KR200296523Y1 - 시소형 자전거 - Google Patents

Abstract

본 고안은 바퀴가 장착된 보드를 타는 듯한 자전거 승용감을 만끽할 수 있는 시소형 자전거를 제공하기 위한 것으로서, 시소형 자전거의 특징은 가운데에 답판에 올라 탄 이가 양발로 답판을 번갈아 앞뒤로 구르면 좌우측 랙이 교대로 랙기어를 일방향으로 회전시키고, 랙기어의 회전력은 전동수단을 거쳐 추진축인 뒤차축에 전달되므로서 앞으로 나아가게 구성한 것이다. 이 자전거를 타고 주행하면 답판에 체중이 실린 상태의 양발을 구를 때마다 다리운동이 되고 몸의 균형을 유지하려고 노력을 하게 되므로 온몸운동도 된다. 동시에 바퀴가 달린 보드를 타고 놀이할 때와 같은 흥미감도 만끽할 수 있다. 그래서 자전거의 새로운 묘미를 더하게 된다.

Description

시소형 자전거{SEESAW TYPE BICYCLE}

본 고안은 답판을 앞뒤로 구를 때 얻어지는 회전력으로 추진되는 시소형 자전거에 관한 것이다.

자전거는 안장에 올라탄 이가 양발로 페달을 밟아 구동륜을 돌려서 앞으로 나아가도록 구성된 것이다. 페달식 자전거는 선을 뵌지 너무 오래되어 흥미가 반감된 느낌이 드는 데다, 차량보다도 보행인이 압도적이고 자전거를 타고 길을 다녀도 사고의 위험이 적은 한갓진 농어촌과는 달리 도로여건과 놀이공간이 상대적으로 열악한 환경에 처해 있는 도시에서 자전거를 이용하기란 곳곳에 도사린 안전사고의 위험 때문에 이용율이 저조한 편이다. 특히 일반 자전거는 좁은 골목길 같은 곳에서 청소년이 맘놓고 타고 놀만한 승용기구로는 부적합하다. 흠이라면 흠이겠으며 어떤 면에서는 아쉬운 대목이기도 하다.

본 고안은 바퀴가 장착된 보드를 타는 듯한 자전거 승용감을 만끽할 수 있는 시소형 자전거를 제공하기 위한 것이다.시소형 자전거의 특징은 길이의 중간 지점을 축점으로 하는 시소형 답판에 올라 탄 이가 양발로 번갈아 앞뒤로 답판을 구르면 좌우측 호상랙이 교대로 랙기어를 일방향으로 회전시키고, 랙기어의 회전력은 전동수단을 거쳐 추진축인 뒤차축에 전달되어 추진되도록 구성한 것이다. 이 자전거를 타고 주행하면 답판에 체중이 실린 상태의 양발을 구를 때마다 다리운동이 되고 몸의 균형을 유지하려고 노력을 하게 되므로 온몸운동도 된다. 동시에 바퀴가 달린 보드를 타고 놀이할 때와 같은 흥미감도 만끽할 수 있다. 그래서 자전거의 새로운 묘미를 더하게 되는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 시소형 자전거의 사시도

도 2는 동 측면도

도 3은 시소형 답판과 답판대 및 차대의 분해도

도 4는 랙과 랙기어를 비롯한 전동수단의 사시도

도 5는 조립된 시소형 자전거의 부분발췌 단면도

도 6은 답판을 앞 또는 뒤쪽으로 구를 때 호상랙과 랙기어와의 상관관계도도 7은 본 고안이 적용된 핸들장착형 킥 보드의 예시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 답판 11,31 : 힌지

12 : 랙축받이 20a,b : 랙

21a,b : 랙축 22a,b : 톱니

23a,b : 스프링받이 30 : 답판대32 : 핀 40 : 차대41 : 지지대좌 44 : 종동기어50 : 전동수단 51 : 주축52 : 부축 53 : 랙기어57 : 전동축 60 : 랙 복귀스프링

시소형 자전거는 시소형 답판(10)과 한 쌍의 랙(20a,b), 답판대(30), 차대(40), 구동력 중계수단(50) 및 랙 복귀스프링(60)으로 구성되는 데, 도 1에서는 호상랙(20a,b)과 전동수단(50) 및 랙 복귀스프링(60)은 답판(10)에 가려서 보이지 않고, 도 2에서는 전동수단(50)과 랙 복귀스프링(60)이 답판(10)과 차대(40)에 가려서 보이지 않는다.

도 3에서, 시소형 답판(10)은 시소형 자전거를 탈 때 타는 이의 양발을 딛고 추진력을 얻기 위해 구르는 것으로, 저면의 중앙 양측에 답판대(30)의 힌지(31)에 핀(32)으로 연결되는 힌지(11)를 설치하여 여기에 끼워지는 핀을 중심으로 앞뒤로 시소운동할 수 있게 한다. 답판(10)에서 각 힌지(11)의 앞뒤로 등거리에는 호상랙(20a,b)의 앞뒤에 형성된 랙축(21a,b)을 지지하는 랙축받이(12)도 부착한다. 이 랙축받이(12)는 호상랙(20a,b)이 원활하게 선회할 수 있도록 하기 위한 베어링 등이다.답판대(30)는 차대(40)에 탑재된 상태에서 답판(10)이 안정되게 시소운동하도록 지지하는 것으로, 상면의 양측 한 가운데에는 답판(10)의 힌지(11)에 대응하는 힌지(31)가 형성되어 있다.

차대(40)는 가운데가 높다. 이 같이 가장 높은 곳에 답판 지지대(30)가 안장되는 지지대좌(41)를 갖고 있다. 또, 차대(40)의 선후단에는 앞차축(42)과 추진력을 발휘하는 뒤차축(43)이 나란히 장착되어 있다. 뒤차축(43) 상에는 후술하는 전동축(57)의 후단 기어(59)에 맞물리는 종동기어(44)를 장착한다.

도 4에서, 호상랙(20a,b)은 답판(10)의 저면에서 좌우측에 나란히 장착하여 답판(10)의 왕복운동을 동력 중계수단(50)의 랙기어(53)에 전달하여 뒤차축(43)을 구동시키는 구동수단으로서, 힌지(11)의 축공 중심을 기준으로 하는 원의 하반부를 취한 반원호형이다. 그리고 각 호상랙(20a,b)의 선단과 후단에는 앞쪽 및 뒤쪽을 향해 수평으로 뻗은 랙축(21a,b)을 일체로 형성한다. 이들 랙축(21a,b)은 답판(10)을 앞뒤로 구를 때 랙기어(53)에 잇물림되거나 그 반대로 되는 방향에 따라 답판(10)의 랙축받이(12)에서 측방향으로 물러섰다가 제자리로 되돌아가도록 축설치된다.

호상랙(20a,b)의 내측면에는 톱니(22a,b)가 형성되어 있다. 이들 톱니(22a,b)는 호상랙(20a,b)이 답판(10)을 따라 시소운동할 때마다 랙기어(53)에 선택적으로 잇물림되거나 잇물림에서 벗어나는 일방향 잇물림형 톱니다. 이를테면, 일측 호상랙(20a)의 톱니(22a)가 랙기어(53)에 잇물림될 경우 다른 호상랙(20b)의 톱니(22b)는 랙기어(53)와의 잇물림에서 벗어나고, 반대로 타측 호상랙(20b)의 톱니(22b)가 랙기어(53)에 잇물림될 시에는 일측 호상랙(20a)의 톱니(22a)는 랙기어(53)에 대한 잇물림에서 해제되는 것이다. 다시 말해, 톱니(22a)와 (22b)는 랙기어(53)의 톱니에 대한 잇물림방향이 정반대인 것이다. 이러한 톱니(22a,b)의 형태는 답판(10)을 앞뒤로 구를 적마다 두 개의 호상랙(20a,b) 중에서 어느 한 쪽만 일발향 회전형인 랙기어(53)에 답판(10)의 구동력이 전달되어야 하는 구조의 특성상 필수불가결한 요건이다.또한 호상랙(20a,b)의 상면 앞뒤쪽에는 스프링받이(23a,b)를 추가한다. 스프링받이(23a,b)는 앞뒤쪽의 랙 복귀스프링(60)의 양단을 지지하여 고정하는 지지수단이며, 각 호상랙(20a,b)의 랙축(21a,b)이 수평에 놓였을 때 호상랙(20a,b)의 중앙을 기점으로 그 앞뒤에 등간격으로 배치하여 앞뒤가 균형을 이루게 한다.전동수단(50)은 호상랙(20a,b)의 왕복운동에 의해 발생하는 회전력을 뒤차축(43)에 전달하기 위한 구동력 중계수단인 데, 주축(51)과 여기에 고정축끼움된 랙기어(53) 및 중계기어(54), 부축(52)과 여기에 고정축끼움된 중계기어(55,56) 그리고 선단 및 후단 기어(58,59)가 장착된 전동축(57)으로 편성한다. 랙기어(53)는 양측 호상랙(20a,b)의 톱니(22a,b)가 번갈아 가며 선택적으로 잇물림되는 톱니를 가진 일방향 회전형이다. 주축(51)과 부축(52)은 답판대(30)의 주축공(33)과 부축공(34)에 하단부를 헐겁게 축설치하여 제자리에서 회전될 수 있게 한다. 이 전동수단(50)에서는 랙기어(53)의 회전력이 중계기어(54,55,56)와 선단 기어(58), 전동축(57) 및 후단 기어(59)를 거쳐 종동기어(44)에 전달되어 뒤차축(43)을 구동하게 된다. 답판(10)의 작은 시소운동에도 큰 추진력을 얻으려면 중계기어(54,56)는 대기어로 하고 랙기어(53)와 중계기어(55)는 소기어로 하며, 종동기어(44)와 선단 및 후단 기어(58,59)는 랙기어(53)와 중계기어(55) 보다도 더 작은 소기어로 한다.차대(40)의 구조상 중계기어(56)를 포함한 그 이전의 전동수단은 높게 위치 하는데 비해 뒤차축(43)은 낮게 위치하므로 전동축(57)도 자연히 뒤차축(43) 쪽으로 기울게 설치된다. 이 점을 고려하여 동력중계가 원활히 이루어지도록 중계기어(56)와 선단 기어(58)는 베벨기어로, 또 종동기어(44)와 후단 기어(59)는 스파이럴 기어로 한다.랙 복귀스프링(60)은 랙기어(53)에 답판(10)의 구동력을 전달하지 않는 휴면 상태의 호상랙(20a) 또는 (20b)이 랙기어(53)의 톱니에 밀려 측방향으로 선회하는 식으로 물러났다가 답판(10)을 구르는 방향이 반전되면 그 즉시 랙기어(53)로 다가서서 잇물림되도록 복귀시키는 인장코일스프링이며, 앞뒤 스프링받이(23a,b) 사이에 나란히 설치한다.조립요령의 일례에 대하여 도 5를 인용하여 설명한다. 답판(10)의 양측 앞뒤 랙축받이(12)에 호상랙(20a,b)의 앞뒤 랙축(21a,b)을 끼우고, 앞뒤의 좌우측 스프링받이(23a,b) 간에는 각각 랙 복귀스프링(60)의 양단을 끼워서 빠지지 않도록 고정하며, 힌지(11)와 답판 지지대(30)의 힌지(31)의 핀공을 일치시킨 후 핀(32)을 꽂아 연결한다.또, 답판대(30)의 구축공(33)과 부축공(34)에는 랙기어(53) 및 중계기어(54)가 장착된 주축(51)과 중계기어(55,56)가 장착된 부축(52)을 제자리에서 회전가능하게 수직으로 설치한다. 그리고 차대(40)에는 베어링 등의 축지지구(45)를 이용하여 전동축(57)을 설치하고, 지지대좌(41)에는 답판대(30)를 들어 앉혀 보울트 등의 고정수단으로 고정한다. 이때, 전동축(57)은 중계기어(56)에 선단 기어(58)를 맞물리고 후단 기어(59)는 뒤차축(43)의 종동기어(44)에 맞물린다. 또, 종동기어(44)와 후단 기어(59)는 기어박스 등으로 양측 기어의 톱니물림이 흐트러지지 않게 한다. 이렇게 해서 시소형 자전거가 얻어지는 것이다.답판(10)에 타고 앞발을 구르면 답판(10)은 앞쪽(화살표 D1)방향으로 기울어 진다. 도 6에서, 그러면 양쪽 호상랙(20a,b)도 핀(32)을 중심으로 동시에 그 쪽으로 기울어진다. 이때, 우측 호상랙(20b)의 톱니(22b)는 랙기어(53)의 톱니를 물고 가지만 좌측 호상랙(20a)의 톱니(22a)는 그 빗면(a)이 랙기어(53)의 톱니에 밀려 화살표 d1 방향으로 미끄러지듯이 선회하여 물러선다. 이렇게 좌측 호상랙(20a)이 물러날 때 모든 랙 복귀스프링(60)은 탄력적으로 인장되고, 랙축(21a)을 중심으로 외측으로 선회하다가 종국에는 랙기어(53)와의 잇물림에서 벗어나게 된다. 그래서 이 경우에는 우측 호상랙(20b)에 의해서만 추진력이 얻어진다. 그리고 랙기어(53)의 회전력은 상기한 중계기어(54~56)와 전동축(57)을 거쳐 뒤차축(43)에 전달돼 시소형 자전거가 앞으로 나아가게 되는 것이다.이번에는 뒷발을 구른다. 그러면 답판(10)은 뒤쪽(화살표 D2 방향)으로 기울어지고 양쪽 호상랙(20a,b)도 핀(32)을 중심으로 그 쪽으로 기운다. 하지만 이 때는 좌측 호상랙(20a)의 톱니(22a)가 랙기어(53)의 톱니를 물고 가고 우측 호상랙(20b)의 톱니(22b)는 그 빗면(b)이 랙기어(53)의 톱니에 의해 미끄러지듯이 밀려난다. 이에 따라 호상랙(20b)은 랙 복귀스프링(60)을 인장하면서 랙축(21b)을 중심으로 하여 화살표 d2 방향으로 선회하여 랙기어(53)와의 잇물림에서 벗어나게 된다. 따라서 이 경우에는 좌측 호상랙(20a)에 의해 추진력이 전달되므로서 시소형 자전거는 앞으로 나아가게 되는 것이다.어느 경우든 랙기어(53)와의 잇물림에서 벗어나 있던 호상랙(20b) 또는 (20a)는 답판(10)을 구르는 방향이 전환되면 그 즉시 랙 복귀스프링(60)의 인장력에 의해 역선회하여 다시 랙기어(53)에 잇물림되는 쪽으로 복귀하여 추진력을 발생 시키게 된다.이상의 설명은 핸들이 없는 시소형 자전거에 관한 것인 데, 본 고안은 이에 국한되는 것은 아니며, 도 7에 예시한 바와 같이 핸들이 장착된 킥 보드 혹은 도시하지 아니한 2륜이나 3륜 자전거에 전용해도 동등한 실시효과를 거둘 수 있다.

이와 같이 본 고안의 시소형 자전거는 시소형 답판에 올라서서 양발을 앞뒤로 반복해서 구름으로써 종래의 자전거에서는 감상할 수 없는 승용감, 즉 자전거를 타면서도 바퀴가 달린 킥 보드를 타는 듯한 흥미진진한 2중 승용놀이를 만끽할 수가 있다.

Claims (1)

1. 저면의 길이 중간지점에 형성된 힌지(11) 및 상기 힌지(11)의 앞뒤에 랙축받이(12)가 부착된 시소형 답판(10)과;

   선단과 후단에 랙축(21a,b)이 형성되고, 내측면에는 랙기어(53)에 선택적으로 잇물림되는 일방향 톱니(22a,b)를 가지며, 상면의 앞뒤쪽에는 스프링받이(23a,b)가 형성된 하반원형 랙(20a,b)과;

   상기 힌지(11)에 핀(32)으로 연결되는 힌지(31), 및 주축공(33)과 부축공(34)이 천공된 답판대(30)와;

   추진용 종동기어(44)가 장착된 뒤차축(43)을 가진 차대(40)와;

   호상랙(20a,b)의 왕복운동을 랙기어(53)의 회전운동으로 전환시켜 뒤차축(43)의 종동기어(44)에 전달하는 전동수단(50)과;

   앞뒤의 양측 스프링받이(23a,b) 사이에 장전되는 랙 복귀스프링(60)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시소형 자전거.