KR101999612B1 - 자전거용 공기 압축 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거(2)용 공기 압축 장치(1)에 관한 것으로, 상기 자전거는 구동 크랭크 세트(200)가 제공되고, 상기 장치(1)는 적어도 하나의 압축 공기 저장 카트리지(3)와 상기 카트리지(3)에 연결된 압축 수단(6)을 포함하며,
- 상기 크랭크 세트(200)와 기어 연결되는 기어링 수단(7), 및
- 각각 공기 피스톤(80, 90)이 제공되고, 상기 기어링 수단(7)이 상기 각 피스톤(80, 90)에 연결되는, 제1 압축 챔버(8) 및 제2 압축 챔버(9);를 포함하고,
상기 기어링 수단(7)은 각 챔버(8, 9)를 압축하기 위해 상기 피스톤(80, 90)의 병진 스트로크를 구동하며, 상기 제1 챔버(8)는 상기 제2 챔버(9)에 연결되어, 상기 제2 챔버(9)의 압축 중 상기 제1 챔버(8) 내의 압축 공기를 상기 제2 챔버(9)로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

Description

자전거용 공기 압축 장치{AIR-COMPRESSING DEVICE FOR A CYCLE}

본 발명은 공기 압축 및 압축된 공기의 저장 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자전거에서 추후 사용을 위해 공기를 압축하고 저장하기 위해 페달링 모션을 이용하는 기술에 관한 것이다.

공지된 방법으로, 자전거 휠의 내부 튜브의 공기 주입은 피스톤 형태의 펌프를 이용하여 펌핑함으로써 수동적으로 실시된다. 이러한 작동은 시간 소모적이고 육체적으로 노력이 많이 든다. 이러한 공기 주입을 위하여, 압축 공기를 포함하는 카트리지는 내부 튜브를 신속하고 쉽게 팽창시키는 것을 가능하게 한다. 그러나, 일단 빈 상태가 되면, 카트리지는 재충전되거나 교체될 때까지 사용할 수 없다.

이러한 관측에 기초하여, 자전거에서 추후 내부 튜브 공기 주입을 위해 사용되는 공기를 압축하고 저장하기 위해 페달링 모션을 이용하는 것이 고안되었다.

압축 공기 탱크를 형성하기 위해, 서로 용접된 빈 튜브로 구성되는, 자전거의 프레임을 이용하도록 구성되는 방법이 고안되었다. FR 2624085와 FR 459 989는, 압축 공기 탱크의 기능을 하도록 기밀되게 제작되는, 프레임을 형성하는 튜브의 적어도 하나의 세그먼트(segment)의 이용을 개시하고 있다. 이러한 세그먼트에는, 압축 공기를 채우고 배출하는 것이 가능하도록 밸브가 설치되는 개구(aperture)가 제공된다. 또한, 압력과 이에 따른 탱크에 포함된 공기의 양을 표시하기 위해, 세그먼트의 높이에 압력계가 설치될 수 있다.

상기한 방법의 주요 문제점은, 프레임의 충전이 외부 공기 압축 시스템에 의해 실행되어야 하는 것이다. 또한, 상기 프레임은 전반적으로 이러한 목적으로 전용되어야 하며, 따라서 자전거의 모든 유형에 호환되지는 않는다.

WO 96/22216은, 자전거 프레임의 부분에 형성된 기밀 컨테이너를 충전하기 위해, 페달링에 의해 작동하는 공기-압축 수단을 추가함으로써 이러한 문제점을 해결하고자 한다. 더 상세하게는, 상기 압축 수단은, 통합된 탱크를 충전하기 위해, 크랭크 세트의 회전을 피스톤의 병진 운동으로 전환시키도록, 기계적 크랭크 시스템에 따른 캠(cam)을 형성하는 자전거의 크랭크 세트와 힌지 연결된 하나의 단일 피스톤으로 형성된다.

여기서도 탱크로서 프레임을 사용하는 단점 외에도, 이러한 방법은 다음과 같은 심각한 기술적인 문제를 일으킨다: 공기를 충분한 압력으로 압축하기 위해 피스톤을 작동시키는 데 필요한 물리량이 10 bar(1,000,000 Pa) 이상으로 상당히 높고 따라서 자전거 이용자로 하여금 페달링에 상당한 저항을 일으킨다. 또한, 이러한 압축력은 상당한 길이 또는 상당한 직경의 피스톤을 필요로 한다. 마지막으로, 상기 압축력은, 특히 피스톤에 열을 유도하여, 상당한 열응력(thermal stress)을 유발하고, 이용자에게 피해를 주고 화상을 초래할 수 있다.

EP 0507007은 피스톤을 작동시키고 압축 공기 탱크를 충전시키기 위해 크랭크 세트의 회전을 이용하나 오르막 경사에서, 페달링 모션을 가능하게 하기 위한, 유압력으로 작용하기 위한 또 다른 공기 압축 시스템을 개시하고 있다. 단일 피스톤은, 이러한 유형의 시스템을 기술적으로 이용할 수 없게 만드는 상기한 동일한 문제를 유발한다.

본 발명의 목적은, "낮은 압력" 및 "높은 압력"의 적어도 두 개의 압축 피스톤을 이용하여, 낮은 압력 피스톤의 압축 공기를 높은 압력 피스톤으로 이동시키는 자전거용 공기 압축 장치를 제공함으로써 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이다.

따라서, 상기 장치는 상기 자전거에 제공된 구동 크랭크 세트와 연동하고, 적어도 하나의 압축 공기 저장 카트리지와 상기 카트리지에 연결된 압축 수단을 포함하며,

- 상기 크랭크 세트와 기어 연결되는 기어링 수단, 및

- 각각 공기 피스톤이 제공되고, 상기 기어링 수단이 상기 각 피스톤에 연결되는, 제1 압축 챔버 및 제2 압축 챔버;를 포함하고,

상기 기어링 수단은 각 챔버를 압축하기 위해 상기 피스톤의 병진 스트로크를 구동하며, 상기 제1 챔버는 상기 제2 챔버에 연결되어, 상기 제2 챔버의 압축 중 상기 제1 챔버 내의 압축 공기를 상기 제2 챔버로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

두 개 이상의 피스톤을 이용하는 이러한 방법은, 수십 bar, 특히 25bar 내지 35bar로 압축된 공기를 얻기 위해 압축에 필요한 힘을 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 이러한 피스톤을 사용함으로써 압축력에 의한 열응력이 감소되고 서로 분산된다.

또한, 추가 특성에 따르면, 상기 기어링 수단은 제1 피스톤 구동을 위한 적어도 하나의 제1 휠과 제2 피스톤 구동을 위한 적어도 하나의 제2 휠을 포함하며, 상기 휠은 크랭크 세트와 기어 연결되는 휠에 의해 설치되고 회전되며, 각 피스톤은 기계적인 로드-크랭크 시스템을 구성하기 위해 각 구동 휠과 편심적으로 관절 연결하여 설치된다.

바람직하게는, 상기 기어링 수단은, 상기 크랭크 세트에 고정을 위한 수단이 제공되는 기어링 디스크를 포함하고, 상기 디스크는 상기 기어링 휠에 제공된 톱니에 상보적인 형태와 크기의 톱니가 형성된다.

일 실시형태에 따르면, 상기 압축 장치는, 상기 커플링 휠과 디스크의 기어링 커플링을 제어하여, 상기 커플링을 수동으로 연결하거나 분리하는 것을 가능하게 하는 수단을 포함할 수 있다.

다른 실시형태에 따르면, 상기 제어 수단은 상기 카트리지의 내부 압력 측정하여 정해진 임계점을 초과하면 상기 커플링을 자동 분리하도록 제어하는 수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 챔버는, 압축 공기 압력이 상기 제2 챔버에 의해 압축된 공기의 압력보다 낮도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 챔버는, 압축 공기가 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로만 통과하도록 허용하는 체크 밸브를 통해 제2 챔버와 연결될 수 있다.

다른 실시형태에 따르면, 상기 기어링 휠은 상기 플레이트의 톱니와 직접 기어 연동되도록 특정한 상보적인 형태를 가지는 단일 휠 형태이고, 상기 휠의 톱니는 로브(lobe)와 같은 길쭉한 형상일 수 있다.

유사하지만, 다른 실시형태에 따르면, 상기 기어링 휠은, 톱니를 가진 휠의 형태로, 상기 톱니는 상기 휠 둘레에 감긴 링크를 가진 체인과 연동하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 특성 및 이점은, 첨부된 도면을 참조한 실시예를 통하여 더 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다:
- 도 1은 자전거의 크랭크 세트와 기어 연결되는 압축 장치의 일 실시예의 전체적인 개략도;
- 도 2는 제1 실시예에 따른 상기 장치의 사시도;
- 도 3은 제1 실시예의 압축 공기 저장 카트리지가 제거된 상기 장치의 구조를 투명하게 도시한 도면;
- 도 4는 다른 실시예에 따른 압축 공기 저장 카트리지가 제거된 상기 장치의 구조를 투명하게 도시한 도면;
- 도 5는 도 4의 실시예에서 상기 자전거의 크랭크 세트와 상기 장치의 기어링을 상세히 도시한 도면;
- 도 6은 상기 장치의 다른 실시예를 연결되지 않은 상태에서 도시한 도면;
- 도 7은 도 6의 실시예의 장치를 크랭크 세트와 연결된 상태에서 도시한 도면;
- 도 8은 상기 장치의 다른 실시예의 상세도이다.

본 발명은 자전거(2)용 압축 장치(1)에 관한 것이다.

특히, 이러한 장치(1)는, 압축 공기를 차후에 사용하도록 저장하기 위해, 즉 휠 내부 튜브를 팽창시키고 공기를 공기 댐퍼 시스템에 공급하여 최종적으로 자전거(2)에 제공하기 위해, 페달링을 이용한다.

이를 위하여, 상기 자전거(2)에는 페달(203)과 일체형인 축(202) 둘레의 프레임(207)에 대하여 회전 가능하게 설치된 적어도 하나의 플레이트(201, plate)로 구성된 구동 크랭크 세트(200)가 제공된다. 공지된 방법으로, 페달(203)을 가압하면 축(202)과 플레이트(201)가 회전하고, 체인(204)을 가진 기어링 시스템에 의하여 회전 가능하게 설치된 후방 휠(206)과 일체형인 적어도 하나의 피니언(205, pinion)을 작동시키며, 이에 의하여 자전거(2)가 전진한다.

본 발명에 따른 압축 장치(1)는, 크랭크 세트(200)의 높이에서, 자전거(2)의 추진 시스템에 맞춰 조정되는데, 기어링에서 크랭크 세트와 연동하고 공기를 압축하기 위해 페달링하는 동안 그 회전을 사용하기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 장치(1)는 적어도 하나의 압축 공기 저장 카트리지(3)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 카트리지(3)는 원통형의 밀폐 탱크의 형태일 수 있으며, 그 일 단부에는 각각 공기 충전과 배출을 위한 공기 유입구와 배출구가 제공된다.

바람직하게는, 상기 장치(1)는 자전거(2)의 프레임(207)으로부터 착탈 가능하도록 제공될 수 있다.

도 3에 도시된 제1 실시예에 따르면, 상기 장치(1)는, 나사(도시되지 않음)가 통과할 수 있도록 두 개의 관통 홀(5)이 제공된 플레이트렛(4, platelet)에 설치될 수 있으며, 상기 나사는 일반적인 방법으로 병 홀더(bottle-holder)와 같은 다양한 요소를 수용하는 자전거(2)의 프레임(207) 내에 제공되는 내부 스레드(thread)와 서로 연동한다.

상기 홀(5)은, 상기 내부 스레드 사이에서 다른 거리에 맞춰질 수 있도록 길쭉하게 제공될 수 있다.

도 2 및 도 4에 도시된 다른 실시예에 따르면, 두 개의 반원 형태인 두 개의 링(40)은 각 단부에서 나사 조임을 통해 연동되며, 상기 장치(1)가 자전거(2) 프레임(207)의 튜브를 조임으로써 고정되도록 한다.

따라서, 상기 장치(1)는 쉽게 제거할 수 있으며, 절도를 방지할 수 있다. 또한, 제2 실시예에 따르면, 이는 정확하게 배치될 수 있으며 관 모양의 단면을 가진 서로 다른 프레임 유형일 수 있다.

또한, 상기 장치(1)는, 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 보호 재킷 또는 실질적으로 사각형을 가지는 케이싱(casing), 즉 둥근 모서리와 에지로 둘러싸일 수 있다. 이러한 케이싱은, 유지관리 또는 카트리지(3)의 분리를 위하여, 상기 장치(1)를 자전거(2)에 고정하기 위하여 내부로 접근 가능하도록 제거 가능한 또는 힌지 연결된 면을 가진다.

이러한 점에서, 상기 카트리지(3)는 또한 퀵 릴리즈 파스너(quick-release fastener), 즉 스냅식 또는 스프링 잠금을 통해 상기 장치(1)에 대하여 착탈 가능하게 설치될 수 있는데, 이는 이를테면 팽창하는 동안 신속하고 쉽게 조작할 수 있도록 해당 위치 설정 및 특히 그 추출을 가능하게 한다. 따라서, 상기 카트리지(3)의 착탈 가능성은 사용자가 자전거(2)의 휠에 공기를 주입함은 물론 다른 자전거, 즉 동행인 자전거의 휠에 공기를 주입하는 것 또한 가능하게 한다.

바람직하게는, 상기 장치(1)는 카트리지(3)에 연결된 압축 수단(6)을 포함한다. 상기 수단(6)은, 상기 크랭크 세트(200)로 기어로 삽입되는 적어도 하나의 수단(7)과, 적어도 하나의 제1 압축 챔버 (8)및 제2 압축 챔버(9)를 포함하고, 각각에는 공기 피스톤, 즉 각 챔버(8, 9) 내부로 슬라이딩되는 제1 피스톤(80)과 제2 피스톤(90)이 제공된다.

더 상세하게는, 상기 기어 수단(7)은 각 피스톤(80, 90)과 연결되어, 각 챔버(8, 9)에 압력을 가하기 위해 피스톤을 병진 이동시킨다.

도면에 도시된 특정 실시예에 따르면, 제1 챔버(8)의 크기는 압축 공기 압력이 제2 챔버(9)의 압축 공기의 압력보다 낮도록 형성된다. 요컨대, 제1 피스톤(80)은 제2 피스톤(90)보다 낮은 압력을 가진다.

바람직하게는, 동일한 스트로크에 대하여, 챔버(8)를 가진 제1 피스톤(80)은 챔버(9)를 가진 제2 피스톤(90)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 비한정적 실시예로서, 동일한 길이에 대해, 제1 피스톤은 18mm의 직경을 가지는 반면 제2 피스톤(90)은 8mm의 직경을 가진다.

따라서, 제1 피스톤(80)의 압축에 필요한 물리력은 제2 피스톤 90의 압축에 필요한 물리력보다 작아야 한다. 상기한 데이터에 따르면, 제1 피스톤(80)은 대략 26 bar 압력으로 공기를 압축하고, 제2 피스톤은 25 bar 이상, 이를테면 25 bar 내지 35 bar, 바람직하게는 26bar 내지 35bar의 압력으로 공기를 압축한다. 따라서, 제1 피스톤(80)은 제2 피스톤(90)보다 낮은 압력에 이용되는 피스톤이다.

바람직하게는, 보다 높은 압력을 가진 제2 피스톤(90)의 압축이 가능하도록, 상기 장치(1)는, 상기 제2 피스톤이 압축되는 동안, 제1 챔버(8)로부터 제2 챔버(9)로 압축 공기를 이동시킨다. 이를 위해, 상기 제1 챔버(8)는 제2 챔버(9)와 연결된다. 요컨대, 제1 챔버(8) 내에 공기를 압축하기 위해 필요한 보다 낮은 물리력은 부분적으로 제2 챔버(9)를 충전하는 것이 가능하도록 하고 따라서 제2 챔버(9)를 압축하는 데 필요한 물리력을 감소시키는 것이 가능하다.

더 상세하게는, 작동시, 상기 피스톤들(80, 90)은 위상(phase)이 이동될 수 있다. 다시 말해, 챔버(8) 내 피스톤(80)의 병진 이동은, 챔버(9) 내 제2 피스톤(90)의 병진 이동에 대하여 오프셋된다. 이러한 오프셋에 의하여, 제2 피스톤의 압축이 시작되거나 진행 중일 때, 제1 피스톤(80)이 압축을 시작하거나 진행 중이거나, 완료될 수 있도록 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 피스톤(80)의 압축은, 제2 피스톤(90)의 압축이 시작될 때 종료된다. 이를 위해, 상기 피스톤들(80, 90)은 기어 수단(7)에 대하여 180° 이동된다.

상기 제1 챔버(8)는, 호스 형태의 적어도 하나의 채널(14)을 통해 제2 챔버(9)와 연결되는데, 상기 채널(14)은 각 압축 챔버(8, 9)의 단부에 기밀 연결된어 있다.

또한, 제1 챔버(8)는, 체크 밸브를 통해 제2 챔버(9)와 연결될 수 있는데, 상기 체크 밸브는 압축 공기가 환류 없이 제1 챔버로(8)부터 제2 챔버(9)로 이동하도록 한다.

또한, 상기 제2 챔버(9)는 적어도 하나의 유사한 채널(15)을 통해 카트리지(3)에 연결된다. 연결부는 밀폐 방식으로 형성되고, 또한 압축 공기가 제2 챔버(9)로부터 카트리지(3)로 순환할 수 있도록 체크 밸브를 포함할 수 있다. 또한, 채널(15)과 카트리지(3) 사이의 연결부는 나사 조임과 같은 분리 가능한 방법으로 오링과 같은 실을 가지고 기밀 방식으로 형성될 수 있다. 수동 또는 자동으로 작동하는 밸브는 카트리지의 개폐를 제어할 수 있다. 따라서, 카트리지(3)를 해당 자전거 또는 다른 자전거의 내부 튜브(2)에 밸브에 연결하거나 댐퍼 등에 연결함으로써 다른 위치에서 사용하기 위하여 분리하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 바람직한 실시예에 따르면, 상기 기어 수단(7)은, 제1 피스톤(8)을 구동하기 위한 적어도 하나의 제1 휠(10) 및 제2 피스톤(9)을 구동하기 위한 적어도 하나의 제2 휠(11)을 포함한다. 또한, 상기 휠들(10, 11)은 회전 가능하게 설치되어 크랭크 세트(200)로 기어에 작용하는 휠(12)에 의해 구동된다. 요컨대, 상기 기어링 휠(12)은 크랭크 세트(200)에 의해 회전 구동되고, 그 회전 운동을 각 휠(10, 11)에 전달한다.

바람직하게는, 도 2 내지 도 5에 도시된 실시예에 따르면, 기어링 휠(12)과 구동 휠(10, 11) 사이의 전달은 멀티플라이어(13)를 통해 실행되며, 이는 입구의 기어링 휠(12)에 대하여 출구의 휠(10, 11)의 회전 속도를 가속시킨다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 멀티플라이어는 제1 피스톤(80)의 구동 휠(10)의 회전 축(100) 둘레에 일체로 설치된 보다 작은 직경의 널링 휠(130, knurled wheel) 형태이다.

또한, 구동 휠(11)은, 기어링 연동하는 구동 휠(10)의 축(100)에 평행하게 연장되는 축(110) 둘레에 회전 가능하게 설치된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 휠(10, 11)은 동일한 직경을 가지고 동일한 속도로 회전한다. 다른 실시예에 따르면, 상기 휠은 서로 다른 직경을 가지고 서로에 대하여 상대적인 회전 속도를 변화시킨다.

또한, 각 피스톤(8, 9)은, 기계적 로드-크랭크 시스템을 구성하기 위해, 각 구동 휠(10, 11)을 편심적으로 힌지 연결하여 설치된다. 이러한 유형의 시스템은 캠으로서 작동하고 휠(10, 11)의 회전 운동을 피스톤(8, 9)의 병진 운동으로 전환시킨다.

도시된 실시예에 따르면, 각 피스톤(8, 9)은 로드(101, 111)를 통해 각 구동 휠(10, 11)과 연결된다.

또한, 특히 도 4에 도시된, 상기한 180°위상 이동은, 로드(101)의 단부가 휠(10)의 면에 일체로 형성되어 그 면에서 돌출된 축 둘레에 회전가능하게 설치되고, 로드(111)의 단부는 휠(11)의 면에 일체로 형성되어 그 면에 대하여 돌출된 축 둘레에 회전가능하게 설치되며, 상기 축들은 상기 휠(10, 11)의 각 회전 축(100, 110)의 양쪽에서 기계적으로 서로 반대편에 배열되도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 축은 휠(10, 11) 사이의 기어링 지점에 대하여 대칭적으로 배치된다. 또한, 상기 휠(10, 11)은, 피스톤(80, 90)을 정렬하고 벤딩을 방지하면서 서로의 위에 배열되도록 하기 위해, 하나의 동일한 평면에 정렬된다.

이러한 점에서, 다양한 휠(10, 11, 12 및 130)은, 기어링를 통한 커플링이 가능하도록, 상보적인 형상과 크기의 가장자리 톱니(toothing)를 가진다.

도 2 내지 도 5에 도시된 실시예에 따라, 다른 특성에 따르면, 상기 기어링 수단(7)은 기어링 디스크(16)를 포함하고, 상기 기어링 디스크(16)는 기어링 휠(12)의 톱니(toothing)에 상보적인 형상과 크기의 톱니가 배열된다. 또한, 상기 디스크(16)는 크랭크 세트(200)에 고정하기 위한 수단, 특히 더 큰 크기의 플레이트(201)가 제공되며, 상기 디스크(16)와 플레이트(201)는 일체로 형성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 기어링 디스크(16)는 환형 크라운 형태이며, 가장자리에 톱니가 형성되고, 상기 플레이트(201)와 디스크(16)의 서로의 전방에 제공된 대응하는 개구를 관통하는 나사와 너트 쌍에 의해, 플레이트(201)와 일체로 형성된다. 이러한 설치는, 디스크(16)를 크랭크 세트(200)의 외부로 배열하도록 하기 위한 것이다. 또한, 디스크(16)는 상기 플레이트(201)의 직경보다 큰 외부 직경을 가진다.

일 실시예에 따르면, 상기 디스크(16)는 240 티스(teeth) 크라운 형태이며, 기어링 휠(12)은 40 티스를 포함한다. 멀티플라이어의 널링 휠은, 차례로 13 티스를 가진다. 이러한 특정 이 배열은 18/46의 전달비(transmission ratio)를 가능하게 한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 다른 실시예에 따르면, 디스크(16) 없이 크랭크 세트(2)의 플레이트(201)와 직접 기어링이 실행된다. 이를 위해, 기어링 수단(7)은, 멀티플라이어(13)의 널링 휠(130)의 매개 없이, 기어링 휠(12) 대신 단일 휠(70)을 포함한다.

도 6과 도 7에 도시된 제1 변형예에 따르면, 상기 휠(70)은, 플레이트(201)와 직접적으로 연동하도록 특정 상보적 형상을 가진다. 특히, 상기 휠(70)은, 플레이트(201)의 특정 이와 상보적으로 연동되는 티스(10)가 형성된 이(71)를 가진다. 특히, 휠(70)의 이(71)는 로브(lob)와 같은 길쭉한 형상을 가진다.

도 8에 도시된 다른 실시예에 따르면, 상기 휠은 링크를 가진 작은 체인(72)과 서로 연동되는 이(70)를 가진다. 상기 작은 체인(72)은 체인(204)과 유사하지만 더 짧은 길이를 가진다. 이는 바람직하게는 동일한 링크를 포함한다.

요컨대, 체인(72)은, 한편으로는 상기 휠(70) 둘레에 일체로 형성되고, 다른 한편으로는 휠(70)의 이 대신 플레이트(201)의 이가 상기 체인(72)을 가진 기어에 연동되도록 하기 위하여, 휠(70)의 이와 기어 설치된다.

일 실시예에 따르면, 상기 체인(72)은 14개 링크를 포함한다.

또한, 사용 시, 자전거(2)의 체인(204)은 휠(70)의 기어링을 수용하기 위해 플레이트(20)를 비워두기 위해 플레이트(20) 아닌 다른 플레이트에 배치된다. 휠(70)이 기어링되면, 체인(204)이 보다 작은 크기의 플레이트에 위치되고, 구동과 최종적으로 압축를 위해 자전거 사용자의 필요한 노력이 줄어든다. 또한, 회전 토크 비율은 필요한 압력으로 챔버(8, 9) 내의 공기를 압축할 수 있는 물리력을 보장한다.

또한, 상기 휠(70)은 뒤로 페달을 굴리는 경우 무저항을 방지하고 정지한 경우 저항을 제한하기 위한 멈춤쇠에 설치될 수 있다. 또한, 휠(70)은 분리 가능한 방법으로 제공될 수 있다.

따라서, 표준화된 톱니를 가진 임의의 유형의 플레이트(201)는 체인(72) 및 휠(70)과 기어링 연동할 수 있고, 이는 모든 존재하는 자전거(2)와 상기 장치의 보편적인 호환성을 보장한다. 이러한 호환성은, 크랭크 세트(201)의 높이에 어떤 부품을 추가하거나 자전거(2)의 구조를 변형할 필요없이, 자전거(2)에 상기 장치(1)를 쉽게 설치하고 조절하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 작동 시, 크랭크 세트(200)의 회전은 기어링 디스크(16)가 동일한 속도로 회전하도록 한다. 기어링 휠(12) 또는 휠(70)과 커플링되어 회전시키고, 널링 휠(130), 피스톤(8) 구동을 위한 휠(10), 및 상기 피스톤(8)의 작동 하에, 피스톤(9) 구동을 위한 휠(11)을 통해, 보다 높은 회전 속도로 구동시킨다. 피스톤(80, 90)은 이때 병진 이동하고 서로 압축 작동을 실시하며, 피스톤(90)이 복귀할 때, 압축 위상 전에, 180°이동을 통해, 제1 피스톤(80)은 압축 공기를 챔버(8)에서 챔버(9)로 전달한다.

다른 특성에 따르면, 상기 장치(1)는 상기 기어링 휠(12)과 디스크(16)의 기어링 커플링을 제어하고 상기 커플링이 수동으로 맞물리고 분리되도록 하는 수단(도시되지 않음)을 포함한다. 도 6 및 도 7에 도시된 일 실시예에 따르면, 상기 장치(1)의 일부가 크랭크 세트(200)와 분리된 위치로부터 맞물린 위치로, 또는 그 반대 방향으로 통과하도록, 설치되고 병진 구동된다.

또한, 상기 제어 수단은, 상기 카트리지(3) 또는 상기 "고압" 챔버(9)의 내부 압력을 측정하고 정해진 임계점을 초과하면 디스크(16)와 휠(12) 사이의 커플링의 자동 분리를 제어하는 수단을 포함할 수 있다. 특히, 상기 임계점은 카트리지(3)의 충전에 대응하는 최대 압력 값에 대응한다. 상기 임계 압력을 초과하면, 분리가 시작되어, 상기 디스크(16)를 휠(12)에서 분리한다.

또한, 상기 임계 압력, 즉 35 bar를 초과하면, 압축 공기 흐름을 해제하기 위해, 밸브가 추가될 수 있다.

또한, 상기 장치(1)는, 휠(10, 11)의 기어링 및 로드(101, 111)의 이동 높이에서, 보호 쉘(17)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 이는 작동 중 이러한 기계적인 부품들이 움직일 때 그 요소들을 보호하고 사용자의 위험을 방지한다.

이러한 점에서, 상기 장치(1)를 형성하는 부품들은 그 무게를 줄이기 위해 플라스틱 및/또는 합성물 및/또는 금속재, 즉 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또한, 상기 부품들은 강도와 수명을 높이기 위해 특별한 표면 처리를 할 수 있다.

따라서, 본 발명을 따르는 상기 장치(1)는, 동시에 작동하고 조합하여 작동하는 두 개의 고압 및 저압 피스톤(80, 90)에 의한 압축을 통해 압축 공기의 저장을 보장하며, 따라서 고압 압축을 용이하게 한다.

또한, 상기 장치(1)의 작동은, 페달링할 때, 및 후방으로 페달링할 때, 즉 크랭크 세트(200)가 회전하는 양 방향에서 페달링을 하는 경우 보장된다.

Claims (9)

1. 자전거(2)용 공기 압축 장치(1)로서, 상기 자전거는 구동 크랭크 세트(200)가 제공되고, 상기 장치(1)는 적어도 하나의 압축 공기 저장 카트리지(3)와 상기 카트리지(3)에 연결된 압축 수단(6)을 포함하며,
   - 상기 크랭크 세트(200)와 기어 연결되는 기어링 수단(7), 및
   - 각각 공기 피스톤(80, 90)이 제공되고, 상기 기어링 수단(7)이 상기 각 피스톤(80, 90)에 연결되는, 제1 압축 챔버(8) 및 제2 압축 챔버(9);를 포함하고,
   상기 기어링 수단(7)은 각 챔버(8, 9)를 압축하기 위해 상기 피스톤(80, 90)의 병진 스트로크를 구동하며, 상기 제1 챔버(8)는 상기 제2 챔버(9)에 연결되어, 상기 제2 챔버(9)의 압축 중 상기 제1 챔버(8) 내의 압축 공기를 상기 제2 챔버(9)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 압축 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기어링 수단(7)은, 상기 제1 피스톤(80)을 구동하기 위한 적어도 하나의 제1 휠(10)과 상기 제2 피스톤(90)을 구동하기 위한 적어도 하나의 제2 휠(11)을 포함하고, 상기 휠(10, 11)은 상기 크랭크 세트(200)와 기어 연결되는 기어링 휠(12) 에 의해 설치되고 회전되며, 각 피스톤(80, 90)은 기계적인 로드-크랭크 시스템을 구성하기 위해 각 구동 휠(10, 11)과 편심적으로 관절 연결하여 설치되는 것을 특징으로 하는 압축 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기어링 수단(7)은, 상기 크랭크 세트(200)에 고정을 위한 수단이 제공되는 기어링 디스크(16)를 포함하고, 상기 디스크(16)는 상기 기어링 휠(12)에 제공된 톱니에 상보적인 형태와 크기의 톱니가 형성된 것을 특징으로 하는 압축 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 기어링 휠(12)은, 플레이트(201)의 톱니와 직접 기어 연동되도록 특정한 상보적인 형태를 가지는 단일 휠(70) 형태이고, 상기 휠(70)의 톱니(71)는 로브(lobe)와 같은 길쭉한 형상인 것을 특징으로 하는 압축 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 기어링 휠(12)은 톱니를 가진 휠(70)의 형태로, 상기 톱니는 상기 휠(70) 둘레에 감긴 링크를 가진 체인(72)과 연동하는 것을 특징으로 하는 압축 장치.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압축 장치는, 상기 기어링 휠(12)과 상기 디스크(16) 또는 플레이트(201)의 기어링 커플링을 제어하여, 상기 커플링을 수동으로 연결하거나 분리하는 것을 가능하게 하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어 수단은, 상기 카트리지(3)의 내부 압력을 측정하여 설정된 임계값을 초과하면 상기 커플링을 자동 분리하도록 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 장치.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 항에 있어서,
   상기 제1 챔버(8)는, 공기 압력이 상기 제2 챔버(9)에 의해 압축된 공기의 압력보다 낮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압축 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 챔버(8)는, 상기 제1 챔버(8)로부터 상기 제2 챔버(9)로만 압축 공기가 통과하도록 하는 체크 밸브를 통해 상기 제2 챔버에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축 장치.

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