KR102555829B1

KR102555829B1 - Mtb용 라이딩 머신

Info

Publication number: KR102555829B1
Application number: KR1020220086352A
Authority: KR
Inventors: 김형태
Original assignee: 김형태
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2023-07-13

Abstract

본 발명은 MTB용 라이딩 머신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 길이방향을 따라 형성되어 상부면에 자전거가 안착되되, 전방측에는 상기 자전거의 전륜이 접촉되는 전륜롤러가 회동가능하게 설치되고, 후방측에는 상기 자전거의 후륜이 접촉되는 후륜롤러가 회동가능하게 설치되어, 상기 전륜 및 후륜이 상기 전륜롤러 및 후륜롤러에 접촉되면서 일체로 회동되는 베이스부와, 상기 베이스부의 전방 3면으로 둘러싸도록 드라이브 가드가 설치되되, 상기 드라이브 가드의 전방 일단부측에는 상기 전륜이 접촉되는 제1 가이드롤러가 설치되어, 상기 자전거의 전륜이 상기 베이스부의 전방으로 이탈되지 않도록 가이드하는 전방 가이드부와, 상기 베이스부의 후방에 설치되되, 후방 일단부측에 상기 후륜이 접촉되는 제2 가이드롤러가 설치되어, 상기 자전거가 후방으로 밀리지 않도록 가이드하는 후방 가이드부를 포함하여 제공된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 베이스부 상부에 설치된 전, 후륜롤러에 시판중인 자전거를 올려 전, 후륜이 전,후륜롤러에 접촉된 상태에서 자전거를 탑승하여, 제자리에서 바퀴가 회전되면서 탑승자가 직립한 상태의 균형을 유지할 수 있도록 동작을 유도하거나, 자전거의 페달을 굴려 근육강화 등의 운동기능을 향상시킬 수 있도록 하며, 전, 후륜롤러에 자갈과 같은 요철을 두어 비포장길 또는 산악지대의 현실감 있는 라이딩이 이루어지도록 하여 실제 주행상황과 유사한 탑승환경을 제공하여 흥미를 유발시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 전방 3면을 둘러싸도록 드라이브 가드를 설치하여, 전륜롤러의 요철에 의해 전륜이 튀어 전방이나 측방으로 이탈되더라도 드라이브 가드에 의해 안정적으로 자세가 유지될 수 있도록 하여, 안전사고가 발생되지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 제1, 제2 풀리에 동력전달벨트를 다양한 방식으로 체결시켜, 모터 동력원에 의한 자동제어 또는 페달을 직접 돌려 후륜과 전륜이 동시에 회동될 수 있도록 수동제어할 수 있도록 하여, 다양한 사용자의 욕구에 따라 구동방식을 변경할 있는 효과가 있다.

Description

MTB용 라이딩 머신{Riding machine for MTB}

본 발명은 MTB용 라이딩 머신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베이스부에 설치된 전, 후륜롤러의 상부에 시판중인 자전거를 들어올려 전, 후륜을 전,후륜롤러에 접촉시킨 상태에서 탑승자가 자전거의 페달을 굴려 자전거가 라이딩 머신의 상부에서 유지되면서 자전거의 직립한 상태의 균형을 유지할 수 있도록 동작을 유도하거나, 자전거의 페달을 굴려 근육강화 등의 운동기능을 향상시킬 수 있도록 하는 MTB용 라이딩 머신에 관한 것이다.

일반적으로 자전거 운동장치는 실내에서도 자전거를 이용한 운동효과를 제공받을 수 있도록 실내에 고정설치된 운동기구로서, 전반적으로 자전거 형상과 같이 핸들, 안장 및 페달이 장착된 프레임과, 상기 페달과 기계적으로 연결되어 상기 페달에 회전부하를 제공하는 웨이트를 포함하여 구비된다.

따라서, 사용자는 안장에 둔부를 안착시키고 핸들을 파지한 상태에서 페달을 굴림으로써 실제 자전거를 탑승하는 것과 유사한 근력운동을 할 수 있다.

그러나, 종래의 자전거 운동장치는 핸들이 프레임에 고정되어 장착되고, 상기 프레임은 바닥에 고정되어 설치되어 핸들을 조향하거나 자전거가 직립되도록 균형잡지 않아도 되기 때문에, 실제 자전거를 탑승할 때 요구되는 균형감각, 조향능력 및 집중력 발달 등이 미미하였다. 또한, 사용자는 장치에 탑승한 상태로 앞만 보며 페달을 굴리는 것으로 운동이 진행됨에 따라 쉽게 지루해지며 운동에 대한 집중력이 저하되어 운동지속 시간이 짧아지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 기술개발을 통해 한국등록특허 제 1566613호를 출원하였다.

도 1은 이러한 종래 한국등록특허 제 1566613호에 따른 운동기구를 나타낸 사시도로서, 주행자전거(400)에 탑승한 상태에서 전륜(410)이 자동회전함에 따라 주행자전거(400)가 직립한 상태로 균형이 유지되도록 하는 동작을 유도하여 실제 실외에서 자전거를 주행하는 것과 동일하게 균형감각, 조향능력 및 집중력을 발달시키도록 하는 운동기구가 개시된다.

그러나 종래 본 출원인이 개발한 운동기구는 탑승자가 과도한 페달조작을 할 경우, 자전거 후륜(440)이 후륜롤러를 올라타 앞으로 전진하게 된다. 이에 따라 자전거 몸체가 앞으로 이동하게 되는데, 이때 종래 발명에서는 전륜(410)의 회동축 중심이 전륜롤러(120)의 회동축 중심보다 후방에 위치하도록 하여, 자전거가 앞으로 밀리는 것을 방지하도록 하나, 전방으로 가해지는 힘에 의해 후륜(440)측에 좌우 양측으로 반력이 작용되어 자전거가 좌우로 흔들리면서 쓰러져, 안전사고의 문제점이 발생하게 된다.

더욱이, 자전거 전륜(410)이 전륜롤러(120)의 후방측에 위치하여 후륜(440)에서 가해지는 힘에 의해 전륜롤러(120) 측에 강한 힘으로 가압되어, 탑승자가 핸들을 잡고 전륜(410)을 좌우측으로 턴하려 해도 핸들이 잘 돌지 않고 자전거 핸들에 큰 힘을 가해야지만 전륜(410)이 이동된다.

아울러, 실제와 같은 주행감이 전달되기 위해 전륜롤러(120)에 요철 등으로 주행진동을 형성시킬 경우, 요철에 의해 자전거 전륜(410)이 더 구속되어 핸들 터닝이 더 불리하게 된다. 이에 따라, 종래 기술은 자전거의 핸들감이 실제 도로에서의 라이딩과는 전혀 상이하여, 탑승자로 하여금 흥미유발이 되지 않게 된다.

또한, 전륜(410)이 전륜롤러(120) 후방에서 구속됨에 의해 탑승자의 시선에 전륜롤러(120)가 보이게 되어, 실제 라이딩 느낌을 구현하기에는 매우 부족한 현실이다.

따라서, 이러한 종래 자전거 운동기구의 불합리한 점을 극복하고, 실제 자전거를 타고 노면에서 주행할 때 발생되는 환경과 동일한 현장 분위기를 느낄 수 있도록 함과 함께, 자전거를 보다 안정적으로 주행할 수 있도록 하여 사고위험을 줄일수 있도록 하는 MTB용 라이딩 머신에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.

한국등록특허 제 1566613호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시판중인 자전거 전, 후륜을 라이딩 머신 상부에 설치된 전, 후륜롤러 상부에 올려놓고 탑승자가 실제 노면을 주행하는 현장 분위기를 느낄 수 있도록 함과 함께, 자전거의 전, 후방으로 이탈방지를 위한 전, 후방 가이드를 설치하여 자전거가 롤러면에서 이탈되어 전복되는 등 사고가 발생되지 않도록 하여 안정적으로 제자리에서 라이딩을 체험할 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 길이방향을 따라 형성되어 상부면에 자전거가 안착되되, 전방측에는 상기 자전거의 전륜이 접촉되는 전륜롤러가 회동가능하게 설치되고, 후방측에는 상기 자전거의 후륜이 접촉되는 후륜롤러가 회동가능하게 설치되어, 상기 전륜 및 후륜이 상기 전륜롤러 및 후륜롤러에 접촉되면서 일체로 회동되는 베이스부와, 상기 베이스부의 전방 3면으로 둘러싸도록 드라이브 가드가 설치되되, 상기 드라이브 가드의 전방 일단부측에는 상기 전륜이 접촉되는 제1 가이드롤러가 설치되어, 상기 자전거의 전륜이 상기 베이스부의 전방으로 이탈되지 않도록 가이드하는 전방 가이드부와, 상기 베이스부의 후방에 설치되되, 후방 일단부측에 상기 후륜이 접촉되는 제2 가이드롤러가 설치되어, 상기 자전거가 후방으로 밀리지 않도록 가이드하는 후방 가이드부를 포함하여 제공된다.

그리고, 상기 베이스부의 길이방향과 대향되는 양측면에는 자전거 탑승을 용이하도록 하는 제1, 제2 탑승용 발판 가이드가 각각 설치되며, 상기 드라이브 가드는 일단이 상기 제1 탑승용 발판 가이드측으로 삽입되고 상기 베이스부의 전방으로 연장되는 제1 측면 가드 프레임과, 일단이 상기 제1 측면 가드 프레임에 일체로 연결되되, 상기 베이스부의 길이방향과 대향되는 방향으로 연장되어, 상기 제1 가이드 롤러가 연장방향을 따라 축결합되는 연결 프레임과, 일단이 상기 연결 프레임의 타단에 일체로 연결되되, 타측으로는 상기 베이스부의 길이방향을 따라 후방으로 연장되어, 타단이 상기 제2 탑승용 발판 가이드측으로 삽입되는 제2 측면 가드 프레임을 포함하여, 상기 제1, 제2 측면 가드 프레임이 상기 제1, 제2 탑승용 가이드측으로 삽입되면서 상기 베이스부에 안착되는 자전거의 전륜과 상기 제1 가이드 롤러간의 간격이 조절된다.

아울러, 상기 전, 후륜롤러가 상기 베이스부에 탈부착 가능하도록, 상기 베이스부에는 슬라이딩 가이드 홈이 형성되고, 상기 전, 후륜롤러의 양단부에는 상기 슬라이딩 가이드 홈 내부로 삽입되는 탈부착 가이드 브라켓 몸체가 더 설치되되, 상기 탈부착 가이드 브라켓 몸체는 상기 슬라이딩 가이드 홈과 대응되는 형상의 끼움돌기가 단부에 형성되며, 일측면에 고정설치되되, 상기 전, 후륜롤러의 회동축과 연결되기 위한 통과공이 형성되는 베어링을 포함하는 슬라이딩 플레이트와, 상기 슬라이딩 플레이트의 일면에는 상하 길이방향을 따라 높이조절볼트가 나사결합되어, 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 높이조절볼트의 나사산을 따라 승하강 이동되면서 상기 슬라이딩 플레이트의 높이가 조절되도록 하는 높이조절수단을 포함하여 제공된다.

더욱이, 상기 슬라이딩 플레이트의 일면에는 유격방지고정공이 형성되며, 유격방지용 볼트가 상기 유격방지고정공에서 상기 베이스부를 관통하여 삽입고정된다.

그리고, 상기 전, 후륜롤러와 상기 슬라이딩 플레이트 간에는 제1 풀리가 설치되며, 상기 슬라이딩 플레이트의 통과공 외측면으로 제2 풀리가 상기 전, 후륜롤러의 동력이 일체로 전달되도록 설치되어, 상기 전, 후륜롤러에 설치되는 각 제1, 제2 풀리에 선택적으로 동력전달벨트를 연결시켜, 상기 전, 후륜롤러가 선택적으로 회동된다.

더욱이, 상기 전, 후륜롤러는 원통형상으로, 상기 베이스부와 직교되는 길이방향으로 설치되되, 표면에는 불규칙한 형상의 요철이 다수개 형성된다.

아울러, 상기 전륜롤러 또는 후륜롤러는 원통형상으로 내측에 길이방향을 따라 설치공간이 형성되고, 중심축을 기준으로 일정 방향으로 회전되며, 외면을 따라 불규칙한 형상의 돌기가 다수개 부착되어 울퉁불퉁한 표면으로 자전거 바퀴가 접촉되는 슬라이딩마찰면이 형성되는 회전로터와, 상기 회전로터의 내측 설치공간 내측면을 따라 일정 간격으로 복수개 부착되는 영구자석과, 상기 회전로터의 내측 중앙에 샤프트 외측으로 복수개의 권선코일이 고정설치되는 고정자와, 상기 회전로터의 내측 설치공간 일측에 설치되는 홀센서를 포함하는 BLDC 모터구동부와, 상기 설치공간의 다른 일측에 설치되어, 상기 BLDC 모터구동부로 전기를 축전 또는 공급시키는 배터리를 포함하여 제공된다.

더욱이, 상기 전동롤러를 라이딩 머신의 전방 또는 후방에 설치하여, 자전거의 바퀴가 상기 회전로터의 표면에 접촉되도록 하되, 상기 전동롤러는 양단부로 연장된 샤프트를 상기 라이딩 머신의 상부에 탈부착 가능하게 설치한다.

아울러, 상기 전동롤러는 상기 라이딩 머신의 전방에 설치되어 자전거의 전륜이 접촉되는 제1 전동롤러, 상기 라이딩 머신의 후방에 설치되어 자전거의 후륜이 접촉되는 제2 전동롤러를 포함하여, 자전거 탑승자가 자전거의 페달을 밟아 후륜을 회전시키게 되면, 상기 제2 전동롤러가 함께 회전되면서 발전되며, 발전된 전기는 상기 배터리에 충전되도록 하며, 상기 제1 전동롤러는 상기 제2 전동롤러가 설치되는 좌우방향과 반대되는 방향으로 설치되고, 상기 배터리에서 전원을 공급받아 상기 제1 전동롤러가 일방향으로 구동되도록 한다.

더욱이, 상기 전동롤러의 내측면에는 합성수지 재질의 소음방지패드가 부착되고, 상기 회전로터의 외측면에는 접착제를 이용하여 상기 다수개의 돌기를 부착시킨다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 베이스부 상부에 설치된 전, 후륜롤러에 시판중인 자전거를 올려 전, 후륜이 전,후륜롤러에 접촉된 상태에서 자전거를 탑승하여, 제자리에서 바퀴가 회전되면서 탑승자가 직립한 상태의 균형을 유지할 수 있도록 동작을 유도하거나, 자전거의 페달을 굴려 근육강화 등의 운동기능을 향상시킬 수 있도록 하며, 전, 후륜롤러에 자갈과 같은 요철을 두어 비포장길 또는 산악지대의 현실감 있는 라이딩이 이루어지도록 하여 실제 주행상황과 유사한 탑승환경을 제공하여 흥미를 유발시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전방 3면을 둘러싸도록 드라이브 가드를 설치하여, 전륜롤러의 요철에 의해 전륜이 튀어 전방이나 측방으로 이탈되더라도 드라이브 가드에 의해 안정적으로 자세가 유지될 수 있도록 하여, 안전사고가 발생되지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 제1, 제2 풀리에 동력전달벨트를 다양한 방식으로 체결시켜, 모터 동력원에 의한 자동제어 또는 페달을 직접 돌려 후륜과 전륜이 동시에 회동될 수 있도록 수동제어할 수 있도록 하여, 다양한 사용자의 욕구에 따라 구동방식을 변경할 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 한국등록특허 제 1566613호에 따른 운동기구를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 MTB용 라이딩 머신 상부에 자전거가 안착된 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 MTB용 라이딩 머신의 측단면 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 MTB용 라이딩 머신의 평면 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전륜롤러 체결구조를 상세히 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 탈부착 가이드 브라켓 몸체의 분해구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 동력전달벨트에 의해 전, 후륜롤러에 동력이 전달되는 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 전,후륜롤러에 사용되는 전동롤러의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 A 부분 단면 확대도이다.
도 10은 본 발명에 따른 전동롤러가 라이딩 머신에 설치된 상태의 평면구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 전동롤러를 이용한 자가발전 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 MTB용 라이딩 머신 상부에 자전거가 안착된 상태의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 MTB용 라이딩 머신의 측단면 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 MTB용 라이딩 머신의 평면 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 전륜롤러 체결구조를 상세히 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 탈부착 가이드 브라켓 몸체의 분해구조를 나타낸 도면이고, 도 7은 동력전달벨트에 의해 전, 후륜롤러에 동력이 전달되는 예시를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 MTB용 라이딩 머신은 베이스부(1000), 전방 가이드부(2000) 및 후방 가이드부(3000)를 포함하여 구성된다.

베이스부(1000)는 자전거가 안착되기 위한 하부 베이스로서 길이방향을 따라 형성되어 상부면에 자전거가 안착되되, 전방측에 자전거의 전륜이 접촉되는 전륜롤러(1100)가 회동가능하게 설치되고, 후방측에는 자전거의 후륜이 접촉되는 후륜롤러(1200)가 회동가능하게 설치도어, 자전거의 전, 후륜이 전, 후륜롤러(1100, 1200)에 접촉되면서 일체로 회동되어, 자전거가 베이스부(1000)의 전방으로 주행하지 않고 자전거의 전, 후륜이 전, 후륜롤러(1100, 1200)에서 자유회동하게 된다.

이러한 전, 후륜롤러(1100, 1200)는 원통형상으로, 베이스부(1000)와 직교되는 길이방향으로 설치되되, 표면에는 불규칙한 형상의 요철이 다수개 형성되도록 하여, 보다 현실감 있는 노면 상태를 느낄 수 있으며, 표면에 자갈을 부착시켜 산악지형과 같은 노면 상태를 탑승자가 느낄 수 있도록 한다.

여기서, 본 발명에 따른 후륜롤러(1200)는 베이스부(1000)의 길이방향을 따라 제1, 제2 후륜롤러(1210), 1220)가 일정 간격을 두고 설치되며, 자전거의 후륜은 제1, 제2 후륜롤러(1210), 1220) 사이에 안착 접촉된다.

그리고 베이스부(1000)의 상부에는 길이방향과 대향되는 양측면에 자전거 탑승을 용이하도록 하는 제1, 제2 탑승용 발판 가이드(1010, 1020)가 각각 설치되어, 탑승자가 자전거의 안장에 올라탄 다음, 발을 제1, 제2 탑승용 발판 가이드(1010, 1020)에 올려놓은 상태에서 중심을 잡을 수 있도록 한다.

전방 가이드부(2000)는 자전거의 전방에 자전거의 전륜 회전중심축과 대응되거나 보다 낮은 위치에서 베이스부(1000)의 3면으로 둘러싸도록 드라이브 가드(2100)가 설치되고, 드라이브 가드(2100)의 전방 일단부측에 자전거가 앞뒤로 유동되면서 전륜이 일시적으로 접촉되는 제1 가이드롤러(2200)가 설치되어, 자전거의 전륜이 베이스부(1000)의 전방으로 이탈되지 않고 제1 가이드롤러(2200)에 일시적으로 접촉되면서 가이드되도록 한다.

이러한 드라이브 가드(2100)는 제1, 제2 측면 가드 프레임(2120) 및 연결 프레임(2130)을 포함하여 구성된다.

제1 측면 가드 프레임(2110)은 일단이 제1 탑승용 발판 가이드(1010)측으로 삽입되도록 설치되며, 베이스부(1000)의 전방으로 연장형성된다.

연결 프레임(2130)은 일단이 제1 측면 가드 프레임(2110)에 일체로 연겨로디고, 베이스부(1000)의 길이방향과 대향되는 방향 즉, 직교되는 방향으로 연장되며, 제1 가이드롤러(2200)가 연결 프레임(2130)의 길이방향을 따라 자유회동 가능하게 축결합된다.

제2 측면 가드 프레임(2120)은 일단이 연결 프레임(2130)의 타단에 일체로 연결되며, 타측으로는 베이스부(1000)의 길이방향을 따라 후방으로 연장되어, 타단이 제2 탑승용 발판 가이드(1020) 내측으로 삽입된다.

이러한 제1, 제2 측면 가드 프레임(2120)은 제1, 제2 탑승용 가이드 측으로 일정 길이로 삽입되어, 도 4에 도시된 점선과 같이 필요에 따라 드라이브 가드(2100)를 전후방향으로 슬라이딩 이동시켜 베이스부(1000)의 상부에 안착되는 자전거의 전륜과 제1 가이드롤러(2200) 간의 간격이 조절되도록 한다.

후방 가이드부(3000)는 베이스부(1000)의 후방에 설치되되, 후방 일단부측에 후륜이 접촉되는 제2 가이드롤러(3100)가 베이스부(1000)의 길이방향과 직교되는 방향으로 자유회동 가능하게 설치되어, 자전거의 후륜이 일시적으로 제2 가이드롤러(3100)에 접촉되면서 자전거가 후방으로 밀리지 않도록 가이드하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 자전거를 베이스부(1000)의 상부에 안착시킨 다음, 탑승자가 자전거의 안장에 착석하고 제1, 제2 탑승용 발판 가이드(1010, 1020)에 발을 올려놓고 한쪽 발을 탑승용 발판 가이드에서 떼면서 균형을 잡아가면서, 자전거 페달을 밟아 자세유지 및 라이딩을 즐기도록 한다. 이때, 본 발명은 더 현실감 있는 핸들링감을 위해 자전거의 전륜에 가해지는 지면 마찰력 이외 다른 외력이 발생되지 않도록 전륜의 회전 중심이 전륜롤러(1100)의 회전 중심보가 전방으로 위치하도록 한다.

아울러, 자전거의 전륜의 좌우 양측과 전방이 드라이브 가드(2100)로 둘러싸여 전륜의 전방이 라이딩 존으로 형성되도록 하여, 전륜이 앞으로 약간 쏠려있더라도, 드라이브 가드(2100)에 의해 측면과 정면이 충분히 가이드되도록 하여 탑승자에게 안정감을 가지도록 하며, 전륜롤러(1100)가 모터 구동력에 의해 회전될 경우에는 탑승자가 직접 힘을 조절하는게 아니어서 핸들 조작 미숙으로 인해 좌우측으로 쏠려 넘어지더라도 드라이브 가드(2100)에 의해 전륜이 부딪히면서 넘어지지 않도록 한다.

아울러, 드라이브 가드(2100)의 연결 프레임(2130)에 제1 가이드롤러(2200)가 장착되어, 전륜이 전방으로 쏠려 약간 이동하더라도 제1 가이드롤러(2200)에 의해 전방으로 이탈되지 않도록 제어된다.

더욱이, 전, 후륜롤러(1100, 1200)의 표면에 자갈을 부착시켜 보다 리얼한 노면감을 느낄 수 있도록 할 경우, 탑승자가 페달링시 자갈로 이루어진 요철에 의해 전륜이 튀면서 전륜롤러(1100)의 전방으로 이탈될 수 있는데, 이런 경우에는 전륜이 제1 가이드롤러(2200)면에 접촉되면서 전륜의 회전력과 동일한 부하가 흡수되어 제1 가이드롤러(2200)를 회전시키고, 자전거는 원 상태의 위치로 복귀되도록 한다.

또한, 후륜이 후륜롤러(1200)의 요철에 부딪히면서 후방으로 이탈할 경우, 전술한 바와 같이 후륜이 제2 가이드롤러(3100)에 접촉되면서 후륜의 회전력이 제2 가이드롤러(3100)에 전달되고, 다시 원 위치 상태로 복귀되도록 한다.

더욱이, 본 발명에 따른 라이딩 머신은 다양한 노면 상태를 즐길 수 있도록 다른 종류의 전, 후륜롤러(1100, 1200)를 교체할 수 있도록 하며, 사용자가 직접 페달을 밟아 자전거를 수동으로 구동시킬 수도 있으며, 아울러, 전륜롤러(1100)를 모터 동력원으로 구동시키고, 이를 후륜롤러(1200)에 동력을 전달시켜 자동으로 자전거를 구동시킬 수도 있다.

이를 위해 본 발명에서는 도 5 내지 도 7에서와 같이 전, 후륜롤러(1100, 1200)가 베이스부(1000)에 탈부착 가능하도록, 베이스부(1000)에는 슬라이딩 가이드 홈(1030)이 각각 형성되고, 전, 후륜롤러(1100, 1200)의 양단부에는 슬라이딩 가이드 홈(1030) 내부로 삽입되는 탈부착 가이드 브라켓 몸체(4000)가 더 설치된다.

이러한 탈부착 가이드 브라켓 몸체(4000)는 슬라이딩 가이드 홈(1030) 내측으로 삽입되는 슬라이딩 플레이트(4100)와, 슬라이딩 플레이트(4100)의 높이를 조절할 수 있는 높이조절수단을 포함하여 구성된다.

슬라이딩 플레이트(4100)는 슬라이딩 가이드 홈(1030)과 대응되는 형상의 끼움돌기(4110)가 단부에 형성되며, 일측면에 고정설치되되, 전, 후륜롤러(1100, 1200)의 회동력이 전달되기 위한 통과공(4121)이 형성되는 베어링(4120)을 포함하며, 본 발명에서는 볼베어링(4120)이 이에 해당된다.

그리고 전, 후륜롤러(1100, 1200)와 슬라이딩 플레이트(4100) 간에는 제1 풀리(4200)가 설치되며, 슬라이딩 플레이트(4100)의 통과공(4121) 외측으로는 제2 풀리(4300)가 설치되되, 전, 후륜롤러(1100, 1200)의 동력이 제1, 제2 풀리(4300)측으로 일체로 전달되도록 한다. 본 발명은 도 7에서와 같이, 제2 풀리(4300)측에 일체로 고정된 연결축을 슬라이딩 플레이트(4100)의 통과공(4121) 내측으로 통과하여 제1 풀리(4200) 내측으로 삽입고정되며, 제1 풀리(4200)의 일단부가 전, 후륜롤러(1100, 1200)의 회동축에 일체로 고정된다.

이러한 구조에 의해, 본 발명은 전, 후륜롤러(1100, 1200)에 설치되는 각 제1, 제2 풀리(4300)에 선택적으로 동력전달벨트(4400)를 연결시켜, 전, 후륜롤러(1100, 1200)가 일체 또는 각각 개별로 구동될 수 있도록 다양한 방식으로 구동제어할 수 있게 된다.

이러한 구동제어는 도 8을 참조하면, 베이스부(1000)에 설치된 모터구동부(1300)와 전륜롤러(1100)에 설치된 제1 풀리(4200)를 제1 동력전달벨트(4410)로 연결시켜, 전륜롤러(1100)가 모터구동력에 의해 자동으로 회동되도록 하거나, 이에 더하여 전륜롤러(1100)에 설치된 제2 풀리(4300)와 후륜롤러(1200)에 설치된 제2 풀리(4300)를 제2 동력전달벨트(4420)로 연결시켜, 전륜롤러(1100)에 전달되는 모터구동력이 후륜롤러(1200)까지 전달되도록 할 수도 있다.

아울러, 제1 동력전달벨트(4410)를 탈거시키고, 제2 동력전달벨트(4420)만으로 전륜롤러(1100)와 후륜롤러(1200)를 연결시켜, 탑승자가 수동으로 페달을 밟아 회전되는 자전거 후륜의 동력을 후륜롤러(1200)에서 전륜롤러(1100)로 전달시킬 수도 있다.

그리고 슬라이딩 플레이트(4100)의 일면에 설치되는 높이조절수단은 상하 길이방향을 따라 높이조절볼트(4130)로 나사결합되어, 슬라이딩 플레이트(4100)가 높이조절볼트(4130)의 나사산을 따라 승하강 이동되면서 슬라이딩 플레이트(4100)의 높이를 임의로 조절할 수 있도록 한다. 이러한 슬라이딩 플레이트(4100)의 높이 조절은 전, 후륜롤러(1100, 1200)의 높이를 각기 다르게 조절할 수 있어, 평지 상태의 라이딩이나 경사지에서의 라이딩 상태를 사용자가 직접 선택할 수 있도록 한다.

그리고 슬라이딩 플레이트(4100)의 일면에는 유격방지고정공(4140)이 형성되며, 유격방지용볼트(4150)가 유격방지고정공(4140)에서 베이스부(1000)를 관통하여 삽입고정된다. 이는 전, 후륜롤러(1100, 1200)가 베이스부(1000)에 일체로 설치되는 것이 아니라 탈부착 가능하게 설치되어 유격이 발생되는데, 이러한 유격에 의해 전, 후륜롤러(1100, 1200)가 회동되면서 베이스부(1000)와 부딪히면서 마찰음이 발생되는데 상기와 같은 유격방지용볼트(4150)를 체결하여 마찰음과 진동에 의한 부품파손을 방지하도록 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 라이딩 머신은 공원이나 자전거 도로가 있는 야외나 운동기구가 있는 헬스장 등에 설치하여 자전거를 가지고 다니는 라이더로 하여금 일반 노면이나 산악지역 등 다양한 흥미를 유발시킬 수 있으며, 장소에 구애받지 않고 라이딩을 즐길 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명에 따른 전,후륜롤러에 사용되는 전동롤러의 기본 구조를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8의 A 부분 단면 확대도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전륜롤러(1100) 또는 후륜롤러(1200)는 회전로터(5100), BLDC 모터구동부(5200) 및 배터리(5300)를 포함하는 전동롤러(5000)로 구성된다.

회전로터(5100)는 일정 길이를 가지는 원통형상으로 내측에 길이방향을 따라 설치공간(5110)이 형성되고, 중심축을 기준으로 일정 방향으로 회전되며, 회전로터(5100)의 외면에는 불규칙한 형상의 강자갈과 같은 단단한 돌기(14)가 외연 전체를 둘러싸도록 고르게 다수개로 부착되며, 이러한 울퉁불퉁한 표면에 자전거의 전륜 또는 후륜 바퀴가 접촉되는 슬라이딩마찰면(5150)으로 형성된다. 이와 같은 슬라이딩마찰면(5150)은 일정한 굴곡을 가지는 것이 아니라 불규칙한 굴곡으로 자전거 주행시 산악지역의 노면과 같은 효과가 연출되도록 한다.

도 9을 참조하면, 회전로터(5100)의 내측면에는 합성수지 재질의 소음방지패드(5120)가 일정 두께로 부착된다. 이러한 소음방지패드(5120)는 회전로터(5100)의 회전에 의해 내부에서 발생되는 소음을 외부로 차단시키도록 하는 흡음 역할을 수행하게 된다.

아울러, 회전로터(5100)의 외측면에는 접착제(5130)를 이용하여 다수개의 돌기(14)를 부착시키도록 하는데, 이러한 접착제(5130)가 상기의 소음방지패드(5120)와 같은 흡음 역할을 함께 수행하게 되어, BLDC 모터의 문제점인 내부 소음을 소음방지패드(5120)에서 1차적으로 감소시키고, 접착제(5130)층에서 다시 2차적으로 소음을 줄여, 일반 가정에서도 본 전동롤러를 장착하여 소음을 최소화하여 사용할 수 있게 된다.

BLDC 모터구동부(5200)는 영구자석(5210), 고정자(5220) 및 홀센서(5240)를 포함하여 구성된다.

영구자석(5210)은 회전로터(5100)의 내측 설치공간(5110) 내측면 벽을 따라 일정 간격으로 복수개 부착되며, 고정자(5220)는 회전로터(5100)의 내측 중앙에 샤프트(5160) 외측으로 복수개의 권선코일(5230)이 고정설치되며, 홀센서(5240)는 회전로터(5100)의 내측 설치공간(5110) 일측에 설치되어, 고정자(5220)의 외측으로 회전로터(5100)가 회전되도록 한다. 이러한 BLDC 모터구동부(5200)는 공지의 기술로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

배터리(5300)는 설치공간(5110)의 다른 일측에 설치되어, BLDC 모터구동부(5200)로 전기를 공급 또는 BLDC 모터구동부(5200)에서 발생되는 전기를 배터리(5300)에 축전시킬 수도 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 전동롤러는 외부전원이 필요치 않고, 내부에 장착된 배터리(5300) 전원으로 회전로터(5100)가 회전되도록 하여, 별도의 전원이 설치되어 있지 않은 등산로, 공원, 자전거 전용도로 등 장소에 구애받지 않고 본 라이딩 머신을 설치하여 라이딩을 즐길 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 전동롤러는 라이딩 머신에 간편하게 탈부착 형태로 설치할 수 있어, 본 전동롤러가 필요치 않은 경우에는 라이딩 머신에서 분리시켜 전동으로 동작하지 않는 수동롤러를 교체하여 사용할 수 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 전동롤러의 설치방법 및 동작에 관해 상세히 설명하도록 한다.

도 10은 본 발명에 따른 전동롤러가 라이딩 머신에 설치된 상태의 평면구조를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 전동롤러를 이용한 자가발전 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전동롤러는

라이딩 머신의 전방에 설치되어 자전거의 전륜이 접촉되는 제1 전동롤러(5000a)와, 라이딩 머신의 후방에 설치되어 자전거의 후륜이 접촉되는 제2 전동롤러(5000b)를 포함하여, 탑승자가 페달을 구동시켜 후륜이 회전되면, 제2 전동롤러(5000b)가 이와 함께 회전되면서 제2 BLDC 모터구동부(5200b)에서 자가발전이 이루어지게 되며, 발전된 전기 에너지는 배터리(5300)에 저장된다. 그리고 제1 전동롤러(5000a)는 제2 전동롤러(5000b)를가 설치되는 좌우방향과 반대되는 방향, 즉 180도로 돌려서 설치하도록 하여, 전륜측에 설치되는 제1 전동롤러(5000a)의 제1 BLDC 모터구동부(5200a)는 구동모터로서의 기능을 수행하게 된다. 이때, 본 발명은 배터리(5300)에 저장된 전기 에너지를 제1 전동롤러(5000a)의 제1 BLDC 모터구동부(5200a)로 공급시켜, 별도의 외부전원 없이 제1 BLDC 모터구동부(5200a)가 배터리(5300) 전원으로 구동되도록 한다.

아울러, 배터리(5300)에 저장되는 전원은 일반 가정에서의 조명기구나 가전제품의 전원으로 사용될 수도 있어, 이러한 전기 충전 및 사용량을 외부 패널 등의 출력수단으로 사용자가 볼 수 있도록 하여, 건강도 지키고 에너지 재생도 하는 등 흥미를 유발시켜 운동효과를 보다 높힐 수 있게 된다.

더욱이, 자전거의 전륜이 슬라이딩 마찰면(5150)에 마찰되면서 함께 회전되어 탑승자가 실제 산악지역의 노면을 라이딩하는 노면감을 느낄 수 있도록 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1000 : 베이스부 1010 : 제1 탑승용 발판 가이드
1020: 제2 탑승용 발판 가이드 1030 : 슬라이딩 가이드 홈
1100 : 전륜롤러 1200 : 후륜롤러
1210 : 제1 후륜롤러 1220 : 제2 후륜롤러
1300 : 모터구동부
2000 : 전방 가이드부
2100 : 드라이브 가드 2110 : 제1 측면 가드 프레임
2120 : 제2 측면 가드 프레임 2130 : 연결 프레임
2200 : 제1 가이드롤러
3000 : 후방 가이드부
3100 : 제2 가이드롤러
4000 : 탈부착 가이드 브라켓 몸체 4100 : 슬라이딩 플레이트
4110 : 끼움돌기 4120 : 베어링
4121 : 통과공 4130 : 높이조절볼트
4140 : 유격방지고정공 4150 : 유격방지용볼트
4200 : 제1 풀리 4300 : 제2 풀리
4400 : 동력전달벨트 4410 : 제1 동력전달벨트
4420 : 제2 동력전달벨트
5000 : 전동롤러 5000a : 제1 전동롤러
5000b : 제2 전동롤러
5100 : 회전로터 5110 : 설치공간
5120 : 소음방지패드 5130 : 접착제
5140 : 돌기 5150 : 슬라이딩 마찰면
5160 : 샤프트
5200 : BLDC 모터구동부 5210 : 영구자석
5220 : 고정자 5230 : 권선코일
5240 : 홀센서
5300 : 배터리
A : 전륜 B : 후륜

Claims

길이방향을 따라 형성되어 상부면에 자전거가 안착되되, 표면에 불규칙한 형상의 요철이 다수개 형성되어 전방측에 상기 자전거의 전륜이 상기 요철에 접촉되는 전륜롤러가 회동가능하게 설치되고, 후방측에는 상기 자전거의 후륜이 접촉되는 후륜롤러가 회동가능하게 설치되어, 상기 전륜 및 후륜이 상기 전륜롤러 및 후륜롤러에 접촉되면서 일체로 회동되는 베이스부와;
상기 자전거의 전륜 회전중심축과 대응되거나 보다 낮은 위치에서 상기 베이스부의 전방 3면으로 둘러싸도록 드라이브 가드가 설치되되, 상기 드라이브 가드의 전방 일단부측에는 상기 전륜이 접촉되는 제1 가이드롤러가 설치되어, 상기 자전거의 전륜이 상기 베이스부의 전방으로 이탈되지 않도록 가이드하는 전방 가이드부와;
상기 베이스부의 후방에 설치되되, 후방 일단부측에 상기 후륜이 접촉되는 제2 가이드롤러가 설치되어, 상기 자전거가 후방으로 밀리지 않도록 가이드하는 후방 가이드부를; 포함하며,
상기 베이스부의 길이방향과 대향되는 양측면에는 자전거 탑승을 용이하도록 하는 제1, 제2 탑승용 발판 가이드가 각각 설치되며,
상기 드라이브 가드는
일단이 상기 제1 탑승용 발판 가이드측으로 삽입되고 상기 베이스부의 전방으로 연장되는 제1 측면 가드 프레임과,
일단이 상기 제1 측면 가드 프레임에 일체로 연결되되, 상기 베이스부의 길이방향과 대향되는 방향으로 연장되어, 상기 제1 가이드 롤러가 연장방향을 따라 축결합되는 연결 프레임과,
일단이 상기 연결 프레임의 타단에 일체로 연결되되, 타측으로는 상기 베이스부의 길이방향을 따라 후방으로 연장되어, 타단이 상기 제2 탑승용 발판 가이드측으로 삽입되는 제2 측면 가드 프레임을 포함하여,
상기 제1, 제2 측면 가드 프레임이 상기 제1, 제2 탑승용 발판 가이드측으로 삽입되면서 상기 베이스부에 안착되는 자전거의 전륜 회전 중심이 상기 전륜롤러의 회전 중심보다 전방에 위치되도록 상기 자전거의 전륜과 상기 제1 가이드 롤러간의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 전, 후륜롤러가 상기 베이스부에 탈부착 가능하도록, 상기 베이스부에는 슬라이딩 가이드 홈이 형성되고, 상기 전, 후륜롤러의 양단부에는 상기 슬라이딩 가이드 홈 내부로 삽입되는 탈부착 가이드 브라켓 몸체가 더 설치되되,
상기 탈부착 가이드 브라켓 몸체는
상기 슬라이딩 가이드 홈과 대응되는 형상의 끼움돌기가 단부에 형성되며, 일측면에 고정설치되되, 상기 전, 후륜롤러의 회동축과 연결되기 위한 통과공이 형성되는 베어링을 포함하는 슬라이딩 플레이트와,
상기 슬라이딩 플레이트의 일면에는 상하 길이방향을 따라 높이조절볼트가 나사결합되어, 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 높이조절볼트의 나사산을 따라 승하강 이동되면서 상기 슬라이딩 플레이트의 높이가 조절되도록 하는 높이조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
제 3항에 있어서,
상기 슬라이딩 플레이트의 일면에는 유격방지고정공이 형성되며, 유격방지용 볼트가 상기 유격방지고정공에서 상기 베이스부를 관통하여 삽입고정되는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
제 3항에 있어서,
상기 전, 후륜롤러와 상기 슬라이딩 플레이트 간에는 제1 풀리가 설치되며, 상기 슬라이딩 플레이트의 통과공 외측면으로 제2 풀리가 상기 전, 후륜롤러의 동력이 일체로 전달되도록 설치되어,
상기 전, 후륜롤러에 설치되는 각 제1, 제2 풀리에 선택적으로 동력전달벨트를 연결시켜, 상기 전, 후륜롤러가 선택적으로 회동되는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
제 1항에 있어서,
상기 전, 후륜롤러는 원통형상으로, 상기 베이스부와 직교되는 길이방향으로 설치되되, 상기 전, 후륜롤러 중 어느 하나의 표면에는 불규칙한 형상의 요철이 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
제 6항에 있어서,
상기 전륜롤러 또는 후륜롤러는
원통형상으로 내측에 길이방향을 따라 설치공간이 형성되고, 중심축을 기준으로 일정 방향으로 회전되며, 외면을 따라 불규칙한 형상의 돌기가 다수개 부착되어 울퉁불퉁한 표면으로 자전거 바퀴가 접촉되는 슬라이딩마찰면이 형성되는 회전로터와,
상기 회전로터의 내측 설치공간 내측면을 따라 일정 간격으로 복수개 부착되는 영구자석과, 상기 회전로터의 내측 중앙에 샤프트 외측으로 복수개의 권선코일이 고정설치되는 고정자와, 상기 회전로터의 내측 설치공간 일측에 설치되는 홀센서를 포함하는 BLDC 모터구동부와,
상기 설치공간의 다른 일측에 설치되어, 상기 BLDC 모터구동부로 전기를 축전 또는 공급시키는 배터리를 포함하는 전동롤러인 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
제 7항에 있어서,
상기 전동롤러를 라이딩 머신의 전방 또는 후방에 설치하여, 자전거의 바퀴가 상기 회전로터의 표면에 접촉되도록 하되,
상기 전동롤러는 양단부로 연장된 샤프트를 상기 라이딩 머신의 상부에 탈부착 가능하게 설치하는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
제 8항에 있어서,
상기 전동롤러는
상기 라이딩 머신의 전방에 설치되어 자전거의 전륜이 접촉되는 제1 전동롤러, 상기 라이딩 머신의 후방에 설치되어 자전거의 후륜이 접촉되는 제2 전동롤러를 포함하여,
자전거 탑승자가 자전거의 페달을 밟아 후륜을 회전시키게 되면, 상기 제2 전동롤러가 함께 회전되면서 발전되며, 발전된 전기는 상기 배터리에 충전되도록 하며,
상기 제1 전동롤러는 상기 제2 전동롤러가 설치되는 좌우방향과 반대되는 방향으로 설치되고, 상기 배터리에서 전원을 공급받아 상기 제1 전동롤러가 일방향으로 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.
제 7항에 있어서,
상기 전동롤러의 내측면에는 합성수지 재질의 소음방지패드가 부착되고, 상기 회전로터의 외측면에는 접착제를 이용하여 상기 다수개의 돌기를 부착시키는 것을 특징으로 하는 MTB용 라이딩 머신.