KR101907056B1 - 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거 연습기에 관한 것으로, 특히 자전거 연습기에서 체인링을 설치하고 체인링과 일정거리 이상 떨어진 곳에 자전거 뒷 허브를 고정하는 구조를 가지고 있어서 기존자전거를 쉽게 장착할 수 있고 소음과 분진이 적게 발생하며 자전거 연습도중 사용자의 파워를 효과적으로 측정할 수 있는 자전거 연습기에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 본 발명에 따른 자전거 연습기에 의하면, 연습기에 장착된 체인링과 연습용 자전거의 스프라켓사이에 체인을 연결해서 자전거 연습을 함으로, 먼지와 소음이 발생이 작은 자전거 연습이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 자전거 연습기는 자전거 연습을 할 때 발생하는 사용자의 파워를 쉽게 측정할 수 있어서 사용자의 운동량을 실시간으로 측정하여 제공할 수 있다.

Description

체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기{BICYCLE TRAINER USING THE LOAD COUPLED WITH CHAIN RING AND THE POWER SENSOR}

본 발명은 자전거 연습기에 관한 것으로, 특히 자전거 연습기에서 체인링을 설치하고 체인링과 일정거리 이상 떨어진 곳에 자전거 뒷 허브를 고정하는 구조를 가지고 있어서 기존자전거를 쉽게 장착할 수 있고 소음과 분진이 적게 발생하며 자전거 연습도중 사용자의 파워를 효과적으로 측정할 수 있도록 한 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기에 관한 것이다.

자전거 연습기는 야외에서 사용하는 자전거를 실내에서 사용하기 위해 만든 장치이다. 자전거 연습기는 기존자전거를 거치대에 거치할 수 있는 장치와 사용자가 휠을 돌릴 때 부하를 가하는 부하모듈이 있는 장치이다. 기존의 자전거 연습기는 부하모듈에 동력을 전달하기 위해 거치대에 설치된 자전거의 뒷 휠의 타이어의 마찰을 이용해서 부하모듈에 동력을 전달한다. 이 경우 타이어와의 마찰로 인해 소음과 먼지가 많이 발생시킨다. 또 다른 형태의 자전거 연습기는 스프라켓과 일체형으로 되어 있어서 자전거의 뒷휠을 제거하고 장착해야 하며 구조가 복잡하고 생산비가 많이 든다는 단점이 있다. 또한 자전거 연습기는 연습량을 측정하고 순간적인 파워를 측정하기 위해 간단한 구조의 파워메터가 필요하며 크랭크 부착형 등 여러 가지 종류의 파워메터가 개발되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 자전거 연습기에 있어서, 기존의 타어 마찰식 자전거 연습기가 가지는 타이어 마찰에 의해 발생하는 소음과 분진 발생을 줄일 수 있는 자전거 연습기를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 간단한 방법으로 자전거연습기에서 발생하는 사용자의 파워를 측정하여 운동효과를 실시간으로 제공하는데 있다.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기는, 회전운동에 대한 관성을 발생시키는 관성휠; 상기 관성휠과 연결된 체인링; 상기 체인링의 회전운동에 대해 부하를 유발하는 회전운동부하; 상기 체인링의 중심으로 관통하며 상기 관성휠과 상기 회전운동부하를 연결하는 부하부 연결축; 상기 연결축에 내륜이 연결된 베어링; 상기 베어링의 외륜에 연결된 베어링홀더; 상기 베어링홀더와 연결된 부하부 프레임; 상기 부하부 프레임과 연결된 자전거휠 지지대 프레임 및 상기 지지대 프레임의 일측에 연결되며 상기 부하부 연결축으로 부터 자전거휠의 반경이상으로 떨어져 위치하는 허브축 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기는 상기 부하부 프레임의 일측에 장착되어 상기 체인링에 가해지는 파워를 측정하는 파워센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기에 의하면, 연습기에 장착된 체인링과 연습용 자전거의 스프라켓사이에 체인을 연결해서 자전거 연습을 할 수 있어서 먼지와 소음이 발생이 작은 자전거 연습이 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기는 자전거 연습을 할 때 발생하는 사용자의 파워를 쉽게 측정할 수 있어서 사용자의 운동량을 실시간으로 측정하여 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기의 주요 부품별로 분해된 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 파워센서가 장착된 부하부 프레임의 측면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 파워센서가 장착된 부분을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 자전거연습기가 주요 부품별로 분해된 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자전거연습기(100)는 회전운동에 대한 관성을 발생시키는 관성휠(101); 상기 관성휠과 연결된 체인링(102);상기 체인링의 회전운동에 대해 부하를 유발하는 회전운동부하(103);상기 체인링의 중심으로 관통하며 상기 관성휠과 상기 회전운동부하(103)를 연결하는 부하부 연결축(104);상기 연결축에 내륜이 연결된 베어링(105a,105b); 상기 베어링의 외륜에 연결된 베어링홀더(106a,106b); 상기 베어링홀더와 연결된 부하부 프레임(107); 상기 부하부 프레임과 연결된 자전거휠 지지대 프레임(108); 및 상기 지지대 프레임의 일측에 연결되며 상기 부하부 연결축으로 부터 자전거휠의 반경이상으로 떨어져 위치하는 허브축 결합부(109a,109b);를 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 파워센서가 장착된 부하부 프레임의 측면도 이다. 도 1 과 도 2에 도시된 것과 같이 본 발명에 따른 자전거연습기는 회전운동에 대한 관성을 발생시키는 관성휠(101); 상기 관성휠과 연결된 체인링(102); 상기 체인링의 회전운동에 대해 부하를 유발하는 회전운동부하(103); 상기 체인링의 중심으로 관통하며 상기 관성휠과 상기 회전운동부하(103)를 연결하는 부하부 연결축(104); 상기 연결축에 내륜이 연결된 베어링(105a,105b); 상기 베어링의 외륜에 연결된 베어링홀더(106a,106b); 상기 베어링홀더와 연결된 부하부 프레임(107); 상기 부하부 프레임과 연결된 자전거휠 지지대 프레임(108); 상기 지지대 프레임의 일측에 연결되며 상기 부하부 연결축으로 부터 자전거휠의 반경이상으로 떨어져 위치하는 허브축 결합부(109a,109b); 및 상기 부하부 프레임(107)의 일측에 장착되어 상기 체인링(102)에 가해지는 파워를 측정하는 파워센서(301);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자전거 연습기(100)는 스프라켓을 가지는 자전거를 장착하여 사용한다. 본 발명에 따른 자전거 연습기(100)는 연습에 사용하려는 자전거의 뒷 휠을 상기 허브축결합부(109a,109b)사이에 결합시키고 자전거의 뒷휠에 장착된 스프라켓의 한 개의 링과 상기 체인링(102)을 체인으로 연결한 다음 자전거의 페달을 돌리면서 연습하는 기기이다.

회전운동에 대한 관성을 발생시키는 관성휠(101)은 자전거 연습을 할 때 부하가 관성을 가지도록 하기위한 장치이다. 관성휠의 일례로 금속으로 된 휠을 사용할 수 있다.

상기 관성휠과 연결된 체인링(102)은 자전거연습기(100)에 장착된 자전거의 스프라켓의 한 개의 링과 연결된 체인으로부터 오는 동력을 상기 회전운동부하(103)로 전달하기 위해 사용된다.

상기 체인링의 회전운동에 대해 부하를 유발하는 회전운동부하(103)는 상기 체인링으로부터 오는 동력을 소모하기 위한 부하이다. 상기 회전운동부하(103)는 자석식 부하로 자전거 연습기를 구성할 수 있다. 상기 자석식 회전운동부하는 회전하는 금속판 주위에 자석을 배치하여 에너지를 소모하는 방식이다.

상기 체인링의 중심으로 관통하며 상기 관성휠과 상기 회전운동부하(103)를 연결하는 부하부 연결축(104)은 관성휠과 회전운동부하(103)를 연결하여 체인링이 돌아가면 관성휠과 회전운동 부하도 연동되어 돌아가게 하는 연결축이다.

상기 연결축에 내륜이 연결된 베어링(105a,105b)은 연결축을 회전시키도록 하는 장치이다.

상기 베어링의 외륜에 연결된 베어링홀더(106a,106b)는 상기 베어링을 상기 부하부 프레임에 연결시키기 위한 장치이다.

상기 베어링홀더와 연결된 부하부 프레임(107)은 상기 베어링 홀더가 고정되는 장치이며 상기 지지대 프레임(108)에 연결된다.

상기 부하부 프레임과 연결된 자전거휠 지지대 프레임(108)은 연습에 사용되는 자전거의 뒷휠이 장착될 때 자전거와 사용자의 무게를 지지할 수 있도록 한다. 상기 지지대 프레임(108)은 U자형 형상이며 U자형상의 양 끝의 일측(116a,116b)에 상기 허브축결합부가 위치하며 U자형 형상의 바닥부(115)에 상기 체인링(102)이 위치하는 것으로 구성할 수 있다. 이렇게 구성하면 U자형의 골 부부분에 자전거의 뒷휠 을 넣어서 거치할 수 있다. 바람직하게는 U자형 골의 깊이는 상기 부하부연결축(104)와 상기 허브축결합부(109a,109b)사이의 거리와 비슷하며 자전거의 뒷 휠의 반경보다 깊어야 한다. 바람직하게는 상기 U자형 프레임의 양끝부분의 일측에 넘어지지 않도록 보조 지지대(117a,117b)를 설치한다.

상기 지지대 프레임의 일측에 연결되며 상기 부하부 연결축으로 부터 자전거휠의 반경이상으로 떨어져 위치하는 허브축 결합부(109a,109b)는 연습에 사용되는 자전거의 뒷 허브축을 고정시키는 역할을 한다. 일례로 상기 허브축 결합부는 상기 부하부 연결축(109a,109b)으로 부터 10인치 이상 떨어져 위치하도록 할 수 있다. 이 경우 10인치 떨어지면 직경이 20인치인 휠을 가지는 자전거를 자전거 연습기에 거치하여 사용할 수 있다.

도 2a는 본 발명에 따른 파워센서가 장착된 부하부 프레임의 측면도 이며 도2b는 본 발명에 따른 파워센서가 장착된 부분을 나타낸 사시도이다. 도 2b에 표시된 것과 같이 상기 부하부 프레임(107)의 일측에 장착되어 상기 체인링(102)에 가해지는 파워를 측정하는 파워센서(301)는 상기 체인링(102)에 가해지는 힘을 측정하는 센서이다. 파워센서의 일례로 도 2a에서와 같이 부하부프레임의 고정부(113)와 가동부 피봇축(111)을 중심으로 움직일 수 있는 부하부프레임의 가동부(112)와 상기 부하부프레임의 고정부(113)의 일측에 고정된 센서홀더(302)로 구성할 수 있다. 상기 체인링(102)에 힘이 가해지면 부하부프레임의 가동부(112)가 센서홀더(302)쪽으로 눌려지면 상기 센서홀더(302)의 표면에 장착된 파워센서(301)에 신호를 발생시키게 된다. 발생한 신호는 전선(303)을 통해 외부 파워메터 표시기로 송출된다. 상기 파워센서(301)의 일례로 압력센서를 사용할 수 있다. 압력센서의 압력정보를 이용하면 파워를 계산할 수 있다.

본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 자전거 연습기 101 : 관성휠
102 체인링 103 : 회전운동부하
104 : 부하부 연결축 105a,105b : 베어링
106a,106b : 베어링 홀더 107 : 부하부 프레임
108 : 자전거휠 지지대 프레임 109a,109b : 허브축 결합부

Claims (6)

1. 삭제
2. 회전운동에 대한 관성을 발생시키는 관성휠;
   상기 관성휠과 연결된 체인링;
   상기 체인링의 회전운동에 대해 부하를 유발하는 회전운동부하;
   상기 체인링의 중심으로 관통하며 상기 관성휠과 상기 회전운동부하를 연결하는 부하부 연결축;
   상기 연결축에 내륜이 연결된 베어링;
   상기 베어링의 외륜에 연결된 베어링홀더;
   상기 베어링홀더와 연결된 부하부 프레임;
   상기 부하부 프레임과 연결된 자전거휠 지지대 프레임;
   상기 지지대 프레임의 일측에 연결되며 상기 부하부 연결축으로 부터 자전거휠의 반경이상으로 떨어져 위치하는 허브축 결합부; 및
   상기 부하부 프레임의 일측에 장착되어 상기 체인링에 가해지는 파워를 측정하는 파워센서;를 포함하되,
   상기 체인링은 자전거의 스프라켓의 한 개의 링과 연결된 체인으로부터 오는 동력을 상기 회전운동부하에 전달하고,
   상기 파워센서는 사용자에 의해 상기 체인링에 힘이 가해져 상기 부하부 프레임의 가동부가 센서홀더 쪽으로 눌려지는 것을 센싱하여 상기 파워를 측정하는 것을 특징으로 하는 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 회전운동부하는 자석식 부하인 것을 특징으로 하는 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기.
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 허브축 결합부는 상기 부하부 연결축으로 부터 10인치 이상 떨어져 위치하는 것을 특징으로 하는 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기.
   
5. 제 2항에 있어서, 상기 지지대 프레임은 U자형 형상이며 U자형상의 양 끝의 일측에 상기 허브축결합부가 위치하며 U자형 형상의 바닥부에 상기 체인링이 위치하는 것을 특징으로 하는 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기.
   
6. 제 2항에 있어서, 상기 파워센서는 압력센서를 이용한 파워센서인 것을 특징으로 하는 체인링과 결합된 부하와 파워센서를 이용한 자전거 연습기.

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