KR20100085812A - 전신 운동 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전신 운동이 가능한 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세히는 페달을 이용한 자전거 주행과 더불어 푸쉬 운동과 풀 운동을 동시에 실행할 수 있도록 함으로써, 일반 자전거의 단조로움과 자세 경직을 극복하고 여러가지 운동을 복합적으로 수행하고, 자전거의 속도 증가 및 장거리 이동이 용이한 전신 운동 자전거에 관한 것이다.

본 발명은 페달을 이용하여 전진할 수 있는 자전거에 있어서, 프레임에 회전가능하도록 장착된 전, 후방 바퀴; 상기 후방 바퀴에 페달을 이용하여 회전력을 부여하는 제 1 구동부; 및 상기 프레임의 전방에서 핸들의 전후진 스윙 동작을 통하여 상기 제 1 구동부에 회전력을 부가하고, 이를 통하여 상기 후방 바퀴에 회전력을 부여하는 제 2 구동부;를 포함하고, 상기 제 2 구동부는 상기 프레임의 전방에 회전가능하도록 장착된 회전기어와, 상기 회전기어에 동축으로 연결된 제 2 구동 스프로켓과, 상기 회전기어와 맞물리는 변환기어와, 상기 제 2 구동 스프로켓의 일측면에 구비되어 상기 변환기어와 맞물리는 내측기어를 포함한다.

자전거, 전신 운동, 변환기어, 래칫, 조인트

Description

전신 운동 자전거{Bicycle For Whole Body Exercise}

본 발명은 전신 운동이 가능한 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세히는 페달을 이용한 자전거 주행과 더불어 푸쉬 운동과 풀 운동을 동시에 실행할 수 있도록 함으로써, 일반 자전거의 단조로움과 자세 경직을 극복하고 여러가지 운동을 복합적으로 수행하고, 자전거의 속도 증가 및 장거리 이동이 용이한 전신 운동 자전거에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 전, 후에 바퀴가 구비되고 상기 바퀴 중 후방 바퀴에 동력을 전달시켜 전진하는바, 자전거의 뒷바퀴와 바퀴를 고정하는 프레임의 하부에 페달이 형성된 스프로켓을 구비하여 뒷바퀴와 스프로켓을 체인으로 연결하여 페달을 발로 밟으면 스프로켓의 회전동력이 체인을 통해서 뒷바퀴에 전달됨으로써 자전거가 전진하는 것이다.

그리고 자전거의 핸들은 전방 바퀴를 고정하는 조향프레임에 가로로 구비되어 좌, 우로 회전시키면 전방 바퀴가 함께 회전하여 자전거의 방향을 바꿀 수 있도록 한 것으로서, 사용자가 자전거의 안장에 앉아 양팔로 핸들을 잡고 페달을 밟으면 자전거의 뒷바퀴가 구동력을 얻어 앞으로 전진하고, 팔로 핸들을 조정함으로써 자전거의 진행방향을 결정하는 것이다.

이와 같은 종래의 일반적인 자전거는 페달을 발로 밟을 때 상당한 에너지가 소비되고 다리의 근육이 발달되어 자전거 운동이 건강상 좋은 결과를 갖는다.

그러나 상기와 같은 종래의 자전거는 다리만을 이용해서 페달을 밟음으로써 다리에 상당한 운동효과를 가지나, 다리에 피로가 집중되며 다리 이외의 운동은 전혀 이루어지지 않음으로 불균형적인 운동효과를 얻게 되고, 또한 상체는 정지된 상태에서 하체만 움직이게 됨으로써 전신 운동이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

페달을 통한 다리운동 이외에 팔의 스윙운동을 함께 수행할 수 있는 자전거가 제안되기도 하였으나 페달운동 외에 풀 운동이나 푸쉬운동 등 한가지 운동만을 병행하여 수행할 수 있거나 또는, 핸들의 좌우 조향이 불안정하며 일반 자전거의 기능을 겸하여 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 페달 운동뿐만 아니라 자전거 주행과 더불어서 푸쉬운동과 풀 운동을 동시에 실행할 수 있음으로써, 일반 자전거의 단조로움과 자세경직을 극복하고 전신 운동을 복합적으로 수행할 수 있는 전신 운동 자전거를 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명은 페달을 밟아야 진행되는 일반 자전거에 전방 핸들의 전후 스윙동작을 통하여 추가로 동력을 얻음으로써 더욱 빠른 속도로 진행하여 속도감을 느낄 수 있는 전신 운동 자전거를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 페달 운동을 통한 구동력뿐만 아니라 제 2 구동부에 의해 구동력이 추가로 부가됨으로써, 피로도가 분산되어 장거리 이동이 용이한 전신 운동 자전거를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 페달을 이용하여 전진할 수 있는 자전거에 있어서, 프레임에 회전가능하도록 장착된 전, 후방 바퀴; 상기 후방 바퀴에 페달을 이용하여 회전력을 부여하는 제 1 구동부; 및 상기 프레임의 전방에서 핸들의 전후진 스윙 동작을 통하여 상기 제 1 구동부에 회전력을 부가하고, 이를 통하여 상기 후방 바퀴에 회전력을 부여하는 제 2 구동부;를 포함하고, 상기 제 2 구동부는 상기 프레임의 전방에 회전가능하도록 장착된 회전기어와, 상기 회전기어에 동축으로 연결된 제 2 구동 스프로켓과, 상기 회전기어와 맞물리는 변환기어 와, 상기 제 2 구동 스프로켓의 일측면에 구비되어 상기 변환기어와 맞물리는 내측기어를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 1 구동부는 상기 프레임 중앙에 페달을 통하여 회전 가능하도록 구비되는 체인을 매개로 상기 후방 바퀴를 구동시키는 제1구동 스프로켓과, 상기 제1구동 스프로켓과 동축상에 결합되어 체인을 매개로 상기 제2구동부와 연계되는 종동 스프로켓과, 상기 종동 스프로켓과 동축상에 나란히 배치되어 상기 제2구동부에서 발생되는 회전력을 상기 제1구동 스프로켓에 전달 또는 차단하는 클러치를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 1 구동부는 상기 프레임 중앙에 페달을 통하여 회전 가능하도록 장착되어 상기 후방 바퀴를 구동하는 체인을 회전시키도록 하는 제 1 구동 스프로켓을 포함하고, 상기 제 1 구동 스프로켓의 회전축에는 제2구동부와 연계되는 종동 스프로켓이 일체로 연결되어 회전될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 2 구동부는 상기 제 2 구동 스프로켓의 내부에 구비된 래칫과 상기 회전기어가 결합되고, 내부에 래칫이 구비된 변환기어가 상기 회전기어의 외주기어면 및 상기 내측기어의 내주기어면과 맞물릴 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 2 구동부는 상기 제 2 구동 스프로켓이 상기 제 1 구동부에 구비되는 종동 스프로켓과 체인을 매개로 연결되고, 상기 핸들의 일측에 구비되는 힌지축의 사각단면부를 매개로 연결되는 호형기어는 상기 회전기어와 맞물릴 수 있다.

바람직하게는, 상기 핸들은 그 하단에 전방 바퀴가 회전가능하도록 장착되는 조향프레임과, 상기 조향프레임의 상단에 구비되는 회전프레임과, 상기 회전프레임의 내측에 구비되는 볼베어링 및 회전봉과, 상기 회전프레임의 상부 측으로 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 회전봉은 상기 회전프레임의 내측 공간에서 상기 프레임의 전방에 구비되는 힌지축의 원형단면부를 통해 결합될 수 있다.

바람직하게는, 상기 핸들은 그 하단에 전방 바퀴가 회전가능하도록 장착되는 조향프레임과, 상기 조향프레임의 상부에 결합되는 조인트와, 상기 조인트의 상부에 결합되는 회전프레임과, 상기 회전프레임의 내측에 구비되는 볼베어링 및 회전봉과, 상기 회전프레임의 상부 측으로 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 회전봉은 상기 회전프레임의 내측 공간에서 상기 프레임의 전방에 구비되는 힌지축의 원형단면부를 통해 결합되며, 상기 조향프레임은 상기 프레임의 전방측에 일정길이 연장되어 형성된 원통형 관에 끼움 결합될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연장부는 상기 핸들의 높이를 조절할 수 있는 높이조절부를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 의하면, 페달 운동뿐만 아니라 자전거 주행과 더불어서 푸쉬 운동과 풀 운동을 동시에 수행할 수 있음으로써, 일반 자전거의 단조로움과 자세 경직을 극복하고 균형 잡힌 신체 발달을 이룰 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 푸쉬 운동과 풀 운동을 통하여 자전거 진행 방식을 부가 시켜 전신 운동과 함께 속도감을 느끼면서 이동할 수 있을 뿐만 아니라 지루함을 느 끼지 않고 재미있게 운동을 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 페달 운동을 통한 구동력뿐만 아니라 제 2 구동부에 의해 구동력이 추가로 부가됨으로써, 피로도가 분산되어 장거리 이동이 용이한 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전신 운동 자전거(100)는 바퀴(101a,101b), 제 1 구동부(110), 제 2 구동부(120), 핸들(130)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 바퀴(101a,101b)는 프레임(102)의 전, 후방에 회전가능하도록 장착된다. 이와 같은 바퀴(101a,101b)는 자전거(100)가 페달(103)의 운동을 통하여 전진이 이루어지는 경우, 전방 바퀴(101a)가 조향기능을 갖고 후방 바퀴(101b)가 추진기능을 갖는 것이다.

그리고 본 발명은 상기 후방 바퀴(101b)에 페달(103)을 이용하여 회전력을 부여하는 제 1 구동부(110)를 구비한다. 상기 제 1 구동부(110)는 후방 바퀴(101b)에 추진력을 제공하기 위한 것으로, 상기 프레임(102) 중앙에 페달(103)의 운동을 통하여 회전할 수 있도록 장착되는 제 1 구동 스프로켓(111)을 포함한다.

이와 같은 제 1 구동 스프로켓(111)은 체인(104a)을 매개로 후방 바퀴(101b)에 동력 전달이 가능하도록 연결된다. 한편, 후방 바퀴(101b)의 스프로켓(105)은 상기 페달(103)이 정방향 회전되는 경우에는 정방향으로 회전되어 구동력을 전달하 지만, 역방향 회전시에는 공회전 되도록 하는 일방향 래칫(미도시)을 구비한다. 따라서 이와 같은 제 1 구동부(110)는 항상 페달(103)의 운동을 통하여 제 1 구동 스프로켓(111)이 시계방향으로 회전될 때만 자전거가 전진하도록 구성된다.

이와 같은 제 1 구동부(110)에는 그 회전축(112)에 체인(104a)을 매개로 상기 제 2 구동부(120)와 연계되는 종동 스프로켓(113)이 구비되며, 상기 종동 스프로켓(113)과 동축상에 나란히 배치되어 상기 제2구동부(120)에서 전달되는 회전력을 상기 제1구동 스프로켓(111)에 전달 또는 해제하는 클러치(114)가 구비된다.

이와 같은 제1구동부(110)는 상기 종동 스프로켓(113)이 체인(104a)을 매개로 상기 제2구동부(120)와 연결됨으로써, 제 2 구동부(120)에서 전달되는 회전력을 상기 제 1 구동 스프로켓(111)에 부가하여 후방 바퀴(101b)에 전달되도록 한다.

즉, 이후에 설명되는 핸들의 전후진 스윙 동작에 의해서 제 2 구동부(120)가구동되면 종동 스프로켓(113)이 정방향으로 회전되고, 종동 스프로켓(113)에 클러치(114)가 연결되면 제 1 구동 스프로켓(111)을 같은 방향으로 회전시키게 된다. 이로 인해 제 1 구동 스프로켓(111)이 정방향으로 회전하여 발생되는 구동력은 제 1 구동부(110)의 체인(104a)을 통하여 후방 바퀴(101b)를 회전시키고 자전거가 전진하도록 하는 것이다. 이러한 제 2 구동부(120)의 기능에 의해 자전거는 제 1 구동부(110)만으로 구동력을 얻는 경우보다 추가적인 구동력을 얻을 수 있어 자전거의 속도를 높일 수 있는 것이다.

도 2a) 및 도 2b)에 도시된 바와 같이, 제1구동 스프로켓(111)의 회전축 상에 구비되는 클러치(114)는 일반적인 기어변환구조를 사용하여 사용자의 작동에 의 해 종동 스프로켓(113)과 결합 또는 해제되어 제 2 구동부(120)에서 발생되는 회전력을 제 1 구동부(110)로 전달 또는 해제하는 역할을 하는데, 일반 자전거로 사용할 때에는 해제하도록 하여, 페달의 자유로운 역방향 공회전이 가능하도록 한다.

상기와 같이 본 발명에 사용되는 클러치(114)는 도 2a) 및 도 2b)에 사용되는 구조로 한정하는 것은 아니며, 종동 스프로켓(113)에 결합 또는 해제되어 제2구동부(120)에서 전달되는 회전력을 제1구동부(110)로 전달 또는 해제할 수 있는 다양한 방법이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

한편, 도 2c)에 도시한 바와 같이 제 1 구동 스프로켓(111)은 상기 페달(103)이 정방향으로 회전시 정방향으로 회전되어 구동력을 전달하지만, 역방향 회전시에는 공회전 되도록 하는 일방향 래칫(107c)이 구비될 수 있다.

이는 본 발명을 사용자의 편의에 따라 제 2 구동부(120)의 동작과 상관없이, 페달(103)을 공회전 시키거나 정지시킬 수 있는 일반자전거의 기능을 동일하게 부여하기 위한 것이며, 이와 같이 일방향 래칫(107c)을 구비하는 경우, 앞서 설명한 클러치(114)를 구비하지 않아도 페달의 공회전이나 정지를 실행할 수 있다. 또한, 클러치(114)와 일방향 래칫(107c)을 동시에 사용하여 페달의 공회전이나 정지를 실행할 수 있음은 물론이다.

즉, 페달을 시계방향으로 회전시키면 래칫(107c)도 함께 회전되어 제 1 구동 스프로켓(111)까지 시계방향으로 함께 회전되어 구동력을 발생시키며, 이때 핸들을 스윙하지 않으면 제 2 구동부(120)는 제 2 구동 스프로켓(124)에 구비되어 있는 래칫(107a)에 의해 회전기어(121)가 공회전하게 되어 제 1 구동부(110)에 의해 아무 런 영향을 미치지 않는다.

반면에 사용자가 페달(103)을 반시계방향으로 공회전 시키고자 할 때에는 제 1 구동 스프로켓(111)에 구비된 래칫(107c)에 의해 제 1 구동 스프로켓(111)은 공회전을 하게되어 구동력을 발생하지 않으며 사용자의 의도에 따라 쉬거나 페달의 위치를 변경할 수 있게 되는 것이다.

상기 제 2 구동부(120)는 프레임(102)의 전방에 핸들(130)의 전후진 스윙 동작을 통하여 상기 제 1 구동부(110)에 회전력을 부가하고, 이를 통하여 상기 후방 바퀴(101b)에 회전력을 부여하도록 구비된다.

이와 같은 상기 제 2 구동부(120)는 도 3a) ~ 3d)에 도시된 바와 같이, 회전기어(121), 제 2 구동 스프로켓(124), 변환기어(122) 및 내측기어(123)를 포함한다.

상기 제 2 구동부(120)는 상기 프레임(102)의 전방 일측에 회전가능하도록 회전기어(121)가 장착되고, 상기 회전기어(121)에 동축으로 제 2 구동 스프로켓(124)이 연결되는데 상기 제 2 구동 스프로켓(124)은 제 1 구동부(110)에 구비되는 종동 스프로켓(113)에 회전가능하도록 체인(104b)을 매개로 연결되는 구조이다.

이와 같은 회전기어(121)의 회전은 동축으로 연결된 제 2 구동 스프로켓(124)으로 회전력을 전달하여 제 2 구동 스프로켓(124)을 회전시키며, 제 2 구동 스프로켓(124)은 체인(104b)을 통하여 제 1 구동부(110) 측에 위치된 종동 스프로켓(113)에 회전력을 전달하는 것이다.

한편, 상기 제 2 구동 스프로켓(124)의 일측면에 내측기어(123)가 구비되고, 변환기어(122)가 상기 회전기어(121)의 외주기어면(121a) 및 상기 내측기어(123)의 내주기어면(123a)과 맞물리도록 이루어진다.

또한, 상기 호형기어(125)는 일측이 힌지축(106)의 사각단면부(106a)를 매개로 상기 핸들(130)의 일측에 결합되어 핸들(130)의 전후진 스윙 동작에 의하여 회전운동을 하게 되고, 상기 회전기어(121)의 일측이 호형기어(125)의 내측과 기어결합되어 제 2 구동부(120)에서 구동력이 발생하게 된다.

이때, 상기 제 2 구동 스프로켓(124)의 내부와 변환기어(122)의 내부에는 시계방향 회전에 따른 구동력만을 전달하는 래칫(107a, 107b)을 내장하여 핸들을 미는 동작과 당기는 동작 모두에서 상기 제 2 구동 스프로켓(124)의 시계방향 회전만이 발생되도록 한다.

즉 도 4a)에 도시된 바와 같이, 전방 핸들(130)의 전후진 스윙 동작에 의해 호형기어(125)가 시계방향으로 돌아 올라가면, 회전 기어(121)와 제 2 구동 스프로켓(124)은 시계방향으로 회전하여 구동력이 발생되고 변환기어(122)는 반시계방향으로 회전하는데 내부에 구비된 래칫(107b)에 의해 공회전을 하게 된다.

이와는 달리 도 4b)에 도시된 바와 같이, 호형기어(125)가 반시계방향으로 돌아 내려가면 변환기어(122)와 제 2 구동 스프로켓(124)은 시계방향으로 회전하여 구동력을 발생시키고 회전기어(121)는 반시계방향으로 회전하는데 제 2 구동 스프로켓(124)에 구비된 래칫(107a)에 의해 공회전을 하게 되는 것이다.

예를 들어 전방 핸들(130)의 미는 운동(푸쉬 운동)을 설명하면, 호형기 어(125)가 시계방향으로 돌아 올라갈 때 회전기어(121)도 시계방향으로 회전되고, 이에 따라 제 2 구동 스프로켓(124)의 바깥쪽도 함께 시계방향으로 회전되어 제 1 구동부(110)의 종동 스프로켓(113)에 구동력을 부가하게 되고, 이때 회전 기어(121)의 외주기어면(121a)과 내측기어(123)의 내주기어면(123a)에 맞물려있는 변환기어(122)의 안쪽은 반시계 방향으로 회전하게 되는데 변환기어(122) 내부에 구비된 일방향 래칫(107b)에 의해 공회전하게 되어 제 2 구동 스프로켓(124)에 아무런 힘도 전달하지 않게 되어 전방 진행을 위한 구동력만이 제공되는 것이다.

이와는 달리, 전방 핸들(130)을 당기는 운동(풀 운동)의 경우는 호형기어(125)가 반시계방향으로 돌아 내려갈 때 회전기어(121)도 반시계방향으로 회전하게 되는데 제 2 구동 스프로켓(124)의 내부에 구비된 일방향 래칫(107a)에 의해 공회전하게 되어 제 2 구동 스프로켓(124)에 아무런 힘도 전달하지 못하게 된다. 그리고 회전기어(121)가 반시계방향으로 회전하므로 이와 맞물린 변환기어(122)는 시계방향으로 회전되고, 변환기어(122)에 의해 발생되는 구동력에 의해 내측기어(123)도 시계방향으로 회전하게 된다. 이로 인해 내측기어(123)와 일체로 형성된 제 2 구동 스프로켓(124)도 시계방향으로 회전되어 제 1 구동부(110)의 종동 스프로켓(113)에 구동력을 부가하게 되어 자전거의 전방 진행을 위한 구동력이 제공되는 것이다.

본 발명에서 사용되는 일방향 래칫(107a, 107b, 107c)은 도 5에서와 같은 방식으로 형성된다. 즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 핸들의 운동에 의해 회전기 어(121)가 시계방향으로 회전하는 경우 제 2 구동 스프로켓(124)도 같이 시계방향으로 회전할 수 있도록 형성된다. 반면에 도 5b에 도시된 바와 같이 제 1 구동부(110)의 페달의 회전에 따른 회전력이 제 2 구동부(120)에 연결되는 체인(104b)을 회전시키게 되는데, 이때 체인(104b)은 제 2 구동 스프로켓(124)을 시계방향으로 회전시키게 된다. 제 2 구동 스프로켓(124)이 시계방향으로 회전하는 경우 일방향 래칫(107a)에 의하여 회전기어(121)는 회전하지 않게 된다.

이와 같이 구성하는 이유는 전신운동을 통해 자전거를 전진시키는 경우에만 제 2 구동부(120)의 구동력을 제 1 구동부(110)에 전달하여 추가적인 구동을 얻고자 하는 것이며, 반대로 일반운동용의 경우나 전신운동의 경우라도 핸들(130)로 인한 전신운동 동작이 없는 경우 제 1 구동부(110)의 구동력이 제 2 구동부(120)에 전달되어 원하지 않는 핸들의 이동이 일어나는 것을 방지하고자 하는 것이다.

한편, 상기 호형기어(125)는 그 일측에 상기 프레임(102) 측으로 관통하는 핀 고정구(미도시)를 형성하여 핀(미도시)이 고정됨으로써 상기 전방 핸들의 전후진 스윙운동을 구속할 수도 있다. 이와 같은 구조는 전방 핸들(130)의 전후진 스윙동작이 불필요한 경우, 핀을 핀 고정구에 삽입하게 되면 호형기어(125)의 회전동작이 정지되므로 호형기어(125)에 연결된 전방 핸들의 전후진 스윙동작도 정지되며, 따라서 전방 핸들의 전후진 스윙동작을 원천적으로 구속하게 되는 것이다.

상기 핸들(130)은 조향프레임(131), 회전프레임(132), 연장부(133)를 포함한 다.

상기 조향프레임(131)은 그 하단에 전방 바퀴(101a)가 회전가능하도록 장착되고, 상기 조향프레임(131)의 상부에 회전프레임(132)이 구비되어, 사용자가 손잡이(134)의 좌우 회전시 회전프레임(132)의 회전에 따라 같이 회전하여 조향기능을 수행한다. 그리고 상기 회전프레임(132)의 내측에는 볼베어링(131a)과 회전봉(131b)이 구비된다.

회전봉(131b)은 힌지축(106)의 원형단면부(106b)를 매개로 자전거 프레임(102)의 전방에 결합되어 핸들(130)이 전후방으로 스윙동작이 이루어지도록 하며 회전봉(131b) 외측의 회전프레임(132)은 연장부(133)와 연결되어 있다.

상기 회전봉(131b)은, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 그 하단이 힌지축(106)의 원형단면부(106b)를 매개로 자전거 프레임(102)의 전방에 결합되어 핸들(130)의 전후진 스윙동작이 가능하다. 또한, 상기 회전봉(131b)은 그 외측으로 회전프레임(132)이 볼베어링(131a)을 통하여 회전가능하도록 장착되어서 상기 회전봉(131b)을 축으로 좌우방향으로 회전이 가능하고 이를 통하여 하부에 연결된 조향프레임(131)도 함께 좌우방향으로 회전을 하며, 조향프레임(131)의 하단에 장착된 전방 바퀴(101a)를 좌우회전시켜서 자전거의 조향이 이루어지는 것이다.

한편, 힌지축(106)은 원형단면부(106b)와 사각단면부(106a)로 이루어져 있는데 원형단면부(106b)는 회전봉(131b)의 하부와 프레임(102)을 연결하여 핸들(130)의 전후진 스윙 동작이 가능하도록 하고, 사각단면부(106a)는 회전봉(131b)에 호형기어(125)의 일측을 고정하여 핸들(130)의 전후진 스윙 동작시 호형기어(125)의 상 하 호형운동이 동시에 이루어지도록 구성된다.

상기 연장부(133)는 하나의 부재가 일체로 형성되어 상부에 사용자가 취부할 수 있도록 손잡이가 가로로 형성된다. 한편, 상기 연장부(133)는 도 8에 도시된 바와 같이, 내부부재(133a)와 외부부재(133b)로 이루어지며, 상기 회전프레임(132)에 연장되어 형성되는 내부부재(133a)는 외부부재(133b)에 삽입이 이루어지도록 형성하여 높이를 조절할 수 있도록 형성될 수도 있다. 도 8에서는 내부부재(133a)에 관통공(133c)을 형성하고 상기 관통공(133c)에 외부부재(133b)에 구비된 핀과 같은 구조를 삽입함으로써 높이 조절을 하는 것으로 도시하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 내부부재(133a)와 외부부재(133b)의 마찰력을 이용하거나 다단절첩구조를 이용하여 높이 조절을 할 수 있도록 구성될 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 연장부(133)는 사용자가 조향을 위해 핸들(130)을 좌우로 회전시 그 힘을 원활하게 전달할 수 있도록 원형보다는 다각 단면, 더 바람직하게는 사각 단면으로 형성될 수 있다.

상기 핸들(130)은 다른 실시예로서, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 조향프레임(131), 조인트(140), 회전프레임(132), 연장부(133)를 포함한다.

상기 조향프레임(131)은 그 하단에 전방 바퀴(101a)가 회전가능하도록 장착되고, 상기 조향프레임(131)의 상부에 조인트(140)가 결합되어 사용자가 손잡이(134)의 좌우 회전시 회전프레임(132)의 회전에 따라 같이 회전하여 조향기능을 수행한다. 이때, 조향프레임(131)은 프레임(102)의 전방측에 일정길이 연장되어 형 성된 원통형 관(102a)에 끼움 결합되어 전후진 스윙운동은 구속되지만 좌우측의 회전은 가능하여 조향기능을 수행하도록 결합되는 것이다. 그리고 조인트(140)의 상부에 결합되는 회전프레임(132)은 그 내측에 볼베어링(131a)과 회전봉(131b)이 구비된다. 회전봉(131b)은 힌지축(106)의 원형단면부(106b)를 매개로 자전거 프레임(102)의 전방에 결합되어 핸들(130)이 전후방으로 스윙동작이 이루어지도록 하며 회전봉(131b) 외측의 회전프레임(132)은 연장부(133)와 연결되어 있다.

상기 회전봉(131b)은 위의 실시예에서 언급한 바와 동일한 구성과 작용을 하므로 이하 생략하고, 조인트(140)부분에 대해서만 설명하기로 한다.

상기 조인트(140)는 상부 조인트(141), 하부 조인트(142) 및 중간 조인트(143)를 포함하며 도 11에서와 같은 방식으로 형성된다. 상부 조인트(141)는 상기 회전프레임(132)과 결합하고, 하부 조인트(142)는 전방 바퀴(101a)가 장착된 조향프레임(131)과 결합된다. 그리고 상부 조인트(141)와 하부 조인트(142)는 십자베어링(미도시)을 매개로 각각 중간 조인트(143)에 연결된다.

이때 중간 조인트(143)는 길이 중간에 슬라이드 운동을 할 수 있는 다각단면의 신축이음바(143a)가 구비되어 중간 조인트(143)의 길이가 신축될 수 있도록 구성된다.

즉, 상부 조인트(141)는 회전봉(131b)의 하부와 프레임(102)을 연결하는 힌지축(106)과 병행하여 핸들(130)의 전후진 스윙동작이 가능하도록 형성된다. 그리고 상부 조인트(141)와 하부 조인트(142)사이의 길이가 신축되는 중간 조인트(143)로 연결되어 있어서 핸들(130)을 밀고 당김에 따라 길이가 변화되어 하부 조인트(142)가 연결된 조향프레임(131)과 전방바퀴(101a)는 핸들(130)의 전후진 스윙동작으로 인해 아무런 영향을 받지 않도록 한다. 이와 더불어 조향프레임(131)이 프레임(102)의 전방측에 일정길이 연장되어 형성된 원통형 관(102a)에 끼움 결합됨으로써 핸들(130)의 전후진 스윙운동으로 인한 조향프레임(131) 및 전방 바퀴(101a)의 흔들림을 방지하여 자전거의 전진이 방해받지 않고 원활히 이동할 수 있는 것이다.

그리고 핸들(130)을 좌우로 회전시켜 조향이 되는 경우에는, 상기 회전봉(131b)이 그 외측으로 회전프레임(132)의 내부에 형성된 볼베어링(131a)을 통하여 회전가능하도록 장착되어서 상기 회전봉(131b)을 축으로 좌우방향으로 회전을 하게 된다. 이와 같은 회전프레임(132)의 회전은 다각 단면의 중간 조인트(143)에 의하여 조인트(140)의 좌우 회전이 이루어지고 조인트(140) 하부에 연결된 조향프레임(131) 및 전방바퀴(101a)도 함께 좌우방향으로 회전되어 자전거의 조향이 이루어지는 것이다. 이때, 조향프레임(131)은 프레임(102)의 전방측에 일정길이 연장되어 형성된 원통형 관(102a)에 끼움 결합되어 전후진 스윙운동은 구속되지만 좌우측의 회전은 가능한 구조로 형성되므로 핸들 전체의 조향이 이루어지는 것이다.

본 발명은 도 12a)에 도시된 바와 같이, 페달(103) 운동을 하면서 푸쉬 운동과 풀 운동을 동시에 병행할 수 있다.

이와 같은 경우, 사용자는 제 1 구동부(110)의 페달을 이용하여 제 1 구동 스프로켓(111)을 회전시키고, 체인(104a)을 이용하여 후방 바퀴(101b)를 회전시킨 다음, 자전거의 전진이 이루어진다. 그리고 자전거가 전진되는 상태에서 전방 핸들(130)을 앞으로 미는 푸시 운동과 뒤로 당기는 풀 운동을 동시에 실시할 수 있다.

이와 같은 경우에 핸들(130)을 앞으로 미는 푸쉬 운동은 앞서 설명된 바와 같이, 호형기어(125)와 회전 기어(121)가 시계 방향으로 회전하여 구동력을 발생시킴으로서 제 2 구동 스프로켓(124)이 회전되고 체인(104b)을 통해 제 1 구동부(110)에 구동력이 전달되는 경우이다.

이때 사용자가 발휘해야 하는 힘은 자전거의 구동력과 함께 사용자 본인 체중의 일부를 밀어내는 역할도 갖게 되는데, 이는 사용자의 체중 자체가 전방 핸들(130)을 사용자 쪽으로 당겨오는 힘으로 작용하는 위치에 있기 때문이다. 따라서 푸쉬 운동의 경우 사용자에게 충분한 부하를 주어 근력 운동을 높이는데 바람직하다.

그리고 핸들(130)을 당기는 풀 운동은 앞서 설명한 바와 같이, 호형기어(125)가 반시계 방향으로 회전되고 이에 의해 변환기어(122)와 내측기어(123)가 시계방향으로 회전되어 구동력을 발생시킴으로서 제 2 구동 스프로켓(124)이 회전되고 체인을 통해 제 1 구동부(110)에 구동력이 전달되는 경우이다.

이때에도 사용자의 체중 자체는 전방 핸들(130)을 사용자 쪽으로 당겨오는 힘이 작용하는 위치에 있기 때문에 사용자 체중의 일부가 사용자의 당기는 힘과 합쳐져 더욱 큰 구동력을 전달할 수 있어 속도 증가에 유리하다.

한편, 도 12b)는 핸들에 조인트를 구비한 전신 운동 자전거(100')의 동작 상 세도이다. 조인트 조향방식의 자전거(100')는 앞에서 언급한 것처럼, 푸쉬 운동과 풀 운동을 하는 과정에서 전방바퀴(101a)가 장착된 조향프레임(131)은 프레임에 형성된 원통형 관(102a)에 의해 전후진 방향의 운동이 구속되고 조인트(140)에 의해 핸들의 전후진 스윙 운동에 따른 회전력과 흔들림에 아무런 영향을 받지 않게 된다.

이로 인해 사용자의 체중이동으로 인한 운동 부하가 전달되지 않고, 밀고 당기는 힘은 순수히 제 2 구동부(120)에서 발생하는 구동력이 되어 제 1 구동부(110)에 부가된다. 따라서 조인트 조향방식의 자전거(100)는 푸쉬운동과 풀 운동을 수행하는 동안 Hard Point의 변화가 없어 좌우로의 조향이 더욱 안정적으로 이루어지며 사용자의 힘이 순수한 구동력으로 작동되므로 자전거의 진행 속도 증가에도 유리하다.

이와 같은 푸쉬 및 풀 운동을 하게 되면, 제 1 구동부(110)에서 페달(103) 운동에 의해 발생되는 구동력과 제 2 구동부(120)에서 발생되는 회전력을 제 1 구동부(110)에 부가하여 후방 바퀴(101b)의 회전력을 강화 시킬 수 있고, 이로 인해 자전거가 더욱 빠른 속도로 진행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 의하면, 페달 운동뿐만 아니라 자전거 주행과 더불어서 제 1 구동부와 제 2 구동부의 동작을 통하여 푸쉬 운동과 풀 운동을 동시에 수행할 수 있음으로써, 일반 자전거의 단조로움과 자세 경직을 극복하고 균형 잡힌 신체 발달을 이룰 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 푸쉬 운동과 풀 운동을 통하여 자전거 진행 방식을 부가 시켜 전신 운동과 함께 속도감을 느끼면서 이동할 수 있을 뿐만 아니라 지루함을 느끼지 않고 재미있게 운동을 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 페달 운동을 통한 구동력뿐만 아니라 제 2 구동부에 의해 구동력이 추가로 부가됨으로써, 피로도가 분산되어 장거리 이동이 용이한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 전신 운동 자전거에 의하면 푸쉬, 풀 또는 푸쉬/풀 병행 운동을 함으로써, 제 1 구동부에서 페달 운동에 의해 발생되는 구동력과 제 2 구동부에서 발생되는 회전력을 제 1 구동부에 부가하여 후방 바퀴의 회전력을 강화 시킬 수 있고, 이로 인해 자전거가 더욱 빠른 속도로 진행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 의하면, 페달 운동뿐만 아니라 자전거 주행과 더불어서 제 1 구동부와 제 2 구동부의 동작을 통하여 푸쉬 운동과 풀 운동을 동시에 수행할 수 있음으로써, 일반 자전거의 단조로움과 자세 경직을 극복하고 균형 잡힌 신체 발달을 이룰 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 푸쉬 운동과 풀 운동을 통하여 자전거 진행 방식을 부가 시켜 전신 운동과 함께 속도감을 느끼면서 이동할 수 있을 뿐만 아니라 지루함을 느끼지 않고 재미있게 운동을 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 페달 운동을 통한 구동력뿐만 아니라 제 2 구동부에 의해 구동력이 추가로 부가됨으로써, 피로도가 분산되어 장거리 이동이 용이한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명을 이와 같은 특정 구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그러나 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전신 운동 자전거를 도시한 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 구비된 제 1 구동부의 상세도로서, a)는 클러치 구비용 b)는 클러치 결합 해제 관계 c)는 래칫 구비용.

도 3은 본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 구비된 제 2 구동부의 상세도로서, a)는 측면도 b)는 배면도 c)는 정면도 d)는 분리 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 구비된 제 2 구동부의 회전 동작을 개념적으로 도시한 도면으로서

a)는 호형기어가 시계방향으로 작동되는 경우

b)는 호형기어가 반시계방향으로 작동되는 경우.

도 5는 본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 구비된 래칫의 회전 동작을 개념적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 구비된 전방핸들부분을 확대하여 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 구비된 전방 핸들의 회전 봉과 볼 베어링 주변 구조를 확대하여 도시한 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 전신 운동 자전거에 구비된 전방 핸들의 연장부를 도시한 측면도.

도 9는 본 발명에 따른 전신 운동 자전거의 핸들의 변형예를 도시한 측면도.

도 10은 조인트 부분과 그 주변 구조를 확대하여 도시한 측면도.

도 11은 본 발명에 사용된 조인트를 도시한 사시도.

도 12는 본 발명에 따른 전신 운동 자전거의 페달 운동과 푸쉬운동 및 풀 운동을 병행하는 작동 상세도로서

a)는 핸들에 조인트가 구비되지 않는 방식의 전신 운동 자전거.

b)는 핸들에 조인트가 구비된 전신 운동 자전거.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 전신 운동 자전거 101a,101b : 바퀴

102 : 프레임 102a : 원통형 관

103 : 페달 104a : 체인

105 : 후방 바퀴 스프로켓 106 : 힌지축

106a : 사각단면부 106b : 원형단면부

107a,107b,107c : 래칫 110 : 제1구동부

111 : 제1구동 스프로켓 112 : 회전축

113 : 종동 스프로켓 114 : 클러치

120,220 : 제2구동부 121 : 회전기어

121a : 외주기어면 122 : 변환기어

123 : 내측기어 123a : 내주기어면

124 : 제2구동 스프로켓 125 : 호형기어

130 : 핸들 131 : 조향프레임

131a : 볼베어링 131b : 회전봉

132 : 회전프레임 133 : 연장부

133a : 내부부재 133b : 외부부재

133c : 관통공 134 : 손잡이

140 : 조인트 141 : 상부조인트

142 : 하부조인트 143 : 중간조인트

143a : 신축이음바

Claims (8)

1. 페달을 이용하여 전진할 수 있는 자전거에 있어서,

   프레임에 회전가능하도록 장착된 전, 후방 바퀴;

   상기 후방 바퀴에 페달을 이용하여 회전력을 부여하는 제 1 구동부; 및

   상기 프레임의 전방에서 핸들의 전후진 스윙 동작을 통하여 상기 제 1 구동부에 회전력을 부가하고, 이를 통하여 상기 후방 바퀴에 회전력을 부여하는 제 2 구동부;를 포함하고,

   상기 제 2 구동부는 상기 프레임의 전방에 회전가능하도록 장착된 회전기어와, 상기 회전기어에 동축으로 연결된 제 2 구동 스프로켓과, 상기 회전기어와 맞물리는 변환기어와, 상기 제 2 구동 스프로켓의 일측면에 구비되어 상기 변환기어와 맞물리는 내측기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 구동부는 상기 프레임 중앙에 페달을 통하여 회전 가능하도록 구비되는 체인을 매개로 상기 후방 바퀴를 구동시키는 제1구동 스프로켓과, 상기 제1구동 스프로켓과 동축상에 결합되어 체인을 매개로 상기 제2구동부와 연계되는 종동 스프로켓과, 상기 종동 스프로켓과 동축상에 나란히 배치되어 상기 제2구동부에서 발생되는 회전력을 상기 제1구동 스프로켓에 전달 또는 차단하는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 구동부는 상기 프레임 중앙에 페달을 통하여 회전 가능하도록 장착되어 상기 후방 바퀴를 구동하는 체인을 회전시키도록 하는 제 1 구동 스프로켓을 포함하고, 상기 제 1 구동 스프로켓의 회전축에는 제2구동부와 연계되는 종동 스프로켓이 일체로 연결되어 회전되는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.
4. 제 2항 및 제 3항에 있어서, 상기 제 2 구동부는 상기 제 2 구동 스프로켓의 내부에 구비된 래칫과 상기 회전기어가 결합되고, 내부에 래칫이 구비된 변환기어가 상기 회전기어의 외주기어면 및 상기 내측기어의 내주기어면과 맞물리는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 구동부는 상기 제 2 구동 스프로켓이 상기 제 1 구동부에 구비되는 종동 스프로켓과 체인을 매개로 연결되고, 상기 핸들의 일측에 구비되는 힌지축의 사각단면부를 매개로 연결되는 호형기어는 상기 회전기어와 맞물리는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.
6. 제 1항에 있어서, 상기 핸들은 그 하단에 전방 바퀴가 회전가능하도록 장착되는 조향프레임과, 상기 조향프레임의 상단에 구비되는 회전프레임과, 상기 회전프레임의 내측에 구비되는 볼베어링 및 회전봉과, 상기 회전프레임의 상부 측으로 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 회전봉은 상기 회전프레임의 내측 공간에서 상 기 프레임의 전방에 구비되는 힌지축의 원형단면부를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.
7. 제 1항에 있어서, 상기 핸들은 그 하단에 전방 바퀴가 회전가능하도록 장착되는 조향프레임과, 상기 조향프레임의 상부에 결합되는 조인트와, 상기 조인트의 상부에 결합되는 회전프레임과, 상기 회전프레임의 내측에 구비되는 볼베어링 및 회전봉과, 상기 회전프레임의 상부 측으로 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 회전봉은 상기 회전프레임의 내측 공간에서 상기 프레임의 전방에 구비되는 힌지축의 원형단면부를 통해 결합되며, 상기 조향프레임은 상기 프레임의 전방측에 일정길이 연장되어 형성된 원통형 관에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 연장부는 상기 핸들의 높이를 조절할 수 있는 높이조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전신 운동 자전거.

Images