KR101659222B1 - 자전거용 무단변속장치 - Google Patents
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Abstract
자전거용 무단변속장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 자전거용 무단변속장치는: 페달과 함께 회전하면서 동력전달부재를 회전 가능하게 지지하며 동력전달부재의 하중변화에 따라 동력전달부재를 지지하는 위치가 가변되는 제1변속부 및 제1변속부와 동력전달부재로 연결되며 동력전달부재가 외측에 걸려 있는 상태에서 자전거의 바퀴와 함께 회전하며 동력전달부재의 하중변화에 따라 동력전달부재를 지지하는 위치가 가변되는 제2변속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 자전거용 무단변속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력전달부재를 통해 전달되는 하중의 변화에 따라 연속적으로 변속이 가능하므로 주행성능을 향상시킬 수 있는 자전거용 무단변속장치에 관한 것이다.
일반적으로 운전자가 자전거의 핸들을 잡고 프레임의 하부에 설치된 크랭크기구와 연결된 페달을 발로 밟아 크랭크기구에 연결된 제1스프로킷을 회전시키면, 제1스프로킷에 물려 있는 동력전달부재를 통해 뒷바퀴에 설치된 제2스프로킷이 회전되면서 뒷바퀴가 회전되므로 자전거의 주행이 이루어진다.
제1스프로킷과 제2스프로킷의 치수비를 기어비 또는 변속비라고 부르며, 변속비에 따라 페달의 회전과 뒷바퀴와의 회전비 및 토크비가 달라지게 된다. 또한 제1스프로킷과 제2스프로킷이 각각 하나로 된 것으로 사용함으로써 회전비와 토크비가 단일값으로 정해져 있었으나, 자전거용 다단변속기가 개발되면서, 제2스프로킷은 치수가 다른 4~8개를 일정한 간격으로 겹쳐 설치하고, 제1스프로킷 역시 치수가 다른 2~4개를 일정한 간격으로 겹쳐 설치함으로써 제1스프로킷과 제2스프로킷은 8~32 속도 단으로 조합되는 변속장치를 사용한다.
따라서 운전자는 자전거의 주행 중 변속장치를 조작하여 다양한 주행조건에 적합한 변속비를 선택하여 자전거의 주행성능을 향상시킨다.
종래에는 자전거용 변속장치의 구조가 복잡하여 조립 및 유지보수 작업에 어려움이 발생하며, 자전거 주행 중 변속을 수동조작해야 하므로 안전사고의 위험성이 높아진다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 미국 특허공보 US5772546호(1998.06.30)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 동력전달부재를 통해 전달되는 하중의 변화에 따라 연속적으로 변속이 가능하므로 주행성능을 향상시킬 수 있는 자전거용 무단변속장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 자전거용 무단변속장치는: 페달과 함께 회전하면서 동력전달부재를 회전 가능하게 지지하며 동력전달부재의 하중변화에 따라 동력전달부재를 지지하는 위치가 가변되는 제1변속부 및 제1변속부와 동력전달부재로 연결되며 동력전달부재가 외측에 걸려 있는 상태에서 자전거의 바퀴와 함께 회전하며 동력전달부재의 하중변화에 따라 동력전달부재를 지지하는 위치가 가변되는 제2변속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1변속부는, 페달의 연결축과 연결되는 연결공을 구비하며 페달과 함께 회전하는 제1디스크와, 제1디스크에 회전 가능하게 설치되며 동력전달부재에 맞물리는 제1걸림기어를 구비하는 제1체인기어부와, 제1체인기어부의 이동경로를 따라 설치되어 제1체인기어부의 회전을 안내하는 제1가이드부 및 제1디스크에 설치되며 제1가이드부의 외측 단부 방향으로 제1체인기어부를 탄성 지지하는 제1탄성지지부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제1체인기어부는, 제1디스크에 회전 가능하게 설치되는 제1체인기어몸체와, 제1체인기어몸체에서 연장되어 원호를 형성하며 제1걸림기어가 원호 형상을 따라 설치되는 제1기어부재 및 제1체인기어몸체 또는 제1기어부재에서 돌출되어 제1가이드부에 삽입되는 제1돌기부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제1체인기어몸체는 제1디스크에 접한 상태에서 제1힌지축을 중심으로 회전되며, 제1기어부재는 제1체인기어몸체와 단차를 형성하며 제1디스크와 이격되는 것이 바람직하다.
또한 제1가이드부는, 제1돌기부재가 삽입되는 원호 형상의 장공을 제1디스크에 형성하는 것이 바람직하다.
또한 제1체인기어부는 제1디스크에 복수로 구비되며, 연결공을 중심으로 서로 마주하는 위치에 설치되어 동력전달부재에 맞물리는 것이 바람직하다.
또한 제1탄성지지부는, 제1디스크의 후면으로 돌출되는 돌기의 외주연에 권선되는 제1탄성몸체 및 제1탄성몸체에서 연장되어 제1돌기부재를 가압하여 제1가이드부의 외측 단부방향으로 제1돌기부재를 탄성지지하는 제1탄성돌기를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제1변속부는, 제1디스크에 회전 가능하게 설치되며 동력전달부재의 내측에 접하여 동력전달부재의 이동을 안내하는 제1가변지지부와, 제1가변지지부의 이동경로를 따라 설치되어 제1가변지지부의 회전을 안내하는 제1안내홀부 및 제1디스크에 설치되며 제1안내홀부의 외측 단부 방향으로 제1가변지지부를 탄성 지지하는 제1가압지지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제1가변지지부는, 제1디스크에 회전 가능하게 설치되는 제1가변지지몸체와, 제1가변지지몸체에서 연장되어 원호를 형성하며 동력전달부재의 내측에 접하여 동력전달부재를 지지하는 제1지지부재 및 제1가변지지몸체 또는 제1지지부재에서 돌출되어 제1안내홀부에 삽입되는 제1가이드핀을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제1가변지지부는, 동력전달부재를 사이에 두고 제1디스크와 마주하는 위치에 설치되어 제1지지부재에서 동력전달부재의 이탈을 방지하며, 제1지지부재의 외측에 고정되어 제1지지부재와 함께 이동되는 제1탈락방지부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제2변속부는, 바퀴와 함께 회전하는 제2디스크와, 제2디스크에 회전 가능하게 설치되며 동력전달부재에 맞물리는 제2걸림기어를 구비하는 제2체인기어부와, 제2체인기어부의 이동경로를 따라 설치되어 제2체인기어부의 회전을 안내하는 제2가이드부 및 제2디스크에 설치되며 제2가이드부의 외측 단부 방향으로 제2체인기어부를 탄성 지지하는 제2탄성지지부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제2체인기어부는, 제2디스크에 회전 가능하게 설치되는 제2체인기어몸체와, 제2체인기어몸체에서 연장되어 원호를 형성하며 제2걸림기어가 원호 형상을 따라 설치되는 제2기어부재 및 제2체인기어몸체 또는 제2기어부재에서 돌출되어 제2가이드부에 삽입되는 제2돌기부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제2변속부는, 제2디스크에 회전 가능하게 설치되며 동력전달부재의 내측에 접하여 동력전달부재의 이동을 안내하는 제2가변지지부와, 제2가변지지부의 이동경로를 따라 설치되어 제2가변지지부의 회전을 안내하는 제2안내홀부 및 제2디스크에 설치되며 제2안내홀부의 외측 단부 방향으로 제2가변지지부를 탄성 지지하는 제2가압지지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제2가변지지부는, 제2디스크에 회전 가능하게 설치되는 제2가변지지몸체와, 제2가변지지몸체에서 연장되어 원호를 형성하며 동력전달부재의 내측에 접하여 동력전달부재를 지지하는 제2지지부재와, 제2가변지지몸체 또는 제2지지부재에서 돌출되어 제2안내홀부에 삽입되는 제2가이드핀 및 동력전달부재를 사이에 두고 제2디스크와 마주하는 위치에 설치되어 제2지지부재에서 동력전달부재의 이탈을 방지하며 제2지지부재의 외측에 고정되어 제2지지부재와 함께 이동되는 제2탈락방지부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 제1체인기어부와 제2체인기어부는 동력전달부재에 의해 연결되며, 제1체인기어부가 제1디스크의 중심을 향하여 회전하면, 제2체인기어부는 제2디스크의 외측을 향하여 회전하며 동력전달부재의 회전비가 변경되어 변속이 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자전거용 무단변속장치는, 주행 중 페달에 걸리는 하중의 변화에 따라 동력전달부재에 접하는 제1변속부와 제2변속부가 가변되어 동력전달부재의 변속비를 자동으로 조절하므로 동력 전달 효율성을 향상시켜 주행성능과 승차감을 동시에 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부의 제1체인기어부와 제1가변지지부가 외측으로 벌어져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 내측으로 모아져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 내측으로 모아져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1탄성지지부와 제1가압지지부가 제1디스크에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 제1가이드부와 제1안내홀부를 따라 제1디스크의 중앙을 향하여 이동된 상태를 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1안내홀과 제1가압부재의 설치상태를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부에서 제1체인기어부와 제1가변지지부가 분리된 상태를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 제2체인기어부와 제2가변지지부가 제2디스크의 내측으로 이동된 상태를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 제2체인기어부와 제2가변지지부가 제2디스크의 내측으로 이동되는 상태를 도시한 정면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 후면을 도시한 후면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부와 제2변속부의 외측에 동력전달부재가 걸린 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부재의 하중변화로 제1변속부의 반경은 증가하고 제2변속부의 반경은 감소하여 변속이 이루어지는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부의 제1체인기어부와 제1가변지지부가 외측으로 벌어져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 내측으로 모아져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 내측으로 모아져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1탄성지지부와 제1가압지지부가 제1디스크에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 제1가이드부와 제1안내홀부를 따라 제1디스크의 중앙을 향하여 이동된 상태를 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1안내홀과 제1가압부재의 설치상태를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부에서 제1체인기어부와 제1가변지지부가 분리된 상태를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 제2체인기어부와 제2가변지지부가 제2디스크의 내측으로 이동된 상태를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 제2체인기어부와 제2가변지지부가 제2디스크의 내측으로 이동되는 상태를 도시한 정면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 후면을 도시한 후면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부와 제2변속부의 외측에 동력전달부재가 걸린 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부재의 하중변화로 제1변속부의 반경은 증가하고 제2변속부의 반경은 감소하여 변속이 이루어지는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부의 제1체인기어부와 제1가변지지부가 외측으로 벌어져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 내측으로 모아져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 내측으로 모아져서 동력전달부재를 지지하는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1탄성지지부와 제1가압지지부가 제1디스크에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 후면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1체인기어부와 제1가변지지부가 제1가이드부와 제1안내홀부를 따라 제1디스크의 중앙을 향하여 이동된 상태를 개략적으로 도시한 후면도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1안내홀과 제1가압부재의 설치상태를 개략적으로 도시한 분해 사시도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부에서 제1체인기어부와 제1가변지지부가 분리된 상태를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치(1)는, 페달(12)과 함께 회전하면서 동력전달부재(16)를 회전 가능하게 지지하며 동력전달부재(16)의 하중변화에 따라 동력전달부재(16)를 지지하는 위치가 가변되는 제1변속부(20) 및 제1변속부(20)와 동력전달부재(16)로 연결되며 동력전달부재(16)가 외측에 걸려 있는 상태에서 자전거(10)의 바퀴(18)와 함께 회전하며 동력전달부재(16)의 하중변화에 따라 동력전달부재(16)를 지지하는 위치가 가변되는 제2변속부(70)를 포함한다.
자전거(10)의 양측에 구비된 페달(12)은 수평방향으로 설치된 연결축(14)에 의해 연결되며, 연결축(14)은 제1변속부(20)를 관통하여 제1변속부(20)와 함께 회전한다. 제2변속부(70)는 제1변속부(20)와 동력전달부재(16)로 연결되며, 자전거(10)의 뒤에 회전 가능하게 설치된 바퀴(18)에 제2변속부(70)가 축 연결되므로 제2변속부(70)와 바퀴(18)는 함께 회전된다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1변속부(20)는 페달(12)과 함께 회전하면서 동력전달부재(16)를 회전 가능하게 지지하며, 동력전달부재(16)의 하중변화에 따라 동력전달부재(16)를 지지하는 위치가 가변된다. 일 실시예에 따른 제1변속부(20)는, 제1디스크(22), 제1체인기어부(30), 제1가이드부(40), 제1탄성지지부(42), 제1가변지지부(50), 제1안내홀부(60), 제1가압지지부(62), 제1가압부재(66) 및 제1댐퍼부재(68)를 포함한다.
제1디스크(22)는 페달(12)의 연결축(14)과 연결되는 연결공(24)을 구비하며 페달(12)과 함께 회전하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 제1디스크(22)의 중심부에는 연결축(14)이 관통하여 결합되기 위한 연결공(24)이 구비된다. 제1디스크(22)는 원형판으로 구성되며, 연결공(24)을 통해 자전거(10)의 연결축(14)이 결합되므로, 페달(12)의 가압에 의해 연결축(14)과 함께 제1디스크(22)가 회전한다. 연결축(14)의 단면은 다각형 형상으로 형성되며, 연결축(14)이 통과되는 연결공(24)도 연결축(14)의 단면과 동일 형상의 홀을 형성하므로, 연결축(14)과 함께 제1디스크(22)가 회전한다.
제1체인기어부(30)는 제1디스크(22)에 회전 가능하게 설치되며, 동력전달부재(16)에 맞물리는 제1걸림기어(33)를 구비하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 일 실시예에 따른 제1체인기어부(30)는, 제1체인기어몸체(31), 제1기어부재(32), 제1돌기부재(34), 제1힌지축(35)을 포함한다.
제1체인기어몸체(31)는 제1디스크(22)에 회전 가능하게 설치된다. 제1체인기어몸체(31)는 제1디스크(22)에 접한 상태에서 제1힌지축(35)을 중심으로 회전되며, 제1기어부재(32)는 제1체인기어몸체(31)와 단차를 형성하며 제1디스크(22)와 이격된다. 제1기어몸체의 일측 단부는 제1힌지축(35)에 연결되며, 제1디스크(22)의 내측을 향하여 위치한다. 또한 제1기어몸체의 타측 단부는 제1디스크(22)의 외측을 향하여 원호 형상의 호를 형성한다. 제1체인기어몸체(31)가 제1디스크(22)에 접하면서 슬라이딩 되므로 제1체인기어몸체(31)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
제1기어부재(32)는 제1체인기어몸체(31)에서 연장되어 원호를 형성하며, 제1걸림기어(33)가 원호 형상을 따라 설치된다. 제1기어부재(32)의 외측에 복수의 제1걸림기어(33)가 원호 형상을 따라 설치되므로 동력전달부재(16)가 제1기어부재(32)의 외측에 안정적으로 걸릴 수 있다. 또한 제1기어부재(32)는 제1체인기어몸체(31)와 단차를 형성하며 제1디스크(22)와 이격된다. 따라서 제1체인기어부(30)가 제1디스크(22)의 연결공(24)을 향하여 내측으로 회전할 때 이웃한 제1체인기어부(30) 또는 제1가변지지부(50)와 겹쳐질 때 서로 간섭현상이 발생됨을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 동력전달부재(16)는 체인을 사용하나 이에 한정하는 것은 아니며, 타이밍벨트를 포함하여 동력 전달을 하기 위한 다양한 형상의 벨트도 본 발명에 의한 동력전달부재(16)로 사용될 수 있다.
제1돌기부재(34)는 제1체인기어몸체(31) 또는 제1기어부재(32)에서 돌출되어 제1가이드부(40)에 삽입된다. 제1돌기부재(34)는 장공 형상의 제1가이드부(40)를 관통하여 제1디스크(22)의 후면으로 돌출되어 제1탄성지지부(42)에 의해 탄성 지지된다.
제1체인기어부(30)는 제1디스크(22)에 복수로 구비되며, 연결공(24)을 중심으로 서로 마주하는 위치에 설치되어 동력전달부재(16)에 맞물린다. 즉 제1체인기어부(30)는 한쌍으로 마련되며, 연결공(24)을 기준으로 대칭을 이루며 제1가이드부(40)와 반대 방향으로 만곡지게 반호형으로 설치된다. 그리고 제1체인기어몸체(31)의 일단이 제1디스크(22)와 제1힌지축(35)을 통해 연결되므로 제1체인기어몸체(31)는 제1힌지축(35)을 중심으로 회동가능하게 설치된다. 제1체인기어부(30)의 외측에 동력전달부재(16)가 연결되는 제1기어부재(32)가 형성된다. 제1체인기어부(30)는 한쌍으로 마련되어 자전거(10)의 동력전달부재(16)가 외측에 결합되며, 한쌍의 제1체인기어부(30)가 회동되면서 그 직경이 조절되므로, 직경의 크기에 따라 일정한 범위 안에서 연속적으로 변속비를 변화시켜 변속할 수 있도록 구성된다.
제1가이드부(40)는 제1체인기어부(30)의 이동경로를 따라 설치되어 제1체인기어부(30)의 회전을 안내하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 이루어질 수 있다. 일 실시예에 따른 제1가이드부(40)는 제1돌기부재(34)가 삽입되는 원호 형상의 장공을 제1디스크(22)에 형성한다. 즉 제1디스크(22)에는 연결공(24)을 기준으로 대칭을 이루며 일측 방향으로 만곡지게 형성되는 제1가이드부(40)가 형성된다. 제1가이드부(40)는 일정한 각도를 이루면서 대칭적으로 다수개 마련되는 것이 바람직하다.
도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제1탄성지지부(42)는 제1디스크(22)에 설치되며, 제1가이드부(40)의 외측 단부 방향으로 제1체인기어부(30)를 탄성 지지하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 제1탄성지지부(42)는, 제1디스크(22)의 후면으로 돌출되는 돌기의 외주연에 권선되는 제1탄성몸체(44)와, 제1탄성몸체(44)에서 연장되어 제1돌기부재(34)를 가압하여 제1가이드부(40)의 외측 단부방향으로 제1돌기부재(34)를 탄성지지하는 제1탄성돌기(46)를 포함한다.
제1탄성지지부(42)는 제1체인기어부(30)의 제1힌지축(35)에 권선되는 형상으로 설치되며, 제1체인기어부(30)가 제1가이드부(40)의 외측 단부방향으로 회전되게 힘을 부여하도록 구성된다. 즉, 제1탄성지지부(42)는, 페달(12)의 가압에 의해 제1체인기어부(30)가 제1가이드부(40)의 내측 단부방향으로 회전하면, 제1체인기어부(30)가 제1가이드부(40)의 외측 단부방향으로 다시 회전되도록 복귀시키는 탄성력을 제공한다.
즉, 제1탄성지지부(42)는, 제1힌지축(35)의 외면을 감싸는 형상으로 설치되며, 제1디스크(22)의 후면으로 돌출되는 제1힌지축(35)의 걸림홈에 끼워져서 고정되는 제1탄성몸체(44)와, 제1탄성몸체(44)의 상단에서 외측으로 돌출 연장되는 제1탄성돌기(46)를 포함한다.
제1가변지지부(50)는 제1디스크(22)에 회전 가능하게 설치되며, 동력전달부재(16)의 내측에 접하여 동력전달부재(16)의 이동을 안내한다. 일 실시예에 따른 제1가변지지부(50)는, 제1가변지지몸체(52), 제1지지부재(54), 제1가이드핀(56), 제1탈락방지부재(58), 제1지지축(59) 및 제1탈락방지부재(58)를 포함한다.
제1가변지지몸체(52)는 제1디스크(22)에 회전 가능하게 설치된다. 제1가변지지몸체(52)는 제1디스크(22)에 접한 상태에서 제1지지축(59)을 중심으로 회전되며, 제1지지부재(54)는 제1가변지지몸체(52)와 단차를 형성하며 제1디스크(22)와 이격된다. 제1기어몸체의 일측 단부는 제1지지축(59)에 연결되며, 제1디스크(22)의 내측을 향하여 위치한다. 또한 제1기어몸체의 타측 단부는 제1디스크(22)의 외측을 향하여 원호 형상의 호를 형성한다. 제1가변지지몸체(52)가 제1디스크(22)에 접하면서 슬라이딩 되므로 제1가변지지몸체(52)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
제1지지부재(54)는 제1가변지지몸체(52)에서 연장되어 원호를 형성하며 동력전달부재(16)의 내측에 접하여 동력전달부재(16)를 지지한다. 제1지지부재(54)는 제1가변지지몸체(52)와 단차를 형성하며 제1디스크(22)와 이격된다. 따라서 복수의 제1가변지지부(50)와 제1체인기어부(30)가 제1디스크(22)의 연결공(24)을 향하여 내측으로 회전할 때 이웃한 제1체인기어부(30) 또는 제1가변지지부(50)가 서로 겹쳐져서 간섭현상이 발생됨을 방지할 수 있다.
제1가이드핀(56)은 제1가변지지몸체(52) 또는 제1지지부재(54)에서 돌출되어 제1안내홀부(60)에 삽입된다. 제1가이드핀(56)은 장공 형상의 제1안내홀부(60)를 관통하여 제1디스크(22)의 후면으로 돌출되어 제1가압지지부(62)에 의해 탄성 지지된다.
제1탈락방지부재(58)는 동력전달부재(16)를 사이에 두고 제1디스크(22)와 마주하는 위치에 설치되어 제1지지부재(54)에서 동력전달부재(16)의 이탈을 방지하며, 제1지지부재(54)의 외측에 고정되어 제1지지부재(54)와 함께 이동된다. 일 실시예에 따른 제1탈락방지부재(58)는 제1지지부재(54)의 외측에 판 형상으로 고정되며, 제1지지부재(54)를 따라 원호 형상으로 설치된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 한쌍의 제1체인기어부(30)의 사이에는 연결공(24)을 기준으로 대칭을 이루며 제1안내홀부(60)와 교차하는 방향으로 만곡지게 반호형의 제1가변지지부(50)가 설치된다. 제1가변지지부(50)의 외측에는 동력전달부재(16)가 슬라이딩 지지되므로 제1변속부(20)에 지지되는 동력전달부재(16)의 직경이 가변될 때 동력전달부재(16)가 제1체인기어부(30)에 맞물리는 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.
제1가변지지부(50)의 일단은 제1지지축(59)에 의해 제1디스크(22)에 회전 가능하게 연결되며, 제1가변지지부(50)의 중앙부분에는 후측으로 제1가이드핀(56)이 돌출되어 제1안내홀부(60)를 따라 가이드되도록 구성된다.
제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)는 단차를 이루는 형상으로 형성되므로, 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 제1가이드부(40)와 제1안내홀부(60)를 따라 내측 단부방향으로 회전되었을 때, 제1가변지지몸체(52)의 상측에 제1기어부재(32)가 위치하며, 제1체인기어몸체(31)의 상측에 제1지지부재(54)가 위치한다. 따라서 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)는 원형을 이루면서 서로 지지될 수 있도록 구성된다. 즉, 페달(12)에 최대 가압력이 가해지면, 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 제1디스크(22) 상에서 완전하게 회동되어 원형을 이루게 되며, 이때, 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)의 단부가 서로 지지되어 동력전달부재(16)를 회전시키게 구성되므로 동력전달부재(16)를 더욱 견고하고 안정되게 회전시킬 수 있다.
제1안내홀부(60)는 제1가변지지부(50)의 이동경로를 따라 설치되어 제1가변지지부(50)의 회전을 안내한다. 일 실시예에 따른 제1안내홀부(60)는 제1가이드핀(56)이 삽입되는 원호 형상의 장공을 제1디스크(22)에 형성한다. 즉 제1디스크(22)에는 연결공(24)을 기준으로 대칭을 이루며 일측 방향으로 만곡지게 형성되는 제1안내홀부(60)가 형성된다. 제1안내홀부(60)는 일정한 각도를 이루면서 대칭적으로 다수개 마련된다.
일 실시예에 따른 제1변속부(20)는 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 한 쌍을 이루며 서로 교대로 원호 형상을 따라 제1디스크(22)에 설치된다. 또한 제1체인기어부(30)를 안내하는 제1가이드부(40)와 제1가변지지부(50)를 안내하는 제1안내홀부(60)도 제1디스크(22)에 서로 교대로 설치된다.
제1가압지지부(62)는 제1디스크(22)에 설치되며 제1안내홀부(60)의 외측 단부 방향으로 제1가변지지부(50)를 탄성 지지하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 제1가압지지부(62)는, 제1디스크(22)의 후면으로 돌출되는 돌기인 제1지지축(59)의 외주연에 권선되어서 제1가이드핀(56)을 제1안내홀부(60)의 외측 단부방향으로 탄성지지한다. 제1가압지지부(62)의 세부구성과 동작상태는 제1가이드부(40)와 동일하므로 이에 따른 상세한 설명은 생략한다.
제1디스크(22)의 후면에는 제1가이드부(40)와 제1안내홀부(60)의 타측으로 소정의 거리를 두고 다수개의 체결공(도시생략)이 형성되고, 체결공에는 선택적으로 제1지지핀부재(64)가 결합된다. 그리고, 제1지지핀부재(64)와 제1돌기부재(34) 또는 제1지지핀부재(64)와 제1가이드핀(56)은 제1가압부재(66)를 통해 연결되어 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)의 탄성력을 보강하도록 구성된다. 복수의 체결공 가운데 선택적으로 제1지지핀부재(64)를 결합시켜 제1지지핀부재(64)와 제1돌기부재(34)의 거리를 조절하거나, 제1지지핀부재(64)와 제1가이드핀(56)의 거리를 조절할 수 있다. 따라서 스프링으로 이루어진 제1가압부재(66)의 탄성력을 용이하게 조절할 수 있다. 즉, 제1탄성지지부(42)를 통해 1차적으로 제1체인기어부(30)에 탄성력을 부여하도록 구성되고, 제1지지핀부재(64)와 제1돌기부재(34)에 연결된 제1가압부재(66)를 통해 2차적으로 제1체인기어부(30)의 탄성력을 보강하도록 구성된다.
또한 제1가압지지부(62)를 통해 1차적으로 제1가변지지부(50)에 탄성력을 부여하도록 구성되고, 제1지지핀부재(64)와 제1가이드핀(56)에 연결된 제1가압부재(66)를 통해 2차적으로 제1가변지지부(50)의 탄성력을 보강하도록 구성된다.
제1가이드부(40)와 제1안내홀부(60)의 외측 단부에는 제1댐퍼부재(68)가 설치되므로, 제1가이드부(40)와 제1안내홀부(60)를 따라 제1디스크(22)의 외측방향으로 이동되는 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 제1디스크(22)에 접하여 발생되는 충격을 감소시켜 제품의 내구성을 향상시킨다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부를 개략적으로 도시한 후면도이며, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 제2체인기어부와 제2가변지지부가 제2디스크의 내측으로 이동된 상태를 도시한 사시도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 제2체인기어부와 제2가변지지부가 제2디스크의 내측으로 이동되는 상태를 도시한 정면도이며, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부의 후면을 도시한 후면도이며, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1변속부와 제2변속부의 외측에 동력전달부재가 걸린 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부재의 하중변화로 제1변속부의 반경은 증가하고 제2변속부의 반경은 감소하여 변속이 이루어지는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 12 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2변속부(70)는 제1변속부(20)와 동력전달부재(16)로 연결되며 동력전달부재(16)가 외측에 걸려 있는 상태에서 자전거(10)의 바퀴(18)와 함께 회전하며 동력전달부재(16)의 하중변화에 따라 동력전달부재(16)를 지지하는 위치가 가변되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 제2변속부(70)는, 제2디스크(72), 제2체인기어부(80), 제2가이드부(90), 제2탄성지지부(92), 제2가변지지부(100), 제2안내홀부(110), 제2가압지지부(112), 제2가압부재(116) 및 제2댐퍼부재(118)를 포함한다.
제2디스크(72)는 바퀴(18)와 함께 회전되는 축이 연결된 연결공(74)을 구비하며 바퀴(18)와 함께 회전하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 제2디스크(72)는 원형판으로 구성되며, 연결공(74)을 통해 바퀴(18)의 축에 결합된다.
제2체인기어부(80)는 제2디스크(72)에 회전 가능하게 설치되며, 동력전달부재(16)에 맞물리는 제2걸림기어(83)를 구비하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 일 실시예에 따른 제2체인기어부(80)는, 제2체인기어몸체(81), 제2기어부재(82), 제2돌기부재(84), 제2힌지축(85)을 포함한다.
제2체인기어몸체(81)는 제2디스크(72)에 회전 가능하게 설치된다. 제2체인기어몸체(81)는 제2디스크(72)에 접한 상태에서 제2힌지축(85)을 중심으로 회전되며, 제2기어부재(82)는 제2체인기어몸체(81)와 단차를 형성하며 제2디스크(72)와 이격된다. 제2기어몸체의 일측 단부는 제2힌지축(85)에 연결되며, 제2디스크(72)의 내측을 향하여 위치한다. 또한 제2기어몸체의 타측 단부는 제2디스크(72)의 외측을 향하여 원호 형상의 호를 형성한다. 제2체인기어몸체(81)가 제2디스크(72)에 접하면서 슬라이딩 되므로 제2체인기어몸체(81)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
제2기어부재(82)는 제2체인기어몸체(81)에서 연장되어 원호를 형성하며, 제2걸림기어(83)가 원호 형상을 따라 설치된다. 제2기어부재(82)의 외측에 복수의 제2걸림기어(83)가 원호 형상을 따라 설치되므로 동력전달부재(16)가 제2기어부재(82)의 외측에 안정적으로 걸릴 수 있다. 또한 제2기어부재(82)는 제2체인기어몸체(81)와 단차를 형성하며 제2디스크(72)와 이격된다. 따라서 제2체인기어부(80)가 제2디스크(72)의 연결공(74)을 향하여 내측으로 회전할 때 이웃한 제2체인기어부(80) 또는 제2가변지지부(100)와 겹쳐질 때 서로 간섭현상이 발생됨을 방지할 수 있다.
제2돌기부재(84)는 제2체인기어몸체(81) 또는 제2기어부재(82)에서 돌출되어 제2가이드부(90)에 삽입된다. 제2돌기부재(84)는 장공 형상의 제2가이드부(90)를 관통하여 제2디스크(72)의 후면으로 돌출되어 제2탄성지지부(92)에 의해 탄성 지지된다.
제2체인기어부(80)는 제2디스크(72)에 복수로 구비되며, 연결공(74)을 중심으로 서로 마주하는 위치에 설치되어 동력전달부재(16)에 맞물린다. 즉 제2체인기어부(80)는 한쌍으로 마련되며, 연결공(74)을 기준으로 대칭을 이루며 제2가이드부(90)와 반대 방향으로 만곡지게 반호형으로 설치된다. 그리고 제2체인기어몸체(81)의 일단이 제2디스크(72)와 제2힌지축(85)을 통해 연결되므로 제2체인기어몸체(81)는 제2힌지축(85)을 중심으로 회동가능하게 설치된다. 제2체인기어부(80)의 외측에 동력전달부재(16)가 연결되는 제2기어부재(82)가 형성된다. 제2체인기어부(80)는 한쌍으로 마련되어 자전거(10)의 동력전달부재(16)가 외측에 결합되며, 한쌍의 제2체인기어부(80)가 회동되면서 그 직경이 조절되므로, 직경의 크기에 따라 일정한 범위 안에서 연속적으로 변속비를 변화시켜 변속할 수 있도록 구성된다.
제2가이드부(90)는 제2체인기어부(80)의 이동경로를 따라 설치되어 제2체인기어부(80)의 회전을 안내하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 이루어질 수 있다. 일 실시예에 따른 제2가이드부(90)는 제2돌기부재(84)가 삽입되는 원호 형상의 장공을 제2디스크(72)에 형성한다. 즉 제2디스크(72)에는 연결공(74)을 기준으로 대칭을 이루며 일측 방향으로 만곡지게 형성되는 제2가이드부(90)가 형성된다. 제2가이드부(90)는 일정한 각도를 이루면서 대칭적으로 다수개 마련되는 것이 바람직하다.
제2탄성지지부(92)는 제2디스크(72)에 설치되며, 제2가이드부(90)의 외측 단부 방향으로 제2체인기어부(80)를 탄성 지지하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 제2탄성지지부(92)는, 제2디스크(72)의 후면으로 돌출되는 돌기의 외주연에 권선되는 제2탄성몸체(94)와, 제2탄성몸체(94)에서 연장되어 제2돌기부재(84)를 가압하여 제2가이드부(90)의 외측 단부방향으로 제2돌기부재(84)를 탄성지지하는 제2탄성돌기(96)를 포함한다.
제2탄성지지부(92)는 제2체인기어부(80)의 제2힌지축(85)에 권선되는 형상으로 설치되며, 제2체인기어부(80)가 제2가이드부(90)의 외측 단부방향으로 회전되게 힘을 부여하도록 구성된다. 즉, 제2탄성지지부(92)는, 페달(12)의 가압에 의해 제2체인기어부(80)가 제2가이드부(90)의 내측 단부방향으로 회전하면, 제2체인기어부(80)가 제2가이드부(90)의 외측 단부방향으로 다시 회전되도록 복귀시키는 탄성력을 제공한다.
즉, 제2탄성지지부(92)는, 제2힌지축(85)의 외면을 감싸는 형상으로 설치되며, 제2디스크(72)의 후면으로 돌출되는 제2힌지축(85)의 걸림홈에 끼워져서 고정되는 제2탄성몸체(94)와, 제2탄성몸체(94)의 상단에서 외측으로 돌출 연장되는 제2탄성돌기(96)를 포함한다.
제2가변지지부(100)는 제2디스크(72)에 회전 가능하게 설치되며, 동력전달부재(16)의 내측에 접하여 동력전달부재(16)의 이동을 안내한다. 일 실시예에 따른 제2가변지지부(100)는, 제2가변지지몸체(102), 제2지지부재(104), 제2가이드핀(106), 제2탈락방지부재(108), 제2지지축(109) 및 제2탈락방지부재(108)를 포함한다.
제2가변지지몸체(102)는 제2디스크(72)에 회전 가능하게 설치된다. 제2가변지지몸체(102)는 제2디스크(72)에 접한 상태에서 제2지지축(109)을 중심으로 회전되며, 제2지지부재(104)는 제2가변지지몸체(102)와 단차를 형성하며 제2디스크(72)와 이격된다. 제2기어몸체의 일측 단부는 제2지지축(109)에 연결되며, 제2디스크(72)의 내측을 향하여 위치한다. 또한 제2기어몸체의 타측 단부는 제2디스크(72)의 외측을 향하여 원호 형상의 호를 형성한다. 제2가변지지몸체(102)가 제2디스크(72)에 접하면서 슬라이딩 되므로 제2가변지지몸체(102)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
제2지지부재(104)는 제2가변지지몸체(102)에서 연장되어 원호를 형성하며 동력전달부재(16)의 내측에 접하여 동력전달부재(16)를 지지한다. 제2지지부재(104)는 제2가변지지몸체(102)와 단차를 형성하며 제2디스크(72)와 이격된다. 따라서 복수의 제2가변지지부(100)와 제2체인기어부(80)가 제2디스크(72)의 연결공(74)을 향하여 내측으로 회전할 때 이웃한 제2체인기어부(80) 또는 제2가변지지부(100)가 서로 겹쳐져서 간섭현상이 발생됨을 방지할 수 있다.
제2가이드핀(106)은 제2가변지지몸체(102) 또는 제2지지부재(104)에서 돌출되어 제2안내홀부(110)에 삽입된다. 제2가이드핀(106)은 장공 형상의 제2안내홀부(110)를 관통하여 제2디스크(72)의 후면으로 돌출되어 제2가압지지부(112)에 의해 탄성 지지된다.
제2탈락방지부재(108)는 동력전달부재(16)를 사이에 두고 제2디스크(72)와 마주하는 위치에 설치되어 제2지지부재(104)에서 동력전달부재(16)의 이탈을 방지하며, 제2지지부재(104)의 외측에 고정되어 제2지지부재(104)와 함께 이동된다. 일 실시예에 따른 제2탈락방지부재(108)는 제2지지부재(104)의 외측에 판 형상으로 고정되며, 제2지지부재(104)를 따라 원호 형상으로 설치된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 한쌍의 제2체인기어부(80)의 사이에는 연결공(74)을 기준으로 대칭을 이루며 제2안내홀부(110)와 교차하는 방향으로 만곡지게 반호형의 제2가변지지부(100)가 설치된다. 제2가변지지부(100)의 외측에는 동력전달부재(16)가 슬라이딩 지지되므로 제2변속부(70)에 지지되는 동력전달부재(16)의 직경이 가변될 때 동력전달부재(16)가 제2체인기어부(80)에 맞물리는 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.
제2가변지지부(100)의 일단은 제2지지축(109)에 의해 제2디스크(72)에 회전 가능하게 연결되며, 제2가변지지부(100)의 중앙부분에는 후측으로 제2가이드핀(106)이 돌출되어 제2안내홀부(110)를 따라 가이드되도록 구성된다.
제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)는 단차를 이루는 형상으로 형성되므로, 제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)가 제2가이드부(90)와 제2안내홀부(110)를 따라 내측 단부방향으로 회전되었을 때, 제2가변지지몸체(102)의 상측에 제2기어부재(82)가 위치하며, 제2체인기어몸체(81)의 상측에 제2지지부재(104)가 위치한다. 따라서 제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)는 원형을 이루면서 서로 지지될 수 있도록 구성된다. 즉, 페달(12)에 최대 가압력이 가해지면, 제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)가 제2디스크(72) 상에서 완전하게 회동되어 원형을 이루게 되며, 이때, 제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)의 단부가 서로 지지되어 동력전달부재(16)를 회전시키게 구성되므로 동력전달부재(16)를 더욱 견고하고 안정되게 회전시킬 수 있다.
제2안내홀부(110)는 제2가변지지부(100)의 이동경로를 따라 설치되어 제2가변지지부(100)의 회전을 안내한다. 일 실시예에 따른 제2안내홀부(110)는 제2가이드핀(106)이 삽입되는 원호 형상의 장공을 제2디스크(72)에 형성한다. 즉 제2디스크(72)에는 연결공(74)을 기준으로 대칭을 이루며 일측 방향으로 만곡지게 형성되는 제2안내홀부(110)가 형성된다. 제2안내홀부(110)는 일정한 각도를 이루면서 대칭적으로 다수개 마련된다.
일 실시예에 따른 제2변속부(70)는 제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)가 한 쌍을 이루며 서로 교대로 원호 형상을 따라 제2디스크(72)에 설치된다. 또한 제2체인기어부(80)를 안내하는 제2가이드부(90)와 제2가변지지부(100)를 안내하는 제2안내홀부(110)도 제2디스크(72)에 서로 교대로 설치된다.
제2가압지지부(112)는 제2디스크(72)에 설치되며 제2안내홀부(110)의 외측 단부 방향으로 제2가변지지부(100)를 탄성 지지하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 제2가압지지부(112)는, 제2디스크(72)의 후면으로 돌출되는 돌기인 제2지지축(109)의 외주연에 권선되어서 제2가이드핀(106)을 제2안내홀부(110)의 외측 단부방향으로 탄성지지한다. 제2가압지지부(112)의 세부구성과 동작상태는 제2가이드부(90)와 동일하므로 이에 따른 상세한 설명은 생략한다.
제2디스크(72)의 후면에는 제2가이드부(90)와 제2안내홀부(110)의 타측으로 소정의 거리를 두고 다수개의 체결공(도시생략)이 형성되고, 체결공에는 선택적으로 제2지지핀부재(114)가 결합된다. 그리고, 제2지지핀부재(114)와 제2돌기부재(84) 또는 제2지지핀부재(114)와 제2가이드핀(106)은 제2가압부재(116)를 통해 연결되어 제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)의 탄성력을 보강하도록 구성된다. 복수의 체결공 가운데 선택적으로 제2지지핀부재(114)를 결합시켜 제2지지핀부재(114)와 제2돌기부재(84)의 거리를 조절하거나, 제2지지핀부재(114)와 제2가이드핀(106)의 거리를 조절할 수 있다. 따라서 스프링으로 이루어진 제2가압부재(116)의 탄성력을 용이하게 조절할 수 있다. 즉, 제2탄성지지부(92)를 통해 1차적으로 제2체인기어부(80)에 탄성력을 부여하도록 구성되고, 제2지지핀부재(114)와 제2돌기부재(84)에 연결된 제2가압부재(116)를 통해 2차적으로 제2체인기어부(80)의 탄성력을 보강하도록 구성된다.
또한 제2가압지지부(112)를 통해 1차적으로 제2가변지지부(100)에 탄성력을 부여하도록 구성되고, 제2지지핀부재(114)와 제2가이드핀(106)에 연결된 제2가압부재(116)를 통해 2차적으로 제2가변지지부(100)의 탄성력을 보강하도록 구성된다.
제2가이드부(90)와 제2안내홀부(110)의 외측 단부에는 제2댐퍼부재(118)가 설치되므로, 제2가이드부(90)와 제2안내홀부(110)를 따라 제2디스크(72)의 외측방향으로 이동되는 제2체인기어부(80)와 제2가변지지부(100)가 제2디스크(72)에 접하여 발생되는 충격을 감소시켜 제품의 내구성을 향상시킨다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 무단변속장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
자전거(10)의 페달(12)을 밟으면서 페달(12)을 가압하면, 페달(12)과 함께 제1변속부(20)가 회전되며, 제1변속부(20)와 동력전달부재(16)로 연결된 제2변속부(70)도 회전한다.
제1디스크(22)와 함께 한쌍의 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 회동하면서 제1디스크(22)의 가운데로 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 회전되면, 제1변속부(20)에 의해 내측이 지지되는 동력전달부재(16)의 외경도 작아진다.
페달(12)을 더욱 가압하면, 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 서로 지지되면서 원형을 이루게 되며, 이와 동시에 동력전달부재(16)의 외경도 최소로 작아진다. 한편, 페달(12)의 가압력이 약해지면 제1체인기어부(30)와 제1가변지지부(50)가 제1디스크(22)의 외측으로 벌어지면서 동력전달부재(16)의 외경이 커진다.
제1변속부(20)와 동력전달부재(16)로 연결된 제2변속부(70)는 제1변속부(20)와 반대되는 방향으로 동작된다. 도 18과 도 19에 도시된 바와 같이, 제1체인기어부(30)와 제2체인기어부(80)는 동력전달부재(16)에 의해 연결되며, 제1체인기어부(30)가 제1디스크(22)의 중심을 향하여 회전하면, 제2체인기어부(80)는 제2디스크(72)의 외측을 향하여 회전하며 동력전달부재(16)의 회전비가 변경되어 변속이 이루어진다.
반대로 제1체인기어부(30)가 제1디스크(22)의 외측을 향하여 회전하면, 제2체인기어부(80)는 제2디스크(72)의 내측을 향하여 회전하며 동력전달부재(16)의 회전비가 변경되어 변속이 이루어진다.
이와 같이, 본 발명은 주행 중 페달(12)에 걸리는 하중의 변화에 따라, 제1체인기어부(30)가 회동되면서 제1체인기어부(30)의 직경을 임의로 조절되고, 제1체인기어부(30)에 연결된 기어가 일정한 범위 안에서 연속적으로 변속비를 변화시켜 변속할 수 있게 구성되기 때문에, 동력 전달 효율성을 향상될 뿐만 아니라 주행성능과 승차감을 동시에 만족시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의한 자전거용 무단변속장치(1)에는 별도의 동력부가 연결될 수 있으며, 이러한 경우 자전거용 무단변속장치(1)는 헬스용 사이클로도 사용될 수 있다. 또한 자전거용 무단변속장치(1)에 외부동력이 추가로 공급되어 자전거와 오토바이 겸용으로 사용될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 주행 중 페달(12)에 걸리는 하중의 변화에 따라 동력전달부재(16)에 접하는 제1변속부(20)와 제2변속부(70)가 가변되어 동력전달부재(16)의 변속비를 자동으로 조절하므로 동력 전달 효율성을 향상시켜 주행성능과 승차감을 동시에 만족시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 자전거용 무단변속장치
10: 자전거 12: 페달 14: 연결축 16: 동력전달부재 18: 바퀴
20: 제1변속부 22: 제1디스크 24: 연결공 30: 제1체인기어부 31: 제1체인기어몸체 32: 제1기어부재 33: 제1걸림기어 34: 제1돌기부재 35: 제1힌지축
40: 제1가이드부 42: 제1탄성지지부 44: 제1탄성몸체 46: 제1탄성돌기
50: 제1가변지지부 52: 제1가변지지몸체 54: 제1지지부재 56: 제1가이드핀 58: 제1탈락방지부재 59: 제1지지축 60: 제1안내홀부 62: 제1가압지지부 64: 제1지지핀부재 66: 제1가압부재 68: 제1댐퍼부재
70: 제2변속부 72: 제2디스크 74: 연결공 80: 제2체인기어부 81: 제2체인기어몸체 82: 제2기어부재 83: 제2걸림기어 84: 제2돌기부재 85: 제2힌지축
90: 제2가이드부 92: 제2탄성지지부 94: 제2탄성몸체 96: 제2탄성돌기
100: 제2가변지지부 102: 제2가변지지몸체 104: 제2지지부재 106: 제2가이드핀 108: 제2탈락방지부재 109: 제2지지축 110: 제2안내홀부 112: 제2가압지지부 114: 제2지지핀부재 116: 제2가압부재 118: 제2댐퍼부재
10: 자전거 12: 페달 14: 연결축 16: 동력전달부재 18: 바퀴
20: 제1변속부 22: 제1디스크 24: 연결공 30: 제1체인기어부 31: 제1체인기어몸체 32: 제1기어부재 33: 제1걸림기어 34: 제1돌기부재 35: 제1힌지축
40: 제1가이드부 42: 제1탄성지지부 44: 제1탄성몸체 46: 제1탄성돌기
50: 제1가변지지부 52: 제1가변지지몸체 54: 제1지지부재 56: 제1가이드핀 58: 제1탈락방지부재 59: 제1지지축 60: 제1안내홀부 62: 제1가압지지부 64: 제1지지핀부재 66: 제1가압부재 68: 제1댐퍼부재
70: 제2변속부 72: 제2디스크 74: 연결공 80: 제2체인기어부 81: 제2체인기어몸체 82: 제2기어부재 83: 제2걸림기어 84: 제2돌기부재 85: 제2힌지축
90: 제2가이드부 92: 제2탄성지지부 94: 제2탄성몸체 96: 제2탄성돌기
100: 제2가변지지부 102: 제2가변지지몸체 104: 제2지지부재 106: 제2가이드핀 108: 제2탈락방지부재 109: 제2지지축 110: 제2안내홀부 112: 제2가압지지부 114: 제2지지핀부재 116: 제2가압부재 118: 제2댐퍼부재
Claims (15)
- 페달과 함께 회전하면서 동력전달부재를 회전 가능하게 지지하며, 상기 동력전달부재의 하중변화에 따라 상기 동력전달부재를 지지하는 위치가 가변되는 제1변속부; 및
상기 제1변속부와 상기 동력전달부재로 연결되며, 상기 동력전달부재가 외측에 걸려 있는 상태에서 자전거의 바퀴와 함께 회전하며, 상기 동력전달부재의 하중변화에 따라 상기 동력전달부재를 지지하는 위치가 가변되는 제2변속부;를 포함하며,
상기 제1변속부는, 상기 페달의 연결축과 연결되는 연결공을 구비하며 상기 페달과 함께 회전하는 제1디스크;
상기 제1디스크에 회전 가능하게 설치되며, 상기 동력전달부재에 맞물리는 제1걸림기어를 구비하는 제1체인기어부;
상기 제1체인기어부의 이동경로를 따라 설치되어 상기 제1체인기어부의 회전을 안내하는 제1가이드부; 및
상기 제1디스크에 설치되며, 상기 제1가이드부의 외측 단부 방향으로 상기 제1체인기어부를 탄성 지지하는 제1탄성지지부;를 포함하며,
상기 제1체인기어부는, 상기 제1디스크에 회전 가능하게 설치되는 제1체인기어몸체;
상기 제1체인기어몸체에서 연장되어 원호를 형성하며, 상기 제1걸림기어가 원호 형상을 따라 설치되는 제1기어부재; 및
상기 제1체인기어몸체 또는 상기 제1기어부재에서 돌출되어 상기 제1가이드부에 삽입되는 제1돌기부재;를 포함하며,
상기 제1변속부는, 상기 제1디스크에 회전 가능하게 설치되며, 상기 동력전달부재의 내측에 접하여 상기 동력전달부재의 이동을 안내하는 제1가변지지부;
상기 제1가변지지부의 이동경로를 따라 설치되어 상기 제1가변지지부의 회전을 안내하는 제1안내홀부; 및
상기 제1디스크에 설치되며, 상기 제1안내홀부의 외측 단부 방향으로 상기 제1가변지지부를 탄성 지지하는 제1가압지지부;를 더 포함하며,
상기 제1가변지지부는, 상기 제1디스크에 회전 가능하게 설치되는 제1가변지지몸체;
상기 제1가변지지몸체에서 연장되어 원호를 형성하며, 상기 동력전달부재의 내측에 접하여 상기 동력전달부재를 지지하는 제1지지부재; 및
상기 제1가변지지몸체 또는 상기 제1지지부재에서 돌출되어 상기 제1안내홀부에 삽입되는 제1가이드핀;을 포함하며,
상기 제2변속부는, 상기 바퀴와 함께 회전하는 제2디스크;
상기 제2디스크에 회전 가능하게 설치되며, 상기 동력전달부재에 맞물리는 제2걸림기어를 구비하는 제2체인기어부;
상기 제2체인기어부의 이동경로를 따라 설치되어 상기 제2체인기어부의 회전을 안내하는 제2가이드부; 및
상기 제2디스크에 설치되며, 상기 제2가이드부의 외측 단부 방향으로 상기 제2체인기어부를 탄성 지지하는 제2탄성지지부;를 포함하며,
상기 제2체인기어부는, 상기 제2디스크에 회전 가능하게 설치되는 제2체인기어몸체;
상기 제2체인기어몸체에서 연장되어 원호를 형성하며, 상기 제2걸림기어가 원호 형상을 따라 설치되는 제2기어부재; 및
상기 제2체인기어몸체 또는 상기 제2기어부재에서 돌출되어 상기 제2가이드부에 삽입되는 제2돌기부재;를 포함하며,
상기 제2변속부는, 상기 제2디스크에 회전 가능하게 설치되며, 상기 동력전달부재의 내측에 접하여 상기 동력전달부재의 이동을 안내하는 제2가변지지부;
상기 제2가변지지부의 이동경로를 따라 설치되어 상기 제2가변지지부의 회전을 안내하는 제2안내홀부; 및
상기 제2디스크에 설치되며, 상기 제2안내홀부의 외측 단부 방향으로 상기 제2가변지지부를 탄성 지지하는 제2가압지지부;를 더 포함하며,
상기 제2가변지지부는, 상기 제2디스크에 회전 가능하게 설치되는 제2가변지지몸체;
상기 제2가변지지몸체에서 연장되어 원호를 형성하며, 상기 동력전달부재의 내측에 접하여 상기 동력전달부재를 지지하는 제2지지부재;
상기 제2가변지지몸체 또는 상기 제2지지부재에서 돌출되어 상기 제2안내홀부에 삽입되는 제2가이드핀; 및
상기 동력전달부재를 사이에 두고 상기 제2디스크와 마주하는 위치에 설치되어 상기 제2지지부재에서 상기 동력전달부재의 이탈을 방지하며, 상기 제2지지부재의 외측에 고정되어 상기 제2지지부재와 함께 이동되는 제2탈락방지부재;를 포함하며,
상기 제1변속부는, 상기 제1디스크에 체결되는 제1지지핀부재; 및
상기 제1지지핀부재와 상기 제1돌기부재 또는 상기 제1지지핀부재와 상기 제1가이드핀을 연결하며 스프링으로 이루어진 제1가압부재;를 더 포함하며,
상기 제2변속부는, 상기 제2디스크에 체결되는 제2지지핀부재; 및
상기 제2지지핀부재와 상기 제2돌기부재 또는 상기 제2지지핀부재와 상기 제2가이드핀을 연결하며 스프링으로 이루어진 제2가압부재;를 더 포함하며,
상기 제1가이드부와 제1안내홀부의 외측 단부에 설치되며, 상기 제1가이드부와 상기 제1안내홀부를 따라 상기 제1디스크의 외측방향으로 이동되는 상기 제1체인기어부와 상기 제1가변지지부가 상기 제1디스크에 접하여 발생되는 충격을 감소시키는 제1댐퍼부재; 및
상기 제2가이드부와 제2안내홀부의 외측 단부에 설치되며, 상기 제2가이드부와 상기 제2안내홀부를 따라 상기 제2디스크의 외측방향으로 이동되는 상기 제2체인기어부와 상기 제2가변지지부가 상기 제2디스크에 접하여 발생되는 충격을 감소시키는 제2댐퍼부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 무단변속장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1체인기어몸체는 상기 제1디스크에 접한 상태에서 제1힌지축을 중심으로 회전되며, 상기 제1기어부재는 상기 제1체인기어몸체와 단차를 형성하며 상기 제1디스크와 이격되는 것을 특징으로 하는 자전거용 무단변속장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1가이드부는, 상기 제1돌기부재가 삽입되는 원호 형상의 장공을 상기 제1디스크에 형성하는 것을 특징으로 하는 자전거용 무단변속장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1체인기어부는 상기 제1디스크에 복수로 구비되며, 상기 연결공을 중심으로 서로 마주하는 위치에 설치되어 상기 동력전달부재에 맞물리는 것을 특징으로 하는 자전거용 무단변속장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1탄성지지부는, 상기 제1디스크의 후면으로 돌출되는 돌기의 외주연에 권선되는 제1탄성몸체; 및
상기 제1탄성몸체에서 연장되어 상기 제1돌기부재를 가압하여 상기 제1가이드부의 외측 단부방향으로 상기 제1돌기부재를 탄성지지하는 제1탄성돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 무단변속장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1가변지지부는, 상기 동력전달부재를 사이에 두고 상기 제1디스크와 마주하는 위치에 설치되어 상기 제1지지부재에서 상기 동력전달부재의 이탈을 방지하며, 상기 제1지지부재의 외측에 고정되어 상기 제1지지부재와 함께 이동되는 제1탈락방지부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 무단변속장치.
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- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1체인기어부와 상기 제2체인기어부는 상기 동력전달부재에 의해 연결되며, 상기 제1체인기어부가 상기 제1디스크의 중심을 향하여 회전하면, 상기 제2체인기어부는 상기 제2디스크의 외측을 향하여 회전하며 상기 동력전달부재의 회전비가 변경되어 변속이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자전거용 무단변속장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150045379A KR101659222B1 (ko) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | 자전거용 무단변속장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150045379A KR101659222B1 (ko) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | 자전거용 무단변속장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
| KR (1) | KR101659222B1 (ko) |
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