KR101195422B1

KR101195422B1 - 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치

Info

Publication number: KR101195422B1
Application number: KR20100043293A
Authority: KR
Inventors: 서달원
Original assignee: (주) 에프엑스기어
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2012-10-30
Anticipated expiration: 2030-05-10
Also published as: KR20110123851A; WO2011142562A2; WO2011142562A3

Abstract

본 발명은 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치에 관한 것으로, 암(111)에 결합되어 페달링을 수행하는 좌우 한 쌍의 페달(110)과, 상기 페달(110)의 아암(111)의 좌우단에 각각 결합하는 회전축(120)과, 상기 회전축(120)을 내부로 관통시켜 가이드하는 가이드관(130)과, 상기 가이드관(130)의 일측에 결합하는 하우징(140)과, 상기 회전축(120)에 태양기어(151)를 키 결합하고 태양기어(151)에 동신원상으로 다수개의 유성기어(153)를 치차결합하여 연동되게 하되 유성기어(153)를 이단으로 형성하여 잇수가 적고 직경이 작은 측을 태양기어(151)에 치차결합하는 가속기어(150), 및 상기 가속기어(150)의 태양기어(151) 동심원상에 형성된 유성기어(153)들을 치차결합하는 동력전달기어(161)를 형성하되 이단으로 형성된 유성기어(153)의 잇수가 많고 직경이 큰 측에 동력전달기어(161)를 치차결합하고 회전축(120)을 중심으로 회전되도록 하는 스프로킷(160)으로 구성하므로, 자전거의 페달링으로 회전되는 회전축상에 설치하여 페달링에 따른 스프로킷의 회전력을 배가시켜 자전거의 속도를 배속 이상으로 높여줄 수 있도록 할 뿐만 아니라 회전축에 간편하게 결합하여 소형 자전거로도 쉽게 속도를 낼 수 있도록 하는 것이다.

Description

주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치{Accelerator for bicycle for driving speed elevation}

본 발명은 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치에 관한 것으로, 상세하게는 페달링의 동일축상에 간편하게 설치하여 자전거의 주행시 구동바퀴의 회전력을 배속 이상으로 높여줄 수 있도록 하여 편리하게 특히 소형 자전거로도 쉽게 속도를 낼 수 있도록 한 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자전거는 교통수단으로서 오랜 역사와 함께하면서 현재까지도 교통수단의 목적은 물론, 동호회를 이루어 레크리에이션 활동 및 운동효과로서 신체단련의 목적에서도 많이 이용하고 있다.

보통 대다수가 흔히 이용하는 두발 자전거는 바디 프레임으로부터 전륜과 후륜(이하, 구동바퀴라 함), 회전축이 설치된 페달을 통해 구동 체인기어를 동력전달매체인 체인으로서 구동바퀴측에 설치된 체인기어를 구동하여

자전거를 전진하는 동작으로 사용된다.

최근에는 자전거를 주행하는 장소 및 속도를 향상시키기 위해 페달측 구동체인기어 및 구동바퀴측에 각기 직경이 달리 설정된 다단의 체인기어를 두어 체인의 위치를 변경할 수 있는 변속장치가 적용 설치되어 다양한 속도

를 즐길 수 있도록 되어 있다.

한편, 자전거의 휴대를 간편하게 하기 위해 소형제품으로 그 예를 들면, 접이식 자전거가 있으며, 이는 보관에 유리하도록 소형바퀴의 적용 및 바디 프레임을 경량화한 제품도 사용되고 있다.

통상 소형 자전거는 보관 및 휴대가 용이한 반면, 실질적으로 직접 자전거를 타고 주행함에 있어서는 바퀴의 직경이 작기 때문에 어느 정도 속도를 내기가 어렵다. 이 때문에 페달을 힘껏 자주 밟아 페달을 신속하게 회전시켜 주어야하나, 이 또한 지속적인 속도를 증강시키거나, 유지시키기에는 부적합 면이 있으며, 이러한 이유에서 대부분 소형 자전거의 이미지는 속도가 한정되어 있기 때문에 이에 맞는 적합한 용도로만 사용된다.

또한, 페달측과 구동바퀴측의 단일 체인기어만을 통해 전진할 수 있도록 된 일반 자전거도 마찬가지로 소형바퀴가 적용된 소형 자전거에 비해 바퀴의 사이즈가 큰 이유로 속도는 낼 수 있지만, 큰 직경의 바퀴를 구동하기 위

해서는 많은 힘이 들여야 한다.

상기와 같은 관점을 해결하기 위한 일환으로 대한민국 등록실용신안 20-418803호(발명의 명칭: 유성기어 장치를 사용한 자전거의 구동장치)에 개시된바 있다.

상기 등록실용신안은 통상적으로 알려져 있는 유성기어장치를 체인으로 구동하지 않는 유아 및 어린이용 세발자전거, 혹은 외발 자전거와 같이 페달과 구동바퀴에 하나의 축에 설치된 자전거에 접목시켜 사용한 예이다.

참고로, 유성기어장치(planetary gear system)의 주요구성은, 링기어, 유성기어, 태양기어로 이루어져 태양기어를 기준으로 그 외측둘레에서 유성기어가 공전운동과 함께 링기어에 대해 자전운동을 실행하여 링기어의 기어이수에 대해 유성기어의 이수는 태양기어를 보다 빠르게 회전시키는 원리로서 회전체를 작동하는 변속수단이다.

즉, 상기 등록실용신안은 상기와 같은 유성기어장치를 페달측에 적용한 것으로서 이는 이용자가 직접 페달을 밞아 회전하는 회전수에 비례 각 기어의 역학적인 구동으로 하여금 최종적으로 바퀴의 회전수를 증가하도록 한 구조이다.

하지만, 상기와 같은 구조는 상술한 바와 같이 세발자전거, 외발자전거, 오디너리형 자전거 등과 같이 페달의 회전구동되는 축상에 유성기어장치가 설치되기 때문에 자전거의 국한된 설계에만 실시가 가능하며, 실질적으로

주 동력은 폐달에서만 이루어지므로 실질적인 속도향상이 그다지 크지 못하다는데 그 단점이 있다.

한편, 유성기어장치를 적용한 일 예로는 페달측으로부터 체인을 통해 자전거 뒷바퀴인 구동바퀴를 회전 구동함에 있어, 체인기어측에 태양기어를 구비하고, 이 태양기어는 페달이 설치되는 회전축상에 설치되며, 상기 태양

기어의 주변으로는 링기어가 마련된 하우징내에 세개의 유성기어가 고정된 디스크를 안내 조합하여서 된 장치가 있다.

이는 페달을 밞아 회전축을 회전시켜 체인기어의 회전으로서 태양기어가 동시회전되도록하며, 유성기어는 링기어를 따라 전전하도록 하여 동력전달을 구가하도록 한바 있다.

이는 속도의 증속을 위한 목적이 아니고, 자전거를 탄 사용자가 비교적 적은 힘을 들이면서 페달을 용이하게 회전시키는 목적에서 설치된 감속구조로서 페달을 연속으로 밟아 하체를 단련시키는 운동조건에 적합하며, 가파른 경사지역을 자전거로 올라갈 때 적은 힘을 들일 수 있도록 하는 목적에 사용된바 있다.

따라서 본 발명의 주목적은 체인으로 구동하는 자전거의 페달링으로 회전되는 회전축상에 설치하여 페달링에 따른 스프로킷의 회전력을 배가시켜 자전거의 속도를 배속 이상으로 높여줄 수 있도록 하는

주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 페달링의 회전축에 간편하게 결합하여 소형 자전거로도 쉽게 속도를 낼 수 있도록 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적 달성을 위한 본 발명의 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치는 좌우단에 각각 결합하는 회전축과, 상기 회전축을 내부로 관통시켜 가이드하는 가이드관과, 상기 가이드관의 일측에 결합하는 하우징과, 상기 회전축에 태양기어를 키 결합하고 태양기어에 동심원상으로 다수개의 유성기어를 치차결합하여 연동되게 하되 유성기어를 이단으로 형성하여 잇수가 적고 직경이 작은 측을 태양기어에 치차결합하는 가속기어, 및 상기 가속기어의 태양기어 동심원상에 형성된 유성기어들을 치차결합하는 동력전달기어를 형성하되 이단으로 형성된 유성기어의 잇수가 많고 직경이 큰 측에 동력전달기어를 치차결합하고 회전축을 중심으로 회전되도록 하는 스프로킷으로 구성한 것으로; 특히 태양기어와 유성기어는 기어비를 유성기어가 태양기어보다 작게 형성하므로 태양기어의 1회전으로 유성기어가 여러 번의 회전하도록 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

상기한 구성에 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치는 페달링으로

회전축이 회전하게 되면 키 결합된 태양기어도 회전하여 치차결합된 유성기어들도 회전시키게 되므로 유성기어들과 치차결합된 스프로킷의 동력전달기어도 회전하게 되어 체인에 결합된 스프로킷이 회전하여 구동되는 것으로, 태양기어와 유성기어의 기어비를 유성기어가 태양기어보다 작게 형성하므로 태양기어의 1회전으로 유성기어가 여러 번의 회전하도록 형성하도록 하여 자전거를 가속하도록 하는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치의 결합 상태를 나타낸 정면도.
도 2 는 본 발명에 따른 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치의 결합 상태를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치를 분해하여 나타낸 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치를 결합상태를 부분 절개하여 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치의 작동 상태를 설명하기 위해 나타낸 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치의 작동 상태를 설명하기 위해 나타낸 단면도.
도 7 는 본 발명에 따른 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치의 결합 상태를 나타낸 단면도.

이에 상기한 구성에 따른 본 발명의 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치의 구체적인 실시 예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 7 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치(100)는 아암(111)에 결합되어 페달링을 수행하는 좌우 한 쌍의 페달(110)과, 상기 페달(110)의 아암(111)의 좌우단에 각각 결합하는 회전축(120)과, 상기 회전축(120)을 내부로 관통시켜 가이드하는 가이드관(130)과, 상기 가이드관(130)의 일측에 결합하는 하우징(140)과, 상기 회전축(120)에 태양기어(151)를 키 결합하고 태영기어(151)에 동심원상으로 다수개의 유성기어(153)를 치차결합하여 연동되게 하되 유성기어(153)를 이단으로 형성하여 잇수가 적고 직경이 작은 측을 태양기어(151)에 치차결합하는 가속기어(150), 및 상기 가속기어(150)의 태양기어(151) 동심원상에 형성된 유성기어(153)들을 치차결합하는 동력전달기어(161)를 형성하되 이단으로 형성된 유성기어(153)의 잇수가 많고 직경이 큰 측에 동력전달기어(161)를 치차결합하고 회전축(120)을 중심으로 회전되도록 하는 스프로킷(160)으로 구성한다.

상기 페달(110)의 아암(111)은 키홈(112)을 형성하고, 상기 회전축(120)은 양단에 메인키(121)를 형성하여 상호 결합하므로 페달링에 의하여 회전축이 회전되도록 한다.

상기 회전축(120)의 외주연에는 가이드키(122)를 길이방향으로 돌출시켜 형성한다.

상기 가이드관(130)은 일측에 체결하는 가이드구(131)를 형성한다.

상기 하우징(140)은 회전축(120)을 관통시키는 메인축공(141)을 형성하고 메인축공(141)의 동심원상에 축핀(142)을 일정간격으로 설치하고 메인축공(141)에 대응되는 축공(144)을 형성한 커버(143)를 구비하되 커버(143)의 동심원상에 축핀(142)에 대응되는 핀공(145)을 형상하고

추공(142)의 외부측으로 돌출부(146)를 형성한다.

상기 가속기어(150)는 태양기어(151)의 축공에 핀공(145)을 형성하여 회전축(120)에 결합하되 회전축(120)의 가이드키(122)에 핀공(145)이 끼워지게 결합하여 회전축(120)의 회전으로 태양기어(141)가 연동되어 회전하도록 한다.

여기서 태양기어(141)는 유성기어(143)에 치차결합되고 축핀(142)에 결합된 유성기어(143)도 회전하도록 한다.

특히 태양기어(141)와 유성기어(143)는 기어비를 유성기어(143)가 태양기어(141)보다 작게 형성하므로 태양기어(141)의 1회전으로 유성기어(143)가 여러 번의 회전하도록 한다.

상기 스프로킷(160)은 회전축(120)을 관통하는 축공을 형성하고 축공에 동력전달기어(161)를 부착하되 동력전달기어(161)가 유성기어(143)들에 치차결합하여 연동되게 한다.

한편 페달링으로 회전축(120)을 회전시키면 회전축(120)에 키 결합된 태양기어(141)만이 연동되고 축계열상 주변 다른 부재들은 회전축(120)의 회전이 공회전되도록 다수개의 베어링 등을 설치함이 바람직하다.

이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

자전거 운전자가 페달링을 실시하면 페달(110)과 아암(111)의 유기적 작용으로 회전축(120)이 회전하게 되고, 이로 이하여 회전축(120)에 키 결합된 태양기어(141)가 회전하게 되며, 태양기어(141)에 동심원상으로 결합된 유성기어(143)들도 회전하게 되므로, 유성기어(143)들과 치차결합된 스프로킷(160)의 동력전달기어(161)도 회전하게 되어 체인(170)에 결합된 스프로킷(160)이 회전하여 구동된다.

여기서 태양기어(141)와 유성기어(143)의 기어비를 유성기어(143)가 태양기어(141)보다 작게 형성하므로 태양기어(141)의 1회전으로 유성기어(143)가 여러 번의 회전한다.

특히 유성기어(143)와 동력전달기어(161)의 기어비를 동일하게하거나 약의 차이를 형성하므로 유성기어(143)의 회전수만큼 동력전달기어(161)도 회전하게 되고 이로 인하여 스프로킷(160)이 증감된 회전수로 회전하여 체인(170)으로 결합되어 연동되는 구동바퀴측의 스프로킷을 기속 회전시켜 구동하도록 하는 것이다.

또한 태양기어(141)에 유성기어(143)가 다수개 결합되고 다수개의 유성기어(143)가 다시 동력전달기어(161)를 회전시키므로 증가된 가속동력의 전달이 원활하도록 한다.

100 : 가속장치 110 : 페달
111 : 아암 112 : 키홈
120 : 회전축 121 : 메인키
122 : 가이드키 130 : 가이드관
131 : 가이드구 140 : 하우징
141 : 메인축공 142 : 축핀
143 : 커버 144 : 축공
145 : 핀공 146 : 돌출부
150 : 가속기어 151 : 태양기어
152 : 키홈 153 : 유성기어
160 : 스프로킷 161 : 동력전달기어
170 : 체인

Claims

아암(111)에 결합되어 페달링을 수행하는 좌우 한 쌍의 페달(110)과, 상기 페달(110)의 아암(111)의 좌우단에 각각 결합하는 회전축(120)과, 상기 회전축(120)을 내부로 관통시켜 가이드하는 가이드관(130)과, 상기 가이드관(130)의 일측에 결합하는 하우징(140)과, 상기 회전축(120)에 태양기어(151)를 키 결합하고 태양기어(151)에 동심원상으로 다수개의 유성기어(153)를 치차 결합하여 연동되게 하되 유성기어(153)를 이단으로 형성하여 잇수가 적고 직경이 작은 측을 태양기어(151)에 치차 결합하는 가속기어(150), 및 상기 가속기어(150)의 태양기어(151) 동심원상에 형성된 다수개의 유성기어(153)를 치차 결합하는 동력전달기어(161)를 형성하되 이단으로 형성된 유성기어(153)의 잇수가 많고 직경이 큰 측에 동력전달기어(161)를 치차 결합하고 회전축(120)을 중심으로 회전되도록 하는 스프로킷(160)으로 구성된 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치에 있어서,
상기 페달(110)의 아암(111)은 키홈(112)을 형성하고, 상기 회전축(120)은 양단에 메인키(121)를 형성하여 상호 결합하므로 페달링에 의하여 회전축이 회전되도록 하며, 상기 회전축(120)의 외주연에는 가이드키(122)를 길이방향으로 돌출시켜 형성하고, 상기 가이드관(130)은 일측에 체결하는 가이드구(131)를 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 하우징(140)은 회전축(120)을 관통시키는 메인축공(141)을 형성하고 메인축공(141)의 동심원상에 축핀(142)을 일정간격으로 설치하고 메인축공(141)에 대응되는 축공(144)을 형성한 커버(143)를 구비하되 커버(143)의 동심원상에 축핀(142)에 대응되는 핀공(145)을 형상하고
추공(142)의 외부측으로 돌출부(146)를 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가속기어(150)는 태양기어(151)의 축공에 핀공(145)을 형성하여 회전축(120)에 결합하되 회전축(120)의 가이드키(122)에 핀공(145)이 끼워지게 결합하여 회전축(120)의 회전으로 태양기어(141)가 연동되어 회전하도록 하고, 태양기어(141)에는 유성기어(143)를 치차결합하여 축핀(142)에 결합된 유성기어(143)도 연동하여 회전하도록 구성한 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 태양기어(141)와 유성기어(143)는 기어비를 유성기어(143)가 태양기어(141)보다 작게 형성하므로 태양기어(141)의 1회전으로 유성기어(143)가 여러 번의 회전하도록 구성한 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스프로킷(160)은 회전축(120)을 관통하는 축공을 형성하고 축공에 동력전달기어(161)를 부착하되 동력전달기어(161)가 다수개의 유성기어(143)에 치차결합하여 연동되게 구성한 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.