KR20060084827A - A bicycle worked by handle operating - Google Patents
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Abstract
[발명의 목적]
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.
본인이 1차 고안한 부분에 불편한 점들이 있어 이것을 보완하기 위해 구동 방식인 핸들 조작 방식을 변경하게 되었다. 그러나 다른 부분의 근본 원리는 변함이 없다.
[발명의 구성]
본 발명은 핸들 손잡이(2)를 전후로 밀고 당길 때 좌우 핸들 바의 중앙부가 직각으로 꺾여서 내려간 하단 끝에 일방향 기어가 부착된 것에 의해 평기어(31,33) 베벨기어(25,26,28) 변환 축 (회전력을 베벨기어에서 체인기어로 바꾸어 주는 축) 체인기어(11) 체인링 접합 소기어(12)와 체인링(14) 스프라켓 등을 차례로 회전시켜 뒷바퀴를 구동시키도록 되어 있다
[발명의 효과]
이렇게 새로이 설치된 헤드 축 내부의 베벨기어와, 그리고 연결된 변환축의 일 방향 기어인 체인 기어와, 또한 바텀 브라켓과 체인 링 사이에 일 방향 동력전달 장치를 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.
[Purpose of invention]
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.
There are inconveniences in my first design, so I changed the steering wheel operation method to compensate for this. But the fundamental principles of the other parts remain the same.
[Configuration of Invention]
The present invention is a spur gear (31, 33) bevel gear (25, 26, 28) conversion shaft by attaching a one-way gear at the lower end of the left and right handle bar is bent at a right angle when pushing and pulling the handle handle (2) back and forth (Axle that rotates rotational power from bevel gear to chain gear) Chain gear 11 Chainring joining small gear 12 and chainring 14 sprocket are rotated in order to drive rear wheel.
[Effects of the Invention]
By installing a bevel gear inside the newly installed head axle, a chain gear that is a one-way gear of the connected conversion shaft, and a one-way power transmission device between the bottom bracket and the chain ring, ① using only the arm handle ② By using the foot pedal alone, the three driving methods can be obtained, such as using the steering wheel operation and the foot pedal operation simultaneously, and various effects can be expected.
Description
(도1) 헤드 축과 핸들부의 정단면도(Fig. 1) Front sectional view of the head shaft and the handle portion
(도2) 헤드 축과 핸들부의 우측면도(Fig. 2) Right side view of the head shaft and the handle portion
(도3) 핸들바 좌우교차 왕복운도 유도기어의 형태 및 배치도(Figure 3) Form and arrangement of handlebar left and right cross reciprocating induction gear
(도4) 핸들부와 포크의 평면도 및 핸들 잠금 브레이크의 형태도Fig. 4 is a plan view of the handle portion and the fork, and a figure of the handle locking brake
(도4-1) 핸들부와 포크의 평면도 (Fig. 4-1) Top view of handle part and fork
(도4-2) 핸들 잠금 브레이크의 좌측면도와 배면도 (Fig. 4-2) Left side and back view of the handle lock brake
(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. 브레이크 레버 4. 헤드(헤드 축)3. Brake lever 4. Head (head shaft)
5. 보조 핸들 손잡이 6. 핸들바 고정 핀5.
7. 헤드 튜브 8. 핸들바 고정 레버7. Head tube 8. Handlebar fixing lever
9. 핸들바 하단부 일방향 기어 10. 보조 동력 변환 축 케이스(베벨기어→체인기어)9. One-way gear at the bottom of the
11. 변환 축 체인기어 12. 체인 링 접합 소(작은)기어11. Conversion
13. 바텀 브라켓 14. 체인 링13.
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. 보조 동력 체인19. Forks 20. Auxiliary Power Chain
21. 왕복 각도 제한 핀 22. 보조 동력 체인 유도 상단 체인 기어21. Reciprocating
23. 변환 축 케이스 지지 튜브 24. 보조 동력 체인 유도 하단 체인 기어23. Conversion shaft
25. 베벨기어 26. 베벨기어25. Bevel Gears 26. Bevel Gears
27. 흙받이 28. 베벨기어27. Mudguards 28. Bevel Gears
29. 변환 축 30. 핸들 잠금 브레이크29.
31. 큰 평기어 32. 핸들 잠금 브레이크 디스크31.
33. 작은 평기어 34. 핸들 잠금 브레이크 작동레버33.
35. 탑 튜브 36. 헤드 축 상단 케이스35.Top tube 36.Head shaft top case
37. 지지 베어링 38. 헤드 축 하단 확장 케이스37.
39. 핸들바 좌우 교차 왕복운동 유도기어39. Handlebar left and right cross reciprocating induction gear
40. 핸들바 좌우 교차 왕복운동 유도기어의 핸들바 대응기어40. Handlebar Response Gear of Handlebar Left / Right Cross Reciprocating Induction Gear
41. 핸들 잠금 브레이크 풀림 방지 레버41. Handle lock brake release lever
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 나갈 때는 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 natural and comfortable state when the arms and legs always move at 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. 그래서 핸들 조작이 전륜 구동 방식일 때는 뒷바퀴가 1회전 시 앞바퀴도 1회전이 되려면 풋 페달의 회전력을 뒷바퀴에 전달하는 똑 같은 시스템이 새로이 핸들 부 동력전달 과정에 적용되지 않으면 안 된다. 즉, 풋 페달 부와 똑같은 시스템이 새로이 핸들부에도 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. Thus, when the steering wheel is driven by the front wheel, the same system that transmits the foot pedal's rotational force to the rear wheels must be applied to the new handleless power transmission process in order for the front wheel to turn one turn in one revolution. That is, if the same system as the foot pedal unit is newly mounted on the handle unit 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 1차 고안에서는 핸들 조작으로 자전거 운행 시 급브레이크 작동이 필요 할 때 손을 브레이크 레버가 있는 손잡이 쪽으로 옮겨 잡아야 함으로 찰라 간의 시간차가 발생하고 내리막길에서는 안전한 제동을 위해 손을 미리 옮겨 잡아야 하는 번거로운 점이 있어 이러한 점을 개선하기 위해 구동방식인 핸들 조작 방법을 달리하게 되었다. 그러나 이 또한 급커브에서는 사용하기 어려운 단점이 있다.It is very important for safety that the brake operation is performed quickly while riding the bicycle. From this point of view, in the first design, when the bicycle needs to be braked by the steering wheel, the hand should be moved to the handle with the brake lever. There is a cumbersome point to grab, and to improve this point, the steering wheel operation method is changed. However, this also has a disadvantage that is difficult to use in a sharp curve.
핸들에 의한 전륜 구동방식의 문제점을 해결하기 위해서는 두 가지 조건이 필요하다. 첫째, 핸들부의 핸들손잡이가(2)가 전후로 1회 왕복운동 했을 때 풋 페달부의 체인 링(14)도 꼭 1회전만 하게끔 왕복각도를 제한하기 위해 제한 핀(21)을 설치하고 핸들바의 전후 왕복 최대 각도가 60도이면 크고 작은 평기어(31,33)의 기어 비율은 3대1로 하고 45도이면 4대1로 정한다.(왕복각도가 180도 일때 풋 페달 회전각도와 일치하므로 부족한 왕복각도를 증폭시키기 위해서 큰 평기어(31)를 추가로 설치하는 것이다) 그리고 베벨기어(25,26,28) 각각의 서로 맞닿는 기어의 비 율은 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, 핸들바 하단에는 반드시 외부 기어가 동력원이 되는 일방향 기어(도6-2참조)가 장착되어야 하고 변환 축 체인기어(11)에는 일방향 기어(도6-1참조)를 장착하여 내 축인 변환축이 정방향(시계방향) 회전 시에만 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 체인 링(14)사이에도 역시 일방향 동력 전달장치(일방향 기어, 도6-1참조)를 장착하여 풋 페달의 회전력에 의해서만 바텀 브라켓이 회전하여 뒷바퀴로 동력이 전달되도록 함으로써 핸들손잡이에서 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 해야 한다. 즉, ① 핸들바의 전후 왕복 운동 시 체인 링(14)은 회전하여 뒷바퀴를 구동시키지만 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 내 축인 변환 축(29)과 크랭크 축인 바텀 브라켓(13)에 의해 정방향(시계방향)으로만 회전되고 역 방향으로 회전되어 지지않기 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 핸들바의 조작과 풋 페달의 조작이 완전 분리되기도 하고 또 동시 조작도 가능한 것이다. 그리고 포크(19)의 형태는 커브길 에서 핸들을 좌우로 틀 경우 보조동력 변환 케이스(10)와의 마찰을 없애기 위하여 V자 모양(도4참조)으로 벌리고 다시 직각에 가깝게 꺾어(도2참조) 내려서 타이어와도 마찰을 피할 수 있도록 좀 더 길게 만들어야 한다. 또한 핸들바를 전후 왕복 시킬 때 커브링을 위한 핸들을 돌리는 것과 같은 현상이 일어나 앞바퀴가 좌우로 심하게 흔들리는 현상이 계속 반복된다. 이것은 헤드와 헤드튜브사이에 마찰이 거의 없도록 설계 제작되었기 때문에 운전자의 손놀림에 굉장히 민감하게 반응한다. 그러나 이러한 점이 핸들 조작에 의한 자전거를 구동 시키는데 에는 오히려 매우 불편한 단점이 되는데 이것을 보완하기 위해 민감한 반응을 둔화 시켜주는 핸들 잠금 브레이크(30)를 설치하였다. 브레이크는 자동차의 사이드 브레이크와 같은 역할을 하는 것으로 적용 설치하여 운전자의 필요한 의도에 의해 브레이크 강도(제동정도)를 조정 할 수 있고 원터치로 해제 할 수 있도록 설치한다. 따라서 민감한 반응을 둔화시키면서도 양손(팔)의 힘을 주어 핸들을 틀면 충분히 커브링을 할 수 있다. 그리고 풋 페달만 이용하려면 핸들바 고정 핀(6)과 레버(8)를 설치하여 핸들바를 고정시켜 안전감을 줄 수 있게 하였다. 핸들바 고정 핀(6)과 핸들 잠금 브레이크(30)는 대부분 서로 반대로 작동시켜 사용하는 것이 좋다. 핸들조작으로 구동 시킬 때는 핸들바 고정 핀은 잠금 해제를 시키고 핸들 브레이크는 적당한 제동을 걸어준다. 반면 핸들 조작으로 구동시키지 않을 때는 핸들 브레이크는 풀고 핸들바 고정 핀은 잠금 상태로 작동시켜 자전거를 타는 것이 바람 직하다. 또 운전자에 따라 핸들바를 잡기 용이하도록 보조 핸들 손잡이(5)를 설치하였다.In order to solve the problem of the front wheel driving method by the handle, two conditions are required. First, when the handle handle (2) of the handle part reciprocates once and back, the foot ring chain ring (14) also installs a limiting pin (21) to limit the reciprocating angle so that the chain ring (14) is only one rotation. If the maximum reciprocating angle is 60 degrees, the gear ratio of the large and small spur gears 31 and 33 is set to 3 to 1, and 45 degrees to 4 to 1 (when the reciprocating angle is 180 degrees, it corresponds to the foot pedal rotation angle. In order to amplify the angle, a large spur gear (31) is additionally installed) and the ratio of the gears in contact with each other of the bevel gears (25, 26, 28) must be 1: 1. 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
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 뒷바퀴 좌우에 작은 보조바퀴를 장착하여 핸들 조작으로 자전거를 탈 수 있다.If this invention is put into
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KR20050079994A (en) | 2005-08-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
E601 | Decision to refuse application |