KR20180035569A

KR20180035569A - 스탠딩 바이크

Info

Publication number: KR20180035569A
Application number: KR1020160125833A
Authority: KR
Inventors: 김진혁
Original assignee: (주)콜라웍스
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-04-06

Abstract

본 발명은 스탠딩 바이크에 관한 것으로서, 전륜과 후륜을 회전가능하게 지지하며, 전방에 조향축이 수직하게 구비되는 프레임부와; 상기 프레임부의 전방에 회전가능하게 결합되는 전륜과; 상기 프레임부의 후방에 회전가능하게 결합되는 후륜과; 상기 프레임부의 양측에 사용자의 양발에 의한 교번적인 가압에 의해 상하로 이동되는 가압페달을 구비하며, 상기 가압페달의 상하이동을 회전운동으로 변환시키는 운동변환부와; 상기 운동변환부에 의해 변환된 회전운동을 상기 후륜으로 전달하는 후륜구동부를 포함하되, 상기 후륜구동부는, 상기 운동변환부에 결합되어 회전되는 체인구동기어와; 상기 후륜의 회전축에 결합되는 체인종동기어와; 상기 체인구동기어와 상기 체인종동기어에 결합되어 상기 체인구동기어의 회전을 상기 후륜으로 전달하는 체인을 포함하되, 상기 운동변환부는, 상기 체인구동기어의 회전축의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 커넥팅암과; 일단은 상기 커텍팅암에 결합되고 타단은 상기 가압페달에 결합되는 한 쌍의 페달결합커넥팅로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스탠딩 바이크{STANDING BYCICLE}

본 발명은 스탠딩 바이크에 관한 것으로서, 보다 자세히는 사용자가 상하로 페달을 왕복 이동시키는 것에 의해 후륜이 회전되며 구동되는 스탠딩 바이크에 관한 것이다.

자전거는 양쪽 발을 이용해 페달을 회전시켜 이동하는 교통수단으로, 최근에는 취미 또는 건강 등의 목적으로 널리 이용되고 있다.

최근에 자전거에 대한 관심과 사용이 증가되면서 다양한 형태의 자전거가 등장하고 있다. 즉, 종래에는 사용자가 의자에 앉아서 페달을 회전시키는 형태의 자전거만 보급되었으나, 최근에는 팔을 이용해 이동시키는 자전거, 서서 타는 스탠딩자전거, 조정식으로 운전석이 전후로 이동되며 구동되는 자전거 등 다양한 형태의 자전거가 개발되고 있다.

이 중, 스탠딩자전거는 사용자가 서서 페달을 회전시켜 주행하기 때문에 페달을 회전하기 위해 사용자의 상체가 앞뒤로 움직여야 하는 불편함이 있었다. 또한, 종래 스탠딩자전거는 한정된 기계 구조 내에서 서서 구동할 수 있는 구동계를 구현해야 하고, 사용자의 하중을 지지해야 하므로 일반 자전거보다 무게가 무겁게 설계되어야 했다. 이에 종래 스탠딩자전거는 일반 자전거보다 뼈대를 형성하는 프레임의 두께가 두껍거나 직경이 크게 형성되므로 무게가 무겁고 속도가 느린 반면 가격은 비싼 단점이 있었다.

공개실용신안 제20-2011-0010407호 "서서 타는 자전거" 등록특허 제10-08026387호 "안장이 없는 서서 타는 자전거"

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 서 있는 사용자가 양발로 페달을 상하로 왕복 이동하는 것에 의해 간편하게 구동되는 새로운 방식의 스탠딩 바이크를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복잡한 구동계를 간단하게 개선하여 전체 무게를 줄이고 가격을 줄일 수 있는 스탠딩 바이크를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 스탠딩 바이크에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 스탠딩 바이크는 전륜과 후륜을 회전가능하게 지지하며, 전방에 조향축이 수직하게 구비되는 프레임부와; 상기 프레임부의 전방에 회전가능하게 결합되는 전륜과; 상기 프레임부의 후방에 회전가능하게 결합되는 후륜과; 상기 프레임부의 양측에 사용자의 양발에 의한 교번적인 가압에 의해 상하로 이동되는 가압페달을 구비하며, 상기 가압페달의 상하이동을 회전운동으로 변환시키는 운동변환부와; 상기 운동변환부에 의해 변환된 회전운동을 상기 후륜으로 전달하는 후륜구동부를 포함하되, 상기 후륜구동부는, 상기 운동변환부에 결합되어 회전되는 체인구동기어와; 상기 후륜의 회전축에 결합되는 체인종동기어와; 상기 체인구동기어와 상기 체인종동기어에 결합되어 상기 체인구동기어의 회전을 상기 후륜으로 전달하는 체인을 포함하되, 상기 운동변환부는, 상기 체인구동기어의 회전축의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 커넥팅암과; 일단은 상기 커텍팅암에 결합되고 타단은 상기 가압페달에 결합되는 한 쌍의 페달결합커넥팅로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 가압페달의 후단은 상기 후륜지지프레임에 페달회동축에 의해 회동가능하게 결합된다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동변환부는 상기 한 쌍의 가압페달이 교번적으로 상하로 이동될 때, 상기 커넥팅암의 길이를 반지름으로 하는 원궤적을 따라 크랭크운동한다.

본 발명에 따른 스탠딩 바이크는 페달을 회전하는 방식이 아니고 서 있는 사용자가 페달을 상하로 왕복 가압하는 방식으로 구동된다. 또한, 페달의 상하 운동은 크랭크 구조에 의해 후륜의 회전으로 전달되어 주행하게 된다.

이러한 본 발명의 구동방식은 종래 페달을 회전하는 방식과 비교할 때 사용자가 서 있는 상태에서 구동하기에 안정성이 높아져 사용자의 체력적 부담이 줄어들고 상체의 흔들림이 줄어들어 균형성이 높아질 수 있다.

또한, 가압페달이 후륜프레임에 결합됨에 따라 프레임으로 전달되는 하중이 줄어들어 전체 프레임의 두께와 직경 등을 줄일 수 있다. 이에 전체 프레임의 무게를 줄여 사용자의 휴대 및 보관을 간편히 할 수 있으며, 제조단가도 낮출 수 있는 장점이 있다.

또한, 종래 자전거의 구동방식과 차별화된 페달 가압식 구동방식은 소비자들의 호기심을 자극할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스탠딩 바이크를 사용자가 이용하고 있는 상태를 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 스탠딩 바이크의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스탠딩 바이크의 평면 구성을 도시한 평면도,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 스탠딩 바이크의 동작과정을 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 스탠딩 바이크(100)에 사용자가 서서 주행하고 있는 상태를 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스탠딩 바이크(100)는 사용자가 의자에 앉지 않고 서 있는 상태로 주행을 한다. 이 때, 사용자의 두 발은 좌우 한 쌍의 가압페달(151,151')에 위치되고 교번적으로 한 쌍의 가압페달(151,151')을 상하로 왕복 이동시켜 스탠딩 바이크(100)를 주행하게 된다.

이렇게 상하로 가압페달(151,151')을 왕복이동시켜 이동하는 본 발명의 주행방식은 종래 사용자가 서 있는 자세에서 페달을 회전시키던 방식과 비교할 때, 상체의 흔들림이 줄어들고 보다 안정적인 자세로 주행을 즐길 수 있게 해준다. 또한, 가압페달(151,151')의 상하이동을 후륜(130)의 회전운동으로 변환하는 운동변환부(150)의 구성이 크랭크 운동을 이용하여 간단하게 설계되므로 전체 구조를 간소화할 수 있으며 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 2는 본 발명의 스탠딩 바이크(100)의 하부 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 스탠딩 바이크(100)의 평면 구성을 도시한 평면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 스탠딩 바이크(100)는 프레임부(110)와, 프레임부(110)의 전방에 결합되는 전륜(120)과, 프레임부(110)의 후방에 결합되는 후륜(130)과, 후륜(130)이 회전되도록 구동하는 후륜구동부(140)와, 사용자에 의한 가압페달(151,151')의 상하이동을 후륜구동부(140)의 회전운동으로 변환하는 운동변환부(150)를 포함한다.

프레임부(110)는 사용자가 서 있는 상태에서 안정적으로 운동변환부(150)와 후륜구동부(140)를 구동시켜 후륜(130)과 전륜(120)이 회전될 수 있도록 각 구성들을 지지한다.

프레임부(110)는 일정 각도 경사지게 전륜(120)에서 후륜(130)을 향해 배치된 메인프레임(111)과, 메인프레임(111)의 전방에 구비되어 전륜(120)을 회전가능하게 지지하는 전륜결합프레임(113)과, 전륜결합프레임(113)에 수직하게 결합되어 사용자로부터 조향방향을 인가받는 조향축(115)과, 조향축(115)의 상부에 결합된 핸들(116)과, 프레임부(110)의 후방에 구비되어 후륜(130)을 회전가능하게 지지하는 후륜결합프레임(117)을 포함한다.

메인프레임(111)은 전륜결합프레임(113)과 후륜결합프레임(117)을 연결한다. 메인프레임(111)에는 체인구동크랭크축(143)을 수용하는 크랭크축삽입관(112)이 일체로 형성된다. 크랭크축삽입관(112)의 내부를 가로질러 체인구동크랭크축(143)이 삽입되고, 체인구동크랭크축(143) 상에 체인구동기어(141)가 결합되고, 체인구동크랭크축(143)의 양단에 한 쌍의 운동변환부(150)가 결합된다.

전륜결합프레임(113)은 전륜회전축(121)의 양단에 결합되어 전륜(120)이 아이들회전 가능하게 지지한다.

전륜결합프레임(113)의 상부에는 조향축(115)이 결합되어, 핸들(116)의 좌우 조작에 의한 조향방향의 변화를 전륜(120)으로 전달한다. 여기서, 핸들(116)에는 브레이크라인(118)이 결합되어 주행 중 속도를 감속하는데 사용할 수 있다.

후륜결합프레임(117)은 메인프레임(111)의 후단에서 후륜(130)을 향해 연장형성되어 후륜회전축(131)에 결합된다. 후륜결합프레임(117)은 체인(144)의 구동에 간섭이 발생되지 않도록 위치된다.

후륜결합프레임(117)의 내측에는 후륜회전축(131)이 회전가능하게 결합되고, 외측에는 페달회동축(152)이 결합되어 가압페달(151,151')이 상하로 이동되도록 지지한다.

후륜구동부(140)는 운동변환부(150)를 통한 가압페달(151,151')의 상하이동을 후륜(130)의 회전으로 전달한다. 후륜구동부(140)는 크랭크축삽입관(112)의 일측에 배치된 체인구동기어(141)와, 후륜(130)의 후륜회전축(131)에 동축상으로 결합된 체인종동기어(142)와, 체인구동기어(141)에 결합된 체인구동크랭크축(143)과, 체인구동기어(141)와 체인종동기어(142)에 결합되어 회전되는 체인(144)을 포함한다.

체인구동기어(141)는 크랭크축삽입관(112)을 관통한 체인구동크랭크축(143) 상에 결합된다. 체인구동기어(141)는 체인구동크랭크축(143)에 고정결합되어 운동변환부(150)에 의해 체인구동크랭크축(143)이 회전하는 것에 연동하여 회전된다.

체인종동기어(142)는 후륜회전축(131)에 고정결합된다. 체인구동기어(141)와 체인종동기어(142)는 체인(144)에 의해 서로 결합되고, 체인구동기어(141)가 회전되면 체인(144)에 의해 체인종동기어(142)도 회전하게 된다. 체인종동기어(142)가 회전하면 동축상으로 배치된 후륜회전축(131)이 회전되면 후륜(130)이 회전하게 된다.

후륜(130)이 회전구동되면, 전륜(120)은 후륜(130)의 견인력에 의해 함께 회전하게 되고, 본 발명의 스탠딩 바이크(100)가 주행하게 된다.

운동변환부(150)는 사용자가 좌우 한 쌍의 가압페달(151,151')을 교번적으로 가압하여 상하로 운동되는 것을 체인구동크랭크축(143)의 회전운동으로 변환하여 후륜구동부(140)가 후륜(130)을 회전시키도록 한다.

운동변환부(150)는 메인프레임(111)의 양쪽에 각각 배치되며, 사용자의 발에 의해 가압되는 한 쌍의 가압페달(151,151')과, 가압페달(151,151')을 후륜결합프레임(117)에 회동가능하게 결합시키는 페달회동축(152)과, 가압페달(151,151')과 연결되는 페달결합커넥팅로드(153)와, 체인구동크랭크축(143)과 페달결합커넥팅로드(153)를 서로 결합시키는 커넥팅암(155)을 포함한다.

가압페달(151,151')은 일정 면적을 갖는 판상 형태로 구비되어 사용자의 발이 안착된다. 사용자는 양쪽의 가압페달(151,151')을 교번적으로 가압하게 된다. 가압페달(151,151')의 내측에는 수직하게 페달브래킷(151a)이 일체로 구비된다.

페달브래킷(151a)의 후단은 페달회동축(152)에 의해 후륜결합프레임(117)에 결합된다. 여기서, 페달회동축(152)이 후륜결합프레임(117)에 결합됨에 따라 후륜결합프레임(117)과 메인프레임(111)으로 전달되는 하중이 줄어들게 된다. 이에 프레임부(110)를 형성하는 스틸봉 또는 스틸바의 직경과 두께를 줄일 수 있어 전체 프레임부(110)의 무게를 줄일 수 있게 된다.

또한, 페달회동축(152)에 의해 가압페달(151,151')의 상하 운동이 페달회동축(152)을 중심으로 한 원호 운동으로 변환되므로 사용자가 발로만 가압페달(151,151')을 밟아 상하 운동시키는 것과 비교할 때 페달링의 부자연스러움을 줄일 수 있으며, 주행 중에 발생하는 불균형을 최대한 해소할 수 있게 된다.

페달결합커넥팅로드(153)의 하부는 도 2에 확대도시된 바와 같이 브래킷결합축(153a)에 의해 페달브래킷(151a)에 결합되고, 상부는 로드결합축(155b)에 의해 커넥팅암(155)에 절첩가능하게 결합된다.

커넥팅암(155)은 일정 길이를 갖는 바의 형태로 형성되며, 상부에는 체인구동크랭크축(143)에 결합되는 크랭크축수용헤드(155a)가 구비되고, 하부는 로드결합축(155b)에 의해 페달결합커넥팅로드(153)에 결합된다.

도 4와 도 5는 운동변환부(150)의 동작과정을 도시한 예시도이다.

도 4는 좌측 가압페달(151)이 하강된 상태이고 우측 가압페달(151')이 상승된 상태이다. 이 때, 페달결합커넥팅로드(153)는 로드결합축(155b)과 브래킷결합축(153a)에 수직하게 배치된다.

이 상태에서 사용자가 우측 가압페달(151')을 가압하면 도 5에 도시된 바와 같이 우측 가압페달(151')이 하강되고 좌측 가압페달(151)이 상승한다. 좌측 가압페달(151)이 상승되면 한 쌍의 가압페달(151,151')의 후단이 페달회동축(152)에 의해 위치가 고정되어 있으므로 페달결합커넥팅로드(153)는 링크운동에 의해 로드결합축(155b)을 중심으로 접혀지게 된다.

이에 따라 로드결합축(155b)은 도 4에 도시된 바와 같이 커넥팅암(155)의 길이(ℓ)를 반지름으로 하는 원궤적을 따라 이동하게 된다. 이렇게 커넥팅암(155)이 회전하게 되면, 커넥팅암(155)의 크랭크축수용헤드(155a)에 수용된 체인구동크랭크축(143)도 회전하게 되고, 이에 연동하여 체인구동기어(141)도 회전하게 된다.

본 발명에 따른 운동변환부(150)는 가압페달(151,151')의 상하운동을 커넥팅암(155)과 페달결합커넥팅로드(153)의 크랭크 운동에 의해 간단한 구조로 후륜구동부(140)의 체인구동기어(141)의 회전운동으로 변환하게 된다.

이에 따라 본 발명의 스탠딩 바이크는 종래 스탠딩 바이크에 적용되던 복잡한 구동구조를 생략할 수 있으며, 간단한 구조에 의해 전체 무게를 경량화 할 수 있는 장점이 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 스탠딩 바이크(100)의 동작과정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 스탠딩 바이크(100)를 주행하기 위해서는 사용자가 한 쌍의 가압페달(151,151')에 올라선다. 한 쌍의 가압페달(151,151')은 서로 상하방향으로 반대되게 위치된다.

사용자는 양손을 핸들(116)에 위치시키고, 상방향으로 상승된 우측 가압페달(151')를 가압한다.

우측 가압페달(151')을 가압하면, 도 5에 도시된 바와 같이 우측 가압페달(151')은 하강하고, 좌측 가압페달(151)은 상승하게 된다. 이 때, 한 쌍의 가압페달(151,151')들은 각각 후단이 페달회동축(152)에 의해 후륜결합프레임(117)에 구속된 상태로 상하로 회동되고, 가압페달(151,151')에 결합된 페달결합커넥팅로드(153)는 커넥팅암(155)과 크랭크 운동을 하게 된다.

커넥팅암(155)은 화살표로 도시된 바와 같은 원궤적을 따라 이동되고, 커넥팅암(155)의 크랭크축수용헤드(155a)에 결합된 체인구동크랭크축(143)은 회전한다. 체인구동크랭크축(143)에 고정결합된 체인구동기어(141)가 회전되고, 이에 연동하여 체인(144)이 회전되며 체인종동기어(142)가 회전되고, 후륜(130)이 회전되게 된다.

후륜(130)이 회전됨에 따라 전륜(120)도 아이들회전하며 스탠딩 바이크(100)가 주행하게 된다.

이 상태에서 사용자가 다시 좌측 가압페달(151)을 가압하면 도 4에 도시된 바와 같이 좌측 가압페달(151)이 하강하고, 우측 가압페달(151')이 상승하면서 후륜(130)이 회전하게 된다.

이렇게 사용자가 좌측 가압페달(151)과 우측 가압페달(151')을 번갈아 가며 가압하고, 운동변환부(150)의 크랭크 운동에 의해 스탠딩 바이크(100)는 안정적으로 주행을 하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 스탠딩 바이크는 페달을 회전하는 방식이 아니고 서 있는 사용자가 페달을 상하로 왕복 가압하는 방식으로 구동된다. 또한, 페달의 상하 운동은 크랭크 구조에 의해 후륜의 회전으로 전달되어 주행하게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 스탠딩 바이크의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 스탠딩바이크 110 : 프레임부
111 : 메인프레임 112 : 크랭크축삽입관
113 : 전륜결합프레임 115 : 조향축
116 : 핸들 117 : 후륜결합프레임
118 : 브레이크라인 120 : 전륜
121 : 전륜회전축 130 : 후륜
131 : 후륜회전축 140 : 후륜구동부
141 : 체인구동기어 142 : 체인종동기어
143 : 체인구동크랭크축 144 : 체인
150 : 운동변환부 151 : 가압페달
151a : 페달브래킷 152 : 페달회동축
153 : 페달결합커넥팅로드 153a : 브래킷결합축
155 : 커넥팅암 155a : 크랭크축수용헤드
155b : 로드결합축

Claims

전륜과 후륜을 회전가능하게 지지하며, 전방에 조향축이 수직하게 구비되는 프레임부와;
상기 프레임부의 전방에 회전가능하게 결합되는 전륜과;
상기 프레임부의 후방에 회전가능하게 결합되는 후륜과;
상기 프레임부의 양측에 사용자의 양발에 의한 교번적인 가압에 의해 상하로 이동되는 가압페달을 구비하며, 상기 가압페달의 상하이동을 회전운동으로 변환시키는 운동변환부와;
상기 운동변환부에 의해 변환된 회전운동을 상기 후륜으로 전달하는 후륜구동부를 포함하되,
상기 후륜구동부는,
상기 운동변환부에 결합되어 회전되는 체인구동기어와;
상기 후륜의 회전축에 결합되는 체인종동기어와;
상기 체인구동기어와 상기 체인종동기어에 결합되어 상기 체인구동기어의 회전을 상기 후륜으로 전달하는 체인을 포함하되,
상기 운동변환부는,
상기 체인구동기어의 회전축의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 커넥팅암과;
일단은 상기 커텍팅암에 결합되고 타단은 상기 가압페달에 결합되는 한 쌍의 페달결합커넥팅로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탠딩 바이크.
제1항에 있어서,
상기 가압페달의 후단은 상기 후륜지지프레임에 페달회동축에 의해 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 스탠딩 바이크.
제2항에 있어서,
상기 운동변환부는 상기 한 쌍의 가압페달이 교번적으로 상하로 이동될 때, 상기 커넥팅암의 길이를 반지름으로 하는 원궤적을 따라 크랭크운동하는 것을 특징으로 하는 스탠딩 바이크.