KR20150002946A - 자전거 페달 조립체 - Google Patents

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KR20150002946A
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이정원
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Abstract

본 발명의 자전거 페달 조립체는, 자전거를 구동시키는 장치로서, 중심에 구동축이 구비되며, 가장자리의 톱니에 맞물리는 체인을 통해 회전력을 종동스프로킷에 전달하는 구동스프로킷;과, 상기 구동스프로킷에 고정되며, 커넥팅로드의 일단이 힌지결합되는 크랭크암;과, 상기 커넥팅로드의 타단에 힌지결합되는 로드바;와, 상기 로드바의 끝단에 힌지결합되는 페달; 및 상기 크랭크암 및 커넥팅로드와 로드바가 구동스프로킷의 좌우측에 각각 구비되되, 상기 좌우측의 크랭크암이 서로 반대 위치에 결합되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 리컴번트 자전거는 페달조작부가 탑승자의 무게중심보다 상단에 위치하는 특성에 의해, 전후방향으로 번갈아 밟는 직선왕복식 페달조작방식에 의한 기동효율이 증대되며, 구조에 있어서 단순하고 간결한 구성으로 자전거가 경량화된다.

Description

자전거 페달 조립체{BICYCLE PEDAL ASSEMBLY}
본 발명은 자전거 페달 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크 구조를 통해 페달의 왕복운동을 스프로킷의 회전운동으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 자전거 페달 조립체에 관한 것이다.
산업의 발전에 반비례하여 환경은 점차 훼손되고 있는 지금, 친환경 녹색기술로 주목받는 자전거는 우리에게 친숙한 교통수단이다.
이에 따라, 자전거의 수요와 공급이 왕성해지면서 용도 및 성능에 따라 다양한 형태의 자전거가 개발되었다.
그중에서도, 리컴번트 자전거는 통상적인 직립식 자전거와는 다르게 반쯤 누운 상태로 탑승하게 되며, 특유의 안장과 등받이로 편안한 시승감을 제공하는 자전거이다.
또한, 기존의 직립식 자전거는 핸들바에 상체의 무게가 실리면서 손목과 어깨에 상체하중에 따른 부담이 발생하게 된다.
그러나, 리컴번트 자전거는 상체의 무게를 시트에서 받아주며, 양손은 핸들바에 가볍게 쥔 상태로 조향하게 되므로 손목과 어깨에 무리가 가지 않는다.
이에 따라, 리컴번트 자전거는 신체에 작용하는 통증이나 피로의 누적이 적어 장거리주행에 특화된 장점을 지니고 있다.
하지만, 리컴번트 자전거는 페달 조작이 어렵다는 단점이 있다.
통상적인 직립식 자전거는 페달조작부가 탑승자의 하단에 위치하여 하중을 이용한 페달조작이 용이하였으나, 리컴번트 자전거는 페달조작부가 탑승자의 무게중심보다 상단에 위치하여 기존의 페달조작방식으로는 부적합한 문제점이 있다.
따라서, 기존의 발부름 방식의 페달조작방식이 아닌 다른 형태의 구조를 지닌 새로운 페달조작방식의 도입이 필요하다.
이러한, 기존의 발구름 방식의 페달조작방식 외에 크랭크 방식으로 발을 수직으로 번갈아 밟아 자전거를 구동하는 장치가 개발되었으며, 이와 같은 자전거 구동장치에 관한 대표적인 예가 하기 문헌1(이하, '종래기술'이라 한다)에 개시되어 있으며, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 자전거 구동장치에 대하여 개략적으로 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술의 크랭크를 이용한 자전거 구동장치는 가운데에 구동회전축(102)이 설치되며, 가장자리의 톱니에 맞물리는 체인(108)을 통해 회전력을 종동스프로킷(106)에 전달하는 구동스프로킷(104)이 구비된다.
또한, 막대 모양으로서, 일측 말단이 상기 구동회전축(102)의 좌우측에 각각 연결되어 상기 구동회전축(102)과 함께 회전하는 제1크랭크(110a) 및 제2크랭크(110b)가 더 구비된다.
또한, 막대 모양으로서, 일측 말단이 상기 제1크랭크(110a) 및 상기 제2크랭크(110b)의 타측 말단에 각각 회동가능하게 연결되는 제1링크암(112a) 및 제2링크암(112b)이 포함된다.
또한, 말단에 상기 제1링크암(112a) 및 상기 제2링크암(112b)의 타측 말단이 각각 회동가능하게 연결되며, 윗면에는 톱니가 형성되며, 상기 구동회전축(102) 방향으로 직선상에서 왕복운동을 하는 제1직선기어(114a) 및 제2직선기어(114b)가 더 포함된다.
또한, 상기 제1직선기어(114a) 및 상기 제2직선기어(114b)의 윗면에 형성된 톱니에 각각 맞물려서 회전하는 제1회전기어(118a) 및 제2회전기어(118b)를 가진다.
또한, 일측 말단이 상기 제1회전기어(118a) 및 상기 제2회전기어(118b)의 가운데 회전축에 각각 연결되어 상기 회전축을 중심으로 상기 제1회전기어(118a) 및 상기 제2회전기어(118b)와 함께 일정한 각도 범위 내에서 왕복 회전운동을 하는 제1레버(120a) 및 제2레버(120b)가 구비된다.
마지막으로, 상기 제1레버(120a) 및 상기 제2레버(120)의 타측 말단에 각각 설치되는 제1페달(122a) 및 제2페달(122b)을 포함한다.
이렇게 구성된 크랭크를 이용한 자전거 구동장치는 사용자가 페달을 상하로 번갈아 밟으면 회전기어에 연결된 직선기어가 전후 방향으로 왕복운동을 하면서 크랭크에 연결된 스프로킷을 회전시키는 방식으로 움직이게 된다.
그러나, 종래기술의 크랭크를 이용한 자전거 구동장치는 통상적인 직립식 자전거에만 사용할 수 있는 구조로써, 리컴번트 자전거에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 그 구성을 이루는 부품의 수가 많고 구조가 복잡하여 자전거의 무게가 증가하는 단점이 있다.
더욱이, 자전거에 있어 경량화는 기술적 공통지향점이며 자전거가 갖추어야 할 필수요소이므로, 종래기술의 크랭크를 이용한 자전거 구동장치는 리컴번트 자전거에 적용하기에 부적합하다.
따라서, 리컴번트 자전거에 맞추어 페달조작부를 개선하고 자전거의 경량화를 이룰 수 있는 단순하고 간결한 구조의 자전거 구동장치의 개발이 필요한 시점이다.
등록특허 제10-2012-1195127호(2012.10.22)
본 발명의 목적은 크랭크 구조를 통해 페달의 왕복운동을 스프로킷의 회전운동으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 자전거 페달 조립체를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 단순하고 간결한 구조를 통해 자전거를 경량화함으로써 자전거의 기동효율을 높이는 것을 특징으로 하는 자전거 페달 조립체를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자전거 페달 조립체는, 자전거를 구동시키는 장치로서, 중심에 구동축이 구비되며, 가장자리의 톱니에 맞물리는 체인을 통해 회전력을 종동스프로킷에 전달하는 구동스프로킷;과, 상기 구동스프로킷에 고정되며, 커넥팅로드의 일단이 힌지결합되는 크랭크암;과, 상기 커넥팅로드의 타단에 힌지결합되는 로드바;와, 상기 로드바의 끝단에 고정되는 페달; 및 상기 크랭크암 및 커넥팅로드와 로드바가 구동스프로킷의 좌우측에 각각 구비되되, 상기 좌우측의 커넥팅로드가 서로 반대 위치에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 자전거 프레임에 고정되며, 상기 로드바가 수용되는 가이드가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 크랭크암은 구동축에 고정되며, 상기 구동스프로킷과 회동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 페달을 조작에 의한 상기 로드바의 전후왕복운동이 상기 커넥팅로드를 통해 상기 크랭크암의 회전운동으로 변환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자전거 페달 조립체에 따르면, 통상의 직립식 자전거와는 다르게 누워서 주행하는 리컴번트 자전거에 알맞는 페달 방식을 제공하게 된다.
덧붙여, 리컴번트 자전거는 페달조작부가 탑승자의 무게중심보다 상단에 위치하여 기존의 회전식 페달조작방식보다는 전후방향으로 번갈아 밟는 방식의 직선왕복식 페달조작방식이 적합하다.
또한, 종래기술에 있어서, 구성을 이루는 부품의 수가 많고 구조가 복잡해 자전거의 무게가 증가하는 단점을 개선하여, 단순하고 간결한 구조를 통해 자전거를 경량화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 크랭크를 이용한 자전거 구동장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거 페달 조립체의 사용상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자전거 페달 조립체를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 조립도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자전거 페달 조립체의 작동상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거 페달 조립체의 사용상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자전거 페달 조립체를 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 조립도이며, 도 5는 본 발명에 따른 자전거 페달 조립체의 작동상태도이다.
도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자전거 페달 조립체(A)는, 자전거를 구동시키는 장치로서, 중심에 구동축(202)이 구비되며, 가장자리의 톱니에 맞물리는 체인(400)을 통해 회전력을 종동스프로킷(500)에 전달하는 구동스프로킷(200);이 구비된다.
여기서, 본 발명의 자전거 페달 조립체는 리컴번트 자전거를 대상으로 설명함에 따라, 상기 구동축(202)과 구동스프로킷(200)은 리컴번트 자전거의 일반적인 조립위치인 사용자 전방에 구비된다.
또한, 상기 구동스프로킷(200)에 고정되며, 커넥팅로드(220)의 일단이 힌지결합되는 크랭크암(210);이 포함되며, 상기 크랭크암(210)은 구동축(202)에 고정됨에 따라 상기 구동스프로킷(200)과 회동된다.
덧붙여, 상기 크랭크암(210)은 상기 구동스프로킷(200)의 좌우측에 각각 구비되며, 각각의 크랭크암(210)은 상응하여 반대방향으로 결합된다.
여기서, 상기 구동축(202)에 크랭크암(210)이 고정되는 방식은 키 와 키홈 등 기계분야에서 통상적으로 사용되는 축결합방식을 사용한다.
또한, 상기 크랭크암(210)의 일측에는 상기 구동축(202)에 결합되는 축결합부(212)가 형성되며, 타측에는 상기 커넥팅로드(220)가 결합되는 제1힌지결합부(214)가 형성된다.
한편, 상기 커넥팅로드(220)의 타단에 힌지결합되는 로드바(230);가 구비된다.
또한, 상기 커넥팅로드(220)는 막대형상으로 이루어지며, 일측에는 상기 크랭크암(210)에 결합되는 제2힌지결합부(222a)가 형성되며, 타측에는 상기 로드바(230)가 결합되는 제3힌지결합부(222b)가 형성된다.
그리고, 상기 크랭크암(210)의 제1힌지결합부(214)와 상기 커넥팅로드(220)의 제2힌지결합부(222)가 동심을 이루고 힌지축(300)이 삽입됨에 따라, 상기 크랭크암(210)과 커넥팅로드(220)는 힌지결합된다.
덧붙여, 상기 크랭크암(210)과 커넥팅로드(220) 사이에 스페이서(700)를 개재하여 이격시킨 뒤 힌지결합한다.
그리고, 상기 커넥팅로드(220)와 로드바(230)의 힌지결합 구성도 상기 힌지축(300)과 스페이서(700)를 통해 이루어진다.
또한, 상기 로드바(230)의 일측에는 상기 커넥팅로드(220)의 제3힌지결합부(224)에 대응하는 제4힌지결합부(232)가 형성되며, 상기 힌지축(300)을 통해 힌지결합되고, 상기 로드바(230)의 타측에는 페달(240);이 힌지결합된다.
여기서, 상기 로드바(230)의 타측에는 페달(240)이 힌지결합되는 제5힌지결합부(234)가 더 구비되며, 상기 페달(240)에도 힌지결합을 위한 제6힌지결합부(242)가 구비된다.
한편, 상기 로드바(230)의 직선 왕복운동을 위해 가이드(250)가 구비되며, 상기 가이드(250)는 자전거의 프레임에 고정되어 상기 로드바(230)를 수용하게 된다.
덧붙여, 상기 가이드(250)는 자전거 프레임에 고정되며, 고정되는 방식은 용접결합 또는 나사결합 등 기계분야의 공지된 결합방식을 사용한다.
또한, 상기 커넥팅로드(220)와 로드바(230)는 상기 크랭크암(210)과 마찬가지로 상기 구동스프로킷(200)의 좌우측에 각각 한쌍으로 구비된다.
이에 따라, 상기 페달(240)을 조작하여 전후방향으로 왕복운동하면 크랭크구조에 의해 상기 크랭크암(210)이 회전하게 된다.
그리고, 상기 크랭크암(210)과 구동축(202)에 키와 키홈으로 고정된 상기 구동스프로킷(200)이 회동하게 됨에 따라 상기 구동스프로킷(200)에 체인(400)으로 연동된 종동스프로킷(500)이 작동하게 되고, 상기 종동스프로킷(500)에 연결된 바퀴(600)가 동작되어 기동력을 얻게 된다.
이로 인해, 통상의 직립식 자전거와는 다르게 누워서 주행하는 리컴번트 자전거에 알맞은 페달 방식을 제공하게 됨에 따라, 장거리 주행에도 신체에 쌓이는 피로감이 줄어들며 운동지속성이 늘어나게 되어 자전거의 운동효율도 상승하게 된다.
마지막으로, 리컴번트 자전거는 페달조작부가 탑승자의 무게중심보다 상단에 위치하여 전후방향으로 번갈아 밟는 직선왕복식 페달조작방식으로 인해 기동효율이 더욱 증대되며, 단순하고 간결한 구조를 통해 자전거의 경량화가 가능한 장점이 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.
B : 리컴번트 자전거 A : 자전거 페달 조립체
200 : 구동스프로킷 210 : 크랭크암
220 : 커넥팅로드 230 : 로드바
240 : 페달 250 : 가이드
300 : 힌지축 400 : 체인
500 : 종동스프로킷 600 : 바퀴

Claims (4)

  1. 자전거를 구동시키는 장치로서,
    중심에 구동축이 구비되며, 가장자리의 톱니에 맞물리는 체인을 통해 회전력을 종동스프로킷에 전달하는 구동스프로킷;
    상기 구동스프로킷에 고정되며, 커넥팅로드의 일단이 힌지결합되는 크랭크암;
    상기 커넥팅로드의 타단에 힌지결합되는 로드바;
    상기 로드바의 끝단에 힌지결합되는 페달; 및
    상기 크랭크암 및 커넥팅로드와 로드바가 구동스프로킷의 좌우측에 각각 구비되되,
    상기 좌우측의 크랭크암이 서로 반대 위치에 결합되는 것을 특징으로 하는 자전거 페달 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    자전거 프레임에 구비되며, 상기 로드바가 수용되는 가이드가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자전거 페달 조립체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 크랭크암은 구동축에 고정되며, 상기 구동스프로킷과 회동되는 것을 특징으로 하는 자전거 페달 조립체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 페달을 조작에 의한 상기 로드바의 전후왕복운동이 상기 커넥팅로드를 통해 상기 크랭크암의 회전운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 자전거 페달 조립체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110053699A (zh) * 2019-06-06 2019-07-26 金洪烈 一种人力车双功能踏杆驱动的四杆驱动机构

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