KR200237973Y1 - 사이클 머신 - Google Patents

Abstract

본 고안은 바닥에 고정된 상태로 페달만 돌리는 헬스용 자전거 와는 달리, 실제의 자전거를 실내에서 탈수 있게 하는 기구로서, 자전거 바퀴와 맞닿는 3개의 로라가 자전거 바퀴의 회전에 대한 반작용으로 역회전 하여서, 자전거가 앞으로 나가지 않게 하며, 자전거 바퀴가 실외에서 탈때와 동일한 속도로 회전하게 하므로서, 바퀴의 회전력에 의해 자전거가 쓰러지지 않아 실외에서 자전거를 타는 것과 동일하게 실내에서 자전거를 탈수 있게 하는 기구로서, 바람을 불어주는 기능, 부하조절 기능, 경사조절 기능, 속도계등을 내장하여, 사이클 선수들이 실내에서 전천후로 실외와 같은 조건으로 훈련을 할 수 있고, 가정용 헬스 기구처럼 실내에서 운동과 레저를 즐길수 있고, 초보자가 넘어져 다치지 않고 실내에서 혼자 쉽게 자전거를 배울수 있게 하는 기구이다.

Description

사이클 머신{cycle machine}

본 고안은 실내에서 실외와 동일한 여러 형태의 조건으로 자전거를 타게하는 기구이다

실외에서 자전거를 탈때와 동일한 조건과 상황을 이 기구 안에서 조성하는것이 주 과제로서, 실외에서 탈때 승차자의 인식상황을 분석해보면 크게 아래 11가지와 이들의 조합이며, 이를 모두 다음과 같이 구현함.

1. 평지에서 저속으로 일정한 속도로 탈 때

1-1 (실외)바퀴와 지면의 마찰부하 발생 : (기구)로라와 바퀴의 마찰부하, 고무벨트 4의 구동에 따른 마찰 부하와 15번 마그네트 부하조절기로 부하를 줌

2. 점차 고속으로 탈때

2-1 (실외)바퀴와 지면 마찰부하 증가 : (기구)d 17에서 원심력에 비례하여 내부의 슈가 브레이크 드럼을 세게 누르므로 드럼과 슈의 마찰 부하 증가

2-2 (실외)전면풍압에 의한 부하 증가 : (기구)d 14 휀의 회전증가에 따른 풍압 부하 증가

2-3 (실외)빠른 바람을 느낌 : (기구)d 14 휀의 측면에 있는 공기흡입구를 통해 흡입된 공기가 휀의 회전에 따라 앞으로 나아가 전방로라 옆의 공간을 통과하여 프레임 상부에 달려있는 9번 노즐을 통하여 승차자에게 불어줌

3. 전후 경사도로를 올라갈 때

3-1 (실외)자전거가 전후로 경사짐(자세) : (기구)10번 스위치를 넣으면 27번 모타가 회전하여 웜을 돌리고, 웜과 연결되고 좌우가 트러스트 베어링으로 지지된 볼트는 회전하면서 볼트 중간에 있는 28번 너트를 좌우로 이동시키며, 24번 전달바를 통해 상하에 위치한 23번 이동 힌지를 좌로 이동시키고,이 이동은 3번 전방 로라를 상승 시킴, 10번 스위치를 상승과 반대 방향으로 넣으면 직류모타가 역회전하여 전방로라를 하강 시킴.

3-2 (실외)페달 부하 증가 : (기구)전방로라 상승시 24번 전달바가 왼편으로 이동하므로 11-1스위치의 저항 값을 작게하여 15-1 고정코일에 흐르는 직류전류의 양을 높이고 이는 15-2의 영구자석 회전에 부하를 상승시킴(자전거의 경사에 비례하여 부하가 커짐), 11 스위치를 통한 수동 조절로 부하의 강약을 임의로 조절할 수도 있다.

4. 좌우로 경사진 경주장에서 탈때

4-1 (실외)자전거가 좌우로 기울어짐 : (기구)1과 3번 로라의 좌우 끝 부분에 경사를 형성, 경사면에서 자전거 타는 효과를 발휘

5. 약간 울퉁불퉁한 도로에서 탈때

5-1 (실외)자전거 바퀴에 작은 이물질이 충돌하여 작은 충격 발생 : (기구)1과 3번 로라의 좌측 직선 끝 부분에 돌기 형상의 테이프를 부착하여 이 위치에서 자전거를 탈 때 바퀴에 약간의 충격을 주게함

6. 기타 경우

6-1 (실외)훈련을 위하여 페달에 과부하 걸기 : (기구) 11번 스위치로 15번 마그네틱 부하조절기의 부하를 훈련자에 맞도록 높임

6-2 (실외)초보자가 배울때 넘어지지 않게 뒤에서 잡아주기 : (기구)12 좌우 가이드 파이프의 폭을 좁게 조정하여 로라위에서 좌우로 넘어지지 않게 함

6-3 (실외)달린거리, 현재 속도, 달린 시간 : (기구)전방 로라 축에 함께 회전하는 후렉시블 케이블을 6번 메타에 연결하여 달린거리, 현재속도, 달린시간 등을 알게 함(메타는 기성 제품 이용)

도1은 사이클 머신에서 자전거를 타는 모습이다.

도2의 a 는 평면도 이다

도2의 b 는 정면도 이다

도2의 c 는 측면도 이다

도2의 a및 c에서 1은 후방 로라, 2는 중앙로라, 3은 전방로라.

도2 b및 c에서 4는 고무벨트, 5는 고무벨트 장력 조절기, 6은 자전거의 속도,거리,시간을 나타내는 메타, 7은 3번 로라 상하 승강 장치, 8은 철판 프레임, 8-1은 휀 카바, 8-2는 공기흡입구와 먼지 필터, 9는 바람 조절 노즐, 10은 상하 작동 스위치, 11은 마그네트 부하조절 스위치, 12는 가이드 파이프로서 12-1 힌지를 중심으로 안 쪽으로 회전 고정시키므로 가이드의 폭을 조절할 수 있다.

도2 a와 b에서 전방 로라는 상하 작동이 가능하도록 프레임 상부가 개방되어 있으며, 개방구간의 측면은 철판칸막이로 막혀, 8-2의 흡입구로 들어온 공기는 9번 바람 조절 노즐 이외에는 나갈수 없도록 막힌 구조이다

도3은 1,2,3번 로라를 확대한 세부도로서, 도3의 d에서 13은 축 지지베어링, 14는 시리코타입 휀, 15는 마그네트 부하 조절기, 16은 풀리, 17은 원심력 부하조절기이다

도3 e에서 2는 로라, 13-1은 축 지지베어링

도3 f에서 20은 고정 힌지, 21과 22는 3번 로라 지지바, 13-2는 축지지베어링, 23은 이동 힌지, 24는 전달 바, 28은 좌우 이동 너트, 29는 회전 하는 볼트, 25는 29번 지지 트러스트 베어링, 26은 29번을 돌려주는 웜기어, 27은 직류 모타이다.

도3 g는 d 17번 원심력 부하조절기의 확대도로서 외부드럼은 프레임에 고정된 상태이며 내부슈는 축과 함께 회전하면서 원심력에 비례하여 제동부하를 발생 시킨다

도3 h의 15는 마그네트 부하 조절기로서 15-1은 고정코일, 15-2는 축에 부착되어 회전하는 영구자석, 11은 전류 수동조절기, 11-1은 로라경사에 따라 변하는 자동 조절기로서, 2개 조절기의 조합 작동을 통해 부하조절을 하며, 26은 한쌍의 웜기어, 27은 직류모타, 10은 + - 를 변환시켜 27번 모타의 회전 방향을 바꾸는 스위치로서 전방 로라를 상하로 승강시키는 기능을 한다, 28은 직류 전원 표시이다.

상부에 바람조절 노즐과 가이드 파이프가 있는 ㄴ 형상의 프레임,

휀과 부하조절장치가 달린 후방 로라,

중앙 로라,

전동 상하 조절장치가 있는 전방 로라와 속도등을 알려주는 메타.상기 큰 구성요소 내에 있는 세부 구성요소와 이들의 결합관계를 보면 프레임(8)은 도2 c에서 보면 수직으로 서있는 프레임과 수평의 프레임이 연결되어 ㄴ 형상을 이루며, 수직 부분에는 바람 조절 노즐(9)이 있고,수평부분의 프레임에서 후방로라가 설치되는 부분의 상부면은 로라 형상을 따라 절단 개방하여 후방로라가 노출되게 하며, 후방로라를 제외한 좌우면은 직선으로 절단 개방한후 반원형 형태의 휀 카바(8-1)로 덮어 고정하며 승강장치가 있는 전방로라가 설치되는 부분의 프레임 상부는 개방하여 로라승강장치가 상하로 작동되게 하며 개방구간의 수직 4개면은 철판 칸막이(8-3)로 막아 수평프레임 내부의 바람이 상부로 누출되지 않도록 하였다프레임 측면에는 공기흡입구와 먼지필터(8-2)가 부착 되어 이 흡입구로 들어온 공기는 시리코타입 휀(14)의 회전에 의해 앞으로 밀려가 바람 조절 노즐(9)을 통해서만 밖으로 나가게 된다프레임(8) 위에는 전기 스위치(10,11)가 부착된 가이드 파이프(12)가 설치되는데, 가이드 파이프 하부 끝부분은 힌지(hinge) 형태로 수평 프레임 상부에 고정되고, 가이드 파이프 상부 끝부분은 수직 프레임에 고정하는데, 도2 b 중앙 상부에 보이는 좌우측 각각 5개씩 보이는 구멍중 하나의 구멍에 볼트를 끼워서 고정 한다안쪽의 구멍에 고정시킬수록 가이드 파이프의 간격이 좁아져 초보자가 넘어지지 않고 자전거를 탈수 있게 지지해 주며 익숙해 지면 가이드를 넓게 고정 하여 사용한다수평 프레임의 후미에 설치되는 후방 로라를 보면, 도3 d에서 베어링(13)이 축을 지지하면서 프레임에 고정되어 있고, 로라 축에는 휀(14), 마그네트 부하조절기(15)의 내부 회전 영구자석, 풀리(16), 원심력 부하조절기(17)의 내부 브레이크슈 가 고정된다자전거 뒷바퀴가 회전할 때 마찰력에 의해 후방로라가 회전하며 이때 로라축에 고정된 모든 것이 함께 회전하게 된다 그러나 마그네트 부하조절기(15)의 고정코일(15-1)과 원심력 부하 조절기(17)의 제동 드럼은 수평 프레임에 고정되므로 회전하지 않는다마그네트 부하조절기(15)의 작동은 가이드파이프 위에 있는 스위치(11)를 전후로 작동시키면 도3 h에서 보듯 직류 전원(28)이 부하조절기(11-1)의 저항을 거쳐 스위치(11)의 저항값 변화에 따라 전류를 고정코일(15-1)에 흘려보내 축에 고정되어 회전하는 영구자석(15-2)의 회전에 제동 부하를 가하게 된다원심력 부하조절기(17)의 작동은 도3 g와 같이 내부 브레이크슈가 축과 회전하면서 원심력에 비례하여 외부 드럼과 마찰을 일으켜 축의 회전에 제동 부하를 가한다시리코타입 휀(14)은 축의 회전수가 높아질수록 회전저항이 커지고 많은 풍량과 빠른 풍속이 발생하여 바람 조절 노즐(9)를 통해 자전거를 타는 사람에게 바람을 불어 주므로, 빠른 속도로 자전거를 탈 때 스치는 바람만 풍압으로 인한 부하의 증가와 같은 느낌을 받게 한다풀리(16)는 회전하면서 고무벨트(4)를 통해 전방로라 축에 고정된 풀리와 전방로라를 회전시키고 전방로라와 접촉하고 있는 자전거의 앞바퀴를 회전시킨다자전거의 앞, 뒤바퀴가 모두 회전하면 바퀴의 원심력에 의해 자전거가 잘 쓰러지지 않게 되어 마치 외부 운동장에서 자전거를 타는 것 처럼 로라위에서 오랜시간 자전거를 탈수 있게 한다고무벨트 중간에는 고무벨트의 장력을 일정하게 해주는 장력조절기(5)가 있어 전방로라가 승강시에도 벨트의 거리변화에 따른 슬립을 방지한다후방 로라의 표면에는 도3 d와 같이 중앙 직선 구간 매끈한 면의 일부에 소형돌기가 있어 바퀴가 이부분을 지날때 바퀴에 작은 충격을 주어 자전거가 울퉁불퉁한 장소에서 자전거를 타는 것과 같은 효과를 주며, 로라의 끝 부분에는 곡선으로 경사가 지게 하여, 동 경사면을 오르 내리면서 자전거를 타면 마치 경사진 자전거 경기장에서 자전거를 타는 효과를 주게 한다중앙 로라는 로라좌우에 있는 베어링(13-1)에 의해 지지되며 프레임의 상단부에 고정 되어 자전거가 앞으로 나가지 못하게 한다.전방로라를 보면 도3 f에서 지지바 21의 좌측은 고정 힌지(hinge)(20)에 연결 되고 우측은 베어링(13-2)에 연결되며, 지지바 22는 좌측이 베어링(13-2)에 연결되고 우측이 이동 힌지(23)에 연결되어 있으며,회전하는 볼트(29)는 좌우에 있는 베어링(25)에 의해 지지되고 너트(28)가 조립되어 있으며 볼트 한편에는 웜기어가 고정되어 있다, 너트(28)는 전달바(24)와 하나로 고정되어 있으며 전달바(24)는 이동 힌지(23)를 통해 지지바(22)와 연결되어 있다전방로라의 승강 작동을 보면 도3 h의 승강 스위치(10)를 밀면 직류 모타(27)에 직류 전원이 연결되어 한쪽 방향으로 회전하게 되며, 웜기어(26)와 회전볼트(29)를 회전시켜 볼트에 조립된 너트(28)와 전달바(24)를 수평으로 움직이게 하는데, 지지바 21의 한쪽 끝 힌지(20)가 고정 되어 있으므로 좌우의 지지바(21,22)는 점점 좁은 삼각형의 형태를 이루며 로라를 상승시키게 된다스위치(10)를 반대로 당기면 +,- 전극이 바뀌어 직류모타가 역회전하여 하강하게 된다또한 승강장치에 있는 전달바(24)의 하단 끝 부분은 부하조절 스위치(11-1)에 연결되어 있고 전달바의 위치에 따라 스위치(11-1)의 저항값이 달라지고 이에 따라 마그네트 부하조절기(15)의 부하가 변동되게 한다즉 로라 위치가 높아지면 저항값이 작아지게 하여 마그네트 부하조절기의 부하를 크게 하므로서 자전거를 타는 사람은 마치 경사지를 올라가는 것 같은 자세와 힘이 들게 된다전방로라 축의 하단에는 풀리가 고정되어 있고, 상부 말단에는 프렉시블한 스프링 와이어가 연결되어 축의 회전 만큼 이 와이어가 같이 회전하며 속도계(6) 를 작동시킨다 이 속도계에 표시되는 속도, 거리를 보면서 자전거 훈련을 과학적으로 할수 있게 한다

실제 외부에서 타는 자전거를 실내에서 실외의 여러 조건과 상황을 조성해가며 자전거를 탈수 있게 하여, 선수들이 실내에서 전천후로 실외와 같은 조건으로 훈련을 할 수 있게 하고,

가정용 헬스 기구처럼 실내에서 자전거를 타므로서 운동과 레저를 즐길수 있고,

초보자가 넘어져 다치지 않고 실내에서 혼자 쉽게 자전거를 배울수 있다

Claims (1)

1. 프레임 상단에는 바람 조절 노즐이 있고, 하단에는 휀 카바가 있고, 측면에는 공기흡입구가 있는 ㄴ 형상의 프레임위에,

   폭이 조절되는 넘어짐 방지 가이드와

   표면일부에 소형돌기가 있고, 로라 끝에 경사를 형성하고, 축에 축지지베어링, 휀, 마그네트 부하조절기, 원심력 부하조절기, 풀리가 부착되어 있는 후방로라와,

   좌우에 축지지 베어링이 있는 중앙 로라와

   직류모터와 한쌍의 웜기어로 연결된 회전볼트, 동볼트의 회전으로 움직이는 너트,

   너트와 붙은 전달바, 전달바와 힌지로 연결된 지지바의 작동을 통해

   축지지베어링과 로라를 승하강 시키고, 전달바 끝에 부하조절 스위치가 있고,

   로라축에 풀리가 고정되고, 축의 한편에 프렉시블한 와이어로 속도계와 연결된 전방 로라로 구성되어

   그 위에서 자전거를 탈 때 실외의 여러 상황에서 자전거를 타는 것과 같은 효과를 내게 하는 것을 특징으로 하는 사이클 머신