KR20220033118A - 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거 - Google Patents

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KR20220033118A
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김민석
최동규
이용희
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Abstract

본 발명은 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외측에 고정된 풀리와 함께 회전을 하며 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비되는 회전기어부와, 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부와, 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만 회전기어부로 전달된 동력을 케이스부로 전달하는 제1동력전달부 및 회전기어부가 역방향으로 회전될 때 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제2동력전달부를 포함할 수 있다.

Description

프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거{FREEWHEEL ADJUSTABLE WHEELS AND FITNESS BIKE THEREWITH}
본 발명은 페달의 역방향 회전시 페달의 동력이 바퀴로 전달되는 여부를 조절할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거에 관한 것이다.
일반적으로 근력을 강화시키기 위한 실내 운동 기구로서 근력 강화를 위한 웨이트 기구와 심폐 기능을 강화시키기 위한 유산소 운동 기구가 헬스 기구로 널리 사용되고 있다.
유산소 운동 기구는 사용자가 무한궤도 상에서 걷거나 러닝 운동을 할 수 있도록 하는 러닝머신과, 페달을 회전시켜 다리 근육을 강화시키면서 심폐 운동을 할 수 있는 헬스 자전거와, 계단을 오르는 효과를 제공하기 위한 스텝퍼 등으로 크게 나뉜다.
헬스 자전거는 지정된 장소에 설치되며, 페달을 밟는 동작에 의해 바퀴가 회전되며 운동을 할 수 있다. 이러한 헬스 자전거는 스피닝 운동을 할 수 있는 스피닝 자전거와, 자전거와 같이 페달을 정방향으로 회전시켜 바퀴를 돌리는 실내 자전거로 구분할 수 있다.
스피닝 자전거는 페달을 밟고 운동을 하는 특성상 논 프리휠(Non-Freewheel) 구조를 적용하며, 실내 자전거는 프리휠(Freewheel) 구조를 적용한다.
스피닝 자전거에 적용되는 논 프리휠(Non-Freewheel) 구조는, 페달을 정방향으로 회전시키는 경우와, 페달을 역방향으로 회전시키는 경우 모두 바퀴로 동력전달이 이루어지므로 바퀴가 회전을 한다.
또한 실내 자전거에 적용되는 프리휠(Freewheel) 구조는, 페달을 정방향으로 회전시키는 경우에만 바퀴로 동력전달이 이루어지며, 페달을 역방향으로 회전시키는 경우에는 바퀴로 동력이 전달되지 않는다.
종래에는 스피닝 자전거와 실내 자전거의 동력 전달 구조가 상이하므로, 스피닝 운동과 자전거 운동을 번갈아 할 경우, 스피닝 자전거와 실내 자전거를 각각 구입해야 하므로 운동기구 구입 비용이 상승하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1641429호(2016.07.14 등록, 발명의 명칭: 스피닝 자전거)에 게시되어 있다.
본 발명의 목적은, 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 스피닝 운동과 자전거 운동을 하나의 운동기구로 할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거는, 제2동력전달부가 회전기어부에 맞물리거나 맞물리는 동작이 해제되어 바퀴의 프리휠 동작을 용이하게 제어함을 기술적 특징으로 한다.
구체적으로는, 페달부가 정방향으로 회전하는 경우, 풀리를 통해 회전기어부로 전달된 회전동력은 제1동력전달부를 통해 케이스부로 전달되어 케이스부를 회전시킨다.
그리고, 페달부가 역방향으로 회전하는 경우, 풀리를 통해 회전기어부로 전달된 회전동력은, 회전기어부에 접하는 제2동력전달부의 걸림기어부를 통해 케이스부로 전달되어 케이스부를 회전시킨다.
또한 본 발명에 의한 프리휠 조절형 바퀴는, 풀리와 회전기어부와 케이스부와 제1동력전달부와 제2동력전달부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한 풀리는 페달부의 동력을 전달받아 회전할 수 있으며, 회전기어부는 외측에 고정된 상기 풀리와 함께 회전을 하며, 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비될 수 있다.
또한 케이스부는 회전기어부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.
또한 제1동력전달부는 상기 회전기어부와 상기 케이스부에 연결되며, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 또한 제1동력전달부는, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달할 수 있다.
또한 제2동력전달부는 상기 케이스부에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 상기 원형기어에 걸린다. 또한 제2동력전달부는 상기 회전기어부가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달할 수 있다.
또한 상기 회전기어부는, 상기 원형기어의 중심부에서 양측으로 연장되며, 상기 풀리가 착탈 가능하게 설치되고, 상기 풀리와 함께 회전하는 회전축부재를 포함한다. 또한 상기 원형기어는 상기 회전축부재의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며 상기 회전축부재와 함께 회전한다.
또한 케이스부는, 상기 제2동력전달부가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 풀리가 외측에 위치하고, 상기 제1동력전달부가 내측에 위치하는 외측케이스부를 포함할 수 있다. 또한 케이스부는 상기 외측케이스부의 내측에 고정되며, 상기 제1동력전달부에 연결되고, 상기 제2동력전달부를 회전 가능하게 지지하는 내측케이스부를 포함할 수 있다.
또한 내측케이스부는, 상기 외측케이스부의 내측에 고정되며 중심부에 상기 회전기어부가 위치하는 내측케이스몸체를 포함할 수 있다. 또한 내측케이스부는, 상기 내측케이스몸체에서 돌출되어 상기 제1동력전달부를 감싸는 형상으로 설치되고, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부를 포함할 수 있다.
또한 내측케이스부는, 상기 내측케이스몸체에서 상기 케이스부를 향한 방향으로 돌출되며, 상기 내측케이스몸체와 상기 케이스부의 사이에 간격을 유지시키는 간격유지돌기를 포함할 수 있다.
또한 내측케이스부는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제1가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한 제1가이드부는, 상기 제2동력전달부에 구비된 걸림기어부의 회전을 안내하며, 상기 걸림기어부와 마주하는 상기 내측케이스부의 측면에 부채꼴 형상의 홈부를 형성하는 제1가이드홈부를 포함할 수 있다. 또한 제1가이드부는, 제1가이드홈부의 내측에 위치하며, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 제2가이드홈부를 포함할 수 있다.
또한 제1동력전달부는 링 형상의 제1동력전달몸체를 포함할 수 있다. 제1동력전달몸체는 원웨이 클러치 베어링으로 이루어질 수 있다.
또한 제1동력전달부는, 상기 제1동력전달몸체의 내측과 상기 회전기어부의 외측을 연결하는 제1키부재를 포함할 수 있다. 또한 제1동력전달부는, 상기 제1동력전달몸체의 외측과 상기 케이스부를 연결하는 제2키부재를 포함할 수 있다.
또한 제2동력전달부는, 케이스부에 착탈 가능하게 설치되는 동력전달케이스와, 동력전달케이스에 회전 가능하게 설치되는 손잡이부와, 동력전달케이스를 사이에 두고 상기 손잡이부에 연결되는 걸림기어부를 포함할 수 있다. 걸림기어부는 케이스부에 회전 가능하게 설치되고, 손잡이부와 함께 회전되어 원형기어에 걸리므로 프리휠 기능을 비활성화 할 수 있다.
또한 걸림기어부는, 상기 손잡이부에 연결되며 상기 손잡이부와 함께 회전되고, 상기 원형기어에 맞물리는 걸림기어몸체와, 상기 걸림기어몸체에 결합되는 결합몸체 및 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 상기 동력전달케이스에 걸리는 탄성걸림부를 포함할 수 있다.
또한 걸림기어몸체는, 상기 손잡이부가 삽입되어 걸리는 연결홈부를 구비하며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되는 제1몸체 및 상기 제1몸체에서 연장되며, 상기 제1몸체와 함께 회전되어 상기 원형기어의 기어에 맞물리고, 상기 탄성걸림부를 사이에 두고 상기 결합몸체와 체결되는 제2몸체;를 포함할 수 있다.
또한 탄성걸림부는, 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측으로 돌출되는 이동돌기 및 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측을 향한 방향으로 상기 이동돌기를 가압하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한 동력전달케이스는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제2가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한 제2가이드부는, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 내측안내홈 및 상기 내측안내홈의 양측에 위치하며, 상기 걸림기어부가 정지되는 위치에 홈을 형성하는 고정홈을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 헬스 자전거는, 프레임부와 페달부와 풀리와 프리휠 조절형 바퀴를 포함할 수 있다. 프레임부는 안장부와 핸들부를 지지할 수 있다. 그리고 페달부는 프레임부에 회전 가능하게 설치되며, 사용자에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다. 풀리는 체인이나 벨트를 통해 페달부의 동력을 전달받아 회전하며 프리휠 조절형 바퀴에 연결된다.
또한 회전기어부는 회전축부재와 원형기어를 포함하며, 회전축부재의 외측에 구비된 평면 형상의 외측평면부는, 회전축부재의 외측에 위치하는 풀리의 내측평면부에 접하는 상태로 설치된다.
본 발명에 따른 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거는, 제2동력전달부의 동작에 의해 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있으므로, 운동기구의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 프리휠 기능 여부에 따라 운동기구를 별도로 구입하지 않아도 되므로 운동기구의 구입비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명은 별도의 구동모터를 사용하지 않고 사용자의 조작에 의해 제2동력전달부가 동작되므로 전기료를 절감할 수 있다.
또한 본 발명은 제2동력전달부가 모듈로 이루어지며, 케이스부에 착탈 가능하게 설치되므로, 제2동력전달부의 교체 및 수리 작업에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명은, 탄성걸림부가 동력전달케이스의 고정홈에 삽입되어 정지된 상태를 유지할 수 있으므로, 제2동력전달부의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴를 구비하는 헬스 자전거를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거에서 프리휠 조절형 바퀴가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀리와 회전기어부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2동력전달부를 분해 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달케이스의 후면을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기가 내측안착홈에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기가 고정홈에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달부를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기어부의 측면에 제2동력전달부가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부가 원형기어에 걸린 상태를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴의 힘전달을 표시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부가 원형기어에 걸린 상태를 도시한 정면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부가 원형기어에서 이격된 상태를 도시한 정면도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)를 구비하는 헬스 자전거(1)를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거(1)에서 프리휠 조절형 바퀴(10)가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거(1)는, 프레임부(200)와 페달부(230)와 풀리(20)와 프리휠 조절형 바퀴(10)를 포함할 수 있다.
프레임부(200)는 안장부(210)와 핸들부(220)를 지지하며, 페달부(230)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 일 실시예에 따른 프레임부(200)는, 프리휠 조절형 바퀴(10)를 지지하는 제1프레임(201)과, 안장부(210)를 지지하는 제프레임을 포함할 수 있다.
페달부(230)는 프레임부(200)에 회전 가능하게 설치되며, 사용자에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다. 풀리(20)는 체인이나 벨트를 통해 페달부(230)의 동력을 전달받아 회전하며 프리휠 조절형 바퀴(10)에 연결된다. 또한 운동과 관련된 정보를 출력하는 모니터부(240)도 프레임부(200)에 지지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)의 분해 사시도이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)는, 풀리(20)와 회전기어부(30)와 케이스부(40)와 제1동력전달부(100)와 제2동력전달부(110) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
프리휠 조절형 바퀴(10)는, 제2동력전달부(110)가 회전기어부(30)에 맞물리거나 맞물리는 동작이 해제되므로 바퀴의 프리휠 동작을 용이하게 제어하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본 발명에 의한 프리휠 조절형 바퀴(10)는, 사용자가 제2동력전달부(110)에 구비된 손잡이부(120)를 회전시켜, 프리휠(Freewheel)과 논프리휠(Non-Freewheel)의 2가지 동력 전달 방법을 용이하게 선택할 수 있다.
예를 들어 페달부(230)가 정방향으로 회전하는 경우, 풀리(20)를 통해 회전기어부(30)로 전달된 회전동력은 제1동력전달부(100)를 통해 케이스부(40)로 전달되어 케이스부(40)를 회전시킨다. 그리고, 페달부(230)가 역방향으로 회전하는 경우, 풀리(20)를 통해 회전기어부(30)로 전달된 회전동력은, 회전기어부(30)에 접하는 제2동력전달부(110)의 걸림기어부(130)를 통해 케이스부(40)로 전달되어 케이스부(40)를 회전시킨다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀리(20)와 회전기어부(30)를 도시한 사시도이다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 풀리(20)의 외측에는 벨트부재, 체인, 끈 중 적어도 어느 하나가 설치되기 위한 홈부가 구비될 수 있다. 따라서 풀리(20)는 벨트부재, 체인, 끈 중 적어도 어느 하나를 통해 페달부(230)의 동력을 전달받아 회전을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풀리(20)는 원통 형상으로 이루어지며, 풀리(20)의 외측에는 벨트부재가 설치되고, 풀리(20)의 내측에는 회전기어부(30)가 연결된다. 풀리(20)의 내측에는 중공이 구비되며, 회전기어부(30)와 마주하는 풀리(20)의 내측에는 평면 형상의 내측평면부(22)가 구비된다.
회전기어부(30)의 외측에는 풀리(20)가 고정되며, 회전기어부(30)와 함께 풀리(20)가 회전을 한다. 또한 회전기어부(30)의 외측 둘레를 따라 원형기어(37)가 구비될 수 있다. 회전기어부(30)는 풀리(20)와 함께 회전을 하며, 외측에는 제2동력전달부(110)에 맞물리는 원형기어(37)가 구비되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기어부(30)는 회전축부재(31)와 원형기어(37)를 포함한다.
회전축부재(31)는 원형기어(37)의 중심부에서 양측으로 연장되는 봉 형상이며, 회전축부재(31)의 일측(도 5기준 우측)에는 풀리(20)가 착탈 가능하게 설치된다. 또한 풀리(20)의 내측평면부(22)에 대응하는 외측평면부(33)가 회전축부재(31)의 외측에 구비된다. 외측평면부(33)는 회전축부재(31)의 외측에 평면을 형성하므로, 내측평면부(22)와 외측평면부(33)가 마주하며 설치되도록 풀리(20)를 회전축부재(31)의 외측에 결합한다. 따라서 회전축부재(31)의 외측에 구비된 평면 형상의 외측평면부(33)는, 회전축부재(31)의 외측에 위치하는 풀리(20)의 내측평면부(22)에 접하는 상태로 설치되며, 풀리(20)가 회전할 때 회전축부재(31)도 같이 회전을 한다.
회전축부재(31)의 내측에는 관통홀부가 설치된다. 관통홀부는 회전축부재(31)의 내측을 관통하며 회전축부재(31)의 길이방향으로 연장된다. 따라서 후술할 샤프트(180)가 관통홀부를 통해 회전축부재(31)의 내측에 위치한다. 또한 샤프트(180)의 양측은 회전축부재(31)의 양측으로 돌출되며, 프레임부(200)에 고정된다.
원형기어(37)는 회전축부재(31)의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며, 회전축부재(31)와 함께 회전하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원형기어(37)는 원판 형상의 기어이며, 외측 둘레를 따라 원주 방향으로 기어가 형성된다. 원형기어(37)는 회전축부재(31)의 외측에 고정되며, 원형기어(37)와 회전축부재(31)는 같이 회전을 한다.
또한 회전축부재(31)의 외측에는 제1동력전달부(100)와 연결되기 위한 홈 형상의 외측키홈(34)이 구비된다. 외측키홈(34)에는 후술할 제1동력전달부(100)의 제1키부재(103)가 삽입되어 제1동력전달몸체(101)로 회전동력을 전달한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 케이스부(40)는 회전기어부(30)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 또한 케이스부(40)는 제1동력전달부(100)와 제2동력전달부(110)를 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스부(40)는, 외측케이스부(50)와 내측케이스부(60)를 포함할 수 있다. 또한 케이스부(40)는 커버부(90)를 더 포함할 수도 있다.
외측케이스부(50)는 제2동력전달부(110)가 착탈 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 외측케이스부(50)는 외측케이스몸체(51)와 장착부(52)를 포함할 수 있다.
외측케이스몸체(51)는 원판 형상으로 설치되며, 중심부에는 회전기어부(30)의 회전축부재(31)가 위치하는 중심구멍이 구비된다. 또한 중심구멍과 이격된 위치에 동력전달케이스(170)가 설치되기 위한 장착부(52)가 위치한다.
장착부(52)는 동력전달케이스(170)가 설치되기 위한 구멍을 외측케이스몸체(51)에 형성한다. 따라서 모듈로 제작된 제2동력전달부(110)는 장착부(52)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
외측케이스부(50)의 외측에는 풀리(20)가 위치하며, 외측케이스부(50)의 내측에는 제1동력전달부(100)가 위치한다. 외측케이스몸체(51)는 원판 형상으로 설치된 본체에서 커버부(90)를 향한 방향으로 연장된 원형 파이프 형상의 연장부를 포함할 수 있다.
내측케이스부(60)는 외측케이스부(50)의 내측에 고정된다. 또한 내측케이스부(60)는 제1동력전달부(100)에 연결되므로, 회전기어부(30)가 정방향으로 회전할 때 제1동력전달부(100)를 통해 내측케이스부(60)로 동력 전달이 이루어질 수 있다. 또한 내측케이스부(60)는 제2동력전달부(110)의 걸림기어부(130)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내측케이스부(60)는, 내측케이스몸체(70)와 간격유지돌기(71)와 제1가이드부(72)와 회전지지부(80)를 포함할 수 있다.
내측케이스몸체(70)는 외측케이스부(50)의 내측에 고정되며, 중심부에 회전기어부(30)가 위치하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내측케이스몸체(70)는 원형기어(37)와 걸림기어부(130)를 사이에 두고 외측케이스부(50)에 고정된다. 내측케이스몸체(70)는 중공이 구비된 원판 형상이며, 걸림기어부(130)가 회전 가능하게 설치된다.
간격유지돌기(71)는 내측케이스몸체(70)에서 케이스부(40)에 구비된 외측케이스부(50)를 향한 방향으로 돌출되며, 내측케이스몸체(70)와 케이스부(40)에 구비된 외측케이스부(50)의 사이에 간격을 유지시키는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 간격유지돌기(71)는 내측케이스몸체(70)에서 외측케이스부(50)를 향한 방향으로 돌출된 돌기이며, 외측케이스부(50)에서 돌출된 별도의 돌기가 간격유지돌기(71)의 내측에 안착된 상태에서 나사부재에 의해 고정될 수 있다.
제1가이드부(72)는 제2동력전달부(110)와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 제2동력전달부(110)의 회전을 안내하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1가이드부(72)는, 제1가이드홈부(73)와 제2가이드홈부(74)와 연결홀(77)을 포함할 수 있다.
제1가이드홈부(73)는 제2동력전달부(110)에 구비된 걸림기어부(130)의 회전을 안내하며, 걸림기어부(130)와 마주하는 내측케이스부(60)의 측면에 부채꼴 형상의 홈부를 형성한다. 따라서 걸림기어부(130)가 제1가이드홈부(73)를 따라 회전되는 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.
그리고 제2가이드홈부(74)는 제1가이드홈부(73)의 내측에 위치하며, 걸림기어부(130)의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성한다. 제2가이드홈부(74)의 홈 깊이는 제1가이드홈부(73)의 홈 깊이보다 더 깊게 형성된다. 따라서 걸림기어몸체(140)에서 돌출된 이동돌기(161)가 제2가이드홈부(74)를 따라 이동되므로, 걸림기어부(130)의 동작신뢰성을 향상시킬 수 있다.
연결홀(77)은 제1가이드홈부(73)에 위치하며, 내측케이스몸체(70)를 관통하는 형상의 구멍이다. 걸림기어부(130)는 연결홀(77)을 중심으로 회전되며, 제2가이드홈부(74)를 형성하는 원호의 중심도 연결홀(77)이 된다.
회전지지부(80)는 내측케이스몸체(70)에서 돌출되어 제1동력전달부(100)를 감싸는 형상으로 설치되고, 회전기어부(30)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전지지부(80)의 내측에는 축회전 전달을 위한 내측키홈(81)이 형성된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달부(100)를 도시한 분해 사시도이다.
도 4와 도 10에 도시된 바와 같이, 제1동력전달부(100)는 회전기어부(30)와 케이스부(40)의 내측케이스부(60)에 연결되며, 회전기어부(30)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 제1동력전달부(100)는, 회전기어부(30)가 정방향으로 회전하는 경우에만, 회전기어부(30)로 전달된 동력을 상기 케이스부(40)로 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달부(100)는, 제1동력전달몸체(101)와 제1키홈(102)과 제1키부재(103)와 제2키홈(104)과 제2키부재(105)를 포함할 수 있다.
제1동력전달몸체(101)는 링 형상으로 이루어지며, 정방향 회전만 케이스부(40)로 전달하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달몸체(101)는 원웨이 클러치 베어링으로 이루어질 수 있다.
제1키부재(103)는 제1동력전달몸체(101)의 내측과 상기 회전기어부(30)의 외측을 연결할 수 있다. 회전기어부(30)와 마주하는 제1동력전달몸체(101)의 내측에는 제1키홈(102)이 형성된다. 또한 제1키부재(103)는 회전축부재(31)에 위치한 외측키홈(34)과 제1동력전달몸체(101)에 형성된 제1키홈(102)이 서로 마주한 상태에서, 제1키부재(103)가 외측키홈(34)과 제1키홈(102)에 삽입된다. 따라서 회전축부재(31)와 제1동력전달몸체(101)가 제1키부재(103)에 의해 연결된다.
제2키부재(105)는 제1동력전달몸체(101)의 외측과 케이스부(40)를 연결하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2키부재(105)는 직육면체 형상이며, 제1동력전달몸체(101)의 외측에 형성된 제2키홈(104)과 내측케이스부(60)에 형성된 내측키홈(81)에 삽입된다. 따라서 내측케이스부(60)와 제1동력전달몸체(101)가 제2키부재(105)에 의해 연결된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2동력전달부(110)를 분해 도시한 사시도이다.
도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 제2동력전달부(110)는 케이스부(40)에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 원형기어(37)에 걸리는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 제2동력전달부(110)는 상기 회전기어부(30)가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부(30)로 전달된 동력을 상기 케이스부(40)로 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2동력전달부(110)는, 손잡이부(120)와 걸림기어부(130)와 동력전달케이스(170)를 포함할 수 있다.
손잡이부(120)는 동력전달케이스(170)에 회전 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손잡이부(120)는, 손잡이몸체(121)와 손잡이돌기(122)와 연결기둥(123)과 평면걸림부(124) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
손잡이몸체(121)는 원판 형상으로 이루어지며, 손잡이몸체(121)의 전면으로 손잡이돌기(122)가 돌출된다. 따라서 사용자는 손잡이돌기(122)를 잡고 돌리므로 손잡이부(120)의 회전이 용이하게 이루어질 수 있다.
연결기둥(123)은 손잡이몸체(121)의 후방으로 연장되는 기둥 형상이다. 평면걸림부(124)는 연결기둥(123)의 양 측면에 평면을 형성한다.
걸림기어부(130)는 동력전달케이스(170)를 사이에 두고 손잡이부(120)에 연결되며, 손잡이부(120)와 함께 회전하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 또한 걸림기어부(130)는 케이스부(40)에 회전 가능하게 설치되고, 손잡이부(120)와 함께 회전되어 원형기어(37)에 걸리므로 프리휠 기능을 비활성화 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)는, 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)와 탄성걸림부(160)를 포함할 수 있다.
걸림기어몸체(140)는 손잡이부(120)에 연결되어 손잡이부(120)와 함께 회전되며, 원형기어(37)에 맞물리는 동작에 의해 프리휠 기능을 비활성화하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어몸체(140)는 제1몸체(141)와 제2몸체(145)를 포함할 수 있다.
제1몸체(141)는 손잡이부(120)가 삽입되어 걸리는 연결홈부(142)를 구비하며, 케이스부(40)에 회전 가능하게 설치된다. 제1몸체(141)는 막대 형상이며, 직사각형 단면 형상의 연결홈부(142)가 구비된다. 따라서 연결기둥(123)이 연결홈부(142)에 삽입되므로, 연결기둥(123)과 걸림기어몸체(140)의 회전이 동기화될 수 있다.
제2몸체(145)는 제1몸체(141)에서 연장되며, 제1몸체(141)와 함께 회전되어 원형기어(37)의 기어에 맞물리고, 탄성걸림부(160)를 사이에 두고 결합몸체(150)와 체결되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
제2몸체(145)의 폭길이는 제1몸체(141)의 폭길이보다 짧다. 그리고 결합몸체(150)와 마주하는 제2몸체(145)의 내측에는 이동돌기(161)가 이동되기 위한 제1내측홈부(146)가 형성된다.
결합몸체(150)는 제2몸체(145)의 측면에 착탈 가능하게 설치되며, 결합몸체(150)의 측면에는 제1내측홈부(146)와 연통되는 제2내측홈부(152)가 형성된다. 결합몸체(150)가 제2몸체(145)에 결합되면, 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)는 연통된다. 따라서 이동돌기(161)와 탄성부재(164)는 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)에 의해 형성된 내측공간에 설치된다.
탄성걸림부(160)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 동력전달케이스(170)에 걸리는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성걸림부(160)는 이동돌기(161)와 탄성부재(164)를 포함한다.
이동돌기(161)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 경계에 위치하며, 걸림기어부(130)의 외측으로 돌출되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기(161)는, 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)에 의해 형성된 내측공간에 설치되는 내측지지몸체(162)와, 내측지지몸체(162)의 양측으로 돌출되는 봉 형상의 걸림바(163)를 포함한다.
내측지지몸체(162)는 이동돌기(161) 보다 큰 외경을 가지며, 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)에 의해 형성된 내측공간의 내측에 걸리는 형상으로 설치된다.
이동돌기(161)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)가 결합된 상태에서, 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 외측으로 돌출된다. 이동돌기(161)의 일측과 타측이 전부 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 외측으로 돌출되어 제1가이드부(72)와 제2가이드부(173)에 의해 이동이 안내된다.
탄성부재(164)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 경계에 위치하며, 걸림기어부(130)의 외측을 향한 방향으로 이동돌기(161)를 가압하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(164)로 스프링이 사용되며, 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)에 의해 형성된 내측공간에 설치된다. 탄성부재(164)는 내측지지몸체(162)를 가압하여 동력전달케이스(170)를 향한 방향으로 걸림바(163)를 가압한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달케이스(170)의 후면을 도시한 사시도이다.
도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 동력전달케이스(170)는 케이스부(40)에 착탈 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달케이스(170)는, 안착홈부(171)와 내측홀(172)과 제2가이드부(173)와 스토퍼(176) 중 적어도 어느 하나를 구비할 수 있다.
동력전달케이스(170)는 외측케이스부(50)의 장착부(52)에 착탈 가능하게 설치되는 판 형상이며, 손잡이부(120)와 마주하는 외측에는 안착홈부(171)가 구비된다. 안착홈부(171)는 손잡이몸체(121)의 회전 동작이 용이하게 이루어지도록 동력전달케이스(170)의 외측에 원판 형상의 오목한 홈부를 제공한다. 이러한 안착홈부(171)의 중심에는 손잡이부(120)의 연결기둥(123)이 통과되기 위한 구멍인 내측홀(172)이 형성된다.
그리고 동력전달케이스(170)의 후면에는 제2가이드부(173)가 설치된다. 제2가이드부(173)는 제2동력전달부(110)와 마주하는 동력전달케이스(170)의 측면에 홈을 형성하며, 제2동력전달부(110)의 회전을 안내하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2가이드부(173)는 내측안내홈(174)과 고정홈(175)을 포함한다.
내측안내홈(174)은 걸림기어부(130)에 구비된 이동돌기(161)의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성한다. 내측안내홈(174)은 이동돌기(161)와 마주하는 동력전달케이스(170)의 측면에 곡선 형상의 홈을 형성한다.
그리고 고정홈(175)은 내측안내홈(174)의 양측에 위치하며, 걸림기어부(130)가 정지되는 위치에 홈을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고정홈(175)은 내측안내홈(174)보다 더 깊은 홈을 형성하며, 내측안내홈(174)의 양측에 각각 위치한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기(161)가 내측안착홈에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이동돌기(161)가 세워진 상태로 설치되는 경우, 이동돌기(161)의 상측에는 내측케이스부(60)가 위치하며, 이동돌기(161)의 하측에는 동력전달케이스(170)가 위치할 수 있다. 이동돌기(161)는 탄성부재(164)에 의해 동력전달케이스(170)를 향한 하측으로 가압되는 상태이다.
이동돌기(161)의 상측은 내측케이스부(60)에 구비된 제1가이드부(72)를 따라 이동된다. 이동돌기(161)는 제2가이드홈부(74)를 따라 이동되므로 이동돌기(161)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
그리고 이동돌기(161)의 하측은 동력전달케이스(170)에 구비된 제2가이드부(173)를 따라 이동된다. 이동돌기(161)의 하측은 내측안내홈(174)을 따라 이동되므로 이동돌기(161)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기(161)가 고정홈(175)에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
이동돌기(161)의 하측은 내측안내홈(174)을 따라 이동되다 내측홈보다 깊이가 더 깊은 고정홈(175)에 삽입되어 이동이 구속된다. 따라서 설정된 외력 이상의 힘이 제2동력전달부(110)로 전달되기 전에는 이동돌기(161)가 고정홈(175)에서 이탈됨이 방지된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기어고정부(177)는 내측케이스부(60)의 연결홀(77)을 통해 걸림기어부(130)에 삽입된 연결기둥(123)의 단부에 체결된다. 따라서 손잡이부(120)와 걸림기어부(130)는 기어고정부(177)를 중심으로 회전이 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기어고정부(177)는 체결부재(178)와 와셔(179)를 포함할 수 있다. 링 형상의 와셔(179)가 내측케이스몸체(70)의 후측에 위치하는 상태에서, 체결부재(178)가 와셔(179)를 통해 연결홀(77)의 내측에 위치하는 연결기둥(123)의 단부에 체결된다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스부(40)와 회전기어부(30)를 관통하는 형상으로 샤프트(180)가 설치된다. 따라서 케이스부(40)와 회전기어부(30)는 샤프트(180)를 중심으로 회전이 이루어질 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)의 단면도이다.
도 4와 도 13에 도시된 바와 같이, 회전기어부(30)의 회전시 발생되는 마찰을 저감하기 위해 베어링부(190)가 설치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링부(190)는, 제1베어링(191)과 제2베어링(192)과 제3베어링(193)과 제4베어링(194)을 포함할 수 있다.
제1베어링(191)은 회전축부재(31)와 샤프트(180)의 사이에 설치되며, 샤프트(180)를 회전 가능하게 지지한다. 제2베어링(192)은 외측케이스부(50)와 회전축부재(31)의 사이에 설치되며, 회전축부재(31)를 회전 가능하게 지지한다. 제3베어링(193)과 제4베어린은 내측케이스부(60)와 커버부(90)의 사이에 위치하는 회전축부재(31)의 외측을 회전 가능하게 지지한다.
한편 내측케이스부(60)와 커버부(90)의 사이에는 케이스부(40)의 회전에 소요되는 힘을 조절하기 위한 회전조절부(195)가 설치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전조절부(195)는 모터를 이용하며, 전자석의 자력 변화에 따라 프리휠 조절형 바퀴(10)를 회전시키는 힘의 강도를 조절할 수 있다. 이러한 회전조절부(195)가 헬스 자전거(1)의 바퀴에 설치되어 프리휠 조절형 바퀴(10)를 돌리는 힘을 조절하는 기술은 공지된 기술이므로, 이에 따른 상세한 설명은 생략한다.
그리고 내측케이스부(60)와 커버부(90)의 사이에는 제3베어링(193)과 제4베어링(194)을 지지하는 베어링브라켓(197)이 추가로 설치될 수 있다. 이러한 베어링브라켓(197)과 커버부(90) 사이에 회전조절부(195)가 설치될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기어부(30)의 측면에 제2동력전달부(110)가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1과 도 11에 도시된 바와 같이, 페달을 돌리는 힘은 벨트부재 등을 통해 풀리(20)로 전달된다. 풀리(20)는 회전기어부(30)와 함께 회전을 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)가 원형기어(37)에 걸린 상태를 도시한 사시도이며, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)가 원형기어(37)에 걸린 상태를 도시한 정면도이다.
도 12와 도 15에 도시된 바와 같이, 논 프리휠 모드로 사용하도록 사용자가 손잡이부(120)를 잡고 돌리면, 손잡이부(120)와 함께 걸림기어부(130)가 회전되어 회전기어부(30)의 원형기어(37)에 걸린다. 따라서 풀리(20)가 역방향(도 15기준 반시계 방향)으로 회전할 때, 원형기어(37)에 걸린 걸림기어부(130)로 동력이 전달된다.
걸림기어부(130)는 내측케이스부(60)에 회전 가능하게 고정되므로, 걸림기어부(130)로 전달된 회전동력에 의해 걸림기어부(130)와 함께 내측케이스부(60)가 역방향으로 회전한다. 그리고 내측케이스부(60)는 외측케이스부(50)에 연결되므로, 내측케이스부(60)와 함께 외측케이스부(50)도 역방향으로 회전한다.
따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 헬스 자전거(1)의 프레임부(200)에 설치된 프리휠 조절형 바퀴(10)가 역방향으로 회전한다.
도 12와 도 15에 도시된 바와 같이, 풀리(20)가 정방향으로 회전되는 경우, 풀리(20)와 함께 회전기어부(30)가 정방향으로 회전한다. 회전기어부(30)와 내측케이스부(60)는 제1동력전달부(100)를 통해 연결된다. 그리고 정방향의 힘만 전달하는 원 웨이 클러치 베어링인 제1동력전달몸체(101)에 의해 내측케이스부(60)도 정방향으로 회전을 한다.
논 프리휠 모드에서는, 풀리(20)가 정방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 정방향으로 회전하며, 풀리(20)가 역방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 역방향으로 회전한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)의 힘전달을 표시한 단면도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)가 원형기어(37)에서 이격된 상태를 도시한 정면도이다.
도 14와 도 16에 도시된 바와 같이, 프리휠 모드로 사용하도록 사용자가 손잡이부(120)를 잡고 돌리면, 손잡이부(120)와 함께 걸림기어부(130)가 회전되어 회전기어부(30)의 원형기어(37)와 이격된다. 따라서 풀리(20)가 역방향(도 16기준 반시계 방향)으로 회전할 때, 원형기어(37)에서 걸림기어부(130)로 동력 전달이 차단되므로 내측케이스부(60)는 회전하지 않는다.
그리고 도 4와 도 10에 도시된 바와 같이, 풀리(20)가 정방향으로 회전되는 경우, 풀리(20)와 함께 회전기어부(30)가 정방향으로 회전한다. 회전기어부(30)와 내측케이스부(60)는 제1동력전달부(100)를 통해 연결된다. 그리고 정방향의 힘만 전달하는 원 웨이 클러치 베어링인 제1동력전달몸체(101)에 의해 내측케이스부(60)도 정방향으로 회전을 한다.
프리휠 모드에서는 풀리(20)가 정방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 정방향으로 회전하며, 풀리(20)가 역방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 회전하지 않는다.
이와 같은 본원발명은 프리휠 모드에서는 원 웨이 클러치 베어링인 제1동력전달부(100)만 동작되므로 무소음 작동을 구현할 수 있다. 그리고 논 프리휠 모드에서는 제2동력전달부(110)가 회전 락킹 구조로 동작되어 회전기어부(30)에서 제2동력전달부(110)를 통해 케이스부(40)로 동력 전달이 신속하게 이루어질 수 있다.
또한 손잡이부(120)를 손으로 잡아 돌리는 모드 변환구조를 제공하므로, 직관적이면서도 손쉽게 작동 모드를 변화 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 제2동력전달부(110)의 동작에 의해 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있으므로, 운동기구의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다. 또한 프리휠 기능 여부에 따라 운동기구를 별도로 구입하지 않아도 되므로 운동기구의 구입비용을 절감할 수 있다. 또한 별도의 구동모터를 사용하지 않고 사용자의 조작에 의해 제2동력전달부(110)가 동작되므로 전기료를 절감할 수 있다. 또한 제2동력전달부(110)가 모듈로 이루어지며, 케이스부(40)에 착탈 가능하게 설치되므로, 제2동력전달부(110)의 교체 및 수리 작업에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 또한 탄성걸림부(160)가 동력전달케이스(170)의 고정홈(175)에 삽입되어 정지된 상태를 유지할 수 있으므로, 제2동력전달부(110)의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
1: 헬스 자전거
10: 프리휠 조절형 바퀴
20: 풀리 22: 내측평면부
30: 회전기어부
31: 회전축부재 32: 내측홀부 33: 외측평면부 34: 외측키홈
37: 원형기어
40: 케이스부
50: 외측케이스부 51: 외측케이스몸체 52: 장착부
60: 내측케이스부
70: 내측케이스몸체 71: 간격유지돌기
72: 제1가이드부 73: 제1가이드홈부 74: 제2가이드홈부 77: 연결홀
80: 회전지지부 81: 내측키홈
90: 커버부
100: 제1동력전달부 101: 제1동력전달몸체 102: 제1키홈 103: 제1키부재 104: 제2키홈 105: 제2키부재
110: 제2동력전달부
120: 손잡이부 121: 손잡이몸체 122: 손잡이돌기 123: 연결기둥 124: 평면걸림부
130: 걸림기어부
140: 걸림기어몸체 141: 제1몸체 142: 연결홈부 145: 제2몸체 146: 제1내측홈부
150: 결합몸체 152: 제2내측홈부
160: 탄성걸림부 161: 이동돌기 162: 내측지지몸체 163: 걸림바 164: 탄성부재
170: 동력전달케이스 171: 안착홈부 172: 내측홀 173: 제2가이드부 174: 내측안내홈 175: 고정홈 176: 스토퍼
177: 기어고정부 178: 체결부재 179: 와셔
180: 샤프트
190: 베어링부 191: 제1베어링 192: 제2베어링 193: 제3베어링 194: 제4베어링
195: 회전조절부
197: 베어링브라켓
200: 프레임부 201: 제1프레임 202: 제2프레임
210: 안장부
220: 핸들부
230: 페달부
240: 모니터부

Claims (20)

  1. 페달부의 동력을 전달받아 회전하는 풀리;
    외측에 고정된 상기 풀리와 함께 회전을 하며, 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비되는 회전기어부;
    상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부;
    상기 회전기어부와 상기 케이스부에 연결되며, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하고, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제1동력전달부; 및
    상기 케이스부에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 상기 원형기어에 걸리고, 상기 회전기어부가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제2동력전달부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전기어부는, 상기 원형기어의 중심부에서 양측으로 연장되며, 상기 풀리가 착탈 가능하게 설치되고, 상기 풀리와 함께 회전하는 회전축부재;를 포함하며,
    상기 원형기어는 상기 회전축부재의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며 상기 회전축부재와 함께 회전하는 프리휠 조절형 바퀴.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이스부는, 상기 제2동력전달부가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 풀리가 외측에 위치하고, 상기 제1동력전달부가 내측에 위치하는 외측케이스부; 및
    상기 외측케이스부의 내측에 고정되며, 상기 제1동력전달부에 연결되고, 상기 제2동력전달부를 회전 가능하게 지지하는 내측케이스부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내측케이스부는, 상기 외측케이스부의 내측에 고정되며 중심부에 상기 회전기어부가 위치하는 내측케이스몸체; 및
    상기 내측케이스몸체에서 돌출되어 상기 제1동력전달부를 감싸는 형상으로 설치되고, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내측케이스부는, 상기 내측케이스몸체에서 상기 케이스부를 향한 방향으로 돌출되며, 상기 내측케이스몸체와 상기 케이스부의 사이에 간격을 유지시키는 간격유지돌기;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 내측케이스부는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제1가이드부;를 더 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1가이드부는, 상기 제2동력전달부에 구비된 걸림기어부의 회전을 안내하며, 상기 걸림기어부와 마주하는 상기 내측케이스부의 측면에 부채꼴 형상의 홈부를 형성하는 제1가이드홈부; 및
    상기 제1가이드홈부의 내측에 위치하며, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 제2가이드홈부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1동력전달부는 링 형상의 제1동력전달몸체를 포함하며,
    상기 제1동력전달몸체는 원웨이 클러치 베어링으로 이루어지는 프리휠 조절형 바퀴.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1동력전달부는, 상기 제1동력전달몸체의 내측과 상기 회전기어부의 외측을 연결하는 제1키부재; 및
    상기 제1동력전달몸체의 외측과 상기 케이스부를 연결하는 제2키부재;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2동력전달부는, 상기 케이스부에 착탈 가능하게 설치되는 동력전달케이스;
    상기 동력전달케이스에 회전 가능하게 설치되는 손잡이부;
    상기 동력전달케이스를 사이에 두고 상기 손잡이부에 연결되며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 손잡이부와 함께 회전되어 상기 원형기어에 걸리는 걸림기어부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 걸림기어부는, 상기 손잡이부에 연결되며 상기 손잡이부와 함께 회전되고, 상기 원형기어에 맞물리는 걸림기어몸체;
    상기 걸림기어몸체에 결합되는 결합몸체; 및
    상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 상기 동력전달케이스에 걸리는 탄성걸림부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 걸림기어몸체는, 상기 손잡이부가 삽입되어 걸리는 연결홈부를 구비하며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되는 제1몸체; 및
    상기 제1몸체에서 연장되며, 상기 제1몸체와 함께 회전되어 상기 원형기어의 기어에 맞물리고, 상기 탄성걸림부를 사이에 두고 상기 결합몸체와 체결되는 제2몸체;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 탄성걸림부는, 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측으로 돌출되는 이동돌기; 및
    상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측을 향한 방향으로 상기 이동돌기를 가압하는 탄성부재;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 동력전달케이스는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제2가이드부;를 더 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2가이드부는, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 내측안내홈; 및
    상기 내측안내홈의 양측에 위치하며, 상기 걸림기어부가 정지되는 위치에 홈을 형성하는 고정홈;을 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  16. 안장부와 핸들부를 지지하는 프레임부;
    상기 프레임부에 회전 가능하게 설치되는 페달부;
    상기 페달부의 동력을 전달받아 회전하는 풀리;
    외측에 고정된 상기 풀리와 함께 회전을 하며, 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비되는 회전기어부;
    상기 회전기어부를 관통하여 상기 프레임부에 연결되는 샤프트;
    상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부;
    상기 회전기어부와 상기 케이스부에 연결되며, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하고, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제1동력전달부; 및
    상기 케이스부에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 상기 원형기어에 걸리고, 상기 회전기어부가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제2동력전달부;를 포함하는 헬스 자전거.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 케이스부는, 상기 제2동력전달부가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 풀리가 외측에 위치하고, 상기 제1동력전달부가 내측에 위치하는 외측케이스부; 및
    상기 외측케이스부의 내측에 고정되며, 상기 제1동력전달부에 연결되고, 상기 제2동력전달부를 회전 가능하게 지지하는 내측케이스부;를 포함하는 헬스 자전거.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 회전기어부는, 상기 원형기어의 중심부에서 양측으로 연장되며, 상기 풀리가 착탈 가능하게 설치되고, 상기 풀리와 함께 회전하는 회전축부재;를 포함하며,
    상기 원형기어는 상기 회전축부재의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며 상기 회전축부재와 함께 회전하는 헬스 자전거.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제2동력전달부는, 상기 케이스부에 착탈 가능하게 설치되는 동력전달케이스;
    상기 동력전달케이스에 회전 가능하게 설치되는 손잡이부;
    상기 동력전달케이스를 사이에 두고 상기 손잡이부에 연결되며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 손잡이부와 함께 회전되어 상기 원형기어에 걸리는 걸림기어부;를 포함하는 헬스 자전거.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 걸림기어부는, 상기 손잡이부에 연결되며 상기 손잡이부와 함께 회전되고, 상기 원형기어에 맞물리는 걸림기어몸체;
    상기 걸림기어몸체에 결합되는 결합몸체; 및
    상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 상기 동력전달케이스에 걸리는 탄성걸림부;를 포함하는 헬스 자전거.
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