KR200462643Y1 - 자전거용 다목적 전동기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일반자전거에 프레임의 변경 없이 DIY 형식으로 다목적전동장치 (Multi-Purpose transmission mechanism) 를 쉽게 장착하도록 한 기구 에 관한 것이다. 상기 전동기구는, 중심축, 나사 칼라들, 및 클립 브라켓으로 이루어진 퀵 조립 장치와, 퀵 조립 장치에 의해 지지 고정되어서 다중-모드의 페달동작을 자전거에 제공하는 다중-모드 기구로 이루어진다. 상기 퀵 조립 장치는 자전거 프레임의 하부 프레임 부분에 장착된다.

전동기구, 프레임, 다중-모드 기구, 클립, 컨트롤 케이블, 퀵 조립 장치.

Description

자전거용 다목적 전동기구{MULTIPURPOSE TRANSMISSION MECHANISM FOR BICYCLE}

도1은 본 고안에 따라 구조된 다목적 전동기구의 분해도;

도2는 조립된 상태로, 본 고안에 따라 구조된 다목적 전동기구의 횡단면도;

도3은 본 고안의 다목적 전동기구의 클립 브라켓의 사시도;

도4는 자전거 프레임에 장착된 다목적 전동기구의 확대 측부 입면도;

도5는 자전거 프레임에 장착된 본 고안의 다목적 전동기구의 단면도;

도6은 전동기구의 조작을 설명하는, 본 고안의 전동기구의 다중-모드 기구의 확대 단면도;

도6a는 본 고안의 페달동작 모드를 설명하는 측부 입면도;

도7은 전동기구의 다른 조작을 설명하는 본 고안의 전동기구의 다중-모드 기구의 확대 단면도;

도7a는 본 고안의 다른 페달동작 모드를 설명하는 측부 입면도;

도8은 전동기구의 추가 조작을 설명하는, 본 고안의 전동기구의 다중-모드 기구의 확대 단면도; 및

도8a는 본 고안의 추가 페달동작 모드를 설명하는 측부 입면도이다.

고안의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 프레임 12: 퀵 조립 장치 30, 31: 나사 칼라

32: 고정(링)나트 40: 클립 브라켓 42: 후방지지 블록 200: 다중-모드 기구 201: 중심축 400: 제어 기구

402: 컨트롤 케이블 406: 지지 블록

본 고안은 자전거용 다목적 전동기구에 관한 것으로서, 특히 다중-모드 기구를 자전거 프레임에 결합시키기 위해 자전거 프레임에 용이하게 장착되는 클립 브라켓을 포함하는 자전거용 전동기구에 관한 것이다.

시장에서는 흔히 기어-변환 기구(gear-shifting mechanism)가 장착된 자전거를 사용하고 있다. 기어-변환 기구는 다른 속도비의 다른 쇠사슬 기어(sprocket) 사이에서 자전거 동작을 전환하는 기능을 한다. 다른 속도비의 다른 쇠사슬 기어 사이에서의 전환동작 외에, 종래 기어-변환 기구는 자전거의 동작 모드가 신속하게 동작하도록 작용하지 않았다. 이러한 사실은 자전거를 주행시키는 특정 근육만이 운동할 수 있도록 만들었다. 또한, 단일, 고정된 동작 모드로 자전거를 장시간 지루하게 타도록 만들기도 하였다.

이건 고안인에 의해 제출된 발명의 명칭이 "자전거용 다목적 전동기구"인 미국특허 5,088,340호는 전환식 동작 모드의 자전거를 개시하였다. 즉, 상기 페달의 종래 연속 회전동작 외에, 지렛대 작용 모드와 독립 페달동작 모드를 포함한 다른 동작 모드도 사용하는 것이다. 이러한 다양한 동작 모드는 자전거를 모는 사람이 자전거를 타고 운동하기에 가장 적절한 모드를 선택할 수 있게 한 것이다. 또한, 이러한 전동기구는 운동용의 실내 자전거(stationary bicycles)에도 적용할 수 있는 것이다.

그런데, 종래의 다목적전동기구 는다음과 같은 손실과 결함이 있는 것이다.

(A)미국특허 5,088,340호에 개재된 자전거는, 자전거가 지렛대 작용 모드 동작을 수행하도록 하기 위해서 뒷 바퀴에 장착되는 특정 목적의 허브를 필요로 하고 그리고 상기 특정 목적의 허브는 보통의 허브와 비교하여 고가의 제조비가 든다.

(B)미국특허 5,088,340호에 개재된 자전거의 뒷 바퀴 허브는 (중량이어)무거워서, 임의 사용인이 다루기 곤란하다.

(C)미국특허 5,088,340호에 개재된 자전거의 다목적 전동기구는 쉽게 기능 장애를 일으킨다.

상기 결함의 관점에서, 이건 고안인은 상술된 결함을 효율적으로 극복한 자전거 전동기구를 고안의 명칭이 "개선된 다기능 페달 운동 자전거"인 한국실용신안 등록 20-0414309호에 교시하였다. 그런데, 상기 공지된 전동기구는 반드시 특정 목적의 자전거 프레임과 함께 작동하여야 하는 것이다. 따라서, 보통 자전거 프레임에는 부착 사용할 수 없음으로, 상기 전동기구는 대중적으로 쉽게 보급되기가 힘들었다. 또한, 자체적으로 일반 소비자가 조립할 수도 없었다.

따라서, 조립이 빠르고,쉽게 되면서 종래 자전거 프레임과 양립할 수 있는 일층 개량된 자전거 전동기구를 기대하게 되었다.

본 고안의 목적은 보통 자전거에 클러치-기본 제어 기구가 설치되도록 보통 자전거 프레임에 신속한 다중-모드 메카니즘의 조립이 이루어지게 하는 퀵 조립 장치를 포함하는 자전거용 다목적 전동기구를 제공하는 것이며; 상기 클러치-기본 제어 기구는, 자전거의 페달 크랭크가, 종래 교대로 페달운동하는 동작, 동시/동일방향 상하 페달운동하는 동작, 회전 페달운동하는 동작, 양측의 교대 상하 페달운동, 및 단일측 상하 페달운동을 포함한 다양한 페달운동 모드를 선택적으로 수행하도록 한다. 또한, 자전거 프레임에 전동기구를 조립하는 작업이 용이하여 전문 기술자의 작업을 필요로 하지 않는다. 또한 전동기구는 일반적인 자전거 프레임들에도 적용될 수 있다. 부가로, 상기 전동기구는 저렴한 비용으로 제조되어 이용할 수 있고, 그리고 모든 종류의 자전거에 적용할 수 있는 범용성이 있는 것이다.

본원의 고안이 가진 이점:

(1)종래 전동기구가 특정 설계된 부품을 필요로 하는 것인 반면에, 본원의 고안은 퀵 조립 장치를 사용하여 용이하게 조립할 수 있는 것이다. 상기 퀵 조립 장치는 다중-모드 메카니즘을 지원하는 기능을 한다. 이러한 정렬 구조에서는, 보통 자전거 프레임도 다중-모드 자전거로서 기능을 할 수 있으며, 효율적인 방식으로 조립이 이루어지게 한다.

(2)종래 전동기구는 전문 기술자에 의해 조립 제작 되었었다. 이러한 사실은 제작비용이 상승하고, 대중적인 보급을 어렵게 하였다. 본 고안은 일반 소비자가 조립할 수 있는 것이다. 따라서, 대중적인 보급을 양호하게 이룰 수 있다.

본고안에 따른 상기 목적의 실현은, 프레임을 가진 자전거용 전동기구에서, 상기 전동기구가 중심축, 나사 칼라들(threaded collars), 및 클립 브라켓을 구비하는 퀵 조립체 장치와 다중-모드 기구를 포함하고, 상기 퀵 조립 장치는 자전거 프레임의 하부 프레임 부분에 장착되며, 그리고 상기 다중-모드 기구는 자전거에 다중-모드의 페달동작을 제공하도록 퀵 조립 장치에 의해 지지 고정된, 전동기구로 이루어진다.

본 고안에 의거 구조된 다목적 전동기구의 조립된 상태의 분해도와 단면도인 도1과 도2를 참고로 설명한다. 상기 전동기구는 자전거에 통합 설치되어 다른 모드 사이에서 자전거의 동작을 전환한다. 상기 전동기구는 퀵 조립 장치(12)와 다중-모드 기구(200)를 포함한다. 상기 퀵 조립 장치(12)는 중심축(201)과, 나사 칼라들(threaded collars; 30, 31) 및 클립 브라켓(40)을 포함한다.

본 고안의 전동기구는 보통 자전거 또는 운동용 실내 자전거(stationary bicycle)의 프레임(10)의 하부 프레임 부분(11)에 장착된다. 전동기구를 장착하기 위해, 클립 브라켓(40)의 유지 링(41a, 41b)은 자전거 프레임(10)의 하부 프레임 부분(11)의 보어(bore)(표식 않음)와 정렬을 이루고 배치된다. 도1에 도시된 바와 같이 전진방향으로 장착된, 안에 수용된 베어링을 가진 나사 칼라(30)가 있는 퀵 조립 장치(12)의 중심축(201)이, 자전거 프레임(10)의 하부 프레임 부분(11)과 클립 브라켓(40)의 유지 링(41a, 41b) 양측을 통해 삽입된다. 다음, 중심축(201)이 자전거 프레임(10)의 하부 프레임 부분(11)과 클립 브라켓(40)의 유지 링(41a, 41b)을 통해 연장설치된 후에, 안에 수용된 베어링을 가진 나사 칼라(31)가 중심축(201)의 양측 단부 위로 끼워져 장착된다. 다음, 고정 나트 (32)을 나사 칼라(30, 31)의 외부 단부 위로 끼워 장착되어 유지 링(41a, 41b)이 제위치에 "신속하게" 고정되게 한다. 다음, 중심축(201)의 양측 단부는, 압축스프링(207a, 207b), 구동 쇠사슬 기어수단(215)과 기어-변환수단(215a)에 있는 내부 나사진 유지관(202a, 202b)과, 페달 크랭크(243a, 243b)와, 잠금부재(203a, 203b) 및, 캡(255a, 255b)을 통해 끼워진다.

클립(401a, 401b)은 클립 브라켓(40)에 대응하는 위치에서 자전거 프레임(10)의 하부 프레임 부분(11) 외측에 배치된다. 클립 브라켓(40)의 유지 링(41a, 41b)은, 내부 나사진 구멍(42a, 42b)을 정의하는 후방 지지 블록(42)이 사이에 형성된 하방향 연장부들과, 내부 나사진 구멍(43a)을 정의하는 전방 지지 블록(43)이 사이에 형성된 상방향 연장부들을 갖는다. 제어기구(400)를 구성하는 클립(401a, 401b)은 클립 브라켓(40)에 부착된 지지 블록(406)을 포함한다. 컨트롤 케이블(402)은 클립(401a, 401b)에 각각 고정된 하부 브랜치들(표시 않음)을 갖는다.

클립 브라켓(40)의 사시도인 도3과, 자전거 프레임에 장착된 본 고안의 전동기구의 확대 측입면도와 단면도인 도4와 도5를 추가로 참고로 하여 설명한다. 상기 클립 브라켓(40)에는, 자전거 프레임(10)의 하부 프레임 부분(11)의 양측부에 대응하여, 유지 링(41a, 41b)이 설치된다. 상기 유지 링(41a, 41b)은 하부 프레임 부분(11)의 보어의 양측 단부와 정렬을 이루고 설치되며, 나사 칼라(30, 31)에 의 해 지지되어 고정 링(32)에 의해 하부 프레임 부분(11)에 대항하여 고정되어서, 상기 클립 브라켓(40)이 자전거 프레임(10)의 하부 프레임 부분(11)에 고정되게 한다.

상기 제어기구(400)의 클립(401a, 401b)의 지지 블록(406)은, 지지 블록(406)에 형성되어 클립 브라켓(40)의 후방 지지 블록(42)의 내부 나사진 구멍(42a, 42b)과 정렬을 이루고 위치한 내부 나사진 구멍(406a, 406b)을 결합하는 볼트들에 의해 결합하여 고정된다. 다음, 컨트롤 케이블(402)이 클립(401a, 401b)에 부착되고, 그 후, 컨트롤 케이블(402)의 전방 단부가 클립 브라켓(40)의 전방 지지 블록(43)의 내부 나사진 구멍(43a)을 통해 연장 형성하여서 컨트롤 케이블(402)이 클립(401a, 401b)의 동작을 제어할 수 있게 한다.

도1, 도2, 및 도5를 참조하면, 다중-모드 기구(200)는, 구동 쇠사슬 기어수단(215)과 기어-변환수단(215a)을 제외하고, 중심축(201)의 양측 상에서 대칭적인 배열로 이루어진다. 본원에서는 상기 대칭 배열부의 일 측만을 예를 들어 설명한다. 그리고, 도면번호 뒤에 "b"만을 첨가하여 설명될지라도, 도면번호 뒤에 "a"를 첨가한 대응 및 대칭 요소는 동일한 구성 및 동작으로 이루어진 것으로 한다. 다중-모드 기구(200)는 탄성 요소(207b)(도1에서 볼 수 있는 바와 같이, 반대측에 있는 대응 및 대칭 요소(207a)도 같음)와, 구동 디스크(208b)와, 클러치 링 블록(224b)과, 컨트롤 블록(223b), 및 연결 로드(217b)를 포함한다. 컨트롤러(도시 않음)는 사용자가 예를 들어 클립(401a, 401b)을 구속해제하도록 컨트롤 케이블(402)을 조작하게 접근하여 작동시킬 수 있는 자전거 프레임(10)상에 적절한 구역에 장착된다. 이때, 탄성 요소(207b)는 구동 디스크(208b)를 이동시키도록 자극하고 클립(401a, 401b)이 동시에 외부방향으로 이동하여, 클러치 링 블록(224b)이 페달 크랭크(243b)의 측면에 형성된 오목부에 접하도록 힘을 받게 된다. 구동 디스크(208b)는 변환 블록(225b)과 결합한다. 이러한 연결에서, 사용자의 페달 작동에 의해 유도된 구동력이 페달 크랭크(243b)를 통해 구동 쇠사슬 기어수단(215)을 구동하도록 전달되고, 반면에 반대편 페달 크랭크(243a)로부터의 힘은 변환 블록(225b)을 통해 전달되어 구동 쇠사슬 기어수단(215)을 구동한다(도5, 도6, 및 도6a 참고). 이러한 사실은 페달 크랭크(243a, 243b)가 구동 쇠사슬 기어수단(215)을 통해 뒷 바퀴를 구동하기 위해 동일한 방향으로 상하동작을 하게 한다.

도7 및 도7a를 참조하면, 컨트롤 케이블(402)이, 클립(401a, 401b)(도5를 참고)이 연결 로드(217b)를 통해 클러치 링 블록(224b)을 구동하도록 구동 디스크(208b)를 제어하게 작동하고 그리고 변환 블록(225b)으로부터 멀어지도록 구동 디스크(208b)를 위치이동하게 만들어 변환 블록(225b)으로부터 이탈할 때에, 페달 크랭크(243a, 243b)가 독립적으로 동작할 수 있게 된다. 따라서, 상기 페달 크랭크(243a, 243b)는 구동 쇠사슬 기어수단(215)을 독립적으로 구동하여, 구동 쇠사슬 기어수단(215)이 연속적으로 또는 단속적으로 힘을 공급할 수 있게 하며 그리고 페달 크랭크(243a, 243b)는 구동 쇠사슬 기어수단(215)을 통해 뒷 바퀴로 힘을 전달하는 다양한 모드의 페달동작 조작을 실현하도록 독립적으로 상하방향으로 페달을 작동시키거나 독립적으로 회전하게 할 수 있다.

도8 및 도8a를 참조하면, 클러치 링 블록(224b)이 컨트롤 블록(223b)과 결합하도록 컨트롤 케이블(402)이 클립(401a, 401b)을 구동하여 구동 디스크(208b)와 연결 로드(217b)를 조절하게 되면, 페달 크랭크(243a, 243b)가 보통의 반대편-위치 상태로 전환되어, 페달 크랭크(243a, 243b)가 교체식으로 페달을 밟아 움직이게 하여, 뒷 바퀴로 전달되는 구동 쇠사슬 기어수단(215)으로 동력을 지속적으로 공급하는 회전을 하게 된다.

본 고안의 이점: (1)본 고안의 첫째 이점은, 종래 및 보통 자전거 프레임이 퀵 조립 장치의 나사 칼라와 중심축을 결합하여 클립 브라켓을 프레임에 장착하는데 사용되어, 특정 목적의 자전거 프레임이 다중-모드 메카니즘을 보통 자전거 프레임에 결합하는데 필요하지 않은 것이다. 따라서, 구성이 간단하게 되어 조립작업을 용이하게 하여, 본 고안의 자전거 제품의 범용적인 사용을 촉진하고 자전거의 경제적 가치를 향상시키었다.

(2)본 고안의 둘째 이점은, 본 고안의 전동기구는 일반 소비자에 의해 보통 자전거 프레임에 용이하게 장착될 수 있어서, 제품의 범용적인 사용범위를 확대시키었다. 또한, 본 고안의 자전거는 다양한 페달동작 모드를 구비하여, 일반 소비자에게 안락하고 즐거운 승차감을 향상시키었다.

(3)본 고안의 세째 이점은, 본 고안의 퀵 조립 장치가 고정 자전거에 설치되어 다른 페달동작 모드를 운동용 (고정)실내 사이클에 제공하여서, 사용인이 자신의 기분 및 요구에 따라 다른 모드의 페달동작을 선택할 수 있는 것이다. 또한, 본 고안에 의해 제공된 다양한 페달동작 모드는 운동용 실내자전거의 사용인이 자신의 다른 근육 운동 및 훈련을 할 수 있게 한다.

본 고안은 양호한 실시예를 참고로 기술된 것으로서, 당분야의 기술인은 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 변경 및 개조될 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 프레임을 가진 자전거용 전동기구에 있어서, 상기 전동기구는:

   자전거 프레임의 하부 프레임 부분에 장착되는, 중심축, 복수의 나사 칼라, 및 클립 브라켓을 구비한 퀵 조립 장치; 및

   다중 모드의 페달동작을 자전거에 제공하도록, 퀵 조립 장치에 의해 지지 고정된 다중-모드 기구;를 포함하며,

   상기 클립 브라켓은 하부 프레임 부분의 양측에 설치되며 상기 중심축은 상기 클립 브라켓과 하부 프레임 부분 양쪽을 통해 삽입되고,

   상기 복수의 나사 칼라는, 각각, 그 내부에 수용되는 베어링을 포함하며 상기 하부 프레임 부분의 양측부에 나사식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 자전거용 전동기구.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 나사 칼라, 상기 클립 브라켓을 고정하도록 배치된 복수의 고정 링, 복수의 탄성 요소, 구동 쇠사슬 기어수단, 기어 변경수단, 복수의 나사 유지관, 복수의 페달 크랭크, 복수의 잠금부재, 및, 복수의 캡은 각각 상기 중심축의 양단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 자전거용 전동기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 클립 브라켓은 좌우 양측 상에서, 나사 구멍이 형성되어 있는 후방 지지 블록이 사이에 형성된 복수의 하방향 연장부와, 나사 구멍이 형성되어 있는 전방 지지 블록을 사이에 형성하고 있는 복수의 상방향 연장부를 가진 복수의 유지 링을 포함하고; 제어 기구는 복수의 클립에 각각 결합된 컨트롤 케이블과 상기 클립 브라켓에 부착된 지지 블록을 가진 복수의 클립을 함유하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전동기구.
4. 제3항에 있어서,

   상기 복수의 클립은 상기 복수의 클립의 상기 지지 블록에 정렬 배치되어 있는 나사 구멍을 가지어 상기 클립 브라켓에 부착되며 상기 후방 지지 블록의 나사 구멍에 고정되고, 상기 컨트롤 케이블은 상기 컨트롤 케이블의 동작이 상기 복수의 클립의 이동을 조절하여 다른 페달동작 모드 사이에서 전환하도록 상기 클립 브라켓의 상기 전방 지지 블록의 나사 구멍에 부착된 전방 단부를 갖고 상기 복수의 클립에 결합된 것을 특징으로 하는 자전거용 전동기구.
5. 제1항에 있어서,

   상기 다중-모드 기구는, 상기 중심축의 양측 단부에서 대칭적으로 배열된, 복수의 탄성 요소와, 복수의 구동 디스크와, 복수의 연결 로드와, 복수의 클러치 링 블록과, 복수의 컨트롤 블록 및, 복수의 변환 블록을 포함하고, 상기 복수의 페달 크랭크와 상기 복수의 컨트롤 블록이 선택적으로 결합하도록 상기 복수의 클러치 링 블록을 조절하거나 또는 상기 복수의 페달 크랭크와 상기 복수의 변환 블록을 결합하여, 다중 모드의 페달동작이 실현되는 것을 특징으로 하는 자전거용 전동기구.

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