WO2016064162A1 - 헬스형 승마자전거 - Google Patents

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WO2016064162A1
WO2016064162A1 PCT/KR2015/011063 KR2015011063W WO2016064162A1 WO 2016064162 A1 WO2016064162 A1 WO 2016064162A1 KR 2015011063 W KR2015011063 W KR 2015011063W WO 2016064162 A1 WO2016064162 A1 WO 2016064162A1
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WO
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module
spring
saddle
variable
bicycle frame
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PCT/KR2015/011063
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English (en)
French (fr)
Inventor
김인구
Original Assignee
김인구
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J1/00—Saddles or other seats for cycles; Arrangement thereof; Component parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K13/00—Cycles convertible to, or transformable into, other types of cycles or land vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K21/00—Steering devices
    • B62K21/12—Handlebars; Handlebar stems

Definitions

  • the present invention relates to a fitness riding bike.
  • a horseback riding exercise device is a horseback riding robot that implements a movement like a horse in a 3D virtual environment, a motorized (eg electric motor) horseback riding motor that moves in eight directions along the front and rear or up and down directions, and does not use electric energy.
  • a riding bicycle that uses body weight and weight movement of the user.
  • a conventional horse riding robot or a horse riding exercise machine using electric energy is very expensive and requires a complicated operating device for simulating actual horse movement, and it is very difficult for the general public to easily access a horse riding exercise.
  • an object of the present invention is to provide a user with a rhythmic feeling according to the riding motion by providing a flexible expansion module between the cushion frame and the saddle, a plurality of shock absorbers ( shock absorber and the exercise effect according to the cushioning and seesaw effect and shock-absorbing function, and can be induced to the user's upper body through the handle bar having a plurality of handle structure, corresponding to the moving whole body exercise equipment To provide a fitness riding bike that is.
  • Patent Document 1 Korean Registered Patent No. 10-1338734 (2013.12.02)
  • Patent Document 2 Korea Patent Registration No. 10-0678606 (2007.01.29)
  • the front wheel and the rear wheel is rotatably coupled to the bicycle frame, the pedal drive unit for rotating the rear wheel with a pedal coupled to the bicycle frame, and is disposed in front of the bicycle frame
  • a handle bar consisting of a combination of two and five shapes, a saddle disposed on the upper side of the module poster of the bicycle frame, and a bicycle frame and the saddle, and the elastic force of the outer spring and the inner spring or the outer spring of the outer spring.
  • a variable expansion and contraction module for selectively applying elastic force to the saddle to perform two-stage vertical movement, wherein the outer spring or the inner spring is provided in sets so as to have different elastic modulus for each spring load in response to the user's weight.
  • the module Is coupled to only detachably in the region of the volatile expansion module a health-type bicycle riding, it characterized in that there is provided.
  • the fitness type riding bicycle by providing a variable elastic module having a plurality of springs, there is an effect that can maximize the exercise effect by providing a rhythmic feeling to the user regularly. In other words, it exhibits a lot of exercise effects compared to a short time, it can be beneficial to the health of the modern man lack of time.
  • FIG. 1 is a side view of a fitness riding bike according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the handlebar shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of the handlebar shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a front view of the handlebar shown in FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the variable stretchable module shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a sectional view of the line A-A shown in FIG. 4; FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the line B-B shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the line B-B shown in FIG. 4.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the line C-C shown in FIG. 4.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the line C-C shown in FIG. 4.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the flexible expansion module shown in FIG.
  • FIG. 9 is a side view for explaining a method of replacing an outer spring and an inner spring in the flexible telescopic module shown in FIG. 4.
  • FIG. 10 is a view for explaining the coupling relationship of the saddle shown in FIG.
  • 11 to 13 are schematic cross-sectional views for explaining the operation principle of the variable expansion module shown in FIG.
  • FIG. 14 is a side view of a fitness riding bike according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a view showing a pedal driving unit in a fitness riding bike according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view of the handlebar shown in FIG. 14.
  • FIG. 16 is a perspective view of the handlebar shown in FIG. 14.
  • the fitness type riding bicycle of the present invention has a device of a general bicycle structure driven by using wheels, or a device of a sports equipment structure which performs a bicycle exercise in a fixed state without a wheel, and is provided in each device.
  • a gear transmission, a pedal, a gear transmission set, a brake or a spindle are not shown in the drawings, but it can be understood that they are typically included in the present invention.
  • FIG. 1 is a side view of a fitness type riding bicycle according to a first embodiment of the present invention.
  • a first embodiment includes a bicycle frame 100, a pedal driving unit 200, and a flexible stretchable module 300. It may include a handle bar 400 and a saddle 500.
  • Volatile stretch module 300 and the saddle 500 forms a set, it is removable to the existing bicycle.
  • the front wheel 101 and the rear wheel 102 are rotatably coupled to the bicycle frame 100.
  • the pedal driving unit 200 serves to rotate the rear wheel 102 by the pedal 201 coupled to the bicycle frame 100 so that the rear wheel 102 rotates by the pedal driving force so that the present invention can be advanced as a general bicycle. Can be.
  • the variable elastic module 300 is connected between the bicycle frame 100 and the saddle 500, for example, and selectively saddles the elastic force of the outer spring 310 and the inner spring or the elastic force of the outer spring 310. Applied to 500, the regular two-stage vertical movement can be performed. That is, the horse riding effect through the flexible stretching module 300 means that the stretching or up and down movement of the outer spring 310 or the inner spring 320 to a regular movement, to make the saddle inferior at stable and regular intervals. can do.
  • the handle bar 400 is combined in the shape of the numbers “2" and "5" and has four handles.
  • the user's hand changes the shape of the user's upper body by changing the grip position of the four handles, thereby playing a role of exercising the upper body's arms, shoulders, waist, and the like.
  • Saddle 500 is a device that is connected to or detachably coupled to the variable elastic module 300 located on the lower side, is made to have the shape of a horse, but has a length of 1.5 times longer than the saddle of a typical bicycle.
  • the outer spring 310 or the inner spring 320 is provided with each of the spring set (S1, S2) so as to have a different elastic modulus for each spring load corresponding to the user's weight Can be.
  • the module body 330 may be detachably coupled to the lower support 340 of the flexible expansion module 300.
  • the bicycle frame 100 includes a head tube 103 to which the front wheel 101 is rotatably coupled, and a down tube 105 inclined from the head tube 103 to the pedal shaft hub 104. ), A chainstay 106 extending horizontally from the pedal shaft hub 104 to the rear, the rear wheel 102 is rotatably coupled, and the end of the chain stay 106 to which the rotation shaft of the rear wheel 102 is coupled. And a seat stay 107 connected to the outer circumferential surface of the pedal shaft hub 104 to form a triangle.
  • a joint portion 104a is further provided between the down tube 105 and the pedal shaft hub 104 to allow the chain stay 106 and the seat stay 107 to rotate.
  • the joint part 104a may be manufactured in a pivot or joint form.
  • the bicycle frame 100 includes a cushion frame 110 to seesaw movement based on the down tube 105.
  • the cushion frame 110 is a yoke (111) rotatably coupled to the hinge 108 of the down tube 105, and the cantilever bent from the yoke (111) extending toward the seat stay 107 (112), the post mounting portion 113 provided at the end of the cantilever 112, and the module post 114 to be fitted to the post mounting portion 113 to be coupled to the post mounting portion 113, to be fixed in a detachable manner.
  • Post clamp 115 is included. As the post clamp 115 is released or locked, the module post 114 may be moved upward or downward and used to adjust the height.
  • the bicycle frame 100 includes a plurality of shock absorbers (120, 130, 140) connected in the vertical direction (Z axis direction) or front and rear directions (X axis direction).
  • the connection points of the corresponding rings of the shock absorbers 120, 130 and 140 may be connected by bolts and nuts.
  • the cushion shock absorber 120 is connected to one side of the hook on the upper bracket of the pedal shaft hub 104, and the other side of the cushion shock absorber 120 is connected to the bottom bracket of the cantilever 112 of the cushion frame 110.
  • the cushion shock absorber 120 may exhibit a cushioning effect, comfort and a seesaw effect.
  • the front shock absorber 130 connects one side loop to the rear bracket of the down tube 105 provided at the upper portion of the hinge 108, and the cushion frame 110 provided at the yoke portion 111 and the cantilever 112 are bent. The other side of the hook is connected to the front bracket.
  • the rear shock absorber 140 connects one ring to the rear bracket of the post mounting unit 113 and the other ring to the upper bracket of the seat stay 107.
  • the front shock absorber 130 and the rear shock absorber 140 may exhibit a shock alleviating effect.
  • the bicycle frame 100 has a lower bracket 109 provided in the seat stay 107 so as to be spaced apart from the upper bracket of the seat stay 107 along the seat stay 107 by the length of the rear shock absorber 140. ) May be further included.
  • the rear shock absorber 140 to loosen the bolt or nut to separate the one side hook to the rear bracket of the post mounting portion 113, and then rotate the connection point of the upper bracket of the seat stay 107 as the rotation center, By seating and securing to the lower bracket 109 of the seatstay 107 (eg, recombination of bolts and nuts), the variability of the seesaw motion can be increased relatively.
  • the rear shock absorber 140 may be stored between the upper bracket and the lower bracket 109 of the seatstay 107 without being completely removed from the bicycle frame 100.
  • shock absorbers 120, 130, 140 together with the variable elastic module 300, the role of shock mitigation and at the same time back and forth during the vertical movement (e.g., seesaw movement of the saddle 500 moving forward or backward relative to the hinge 108) Induce.
  • the saddle 500 moves quickly from the bottom of the user's buttocks to move upward, or using a relatively weak elastic force (for example, the elastic force of the outer spring 310 alone).
  • a relatively weak elastic force for example, the elastic force of the outer spring 310 alone.
  • the two-stage up and down movement using vertical movement or relatively strong elastic force for example, the force of the elastic force of the outer spring 310 and the inner spring
  • the two-stage up and down motion will be described in detail below, and the flexible stretching module 300 further includes an internal component to be described below to cause a regular horse riding motion similar to that of a user riding a horse.
  • the bicycle frame 100 has a handle bar 400 formed of a combination of two and five shapes.
  • the handle bar 400 includes a stem 401 coupled to the upper portion of the head tube 103 of the bicycle frame 100, a first stage handle 410 extending horizontally on both sides of the stem 401, and a first stage handle.
  • the two-stage handle 420 which is inclined toward the stem 401 and the front, respectively, and upwardly at both ends of the upper portion 410, and the three-stage handle which extends in the outward direction of the two-stage handle 420, respectively ( 430).
  • the left and right two-stage handle 420 is bent at the first angle (G1) 15 ° ⁇ 20 ° so as to be close to each other so that the Z axis inclined in the Y-axis direction on the YZ plane as shown in FIG. 1, each bend at a second angle G2 of 25 ° to 30 ° such that the Z axis is inclined in the X axis direction on the XZ plane, that is, it is inclined toward the front (e.g., to the left in FIG. 1). It is.
  • the handlebar 400 may further include a lower end handle 440 similar to a handlebar for a cycle extending downward from the lower end of both ends of the first end handle 410 to be similar to the cycle handle bar, the low end handle 440 or Although not illustrated in the first stage handle 410, a brake adjusting device or a gear shift shifter may be further provided.
  • rubber grips may be further coupled to the outer surfaces of the handles 410, 420, 430, and 440.
  • the two-stage up and down motion of the variable elastic module 300 mentioned above are two springs, the outer spring 310, the inner spring 320, the module body 330, the lower support 340, It can be implemented through the fixed hook 350, the variable shaft portion 360, the variable hook 370, the pusher 380, the upper support 390. That is, the two-stage vertical movement may mean that the stretching operation is performed regularly compared to the irregular movement of the outer spring 310 or the inner spring 320.
  • the spring type of the outer spring 310 and the inner spring 320 selectively uses a spring load (eg, elastic modulus) according to the user's weight, so that regular two-stage vertical movement is achieved. Can be tailored to your needs.
  • a spring load eg, elastic modulus
  • the outer spring 310 and the inner spring 320 of the flexible expansion module 300 can be distinguished by weight strength or spring load (kgf).
  • the user's weight of 50kg, the spring load of the basic outer spring 310 is 20kgf of 40% of the weight, the spring load of the basic inner spring 320 may be 10kgf of 20% of the weight.
  • a load of 60% of the weight of the user may be applied to the outer spring 310 and the inner spring 320 with two springs through the saddle, and 40% of the remaining weight may be applied to the pedals of the riding bicycle.
  • the user can enjoy the up and down, front and rear movement and horse riding effects by repeating the load distribution movement with respect to the pedal side or the saddle side.
  • the weight strength (spring load) of the outer spring 310 and the inner spring 320 can be used by changing according to the user's preference.
  • the lower support 340 of the flexible telescopic module 300 is coupled to the lower seating block 150 of the upper portion of the module post 114, and the upper support 290 is a saddle. 500 may be coupled to the upper seating block 160 of the bottom.
  • a fastening protrusion 341 is formed at a lower portion of the lower support 340 to be fitted to the upper insertion hole 151 of the lower seating block 150, and an upper portion of the upper support 390 is provided at an upper portion thereof.
  • a fastening protrusion 391 that can be fitted to the lower insertion hole 161 of the seating block 160 is formed.
  • the fastening protrusions 341 and 391 are circular shaft members having flat surfaces on both sides, and the fastening protrusions 341 and 391 are inserted into the upper insertion hole 151 and the lower insert through a combination of the circumferential surface and the flat surface of the circular shaft member. It may not be rotated after being inserted into the hole 161.
  • each of the lower support 340 and the upper support 390 is formed with a circular body 342 and a circular plate body 392 having a relatively large planar area than the fastening protrusions 341 and 391.
  • the upper surface of the circular body 342 of the lower support 340 is formed with a screw hole 343 that can be screwed with the male screw portion 331 of the module body 330, the upper support 390
  • a bottom of the circular plate body 392 is formed with a screw hole 393 that can be screwed with the upper end of the variable shaft portion 360 (for example, the upper male thread portion of the rod 361).
  • the bottom surface of the screw hole 343 is formed with a positioning projection 344 that can be inserted into the inner spring 320, it is possible to prevent the position change in the horizontal direction of the inner spring 320 during stretching operation.
  • it may be a support surface which contacts the outer body 310 and 390 of the circular body 342 and the circular plate body 392 except for the screw holes 343 and 393.
  • the upper portion of the positioning projection 344 may be further coupled to the shock-absorbing rubber material or elastic buffer pad 346 (see Fig. 8), the spring inserting projections 382 of the pusher 380 It can reduce the impact.
  • the outer spring 310 is disposed between the lower support 340 and the upper support 390.
  • the module body 330 is screwed with the lower support 340 through the male screw portion 331, it is located inside the outer spring (310).
  • the module main body 330 is a cylindrical part in which a male screw portion 331 is formed on an outer circumferential surface of the lower portion, and a rod hole 332 is formed in an upper portion thereof.
  • the module body 330 is detachably screwed to the screw hole 343 of the upper surface of the lower support 340 for the replacement of the outer spring 310 or the inner spring 320.
  • the inner spring 320 is seated on the bottom of the screw hole 343 of the lower support 340. At this time, the positioning projection 344 is inserted into the bottom space of the inner spring (320).
  • the pusher 380 is supported by the inner spring 320 in the interior of the module body 330, and serves to transfer the elastic force of the inner spring 320 toward the variable hook 370. To this end, the pusher 380 is in contact with the inner spring 320, and has a disk 381 of a size that can be inserted into the interior of the module body 330.
  • the pusher 380 protrudes downward from the bottom of the disk 381 and protrudes upward from the top of the disk 381, so that the hollow rotary gear 372 of the variable hook 370 is formed.
  • a contact protrusion 383 inserted into the inner space and a plurality of wedges 384 formed on the contact protrusion 383 to make point contact with the ceiling of the inner space of the hollow rotary gear 372.
  • the spring insertion protrusion 382 of the pusher 380 serves to stop the downward movement of the pusher 380 by contacting the buffer pad 346 on the positioning protrusion 344 of the lower support 340, Excessive compression of the inner spring 320 can be prevented in advance, thereby preventing damage to the inner spring 320, and when the spring insertion protrusion 382 and the buffer pad 346 on the positioning protrusion 344 are in contact with each other. Impact noise can be reduced.
  • the fixed hook 350 may be fixed to the opposite position of the pusher 380, that is, inserted into the upper inner surface of the module main body 330 by welding, and may be hermetically inserted into the inner upper space of the module main body 330.
  • a plurality of guide holes 351 and a plurality of guide grooves 352 having a long hole shape as the long lengths extend in the longitudinal direction of the fixed hook 350, respectively.
  • the plurality of guide holes 351 and the plurality of guide grooves 352 are alternately disposed along the circumferential direction of the fixed hook 350.
  • the guide groove 352 has a groove depth relatively smaller than the depth of the guide hole 351, and is formed on the inner peripheral surface of the tube of the fixed hook 350.
  • the fixed hook 350 serves to induce two-stage vertical movement of the variable shaft portion 360.
  • the fixed hook 350 is made by cutting the lower end of the fixed hook 350, and includes a plurality of stop jaws 353 and protruding oil surfaces 354 and 355 similar in shape to saw blades.
  • each stop jaw (353) may be formed at the end of the guide groove 352 in the circumferential direction at the bottom end of the fixed hanger 350, the protruding holding surface (354,355) is the amount of the stop jaw (353) Located next to, the first protruding oil surface 354 formed between the guide hole 351 and the guide groove 352, and the second protruding oil surface 355 formed between the guide groove 352 and the other guide hole It can be made of).
  • the flexible expansion and contraction module 300 is inserted in the fixing hanger 350, and includes a variable shaft portion 360 protruding the rod 361 (rod) to the outside of the module body 330.
  • variable shaft portion 360 extends upward from the knob 362 and the closed top of the knob 362, forming a cylindrical sidewall between the open bottom and the closed top.
  • a rod 361 that protrudes to the outside of the module body 330 through the rod hole 332 of the upper side, and is screwed into the screw hole 393 of the bottom surface of the upper support 390.
  • the knob 362 includes a plurality of guide protrusions 363 formed on the outer circumferential surface of the knob 362 so as to be slidably inserted into the guide hole 351 and the guide groove 352.
  • each guide protrusion 363 has a protrusion height of a size that can be inserted and slidable corresponding to the groove depth of the guide groove 352. Therefore, each guide protrusion 363 can be inserted and slid even in the guide hole 351.
  • the vertical extension length H1 of the guide protrusion 363 is formed corresponding to the vertical length of the knob 362. That is, in proportion to the size of the surface area of the vertical extension length H1 of the guide protrusion 363, the guide protrusion 363 moves up and down while contacting the guide groove 352 and the guide hole 351 of the fixed hook 350. As a result, the variable shaft portion 360 can be firmly supported so as not to excessively shake in the horizontal direction.
  • the knob 362 includes a V-shaped guide surface 364 formed by a corresponding number of guide protrusions 363 along the circumferential direction at the bottom of the side wall of the knob 362.
  • the flexible expansion and contraction module 300 is disposed between the variable shaft portion 360 and the pusher 380, and moves up and down inside the fixed hook 350 or rotates or fixed the hook 350 outside the fixed hook 350 It includes a variable hanger 370 is stopped at the stop jaw (353).
  • variable hook 370 is formed integrally with the gear shaft 371 and the bottom of the gear shaft 371 to be inserted into the inner space of the side wall of the knob 362 of the variable shaft portion 360, the gear shaft 371 It includes a hollow rotary gear 372 having a relatively larger diameter, open bottom.
  • variable hook 370 includes a rib 373 formed on the outer circumferential surface of the hollow rotary gear 372.
  • the rib 373 is larger than the groove depth of the guide groove 352 and protrudes corresponding to the depth of the guide hole 351. Accordingly, the rib 373 may be moved up and down along the guide hole 351, but the stop up and down movement may be stopped at the outside of the guide groove 352 corresponding to the stop jaw 353.
  • the vertical extension length H2 of the rib 373 of the variable hanger 370 is slightly longer than the vertical length of the hollow rotary gear 372. Therefore, in proportion to the size of the surface area of the vertical extension length H2 of the rib 373, the rib 373 can be moved up and down while contacting the guide hole 351 of the fixed hook 350, and as a result, the variable hook 370 may also be firmly supported so as not to be excessively shaken in the horizontal direction.
  • an inclined surface 374 is formed at the upper end of each of the ribs 373 of the variable hanger 370 in contact with the guide surface 364 of the knob 362 of the variable shaft portion 360.
  • the inclined surface 374 moves up and down along the guide hole 351 of the fixed hook 350 in a state of being in contact with the guide surface 364, and at this time, the guide is guided by the guide hole 351, so the swing hook 370 It only moves up and down and does not rotate in the circumferential direction.
  • FIG. 8 shows a state in which the ribs 373 of the variable hanger 370 and the guide protrusion 363 of the variable shaft part 360 are disposed in the guide hole 351 of the fixed hanger 350, It shows the result of the external force (for example, the force transmitted upward and downward through the user's buttock or saddle) acting on the variable shaft 360, and the external shaft is weakened or removed by the external shaft.
  • the swing 370 having the inclined surface 374 is rotated and only the variable shaft portion 360 is raised due to the sliding treatment relationship between the inclined surface 374 and the induction surface 364. It is shown.
  • variable shaft portion 360 is elastically supported by the outer spring (310).
  • the inner spring 320 may maintain a compressed state through the pusher 380. This compressed state may be referred to as a state in which the elastic force is stored in the inner spring (320).
  • variable shaft 360 when the external force in the vertical direction further acts on the variable shaft 360, the variable shaft 360 and the variable hook 370 can be returned to its original state according to the operation principle as described below. Detailed operation of FIG. 8 may be described with reference to FIGS. 11 to 12.
  • variable hook 370 can be returned to the elevated state in accordance with the operation principle as described below. That is, the two-stage up and down movement may occur regularly in response to the action of the external force.
  • the shaft 360 moves up and down along the guide groove 352 and the guide hole 351 of the fixed hook 250, and the variable hook 370 also includes the pusher 380 and the inner spring 320. It can also move up and down with the variable shaft portion 360, during the up and down movement, the fluctuating hanger 370 is stopped once at the top, once at the bottom, so that the vertical movement is made in two stages regularly As a result, horse riding can be achieved.
  • the contact portion 383 contacts the contact while reducing frictional resistance. It can reduce the impact noise.
  • the spring sets S1 and S2 which may be replaced with respect to the flexible expansion and contraction module 300, may include a basic outer spring 310 and a basic inner spring 320, corresponding to a user's weight increase. It may be provided to have different elastic modulus for each load.
  • the user selects and replaces another outer spring 310a having a relatively small modulus of elasticity in the corresponding spring set S1 and replaces the basic inner spring ( Another inner spring 320a having a relatively large modulus of elasticity is selected from the corresponding spring set S2 and replaced.
  • the user selects and replaces another outer spring 310b having a relatively large modulus of elasticity in the corresponding spring set S1 and replaces the basic inner spring with the basic outer spring 310.
  • Another inner spring 320b having a relatively small modulus of elasticity is selected from the corresponding spring set S2 and replaced.
  • the lower support 340 corresponding to the prefabricated cover is disassembled from the module body 300 using a suitable tool or Can be reassembled.
  • the saddle 500 is disposed above the module post 114.
  • the saddle 500 has a narrower front side than the rear side thereof, and a saddle space 540 formed along the length direction of the saddle 500 in the middle of the upper surface of the saddle 500 to prevent slippage is provided. More included.
  • the saddle 500 is manufactured in a symmetrical form based on the saddle space 540, and may be made of a fluffy material for a cushioned or comfortable feel.
  • the present invention includes a lower seating block 150 for connecting the variable elastic module 300 and the module post 114 of the bicycle frame.
  • the present invention includes an upper seating block 160 for connecting the flexible stretching module 300 and the saddle rail 510 of the saddle 500 to each other.
  • the lower surface of the lower seating block 160 is welded to the upper surface of the module post 114, and the upper surface of the upper seating block 160 of the saddle 500 through the mounting bracket 520 and the coupling bolt 530 It is fixed to the saddle rail 510.
  • the mounting bracket 520 is in a state over the saddle rail 510. Thereafter, the coupling bolt 530 is fastened to the bolt hole of the upper surface of the upper seating block 160 by passing through the bolt hole of the mounting bracket 520. As a result, when the coupling bolt 530 is tightened, the bottom surface of the saddle rail 510 of the saddle 500 and the top surface of the upper seating block 160 may be in close contact and fixed to each other.
  • the upper surface of the lower seating block 150 corresponds to the cross-sectional shape of the lower support 340 of the flexible expansion and contraction module 300, that is, corresponding to the corresponding fastening protrusion 341, the fastening protrusion 341 of the lower support 340 is provided.
  • An upper insertion hole 151 is formed in the vertical direction of the lower seating block 150 for interlocking with each other.
  • the side of the lower seating block 150 penetrates along the lateral direction so that the bolt hole 152 is connected to the connection hole 345 of the fastening protrusion 341 of the upper insertion hole 151 and the lower support 340. It is formed.
  • the bolts and nuts may be coupled to the connection holes 345 and the bolt holes 152, and the variable expansion and contraction module 300 may be separated or installed from the lower seating block 150 by disassembling or recombining the bolts and nuts. have.
  • the bottom surface of the upper seating block 160 corresponds to the cross-sectional shape of the upper support 390 of the flexible expansion and contraction module 300, that is, corresponding to the fastening protrusion 391, fastening of the upper support 390
  • a lower insertion hole 161 is formed in the vertical direction of the upper seating block 160 for interlocking the protrusions 391.
  • the side of the upper seating block 160 is formed so that the bolt hole 162 penetrates along the lateral direction so as to be connected to the lower insertion hole 161 and the connection hole 394 of the fastening protrusion 391 of the upper support. It is.
  • the connection holes 394 and the bolt holes 162 may be coupled to the corresponding bolts and nuts, and the variable expansion and contraction module 300 is separated from the upper seating block 160 through disassembly or recombination of the bolts and nuts. Can be installed.
  • variable stretchable module 300 uses elastic forces of the outer spring 310 and the inner spring 320.
  • the left side of FIG. 11 is a state before the external force F is applied in the up and down direction, and the right side of FIG. 11 shows the state where the external force F is applied.
  • the inner spring 320 is configured to transmit the elastic force of the inner spring 320 to the rib 373 of the variable hanger through the pusher 380 which is responsible for the push function and the weight moving body function. .
  • variable shaft portion 360 elastically uses the force of the elastic force of the outer spring 310 and the inner spring 320 to elastically install the saddle and the hip of the user. I can support it.
  • the outer spring 310 is to transmit the elastic force to the guide projection 363 of the variable shaft portion (360).
  • the guide protrusion 363 of the variable shaft portion 360 and the rib 373 of the variable hook are slidable in the guide hole 351 of the fixed hook 350, and at this time, the induction surface of the variable shaft portion 360 The 364 is in contact with the inclined surface 374 of the rib 373, and the contact state may be maintained by the elastic force of the outer spring 310 and the inner spring 320.
  • the guide protrusion 363 of the variable shaft portion 360 and the rib 373 of the variable shaft portion of the fixed shaft 350 It moves downward along the guide hole 351.
  • the rib 373 of the variable hook exits the guide hole 351 of the fixed hook 350, but the guide protrusion 363 of the variable shaft portion 360 may exist in the guide hole 351 as it is. .
  • variable shaft portion 360 is not rotated by the guide protrusion 363 even when subjected to the elastic force, while the rib 373 and the inclined surface 374 thereof of the variable hook are along the guide surface 364 of the variable shaft portion 360. It slides up and rotates. As a result, the inclined surface 374 of the rotated rib 373 is placed on the first protruding oil surface 354 of the fixing hanger 350.
  • variable shaft portion 360 which is subjected to the elastic force of the outer spring 310, moves upward, and thus, the guide protrusion 363 of the variable shaft portion 360 also guides the hole 351 of the fixed hook 350. Is moved upward along.
  • the rib 373 and the inclined surface 374 of the variable hanger which are receiving the elastic force of the inner spring 320 through the pusher 380, slide along the first protruding oil surface 354 of the fixed hanger 350. Is raised and rotated. As a result, the inclined surface 374 of the rotated rib 373 remains stopped at the lower position such as the stop jaw 353 of the fixing hanger 350. Such a state may correspond to the cross-sectional view shown in FIG. 8.
  • variable shaft 360 may elastically support the saddle and the buttocks of the user using only the elastic force of the outer spring 310.
  • the inner spring 320 is compressed and moves up and down of the variable shaft portion 360 until the guide surface 364a of the variable shaft portion 360 contacts the inclined surface 374 of the rib 373 of the variable hook. The elastic force of the inner spring 320 can not be transmitted to.
  • the stop jaw (353) of the fixed hook 350 is located at the point where the guide groove 352 ends.
  • the guide protrusion 363a of the variable shaft portion 350 is disposed in the guide groove 352 of the fixed hook 350, and the guide surface 364a is positioned below the guide protrusion 363a.
  • the external force (F) may be applied to the variable shaft portion 360 greater than the elastic force of the outer spring (310). In this case, the variable shaft unit 360 is moved downward again.
  • the guide protrusion 363a of the variable shaft portion 360 may also move downward along the guide groove 352 of the fixed hook 350 to be as shown in FIG. 13.
  • the elastic force of the outer spring 310 and the inner spring 320 can be used for the purpose of repulsing against the external force (F).
  • the rib 373 of the variable hanger exits the guide groove 352 of the fixed hook 350. After exiting the stop jaw (353).
  • the rib 373 and the inclined surface 374 of the variable hanger rise and rotate as they slide along the guide surface 364a of the variable shaft portion 360, and as a result, the inclined surface 374 of the rib 373 is fixed. It is placed on the second protruding oil surface 355 of the hook 350.
  • the saddle and the variable shaft portion 360 is moved upward as if bouncing through the force of the elastic force to return to the original upper position. Further, by using the stored elastic force of the inner spring 320, the rib 373 and the inclined surface 374 of the variable hanger is raised and rotated as if it slides along the second protruding oil surface 355 of the fixed hanger 350. The guide hole 351a is reached.
  • the process is repeated, so that the two-stage up and down movement, that is, the fluctuating hanger is located at the upper position or the lower position of the fixed hanger 350, the movement to elastically support the fluctuation shaft portion is made regularly Can be.
  • the fitness type riding bicycle of the present invention described in this embodiment may be the same as or very similar to the first embodiment except that the joint portion and the bottom handle are removed. Therefore, the same or corresponding reference numerals are given to the same or corresponding components in FIGS. 1 to 13, and the description thereof will be omitted here.
  • the joint part of the down tube 105 is removed from the down tube 105, and the end of the down tube 105 is directly connected to the pedal shaft hub 104.
  • the end of the down tube 105 is directly connected to the pedal shaft hub 104, even if the fitness type riding bicycle falls in a high position, the fitness type riding bicycle does not close to the ground.
  • the structural stability of can be secured.
  • the rear shock absorber 140 is separated from the post mounting portion 113, and is then placed on the seat stay 107 side using the lower bracket 109 of the seat stay 107.
  • the cushion frame 110 may implement a seesaw movement that is rotatable at the hinge 108 of the down tube 105 relatively more freely than in the first embodiment.
  • variable shock absorber 120 is installed in place of the cushion shock absorber 120 in FIG. 1, and the elastic expansion module 300 is attached and installed, and a tension spring is mounted on the front and rear of the bicycle frame 100 so that the variation width becomes greater. You can enjoy the effect.
  • one of the pair of crank shafts 201a including the pedals 201 in the pedal driving unit 200, that is, the crank shaft 201a to which the chain is not connected is fastening means 210. Detachable, can be mounted through. It is possible to enhance the riding effect with a stable foot support by positioning the pedal 201 staggered in a horizontal position.
  • the fastening means 210 includes a connection rod 215 connected to the fixed lever 211 and Compression piece 212, washer 213, spring 214, the compression piece in the coupling hole 216 formed a plurality of connecting rods 215 along the rotational direction of the shaft in accordance with the rotation of the fixed lever 211 212 and spring 214 can be positioned while compressing so that crankshaft 210a is in the required rotational position.
  • the handlebar 400 is provided with a lower end handle. That is, the handlebar 400 of the second embodiment is the first stage handle 410 extending horizontally on both sides of the stem 401, and the stem 401 and the front in the upper end of both ends of the first stage handle 410, respectively After the inclination, the two-stage handle 420 extending upwards and the three-stage handle 430 extending in the outward direction of the two-stage handle 420 may be formed.
  • the lower stage handle may induce the user's body excessively inclined forward, in this case, the elderly, infants, etc. may feel uncomfortable for the user to exercise. Therefore, in the second embodiment, the inconvenience in using the handlebar 400 for a specific user as described above can be eliminated.
  • 320,320a, 320b inner spring 330: module body
  • variable shaft 370 variable hook

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Abstract

본 발명은 헬스형 승마자전거에 관한 것으로서, 앞바퀴와 뒷바퀴가 회전 가능하게 결합된 자전거 프레임과, 자전거 프레임에 결합된 페달로 상기 뒷바퀴를 회전시키는 페달구동부와, 자전거 프레임의 전단에 배치되고, 2자 및 5자 형상의 조합으로 이루어지는 핸들바와, 자전거 프레임의 모듈포스터의 상부쪽에 배치되는 안장 및 자전거 프레임과 안장 사이에 연결되어 있고, 외부스프링과 내부스프링의 탄성력의 합력 또는 상기 외부스프링의 탄성력을 선택적으로 상기 안장에 인가하여 2단 상하 운동을 하는 변동성 신축모듈을 포함하고, 상기 외부스프링 또는 상기 내부스프링이 사용자의 체중에 대응하여 스프링 하중별로 서로 다른 탄성계수를 갖도록 세트로 각각 구비되고, 상기 외부스프링 또는 상기 내부스프링의 교체를 위해서, 모듈본체가 상기 변동성 신축모듈의 하단지지구에 탈부착 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

헬스형 승마자전거
본 발명은 헬스형 승마자전거에 관한 것이다.
일반적으로 승마 운동 장치는 3D 가상환경에서 실제 말이 동작하는 것과 같은 움직임을 구현한 승마로봇과, 전후 또는 상하 방향을 따라 8자로 움직이는 동력식(예: 전기모터) 승마운동기와, 전기에너지를 사용하지 않고 체중과 사용자의 체중 이동을 이용하는 승마형 자전거가 있다.
이렇게 승마 움직임을 이용한 장치들은 평소 사용하지 않는 근육까지 골고루 자극해 전신운동이 가능하도록 돕고, 승마 시간당 칼로리 소모량이 조깅 및 수영보다 상대적으로 높고, 자세를 잡아주고 균형감각을 키우는데 도움을 주고, 대근육을 사용해 에너지 소모가 큰 운동을 할 수 있고, 체지방 감소와 근력증가에 효과적이고, 다이어트 및 척추건강을 증진시키고, 장운동 및 변비에 탁월한 것으로 알려져 있다.
그러나, 종래의 승마로봇 혹은 전기에너지를 사용하는 승마운동기는 매우 고가이면서, 실제 말의 움직임을 시뮬레이션하기 위한 복잡한 작동 장치를 요구하면서, 일반인이 쉽게 승마 운동을 접하기 매우 어렵다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 변동성 신축모듈을 쿠션프레임과 안장 사이에 구비시켜서 승마 모션에 따른 리듬감을 사용자에게 제공할 수 있고, 복수개의 쇼크업소버(shock absorber)와 연계하여 쿠션 및 시소효과와 충격 완화 기능에 따른 운동 효과를 발휘하고, 복수개의 손잡이 구조를 갖는 핸들바를 통해 사용자의 상체 운동을 유도할 수 있는 바와 같이, 이동하는 전신 운동기구에 해당하는 헬스형 승마자전거를 제공하고자 한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌1)한국등록특허 제10-1338734호(2013.12.02)
(특허문헌2)한국등록특허 제10-0678606호(2007.01.29)
본 발명의 일 측면에 따른 헬스형 승마자전거에 의하면, 앞바퀴와 뒷바퀴가 회전 가능하게 결합된 자전거 프레임과, 자전거 프레임에 결합된 페달로 상기 뒷바퀴를 회전시키는 페달구동부와, 자전거 프레임의 전단에 배치되고, 2자 및 5자 형상의 조합으로 이루어지는 핸들바와, 자전거 프레임의 모듈포스터의 상부쪽에 배치되는 안장 및 자전거 프레임과 안장 사이에 연결되어 있고, 외부스프링과 내부스프링의 탄성력의 합력 또는 상기 외부스프링의 탄성력을 선택적으로 상기 안장에 인가하여 2단 상하 운동을 하는 변동성 신축모듈을 포함하고, 상기 외부스프링 또는 상기 내부스프링이 사용자의 체중에 대응하여 스프링 하중별로 서로 다른 탄성계수를 갖도록 세트로 각각 구비되고, 상기 외부스프링 또는 상기 내부스프링의 교체를 위해서, 모듈본체가 상기 변동성 신축모듈의 하단지지구에 탈부착 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거가 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따른 헬스형 승마자전거에 의하면, 복수개의 스프링을 갖는 변동성 신축모듈을 제공하여, 승마 모션에 따른 리듬감을 규칙적으로 사용자에게 제공하여 운동 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 짧은 시간에 비하여 많은 운동효과를 발휘하여, 시간이 부족한 현대인의 건강에 보탬이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 헬스형 승마자전거의 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 핸들바의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 핸들바의 정면도.
도 4는 도 1에 도시된 변동성 신축모듈의 분해 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 선 A-A의 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 선 B-B의 단면도.
도 7은 도 4에 도시된 선 C-C의 단면도.
도 8은 도 4에 도시된 변동성 신축모듈의 결합 단면도.
도 9는 도 4에 도시된 변동성 신축모듈에서 외부스프링 및 내부스프링의 교체 방법을 설명하기 위한 측면도.
도 10은 도 1에 도시된 안장의 결합관계를 설명하기 위한 도면.
도 11 내지 도 13은 도 8에 도시된 변동성 신축모듈의 작동원리를 설명하기 위한 개략적인 단면도.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 헬스형 승마자전거의 측면도.
도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 헬스형 승마자전거에서 페달구동부를 보여주는 도면.
도 16은 도 14에 도시된 핸들바의 사시도.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 헬스형 승마자전거는 바퀴를 이용하여 구동하는 일반적인 자전거 구조의 장치를 갖거나, 바퀴를 구비하지 않고 고정 상태로 자전거 운동을 하는 운동기구 구조의 장치를 통칭하는 것으로서, 각 장치에 마련되는 일반적인 구성품으로서, 기어변속기, 페달, 기어변속세트, 브레이크 또는 스핀들이 도면에는 도시되어 있지 않지만, 본 발명에 통상적으로 포함되는 것으로 이해될 수 있다.
제 1 실시예
먼저, 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 헬스형 승마자전거의 측면도로서 도 1을 참조하면, 제 1 실시예는 자전거 프레임(100), 페달구동부(200), 변동성 신축모듈(300), 핸들바(400) 및 안장(500)을 포함할 수 있다.
변동성 신축모듈(300) 및 안장(500)은 1 세트를 이루고, 기존의 자전거에 탈부착 가능하다. 자전거 프레임(100)에는 앞바퀴(101)와 뒷바퀴(102)가 회전 가능하게 결합되어 있다.
페달구동부(200)는 자전거 프레임(100)에 결합된 페달(201)로 뒷바퀴(102)를 회전시키는 역할을 담당하여 페달 구동력에 의해 뒷바퀴(102)가 회전하여 본 발명이 일반 자전거와 같이 전진할 수 있다. 그리고 변동성 신축모듈(300)은 일예로 자전거 프레임(100)과 안장(500) 사이에 연결되어 있고, 외부스프링(310)과 내부스프링의 탄성력의 합력 또는 외부스프링(310)의 탄성력을 선택적으로 안장(500)에 인가하여 규칙적인 2단 상하 운동을 행할 수 있다. 즉, 변동성 신축모듈(300)을 통한 승마효과는 외부스프링(310) 또는 내부스프링(320)의 신축 또는 상하 운동을 규칙적인 운동으로 바꾸어 줌으로써, 안정적이고 일정한 간격으로 안장을 들썩들썩 거리게 하는 것을 의미할 수 있다.
핸들바(400)는 숫자 "2"와 "5"의 모양으로 조합 되어 4개의 손잡이를 구비한다. 사용자의 손은 4개 손잡이의 손잡는 위치 변화를 통해서, 사용자의 상체의 형태에 변화를 줌으로써, 상체인 팔, 어깨, 허리 등을 운동을 할 수 있는 역할을 담당한다.
안장(500)은 하측에 위치한 변동성 신축모듈(300)과 연결 또는 착탈 가능하게 결합된 장치로서, 말등의 형상을 갖도록 제작되어 있되, 일반적인 자전거의 안장보다 1.5배 긴 전후 길이를 갖는다.
또한, 본 발명에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 외부스프링(310) 또는 내부스프링(320)이 사용자의 체중에 대응하여 스프링 하중별로 서로 다른 탄성계수를 갖도록 스프링세트(S1, S2)로 각각 구비될 수 있다. 또한, 외부스프링(310) 또는 내부스프링(320)의 교체를 위해서, 모듈본체(330)가 변동성 신축모듈(300)의 하단지지구(340)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 자전거 프레임(100)은 앞바퀴(101)가 회전 가능하게 결합된 헤드튜브(103)와, 그 헤드튜브(103)로부터 페달축 허브(104)까지 경사지게 연결된 다운튜브(105)와, 페달축 허브(104)로부터 후방으로 수평하게 연장되고, 뒷바퀴(102)가 회전 가능하게 결합된 체인스테이(106)와, 뒷바퀴(102)의 회전축이 결합된 체인스테이(106)의 끝단과, 페달축 허브(104)의 외주면에 연결되어 삼각형을 이루는 시트스테이(107)를 포함한다.
또한, 다운튜브(105)와 페달축 허브(104)의 사이에는 체인스테이(106) 시트스테이(107)의 선회 동작을 허용하기 위하여 조인트부(104a)가 더 마련되어 있다. 여기서, 조인트부(104a)는 피봇 또는 관절 형태로 제작될 수 있다.
또한, 자전거 프레임(100)은 다운튜브(105)를 기반으로 시소 운동하는 쿠션프레임(110)을 포함한다. 여기서, 쿠션프레임(110)은 다운튜브(105)의 힌지(108)에서 회전 가능하게 결합된 요크부(yoke:111)와, 요크부(111)로부터 절곡되어 시트스테이(107) 쪽으로 연장된 외팔보(112)와, 외팔보(112)의 끝단에 구비된 포스트장착부(113)와, 포스트장착부(113)에 끼워질 모듈포스트(114)를 탈부착 방식으로 고정시키도록, 포스트장착부(113)에 결합된 포스트클램프(115)를 포함한다. 포스트클램프(115)는 릴리스 시키거나 록킹시킴에 따라 모듈포스트(114)가 상항 또는 하향 이동되어 높낮이 조절에 사용될 수 있다.
또한, 자전거 프레임(100)은 상하 방항(Z축 방향) 또는 전후 방향(X축 방향)으로 연결된 복수개의 쇼크업소버(120,130,140)를 포함한다. 하기에서 각 쇼크업소버(120,130,140)의 해당 고리의 연결 지점은 볼트 및 너트에 의해 연결될 수 있다.
쿠션 쇼크업소버(120)는 페달축 허브(104)의 상부브래킷에 일측 고리를 연결하고, 쿠션프레임(110)의 외팔보(112)의 저부브래킷에 타측 고리를 연결하고 있다. 쿠션 쇼크업소버(120)는 쿠션효과, 편안함 및 시소효과를 발휘할 수 있다.
전방완충 쇼크업소버(130)는 힌지(108)의 위쪽에 마련된 다운튜브(105)의 후방브래킷에 일측 고리를 연결하고, 요크부(111)와 외팔보(112)가 절곡된 곳에 마련된 쿠션프레임(110)의 전방브래킷에 타측 고리를 연결하고 있다.
후방완충 쇼크업소버(140)는 포스트장착부(113)의 뒤쪽브래킷에 일측 고리를 연결하고, 시트스테이(107)의 상측브래킷에 타측 고리를 연결하고 있다.
전방완충 쇼크업소버(130) 및 후방완충 쇼크업소버(140)는 충격 완화효과를 발휘할 수 있다.
또한, 자전거 프레임(100)은 시트스테이(107)의 상측브래킷으로부터 시트스테이(107)를 따라서 아래로 후방완충 쇼크업소버(140)의 길이만큼 이격되도록 상기 시트스테이(107)에 마련된 하측브래킷(109)을 더 포함할 수 있다.
특히, 후방완충 쇼크업소버(140)는 볼트 또는 너트를 풀어서 포스트장착부(113)의 뒤쪽브래킷에 일측 고리를 분리시킨 이후, 시트스테이(107)의 상측브래킷의 연결 지점을 회전 중심으로 하여 회전시켜서, 시트스테이(107)의 하측브래킷(109)에 안착 및 고정(예: 볼트 및 너트의 재결합)시킴으로써, 시소 운동의 변동성을 상대적으로 증가시킬 수 있다. 또, 후방완충 쇼크업소버(140)는 자전거 프레임(100)로부터 완전 제거되지 않고 시트스테이(107)의 상측브래킷 및 하측브래킷(109)의 사이에 보관될 수 있다.
이들 복수개의 쇼크업소버(120,130,140)들은 변동성 신축모듈(300)과 함께 충격 완화 역할과 동시에 상하 운동 도중 전후 운동[예: 힌지(108)를 기준으로 안장(500)이 전방 또는 후방으로 움직이는 시소 운동)을 유도한다.
이때, 변동성 신축모듈(300)에 의해서, 안장(500)이 사용자의 둔부의 아래쪽에서 위쪽으로 신속하게 이동시키는 동작이나, 상대적으로 약한 탄성력[예: 외부스프링(310) 단독의 탄성력]을 사용하는 상하 운동 또는 상대적으로 강한 탄성력[예: 외부스프링(310)과 내부스프링의 탄성력의 합력]을 사용하는 2단 상하 운동을 규칙적으로 발생시킬 수 있다.
2단 상하 운동은 하기에서 상세히 설명하며, 변동성 신축모듈(300)은 사용자가 말을 타는 것과 유사한 규칙적인 승마 동작을 유발시키도록, 하기에서 설명할 내부 구성품을 더 구비한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이, 자전거 프레임(100)은 2자 및 5자 형상의 조합으로 이루어진 핸들바(400)를 갖는다.
핸들바(400)는 자전거 프레임(100)의 헤드튜브(103)의 상부에 결합된 스템(401)과, 스템(401)의 양쪽으로 수평하게 연장된 1단 손잡이(410)와, 1단 손잡이(410)의 양측 끝단 상부에서 각각 스템(401) 및 전방쪽으로 기울어진 후 상향으로 연장된 2단 손잡이(420)와, 2단 손잡이(420)의 측면 바깥쪽 방향으로 각각 연장된 3단 손잡이(430)를 포함한다.
특히, 좌측 및 우측의 2단 손잡이(420)는 도 3에 보이듯이 Y-Z평면 상에서 Z축이 Y축 방향으로 기울어지도록, 서로 가까워지도록 제 1 각도(G1) 15°~20°로 각각 벤딩되어 있음과 함께, 도 1에 보이듯이 X-Z평면 상에서 Z축이 X축 방향으로 기울어지도록, 즉 전방(예: 도 1에서는 좌측 방향)을 향하여 기울어지도록 제 2 각도(G2) 25°~30°로 각각 벤딩되어 있다.
이러한 각도(G1,G2) 수치는 사용자의 상체 운동 및 편안함을 극대화하기 위한 수치로서, 사용자가 2단 손잡이(420)를 잡고 있던 손목이 과도하게 꺾이거나, 그립 성능이 떨어질 수 있으므로, 임계적인 의미를 갖는다. 또한, 핸들바(400)는 1단 손잡이(410)의 양측 끝단 하부에서 후방으로 하경사지게 연장되어 사이클용 핸들바와 유사한 형태의 저단 손잡이(440)를 더 포함할 수 있으며, 저단 손잡이(440) 또는 1단 손잡이(410)에는 미 도시되어 있지만 브레이크 조절장치 또는 기어변속형 시프터가 더 구비될 수 있다.
또한, 이들 손잡이(410)(420)(430)440)의 외표면에는 고무 그립부가 더 결합되어 있을 수 있다.
그리고 도 4를 참조하면, 언급한 변동성 신축모듈(300)의 2단 상하 운동은 2개의 스프링인 외부스프링(310), 내부스프링(320), 모듈본체(330), 하단지지구(340), 고정걸이(350), 변동축부(360), 변동걸이(370), 푸셔(380), 상단지지구(390)를 통해 구현될 수 있다. 즉, 2단 상하 운동이란 외부스프링(310) 또는 내부스프링(320)의 불규칙 운동에 비하여 규칙적으로 신축 작용이 이루어지는 것을 의미할 수 있다.
특히, 외부스프링(310)과 내부스프링(320)의 스프링 종류는 사용자의 몸무게에 따라 스프링 하중(예: 탄성계수)을 선택적으로 사용하고 있음에 따라서, 규칙적인 2단 상하 운동이 이루어지도록, 체중에 맞게 정해질 수 있다.
변동성 신축모듈(300)의 외부스프링(310)과 내부스프링(320)은 중량강도 또는 스프링 하중(kgf)으로 구별 가능하다.
예컨대, 체중 50kg의 사용자 기준, 기본 외부스프링(310)의 스프링 하중은 체중 대비 40%인 20kgf이고, 기본 내부스프링(320)의 스프링 하중은 체중 대비 20%인 10kgf일 수 있다. 사용자의 체중의 60%의 하중은 안장을 통해서 스프링 2개인 외부스프링(310) 및 내부스프링(320)에 인가될 수 있고, 나머지 체중의 40%의 하중은 승마자전거의 페달에 인가될 수 있다. 사용자는 페달쪽 또는 안장쪽에 대하여 하중 분산 이동을 반복함으로써, 상하, 전후 운동 및 승마효과를 즐길 수 있다.
또한, 외부스프링(310) 및 내부스프링(320)의 중량강도(스프링 하중)는 사용자의 취향에 따라 변경하여 사용 할 수 있다.
그리고 도 4와 도 10을 병행 참조하면, 변동성 신축모듈(300)의 하단지지구(340)는 모듈포스트(114)의 상부의 하부안착블록(150)에 결합되고 상단지지구(290)는 안장(500) 저부의 상부안착블록(160)에 결합될 수 있다.
이를 위해서, 하단지지구(340)의 하부에는 하부안착블록(150)의 상부삽입구멍(151)에 형합될 수 있는 체결돌기(341)가 형성되어 있으며, 상단지지구(390)의 상부에는 상부안착블록(160)의 하부삽입구(161)에 형합될 수 있는 체결돌기(391)가 형성되어 있다. 체결돌기(341)(391)는 양측에 평면을 구비한 원형 축부재로서, 원형 축부재의 원주면과 평면의 조합을 통해서 체결돌기(341)(391)가 상부삽입구멍(151)와 하부삽입구멍(161)에 삽입된 후 회전되지 않게 될 수 있다.
또한, 하단지지구(340)와 상단지지구(390) 각각에는 체결돌기(341)(391)보다 상대적으로 넓은 평면적을 갖는 원형몸체(342)와 원형판체(392)가 형성되어 있다. 그리고 하단지지구(340)의 원형몸체(342)의 상면에는 모듈본체(330)의 숫나사부(331)와 나사결합될 수 있는 나사구멍(343)이 형성되어 있으며, 상단지지구(390)의 원형판체(392)의 저면에는 변동축부(360)의 상부 끝단[예:로드(361)의 상단 숫나사부]과 나사결합될 수 있는 나사구멍(393)이 형성되어 있다.
또한, 나사구멍(343)의 바닥면에는 내부스프링(320)에 삽입 가능한 위치결정돌기(344)가 형성되어 있어서, 신축 작동 중인 내부스프링(320)의 수평 방향으로의 위치 변경을 방지할 수 있으며, 또 나사구멍(343)(393)을 제외한 원형몸체(342)와 원평판체(392)의 외부스프링(310)(390)과 접촉하는 지지면이 될 수 있다.
그리고 위치결정돌기(344)의 상부에는 충격완충용 고무 재질 또는 탄성 재질의 완충패드(346)(도 8 참조)가 더 결합되어 있을 수 있고, 푸셔(380)의 스프링삽입돌기(382)에 접촉되는 충격을 감쇄시킬 수 있다.
그리고 변동성 신축모듈(300)의 조립 완료시 외부스프링(310)은 하단지지구(340)와 상단지지구(390)의 사이에 배치된다.
또한, 모듈본체(330)는 숫나사부(331)를 통해서 하단지지구(340)와 나사결합되어서, 외부스프링(310)의 내부에 위치된다. 모듈본체(330)는 하부의 외주면에 숫나사부(331)가 형성되어 있고, 상부에 로드구멍(332)이 형성되어 있는 원통형의 부품이다. 모듈본체(330)는 외부스프링(310) 또는 내부스프링(320)의 교체를 위하여, 하단지지구(340)의 상면의 나사구멍(343)에 탈부착 가능하게 나사결합 된다.
내부스프링(320)은 하단지지구(340)의 나사구멍(343)의 바닥에 안착된다. 이때, 위치결정돌기(344)는 내부스프링(320)의 저부 공간에 삽입된다.
푸셔(380)는 모듈본체(330)의 내부에서 내부스프링(320)에 의해 지지되는 것으로서, 내부스프링(320)의 탄성력을 변동걸이(370) 쪽으로 전달하는 역할을 담당한다. 이를 위해서, 푸셔(380)는 내부스프링(320)과 접촉하고, 모듈본체(330)의 내부에 삽입될 수 있는 크기의 디스크(381)를 갖는다.
또한, 푸셔(380)는 디스크(381)의 저부에서 하향 돌출된 스프링삽입돌기(382)와, 디스크(381)의 상부에서 상향 돌출되어서, 변동걸이(370)의 중공형 회전기어(372)의 내부공간에 삽입되는 접촉돌부(383)와, 중공형 회전기어(372)의 내부공간의 천장에 점 접촉하도록, 상기 접촉돌부(383)의 상부에 형성된 복수개의 쐐기부(384)를 포함한다.
푸셔(380)의 스프링삽입돌기(382)는 하단지지구(340)의 위치결정돌기(344) 위의 완충패드(346)에 접촉하여 푸셔(380)의 하향 이동을 정지시키는 역할을 담당하여, 내부스프링(320)의 과도한 압축을 미연에 방지하여, 내부스프링(320)의 파손을 방지할 수 있고, 스프링삽입돌기(382)와 위치결정돌기(344) 위의 완충패드(346)간 접촉시 충격 소음을 감소시킬 수 있다.
고정걸이(350)는 푸셔(380)의 반대쪽 위치, 즉 모듈본체(330)의 상부 내측면에 삽입된 후 용접에 의해 고정될 수 있으며, 모듈본체(330)의 내측 상부 공간에 기밀하게 삽입될 수 있는 중공 튜브 부품일 수 있다. 고정걸이(350)에서는 가늘고 긴 길이로서 장공 형상을 갖는 복수개의 가이드구멍(351) 및 복수개의 가이드홈(352)이 고정걸이(350)의 길이 방향으로 각각 연장되어 있다.
도 5를 참조하면, 고정걸이(350)에서는 복수개의 가이드구멍(351) 및 복수개의 가이드홈(352)은 고정걸이(350)의 원주 방향을 따라서 교대로 배치되어 있다.
또한, 가이드홈(352)은 가이드구멍(351)의 깊이보다 상대적으로 작은 홈깊이를 갖고, 고정걸이(350)의 튜브 내주면에 형성된다.
도 4를 다시 참조하면, 고정걸이(350)는 변동축부(360)의 2단 상하 이동을 유도하는 역할을 담당한다. 이를 위해서, 고정걸이(350)는 고정걸이(350)의 저단부를 절삭 가공하여 만든 것으로서, 톱날 형상과 유사한 형상의 정지턱(353) 및 돌출유지면(354,355)을 복수개로 포함한다.
여기서, 각 정지턱(353)은 고정걸이(350)의 저단부에서 원주 방향을 따라 가이드홈(352)이 끝나는 위치에 형성될 수 있고, 돌출유지면(354,355)은 정지턱(353)의 양 옆에 위치하되, 가이드구멍(351)과 가이드홈(352)의 사이에 형성된 제 1 돌출유지면(354)과, 가이드홈(352)과 다른 가이드구멍의 사이에 형성된 제 2 돌출유지면(355)로 이루어질 수 있다.
변동성 신축모듈(300)은 고정걸이(350)의 내부에서 삽입되고, 로드(361)(rod)를 모듈본체(330)의 외부로 돌출시킨 변동축부(360)를 포함한다.
즉, 변동축부(360)는 개방된 저부와 폐쇄된 상부 사이에 원통형의 측벽을 형성하고 있는 노브(knob:362)와, 노브(362)의 폐쇄된 상부로부터 상향으로 연장되어서, 모듈본체(330)의 로드구멍(332)을 통해서, 모듈본체(330)의 외부로 돌출된 후, 상단지지구(390)의 저면의 나사구멍(393)에 나사결합되는 로드(361)를 포함한다.
도 6에 따르면, 노브(362)는 가이드구멍(351) 및 가이드홈(352)에서 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 노브(362)의 외주면에 형성된 복수개의 가이드돌기(363)를 포함한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 각 가이드돌기(363)는 가이드홈(352)의 홈깊이에 대응하여 삽입 및 슬라이딩 가능한 크기의 돌기높이를 갖는다. 따라서, 각 가이드돌기(363)는 가이드구멍(351)에서도 삽입 및 슬라이딩이 가능하다.
도 4를 재 참조하면, 가이드돌기(363)의 상하 연장 길이(H1)는 노브(362)의 상하 길이에 대응하게 형성된다. 즉, 가이드돌기(363)의 상하 연장 길이(H1)의 표면적의 크기에 비례하여서, 가이드돌기(363)가 고정걸이(350)의 가이드홈(352) 및 가이드구멍(351)과 접촉하면서 상하 이동될 수 있고, 그 결과 변동축부(360)가 수평 방향으로 과도하게 흔들리지 않도록 견고히 지탱될 수 있다.
노브(362)는 노브(362)의 측벽의 저면에서 원주 방향을 따라서 가이드돌기(363)의 대응한 개수만큼 형성된 V자 형상의 유도면(364)을 포함한다.
변동성 신축모듈(300)은 변동축부(360)와 푸셔(380)의 사이에 배치되고, 고정걸이(350)의 내부에서 상하로 이동 또는 고정걸이(350)의 외부에서 회전 또는 고정걸이(350)의 정지턱(353)에서 정지되는 변동걸이(370)를 포함한다.
여기서, 변동걸이(370)는 변동축부(360)의 노브(362)의 측벽 안쪽 공간으로 삽입되는 기어축(371)과, 기어축(371)의 저부에 일체형으로 형성되고, 기어축(371)보다 상대적으로 직경이 크고, 저면이 개방된 중공형 회전기어(372)를 포함한다.
또한, 변동걸이(370)는 중공형 회전기어(372)의 외주면에 형성된 리브(373)를 포함한다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 리브(373)는 가이드홈(352)의 홈깊이보다 크고 가이드구멍(351)의 깊이에 대응하게 돌출되어 있다. 따라서, 리브(373)가 가이드구멍(351)을 따라 상하 운동될 수 있지만, 정지턱(353)에 대응되는 가이드홈(352)의 바깥쪽에서는 정지 상하 운동이 정지될 수 있다.
도 4를 재 참조하면, 변동걸이(370)의 리브(373)의 상하 연장 길이(H2)는 중공형 회전기어(372)의 상하 길이보다 약간 더 길게 형성되어 있다. 따라서, 리브(373)의 상하 연장 길이(H2)의 표면적의 크기에 비례하여서, 리브(373)가 고정걸이(350)의 가이드구멍(351)과 접촉하면서 상하 이동될 수 있고, 그 결과 변동걸이(370)도 수평 방향으로 과도하게 흔들리지 않도록 견고히 지탱될 수 있다.
또한, 변동걸이(370)의 리브(373) 각각의 상단에는 변동축부(360)의 노브(362)의 유도면(364)과 접촉하는 경사면(374)이 형성되어 있다. 경사면(374)은 유도면(364)과 접촉한 상태에서 고정걸이(350)의 가이드구멍(351)을 따라 상하 이동하고, 이때, 가이드구멍(351)에 의해 가이드를 받기 때문에 변동걸이(370) 자체는 상하 이동만 할 뿐 원주 방향으로 회전되지 않는다.
반면, 상하 이동 도중 가이드구멍(351)을 벗어날 경우, 미끌림대우 관계에 의해서, 변동걸이(370)를 회전시킬 수 있는 회전력을 발생시킬 수 있다.
여기서, 도 8은 변동걸이(370)의 리브(373)와 변동축부(360)의 가이드돌기(363)가 고정걸이(350)의 가이드구멍(351)에 배치된 상태를 보여주며, 상하 방향의 외력(예: 사용자의 둔부 또는 안장을 통해서 상하 방향으로 전달된 힘)이 변동축부(360)에 작용하고 난 결과를 보여주는 것으로서, 외력에 의해 변동축부(360)가 하강하였다가 외력이 약해지거나 제거되었을 때 다시 상승하는 도중, 경사면(374)과 상기 유도면(364)간 미끌림대우 관계로 인하여, 경사면(374)을 갖는 변동걸이(370)가 회전되고, 변동축부(360) 만이 상승된 상태를 도시하고 있다.
이때, 변동축부(360)는 외부스프링(310)에 의해 탄성 지지된다. 또한, 내부스프링(320)은 푸셔(380)를 통해 압축된 상태를 유지할 수 있다. 이러한 압축된 상태는 탄성력이 내부스프링(320)에 저장된 상태라 할 수 있다.
또한, 상하 방향의 외력이 변동축부(360)에 더 작용할 경우, 하기와 같은 작동원리에 따라서 변동축부(360) 및 변동걸이(370)는 원상태로 되돌아 갈 수 있다. 도 8의 세부 동작 설명은 도 11 내지 도 12를 통해서 설명될 수 있다.
한편, 도 8의 상태에서 상하 방향의 외력이 변동축부(360)에 더 작용할 경우, 하기와 같은 작동원리에 따라서 변동걸이(370)는 상승한 상태로 되돌아 갈 수 있다. 즉, 2단 상하 운동이 규칙적이 외력의 작용에 대응하여 규칙적으로 일어날 수 있다. 2단 상하 운동에서는 변동축부(360)가 고정걸이(250)의 가이드홈(352) 및 가이드구멍(351)을 따라 상하 운동을 하고, 변동걸이(370)도 푸셔(380) 및 내부스프링(320)에 의해 역시 변동축부(360)와 함께 상하 운동할 수 있는데, 그 상하 운동 도중, 변동걸이(370)가 위에서 한 번씩, 아래에서 한 번씩 정지되면서 상하 운동이 2단으로 이루어지는 것이 규칙적으로 발생하여, 그 결과 승마효과를 발휘할 수 있는 것이다.
또한, 푸셔(380)의 접촉돌부(383)의 쐐기부(384)는 변동걸이(370)의 중공형 회전기어(372)의 내부공간의 천장에 점 접촉하기 때문에, 마찰 저항을 줄이면서 접촉에 따른 충격 소음을 줄여줄 수 있다.
도 9를 참조하면, 변동성 신축모듈(300)에 대하여 교체될 수 있는 스프링세트(S1, S2)는 기본 외부스프링(310) 및 기본 내부스프링(320)을 비롯하여, 사용자의 체중 증가에 대응하여 스프링 하중별로 서로 다른 탄성계수를 갖도록 구비될 수 있다.
만일, 변동성을 빠르게 할 경우, 사용자는 기본 외부스프링(310)에 비하여 상대적으로 작은 탄성계수를 갖는 다른 외부스프링(310a)을 해당 스프링세트(S1)에서 선택하여 교체 사용함과 동시에, 기본 내부스프링(320)에 비하여 상대적으로 큰 탄성계수를 갖는 다른 내부스프링(320a)을 해당 스프링세트(S2)에서 선택하여 교체 사용한다.
반대로, 변동성을 느리게 할 경우, 사용자는 기본 외부스프링(310)에 비하여 상대적으로 큰 탄성계수를 갖는 또 다른 외부스프링(310b)을 해당 스프링세트(S1)에서 선택하여 교체 사용함과 동시에, 기본 내부스프링(320)에 비하여 상대적으로 작은 탄성계수를 갖는 또 다른 내부스프링(320b)을 해당 스프링세트(S2)에서 선택하여 교체 사용한다.
이때, 외부스프링(310,310a,310b) 또는 내부스프링(320,320a,320b)의 교체를 위해서, 조립식 덮개에 해당하는 하단지지구(340)는 적절한 공구를 이용하여 모듈본체(300)로부터 분해되거나 혹은 재 조립될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 안장(500)은 모듈포스트(114)의 상부쪽에 배치된다.
도 10을 참조하면, 안장(500)은 그의 앞쪽이 뒤쪽보다 좁게 형성되어 있으며, 미끄럼 방지를 위해서 안장(500)의 상면 중간에서 안장(500)의 길이 방향을 따라 형성된 안장공간부(540)가 더 포함된다. 또한, 안장(500)은 안장공간부(540)를 기준으로 좌우 대칭 형태로 제작되어 있고, 쿠션감 또는 편안한 감촉을 위해서, 푹신한 재질로 제작될 수 있다.
본 발명에는 변동성 신축모듈(300)과 자전거 프레임의 모듈포스트(114)를 서로 연결하는 하부안착블록(150)이 포함된다.
또한, 본 발명에는 변동성 신축모듈(300)과 안장(500)의 안장레일(510)을 서로 연결하는 상부안착블록(160)이 포함된다.
하부안착블록(160)의 저면은 모듈포스트(114)의 상면에 용접되고, 또한, 상부안착블록(160)의 상면은 거치형 브래킷(520) 및 결합볼트(530)를 통해서 상기 안장(500)의 안장레일(510)에 고정된다.
여기서, 거치형 브래킷(520)은 안장레일(510)의 위에 걸쳐진 상태이다. 이후, 결합볼트(530)는 거치형 브래킷(520)의 볼트구멍을 통과하여 상부안착블록(160)의 상면의 볼트구멍에 체결되어 있다. 결국, 결합볼트(530)가 조여질 때, 안장(500)의 안장레일(510)의 저면과 상부안착블록(160)의 상면이 서로 밀착 및 고정될 수 있다.
하부안착블록(150)의 상면에는 변동성 신축모듈(300)의 하단지지구(340)의 단면 형상, 즉 해당 체결돌기(341)에 대응하여, 하단지지구(340)의 체결돌기(341)를 상호 교합되게 삽입시키기 위한 상부삽입구멍(151)이 하부안착블록(150)의 상하 방향으로 형성되어 있다.
이때, 하부안착블록(150)의 측면에는 볼트구멍(152)이 상부삽입구멍(151) 및 하단지지구(340)의 체결돌기(341)의 연결구멍(345)과 연결되도록 측면 방향을 따라 관통하게 형성되어 있다.
연결구멍(345) 및 볼트구멍(152)에는 해당 볼트 및 너트가 결합될 수 있고, 볼트 및 너트의 해체 또는 재결합을 통해서 변동성 신축모듈(300)이 하부안착블록(150)로부터 분리 또는 설치될 수 있다.
위와 같은 방식으로, 상부안착블록(160)의 저면에는 변동성 신축모듈(300)의 상단지지구(390)의 단면 형상, 즉 해당 체결돌기(391)에 대응하여, 상단지지구(390)의 체결돌기(391)를 상호 교합되게 삽입시키기 위한 하부삽입구멍(161)이 상부안착블록(160)의 상하 방향으로 형성되어 있다.
역시, 상부안착블록(160)의 측면에는 볼트구멍(162)이 상기 하부삽입구멍(161) 및 상기 상단지지구의 체결돌기(391)의 연결구멍(394)과 연결되도록 측면 방향을 따라 관통하게 형성되어 있다. 이때에도 상기 연결구멍(394) 및 볼트구멍(162)에는 해당 볼트 및 너트가 결합될 수 있고, 볼트 및 너트의 해체 또는 재결합을 통해서 변동성 신축모듈(300)이 상부안착블록(160)로부터 분리 또는 설치될 수 있다.
이하, 변동성 신축모듈(300)의 작동원리에 대하여 설명하고자 한다.
도 11을 참조하면, 변동성 신축모듈(300)은 외부스프링(310) 및 내부스프링(320)의 탄성력을 이용한다.
도 11의 좌측은 상하 방향의 외력(F)을 인가 받기 전 상태로서, 도 11의 우측은 외력(F)을 인가 받은 상태를 보여주고 있다. 도 11의 좌측을 참조하면, 내부스프링(320)은 푸시 기능과 중량이동체 기능을 담당하는 푸셔(380)를 통해서 변동걸이의 리브(373)에 내부스프링(320)의 탄성력을 전달시키도록 되어 있다.
즉, 도 11의 좌측 상태에서는 도 11의 우측 상태가 되기 전까지, 변동축부(360)가 외부스프링(310) 및 내부스프링(320)의 탄성력의 합력을 이용하여 안장 및 사용자의 둔부를 탄성적으로 지지할 수 있다.
또한, 외부스프링(310)은 변동축부(360)의 가이드돌기(363)에 탄성력을 전달시키도록 되어 있다. 또, 변동축부(360)의 가이드돌기(363) 및 변동걸이의 리브(373)는 고정걸이(350)의 가이드구멍(351)에서 슬라이딩 가능한 상태이고, 이때, 변동축부(360)의 유도면(364)은 리브(373)의 경사면(374)과 맞닿은 상태이고, 외부스프링(310) 및 내부스프링(320)의 탄성력에 의해 상기 맞닿은 상태가 유지될 수 있다.
도 11의 우측을 참조하면, 외력(F)이 변동축부(360)를 하향 이동시킬 경우, 변동축부(360)의 가이드돌기(363) 및 변동걸이의 리브(373)가 고정걸이(350)의 가이드구멍(351)을 따라 하향으로 이동한다. 이 과정에서, 변동걸이의 리브(373)는 고정걸이(350)의 가이드구멍(351)을 빠져나오지만, 변동축부(360)의 가이드돌기(363)는 상기 가이드구멍(351)에 그대로 존재할 수 있다.
따라서, 변동축부(360)는 탄성력을 받더라도 가이드돌기(363)에 의해 회전되지 않는 반면, 변동걸이의 리브(373) 및 그의 경사면(374)은 변동축부(360)의 유도면(364)을 따라 미끄러지듯이 상승 및 회전된다. 그 결과, 회전된 리브(373)의 경사면(374)은 고정걸이(350)의 제 1 돌출유지면(354) 위에 놓이게 된다.
도 12의 좌측을 참조하면, 사용자가 페달쪽으로 체중을 이동시킴에 따라, 안장을 누르고 있던 사용자의 둔부를 상향으로 이동시켜서, 그 결과 외력(F)이 외부스프링(310)의 탄성력보다 약해지는 경우가 있다. 이런 경우, 외부스프링(310)의 탄성력을 받고 있는 변동축부(360)는 상향으로 이동하고, 이로 인하여, 변동축부(360)의 가이드돌기(363)도 고정걸이(350)의 가이드구멍(351)을 따라 상향으로 이동된다.
반면, 푸셔(380)를 통해 내부스프링(320)의 탄성력을 받고 있는 변동걸이의 리브(373) 및 그의 경사면(374)은 고정걸이(350)의 제 1 돌출유지면(354)을 따라 미끄러지듯이 상승 및 회전된다. 그 결과, 회전된 리브(373)의 경사면(374)은 고정걸이(350)의 정지턱(353)과 같은 하부 위치에서 정지된 상태를 유지한다. 이와 같은 상태는 도 8에 도시된 단면도에 대응될 수 있다.
이러한 상태에서는 다시 외력(F)이 변동축부(360)에 인가되더라도, 외부스프링(310)의 탄성력만이 상기 외력(F)에 반발하는 용도로 사용될 수 있다.
즉, 도 12의 우측 상태에서는, 변동축부(360)가 외부스프링(310)의 탄성력만을 이용하여 안장 및 사용자의 둔부를 탄성적으로 지지할 수 있다. 또한, 변동축부(360)의 유도면(364a)이 변동걸이의 리브(373)의 경사면(374)에 접촉하기 전까지, 내부스프링(320)은 압축된 상태로서 상기 변동축부(360)의 상하 운동에 내부스프링(320)의 탄성력을 전달할 수 없다.
한편, 고정걸이(350)의 정지턱(353)은 가이드홈(352)이 끝나는 지점에 위치한다. 이때, 고정걸이(350)의 가이드홈(352)에는 변동축부(350)의 가이드돌기(363a)가 배치되고, 유도면(364a)이 가이드돌기(363a)의 아래에 위치된다.
또한, 외력(F)이 외부스프링(310)의 탄성력보다 크게 변동축부(360)에 작용될 수 있다. 이런 경우, 다시 변동축부(360)가 하향으로 이동된다. 또, 변동축부(360)의 가이드돌기(363a)도 고정걸이(350)의 가이드홈(352)을 따라 하향 이동하여 도 13과 같이 될 수 있다.
도 13을 참조하면, 변동축부(360)의 유도면(364a)이 변동걸이의 리브(373)의 경사면(374)에 접촉한 후에는, 외부스프링(310)의 탄성력 및 내부스프링(320)의 저장된 탄성력의 합력이 외력(F)에 반발하는 용도로 사용될 수 있다. 그리고, 유도면(364a)이 경사면(374)에 접촉한 이후, 계속해서 변동축부(360)가 하향 이동할 경우, 변동걸이의 리브(373)는 고정걸이(350)의 가이드홈(352)을 빠져나온 후 정지턱(353)을 넘게 된다.
또한, 변동걸이의 리브(373) 및 그의 경사면(374)은 변동축부(360)의 유도면(364a)을 따라 미끄러지듯이 상승 및 회전하고, 그 결과 상기 리브(373)의 경사면(374)이 고정걸이(350)의 제 2 돌출유지면(355) 위에 놓이게 된다.
또한, 외력(F)이 안장으로부터 제거되는 경우, 안장 및 변동축부(360)는 상기 탄성력의 합력을 통해 튀어 올라가듯이 상향으로 이동하여 원래의 상부 위치로 복귀된다. 또, 내부스프링(320)의 저장된 탄성력을 이용하여, 변동걸이의 리브(373) 및 그의 경사면(374)은 고정걸이(350)의 제 2 돌출유지면(355)을 따라 미끄러지듯이 상승 및 회전하여 가이드구멍(351a)에 도달한다.
그 결과, 변동걸이의 리브(373)의 경사면(374)은 상기 탄성력의 합력을 받은 상태이므로, 가이드구멍(351a)을 따라 상향으로 이동한 후, 원래의 상부 위치로 복귀한다.
도 11 내지 도 13과 같은 과정이 반복되어서, 2단 상하 운동, 즉 변동걸이가 고정걸이(350)의 상부 위치 또는 하부 위치에 위치되면서, 변동축부를 탄성적으로 지지하는 운동이 규칙적으로 이루어지게 될 수 있다.
제 2 실시예
이 실시예에서 설명하는 본 발명의 헬스형 승마자전거는 조인트부 및 저단 손잡이가 제거된 것을 제외하고 제 1 실시예와 동일하거나 매우 유사할 수 있다. 그러므로, 도 1 내지 도 13에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여되며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.
도 14를 참조하면, 자전거 프레임(100)에는 다운튜브(105)에서 제 1 실시예와 같은 조인트부가 제거되어 있고, 다운튜브(105)의 끝단이 직접적으로 페달축 허브(104)에 연결된다.
또한, 다운튜브(105)의 끝단이 직접적으로 페달축 허브(104)에 연결되어 있기 때문에, 만일 헬스형 승마자전거가 높은 위치에서 낙하되더라도, 페달(201)이 지면에 닫지 않을 정도로 헬스형 승마자전거의 구조적 안정성이 확보될 수 있다.
또한, 후방완충 쇼크업소버(140)는 포스트장착부(113)로부터 분리된 후, 시트스테이(107)의 하측브래킷(109)을 이용하여, 시트스테이(107) 쪽에 안치되어 있다. 이런 경우, 쿠션프레임(110)이 제 1 실시예에 비하여 상대적으로 더욱 자유롭게 다운튜브(105)의 힌지(108)에서 회전 가능한 시소 운동을 구현할 수 있다.
또한, 도 1에서 쿠션 쇼크업소버(120)의 위치에 쿠션 쇼크업소버(120) 대신 변동성 신축모듈(300)을 부착 설치하고, 자전거 프레임(100)의 앞뒤에 인장스프링을 장착하여 변동 폭이 커져서 승마효과를 즐길 수 있다.
또한, 도 15에 따르면, 페달구동부(200)에서 페달(201)을 포함하는 한 쌍의 크랭크축(201a) 중 어느 하나 즉, 체인이 연결되어 있지 않은 크랭크축(201a)이 체결수단(210)을 통해 탈, 장착이 가능할 수 있다. 이는 한 쌍이 엇갈려있는 페달(201)을 수평 상태로 위치시킴으로써, 안정적인 발판 지지력으로 승마 효과를 높일 수 있다.
체결수단(210)은, 고정레버(211)에 연결된 연결로드(215) 그리고 압박편(212), 와셔(213), 스프링(214)로 구성되어, 고정레버(211)의 회전에 따라 연결로드(215)가 축의 회전 방향을 따라 다수개 형성된 결합공(216)에 압박편(212)와 스프링(214)를 압축하면서 위치되어 크랭크축(210a)이 요구되는 회전 위치에 위치할 수 있다.
도 16을 참조하면, 핸들바(400)에서는 제 1 실시예와 달리 저단 손잡이가 부재되어 있다. 즉, 제 2 실시예의 핸들바(400)는 스템(401)에서 양쪽으로 수평하게 연장된 1단 손잡이(410)와, 1단 손잡이(410)의 양측 끝단 상부에서 각각 스템(401) 및 전방쪽으로 기울어진 후 상향으로 연장된 2단 손잡이(420) 및 2단 손잡이(420)의 측면 바깥쪽 방향으로 각각 연장된 3단 손잡이(430)로 이루어질 수 있다.
여기서, 저단 손잡이는 사용자의 신체를 과도하게 전방쪽으로 기울어지게 유도할 수 있고, 이 경우, 노약자, 유아 등의 사용자가 운동하는데 불편함을 느낄 수도 있다. 따라서, 제 2 실시예에서는 위와 같이 특정 사용자에 대한 핸들바(400) 사용상의 불편함이 해소될 수 있다.
[부호의 설명]
100: 자전거 프레임 200: 페달구동부
300: 변동성 신축모듈 310,310a,310b: 외부스프링
320,320a,320b: 내부스프링 330: 모듈본체
340: 하단지지구 350: 고정걸이
360: 변동축부 370: 변동걸이
380: 푸셔 390: 상단지지구
400: 핸들바 500: 안장
무

Claims (11)

  1. 앞바퀴와 뒷바퀴가 회전 가능하게 결합된 자전거 프레임;
    상기 자전거 프레임에 결합된 페달로 상기 뒷바퀴를 회전시키는 페달구동부;
    상기 자전거 프레임의 전단에 배치되고, 2자 및 5자 형상의 조합으로 이루어지는 핸들바;
    상기 자전거 프레임의 모듈포스터의 상부쪽에 배치되는 안장; 및
    상기 자전거 프레임과 안장 사이에 연결되어 있고, 외부스프링과 내부스프링의 탄성력의 합력 또는 상기 외부스프링의 탄성력을 선택적으로 상기 안장에 인가하여 2단 상하 운동을 하는 변동성 신축모듈을 포함하고,
    상기 외부스프링 또는 상기 내부스프링이 사용자의 체중에 대응하여 스프링 하중별로 서로 다른 탄성계수를 갖도록 세트로 각각 구비되고, 상기 외부스프링 또는 상기 내부스프링의 교체를 위해서, 모듈본체가 상기 변동성 신축모듈의 하단지지구에 탈부착 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자전거 프레임은,
    상기 앞바퀴가 회전 가능하게 결합된 헤드튜브와, 상기 헤드튜브로부터 페달축 허브까지 경사지게 연결된 다운튜브와, 상기 페달축 허브로부터 후방으로 수평하게 연장되고, 뒷바퀴가 회전 가능하게 결합된 체인스테이와, 상기 뒷바퀴의 회전축이 결합된 상기 체인스테이의 끝단과, 상기 페달축 허브의 외주면에 연결되어 삼각형을 이루는 시트스테이 및 상기 다운튜브를 기반으로 시소 운동하는 쿠션프레임을 포함하고,
    상기 쿠션프레임은, 상기 다운튜브의 힌지에서 회전 가능하게 결합된 요크부(yoke)와, 상기 요크부로부터 절곡되어 상기 시트스테이 쪽으로 연장된 외팔보와, 상기 외팔보의 끝단에 구비된 포스트장착부와, 상기 포스트장착부에 끼워질 모듈포스트를 탈부착 방식으로 고정시키도록, 상기 포스트장착부에 결합된 포스트클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 페달구동부에서 페달을 포함하는 한 쌍의 크랭크축 중 어느 하나는 탈장착 가능하여 마주하는 상기 페달 위치와 수평 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸들바는,
    상기 자전거 프레임의 헤드튜브의 상부에 결합된 스템과, 상기 스템의 양쪽으로 수평하게 연장된 1단 손잡이와, 상기 1단 손잡이의 양측 끝단 상부에서 각각 상기 스템 및 전방 쪽으로 기울어진 후 상향으로 연장된 2단 손잡이와, 상기 2단 손잡이의 측면 바깥쪽 방향으로 각각 연장된 3단 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 핸들바, 상기 1단 손잡이의 양측 끝단 하부에서 후방으로 경사지게 연장된 저단 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안장은, 상기 모듈포스터의 상부측에 상기 변동성 신축모듈을 매개로 하여 설치되며, 상면 중간에서 길이 방향을 따라 안장공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 변동성 신축모듈은,
    상기 모듈포스트의 상부의 하부안착블록에 결합되는 하단지지구와, 상기 안장의 저부의 상부안착블록에 결합되는 상단지지구와, 상기 하단지지구와 상기 상단지지구의 사이에 배치되는 상기 외부스프링과, 상기 하단지지구의 상면의 나사구멍에 탈부착 가능하게 나사결합된 중공튜브 형상의 모듈본체와, 상기 하단지지구의 상기 나사구멍의 바닥에 안착된 상기 내부스프링과, 상기 모듈본체의 내부에서 상기 내부스프링에 의해 지지되는 푸셔 및 상기 모듈본체의 상부 내측면에 고정되는 고정걸이를 포함하고,
    상기 고정걸이에서는, 복수개의 가이드구멍 및 복수개의 가이드홈이 상기 고정걸이의 길이 방향으로 각각 연장되어 있되, 상기 고정걸이의 원주 방향을 따라서 교대로 배치되어 있고, 상기 가이드홈이 상기 가이드구멍의 깊이보다 상대적으로 작은 홈깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 변동성 신축모듈은, 상기 고정걸이의 내부에서 삽입되고, 로드(rod)를 상기 모듈본체의 외부로 돌출시킨 변동축부를 더 포함하고,
    상기 변동축부는, 개방된 저부와 폐쇄된 상부 사이에 원통형의 측벽을 형성하고 있는 노브(knob)와, 상기 노브의 폐쇄된 상부로부터 상향으로 연장되어서 상기 모듈본체의 외부로 돌출된 후 상기 상단지지구의 저면의 나사구멍에 나사결합되는 상기 로드를 포함하고,
    상기 노브는, 상기 가이드구멍 및 상기 가이드홈에서 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 상기 노브의 외주면에 형성된 복수개의 가이드돌기; 및 상기 노브의 측벽의 저면에서 원주 방향을 따라서 상기 가이드돌기에 대응한 개수만큼 형성된 V자 형상의 유도면을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 변동성 신축모듈은,
    상기 변동축부와 상기 푸셔의 사이에 배치되고, 상기 고정걸이의 내부에서 상하로 이동 또는 상기 고정걸이의 외부에서 회전 또는 상기 고정걸이의 정지턱에서 정지되는 변동걸이를 더 포함하고,
    상기 변동걸이는,
    상기 노브의 측벽 안쪽 공간으로 삽입되는 기어축과, 상기 기어축보다 상대적으로 직경이 크고, 저면이 개방된 중공형 회전기어와, 상기 중공형 회전기어의 외주면에 형성된 리브와, 상기 리브의 상단에 형성되어 상기 유도면과 접촉하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 푸셔는, 상기 내부스프링과 접촉하는 디스크와, 상기 디스크의 저부에서 하향 돌출된 스프링삽입돌기와, 상기 디스크의 상부에서 상향 돌출되어서, 상기 중공형 회전기어의 내부공간에 삽입되는 접촉돌부와, 상기 중공형 회전기어의 내부공간의 천장에 점 접촉하도록, 상기 접촉돌부의 상부에 형성된 복수개의 쐐기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 변동성 신축모듈은,
    상기 자전거 프레임에서 요크부와 외팔보 및 포스트장착부로 구성되는 쿠션프레임의 하측과 상기 페달구동부의 사이에 장착 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 헬스형 승마자전거.
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