KR20140001004U - 지렛대 원리 및 시소의 원리를 응용하여 제작하는 승마형 자전거 - Google Patents

Abstract

본 고안은 승마 효과가 있는 자전거로서 특히 지렛대 원리 또는 시소 원리를 응용하여 상하 왕복 운동을 크랭크 등을 이용하여 회전 운동으로 전환시킨 자전거에 관한 것이다.
본 고안의 자전거는 탑승자가 팔의 힘으로 핸들을 당기면서 다리 및 허리의 힘으로 발판과 안장을 밑으로 밀어내는 동작을 하고 발판이 올라갈 때 온몸을 위로 솟구치는 반복 운동을 함으로써 크랭크에 의해 바퀴가 회전하면서 관성의 법칙으로 인해 계속 앞으로 진행하여 상하 반복 운동을 함으로써 승마 효과를 느끼면서 전신 운동을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

지렛대 원리 및 시소의 원리를 응용하여 제작하는 승마형 자전거 {riding-typed-bicycle making by applying principal of lever and principal of seesaw}

본 고안은 지렛대 또는 시소 한쪽을 누르면 반대편 쪽이 위로 올라가는 운동 에너지에 크랭크, 톱니바퀴, 랙기어 등을 이용하여 회전운동으로 전환시켜 바퀴를 전진하게 함으로써 사용자가 전신운동을 하면서 승마 효과를 느낄 수 있도록 고안된 자전거에 관한 것이다.

일반적으로 제작 판매하는 종래의 자전거는 양쪽 다리에 힘을 가해 좌우 페달을 번갈아 누르는 힘으로 기어 장치가 작동하여 체인을 순환시켜 뒷바퀴에 장착한 기어가 회전하면서 자전거가 앞으로 진행할 수 있게 만든 것이다.

이는 다리 힘이 부족한 사람이나 어린이가 자전거를 이용할 경우 페달을 밟는 동작이 반복되면서 허벅지 근육이 쉽게 피로해지므로 빨리 싫증을 느끼게 된다. 또한 종래의 자전거는 다리 근육을 주로 사용하는 도구이므로 다리 운동에는 유용하지만 보다 다양한 운동 효과는 기대하기가 곤란하다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 보완하기 위하여 고안된 것으로서 본 고안의 주안점은 탑승자가 팔, 다리, 허리의 힘을 핸들, 발판, 안장에 가하여 지렛대 원리에 의해 발생하는 운동에너지에 크랭크 등을 장착하여 바퀴가 회전하면서 전진하여 온몸 운동은 물론 승마를 즐기는 효과가 있는 자전거를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래의 기술인 다리 근육으로만 움직이는 자전거의 구동 방식을 변형시켰다.

본 고안은 일반 자전거의 구동 방식과 달리 사용자가 팔에 힘을 주어 핸들을 당기면서 다리 및 허리에 힘으로 발판과 안장을 밑으로 밀어내어 움직이는 상하 왕복운동에 크랭크 방식을 도입하여 회전운동으로 변환시켜 바퀴가 회전하면서 구동되는 방식을 제공한다. 좀 더 구체적으로 설명하자면 자전거를 앞으로 끌고 가면서 발판이 최고조로 올라왔을 때 자전거에 탑승하여 상기 내용과 같이 발판과 안장을 밑으로 밀어내어 발판과 안장이 밑으로 내려가면서 니들 베어링과 크랭크 작동에 의해서 바퀴가 회전하면서 전진한다.

이어서 관성의 법칙에 의해 자전거는 전진하면서 발판과 안장이 다시 위로 올라간다. 이때 핸들을 잡은 팔에 힘을 주어 온몸을 위로 솟구쳐 올라가게 하면 앞으로 진행하는 자전거가 제어되지 않고 순조롭게 전진한다.

이는 지렛대 원리 또는 시소 원리에 의해서 한쪽을 누르면 반대쪽이 위로 올라가는 원리이다. 한쪽에 힘을 가하여 누를 때 반대쪽이 위로 올라가는 에너지에 크랭크의 원리를 접목시켜 회전 구동하는 것을 응용한 것이다.

이러한 방식을 반복하면서 전신운동과 승마 효과를 내는 것을 특징으로 하는 자전거를 제공한다.

기존의 자전거는 다리 근육만 발달시키는 운동 방식이지만, 본 고안의 기술은 팔, 다리, 허리 등 전신을 사용하는 방식이므로 피로가 빨리 오지 않고 서서히 피로가 오면서 전신 운동이 된다. 아울러 신체를 상하로 움직이며 자전거가 진행하므로 승마 효과가 있어 재미있게 즐기면서 운동을 할 수 있다. 또한 상하로 움직이는 운동은 자라나는 어린이의 뇌하수체 호르몬을 자극시켜 어린이 성장 발달에도 큰 효과가 기대된다.

그리고 자전거의 구조가 간단하여 고장 수리 염려가 적으며 자전거 제작 원가도 저렴하게 산출할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시한 것이며, 후술하는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 내용을 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석하여서는 안 된다. 본 도면에는 일반적인 브레이크, 자전거 고정지지대 등 통상적인 부속물은 도시하지 않았다.
도1은 본 고안의 실시예에 따른 자전거를 나타내는 사시도,
도2는 본 고안에 의해 제작되는 자전거 측면도,
도3은 본 고안의 실시예에 따른 동작 상태를 보여주는 상세 측면도,
도4는 도1, 도2에서 도시된 본체 프레임과 발판축의 결합 구성 및 상하전후 동작 상태를 보여주는 사시도,
도5는 뒷바퀴 2개를 갖춘 자전거 제작시 크랭크 부위 결합 구성을 보여주는 사시도,
도6은 니들 베어링과 톱니바퀴를 결합하여 회전운동 동작 상태를 보여주는 측면도
도7은 랙기어와 톱니바퀴를 결합한 상태를 나타내는 측면도

이하 본 고안에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도1, 도2는 뒷바퀴가 1개일 때 간단하게 제작되는 도면이며 발판(16)이 위로 올라와 있을 때 사용자가 안장(11)에 올라타서 핸들(10)을 잡은 팔의 힘을 몸쪽으로 당기면서 발과 허리에 힘을 주어 발판(16)과 안장(11)을 밑으로 내려가게 눌러준다. 발판(16)이 내려가면 뒤쪽 발판축(15)이 올라가면서 니들 베어링(19)을 위로 올려주게 되어 크랭크(21)가 회전하게 된다. 크랭크(21)와 고정으로 조인된 뒷바퀴 회전축(20)이 자연스럽게 따라 돌면서 아울러 뒷바퀴(13)도 같이 회전하면서 전진한다.

이어서 발판(16)이 하단부로 다 내려간 다음에 전진하는 자전거는 관성에 의해 계속 전진하려고 한다.

이 때 핸들(10)을 잡고 있는 양팔에 힘을 주어 온몸을 위로 솟구치도록 하여 주면 전진하는 자전거가 제어되지 않고 순조롭게 앞으로 나아가게 된다. 이러한 과정을 반복하면서 승마 효과를 보는 것이다.

도3은 도1, 도2에서 도시한 구동 원리에 대한 상세도이다.

도4는 상기와 같이 설명한 구동 원리에 의해서 움직이는 상세도이며 조인트(18)는 본체 프레임(14)에 고정되어 있으며 발판축 지지대(17)와는 약간의 유격을 두어 도4에서 도시한 점선 부분과 같이 움직여야 하며 좌우로 움직이면 발판(16) 또는 안장(11)이 좌우로 기우뚱거려 탑승자가 불안정해진다.

또한 발판축(15)은 도3에서 상세하게 도시한 바와 같이 크랭크(21)가 회전하면서 니들 베어링(19)과 연결된 발판축(15)의 움직임으로 인하여 전, 후, 상, 하로 도4에 도시한 점선처럼 움직여야 한다. 이 또한 좌우로는 움직이지 말아야 한다. 발판축 지지대(17)는 뒷바퀴 쪽으로 옮길수록 지렛대의 원리에 의해 강력한 에너지가 발생한다. 도5는 자전거 뒷바퀴를 2개로 제작했을 때 크랭크(21)를 양쪽 뒷바퀴 중심에 설치한 예시도이며 구동 원리는 상기 내용과 같다.

도6은 상기 내용의 구동 원리와 같으나 톱니바퀴를 활용한 것이다.

톱니바퀴(22)와 니들 베어링 조인트(23)를 톱니바퀴(22) 중심이 아닌 한쪽 부위 일정한 곳에 부착하여 톱니바퀴(22)와 니들 베어링(19)을 조인시켜 위에서 설명한 구동 원리에 의해 회전하면서 뒷바퀴(13)에 고정 부착된 톱니바퀴(23)와 맞물려 회전하면서 전진하게 만든 것이다. 또한 자전거가 빨리 달릴 수 있게 만들 수 있는 장점이 있는 방식이다.

도7은 발판(16)이 아래로 내려갔을 때 반대쪽 발판축(15)은 위로 올라가므로 랙기어(25)가 띠라 올라가면서 뒷바퀴와 고정된 톱니바퀴(24)를 회전시켜 구동되는 원리이다. 단, 랙기어(25)가 아래로 내려갈 때는 일반 기존 자전거 원리와 같이 바퀴(13)가 헛돌게 해줘야 계속 앞으로 진행한다.

10: 핸들
11: 안장
12: 앞바퀴
13: 뒷바퀴
14: 본체 프레임
15: 발판축
16: 발판
17: 발판축 지지대
18: 조인트
19: 니들 베어링
20: 뒷바퀴 회전축
21: 크랭크
22: 톱니바퀴
23: 톱니바퀴와 니들베어링 조인트
24: 뒷바퀴와 고정된 톱니바퀴
25: 랙기어

Claims (7)

1. 도1, 도2, 도3의 방식으로 제작하는 승마 효과 자전거
   
2. 도5의 방식을 이용하여 뒷바퀴 2개로 만든 승마 효과 자전거
   
3. 도6의 방식을 이용하여 톱니바퀴를 부착시켜 만든 승마 효과 자전거
   
4. 도7의 방식을 이용하여 랙기어 상하운동을 접목시켜 만든 승마 효과 자전거
   
5. 청구항 1, 2, 3, 4항에 예시된 방법과 기존의 일반 자전거 구동 방식을 혼합하여 만든 자전거
   
6. 청구항 1, 2, 3, 4, 5항의 승마 효과 자전거 구동 원리를 앞바퀴에 장착하여 만든 자전거
   
7. 지렛대 및 시소 원리인 한쪽에 힘을 가하면 일정한 부위에 있는 중간 지지대 반대쪽에서 발생하는 상하운동 에너지를 회전 구동 원리로 응용하여 제작되는 승마형 자전거 또는 킥보드, 스케이트보드, 헬스 기구 등의 각종 운동기구

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