KR200287327Y1

KR200287327Y1 - 자전거용 보조바퀴 승하강 장치

Info

Publication number: KR200287327Y1
Application number: KR20020014425U
Authority: KR
Inventors: 김성진
Original assignee: 김성진
Priority date: 2001-12-08
Filing date: 2002-05-11
Publication date: 2002-08-29

Abstract

본 고안의 자전거용 보조바퀴 승하강 장치는 자전거 후방 바퀴의 회전축(5)상에서 서로 반대 방향으로만 회전가능하도록 배치된 제 1 일방향 클러치(21) 및 제 2 일방향 클러치(21')와; 상부 회전축(142)의 양단부에 회전가능하게 장착된 내측 평기어(13) 및 외측 평기어(13')와; 회전축(5)의 단부에 장착되어 외측 평기어(13')에 물려서 작동하는 승하강 기어(12)와; 보조바퀴 지지대에 장착된 회전기어(34)와; 상기 회전기어와 맞물려 작동하도록 축받침대(43')에서 연장된 지지대 기어(33)를 구비하며, 제 1 일방향 클러치(21)의 외측표면에는 스프라켓(17)이 설치되고, 제 2 일방향 클러치(21')의 외측표면에는 평기어(14)가 설치된다.

Description

자전거용 보조바퀴 승하강 장치 {AUXILIARY WHEEL ASCENDING AND DESCENDING DEVICE}

본 고안은 2륜 자전거의 뒷바퀴에 측면으로 부착되는 자전거 보조바퀴를 주행중 올리고 내릴 수 있는 승하강 장치에 관한 것이다.

기존의 자전거의 경우, 자전거를 정지시킬때에는 한쪽 발을 지면에 내리고 다른 한쪽은 자전거에 걸쳐놓고 서있다가 가야하는 불편한 점이 있었다. 성인인 경우에는 이러한 불편한 점을 감수할 수 있으나, 어린이나 여성, 노약자들이 자전거를 탈 때, 자전거를 일시 정지시에 발을 지면에 내려 디뎌서 자전거의 중심을 잡는 것은 무척 힘든 과정이었으며, 특히 자전거에 짐을 적재하고 있어서 자전거의 중량이 무거운 경우에는 성인 남자도 자전거의 중심을 유지하는 데 애로를 겪었다. 한편 이러한 불편한 점을 해소하기 위해서 자전거의 뒷바퀴에 두개의 보조바퀴를 설치하여 지면에 4개의 바퀴가 동시에 닿게 하여 자전거의 균형을 유지하는 형태가 고안되었다. 그러나 이러한 보조바퀴는 한번 고정 설치되면 착탈이 쉽지 않고, 보조 바퀴 없이 자전거를 타고자 하는 경우에는 나사를 풀어 보조바퀴를 제거하여야 하는 반면 다른 사용자가 보조바퀴를 사용하고자 할 때에는 상기 보조바퀴를 다시조립하여 사용하여야 하는 불편이 있다. 특히 자전거의 사용자가 어린이 이거나 힘이 약한 여성인 경우 또는 보조바퀴의 조립을 위한 장비를 구비하고 있지 않은 경우에는 보조바퀴를 탈착할 때마다 자전거 수리점을 방문하여 서비스를 받아야 하는 불편이 있다.

상기와 같은 고정된 보조 바퀴의 문제점을 극복하고자 하는 고안이 한국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0164474 호에 설명되어 있다.

도 15 및 도 16에 도시된 바와같이, 상기 공보에 의하면, 자전거 뒷바퀴의 중심축에 체결부재로 체결되는 브라켓에 보조바퀴를 설치하여 브라켓의 단부에 힌지 조인트를 형성하여 보조바퀴가 힌지 운동이 가능하게 한 후, 브라켓을 스프링에 연결하여 브라켓의 운동 추진력을 제공하고, 핸들에서 연장된 케이블을 보조바퀴와 연결하여 핸들에 설치된 레버의 작동만으로 보조바퀴를 접는 구조이다. 그러나 상기의 보조바퀴 승하강 장치는 보조바퀴를 내릴 때는 핸들의 케이블의 힘을 이용하고, 보조바퀴를 올릴 때는 스프링의 힘을 이용하는 바, 보조바퀴의 움직임이 연속적으로 부드럽게 이어지지 못하는 문제점이 있다. 또한 보조바퀴를 단순히 뒤로 젖혀서 올리는 기능만이 존재할 뿐이어서 보조바퀴를 사용하지 않는 주행상태에서도 보조바퀴는 정지시에 내려져 있는 경우와 마찬가지의 폭을 유지한 채 벌려져 있어서 주행에 많을 지장을 초래하는 단점이 있었다.

본원 고안은 상기와 같은 기존 자전거 보조 바퀴 승하강 장치의 작동상 문제점을 극복하고자 고안된 것으로서, 자전거를 정지시에 페달을 주행시 방향과는 반대로 후면으로 살짝 밟아 줌으로서 양쪽 보조바퀴가 하강하여 양쪽 두개의 보조바퀴가 지면에 안착됨으로써 자전거가 넘어지지 않고 그대로 서 있다가 페달을 주행 방향으로 밟아 줌으로서 자전거는 진행함과 동시에 양쪽 보조바퀴는 자동적으로 기어의 작동에 의해 상승하며, 동시에 보조바퀴 회전기어의 물림 작용에 의해 보조 바퀴가 자전거의 후방 바퀴의 중심을 향하여 안으로 자전운동을 하여 회전하면서 자전거 후면 폭을 좁게하면서 자전거를 주행하게 함에 그 목적이 있다.

본원 고안이 또다른 목적은 회전축의 기어의 작동만으로 보조바퀴가 상승 또는 하강하면서 동시에 후방 바퀴 내측으로 접어지거나 외측으로 펼쳐지게 하는 승강장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 제 1 실시예인 보조 바퀴 승하강 장치가 장착된 자전거의 조립 사시도이며;

도 2는 도 1의 보조바퀴 지지대에 대한 조립도이며;

도 3은 일방향 클러치의 조립 관계도이며;

도 4는 일방향 클러치의 회전관계를 도시하는 도면이며;

도 5는 도 1의 자전거의 보조바퀴가 내려진 상태의 승하강 장치를 자전거 우측에서 바라본 부분 확대도이며;

도 6은 도 1의 자전거의 보조바퀴가 올려진 상태의 승하강 장치를 자전거 우측에서 바라본 부분 확대도이며;

도 7은 도 1의 자전거의 후방 바퀴를 자전거의 전방쪽에서 바라본 전체 조립도이며;

도 8은 도 1의 자전거의 후방 바퀴를 자전거의 후방쪽에서 바라본 전체 조립도이며;

도 9는 본 고안의 제 2 실시예인 승하강 장치의 부분 확대된 사시도이며;

도 10은 도 9의 승하강 장치가 자전거에 장착된 상태를 도시하는 부분 조립도이며;

도 11은 본 고안의 제 3 실시예인 승하강 장치의 부분 확대된 사시도이며;

도 12는 도 11의 승하강 장치의 우측면도이며;

도 13은 도 11의 승하강 장치가 자전거에 장착된 상태를 도시하는 부분조립도이며;

도 14는 본 고안의 제 4 실시예를 도시하는 측면도이며;

도 15 및 도 16은 종래기술을 도시하는 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 설명

2: 좌측 보조바퀴 3: 우측 보조바퀴

4: 보조바퀴 연결대 5: 회전축

9: 보조바퀴 상부 지지대

12: 승하강 기어 14: 평기어

13: 내측 평기어 13': 외측 평기어

16: 체인 17: 스프라켓

19: 구동 디스크 19': 외측 디스크

20: 종동 디스크 20': 내측 디스크

21: 제 1 일방향 클러치 21': 제 2 일방향 클러치

33: 지지대 기어 34: 회전기어

109: 보조바퀴 하부 지지대 142: 상부 회전축

220: 제 1 베벨기어 221: 제 2 베벨기어

240: 회전컵 245: 지지디스크

315: 연결디스크 345: 지지디스크

601; 브라켓 608: 삽입핀

610: 지지파이프 T : 후방 바퀴

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 본체, 본체의 전방과 후방에서 연장된 지지체 단부에 회전가능하도록 장착된 회전축에 고정된 전방 바퀴와 후방 바퀴, 본체의 전방에 장착된 핸들, 한 쌍의 페달, 한 쌍의 페달용 스프라켓, 페달용 스프라켓과 후방 바퀴를 연결하는 한 쌍의 체인, 및 후방 바퀴의 회전축의 측면으로 연장된 보조바퀴 지지대에 장착된 한 쌍의 보조바퀴를 구비한 일반적인 자전거에 있어서, 후방 바퀴의 회전축상에서 서로 반대 방향으로만 회전가능하도록 배치된 제 1 일방향 클러치(one way clutch) 및 제 2 일방향 클러치와; 상부 회전축의 양단부에 회전가능하게 장착된 내측 평기어 및 외측 평기어와; 회전축상에 장착되어 외측 평기어에 맞물려서 작동하는 승하강 기어와; 보조바퀴 지지대에 장착된 회전기어와; 상기 회전기어와 맞물려 작동하도록 축받침대에서 연장된지지대 기어를 구비하며, 제 1 일방향 클러치의 외측표면에는 체인을 연결하기 위한 스프라켓이 설치되고, 제 2 일방향 클러치의 외측표면에는 평기어가 설치된다.

상기 일방향 클러치의 구조에서 제 1 일방향 클러치의 구동디스크와 제 2 일방향 클러치의 외측디스크는 디스크 연결부에 의해 연결된다. 한편 상기 승하강 기어는 보스의 원주방향으로 90도에 해당하는 부분, 즉 1/4에 해당하는 부분만이 기어의 치형을 가진다. 또한 상기 회전기어는 보조바퀴 상부 지지대 및 보조바퀴 하부 지지대 사이에 위치되며, 상기 회전기어의 축방향 상부에는 회전기어와 일체로 설치된 정지대 암부재가 위치되어, 용수철에 의해 정지대 수부재를 횡방향으로 관통하여 볼 돌출홈에서 돌출된 볼이 장착되고 상기 정지대 암부재의 볼 정지구멍에는 상기 볼의 돌출작용으로 정지대 수부재가 회전가능하게 결합된다.

상기한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 다른 실시예는 후방 바퀴의 회전축상에서 서로 반대 방향으로만 회전가능하도록 배치되어 허브 내부에 장착된 제 1 일방향 클러치 및 제 2 일방향 클러치와; 지지디스크에서 연장된 한 쌍의 지지로드에 고정된 지지프레임과 지지브라켓의 조립체 내부에서 회전가능하게 장착된 내측 피니언 및 그에 연결된 외측 피니언과; 회전축 상에 장착되어 외측 피니언에 맞물려서 작동하는 승하강 기어와; 회전축 상에서 상기 승하강 기어가 설치된 보스의 외측부에 고정된 제 1 베벨기어와; 상기 제 1 베벨기어의 외측부에서 회전가능하도록 연결된 회전컵의 측부에 설치된 축삽입용 보어(bore)에 축이 삽입 고정되어 제 1 베벨기어와 맞물려 회전하는 제 2 베벨기어를 구비하며, 상기 허브의 외측표면에는 스프라켓과 평기어가 장착되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치이다.

제 1 일방향 클러치의 구동디스크와 제 2 일방향 클러치의 외측디스크는 일체로 결합된다.

또한, 상기 제 2 베벨기어의 축의 단부에는 나사산이 새겨진 나사부가 설치되어 보조바퀴 지지대와 연결된다.

또한, 상기 승하강 기어는 보스의 원주방향으로 180도에 해당하는 부분, 즉 1/2 부분에만 기어 치형을 가진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 또다른 실시예는 후방 바퀴의 회전축상에서 한쪽 방향으로만 회전하며 그 외측 표면에 스프라켓을 구비한 일방향 클러치와; 보스 측부에 결합된 지지디스크로부터 회전축상에서 서로 이격된 연결디스크와; 회전축상에서 상기 연결디스크 외측부에 장착되는 제 1 베벨기어와; 상기 제 1 베벨기어의 외측부에서 회전가능하도록 연결된 회전컵의 측부에 설치된 축삽입용 보어에 축이 삽입 고정되어 제 1 베벨기어와 맞물려 회전하는 제 2 베벨기어를 구비하며, 지지디스크와 연결디스크의 사이에는 회전축과 제 1 베벨기어의 축 간의 동력 단속 수단이 장착된 자전거 보조바퀴 승하강 장치이다. 상기 동력 단속 수단은 회전축상의 클로오와 제 1 베벨기어의 축상의 클로오로 구성된 클로오 클러치와 상기 클로오를 연결 또는 분리하기 위한 위치 이격용 스프링을 구비하며, 상기 연결디스크와 지지디스크를 연결하여 작동 케이블에 의해 그 간격을 당겨주는 다수개의 스트립으로 구성된 조립체를 포함한다. 선택적으로 상기 동력 단속 수단은 회전축과 상기 회전축의 내부로 슬라이딩되는 제 1 베어링의 축을 덮는 지지파이프 상에 관통된 삽입홈을 구비하며, 만곡된 브라켓이 지지파이프 상에 장착되어 만곡된 브라켓의 일측단부에는 작동케이블 연결용 고리가 설치되고 타측 단부에는 삽입핀이 장착되어 브라켓의 중앙에서 스프링에 의해 회동가능하게 지지된다.

이하, 본 고안인 자전거용 보조바퀴 승하강장치의 제 1 실시예를 첨부도면을 참조하여서 상세하게 설명한다. 본원 고안의 구조는 자전거의 좌우측에 동일한 구조를 가지고서 대칭적으로 설치되므로 도 7 및 도 8을 제외하고는 본원에서는 자전거를 좌측이나 우측 한쪽에서 바라본 도면을 기준으로 한쪽 부분만을 설명한다. 따라서 동일한 대응 형상이 반대편에도 장착된다. 또한 각 실시예에 공통적으로 사용되는 기계요소는 동일한 도면 부호를 부여하였다.

기존의 자전거 뒷바퀴의 플라이 휠 중심의 회전축(5)에 일방향 래칫 클러치나 일방향 롤러 클러치로 이루어진 제 1 일방향 클러치(21)와 제 2 일방향 클러치(21')를 서로 반대 방향으로만 회전하도록 장착한다. 도 4에 도시된 바와같이 체인이 감기게 되는 스프라켓(17)을 구비한 구동 디스크(19)와 그 방사상으로 내측에 위치된 종동 디스크(20)는 도면에 그 내부까지는 도시되어 있지는 않으나 일방향 래칫 기어 또는 일방향 롤러 기어와 같은 종래의 일방향 기어를 채용하여 제 1 일방향 클러치(21)를 이루어 체인에 전달되는 구동력에 의하여 스프라켓이 B방향(크랭크축의 페달을 정방향으로 밟음으로 인한 자전거의 전진 방향)으로 회전시에는 구동 디스크와 종동 디스크가 일체로 되어 종동디스크의 중심에서 키이 또는 등가의 고정 수단에 의해 고정된 회전축(5)에 동력을 전달하지만 스프라켓이 A방향(역방향)으로 회전시에는 구동 디스크가 회전하여도 종동 디스크는 회전하지 않고 공회전하게 되어 회전축(5)에 동력을 전달하지 않는다. 여기까지의 설명은 일반적인 자전거의 플라이휠의 일방향 클러치의 구조이다. 한편 제 2 일방향 클러치도 제 1 일방향 클러치와 동일한 구조를 가진 일방향 클러치이지만 그 내부의 래칫이나 롤러의 방향이 제 1 일방향 클러치와 반대로 설계되어 내측디스크(20')가 B'방향으로 회전시에는 외측디스크(19')는 공회전하지만 내측디스크(20')가 A'방향으로 회전시에는 외측디스크(19')와 일체로 결합하여 회전하게 된다. 이때 제 2 일방향 클러치의 중심부는 회전축(5)에 의해 관통되어 축상에 위치되어 있기는 하나 회전축에 고정되어 같이 회전하는 구조는 아니다.

따라서 제 1 일방향 클러치(21)는 회전축(5)과 고정 연결되어 있어서 일방향으로는 회전축(5)에 동력을 전달할 수 있으나, 제 2 일방향 클러치(21')는 회전축(5)에 연결되어 있으나, 고정되어 있지는 않고 회전축(5)의 회전에는 영향을 받지 않는다. 다만 도 3에 도시된 바와같이, 제 2 일방향 클러치(21')의 외측디스크(19')와 제 1 일방향 클러치(21)의 구동디스크(19)는 디스크 연결부(25)에 의해 연결되어 있어서 동시에 회전한다.

따라서, 제 1 일방향 클러치(21)가 정방향으로 회전하여 회전축(5)에 동력을 전달하면서 회전하는 동안 제 2 일방향 클러치(21')의 외측 디스크(19')는 회전하나, 내측 디스크(20')는 회전하지 않아 결국 제 2 일방향 클러치는 공회전하게 된다. 반대로 제 1 일방향 클러치(21)가 역방향으로 회전하면 제 1 일방향 클러치는 공회전하게 되어 회전축(5)에 동력을 전달하지 않으나 제 2 일방향 클러치(21')의 내측 및 외측 디스크가 일체로 회전하게 된다.

한편 도 2에 도시된 바와같이, 보조바퀴를 상기의 클러치 조립체에 연결시키는 보조바퀴 조립체의 구성을 살펴보면, 상단부에 연결용 구멍(37')을 구비한 보조 바퀴 상부 지지대(9)의 하단부에는 뚜껑(9')이 장착되어 정지대 머리부(41)와 결합되고, 정지대 수부재(41')의 측부의 볼 돌출 구멍(40a)에는 용수철(35)에 의해 외측으로 돌출되는 한쌍의 볼(40)이 장착되고 그 하부에 회전기어(34)를 구비한 정지대 암부재(42)의 내부로 삽입되어 정지대 암부재(42)의 측부에 다수 설치된 볼정지 구멍(31)에 걸려서 회전기어(34)가 회전할 경우 간헐적으로 고정되었다가 다시 회전하는 운동을 하게 된다.

상기와 같은 회전축(5)에 연결된 일방향 클러치의 조립체는, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와같이, 클러치 보지기 역할을 하는 U 자형 축받침대(43')에 장착되며, 후방 포크(103) 및 후방 안장 연장로드(104)의 사이에는 축 지지대(13a)에 수직하게 내측 평기어(13)와 외측 평기어(13')가 상부 회전축(142)의 단부에 장착되며, 일방향 클러치 조립체를 관통하는 회전축(5)의 외측부에는 제 2 일방향 클러치의 내측 디스크와 일체로 연결된 승하강 기어(12)가 보스의 원주방향으로 90도, 즉 1/4에 해당하는 부분에만 치형을 갖는 형태로 결합되어, 보스의 나머지 부분은 치형 없는 부분(32')이 된다. 한편 승하강 기어(12)는 보조바퀴가 내려진 상태에서는 외측 평기어(13')에 기어 치형이 물린상태이며, 스프라켓(17)에 연결된 평기어(14)는 내측평기어(13)와 맞물려서 작동한다. 승하강 기어(12)의 보스의 중심축을 따라 외측부에는 보조바퀴 상부 지지대(9)가 고정되어 보조바퀴 조립체를 연결하게 된다.

선택적으로, 보조바퀴가 후방 바퀴의 내측으로부터 벌어진 정도를 조절할 수 있도록, 도 7에 도시된 바와 같이, 보조바위 하부지지대의 단부에 장착된 폭 조절부에는 "ㄱ"자 모양이며 홈(38)이 새겨진 프레임(36)이 삽입되어 고정 나사로 그 폭을 조절할 수 있는 구조를 가진다.

이러한 제 1 실시예의 작동 상태를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 보조바퀴가 내려진 상태에서 크랭크축에 연결된 페달을 정방향으로 회전시키면 제 1 일방향 클러치(21)는 회전축(5)에 동력을 전달하지만 이때 제 2 일방향 클러치(21')는 외측 디스크(19')만이 회전하게 되고 이에 따라 평기어(14)가 정방향으로 회전하면서 이에 맞물린 내측 평기어(13)를 회전시키고 이에 연결된 외측 평기어(13')를 회전시켜서 외측 평기어(13')에 치형이 물린 승하강 기어(12)가 회전하게 되면서 보조바퀴 조립체는 들어올려진다. 이때, 도 6에 도시된 바와같이, 보조바퀴 조립체의 회전기어(34)가 지지대 기어(33)에 걸려 회전하게되면 보조바퀴 조립체의 정지대 암부재(42)와 정지대 수부재(41')의 볼 걸림 회전운동에 의해 보조바퀴는 지면에서 들어올려지는 작용에 부가하여 축방향으로 자전운동을 하여 바퀴가 안으로 접어지게 된다.

도 6에 도시된 바와같이 보조바퀴가 완전히 올려진 상태에서는 승하강 기어(12)가 외측 평기어(13')에 물리지 않은 상태(도 6은 보조 바퀴가 완전히 90도 상승하기 직전의 상태임)이므로 자전거는 주행 운동만을 하게 된다. 자전거가 주행중 페달을 역방향으로 돌리면, 제 1 일방향 클러치(21)는 공회전하므로 자전거의 주행에는 아무 영향을 주지 않지만 제 2 일방향 클러치(21')는 내측 및 외측 디스크가 일체로 회전하면서 평기어(14)를 역방향으로 회전시키며, 이에 따라 내측평기어(13), 외측평기어(13')를 거쳐서 승하강 기어(12)의 치형이 맞물리게 함으로서 보조바퀴는 하강하게 되면서 상승시의 역순으로 회전기어(34)와 지지대 기어(33)의 물림 작용으로 인한 자전운동으로 보조바퀴는 후방 바퀴의 외측으로 펼쳐지게 된다.

보조바퀴의 승하강 작동시 그 운동을 도와주는 스프링을 장착하는 것도 고려할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 자전거 본체의 후방포크(103)와 본체 프레임(102) 사이에 별도의 스프링 고정편을 설치하고 보조바퀴 상부 지지대를 스프링으로 연결하고 완전 하강시와 완전 상승시에 스프링이 가장 근거리 작동을 하고 그 경로 중간은 스프링이 인장되도록 위치를 설정하면 보다 탄력적인 승하강 작동을 유도할 수 있다. 또한 선택적으로 보조바퀴의 하강을 정지시키는 정지편(8)을 장착할 수도 있다.

본 고안의 자전거용 보조바퀴 승하강 장치의 제 2 실시예를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 제 1 실시예에서 설명된 기계 요소와 중복되는 요소에는 동일한 도면 부호를 사용한다.

실시예 1 에 대한 상기의 설명에서 설명한 바와같이 제 1 일방향 클러치(21) 및 제 2 일방향 클러치(21')를 자전거 후방 바퀴의 플라이 휠의 회전축(5)에서 서로 반대 방향으로만 회전하도록 배치시킨다. 도 9를 참조하면, 도면상에 일방향 클러치는 도시되어 있지 않으나 스프라켓(201)과 평기어(250)가 설치된 허브(245') 내부에 장착된다. 허브의 축방향 외측부에는 다수의 홈(214)이 표면에 설치된 지지디스크(245)가 장착되고 지지디스크(245)의 홈(214)에서 연장된 한 쌍의 지지로드(251)의 단부에는 내측피니언(256')과 외측피니언(256)이 회전가능하게 장착되도록 사각형의 프레임을 이루는 지지프레임(252)과 지지브라켓(253)이 고정되며, 상기 지지디스크(245)의 축방향 외측부에는 외측피니언(256)과 맞물리는 승하강 기어(257)가 축상에 장착되며, 상기 승하강 기어(257)는 제 2 일방향 클러치(21')의 내측 디스크(20')와 축으로 연결되어 있다. 승하강 기어의 축방향 외측부에는 제 1 베벨기어(220)가 승하강 기어에 일체로 장착되고, 상기 제 1 베벨 기어(220)의 외측부에서 회전가능하도록 연결된 회전컵(240)의 측부에는 쌍을 이루며 다수로 설치된 축삽입용 보어(224)에 축(241)이 삽입 고정되어 제 2 베벨 기어(221)는 제 1 베벨 기어(220)과 맞물려 회전하게 된다. 도 3에 도시된 바와 유사하게 제 1 일방향 클러치(21)의 구동 디스크(19)와 제 2 일방향 클러치의 외측디스크(19')는 일체로 결합된다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와같이, 보조바퀴 조립체는 나사부(222)에 있는 나사산에 대응하는 나사산이 내측에 새겨진 보조바퀴 연결부(524)에 의해 연결된다.

상기 승하강 기어(257)는 보스(270)의 원주방향으로 180도, 즉1/2에 해당하는 부분에만 기어 치형을 가진다.

도 9 및 도 10을 참조하여 보조바퀴의 승하강 작동을 하기에서 설명한다. 보조바퀴가 내려진 상태에서 페달을 정방향으로 밟으면 체인(16)에서 전달된 동력은 스프라켓(201)을 회전시키서 제 1 일방향 클러치는 회전축(5)에 동력을 그대로 전달하여 자전거는 앞으로 전진함과 동시에 스프라켓(201)은 허브로 결합된 평기어(250)를 회전시키고 이에 물리는 내측피니언(256')을 회전시키고 연이어 이에 축으로 연결된 외측피니언(256)을 회전시켜서 외측피니언에 물리는 승하강 기어(257)를 회전시키고 제 1 베벨기어(220) 및 제 2 베벨기어(221)을 회전시킴으로서 보조바퀴 조립체는 상승하게 된다. 이때 단순히 보조바퀴 조립체가 상승하기만 하는 것이 아니라 제 2 베벨기어 자체의 자전 운동에 의해 보조바퀴 조립체는 자전거 후방 바퀴 안쪽으로 접어지는 움직임을 동시에 나타낸다. 보조바퀴가 90도 상승하면 외측피니언(256)은 승하강 기어(257)의 치형이 없는 부분에서 공회전을 하므로 더 이상 승강 작용은 하지 않고 자전거의 전진 운행만 이루어진다.

보조바퀴의 하강 과정을 살피면, 페달을 역방향으로 돌리면, 제 1 일방향 클러치(21)는 공회전하게 되어 자전거의 운동방향에는 아무 영향을 미치지 않게 되나 제 2 일방향 클러치(21')의 내측디스크(20')와 외측디스크(19')가 일체로 회전하면서 승하강 기어(257)를 회전시켜주고 아울러 평기어(250)에 물리는 내측피니언(256')과 외측피니언(256)의 동력 전달로 인하여 제 1 베벨기어(220)와 제 2 베벨기어(221)를 상승시와 반대로 회전시켜서 보조바퀴 조립체를 하강시키면서 동시에 제 2 베벨기어(221)의 축방향 자전 운동에 의해 후방 바퀴의 외측 방향으로 펴지게 한다.

보조 바퀴 승하강 작동은 페달의 정방향 회전과 역방향 회전만으로도 충분히 가능하나 보다 원활한 작동을 위하여 보조바퀴 지지대(501)와 연장스트립(510)에 스프링을 걸기 위한 막대(507, 509)를 각각 설치하고 여기에 스프링을 걸어서 동력을 절감할 수 있다. 또한 승하강 기어의 치형이 보스의 원주방향으로 180도 부분에만 존재하여 보조바퀴의 승하강이 이루어지나, 선택적으로 보조바퀴 하강시에 정지편(525)을 설치하여 적절한 위치에서 보조바퀴의 하강이 멈추도록 할 수도 있다.

본 고안의 제 3 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 11에 도시된 바와같이, 상기의 실시예와는 달리 일방향 클러치(303)를 일반적인 자전거의 경우처럼 하나만을 사용하며 그 외측표면에는 스프라켓(301)이 장착되며, 보스(305)의 축방향 외측부에는 지지디스크(345)가 장착되어 연결디스크(315)로부터 축방향으로 이격된다. 연결디스크(315)의 축방향 외측부의 베벨기어의 구조는 상기 제 2 실시예의 경우와 동일하다. 지지디스크(345)와 연결디스크(315) 사이의 이격된 공간의 축상에는 다수의 클로오(316, 317)가 장착된 공지의 클로오 클러치가 장착되어 보조바퀴 조립체를 승하강시키는 동력을 단속하는 역할을 수행한다. 지지디스크(345)와 연결디스크(315) 사이의 공간을 이격시키기 위하여 이격용 스프링(313)이 장착되며, 상기 연결디스크(315)가 스프링을 압축하면서 슬라이딩 되도록 연결디스크(315)를 움직이게 하는 일련의 스트립(306, 308, 310)이 지렛대의 원리를 이용하여 지지디스크(345)와 연결디스크(315)를 이어주면서 연장된다.

도 13에는 제 3 실시예가 자전거 후방 바퀴에 장착된 채 보조 바퀴가 내려진 상태를 도시하고 있다. 이 경우, 제 2 실시예의 구조에 추가하여 스트립(310)을 당겨주는 작동 케이블이 자전거 핸들로부터 연장되는 것을 안내하는 가이드 홈(540)이 고정 스트립(508)에 설치되어 작동 케이블이 스트립(310)을 당길 수 있게 된다.

제 3 실시예의 변형예인 제 4 실시예를 도 14를 참조하여 살피면, 보조바퀴를 승하강 시키는 동력을 단속하는 방법에 있어서 차이가 있는데, 삽입홈(607)을 구비한 지지파이프(610)를 지지디스크(645)와 연결디스크(615) 사이에 장착한다. 도면에는 도시되지 않았으나, 지지디스크(645)로부터 일체로 연장되면서 삽입홈을 구비한 중공 축과 그 중공축에 삽입되며 연결디스크(615)와 일체로 연결되면서 삽입홈을 구비한 축이 지지파이프(610) 내부에 설치된다. 지지파이프의 표면에는 스프링이 회전지지대(606)에 장착되어 만곡된 브라켓(601)을 지레대의 작용으로 움직여 삽입핀(608)을 삽입홈(607)에 삽입하고 스프링(605)의 작용으로 빼내어 베벨기어를 회전시키는 동력을 단속할 수 있다.

제 3 실시예의 보조바퀴 승하강 장치에 따른 보조바퀴 승하강 작동을 도 11 및 도 13을 참조하여 설명하면, 보조바퀴가 내려진 상태에서 핸들에 장착된 손잡이(도시 않음)를 당겨서 가이드 홈(540)을 통과하여 스트립(310)에서 돌출된 고리(도시 않음)에 연결된 작동 케이블이 지렛대의 원리로 연결디스크(315)를 축방향으로 슬라이딩시켜서 클로오 클러치가 연결되고 동시에 페달을 정방향으로 회전시키면 자전거가 전방으로 전진함과 함께 제 1 베벨기어(320) 및 제 2 베벨기어(321)의 회전으로 보조바퀴 조립체가 상승하면서 제 2 베벨기어의 축방향 자전운동으로 인하여 보조바퀴 조립체는 후방 바퀴 내측으로 접히게 된다. 작동 케이블은 보조바퀴를 승하강 시킬 때만 당겨서 동력을 연결하면 되고 주행시에는 당겼던 작동 케이블을 놓아주면 된다. 자전거가 주행시에는 작동케이블이 당겨지지 않아 보조바퀴 승하강 동력이 차단된 상태이므로 자전거의 주행에는 아무런 영향을 미치지 않는다. 보조바퀴 조립체를 하강시킬 때에는, 역시 작동 케이블을 당겨서 클로오 클러치를 연결시킨 후 페달을 역방향으로 회전시키면 후방 바퀴의 플라이 휠의 일방향 클러치(303)의 작동으로 인하여 일방향 클러치는 공회전하여 자전거의 전진 주행에는 아무런 문제를 일으키지 않고 제 1 베벨기어와 제 2 베벨기어가 보조바퀴 승강시와는 반대로 회전하여 보조바퀴는 하강함과 동시에 제 2 베벨기어의 축방향 자전 운동에 의해 보조바퀴 조립체는 후방 바퀴의 외측으로 펼쳐지게 된다.

제 4 실시예는 제 3 실시예와 작동 상태가 유사한데, 핸들에서 연장된 작동 케이블을 당길 경우 브라켓(601)이 지렛대 작용으로 인하여 삽입핀(608)을 삽입홈(607)에 삽입시킴으로서 보조바퀴를 승하강 시키는 동력을 전달하게 된다.

본 고안의 일방향 클러치나 축 상에서 회전하는 일체의 회전 장치에는 마찰의 감소를 위하여 베어링을 장착할 수 있다.

이상과 같은 목적과 구성으로 이루어진 본 고안의 보조바퀴 승하강 장치에 의하면, 보조바퀴는 하강과 상승 작동이 매우 부드럽게 이루어지며, 그 승하강을 위한 작동에 있어서 자전거 페달을 돌리기만 하면 작동되므로 보조바퀴 승하강 조작에 힘을 적게들며, 아울러, 승하강된 보조바퀴는 자전거 후방바퀴 내측으로 90도 자전운동하여 회전하면서 접히기 때문에 주행시 자전거의 폭을 줄여 원활한 자전거 주행을 달성할 수 있어서 자전거를 처음 배우려는 어린이나 자전거에 짐을 많이 싣고 잠시 정차하려는 경우 자전거가 넘어지지 않고 원활하게 정지하고 주행할 수 있는 장점이 있다.

Claims

후방 바퀴의 회전축(5)상에서 서로 반대 방향으로만 회전가능하도록 배치된 제 1 일방향 클러치(21) 및 제 2 일방향 클러치(21')와;

상부 회전축(142)의 양단부에 회전가능하게 장착된 내측 평기어(13) 및 외측 평기어(13')와;

회전축(5)상에 장착되어 외측 평기어(13')에 물려서 작동하는 승하강 기어(12)와;

보조바퀴 지지대에 장착된 회전기어(34)와;

상기 회전기어와 맞물려 작동하도록 축받침대(43')에서 연장된 지지대 기어(33)를 구비하며,

제 1 일방향 클러치(21)의 외측표면에는 스프라켓(17)이 설치되고, 제 2 일방향 클러치(21')의 외측표면에는 평기어(14)가 설치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 1 항에 있어서, 제 1 일방향 클러치(21)의 구동디스크(19)와 제 2 일방향 클러치의 외측디스크(19')는 디스크 연결부(25)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 승하강 기어(12)는 보스의 원주방향으로 1/4에 해당하는 부분에만 기어의 치형을 가지는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 회전기어(34)는 보조바퀴 상부 지지대(9) 및 보조바퀴 하부 지지대(109) 사이에 위치되며, 상기 회전기어(34)의 축방향 상부에는 회전기어와 일체로 설치된 정지대 암부재(42)가 위치되며, 용수철(35)에 의해 정지대 수부재(41')를 횡방향으로 관통하여 볼 돌출홈(40a)에서 돌출된 볼(40)이 장착되고 상기 정지대 암부재(42)의 볼 정지구멍(31)에는 상기 볼(40)의 돌출 작용으로 정지대 수부재(41')가 회전가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
후방 바퀴의 회전축(5)상에서 서로 반대 방향으로만 회전가능하도록 배치되어 허브(245') 내부에 장착된 제 1 일방향 클러치(21) 및 제 2 일방향 클러치(21')와;

지지디스크(245)에서 연장된 한 쌍의 지지로드(251)에 고정된 지지프레임(252)과 지지브라켓(253)의 조립체 내부에서 회전가능하게 장착된 내측 피니언(256') 및 그에 연결된 외측 피니언(256)과;

회전축(5) 상에 장착되어 외측 피니언(256)에 맞물려서 작동하는 승하강 기어(257)와;

회전축(5) 상에서 상기 승하강 기어(257)가 설치된 보스(270)의 외측부에 고정된 제 1 베벨기어(220)와;

상기 제 1 베벨기어(220)의 외측부에서 회전가능하도록 연결된 회전컵(240)의 측부에 설치된 축삽입용 보어(224)에 축(241)이 삽입 고정되어 제 1 베벨기어(220)와 맞물려 회전하는 제 2 베벨기어(221)를 구비하며,

상기 허브(245')의 외측 표면에는 스프라켓(201)과 평기어(250)가 장착되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 5 항에 있어서, 제 1 일방향 클러치(21)의 구동디스크(19)와 제 2 일방향 클러치(21')의 외측디스크(19')는 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 제 2 베벨기어(221)의 축(241)의 단부에는 나사산이 새겨진 나사부(222)가 설치되어 보조바퀴 지지대(501)와 연결되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 승하강 기어(257)는 보스(270)의 원주방향으로 1/2에 해당하는 부분에만 기어 치형을 가지는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치
후방 바퀴의 회전축(5)상에서 한쪽 방향으로만 회전하며 그 외측 표면에 스프라켓(301)을 구비한 일방향 클러치(303)와;

보스(305)측부에 결합된 지지디스크(345)로부터 회전축(5)상에서 서로 이격된 연결디스크(315)와;

회전축(5)상에서 상기 연결디스크(315) 외측부에 장착되는 제 1 베벨기어(320)와;

상기 제 1 베벨기어(320)의 외측부에서 회전가능하도록 연결된 회전컵(340)의 측부에 설치된 축삽입용 보어(324)에 축(341)이 삽입 고정되어 제 1 베벨기어(320)와 맞물려 회전하는 제 2 베벨기어(321)를 구비하며,

지지디스크(345)와 연결디스크(315)의 사이에는 회전축(5)과 제 1 베벨기어(320)의 축 간의 동력 단속 수단이 장착되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 동력 단속 수단은 회전축(5)상의 클로오(316)와 제 1 베벨기어(320)의 축상의 클로오(317)로 구성된 클로오 클러치와 상기 클로오를 연결 또는 분리하기 위한 위치 이격용 스프링(313)을 구비하며, 상기 연결디스크(315)와 지지디스크(345)를 연결하여 작동 케이블에 의해 그 간격을 당겨주는 스트립(306, 308, 310)을 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 동력 단속 수단은 회전축(5)과 상기 회전축(5)의 내부로 슬라이딩되는 제 1 베벨기어(320)의 축을 덮는 지지파이프(610) 상에 관통된 삽입홈(607)을 구비하며, 만곡된 브라켓(601)이 지지파이프(610) 상에 장착되어 만곡된 브라켓(601)의 일측단부에는 작동케이블 연결용 고리(603)가 설치되고 타측 단부에는 삽입핀(608)이 장착되어 브라켓의 중앙에서 스프링(605)에 의해 회동가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 자전거용 보조바퀴 승하강 장치.