KR20050088894A - 시소형 케이블 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발로 답판을 구르더라도 앞뒤로 반복해 기우는 시소대와는 달리 답판은 수평을 유지해 장시간 타고 놀더라도 발과 다리의 피로감이 덜하고, 안전하게 탑승할 수 있는 시소형 자전거를 제공하기 위한 것으로서, 답판을 앞뒤로 굴러 시소대를 시소운동시킬 때 발생하는 동력으로 구동륜을 움직여 추진하도록 된 시소형 자전거에 있어서, 차대 상에 위 아래로 나란히 축설치된 시소대와 케이블의 선단과 후단을 앞쪽 및 뒷쪽 답판과 거기에 부착된 링크로 열결하여 답판을 교대로 밟아 시소대를 시소운동시킬 때 케이블이 링크의 하단을 팽팽하게 하는 것으로 답판을 안정시켜 시소대의 시소운동에도 불구하고 답판은 앞뒤로 기울지 않고 수평자세를견지하도록 구성한 시소형 자전거를 특징으로한다

Description

시소형 케이블 자전거{SEESAW TYPE BICYCLE}

본 발명은 답판에 올라 발을 굴러 추진할 때 발과 다리의 자세 안정에 따른 발과 다리의 피로감 감소와, 답판의 운동력을 구동기어에 전달하는 랙혹은 래치차의 효율성 증대에 의한 시소대의 1회 작동당 주행거리를 늘릴 수 있게 한 시소형 케이블 자전거에 관한것이다.

시소형 케이블 자전거는 양 다리로 시소형 답판을 구동하여 추진하도록 제작된 탑승식 놀이기구의 일종이다. 이러한 시소형 자전거 중에 본인 명의로 된 출원번호 제2003-93030호가 있다. 상기 선행기술에 있어서의 답판의 저면 받침이 앞뒤로 벌어져 장치함으로서 사용자의 취향에 따라 선택할 수 있게 하였다.

한편, 답판의 운동력을 바뀌에 전달하는 전동 계통은 답판의 저면에 앞뒤 방향으로 부착된 복수의 랙(혹은 래치차)의 운동방향에 따라 선택적으로 잇물림되어 일방향으로만 회전하는 종동기어(11)가 주체이다. 각 랙혹은 래치차가 종동기어(1)에 임물림 되는 톱니의 걸림방향이 상반혹은 상,하이동 하며 앞뒤로 전진 및 후진된다. 이러한 랙혹은 래치차을 통한 답판의 구동력이 종동기어에 전달될 때에는 양측 톱니에 상당한 무리가 가해진다. 기대의 고정축에 설치된 답판의 축설치 오차, 랙의 톱비걸린방향이 반전되는 과정에서 종동기어에 대한 랙의 잇물림 전환이 제때 원활이 이뤄지지 않았기 때문이다.

따라서, 본 발명은 상기한 선행기술이 안고 있던 문제점, 즉 탑승한 발로 답판을 구르더라도 앞뒤로 반복해 기우는 시소대와는 달리 답판은 수평을 유지해 장시간 시소형 자전거를 타고 놀더라도 발과다리의 피로감이 덜하고, 안전하게 탑승할 수 있는 시소형 케이블 자전거를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종동기어에 답판의 운동력을 전달하는 랙혹은 래치차의 전동효율 성을 높여 시소대의 1회 작동당 주행가능한 거리가 긴 시소형 케이블 자전거를 제공하는 것이다.

상기 제1의 과제는, 답판을 앞뒤로 굴러 시소대를 시소운동시킬 때 발생하는 동력으로 구동륜을 움직여 추진하도록 된 시소형 케이블 자전거에 있어서,차대상에 위 아래로 나란히 축설치된 시소대와 케이블의 선단과 후단을 앞판과 뒷판으로 분할된 답판과 거기에 부착된 링크로 연결하여 앞뒤 답판을 교대로 굴러 시소대를 시소운동시킬때 케이블로 하여금 링크의 하단을 팽팽하게 해 답판을 안정시킴으로서 시소대의 시소운동에도 불구하고 답판은 앞뒤로 기우는 일없이 수평자세를 견지하도록 구성한 시소형 케이블 자전거로 달성 할 수 있다.

본 발명의 제2 과제는, 시소대가 시소대운동 할 때 종동기어에 대한 잇물림과 잇물림 해제가 상반되게 일어나게 하는 랙혹은 래치차 양측 톱니혹은 래치차기어에 의해 종동기어에 동력이 걸릴 시에는 타측 톱니는 접히거나 물러나서(혹은 래치차가 상혹은 하로 이동) 직선상 랙과의 잇물림이 쉽게 해제되도록 함으로서 종동기어에 잇물림되지않는 톱니(혹은 래치차)와 종동기어와의 사이에서 나타나는 저항을 줄인 전동수단으로 대체한 시소형 케이블 자전거로 달성할 수 있다.

도 1에서, 본 발명은 선단에 전륜(31)이 장착된 조종간(30)이 조립된 차대(1)의 후단에 구동륜(32)을 장착하여 답판을 굴렀을 때 발생하는 동력을 바탕으로 추진하도록 된 전형적인 족답식 시소형 케이블 자전거를 대상으로한다.

상기 차대(1)의 중간 지점에는 상하로 주측(2)과 부측(4)이 설치되어 있다.

지릿대(2)에는 시소대(3)의 중간에 위치한 일체형지릿대로서 시소운동이 가능한 상태이고, 지릿대의 흰지(4a)에는 앞뒤로 시소운동으로 동력 전달이 가능한 상태다. 시소대(3)와 케이블(20)은 가상의 단 일 수직선의 상하의 약간의 높이차를 두고 서리되어 있으며, 으들 축에 설치된 시소대(3)의 케이블(20)를 옆에서 보면 형상이 동일하고 또한 평행하다. 시소대(3)의 선단과 후단에는 앞쪽 답판(6)과 뒷쪽 답판(7)이 조립되어 있고, 시소대(3)의 후반부에는 링크(8,9)가 고정되어 있다. 시소대(3)의 시소운동에서 얻어지는 구동력은 케이블(20)이 차대(1)상에 설치된 랙(10)혹은 래치차(10)가 종동기어(11)와 일체를 이뤄 동축상해 설치된 스프롯켓(12), 체인(14)을 거쳐 종동스프라켓(13)에 전달되으로서 구동륜(32)에 의한 시소형 케이블 자전거의 추진이 이뤄지게 된다.(도면에 기재하지 못한 부분이 숨어 있음)랙치차(10)가 상하 이동하는 것등.

도 2에서, 시소대(3)는 선단과 후단에는 앞뒤 답판(6,7)의 저면에 부착된 힌지(6a,7a)를 끼워서 지지하는 답판축(3a,b)이 부착되어 있고, 보스와 뒷쪽 답판축(3b) 사이에는 랙(10)혹은 랙치차(10)의 상단이 부착되어 있다. 랙(10)혹은 랙치차의 축점인 보스의 중심으로부터는 멀고 힘점인 뒷쪽 답판축(3b)에는 가까이 위치할수록 시소대(3)의 (직선)랙(10)의 활동폭이 커 1회 구동당 종동기어(11)의 회전수가 많아 주행거리가 늘어나고 발을 구르는 힘도 적게 들어 효율적이다.

앞쪽 답판(6)과 뒷쪽 답판(7)의 각 저면 중앙 좌우에는 답판축(3a)(3b)에 선택적으로 헐겁게 끼워지는 힌지가 부착되어 있다. 그중에서 외측 힌지(6a)(7b)에는 길이가 동일한 수직형 링크(8)(9)가 부착되어 있다. 이들 링크(8)(9)는 답판(6)(7)을 힘껏 밟을 때마다 시소대(3)와 동반 시소운동하는 케이블(20)에 의해 그 하단이 팽팽됨에 따라 답판(6)(7)의 자세를 안정시킴으로서 답판(6)(7)이 시소대(3)를 따라 기울지 않고 수평자세를 견지하도록 도와주는 것이다. 링크(8)(9)의 하단에는 케이블(20)의 힌지(21)(22)에 헐겁게 끼워지는 핀(8a)(9a)이 부착되어 있다. 케이블(20)은 시소대(3)와 함께 동반 시소운동하면서 링크(8)(9)의 하단에 부착된 핀(8a)(9a)을 팽팽하게함으로서 답판(6)(7)으로 하여금 수평자세를 견지토록 지지하는 것으로, 선단에는 앞쪽 링크(8)의 핀(8a)이 끼워지는 힌지(21)가 부착되어 있고, 후단에는 뒷쪽 링크(9)의 핀(9a)이 끼워지는 힌지(22)가 부착되어 있다. 힌지(21,22)의 중심간 거리와 링크(8,9)의 핀(8a,9a)의 중심간 거리 및 힌지측(3a,b)의 중심간 거리는 모두 동일하다.

달리 말하자면, 케이블(20)은 시소대(3)의 답판축(3a,b)의 힌지(21,22)로 대체된것을 제외하곤 규격과 생김새가 동일하다. 이러한 케이블(20)은 케이블(20)이 시소대(3)와 동반 시소운동하면서 시소대(3)의 시소운동에도 불구하고 답판(6,7)만은 안정된 수평자세를 유지토록 하는데 필수불가결한 조건이다. 만약, 케이블(20)이 시소대(3)와 비평형이고 답판축(3a,b)의 중심간 거리와 힌지(21,22)의 중심간 거리 및 핀(8a,9a)의 중심간 거리가 일치하지 않으면 시소대(3)는 물론 답판(6,7)과 케이블(20)이 작동불능상태에 놓인다.

조립은 다음 요령에 준한다. 즉, 도 1과 도 3에서, 주측(2)에는 시소대(3)의 보수를 그리고 부측(4)에는 케이블(20)의 보수를 끼우고, 케이블(20)의 힌지(21)(22)에 링크(8)(9)의 핀(8a,9a)을 끼운다. 그리고 답판축(3a)(3b)에는 앞뒤 답판(6)(7)의 외측 힌지(6a(7a)와 부호가 매겨지지 아니한 내측 힌지를 끼운다. 모든 축끼움과 핀끼움은 축빠짐 및 핀빠짐 방지조치한다. 축빠짐 및 핀빠짐을 방지하는 수단에 대해서는 도시하지 않았지만, 부스와 힌지(6a)(7a)(21)(22) 밖으로 관통한 주축(2)과 부축(4), 답판축(3a)(3b), 핀(8a)(9a)의 단부에 핀공이 뚫린 경우에는 할핀을 꽂고, 환상의 링홈이 형성된 경우에는 E링을 끼우는, 지극히 관용적인 수단을 말한다.

이렇게 조립된 시소형 자전거는 답판(6)(7)에 왼발과 오른발을 딛고 올라서서 앞쪽 답판(6)을 밟으면 시소대(3)는 도 3과(참조) 앞쪽으로 기울고 뒷쪽 답판(7)은 상대적으로 들린다. 이때, 케이블(20)도 시소대(3)와 함께 같은 방향으로 움직인다. 그럼에도 답판(6,7)은 한결같이 수평 자세다. 이는 케이블(20)이 시소대(3)와 함께 같은 운동량으로 움직이면서 링크(8,9)의 핀(8a,9a)을 지지하여 수직 상태를 벗어나지 못하게 붙들어주기 때문에 가능하다.

뒤쪽 답판(7)을 밟을 때도 마찬가지다.

이와같이 답판(6,7)을 교대로 힘주어 밟아서 추진하고자 할 때 시소운동하는 시소대(3)의 움직임과는 상관없이 답판(6,7)이 앞 또는 뒤쪽으로 기울지 않고 수평자세를 견지함으로서 자전거에 실린 몸도 균형이 잡히고 답판(6,7)을 힘주어 밟는 동작도 안정되 시소형 자전거를 오래타고 놀더라도 발과다리의 피로감은 답판이 앞뒤로 기울어지던 종래의 시소형 자전거에 비해 훨씬 덜하고, 또한 보다 안정된 자세로 시소형 자전거를 탈 수 있다.

도 1 내지 도 3에는 시소대(3)의 후반부 상에 랙(10)혹은 랙치차(10)가 부착된 것으로 나타나 있는데, 이는 구동 스프로켓(12)과 종동 스프로켓(13)의 거리를 단축하여 체인(14)의 단척화를 도모 함으로서 시소형 케이블 자전거의 경량화와 구조의 단순화, 및 외양의 단조로움을 함께 추구하는데 도움이 되는점을 고려한 것이다.

다음은 전동수단의 일원인 랙(10)혹은 래치차에 대하여 설명한다.

도 3에서, 랙(10)혹은 래치차는 앞뒤로 가게 한 형태로서, 각 열의 톱니의 선해반경(T)은 상기한 추축(2)의 중심을 기점삼아 시소대(3)을 중심으로 움직일 때에도 상기한 종동기어(11)에 선택적이지만 확실하게 잇물림될 수 있는 거리로 책정한다.(래치차는 앞뒤로 이동시에 상 또는 하로 이동하고 한다. 지릿대(2c)가 약45도 빗면이어서 정면으로 밀지못하고, 상 또는 하로 움직인 다음 앞뒤로 이동 하게 되는것으로, 종동기어(11)를 일방향 회전시키고,

종동기어(11)는 차대(1)의 측면에 부착된 기어축에 설치되어 일방향으로만 회전돼 구동륜(32)을 전진 방향으로만 굴러갈 수 있게 한 것이다.

도 4(감춰짐)에서, 본인의 출원번호 제2003-93030호에 기재된 바 랙(10)혹은 랙치차(10)에서 내외측 가지(10a,b)에는 소정의 핏치로 톱니좌(102)가 형성되어 있다. 톱니좌(102)는 뒤가 완전히 트인 외측의 활동공(103)과 앞이 안전히 트인 내측의 톱니공(104)으로 이뤄진다. 또, 활동공(103)은 톱니공(104) 보다도 넓게 해서 이들의 경계에 톱니의 후단에 주어진 칼라가 턱걸림되는 단턱(105)이 형성되도록 한다. 그리고 톱니공(103)은 내측단을 완전히 틔워서 피스톤에 해당하는 톱니(110)에 대한 실린더 구실을 하도록 한다.

톱니(110)는 일방향 걸림형이며, 톱니공(104)내외서 자유로이 출몰되지만 헛돌지 않는 사각봉제이다. 톱니(110)가 톱니공(104)을 드나들 때 헛돌면 빗면(111)과 직면(112)의 위치가 특정되지않아 상기한 종동기어(11)의 톱니에걸려야 할 때 제대로 걸리지 않고 걸리지 않아야 할 때 걸림으로서 시소대(3)의 운동량이 종동기어(11)에 제대로 전달되지 않는 등 시소형 자전거의 추진에 어려움이 따르게 된다. 톱니(110)를 사각봉 형태로 하고 톱니공(104)도 그에 맞는 사각공으로 하는 것은 이 점을 고려한 것이다.

톱니(110)는 종동기어(11)의 일방향걸림형 톱니에 맞물리는 직면(111)과 종동기어(11)의 톱니가 걸리지않게 톱니(110)가 후퇴하도록 유도하는 빗면(112)을 가졌으며, 후단에는 상기한 단턱(105)에 제지당해 앞빠짐을 방지하기위함. 칼라(113)가 일체로 형성되어있다.

활동공(103)의 뒷쪽으로 톱니(110)를 넣어 톱니공(104)에 삽입하고 활동공(103)의 뒷쪽에서 복귀스프링(120)을 삽입한 다음에 가림판(130)을 씌워 붙여서 뒷빠짐을 방지한다. 활동공(103)의 외측단부에 앞나사를 형성한 경우에는 가림판(130)은 보울트나 니플로 대체될 수 있다. 복귀 스프링(120)은 후퇴한 톱니(110)의 강제 복귀수단이다.

내측 가지(10a)와 외측 가지(10b)에 톱니(110)를 조립할 때는 양측의 치열이 상반되도록 한다. 즉, 내쪽 가지(10a)는 직면(111)이 아랫쪽에 놓이게 톱니(110)를 조립하고 외측 가지(10b)는 직면(111)이 위로 가게 톱니(110)를 조립하는 것이다. 이 경우, (직선)랙(10)이 하향 선회하면 시소대(3)에서 발생하는 구동력은 내측 가지(10a)의 톱니(110)에 의해 종동기어(11)에 전달되고 외측 가지(10b)측 톱니(110)는 그때 일방향으로 회전되는 종동기어(11)의 톱니에 빗면(112)이 밀려 피동적으로 후퇴해 임물림 되지 않게 된다. 밀려나는 톱니(110)측 복귀 스프링(120)은 탄력적으로 수축 되었다가 당해 톱니(110)가 종동기어(11)의 당해 톱니를 벗어나는 순간 그 톱니(110)를 밀어내 종동기어(11)의 톱니에 걸리게 함으로서 종동기어(11)의 일방향 회전이 이어지도록 한다.

이상은 일방향 회전형 종동기어(11)의 일방향으로만 맞물리게 한 랙(10)의 톱니(110)를 출몰형으로 개조한 것이라면 도 6은 랙(10)의 톱니(110)는 고정톱니로 방치하거나 상기와 같은 유형의 출물형으로 하는 대신 종동기어(11)의 톱니(140)를 접이식으로 개조하여 랙(10)이 상향 또는 하향 선회할 때 상기한 내외측 가지(10a,b)의 톱니(110)가 선택적으로 걸리도록 한 것이다. 구체적으로는, 기어판의 원주를 갖춰야 될 톱니(140)의 개체수대로 등분한 곳마다 원주 방향의 톱니좌(141)를 형성하고, 톱니좌(141)의 편심핀(142)에는 톱니(140)의 후단부에 천공된 핀공을 꽂고 톱니(140)가 접히는 쪽에는 복귀스프링(143)을 장전하여 휴식측 가지(그림에서는 10b)의 톱니(110)가 칠 뿐 톱니걸림은 되지 않도록 한 것이다.

랙(10)의 톱니(110)가 출몰형이든 종동기어(11)의 톱니(140)가 접이식이든 간에 이들은 랙(10)의 휴식측 가지의 톱니(110)와의 마찰 저항이 작아져서 랙(10)의 전동 효율이 높아진다. 그 결과, 시소대(3)를 한 번 구를 때 나갈 수 있는 주행거리가 늘어나게 된다.

도 5(숨겨짐)은 차대(1), 및 조향간(30)을 분할하고 각귀 힌지로 연결하여 보관 부피와 휴대부피, 차량 적재부피를 줄인 시소형 자전거를 예시한것이다.

참고로서, 위인의 출원번호 제2003-93030호(시소형 자전거)와 동일 하나, 보조대(20)이 케이블(20)로 대체된것과 답판(6,7)의 링크(8,9)의 어셈블리가 앞뒤로 벌어진것과 랙(10)이 직선 방향으로 전환된것과 시소대중심링크(3)이 지릿대(2)로 변환 되어 도면에는 불분명하나 지릿대(2a)가되는것이며, 2차지릿대(2b)를 거쳐, 도 2에서와 같이 3차지릿대(2c)로 연결되며, 이는 랙(10)혹은 랙치차(10)을 앞뒤로 이동 시켜주는 역할를 하게된다.

그리고, 도 4는 도 1과같은 형식이나 틀린점만을 기재하면는 보조대(20)이 케이블(20)이되고, 그외부에 파이프를 끼워넣는다. 이는 제작상 용접을 하지아니하고 단순하면서 작업 공정을 향상 시키기 위함과 기능 변경을 설명하기위함도 있음.

또한, 케이블(10)은 답판저면에 부착되어 앞뒤 상하 이동시 랙(10)혹은 랙치차(10)를 앞뒤로 이동하게 하여 종동기어(11)를 회전케하여 체인을 통하여 체인기어(14)를 회전시키게 되는것이다. 도 4의 A와 B는 앞뒤의 부착하는 앞바퀴와 뒤바퀴의 어셈블리와 연결되는 흰지(장석)이며, 접이식에 사용되게 되는 것이다.

이상 설명한 본 발명은 시소대의 시소 운동에도 답판의 수평유지가 가능하므로 답판을 딛고 시소대를 구르기 쉬워시소형 케이블 자전거를 장시간 즐기더라도 발과 다리의 피로감이 덜하고, 탑승 안전감도 높아지고 체중으로 누르니 등산운동의 효과와 속도 또한, 빠르게 되고,

또, 시소대가 시소운동할 때 종동기어에 대한 임물림과 임물림해제가 상반되게 일어나게 하는 랙의 출몰형 톱니 또는 종동기어의 접이식 톱니는 휴식기에 접어든 랙의 톱니와 종동기어간의 마찰 저항이 작아져서 시소대의 1회 작동당 주행 거리가 늘어난다. 그래서 적은 발과 다리 힘으로 시소형 케이블 자전거를 오래 즐길 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 시소형 자전거의 사시도

도 2는 시소대와 케이블, 답판의 분해 및 차대의 일부도

도 3은 차대 상에서 시소대와 케이블 및 답판의 작용도

도 4는 별도의 케이블를 이용 동력전달식과 보조대(20)가 부고정 파이프내에 케이블를 넣어 보인 저면 사시도

도 5는 도 2를 보다분명하게 보인 도

도 6은 도 3을 보다분명하게 보인 도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 차대 2: 주축

3: 시소대 3a,b: 답판축

4: 부축 6,7: 답판

6a,7a: 외측 힌지 8,9: 링크

8a,9a: 핀 10: 랙(혹은 래치차)의(상부분10b,하부분10a)

10a,b: 가지 11:종동기어

12: 구동 스프로켓 20: 케이블

21,22:흰지

Claims (3)

1. 도 1 예를 기준으로, 답판의 중심지지대를 답판의 앞뒤 끝근처에 설치하여 보조대 대신 케이블을 사용하는 것이 특징으로하는 시소형 케이블 자전거.
2. 도 2의 랙(10)혹은 랙치차(10)를 앞뒤로 이동 하게 하여 종동기어(11)를 회전 시키는 방식 이는 3의 중심에 지릿대를 고정해 차대(1)의 저면에 지릿대를 연결하는 방식(도 5~6참조)을 이용 (한쌍의 상(10a),하(10b) 랙(10)혹은 래치차를 앞뒤로 이동하여 하게하고, 이동시 45도가량의 빗면을 주어 상혹은 하로 이동하게 하여 랙(10)은 톱니의 뿌리부분에 스프링을 설치해 항시 밀어 주는 역할를 하게하고, 래치차(10)는 항시 중간에서 이동하지 아니하고 상 또는 하에 위치하여 이동 하므로서 종동기어(11)가 항시 일방향 회전을 하게되는것을 특징으로하는 시소형 케이블 자전거.
3. 도 4의 담판저면의 보조대(20)가 케이블(20)로 변경 사용하고, 케이블(20) 밖같쪽에 (도 4참조)파이프(20)로 감싸 보조대의 역할를 하게하는것을 특징으로 하는 시소형 자전거.