KR20110076731A - Rotation of the pedals that control the system to eliminate dead zones - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자전거 페달의 페달축회전(페달축을 중심으로 한 페달몸체; pedal body의 축회전)을 제어하여 답력(踏力; 페달을 밟는 힘; force)의 힘점이 페달축이 아닌 페달발판 앞쪽 끝으로 이동되게 함으로써, 사점(死點; 힘의 방향이 힘점과 작용점에 일직선상에 놓이게 되는 지점으로 직선운동에너지가 회전운동에너지로 전환되지 않는다)에서의 힘의 방향을 바뀌게 하여, 회전에너지로 바뀌지 못하고 낭비되는 답력을 회전력(바퀴를 돌리는 힘; torque)으로 바뀌게 하는 것으로, 관성에너지가 미처 생기지 않은 정지된 자전거를 출발시킬 때나 관성에너지가 사라진 오르막길 주행 등과 같이 답력으로만 회전력을 내야 할 때의 사점구간에서도 답력이 회전력으로 전환될 수 있게 하였다.The present invention controls the pedal shaft rotation of the pedal pedal (a pedal body around the pedal shaft; the rotation of the pedal body axis) by the force point of the pedal force (foot pedal force; force) to the pedal front end of the pedal foot rather than the pedal shaft By moving, the direction of the force at the dead point (the point where the direction of force is in line with the point of force and the point of action is not converted into rotational kinetic energy) is changed so that it cannot be changed into rotational energy. By turning the wasted effort into turning force (torque), the dead point section when you need to turn only on the pedal force, such as when you start a stationary bicycle without inertia energy or when you go uphill when the inertia energy disappears. Edo can also be converted into turning force.
또한 회전력의 증가를 위해 페달축회전을 제어하고 있다가도 돌발적으로 발생하는 노면의 장애물이나 여러 가지 위험을 피하기 위한 역페달링(자전거 진행방향과 반대로 페달을 돌리는 것; back pedaling)을 해야 할 때나, 내리막길이나 고속주행 등과 같이 페달축회전이 오히려 방해가 될 때에는 페달축회전 제어를 해제하여 페달이 양방향으로 자유롭게 페달축회전이 되게 하여 안전주행을 하도록 한 것이다.In addition, to control the rotation of the pedal shaft in order to increase the torque, even if you need to reverse pedaling (back pedaling) to avoid road obstacles and various dangers that occur suddenly, or downhill When the pedal shaft rotation is rather disturbed, such as length or high speed driving, the pedal shaft rotation control is released to allow the pedal to rotate freely in both directions so that the driver can safely drive.
자전거는 사람이 두발을 교차하여 좌우 양쪽의 페달을 밟아(상하 직선운동) 크랭크를 회전시키고, 크랭크의 원운동으로 전환된 회전운동에너지가 뒷바퀴를 돌려 앞으로 나가게 만든 기계다. 즉, 사람의 답력을 회전력으로 전환하기 위해서는 주행자가 크랭크암 말단부에 고착되어있는 페달을 밟아서 크랭크를 축회전시켜야 한다.A bicycle is a machine in which a person crosses two feet and presses the pedals on both sides (up and down) to rotate the crank, and the rotating kinetic energy converted to the crank's circular motion turns the rear wheel to move forward. In other words, in order to convert a person's foot power into a rotational force, the driver must axially rotate the crank by stepping on a pedal fixed to the end of the crank arm.
페달은, 360°로 양방향으로 축회전하는 크랭크암의 회전각의 변화에 따라서 양방향으로 360°를 페달축회전을 하여야 하는데, 이는 크랭크 회전각이 어느 각도에 위치하고 있어도 페달발판이 신발바닥과 평행으로 유지되도록 하여 페달링하는 주행자의 발목이 크랭크 회전각에 순응하게 하기 위함이다.The pedal should rotate the pedal shaft 360 ° in both directions in accordance with the change of the rotation angle of the crank arm which rotates in both directions at 360 °, which means that the pedal foot is parallel to the sole of the shoe no matter where the crank rotation angle is located. This is to keep the ankle of the pedaling rider to comply with the crank rotation angle.
상기와 같이 페달이 자유롭게 페달축회전을 하게 되면 지렛대 역할을 하는 크랭크암에 전달되는 답력의 힘점은 항상 페달축에 걸리게 되고, 크랭크축회전에 따라 답력의 방향이 힘점 및 작용점과 동일 선상에 놓이게 되는 상사점과 하사점에서 힘손실을 초래하게 되는데, 이 사점구간이야말로 주행자를 가장 힘들게 하고 있다.As described above, when the pedal rotates freely on the pedal shaft, the force point of the pedal force transmitted to the crank arm serving as the lever is always caught on the pedal shaft, and the direction of the pedal force is in the same line as the force point and the operating point according to the crank shaft rotation. Force loss occurs at the top dead center and the bottom dead center, and this dead center section is the hardest for the driver.
평지나 오르막길에서 자전거를 달리게 하는 힘은 사람의 답력과 가속도에 의해 생성된 관성에너지로써 관성에너지가 충분한 평지에서는 그 힘으로 사점을 지나칠 수 있기에 사점이 별로 문제가 되지 않지만, 오르막길이나 맞바람주행(정면으로 불어오는 맞바람을 맞으며 달림) 등과 같이 관성에너지가 소멸될 때의 사점구간은 답력마저도 회전력으로 전환되질 못하므로 더 이상 주행을 할 수가 없게 되는 것이다. 이는 자전거가 경사로를 더 이상 오르지 못하고 멈추는 순간의 페달 위치가 상사점과 하사점에서 정지하고 있음이 이를 실증하고 있는 것이다.The driving force on a flat or uphill road is the inertial energy generated by human response and acceleration, and it is not a problem because the dead point can pass through the dead point on the plain where there is enough inertial energy, but it is not a problem. When the inertial energy is dissipated, such as running in the wind blowing in the wind, the dead zone can not be driven anymore because even the stepping force cannot be converted into rotational force. This demonstrates that the pedal position at the moment when the bicycle stops climbing the ramp no longer stops at the top dead center and the bottom dead center.
오르막길 주행은 특히, 주행자의 체중(예: 65kg)과 자전거 자체의 무게(예: 15kg)를 합친 상당한 중량(예: 80kg)을 경사로(예:10도)를 따라 높은 곳으로 밀어 올리는 것으로써, 자전거가 서지 않게 하기 위해서는 그 중량(예: 80kg)을 경사도(예:10도)에 밀어 올릴 수 있는 최소한의 임계토크(criticality torque) 이상의 힘이 필요한데, 관성에너지가 소멸되고 답력마저 무력화 되어버린 사점구간에서 중력을 거슬러 경사로를 오를 수 있는 임계토크 이상의 힘을 낸다는 것은 거의 불가능한 것이다.Uphill driving, in particular, involves pushing a significant weight (e.g. 80 kg), combined with the weight of the rider (e.g. 65 kg) and the weight of the bike itself (e.g. 15 kg), to a higher elevation along the ramp (e.g. 10 degrees). In order to prevent the bicycle from standing, it requires a force above the minimum critical torque that can push the weight (e.g. 80kg) to the incline (e.g. 10 degrees). It is almost impossible to produce a force above the critical torque that can climb the ramp against gravity in the section.
이를 극복하기 위해 여러 가지 대안들이 시도되고 있으며 가장 널리 쓰이는 방법으로는 변속기어장치(기어비; gear ratio를 조절하여 지렛대가 길어지거나 짧아지게 하는 것과 같은 원리를 응용한 장치)가 있으며, 등판주행이나 고속주행 등에 이를 활용하고 있으나 사점을 해소하지는 못하고 있다.To overcome this, various alternatives have been tried, and the most widely used method is a gear shift device (a device which applies a principle such as lengthening or shortening the lever by adjusting the gear ratio). It is used for driving, but it does not solve dead points.
사점은 직선운동을 회전운동으로 전환하는 과정에서 힘의 방향이 힘점과 작용점에 일직선에 이르렀을 때 발생하는 것으로써 힘의 크기와 지렛대의 길이의 크고 작음으로 해결할 수 있는 것이 아니다. 사람의 답력을 크랭크축회전으로 바꾸는 과정에서 불가결하게 생기는 사점을 해소하기 위해서는 힘의 방향을 바꿔줘야만 가능하다.The dead point occurs when the direction of force reaches a straight line between the force point and the action point in the process of converting the linear motion to the rotational motion. It is not possible to solve the problem by the magnitude of the force and the length of the lever. It is possible to change the direction of the force in order to eliminate dead points that are indispensable in the process of changing a person's effort into crankshaft rotation.
이를 위해 사이클 선수나 마니아들은 사점구간에서의 페달링을 다운스트로크(down stroke; 위에서 아래로 밟는 페달링) 대신에 앵클링(ankling; 상사점에서는 앞쪽으로 밀고 사점을 넘어서면 다운스트로크 하고, 하사점에서는 뒤쪽으로 끌어당기고 그 다음은 페달을 당겨 올리는 업스트로크를 하는 페달링 방법)을 함으로써 사점을 해소하고 힘의 효율성을 높이고 있으나, 이는 상당한 숙련이 필요한 것으로써 일반인들이 하기에는 어려우며, 앵클링 동작 자체가 페달을 앞뒤로 밀고 당기고 하는 것이기에 페달에서 발이 미끄러져 정강이를 다치거나 실족하여 넘어지는 등 부상 위험을 안고 있다.To do this, cyclists and enthusiasts push the pedaling at the dead center section forward instead of down stroke, downstroke at the top dead center, and down at the bottom dead center. To reduce the dead point and increase the efficiency of the force, but it is difficult for the general public to do so, and the ankle movement itself Because you are pushing and pulling, you have a risk of injury, such as your foot slipping on the pedals, hurting the shin, or falling off.
이를 해결하고자 클립페달(신발 결합장치가 장착된 토클립페달, 클립리스페달 등)을 개발하여 사용하고 있으나, 신발이 페달에 결착되어 있기 때문에 반사적으로 땅을 디뎌야 할 긴박한 돌발 상황에서 즉각적으로 발을 빼지 못해 넘어지고 다치는 등의 또 다른 문제를 유발하고 있고, 클립페달과 전용신발 구비 등의 경제적인 부담을 가중시킨다.To solve this problem, we have developed and used clipped pedals (toeclipped pedals with shoe couplings, clipless pedals, etc.). It also causes other problems, such as falling and hurting, and adds to the economic burden of having a clip pedal and dedicated shoes.
힘점과 작용점과 힘의 방향이 일직선상에 놓이게 되어 발생한 사점을 근본적으로 해소하기 위해서는 힘의 방향을 바꿔줘야 하는데, 힘의 방향을 바꾸기 위해서는 사점선상에 위치한 힘점(페달축)을 사점선상에서 벗어나 있는 페달발판 끝으로 변위시키면 되고, 힘점이 페달축이 아닌 페달발판 끝으로 이동시키기 위해서는 페달축회전을 억제하면 된다. 이렇게 하면 사점선상에 있던 힘점과 힘의 방향이 사점구간을 벗어나게 되어져 바로 회전력을 얻게 된다.In order to fundamentally solve the dead point caused by the force point, the action point, and the direction of the force, it is necessary to change the direction of the force.In order to change the direction of the force, the pedal is located off the dead point line. What is necessary is just to displace to the end of a pedal board, and to rest a pedal shaft rotation in order to move a force point to the end of a pedal board rather than a pedal shaft. This causes the force point and the direction of the force on the deadline to be out of the dead center section and immediately obtain rotational force.
이러한 방법으로 사점을 해소하는 선행기술로 크랭크암을 곡선형으로 변형하거나, 상사점 직전에서 크랭크암의 회전각을 조작하여 사점을 피하는 방식이 있다. 그러나 하사점에서는 상사점에서 얻은 효과만큼의 부(負)의 효과(역효과)를 초래하게 되므로 그 효과가 미미하여 실용적이지 못할 뿐만 아니라(사점에서 5°정도 벗어남), 크랭크 암(부품)만으로는 호환이 안 돼 크랭크 셋(crank set; crank arm, chain ring, bracket 등의 assembly)으로 생산해야 하기에 시장성이 반감된다.As a prior art for solving dead points in this way, there is a method of transforming the crank arm into a curved shape, or avoiding the dead point by manipulating the rotation angle of the crank arm immediately before the top dead center. However, at the bottom dead center, it causes the same negative effect as the effect obtained at the top dead center, so the effect is insignificant and not practical (about 5 ° away from the dead center), and only the crank arm (part) is compatible. No, the marketability is halved because it must be produced with crank sets (assemblies of crank arms, chain rings, brackets, etc.).
상기 선행기술에 비해 본 발명은 크랭크 암이 아닌 페달의 페달축회전을 제어하여 사점을 해소하기 때문에 상사점과 하사점 모두에서 정(正)의 효과가 있으며, 크랭크 셋(어셈블리)이 아닌 페달만 교체하면 되므로 생산비용면에서 유리하고 호환성 문제가 없어 시장성이 크다는 장점이 있다.Compared with the prior art, the present invention has a positive effect at both the top dead center and the bottom dead center because the dead center is eliminated by controlling the pedal shaft rotation of the pedal, not the crank arm, and only the pedal is not a crank set (assembly). Since it needs to be replaced, it is advantageous in terms of production cost and there is no compatibility problem, so it has a large marketability.
본 발명은 페달축회전 제어방법으로 오르막길이나 맞바람 주행 등과 같이 관성이 사라진 상황에서의 사점구간에서도 일정량의 토크를 얻을 수 있게 하다가도, 안전주행을 위협하는 돌발 상황에서는 신속하게 페달이 양방향으로 회동되게 함으로써 역페달링이 가능하게 하였을 뿐만 아니라, 페달에 체중을 실은 상태 또는 페달링을 하는 도중에도 페달발판에서 발을 떼지 않고도 페달축회전을 자유자재로 제어할 수 있게 하였다.According to the present invention, the pedal shaft rotation control method enables to obtain a certain amount of torque even in a dead point section in an inertia such as uphill or upwind driving, and to quickly rotate the pedal in both directions in a sudden situation threatening safety driving. In addition to enabling reverse pedaling, the pedal shaft rotation can be freely controlled without removing the foot from the pedal footrest, even when the pedal is loaded or pedaling.
그 결과, 다운스트로크 만으로도 앵클링하는 것과 같은 회전력을 얻을 수 있으며, 클립페달에 본 발명 장치를 채용하게 되면 페달발판에 힘을 가한 상태에서도 페달축회전의 억제 및 해제가 가능하여 역페달링 불가 등의 문제가 해결되며 토크 증가와 안전성 제고 그리고 부드러운 스트로크를 유지할 수 있다.As a result, it is possible to obtain a rotational force such as ankleing only by downstroke. When the present invention is adopted to the clip pedal, the pedal shaft rotation can be suppressed and released even when force is applied to the pedal pedal. The problem is solved, increasing torque, increasing safety and maintaining a smooth stroke.
본 발명은 종래의 양방향 페달축회전 페달에서 발생하는 사점을 페달축회전의 제어로 해소하여 사점에서도 회전력을 얻을 수 있게 하였고, 페달축회전을 제어 중에라도 페달에서 발을 떼지 않고 간편하게 페달축회전 제어를 해제하여 역페달링이나 양방향 페달축회전이 되도록 하여 안전주행을 할 수 있는 자전거 페달의 페달축회전 제어장치를 제공하는 것이다.The present invention solves the dead point generated in the conventional two-way pedal shaft rotation pedal to control the rotation of the pedal shaft to obtain the rotation force even in the dead point, pedal pedal rotation control easily without taking off the pedal even while controlling the pedal shaft rotation It is to provide a pedal pedal rotation control device of the bicycle pedal to be safe driving by turning off the reverse pedaling or bi-directional pedal shaft rotation.
본 발명은, 상기 과제를 달성하기 위하여 답력의 방향과 페달 축과 크랭크축이 일치되는 사점구간에서 페달축회전을 억제하여, 상사점에서는 페달발판이 크랭크 암과 "ㅜ" 모양의 각을 이루게 하고 하사점에서는 "ㅗ" 모양의 각을 형성시켜, 종래의 양방향 페달축회전 페달에서 페달축에 걸리던 힘점을 주행자의 힘이 실제로 가해지는 페달 발판 끝부분으로 변위되게 함으로써 힘의 방향을 변위시켜 사점을 해소한다.In order to achieve the above object, the present invention suppresses the pedal shaft rotation in the dead center section where the direction of the pedal force and the pedal shaft and the crank shaft coincide, and at the top dead center, the pedal scaffold forms an angle of "tt" with the crank arm. At the bottom dead center, a “ㅗ” shaped angle is formed. In the conventional bidirectional pedal shaft rotating pedal, the force point applied to the pedal shaft is displaced to the end of the pedal foot where the rider's force is actually applied. Eliminate
이것은, 항상 일 방향으로 페달축회전을 고정하여 지레 역할을 하는 크랭크 암의 길이가 '크랭크축∼페달 축'이던 것을 '크랭크축∼페달 발판의 끝부분'으로 길어지게 하여 힘의 효율을 높이려는 일방향클러치페달과는 그 목적과 적용원리 및 구조와 작동 방식이 다른 것이다.This means that the length of the crank arm, which acts as a lever by always fixing the pedal shaft rotation in one direction, is longer from the crank shaft to the end of the pedal pedal to increase the efficiency of the force. The purpose, application principle, structure and operation method are different from the one-way clutch pedal.
본 발명 페달은, 평상시에는 종래의 페달처럼 양방향 페달축회전 페달로 사용하다가 페달축회전의 제어가 필요한 사점구간에서 간편하게 페달축회전을 억제하여 힘의 방향을 사점으로부터 변위시킴으로써 종래의 페달에서 무력화 된 답력을 회전력으로 전환되게 하는 것이다.The pedal of the present invention is normally used as a two-way pedal shaft rotation pedal like a conventional pedal, and is easily disabled in a conventional pedal by displacing the direction of the force from the dead point by simply restraining the pedal shaft rotation in the dead point section where the pedal shaft rotation needs to be controlled. It is to convert the effort into rotational force.
또한 어떠한 상황에서도 페달축회전 제어를 자유롭게 하기 위해서 제어방법을 슬라이딩; sliding 방식으로 하여 페달에 체중을 얹어 언덕을 오르거나 페달에 체중을 싣고 내려오는 도중이라도 페달에서 발을 떼지 않고도 즉시 페달축회전을 억제 또는 해제할 수 있도록 하였다.Also sliding the control method to free the pedal shaft rotation control under any circumstances; The sliding method puts the weight on the pedals so that the pedal shaft rotation can be suppressed or released immediately without taking your foot off the pedal even while climbing the hills or putting the weight on the pedals down.
페달에서 발을 떼지 않고 페달축회전 제어장치를 간단하게 조작하게 한 이 방식은 페달에서 발을 떼고는 할 수 없는 역페달링(페달을 반대로 밟는 것으로 큰 답력이 요구되는 것은 아니지만 역페달링도 페달을 밟아야만 가능하다)이나, 신발의 탈착을 반복적으로 하기 어려운 클립페달까지도 페달에 신발을 고정한 채로 페달축회전 제어장치를 즉각 조작할 수 있어 종래의 양방향 축회전 페달처럼 안전주행을 할 수 있게 하였다.This method, which makes it easy to operate the pedal axle control without releasing the pedal, is a reverse pedaling that cannot be removed from the pedal (reversing the pedal does not require much effort, but reverse pedaling also requires pedaling. It is possible to operate the pedal shaft rotation control device immediately while the shoe is fixed to the pedal even if the clip pedal which is difficult to repeatedly remove the shoe is able to drive safely like a conventional two-way rotation pedal.
본 발명은 페달축회전 제어장치를 사용하여 사점구간에서 이용할 수 없게 된 답력을 즉각 회전력으로 전환시켜서, 임계토크 이상의 힘을 요구하는 경사로 등판주행이나 맞바람 주행을 관성에너지 없이도 가능하게 해준다.According to the present invention, the pedal shaft rotation control device converts the pedaling force, which cannot be used in the dead point section, to instantaneous rotational force, so that it is possible to drive a ramp uphill or a headwind without requiring inertia energy.
이것은 종래의 사점해소 방법인 크랭크 암의 변형이나 크랭크 암의 회전각 조작의 방식에 비해 회전력의 증가가 훨씬 클 뿐만 아니라 기존제품과의 호환을 위해 크랭크 셋(crank set assembly)으로 만들어야 되지만, 본 발명은 어느 제품의 자전거라도 크랭크 암의 페달축 체결부에 본 페달만 갈아 끼우면 호환이 되므로 경제적이며 시장성이 크다.This is not only the increase of the rotational force is much larger than the conventional method of solving the dead point of the crank arm or the rotation angle of the crank arm, but also the crank set assembly should be made in order to be compatible with existing products. All bicycles are economical and marketable because they can be interchanged only by replacing this pedal with the pedal shaft fastening part of the crank arm.
본 발명은 또한 양방향 축회전하는 페달을 기본으로 하여 페달축회전 억제가 필요할 때에만 최소한으로 제어하게 하여 종래의 페달처럼 부드러운 스트로크를 할 수 있도록 했고, 페달축회전을 억제하고 있는 상태일지라도 긴박하게 역페달링을 해야 할 때는 페달을 좌우로 간편하게 슬라이딩함으로써 제어할 수 있게 하여 안전주행을 최우선으로 하였다.The present invention is also based on the bidirectional axial rotation pedal to minimize the control of the pedal shaft rotation only when necessary to enable a smooth stroke as a conventional pedal, even if the state of inhibiting the pedal shaft rotation urgently reverse When pedaling is required, safety driving is a top priority, as it can be controlled by simply sliding the pedal from side to side.
또한 페달에 힘을 가하고 있는 상태나 신발이 페달에 결착되어있는 상태에서도 페달축회전을 제어할 수 있어 평페달은 물론 클립페달 등 모든 종류의 페달에 적용할 수 있으므로 경제성과 실용성을 더욱 크게 해준다.In addition, the pedal shaft rotation can be controlled even when the pedal is in force or when the shoe is attached to the pedal, so that it can be applied to all types of pedals, including flat pedals and clip pedals, thereby increasing economics and practicality.
도 1은 페달 평면도(가)와 작동 상태를 나타낸 페달평면도(나)
도 2는 페달 정면도(가)와 작동 상태를 나타낸 페달정면도(나)
도 3은 페달축회전 제어장치의 평면도(가)와 작동상태를 나타낸 평면도(나)
도 4는 상기 도 3의 정면도(가)와 작동상태를 나타낸 정면도(나)
도 5는 페달축의 측면도(가), 정면도(나), 배면도(다)
도 6은 걸림핀장치부의 평면도(가), 측면도(나), 정면도(다), 배면도(라)1 is a pedal plan view (a) showing the pedal plan (a) and the operating state
2 is a pedal front view (a) and a pedal front view (b) showing an operating state.
Figure 3 is a plan view (a) and the operation state of the pedal shaft rotation control device (b)
Figure 4 is a front view (a) and the front view showing the operating state (a) of FIG.
5 is a side view of the pedal shaft (a), front view (b), rear view (c)
6 is a plan view (a), a side view (b), a front view (c), and a rear view (d) of the locking pin device.
본 발명은 자전거 페달이 페달축회전 제어장치에 관한 것이다. 페달은 사람의 답력을 회전운동으로 전환시키는 크랭크 암의 손잡이 기능을 한다. 이 페달을 손으로 돌린다면 힘의 방향이 크랭크축과 수직방향으로 크랭크 암을 회전시킬 수 있어 힘의 효율을 극대화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 사점의 발생도 없을 것이기에 항시 회전력을 얻을 수가 있을 것이다.The present invention relates to a bicycle pedal pedal control unit rotation. The pedal functions as a handle of the crank arm to convert a person's effort into rotational motion. If the pedal is turned by hand, the direction of the force can rotate the crank arm in the direction perpendicular to the crankshaft, thereby maximizing the efficiency of the force and there will be no dead point, so the torque will always be obtained.
그러나 사람의 발은 손과 달라 회전운동을 하기에는 구조적으로 적합하지 않으며 특히 힘을 크게 하기위해 페달에 체중을 얹어서 페달링을 할 경우에는 답력의 방향이 더욱 상하 직선운동이 될 수밖에 없어 사점구간이 커지게 되고 이때의 답력은 회전력으로 전환되지 않는다.However, the human foot is not structurally suitable for the rotational movement, unlike the hands. Especially when pedaling with weight on the pedal to increase the force, the direction of the step of the pedaling force can be more up and down. At this time, the pedal force is not converted to the rotational force.
이는 종래의 페달이 양방향으로 페달축회전을 하기 때문에 답력의 힘점이 항상 페달축에 걸리게 되고, 크랭크 암에 고착되어져 크랭크축회전에 따라 페달축(힘점)이 사점에 이르게 되면 힘을 쓸 수가 없게 되는 것이다.This is because the conventional pedal rotates the pedal shaft in both directions, so the force point of the pedaling force is always caught on the pedal shaft, and when the pedal shaft (force point) reaches the dead center due to the crank arm rotation, the force cannot be used. will be.
이와 같은 힘의 증발지대인 사점의 함정을 피하기 위해서 사점 구간에서 종래의 양방향 페달축회전을 제어하여 페달축회전을 억제하면, 양방향 페달축회전으로 인해 페달축에 걸려있던 답력의 힘점이 페달발판 끝부분으로 이동되고, 이동된 힘점으로부터 새로운 힘의 작용선이 생기게 되며, 새로운 힘의 작용선에 의하여 답력이 회전력으로 즉각 전환된다.In order to avoid the trap of the dead point, which is the evaporation zone of the force, if the conventional two-way pedal shaft rotation is controlled by suppressing the pedal shaft rotation, the power point of the pedal force on the pedal shaft due to the two-way pedal shaft rotation ends the pedal footrest. It is moved to the part, and a new line of action is created from the moved point of force, and the response force is immediately converted into rotational force by the line of action of the new force.
실예로 크랭크 암의 길이가 17cm이고 페달의 전장(全長)이 12cm일 경우 페달축으로부터 이동된 힘점의 거리는 약 6cm가 되며, 힘의 작용선은 사점으로부터 약 10°정도 벗어나게 된다.For example, if the length of the crank arm is 17cm and the full length of the pedal is 12cm, the distance of the force point moved from the pedal shaft is about 6cm, and the line of action of the force is about 10 ° away from the dead point.
본 발명 페달은, 종래의 페달처럼 페달축(11)을 중심으로 양방향 페달축회전을 원활하게 할 수 있도록 페달축(11)과 축관(12)사이에 축받이베어링(53)을 두며, 페달축받이(52)와 걸림핀장치부(30)를 견고하게 지탱해주는 페달프레임(13)으로 구성하며,The pedal of the present invention has a bearing bearing (53) between the pedal shaft (11) and the shaft tube (12) so as to smoothly rotate the two-way pedal shaft rotation about the pedal shaft (11) like a conventional pedal. 52) and the
페달축(11)은 페달축회전을 억제할 수 있는 걸림핀(31)과 교합하여 걸림이 될 수 있도록 페달축(11)의 일부분에 걸림돌기형성부(20)를 두어 톱날모양의 걸림돌기(21)을 형성한다.The pedal shaft (11) has a saw blade-shaped locking protrusion (21) by placing a locking protrusion forming portion (20) on a portion of the pedal shaft (11) so as to engage with a locking pin (31) that can inhibit pedal shaft rotation. ).
페달몸체에 장착된 걸림핀장치부(30)의 걸림핀(31)이 페달축(11)에 형성된 걸림돌기 형성부(20)의 걸림돌기홈(22)에 삽입되어 걸림돌기(21)와 교합하게 되며, 이를 위해서 걸림핀(31)이 부착된 걸림핀장치부(30)가 페달프레임(13) 안에 위치한 페달몸체에 페달축(11)을 감싸고 있는 축관(12)과 붙어있는 페달축받이(52)가 페달축(11)의 좌우로 슬라이딩 할 수 있게 페달프레임(13)에 슬라이딩레버(15)를 장착하였다.The locking
페달축회전이 제어되고 있을 때에도, 페달발판이 신발과 평행을 유지할 수 있도록 페달몸체가 크랭크축회전방향과 반대방향으로 페달축회전을 할 수 있도록 걸림핀(31)과 걸림돌기(21)의 배면(背面)을 사면(斜面)으로 형상하고,Even when the pedal shaft rotation is controlled, the rear surface of the locking
걸림핀(31)이 걸림돌기(21)의 밀치는 힘에 충분히 밀릴 수 있도록 걸림핀장치부(30)에 걸림핀(31)이 밀려들어갈 수 있는 걸림핀슬라이딩홈(33)을 두며, 그 공간에 걸림핀탄성부재(32)을 내재하여 걸림핀(31)이 긴장되게 밀릴 수 있도록 하고, 걸림돌기(21)의 미는 힘이 소멸되는 즉시 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 다시 삽입되어 걸림돌기(21)와 즉각적으로 교합되게 하였다.The locking
주행자가 페달에서 발을 떼지 않고도 걸림핀(31)과 걸림돌기(21)의 교합과 분리를 간편하게 할 수 있도록 페달축받이(52)의 내륜을 없애 축받이베어링(53)이 본래의 축받이 기능 외에 페달축(11) 외면을 좌우로 슬라이딩 되게 하였고, 축받이외륜(54)에 축받이베어링(53)을 붙잡아 둘 수 있는 리테이너(55)를 설치하였다.In addition to the original bearing function, the bearing bearing 53 removes the inner ring of the pedal bearing 52 so that the driver can easily engage and separate the
이러한 방법으로 주행 중에도 임의로 페달축회전을 고정 또는 해제시킴으로써, 평상시에는 양방향 페달축회전 페달로 사용하다가 사점의 해소나 더 큰 회전력을 얻고자 할 때는 페달프레임(13) 상단에 돌기한 슬라이딩레버(IN) (15 (I))를 크랭크암 쪽으로 슬라이딩시키는 방법으로 간편하게 페달축회전을 억제하여 페달축(11)에 걸리던 힘점을 페달프레임(13) 앞쪽 끝 부분으로 이동시켜 힘점과 힘의 방향이 사점에서 벗어나게 하고, 다운스트로크 구간에서는 지레(크랭크암의 길이)가 길어지게 하여 적은 힘으로도 큰 회전력을 얻을 수 있게 하였다.By arbitrarily fixing or releasing the pedal shaft rotation even in this way, the sliding lever (IN) that protrudes on the top of the
이렇게 회전력을 크게 하기위해 페달축회전을 제어하고 있다가도 갑자기 나타난 장애물을 피하기 위해서나 여러 가지 이유로 역페달링이 필요할 때에는 페달프레임(13)의 상단에 돌기한 슬라이딩레버(OUT)(15 (O))를 바깥쪽으로 슬라이딩시키는 방법으로 걸림돌기(21)와 걸림핀(31)이 격리되게 함으로써 종래의 페달처럼 양방향으로 페달축회전을 할 수 있게 하였다.To control the rotation of the pedal shaft in order to increase the rotational force, the sliding lever (OUT) (15 (O)) protruding on the top of the
이러한 장치는 평페달에만 국한되는 것이 아니라 페달축회전을 하게 되어 있는 모든 페달에 적용할 수 있으며, 특히 주행 중에는 페달에서 발을 뗄 수 없는 토우클립페달이나 클립리스페달에서 더욱 유용하다.These devices are not only limited to flat pedals, but can be applied to all pedals that are supposed to rotate the pedal shaft, particularly useful for toe clip pedals or clipless pedals, where the pedals cannot be moved while driving.
상기 발명의 실시를 위한 구체적인 내용설명은 본 발명의 원리를 응용한 일례로써, 본 발명은 상기한 도면과 이의 설명에만 국한 되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 첨부된 '청구항'에 기재된 본 발명의 기술사상 및 기술 영역을 벗어나지 않은 범위 내에서 변형하여 실시할 수 있는 모든 변형 실시 예를 포함 한다.Detailed description for the practice of the present invention is an example of applying the principles of the present invention, the present invention is not limited to the above drawings and description thereof, but attached to a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It includes all modified embodiments that can be modified and carried out without departing from the spirit and technical scope of the present invention described in the claims.
11 : 페달축 12 : 축관
13 : 페달프레임 14 : 페달바
15 (I) : 슬라이딩 레버(IN) 15 (O) : 슬라이딩 레버(OUT)
20 : 걸림돌기형성부 21 : 걸림돌기
22 : 걸림돌기홈
30 : 걸림핀장치부 31 : 걸림핀
32 : 걸림핀탄성부재 33 : 걸림핀슬라이딩홈
41 : 크랭크암체결나사부 42 : 페달몸체체결나사부
43 : 캡너트 44 : 로크너트
45 : 와셔
50 : 페달축받이부 51 : 축받이고정부
52 : 페달축받이 53 : 축받이베어링
54 : 축받이외륜 55 : 리테이너11: pedal shaft 12: shaft pipe
13: pedal frame 14: pedal bar
15 (I): Sliding lever (IN) 15 (O): Sliding lever (OUT)
20: locking projection forming portion 21: locking projection
22: jamming groove
30: locking pin device 31: locking pin
32: locking pin elastic member 33: locking pin sliding groove
41: crank arm tightening screw part 42: pedal body tightening screw part
43: cap nut 44: lock nut
45: washer
50: pedal bearing 51: bearing bearing
52: pedal bearing 53: bearing bearing
54: bearing outer ring 55: retainer
Claims (6)
상기 걸림핀(31)과 교합하여 걸림이 될 수 있도록 톱날모양으로 형성한 걸림돌기(21)가 밀착 교합될 수 있도록 결합 면을 직각으로 형상화하고, 페달이 크랭크축회전의 반대방향으로 페달축회전을 할 때 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)를 부드럽게 넘어갈 수 있도록 그 배면(背面)을 사면(斜面)으로 형상화 한 걸림돌기(21)와 걸림핀(31);The method of claim 1,
The engaging surface is formed at a right angle so that the engaging projection 21 formed in the shape of a saw blade to be in close contact with the engaging pin 31 so as to be engaged, and the pedal rotates in the opposite direction to the crank shaft rotation. When the locking pin 31 is smoothly over the locking projection 21, the locking projection 21 and the locking pin 31 is formed into a slope (斜面) so as to smoothly cross the locking projection (21);
상기 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 삽입되어 걸림돌기(21)와 교합되어 있는 상태에서 페달이 크랭크축회전의 반대방향으로 페달축회전을 하기 위하여 페달축(11)에 고정된 걸림돌기(21)의 배면에 걸림핀(31)이 배면이 밀릴 때, 걸림핀(31)이 충분히 후퇴할 수 있는 걸림핀슬라이딩홈(33)을 내재한 걸림핀장치부(30);The method of claim 1,
In the state where the engaging pin 31 is inserted into the engaging projection groove 22 and engaged with the engaging projection 21, the engaging stone fixed to the pedal shaft 11 to rotate the pedal shaft in a direction opposite to the crank shaft rotation. When the locking pin 31 is pushed back on the rear surface of the machine 21, the locking pin device portion 30, which includes a locking pin sliding groove 33 that can be fully retracted;
상기 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)에 밀려 걸림핀슬라이딩홈(33)으로 들어올 때 헐겁지 않고 긴장되도록 하고, 걸림돌기(21)의 밀치는 힘이 소멸되는 즉시 걸림핀(31)이 걸림돌기홈(22)으로 즉시 삽입되어 걸림돌기(21)와의 교합이 복원되도록, 걸림핀(31)의 안쪽 내부와 걸림핀슬라이딩홈(33) 사이에 삽입한 걸림핀탄성부재(32)를 포함한 걸림핀장치부(30);The method of claim 3, wherein
When the locking pin 31 is pushed by the locking protrusion 21 to enter the locking pin sliding groove 33, it is not loose and tensioned, and as soon as the pushing force of the locking protrusion 21 disappears, the locking pin 31 is blocked. A locking pin including a locking pin elastic member 32 inserted between the inside of the locking pin 31 and the locking pin sliding groove 33 to be immediately inserted into the groove 22 to restore the occlusion with the locking protrusion 21. Device unit 30;
상기 걸림핀(31)이 걸림돌기(21)와의 교합·격리를 용이하게 하기 위하여 페달프레임(13) 상단의 양쪽에 설비한 슬라이딩레버(15 (I)), (15 (O));6. The method of claim 5,
Sliding levers (15 (I)) and (15 (O)) provided on both sides of the upper end of the pedal frame (13) to facilitate engagement and isolation of the engaging pin (31) with the engaging protrusion (21);
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