KR20000020782A - 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페달의 답력(踏力)이 체인구동을 위한 구동스프라킷에 직접 전달되지 않고 서로 다른 기어비를 갖는 기어를 거쳐 순차적으로 전달되게 하여 최종기어에 연결된 스프라킷을 구동시키게 함으로서 적은 답력으로 자전거를 구동시킬 수 있게 한 것으로, 자전거 뒷바퀴(3)에는 페달(1)의 답력에 의한 구동스프라킷(4)의 구동력을 체인(2)을 통해 전달받아 구동되는 스프라킷(9)을 설치하여서 되는 통상의 자전거(A)에 있어서, 상기 페달(1)의 페달축(11)에는 구동기어(5)를 동축 연결하여 설치하고, 이 구동기어(5)에는 제2종동기어(7)와 동축 연결 되어 있는 제1종동기어(6)를 치합설치하며, 상기 제2종동기어(7)에는, 구동스프라킷(4)와 동축으로 연결 고정되게 한 제3종동기어(8)가 치합되도록 설치하여서 되는 것을 특징으로 하는 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단이다.

Description

다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단

본 발명은 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페달의 답력(踏力)이 체인구동을 위한 구동스프라킷에 직접 전달되지 않고 서로 다른 기어비를 갖는 다수의 기어를 거쳐 순차적으로 전달되게 하여 최종기어에 연결된 스프라킷을 구동시키게 함으로써 적은 답력으로 자전거를 구동시킬 수 있게 한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 대부분의 자전거의 경우 페달에 가해진 답력은 페달과 연결되게 설치된 구동스프라킷에 직접 전달되어 구동스프라킷을 회전시키게 되고 이 구동스프라킷의 회전력은 체인을 개재하여 뒷바퀴의 스프라킷을 구동시킴으로써 자전거를 구동시킬 수 있게 되는 것이다.

그러나 이와같이 페달에 가해지는 답력이 구동스프라킷에 직접 전달되게 하여 지전거를 움직일 수 있게 하는 종래 자전거의 경우는 자전거 이용자가 구동스프라킷을 구동시키기 위해 매우 큰 답력이 요구되는 것이어서 자전거의 구동에 힘이 들게 되며, 특히 완만한 경사의 오르막길을 오를 경우에는 더욱 큰 답력이 요구되는 것이어서 그만큼 자전거 탑승자의 수고는 배가 되게 되는 것이었다.

근래들어 상기와 같이 구동스프라킷과 뒷바퀴의 스프라킷을 체인으로 걸어 구동되게 하는 자전거 대신에 구동스프라킷과 뒷바퀴의 스프라킷을 서로 다른 직경으로 되는 다수의 스프라킷을 다단으로 설치하여 체인으로 하여금 서로 다른 직경의 스프라킷에 선택적으로 걸려 구동되게 하는 것에 의해 페달에 가해지는 답력의 크기를 보다 약하게 하여 완만한 경사의 오르막길도 덜 힘들인채 주행할 수 있도록한 소위 체인자전거가 널리 사용되고 있는 실정이다.

그러나 이와같은 체인자전거는 자전거 프레임에 설치된 구동스프라킷의 수와 뒷바퀴에 설치된 스프라킷의 수를 동일하게 하여 체인으로 하여금 각각 직경의 크기가 다른 임의 구동스프라킷과 뒷바퀴의 임의 스프라킷을 걸어 연결토록 하는 것에 의해 그때그때 적은 답력으로 자전거를 구동시킬 수 있도록 하는 것이었다.

그러나 상기와 같은 종래의 기어자전거는 페달에 가해지는 답력을 적게 하기 위하여 자전거 프레임 및 뒷바퀴에 서로의 직경크기가 다른 다수의 스프라킷을 다단으로 설치하여 하나의 체인으로 하여금 별도의 레버조작에 의해 임의 스프라킷에 선택적으로 걸려 페달의 답력을 가변화하여 그힘을 뒷바퀴에 전달하고 있는 것인바, 이는 자전거의 가격이 고가로 되는 문제 이외에도 다수의 스프라킷을 자전거 프레임과 뒷바퀴에 각각 설치하여야 하는데 따른 자전거의 제작상의 번거로움과 함께 자전거 이용시에도 스프라킷에 대한 체인의 위치변환이 순조롭게 이루어지지 않아 자전거 주행중 동력전달이 원할하지 못할 뿐만 아니라 심한 경우에는 체인이 스프라킷으로 부터 빠져 이탈되게 되는 등의 문제점이 있는 것이었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같이 다수의 스프라킷 중 임의 스프라킷에 선택적으로 체인이 걸리도록 하여 페달에 가해지는 답력의 변화를 도모토록 한 종래 자전거가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 자전거 탑승자의 답력이 전달되는 페달축에 스프라킷이 아닌 일정 기어피치를 갖는 구동기어를 연결고정하고, 이 구동기어에는 각기 다른 기어비를 갖는 다수의 종동기어를 서로 치합되게 설치하되, 최종 종동기어는 구동스프라킷과 동축으로 연결되게 하여 페달에 대한 답력이 직접 스프라킷에 전달되는 것이 아닌 다수의 기어를 거치면서 기어비에 의해 적은 힘만으로 구동스프라킷을 회전시킬 수 있게 함으로써 체인을 개재하여 구동스프라킷의 구동력을 전달받아 뒷바퀴를 구동시킬 수 있게 한 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타내는 사시도

도 2는 본 발명의 구성을 나타내는 평면도

도 3은 본 발명에 의한 구동수단의 구동관계를 설명하기 위한 설명도

도 4는 본 발명의 설치 사용상태도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 페달 2 : 체인 3 : 뒷바퀴

4 : 구동스프라킷 5 : 구동기어 6 : 제1종동기어

7 : 제2종동기어 8 : 제3종동기어 9 : 스프라킷

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단은, 자전거 뒷바퀴(3)에는 페달(1)의 답력에 의한 구동스프라킷(4)의 구동력을 체인(2)을 통해 전달받아 구동되는 스프라킷(9)을 설치하여서 되는 통상의 자전거(A)에 있어서, 상기 페달(1)의 페달축(11)에는 구동기어(5)를 동축으로 연결하여 설치하고, 이 구동기어(5)에는 제2종동기어(7)와 동축으로 연결 되어 있는 제1종동기어(6)를 치합설치하며, 상기 제2종동기어(7)에는, 구동스프라킷(4)와 동축으로 연결 고정되게 한 제3종동기어(8)가 치합되도록 설치하여서 되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 구동수단의 구동관계를 설명하기 위한 설명도로서, 그 구성은, 페달(1)의 페달축(11)과 동축 연결되는 구동기어(5)와 다수의 종동기어(6)(7)(8)로 이루어진다.

상기 구동기어(5)는 페달축(11)과 동축으로 연결설치되는 것으로 페달(1)의 답력에 의해 회전되는 페달축(11)의 회전력을 전달받아 회전된다.

이 구동기어(5)에는 제1종동기어(6)가 치합되어 있으며 상기 제1종동기어(6)에는 그 일측에 동축으로 제2종동기어(7)가 설치되어 페달축(11)의 회전력을 제1종동기어(6)를 개재하여 전달받는다. 이때 상기 구동기어(5)와 제1종동기어(6)의 기어비는 대략 2:1의 기어비를 갖는다.

상기 제1종동기어(6)와 동축 연결되어 회전력을 전달받는 제2종동기어(7)의 기어비는 대략 1:1.25의 기어비를 갖는 것으로, 상기 제2종동기어(7)에는 제3종동기어(8)가 치합되어 제2종동기어(7)의 회전력을 제3종동기어(8)가 전달받도록 되어 있다. 이때 제2종동기어(7)와 제3종동기어(8)의 기어비는 대략 1:1.3정도의 기어비를 갖는다.

상기 페달축(11)으로 부터의 회전력을 최종적으로 전달받는 제3종동기어(8)에는 구동스프라킷(4)이 동축으로 연결설치되어 구동되게한 것으로, 이렇게 구동스프라킷(4)에 전달된 구동력은 체인(2)을 개재하여 뒷바퀴(3)의 스프라킷(3)에 전달되어 뒷바퀴(3)를 회전시키게 되어 자전거(A)가 구동되게 된다.

상기 구성에 있어 본 발명의 구성요부인 구동기어(5)를 비롯한 다수의 종동기어(6)(7)(8)의 설치는, 종동기어(6)(7)는 자전거프레임(10)에 별도의 브라킷(10')을 설치하여 양기어(6)(7)가 동축회전가능하게 설치하며, 상기 페달축(11)은 구동스프라킷(4) 및 제3종동기어(8)에 대해 이들을 그대로 관통하여 구동기어(5)와 동축연결되게 하며, 이때 제3종동기어(8)는 그 일측의 구동스프라킷(4)과 동축연결되도록 설치되어 실질적으로 페달축(11)에 전달된 회전력은 구동스프라킷(4)에 직접 전달되지 않고 서로 다른 기어비를 갖는 구동기어(5)와 다수의 종동기어(6)(7)(8)를 순차적으로 거치면서 전달되게 되어 각 기어(5)(6)(7)(8)들의 기어비에 따라 페달(1)에 작용하는 답력을 현저히 줄일 수 있게 함으로써 보다 적은 힘으로 자전거를 구동시킬 수 있게 된다.

이와같은 구성으로 되는 본 발명에 의한 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단을 장착한 자전거(A)를 구동시키려 할 경우, 자전거 탑승자가 자전거 안장에 앉은 상태에서 페달(1)을 일정한 힘으로 밟아주게 되면 페달(1)에 전달된 답력은 페달축(11)에 그대로 전달되어 일차로 이 페달축(11)과 동축 결합된 구동기어(5)를 회전시키게 된다. 이때 상기 페달축(11)은 구동스프라킷(4)과 제3종동기어(8)를 그대로 관통하여 구동기어(5)에 축결합되어 있는 상태이다.

이렇게 해서 구동기어(5)가 회전하게 됨에 따라 이와 치합된 상태인 제1종동기어(6)가 회전되게 되고 이 회전력은 상기 제1종동기어(6)와 동축 회전되도록 결합된 제2종동기어(7)를 거쳐 최종적으로 제3종동기어(8)에 전달되게 된다.

이렇게 제3종동기어(8)에 까지 페달(1)의 답력이 전달되게 됨에 따라, 상기 제3종동기어(8)와 동축 결합상태인 구동스프라킷(4)이 회전되면서 체인(2)을 구동시켜 뒷바퀴(3)의 스프라킷(9)을 회전시키게 됨에 따라 자전거는 구동하게 되는 것이다.

이때 페달(1)에 가해지는 답력은 서로 다른 기어비를 갖는 다수의 기어(5)(6)(7)(8)을 거치면서 극대화되어 최종적으로 구동스프라킷(4)에 전달되게 되므로 일반자전거에 비해 훨신 적은 힘만으로 자전거(A)를 구동시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 구성에 있어, 각각의 기어(5)(6)(7)(8)간의 기어비는 앞서 언급한 기어비로만 한정되는 것은 아니며, 보다 큰 효율을 얻을 수 있는 것이면 상기 언급된 기어비는 얼마든지 변경될 수 있다.

또한 상기한 본 발명의 구동수단을 본 예에서는 자전거에 설치한 것을 예로하여 설명하였으나, 이 역시도 자전거에만 국한되는 것이 아니고 오토바이에 적용실시할 수도 있는 것으로 그 실시범위를 특정하는 것은 아니다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이 본 발명의 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단에 의하면, 자전거 탑승자의 답력이 직접 구동스프라킷에 전달되는 것이 아닌 각기 다른 기어비를 갖는 다수의 기어들을 거치면서 페달에 가해지는 답력보다 더 큰 힘으로 변환되어 최종적으로 구동스프라킷에 전달되게 함으로써 고가의 기어자전거가 아니더라도 보다 적은 답력으로 자전거를 구동시킬 수 있게 되는 등의 유용한 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 자전거 뒷바퀴(3)에는 페달(1)의 답력에 의한 구동스프라킷(4)의 구동력을 체인(2)을 통해 전달받아 구동되는 스프라킷(9)을 설치하여서 되는 통상의 자전거(A)에 있어서,

   상기 페달(1)의 페달축(11)에는 구동기어(5)를 동축 연결하여 설치하고, 이 구동기어(5)에는 제2종동기어(7)와 동축 연결 되어 있는 제1종동기어(6)를 치합설치하며, 상기 제2종동기어(7)에는, 구동스프라킷(4)과 동축으로 연결 고정되게 한 제3종동기어(8)가 치합되도록 설치하여서 되는 것을 특징으로 하는 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 각 기어(5)(6)(7)(8)의 기어비는 1:0.53 : 0.66 : 0.86로 되는 것을 특징으로 하는 다수의 기어를 이용한 자전거 구동수단.