KR20180106054A - 자전거 전진구동장치 - Google Patents

자전거 전진구동장치 Download PDF

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KR20180106054A
KR20180106054A KR1020170033615A KR20170033615A KR20180106054A KR 20180106054 A KR20180106054 A KR 20180106054A KR 1020170033615 A KR1020170033615 A KR 1020170033615A KR 20170033615 A KR20170033615 A KR 20170033615A KR 20180106054 A KR20180106054 A KR 20180106054A
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Abstract

본 발명의 자전거 전진구동장치는, 자전거 페달을 정회전 또는 역회전에도 자전거가 전진되는 자전거 전진구동장치에 있어서, 지지판(10); 자전거 후륜축(2)에 결합되어 연동되며, 정회전시 전진구동력을 전달하며 역회전시 공회전되는 제 1 스프라켓 래치기어(20); 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 공회전 또는 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 연동되어 회전되는 제 2 스프라켓 래치기어(30); 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치되는 제 3 스프라켓 래치기어(40); 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 동일평면상에 설치되는 제 4 스프라켓 래치기어(50); 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치되는 제 1 가이드 롤러(90); 일측단부가 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 외측을 감싸고, 제 1 가이드 롤러(90)의 외측을 감싸며, 제 3 스프라켓 래치기어(40)가 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 선회하여 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하는 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 외측을 감싸고, 타측단부가 페달축에 구비된 구동스프라켓(3)의 외측을 감싸는 구동체인(60); 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 연결하는 보조체인(70); 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동되도록 하거나, 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속되도록 하는 클러치부(80); 를 포함하여 이루어진다.

Description

자전거 전진구동장치{Forward Movement Driving Apparatus for Bicycle}
본 발명은 자전거 전진구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양 방향의 페달 링을 이용하여 자전거를 운전함으로써, 다리에 대한 피로감을 줄이고 운동량을 증가시키며 운전자가 보다 재미를 더한 자전거 타기를 즐길 수 있고, 종래에 후진을 위한 별도의 장치나 기구를 내부에 장착하여 비용의 상승이나 고장의 문제가 발생하지 않아 경제적인 비용으로 외부에서 후진장치를 간단히 제어할 수 있게 되어 항상 한쪽 방향으로만 동력을 출력하게 하며, 동시에 자전거의 주행상태에 알맞게 그 회전 속도를 변환하여 자전거의 뒷바퀴를 구동하게 하는 자전거 전진구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 자전거를 구분하면, 운송수단으로 사용하고 있는 일반용 자전거와 산악운동에 전용되고 있는 산악용자전거(Mountain Bicycle) 그리고 경기용으로 사용되고 있는 사이클(cycles)로 구분되고 있다. 이들 자전거들은 모두 기본적으로 자전거 프레임 앞, 뒤에 바퀴가 있고 양 바퀴 사이에 한 쌍의 페달이 위치하여 동력공급원 역할을 한다. 자전거의 추진동력은 페달을 밟아서 얻고 이를 구동 스프로켓과 체인 그리고 종동 스프로켓으로 차례로 전달하여 뒷바퀴를 추진하게 되어져 있다. 그러나 이러한 자전거들의 대부분이 그렇듯이 자전거를 앞쪽으로 주행시키기 위해서는 페달을 앞으로만 구동하여야 하고 페달을 뒤로 구동해서는 자전거를 앞으로 주행할 수 없게 되어져 있다. 이렇게 자전거를 일 방향으로만 구동할 수 있는 자전거는 자전거 탑승자가 자전거를 장시간 주행할 때 주행자의 다리를 쉽게 피로하게 하며 또한 다리 근육의 발달을 불 균일하게 하는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 개선하고자 일 방향으로만 구동할 수 있는 통상의 자전거를 양 방향으로 구동할 수 있게 하는 장치를 개발하기 위하여 여러 발명가들이 노력하여 왔다. 지금까지 개발된 양 방향 구동장치(이것은 자전거의 페달을 앞으로 구동(pedaling)하면 자전거가 앞으로 주행(driving)하는 한편 페달을 뒤로 구동함에도 불구하고 자전거는 여전히 앞으로 주행할 수 있으며 동시에 운전자의 의도에 따라 레버를 선택 조정하여 기존의 자전거와 마찬가지로 페달을 뒤로 구동하여도 페달이 공회전할 수 있게 되어있는 장치를 말한다. 이하에서는 동일한 의미로 사용된다.)들은 크게 보조기어를 이용한 방법과 베벨기어를 이용한 방법 그리고 유성기어를 이용한 방법으로 구분할 수가 있다.
보조기어를 사용한 양 방향 구동장치로서 대표적인 것이 Mantzoursos 등의 발명(EPO공고번호 0,369,925호)이고, 베벨기어와 클러치를 이용한 발명이 Foster씨의 발명(미국특허 5,435,583)이며, 유성기어를 이용한 대표적인 발명이 세계산업주식회사(마재열)에 의한 발명(출원번호 PCT/KR 96/000236)이다.
또한, 국내에는 대한민국 등록특허번호 제10-0225754호 및 대한민국 등록특허번호 제10-0479871호에서처럼 페달을 정,역으로 회전시, 자전거는 항시 앞으로 주행하는 발명이다.
그러나, 이들 발명들은 동력 방향을 바꾸어 주기 위하여 중간기어(보조기어, 베벨기어, 유성기어)를 적용하였다는 점에서는 공통적이나 동력 방향을 변화시키는 방법, 동력변환시 각 부품에 부가되는 하중의 분산도, 부품의 정밀도 그리고 기존의 자전거와의 호환성 등에 있어서 많은 차이점이 있다. 그렇다고 하더라도 이들 양 방향 구동장치들은 모두 자전거의 페달축 상에 설치할 수 있도록 개발돼 있지 뒷바퀴에 설치할 수 있도록 개발된 것은 찾아보기 힘들다.
또한, 상기 양 방향 구동장치 중에서 국내특허에 의한 발명들은 부품의 정밀도와 동력변환의 원활성 그리고 기존의 자전거 페달 축에 직접 장착할 수 있는 호환성 등에 있어서 많은 장점이 있지만 동력을 입력하는 구동 스프로켓과 크랭크(crank) 부분의 형상이 기존에 사용하고 있는 것의 형상과 달라서 기존 자전거에 상기 발명품을 장착할 경우 이들 부품들을 추가로 교환하여야 하는 단점이 있다.
그리고 페달 축 외부에 부착되어야 하므로 이 장치를 자전거에 장착할 경우 자전거 프레임 밖으로 돌출된다. 이렇게 돌출된 부분은 자전거 주행자의 구동(Pedaling)을 방해할 수 있으며, 또한 상기 발명품은 이러한 돌출부로 인하여 최근 들어 많이 개발되고 있는 접어서 운반할 수 있는 자전거에는 부착하기 어렵게 되는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 출원인이 출원하여 등록받은 한국등록특허공보 제10-1314177호(발명의 명칭: 자전거 전진구동장치)가 개시된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.
상기 자전거 전진구동장치는 자전거 페달을 정회전 또는 역회전에도 자전거가 전진되는 자전거 전진구동장치에 있어서, 자전거 후륜축(6) 또는 자전거 프레임에 결합되어 설치되고, 일단면에 다수개의 연결부가 형성되는 지지판(10)과; 상기 지지판(10)의 연결부에 설치되어 체인기어(5-1)에 걸려있는 구동체인(4)의 중간부가 걸치도록 맞물려 체인기어(5-1)의 회전력에 의해 체인기어(5-1)와 반대로 회전되는 양방향 스프라켓 기어(30)와; 상기 양방향 스프라켓 기어(30)의 측면에 설치되어 양방향 스프라켓 기어(30)의 정,역회전에도 정방향으로만 회전되는 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)와; 상기 체인기어(5-1)의 측면에 설치되어 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)와 연결되고, 상기 체인기어(5-1)의 정, 역회전에도 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)의 정방향 회전력을 전달받아 자전거의 후륜축(6)을 정방향으로 회전시키는 제 2 정방향 스프라켓 기어(50)를 포함하되, 상기 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)는 양방향 스프라켓 기어(30)가 설치된 회전축(80)에 설치되는 동시에 상기 양방향 스프라켓 기어(30)의 측면부에 랙(90)에 의해 연결되고, 상기 랙(90)에는 양방향 스프라켓 기어(30)와 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)가 상호 반대방향으로 결합됨으로써, 상기 양방향 스프라켓 기어(30)의 정,역회전에도 정방향으로만 회전되고, 상기 제 2 정방향 스프라켓 기어(50)는 자전거 후륜축(6)에 설치되는 동시에 체인기어(5-1)의 측면부에 랙(90)에 의해 연결되고, 상기 랙(90)에는 체인기어(5-1)와 제 2 정방향 스프라켓 기어(50)가 상호 반대방향으로 결합됨으로써, 상기 체인기어(5-1)의 정,역회전에도 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)에서 전달된 정방향으로만 회전되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)는 양방향 스프라켓 기어(30)의 정회전시 제 1 정방향 스프라켓기어(40)와 양방향 스프라켓 기어(30)의 측면부가 상호 맞물린 상태로 되어 정회전되고, 상기 양방향 스프라켓 기어(30)의 역회전시 제 1 정방향 스프라켓 기어(40)와 양방향 스프라켓 기어(30)의 측면부가 상호 풀린 상태로 공회전되어 정방향 회전만 되게 되므로, 자전거 페달을 정회전 또는 역회전에도 자전거가 전진되는 것이다.
하지만, 상기 자전거 전진구동장치는 페달의 정역회전에 따라 전진만 있을 뿐 일반자전거에서와 같이 페달을 역회전시켰을 때 공회전이 되지 않게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 출원인이 출원하여 등록받은 한국등록특허공보 제10-1553586호(발명의 명칭: 자전거의 전진 구동 시스템용 헛바퀴 작동장치)가 개시된 바 있으며, 이를 도 2에 도시하였다.
상기 자전거의 전진 구동 시스템용 헛바퀴 작동장치는, 자전거의 체인 스테이(chain stay)(도면 생략)에 장착되는 고정 브래킷(12), 이 고정 브래킷(12)의 내측에 수직하게 장착되는 원통형의 고정 축(30), 상기 자전거의 페달(도면생략)과 체인으로 연결되고 상기 고정 축(30)에 장착되는 페달 스프로킷(14), 상기 전진 구동 시스템과 체인으로 연결되고 상기 고정 축(30)에 장착되는 전진 구동 스프로킷(16), 및 상기 페달 스프로킷(14)과 상기 전진 구동 스프로킷(16)을 이격시키는 작동 부재를 포함한다.
상기 작동 부재는, 일단이 상기 고정 브래킷(12)의 외부로 돌출되고 타단은 상기 고정 축(30)에 삽입되는 작동축(34), 상기 고정 축(30)의 중심부에서 자전거 몸체의 좌우방향으로 이동가능하게 장착하되 상기 작동 축(34)의 타단부와 연결되는 작동 다각 너트 부재(26), 상기 고정축(30)의 내부에서 상기 작동 다각 너트부재(26)와 상기 고정 브래킷(12) 사이에서 안착하는 코일 스프링(28), 및 상기 고정축(30)의 외측에 장착되어 상기 작동축(34)을 작동시키는 작동 레버 부재를 포함한다.
이때 상기 작동 레버 부재는, 일단부는 상기 고정 브래킷(12)의 외측에 수직하게 고정되고 타단부는 상기 작동축(34)에 의해 관통되어 상기 고정 브래킷(12)의 길이방향으로 전개하도록 장착되는 작동 레버 연결 브래킷(24), 이 작동 레버 연결 브래킷(24)이 상기 작동 축(34)에서 이탈을 방지하도록 상기 작동 축(34)의 단부에 장착되는 고정 너트(32), 및 상기 작동 레버 연결 브래킷(24)의 자유 단부에 연결되는 작동 레버(20)를 포함한다.
이에 따라 상기 작동 레버(20)를 당기면 상기 작동 축(34)이 이동하게 되고 이에 따라 상기 작동 다각 너트 부재(26)가 이동하게 되고 상기 전진 구동 스프로킷(16)이 상기 페달 스프로킷(14)에서 이격하게 되어 상기 페달 스프로킷(18)을 헛돌게 할 수 있게 되는 것이다.
하지만, 상기 고정 축(30)의 중심부에서 자전거 몸체의 좌우방향으로 이동가능하게 장착되게 되므로, 페달의 정역회전에 따른 전진과 일반자전거에서와 같이 페달을 역회전시켰을 때 공회전이 되도록 하기 위한 작동 다각 너트 부재(26)의 이동작동이 제대로 수행되고 있는지 외부에서 확인할 수 없어 고장여부를 판단할 수 없는 단점이 있다. 또한, 작동 다각 너트 부재(26)의 고장이 발생되면 전체 부품을 분해 조립하여야 하므로 수리 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
또한, 한국등록특허공보 제10-1314177호(발명의 명칭: 자전거 전진구동장치)의 자전거 전진구동장치에 개시된 장력조절을 위한 보조기어(20)가 구동체인(4)의 내측에 직결되게 되므로 보조기어(20)에 작용하는 장력이 너무 크게 되어 보조기어(20)를 고정시키는 너트로 고정시키기 어렵고 장시간 사용하게 되면 너트가 풀리거나 헐겁게 되어 구동체인(4)의 장력이 느슨하게 되어 구동체인(4)이 풀리는 등의 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 페달의 정역회전에 따른 전진과 일반자전거에서와 같이 페달을 역회전시켰을 때 공회전이 되도록 하기 위한 작동 다각 너트 부재의 이동작동이 제대로 수행되고 있는지 외부에서 확인할 수 있도록 하여 고장여부를 판단할 수 있도록 하는 자전거 전진 구동장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 작동 다각 너트 부재의 고장이 발생되더라도 전체 부품을 분해 조립하지 않고 일부 부품을 분해 조립하여 수리할 수 있도록 함으로써 수리시간을 단축할 수 있도록 하는 자전거 전진 구동장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 장력조절을 위한 보조기어에 장력이 적게 걸리도록 하여 너트가 풀리거나 헐겁게 되는 것을 방지하여 구동체인이 일정한 장력을 유지할 수 있도록 하는 자전거 전진 구동장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자전거 전진구동장치는, 자전거 페달을 정회전 또는 역회전에도 자전거가 전진되는 자전거 전진구동장치에 있어서, 자전거 후륜이 고정되는 자전거 프레임(1)에 고정설치되는 지지판(10); 상기 지지판(10)의 일측에 회전가능하게 결합되고 자전거 후륜축(2)에 결합되어 연동되며, 정회전시 후륜축(2)을 회전시켜 전진구동력을 전달하며 역회전시 공회전되는 제 1 스프라켓 래치기어(20); 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 연접하도록 설치되고 자전거 후륜축(2)에 결합되며, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 공회전되거나, 후륜축(2)을 회전시켜 전진구동력을 전달하는 제 2 스프라켓 래치기어(30); 상기 지지판(10)의 타측에 회전가능하게 결합되고, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치되는 제 3 스프라켓 래치기어(40); 상기 지지판(10)의 타측에 회전가능하게 결합되고, 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 동일평면상에 설치되는 제 4 스프라켓 래치기어(50); 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치되는 제 1 가이드 롤러(90); 일측단부가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 외측을 감싸고, 상기 제 1 가이드 롤러(90)의 외측을 감싸며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 선회하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 외측을 감싸고, 타측단부가 페달축에 구비된 구동스프라켓(3)의 외측을 감싸는 구동체인(60); 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 외측을 각각 감싸 서로 연결하여 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되도록 하는 보조체인(70); 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동되도록 하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 의한 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전에 의해 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)를 회전시킴으로써 전진구동력을 자전거 후륜축(2)에 전달하거나, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속되도록 하는 클러치부(80); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 지지판(10)에 회전가능하게 고정되며 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하도록 설치되어 상기 구동체인(60)의 외측과 접하여 상기 구동체인(60)의 이탈을 방지하는 제 2 가이드 롤러(100)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 가이드 롤러(90)는, 상기 지지판(10)과 회동가능하게 결합되는 회동판(91) 상에 회전가능하게 설치되고, 상기 회동판(91)은 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 회동가능하게 결합되며, 상기 제 1 가이드 롤러(90)가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20) 및 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 멀어지는 방향으로 회동시킴으로써 상기 구동체인(60)의 장력을 유지시키도록 상기 회동판(91)을 탄지시키는 토션스프링(92)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)와 접하는 방향의 중심에 너트수용부(41)가 구비되고, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 접하는 방향의 중심에 너트삽입부(51)가 구비되며, 상기 클러치부(80)는, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 당기게 되는 케이블과 일측이 결합되며, 타측이 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 결합되고, 일측이 상기 케이블의 당김에 의해 회동되고 래치기어축(52) 선상에서 누름 작동이 되도록 "ㄱ"자형 플레이트로 된 회동플레이트(81); 상기 래치기어축(52)에 결합되고 상기 회동플레이트(81)의 내측에 일측 단부가 상기 회동플레이트(81)의 일측과 접하도록 구비되며 상기 회동플레이트(81)의 회동에 의한 상기 회동플레이트(81) 일측의 누름에 의해 상기 래치기어축(52)을 따라 이동되는 중공파이프(82); 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)에 수용되고, 상기 래치기어축(52)에 결합되며, 상기 중공파이프(82) 내측에 상기 중공파이프(82)의 타측 단부와 접하도록 구비되고, 상기 중공파이프(82)의 이동에 의해 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 너트삽입부(51)에 일부 삽입됨으로써 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 동시에 회전되도록 하는 너트부(55); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치부(80)는, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 회동플레이트(81)가 원위치로 회동되도록 상기 회동플레이트(81)를 탄지시키는 누름부 복귀용 스프링(83)이 더 구비되고, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 상기 너트삽입부(51) 내부에 구비되며, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 너트부(55)가 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)로 이동되도록 하여 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속시키도록 상기 너트부(55)를 탄지시키는 너트부 복귀용 스프링(84)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)와 접하는 방향의 중심에 너트수용부(41)가 구비되고, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 접하는 방향의 중심에 돌출되도록 구비되며 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 근접시 상기 너트수용부(41)에 수용되어 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동회전되도록 하는 너트부(55)가 구비되며, 상기 클러치부(80)는, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 당기게 되는 케이블과 일측이 결합되며, 타측이 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 결합되고, 일측이 상기 케이블의 당김에 의해 회동되고 타측이 래치기어축(52)을 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로 이동시키도록 "ㄱ"자형 플레이트로 된 회동플레이트(81); 상기 래치기어축(52)에 결합되고 상기 회동플레이트(81)의 내측에 일측 단부가 상기 회동플레이트(81)의 타측과 접하도록 구비되며 타측 단부가 상기 너트부(55)와 접하고, 상기 회동플레이트(81)의 회동에 의한 상기 래치기어축(52)의 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로의 이동시 상기 래치기어축(52)을 따라 이동되며, 상기 회동플레이트(81)의 원위치 복귀 회동시 상기 래치기어축(52)을 따라 복귀이동되어 상기 너트부(55)를 상기 너트수용부(41)로부터 이격되도록 상기 래치기어축(52)을 이동시킴으로써 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)로부터 이격시켜 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속시키는 중공파이프(82); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치부(80)는, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 회동플레이트(81)가 원위치로 회동되도록 상기 회동플레이트(81)를 탄지시키는 누름부 복귀용 스프링(83)이 더 구비되고, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41) 내부에 구비되며, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동시 상기 너트부(55)가 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)로부터 이격되도록 보조하는 너트부 이격용 스프링(85)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 자전거 전진구동장치는 페달의 정역회전에 따른 전진과 일반자전거에서와 같이 페달을 역회전시켰을 때 공회전이 되도록 하기 위한 작동 다각 너트 부재를 작동축에 직결시킴으로써 이동작동이 제대로 수행되고 있는지 외부에서 확인할 수 있어 고장여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 작동 다각 너트 부재의 고장이 발생되더라도 전체 부품을 분해 조립하지 않고 일부 부품을 분해 조립하여 수리할 수 있도록 함으로써 수리시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 장력조절을 위한 보조기어가 구동체인의 내측에 직결되는 종래의 자전거와는 달리 구동체인의 하부로 이동시킴으로써 장력이 적게 걸리도록 하여 너트가 풀리거나 헐겁게 되는 것을 방지하여 구동체인이 일정한 장력을 유지할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 언덕길에서 뒤로 밀리는 것이 방지되어 안전하게 좌석에 착석할 수 있는 장점이 있다.
도 1과 도 2는 종래의 자전거 전진구동장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 자전거 전진구동장치가 설치된 자전거를 나타낸 사진이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부를 나타낸 사시도이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부에 체인이 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부에 체인이 결합된 상태를 나타낸 배면도이다.
도 10은 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부의 분해사시도이다.
도 11과 도 12는 본 발명의 자전거 전진구동장치의 클러치부 작동을 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명에 의한 다른 형태의 자전거 전진구동장치의 주요요부의 분해사시도이다.
도 14와 도 15는 본 발명에 의한 다른 형태의 자전거 전진구동장치의 클러치부 작동을 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 자전거 전진구동장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 자전거 전진구동장치가 설치된 자전거를 나타낸 사진이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부를 나타낸 사시도이며, 도 7과 도 8은 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부에 체인이 결합된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부에 체인이 결합된 상태를 나타낸 배면도이다.
본 발명의 자전거 전진구동장치는 자전거 페달을 정회전 또는 역회전에도 자전거가 전진되는 자전거 구동장치이다.
본 발명의 자전거 전진구동장치는, 도시된 바와 같이, 지지판(10); 제 1 스프라켓 래치기어(20); 제 2 스프라켓 래치기어(30); 제 3 스프라켓 래치기어(40); 제 4 스프라켓 래치기어(50); 제 1 가이드 롤러(90); 구동체인(60); 보조체인(70); 클러치부(80);를 포함하여 이루어진다.
상기 지지판(10)은 자전거 후륜이 고정되는 자전거 프레임(1)에 고정설치된다.
상기 지지판(10)의 일측에는 후륜축에 결합되는 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 제 2 스프라켓 래치기어(30)가 회전가능하게 고정된다.
상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 제 2 스프라켓 래치기어(30)는 일방향으로의 회전에 의해 후륜축에 동력을 전달하며, 타방향으로의 회전시에는 후륜축의 회전에 관여하지 않는 공회전을 하는 것으로 공지된 일반적인 래치기어이다.
상기 지지판(10)의 타측에는 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 회전가능하게 고정된다.
상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)는, 상기 지지판(10)의 일측에 회전가능하게 결합되고 자전거 후륜축(2)에 결합되어 연동되며, 정회전시 후륜축과 연동 회전되어 전진구동력을 전달하며 역회전시 일반적인 자전거와 마찬가지로 후륜축의 회전에 관여하지 않는 공회전을 하게 된다.
상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)는, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 연접하도록 설치되고 자전거 후륜축(2)에 결합되며, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 공회전되거나, 후륜축(2)을 회전시켜 전진구동력을 전달하는 역할을 하는 것으로, 공지된 일반적인 래치기어이다. 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)는 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 마찬가지로 정회전시 후륜축과 연동 회전되어 전진구동력을 전달하며, 역회전시 후륜축의 회전에 관여하지 않는 공회전을 하게 된다.
상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)의 회전에 의해 후륜축(2)을 회전시켜 전진구동력을 전달하는 작동은 후술하기로 한다.
상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 후륜축(2)과 이격되도록 상기 지지판(10)의 타측에 회전가능하게 결합되고, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치된다. 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)도 공지된 일반적인 래치기어이다. 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 정회전시에 역회전되면서 공회전하게 되고, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 정회전을 하면서 동력을 전달하게 된다. 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 회전작동은 구동체인(60)과 관련되므로 후술하기로 한다.
상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 상기 지지판(10)의 타측에 회전가능하게 결합되고, 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 동일평면상에 설치된다. 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)도 공지된 일반적인 래치기어이다. 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 정회전시에 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)가 역회전되면서 공회전하게 되므로 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)도 회전에 관여하지 않는 공회전을 하게 된다. 하지만, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)가 정회전을 할 때, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 연동되어 회전하면서 동력을 전달하게 된다. 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 회전작동은 구동체인(60)과 관련되므로 후술하기로 한다.
상기 제 1 가이드 롤러(90)는 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치된다. 상기 제 1 가이드 롤러(90)의 회전작동은 후술하기로 한다.
상기 구동체인(60)은, 일측단부가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 외측을 감싸고, 상기 제 1 가이드 롤러(90)의 외측을 감싸며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 선회하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 외측을 감싸고, 타측단부가 페달축에 구비된 구동스프라켓(3)의 외측을 감싸도록 설치된다.
페달축(4)의 정회전에 의한 구동스프라켓(3)의 정회전에 의해 상기 구동체인(60)이 정회전을 하게 되면, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)가 정회전을 하게 되고, 상기 제 1 가이드 롤러(90)도 정회전을 하게 된다. 상기 제 1 가이드 롤러(90)의 외측을 감싼 상기 구동체인(60)이 선회하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 외측을 감싸므로, 상기 구동체인(60)의 정회전시 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 회전방향과 반대방향으로 역회전을 하게 된다.
상기 보조체인(70)은 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 외측을 각각 감싸 서로 연결하여 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되도록 하는 역할을 한다.
상기 클러치부(80)는, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동되도록 하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 의한 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전에 의해 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)를 회전시킴으로써 전진구동력을 자전거 후륜축(2)에 전달하거나, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속되도록 하는 역할을 하게 된다.
상기와 같은 구조로 된 본 발명의 자전거 전진구동장치는 다음과 같이 작동되게 된다.
일반적인 자전거와 같은 구조로 작동되는 전진구동작동을 설명하면 다음과 같다.
페달축(4)의 정회전에 의한 구동스프라켓(3)의 정회전에 의해 상기 구동체인(60)이 정회전을 하게 되면, 구동체인(60)에 결합된 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)가 정회전을 하게 된다. 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)는 후륜축과 결합되므로 전진구동력을 전달하게 된다. 상기 구동체인(60)은 상기 제 1 가이드 롤러(90)의 외측을 감싸므로, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)가 정회전을 하게 되면, 상기 제 1 가이드 롤러(90)도 정회전을 하게 된다. 아울러, 상기 구동체인(60)은 상기 제 1 가이드 롤러(90)의 외측을 감싸고 선회하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 외측을 감싸므로, 상기 구동체인(60)의 정회전시 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 회전방향과 반대방향으로 역회전을 하게 된다.
이때, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 상기 클러치부(80)에 의해 제 4 스프라켓 래치기어(50)와는 단속된 상태이다. 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 단속된 상태이므로 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 후륜축의 회전에 관여하지 않게 된다.
아울러, 페달축(4)의 정회전에 의한 구동스프라켓(3)의 정회전에 의해 상기 구동체인(60)이 정회전을 하게 되면, 제 2 스프라켓 래치기어(30)는 공회전을 하며 후륜축의 회전에 관여하지 않게 된다.
이와 같이, 페달축(4)의 정회전에 의한 구동스프라켓(3)의 정회전시에는 제 2 스프라켓 래치기어(30) 및 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 후륜축의 회전에 관여하지 않게 되며, 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 연결하는 보조체인(70)도 회전하지 않게 된다.
이하, 클러치부(80)에 의해 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동되도록 하는 연동회전시 전진구동작동을 설명한다.
먼저, 클러치부(80)에 의한 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전시 페달축(4)의 정회전에 의한 구동스프라켓(3)의 정회전 작동을 설명하면 다음과 같다.
페달축(4)의 정회전에 의한 구동스프라켓(3)의 정회전에 의해 상기 구동체인(60)이 정회전을 하게 되면, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)가 정회전을 하게 되고, 상기 제 1 가이드 롤러(90)도 정회전을 하게 되며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 역회전을 하게 되는데, 클러치부(80)에 의해 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 연동시키게 되면, 제 4 스프라켓 래치기어(50)도 역회전을 하게 된다.
상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 역회전을 하게 되면 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)는 보조체인(70)과 연결되므로 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)도 역회전이 되게 된다. 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)는 역회전시에는 공회전을 하게 되므로, 후륜축의 회전에 관여하지 않게 된다. 이와 같이, 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)가 역회전을 하게 되고 후륜축의 회전에 관여하지 않게 되는 공회전을 하므로, 결국, 클러치부(80)에 의한 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전시 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 정회전에 의한 전진구동력을 자전거 후륜축(2)에 전달하게 되어 자전거가 전진구동되게 된다.
클러치부(80)에 의한 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전시 페달축(4)의 정회전에 의한 구동스프라켓(3)의 역회전 작동을 설명하면 다음과 같다.
페달축(4)의 역회전에 의한 구동스프라켓(3)의 역회전에 의해 상기 구동체인(60)이 역회전을 하게 되면, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)가 역회전을 하게 되고, 상기 제 1 가이드 롤러(90)도 역회전을 하게 되며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 정회전을 하게 된다. 이때, 클러치부(80)에 의해 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 연동시킨 상태이고, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)가 정회전을 하게 되면 제 4 스프라켓 래치기어(50)도 정회전을 하게 된다.
상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 정회전을 하게 되면 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)는 보조체인(70)과 연결되므로 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)도 정회전이 되게 된다. 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)는 정회전시에는 전진구동력을 자전거 후륜축(2)에 전달하게 되므로, 결국, 클러치부(80)에 의한 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전시 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전에 의해 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)가 정회전을 하게 되어 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)의 정회전에 의한 전진구동력을 자전거 후륜축(2)에 전달하게 되어 자전거가 전진구동되게 된다.
이와 같이 본 발명은, 클러치부(80)에 의한 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전시, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 정회전 및 역회전에 의해 모두 자전거가 전진구동되게 되는 것이다.
아울러, 클러치부(80)에 의한 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전시에는 페달축의 정회전 및 역회전에 관계없이 전진에만 관여하게 되므로, 언덕길에서 뒤로 밀리는 것이 방지되어 안전하게 좌석에 착석하여 자전거를 전진하게 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은, 상기 지지판(10)에 회전가능하게 고정되며 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하도록 설치되어 상기 구동체인(60)의 외측과 접하여 상기 구동체인(60)의 이탈을 방지하는 제 2 가이드 롤러(100)가 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 제 2 가이드 롤러(100)는 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하도록 설치되어 상기 구동체인(60)의 외측과 접하여 상기 구동체인(60)의 이탈을 방지하게 된다.
상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 외측에는 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 연동되어 회전되며, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)보다 단계별로 작은 직경을 가지고 변속을 하는 공지된 다수의 변속 스프라켓(미도시됨)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 제 2 가이드 롤러(100)는 구동체인(60)의 위치가 상기 변속 스프라켓으로 이동되어 변속될 때 상기 구동체인(60)이 스프라켓으로부터 이탈되어 벗겨지는 것을 방지하게 된다.
아울러, 상기 제 1 가이드 롤러(90)는 구동체인(60)이 일정한 장력을 유지시키기 위해 스프링으로 탄지되어 상기 지지판(10)으로부터 회동되는 구조로 되는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 상기 제 1 가이드 롤러(90)는, 상기 지지판(10)과 회동가능하게 결합되는 회동판(91) 상에 회전가능하게 설치되고, 상기 회동판(91)은 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 회동가능하게 결합되며, 상기 제 1 가이드 롤러(90)가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20) 및 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 멀어지는 방향으로 회동시킴으로써 상기 구동체인(60)의 장력을 유지시키도록 상기 회동판(91)을 탄지시키는 토션스프링(92)이 더 구비되도록 한다.
상기 토션스프링(92)에 의해 상기 회동판(91)이 회동되도록 탄지됨으로써 상기 회동판(91)이 회동되는 탄성력을 제공하여, 상기 회동판(91)에 구비된 상기 제 1 가이드 롤러(90)를 회동시킴으로써 상기 구동체인(60)이 일정한 장력을 유지하여 상기 구동체인(60)이 벗겨지는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 연동되도록 하거나 단속되도록 하기 위해 두가지 형태로 구비될 수 있다.
도 10은 본 발명의 자전거 전진구동장치의 주요요부의 분해사시도이고, 도 11과 도 12는 본 발명의 자전거 전진구동장치의 클러치부 작동을 나타낸 단면도이다.
첫 번째 형태로는 도 10 내지 도 12에서와 같이, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 너트수용부(41)가 구비되고, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 너트삽입부(51)가 구비되며, 상기 클러치부(80)는, 회동플레이트(81)와 중공파이프(82) 및 너트부(55)를 포함하여 이루어진다.
상기 너트수용부(41)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 구비되며, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)와 접하는 방향의 중심에 구비된다.
상기 너트삽입부(51)는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)에 구비되며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 접하는 방향의 중심에 구비된다.
상기 클러치부(80)는, 회동플레이트(81)와, 중공파이프(82) 및 너트부(55)로 이루어진다.
상기 회동플레이트(81)는, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 당기게 되는 케이블과 일측이 결합되며, 타측이 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 결합되고, 일측이 상기 케이블의 당김에 의해 회동되고 래치기어축(52) 선상에서 누름 작동이 되도록 "ㄱ"자형 플레이트로 된다.
상기 중공파이프(82)는, 상기 래치기어축(52)에 결합되고 상기 회동플레이트(81)의 내측에 일측 단부가 상기 회동플레이트(81)의 일측과 접하도록 구비되며 상기 회동플레이트(81)의 회동에 의한 상기 회동플레이트(81) 일측의 누름에 의해 상기 래치기어축(52)을 따라 이동된다.
상기 너트부(55)는, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)에 수용되고, 상기 래치기어축(52)에 결합되며, 상기 중공파이프(82) 내측에 상기 중공파이프(82)의 타측 단부와 접하도록 구비되고, 상기 중공파이프(82)의 이동에 의해 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 너트삽입부(51)에 일부 삽입됨으로써 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 동시에 회전되도록 하는 역할을 한다.
자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 케이블이 당겨지면 상기 케이블은 상기 회동플레이트(81)의 타측에 결합되므로, 상기 회동플레이트(81)의 일측은 회동되게 된다.
상기 회동플레이트(81)가 회동되게 되면 "ㄱ"자형 플레이트로 되므로 상기 회동플레이트(81)의 일측이 상기 중공파이프(82)의 일측 단부와 접하여 상기 중공파이프(82)를 누르게 되며, 상기 중공파이프(82)는 내측으로 이동되게 된다. 상기 중공파이프(82)의 타측 단부는 상기 너트부(55)와 접하도록 설치되므로 상기 중공파이프(82)의 내측으로의 이동에 의해 상기 너트부(55)가 내측으로 이동되게 된다. 상기 너트부(55)가 내측으로 이동되면 상기 너트부(55)는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 너트삽입부(51)로 일부가 삽입되게 되며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 너트수용부(41)에 수용되고 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 너트삽입부(51)로 일부가 삽입된 너트부(55)에 의해, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 동시에 회전되게 된다.
아울러, 본 발명의 상기 클러치부(80)는, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 회동플레이트(81)가 원위치로 회동되도록 상기 회동플레이트(81)를 탄지시키는 누름부 복귀용 스프링(83)이 더 구비되고, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 상기 너트삽입부(51) 내부에 구비되며, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 너트부(55)가 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)로 이동되도록 하여 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속시키도록 상기 너트부(55)를 탄지시키는 너트부 복귀용 스프링(84)이 더 구비된 것이 바람직하다.
자전거의 핸들에 구비된 래버를 원위치로 회동시키면 케이블이 원위치로 복귀되고 상기 회동플레이트(81)는 누름부 복귀용 스프링(83)에 의해 원위치로 회동되게 되며, 상기 너트부(55)는 너트부 복귀용 스프링(84)에 의해 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 너트삽입부(51)로 일부가 삽입된 너트부(55)가 원위치로 복귀되어 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 너트수용부(41)에 수용되어 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 서로 단속되게 된다.
도 13은 본 발명에 의한 다른 형태의 자전거 전진구동장치의 주요요부의 분해사시도이고, 도 14와 도 15는 본 발명에 의한 다른 형태의 자전거 전진구동장치의 클러치부 작동을 나타낸 단면도이다.
두 번째 형태로는, 도 13 내지 도 15에서와 같이, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 너트수용부(41)가 구비되고, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 너트부(55)가 구비되며, 상기 클러치부(80)는, 회동플레이트(81)와, 중공파이프(82)를 포함하여 이루어진다.
상기 너트수용부(41)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 구비되며, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)와 접하는 방향의 중심에 구비된다.
상기 너트부(55)는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)에 구비되며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 접하는 방향의 중심에 돌출되도록 구비된다. 상기 너트부(55)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 근접하는 평상시에 상기 너트수용부(41)에 수용되어 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동회전되도록 하는 역할을 한다.
상기 클러치부(80)는, 회동플레이트(81)와, 중공파이프(82)를 포함하여 이루어진다.
상기 회동플레이트(81)는 자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 당기게 되는 케이블과 일측이 결합되며, 타측이 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 결합되고, 일측이 상기 케이블의 당김에 의해 회동되고 타측이 래치기어축(52)을 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로 이동시키도록 "ㄱ"자형 플레이트로 된다.
상기 중공파이프(82)는 상기 래치기어축(52)에 결합되고 상기 회동플레이트(81)의 내측에 일측 단부가 상기 회동플레이트(81)의 타측과 접하도록 구비되며 타측 단부가 상기 너트부(55)와 접하고, 상기 회동플레이트(81)의 회동에 의한 상기 래치기어축(52)의 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로의 이동시 상기 래치기어축(52)을 따라 이동되며, 상기 회동플레이트(81)의 원위치 복귀 회동시 상기 래치기어축(52)을 따라 복귀이동되어 상기 너트부(55)를 상기 너트수용부(41)로부터 이격되도록 상기 래치기어축(52)을 이동시킴으로써 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)로부터 이격시켜 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속시키는 역할을 한다.
자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 케이블이 당겨지면 상기 케이블은 상기 회동플레이트(81)의 타측에 결합되므로, 상기 회동플레이트(81)의 일측은 회동되게 된다.
상기 회동플레이트(81)가 회동되게 되면 "ㄱ"자형 플레이트로 되므로 상기 회동플레이트(81)의 타측이 회동되어 상기 래치기어축(52)을 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로 이동시키게 된다. 상기 중공파이프(82)의 타측 단부는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)에 구비된 상기 너트부(55)와 접하도록 설치되므로 상기 래치기어축(52)의 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로 이동에 의해 상기 래치기어축(52)과 함께 이동되게 된다. 아울러, 상기 래치기어축(52)이 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 방향으로 이동되면, 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)에 구비된 너트부(55)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)에 수용되어 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동회전되게 된다.
상기 회동플레이트(81)가 원위치로 복귀회동되게 되면, 상기 회동플레이트(81)의 타측이 상기 중공파이프(82)의 타측단부를 누르게 되며, 상기 중공파이프(82)의 일측단부는 상기 너트부(55)와 접하므로, 상기 너트부(55)를 누르게 되어 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50)로부터 이격되는 방향으로 이동시키게 되며, 결국, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)로부터 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 이격되게 된다. 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)로부터 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 이격되면, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 서로 단속되게 된다.
아울러, 본 발명의 상기 클러치부(80)는, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 회동플레이트(81)가 원위치로 회동되도록 상기 회동플레이트(81)를 탄지시키는 누름부 복귀용 스프링(83)이 더 구비되고, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41) 내부에 구비되며, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동시 상기 너트부(55)가 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)로부터 이격되도록 보조하는 너트부 이격용 스프링(85)이 더 구비된 것이 바람직하다.
자전거의 핸들에 구비된 래버를 원위치로 회동시키면 케이블이 원위치로 복귀되고 상기 회동플레이트(81)는 누름부 복귀용 스프링(83)에 의해 원위치로 회동되게 되며, 상기 너트부(55)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 너트수용부(41)로 삽입되어 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 서로 연동되어 회전되게 된다.
미설명부호 86은 회동플레이트(81)가 래치기어축(52)에 결합된 상태를 유지하도록 하는 너트이다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
1 : 자전거 프레임 2 : 자전거 후륜축
3 : 구동스프라켓 4 : 페달축
10 : 지지판 20 : 제 1 스프라켓 래치기어
30 : 제 2 스프라켓 래치기어 40 : 제 3 스프라켓 래치기어
41 : 너트수용부 50 : 제 4 스프라켓 래치기어
51 : 너트삽입부 52 : 래치기어축
55 : 너트부 60 : 구동체인
70 : 보조체인 80 : 클러치부
81 : 회동플레이트 82 : 중공파이프
83 : 누름부 복귀용 스프링 84 : 너트부 복귀용 스프링
85 : 너트부 이격용 스프링 90 : 제 1 가이드 롤러
91 : 회동판 92 : 토션스프링
100 : 제 2 가이드 롤러

Claims (7)

  1. 자전거 페달을 정회전 또는 역회전에도 자전거가 전진되는 자전거 전진구동장치에 있어서,
    자전거 후륜이 고정되는 자전거 프레임(1)에 고정설치되는 지지판(10);
    상기 지지판(10)의 일측에 회전가능하게 결합되고 자전거 후륜축(2)에 결합되어 연동되며, 정회전시 후륜축(2)을 회전시켜 전진구동력을 전달하며 역회전시 공회전되는 제 1 스프라켓 래치기어(20);
    상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 연접하도록 설치되고 자전거 후륜축(2)에 결합되며, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 공회전되거나, 후륜축(2)을 회전시켜 전진구동력을 전달하는 제 2 스프라켓 래치기어(30);
    상기 지지판(10)의 타측에 회전가능하게 결합되고, 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치되는 제 3 스프라켓 래치기어(40);
    상기 지지판(10)의 타측에 회전가능하게 결합되고, 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 동일평면상에 설치되는 제 4 스프라켓 래치기어(50);
    상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 동일평면상에 설치되는 제 1 가이드 롤러(90);
    일측단부가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 외측을 감싸고, 상기 제 1 가이드 롤러(90)의 외측을 감싸며, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 선회하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 외측을 감싸고, 타측단부가 페달축에 구비된 구동스프라켓(3)의 외측을 감싸는 구동체인(60);
    상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 외측을 각각 감싸 서로 연결하여 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되도록 하는 보조체인(70);
    상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동되도록 하여 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)의 역회전시 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)에 의한 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 연동회전에 의해 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)를 회전시킴으로써 전진구동력을 자전거 후륜축(2)에 전달하거나, 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속되도록 하는 클러치부(80);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자전거 전진구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지판(10)에 회전가능하게 고정되며 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20)와 근접하도록 설치되어 상기 구동체인(60)의 외측과 접하여 상기 구동체인(60)의 이탈을 방지하는 제 2 가이드 롤러(100)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 자전거 전진구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가이드 롤러(90)는, 상기 지지판(10)과 회동가능하게 결합되는 회동판(91) 상에 회전가능하게 설치되고,
    상기 회동판(91)은 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 회동가능하게 결합되며,
    상기 제 1 가이드 롤러(90)가 상기 제 1 스프라켓 래치기어(20) 및 상기 제 2 스프라켓 래치기어(30)와 멀어지는 방향으로 회동시킴으로써 상기 구동체인(60)의 장력을 유지시키도록 상기 회동판(91)을 탄지시키는 토션스프링(92)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자전거 전진구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)와 접하는 방향의 중심에 너트수용부(41)가 구비되고,
    상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 접하는 방향의 중심에 너트삽입부(51)가 구비되며,
    상기 클러치부(80)는,
    자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 당기게 되는 케이블과 일측이 결합되며, 타측이 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 결합되고, 일측이 상기 케이블의 당김에 의해 회동되고 래치기어축(52) 선상에서 누름 작동이 되도록 "ㄱ"자형 플레이트로 된 회동플레이트(81);
    상기 래치기어축(52)에 결합되고 상기 회동플레이트(81)의 내측에 일측 단부가 상기 회동플레이트(81)의 일측과 접하도록 구비되며 상기 회동플레이트(81)의 회동에 의한 상기 회동플레이트(81) 일측의 누름에 의해 상기 래치기어축(52)을 따라 이동되는 중공파이프(82);
    상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)에 수용되고, 상기 래치기어축(52)에 결합되며, 상기 중공파이프(82) 내측에 상기 중공파이프(82)의 타측 단부와 접하도록 구비되고, 상기 중공파이프(82)의 이동에 의해 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 너트삽입부(51)에 일부 삽입됨으로써 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 동시에 회전되도록 하는 너트부(55);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자전거 전진구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클러치부(80)는,
    자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 회동플레이트(81)가 원위치로 회동되도록 상기 회동플레이트(81)를 탄지시키는 누름부 복귀용 스프링(83)이 더 구비되고,
    상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 상기 너트삽입부(51) 내부에 구비되며, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 너트부(55)가 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)로 이동되도록 하여 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속시키도록 상기 너트부(55)를 탄지시키는 너트부 복귀용 스프링(84)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자전거 전진구동장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)는 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)와 접하는 방향의 중심에 너트수용부(41)가 구비되고,
    상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)는 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 접하는 방향의 중심에 돌출되도록 구비되며 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)의 근접시 상기 너트수용부(41)에 수용되어 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 연동회전되도록 하는 너트부(55)가 구비되며,
    상기 클러치부(80)는,
    자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동에 의한 당기게 되는 케이블과 일측이 결합되며, 타측이 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40) 및 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)가 설치되는 래치기어축(52)에 결합되고, 일측이 상기 케이블의 당김에 의해 회동되고 타측이 래치기어축(52)을 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로 이동시키도록 "ㄱ"자형 플레이트로 된 회동플레이트(81);
    상기 래치기어축(52)에 결합되고 상기 회동플레이트(81)의 내측에 일측 단부가 상기 회동플레이트(81)의 타측과 접하도록 구비되며 타측 단부가 상기 너트부(55)와 접하고, 상기 회동플레이트(81)의 회동에 의한 상기 래치기어축(52)의 상기 제 3 스프라켓 래치기어(50) 방향으로의 이동시 상기 래치기어축(52)을 따라 이동되며, 상기 회동플레이트(81)의 원위치 복귀 회동시 상기 래치기어축(52)을 따라 복귀이동되어 상기 너트부(55)를 상기 너트수용부(41)로부터 이격되도록 상기 래치기어축(52)을 이동시킴으로써 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)로부터 이격시켜 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)와 상기 제 4 스프라켓 래치기어(50)를 서로 단속시키는 중공파이프(82);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자전거 전진구동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 클러치부(80)는,
    자전거의 핸들에 구비된 래버의 원위치 회동시 상기 회동플레이트(81)가 원위치로 회동되도록 상기 회동플레이트(81)를 탄지시키는 누름부 복귀용 스프링(83)이 더 구비되고,
    상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41) 내부에 구비되며, 자전거의 핸들에 구비된 래버의 회동시 상기 너트부(55)가 상기 제 3 스프라켓 래치기어(40)의 상기 너트수용부(41)로부터 이격되도록 보조하는 너트부 이격용 스프링(85)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자전거 전진구동장치.
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