KR101642275B1 - 전륜구동형 스텝자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스텝자전거에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페달의 전, 후 왕복운동을 회전운동으로 전환하여 기어를 구동시켜 탄력주행이 가능한 전륜구동형 스텝자전거에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 전륜구동형 스텝자전거는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 전방부에 결합되는 전방 휠; 상기 메인 프레임의 후방부에 결합되는 후방 휠; 상기 메인 프레임에 제1 힌지로 결합되는 제1 링크로드와, 메인 프레임에 제2 힌지로 결합되는 제2 링크로드; 상기 제1 링크로드의 타단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제1 풋 페달과, 상기 제2 링크로드의 타단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제2 풋 페달; 상기 제1 풋 페달의 타단과 연결되는 제1 크랭크 연결부재와, 상기 제2 풋 페달의 타단과 연결되는 제2 크랭크 연결부재; 상기 메인 프레임에 회전가능하게 결합되며, 상기 제1,2 크랭크 연결부재와 연동하여 회전하게 양쪽 단이 제1,2 크랭크연결부재와 결합되는 크랭크축; 및 크랭크축에 구비된 구동기어와 전방 휠 축에 구비된 종동기어를 연결하는 구동체인;을 포함하여, 제1,2 풋 페달에 올라탄 사용자의 스텝 동작에 따라 주행하는 것을 특징으로 한다.

Description

전륜구동형 스텝자전거{A FRONT-WHEEL DRIVE STEP BICYCLE}

본 발명은 스텝자전거에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풋 페달의 전, 후 왕복운동을 회전운동으로 전환하여 스텝 주행이 가능한 전륜구동형 스텝자전거에 관한 것이다.

일반적으로 자전거의 경우에는 탑승자가 안장에 앉아 페달을 밟아 원운동을 하게 되고, 이러한 회전력에 의해 구동축과 연결된 구동스프로켓이 회전하면서 체인으로 연결되어 있는 종동스프로켓을 회전시켜 추진력을 발생시킴으로써 주행이 이루어진다.

또한, 코스터 브레이크를 장착한 자전거의 경우에는 페달을 역방향으로 감는 것으로 제동이 가능하며, 내부의 클러치로 인해 페달의 원운동을 멈추어도 활주하게 된다.

그리고 스케이트 보드의 경우 한 쪽 다리로 바닥을 차는 신체의 움직임에 의해 주행이 이루어지고, 두 발을 데크 위에 올려놓고 몸을 기울여 체중을 옮겨가며 방향을 전환하는데 데크 뒷부분 하단에 장착되어 있는 트럭 부분에 의해 바퀴의 방향전환이 이루어진다.

그러나 상기 일반 자전거는 핸들을 이용해야만 방향을 전환할 수 있고, 안장에 앉아 핸들을 이용해야만 하며, 신체의 자유로운 동작과 두 손의 활용에 제약이 따른다는 단점이 있다.

또한 부피가 상대적으로 크기 때문에 차량 등을 이용한 휴대가 용이하지 않은 불편함이 있다.

그리고 상기 스케이트 보드는 인력으로 주행해야 하는 특성상 탑승자의 힘의 손실이 많기 때문에 장거리나 오르막에서 주행하기에는 어려움이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌1) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-83396호(2011.07.20)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 발판에 가해지는 힘을 구동기어에 전달함으로써 주행이 가능하게 하고, 자전거의 안장과 손잡이를 없앰으로써 자전거의 오락성과 스케이트 보드의 휴대성 및 오락성을 모두 충족할 수 있으며, 아치형의 메인 프레임이 탑승자의 몸무게로 인한 하중에 의해 기구에 전달되는 충격을 완화시켜 이용자들의 만족도를 높일 수 있도록 하는 전륜구동형 스텝자전거를 제공하는 것이다.

메인 프레임;

상기 메인 프레임의 전방부에 결합되는 전방 휠;

상기 메인 프레임의 후방부에 결합되는 후방 휠;

상기 메인 프레임에 제1 힌지로 결합되는 제1 링크로드와, 메인 프레임에 제2 힌지로 결합되는 제2 링크로드;

상기 제1 링크로드의 타단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제1 풋 페달과, 상기 제2 링크로드의 타단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제2 풋 페달;

상기 제1 풋 페달의 타단과 연결되는 제1 크랭크 연결부재와, 상기 제2 풋 페달의 타단과 연결되는 제2 크랭크 연결부재;

상기 메인 프레임에 회전가능하게 결합되며, 상기 제1,2 크랭크 연결부재와 연동하여 회전하게 양쪽 단이 제1,2 크랭크 연결부재와 결합되는 크랭크축; 및

크랭크축에 구비된 구동기어와 전방 휠 축에 구비된 종동기어를 연결하는 구동체인;을 포함하여,

제1,2 풋 페달에 올라탄 사용자의 스텝 동작에 따라 주행하는 것을 특징으로 하는 전륜구동형 스텝자전거를 제공함으로써 달성된다.

또한 본 발명에서 상기 전방 휠이 코스터 브레이크와 연동설치되어 있으며, 상기 코스터 브레이크에 종동기어가 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기 메인 프레임은, 아치 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 가지는 본 발명에 의하면, 페달에 가해지는 힘을 구동기어에 전달함으로써 탄력주행이 가능해지고, 이로 인하여 장거리 이동이 가능한 장점이 있음과 동시에 일반 자전거의 안장과 손잡이를 없애, 휴대성과 운동의 효과를 높일 수 있다.

뿐만 아니라 프레임이 아치형을 이루고 있어 탑승자의 몸무게로 인한 하중에 의해 기구에 전달되는 충격을 완화시켜 이용자들의 만족도를 높일 수 있다.

도1은 본 발명의 한 실시예에 따른 사시도이다.
도2는 본 발명의 한 실시예에 따른 평면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명에 있어서 전방부(10)는 전륜구동형 스텝자전거가 전진하는 방향을 의미하고, 후방부(30)는 전방부(10)의 반대방향을 의미하며, 중앙부(20)는 스텝자전거의 중앙 부분을 의미한다.

전방부(10)와 후방부(30)를 연결하는 메인 프레임(21)이 구비된다.

상기 메인 프레임(21)의 전방에는 좌우 양쪽 단에 전방 휠(11)이 구비되는 전방 휠 축(12)이 결합되고, 후방에는 좌우 양쪽 단에 후방 휠(31)이 구비되는 후방 휠 축(32)이 결합된다.

그리고 상기 전방 휠 축(12)상에는 종동기어(13)가 구비된다.

또한 메인 프레임(21)의 중간부분에는 사용자가 올라설 수 있도록 메인 프레임(21)을 사이에 두고 양쪽에 제1,2 풋 페달(24a,24b)이 배치되고, 이렇게 제1,2 풋 페달(24a,24b)에 올라선 사용자의 자연스런 전진 스텝 동작을 구동력으로 상기 전방 휠(11)을 회전시키는 일련의 스텝 구동유닛이 구비된다.

상세하게, 메인 프레임(21)의 중간부분에서 좌측에는 전방 일단이 메인 프레임(21)과 제1 힌지(22a)로 결합되는 제1 링크로드(23a)와, 우측에는 전방 일단이 메인 프레임(21)과 제2 힌지(22b)로 결합되는 제2 링크로드(23b)가 구비된다.

또한 상기 제1 링크로드(23a)의 후방 일단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제1 풋 페달(24a)과, 상기 제2 링크로드(23b)의 후방 일단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제2 풋 페달(24b)이 구비된다.

상기 제1,2 풋 페달(24a,24b)에는 상기 제1,2 링크로드(23a,23b)의 후방 단부와 결합되어, 제1,2 링크로드(23a,23b)의 후방 단부를 내부로 수용하는 가이드 홈이 형성된다.

또한 상기 제1 풋 페달(24a)의 제1 링크로드(23a)와 연결되지 않은 후방 일단과 축(힌지) 결합되는 제1 크랭크 연결부재(25a)와, 상기 제2 풋 페달(24b)의 제2 링크로드(23b)와 연결되지 않은 후방 일단과 축(힌지) 결합되는 제2 크랭크 연결부재(25b)가 구비된다.

또한 상기 메인 프레임(21)에 회전 가능하게 결합되고, 좌측 일단은 상기 제1 크랭크 연결부재(25a)의 제1 풋 페달(24a)과 연결되지 않은 후방 일단과 축 결합되고, 우측 일단은 제2 크랭크 연결부재(25b)의 제2 풋 페달(24b)과 연결되지 않은 후방 일단과 축 결합되는 크랭크축(27)이 구비된다.

그리고 상기 크랭크축(27) 상에는 구동기어(26)가 구비된다.

또한 상기 크랭크축(27)상의 구동기어(26)와 상기 전방 휠 축(12)상의 종동기어(13)를 연결하는 구동체인(28)이 구비된다.

상술한 구성으로부터 본 발명에 의한 전륜구동형 스텝자전거의 주행동작을 설명하면,

제1,2 풋 페달(24a,24b)에 올라선 사용자가 전진 스텝 동작 즉, 제1,2 풋 페달(24a,24b)을 번갈아가며 하방으로 가압시키면, 제1,2 링크로드(23a,23b), 제1,2 풋 페달(24a,24b), 제1,2 크랭크 연결부재(25a,25b)의 스텝 동작으로 인해 크랭크축(27)을 전진 회전시키게 된다.

결국 크랭크축(27)의 전진 회전은 구동기어(26)와 종동기어(13)를 연결하는 구동체인(28)으로 통해 전방 휠 축(12)을 전진 회전시킴에 따라, 스텝자전거는 전진 주행하게 된다.

한편 본 발명에 의한 스텝자전거에는 전방 휠의 회전력을 억제하는 브레이크가 구비되는 것이 좋다.

이때 본 발명에 의한 스텝자전거는 사용자의 손이 자유롭기 때문에, 사용자의 발 구동으로부터 제동력을 구현하는 코스터 브레이크가 적용됨이 좋다.

흔히 코스터 브레이크는 일반적으로 후륜구동형 자전거의 후방 휠 축 상에 구비되어, 전진 주행 중에는 페달의 전진 회전력을 휠 축에 그대로 전달하고, 페달을 반대방향으로 회전시키게 되면 휠 축에 마찰력을 작용시켜 회전력을 억제하는 것으로, 이와 같이 전륜구동형 스텝자전거인 본 발명에서는 전방 휠 축 상에 코스터 브레이크를 설치 구성되어야 함이 당연하다.

결국 본 발명은 제1,2 풋 페달(24a,24b)에 올라선 사용자가 전진 스텝 동작과 함께 전진 주행을 수행하다가, 속도를 줄이거나 정지하기 위해서는 반대방향의 스텝 동작 즉, 크랭크축(27)을 반대방향으로 회전시킴에 따라 코스터 브레이크의 마찰력을 발생시켜 전방 휠의 속도를 줄이거나 정지시킬 수 있다.

한편 본 발명의 스텝자전거에는 마치 스케이트 보드와 같이 올라탄 사용자의 무게중심 변화에 따라 방향을 전환하는 조향기능을 가질 수 있다.

이를 위해 상기 후방 휠 축(32)은 메인 프레임(21)과 조향축(33)으로 연결 구성될 수 있다.

이러한 조향향을 수행할 때, 풋 페달(24a,24b)에 올라탄 탑승자는 자세를 조향방향에 따라 자연스레 기울 수 있도록 풋 페달(24a, 24b)은 슬라이드 축선을 중심으로 좌우측으로 15°정도 회전이 가능하게 구성됨이 좋다.

그리고 상기 제1,2 풋 페달(24a,24b)은 탑승자가 신발을 신은 채로 안착할 수 있도록 형성되고, 후방부(30)의 구동기어(26)에 가깝게 위치하여 안정감을 준다.

이와 같이 된 본 발명의 전륜구동형 스텝자전거의 구성에 따른 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전륜구동형 스텝자전거는 탑승자가 서있는 상태에서 신발을 신은 채로 제1,2 풋 페달(24a,24b)에 안착하여 상기 제1,2 풋 페달(24a,24b)을 전, 후로 왕복하게 하는 것으로, 전신운동을 할 수 있게 됨과 동시에 이러한 왕복운동으로 구동기어(26)가 회전하면서 이와 구동체인(28)으로 연결된 종동기어(13) 및 전방 휠(11)에 의해 스텝자전거의 추진력을 발생시켜 도로주행이 이루어지게 된다.

또한 후방부(30)에는 조향축(33)을 중심으로 방향을 전환할 수 있는데, 탑승 상태에서 몸을 한쪽 방향으로 기울여 체중을 옮기는 것으로 코너링이나 방향전환을 하게 되고, 제1,2 풋 페달(24a,24b)을 역방향으로 감는 것으로 제동이 이루어진다. 이 때, 구동기어(26)를 역회전시켜 제동이 가능하도록 하는 특성상, 역회전의 강도를 조절함으로써 제동의 크기를 조정할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 상기 구동기어(26)의 크랭크축(27) 양측에 연결된 제1,2 크랭크 연결부재(26a,26b)과, 상기 제1,2 크랭크 연결부재(25a,25b)에 연결된 제1,2 링크로드(23a,23b)의 상면에 제1,2 풋 페달(24a,24b)이 부착되어 있고, 제1,2 풋 페달(24a,24b)에 탑승자가 안착하여 번갈아가면서 힘을 가하는 경우에 제1,2 풋 페달(24a,24b)과 제1,2 링크로드(23a,23b)로 연결된 제1,2 크랭크 연결부재(25a,25b)를 작동시키게 되는바, 상기 제1,2 크랭크 연결부재(25a,25b)가 구동기어(26)의 크랭크축(27)를 중심축으로 회전하는 회전운동에 의해 제1,2 풋 페달(24a,24b)의 위치를 변화시키게 된다.

이때 제1,2 풋 페달(24a,24b)은 제1,2 링크로드(23)에 의해 전, 후 왕복운동이 가능한 구성이므로 제1,2 링크로드(23a,23b)에 지지된 상태를 유지하면서 제1,2 링크로드(23a,23b)가 전, 후 왕복하는 움직임을 따라 제1,2 풋 페달(24a,24b)이 타원형으로 전, 후 스윙하는 동작이 이루어지게 된다.

상기와 같이 전, 후로 왕복하는 제1,2 풋 페달(24a,24b)은 탑승자의 무게중심을 이루는 발이 고정된 상태로서 안정된 상태를 유지할 수 있도록 하고, 전체적으로 보았을 때 후방으로 배치되어 스윙 범위가 크게 되므로 탑승자의 운동효과를 높여준다. 또, 아치형의 메인 프레임(21)은 탑승자의 몸무게로 인한 하중에 의해 기구에 전달되는 충격을 완화시켜 준다.

즉, 본 발명에서는 탑승자의 발이 안정되게 안착된 상태에서 전, 후로 왕복운동이 이루어짐으로써 탑승자의 전신운동을 효과적으로 수행할 수 있게 되고, 이러한 운동과 아울러 자전거의 도로주행 기능도 함께 수행할 수 있으며 특히 기동성의 면에서도 큰 힘을 발휘하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(10) : 전방부 (11) : 전방 휠
(12) : 전방 휠 축 (13) : 종동기어
(20) : 중앙부 (21) : 메인 프레임
(22a) : 제1 힌지 (22b) : 제2 힌지
(23a) : 제1 링크로드 (23b) : 제2 링크로드
(24a) : 제1 풋 페달 (24b) : 제2 풋 페달
(25a) : 제1 크랭크 연결부재 (25b) : 제2 크랭크 연결부재
(26) : 구동기어 (27) : 크랭크축
(28) : 구동체인 (30) : 후방부
(31) : 후방 휠 (32) : 후방 휠 축
(33) : 조향축

Claims (4)

1. 메인 프레임;
   상기 메인 프레임의 전방부에 결합되는 전방 휠;
   상기 메인 프레임의 후방부에 결합되는 후방 휠;
   상기 메인 프레임에 제1 힌지로 결합되는 제1 링크로드와, 메인 프레임에 제2 힌지로 결합되는 제2 링크로드;
   상기 제1 링크로드의 타단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제1 풋 페달과, 상기 제2 링크로드의 타단과 슬라이드 가능하게 결합되는 제2 풋 페달;
   상기 제1 풋 페달의 타단과 연결되는 제1 크랭크 연결부재와, 상기 제2 풋 페달의 타단과 연결되는 제2 크랭크 연결부재;
   상기 메인 프레임에 회전가능하게 결합되며, 상기 제1,2 크랭크 연결부재와 연동하여 회전하게 양쪽 단이 제1,2 크랭크 연결부재와 결합되는 크랭크축; 및,
   크랭크축에 구비된 구동기어와 전방 휠 축에 구비된 종동기어를 연결하는 구동체인;을 포함하고,
   상기 전방 휠이 결합되는 전방 휠 축 상에는 상기 제1,2 풋 페달의 반대방향 스텝 동작에 따라 전방 휠의 회전을 억제하는 코스터 브레이크가 구비되도록 하여,
   제1,2 풋 페달에 올라탄 사용자의 스텝 동작에 따라 주행이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 전륜구동형 스텝자전거.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 후방 휠이 결합되는 후방 휠 축은 상기 메인 프레임과 조향축으로 연결 구성된 것을 특징으로 하는 전륜구동형 스텝자전거.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 메인 프레임은, 아치 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전륜구동형 스텝자전거.

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