KR200198827Y1 - Ellipse type chain sprocket for bicycle pedal - Google Patents
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Abstract
본 고안은 자전거의 크랭크암과 연결되어 체인에 의해 회전력을-후륜으로 전달하는 패달측 체인 스프로켓에 있어서 그 형상을 타원형으로 한것에 관한 것으로서 특히, 자전거 체인 스프로켓과 같이 구동원이 사람의 힘일 경우 원형 스프로켓과 타원형 스프로켓의 회전력의 차이에서 오는 힘의 소모비는, 더욱 절실한 사항으로 대두되어 이를 개선하여 주행능력을 향상시킬 수 있도록 된 고안이다.The present invention relates to the oval shape of the pedal chain chain that is connected to the crank arm of the bicycle and transmits the rotational force to the rear wheel by the chain. In particular, a circular sprocket when the driving source is a human force such as a bicycle chain sprocket. The power consumption ratio resulting from the difference between the rotational force of the sprocket and the elliptical sprocket has emerged as a more urgent matter and is designed to improve driving ability by improving it.
Description
본 고안은 자전거 패달측 타원형 체인 스프로켓에 관한 것으로서 평지 주행시는 스프로켓의 주변이 원형시보다 완만함으로 집중되는 힘의 요구가 줄어들게 되며, 패달에 가해지는 힘이 비교적 고르게 됨에 따라 주행능력이 향상되고 고지 주행시 타원형 스프로켓에서 형성되는 장축과 단축의 비례에 의해서 주행능력을 향상시킬수 있는 타원형 스프로켓에 관한 것이다.The present invention relates to a bicycle pedal side elliptical chain sprocket. When driving on a flat surface, the demand for the force that is concentrated in the surroundings of the sprocket is gentler than that of a circular one, and the force applied to the pedal is relatively even. The present invention relates to an elliptical sprocket capable of improving driving ability by proportioning the long axis and the short axis formed in the elliptical sprocket.
종래의 원형 스프로켓은 평지 주행시 패달이 수직축 상의 주연을 통과하여 약 5-20°사이에서 집중적인 힘을 요구하게 되며, 따라서 고지 주행시 패달에 가할 수 있는 위치로의 환원, 즉 스프로켓의 1회전에는 힘의 무리가 따르게 되어 효과적이지 못하였다.Conventional circular sprockets require a concentrated force between about 5-20 ° when the pedal runs through the periphery on the vertical axis when driving on a flat surface, and thus returns to a position that can be applied to the pedal during driving on high ground, i. It was not effective because of the crowds of.
본 고안의 목적은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 특히 스프로켓을 타원형으로 제작함으로서 평지와 형성되는 타원의 장축과 단축의 비례에 의해서 주행능력을 향상시킬 수 있는 자전거의 패달측 타원형 체인 스프로켓에 관한 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, and in particular to the elliptical chain sprocket of the pedal side of the bicycle that can improve the driving ability by the proportion of the long axis and the short axis of the ellipse formed by the sprocket in the elliptical shape will be.
제1도는 원 및 타원의 각 회동각에서의 힘을 나타내는 그래프.1 is a graph showing the force at each rotation angle of a circle and an ellipse.
제2도는 타원의 유효반지름 설명도.2 is an explanatory diagram of the effective radius of an ellipse.
제3도는 최소회전력을 일으키는 패달위치를 나타내기 위한 설명도.3 is an explanatory diagram for showing the pedal position causing the minimum rotational power.
제4도는 다리길이에 따라 최대회전력을 일으키는 패달의 위치를 나타내기 위한 설명도.4 is an explanatory diagram for showing the position of the pedal causing the maximum rotational power according to the leg length.
제5도는 안장의 높이에 따라 최대회전력을 일으키는 패달의 위치를 나타내기 위한 설명도.5 is an explanatory diagram for showing the position of the pedal causing the maximum rotational power according to the height of the saddle.
제6도는 최대회전력을 일으키는 패달위치를 나타내기 위한 설명도.6 is an explanatory diagram for showing a pedal position causing a maximum rotational power.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
SP1 : 패달측 체인스프로켓 SP2 : 후륜측 체인스프로켓SP1: Pedal side chain sprocket SP2: Rear wheel side chain sprocket
Pa : 패달 Sa : 안장Pa: Pedal Sa: Saddle
P1 : 전륜 P2 : 후륜P1: front wheel P2: rear wheel
Q :Rp : 타원의 유효 반지름Q: Rp: Effective radius of the ellipse
Ph : 크랭크암의 각도Ph: angle of crank arm
표 1 : Q=1에서의 크랭크암의 각도에 따른 회전력을 나타냄.Table 1: The rotational force according to the angle of the crank arm at Q = 1.
표 2 : Q=1.2에서의 크랭크암의 각도에 따른 회전력을 나타냄.Table 2: Rotational force with angle of crank arm at Q = 1.2.
표 3 : Q=1.5에서의 크랭크암의 각도에 따른 회전력을 나타냄.Table 3 shows the rotational force according to the angle of the crank arm at Q = 1.5.
표 4 : Q=2에서의 크랭크암의 각도에 따른 회전력을 나타냄.Table 4: Rotational force by angle of crank arm at Q = 2.
고안의 구성은 제4,5도 및 제6도와 같이 일반의 원형 체인스프로켓 대신 타원형으로 되어 있다. 스프로켓의 구동원인 다리의 힘이 수직하방으로 일정하게 가해지는 것으로 가정하고, 수직에서 90°진행한 위치에서의 회전력을 기준하여 각 위치에서의 회전력은 다음과 같다.(크랭크암과 타원의 장축이 서로 직각이고 크램프암이 수직으로 되어 있을때를 0°로 하면)The design of the invention is oval instead of the general circular chain sprocket as shown in FIGS. 4, 5 and 6. Assuming that the force of the leg, which is the driving source of the sprocket, is constantly applied vertically downward, the rotational force at each position is as follows based on the rotational force at the position advanced 90 ° from the vertical. 0 ° when the clamp arms are perpendicular to each other and are perpendicular to each other)
회전력K=상수, L=크랭크암의 길이, F=수직력Torque K = constant, L = length of crank arm, F = vertical force
Rp= 타원의 유효반지름Rp = effective radius of the ellipse
(크랭크암이 각 φ에서의 중심과 타원주간의 거리)(Distance between the center of the crank arm at the angle φ and the ellipsoid)
φ=90°일 때의 회전력을 1로 놓으면,이때의 유효반지름 Rp=1 이다.If the rotational force when φ = 90 ° is set to 1 At this time, the effective radius Rp = 1.
타원의 유효반지름 Rp는The effective radius Rp of the ellipse
이며, ,
여기서, here,
K, L, F = 1로 놓으면 회전력은이 된다.If we set K, L, F = 1, the torque is Becomes
표 1 내지 표 4는 크랭크암의 각도에 따른 회전력을 나타낸 것으로, Ph=크랭크암의 각도 RP=유효반지름, TORQUE=회전력이다. 그러므로 표 1은 원형, 표 2, 3, 4은 타원형일 경우로 여기서 확인되는 바와 같이 일정한 힘 F가 수직방향으로 작용할 때 크랭크암의 각 회동각에서의 유효회전력은 원형보다 타원형일 경우가 월등히 효과적이라는 것을 알 수 있다.Tables 1 to 4 show the rotational force according to the angle of the crank arm , Ph = crank arm angle RP = effective radius, TORQUE = rotational force. Therefore, Table 1 is circular, and Tables 2, 3 and 4 are elliptical. As can be seen here, when the constant force F acts in the vertical direction, the effective rotational force at each rotation angle of the crank arm is much more effective when elliptical than circular. It can be seen that.
첨부도면 제1도는 크랭크암의 각도와 회전력과의 관계를 도시한 것이다. 더불어 상기한 식인 타원의 유효반지름과 각 φ의 관계를 유도하면 다음과 같다.FIG. 1 shows the relationship between the angle of the crank arm and the rotational force. In addition, the relationship between the effective radius of the ellipse of the above equation and the angle φ is as follows.
첨부도면 제2도에서의 타원의 궤적은 원1과 원2의 원주가 서로 접해서 원2의 중심이 원3의 원주상에서 회전할 때 점 P의 궤적이며, 타원의 중심은 원3과 원1의 수평직선에서 만나는 점 F1과 F2 이다. 따라서 제2도에서The trajectory of the ellipse in FIG. 2 is the trajectory of the point P when the circumferences of the circle 1 and the circle 2 contact each other and the center of the circle 2 rotates on the circumference of the circle 3, and the center of the ellipse is the circle 3 and the circle 1. The points F1 and F2 meet on the horizontal line of. So in Figure 2
M = R sin θ+ C sin θ = (R+C) sin θM = R sin θ + C sin θ = (R + C) sin θ
K = R sin θ- C sin θ = (R-C) cos θK = R sin θ- C sin θ = (R-C) cos θ
여기서, θ=원2의 회전 이동각(원형 스프로켓으로 환산한 각)Here, θ = rotational movement angle of circle 2 (angle converted into circular sprocket)
Rp = M2+ K2 Rp = M 2 + K 2
이때 유효 반지름 Rp는 상기한 바와 같이The effective radius Rp is as described above
가 된다. Becomes
여기서, here,
한편, 본 고안에서는 제2도에 나타난 바와 같이 다리의 힘 F는 탑승자의 탑승위치에 따라 항상 수직 하향되게 작용하지 않으므로 체인스프로켓과 크랭크암의 각도는 적당히 변경시킬 필요가 있다. 즉, 탑승자의 다리길이 및 안장의 높낮이에 따라 최대 또는 회전력이 작용하는 크랭크암의 각도는 달라진다. 이는 패달에 힘을 가할 시 다리의 무릎아랫쪽과 위쪽이 이루는 각도에 따라 작용하는 힘의 양이 다르며, 무릎 아랫쪽과 위쪽이 거의 수평을 이룰 때 많은 힘을 발휘할 수 있으므로 크랭크암의 장착위치는 가장 많은 힘을 수용할 수 있는 위치에 장착함으로서 타원 스프로켓의 효과를 배가시킬 수 있다.On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 2, the force F of the leg does not always act vertically downward depending on the riding position of the occupant, so the angle between the chain sprocket and the crank arm needs to be changed appropriately. That is, the angle of the crank arm to which the maximum or rotational force is applied depends on the leg length of the occupant and the height of the saddle. The amount of force acting depends on the angle between the lower and upper knees of the leg when applying force to the pedal, and since the lower and upper knees are almost horizontal, it can exert a lot of force. By mounting in a position that can accept the force, the effect of the elliptic sprocket can be doubled.
첨부도면 제3도에서 a는 다리가 길거나 안장을 높인 때의 적당한 크랭크암의 위치이며, b는 보통의 경우, c는 다리가 짧거나 안장을 낮추는 경우로 적당한 크랭크암의 위치를 각각 나타낸 것으로 다리가 짧거나 안장을 낮추는 경우는 φ값이 약 75°가 되고, 보통인 경우가 φ값이 약 80°되며, 다리가 길거나 안장을 높이는 경우는 φ값이 약 87°정도가 된다.In Figure 3, a is the position of a suitable crank arm when the leg is long or the saddle is raised. B is the normal case, and c is the case where the leg is short or the saddle is lower. In the case of short or lower saddle, the value of? Is about 75 °, the case of normal is about 80 °, and when the leg is long or the saddle is raised, the value of? Is about 87 °.
첨부도면 제4도 및 제5도는 다리의 힘이 최대회전력을 일으키는 크랭크암의 위치를 설명하기 위한 것으로서, 제4도 및 제5도에 나타난 바와 같이 다리길이 및 안장의 높낮이에 따라 가장 알맞은 다리각을 형성하는 위치가 달라지므로 각 φ가 달라짐을 알 수 있다.4 and 5 are for explaining the position of the crank arm in which the force of the leg causes the maximum rotation force. As shown in FIGS. 4 and 5, the most suitable leg angle according to the leg length and the height of the saddle is shown. It can be seen that the angle φ is different because the position to form a different.
첨부도면 제6도에서의 a는 다리가 길거나 안장을 높인 때의 최대회전력을 일으키는 크랭크암의 위치이며, b는 보통의 경우, c는 다리가 짧거나 안장을 낮춘 경우의 최대회전력을 갖는 위치를 나타낸 것으로 다리가 짧거나 안장을 낮추는 경우는 φ값이 약 73°, 보통일 경우 φ값이 약 80°다리가 길거나 안장을 높이는 경우로 φ값이 약 85°에서 가장 큰 회전력이 발생한다.In FIG. 6, a is the position of the crank arm that causes the maximum rotational force when the leg is long or the saddle is raised, and b is the position where the maximum rotational force is normally when the leg is short or the saddle is lowered. It is shown that the short leg or lower saddle has a φ value of about 73 °, and in general, the φ value is about 80 ° and the leg is long or the saddle is raised.
그러므로 다리의 길이, 안장의 높낮이에 따라 가장 알맞은 위치에 크랭크암을 장착함이 바람직하며, 공지된 클램핑 방법으로 크랭크암의 위치를 가변성으로 할 수도 있다.Therefore, it is preferable to mount the crank arm at the most suitable position according to the length of the leg and the height of the saddle, and the position of the crank arm can be made variable by a known clamping method.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 주행시 크랭크암에 가해지는 힘의 분포를 크랭크암의 1회전상에서 크랭크암의 각도에 따라 전달비를 연속적으로 변화시켜 크랭크암에 가해지는 힘을 분산시켜 장시간 주행시에도 탑승자의 피로를 저하시킬 수 있으며, 기존 제품과 같은 비용으로 상기와 같은 효과를 갖는 것임.As described above, the present invention continuously distributes the force distribution on the crank arm according to the angle of the crank arm in one rotation of the crank arm while distributing the force applied to the crank arm by dispersing the force applied to the crank arm even when driving for a long time. It can reduce the fatigue of, and has the same effect as the previous product at the same cost.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2019980000083U KR200198827Y1 (en) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | Ellipse type chain sprocket for bicycle pedal |
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KR2019980000083U KR200198827Y1 (en) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | Ellipse type chain sprocket for bicycle pedal |
Publications (2)
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KR980002645U KR980002645U (en) | 1998-03-30 |
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Family Applications (1)
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KR2019980000083U KR200198827Y1 (en) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | Ellipse type chain sprocket for bicycle pedal |
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KR (1) | KR200198827Y1 (en) |
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1998
- 1998-01-08 KR KR2019980000083U patent/KR200198827Y1/en not_active IP Right Cessation
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KR980002645U (en) | 1998-03-30 |
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