KR101906548B1 - 자전거 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자전거에 관한 것으로서, 지렛대 원리를 이용하여 후륜과 전륜을 적은 힘으로도 회전시킬 수 있도록 하므로서, 일반 성인 뿐만 아니라 비교적 힘이 약한 노인, 여성, 어린이들도 용이하게 사용할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 자전거는, 안장과 핸들이 프레임상에 설치된 본체, 상기 본체의 전측과 후측에 각각 설치되는 전륜 및 후륜, 상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 후륜에 축 고정되어 있는 회전 중심축에 장착되는 한 쌍의 제1피동부, 상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 회전 중심축에 상,하 방향으로 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 동력발생부, 상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 제1피동부 및 동력발생부에 각각 연결되며, 상기 동력발생부가 하 방향으로 회동시 회전되어 상기 제1피동부에 회전동력을 전달하는 동력전달부를 포함한다.

Description

자전거{BICYCLES}
본 발명은 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지렛대 원리를 이용하여 후륜과 전륜을 쉽게 회전시켜 주행할 수 있는 자전거에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 페달의 회전력을 체인과 스프로킷을 이용하여 뒷바퀴에 전달하므로서, 자전거가 추진되도록 하는 것이 일반적이며 이러한 자전거는 체인을 이용하여 동력을 전달하도록 구성된다.
상기와 같은 자전거는 후륜구동방식으로 주행 됨에 따라 주행력이 저하됨을 방지하기 위하여 별도의 변속장치를 부착하여 적은 힘으로도 자전거를 용이하게 구동시키도록 하여 주행력을 향상시키고 있다.
그러나, 후륜구동방식으로는 변속장치를 부착하여도 페달에 의한 구동력의 전달만으로 추진력이 저조하였으며 빠른 추진력을 필요로 할 경우에는 사용자의 힘이 많이 필요한 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1228803호(2013.01.25)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지렛대 원리를 이용하여 후륜과 전륜을 적은 힘으로도 회전시킬 수 있도록 하므로서, 일반 성인 뿐만 아니라 비교적 힘이 약한 노인, 여성, 어린이들도 용이하게 사용할 수 있는 자전거를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 자전거는, 안장과 핸들이 프레임상에 설치된 본체, 상기 본체의 전측과 후측에 각각 설치되는 전륜 및 후륜, 상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 후륜에 축 고정되어 있는 회전 중심축에 장착되는 한 쌍의 제1피동부, 상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 회전 중심축에 상,하 방향으로 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 동력발생부, 상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 제1피동부 및 동력발생부에 각각 연결되며, 상기 동력발생부가 하 방향으로 회동시 회전되어 상기 제1피동부에 회전동력을 전달하는 동력전달부를 포함한다.
그리고, 상기 동력전달부는,
상기 후륜과 소정간격 이격되도록 배치되고 일측이 개방되며 내부에 빈 공간이 형성된 하우징, 상기 하우징의 중심부에 관통 설치되는 동력전달축, 상기 동력전달축의 일측에 장착되고, 상기 제1피동부와 연결부를 통해 연결되어 상기 제1피동부에 회전력을 전달하는 제2피동부, 상기 동력전달축의 타측에 장착되는 구동부, 상기 구동부 및 동력발생부와 연결되며, 상기 동력발생부가 하 방향으로 회동시 상기 구동부를 회전시켜 상기 동력전달축과 제2피동부와 제1피동부와 회전 중심축 및 후륜이 회전되도록 하는 회전구동부를 포함한다.
또한, 상기 동력전달부는, 상기 하우징의 내부공간에 수용되고, 상기 동력전달축의 외면에 코일 형태로 감겨 있으며, 상기 동력발생부의 하 방향 회동에 따른 동력전달축의 회전시, 상기 동력전달축 및 동력발생부를 원래 상태로 복귀시키는 복귀부를 더 포함한다.
그리고, 상기 동력전달축의 외면에는 상기 복귀부의 내측 일단에 관통고정되는 제1고정부가 형성되고,
상기 하우징의 내부공간에는 상기 복귀부의 외측 일단에 형성된 고리에 삽입되는 제2고정부가 형성된다.
또한, 상기 본체에는 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되며 상기 하우징의 일면이 결합되는 결합판이 형성되고,
상기 하우징 및 결합판에는 각각 상기 동력전달축이 통과하는 수용홈 및 관통홀이 연결되는 형태로 형성되며,
상기 하우징 및 결합판의 수용홈에는 상기 동력전달축의 제자리 회전을 안내하기 위한 베어링이 수용된다.
그리고, 상기 제2피동부는 상기 제1피동부의 회전수 및 회전속도를 증가시킬 수 있도록 제1피동부 보다 큰 직경을 갖도록 형성된다.
또한, 상기 동력발생부의 일단에는 페달이 결합되는 페달결합부가 더 형성되고,
상기 페달은
상기 페달결합부의 상측에 배치되며, 저면에 상기 페달결합부의 상측 일부분을 감싸는 반원형 형상의 홈이 형성된 상부페달, 상기 페달결합부의 하측에 배치되고, 결합장치를 통해 상기 상부페달과 결합되는 하부페달로 구성된다.
그리고, 상기 동력발생부의 상,하 회동 범위를 제한하기 위한 회동범위제한부를 더 포함하고,
상기 회동범위제한부는,
상기 본체에 결합되고, 상기 동력발생부의 사이에 위치되는 회동가이드, 상기 동력발생부의 일측으로 돌출되어 상기 회동가이드와 마주하는 수평바, 상기 수평바에 2개 한 쌍으로 설치되어 상기 회동가이드의 내측면과 외측면에 각각 접촉되고, 상기 동력발생부의 상,하 회동시 상기 회동가이드를 따라 승강되면서 상기 회동가이드의 상면 또는 하면에 접촉되어 상기 동력발생부의 승강이 제한 되도록 하는 승강제어부를 포함한다.
또한, 상기 승강제어부는 상기 수평바에 제자리 회전가능하게 결합되고,
상기 승강제어부는 상기 프레임을 따라 승강되는 과정 및 프레임의 천장면 또는 바닥면에 접촉될 경우 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 고무 또는 실리콘 재질로 형성된다.
본 발명에 따른 자전거는, 본체의 우측과 좌측에 각각 위치된 동력발생부를 번갈아가며 하 방향으로 회동시키거나, 또는 동시에 하 방향으로 회동시키는 작동을 통해 후륜과 전륜을 회전시켜 자전거의 주행이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 지렛대 원리로 자전거를 주행할 수 있어, 일반 성인 뿐만 아니라 비교적 힘이 약한 노인, 여성, 어린이들도 용이하게 사용할 수 있는 등 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 후륜에 연결된 제1피동부보다 제1피동부에 회전력을 전달하기 위한 제2피동부의 직경이 크게 형성됨에 따라, 적은 횟수의 페달링을 통해서도 후륜의 회전수 및 회전속도를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 단시간 이내에 자전거의 주행속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 적은 횟수의 페달링으로도 후륜에 많은 추진력이 발생되도록 할 수 있어, 사용자가 평지 뿐만 아니라 비탈길에서도 많은 힘을 들이지 않고 수월하게 주행하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자전거를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 자전거를 도시한 평면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 본체를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부 및 페달을 도시한 분해 사시도.
도 5은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부 및 페달을 도시한 결합 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부와 동력전달부가 본체에 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부와 동력전달부의 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력전달부를 도시한 분해 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 자전거에 적용된 하우징, 동력전달축, 복귀부를 도시한 분해 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 복귀부의 작동 전 상태를 도시한 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 복귀부의 작동 상태를 도시한 정면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 따른 자전거를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자전거를 도시한 평면 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 본체를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부 및 페달을 도시한 분해 사시도이고, 도 5은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부 및 페달을 도시한 결합 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부와 동력전달부가 본체에 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력발생부와 동력전달부의 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 동력전달부를 도시한 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 자전거에 적용된 하우징, 동력전달축, 복귀부를 도시한 분해 사시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 복귀부의 작동 전 상태를 도시한 정면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 자전거에 적용된 복귀부의 작동 상태를 도시한 정면도이다.
본 발명에 따른 자전거(1)는, 본체(10), 전륜(20), 후륜(30), 제1피동부(40), 동력발생부(50), 동력전달부(60)를 포함한다.
상기 본체(10)는 프레임상에 사용자의 엉덩이를 지지하는 안장(11)과, 자전거(1)의 주행 방향을 제어할 수 있는 공지의 핸들(12)을 설치하여 구성된다.
상기 안장(11)은 편안한 쿠션감을 제공할 수 있는 소재로 형성되며, 사용자가 앉은 자세에서 페달링을 자유롭게 할 수 있도록 높낮이 조절 가능하게 적용된다.
상기 본체(10)의 전방과 후방에는 각각 전륜(20)과 후륜(30)이 회전 가능하게 설치되며, 전륜(20)은 핸들(12)에 고정되어 핸들(12)의 좌,우 방향 회동에 따라 회동하는 한 쌍의 전방포크(13) 하단 사이에 회전 가능하게 결합된다.
그리고, 후륜(30)은 본체(10)의 후방으로 하향 경사지게 설치되는 한 쌍의 후방포크(14) 하단 사이에 회전 가능하게 결합된다.
그리고, 상기 각각의 후방포크(14)에는 후술되는 동력전달부(60)의 하우징(61)이 결합되는 결합판(15)이 형성된다.
상기 결합판(15)에 대해서는 추후 동력전달부(60)와 함께 구체적으로 설명하기로 한다.
여기서, 전륜(20) 및 후륜(30)은 각각 내부의 다수개의 스포크를 구비하는 휠과, 상기 휠의 외주연에 장착되며 다수개의 그루브가 형성된 트레드를 포함하는 공지의 바퀴구조로 구성된다.
상기 제1피동부(40)는 후술되는 동력전달부(60)로부터 동력을 전달 받아 후륜(30)이 회전되도록 하는 것으로, 가장자리를 따라 다수개의 톱니가 형성된 일반적인 스프로켓 구조이다.
이때, 상기 제1피동부(40)는 프리휠로 적용될 수도 있다.
이러한 제1피동부(40)는 2개 한 쌍으로 구성되어 상기 후륜(30)의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 후륜(30)에 축 고정되어 있는 회전 중심축(31)의 외주연에 장착된다.
이때, 상기 제1피동부(40)와 회전 중심축(31) 및 후륜(30)은 동시에 회전되는 구조로 이루어진다.
그리고, 본 발명에 따른 자전거(1)는 자전거의 속도를 자유롭게 선택적으로 조절할 수 있도록 직경과 톱니수가 상이한 다수개의 제1피동부(40)를 포함할 수 있음을 밝힌다.
상기 동력발생부(50)는 상기 후륜(30)에 회전에 필요한 동력이 발생되도록 하고, 이로 인해 상기 전륜(20)이 연동되어 회전될 수 있도록 하는 것으로, 일정한 길이와 두께를 갖는 다각형 막대 또는 원형 막대 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 도면에서는 상기 동력발생부(50)가 직사각형 막대 형상으로 형성된 예를 도시하였다.
상기 동력발생부(50)는 2개 한 쌍으로 구성되어 상기 후륜(30)의 일측과 타측에 각각 배치된다.
상기 동력발생부(50)의 전단에는 안장(11)의 하측과 일정간격 이격되는 페달결합부(51)가 형성되고, 후단에는 상기 회전 중심축(31)에 장착되는 장착부(52)가 형성된다.
먼저, 상기 페달결합부(51)에는 페달링을 위한 페달(70)이 결합된다.
상기 페달결합부(51)는 상기 동력발생부(50)와 별도로 제작된 후 용접을 통해 동력발생부(50)에 결합되거나, 페달결합부(51)의 제작과정 중 일체로 형성될 수 있으며, 사용자가 페달링 하기에 용이한 위치에 위치된다.
상기 페달결합부(51)는 대략 사각틀, 부채꼴 형상의 틀 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 원형 단면 형상을 갖도록 형성된다.
상기 페달(70)은 상기 페달결합부(51)의 상측에 배치되며, 저면에는 상기 페달결합부(51)의 상측 일부분을 감싸는 반원형 형상의 홈(71a)이 형성된 상부페달(71) 및 상기 페달결합부(51)의 하측에 배치되어 상면이 상기 상부페달(71)의 저면에 접촉되고, 상면에 상기 페달결합부(51)의 하측 일부분을 감싸는 반원형 형상의 홈(72a)이 형성되며, 볼트(B)와 너트(N) 등의 결합장치(90)를 통해 상기 상부페달(71)과 결합되는 하부페달(72)로 구성된다.
상기 상부페달(71)의 홈(71a)이 반 원형 형상으로 형성되고, 상기 페달결합부(51)의 단면이 원 형상으로 형성됨으로 인해, 상기 페달(70)은 상기 페달결합부(51)를 기준으로 자전거(1)의 전방 또는 후방 측으로 회동될 수 있는 구조를 갖는다.
그리고, 상기 상부페달(71)의 상면에는 페달링시 사용자의 신발이 미끄러지는 것을 방지하여 지속적으로 원활한 페달링이 이루어질 수 있도록 하기 위한 다수개의 돌기가 형성될 수 있다.
한편, 상기 장착부(52)는 상기 동력발생부(50)와 별도로 제작된 후 용접을 통해 동력발생부(50)에 결합되거나, 페달결합부(51)의 제작과정 중 일체로 형성될 수 있다.
상기 장착부(52)는 중공이 형성된 링 형상으로 형성되고, 상기 중공에는 상기 회전 중심축(31)의 외주연에 장착되어 회전될 수 있는 베어링(B1)이 수용된다.
따라서, 상기 동력발생부(50)는 상기 회전 중심축(31)을 기준으로 상,하 방향으로 반복 회동될 수 있으며, 회동 과정에서 동력전달부(60)를 작동시켜 상기 후륜(30)이 회전되도록 한다.
상기 동력전달부(60)는 상기 동력발생부(50)와의 상호 작용을 통해 후륜(30)에 회전력을 제공하는 것으로, 하우징(61), 동력전달축(62), 제2피동부(63), 구동부(64), 회전구동부(65), 복귀부(67)를 포함한다.
상기 하우징(61)은 일면이 개방되고 내부에 빈 공간이 형성된 원통 형상으로 형성될 수 있다.
상기 하우징(61)은 개방된 부분이 상기 결합판(15)에 밀착 된 상태에서 그 가장자리 부분이 상기 결합판(15)의 가장자리 부분에 볼팅 결합되어 상기 후륜(30)의 양측으로 소정간격 이격된다.
이때, 상기 하우징(61)의 중앙부분에는 후륜(30)과 멀어지는 방향으로 함몰되는 수용홈(612) 및 관통홀(613)이 연결되는 형태로 형성된다.
그리고, 상기 결합판(15)의 중앙부분에는 후륜(30)과 가까워지는 방향으로 함몰되는 수용홈(15a) 및 관통홀(15b)이 연결되는 형태로 형성된다.
상기 수용홈(612,15a) 및 관통홀(613,15b)은 동력전달축(62)이 관통하는 부분으로서, 상기 하우징(61)의 수용홈(612)과 결합판(15)의 수용홈(15a) 및 하우징(61)의 관통홀(613)과 결합판(15)의 관통홀(15b)은 각각 상기 동력전달축(62)이 완벽한 수평을 이룬 상태에서 회전작동 할 수 있도록 수평 선상에 위치된다.
그리고, 상기 하우징(61) 및 결합판(15)의 수용홈(612,15a)에는 베어링(B2,B3)이 각각 수용되며, 상기 동력전달축(62)은 양측이 상기 베어링(B2,B3)을 관통하는 형태로 연결되고, 일측과 타측이 각각 상기 하우징(61)과 결합판(15)의 일측으로 돌출된 상태에서 제자리 회전되는 구조를 갖게 된다.
이때, 상기 동력전달축(62)의 외주연에는 프리휠(100)이 장착되고, 상기 프리휠(100)은 제2피동부(63)의 중앙부분에 장착되어, 상기 제2피동부(63)가 한 방향으로만 회전되게 한다.
이때, 상기 프리휠(100)은 일반적인 자전거에 적용되는 프리휠과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제2피동부(63)는 상기 제1피동부(40)에 회전동력을 전달하는 것으로, 가장자리를 따라 다수개의 톱니가 형성된 일반적인 스프로켓 구조이다.
이때, 상기 제2피동부(63)는 프리휠로 적용될 수도 있다.
이러한 제2피동부(63)는 2개 한 쌍으로 구성되어 상기 후륜(30)의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 결합판(15)의 일측으로 돌출된 동력전달축(62)의 외주연에 장착된다.
따라서, 상기 제1피동부(40)와 제2피동부(63)는 동일선상에 위치된 상태에서 하나의 연결부(66)를 통해 연결되어, 상기 동력전달축(62)과 제2피동부(63) 및 제1피동부(40)는 동시에 회전된다.
이때, 상기 연결부(66)는 상기 제1피동부(40)와 제2피동부(63)에서 무한 궤도를 형성하며 회전되는 체인으로 적용될 수 있다.
상기 구동부(64)는 상기 제2피동부(63)에 회전동력을 전달하는 것으로, 가장자리를 따라 다수개의 톱니가 형성된 일반적인 스프로켓 구조이다.
이러한 구동부(64)는 2개 한 쌍으로 구성되어 후륜(30)의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 하우징(61)의 일측으로 돌출된 동력전달축(62)의 외주연에 장착된다.
그리고, 상기 구동부(64)와 동력전달축(62)은 동시에 회전되는 구조로 이루어진다.
이때, 제1피동부(40), 제2피동부(63), 구동부(64)는 스프로켓 대신 풀리로 대체될 수 있으며, 이와 같은 경우 상기 연결부(66)는 밸트로 대체될 수 있음을 밝힌다.
상기 회전구동부(65)는 상기 동력발생부(50)가 하 방향으로 회동시 연동작동 되어 상기 구동부(64)를 회전시키는 것으로, 공지의 체인에 의해 형성될 수 있다.
상기 회전구동부(65)는 상측 일부분이 상기 구동부(64)의 외주연에 감기는 형태로 고정되며, 하측이 상기 동력발생부(50)의 상면에 형성된 플랜지(53)에 볼팅 결합된다.
하나의 예시에서, 상기 회전구동부(65)는 상기 구동부(64)의 외주연에 약 3/4 정도 감겨있을 수 있으며, 일단이 상기 구동부(64)에 용접 또는 볼팅 결합될 수 있다.
따라서, 상기 회전구동부(65)는 사용자의 페달링에 의해 상기 동력발생부(50)가 하 방향으로 회동될 경우 함께 하강되면서 상기 구동부(64)를 회전시킨다.
그리고, 상기 구동부(64)가 회전됨으로 인해 상기 동력전달축(62)과 제2피동부(63)와 제1피동부(40)와 회전 중심축(31) 및 후륜(30)이 함께 회전되어, 자전거의 주행이 이루어지게 된다.
상기 복귀부(67)는 상기 동력발생부(50)가 하 방향으로 회동됨에 따라 동력전달축(62)이 회전시, 상기 동력전달축(62) 및 동력발생부(50)를 원래 상태로 자동 복귀시키는 것으로, 일정한 길이와 폭 및 두께를 가지며 탄성재질로 제작된 직사각형 띠를 코일 형태로 감아 형성할 수 있다.
이때, 상기 복귀부(67)는 금속재질로 형성될 수 있으며, 코일 형태로 감김에 따라 내측에서 외측으로 갈수록 직경이 점진적으로 넓어지며 서로 일정간격 이격되는 다수개의 벽부(672)를 갖는다.
이러한, 복귀부(67)는 제1고정부(621)와 제2고정부(611)를 통해 상기 동력전달축(62) 및 하우징(61)에 고정된 상태를 유지한다.
상기 제1고정부(621)는 상기 동력전달축(62)의 외면 중앙부분에 형성되는 몸체(622) 및 상기 몸체(622)의 일단에 경사지게 형성되며 하단이 상기 동력전달축(62)을 향해 절곡되어 상기 복귀부(67)의 내측 끝단에 형성된 관통홀(67a)에 관통고정되는 고리(623)로 구성된다.
상기 제2고정부(611)는 원형 핀 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 하우징(61)의 내부공간 일측에 편심되게 형성된다.
그리고, 상기 복귀부(67)의 외측 끝단에는 상기 제2고정부(611)의 외주연에 장착되는 고리(671)가 일체로 형성된다.
이때, 상기 고리(671)는 복귀부(67)의 끝부분을 복귀부(67)의 다른 부분에 접촉되도록 절곡시켜 형성될 수 있다.
그리고, 상기 고리(671)는 일부분이 상기 제2고정부(611)와 하우징(61)의 내벽 사이에 형성된 빈 공간에 개재되는 형태가 된다.
이러한 복귀부(67)는 사용자가 발로 상기 상부페달(71)을 하 방향으로 가압하여 동력발생부(50)를 하 방향 회동시켜 동력전달축(62)을 회전시키면 도 11과 같이 벽부(672)들이 가까워지는 형태로 감기게 된다.
이와 반대로 상부페달(71)을 가압하고 있던 발을 상 방향으로 들어 상기 동력발생부(50)에 가해졌던 외력이 해제되도록 하면 상기 복귀부(67)는 도 10과 같이 탄성력에 의해 원래의 형태로 복원되면서 상기 동력전달축(62)을 원래의 상태로 회전 복귀시킴과 아울러 상기 동력발생부(50)를 상 방향으로 회동시켜 반복적으로 페달링이 이루어질 수 있도록 한다.
부가적으로, 본 발명에 따른 자전거(1)는 상기 동력발생부(50)의 상,하 회동범위를 제한하여 일정 영역 내에서만 반복적으로 상,하 회동될 수 있도록 하기 위한 회동범위제한부(80)를 더 포함한다.
상기 회동범위제한부(80)는 회동가이드(81), 수평바(82), 승강제어부(83)를 포함한다.
상기 회동가이드(81)는 상단이 상기 본체(10)에 결합되며, 상기 동력발생부(50)의 사이에 위치된다.
상기 회동가이드(81)는 전,후면이 개방되고 내부에 빈 공간이 형성된 사각틀 형상으로 될 수 있다.
즉, 상기 회동가이드(81)는 수평방향으로 일정간격 이격되는 좌측벽(813)과 우측벽(814), 상기 좌측벽(813)과 우측벽(814)의 상단 사이 및 하단 사이에 각각 일체로 형성되어 수직방향으로 이격되는 상부수평부(815)와 하부수평부(816)로 구성된다.
이때, 상기 좌측벽(813)과 우측벽(814)은 상,하 방향으로 회동되는 동력발생부(50)의 회동시 승강제어부(83)가 원활하게 승강할 수 있도록 본체(10)의 전방을 향해 팽출된 형상으로 형성된다.
그리고, 상기 회동가이드(81)의 내부에는 상기 회동가이드(81)가 휘어지거나 변형되는 것을 방지하는 등 강성을 향상시킬 수 있도록 다수개의 수직보강바(811)와 수평보강바(812)가 수직, 수평 방향으로 교차 형성된다.
상기 수평바(82)는 상기 각각의 동력발생부(50)의 일측, 즉 상기 본체(10)를 향하도록 돌출되어 일부분이 상기 회동가이드(81)의 좌측벽(813) 및 우측벽(814)과 각각 마주한다.
그리고, 상기 승강제어부(83)는 상기 각각의 수평바(82)에 2개 한 쌍으로 설치되는 회전안내축(831), 상기 회전안내축(831)의 외주연에 각각 제자리 회전 가능하게 장착되는 롤러(832)로 구성된다.
상기 회전안내축(831)은 상기 수평바(82)에 서로 일정간격 이격되도록 설치되어, 상기 좌측벽(813)의 양측 및 우측벽(814)의 양측과 소정간격 이격되는 구조를 갖는다.
그리고, 상기 롤러(832)는 상기 회전안내축(831)에 장착됨으로 인해 좌측벽(813) 및 우측벽(814)에 각각 접촉된다.
따라서, 페달링을 통해 동력발생부(50)를 상,하 방향으로 회동시킬 경우, 상기 롤러(832)는 상기 좌측벽(813)과 우측벽(814)을 따라 원활하게 회전되면서 승강되어, 상기 동력발생부(50)가 좌,우 방향으로 유동되는 것을 방지한다.
아울러, 상기 롤러(832)는 승강 과정에서 상기 상부수평부(815)의 저면과 하부수평부(816)의 상면에 반복적으로 접촉됨에 따라, 상기 동력발생부(50)가 상부수평부(815)와 하부수평부(816)의 사이 영역에서만 반복적으로 회동되도록 한다.
그리고, 상기 롤러(832)는 상기 좌측벽(813) 및 우측벽(814)을 따라 승강되는 과정 및 상부수평부(815)와 하부수평부(816)에 접촉될 경우 발생되는 소음이 최소화 될 수 있도록 고무 또는 실리콘 재질로 형성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 자전거의 작동 및 그 과정에서 나타나는 특유의 효과에 대해 설명한다.
먼저, 사용자가 안장(11)에 착석한 상태에서 본체(10)의 우측과 좌측에 각각 위치된 동력발생부(50)에 결합되어 있는 페달(70)에 번갈아가며 외력을 가하거나, 또는 동시에 외력을 가해 동력발생부(50)를 하 방향으로 회동시키면 상기 회전구동부(65)가 함께 하강되면서 상기 구동부(64)를 회전시킨다.
따라서, 상기 구동부(64)에 연결된 동력전달축(62)이 구동부(64)와 동일 방향으로 회전되며, 이로 인해 상기 제2피동부(63)와 제1피동부(40)와 회전 중심축(31) 및 후륜(30)이 함께 회전되어, 자전거의 주행이 이루어지게 된다.
그리고, 상기 복귀부(67)는 상기 동력발생부(50)가 하 방향 회동되어 동력전달축(62)이 회전될 경우 상기 동력전달축(62)의 외면에 감기고, 상기 동력발생부(50)에 가해졌던 외력이 해제되면 탄성력에 의해 원래의 형태로 복원되면서 상기 동력전달축(62)을 원래의 상태로 회전 복귀시키면서 상기 동력발생부(50)를 상 방향으로 회동시켜 반복적인 페달링이 이루어질 수 있도록 한다.
이때, 상기 동력발생부(50)를 하 방향으로 회동시킬 경우에는 페달(70)이 힘점이 되고, 회전구동부(65) 중 플랜지(53)를 매개로 동력발생부(50)와 연결된 하단이 작용점이 되며, 회전 중심축(31)은 받침점이 된다.
따라서, 상기 동력발생부(50)가 지렛대 원리로 후륜(30)을 회전시킴에 따라, 적은 힘으로도 자전거의 주행이 이루어지도록 할 수 있으며, 이로 인해 일반 성인 뿐만 아니라 비교적 힘이 약한 노인, 여성, 어린이들도 용이하게 사용할 수 있는 등 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 제2피동부(63)는 상기 제1피동부(40)의 회전수 및 회전속도를 증가시킬 수 있도록 상기 제1피동부(40)보다 큰 직경을 갖도록 형성됨과 아울러 그 톱니의 개수가 상기 제1피동부(40)의 톱니 개수보다 많은 것이 사용된다.
따라서, 사용자는 자전거(1)에 탑승하여 최초 약 2~3회의 적은 횟수의 페달링을 하여도 후륜(30)의 회전수 및 회전속도를 증가시킬 수 있어, 수초 이내에 자전거(1)의 주행속도를 증가시킬 수 있다. 아울러, 적은 횟수의 페달링으로도 후륜(30)에 많은 추진력이 발생되도록 할 수 있음에 따라 사용자가 평지 뿐만 아니라 비탈길에서도 많은 힘을 들이지 않고 수월하게 주행하도록 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 자전거 10 : 본체
11 : 안장 12 : 핸들
13 : 전방포크 14 : 후방포크
15 : 결합판 15a,612 : 수용홈
15b,613,67a : 관통홀 20 : 전륜
30 : 후륜 31 : 회전 중심축
40 : 제1피동부 50 : 동력발생부
51 : 페달결합부 52 : 장착부
53 : 플랜지 60 : 동력전달부
61: 하우징 611 : 제2고정부
62 : 동력전달축 621 : 제1고정부
622 : 몸체 623,671 : 고리
63 : 제2피동부 64 : 구동부
65 : 회전구동부 66 : 연결부
67 : 복귀부 672 : 벽부
70 : 페달 71 : 상부페달
71a : 홈 72 : 하부페달
80 : 회동범위제한부 81 : 회동가이드
811 : 수직보강바 812 : 수평보강바
813 : 좌측벽 814 : 우측벽
815 : 상부수평부 816 : 하부수평부
82 : 수평바 83 : 승강제어부
831 : 회전안내축 832 : 롤러
90 : 결합장치 100 : 프리휠

Claims (9)

  1. 안장과 핸들이 프레임상에 설치된 본체,
    상기 본체의 전측과 후측에 각각 설치되는 전륜 및 후륜,
    상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 후륜에 축 고정되어 있는 회전 중심축에 장착되는 한 쌍의 제1피동부,
    상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 회전 중심축에 상,하 방향으로 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 동력발생부,
    상기 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되고, 상기 제1피동부 및 동력발생부에 각각 연결되며, 상기 동력발생부가 하 방향으로 회동시 회전되어 상기 제1피동부에 회전동력을 전달하는 동력전달부를 포함하고,
    상기 동력전달부는,
    상기 후륜과 소정간격 이격되도록 배치되고 일측이 개방되며 내부에 빈 공간이 형성된 하우징,
    상기 하우징의 중심부에 관통 설치되는 동력전달축,
    상기 동력전달축의 일측에 장착되고, 상기 제1피동부와 연결부를 통해 연결되어 상기 제1피동부에 회전력을 전달하는 제2피동부,
    상기 동력전달축의 타측에 장착되는 구동부,
    상기 구동부 및 동력발생부와 연결되며, 상기 동력발생부가 하 방향으로 회동시 상기 구동부를 회전시켜 상기 동력전달축과 제2피동부와 제1피동부와 회전 중심축 및 후륜이 회전되도록 하는 회전구동부를 포함하며,
    상기 동력전달부는, 상기 하우징의 내부공간에 수용되고, 상기 동력전달축의 외면에 코일 형태로 감겨 있으며, 상기 동력발생부의 하 방향 회동에 따른 동력전달축의 회전시, 상기 동력전달축 및 동력발생부를 원래 상태로 복귀시키는 복귀부를 더 포함하고,
    상기 동력전달축의 외면에는 상기 복귀부의 내측 일단에 관통고정되는 제1고정부가 형성되며,
    상기 하우징의 내부공간에는 상기 복귀부의 외측 일단에 형성된 고리에 삽입되는 제2고정부가 형성되는 자전거.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 후륜의 일측과 타측에 각각 배치되며 상기 하우징의 일면이 결합되는 결합판이 형성되며,
    상기 하우징 및 결합판에는 각각 상기 동력전달축이 통과하는 수용홈 및 관통홀이 연결되는 형태로 형성되고,
    상기 하우징 및 결합판의 수용홈에는 상기 동력전달축의 제자리 회전을 안내하기 위한 베어링이 수용되는 자전거.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2피동부는 상기 제1피동부의 회전수 및 회전속도를 증가시킬 수 있도록 제1피동부 보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 자전거.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동력발생부의 일단에는 페달이 결합되는 페달결합부가 더 형성되고,
    상기 페달은
    상기 페달결합부의 상측에 배치되며, 저면에 상기 페달결합부의 상측 일부분을 감싸는 반원형 형상의 홈이 형성된 상부페달,
    상기 페달결합부의 하측에 배치되고, 상면에 상기 페달결합부의 하측 일부분을 감싸는 반원형 형상의 홈이 형성되며, 결합장치를 통해 상기 상부페달과 결합되는 하부페달로 구성되는 자전거.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 동력발생부의 상,하 회동 범위를 제한하기 위한 회동범위제한부를 더 포함하고,
    상기 회동범위제한부는,
    상기 본체에 결합되고, 상기 동력발생부의 사이에 위치되는 회동가이드,
    상기 동력발생부의 일측으로 돌출되어 상기 회동가이드와 마주하는 수평바,
    상기 수평바에 2개 한 쌍으로 설치되어 상기 회동가이드의 내측면과 외측면에 각각 접촉되고, 상기 동력발생부의 상,하 회동시 상기 회동가이드를 따라 승강되면서 상기 회동가이드의 상면 또는 하면에 접촉되어 상기 동력발생부의 승강이 제한 되도록 하는 승강제어부를 포함하는 자전거.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 승강제어부는 상기 수평바에 제자리 회전가능하게 결합되고,
    상기 승강제어부는 상기 프레임을 따라 승강되는 과정 및 프레임의 천장면 또는 바닥면에 접촉될 경우 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 고무 또는 실리콘 재질로 형성되는 자전거.
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