KR101913713B1 - 4행정 크랭크 구동 메커니즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크랭크축을 통하여 회전중심을 공유하며 상기 크랭크축 양단에 결합되는 좌측 크랭크와 우측 크랭크 및 상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크 각각에 상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크의 길이 방향으로 이동 가능하도록 연결되는 이동부재를 포함하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 제공하여, 종래의 2행정 크랭크 구동 메커니즘이 가졌던 힘 전달 효율이 낮다는 문제를 해결할 수 있다.

Description

4행정 크랭크 구동 메커니즘{Four-stroke Crank drive mechanism}

실시예는 크랭크 구동 메커니즘에 관한 것으로, 더 상세하게는 힘 전달 효율이 향상된 크랭크 구동 메커니즘에 관한 것이다.

일반적으로, 자전거는 사람의 힘에 페달에 작용하면 크랭크 구동 메커니즘을 통해 바퀴를 회전시켜 움직이는 2륜차로서, 교통, 운동 및 레저용으로 다양하게 이용되고 있다. 최근에는 지구 온난화의 원인인 탄소 배출을 줄이기 위해 자전거 활성화 정책이 국가적으로 추진됨에 따라, 운동과 레저용으로뿐만 아니라 출퇴근 수단으로서 자전거의 이용량이 급속도로 증가하고 있다.

이러한 자전거는 사용자가 같은 거리를 이동함에 있어 달리는 것보다 체력을 적게 소모하면서 짧은 시간 내에 목적지까지 이동할 수 있어 많은 사람이 이용하고 있다. 그러나, 지형적으로 경사로가 많은 경우에는 걷거나 달리는 것보다 오히려 더 큰 체력을 필요로 하고, 또 목적지까지 거리가 먼 경우에는 지나치게 많은 체력을 소진해야 하기 때문에 오히려 사용자의 건강을 해치는 문제가 생기게 된다.

또한, 종래의 자전거는 모두 2행정 크랭크 구동 메커니즘을 가진다. 이러한 2행정 크랭크 구동 메커니즘은 크랭크의 각도에 따라 토크의 변화량이 크기 때문에, 부드러운 가속이 불가하고, 주기적으로 높은 페달력을 요구하며, 힘 전달 효율이 낮아 주행에 필요한 에너지 소모량이 크다는 문제가 있다.

자전거의 크랭크 구동 메커니즘을 변경하는 기술로 아래의 선행기술문헌을 예로 들 수 있으나, 이 역시 2행정 크랭크 구동 메커니즘에 의한 구동이다.

대한민국 등록특허 제1329809호.

실시예는 크랭크 구동 구조를 변경하여 크랭크 각도에 따른 토크의 변화량을 줄이고, 구동 및 주행에 요구되는 피크 토크량을 낮추어, 힘 전달 효율이 높은 각도 구간을 최대한 이용하도록 함으로써, 주행 또는 구동에 필요한 에너지 소모를 최소화 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예는, 크랭크축을 통하여 회전중심을 공유하며 상기 크랭크축 양단에 결합되는 좌측 크랭크와 우측 크랭크; 및 상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크 각각에 상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크의 길이 방향으로 이동 가능하도록 연결되는 이동부재;를 포함한다.

상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크는 서로 교차되도록 상기 크랭크 축과 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크의 교차각은 60~120도의 각도를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 좌측 크랭크 및 상기 우측 크랭크와, 상기 이동부재 사이에는 가이드부가 위치하며, 상기 이동부재는 상기 가이드부와 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가이드부와 상기 이동부재 사이에는 마찰력감소수단이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 마찰력감소수단은 적어도 하나의 베어링을 포함할 수 있다.

상기 이동부재는 상기 가이드부의 외측에 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 이동부재는 적어도 하나의 결합부가 구비되며, 상기 가이드부에는 상기 결합부를 수용하는 수용홈이 형성될 수 있다.

상기 결합부는 한 쌍으로 마련되며, 상기 수용홈은 상기 가이드부의 상부면과 하부면에 마주보도록 형성될 수 있다.

상기 이동부재와 상기 가이드부는 이종재질로 마련되어 마찰력을 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 결합부는 수용홈과 밀착되는 구조로 상기 가이드부와 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가이드부의 양측 단부에는 충격흡수부재가 구비되며, 상기 충격흡수부재는 상기 이동부재가 이동시 충격을 흡수하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가이드부는 길이방향으로 내측홈이 형성되며, 상기 이동부재는 상기 가이드부 내측으로 삽입되는 삽입부가 구비되며, 상기 삽입부는 상기 내측홈과 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 내측홈에는 상기 삽입부의 이탈을 방지하는 돌출부가 상기 내측홈의 길이방향을 따라 서로 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가이드부와 상기 이동부재는 이종재질로 마련되어 마찰력을 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가이드부의 상기 내측홈 양측 끝 부분에는 충격흡수부재가 구비되며, 상기 충격흡수부재는 상기 이동부재가 이동시 충격을 흡수하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 이동부재와 연결되어 동력을 상기 이동부재로 전달하는 동력전달부를 더 포함할 수 있다.

상기 동력전달부는 페달의 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 동력전달부의 일 측면에는 걸림부가 형성되어 동력원이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

실시예에 따르면, 종래의 2행정 크랭크 구동 메커니즘이 가졌던 힘 전달 효율이 낮다는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 크랭크 구동시 작용하는 힘이 힘 전달 효율이 높은 구간에서 크랭크로 전달될 수 있게 되고, 크랭크 각도에 따른 토크의 변화량이 줄어들며, 피크 토크 역시 낮아지게 된다. 따라서, 자전거 구동 및 주행시의 에너지 소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

즉, 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 구비하여 종래의 자전거보다 에너지 소비량이 적어지는 장점이 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 크랭크 각도에 따른 힘 전달 효율을 나타내는 개념도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 실현하기 위한 장치의 사시도이고,
도 3은 도 2의 일측 크랭크축과 이동부재의 연결상태를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3에서 가이드부와 이동부재가 연결되는 제1 실시예를 나타내는 도면이고,
도 5는 도 4를 정면에서 바라본 도면이고,
도 6은 도 3에서 가이드부와 이동부재가 연결되는 제2 실시예를 나타내는 도면이고,
도 7은 도 6의 이동부재의 단면도이고,
도 8은 도 6의 가이드부를 나타내는 도면이고,
도 9는 이동부재에 동력전달부가 연결된 상태를 나타내는 도면이고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 10는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

아래의 설명은 크랭크에 의해 구동하는 자전거를 실시예로 하여 본 발명의 실시예를 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 4행정 크랭크 구동을 하는 다양한 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1은 크랭크 각도에 따른 힘 전달 효율을 나타내는 개념도로서, 도 1(a)와 도 1(b)는 각각 크랭크 각도에 따른 힘 전달 효율을 화살표 크기 도는 직사각형 면적으로 나타낸 개념도이다. 도 1에 대한 설명에서 크랭크 각도는 중심선(C)을 기준으로 시계방향으로 크랭크와 중심선이 이루는 각도를 의미한다.

도 1(a)와 도1(b)를 참조하면, 크랭크 각도에 따른 힘 전달 효율은 0도 부근 내지 90도 미만의 범위에서 각도와 비례하여 커지며, 90도 이상 내지 180도 부근 범위에서는 각도가 커짐에 따라 힘 전달 효율이 줄어든다. 또한, 도 1의(b)를 참조하면, 180도 부근을 지나 360도 부근의 각도까지는 오히려 (-) 효율로 나타나고 있다(개인의 체형, 동작습관 등에 따라 각도 범위가 변화할 수 있으므로 0도 부근, 180도 부근, 360도 부근 등의 표현을 썼다).

본 발명은 4행정 크랭크 구동 메커니즘의 구조 및 그 동작에 관한 것으로서, 도 1(a)와 도 1(b)에 나타난 힘 전달 효율이 높은 각도 구간을 최대한으로 이용함으로써, 크랭크로 전달되는 힘의 효율을 증가시킬 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 4행정 크랭크 구동 메커니즘(100)은 프레임(70), 좌측 크랭크(10), 우측 크랭크(10) 및 이동부재(30)를 포함할 수 있다.

프레임(70)은 본 발명의 메커니즘을 실행하는 구성요소들을 지지하는 지지체이다. 프레임(70)의 형상에는 제한이 없으며, 본 발명의 메커니즘을 구동시키기 위한 구성요소들이 결합하기 위한 다양한 형상으로 변형실시가 가능하다.

좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10)는 프레임(70)에 고정되는 크랭크축(12)의 양단에 결합하며, 크랭크축(12)을 통하여 회전중심을 공유한다. 일실시예로, 좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10)는 선형의 막대형상으로 마련될 수 있다.

이동부재(30)는 좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10) 각각에 연결되며, 좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10)의 길이방향을 따라 어느 쪽으로나 자유롭게 이동할 수 있다. 일실시예로, 이동부재(30)는 통과하여 좌측 크랭크(10)와 우측크랭크(10)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.

또한, 좌측 크랭크(10) 및 우측 크랭크(10)와 이동부재(30) 사이에는 가이드부(20)가 위치할 수 있으며, 이동부재(30)는 가이드부(20)와 연결될 수 있다. 가이드부(20)는 좌측 크랭크(10) 및 우측 크랭크(10)의 외측면와 연결되어 이동부재(30)의 이동을 가이드 할 수 있다. 이동부재(30)는 좌측 크랭크(10) 및 우측 크랭크(10) 각각과 직접 연결될 수 있으나, 크랭크축(12)과 좌측 크랭크(10) 및 우측 크랭크(10)의 연결을 방해하지 않기 위해서 좌측 크랭크(10) 및 우측 크랭크(10)의 외측면에 연결될 수 있다.

일실시예로, 가이드부(20)는 선형의 좌측 크랭크(10) 및 우측 크랭크(10)와의 안정적인 연결을 위해 선형의 막대형상으로 구비될 수 있다. 다만, 가이드부(20)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 곡선의 형상으로 마련되어 좌측 크랭크(10) 및 우측 크랭크(10)와 연결될 수 있다.

또한, 좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10)는 서로 교차되도록 크랭크축(12)과 연결될 수 있다. 도 1을 참조하면, 크랭크(10) 각도에 따른 힘 전달효율은 30도에서 180도 부근에서 높은 효율이 발생함을 확인할 수 있다. 따라서, 좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10)는 30도 내지 150도의 각도를 가지도록 결합하는 것이 힘 전달 효율을 최대로 할 수 있다. 그러나, 이동부재(30)가 가이드부(20)를 따라 이동하는 시간을 고려할 때, 좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10)의 교차각은 60도 내지 120도의 각도를 가지도록 연결될 수 있다. 더욱 바람직하게는 이동부재(30)의 반복을 고려할 때, 좌측 크랭크(10)와 우측 크랭크(10)는 교차각(위상각 차이)이 90도의 각도를 가질 수 있다. 이는 이동부재(30)의 이동에 따른 최적의 에너지 전달효율을 발휘하기 위함이다.

가이드부(20)와 이동부재(30) 사이에는 마찰력감소수단(미도시)이 구비될 수 있다.

마찰력감소수단(미도시)은 이동부재(30)의 이동을 용이하게 하기 위함이며, 이동부재(30)가 일측의 크랭크(10)를 왕복할 때, 마찰력을 최소로 하기 위함이다. 마찰력감소수단(미도시)은 이동부재(30)의 이동을 용이하게 하기 위해, 롤러구조, 베어링구조 또는 윤활제 등 다양한 수단이 사용될 수 있다. 일실시예로, 가이드부(20)와 결합하는 이동부재(30)의 상부면과 하부면 각각에 베어링이 구비될 수 있다.

도 4는 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 구동하는 장치에서 가이드부와 이동부재가 연결되는 제1 실시예를 나타내는 도면이고, 도 5는 가이드부와 이동부재의 결합구조를 정면에서 바라본 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 가이드부(20)는 크랭크(10)의 외측면과 연결되며, 이동부재(30)는 가이드부(20)의 외측에 결합할 수 있다. 이동부재(30)에는 적어도 하나의 결합부(32)가 구비되며, 가이드부(20)에는 결합부(32)를 수용하는 수용홈(22)이 형성될 수 있다. 이동부재(30)의 외측면에는 이동부재(30)를 이동시키기 위해 외력을 전달하는 동력전달부(50)가 구비될 수 있다.

일실시예로, 이동부재(30)는 'ㄷ'자 형상으로 마련되며, 이동부재(30)에 형성되는 내측 공간에 가이드부(20)가 위치한다. 이동부재(30)의 상부면과 하부면에는 가이드부(20)와 결합하기 위한 결합부(32)가 구비될 수 있다. 결합부(32)는 이동부재(30)가 형성하는 내측 공간을 향해 돌출되는 구조로 형성될 수 있으며, 이동부재(30)의 이탈을 방지하기 위해 일정 폭과 높이를 가지도록 마련될 수 있다.

가이드부(20)에는 이동부재(30)에 마련되는 결합부(32)를 수용하기 위한 수용홈(22)이 형성될 수 있다. 수용홈(22)은 가이드부(20)의 상부면과 하부면에 가이드부(20)의 길이방향으로 형성되어 결합부(32)를 수용할 수 있다.

결합부(32)와 수용홈(22)의 형상은 이동부재(30)에 작용하는 하중의 크기나 방향에 따라 변형될 수 있으며, 일례로 4행정 크랭크(10) 구동 메커니즘이 자전거에 이용되는 경우 이동부재(30)의 하측방향으로 하중이 작용하므로 이동부재(30)의 상부에 위치하는 결합부(32)와 이동부재(30)의 하부에 위치하는 결합부(32)의 크기는 달라질 수 있다.

결합부(32)는 마찰력을 최소화하기 위해 수용홈(22)과 접촉 단면이 곡면의 형상으로 마련될 수 있으며, 결합부(32)와 수용홈(22) 사이에는 마찰력감소수단(미도시)이 연결될 수 있다.

이동부재(30)와 가이드부(20)는 마찰력 감소를 위해 이종재질로 마련될 수 있다. 일실시예로, 알루미늄과 강화 플라스틱이 사용되어 마찰면에 작용하는 마찰력을 감소시킬 수 있다.

또한, 결합부(32)는 이동부재(30)의 안정적인 결합을 위해 가이드부(20)와 접촉면이 일정폭을 가지도록 구비될 수 있으며, 수용홈(22)과 밀착되는 구조를 가질 수 있다.

도 5를 참조하면, 가이드부(20)의 양측 단부에는 충격흡수부재(24)가 구비되어, 이동부재(30)의 이동시 단부와 충돌할 때 발생하는 충격을 흡수할 수 있다. 이동부재(30)는 가이드부(20)의 양측 단부를 이동하는데, 이때 충격이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 양측 단부에는 충격흡수부재(24)가 구비될 수 있다.

충격흡수부재(24)는 가이드부(20)의 양단에 고정되며, 일측은 고정되어 유동을 방지하며, 타측은 이동부재(30)가 충돌시 유동을 통해 충격을 흡수할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

충격흡수부재(24)는 구조적으로 충격 에너지를 흡수할 수 있는 탄성구조체(스프링 등이 사용) 또는 충격 에너지를 흡수할 수 있는 재료(우레탄, 고무 등)가 사용될 수 있다.

도 6은 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 구도하는 장치에서 가이드부와 이동부재가 연결되는 제2 실시예를 나타내는 도면이고, 도 7은 제2 실시예에서 이동부재의 단면도이고, 도 8은 제2 실시예의 가이드부를 나타내는 도면이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 가이드부(20)는 길이방향으로 내측홈(26)이 형성되고, 이동부재(30)는 가이드부(20)의 내측으로 삽입되는 삽입부(34)가 구비되며, 삽입부(34)는 내측홈(26)과 결합할 수 있다.

내측홈(26)은 삽입부(34)를 수용하는 공간을 형성하며, 내측홈(26)의 형상은 삽입부(34)의 형상에 따라 변형실시될 수 있다. 내측홈(26)은 삽입부(34)가 삽입되어 이동부재(30)가 좌우로 이동할 수 있도록 하며, 내측홈(26)에는 삽입부(34)의 이탈을 방지하는 돌출부(28)가 내측홈(26)의 길이방향을 따라 서로 마주보도록 형성될 수 있다.

돌출부(28)는 이동부재(30)가 가이드부(20)의 양측 단부를 이동시, 내측홈(26)으로부터 이탈을 방지하며, 삽입부(34)와 내측홈(26)에는 상기 언급한 마찰력감소수단(미도시)이 구비될 수 있다. 또한, 삽입부(34)의 재질과 내측홈(26)을 형성하는 재질은 서로 다른 재질로 구비되어 마찰력을 최소화할 수 있다.

도 8을 참조하면, 내측홈(26)에는 양측 끝 부분에는 충격흡수부재(29)가 구비되어, 이동부재(30)가 이동시 내측홈(26)의 끝 부분과 닿을 때 발생하는 충격을 흡수할 수 있다. 충격흡수부재(29)와 관련해서는 상기 언급한 내용이 동일하게 사용될 수 있다.

도 9는 이동부재에 동력전달부가 연결된 상태를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 이동부재(30)의 외측면에는 4행정 크랭크 구동 메커니즘(100)을 실행하기 위한 동력전달부(50)가 구비될 수 있다. 동력전달부(50)는 회전축(52)에 의해 이동부재(30)와 연결되며, 동력을 이동부재(30)로 전달하여 이동부재(30)가 이동할 수 있도록 한다.

일실시예로, 4행정 크랭크(10) 구동 메커니즘이 자전거에 실현되는 경우, 동력전달부(50)는 페달의 형상으로 구비될 수 있다. 이때, 동력전달부(50)의 일 측면에는 걸림부(54)가 형성되어 동력원이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이는 4행정 크랭크(10) 구동 메커니즘에서 에너지 효율이 높은 구간을 반복적으로 구동하기 위해서는 이동부재(30)가 가이드부(20)를 따라 이동해야 한다. 이때, 동력원(자전거의 경우 발을 의미함)이 이동부재(30)를 가이드부(20)를 따라 이동시켜야 하는데, 이러한 이동시 동력원이 이탈하는 것을 방지하기 위함이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 4행정 크랭크 구동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서 크랭크의 각도는 중심선(C)과 동력전달부(50)가 위치하는 측의 크랭크가 이루는 각도를 시계방향으로 측정한 각을 의미한다.

도 10을 참조하면, 도 10(a) 내지 도 10(d)는 본 발명의 4행정 크랭크 구동 메커니즘(100)의 동작을 설명하기 위한 4가지 크랭크(10) 각도에 대한 4행정 크랭크 구동 메커니즘(100)의 사시도로서, 각 도면의 화살표는 동력전달부(50)가 이동되는 방향을 나타낸다.

도 10(a)는 우측 크랭크(10) 일단부가 135도 부근을 지나고, 좌측 크랭크(10) 일단부가 45도 부근을 지나는 순간으로서, 각 동력전달부(50)가 각 크랭크(10)의 일단부에 위치하고 있는 상태를 나타낸다.

도 10(b)는 우측 크랭크(10)의 일단부가 90도 부근을 지나고, 좌측 크랭크(10) 일단부는 180동 부근을 지나는 순간으로서, 각 동력전달부(50) 모두 각 크랭크(10)의 일단부에 위치하고 있는 상태로 도시되어 있으며, 우측 크랭크(10) 일단부의 동력전달부(50)는 우측 크랭크(10)의 타단으로 이동되기 시작하는 상태이다.

도 10(c)는 우측 크랭크(10)의 일단부가 225도 부근을 지나고, 좌측 크랭크(10) 일단부는 135도 부근을 지나는 순간으로서, 우측 크랭크(10)의 동력전달부(50)가 우측 크랭크(10) 타단부를 향해 이동되고 있는 상태이다.

도 10(d)는 우측 크랭크(10) 일단부가 270도 위치에 다가가고, 좌측 크랭크(10)의 일단부는 180도 위치에 다가가는 순간으로서, 우측 크랭크(10)의 동력전달부(50)가 우측 크랭크(10) 일단부로부터 우측 크랭크(10) 타단부까지의 이동을 완료하고 하향 이동되는 상태이다.

이처럼, 본 발명의 4행정 크랭크 구동 메커니즘은 각 크랭크 상에 구비되어 있는 동력전달부가 각 크랭크 또는 가이드부 상에서 자유로이 이동될 수 있도록 함으로써, 힘 전달 효율이 (-)로 바뀌는 구간을 통과하는 동안에 동력전달부가 크랭크의 일단에서 타단으로 이동되며, 동력전달부가 다시 힘 전달 효율이 높은 각도를 지나고 있는 타단에서 크랭크에 회전력을 제공할 수 있는 구조를 가지고 있다.

이와 같은 구조를 통하여 크랭크가 1회전 하는 동안에 좌측 크랭크와 우측 크랭크 상에 구비되어 있는 각각의 동력전달부가 각 크랭크의 일단과 타단에서 크랭크에 회전력을 제공하게 된다.

즉, 크랭크가 1회전 하는 동안에 동력전달부에서 작용하는 힘에 의한 회전력이 4회 작용할 수 있는, 4행정 크랭크 구동 메커니즘이 구현될 수 있다.

본 발명의 4행정 크랭크 구동 메커니즘의 실시예를 나타내는 도면은 이러한 메커니즘을 가장 쉽게 적용할 수 있는 자전거를 예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정될 것은 아니며, 다양한 기술 분야에 이용될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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.

10 : 크랭크 12 : 크랭크축
20 : 가이드부 22 : 수용홈
24, 29 : 충격흡수부재 26 : 내측홈
28 : 돌출부
30 : 이동부재 32 : 결합부
34 : 삽입부
50 : 동력전달부 52 : 회전축
54 : 걸림부
70 : 프레임
100 : 4행정 크랭크 구동 메커니즘

Claims (19)

1. 크랭크축을 통하여 회전중심을 공유하며 상기 크랭크축 양단에 결합되는 좌측 크랭크와 우측 크랭크; 및
   상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크 각각에 상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크의 길이 방향으로 이동 가능하도록 연결되는 이동부재;
   를 포함하며,
   상기 좌측크랭크와 상기 우측 크랭크는 90도의 각도를 가지도록 교차되도록 연결되고, 상기 이동부재는 상기 회전중심을 통과하여 상기 좌측 크랭크와 상기 우측 크랭크의 길이방향으로 이동하고,
   상기 좌측 크랭크 및 상기 우측 크랭크와, 상기 이동부재 사이에는 가이드부가 위치하며,
   상기 가이드부와 상기 이동부재 사이에는 마찰력감소수단이 구비되며,
   상기 이동부재는 상기 가이드부의 외측에 결합하도록 연결되며, 상기 이동부재는 적어도 하나의 결합부가 구비되며, 상기 가이드부에는 상기 결합부를 수용하는 수용홈이 형성되고,
   상기 가이드부의 양측 단부에는 충격흡수부재가 구비되며, 상기 충격흡수부재는 상기 이동부재가 이동시 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 마찰력감소수단은 적어도 하나의 베어링을 포함하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1 항에 있어서,
   상기 결합부는 한 쌍으로 마련되며,
   상기 수용홈은 상기 가이드부의 상부면과 하부면에 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘
10. 제1 항에 있어서,
    상기 이동부재와 상기 가이드부는 이종재질로 마련되어 마찰력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 결합부는 수용홈과 밀착되는 구조로 상기 가이드부와 결합하는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
12. 삭제
13. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드부는 길이방향으로 내측홈이 형성되며,
    상기 이동부재는 상기 가이드부 내측으로 삽입되는 삽입부가 구비되며, 상기 삽입부는 상기 내측홈과 결합하는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 내측홈에는 상기 삽입부의 이탈을 방지하는 돌출부가 상기 내측홈의 길이방향을 따라 서로 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘
15. 제13 항에 있어서
    상기 가이드부와 상기 이동부재는 이종재질로 마련되어 마찰력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
16. 제13 항에 있어서,
    상기 가이드부의 상기 내측홈 양측 끝 부분에는 충격흡수부재가 구비되며, 상기 충격흡수부재는 상기 이동부재가 이동시 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
17. 청구항 1항에 있어서,
    상기 이동부재와 연결되어 동력을 상기 이동부재로 전달하는 동력전달부;
    를 더 포함하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 동력전달부는 페달의 형상으로 구비될 수 있으며,
    상기 동력전달부의 일 측면에는 걸림부가 형성되어 동력원이 이탈되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 4행정 크랭크 구동 메커니즘.
19. 삭제

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