KR20210020412A - 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛 및 이를 포함하는 주행 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛 및 이를 포함하는 주행 장치에 관한 것으로, 다양한 방향의 페달링(정회전, 역회전, 상하사점 사이의 시소운동)으로부터 전진 방향의 동력을 발생하고 운반을 위하여 뒤로 끌 때에는 바퀴와 구동축 간의 간섭을 없애 용이하게 운반하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛은, 양측에 각각 페달이 구비된 구동축(10)과; 상기 구동축 상에 상호 간에 일정 간격을 두고 배치되면서 상기 구동축의 양방향 회전 중에 서로 다른 방향의 회전에 의해 회전력을 발생하고 반대 방향의 회전에 의해 자유 상태를 유지하는 정회전 프리휠(20) 및 역회전 프리휠(30)과; 상기 정회전 프리휠과 역회전 프리휠에 의해 각각 회전하는 정회전 베벨기어(40) 및 역회전 베벨기어(50)와; 상기 정회전 베벨기어와 역회전 베벨기어 간의 회전력을 전달하는 전달기어(70)와; 상기 정회전 베벨기어와 연결되어 회전력을 바퀴에 전달하는 구동휠(60) 및; 상기 역회전 프리휠의 회전을 해제하는 역회전 프리휠 해제수단(80)을 포함하고, 상기 역회전프리휠 해제수단은, 평상 시 구동축의 역회전이 상기 역회전 프리휠을 통해 상기 역회전 베벨기어에 전달되도록 하는 한편 필요 시 상기 역회전 프리휠의 해제를 통해 상기 구동축과 상기 역회전 베벨기어간의 동력 전달을 차단하여 상기 구동휠의 역회전이 상기 구동축에 전달되지 않도록 한다. 또한, 본 발명은 프리휠이 구동축과 베벨기어에 직접 형성되어 소형화가 가능하다.

Description

다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛 및 이를 포함하는 주행 장치{Driving unit driven by pedaling in various directions and Driving product including this same}

본 발명은 자전거나 보드 등의 드라이빙 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 방향의 페달링(정회전, 역회전, 상하사점 사이의 시소운동)으로부터 전진 방향의 동력을 발생하고 운반을 위하여 뒤로 끌 때에는 바퀴와 구동축 간의 간섭을 없애 용이하게 운반하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛 및 이를 포함하는 주행 장치에 관한 것이다.

그리고, 본 발명은 다양한 방향의 페달링을 위한 클러치의 구성을 필수적으로 사용되는 부품에 직접 가공하여 드라이빙 유닛의 소형화가 가능한 드라이빙 유닛 및 이를 포함하는 주행 장치에 관한 것이다.

이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.

주행 제품의 자전거나 구동 퀵보드는 운동기구나 놀이기구 또는 이동 목적의 운송 수단으로 사용되고 있으며, 구동축을 회전시키는 여러 가지 방법으로 사용자가 좌우 양쪽의 페달을 페달링(360도 회전)하는 수동식, 전기 모터의 전동식 등이 있다.

수동식의 경우 사용자가 전진 방향으로만 360도 회전시켜야 자전거가 전진하기 때문에 운동 목적의 경우 사용자의 일부분만 집중적인 근육발달이 이루어지는 단점이 있고, 운동 목적이 아니더라도 항상 동일한 페달링에 의해 지루함도 느낄 수 있다.

이러한 단점의 해결을 위하여 다음과 같은 특허문헌이 있다.

공개특허 제10-2014-0116750호는 크랭크 암에 결합된 페달의 구동에 의한 회전력이 체인에 의하여 뒷바퀴에 전달되어 자전거가 주행될 수 있도록 프레임(윗대, 아랫대, 안장대, 사슬지지대로 구성된 부재)에 결합되는 동력전달장치에 있어서, 외주면 일측에 시계방향으로 회전시 걸리도록 제1멈춤쇠가 결합된 것으로 아랫대와 안장대와 사슬지지대가 결합되는 프레임의 꼭지점 일측면에 설치되는 제1내치멈춤쇠와 외주면 일측에 반시계방향으로 회전시 걸리도록 제2멈춤쇠가 결합되는 것으로 제1내치멈춤쇠가 설치된 프레임의 반대면 측에 설치되는 제2내치멈춤쇠로 구성되는 내치멈춤쇠와, 내주면에 제1내치멈춤쇠가 설치되어 시계방향으로 회전시 제1내치멈춤쇠의 제1멈춤쇠가 이에 걸리도록 톱니형상으로 되어 있는 제1내치래칫힐과 내주면에 제2내치멈춤쇠에 설치되어 반시계방향으로 회전시 제2내치멈춤쇠의 제2멈춤쇠가 이에 걸리도록 톱니형상으로 되어 있는 제2내치래칫힐로 구성되는 내치래칫힐과, 내주면에 제1내치래칫힐이 결합되는 제1수직베벨기어와 내주면에 제2내치래칫힐이 결합되는 제2수직베벨기어와 제1수직베벨기어와 제2수직베벨기어에 수직으로 직교되어 맞물려 회전되도록 프레임에 설치되는 수평베벨기어로 구성되는 베벨기어와, 내측면이 제1수직베벨기어의 외측면에 밀착되게 설치되어 제1수직베벨기어가 회전시 같은 방향으로 회전되는 체인기어와, 체인기어와 뒤바퀴의 기어를 연결하는 체인 및, 일단이 제1내치멈춤쇠와 제2내치멈춤쇠에 각각 결합되어 제1내치멈춤쇠와 제2내치멈춤쇠를 회전시키는 페달부로 구성되며, 제2멈춤쇠가 항상 축에 연결되어 있기 때문에 자전거를 뒤로 끌고 갈 때 바퀴가 후진방향의 회전을 하게 되게 되지만 제2멈춤쇠가 축과 결합되어 있기 때문에 바퀴의 후진방향 회전을 구속하여 자전거를 끌지 못하고 들어 운반하게 되는 문제점이 있다.

그리고, 제1,2멈춤쇠가 축과 별도의 단품으로 제작되어 축의 둘레부에 결합되는 방식이기 때문에 제1,2멈춤쇠 만큼의 외경이 커지게 되고 따라서 기어박스 전체의 크기가 커질 수밖에 없는 문제점이 있다.

공개특허 제10-2005-0011670호는 페달을 구동함에 따라 정방향 및 역방향으로 구동할수 있으며 정방향 클러치 베어링과 역방향 클러치 베어링이 베어링 결속된 페달축과; 내주면이 상기 정방향클러치 베어링과 결속되어 구동되고 일측면부에 기어부 형성된 제1베벌기어와, 내주면이 상기 역방향 클러치 베어링과 결속되어 구동되고 일측면부에 기어부가 형성된 제3베벌기어로 구성되는 동력전달부와; 상기 페달축에 자유회전 가능하게 내주면이 축결속되고 외주면은 축하우징에 삽입되며 외주면 주위로 일정간격으로 고정핀용 구멍이 형성되어 있는 캐리어에 제2베벌기어가 캐리어 원주면에 일정한 간격으로 자유회전 할 수 있도록 3-4곳 삽입되며 제1베벌기어 및 제3베벌기어가 서로 맞물려 동력의 방향을 전환하는 동력변환부와; 상기 제1베벌기어의 측부 돌기부와 연장되어 결합된 연결관과 결합되어 동력을 전달하는 스프로켓과; 상기 구성요소들이 설치되는 축하우징과; 상기 구성요소들을 결합시키는 체결부와; 축하우징에 설치되어 역방향구동시 캐리어의 회전을 제한하는 캐리어제어부로 구성되어 정,역방향 구동 및 뒤로 끌기가 가능한 것이며, 캐리어 제어부를 통해 캐리어의 회전을 제한함으로써 역구동을 가능하게 하고 있으나, 베벨기어가 별도의 캐리어를 통해 회전력을 전달받는 방식이기 때문에 구조가 매우 복잡하고 축과 역방향 클러치 베어링의 결합이 유지되어 자전거를 뒤로 끄는 것이 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래 기술은 클러치 베어링이 별도의 단품(기성품)으로 축에 결합되기 때문에 크기가 커지는 문제점을 갖고 있다.

공개특허 제10-2014-0116750호 공개특허 제10-2005-0011670호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 방향의 페달링(정회전, 역회전, 상하사점 사이의 시소운동)으로부터 전진 방향의 동력을 발생하고 운반을 위하여 뒤로 끌 때에는 바퀴와 구동축 간의 간섭을 없애 용이하게 운반하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛 및 이를 포함하는 주행 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 정회전 기어와 역회전 기어의 회전을 구속하는 기존의 프리휠을 정회전 기어와 역회전 기어 및 구동축에 직접 가공하여 크기를 줄이는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛은, 외력에 의해 양방향으로 회전하는 구동축과; 상기 구동축 상에 상호 간에 일정 간격을 두고 배치되면서 상기 구동축의 양방향 회전 중에 서로 다른 방향의 회전에 의해 회전력을 발생하고 반대 방향의 회전에 의해 자유 상태를 유지하는 정회전 프리휠 및 역회전 프리휠과; 상기 정회전 프리휠과 역회전 프리휠에 의해 각각 회전하는 정회전 기어 및 역회전 기어와; 역회전 기어의 회전을 상기 정회전 기어를 통해 상기 구동축에 전달하는 회전 전달수단과; 상기 정회전 기어와 연결되어 회전력을 바퀴에 전달하는 구동휠 및; 상기 역회전 프리휠의 회전을 해제하는 역회전 프리휠 해제수단을 포함하고, 상기 역회전프리휠 해제수단은, 평상 시 구동축의 역회전이 상기 역회전 프리휠을 통해 상기 역회전 기어에 전달되도록 하는 한편 필요 시 상기 역회전 프리휠의 해제를 통해 상기 구동축과 상기 역회전 기어 간의 동력 전달을 차단하여 상기 구동휠의 역회전이 상기 구동축에 전달되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛은, 외력에 의해 양방향으로 회전하는 구동축과; 상기 구동축 상에 형성되며 일방향의 회전력만을 전달하는 프리휠과; 상기 프리휠에 의해 회전하는 회전체를 포함하고, 상기 프리휠은 상기 회전체의 내주면에 원주방향을 따라 일방향 경사지게 형성되는 래치부 및 상기 구동축의 둘레부에 장착되며 자유단부가 상기 래치부에 걸리거나 통과하면서 상기 회전체의 회전을 구속하거나 해제하는 래치폴을 포함하되, 상기 정/역회전 래치폴은 상기 구동축의 둘레부에 외부를 향해 개방 형성되는 래치폴 장착홈에 삽입 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛 및 이를 포함하는 주행 장치에 의하면, 페달과 연결된 구동축의 정회전과 역회전 및 시소 구동(상사점과 하사점 사이의 왕복 운동) 모두 구동휠에 정회전으로 전달되어 항상 전진이 가능하므로 다양한 방향의 페달링에 의해 허벅지의 모든 근육 발달에 도움을 주고 역회전을 정회전으로 전달하기 위한 역방향 프리휠이 필요 시 구동축과 차단되어 자전거를 뒤로 끌어 운반할 때 바퀴와 구동축이 후진방향으로 회전하는 것을 간섭하지 않게 되므로 운반이 매우 용이하고 즉 제품의 효용성을 높이는 효과가 있다. 또한, 다양한 방향의 페달링을 통해 사용자가 페달링을 변경해가면서 주행 장치(자전거, 보드 등)를 운전하게 되므로 효용성도 향상하는 효과가 있다.

그리고, 프리휠이 구동축에 직접 형성되어 별도의 일방향 클러치(프리휠)를 구동축에 결합할 때보다 외경이 작아지므로 소형화와 경량화가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛의 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛에 적용된 정회전 프리휠과 역회전 프리휠을 보인 사시도.
도 4와 도 5는 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛에 의한 구동축의 정/역방향 회전 시 정회전 프리휠과 역회전 프리휠의 작동을 보인 도면.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛에 적용된 역회전프리휠 해제수단의 구성을 보인 사시도.
도 7과 도 8은 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛의 역회전프리휠 해제수단의 작동을 보인 정면도와 측면도.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛이 적용된 제품으로서 자전거의 예를 보인 도면.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛과 종래 프리휠의 크기를 비교한 도면.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛의 조립 상태를 보인 종단면도.
도 12는 본 발명의 실시예 2에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛의 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예 2에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛에 적용된 역회전프리휠 해제수단을 보인 사시도.
도 14는 본 발명의 실시예 2에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛에 적용된 역회전프리휠 해제수단의 동작을 보인 정면도.
도 15 내지 도 7은 본 발명의 실시예 2에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛에 적용된 역회전프리휠 해제수단의 다른 예를 도시한 사시도, 평상시 및 해제시의 도면

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 하기에서 설명하는 실시예 1은 정회전 기어와 역회전 기어 및 회전 전달수단 모두가 베벨기어이고, 실시예 2는 정회전 기어와 역회전 기어 및 회전 전달수단 모두가 평기어인 점에서 차이가 있으며, 실시예 1은 부품 수가 적은 이점이 있는데 반해, 실시예 2는 부품 수는 실시예 1보다 많지만 크기를 줄이는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 정회전 프리휠과 역회전 프리휠이 정회전 기어와 역회전 기어를 이용 즉, 각각 링 형상인 정회전 기어와 역회전 기어의 내주면에 일방향의 경사부를 형성하고 구동축의 둘레부에 홈을 가공하여 상기 일방향의 경사부를 구속하는 래치폴을 상기 홈에 삽입하는 것을 특징으로 하고, 이 특징은 실시예 1,2의 구성에 한정되지 않고 다양한 구성에 적용 가능한 것이다.

<실시예 1>

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛(100)은, 양쪽에 페달(11,12)이 각각 구비된 구동축(10), 구동축(10)의 정회전(앞으로 돌리는 방향)과 역회전(뒤로 돌리는 방향)의 회전 시 각각 구동축(10)으로부터 회전력을 전달받는 정회전 프리휠(20)과 역회전 프리휠(30), 정회전 프리휠(20)과 역회전 프리휠(30)을 통해 구동축(10)의 회전을 전달받는 정회전 베벨기어(40)와 역회전 베벨기어(50), 정회전 베벨기어(40)와 함께 회전하며 회전력을 바퀴에 전달하는 구동휠(60), 역회전 베벨기어(50)의 회전을 바퀴에 전달하기 위하여 정회전 베벨기어(40)에 전달하는 동력전달 베벨기어(70)로 구성되며, 여기에 구동축(10)의 구동없이 자전거를 뒤로 끌 때(역회전) 역회전 프리휠(30)의 회전력이 구동축(10)에 전달되지 않도록 하는 역회전프리휠 해제수단(80)으로 구성되고, 이들 구성은 케이스(90)의 내부에 구성되어 보호된다.

구동축(10)은 길이방향의 양쪽에 제1,2페달(11,12)이 고정되며, 예를 들어 전체적으로 원형을 유지하면서 길이방향의 양측 단부에 각형(사각형)의 키를 형성하고 제1,2페달(11,12)에 각형의 홈을 형성하여 상기 키가 상기 홈에 끼움 고정(끼움 외에 다른 고정기술 추가 가능)되어 구성된다.

본 발명은 구동축(10)에 정회전 프리휠(20)과 역회전 프리휠(30)을 직접 형성하는 것도 특징으로 하고 있으며, 이를 위하여 도 3에서 보이는 것처럼, 구동축(10)의 둘레부에 외부를 향해 개방되는 래치폴 장착홈(13,14)이 구성된다.

래치폴 장착홈(13,14)은 정회전 프리휠(20)과 역회전 프리휠(30)의 위치에 맞는 위치로서 역회전프리휠 해제수단(80)을 사이에 두고 양쪽에 각각 형성된다.

정회전 프리휠(20)과 역회전 프리휠(30)은 정/역회전 래치폴(21,31)과 정/역회전 래치부(22,32)로 구성되며, 이들은 구동축(10)의 정방향 회전 시 정회전 프리휠(20)은 구동축(10)에 의해 회전하지만 역회전 프리휠(30)은 자유상태를 유지하고, 반대로 구동축(10)의 역방향 회전 시 역회전 프리휠(30)은 구동축(10)에 의해 회전하지만 정회전 프리휠(20)은 자유상태를 유지하는 구조로 이루어진다.

정/역회전 래치폴(21,31)은 구동축(10)의 래치폴 장착홈(13,14)에 일부분이 삽입되면서 회동{래치폴 장착홈(13,14)의 안에 삽입되는 방향과 반대로 돌출되는 방향으로 회동} 가능하도록 힌지 연결되며, 즉, 구동축(10)을 래치폴(21,31)의 설치 공간으로 활용하는 것이고, 따라서, 별도의 자재를 사용할 때보다 두께를 줄이는 효과를 도출한다.

정/역회전 래치폴(21,31)은 구동축(10)의 둘레부에 1개 이상이 적용되고, 역회전프리휠 해제수단(80)의 구속이 풀릴 때 빠른 복귀를 위하여 탄성부재가 함께 사용된다. 상기 탄성부재는 코일스프링, 비틀림 코일스프링, 판스프링 등 다양한 스프링의 사용이 가능하다.

정/역회전 래치부(22,32)는 각각 정회전 베벨기어(40)와 역회전 베벨기어(50)를 링형태로 하여 내주면에 원주방향을 따라 직접 형성되므로 역시 별도의 자재를 사용할 때보다 두께를 줄이는 효과를 도출한다(도 10 참고).

정회전 베벨기어(40)와 역회전 베벨기어(50)는 각각 정회전 프리휠(20)과 역회전 프리휠(30)을 통해 구동축(10)에 동력 전달 가능하게 연결되며, 구동축(10)과의 마찰저항을 줄이기 위하여 1개 이상의 베어링이 적용될 수 있다.

구동 휠(60)은 정회전 베벨기어(40)와 고정되어 정회전 베벨기어(40)와 함께 동일 방향으로 회전하여 그 회전력을 바퀴에 동력전달부재(체인이나 벨트나 기어 등)를 통해 전달하며, 예를 들어 정회전 베벨기어(40)의 축부(41)의 둘레부에 끼움과 용접 등을 통해 고정된다.

동력전달 베벨기어(70)는 정회전 베벨기어(40)와 역회전 베벨기어(50)에 치합되어 역회전 베벨기어(50)의 회전력을 구동휠(60)에 전달하기 위한 것이다.

역회전프리휠 해제수단(80)은 평상 시(주행 시) 구동축(10)과 역회전 프리휠(30)이 역회전에 의해 연결된 것을 필요 시(자전거를 뒤로 끌고 갈 때) 풀어주기 위한 것이며, 구동축(10)에 축방향을 따라 이동 즉 역회전 베벨기어(50)를 향하는 방향(해제 방향)과 반대 방향을 향해 이동하는 해제안내링(81), 해제안내링(81)의 해제방향 이동에 의해 역회전 래치부(32)에 결합된 역회전 래치폴(31)을 역회전 래치부(32)로부터 떨어뜨리는 해제봉(82) 및 해제안내링(81)을 조작하기 위한 조작부재(83)로 구성된다.

해제안내링(81)은 구동축(10)에 축방향을 따라 직선 왕복 이동은 하지만 구동축(10)에 의해 회전하도록 키를 통해 결합된다.

해제안내링(81)은 구동축(10)과 회전하는 중에, 언제든지 조작부재(83)의 조작에 의해 이동할 수 있도록 둘레부에 링 형상의 홈(81a)이 구성되는 특징도 있으며, 즉, 해제안내링(81)은 구동축(10)과 회전하고 조작부재(83)는 해제안내링(81)의 홈(81a)에 삽입되어 해제안내링(81)과 함께 회전하지 않고 설치 위치를 유지함으로써 파손을 방지하고 조작도 용이하게 하는 이점이 있다.

해제봉(82)은 평상 시 역회전 래치폴(31)이 역회전 래치부(32)에서 떨어지는 것을 해제하지 못하는 상태이고, 해제를 위하여 해제안내링(81)이 도면 기준 좌측으로 이동할 때 역회전 래치폴(32)을 눌러 역회전 래치폴(31)이 래치폴 장착홈(14)의 안으로 삽입되면서 역회전 래치부(32)에서 떨어지도록 하는 것이다.

해제봉(82)은 해제 상태에서 평상 시로 신속하게 전환되도록 탄성거동이 가능한 재질과 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 해제봉(82)은 일측이 구동축(10)의 둘레부에 고정되고 타측의 자유단이 구동축(10)으로부터 떨어지도록 휘어진 구조이고 이 타측의 자유단이 해제안내링(81)에 의해 역회전 래치폴(31)을 누르는 것이며 해제안내링(81)이 복귀할 때 휨 구조와 탄성재질을 통해 신속하게 역회전 래치폴(31)로부터 떨어지게 된다.

조작부재(83)는 사용자가 조작하는 레버(83a) 및 레버(83a)의 조작으로 해제안내링(81)의 링형상의 홈(81a) 안에 삽입되며 레버(83a)에 의해 해제안내링(81)을 미는 푸쉬돌기(83b)로 구성된다.

레버(83a)는 사용자가 손과 발 중 어느 하나로도 조작이 가능한 구조로서 다양하게 실시 가능하며, 도면은 봉의 형태를 예로 들어 도시하였다.

푸쉬돌기(83b)는 레버(83a)의 둘레부에 돌출 형성되어 해제안내링(81)의 링 형상의 홈(81a) 안에 삽입되며, 해제 시 링 형상의 홈(81a)의 좌측의 벽(도 7 기준)을 밀고 복귀 시 링 형상의 홈(81a)의 우측의 벽을 밀게 된다.

이와 같이 구성된 역회전프리휠 해제수단(80)은 신속한 복귀 동작을 위하여 탄성부재가 적용될 수 있으며, 해제안내링(81)과 해제봉(82) 및 조작부재(83)가 서로 연동하는 구조이므로 상기 탄성부재는 해제안내링(81)과 해제봉(82) 및 조작부재(83) 중 어디에든 적용 가능하다.

도 9는 본 발명의 드라이빙 유닛(100)이 적용된 제품으로, 자전거(1)를 예로 들어 도시한 것이며, 구동휠(60)은 체인(2)을 통해 후륜(3)과 연결된다.

본 발명에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛의 작용은 다음과 같다.

1. 정회전 페달링.

제1,2페달(11,12)을 정회전(전진 방향)시키는 페달링을 말하며, 도 4에서 보이는 것처럼, 정회전 프리휠(20)의 정회전 래치폴(21)이 정회전 베벨기어(40)에 형성된 정회전 래치부(22)에 동력 전달 가능하게 연결되어 있으므로 제1페달(11)을 정회전 페달링하면 구동축(10)이 정회전하고 이 정회전은 정회전 프리휠(20)을 통해 정회전 베벨기어(40)에 전달되며 최종 구동휠(60)로 전달되어 자전거는 전진하게 된다.

이 때, 도 5에서 보이는 것처럼, 역회전 프리휠(30)의 역회전 래치폴(31)이 역회전 베벨기어(50)의 역회전 래치부(32)에 연결되어 있지만 그 경사로 인하여 프리 상태를 유지하고, 결국 구동축(10)이 정회전할 때 역회전 베벨기어(50)는 프리 상태를 유지하게 되므로 구동축(10)은 역회전 프리휠(30)의 간섭없이 정상적인 회전을 하게 된다.

반대쪽의 제2페달(12)을 페달링하여도 결국 구동축(10)이 정회전하게 되므로 전술한 것과 동일하게 작용한다.

본 발명의 특징이 되는 구성인 역회전프리휠 해제수단(80)은 해제안내링(81)이 구동축(10)과 함께 정회전하게 되고 조작부재(83)가 고정 상태에서 해제안내링(81)의 회전을 구속하지 않는다.

2. 역회전 페달링.

제1,2페달(11,12)을 역회전(후진 방향)시키는 페달링을 말하며, 도 5에서 보이는 것처럼, 제1,2페달(11,12)의 역회전 페달링에 의해 구동축(10)은 역회전 하게 되며, 이 회전은 정회전 프리휠(20)에 의해 정회전 베벨기어(40)에 전달되지 않고 역회전 프리휠(30)에 의해 역회전 베벨기어(50)에만 전달된다.

역회전 베벨기어(50)의 회전력은 동력전달 베벨기어(70)를 통해 정회전 베벨기어(40)에 전달되고, 최종 구동휠(60)에 전진방향의 회전력으로 전달된다. 즉, 구동축(10)이 역회전하더라도 자전거는 전진하게 되는 것이다.

3. 시소식 페달링.

제1,2페달(11,12)을 상사점과 하사점 사이에서 왕복으로 구동하는 것이며, 제1페달(11)을 정방향으로 밟을 때{제2페달(12)은 반대로 상승} 구동축(10)은 정회전하고 정회전 페달링에서 설명한 것처럼 결국 구동휠(60)은 정회전한다. 반대로 제2페달(12)을 역방향으로 밟을 때 구동축(10)은 역회전하고 역회전 페달링에서 설명한 것처럼, 구동휠(60)은 정회전한다.

4. 후진 운반시.

역회전프리휠 해제수단(80)의 조작부재(83)를 일방향으로 돌리면 해제봉(82)이 해제안내링(81)을 역회전 베벨기어(50)를 향해 이동하여 역회전 래치폴(31)을 누르게 되며, 역회전 래치폴(31)은 역회전 래치부(32)에서 떨어지게 되고, 즉, 역회전 래치폴(31)이 결합된 구동축(10)과 역회전 래치부(32)가 형성된 역회전 베벨기어(50)는 서로 구속되지 않는 프리 상태이다.

이 상태에서 자전거를 뒤로 끌어 운반하고, 이 때, 바퀴가 후진방향으로 회전하고, 이 회전은 구동휠(60)에 역회전으로 전달되어 정회전 베벨기어(40)와 동력전달 베벨기어(70) 및 역회전 베벨기어(50)가 역회전하게 되지만 역회전 베벨기어(50)는 구동축(10)의 회전을 구속하지 않고 프리 상태로 공회전하게 되므로 바퀴가 부드럽게 역회전하면서 자전거가 뒤로 끌리게 된다.

<실시예 2>

도 11과 도 12에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛(100)은, 구동축(10)에 정회전 프리휠(20)과 역회전 프리휠(30)을 매개로 하여 결합되는 정회전 평기어(40-1)와 역회전 평기어(50-1), 역회전 평기어(50-1)의 일방향의 회전{동력을 발생하는 일방향의 회전으로 정회전 평기어(40-1)와 반대 방향의 회전}만을 정회전 평기어(40-1)를 통해 구동축(10)에 전달하는 회전 전달수단으로 제1 내지 제3동력전달 평기어(71,72,73)로 구성된다.

정회전 평기어(40-1)와 역회전 평기어(50-1)는 실시예 1의 정회전 베벨기어(40)와 역회전 베벨기어(50)와 동일한 방식으로 구동축(10)에 설치되고, 즉, 내주면에 일방향의 경사부가 동일하게 형성되어 구동축(10)에 설치되는 정회전 래치폴(21)와 역회전 래치폴(31)에 의해 구속된다.

제1동력전달 평기어(71)는 역회전 평기어(50-1)의 둘레부에 치합된다.

제2동력전달 평기어(72)는 제1동력전달 평기어(71)의 둘레부에 치합되어 회전 방향을 목적 달성을 위한 방향으로 전환한다.

제3동력전달 평기어(73)는 제2동력전달 평기어(72)와 동축으로 연결되어 동일한 방향으로 회전하고 정회전 평기어(40-1)에 치합되어 그 회전을 전달한다.

제1 내지 제3동력전달 평기어(71,72,73)는 도면에 도시된 기어비로 한정되지 아니하고 적절한 기어비로 구성된다.

한편, 도 13와 도 14에서 보이는 것처럼, 역회전프리휠 해제수단(80)이 별도의 해제봉(82)(간접 방식)을 사용하는 것으로 설명하였으나, 다른 방식으로 역회전 래치폴(31)에 경사형의 해제안내부(31a)가 일체형으로 구성(직접 방식)되는 것도 가능하다.

해제안내부(31a)는 역회전 래치폴(31)의 일측{해제안내링(81)을 향하는 방향}에 연장 형성되고 해제안내링(81)을 향하는 단부로 가면서 하향 경시지게 형성된다. 따라서, 구동축(10)에 형성되는 래치폴 장착홈은 해제안내부(31a)를 수용하는 형태로 형성된다.

역회전 래치폴(31)은 전술한 것처럼 항상 돌출 방향으로 탄력 지지되고, 해제 시 해제안내링(81)의 이동에 의해 해제안내부(31a)가 눌리게 되어 해제안내부(31a)와 함께 눌리면서 역회전 평기어(50-1)의 경사부에서 이탈됨으로써 구속을 해제하게 되는 것이다.

도 15 내지 도 17은 역회전프리휠 해제수단(80)의 다른 예를 보인 사시도와 작동 상태도(평상시, 해제시)이다.

해제안내링(81)은 구동축(10)에 축방향을 따라 양방향으로 이동 가능하고, 전술한 것이 U 단면인 것에 비해 사각단면 등 자유로운 단면이 가능하며, 체결홀(81b)이 구비된다. 체결홀(81b)은 해제안내링(81)의 양쪽이 관통되는 형태이다.

구동축(10)은 해제안내링(81)의 이동 방향을 따라 장공(10a)이 포함된다. 장공(10a)은 구동축(10)의 축방향과 직교하는 방향으로 관통 형성된다.

또한, 구동축(10)은 내부에 축방향을 따라 해제작동홈(10b)이 포함된다. 해제작동홈(10b)은 구동축(10)의 일측 단부에서부터 시작하여 장공(10a)을 넘는 크기로 형성되고 일측 단부가 개방된 것은 해제안내봉(84)과 코일스프링(85)의 조립을 위한 것이며 장공(10a)을 넘는 크기는 코일스프링(85)의 수납을 위한 것이다.

또한, 구동축(10)은 해제안내봉(84)의 축방향 이동을 조작하기 위한 조작부재(83)를 설치하기 위하여 조작부재 설치홀(10c)을 포함한다. 조작부재 설치홀(10c)은 구동축(10)의 축방향과 직교하는 방향으로 관통 형성된다.

해제안내봉(84)은 구동축(10)의 해제작동홈(10b) 안에 축방향을 따라 이동 가능하게 삽입되며 해제작동홈(10b)의 내부에서 해제안내링(81)과 조립되며, 예를 들어, 체결구(81c)가 해제안내링(81)의 체결홀(81b)과 구동축(10)의 장공(10a) 및 해제안내봉(84)의 체결홀을 관통하여 반대쪽에서 너트의 체결로 조립된다. 이로써, 해제안내봉(84)과 해제안내링(81)은 일체화된다.

해제안내봉(84)은 조작부재(83)의 조작에 의해 자연스럽게 이동하도록 조작부재(83)와 맞닿는 부분이 라운드 형태로 이루어진다.

코일스프링(85)은 탄성부재로서 해제안내봉(84)을 미는 방향으로 탄력 지지한다.

조작부재(83)는 구동축(10)의 조작부재 설치홀(10c)에 이동 가능하게 조립되며 해제안내봉(84)의 위치를 바꾸기 위한 홈(83c)이 구비된다. 홈(83c)은 조작부재(83)의 둘레부 중에서 해제안내봉(84)을 향하는 면에 오목하게 형성되며 해제안내봉(84)의 양방향 이동이 원활하게 이루어지도록 홈(83c)의 일측(도면 기준 상측)에는 경사부가 형성된다.

조작부재(83)는 구동축(10)에서 이탈되지 않도록 구성되며, 예를 들어 도면 기준 상부에는 턱(83d)이 형성되고 하부에는 구동축(10)의 반대쪽에서 키(83e)가 조립된다.

이와 같이 구성된 역회전프리휠 해제수단(80)의 작용은 다음과 같다.

가. 평상시(도 16).

평상시는 역회전 래치폴(31)이 역회전 평기어(40-1){또는 역회전 베벨기어(40)}에 치합되어 있는 상태이며, 즉, 해제안내링(81)은 역회전 래치폴(31)을 누르지 않는 상태이다.

나. 해제시(도 17).

자전거 등 제품을 뒤로 운반할 경우 도 16의 상태에서 조작부재(83)를 상부로 올리면 코일스프링(85)의 탄성력 및 조작부재(83)의 홈(83c)에 의해 해제안내봉(84)이 도면 기준 좌측으로 이동하며, 해제안내봉(84)과 함께 해제안내링(81)이 이동하면서 역회전 래치폴(31)을 눌러 역회전 평기어(40-1){또는 역회전 베벨기어(40)}에서 떨어뜨리며, 즉 역회전 평기어(40-1){또는 역회전 베벨기어(40)}를 자유상태로 전환한다.

본 발명은 프리휠을 별도의 제품으로 사용하지 않고 구동축과 회전체(기어 등으로서 본 발명에서 예로 들은 정/역회전 기어(평/베벨)}를 이용하는 것을 특징으로 하며, 구동축에 정회전 프리휠과 역회전 프리휠이 있는 것, 구동축에 2개의 일방향 프리휠이 있는 것 모두가 가능하다.

즉, 프리휠은 상기 회전체의 내주면에 일방향으로 형성되는 래치부 및 상기 구동축의 둘레부에 외부를 향해 개방되는 래치폴 장착홈에 삽입 장착되며 상기 래치부를 일방향 구속하는 래치폴로 구성되는 것이고, 상기 래치부와 래치폴은 전술한 설명과 도면을 통해 실시 가능하다.

10 : 구동축, 11,12 : 제1,2페달
20 : 정회전 프리휠, 21 : 정회전 래치폴
22 : 정회전 래치부, 30 : 역회전 프리휠
31 : 역회전 래치폴, 31a : 해제안내부
32 : 역회전 래치부,
40 : 정회전 베벨기어, 50 : 역회전 베벨기어
40-1 : 정회전 평기어, 50-1 : 역회전 평기어
60 : 구동휠, 70 : 동력전달 베벨기어
80 : 역회전프리휠 해제수단, 81 : 해제안내링
82 : 해제봉, 83 : 조작부재
84 : 해제안내봉, 90 : 케이스,

Claims (10)

1. 외력에 의해 양방향으로 회전하는 구동축과;
   상기 구동축 상에 상호 간에 일정 간격을 두고 배치되면서 상기 구동축의 양방향 회전 중에 서로 다른 방향의 회전에 의해 회전력을 발생하고 반대 방향의 회전에 의해 자유 상태를 유지하는 정회전 프리휠 및 역회전 프리휠과;
   상기 정회전 프리휠과 역회전 프리휠에 의해 각각 회전하는 정회전 기어 및 역회전 기어와;
   역회전 기어의 회전을 상기 정회전 기어를 통해 상기 구동축에 전달하는 회전 전달수단과;
   상기 정회전 기어와 연결되어 회전력을 바퀴에 전달하는 구동휠 및;
   상기 역회전 프리휠의 회전을 해제하는 역회전 프리휠 해제수단을 포함하고,
   상기 역회전프리휠 해제수단은, 평상 시 구동축의 역회전이 상기 역회전 프리휠을 통해 상기 역회전 기어에 전달되도록 하는 한편 필요 시 상기 역회전 프리휠의 해제를 통해 상기 구동축과 상기 역회전 기어 간의 동력 전달을 차단하여 상기 구동휠의 역회전이 상기 구동축에 전달되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 정회전 프리휠과 역회전 프리휠은 각각 상기 정회전 기어와 역회전 기어의 내주면에 각각 원주방향을 따라 서로 반대방향의 경사로 형성되는 정/역회전 래치부 및 상기 구동축에 회전가능하게 연결되는 한편 타측이 상기 정/역회전 래치부에 결합되어 상기 정회전 기어와 역회전 기어의 회전을 구속 또는 해제하는 정/회전 래치폴을 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 역회전프리휠의 래치폴은 상기 구동축의 둘레면에 외부를 향해 개방 형성되는 래치폴 장착홈에 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 역회전프리휠 해제수단은, 상기 구동축에 상기 구동축과 함께 회전하면서 축방향을 따라 이동 가능하게 설치되며 직접 또는 간접적으로 상기 역회전 프리휠의 래치폴을 눌러 상기 역회전 프리휠의 경사부로부터 떨어뜨리는 해제안내링을 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 역회전프리휠 해제수단은, 상기 구동축에 축방향을 따라 이동 가능하게 설치되며 상기 해제안내링과 고정되는 해제안내봉, 상기 해제안내봉을 일방향 또는 양방향으로 이동시키며 상기 해제안내봉을 통해 상기 해제안내링을 일방향 또는 양방향으로 이동시키는 조작부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 해제안내봉은 상기 구동축의 내부에 축방향을 따라 형성되는 해제작동홈에 삽입되면서 상기 해제작동홈 안에 삽입되는 탄성부재를 통해 탄력 지지되고, 상기 조작부재는 상기 구동축에 상기 해제작동홈과 직교하는 방향으로 형성되는 조작부재 설치홀에 양방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 해제안내링은 둘레부를 향해 개방되는 링형상의 홈을 포함하며, 상기 링형상의 홈에 삽입되어 상기 해제안내링이 상기 구동축과 함께 회전하는 중에도 상기 해제안내링을 축방향을 따라 이동시키는 조작부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 정회전 기어와 역회전 기어는 각각 정회전/역회전 평기어이고, 상기 회전 전달수단은 상기 역회전 기어에 치합되는 제1동력전달 평기어, 상기 제1동력전달 평기어에 치합되어 회전 방향을 바꾸는 제2동력전달 평기어 및 상기 제2동력전달 평기어와 동축이며 상기 정회전 기어에 치합되는 제3동력전달 평기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 정회전 기어와 역회전 기어는 각각 정회전/역회전 베벨기어이며, 상기 회전 전달수단은 상기 정회전/역회전 베벨기어에 치합되는 동력전달 베벨기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛.
10. 청구항 1에 의한 다양한 방향의 페달링으로 구동하는 드라이빙 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 장치.
    
    
    

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