KR19990006476A

KR19990006476A - 자전거의 변환 전진구동 주행장치

Info

Publication number: KR19990006476A
Application number: KR1019980018195A
Authority: KR
Inventors: 유문수
Original assignee: 마재열; 세계산업 주식회사
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-01-25
Also published as: TW363032B; KR100280849B1

Abstract

본 발명은 페달축의 정,역구동력이 간접적인 연결구동으로 무리 없이 구동력을 변환할 수 있고, 또한 전진 주행의 셋팅 상태에서도 자전거를 뒤로 끌 수 있는 자전거의 변환 전진구동 주행장치에 관한 것으로, 링기어(700)와, 제 1 일방향스토퍼(810)들이 장착된 제 1 래칫변환링(800)이 고정되어 페달축(100)에 대하여 회동이 자유롭도록 장착된 스프로킷하우징(200)과; 상기 페달축(100)과 일체로 회동가능하도록 장착된 선기어(300)와; 상기 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)에 의하여 역방향으로의 회전이 저지될 수 있는 캐리어(400)와; 상기 캐리어(400)와의 원주방향으로 탄성력있게 일정여유 회동력을 가질 수 있도록 결합된 변환기어링(600)과; 캐리어(400)를 역회전방향으로의 회전을 저지시킬 수 있는 제 2 일방향스토퍼(551)들이 장착된 고정하우징(500)과; 상기 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들을 제어할 수 있는 제 2 래칫변환링(900);으로 이루어져 있다.

Description

자전거의 변환 전진구동 주행장치

본 발명은 자전거 페달을 앞 또는 뒤로 구동하더라도 자전거를 앞쪽으로 주행할 수 있는 자전거의 변환 전진구동 주행장치에 관한 것으로, 특히 탑승자의 조작레버에 의하여 조작되는 스토퍼들이 고정하우징에 설치되도록 하고, 또 스토퍼는 변환기어링을 통하여 페달축의 정,역구동력을 변환하는 캐리어를 제어시킬 수 있도록 함으로써, 페달축의 정,역 구동력이 간접적인 연결구동으로 무리 없이 캐리어를 제어시킬 수 있고, 또한 상기 조작레버에 의한 셋팅 상태에서도 자전거를 뒤로 끌 수 있는 자전거의 변환 전진구동 주행장치에 관한 것이다.

자전거의 페달을 앞으로 밟거나, 뒤로 밟아도 자전거를 전진 주행시킬 수 있는 자전거의 변환 전진구동 주행장치에 관하여는 Mantzoursos 등의 발명과 Foster 씨의 발명이 대표적이다.

Mantzoutsos 씨 등의 유럽공개특허 제 0 369 925 호(공개일자 1990.5.23)는, 축의 기어들이 상기 페달축의 일방향기어와 스프로킷휠의 링에 이맞물림이 되지 않도록 한 상태에서 페달을 앞으로 밟으면, 페달축은 일방향기구를 정회전시키어 스프로킷휠을 정회전시킬 수 있다.

또한, 상기 축의 기어들이 상기 페달축의 일방향기어와 스프로킷휠의 링에 이맞물림되도록 한 상태에서 페달을 뒤로 밟으면, 페달축의 일방향기구는 스프로킷휠을 회전시키지 않고 페달축의 기어가 축의 기어와 이맞물림 구동에 의하여 축이 정회전으로 변환된다.

따라서, 상기 축의 정회전은, 축에 고정된 기어가 스프로킷휠의 링의 이와 이맞물림구동에 의하여 스프로킷휠을 정회전시킨다.

상기 스프로킷휠은 체인으로 연결되는 뒷바퀴의 종동스프로킷을 정회전시키어 결국 자전거를 앞으로 전진 주행시키게 된다.

한편 Forster 씨의 발명(미국특허 5,435,583)은 페달축상에 기어박스를 설치하고 기어박스내에는 두개의 기어와 양 기어 사이의 축상에는 클러치가 양 기어니 사이에는 베벨기어가 고정된 구조로 되어져 있다. 이 발명은 클러치를 우측기어쪽에 결합한 상태에서 자전거를 구동하면 통상의 자전거처럼 주행하지만 클러치를 좌측 기어 쪽에 결합한 상태에서 자전거 페달을 뒤로 구동하면 베벨기어에 의하여 회전방향이 바뀌어 자전거는 앞으로 주행하게 되어져 있다.

상기의 두 발명은 중간기어를 설치하여 페달을 뒤로 구동하여도 자전거를 앞쪽으로 주행할 수 있도록 한 양 방향 구동장치라는 점에서 그 의미가 있으나, 방향전환시 힘의 전달이 특정부분에 집중되어 양방향 구동장치의 수명이 짧으며, 방향전환장치를 작동하기가 불편하고, 또한 이들 장치는 정교하지 않고 외부로 노출되어 미관상 좋지 않다.

이러한 단점을 보완한 것은 본 출원인이 앞서 제시한 대한민국 특허공개번호 제 97 - 42078 호 (WO97/21587)의 예를 들 수 있다.

이 전진 주행장치에서는, 페달축에 선기어가 고정되고, 또한 상기 페달축에는 역방향스토퍼가 장착된 고정하우징과, 구동체인스프로킷이 고정된 스프로킷하우징과, 유성기어가 장착된 캐리어와, 외부에서 조작가능한 래칫변환형링 등이 회동이 가능하게 결합된다.

또한, 상기 스프로킷하우징의 안쪽에는 래칫이와 내기어가 형성되고, 또한 상기 캐리어에는 바깥둘레에 역방향스토퍼들이 등간격으로 형성되어 있고, 또한 안쪽에 래칫이가 형성되어 있다.

따라서, 페달을 앞쪽으로 밟으면, 페달축의 선기어가 캐리어의 유성기어와 이맞물림된 상태에서 정회전하고, 또한 캐리어의 역방향스토퍼가 스프로킷하우징의 래칫이와 걸림이 유지된 상태에서 스프로킷하우징의 구동체인스프로킷을 정회전시키어 자전거를 전진 주행시킬 수 있다.

반대로, 페달을 뒷쪽으로 밟으면, 캐리어는 고정하우징의 역방향스토퍼에 의하여 고정된 상태를 유지하고, 또한 페달축의 선기어의 역회전은 캐리어의 유성기어를 정회전시키고, 이 유성기어는 스프로킷하우징의 내기어와 이맞물림 구동에 의하여 스프로킷하우징의 구동체인스프로킷을 정회전시키어 자전거를 전진 주행시킬 수 있다.

또한, 상기 래칫변환형링을 작동하여 캐리어의 역방향스토퍼가 돌출되지 않는 상태에서 페달을 뒤쪽으로 밟으면, 페달축의 구동력은 캐리어의 유성기어를 스프로킷하우징의 내기어사이에서 정회전시키지만, 캐리어가 고정되지 않는 상태로 인해 유성기어는 구동력을 스프로킷하우징의 내기어에 전달하지 못하고 캐리어를 역방향으로 구동시키게 된다.

즉, 스프로킷하우징에 구동력이 전달되지 않으므로 인해 자전거는 공회전하게 되는 것이다.

상기 셋팅상태에서 자전거를 뒤로 끌 경우, 구동체인스프로킷이 결합된 스프로킷하우징의 역회전력은 유성기어를 회전시키려고 하고, 이 유성기어는 선기어를 정방향으로 회전시키려는 구동력을 갖게되나, 상기 선기어의 정방향의 회전력은 캐리어를 정방향으로 회전시키려는 상태가 되어, 상기한 정방향 페달링에 의한 전진구동과 같은 과정으로 구동력이 전달되려고 하여, 결국 자전거는 뒤로 끌리지 않는다는 문제가 있었다.

본 발명은 캐리어에 일정 여유를 가지고 회동가능한 변환기어링을 결합하고, 외부에서 조작가능한 변환레버에 의하여 조작되는 고정하우징의 스토퍼들이 상기 변환기어링을 제어할 수 있도록 하므로써, 변환기어링을 통하여 간접적으로 무리없이 캐리어를 제어시키어 부품 상호간의 과부하를 줄여 훼손을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 자전거를 뒤로 끌었을때, 구동체인스프로킷의 스프로킷하우징의 역회전력이 캐리어와 변환기어링의 작동으로 제 1,2 일방향스토퍼들을 제어함으로써 페달축이 정 또는 역방향으로 회전을 시키게 되어 자전거를 뒤로 끌 수 있는 자전거의 변환 전진구동 주행장치를 제공 하고자 한다.

도 1 은 본 발명의 자전거의 변환 전진구동 주행장치의 예를 나타내는 단면 도,

도 2 는 본 발명의 자전거의 변환 전진구동 주행장치 주요부품의 분리 사시도,

도 3 은 본 발명의 자전거의 변환 전진구동 주행장치의 일부 절결결합 사시도,

도 4 는 본 발명의 변환레버를 오프시킨 상태의 도 1의 A - A 선 일 부 절결단면도,

도 5 는 본 발명의 변환레버를 온시킨 상태의 도 1의 A - A 선 일부 절결단면도,

도 6 은 도 1의 B - B 선 단면도,

도 7 은 본 발명의 자전거의 변환 전진구동 주행장치의 다른 실시예를 나타 내는 단면도,

도 8 은 도 7의 주요부품의 분리 사시도,

도 9a, 도 9b 는 도 7의 변환레버를 오프시킨 상태의 도 7의 C - C 선 단면도,

도 10a, 도 10b 는 도 7의 변환레버를 온시킨 상태의 도 7의 C - C 선 단면도,

도 11 은 도 7 의 D - D 선 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 페달축 200 : 스프로킷하우징

210 : 구동체인스프로킷 300 : 선기어

400 : 캐리어 410 : 유성기어

420 : 래칫이 430 : 원주돌기

431 : 결합턱 440 : 링와셔

500 : 고정하우징 550 : 스토퍼시트

551 : 제 2 일방향스토퍼 600 : 변환기어링

800 : 제 1 래칫변환링 810 : 제 1 일방향스토퍼

900 : 제 2 래칫변환링

본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 ∼ 도 6과 도 7 ∼ 도 11은 본 발명의 자전거의 변환 전진구동 주행장치의 각 실시예를 나타낸 것으로, 상기 도 7 ∼ 도 11에서는 캐리어와, 변환기어링 및 제 2 래칫변환링의 구조를 변형한 예를 나타낸다.

도 1 에 나타낸 바와 같이 페달축(100)에 선기어(300)가 고정되고, 선기어(300)는, 도 1, 2 및 도 7, 8 과 같이 상기 페달축(100)에 스플라인등의 고정수단에 의하여 결합 고정된다.

또한, 상기 페달축(100)에는 고정하우징(500)과, 구동체인스프로킷(210)이 고정된 스프로킷하우징(200)과, 유성기어(410)가 장착된 캐리어(400)와, 변환기어링(600)과, 제 2 래칫변환링(900)등이 회동이 가능하게 결합된다.

상기 고정하우징(500)과 스프로킷하우징(200)은 페달축(100)에 대하여 베어링(101),(501)등에 의하여 회동가능하게 결합된다.

또한, 상기 스프로킷하우징(200)의 안쪽 둘레면에는, 스플라인 형상의 요철로 이루어진 링고정부(201),(202)가 형성되어 있다.

도 2 와 같이 안쪽의 링고정부(201)에 링기어(700)가 결합 고정되며, 이 링기어(700)에는 후술하는 캐리어(400)의 유성기어(410)들이 이맞물림 구동된다.

또한, 상기 링고정부(202)에는 제 1 일방향스토퍼(810)들이 장착되는 제 1 래칫변환링(800)이 결합 고정된다.

상기 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)는 도 3 에 나타낸 바와 같이 후술하는 캐리어(400)의 래칫이(420)와 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)에 탄성력있게 걸려 유지된다.

상기 스프로킷하우징(200)의 안쪽 둘레면에, 도 8 에 나타낸 바와 같이 링기어(700)와 1 래칫변환링(800)을 직접 가공에 의하여 형성할 수 있다.

상기 캐리어(400)에는 유성기어(410)들이 고정축(411)에 회동이 자유롭도록 결합된다.

또한, 상기 캐리어(400)의 유성기어(410)들은 스프로킷하우징(200)의 링기어(700)와 상기 선기어(300)의 기어부(310)에 이맞물려 구동된다.

또한, 캐리어(400)는 상기 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)과 상기 선기어(300)의 사이에 장착된다.

그리고, 캐리어(400)바깥둘레는 래칫이(420)가 형성되어 있고, 이 래칫이(420)들에는 도 4, 5 및 도 9a, 10a 와 같이 상기 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이 걸려 유지될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예인 도 7 ∼ 도 10b 에서는 캐리어(400)의 안쪽둘레에, 래칫이(450)가 형성되어 있다.

이 캐리어(400)의 래칫이(450)에는, 후술하는 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)가 걸려 유지될 수 있다.

또한, 도 2 와 같이 상기 캐리어(400)의 측면에는 원주방향으로 일정길이를 가지는 원주돌기(430)들이 등간격으로 형성되어 있고, 이 원주돌기(430)는 후술하는 변환기어링(600)의 측면에 등간격으로 형성된 원주요홈(630)들에 결합된다.

상기 캐리어(400)의 원주돌기(430)는 턱이져 있고, 또 상기 원주돌기(430)둘레의 주위에는 결합턱(431)이 형성되어 있다.

또한, 상기 변환기어링(600)의 원주요홈(630)에 코일스프링(640)들이 장착되는 동시에, 상기 캐리어(400)의 원주돌기(430)와 결합턱(431)에는 링와셔(440)가 결합되어 상기 코일스프링(640)의 이탈을 방지하게 된다.

결국, 상기 캐리어(400)와 변환기어링(600)은 원주방향으로 서로 탄성력있게 일정여유각도로 회동가능하게 결합된다.

본 발명의 다른 실시예인 도 7 및 도 8 에서는 캐리어(400)의 측면에 원주방향으로 일정길이를 가지는 장공홈(441)들이 등간격으로 형성되어 있고, 이 장공홈(441)에는 변환기어링(600)의 측면에 등간격으로 형성된 돌기(650)들이 결합된다.

따라서, 상기 캐리어(400)와 변환기어링(600)은 서로 원주방향으로 일정여유각도로 회동가능하게 결합된다.

다음, 변환기어링(600)의 설명에 앞서, 자전거의 프레임(도시생략)에 고정되는 고정하우징(500)에 대하여 설명한다.

고정하우징(500)은 도 1, 2, 3 및 도 7, 8 에 나타낸 바와 같이 개구부를 가지는 원통으로 형성되어, 그의 개구부에 상기 스프로킷하우징(200)이 결합된다.

또한, 고정하우징(500)의 원통부(510)의 바깥둘레에 스플라인 및 나사등이 형성되어 있고, 이 원통부(510)는 원통너트, 와셔 및 너트등의 체결수단에 의하여 자전거의 프레임에 고정된다.

또한, 상기 고정하우징(500)의 원판부의 안쪽둘레면에는 도 2 와 도 8 에 나타낸 바와 같이 플랜지형상의 스토퍼시트(550)들이 일체로 형성되고, 이 스토퍼시트(550)에는 등간격으로 요홈이 형성되어 있다.

그리고, 상기 스토퍼시트(550)의 요홈에는, 제 2 일방향스토퍼(551)들이 장착되며, 이 제 2 일방향스토퍼(551)들은 토션스프링(552)들에 의하여 탄성력있게 장착되어, 스토퍼시트(550)원주방향의 바깥쪽으로 탄성력이 가하여지도록 장착된다.

또한, 상기 고정하우징(500)의 원판부 일측에는 외부에서 조작가능한 변환레버(561)와 연결구동되는 레버기어(560)가 회동가능하게 결합되며, 또한 이 레버기어(560)는 후술하는 제 2 래칫변환링(900)을 일정각도로 회동시킬 수 있다.

다음, 제 2 래칫변환링(900)은 도 1, 2, 4 및 도 5 에 나타낸 바와 같이 고정하우징(500)의 스토퍼시트(550)의 바깥둘레에 설치되며, 제 2 래칫변환링(900)의 바깥둘레면에는, 환형링기어부(911)가 형성되어 있고, 이 환형링기어부(911)는 상기 외부에서 조작가능한 변환레버(561)와 결합되는 레버기어(560)와 이맞물림 회동가능하게 결합된다.

그리고, 상기 제 2 래칫변환링(900)에는 환형링기어부(911)와 함께 원주방향으로 돌출된 유지턱(912)들이 형성되어 있다.

상기 제 2 래칫변환링(900)의 유지턱(912)들은 제 2 래칫변환링(900)의 위치변환 회동에 의하여 상기 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들이 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)에 결합되지 않도록 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예인 도 8 에서는 제 2 래칫변환링(900)의 환형링기어부(911)를 일부만 형성하여, 이 환형링기어부(911)에 변환레버(561)의 레버기어(560)가 이맞물림 구동될 수 있도록 결합하여도 된다.

또한, 제 2 래칫변환링(900)의 바깥둘레에 형성한 유지턱(912)을 제 2 래칫변환링(900)의 내경에 톱니형상으로 형성하여도 된다.

상기 제 2 래칫변환링(900)내경의 유지턱(912)들은 상기 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)와 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)가 결합되지 않도록 제어할 수 있다.

다음, 상기 변환레버(561)는 와어어등의 연결수단에 의하여 자전거의 핸들쪽에서 탑승자가 작동시킬 수 있고, 또한 변환레버(561)는 고정하우징(500)에 레버캡(562)등의 결합수단에 의하여 상기 레버기어(560)의 축과 연결된다.

앞서 설명한 바와 같이 레버기어(560)는 상기 제 2 래칫변환링(900)의 환형링기어부(911)에 이맞물림구동되어, 제 2 래칫변환링(900)을 회동시키어 위치 변환시킬 수 있다.

결국, 제 2 래칫변환링(900)의 위치 변환은, 제 2 래칫변환링(900)의 유지턱(912)이 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)를 도 4, 5, 9a, 9b, 10a 및 도 10b와 같이 제어할 수 있게 된다.

즉, 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)는, 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)에 걸림 및 해제됨에 따라서 변환기어링(600)의 회동을 제어할 수 있게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 변환기어링(600)은 안쪽에 안쪽래칫이부(620)가 형성되고, 또한 바깥쪽에 바깥쪽래칫이부(610)가 형성되어 있고, 또한 그의 측면에는 등간격으로 일정길이의 원주요홈(630)이 형성되어 있다.

상기 변환기어링(600)의 원주요홈(630)에는, 캐리어(400)의 원주돌기(430)가 결합되어, 캐리어(400)가 변환기어링(600)에서 일정각도로 회동될 수 있도록 결합된다.

그리고, 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)에는, 앞서 설명한 바와 같이 상기 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들이 이맞물림 고정 또는 해제될 수 있게 된다.

또한, 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)에는, 후술하는 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이 이맞물려 있다.

특히, 상기 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)는, 도 3, 4 및 도 5 와 같이 상기 캐리어(400)의 래칫이(420)와 대략 같은 칫수의 직경이며, 캐리어(400)의 래칫이(420)에 비하여 완만한 경사의 이로 이루어져 있다.

또한, 상기 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)와 상기 캐리어(400)의 래칫이(420)에는, 상기 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이 탄성력있게 결합된다.

제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들은 상기 변환기어링(600)과 캐리어(400)가 역방향으로 회전되는 것을 저지하게 된다.

상기 제 1 래칫변환링(800)의 안쪽둘레면에는 제 1 일방향스토퍼(810)들을 장착할 수 있는 스토퍼시트(801)들이 등간격으로 형성되어 있다.

이 스토퍼시트(801)들에는 상기 제 1 일방향스토퍼(810)들이 토션스프링(820)들에 의하여 탄성력있게 장착된다.

상기 제 1 일방향스토퍼(810)들은 제 1 래칫변환링(800)의 스토퍼시트(801)에 대하여 돌출하려는 탄성력으로 결합하기 때문에, 제 1 일방향스토퍼(810)들은 캐리어(400)의 래칫이(420)과 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)에 결합상태를 유지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 자전거의 변환 전진구동 주행장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

외부에서 조작가능한 변환레버(561)를 작동시키지 않은 상태 즉, 변환레버(561)의 오프(OFF)상태에서는, 페달축(100)을 정방향으로 구동시키면, 자전거를 전진 주행시킬 수 있고, 반대로 페달축(100)을 역방향으로 구동시키면, 공회전을 행하게 된다. 이는 일반자전거의 기능과 같다.

즉, 상기 변환레버(561)의 오프상태는 변환레버(561)와 연결된 레버기어(560)가 제 2 래칫변환링(900)의 환형링기어부(911)를 구동시키어, 도 4 와 도 9a 및 도 9b 와 같이 제 2 래칫변환링(900)의 유지턱(912)들이 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들을 누르고 있는 상태를 말한다.

이것은 상기 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)가 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)와의 걸림이 해제된 상태를 유지한다.

도 9a 와 도 9b 에서는 캐리어(400)안쪽의 래칫이(450)에도, 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)가 걸림이 해제된 상태를 유지한다.

이 상태에서 페달축(100)이 정방향으로 구동되면, 페달축(100)과 함께 선기어(300)가 정회전하게 된다.

따라서, 선기어(300)는 캐리어(400)의 유성기어(410)들과 서로 맞물린 상태에서 변환기어링(600)과 함께 캐리어(400)를 정회전시키게 된다.

즉, 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이 도 4 및 도 9a 와 같이 캐리어(400)의 래칫이(420)와 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)에 걸림이 유지되기 때문에, 상기 선기어(300)는 캐리어(400)의 유성기어(410)들과 서로 맞물린 상태에서 캐리어(400)를 정회전시키게 된다.

이때, 캐리어(400)의 정회전은 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)을 정회전시킴에 따라서, 스프로킷하우징(200)의 구동체인스프로킷(210)과 체인으로 연결된 뒷바퀴에 구동력을 전달시키어 자전거는 전진 주행을 행하게 된다.

반대로, 페달축(100)이 역구동되면, 페달축(100)과 일체의 선기어(300)는 캐리어(400)의 유성기어(410)와 함께 이맞물림 상태에서 캐리어(400)에 역회전력을 부여하게 된다.

이때, 캐리어(400)가 도 4 의 2 점 쇄선 화살표시방향 및 도 9b 의 실선 화살표시방향으로 역회전되면, 캐리어(400)의 래칫이(420)와 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)는, 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)에 미끄러지게 된다.

따라서, 캐리어(400)의 유성기어(410)들은 부하가 걸리지 않는 상태에서 스프로킷하우징(200)의 링기어(700)의 따라서 구름운동을 행하게 된다.

이는 기존 자전거와 마찬가지로 페달을 뒤로 밟았을 때, 페달이 공회전되는 것과 같은 기능을 발휘하게 된다.

다음, 변환레버(561)를 작동시킨 상태 즉, 변환레버(561)의 온(ON)상태에서는 페달축(100)에 정방향의 구동이나, 역방향의 구동이 전달되더라도 자전거를 전진 주행시킬 수 있는 상태이다.

상기 변환레버(561)의 온상태는 변환레버(561)의 레버기어(560)가 제 2 래칫변환링(900)을 회동시키어, 도 5 및 도 10a, 도 10b 와 같이 상기 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들이, 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620) 및 캐리어(400)의 래칫이(450)에 걸림이 유지된 상태가 된다.

상기 상태에서 페달축(100)이 정회전 방향으로 구동되면, 페달축(100)과 함께 선기어(300)가 정회전하게 된다.

따라서, 선기어(300)는 캐리어(400)의 유성기어(410)와 이맞물림 상태에서 캐리어(400)에 정회전력을 부여하게 된다.

즉, 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이 캐리어(400)의 래칫이(420)와 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)에 걸림이 유지되어 있기 때문에, 선기어(300)는 캐리어(400)의 유성기어(410)들과 서로 맞물린 상태에서 캐리어(400)를 정회전시키게 된다.

여기서, 도 7 과 도 10a에서 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)가 돌출되어 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)에 걸려있으나, 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620) 및 캐리어(400)의 래칫이(450)은 상기 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들을 미끄러져 넘게 된다.

따라서, 변환기어링(600)과 캐리어(400)는 바로 스프로킷하우징(200)을 정회전시킬 수 있는 것이다.

반대로, 페달축(100)이 역회전방향으로 구동되면, 페달축(100)과 함께 선기어(300)가 역회전하게 된다.

따라서, 선기어(300)는 캐리어(400)의 유성기어(410)와 이맞물림 상태에서 캐리어(400)와 변환기어링(600)에 역회전력을 부여하게 된다.

이때, 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)가 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들에 걸려서, 변환기어링(600)을 역방향으로 회전되는 것을 저지함에 따라서, 캐리어(400)도 역방향으로 회전이 저지된다.

여기서, 도 7 에서는 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)가 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들에 걸려서 캐리어(400)가 역방향으로 회전이 저지되지만, 도 10b에서는 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)부와 캐리어(400)의 래칫이(450)가 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들에 걸려서 캐리어(400)가 역방향으로 회전되는 것을 저지하게 된다.

상기 캐리어(400)가 역방향으로 회전이 저지된 상태에서, 도 6 과 도 11에서 페달축(100)의 선기어(300)는 캐리어(400)의 유성기어(410)들을 정회전시키게 된다.

그리고, 상기 캐리어(400)의 유성기어(410)들은 스프로킷하우징(200)의 링기어(700)를 정회전 시킴에 따라서, 결국 스프로킷하우징(200)의 구동체인스프로킷(210)과 체인으로 연결된 뒷바퀴에 구동력을 전달시키어 자전거는 전진 주행을 행할 수 있게 된다.

다음, 본 발명은 도 4 또는 도 5 와 같이 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이 캐리어(400)의 래칫이(420)와 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)에 걸려있는 상태에서 자전거를 뒤로 끌 수가 있다.

상기 상태에서 자전거를 뒤로 끌면, 뒷바퀴와 체인으로 연결된 구동체인스프로킷(210)에 역회전이 전달되게 되어, 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)을 역회전시키게 된다.

여기서, 캐리어(400)와 변환기어링(600)은 일정각도로 회동가능하게 결합되어 있고, 또한 캐리어(400)의 래칫이(420)와 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)가 대략 같은 직경으로 형성되어 있으면서, 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)가 완만한 경사면으로 형성되어 있기 때문에, 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이, 우선은 캐리어(400)의 래칫이(420)를 약간 밀어서 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)를 타고 넘게된다.

따라서, 구동체인스프로킷(210)의 역회전에 동반하여 스프로킷하우징(200)이 역회전을 행하게 된다.

상기 스프로킷하우징(200)의 역회전에 따라서, 스프로킷하우징(200)의 링기어(700)가, 캐리어(400)의 유성기어(410)들을 회전시켜, 이 유성기어(410)들의 회전은 선기어(300)를 정방향으로 회전시키게 되며, 상기 선기어(300)의 회전은 페달축(100)을 정방향으로 회전시키게 되어 있다.

상기 페달축(100)이 정방향으로 회전된다는 것은 자전거가 뒤로 끌린다는 것을 의미한다.

또한, 도 10a 및 도 10b에서는 자전거가 뒤로 끌려서 구동체인스프로킷(210)의 스프로킷하우징(200)이 역회전되면, 스프로킷하우징(200)의 제 1 래칫변환링(800)의 제 1 일방향스토퍼(810)들이, 캐리어(400)의 래칫이(420)와 변환기어링(600)의 바깥쪽래칫이부(610)를 역회전시키게 된다.

이때, 캐리어(400)의 래칫이(450)와 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)가 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)에 역방향으로 회전을 저지하고 있으나, 상기 변환기어링(600)의 안쪽래칫이부(620)가 완만한 경사면으로 형성되어 있기 때문에, 앞서 설명한 예와 마찬가지로 캐리어(400)와 변환기어링(600)은, 고정하우징(500)의 제 2 일방향스토퍼(551)들에 구속되지 않고 역회전을 행할 수가 있게 된다.

따라서, 캐리어(400)가 역방향으로 회전됨에 따라서, 캐리어(400)의 유성기어(410)들은 페달축(100)의 선기어(300)를 역방향으로 회전시키게 되고, 상기 선기어(300)는 페달축(100)을 역방향으로 회전시키게 된다.

즉, 페달축(100)이 역방향으로 회전된다는 것은 자전거가 뒤로 끌린다는 것을 의미한다.

이상과 같이, 본 발명은 캐리어에 일정 여유를 가지고 회동가능한 변환기어링을 결합하고, 외부에서 조작가능한 변환레버에 의하여 조작되는 고정하우징의 스토퍼들이 상기 변환기어링을 제어할 수 있도록 함으로써, 변환기어링을 통하여 간접적으로 무리없이 캐리어를 제어시키어 부품 상호간의 과부하를 줄여 훼손을 방지할 수 있다.

또한, 자전거를 뒤로 끌었을때, 구동체인스프로킷의 스프로킷하우징의 역회전력이 캐리어와 변환기어링의 작동으로 제 1,2 일방향스토퍼들을 제어함으로써 페달축이 정 또는 역방향으로 회전을 시키게 되어 자전거를 뒤로 끌 수 있는 효과가 있다.

Claims

선기어가 고정된 페달축과; 상기 페달축에 대하여 회동이 자유롭도록 결합되며, 원통형상의 안쪽 둘레면에 링기어와 제 1 일방향스토퍼들이 형성된 스프로킷하우징과; 상기 스프로킷하우징의 링기어와 상기 페달축의 선기어에 이맞물림 구동되는 유성기어들이 설치되고, 또한 상기 스프로킷하우징을 정,역방향으로 회전가능하게 유지할 수 있는 캐리어와; 상기 캐리어의 측면에 결합되며, 내,외주면에 안쪽래칫이부와 바깥쪽래칫이부를 가지는 변환기어링과; 상기 변환기어링과 캐리어를 역방향으로의 회전 또는 저지시킬 수 있는 제 2 일방향스토퍼들이 장착된 고정하우징과; 상기 고정하우징의 제 2 일방향스토퍼들을 제어할 수 있는 제 2 래칫변환링;으로 이루어짐을 특징으로 하는 자전거의 변환 전진구동 주행장치.
제 1 항에 있어서, 상기 캐리어와 변환기어링은, 원주방향으로 일정여유각도로 회동가능하게 결합됨을 특징으로 하는 자전거의 변환 전진구동 주행장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 변환기어링의 바깥쪽래칫이부는, 상기 캐리어의 외주면에 형성한 래칫이와 대략 같은 직경으로 이루어지고, 상기 캐리어의 래칫이에 비하여 완만한 경사의 이로 이루어짐을 특징으로 하는 자전거의 변환 전진구동 주행장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 변환기어링의 안쪽래칫이부는, 상기 캐리어의 내주면에 형성한 래칫이와 대략 같은 직경으로 이루어지고, 캐리어의 래칫이에 비하여 완만한 경사의 이로 이루어짐을 특징으로 하는 자전거의 변환 전진구동 주행장치.
제 3 항에 있어서, 상기 변환기어링의 바깥쪽래칫이부와 상기 캐리어의 외주면의 래칫이들에는, 상기 스프로킷하우징의 제 1 래칫변환링의 제 1 일방향스토퍼들이 탄성력있게 유지됨을 특징으로 하는 자전거의 변환 전진구동 주행장치.
제 4 항에 있어서, 상기 변환기어링의 안쪽래칫이부와 상기 캐리어의 내주면의 래칫이들에는, 상기 고정하우징의 제 2 일방향스토퍼들이 탄성력있게 유지됨을 특징으로 하는 자전거의 변환 전진구동 주행장치.