KR950013589B1 - 자전거의 전진구동 주행장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자전거의 전진구동 주행장치

제 1 도는 본 발명 자전거의 전진구동 주행장치를 나타내는 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 요부인 래칫브래킷을 나타내는 사시도.

제 3 도는 제 1 도의 요부인 반전기어휠을 나타내는 사시도.

제 4 도는 제 1 도의 A부분을 나타내는 것으로, 와이어로프가 당겨진 상태를 나타내는 단면도.

제 5 도는 제 1 도의 A부분을 나타내는 것으로, 와이어로프가 복원스프링에 의하여 복원된 상태는 나타내는 단면도.

제 6 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 와이어로프가 당겨진 상태를 나타내는 단면도.

제 7 도는 제 6 도 본 발명의 다른 실시예에서, 와이어로프가 복원스프링에 의하여 복원된 상태를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 몸체틀 11 : 휠차

12 : 고정브래킷 20 : 구동주행부

21 : 페달축 22 : 구동스프로킷

23 : 래칫브래킷 24 : 일방향클러치수단

30 : 반전구동부 31 : 복원스프링

32 : 이송휠 33 : 아이들기어

34 : 반전기어휠 40 : 절환레버부

41 : 반전레버 42 : 와이어로프

본 발명은 탑승자의 의도에 따라 단 한 번의 레버조정을 통하여 역회전시의 전진구동이 되도록 하여, 탑승자의 피로를 덜고 힘의 손실을 방지하며, 다리근육의 균형있는 발달을 일상생활에서 훈련할 수 있도록 하는 자전거의 전진구동 주행장치에 관한 것이다.

일반적으로 페달을 회전시켜 전진구동시키는 자전거의 주행장치는, 페달의 회전에 의하여 구동되는 구동스프로킷과, 이 구동스프로킷에 체결되는 체인에 의하여 페달의 구동력이 후륜에 전달되도록 하는 종동스프로킷으로 이루어졌다.

이러한 자전의 주행장치에서 탑승자가 페달을 앞으로 굴리게 되면, 이 페달이 앞으로 구르는 방향으로 구동스프로킷이 회전(이하, 정회전이라함)되고, 이 구동스프로킷의 회동으로 체인에 연결되는 종동스프로킷이 정회전되며, 이 종동스포로킷의 회동으로 뒷바퀴가 정회전되어 자전거는 앞으로 전진하게 된다.

이와 같은 자전거의 주행장치에서 탑승자가 페달을 뒤로 굴리게 되면, 이 페달이 뒤로 구르는 방향으로 구동스프로킷이 뒤로 회전(이하, 역회전이라 함)되고, 이 구동스프로킷의 회동으로 체인에 연결되는 종동스프로킷이 역회전되나, 이 종동스프로킷에 체결되는 일방향 클러치수단에 의하여 후륜이 공회전되므로 자전거는 추진력을 상실하게 된다.

상기와 같이 구성되는 종래 자전거의 주행장치는, 페달이 정회전될 경우에만 자전거가 앞으로 주행되기 때문에, 탑승자가 비탈진 경사면을 계속 주행하거나 또는 장시간 주행할 경우 다리에 피로가 쉽게 누적되었으며, 이러한 피로를 풀고자 탑승자가 의도적으로 아니면 무의식 중에 페달을 역회전시키면, 이 역회전되는 페달의 구동력은 일방향클러치수단으로 인하여 후륜에 전달되지 않고 차단되므로, 힘의 손실이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 보완하기 위한 것으로, 탑승자의 의도에 따라 페달의 정회전 및 공회전 뿐만 아니라 역회전시에도 앞으로 주행되도록 하여, 탑승자의 피로를 줄임과 동시에 힘의 손실을 방지하며, 또한 다리근육의 균형있는 발달을 도모하고자 하는 자전거의 전진구동 주행장치를 제공하는 데 있다.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명의 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명 자전거의 전진구동 주행장치를 실형하는 구체적인 실시예는 제 1 도 내지 제 3 도에 도시한 바와같이, 휠차(11)가 설치되는 고정브래킷(12)이 체결되는 몸체틀(10)과, 이 몸체틀(10)의 중심부에 회동가능하게 체결되는 페달축(21)의 구동력을 구동스프로킷(22)에 전달하는 구동주행부(20)과, 이 구동주행부(20)에 착탈가능하게 체결되며 페달축(21)의 역회전을 정회전으로 반전시켜 구동스프로킷(22)에 전달되도록 하는 반전구동부(30), 이 반전구동부(30)가 탑승자의 의도에 따라 구동주행부(20)에 착탈되도록 하는 절환레버부(40)로 구성함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 실시예에서 구동주행부(20)는, 몸체틀(10)의 중심부에 회동가능하게 체결되는 페달축(21)과, 이 페달축(21)에 체결되어 구동력을 후륜의 종동스프로킷(도시생략)에 전달하는 구동스프로킷(22)과, 이 구동스프로킷(22)에 체결되며 반원형상의 래칫돌기(23a)가 형성되는 래칫브래킷(23)과, 이 래칫브래킷(23)이 체결되는 구동스프로킷(22)의 중심부에 체결되며 걸림돌기(24a)가 돌출되는 일방향클러치수단(24)으로 이루어진다.

이와 같이 구동주행부(20)에서 래칫브래킷(23)은 제 1 도와 제 2 도에 도시한 바와 같이, 반원형상의 래칫돌기(23a)가 형성되는 부착판(23b)을 구동스프로킷(22)에 체결하여 고정시키고, 이 부착판(23b)에 연장되는 지지판(23c)에는 지지베어링(23d)이 착설되도록 한다.

또한, 본 발명의 실시예에서 반전구동부(30)는 제 1 도와 제 3 도에 도시한 바와 같이, 페달축(21)에 이송가능하게 끼워지며 복원스프링(31)에 탄지되고 치합돌기(32a)가 형성되어 일방향클러치수단(24)의 걸림돌기(24a)에 착탈되는 이송휠(32)과, 이 이송휠(32)의 외주면에 형성되는 외접기어(32b)에 치합되어 회동되며 고정브래킷(12)에 체결되는 이송축(33a)을 따라 이송가능하게 체결되는 아이들기어(33)와, 이 아이들기어(33)에 치합되어 회동되도록 내접기어(34a)가 형성되어 착탈돌기(34b)가 돌출되어 래칫브래킷(23)의 래칫돌기(23a)에 착탈되도록 하는 반전기어휠(34)로 이루어지며, 이러한 반전기어휠(34)은 착탈돌기(34b)가 래칫브래킷(23)의 래칫돌기(23a)에 안정적으로 착탈되도록 래칫브래킷(23)의 지지판(23c)에 착설되는 지지베어링(23d)에 안착되어 회동되도록 한다.

이러한 반전구동부(30)에서 이송휠(32)은, 내주면에 부싱 또는 베어링(3c)을 끼워 페달축(21)과의 마찰이 감소되도록 하여, 정역회전 반전시 상시 이송휠(32)이 원활하게 페달축(21)에서 이송되도록 하며, 또한 상기 아이들기어(33)에도, 내주면에 부싱 또는 베어링(33b)을 끼워 이송축(33a)과의 마찰력이 감소되도록 하여, 정역회전 반전시 상기 아이들기어(33)가 원활하게 이송되도록 한다.

그리고, 본 발명의 실시예에서 탑승자의 의도에 따라 반전구동부(30)를 구동주행부(20)에 착탈시키는 절환레버부(40)는, 고정브래킷(12)에 힌지결합되며 아이들기어(33)를 탄지하여 정역회전 변환시 상기 아이들기어(33)가 이송축(33a)을 따라 이송되도록 하는 반전레버(41)와, 이 반전레버(41)의 자유단에 체결되며 고정브래킷(12)의 휠차(11)를 경유하여 작동레버(도시생략)에 연결되는 와이어로프(42)로 이루어진다.

한편, 이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에서 탑승자가 페달을 정회전시켜 페달축(21)을 구동시키면, 이 페달축(21)의 정회전으로 일방향클러치수단(24)과 구동스프로킷(22)이 서로 치합되어 페달축(21)과 동일하게 정회전되고, 이 구동스프로킷(22)의 정회전 구동력은 체인을 통하여 종동스프로킷(도시생략)에 전달되어 자전거는 앞으로 주행하게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예에서 탑승자가 페달을 역회전시켜 페달축(21)을 구동시키면, 이 페달축(21)의 역회전으로 일방향클러치수단(24)과 구동스프로킷(22)이 서로 해치되어 페달축(21)의 구동력이 구동스프로킷(22)에 직접적으로 전달되지 않게 된다. 이때, 탑승자가 페달축(21)의 역회전 또는 공회전 상태에서 전진구동하고 싶을 때에 작동레버(도시생략)를 작동시켜 와이어로프(42)가 당겨지게 되면 첨부된 도면 제4도에 도시한 바와 같이, 상기 와이어로프(42)에 연결되는 반전레버(41)가 시계방향으로 회동되고, 이 반전레버(41)의 회동으로 아이들기어(33)가 이송축(33a)을 따라 도면의 좌측방향으로 함께 이송되어 이송휠(32)은 일방향클러치수단(24)에 돌기결합되고, 동시에 상기 반전기어휠(34)은 구동스프로킷(22)에 돌기결합된다. 이와 같이 돌기결합된 상태에서 페달을 역회전시켜 페달축(21)에 구동력을 전달하면, 상기 페달축(21)이 역회전되어 일방향클러치수단(24)이 역회전되고, 이 일방향클러치수단(24)의 역회전으로 여기에 돌기결합된 이송휠(32)이 역회전되며, 이 이송휠(32)의 역회전으로 외저비어(32b)에 치합된 아이들기어(33)가 역회전되고, 이 아기들기어(33)의 역회전으로 내접기어(34a)로 치합된 반전기어휠(34)이 반전되어 정회전되며, 이 반전기어(34)의 정회전으로 여기에 돌기결합된 래칫브래킷(23)이 연동되면서 구동스프로킷(22)이 일체로 정회전되고, 이 구동스프로킷(22)의 정회전으로 체인에 연결된 종동스프로킷(도시생략)이 정회전 되어 자전거는 앞으로 주행된다. 그리고 상기와 같은 상태에서 복원스프링(31)은, 이송휠(32)의 좌측방향 이송으로 일방향클러치수단(24)과의 사이에서 압축된 상태가 된다.

이와 같이 페달축의 역회전이 반전되어 구동스프로킷에 전달되는 상태에서, 페달축을 정회전시키면 치합돌기(32a)의 테이퍼면을 따라 자동으로 해체되면서 분리되어 이송휠(32)이 도면의 우측방향으로 이송되며, 이와 동시에 상기 이송휠(32)에 치합되어 있는 아이들기어(33)가 이송축(33a)을 따라서 도면으로 우측방향으로 이송되고, 이 아이들기어(33)에 치합되어 있는 반전기어휠(34)은 구동스프로킷(22)의 회동으로 상기 반전기어휠(34)의 착탈돌기(34b)가 구동스프로킷(22)에 체결되어 있는 래칫브래킷(23)의 래칫돌기(23a)에서 점차적으로 밀려나면서 분리되므로 이와 같은 상황에서는 페달의 구동력이 상기 반전구동부(30)를 통하여는 구동스프로킷(22)에 전달되지 않게 된다.

본 발명의 실시예에서는 탑승자가 의도에 따라 단 한 번의 작동레버를 조작하여 페달의 역회전으로 자전거를 앞으로 전진시키고자 할 경우, 상기 작동레버를 조작하여 와이어로프에 연결되는 반전레버를 회동시켜 아이들기어가 도면의 좌측방향으로 이송되도록 하면, 이 아이들기어에 치합되는 반전기어휠과 이송휠이 각각 이송되어 구동스프로킷과 일방향클러치수단에 돌기결합되어 회동되고, 이로써 상기 페달의 역회전이 정회전으로 반전되어 구동스프로킷에 전달되므로, 자전거는 앞으로 주행하게 된다.

한편, 첨부된 도면의 제 6 도와 제 7 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 몸체틀의 내부에 일련의 기어들로 조합된 자전거의 전진구동 주행장치를 나타내는 단면도이다.

이러한 본 발명의 다른 실시예는 제 6 도와 제 7 도에 도시한 바와 같이, 휠차(1a)가 설치되는 몸체틀(1)과, 이 몸체틀(1)의 중심부에 회동가능하게 체결되며 걸림돌기(2a)가 형성되는 페달축(2)과 이 페달축(2)의 구동력을 일방향클러치수단(3)에 의하여 선택적으로 전달받는 구동스프로킷(4)과, 이 구동스프로킷(4)에 체결되며 반원형상의 래칫돌기(5a)가 형성되는 래칫브래킷(5)과, 이 래칫브래킷(5)의 래칫돌기(5a)에 착탈되도록 착탈돌기(6a)가 돌출되며 내접기어(6b)가 형성되는 반전기어휠(6)과, 이 반전기어휠(6)의 내접기어(6b)에 치합되어 회동되도록 몸체틀(10)에 체결된 이송축(7a)에 이송가능하게 끼워지는 아이들기어(7)와, 이 아이들기어(7)에 치합되도록 외접기어(8a)가 형성되어 복원스프링(8a)에 탄지되고 페달축(2)을 따라 이송되어 페달축(2)의 걸림돌기(2a)에 착탈되도록 치합돌기(8b)가 돌출되는 이송휠(8과, 이 이송휠(8)에 치합되는 아이들기어(7)가 상기 이송축(7a)을 따라 이송되도록 하는 누름돌기(9a)를 지지하도록 몸체틀(1)에 힌지결합된 반전레버(9b)에 체결되며 휠차(1a)를 경유하여 조정레버(도시생략)에 연결되는 와이어로프(9)로 구성되며, 상기 아이들기어(7)와 이송휠(8)에는 각각 내주면에 부싱 또는 베어링(7b, 8d)들을 끼워 정역회전 반전시 이송이 원활하게 이루어지도록 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에서 탑승자가 페달을 정회전시켜 페달출(2)을 구동시키면, 이 페달축(2)의 정회전으로 일방향클러치수단(3)과 구동스프로킷(4)이 서로 치합되어 페달축(2)과 동일하게 정회전되고, 이 구동스프로킷(2)의 정회전 구동력은 체인을 통하여 종동스프로킷(도시생략)에 전달되어 자전거는 앞으로 주행하게 된다.

그러나, 본 발명의 다른 실시예에서 탑승자가 페달을 역회전시켜 페달축(2)을 구동시키면, 이 페달축(2)의 역회전으로 일방향클러치수단(3)과 구동스프로킷(4)이 서로 해치되어 페달축(2)의 구동력이 구동스프로킷(4)에 직접적으로 전달되지 않게 된다. 이때, 탑승자가 역회전으로 전진구동을 원할 때 작동레버(도시생략)을 조작하여 와이어로프(9)가 당겨지면 첨부된 도면 제 6 도에 도시한 바와 같이, 와이어로프(9)에 연결되는 반전레버(9b)가 시계방향으로 회동되고, 이 반전레버(9b)의 회동으로 누름돌기(9a)가 도면의 좌측방향으로 이송되고, 이 누름돌기(9a)의 이송으로 아이들기어(7)가 이송축(7a)을 따라 도면의 좌측방향으로 이송됨과 동시에 상기 아이들기어(7)에 치합되어 있는 이송휠(8)과 반전기어휠(6)이 도면의 좌측방향으로 함께 이송되어 이송휠(8)은 페달축(2)의 걸림돌기(2a)에 돌기결합되고, 동시에 상기 반전기어휠(6)은 구동스프로킷(4)의 래칫브래킷(5)에 돌기결합된다. 이와 같이 돌기결합된 상태에서 페달을 역회전시켜 페달축(2)을 역회전시키면, 이 페달축(2)의 역회전으로 일방향클러치수단(3)이 역회전되어 구동스프로킷(4)과는 치합이 해지되나, 상기 페달축(2)에 형성되는 걸림돌기(2a)에 돌기결합된 이송휠(8)이 역회전되기 때문에, 이 이송휠(8)에 치합된 아이들기어(7)가 역회전되고, 이 아이들기어(7)의 역회전으로 내접되어(6b)로 치합된 반전기어휠(6)이 반전되어 정회전되며, 이 반전기어(6)의 정회전으로 여기에 돌기결합된 래칫브래킷(5)이 연동되어 구동스프로킷(4)이 정회전되고, 이 구동스프로킷(4)의 정회전으로 체인에 연결된 종동스프로킷(도시생략)이 정회전되어 자전거는 앞으로 주행하게 된다. 그리고 상기와 같은 상태에서 복원스프링(8b)은 이송휠(8)의 좌측방향 이송으로 페달축(2)의 걸림돌기(2a)과의 사이에서 압축된 상태가 된다.

이와 같이 페달축의 역회전이 반전되어 구동스프로킷에 정회전으로 전달되는 상태에서, 탑승자가 작동레버(도시생략)를 작동시켜 와이어로프(9)를 풀게 되면 첨부된 도면 제 7 도에 도시한 바와 같이, 상기 와이어로프(9)에 연결되는 반전레버(9b)가 복원스프링(8b)의 복원력으로 반시계방향으로 회동되고, 이 반전레버(9b)의 반시계방향의 회동으로 아이들기어(7)와 이송휠(8)이 도면의 우측방향으로 이송되고, 이 아이들기어(7)에 치합되어 있는 반전기어휠(6)은 구동스프로킷(4)의 회동으로 상기 반전기어휠(6)의 착탈돌기(6a)가 구동스프로킷(4)에 체결되어 있는 래칫브래킷(5)의 래칫돌기(5a)에서 점차적으로 밀려나면서 분리되면서 아이들기어(7)에 다시 치합된다. 그러므로, 이와 같은 상황에서는 페달의 구동력이 이들을 통하여는 구동스프로킷(4)에 전달되지 않게 된다.

상기와 같은 실시예들을 갖는 본 발명 자전거의 전진구동 주행장치는, 페달축에 체결된 일방향클러치수단에 의하여 페달의 구동력이 구동스프로킷에 선택적으로 전달되고, 상기 페달축에는 탑승자의 의도에 따라 조작되는 작동레버에 의하여 그 치합상태가 전환되는 일련의 기어들이 조합되도록 구성되며, 상기 기어들의 몸체틀에 체결된 아이들기어에 각각 내접기어와 외접기어로 치합되는 반전기어휠과 이송휠로 이루어지고, 상기 반전기어훨은 구동스프로킷에 착탈가능하게 돌기결합되며, 상기 이송휠은 일방향클러치수단이나 페달축에 착탈 가능하게 돌기결합되도록 하므로, 페달축의 정회전 구동력은 일방향클러치수단을 통하여 구동스프로킷에 직접 전달되고, 상기 페달축의 역회전 구동력은 이송휠과 아이들기어를 통하여 반전기어휠에서 정방향으로 전환된 다음에 구동스프로킷에 전달된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명 자전거의 전진구동 주행장치는, 페달축의 구동력을 구동스프로킷에 선택적으로 전달하는 일방향클러치수단을 체결하고, 상기 페달축에는 단 한 번의 작동레버에 의하여 그 치합상태가 변환되는 이송축과 아이들기어 및 반전기어휠로 이루어지는 일련의 기어들을 조합시켜 구동스프로킷에 착탈가능하게 돌기결합시키므로, 탑승자의 의도에 따라 상기 작동레버를 조작하면 페달의 역회전 구동력이 정회전 구동력으로 반전되어 후륜에 전달되어 자전거는 전진구동되므로, 탑승자의 피로를 덜고 힘의 손실을 방지하여 주며, 다리근육의 균형있는 발달을 기할 수 있는 유용한 것이다.

Claims (8)

1. 휠차가 설치되는 고정브래킷이 체결되는 몸체틀과, 상기 몸체틀의 중심부에 회동가능하게 체결되는 페달축의 구동력을 구동스프로킷에 전달하는 구동주행부와, 상기 구동주행부에 착탈가능하게 체결되며 페달축의 역회전 및 공회전을 정회전으로 반전시켜 구동스프로킷에 전달되도록 하는 반전구동부와, 상기 반전구동부가 탑승자의 의도에 따라 구동주행부에 착탈되도록 하는 절환레버부로 구성됨을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동주행부는, 몸체틀의 중심부에 회동가능하게 체결되는 페달축과, 상기 페달축에 체결되어 구동력을 후륜의 종동스프로킷에 전달하는 구동스프로킷과, 상기 구동스프로킷에 체결되며 래칫돌기가 형성되는 래칫브래킷과, 상기 래칫브래킷이 체결되는 구동스프로킷의 중심부에 체결되며 걸림돌기가 돌출되는 일방향클러치수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 래칫브래킷은, 반원형상의 래칫돌기가 형성되는 부착판을 구동스프로킷에 체결하여 고정시키고, 상기 부착판에 연장되는 지지판에는 지지베어링이 착설되도록 함을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 반전구동부는, 페달축에 이송가능하게 끼워지며 복원스프링에 탄지되고 치합돌기가 형성되어 일방향클러치수단의 걸림돌기에 착탈되는 이송휠과, 상기 이송휠의 외주면에 형성되는 외접기어에 치합되어 회동되며 고정브래킷에 체결되는 이송축을 따라 이송가능하게 체결되는 아이들기어와, 상기 아이들기어에 치합되어 회동되도록 내접기어가 형성되며 착탈돌기가 돌출되어 구동스프로킷에 체결되는 래칫브래킷의 래칫돌기에 착탈되도록 하는 반전기어휠로 이루어짐을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 이송휠과, 아이들기어에는, 각각 내부면에 부싱 또는 베어링들을 끼워 정역회전 반전시 이송이 원활하게 되도록 함을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 절환레버부는, 고정브래킷에 힌지결합되며 아이들기어를 탄지하여 정역회전 변환시 상기 아이들기어 이송축을 따라 이송되도록 하는 반전레버와, 상기 반전레버에 체결되며 고정브래킷의 휠차를 경유하여 작동레버에 연결되는 와이어로프로 이루어짐을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
7. 휠차가 설치되는 몸체틀의 중심부에 회동가능하게 체결되며 걸림돌기가 형성되는 페달축과, 상기 페달축의 구동력을 일방향클러치수단에 의하여 선택적으로 전달받는 구동스프로킷과, 상기 구동스프로킷에 체결되며 반원형상의 래칫돌기가 형성되는 래칫브래킷과, 상기 래칫브래킷의 래칫돌기에 착탈되도록 착탈돌기가 돌출되며 내접기어가 형성되는 반전기어휠과, 상기 반전기어휠의 내접기어에 치합되어 회동되도록 몸체틀에 체결된 이송축에 이송가능하게 끼워지는 아이들기어와, 상기 아이들기어에 치합되도록 외접기어가 형성되며 복원스프링에 탄지되고 페달축을 따라 이송되어 페달축의 걸림돌기에 착탈되도록 치합돌기가 돌출되는 이송휠과, 상기 이송휠에 치합되는 아이들기어가 상기 이송축을 따라 이송되도록 하는 누름돌기를 지지하도록 몸체틀에 힌지결합된 반전레버에 체결되며 휠차를 경유하여 조정레버에 연결되는 와이어로프로 구성됨을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 이송휠과 아이들기어에는, 각각 내주면에 부싱 또는 베어링들을 끼워 정역회전 반전시 이송이 원활하게 되도록 함을 특징으로 하는 자전거의 전진구동 주행장치.