KR101981668B1 - 원바이크(전후 동시 구동하는 신개념 자전거) - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자전거는 앞바퀴, 상기 앞바퀴가 자유 회전 가능하게 연결되는 포크 및 상기 포크 상단에 연결되는 핸들을 포함하는 앞바퀴 조향유닛과, 상기 포크에 결합되어 뒤쪽으로 뻗는 연결프레임과, 전단부가 상기 연결프레임에 결합되고 후방부는 두 갈래로 갈라져서 각각 뒷바퀴축에 결합되어 지지되고 위쪽을 향하여 볼록한 원호 형태를 가지며 좌측 내부에 원호 형태를 이루며 앞뒤로 길게 뻗는 좌측 구동부재 통로가 형성되고 우측 내부에 원호 형태를 이루며 앞뒤로 길게 뻗는 우측 구동부재 통로가 형성되는 메인프레임과, 상기 메임프레임의 상부에 결합하는 안장부와, 상기 메인프레임의 뒷부분의 두 갈래로 갈라진 부분 사이에 위치하도록 상기 뒷바퀴축에 회전 가능하게 결합하는 뒷바퀴와, 상기 뒷바퀴축 중 상기 뒷바퀴의 왼쪽에 위치하는 부분에 회전 가능하게 결합하여 지지되는 좌측 종동기어부와, 상기 뒷바퀴축 중 상기 뒷바퀴의 오른쪽에 위치하는 부분에 회전 가능하게 결합하여 지지되는 우측 종동기어부와, 좌측 구동부재 통로를 따라 전후 이동이 가능하도록 원호 형태를 가지고 상기 좌측 구동부재 통로의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되며 전단부는 상기 좌측 구동부재 통로의 바깥에 위치하면서 페달이 구비되는 좌측 구동부재와, 우측 구동부재 통로를 따라 전후 이동이 가능하도록 원호 형태를 가지고 상기 우측 구동부재 통로의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되며 전단부는 상기 우측 구동부재 통로의 바깥에 위치하면서 페달이 구비되는 우측 구동부재와, 상기 메인프레임 중 상기 뒷바퀴의 바깥쪽 영역에 결합되는 후방 횡단 체인풀리와, 좌측 말단은 상기 뒷바퀴의 좌측에 위치하는 상기 좌측 구동부재의 후단부에 결합되고 우측 말단은 상기 뒷바퀴의 우측에 위치하는 상기 우측 구동부재의 후단부에 결합되는 후륜구동 체인으로서 상기 후륜구동 체인은 상기 좌측 구동부재의 후단부로부터 후방으로 연장되다가 상기 좌측 종동기어부의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상기 뒷바퀴의 좌측에서 전방으로 연장된 다음 상기 후방 횡단 체인풀리의 전방부를 둘러싸면서 우측 방향으로 연장되고 그런 다음 상기 뒷바퀴의 우측에서 후방으로 연장되어 상기 우측 종동기어부의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 전방으로 연장되다가 상기 우측 구동부재의 후단부와 결합되는 후륜구동 체인과, 상기 좌측 종동기어부와 상기 뒷바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 뒷바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 좌측 후륜 일방향 회전 전동기구 및 상기 우측 종동기어부와 상기 뒷바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 뒷바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 우측 후륜 일방향 회전 전동기구를 포함하여 구성된다.

Description

원바이크(전후 동시 구동하는 신개념 자전거){WON BICYCLE}

본 발명은 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발판을 가압하는 과정 및 가압을 해제하는 과정을 통해 주행이 가능하도록 하여 구동효율이 우수하고 미관이 좋으며 내구성과 경제성이 뛰어난 자전거에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 사용자가 안장에 앉은 상태로 한 쌍의 페달을 회전시키는 조작에 의해 주행이 이루어지도록 구성되며, 페달은 후륜과 체인에 의해 구동력 전달이 가능하도록 연결됨으로써, 페달의 회전이 이루어지면 상기 체인을 통해 후륜이 회전되면서 자전거의 주행이 이루어진다.

또한, 본체 프레임의 전방인 전륜의 상부에는 상기 전륜을 좌우 조향하기 위한 조향 손잡이가 설치됨으로써, 사용자의 필요에 따른 자유로운 조향이 가능하다.

하지만, 전술한 종래의 일반적인 자전거는 페달 회전에 의해 구동력이 발생하는 유효구간은 시계방향 1시에서 5시 방향까지이고 나머지는 공회전되며 회전이 빠를수록 이 유효구간도 점점 작아지면서 공회전 구간이 커지므로 장거리 이동 시 속도와 추진력이 떨어지고 오르막일 경우에는 이 공회전으로 인해 사용자의 구름력을 구사하는 타이밍이 맞지 않아 힘 소모량이 배가되고 능률이 떨어져서 주행에 따른 피로와 스트레스가 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 일반적인 자전거의 경우 자전거 주행에 따른 구름력을 매개로 추진력을 확보해야 하는 중요한 공간에 구동 휠과 구동 휠에 집결된 여러가지 부재가 많아서 구조가 복잡하고 안전에도 불리하며 큰 추진력의 확보에도 공간적인 장애물이 된다는 문제점이 있었으며, 이러한 각종 부품과 복잡한 구조로 인하여 고장률이 높고 자전거의 미관을 해치며 자전거의 무게가 증가하고 제조비용이 높아진다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0975760호 일본 공개특허 제2010-501399호 대한민국 공개특허 제10-2011-0048741호 대한민국 공개특허 제10-2006-0012706호 대한민국 공개특허 제10-2010-00039069호 대한민국 등록특허 제10-1017769호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 자전거의 전체 구조를 개선함으로써 무게가 적게 나가고, 구조가 단순하여 고장 발생의 우려가 적고 제조비용이 적게 들며, 세련되고 독특한 디자인을 가져 미관이 우수하고, 전ㆍ후륜을 동시에 구동하는 방식으로 변화시켜 공회전 구간을 최소화함으로써 구동효율이 우수하고 전신 운동 효과가 있는 자전거를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자전거는 앞바퀴, 상기 앞바퀴가 자유 회전 가능하게 연결되는 포크 및 상기 포크 상단에 연결되는 핸들을 포함하는 앞바퀴 조향유닛과, 상기 포크에 결합되어 뒤쪽으로 뻗는 연결프레임과, 전단부가 상기 연결프레임에 결합되고 후방부는 두 갈래로 갈라져서 각각 뒷바퀴 축에 결합되어 지지되고 위쪽을 향하여 볼록한 원호 형태를 가지며 좌측 내부에 원호 형태를 이루며 앞뒤로 길게 뻗는 좌측 구동부재 통로가 형성되고 우측 내부에 원호 형태를 이루며 앞뒤로 길게 뻗는 우측 구동부재 통로가 형성되는 메인프레임과, 상기 메임프레임의 상부에 결합하는 안장부와, 상기 메인프레임의 뒷부분의 두 갈래로 갈라진 부분 사이에 위치하도록 상기 뒷바퀴축에 회전 가능하게 결합하는 뒷바퀴와, 상기 뒷바퀴축 중 상기 뒷바퀴의 왼쪽에 위치하는 부분에 회전 가능하게 결합하여 지지되는 좌측 종동기어부와, 상기 뒷바퀴축 중 상기 뒷바퀴의 오른쪽에 위치하는 부분에 회전 가능하게 결합하여 지지되는 우측 종동기어부와, 좌측 구동부재 통로를 따라 전후 이동이 가능하도록 원호 형태를 가지고 상기 좌측 구동부재 통로의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되며 전단부는 상기 좌측 구동부재 통로의 바깥에 위치하면서 페달이 구비되는 좌측 구동부재와, 우측 구동부재 통로를 따라 전후 이동이 가능하도록 원호 형태를 가지고 상기 우측 구동부재 통로의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되며 전단부는 상기 우측 구동부재 통로의 바깥에 위치하면서 페달이 구비되는 우측 구동부재와, 상기 메인프레임 중 상기 뒷바퀴의 바깥쪽 영역에 결합되는 후방 횡단 체인풀리와, 좌측 말단은 상기 뒷바퀴의 좌측에 위치하는 상기 좌측 구동부재의 후단부에 결합되고 우측 말단은 상기 뒷바퀴의 우측에 위치하는 상기 우측 구동부재의 후단부에 결합되는 후륜구동 체인으로서 상기 후륜구동 체인은 상기 좌측 구동부재의 후단부로부터 후방으로 연장되다가 상기 좌측 종동기어부의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상기 뒷바퀴의 좌측에서 전방으로 연장된 다음 상기 후방 횡단 체인풀리의 전방부를 둘러싸면서 우측 방향으로 연장되고 그런 다음 상기 뒷바퀴의 우측에서 후방으로 연장되어 상기 우측 종동기어부의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 전방으로 연장되다가 상기 우측 구동부재의 후단부와 결합되는 후륜구동 체인과, 상기 좌측 종동기어부와 상기 뒷바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 뒷바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 좌측 후륜 일방향 회전 전동기구 및 상기 우측 종동기어부와 상기 뒷바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 뒷바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 우측 후륜 일방향 회전 전동기구를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 좌측 구동부재와 상기 좌측 구동부재 통로 사이 및 상기 우측 구동부재와 상기 우측 구동부재 통로 사이에는 베어링이 설치되어 상기 좌측 및 우측 구동부재가 상기 베어링에 의해 전후 방향으로 움직일 수 있게 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 핸들의 좌측부에 구비되고 전후 방향으로 길게 뻗고 내부가 비어있는 좌측 안내틀과, 상기 핸들의 우측부에 구비되고 전후 방향으로 길게 뻗고 내부가 비어있는 우측 안내틀과, 앞바퀴 축의 좌측부에 결합하는 좌측 전륜기어와, 앞바퀴 축의 우측부에 결합하는 우측 전륜기어와, 상기 좌측 안내틀에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 좌측 안내틀로부터 상방으로 돌출된 부분을 잡을 수 있게 구성된 좌측 손잡이와, 상기 우측 안내틀에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 우측 안내틀로부터 상방으로 돌출된 부분을 잡을 수 있게 구성된 우측 손잡이와, 상기 포크 중 상기 앞바퀴의 바깥쪽 영역에 결합되는 전방 횡단 체인풀리와, 좌측 말단은 상기 좌측 손잡이에 결합되고 우측 말단은 상기 우측 손잡이에 결합되는 전륜구동 체인으로서 상기 전륜구동 체인은 상기 좌측 손잡이로부터 연장되어 상기 좌측 전륜기어의 하부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상기 앞바퀴의 좌측에서 상방으로 연장된 다음 상기 전방 횡단 체인풀리의 상부를 둘러싸면서 우측 방향으로 연장되고 그런 다음 상기 앞바퀴의 우측에서 하방으로 연장되어 상기 우측 전륜기어의 하부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상방으로 연장되어 상기 우측 손잡이와 결합되는 전륜구동 체인과, 상기 좌측 전륜기어와 앞바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 앞바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 좌측 전륜 일방향 회전 전동기구 및 상기 우측 전륜기어와 앞바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 앞바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 우측 전륜 일방향 회전 전동기구를 더 포함하여 구성되고, 상기 좌측 손잡이 및 상기 우측 손잡이를 상기 좌측 안내틀 및 상기 우측 안내틀에 의해 제한되는 범위 내에서 상기 좌측 안내틀 및 상기 우측 안내틀을 따라 전후 방향으로 번갈아가면서 왕복 운동시키면 상기 전륜구동체인이 왕복 운동하면서 상기 좌측 전륜 일방향 회전 전동기구 및 상기 우측 전륜 일방향 회전 전동기구에 의해 자전거가 전진하는 방향으로만 상기 앞바퀴로 회전력을 전달하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 좌측 안내틀의 후단부 및 상기 우측 안내틀의 후단부 각각에는 상기 전륜구동 체인이 걸쳐지는 안내 체인풀리가 결합되는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 자전거에 의하면 페달을 가압 또는 가압해제하는 과정에서 상하 곡선으로 구름력이 가장 강한 구간 방향만 수직 이동하고 동력전달 부재가 프레임 내부에 장착되어 있어서 사용자의 구름력이 구동휠을 통하지 않고 바로 후륜을 구동시키므로 사용자가 구동할 수 있는 자세가 적합하여 강한 구름력을 구사할 수 있고, 활동량이 많은 공간에서 구동휠, 체인 및 각종 부품이 제거되어 장애물 없이 자유롭게 활동할 수 있어서 각종 안전사고 예방 효과가 있고, 수직 페달 운동 방식이어서 하체 길이가 짧은 사용자나 장애인인 경우 종래의 페달 회전 방식과 달리 페달을 가압하는 구간이 짧더라도 공회전 없이 연속적으로 구동력을 가할 수 있어서 누구나 쉽게 이용할 수 있으며, 신발이나 의상 또한 보호받을 수 있고 무엇보다 사용자의 구름력을 구사하는 자세가 자전거에 적합하여 평탄한 길이나 오르막길에서 높은 추진력을 구사할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 종래의 자전거 프레임은 구동휠을 프레임 하단 부분에 정밀하게 부착하기 위해 여러 곳에서 부재가 집결되어 구조가 복잡하고 각종 안전사고에 노출되어 있으며 설치비용이 많이 소요된다는 단점이 있으나, 본 발명에 의한 프레임 구조는 아치형으로 구성되어 사용자가 안장에서 누르는 힘을 분산시켜 경량화가 가능하고 비포장도로나 산악지형에서 충격 완화 작용을 하도록 설계되어 있으며, 각종 부품이 프레임 내부에 부착되어 외부는 새로운 모델로 변화시킬 수 있고 세련된 디자인으로 사용자들에게 큰 관심을 불러일으킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 종래의 자전거를 탈 때는 사용자의 상반신은 핸들을 잡고 좌우 조향을 하는 역할에 그쳐서 상반신 운동은 거의 이루어지지 않는다는 단점이 있으나, 본 발명의 자전거에 의하면 핸들 좌우에 안내틀이 구비되어 전륜을 구동시키는 것과 동시에 조향도 할 수 있도록 구성되어 후륜은 하체 운동에 의해 구동시키고 전륜은 한 손 또는 양손으로 구동할 수 있어서 온몸 운동이 이루어짐으로써 운동 효과를 극대화할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자전거를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자전거의 구동부재 및 후륜구동 체인을 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자전거의 핸들, 손잡이 및 안내틀을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자전거의 앞바퀴와 전륜구동 체인을 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자전거의 메인 프레임을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자전거의 뒷바퀴를 나타낸 배면도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자전거를 나타낸 측면도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자전거는 앞바퀴(100), 포크(110), 핸들(120), 메인 프레임(200), 연결 프레임(210), 안장부(220), 뒷바퀴(300), 뒷바퀴축(310), 좌측 종동기어부(320), 우측 종동기어부(321), 좌측 구동부재(400), 우측 구동부재(410), 페달(420), 후륜구동 체인(500), 후방 횡단 체인풀리(510) 및 베어링(520)을 포함하여 구성된다.

앞바퀴(100)와 포크(110) 및 핸들(120)로 이루어진 자전거의 앞 부분은 일반적인 자전거와 동일한 구성을 가진다.

메인 프레임(200)은 원호 형태의 곡선을 그리도록 구부러진 아치형의 부재로서, 도 5에 도시된 것과 같이 좌우 양측에 메인 프레임(200)의 형태와 동일하게 원호를 그리면서 뚫려있는 구동부재통로가 형성된다. 메인 프레임(200) 내부에는 좌측 구동부재통로와 우측 구동부재통로를 구분하는 격벽이 있다.

메인 프레임(200)은 볼록한 부분이 위를 향하며, 볼록한 부분의 중간 부분의 상면에는 안장부(220)가 결합된다. 메인 프레임(200)은 아치 형태를 이룸으로써 위에서 누르는 힘이 앞뒤로 분산되어 구부러지거나 절단되지 않고 과속시나 비탈길에서도 프레임 자체가 완충 작용을 하여 충격력을 흡수한다. 연결 프레임(210)은 메인 프레임(200)의 전단부와 포크 사이를 연결해주는 짤막한 곡선 형태의 부재이다. 메인 프레임(200) 및 연결 프레임(210)의 재질은 강철, 알루미늄, 카본, 티타늄 등이 될 수 있다.

메인 프레임(200)의 뒤쪽 부분은 두 갈래로 나누어져 메인 프레임(200)의 두 갈래로 갈라진 부분 사이에 뒷바퀴(300)가 위치한다. 뒷바퀴 축(310)은 양 측방으로 길게 뻗으며, 뒷바퀴 축(310)의 좌측부에 좌측 종동기어부(320)가 결합되고 뒷바퀴 축(310)의 우측부에 우측 종동기어부(321)가 결합된다. 좌측 및 우측 종동기어부(320,321)는 다수 개의 직경이 서로 다른 톱니바퀴들로 이루어진 기어뭉치로서 바깥쪽으로 갈수록 직경이 점점 줄어들며 큰 기어와 작은 기어의 경사도는 40° 정도가 된다.

좌측 종동기어부(320)와 뒷바퀴(300) 사이에 구비되는 좌측 후륜 일방향 회전 전동기구(미도시)는 자전거에 전방 추진력만 가하도록 뒷바퀴(300)가 일방향으로만 회전되게 하기 위해 설치되며, 우측 종동기어부(321)와 뒷바퀴(300) 사이에 구비되는 우측 후륜 일방향 회전 전동기구(미도시) 또한 자전거에 전방 추진력만 가하도록 뒷바퀴(300)가 일방향으로만 회전되게 하기 위해 설치된다.

좌측 및 우측 구동부재(400,410)는 도 2에 도시된 것과 같이 반원의 호 형태의 곡선을 그리도록 구부러진 아치형의 부재로서, 좌우로 나란히 구비된다. 좌측 및 우측 구동부재(400,410)는 각각 도 5에 도시된 것과 같이 좌우 한 쌍의 구동부재통로 각각의 내부에 앞뒤로 슬라이딩 운동이 가능하도록 설치된다. 좌측 및 우측 구동부재(400,410)가 구동부재통로를 타고 원활한 슬라이딩 운동을 할 수 있도록 도 3에 도시된 것과 같이 좌측 구동부재통로의 내측면과 좌측 구동부재(400) 사이 및 우측 구동부재통로의 내측면과 우측 구동부재(410) 사이 각각에는 구동부재를 위아래에서 잡아주도록 한 쌍의 베어링(520)이 설치된다.

좌측 및 우측 구동부재(400,410) 각각의 전단부에는 수직 방향으로 밟을 수 있도록 페달(420)이 구비된다. 메인 프레임(200)의 전단부로부터 그 위쪽의 일부분까지는 페달(420)의 축이 메인 프레임(200)의 측면부를 지날 수 있도록 메인 프레임(200)의 좌측면 및 우측면이 개구된다.

후방 횡단 체인풀리(510)는 전방에서 후방으로 가면서 상향 경사지는 축을 중심으로 회전되도록 구성된 것으로서, 메인프레임(200)의 상부의 지면을 향하는 하면 중에서 가장 높은 곳보다 약간 앞쪽에 위치하는 부위에 결합되어 뒷바퀴(300)보다 앞에 위치한다.

후륜구동 체인(500)은 좌측 말단은 좌측 구동부재(400)의 후단부에 결합되고 우측 말단은 우측 구동부재(410)의 후단부에 결합되는 체인이다. 후륜구동 체인(500)은 좌측 구동부재(400)의 후단부로부터 후방으로 가면서 하향 경사지도록 연장되다가 좌측 종동기어부(320)의 후방부에 걸려서 좌측 종동기어부(320)의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 뒷바퀴(300)의 좌측에서 후방 횡단 체인풀리(510)가 있는 곳까지 전방으로 가면서 상향 경사지도록 연장되다가, 후방 횡단 체인풀리(510)의 전방부에 걸려서 후방 횡단 체인풀리(510)의 전방부를 둘러싸면서 우측 방향으로 약간 연장되고, 그런 다음 뒷바퀴의 우측에서 우측 종동기어부(321)가 있는 곳까지 후방으로 가면서 하향 경사지도록 연장되어 우측 종동기어부(321)의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 전방으로 가면서 상향 경사지도록 연장되다가 우측 구동부재(410)의 후단부와 결합된다.

상기한 것과 같이 후륜구동 체인(500) 중에서 좌측 종동기어부(320)에 걸린 부분과 우측 종동기어부(321)에 걸린 부분의 사이 부분이 후방 횡단 체인풀리(510)와 접촉하는 부분을 제외하고는 좌우에서 서로 평행하게 위치하도록 구성된 것은 후륜구동 체인(500)이 뒷바퀴(300)에 닿지 않도록 하기 위한 것이다.

좌측 종동기어부(320) 및 우측 종동기어부(321)의 회전축 방향과 후방 횡단 체인풀리(510)의 회전축 방향은 서로 직각을 이루고 있으므로, 후륜구동 체인(500) 중에서 후방 횡단 체인풀리(510)와 접촉 가능한 가운데의 일정 부분은 그 외의 부분과 달리 체인이 90°만큼 틀어져 있도록 구성된다.

좌측 구동부재(400)의 페달(420)을 밟아서 좌측 구동부재(400)가 앞으로 이동하면 좌측 구동부재(400)가 후륜구동 체인(500)의 좌측 말단부를 앞으로 잡아당겨서 뒷바퀴(300)의 왼쪽에 있는 후륜구동 체인(500) 부분에 걸린 좌측 종동기어부(320)가 자전거가 전진하는 방향으로 회전하며, 이때 뒷바퀴(300)의 오른쪽에 있는 후륜구동 체인(500) 부분은 뒤로 이동하면서 이 부분에 걸려있는 우측 종동기어부(321)도 회전하지만 우측 종동기어부(321)의 회전력은 우측 후륜 일방향 회전 전동기구에 의해 뒷바퀴(300)까지 전달되지 않기 때문에 좌측 구동부재(400)의 전방 이동에 의한 힘만이 뒷바퀴(300)에 전달된다.

이와 반대로, 우측 구동부재(410)의 페달(420)을 밟아서 우측 구동부재(410)가 앞으로 이동하면 좌측 구동부재(400)는 뒤로 이동하며, 이 과정에서 우측 종동기어부(321)의 회전력만이 뒷바퀴(300)에 전달되어 자전거는 전방으로 추진되는 힘을 얻게 된다.

이와 같이, 좌측 구동부재(400) 및 우측 구동부재(410)가 서로 번갈아서 앞뒤로 움직이는데, 어떠한 구동부재가 앞으로 움직이더라도 자전거의 뒷바퀴(300)는 항상 자전거를 전방으로 추진시키는 구동력을 전달받게 된다.

도 3에 도시된 것과 같이 핸들(120)의 좌측부와 우측부 각각에는 앞뒤 방향으로 긴 직사각형 틀 형태의 좌측 안내틀(600) 및 우측 안내틀(610)이 구비된다. 좌측 안내틀(600) 및 우측 안내틀(610)의 내부는 비어 있다.

앞바퀴(100)의 축의 좌측에는 좌측 전륜기어(700)가 결합되고 앞바퀴(100)의 축의 우측에는 우측 전륜기어(710)가 결합되며, 좌측 전륜기어(700)와 앞바퀴(100) 사이에는 좌측 전륜 일방향 회전 전동기구가 설치되고 우측 전륜기어(710)와 앞바퀴(100) 사이에는 우측 일방향 회전 전동기구가 설치되어 좌측 전륜기어(700) 및 우측 전륜기어(710)가 한쪽으로 회전할 때만 앞바퀴(100)가 회전력을 전달받음으로써 앞바퀴(100)를 후진시키는 힘이 가해지지 않도록 구성된다.

좌측 전륜기어(700)와 우측 전륜기어(710)는 후륜보다 회전이 늦으면 아무런 효과가 없기 때문에 1단만 설치한다.

좌측 손잡이(800)는 하부가 좌측 안내틀(600) 내부에서 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고 좌측 안내틀(600)로부터 상방으로 돌출된 부분을 잡을 수 있게 구성된 것이며, 우측 손잡이(810)는 하부가 우측 안내틀(610) 내부에서 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고 우측 안내틀(610)로부터 상방으로 돌출된 부분을 잡을 수 있게 구성된 것이다.

전방 횡단 체인풀리(910)는 전방에서 후방으로 가면서 하향 경사지는 축을 중심으로 회전되며, 포크(110)의 전면 중에서 앞바퀴(100) 바로 위쪽에 설치된다.

안내 체인풀리(920) 및 보조 안내 체인풀리(930)는 좌우 방향으로 뻗은 축을 중심으로 회전되며, 안내 체인풀리(920)는 좌측 안내틀(600) 및 우측 안내틀(610)의 후단부의 하면마다 하나씩 결합되어 두 개가 구비되고, 보조 안내 체인풀리(930)는 좌측 안내틀(600) 및 우측 안내틀(610)의 전단부의 하면마다 하나씩 결합되어 두 개가 구비된다.

전륜구동 체인(900)은 좌측 말단은 좌측 손잡이(800)의 하단부와 결합하고 우측 말단은 우측 손잡이(810)의 하단부와 결합하는 체인이다. 전륜구동 체인(900)은 전륜구동 체인(900)의 좌측 단부와 결합된 좌측 손잡이(800)의 하단부로부터 전방으로 연장되어 보조 안내 체인풀리(930)의 전방부에 걸려 보조 안내 체인풀리(930)의 전방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 후방으로 연장된 다음, 안내 체인풀리(920)의 후방부에 걸려 안내 체인풀리(920)의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 포크(110)가 아래쪽으로 뻗은 것과 같이 아래쪽으로 연장되어 좌측 전륜기어(700)의 하부에 걸려 좌측 전륜기어(700)의 하부를 둘러싸면서 방향 전환하여 앞바퀴(100)의 좌측에서 상방으로 연장된 다음, 전방 횡단 체인풀리(910)의 상부에 걸려 전방 횡단 체인풀리(910)의 상부를 둘러싸면서 우측 방향으로 연장되고, 그런 다음 앞바퀴(100)의 우측에서 하방으로 연장되어 우측 전륜기어(710)의 하부에 걸려 우측 전륜기어(710)의 하부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상방으로 연장되어 우측 단부가 우측 손잡이(810)의 하단부와 결합된다.

안내 체인풀리(920), 보조 안내 체인풀리(930), 좌측 전륜기어(700) 및 우측 전륜기어(710)의 회전축 방향과 전방 횡단 체인풀리(910)의 회전축 방향은 서로 직각을 이루고 있으므로, 전륜구동 체인(900) 중에서 전방 횡단 체인풀리(910)와 접촉 가능한 가운데의 일정 부분은 그 외의 부분과 달리 체인이 90°만큼 틀어져 있도록 구성된다.

도 1에 도시된 실시 예의 경우에는 설명의 편의상 전륜구동 체인(900)이 외부로 노출되어 있으나, 실제 제작 시에는 자전거 미관을 고려하여 전륜구동 체인(900)이 좌우 쇽업소버의 내부를 지나게 하는 등 가급적 외부에서 전륜구동 체인(900)이 보이지 않게 하는 것이 바람직하다.

상기한 것과 같이 전륜구동 체인(900) 중에서 좌측 전륜기어(700)에 걸린 부분과 우측 전륜기어(710)에 걸린 부분의 사이 부분이 전방 횡단 체인풀리(910)와 접촉하는 부분을 제외하고는 좌우에서 서로 평행하게 위치하도록 구성된 것은 전륜구동 체인(900)이 앞바퀴(100)에 닿지 않도록 하기 위한 것이다.

사용자가 좌측 손잡이(800)와 우측 손잡이(810) 중 어느 하나를 잡거나 둘다를 잡고 앞뒤로 번갈아 움직이면 전륜구동 체인(900)이 일정 범위 내에서 왕복 운동을 하면서 전륜구동 체인(900)에 걸려있는 좌측 전륜기어(700)와 우측 전륜기어가 정회전 및 역회전을 반복하는데, 이때 좌측 및 우측 전륜 일방향 회전 전동기구에 의하여 앞바퀴(100)는 자전거를 전방으로 추진시키는 방향으로만 추진력을 공급받게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100: 앞바퀴 110: 포크
120: 핸들 200: 메인 프레임
210: 연결 프레임 220: 안장부
300: 뒷바퀴 310: 뒷바퀴축
320: 좌측 종동기어부 321: 우측 종동기어부
400: 좌측 구동부재 410: 우측 구동부재
420: 페달 500: 후륜구동 체인
510: 후륜 횡단 체인풀리 520: 베어링
600: 좌측 안내틀 610: 우측 안내틀
700: 좌측 전륜기어 710: 우측 전륜기어
800: 좌측 손잡이 810: 우측 손잡이
900: 전륜구동 체인 910: 전방 횡단 체인풀리
920: 안내 체인풀리 930: 보조 안내 체인풀리

Claims (4)

1. 앞바퀴, 상기 앞바퀴가 자유 회전 가능하게 연결되는 포크 및 상기 포크 상단에 연결되는 핸들을 포함하는 앞바퀴 조향유닛;
   상기 포크에 결합되어 뒤쪽으로 뻗는 연결프레임;
   전단부가 상기 연결프레임에 결합되고 후방부는 두 갈래로 갈라져서 각각 뒷바퀴 축에 결합되어 지지되고, 위쪽을 향하여 볼록한 원호 형태를 가지며, 좌측 내부에 원호 형태를 이루며 앞뒤로 길게 뻗는 좌측 구동부재 통로가 형성되고 우측 내부에 원호 형태를 이루며 앞뒤로 길게 뻗는 우측 구동부재 통로가 형성되는 메인프레임;
   상기 메인프레임의 상부에 결합하는 안장부;
   상기 메인프레임의 뒷부분의 두 갈래로 갈라진 부분 사이에 위치하도록 상기 뒷바퀴축에 회전 가능하게 결합하는 뒷바퀴;
   상기 뒷바퀴축 중 상기 뒷바퀴의 왼쪽에 위치하는 부분에 회전 가능하게 결합하여 지지되는 좌측 종동기어부;
   상기 뒷바퀴축 중 상기 뒷바퀴의 오른쪽에 위치하는 부분에 회전 가능하게 결합하여 지지되는 우측 종동기어부;
   좌측 구동부재 통로를 따라 전후 이동이 가능하도록 원호 형태를 가지고, 상기 좌측 구동부재 통로의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 전단부는 상기 좌측 구동부재 통로의 바깥에 위치하면서 페달이 구비되는 좌측 구동부재;
   우측 구동부재 통로를 따라 전후 이동이 가능하도록 원호 형태를 가지고, 상기 우측 구동부재 통로의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 전단부는 상기 우측 구동부재 통로의 바깥에 위치하면서 페달이 구비되는 우측 구동부재;
   상기 메인프레임 중 상기 뒷바퀴의 바깥쪽 영역에 결합되는 후방 횡단 체인풀리;
   좌측 말단은 상기 뒷바퀴의 좌측에 위치하는 상기 좌측 구동부재의 후단부에 결합되고 우측 말단은 상기 뒷바퀴의 우측에 위치하는 상기 우측 구동부재의 후단부에 결합되는 후륜구동 체인으로서, 상기 후륜구동 체인은 상기 좌측 구동부재의 후단부로부터 후방으로 연장되다가 상기 좌측 종동기어부의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상기 뒷바퀴의 좌측에서 전방으로 연장된 다음, 상기 후방 횡단 체인풀리의 전방부를 둘러싸면서 우측 방향으로 연장되고, 그런 다음 상기 뒷바퀴의 우측에서 후방으로 연장되어 상기 우측 종동기어부의 후방부를 둘러싸면서 방향 전환하여 전방으로 연장되다가 상기 우측 구동부재의 후단부와 결합되는 후륜구동 체인;
   상기 좌측 종동기어부와 상기 뒷바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 뒷바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 좌측 후륜 일방향 회전 전동기구; 및
   상기 우측 종동기어부와 상기 뒷바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 뒷바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 우측 후륜 일방향 회전 전동기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거.
2. 제1항에 있어서,
   상기 좌측 구동부재와 상기 좌측 구동부재 통로 사이 및 상기 우측 구동부재와 상기 우측 구동부재 통로 사이에는 베어링이 설치되어 상기 좌측 및 우측 구동부재가 상기 베어링에 의해 전후 방향으로 움직일 수 있게 지지되는 것을 특징으로 하는 자전거.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 핸들의 좌측부에 구비되고 전후 방향으로 길게 뻗고 내부가 비어있는 좌측 안내틀;
   상기 핸들의 우측부에 구비되고 전후 방향으로 길게 뻗고 내부가 비어있는 우측 안내틀;
   앞바퀴 축의 좌측부에 결합하는 좌측 전륜기어;
   앞바퀴 축의 우측부에 결합하는 우측 전륜기어;
   상기 좌측 안내틀에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 좌측 안내틀로부터 상방으로 돌출된 부분을 잡을 수 있게 구성된 좌측 손잡이;
   상기 우측 안내틀에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 우측 안내틀로부터 상방으로 돌출된 부분을 잡을 수 있게 구성된 우측 손잡이;
   상기 포크 중 상기 앞바퀴의 바깥쪽 영역에 결합되는 전방 횡단 체인풀리;
   좌측 말단은 상기 좌측 손잡이에 결합되고 우측 말단은 상기 우측 손잡이에 결합되는 전륜구동 체인으로서, 상기 전륜구동 체인은 상기 좌측 손잡이로부터 연장되어 상기 좌측 전륜기어의 하부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상기 앞바퀴의 좌측에서 상방으로 연장된 다음, 상기 전방 횡단 체인풀리의 상부를 둘러싸면서 우측 방향으로 연장되고, 그런 다음 상기 앞바퀴의 우측에서 하방으로 연장되어 상기 우측 전륜기어의 하부를 둘러싸면서 방향 전환하여 상방으로 연장되어 상기 우측 손잡이와 결합되는 전륜구동 체인;
   상기 좌측 전륜기어와 앞바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 앞바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 좌측 전륜 일방향 회전 전동기구; 및
   상기 우측 전륜기어와 앞바퀴 사이에 구비되어 자전거에 추진력만 가하도록 상기 앞바퀴가 일방향으로만 회전되게 하는 우측 전륜 일방향 회전 전동기구를 더 포함하여 구성되고,
   상기 좌측 손잡이 및 상기 우측 손잡이를 상기 좌측 안내틀 및 상기 우측 안내틀에 의해 제한되는 범위 내에서 상기 좌측 안내틀 및 상기 우측 안내틀을 따라 전후 방향으로 번갈아가면서 왕복 운동시키면 상기 전륜구동체인이 왕복 운동하면서 상기 좌측 전륜 일방향 회전 전동기구 및 상기 우측 전륜 일방향 회전 전동기구에 의해 자전거가 전진하는 방향으로만 상기 앞바퀴로 회전력을 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거.
4. 제3항에 있어서,
   상기 좌측 안내틀의 후단부 및 상기 우측 안내틀의 후단부 각각에는 상기 전륜구동 체인이 걸쳐지는 안내 체인풀리가 결합되는 것을 특징으로 하는 자전거.

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