WO2011081257A1 - 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치 - Google Patents

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WO2011081257A1
WO2011081257A1 PCT/KR2010/002246 KR2010002246W WO2011081257A1 WO 2011081257 A1 WO2011081257 A1 WO 2011081257A1 KR 2010002246 W KR2010002246 W KR 2010002246W WO 2011081257 A1 WO2011081257 A1 WO 2011081257A1
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WO
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gear
housing
hub
hub housing
latch
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PCT/KR2010/002246
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서달원
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주식회사 솔텍
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/16—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the ground-wheel hub
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/02—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of unchangeable ratio

Definitions

  • the present invention relates to an accelerator for improving the running speed of a bicycle, and in particular, by installing an accelerator of the bicycle inside a hub shaft of a bicycle driven by a chain, thereby improving the rotational force of the driving wheel.
  • the present invention relates to a bicycle accelerator for improving the driving speed to make the chain gear compatible.
  • 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.
  • the two-wheeled bicycle which is commonly used by the majority of people, is driven from the body frame by 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 as a chain of power transmission medium. Used to move the bicycle forward.
  • a gear shift gear is installed on the pedal side drive chain gear and the driving wheel side to change the position of the chain. It is supposed to be enjoyed.
  • Korean Utility Model Registration No. 20-418803 name of the invention: a driving device of a bicycle using a planetary gear device
  • the registration utility model is an example in which a conventional planetary gear device is used by combining 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 or 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 is the transmission means for operating the rotating body as the principle of rotating the sun gear faster than the gears of the ring gear. That is, the utility model is applied to the pedal side of the planetary gear device as described above. This is a structure in which the dynamic drive of each gear is finally increased in the number of revolutions of the wheel, which is proportional to the number of revolutions that the user directly rotates by pedaling.
  • 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 planetary 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
  • S1 side chain gear
  • the sun gear is on the rotating shaft on which the pedal is installed
  • the guardrail is provided with a variety of display devices for recognizing that there is a direction or risk factors, there was a problem that various plants, such as weeds grown in the vicinity of the guardrail obstructs the driver's watch to cause a safety accident.
  • the applicant's patent application No. 10901436 (name: bicycle accelerator for driving speed improvement) is not only large left and right width on one side of the hub shaft, but also compatible with existing chain gears. In addition, there was a fear of external impact or jamming due to the external protrusion.
  • the main purpose of the present invention is to install the accelerator on the hub shaft of the bicycle driven by the chain to increase the rotational force when driving the bicycle through the acceleration device of the bicycle to more than double speed, but to have compatibility with the chain gear and external impact It is to provide a bicycle accelerator for improving the driving speed to protect the device from the restraint and to prevent the jamming phenomenon, as well as to install various gear devices on the outside.
  • Bicycle acceleration device for improving the running speed of the present invention for achieving the above object is to open a hole to fully open one side and insert the fastening part in the center of the other side to form a protrusion for guiding the fastening part outward of the perforated hole and perforated
  • a main hub housing forming a protrusion engaging with the hub bush inwardly of the formed hole and forming an outer peripheral male screw portion of the protrusion
  • a hub bush which is fastened and fixed to a male screw formed on the protrusion of the main hub housing, the sun gear is integrally formed at the outer circumference of the center line, and a bearing ball is installed at the outer circumference;
  • a ball guide bush having a male screw portion coupled to the outer diameter of the hub bush in a form of accommodating 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-
  • Gear housings A female screw is formed to screw into a fastening portion provided on the inner line of the main hub housing, and a bushing ring is provided on an inner diameter of the hub bush on which the coupling protrusion and the sun gear are formed which are guided and coupled to the gear housing side coupling jaw.
  • a rocker having an insertion jaw guided together; The main hub housing is inserted into the main hub housing through one side opening of the main hub housing, and the insertion side is completely opened, and the protrusion formed with a hole in the center of the outer side is projected outward and a screw is formed on the protrusion to engage the chain gear.
  • a secondary cylindrical housing having a hollow cylindrical shape having a stepped portion to accommodate an outer circumference of the housing and having an internal thread formed therein;
  • a male thread portion is provided at an outer circumference to be fastened to the female screw of the auxiliary hub housing, and an inner hub portion has an auxiliary hub housing cover provided with an inner diameter of a gear latch which is rotatable in one direction by contacting the gear cover side latch. It is a basic feature.
  • Bicycle accelerator for improving the running speed of the present invention is a structure that can be mounted to the inside of the hub housing of the drive wheel to the accelerator including a known sun gear, planetary gear, ring gear, shifting Applied to general bicycles or small bicycles with chain gear 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. It is possible to increase the speed of the existing bicycle, which required a lot of power to produce it with a small amount of force, and to protect the device from external shocks, to prevent jamming and to be compatible with chain gears. There is an effect that can increase the speed further by installing.
  • 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 housing 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 housing
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of FIG. 4;
  • 6 and 7 is an operating state diagram for explaining the rotation of the main part of the accelerator according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an accelerator applied to a hub housing of a driving wheel of a bicycle according to the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view showing the accelerator according to the present invention separately
  • 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 housing
  • Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part of Figure 4
  • Figure 7 is a rotation of the main part of the accelerator according to the present invention This is an operation state diagram to explain.
  • the present invention is a chain (C) for connecting the drive wheel 10 from the pedal-side drive chain gear (S1) of the bicycle on the hub shaft on which the drive wheel (10) is installed from the bicycle body (1) on one side as a medium.
  • the accelerator 100 for rotating the drive wheel 10 provided with the gear S2 at a hub shaft the accelerator device 100 penetrates on the main hub housing 12 provided with the drive wheel 10. It is fastened and fixed to the male screw portion 12a of the main hub housing 12, and the sun gear 101 is integrally provided on the center line thereof, and the hub bush 102 provided with the bearing ball 112 is installed at the outer diameter.
  • the main hub housing 12 forms a protrusion 12b that completely opens one side and drills a hole for inserting the fastening part 2 in the center of the other side, and guides the fastening part 2 outward of the drilled hole. It is preferable to form the protrusion 12c which engages with the hub bush 102 inwardly of the formed hole and to form the outer peripheral male threaded portion 12a of the protrusion 12c so as to be firmly coupled.
  • the bearing balls 112 are installed in a plurality of rows, and are guided and installed in the bearing guide groove 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 113 in the form of accommodating the bearing ball 112 to the outer diameter of the hub bush 102 to enable rolling Is installed.
  • 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 an latch spring 115 having one side open to fix the latch on the outer circumference thereof. This is installed.
  • the planetary gear 103 which is tooth-coupled with the sun gear 101 is installed on one side so as to be rotatably installed together with the bearing 105 from the fixed shaft 104 formed integrally.
  • the gear housing 108 is installed in the form of accommodating one side of the gear cover 106 while penetrating from the center line of the main hub housing 12.
  • the gear housing 108 is provided with a ring gear 107 in the inner diameter so that the planetary gear 103 is inscribed, the coupling jaw 108a of the gear type is formed in the inner diameter penetrating the main hub housing 12
  • the locker 109 is installed on the fastening part 2 provided on the main hub housing 12 to penetrate the bicycle body, and the rocker 109 is screwed to the fastening part 2.
  • a female thread 109b is formed, and is provided on the inner diameter of the hub bush 102 on which the coupling protrusion 109a and the sun gear 101 are guided and coupled to the gear housing 108 side engaging jaw 108a.
  • the insertion jaw portion 109c guided together with the bushing 116 is provided.
  • the engaging protrusion 109a of the rocker 109 is formed in a circumferential arrangement as a gear shape, and the coupling jaw 108a formed corresponding thereto is also fitted to each other in a form such as an arrangement of gears and finally the main hub housing ( At the same time as being screwed to the fastening portion 2 of the 12, it is fitted to the engaging jaw (108a), it is possible to finally install the accelerator 100 in the interior of the main hub housing (12).
  • One side of the rocker 109 installed toward the gear housing 108 is a bushing 116 provided to abut on the side of the sun bush 101 side of the hub bush 102 so as to interlock with each other.
  • auxiliary hub housing 111 having a hollow cylindrical shape having a stepped portion 111a is installed to accommodate the gear housing 108 installed together.
  • the auxiliary hub housing 111 is inserted into the main hub housing 12 through one side opening of the main hub housing 12, but the insertion side surface is completely opened and the protrusion 111d having a hole formed in the center of the outer side surface. It protrudes outward and forms a screw 111e on the protrusion 111d to engage the chain gear S2.
  • the chain gear S2 drills a hole S2a in which a screw S2b is coupled to the protrusion 111d of the auxiliary hub housing 111.
  • the inner diameter of the auxiliary hub housing 111 is a structure in which a female screw 111c for coupling with the auxiliary hub housing cover 110 to be described later is formed.
  • a male thread portion 110a is provided at an outer circumference of the auxiliary hub housing cover 110 to be fastened to the female screw 111c of the auxiliary hub housing 111, and the gear cover 106 side latch 114 contacts the inner diameter thereof.
  • the gear latch 110b rotatable in one direction is provided at an inner diameter.
  • reference numeral B denotes a bearing interposed between the rocker and the gear housing and in the gear housing and the auxiliary hub housing.
  • 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 sun gear 101 directly connected to the main hub housing 12 may gradually increase the speed of the driving wheel 10 during one rotation of the pedal-side driving chain gear S1.
  • the double speed rotation drive of (10) is made by the rotation of the chain gear (S2) of the driving wheel (10) side through the chain (C), and the forward speed of the bicycle is increased by the force that is equally applied each time the pedal is rotated once. To do it.
  • the auxiliary hub housing 111 is rotated together with the auxiliary hub housing cover 110 fastened to the auxiliary hub housing 111 as a chain gear (S2), wherein the auxiliary The gear latch 110b formed at the inner diameter of the hub housing cover 110 is rotated while the latch 114 provided at the outer circumference of the gear cover 106 induces one-way rotation.
  • S2 chain gear
  • 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 113, and a bearing ball installed at the outer diameter of the ball guide bush 113 ( 112 reduces the friction for the rotation of the sun bush 101 side of the hub bush 102 is fastened to the main hub housing 12.
  • Figure 6a is a state before the drive wheel driving
  • Figure 6b is a rotational force of each planetary gear 103 geared to the outer circumference of the sun gear 101 installed on the main hub housing 12 on the drive wheel 10 side
  • the planetary gear device which is generally applied to each rotary device or the like, is well-known, and is installed on one side of the fixed shaft 104 of the gear cover 106 provided with the chain gear S2.
  • the planetary gears 103 each rotating by the bearings 105 are revolved from the ring gear 107 on the housing 108 and rotate the sun gear 101 together with the main hub housing 12. This is to transfer the power at a double speed, and at this time, it is possible to rotate the main hub housing 12 of the drive wheel 10 connected in coaxial with the sun gear 101 at a high speed.
  • the main hub housing 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 by one is compared with that of the general bicycle. It has the effect of faster rotation than twice.
  • the acceleration device capable of improving the speed of the driving wheel 10 is a general driving system that drives 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 bicycle or a small bicycle equipped with a relatively small diameter of the wheel it is possible to increase the efficient running speed of the bicycle to provide the user with satisfaction for the 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 것으로, 일측을 완전 개방하고 타측 중앙에 체결부(2)를 삽입하는 구멍을 천공하되 천공된 구멍의 외향으로 체결부(2)를 가이드하는 돌출부(12b)를 형성하고 천공된 구멍의 내향으로 허브부시(102)에 결합하는 돌출부(12c)를 형성하는 메인허브하우징(12); 상기 메인허브하우징(12)의 돌출부(12C)에 체결 고정되며, 태양기어(101)가 중심선상 외측둘레에 일체로 형성된 설치된 허브부시(102)와; 상기 허브부시(102)의 구름 가능하게 결합되고, 외측둘레에는 기어커버(106)를 체결하는 볼가이드부시(113)와; 상기 볼가이드부시(113)의 체결되며, 외측둘레에는 일방향 회전을 유도하는 래치(114) 및 래치(114)를 지지하는 래치스프링(115)이 구비되고, 일측면에는 상기 태양기어(101)와 치차 결합되는 유성기어(103)를 다수개 구비하고 유성기어를 통한 허브부시 측 태양기어 및 회전속도를 배속으로 구동하는 기어커버(106)와; 상기 유성기어(103)들을 포함하는 기어커버(106)가 회전되도록 내경에는 유성기어(103)들이 치차 결합되는 링기어(107)가 마련되고, 상기 메인허브하우징(12)을 관통하는 내경에 기어타입의 결합턱(108a)이 배열 형성되어 메인허브하우징(12) 내부에 설치되는 기어하우징(108)과; 상기 메인허브하우징(12)선상에 마련된 체결부(2)에 체결되고, 원주상에는 기어하우징(108)측 결합턱(108a)에 안내되어 결합되는 결합돌부(109a) 및 상기 태양기어(101)가 형성된 허브부시(102)의 내경에 제공되는 부시링(116)과 함께 안내되는 삽입턱부(109c)가 마련된 로커(109)와; 상기 메인허브하우징(12)의 일측 개방부를 통해 메인허브허우징(12)에 삽입하되 삽입측 면을 완전 개방하고 외부측 면의 중앙에 구멍이 형성된 돌출부(111d)를 외향으로 돌출시키고 돌출부(111d)에 나사(111e)를 형성하여 체인기어(S2)를 결합하되, 기어하우징(108)의 외측둘레가 수용되도록 단차부(111a)를 갖는 중공의 원통형으로, 내경에 암나사(111c)가 형성된 보조허브하우징(111)과; 상기 보조허브하우징(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 보조허브하우징 커버(110);로 구성된 것으로, 허브축에 가속장치를 설치하여 자전거의 가속장치를 통해 자전거의 주행시 회전력을 배속 이상으로 높여줄 수 있도록 하되 체인기어와의 호환성을 갖도록 하고 외부의 충격으로부터 장치를 보호하며 걸림현상을 억제할 뿐만 아니라 외부에 다양한 기어장치를 설치할 수 있도록 하는 것이다.

Description

주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치
본 발명은 자전거의 주행속도 향상을 위한 가속장치에 관한 것으로서, 상세하게는 체인으로 구동하는 자전거의 허브축 내부에 자전거의 가속장치를 설치하여 이로 인한 구동바퀴의 회전력을 향상시켜 줄 수 있도록 하고 기존의 체인기어를 호환 할 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 구동바퀴 측에 설치된 체인기어를 구동하여 자전거를 전진하는 동작으로 사용된다.
최근에는 자전거를 주행하는 장소 및 속도를 향상시키기 위해 페달측 구동체인기어 및 구동바퀴 측에 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 접목시켜사용한 예이다.
참고로, 유성기어장치(planetary gear system)의 주요구성은, 링기어, 유성기어, 태양기어로 이루어져 태양기어를 기준으로 그 외측둘레에서 유성기어가 공전운동과 함께 링기어에 대해 자전운동을 실행하여 링기어의 기어이수에 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.
일반적으로 국도나 고속도로 등에서 야생동물이 차량에 치여 죽는 사고(로드 킬)가 해마다 늘고 있음은 주지의 사실이다.이와 같은 사고가 많은 것은 야생동물을 위한 이동통로를 배려함이 없이 각종 고속도로나 산업도로, 도시 외곽도로 등의 무분별한 개설이 자연환경을 훼손시키고 자연생태계를 단절시키며 동물들의 이동로를 차단하는 것이 가장 큰 원인으로 지적되고 있음에도 이에 대한 뚜렷한 대비책이 없다는 것이 더욱 큰 문제가 아닐 수 없다.
또한, 가드레일에는 진행방향이나 위험요소가 있음을 인식시키는 각종 표시장치를 설치하게 되는데 이때 가드레일의 주변에서 자라난 잡초 등의 각종 식물들이 운전자의 시계를 방해하여 안전사고를 유발하는 문제점 있었다.
더불어 가드레일에 설치된 전원이 공급된 장치의 경우에는 전선의 배선이 용이하지 못하고 외부로 노출되므로 각각 단품으로 형성하거나 지중에 전선을 매설하여야하는 결점이 있었다.
이로 인하여 상기한 문제점들을 해소하기 위하여 본 출원인 선출원한 특허등록 제10901436호(명칭 : 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치)는 허브축의 일 측방으로 좌우 폭이 클 뿐만 아니라 기존의 체인기어와 호환성이 없고, 더욱이 외부 돌출로 인하여 외부 충격이나 걸림 등의 우려가 있었다.
따라서 본 발명의 주목적은 체인으로 구동하는 자전거의 허브축에 가속장치를 설치하여 자전거의 가속장치를 통해 자전거의 주행시 회전력을 배속 이상으로 높여줄 수 있도록 하되 체인기어와의 호환성을 갖도록 하고 외부의 충격으로부터 장치를 보호하며 걸림 현상을 억제할 뿐만 아니라 외부에 다양한 기어장치를 설치할 수 있도록 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적 달성을 위한 본 발명의 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치는 일측을 완전 개방하고 타측 중앙에 체결부를 삽입하는 구멍을 천공하되 천공된 구멍의 외향으로 체결부를 가이드하는 돌출부를 형성하고 천공된 구멍의 내향으로 허브부시에 결합하는 돌출부를 형성하며 돌출부의 외주연 수나사부를 형성하는 메인허브하우징과; 상기 메인허브하우징의 돌출부에 형성된 수나사부에 체결 고정되며, 태양기어가 중심선상 외측둘레에 일체로 형성되고, 외측둘레에 베어링 볼이 설치된 허브부시와; 상기 베어링볼을 수용하는 형태로 상기 허브부시의 외경에 구름 가능하게 결합되고, 외측둘레에는 후술하는 기어커버와 나사 체결되어 결합되도록 수나사부가 형성된 볼가이드부시와; 상기 볼가이드부시의 수나사부에 체결되며, 외측둘레에는 일방향 회전을 유도하는 래치 및 래치를 지지하는 래치스프링이 구비되고, 일측면에는 상기 태양기어와 치차 결합 구동되는 유성기어를 베어링과 함께 회전가능하게 지지하는 고정축이 다수개 마련되어 각 유성기어를 통한 허브부시 측 태양기어 및 메인허브하우징의 회전속도를 배속으로 구동하는 기어커버와; 상기 유성기어들을 포함하는 기어커버가 회전되도록 내경에는 유성기어들이 치차 결합되는 링기어가 마련되고, 상기 메인허브하우징을 관통하는 내경에 기어타입의 결합턱이 배열 형성되어 메인허브하우징상에 지지 설치되는 기어하우징과; 상기 메인허브하우징 내부선상에 마련된 체결부에 나사체결되도록 암나사가 형성되고, 원주상에는 상기 기어하우징측 결합턱에 안내되어 결합되는 결합돌부 및 상기 태양기어가 형성된 허브부시의 내경에 제공되는 부시링과 함께 안내되는 삽입턱부가 마련된 로커와; 상기 메인허브하우징의 일측 개방부를 통해 메인허브허우징에 삽입하되 삽입측 면을 완전 개방하고 외부측 면의 중앙에 구멍이 형성된 돌출부를 외향으로 돌출시키고 돌출부에 나사를 형성하여 체인기어를 결합하되 기어하우징의 외측둘레가 수용되도록 단차부를 갖는 중공의 원통형으로, 내경에 암나사가 형성된 보조허브하우징과; 상기 보조허브하우징의 암나사에 체결되도록 외측둘레에 수나사부가 마련되고, 내경에는 상기 기어커버측 래치가 접촉하여 일방향으로 회전가능한 기어래치부가 내경에 마련된 보조허브하우징 커버;로 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
상기한 구성에 따른 본 발명의 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치는 공지의 태양기어, 유성기어, 링기어를 포함하는 가속장치를 구동바퀴의 허브하우징의 내부에 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 있을 뿐만 아니라 외부의 충격으로부터 장치를 보호하고 걸림 현상을 억제하며 체인기어와의 호환성을 갖도록 하므로 다양한 외부 기어장치를 설치하여 속도를 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 자전거의 구동바퀴 동력전달을 보여주는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 자전거의 구동바퀴의 허브하우징에 상에 가속장치가 적용된 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 가속장치를 분리하여 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 가속장치를 구동바퀴측 허브하우징에 조립된 상태를 도시한 종단면도,
도 5는 도 4의 주요부분을 확대한 단면도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가속장치의 주요부분의 회전을 설명하기 위한 작동 상태도.
이에 상기한 구성에 따른 본 발명의 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치의 구체적인 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 자전거의 구동바퀴의 허브하우징에 상에 가속장치가 적용된 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가속장치를 분리하여 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 가속장치를 구동바퀴측 허브하우징에 조립된 상태를 도시한 종단면도이고, 도 5는 도 4의 주요부분을 확대한 단면도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가속장치의 주요부분의 회전을 설명하기 위한 작동 상태도이다.
본 발명은, 자전거 차체(1)로부터 구동바퀴(10)가 설치되는 허브축상에 자전거의 페달측 구동체인기어(S1)로부터 구동바퀴(10)를 연결하는 체인(C)을 매체로서 일측에 체인기어(S2)가 설치된 구동바퀴(10)를 허브축으로부터 배속 회전시키는 가속장치(100)에 있어서, 상기 가속장치(100)는 구동바퀴(10)가 설치된 메인허브하우징(12)상에 관통되어 메인허브하우징(12)의 수나사부(12a)에 체결 고정되며, 그 중심선상에 태양기어(101)가 일체로 마련되고, 외경에는 베어링 볼(112)이 설치된 허브 부시(102)가 설치된다.
상기 메인허브하우징(12)은 일측을 완전 개방하고 타측 중앙에 체결부(2)를 삽입하는 구멍을 천공하되 천공된 구멍의 외향으로 체결부(2)를 가이드하는 돌출부(12b)를 형성하고 천공된 구멍의 내향으로 허브부시(102)에 결합하는 돌출부(12c)를 형성하며 돌출부(12c)의 외주연 수나사부(12a)를 형성하여 견고하게 결합함이 바람직하다.
상기 베어링 볼(112)은 복수열로 설치되며, 허브부시(102)의 베어링 안내홈(102a)에 안내되어 설치된다.
상기 허브부시(102)의 설치를 기준으로 볼가이드 부시(113)가 설치되며, 볼가이드 부시(113)는 상기 베어링볼(112)을 수용하는 형태로 허브부시(102)의 외경에 구름가능하게 설치된다.
상기 볼가이드 부시(113)의 외측둘레에 수나사부(113a)가 형성되어 후술하는 기어커버(106)가 설치되도록 한다.
상기 기어커버(106)는 볼가이드 부시(113)의 수나사부(113a)에 체결되며, 외측둘레에는 일방향회전을 유도하는 래치(114) 및 래치를 고정하기 위한 일측이 개구된 래치스프링(115)이 설치된다.
또한, 일측면에는 상기 태양기어(101)와 치차 결합되는 유성기어(103)가 일체로 형성된 고정축(104)으로부터 베어링(105)과 함께 각각 개별적으로 회전가능하게 설치된다.
한편, 상기 메인허브하우징(12)의 중심선상으로부터 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 메인허브하우징(12)을 관통하는 내경에는 기어타입의 결합턱(108a)이 배열 형성된 구조이다.상기 메인허브하우징(12)선상에 마련되어 자전거 차체를 관통 설치하기 위한 체결부(2)에는 로커(109)가 설치되며, 상기 로커(109)는 상기 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 허브부시(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 메인허브하우징(12)의 체결부(2)에 나사체결됨과 동시에, 상기 결합턱(108a)에 끼워맞춤됨으로써, 메인허브하우징(12)의 내부에 가속장치(100)를 최종적으로 설치할 수 있게 한다.
상기 기어하우징(108)측으로 설치되는 로커(109)의 일측면은 제공되는 부시링(116)으로서 허브부시(102)측 태양기어(101)의 측면상에 맞닿아 상호 윤할작용 하도록 한 것이다.
상기와 같이 가속장치(100)가 설치된 이후 메인허브하우징(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 보조허브하우징(111)이 설치된다.
상기 보조허브하우징(111)은 메인허브하우징(12)의 일측 개방부를 통해 메인허브허우징(12)에 삽입하되 삽입측 면을 완전 개방하고 외부측 면의 중앙에 구멍이 형성된 돌출부(111d)를 외향으로 돌출시키고 돌출부(111d)에 나사(111e)를 형성하여 체인기어(S2)를 결합한다.
여기서 체인기어(S2)에는 보조허브하우징(111)의 돌출부(111d)에 결합되는 나사(S2b)가 형성된 구멍(S2a)을 천공한다.
나아가 보조허브하우징(111)의 내경에는 후술하는 보조허브하우징 커버(110)와 결합 설치되기 위한 암나사(111c)가 형성된 구조이다.
상기 보조허브하우징(111)의 암나사(111c)에 체결되도록 보조허브하우징 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 보조허브하우징 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.
여기서 구동바퀴(10)의 속도를 페달측 구동 체인기어(S1)의 1회전시 구동바퀴(10)는 몇배의 회전을 실시하여 구동바퀴의 회전속도를 크게 높일 수 있도록 한 것이다.
이는 허브부시(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 치차 결합되는 링기어(107)의 기어 이수는 더욱 많은 수로 증가되며, 결국 하우징(108)측 링기어(107)로부터 태양기어(101)의 회전수에 따라 메인허브하우징(12)과 직속으로 연결된 태양기어(101)는 페달측 구동 체인기어(S1)의 1회전시 구동바퀴(10)는 점진적으로 속도를 높일 수 있게 된다.상기와 같은 구동바퀴(10)의 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, 보조허브하우징(111)은 체인기어(S2)로서 보조허브하우징(111)에 체결된 보조허브하우징 커버(110)와 함께 회전이 이루어지며, 이때 상기 보조허브하우징 커버(110)의 내경에 형성된 기어래치부(110b)는 기어커버(106)의 외측둘레에 구비된 래치(114)가 일방향 회전을 유도하면서 회전하게 된다.
상기 기어커버(106)의 내경에는 볼가이드부시(113)의 수나사부(113a)가 체결되어 있어 볼가이드부시(113)와 함께 회전되며, 상기 볼가이드부시(113)의 외경에 설치된 베어링 볼(112)로 인해 메인허브하우징(12)에 체결된 허브부시(102)측 태양기어(101)의 회전에 대한 마찰을 줄이게 된다.
도 6a는 구동바퀴의 구동 전 상태이고, 도 6b은 구동바퀴(10)측 메인허브하우징(12) 상에 설치된 태양기어(101)를 그 외주에 치차 결합된 각각의 유성기어(103)로서 회전력을 높일 수 있는 상태를 도시한 것이다.통상적으로 각 회전장치 등에 적용 설치되는 유성기어장치는 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 메인허브하우징(12)과 함께 태양기어(101)의 회전을 배속으로 동력전달하는 것이며, 이때 태양기어(101)와 동일축상으로 연계된 구동바퀴(10)의 메인허브하우징(12)을 빠른 속도로 회전할 수 있게 한다.
결국, 구동바퀴(10)가 설치된 메인허브하우징(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 구동바퀴(10)의 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 설치된소형 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 (2)

  1. 일측을 완전 개방하고 타측 중앙에 체결부(2)를 삽입하는 구멍을 천공하되 천공된 구멍의 외향으로 체결부(2)를 가이드하는 돌출부(12b)를 형성하고 천공된 구멍의 내향으로 허브부시(102)에 결합하는 돌출부(12c)를 형성하는 메인허브하우징(12);
    상기 메인허브하우징(12)의 내부측 돌출부(12C)에 결합하여 고정되며, 태양기어(101)가 중심선상 외측둘레에 일체로 형성되고, 외측둘레에 베어링 볼(112)이 설치된 허브부시(102)와;
    상기 허브부시(102)의 외경에 구름 가능하게 결합되는 가이드부시(113)와;
    상기 볼가이드부시(113)에 체결되며, 외측둘레에는 일방향 회전을 유도하는 래치(114) 및 래치(114)를 지지하는 래치스프링(115)이 구비되고, 일측면에는 상기 태양기어(101)와 치차 결합되는 유성기어(103)를 베어링(105)과 함께 회전가능하게 지지하는 고정축(104)이 다수개 마련되어 각 유성기어를 통한 허브부시(102) 측 태양기어 및 메인허브하우징(12)의 회전속도를 배속으로 구동하는 기어커버(106)와;
    상기 유성기어(103)들을 포함하는 기어커버(106)가 회전되도록 내경에는 유성기어(103)들이 치차 결합되는 링기어(107)가 마련되고, 상기 메인허브하우징(12)을 관통하는 내경에 기어타입의 결합턱(108a)이 배열 형성되어 메인허브하우징(12) 내부에 지지 설치되는 기어하우징(108)과;
    상기 메인허브하우징(12) 내부에 마련된 체결부(2)에 나사체결되도록 암나사(109b)가 형성되고, 원주상에는 기어하우징(108)측 결합턱(108a)에 안내되어 결합되는 결합돌부(109a) 및 상기 태양기어(101)가 형성된 허브부시(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 원통형으로된 보조허브하우징(111)과;
    상기 보조허브하우징(111)의 내경에 체결되고 기어커버(106)측 래치(114)가 접촉하여 일방향으로 회전가능한 기어래치부(110b)가 내경에 마련된 보조허브하우징 커버(110);로 구성된 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조허브하우징(111)은 메인허브하우징(12)의 일측 개방부를 통해 메인허브허우징(12)에 삽입하되 삽입측 면을 완전 개방하고 외부측 면의 중앙에 구멍이 형성된 돌출부(111d)를 외향으로 돌출시키고 돌출부(111d)에 나사(111e)를 형성하여 체인기어(S2)를 결합 분리 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치.
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