KR20110028125A - Gear apparatus and bicycle using there of - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기어(gear)를 이용한 왕복운동(또는 회전운동)을 회전운동(또는 왕복운동)으로 바꿔주는 장치 및 이를 이용한 자전거에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for converting a reciprocating motion (or rotational motion) using a gear into a rotational motion (or reciprocating motion) and a bicycle using the same.
직선왕복운동(또는 회전운동)을 회전운동(왕복운동)으로 바꿔주는 장치로는 크랭크가 널리 사용되고 있다. Cranks are widely used as a device for converting linear reciprocating motion (or rotational motion) into rotational motion (reciprocating motion).
크랭크는 크랭크축, 크랭크암, 크랭크핀으로 구성되어, 왕복운동이 크랭크핀에 전해지면, 크랭크핀은 크랭크암의 길이를 반지름으로 하는 원운동을 하여 크랭크축을 회전시키는 장치이다.The crank is composed of a crank shaft, a crank arm, and a crank pin. When the reciprocating motion is transmitted to the crank pin, the crank pin is a device for rotating the crank shaft by performing a circular motion having the length of the crank arm as a radius.
이와 같은 왕복운동(또는 회전운동)을 회전운동(또는 왕복운동)으로 바꿔주는 장치에 대한 선행기술로는 대한민국 공개특허10-2007-0039763호(발명의 명칭: 엔진의 크랭크 샤프트) 등이 있다.The prior art for a device for converting such a reciprocating motion (or rotational movement) into a rotational motion (or reciprocating motion) is Korean Patent Publication No. 10-2007-0039763 (name of the invention: the crankshaft of the engine) and the like.
하지만 상기 인용기술은 크랭크핀을 별도로 제조하여 크랭크에 가해지는 힘에 의해 크랭크가 파손되는 것을 방지하는 기술만을 개시하고 있을뿐, 크랭크암의 회전운동을 위한 크랭크핀의 회전축이 크랭크암의 한쪽 방향으로 편향되어 있어서, 편향된 회전축에만 무리한 힘이 가해지는 크랭크의 구조적인 문제점을 해결하지 못해 회전운동과 왕복운동을 전환하는 과정에서 발생되는 동력 손실 및 장치의 불균형을 초래한다.However, the above cited technology discloses only a technique of manufacturing a crank pin separately to prevent the crank from being broken by the force applied to the crank, and the rotation axis of the crank pin for the rotational movement of the crank arm is in one direction of the crank arm. As it is deflected, it does not solve the structural problem of the crank, in which excessive force is applied only to the deflected rotating shaft, resulting in power loss and device imbalance generated in the process of switching between rotational and reciprocating motion.
이에 본 발명은 기어를 이용하여 왕복운동(또는 회전운동)을 회전운동(또는 왕복운동)으로 변환하는 과정에서 발생되는 동력 손실 및 장치의 불균형을 해소하고, 효율적으로 동력을 전달할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention solves the power dissipation and device imbalance generated in the process of converting the reciprocating motion (or rotational motion) into the rotational motion (or reciprocating motion) using a gear, and provides a technology capable of transmitting power efficiently. It aims to do it.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양에 따른 기어장치는, 제1고정기어; 상기 제1고정기어와 맞물려서 회전하는 제1전환기어; 상기 제1전환기어와 맞물려서 회전하는 제1회전기어; 상기 제1고정기어, 제1전환기어 및 상기 제1회전기어의 중심을 연결하는 제1연결아암; 일측이 상기 제1회전기어에 고정되어 상기 제1회전기어와 함께 회전하는 제1왕복아암; 을 포함하고, 상기 제1왕복아암의 타측은 왕복운동하며, 상기 제1회전기어가 상기 제1고정기어를 공전함에 따라, 상기 제1고정기어의 중심과 연결되어 있는 상기 제1연결아암의 일측은 회전운동하게되어 회전운동과 왕복운동이 서로 전환되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, a gear device includes: a first fixed gear; A first shift gear rotating in engagement with the first fixed gear; A first rotary gear meshed with the first shift gear to rotate; A first connecting arm connecting a center of the first fixed gear, the first switching gear, and the first rotary gear; A first reciprocating arm having one side fixed to the first rotary gear to rotate together with the first rotary gear; The other side of the first reciprocating arm includes a reciprocating motion, and as the first rotary gear revolves the first fixed gear, one side of the first connecting arm connected to the center of the first fixed gear. The rotary motion is characterized in that the rotational motion and the reciprocating motion is switched to each other.
그리고, 본 발명의 일 태양에 따른 기어장치는, 상기 제1고정기어의 중심축과 동축을 이루는 축상에 중심축이 위치한 제2고정기어; 상기 제2고정기어와 맞물려서 회전하는 제2전환기어; 상기 제2전환기어와 맞물려서 회전하는 제2회전기어; 상기 제2고정기어, 제2전환기어 및 상기 제2회전기어를 연결하는 제2연결아암; 상기 제2회전기어에 고정되는 제2왕복아암; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The gear device according to an aspect of the present invention includes a second fixed gear having a central axis on an axis coaxial with a central axis of the first fixed gear; A second switching gear that rotates in engagement with the second fixed gear; A second rotary gear meshed with the second switching gear to rotate; A second connecting arm connecting the second fixed gear, the second switching gear, and the second rotary gear; A second reciprocating arm fixed to the second rotary gear; It characterized in that it further comprises.
또한, 상기 제1고정기어의 반지름(R1)은 상기 제1회전기어의 반지름(r1)의 두배인 것을 특징으로 한다.In addition, the radius (R1) of the first fixed gear is characterized in that twice the radius (r1) of the first rotary gear.
여기서, 상기 제1고정기어의 반지름(R1) 및 상기 제2고정기어의 반지름(R2)은 상기 제1회전기어의 반지름(r1) 및 상기 제2회전기어의 반지름(r2)의 두배인 것을 특징으로 한다.Here, the radius R1 of the first fixed gear and the radius R2 of the second fixed gear are twice the radius r1 of the first rotary gear and the radius r2 of the second rotary gear. It is done.
아울러, 상기 제1고정기어의 반지름(R1)은 상기 제2고정기어의 반지름(R2)과 서로 동일하게 마련되며; 상기 제1회전기어의 반지름(r1)은 상기 제2회전기어의 반지름(r2)과 서로 동일하게 마련되는 것을 특징으로 한다.In addition, the radius (R1) of the first fixed gear is provided to be the same as the radius (R2) of the second fixed gear; The radius (r1) of the first rotary gear is characterized in that the same as that provided with the radius (r2) of the second rotary gear.
그리고, 상기 제1연결아암의 길이 및 상기 제1왕복아암의 길이는 동일한 것을 특징으로 한다.The length of the first connecting arm and the length of the first reciprocating arm are the same.
또한, 상기 제2연결아암 및 상기 제2왕복아암의 길이는 동일한 것을 특징으로 한다.In addition, the length of the second connecting arm and the second reciprocating arm is characterized in that the same.
여기서, 상기 제1연결아암은 상기 제1고정기어의 회전중심에 연결되고; 상기 제2연결아암은 상기 제2고정기어의 회전중심에 연결되며; 상기 제1연결아암은 상기 제2연결아암을 기준으로 180도 회전된 위치와 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.Wherein the first connecting arm is connected to a rotation center of the first fixed gear; The second connecting arm is connected to a rotation center of the second fixed gear; The first connecting arm may be disposed at a position corresponding to a position rotated 180 degrees with respect to the second connecting arm.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양에 따른 자전거는, 직선왕복운동을 회전운동으로 변환하기 위한 변환부; 상기 변환부에 동력을 제공하기 위한 구동부; 상기 구동부에 의하여 발생된 동력을 제어하기 위한 조향부; 상기 구동부, 변환부 및 조향부를 지지하기 위한 프레임부; 를 포함하고, 상기 변환부는 제2항에 따른 기어장치로 마련되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in order to achieve this object, the bicycle according to one aspect of the present invention, a conversion unit for converting a linear reciprocating motion into a rotational motion; A driving unit for providing power to the conversion unit; A steering unit for controlling power generated by the driving unit; A frame unit for supporting the driving unit, the conversion unit, and the steering unit; It includes, characterized in that the conversion unit is provided with a gear device according to claim 2.
그리고, 상기 구동부는, 직선왕복운동을 하기 위한 페달; 상기 페달과 연결되어 상기 페달의 직선왕복운동을 상기 변환부에 전달하기 위한 제1전달수단; 상기 변환부에 의해 변환된 회전운동을 통해 회전하는 구동바퀴; 및 상기 변환부와 연결되어 상기 구동바퀴에 회전운동을 전달하기 위한 제2전달수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.And, the drive unit, a pedal for linear reciprocating motion; First transmission means connected to the pedal to transmit the linear reciprocating motion of the pedal to the converter; A driving wheel that rotates through the rotational movement converted by the conversion unit; And second transmission means connected to the conversion unit for transmitting a rotational movement to the drive wheel. Characterized in that it comprises a.
또한, 인체의 하중을 분산하기 위한 메트리스부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the mattress for distributing the load of the human body; It characterized in that it further comprises.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기어장치는 왕복운동(또는 회전운동) 및 회전운동(또는 왕복운동)의 다른 힘이 회전판의 서로 다른 축을 사용하여 전환되지 않고 동일한 축을 사용하여 변환되므로 회전판의 한쪽 방향으로 축이 치우쳐지는 것으로 인해 발생하는 동력 손실 및 장치의 불균형을 해소하는 효과가 있다.As described above, the gear device according to the present invention has one side of the rotating plate because the other force of the reciprocating motion (or rotational movement) and the rotating motion (or reciprocating motion) is converted using the same axis without being converted using different axes of the rotating plate. There is an effect of resolving power dissipation and device imbalance caused by the shaft in the direction.
그리고, 서로 대칭되는 형태의 기어를 적용하여 회전운동 및 왕복운동으로 인한 진동을 감소시키고 효율적으로 동력을 전달할 수 있는 효과가 있다.In addition, by applying the gears symmetrical to each other there is an effect that can reduce the vibration caused by the rotational and reciprocating motion and transmit power efficiently.
또한, 상기 기어장치를 이용하는 자전거는 동력 손실 및 장치의 불균형이 해소되어 현저한 주행성능 향상의 효과가 있으며, 이러한 주행성능 향상을 통하여 자전거를 이용하여 원거리까지 주행할 수 있어 연료절감 및 교통체증해소의 경제적인 효과가 있다.In addition, the bicycle using the gear device has the effect of remarkably improving the driving performance by eliminating the power loss and the imbalance of the device, and can drive to a long distance by using the bicycle through such a driving performance improvement to reduce fuel and traffic jams It has an economic effect.
아울러 상기 기어장치를 이용하는 자전거는 다양한 형태로 주행이 가능하며, 이를 통하여 주행시 신체의 무게가 집중되는 허리 및 엉덩이의 피로도를 감소시키는 효과가 있다. 예를 들어 엎드려 타는 자전거의 경우 허리 및 엉덩이에 가해지는 압력을 복부 및 허벅지 등으로 분산할 수 있어 주행시 발생되는 허리 및 엉덩이의 피로를 감소시킬 수 있다. 또한, 고속주행시 공기와의 마찰을 줄이기 위해서는 상체를 구부려야하는데, 엎드려 타는 자전거의 경우 허리를 구부리지 않고 고속으로 주행이 가능하여 허리를 구부림으로 인해 발생되는 통증을 원천적으로 차단할 수 있다.In addition, the bicycle using the gear device can be driven in a variety of forms, through which there is an effect of reducing the fatigue of the waist and hips the body weight is concentrated. For example, in the case of a prone bicycle, the pressure applied to the lower back and hips can be distributed to the abdomen and the thighs, thereby reducing the fatigue of the lower back and hips while driving. In addition, in order to reduce friction with air during high-speed driving, the upper body needs to be bent. In the case of a prone bicycle, it is possible to block the pain caused by bending the waist at high speed without being able to bend the waist.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 설명의 간결함을 위해 자명하거나 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축하기로 한다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, for the sake of brevity of description, overlapping descriptions will be omitted or compressed as much as possible.
<제1실시예>First Embodiment
본 실시예에 따른 기어장치(100)는 왕복운동(또는 회전운동)을 회전운동(또는 왕복운동)으로 바꿔주는 기술에 관계한다.The
도1및 도2는 본 실시예에 따른 기어장치(100)에 대한 사시도 및 분해 사시도이다.1 and 2 are a perspective view and an exploded perspective view of the
본 실시예에 따른 기어장치(100)는, 도1 및 도2에서 참조되는 바와 같이, 프레임(110), 제1고정기어(111a), 제1전환기어(112a), 제1회전기어(113a), 제1연결아암(114a), 제1왕복아암(115a) 등을 포함하여 구성된다.In the
프레임(110)은 왕복운동(또는 회전운동)을 회전운동(또는 왕복운동)으로 변환시 발생되는 토크 및 관성력을 지지하는 장치로써, 사용용도에 따라 합금 또는 알루미늄 등의 재질로 마련되는 것이 바람직하다.
제1고정기어(111a)는 프레임(110)에 고정되어 기어장치(100)를 지지하는 장치이다. 또한, 제1고정기어(111a)를 보다 견고하게 고정하기 위하여 다수의 고정핀(P)을 사용하여 고정하는 것이 바람직하다.The first
제1전환기어(112a)는 제1고정기어(111a)와 맞물려 회전하는 장치로써, 제1고정기어(111a) 및 제1회전기어(113a)와 무관하게 다양한 크기로 이루어질 수 있다.The
제1회전기어(113a)는 제1전환기어(112a)와 맞물려 회전하는 장치로써, 제1전환기어(112a)와 함께 왕복운동(또는 회전운동)을 회전운동(또는 왕복운동)으로 바꿔주는 역할을 한다.The first
제1연결아암(114a)은 제1고정기어(111a), 제1전환기어(112a), 제1회전기어(113a)와 연결되어 제1고정기어(111a)를 중심으로 제1전환기어(112a) 및 제1회전기어(113a)가 같은 방향으로 공전하도록 하는 장치로써, 제1고정기어(111a), 제1전환기어(112a) 및 제1회전기어(113a)의 각 회전중심을 연결하는 것이 바람직하다. 이때, 제1고정기어(111a)의 중심에 연결되는 제1연결아암(114a)의 일축을 제1회전축(114aa)이라 한다. 아울러 제1회전축(114aa)은 제1고정기어(111a) 또는 프레 임(110)에 의해 지지될 수 있으나, 제1회전축(114aa)의 견고한 지지를 위해 프레임(110)에 연결되어 지지되는 것이 바람직하다.The first connecting
제1왕복아암(115a)은 일측이 제1회전기어(113a)에 고정되어 제1회전기어(113a)에 고정된 축을 중심으로 제1회전기어(113a)와 함께 원운동을 하며, 타측에는 제1왕복축(115aa)의 형성된다. 이때, 제1왕복아암(115a)의 길이는 제1연결아암(114a)과 같은 길이로 형성되는 것이 바람직한데, 이와 같이 제1왕복아암(115a)과 제1연결아암(114a)의 길이가 같아짐으로써, 제1왕복축(115aa)이 제1고정기어(111a)의 중심축과 동일한 선상에 놓이게 된다.One side of the first
다음은 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 기어장치(100)의 작동상태를 보다 상세히 설명하기로 하되, 도3의 a에 도시된 바와 같이, 제1고정기어(111a)를 기준으로 상측으로 제1전환기어(112a), 제1회전기어(113a)가 일렬로 위치한 상태를 기준으로 설명한다. 이때, 제1연결아암(114a)과 제1왕복아암(115a)은 서로 나란하게 연직방향으로 위치한 상태이다.Next, the operation state of the
도3의 b 및 c에 도시된 바와 같이, 제1왕복아암(115a)의 타측에 형성된 제1왕복축(115aa)이 좌측에서 우측으로 이동하는 경우, 제1회전기어(113a)는 반시계방향으로 자전하며, 제1회전기어(113a)와 맞물려 있는 제1전환기어(112a)는 시계 방향으로 자전한다. 그러므로 제1회전기어(113a) 및 제1전환기어(112a)는 제1연결아암(114a)에 의하여 제1고정기어(111a)의 중심을 기준으로 시계방향으로 공전한다.As shown in b and c of FIG. 3, when the first reciprocating shaft 115aa formed on the other side of the first reciprocating
이때, 제1고정기어(111a)의 중심과 연결되어 있는 제1연결아암(114a)이 시계방향으로 원운동함으로써 제1연결아암(114a)의 일측인 제1회전축(114aa)이 시계방 향으로 회전운동하게 된다.At this time, the first connecting
즉, 제1왕복축(115aa)이 왕복운동함에 따라, 제1회전기어(113a)가 제1고정기어(111a)를 공전하고, 제1고정기어(111a)의 중심에 연결되어 있는 제1회전축(114aa)이 회전운동하게되어 왕복운동이 회전운동으로 전환된다. 아울러, 제1회전축(114aa)이 회전운동하고, 제1회전기어(113a)가 제1고정기어(111a)를 공전함에 따라, 제1왕복축(115aa)이 왕복운동하게 되어 회전운동이 왕복운동으로 전환된다.That is, as the first reciprocating shaft 115aa reciprocates, the first
한편, 기어장치(100)는 왕복운동을 회전운동으로 변환하는 경우, 왕복운동의 왕복방향이 아닌 한쪽방향에 대한 동력만으로 기어장치(100)를 작동하기 위하여 대칭되는 형태로 구성될 수 있다.On the other hand, the
즉, 본 발명의 기어장치(100)에서 제1왕복축(115aa)이 왕복운동하도록 작용되는 힘이 한쪽 방향으로만 작용되는 경우, 제1회전축(114aa)의 회전이 180도 회전하는 동안에만 힘이 작용되기 때문에 제1회전축이 360도 회전하는 동안 회전에 필요한 힘이 작용되도록 하기 위해, 상기에서 설명된 기어장치(100)가 대칭되는 위치에도 마련될 수 있다.That is, when the force acting to reciprocate the first reciprocating shaft 115aa in the
이에 대해 상세히 설명하면, 도4에 도시된 바와 같이 기어장치(100)는 한쪽방향에 대한 동력만으로 기어장치(100)를 작동하고 동적균형을 해결하기 위해 제2고정기어(111b), 제2전환기어(112b), 제2회전기어(113b), 제2연결아암(114b), 제2왕복아암(115b) 등을 더 포함하여 구성된다.In detail, as shown in FIG. 4, the
이때, 제2고정기어(111b)는 제1고정기어(111a)의 중심축과 동축을 이루는 축 상에 마련된다. 또한, 제2전환기어(112b), 제2회전기어(113b), 제2연결아암(114b) 및 제2왕복아암(115b)은 다양한 위치에 배치되어 평행한 궤도의 왕복운동 또는 직교하는 궤도의 왕복운동 등을 회전운동으로 전환할 수 있다.In this case, the second fixed
즉, 평행한 궤도의 왕복운동인 경우 프레임(110)의 방향(X-X')을 기준축으로 하여 제1전환기어(112a), 제1회전기어(113a), 제1연결아암(114a) 및 제1왕복아암(115a)이 180도 회전한 위치에 제2전환기어(112b), 제2회전기어(113b), 제2연결아암(114b) 및 제2왕복아암(115b)이 배치된다.That is, in the case of the reciprocating motion of the parallel track, the
또한, 직교하는 궤도의 왕복운동인 경우 프레임의 방향(X-X')을 기준축으로 하여 제1전환기어(112a), 제1회전기어(113a), 제1연결아암(114a) 및 제1왕복아암(115a)이 180도 회전한 위치에서 제1 및 제2고정기어(111a, 111b)의 중심축을 따라 90도 회전한 위치에 제2전환기어(112b), 제2회전기어(113b), 제2연결아암(114b) 및 제2왕복아암(115b)이 배치된다.In addition, in the case of the reciprocating motion of the orthogonal orbit, the
또한, 제1회전축(114aa) 및 제2고정기어(111b)의 중심에 연결되는 제2연결아암(114b)의 일축인 제2회전축(114bb)은 각각 독립적으로 회전가능하지만, 동력 손실 및 장치의 불균형을 해소하기 위하여 제1회전축(114aa) 및 제2회전축(114bb)은 서로 연결되어 동일한 축 상에서 회전하는 것이 바람직하다.In addition, although the second rotary shaft 114bb, which is one axis of the second connecting arm 114b connected to the center of the first rotary shaft 114aa and the second fixed
아울러, 제1왕복축(115aa)의 정밀한 직선왕복운동을 위하여, 제1고정기어(111a)의 반지름(R1)은 제1회전기어(113a)의 반지름(r1)의 두배(R1=2r1)인 것이 바람직하다. 또한, 제2왕복축(115bb)의 정밀한 직선왕복운동을 위하여 제2고정기어(111b)의 반지름(R2)은 제2회전기어(113b)의 반지름(r2)의 두배(R2=2r2)인 것이 바람직하다. 아울러 제1연결아암(114a)의 길이(L1)는 제1왕복아암(115a)의 길이(l1)와 동일하고, 제2연결아암(114b)의 길이(L2)는 제2왕복아암(115b)의 길이(l2)와 동일한 것이 바람직하다.In addition, for precise linear reciprocation of the first reciprocating shaft 115aa, the radius R1 of the first fixed
또한, 기어장치(100)의 동적균형을 해결하기 위하여 제1고정기어(111a)의 반지름(R1), 제2고정기어(111b)의 반지름(R2), 제1회전기어(113a)의 지름(2r1), 제2회전기어(113b)의 지름(2r2)은 서로 동일한 것이 바람직하며(R1=R2=2r1=2r2) 제1연결아암(114a)의 길이(L1), 제2연결아암(114b)의 길이(L2), 제1왕복아암(115a)의 길이(l1), 제2왕복아암(115b)의 길이(l2) 역시 서로 동일한 것이 바람직하다(L1=L2=l1=l2).In addition, in order to solve the dynamic balance of the
상기와 같이 본 발명의 기어장치(100)의 크기 및 길이가 형성됨으로써 제1 및 제2왕복축(115aa, 115bb)은 제1 및 제2고정기어(111a, 111b)의 중심축을 경유하며 왕복운동하는 것이 가능하다.As the size and length of the
한편, 도5에 도시된 바와 같이, 제1왕복축(115aa) 및 제2왕복축(115bb)은 고정기어(111a, 111b)의 반지름(R1, R2) 및 회전기어(113a, 113b)의 반지름(r1, r2)과 연결아암(114a, 114b)의 길이(L1, L2) 및 왕복아암(115a, 115b)의 길이(l1, l2)를 조절함에 따라 직선왕복운동뿐만 아니라 타원운동 등 다양한 형태의 운동이 가능하다. 이 경우, 기어장치(100)는 기어장치(100)의 각 구성부재의 질량배분을 통하여 동적균형을 해결할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the first reciprocating shaft 115aa and the second reciprocating shaft 115bb have radii R1 and R2 of the fixed
이처럼 기어장치(100)는 서로 다른 크기의 구성부재로 마련될 수 있으며, 이로 인해 회전운동 반지름 및 직선왕복운동의 이동거리를 조절하여 다양한 운동의 조합이 가능하다.As such, the
한편, 본 실시예에 따른 고정기어(111a, 111b), 전환기어(112a, 112b) 및 회전기어(113a, 113b)의 외주면에 마련되는 돌기(T)는 삼각, 사다리꼴, 타원 형태뿐만 아니라 역회전을 방지하기 위하여 직각삼각 형태로 이루어질 수 있다.On the other hand, the projections (T) provided on the outer peripheral surfaces of the fixed gear (111a, 111b), the switching gear (112a, 112b) and the rotary gear (113a, 113b) according to the present embodiment is not only triangular, trapezoidal, elliptical form but also reverse rotation It may be made in the form of a right triangle to prevent.
<제2실시예>Second Embodiment
본 실시예에 따른 자전거(200)는 제1실시예에서 설명한 기어장치(201)를 이용하여 왕복운동을 조향 가능한 회전운동으로 바꿔주는 기술에 관계한다.The
이하에서는 설명의 편의를 위해 직선왕복운동을 회전운동으로 바꿔주는 자전거(200)에 대하여 설명한다.Hereinafter, a
도6은 본 실시예에 따른 자전거(200)에 대한 구성도이다.6 is a block diagram of a
본 실시예에 따른 자전거(200)는 페달(210), 변환장치(220), 구동장치(230), 프레임(240) 및 조향장치(250) 등을 포함하여 구성된다.The
페달(210)은 직선왕복운동으로 인한 동력을 자전거(200)에 전달하기 위한 장치로써 이러한 페달(210)의 직선왕복운동궤도를 유지하거나 페달을 지지하기 위하여 도7에 도시된 바와 같이, 페달레일(210a)을 포함하여 이루어질 수 있다.The
또한, 페달(210)은 도7 내지 도9에서 참조되는 바와 같이, 엎드려 타는 자세 및 누워 타는 자세로 인한 동력 공급방향에 따라 다양하게 배치될 수 있다. 이때, 페달(210)은 직선왕복운동으로 인한 동력을 변환장치(220)에 전달하기 위하여 전달수단(211)을 포함할 수 있다. 이러한 전달수단(211)은 체인, 벨트, 바(bar), 와이 어(wire) 등 직선왕복운동을 변환장치(220)에 전달할 수 있는 장치면 어떠한 것이라도 가능하지만 직선왕복운동을 효율적으로 전달하기 위하여 바(bar)나 와이어(wire)로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIGS. 7 to 9, the
변환장치(220)는 페달(210)의 직선왕복운동을 회전운동으로 바꿔주는 장치로써, 제1실시예에서 설명된 제1 및 제2고정기어(221a, 221b), 제1 및 제2전환기어(222a, 222b), 제1 및 제2회전기어(223a, 223b), 제1 및 제2연결아암(224a, 224b), 제1 및 제2회전축(224aa, 224bb), 제1 및 제2왕복아암(225a, 225b), 제1 및 제2왕복축(225aa, 225bb) 등을 포함하여 이루어진다. The
변환장치(220)의 구성 및 동작에 대한 설명은 제1실시예에서와 동일하여 생략한다.Description of the configuration and operation of the
또한, 변환장치(220)는 회전축(제1실시예에서 동일한 축상에서 회전되는 제1 및 제2회전축(224aa, 224bb))의 회전운동을 구동장치(230)에 보다 효율적으로 전달하기 위하여 제1 및 제2회전축(224aa, 224bb)에 고정되어 마련되는 중심기어(226)를 더 포함하여 이루어 질 수 있으며, 이러한 중심기어(226)는 자전거에 사용되는 스프로킷(sprocket)의 형태로 마련되는 것이 바람직하며, 동력 공급방향에 따라 다양하게 배치될 수 있다.In addition, the
구동장치(230)는 구동바퀴(231) 및 공급수단(232) 등을 포함하여 구성된다.The
구동바퀴(231)는 변환장치(220)의 회전운동을 통하여 회전되는 장치로써, 동력 공급방향에 따라 뒷바퀴 또는 앞바퀴가 구동바퀴(231)로써 역할을 수행하고, 동력을 효과적으로 사용하기 위하여 구동바퀴(231)의 회전중심축에 다수의 기어(G)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The
공급수단(232)은 변환장치(220)와 연결되어 변환장치(220)에 의하여 변환된 동력을 구동바퀴(232)에 제공하는 장치로써 동력을 효율적으로 제공하기 위해서 체인으로 이루어지는 것이 바람직하다.The supply means 232 is connected to the
프레임(240)은 페달(210), 변환장치(220) 및 구동장치(230)를 지지하는 장치로써, 무게 및 강도를 조절하기 위하여 철, 알루미늄, 합금 등의 재질로 이루어 질 수 있다. 또한, 프레임(240)은 사용자를 지지하고 자전거(200)의 주행시 발생되는 충격을 흡수할 수 있는 안장(241)을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 이러한 안장(241)은 동력 공급방향에 따라 다양하게 배치될 수 있다.
조향장치(250)는 핸들(251), 조향바퀴(252) 및 조향축(253) 등을 포함하여 구성되며, 프레임(240)에 연결되어 자전거(200)의 방향을 바꿔준다. 핸들(251)의 형태는 동력 공급방향에 따라 원형, 직선형 및 굽은형 등 다양한 형태가 가능하며, 조향바퀴(252)는 동력 공급방향에 따라 구동바퀴(231)와 동일한 바퀴일 수 있다.The
이상과 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.As described above, the detailed description of the present invention has been made by way of the embodiments, but the above-described embodiments have only been described with reference to preferred examples of the present invention. The scope of the present invention will be understood by the claims and equivalent concepts described below.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기어장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a gear device according to a first embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 기어장치의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of a gear device according to a first embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기어장치의 작동 상태도이다.3 is an operating state diagram of the gear device according to the first embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 기어장치의 다른 형태를 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view showing another form of the gear device according to the first embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 기어장치의 또 다른 형태를 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view showing still another form of the gear device according to the first embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거의 사시도이다.6 is a perspective view of a bicycle according to a second embodiment of the present invention.
도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거의 다른 형태를 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view showing another embodiment of the bicycle according to the second embodiment of the present invention.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거의 또 다른 형태를 나타낸 사시도이다.8 is a perspective view showing still another embodiment of the bicycle according to the second embodiment of the present invention.
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거의 또 다른 형태를 나타낸 측면도이다.9 is a side view showing still another embodiment of the bicycle according to the second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 기어장치100: gear device
110 : 프레임110: frame
111a : 제1고정기어 112a : 제1전환기어111a: first fixed
113a : 제1회전기어 114a : 제1연결아암113a: first
115a : 제1왕복아암115a: First Round Arm
111b : 제2고정기어 112b : 제2전환기어111b: second fixed
113b : 제2회전기어 114b : 제2연결아암113b: second rotating gear 114b: second connecting arm
115b : 제2왕복아암115b: 2nd reciprocating arm
T : 돌기T: protrusion
200 : 자전거200: bike
210 : 페달 220 : 변환장치210: pedal 220: inverter
230 : 구동장치 240 : 프레임230: drive device 240: frame
250 : 조향장치250 steering device
Claims (11)
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