KR200350690Y1 - 자전거 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자전거 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 적은 힘으로 후륜을 구동할 수 있도록 페달이 달려진 크랭크샤프트와 후륜 사이에 구동력을 증강시킬 수 있는 증강수단을 별도로 마련한 것이다.

즉, 본 고안은 자전거 동력전달장치(1)에 있어서, 삼각프레임(2)에 고정되는 베이스프레임(3)의 상측에는 베이스프레임(3)에 고정 설치되는 브라켓(4)상에 결합된 베어링(5)에 축 지지되는 입력축(6)과, 출력축(7)을 각각 설치하고, 입력축(6)과 출력축(7)에는 각각 입력스프로킷(8)과 출력스프로킷(12)을 설치하여 크랭크샤프트(9)에 결합되어 있는 스프로킷(10)과 후륜(13)에 결합되는 구동스프로킷(14)에 체인(11)으로 연결하고, 입력축(6)과 출력축(7)에는 각각 아이들스프로킷(15)(16)을 축 결합하고 체인(11)으로 연결하며, 상기 출력축(7)에는 출력축(7)과 편심되는 스프링고정구(18)를 회전 가능하게 핀(19)으로 고정한 증강용 구동스프로킷(17)을 축 결합하고, 스프링고정구(18)에는 출력축(7)과 직각방향으로 마주보는 한 쌍의 스프링(20)을 고정하고 타단은 베이스프레임(3)에 고정하며, 출력축(7)의 후방으로는 베이스프레임(3)에 고정 설치되는 브라켓(21)에 결합된 베어링(22)에 축 설치되는 증강용 축(23)을 배치하고, 출력축(7)의 증강용 구동스프로킷(17)과 체인(11)으로 연결되는 기어비가 작은 증강용 피동스프로킷(24)을 결합하고, 스프링고정구(18)와 연결로드(25)로 연결 구성되는 캠판(26)을 결합하며, 캠판(26)의 반대측으로는 증강용 축(23)에 편심 상태로 결합된 캠 베어링(27)을 배치하되,이 캠 베어링(27)은 가이드(28)를 따라서 승강하는 ㄷ형 레일(29)에 삽입되며, 레일(29)의 후방에는 가이드핀(30)에 결합되는 레일(29)과 일체 형성된 승강편(29a)을 돌출형성하고, 승강편(29a)의 상하측 가이드핀(30)에는 탄지스프링(31)을 개재하며, 또한 상기 증강용 축(23)에는 기어(32)를 축 설치하고 배터리로 구동되는 모터(33)의 축상에 결합된 기어(34)를 결합하여 증강용 축(23)을 구동되게 한 것으로서, 짐수레를 운반하는 자전거, 좁답력이 약한 여성용 및 어린이용 자전거에 사용할 경우 자전거의 운전을 보다 간편하게 할 수 있는 것이다.

Description

자전거 동력전달장치{Power transmission device of bicycles}

본 고안은 자전거 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 적은 힘으로 후륜을 구동할 수 있도록 페달이 달려진 크랭크샤프트와 후륜 사이에 구동력을 증강시킬 수 있는 증강수단을 별도로 마련한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 자전거는 앞바퀴는 조향, 뒷바퀴가 구동식이고 탄 사람의 발의 힘을 크랭크기구로 회전력으로 바꾸어 큰 스프로킷에 물려 있는 체인으로 뒷바퀴에 전달하며, 앞뒤 바퀴에 독립적으로 작동되는 수동식 브레이크가있다. 크랭크기구와 후륜의 연결은 통상 체인으로 연결되며, 자전거의 구동력을 향상시킬 목적으로 크랭크기구와 후륜에 축 결합되는 스프로킷을 다단으로 형성하여 레버조작 등의 의해 쉽게 가변되게 함으로써, 주행 여건에 따라 기어변속을 행할 수 있게 구성되어 있다.

또한 근자에는 크랭크샤프트를 발의 위치에 따라 가변될 수 있도록 구성하여 적은 힘으로도 후륜으로 전달되는 힘을 증강시켜 출력을 높일 수 있게 한 것도 개발되어 사용되고 있다.

그러나 상기한 구성으로 된 자전거의 경우 빠른 속도를 낼 수 있도록 구성되어 있는 것으로서, 짐수레를 운반하는 자전거나, 어린이용 등 저속으로 운전할 수 있는 자전거용으로는 부적합한 구성이었다.

이에 본 고안자는 짐수레 구동용이나, 여성 또는 어린이 등이 적은 힘으로도 구동할 수 있는 자전거 동력전달장치를 제공함에 고안의 기술적 과제를 두고 본 고안을 안출한 것이다.

상기한 고안의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 고안에서는 크랭크샤프트와 후륜 사이에 구동력을 증강시킬 수 있도록 스프링의 탄성력을 이용한 증강수단을 마련하여 출력축의 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 구성하였으며, 또한 모터의 회전력이 동시에 전달될 수 있게 구성하여 경사로에서 답력에 의한 구동력과 함께 후륜을 구동할 수 있게 하여 적은 힘으로도 자전거의 구동이 이루어지게 한 것이다.

도 1은 본 고안이 적용된 자전거의 일 예를 보인 측면도

도 2는 본 고안의 구성을 보이기 위한 정면도

도 3은 본 고안의 구성을 보이기 위한 평면도

도 4는 본 고안의 요부 발췌 사시도

도 5는 본 고안의 캠 베어링 결합상태를 보이기 위한 측단면도

■도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:자전거 동력전달장치 2:삼각프레임

3:베이스프레임 4,21:브라켓

5,22:베어링 6:입력축

7:출력축 8:입력스프로킷

9:크랭크샤프트 10:스프로킷

11:체인 12:출력스프로킷

13:후륜 14:구동스프로킷

15,16:아이들스프로킷 17:증강용 구동스프로킷

18:스프링고정구 19:핀

20:스프링 23:증강용 축

24:증강용 피동스프로킷 25:연결로드

26:캠판 27:캠 베어링

28:가이드 29:레일

29a:승강편 30:가이드핀

31:탄지스프링 32,34:기어

33:모터 35:커버

도 1은 본 고안이 적용된 자전거의 일 예를 보인 측면도이고, 도 2는 본 고안의 구성을 보이기 위한 정면도를 도시한 것이며, 도 3은 본 고안의 구성을 보이기 위한 평면도, 도 4는 본 고안의 요부 발췌 사시도를 도시한 것이고, 도 5는 본 고안의 캠 베어링 결합상태를 보이기 위한 측단면도를 도시한 것으로서, 이하에서 첨부 도면에 의거하여 본 고안의 구성을 설명하기로 한다.

본 고안에서 제공코자 하는 자전거 동력전달장치(1)는 도시된 바와 같이 삼각프레임(2)의 안장 후방으로 삼각프레임(2)에 베이스프레임(3)을 고정하고, 베이스프레임(3)의 상측에는 베이스프레임(3)에 고정 설치되는 브라켓(4)상에 결합된 베어링(5)에 축 지지되는 입력축(6)과 출력축(7)을 각각 설치한다.

상기 입력축(6)에는 입력스프로킷(8)을 설치하여 삼각프레임(2)의 하단에 축 설치되어 있는 크랭크샤프트(9)에 결합되어 있는 스프로킷(10)과 체인(11)으로 연결하고, 출력축(7)에는 출력스프로킷(12)을 설치하여 후륜(13)에 결합되는 구동스프로킷(14)과 체인(11)으로 연결하며, 입력축(6)과 출력축(7)에는 각각 기어비가 다른 아이들스프로킷(15)(16)을 축 결합하고 체인(11)으로 연결하여 답력에 의해 크랭크샤프트(9)가 회전될 때 후륜(13)이 구동되게 한다.

본 고안에서는 상기 출력축(7)의 회전을 적은 힘으로도 가능하게 한 것으로서, 상기 출력축(7)에는 증강용 구동스프로킷(17)을 축 결합하고, 증강용 구동스프로킷(17)의 외주연에는 출력축(7)과 편심되는 스프링고정구(18)를 회전 가능하게 핀(19)으로 고정하고, 스프링고정구(18)에는 출력축(7)과 직각방향으로 전후측에 마주보는 한 쌍의 스프링(20)을 고정하고(본 고안에서는 대각선으로 고정된 것을 도시함), 타단은 베이스프레임(3)(또는 커버(35))에 고정하여 출력축(7)의 회전에 따라서 스프링(20)의 장력이 교대로 전달되어 회전방향으로 당겨지게 한다.

출력축(7)의 후방으로는 베이스프레임(3)에 고정 설치되는 브라켓(21)에 결합된 베어링(22)에 축 설치되는 증강용 축(23)을 배치하고, 출력축(7)의 증강용 구동스프로킷(17)과 체인(11)으로 연결되는 증강용 피동스프로킷(24)을 결합하며, 이때 증강용 구동 및 피동스프로킷(17)(24)의 기어비는 1:2 또는 1:3정도로 한다.

그리고 증강용 축(23)에는 스프링고정구(18)와 연결로드(25)로 연결 구성되는 캠판(26)을 결합하며, 캠판(26)의 반대측으로는 증강용 축(23)에 편심 상태로 결합된 캠 베어링(27)을 배치하되, 이 캠 베어링(27)은 가이드(28)를 따라서 승강하는 ㄷ형 레일(29)에 삽입되며, 레일(29)의 후방에는 가이드핀(30)에 결합되는 레일(29)과 일체 형성된 승강편(29a)을 돌출형성하고, 승강편(29a)의 상하측 가이드핀(30)상에는 탄지스프링(31)을 개재한 구성이다.

한편 상기 증강용 축(23)상에는 기어(32)를 축 설치하고, 이에는 배터리로 구동되는 모터(33)의 축상에 결합된 기어(34)를 결합하여 증강용 축(23)을 구동할 수 있게 하며, 각 구성부재의 외부에는 베이스프레임(3)에 고정되는 커버(35)를 씌워 기기를 보호함과 동시에 안전성을 제공할 수 있게 한 것이다.

도면중 미설명 부호 36은 자전거이고, 37은 크랭크샤프트에 결합되는 페달을도시한 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 자전거 동력전달장치(1)는 적은 힘으로 후륜(13)을 구동할 수 있도록 구성한 것으로서, 이하에서 본 고안의 구동에 따른 작용을 설명하기로 한다.

본 고안이 설치된 자전거(36)의 페달(37)에 답력을 제공하게 되면 크랭크샤프트(9)의 회전력은 입력축(6)과 출력축(7)을 통해 후륜(13)으로 전달되는데, 이때 출력축(7)에는 출력축(7)과 편심되는 스프링고정구(18)를 회전 가능하게 핀(19)으로 고정한 증강용 구동스프로킷(17)이 축 결합되고, 스프링고정구(18)에는 출력축(7)과 직각방향으로 전후측에 베이스프레임(3)에 일단이 고정된 마주보는 한 쌍의 스프링(20)이 고정되어 있으므로 출력축(7)의 회전에 따라서 양측 스프링(20)이 교대로 신축되면서 스프링(20)의 장력으로 증강용 구동스프로킷(17)을 회전시키게 되므로 출력축(7)의 회전력을 증강시키게 되는 것이다.

그리고 본 고안은 출력축(7)의 후방으로는 증강용 축(23)이 배치되고, 출력축(7)의 증강용 구동스프로킷(17)과 체인(11)으로 연결되는 기어비가 작은 증강용 피동스프로킷(24)을 결합하고, 스프링고정구(18)와 연결로드(25)로 연결 구성되는 캠판(26)이 결합되는바, 상기와 같이 출력축(7)의 1회전이 이루어질 때 체인(11) 및 연결로드(25)로 연결되어 회전하게 되는 증강용 축(23)은 적어도 2회전 이상의 회전이 이루어지게 되는데, 이때 캠판(26)의 반대측에는 증강용 축(23)에 편심 상태로 결합된 캠베어링(27)이 가이드(28)를 따라서 승강하는 ㄷ형 레일(29)에 삽입된 상태에서 승강편(29a)에 결합된 가이드핀(30)에 개재되어 있는 2개의 탄지스프링(31) 장력이 레일(29)에 교대로 제공되므로 출력축(7)에 설치되는 증강용 구동스프로킷(17)의 출력을 더욱 증강시키게 되므로 후륜(13)으로 전달되는 회전력을 높여 적은 힘으로 고출력을 발휘할 수 있게 되는 것이다.

또한 본 고안에서는 증강용 축(23)상에 기어(32)를 결합하고 모터(33)의 축상에 결합되어 있는 기어(34)에 의해 증강용 축(23)을 구동할 수 있게 하였는바, 상기와 같이 자전거(37)를 운행 중 경사로 등에서 모터(33)를 구동하게 되면 답력에 의한 힘과 함께 모터(33)의 구동력을 동시에 출력축(7)에 제공할 수 있어 수월한 자전거(37) 운전이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 자전거 동력전달장치(1)는 크랭크샤프트(9)와 후륜(13) 사이에 구동력을 증강시킬 수 있도록 스프링(20)과 코일스프링(31)의 탄성력을 이용한 증강수단을 마련하여 출력축(7)의 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 하고, 또한 모터(33)의 회전력이 동시에 전달될 수 있게 구성하여 경사로에서 답력에 의한 구동력과 함께 후륜(13)을 구동할 수 있게 하여 적은 힘으로도 자전거(37)의 구동이 이루어지게 한 것으로써, 본 고안은 짐수레를 운반하는 자전거, 답력이 약한 여성용 및 어린이용 자전거 등에 널리 적용될 수 있는 실용성 있는 고안이다.

Claims (2)

1. 자전거 동력전달장치(1)에 있어서,

   삼각프레임(2)에 고정되는 베이스프레임(3)의 상측에는 베이스프레임(3)에 고정 설치되는 브라켓(4)상에 결합된 베어링(5)에 축 지지되는 입력축(6)과, 출력축(7)을 각각 설치하고,

   상기 입력축(6)과 출력축(7)에는 각각 입력스프로킷(8)과 출력스프로킷(12)을 설치하여 크랭크샤프트(9)에 결합되어 있는 스프로킷(10)과 후륜(13)에 결합되는 구동스프로킷(14)에 체인(11)으로 연결하고, 입력축(6)과 출력축(7)에는 각각 아이들스프로킷(15)(16)을 축 결합하고 체인(11)으로 연결하며,

   상기 출력축(7)에는 출력축(7)과 편심되는 스프링고정구(18)를 회전 가능하게 핀(19)으로 고정한 증강용 구동스프로킷(17)을 축 결합하고, 스프링고정구(18)에는 출력축(7)과 직각방향으로 마주보는 한 쌍의 스프링(20)을 고정하고 타단은 베이스프레임(3)(또는 커버(35))에 고정하며,

   상기 출력축(7)의 후방으로는 베이스프레임(3)에 고정 설치되는 브라켓(21)에 결합된 베어링(22)에 축 설치되는 증강용 축(23)을 배치하고, 출력축(7)의 증강용 구동스프로킷(17)과 체인(11)으로 연결되는 기어비가 작은 증강용 피동스프로킷(24)을 결합하고, 스프링고정구(18)와 연결로드(25)로 연결 구성되는 캠판(26)을 결합하며,

   상기 캠판(26)의 반대측으로는 증강용 축(23)에 편심 상태로 결합된 캠 베어링(27)을 배치하되, 이 캠 베어링(27)은 가이드(28)를 따라서 승강하는 ㄷ형 레일(29)에 삽입되며, 레일(29)의 후방에는 가이드핀(30)에 결합되는 레일(29)과 일체 형성된 승강편(29a)을 돌출형성하고, 승강편(29a)의 상하측 가이드핀(30)에는 탄지스프링(31)을 개재한 것을 특징으로 하는 자전거용 동력전달장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 증강용 축(23)에는 기어(32)를 축 설치하고 배터리로 구동되는 모터(33)의 축상에 결합된 기어(34)를 결합하여 증강용 축(23)을 구동되게 한 것을 특징으로 하는 자전거용 동력전달장치.