KR20080075046A - Bicycle having pedals operated by reciprocating motion - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 측부 구성도이다. 1 is a side configuration diagram of a bicycle according to an embodiment of the present invention.
도 2는 개략적인 정면구성도이며, 도 3은 주요부분에 대한 사시도이다. FIG. 2 is a schematic front view, and FIG. 3 is a perspective view of a main part.
도 4(a)(b)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 제1,2 푸시레버의 측면도이다.Figure 4 (a) (b) is a side view of the first and second push lever according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2 ; 프레임 24 ; 크랭크축 2 ;
26 ; 구동스프로킷휠 28 ; 종동스프로킷휠 26; Drive
32 ; 구동체인 34,36 ; 제1,2 스프로킷휠32;
38 ; 브래킷 40,42 ; 제1,2 래칫휠38; Bracket 40,42; 1, 2 ratchet wheel
44,46 ; 제1,2 체인 48,50(48',48",50',50") ; 제1,2 푸시레버44,46; First and
52,54(52',54') ; 페달 56 ; 풀리52,54 (52 ', 54'); Pedal 56; Pulley
58 ; 와이어 58; wire
본 발명은 자전거에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전식이 아닌 일정 구간만을 왕복운동하는 페달식 자전거에 관한 것이다. The present invention relates to a bicycle, and more particularly, to a pedal bicycle for reciprocating a certain section rather than a rotation.
자전거는 사용이 편리하며 저렴하여 대중적으로 널리 사용되고 있는 오랜 역사를 가진 운송수단이다. 자전거의 구동은 360°회전되는 2개의 페달이 이용되는 것이 보통이다. 소정의 토크를 발생시키기 위해서 크랭크암은 일정한 길이가 되어야 하는데, 페달이 360°회전하기 때문에 그의 상하방향으로의 행정은 크랭크암의 2배가 된다. 그래서 운전자의 다리는 상하방향으로 크랭크암의 2배정도 되는 직경으로 원운동을 하여야 한다. 일반인의 경우 몸이 유연하기 때문에 별다른 불편함이 없겠지만, 몸이 불편하거나 유연하지 못한 노인, 장애인 등은 위와 같은 범위의 다리운동이 매우 부담스럽게 된다. Bicycles have a long history of being popular and widely used because they are easy to use and inexpensive. The driving of the bicycle is usually two pedals which rotate 360 degrees. In order to generate a predetermined torque, the crank arm must be of constant length, and since the pedal rotates 360 °, its stroke in the vertical direction is twice that of the crank arm. Therefore, the driver's legs should be circular in diameter up to twice the diameter of the crank arm. In the case of the general public because the body is flexible, there will be no discomfort, but the elderly, disabled people, etc. are uncomfortable or inflexible body is very burdened with the above range of leg exercises.
위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 기본적인 목적은, 페달이 일정한 각도 범위 내에서 왕복 운동만을 하는 방식의 자전거를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 크랭크암의 회전중심이 운전자의 몸쪽으로 인접되도록 하여 신장이 작은 사용자도 편리하게 이용할 수 있는 왕복동 페달을 가지는 자전거를 제공하는 것을 구체적인 목적으로 한다. 또한, 적은 힘으로도 요망하는 토크를 발생시킬 수 있는 왕복동 페달을 가지는 자전거를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a bicycle of the type in which the pedal only reciprocates within a certain angle range. In addition, it is a specific object of the present invention to provide a bicycle having a reciprocating pedal that can be conveniently used by a user with a small height by allowing the center of rotation of the crank arm to be adjacent to the driver's body. Another object is to provide a bicycle having a reciprocating pedal capable of generating the desired torque even with a small force.
위와 같은 목적은, 상부에는 시트와 핸들이 설치되고 앞뒤에는 바퀴가 설치되는 트러스 구조의 프레임; 상기 프레임 하단에 설치되는 구동스프로킷휠; 뒷바퀴허브에 설치되며 구동체인에 의해 상기 구동스프로킷휠과 연결되는 종동스프로킷휠; 페달로부터 전달되는 토크를 상기 구동스프로킷휠에 전달하기 위해 상기 구동스프로킷휠의 중심에 끼워지는 크랭크축을 포함하는 자전거에 있어서; The above object is, the top of the seat and the handle is installed on the front and rear of the truss frame frame is installed; A drive sprocket wheel installed at the bottom of the frame; A driven sprocket wheel installed on the rear wheel hub and connected to the drive sprocket wheel by a drive chain; A bicycle comprising a crankshaft fitted to a center of the drive sprocket wheel for transmitting torque transmitted from a pedal to the drive sprocket wheel;
상기 구동스프로킷휠에 토크 전달 가능하도록 상기 크랭크축의 일단에 결합되는 제1 스프로킷휠; 상기 크랭크축의 타단에 토크 전달 가능하게 결합하는 것으로서 상기 제1 스프로킷휠과 동일 직경을 가지는 제2 스프로킷휠; 상기 프레임에 설치 고정되는 브래킷; 상기 크랭크축과 시트 사이에 위치되도록 상기 브래킷에 대칭되게 설치되는 것으로서, 제1,2 체인에 의해 상기 제1,2 스프로킷휠과 각각 연동되는 제1,2 래칫휠; 일단이 상기 제1,2 래칫휠에 각각 토크 전달이 가능하게 연결되며 타단에는 페달이 각각 설치되는 제1,2 푸시레버; 상기 제1,2 푸시레버가 반대위상으로 왕복동되도록 하기 위해 상기 제1,2 푸시레버상에 연결되는 연결수단을 포함함으로써;A first sprocket wheel coupled to one end of the crankshaft to enable torque transmission to the drive sprocket wheel; A second sprocket wheel that is coupled to the other end of the crankshaft so as to transmit torque and has a diameter the same as that of the first sprocket wheel; A bracket fixed to the frame; First and second ratchet wheels symmetrically installed on the bracket to be positioned between the crankshaft and the seat, the first and second ratchet wheels interlocked with the first and second sprocket wheels by first and second chains; First and second push levers, one end of which is connected to the first and second ratchet wheels so as to transmit torque, and the other end of which a pedal is installed; Including connecting means connected to said first and second push levers to cause said first and second push levers to reciprocate out of phase;
상기 페달을 교번하여 밟게 되면, 상기 래칫휠에 의해 상기 구동스프로킷휠을 연속하여 구동하게끔 되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 페달을 가지는 자전거에 의해 달성된다. When the pedal is alternately stepped, the ratchet wheel is achieved by a bicycle having a reciprocating pedal, characterized in that to drive the drive sprocket wheel continuously.
이하, 본 발명의 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 측부 구성도이다. 도 2는 정면구성도이며, 도 3은 주요부분에 대한 사시도이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a side configuration diagram of a bicycle according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a front configuration diagram, Figure 3 is a perspective view of the main part.
도 1에 도시된 자전거의 프레임(2)은 일반적인 다이아몬드 프레임으로서, 탑튜브(4, top tube), 핸들스템(6, handle stem)이 회전 가능하게 끼워지는 헤드튜브(8, head tube), 상단에 시트(9)가 얹혀지는 시트튜브(10, seat tube), 다운튜브(12, down tube), 시트스테이(14, seat stay), 체인스테이(16, chain stay)에 의한 트러스 구조를 가진다.
본 발명은 위의 다이아몬드 프레임을 가지는 자전거에 한정적으로 적용되지 않음이 분명하다. 즉, 후술되는 각 구성요소의 적절한 변경에 의해 다양한 구조의 프레임을 가지는 자전거에 공히 적용될 수 있다. It is clear that the present invention is not limited to the bicycle having the diamond frame above. That is, it can be applied to a bicycle having a frame of various structures by appropriately changing each component described below.
본 발명과 관련된 일반적인 자전거의 주요부분만을 간략히 설명한다. 프레임(2)의 상부에 시트(9)와 핸들(18)이 설치되고 앞뒤에는 바퀴(20,22)가 각각 설치된다. 시트튜브(10)와 다운튜브(12)가 접하는 지점에는 바텀 브래킷(bottom bracket) 베어링을 통해 크랭크축(24)이 횡방향으로 설치된다. 구동스프로킷휠(26)이 크랭크축(24)의 일단에 함께 회전되도록 축결합된다. 종동스프로킷휠(28)은 뒷바퀴허브(30)에 설치되며 구동체인(32)에 의해 상기 구동스프로킷휠(26)과 연결된다. 이로써 종래의 페달(도시되지 않음)을 이용하여 크랭크축(24)을 회전시키게 되면 그 토크는 구동스프로킷휠(26)과 구동체인(32)을 통해 종동스프로킷휠(28)로 전달되어 뒷바퀴(22)를 구동시키게 된다. Only the main parts of the general bicycle related to the present invention will be described briefly. The
이하 본 발명의 특징부를 위의 구성에 결합하여 설명한다. Hereinafter, the features of the present invention will be described in combination with the above configuration.
제1 스프로킷휠(34)이 상기 구동스프로킷휠(26)과 동일한 회전중심으로 함께 회전되도록 상기 구동스프로킷휠(26)에 부착 고정되거나, 토크 전달 가능하게 상기 크랭크축(24)의 일단에 결합된다. 따라서 제1 스프로킷휠(34)에 가해지는 회전력은 뒷바퀴(22)까지 전달될 수 있다. 제1 스프로킷휠(34)의 직경은 상기 구동스프로킷휠(26)의 직경보다 작다.The
제1 스프로킷(34)의 반대편에는 그와 동일 직경을 가지는 제2 스프로킷휠(36)이 상기 크랭크축(24)의 타단에 토크 전달 가능하게 결합된다. 따라서 제2 스프로킷휠(36)에 가해지는 회전력 역시 뒷바퀴(22)까지 전달될 수 있다. On the opposite side of the
브래킷(38)이 용접, 볼트, 크램프 등 통상적 체결수단에 의해 자전거의 기본 프레임(2)에 설치 고정된다. 프레임(2)의 형상에 따라 브래킷(38)은 실로 다양하게 변형될 수 있다. 브래킷(38)은 자체에 큰 하중이 가해지게 되므로 강성을 충분히 유지할 수 있을 정도로 프레임(2)에 설치되어야 한다. 또한, 자체중량을 낮추기 위한 재질적, 구조적 고려가 따라야 할 것이다. 첨부된 각 도면에는 브래킷의 구체적 형상 및 결합방식이 생략되었다. The
제1,2 래칫휠(40,42)이 시트(9)에 인접되도록(즉, 구동스프로킷휠(26)과 시트(9)의 사이에 위치되도록) 브래킷(38)의 양측에 각각 대칭되게 설치된다(제2 래칫휠(42)은 도 2 참조, 이하 같음). 이들의 회전축은 동일선상에 위치토록 한다. 알려진 바와 같이 래칫휠은 일방향으로만 회전력을 전달하기 위한 공지의 기계요소 이므로 그에 대한 상세설명은 필요치 않을 것이다. 본 발명에서 제1 래칫휠(40)은 도 1의 경우 시계방향으로 회전될 경우에만 회전력을 전달하게끔 되어 있다. The first and
제1 래칫휠(40)과 제1 스프로킷휠(34)은 제1 체인(44)에 연결되며, 제2 래칫휠(42)과 제2 스프로킷휠(42)은 제2 체인(46, 도 2 참조, 이하 같음)에 연결된다. 그러므로 제1,2 래칫휠(40,42)은 별도의 전동(傳動)라인을 통해 뒷바퀴(22)에 회전력을 전달할 수 있게 된다. The
기다란 제1 푸시레버(48)는 제1 래칫휠(40)에 토크 전달이 가능하게 연결되고, 동일한 길이의 제2 푸시레버(50)는 제2 래칫휠(42)에 토크 전달이 가능하게 연결된다. 각각의 푸시레버(48,50) 타단에는 페달(52,54)이 연결된다. 페달(52,54)의 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 각 페달(52,54)은 제1,2 푸시레버(48,50)의 단부에 까딱거릴(tilting) 수 있게 함이 바람직하다. The long
본 발명의 핵심은 제1,2 푸시레버(48,50)가 반대위상을 갖고 왕복운동되는 구성에 있다. 운전자는 시트에 착석한 상태에서 페달(52,54)을 교번하여 밟음으로써 연속적으로 구동스프로킷휠(26)을 구동시킬 수 있게 된다. 이를 위해 제1 푸시레버(48)가 하강할 경우 제2 푸시레버(50)가 상승되도록 하고, 반대로 제2 푸시레버(50)가 하강할 경우 제1 푸시레버(48)가 상승하도록 하기 위한 연결수단이 필요하게 된다. 이하, 이 연결수단을 설명한다. The core of the present invention resides in a configuration in which the first and second push levers 48 and 50 are reciprocated with opposite phases. The driver can drive the
우선 풀리(56)가 프레임의 탑튜브(4) 상에 설치된다. 와이어(58), 벨트와 같은 유연성 연결부재의 양단이 풀리(56)를 거쳐 제1,2 푸시레버(48,50)의 중간 지점에 각각 연결된다. 풀리(56)는 회전 가능하게 하고 연결부재는 와이어(58)로 하는 것이 바람직하다. 지레의 원리를 효과적으로 이용하기 위해 와이어(58)와 제1,2 푸시레버(48,50)의 연결지점이 가급적 제1,2 래칫휠(40,42)쪽으로 치우치도록 함이 바람직할 것이다. 한편, 풀리(56)는 브래킷(38)에 설치될 수도 있다. 또한, 도시된 바와 같이 제1,2 스프로킷휠(34,36)의 직경이 제1,2 래칫휠(40,42)의 직경보다 작게 되어 있는데, 그 치수(齒數)의 비에 따라 감속비가 정해진다는 원리에 의하면, 상대적으로 적은 힘으로써 제1,2 스프로킷휠(34,36)을 구동할 수 있게 된다. First, the
위와 같은 구성에 의하면, 운전자가 페달(52,54)을 교번하여 밟게 되면, 제1,2 래칫휠(40,42)에 의해 상기 구동스프로킷휠(26)이 연속하여 구동하게 된다. 또한, 회전력 발생의 근원지가 시트(10)의 바로 아래 또는 그의 인접지점에(즉, 운전자의 몸에 인접하게) 위치하게 된다. 또한, 제1,2 푸시레버(48,50)의 길이를 길게 할 수 있어 적은 힘으로도 구동스프로킷휠(26)을 구동시킬 수 있게 된다.According to the above configuration, when the driver alternately presses the
미관 등을 위해 제1,2 체인(44,46)을 포함한 위에 설명된 구성요소의 전부 또는 일부에는 합성수지 재질의 커버(미도시됨)가 씌워질 수 있다. 자전거의 사용용도 또는 사용자의 특성에 맞도록 제1,2 래칫휠(40,42)의 위치는 브래킷(38)의 설치 위치를 변경함으로써 얼마든지 변경시킬 수 있다. All or some of the above-described components, including the first and
도 4(a)(b)는 본 발명의 다른 실시예에 관한 것으로서 제1,2 푸시레버의 변형 형태를 나타낸다. 도 4(a)는 푸시레버(48',50')가 직선형태가 아닌 일부구간이 호형으로 만곡된 형상을 도시한다. 페달(52,54)은 그의 단부에서 까딱거리게 할 수 있다. 4 (a) and (b) show a modified form of the first and second push levers according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) shows a shape in which the push levers 48 'and 50' are curved in an arc rather than in a straight line.
한편, 푸시레버(48",50")의 길이 또는 페달의 위치를 사용자의 선택에 따라 변경시킬 수 있도록 하는 것도 가능하다. 도 4(b)는 푸시레버(48",50")의 중간지점에 별도의 페달(52',54')이 설치되는 상태를 도시한다. 본 실시예에 의하면, 자전거를 구동하는 힘을 사용자 선택에 따라 조정할 수 있게 하는 구성을 제공한다. On the other hand, it is also possible to change the length of the
본 발명의 기술적 사상은 두발 자전거뿐만 아니라 세발자전거 또는 네발자전거에도 적용이 가능하므로 본 발명의 권리범위는 도시된 두발자전거에만 한정되지 아니한다. The technical scope of the present invention is applicable to not only a two-wheeled bicycle but also a tricycle or a four-bike, so the scope of the present invention is not limited to the illustrated two-bike.
위와 같은 구성에 의하면, 페달이 일정한 각도 범위 내에서 왕복 운동만을 하게 함으로써 운전자의 다리의 움직임 폭을 적게 할 수 있는 자전거가 제공된다. 또한, 회전력의 발생근원이 운전자의 몸쪽으로 인접되도록 하여 신장이 작은 사용자도 편리하게 이용할 수 있는 왕복동 페달을 가지는 자전거가 제공된다. 또한, 적은 힘으로도 요망하는 토크를 발생시킬 수 있는 자전거가 제공된다. According to the above configuration, the bicycle is provided to reduce the width of the driver's leg by allowing the pedal to reciprocate only within a certain angle range. In addition, there is provided a bicycle having a reciprocating pedal that allows the user to generate a rotational force so that the source of rotational force is adjacent to the driver's body so that even a small user can use it conveniently. There is also provided a bicycle capable of generating the desired torque with little force.
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