KR20210004334A

KR20210004334A - 자전거 무선 변속장치

Info

Publication number: KR20210004334A
Application number: KR1020190080601A
Authority: KR
Inventors: 맹승렬
Original assignee: 공주대학교 산학협력단
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-01-13
Also published as: KR102232704B1

Abstract

본 발명은 자전거 무선 변속장치에 관한 것으로, 탑승자가 파지할 수 있도록 손잡이가 연결된 프레임, 상기 프레임에 의해 연결된 전방바퀴 및 후방바퀴, 상기 전방바퀴와 후방바퀴 사이에 구비되고, 탑승자의 발 구름에 의해 회전할 수 있도록 페달을 갖는 페달회전축이 구비되는 자전거의 속도를 제어하는 변속장치에 있어서, 상기 후방바퀴의 축에 결합되고, 각각 회전하는 서로 다른 크기로 이루어진 복수의 후방스프로킷휠; 상기 페달회전축에 결합되고, 상기 페달회전축의 회전력에 의해 각각 회전하는 서로 다른 크기로 이루어진 복수의 전방스프로킷휠; 상기 페달회전축에 의해 회전하는 상기 전방스프로킷휠의 회전력을 상기 후방스프로킷휠에 전달할 수 있도록 상기 전방스프로킷휠 및 전방스프로킷휠의 일정 둘레에 맞물리도록 연결되는 구동체인; 및 상기 후방스프로킷휠의 어느 한 부분에 구비되고, 상기 자전거의 변속을 제어하기 위하여, 상기 손잡이에 구비되는 스위치의 전자 신호를 수신 받아 상기 구동체인의 위치를 조절하여 기어비를 가변 시키는 후방변속기를 포함하는 것을 특징으로 하여 기어변속 와이어가 없이 스위치의 작동으로 발생하는 전자 신호를 무선으로 수신 받아 변속기를 제어하여 자전거의 기어비를 가변 시킬 수 있는 자전거 무선 변속장치에 관한 것이다.

Description

자전거 무선 변속장치{BICYCLE WIRELESS TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은 자전거 무선 변속장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기어변속 와이어가 없이 스위치의 작동으로 발생하는 전자 신호를 무선으로 수신 받아 변속기를 제어하여 자전거의 기어비를 가변 시킬 수 있는 자전거 무선 변속장치에 관한 것이다.

자전거(bicycle)는 사람의 힘으로 움직이는 이동수단으로 통상적으로 두 개의 바퀴로 이루어져 있으며, 사실상 지구상에 존재하는 이동수단 중에 에너지 효율이 가장 뛰어난 것으로 평가되고 있다.

이러한 자전거는 최근 들어 환경과 건강에 대한 인식이 변화함에 따라 이용하는 사람들이 폭발적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 자전거의 사용 편의성을 향상시키기 위한 노력도 계속되고 있다.

일반적으로 자전거에는 변속장치가 설치되어 있어 고속으로 주행하거나 가파른 언덕을 올라갈 때 변속장치를 적절히 이용하여 자전거를 타는데 도움을 준다.

이때 말하는 변속장치란, 자전거의 기어비(서로 맞물리는 두 기어에서 큰 기어의 톱니수에서 작은 기어의 톱니수로 나누는 값)를 바꿀 수 있게 만드는 기계 장치로, 자전거 체인이 서로 다른 크기의 사슬 톱니에 연결하여 변속하는 부품의 조합을 말한다.

또한, 변속장치는 자전거 후륜에 설치되어 체인이 감기는 기어의 위치를 변경하여 변속을 행하는 변속기와, 변속기와 와이어로 연결되고 자전거 핸들에 설치되어 자전거 탑승자가 수동으로 적절하게 변속기를 조작하는 변속레버로 구성된다.

하지만, 이러한 종래의 변속장치는 탑승자가 자전거 주행조건에 따라 수동으로 변속레버를 조작하여 기어를 변속해야 되므로 번거로울 뿐만 아니라 적절하기 못한 위치에 사용자가 레버를 정지시킬 경우 체인이 체이서프라킷과 비정상적으로 접속이 됨으로써 주행 시 소음이 발생할 뿐만 아니라 기어의 부품들이 비정상적으로 마모가 되며, 자전거를 처음 타거나 서툴게 타는 사람들인 경우 기어 변속을 하다가 주위가 산만해져서 주위의 사물 또는 사람과 부딪히거나 균형을 잃어 넘어지는 등의 사고가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 변속장치를 구동하는 와이어가 바퀴에 걸리거나, 페달을 구르는 발에 걸리는 등 기어변속 와이어에 의해 자전거를 주행하는데 불편한 문제점이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌1은 자전거의 뒷바퀴에 설치되는 제1변속기 및 자전거의 페달에 설치되는 제2변속기와 자전거의 프레임에 설치되어 자전거가 주행하는 도로의 경사도를 측정하는 경사도 측정센서 및 경사도 측정센서에서 인가되는 신호에 따라 제1변속기 및 제2변속기를 자동으로 변속시키는 구동장치를 포함하는 자전거의 자동변속장치를 제공했다.

그러나 상기 특허문헌1은 기어변속 와이어가 없이 무선으로 구동하는 변속장치라는 점에서 기어변속 와이어의 불편함은 해결됐다 하더라도, 사용자의 제어에 의해 작동하는 것이 아닌 자전거가 주행하는 도로의 경사도를 측정하여 자동으로 기어비가 가변 됨에 따라 자전거의 주행 중에 도로의 상황이 급변할 경우 이에 적합한 변속을 할 수 없는 경우가 자주 발생하며, 변속을 하더라도 주행 속도를 유지할 수 없는 경우가 자주 발생하는 문제가 있다.

또한, 자전거가 주행 중인 도로에 상관없이 사용자가 속도를 제어하기 위해 직접 기어비를 가변 시킬 수 없어 아무리 다단 기어가 장착된 자전거라 할 지라도 경사지가 아니면 하나의 기어로만 주행해야 하는 문제점이 있다.

KR 10-2012-0046339 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전자 신호를 발생시키는 스위치와 스위치에서 발생된 전자 신호를 무선으로 수신 받는 무선통신모듈, 그리고 무선통신모듈에서 생성된 제어 신호를 기초로 구동되어 자전거의 기어비를 가변 시키는 리니어모터를 포함하는 후방변속기를 구비함으로써, 사용자가 자전거의 주행 중에 기어변속 와이어에 의한 불편함을 느끼지 않으면서 안전하고 자유롭게 기어의 변속을 제어할 수 있는 자전거 무선 변속장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 탑승자가 파지할 수 있도록 손잡이가 연결된 프레임, 상기 프레임에 의해 연결된 전방바퀴 및 후방바퀴, 상기 전방바퀴와 후방바퀴 사이에 구비되고, 탑승자의 발 구름에 의해 회전할 수 있도록 페달을 갖는 페달회전축이 구비되는 자전거의 속도를 제어하는 변속장치에 있어서, 상기 후방바퀴의 축에 결합되고, 각각 회전하는 서로 다른 크기로 이루어진 복수의 후방스프로킷휠; 상기 페달회전축에 결합되고, 상기 페달회전축의 회전력에 의해 각각 회전하는 서로 다른 크기로 이루어진 복수의 전방스프로킷휠; 상기 페달회전축에 의해 회전하는 상기 전방스프로킷휠의 회전력을 상기 후방스프로킷휠에 전달할 수 있도록 상기 전방스프로킷휠 및 전방스프로킷휠의 일정 둘레에 맞물리도록 연결되는 구동체인; 및 상기 후방스프로킷휠의 어느 한 부분에 구비되고, 상기 자전거의 변속을 제어하기 위하여, 상기 손잡이에 구비되는 스위치의 전자 신호를 수신 받아 상기 구동체인의 위치를 조절하여 기어비를 가변 시키는 후방변속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치를 제공한다.

이때, 상기 후방변속기는 상기 후방바퀴 축에 결합되는 고정프레임; 상기 고정프레임의 어느 한 부분에 결합되고, 상기 손잡이에 구비되는 스위치의 전자 신호에 의해 작동되는 리니어모터; 및 상기 리니어모터에 연결되고, 상기 후방스프로킷휠과 함께 회전하는 상기 구동체인의 위치를 가변 시킬 수 있도록 상기 리니어모터의 직선운동에 의해 좌우 왕복 운동하여 상기 구동체인의 이동 경로를 가이드 하는 체인가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후방변속기의 어느 한 부분에는 상기 스위치의 전자 신호를 수신 받아 상기 리니어모터의 구동을 제어하는 무선통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 무선통신모듈은 상기 스위치의 전자 신호를 수신 받아 제어 신호로 변환하는 수신변환부; 및 상기 수신변환부에서 변환된 제어 신호를 기초로 상기 리니어모터의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후방변속기의 하부에는 상기 후방변속기에 의해 기어비가 가변 됨에 따라 상기 후방스프로킷휠 및 전방스프로킷휠에 맞물려 돌아가는 상기 구동체인이 이탈하거나 파손되는 것을 방지하기 위하여 상기 구동체인의 여분의 길이를 조절하여 상기 구동체인에 작용하는 장력을 제어할 수 있도록 힌지 결합되어 전후 왕복 운동하는 체인제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 체인제어부는 상기 구동체인이 원활히 이동할 수 있도록 적어도 하나의 톱니휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전방스프로킷휠에는 상기 후방변속기에 의해 위치가 가변 되는 상기 구동체인이 상기 전방스프로킷휠에서 이탈하지 않고 맞물릴 수 있도록 상기 후방변속기에 대응하여 좌우 이동함으로써 상기 구동체인의 이동 경로를 가이드 하는 전방변속기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 자전거를 주행함에 있어서 기어변속 와이어에 의한 불편함이 없으면서 자전거가 주행중인 도로의 상황에 상관없이 사용자가 자유롭게 기어의 변속을 제어할 수 있으며, 간단한 조작으로 정확한 변속이 가능하여 자전거의 구동체인이 이탈하거나 마찰로 인한 소음 또는 마모가 일어나지 않으면서 자전거의 초심자일지라도 쉽고 안전하게 자전거의 기어 변속을 제어할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 자전거 무선 변속장치를 나타내는 전체 구성도.
도2는 본 발명에 따른 자전거 무선 변속장치의 후방변속기를 나타내는 구성도.
도3은 본 발명에 따른 자전거 무선 변속장치의 후방변속기를 나타내는 측면도.
도4는 본 발명에 따른 자전거 무선 변속장치의 기어 변속을 나타내는 동작예시도.
도5는 본 발명에 따른 자전거 무선 변속장치의 작동 원리를 나타내는 블록도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 탑승자가 파지할 수 있도록 손잡이가 연결된 프레임, 상기 프레임에 의해 연결된 전방바퀴 및 후방바퀴, 상기 전방바퀴와 후방바퀴 사이에 구비되고, 탑승자의 발 구름에 의해 회전할 수 있도록 페달을 갖는 페달회전축이 구비되는 자전거의 속도를 제어하기 위한 기어의 변속을 무선으로 제어할 수 있는 자전거 무선 변속장치에 관한 것이다.

본 발명의 자전거 무선 변속장치는 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 후방스프로킷휠(300), 전방스프로킷휠(400), 구동체인(C), 스위치(S) 및 후방변속기(100)로 구성될 수 있다.

이때, 스프로킷휠(sprocket wheel, chain sprocket wheel)이란, 오토바이, 자전거 등과 같이 체인 전동 장치에서 체인이 미끄러지는 것을 방지하고 원활한 동력의 전달을 위하여 체인의 링크와 링크 사이에 끼워지도록 뾰족한 이빨이 원둘레에 있는 톱니 형상으로, 연강 또는 주강제로 이루어질 수 있는 휠을 말한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 후방스프로킷휠(300)은 상기 후방바퀴의 축에 결합될 수 있으며, 상기 후방스프로킷휠(300)의 회전에 의해 상기 후방바퀴가 회전할 수 있다.

이때, 상기 후방스프로킷휠(300)은 자전거에 다양한 기어비를 제공할 수 있도록 복수개가 서로 다른 크기로 이루어져 하나의 축을 기준으로 결합될 수 있으며, 각각이 별개로 회전이 가능하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전방스프로킷휠(400)은 상기 페달회전축에 결합될 수 있으며, 자전거에 탑승한 탑승자가 발로 페달을 굴림으로써 발생하는 상기 페달회전축의 회전력을 통해 회전될 수 있으며, 상기 후방스프로킷휠(300)과 마찬가지로 복수개가 서로 다른 크기로 이루어져 하나의 축을 기준으로 결합됨으로써 각각이 별개로 회전이 가능하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 전방스프로킷휠(400)의 개수는 상기 후방스프로킷휠(300)의 개수보다 적으며, 저단기어 자전거 또는 무단기어 자전거의 경우에는 상기 전방스프로킷휠(400) 및 후방스프로킷휠(300)의 개수가 동일 할 수 있다.

또한, 상기 구동체인(C)은 상기 페달회전축에 의해 회전하는 상기 전방스프로킷휠(400)의 회전력을 상기 후방스프로킷휠(300)에 전달하여 자전거의 후방바퀴가 회전할 수 있도록 상기 전방스프로킷휠(400) 및 후방스프로킷휠(300)의 일정 둘레에 맞물리도록 연결될 수 있다.

즉, 상기 구동체인(C)이 복수 개로 구성된 상기 전방스프로킷휠(400) 중의 어느 하나와 복수 개로 구성된 상기 후방스프로킷휠(300) 중의 어느 하나가 연결되도록 상기 전방스프로킷휠(400) 및 후방스프로킷휠(300)의 일정 둘레를 감싸며 맞물리도록 구비되어 자전거에 탑승한 탑승자가 발을 굴림으로써 회전하는 상기 페달회전축에 의해 상기 구동체인(C)이 걸려있는 상기 전방스프로킷휠(400)이 회전하게 되고, 상기 전방스프로킷휠(400)의 회전에 의해 이동하는 상기 구동체인(C)이 상기 후방스프로킷휠(300)까지 회전력을 전달하여 상기 후방스프로킷휠(300)이 회전하면서 자전거의 후방바퀴가 회전할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기 전방스프로킷휠(400)과 후방스프로킷휠(300)에 맞물려 돌아가는 상기 구동체인(C)의 위치를 가변 시켜 기어비를 조절함으로써 자전거의 변속을 제어할 수 있는 것을 변속기라고 하며, 그 중 상기 후방스프로킷휠(300)에 구비될 수 있는 것을 후방변속기(100)라고 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 후방변속기(100)는 상기 후방바퀴의 축에 결합되는 상기 후방스프로킷휠(300)의 어느 한 부분에 구비될 수 있으며, 상기 자전거의 변속을 제어할 수 있도록 상기 구동체인(C)의 위치를 조절하여 기어비를 가변 시키는 역할을 수행할 수 있다.

이때, 상기 후방변속기(100)의 구동은 전자 신호를 통해 무선으로 이루어 질 수 있으며, 이는 종래의 자전거 변속기가 갖는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있는 방안이 될 수 있다.

종래의 자전거의 경우 일측이 변속기와 연결되고, 타측이 변속레버와 연결된 기어변속 와이어를 통해 자전거의 변속이 이루어 졌으며, 이러한 경우, 자전거 프레임의 외부를 따라 구비되는 상기 기어변속 와이어에 의해 자전거의 주행 중에 탑승자의 발이 걸리거나, 옷이 걸리는 등의 불편함이 존재하였다.

또한, 상기 변속레버를 조작함에 있어서 적절하지 못한 위치에 탑승자가 레버를 정지시킬 경우 자전거의 체인이 기어에 제대로 걸리지 않아 소음이 발생하거나 기어의 부품들이 비정상적으로 마모가 발생하고, 체인이 기어에서 이탈되어 순간적으로 균형을 잃은 탑승자가 주변의 사람 또는 사물에 충돌하거나 넘어져 다치는 사고가 발생할 수 있다.

그에 반해, 본 발명의 자전거 무선 변속장치는 자전거에 탑승한 탑승자가 양손으로 파지하는 손잡이 중에서도 탑승자의 손 위치와 인접한 부분에 전자 신호를 발생하는 스위치(S)를 구비하고, 상기 스위치(S)의 전자 신호를 수신 받아 상기 후방변속기(100)가 구동되도록 함으로써, 와이어가 걸리는 불편함이 없으면서 쉽고 간편하게 자전거의 변속을 제어할 수 있어 탑승자가 자전거에 미숙하다 할지라도 안전하게 변속을 하며 주행할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 후방변속기(100)는 도2에 도시된 바와 같이 고정프레임(110), 리니어모터(120), 체인가이드(130), 그리고 무선통신모듈(140) 및 체인제어부(200)로 구성될 수 있다.

상기 고정프레임(110)은 상기 자전거의 후방바퀴 축에 결합이 됨으로써, 상기 후방변속기(100)가 상기 자전거에서 이탈하지 않고 고정될 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

즉, 상기 고정프레임(110)은 상기 자전거의 후방바퀴 축에 결합이 되는 상기 후방스프로킷휠(300)에 맞물려 돌아가는 상기 구동체인(C)의 위치를 가변 시켜 자전거의 기어비를 원활하게 제어하기 위하여 상기 후방변속기(100)가 상기 후방스프로킷휠(300)에 인접하여 구비될 수 있도록 상기 자전거의 후방바퀴 축에 상기 후방변속기(100)가 흔들림 없이 고정 결합될 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 후방변속기(100)의 구성 중에서 실질적으로 상기 자전거의 기어비를 제어하는 역할을 수행할 수 있는 것이 상기 리니어모터(120) 및 체인가이드(130)이다.

상기 리니어모터(120)는 상기 고정프레임(110)의 하부에 결합될 수 있으며, 직선 운동을 하는 상기 리니어모터(120)의 이동축이 상기 후방스프로킷휠(300)과 수직이 되도록 위치하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 리니어모터(120)의 이동축의 일단부에는 상기 리니어모터(120)의 직선 운동에 의해 좌우 왕복 운동을 할 수 있도록 상기 체인가이드(130)가 연결될 수 있다.

즉, 상기 자전거의 손잡이에 구비되어 탑승자가 손쉽게 조작할 수 있도록 하는 상기 스위치(S)에서 발생되는 전자 신호를 받아 상기 리니어모터(120)가 작동하게 되며, 직선 왕복 운동을 하는 상기 리니어모터(120)의 이동축에 연결된 상기 체인가이드(130)가 함께 좌우 왕복 운동을 하여 상기 후방스프로킷휠(300)에 맞물려 함께 돌아가는 상기 구동체인(C)의 위치를 가변 시켜 상기 자전거의 기어비를 제어할 수 있도록 상기 구동체인(C)의 이동 경로를 가이드 하여 줌으로써, 서로 다른 크기로 구성되는 복수의 상기 후방스프로킷휠(300)과 전방스프로킷휠(400)의 일정 둘레를 감싸고 돌아가는 상기 구동체인(C)이 바로 옆에 위치하는 각각의 상기 후방스프로킷휠(300)과 전방스프로킷휠(400)로 옮겨져 돌아가게 하여 자전거의 변속을 제어할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기 체인가이드(130)는 상기 후방스프로킷휠(300)과 평행이 되도록 구비되도록 하여 상기 후방스프로킷휠(300)의 일정 둘레를 감싸고 돌아가는 상기 구동체인(C)이 기어비의 제어에 따라 어긋남 없이 상기 후방스프로킷휠(300)에서의 위치가 가변 될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 후방스프로킷휠(300)에 일직선이 되도록 구비된 상기 체인가이드(130)는 복수의 상기 후방스프로킷휠(300) 중에서 가장 큰 후방스프로킷휠(300)의 톱니 부분에서 1~3mm 범위 내에 근접하는 위치에 구비되는 것이 바람직하며, 이는 상기 리니어모터(120)에 의해 좌우로 왕복 운동하는 상기 체인가이드(130)가 상기 후방스프로킷휠(300)에 걸리지 않으면서 상기 체인가이드(130)를 따라 위치가 가변 되는 상기 구동체인(C)이 원활하게 이동하여 기어비의 제어가 부드럽게 이루어 질 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이 상기 리니어모터(120)를 구동하기 위해서는 상기 스위치(S)에서 발생되는 전자 신호를 원활히 수신할 수 있어야 하며, 이를 위해 상기 후방변속기(100)의 어느 한 부분에는 상기 스위치(S)의 전자 신호를 수신 받아 상기 리니어모터(120)의 구동을 제어하는 무선통신모듈(140)이 더 포함될 수 있다.

이때, 상기 무선통신모듈(140)은 상기 스위치(S)에서 발생되는 전자 신호를 상기 리니어모터(120)를 구동하기 적합한 제어 신호로 변환할 수 있는 수신변환부(141)와 상기 수신변환부(141)에서 변환된 제어 신호를 기초로 상기 리니어모터(120)의 구동을 제어하는 구동제어부(142)로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 구동제어부(142)는 상기 리니어모터(120)가 구동하기 위해 필요한 전력을 공급할 수 있으며, 이를 위해 상기 구동제어부(142)에는 전력의 저장 및 공급을 수행할 수 있는 전력부(미도시)가 더 포함될 수 있다.

이때 상기 전력부(미도시)는 수은전지를 통해 전력을 공급받거나, 상기 후방바퀴 및 전방바퀴에 구비되어 자전거 바퀴의 회전력을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 자가발전기(미도시)를 통해 전력을 공급받을 수 있다.

또한, 자전거를 타지 않을 시에는 상기 무선통신모듈(140)을 분리하여 충전시킴으로써, 상기 구동제어부(142)에 전력이 저장될 수 있도록 할 수도 있으며, 자전거의 주행 중에 전력이 모두 소모되어 상기 리니어모터(120)의 구동에 문제가 발생하는 것을 방지하기 위하여 수은전지와 자가발전기 또는 충전식과 자가발전기와 같이 상기 리니어모터(120)에 계속해서 전력을 공급할 수 있는 조합으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 체인가이드(130)를 좌우 왕복 운동 시키는 것은 상기 리니어모터(120)만으로 국한되는 것은 아니며, 소형의 RC모터와 상기 RC모터에 결합되어 상기 RC모터의 회전력에 의해 회전하여 길이가 가변 될 수 있도록 외측에 나사산이 형성되는 스크류바의 조합으로 이루어진 RC모터부(미도시)로 이루어질 수 있으며, 상기 RC모터 외에도 양방향으로 회전하여 상기 스크류바의 길이가 가변 될 수 있도록 하는 다양한 종류의 모터가 사용될 수 있다.

또한, 상기 무선통신모듈(140)과 스위치(S)는 블루투스, 와이파이 등과 같은 근거리 무선 통신망을 사용하여 상호 신호를 송수신 할 수 있다.

상기와 같은 상기 후방변속기(100)의 구성 및 상기 후방변속기(100)의 구동으로 인한 상기 구동체인(C)의 위치 이동에 따른 자전거의 기어비 변화는 도3 및 도4를 참조하여 이해할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 후방변속기(100)의 하부에는 체인제어부(200)가 더 포함되어 결합될 수 있다.

상기 체인제어부(200)는 상기 후방변속기(100)에 의해 자전거의 기어비가 가변 됨에 따라 상기 후방스프로킷휠(300) 및 전방스프로킷휠(400)에 맞물려 돌아가는 상기 구동체인(C)이 이탈하거나 파손되는 것을 방지하고, 서로 다른 크기로 이루어진 복수의 상기 후방스프로킷휠(300) 및 전방스프로킷휠(400)에 맞물려 돌아가는 상기 구동체인(C)의 위치가 가변 되면서 생기는 상기 구동체인(C)의 여분의 길이를 조절하여 상기 구동체인(C)에 작용하는 장력을 제어할 수 있는 역할을 수행할 수 있다.

이를 위하여, 상기 체인제어부(200)는 상기 후방변속기(100)의 하부에서 전후 왕복 운동이 가능하도록 힌지 결합되는 것이 바람직하며, 상기 후방변속기(100)와 연계하여 자전거의 기어변속에 따라 전후로 이동하여 상기 구동체인(C)을 팽팽하게 만들어주어 상기 후방스프로킷휠(300) 및 전방스프로킷휠(400)의 일정 둘레에 맞물리는 상기 구동체인(C)에 작용하는 장력을 적절하게 유지할 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 체인제어부(200)는 상기 구동체인(C)의 이동 및 이탈 방지 기능을 원활히 수행할 수 있도록 적어도 하나의 톱니휠(210)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전방스프로킷휠(400)에는 상기 후방스프로킷휠(300)에서 상기 후방변속기(100)에 의해 위치가 가변 되는 상기 구동체인(C)이 상기 전방스프로킷휠(400)에서도 이탈하지 않고 원활히 이동하여 맞물려 돌아갈 수 있도록 상기 후방변속기(100)에 대응하여 좌우 이동하는 전방변속기(500)가 더 구비될 수 있다.

즉, 상기 후방스프로킷휠(300) 및 전방스프로킷휠(400)의 일정 둘레를 감싸면서 맞물려 돌아가도록 구비되는 상기 구동체인(C)이 상기 후방변속기(100)에 의해 상기 후방스프로킷휠(300)에서 위치가 가변 될 때, 상기 전방스프로킷휠(400)에서도 정확하게 위치가 가변 될 수 있도록 상기 전방변속기(500)가 구비될 수 있는 것이며, 상기 전방변속기(500)는 상기 후방변속기(100)의 체인가이드(130)와 동일하거나 유사한 형태로 이루어 져, 상기 구동체인(C)의 이동 경로를 가이드 해 줄 수 있는 것이다.

또한, 상기 전방변속기(500)의 구동은 상기 후방변속기(100)의 구동과 동일한 방법으로 제어될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 상기 구동체인(C)의 움직임을 따라 좌우로 이동될 수 있도록 힌지에 의해 결합될 수 있다.

그리고 상기 전방변속기(500)는 상기 자전거의 프레임 또는 상기 페달회전축에 고정 결합될 수 있도록 고정부가 구비되어 볼트 결합에 의해 착탈이 가능하여, 상기 구동체인(C)의 위치를 가변 시킬 수 있는 적절한 위치에 고정되도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 자전거 무선 변속장치에 대한 작동 원리는 도5를 참조하여 이해 할 수 있도록 하며, 본 발명을 제공함으로써, 자전거를 주행함에 있어서 기어변속 와이어에 의한 불편함이 없으면서 자전거가 주행중인 도로의 상황에 상관없이 사용자가 자유롭게 기어의 변속을 제어할 수 있으며, 간단한 조작으로 정확한 변속이 가능하여 자전거의 구동체인이 이탈하거나 마찰로 인한 소음 또는 마모가 일어나지 않으면서 자전거의 초심자일지라도 쉽고 안전하게 자전거의 기어 변속을 제어할 수 있는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 안이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 후방변속기 110 : 고정프레임
120 : 리니어모터 130 : 체인가이드
140 : 무선통신모듈 141 : 수신변환부
142 : 구동제어부 200 : 체인제어부
210 : 톱니휠 300 : 후방스프로킷휠
400 : 전방스프로킷휠 500 : 전방변속기
C : 구동체인 S : 스위치

Claims

탑승자가 파지할 수 있도록 손잡이가 연결된 프레임, 상기 프레임에 의해 연결된 전방바퀴 및 후방바퀴, 상기 전방바퀴와 후방바퀴 사이에 구비되고, 탑승자의 발 구름에 의해 회전할 수 있도록 페달을 갖는 페달회전축이 구비되는 자전거의 속도를 제어하는 변속장치에 있어서,
상기 후방바퀴의 축에 결합되고, 각각 회전하는 서로 다른 크기로 이루어진 복수의 후방스프로킷휠;
상기 페달회전축에 결합되고, 상기 페달회전축의 회전력에 의해 각각 회전하는 서로 다른 크기로 이루어진 복수의 전방스프로킷휠;
상기 페달회전축에 의해 회전하는 상기 전방스프로킷휠의 회전력을 상기 후방스프로킷휠에 전달할 수 있도록 상기 전방스프로킷휠 및 전방스프로킷휠의 일정 둘레에 맞물리도록 연결되는 구동체인; 및
상기 후방스프로킷휠의 어느 한 부분에 구비되고, 상기 자전거의 변속을 제어하기 위하여, 상기 손잡이에 구비되는 스위치의 전자 신호를 수신 받아 상기 구동체인의 위치를 조절하여 기어비를 가변 시키는 후방변속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 후방변속기는,
상기 후방바퀴 축에 결합되는 고정프레임;
상기 고정프레임의 어느 한 부분에 결합되고, 상기 손잡이에 구비되는 스위치의 전자 신호에 의해 작동되는 리니어모터; 및
상기 리니어모터에 연결되고, 상기 후방스프로킷휠과 함께 회전하는 상기 구동체인의 위치를 가변 시킬 수 있도록 상기 리니어모터의 직선운동에 의해 좌우 왕복 운동하여 상기 구동체인의 이동 경로를 가이드 하는 체인가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치.
제2항에 있어서,
상기 후방변속기의 어느 한 부분에는,
상기 스위치의 전자 신호를 수신 받아 상기 리니어모터의 구동을 제어하는 무선통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치.
제3항에 있어서,
상기 무선통신모듈은,
상기 스위치의 전자 신호를 수신 받아 제어 신호로 변환하는 수신변환부; 및
상기 수신변환부에서 변환된 제어 신호를 기초로 상기 리니어모터의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 후방변속기의 하부에는,
상기 후방변속기에 의해 기어비가 가변 됨에 따라 상기 후방스프로킷휠 및 전방스프로킷휠에 맞물려 돌아가는 상기 구동체인이 이탈하거나 파손되는 것을 방지하기 위하여 상기 구동체인의 여분의 길이를 조절하여 상기 구동체인에 작용하는 장력을 제어할 수 있도록 힌지 결합되어 전후 왕복 운동하는 체인제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치.
제5항에 있어서,
상기 체인제어부는,
상기 구동체인이 원활히 이동할 수 있도록 적어도 하나의 톱니휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 전방스프로킷휠에는,
상기 후방변속기에 의해 위치가 가변 되는 상기 구동체인이 상기 전방스프로킷휠에서 이탈하지 않고 맞물릴 수 있도록 상기 후방변속기에 대응하여 좌우 이동함으로써 상기 구동체인의 이동 경로를 가이드 하는 전방변속기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 무선 변속장치.