KR101692997B1 - 레일바이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일바이크에 관한 것으로, 레일 상에서 회전 가능한 휠과, 상기 휠이 양단부에 결합되는 휠축과, 상기 휠축과 축결합되는 제1스프로켓 및 제2스프로켓과, 상기 제1스프로켓과 연결되는 동력전달수단 및 상기 동력전달수단과 연결되는 제동수단을 포함하되, 상기 제동수단이 원심브레이크로 이루어짐으로써 경사로에서 장거리를 하강할 경우 효과적인 제동이 가능한 레일바이크를 제공한다.

Description

레일바이크{Rail bike}

본 발명은 레일바이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정속주행이 가능하도록 한 레일바이크에 관한 것이다.

일반적으로 레일바이크(Rail bike)는 철로 위에 설치되어 탑승자의 페달 조작을 통해 이동하는 운송수단으로서 철도 노선의 폐쇄, 변경 등으로 사용이 중단된 폐선로를 이용하여 관광용 또는 놀이용으로 운행되고 있다. 이러한 레일바이크는 레일의 개수에 따라 모노레일형, 4륜형으로 분류되거나 탑승 가능한 인원수에 따라 2인용, 4인용으로 분류되기도 한다.

다만, 레일바이크는 그 종류나 형태와 무관하게 레일 상에서 페달 조작을 통해 이동하는 것이기 때문에 제동수단이 반드시 구비되어야 한다. 즉, 통상의 자전거와 마찬가지로 탑승자가 페달을 밟으면 레일바이크가 이동하고 브레이크를 작동시키면 레일바이크가 정지하는 것이다.

그러나 종래기술에 따른 레일바이크는 제동수단으로 디스크브레이크를 적용함으로써 경사로에서 제동이 불편한 문제점이 있었다. 구체적으로, 디스크브레이크는 평지에서는 사용에 불편함이 없으나, 경사로에서는 지속적인 제동 조작이 필요하고, 특히 경사각이 30도를 초과할 경우 충분한 제동 성능을 얻기 어려워 과도한 마찰에 의해 타는 냄새가 나는 등의 불안정한 요소를 가지고 있다.

참고적으로, 본 발명의 배경이 되는 기술은 특허 제10-799386호, 실용신안 제20-374727호 등에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 경사로에서 하강시 과속을 방지하여 정속주행이 가능하도록 한 레일바이크를 제공하는 데 목적이 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 레일 상에서 회전 가능한 휠과; 상기 휠이 양단부에 결합되는 휠축과; 상기 휠축과 축결합되는 제1스프로켓 및 제2스프로켓과; 상기 제1스프로켓과 연결되는 동력전달수단; 및 상기 동력전달수단과 연결되는 제동수단;을 포함하되, 상기 제동수단은 원심브레이크인 것을 특징으로 하는 레일바이크를 제공한다.

이 경우, 상기 동력전달수단은 상기 제1스프로켓과 체인에 의해 연결되는 종동 스프로켓 및 상기 종동 스프로켓과 일체로 회전 가능하게 설치되며, 상기 원심 브레이크와 체인에 의해 연결되는 동력전달 스프로켓을 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 레일바이크는 상기 제2스프로켓이 일측에 연결되는 동력공급수단과; 상기 동력공급수단의 타측에 연결되는 발전기; 및 상기 발전기에 의해 생성된 에너지가 충전되는 축전지;를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 동력공급수단은 상기 제2스프로켓과 체인에 의해 연결되는 종동 스프로켓 및 상기 종동 스프로켓과 일체로 회전 가능하게 구비되며, 상기 발전기와 벨트에 의해 연결되는 풀리를 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 제2스프로켓, 상기 종동 스프로켓, 상기 풀리 및 상기 발전기 풀리의 비율을 조절하여 상기 발전기 풀리의 회전속도를 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 레일 상에서 회전하는 휠과 연결된 휠축에 원심브레이크를 장착하여 레일바이크가 경사로에서 하강시 설정된 속도 이상으로 가속될 경우 자동적으로 제동이 이루어지도록 함으로써 안전성과 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 동력공급수단과 발전기 및 축전지를 구비할 경우, 휠이 구비된 휠축에 동력공급수단을 매개로 발전기와 축전지가 연결됨으로써 휠의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하여 축전지에 충전할 수 있다.

또한, 충전된 전기 에너지를 레일바이크에 장착된 각종 전자제어장치의 전원으로 사용 가능하기 때문에 별도의 충전이나 외부 전원이 불필요한 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레일바이크의 정면도,
도 2는 도 1에 도시된 레일바이크의 측면도.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레일바이크의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 레일바이크의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레일바이크(100)는 휠(110)과, 휠축(120)과, 제1스프로켓(130)과, 제2스프로켓(131)과, 동력전달수단(140) 및 제동수단(150)을 포함한다.

휠(110)은 철로와 같은 레일(도면 미도시) 상에서 레일바이크(100)를 이동 가능케 하는 수단으로 레일로부터 이탈을 방지하기 위해 H형 단면 구조를 가질 수 있다. 다만, 휠(110)의 형태가 이로 한정되는 것은 아니며, 레일에서 이탈되지 않고 회전을 통해 레일바이크(100)를 이동시킬 수 있다면 공지된 다른 형태도 물론 적용 가능한 것으로 이해되어야 한다.

휠축(120)은 휠(110)의 장착을 위한 것으로 레일바이크(100)의 전후방향으로 한 쌍이 마련되어 차체(190)에 회전 가능하게 설치된다. 이 경우, 휠(110)이 휠축(120)의 양단부에 결합되는 것은 물론이다.

제1스프로켓(130)은 휠축(120)의 회전력을 이용하여 동력전달수단(140)을 구동시키기 위한 것으로 휠축(120)과 축결합되어 일체로 회전한다.

제2스프로켓(131)은 휠축(120)의 회전력을 이용하여 동력공급수단(160)을 구동시키기 위한 것으로 제1스프로켓(130)과 유사하게 휠축(120)과 축결합되어 일체로 회전 가능하게 설치된다. 다만, 제2스프로켓(131)의 경우 제1스프로켓(130)에 연결되는 동력전달수단(140), 제동수단(150)과 간섭을 피할 수 있도록 제1스프로켓(130)으로부터 일정 거리 이격하여 형성되는 것이 바람직하다.

제2스프로켓(131)과 연결되는 동력공급수단(160)에 대해서는 후술하여 상세히 설명하도록 한다.

동력전달수단(140)은 제1스프로켓(130)에 의해 발생된 동력을 제동수단(150)에 전달하기 위한 것으로 제1스프로켓(130)과 제동수단(150) 사이에 설치된다.

본 발명에서 동력전달수단(140)은 종동 스프로켓(141)과 동력전달 스프로켓(142)을 포함하여 구성된다. 종동 스프로켓(141)은 제1스프로켓(130)과 체인(143)에 의해 연결되어 제1스프로켓(130)의 회전에 따라 회전하게 된다. 또한, 동력전달 스프로켓(142)은 제동수단(150)과 체인(144)에 의해 연결되어 종동 스프로켓(141)의 회전력을 제동수단(150)으로 전달하게 된다.

이 경우, 종동 스프로켓(141)과 동력전달 스프로켓(142)은 일체로 형성된다. 즉, 레일바이크(100)의 차체(190)에 브라켓(145)을 이용하여 회전축(146)이 설치되고, 이러한 회전축(146)에 일체로 제조된 종동 스프로켓(141)과 동력전달 스프로켓(142)이 클러치와 베어링 등을 이용하여 축결합된다.

따라서 레일바이크(100)의 이동시 휠축(120)의 회전으로 발생한 동력은 제1스프로켓(130), 체인(143), 종동 스프로켓(141), 동력전달 스프로켓(142), 그리고 체인(144)을 통해 제동수단(150)으로 전달될 수 있다.

제동수단(150)은 레일바이크(100)를 정속주행시키기 위한 것으로 동력전달수단(140)과 연결된다. 본 발명에서 제동수단(150)으로는 원심브레이크(151)가 적용된다. 원심브레이크(151)는 마찰 브레이크의 일종으로 회전축과 함께 회전하는 제동판이 일정 속도 이상이 되면 원심력에 의해 드럼과 접촉함으로써 제동이 이루어진다. 본 발명에서 원심브레이크(151)는 필요에 따라 제동력의 조절이 가능한 통상의 원심브레이크를 이용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.

원심브레이크(151)의 회전축(153)에는 브레이크 스프로켓(152)이 축결합되고, 이러한 브레이크 스프로켓(152)과 전술한 동력전달수단(140)의 동력전달 스프로켓(142)이 체인(144)에 의해 서로 연결됨으로써 원심브레이크(151)가 레일바이크(100)의 속도에 따라 소정의 제동력을 제공하게 된다.

따라서 레일바이크(100)의 속도가 증가하여 원심브레이크(151)의 설정 속도를 초과하면 원심브레이크(151)가 작동하여 브레이크 스프로켓(152)의 회전이 억제되고, 이로 인한 제동력이 체인(144), 동력전달 스프로켓(142), 종동 스프로켓(141), 제1스프로켓(130), 휠축(120)을 통해 휠(110)에 최종적으로 인가됨으로써 레일바이크(100)가 정지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 제동수단(150)으로 원심브레이크(151)를 이용하면 레일바이크(100)가 30도 이상의 경사로에서 장거리를 하강할 경우라도 설정된 속도 초과시 자동으로 제동력이 인가되기 때문에 과속을 방지하여 안전한 정속주행이 가능할 뿐 아니라 지속적인 제동 조작도 불필요하므로 탑승자의 불안감이나 불편함을 최소화할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 구성되는 레일바이크(100)는 제2스프로켓(131)을 이용하여 자가 발전하는 것도 가능한 바 이하에서는 이에 대해 상세히 설명한다.

레일바이크(100)는 자가 발전을 위해 동력공급수단(160)과, 발전기(170) 및 축전지(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다.

동력공급수단(160)은 제2스프로켓(131)에 의해 발생된 동력을 발전기(170)에 공급하기 위한 것으로 제2스프로켓(131)과 발전기(170) 사이에 설치된다.

구체적으로, 동력공급수단(160)은 종동 스프로켓(161)과 풀리(162)를 포함하여 구성된다. 종동 스프로켓(161)은 제2스프로켓(131)과 체인(163)에 의해 연결되어 제2스프로켓(131)의 회전에 따라 회전하게 된다. 또한, 풀리(162)는 발전기(170)와 벨트(164)에 의해 연결되어 종동 스프로켓(161)의 회전력을 발전기(170)로 공급하게 된다.

이 경우, 종동 스프로켓(161)과 풀리(162)는 앞서 설명한 종동 스프로켓(141) 및 동력전달 스프로켓(142)과 동일하게 일체로 형성된다. 구체적으로, 레일바이크(100)의 차체(190)에 브라켓(165)을 이용하여 회전축(166)이 설치되고, 이러한 회전축(166)에 일체로 제조된 종동 스프로켓(161)과 풀리(162)가 클러치, 베어링 등을 이용하여 축결합된다.

따라서 레일바이크(100)의 이동시 휠축(120)의 회전으로 발생한 동력은 제2스프로켓(131), 체인(163), 종동 스프로켓(161), 풀리(162), 그리고 벨트(164)를 통해 발전기(170)로 공급될 수 있다.

발전기(170)는 상술한 바와 같은 과정을 통해 공급된 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 것으로 동력공급수단(160)과 연결된다. 동력공급수단(160)과 발전기(170)의 연결은 동력공급수단(160)의 풀리(162)와, 발전기(170)의 회전축(171)에 축결합된 발전기 풀리(172)를 벨트(164)로 연결하는 방식으로 이루어질 수 있다.

이 경우, 통상적인 레일바이크의 속도는 7km/h로 비교적 저속이기 때문에 발전에 부적합할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 스프로켓의 비율을 조절할 수 있다.

예컨대, 종동 스프로켓(161)에 대한 제2스프로켓(131)의 직경비는 2 이상일 수 있다. 왜냐하면, 직경비가 2 미만이면 제2스프로켓(131)의 회전에 따른 종동 스프로켓(161)의 회전수가 작아져 속도를 높이기 어렵기 때문이다. 이와 유사하게, 발전기 풀리(172)에 대한 풀리(162)의 직경비를 3 이상으로 구성하여 발전기 풀리(172)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다.

축전지는 발전기(170)에 의해 생성된 전기 에너지의 충전을 위한 것으로 발전기(170)의 일측에 설치될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 자가 발전을 통해 얻어진 전기 에너지는 추돌방지장치와 같이 축전지가 필요한 전자제어장치의 전원으로 공급된다.

즉, 레일바이크의 수가 1~2대일 경우 전자제어장치 등을 별도로 충전하는 것은 어렵지 않으나 대부분의 레저 업체는 수십에서 수백대의 레일바이크를 운용하는 것이 일반적이기 때문에 이를 모두 개별 충전하기에는 많은 시간과 전력이 소모된다.

따라서 본 발명을 적용할 경우 자가 발전이 가능하여 별도의 충전 작업이 불필요하기 때문에 레일바이크의 효율적인 운용이 가능하게 된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 레일바이크 110 : 휠
120 : 휠축 130 : 제1스프로켓
131 : 제2스프로켓 140 : 동력전달수단
141 : 종동 스프로켓 142 : 동력전달 스프로켓
143 : 체인 144 : 체인
145 : 브라켓 146 : 회전축
150 : 제동수단 151 : 원심브레이크
152 : 브레이크 스프로켓 153 : 회전축
160 : 동력공급수단 161 : 종동 스프로켓
162 : 풀리 163 : 체인
164 : 벨트 165 : 브라켓
166 : 회전축 170 : 발전기
171 : 회전축 172 : 발전기 풀리
190 : 차체

Claims (5)

1. 레일 상에서 회전 가능한 휠; 상기 휠이 양단부에 결합되는 휠축; 상기 휠축과 축결합되는 제1스프로켓 및 제2스프로켓; 상기 제1스프로켓과 연결되는 동력전달수단; 및 상기 동력전달수단과 연결되며 원심브레이크를 포함하는 제동수단을 포함하는 자가충전 레일바이크로서,
   상기 동력전달수단은 상기 제1스프로켓과 체인에 의해 연결되는 종동 스프로켓 및 상기 종동 스프로켓과 일체로 회전 가능하게 설치되며, 상기 원심 브레이크와 체인에 의해 연결되는 동력전달 스프로켓을 포함하며,
   상기 제2스프로켓이 일측에 연결되는 동력공급수단과, 상기 동력공급수단의 타측에 연결되는 발전기와, 상기 발전기에 의해 생성된 에너지가 충전되는 축전지를 더 포함하며,
   상기 발전기는 축결합되는 발전기 풀리를 포함하며,
   상기 동력공급수단은 상기 제2스프로켓과 체인에 의해 연결되는 종동 스프로켓과, 상기 종동 스프로켓과 일체로서 회전 가능하게 구비되며 상기 발전기와 벨트에 의해 연결되는 풀리를 포함하며,
   상기 종동 스프로켓은 상기 제2스프로켓과 체인에 의하여 연결되며, 상기 제2스프로켓에 회전에 따라 회전하는 상기 동력공급수단과 상기 발전기는 상호 연결되되, 상기 동력공급수단의 상기 풀리와 상기 발전기 풀리는 벨트로 연결되어, 상기 풀리가 상기 종동 스프로켓의 회전력을 상기 발전기로 공급하며,
   상기 종동 스프로켓에 대한 상기 제2스프로켓의 직경비는 2 내지 3 이며, 상기 발전기 풀리에 대한 상기 풀리의 직경비는 3 내지 4 이 되도록 하여, 상기 발전기 풀리의 회전속도를 증가시키는 자가충전 레일바이크.
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