KR101895449B1 - Crank assembly for increasing a rotational force - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a crank assembly (100) for a bicycle capable of increasing a rotational force of the bicycle and being small-sized and lightweight by minimizing a loss of friction energy between transmission gears and improving an internal structure through an increase of binding power between components. A rotational operation method of a gear assembly of a crank assembly for an existing bicycle was changed from a structure that a sun gear fixed on a crank shaft rotates planetary gears to rotate a ring gear to a structure that a ring gear (170) integrated to a crank arm (114a) is rotated in a state that a gear carrier (130) is fixed to a crank shaft (112) to rotate first and second planetary gears (150, 160) to rotate a sun gear (140). Through the change in structure, the crank assembly according to the present invention can solve the problem in that lots of loads are applied between gears when the gear assembly rotates, enhances efficiency by minimizing loss of friction energy between the gears by coinciding a rotational direction of the sun gear (140) with a rotational direction of the ring gear (170), and make the bicycle small-sized and lightweight by reducing sizes of bicycle wheels and the crank assembly.

Description

회전력을 증가시키기 위한 크랭크 조립체{Crank assembly for increasing a rotational force}Technical Field [0001] The present invention relates to a crank assembly for increasing rotational force,

본 발명은 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속기어들간의 마찰에너지 손실을 최소화하고 부품간 결합력을 증대하는 방식으로 내부구조를 개선함으로써, 자전거의 회전력을 증가시킬 수 있고 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있는 자전거용 크랭크 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a crank assembly for increasing the rotational force, and more particularly, to improve the internal structure in such a manner as to minimize the loss of friction energy between the transmission gears and increase the coupling force between the components, And more particularly, to a crank assembly for a bicycle which can be made compact and lightweight.

일반적으로, 자전거는 사람이 발로 밟는 힘을 페달·크랭크기구·체인을 거쳐 뒷바퀴에 전달하는 구동원리가 기본적인 형태이다. 최근에는 주행속도와 상태에 따라 변속비를 변경하여 보다 효율적인 주행이 가능하게 만들어진 자전거가 일반화되어 있다. Generally, a bicycle is a basic type of driving principle in which a person treads his / her foot force to a rear wheel through a pedal, a crank mechanism, and a chain. BACKGROUND ART [0002] In recent years, a bicycle has been generalized in which a speed ratio is changed according to a running speed and a state to enable a more efficient running.

자전거의 회전력을 향상시켜서 주행속도를 개선하기 위해서는 자전거 페달이 설치되는 크랭크축의 일측에 형성되는 스프라켓이나 후륜인 구동바퀴 측에 형성되는 스프라켓의 직경이 달리 설정된 다단의 스프라켓을 설치하여 동력전달매체인 체인의 위치를 변경할 수 있는 변속장치가 적용 설치되고 있다. In order to improve the rotational speed of the bicycle by improving the rotational speed of the bicycle, a sprocket formed on one side of a crankshaft on which the bicycle pedal is mounted or a sprocket formed on the side of the rear wheel, A shift device capable of changing the position of the vehicle is installed.

본 발명자가 출원하여 등록 공고된 바 있는 대한민국 등록특허공보 제10-1468389호(등록일자: 2014년 11월 27일)에는 회전비를 증가시키는 크랭크 조립체가 개시되어 있다. Korean Patent Registration No. 10-1468389 (registered on Nov. 27, 2014), filed by the present inventor and registered, discloses a crank assembly for increasing the rotation ratio.

상기 크랭크 조립체에서는 유성기어 캐리어(18)를 크랭크암의 일측에 설치하고 크랭크축을 중심으로 유성기어(26)를 동심원으로 배치하고, 태양기어(30)의 일측부는 크랭크축 일측을 간격을 두고 감싸는 관 형상으로 구성하여 그 외주면이 유성기어(26)와 치합되도록 하며, 링기어(38)를 태양기어(30)의 외주면을 지지기반으로 하여 회전 지지되고 내주면이 유성기어(26)와 치합되도록 구성하였다. In the crank assembly, a planetary gear carrier 18 is disposed on one side of the crank arm, a planetary gear 26 is concentrically disposed around the crank shaft, and one side of the sun gear 30 is connected to a pipe And the ring gear 38 is rotatably supported on the outer circumferential surface of the sun gear 30 and the inner circumferential surface of the ring gear 38 is meshed with the planetary gear 26 .

그런데, 전술한 바와 같은 등록특허의 크랭크 조립체에서는 태양기어(30)가 크랭크축에 고정된 상태에서 캐리어(18)의 유성기어축(16)에 회전가능하게 장착하여 지지되면서 태양기어(30)에 치합하는 유성기어들(26)을 회전시켜서 링기어(38)를 회전구동시키는 구조로서, 기어 어셈블리를 구성하는 각 기어들의 회전구조에 부하가 많이 걸리게 되고 과다한 마찰열이 발생하게 되며 유성기어들(26)의 내구성과 내마모성에 문제점이 있었다.In the crank assembly described above, the sun gear 30 is rotatably mounted on the planetary gear shaft 16 of the carrier 18 while being fixed to the crankshaft and is supported on the sun gear 30 And the ring gear 38 is rotated by rotating the planetary gears 26 to be engaged therewith. The rotational structure of the gears constituting the gear assembly takes a lot of load and generates excessive frictional heat. The planetary gears 26 ) Have problems in durability and wear resistance.

대한민국 등록특허 제 10-1468389 호(등록일자: 2014년 11월 27일)Korean Patent No. 10-1468389 (Registration date: November 27, 2014)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 변속기어들간의 마찰에너지 손실을 최소화하고 부품간 결합력을 증대하는 방식으로 내부구조를 개선함으로써, 자전거의 회전력을 증가시킬 수 있고 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있는 자전거용 기어장치에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the internal structure by minimizing the loss of friction energy between transmission gears and increasing the coupling force between the components so that the turning force of the bicycle can be increased, To a gear device for a bicycle.

전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, In order to solve the above-described technical problems,

자전거의 프레임 구조체에 마련된 쉘 내에서 축하우징에 의해 회전 가능하게 지지되는 크랭크축, 및 상기 크랭크축의 양단부에서 상호 위상이 반대가 되도록 대칭을 이루어 내측단부가 각각 고정 장착되는 한쌍의 크랭크암을 포함하는 자전거용 크랭크 조립체에 있어서,A crankshaft rotatably supported by a shaft housing in a shell provided in a frame structure of a bicycle, and a pair of crank arms symmetrically formed at opposite ends of the crankshaft such that opposite ends thereof are fixedly mounted at inner ends thereof A bicycle crank assembly comprising:

상기 크랭크암들중 제1 크랭크암과 상기 크랭크축의 일측 단부 사이에서 상기 제1 크랭크암의 내측단부에 배치되고, 방사상 내주면상에 제1 기어치형이 형성된 링기어;A ring gear disposed at an inner end of the first crank arm between the first crank arm of the crank arms and one end of the crankshaft and having a first gear tooth formed on the radially inner surface;

상기 링기어 내에 배치되는 기어 어셈블리 - 상기 기어 어셈블리는, 상기 링기어의 내부에서 상기 제1 기어치형을 따라서 공전하도록 상기 제1 기어치형에 맞물리게 배치된 다수의 제2 유성기어, 상기 링기어의 내부에서 상기 제2 유성기어에 각각 맞물리게 배치된 다수의 제1 유성기어, 및 상기 링기어의 내부에서 상기 제1 유성기어들의 중심 위치에서 상기 제1 유성기어들과 맞물리게 배치된 선기어를 포함함 -;A gear assembly disposed in the ring gear, the gear assembly comprising: a plurality of second planetary gears arranged to engage with the first gear teeth to revolve within the ring gear along the first gear teeth, A plurality of first planetary gears disposed in engagement with the second planetary gears in each of the first planetary gears and a sun gear disposed in engagement with the first planetary gears in a center position of the first planetary gears within the ring gear;

상기 선기어를 회전가능하게 지지하기 위한 몸체; 및A body for rotatably supporting the sun gear; And

상기 제1 및 제2 유성기어들을 회전가능하게 지지하기 위한 기어 캐리어;를 포함하며, And a gear carrier for rotatably supporting the first and second planetary gears,

상기 기어 어셈블리가 상기 링기어 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 상기 제1 크랭크암을 회전시키면 상기 링기어가 회전하게 되고, 이에 의해 계속해서 상기 제2 유성기어, 상기 제1 유성기어 및 상기 선기어가 함께 맞물리면서 회전하게 되어, 상기 선기어와 상기 링기어가 서로 같은 방향으로 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 조립체를 제공한다.The ring gear is rotated when the first crank arm is rotated while the gear assembly is inserted into the ring gear so that the second planetary gear, the first planetary gear, and the sun gear are continuously rotated So that the sun gear and the ring gear are rotated in the same direction with each other.

상기 링기어의 내부 중앙위치에는 회전방지부들중 제1 회전방지부가 형성되고, 상기 제1 회전방지부의 방사상 외면상에는 체결 돌출부가 형성되며, 상기 회전방지부들의 내부 방사상 내주면상에는 스플라인홈과 스플라인이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.The first rotation preventing portion is formed at an inner central position of the ring gear, a locking protrusion is formed on a radially outer surface of the first rotation preventing portion, and a spline groove and a spline are formed on the inner radial inner circumferential surface of the rotation preventing portions .

상기 몸체는 디스크 형상의 기저부 및 상기 기저부로부터 일측방향으로 일정길이만큼 연장된 연장부로 구성되고, 상기 기저부의 방사상 외면상에는 직경이 서로 다른 다수의 체인기어가 배치되며, 상기 연장부의 자유단부에는 상기 선기어가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다. Wherein a plurality of chain gears having different diameters are disposed on a radially outer surface of the base portion, and a free end portion of the chain portion is provided on the free end portion of the base portion, Are integrally formed.

상기 연장부의 방사상 내주면상에는 상기 체결 돌출부에 대응하도록 체결홈이 형성되고, 상기 몸체가 상기 축하우징의 일측 단부에 장착된 상태에서 상기 연장부는 상기 기어 캐리어의 중앙 개구부를 통해서 상기 링기어쪽으로 노출되며, 상기 선기어의 방사상 외면상에는 제2 기어치형이 형성되고, 상기 제2 기어치형에는 상기 제1 유성기어들이 맞물리면서 상기 선기어를 중심으로 공전하도록 배치된 것을 특징으로 한다.And the extension is exposed toward the ring gear through a central opening of the gear carrier, and the coupling groove is formed on the radially inner peripheral surface of the extended portion so as to correspond to the coupling projection. When the body is mounted on one end of the shaft housing, A second gear tooth shape is formed on the radial outer surface of the sun gear and the first planetary gears are engaged with the second gear teeth tooth so as to revolve around the sun gear.

상기 기어 캐리어에서 상기 링기어를 향하는 제1 측에는 다수의 유성기어 회전축이 돌출하여 형성되고, 상기 유성기어 회전축상에는 중앙 내부에 관통공이 형성된 베어링 니들이 장착되고, 이 상태에서 중앙 내부에 관통공이 각각 형성된 상기 제1 유성기어 및 상기 제2 유성기어가 상기 베어링 니들의 방사상 외면상에 각각 끼움 장착되며, 상기 기어 캐리어의 방사상 외면상에서 소정의 위치에는 로드형상의 캐리어 고정편이 일정길이만큼 방사상 외부로 연장되고, 상기 캐리어 고정편은 상기 기어 캐리어를 상기 링기어에 마주 대하여 체결할 때 상기 크랭크 조립체가 설치되는 부위의 자전거 프레임 내부에 삽입하여 고정되는 것을 특징으로 한다.A plurality of planetary gear rotating shafts protruding from a first side of the gear carrier toward the ring gear, a bearing needle having a through hole formed in the center of the planetary gear rotating shaft, and a through- Wherein the first planetary gear and the second planetary gear are fitted on radial outer surfaces of the bearing needles respectively and the rod-shaped carrier fixing members extend radially outwardly by a predetermined length at predetermined positions on the radially outer surface of the gear carrier, And the carrier fixing piece is inserted and fixed in a bicycle frame at a portion where the crank assembly is installed when the gear carrier is tightened against the ring gear.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기존의 크랭크 조립체에서 태양기어가 크랭크축에 고정된 상태에서 유성기어들을 회전시켜서 링기어를 회전구동시키는 구조로부터, 캐리어를 크랭크축에 고정시킨 상태에서 크랭크암에 일체로 부착된 링기어를 회전시켜서 유성기어들을 회전시켜서 태양기어를 회전시키는 구조로 기어 어셈블리의 회전구동방식을 변경하였다. 이러한 구조변경에 의해 기어 어셈블리의 회전구동시 치합 기어들간에 부하가 많이 걸리는 문제를 해결하였고 태양기어의 회전방향과 링기어의 회전방향을 일치시켜서 기어들간 마찰에너지를 손실을 최소화하여 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있으며, 이와같은 기어장치를 채택하는 자전거 바퀴와 크랭크조립체를 작게 구성할 수 있어서 자전거의 소형화 및 경량화가 가능한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, from the structure in which the planetary gears are rotated to rotate the ring gear in a state where the sun gear is fixed to the crankshaft in the conventional crank assembly, in a state where the carrier is fixed to the crankshaft, The rotation driving system of the gear assembly is changed by a structure that rotates the sun gear by rotating the ring gear integrally attached to the arm to rotate the planetary gears. This structure change solves the problem that a large load is applied between the coupling gears when the gear assembly rotates, and the rotation direction of the sun gear and the rotation direction of the ring gear are matched to minimize the loss of friction energy between the gears, And a bicycle wheel and a crank assembly employing such a gear device can be constructed in a small size, thereby achieving an effect that a bicycle can be made smaller and lighter.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 조립체의 분해도;
도 2는 도 1에 도시된 크랭크 조립체의 부분 분해 단면도;
도 3은 도 2에 도시된 크랭크 조립체의 부분 결합상태 단면도;
도 4는 도 1에 도시된 크랭크 조립체의 결합상태 단면도로서, 설명의 편의를 위하여 자전거의 프레임 구조체와 쉘을 생략하여 나타낸 도면; 및
도 5는 도 3의 선 "A-A"를 따라 도시한 단면도로서, 크랭크 조립체에 채용된 기어 어셈블리의 동작 상태도.1 is an exploded view of a crank assembly for increasing torque in accordance with a preferred embodiment of the present invention;
Figure 2 is a partially exploded cross-sectional view of the crank assembly shown in Figure 1;
3 is a partially sectioned cross-sectional view of the crank assembly shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view of the crank assembly shown in FIG. 1, with the frame structure of the bicycle and the shell omitted for convenience of explanation; And
Fig. 5 is a cross-sectional view taken along the line "AA" in Fig. 3, showing the operational state of the gear assembly employed in the crank assembly.

본 출원의 도면과 그 상세한 설명은 단지 본 발명의 실시 예에 관한 것이다. 여기에서 발표한 기구 및 방식들의 장점 및 다른 특징들은 본 발명의 대표적인 실시 예를 나타낸 첨부도면을 참조한 상세한 설명을 통해서 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 보다 명백해질 것이다. The drawings of the present application and the detailed description thereof relate only to embodiments of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Advantages and other features of the devices and methods disclosed herein will become more apparent to those of ordinary skill in the art from the detailed description with reference to the accompanying drawings, which represent representative embodiments of the invention.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 크랭크 조립체에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a crank assembly for a bicycle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 크랭크 조립체의 전체적인 구조가 도시되어 있다. 1 shows the overall structure of a crank assembly for a bicycle according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 크랭크 조립체(100)는, 자전거의 프레임 구조체(F)에 마련된 쉘(S) 내에서 축하우징(110)에 의해 회전 가능하게 지지되는 크랭크축(112), 및 상기 크랭크축(112)의 양단부에서 상호 위상이 반대가 되도록 대칭을 이루어 내측단부가 각각 고정 장착되는 한쌍의 크랭크암(114a, 114b)을 포함한다. 또한, 자전거용 크랭크 조립체(100)는 크랭크암들(114a, 114b)중 제1 크랭크암(114a)와 상기 크랭크축(112)의 일측 단부 사이에서 제1 크랭크암(114a)의 내측단부에 일체로 배치되는 링기어(170), 상기 링기어(170) 내에 배치되는 기어 어셈블리, 및 상기 기어 어셈블리를 회전가능하게 고정지지하기 위한 기어 캐리어(130) 및 몸체(120)를 포함한다.1, a crank assembly 100 for a bicycle for increasing a rotational force includes a crankshaft 102 rotatably supported by a shaft housing 110 in a shell S provided in a frame structure F of a bicycle, 112 and a pair of crank arms 114a, 114b symmetrically formed at both ends of the crankshaft 112 so as to be opposite in phase to each other and fixed at their inner ends. The crank assembly 100 for a bicycle includes a first crank arm 114a and a second crank arm 112b at the inner end of the first crank arm 114a between the first crank arm 114a of the crank arms 114a and 114b and one end of the crank shaft 112 A gear carrier disposed in the ring gear 170, and a gear carrier 130 and a body 120 for rotatably fixing and supporting the gear assembly.

크랭크암들(114a, 114b)의 고정 장착을 위해서 상기 크랭크축(112)의 양측 단부에는 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 각각 형성되고, 이에 대응하여 크랭크암(114a, 114b)의 내측단부에는 상기 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 부합하여 끼워지는 스플라인홈(도시되지 않음)과 스플라인(도시되지 않음)을 갖는 회전 방지부(115a,115b)가 각각 제공되며, 이에 의해 상호 회전이 방지되는 구조를 이루게 된다. 크랭크축(112)의 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h), 및 이에 대응하는 크랭크암(114a, 114b)의 회전 방지부(115a,115b) 결합구조에 의해서 크랭크축(112)의 양측 단부상에 크랭크암(114a, 114b)이 결합된 상태에서 크랭크암(114a, 114b)을 관통하여 크랭크축(12)에 삽입되는 체결볼트(B)에 의해 그 결합 상태가 안정적으로 유지된다. 이러한 방식으로 크랭크축(112)상에 고정 장착된 크랭크암(114a, 114b)의 타단부에는, 통상의 자전거에서와 같이, 페달(P)이 페달축(P/s)을 중심으로 자유롭게 회전 가능하게 설치된다.A spline sp and a spline groove sp / h are formed at both ends of the crank shaft 112 for fixing the crank arms 114a and 114b. Corresponding to the crank arms 114a and 114b, Rotation preventing portions 115a and 115b having a spline groove (not shown) and a spline (not shown) in which the spline sp and the spline groove sp / h are fitted and fitted are provided, respectively, , Whereby a mutual rotation is prevented. The coupling structure of the rotation preventing portions 115a and 115b of the crankshaft 112 and the spline grooves sp / h of the crankshaft 112 and the corresponding rotation preventing portions 115a and 115b of the crankshaft 114a and 114b, The engagement state is stably maintained by the fastening bolts B inserted into the crankshaft 12 through the crank arms 114a and 114b in a state where the crank arms 114a and 114b are coupled to the end portions. The pedal P is freely rotatable about the pedal axis P / s at the other end of the crank arms 114a and 114b fixedly mounted on the crankshaft 112 in this manner, Respectively.

한편, 크랭크축(112)의 양측 단부상에 장착되는 크랭크암들(114a, 114b)중 쉘(S)의 일측에 위치한 제1 크랭크암(114a)의 상기 내측단부에서는 상기 링기어(170)가 일체로 장착된다. 링기어(170)는, 예를 들면, 제1 크랭크암(114a)의 제조과정 중 주물 공정 또는 다이캐스팅 공정 및 이를 포함한 단조 내지 절삭 등의 후가공을 통해 크랭크암(114a)에 일체를 이루도록 제조될 수도 있다. 이와는 달리, 링기어(170)는 별도의 부품으로서 제1 크랭크암(114a)의 내측단부에 결합될 수도 있다. On the other hand, at the inner end of the first crank arm 114a located at one side of the shell S among the crank arms 114a and 114b mounted on both side ends of the crank shaft 112, the ring gear 170 Respectively. The ring gear 170 may be manufactured integrally with the crank arm 114a through a casting process or a die casting process during the manufacturing process of the first crank arm 114a and a post-process such as forging or cutting including the same have. Alternatively, the ring gear 170 may be coupled to the inner end of the first crank arm 114a as a separate part.

링기어(170)의 방사상 내주면상에는 제1 기어치형(172)이 형성되고, 링기어(170)의 내부 중앙위치에는 상기 회전방지부들(115a,115b)중 제1 회전방지부(115a)가 위치하게 된다. 이때, 상기 제1 회전방지부(115a)의 방사상 외면상에는 체결 돌출부(117)가 형성되고, 제1 회전방지부(115a)의 내부 방사상 내주면상에는 앞서 언급한 바 있는 스플라인홈(도시되지 않음)과 스플라인(도시되지 않음)이 형성된다. The first gear teeth 172 are formed on the radially inner circumferential surface of the ring gear 170 and the first rotation preventing portion 115a of the rotation preventing portions 115a and 115b is positioned at an inner central position of the ring gear 170 . At this time, a locking protrusion 117 is formed on the radial outer surface of the first rotation preventing portion 115a, and spline grooves (not shown) and the like are formed on the inner radial inner circumferential surface of the first rotation preventing portion 115a A spline (not shown) is formed.

이렇게 형성된 링기어(170)의 내부에는 기어 어셈블리가 배치되는데, 상기 기어 어셈블리는 링기어(170)의 내부에서 제1 기어치형(172)을 따라서 공전하도록 제1 기어치형(172)에 맞물리게 배치된 다수의 제2 유성기어(160), 링기어(170)의 내부에서 제2 유성기어(160)에 각각 맞물리게 배치된 다수의 제1 유성기어(150), 및 링기어(170)의 내부에서 제1 유성기어들(150)의 중심 위치에서 제1 유성기어들(150)과 맞물리게 배치된 선기어(140)를 포함한다. A gear assembly is disposed in the ring gear 170 so as to be meshed with the first gear teeth 172 so as to revolve in the ring gear 170 along the first gear teeth 172 A plurality of first planetary gears 150 arranged in engagement with the second planetary gears 160 within the ring gears 170 and a plurality of second planetary gears 150 disposed within the ring gears 170, 1 planetary gears 150, and a sun gear 140 disposed in engagement with the first planetary gears 150 at a central position of the planetary gears 150. [

도 2 내지 도 4에는 도 1에 도시된 크랭크 조립체(100)의 분해상태 및 결합상태가 도시되어 있다. Figs. 2 to 4 show the disassembled state and engaged state of the crank assembly 100 shown in Fig.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 링기어(170)의 내부에 배치되는 제1 유성기어들(150)과 제2 유성기어들(160)은 링기어(170)에 마주대하여 배치되는 디스크형상의 기어 캐리어(130)의 일측면상에 돌출하여 형성된 다수의 유성기어 회전축(132)에 의해서 회전가능하게 지지된다. 유성기어 회전축들(132)은 기어 캐리어(130)의 중앙 개구부(131)에 삽입되는 크랭크축(112)을 중심으로 동심원으로 배치된다. 각각의 유성기어 회전축(132)에는 중앙 내부에 관통공이 형성된 베어링 니들(134)이 회전가능하게 삽입되고, 이 상태에서 다시 중앙 내부에 관통공이 형성된 제1 및 제2 유성기어들(150,160)이 베어링 니들(134)의 방사상 외면상에 끼움 장착된다. 1 to 4, the first planetary gears 150 and the second planetary gears 160 disposed inside the ring gear 170 are formed in a disc shape And is rotatably supported by a plurality of planetary gear rotating shafts 132 protruding from one side of the gear carrier 130. The planetary gear rotating shafts 132 are concentrically disposed about the crankshaft 112 inserted into the center opening 131 of the gear carrier 130. The first and second planetary gears 150 and 160, in which a bearing needle 134 having a through hole formed therein is rotatably inserted into the planetary gear rotation shaft 132 and in which a through hole is formed in the center, Mounted on the radially outer surface of the needle 134.

기어 캐리어(130)의 방사상 외면상에서 소정의 위치에는 로드형상의 캐리어 고정편(136)이 일정길이만큼 방사상 외부로 연장된다. 캐리어 고정편(136)은 기어 캐리어(130)를 링기어(170)에 마주 대하여 체결할 때 크랭크 조립체(100)가 설치되는 부위의 자전거 프레임(도시되지 않음) 내부에 삽입하여 고정되며, 이에 의해서 기어 캐리어(130)는 자전거 프레임(도시되지 않음)에 고정 지지되는 것이다.A rod-like carrier fixing piece 136 extends radially outward by a predetermined length at a predetermined position on the radially outer surface of the gear carrier 130. The carrier fixing piece 136 is fixedly inserted into a bicycle frame (not shown) of a portion where the crank assembly 100 is installed when the gear carrier 130 is tightened against the ring gear 170, The gear carrier 130 is fixedly supported on a bicycle frame (not shown).

한편, 크랭크축(112)의 일측에는 상대적으로 직경이 큰 디스크 형상의 기저부(122) 및 상기 기저부로부터 일측방향으로 일정길이만큼 연장된 연장부(124)로 이루어진 몸체(120)가 고정 장착된다. 이때, 기저부(122)의 방사상 외면상에는 코그 캐리어(도시되지 않음)가 장착되고, 그 위에는 직경이 서로 다른 다수의 체인기어(116)가 배치되며, 이들사이에는 스페이서(도시되지 않음)가 배치된다. 체인기어들(116)은 기저부(122)와 일체를 이루도록 배치되고, 기어변속에 따라서 변속 체인기어(도시되지 않음)에 연결된 체인(도시되지 않음)의 선택적인 치합으로서 변속시킬 수 있도록 구성되어 있다. 연장부(124)의 자유단부에는 상기 선기어(140)가 일체로 형성된다. 연장부(124)의 방사상 내주면상에는 체결홈(126)이 형성되는데, 상기 체결홈(126)은 상기 회전방지부(115)의 방사상 외면상에 형성된 상기 체결 돌출부(117)에 대응하도록 형성된다.On the other hand, a body 120 composed of a disk-shaped base portion 122 having a relatively large diameter and an extension portion 124 extending from the base portion by a predetermined length in one direction is fixedly mounted on one side of the crankshaft 112. At this time, a cog carrier (not shown) is mounted on the radially outer surface of the base portion 122, and a plurality of chain gears 116 having different diameters are disposed thereon, and a spacer (not shown) is disposed therebetween . The chain gears 116 are arranged to be integral with the base portion 122 and configured to be shifted as an optional engagement of a chain (not shown) connected to gears . The sun gear 140 is formed integrally with the free end of the extension 124. A locking groove 126 is formed in the radial inner circumferential surface of the extension 124 so as to correspond to the locking protrusion 117 formed on the radially outer surface of the rotation preventing portion 115.

이와 같이 구성된 몸체(120)는 축하우징(110)의 일측 단부에 장착된 상태에서 몸체(120)의 연장부(124)가 기어 캐리어(130)의 중앙 개구부(131)를 통해서 링기어(170)쪽으로 노출된다. 연장부(124)의 자유단부에 제공된 상기 선기어(140)의 방사상 외면상에는 제2 기어치형(142)이 형성되고, 상기 제2 기어치형(142)에는 앞서 언급한 제1 유성기어들(150)이 맞물리면서 선기어(140)를 중심으로 공전하도록 배치된다. The body 120 having such a structure is mounted on one end of the shaft housing 110 and the extension portion 124 of the body 120 is inserted into the ring gear 170 through the center opening 131 of the gear carrier 130, Lt; / RTI > A second gear tooth 142 is formed on the radially outer surface of the sun gear 140 provided at the free end of the extension portion 124. The first planetary gears 150, And revolves about the sun gear 140 as a center.

선기어(140)와 제1 및 제2 유성기어들(150,160)이 링기어(170) 내에 배치된 상태에서 상기 제2 기어치형(142)을 제외한 선기어(140)의 방사상 외면상에는 제1 베어링(191)이 구름 접촉 가능하게 장착된다. On the radially outer surface of the sun gear 140 excluding the second gear teeth 142 with the sun gear 140 and the first and second planetary gears 150 and 160 disposed in the ring gear 170, Is mounted so as to be capable of rolling contact.

제1 크랭크암(114a)에 대향하여 크랭크축(110)의 타측 방사상 외면상에서 프레임 구조체(F)의 쉘(S)의 일측 사이에는 제2 베어링(192)이 구름 접촉 가능하게 장착되며, 쉘(S)의 타측에 삽입하여 장착되는 제2 크랭크암(114b)의 제2 회전방지부(115b)의 방사상 외면상에는 제3 베어링(193)이 구름 접촉 가능하게 장착된다. A second bearing 192 is rotatably mounted between one side of the shell S of the frame structure F on the other radial outer surface of the crankshaft 110 against the first crank arm 114a, The third bearing 193 is rotatably mounted on the radially outer surface of the second rotation preventing portion 115b of the second crank arm 114b which is inserted into the other side of the second crank arm 114b.

하기에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 크랭크조립체(100)의 작동과정을 간략하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the crank assembly 100 for a bicycle according to a preferred embodiment of the present invention constructed as described above will be briefly described.

도 5에는 크랭크 조립체에 채용된 기어 어셈블리의 동작 상태가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 기어 캐리어(130)가 셀(S)의 일측에 고정되어 있는 상태에서 제1 크랭크암(114a)을 정방향으로 돌리게 되면, 제1 크랭크암(114a)의 내측면상에 일체로 형성된 링기어(170)가 회전하게 된다.Fig. 5 shows the operating state of the gear assembly employed in the crank assembly. 1 to 5, when the first crank arm 114a is rotated in the forward direction while the gear carrier 130 is fixed to one side of the cell S, the inner side surface of the first crank arm 114a The ring gear 170 integrally formed with the ring gear 170 rotates.

이때, 링기어(170)의 제1 기어치형(172)에 맞물리는 제2 유성기어(160)는 제1 기어치형(172)을 따라서 공전하면서 링기어(170)의 회전방향과 동일방향으로 회전하게 되고, 제2 유성기어(160)에 맞물리는 제1 유성기어(150)는 제2 유성기어(160)의 회전방향과는 반대방향으로 회전하게 되고, 끝으로 제1 유성기어(150)에 맞물리는 선기어(140)는 제1 유성기어(150)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 된다. The second planetary gear 160 engaged with the first gear teeth 172 of the ring gear 170 rotates in the same direction as the rotation direction of the ring gear 170 while revolving along the first gear teeth 172, And the first planetary gear 150 engaged with the second planetary gear 160 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the second planetary gear 160 and the first planetary gear 150 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the second planetary gear 160, The engaging sun gear 140 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the first planetary gear 150. [

결과적으로, 선기어(140)는 링기어(170)의 회전방향과 같은 방향인 정방향으로 원활하게 회전이 가능하여 2.8배속 내지 3배속의 신속한 주행을 할 수 있게 되며, 서로 맞물리는 기어들간의 마찰에너지 손실이 최소화된다. As a result, the sun gear 140 can be smoothly rotated in the forward direction, which is the same direction as the rotation direction of the ring gear 170, so that the sun gear 140 can be quickly run at 2.8 to 3 times speed, The loss is minimized.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 크랭크조립체(100)에서는 페달(P)을 정방향으로 회전하거나 역방향으로 회전을 하여도 걸림이나 충격이 없이 원활한 회전이 가능하게 된다.As described above, in the bicycle crank assembly 100 for increasing the rotational force according to the preferred embodiment of the present invention, even if the pedal P is rotated in the forward direction or the reverse direction, Lt; / RTI >

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 하기 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. There will be. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention, but are for the purpose of illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which are equivalent or equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 크랭크 조립체 110 : 축 하우징
112 : 크랭크축 114a,114b : 크랭크암
115a,115b : 회전방지부 116 : 체인기어
120 : 몸체 122 : 기저부
124 : 연장부 130 : 기어 캐리어
132 : 유성기어 회전축 134 : 베어링 니들
136 : 캐리어 고정편 140 : 선기어
142,172 : 기어치형 150,160 : 유성기어
170 : 링기어 191,192,193 : 베어링
F : 프레임 구조체 P : 페달100: crank assembly 110: shaft housing
112: crankshaft 114a, 114b: crank arm
115a, 115b: anti-rotation member 116: chain gear
120: body 122:
124: extension part 130: gear carrier
132: planetary gear rotating shaft 134: bearing needle
136: carrier fixing piece 140: sun gear
142, 172: gear teeth 150, 160: planetary gears
170: ring gears 191, 192, 193: bearings
F: Frame structure P: Pedal

Claims (5)

자전거의 프레임 구조체(F)에 마련된 쉘(S) 내에서 축하우징(110)에 의해 회전 가능하게 지지되는 크랭크축(112), 및 상기 크랭크축(112)의 양단부에서 상호 위상이 반대가 되도록 대칭을 이루어 내측단부가 각각 고정 장착되는 한쌍의 크랭크암(114a, 114b)을 포함하는 자전거용 크랭크 조립체(100)에 있어서,
상기 크랭크암들(114a, 114b)중 제1 크랭크암(114a)과 상기 크랭크축(112)의 일측 단부 사이에서 상기 제1 크랭크암(114a)의 내측단부에 배치되고, 방사상 내주면상에 제1 기어치형(172)이 형성된 링기어(170)- 상기 링기어(170)의 내부 중앙위치에는 회전방지부들(115a,115b)중 제1 회전방지부(115a)가 형성되고, 상기 제1 회전방지부(115a)의 방사상 외면상에는 체결 돌출부(117)가 형성되며, 상기 회전방지부들(115a,115b)의 내부 방사상 내주면상에는 스플라인홈과 스플라인이 각각 형성됨 -;
상기 링기어(170) 내에 배치되는 기어 어셈블리 - 상기 기어 어셈블리는, 상기 링기어(170)의 내부에서 상기 제1 기어치형(172)을 따라서 공전하도록 상기 제1 기어치형(172)에 맞물리게 배치된 다수의 제2 유성기어(160), 상기 링기어(170)의 내부에서 상기 제2 유성기어(160)에 각각 맞물리게 배치된 다수의 제1 유성기어(150), 및 상기 링기어(170)의 내부에서 상기 제1 유성기어들(150)의 중심 위치에서 상기 제1 유성기어들(150)과 맞물리게 배치된 선기어(140)를 포함함 -;
상기 선기어(140)를 회전가능하게 지지하기 위한 몸체(120); 및
상기 제1 및 제2 유성기어들(150,160)을 회전가능하게 지지하기 위한 기어 캐리어(130) - 상기 기어 캐리어(130)의 방사상 외면상에서 소정의 위치에는 로드형상의 캐리어 고정편(136)이 일정길이만큼 방사상 외부로 연장되고, 상기 캐리어 고정편(136)은 상기 기어 캐리어(130)를 상기 링기어(170)에 마주 대하여 체결할 때 상기 크랭크 조립체(100)가 설치되는 부위의 자전거 프레임 내부에 삽입하여 고정됨 -;를 포함하며,
상기 기어 어셈블리가 상기 링기어(170) 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 상기 제1 크랭크암(114a)을 회전시키면 상기 링기어(170)가 회전하게 되고, 이에 의해 계속해서 상기 제2 유성기어(160), 상기 제1 유성기어(150) 및 상기 선기어(140)가 함께 맞물리면서 회전하게 되어, 상기 선기어(140)와 상기 링기어(170)가 서로 같은 방향으로 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 조립체.A crankshaft 112 rotatably supported by a shaft housing 110 in a shell S provided in a frame structure F of a bicycle and a crankshaft 112 which is symmetric with respect to the opposite ends of the crankshaft 112 And a pair of crank arms (114a, 114b) each having an inner end fixedly mounted thereto, the crank assembly comprising:
Is disposed at the inner end of the first crank arm (114a) between the first crank arm (114a) of the crank arms (114a, 114b) and one end of the crank shaft (112) A ring gear 170 having a gear tooth 172 is formed at the inner center of the ring gear 170 and a first rotation preventing portion 115a of the rotation preventing portions 115a and 115b is formed, A coupling protrusion 117 is formed on a radially outer surface of the rotor 115a and a spline groove and a spline are formed on the inner radial inner circumferential surface of the rotation preventing portions 115a and 115b;
A gear assembly disposed within the ring gear 170. The gear assembly is configured to engage the first gear teeth 172 so as to revolve within the ring gear 170 along the first gear teeth 172 A plurality of first planetary gears 150 disposed in engagement with the second planetary gears 160 within the ring gears 170 and a plurality of second planetary gears 160 disposed within the ring gears 170, And a sun gear (140) disposed in engagement with the first planetary gears (150) at a central position of the first planetary gears (150) therein.
A body 120 for rotatably supporting the sun gear 140; And
A gear carrier 130 for rotatably supporting the first and second planetary gears 150 and 160; a rod-shaped carrier fixing piece 136 at a predetermined position on the radial outer surface of the gear carrier 130; And the carrier fixing piece 136 is fixed to the inside of the bicycle frame at the portion where the crank assembly 100 is installed when the gear carrier 130 is fastened against the ring gear 170 , And a second end
When the first crank arm 114a is rotated while the gear assembly is inserted into the ring gear 170, the ring gear 170 rotates, and thereby the second planetary gears The first planetary gear 150 and the sun gear 140 rotate together while the sun gear 140 and the ring gear 170 rotate in the same direction. Crank assembly. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 몸체(120)는 디스크 형상의 기저부(122) 및 상기 기저부(122)로부터 일측방향으로 일정길이만큼 연장된 연장부(124)로 구성되고, 상기 기저부(122)의 방사상 외면상에는 직경이 서로 다른 다수의 체인기어(116)가 배치되며, 상기 연장부(124)의 자유단부에는 상기 선기어(140)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 조립체.The apparatus of claim 1, wherein the body (120) comprises a disk-shaped base (122) and an extension (124) extending a predetermined distance in one direction from the base (122) Wherein a plurality of chain gears (116) having different diameters are disposed on the outer surface, and the sun gear (140) is integrally formed on the free end of the extended portion (124). 제 3 항에 있어서, 상기 연장부(124)의 방사상 내주면상에는 상기 체결 돌출부(117)에 대응하도록 체결홈(126)이 형성되고, 상기 몸체(120)가 상기 축하우징(110)의 일측 단부에 장착된 상태에서 상기 연장부(124)는 상기 기어 캐리어(130)의 중앙 개구부(131)를 통해서 상기 링기어(170)쪽으로 노출되며, 상기 선기어(140)의 방사상 외면상에는 제2 기어치형(142)이 형성되고, 상기 제2 기어치형(142)에는 상기 제1 유성기어들(150)이 맞물리면서 상기 선기어(140)를 중심으로 공전하도록 배치된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 조립체.The connector according to claim 3, wherein a coupling groove (126) is formed on the radially inner peripheral surface of the extension part (124) to correspond to the coupling projection (117), and the body (120) The extended portion 124 is exposed toward the ring gear 170 through the center opening 131 of the gear carrier 130 and the second gear teeth 142 are formed on the radially outer surface of the sun gear 140. [ , And the first gear teeth (150) are engaged with the second gear teeth (142) so as to revolve around the sun gear (140). 제 1 항에 있어서, 상기 기어 캐리어(130)에서 상기 링기어(170)를 향하는 제1 측에는 다수의 유성기어 회전축(132)이 돌출하여 형성되고, 상기 유성기어 회전축(132)상에는 중앙 내부에 관통공이 형성된 베어링 니들(134)이 장착되고, 이 상태에서 중앙 내부에 관통공이 각각 형성된 상기 제1 유성기어(150) 및 상기 제2 유성기어(160)가 상기 베어링 니들(134)의 방사상 외면상에 각각 끼움 장착되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 조립체.The planetary gear set according to claim 1, wherein a plurality of planetary gear rotation shafts (132) protrude from a first side of the gear carrier (130) toward the ring gear (170) The first planetary gear 150 and the second planetary gear 160 in which the through holes are respectively formed in the center in this state are mounted on the radially outer surface of the bearing needle 134 Respectively, of the crank assembly.
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