WO2010016673A2 - 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치 - Google Patents

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WO2010016673A2
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    • B62M9/12—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like the chain, belt, or the like being laterally shiftable, e.g. using a rear derailleur

Definitions

  • the present invention relates to a bicycle, and more particularly, simply installs an accelerator in a range of not being fixed to a bicycle body on the same axis of a hub shaft of a bicycle driven by a chain, thereby simplifying installation of the driving wheel side of the bicycle, and accelerating With the device, it is possible to increase the rotational force of the driving wheel by more than double speed in connection with the hub axis of the driving wheel when driving the bicycle. will be.
  • bicycles have a long history as a means of transportation, and even now, bicycles have been used for the purpose of transportation as well as for the purpose of physical exercise as recreational activities and exercise effects.
  • Two-wheeled bicycles which are commonly used by the majority, are driven from the body frame to the front wheel, the rear wheel (hereinafter referred to as the driving wheel), and the crankshaft pedal to drive the chain gear installed on the driving wheel side as a chain of power transmission medium. Used to move the bicycle forward.
  • a gear shift gear that can change the position of the chain is installed by putting a chain drive gear of different diameters on the pedal side drive chain gear and the drive wheel side. It is supposed to be enjoyed.
  • Korean Utility Model Registration No. 20-418803 name of the invention: a driving device for a bicycle using a planetary gear device
  • the registration utility model is an example used by incorporating a conventional planetary gear device into a bicycle installed on one shaft on a pedal and a driving wheel, such as a tricycle for infants and children who do not drive a chain, or a unicycle, an ordinary bicycle. to be.
  • the main configuration of the planetary gear system is composed of ring gears, planetary gears, and sun gears, and the planetary gears perform rotational motion with respect to the ring gears on the outer circumference relative to the sun gears. Therefore, the completion of the planetary gear against the completion of the gear of the ring gear is a transmission means for operating the rotating body as a principle of rotating the sun gear faster.
  • the utility model applied the planetary gear device as described above to the pedal side, which is proportional to the number of revolutions of the user's direct pedal to allow the dynamic drive of each gear to finally increase the number of revolutions of the wheel. Structure.
  • the above structure can be implemented only in the limited design of the bicycle because the planetary gear device is installed on the axis of rotation of the pedal, such as a tricycle, a unicycle, an ordinary bike, and the like, as described above. Is only done on the lungs, so the actual speed up is not so great.
  • the sun gear device in the driving of the driving wheel which is the rear wheel of the bicycle from the pedal side through the chain, the sun gear is provided on the chain gear (S1) side, the sun gear is on the rotating shaft on which the pedal is installed In the periphery of the sun gear, there is a device which guides and combines a disk having three planetary gears fixed in a housing provided with a ring gear.
  • This is not for the purpose of increasing the speed, but it is a deceleration structure installed for the purpose of easily rotating the pedal by the user who rides the bicycle, and it is suitable for the exercise condition to train the lower body by stepping on the pedal continuously, and the steep slope It has been used for the purpose of making less effort when riding the area by bicycle.
  • the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the drive wheel of the bicycle by simply installing an accelerator in the range of not fixed separately with the bicycle body on the same axis of the hub shaft of the bicycle driven by the chain
  • the side installation is simplified, and the acceleration device is associated with the hub axis of the driving wheel when driving the bicycle to increase the rotational force of the driving wheel more than double speed, so that it is possible to easily speed up even a small bicycle.
  • the purpose is to provide an accelerator for a bicycle.
  • the hub is a drive wheel provided with a chain gear on one side as a medium of the chain connecting the drive wheel from the pedal-side drive chain gear of the bicycle on the hub shaft on which the drive wheel is installed from the body of the bicycle
  • the accelerator for rotating at a double speed from the shaft
  • the accelerator device is a hub bush which is fastened and fixed to any one of the male screw portions formed on both sides of the hub shaft, the sun gear is integrally formed on the outer circumference of the center line, the bearing bush is installed on the outer circumference;
  • a ball guide bush having a male screw portion coupled to the outer diameter of the hub bush so as to accommodate the bearing ball, the outer thread having a male screw portion coupled to a gear cover to be described later; It is fastened to the male threaded portion of the ball guide bush, the outer periphery is provided with a latch for inducing one-way rotation and a latch spring for supporting the latch, and one side rotatably rotates the planetary gear that is engaged with the sun gear together with the bearing
  • a gear cover provided with a plurality of fixed shafts to drive the rotational speed of the hub bush side sun gear and the hub shaft through each planetary gear at a double speed;
  • a gear housing in which an inner diameter is provided with a ring gear in which the planetary gears are meshed so that the gear
  • a rocker having an insertion jaw formed therein;
  • a transmission cylinder having a hollow cylindrical shape having a stepped portion to accommodate the outer circumference of the gear housing, the chain gear having different diameters on the outer circumference in multiple stages, and having an internal thread formed therein;
  • Acceleration device for improving the traveling speed consisting of; a male screw portion is provided on the outer circumference to be fastened to the female screw of the transmission body, the inner cover has a gear latch which rotates in one direction by contacting the gear cover side latch; Characterized in that is provided.
  • the present invention is a bicycle, a structure that can be easily mounted without using a separate connecting member to the hub shaft of the drive wheel, the accelerator including a known sun gear, planetary gear, ring gear, shifting chain gear Applied to general bicycles or small bicycles of the type or single-chain drive type, the rotation of the driving wheel is increased to double speed according to the gear installation ratio, and the rotation speed of the driving wheel is increased to double speed than the normal maximum speed to achieve relatively speed.
  • Existing bicycles which required a lot of power, have the effect of increasing the speed with less force.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a drive wheel power transmission of a typical bicycle
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an accelerator applied to a hub shaft of a driving wheel of a bicycle according to the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing a separate accelerator according to the invention.
  • Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view showing a state in which the accelerator according to the invention assembled to the drive wheel side hub shaft
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of FIG. 4;
  • Figures 6a and 6b is an operating state diagram for explaining the rotation of the main part of the accelerator according to the present invention.
  • gear cover 108 gear housing
  • transmission body 112 bearing ball
  • FIG. 2 is a schematic view showing an accelerator applied to a hub shaft of a driving wheel of a bicycle according to the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view showing a separate accelerator according to the present invention
  • FIG. 4 is according to the present invention.
  • Figure 6 is a longitudinal cross-sectional view showing a state in which the accelerator is assembled to the drive wheel side hub shaft
  • Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of Figure 4
  • Figures 6a and 6b is a rotation of the main portion of the accelerator according to the present invention This is an operation state diagram to explain.
  • a chain (C) connecting the drive wheels from the pedal-side drive chain gear (S1) of the bicycle to the hub shaft (12) on which the drive wheels (10) are installed from the bicycle body (1) is provided on one side as a medium.
  • the accelerator 100 for rotating the drive wheel provided with the chain gear (S2) from the hub shaft double speed is provided in the accelerator 100 for rotating the drive wheel provided with the chain gear (S2) from the hub shaft double speed.
  • the accelerator device 100 The accelerator device 100,
  • the drive wheel 10 is penetrated on the hub shaft 12 in which the driving wheel 10 is installed and fastened and fixed to the male screw portion 12a of the hub shaft 12.
  • the sun gear 101 is integrally provided on the center line thereof, and the bearing has an outer diameter.
  • Hub bush 102 is installed ball (112) is installed.
  • the bearing balls 12 are installed in a plurality of rows and guided to the bearing guide grooves 102a of the hub bush 102.
  • the ball guide bush 113 is installed on the basis of the installation of the hub bush 102, the ball guide bush is installed so as to accommodate the outer diameter of the hub bush (102) to accommodate the bearing ball (112).
  • a male screw portion 113a is formed at an outer circumference of the ball guide bush 113 so that a gear cover 106 to be described later is installed.
  • the gear cover 106 is fastened to the male thread portion 113a of the ball guide bush 113, and a latch 114 for inducing one direction rotation and a C-shaped latch spring 115 for fixing the latch are provided at the outer circumference. Is installed. In addition, one side is rotatably installed with the bearing 105 from the fixed shaft 104 formed integrally with the planetary gear 103 engaged with the sun gear 101, respectively.
  • the gear housing 108 is installed in the form of accommodating one side of the gear cover 106 while penetrating from above the hub shaft (12).
  • the gear housing 108 is provided with a ring gear 107 in the inner diameter so that the planetary gear 103 is inscribed, and the coupling type 108a of the gear type is arranged in the inner diameter penetrating the hub shaft 12. to be;
  • a locker 109 is installed at the fastening part 2 provided on the hub shaft 12 to penetrate the bicycle body, and the rocker 109 has a female screw 109b to be screwed to the fastening part 20. It is formed, the circumferential bushing ring 116 is provided on the inner diameter of the hub bush 102 formed with the engaging projection 109a and the sun gear 101 is guided to the gear housing 108 side engaging jaw (108a) ) Is provided with an insertion jaw portion 109c guided together.
  • the engaging protrusions 109a of the rocker 109 are arranged in the shape of gears on the circumference, and the coupling jaw 108a formed corresponding thereto is also fitted to each other in the same shape as the arrangement of the gears. At the same time as being screwed to the fastening portion (2) of the), by fitting to the engaging jaw (108a), it is possible to finally install the accelerator 100 from the hub shaft (12).
  • One side of the rocker 109 installed to the gear housing 108 side is a bushing 116 provided to abut on the side surface of the sun gear 101 side of the hub bush (102) so as to interact with each other.
  • the fastening portion 2 on the hub shaft 12 passes through the end portion of the bicycle body 1, and then completes the assembly of the bicycle by fastening nuts provided.
  • a transmission body 111 having a hollow cylindrical shape having a stepped portion 111a is installed to accommodate the gear housing 108 installed as described above.
  • the transmission body 111 is provided with chain gears S2 to S5 having different diameters on the outer periphery in multiple stages, and can be shifted as a selective engagement of the chain C from the drive chain gear S1 according to the gear shift.
  • the inner diameter is a structure in which an internal thread 111c for coupling with the transmission cover 110 to be described later is formed.
  • a male screw portion 110a is provided on the outer circumference of the transmission cover 110 to be fastened to the female screw 111c of the transmission body 111, and the gear cover 106 side latch 114 contacts and rotates in one direction in an inner diameter thereof.
  • Possible gear latch 110b is provided in the inner diameter.
  • reference numeral B denotes a bearing interposed between the rocker and the gear housing and in the gear housing and the transmission body.
  • the rotation ratio is basically one to three.
  • the rotation ratio as described above occurs primarily in the diameter difference between the drive chain gear S1 having a large diameter and the chain gear S2 having a small diameter.
  • the pedal side drive chain gear S1 and the drive wheel 10 side chain gears S2 to S5 use the chain C which connects them to the medium for the rotation of the pedal with respect to one revolution of the pedal by the ratio of the number of gears. It is a normal drive structure that can rotate three revolutions.
  • Accelerator 100 according to the present invention is installed solely on the hub shaft 12 side of the drive wheel 10, it is possible to install a simple installation without a separate connecting member from the bicycle body.
  • the main aspect of the present invention is the drive wheel 10 when the speed of the drive wheel 10 is rotated one pedal of the drive chain gear (S1) In order to increase the rotational speed of the driving wheel by at least twice, by performing six revolutions.
  • the sun gear 101 connected directly to the hub shaft 12 may gradually increase the speed of the driving wheel 10 at three times or four times the speed of one rotation of the pedal-side driving chain gear S1.
  • the double speed rotation drive of the driving wheel is made by the rotation of the chain gear S2 on the driving wheel 10 side through the chain C, and the forward speed of the bicycle by the force entered equally each time the pedal is rotated. Enable to augment.
  • the transmission body 111 is rotated with the transmission cover 110 fastened to the body as chain gears (S2 ⁇ S5), wherein the inner diameter of the transmission cover (110)
  • the gear latch 110b formed in the shaft 114 rotates while the latch 114 provided at the outer circumference of the gear cover 106 induces one-way rotation.
  • the male screw portion 113a of the ball guide bush 113 is fastened to the inner diameter of the gear cover 106 so as to rotate together with the ball guide bush, and to the bearing ball 112 installed at the outer diameter of the ball guide bush 113. Due to this, the friction on the rotation of the sun bush 101 side of the hub bush 102 coupled to the hub shaft 12 is reduced.
  • FIG. 6A shows a state before driving of the driving wheel
  • FIG. 6B shows a rotational force of each of the planetary gears 103 engaged with the outer circumference of the sun gear 101 installed on the hub shaft 12 on the driving wheel 10 side. It shows the state that can be.
  • the bearing 105 is installed on one side fixed shaft 104 of the gear cover 106 provided with the chain gear (S2), respectively.
  • the planetary gear 103 that rotates rotates from the ring gear 107 on the housing 108 and transmits the rotational force of the sphere to the rotational speed of the sun gear 101 together with the hub shaft 12 at double speed.
  • the hub shaft 12 of the driving wheel 10 connected to the same axis and the sun gear 101 can be rotated at a high speed.
  • the hub shaft 12 in which the driving wheel 10 is installed is rotated at a double speed compared to the normal speed to provide rotational force to the driving wheel so that the forward speed of the bicycle driving wheel obtained when the pedal is rotated once is twice that of the general bicycle.
  • the rotation is faster than this.
  • the accelerator capable of improving the speed of the driving wheel is a general bicycle or a relatively bicycle which runs through the chain using only the drive chain gear S1 on the pedal side and the chain gear S2 on the driving wheel 10 as described above.
  • a small bicycle equipped with a small diameter of the wheel it is possible to increase the efficient driving speed of the bicycle to provide the user with a sense of speed.
  • the speed improvement as described above improves the speed by more than twice compared to the same force required to rotate the pedal once, so that the bicycle user can conveniently travel by stepping on the pedal lightly.

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Abstract

본 발명은 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치에 관한 것으로서, 자전거에 있어, 공지의 태양기어, 유성기어, 링기어를 포함하는 가속장치를 구동바퀴의 허브축에 별도의 연결부재를 사용하지 않고서도 간단하게 장착이 가능하는 구조로, 변속 체인기어방식 또는 일빈 체인 구동방식인 일반형 자전거, 소형자전거에 적용 설치함으로써, 구동바퀴의 회전을 기어 설치비율에 따라 배속으로 증가시켜 구동바퀴의 회전속도를 통상의 최대속도보다 배속으로 높여 비교적 속도를 내기 위해 많은 힘을 필요로 했던 기존 자전거의 주행속도를 적은 힘으로도 증속시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치
본 발명은 자전거에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 체인으로 구동하는 자전거의 허브축 동일축상에 자전거 차체와의 별도 고정하지 않는 범위에서 가속장치를 간단히 설치하여 자전거의 구동바퀴측 설치를 간단히하고, 가속장치를 통해 자전거의 주행시 구동바퀴측 허브축과 연관되어 구동바퀴의 회전력을 배속 이상으로 높여줄 수 있도록 하여 특히 소형 자전거로도 쉽게 속도를 낼 수 있도록 한 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 교통수단으로서 오랜 역사와 함께하면서 현재까지도 교통수단의 목적은 물론, 동호회를 이루어 레크레이션 활동 및 운동효과로서 신체단련의 목적에서도 많이 이용하고 있다.
보통 대다수가 흔히 이용하는 두발 자전거는 바디 프레임으로부터 전륜과 후륜(이하, 구동바퀴라 함), 크랭크축이 설치된 페달을 통해 구동 체인기어를 동력전달매체인 체인으로서 구동바퀴측에 설치된 체인기어를 구동하여 자전거를 전진하는 동작으로 사용된다.
최근에는 자전거를 주행하는 장소 및 속도를 향상시키기 위해 페달측 구동체인기어 및 구동바퀴측에 각기 직경이 달리 설정된 다단의 체인기어를 두어 체인의 위치를 변경할 수 있는 변속장치가 적용 설치되어 다양한 속도를 즐길 수 있도록 되어 있다.
이외 일반적인 자전거는 도 1에서 도시된 바와 같이 페달측의 구동 체인기어(S1)와 구동바퀴(10)측의 체인기어(S2)를 두어 상술한 바와 달리 그대로 체인(C)의 구동만으로서 전진할 수 있는 자전거도 많이 이용하고 있다.
한편, 자전거의 휴대를 간편하게 하기 위해 소형제품으로 그 예를 들면, 접이식 자전거가 있으며, 이는 보관에 유리하도록 소형바퀴의 적용 및 바디 프레임을 경량화한 제품도 사용되고 있다.
통상 소형 자전거는 보관 및 휴대가 용이한 반면, 실질적으로 직접 자전거를 타고 주행함에 있어서는 바퀴의 직경이 작기 때문에 어느 정도 속도를 내기가 어렵다. 이 때문에 페달을 힘껏 자주 밟아 페달을 신속하게 회전시켜 주어야하나, 이 또한 지속적인 속도를 증강시키거나, 유지시키기에는 부적합 면이 있으며, 이러한 이유에서 대부분 소형 자전거의 이미지는 속도가 한정되어 있기 때문에 이에 맞는 적합한 용도로만 사용된다.
또한, 페달측과 구동바퀴측의 단일 체인기어만을 통해 전진할 수 있도록 된 일반 자전거도 마찬가지로 소형바퀴가 적용된 소형 자전거에 비해 바퀴의 사이즈가 큰 이유로 속도는 낼 수 있지만, 큰 직경의 바퀴를 구동하기 위해서는 많은 힘이 들여야 한다.
상기와 같은 관점을 해결하기 위한 일환으로 대한민국 등록실용신안 20-418803호(발명의 명칭: 유성기어 장치를 사용한 자전거의 구동장치)이 개시된바 있다.
상기 등록실용신안은 통상적으로 알려져 있는 유성기어장치를 체인으로 구동하지 않는 유아 및 어린이용 세발자전거, 혹은 외발 자전거, 오디너리형 자전거와 같이 페달과 구동바퀴에 하나의 축에 설치된 자전거에 접목시켜 사용한 예이다.
참고로, 유성기어장치(planetary gear system)의 주요구성은, 링기어, 유성기어, 태양기어로 이루어져 태양기어를 기준으로 그 외측둘레에서 유성기어가 공전운동과 함께 링기어에 대해 자전운동을 실행하여 링기어의 기어 이수에 대해 유성기어의 이수는 태양기어를 보다 빠르게 회전시키는 원리로서 회전체를 작동하는 변속수단이다.
즉, 상기 등록실용신안은 상기와 같은 유성기어장치를 페달측에 적용한 것으로서 이는 이용자가 직접 페달을 밞아 회전하는 회전수에 비례 각 기어의 역학적인 구동으로 하여금 최종적으로 바퀴의 회전수를 증가하도록 한 구조이다.
하지만, 상기와 같은 구조는 상술한 바와 같이 세발자전거, 외발자전거, 오디너리형 자전거 등과 같이 페달의 회전구동되는 축상에 유성기어장치가 설치되기 때문에 자전거의 국한된 설계에만 실시가 가능하며, 실질적으로 주 동력은 폐달에서만 이루어지므로 실질적인 속도향상이 그다지 크지 못하다는데 그 단점이 있다.
한편, 유성기어장치를 적용한 일 예로는 페달측으로부터 체인을 통해 자전거 뒷바퀴인 구동바퀴를 회전구동함에 있어, 체인기어(S1)측에 태양기어를 구비하고, 이 태양기어는 페달이 설치되는 회전축상에 설치되며, 상기 태양기어의 주변으로는 링기어가 마련된 하우징내에 세개의 유성기어가 고정된 디스크를 안내 조합하여서 된 장치가 있다.
이는 페달을 밞아 회전축을 회전시켜 체인기어의 회전으로서 태양기어가 동시회전되도록 하며, 유성기어는 링기어를 따라 전전하도록 하여 동력전달을 구가하도록 한바 있다.
이는 속도의 증속을 위한 목적이 아니고, 자전거를 탄 사용자가 비교적 적은 힘을 들이면서 페달을 용이하게 회전시키는 목적에서 설치된 감속구조로서 페달을 연속으로 밟아 하체를 단련시키는 운동조건에 적합하며, 가파른 경사지역을 자전거로 올라갈 때 적은 힘을 들일 수 있도록 하는 목적에 사용된바 있다.
본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 체인으로 구동하는 자전거의 허브축 동일축상에 자전거 차체와의 별도 고정하지 않는 범위에서 가속장치를 간단히 설치하여 자전거의 구동바퀴측 설치를 간단히하고, 가속장치를 통해 자전거의 주행시 구동바퀴측 허브축과 연관되어 구동바퀴의 회전력을 배속 이상으로 높여줄 수 있도록 하여 특히 소형 자전거로도 쉽게 속도를 낼 수 있도록 한 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 자전거의 차체로부터 구동바퀴가 설치되는 허브축상에 자전거의 페달측 구동체인기어로부터 구동바퀴를 연결하는 체인을 매체로서 일측에 체인기어가 설치된 구동바퀴를 허브축으로부터 배속 회전시키는 가속장치에 있어서,
상기 가속장치는, 상기 허브축의 양측에 형성된 수나사부중 어느 한쪽의 수나사부에 체결 고정되며, 태양기어가 중심선상 외측둘레에 일체로 형성되고, 외측둘레에 베어링 볼이 설치된 허브부쉬와; 상기 베어링볼을 수용하는 형태로 상기 허브부쉬의 외경에 구름 가능하게 결합되고, 외측둘레에는 후술하는 기어커버와 나사 체결되어 결합되도록 수나사부가 형성된 볼가이드부쉬와; 상기 볼가이드부쉬의 수나사부에 체결되며, 외측둘레에는 일방향 회전을 유도하는 래치 및 래치를 지지하는 래치스프링이 구비되고, 일측면에는 상기 태양기어와 치합 구동되는 유성기어를 베어링과 함께 회전가능하게 지지하는 고정축이 다수개 마련되어 각 유성기어를 통한 허브부쉬측 태양기어 및 허브축의 회전속도를 배속으로 구동하는 기어커버와; 상기 유성기어들을 포함하는 기어커버가 회전되도록 내경에는 유성기어들이 치합되는 링기어가 마련되고, 상기 허브축을 관통하는 내경에 기어타입의 결합턱이 배열 형성되어 허브축상에 지지 설치되는 기어하우징과; 상기 허브축선상에 마련된 체결부에 나사체결되도록 암나사가 형성되고, 원주상에는 상기 기어하우징측 결합턱에 안내되어 결합되는 결합돌부 및 상기 태양기어가 형성된 허브부쉬의 내경에 제공되는 부시링과 함께 안내되는 삽입턱부가 마련된 로커와; 상기 기어하우징의 외측둘레가 수용되도록 단차부를 갖는 중공의 원통형으로, 외측둘레에 각 직경이 다른 체인기어가 다단으로 마련되고, 내경에 암나사가 형성된 트랜스미션 몸체와; 상기 트랜스미션 몸체의 암나사에 체결되도록 외측둘레에 수나사부가 마련되고, 내경에는 상기 기어커버측 래치가 접촉하여 일방향으로 회전가능한 기어래치부가 내경에 마련된 트랜스미션 커버;로 구성된 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치가 제공됨을 특징으로 한다.
본 발명은 자전거에 있어, 공지의 태양기어, 유성기어, 링기어를 포함하는 가속장치를 구동바퀴의 허브축에 별도의 연결부재를 사용하지 않고서도 간단하게 장착이 가능하는 구조로, 변속 체인기어방식 또는 일빈 체인 구동방식인 일반형 자전거, 소형자전거에 적용 설치함으로써, 구동바퀴의 회전을 기어 설치비율에 따라 배속으로 증가시켜 구동바퀴의 회전속도를 통상의 최대속도보다 배속으로 높여 비교적 속도를 내기 위해 많은 힘을 필요로 했던 기존 자전거의 주행속도를 적은 힘으로도 증속시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 자전거의 구동바퀴 동력전달을 보여주는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 자전거의 구동바퀴의 허브축에 상에 가속장치가 적용된 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 가속장치를 분리하여 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 가속장치를 구동바퀴측 허브축에 조립된 상태를 도시한 종단면도,
도 5는 도 4의 주요부분을 확대한 단면도,
도 6a 및 도 6b은 본 발명에 따른 가속장치의 주요부분의 회전을 설명하기 위한 작동 상태도.
< 도면의 주요부부에 대한 부호설명>
10: 구동바퀴 12: 허브축
100: 가속장치 101: 태양기어
103: 유성기어 107: 링기어
106: 기어커버 108: 기어하우징
109: 로커 110: 트랜스미션 커버
111: 트랜스미션 몸체 112: 베어링 볼
113: 볼가이드부쉬 114: 래치
115: 래치스프링 C: 체인
S1: 구동 체인기어 S2~S5: 체인기어
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 자전거의 구동바퀴의 허브축에 상에 가속장치가 적용된 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가속장치를 분리하여 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 가속장치를 구동바퀴측 허브축에 조립된 상태를 도시한 종단면도이고, 도 5는 도 4의 주요부분을 확대한 단면도이며, 도 6a 및 도 6b은 본 발명에 따른 가속장치의 주요부분의 회전을 설명하기 위한 작동 상태도이다.
본 발명은, 자전거 차체(1)로부터 구동바퀴(10)가 설치되는 허브축(12)상에 자전거의 페달측 구동체인기어(S1)로부터 구동바퀴를 연결하는 체인(C)을 매체로서 일측에 체인기어(S2)가 설치된 구동바퀴를 허브축으로부터 배속 회전시키는 가속장치(100)에 있어서,
상기 가속장치(100)는,
구동바퀴(10)가 설치된 허브축(12)상에 관통되어 허브축(12)의 수나사부(12a)에 체결 고정되며, 그 중심선상에 태양기어(101)가 일체로 마련되고, 외경에는 베어링 볼(112)이 설치된 허브부쉬(102)가 설치된다. 상기 베어링 볼(12)은 복수열로 설치되며, 허브부쉬(102)의 베어링 안내홈(102a)에 안내되어 설치된다.
상기 허브부쉬(102)의 설치를 기준으로 볼가이드부쉬(113)가 설치되며, 볼가이드 부쉬는 상기 베어링볼(112)을 수용하는 형태로 허브부쉬(102)의 외경에 구름가능하게 설치된다. 상기 볼가이드부쉬(113)의 외측둘레에 수나사부(113a)가 형성되어 후술하는 기어커버(106)가 설치되도록 한다.
상기 기어커버(106)는 볼가이드부쉬(113)의 수나사부(113a)에 체결되며, 외측둘레에는 일방향회전을 유도하는 래치(114) 및 래치를 고정하기 위한 C형의 래치스프링(115)이 설치된다. 또한, 일측면에는 상기 태양기어(101)와 치합되는 유성기어(103)가 일체로 형성된 고정축(104)으로부터 베어링(105)과 함께 각각 개별적으로 회전가능하게 설치된다.
한편, 상기 허브축(12)선상으로부터 관통되면서 기어커버(106)의 일측을 수용하는 형태로 기어하우징(108)이 설치된다.
상기 기어하우징(108)은 상기 유성기어(103)가 내접되도록 내경에 링기어(107)가 마련되고, 상기 허브축(12)을 관통하는 내경에는 기어타입의 결합턱(108a)이 배열 형성된 구조이다;
상기 허브축(12)선상에 마련되어 자전거 차체를 관통 설치하기 위한 체결부(2)에는 로커(109)가 설치되며, 상기 로커(109)는 상기 체결부(20에 나사체결되도록 암나사(109b)가 형성되고, 원주상에는 상기 기어하우징(108)측 결합턱(108a)에 안내되어 결합되는 결합돌부(109a) 및 상기 태양기어(101)가 형성된 허브부쉬(102)의 내경에 제공되는 부시링(116)과 함께 안내되는 삽입턱부(109c)가 마련된 구조이다.
상기 로커(109)의 결합돌부(109a)는 원주상에 기어형태와 같이 배열 형성된 것으로서, 이와 대응되게 형성된 결합턱(108a) 또한 기어의 배열과 같은 형태로 상호 끼워맞춤식으로 최종적으로 허브축(12)의 체결부(2)에 나사체결됨과 동시에, 상기 결합턱(108a)에 끼워맞춤됨으로써, 허브축(12)으로부터 가속장치(100)를 최종적으로 설치할 수 있게 한다.
상기 기어하우징(108)측으로 설치되는 로커(109)의 일측면은 제공되는 부시링(116)으로서 허브부쉬(102)측 태양기어(101)의 측면상에 맞닿아 상호 윤할작용 하도록 한 것이다.
상기와 같이 가속장치(100)가 설치된 이후 허브축(12)상의 체결부(2)에는 자전거 차체(1)의 단부를 관통시킨 다음 제공되는 너트의 체결로서 자전거의 조립을 완성한다.
상기와 같이 설치된 기어하우징(108)을 수용하도록 단차부(111a)를 갖는 중공의 원통형상을 갖는 트랜스미션 몸체(111)가 설치된다.
상기 트랜스미션 몸체(111)은 외측둘레에 각 직경이 다른 체인기어(S2~S5)가 다단으로 마련되고, 기어변속에 따라 구동 체인기어(S1)으로부터 체인(C)의 선택적인 치합으로서 변속시킬 수 있도록 되어 있고, 내경에는 후술하는 트랜스미션 커버(110)와 결합 설치되기 위한 암나사(111c)가 형성된 구조이다.
상기 트랜스미션 몸체(111)의 암나사(111c)에 체결되도록 트랜스미션 커버(110)외측둘레에 수나사부(110a)가 마련되고, 내경에는 상기 기어커버(106)측 래치(114)가 접촉하여 일방향으로 회전가능한 기어래치부(110b)가 내경에 마련된다.
도면 중 미설명부호 B는 로커와 기어하우징 사이 및 기어하우징과 트랜스미션 몸체 내에 개재되는 베어링을 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 발명인 자전거용 가속장치에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 자전거의 페달을 밞아 페달측 체인(C)으로서 구동 체인기어(S1)를 통해 구동바퀴(10)측 체인기어(S2)를 회전구동하는 통상적인 전진동작에서는 기본적으로 1대 3의 회전비율을 갖는다.
상기와 같은 회전비율은 큰 직경으로 이루어진 구동 체인기어(S1)와 작은 직경의 체인기어(S2)의 직경 차이에서 일차적으로 발생한다.
페달측 구동 체인기어(S1) 및 구동바퀴(10)측 체인기어(S2~S5)는 이를 연결하고 있는 체인(C)을 매체로 각 기어 이수의 비율에 의해 페달의 1회전에 대해 구동바퀴의 회전을 3회전 할 수 있는 통상의 구동구조이다.
본 발명에 따른 가속장치(100)는 오로지 구동바퀴(10)측 허브축(12)상에 단독적으로 설치된 것으로 자전거 차체로부터 별도의 연결부재의 설치없이 간단한 설치가 가능하다.
상기와 같은 회전비율로 동작되어 주행이 이루어지도록 한 통상의 자전거에 있어, 본 발명은 주요 요지는 구동바퀴(10)의 속도를 페달측 구동 체인기어(S1)의 1회전시 구동바퀴(10)는 6회전을 실시하여 구동바퀴의 회전속도를 적어도 두배 이상으로 높일 수 있도록 한 것이다.
이는 허브부쉬(102)에 일체로 마련된 태양기어(101)의 기어 이수에 비해 기어커버(106)측 각 유성기어(103)의 기어 이수를 많게 하여 태양기어의 회전수를 보다 더 높일 수 있는 것이다.
상기 유성기어(103)의 기어이수가 증가됨으로써 이와 치합되는 링기어(107)의 기어 이수는 더욱 많은 수로 증가되며, 결국 하우징(108)측 링기어(107)로부터 태양기어(101)의 회전수에 따라 허브축(12)과 직속으로 연결된 태양기어(101)는 페달측 구동 체인기어(S1)의 1회전시 구동바퀴(10)는 3배 또는 4배의 배속으로 점차 속도를 높일 수 있게 된다.
상기와 같은 구동바퀴의 배속 회전구동은 체인(C)을 통해 구동바퀴(10)측 체인기어(S2)의 회전에서 이루어지고, 페달을 1회전 시킬 때마다 동일하게 들어가는 힘에 의해 자전거의 전진속도를 증강할 수 있게 한다.
상기 구동바퀴(10)의 회전에 있어, 트랜스미션 몸체(111)는 체인기어(S2~S5)로서 몸체에 체결된 트랜스미션 커버(110)와 함께 회전이 이루어지며, 이때 상기 트랜스미션 커버(110)의 내경에 형성된 기어래치부(110b)는 기어커버(106)의 외측둘레에 구비된 래치(114)가 일방향회전을 유도하면서 회전하게 된다. 상기 기어커버(106)의 내경에는 볼가이드부쉬(113)의 수나사부(113a)가 체결되어 있어 볼가이드부쉬와 함께 회전되며, 상기 볼가이드부쉬(113)의 외경에 설치된 베어링 볼(112)으로 인해 허브축(12)에 체결된 허브부쉬(102)측 태양기어(101)의 회전에 대한 마찰을 줄이게 된다.
도 6a는 구동바퀴의 구동 전 상태이고, 도 6b은 구동바퀴(10)측 허브축(12) 상에 설치된 태양기어(101)를 그 외주에 치합된 각각의 유성기어(103)로서 회전력을 높일 수 있는 상태를 도시한 것이다.
통상적으로 각 회전장치 등에 적용 설치되는 유성기어장치(100)는 잘 알려진 바와 같이, 상기 체인기어(S2)가 마련된 기어커버(106)의 일측 고정축(104)에 설치된 베어링(105)으로 하여금 각각 자전운동하는 유성기어(103)는 하우징(108)측 링기어(107)로부터 공전되면서 여기서 구가되는 회전력을 허브축(12)과 함께 태양기어(101)의 회전을 배속으로 동력전달하는 것이며, 이때 태양기어(101)와 동일축상으로 연계된 구동바퀴(10)의 허브축(12)를 빠른 속도로 회전할 수 있게 한다.
결국, 구동바퀴(10)가 설치된 허브축(12)은 일반 속도에 비해 배속으로 회전되어 구동바퀴에 회전력을 제공하여 페달이 1회전 할 때 얻어지는 자전거 구동바퀴의 전진속도는 그만큼 일반자전거에 비해 두배 이상으로 회전이 빨라지는 효과를 갖는다.
상기와 같이 구동바퀴의 속도를 향상시킬 수 있는 가속장치는 상술한 바와 같이 페달측의 구동 체인기어(S1)와 구동바퀴(10)측 체인기어(S2)만으로 체인을 통해 주행하는 일반 자전거 또는 비교적 작은 직경의 바퀴가 설치된 소형 자전거에 적용 설치함으로써, 자전거의 효율적인 주행속도를 높여 이용자에게 속도에 대한 만족감을 제공할 수 있게 된다.
상기와 같은 속도 향상은 페달을 1회전 시키는데 필요로 하는 동일한 힘에 비해 속도를 두배 이상으로 향상시키는 만큼 자전거 이용자는 페달을 가볍게 밟아 주행할 수 있는 편리성을 제공하게 된다.

Claims (1)

  1. 자전거 차체(1)로부터 구동바퀴(10)가 설치되는 허브축(12)상에 자전거의 페달측 구동체인기어(S1)로부터 구동바퀴를 연결하는 체인(C)을 매체로서 일측에 체인기어(S2)가 설치된 구동바퀴를 허브축으로부터 배속 회전시키는 가속장치(100)에 있어서,
    상기 가속장치(100)는,
    상기 허브축(12)의 양측에 형성된 수나사부(12a)중 어느 한쪽의 수나사부(12a)에 체결 고정되며, 태양기어(101)가 중심선상 외측둘레에 일체로 형성되고, 외측둘레에 베어링 볼(112)이 설치된 허브부쉬(102)와;
    상기 베어링볼(112)을 수용하는 형태로 상기 허브부쉬(102)의 외경에 구름 가능하게 결합되고, 외측둘레에는 후술하는 기어커버(106)와 나사 체결되어 결합되도록 수나사부(113a)가 형성된 볼가이드부쉬(113)와;
    상기 볼가이드부쉬(113)의 수나사부(113a)에 체결되며, 외측둘레에는 일방향 회전을 유도하는 래치(114) 및 래치(114)를 지지하는 래치스프링(115)이 구비되고, 일측면에는 상기 태양기어(101)와 치합 구동되는 유성기어(103)를 베어링(105)과 함께 회전가능하게 지지하는 고정축(104)이 다수개 마련되어 각 유성기어를 통한 허브부쉬측 태양기어 및 허브축의 회전속도를 배속으로 구동하는 기어커버(106)와;
    상기 유성기어(103)들을 포함하는 기어커버(106)가 회전되도록 내경에는 유성기어들이 치합되는 링기어(107)가 마련되고, 상기 허브축(12)을 관통하는 내경에 기어타입의 결합턱(108a)이 배열 형성되어 허브축(12)상에 지지 설치되는 기어하우징(108)과;
    상기 허브축(12)선상에 마련된 체결부(2)에 나사체결되도록 암나사(109b)가 형성되고, 원주상에는 상기 기어하우징(108)측 결합턱(108a)에 안내되어 결합되는 결합돌부(109a) 및 상기 태양기어(101)가 형성된 허브부쉬(102)의 내경에 제공되는 부시링(116)과 함께 안내되는 삽입턱부(109c)가 마련된 로커(109)와;
    상기 기어하우징(108)의 외측둘레가 수용되도록 단차부(111a)를 갖는 중공의 원통형으로, 외측둘레에 각 직경이 다른 체인기어(S2~S5)가 다단으로 마련되고, 내경에 암나사(111c)가 형성된 트랜스미션 몸체(111)와;
    상기 트랜스미션 몸체(111)의 암나사(111c)에 체결되도록 외측둘레에 수나사부(110a)가 마련되고, 내경에는 상기 기어커버(106)측 래치(114)가 접촉하여 일방향으로 회전가능한 기어래치부(110b)가 내경에 마련된 트랜스미션 커버(110);로 구성된 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.
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