KR860002136B1 - 펀심허브를 이용한 승강 구동 주행식 자전거 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

펀심허브를 이용한 승강 구동 주행식 자전거

제1도는 본 발명 자전거의 일 실시예로서, 펀심허브 조립체가 후륜에 장치된 상태를 나타내는 측면도.

제2도는 본 발명 자전가가 정상 주행할 경우, 내외 허브간의 체결상태 및 구성을 나타내 보인 종단면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 본 발명의 일실시예에 따른 허브조립체의 구성을 보인 요부 분해사시도.

제5도는 본 발명에 의한 허브조립체의괘륜이 외측허브의 키이홈으로부터 이탈되어 자유회전 요홈내에 위치한 상태에서 외측허브와의 상대위치가 소폭변위된 상태를 보인 부분 확대 종단면도.

제6도는 제5도의 B-B선 단면도.

제7도는 본 발명 자전거가 편심주행시, 내. 외 허브간의 체결상태 및 구성을 나타내 보인 종단면도.

제8도는 제7도의 C-C선 단면도.

제9도는 본 발명에 의한 허브 조립체의 다른 실시예에 따른 폐륜과 키이홈의 접속상태를 나타내 보인 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 전. 후 차륜 4 : 외측허브

4b : 허브드럼 4c : 자유회전요홈

4d, 4e : 키이홈 4f, 4f' : 키이홈

5 : 내측허브 5a : 펀심축관부

5b : 내측허브드럼 5c : 관출공

7 : 심축관 11 : 스프링

12 : 작동축 13 : 괘륜

13a : 돌출부 15 : 작동레버

본 발명은 펀심 허브(hub)를 이용한 승강 구동 주행식 자전거에 관한 것으로 , 특히 일반 2륜 자전거의 전후 차륜 또는 그 일측 차륜의 회전 중심축에 2중의 편심 구조를 가지는 내. 외측 허브를 장치하여, 통상의 주향도중 작동레버에 의한 간단한 조작으로 차륜회전 중심축의 위치를 편심되게 변환조정함으로써, 펀심된 심축에 의하여 지지되는 전, 후 포오크 상단의 핸들 또는 안장이 일정주기를 가지고 상. 하로 반복승강되게하여 운전자로 하여금 승마시와 같은 자세 및 율동을 가지며 주행할 수 있게한 편심허브를 이용한 승강 구동 주행식 자전거에 관한 것이다.

일반적으로 이용되고 있는 자전거는 그 주행방식이 일정 불변하여, 장거리 주행 또는 자전거 하이킹 등의 경우 운전자로 하여금 단조롭고 지리함을 갖게할 뿐만아니라, 그와같이 단조로운 승차자세를 유지한 채로 운전자는 한결같은 동작만을 되풀이하여 주행하게 되므로, 장시간 주행시에는 신체의 일부 즉, 하체의 부위에는 지나친 운동으로 인한 무리한 부담을 주게되는 반면, 팔을 비롯한 상체부위의 운동량은 극히 미홉하여 신체의 전부위에 걸쳐 고른 운동량을 갖게할 수없는 등의 폐단과 결함이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 결함을 감안하여 창안한 것인바, 자전거의 전. 후 차륜 또는 일측 차륜에 2중 연동구조를 가지는 내. 외 허부를 장치하여 체인기어의 구동력을 전달받는 내측허브의 회전력으로 차륜과 연결 고정된 외측허부를 연동회전하게 하되, 일정구경을 가지는 외측 허부드럼을 차륜과 동심축상에 위치하는 원판상 스포우크(spoke) 취착부에 대하여 편심되게 형성하고, 그 외측 허부드럼내에 유설되는 내로 허브드럼의 양측벽에는 외측 허브드럼의 편심량과 같은 펀심크기를 가지는 축관부를 외향 돌설시키어, 이에 유삽되는 심축관에는 내측 허브드럼의 편심측 주벽을 통하여 그 일측부가 외향 관출되는 괘륜을 유설하는 동시에, 외측 허브드럼의 내 주벽에는 상기 괘륜이 공회전되는 자유 회전요홈과 그 괘륜의 좌. 우이동에 따라 선택적으로 괘지되는 키이홈을 소정의 위치에 각기 형성시키어, 이들 키이홈과 괘륜간의 괘지위치가 변환되어 이루어지는 내. 외측 허브드럼간의 체결상태에 따라 차륜의 회전 중심축 즉, 심축관의 위치를 가변조정할 수 있게 함으로써, 통상의 평행주행은 물론 편심주행에 의한 자체의 승강작동이 리므미컬하게 이루어질 수 있게한 것으로, 이를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 허브 조립체를 자전거의 후륜에 장착한 일실시예를 나타내는 측면도이고, 제 2도 및 제 3도는 자전거가 평행주행시의 상태에서 본 발명 허브조립체의 구성을 나타내는 종단면도 및 그 측단면도로서, 이제 도시한 바와같이 차륜(1')의 림(2)과 스포우크(3)로 연결되는 일정크기의 원판상 스포우크 취착부(4a)가 앵측단부에 구비된 외측허브(4)에 일정구경을 가지는 허브드럼(4b)이 편심되게 형성되어 있고 그 허브드럼(4b)의 중공부내에는 상기 외측허브드럼(4b)과 같은 편심도를 가지는 편심 축관부(5a)가 양측으로 돌설치된 내측허브(5)가 삽입설치되어 있으며 내. 외 허브드럼(5b)(4b)의 주벽사이에는 볼베어링(6)이 개재되어 있다.

상기한 내측허브(5)의 편심축관부(5a)내에는 일정구경 및 길이로 된 것 심축관(7)이 또 다른 불베어링(8)으로 자유로이 회전될 수 있게 설치되고, 그 심축관(7)의 양단부가 외향관출되는 편심축관부(5a)의 일측단부에는 체인스프로켓(9)이 축착되어 있어 전방패달측 구동체인기어(10)의 회전력을 전달받는 체인스프로켓(9) 및 이에 장치된 일방향 클러치(9a)의 작용으로 심축관(7)에 유착되는 내측허브(5)가 차륜(1')의 전진방향으로 회전할 수 있게 되어 있다.

또한 상기와 같이 설치되는 심축관(7)의 중공부내에는 적절한 탄성을 가지는 코일스프링(11)과 그 심축관(7)의 절반 길이보다 약간 긴 길이를 가지는 작동축(12)이 심축관(7)의 일측단 개구부를 통하여 각기 삽입되어 있어 그 작동축(12)의 외측단부가 심축관(7)의 개구부측으로 상시 외향 탄력 설치되어 있고, 이와같이 하여 심축관(7)의 외부로 돌출되는 작동축(12)의 외측 선단부에는 핸들(14)에 장착된 핸드레버(14a)의 조작으로 작동하는 ㄱ자형 작동레버(15)가 접촉되어 있어, 양측레버(14a),(15)간에 연결되는 액션와이어(14a')의 당김작용으로 작동레버(15)선단의 압축간(15a)이 외향탄설된 작동축(12)을 내측방향으로 압축할 수 있게되고, 이에따라 작동축(12)가 심축관(7)의 내부에서 좌.우로 이동될 수 있게 되어 있다.

상기 심축관(7)의 주벽 중간부 양측에는 일정크기의 안내장공(7a)이 심축관(7)의 길이방향을 따라 각각 형성되어 있어 그 안내장공(7a)을 통하여 내부에 삽입된 작동축(12)의 내측단부가 노출되게 되며, 그 심축관(7)의 외주벽에는 소정폭과 두께를 가지는 환상괘륜(13)이 삽입된다.

상기 괘륜(13)은 그 주벽 양측부 및 중심부를 통하여 직경방향으로 삽입관통되는 고정핀(13')에 의하여 상기 안내장공(7a)을 통하여 노출되는 작동축(12)의 내측단부에 축착고정된다(제 4 도 참조).

한편, 내측허브드럼(5b)의 일측 주벽 즉, 내측허브드럼(5b)의 편심측 주벽 중간부에는 상기와 같이 축착되는 괘륜(13)의 일측부가 돌출되어 좌. 우로 이동할 수 있는 관출공(5c)이 절결형성되어 있고, 또한 외측허브드럼(4b)의 내주벽 중간부에는 상기 관출공(5c)을 통하여 돌출되는 괘륜(13)의 호형돌출부(13a)가 삽입 안내될 수 있는 일정폭과 깊이의 환상 자유회전요홈(4c)이 형성되어 있어 내측허브(5)의 회전에 따라 함께 회전되는 괘륜(13)이 그 돌출부(13a)에 의하여 규제받지 않고 자유로이 회전할 수 있게 되어 있다.

또한, 이와같이 형성되는 자유회전요홈(4c)의 양측부 외측 즉, 다시말하자면 원판상 스포우크 취착부(4a)에 대하여 편심되게 형성된 외측허브드럼(4d)의 편심측부 및 이와 대향되는 반대측부 내주벽에는 내측허브드럼(5))의 회전에 의하여 상기한 외측허브드럼(4))의 자유회전요홈(4))내에서 회전변위되는 괘륜(12) 및 그 돌출부(12))우 측으로 이동됨에 따라 선택적으로 삽입괘지할 수 있는 원호형 키이홈(4))(4e)이 자유회전요홈(4c)의 일측벽과 연통되게 각기 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호 4g는 자전거의 평행주행시 즉, 상기 제2도 및 제3도에 도시된 바와같이 심축관(7)이 차륜(1')의 중앙에 위치할 경우, 내 외 편심허브드럼(5b)(4b)이 스포우크 취착부(4a)의 일측에 치우쳐 있게되어 차륜(1') 전체의 밸런싱이 맞지 않음에 따라 자전거의 고속주행시에 부하요인을 갖게됨을 방지하기 위하여 양측 스포우크 취착부(4a)에 천공한 밸런싱추 고정공을 보인 것이다.

16은 내측허브드럼(5b)과 심축관(7)간에 설치되는 볼베어링(8) 체결용 너트, 16'는 내. 외측 허브드럼(5b)(4b)간의 볼베어링(6) 체결용 너크이며, 17은 브레이크 드럼, 18 및 18'는 전. 후 차륜(1)(1')의 회전심축(7') 및 심축관(7)에 지지되는 전. 후 포오크, 19 및 19'는 이들 전. 후 포오크(18)(18')간에 지지되는 상.하 체대 프레임을 각기 나타내 보인 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명 자전거는 패달측 체인 스프로켓에서 발생되는 구동력으로 후방차륜(1')의 체인스프로켓(9)을 통상의 방법으로 회전시키게 되면, 그 회전력으로 내측 허브(5)를 회전시키게 되고 내측 허브(5)는 그 축관부(5a)내에 삽입된 심축관(7)을 중심축으로 회전하게 된다.

그러나, 이때에 내측허브드럼(5b)의 관출공(5c)에는 심축관(7)에 유삽된 괘륜(13)의 돌출부(13a)가 외향돌출되어 있으므로, 그 괘륜(13) 및 심축관(7)은 내측허브드럼(5b)의 회전에 의한여 함께 회전하게 되고, 이와같이 회전되는 괘륜(13)의 돌출부(13a)가 외측허브드럼(4b)의 키이홈(4d)(4e)중 일측 키이홈(4d 또는 4e)에 선택적으로 괘지됨으로써 내. 외측 허브드럼(5b)(4b)간의 체결이 이루어지게 되며, 이에따라 내측 허브 드럼(5b)의 회전력이 외측허브(4)에 전달되어 차륜(1)(1')의 전진주행을 기할 수 있게 되는바. 이와같이 작동되는 본 발명 허브조립체에 따른 자전거의 정상주행과 승강주행시의 작용상태를 첨부된 도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기한 제2도 및 제3도는 본 발명 자전거의 차륜(1')에 장치된 내. 외측 허브(5)(4)가 정상주행시의 체결고정상태를 나타내 보인 것으로, 이때에는 내측허브드럼(5b)의 관출공(5c)을 통하여 돌출되는 괘륜(13)이 외측허브드럼(4b)의 양측 키이홈(4d)(4e)중 일측 키이홈(4e) 즉, 외측 허브드럼(4b)의 편심부 반대측 키이홈(4e)에 삽입된 상태를 나타내고 있다.

이때의 내. 외 허브(5)(4)간의 체결상태는 일정한 편심거리(e)를 가지는 외측허브드럼(4b)의 편심량에 대하여 그와 동일한 편심거리(e')를 가지는 내측허브드럼(5b)의 편심축 즉, 그 편심축관부(5a)가 상호 반대방향에 대향되게 위치하고 있으므로, 상기 원판상 스포우크 취착부(4a)를 기준으로 한 편심축관부(5a)의 고정위치에서 볼 때에는 내. 외 허브(5)(4)간의 편심거리(e)(e')가 상호 상쇄된 상태를 갖게 된다. 따라서, 그 편심축관부(5a)에 유착된 심축관(7)이 차륜(1') 및 스포우크 취착부(4a)의 중심부에 위치하게 되므로, 통상의 차륜과 같은 회전중심축을 갖게되어 차륜(1')의 정상적인 평행주행이 진행될 수 있게 되는 것이다.

한편, 이와같은 상태에서 차륜(1')의 회전중심축 즉, 심축관(7)을 편심되게 전환하여 자전거 차체의 승강작동을 기하기 위하여는 자전거가 주행중인 상태에서 핸들(14)에 장착된 핸드레버(14a)를 조작하여 액선와이어(14a')를 당겨주면, 제5도에 도시한 바와같이 작동레버(15) 선단의 압축간(15a)이 심축관(7)에 삽입된 작동축(12)을 내측방향(도면기준 좌측방향)으로 밀어넣게 되고, 이와같은 작동축(12)의 이동에 따라 내측허브드럼(5b)의 관출공(5c)에 삽입된 괘륜(13) 및 그 돌출부(13a)가 그 관출공(5c)에 의하여 안내되어 내측허브드럼(5b)의 길이방향을 따라 좌측으로 이동하게 되므로, 상기 제2도에서와 같이 외측허브드럼(4b)의 일측키이홈(4e)에 괘지된 괘륜의 돌출부(13a)가 그 키이홈(4e)으로부터 벗어나게 됨과 동시에 그 내측에 형성된 자유회전요홈(4c)내에 위치하게 되고, 이탈된 괘륜돌출부(13a)는 자유회전요홈(4c)내에서 공회전하게 됨으로써, 외측허브드럼(4b)에 전달되는 내측허브드럼(5b)의 회전력이 일시차단된 상태에 있게 된다.

그러나, 이때에는 주행되는 자전거의 차륜(1')은 그 관성에 의하여 계속회전되는 상태에 있으므로, 내측허브드럼(5b)에 대한 외측허브드럼(4b)의 상대위치는 제6도에 도시된 바와같은 상태로 변위된다. 따라서 이때에 탑승자는 패달을 밟는 동작을 일시 중단하고, 같은 순간에 일차 조작된 핸드레버(14a)의 긴장을 풀어주어 작동간(12)을 압축한 작동레버(15)를 원위치로 복귀시키게 되면, 작동간(12)에 탄력설치되는 스프링(11)의 탄성으로 밀려들어간 작동간(12)이 압축이전의 상태로 복원되고, 이에 따라 자유회전요홈(4c)내에 위치하던 괘륜(13)의 위치가 외측(우측)방향으로 이동하게 되는바, 이와같은 순간에 외측허브드럼(4b)의 회전이 계속 진행됨에 따라 그 편심축 키이홈(4d)이 내측허브드럼(5b)과 연동되는 괘륜의 돌출부(13a)에 점차 접근하게 되고, 그 돌출부(13a)와 키이홈(4d)의 상대위치가 일치됨과 동시에 괘륜 돌출부(13a)가 키이홈(4d)에 끼워지게 됨으로써, 제7도 및 제8도에 도시한 바와같이 저전거의 편심주행을 위한 내. 외브(5)(4)간의 체결이 이루어지게 되는 것이다. 따라서, 이와같은 내. 외 허브(5)(4)의 의 체결상태가 변환됨에 따라 조정되는 심축관(7)의 편심도, 즉 외측 허브 스포우크 취착부(4a)의 중심점에 대한 심축관(7)의 편심도는 이들 내. 외 허브(5)(4)의 편심거리(e)(e')를 합친거리(e+e')만큼의 편심거리를 갖게되므로, 이와같이 변화된 심축관(7)을 가지는 차륜(1')은 자전거가 전진주행됨에 따라 그 심축관(7)이 차륜(1')의 진행방향에 대하여 일정한 진폭을 가지는 사이클로이드(cycloid)곡선을 그리며 이동하게 되고, 이에따라 그 심축관(7)의 양단부에 축착되는 후륜 포오크(3) 및 최대 프레임(19)(19')을 전방 차륜(1)의 회전심축(7')을 가짐으로하여 상. 하로 반복이동시키게 되므로, 포오크(16) 상단의 안장을 주기적으로 리드미컬하게 승강작동시키게 됨으로써 본 발명 자전거에 탑승한 운전자는 승마시와 같은 자세를 가지며 운전. 주행할 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 실시예에서는 본 발명 2중 편심허브(4)(5)를 자전거의 후방 차륜(1')에 장치한 것에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예로서 상기와 같은 구성 및 작용을 가지는 내. 외 편심허브(5)(4)를 휴륜(1')에 장치하는 대신에 전륜(1)에 장치하여 상기 실시예와는 반대로 후륜(1')의 심축관(7)을 기점으로 한 전방핸들(14) 및 체대프레임(19)(19')의 승강작동이 이루어지게 하거나 또는 전. 후 차륜(1)(1')에 함께 장치하여 전. 후차륜(1)(1')이 동시에 편심되게 함으로써, 탑승자는 하여금 보다 강렬하고 고조된 승마리듬을 만끽할 수 있도록 할 수가 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 내측허브드럼(5b)의 괘륜 돌출부(13a)가 괘지하는 키이홈(4d)(4e)을 상기와 같이 외측허브드럼(4b)에 요설한 자유회전요홈(4c)의 일측벽 양측 즉, 편심측과 그 반대측에 각각 형성시키는 이외에, 제9도에 도시한 바와같이 상기 자유회전요홈(4c)의 타측벽에 상기 키이홈(4d)(4e)의 설치방향에 대하여 직교되는 또다른 키이홈(4f)(4f')을 각각 대향되도록 추가로 설치하고, 상기한 작동레버(15) 조작용 핸드레버(14a)에는 괘륜(13)의 돌출부(13a)가 별도의 키이홈(4f)(4f')에 삽입될 수 있도록 하기 위한 2단 선택작동 및 록킹장치(도면에 도시되지 않음)를 부설하여, 그 핸드레버의 조작에 따라 괘륜(13)의 돌출부(13a)가 이들 키이홈(4f)(4f')에 선택적으로 삽입고정될 수 있게 함으로써, 상기한 편심키이홈(4d)에 의한 편심거리(e+e')에 비하여 절반정도로 작은 편심거리(e")를 가질 수 있게하면 일정주기로 반복승강되는 심축관(7)의 진폭을 임의로 축소할 수 있게되므로, 운전자의 취향에 따라 보다 완만한 승마리듬을 갖도록 조정할 수가 있다.

상술한 바와같은 구성과 작용을 가지는 본 발명에 따른 자전거는 핸드레버의 간단한 조작에 따라 자전거의 주행도중 내.외 허브간의 체결위치를 선택적으로 가변조정할 수 있게 함으로써, 평행주행에 의한 통상의 교통수단으로 이용할 수 있게 됨은 물론, 운전자의 취향에 따라 승마시와 같은 자세 및 율동을 가지며 리드미컬하게 주행할 수 있게하여 레저용품으로서 새로운 흥취를 불러 일으킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 신체의 전부위에 걸쳐 고른 운동량을 가질 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 환상 자유회전요홈(4c) 및 키이홈(4d)(4e)이 내 주면에 형성된 편심허브드럼(4b)을 갖는 외측허브(4)와 그 허부드럼(4b)의 내부에 설치되고 그 양측에 심축관(7)이 끼워지는 편심축관부(5a)를 구비한 내측허브(5)와, 상기 심축관(7)의 내부에 스프링(11)으로 탄력설치되고 핸드레버의 조작에 따라 당겨지는 작동레버(15)에 의하여 내 외로 이동되는 작동간(12)과, 심축관(7)의 안내장공(7a)을 통하여 끼워지는 고정핀으로 작공간(12)의 내측단에 고정되어 심축관(7)의 외주면에 삽입되고 그 일측부가 상기 내측허부드럼(5b)의 중간부에 절결성형한 관출공(5c)을 통하여 외행관출되는 괘륜(13)등으로 이루어지는 편심허브 조립체를 저전거의 후륜에 구비하고, 상기한 핸드 레버의 조작에 따라 내 외로 작동되는 작동간(12)에 의하여 괘륜(13)을 이동시킴과 아울러 내측허부드럼(5b)의 관출공(5c)을 통하여 노출되는 괘륜(13)의 돌출부(13a)가 상기 외측 허브드럼(4b)의 키이홈(4b),(4e)에 선택적으로 삽입될 수 있게 하여, 차륜의 중심점에 대한 심축관(7)의 위치를 일치시키거나 또는 편심되게 위치하도록 변환조정할 수 있게되는 편심허브를 이용한 승강 구동 주행식자전거.
2. 제1항에 있어서, 상기한 편심허브 조립체가 자전거의 전륜에 장치됨을 특징으로 하는 편심허브를 이용한 승강 구동 주행식 자전거.
3. 제1항에 있어서, 상기한 외측허브드럼(4b)의 자유회전요홈(4c)의 일측벽에 또다른 키이홈(4f),(4f')을 상기 키이홈(4d),(4e)의 설치방향에 대하여 직교되는 방향으로 대향되게 형성하며 심축관(7)의 승강진폭을 증감조절할 수 있게 구성함을 특징으로 하는 편심허브를 이용한 승강 구동 주행식 자전거.
4. 제1항에 있어서, 상기한 편심허브 조립체를 자전거의 전 후 차륜에 동시에 장치하여 구성됨을 특징으로 하는 편심허브를 이용한 승강 구동 주행식 자전거.

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