KR102518111B1 - 길이연장효과를 갖는 자전거용 크랭크암 조립체 - Google Patents

Abstract

자전거의 크랭크암 끝단과 페달 사이에 보조암을 탈부착 가능하도록 장착하여 페달링시 힘의 전달지점을 연장시키게 되어 궁극적으로는 자전거 크랭크암의 길이가 연장되는 효과를 얻게함으로써, 지렛대효과를 크게 하여 효율적인 페달링을 가능하게 하는 자전거용 크랭크암 조립체(100)가 개시된다. 자전거용 크랭크암 조립체(100)의 보조암(60)은 나사결합방식의 장착수단에 의해서 자전거 크랭크암(23A)의 타측 끝단과 자전거의 페달(24A) 사이에 탈부착 가능하게 장착된다. 보조암(60)은, 일체로 연결된 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64) 및 이들 사이에서 부드럽게 이어진 연결부(66)를 구비하며, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 일측은 원호형상으로 이루어지고, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 타측은 반원형으로 일체로 연결되며, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 타측 중간위치에 상기 연결부(66)가 제공된다. 원호형상으로 이루어진 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 일측에서, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 경계부위는 일정거리만큼 안쪽으로 들어가도록 형성되고, 여기에서 상기 연결부(66)를 제외한 부분에 절개부(65)가 형성되며, 이에 의해 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)가 서로 이격된다.

Description

길이연장효과를 갖는 자전거용 크랭크암 조립체{Crankarm assembly for a bicycle which can provide the length extension effect}

본 발명은 자전거용 크랭크암 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거의 크랭크암 끝단과 페달 사이에 보조암을 탈부착 가능하도록 장착하여 페달링시 힘의 전달지점을 연장시키게 되어 궁극적으로는 자전거 크랭크암의 길이가 연장되는 효과를 얻게함으로써, 지렛대효과를 크게 하여 효율적인 페달링을 가능하게 하는 자전거용 크랭크암 조립체에 관한 것이다.

첨부도면 도 1에는 일반적인 자전거의 구성이 나타나 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자전거 프레임(10)중 탑튜브(11)의 선단에는 헤드튜브(12)가 일체로 연결되고, 상기 헤드튜브(12)에는 핸들 스템(13)이 회전가능하게 설치되며, 상기 핸들스템(13)의 상단에는 핸들(14)이 설치되어 있다. 핸들스템(13)의 하단에는 앞포크(15)가 구비되고, 상기 앞포크(15)의 하단에는 앞바퀴(31)가 회전가능하게 설치된다.

상기 탑튜브(11)의 후단에는 시트튜브(16)가 수직하게 연장되고, 상기 시트튜브(16)내에는 안장봉(17)이 삽입 설치되며, 상기 안장봉(17)의 상부에는 안장(18)이 설치된다. 상기 탑튜브(11)의 중간으로부터 하방향으로 경사지게 연장된 다운튜브(19)의 하부와 상기 시트튜브(16)의 하부가 만나는 부위에는 구동스프라켓(21)이 회전가능하게 설치된다. 상기 구동스프라켓(21)을 회전시키기 위해 탑승자가 가하는 힘은 상기 구동스프라켓(21)의 회전중심에 일단부가 연결된 크랭크암(23)을 통해서 전달된다. 상기 크랭크암(23)의 타단부에는 페달(24)이 회전가능하게 설치된다.

상기 시트튜브(16)의 중간위치로부터 후방으로 경사지게 연장된 안장지지대(25)와 상기 구동스프라켓(21)의 설치위치로부터 후방으로 수평 연장된 체인지지대(26)가 만나는 부위인 뒷바퀴(32)의 중심위치에는 종동스프라켓(22)이 회전가능하게 설치된다. 상기 구동스프라켓(21)과 상기 종동스프라켓(22) 사이에는 체인(27)이 연장 설치된다.

이와 같이 구성된 자전거는 탑승자가 페달(24)을 밟아서 크랭크에 달려 있는 체인링을 회전시켜 체인(27)을 통해 뒷바퀴(32)를 굴리는 시스템인데, 이때 페달(24)과 크랭크축을 연결하는 부품이 바로 크랭크암(23)이다. 사이클링에 있어서 크랭크암(23)의 길이는 아주 핵심적인 역할을 한다. 크랭크암(23)의 길이는 페달(24)이 회전하는 둘레를 결정한다. 크랭크암(23)의 길이가 길면, 원의 둘레가 커지게 되는데, 긴 크랭크암(23)은 페달(24)을 돌릴 때 지렛대효과(=레버리지)를 크게 한다. 다시 말해서, 힘을 가하는 페달(24)과 힘을 전달하는 중심축의 길이가 길면, 지렛대의 원리에 따라 같은 힘을 가하더라도 더 큰 힘을 낼 수 있다는 뜻이 된다.

이와 같은 원리에 따라, 관련업계에서는 지렛대효과를 얻을 수 있도록 자전거의 크랭크암 구조를 개선하려는 다양한 시도들이 있었다.

예를 들면, 대한민국 등록특허 제10-0942813호(등록일자: 2010년 2월 9일)에는 실질적인 지레 원리가 작동하여 페달의 힘이 충분하게 전달되도록 내부구조를 개선한 자전거용 크랭크암 어셈블리가 개시되어 있다.

상기 선행 등록특허에서는 구동체인기어(101)를 유지하는 샤프트(102)의 양측에 암허브(103)를 연결 설치하고, 상기 암허브(103)와 페달(104) 사이에 크랭크암(105)을 연장 설치하는데, 상기 암허브(103)는 샤프트(102)의 중심(P)에서 구동체인기어(101)의 외면까지의 길이(L1)보다 짧은 길이(L)를 가지고 돌출시켜 페달(104)로부터 전달되는 힘을 지레대 원리로 증대시켜 샤프트(102)로 전달하는 허브바디(106); 상기 허브바디(106)와 결합할 수 있도록 직선형태로 구비되는 결합부(107); 상기 결합부(107)의 끝단에서 원호 또는 나선형상으로 연결되어 페달(104)의 힘을 암허브(103)로 전달하는 증압부(108); 및 상기 증압부(108)의 끝단에서 직선으로 연결되고 끝단에 페달(104)을 가지는 가압부(109)로 구성된다.

그런데, 상기 선행 등록특허는 지렛대의 원리를 구현하기 위한 구조가 복잡할 뿐만아니라, 이러한 구조의 크랭크암 어셈블리는 전문 제조업체가 자전거 제조공장에서 사전 제작하여 자전거에 장착한 상태로 시중에 판매해야 하는 것이기 때문에, 기존에 이미 보급된 자전거에는 사용할 수가 없어서 범용성이 떨어지며, 제작비용이 상대적으로 증가하게 되는 문제점이 있다.

다음으로, 대한민국 공개특허 제10-2015-0118513호(공개일자: 2015년 10월 22일)에는 크랭크암의 길이를 일반 자전거보다 길게 V자 형태로 상하 세번 연결 설치하여 지렛대의 힘을 더 많이 사용 할 수 있도록 구조를 개선한 자전거용 크랭크암이 개시되어 있다.

상기 선행 공개특허에서는, 크랭크암(7)을 절곡한 형태로 만든 것으로서, 일체형으로 연장하되 아랫쪽에 브이(V)자 형태의 절곡부를 형성하고 그 끝단에 페달(5)을 부착하거나, 다른 양태로서 크랭크암(7)을 절곡한 형태로 하되 체결공과 볼트에 의해서 길이를 조절할 수 있도록 나사결합 방식으로 연결 사용할 수 있도록 하거나, 크랭크암(7) 상쪽에 브이(V)자 형태의 절곡부(32)를 만들고 제1스프라켓(4)과 연결시키는 회전축 체결공(9)이 형성하고 상기 회전축 체결공(9)과 상기 제1스프라켓(4)을 연결시키는 작업구멍(33)을 형성하는 구조를 취하고 있다.

그런데, 상기 선행 공개특허는 지렛대의 원리를 구현하기 위하여 크랭크암의 형상과 구조를 변경시킨 것으로서, 이것은 전문 제조업체가 자전거 제조공장에서 사전 제작하여 시중에 판매해야 하는 것이기 때문에, 기존에 이미 보급된 자전거에는 사용할 수가 없어서 범용성이 떨어지며, 생소한 형태의 크랭크암이 장착된 형태로 시판되기 때문에 소비자의 선호도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 출원인은, 자전거 페달링시 지렛대효과를 충분히 얻을 수 있을 뿐만아니라 이미 시판된 자전거에도 편리하게 적용할 수 있도록 크랭크암 구조를 개선할 필요성을 느끼게 되었다.

대한민국 등록특허 제10-0942813호(등록일자: 2010년 2월 9일) 대한민국 공개특허 제10-2015-0118513호(공개일자: 2015년 10월 22일)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 자전거의 크랭크암 끝단과 페달 사이에 보조암을 탈부착 가능하도록 장착하여 페달링시 힘의 전달지점을 연장시키게 되어 궁극적으로는 자전거 크랭크암의 길이가 연장되는 효과를 얻게함으로써, 지렛대효과를 크게 하여 효율적인 페달링을 가능하게 하는 자전거용 크랭크암 조립체를 제공하려는 것이다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,

자전거용 크랭크암 조립체로서,

일측이 크랭크축에 의해서 자전거의 구동스프라켓에 고정된 자전거 크랭크암의 타측 끝단과 자전거의 페달 사이에 탈부착 가능하게 장착되는 보조암; 및

상기 크랭크암의 타측 끝단과 상기 페달 사이에 상기 보조암을 탈부착 가능하게 장착하기 위한 장착수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암 조립체를 제공한다.

상기 보조암은, 일체로 연결된 크랭크암 체결부와 페달 체결부 및 이들 사이에서 부드럽게 이어진 연결부를 구비하며, 상기 크랭크암 체결부와 상기 페달 체결부의 일측은 원호형상으로 이루어지고, 상기 크랭크암 체결부와 상기 페달 체결부의 타측은 반원형으로 일체로 연결되며, 이렇게 반원형으로 일체로 연결되는 상기 체결부와 상기 페달 체결부의 타측 중간위치에 상기 연결부가가 제공된 것을 특징으로 한다.

원호형상으로 이루어진 상기 크랭크암 체결부와 상기 페달 체결부의 일측에서, 상기 크랭크암 체결부와 상기 페달 체결부의 경계부위는 일정거리만큼 안쪽으로 들어가도록 형성되고, 상기 크랭크암 체결부와 상기 페달 체결부의 경계부위에서 상기 연결부를 제외한 부분에 절개부가 형성되며, 이에 의해 상기 크랭크암 체결부와 상기 페달 체결부가 서로 이격된 것을 특징으로 한다.

상기 크랭크암 체결부의 일측에는 리세스부가 단이지게 형성되고, 상기 리세스부는 상기 크랭크암의 타측 단부가 삽입하여 안착될 수 있도록 상기 크랭크암의 타단부에 대응하는 형상으로 형성되며, 상기 리세스부의 중앙위치에는 제1 체결공이 관통하여 형성되고, 상기 보조암의 일측에 있어서 상기 페달 체결부의 일측 중앙위치에는 제2 체결공이 관통하여 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 체결공과 상기 제2 체결공은, 상기 크랭크암 체결부와 상기 페달 체결부의 일측에서 상기 제1 체결공과 상기 제2 체결공의 구멍 중심을 연결하는 제1 가상선이 수직선을 이루도록 일렬로 정렬하여 형성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 일측이 크랭크축에 의해서 자전거의 구동스프라켓에 고정된 자전거 크랭크암의 타측 끝단과 자전거의 페달 사이에 보조암을 나사결합방식으로 탈부착 가능하게 장착함으로써, 자전거 페달링시 페달을 누르는 힘의 작용점이 크랭크암의 전방쪽으로 일정거리만큼 이동되게 하여 궁극적으로는 자전거 크랭크암의 길이가 연장되는 효과를 얻게함으로써, 지렛대효과를 크게 하여 효율적인 페달링이 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 자전거의 구성을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조암이 장착된 자전거 페달 및 그 주변 부분을 확대하여 나타낸 도면;
도 3은 설명의 편의를 위하여 도 1에서 자전거 페달과 체결볼트를 부분 분해하여 나타낸 도면;
도 4는 크랭크 암과 보조암 및 자전거 페달의 결합상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 4에 도시된 크랭크 암과 보조암의 확대 분해도;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조암의 확대도;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조암의 작용 효과를 도식적으로 나타낸 도면;
도 8은 도 6과 유사한 도면으로서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 보조암의 확대도;
도 9는 도 6과 유사한 도면으로서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 보조암의 확대도; 및
도 10은 도 6과 유사한 도면으로서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 보조암의 확대도.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 길이연장효과를 갖는 자전거용 크랭크암 조립체에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 2 및 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조암(60)이 장착된 자전거 페달(24A) 및 그 주변 부품들이 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에는 크랭크암(23A)과 보조암(60) 그리고 페달(24A)의 결합구조가 도시되어 있다.

앞서 도 1에 나타낸 일반적인 자전거의 구성과 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하자면, 탑튜브(11)의 중간으로부터 하방향으로 경사지게 연장된 다운튜브(19)의 하부와 시트튜브(16)의 하부가 만나는 부위에는 구동스프라켓(21)이 회전가능하게 설치되어 있고, 상기 구동스프라켓(21)을 회전시키기 위해 탑승자가 가하는 힘은 구동스프라켓(21)의 회전중심에 일단부가 연결된 크랭크암(23A)을 통해서 전달된다.

본 발명에 따르면, 자전거 페달링시 지렛대효과를 크게 하여 쉽고도 효율적인 페달링이 가능하도록 하기 위하여, 크랭크암의 끝단에 페달이 바로 부착되는 것이 아니라, 기본적으로 자전거의 크랭크암 끝단과 페달 사이에 보조암(60)을 탈부착 가능하게 장착시킨다.

상기 크랭크암(23A)의 일단부는 상기 크랭크암(23A)의 일단부에 형성된 크랭크암 관통공(29)에 삽입되는 크랭크축(28)에 의해서 구동스프라켓(21)의 중심부위에 회전 가능하도록 고정되며, 상기 크랭크암(23A)의 타단부에는 보조암(60)의 일측이 고정 설치된다.

도 6에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조암(60)의 구조 및 형상을 보여주기 위해서 보조암(60)의 앞면과 뒷면이 함께 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 6의 좌측은 보조암(60)의 앞면이라 하고 도 6의 우측은 보조암(60)의 뒷면이라 한다.

도 6을 참조하면, 상기 보조암(60)은 대략적으로 하트모양(♡)을 이루도록 일체로 연결된 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64) 및 이들 사이에서 부드럽게 이어진 연결부(66)를 구비한다. 도 6의 좌측에 나타낸 보조암(60)의 앞면을 기준으로 했을 때, 상기 보조암(60)이 대략적으로 하트모양(♡)을 이루도록 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64)의 일측은 원호형상으로 이루어지되, 이들의 경계부위는 안쪽으로 들어가도록 형성되고 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64)의 타측은 반원형으로 일체로 연결된다. 이렇게 반원형으로 일체로 연결되는 부위 중간위치에 상기 연결부(66)가 제공된 것이다.

상기 보조암(60)의 전체적인 형상은 하트모양(♡)으로 한정되는 것은 아니며, 상기 보조암(60)을 통해서 구현하고자 하는 크랭크암 길이연장효과를 달성할 수 있는 다양한 형태로 이루어질 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

다시 도 6의 좌측에 나타낸 보조암(60)의 앞면을 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이 상기 보조암(60)이 대략적으로 하트모양(♡)을 이루도록 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64)의 일측은 원호형상으로 이루어지되, 이들의 경계부위는 안쪽으로 일정거리만큼 들어가도록 형성되어 있는데, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 경계부위에서 상기 연결부(66)를 제외한 부분에는 절개부(65)가 형성된다. 즉, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)는 상기 절개부(65)에 의해서 일정한 간격으로 이격되고, 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64)의 반원형으로 일체로 연결된 타측에는 상기 연결부(66)가 제공되는 것이다. 바람직하게는, 상기 절개부(65)는 1∼5mm 정도 간격으로 형성된다.

상기 크랭크암 체결부(63)의 일측에는 리세스부(67)가 단이지게 형성되는데, 상기 리세스부(67)는 상기 크랭크암(23A)의 타단부가 삽입하여 안착될 수 있도록 상기 크랭크암(23A)의 타단부에 대응하는 형상으로 형성된다. 상기 리세스부(67)의 중앙위치에는 제1 체결공(61)이 관통하여 형성된다.

상기 보조암(60)의 일측에 있어서, 상기 페달 체결부(64)의 일측 중앙위치에는 제2 체결공(62)이 관통하여 형성된다. 상기 제1 체결공(61)과 상기 제2 체결공(62)은 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 일측에서 상기 제1 체결공(61)과 상기 제2 체결공(62)의 구멍 중심을 연결하는 가상의 센터라인(L1)이 수직선을 이루도록 일렬로 정렬하여 형성된다.

상기 보조암(60)의 타측에 있어서, 상기 크랭크암 체결부(63)의 타측과 상기 페달 체결부(64)의 타측은 앞서 언급한 바와 같이 전체적으로 반원형을 이루도록 상기 연결부(66)에 의해서 부드럽게 이어지게 일체로 연결된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 길이연장효과를 갖는 자전거용 크랭크암 조립체(100)는 이와 같이 형성된 상기 보조암(60) 및 상기 보조암(60)을 상기 크랭크암(23A)의 끝단과 상기 페달(24A) 사이에 탈부착 가능하게 장착시키기 위한 장착수단으로 구성되는데, 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 크랭크암(23A)의 끝단에 대응하도록 형성된 상기 리세스부(67) 내로 상기 크랭크암(23A)의 끝단을 수용하여 안착되게 하고, 이러한 상태에서 제1 체결볼트(71)를 상기 크랭크암(23A)의 끝단에 형성된 크랭크암 관통공(23A-1)과 상기 크랭크암 체결부(63)의 상기 제1 체결공(61) 내로 순서대로 삽입하는 것에 의해서 상기 보조암(60)이 상기 크랭크암(23A)의 끝단에 탈부착 가능하게 장착된다.

상기 보조암(60)이 상기 크랭크암(23A)의 끝단에 장착된 상태에서, 제2 체결볼트(72)를 상기 페달 체결부(64)의 상기 제2 체결공(62) 내로 삽입하고 계속해서 상기 페달(24A)의 중앙부위를 종방향으로 관통하여 형성된 구멍(도시되지 않음; 참조부호 생략)에 삽입하는 것에 의해서 상기 페달(24A)이 상기 보조암(60)에 고정 장착된다.

하기에서는 전술한 바와 같이 구성된 자전거용 크랭크암 조립체(100)의 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 크랭크암의 길이와 페달링의 상관관계에 대해서 살펴보자면, 해당 기술분야의 당업자가 주지하는 바와 같이, 사이클링에 있어서 크랭크암의 길이는 페달의 회전둘레를 결정하는 매우 핵심적인 역할을 수행한다.

일반적으로, 소비자들은 상대적으로 큰 페달링을 얻고 싶어하지만, 자전거를 실제로 구매할 때 자전거에 달려있는 크랭크암은 탑승자의 신체조건과 잘 맞지 않을 수 있다. 이를 고려하여 자전거 제조사들은 자전거 크기에 따라 크기가 다른 크랭크암을 부착하게 되는데, 통상적으로 탑승자의 키에 비례해서 키가 크면 좀더 긴 것을 사용하게 된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 크랭크암 조립체(100)에서 핵심부품인 보조암(60)의 작용 효과를 도식적으로 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 크랭크암(23A)의 길이는 크랭크암(23A)의 일측을 구동 스프라켓(21)의 중심부에 고정하는 크랭크축(28)과 페달(24A)이 제2 체결볼트(72)에 의해서 고정되는 구멍, 즉 제2 체결공(62)의 중심까지의 길이(ℓ)를 말한다.

일반적으로 성인용 자전거에 사용하는 크랭크암의 길이는 165mm∼175mm가 대부분이고 크기는 2.5mm 단위로 증가하며, 여성용이나 소형 자전거에서는 더 작은 크기의 크랭크암을 볼 수도 있다. 만약 170㎜ 길이의 크랭크암을 사용한다면, 크랭크축을 중심으로 페달의 회전반경은 170㎜이며 회전직경은 그 2배인 340㎜가 된다.

주지하는 바와 같이, 크랭크암(23A)의 길이는 페달(24A)이 회전하는 둘레를 결정한다. 즉, 크랭크암(23A)의 길이가 길면, 페달링하는 원의 둘레가 커진다. 그러므로, 긴 크랭크암은 페달을 돌릴 때 지렛대효과(=레버리지)를 크게 한다. 긴 크랭크암은 레버리지 효가가 커서 낮은 기어를 사용하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 상대적으로 큰 페달링 힘이 가해지는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

앞서 언급한바와 같이, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이미 고정된 사이즈의 크랭크암을 사용하는 자전거에 있어서, 본 발명에 따른 보조암(60)의 추가적인 설치를 통해서 자전거의 페달링시 페달(24A)에 가해지는 힘의 전달지점을 연장시켜서 궁극적으로는 자전거 크랭크암(23A)의 길이가 연장되는 효과를 얻고자 하는 것이다. 즉, 크랭크암(23A)의 길이가 길어진다는 것은 회전 중심축으로부터 힘을 가하는 페달까지의 거리가 길어진다는 것을 뜻한다.

자전거 탑승자가 페달링을 할 경우, 상기 보조암(60)은 크랭크암(23A)과 함께 일체를 이루어 회전하게 되는데, 이때 페달(24A)을 누르는 힘(F1)은 보조암(60)의 페달 체결부(64)로부터 크랭크암 체결부(63)로 수직하게 직접 전달되지 못하게 된다. 즉, 페달 체결부(64)와 크랭크암 체결부(63) 사이에 절개부(65)가 형성되어 있기 때문에, 페달(24A)을 누르는 힘은 실질적으로는 화살표(A1)로 나타낸 바와 같이 페달 체결부(64)로부터 연결부(66)를 거쳐서 크랭크암 체결부(63)로 전달된다. 따라서, 페달(24A)을 누르는 힘(F1)은 실질적으로는 크랭크암(23A)의 종방향으로 일정한 거리만큼(D1) 이동하여 작용하는 힘(F2)으로 가해지게 되는 것이다.

도 7에 있어서, 제1 가상선(L1)은 페달(24A)을 고정시키기 위해 상기 제2 체결볼트(72)가 삽입되는 상기 제2 체결공(62)의 중심과 상기 제1 체결볼트(71)가 삽입되는 상기 제1 체결공(61)의 중심을 연결하는 가상선으로서, 크랭크암(23A)에 대하여 수직을 이루게 된다. 앞서 언급한 페달(24A)을 누르는 힘(F1)은 이 제1 가상선(L1)을 따라서 작용한다.

상기 보조암(60)이 상기 크랭크암(23A)에 장착된 상태에서 상기 제1 체결공(61)과 상기 제2 체결공(62)은 상기 크랭크암(23A)의 길이방향에 대하여 수직선을 이루도록 일렬로 정렬하여 형성되어 있기 때문에, 앞서 언급한 페달(24A)을 누르는 힘(F1)은 상기 크랭크암 체결부(63)를 거쳐서 상기 크랭크암 체결부(63)로 직접적으로 전달되어야 하지만, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64) 사이에 일정한 간격으로 형성된 상기 절개부(65)의 존재에 의해서 직접적으로 전달되지 못하고 화살표(A1)로 나타낸 바와 같이 상기 연결부(66)를 거쳐서 상기 크랭크암 체결부(63)로 전달되는 것이다.

결과적으로, 페달(24A)을 누르는 힘(F1)의 작용점이 상기 제1 가상선(L1)을 기준으로 했을 때 크랭크암(23A)의 전방쪽으로 거리(D1)만큼 이동하여, 도면에서 제2 가상선(L2)으로 나타낸 바와 같이, 상기 연결부(66)의 법선방향으로 작용하는 힘(F2)으로 가해지게 되는 것이다. 보조암(60)의 사이즈에 따라 달라질 수 있으나, 상기 거리(D1)은 예를 들어 3cm∼5cm 범위가 될 수 있다.

따라서, 크랭크암의 길이가 거리(D1)만큼 길어지는 효과를 초래하여 회전 중심축으로부터 힘을 가하는 페달까지의 거리가 길어지는 효과를 얻을 수 있고, 결국에는 지렛대의 원리에 따라 힘을 가하는 페달과 힘을 전달하는 중심축의 길이가 길면 같은 힘을 가하더라도 더 큰 힘을 낼 수 있게 된다.
한편, 도 3 내지 도 7에 도시된 상기 보조암(60)의 구조 및 형상은 앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경할 수 있다.
예를 들면, 도 8 내지 도 10은 도 6과 유사한 도면으로서, 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 보조암들(60A,60B,60C)이 각각 도시되어 있다. 앞서 설명한 바 있는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조암(60)과 도 8 내지 도 10에 도시된 보조암들(60A,60B,60C)간의 큰 차이는, 상기 보조암(60)에서는 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64) 사이에 절개부(65)가 형성되어 있는 반면에, 상기 보조암들(60A,60B,60C)에서는 절개부가 형성됨이 없이 크랭크암 체결부(63A,63B,63C)와 페달 체결부(64A,64B,64C)가 연결부(68A,68B,68C)를 통해서 부드럽게 일체로 연결되어 있다는 점이다.
또한, 상기 보조암들(60A,60B,60C)에서는 절개부 없이 크랭크암 체결부(63A,63B,63C)와 페달 체결부(64A,64B,64C)를 일체로 연결하는 구조이므로, 도 3 내지 도 7에 도시된 상기 보조암(60)의 형상과는 다른 형상을 취하고 있으나, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 이러한 형상의 변경은 앞서 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조로 설명한 본 발명의 사상 및 영역 내에 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 8 내지 도 10에 도시된 상기 보조암들(60A,60B,60C)의 나머지 구성 및 작용은 앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 보조암(60)의 구성 및 작용과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 첨부도면 도 8 내지 도 10에는 본 발명의 다른 실시 예들에 대한 이해를 돕기 위하여 도 6에 도시된 본 발명의 바람직한 실시 예에서 발명의 요소를 나타내기 위해 사용된 도면부호를 기초로 구분기호로서 각각 접미사 "A", "B", "C"를 덧붙여서 병기하여 나타내었음을 밝힌다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

16 : 시트튜브 19 : 다운튜브
21 : 구동스프라켓 23A : 크랭크암
24A : 페달 28 : 크랭크축
60,60A,60B,60C : 보조암 61,62 : 체결공
63,63A,63B,63C : 크랭크암 체결부 64,64A,64B,64C : 페달 체결부
65 : 절개부 66,68A,68B,68C : 연결부
67 : 리세스부 71,72 : 체결볼트

Claims (6)

1. 자전거용 크랭크암 조립체(100)로서,
   일측이 크랭크축(28)에 의해서 자전거의 구동스프라켓(21)에 고정된 자전거 크랭크암(23A)의 타측 끝단과 자전거의 페달(24A) 사이에 탈부착 가능하게 장착되는 보조암(60); 및
   상기 크랭크암(23A)의 타측 끝단과 상기 페달(24A) 사이에 상기 보조암(60)을 탈부착 가능하게 장착하기 위한 장착수단;을 포함하며,
   상기 보조암(60)은, 일체로 연결된 크랭크암 체결부(63)와 페달 체결부(64) 및 이들 사이에서 이어진 연결부를 구비하며;
   상기 크랭크암 체결부(63)의 일측에는 리세스부(67)가 단이지게 형성되고, 상기 리세스부(67)는 상기 크랭크암(23A)의 타측 단부가 삽입하여 안착될 수 있도록 상기 크랭크암(23A)의 타단부에 대응하는 형상으로 형성되며, 상기 리세스부(67)의 중앙위치에는 제1 체결공(61)이 관통하여 형성되고, 상기 보조암(60)의 일측에 있어서 상기 페달 체결부(64)의 일측 중앙위치에는 제2 체결공(62)이 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암 조립체.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 일측은 원호형상으로 이루어지고, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 타측은 반원형으로 일체로 연결되며, 이렇게 반원형으로 일체로 연결되는 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 타측 중간위치에 상기 연결부가 제공되고, 원호형상으로 이루어진 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 일측에서, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 경계부위는 일정거리만큼 안쪽으로 들어가도록 형성되고, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 경계부위에서 상기 연결부를 제외한 부분에 절개부(65)가 형성되며, 이에 의해 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)가 서로 이격된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암 조립체.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 체결공(61)과 상기 제2 체결공(62)은, 상기 크랭크암 체결부(63)와 상기 페달 체결부(64)의 일측에서 상기 제1 체결공(61)과 상기 제2 체결공(62)의 구멍 중심을 연결하는 제1 가상선(L1)이 수직선을 이루도록 일렬로 정렬하여 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암 조립체.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 장착수단은,
   상기 리세스부(67) 내로 상기 크랭크암(23A)의 끝단을 수용하여 안착되게한 상태에서 상기 크랭크암(23A)의 타측 끝단에 형성된 크랭크암 관통공(23A-1)과 상기 크랭크암 체결부(63)의 상기 제1 체결공(61) 내로 순서대로 삽입되는 제1 체결볼트(71); 및
   상기 보조암(60)이 상기 크랭크암(23A)의 타측 끝단에 장착된 상태에서, 상기 페달 체결부(64)의 상기 제2 체결공(62)내로 삽입되고 계속해서 상기 페달(24A)의 중앙부위를 종방향으로 관통하여 형성된 구멍에 삽입되는 제2 체결볼트(72);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암 조립체.

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