KR20170003075U - 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자전거의 페달링을 수행하는 크랭크 기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거를 주행함에 있어 페달링을 수행시 비교적 작은 다리 근력으로도 원활한 페달링이 가능하게 하여 노인층이나 어린이들로 하여금 근력의 소모 없이 자전거의 원활한 주행이 가능하게 하며, 특히 오르막길의 경우에도 쉽게 주행이 가능하게 하는 등 자전거를 보다 편리하게 주행할 수 있게 하기 위한 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조에 관한 것이다.

Description

페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조{Crank structure for easy pedaling a bicycle}

본 고안은 자전거의 페달링을 수행하는 크랭크 기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거의 전진을 위해 페달링을 수행함에 있어, 작은 힘으로도 페달링이 가능하게 하여 누구나 쉽게 자전거의 주행이 가능하게 하기 위한 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 짧은 거리에서의 이동을 편리하기 위한 이동수단으로, 이러한 자전거는 전위와 후위에 각각 전륜과 후륜이 구비되고, 전륜의 축에는 핸들포스트가 연결되어 그 상단부에 핸들이 고정되며, 핸들 포스트에는 지지프레임이 고정되어 그 뒤쪽 하단부에 후륜의 축이 연결되고, 지지프레임의 상부에는 안장이 고정되고, 지지프레임의 앞쪽 하단부에는 좌우측에 반대방향을 향해 크랭크가 각각 고정된 회전축이 회전가능하게 구비되며, 각 크랭크의 단부에는 페달이 회전가능하게 고정되고, 회전축의 한쪽에는 구동측 스프라켓이 고정되며, 후륜에는 래칫ratchet)이 형성된 종동측 스프라켓이 고정되고, 각 스프라켓은 체인이 연결되어 이루어진다.

따라서, 사용자가 안장에 앉은 상태에서 각 페달을 굴려 회전시키게 되면 이러한 회전력에 의해 회전축이 회전되고, 이러한 회전력에 의해 구동측 스프라켓이 회전되면 이와 체인을 매개로 연결되어 있는 종동측 스프라켓이 회전되어 추진력이 발생되며, 이러한 추진력에 의해 자전거가 넘어지지 않고 전진할 수 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 자전거는 주행시 단순히 운전자가 페달을 밟아주는 힘에 의해서만 회전력이 발생하게 되는 것인바, 자전거를 주행함에 있어 상당한 다리근력이 요구되는 등 비교적 다리 근력이 약한 사람 특히, 노인층이나 어린이로 하여금 자전거의 원활한 주행이 힘든 문제점이 있었으며, 특히 오르막길의 경우에는 노인층이나 어린이는 물론 일반인들도 그 페달링이 어려워 주행에 한계가 있었다.

대한민국특허출원등록 제10-1070968호.

본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 자전거를 주행함에 있어 페달링을 수행시 비교적 작은 다리 근력으로도 원활한 페달링이 가능하게 하여 노인층이나 어린이들로 하여금 근력의 소모 없이 자전거의 원활한 주행이 가능하게 하며, 특히 오르막길의 경우에도 쉽게 주행이 가능하게 하는 등 자전거를 보다 편리하게 주행할 수 있게 하기 위한 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는,

자전거의 지지프레임에 자유 회전력을 가지도록 축설되는 구동축과, 구동축의 양단에는 서로 반대 방향으로 돌출되며 단부에는 페달이 형성된 한 쌍의 크랭크와, 구동축의 일측에 형성되어 구동축과 함께 회전하며 후륜과 체인 연결되는 구동 스프라켓으로 된 자전거의 페달링 구조에 있어서,

상기 각각의 크랭크는,

구동축으로부터 연장 형성되며 어느 한 측의 페달이 상사점에 도달한 상태에서 경사를 이루는 경사부; 및

경사부의 단부로부터 연장 형성되며 단부에는 페달이 형성되는 연장부를 포함하여 구성하되,

경사부와 연장부가 120~150°의 각도를 이루게 구성함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조는, 크랭크의 구조가 상사점에 도달시 그 크랭크의 무게중심이 이미 앞쪽에 위치되도록 구성되어 있어, 페달링시 가장큰 근력이 요구되는 상사점에서 하사점으로 페달링이 용이하게 되는 등 페달링에 따른 근력의 작용이 최소화 되어 비교적 근력이 약한 노인층이나 어린이들로 하여금 페달링이 용이하게 되는 등 근력의 소모를 최소화 시키면서도 원활한 자전거의 주행이 가능하며, 특히 오르막길에서도 누구나 쉽게 페달링이 가능한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 사시도.
도 2는 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 측면도.
도 3은 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 다른 실시예도.
도 4는 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 또 다른 실시예도.
도 5는 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 작동 설명도.
도 6은 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 다른 실시예에 따른 작동 설명도.
도 7은 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 또 다른 실시예에 따른 작동 설명도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 사시도이고, 도 2는 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 측면도이다.

도 1 및 도 2의 도시와 같이 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조는, 자전거의 지지프레임(10)에 자유 회전력을 가지도록 축설되는 구동축(20)과, 구동축(20)의 양단에는 서로 반대 방향으로 돌출되며 단부에는 페달(40)이 형성된 한 쌍의 크랭크(30)(30')와, 구동축(20)의 일측에 형성되어 구동축(20)과 함께 회전하며 후륜(도면중 미도시함)과 체인(60) 연결되는 구동 스프라켓(50)으로 된 자전거의 크랭크 구조로부터,

상기 각각의 크랭크(30)(30')가, 경사부(310)와, 연장부(320)를 이루게 구성된다.

여기서, 상기 경사부(310)는, 구동축(20)으로부터 연장 돌출되게 구성된 것으로, 연장 형성시에는 한 쌍의 크랭크(30)(30') 중 어느 한 측의 페달(40)이 구동축(20)가 수직선상을 이루는 상사점에 위치한 상태에서 페달링 방향측으로 상향 경사를 이루게 구성된다.

상기 연장부(320)는, 상기 경사부(310)의 단부로부터 연장 형성되게 구성되며, 단부에는 사용자가 페달링을 수행할 수 있도록 발이 올려지는 페달(40)이 형성된 것으로, 경사부(310)으로부터 연장시에는 그 경사부(310)와 120~150°의 각도를 이루면서 연장되게 구성된다. 바람직하게는, 연장부(320)와 경사부(310) 사이는 130~135°의 각도가 적당하다.

즉, 본 고안 크랭크 구조는, 사용자가 페달링을 수행하는 과정에서 어느 한 측의 크랭크(30)의 페달(40)이 구동축(20)과 수직선상을 이루는 상사점에 도달시, 경사부(310) 및 연장부(320)가 페달링 방향을 향하는 ">" 형태를 이루게 되는 것인바, 그 경사부(310) 및 연장부(320)의 연결부가 구동축(20)을 수직으로 하여 페달링 방향 전방에서 무게중심(P)을 이루게 구성된다.

한편, 상기 경사부(310)를 구성함에 있어, 도 3의 도시와 같이 경사부(310)와 연장부(320)의 연장되는 부분에서 페달링 방향에 나사공 형태의 중량추 설치공(311)을 더 구성할 수 있다.

그리고 상기 크랭크(30)(30')와 별도 구비되며, 상기 중량추 설치공(311)에 체결되는 수나사부(331)를 갖는 중량추(330)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

즉, 크랭크(30)(30')의 각각의 경사부(310)에는, 상기 중량추(330)를 수나사부(331)를 통해 중량체 설치공(311)에 체결 장착하여 사용할 수 있는 것으로, 이는 전술한바와 같이 경사부(310)가 페달(40)이 상사점에 도달시 페달링 방향으로 치우친 상태에서 중량이 더해져 하방으로의 원활한 회전을 유도하게 구성된다.

한편, 상기와 같이 경사부(310)에 장착되는 중량추(330)를 구성함에 있어서는, 그 중량추(330)를 서로 다른 중량을 가지는 적어도 두개 이상의 중량추(330')(330")로 구성할 수 있다.

즉, 상기와 같이 중량추(330)를 서로 다른 다수의 중량추(330')(330")로 구성하게 되면, 사용자의 요구에 따라 다양한 중량추(330')(330")를 경사부(310)에 장착 가능하게 됨으로 페달링시 작용하는 다리 근력의 힘을 조절할 수 있게 된다.

한편, 본 고안 페달링 구조를 구성함에 있어, 또 다른 실시예의 적용 가능한 것으로, 이는 도 4의 도시와 같이 상기 지지프레임(10)에는, 상기 구동 스프라켓(50)의 일측면과 근접 설치되는 회전 유도판(400)을 더 구성할 있는 것으로, 회전 유도판(400)은 구동 스프라켓(50)의 회전 간섭을 받지 않게 설치된다.

이때 회전 유도판(400)에는, 그 구동 스프라켓(50)과 대항면에 원주 방향으로 다수의 제1 유도자석(410)(410')이 배열되게 구성된 것으로, 이때 제1 유도자석(410)(410')은 극성의 교차 즉, 통상의 자석 극성인 N극과 S극이 교차 배열되게 구성된다.

그리고 상기 구동 스프라켓(50)에는, 상기 회전 유도판(400)과 대항면에 대하여 상기 제1 유도자석(410)(410')과 반응하는 제2 유도자석(510)(510')이 제1 유도자석(410)(410')과 이격되게 극성 교차 즉, 통상의 자석 극성인 N극과 S극이 교차 배열되게 구성된다.

즉, 회전 유도판(400)에 형성되는 제1 유도자석(410)(410')과, 구동 스프라켓(50)에 형성되는 제2 유도자석(510)(510')은, 페달링을 통해 구동 스프라켓(50)이 회전하는 과정에서 서로간에 반응하여 인력(引力)과 척력(斥力)이 작용하게 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조는, 자전거 운전자가 페달링을 수행하는 과정에서 작은 힘으로도 페달링이 가능하게 함으로 누구나 쉽게 자전거를 주행할 수 있게 되는 것으로, 그 페달링 시에는 통상의 자전거 페달링과 같이 한 쌍의 크랭크(30)(30')에 형성된 페달(40)에 발을 올려놓고 구동축(20)을 축으로 하여 크랭크(30)(30')를 회동시켜 페달링을 수행하면 된다.

한편, 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조는, 도 5의 도시와 같이 사용자가 페달링을 수행하는 과정에서 어느 한 측의 크랭크(30)가 구동축(20)의 상부에 위치 및 페달(40)이 구동축(20)과 수직선상을 이루는 상사점에 도달시, 구동축(20)으로부터 경사상으로 연장 형성되는 경사부(310)에 의해 그 경사부(310) 및 연장부(320)의 연결부가 상사점으로부터 페달링 회전방향 전방으로 치우치게 되는 것인바, 이미 크랭크(30)의 무게중심(P)이 구동축(20)으로부터 페달링 방향 전방 상부에 위치되어 하방으로 하중이 작용 및 크랭크(30)의 자연스러운 하방 회전을 유도하게 된다.

즉, 본 고안 페달링 구조는, 페달링을 수행시 크랭크(30)의 페달(40)이 상사점에 도달한 위치에서는 무게중심이 이미 페달링 방향으로 진행되어 회전을 유도하게 되는 것인바, 사용자는 최대의 다리 근력이 소모되는 상사점으로부터 전방 페달링시 그 근력의 소모가 감소되는 등 쉽게 페달링이 가능하게 된다.

한편, 상기와 같이 무게중심을 페달링 방향으로 유도함에 있어, 도 3을 참조하여 도 6의 도시와 같이 경사부(310)에 중량추(330)를 장착시에는 페달링 방향으로 치우친 무게중심에 중량추(330)의 중량이 더해지게 되는 것인바, 보다 원활한 회전 유도가 가능하게 된다.

이때 상기와 같이 사용되는 중량추(330)는, 도 3의 도시와 같이 다양한 중량을 가지도록 다수의 중량추(330')(330")로 구성된 것인바, 사용자의 요구에 따라 다양한 중량의 적용이 가능하게 되는 것으로, 이는 비교적 근력이 약한 사용자일수록 비교적 무거운 중량추(330')(330")를 적용함으로 그 페달링이 용이하게 될 것이며, 이러한 사용은 특히 평지 주행으로부터 오르막길을 주행시 중량추(330')(330")를 장착 또는 교체 사용함으로 페달링시 근력 소모량을 줄이면서 원활한 페달링이 가능하게 된다.

한편, 본 고안 크랭크 구조는, 도 4를 참조하여 도 7의 도시와 같이 구동 스프라켓(50)의 근접부에 회전 유도판(400)을 설치 및 그 회전 유도판(400)과 구동 스프라켓(50)의 대항면에 각각 제1 유도자석(410)(410')과 제2 유도자석(510)(510')을 형성시에는, 구동 스프라켓(50)에 회전력이 부여시 (a)와 같이 상기 제1 유도자석(410)(410')과 제2 유도자석(510)(510')간에 다른 극성은 당기는 인력이 발생되고, (b)와 같이 같은 극성은 밀어내는 척력이 발생하게 되는 것인바, 이러한 인력과 척력이 반복적으로 작용하여 구동 스프라켓(50)의 회전력을 증대시킬 수 있게 되며, 이러한 과정에서 원활한 페달링이 가능하게 된다.

이상에서와 같이 본 고안 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조는, 자전거를 주행하기 위해 페달링을 수행함에 있어, 크랭크에 가장 큰 힘이 작용하는 페달의 상사점 위치에서의 페달링이 용이하여 다리근력이 약한 노인층이나 어린이로 하여금 쉽게 페달링이 가능하게 되며, 특히 일반인들로 하여금도 오르막길을 주행시에도 쉽게 주행이 가능하게 되는 등 편리한 자전거의 주행이 가능하게 한다.

10 : 지지프레임 20 : 구동축
30,30' : 크랭크 40 : 페달
50 : 구동 스프라켓 60 : 체인
310 : 경사부 311 : 중량추 설치공
320 : 연장부 300,300',300" : 중량추
331 : 수나사부
400 : 회전 유도판 410,410' : 제1 유도자석
510,510' : 제2 유도자석

Claims (4)

1. 자전거의 지지프레임(10)에 자유 회전력을 가지도록 축설되는 구동축(20)과, 구동축(20)의 양단에는 서로 반대 방향으로 돌출되며 단부에는 페달(40)이 형성된 한 쌍의 크랭크(30)(30')와, 구동축(20)의 일측에 형성되어 구동축(20)과 함께 회전하며 후륜과 체인(60) 연결되는 구동 스프라켓(50)으로 된 자전거의 크랭크 구조에 있어서,
   상기 각각의 크랭크(30)(30')는,
   구동축(20)으로부터 연장 형성되며 어느 한 측의 페달(40)이 상사점에 도달한 상태에서 페달링 방향으로 상향 경사를 이루는 경사부(310); 및
   경사부(310)의 단부로부터 연장 형성되며 단부에는 페달(40)이 형성되는 연장부(320)를 포함하여 구성하되,
   경사부(310)와 연장부(320)가 120~150°의 각도를 이루게 구성함을 특징으로 하는 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   경사부(310)에는,
   경사부(310)와 연장부(320)의 연장되는 부분에서 페달링 방향에 나사공 형태의 중량추 설치공(311)을 더 형성하고,
   크랭크(30)(30')와 별도 구비되며, 중량추 설치공(311)에 체결되는 수나사부(331)가 형성된 중량추(330)를 더 포함하여 구성하되,
   사용자의 선택에 따라 중량추(330)를 중량추 설치공(311)에 장착 사용이 가능하게 구성함을 특징으로 하는 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 중량추(330)는,
   서로 다른 중량을 가지는 적어도 두개 이상의 중량추(330')(330")를 이루게 구성하되,
   사용자의 선택에 따라 서로 다른 중량의 중량추(330')(330")를 중량추 설치공(311)에 장착 사용이 가능하게 구성함을 특징으로 하는 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조.
   
4. 제 1항에 있어서,
   지지프레임(10)에는,
   구동 스프라켓(50)의 일측면과 근접되는 위치에 구동 스프라켓(50)과 간섭되지 않게 설치되며, 구동 스프라켓(50)과 대항면에 원주 방향으로 다수의 제1 유도자석(410)(410')이 극성 교차 배열되는 회전 유도판(400)을 더 형성하고,
   구동 스프라켓(50)에는,
   회전 유도판(400)과 대항면에 제1 유도자석(410)(410')과 반응하는 제2 유도자석(510)(510')이 제1 유도자석(410)(410')과 이격되게 극성 교차 배열되게 구성함을 특징으로 하는 페달링이 용이한 자전거용 크랭크 구조.

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