 결합하는 수직프레임(32)의 상?하부에 각각 조향핸들(31)과 조향바퀴(33)를 구성하여 수직프레임(32)의 상부에 구성된 조향핸들(31)의 방향전환에 따라 수직프레임(32)의 하부에 구성된 조향바퀴(33)도 방향전환이 가능한 구조로서 일반적인 자전거의 구조와 동일하다.

따라서, 조향핸들(31)과 수직프레임(32) 그리고 조향바퀴(33)의 구성과 동작원리에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 주프레임(2)에는 일측 단부가 힌지결합하는 한 쌍의 발판프레임(41)이 주프레임(2)과 나란한 방향으로 위치하여 힌지(H)를 중심축으로 하여 상하로 회동할 수 있도록 결속되어 있다.

또한, 상기 주프레임(2)의 후미에는 지지프레임(44)에 의해 지지를 받는 구동바퀴(42)가 구성되어 있으며, 상기 구동바퀴(42)는 상기 한 쌍의 발판프레임(41)이 상?하로 반복 회동하여 형성된 동력을 와이어(45)를 통해 전달받아 구동할 수 있도록 되어 있다.

물론, 발판프레임(41)에는 각각 사용자가 발을 디딜 수 있는 발판(41a)이 구성되어 있다.

상기 동력전달과정은 후술할 구동장치(4)의 설명에서 상세히 설명하기로 한다.

그리고 도 3은 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 크랭크장치를 나타낸 일부분 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 크랭크장치(49)는 한 쌍의 발판프레임(41)의 측부를 연결하게 구성된 크랭크장치(49)는 일측의 발판프레임을 하강시키면 타측의 발판프레임은 상대적으로 상승하는 구조로서 자전거의 페달과 같은 원리이기 때문에 쉽게 응용할 수 있을 것이다.

이때, 상기 크랭크장치(49)에는 지지부재(491)가 주프레임(2)의 상면에 고정되어 있다.

또 다른 실시예로 도면에는 도시하지 않았지만 주프레임(2)의 상단에 고정부재(도면에 도시되지 않음)를 구성하고 상기 고정부재를 중심축으로 하는 시소축(도면에 도시되지 않음)을 구성하여 상기 발판프레임(41)의 측면부와 결합하여도 동일한 기능을 할 수 있을 것이다.

여기서 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 자전거의 구동장치(4)에 의해 구동바퀴(42)가 구동되는 원리를 자세히 살펴보면 본 발명의 구동장치(4)는 상기 주프레임(2)과 나란하도록 구성되며 일측 단부는 상기 연결프레임(5)에 힌지결합되어 힌지를 중심축으로 하여 상하로 회동가능한 한 쌍의 발판프레임(41)과, 상기 주프레임(2)의 후미에 위치하는 구동바퀴(42)와, 상기 구동바퀴(42)의 양단 중심부에 프리휠구조로 구성된 한 쌍의 풀리(43)와, 상기 주프레임(2)의 후미에서 상기 풀리(43)의 양측 중심부에 결합 되어 상기 풀리(43)가 회전할 수 있게 지지시켜 주는 지지프레임(44)과, 상기 한 쌍의 발판프레임(41)의 일측에 양 끝단이 각각 고정되되 발판프레임(41)이 상하로 회동하여 생기는 힘이 구동바퀴(42)에 전달되도록 상기 한 쌍의 풀리(43)를 모두 거치는 와이어(45)로 구성되어 있는 것이 특징이다.

따라서, 상술한 구성에 의한 구동원리는 주프레임(2)의 후미에 지지프레임(44)에 의해 지지받도록 구성된 구동바퀴(42)의 양측면에는 프리휠구조의 풀리(43)가 구성되고, 상기 한 쌍의 발판프레임(41)에는 상기 프리휠구조에 모두 감겨 있는 와이어(45)의 단부가 각각 고정되어 있다.

즉, 와이어(45)는 하나를 사용하여 몸통은 상기 구동바퀴(42)의 양측면에 구성된 풀리를 모두 거치도록 구성되고, 와이어(45)의 양단부 중 일단은 좌측 발판프레임(41)의 일측에 와이어(45)의 타단은 우측 발판프레임(41)의 일측에 고정되어 있다.

상기 와이어(45)의 양단은 각각 발판프레임(41)에 고정나사(6)에 의해 고정되는 것이 바람직한 일례일 것이다.

그리고 상기 발판프레임(41)의 회동으로 인해 풀리(43)를 원활하게 회전시킬 수 있도록 도 4에 도시된 것처럼 와이어(45)의 방향을 전환시키는 도르래구조의 전환장치(46)가 구성되어 있다.

상기 전환장치(46)에 관한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

따라서, 상기 발판프레임(41)의 반복적인 상?하회동에 의해 와이어(45)를 움직이도록 하여 와이어(45)가 감겨있는 프리휠구조의 풀리(43)를 회전할 수 있도록 하여 풀리(43)의 회전력을 구동바퀴(42)에 전달하는 것이다.

프리휠이란 일방향 클러치 또는 오버런닝 클러치(one-way clutch)의 일종으로 일반 자전거의 뒷바퀴의 허브에 부착되어 한 방향으로만 회전력을 전달하고 역방향으로는 공회전하도록 형성된 것으로, 자전거에서 이중으로 되어 있는 링의 내륜을 톱니와 같은 모양으로 하여 스프링에 눌린 클러처 캠이 전진 방향으로만 작용하게 되어 있는 기구(래치)호 구성되어 있는 것이다.

일반적으로 자동차 부품으로 사용되고 있는 것은 클러치 캠 대신에 스프링에 눌린 원통형 롤러가 그 역할을 하는 롤러타입과 스프래그 타입이 있다.

스프래크 타입은 이너 레이스와 아웃 레이스 사이에 단면이 누에고치 모양의 스프래그(바퀴멈춤)라고 하는 캠을 설치시킨다.

따라서, 정방향으로 회전할 경우는 스프래그가 세워져 이너 레이스와 아웃 레이스를 고정시키고, 역방향으로 회전할 때에 스프래그가 누워 분리되므로 공회전하게 된다.

스프래그가 누워 분리되므로 공회전하게 되는 것이다.

상술한 설명처럼 프리휠이란 일측 방향으로만 회전력이 전달되도록 구성된 것으로, 일반적으로 프리휠은 자전거의 후미 바퀴처럼 체인을 사용하기 위하여 스프라켓과 결속하여 바퀴의 일방향으로만 회전력을 전달할 수 있도록 구성되나 본 발명에서는 힘의 전달을 위하여 와이어(45)를 이용하기 때문에 스프라켓을 대신하여 풀리(43)를 프리휠과 결합하는 구조로 인해 구동바퀴(42)에 일방향으로 회전력을 전달할 수 있도록 하였다.

결국, 발판프레임(41)의 하부 회동시 형성된 동력만 구동바퀴(42)에 전달되도록 한 것으로 발판프레임(41)이 한 쌍으로 구성되어 있고 풀리(43)는 구동바퀴(42)의 양측면부에 구성되어 있기 때문에 구동바퀴(42)는 지속적인 회전력을 전달받을 수 있게 된다.

특히, 풀리(43)에 감겨 있는 와이어(45)의 중간 부분을 풀리(43)와 고정함으로써 와이어(45)에 의해 풀리(43)가 더욱 확실하게 회전할 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 전환장치를 나타낸 일부분 사시도이다.

만약, 풀리(43)에 감겨 있는 와이어(45)가 발판프레임(41)에 직접 연결되어 있다면 발판프레임(41)의 상?하 회동으로 인해 와이어(45)가 움직이도록 하여 풀리(43)를 회전시키는 것이 다소 부자연스러우며, 와이어(45)가 구동바퀴(42)의 양단에 구성된 풀리(43)를 모두 거쳐가기에는 구동바퀴(42)의 방해를 받게 된다.

이를 해소하기 위하여 와이어(45)의 방향전환을 위한 전환장치(46)가 구성되는데 본 발명에서는 도 4에서처럼 전환장치(46)로서 고정도르래(46a, 46b, 46c, 46d)를 사용하였다.

따라서, 지지프레임(44)을 하부가 개구된 형태의 사각형 프레임으로 형성하여, 사각형태의 지지프레임(44)의 개구된 위치에는 구동바퀴(42)와 풀리(43)가 위치하도록 하고 상부에는 구동바퀴(42)의 양측에 구성된 풀리(43)를 거치는 와이어(45) 지나가도록 고정도르래(46c, 46d)를 구성하는데 필요에 따라 하나 또는 둘을 구성할 수 있다.

본 발명에서는 두 개의 고정도르래(46c, 46d)를 사용하였다.

특히, 상기 고정도르래(46c, 46d)는 후술할 텐션장치(47)에 의해 상하로 유동할 수 있게 되어 있다.

그리고 발판프레임(41)에 고정된 와이어(45)가 각각 1차로 거쳐가는 고정도르래(46a, 46d) 한 쌍이 구성된다.

따라서, 도 4에서처럼 와이어(45)의 연결관계는 좌측 발판프레임(41) → 고정도르래(46a) → 좌측 풀리(43) → 고정도르래(46c) → 고정도르래(46d) → 우측 풀리(43) → 고정도르래(46b) → 우측 발판프레임(41)으로 되어 있다.

좌우의 방향개념은 사용자가 자전거(1)에 조향핸들(33)을 잡고 올라탔을 때의 방향이다.

도 5는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 텐션장치를 나타낸 일부분 사시도이며, 도 6은 A의 일부분 상세도이다.

이때, 풀리(43)와 직접적으로 와이어(45)의 장력이 전달되는 고정도르래(46c, 46d)에 텐션을 조절하는 텐션장치(47)를 구성하여 와이어(45)의 텐션을 조절하도록 하였다.

텐션장치(47)의 구성은 다음과 같다.

본 발명의 텐션장치(47)는 역 T자 형태의 프레임으로써 수직부는 내부공간이 형성되어 일측면이 개방된 역 T자 프레임(471)과, 상기 역 T자 프레임의 내부공간에 수직으로 안착되어 있는 탄성스프링(472)과, 지지프레임(44)의 상부에 고정되되 일측 면에 형성된 돌기(474)는 텐션스프링의 하부를 지지하도록 구성된 고정부재(473)로 구성되어 있는 것이 특징이다.

따라서, 텐션장치(47)의 원리는 한 쌍의 발판프레임(41)이 회동함으로써 와이어(45)가 움직일 때 풀리(43)와 직접적으로 장력이 작용하는 고정도르래(46c, 46d)는 텐션스프링(472)의 하부가 고정부재(473)의 돌기(474)에 의해 지지되어 있기 때문에 장력의 강도에 따라 역 T자 프레임(471)과 일체로 상하로 움직임을 가질 수 있게 된다.

즉, 풀리(43)와 직접적이 장력관계에 있는 고정도르래(46c, 46d)에 장력이 발생하면 고정도르래(46c, 46d)가 고정된 역 T자 프레임(471)은 하부측으로 향하게 되고, 이때 고정부재(473)의 돌기(474)에 의해 하부가 지지되어 있는 텐션스프링(472)은 역 T자 프레임(471)의 공간 내에서 압축되게 된다.

그리고 장력이 사라지면 역 T자 프레임(471)의 공간 내에서 압축되어 있던 텐션스프링(472)은 복원력에 의해 제자리로 돌아오게 되는 것이다.

도 7은 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거에 변속장치가 추가 구성된 일 실시도이며, 도 8은 도 7의 변속장치의 모습을 나타낸 일부분 사시도이다.

그리고 도 9는 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거에 변속장치가 추가 구성된 자전거의 일 실시도이며, 도 10은 도 9의 변속장치를 나타낸 일부분 사시도이다.

본 발명의 대표도인 도 1에 비교하여 보면 주행의 효율을 높이기 위하여 변속장치가 추가된 것으로 도 7과 도 8은 변속장치의 저단의 모습이며, 도 9와 도 10은 변속장치의 고단의 모습을 나타낸 것이다.

도면부호 G는 걸림부재(484)의 요홈을 나타낸다.

도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 변속장치(48)는 한 쌍의 발판프레임(41)이 측면에 각각 구성된 도르래(481a, 481b)와, 상기 주프레임(2)의 상면에 구성된 지지부재(489)와, 상기 지지부재(489)에 일측 단부가 힌지결합하여 힌지(H4)를 중심축으로 하여 상하로 회동하는 Y형 부재(482)와, 상기 Y형 부재에(482)서 V단부에 각각 구성되어 상기 도르래(481a, 481b)의 하부를 통과한 와이어(45)가 고정되는 고정나사(483)와, 상기 연결프레임(5)에서 수직으로 형성되며 일측면에 수직으로 다수개의 요홈(G)이 지그재그형태로 구성된 걸림부재(484)와, 상기 수직프레임(32)에 일측이 힌지결합하여 힌지(H1)를 중심축으로 하여 상하로 회전가능하며 상기 걸림부재(484)의 요홈(G)을 관통하도록 구성된 레버(485)와, 양 끝단이 레버(485)의 일측과 Y형 부재(482)의 V홈부에 각각 힌지결합하는 로드(486)와, 상기 레버(485)가 수직프레임(32)에 힌지결합되는 측에 구성되고 상기 레버(485)를 내측에 포함하여 힌지(H1)를 중심축으로 하여 상기 레버(485)와 일체로 상하 회동하는 하우징(487)과, 상기 하우징(487)의 내측에서 상기 레버(485)를 걸림부재(484)의 요홈(G)방향으로 압축하는 압축스프링(488)으로 구성된 것이 특징이다.

상술한 구성의 변속장치(48)의 구성과 동작원리를 더욱 자세히 살펴보면 변속을 위해 도 1, 2에서와 비교하여 직접적으로 와이어(45)의 양단이 발판프레임(41)에 직접 고정되지 않고 발판프레임(41)의 측부에 추가로 구성된 도르래(481a, 481b)의 하부를 거쳐 Y형 부재(482)의 V단부에 고정나사(483)에 의해 고정되어 있다.

따라서, 발판프레임(41)이 하부로 회동하면 도르래(481a, 481b)의 하부를 지나는 와이어(45)를 누르게 되어 앞서 설명한 것처럼 도르래(46a, 46b, 46c, 46d)를 이용한 전환장치(46)를 거쳐 풀리(43)를 회전시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 Y형 부재(482)는 일측이 주프레임(2)의 상면에 구성된 지지부재(489)에 의해 힌지결합되어 힌지(H4)를 중심축으로 하여 상하로 회동할 수 있는 구조이다.

Y형 부재(482)의 V홈부에는 일단이 힌지결합된 로드(486)가 상부로 구성되어 있어며, 상기 로드(486)의 타단 또한 수직프레임(32)에 일단이 힌지결합되어 힌지(H1)를 중심축으로 하여 상하로 회동가능한 구조의 레버의 일측과 힌지결합되어 있다.

따라서, 레버(485)를 힌지(H1)를 중심축으로 하여 상부로 회동시키면 레버(485)의 일측에 힌지(H2)결합된 로드(486)는 상부로 따라 움직이게 되고, 로드(486)의 하부측에도 상기 로드(486)와 힌지(H3)결합된 Y형 부재(482)도 지지부재(489)의 힌지(H1)를 중심축으로 하여 상부측으로 따라 움직이게 되는 것이다.

즉, 레버(485)와 로드(486) 그리고 Y형 부재(482)는 서로 힌지에 의해 결합되어 있기 때문에 유기적으로 움직이게 됨으로써 도 7에서의 변속장치는 도 9에 도시된 것과 같은 형태를 취하게 된다.

도 11과 변속장치의 걸림부재와 하우징을 나타낸 일부분 사시도이다.

도 11에 자세히 도시된 바와 같이 걸림부재(484)는 주프레임(2)과 조향장치(3)의 수직프레임(32)을 연결하는 연결프레임(5) 상에 수직으로 구성된 부재로서 일측면에 다수개의 요홈(G)이 수직으로 지그재그형태로 구성된 것이 특징이다.

그리고 하우징(487)은 일측이 개구된 내부공간이 형성되고 타측은 상기 레버(485)를 내부에 포함하여 힌지(H1)에 의해 일체로 결합되어 상기 레버(485)와 함께 상하로 회동할 수 있는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 레버(485)는 일단이 상기 하우징(487)에 포함되어 힌지(H1)를 중심축으로 하여 하우징(487)과 함께 상하회동이 가능한 구조로서, 힌지(H1)에 결합되어 있지 않은 타측은 하우징(487)의 개구된 측을 통해 상기 걸림부재(484)의 요홈(G)을 관통하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 레버(485)는 화살표 Ⅰ과 Ⅱ의 방향으로 일정거리 유동할 수 있도록 구성되어 있다.

따라서, 레버(485)를 상하의 다른 위치에 형성된 요홈(G)에 이동시키고자 할 때에는 도 11에 도시된 바와 같이 화살표 Ⅰ의 방향으로 레버(485)를 힘을 가한 후 원하고자 하는 상?하부 측의 요홈(G)위치로 레버(485)를 이동시키면 된다.

이때, 하우징(487)의 내측에는 압축스프링(488)이 화살표 Ⅰ과 Ⅱ의 방향으로 탄성력을 지니도록 구성되어 있기 때문에 레버(485)를 이동시키기 위하여 화살표 Ⅰ의 방향으로 힘을 가하면 하우징(487)의 내측에 구성된 압축스프링(488)은 압축되게 되며, 레버(485)를 상부 또는 하부의 원하는 위치의 요홈(G)에 이동시켜 손을 놓게 되면 압축스프링(488)이 화살표 Ⅱ의 방향으로 탄성력이 작용하여 외부의 힘이 가해지지 않는 한 원하는 위치에서 레버(485)를 고정시키게 된다.

물론, 하우징(487)은 레버(485)와 함께 상술한 바에서처럼 상부 또는 하부측으로 함께 회동하게 된다.

도 12, 13은 본 발명의 와이어구동의 스텝퍼형 자전거의 변속원리를 나타낸 개요도.

도 12와 도 13에 표시된 L은 전환장치(46)의 도르래(46b)로부터 Y형 부재(482)의 고정나사(483)에 고정된 와이어(45)가 직선거리를 취하는 가상선을 나타낸 것으로 와이어(45)가 상부측으로 움직일 수 있는 최대 한계선이다.

그러므로 발판프레임(41)의 측부에 고정된 도르래(481a, 481b)를 누름으로써 와이어(45)에 힘을 가하는 변속장치(48)의 원리에서 힌지(H)를 중심축으로 하여 회동하는 발판프레임(41)에 의해 와이어(45)에 힘을 전달할 수 있는 회동각의 최고점은 L이 되는 것이다.

도 12에와 같이 저단의 발판프레임의 회동각은 도 13에서의 고단에서의 회동각보다 작게 된다.

따라서, 도 13에서와 같이 고단의 형태를 취하는 변속장치(48)에서는 한 번의 발판프레임(41)의 구름에 의해 도 12의 저단의 위치보다 와이어(45)를 더 많이 움직이도록 할 수 있기 때문에 한 번의 발판프레임(41)에 의해 구동바퀴(42)를 더 많이 회전시킬 수 있기 때문에 자전거(1)는 저단에서 보다는 고단에서 더 많이 전진할 수 있다.

1. 자전거 2. 주프레임 3. 조향장치
4. 구동장치 5. 연결프레임 6. 고정나사
31. 조향핸들 32. 수직프레임 33. 조향바퀴
41. 발판프레임 42. 구동바퀴 43. 풀리
44. 지지프레임 45. 와이어 46. 전환장치
47. 텐션장치 48. 변속장치 49. 크랭크장치
46a, 46b, 46c, 46d. 도르래
471. 역 T자 프레임 472. 탄성스프링 473. 고정부재
474. 돌기
481a, 481b. 도르래 482. Y형 부재 483. 고정나사
484. 걸림부재 485. 레버 486. 로드
487. 하우징 488. 압축스프링 489. 지지부재
491. 지지부재
H, H1, H2, H3, H4. 힌지

Claims (8)

1. 전후방향으로 가로놓인 주프레임(2)의 전면에서 연결프레임(5)에 의해 결합되는 수직프레임(32)의 상?하부에 각각 위치한 조향핸들(31) 및 조향바퀴(33)에 의해 방향전환이 가능하도록 구성된 조향장치(3)와, 상기 연결프레임(5)에 일측 단부가 힌지결합하는 한 쌍의 발판프레임(41)을 상하로 회동시켜 형성된 동력을 와이어(45)에 의해 주프레임(2)의 후미에 구성된 구동바퀴(42)로 동력을 전달시켜 구동력을 발생시키는 구동장치(4)로 구성된 것이 특징인 스텝퍼형 자전거에 있어서,
   상기 구동장치(4)는 상기 주프레임(2)과 나란하도록 구성되되, 일측단부가 상기 연결프레임(5)에 힌지결합되어 힌지를 중심축으로 하여 상하로 회동가능한 한 쌍의 발판프레임(41)과;
   상기 주프레임(2)의 후미에 위치하는 구동바퀴(42)와;
   상기 구동바퀴(42)의 양단 중심부에 프리휠구조로 구성된 한 쌍의 풀리(43)와;
   상기 한 쌍의 발판프레임(44)의 일측에 양 끝단이 각각 고정되되, 발판프레임(41)이 상하로 회동하여 생기는 힘이 구동바퀴(42)에 전달되도록 상기 한 쌍의 풀리(43)를 모두 거치는 와이어(45)와;
   상기 발판프레임(41)의 회동력이 와이어(45)를 통해 구동바퀴(42)로 동력이 전달되도록 힘의 방향을 전환시키기 위한 도르래의 조합으로 구성된 전환장치(46)와;
   상기 주프레임(2)의 후미에서 상기 풀리(43)의 양측 중심부에 결합 되어 상기 풀리(43)가 회전할 수 있게 지지시켜 주는 지지프레임(44);
   으로 구성되되,
   상기 힘의 방향을 전환시키는 전환장치(46)에는 구동바퀴(42)와 함께 회전하는 풀리(43)의 완충작용 및 동력을 전달하는 와이어(45)에 텐션을 부여하기 위해 역T자 형태의 프레임으로써 수직부는 내부공간이 형성되어 일측면이 개방된 역T자 프레임(471)과;
   상기 역T자 프레임(471)의 내부공간에 수직으로 안착되어 있는 탄성스프링(472)과;
   상기 지지프레임(44)의 상부에 고정되되, 일측 면에 형성된 돌기(474)는 텐션스프링의 하부를 지지하도록 구성된 고정부재(473);
   로 구성된 텐션장치(47)가 포함하여 구성되는 것이 특징인 와이어구동의 스텝퍼형 자전거.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 발판프레임(41)은 서로 반대방향으로 회동하도록 크랭크장치(49)로 구성되는 것이 특징인 와이어구동의 스텝퍼형 자전거.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 구동장치(4)에는 변속장치(48)가 추가 구성되어 이동수단으로서의 기능을 보완한 것이 특징인 와이어구동의 스텝퍼형 자전거.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 변속장치(48)는 한 쌍의 발판프레임(41)의 측면에 각각 구성된 도르래(481a, 481b)와;
   상기 주프레임(2)의 상면에 구성된 지지부재(489)에 일측 단부가 힌지결합하여 힌지(H4)를 중심축으로 하여 상하로 회동하는 Y형 부재(482)와;
   상기 Y형 부재(482)에서 V단부에 각각 구성되어 상기 도르래의 하부를 통과한 와이어(45)가 고정되는 고정나사(483)와;
   상기 연결프레임(5)에서 수직으로 형성되되, 일측면에 수직으로 다수개의 요홈(G)이 지그재그형태로 구성된 걸림부재(484)와;
   상기 수직프레임(32)에 일측이 힌지결합하여 힌지(H1)를 중심축으로 하여 상하로 회전가능하며 상기 걸림부재(484)의 요홈을 관통하도록 구성된 레버(485)와;
   양 끝단이 레버(485)의 일측과 Y형 부재(482)의 V홈부에 각각 힌지결합하는 로드(486)와;
   상기 레버(485)가 수직프레임(32)에 힌지결합되는 측에 구성되어 상기 레버(485)를 내측에 포함하여 힌지(H1)를 중심축으로 하여 상기 레버(485)와 일체로 상하 회동하는 하우징(487)과;
   상기 하우징(487)의 내측에서 상기 레버(485)를 걸림부재(484)의 요홈방향으로 압축하는 압축스프링(488);
   으로 구성된 것이 특징인 와이어구동의 스텝퍼형 자전거.
   

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