KR101644747B1 - 외발자전거 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외바퀴 자전거에 관한 것으로, 본 발명에 따른 외바퀴 자전거는 중앙에 허브가 구비된 바퀴와 상기 허브의 양단에 구비되고, 상기 허브의 내경과 접하는 복수개의 베어링이 이격되게 구비된 허브덮개가 바퀴의 회전축을 형성하며, 상기 허브덮개의 중심을 벗어난 소정위치에 형성된 구멍에 삽입, 결합되는 페달축을 포함하여 이루어지되, 상기 페달축의 일단에는 상기 허브의 내경 일측에 구비된 기어와 치합하여, 페달에서 형성된 구동력을 증속 전달하는 증속기어A가 삽입되고, 상기 페달축의 타단에는 상기 허브의 내경 타측 일단에 구비된 감속기어부B와 치합하여 페달에서 발생한 구동력을 감속 전달하는 감속기어a가 삽입되어, 단축의 변속구동장치를 형성, 평지와 언덕길 주행 등 주행환경에 따라 증속 또는 감속으로 구동력을 변환 전달하여 바퀴를 구르게 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 외바퀴 자전거에 관한 것으로, 승차자의 무게중심을 바퀴의 중심 아래로 분산 전달하여 안정성을 확보하고 페달위치를 바퀴의 중심보다 앞에 두어 구동력의 전달을 용이하게 하며 바퀴의 회전비를 변화시킬 수 있도록 하여 승차와 주행을 용이하게 하는 외바퀴 자전거에서 주행환경에 따라 증속과 감속을 선택 변환할 수 있는 변속장치를 구현하는 기술이다.
바퀴의 회전축을 확장하여 승차자의 무게중심을 바퀴의 중심보다 아래로 분산하여 전달하고, 허브 중심에 확보된 공간의 앞쪽에 페달축을 위치시켜 페달의 구동을 원활하게 하며, 주행 환경에 따라 바퀴의 회전비를 변화시킬 수 있는 변속 장치를 구비한 외발자전거에 관한 기술로 등록특허 10-1363173(2014.2.7), 10-1516473(2015.4.23)의 구조와 출원번호 10-2013-0148323(2013.12.2)에 구현된 변속장치의 기능을 조합하여 단순하고 확실한 결합으로 에너지 손실을 최소화한 단축구동, 변속 외발자전거를 구현하는 기술.
본 발명은 상술한 기술을 구현하기 위해 다수의 베어링에 의해 형성된 회전축 내부의 한정된 공간에서 승차자의 무게 중심을 안정 위치로 분산시키며 주행 조건에 따라 회전비를 바꿀 수 있도록 변속 가능한 장치를 제공하는 것으로
첫째, 상기 확장된 회전축에서 승차자의 무게중심을 바퀴의 중심보다 아래로 분산시켜 승차의 안정성을 확보하는 최적의 위치를 제공하는 것과,
둘째, 상기 확장된 회전축 내부 공간에 승차자가 페달의 회전을 원활하게 할 수 있는 위치에서 페달을 회전시키도록 페달축의 위치를 제공하는 것과,
셋째, 페달에서 형성된 회전력을 바퀴에 전달함에 있어 승차자가 안정된 자세를 유지할 수 있는 시간적 여유와 주행시 평지에서 뿐 만 아니라 오르막길에서도 작은 힘으로 주행이 가능한 회전비를 제공하며, 장거리 주행시 페달의 회전을 멈추어도 관성주행이 가능한 환경을 제공하는 것이다.
넷째, 상기 목적을 달성함에 있어 주행시 에너지 소모를 최소한으로 하고 확실한 효과를 달성할 수 있는 조건을 제공하는 것이다.
다섯째, 또한 상기 목적을 달성함에 있어 장치 외부로부터의 간섭이나 저항을 최소화하는 것이다.
첫째, 상기 확장된 회전축에서 승차자의 무게중심을 바퀴의 중심보다 아래로 분산시켜 승차의 안정성을 확보하는 최적의 위치를 제공하는 것과,
둘째, 상기 확장된 회전축 내부 공간에 승차자가 페달의 회전을 원활하게 할 수 있는 위치에서 페달을 회전시키도록 페달축의 위치를 제공하는 것과,
셋째, 페달에서 형성된 회전력을 바퀴에 전달함에 있어 승차자가 안정된 자세를 유지할 수 있는 시간적 여유와 주행시 평지에서 뿐 만 아니라 오르막길에서도 작은 힘으로 주행이 가능한 회전비를 제공하며, 장거리 주행시 페달의 회전을 멈추어도 관성주행이 가능한 환경을 제공하는 것이다.
넷째, 상기 목적을 달성함에 있어 주행시 에너지 소모를 최소한으로 하고 확실한 효과를 달성할 수 있는 조건을 제공하는 것이다.
다섯째, 또한 상기 목적을 달성함에 있어 장치 외부로부터의 간섭이나 저항을 최소화하는 것이다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 중앙에 허브가 구비된 바퀴와, 상기 허브의 양단에 대칭으로 결합되고, 상기 허브의 내경과 접하는 복수개의 베어링이 일정간격 이격되게 구비되고, 외측면에 차체의 단부가 결합되는 허브덮개와, 상기 허브를 관통하도록 상기 허브덮개의 소정 위치에 형성된 구멍에 삽입, 결합되는 페달축을 포함하여 이루어지되, 상기 페달축에는 상기 허브의 일측에 구비된 증속기어b와 치합되는 증속기어A가 활주가능하게 삽입되어 페달에서 전달되는 구동력을 증속하여 전달하고, 상기 페달축의 타측에 삽입된 감속기어a를 통해 상기 허브의 내경 일측에 구비된 감속기어B와 치합하여 페달에서 형성된 구동력을 감속 전달하여 바퀴를 회전시킨다. 상기 감속기어a의 몸체 일단에 형성된 커플링이 증속기어A의 몸체 일단에 구비된 상대 커플링과 결합, 증속모드를 형성하고, 오르막길 주행시 증속기어의 회전에 저항하는 힘이 상기 커플링의 결합력보다 클 때 양 커플링의 결합이 풀리면서 커플링은 감속기어a를 밀쳐내어 허브의 내경 타측에 구비된 감속기어B와 치합하여 감속모드를 형성, 평지 주행과 오르막길 주행 시 주행환경에 따라 자동으로 증속주행과 감속주행으로 변환되는 것을 특징으로 하는 외발자전거를 제공한다.
기존 외발자전거에 비하여 안정된 구조를 제공하는 것과 증속구조에 의해 균형유지를 위한 시간적 여유를 제공하게 되며, 부가적으로 바퀴의 직경을 작게하여 휴대성을 향상시킬 수 있다. 또한 페달의 회전축이 바퀴의 중심보다 앞에 있어 토크 증대와 효율적 구동이 가능하게 되고, 프리휠의 적용으로 관성주행이 가능하며, 핸들의 적용으로 수동 조향성이 향상되고, 페달축이 앞쪽에 있어 족동 조향성이 향상되는 효과가 있으며, 더하여 본 발명으로 아래 열거한 목적을 달성하게 된다.
첫째, 평상 주행시 증속, 오르막에서 감속 주행으로 효율적인 주행을 가능하게 하는 효과가 있다
둘째, 증속과 감속의 변환 과정이 단순하여 확실한 변환이 가능하다.
셋째, 구동력전달 단계가 축소되어 불필요한 에너지 소모가 없어진다.
넷째, 균일하고 안정적인 회전축이 형성되어 확실한 구동 환경을 제공하는 효과가 있다.
다섯째, 구동부의 노출을 최소화하므로 이물질 유입이 차단되어 승차 안전성과 원활한 구동환경을 제공하게 된다.
여섯째, 다단기어 또는 별도의 구동축을 거치지 않으므로 구동장치의 고장요인을 감소시키는 효과가 있다.
일곱째, 상기 열거한 기능을 구현하는 구동장치를 하나의 페달축에 집약시키고, 구동장치에서 형성된 증속과 감속의 구동력을 하나의 허브를 통하여 바퀴에 전달하게 되므로 부품 수와 조립공정이 최소화되어 외발자전거의 대중화를 가능하게 하는 효과가 있다.
첫째, 평상 주행시 증속, 오르막에서 감속 주행으로 효율적인 주행을 가능하게 하는 효과가 있다
둘째, 증속과 감속의 변환 과정이 단순하여 확실한 변환이 가능하다.
셋째, 구동력전달 단계가 축소되어 불필요한 에너지 소모가 없어진다.
넷째, 균일하고 안정적인 회전축이 형성되어 확실한 구동 환경을 제공하는 효과가 있다.
다섯째, 구동부의 노출을 최소화하므로 이물질 유입이 차단되어 승차 안전성과 원활한 구동환경을 제공하게 된다.
여섯째, 다단기어 또는 별도의 구동축을 거치지 않으므로 구동장치의 고장요인을 감소시키는 효과가 있다.
일곱째, 상기 열거한 기능을 구현하는 구동장치를 하나의 페달축에 집약시키고, 구동장치에서 형성된 증속과 감속의 구동력을 하나의 허브를 통하여 바퀴에 전달하게 되므로 부품 수와 조립공정이 최소화되어 외발자전거의 대중화를 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 내용과 명칭을 나타내는 허브 안의 단면과, 구동장치의 사시도.
도 2는 본 발명을 구현한 외바퀴 자전거의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 회전축을 형성하는 허브의 단면, 회전부, 회전축부의 투시도, 베어링의 위치를 도시한 회전축의 측면투영도.
도 4는 본 발명의 증속구조 허브와 구동축의 단면, 증속기어(장반경① 구동⇒단반경 회전) 측면투영도.
도 5는 본 발명의 감속구조 허브와 구동축의 단면, 감속기어(단반경① 구동⇒장반경 회전) 측면투영도.
도 6은 본 발명의 증속구조를 설명하는 커플링부위의 단면과 입체투영 및 구동축의 사시도.
도 7은 본 발명의 감속구조를 설명하는 커플링 부위의 단면과 커플링의 결합이 풀리면서 허브측 감속기어와 결합되는 현상의 힘의 벡타와 구동축의 사시도.
도 8은 본 발명이 구현된 바퀴와 차체의 결합으로 외바퀴자전거가 조립되는 바퀴 사시도, 차체 사시도, 승차 편의장치 단면 일예, 브레이크 장치 실시 예 및 바퀴와 차체가 결합된 외발자전거의 사시도 일예.
도 2는 본 발명을 구현한 외바퀴 자전거의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 회전축을 형성하는 허브의 단면, 회전부, 회전축부의 투시도, 베어링의 위치를 도시한 회전축의 측면투영도.
도 4는 본 발명의 증속구조 허브와 구동축의 단면, 증속기어(장반경① 구동⇒단반경 회전) 측면투영도.
도 5는 본 발명의 감속구조 허브와 구동축의 단면, 감속기어(단반경① 구동⇒장반경 회전) 측면투영도.
도 6은 본 발명의 증속구조를 설명하는 커플링부위의 단면과 입체투영 및 구동축의 사시도.
도 7은 본 발명의 감속구조를 설명하는 커플링 부위의 단면과 커플링의 결합이 풀리면서 허브측 감속기어와 결합되는 현상의 힘의 벡타와 구동축의 사시도.
도 8은 본 발명이 구현된 바퀴와 차체의 결합으로 외바퀴자전거가 조립되는 바퀴 사시도, 차체 사시도, 승차 편의장치 단면 일예, 브레이크 장치 실시 예 및 바퀴와 차체가 결합된 외발자전거의 사시도 일예.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발명의 내용을 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 외바퀴자전거는 차체(60), 바퀴(70), 동력발생부로 이루어진다.
상기 바퀴(70)는 중앙에 허브(40)가 구비된다. 상기 허브(40)에는 최소한 후술하는 동력발생부가 조립될 수 있는 공간이 형성되고, 내경 일측에 일정 크기의 증속기어b(41)가 구비되고, 타측 일단에는 바퀴의 중심축과 일정 각으로 형성된 감속기어부B(42)가 구비된다.
상기 허브(40)의 양단에는 허브덮개(50)가 대칭으로 결합되는데, 이 허브덮개(16)에는 허브(40)의 내경과 접하는 복수개의 베어링A(51)가 동수의 볼트(54)에 의해 일정간격 이격되게 구비된다.
상기 베어링A의 위치는 도 3에서 예시하는 바와 같이, 차체(60)에서 전달되는 중력이 바퀴(70)의 중심으로 전달되지 않고 중심보다 낮은 위치에서 허브(40)의 내경에 전달되도록 각 두 개 이상 양측의 허브덮개(50) 안쪽에 나누어 위치되고, 바퀴(70)의 중심보다 위쪽에 위치되는 베어링A는, 바퀴(70)의 중심보다 낮은 위치에 위치된 상기 베어링과 함께 바퀴의 회전축을 형성하도록 허브(40)의 내경과 접하는 위치에 각 1개 이상 허브덮개 (50)의 안쪽에 위치된다.
동력발생부는 페달(10)과, 일측에 증속커플링(32)이 구비된 증속기어A(31)가 삽입되고, 및 타측에는 상기 증속커플링(32)과 대응하는 커플링이 구비된 감속기어a(21)가 삽입되어, 페달의 구동력을 전달하는 페달축(11)으로 구성된다.
상기 페달축(11)은 바퀴(70)의 중심과 편심으로 허브(40)를 관통하도록 허브덮개(50)에 형성된 구멍(53)에 삽입, 결합되고,
도 4와 같이 상기 페달축(11)의 일단에 삽입된 증속기어A(31)는 허브(40)의 내경 일측에 구비된 증속기어b(41)와 치합, 구동축과 연동하는 증속기어A(31)와 및, 바퀴의 회전축과 연동하는 증속기어b(41) 각각의 직경비에 상응하는 증속구조를 구현한다. 또한 상기 증속기어b(41)에는 프리휠이 구비되어 페달을 1회 작동하는 과정 안에서 균형을 잡을 수 있는 승차거리와 시간적인 여유를 제공하고 페달을 돌리지 않을 때에도 내리막길과 평지에서 관성의 힘으로 계속 주행할 수 있는 환경이 제공된다.
도 5와 같이 상기 페달축(11)에서 증속기어A(31)의 타측에 삽입, 연동하는 감속기어a(21)는 허브(40)의 소정위치에 구비되어 바퀴와 연동하는 감속기어부B(42)와 치합하여 감속기어a, B 각각의 직경비에 상응하는 감속구조를 구현한다.
도 6에 도시된 바와 같이 페달축에서 형성된 구동력은, 감속기어a(21)의 몸체 소정위치에 구비된 가이드홈(22)과 페달축(11)의 소정위치를 관통하는 핀(12)에 의해 감속기어a(21)로 전달되고, 페달축(11)의 일단에 삽입된 부싱(14)과 탄성부재(13)의 탄성으로 증속기어A(31)에 구비된 증속커플링부(32)와 결합하여 페달축(11)의 구동력을 증속구조로 전달하게 된다. 상기 양 커플링의 결속력은 탄성부재(13)의 탄성과 암수 커플링의 마찰에 더하여 가이드홈(22)의 경사도에 의해 형성된다. 따라서 가이드홈의 경사각이 직선에 가까울수록 주로 탄성부재의 탄성만으로 커플링의 결합을 유지하게 되며, 반면에 경사각이 축방향과 직각에 가까울수록 결속상태는 확실하게 유지되지만 다른 모드로의 전환은 어렵게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이 외발자전거가 일정 경사도 이상의 오르막길을 주행할 때 상기 증속커플링부(32)의 결속력에 상응하는 회전저항력이 증속기어A(31)의 구동방향에 발생하여 커플링의 결합이 풀리게 되면 커플링 결합면에 발생하는 벡터와 같이 감속기어a(21)는 탄성부재(13)를 누르고 감속기어부B(42)와 치합하게 된다. 이때 상기 가이드홈(22) 안에서 핀(12)의 위치는 페달(10)을 구동하는 동안 감속기어의 결속을 유지하는 기능을 구현하게 되고, 페달의 구동을 멈추면 회전방향 벡터가 "0"이 되므로 탄성부재(13)의 탄성만 축방향에 작용 되어 다시 증속구조로 복원된다.
상기 부싱(14)과 링(15)은 탄성부재(13)의 위치를 허브(40)의 양단 즉, 좌우 허브덮개(50) 사이에 고정시켜 허브덮개(50)와의 간섭에 의한 마찰력 발생을 최소화한다.
상기 증속기어A(31)와 감속기어a(21)는 페달축(11)을 관통하고 있는 핀(12)에 의해 페달축(11)과 같은 회전방향으로 연동하여 구동력을 전달하게 되므로 구동장치 내부에서 발생하는 에너지 소모를 최소화하게 된다. 또한 구동장치에 구비된 증속기어A(31)와 감속기어a(21)에서 다른 전달과정을 거치지 않고, 허브(40)의 내경에 구비된 증속기어b(41)와 감속기어부B(42)로 직접 구동력을 전달하게 되므로 페달(10)에서 발생 된 구동력을 가장 효율적으로 전달하게 된다.
주로, 상기 증속기어b(41)에는 프리휠이 구비되어 관성주행이 가능한 구조로 구비되지만, 단순기어 만으로 형성되어 전 후진이 가능한 증속구조를 구비한 경우도 포함된다.
상기 증속구조는 바퀴(70)가 전진하는 거리와 시간을 증대시키기 때문에 페달을 한번 만 굴려도 종래의 외바퀴 자전거에 비해 균형을 잡을 수 있는 보다 큰 거리와 시간적인 여유를 제공하게 되고, 장거리 주행이 가능한 효율적인 환경을 제공하게 된다. 또한 상기 감속구조는 오르막길 주행시 적은 힘으로도 주행 가능한 환경을 제공한다.
상기 증속구조와 감속구조는, 양 모드로 변환을 유도하는 감속기어a(21)의 위치 변화에 의해 선택되는데, 상기 감속기어a(21)의 위치를 수동으로 조작하여 변속을 유도하는 수동변속 외발자전거로 구현할 수 있고, 상기 감속구조를 생략하거나 또는 증속구조를 생략하여 단일 구조만으로 구성된 외발자전거를 구현할 수도 있다.
상기 허브(40)와 허브덮개(50) 또는 차체(60)에는 승차 편의성을 위해 도 8의 도시와 같은 일 예의 완충장치 및 브레이크를 장착할 수 있으며, 보조기구로 전동장치나 보조바퀴, 경보장치, 조명장치를 장착할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 외바퀴 자전거에 관한 발명이지만 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 차체의 형상을 변형하거나 바퀴가 1개 이상인 자전거로 자명한 변형실시가 가능하며 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 외바퀴자전거는 차체(60), 바퀴(70), 동력발생부로 이루어진다.
상기 바퀴(70)는 중앙에 허브(40)가 구비된다. 상기 허브(40)에는 최소한 후술하는 동력발생부가 조립될 수 있는 공간이 형성되고, 내경 일측에 일정 크기의 증속기어b(41)가 구비되고, 타측 일단에는 바퀴의 중심축과 일정 각으로 형성된 감속기어부B(42)가 구비된다.
상기 허브(40)의 양단에는 허브덮개(50)가 대칭으로 결합되는데, 이 허브덮개(16)에는 허브(40)의 내경과 접하는 복수개의 베어링A(51)가 동수의 볼트(54)에 의해 일정간격 이격되게 구비된다.
상기 베어링A의 위치는 도 3에서 예시하는 바와 같이, 차체(60)에서 전달되는 중력이 바퀴(70)의 중심으로 전달되지 않고 중심보다 낮은 위치에서 허브(40)의 내경에 전달되도록 각 두 개 이상 양측의 허브덮개(50) 안쪽에 나누어 위치되고, 바퀴(70)의 중심보다 위쪽에 위치되는 베어링A는, 바퀴(70)의 중심보다 낮은 위치에 위치된 상기 베어링과 함께 바퀴의 회전축을 형성하도록 허브(40)의 내경과 접하는 위치에 각 1개 이상 허브덮개 (50)의 안쪽에 위치된다.
동력발생부는 페달(10)과, 일측에 증속커플링(32)이 구비된 증속기어A(31)가 삽입되고, 및 타측에는 상기 증속커플링(32)과 대응하는 커플링이 구비된 감속기어a(21)가 삽입되어, 페달의 구동력을 전달하는 페달축(11)으로 구성된다.
상기 페달축(11)은 바퀴(70)의 중심과 편심으로 허브(40)를 관통하도록 허브덮개(50)에 형성된 구멍(53)에 삽입, 결합되고,
도 4와 같이 상기 페달축(11)의 일단에 삽입된 증속기어A(31)는 허브(40)의 내경 일측에 구비된 증속기어b(41)와 치합, 구동축과 연동하는 증속기어A(31)와 및, 바퀴의 회전축과 연동하는 증속기어b(41) 각각의 직경비에 상응하는 증속구조를 구현한다. 또한 상기 증속기어b(41)에는 프리휠이 구비되어 페달을 1회 작동하는 과정 안에서 균형을 잡을 수 있는 승차거리와 시간적인 여유를 제공하고 페달을 돌리지 않을 때에도 내리막길과 평지에서 관성의 힘으로 계속 주행할 수 있는 환경이 제공된다.
도 5와 같이 상기 페달축(11)에서 증속기어A(31)의 타측에 삽입, 연동하는 감속기어a(21)는 허브(40)의 소정위치에 구비되어 바퀴와 연동하는 감속기어부B(42)와 치합하여 감속기어a, B 각각의 직경비에 상응하는 감속구조를 구현한다.
도 6에 도시된 바와 같이 페달축에서 형성된 구동력은, 감속기어a(21)의 몸체 소정위치에 구비된 가이드홈(22)과 페달축(11)의 소정위치를 관통하는 핀(12)에 의해 감속기어a(21)로 전달되고, 페달축(11)의 일단에 삽입된 부싱(14)과 탄성부재(13)의 탄성으로 증속기어A(31)에 구비된 증속커플링부(32)와 결합하여 페달축(11)의 구동력을 증속구조로 전달하게 된다. 상기 양 커플링의 결속력은 탄성부재(13)의 탄성과 암수 커플링의 마찰에 더하여 가이드홈(22)의 경사도에 의해 형성된다. 따라서 가이드홈의 경사각이 직선에 가까울수록 주로 탄성부재의 탄성만으로 커플링의 결합을 유지하게 되며, 반면에 경사각이 축방향과 직각에 가까울수록 결속상태는 확실하게 유지되지만 다른 모드로의 전환은 어렵게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이 외발자전거가 일정 경사도 이상의 오르막길을 주행할 때 상기 증속커플링부(32)의 결속력에 상응하는 회전저항력이 증속기어A(31)의 구동방향에 발생하여 커플링의 결합이 풀리게 되면 커플링 결합면에 발생하는 벡터와 같이 감속기어a(21)는 탄성부재(13)를 누르고 감속기어부B(42)와 치합하게 된다. 이때 상기 가이드홈(22) 안에서 핀(12)의 위치는 페달(10)을 구동하는 동안 감속기어의 결속을 유지하는 기능을 구현하게 되고, 페달의 구동을 멈추면 회전방향 벡터가 "0"이 되므로 탄성부재(13)의 탄성만 축방향에 작용 되어 다시 증속구조로 복원된다.
상기 부싱(14)과 링(15)은 탄성부재(13)의 위치를 허브(40)의 양단 즉, 좌우 허브덮개(50) 사이에 고정시켜 허브덮개(50)와의 간섭에 의한 마찰력 발생을 최소화한다.
상기 증속기어A(31)와 감속기어a(21)는 페달축(11)을 관통하고 있는 핀(12)에 의해 페달축(11)과 같은 회전방향으로 연동하여 구동력을 전달하게 되므로 구동장치 내부에서 발생하는 에너지 소모를 최소화하게 된다. 또한 구동장치에 구비된 증속기어A(31)와 감속기어a(21)에서 다른 전달과정을 거치지 않고, 허브(40)의 내경에 구비된 증속기어b(41)와 감속기어부B(42)로 직접 구동력을 전달하게 되므로 페달(10)에서 발생 된 구동력을 가장 효율적으로 전달하게 된다.
주로, 상기 증속기어b(41)에는 프리휠이 구비되어 관성주행이 가능한 구조로 구비되지만, 단순기어 만으로 형성되어 전 후진이 가능한 증속구조를 구비한 경우도 포함된다.
상기 증속구조는 바퀴(70)가 전진하는 거리와 시간을 증대시키기 때문에 페달을 한번 만 굴려도 종래의 외바퀴 자전거에 비해 균형을 잡을 수 있는 보다 큰 거리와 시간적인 여유를 제공하게 되고, 장거리 주행이 가능한 효율적인 환경을 제공하게 된다. 또한 상기 감속구조는 오르막길 주행시 적은 힘으로도 주행 가능한 환경을 제공한다.
상기 증속구조와 감속구조는, 양 모드로 변환을 유도하는 감속기어a(21)의 위치 변화에 의해 선택되는데, 상기 감속기어a(21)의 위치를 수동으로 조작하여 변속을 유도하는 수동변속 외발자전거로 구현할 수 있고, 상기 감속구조를 생략하거나 또는 증속구조를 생략하여 단일 구조만으로 구성된 외발자전거를 구현할 수도 있다.
상기 허브(40)와 허브덮개(50) 또는 차체(60)에는 승차 편의성을 위해 도 8의 도시와 같은 일 예의 완충장치 및 브레이크를 장착할 수 있으며, 보조기구로 전동장치나 보조바퀴, 경보장치, 조명장치를 장착할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 외바퀴 자전거에 관한 발명이지만 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 차체의 형상을 변형하거나 바퀴가 1개 이상인 자전거로 자명한 변형실시가 가능하며 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
10; 페달, 11; 페달축, 12; 핀, 13; 탄성부재, 14; 부싱, 15; 링
21; 감속기어a, 22; 가이드홈,
31; 증속기어A, 32; 증속커플링부,
40; 허브, 41; 증속기어b, 42; 감속기어부B,
50; 허브덮개, 51; 베어링A, 52; 베어링B, 53; 구멍, 54; 볼트,
60; 차체,
70; 바퀴,
21; 감속기어a, 22; 가이드홈,
31; 증속기어A, 32; 증속커플링부,
40; 허브, 41; 증속기어b, 42; 감속기어부B,
50; 허브덮개, 51; 베어링A, 52; 베어링B, 53; 구멍, 54; 볼트,
60; 차체,
70; 바퀴,
Claims (4)
- 중앙에 허브(40)가 구비된 바퀴(70);
내경 일단에 상기 바퀴(70)와 동심원을 이루는 증속기어b(41)가 구비되고, 타 단에 상기 바퀴(70)와 동심원을 이루는 감속기어부B(42)가 구비되며, 내경 양 끝단 면으로 바퀴(70)의 회전부를 구성하는 허브(40);
상기 허브(40)의 양단에 대칭으로 구비되고, 상기 허브(40)의 내경 양 끝단면과 접하는 복수개의 베어링A(51)가 일정간격 이격되게 구비되어 바퀴(70)의 회전축을 형성하고, 외측면에 차체(60)의 단부가 결합되는 허브덮개(50);
상기 허브(40)를 편심으로 관통하도록 허브덮개(50)의 소정위치에 형성된 구멍(53)에 삽입, 결합되는 페달축(11);을 포함하여 이루어지되,
상기 페달축(11)에는 상기 허브(40)의 내경 일단에 구비된 증속기어b(41)의 외주면 치와 치합되는 증속기어A(31); 및, 상기 허브(40)의 타단에 구비된 감속기어부B(42)와 치합하는 감속기어a(21)가 구비되어, 상기 감속기어a(21)의 기어부 타단에 형성된 커플링면과 증속기어A(31)에 형성된 증속커플링부(32)와 결합, 연동하거나, 상기 페달축(11)의 축방향 타단으로, 상기 감속기어a(21)가 동 감속기어a(21)의 몸체에 구비된 가이드홈(22)을 따라 이동하여, 상기 감속기어부B(42)와 치합, 페달(10)에서 발생되는 구동력을, 상기 가이드홈(22)과 페달축(11)의 일정 부위를 관통하는 핀(12)에 의해, 주행 환경에 따라 증속 또는 감속으로 선택 변속하여 허브(40)에 전달, 바퀴(70)를 구르게 하는 것을 특징으로 하는 외바퀴 자전거. - 삭제
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150062818A KR101644747B1 (ko) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 외발자전거 |
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| KR1020150062818A KR101644747B1 (ko) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 외발자전거 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101644747B1 true KR101644747B1 (ko) | 2016-08-01 |
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ID=56707057
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| KR1020150062818A KR101644747B1 (ko) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 외발자전거 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101644747B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108749990A (zh) * | 2016-10-13 | 2018-11-06 | 叶雨玲 | 带轴式调节结构的儿童三轮车前轮 |
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2015
- 2015-05-05 KR KR1020150062818A patent/KR101644747B1/ko active IP Right Grant
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| CN108749990B (zh) * | 2016-10-13 | 2019-12-17 | 台州市棱智塑业有限公司 | 带轴式调节结构的儿童三轮车前轮 |
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