KR200185942Y1 - 자전거의 가변식 페달구동장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자전거와 관련하는 것으로, 본 고안의 특징은 페달축과 페달간의 거리가 주행력 전달시 확장 가변되게 함으로서 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 발휘할 수 있는 자전거 구동장치를 제공코자 하는 것인 바,

주행시 페달축(9)으로부터 페달(17,17')의 거리가 최대로 확장가변되게 하는 자전거 구동장치에 있어서, 일측에 내치고정기어(5)가 형성되어 자전거 프레임(1)의 축공(2)에 조립되는 조립관(3)과, 조립관(3) 내측에 자유회전상태로 결합되어 아이들기어(12)를 가진 구동케이스(8)와 결합되는 고정축관(6)과, 고정축관(6) 내측에 자유회전상태로 결합되어 양측에 내치회전기어(11)와 회전부재(19)가 각각 결합되는 페달축(9)과, 조립관(3)의 내치고정기어(5)와 페달축(9)의 내치회전기어(11)에 치차결합되는 구동케이스(8)의 아이들기어(12)와, 내치회전기어(11)와 회전부재(19)의 각 편심축(14,14')에 연결아암(15,15')으로 연결되어 구동케이스(8,8')로부터 출몰작동하는 페달(17,17')이 결합된 구동바아(16,16')로 구성된 것에 요지가 있다.

Description

자전거의 가변식 페달구동장치{ADJUSTABLE CRANK SHAFT OF BIKE}

본 고안은 자전거와 관련하는 것으로, 본 고안의 특징은 페달축과 페달간의 거리가 주행력 전달시 확장 가변되게 함으로서 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 발휘할 수 있는 자전거 구동장치를 제공하고자 한다.

기존 자전거는 페달축과 페달간의 거리가 일정하게 고정되어 페달의 정회전운동에 의한 구동력만으로 주행력을 제공하였던 바, 이러한 기존 자전거의 구동구조(주행력 제공구조)는 페달축으로부터 페달의 회전력이 일정한 회전반경내에서 이루어지므로 특히 상향 등반길이나 장거리 운행시 등에서 당연히 보다 많은 구동에너지와 체력소모를 필요로 하게 되는 것이다.

이러한 문제를 개선하고 보다 합리적인 구동에너지를 얻기 위하여 페달축상에 변속기어를 설치하여 페달의 주행에너지를 가속시켜 주행에너지를 극대화할 수 있게 한 것이 가장 널리 일반화되어 있다.

그러나, 이 역시 주행력의 동력원이 되는 페달의 회전반경이 일정하여 항시 동일한 구동에너지가 제공되므로 더욱 근본적이고 효율적인 구동력의 제공을 기대하기 어려워 보다 적은 구동에너지의 소모로 최대의 주행에너지를 발휘토록 함으로서 자전거의 구동에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 구동장치의 개발이 요구되었던 것이다.

이에 본 고안에서는 주행시 페달의 회전반경이 페달축으로부터 주행방향으로 확장 가변되게 구성하여 최소의 구동에너지 소모로 최대의 주행에너지를 발휘토록 함으로서 자전거 구동에너지의 효율을 극대화할 수 있게 하여 이로부터 상향 등반길이나 장거리 운행시 등에 체력소모와 피로도 등을 최소화할 수 있는 등의 많은 잇점을 도모할 수 있는 자전거의 새로운 페달구동장치를 제공코자 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 보인 단면도

도 2는 본 고안의 요부 발췌 분리 사시도

도 3은 본 고안의 요부 발췌 단면도

도 4는 본 고안의 작용 표시도

☞ 도면의 주요부분에 사용된 부호에 대한 설명 ☜

1;프레임 2;축공

3;조립관 4;조립부재

5;내치고정기어 6;고정축관

7;베어링 8,8';구동케이스

9;페달축 10;베어링

11;내치회전기어 12;아이들기어

13;베어링 14,14';편심축

15,15';연결아암 16,16';구동바아

17,17';페달 18;베어링

19;회전부재 20;체인스프라켓

본 고안은 페달(17,17')의 답동력(회전력)을 주행에너지로 전환하는 체인스프라켓(20)이 결합된 페달축(9)으로부터 주행시 페달(17,17')의 거리가 최대로 확장 가변되도록 하여 주행에너지의 극대화를 도모한 것에 특징이 있는 것으로, 이하 본 고안의 구성에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 보인 단면도, 도 2는 본 고안의 요부 발췌 분리 사시도, 도 3은 본 고안의 요부 발췌 측면도, 도 4는 본 고안의 작용표시도로서,

자전거 프레임(1)의 축공(2)에 내치고정기어(5)가 일측에 형성된 조립관(3)을 끼움조립하고, 조립관(3) 타측에는 조립부재(4)를 조립하여 조립관(3)을 축공(2)에 결합토록 한다.

상기 조립관(3) 내측에는 베어링(7)으로 고정축관(6)을 결합하여 고정축관(6)이 외측 조립관(3)으로부터 자유회전되게 하고, 상기 고정축관(6)은 내치고정기어(5)가 형성된 조립관(3) 일측으로만 구동케이스(8)와 결합하고, 타측은 구동케이스(8')와 소정의 간격을 두고 조립관(3)에 자유회전상태로 결합한다.

상기 고정축관(6) 내측에는 다시 베어링(10)으로 페달축(9)을 자유회전가능한 상태로 축결합하고, 내치고정기어(5)가 형성된 조립관(3) 일측의 구동케이스(8)내측으로 조립관(3)의 내치고정기어(5)와 동일 치차비를 가진 내치회전기어(11)를 결합한다.

그리고, 상기 구동케이스(8)에는 조립관(3)의 내치고정기어(5)와 페달축(3) 일측의 내치회전기어(11)에 양측이 치차결합되는 아이들기어(12)를 베어링(13)으로 자유회전상태로 결합한다.

또한, 상기 구동케이스(8)내의 페달축(9)에 결합된 내치회전기어(11)의 편심축(14)에는 끝단에 페달(17)이 결합된 구동바아(16)와 연결아암(15)으로 연결하여 구동바아(16)가 구동케이스(8)로부터 출몰작동되게 한다.

한편, 상기 구동케이스(8')의 반대측 페달축(9)에는 고정축관(6)으로부터 소정 간격을 두고 구동케이스(8')를 결합하되, 베어링(18)으로 페달축(9)에 구동케이스(8')가 자유회전가능하게 축결합하고, 구동케이스(8')내의 페달축(9)에는 회전부재(19)를 결합하여 타측 구동케이스(8')와 같이 회전부재(19)의 편심축(14')에 페달(17')이 끝단에 결합된 구동바아(16')를 연결아암(15')으로 연결하여 구동케이스(8')로부터 출몰작동되게 한다.

상기 일측 구동케이스(8')와 고정축관(6)사이에 형성된 소정 공간상의 페달축(6)상에는 후륜과 체인으로 연결되는 체인스프라켓(20)을 결합한다.

상기에서 페달축(9) 양측에 결합되는 내치회전기어(11)와 회전부재(19)의 각 편심축(14,14')은 페달축(9)의 중심으로부터 동일 거리로 설정하여야 함은 당연한 것이다.

그리고, 내치회전기어(11)와 회전부재(19)상의 편심축(14,14')은 연결아암(15)과 구동바아(16)가 주행방향으로 최장 신장된 상태, 즉 주행방향으로 연결아암(15)과 구동바아(16)가 일직선으로 최대로 신장된 상태에서 주행방향측으로 이들과 동일 선상에 위치하도록 형성하여 주행시 페달(17)이 주행방향으로 향하면서 페달축(9)으로부터 그 거리가 최대로 확장 가변되도록 함이 가장 바람직하다.

이상과 같이 구성된 본 고안은 페달(17,17')을 밟아 구동케이스(8,8')를 회전구동하면, 구동케이스(8,8')의 회전으로 조립관(3)의 내치고정기어(5)에 치차결합된 아이들기어(12)가 구동케이스(8)와 역방향으로 회전하면서 내치회전기어(11)를 역시 구동케이스(8)와 역방향(아이들기어(12)와 동일 회전방향)으로 회전시켜 이의 편심축(14)에 연결아암(15)으로 연결된 구동바아(16)를 편심축(14)을 기점으로 회전시켜 페달축(9)과 페달(17,17')간의 거리를 확장 가변시킴으로서 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 발휘하게 하는 것으로, 이하 본 고안의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

조립관(3) 내측에 고정축관(6)과 페달축(9)을 자유회전상태로 결합하여 자전거 프레임(1)의 축공(2)에 조립관(3)을 끼움한 다음 일측에 조립부재(4)를 조립하여 조립관(3)을 프레임(1)의 축공(2)에 조립결합하며, 조립관(3) 일측 페달축(9)에 체인스프라켓(20)을 결합하고 조립관(3) 양측으로 구동케이스(8,8')를 결합하여 자전거에 장착하게 된다.

이와 같이 장착된 본 고안은 구동케이스(8,8')로부터 출몰자재되는 구동바아(16,16') 끝단에 결합된 페달(17,17')을 밟아 회전구동시키게 되면 주행시 주행방향으로 페달축(9)으로부터 페달(17,17')의 거리가 확장가변되는 것이다.

즉, 페달(17,17')이 주행방향에서 최대로 확장가변되어 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 발휘할 수 있는 효과가 주어지는 것으로, 이하에 이를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

페달(17)을 밟아 구동케이스(8)를 주행방향으로 회전구동하면 구동케이스(8)의아이들기어(12)는 조립관(3)의 내치고정기어(5)에 치차결합되어 있으므로 구동케이스(8)와 역방향으로 회전하게 되고, 상기 아이들기어(12)와 치차결합된 구동케이스(8')내의 내치회전기어(11)는 아이들기어(12)에 의해 아이들기어(12)와 동일방향으로 회전하게 된다.

따라서 상기 아이들기어(12)에 의해 구동케이스(8)와는 역방향으로 회전하는 내치회전기어(11)는 구동케이스(8)의 회전중에 항시 회전상태로 있게 됨과 동시에 구동케이스(8)와는 역방향으로 회전하게 됨으로서 내치회전기어(11)의 편심축(14)의 본래 위치가 이동되지 않고(주행방향으로 연결아암(15)과 구동바아(16)가 일직선으로 최대 신장된 상태에서 주행방향으로 이들과 동일 선상에 위치하는) 최초 위치를 항시 고수하게 된다.

이와 같이 구동케이스(8)는 주행방향으로 회전하지만 이와 역방향으로 회전하는 내치회전기어(11)의 편심축(14)은 항시 정위치에 고정되어 있으므로 도 4와 같이 편심축(14)과 연결아암(15)으로 연결된 구동바아(16)가 구동케이스(8)를 따라 회전구동하면서 편심축(14)을 중심으로 정회전운동하여 구동케이스(8)로부터 출몰작동하는 구동바아(16)에 의해 이의 끝단에 결합된 페달(17)은 주행방향으로 회전구동시에 페달축(9)으로부터 그 거리가 최대로 확장가변되는 것이다.

한편, 상기 구동케이스(8) 반대측 구동케이스(8')의 페달축(9)에는 회전부재(19)가 결합되어 있으므로 전술한 구동케이스(8)의 회전구동으로 반대측 구동케이스(8')의 페달축(9)에 결합된 회전부재(19)가 동일 작용을 하게되어 이 역시 편심축(14')과 연결아암(15')으로 연결된 구동바아(16')가 구동케이스(8')를 따라 회전구동하면서 편심축(14')을 중심으로 정회전운동하여 구동케이스(8')로부터 출몰작동하는 구동바아(16')의 끝단에 결합된 페달(17')이 주행방향으로 회전구동시에 페달축(9)으로부터 그 거리가 최대로 확장가변되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 자전거의 페달(17,17')을 밟아 진행방향으로 주행할 시에 페달축(9)으로부터 페달(17,17')의 거리가 최대로 확장되어 최소의 구동에너지로 최대의 주행에너지를 발휘할 수 있는 주행에너지의 극대화효과를 도모할 수 있게 됨으로서 상향 등반길이나 장거리 주행시 등에 체력소모를 최소화하고, 적은 힘으로 주행속도를 가속시킬 수 있게 되어 레저 및 스포츠용 등의 각종 자전거에 적용하여 많은 잇점과 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 주행시 페달축(9)으로부터 페달(17,17')의 거리가 최대로 확장가변되게 하는 자전거 구동장치에 있어서,

   일측에 내치고정기어(5)가 형성되어 자전거 프레임(1)의 축공(2)에 조립되는 조립관(3)과, 조립관(3) 내측에 자유회전상태로 결합되어 아이들기어(12)를 가진 구동케이스(8)와 결합되는 고정축관(6)과, 고정축관(6) 내측에 자유회전상태로 결합되어 양측에 내치회전기어(11)와 회전부재(19)가 각각 결합되는 페달축(9)과, 조립관(3)의 내치고정기어(5)와 페달축(9)의 내치회전기어(11)에 치차결합되는 구동케이스(8)의 아이들기어(12)와, 내치회전기어(11)와 회전부재(19)의 각 편심축(14,14')에 연결아암(15,15')으로 연결되어 구동케이스(8,8')로부터 출몰작동하는 페달(17,17')이 결합된 구동바아(16,16')로 구성된 것을 특징으로 하는 자전거의 가변식 페달구동장치.