KR101680669B1

KR101680669B1 - 자전거용 보조동력장치

Info

Publication number: KR101680669B1
Application number: KR1020150033318A
Authority: KR
Inventors: 정현수
Original assignee: 정현수
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2016-11-29
Also published as: KR20160109247A

Abstract

본 발명은 자전거의 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장하기 위한 구동력 저장부, 및 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력이 상기 구동력 저장부에 저장되는 저장모드 및 상기 구동력 저장부에 저장된 구동력으로 상기 뒷바퀴가 회전하는 출력모드 간에 운행모드를 전환시키기 위한 구동력 조작부를 포함하되, 상기 구동력 저장부는 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 함께 회전하는 림내접기어, 상기 저장모드에서 상기 림내접기어에 맞물림되는 입력기어, 상기 입력기어가 상기 림내접기어에 맞물림되면 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장하는 태엽을 포함하고, 상기 입력기어에 맞물림되게 상기 자전거에 결합되는 태엽복합기어, 상기 뒷바퀴에 연결되게 상기 자전거에 결합되는 역방향프리휠기어, 및 상기 출력모드에서 상기 태엽에 저장된 구동력에 의해 회전하여 상기 역방향프리휠기어를 통해 상기 뒷바퀴를 회전시키는 출력기어를 포함하는 자전거용 보조동력장치에 관한 것이다.

Description

자전거용 보조동력장치{Auxiliary Power Apparatus for Bicycle}

본 발명은 자전거를 운행하기 위한 동력을 제공하는 자전거용 보조동력장치에 관한 것이다.

일반적으로 자전거라 함은, 인력이나 모터의 구동력 등에 의해 뒷바퀴가 회전됨에 따라 운행되는 2륜차를 말한다.

인력으로 운행되는 자전거는, 평지나 내리막을 운행할 때에는 큰 문제가 없으나, 경사진 언덕을 오를 때에는 기어 변속을 통하더라도 페달을 밟는데 많은 힘이 드는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 모터의 구동력에 의해 운행되는 자전거가 개발되었다. 그러나, 모터의 구동력에 의해 운행되는 자전거는, 배터리와 모터를 장착해야 함에 따라 전체 무게가 증대되고, 소비자 가격이 상승하는 문제가 있다.

또한, 모터의 구동력에 의해 운행되는 자전거는, 운행을 위해 배터리를 주기적으로 소정 시간 동안 충전해야 하는 점, 과충전 또는 방전 시에 배터리의 수명이 단축되는 점, 배터리를 빈번하게 충전해야 하는 점 등과 같이 많은 단점이 있는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 자전거가 운행될 때 발생되는 구동력을 저장하여 자전거를 운행하는데 보조동력으로 이용할 수 있는 자전거용 보조동력장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치는 자전거에 결합되고, 상기 자전거의 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장하기 위한 구동력 저장부; 및 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력이 상기 구동력 저장부에 저장되는 저장모드 및 상기 구동력 저장부에 저장된 구동력으로 상기 뒷바퀴가 회전하는 출력모드 간에 운행모드를 전환시키기 위한 구동력 조작부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서, 상기 구동력 저장부는 상기 뒷바퀴에 결합되고, 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 함께 회전하는 림내접기어; 상기 저장모드에서 상기 림내접기어에 맞물림되는 입력기어; 상기 입력기어가 상기 림내접기어에 맞물림되면 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장하는 태엽을 포함하고, 상기 입력기어에 맞물림되게 상기 자전거에 결합되는 태엽복합기어; 상기 뒷바퀴에 연결되게 상기 자전거에 결합되는 역방향프리휠기어; 및 상기 태엽복합기어에 맞물림되게 상기 자전거에 결합되고, 상기 출력모드에서 상기 태엽에 저장된 구동력에 의해 회전하여 상기 역방향프리휠기어를 통해 상기 뒷바퀴를 회전시키는 출력기어를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 자전거가 운행될 때 발생되는 구동력을 저장하여 자전거를 운행하는데 보조동력으로 이용할 수 있도록 구현됨으로써, 출발 시나 경사진 언덕을 오를 때 등과 같이 많은 구동력을 필요로 하는 때에 자전거를 운행하기 위해 투여되는 힘의 크기를 감소시킬 수 있다.

본 발명은 기어를 이용하여 구동력을 저장하고 저장된 구동력을 출력하도록 구현됨으로써, 체인이나 벨트를 이용하는 방식과 대비할 때 구동력을 안정적으로 전달할 수 있을 뿐만 아니라 가용기간을 늘릴 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치가 설치된 자전거의 개략적인 측면도
도 2는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치의 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 평상시 운행할 때의 모습을 나타낸 개략적인 측면도
도 4는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 운행모드가 저장모드일 때의 모습을 나타낸 개략적인 측면도
도 5는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 운행모드가 출력모드일 때의 모습을 나타낸 개략적인 측면도
도 7은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 구동력 저장부의 연결관계를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 7은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 구동력 조작부 및 구동력 저장량 표시부가 설치된 자전거의 핸들을 나타낸 개략적인 평면도
도 8은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 구동력 조작부 및 구동력 저장량 표시부가 설치된 자전거의 핸들을 나타낸 개략적인 정면도
도 9는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 운행모드가 저장모드일 때 라쳇멈춤쇠의 동작을 설명하기 위한 개략적인 측면도
도 10은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 라쳇멈춤쇠가 태엽복합기어의 라쳇기어에 삽입된 모습을 확대하여 나타낸 개략적인 측면도
도 11은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 운행모드가 출력모드일 때 라쳇멈춤쇠의 동작을 설명하기 위한 개략적인 측면도
도 12는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 구동력 저장량 제한부 및 구동력 저장부의 연결관계를 설명하기 위한 개략적인 정면도
도 13은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 운행모드가 저장모드일 때 구동력 저장량 제한부의 동작을 설명하기 위한 개략적인 측면도
도 14는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 운행모드가 출력모드일 때 구동력 저장량 제한부의 동작을 설명하기 위한 개략적인 측면도
도 15는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 역캠기어에 구동력계 와이어가 연결된 모습을 나타낸 개략적인 정면도
도 16은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 구동력 저장량 표시부에 대한 개략적인 평면도
도 17은 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 받침대를 설명하기 위한 개략적인 측면도
도 18은 도 17의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면
도 19는 도 18에 대한 단면도
도 20 및 도 21은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 자전거용 보조동력장치에 있어서 운행모드가 출력모드로 전환되는 동작을 설명하기 위한 개략적인 측면도

이하에서는 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 자전거(100)에 설치되는 것이다. 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 자전거(100)가 운행하는 과정에서 상기 자전거(100)의 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장하고, 저장된 구동력으로 상기 뒷바퀴(110)를 회전시킬 수 있도록 구현된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 구동력 저장부(2) 및 구동력 조작부(3)를 포함한다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 구동력 저장부(2)는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 구동력 저장부(2)는 상기 뒷바퀴(110)에 위치되게 상기 자전거(100)에 결합될 수 있다. 상기 구동력 저장부(2)는 상기 자전거(100)의 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장할 수 있다. 이를 위해, 상기 구동력 저장부(2)는 림내접기어(21), 입력기어(22), 및 태엽복합기어(23)을 포함한다.

상기 림내접기어(21)는 상기 뒷바퀴(110)에 결합된다. 이에 따라, 상기 림내접기어(21)는 상기 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 함께 회전한다. 상기 림내접기어(21)는 상기 뒷바퀴(110)의 내측에 위치되게 상기 뒷바퀴(110)에 결합될 수 있다. 상기 림내접기어(21)는 상기 뒷바퀴(110)의 측면으로 돌출되게 상기 뒷바퀴(110)에 결합될 수도 있다. 상기 림내접기어(21)는 상기 뒷바퀴(110)의 회전축을 향하도록 돌출된 복수개의 기어이(Gear Tooth)를 포함할 수 있다.

상기 입력기어(22)는 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 입력기어(22)는 상기 태엽복합기어(23)에 맞물림되게 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 자전거(100)의 운행모드가 저장모드인 경우, 상기 입력기어(22)는 상기 림내접기어(21)에 맞물림된다. 상기 저장모드는 상기 자전거(100)의 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 발생되는 구동력이 상기 구동력 저장부(2)에 저장되는 운행모드이다. 상기 저장모드에서 상기 입력기어(22)가 상기 림내접기어(21)에 맞물림되면, 상기 입력기어(22)는 상기 림내접기어(21)의 회전에 의해 회전하면서 상기 태엽복합기어(23)를 회전시킨다. 이 경우, 상기 림내접기어(21)는 상기 자전거(100)가 운행되는 과정에서 상기 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 회전한다. 상기 입력기어(22)는 외측으로 돌출된 복수개의 기어이를 포함할 수 있다. 상기 입력기어(22)는 기어이를 통해 상기 림내접기어(21)에 맞물림될 수 있다. 상기 입력기어(22)는 기어이를 통해 상기 태엽복합기어(23)에 맞물림될 수 있다.

상기 태엽복합기어(23)는 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 태엽복합기어(23)는 상기 입력기어(22)에 맞물림되게 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 태엽복합기어(23)는 태엽(Spiral Spring)(231)을 포함한다. 상기 태엽복합기어(23)가 상기 입력기어(22)에 맞물림되어 회전하면, 상기 태엽(231)은 상기 태엽복합기어(23)가 회전함에 따라 감기면서 구동력을 저장한다. 이에 따라, 상기 구동력 저장부(2)는 상기 자전거(100)가 운행되는 과정에서 상기 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 상기 태엽(231)을 이용하여 저장할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 자전거(100)가 평지, 내리막 등을 운행할 때 발생되는 구동력을 상기 구동력 저장부(2)를 이용하여 저장할 수 있다.

상기 태엽복합기어(23)는 상기 입력기어(22)에 맞물림되는 기어(232)를 포함한다. 상기 기어(232)는 상기 태엽복합기어(23)의 외측으로 돌출된 복수개의 기어이를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 구동력 저장부(2)는 상기 태엽(231)에 저장된 구동력으로 상기 뒷바퀴(110)를 회전시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 구동력 저장부(2)는 역방향프리휠기어(24) 및 출력기어(25)를 포함한다.

상기 역방향프리휠기어(24)는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 역방향프리휠기어(24)는 상기 뒷바퀴(110)의 회전축에 회전 가능하게 결합된다. 상기 역방향프리휠기어(24)는 상기 뒷바퀴(110)의 회전축에서 돌 수 있도록 기존 자전거(100)에 설치된 프리휠과는 반대방향인 프리휠을 갖는다. 상기 역방향프리휠기어(24)는 외측으로 돌출된 복수개의 기어이를 포함할 수 있다. 상기 역방향프리휠기어(24)는 기어이를 통해 상기 출력기어(23)에 맞물림될 수 있다.

상기 출력기어(25)는 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 출력기어(25)는 상기 태엽복합기어(23)에 맞물림되게 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 자전거(100)의 운행모드가 출력모드인 경우, 상기 출력기어(25)는 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림된다. 상기 출력모드는 상기 구동력 저장부(2)에 저장된 구동력으로 상기 뒷바퀴(110)를 회전시키는 운행모드이다.

이에 따라, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 자전거(100)가 운행되는 과정에서 저장한 구동력을 상기 뒷바퀴(110)를 회전시키는데 이용할 수 있도록 구현된다. 예컨대, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 자전거(100)가 평지, 내리막 등을 운행할 때 발생되는 구동력을 상기 구동력 저장부(2)를 이용하여 저장하고, 상기 자전거(100)가 출발 시, 경사진 언덕을 오를 때 등과 같이 많은 구동력을 필요로 하는 때에 저장된 구동력을 출력할 수 있다. 이에 따라, 인력에 의해 운행되는 자전거(100)인 경우, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 출발 시나 경사진 언덕을 오를 때 등과 같이 많은 구동력을 필요로 하는 때에 인력 소모량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 탑승자가 자전거(100)를 운행하기 위해 소모하는 힘을 줄임으로써, 출발 시나 경사진 언덕을 오를 때 등과 같이 많은 구동력을 필요로 하는 때에 탑승자에게 가해지는 부담을 경감시킬 수 있다. 모터의 구동력에 의해 운행되는 자전거(100)인 경우, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 출발 시나 경사진 언덕을 오를 때 등과 같이 많은 구동력을 필요로 하는 때에 전력 소모량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 배터리에 저장된 전력 소모량을 줄임으로써, 배터리에 대한 충전 주기를 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 수명을 늘리는데 기여할 수 있다.

상기 출력기어(25)는 상기 출력모드에서 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림되면, 상기 태엽복합기어(23)의 회전에 의해 회전하면서 상기 역방향프리휠기어(24)를 회전시킨다. 이 경우, 상기 태엽복합기어(23)는 상기 태엽(231)이 풀림에 따라 회전한다. 이에 따라, 상기 출력기어(25)는 상기 출력모드에서 상기 태엽(231)에 저장된 구동력에 의해 회전하여 상기 역방향프리휠기어(24)를 통해 상기 뒷바퀴(110)를 회전시킬 수 있다. 상기 출력기어(25)는 외측으로 돌출된 복수개의 기어이를 포함할 수 있다. 상기 출력기어(25)는 기어이를 통해 상기 태엽복합기어(23)에 맞물림될 수 있다. 상기 출력기어(25)는 기어이를 통해 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 태엽(231)은 상기 태엽복합기어(23)의 기어(232)로부터 이격된 위치에 위치되게 자전거(100)에 결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 태엽(231)은 일단이 상기 태엽복합기어(23)의 기어(232)에 결합되어서 상기 태엽복합기어(23)가 회전하는 방향에 따라 감기거나 풀림으로써, 구동력을 저장하거나 저장된 구동력을 출력할 수 있다. 상기 태엽(231)은 상기 자전거(100)에 분리 가능하게 결합되는 하우징에 수납됨으로써, 상기 자전거(100)에 분리 가능하게 결합될 수도 있다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 구동력 조작부(3)는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 구동력 조작부(3)는 상기 저장모드 및 상기 출력모드 간에 상기 운행모드를 전환시키기 위한 것이다.

상기 저장모드는 상기 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 발생되는 구동력이 상기 구동력 저장부(2)에 저장되는 운행모드이다. 이 경우, 상기 자전거(100)가 평지 또는 내리막을 운행하는 도중에 탑승자가 상기 구동력 조작부(3)를 조작하여 운행모드를 상기 저장모드로 전환시키면, 상기 입력기어(22)는 상기 림내접기어(21)에 맞물림된다. 그리고, 상기 입력기어(22)는 상기 뒷바퀴(110)의 회전에 의해 회전되는 림내접기어(21)의 회전에 따라 회전된다. 이에 따라, 상기 태엽복합기어(23)는 상기 입력기어(22)의 회전에 의해 회전되고, 이로 인해 상기 태엽(231)이 감기게 된다. 따라서, 상기 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 발생되는 구동력은 상기 태엽(231)이 감김에 따라 상기 구동력 저장부(2)에 저장된다.

상기 출력모드는 상기 구동력 저장부(2)에 저장된 구동력으로 상기 뒷바퀴(110)가 회전하는 운행모드이다. 이 경우, 상기 자전거(100)가 출발 시, 경사진 언덕을 오를 때 등과 같이 많은 구동력을 필요로 하는 때에 탑승자가 상기 구동력 조작부(3)를 조작하여 운행모드를 상기 출력모드로 전환시키면, 상기 출력기어(25)는 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림된다. 그리고, 상기 태엽복합기어(23)는 상기 태엽(231)이 풀림에 따라 회전하고, 이로 인해 상기 출력기어(25)를 회전시킨다. 이에 따라, 상기 출력기어(25)는 상기 태엽복합기어(23)의 회전에 의해 회전되면서 상기 역방향프리휠기어(24)를 회전시킨다. 따라서, 상기 자전거(100)는 상기 구동력 저장부(2)에 저장된 구동력에 의해 상기 뒷바퀴(110)가 회전됨으로써, 상기 구동력 저장부(2)로부터 운행에 필요한 구동력을 얻게 된다.

도 1 내지 도 8을 참고하면, 상기 구동력 조작부(3)는 입력와이어(31), 및 태엽브레이크레버뭉치(32)를 포함할 수 있다.

상기 입력와이어(31)는 상기 입력기어(22)가 상기 림내접기어(21)에 맞물림되도록 상기 입력기어(22)를 이동시킨다. 상기 입력와이어(31)는 상기 입력기어(22) 및 상기 태엽브레이크레버뭉치(32) 각각에 연결될 수 있다. 이에 따라, 탑승자가 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)를 조작하면, 상기 입력기어(22)는 상기 입력와이어(31)에 의해 이동되어서 상기 림내접기어(21)에 맞물림될 수 있다. 상기 입력기어(22)가 상기 림내접기어(21)에 맞물림됨에 따라, 상기 운행모드는 상기 저장모드로 전환된다.

상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 상기 자전거(100)의 핸들에 결합될 수 있다. 상기 자전거(100)가 탑승자의 오른손에 의해 파지되는 우측핸들 및 탑승자의 왼손에 의해 파지되는 좌측핸들을 포함하는 경우, 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 상기 우측핸들 또는 상기 좌측핸들에 결합된다. 상기 자전거(100)에 패드 마찰을 이용한 제동력을 구현하는 더블브레이크레버뭉치(120)가 상기 좌측핸들에 결합된 경우, 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 상기 우측핸들에 결합될 수 있다. 상기 더블브레이크레버뭉치(120)가 상기 우측핸들에 결합된 경우, 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 상기 좌측핸들에 결합될 수 있다. 상기 더블브레이크레버뭉치(120)는 상기 뒷바퀴(110)에 대한 제동력을 구현하는 제1브레이크뭉치 및 상기 자전거(100)의 앞바퀴에 대한 제동력을 구현하는 제2브레이크뭉치를 포함할 수 있다. 상기 제1브레이크뭉치는 상기 제2브레이크뭉치에 비해 위쪽에 위치되게 설치될 수 있다. 앞바퀴에 비해 뒷바퀴(110)를 이용한 제동력이 더 빈번하게 사용되므로, 탑승자가 더 용이하게 제1브레이크뭉치를 조작할 수 있도록 하기 위함이다. 상기 제1브레이크뭉치 및 상기 제2브레이크뭉치는 림브레이크 및 브이브레이크 중에서 적어도 하나를 이용하여 제동력을 구현할 수 있다.

상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 상기 입력와이어(31)를 이동시켜서 상기 입력기어(22)를 이동시킬 수 있다. 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 탑승자에 의해 조작될 수 있는 레버를 포함할 수 있다. 탑승자는 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)의 레버를 조작함으로써, 상기 입력와이어(31)를 이동시켜서 상기 운행모드를 상기 저장모드로 전환시킬 수 있다.

이 경우, 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)는 상기 뒷바퀴(110)가 회전함에 따라 발생되는 구동력으로 상기 태엽(231)이 감김에 따라 구동력이 저장됨과 동시에 상기 자전거(100)에 대한 제동력이 발생하도록 상기 입력와이어(31)를 이동시킬 수 있다. 상기 입력와이어(31)의 이동에 따라 상기 입력기어(22)가 상기 림내접기어(21)에 맞물림되면, 상기 뒷바퀴(110)의 구동력은 상기 입력기어(22) 및 상기 태엽복합기어(23)를 회전시킴과 동시에 상기 태엽(231)을 감으면서 소모된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 탑승자가 상기 자전거(100)를 운행하면서 제동력이 필요할 때에 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)를 조작함으로써, 상기 자전거(100)를 제동시킬 수 있음과 동시에 제동 과정에서 손실되는 구동력을 상기 구동력 저장부(2)에 저장할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 탑승자가 상기 더블브레이크레버뭉치(120) 조작과 함께 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)를 조작하는 경우 이중으로 제동력을 구현할 수 있으므로, 기존 자전거에 비해 더 큰 제동력을 얻을 수 있어서 다양한 상황에 대처할 수 있는 대응력을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 고장 등에 의해 상기 더블브레이크레버뭉치(120)를 이용한 제동기능이 동작하지 않는 경우, 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)를 이용한 제동기능이 동작 가능하므로, 다양한 상황에 대처할 수 있는 대응력을 더 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 도 8을 참고하면, 상기 구동력 조작부(3)는 태엽스트롤(33), 및 출력와이어(34)를 포함할 수 있다.

상기 태엽스트롤(33)은 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 태엽스트롤(33)은 상기 자전거(100)의 핸들에 결합될 수 있다. 상기 태엽스트롤(33)은 상기 우측핸들 또는 상기 좌측핸들에 결합된다. 상기 태엽스트롤(33)은 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)와 동일한 핸들에 결합될 수 있다. 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)가 우측핸들에 결합된 경우, 상기 태엽스트롤(33)은 상기 우측핸들에 결합될 수 있다. 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)가 좌측핸들에 결합된 경우, 상기 태엽스트롤(33)은 상기 좌측핸들에 결합될 수 있다. 상기 태엽스트롤(33)은 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)에 비해 바깥쪽에 위치되게 상기 자전거(100)에 결합될 수 있다. 상기 태엽스트롤(33)은 핸들의 기능도 갖도록 구현될 수 있다.

상기 태엽스트롤(33)은 상기 출력와이어(34)를 이동시켜서 상기 출력기어(25)를 이동시킬 수 있다. 상기 태엽스트롤(33)은 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합되어서 탑승자의 조작에 의해 회전될 수 있다. 탑승자는 상기 태엽스트롤(33)을 회전시킴으로써, 상기 출력와이어(34)를 이동시켜서 상기 운행모드를 상기 출력모드로 전환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 태엽스트롤(33)에 대한 조작이 오토바이의 조작과 유사하게 구현됨으로써, 탑승자가 오토바이의 운행 구조 및 운행 기술을 이해하는데 도움을 줄 수 있다.

상기 태엽스트롤(33)은 태엽스트롤커버(331), 및 태엽악셀그립(332)을 포함할 수 있다. 상기 태엽스트롤커버(331)는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 태엽악셀그립(332)은 상기 태엽스트롤커버(331)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 태엽악셀그립(332)에는 상기 출력와이어(34)가 결합된다. 이에 따라, 상기 출력와이어(34)는 상기 태엽악셀그립(332)이 회전함에 따라 당겨져서 상기 출력기어(25)를 이동시킬 수 있다. 상기 태엽악셀그립(332)에는 돌기가 형성되고, 상기 태엽스크롤커버(331)에는 홈이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 돌기는 상기 홈에 삽입되어 이동한다. 이에 따라, 상기 태엽스트롤(33)은 상기 돌기가 상기 홈의 끝단까지 이동하여 상기 태엽스트롤커버(331)에 접촉되는 위치까지 회전될 수 있다.

상기 출력와이어(34)는 상기 출력기어(25)가 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림되도록 상기 출력기어(25)를 이동시킨다. 상기 출력와이어(34)는 상기 출력기어(25) 및 상기 태엽스트롤(33) 각각에 연결될 수 있다. 이에 따라, 탑승자가 상기 태엽스트롤(33)를 조작하면, 상기 출력기어(25)는 상기 출력와이어(34)에 의해 이동되어서 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림될 수 있다. 상기 출력기어(25)가 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림됨에 따라, 상기 운행모드는 상기 출력모드로 전환된다.

도 1 내지 도 11을 참고하면, 상기 구동력 저장부(2)는 라쳇멈춤쇠(26, 도 9에 도시됨)를 포함할 수 있다.

상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 태엽복합기어(23)가 상기 태엽(231)이 풀리는 방향으로 회전하는 것을 제한한다. 이를 위해, 상기 태엽복합기어(23)는 상기 라쳇멈춤쇠(26)가 삽입될 수 있는 라쳇기어(233)를 포함한다. 상기 라쳇기어(233)는 상기 태엽복합기어(23)가 갖는 기어(232)의 일측에 위치된다. 상기 라쳇기어(233) 및 상기 태엽(231)은 상기 기어(232)를 기준으로 서로 반대편에 위치될 수 있다. 상기 라쳇기어(233)는 외측으로 돌출된 복수개의 톱니를 포함할 수 있다. 상기 톱니들은 각각 직각삼각형 형태로 형성된다. 이에 따라, 상기 라쳇멈춤쇠(26)가 상기 톱니들 사이에 삽입된 상태에서, 상기 라쳇기어(233)는 제1회전방향(R1)으로 회전 가능하지만, 상기 제1회전방향(R1)에 대해 반대되는 제2회전방향(R2)으로는 회전할 수 없다. 상기 제1회전방향(R1)은 상기 태엽(231)이 감기는 방향으로 상기 태엽복합기어(23)가 회전하는 방향이다. 상기 제2회전방향(R2)은 상기 태엽(231)이 풀리는 방향으로 상기 태엽복합기어(23)가 회전하는 방향이다. 예컨대, 도 9를 기준으로 상기 제1회전방향(R1)은 시계방향이고, 상기 제2회전방향(R2)은 반시계방향일 수 있다.

따라서, 상기 라쳇멈춤쇠(26)가 상기 톱니들 사이에 삽입된 상태에서 상기 운행모드가 상기 저장모드로 전환되면, 상기 태엽(231)은 상기 태엽복합기어(23)가 상기 뒷바퀴(110)의 회전에 의해 발생되는 구동력에 의해 상기 제1회전방향(R1)으로 회전됨에 따라 감긴 후에 상기 라쳇멈춤쇠(26)가 상기 라쳇기어(233)를 지지하는 힘에 의해 풀리는 것이 제한된다. 이에 따라, 상기 태엽(231)은 감긴 상태로 유지됨으로써 구동력을 저장한 상태로 유지될 수 있다.

상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 태엽스트롤(33)에 의해 이동되는 출력기어(25)에 밀려서 상기 라쳇기어(233)로부터 이격되도록 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 태엽복합기어(23)는 상기 라쳇멈춤쇠(26)가 상기 라쳇기어(233)로부터 이격됨에 따라 상기 태엽(231)에 의해 회전하여 상기 출력기어(25) 및 상기 역방향프리휠기어(24)를 통해 상기 뒷바퀴(110)를 회전시킬 수 있다. 상기 라쳇멈춤쇠(26)에는 비틀림스프링(미도시)이 결합될 수 있다. 상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 출력기어(25)가 상기 역방향플리휠기어(24)로부터 이격되게 이동하면, 상기 비틀림스프링이 갖는 복원력에 의해 상기 라쳇기어(233)의 톱니들에 삽입되도록 이동된다.

도 1 내지 도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 구동력 저장량 제한부(4)를 더 포함할 수 있다. 도 13 및 도 14에는 이해를 돕기 위해 구동력 저장량 제한부(4)가 구동력 저장부(2)와 구분될 수 있도록 구동력 저장량 제한부(4)를 일점 쇄선으로 표시하였다.

상기 구동력 저장량 제한부(4)는 상기 태엽(231)에 저장되는 구동력의 저장량을 제한한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 태엽(231)에 소정의 구동력이 저장되면 자동으로 상기 저장모드가 해제되도록 구현됨으로써, 상기 태엽(231)에 과다한 구동력이 저장됨에 따라 상기 태엽(231)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 구동력 저장량 제한부(4)는 베벨기어웜기어샤프트(41), 역캠기어(42), 및 역캠(43)을 포함할 수 있다.

상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 상기 뒷바퀴(110) 측에서 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 일측이 상기 태엽복합기어(23)에 맞물림되고, 타측이 상기 역캠기어(42)에 맞물림된다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)에는 상기 태엽복합기어(23)에 맞물림되는 베벨기어(411)가 형성된다. 상기 태엽복합기어(23)에는 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)의 베벨기어(411)에 맞물림되는 베벨기어(234)가 형성된다. 상기 태엽복합기어(23)의 베벨기어(234)는 상기 기어(232)의 일측에 위치된다. 상기 태엽복합기어(23)가 상기 입력기어(22)에 의해 회전되면, 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 상기 베벨기어들(234, 411) 간의 맞물림에 의해 회전된다.

상기 역캠기어(42)는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 역캠기어(42)는 상기 뒷바퀴(110) 측에서 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 역캠기어(42)는 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)에 맞물림되어 상기 태엽복합기어(23)가 회전함에 따라 회전한다. 상기 역캠기어(42)는 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)의 타측에 맞물림되도록 외측으로 돌출되게 형성된 복수개의 기어이를 포함할 수 있다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)의 타측에는 상기 역캠기어(42)에 맞물림되는 웜기어(412)가 형성된다. 상기 웜기어(412)는 상기 베벨기어(411)에 대해 소정의 감속비를 갖도록 형성된다. 이에 따라, 상기 역캠기어(42)는 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)를 통해 상기 태엽복합기어(23)의 회전속도에 비해 감속된 회전속도로 회전하게 된다. 상기 태엽복합기어(23) 및 상기 역캠기어(42)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 상기 태엽복합기어(23) 및 상기 역캠기어(42) 각각에 직교하게 배치될 수 있다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 상기 베벨기어(411) 및 상기 웜기어(412)를 연결하는 샤프트(413)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)가 설치된 자전거(100)의 소유자는, 상기 역캠기어(42)의 가용면적에 그림, 글씨 등을 붙이거나 써서 자전거(100)를 꾸밀 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 자전거(100)에 소유자의 개성을 드러낼 수 있도록 구현된다.

상기 역캠(43)은 상기 역캠기어(42)에 결합된다. 상기 역캠(43)은 상기 역캠기어(42)가 회전함에 따라 함께 회전한다. 상기 역캠(43)은 상기 역캠기어(42)의 회전축으부터 이격된 위치에 결합된다. 이에 따라, 상기 역캠(43)은 상기 역캠기어(42)의 회전축으로부터 편심된 위치에 위치되게 상기 역캠기어(42)에 결합된다. 따라서, 상기 역캠(43)은 상기 역캠기어(42)가 회전함에 따라 상기 역캠기어(42)의 회전축을 중심으로 이동한다. 상기 입력기어(22)가 상기 림내접기어(21)에 맞물린 상태에서 상기 역캠기어(42)가 상기 태엽복합기어(23)의 회전에 의해 회전됨에 따라 상기 역캠(43)이 상기 입력기어(22)의 위치에 도달하면, 상기 입력기어(22)는 상기 역캠(43)에 삽입되어 상기 림내접기어(21)로부터 이격된다. 이에 따라, 상기 저장모드가 자동으로 해제된다. 상기 역캠(43)은 상기 역캠기어(42)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 역캠(43)의 위치가 변경됨으로써, 상기 태엽(231)에 저장될 수 있는 최대 구동력의 크기가 조절될 수 있다. 상기 역캠(43)은 상기 입력기어(22)가 삽입될 수 있는 삽입홈(431)을 포함할 수 있다. 상기 삽입홈(431)은 상기 역캠기어(42)의 바깥 쪽에서 상기 역캠기어(42)의 회전축을 향할수록 크기가 감소되는 형태로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 14를 참고하면, 상기 구동력 저장부(2)는 제1이동바(271, 도 4에 도시됨), 제2이동바(272, 도 4에 도시됨), 및 인장스프링(273, 도 4에 도시됨)을 포함할 수 있다.

상기 제1이동바(271)는 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제1이동바(271)는 상기 뒷바퀴(110) 측에서 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제1이동바(271)에는 상기 입력기어(22)가 회전 가능하게 결합된다. 상기 제1이동바(271)는 상기 입력기어(22)가 상기 태엽복합기어(23)에 맞물린 상태로 유지되도록 상기 입력기어(22)를 지지한다. 상기 입력기어(22)는 상기 제1이동바(271)가 회전함에 따라 상기 림내접기어(21)에 맞물림될 수 있고, 상기 림내접기어(21)로부터 이격될 수 있다. 상기 입력와이어(31)는 상기 제1이동바(271)에 결합될 수 있다. 이 경우, 탑승자는 상기 태엽브레이크레버뭉치(32)를 조작하여 상기 입력와이어(31)를 이동시킴으로써, 상기 제1이동바(271)를 이동시켜서 상기 입력기어(22)가 상기 림내접기어(21)에 맞물림되도록 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 운행모드는 상기 저장모드로 전환된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 저장모드에서 상기 태엽복합기어(23)가 회전하면서 상기 태엽(231, 도 6에 도시됨)에 구동력을 저장시킴과 동시에 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)를 회전시킨다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)가 회전함에 따라 상기 역캠기어(42)는 상기 제1회전방향(R1)으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨) 또한 상기 제1회전방향(R1)으로 회전하게 된다. 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨)이 상기 제1회전방향(R1)으로 회전하다가 상기 입력기어(22)의 위치에 도달하면, 상기 입력기어(22)는 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨)에 삽입되어 상기 림내접기어(21)로부터 이격된다. 이에 따라, 상기 저장모드가 자동으로 해제된다. 이 경우, 상기 입력기어(22)는 상기 인장스프링(273, 도 4에 도시됨)이 상기 제1이동바(271)를 당기는 탄성력에 의해 상기 림내접기어(21)로부터 이격될 수 있다. 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨)에는 상기 제1이동바(271)가 삽입될 수도 있다.

도 1 내지 도 14를 참고하면, 상기 제2이동바(272)는 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제2이동바(272)는 상기 뒷바퀴(110) 측에서 상기 자전거(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제2이동바(272)는 상기 출력기어(25)가 상기 태엽복합기어(23)에 맞물린 상태로 유지되도록 상기 출력기어(25)를 지지한다. 상기 제2이동바(272) 및 상기 제1이동바(271)는 동일한 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 자전거(100)에 결합될 수 있다. 상기 제2이동바(272)에는 상기 출력기어(25)가 회전 가능하게 결합된다. 상기 출력기어(25)는 상기 제2이동바(272)가 회전함에 따라 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림될 수 있고, 상기 역방향프리휠기어(24)로부터 이격될 수 있다. 상기 출력와이어(34)는 상기 제2이동바(272)에 결합될 수 있다. 이 경우, 탑승자는 상기 태엽스트롤(33)을 조작하여 상기 출력와이어(34)를 이동시킴으로써, 상기 제2이동바(272)를 이동시켜서 상기 출력기어(25)가 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림되도록 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 운행모드는 상기 출력모드로 전환된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 출력모드에서 상기 태엽복합기어(23)가 회전하면서 상기 태엽(231, 도 6에 도시됨)에 저장된 구동력을 출력시킴과 동시에 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)를 회전시킨다. 이 경우, 상기 태엽복합기어(23) 및 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 상기 저장모드에서와 반대되는 방향으로 회전한다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)가 회전함에 따라 상기 역캠기어(42)는 상기 제2회전방향(R2)으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨) 또한 상기 제2회전방향(R2)으로 회전하게 된다. 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨)이 상기 제2회전방향(R2)으로 회전하다가 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물린 출력기어(25)의 위치에 도달하면, 상기 출력기어(25)는 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨)에 삽입되어 상기 역방향프리휠기어(24)로부터 이격된다. 이에 따라, 상기 출력모드가 자동으로 해제된다. 이 경우, 상기 출력기어(25)는 상기 인장스프링(273, 도 5에 도시됨)이 상기 제2이동바(272)를 당기는 탄성력에 의해 상기 역방향프리휠기어(24)로부터 이격될 수 있다. 상기 역캠(43, 도 12에 도시됨)에는 상기 제2이동바(272)가 삽입될 수도 있다.

상기 인장스프링(273)은 상기 제1이동바(271) 및 상기 제2이동바(272)를 탄성적으로 연결한다. 상기 인장스프링(273)은 상기 자동모드에서 상기 제1이동바(271)의 이동에 의해 늘어난 후에, 상기 입력기어(22)가 상기 역캠(43)에 삽입되면 복원력으로 상기 제1이동바(271)를 당겨서 이동시킬 수 있다. 상기 인장스프링(273)은 상기 출력모드에서 상기 제2이동바(272)의 이동에 의해 늘어난 후에, 상기 출력기어(25)가 상기 역캠(43)에 삽입되면 복원력으로 상기 제2이동바(272)를 당겨서 이동시킬 수 있다. 상기 인장스프링(273)은 일측이 상기 제1이동바(271)에 결합된다. 상기 인장스프링(273)은 타측이 상기 제2이동바(272)에 결합된다.

상기 구동력 저장부(2)는 안전띠(274, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 안전띠(274)는 상기 제1이동바(271) 및 상기 제2이동바(272) 각각에 결합된다. 상기 안전띠(274)는 상기 입력기어(22)가 결합된 제1이동바(271)의 일단, 및 상기 출력기어(25)가 결합된 제2이동바(272)의 일단 간의 간격이 소정 거리 이상 벌어지는 것을 제한한다. 이에 따라, 상기 안전띠(274)는 상기 입력기어(22)가 상기 림내접기어(21)에 맞물림과 동시에 상기 출력기어(25)가 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물리지 않도록 차단할 수 있다. 이 경우, 상기 안전띠(274)는 상기 입력기어(22) 및 상기 출력기어(25)가 각각 상기 림내접기어(21) 및 상기 역방향프리휠기어(24)에 동시에 맞물릴 수 있는 거리에 비해 짧은 길이로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 16을 참고하면, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 구동력 저장량 표시부(5)를 포함할 수 있다.

상기 구동력 저장량 표시부(5)는 상기 태엽(231)에 저장된 구동력의 저장량을 표시하기 위한 것이다. 상기 구동력 저장량 표시부(5)는 구동력계 커버(51, 도 16에 도시됨), 표시바늘(52, 도 16에 도시됨), 구동력계 와이어(53, 도 16에 도시됨), 및 압축스프링(54, 도 16에 도시됨)을 포함한다.

상기 구동력계 커버(51)는 상기 자전거(100)의 핸들에 결합된다. 상기 구동력계 커버(51)는 상기 우측핸들 또는 상기 좌측핸들에 결합될 수 있다.

상기 표시바늘(52)은 상기 구동력계 커버(51)에 이동 가능하게 결합된다. 상기 표시바늘(52)은 상기 구동력계 커버(51)의 내부에서 이동될 수 있다.

상기 구동력계 와이어(53)는 일측이 상기 역캠기어(42)에 결합된다. 상기 구동력계 와이어(53)는 타측이 상기 표시바늘(52)에 결합된다. 이에 따라, 상기 구동력계 와이어(53)가 상기 역캠기어(42)에 의해 상기 역캠기어(42)에 감기면, 상기 표시바늘(52)은 상기 구동력계 와이어(53)에 당겨져서 상기 압축스프링(53)을 압축시키면서 이동될 수 있다. 이 경우, 상기 구동력계 와이어(53)는 상기 역캠기어(42)가 상기 제1회전방향(R1)으로 회전함에 따라 상기 역캠기어(42)의 회전축에 감겨질 수 있다. 상기 구동력계 와이어(53)가 상기 역캠기어(42)에 회전에 의해 상기 역캠기어(52)로부터 풀리면, 상기 표시바늘(52)은 상기 압축스프링(53)이 갖는 복원력에 의해 이동될 수 있다. 이 경우, 상기 구동력계 와이어(53)는 상기 역캠기어(42)가 상기 제2회전방향(R2)으로 회전함에 따라 상기 역캠기어(42)의 회전축으로부터 풀려질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 탑승자에게 상기 구동력 저장부(2)에 저장된 구동력의 크기에 대한 정보를 자동으로 제공할 수 있다.

상기 압축스프링(54)은 상기 구동력계 커버(51)에 결합된다. 상기 압축스프링(54)은 상기 구동력계 커버(51)의 내부에서 양단이 상기 표시바늘(52) 및 상기 구동력계 커버(51)에 지지된다.

도 1 내지 도 19를 참고하면, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 받침대를 포함할 수 있다.

상기 받침대는 상기 자전거(100)에 결합된다. 상기 받침대는 상기 자전거(100)의 뒷바퀴(110) 측에서 상기 자전거(100)에 결합될 수 있다. 상기 받침대는 태엽받침대(11)를 포함할 수 있다.

상기 태엽받침대(11)는 상기 태엽복합기어(23)를 지지한다. 상기 태엽복합기어(23)는 상기 태엽받침대(11)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 태엽받침대(11)는 상기 태엽복합기어(233)가 회전 가능하게 결합되는 축부재(111, 도 18에 도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 태엽복합기어(23)는 상기 축부재(111)를 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

상기 태엽받침대(11)는 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)의 샤프트(413)가 삽입되는 삽입공(112, 도 19에 도시됨)을 포함한다. 상기 베벨기어웜기어샤프트(41)는 상기 삽입공(112)에 삽입되어서 상기 태엽받침대(11)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 삽입공(112)은 상기 축부재(111)를 관통하여 형성될 수 있다.

상기 태엽받침대(11)는 상기 제1이동바(271) 및 상기 제2이동바(272)를 지지할 수 있다. 상기 제1이동바(271) 및 상기 제2이동바(272)는 상기 태엽받침대(11)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제1이동바(271) 및 상기 제2이동바(272)는 상기 축부재(111)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제1이동바(271) 및 상기 제2이동바(272)는 각각 상기 태엽복합기어(23)로부터 이격된 위치에서 상기 축부재(111)에 결합될 수 있다.

상기 태엽받침대(11)는 지지부재(113, 도 18에 도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(113)는 상기 제1이동바(271) 및 상기 제2이동바(272)가 서로 충돌하지 않도록 상기 제1이동바(271)를 지지할 수 있다. 상기 지지부재(113)는 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 지지부재(113)는 고무로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 자전거용 보조동력장치(1)는 상기 제1이동바(271)가 상기 지지부재(113)에 접촉되는 과정에서 발생하는 접촉음의 크기를 감소시킬 수 있고, 상기 지지부재(113) 및 상기 제1이동바(271)가 접촉에 의해 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 받침대는 라쳇멈춤쇠 받침대(12, 도 17에 도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 라쳇멈춤쇠 받침대(12)는 상기 라쳇멈춤쇠(26)를 지지한다. 상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 라쳇멈춤쇠 받침대(12)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 라쳇멈춤쇠 받침대(12)를 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 상기 라쳇멈춤쇠 받침대(12)는 상기 라쳇멈춤쇠(26)에 결합되는 비틀림스프링을 지지할 수 있다.

상기 받침대는 역캠기어 받침대(13, 도 17에 도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 역캠기어 받침대(13)는 상기 역캠기어(43)를 지지한다. 상기 역캠기어(43)는 상기 역캠기어 받침대(13)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 역캠기어(43)는 상기 역캠기어 받침대(13)를 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

도 1 내지 도 21을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 라쳇멈춤쇠(26)는 출력와이어(34)에 의해 상기 태양복합기어(23)의 라쳇기어(233)로부터 이격되도록 구현될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

우선, 탑승자가 상기 태엽스트롤(33)을 조작하여 상기 출력와이어(34)를 이동시키면, 도 20에 도시된 바와 같이 상기 출력기어(25)는 상기 출력와이어(34)에 의해 이동되어서 상기 역방향프리휠기어(24)에 맞물림된다. 이 경우, 상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 태엽복합기어(23)의 라쳇기어(233)에 삽입된 상태일 수 있다.

다음, 탑승자가 상기 태엽스트롤(33)를 추가로 조작하여 상기 출력와이어(34)를 더 이동시키면, 도 21에 도시된 바와 같이 상기 라쳇멈춤쇠(26)는 상기 태엽스트롤(33)에 의해 이동되는 출력와이어(34)에 밀려서 이동됨에 따라 상기 태엽복합기어(23)의 라쳇기어(233)로부터 이격된다. 이에 따라, 상기 운행모드는 상기 출력모드로 전환될 수 있다. 이 경우, 상기 출력와이어(34)는 상기 출력기어(25)와 상기 제2이동바(272)가 결합된 부분 및 상기 라쳇멈춤쇠(26) 사이를 지나도록 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 자전거용 보조동력장치 2 : 구동력 저장부
3 : 구동력 조작부 4 : 구동력 저장량 제한부
5 : 구동력 저장량 표시부 100 : 자전거

Claims

자전거에 결합되고, 상기 자전거의 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장하기 위한 구동력 저장부; 및
상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력이 상기 구동력 저장부에 저장되는 저장모드 및 상기 구동력 저장부에 저장된 구동력으로 상기 뒷바퀴가 회전하는 출력모드 간에 운행모드를 전환시키기 위한 구동력 조작부를 포함하고,
상기 구동력 저장부는,
상기 뒷바퀴에 결합되고, 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 함께 회전하는 림내접기어;
상기 저장모드에서 상기 림내접기어에 맞물림되는 입력기어;
상기 입력기어가 상기 림내접기어에 맞물림되면 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력을 저장하는 태엽을 포함하고, 상기 입력기어에 맞물림되게 상기 자전거에 결합되는 태엽복합기어;
상기 뒷바퀴에 연결되게 상기 자전거에 결합되는 역방향프리휠기어; 및
상기 태엽복합기어에 맞물림되게 상기 자전거에 결합되고, 상기 출력모드에서 상기 태엽에 저장된 구동력에 의해 회전하여 상기 역방향프리휠기어를 통해 상기 뒷바퀴를 회전시키는 출력기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조동력장치.
제1항에 있어서,
상기 구동력 조작부는 상기 입력기어가 상기 림내접기어에 맞물림되도록 상기 입력기어를 이동시켜서 상기 운행모드를 상기 저장모드로 전환시키기 위한 입력와이어, 및 상기 입력와이어가 연결되는 태엽브레이크레버뭉치를 포함하고;
상기 태엽브레이크레버뭉치는 상기 뒷바퀴가 회전함에 따라 발생되는 구동력으로 상기 태엽이 감김에 따라 구동력이 저장됨과 동시에 상기 자전거에 대한 제동력이 발생하도록 상기 입력와이어를 이동시키는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조동력장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 태엽에 저장되는 구동력의 저장량을 제한하기 위한 구동력 저장량 제한부를 포함하고;
상기 구동력 저장량 제한부는 상기 태엽복합기어가 갖는 베벨기어에 맞물림되는 베벨기어웜기어샤프트, 상기 베벨기어웜기어샤프트에 맞물림되어 상기 태엽복합기어가 회전함에 따라 회전하는 역캠기어, 및 상기 역캠기어에 결합되는 역캠을 포함하며;
상기 구동력 저장부는 상기 입력기어가 결합되는 제1이동바, 상기 출력기어가 결합되는 제2이동바, 및 상기 역캠기어가 회전함에 따라 상기 역캠이 상기 림내접기어에 맞물린 입력기어의 위치에 도달하면 상기 입력기어가 상기 역캠에 삽입되어 상기 림내접기어로부터 이격되도록 상기 제1이동바와 상기 제2이동바를 탄성적으로 연결하는 인장스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조동력장치.
제3항에 있어서,
상기 태엽에 저장된 구동력의 저장량을 표시하기 위한 구동력 저장량 표시부를 포함하고;
상기 구동력 저장량 표시부는 상기 자전거의 핸들에 결합되는 구동력계 커버, 상기 구동력계 커버의 내부에 이동 가능하게 결합되는 표시바늘, 상기 표시바늘 및 상기 역캠기어 각각에 연결되어 상기 역캠기어가 회전함에 따라 이동하는 구동력계 와이어, 및 상기 구동력계 커버의 내부에서 상기 표시바늘을 탄성적으로 지지하는 압축스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조동력장치.
제1항에 있어서,
상기 구동력 저장부는 상기 태엽복합기어가 상기 태엽이 풀리는 방향으로 회전하는 것을 제한하기 위해 상기 태엽복합기어가 갖는 라쳇기어에 삽입되는 라쳇멈춤쇠를 포함하고;
상기 구동력 조작부는 상기 출력기어가 상기 역방향프리휠기어에 맞물림되도록 상기 출력기어를 이동시켜서 상기 운행모드를 상기 출력모드로 전환시키기 위한 태엽스트롤을 포함하며;
상기 라쳇멈춤쇠는 상기 태엽스트롤에 의해 이동되는 출력기어에 밀려서 상기 라쳇기어로부터 이격되도록 상기 자전거에 결합되고;
상기 태엽복합기어는 상기 라쳇멈춤쇠가 상기 라쳇기어로부터 이격됨에 따라 상기 태엽에 의해 회전하여 상기 출력기어 및 상기 역방향프리휠기어를 통해 상기 뒷바퀴를 회전시키는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조동력장치.
제1항에 있어서,
상기 구동력 저장부는 상기 태엽복합기어가 상기 태엽이 풀리는 방향으로 회전하는 것을 제한하기 위해 상기 태엽복합기어가 갖는 라쳇기어에 삽입되는 라쳇멈춤쇠를 포함하고;
상기 구동력 조작부는 상기 출력기어가 상기 역방향프리휠기어에 맞물림되도록 상기 출력기어를 이동시켜서 상기 운행모드를 상기 출력모드로 전환시키기 위한 태엽스트롤, 및 상기 출력기어와 상기 태엽스트롤 각각에 연결되는 출력와이어를 포함하며;
상기 라쳇멈춤쇠는 상기 태엽스트롤에 의해 이동되는 출력와이어에 밀려서 상기 라쳇기어로부터 이격되도록 상기 자전거에 결합되고;
상기 태엽복합기어는 상기 라쳇멈춤쇠가 상기 라쳇기어로부터 이격됨에 따라 상기 태엽에 의해 회전하여 상기 출력기어 및 상기 역방향프리휠기어를 통해 상기 뒷바퀴를 회전시키는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조동력장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 자전거에 결합되는 구동력 저장량 제한부를 포함하고;
상기 구동력 저장량 제한부는 상기 태엽복합기어가 갖는 베벨기어에 맞물림되는 베벨기어웜기어샤프트, 상기 베벨기어웜기어샤프트에 맞물림되어 상기 태엽복합기어가 회전함에 따라 회전하는 역캠기어, 및 상기 역캠기어에 결합되는 역캠을 포함하며;
상기 구동력 저장부는 상기 입력기어가 결합되는 제1이동바, 상기 출력기어가 결합되는 제2이동바, 및 상기 역캠기어가 회전함에 따라 상기 역캠이 상기 역방향프리휠기어에 맞물린 출력기어의 위치에 도달하면 상기 출력기어가 상기 역캠에 삽입되어 상기 역방향프리휠기어로부터 이격되도록 상기 제1이동바와 상기 제2이동바를 탄성적으로 연결하는 인장스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조동력장치.