KR20210012624A

KR20210012624A - 레일 바이크

Info

Publication number: KR20210012624A
Application number: KR1020190090689A
Authority: KR
Inventors: 이민호
Original assignee: 이민호
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-02-03

Abstract

본 발명에 따른 레일 바이크는, 저면이 절개된 파이프 형상의 레일과, 사용자가 탑승하는 리프트와, 상기 레일의 내부에 삽입되어 상기 리프트와 연결되는 구동부를 포함하고, 상기 리프트는, 프레임과, 상기 프레임의 일측에 설치되는 동력 전달 유닛과, 상기 프레임의 하부에 설치되는 바퀴를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 레일의 내측 저면과 맞닿는 롤러와, 상기 프레임과 상기 롤러를 연결하는 롤러 연결 유닛과, 상기 동력 전달 유닛과 연동하여 상기 롤러를 구동하는 롤러 구동 유닛과, 상기 롤러와 상기 롤러 구동 유닛을 지지하는 지지 프레임을 포함하고, 상기 롤러 구동 유닛은, 일측이 상기 롤러 연결 유닛에 삽입되고 타측이 상기 지지 프레임에 삽입되는 더블 유니버설 조인트를 포함하는 레일 바이크이다.
본 발명에 따른 레일 바이크에 의하면, 굴곡이나 요철이 있는 지면 또는 트랙의 곡선 주로나 경사 주로를 주행하는 경우, 지면 또는 트랙의 상태에 따라 리프트의 무게 중심을 자연스럽게 이동시켜, 안정적인 고속 주행이 가능한 레일 바이크를 제공할 수 있다.

Description

레일 바이크{RAIL BIKE}

본 발명은 레일 바이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 굴곡이나 요철이 있는 지면 또는 트랙의 곡선 주로나 경사 주로를 주행하는 경우, 지면 또는 트랙의 상태에 따라 리프트의 무게 중심을 자연스럽게 이동시켜, 안정적인 고속 주행이 가능한 레일 바이크에 관한 것이다.

레일 바이크는 사용자가 페달을 조작하거나 외부의 동력을 공급받아 바퀴 또는 롤러를 구동하여 선로 위를 이동하는 이동 및 운송 수단이다. 종래에는 주로 유원지 등에 설치되었으나 현재는 폐쇄된 광산 또는 이용이 중단된 철도 노선 등을 활용한 테마 파크에 설치되어 관광용 또는 레저용으로 자주 이용되고 있다. 레일 바이크는 사용자가 탑승한 상태에서 도보보다 빠른 속도로 이동하면서 주변의 풍경을 감상할 수 있다는 점에서 최근 관광 상품으로서 각광받고 있다.

이러한 레일 바이크의 일 예로서, 국내 공개특허공보 제2012-0011400호(특허문헌 1)에 개시된 레일 바이크가 있다. 특허문헌 1에 개시된 레일 바이크는, 하부에 형성된 여러 개의 다리에 의하여 지면과 일정 간격 높이에 형성되며 일측이 개방된 "ㄷ"자형 레일 케이싱과, 상기 레일 케이싱 내측 하부에 형성되며 자전거의 바퀴가 안착되고 길이 방향으로 하나 이상의 착탈홈이 형성되는 하부 레일과, 상기 하부 레일과 대향되는 위치에 형성되며 자전거의 안내 롤러가 밀착되는 상부 레일과, 상기 하부 레일과 상부 레일에 밀착되어 좌우 이동이 저지된 상태로 인력 또는 동력에 의하여 전후진되는 자전거를 포함하며, 상기 하부 레일의 내부에 자전거의 바퀴가 이동가능하게 안착되고 상부 레일에 삽입되는 안내 롤러에 의하여 레일에서 이탈됨과 흔들림이 방지된 상태로 인력 또는 동력에 의하여 구동되는 레일 바이크이다.

그러나 이러한 유형의 레일 바이크는 특정 공간 내에서 지정된 경로를 따라 주행하도록 설계되기 때문에 사용자의 주행 자유도가 매우 낮은 편이다. 또한 리프트가 구동부 또는 레일에 대해 고정되어 있기 때문에 요철이나 굴곡이 있는 지면 또는 곡선 주로나 경사 주로가 있는 트랙을 주행하기 어려우며, 특히 이러한 지면이나 트랙 위를 고속으로 주행하는 경우, 리프트의 무게 중심이 자연스럽게 이동할 수 없어, 안전성에 문제가 있다. 이에 따라, 안전을 위해 고속 주행이 불가능하고 전진 주행만이 가능하며, 평평한 선로 또는 노면만을 주행하도록 설계되기 때문에 종래의 레일 바이크는 보다 스릴 있는 놀이 기구 또는 레저 기구에는 적합하지 않은 실정이다.

따라서, 지면이나 트랙의 상태에 구애 받지 않고 보다 고속으로 안정적인 주행이 가능한 레일 바이크의 개발이 요구되는 상황이다.

국내 공개특허공보 제2012-0011400호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 굴곡이나 요철이 있는 지면 또는 트랙의 곡선 주로나 경사 주로를 주행하는 경우, 지면 또는 트랙의 상태에 따라 리프트의 무게 중심을 자연스럽게 이동시켜, 안정적인 고속 주행이 가능한 레일 바이크를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크는, 저면이 절개된 파이프 형상의 레일과, 사용자가 탑승하는 리프트와, 상기 레일의 내부에 삽입되어 상기 리프트와 연결되는 구동부를 포함하고, 상기 리프트는, 프레임과, 상기 프레임의 일측에 설치되는 동력 전달 유닛과, 상기 프레임의 하부에 설치되는 바퀴를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 레일의 내측 저면과 맞닿는 롤러와, 상기 프레임과 상기 롤러를 연결하는 롤러 연결 유닛과, 상기 동력 전달 유닛과 연동하여 상기 롤러를 구동하는 롤러 구동 유닛과, 상기 롤러와 상기 롤러 구동 유닛을 지지하는 지지 프레임을 포함하고, 상기 롤러 구동 유닛은, 일측이 상기 롤러 연결 유닛에 삽입되고 타측이 상기 지지 프레임에 삽입되는 더블 유니버설 조인트를 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크에 있어서, 상기 동력 전달 유닛은, 상기 프레임의 전방에 설치되는 리프트 스프로킷과, 상기 리프트 스프로킷의 양측에 설치되는 페달과, 상기 리프트 스프로킷에 감기는 체인을 포함하고, 상기 롤러 구동 유닛은, 상기 체인에 의해 상기 리프트 스프로킷과 연동하며 상기 더블 유니버설 조인트의 일측에 결합되는 구동부 스프로킷과, 상기 더블 유니버설 조인트의 타측에 결합되는 제1 기어와, 상기 제1 기어와 연동하여 상기 롤러와 일체로 회전하도록 상기 롤러에 설치되는 제2 기어를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크에 있어서, 상기 더블 유니버설 조인트는, 연결구와, 상기 연결구의 일측 및 타측에 각각 결합되는 제1 요크 및 제2 요크와, 서로 교차하는 두 축으로 이루어진 한 쌍의 크로스핀을 포함하고, 상기 제1 요크 및 상기 제2 요크는 각각 상기 크로스핀에 의해 상기 연결구에 결합되어, 상기 크로스핀의 각각의 축을 중심으로 회전할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크에 있어서, 상기 구동부 스프로킷은 상기 제1 요크와 일체로 회전하도록 상기 제1 요크의 외주면에 결합되고, 상기 제1 기어는 상기 제2 요크와 일체로 회전하도록 상기 제2 요크의 외주면에 결합되고, 상기 지지 프레임은 상기 롤러 및 상기 제2 요크의 일측에 각각 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크에 있어서, 서로 일정 거리 이격되어 지면 또는 트랙 위에 설치되는 복수의 지지대를 포함하고, 상기 레일 바이크는 상기 지지대에 복수 설치될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크의 주요 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크의 구동부를 확대하여 나타내는 도면으로서, 도 2(a)는 제1 구동부를 나타내는 도면이고, 도 2(b)는 제2 구동부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 더블 유니버설 조인트를 확대하여 나타내는 도면으로서, 레일 바이크의 주행 방향 정면에서 보았을 때, 도 3(a)는 정면에서 바라본 도면이고, 도 3(b)는 평면에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 구동부의 작동 상태를 나타내는 확대도로, 레일 바이크의 주행 방향 정면에서 보았을 때, 도 4(a)는 리프트가 좌측으로 기울어진 상태이고, 도 4(b)는 리프트가 우측으로 기울어진 상태이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크의 주행 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크를 복수 개 설치한 레일 바이크를 나타내는 도면이다.

이하, 관련 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

참고로, 본 명세서에서 전후 방향, 좌우 방향, 상하 방향은 레일 바이크(1)의 길이 방향, 레일 바이크(1)의 폭 방향, 레일 바이크(1)의 높이 방향에 각각 대응된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크의 주요 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크(1)는 레일(100)과, 리프트(200)와, 구동부(300)를 포함한다.

레일(100)은 레일 바이크(1)가 주행하는 지정된 경로를 따라 설치되는 파이프 형상의 부재이다. 레일(100)은 도시하지 않은 지지대 등에 의해 지면으로부터 일정 높이 이격되어 설치되며, 높이는 후술하는 리프트(200)의 형상 및 크기를 고려하여 리프트(200)의 바퀴(250)가 지면 또는 트랙과 맞닿을 수 있도록 설정된다. 레일(100)은 후술하는 바와 같이, 구동부(300)가 레일(100)의 내부에 삽입되어 리프트(200)와 연결된 상태에서 전진 혹은 후진할 수 있도록 저면이 절개되어 있다. 레일(100)의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서는 저면이 절개된 사각 파이프 형상이다. 레일(100)은 지정된 경로를 따라 연속적으로 이어져, 원형 트랙과 같은 닫힌 선로를 형성하거나 케이블카처럼 시작점과 도착점을 왕복하는 열린 선로를 형성할 수 있다.

리프트(200)는 사용자가 직접 탑승하는 부재로서, 프레임(210)과, 동력 전달 유닛(리프트 스프로킷(220), 페달(230), 체인(240))과, 바퀴(250)를 포함한다.

프레임(210)은 리프트(200)의 골격을 이루는 부재로서, 복수의 파이프 형상의 부재가 서로 교차하여 구성된다. 본 실시 형태에서 프레임(210)의 형상은 레일 바이크(1)의 주행 방향을 기준으로 측면에서 봤을 때, 전체적으로 사각틀의 형상이지만, 프레임(210)의 형상은 특별히 제한하지 않는다. 프레임(210)의 전방과 후방에 각각 위치한 파이프 형상 부재는 위로 돌출하여 후술하는 구동부(300)와 연결된다.

동력 전달 유닛은 인력 또는 외부 전력 등을 이용해 동력을 발생시켜, 이를 후술하는 롤러 구동 유닛으로 전달하는 부재이다. 본 실시 형태에서 동력 전달 유닛은 리프트 스프로킷(220)과, 페달(230)과, 체인(240)을 포함한다.

리프트 스프로킷(220)은 프레임(210)의 전방 일측에 설치되고, 리프트 스프로킷(220)의 양측에는 페달(230)이 각각 설치되며 사용자는 페달(230)을 밟아 리프트 스프로킷(220)을 회전시킨다. 리프트 스프로킷(220)의 외주에는 톱니가 형성되어 있으며, 후술하는 구동부(300)의 구동부 스프로킷(340)과 연동하도록 체인(240)이 감겨져 있다. 사용자가 페달(230)을 밟아 리프트 스프로킷(220)을 회전시키면, 리프트 스프로킷(220)의 외주에 감겨진 체인(240)이 움직이면서 동력을 구동부(300)로 전달한다. 체인(240)은 외부에 개방된 상태로 설치될 수도 있고, 별도의 체인 하우징(미도시)의 내부에 수용될 수도 있다.

바퀴(250)는 프레임(210)의 저면 또는 양측면의 일측에 설치되어 지면 또는 트랙과 맞닿는다. 바퀴(250)의 개수와 위치는 특별히 한정하지 않으며, 바퀴(250)가 지면 또는 트랙과 맞닿은 상태에서 리프트(200)가 균형을 유지할 수 있도록 2륜 내지 4륜으로 구성될 수 있다.

또한 리프트(200)는 시트(260)와 손잡이(270)를 더 포함할 수 있다.

시트(260)는 사용자가 시트(260)에 앉은 상태에서, 프레임(210)의 전방 일측에 형성된 페달(230)을 발로 용이하게 움직일 수 있도록 페달(230)로부터 적정 거리 이격된 위치에 설치된다.

손잡이(270)는 프레임(210)의 천정으로부터 아래로 돌출되어 형성된다. 사용자는 지면 또는 트랙의 상태에 따라 리프트(200)가 흔들리는 경우, 손잡이(270)를 잡아 균형을 유지하거나, 탑승한 상태에서 안정감을 느낄 수 있다. 또는 가방 등의 소지품을 손잡이(270)에 걸어둘 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크의 구동부를 확대하여 나타내는 도면으로서, 도 2(a)는 제1 구동부를 나타내는 도면이고, 도 2(b)는 제2 구동부를 나타내는 도면이다.

구동부(300)는 리프트(200)의 동력 전달 유닛으로부터 전달된 동력을 이용해 리프트(200)를 움직이는 부재이다. 구동부(300)는 레일(100)의 내부에 설치되며, 제1 구동부(300a)와 제2 구동부(300b)로 구분된다.

제1 구동부(300a)는 레일 바이크(1)의 주행 방향 전방에 설치되며, 롤러(310)와, 롤러 연결 유닛(320)과, 롤러 구동 유닛(더블 유니버설 조인트(330), 구동부 스프로킷(340), 제1 기어(350), 제2 기어(360))과, 지지 프레임(370)을 포함한다.

롤러(310)는 한 쌍의 구동 바퀴(311)와, 구동 바퀴(311)를 연결하는 지지축(312)을 포함한다. 롤러(310)는 레일의 내부에 수용되며, 한 쌍의 구동 바퀴(311)가 레일(100)의 내측 저면과 맞닿아 구름 운동하면서 롤러(310)가 전진 또는 후진한다.

롤러 연결 유닛(320)은 리프트(200)와 제1 구동부(300a)(롤러(310))를 연결하는 부재로서, 커넥팅 로드(321)와 커넥팅 로드 지지 부재(322)를 포함한다.

커넥팅 로드(321)는 상하로 길게 연장되는 막대 형상의 부재로서, 커넥팅 로드(321)의 하단부는 리프트(200)의 프레임(210)과 연결된다. 프레임(210)과 커넥팅 로드(321)는 일체로 움직이도록 볼트 및 너트 또는 용접 등에 의해 서로 고정된다. 커넥팅 로드(321)에는 후술하는 더블 유니버설 조인트(330)의 제1 요크(332)가 삽입된다. 커넥팅 로드(321)는 제1 요크(332)가 삽입되는 부분에 베어링을 구비하고 있으며, 제1 요크(332)는 커넥팅 로드(321)에 삽입된 상태에서 자유롭게 축 회전한다.

커넥팅 로드 지지 부재(322)는 롤러(310)의 지지축(312)에 삽입되어 커넥팅 로드(321)를 지지하는 링 형상의 부재이다. 커넥팅 로드 지지 부재(322)는 지지축(312)의 외주면과 접촉하는 내주면에 베어링을 구비하며, 구동 바퀴(311)의 구름 운동에 따라 지지축(312)이 회전하더라도, 이에 수반하여 회전하지 않도록 구성되어 있다. 커넥팅 로드(321)의 상단부는 커넥팅 로드 지지 부재(322)에 결합된다. 커넥팅 로드(321)와 커넥팅 로드 지지 부재(322)는 힌지핀에 의해 결합되며, 커넥팅 로드(321)는 힌지핀을 중심으로 레일 바이크(1)의 주행 방향 정면에서 봤을 때 좌우로 회전한다.

롤러 구동 유닛은 전술한 리프트(200)의 동력 전달 유닛으로부터 발생한 동력을 전달받아 롤러(310)를 직접 구동하는 부재이다. 롤러 구동 유닛은 더블 유니버설 조인트(330)와, 구동부 스프로킷(340)과, 제1 기어(350)와, 제2 기어(360)를 포함한다.

더블 유니버설 조인트(330)는, 레일 바이크(1)가 주행 중에 지면의 요철이나 굴곡 등에 의해 흔들리거나, 레일 바이크(1)가 트랙의 곡선 주로 또는 경사 주로를 주행함에 따라 리프트(200)가 레일 바이크(1)의 주행 방향 정면에서 봤을 때 좌측 또는 우측으로 요동하는 경우, 리프트(200)의 무게 중심을 자연스럽게 이동시켜 리프트(200)가 안전하게 주행할 수 있도록 하는 부재이다. 더블 유니버설 조인트(330)는 연결구(331)와, 제1 요크(332)와, 제2 요크(333)와, 크로스핀(334)을 포함한다. 더블 유니버설 조인트(330)의 상세에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

구동부 스프로킷(340)은 더블 유니버설 조인트(330)의 제1 요크(332)에 삽입되어, 제1 요크(332)와 일체로 회전한다. 구동부 스프로킷(340)의 외주에는 리프트 스프로킷(220)과 마찬가지로 톱니가 형성되어 있으며, 그 외주에는 체인(240)이 감겨져 있다. 이에 따라 사용자가 페달(230)을 밟아 리프트 스프로킷(220)을 회전시키면, 체인(240)에 의해 구동부 스프로킷(340)이 회전한다.

제1 기어(350)는 더블 유니버설 조인트(330)의 제2 요크(333)에 삽입되어, 제2 요크(333)와 일체로 회전한다. 또한, 제1 기어(350)는 롤러(310)의 지지축(312)에 삽입된 제2 기어(360)와 맞물린다. 제2 기어(360)는 지지축(312)과 일체로 회전하도록 지지축(312)에 삽입되어 있으며, 제1 기어(350)가 제2 기어(360)와 맞물리면서 회전하여 롤러(310)가 전진 또는 후진한다.

지지 프레임(370)은 롤러 구동 유닛을 지지하는 부재로서, 특히 더블 유니버설 조인트(330)의 제2 요크(333)를 지지한다. 지지 프레임(370)은 소정의 두께를 갖는 평판 형상이며, 양측면에 두 개의 관통공이 형성되어 있다. 하나의 관통공에는 롤러(310)의 지지축(312)이 삽입되고, 다른 관통공에는 제2 요크(333)가 삽입된다. 지지 프레임(370)의 각각의 관통공은 베어링을 구비하고 있으며, 지지축(312)과 제2 요크(333)가 회전하더라도 지지 프레임(370)이 이와 함께 회전하지 않도록 구성되어 있다.

제2 구동부(300b)는 제1 구동부(300a)와 마찬가지로 롤러(310)와, 롤러 연결 유닛(320)과, 더블 유니버설 조인트(330)와, 지지 프레임(370)을 가지며, 이들 부재의 형상과 크기, 기능 등은 제1 구동부(300a)의 대응되는 부재와 동일하다. 다만, 본 실시 형태에서 체인(240)은 제1 구동부(300a)의 구동부 스프로킷(340)에만 연결되기 때문에, 제2 구동부(300b)는 롤러 구동 유닛 중 구동부 스프로킷(340)과, 제1 기어(350)와, 제2 기어(360)를 갖지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 더블 유니버설 조인트를 확대하여 나타내는 도면으로서, 레일 바이크의 주행 방향 정면에서 보았을 때, 도 3(a)는 정면에서 바라본 도면이고, 도 3(b)는 평면에서 바라본 도면이다.

더블 유니버설 조인트(330)는 연결구(331)와, 제1 요크(332)와, 제2 요크(333)와, 크로스핀(334)을 포함한다.

연결구(331)는 레일 바이크(1)의 주행 방향 정면에서 봤을 때 "I" 형상의 부재로서, 중심부의 상부와 하부로부터 각각 좌우측으로 돌출되는 돌출부를 갖는다. 연결구(331)의 좌측에 형성된 한 쌍의 돌출부와, 우측에 형성된 한 쌍의 돌출부는 서로 소정 거리 이격되어 마주보고 있으며, 각각의 돌출부에는 상하 방향으로 관통공이 형성되어 있다.

제1 요크(332)와 제2 요크(333)는 연결구(331)의 돌출부에 대응되는 부분이 절결되어 있는 직육면체 형상의 부재이다. 제1 요크(332)는 연결구(331)의 좌측에, 제2 요크(333)는 연결구(331)의 우측에 각각 위치한다. 제1 요크(332)의 외주면에는 커넥팅 로드(321)와 구동부 스프로킷(340)이 결합된다. 제2 요크(333)의 외주면에는 제1 기어(350)와 지지 프레임(370)가 결합된다. 제1 요크(332) 및 제2 요크(333)의 형상 및 크기는 구동부(300)의 다른 부재와의 관계를 고려하여 적절히 설정할 수 있다.

크로스핀(334)은 연결구(331)를 제1 요크(332) 및 제2 요크(333)와 결합하는 부재이다. 크로스핀(334)은 원기둥 형상의 한 쌍의 핀으로서, 어느 하나의 핀의 중심부에 형성되어 있는 관통공에 나머지 하나의 핀이 삽입되어 고정된다. 각각의 핀은 바람직하게 서로 직교한다.

즉, 더블 유니버설 조인트(330)는, 연결구(331)를 중심에 두고, 연결구(331)의 좌측과 우측에 제1 요크(332)와 제2 요크(333)가 각각 위치한다. 또한, 각각의 크로스핀(334)의 두 축 중 하나의 축이, 연결구(331)의 좌측 돌출부 및 우측 돌출부에 각각 형성되어 있는 한 쌍의 관통공에 삽입된다. 그리고 크로스핀(334)의 나머지 축에 제1 요크(332) 및 제2 요크(333)가 각각 결합된다. 따라서, 더블 유니버설 조인트(330)의 연결구(331)와, 제1 요크(332)와, 제2 요크(333)는 크로스핀(334)의 두 축을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다. 다만, 제1 요크(332)와 제2 요크(333)는 크로스핀(334)의 두 축에 대해 수직인 축(레일 바이크(1)의 주행 방향에서 봤을 때 좌우측으로 연장되는 축)을 중심으로는 회전할 수 없도록 구성되어 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 구동부의 작동 상태를 나타내는 확대도로, 레일 바이크의 주행 방향 정면에서 보았을 때, 도 4(a)는 리프트가 좌측으로 기울어진 상태이고, 도 4(b)는 리프트가 우측으로 기울어진 상태이다.

평평한 지면 또는 트랙을 주행하는 레일 바이크(100)가, 주행 방향 정면에서 보았을 때 좌측으로 경사진 지면 또는 트랙에 진입하게 되면, 리프트(200)는 지면 또는 트랙의 경사에 따라 좌측으로 기울어지게 된다. 또한, 리프트(200)에 연결되어 있는 커넥팅 로드(321)도 커넥팅 로드 지지 부재(322)에 연결된 상태에서 좌측으로(시계 방향으로) 회전한다. 이에 따라, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 커넥팅 로드(321)에 수직으로 결합되어 있는 제1 요크(332)는 경사진 지면 또는 트랙과 평행하도록 기울어진다. 그리고 연결구(331)와 제2 요크(333)는 좌우 방향으로 일직선을 이루게 된다.

마찬가지로, 레일 바이크(1)가 주행 방향 정면에서 보았을 때, 우측으로 경사진 지면 또는 트랙에 진입하게 되면, 리프트(200)는 지면 또는 트랙의 경사에 따라 우측으로 기울어지게 된다. 또한, 리프트(200)에 연결되어 있는 커넥팅 로드(321)도 커넥팅 로드 지지 부재(322)에 연결된 상태에서 우측으로(반시계 방향으로) 회전한다. 이에 따라, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 제1 요크(332)는 경사진 지면 또는 트랙과 평행하도록 기울어진다. 그리고 전술한 바와 같이, 연결구(331), 제1 요크(332), 제2 요크(333)는 서로 크로스핀(334)에 의해 회전 가능하도록 연결되어 있고, 제2 요크(333)는 제1 기어(350) 및 지지 프레임(370)에 삽입된 상태에서 축 회전만 가능하도록 고정되어 있기 때문에, 연결구(331)는 제2 요크(333)와 결합되는 크로스핀(334)을 중심으로 시계 방향으로 회전한다.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크(1)는, 경사진 지면 또는 트랙에 따라 리프트(200)의 무게 중심을 자연스럽게 이동시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크(1)는, 구동부 스프로킷(340)과 제1 기어(350)가, 1축으로만 회전 가능한 링크 기구 또는 하나의 바로 연결된 것이 아니라, 더블 유니버설 조인트(330)를 통해 연결되어 있다. 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 레일 바이크(1)가 경사진 지면 또는 트랙을 주행함에 따라, 리프트(200)가 기울어져 구동축(구동부 스프로킷(340))과 종동축(제1 기어(350))이 서로 일직선 상에 있지 않게 되더라도, 구동축에서 발생하는 동력을 종동축으로 원활하게 전달할 수 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크(1)의 동작에 대해 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크의 주행 상태를 나타내는 도면이다.

먼저, 리프트(200)에 탑승한 사용자가 시트(260)에 앉은 상태에서 페달(230)을 발로 밟아 회전시키면, 페달(230)과 결합되어 있는 리프트 스프로킷(220)도 페달(230)과 동일한 방향으로 회전한다. 이에 따라, 리프트 스프로킷(220)의 외주에 감겨져 있는 체인(240)이 움직이면서, 마찬가지로 외주에 체인(240)이 감겨져 있는 구동부 스프로킷(340)이 회전한다. 전술한 바와 같이, 구동부 스프로킷(340)은 더블 유니버설 조인트(330)의 제1 요크(332)와 일체로 회전하도록 제1 요크(332)의 외주면에 결합되어 있고, 제1 요크(332)는 커넥팅 로드(321)에 삽입된 상태에서 축 회전하도록 구성되어 있다. 따라서, 구동부 스프로킷(340)이 회전함에 따라 제1 요크(332)도 같은 방향으로 회전하게 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 제1 요크(332) 및 제2 요크(333)는 크로스핀(334)의 두 축에 대해 수직인 축을 중심으로는 회전할 수 없도록 구성되어 있고, 제1 요크(332)는 커넥팅 로드(331)에 삽입된 상태에 축 회전 가능하도록 구성되어 있기 때문에, 제1 요크(332)가 회전함에 따라 더블 유니버설 조인트(330) 전체가 회전하게 된다. 이에 따라, 제2 요크(333)와 일체로 회전하도록 제2 요크(333)의 외주면에 결합되어 있는 제1 기어(350)가 회전하게 된다. 그리고 제1 기어(350)의 톱니가 제2 기어(360)의 톱니와 맞물리면서 제2 기어(360)가 회전하여 롤러(310)가 레일(100) 내에서 앞으로 이동하고, 이에 따라 레일 바이크(1)가 전진한다. 또한, 사용자가 페달(230)을 반대 방향으로 회전시킬 경우 레일 바이크(1)는 후진한다.

한편, 종래의 레일 바이크는 리프트가 구동부 또는 레일에 대해 고정되어 있기 때문에 요철이나 굴곡이 있는 지면 또는 곡선 주로나 경사 주로가 있는 트랙을 주행하기 어렵다. 특히 이러한 지면이나 트랙 위를 고속으로 주행하는 경우, 리프트의 무게 중심이 자연스럽게 이동할 수 없어, 안전성에 문제가 있기 때문에, 종래의 레일 바이크는 고속으로 주행할 수 없으며, 평평한 지면이나 트랙만을 주행할 수 있다.

반면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크(1)의 경우, 리프트(200)는 커넥팅 로드(321)와 커넥팅 로드 지지 부재(322)를 연결하는 힌지핀을 중심으로, 레일 바이크(1)의 주행 방향 정면에서 봤을 때 좌우로 회전 가능하도록 구동부(300)에 결합되어 있고, 또한, 롤러 연결 유닛(320)과, 롤러(310)를 구동하는 제1 기어(350) 및 제2 기어(360)는 더블 유니버설 조인트(330)를 통해 연결되어 있다. 따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 레일 바이크(1)가 요철이나 굴곡이 있는 지면 또는 곡선 주로나 경사 주로가 있는 트랙 위를 주행하더라도, 리프트(200)가 구동부(300)에 연결된 상태에서, 지면이나 트랙의 상태에 따라 리프트(200)의 무게 중심이 자연스럽게 이동할 수 있고, 구동부 스프로킷(340)과 제1 기어(350)의 축이 서로 어긋나더라도, 원활한 동력 전달이 이루어져 안정적인 고속 주행이 가능하다.

또한, 전술한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크(1)를 병렬로 복수 설치할 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크를 복수 개 설치한 레일 바이크를 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 레일 바이크는 복수 개의 레일 바이크(1)와 복수 개의 지지대(400)를 포함한다.

지지대(400)는 지면 또는 트랙 상에 설치되며, 봉 형상의 프레임이 서로 교차하여 "T"자 형상을 이루도록 구성된다. 지지대(400)는 지정된 경로를 따라 복수 개 설치된다.

레일 바이크(1)는 지지대(400)의 중심 프레임을 기준으로 서로 대칭을 이루도록 지지대(400)에 복수 개 설치된다. 도 6에는 2개의 레일 바이크(1)만을 나타냈으나, 레일 바이크(1)의 개수는 특별히 한정하지 않으며, 2개 이상의 레일 바이크(1)가 지지대(400)에 설치될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해, 각각의 레일 바이크(1)에 탑승한 사용자들은, 지정된 경로를 따라 자신의 레일 바이크(1)를 운전하며 다른 사람들과 순위를 경쟁할 수 있다.

또한, 선로의 시작점과 도착점에 각각 승강장을 설치하여, 레일 바이크(1)를 시작점과 도착점을 왕복하는 운송 수단으로 이용할 수도 있다.

또한, 동일한 레일(100)에 복수의 레일 바이크(1)를 설치하여, 복수 개의 레일 바이크(1)가 연달아 주행하도록 구성할 수도 있다.

본 발명에 따른 레일 바이크에 있어서, 레일(100)의 절개된 부분을 기준으로 레일(100)의 저면을 위로 굽히거나, 레일(100)의 저면 내측에 별도의 볼록부를 설치함으로써, 레일(100)에 삽입된 구동부(300)(특히 롤러(310))가 레일(100)의 밖으로 이탈하지 않도록 할 수 있다. 이 경우, 상기한 효과 외에도 레일 바이크(1)가 주행하는 동안 롤러(310)가 레일(100) 내에서 레일 바이크(1)의 주행 방향을 기준으로 좌우로 이동하지 않도록 롤러(310)를 위치 정렬시켜, 레일 바이크(1)의 보다 안정적인 주행을 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 레일 바이크에 있어서, 구동부(300) 중 제1 구동부(300a)만 롤러 구동 유닛 중 구동부 스프로킷(340)과, 제1 기어(350)와, 제2 기어(360)를 구비하고, 제2 구동부(300b)는 롤러 구동 유닛 중 구동부 스프로킷(340)과, 제1 기어(350)와, 제2 기어(360)를 구비하지 않으며, 리프트(200)의 동력 전달 유닛은 제1 구동부(300a)의 구동부 스프로킷(340)에만 연결되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 리프트(200)에 동력 전달 유닛을 하나 더 설치하여 이를 제2 구동부(300b)에 연결할 수 있다. 이 경우, 리프트(200)를 길이 방향으로 보다 길게 형성하여, 2인승으로 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 레일 바이크에 있어서, 동력 전달 유닛의 리프트 스프로킷(220)에 감겨진 체인(240)을 통해 롤러 구동 유닛의 구동부 스프로킷(340)으로 직접 동력을 전달하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 리프트(200)의 후방에 전달 스프로킷을 추가하여, 리프트 스프로킷(220)과 전달 스프로킷을 체인으로 연결하고, 전달 스프로킷과 구동부 스프로킷(340)을 별도의 체인으로 연결할 수 있다. 이 경우, 체인은 리프트(200)의 전방에 위치하지 않기 때문에 사용자의 시야를 방해하지 않는다.

본 발명에 따른 레일 바이크에 있어서, 사용자가 페달(230)을 밟는 방향에 따라 레일 바이크(1)가 전진 또는 후진하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 복수의 레일 바이크(1)가 연달아 주행하는 경우, 안전을 위해 레일 바이크(1)가 전진만 하는 것으로 구성할 수 있다. 이 경우, 동력 전달 유닛은 라쳇과 스토퍼 등을 구비함으로써 리프트 스프로킷(220)이 일방향으로만 회전하도록 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 레일 바이크에 있어서, 하나의 레일(100)에 복수의 레일 바이크(1)가 연달아 주행하는 경우, 레일 바이크(1) 간의 충돌 시 충격을 완화하기 위한 장치를 추가로 구비할 수 있다. 예를 들어, 리프트(200)의 전방 또는 후방이나, 제1 구동부(300a) 또는 제2 구동부(300b)에 충격 완화 장치를 구비할 수 있다. 충격 완화 장치의 예로서는, 스프링을 포함하는 충격 흡수 패드 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 레일 바이크에 있어서, 사용자가 직접 발로 페달(230)을 회전시켜 레일 바이크(1)를 움직이는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 외부로부터 전력을 공급받아 레일 바이크(1)를 조작할 수 있으며, 전철과 같이 외부 전력을 레일 바이크(1)에 공급하는 부재와, 공급된 전력으로 레일 바이크(1)를 움직이는 모터 등을 추가로 구비할 수 있다. 이 경우, 인력에 더하여 외부 전력을 이용해 레일 바이크(1)를 움직이기 때문에 보다 빠르고 쉽게 레일 바이크(1)를 움직일 수 있다.

본 발명에 따른 레일 바이크에 있어서, 더블 유니버설 조인트(330)에 두 개의 원기둥 형상의 핀이 서로 교차하여 이루어지는 크로스핀(334)을 사용하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 짧은 십자가 형태의 스파이더(spider) 축에 원기둥 형상의 부시(bush)를 각각 결합한 더블 유니버설 조인트(330)용 크로스 유닛을 이용할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 레일 바이크 100: 레일
200: 구동부 210: 프레임
220: 리프트 스프로킷 230: 페달
240: 체인 250: 바퀴
260: 시트 270: 손잡이
300: 구동부 300a: 제1 구동부
300b: 제2 구동부 310: 롤러
311: 구동 바퀴 312: 지지축
320: 롤러 연결 유닛 321: 커넥팅 로드
322: 커넥팅 로드 지지 부재 330: 더블 유니버설 조인트
331: 연결구 332: 제1 요크
333: 제2 요크 334: 크로스핀
340: 구동부 스프로킷 350: 제1 기어
360: 제2 기어 370: 지지 프레임

Claims

저면이 절개된 파이프 형상의 레일과,
사용자가 탑승하는 리프트와,
상기 레일의 내부에 삽입되어 상기 리프트와 연결되는 구동부를 포함하고,
상기 리프트는, 프레임과, 상기 프레임의 일측에 설치되는 동력 전달 유닛과, 상기 프레임의 하부에 설치되는 바퀴를 포함하고,
상기 구동부는, 상기 레일의 내측 저면과 맞닿는 롤러와, 상기 프레임과 상기 롤러를 연결하는 롤러 연결 유닛과, 상기 동력 전달 유닛과 연동하여 상기 롤러를 구동하는 롤러 구동 유닛과, 상기 롤러와 상기 롤러 구동 유닛을 지지하는 지지 프레임을 포함하고,
상기 롤러 구동 유닛은, 일측이 상기 롤러 연결 유닛에 삽입되고 타측이 상기 지지 프레임에 삽입되는 더블 유니버설 조인트를 포함하는 레일 바이크.
제1항에 있어서,
상기 동력 전달 유닛은, 상기 프레임의 전방에 설치되는 리프트 스프로킷과, 상기 리프트 스프로킷의 양측에 설치되는 페달과, 상기 리프트 스프로킷에 감기는 체인을 포함하고,
상기 롤러 구동 유닛은, 상기 체인에 의해 상기 리프트 스프로킷과 연동하며 상기 더블 유니버설 조인트의 일측에 결합되는 구동부 스프로킷과, 상기 더블 유니버설 조인트의 타측에 결합되는 제1 기어와, 상기 제1 기어와 연동하여 상기 롤러와 일체로 회전하도록 상기 롤러에 설치되는 제2 기어를 포함하는 레일 바이크.
제2항에 있어서,
상기 더블 유니버설 조인트는, 연결구와, 상기 연결구의 일측 및 타측에 각각 결합되는 제1 요크 및 제2 요크와, 서로 교차하는 두 축으로 이루어진 한 쌍의 크로스핀을 포함하고,
상기 제1 요크 및 상기 제2 요크는 각각 상기 크로스핀에 의해 상기 연결구에 결합되어, 상기 크로스핀의 각각의 축을 중심으로 회전하는 레일 바이크.
제3항에 있어서,
상기 구동부 스프로킷은 상기 제1 요크와 일체로 회전하도록 상기 제1 요크의 외주면에 결합되고,
상기 제1 기어는, 상기 제2 요크와 일체로 회전하도록 상기 제2 요크의 외주면에 결합되고,
상기 지지 프레임은 상기 롤러 및 상기 제2 요크에 각각 결합되는 레일 바이크.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 일정 거리 이격되어 지면 또는 트랙 위에 설치되는 복수의 지지대를 포함하고,
상기 레일 바이크는 상기 지지대에 복수 설치되는 레일 바이크.