KR20050083054A

KR20050083054A - 자전거용 기어 변속장치

Info

Publication number: KR20050083054A
Application number: KR1020050071118A
Authority: KR
Inventors: 마지현
Original assignee: 마지현
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2005-08-24
Also published as: KR100688611B1; WO2007015609A1

Abstract

본 발명은 서로 다른 치형수를 갖는 베벨기어를 동심원 형태로 배열한 구동어셈블리에 기어변속이 가능한 종동어셈블리를 결합시켜 동력전달과정에서의 동력 손실과, 그 부품수를 최소화할 수 있는 구조의 자전거용 기어 변속장치에 관한 것으로, 이를 위해 하우징(11)과, 상기 하우징(11)에 내설되어 서로 다른 치형수를 갖는 다수의 구동베벨기어(12,13,14,15,16)가 동심원 형상으로 배열되어 크랭크(210)를 통해 패달(220)과 조립되는 구동어셈블리(10);와, 상기 하우징(11)에 부분 삽입되되, 상기 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)와 맞물려 선택적으로 구동되는 다수의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)가 축설된 종동샤프트(21)로 이루어지는 종동어셈블리(20);와, 상기 종동샤프트(21)가 상기 구동어셈블리(10)의 하우징(11)에 지지되어 회전될 수 있도록 상기 종동베벨기어(22,23,24,25,26) 후방에 축설되는 베어링(30);과, 상기 종동샤프트(21)에 축설되는 피니언몸체(41)와, 상기 피니언몸체(41)에 회전가능하게 원주방향을 따라 다수 배열되는 피니언기어(42)와, 상기 피니언기어(42)에 고정되어 동반 회전하는 이송스크류(43)로 구성되는 피니언어셈블리(40);와, 상기 피니언어셈블리(40)에 외장되어 회전함에 따라 이송스크류(43)를 동반회전시킬 수 있도록 내주면을 따라 상기 피니언기어(42)와 치형 결합되는 레크(61)가 형성된 레크어셈블리(60);와, 상기 종동샤프트(21)에 축설되되, 상기 이송스크류(43)가 회전함에 따라 왕복 이송될 수 있도록 피니언어셈블리(40)의 이송스크류(43)와 결합되는 이동판(70); 및 양측에 돌출된 걸림돌기(81)가 형성되되, 타측은 상기 이동판(70)의 내주면에 형성된 걸림홈(71)에 삽입되어 동반 이송하고, 일측은 상기 종동샤프트(21)의 선택되는 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)에 결합되어 동력을 전달하는 핀(80);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자전거용 기어 변속장치{A Manual Transmission For A Bicycle}

본 발명은 서로 다른 치형수를 갖는 베벨기어를 동심원 형태로 배열한 구동어셈블리에 기어변속이 가능한 종동어셈블리를 결합시켜 동력전달과정에서의 동력 손실과, 그 부품수를 최소화할 수 있는 구조의 자전거용 기어 변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 운동기구 또는 운송수단으로서 사용하는 자전거는 패달을 통해 전달된 구동력으로 진행이 이루어진다. 이때 패달을 통한 구동력은 체인을 통해 후륜으로 전달되는 것이 일반적인 자전거의 동력전달 구조이다.

하지만 이러한 구조의 자전거는 동력전달과정에서 체인의 특성상 체인의 반복되는 이완상태가 유지되므로 동력전달 효율이 저하되는 한편, 이로 인해 체인이 이탈되는 문제점이 발생된다.

이를 감안하여 동(同) 출원인이 치형 결합되는 기어로 동력을 전달하는 자전거용 구동장치가 기 출원(10-2002-0058350)된 바 있다. 이러한 구조는 구동어셈블리인 동심원 상으로 배열된 각 베벨기어를 통해 기어가 변속되는 구조이다.

하지만 본 발명은 기 출원된 자전거용 구동장치와는 달리 구동어셈블리는 동력만 제공하고 구동어셈블리에 결합된 종동어셈블리를 통해 기어변속이 이루어질 수 있는 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 서로 다른 치형수를 갖는 베벨기어를 동심원 형태로 배열한 구동어셈블리에 기어변속이 가능한 종동어셈블리를 결합시켜 동력전달과정에서의 동력 손실과, 그 부품수를 최소화할 수 있는 구조의 자전거용 기어 변속장치를 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 제 2목적은, 구동어셈블리는 동력만 제공하고 구동어셈블리에 결합된 종동어셈블리를 통해 기어변속이 이루어질 수 있는 구조의 자전거용 기어 변속장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들은, 하우징(11)과, 상기 하우징(11)에 내설되어 서로 다른 치형수를 갖는 다수의 구동베벨기어(12,13,14,15,16)가 동심원 형상으로 배열되어 크랭크(210)를 통해 패달(220)과 조립되는 구동어셈블리(10);와, 상기 하우징(11)에 부분 삽입되되, 상기 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)와 맞물려 선택적으로 구동되는 다수의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)가 축설된 종동샤프트(21)로 이루어지는 종동어셈블리(20);와, 상기 종동샤프트(21)가 상기 구동어셈블리(10)의 하우징(11)에 지지되어 회전될 수 있도록 상기 종동베벨기어(22,23,24,25,26) 후방에 축설되는 베어링(30);과, 상기 종동샤프트(21)에 축설되는 피니언몸체(41)와, 상기 피니언몸체(41)에 회전가능하게 원주방향을 따라 다수 배열되는 피니언기어(42)와, 상기 피니언기어(42)에 고정되어 동반 회전하는 이송스크류(43)로 구성되는 피니언어셈블리(40);와, 상기 피니언어셈블리(40)에 외장되어 회전함에 따라 이송스크류(43)를 동반회전시킬 수 있도록 내주면을 따라 상기 피니언기어(42)와 치형 결합되는 레크(61)가 형성된 레크어셈블리(60);와, 상기 종동샤프트(21)에 축설되되, 상기 이송스크류(43)가 회전함에 따라 왕복 이송될 수 있도록 피니언어셈블리(40)의 이송스크류(43)와 결합되는 이동판(70); 및 양측에 돌출된 걸림돌기(81)가 형성되되, 타측은 상기 이동판(70)의 내주면에 형성된 걸림홈(71)에 삽입되어 동반 이송하고, 일측은 상기 종동샤프트(21)의 선택되는 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)에 결합되어 동력을 전달하는 핀(80);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치에 의해서 달성된다.

상기에서 종동샤프트(21)는 핀(80)이 삽입될 수 있는 다수의 핀홈(21a)이 형성되되, 상기 핀홈(21a)은 종동샤프트(21)에 축설된 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)까지 연장 형성된 것이 바람직하다.

상기에서 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)는 상호 동반 회전하는 것이 바람직하다.

상기에서 종동어셈블리(20)의 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)는 상호 개별적으로 회전가능하게 축설되고, 내주면으로는 핀(80)의 걸림돌기(81)가 삽입될 수 있는 다수의 스플라인(27)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기에서 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)는 전방으로 연장된 기어중립부(28)가 형성되되, 상기 기어중립부(28)는 스플라인(27)으로 삽입되는 걸림돌기(81)의 간섭을 피하기 위해 동력이 전달되지 않도록 내주면으로 상기 스플라인(27)과 동일 깊이로 파여진 홈부(28a)가 형성된 것이 바람직하다.

상기에서 피니언어셈블리(40)는 피니언몸체(41)가 상기 종동샤프트(21)에 회전됨이 없이 고정될 수 있도록 내주면으로 상기 피니언몸체(41)가 나사결합되고, 외주면으로는 상기 하우징(11)에 나사결합되는 결합부재(90)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기에서 피니언몸체(41)는 레크어셈블리(60)와의 밀착을 위해 단턱(41a)이 형성된 것이 바람직하다.

상기에서 레크어셈블리(60)는 강제 회전되어 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26) 중 선택되는 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)를 통해 동력을 전달 받을 수 있도록 외주면에 기어변속와이어(62)가 결합된 것이 바람직하다.

상기에서 레크어셈블리(60)와 피니언어셈블리(40)의 사이에는 기어변속와이어(62)를 통해 회전된 레크어셈블리(60)를 탄성 복귀시킬 수 있도록 탄성수단(50)이 게재된 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에서 구동어셈블리를 제외한 자전거용 기어 변속장치의 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 종동샤프트에서 발췌된 종동베벨기어의 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 치형수를 갖는 구동베벨기어(12,13,14,15,16)를 동심원 형태로 배열한 구동어셈블리(10)에 기어변속이 가능한 종동어셈블리(20)를 결합시켜 동력전달과정에서의 동력 손실과, 그 부품수를 최소화할 수 있는 구조의 자전거용 기어 변속장치(100)에 관한 것이다.

이러한 자전거용 기어 변속장치(100)는 구동어셈블리(10)와, 상기 구동어셈블리(10)에 결합되어 동력을 제공받는 종동어셈블리(20)와, 상기 종동어셈블리(20)에 축설되는 피니언어셈블리(40)와, 상기 피니언어셈블리(40)를 내삽시켜 기어변속을 가능케 하는 레크어셈블리(60)와, 상기 피니언어셈블리(40)의 피니언기어(42)에 결합된 이송스크류(43)에 의해 이송되는 이동판(70) 및 양측에 돌출된 걸림돌기(81)로 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26) 중 선택되는 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)에 결합되어 종동샤프트(21)로 동력을 전달하는 핀(80)으로 구성된다.

먼저 구동어셈블리(10)는 하우징(11)과, 상기 하우징(11)에 내설되어 서로 다른 치형수를 갖는 구동베벨기어(12,13,14,15,16)가 동심원 형상으로 배열되어 크랭크(210)를 통해 패달(220)과 조립되어 구성된다.

여기서 상기 하우징(11)은 원판형태를 취하며, 타측으로는 결합부재(90)와 체결되는 결합부(11a)가 연장형성되어 있는 구조이다.

아울러 상기 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)는 동심원으로 배열되어 하우징(11) 내에 배치되되, 총 5단까지 변속될 수 있도록 제 1구동베벨기어(12), 제 2구동베벨기어(13), 제 3구동베벨기어(14), 제 4구동베벨기어(15) 및 제 5구동베벨기어(16)가 중심으로부터 점차 외각으로 커지는 동심원구조로 배치된 구조이다.

이때 상기 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)는 동일 간격을 치형 구조를 갖으며, 그 동심원 직경에 따라 치형수가 증대되는 구조이다.

한편 상기 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)는 상호 동반 회전하는 것이 바람직하다.

종동어셈블리(20)는 상기 하우징(11)의 결합부(11a)를 통해 부분 삽입되되, 상기 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)와 맞물려 선택적으로 구동되는 다수의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)가 축설된 종동샤프트(21)로 이루어진다.

상기 종동샤프트(21)는 핀(80)이 삽입될 수 있는 다수의 핀홈(21a)이 원주면을 따라 등분된 간격으로 4개가 형성되어 있으며, 이러한 핀홈(21a)은 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)까지 연장 형성된 구조이다. 이때 상기 종동샤프트(21)는 상기 구동어셈블리(10)의 결합부(11a)에 지지되어 회전될 수 있도록 하우징(11)의 결합부(11a) 위치로 베어링(30)이 축설되는 구조이다.

그리고 각 종동베벨기어는 제 1구동베벨기어(12)와 맞물리는 제 1종동베벨기어(22)와, 제 2구동베벨기어(13)와 맞물리는 제 2종동베벨기어(23)와, 제 3구동베벨기어(14)와 맞물리는 제 3종동베벨기어(24)와, 제 4구동베벨기어(15)와 맞물리는 제 4종동베벨기어(25)와, 제 5구동베벨기어(16)와 맞물리는 제 5종동베벨기어(26)가 순차적으로 종동샤프트(21)에 축설된 구조이다.

이때 상기 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)는 상호 개별적으로 회전가능하게 축설되어 있으며, 내주면으로는 핀(80)의 걸림돌기(81)가 삽입될 수 있는 8개의 스플라인(27)이 형성되어 있는 구조이다.

한편 상기 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)는 전방으로 연장된 기어중립부(28)가 형성되되, 상기 기어중립부(28)는 스플라인(27)으로 삽입되는 걸림돌기(81)의 간섭을 피하기 위해 종동샤프트(21)로 동력이 전달되지 않도록 내주면을 따라 상기 스플라인(27)과 동일 깊으로 파여진 홈부(28a)가 형성된 구조이다.

따라서 상기 핀(80)의 걸림돌기(81)는 각 종동벨벨기어(22,23,24,25,26)의 스플라인(27)과, 기어중립부(28)의 홈부(28a)의 선택적 위치에 따라 1단-중립-2단-중립-3단-중립-4단-중립-5단으로 기어를 변속할 수 있는 구조가 마련된다.

피니언어셈블리(40)는 상기 하우징(11)의 결합부(11a)에 나사결합되는 결합부재(90)와, 상기 결합부재(90)의 안측으로 나사결합되어 고정되되 상기 종동샤프트(21)에 축설되는 피니언몸체(41)로 구성된다.

여기서 상기 피니언몸체(41)는 원주방향을 따라 4개의 피니언기어(42)가 결합되어 있으며, 이때 선택되는 2개의 피니언기어(42)에는 이송스크류(43)가 결합되어 있는 구조이다. 그리고 상기 피니언몸체(41)는 레크어셈블리(60)와의 밀착을 위해 단턱(41a)이 형성된 것이 바람직하다.

레크어셈블리(60)는 상기 피니언몸체(41)의 단턱(41a)에 밀착되어 결합부재(90)와 레크어셈블리(60)의 사이에 게재된다.

이러한 레크어셈블리(60)는 상기 피니언어셈블리(40)를 내삽시켜 회전함에 따라 이송스크류(43)를 동반회전시킬 수 있도록 상기 피니언기어(42)와 치형 결합되는 레크(61)가 내주면에 형성된 구조이다.

한편 상기 레크어셈블리(60)는 외주면에 기어변속와이어(62)가 결합되어 구성된다.

이러한 기어변속와이어(62)가 당겨지면 상기 레크어셈블리(60)는 강제 회전될 수 있어 기어를 변속할 수 있는 구조가 마련된다.

이동판(70)은 상기 종동샤프트(21)에 축설되되, 상기 이송스크류(43)가 회전함에 따라 왕복 이송될 수 있도록 피니언기어(42)의 이송스크류(43)에 결합되어 있는 구조이다. 이러한 구조는 레크어셈블리(60)의 회전방향에 따라 피니언기어(42)의 이송스크류(43)가 회전하여 상기 이송스크류(43)를 전/후로 왕복 이송시킬 수 있는 것이다. 이는 피니언어셈블리(40)가 상기 결합부재(90)에 체결되어 고정되어 있는데 반해, 상기 이동판(70)은 상기 종동샤프트(21)에 이송 가능하게 축설되기 때문이다.

핀(80)은 "바(Bar)" 형상으로 양측으로는 걸림돌기(81)가 돌출형성된 구조이다. 이러한 핀(80)은 적어도 2개 이상 게재되며, 상기 종동샤프트(21)의 핀홈(21a)에 슬라이딩 삽입되되, 타측은 상기 이동판(70)의 내주면에 형성된 걸림홈(71)에 삽입되는 구조이다.

이러한 구조를 통해 상기 핀(80)은 종동샤프트(21)의 핀홈(21a) 상에서 동반 왕복이송될 수 있는 구조가 마련되는 것이다.

아울러 상기 핀(80)의 일측은 상기 각 종동샤프트(21)까지 연장된 핀홈(21a)을 따라 왕복 이송하기 때문에 선택되는 어느 하나인 종동베벨기어(22,23,24,25,26)의 스플라인(27)과 결합되어 동력을 전달하게 된다.

보다 상세하게는 핀(80)의 걸림돌기(81)가 선택되는 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)에 형성된 스플라인(27)에 삽입되어 동력을 전달하는 구조이다.

한편 상기 핀(80)의 전/후진을 위해 상기 레크어셈블리(60)와 피니언어셈블리(40)의 사이에는 기어변속와이어(62)를 통해 회전된 레크어셈블리(60)를 탄성 복귀시킬 수 있도록 탄성수단(50)이 게재되는 것이 바람직하다.

이러한 탄성수단(50)은 태엽 또는 코일스프링 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기와 같은 구조를 통해 본 자전거용 기어 변속장치의 결합구조는 다음과 같다.

종동어셈블리(20)의 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)는 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)에 맞물린 상태이고, 상기 종동샤프트(21)는 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)를 축설하여 하우징(11)에 부분 삽입되어 있는 구조이다.

베어링(30)은 상기 종동샤프트(21)가 원할이 회전될 수 있도록 상기 종동샤프트(21)에 축설되되, 하우징(11)의 결합부(11a)에 게재된 구조이다.

그리고 상기 결합부재(90)는 베어링(30)의 이탈을 방지하기 위해 하우징(11)의 결합부(11a)에 나사결합된 구조이다.

그리고 피니언어셈블리(40)의 피니언몸체(41)는 상기 결합부재(90)의 내주면에 나사 결합되어 고정된 구조이다.

그리고 레크어셈블리(60)는 외주면에 기어변속와이어(62)가 결합된 상태로 상기 피니언몸체(41)에 외장되되, 피니언몸체(41)의 단턱(41a)에 밀착되어 피니언몸체(41)와 결합부재(90)의 사이에 게재된 구조이다.

그리고 이동판(70)은 상기 종동샤프트(21)에 축설되되, 상기 종동샤프트(21)를 따라 왕복이송될 수 있도록 상기 피니언기어(42)에 결합된 이송스크류(43)에 결합되는 구조이다.

핀(80)은 상기 이동판(70)이 왕복이송에 따라 동반 이동될 수 있도록 핀(80)의 타측 걸림돌기(81)는 이동판(70)의 내주면에 형성된 걸림홈(71)에 삽입된 구조이다. 이때 일측 걸림돌기(81)는 선택되는 상기 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)의 중 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)의 스플라인(27)에 삽입되어 있는 구조이다.

이하에서는 첨부되어진 도면과 함께 더불어 자전거용 기어변속장치에 작동에 관하여 간단히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치의 기어변속을 나타내는 작동도이며, 도 7은 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치의 사용상태도이다.

먼저 도 4와 같이, 최초 자전거(200)는 제 1종동베벨기어(22)의 스플라인(27)에 핀(80)의 일측 걸림돌기가 위치하게 된다. 이때 상기 핀(80)의 타측 걸림돌기(81)는 상기 이동판(70)의 내주면에 형성된 걸림홈(71)에 삽입된 상태이다.

그리고 도 5와 같이, 기어변속와이어(62)를 당기면 상기 레크어셈블리(60)는 강제 회전하게되고, 회전된 레크어셈블리(60)에 의해 내삽된 피니언어셈블리(40)의 피니언기어(42)가 동반회전하게되어 이송스크류(43)를 회전시켜 준다.

그러면 이송스크류(43)의 회전수 만큼 상기 이동판(70)은 후진하게 되고, 이와 동시에 이동판(70)에 삽입된 핀(80)도 후진하여 핀(80)의 걸림돌기(81)가 제 2종동베벨기어(23)에 위치하게 된다.

이 상태에서 구동어셈블리(10)를 패달(220)에 의해 강제 회전시키면 제 2종동베벨기어(23)에만 동력이 전달되어 자전거(200)가 2단상태로 주행할 수 있게 된다.

한편 도 6과 같이, 기어변속와이어(62)를 중립상태가 되도록 반대 방향으로 당기면 상기 레크어셈블리(60)와 피니언어셈블리(40)의 사이에 게재된 탄성수단(50)의 탄성복귀력에 의해 레크어셈블리(60)는 반대방향으로 회전되고, 이와 동시에 이동판(70)도 일측방향으로 이동되어 제 2종동베벨기어(23)의 기어중립부(28) 홈부(28a)에 걸림돌기(81)가 위치됨에 따라 중립상태가 된다.

이러한 구조로 1단 내지 5단까지 기어변속이 가능하며, 또한 각 단수 마다 선택적으로 기어중립상태를 변속할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치에서 나타나는 개수는 실시예로써 선택적으로 변경가능하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치에 따르면, 구동어셈블리에 기어변속이 가능한 종동어셈블리를 결합시켜 동력전달과정에서의 동력 손실과, 그 부품수를 최소화할 수 있는 특징이 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 고안의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다

도 1은 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치의 구성도,

도 2는 본 발명에서 구동어셈블리를 제외한 자전거용 기어 변속장치의 분해사시도,

도 3는 도 2의 종동샤프트에서 발췌된 종동베벨기어의 사시도,

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치의 기어변속을 나타내는 작동도,

도 7은 본 발명에 따른 자전거용 기어 변속장치의 사용상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 구동어셈블리 11: 하우징

11a: 결합부 12: 제 1구동베벨기어

13: 제 2구동베벨기어 14: 제 3구동베벨기어

15: 제 4구동베벨기어 16: 제 5구동베벨기어

20: 종동어셈블리 21: 종동샤프트

21a: 핀홈 22: 제 1종동베벨기어

23: 제 2종동베벨기어 24: 제 3종동베벨기어

25: 제 4종동베벨기어 26: 제 5종동베벨기어

27: 스플라인 28: 기어중립부

28a: 홈부 30: 베어링

40: 피니언어셈블리 41: 피니언몸체

41a: 단턱 42: 피니언기어

43: 이송스크류 50: 탄성수단

60: 레크어셈플리 61: 레크

62: 기어변속와이어 70: 이동판

71: 걸림홈 80: 핀

81: 걸림돌기 90: 결합부재

100: 자전거용 기어 변속장치 200: 자전거

210: 크랭크 220: 패달

Claims

하우징(11)과, 상기 하우징(11)에 내설되어 서로 다른 치형수를 갖는 다수의 구동베벨기어(12,13,14,15,16)가 동심원 형상으로 배열되어 크랭크(210)를 통해 패달(220)과 조립되는 구동어셈블리(10);

상기 하우징(11)에 부분 삽입되되, 상기 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)와 맞물려 선택적으로 구동되는 다수의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)가 축설된 종동샤프트(21)로 이루어지는 종동어셈블리(20);

상기 종동샤프트(21)가 상기 구동어셈블리(10)의 하우징(11)에 지지되어 회전될 수 있도록 상기 종동베벨기어(22,23,24,25,26) 후방에 축설되는 베어링(30);

상기 종동샤프트(21)에 축설되는 피니언몸체(41)와, 상기 피니언몸체(41)에 회전가능하게 원주방향을 따라 다수 배열되는 피니언기어(42)와, 상기 피니언기어(42)에 고정되어 동반 회전하는 이송스크류(43)로 구성되는 피니언어셈블리(40);

상기 피니언어셈블리(40)에 외장되어 회전함에 따라 이송스크류(43)를 동반회전시킬 수 있도록 내주면을 따라 상기 피니언기어(42)와 치형 결합되는 레크(61)가 형성된 레크어셈블리(60);

상기 종동샤프트(21)에 축설되되, 상기 이송스크류(43)가 회전함에 따라 왕복 이송될 수 있도록 피니언어셈블리(40)의 이송스크류(43)와 결합되는 이동판(70); 및

양측에 돌출된 걸림돌기(81)가 형성되되, 타측은 상기 이동판(70)의 내주면에 형성된 걸림홈(71)에 삽입되어 동반 이송하고, 일측은 상기 종동샤프트(21)의 선택되는 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)에 결합되어 동력을 전달하는 핀(80);을 포함하여 이루어지는 자전거용 기어 변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 종동샤프트(21)는 핀(80)이 삽입될 수 있는 다수의 핀홈(21a)이 형성되되, 상기 핀홈(21a)은 종동샤프트(21)에 축설된 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)까지 연장 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 구동어셈블리(10)의 각 구동베벨기어(12,13,14,15,16)는 상호 동반 회전하는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 종동어셈블리(20)의 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)는 상호 개별적으로 회전가능하게 축설되고, 내주면으로는 핀(80)의 걸림돌기(81)가 삽입될 수 있는 다수의 스플라인(27)이 형성되는 것을 특징으로 하는 저전거 기어 변속장치.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,

상기 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26)는 전방으로 연장된 기어중립부(28)가 형성되되, 상기 기어중립부(28)는 스플라인(27)으로 삽입되는 걸림돌기(81)의 간섭을 피하기 위해 동력이 전달되지 않도록 내주면으로 상기 스플라인(27)과 동일 깊이로 파여진 홈부(28a)가 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 피니언어셈블리(40)는 피니언몸체(41)가 상기 종동샤프트(21)에 회전됨이 없이 고정될 수 있도록 내주면으로 상기 피니언몸체(41)가 나사결합되고, 외주면으로는 상기 하우징(11)에 나사결합되는 결합부재(90)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치.
제 1항 또는 제 6항에 있어서,

상기 피니언몸체(41)는 레크어셈블리(60)와의 밀착을 위해 단턱(41a)이 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 레크어셈블리(60)는 강제 회전되어 각 종동베벨기어(22,23,24,25,26) 중 선택되는 어느 하나의 종동베벨기어(22,23,24,25,26)를 통해 동력을 전달 받을 수 있도록 외주면에 기어변속와이어(62)가 결합된 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 레크어셈블리(60)와 피니언어셈블리(40)의 사이에는 기어변속와이어(62)를 통해 회전된 레크어셈블리(60)를 탄성 복귀시킬 수 있도록 탄성수단(50)이 게재된 것을 특징으로 하는 자전거용 기어 변속장치.