KR20040101164A - 스키형 세바퀴 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세 바퀴를 이용하여 스키를 타는 형태와 같은 자세로 평지 주행 및 비탈길을 활강할 수 있는 레저용 스포츠 자전거로써, 평지에서는 디딤식 페달링으로 고속 주행을 할 수 있으며, 양측 핸들을 좌우로 기울임으로서 세 바퀴 모두 같은 방향으로 기울어지고, 양측 핸들을 각각 서로 다른 방향으로 밀고 당김으로써 앞바퀴의 조향이 변화하는 형태를 갖추고 있으므로 급회전 시 무게중심을 회전의 안쪽 방향에 줄 수 있기 때문에 타이어의 지면 접지력을 향상시켜 고속회전을 할 수 있다.

디딤식 페달은 지면과 평행인 상태로 상하 운동을 하면서도 급회전 시에는 무게 중심의 변화에 따라 발판이 무게중심의 수직방향으로 작동함으로써 안정된 주행을 할 수 있는 특징이 있다.

몸체와 뒷바퀴의 지지대 사이에는 양측에 각각 두 개씩의 쇽업쇼바를 장착함으로써 완충작용을 할 수 있으며, 후 측의 양 바퀴는 각각 브레이크 장치가 되어있어 급제동을 향상시키고 회전 시에는 방향조절에도 영향을 주는 특징을 가지고 있다.

본 스키형 세 바퀴 자전거의 발명으로 인하여 스키어 및 일반인들이 겨울이 아닌 계절이나 스키장이 아닌 곳에서도 스키와 흡사한 주행을 할 수 있는 기구로써 또 하나의 새로운 레포츠 문화를 창출할 수 있는 효과가 있다.

Description

스키형 세바퀴 자전거{The tricycle of ski type.}

본 발명은 세 바퀴를 이용하여 스키를 타는 형태와 같은 자세로 주행할 수 있는 레저용 자전거로서, 상세하게는 좌우측 핸들을 각각 서로 다른 방향으로 밀고 당김에 따라 앞바퀴를 조향할 수 있고 그 상태에서 두 핸들 전체를 좌측이나 우측방향으로 기울임으로써 세 바퀴 모두 같은 방향으로 기울어지는 형태를 가지고 있는 스키형 세 바퀴 자전거이며, 지면과 평행된 디딤식 페달의 상하 운동으로 인해 주행을 할 수 있고, 회전주행 시 무게중심의 변화에 따라 발판이 기울어지므로 원심력에 대항하여 급회전을 할 수 있는 신개념의 레저형 자전거이다.

예를 들어, 현재 대중화 되어있는 자전거의 경우 두 바퀴로 주행을 함으로써 바퀴의 접지력이 낮으며 앉아서 타는 형태이므로 무게중심이 높고 급회전이 불가능하다는 점이 있으며, 어린이용 세 바퀴 자전거의 경우 세 바퀴 모두 지면에 수직된상태에서 앞바퀴의 조향만으로 회전을 하기 때문에 급회전 시 원심력에 의하여 바깥 방향으로 넘어지는 것을 볼 수 있다.

최근 유행하고 있는 "트라이크"라고 하는 레저용품은 평지에서 에스자 형태로 주행을 하고 급회전 시 불안한 주행을 하기 때문에 내리막의 활강에서는 스키와 전혀 다른 형태로 주행한다고 할 수 있다.

예컨대, 국내 출원등록 20-0240085-0000 의 "퀵보드"는 발판이 두 개의 페달로 되어있고 디딤식 페달로 바퀴를 직접 구동시켜 주행하는 형태를 갖추고 있지만 이는 주행 시 중심을 잡기 어려우며 속도가 너무 느리다는 점에서 문제점이 있다고 할 수 있다.

또한, 국내출원등록 10-0402552-0000 의 "자전거"는 두 개의 발판과 세 개의 바퀴 구조로 주행하는 특성을 취하고 있는데, 이는 스키의 주행보다는 스케이트에 가깝다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소할 수 있는 신 개념의 레저문화를 창출하기 위하여 가능한 한 스키의 운전방식과 가장 흡사한 형태를 갖춘 방식의 자전거 개발에 주력 하였으며, 몇 가지 전제조건을 충족해야만 가능한 것이다.

우선 무게중심이 낮고 급회전이 가능 하여야 하며, 급회전 시 회전궤도를 되도록 이탈하지 않아야 한다. 또, 스키와 같은 자세로 주행을 하기 위하여 세 바퀴의 형태를 갖추어야 하며, 급회전 시 원심력에 대응할 수 있기 위하여서는 세 바퀴가 모두 무게중심에 대해 수직으로 기울어야 한다. 발판 또한 스키와 같은 형태로무게중심에 대해 직각을 이루어야 하며, 서서 타는 형태를 갖추고 있으므로 디딤식 페달을 사용 하여야 하고, 이로 인한 역회전 동력전달을 정 방향으로 변환 시킬 수 있는 방식의 기어가 필요하다.

본 발명은 상기의 조건들을 모두 충족할 수 있는 형태의 자전거를 개발하기 위하여 스키형 세 바퀴 자전거만의 특이한 형태의 구조를 가지고 있는 것이다.

도 1은 스키형 세 바퀴 자전거의 전체 구조도

도 2는 스키형 세 바퀴 자전거의 핸들구조 및 작동 예시도

도 3은 뒷바퀴가 기울어질 수 있게 하는 동력전달 장치도

도 4는 체인 기어 박스 내부의 투시도 및 평면도와 동력전달 기어장치 구조도

도 5는 디딤식 페달 장치의 구조도

도 6은 동력전달 장치 및 뒷바퀴 기울기 장치의 구조도

도 7은 동력전달부의 외형도 및 후면도

도 8은 뒷바퀴의 구조도와 단면도

도 9는 브레이크 장치도

도 10은 좌우 회전 및 직진 주행과 내리막에서의 활강 예시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 스키형 세바퀴 자전거의 본체 2 : 앞바퀴 핸들 장치

21 : 앞포크 22 : 우핸들 23 : 좌핸들 24 : 핸들조향 연결 대

25 : 핸들조향 연결 대 고정용 볼트(우레탄 고무체결)

26 : 핸들 하단부 고정 볼트 (우레탄 고무체결) 27 : 앞바퀴 메인 축

28 : 바퀴 회전용 기어 29 : 바퀴 회전용 보조기어

3 : 뒷바퀴의 기울임 전달 장치 30 : 뒷바퀴 기울임용 기어

31, 32 : 앞바퀴 메인 축 고정용 어댑터 베어링

33, 34 : 뒷바퀴 기울임 전달 샤프트

35 : 앞바퀴 메인 축의 좌우 기울임에 대한 한계 고정 핀

4 : 동력전달 및 체인기어 박스

41 : 앞 페달 축 체인기어 42 : 배속용 체인기어 43 : 텐션용 체인기어

44 : 양측 페달의 개별 동력전달 기어박스 45 : 한 방향 동력전달 기어세트

46, 47 : 베어링 48 : 센터 베어링 49 : 페달용 동력샤프트

5 : 디딤식 페달 51 : 디딤식 페달의 발판 52 : 좌측 앞 페달로드

52-1:우측 앞 페달로드 53 : 우측 뒤 페달로드 54, 57 : 페달 상하운동용 베어링

55,56 : 페달 발판의 좌우 기울임용 베어링

6 : 동력전달 체인기어박스 60 : 후미 체인기어 61 : 회전변환용 체인기어(동력축)

62 :가이드용 체인기어 63 :뒷바퀴 기울임 연결대 64 :뒷바퀴 기울임 샤프트

65 : 한 방향 동력전달 기어 66 : 뒷바퀴의 동력전달용 샤프트 및 유니버설 조인트

67 : 완충용 쇽업쇼바 68 : 회전변환기어의 양측 샤프트

7 : 뒷바퀴 71 : 뒷바퀴 고정 지지대 70 : 뒷바퀴 기울기용 푸시로드

72 : 안착대 베어링 73 : 뒷바퀴 안착 대 74 : 로드볼

75 : 브레이크 디스크 76 : 브레이크 라이닝 77 : 뒷바퀴 회전용 조인트

78 : 회전 샤프트의 간극 상쇄용 연결부 79 : 리데나

8 : 뒷바퀴 브레이크 시스템 82 : 브레이크 케이블 83 : 브레이크 동력전달 축

84 : 브레이크 라이닝 고정 핀 91 : 핸들 위치 조정 및 접이용 장치

92 : 자회전의 예시도 93 : 우회전의 예시도

94 : 우측 뒷바퀴용 브레이크 레버 95 : 좌측 뒷바퀴용 브레이크 레버

96 : 페달 상승용 스프링(페달을 밟지 않을 경우 페달이 항상 위로 올라있게 함)

97 : 직진 주행의 예시도 98 : 후미디딤판 99 : 내리막 활강의 예시도

100 : 페달 상하 간극 핀

이하 첨부된 도면에 의해 그 구조 및 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 세바퀴 자전거의 전체구조도이다.

도 2에 있어서, 헤드튜브(20)에 앞 포크(21)가 연결된 상태에서 앞 포크(21)의 상단부에는 핸들 연결대(24)가 부착되어 있고 연결대의 좌우 끝에는 각각 좌우측핸들(22,23)의 중간부분과 좌우 회전할 수 있는 형태로 유격 있게 우레탄 고무를 끼운 볼트(25)가 체결되어 있고, 양측핸들(22,23)의 아랫부분은 헤드튜브(20)의 양 옆에 앞뒤 회전을 할 수 있는 형태로 유격이 있게 우레탄 고무를 끼운 볼트(26)가 체결되어 양측핸들(22,23)을 앞뒤로 각각 서로 다른 방향으로 밀고 당김으로써 핸들 연결대(24)와 앞 포크가 회전하여 앞바퀴를 조향할 수 있는 구조로 되어 있다.

도 3에 있어서, 앞바퀴의 메인 축(27)은 본체와 어댑터 베어링(31,32)으로서 두개소가 고정되어 양측핸들(22,23)을 동시에 좌측이나 우측으로 기울일 수 있는 구조로 되어 있으며, 앞바퀴 메인 축(27)의 끝단에 부착된 바퀴회전용 기어(28)의 회전과 보조기어(29)의 회전을 통하여 양측 뒷바퀴 기울임용 기어(30) 및 샤프트(33,34)를 회전시킴 으로써 세 바퀴 모두의 기울기 각도를 조절할 수 있는기능을 한다. 또한 기울임 한계 고정 핀(35)을 메인 축(27)에 한 개소와 본체(1)의 바닥에 두 개소를 부착함으로서 과다한 기울기를 방지하는 역할을 한다.

도 4에 있어서, 디딤식 페달로드(52,52-1)에 연결된 동력샤프트(49)는 좌우 각각 분리되어 있는 상태에서 각각 두개의 베어링(46,47) 및 센터 베어링(48)에 장착된 상태에서 앞 페달 축 체인기어(41)와 페달용 동력샤프트(49)에 각각 장착된 한 방향 동력전달 기어(45)를 통하여 좌우 페달(52,52-1)이 번갈아서 페달 축 체인기어(41)에 동력을 전달할 수 있는 구조로 되어 있다. 이와 같은 동력은 배속용 체인기어(42)에서 속도를 증가시켜 텐션용 기어(41)를 통하여 후미 쪽으로 동력을 전달시킨다.

도 5에 있어서, 동력전달 축(52)과 평형 상하운동을 위한 축(53)에 지지된 발판(51)은 항상 지면과 평형을 이루어 상하운동을 하며, 급회전 시 에는 원심력에 의해 무개중심이 바뀔 때 그 무게중심에 대해 직각을 유지할 수 있도록 아랫방향 무게중심 형으로서 발판(51)이 좌우로 기울어질 수 있도록 베어링(55,56)을 장착한 구조로 되어 있다.

도 6에 있어서, 후미로 전달되는 역회전 동력은 후미 체인기어(60)를 거쳐 회전변환용 체인기어(61)로 정 방향으로 회전을 바꾸어 주며, 가이드용 체인기어(62)에 지지되어 정 방향으로 동력을 전달시킨다. 또 뒷바퀴 동력전달 회전축(61)으로부터 전달되는 정 방향의 동력은 좌우측 뒷바퀴 회전용 샤프트와 각각 분리되어 있는 상태(68)로 한 방향 동력전달 기어(65)가 장착 되어 있기 때문에 페달링에 의한 직진주행 시에는 좌우 뒷바퀴 모두 정 방향으로 동일속도 회전을 하여동력을 전달하지만, 커브링을 하면서 페달링을 할 때는 회전의 안쪽 뒷바퀴가 바깥쪽 뒷바퀴에 비해 회전수가 적으므로 안쪽바퀴가 먼저 동력전달을 받아 추진력을 이루어 회전주행을 하게 되며, 이때 바깥쪽 뒷바퀴는 안쪽바퀴보다 더 많은 회전을 해야 하므로 굴러서 따라오는 형태를 취하게 된다.

에스자로 페달주행을 할 경우는 상기와 같은 형태로 좌우 번갈아서 추진력을 받게 되는 것이며, 무 페달링에 의한 활강의 경우 양측 뒷바퀴 모두 동력 축과 단절되어 있는 상태로 회전하기 때문에 어떤 주행에서도 안정성을 유지 시켜줄 수 있는 특징이 있다. 또한 뒷바퀴 기울임 전달 샤프트(33,34)로부터 전달되어 오는 회전력은 샤프트의 끝단에 각각 두 개씩 장착된 뒷바퀴 기울임 연결대(63)를 통하여 뒷바퀴 기울기용 푸시로드(70)를 직진운동 시켜 뒷바퀴 안착대(73)와 연결된 로드볼(74)로서 뒷바퀴의 기울기를 전달하는 구조로 이루어져 있다.

도 7에 있어서, 충격 완화용 쇽어쇼바(67)의 장착은 원활한 탑승을 하게하며 후미디딤판(98)은 뒷바퀴를 지탱하는 지지대(71)의 상호 간격을 고정할 수 있도록 탈부착이 가능한 볼트로서 체결하며 뒷바퀴 지지대(71)는 본체(1)에 상하운동을 할 수 있는 구조로 연결한다.

도 8에 있어서, 뒷바퀴의 고정 지지대(71)에 뒷바퀴 안착대(73)가 베어링(72)으로 연결되어 있고, 뒷바퀴 안착대(73)의 내면 측에 로드볼(74)이 장착된 형상을 갖추고 있어 푸시로드(70)의 직진운동으로서 뒷바퀴의 기울어짐을 조정할 수 있다.

또한 뒷바퀴의 기울어짐에 의한 회전샤프트의 길이가 변하되는 것을 조절 하기 위하여 조인트(77)와 연결부(78)를 장착한 구조를 취한다.

또 브레이크 디스크(75)부분은 뒷바퀴 축과 동체가 되어 있고 샤프트에 리데나(79)와 베어링이 장착되어 있는 상태에서 디스크 판(75)은 바퀴의 휠에 볼트로서 연결하며 반대쪽 바퀴축도 축의 보스부분을 바퀴 휠에 볼트로서 고정 한다.

도 9에 있어서, 브레이크는 좌우 뒷바퀴에 각각 장착되어 서로 각기 작동을 시킬 수 있으며, 브레이크를 작동시키면 브레이크 동력전달 축(83)이 회전하고 브레이크 라이닝(76)을 당기어 브레이크 디스크(15)를 제동 시키는 구조로 되어있다.

도 10에 있어서, 좌우측으로의 회전 주행(92,93)시 양측핸들과 세 바퀴 모두 기울어지는 형상을 나타내고 있으며, 발판이 무게중심의 변화에 따라 기울어지는 것을 예시한 것과 비탈길의 활강을 표현한 예시도이다.

이상에서 상술한바와 같이 본 발명은 스키어들이 눈이 없는 시즌이나 스키장이 아닌 곳에서도 스키와 거의 흡사한 유형의 스포츠로 대신할 수 있으며, 스키를 타지 않는 일반인들도 즐길 수 있는 또 하나의 신 개념 레포츠를 창출할 수 있는 효과가 있다고 할 수 있다.

Claims (4)

1. 헤드튜브(20)에 앞 포크(21)가 연결된 상태에서 앞 포크(21)의 상단부에는 핸들연결대(24)가 부착되어 있고 연결대의 좌우 끝에는 각각 좌우측 핸들(22,23)의 중간부분과 좌우 회전할 수 있는 형태로 유격 있게 우레탄 고무를 끼운 볼트(25)가 체결되어 있고, 양측핸들(22,23)의 아랫부분은 헤드튜브(20)의 양 옆에 앞뒤 회전을 할 수 있는 형태로 유격이 있게 우레탄 고무를 끼운 볼트(26)가 체결되어 양측핸들(22,23)을 앞뒤로 각각 서로 다른 방향으로 밀고 당김으로써 핸들 연결대(24)와 앞 포크가 회전하여 앞바퀴를 조향할 수 있으면서, 동시에 앞바퀴의 메인 축(27)은 본체와 어댑터 베어링(31,32)으로서 두 개소가 고정되어 양측핸들(22,23)을 동시에 좌측이나 우측으로 기울일 수 있는 구조를 가진 핸들(22,23)과;

   양측핸들(22,23)의 좌우 기울임으로 인하여 앞바퀴 메인 축(27)이 회전하고 그 메인 축의 끝단에 부착된 바퀴회전용 기어(28)의 회전과 보조기어(29)의 회전을 통하여 양측 뒷바퀴 기울임용 기어(30) 및 샤프트(33,34)를 회전시킴 으로써 세 바퀴 모두의 기울기 각도를 조절할 수 있는 바퀴 기울임 장치(3)와;

   본체의 좌우측에 각각 장착된 디딤식 페달(5)은 앞뒤 페달로드(52,53)를 지지하여 발판 상승용 스프링(96)과 페달간극 핀(100)에 의해 평상시 페달이 상승 되어 있으면서 페달(5)작동 시 발판(51)이 지면과 평형을 이룬 상태에서 상하 운동을 함으로써 동력전달용 페달축(41)에 동력을 전달할 수 있는 디딤식 페달장치와;

   디딤식 페달방식으로 인해 발생되는 역회전 동력을 후미체인기어(60)와 가이드용 체인기어(62)의 바깥방향에 회전변환용 체인기어(61)를 설치함으로써 정 방향으로 변환시켜주는 회전변환용 체인기어(61)의 구조를 특징으로 하는 스키형 세 바퀴 자전거.
2. 제 1항에 있어서,

   바퀴 기울임 장치(3) 내부의 뒷바퀴 기울기용 양측 샤프트(33,34)의 후미에 각각 뒷바퀴 기울임 연결대(63)가 두 개씩 장착되어 있고 거기에 각각 뒷바퀴 기울기용 푸시로드(70)가 뒷바퀴의 안착대(73)의 옆면과 로드볼(74)로 연결되어 있으면서 뒷바퀴는 바퀴 안착대(73)에 체결되어 안착대의 전후방에 각각 부착된 베어링(72)으로 뒷바퀴의 고정지지대(71)에 장착함으로써 뒷바퀴가 기울어질 수 있게 하는 구조를 특징으로 하는 스키형 세 바퀴 자전거.
3. 제 1항에 있어서,

   디딤식 페달로드(52,52-1)에 연결된 동력샤프트(49)는 각각 두 개의 베어링(46,47) 및 센터 베어링(48)에 장착된 상태에서 앞 페달 축 체인기어(41)와 페달용 동력샤프트(49)에 각각 장착된 한 방향 동력전달 기어(45)를 통하여 좌우 페달(52,52-1)이 번갈아서 페달 축 체인기어(41)에 동력을 전달할 수 있는 구조와;

   발판(51)의 앞뒤에 페달로드(52,53)와 연결된 베어링(55,56) 부분이 발판(51)의 바닥보다 높은 위치에 체결함으로서 발판(51)바닥이 무게중심의 직각방향으로 작동 할 수 있도록 저중심으로 구조한 디딤식 페달을 특징으로 하는 스키형세 바퀴 자전거.
4. 제 1항에 있어서,

   회전변환용 체인기어(61)의 양측 샤프트(68)는 뒷바퀴를 돌려주는 회전샤프트(66)와 단절이 되어 있으면서 각각 한 방향 동력전달기어(65)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 스키형 세 바퀴 자전거.