KR20010095380A

KR20010095380A - 자전거의 전진구동 주행장치

Info

Publication number: KR20010095380A
Application number: KR1020000016341A
Authority: KR
Inventors: 어성옥
Original assignee: 어성옥
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-11-07

Abstract

본 발명은 자전거의 전진구동 주행장치에 관한 것으로, 후레임의 전방에 위치되는 구동측 보스(10)와;

이 보스(10)에 회전 자유롭게 지지된 샤프트(20)와;

상기 샤프트(20)의 양단에 축 고정되어 탑승자의 발에 의해 구동되는 한쌍의 페달(30)과;

상기 보스(10)로부터 회전 자유롭게 후륜측으로 체인(41)을 통해 회전력을 전달하는 주동스프라켓(40)과;

상기 보스(10)의 일측으로 샤프트(20)에 함께 회전되도록 결합되고 외측이 개구된 속이 빈 단면형상으로 성형되어 및 다른 부속물을 내부로 수용하며, 내경을 따라 고정링(51)(52)이 부착 고정되는 하우징(50)과;

이 하우징(50)의 내부에 수용되며 상기 고정링(51)과의 사이에서 제1래칫수단(61)으로 그 회전방향이 제어되며 내륜을 따라 치차가 성형되는 제1내치차(60)와;

상기 하우징(50)의 내부에 수용되며 상기 타측의 고정링(52)과의 사이에서 제2래칫수단(72)으로 제1내치차(60)와 그 회전방향이 반대로 제어되며 내륜을 따라 치차가 성형되는 제2내치차(70)와;

상기 보스(10)에 축지지되며 제1내치차(60)에 치차결합되는 제1피니언(81) 및 이 제1피니언(81)과 동축으로 나란히 함께 회전되는 제2피니언을 갖는 스핀들기어(80)와;

이 스핀들기어(80)의 제2피니언(82)과 제2내치차(70)에 각각 치차 결합되어 회전력을 전달시키는 중간기어(90)로 구성되는 것에 의해, 자전거의 운전자가 페달(30)의 정회전은 물론, 역회전시에도 자전거가 항상 전진 구동토록 할 수 있다.

따라서, 근육의 피로를 풀고 균형있는 근육발달을 유도할 수 있는 것이다.

그리고, 그 구성이 간단하고 별도의 복잡한 변속용 다단기어를 설치할 필요가 없어 경제적인 이익을 줄 수 있고, 제1내치차(60)와 제2내치차(70)가 항상 역으로 회전하고 있으므로 페달(30)의 방향전환시 바로 그 동력이 주동스프라켓(40)으로 전달될 수 있으므로 원활한 조작이 이루어 지는 것이다.

그러므로, 제품의 상품성 및 내구성과 신뢰성이 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

자전거의 전진구동 주행장치 {FORWARD DRIVING APPARATUS FOR BICYCLE}

본 발명은 자전거의 전진구동 주행장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 페달의 정,역회전에도 항상 전진 주행이 이루어 지도록 함과 아울러, 특히 그 구조가 간단하고 페달의 정,역조작시 원활하게 동력이 전달될 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 자전거는 후레임의 전, 후방에 구름자유롭게 설치되는 전,후륜과 후륜과, 탑승자의 발에 의해 동력을 발생시키는 페달과, 이 페달의 회전으로 후륜측으로 동력을 전달하기 위한 동력전달부재로 구성된다.

이 때, 동력전달부재로는 페달측에는 주동 스프라켓이, 그리고 후륜측에 일방향으로만 동력이 전달되도록 래칫수단을 갖는 종동스프라켓, 그리고 이 주동스프라켓과 종동스프라켓을 연결하는 체인으로 구성되어 있다.

이와같이 구성된 종래 자전거는 페달을 일방향, 즉 전진하는 방향으로 회동시킬 때 주동스프라켓과 종동스프라켓을 연결하는 체인에 의해 후륜측으로 회전력이 전달되어 자전거가 전진방향으로만 주행이 이루어 진다.

따라서, 반드시 페달을 전진이 이루어 지는 일방향으로만 회동시켜야 되므로 특히, 장시간 주행시에는 다리의 근육이 불균형적으로 발달된다.

또, 동일한 운동만을 반복하므로 싫증을 쉽게 느낄 뿐만 아니라, 피로가 쉽게 누적되고, 주행중 근육의 피로를 풀어주는 것이 불가능하다.

이때, 종래의 주행장치에 의하면 페달의 회전을 정지하거나 역으로 회전할 경우에는 주동스프라켓 및 체인이 역회전되기는 하나, 종동스프라켓의 내부에 구비되는 일방향 래칫수단에 의해 동력전달은 차단된 상태에서 종동스프라켓이 역으로 헛회전하는 결과를 갖게 된다.

본 발명의 목적은 페달을 정회전은 물론 역회전으로 구동시키더라도 동력을 전달하여 주행할 수 있도록 한 자전거의 전진구동 주행장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 근육의 피로를 풀고 균형있는 근육발달을 유도할 수 있도록 한 자전거의 전진구동 주행장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 보다 그 구성이 간단함과 아울러, 페달의 구동방향이 전환될 때 그 동력전달이 원활하게 부품의 무리없이 전달되어 상품의 내구성과 신뢰성이 향상될 수 있도록 한 자전거의 전진구동 주행장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 조립상태 종단면도

도 2는 본 발명의 정상페달방향 구동상태의 도 1에서 I-I 방향으로 본 작동상태도

도 3은 본 발명의 역페달방향 구동상태의 도 1에서 I-I 방향으로 본 작동상태도

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 보스 20 - 샤프트

30 - 페달 40 - 주동스프라켓

50 - 하우징 60 - 제1내치차

61 - 제1래칫수단 70 - 제2내치차

80 - 스핀들기어 81 - 제1피니언

82 - 제2피니언 90 - 중간기어

이러한 본 발명의 목적은 후레임의 전방에 위치되는 구동측 보스(10)와;

이 보스(10)에 회전 자유롭게 지지된 샤프트(20)와;

이 스핀들기어(80)의 제2피니언(82)과 제2내치차(70)에 각각 치차 결합되어 회전력을 전달시키는 중간기어(90)로 구성되는 것에 의해 달성된다.

따라서, 자전거의 운전자가 페달의 정회전은 물론, 역회전시에도 자전거가 전진 구동토록 하여 근육의 피로를 풀고 균형있는 근육발달을 유도할 수 있다.

이때, 2개의 제1내치차(60) 및 제2내치차(70)가 서로 다른 방향으로 내부에서 계속 회전되고 있으므로, 운전자 선택에 의해 페달(30)의 방향을 전환시킬 때 신속하고 보다 원활하게 그 동력전달 방향이 전환된 상태로 자전거는 항상 전진주행이 가능하게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 전체 조립상태를 종단면도로 도시하고, 도 2는 정상페달방향으로 회전시킬 때 제1내치차(60)와 제2내치차(70)의 래칫수단 방향 전환에 따른 동력 전달상태를 보인 작동상태도이다.

도 3은 페달(30)을 역방향으로 구동시키는 상태의 도 1에서 I-I 방향으로 본 작동상태를 도시하고 있다.

즉, 도 1에서와 같이 자전거를 구성하는 후레임의 주로 전륜과 후륜 사이에 위치되는 구동측의 보스(10) 내에는 회전 자유롭게 샤프트(20)가 끼워 조립되어 있다.

상기 샤프트(20)의 양단에는 페달(30)이 각각 대칭되게 축 고정되어 탑승자의 발구동에 의해 그 힘이 회전상태로 샤프트(20)로 전달된다.

보스(10)에는 내부에 베어링(b)이 개재되어 샤프트(20)의 회전이 자유롭게 함과 아울러, 그 외측으로 위치되는 주동스프라켓(40) 사이에도 베어링(b)에 의해 회전 자유롭게 설치되어 있다.

이 주동스프라켓(40)은 후륜측으로 체인(41)을 통해 회전력을 전달하게 된다.

한편, 보스(10)의 일측으로는 샤프트(20)에 함께 회전되도록 하우징(50)이 결합되어 있다.

이 하우징(50)은 외측, 즉 주동스프라켓(40)을 향해 개구된 속이 빈 단면형상으로 성형되어 및 다른 부속물을 내부로 수용하며, 가장 외측에는 주동스프라켓(40)과 근접되게 내경을 따라 두 개의 고정링(51)(52)이 각각 용접이나 기타 일체로 성형하는 방법으로 설치되어 있다.

그리고, 이 하우징(50)의 내부에는 내경이 상이한 제1내치차(60)와 제2내치차(70)가 나란하게 설치되며, 상기 고정링(51)(52)과의 사이에서 제1래칫수단(61) 및 제2래칫수단(72)으로 그 회전방향이 서로 반대로만 회전 가능한 상태로 제어토록 설치되어 있다.

제 1내치차(60)와 제 2내치차(70)의 내륜을 따라서는 치차가 각각 성형되어 있다.

그리고, 상기 제 1내치차(60)에는 스핀들기어(80)의 제1피니언(81)이 치차결합된 상태로 상기 보스(10)에 회전 가능하게 축지지된다.

스핀들기어(80)는 도 1에서와 같이 제 1내치차(60)에 치차결합되는 제 1피니언(81) 및 이 제1피니언(81)과 동축으로 나란히 함께 회전되도록 제 2피니언(82)이 각각 떠불로 형성되며, 보스(10)와 타측에는 스핀들기어(80)의 샤프트를 지지하기 위해 수직커버(12)가 수직하게 세워 설치된다.

그리고, 상기 제 1내치차(60)는 주동스프라켓(40)과 함께 회전토록 그 접촉면이 고정되어 있다.

한편, 이 스핀들기어(80)의 제 2피니언(82)과 제2내치차(70) 사이에는 중간기어(90)가 개재되어 회전력을 전달시키게 된다.

제 2내치차(70)의 일측면에는 이탈을 방지하기 위해 수직커버(12)와는 베어링(b)을 매개체로 독립된 회전이 자유로운 지지판(13)이 설치되며, 페달(30)과 샤프트(20)는 이탈되지 않토록 너트(21)가 나사 결합되어 있다.

또, 하우징(50)과 샤프트(20)는 함께 회전하기 위해 도 2 및 도 3에서 도시한 바와같이 사각형상으로 그 결합부를 가공하여 조립하게 된다.

상기 제 1래칫수단(61)과 제 2래칫수단(72)은 일방향 치차를 갖는 래칫기어와 래칫돌기를 사용하여도 무방하나, 도 2 내지 도 3에서 도시한 바와같이 클러치 베어링구조를 선택하는 것이 바람직 하다.

즉, 제 1내치차(60) 및 제 2내치차(70)이 외측면에 그 외주면에 대하여 경사지게 홈(h)을 파내고 이 홈(h)에 핀(p)을 삽입하는 것에 의해 회전방향 전환에 따라 핀(p)이 경사면을 따라 좁은 간격으로 이동되어, 고정링(51)(52)과 물리게 되면 함께 회전되고, 핀(p)이 경사면을 따라 넓은 방향으로 회전력이 작용되면 핀(p)이 물림 회전되어 고정링(51)(52)과 제 1내치차(60) 및 제 2내치차(70)이 서로 헛돌수 있도록 하는 것이다.

이때, 제 1래칫수단(61)과 제 2래칫수단(72)의 회전 제어방향은 서로 반대가 된다.

그리고, 회전방향 이동시 핀(p)이 보다 확실한 이동을 위해서는 핀(p)과 홈(h) 사이에 스프링을 설치하는것도 바람직 하다.

이하 본 발명의 각 과정에 따른 동력전달 상태를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

(페달전진방향 정상주행과정 실시예)

도 2에서와 같이 페달(30)을 통상의 자전거를 운전하기 위한 정상 방향으로 회전시키게 되면 페달(30)과 샤프트(20) 및 샤프트(20)에 결합된 하우징(50)이 함께 회전된다.

이때 하우징(50)의 내륜측에 고정된 고정링(51)(52)중에 외측(도 1에서 좌측)에 위치된 고정링(51)과 제 1내치차(60)는 제 1래칫수단(61)에 의해 결합된 물림 상태를 가지게 되므로 제 1내치차(60)와 접촉 고정되어 있는 주동스프라켓(40)이 자전거 전진 방향으로 회전된다.

이 주동스프라켓(40)이 회전됨에 따라 체인(41)으로 후륜측으로 동력이 전달되어 정상 전진 주행이 이루어 지는 것이다.

한편, 이 동력과정에서 제 1내치차(60)와 제 1피니언(81)이 치차 결합상태를 유지하는 스핀들기어(80)는 제 2피니언(82)이 중간기어(90)를 거쳐 제 2내치차(70)를 회전시키고 있으나, 그 회전방향이 제 2래칫수단(72)에 의해 제 1래칫수단(61)과 반대로 회전자유로운 핀(p)이 홈(h)에서 깊은 골위치로 이동된 상태므로, 제 2내치차(70)는 공회전을 하게 된다.

이 공회전하는 제 2내치차(70)는 제 1내치차(60)와는 반대방향 회전상태를 지속하게 된다.

따라서, 페달(30)의 정상방향 조작시에 동력이 전진방향으로 전달될 수 있는 것이다.

(페달후진 역방향 정상주행과정 실시예)

도 3에서와 같이 페달(30)을 통상의 자전거를 운전하기 위한 방향이 반대 역방향으로 회전시키게 되면 이때도 페달(30)과 샤프트(20) 및 샤프트(20)에 결합된 하우징(50)이 함께 역회전된다.

이때, 하우징(50)의 내륜측에 고정된 고정링(51)(52)중에 내측(도 1에서 우측)에 위치된 고정링(52)과 제2내치차(70)는 제2래칫수단(72)에 의해 결합된 물림 상태를 가지게 되므로, 제2내치차(70)에 치차 결합된 중간기어(90)와 스핀들기어(80)의 제2피니언(82)으로 회전력이 전달된다.

제2피니언(82)과 동축으로 회전되는 스핀들기어(80)의 제1피니언(81)은 제1내치차(60)를 치차결합하고 있으므로 그 회전력이 전달되어 제1내치차(60)를 회전토록 하는 것이며, 제1내치차(60)와 접촉 고정되어 있는 주동스프라켓(40)이 자전거 전진 방향으로 회전된다.

한편, 이 동력과정에서 제1내치차(60)와 외측의 고정링(51)은 제1래칫수단(61)에 의해 도 3에서 도시한 바와같이 물림 해제상태를 유지하게 된다.

따라서, 제1내치차(60)가 주동스프라켓(40)을 회전토록 동력은 전달하게 되나, 그 외측에 접촉되어 있는 고정링(51)과는 회전 자유로운 헛도는 상태를 유지하므로 동력전달에 지장을 주지 않고 원활한 회전이 지속되는 것이다.

이때 또한, 제2내치차(70)는 제1내치차(60)와는 반대방향 회전상태를 지속하게 된다.

따라서, 페달(30)의 역방향 조작시에도 그 동력이 전진방향으로 전달될 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 자전거의 운전자가 페달(30)의 정회전은 물론, 역회전시에도 자전거가 항상 전진 구동토록 할 수 있다.

Claims

후레임의 전방에 위치되는 구동측 보스(10)와;

이 보스(10)에 회전 자유롭게 지지된 샤프트(20)와;

상기 샤프트(20)의 양단에 축 고정되어 탑승자의 발에 의해 구동되는 한쌍의 페달(30)과;

상기 보스(10)로부터 회전 자유롭게 후륜측으로 체인(41)을 통해 회전력을 전달하는 주동스프라켓(40)과;

상기 보스(10)의 일측으로 샤프트(20)에 함께 회전되도록 결합되고 외측이 개구된 속이 빈 단면형상으로 성형되어 및 다른 부속물을 내부로 수용하며, 내경을 따라 고정링(51)(52)이 부착 고정되는 하우징(50)과;

이 하우징(50)의 내부에 수용되며 상기 고정링(51)과의 사이에서 제1래칫수단(61)으로 그 회전방향이 제어되며 내륜을 따라 치차가 성형되는 제1내치차(60)와;

상기 하우징(50)의 내부에 수용되며 상기 타측의 고정(52)과의 사이에서 제2래칫수단(72)으로 제1내치차(60)와 그 회전방향이 반대로 제어되며 내륜을 따라 치차가 성형되는 제2내치차(70)와;

상기 보스(10)에 축지지되며 제1내치차(60)에 치차결합되는 제1피니언(81) 및 이 제1피니언(81)과 동축으로 나란히 함께 회전되는 제2피니언을 갖는 스핀들기어(80)와;

이 스핀들기어(80)의 제2피니언(82)과 제2내치차(70)에 각각 치차 결합되어 회전력을 전달시키는 중간기어(90)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
청구항 1항에 있어서, 상기 제1래칫수단(61) 및 제2래칫수단(72)은 제1내치차(60) 및 제2내치차(70)이 외측면에 그 외주면에 대하여 경사지게 홈(h)을 각각 반대방향으로 파내고 이 홈(h)에 핀(p)을 삽입하여서 구성됨을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.