KR102251943B1 - 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치 - Google Patents

회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102251943B1
KR102251943B1 KR1020200052629A KR20200052629A KR102251943B1 KR 102251943 B1 KR102251943 B1 KR 102251943B1 KR 1020200052629 A KR1020200052629 A KR 1020200052629A KR 20200052629 A KR20200052629 A KR 20200052629A KR 102251943 B1 KR102251943 B1 KR 102251943B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
latch
gear
radially
locking
disposed
Prior art date
Application number
KR1020200052629A
Other languages
English (en)
Inventor
서달원
Original Assignee
서달원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서달원 filed Critical 서달원
Priority to KR1020200052629A priority Critical patent/KR102251943B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102251943B1 publication Critical patent/KR102251943B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/145—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/12—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for conveying rotary motion
    • F16H21/14—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for conveying rotary motion by means of cranks, eccentrics, or like members fixed to one rotary member and guided along tracks on the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

기어비를 1.6배속 내지 1.8배속으로 가속함과 동시에 필요에 따라 기어비를 1배속으로 변속할 수 있으며, 기어변속에 대한 응답속도가 빠르고, 주행시 크랭크축 주변장치의 안정성을 확보할 수 있어서 주행성능이 개선되는 크랭크 가변속 기어장치(100)가 개시되어 있다. 크랭크 가변속 기어장치(100)의 하우징(210)의 내부와 그 일측에 배치되는 기어 어셈블리는, 일측 방사상 외부면상에 제1 래치 걸림구(234)가 형성된 선기어(230), 유성기어들(250), 및 링기어(240)를 포함한다. 상기 하우징(210)의 내부와 타측에 배치되는 래치 어셈블리는, 방사상 내면상에 제1 래치 고정홈들(273)이 형성된 래치링(270), 상기 제1 래치 고정홈들(273)에 지지단부가 고정 지지되고 자유단부가 상기 제1 래치 걸림구(234)에 걸릴수 있게 배치된 짝수개의 제1 래치(271), 방사상 내면상에 제2 래치 고정홈들(283)이 형성된 래치강구(280), 상기 제2 래치 고정홈들(283)에 지지단부가 고정 지지되고 자유단부가 상기 제1 래치 걸림구(234)에 걸릴수 있게 배치된 짝수개의 제2 래치(272), 상기 래치강구(280) 내에 다리부(294)가 삽입되도록 배치되어 상기 제2 래치(272)의 걸림동작을 제어하기 위한 래치 가이드(190)를 포함한다. 상기 하우징(210)의 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 내면과 상기 래치강구(280)의 제2 원통형 연장부(284) 사이에는 볼베어링 형태의 강구(206)가 배치된다.

Description

회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치{Crank variable speed gear apparatus for increasing a rotational force}
본 발명은 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기어 어셈블리와 래치 어셈블리의 결합구조 개선을 통해서 기어비를 1.6배속 내지 1.8배속으로 가속함과 동시에 필요에 따라 기어비를 1배속으로 변속할 수 있으며, 기어변속에 대한 응답속도가 빠르고, 주행시 크랭크축 주변장치의 안정성을 확보할 수 있어서 주행성능이 개선되는 크랭크 가변속 기어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 사람이 발로 밟는 힘을 페달·크랭크기구·체인을 거쳐 뒷바퀴에 전달하는 구동원리가 기본적인 형태이다. 최근에는 주행속도와 상태에 따라 변속비를 변경하여 보다 효율적인 주행이 가능하게 만들어진 자전거가 일반화되어 있다.
자전거의 회전력을 향상시켜서 주행속도를 개선하기 위해서는 자전거 크랭크축의 일측에 형성되는 스프라켓이나 후륜 구동바퀴 측에 형성되는 스프라켓을 직경이 각기 다르게 설정된 다단의 스프라켓로 구성하여 동력전달매체인 체인의 위치를 변경할 수 있는 변속장치가 적용 설치되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0921178호(등록일자: 2009년 10월 5일)에는 자전거의 동력전달장치가 개시되어 있다. 이 특허는 자전거의 페달 암의 회전반경이 줄어들 수 있게 하여 적은 힘으로도 기존과 동일한 회전력을 얻도록 개발한 것이다.
그런데, 상기 특허에서는 그러한 효과를 얻기 위해서 링기어(311)를 지지하기 위한 별도의 회전드럼(310)을 구비하고 있고 디스크 형태의 설치판들(321,322) 사이에 복수의 유성기어들(323,324)을 고정 배치하며 일측면상에 종동기어(332)가 배치된 별도의 스프로킷 휠을 구비하고 있기 때문에, 동력전달구조가 상대적으로 복잡하고 구성부품들간의 마찰로 인해 동력전달효과가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 기어비의 변속구조가 복잡하고 원하는 기어비 변환을 달성하기가 어렵다는 문제점이 있다.
본 출원인이 발명자로 참여하여 개발한 바 있는 대한민국 특허등록 제10-1971562호(등록일자: 2019년 4월 17일)에는 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 기어 어셈블리와 래치 어셈블리를 통해서 기어비를 1.6배속 내지 1.8배속으로 가속함과 동시에 필요에 따라 기어비를 1배속으로 변속할 수 있으므로 변속효율이 우수하고 조작이 편리한 크랭크 가변속 기어장치가 개시되어 있다.
그런데, 상기 특허등록 제10-1971562호에 개시된 발명에서는, 기어비를 변속하기 위한 래치 어셈블리에 있어서, 첨부도면 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 선기어 몸체(144)의 방사상 외면상에 일정한 간격을 두고 배치된 3개의 제2 래치(176)는 래치링(180)의 방사상 내면상에 형성된 제2 래치 걸림구(182)에 대한 걸림동작을 수행하게 되는데, 이때 3개의 제2 래치(176)는 제2 래치 걸림구(182)의 골부분에 동시에 접촉하면서 걸림동작을 수행하게 되기 때문에, 제2 래치 걸림구(182)의 골부분 사이의 간격만큼 기어변속에 대한 응답속도가 지연되는 문제점이 있다. 또한, 3개의 제2 래치(176)와 이들을 각각 지지하기 위한 래치 스프링(도시되지 않음)이 선기어 몸체(144)의 방사상 외면상에 삽입하여 배치되어 있기 때문에, 기계가공 및 조립과정이 상대적으로 복잡하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 게다가, 크랭크축의 일측에 장착되는 기어조립체가 2개의 베어링에 의해서 지지되고 있는데, 이러한 구조의 크랭크 가변속 기어장치에서는 자전거 주행시 크랭크축과 기어조립체 연결부위 주변에서 좌우로 흔들림이 발생하여 주행 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1468389호(등록일자: 2014년 11월 27일) 대한민국 특허등록 제10-1971562호(등록일자: 2019년 4월 17일)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기어비 가속 및 변속 효과가 우수하고 기어변속에 대한 응답속도가 빠르며 주행시 크랭크축 주변장치의 안정성을 확보할 수 있어서 주행성능이 개선되는 크랭크 가변속 기어장치를 제공하려는 것이다.
전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,
자전거의 프레임 구조체에 마련된 쉘 내에서 축하우징에 의해 회전 가능하게 지지되는 크랭크축, 및 상기 크랭크축의 양단부에서 상호 위상이 반대가 되도록 대칭을 이루어 내측단부가 각각 고정 장착되는 한쌍의 크랭크암을 포함하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치에 있어서,
(a) 상기 크랭크축 상에 장착되고 환형상의 제1 플랜지부 및 제1 원통형 연장부를 포함하는 하우징 - 상기 하우징의 내부에는 중앙 개구부가 관통하여 형성되고, 상기 중앙 개구부 인접위치에서 상기 하우징의 방사상 내부에는 다단구조의 리세스가 형성되며, 상기 제1 플랜지부의 방사상 내면상에는 요철형상의 제2 걸림부가 형성되며, 상기 제1 원통형 연장부의 방사상 내면상에는 요철형상의 제3 걸림부가 형성됨 -;
(b) 상기 하우징의 내부와 상기 리세스에 배치되는 기어 어셈블리 - 상기 기어 어셈블리는, 상기 하우징 내에서 일부분이 상기 중앙 개구부 내에 삽입되고 상기 축하우징 방사상 외면상에 장착되며 제1 측의 방사상 외면상에는 제1 기어치형이 형성되고 제2 측의 방사상 외면상에는 일방향으로 기울어진 나사산 형태의 래치 걸림구가 형성된 선기어, 방사상 일측을 통해서 상기 선기어와 맞물리면서 상기 선기어를 중심으로 공전하도록 배치된 유성기어들, 및 상기 유성기어들의 방사상 타측과 맞물리도록 상기 유성기어들의 외부에 배치되고 방사상 내면상에 제2 기어치형이 형성된 링기어를 포함함 -; 및
(c) 상기 하우징의 내부 및 상기 하우징의 일측에 결합하여 배치되는 래치 어셈블리 - 상기 래치 어셈블리는, 짝수개의 제1 래치와 짝수개의 제2 래치, 방사상 내면상에 상기 제1 래치의 지지단부를 고정하기 위한 다수의 제1 래치 고정홈이 형성된 래치링, 방사상 내면상에 상기 제2 래치의 지지단부를 고정하기 위한 다수의 제2 래치 고정홈이 형성되고 환형상의 제2 플랜지부 및 제2 원통형 연장부를 포함하는 래치 강구, 상기 제2 래치와 접촉하여 상기 제2 래치의 기어물림과 풀림을 제어하기 위한 래치 가이드, 및 상기 제1 원통형 연장부의 방사상 내면과 상기 제2 원통형 연장부 사이에 배치되는 볼베어링 형태의 강구를 포함함 -;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치를 제공한다.
상기 제1 래치와 상기 제2 래치는 각각의 외측 자유단부가 상기 래치 걸림구에 걸리거나 그 끝단부에 스치듯이 접촉할 수 있도록 상기 래치 걸림구의 방사상 외주면상에서 각각 2개이상씩 쌍을 이루어 직경방향으로 서로 대칭되게 배치되되, 180도 각도로 서로 마주보는 한쌍이 상기 래치 걸림구의 골부분에 위치하는 경우, 그 사이에 배치되어 180도 각도로 서로 마주보는 다른 한쌍은 상기 래치 걸림구의 마루부분에 위치하는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 래치는 상기 래치링의 방사상 내면에서 상기 제1 래치의 지지단부에 인접하여 배치된 제1 래치스프링에 의해서 탄력적으로 지지되고, 상기 제2 래치는 상기 래치 강구의 상기 제2 원통형 연장부의 방사상 내면에서 상기 제2 래치의 지지단부에 인접하여 배치된 제2 래치스프링에 의해서 탄력적으로 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기 래치 가이드는 링형상을 갖는 본체 및 상기 본체의 일측면으로부터 일측방향으로 일정길이만큼 연장된 다리부를 포함하며, 상기 본체의 외주면 일측에는 래치 조종레버가 방사상 외부로 일정길이만큼 연장하여 형성되고, 상기 다리부는 상기 래치 강구의 상기 제2 원통형 연장부 내로 삽입되며, 상기 다리부는 상기 제2 래치와 접촉하여 상기 제2 래치의 기어물림과 풀림을 제어할 수 있도록 상기 제2 래치의 갯수와 동일한 갯수로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 래치 강구의 상기 제2 원통형 연장부의 방사상 외면상에는 강구 로크링 및 강구 브라켓이 장착되고, 상기 래치 걸림구의 방사상 외측에서 상기 제1 래치와 상기 제2 래치는 그 사이에 배치된 디스크 형상의 와셔 팬에 의해서 격리된 상태로 유지되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 앞바퀴의 자전거 페달에 의해서 전달되는 동력을 기초로 기어 어셈블리와 래치 어셈블리를 통해서 기어비를 1.6배속 내지 1.8배속으로 가속할 수 있고, 기어비를 변속하기 위한 래치 어셈블리에 있어서 선기어 몸체에 형성된 래치 걸림구에 대하여 2개 쌍의 래치가 각각 직경방향으로 서로 대칭을 이루도록 배치되어 한쌍의 래치가 래치 걸림구의 골부분에 접촉하는 동안 다른 한쌍의 래치는 래치 걸림구의 마루부분에 접촉하는 방식으로 걸림동작을 수행하게 되기 때문에, 종래의 래치 어셈블리에 비해서 기어변속에 대한 응답속도가 빨라지는 장점이 있다. 따라서, 회전력 전달주기가 짧아지고 변속 효율이 우수하다.
게다가, 종래의 래치 어셈블리에 있어서 선기어 몸체의 방사상 외면상에 배치했던 래치를 별도의 래치링 내부에 배치하여 래치 걸림구에 걸리도록 설치함으로써, 기계가공 및 조립과정이 상대적으로 단순화되어 경제성이 향상되고 대량생산이 용이하다.
또한, 크랭크축의 일측에 장착되는 기어조립체 내부에 볼베어링 형태의 강구를 추가 배치함으로써, 자전거 주행시 크랭크축과 기어조립체 연결부위 주변에서 발생하였던 좌우방향 흔들림을 잡아주어 주행 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치의 분해 사시도;
도 3 및 도 4는 도 1과 도 2에 도시된 기어 및 래치 어셈블리중 하우징과 그 주변부품들의 분해 사시도;
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 크랭크 가변속 기어장치의 결합상태 단면도;
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 크랭크 가변속 기어장치의 동작 상태도로서, 제1 래치의 동작 상태를 보여주는 도면;
도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 크랭크 가변속 기어장치의 동작 상태도로서, 제2 래치의 동작 상태를 보여주는 도면;
도 8은 종래 기술에 따른 기어 어셈블리의 구조를 나타낸 분해 사시도;
도 9는 도 8에 도시된 크랭크 가변속 기어장치의 동작 상태도로서, 제2 래치의 동작 상태를 보여주는 도면이다.
본 출원의 도면과 그 상세한 설명은 단지 본 발명의 실시 예에 관한 것이다. 여기에서 발표한 기구 및 방식들의 장점 및 다른 특징들은 본 발명의 대표적인 실시 예를 나타낸 첨부도면을 참조한 상세한 설명을 통해서 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 보다 명백해질 것이다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 크랭크 가변속 기어장치에 대해 상세하게 설명한다.
첨부도면 도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치(100)의 전체적인 구조가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 크랭크 가변속 기어장치(100)는, 자전거의 프레임 구조체(F)에 마련된 쉘(S) 내에서 축하우징(110)에 의해 회전 가능하게 지지되는 크랭크축(112), 및 상기 크랭크축(112)의 양단부에서 상호 위상이 반대가 되도록 대칭을 이루어 고정 장착되는 한쌍의 크랭크암(114,116)을 포함한다. 크랭크암(114,116)은 각각의 내측단부(114a,116a)를 통해서 크랭크축(112)의 양단부에 각각 고정 장착되며, 크랭크암(114,116)의 각각의 자유단부에 해당하는 외측단부(114b,116b)에는, 통상의 자전거에서와 같이 페달(도시되지 않음)이 페달축을 중심으로 자유롭게 회전 가능하게 설치된다.
크랭크암들(114,116)의 고정 장착을 위해서 크랭크축(112)의 양측 단부에는 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 각각 형성되고, 이에 대응하여 제1 크랭크암(114)의 제1 내측단부(114a) 방사상 내면상에는 상기 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 부합하여 끼워지는 스플라인홈(도시되지 않음)과 스플라인(도시되지 않음)이 제공되고, 제2 크랭크암(116)의 제2 내측단부(116a) 방사상 내면상에는 상기 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 부합하여 끼워지는 스플라인홈(도시되지 않음)과 스플라인(도시되지 않음)을 갖는 회전 방지부(115)가 돌출하여 형성되며, 이에 의해 상호 회전이 방지되는 구조를 이루게 된다. 크랭크축(112)의 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h), 및 이에 대응하는 크랭크암(114,116)의 결합구조에 의해서 크랭크축(112)의 양측 단부상에 크랭크암(114,116)이 결합된 상태에서 크랭크암(114,116)을 관통하여 크랭크축(112)에 삽입되는 체결볼트(도시되지 않음)에 의해 그 결합 상태가 안정적으로 유지된다.
크랭크축(112)은 축하우징(110)이 자전거 프레임구조체(F)의 쉘(S) 내부공간을 횡방향으로 가로지르도록 배치되는데, 크랭크축(112)의 양측은 쉘(S)의 좌우측 외부로 노출된다. 쉘(S)의 일측 외부로 노출된 크랭크축(112)의 일측에는 베어링이 내장된 제1 회전연결편(121)이 끼워지는데, 상기 제1 회전연결편(121)의 노출된 표면은 제1 크랭크암(114)의 제1 내측단부(114a)와 구름접촉 하게된다. 크랭크축(112)이 쉘(S)의 내부공간을 횡방향으로 가로지르도록 배치된 상태에서, 쉘(S)의 타측에는 베어링이 내장된 제2 회전연결편(122)이 끼워지고 크랭크축(112)의 타측은 제2 회전연결편(122)을 지나서 외부로 연장된다.
제2 회전연결편(122)을 지나서 외부로 연장되는 크랭크축(112)의 중간에는 부쉬링(124)이 끼워지고, 계속해서 크랭크축(112)의 타측은 하기에서 설명하게될 기어 및 래치 어셈블리(200)를 지나서 제2 크랭크암(116)의 제2 내측단부(116a)로부터 측방향으로 돌출하여 형성된 상기 회전방지부(115) 내로 삽입하여 체결된다. 제2 크랭크암(116)의 제2 내측단부(116a)에는 다수의 유성기어 회전축(130)이 측방향으로 일정길이만큼 돌출되도록 설치된다. 각각의 유성기어 회전축(130)에는 하기에서 설명하게될 기어 및 래치 어셈블리(200)의 유성기어(250)가 끼움 장착된다.
첨부도면 도 3 내지 도 4에는 크랭크축(112) 상에 장착되는 기어 및 래치 어셈블리(200)중 하우징(210)과 그 주변부품들의 결합구조가 잘 나타나 있고, 도 5에는 크랭크 가변속 기어장치(100)의 결합상태가 단면도로서 도시되어 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 기어 및 래치 어셈블리(200)는 내부에 중앙 개구부(211)가 형성된 하우징(210)을 포함한다. 대체적으로, 기어 어셈블리는 상기 하우징(210)의 내부와 그 일측에 배치되고, 래치 어셈블리는 상기 하우징(210)의 내부와 그 타측에 배치된다. 하우징(210)은 환형상의 제1 플랜지부(212) 및 상기 제1 플랜지부(212)의 일측에서 횡방향으로 일정길이만큼 연장된 제1 원통형 연장부(214)로 구성된다. 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면상에는 다수의 체인링 걸림부(216)가 돌출하여 형성된다. 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면상에는 체인링(220)(도 1 및 도 2 참조)이 장착되는데, 이때 체인링(220)의 방사상 내면상에는 체인링 걸림부(216)에 대응하도록 다수의 원호형상의 걸림홈(222)(도 1 및 도 2 참조)이 형성되어 있기 때문에, 체인링(220)은 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면상에서 상기 체인링 걸림부(216)에 걸린상태로 고정 지지된다.
도면에서는 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면이 직선형으로 이루어진 것을 예로 들어 나타내었으나, 제1 원통형 연장부(214)는 필요에 따라서 계단모양의 다단구조로 형성될 수도 있다. 해당 기술분야에서 공지된 바와 같이, 다단구조로 이루어진 제1 원통형 연장부의 방사상 외면상에는 코그 캐리어(도시되지 않음)가 장착되고, 그 위에는 직경이 서로 다른 복수의 체인링들(도시되지 않음)이 배치될 수 있고, 이들사이에는 스페이서(도시되지 않음)가 배치된다. 체인링들은 기어변속에 따라서 변속 체인기어(도시되지 않음)에 연결된 체인(도시되지 않음)의 선택적인 치합으로서 변속시킬 수 있도록 구성될 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
한편, 상기 제1 원통형 연장부(214)의 중앙 개구부(211) 내에는 선기어(230)가 배치되고, 상기 중앙 개구부(211) 인접위치에서 상기 하우징(210)의 방사상 내부에는 리세스(213)가 형성된다. 계단모양의 다단구조로 형성된 리세스(213) 내에는 다수의 유성기어들(250)(도 1 및 도 2 참조) 및 링기어(240)가 수용하여 배치된다. 유성기어들(250)의 주변에는 스페이스 와셔(224)(도 1 참조)가 각각 배치되는데, 스페이스 와셔(224)는 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면상에서 체인링(220)(도 1 참조)의 축방향 위치를 지지하는 기능을 수행한다.
선기어(230)는 하우징(210) 내에서 크랭크축(112)의 축하우징(110)(도 1 및 도 2 참조) 방사상 외면상에 장착된다. 선기어(230)는 원통형의 선기어 몸체(232)를 구비하는데, 선기어(230)를 크랭크축(112)의 축하우징(110) 방사상 외면상에 장착하는 경우에 선기어(230)의 제1측은 제2 크랭크암(116)의 회전방지부(115)에 가깝게 위치하게 되고, 선기어(230)의 제2측은 제2 크랭크암(116)의 회전방지부(115)에 대하여 상대적으로 먼쪽에 위치하게 된다.
선기어(230)의 방사상 외면상에서 선기어(230)의 제1측 근처위치에는 제1 기어치형(231)이 형성된다. 제1 기어치형(231)에는 상기 유성기어들(250)의 방사상 일측이 맞물리면서 선기어(230)를 중심으로 링기어(240)를 따라 공전하도록 배치된다. 유성기어들(250)의 방사상 타측은 그 외부에 배치된 링기어(240)의 방사상 내면상에 형성된 제2 기어치형(242)에 맞물리게 된다. 링기어(240)의 방사상 외면상에는 요철형상의 제1 걸림부(241)가 연속적으로 형성된다. 이에 대응하여, 하우징(210)의 방사상 내면 일측에는 요철형상의 제2 걸림부(215)가 형성된다. 서로 반대되는 요철구조를 갖는 링기어(240)의 제1 걸림부(241)와 하우징(210)의 제2 걸림부(215)간의 맞물림에 의해서, 링기어(240)는 하우징(210)의 방사상 내면 일측에 고정 배치된다.
선기어(230)의 자유단부와 제1 기어치형(231)의 사이 위치에서 선기어(230)의 방사상 외면상에는 제1 베어링(261)이 배치된다. 선기어(230)의 상기 제2측 방사상 외면상에는 일방향으로 기울어진 나사산 형태의 래치 걸림구(234)가 형성된다. 선기어(230)의 방사상 외면상에서 래치 걸림구(234)와 제1 기어치형(231) 사이 위치에는 제2 베어링(262)이 배치된다.
상기 래치 걸림구(234)의 방사상 외측에는 다수의 제1 래치(271)와 다수의 제2 래치(272)가 선기어(230)의 종방향으로 일정한 간격을 두고 떨어져서 배치된다. 제1 래치(271)와 제2 래치(272)는 그 사이에 배치된 디스크 형상의 와셔 팬(275)에 의해서 격리된 상태로 유지된다. 상세하게는, 다수의 제1 래치(271)는 제2 베어링(262)에 가깝게 배치되고, 다수의 제2 래치(272)는 선기어(230)의 상기 타측단부에 가깝게 배치된다. 제1 래치(271)와 제2 래치(272)는 각각 2n개씩(n=정수) 쌍을 이루어 배치된다. 바람직하게는, 제1 래치(271)와 제2 래치(272)는 각각 2개씩 쌍을 이루도록 총 4개로 이루어진다.
제1 래치(271)의 지지단부는 래치링(270)의 방사상 내면상에 형성된 제1 래치 고정홈(273)에 끼워져서 고정된다. 제1 래치(271)는 그 자유단부가 래치링(270)의 방사상 안쪽방향을 향하도록 배치되는데, 이때 제1 래치(271)에 인접하게 배치된 제1 래치스프링(271a)에 의해서 탄력적으로 지지된다. 상기 래치링(270)은 선기어(230)의 몸체내에 고정장착되는데, 이를 위해서 래치링(270)의 방사상 외면상에는 다수의 래치링 걸림부(274)가 래치링(270)의 원주방향을 따라서 일정한 간격을 두고 돌출하여 형성된다. 이에 대응하여, 하우징(210)의 몸체내에는 요철형상의 제3 걸림부(217)가 형성된다. 제3 걸림부(217)는 상기 래치링 걸림부(274)와 요철방식으로 결합이 가능하도록 래치링 걸림부(274)의 형상과는 반대되는 형상을 갖게 형성된다.
첨부도면 도 6에는 제1 래치(271)의 동작 상태가 도시되어 있는데, 제1 래치(271)는 제1 래치스프링(271a)에 의해서 탄력적으로 지지되면서 그 외측 지지단부가 래치 걸림구(234)에 걸리거나 그 끝단부에 스치듯이 접촉할 수 있도록 배치된다. 선기어(230)의 종방향으로 보았을 때, 래치 걸림구(234)의 방사상 외주면상에서 4개의 제1 래치(271)가 직경방향으로 서로 대칭되도록 배치된다. 즉, 래치 걸림구(231)의 방사상 외주면상에서 4개의 제1 래치(271)는 180도 서로 대칭이 되도록 2개씩 쌍을 이루어 배치된다. 서로 대칭이 되는 한쌍의 제1 래치(271)가 래치 걸림구(234)의 골부분에 위치하는 경우, 그 사이에서 서로 대칭이 되는 다른 한쌍의 제1 래치(271)는 래치 걸림구(234)의 마루부분에 위치하게 된다.
이러한 배치로 인하여, 종래의 크랭크 가변속 기어장치에서는 래치 걸림구의 골부분에 동시에 걸려있던 3개의 래치가 현재의 골부분으로부터 빠져나와서 다음의 골부분에 걸리는 변속동작이 이루어지면서 "찰칵"하는 클릭음이 1회만 들렸다면, 본 발명에 다른 크랭크 가변속 기어장치(100)에서는 2개의 제1 래치(271)는 래치 걸림구(234)의 골부분에 걸려있고 나머지 2개의 제1 래치(271)는 래치 걸림구(234)의 마루부분에 걸려있기 때문에 종래와 똑같은 변속주기 동안에 "찰칵"하는 클릭음이 2회 들리게 된다. 결론적으로, 한쌍의 제1 래치(271)가 래치 걸림구(234)의 골부분에 접촉하는 동안 다른 한쌍의 제1 래치(271)는 래치 걸림구(234)의 마루부분에 접촉하는 방식으로 걸림동작을 수행하게 되기 때문에, 종래의 래치 어셈블리에 비해서 기어변속에 대한 응답속도가 빨라지게 된다.
첨부도면 도 7에는 제2 래치(272)의 동작 상태가 도시되어 있는데, 제2 래치(272)는 제2 래치스프링(272a)에 의해서 탄력적으로 지지되면서 그 외측 지지단부가 래치 걸림구(234)에 걸리거나 그 끝단부에 스치듯이 접촉할 수 있도록 배치된다. 선기어(230)의 종방향으로 보았을 때, 래치 걸림구(234)의 방사상 외주면상에서 4개의 제2 래치(272)가 직경방향으로 서로 대칭되도록 배치된다. 즉, 래치 걸림구(234)의 방사상 외주면상에서 4개의 제2 래치(272)는 180도 서로 대칭이 되도록 2개씩 쌍을 이루어 배치된다. 첨부도면 도 7에 나타낸 바와 같이, 서로 대칭이 되는 한쌍의 제2 래치(272)가 래치 걸림구(234)의 골부분에 위치하는 경우, 그 사이에서 서로 대칭이 되는 다른 한쌍의 제2 래치(272)는 래치 걸림구(234)의 마루부분에 위치하게 된다.
이러한 배치로 인하여, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 종래의 크랭크 가변속 기어장치에서는 래치 걸림구의 골부분에 동시에 걸려있던 3개의 래치가 현재의 골부분으로부터 빠져나와서 다음의 골부분에 걸리는 변속동작이 이루어지면서 "찰칵"하는 클릭음이 1회만 들렸다면, 본 발명에 다른 크랭크 가변속 기어장치(100)에서는 2개의 제2 래치(272)는 래치 걸림구(234)의 골부분에 걸려있고 나머지 2개의 제2 래치(272)는 래치 걸림구(234)의 마루부분에 걸려있기 때문에 종래와 똑같은 변속주기 동안에 "찰칵"하는 클릭음이 2회 들리게 된다. 결론적으로, 한쌍의 래치가 래치 걸림구의 골부분에 접촉하는 동안 다른 한쌍의 래치는 래치 걸림구의 마루부분에 접촉하는 방식으로 걸림동작을 수행하게 되기 때문에, 종래의 래치 어셈블리에 비해서 기어변속에 대한 응답속도가 빨라지게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명자가 개발했던 종래의 특허등록 제10-1971562호에서는 선기어의 방사상 외면상에 배치된 3개의 래치가 래치 걸림구의 골부분 또는 마루부분에 동시적으로 함께 위치하여 회전동력을 전달했던 것에 비해서, 본 발명에 따른 크랭크 가변속 기어장치에서는 직경방향으로 대칭을 이루도록 180도 각도로 2개씩 쌍을 이루고 있는 래치가 래치 걸림구의 골부분과 마루부분에 분할하여 접촉한 상태로 회전동력을 단속적으로 전달하게 됨으로써, 종래의 자전거 기어구조에 비해서 반응속도가 빨라진다. 즉, 변속주기가 빨라져서 동력전달의 응답속도가 빨라지게 되어 자전거의 주행성능이 향상되는 것이다. 그러므로, 자전거가 거의 정지상태 일때도 자전거 기어변속이 가능하여 원활한 주행이 가능해지는 것이다.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 선기어(230)의 래치 걸림구(234)상에서 와셔 팬(275)에 의해 제1 래치(271)에 대해 격리되도록 배치된 제 2 래치(272)의 지지단부는 하우징(210)의 원통형 연장부(214) 내로 삽입하여 배치되는 래치 강구(280)의 방사상 내면상에 고정 지지된다. 래치 강구(280)는 환형의 제2 플랜지부(282) 및 상기 제2 플랜지부(282)의 일측에서 횡방향으로 일정길이만큼 연장된 제2 원통형 연장부(284)로 구성된다. 상기 제2 플랜지부(282)에는 아치형태의 다수의 제1 나사체결부(281)가 방사상 외부로 돌출하여 형성된다. 래치 강구(280)의 제2 플랜지부(282)의 노출면에는 체결브라켓(208)(도 2 참조)이 체결된다. 이를 위해서, 체결브라켓(208)의 방사상 외주면상에는 아치형태의 다수의 제2 나사체결부(208a)(도 2 참조)가 방사상 외부로 돌출하여 형성된다. 체결브라켓(208)은 상기 제2 나사체결부(208a)와 상기 제1 나사체결부(281)에 삽입되는 볼트(도시되지 않음)와 너트(도시되지 않음)에 의해서 일체로 결합된다. 상기 제2 플랜지부(282)에서 제1 나사체결부들(281) 사이의 공간중 한곳에는 플랜지 절개부(283)가 형성되는데, 이 플랜지 절개부(283)에는 일부분은 래치 강구(280) 내로 삽입되고 나머지 부분은 제2 플랜지부(282)의 노출된 외부면상에 접촉하는 래치 가이드(290)의 래치 조종레버(292)가 삽입하여 배치된다.
래치 가이드(290)는 링형상을 갖는 본체(291) 및 상기 본체(291)의 일측면으로부터 일측방향으로 일정길이만큼 연장된 다리부(294)를 구비한다. 상기 본체(291)의 외주면 일측에는 상기 래치 조종레버(292)가 방사상 외부로 일정길이만큼 연장하여 형성되어 있다. 래치 가이드(290)의 다리부(294)는 래치 강구(280)의 제2 원통형 연장부(284) 내로 삽입된다. 상기 다리부(294)는 상기 제2 래치(272)의 갯수와 동일한 갯수로 형성된다. 바람직하게는, 다리부(294)는 4개가 형성되는데, 이것은 4개의 제2 래치(272)와 접촉하여 제2 래치(272)의 기어물림과 풀림을 제어할 수 있도록 하기 위함이다.
래치 어셈블리를 조립하는 경우에, 래치 가이드(290)의 래치 조종레버(292)는 래치 강구(280)의 플랜지 절개부(283) 내에 위치하게 된다. 래치 조정레버(292)의 외측단부는 별도의 와이어(도시되지 않음)를 거쳐서 자전거 손잡이쪽에 설치된 변속레버(도시되지 않음)에 기계적으로 연결된다. 자전거의 속도를 변속하기 위해서 상기 변속레버(도시되지 않음)를 조종하게 되면, 래치 조종레버(292)가 래치 강구(280)의 플랜지 절개부(283) 내에서 좌우로 움직이게 되고, 이러한 움직임에 의해서 래치 가이드(290)가 좌우로 회전하게 되면, 다리부(294)가 제2 래치(272)와 접촉하여 제2 래치(272)의 자세를 변화시켜서 제2 래치(272)로 하여금 선기어(230)의 래치 걸림구(234)에 걸리거나 걸림이 해제되게 한다.
한편, 래치 강구(280)의 제2 원통형 연장부(284)의 방사상 내면상에는 위에서 언급한 제2 래치(272)의 지지단부가 끼워지게 되는 다수의 제2 래치 고정홈(285)이 형성된다. 래치 강구(280)의 제2 원통형 연장부(284)의 방사상 외면상에는 강구 로크링(202), 강구 브라켓(204) 및 강구(206)가 장착된다. 래치 강구(280)의 제2 원통형 연장부(284)는 하우징(210)의 내부로 삽입되는데, 이때 하우징(210)의 원통형 연장부(214)의 방사상 내면과 래치 강구(280)의 제2 원통형 연장부(284) 사이에는 볼베어링 형태의 강구(206)가 배치된다. 상세하게는, 강구(206)를 기준으로 볼 때, 래치 강구(280)의 제2 원통형 연장부(284)의 방사상 외면은 강구(206)의 내륜 역할을 하게 되고 하우징(210)의 원통형 연장부(214)의 방사상 내면은 강구(206)의 외륜 역할을 하게 된다. 이렇게 배치되는 강구(206)는 종래의 크랭크 가변속 기어장치에 비해서 래치 강구(280)와 하우징(210)간의 결합력을 높여서 동작의 안정성을 향상시키는 역할을 하게 된다.
종래의 자전거 기어에서 크랭크축의 일측에 장칙되는 기어조립체에서는 기어조립체 내부에 배치된 2개의 베어링에 의해서 기어조립체가 지지되기 때문에, 자전거 주행시 기어조립체와 크랭크축 연결부위의 지지력이 취약하여 흔들림이 발생하였다. 이에 비해서, 본 발명에 따른 자전거 기어에서는 하우징(210)의 원통형 연장부(214)의 방사상 내면과 래치 강구(280)의 제2 원통형 연장부(284) 사이에 배치된 볼베어링 형태의 강구(206)에 의해서, 기어조립체와 크랭크축 연결부위의 지지력이 보강되기 때문에 주행의 안정성이 개선된다.
하기에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 크랭크 가변속 기어장치(100)의 작동과정을 간략하게 설명한다.
도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 크랭크 가변속 기어장치(100)의 동작 상태도로서, 제2 래치(272)의 동작 상태를 보여주는 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 자전거 탑승자가 크랭크 가변속 기어장치(100)를 사용하여 자전거의 속도를 1.6배속 내지 1.8배속으로 변속하고자 변속레버(도시되지 않음)를 조작한 후 자전거의 페달(도시되지 않음)을 정방향으로 돌릴 경우, 래치 가이드(290)의 래치 조종레버(292)가 래치 강구(280)의 플랜지 절개부(283) 내에서 좌우로 움직이게 되고, 이러한 움직임에 의해서 래치 가이드(290)가 좌우로 회전하게 되면, 래치가이드(290)의 다리부(294)가 제2 래치(272)와 접촉하여 제2 래치(272)의 자세를 변화시켜서 제2 래치(272)로 하여금 그 외측 자유단부가 선기어(230)를 향하도록 방사상 내측방향으로 돌출하여 제2 래치 걸림구(234)에 견고하게 걸리게 한다.
그러면, 선기어(230)가 크랭크(112)축상에 고정된 상태에서 선기어(230)를 중심으로 선기어(230)의 제1 기어치형(231)에 맞물리는 유성기어들(250)이 제1 기어치형(231)을 따라서 공전하면서 회전하게 되고, 계속해서 유성기어들(250)에 맞물리는 링기어(240)가 회전하게 된다.
첨부도면 도 6은 크랭크 가변속 기어장치(100)의 동작 상태도로서, 제1 래치(271)의 동작 상태를 보여주는 도면이다.
전술한 바와 같이 제2 래치(272)가 동작할 때, 도 6에 나타낸 바와 같이, 일단부가 래치링(270)의 방사상 외면상에 고정된 제1 래치(271)는 제1 래치 스프링(271a)에 의해서 탄력적으로 지지되는 상태로 래치 걸림구(234)에 걸려서 동심원상 외측으로 이탈되지 않는 상태가 되어 원활한 주행이 이루어지게 된다.
결과적으로, 선기어(230), 유성기어(250) 및 링기어(240)로 구성된 기어 어셈블리에 의해서 조성되는 1.6배속 내지 1.8배속의 가속효과가 하우징(210)의 체인링(220)에 배치된 자전거 체인(도시되지 않음)을 거쳐서 자전거 뒷바퀴 쪽으로 전달되는 것이다.
이와는 달리, 도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 자전거 탑승자가 크랭크 가변속 기어장치(100)를 사용하여 자전거의 속도를 1배속으로 변속하고자 변속레버(도시되지 않음)를 조작한 후 자전거의 페달(도시되지 않음)을 정방향으로 돌릴 경우, 래치 가이드(290)의 래치 조종레버(292)가 래치 강구(280)의 플랜지 절개부(283) 내에서 좌우로 움직이게 되고, 이러한 움직임에 의해서 래치 가이드(290)가 좌우로 회전하게 되면, 래치가이드(290)의 다리부(294)가 제2 래치(272)와 접촉하여 제2 래치(272)의 자세를 변화시켜서 제2 래치(272)로 하여금 그 외측 자유단부가 선기어(230)의 래치 걸림구(234)에 걸리지 않게 되며, 이에 따라 제2 래치(272)가 래치 걸림구(234)의 끝단부에 스치듯이 접촉하는 상태로 선기어(230)가 일방향으로 회전하게 된다.
앞서 도 6을 참조하여 언급한 바와 같이, 지지단부가 래치링(270)의 방사상 외면상에 고정된 제1 래치(271)가 제1 래치 스프링(271a)에 의해서 탄력적으로 지지되는 상태로 래치 걸림구(234)에 걸려 있기 때문에, 선기어(230)는 자체의 회전방향으로 유성기어들(250)을 밀면서 링기어(240)와 함께 1:1의 회전비로 회전하게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 하기 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 크랭크 가변속 기어장치 110 : 축 하우징
112 : 크랭크축 114,116 : 크랭크암
121,122 : 회전 연결편 130 : 유성기어 회전축
200 : 기어 및 래치 어셈블리 202 : 강구 로크링
204 : 강구 브라켓 206 : 강구
208 : 체결 브라켓 210 : 하우징
212,282 : 플랜지부 214,284 : 원통형 연장부
220 : 체인링 230 : 선기어
231,242 : 기어치형 232 : 선기어 몸체
234 : 래치 걸림구 240 : 링기어
250 : 유성기어 261,262 : 베어링
270 : 래치링 271,272 : 래치
271a,272a : 래치 스프링 275 : 와셔 팬(washer pan)
280 : 래치 강구 290 : 래치 가이드
292 : 래치 조종레버 294 : 다리부
F : 프레임 구조체 sp : 스플라인
sp/h : 스플라인홈

Claims (10)

  1. 자전거의 프레임 구조체(F)에 마련된 쉘(S) 내에서 축하우징(110)에 의해 회전 가능하게 지지되는 크랭크축(112), 및 상기 크랭크축(112)의 양단부에서 상호 위상이 반대가 되도록 대칭을 이루어 내측단부가 각각 고정 장착되는 한쌍의 크랭크암(114, 116)을 포함하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치(100)에 있어서,
    (a) 상기 크랭크축(112) 상에 장착되고 환형상의 제1 플랜지부(212) 및 제1 원통형 연장부(214)를 포함하는 하우징(210) - 상기 하우징(210)의 내부에는 중앙 개구부(211)가 관통하여 형성되고, 상기 중앙 개구부(211) 인접위치에서 상기 하우징(210)의 방사상 내부에는 다단구조의 리세스(213)가 형성되며, 상기 제1 플랜지부(212)의 방사상 내면상에는 요철형상의 제2 걸림부(215)가 형성되며, 상기 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 내면상에는 요철형상의 제3 걸림부(217)가 형성됨 -;
    (b) 상기 하우징(210)의 내부와 상기 리세스(213)에 배치되는 기어 어셈블리 - 상기 기어 어셈블리는, 상기 하우징(210) 내에서 일부분이 상기 중앙 개구부(211) 내에 삽입되고 상기 축하우징(110) 방사상 외면상에 장착되며 제1 측의 방사상 외면상에는 제1 기어치형(231)이 형성되고 제2 측의 방사상 외면상에는 일방향으로 기울어진 나사산 형태의 래치 걸림구(234)가 형성된 선기어(230), 방사상 일측을 통해서 상기 선기어(230)와 맞물리면서 상기 선기어(230)를 중심으로 공전하도록 배치된 유성기어들(250), 및 상기 유성기어들(250)의 방사상 타측과 맞물리도록 상기 유성기어들(250)의 외부에 배치되고 방사상 내면상에 제2 기어치형(242)이 형성된 링기어(240)를 포함함 -; 및
    (c) 상기 하우징(210)의 내부 및 상기 하우징(210)의 일측에 결합하여 배치되는 래치 어셈블리 - 상기 래치 어셈블리는, 짝수개의 제1 래치(271)와 짝수개의 제2 래치(272), 방사상 내면상에 상기 제1 래치(271)의 지지단부를 고정하기 위한 다수의 제1 래치 고정홈(273)이 형성된 래치링(270), 방사상 내면상에 상기 제2 래치(272)의 지지단부를 고정하기 위한 다수의 제2 래치 고정홈(285)이 형성되고 환형상의 제2 플랜지부(282) 및 제2 원통형 연장부(284)를 포함하는 래치 강구(280), 상기 제2 래치(272)와 접촉하여 상기 제2 래치(272)의 기어물림과 풀림을 제어하기 위한 래치 가이드(290), 및 상기 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 내면과 상기 제2 원통형 연장부(284) 사이에 배치되는 볼베어링 형태의 강구(206)를 포함함 -;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 래치(271)와 상기 제2 래치(272)는, 각각의 외측 자유단부가 상기 래치 걸림구(234)에 걸리거나 그 끝단부에 스치듯이 접촉할 수 있도록 상기 래치 걸림구(234)의 방사상 외주면상에서 각각 2개이상씩 쌍을 이루어 직경방향으로 서로 대칭되게 배치되는데, 180도 각도로 서로 마주보는 한쌍이 상기 래치 걸림구(234)의 골부분에 위치하는 경우, 상기 한쌍 사이에 배치되어 180도 각도로 서로 마주보는 다른 한쌍은 상기 래치 걸림구(234)의 마루부분에 위치하는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 래치(271)는 상기 래치링(180)의 방사상 내면에서 상기 제1 래치(271)의 지지단부에 인접하여 배치된 제1 래치스프링(271a)에 의해서 탄력적으로 지지되고, 상기 제2 래치(272)는 상기 래치 강구(280)의 상기 제2 원통형 연장부(284)의 방사상 내면에서 상기 제2 래치(272)의 지지단부에 인접하여 배치된 제2 래치스프링(272a)에 의해서 탄력적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 크랭크축(112)의 양측 단부에는 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 각각 형성되고, 이에 대응하여 상기 크랭크암(114, 116)중 제1 크랭크암(114)의 제1 내측단부(114a) 방사상 내면상에는 상기 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 부합하여 끼워지는 스플라인홈과 스플라인이 제공되고, 상기 제2 크랭크암(116)의 제2 내측단부(116a) 방사상 내면상에는 상기 스플라인(sp)과 스플라인홈(sp/h)이 부합하여 끼워지는 스플라인홈과 스플라인을 갖는 회전 방지부(115)가 돌출하여 형성되며, 상기 제2 내측단부(116a)의 일측면상에서 상기 회전방지부(115)의 방사상 외측 위치에는 다수의 유성기어 회전축(130)이 일측방향으로 일정길이만큼 돌출되도록 설치된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 선기어(230)는 원통형의 선기어 몸체(232)를 구비하고, 상기 선기어(230)를 상기 축하우징(110) 방사상 외면상에 장착하는 경우에 상기 선기어(230)의 상기 제1 측은 상기 회전방지부(115)에 가깝게 위치하게 되고, 상기 선기어(230)의 상기 제2 측은 상기 회전방지부(115)에 대하여 상대적으로 먼쪽에 위치하게 되며, 상기 선기어(230)의 상기 제1 측 자유단부와 상기 제1 기어치형(231)의 사이 위치에서 상기 선기어(230)의 방사상 외면상에는 제1 베어링(261)이 배치되며, 상기 선기어(230)의 방사상 외면상에서 상기 래치 걸림구(234)와 상기 제1 기어치형(231) 사이 위치에는 제2 베어링(262)이 배치된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 래치 가이드(290)는 링형상을 갖는 본체(291) 및 상기 본체(291)의 일측면으로부터 일측방향으로 일정길이만큼 연장된 다리부(294)를 포함하며, 상기 본체(291)의 외주면 일측에는 래치 조종레버(292)가 방사상 외부로 일정길이만큼 연장하여 형성되고, 상기 다리부(294)는 상기 래치 강구(280)의 상기 제2 원통형 연장부(284) 내로 삽입되며, 상기 다리부(294)는 상기 제2 래치(272)와 접촉하여 상기 제2 래치(272)의 기어물림과 풀림을 제어할 수 있도록 상기 제2 래치(272)의 갯수와 동일한 갯수로 형성되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 래치 어셈블리는 상기 래치 강구(280)의 상기 제2 플랜지부(282)의 노출면에 체결되는 체결브라켓(208)을 더 포함하며, 상기 제2 플랜지부(282)에는 아치형태의 다수의 제1 나사체결부(281)가 방사상 외부로 돌출하여 형성되고, 이에 대응하여 상기 체결브라켓(208)의 방사상 외주면상에는 아치형태의 다수의 제2 나사체결부(208a)가 방사상 외부로 돌출하여 형성되며, 상기 체결브라켓(208)은 상기 제2 나사체결부(208a)와 상기 제1 나사체결부(281)에 삽입되는 볼트와 너트에 의해서 상기 제2 플랜지부(282)의 노출면에 일체로 결합되고, 상기 제2 플랜지부(282)에서 상기 제1 나사체결부들(281) 사이의 공간중 한곳에는 플랜지 절개부(283)가 형성되며, 상기 플랜지 절개부(283)에는 상기 래치 조종레버(292)가 삽입하여 배치되고, 상기 래치 어셈블리를 조립하는 경우에, 상기 래치 조종레버(292)의 외측단부는 별도의 와이어를 거쳐서 자전거 손잡이쪽에 설치된 변속레버에 기계적으로 연결된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 래치 강구(280)의 상기 제2 원통형 연장부(284)의 방사상 외면상에는 강구 로크링(202) 및 강구 브라켓(204)이 장착되고, 상기 래치 걸림구(234)의 방사상 외측에서 상기 제1 래치(271)와 상기 제2 래치(272)는 그 사이에 배치된 디스크 형상의 와셔 팬(275)에 의해서 격리된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면상에는 다수의 체인링 걸림부(216)가 돌출하여 형성되고, 상기 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면상에는 체인링(220)이 장착되되, 상기 체인링(220)의 방사상 내면상에는 상기 체인링 걸림부(216)에 대응하도록 다수의 원호형상의 걸림홈(222)이 형성되어 상기 체인링(220)은 상기 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 외면상에서 상기 체인링 걸림부(216)에 걸린상태로 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 링기어(240)의 방사상 외면상에는 요철형상의 제1 걸림부(241)가 형성되되, 상기 제1 걸림부(241)는 상기 제2 걸림부(215)의 요철구조와 반대되는 구조로 형성되어, 상기 제1 걸림부(241)와 상기 제2 걸림부(215)간의 맞물림에 의해서 상기 링기어(240)는 상기 하우징(210)의 방사상 내면 일측에 고정 배치되며, 상기 래치링(270)의 방사상 외면상에는 요철형상의 다수의 래치링 걸림부(274)가 상기 래치링(270)의 원주방향을 따라서 일정한 간격을 두고 돌출하여 형성되고, 이에 대응하여, 상기 제1 원통형 연장부(214)의 방사상 내면에는 상기 래치링 걸림부(274)의 형상과는 반대되는 요청형상을 갖는 제3 걸림부(217)가 형성되며, 상기 래치링 걸림부(274)와 상기 제3 걸림부(217)간의 맞물림에 의해서, 상기 래치링(270)이 상기 하우징(210)의 방사상 내면 일측에 고정 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크 가변속 기어장치.
KR1020200052629A 2020-04-29 2020-04-29 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치 KR102251943B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200052629A KR102251943B1 (ko) 2020-04-29 2020-04-29 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200052629A KR102251943B1 (ko) 2020-04-29 2020-04-29 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102251943B1 true KR102251943B1 (ko) 2021-05-14

Family

ID=75915456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200052629A KR102251943B1 (ko) 2020-04-29 2020-04-29 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102251943B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100112974A (ko) * 2009-04-10 2010-10-20 (주)엠비아이 자전거의 허브에 내장되어 모터 및 페달의 입력을 다단으로 속도 변환시키는 기어 변속기
KR101468389B1 (ko) 2013-10-16 2014-12-10 (주) 에프엑스기어 회전비를 증가시키는 크랭크 조립체
KR20160093252A (ko) * 2015-01-29 2016-08-08 (주) 에프엑스기어 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치
KR101889751B1 (ko) * 2018-04-30 2018-08-20 주식회사 바이크텍 회전력을 증가시키기 위한 기어장치
KR101971562B1 (ko) 2018-11-26 2019-08-14 한장영 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100112974A (ko) * 2009-04-10 2010-10-20 (주)엠비아이 자전거의 허브에 내장되어 모터 및 페달의 입력을 다단으로 속도 변환시키는 기어 변속기
KR101468389B1 (ko) 2013-10-16 2014-12-10 (주) 에프엑스기어 회전비를 증가시키는 크랭크 조립체
KR20160093252A (ko) * 2015-01-29 2016-08-08 (주) 에프엑스기어 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치
KR101889751B1 (ko) * 2018-04-30 2018-08-20 주식회사 바이크텍 회전력을 증가시키기 위한 기어장치
KR101971562B1 (ko) 2018-11-26 2019-08-14 한장영 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0159855B1 (en) Stepless speed change device for bicycle
EP1226371B1 (en) Gear assembly
AU2022200269B2 (en) Effort-saving crank structure and assembly of bicycle
KR101971562B1 (ko) 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치
JP6509384B2 (ja) 加速減速ギア装置
KR102251943B1 (ko) 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 가변속 기어장치
KR101932162B1 (ko) 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 조립체
US4702121A (en) Multiple speed driving wheel for pedal powered vehicles
WO2011001732A1 (ja) ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車
JP7002813B2 (ja) 自転車駆動装置
JP2018534210A (ja) 自転車のチェーンホイールキャリアとホイールハブとの間で用いる変速機、並びにその変速機を備えた後部アクスルおよび後部ホイール
KR101889751B1 (ko) 회전력을 증가시키기 위한 기어장치
CN218258573U (zh) 自行车的前变速装置
KR101895449B1 (ko) 회전력을 증가시키기 위한 크랭크 조립체
CN217994710U (zh) 自行车的曲柄装置
KR19990066025A (ko) 자전거의 동력 변환장치
TWI823558B (zh) 自行車之前變速裝置
KR20160093252A (ko) 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치
CN221251631U (zh) 自行车的变速曲柄装置
JP2008143420A (ja) 自転車の駆動機構
US8376888B2 (en) Transmission
TWI664098B (zh) 輪轂
JPH06263081A (ja) 自転車用変速装置
JPH06239285A (ja) 自転車用変速装置
TW202400462A (zh) 自行車之曲柄裝置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant