KR101814156B1 - 자전거의 크랭크 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거의 프레임 허브 내에 결합된 크랭크축과 상기 크랭크축 양단에 결합되는 크랭크 아암의 견고한 지지구조를 가지면서 수리 및 교체가 용이한 조립구조를 가지는 자전거의 크랭크 구조체에 관한 것으로서, 체결볼트(700)가 상기 밀착부(300), 이동부(400) 및 확관유도부(500)를 조립 한 후 캡부(600)의 제2삽입공(601)을 통해 이동부(400)의 제1삽입공(402)을 통과하여 밀착부(300)의 제2체결공(301)을 나사결합하여 이동하면서 크랭크축(100)의 결합축(120) 제1체결공(111)에 나사결합되며, 이때 상기 결합축(120)의 제1체결공(111)의 체결로 인해 상기 밀착부(300)의 제2체결공(301)과의 나사결합으로 결속홀(121) 내측으로 밀착부(300)가 이동되면서 동시에 이동부(400)에 결합된 확관유도부(500)가 이동되며, 이때 확관유도부(500)의 제1단속탭(502)이 결합축(120)의 절개공(124)에 결속되어 가이드하면서 확관유도부(500)의 외주면이 결속홀(121)의 내주면을 강하게 가압하여 결합축(120)이 외부로 확관되어 결합축(120) 외주면과 밀착된 크랭크 아암(200)의 축공(210) 내주면을 밀착 가압하여 견고한 조립구조를 가지는 자전거의 크랭크 구조체를 가지게 된다.

Description

자전거의 크랭크 구조체{CRANK STRUCTURE FOR A BICYCLE}

본 발명은 자전거의 크랭크 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자전거의 프레임 허브 내에 결합된 크랭크축과 상기 크랭크축 양단에 결합되는 크랭크 아암의 견고한 지지구조를 가지면서 수리 및 교체가 용이한 조립구조를 가지는 자전거의 크랭크 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 주로 운반, 교통수단 등의 용도로 사용되었으나 최근에는 산악주행이나 사이클경기, 장거리 자전거여행 등과 같은 레저활동을 위한 용도로 사용되는 경우가 점차 증가하고 있다.

종래 자전거는 크랭크 아암에 결합되는 페달을 발로 밟아 상기 크랭크 아암이 결합된 크랭크축을 회전시키면 체인전동장치를 통하여 상기 크랭크축과 연결된 뒷바퀴가 연동 회전하는 작동원리를 주로 적용하게 되며, 뼈대를 이루는 프레임의 중간 부분에는 사람이 타고 앉아 페달을 밟을 수 있도록 안장이 설치되고 앞쪽에는 앞바퀴의 진행방향을 제어하도록 핸들이 설치된다.

상기와 같은 종래의 자전거에 있어서 크랭크축은 자전거에 추진력을 부여하기 위해 인간의 힘을 이용한 회전운동을 운동에너지로 변화시키는 기능을 행하는 매우 중요한 부품 중의 하나이며 자전거 프레임의 결합구멍에 회전가능하게 지지되어 설치된다.

상기 종래에서 크랭크축이 결합되는 자전거 프레임의 결합구멍 양쪽 끝부분에는 원통형상의 제1하우징 및 제2하우징이 나사결합되어 설치되고, 제1하우징 및 제2하우징 내부에는 상기 크랭크축 외주면과 결합되는 1쌍의 베어링이 설치되고, 베어링의 외륜은 제1하우징 및 제2하우징 내면에 각각 형성되는 단턱에 걸려서 안착된다.

이때 종래의 크랭크축은 단순히 프레임의 결합구멍에 결합되는 형태로 조립되면서 그 형태도 원통형으로 형성되어 크랭크축 양단에 결합된 크랭크 아암과는 볼트와 같은 체결수단으로 결합되어 주행시 페달에 가해지는 힘과 피로도에 의해 상기 크랭크 축 그리고 크랭크축과 크랭크 아암의 연결부위가 풀림 또는 파손되는 경우가 발생하게 된다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1749813호(발명의 명칭 : 접이식 페달을 갖는 자전거 페달크랭크 어셈블리) 2, 대한민국 공개특허 제10-2011-0075301호(발명의 명칭 : 자전거의 크랭크축 지지구조)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자전거의 크랭크축의 구동에 관계없이 견고하게 고정될 수 있고, 크랭크 구조체를 간편 용이하게 조립할 수 있도록 개량된 자전거의 크랭크 구조체를 제공함에 있다.

본 발명은 자전거의 프레임 허브에 내속되는 크랭크축과, 상기 크랭크축 양단에 결합되는 크랭크 아암으로 구성되는 자전거의 크랭크 구조체에 있어서,

상기 크랭크축은 프레임 허브에 내속되는 주축과 상기 주축 양단에 각각 일체로 형성되어 허브 외측으로 돌출되는 결합축이 형성되며, 상기 결합축 내부의 소정 길이방향으로 관통된 결속홀이 형성되되, 내부로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 형태로 형성되고, 상기 결속홀과 연통되면서 결속홀의 내경 최소값보다 작은 내경을 가진 제1체결공이 결합축 내부를 통해 주축의 내부로 소정의 길이방향으로 연장되어 막힘구멍의 형태로 형성되며, 상기 결합축의 외주면에 결합축의 길이방향으로 요부와 철부가 반복적으로 배열되면서 일측 요부와 상기 일측 요부와 마주하는 타측 요부에 각각 결속홀과 체결공으로 연통되는 절개공이 형성되고,

상기 크랭크 아암은 크랭크축의 결합축에 결합되도록 일단에 축공이 형성되되, 상기 크랭크축 결합축의 외주면에 형성된 반복적인 요부와 철부에 대응되도록 축공 내부에 축공의 길이방향으로 요부와 철부가 반복적으로 배열되는 형태로 형성되고,

상기 크랭크축의 결합축에 크랭크 아암이 결합시 상기 결합축의 결속홀에 내속되도록 결속홀의 내주면 형태와 대응되는 외주면을 형성하면서 양단을 관통하는 제2체결공이 형성하되, 외측면의 제2체결공 주변 외주에 마주하는 양측에 각각 제2체결공으로 연계되는 끼움공이 형성되면서 상기 끼움공과 연통되어 제2체결공에 연계되는 원주형의 회전홈이 내부에 형성되며, 상기 회전홈을 기준으로 끼움공이 위치한 제2체결공의 길이방향이 일측이라면 타측의 제2체결공 내주면에 나사선이 형성되는 구조를 가진 밀착부가 구비되고,

상기 밀착부의 끼움공에 삽입되어 회전홈으로 인입되도록 일측 외주단에 돌출된 끼움편이 형성되면서 타측 외주면에 나사선이 형성되며, 양측단을 관통하는 제1삽입공이 형성되는 이동부가 구비되고,

상기 결합축의 절개공에 결속되도록 상기 외주면 양측에 각각 돌출된 제1단속탭이 형성되며, 양측단을 상호 관통하는 제3체결공이 형성되어 이동부의 타측 외주면에 나사결합되는 확관유도부가 구비되고,

상기 크랭크 아암의 축공 외측단에 끼움 단속되어 양측단을 상호 관통하면서 내측단으로 갈수록 내경이 작아지는 제2삽입공이 형성되는 캡부가 구비되고,

상기 캡부의 제3삽입공을 통해 이동부의 제1삽입공을 통과하여 밀착부의 제2체결공을 나사결합하여 이동하면서 크랭크축의 결합축 제1체결공에 나사결합되며, 상기 제2삽입공에 위치하면서 제2삽입공의 내주면 형태와 대응되는 외주면을 형성하는 머리부가 형성되는 체결볼트가 구비되는 자전거의 크랭크 구조체를 제공한다.

한편, 상기 크랭크축의 양측 결합축 내부를 통해 주축 내부의 소정의 길이방향으로 형성되는 제1체결공이 상호 연통되어 주축 내부로 수용홀이 형성되고,

상기 크랭크축의 주축 수용홀에 마련되어 양측단이 상호 연통되는 제3삽입공이 형성되며, 일측 외주단 일면에서 소정의 길이로 절개되면서 제3삽입공과 연통되는 제1확관홀이 형성되며, 타측 외주단 일면에서 소정의 길이로 절개되면서 제3삽입공과 연통되는 제2확관홀이 형성되는 확관축이 더 포함되고,

상기 체결볼트의 단부에 원뿔형의 확관삽입부가 더 연장되어 수용홀에 마련된 확관축의 제3삽입공으로 내속되는 자전거의 크랭크 구조체를 제공한다.

한편, 상기 확관축의 제1확관홀이 확관축의 상부에 위치한다면 제2확관홀의 위치는 확관축 하부에 위치하거나 제1확관홀이 확관축의 상부에 위치한다면 제2확관홀의 위치는 확관축의 전부 또는 후부에 위치하는 자전거의 크랭크 구조체를 제공한다.

한편, 상기 확관축의 제3삽입공의 내경은 체결볼트의 확관삽입부 외경 최대값보다 더 작게 정해지는 자전거의 크랭크 구조체를 제공한다.

이상에서 기술한 바와 같은 본 발명에 따른 자전거용 크랭크 구조체에 의하면, 크랭크축 결합축과 상기 결합축에 결합되는 크랭크 아암의 축공이 상호 요부와 철부의 대응결합으로 구동에 관계없이 견고하게 고정되면서 상기 결합축의 내부에 긴밀히 밀착되어 결합축 전체를 확관함으로서 크랭크 아암의 축공에 견고한 결속구조를 가져 크랭크축과 크랭크 아암 간에 긴밀하면서 견고한 결합관계를 극대화하고, 그리고 크랭크축 자체를 보강하면서 크랭크축 결합축과 크랭크 아암의 축공 간에 더욱 향상된 확관 및 밀착구조를 발휘하여 상호 간 견고하게 고정될 수 있고, 상기 크랭크 구조체를 간편 용이하게 조립할 수 있게 되는 효과가 발휘되는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체가 자전거 프레임의 허브에 설치되는 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체의 조립 분해도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 크랭크축의 사시도(a), 단면도(b) 및 측면도(c).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 크랭크 아암의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 밀착부-이동부-확관유도부 조립 분해도(a) 와 조립된 후의 단면도(b).
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 밀착부-이동부-확관유도부-체결볼트 조립 분해도(a)와 조립된 후의 단면도(b).
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 크랭크축 내에 확관축이 구비된 단면도.
도 10은 도 9의 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 확관축이 구비되는 크랭크축의 단면도.
도 11은 도 9의 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 화관축이 구비되는 조립 분해도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 크랭크 구조체에서 확관축의 사시도(a)와 확관축에 밀착부-이동부-확관유도부-체결볼트의 조립체가 결합되는 구조도(b).

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

먼저, 본 발명에 따른 자전거의 크랭크 구조체에 대해 설명한다. 이하에서는 편의상 크랭크축(100)을 기준으로 크랭크축(100) 내부의 방향측을 ‘내측’으로 크랭크축(100) 외부의 방향측을 ‘외측’으로 방위를 설정하여 설명한다.

본 발명의 크랭크 구조체(10)는, 자전거의 프레임(20)에 형성된 허브(21)의 양측에 각각 하우징(미도시)이 결합되고, 상기 하우징(미도시)의 내부에 각각 베어링부(미도시)가 장착된 구조에서 상기 프레임(20)의 허브(21)에 내속되어 양단이 허브(21) 외측으로 돌출되는 크랭크축(100)과, 상기 허브(21)의 양측 각각에 외측으로 돌출된 크랭크축(100) 단부에 결속되어 페달(미도시)을 장착하는 크랭크 아암(또는 로드, 200)이 설치되는 구조로서, 더욱 상세하게는 상기 프레임(20) 허브(21)에 결합되는 크랭크축(100)과 상기 크랭크축(100)에 결합되는 크랭크 아암(200)의 결합구조를 크랭크 구조체(10)로 구성한다. 그리고, 양측 크랭크 아암(200) 중 일측 크랭크 아암(200)에는 체인을 연결하는 기어부(미도시)가 결속되는 결합기구가 구비되어 제공된다.

본 발명의 전체적인 구성을 설명하면, 도 1 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 자전거의 프레임(20) 허브(21)에 내속되는 크랭크축(100)과, 상기 크랭크축(100) 양단에 결합되는 크랭크 아암(200)으로 구성되는 자전거의 크랭크 구조체(10)에 있어서,

상기 크랭크축(100)은 프레임(20) 허브(21)에 내속되는 주축(110)과 상기 주축(110) 양단에 각각 일체로 형성되어 허브(21) 외측으로 돌출되는 결합축(120)이 형성되며, 상기 결합축(120) 내부의 소정 길이방향으로 관통된 결속홀(121)이 형성되되, 내부로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 형태로 형성되고, 상기 결속홀(121)과 연통되면서 결속홀(121)의 내경 최소값보다 작은 내경을 가진 제1체결공(111)이 결합축(120) 내부를 통해 주축(110)의 내부로 소정의 길이방향으로 연장되어 막힘구멍의 형태로 형성되며, 상기 결합축(120)의 외주면에 결합축(120)의 길이방향으로 요부(122)와 철부(123)가 반복적으로 배열되면서 일측 요부(122)와 상기 일측 요부(122)와 마주하는 타측 요부(122)에 각각 결속홀(121)과 제1체결공(111)으로 연통되는 절개공(124)이 형성되고,

상기 크랭크 아암(200)은 크랭크축(100)의 결합축(120)에 결합되도록 일단에 축공(210)이 형성되되, 상기 크랭크축(100) 결합축(120)의 외주면에 형성된 반복적인 요부(122)와 철부(123)에 대응되도록 축공(210) 내부에 축공(210)의 길이방향으로 요부(211)와 철부(212)가 반복적으로 배열되는 형태로 형성되고,

상기 크랭크축(100)의 결합축(120)에 크랭크 아암(200)이 결합시 상기 결합축(120)의 결속홀(121)에 내속되도록 결속홀(121)의 내주면 형태와 대응되는 외주면을 형성하면서 양단을 관통하는 제2체결공(301)이 형성하되, 외측면의 제2체결공(301) 주변 외주에 마주하는 양측으로 각각 제2체결공(301)과 연계되는 끼움공(302)이 형성되면서 상기 끼움공(302)과 연통되어 제2체결공(301)에 연계되는 원주형의 회전홈(303)이 내부에 형성되며, 상기 회전홈(303)을 기준으로 끼움공(302)이 위치한 제2체결공(301)의 길이방향이 일측이라면 타측의 제2체결공(301) 내주면에 나사선이 형성되는 구조를 가진 밀착부(300)가 구비되고,

상기 밀착부(300)의 끼움공(302)에 삽입되어 회전홈(303)으로 인입되도록 일측 외주단에 돌출된 끼움편(401)이 형성되면서 타측 외주면에 나사선이 형성되며, 양측단을 관통하는 제1삽입공(402)이 형성되는 이동부(400)가 구비되고,

상기 결합축(120)의 절개공(124)에 결속되도록 상기 외주면 양측에 각각 돌출된 제1단속탭(502)이 형성되며, 양측단을 상호 관통하는 제3체결공(501)이 형성되어 이동부(400)의 타측 외주면에 나사결합되는 확관유도부(500)가 구비되고,

상기 크랭크 아암(200)의 축공(210) 외측단에 끼움 단속되어 양측단을 상호 관통하면서 내측단으로 갈수록 내경이 작아지는 제2삽입공(601)이 형성되는 캡부(600)가 구비되고,

상기 캡부(600)의 제2삽입공(601)을 통해 이동부(400)의 제1삽입공(402)을 통과하여 밀착부(300)의 제2체결공(301)을 나사결합하여 이동하면서 크랭크축(100)의 결합축(120) 제1체결공(111)에 나사결합되며, 상기 캡부(600)의 제2삽입공(601)에 위치하면서 제2삽입공(601)의 내주면 형태와 대응되는 외주면을 형성하는 머리부(710)가 형성되는 체결볼트(700)가 구비되는 자전거의 크랭크 구조체(10)를 제공한다.

먼저, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 크랭크축(100)은 상기 크랭크축(100)은 프레임(20) 허브(21)에 결합되는 것으로서, 허브(21)의 길이방향과 동일한 길이방향을 가지는 원통형의 주축(110)과 상기 주축(110)의 양단에 각각 일체로 연결되는 결합축(120)으로 구성된다.

상기 결합축(120) 외측에서 내측으로 소정 길이로 관통된 결속홀(121)이 형성되되, 내부로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 형태로 형성되고, 상기 결속홀(121)과 연통되면서 결속홀(121)의 내경 최소값보다 작은 내경을 가진 제1체결공(111)이 결합축(120) 내부를 통해 주축(110)의 내부로 소정의 길이방향으로 연장되어 막힘구멍의 형태로 형성되며, 상기 제1체결공(111) 내주면에는 나사선이 형성된다.

즉, 상기 결합축(120)의 내부에 내부 일측에는 결속홀(121)이 형성되면서 타측 내부에는 상기 결속홀(121)과 연통되는 제1체결공(111) 일부가 형성되며, 이때 상기 결합축(120)의 제1체결공(111)의 나머지 길이는 주축(110) 내부로 연장 형성된다.

상기 결합축(120)의 외주면에 결합축(120)의 수평 길이방향으로 요부(122)와 철부(123)가 반복적으로 배열되면서 일측 요부(122)와 상기 일측 요부(122)와 마주하는 타측 요부(122)에 각각 결속홀(121)과 제1체결공(111)으로 연통되는 절개공(124)이 형성된다.

그리고, 도 4와 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 크랭크 아암(200)은, 상기 크랭크축(100) 양단에 형성된 결합축(120)에 각각 결합되는 것으로서, 상기 크랭크축(100)의 결합축(120)에 결합되도록 일단에 축공(210)이 형성되면서 타단에는 페달(미도시)이 장착되도록 통공(220)이 형성되어 있으며, 상기 축공(210)의 내부형태는 상기 크랭크축(100) 결합축(120)의 외주면에 형성된 반복적인 요부(122)와 철부(123)에 대응되어 끼움 결합되도록 축공(210) 내부에 축공(210)의 수평 길이방향으로 요부(211)와 철부(212)가 반복적으로 배열되는 형태로 형성되어 결합축(120)에 축공(210)이 결합시 결합축(120)의 요부(122)에 축공(210)의 철부(212)가 결합되면서 상호 대응되는 구조가 끼워져 견고히 결합되게 된다.

그리고, 도 4와 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 밀착부(300)는, 상기 크랭크축(100)의 결합축(120)에 크랭크 아암(200)이 결합 후 상기 결합축(120)의 결속홀(121)에 내속되도록 하는 것으로서, 상기 결합축(120)의 결속홀(121) 내주면 형태와 대응되는 외주면 형태를 형성하며, 이때 상기 밀착부(300)의 외경 최소값은 결속홀(121)의 내경 최소값보다 크게 형성되거나 밀착부(300)의 외경 최대값이 결속홀(121)의 내경 최소값과 동일하게 형성될 수 있다.

즉, 상기 밀착부(300)가 결속홀(121) 내측으로 이동시 결속홀(121)의 내주면에 밀착부(300)의 외주면이 밀착 이동되거나 결속홀(121)의 내주면에 간섭없이 이동될 수 있다.

상기 밀착부(300)는 내부를 통해 양단을 제2체결공(301)이 형성하되, 외측면의 제2체결공(301) 주변 외주에 마주하는 양측으로 각각 제2체결공(301)과 연계되는 끼움공(302)이 형성되면서 상기 끼움공(302)과 연통되어 제2체결공(301)에 연계되는 원주형의 회전홈(303)이 내부에 형성되며, 상기 회전홈(303)을 기준으로 끼움공(302)이 위치한 제2체결공(301)의 길이방향이 일측이라면 타측의 제2체결공(301) 내주면에 나사선이 형성되는 구조를 가진다.

상기 밀착부(300)의 내부공간 형태에 있어 일측 내부는 내측단 중앙이 개방되면서 내주면에 나사선이 형성된 제2체결공(301)이 형성하며, 타측 내부는 제2체결공(301)과 연통되면서 원주형으로 단차진 회전홈(303)을 형성하면서 외측단 중앙으로 개방된 제2체결공(301)이 연계되되, 상기 타측 내부의 외측단 중앙으로 연통되는 제2체결공(301)의 내경은 상기 일측 내부에 형성된 제2체결공(301)의 내경에 비해 큰 내경을 가지며, 상기 타측 내부의 외측단 중앙의 제2체결공(301)을 기준으로 외주에 대응되는 양측에 제2체결공(301)을 연통하면서 회전홈(303)으로 연통되는 끼움공(302)이 형성된다.

그리고, 도 4와 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 이동부(400)는, 상기 밀착부(300)와 결합되는 것으로서, 상기 밀착부(300)의 끼움공(302)에 삽입되어 회전홈(303)으로 인입되도록 상기 끼움공(302)에 대응되도록 내측 단부의 외주 양측에 각각 돌출된 끼움편(401)이 형성되면서 타측 외주면에 나사선이 형성되며, 내부를 통해 양측단을 관통하는 제1삽입공(402)이 형성된다.

상기 이동부(400)의 끼움편(401)이 밀착부(300)의 끼움공(302)을 통해 회전홈(303)으로 인입되어 이동부(400)의 이동을 단속하게 되며, 이때 상기 회전홈(303)에 위치한 끼움편(401)이 이동부(400)의 회전으로 간섭없이 원주형의 회전홈(303)을 따라 회전하게 된다.

상기 이동부(400)의 타측 외주에 나사선이 형성되며, 상기 타측 외주의 외경은 상기 밀착부(300)의 외측면 중앙에 형성된 제2체결공(301)의 내경과 비례하게 된다.

상기 이동부(400)의 제1삽입공(402)의 내경은 밀착부(300) 내측면 중앙에 형성된 제2체결공(301)의 내경과 비례하게 된다.

그리고, 도 4, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 확관유도부(500)는 상술한 밀착부(300)와 이동부(400)가 상호 결합 후 이동부(400)에 결합되는 것으로서, 상기 결합축(120)의 절개공(124)에 결속되도록 상기 외주면 양측에 각각 돌출된 제1단속탭(502)이 형성되며, 내부를 통해 양측단을 상호 관통하는 제3체결공(501)이 형성되어 이동부(400)의 타측 외주면에 나사결합하게 된다.

상기 확관유도부(500)의 외경 최소값은 결속홀(121) 내경의 최소값보다 크게 형성되어 확관유도부(500)가 결속홀(121) 내측으로 이동시 확관유도부(500)의 외주면이 결속홀(121)의 내주면을 가압 밀착하게 된다.

이렇게 상기 밀착부(300), 이동부(400) 및 확관유도부(500)를 조립 한 후 상기 결합축(120)의 결속홀(121)로 내속하도록 설치한다.

그리고, 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 캡부(600)는, 상기 크랭크 아암(200)의 축공(210) 외측단에 끼움 단속되어 양측단을 상호 관통하면서 내측단으로 갈수록 내경이 작아지는 제2삽입공(601)이 형성된다.

그리고, 도 3, 도 4 및 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 체결볼트(700)는 상기 밀착부(300), 이동부(400) 및 확관유도부(500)를 조립 한 후 캡부(600)의 제2삽입공(601)을 통해 설치되는 것으로서, 상기 캡부(600)의 제2삽입공(601)을 통해 이동부(400)의 제1삽입공(402)을 통과하여 밀착부(300)의 제2체결공(301)을 나사결합하여 이동하면서 크랭크축(100)의 결합축(120) 제1체결공(111)에 나사결합되며, 이때 상기 결합축(120)의 제1체결공(111)의 체결로 인해 상기 밀착부(300)의 제2체결공(301)과의 나사결합으로 결속홀(121) 내측으로 밀착부(300)가 이동되면서 동시에 이동부(400)에 결합된 확관유도부(500)가 이동되며, 이때 확관유도부(500)의 제1단속탭(502)이 결합축(120)의 절개공(124)에 결속되어 가이드하면서 확관유도부(500)의 외주면이 결속홀(121)의 내주면을 강하게 가압하여 결합축(120)이 외부로 확관되어 결합축(120) 외주면과 밀착된 크랭크 아암(200)의 축공(210) 내주면을 밀착 가압하여 견고한 조립구조를 가지게 된다.

상기 체결볼트(700)의 머리부(710)는 캡부(600)의 제2삽입공(601)에 위치하면서 제2삽입공(601)의 내주면 형태와 대응되어 캡부(600)의 제2삽입공(601)이 체결볼트(700)의 머리부(710)를 단속하게 된다.

또한, 도 9 내지 도 12에 나타낸 바와 같이 상기 크랭크축(100)의 양측 결합축(120) 내부를 통해 주축(110) 내부의 소정의 길이방향으로 형성되는 제1체결공(111)이 상호 연통되어 주축(110) 내부로 수용홀(112)이 형성되고,

상기 크랭크축(100)의 주축(110) 수용홀(112)에 마련되어 양측단이 상호 연통되는 제3삽입공(801)이 형성되며, 일측 외주단 일면에서 소정의 길이로 절개되면서 제3삽입공(801)과 연통되는 제1확관홀(802)이 형성되며, 타측 외주단 일면에서 소정의 길이로 절개되면서 제3삽입공(801)과 연통되는 제2확관홀(803)이 형성되는 확관축(800)이 더 포함되고,

상기 체결볼트(700)의 단부에 원뿔형의 확관삽입부(720)가 더 연장되어 수용홀(112)에 마련된 확관축(800)의 제3삽입공(801)으로 내속되는 자전거의 크랭크 구조체(10)를 제공한다.

도 12의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 확관축(800)은 내부를 통해 양측단으로 관통되는 제3삽입공(801)이 형성되며, 또한 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 크랭크축(100)에 제1체결공(111)의 형성되지 않고 양측 결합축(120)의 결속홀(121)을 상호 연통하도록 주축(110) 내부로 관통되는 수용홀(112)이 형성되는 크랭크축(100)이 제공될 수 있다.

또한, 미도시되었지만 상기 제3삽입공(801)의 내부 중앙을 기준으로 상호 대칭되는 형태로서 내측으로 갈수록 내경이 작아지는 형태로 제3삽입공(801)이 형성될 수 있다.

도 12의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 확관축(800) 일측단에서 소정의 길이로 수평 절개된 제1확관홀(802)과 확관축(800) 타측단에서 소정의 길이로 수평 절개된 제2확관홀(803)은 확관축(800) 외주면에 상호 대응되는 위치로 형성되거나 상호 교차되는 위치에 형성된다.

즉, 상기 확관축(800)의 제1확관홀(802)이 확관축(800)의 상부에 위치한다면 제2확관홀(803)의 위치는 확관축(800) 하부에 위치하거나 제1확관홀(802)이 확관축(800)의 상부에 위치한다면 제2확관홀(803)의 위치는 확관축(800)의 전부 또는 후부에 위치한다.

그리고, 도 11과 도 12의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 체결볼트(700)의 단부에 원뿔형의 확관삽입부(720)가 더 연장되어 수용홀(111)에 마련된 확관축(800)의 제3삽입공(801)으로 내속되며, 상기 체결볼트(700)가 상술한 바와 동일하게 작동하면서 체결볼트(700)의 확관삽입부(720)가 확관축(800)의 제3삽입공(801)으로 인입되면서 인입된 원뿔형의 확관삽입부(720) 외주면이 상기 제3삽입공(801) 내주면을 가압하여 확관축(800)의 제1확관홀(802) 또는 제2확관홀(803)을 벌어져 확관축(800) 외주가 확관되어 수용홀(112)의 내주면을 밀착하게 되며, 이때 체결볼트(700)와 확관축(800)이 견고한 결합력과 결속력을 발휘하면서 크랭크축(100)의 결합축(120)과 크랭크 아암(200)과의 결속력을 강화 및 보강하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 확관축(800)의 제3삽입공(801)의 내경은 체결볼트(700)의 확관삽입부(720) 외경 최소값보다 더 크게 정해지거나 확관삽입부(720)의 외경 최대값보다 작게 정해져 체결볼트(700)의 확관삽입부(720)가 제3삽입공(801)의 내부로 내입시 확관삽입부(720)의 가압으로 확관축(800)의 양측에 절개된 제1확관홀(802) 또는 제2확관홀(803)에 의해 확관축(800) 외주가 확관하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

크랭크 구조체 10 크랭크축 100 주축 110
제1체결공 111 수용홀 112 결합축 120
결합홀 121 요부 122 철부 123
절개공 124 크랭크 아암 200 축공 210
요부 211 철부 212 밀착부 300
제2체결공 301· 끼움공 302 회전홈 303
이동부 400 끼움편 401 제1삽입공 402
확관유도부 500 제3체결공 501 제1단속탭 502
캡부 600 제2삽입공 602 체결볼트 700
확관삽입부 720 확관축 800 제3삽입공 801
제1확관홀 802 제2확관홀 803

Claims (3)

1. 자전거의 프레임(20) 허브(21)에 내속되는 크랭크축(100)과, 상기 크랭크축(100) 양단에 결합되는 크랭크 아암(200)으로 구성되는 자전거의 크랭크 구조체(10)에 있어서,
   상기 크랭크축(100)은 프레임(20) 허브(21)에 내속되는 주축(110)과 상기 주축(110) 양단에 각각 일체로 형성되어 허브(21) 외측으로 돌출되는 결합축(120)이 형성되며, 상기 결합축(120) 내부의 소정 길이방향으로 관통된 결속홀(121)이 형성되되, 내부로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 형태로 형성되고, 상기 결속홀(121)과 연통되면서 결속홀(121)의 내경 최소값보다 작은 내경을 가진 제1체결공(111)이 결합축(120) 내부를 통해 주축(110)의 내부로 소정의 길이방향으로 연장되어 막힘구멍의 형태로 형성되며, 상기 결합축(120)의 외주면에 결합축(120)의 길이방향으로 요부(122)와 철부(123)가 반복적으로 배열되면서 일측 요부(122)와 상기 일측 요부(122)와 마주하는 타측 요부(122)에 각각 결속홀(121)과 제1체결공(111)으로 연통되는 절개공(124)이 형성되고,
   상기 크랭크 아암(200)은 크랭크축(100)의 결합축(120)에 결합되도록 일단에 축공(210)이 형성되되, 상기 크랭크축(100) 결합축(120)의 외주면에 형성된 반복적인 요부(122)와 철부(123)에 대응되도록 축공(210) 내부에 축공(210)의 길이방향으로 요부(211)와 철부(212)가 반복적으로 배열되는 형태로 형성되고,
   상기 크랭크축(100)의 결합축(120)에 크랭크 아암(200)이 결합시 상기 결합축(120)의 결속홀(121)에 내속되도록 결속홀(121)의 내주면 형태와 대응되는 외주면을 형성하면서 양단을 관통하는 제2체결공(301)이 형성하되, 외측면의 제2체결공(301) 주변 외주에 마주하는 양측으로 각각 제2체결공(301)과 연계되는 끼움공(302)이 형성되면서 상기 끼움공(302)과 연통되어 제2체결공(301)에 연계되는 원주형의 회전홈(303)이 내부에 형성되며, 상기 회전홈(303)을 기준으로 끼움공(302)이 위치한 제2체결공(301)의 길이방향이 일측이라면 타측의 제2체결공(301) 내주면에 나사선이 형성되는 구조를 가진 밀착부(300)가 구비되고,
   상기 밀착부(300)의 끼움공(302)에 삽입되어 회전홈(303)으로 인입되도록 일측 외주단에 돌출된 끼움편(401)이 형성되면서 타측 외주면에 나사선이 형성되며, 양측단을 관통하는 제1삽입공(402)이 형성되는 이동부(400)가 구비되고,
   상기 결합축(120)의 절개공(124)에 결속되도록 상기 외주면 양측에 각각 돌출된 제1단속탭(502)이 형성되며, 양측단을 상호 관통하는 제3체결공(501)이 형성되어 이동부(400)의 타측 외주면에 나사결합되는 확관유도부(500)가 구비되고,
   상기 크랭크 아암(200)의 축공(210) 외측단에 끼움 단속되어 양측단을 상호 관통하면서 내측단으로 갈수록 내경이 작아지는 제2삽입공(601)이 형성되는 캡부(600)가 구비되고,
   상기 캡부(600)의 제2삽입공(601)을 통해 이동부(400)의 제1삽입공(402)을 통과하여 밀착부(300)의 제2체결공(301)을 나사결합하여 이동하면서 크랭크축(100)의 결합축(120) 제1체결공(111)에 나사결합되며, 상기 캡부(600)의 제2삽입공(601)에 위치하면서 제2삽입공(601)의 내주면 형태와 대응되는 외주면을 형성하는 머리부(710)가 형성되는 체결볼트(700)가 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거의 크랭크 구조체.
2. 제1항에 있어서, 상기 크랭크축(100)의 양측 결합축(120) 내부를 통해 주축(110) 내부의 소정의 길이방향으로 형성되는 제1체결공(111)이 상호 연통되어 주축(110) 내부로 수용홀(112)이 형성되고,
   상기 크랭크축(100)의 주축(110) 수용홀(112)에 마련되어 양측단이 상호 연통되는 제3삽입공(801)이 형성되며, 일측 외주단 일면에서 소정의 길이로 절개되면서 제3삽입공(801)과 연통되는 제1확관홀(802)이 형성되며, 타측 외주단 일면에서 소정의 길이로 절개되면서 제3삽입공(801)과 연통되는 제2확관홀(803)이 형성되는 확관축(800)이 더 포함되고,
   상기 체결볼트(700)의 단부에 원뿔형의 확관삽입부(720)가 더 연장되어 수용홀(112)에 마련된 확관축(800)의 제3삽입공(801)으로 내속되는 것을 특징으로 하는 자전거의 크랭크 구조체.
3. 제2항에 있어서, 상기 확관축(800)의 제3삽입공(801) 내경은 체결볼트(700)의 확관삽입부(720) 외경 최소값보다 더 크게 정해지거나 확관삽입부(720)의 외경 최대값보다 작게 정해지는 것을 특징으로 하는 자전거의 크랭크 구조체.

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