KR20190134987A

KR20190134987A - 페달링에 의해 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템

Info

Publication number: KR20190134987A
Application number: KR1020190151985A
Authority: KR
Inventors: 양태허
Original assignee: 양태허
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2019-12-05
Also published as: KR20180133347A; KR102284058B1; KR20210022603A; KR20120117683A

Abstract

본 발명은 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 편심 전동 휠로 구성하고, 여기에 동기 전동벨트를 결합하여 편심바퀴 전동 휠 시스템을 구성함으로써, 라이더의 발 부위가 반복적으로 교차하는 페달링을 하는 과정에서 발 부위가 페달의 페달 축에 대하여 크랭크를 통해 구동 휠에 결합되는 구동 휠 축의 구동 휠 축에 대하여 상이한 페달링 각도로 힘을 가할 경우 구동 휠이 수동 휠에 대하여 상이한 전동 속도비를 형성하도록 한다.

Description

페달링에 의해 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템{TREADLE-DRIVE ECCENTRIC WHEEL TRANSMISSION WHEEL SERIES WITH PERIODICALLY VARIED SPEED RATIO}

본 발명은 사람의 두 발에 의해 반복적으로 교차하는 페달링을 회전운동으로 전환하는 구동 휠 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 편심 전동 휠로 구성하고, 여기에 동기 전동벨트를 결합하여 편심바퀴 전동 휠 시스템을 구성함으로써 라이더의 발 부위가 반복적으로 교차하는 페달링 과정에서 페달 구동 방식에 의한 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템의 특정 구조와 두 발의 페달링 각도에 따른 특정 관계를 결합하여 구동 휠이 매회 회전주기 때마다 수동 휠에 대하여 두 번의 속도비 변화를 생성하도록 하며, 두 발의 반복적으로 교차하는 페달링에 맞춰 발 부위가 페달의 페달 축에 대하여 크랭크를 통해 구동 휠에 결합되는 구동 휠 축의 구동 휠 축에 대하여 상이한 페달링 각도로 힘을 가할 경우 구동 휠이 수동 휠에 대하여 상이한 전동 속도비를 형성하도록 하는 페달링에 의해 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템에 관한 것이다.

종래 인체의 두 발이 반복적으로 교차하는 페달링을 함으로써 움직이는 페달 구동 방식에 의한 전동 휠 시스템은, 두 발의 페달링에 의해 회전 구동이 발생하는 응용장치에 적용되는 것을 자주 접할 수 있는데, 이는 인력에 의한 페달링에 의해 구동되는 자전거, 인력에 의한 페달링과 동시에 전동모터로 구동되는 하이브리드 자전거, 정치형 레저스포츠형 자전거, 페달 보트, 또는 페달 구동 방식에 의한 회전식 발전기, 페달 구동 방식에 의한 회전식 유체펌프 등과 같은 응용장치를 그 예로 들 수 있다. 여기서, 페달 구동 방식에 의한 전동 휠 시스템은, 일반적으로 체인휠에 체인을 덧붙이거나, 벨트 풀이에 벨트 또는 금속 벨트를 덧붙이거나, 타이밍벨트 풀리에 타이밍벨트를 덧붙이거나, 기어에 톱니바퀴형 벨트를 포함하거나 또는 기어 세트 등으로 두 발로 페달링하는 원형 구동 휠을 구성하여 수동 휠이 이에 따라 부하를 구동하도록 되어 있다. 그러나, 사람의 두 발에 의해 반복적으로 교차하는 페달링과 구동 휠의 회전운동 간에는 단순조화 운동(simple harmonic motion) 상태의 관계를 가지므로, 페달링하는 과정에서 두 발이 구동 휠에 대하여 가하는 힘은 일부 각변위 범위에서 가장 효율적인 페달링 효과를 얻을 수는 있으나, 단순조화 운동 관계로 인해 여전히 효과가 없거나 효과가 낮은 각변위 범위가 존재함에 따라 개선할 필요가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,

본 발명의 목적은 사람의 두 발에 의해 반복적으로 교차하는 페달링을 회전운동으로 전환하는 구동 휠 시스템을 개량한 것으로, 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 편심 전동 휠로 구성하고, 여기에 동기 전동벨트를 결합하여 편심바퀴 전동 휠 시스템을 구성함으로써, 라이더의 발 부위가 반복적으로 교차하는 페달링하는 과정에서 발 부위가 페달의 페달 축에 대하여 크랭크를 통해 구동 휠에 결합되는 구동 휠 축의 구동 휠 축에 대하여 상이한 페달링 각도로 힘을 가할 경우 구동 휠이 수동 휠에 대하여 상이한 전동 속도비를 형성하도록 하는 페달링에 의해 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템을 제공하는 것이다.

이에, 본 발명은 사람의 두 발에 의해 반복적으로 교차하는 페달링을 회전운동으로 전환하는 구동 휠 시스템을 개량한 것으로, 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 편심 전동 휠로 구성하고, 여기에 동기 전동벨트를 결합하여 편심바퀴 전동 휠 시스템을 구성함으로써, 라이더의 발 부위가 반복적으로 교차하는 페달링하는 과정에서 발 부위가 페달의 페달 축에 대하여 크랭크를 통해 구동 휠에 결합되는 구동 휠 축의 구동 휠 축에 대하여 상이한 페달링 각도로 힘을 가할 경우 구동 휠이 수동 휠에 대하여 상이한 전동 속도비를 형성하도록 하는 페달링에 의해 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템을 제시한다.

본 발명에 따르면, 편심바퀴 시스템을 구성하는 구동 휠 또는 수동 휠은 원형 편심바퀴, 비원형 편심바퀴, 2봉 타원형 바퀴, 원형 바퀴로 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 구성하고, 여기에 동기 벨트 및 전동벨트, 또는 체인휠 및 전동체인을 결합하거나 직접 기어 세트로 구성하여 주기적인 속도비 기능을 구비한다.

본 발명은 사람의 두 발에 의해 왕복 교차하는 페달링을 회전운동으로 전환하는 구동 휠 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 편심 전동 휠로 구성하고, 여기에 동기 전동벨트를 결합하여 편심바퀴 전동 휠 시스템을 구성함으로써 라이더의 발 부위가 반복적으로 교차하는 페달링하는 과정에서 페달링에 의해 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템의 특정 구조와 두 발의 페달링 각도에 따른 특정 관계를 결합하여 구동 휠이 매회 회전주기 때마다 수동 휠에 대하여 두 번의 속도비 변화를 생성하도록 하며, 두 발의 반복적으로 교차하는 페달링에 맞춰 발 부위가 페달의 페달 축에 대하여 크랭크를 통해 구동 휠에 결합되는 구동 휠 축의 구동 휠 축에 대하여 상이한 페달링 각도로 힘을 가할 경우 구동 휠이 수동 휠에 대하여 상이한 전동 속도비를 형성하도록 하는 페달링으로 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래 원형 전동 휠 시스템을 가진 두 발의 페달링에 의해 구동되는 페달의 페달 축과 능돌휠 축에 형성된 기계적 구동 각도와 수동 휠의 속도비 관례를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)의 두 발의 페달링에 의해 구동되는 페달의 페달 축과 구동 휠 축에 형성된 기계적 구동 각도와 수동 휠의 속도비 관계를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)의 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제1 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 30°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제2 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 60°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제3 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 90°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제4 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 120°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제5 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 150°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제6 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 휠로 구성되고, 수동 휠은 2봉 타워형 수동 휠로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠로 구성되고, 수동 휠은 2봉 타원형 수동 휠로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 이중 타원형 구동 휠로 구성되고, 수동 휠은 편심 전동 휠로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 2봉 타원형 능동기어로 구성되고, 수동 휠도 2봉 타원형 수동기어로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 부하 휠 세트(600)를 직접 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 14는 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 중간 전동장치(5000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 15는 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 유단 또는 무단으로 구성된 내부 변속기(2000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 중간 전동장치(5000) 및 유단 또는 무단으로 구성된 내부 변속기(2000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 17은 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 유단 또는 무단으로 구성된 외부 변속기(3000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.

종래 인체의 두 발이 반복적으로 교차하는 페달링을 함으로써 움직이는 페달 구동 방식에 의한 전동 휠 시스템은, 두 발의 페달링에 의해 회전 구동이 발생하는 응용장치에 적용되는 것을 자주 접할 수 있는데, 이는 인력에 의한 페달링에 의해 구동되는 자전거, 인력에 의한 페달링과 동시에 전동모터로 구동되는 하이브리드 자전거, 정치형 레저스포츠형 자전거, 페달 보트, 또는 페달 구동 방식에 의한 회전식 발전기, 페달 구동 방식에 의한 회전식 유체펌프 등과 같은 응용장치를 그 예로 들 수 있다. 여기서, 페달 구동 방식에 의한 전동 휠 시스템은, 일반적으로 체인휠에 체인을 덧붙이거나, 벨트 풀이에 벨트를 덧붙이거나, 타이밍벨트 풀리에 타이밍벨트를 덧붙이거나, 기어에 톱니바퀴형 벨트를 포함하거나 또는 기어 세트 등으로 두 발로 페달링하는 원형 구동 휠을 구성하여 수동 휠이 이에 따라 부하를 구동하도록 되어 있다. 그러나, 사람의 두 발에 의해 반복적으로 교차하는 페달링과 구동 휠의 회전운동 간에는 단순조화 운동(simple harmonic motion) 상태의 관계를 가지므로, 페달링을 하는 과정에서 두 발이 구동 휠에 대하여 가하는 힘은 일부 각변위 범위에서 가장 효율적인 페달링 효과를 얻을 수는 있으나, 단순조화 운동 관계로 인해 여전히 효과가 없거나 효과가 낮은 각변위 범위가 존재함에 따라 개선할 필요가 있다.

본 발명에 따른 페달링에 의해 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템은 최대 페달링에 따른 힘이 가해지는 각도에 인접한 부근이 최대 전동 속도비일 수 있고, 최대 전동 속도비에 대한 정의는 수동 휠에 대한 구동 휠의 전체적인 전동 주기에서 상대적으로 회전속도 각변위의 수동 휠에 대한 구동 휠의 전달은 상대적으로 다른 각도보다 비교적 높은 회전 속도의 각변위이며, 이에 따른 설명은 다음과 같다.

도 1은 종래 원형 전동 휠 시스템을 가진 두 발의 페달링에 의해 구동되는 페달의 페달 축과 능돌휠 축에 형성된 기계적 구동 각도와 수동 휠의 속도비 관례를 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 사람이 자전거에 탑승한 상태에서 두 발로 페달링할 경우, 오른발 및 왼발 각각의 페달링에 의해 구동되는 페달 축은 서로 180°의 각도차를 보이는 정현파형 궤도로 움직이는데, 이 경우, 오른발은 오른발 페달 축의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되고, 왼발은 왼발 페달 축의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되며, 왼발과 오른발이 연속적으로 페달링할 경우, 페달링에 의해 구동되는 원형 전동 휠 시스템에서의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는 동일하다.

도 2는 본 발명에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)의 두 발의 페달운동에 의해 구동되는 페달의 페달 축과 구동 휠 축에 형성된 기계적 구동 각도와 수동 휠의 속도비 관계를 나타낸 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 사람이 자전거에 탑승한 상태에서 두 발로 페달링할 경우, 오른발 및 왼발 각각의 페달링에 의해 구동되는 페달 축은 서로 180°의 차이를 보이는 정현파형 궤도로 움직이는데, 이 경우, 오른발은 제1 페달 축(103)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되고, 왼발은 제2 페달 축(203)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되며, 왼발과 오른발이 교체하면서 연속적으로 페달링할 경우, 페달링에 의해 구동되는 편심 전동 휠 시스템(1000)에서의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는, 원형 구동 휠(113)과 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치와 상기 제1 페달 축(103) 및 제2 페달 축(203)과 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치에 따른 기계적 각도차 관계를 가지며, 이에 따라 상기 원형 구동 휠(113)이 페달링에 의해 회전할 때마다 편심 수동 휠(413)에 대하여 속도비가 주기적으로 두 번 커지거나 작아지는 현상이 발생한다.

도 3은 본 발명에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)의 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제1 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 전동벨트(100)는 원형 구동 휠(113) 및 편심 수동 휠(413) 및 보조 휠(312)의 휠 형상 구조에 대한 선택에 상대적으로 배치된 슬라이딩이 불가능한 벨트 형상의 구조로서, 체인, 타이밍 톱니바퀴 형상의 벨트 또는 톱니바퀴 형상의 벨트를 포함하여 구성되어 상기 원형 구동 휠(113), 상기 편심 수동 휠(413) 및 상기 보조 휠(312)이 서로 전동되도록 하며,

상기 원형 구동 휠(113)은 구동 휠 축(111)에 결합되고, 상기 구동 휠 축(111)의 양측은 제1 크랭크(101) 및 제2 크랭크(201)에 각각 결합되며, 상기 제1 크랭크(101)에는 제1 페달(102) 설치를 위한 제1 페달 축(103)이 설치되어 있고, 상기 제2 크랭크(201)에는 제2 페달(202) 설치를 위한 제2 페달 축(203)이 설치되어 있으며, 상기 원형 구동 휠(113)은 슬라이딩이 불가능한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되며,

상기 편심 수동 휠(413)은 상기 원형 구동 휠(113)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되어 수동 휠 축(211)에 설치되고, 그 피치원지름은 상기 원형 구동 휠(113)의 2분의 1이고, 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 편심 수동 휠(413) 및 상기 보조 휠(312)의 상기 전동벨트(100)에 포함되어 상기 원형 구동 휠(113)에 의해 구동됨과 아울어 구동 중인 상기 전동벨트(100)에 대한 상기 보조 휠(312)의 주기적인 풀림과 느슨함 변화에 따라 예압에 따른 조임을 수행하는 것으로서, 상기 편심 수동 휠(413)의 편심 돌출부 상단의 지향(c)에 따른 기계적 각도 위치, 즉 상기 전동벨트(100)와 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b) 간의 기계적 각도 위치 간에는 특정한 기계적 각도차 관계를 가지며,

상기 전동벨트(100) 및 하나 또는 그 이상의 상기 원형 구동 휠(113) 및 하나 또는 그 이상의 상기 편심 수동 휠(413)의 전동에 따른 커플링 및 변속전환장치에 대한 조작에 의해 한 단계 또는 그 이상의 상이한 속도비를 가진 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)이 구성되며,

본 발명에 따른 보조 휠 프레스 바(301)는 그 일단이 보조 휠 프레스 바 스윙샤프트(303)와 기계 본체(800)가 스윙 가능한 상태로 커플링되고, 다른 일단에는 상기 보조 휠(312)을 설치할 수 있도록 보조 휠 축(311)이 설치되며, 상기 보조 휠 프레스 바(301)와 상기 기계 본체(800)의 사이에는 보조 휠 예압 스프링(302)이 설치되어 상기 보조 휠(312)에 대하여 외부로 열리거나 내부로 압축되는 예압 압력이 발생할 수 있도록 하며,

상기 보조 휠(312)은 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 편심 수동 휠(413)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되어 상기 보조 휠 축(311)에서 회전함과 아울러 상기 전동벨트(100)에 의해 구동되며, 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 편심 수동 휠(413)의 상기 전동벨트(100), 예컨데 체인 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 톱니바퀴 형상의 체인 등에 매칭되어 작동되며, 상기 보조 휠 프레스 바(301)에 대한 상기 보조 휠 예압 스프링(302)의 예압 압력을 전달받아 상기 보조 휠 축(311) 및 상기 보조 휠(312)을 강제로 작동시킴으로써 상기 전동벨트(100)에 대하여 조이는 동작을 수행하며,

상기한 구동 휠은 상기 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 상기한 수동 휠은 상기 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 여기에 상기 보조 휠(312)을 설치하여 구성된 전동 휠 시스템은, 사람이 자전거에 수직으로 탑승한 상태에서 페달링할 경우, 왼발 및 오른발은 단순조화 운동에 따라 서로 180°의 각도차를 보이는 정현파형 궤도에 따라 페달링하게 되는데, 이 경우, 오른발은 상기 제1 페달 축(103)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되고, 왼발은 상기 제2 페달 축(203)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되며, 왼발과 오른발이 서로 교차하면서 지속적인 페달링을 할 경우, 페달링에 의해 구동되는 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)에서의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는, 상기 편심 수동 휠(413)의 편심 돌출부 상단의 지향(c)에 따른 기계적 각도에 따라 상기 전동벨트(100)와 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b) 간의 기계적 각도의 위치를 통해 설정된 기계적 각도차 관계를 가지며, 매번 페달링에 의해 회전할 때마다 상기 원형 구동 휠(113)은 상기 편심 수동 휠(413)에 대하여 속도비가 주기적으로 두 번 커지거나 작아지는 현상이 발생하는데, 그 일 예로, 선택적으로 설정된 상기 원형 구동 휠(113)과 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)의 기계적 각도차의 관계는, 페달링 방향을 따라 페달링할 경우, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)이 b의 상단 정지점 지향(a)을 통과함과 아울러 그 후 지속적으로 페달링 방향을 따라 페달링 각도가 180°의 범위에 있을 때, 상기 원형 구동 휠(113)은 상기 편심 수동 휠(413)에 대하여 최대 가속 속도비 또는 최소 감속 속도비 추세를 나타내는 전동 속도비 상태가 형성되며, 그 주기적인 속도비의 관계는 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 휠 형상에 따라 결정되며, 이는 도 2에 도시된 주지적인 속도비 관계 중의 하나에 속한다.

도 3에 도시된 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 상기 제1 페달 축(103)의 지향(b)은 상기 b의 상단 정지점 지향(a)의 위치에 있을 경우, 상기 원형 구동 휠(113)은 반경 r10으로 전동벨트(100)를 구동하여 반경이 r11에 위치한 상기 편심 수동 휠(413)을 구동하며, 이에 따라 r10 : r11의 전동 속도비 상태가 형성된다.

도 4는 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 30°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제2 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 상기 제1 페달 축(103)의 지향(b)은 상기 b의 상단 정지점 지향(a)이 회전 방향을 따라 30°의 각도로 이동한 위치에 있을 경우, 상기 원형 구동 휠(113)은 반경 r10으로 상기 전동벨트(100)를 구동하여 반경이 r12에 위치한 편심 수동 휠(413)이 구동되도록 하며, 이에 따라 r10 : r12의 전동 속도비 상태가 형성된다.

도 5는 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 60°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제3 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103)의 지향(b)은 상기 b의 상단 정지점 지향(a)이 회전 방향을 따라 60°의 각도로 이동한 위치에 있을 경우, 상기 원형 구동 휠(113)은 반경 r10으로 상기 전동벨트(100)를 구동하여 반경이 r13에 위치한 편심 수동 휠(413)이 구동되도록 하며, 이에 따라 r10 : r13의 전동 속도비 상태가 형성된다.

도 6은 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 90°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제4 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 상기 제1 페달 축(103)의 지향(b)은 상기 b의 상단 정지점 지향(a)이 회전 방향을 따라 90°의 각도로 이동한 위치에 있을 경우, 상기 원형 구동 휠(113)은 반경 r10으로 상기 전동벨트(100)를 구동하여 반경이 r14에 위치한 편심 수동 휠(413)이 구동되도록 하며, 이에 따라 r10 : r14의 전동 속도비 상태가 형성된다.

도 7은 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 120°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제5 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 상기 제1 페달 축(103)의 지향(b)은 상기 b의 상단 정지점 지향(a)이 회전 방향을 따라 120°의 각도로 이동한 위치에 있을 경우, 상기 원형 구동 휠(113)은 반경 r10으로 상기 전동벨트(100)를 구동하여 반경이 r15에 위치한 편심 수동 휠(413)이 구동되도록 하며, 이에 따라 r10 : r15의 전동 속도비 상태가 형성된다.

도 8은 도 3에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)은 b의 상단 정지점 지향(a)으로부터 회전방향을 따라 150°의 각도로 이동한 위치에 있을 때의 원형 구동 휠(113)과 편심 수동 휠(413)의 전동 속도비 관계를 나타낸 제6 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 상기 제1 페달 축(103)의 지향(b)은 상기 b의 상단 정지점 지향(a)이 회전 방향을 따라 150°의 각도로 이동한 위치에 있을 경우, 상기 원형 구동 휠(113)은 반경 r10으로 상기 전동벨트(100)를 구동하여 반경이 r16에 위치한 편심 수동 휠(413)이 구동되도록 하며, 이에 따라 r10 : r16의 전동 속도비 상태가 형성된다.

제2 페달 축(203)의 구동 휠 축(111)에 대한 구동 및 원형 구동 휠(113) 및 전동벨트(100)를 통한 편심 수동 휠(413) 및 수동 휠 축(211)에 대한 연동 상황에 관하여는, 상기 제1 페달 축(103)의 구동 휠 축(111)에 대한 구동 및 원형 구동 휠(113) 및 전동벨트(100)를 통한 편심 수동 휠(413) 및 수동 휠 축(211)에 대한 연동 상황과 동일하다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 원형 휠로 구성되고, 수동 휠은 2봉 타워형 수동 휠로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 2봉 타원형 수동 휠(213)은 원형 구동 휠(113)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리로 구성되고, 전동벨트(100)는 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 보조 휠(312)의 휠 형상 구조에 대한 선택에 상대적으로 배치된 슬라이딩이 불가능한 벨트 형상의 구조로서, 체인, 타이밍 톱니바퀴 형상의 벨트 또는 톱니바퀴 형상의 벨트를 포함하여 구성되어 상기 원형 구동 휠(113), 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 상기 보조 휠(312)이 서로 전동되도록 하며,

상기 전동벨트(100)는 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 보조 휠(312)의 휠 형상 구조에 대한 선택에 상대적으로 배치된 슬라이딩이 불가능한 벨트 형상의 구조로서, 체인, 타이밍 톱니바퀴 형상의 벨트 또는 톱니바퀴 형상의 벨트를 포함하여 구성되어 상기 원형 구동 휠(113), 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 상기 보조 휠(312)이 서로 전동되도록 하며,

상기 2봉 타원형 수동 휠(213)은 상기 원형 구동 휠(113)의 둘레와 동일한 2봉 타원형 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리로 구성되어 수동 휠 축(211)에 설치되고, 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)의 상기 전동벨트(100)에 포함되어 상기 원형 구동 휠(113)에 의해 구동됨과 아울러 구동 중인 상기 전동벨트(100)에 대한 상기 보조 휠(312)의 주기적인 풀림과 느슨함 변화에 따라 예압에 따른 조임을 수행하며,

상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 형태를 가진 2봉과 상기 수동 휠 축(211) 간의 기계적 각도의 위치와 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치의 사이에는 특정한 기계적 각도차 관계를 가지며,

상기 전동벨트(100) 및 하나 또는 그 이상의 상기 원형 구동 휠(113) 및 하나 또는 그 이상의 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)의 전동에 따른 커플링 및 변속전환장치에 대한 조작에 의해 한 단계 또는 그 이상의 상이한 속도비를 가진 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)이 구성되며,

상기 보조 휠(312)은 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되어 상기 보조 휠 축(311)에서 회전함과 아울러 상기 전동벨트(100)에 의해 구동되며, 상기 원형 구동 휠(113) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)의 상기 전동벨트(100), 예컨데 체인 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 톱니바퀴 형상의 체인 등에 매칭되어 작동되며, 상기 보조 휠 프레스 바(301)에 대한 상기 보조 휠 예압 스프링(302)의 예압 압력을 전달받아 상기 보조 휠 축(311) 및 상기 보조 휠(312)을 강제로 작동시킴으로써 상기 전동벨트(100)에 대하여 조이는 동작을 수행하며,

상기한 구동 휠은 상기 원형 구동 휠(113)로 구성되고, 상기한 수동 휠은 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)로 구성되며, 여기에 상기 보조 휠(312)을 설치하여 구성된 전동 휠 시스템은, 사람이 자전거에 수직으로 탑승한 상태에서 페달링할 경우, 왼발 및 오른발은 단순조화 운동에 따라 서로 180°의 각도차를 보이는 정현파형 궤도에 따라 페달링하게 되는데, 이 경우, 오른발은 상기 제1 페달 축(103)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되고, 왼발은 상기 제2 페달 축(203)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되며, 왼발과 오른발이 서로 교차하면서 지속적인 페달링을 할 경우, 페달링에 의해 구동되는 타원형 전동 휠 시스템에서의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는, 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도의 위치에 따라 상기 전동벨트(100)와 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 상기 수동 휠 축(211)에 설정된 기계적 각도의 위치를 통해 설정된 기계적 각도차 관계를 가지며, 매번 페달링에 의해 회전할 때마다 상기 원형 구동 휠(113)은 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)에 대하여 속도비가 주기적으로 두 번 커지거나 작아지는 현상이 발생하는데, 그 일 예로, 선택적으로 설정된 상기 원형 구동 휠(113)과 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)의 기계적 각도차의 관계는, 페달링 방향을 따라 페달링할 경우, 상기 제1 페달 축(103) 또는 상기 제2 페달 축(203)이 상단 정지점을 통과한 후 지속적으로 페달링 방향을 따라 페달링 각도가 180°의 범위에 있을 때, 상기 원형 구동 휠(113)은 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)에 대하여 최대 가속 속도비 또는 최소 감속 속도비 추세를 나타내는 전동 속도비 상태가 되며, 그 주기적인 속도비의 관계는 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 휠 형상에 따라 결정되며, 이는 도2에 도시된 주지적인 속도비 관계 중의 하나에 속한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠로 구성되고, 수동 휠은 2봉 타원형 수동 휠로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 2봉 타원형 수동 휠(213)은 2봉 타원형 구동 휠(112)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리로 구성되고, 전동벨트(100)는 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 보조 휠(312)의 휠 형상 구조에 대한 선택에 상대적으로 배치된 슬라이딩이 불가능한 벨트 형상의 구조로서, 체인, 타이밍 톱니바퀴 형상의 벨트 또는 톱니바퀴 형상의 벨트를 포함하여 구성되어 상기 2봉 타원형 구동 휠(112), 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 상기 보조 휠(312)이 서로 전동되도록 하며,

상기 전동벨트(100)는 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 보조 휠(312)의 휠 형상 구조에 대한 선택에 상대적으로 배치된 슬라이딩이 불가능한 벨트 형상의 구조로서, 체인, 타이밍 톱니바퀴 형상의 벨트 또는 톱니바퀴 형상의 벨트를 포함하여 구성되어 상기 2봉 타원형 구동 휠(112), 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 상기 보조 휠(312)이 서로 전동되도록 하며,

상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 구동 휠 축(111)에 결합되고, 상기 구동 휠 축(111)의 양측은 제1 크랭크(101) 및 제2 크랭크(201)에 각각 결합되며, 상기 제1 크랭크(101)에는 제1 페달(102) 설치를 위한 제1 페달 축(103)이 설치되어 있고, 상기 제2 크랭크(201)에는 제2 페달(202) 설치를 위한 제2 페달 축(203)이 설치되어 있으며, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 슬라이딩이 불가능한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되고, 그 2봉 타원형 형상을 가진 2봉과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치와 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치의 사이에는 특정한 기계적 각도차 관계를 가지며,

상기 2봉 타원형 수동 휠(213)은 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)의 형상 및 크기와 동일한 2봉 타원형 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리로 구성되어 수동 휠 축(211)에 설치되며 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 90°의 기계적 각도차를 가지며, 상기 전동벨트(100)가 전동하는 것에 의해 연결되어 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)에 의해 구동됨과 아울러 구동 중인 상기 전동벨트(100)에 대한 상기 보조 휠(312)의 주기적인 풀림과 느슨함 변화에 따라 예압에 따른 조임을 수행하며,

상기 전동벨트(100) 및 하나 또는 그 이상의 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 하나 또는 그 이상의 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)의 전동에 따른 커플링 결합 및 변속전환장치에 대한 조작에 의해 한 단계 또는 그 이상의 상이한 속도비를 가진 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)이 구성되며,

상기 보조 휠(312)은 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되어 상기 보조 휠 축(311)에서 회전함과 아울러 상기 전동벨트(100)에 의해 구동되며, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)의 상기 전동벨트(100), 예컨데 체인 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 톱니바퀴 형상의 체인 등에 매칭되어 작동되며, 상기 보조 휠 프레스 바(301)에 대한 상기 보조 휠 예압 스프링(302)의 예압 압력을 전달받아 상기 보조 휠 축(311) 및 상기 보조 휠(312)을 강제로 작동시킴으로써 상기 전동벨트(100)에 대하여 조이는 동작을 수행하며,

상기한 구동 휠은 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)로 구성되고, 상기한 수동 휠은 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)로 구성되며, 여기에 상기 보조 휠(312)을 설치하여 구성된 전동 휠 시스템은, 사람이 자전거에 수직으로 탑승한 상태에서 페달링할 경우, 왼발 및 오른발은 단순조화 운동에 따라 서로 180°의 각도차를 보이는 정현파형 궤도에 따라 페달링하게 되는데, 이 경우, 오른발은 상기 제1 페달 축(103)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되고, 왼발은 상기 제2 페달 축(203)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되며, 왼발과 오른발이 서로 교차하면서 지속적인 페달링을 할 경우, 페달링에 의해 구동되는 타원형 전동 휠 시스템에서의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도의 위치와 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치에 따라 상기 전동벨트(100)와 상기 2봉 타원형 수동 휠(213) 및 상기 수동 휠 축(211)에 설정된 기계적 각도의 위치를 통해 설정된 기계적 각도차 관계를 가지며, 매번 페달링에 의해 회전할 때마다 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)에 대하여 속도비가 주기적으로 두 번 커지거나 작아지는 현상이 발생하는데, 그 일 예로, 선택적으로 설정된 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)과 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)의 기계적 각도차의 관계는, 페달링 방향을 따라 페달링할 경우, 상기 제1 페달 축(103) 또는 상기 제2 페달 축(203)이 상단 정지점을 통과한 후 지속적으로 페달링 방향을 따라 페달링 각도가 90°의 범위에 있을 때, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 상기 2봉 타원형 수동 휠(213)에 대하여 최대 가속 속도비 또는 최소 감속 속도비 추세를 나타내는 전동 속도비 상태가 되며, 그 주기적인 속도비의 관계는 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 휠 형상에 따라 결정되며, 이는 도2에 도시된 주지적인 속도비 관계 중의 하나에 속한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 이중 타원형 구동 휠로 구성되고, 수동 휠은 편심 전동 휠로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 전동벨트(100)는 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 편심 수동 휠(413) 및 보조 휠(312)의 휠 형상 구조에 대한 선택에 상대적으로 배치된 슬라이딩이 불가능한 벨트 형상의 구조로서, 체인, 타이밍 톱니바퀴 형상의 벨트 또는 톱니바퀴 형상의 벨트를 포함하여 구성되어 상기 2봉 타원형 구동 휠(112), 상기 편심 수동 휠(413) 및 상기 보조 휠(312)이 서로 전동되도록 하며,

상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 구동 휠 축(111)에 결합되고, 상기 구동 휠 축(111)의 양측은 제1 크랭크(101) 및 제2 크랭크(201)에 각각 결합되며, 상기 제1 크랭크(101)에는 제1 페달(102) 설치를 위한 제1 페달 축(103)이 설치되어 있고, 상기 제2 크랭크(201)에는 제2 페달(202) 설치를 위한 제2 페달 축(203)이 설치되어 있으며, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 슬라이딩이 불가능한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되고, 2봉 타원형의 2봉과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치와 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치의 사이에는 특정한 기계적 각도차 관계를 가지며,

상기 편심 수동 휠(413)은 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 벨트 또는 기어로 구성되어 수동 휠 축(211)에 설치되고, 그 피치원지름은 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)의 2분의 1이며, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 상기 편심 수동 휠(413) 및 상기 보조 휠(312)의 상기 전동벨트(100)에 포함되어 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)에 의해 구동됨과 아울어 구동 중인 상기 전동벨트(100)에 대한 상기 보조 휠(312)의 주기적인 풀림과 느슨함 변화에 따라 예압에 따른 조임을 수행하는 것으로서, 상기 편심 수동 휠(413)의 편심 돌출부 상단의 지향(c)의 기계적 각도는 상기 전동벨트(100)와 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b) 간의 기계적 각도 위치의 사이에는 특정한 기계적 각도차 관계를 가지며,

상기 전동벨트(100) 및 하나 또는 그 이상의 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 하나 또는 그 이상의 상기 편심 수동 휠(413)의 전동에 따른 커플링 결합 및 변속전환장치에 대한 조작에 의해 한 단계 또는 그 이상의 상이한 속도비를 가진 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)이 구성되며,

본 발명에 따른 보조 휠 프레스 바(301)의 일단은 보조 휠 프레스 바 스윙샤프트(303)와 기계 본체(800)가 스윙 가능한 상태로 커플되고, 다른 일단에는 상기 보조 휠(312)을 설치할 수 있도록 보조 휠 축(311)이 설치되며, 상기 보조 휠 프레스 바(301)와 상기 기계 본체(800)의 사이에는 보조 휠 예압 스프링(302)이 설치되어 상기 보조 휠(312)에 대하여 외부로 열리거나 내부로 압축되는 예압 압력이 발생할 수 있도록 하며,

상기 보조 휠(312)은 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 상기 편심 수동 휠(413)과 동일한 체인휠 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 기어로 구성되어 상기 보조 휠 축(311)에서 회전함과 아울러 상기 전동벨트(100)에 의해 구동되며, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112) 및 상기 편심 수동 휠(413)의 상기 전동벨트(100), 예컨데 체인 또는 타이밍 톱니바퀴 형상의 풀리 또는 톱니바퀴 형상의 체인 등에 매칭되어 작동되며, 상기 보조 휠 프레스 바(301)에 대한 상기 보조 휠 예압 스프링(302)의 예압 압력을 전달받아 상기 보조 휠 축(311) 및 상기 보조 휠(312)을 강제로 작동시킴으로써 상기 전동벨트(100)에 대하여 조이는 동작을 수행하며,

상기한 구동 휠은 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)로 구성되고, 상기한 수동 휠은 상기 편심 수동 휠(413)로 구성되며, 여기에 상기 보조 휠(312)을 설치하여 구성된 전동 휠 시스템은 사람이 자전거에 수직으로 탑승한 상태에서 페달링할 경우, 왼발 및 오른발은 단순조화 운동에 따라 서로 180°의 차이를 보이는 정현파형 궤도에 따라 페달링하게 되는데, 이 경우, 오른발은 상기 제1 페달 축(103)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되고, 왼발은 상기 제2 페달 축(203)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되며, 왼발과 오른발이 서로 교차하면서 지속적인 페달링을 할 경우, 페달링에 의해 구동되는 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)에서의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는, 상기 편심 수동 휠(413)의 편심 돌출부 상단의 지향(c)의 기계적 각도에 따라 상기 전동벨트(100)와 상기 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b) 간의 기계적 각도의 위치를 통해 설정된 기계적 각도차 관계를 가지며, 매번 페달링에 의해 회전할 때마다 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 상기 편심 수동 휠(413)에 대하여 속도비가 주기적으로 두 번 커지거나 작아지는 현상이 발생하는데, 그 일 예로, 선택적으로 설정된 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)과 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)의 기계적 각도차의 관계는, 페달링 방향을 따라 페달링할 경우, 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향(b)이 b의 상단 정지점 지향(a)을 통과함과 아울러 그 후 지속적으로 페달링 방향을 따라 페달링 각도가 180°의 범위에 있을 때, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)은 상기 편심 수동 휠(413)에 대하여 최대 가속 속도비 또는 최소 감속 속도비 추세를 나타내는 전동 속도비 상태가 형성되며, 그 주기적인 속도비의 관계는 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 휠 형상에 따라 결정되며, 이는 도 2에 도시된 주지적인 속도비 관계 중의 하나에 속한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 구동 휠은 2봉 타원형 능동기어로 구성되고, 수동 휠도 2봉 타원형 수동기어로 구성된 구조를 나타낸 사시도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 2봉 타원형 능동기어(114)는 구동 휠 축(111)에 결합되고, 상기 구동 휠 축(111)의 양측은 제1 크랭크(101) 및 제2 크랭크(201)에 각각 결합되며, 상기 제1 크랭크(101)에는 제1 페달(102) 설치를 위한 제1 페달 축(103)이 설치되어 있고, 상기 제2 크랭크(201)에는 제2 페달(202) 설치를 위한 제2 페달 축(203)이 설치되어 있으며, 상기 2봉 타원형 능동기어(114)는 기어로 구성된 것으로서, 2봉 타원형의 2봉과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치와 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치 간에는 특정한 기계적 각도차 관계를 가지며,

본 발명에 따른 2봉 타원형 수동기어(214)는 상기 2봉 타원형 능동기어(114)와 형상 및 크기가 동일한 2봉 타원형 기어로 구성된 것으로서, 90°의 기계적 각도차로 상기 2봉 타원형 능동기어(114)에 맞물린 상태로 결합되어 상기 2봉 타원형 능동기어(114)에 의해 구동되며,

상기 전동벨트(100) 및 하나 또는 그 이상의 상기 2봉 타원형 능동기어(114) 및 하나 또는 그 이상의 상기 2봉 타원형 수동기어(214)의 전동에 따른 커플링 및 변속전환장치에 대한 조작에 의해 한 단계 또는 그 이상의 상이한 속도비를 가진 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)이 구성되며,

상기한 구동 휠은 상기 2봉 타원형 능동기어(114)로 구성되고, 상기한 수동 휠은 상기 2봉 타원형 수동기어(214)로 구성되며, 이 둘이 90°의 기계적 각도차로 맞물려 결합되어 구성된 전동 휠 시스템은, 사람이 자전거에 수직으로 탑승한 상태에서 페달링할 경우, 왼발 및 오른발은 단순조화 운동에 따라 서로 180°의 각도차를 보이는 정현파형 궤도에 따라 페달링하게 되는데, 이 경우, 오른발은 상기 제1 페달 축(103)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되고, 왼발은 상기 제2 페달 축(203)의 상하 위치 이동에 따른 궤도에 따라 페달링하게 되며, 왼발과 오른발이 서로 교차하면서 지속적인 페달링을 할 경우, 페달링에 의해 구동되는 타원형 전동 휠 시스템에서의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는, 상기 2봉 타원형 능동기어(114)와 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도 위치와 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)과 상기 구동 휠 축(111) 간의 기계적 각도의 위치는 설정된 기계적 각도차 관계를 가지며, 매번 페달링에 의해 회전할 때마다 상기 2봉 타원형 능동기어(114)는 상기 2봉 타원형 수동기어(214)에 대하여 속도비가 주기적으로 두 번 커지거나 작아지는 현상이 발생하는데, 그 일 예로, 선택적으로 설정된 상기 2봉 타원형 능동기어(114)와 상기 제1 페달 축(103) 및 상기 제2 페달 축(203)의 기계적 각도차의 관계는, 페달링 방향을 따라 페달링할 경우, 상기 제1 페달 축(103) 및 또는 제2 페달 축(203)이 상단 정지점을 통과한 후 지속적으로 페달링 방향을 따라 180°의 범위에 있을 때, 상기 2봉 타원형 능동기어(114)는 상기 2봉 타원형 수동기어(214)에 대하여 최대 가속 속도비 또는 최소 감속 속도비 추세를 나타내는 전동 속도비 상태가 형성되며, 그 주기적인 속도비의 관계는 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 휠 형상에 따라 결정되며, 이는 도 2에 도시된 주지적인 속도비 관계 중의 하나에 속한다.

본 발명에 따른 편심 전동 휠 시스템(1000)에 있어서, 수동 휠 축(211)과 부하 휠 세트(600) 간의 전동 방식은,

1) 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 상기 수동 휠 축(211)이 직접 상기 부하 휠 세트(600)를 구동하는 방식;

2) 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 상기 수동 휠 축(211)이 중간 전동장치(5000)를 통해 상기 부하 휠 세트(600)를 구동하는 방식;

3) 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 상기 수동 휠 축(211)이 유단 또는 무단으로 구성된 내부 변속기(2000)를 통해 상기 부하 휠 세트(600)를 구동하는 방식;

4) 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 상기 수동 휠 축(211)이 상기 중간 전동장치(5000) 및 상기 유단 또는 무단으로 구성된 상기 내부 변속기(2000)를 통해 상기 부하 휠 세트(600)를 구동하는 방식; 또는

5) 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 상기 수동 휠 축(211)이 유단 또는 무단으로 구성된 외부 변속기(3000)를 통해 상기 부하 휠 세트(600)를 구동하는 방식;

을 포함하여 구성된다.

도 13은 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 부하 휠 세트(600)를 직접 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

상기 편심 전동 휠 시스템(1000)을 구성하는 구동 휠 또는 수동 휠은 원형 편심바퀴, 비원형 편심바퀴, 2봉 타원형 바퀴, 원형 바퀴로 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 구성하고, 여기에 동기 벨트 및 전동벨트, 또는 체인휠 및 전동체인을 결합하거나 직접 기어 세트로 구성하여 주기적인 속도비 기능을 구비하며,

본 발명에 따른 수동 휠 축(211)은 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 출력단의 속이 비거나 속이 찬 회전운동 가능한 휠 축 구조에 결합되어 축 슬리브(601)를 구동하며,

상기 축 슬리브(601)는 속이 빈 회전축 구조로 형성되어 중심축(602)에 결합되며, 상기 수동 휠 축(211)에 의해 구동되고 이에 따라 부하 휠 세트(600)를 구동하며,

상기 부하 휠 세트(600)는 회전 가능한 휠 세트 구조로서, 상기 축 슬리브(601)를 통해 상기 중심축(602)에서 회전하며, 상기 수동 휠 축(211)에 의해 구동된다.

도 14는 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 중간 전동장치(5000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 수동 휠 축(211)은 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 입/출력단의 속이 비거나 속이 찬 회전운동 가능한 휠 축 구조에 결합되어 중간 전동장치(5000)의 입/출력단의 원동휠을 구동하며,

상기 중간 전동장치(5000)는 전동벨트 및 풀리세 또는 전동체인 및 체인휠 세트 또는 기어 세트 또는 전동로드 및 우산형 기어 세트로 구성되고, 그 입력단은 상기 수동 휠 축(211)에 의해 구동되고, 그 출력단은 축 슬리브(601)를 구동하며,

상기 축 슬리브(601)는 속이 빈 회전축 구조로 형성되어 중심축(602)에 결합되며, 상기 중간 전동장치(5000)의 수동 휠의 출력단에 의해 구동되며,

상기 부하 휠 세트(600)는 회전 가능한 휠 세트 구조로서, 상기 축 슬리브(601)를 통해 상기 중심축(602)에서 회전하며, 상기 축 슬리브(601)가 상기 중간 전동장치(5000)의 수동 휠의 출력단에 의해 구동되는 것에 따라 구동된다.

도 15는 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 유단 또는 무단으로 구성된 내부 변속기(2000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 수동 휠 축(211)은 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 입/출력단의 속이 비거나 속이 찬 회전운동 가능한 휠 축 구조에 결합되어 내부 변속기(2000)의 입력단을 구동하며,

상기 내부 변속기(2000)는 기어 또는 마찰휠 및 변속 전환 기구로 구성되어 외부에 의해 조작되는 2단 또는 그 이상의 유단 변속 또는 무단 변속 기능을 가진 내부 변속기로서, 그 입력단은 상기 수동 휠 축(211)에 의해 구동되고, 그 출력단은 부하 휠 세트(600)를 구동하며,

상기 부하 휠 세트(600)는 회전 가능한 휠 세트 구조로서, 상기 내부 변속기(2000)의 출력단에 의해 구동된다.

도 16은 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 중간 전동장치(5000) 및 유단 또는 무단으로 구성된 내부 변속기(2000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

본 발명에 따른 수동 휠 축(211)은 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 출력단의 속이 비거나 속이 찬 회전운동 가능한 휠 축 구조에 결합되어 중간 전동장치(5000)를 구동하며,

상기 중간 전동장치(5000)는 전동벨트 및 풀리세 또는 전동체인 및 체인휠 세트 또는 기어 세트 또는 전동로드 및 우산형 기어 세트로 구성되고, 그 입력단은 상기 수동 휠 축(211)에 의해 구동되고, 그 출력단은 내부 변속기(2000)의 입력단을 구동하며,

상기 내부 변속기(2000)는 기어 또는 마찰휠 및 변속 전환 기구로 구성되어 외부로부터 조작되는 2단 또는 그 이상의 유단 변속 또는 무단 변속 기능을 가진 내부 변속기로서, 그 입력단은 상기 중간 전동장치(5000)의 출력단에 의해 구동되고, 그 출력단은 부하 휠 세트(600)를 구동하며,

도 17은 도 3 내지 도 12에 도시된 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)이 유단 또는 무단으로 구성된 외부 변속기(3000)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하는 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주요 구성은 다음과 같다.

상기 편심 전동 휠 시스템(1000)을 구성하는 구동 휠 또는 수동 휠은 원형 편심바퀴, 비원형 편심바퀴, 2봉 타원형 바퀴, 원형 바퀴로 구동 휠 또는 수동 휠 이 둘, 또는 그 중의 하나를 구성하고, 동기 벨트 및 전동벨트, 또는 체인휠 및 전동체인을 결합하거나 직접 기어 세트로 구성하여 주기적인 속도비 기능을 구비하며,

본 발명에 따른 수동 휠 축(211)은 상기 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 출력단의 속이 비거나 속이 찬 회전운동 가능한 휠 축 구조에 결합되어 외부 변속기(3000)를 구동하며,

상기 외부 변속기(3000)는 체인 및 체인휠 세트 또는 벨트 및 풀리세트 또는 기어 세트 및 변속 전환 기구 또는 클러치로 구성되어 외부로부터 조작되는 2단 또는 그 이상의 유단 변속 또는 무단 변속 기능을 가진 외부 변속기로서, 그 입력단은 상기 수동 휠 축(211)에 의해 구동되고, 그 출력단은 축 슬리브(601)를 통해 부하 휠 세트(600)를 구동하며,

*상기 축 슬리브(601)는 속이 빈 회전축 구조로 형성되어 중심축(602)에 결합되며, 상기 외부 변속기(3000)의 수동 휠 출력단에 의해 구동되며,

상기 부하 휠 세트(600)는 회전 가능한 휠 세트 구조로서, 상기 축 슬리브(601)를 통해 상기 중심축(602)에서 회전하며, 상기 축 슬리브(601)가 상기 외부 변속기(3000)의 수동 휠의 출력축에 의해 구동되는 것에 따라 구동된다.

본 발명에 따른 페달링으로 구동되는 주기적인 속도비를 가진 편심바퀴 전동 휠 시스템의 주기적인 속도비를 가진 전동 휠 시스템은, 한 세트 또는 그 이상의 상이한 속도비를 가진 편심 전동 휠 시스템(1000)이 병렬 연결됨으로써 구성되거나, 구동 휠 또는 수동 휠이 교차 전환하는 것에 의해 다단 속도비를 얻을 수 있다.

100 : 전동벨트
101 : 제1 크랭크
102 : 제1 페달
103 : 제1 페달 축
111 : 구동 휠 축
112 : 2봉 타원형 구동 휠
113 : 원형 구동 휠
114 : 2봉 타원형 능동기어
201 : 제2 크랭크
202 : 제2 페달
203 : 제2 페달 축
211 : 수동 휠 축
213 : 2봉 타원형 수동 휠
214 : 2봉 타원형 수동기어
301 : 보조 휠 프레스 바
302 : 보조 휠 예압 스프링
303 : 보조 휠 프레스 바 스윙샤프트
311 : 보조 휠 축
312 : 보조 휠
413 : 편심 수동 휠
600 : 부하 휠 세트
601 : 축 슬리브
602 : 중심축
800 : 기계 본체
1000 : 편심 전동 휠 시스템
2000 : 내부 변속기
3000 : 외부 변속기
5000 : 중간 전동장치
a : b의 상단 정지점 지향
b : 구동 휠 축(111)의 기계적 구동 각도에 대한 제1 페달 축(103) 또는 제2 페달 축(203)의 지향
c : 편심 수동 휠(413)의 편심 돌출부 상단의 지향

Claims

두 발로 페달링하여 회전운동하는 구동 휠 시스템으로서, 수동 휠은 편심 전동 휠에 의해 구성되고, 동기 전동벨트와의 결합에 의해 편심 전동 휠 시스템을 구성함으로써, 운전자가 두 발로 페달링할 때, 페달의 페달 축에 크랭크를 통하여 결합되는 구동 휠의 구동 휠 축에 대하여 다른 페달링 각도로 힘이 들어가면, 구동 휠이 두 발의 페달링 각도에 따라서 수동 휠의 전동 속도비를 변동시키며,
구동 휠 및 수동 휠을 구비하고,
구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠이고, 수동 휠은 편심 전동 휠이고, 편심 전동 휠 시스템(1000)의 주된 구성은 하기와 같으며,
전동부재(100)는, 2봉 타원형 구동 휠(112)이나 편심 수동 휠(413)이나 보조 휠(312)의 휠 형상 구조와 상대적으로 슬라이딩 불가능한 구조이고, 체인, 타이밍 벨트 또는 톱니바퀴 형상의 체인에 의해 구성되고, 2봉 타원형 구동 휠(112)과 편심 수동 휠(413)과 보조 휠(312) 사이에서 전동하고,
2봉 타원형 구동 휠(112)은 구동 휠 축(111)에 결합되고, 구동 휠 축(111)의 양측은 각각 제1 크랭크(101) 및 제2 크랭크(201)와 결합되며, 제1 크랭크(101)에 제1 페달(102)을 설치하기 위한 제1 페달 축(103)을 설치하고, 제2 크랭크(201)에 제2 페달(202)을 설치하기 위한 제2 페달 축(203)을 설치하며, 2봉 타원형 구동 휠(112)은 슬라이딩 불가능한 체인휠 또는 타이밍 벨트에 의해 구성되고,
그 2봉 타원형의 2봉을 지나는 직선과 구동 휠 축(111) 간의 기계각도와, 제1 페달 축(103) 및 제2 페달 축(203)을 지나는 직선과 구동 휠 축(111) 간의 기계각도와의 기계각도의 차는 일정 관계이며,
편심 수동 휠(413)은 2봉 타원형 구동 휠(112)과 동일하게 체인휠, 타이밍 벨트 또는 기어에 의해 구성되고, 수동 휠 축(211)에 설치되며, 그 피치 원지름은 2봉 타원형 구동 휠(112)의 1/2이고, 상기 2봉 타원형 구동 휠(112)과 편심 수동 휠(413)과 보조 휠(312)의 전동벨트(100)에 맞추어, 2봉 타원형 구동 휠(112)로 구동되고, 및 보조 휠(312)을 통하여 구동하는 전동벨트(100)의 주기적으로 조임 및 느슨함 변화에 대하여 예압에 따른 조임을 수행하며, 편심 수동 휠(413)의 수동 휠 축(211)으로부터, 편심 수동 휠의 편심 돌출 상부로 향하는 편심 돌출 상부 방향(c)을 따른 직선과 수동 휠 축(211) 사이의 기계각도와, 제1 페달 축(103)으로부터 구동 휠 축(111)을 향하는 페탈축 방향(b)을 따른 직선과 구동 휠 축(111) 간의 기계각도의 기계각도 차는 일정 관계가 있으며,
전동부재(100)와 1개 이상의 2봉 타원형 구동 휠(112)과 1개 이상의 편심 수동 휠(413)의 전동 커플링을 통해서, 및 변속전환장치의 조작을 통하여, 한 단계 이상 다른 속도비인 편심 전동 휠 시스템(1000)을 구성하며,
보조 휠 프레스 바(301)는 일단이 보조 휠 프레스 바의 스윙샤프트(303)를 통하여 기계 본체(800)와 스윙 가능한 상태로 결합하고, 다른 단에 보조 휠 축(311)을 설치함으로써 보조 휠(312)을 설치하고, 또한 보조 휠 프레스 바(301)와 기계 본체(800) 사이에 보조 휠 예압 스프링(302)을 설치함으로써, 보조 휠(312)에 대하여 외부로 열리거나 내부로 압축되는 예압 압력을 형성하며,
보조 휠(312)은 2봉 타원형 구동 휠(112)이나 편심 수동 휠(413)과 동일하게 체인휠, 타이밍 벨트 또는 기어에 의해 구성되고, 보조 휠 축(311)을 회전시키고, 또한 전동부재(100)로 구동되고, 2봉 타원형 구동 휠(112)과 편심 수동 휠(413)이 구동하는 체인, 타이밍 벨트 또는 톱니바퀴형 체인으로 이루어진 전동부재(100)에 당겨져 구동되고, 또한 보조 휠 예압 스프링(302)의 예압 압력을 통하여 보조 휠 프레스 바(301)는 보조 휠 축(311)과 보조 휠(312)을 강제적으로 움직여, 추가로 전동부재(100)를 조이며,
상기 2봉 타원형 구동 휠(112), 편심 수동 휠(413) 및 보조 휠(312)을 배치함으로써 구성되는 전동 휠 시스템을 통하여, 직립하여 페달을 밟을 때, 우측 발과 좌측 발은 단진동에 따라 180°다른 정현파 궤적이 나타나고, 우측 발은 제1 페달 축(103)을 따라서 상하 이동의 궤적으로 밟고, 좌측 발은 제2 페달 축(203)에 따라 상하 이동의 궤적을 그리며, 또한 좌우측 발로 번갈아 밟을 때, 페달링에 의해 구동되는 편심 전동 휠 시스템(1000)의 구동 휠과 수동 휠의 속도비는 수동 휠 축(211)으로부터, 편심 수동 휠의 편심 돌출 상부를 향하는 편심 돌출 상부 방향(c)을 따른 직선과 수동 휠 축(211) 간의 기계각도와, 제1 페달 축(103)으로부터 구동 휠 축(111)을 향하는 페달 축 방향(b)을 따른 직선과, 구동 휠 축(111) 사이의 기계각도와의 기계각도 차에 따라, 또한 각 회전에서 2봉 타원형 구동 휠(112)이 편심 수동 휠(413)에 대하여 주기적으로 속도비를 2회 크게 또는 작게 하고, 페달 축 방향(b)은 상단 정지점 방향(a)을 통과 후, 180°의 범위에서 밟을 때, 2봉 타원형 구동 휠(112)은 편심 수동 휠(413)에 대하여 최대 가속비 또는 최소 감속비의 전동 속도비를 나타내고, 그 주기적인 변속비의 관계는 편심 전동 휠 시스템(1000)의 바퀴형에 의해 결정되는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식의 편심바퀴 전동 휠 시스템.
제 1 항에 있어서,
수동 휠 축(211)과 부하 휠 세트(600) 사이의 전동방식은,
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)에 의해, 직접 부하 휠 세트(600)를 구동하는 전동방식, 또는
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)에 의해, 중간 전동장치(5000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하는 전동방식, 또는
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)에 의해, 유단 또는 무단의 내부 변속기(2000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하는 전동방식, 또는
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)에 의해, 중간 전동장치(5000) 및 유단 또는 무단의 내부 변속기(2000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하는 전동방식, 또는
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)에 의해, 유단 또는 무단의 외부 변속기(3000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하는 전동방식;
을 포함하는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식 편심바퀴 전동 휠 시스템.
제 1 항에 있어서,
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)은 직접 부하 휠 세트(600)를 구동하고,
편심 전동 휠 시스템(1000)에서, 구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠(112)에 의해 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)에 의해 구성되며, 동기 벨트 드라이브와 전동벨트의 결합, 체인휠과 전동체인의 결합, 또는 직접 기어 세트에 의해 구성되고, 주기적 가변 속도비 기능을 구비하며,
수동 휠 축(211)은 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠의 출력단에 있는 속이 비거나 속이 찬 회전휠 축에 결합되어 축 슬리브(601)를 구동하며,
축 슬리브(601)는 속이 빈 회전축 구조이고, 중심축(602)이 삽입되며, 또한 수동 휠 축(211)에 구동됨으로써 부하 휠 세트(600)를 구동하며,
부하 휠 세트(600)는 회전 휠 세트의 구조이고, 축 슬리브(601)를 거쳐 중심축(602)에서 회전하고, 또한 수동 휠 축(211)에 구동되는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식의 편심바퀴 전동 휠 시스템.
제 1 항에 있어서,
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)은 중간 전동장치(5000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하고,
편심 전동 휠 시스템(1000)에서는, 구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠(112)에 의해 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)에 의해 구성되고, 동기 벨트 드라이브와 전동 벨트의 결합, 또는 체인휠과 전동체인의 결합, 또는 직접 기어 세트에 의해 구성되고, 주기적 가변 속도비 기능을 구비하며,
수동 휠 축(211)은 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠의 출력단에 있는 속이 비거나 속이 찬 회전휠 축에 결합되고, 중간 전동장치(5000)의 입력단의 원동휠을 구동하며,
중간 전동장치(5000)는 전동벨트와 벨트 드라이브세트, 전동체인과 체인휠 세트, 기어 세트, 또는 전동로드와 우산형 기어 세트에 의해 구성되며, 그 입력단은 수동 휠 축(211)에 구동되고, 그 출력단도 구동되며,
축 슬리브(601)는 속이 빈 회전축 구조이고, 중심축(602)이 삽입되며, 또한 중간 전동장치(5000)의 출력단에 구동되며,
부하 휠 세트(600)는 회전 휠 세트 구조이고, 축 슬리브(601)를 거쳐 중심축(602)에서 회전하고, 또한 축 슬리브(601)를 통하여, 중간 전동장치(5000)의 수동 휠의 출력단에 구동되는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식 편심바퀴 전동 휠 시스템.
제 1 항에 있어서,
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)은 유단 또는 무단의 변속기구를 내장하는 내부 변속기(2000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하고
편심 전동 휠 시스템(1000)에서, 구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠(112)에 의해 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)에 의해 구성되고, 동기 벨트 드라이브와 전동벨트, 또는 체인휠과 전동체인의 결합, 또는 직접 기어 세트에 의해 구성되고, 주기적 가변 속도비 기능을 구비하며,
수동 휠 축(211)은 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠의 출력단에 있는 속이 비거나 속이 찬 회전휠 축에 결합되어 내부 변속기(2000)의 입력단을 구동하며,
내부 변속기(2000)는 기어 또는 마찰휠 및 변속 전환 기구에 의해 구성되고, 외부로부터 조작되는 2단 이상의 유단 또는 무단 변속기구를 내장하는 변속장치이고, 그 입력단은 수동 휠 축(211)에 구동되고, 그 출력단은 부하 휠 세트(600)를 구동하며,
부하 휠 세트(600)는 회전 휠 세트 구조이고, 내부 변속기(2000)의 출력단에 구동되는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식의 편심바퀴 전동 휠 시스템.
제 1 항에 있어서,
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)은 중간 전동장치(5000) 및 유단 또는 무단의 변속기구를 내장하는 내부 변속기(2000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하며,
편심 전동 휠 시스템(1000)에서, 구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠(112)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)에 의해 구성되고, 동기 벨트 드라이브와 전동벨트, 또는 체인휠과 전동체인의 결합, 또는 직접 기어 세트에 의해 구성되고, 주기적 가변 속도비 기능을 구비하며,
수동 휠 축(211)은 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠의 출력단에 있는 속이 비거나 속이 찬 회전휠 축에 결합되어, 중간 전동장치(5000)의 입력단의 원동휠을 구동하며,
중간 전동장치(5000)는 전동벨트와 벨트 드라이브세트, 전동체인과 체인휠 세트, 기어 세트, 또는 전동로드와 우산형 기어 세트에 의해 구성되고, 그 입력단은 수동 휠 축(211)에 구동되고, 그 출력단은 내부 변속기(2000)의 입력단을 구동하며,
내부 변속기(2000)는 기어 또는 마찰휠 및 변속 전환 기구에 의해 구성되고, 외부로부터 조작되는 2단 이상의 유단 또는 무단 변속기구를 내장하는 변속장치이고, 그 입력단은 중간 전동장치(5000)의 출력단에 구동되고, 그 출력단은 부하 휠 세트(600)를 구동하며,
부하 휠 세트(600)는 회전휠 세트 구조이고, 내부 변속기(2000)의 출력단에 구동되는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식의 편심바퀴 전동 휠 시스템.
제 1 항에 있어서,
편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠 축(211)은 유단 또는 무단의 변속기구를 갖는 외부 변속기(3000)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하고,
편심 전동 휠 시스템(1000)에서, 구동 휠은 2봉 타원형 구동 휠(112)로 구성되고, 수동 휠은 편심 수동 휠(413)에 의해 구성되고, 동기 벨트 드라이브와 전동벨트의 결합, 체인휠과 전동체인의 결합, 또는 직접 기어 세트에 의해 구성되고, 주기적 가변 속도비 기능을 구비하며,
수동 휠 축(211)은 편심 전동 휠 시스템(1000)의 수동 휠의 출력단에 있는 속이 비거나 속이 찬 회전휠 축에 결합되고, 외부 변속기(3000)의 입력단의 원동휠을 구동하며,
외부 변속기(3000)는 체인 및 체인휠 세트, 벨트 및 벨트 드라이브세트, 기어 세트 및 변속 전환 기구, 또는 클러치에 의해 구성되고, 외부로부터 조작되는 2단 이상의 유단 또는 무단 변속기구를 갖는 변속장치이고, 그 입력단은 수동 휠 축(211)에 구동되고, 그 출력단은 축 슬리브(601)를 거쳐 부하 휠 세트(600)를 구동하며,
축 슬리브(601)는 속이 빈 회전축 구조이고, 중심축(602)이 삽입되고, 또한 외부 변속기(3000)의 출력단에 구동되며,
부하 휠 세트(600)는 회전 휠 세트의 구조이고, 축 슬리브(601)를 거쳐 중심축(602)에서 회전하고, 또한 축 슬리브(601)의 외부 변속기(3000)에 있는 수동 휠의 출력단에 구동되는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식의 편심바퀴 전동 휠 시스템.
제 1 항에 있어서,
1세트 이상의 다른 변속비의 편심 전동 휠 시스템(1000)을 병렬로 접속함으로써 구성되거나, 또는 구동 휠과 수동 휠을 반복하여 전환함으로써 다단 속도비를 얻는, 주기적 가변 속도비를 갖는 페달 구동식의 편심바퀴 전동 휠 시스템.