KR101205859B1 - 사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거 페달의 페달축회전을 제어하여 답력(踏力)의 힘점이 페달축이 아닌 페달바디의 앞쪽 끝으로 이동되게 하여 사점(死點)에서 힘의 방향을 바꿔줌으로써, 회전에너지로 바뀌지 못하고 낭비되는 답력을 회전력으로 바뀌게 하는 것이다.
이로써 관성에너지가 미처 생기지 않은 정지된 자전거를 출발시킬 때나, 관성에너지가 사라진 오르막길 주행 등과 같이 답력으로만 회전력을 내야 할 때 사점구간에서도 답력이 회전력으로 전환될 수 있게 하였다.
또한 회전력의 증가를 위해 페달축회전을 제어했다가도 돌발적으로 발생하는 노면의 장애물이나 여러 가지 위험을 피하기 위해 역페달링(back pedaling)을 해야 할 때나, 내리막길이나 고속주행 등과 같이 페달축회전이 오히려 방해가 될 때에는 페달축회전 제어를 해제하여 페달이 양방향으로 자유롭게 페달축회전이 되게 하여 안전주행을 하도록 한 것이다.

Description

사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치{Rotation control apparatus of a pedals to eliminate dead zones}

본 발명은 자전거 페달의 축회전 제어장치에 관한 것으로, 특히 자전거 페달의 페달축을 중심으로 한 페달몸체의 축회전을 제어하여 답력(踏力; 페달을 밟는 힘)의 힘점이 페달축이 아닌 페달발판 앞쪽 끝으로 이동되게 함으로써, 힘의 방향이 힘점과 작용점에 일직선상에 놓이게 되는 지점으로 직선운동에너지가 회전운동에너지로 전환되지 않는 사점(死點)에서의 힘의 방향을 바뀌게 하여, 회전에너지로 바뀌지 못하고 낭비되는 답력을 바퀴를 돌리는 회전력( torque)으로 바뀌게 하는 것에 의하여, 관성에너지가 미처 생기지 않은 정지된 자전거를 출발시킬 때나 관성에너지가 사라진 오르막길 주행 등과 같이 답력으로만 회전력을 내야 할 때의 사점구간에서도 답력이 회전력으로 전환될 수 있도록 한 사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치에 관한 것이다

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자전거는 사람이 두발을 교차하여 좌우 양쪽의 페달을 밟아 크랭크를 회전시키고, 크랭크의 원운동으로 전환된 회전운동에너지가 뒷바퀴를 돌려 앞으로 나가게 만든 기계다. 즉, 사람의 답력을 회전력으로 전환하기 위해서는 주행자가 크랭크암 말단부에 고착되어있는 페달을 밟아서 크랭크를 축회전시켜야 한다.
페달은, 360도로 양방향으로 축회전하는 크랭크암의 회전각의 변화에 따라서 양방향으로 360도를 페달축회전을 하여야 하는데, 이는 크랭크 회전각이 어느 각도에 위치하고 있어도 페달발판이 신발바닥과 평행으로 유지되도록 하여 페달링하는 주행자의 발목이 크랭크 회전각에 순응하게 하기 위함이다.
상기와 같이 페달이 자유롭게 페달축회전을 하게 되면 지렛대 역할을 하는 크랭크암에 전달되는 답력의 힘점은 항상 페달축에 걸리게 되고, 크랭크축회전에 따라 답력의 방향이 힘점 및 작용점과 동일 선상에 놓이게 되는 상사점과 하사점에서 힘손실을 초래하게 되는데, 이 사점구간이야말로 주행자를 가장 힘들게 하고 있다.
평지나 오르막길에서 자전거를 달리게 하는 힘은 사람의 답력과 가속도에 의해 생성된 관성에너지로써 관성에너지가 충분한 평지에서는 그 힘으로 사점을 지나칠 수 있기에 사점이 별로 문제가 되지 않지만, 오르막길이나 맞바람주행(정면으로 불어오는 맞바람을 맞으며 달림) 등과 같이 관성에너지가 소멸될 때의 사점구간은 답력마저도 회전력으로 전환되질 못하므로 더 이상 주행을 할 수가 없게 되는 것이다. 이는 자전거가 경사로를 더 이상 오르지 못하고 멈추는 순간의 페달 위치가 상사점과 하사점에서 정지하고 있음이 이를 실증하고 있는 것이다.

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오르막길 주행은 특히, 주행자의 체중(예: 65kg)과 자전거 자체의 무게(예: 15kg)를 합친 상당한 중량(예: 80kg)을 경사로(예:10도)를 따라 높은 곳으로 밀어 올리는 것으로써, 자전거가 서지 않게 하기 위해서는 그 중량(예: 80kg)을 경사도(예:10도)에 밀어 올릴 수 있는 최소한의 임계토크(criticality torque) 이상의 힘이 필요한데, 관성에너지가 소멸되고 답력마저 무력화 되어버린 사점구간에서 중력을 거슬러 경사로를 오를 수 있는 임계토크 이상의 힘을 낸다는 것은 거의 불가능한 것이다.
이를 극복하기 위해 여러 가지 대안들이 시도되고 있으며 가장 널리 쓰이는 방법으로는 변속기어장치(기어비; gear ratio를 조절하여 지렛대가 길어지거나 짧아지게 하는 것과 같은 원리를 응용한 장치)가 있으며, 등판주행이나 고속주행 등에 이를 활용하고 있으나 사점을 해소하지는 못하고 있다.

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사점은 직선운동을 회전운동으로 전환하는 과정에서 힘의 방향이 힘점과 작용점에 일직선에 이르렀을 때 발생하는 것으로써 힘의 크기와 지렛대의 길이의 크고 작음으로 해결할 수 있는 것이 아니다. 사람의 답력을 크랭크축회전으로 바꾸는 과정에서 불가결하게 생기는 사점을 해소하기 위해서는 힘의 방향을 바꿔줘야만 가능하다. 이를 위해 사이클 선수나 마니아들은 사점구간에서의 페달링을 다운스트로크(down stroke; 위에서 아래로 밟는 페달링) 대신에 앵클링(ankling; 상사점에서는 앞쪽으로 밀고 사점을 넘어서면 다운스트로크 하고, 하사점에서는 뒤쪽으로 끌어당기고 그 다음은 페달을 당겨 올리는 업스트로크를 하는 페달링 방법)을 함으로써 사점을 해소하고 힘의 효율성을 높이고 있으나, 이는 상당한 숙련이 필요한 것으로써 일반인들이 하기에는 어려우며, 앵클링 동작 자체가 페달을 앞뒤로 밀고 당기고 하는 것이기에 페달에서 발이 미끄러져 정강이를 다치거나 실족하여 넘어지는 등 부상 위험을 안고 있다.
이를 해결하고자 클립페달(신발 결합장치가 장착된 토클립페달, 클립리스페달 등)을 개발하여 사용하고 있으나, 신발이 페달에 결착되어 있기 때문에 반사적으로 땅을 디뎌야 할 긴박한 돌발 상황에서 즉각적으로 발을 빼지 못해 넘어지고 다치는 등의 또 다른 문제를 유발하고 있고, 클립페달과 전용신발 구비 등의 경제적인 부담을 가중시킨다.

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힘점과 작용점과 힘의 방향이 일직선상에 놓이게 되어 발생한 사점을 근본적으로 해소하기 위해서는 힘의 방향을 바꿔줘야 하는데, 힘의 방향을 바꾸기 위해서는 사점선상에 위치한 힘점(페달축)을 사점선상에서 벗어나 있는 페달발판 끝으로 변위시키면 되고, 힘점이 페달축이 아닌 페달발판 끝으로 이동시키기 위해서는 페달축회전을 억제하면 된다. 이렇게 하면 사점선상에 있던 힘점과 힘의 방향이 사점구간을 벗어나게 되어져 바로 회전력을 얻게 된다.

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이러한 방법으로 사점을 해소하는 선행기술로 크랭크암을 곡선형으로 변형하거나, 상사점 직전에서 크랭크암의 회전각을 조작하여 사점을 피하는 방식이 있다. 그러나 하사점에서는 상사점에서 얻은 효과만큼의 부(負)의 효과(역효과)를 초래하게 되므로 그 효과가 미미하여 실용적이지 못할 뿐만 아니라(사점에서 5도정도 벗어남), 크랭크 암(부품)만으로는 호환이 안 돼 크랭크 셋(crank set; crank arm, chain ring, bracket 등의 assembly)으로 생산해야 하기에 시장성이 반감된다.

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[문헌 1] 특허 1064274 자전거의 크랭크로드{ Crank rod for cycle } [문헌 2] 출원번호10-2006-0018023 자전거용 회전력 증대 페달 { Torque amplifying pedal for bicycle } [문헌 3] PCT/NO 1992/000130(19920814) Bicycle Pedal [문헌 4] US 공개번호 000004398434(19830816) Force-saving high speed pedal [문헌 5] US 공개번호 000004815333(19890328) Integrated bicycle pedal with self centering and lateral release capabilities [문헌 6] US 공개번호 000004922786(19900508) Device for preventing the rotation of a bicycle pedal relative to its pin [문헌 7] US 공개번호 000004898048 (19900206) Self contained braking system for bicycle pedals [문헌 8] US 공개번호 000006050154(20000418) bicycle pedal [문헌 9] US 공개번호 000004625580(19861202) Bicycle pedal mechanism [문헌 10] US 공개번호 000004103563(19780801) Method and structure for orienting a bicycle pedal

본 발명은 종래의 양방향 페달축회전 페달에서 발생하는 사점을 페달축회전의 제어로 해소하여 사점에서도 회전력을 얻을 수 있게 함을 목적으로 하였다.
또한 돌발적으로 발생하는 노면의 장애물이나 여러 가지 위험을 피하기 위한 역페달링(자전거 진행방향과 반대로 페달을 돌리는 것; back pedaling)을 해야 할 때나, 내리막길이나 고속주행 등과 같이 페달축 회전제어가 오히려 방해가 될 때에는 페달축회전 제어를 해제하여 페달이 양방향으로 자유롭게 페달축회전이 되게 하여 안전주행을 하도록 한 것에 목적이 있다

본 발명은, 상기 과제를 달성하기 위하여 답력의 방향과 페달 축과 크랭크축이 일치되는 사점구간에서 페달축회전을 억제하여, 상사점에서는 페달발판이 크랭크 암과 "ㅜ" 모양의 각을 이루게 하고 하사점에서는 "ㅗ" 모양의 각을 형성시켜, 종래의 양방향 페달축회전 페달에서 페달축에 걸리던 힘점을 주행자의 힘이 실제로 가해지는 페달 발판 끝부분으로 변위되게 함으로써 힘의 방향을 변위시켜 사점을 해소한다. 이것은, 항상 일 방향으로 페달축회전을 고정하여 지레 역할을 하는 크랭크 암의 길이가 '크랭크축-페달 축'이던 것을 '크랭크축-페달 발판의 끝부분'으로 길어지게 하여 힘의 효율을 높이려는 일방향클러치페달과는 그 목적과 적용원리 및 구조와 작동 방식이 다른 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 주요 구성은, 페달축(11)을 중심으로 양방향 페달축 회전을 원활하게 할 수 있도록 페달축(11)과 축관(12) 사이에 베어링부재를 포함한 페달축받이로 구성되며 외주에는 페달프레임(13)으로 이루어지는 페달몸체를 갖는 페달에 있어서, 상기한 페달축(11)에 일체로 형성되며 톱날모양으로 형성한 걸림돌기(21)와 걸림돌기홈(22)을 가진 걸림돌기부(20)와; 상기한 걸림돌기(21)와 교합하여 페달축 회전을 제어할 걸림핀(31)과, 상기한 걸림핀(31)을 탄성적으로 가압하는 걸림핀탄성부재(32)와 그리고 상기한 걸림핀탄성부(32)를 수용하는 걸림핀슬라이딩홈(33)을 갖는 걸림핀장치부(30);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기한 걸림돌기(21)는 상기한 걸림핀(31)과의 결합으로 걸림이 이루어지도록 톱날모양으로 이루어지되, 걸림돌기(21)가 걸림핀(31)과 밀착 교합될 수 있도록 결합면을 직각으로 형성하고, 페달이 크랭크축 회전의 반대방향으로 페달축 회전을 할 때 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)를 부드럽게 넘어갈 수 있도록 그 배면을 경사면으로 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 걸림핀슬라이딩홈(33)은, 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 삽입되어 걸림돌기(21)와 교합되어 있는 상태에서, 페달이 크랭크축 회전의 반대방향으로 페달축 회전을 하기 위하여 페달축(11)에 고정된 걸림돌기(21)의 배면에서 걸림핀(31)이 후방으로 밀릴 때, 걸림핀(31)이 후퇴할 수 있을 정도의 깊이로 홈이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 걸림핀탄성부재(32)는 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)에 밀려 걸림핀슬라이딩홈(33)으로 들어올 때 헐겁지 않고 긴장되도록 하고, 걸림돌기(21)의 밀치는 힘이 소멸되는 즉시 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 즉시 삽입되어 걸림돌기(21)와의 교합이 복원되도록, 걸림핀(31)의 안쪽 내부와 걸림핀슬라이딩홈(33) 사이에 삽입 설치한 것을 특징으로 하며, 상기한 페달축받이는 축받이베어링(53)을 포함하되, 축받이외륜(54)에 축받이베어링(53)을 붙잡아 둘 수 있는 리테이너(55)를 갖추고 있으며, 아울러 페달몸체에 형성한 축받이고정부(51)에 설치되되 축받이 내륜이 제거된 구조로 이루어지며, 축받이고정부(51)는 페달축(11) 외주를 둘러싸는 축관(12)과 일체로 형성되어, 걸림돌기(21)와의 교합과 격리를 위하여 걸림핀(31)이 내재된 페달몸체를 좌우로 슬라이딩 할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하며, 상기 페달프레임(13)의 상단 양측부에는 슬라이딩레버(15a,15b)를 돌출 형성하여, 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)와의 교합격리 작동이 용이하게 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다

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본 발명은 페달축회전 제어장치를 사용하여 사점구간에서 이용할 수 없게 된 답력을 즉각 회전력으로 전환시켜서, 임계토크 이상의 힘을 요구하는 경사로 등판주행이나 맞바람 주행을 관성에너지 없이도 가능하게 해준다.
이것은 종래의 사점해소 방법인 크랭크 암의 변형이나 크랭크 암의 회전각 조작의 방식에 비해 회전력의 증가가 훨씬 클 뿐만 아니라 기존제품과의 호환을 위해 크랭크 셋(crank set assembly)으로 만들어야 되지만, 본 발명은 어느 제품의 자전거라도 크랭크 암의 페달축 체결부에 본 페달만 갈아 끼우면 호환이 되므로 경제적이다.
본 발명은 또한 양방향 축회전하는 페달을 기본으로 하여 페달축회전 억제가 필요할 때에만 최소한으로 제어하게 하여 종래의 페달처럼 부드러운 스트로크를 할 수 있도록 했고, 페달축회전을 억제하고 있는 상태일지라도 긴박하게 역페달링을 해야 할 때는 페달을 좌우로 간편하게 슬라이딩함으로써 제어할 수 있게 하여 안전주행을 할 수 있다
또한 페달에 힘을 가하고 있는 상태나 신발이 페달에 결착되어있는 상태에서도 발을 떼지 않고 간단히 페달축 회전을 제어할 수 있어 평페달은 물론 클립페달 등 모든 종류의 페달에 적용할 수 있으므로 경제성과 편리성 및 실용성을 더욱 크게 해준다.
또한 종래 기술에 비해 본 발명은 크랭크 암이 아닌 페달의 페달축회전을 제어하여 사점을 해소하기 때문에 상사점과 하사점 모두에서 정(正)의 효과가 있으며, 크랭크 셋(어셈블리)이 아닌 페달만 교체하면 되므로 생산비용면에서 유리하고 호환성 문제가 없어 시장성이 크다는 장점이 있다.

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도 1a 는 본 발명에 따른 페달의 요부 단면도이고 도 1b 는 도 1 의 작동 상태도
도 2a 는 도 1a 및 도 1b 에서의 요부에 대한 작동 상태를 나타내는 도면
도 3,a 및 도 3b 는 페달축 회전 제어장치에 대한 작동을 설명하기 위한 도면
도 4a 및 도 4b 는 도 3a 및 도 3b 의 상태를 상부에서 본 도면
도 5a 본 발명에 따른 페달축을 도시하는 도면이고, 도 5b 는 도 5a의 도면을 우측에서 본 도면으로 특히, 걸림돌기(21)와 걸림돌기홈(22)을 보여주기 위한 도면이다
도 6a 는 걸림핀장치부를 보여주기 위한 평면도이고, 도 6b 는 도 6a의 정면도, 도 6c 는 도 6b의 좌측에서 본 도면이다

자전거의 페달은 사람의 답력을 회전운동으로 전환시키는 크랭크 암의 손잡이 기능을 한다. 이 페달을 손으로 돌린다면 힘의 방향이 크랭크축과 수직방향으로 크랭크 암을 회전시킬 수 있어 힘의 효율을 극대화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 사점의 발생도 없을 것이기에 항시 회전력을 얻을 수가 있을 것이다. 그러나 사람의 발은 손과 달라 회전운동을 하기에는 구조적으로 적합하지 않으며 특히 힘을 크게 하기위해 페달에 체중을 얹어서 페달링을 할 경우에는 답력의 방향이 더욱 상하 직선운동이 될 수밖에 없어 사점구간이 커지게 되고 이때의 답력은 회전력으로 전환되지 않는다.
이는 종래의 페달이 양방향으로 페달축회전을 하기 때문에 답력의 힘점이 항상 페달축에 걸리게 되고, 크랭크 암에 고착되어져 크랭크축회전에 따라 페달축(힘점)이 사점에 이르게 되면 힘을 쓸 수가 없게 되는 것이다. 이와 같은 힘의 증발지대인 사점의 함정을 피하기 위해서 사점 구간에서 종래의 전후방 양방향으로의 페달축 회전을 억제하면, 종래의 양방향 페달축회전으로 인해 페달축에 걸려있던 답력의 힘점이 페달발판 끝부분으로 이동되고, 이동된 힘점으로부터 새로운 힘의 작용선이 생기게 되며, 새로운 힘의 작용선에 의하여 답력이 회전력으로 즉각 전환된다. 예를 들어, 크랭크 암의 길이가 17cm이고 페달의 전후길이가 12cm일 경우 페달 중심축으로부터 이동된 힘점의 거리는 약 6cm가 되며, 힘의 작용선은 사점으로부터 약 10cm 벗어난 위치에서 즉 회전각도로 말하면 약 10도정도 벗어난 위치에서 회전 토오크를 가하게 되므로 회전력을 더 향상시킬 수 있는 것이다
이하, 상기한 작동이 가능하도록 하는 본 발명의 구성을 첨부 도면에 의거 구체적으로 설명한다
먼저, 도 1a 에서 보듯이, 페달프레임(13) 중간에 페달축(11)이 고정되고, 그 외주로 축관(12)이 형성된다. 축관(12)이 양단부에는 축받이 외륜(54)을 갖춘 페달축받이(52)가 페달프레임(13)에 형성된 수용홈(33)에 설치된다. 페달프레임(13)의 전후방에는 페달바(14)가 형성된다. 상기한 페달프레임(13)은 페달축(11)에 장착되며, 이의 고정을 위해 와셔(45), 로크너트(44) 및 캡너트(43) 등을 설치한다
본 발명은 도 1a 및 도 1b 에서 보듯이, 종래의 페달처럼 페달축(11)을 중심으로 양방향 페달축회전을 원활하게 할 수 있도록 페달축(11)과 축관(12)사이에 축받이베어링(53)을 갖는 페달축받이(52)를 설치하되, 그 측부에 돌출하는 걸림핀(31)을 갖춘 걸림핀장치부(30)를 설치한다.
페달축(11)은 페달축 회전을 억제할 수 있는 걸림핀(31)과 교합하여 걸림이 될 수 있도록 페달축(11)의 일부분에 걸림돌기부(20)를 두어 톱날모양의 걸림돌기(21)을 형성한다. 이러한 구조는 라쳇의 기계적 작동과 동일한다. 즉, 한방향으로만 힘을 가할 수 있는 기계적 구조이다

페달 몸체에 장착된 걸림핀장치부(30)의 걸림핀(31)이 페달축(11)에 형성된 걸림돌기부(20)의 걸림돌기홈(22)에 삽입되어 걸림돌기(21)와 교합하게 되며, 이를 위해서 걸림핀(31)이 부착된 걸림핀장치부(30)가 페달프레임(13) 안에 위치한 페달몸체에 페달축(11)을 감싸고 있는 축관(12)과 붙어있는 페달축받이(52)가 페달축(11)의 좌우로 슬라이딩 할 수 있게 도 2a에서 보듯이 페달프레임(13)에 슬라이딩레버(15a,15b)를 장착하였다.
발로 밟고 있는 페달이 그 축을 중심으로 앞뒤로 자유롭게 선회되지 않게 억제되어 있을 때에도, 페달발판이 신발과 평행을 유지할 수 있도록 하기 위하여, 페달몸체가 크랭크축 회전방향과 반대방향으로 페달축 회전이 가능하도록 하여야 한다. 이를 위해 걸림핀(31)과 걸림돌기(21)의 배면(背面)을 사면(斜面)으로 형성하고, 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)의 밀치는 힘에 충분히 밀릴 수 있도록 걸림핀장치부(30)에 걸림핀(31)이 밀려들어갈 수 있는 걸림핀슬라이딩홈(33)을 두며, 그 공간에 걸림핀탄성부재(32)을 내재하여 걸림핀(31)이 긴장되게 밀릴 수 있도록 하고, 걸림돌기(21)의 미는 힘이 소멸되는 즉시 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 다시 삽입되어 걸림돌기(21)와 즉각적으로 교합되게 하였다.
그리고 주행자가 페달에서 발을 떼지 않고도 걸림핀(31)과 걸림돌기(21)의 교합과 분리를 간편하게 할 수 있도록 페달축받이(52)의 내륜을 없애 축받이베어링(53)이 본래의 축받이 기능 외에 페달축(11) 외면을 좌우로 슬라이딩 되게 하였고, 그리고 축받이외륜(54)에 축받이베어링(53)을 붙잡아 둘 수 있는 리테이너(55)를 설치하였다.

이러한 방법으로 주행 중에도 임의로 페달축 회전을 고정 또는 자유 회전하도록 해제시킴으로써, 평상시에는 양방향 페달축 회전 페달로 사용하다가 사점의 해소나 더 큰 회전력을 얻고자 할 때는, 도 2a, 및 도 2b 에서 보듯이, 페달프레임(13) 상단에 돌기한 슬라이딩레버(15b)를 크랭크암 쪽으로 슬라이딩시키는 방법으로 간편하게 페달축회전을 억제하여 페달축(11)에 걸리던 힘점을 페달프레임(13) 앞쪽 끝 부분으로 이동시켜 힘점과 힘의 방향이 사점에서 벗어나게 하고, 다운스트로크 구간에서는 지레(크랭크암의 길이)가 길어지게 하여 적은 힘으로도 큰 회전력을 얻을 수 있게 하였다.
이렇게 회전력을 크게 하기 위해 페달축 회전을 제어하고 있다가도 갑자기 나타난 장애물을 피하기 위해서나 여러 가지 이유로 역페달링이 필요할 때에는 페달프레임(13)의 상단에 돌기한 슬라이딩레버(15a)를 바깥쪽으로 슬라이딩시키는 방법으로 걸림돌기(21)와 걸림핀(31)이 격리되게 함으로써 종래의 페달처럼 양방향으로 페달축회전을 할 수 있게 하였다.
참고로 도 5a에서 미설명된 도면부호 41 은 크랭크암 체결나사부이고 도면부호 42 는 페달몸체 체결나사부이다
본 발명에 따른 장치는 평페달에만 국한되는 것이 아니라 페달축 회전을 하게 되어 있는 모든 페달에 적용할 수 있으며, 특히 주행 중에는 페달에서 발을 뗄 수 없는 토우클립페달이나 클립리스페달에서 더욱 유용하다.
본 발명은 크랭크 암이 아닌 페달의 페달축 회전을 제어하여 사점을 해소하기 때문에 페달의 상사점과 하사점 모두에서 효율적으로 힘을 가할 수 있는 효과가 있으며, 크랭크 어셈블리가 아닌 페달만 교체하면 되므로 생산비용면에서 유리하고 호환성 문제가 없어 시장성이 크다는 장점이 있다.
상기 발명의 실시를 위한 구체적인 내용설명은 본 발명의 원리를 응용한 일례로써, 본 발명은 상기한 도면과 이의 설명에만 국한 되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 첨부된 청구항에 기재된 본 발명의 기술사상 및 기술 영역을 벗어나지 않은 범위 내에서 변형하여 실시할 수 있는 모든 변형 실시 예를 포함한다.

11 : 페달축 12 : 축관
13 : 페달프레임 14 : 페달바
15a : 슬라이딩 레버 15b: 슬라이딩 레버
20 : 걸림돌기부 21 : 걸림돌기
22 : 걸림돌기홈 30 : 걸림핀장치부
31 : 걸림핀 32 : 걸림핀탄성부
33 : 걸림핀슬라이딩홈 41 : 크랭크암체결나사부
42 : 페달몸체체결나사부 43 : 캡너트
44 : 로크너트 45 : 와셔
51 : 축받이고정부 52 : 페달축받이
53 : 축받이베어링 54 : 축받이외륜
55 : 리테이너

Claims (6)

1. 페달축(11)을 중심으로 양방향 페달축 회전을 원활하게 할 수 있도록 페달축(11)과 축관(12) 사이에 축받이외륜(54)을 갖는 베어링부재를 포함한 페달축받이로 구성되며 외주에는 페달프레임(13)으로 이루어지는 페달몸체를 갖는 페달에 있어서,
   상기한 페달축(11)에 일체로 형성되며 톱날모양으로 형성한 걸림돌기(21)와 걸림돌기홈(22)을 가진 걸림돌기부(20)와;
   상기한 걸림돌기(21)와 교합하여 페달축 회전을 제어할 걸림핀(31)과, 상기한 걸림핀(31)을 탄성적으로 가압하는 걸림핀탄성부재(32)와 그리고 상기한 걸림핀탄성부(32)를 수용하는 걸림핀슬라이딩홈(33)을 갖는 걸림핀장치부(30);를 포함하며,
   상기한 페달축받이는 축받이베어링(53)을 포함하되, 축받이외륜(54)에 축받이베어링(53)을 붙잡아 둘 수 있는 리테이너(55)를 갖추고 있으며, 아울러 페달몸체에 형성한 축받이고정부(51)에 설치되되 축받이 내륜이 제거된 구조로 이루어지며, 축받이고정부(51)는 페달축(11) 외주를 둘러싸는 축관(12)과 일체로 형성되어, 걸림돌기(21)와의 교합과 격리를 위하여 걸림핀(31)이 내재된 페달몸체를 좌우로 슬라이딩 할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기한 걸림돌기(21)는 상기한 걸림핀(31)과의 결합으로 걸림이 이루어지도록 톱날모양으로 이루어지되, 걸림돌기(21)가 걸림핀(31)과 밀착 교합될 수 있도록 결합면을 직각으로 형성하고, 페달이 크랭크축 회전의 반대방향으로 페달축 회전을 할 때 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)를 부드럽게 넘어갈 수 있도록 그 배면을 경사면으로 형성한 것을 특징으로 하는 사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기한 걸림핀슬라이딩홈(33)은, 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 삽입되어 걸림돌기(21)와 교합되어 있는 상태에서, 페달이 크랭크축 회전의 반대방향으로 페달축 회전을 하기 위하여 페달축(11)에 고정된 걸림돌기(21)의 배면에서 걸림핀(31)이 후방으로 밀릴 때, 걸림핀(31)이 후퇴할 수 있을 정도의 깊이로 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 걸림핀탄성부재(32)는 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)에 밀려 걸림핀슬라이딩홈(33)으로 들어올 때 헐겁지 않고 긴장되도록 하고, 걸림돌기(21)의 밀치는 힘이 소멸되는 즉시 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 즉시 삽입되어 걸림돌기(21)와의 교합이 복원되도록, 걸림핀(31)의 안쪽 내부와 걸림핀슬라이딩홈(33) 사이에 삽입 설치한 것을 특징으로 하는 사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 페달프레임(13)의 상단 양측부에는 슬라이딩레버(15a,15b)를 돌출 형성하여, 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)와의 교합격리 작동이 용이하게 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 사점 해소를 위한 페달의 회전 제어장치.

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