KR20040066072A - 자전거의 무체인 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거의 바퀴를 체인 없이 회전시키기 위한 무체인 구동장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 일방향으로 회전되는 후륜의 프리휠을 구성함에 있어 후륜과 일체화되는 하나의 고정링에 별도로 구성되고 작동되는 한 조의 회전링을 두고 이 회전링에 발판을 가진 레버를 일체로 고정시키되 프레임에 고정시킨 안내롤러와 이에 연결된 전동 와이어를 양 레버에 고정시켜 승강동작이 상호 상반되게 이루어질 수 있도록 하는 자전거 구동장치를 구성토록 한 것으로 양말로 레버의 발판을 눌러 줌으로써 회전링이 일정 각도 범위 내에서 회전되면서 고정링을 동반 회동시켜 구동력을 후륜으로 전동하고 레버의 상승 시에는 회전링이 고정링에서 공회전하도록 한 것으로 사용자의 족답력을 최대한 효율적으로 자전거의 구동에 전용시킬 수 있어 자전거의 추진효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

자전거의 무체인 구동장치{THE NON-CHAIN DRIVING STRUCTURE OF BIKE}

본 발명은 자전거의 바퀴를 체인 없이 회전시키기 위한 무체인 구동장치에 관한 것으로,

좀더 구체적으로는 무체인 구동자전거를 구성함에 있어, 후륜의 허브 양단에 전단으로 작용하는 한쌍의 프리 휘일을 결합하되 프리휘일의 외측 래칫기어에 결합대를 돌출되게 형성하여 결합대에 레버를 고정시켜 프레임에 결합된 안내롤러와 결합하여 이에 연결된 와이어를 양 레버에 고정시켜 승강동작이 상호 교번되게 이루어질 수 있도록 하는 자전거 구동장치를 구성토록 한 것이다.

양발로 레버의 발판을 눌러 줌으로써 프리휘일의 레칫기어가 일정 각도 범위 내에서 회전되면서 프리휘일 내부에 허브와 결합된 베이스가 스프링과 스톱퍼의 작동으로 후륜을 같이 회동시켜 구동력을 후륜으로 전동하고 레버의 상승 시에는 베이스가 스프링과 스톱퍼의 작동으로 래칫기어에 반작용이 이루어지므로 후륜과 베이스가 공회전하도록 한 것으로 사용자의 족답력을 최대한 효율적으로 자전거의 구동에 전용시킬 수 있어 자전거의 추진효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 자전거는 전륜과 후륜이 프레임에 설치되고, 후륜은 프리휘일과 체인으로 연결되는 크랭크축으로 크랭크축에 발로 밟아 돌릴 수 있는 페달이 결합되고, 조향 핸들 및 사용자의 안장 그리고 필요에 따라 보조 안장, 짐받이 등이 설치된다.

종래의 자전거는 페달을 발로 밟아 주행하는 족동식으로 몸의 중심이 안장을 기준으로 분배되고 또한 페달의 반지름과 체인에 연결된 뒷바퀴 기어의 반지름의 비율이 대략 4:1 정도에 기준하여 제작되고 있다.

크랭크축을 중심으로 그 링크를 반지름으로 하는 원주를 따라 회전 운동하는 양 페달을 페달의 회전방향을 따라 번갈아 가면서 밟아 줌으로써, 크랭크축을 연속회전시켜 크랭크축에 고정된 스프로켓 기어와 체인이 연결된 프리휘일과 결합된 뒷바퀴를 회전시켜 자전거가 주행되도록 하는 것이다.

그러나 전기한 크랭크축의 회전 시 페달의 경우 무릎의 상하 운동과 동시에 발의 전후 운동이 동시에 이루어져야 되므로 2중의 에너지가 소모되고, 또한 무릎의 상하 운동이 발의 전후 운동에 비해 상대적으로 큰 근력을 갖고 있으나, 회전식 페달이 그 원운동 과정에서 페달의 위치가 상하 정점 부위에 다다를 경우 상하 운동력이 페달에 전혀 미치지 않게 된다.

따라서 상대적으로 근력이 약한 발의 전후 운동에 의존하여 구동되므로 힘의 극대화가 이루어지지 않고, 에너지 낭비가 많아지는 것이며 언덕의 오르막길 경우, 페달이 상사점과 하사점의 정점 부위를 지날 때 힘의 공백이 발생하여 자전거가 정지되는 문제점이 있다.

또한 자전거를 구동시키는데 있어, 크랭크축과 체인 등 많은 부품이 사용되고, 이에 따라 부품비용과 인건비 등 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 기존의 자전거에서 기인되는 제반 문제점을 해결 보완하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 두개의 레버를 교대로 밟아 상하로 작동하여 족답력을 모두 추진 에너지로 전환시킬 수 있도록 함으로서 적은 힘으로도 자전거의 추진효율을 향상시킬 수 있게 한 자전거의 무체인 구동장치를 제공함에 그 목적이 있으며,

다른 목적은 부품을 줄여 부품과 조립비용 절감과 함께 생산성을 향상시키는 데 있다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 구성과 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 적용상태를 보이는 자전거의 정면 예시도.

도 2는 본 발명의 작동을 보이는 측면 예시도.

도 3은 본 발명의 요부 확대 단면도.

※ 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 자전거 2 : 후륜

3 : 허브 4 : 프레임

10 : 베이스 11 : 스톱퍼홈

12 : 스톱퍼 13 : 스프링

20 : 프리휘일 21 : 래칫기어

22 : 결합대00

30 : 레버 31 : 고정부재

32 : 발판 40 : 레버승강수단

41 : 안내롤러 42 : 와이어

도 1은 본 발명의 적용상태를 보이는 자전거의 정면 예시도이고, 도 2는 본 발명의 작동을 보이는 측면 예시도이며, 도 3은 본 발명 요부의 확대 단면도를 보이는 것으로,

자전거(1) 후륜(2)의 허브(3) 양측에 전단으로 작용하도록 결합 설치되는 한 쌍의 프리휘일(20)과;

상기 양측에 결합된 프리휘일(20)에 레버가 결합하도록 돌출되게 형성시킨 결합대와;

상기 프리휘일(20)의 결합대(22)에 각각 결합 설치되며 선단부에 발판(32)이 구비되는 한 조의 레버(30)와;

상기 레버(30)의 승. 하강을 위하여 자전거(1)의 프레임(4)의 일측에 회전 가능하게 설치되는 안내롤러(41)와;

상기 안내롤러(41)에 결합하여 지지된 상태로 와이어(42)의 양단이, 상기 레버(30)에 각각 고정시켜 발판(32)의 가압으로 레버(30)가 교번되게 승. 하강되도록 구성되는 레버승강수단(40)을 각각 포함하여서 구성한 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작동을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 자전거(1)의 안장에 올라앉은 상태에서 발로 양 레버(30)중 상승되어 있는 일측의 레버의 발판(32)을 밟으면 해당 레버(30)의 하강에 의해 이에 연결된 해당 프리휘일(20)이 베이스(10)를 구동시켜 후륜(2)의 회전에 의해 자전거(1)는 앞으로 전진하게 되며 하강된 레버(30)의 상대편 레버(30)는 와이어(42)에 의해 당겨져 자동으로 위로 상승되어 연이어 차기의 발판 누름 동작을 수행하게 되는 것으로, 상기 동작을 좀더 구체적으로 살펴보기로 한다.

상기 프리휘일(20)은 통상과 같이 설치된 프리휘일과 같은 작용이 이루어지며, 구동수단이 기존의 체인이 아니고, 프리휘일(20)의 외측에 기어 대신 레버(30)를 결합하도록 결합대(22)를 형성시켜 볼트 등의 결합수단으로 결합하여 레버(30)를 작동시키므로 프리휘일(20)이 작동되는 것이다.

상기 프리휘일(20)의 베이스(10)에 결합된 스톱퍼(12)는 스프링(13)의 탄발력에 의해 외측으로 작용하여 프리휘일(20)의 일방향 경사톱니(21)에 걸려져 있는 상태가 된다.

이 상태에서 발판(32)상에 발을 올려놓고 누르면 레버(30)의 하향 회동에 의해 프리휘일(20)이 도 3의 화살표 방향으로 회전되고 이에 따라 일방향으로 회전하도록 된 래칫기어(21)에 스톱퍼(12)가 걸려져 베이스(10)에 회전 구동력을 전동시킬 수 있도록 하여 베이스(10)에 결합된 허브(3)와 후륜(2)을 회전시켜 자전거(1)를 전진시키게 되는 것이다.

이때 하강되는 레버(30)의 상대편 레버(30)는 하강되는 레버(30)에 고정되어 당겨지는 와이어(42)에 의해 끌어 올려져 자동으로 위로 상승되는 것이므로 연이어차기의 발판 누름동작을 수행할 수 있는 위치로 자동 이동하게 되는 것이며 레버(30)의 승강높이와 하강높이는 와이어(42)의 길이에 결정되며 별도의 높이를 설정하여 스토퍼를 설치할 수도 있다.

이때 상승되는 레버(30) 측에 결합된 프리휘일(20)은 화살표의 반대방향으로 회전되어 래칫기어(21)가 스톱퍼(12)에 걸리지 않고 그대로 하고 넘어가면서 공회전되는 것이어서 베이스(10)에 회전 구동력을 전동시키지 않는 상태가 된다.

이와 같이 상승 위치된 발판(32)을 교대로 밟아 눌러주면 양쪽의 프리휘일(20)에서 번갈아 가면서 연속적으로 허브(3)의 양측에 결합된 베이스(10)에 회전력 전동을 가하게 되므로 후륜(2)을 회전시킬 수 있게 되는 것으로 힘의 소모를 감소시켜 추진효율을 향상시킬 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 후륜의 회전링에 직접 두개의 레버를 고정하고 이를 양발로 밟아 교대로 상하 이동시킴으로써 후륜을 구동시킬 수 있도록 한 것으로 다리를 회전시키는 종래의 자전거에 비해 강력한 힘을 얻을 수 있는 상하 누름 방식을 택함으로써 극대화된 족답력을 거의 다 후륜의 추진 에너지로 전환시킬 수 있도록 함으로써 적은 힘으로도 자전거의 추진효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 자전거(1) 후륜(2)의 허브(3) 양측에 전단으로 작용하도록 결합 설치되는 한쌍의 프리휘일(20)과;

   상기 양측에 결합된 프리휘일(20)에 레버가 결합하도록 돌출되게 형성시킨 결합대와;

   상기 프리휘일(20)의 결합대(22)에 각각 결합 설치되며 선단부에 발판(32)이 구비되는 한 조의 레버(30)와;

   상기 레버(30)의 승. 하강을 위하여 자전거(1)의 프레임(4)의 일측에 회전 가능하게 설치되는 안내롤러(41)와;

   상기 안내롤러(41)에 결합하여 지지된 상태로 와이어(42)의 양단이, 상기 레버(30)에 각각 고정시켜 발판(32)의 가압으로 레버(30)가 교번되게 승. 하강되도록 구성되는 레버승강수단(40)을 각각 포함하여서 구성한 것을 특징으로 하는 자전거의 무체인 구동장치 .
2. 제 1항에 있어서

   후륜 허브(3)의 양단에 결합 설치되는 프리휘일이 일 방향으로 작용하도록 구성함을 특징으로 하는 자전거의 무체인 구동장치.