KR20050079994A - A bicycle worked by handle operating - Google Patents
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Abstract
[발명의 목적][Purpose of invention]
본 고안은 핸들 조작으로도 뒷바퀴를 구동시킬 수 있는 자전거에 관한 것으로서 종래의 자전거는 다리와 발을 이용한 풋 페달의 회전운동으로 뒷바퀴를 구동시키는 자전거가 대부분이고, 근래 핸들 조작으로도 구동 가능한 고안들이 나왔으나 핸들 작용과 풋 페달의 작용이 일체로 결합되어 있거나 분리된 것이라도 핸들 조작에 의한 구동이 전륜구동 방식이라 손(팔)과 발(다리)을 동시에 사용할 시에 부자연스러운 점들이 있어 이러한 점들을 개선하기 위해 고안 되었다.The present invention relates to a bicycle that can drive the rear wheel even by steering wheel operation, the conventional bicycle is most of the bicycle to drive the rear wheel by the rotational movement of the foot pedal using the legs and feet, and the inventions that can be driven by the steering wheel operation However, even if the steering wheel and the foot pedal are combined or separated, the steering wheel is driven by the front-wheel drive method, which is unnatural when the hands (arms) and the feet (legs) are used simultaneously. It was designed to improve them.
[발명의 구성][Configuration of Invention]
본 발명은 보조핸들 손잡이(5)의 회전력이 핸들 바 내부에 새로이 설치된 베벨기어(25)에 의해 변환 축(회전력을 베벨기어에서 체인기어로 바꾸어 주는 축)체인 기어(11), 체인 링 접합 소기어(12)와 체인 링(14), 스프라켓 등을 차례로 회전시켜 뒷바퀴를 구동시키도록 되어 있다.According to the present invention, the rotational force of the auxiliary handle handle 5 is converted into a shaft (a shaft for changing the rotational force from the bevel gear to the chain gear) by the bevel gear 25 newly installed inside the handle bar, and the chain ring joining element. The gear 12, the chain ring 14, the sprocket, etc. are rotated in order to drive the rear wheel.
[발명의 효과][Effects of the Invention]
이렇게 새로이 설치된 핸들 바 내부의 베벨기어와, 그리고 연결된 변환축의 일방향 기어인 체인 기어와, 또한 바텀 브라켓과 체인 링 사이에 일 방향 동력전달장치를 설치함으로써 ① 팔을 이용한 핸들 조작만으로도 ② 다리를 이용한 풋 페달만으로도 ③ 핸들 조작과 풋 페달 조작을 동시 사용하는 등 이러한 세 가지 구동 방법을 얻을 수 있게 됨으로써 여러 가지 효과를 기대할 수 있다.By installing the bevel gear inside the newly installed handle bar, the chain gear which is the one-way gear of the connected conversion shaft, and the one-way power transmission device between the bottom bracket and the chain ring, ① By using the arm handle alone ② The foot by foot Only three pedals can be used to achieve these three driving methods, such as using the steering wheel and foot pedals simultaneously.
Description
종래의 자전거는 다리의 힘을 이용한 풋 페달의 회전력만으로 뒷바퀴를 구동시키는 것이 대부분이다. 근래에 핸들 조작으로도 가능한 저전거가 고안되었지만 미흡한 점이 있다. 첫째, 핸들의 조작이 풋 페달의 움직임과 결합된 고안은 처음 배우기가 쉽지 않고, 주행 중에는 항상 손(팔)과 발(다리)을 함께 움직여야만 하는 단점이 있다. 둘째, 핸들 조작과 풋 페달의 조작이 분리된 고안이라도 핸들에 의한 조작이 전륜 구동 방식이라서 핸들 조작과 풋 페달 조작을 동시에 시행할 경우 몸의 움직임이 자연스럽지 못해 불편하다. 사람이 빨리 걷거나 달릴 때 반드시 다리의 움직임과 팔의 움직임은 좌우 어긋나게(왼발이 앞으로 나갈때는 오른 팔이 앞으로 나감) 이루어지면서도 팔과 다리가 항상 1:1의 비율로 움직일 때 자연스럽고 편안한 상태를 얻을 수 있다. 특히, 오르막이나 빨리 달릴 때 엉덩이를 안장에서 떼고 페달을 밟는데, 이 때 팔을 이용해서 오른발로 페달을 누를 때는 자전거를 왼쪽으로 기울이고, 왼발로 페달을 누를 때는 자전거를 오른쪽으로 기울인다. 이처럼 반드시 팔과 다리의 회전 비율이 1:1이 되어야 자연스럽고 편안한 자세를 얻을 수 있다.Conventional bicycles mostly drive the rear wheels with the rotational force of the foot pedal using the force of the legs. Recently, a low-power bicycle that can be operated by steering wheel has been devised, but it is inadequate. First, the design of the steering wheel combined with the movement of the foot pedal is not easy to learn for the first time, there is a disadvantage that must always move hands (arms) and feet (legs) together while driving. Second, even if the handle operation and the operation of the foot pedal is devised, the operation by the handle is a front wheel drive method, so when the steering wheel operation and the operation of the foot pedal at the same time uncomfortable movement of the body is uncomfortable. When a person walks or runs fast, the movements of the legs and the movements of the arms must be left and right shifted (the right arm moves forward when the left foot moves forward), while the arms and legs always move in a 1: 1 ratio. You can get it. In particular, when you are going uphill or running fast, lift your hips off the saddle and press the pedals. When you pedal with your right foot, you tilt your bike to the left and when you pedal with your left foot, you tilt your bike to the right. Like this, the arm and leg rotation ratio must be 1: 1 so that a natural and comfortable posture can be obtained.
따라서, 자연스러운 움직임이 되려면 핸들 조작을 1회전 할 때 페달의 조작도 1회전이 되어야만 한다. 그러나, 핸들 조작이 전륜 구동 방식일 때는 뒷바퀴가 1회전시 앞바퀴도 1회전이 되려면 풋 페달의 회전력을 뒷바퀴에 전달하는 똑 같은 시스템이 새로이 핸들 부 동력전달 과정에 적용되지 않으면 안 된다. 즉, 풋 페달부와 똑같은 시스템이 새로이 핸들부에도 새로이 장착되고 한쪽에서 작동하면 양쪽이 같이 변속 되어야만 가능하다.Therefore, in order to have a natural movement, the pedal operation must be one rotation when the steering wheel is rotated once. However, when the steering wheel is driven by the front wheel, the same system that transmits the foot pedal's rotational force to the rear wheel must be applied to the new steering wheel transmission process in order for the front wheel to be turned one rotation in one revolution. In other words, if the same system as the foot pedal is newly installed on the handle part and operated from one side, both sides must be shifted together.
이런 문제점을 해결하기 위해 핸들 조작에 의한 회전력을 풋 페달부의 체인 링에 연결시켜 두 회전력을 모두 뒷바퀴에 전달하는 후륜 구동 방식이 필요하다.In order to solve this problem, a rear wheel driving method is required in which the steering force is connected to the chain ring of the foot pedal unit to transmit both rotational forces to the rear wheels.
자전거 운행 도중 브레이크 작동이 신속히 이루어지는 것이 안전을 위해서 매우 중요하다. 이런 관점에서 볼 때 핸들 조작으로 자전거 운행 시에는 급브레이크 작동이 필요할시 손을 브레이크 레버가 있는 손잡이 쪽으로 옮겨 잡아야 하므로 찰라 간의 시간차가 발생하는데 이것을 해결해야 하는 기술적 과제가 따른다.It is very important for safety that the brake operation is performed quickly while riding the bicycle. From this point of view, when the bicycle is operated by the steering wheel, when the brake needs to be braked, the hand needs to be moved to the handle with the brake lever, so there is a time difference between the wheels.
또한, 급커브에서 핸들 조작을 사용하기 어렵고 내리막길에서는 안전한 제동을 위해 손을 미리 옮겨 잡아야 하는 번거로운 점이 있다.In addition, it is difficult to use the steering wheel operation in the sharp curve, and it is cumbersome to move the hand in advance for safe braking on the downhill road.
핸들에 의한 전륜 구동방식의 문제점을 해결하기 위해서는 두 가지 조건이 필요하다. 첫째, 핸들부의 핸드 페달(5)이 1회전 했을 때 풋 페달부의 체인 링(14)도 꼭 1회전만 하게끔 베벨기어(25,26,28)각각의 서로 맞닿는 기어의 비율은 반드시 1:1로 제작. 설치되어야 하며, 변환 축(회전력을 베벨기어에서 체인기어로 바꾸어 주는 축) 체인기어(11)도 체인 링에 접합된 소기어(12)와 1:1의 기어비로 제작 설치되어야 한다. 둘째, 변환축 체인기어(11)에는 일방향 기어(도6-1참조)를 장착하여 내축인 변환축이 정방향(시계방향) 회전시에만 회전력이 체인에 의해 풋 페달부의 체인 링 접합 소기어(12) 및 체인링(14)으로 전달되도록 하는 반면에 풋 페달부의 바텀 브라켓(13)에는 동력이 가해지지 않도록 바텀 브라켓(13)과 체인링(14)사이에도 역시 일방향 동력 전달장치(일방향 기어, 도6-1참조)를 장착하여 풋 페달의 회전력에 의해서만 바텀 브라켓이 회전하여 뒷바퀴로 동력이 전달되도록 함으로써 핸드 페달에서 발생된 동력과 풋 페달에서 발생된 동력이 서로 분리되도록 하여 어느 한 쪽의 조작이 멈춰 지더라도 다른 쪽에 상호 방해 작용, 간섭 작용을 없애고 단지, 양 쪽의 동력을 동시에 사용할 시에만 상호 보완, 보충 작용을 하도록 되어 있다. 즉, ① 핸드 페달의 회전 작용시 체인 링(14)은 회전하여 뒷바퀴를 구동 시키지만 크랭크 축인 바텀 브라켓(13)에는 힘이 가해지지 않고 ② 풋 페달이 회전할 때 체인 링(14)은 회전하여 뒷바퀴를 구동시키지만 체인으로 연결된 변환 축 체인기어(11)는 회전시켜도 변환 축(29)에는 힘이 가해지지 않는다. 그것은 변환 축 체인 기어(11)와 체인 링(14)은 내축인 변환 축(29)과 크랭크 축인 바텀 브라켓(13)에 의해 정방향(시계방향)으로만 회전되고 역 방향으로 회전되어 지지 않기 때문이다. 또한, 외부의 동력에 의해서 변환 축 체인기어(11)와 체인 링(14)자체가 정방향으로 회전 되더라도 내부축인 변환 축(29)과 체인 링 접합 소기어(13)는 회전 되어지지 않는다. 이러한 원리에 의해서 핸드페달의 조작과 풋 페달의 조작이 완전 분리되기도 하고 또 동시 조작도 가능한 것이다. 그리고, 포크(19)의 형태는 커브길 에서 핸들을 좌우로 틀 경우 보조동력 전달 연결 케이스(8)와의 마찰을 없애기 위하여 V자 모양(도4참조)으로 벌리고 다시 직각에 가깝게 꺾어(도3참조) 내려서 타이어와도 마찰을 피할 수 있도록 좀 더 길게 만들어야 한다. 또한 핸들의 좌우 보조 손잡이(5)부분은 핸들 축(3)을 회전시키기 용이하도록 핸들 축의 좌우 끝에 직각의 핸들 아암(4.6)을 설치하여 좌측은 손잡이(5)를 다시 직각으로 접을 수 있게 하고, 우측은 핸들 아암(6)을 좌측과 수평적으로 180˚로 회전 가능하도록 하며 손잡이(5)는 다시 직각으로 접을 수 있게 한다.In order to solve the problem of the front wheel driving method by the handle, two conditions are required. First, when the hand pedal 5 of the handle part rotates once, the ratio of the gears in contact with each other of the bevel gears 25, 26, 28 must be 1: 1. making. The conversion shaft (shaft for changing the rotational force from the bevel gear to the chain gear) should also be manufactured and installed at a gear ratio of 1: 1 with the small gear 12 joined to the chain ring. Second, the conversion shaft chain gear 11 is equipped with a one-way gear (see Fig. 6-1) so that the rotational force is chained by the chain only when the inner shaft is rotated forward (clockwise). And the one-way power transmission device (one-way gear, figure) between the bottom bracket 13 and the chainring 14 so that no power is applied to the bottom bracket 13 of the foot pedal part. 6-1) so that the bottom bracket is rotated only by the rotational force of the foot pedal to transmit power to the rear wheel, so that the power generated from the hand pedal and the power generated from the foot pedal are separated from each other. Even if it is stopped, it eliminates mutual interference and interference on the other side, and complements and supplements only when both powers are used simultaneously. That is, when the hand pedal rotates, the chain ring 14 rotates to drive the rear wheel, but no force is applied to the bottom bracket 13, which is the crankshaft. ② When the foot pedal rotates, the chain ring 14 rotates to the rear wheel. Although the drive shaft is rotated, the conversion shaft chain gear 11 connected by the chain is rotated, but no force is applied to the conversion shaft 29. This is because the conversion shaft chain gear 11 and the chain ring 14 are rotated only in the forward direction (clockwise) by the conversion shaft 29 which is an inner axis and the bottom bracket 13 which is the crank shaft, and are not rotated in the reverse direction. . In addition, even if the conversion shaft chain gear 11 and the chain ring 14 itself are rotated in the forward direction by external power, the conversion shaft 29 and the chain ring joint small gear 13 which are internal shafts are not rotated. By this principle, the operation of the hand pedal and the operation of the foot pedal can be completely separated and simultaneously operated. The fork 19 is opened in a V-shape (see Fig. 4) and bent close to a right angle again to remove friction with the auxiliary power transmission connecting case 8 when the handle is turned left and right on a curve road (see Fig. 3). ) Make it longer to lower and avoid friction with the tires. In addition, the left and right auxiliary handles 5 of the handles are provided with right angle handle arms 4.6 at the left and right ends of the handle shafts so as to easily rotate the handle shafts 3 so that the left side can be folded at right angles. The right side makes the handle arm 6 rotatable 180 degrees horizontally with the left side and the handle 5 again folds at right angles.
만약, 핸드 페달의 회전력을 사용치 않을 때에는 반대 방향으로 향하고 있는 우측 핸들 아암(4)을 180˚ 회전시키면 좌측과 같은 방향으로 평행선이 된다. 그리고, 직각의 손잡이를 핸들 아암과 일자가 되도록 펴서 핸들 아암 쪽으로 밀어 넣으면 안테나가 접히듯이 길이가 짧아진다. 짧아진 이 상태에서 손잡이 끝이 수평선 보다 대략 60˚정도 들어 올려진 상태로 잠금장치(24)를 설치하여 고정시키면 크게 거추장스럽지 않게 된다. 또, 이것은 브레이크 작용이 불필요할 시 보조 손잡이로도 사용할 수 있다.If the rotational force of the hand pedal is not used, the right handle arm 4 facing in the opposite direction is rotated 180 degrees to form a parallel line in the same direction as the left side. Then, the angled handle is extended to the handle arm and pushed toward the handle arm to shorten the length as if the antenna is folded. In this shortened state, if the handle tip is fixed by installing the locking device 24 in a state of lifting about 60 degrees from the horizontal line, it is not greatly cumbersome. It can also be used as an auxiliary handle when brake action is unnecessary.
본 고안이 실용화 된다면 ① 장거리 운행 시 팔. 다리를 교대로 사용하여 다리의 피로를 줄일 수 있고 ② 운동을 목적으로 자전거를 탈 때면 하체의 운동은 물론 상체의 운동으로 신체 운동이 균형을 얻을 수 있고 ③ 팔. 다리 동시 사용 시 빠른 속도를 얻을 수 있다. 또한, ④ 다리가 좀 불편한 사람도 정지 시에 균형 유지만 할 수 있다면 핸들 (핸드페달)조작으로 자전거를 탈 수 있다.If this invention is put into practical use ① arm when driving long distance. You can reduce the fatigue of the legs by alternating legs, ② When riding a bicycle for the purpose of exercise, lower body movement as well as physical exercise can be balanced by the upper body movement ③ arm. Fast speeds can be achieved with simultaneous use of legs. In addition, even if you are a little uncomfortable with your legs, you can ride the bicycle with a steering wheel.
(도1) 보조 핸들 위치와 형태의 단면도1 is a cross-sectional view of the auxiliary handle position and shape
(도1-1) 보조동력(핸드페달)을 사용할 경우(Fig.1-1) When using auxiliary power (hand pedal)
(도1-2) 보조동력(핸드페달)을 사용치 않을 경우(Fig. 1-2) When not using auxiliary power (hand pedal)
(도2) 핸들 바 내부의 단면도(Fig. 2) Cross section inside handle bar
(도3) 헤드 하단부와 포크의 연결부 단면도3 is a cross-sectional view of the connection between the lower end of the head and the fork
(도4) 핸들부와 포크의 평면도(Fig. 4) Top view of the handle part and the fork
(도5) 변환 축 케이스와 체인 링 부의 단면도Fig. 5 is a cross-sectional view of the conversion shaft case and the chain ring portion.
(도6) 정 방향(시계방향) 회전력 사용 시 일 방향 기어(일 방향 동력 전달장치)의 원리에 대한 구조비교 단면도(Fig.6) Structural comparison sectional view of the principle of the one-way gear (one-way power transmission device) when using the forward (clockwise) rotation force
(도6-1) 내부 축(a)이 동력원, 외부 체인기어(b)가 피 동력원인 경우(Fig. 6-1) When the inner shaft a is the power source and the outer chain gear b is the driven source
(도6-2) 외부 체인기어(b)가 동력원, 내부 축(a)이 피 동력원인 경우(Fig. 6-2) When the outer chain gear b is the power source and the inner shaft a is the driven source
※ 도면 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
1. 핸들 바 2. 핸들 손잡이1. handlebar 2. handlebar handle
3. 핸들 축 4. 좌측 핸들 아암3. Handle shaft 4. Left handle arm
5. 보조 핸들(핸드 페달) 손잡이 6. 우측 핸들 아암5. Auxiliary handle (hand pedal) handle 6. Right handle arm
7. 헤드 튜브 8. 보조 동력 전달 연결 케이스7. Head tube 8. Auxiliary power transmission connection case
9. 보조 동력 전달 축 10. 보조 동력 변환 축 케이스(베벨기어→체인기어)9. Auxiliary power transmission shaft 10. Auxiliary power conversion shaft case (bevel gear → chain gear)
11. 변환 축 체인기어 12. 체인 링 접합 소(작은)기어11. Conversion shaft chain gear 12. Chain ring joint small gear
13. 바텀 브라켓 14. 체인 링13. Bottom bracket 14. Chain ring
15. 크랭크 아암 16. 풋 페달15. Crank Arm 16. Foot Pedal
17. 보조 동력 체인 18. 다운 튜브17. Auxiliary Power Chain 18. Down Tube
19. 포크 20. 내부 축 지지 베어링19. Fork 20. Inner shaft support bearing
21. 보조 핸들 축 22. 핸들 축 지지 베어링21. Auxiliary handle shaft 22. Handle shaft support bearing
23. 연결 핀 24. 보조 동력 잠금장치23. Connection pin 24. Auxiliary power lock
25. 베벨기어 26. 베벨기어25. Bevel Gears 26. Bevel Gears
27. 흙받이 28. 베벨기어27. Mudguards 28. Bevel Gears
29. 변환 축 30. 보조 잠금 베어링 31. 헤드(헤드 축)29. Conversion shaft 30. Auxiliary lock bearing 31. Head (head shaft)
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