WO2022055263A1 - 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거 - Google Patents

프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거 Download PDF

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WO2022055263A1
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power transmission
gear
case
rotating
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고성규
김민석
최동규
이용희
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a freewheel adjustable wheel capable of controlling whether power of the pedal is transmitted to the wheel when the pedal is rotated in the reverse direction, and a health bicycle having the same.
  • a weight device for strengthening muscle strength and an aerobic exercise device for strengthening cardiopulmonary function are widely used as fitness equipment.
  • Aerobic exercise equipment includes a treadmill that allows users to walk or run on a caterpillar track, a health bike that can perform cardiopulmonary exercise while strengthening leg muscles by rotating pedals, and a stepper to provide the effect of climbing stairs, etc. is broadly divided into
  • the fitness bike is installed in a designated place, and the wheel can be rotated by the action of pedaling to exercise.
  • a fitness bike can be divided into a spinning bike capable of performing a spinning exercise, and an indoor bike that rotates wheels by rotating a pedal in a forward direction like a bicycle.
  • a spinning bicycle uses a non-freewheel structure due to its characteristics of pedaling, and a freewheel structure is applied to an indoor bicycle.
  • the second power transmission unit is engaged with the rotating gear unit or the engaging operation is released to easily control the freewheel operation of the wheel is a technical feature.
  • the freewheel adjustable wheel according to the present invention may include at least one of a pulley, a rotating gear unit, a case unit, a first power transmission unit, and a second power transmission unit.
  • the pulley may be rotated by receiving power from the pedal unit, and the rotating gear unit may rotate together with the pulley fixed to the outside, and a circular gear may be provided along the outer circumference.
  • case unit may rotatably support the rotation gear unit.
  • first power transmission unit may be connected to the rotating gear unit and the case unit, and may rotatably support the rotating gear unit.
  • the first power transmission unit may transmit the power transmitted to the rotating gear unit to the case unit only when the rotating gear unit rotates in the forward direction.
  • the second power transmission unit is installed in the case portion, is operated by an external force and is caught on the circular gear.
  • the second power transmission unit may transmit the power transmitted to the rotating gear unit to the case unit when the rotating gear unit is rotated in the reverse direction.
  • the rotating gear unit includes a rotating shaft member extending from the center of the circular gear to both sides, the pulley is detachably installed, and rotates together with the pulley.
  • the circular gear forms a gear along the outer periphery of the rotation shaft member and rotates together with the rotation shaft member.
  • case unit may include an outer case unit in which the second power transmission unit is detachably installed, the pulley is located outside, and the first power transmission unit is located inside.
  • case part may include an inner case part fixed to the inside of the outer case part, connected to the first power transmission part, and rotatably supporting the second power transmission part.
  • the inner case portion may include an inner case body which is fixed to the inside of the outer case portion and the rotation gear portion is located in the center.
  • the inner case portion may include a rotation support portion that protrudes from the inner case body and is installed in a shape surrounding the first power transmission portion, and rotatably supports the rotation gear portion.
  • the inner case portion may include a gap maintaining protrusion that protrudes from the inner case body toward the case portion and maintains a gap between the inner case body and the case portion.
  • the inner case part may further include a first guide part forming a groove on a side surface facing the second power transmission part and guiding the rotation of the second power transmission part.
  • the first guide part may include a first guide groove part for guiding the rotation of the locking gear part provided in the second power transmission part, and forming a sector-shaped groove part on a side surface of the inner case part facing the locking gear part.
  • the first guide part may include a second guide groove part located inside the first guide groove part and forming a groove in an arc shape along a movement path of the locking gear part.
  • the first power transmission unit may include a ring-shaped first power transmission body.
  • the first power transmission body may be formed of a one-way clutch bearing.
  • first power transmission unit may include a first key member connecting the inner side of the first power transmitting body and the outer side of the rotation gear unit.
  • first power transmission unit may include a second key member connecting the outer side of the first power transmission body and the case unit.
  • the second power transmission unit includes a power transmission case detachably installed in the case portion, a handle portion rotatably installed in the power transmission case, and a locking gear portion connected to the handle portion with the power transmission case interposed therebetween. can do.
  • the locking gear part is rotatably installed in the case part, rotates together with the handle part and engages the circular gear, so that the freewheel function can be deactivated.
  • the locking gear part is connected to the handle part, rotates together with the handle part, and is engaged with the circular gear; It may include an elastic locking part which is located in and is moved by an elastic force and is caught on the power transmission case.
  • the locking gear body includes a connection groove part into which the handle part is inserted, a first body rotatably installed in the case part, and the first body extending from the first body, and rotated together with the first body to rotate the circular gear It may include a; engaged with the gear of the second body coupled to the coupling body with the elastic engaging portion therebetween.
  • the elastic engaging portion is located at the boundary between the engaging gear body and the engaging body, the moving protrusion protruding to the outside of the engaging gear unit and the engaging gear body and the engaging body are located at the boundary, the outside of the engaging gear unit It may include an elastic member for pressing the moving projection in the direction.
  • the power transmission case may further include a second guide part forming a groove on a side surface facing the second power transmission part and guiding the rotation of the second power transmission part.
  • the second guide portion is located on both sides of the inner guide groove and the inner guide groove for forming a groove in an arc shape along the movement path of the locking gear portion, the locking gear portion is a fixing groove forming a groove at the stop position.
  • the health bike according to the present invention may include a frame unit, a pedal unit, a pulley, and a freewheel adjustable wheel.
  • the frame part may support the saddle part and the handle part.
  • the pedal unit is rotatably installed in the frame, and may be rotated in a forward or reverse direction by a user.
  • the pulley receives power from the pedal unit through a chain or belt, rotates, and is connected to the freewheel adjustable wheel.
  • the rotation gear unit includes a rotation shaft member and a circular gear, and the flat outer plane portion provided on the outside of the rotation shaft member is installed in a state in contact with the inner plane portion of the pulley located outside the rotation shaft member.
  • the freewheel adjustable wheel according to the present invention and a health bike having the same can selectively use the freewheel function by the operation of the second power transmission unit, thereby improving the convenience of use of the exercise equipment.
  • the second power transmission unit is operated by the user's manipulation without using a separate driving motor, electricity costs can be reduced.
  • the second power transmission unit is made of a module and is detachably installed in the case unit, the time and cost required for replacement and repair of the second power transmission unit can be reduced.
  • the resilient engaging portion is inserted into the fixing groove of the power transmission case to maintain a stopped state, the operation reliability of the second power transmission unit can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a health bike having a freewheel adjustable wheel according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a state in which the freewheel adjustable wheel is separated from the health bike according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a freewheel adjustable wheel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a freewheel adjustable wheel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a pulley and a rotary gear unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a second power transmission unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a rear surface of a power transmission case according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which the moving protrusion is seated in the inner seating groove according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the moving protrusion is seated in the fixing groove according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view illustrating a first power transmission unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a state in which a second power transmission unit is installed on a side surface of a rotation gear unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the engaging gear part is caught in the circular gear according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a freewheel adjustable wheel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating force transmission of a freewheel adjustable wheel according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a front view showing a state in which the engaging gear part is caught in the circular gear according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a front view illustrating a state in which the engaging gear part is spaced apart from the circular gear according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a health bicycle 1 having a freewheel adjustable wheel 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a freewheel in the health bicycle 1 according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view showing a state in which the adjustable wheel 10 is separated.
  • the health bike 1 includes a frame 200, a pedal 230, a pulley 20, and a freewheel adjustable wheel 10.
  • a frame 200 a pedal 230, a pulley 20, and a freewheel adjustable wheel 10.
  • a freewheel adjustable wheel 10. may include
  • the frame part 200 supports the saddle part 210 and the handle part 220 , and can be deformed into various shapes within the technical idea of rotatably supporting the pedal part 230 .
  • the frame unit 200 may include a first frame 201 supporting the freewheel adjustable wheel 10 and a second frame supporting the saddle unit 210 .
  • the pedal unit 230 is rotatably installed on the frame unit 200 and may be rotated in a forward or reverse direction by a user.
  • the pulley 20 receives power from the pedal unit 230 through a chain or a belt to rotate and is connected to the freewheel adjustable wheel 10 .
  • the monitor unit 240 that outputs information related to exercise may be supported by the frame unit 200 .
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the adjustable freewheel wheel 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the adjustable freewheel wheel 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the freewheel adjustable wheel 10 includes a pulley 20 , a rotation gear unit 30 , a case unit 40 , and a first power transmission unit. At least one of 100 and the second power transmission unit 110 may be included.
  • the user rotates the handle unit 120 provided in the second power transmission unit 110 to obtain two types of a freewheel and a non-freewheel.
  • the power transmission method can be easily selected.
  • the rotational power transmitted to the rotation gear unit 30 through the pulley 20 is transmitted to the case unit 40 through the first power transmission unit 100 , The case part 40 is rotated.
  • the rotational power transmitted to the rotational gear unit 30 through the pulley 20 is the engaging gear of the second power transmission unit 110 in contact with the rotational gear unit 30 . It is transmitted to the case part 40 through the part 130 to rotate the case part 40 .
  • FIG 5 is a perspective view illustrating the pulley 20 and the rotation gear unit 30 according to an embodiment of the present invention.
  • a groove portion for installing at least one of a belt member, a chain, and a string may be provided on the outside of the pulley 20 . Accordingly, the pulley 20 may rotate by receiving power from the pedal unit 230 through at least one of a belt member, a chain, and a string.
  • the pulley 20 according to an embodiment of the present invention has a cylindrical shape, a belt member is installed outside the pulley 20 , and a rotation gear unit 30 is connected to the inside of the pulley 20 .
  • a hollow is provided on the inside of the pulley 20 , and a flat inner planar part 22 is provided on the inside of the pulley 20 facing the rotation gear part 30 .
  • a pulley 20 is fixed to the outside of the rotation gear unit 30 , and the pulley 20 rotates together with the rotation gear unit 30 .
  • a circular gear 37 may be provided along the outer circumference of the rotation gear unit 30 .
  • the rotation gear unit 30 rotates together with the pulley 20, and various modifications are possible within the technical idea in which a circular gear 37 engaged with the second power transmission unit 110 is provided on the outside.
  • the rotation gear unit 30 according to an embodiment of the present invention includes a rotation shaft member 31 and a circular gear 37 .
  • the rotary shaft member 31 has a rod shape extending from the center of the circular gear 37 to both sides, and a pulley 20 is detachably installed on one side (the right side of FIG. 5 ) of the rotary shaft member 31 .
  • an outer flat portion 33 corresponding to the inner flat portion 22 of the pulley 20 is provided on the outside of the rotating shaft member 31 . Since the outer flat portion 33 forms a flat surface on the outside of the rotary shaft member 31 , the pulley 20 is installed so that the inner flat portion 22 and the outer flat portion 33 face each other, the outer side of the rotary shaft member 31 .
  • the flat outer flat portion 33 provided on the outside of the rotary shaft member 31 is installed in a state in contact with the inner flat portion 22 of the pulley 20 located on the outside of the rotary shaft member 31, When the pulley 20 rotates, the rotating shaft member 31 also rotates.
  • a through-hole portion is installed inside the rotating shaft member 31 .
  • the through hole penetrates the inner side of the rotation shaft member 31 and extends in the longitudinal direction of the rotation shaft member 31 . Therefore, the shaft 180 to be described later is located inside the rotation shaft member 31 through the through hole. In addition, both sides of the shaft 180 protrude to both sides of the rotating shaft member 31 , and are fixed to the frame unit 200 .
  • the circular gear 37 forms a gear along the outer periphery of the rotation shaft member 31 , and various modifications are possible within the technical idea of rotating together with the rotation shaft member 31 .
  • the circular gear 37 according to an embodiment of the present invention is a disk-shaped gear, and the gear is formed in the circumferential direction along the outer periphery.
  • the circular gear 37 is fixed to the outside of the rotation shaft member 31, and the circular gear 37 and the rotation shaft member 31 rotate together.
  • an outer key groove 34 having a groove shape for connection with the first power transmission unit 100 is provided on the outside of the rotation shaft member 31 .
  • the first key member 103 of the first power transmission unit 100 to be described later is inserted into the outer key groove 34 to transmit rotational power to the first power transmission body 101 .
  • the case part 40 may rotatably support the rotation gear part 30 .
  • the case unit 40 can be implemented in various modifications within the technical idea for supporting the first power transmission unit 100 and the second power transmission unit 110 .
  • the case part 40 according to an embodiment of the present invention may include an outer case part 50 and an inner case part 60 .
  • the case part 40 may further include a cover part 90 .
  • the outer case part 50 is capable of carrying out various modifications within the technical idea in which the second power transmission part 110 is detachably installed.
  • the outer case part 50 according to an embodiment of the present invention may include an outer case body 51 and a mounting part 52 .
  • the outer case body 51 is installed in the shape of a disk, and the center hole is provided with a center hole in which the rotation shaft member 31 of the rotation gear part 30 is located.
  • a mounting part 52 for installing the power transmission case 170 is located at a position spaced apart from the center hole.
  • the mounting part 52 forms a hole in the outer case body 51 through which the power transmission case 170 is installed. Accordingly, the second power transmission unit 110 manufactured as a module may be detachably installed in the mounting unit 52 .
  • the pulley 20 is positioned outside the outer case part 50 , and the first power transmission part 100 is positioned inside the outer case part 50 .
  • the outer case body 51 may include a circular pipe-shaped extension extending in a direction from the main body installed in the disk shape toward the cover part 90 .
  • the inner case part 60 is fixed to the inside of the outer case part 50 .
  • the inner case unit 60 since the inner case unit 60 is connected to the first power transmission unit 100 , power is transmitted to the inner case unit 60 through the first power transmission unit 100 when the rotation gear unit 30 rotates in the forward direction. This can be done.
  • the inner case unit 60 is capable of carrying out various modifications within the technical idea of rotatably supporting the engaging gear unit 130 of the second power transmission unit 110 .
  • the inner case part 60 may include an inner case body 70 , a gap maintaining protrusion 71 , a first guide part 72 , and a rotation support part 80 .
  • the inner case body 70 is fixed to the inside of the outer case portion 50, and various modifications are possible within the technical idea that the rotation gear portion 30 is located in the center.
  • the inner case body 70 according to an embodiment of the present invention is fixed to the outer case portion 50 with the circular gear 37 and the engaging gear 130 interposed therebetween.
  • the inner case body 70 has a hollow disk shape, and the engaging gear 130 is rotatably installed.
  • the gap maintaining protrusion 71 protrudes from the inner case body 70 toward the outer case portion 50 provided in the case portion 40, and is provided in the inner case body 70 and the case portion 40.
  • the gap maintaining protrusion 71 according to an embodiment of the present invention is a protrusion protruding from the inner case body 70 toward the outer case part 50, and a separate protrusion protruding from the outer case part 50 is It may be fixed by a screw member in a state seated on the inside of the gap maintaining protrusion 71 .
  • the first guide unit 72 forms a groove on the side facing the second power transmission unit 110 , and various modifications are possible within the technical idea of guiding the rotation of the second power transmission unit 110 .
  • the first guide part 72 according to an embodiment of the present invention may include a first guide groove part 73 , a second guide groove part 74 , and a connection hole 77 .
  • the first guide groove portion 73 guides the rotation of the locking gear unit 130 provided in the second power transmission unit 110 , and has a sector on the side of the inner case unit 60 facing the locking gear unit 130 . A shape groove is formed. Accordingly, the rotation of the locking gear part 130 along the first guide groove part 73 can be stably performed.
  • the second guide groove portion 74 is located inside the first guide groove portion 73 and forms a groove in an arc shape along the movement path of the locking gear portion 130 .
  • the groove depth of the second guide groove portion 74 is formed to be greater than the groove depth of the first guide groove portion 73 . Accordingly, since the moving protrusion 161 protruding from the engaging gear body 140 moves along the second guide groove 74 , the operation reliability of the engaging gear 130 can be improved.
  • connection hole 77 is located in the first guide groove 73 and is a hole in the shape of passing through the inner case body 70 .
  • the locking gear unit 130 is rotated around the connection hole 77 , and the center of the arc forming the second guide groove portion 74 also becomes the connection hole 77 .
  • the rotation support part 80 protrudes from the inner case body 70 and is installed in a shape surrounding the first power transmission part 100, and various modifications can be carried out within the technical idea of rotatably supporting the rotation gear part 30. .
  • An inner key groove 81 for axial rotation transmission is formed on the inside of the rotation support part 80 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view illustrating the first power transmission unit 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the first power transmission unit 100 is connected to the rotation gear unit 30 and the inner case unit 60 of the case unit 40 , and the rotation gear unit 30 can be rotated. It is possible to implement various modifications within the technical innovation that is supported.
  • the first power transmission unit 100 may transmit the power transmitted to the rotation gear unit 30 to the case unit 40 only when the rotation gear unit 30 rotates in the forward direction.
  • the first power transmission unit 100 according to an embodiment of the present invention includes a first power transmission body 101 , a first keyway 102 , a first key member 103 , a second keyway 104 and a second 2 may include a key member (105).
  • the first power transmission body 101 is formed in a ring shape, and various modifications are possible within the technical idea of transmitting only forward rotation to the case unit 40 .
  • the first power transmission body 101 according to an embodiment of the present invention may be formed of a one-way clutch bearing.
  • the first key member 103 may connect the inner side of the first power transmission body 101 and the outer side of the rotation gear unit 30 .
  • a first key groove 102 is formed inside the first power transmission body 101 facing the rotation gear unit 30 .
  • the first key member 103 is a first key member 103 in a state in which the outer key groove 34 located on the rotation shaft member 31 and the first key groove 102 formed in the first power transmission body 101 face each other. ) is inserted into the outer keyway 34 and the first keyway 102 . Accordingly, the rotation shaft member 31 and the first power transmission body 101 are connected by the first key member 103 .
  • the second key member 105 is capable of various modifications within the technical idea of connecting the outer side of the first power transmission body 101 and the case portion 40 .
  • the second key member 105 according to an embodiment of the present invention has a rectangular parallelepiped shape, and the second key groove 104 formed on the outside of the first power transmission body 101 and the inner key groove formed in the inner case part 60 ( 81) is inserted. Accordingly, the inner case part 60 and the first power transmission body 101 are connected by the second key member 105 .
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the second power transmission unit 110 according to an embodiment of the present invention.
  • the second power transmission unit 110 is installed in the case unit 40 , and various modifications can be made within the technical idea that is operated by an external force and is caught on the circular gear 37 . .
  • the second power transmission unit 110 may transmit the power transmitted to the rotation gear unit 30 to the case unit 40 when the rotation gear unit 30 is rotated in the reverse direction.
  • the second power transmission unit 110 according to an embodiment of the present invention may include a handle unit 120 , a locking gear unit 130 , and a power transmission case 170 .
  • the handle part 120 is capable of carrying out various modifications within the technical idea of being rotatably installed in the power transmission case 170 .
  • the handle unit 120 may include at least one of a handle body 121 , a handle protrusion 122 , a connecting post 123 , and a flat stopper 124 .
  • the handle body 121 is formed in a disk shape, and the handle protrusion 122 protrudes toward the front of the handle body 121 . Accordingly, since the user holds and turns the handle projection 122 , the rotation of the handle portion 120 can be made easily.
  • the connecting pillar 123 is a pillar shape extending to the rear of the handle body 121 .
  • the plane stopper 124 forms a plane on both sides of the connecting column 123 .
  • the engaging gear unit 130 is connected to the handle unit 120 with the power transmission case 170 interposed therebetween, and various modifications are possible within the technical idea of rotating together with the handle unit 120 .
  • the locking gear unit 130 is rotatably installed on the case unit 40 , rotates together with the handle unit 120 and engages the circular gear 37 , so that the freewheel function can be deactivated.
  • the locking gear unit 130 may include a locking gear body 140 , a coupling body 150 , and an elastic locking part 160 .
  • the engaging gear body 140 is connected to the handle unit 120 and rotates together with the handle unit 120, and various modifications are possible within the technical idea of deactivating the freewheel function by engaging the circular gear 37.
  • the engaging gear body 140 may include a first body 141 and a second body 145 .
  • the first body 141 is provided with a connection groove portion 142 into which the handle portion 120 is inserted, and is rotatably installed in the case portion 40 .
  • the first body 141 has a bar shape, and is provided with a connection groove 142 having a rectangular cross-sectional shape. Therefore, since the connecting post 123 is inserted into the connecting groove 142 , the rotation of the connecting post 123 and the engaging gear body 140 can be synchronized.
  • the second body 145 extends from the first body 141 , rotates together with the first body 141 to engage the gear of the circular gear 37 , and engages the coupling body with the elastic locking part 160 interposed therebetween.
  • the width length of the second body 145 is shorter than the width length of the first body 141 . And on the inner side of the second body 145 facing the coupling body 150, a first inner groove portion 146 for moving the moving projection 161 is formed.
  • the coupling body 150 is detachably installed on the side surface of the second body 145 , and a second inner groove part 152 communicating with the first inner groove part 146 is formed on the side surface of the coupling body 150 .
  • the coupling body 150 is coupled to the second body 145 , the first inner groove portion 146 and the second inner groove portion 152 communicate with each other. Accordingly, the moving protrusion 161 and the elastic member 164 are installed in the inner space formed by the first inner groove portion 146 and the second inner groove portion 152 .
  • the elastic locking part 160 is located inside the locking gear body 140 and the coupling body 150, and it is moved by an elastic force so that various deformations can be carried out within the technical concept of being caught in the power transmission case 170.
  • the elastic locking part 160 according to an embodiment of the present invention includes a moving protrusion 161 and an elastic member 164 .
  • the moving protrusion 161 is located at the boundary between the engaging gear body 140 and the coupling body 150 , and various modifications are possible within the technical idea of protruding outward of the engaging gear unit 130 .
  • the moving protrusion 161 according to an embodiment of the present invention includes an inner support body 162 installed in an inner space formed by a first inner groove portion 146 and a second inner groove portion 152, and an inner support body ( It includes a bar-shaped locking bar 163 protruding from both sides of the 162 .
  • the inner support body 162 has an outer diameter larger than that of the moving protrusion 161 , and is installed in a shape to be caught inside the inner space formed by the locking gear body 140 and the coupling body 150 .
  • the moving protrusion 161 protrudes to the outside of the engaging gear body 140 and the engaging body 150 in a state in which the engaging gear body 140 and the engaging body 150 are coupled.
  • One side and the other side of the moving protrusion 161 all protrude to the outside of the engaging gear body 140 and the coupling body 150 , and the movement is guided by the first guide part 72 and the second guide part 173 .
  • the elastic member 164 is located at the boundary between the locking gear body 140 and the coupling body 150, and various modifications are carried out within the technical idea of pressing the moving protrusion 161 in the direction toward the outside of the locking gear part 130. is possible
  • a spring is used as the elastic member 164 according to an embodiment of the present invention, and is installed in the inner space formed by the first inner groove portion 146 and the second inner groove portion 152 .
  • the elastic member 164 presses the inner support body 162 to press the locking bar 163 in the direction toward the power transmission case 170 .
  • FIG. 7 is a perspective view showing the rear side of the power transmission case 170 according to an embodiment of the present invention.
  • the power transmission case 170 can be implemented in various modifications within the technical idea that is detachably installed in the case portion (40).
  • the power transmission case 170 may include at least one of a seating groove portion 171 , an inner hole 172 , a second guide portion 173 , and a stopper 176 .
  • the power transmission case 170 has a plate shape that is detachably installed on the mounting part 52 of the outer case part 50 , and a seating groove part 171 is provided on the outside facing the handle part 120 .
  • the seating groove 171 provides a disc-shaped concave groove on the outside of the power transmission case 170 so that the rotational operation of the handle body 121 is easily made.
  • An inner hole 172 which is a hole through which the connecting column 123 of the handle portion 120 passes, is formed in the center of the seating groove portion 171 .
  • a second guide part 173 is installed on the rear surface of the power transmission case 170 .
  • the second guide unit 173 forms a groove on the side of the power transmission case 170 facing the second power transmission unit 110 , and provides a variety of technical ideas for guiding the rotation of the second power transmission unit 110 . Variation is possible.
  • the second guide part 173 according to an embodiment of the present invention includes an inner guide groove 174 and a fixing groove 175 .
  • the inner guide groove 174 forms a groove in an arc shape along the movement path of the moving protrusion 161 provided in the locking gear unit 130 .
  • the inner guide groove 174 forms a curved groove on the side of the power transmission case 170 facing the moving protrusion 161 .
  • the fixing groove 175 is located on both sides of the inner guide groove 174, and various modifications are possible within the technical idea of forming a groove at a position where the locking gear unit 130 is stopped.
  • the fixing groove 175 according to an embodiment of the present invention forms a groove deeper than the inner guide groove 174, and is located on both sides of the inner guide groove 174, respectively.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which the moving protrusion 161 is seated in the inner seating groove according to an embodiment of the present invention.
  • the inner case part 60 is positioned above the moving protrusion 161 , and the power transmission case is located below the moving protrusion 161 . 170 may be located.
  • the moving protrusion 161 is in a state of being pressed downward toward the power transmission case 170 by the elastic member 164 .
  • the upper side of the moving projection 161 is moved along the first guide portion 72 provided in the inner case portion (60). Since the moving projection 161 is moved along the second guide groove portion 74, the rotation of the moving projection 161 can be made stably.
  • the lower side of the moving projection 161 is moved along the second guide portion 173 provided in the power transmission case (170). Since the lower side of the moving protrusion 161 is moved along the inner guide groove 174, the rotation of the moving protrusion 161 can be made stably.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state in which the moving protrusion 161 is seated in the fixing groove 175 according to an embodiment of the present invention.
  • the lower side of the moving protrusion 161 is moved along the inner guide groove 174 and is inserted into the fixing groove 175 having a deeper depth than the inner groove so that the movement is restricted. Therefore, before the set external force or more is transmitted to the second power transmission unit 110 , the moving protrusion 161 is prevented from being separated from the fixing groove 175 .
  • the gear fixing part 177 is fastened to the end of the connection post 123 inserted into the engaging gear part 130 through the connection hole 77 of the inner case part 60 . Accordingly, the handle portion 120 and the locking gear portion 130 are rotated around the gear fixing portion 177 .
  • the gear fixing part 177 may include a fastening member 178 and a washer 179 . In a state in which the ring-shaped washer 179 is located on the rear side of the inner case body 70 , the fastening member 178 is connected to the connecting post 123 positioned inside the connecting hole 77 through the washer 179 of fastened to the end.
  • the shaft 180 is installed in a shape penetrating the case part 40 and the rotation gear part 30 . Accordingly, the case part 40 and the rotation gear part 30 may be rotated around the shaft 180 .
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a freewheel adjustable wheel 10 according to an embodiment of the present invention.
  • a bearing part 190 is installed to reduce friction generated during rotation of the rotary gear part 30 .
  • the bearing part 190 may include a first bearing 191 , a second bearing 192 , a third bearing 193 , and a fourth bearing 194 .
  • the first bearing 191 is installed between the rotating shaft member 31 and the shaft 180 , and rotatably supports the shaft 180 .
  • the second bearing 192 is installed between the outer case part 50 and the rotation shaft member 31 , and rotatably supports the rotation shaft member 31 .
  • the third bearing 193 and the fourth bearing rotatably support the outside of the rotating shaft member 31 positioned between the inner case part 60 and the cover part 90 .
  • a rotation control unit 195 is installed between the inner case unit 60 and the cover unit 90 to adjust the force required to rotate the case unit 40 .
  • the rotation control unit 195 according to an embodiment of the present invention uses a motor, and can adjust the strength of the force that rotates the freewheel adjustable wheel 10 according to a change in the magnetic force of the electromagnet. Since the rotation control unit 195 is installed on the wheel of the health bike 1 to adjust the force of rotating the freewheel adjustable wheel 10 is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
  • a bearing bracket 197 supporting the third bearing 193 and the fourth bearing 194 may be additionally installed between the inner case part 60 and the cover part 90 .
  • a rotation control unit 195 may be installed between the bearing bracket 197 and the cover unit 90 .
  • FIG 11 is a perspective view illustrating a state in which the second power transmission unit 110 is installed on the side surface of the rotation gear unit 30 according to an embodiment of the present invention.
  • the force for turning the pedal is transmitted to the pulley 20 through a belt member or the like.
  • the pulley 20 rotates together with the rotation gear unit 30 .
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a state in which the locking gear unit 130 is caught on the circular gear 37 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is a locking gear unit 130 according to an embodiment of the present invention. It is a front view showing a state caught in the circular gear (37).
  • the inner case part 60 Since the locking gear part 130 is rotatably fixed to the inner case part 60 , the inner case part 60 together with the locking gear part 130 is rotated in the reverse direction by the rotational power transmitted to the locking gear part 130 . rotate And since the inner case part 60 is connected to the outer case part 50 , the outer case part 50 also rotates in the reverse direction together with the inner case part 60 .
  • the freewheel adjustable wheel 10 installed in the frame portion 200 of the health bike (1) rotates in the reverse direction.
  • the rotation gear unit 30 when the pulley 20 is rotated in the forward direction, the rotation gear unit 30 together with the pulley 20 rotates in the forward direction.
  • the rotation gear unit 30 and the inner case unit 60 are connected through the first power transmission unit 100 .
  • the inner case part 60 also rotates in the forward direction by the first power transmission body 101, which is a one-way clutch bearing that transmits only the force in the forward direction.
  • the freewheel adjustable wheel 10 including the case part 40 rotates in the forward direction
  • the case part 40 includes The freewheel adjustable wheel 10 rotates in the reverse direction
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing force transmission of the freewheel adjustable wheel 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a circular gear 37 of the engaging gear unit 130 according to an embodiment of the present invention. It is a front view showing the separated state.
  • the rotation gear unit 30 when the pulley 20 is rotated in the forward direction, the rotation gear unit 30 together with the pulley 20 rotates in the forward direction.
  • the rotation gear unit 30 and the inner case unit 60 are connected through the first power transmission unit 100 .
  • the inner case part 60 also rotates in the forward direction by the first power transmission body 101, which is a one-way clutch bearing that transmits only the force in the forward direction.
  • the freewheel adjustable wheel 10 including the case unit 40 rotates in the forward direction
  • the freewheel control including the case unit 40 is rotated in the reverse direction.
  • the mold wheel 10 does not rotate.
  • the second power transmission unit 110 is operated in a rotation locking structure, so that power transmission from the rotation gear unit 30 to the case unit 40 through the second power transmission unit 110 can be performed quickly.
  • the freewheel function can be selectively used by the operation of the second power transmission unit 110, the convenience of use of the exercise equipment can be improved. In addition, it is possible to reduce the purchase cost of the exercise equipment because it is not necessary to separately purchase the exercise equipment depending on the freewheel function.
  • the second power transmission unit 110 is operated by the user's manipulation without using a separate driving motor, electricity costs can be reduced.
  • the second power transmission unit 110 is made of a module and is detachably installed in the case unit 40, the time and cost required for replacement and repair of the second power transmission unit 110 can be reduced. there is.
  • the elastic locking part 160 is inserted into the fixing groove 175 of the power transmission case 170 to maintain a stopped state, the operation reliability of the second power transmission part 110 can be improved.

Abstract

본 발명은 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외측에 고정된 풀리와 함께 회전을 하며 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비되는 회전기어부와, 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부와, 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만 회전기어부로 전달된 동력을 케이스부로 전달하는 제1동력전달부 및 회전기어부가 역방향으로 회전될 때 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제2동력전달부를 포함할 수 있다.

Description

프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거
본 발명은 페달의 역방향 회전시 페달의 동력이 바퀴로 전달되는 여부를 조절할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거에 관한 것이다.
일반적으로 근력을 강화시키기 위한 실내 운동 기구로서 근력 강화를 위한 웨이트 기구와 심폐 기능을 강화시키기 위한 유산소 운동 기구가 헬스 기구로 널리 사용되고 있다.
유산소 운동 기구는 사용자가 무한궤도 상에서 걷거나 러닝 운동을 할 수 있도록 하는 러닝머신과, 페달을 회전시켜 다리 근육을 강화시키면서 심폐 운동을 할 수 있는 헬스 자전거와, 계단을 오르는 효과를 제공하기 위한 스텝퍼 등으로 크게 나뉜다.
헬스 자전거는 지정된 장소에 설치되며, 페달을 밟는 동작에 의해 바퀴가 회전되며 운동을 할 수 있다. 이러한 헬스 자전거는 스피닝 운동을 할 수 있는 스피닝 자전거와, 자전거와 같이 페달을 정방향으로 회전시켜 바퀴를 돌리는 실내 자전거로 구분할 수 있다.
스피닝 자전거는 페달을 밟고 운동을 하는 특성상 논 프리휠(Non-Freewheel) 구조를 적용하며, 실내 자전거는 프리휠(Freewheel) 구조를 적용한다.
스피닝 자전거에 적용되는 논 프리휠(Non-Freewheel) 구조는, 페달을 정방향으로 회전시키는 경우와, 페달을 역방향으로 회전시키는 경우 모두 바퀴로 동력전달이 이루어지므로 바퀴가 회전을 한다.
또한 실내 자전거에 적용되는 프리휠(Freewheel) 구조는, 페달을 정방향으로 회전시키는 경우에만 바퀴로 동력전달이 이루어지며, 페달을 역방향으로 회전시키는 경우에는 바퀴로 동력이 전달되지 않는다.
종래에는 스피닝 자전거와 실내 자전거의 동력 전달 구조가 상이하므로, 스피닝 운동과 자전거 운동을 번갈아 할 경우, 스피닝 자전거와 실내 자전거를 각각 구입해야 하므로 운동기구 구입 비용이 상승하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1641429호(2016.07.14 등록, 발명의 명칭: 스피닝 자전거)에 게시되어 있다.
본 발명의 목적은, 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 스피닝 운동과 자전거 운동을 하나의 운동기구로 할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거는, 제2동력전달부가 회전기어부에 맞물리거나 맞물리는 동작이 해제되어 바퀴의 프리휠 동작을 용이하게 제어함을 기술적 특징으로 한다.
구체적으로는, 페달부가 정방향으로 회전하는 경우, 풀리를 통해 회전기어부로 전달된 회전동력은 제1동력전달부를 통해 케이스부로 전달되어 케이스부를 회전시킨다.
그리고, 페달부가 역방향으로 회전하는 경우, 풀리를 통해 회전기어부로 전달된 회전동력은, 회전기어부에 접하는 제2동력전달부의 걸림기어부를 통해 케이스부로 전달되어 케이스부를 회전시킨다.
또한 본 발명에 의한 프리휠 조절형 바퀴는, 풀리와 회전기어부와 케이스부와 제1동력전달부와 제2동력전달부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한 풀리는 페달부의 동력을 전달받아 회전할 수 있으며, 회전기어부는 외측에 고정된 상기 풀리와 함께 회전을 하며, 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비될 수 있다.
또한 케이스부는 회전기어부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.
또한 제1동력전달부는 상기 회전기어부와 상기 케이스부에 연결되며, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 또한 제1동력전달부는, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달할 수 있다.
또한 제2동력전달부는 상기 케이스부에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 상기 원형기어에 걸린다. 또한 제2동력전달부는 상기 회전기어부가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달할 수 있다.
또한 상기 회전기어부는, 상기 원형기어의 중심부에서 양측으로 연장되며, 상기 풀리가 착탈 가능하게 설치되고, 상기 풀리와 함께 회전하는 회전축부재를 포함한다. 또한 상기 원형기어는 상기 회전축부재의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며 상기 회전축부재와 함께 회전한다.
또한 케이스부는, 상기 제2동력전달부가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 풀리가 외측에 위치하고, 상기 제1동력전달부가 내측에 위치하는 외측케이스부를 포함할 수 있다. 또한 케이스부는 상기 외측케이스부의 내측에 고정되며, 상기 제1동력전달부에 연결되고, 상기 제2동력전달부를 회전 가능하게 지지하는 내측케이스부를 포함할 수 있다.
또한 내측케이스부는, 상기 외측케이스부의 내측에 고정되며 중심부에 상기 회전기어부가 위치하는 내측케이스몸체를 포함할 수 있다. 또한 내측케이스부는, 상기 내측케이스몸체에서 돌출되어 상기 제1동력전달부를 감싸는 형상으로 설치되고, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부를 포함할 수 있다.
또한 내측케이스부는, 상기 내측케이스몸체에서 상기 케이스부를 향한 방향으로 돌출되며, 상기 내측케이스몸체와 상기 케이스부의 사이에 간격을 유지시키는 간격유지돌기를 포함할 수 있다.
또한 내측케이스부는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제1가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한 제1가이드부는, 상기 제2동력전달부에 구비된 걸림기어부의 회전을 안내하며, 상기 걸림기어부와 마주하는 상기 내측케이스부의 측면에 부채꼴 형상의 홈부를 형성하는 제1가이드홈부를 포함할 수 있다. 또한 제1가이드부는, 제1가이드홈부의 내측에 위치하며, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 제2가이드홈부를 포함할 수 있다.
또한 제1동력전달부는 링 형상의 제1동력전달몸체를 포함할 수 있다. 제1동력전달몸체는 원웨이 클러치 베어링으로 이루어질 수 있다.
또한 제1동력전달부는, 상기 제1동력전달몸체의 내측과 상기 회전기어부의 외측을 연결하는 제1키부재를 포함할 수 있다. 또한 제1동력전달부는, 상기 제1동력전달몸체의 외측과 상기 케이스부를 연결하는 제2키부재를 포함할 수 있다.
또한 제2동력전달부는, 케이스부에 착탈 가능하게 설치되는 동력전달케이스와, 동력전달케이스에 회전 가능하게 설치되는 손잡이부와, 동력전달케이스를 사이에 두고 상기 손잡이부에 연결되는 걸림기어부를 포함할 수 있다. 걸림기어부는 케이스부에 회전 가능하게 설치되고, 손잡이부와 함께 회전되어 원형기어에 걸리므로 프리휠 기능을 비활성화 할 수 있다.
또한 걸림기어부는, 상기 손잡이부에 연결되며 상기 손잡이부와 함께 회전되고, 상기 원형기어에 맞물리는 걸림기어몸체와, 상기 걸림기어몸체에 결합되는 결합몸체 및 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 상기 동력전달케이스에 걸리는 탄성걸림부를 포함할 수 있다.
또한 걸림기어몸체는, 상기 손잡이부가 삽입되어 걸리는 연결홈부를 구비하며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되는 제1몸체 및 상기 제1몸체에서 연장되며, 상기 제1몸체와 함께 회전되어 상기 원형기어의 기어에 맞물리고, 상기 탄성걸림부를 사이에 두고 상기 결합몸체와 체결되는 제2몸체;를 포함할 수 있다.
또한 탄성걸림부는, 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측으로 돌출되는 이동돌기 및 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측을 향한 방향으로 상기 이동돌기를 가압하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한 동력전달케이스는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제2가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한 제2가이드부는, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 내측안내홈 및 상기 내측안내홈의 양측에 위치하며, 상기 걸림기어부가 정지되는 위치에 홈을 형성하는 고정홈을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 헬스 자전거는, 프레임부와 페달부와 풀리와 프리휠 조절형 바퀴를 포함할 수 있다. 프레임부는 안장부와 핸들부를 지지할 수 있다. 그리고 페달부는 프레임부에 회전 가능하게 설치되며, 사용자에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다. 풀리는 체인이나 벨트를 통해 페달부의 동력을 전달받아 회전하며 프리휠 조절형 바퀴에 연결된다.
또한 회전기어부는 회전축부재와 원형기어를 포함하며, 회전축부재의 외측에 구비된 평면 형상의 외측평면부는, 회전축부재의 외측에 위치하는 풀리의 내측평면부에 접하는 상태로 설치된다.
본 발명에 따른 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거는, 제2동력전달부의 동작에 의해 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있으므로, 운동기구의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 프리휠 기능 여부에 따라 운동기구를 별도로 구입하지 않아도 되므로 운동기구의 구입비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명은 별도의 구동모터를 사용하지 않고 사용자의 조작에 의해 제2동력전달부가 동작되므로 전기료를 절감할 수 있다.
또한 본 발명은 제2동력전달부가 모듈로 이루어지며, 케이스부에 착탈 가능하게 설치되므로, 제2동력전달부의 교체 및 수리 작업에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명은, 탄성걸림부가 동력전달케이스의 고정홈에 삽입되어 정지된 상태를 유지할 수 있으므로, 제2동력전달부의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴를 구비하는 헬스 자전거를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거에서 프리휠 조절형 바퀴가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀리와 회전기어부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2동력전달부를 분해 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달케이스의 후면을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기가 내측안착홈에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기가 고정홈에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달부를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기어부의 측면에 제2동력전달부가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부가 원형기어에 걸린 상태를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴의 힘전달을 표시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부가 원형기어에 걸린 상태를 도시한 정면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부가 원형기어에서 이격된 상태를 도시한 정면도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)를 구비하는 헬스 자전거(1)를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거(1)에서 프리휠 조절형 바퀴(10)가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거(1)는, 프레임부(200)와 페달부(230)와 풀리(20)와 프리휠 조절형 바퀴(10)를 포함할 수 있다.
프레임부(200)는 안장부(210)와 핸들부(220)를 지지하며, 페달부(230)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 일 실시예에 따른 프레임부(200)는, 프리휠 조절형 바퀴(10)를 지지하는 제1프레임(201)과, 안장부(210)를 지지하는 제프레임을 포함할 수 있다.
페달부(230)는 프레임부(200)에 회전 가능하게 설치되며, 사용자에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다. 풀리(20)는 체인이나 벨트를 통해 페달부(230)의 동력을 전달받아 회전하며 프리휠 조절형 바퀴(10)에 연결된다. 또한 운동과 관련된 정보를 출력하는 모니터부(240)도 프레임부(200)에 지지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)의 분해 사시도이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)는, 풀리(20)와 회전기어부(30)와 케이스부(40)와 제1동력전달부(100)와 제2동력전달부(110) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
프리휠 조절형 바퀴(10)는, 제2동력전달부(110)가 회전기어부(30)에 맞물리거나 맞물리는 동작이 해제되므로 바퀴의 프리휠 동작을 용이하게 제어하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본 발명에 의한 프리휠 조절형 바퀴(10)는, 사용자가 제2동력전달부(110)에 구비된 손잡이부(120)를 회전시켜, 프리휠(Freewheel)과 논프리휠(Non-Freewheel)의 2가지 동력 전달 방법을 용이하게 선택할 수 있다.
예를 들어 페달부(230)가 정방향으로 회전하는 경우, 풀리(20)를 통해 회전기어부(30)로 전달된 회전동력은 제1동력전달부(100)를 통해 케이스부(40)로 전달되어 케이스부(40)를 회전시킨다. 그리고, 페달부(230)가 역방향으로 회전하는 경우, 풀리(20)를 통해 회전기어부(30)로 전달된 회전동력은, 회전기어부(30)에 접하는 제2동력전달부(110)의 걸림기어부(130)를 통해 케이스부(40)로 전달되어 케이스부(40)를 회전시킨다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀리(20)와 회전기어부(30)를 도시한 사시도이다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 풀리(20)의 외측에는 벨트부재, 체인, 끈 중 적어도 어느 하나가 설치되기 위한 홈부가 구비될 수 있다. 따라서 풀리(20)는 벨트부재, 체인, 끈 중 적어도 어느 하나를 통해 페달부(230)의 동력을 전달받아 회전을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풀리(20)는 원통 형상으로 이루어지며, 풀리(20)의 외측에는 벨트부재가 설치되고, 풀리(20)의 내측에는 회전기어부(30)가 연결된다. 풀리(20)의 내측에는 중공이 구비되며, 회전기어부(30)와 마주하는 풀리(20)의 내측에는 평면 형상의 내측평면부(22)가 구비된다.
회전기어부(30)의 외측에는 풀리(20)가 고정되며, 회전기어부(30)와 함께 풀리(20)가 회전을 한다. 또한 회전기어부(30)의 외측 둘레를 따라 원형기어(37)가 구비될 수 있다. 회전기어부(30)는 풀리(20)와 함께 회전을 하며, 외측에는 제2동력전달부(110)에 맞물리는 원형기어(37)가 구비되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기어부(30)는 회전축부재(31)와 원형기어(37)를 포함한다.
회전축부재(31)는 원형기어(37)의 중심부에서 양측으로 연장되는 봉 형상이며, 회전축부재(31)의 일측(도 5기준 우측)에는 풀리(20)가 착탈 가능하게 설치된다. 또한 풀리(20)의 내측평면부(22)에 대응하는 외측평면부(33)가 회전축부재(31)의 외측에 구비된다. 외측평면부(33)는 회전축부재(31)의 외측에 평면을 형성하므로, 내측평면부(22)와 외측평면부(33)가 마주하며 설치되도록 풀리(20)를 회전축부재(31)의 외측에 결합한다. 따라서 회전축부재(31)의 외측에 구비된 평면 형상의 외측평면부(33)는, 회전축부재(31)의 외측에 위치하는 풀리(20)의 내측평면부(22)에 접하는 상태로 설치되며, 풀리(20)가 회전할 때 회전축부재(31)도 같이 회전을 한다.
회전축부재(31)의 내측에는 관통홀부가 설치된다. 관통홀부는 회전축부재(31)의 내측을 관통하며 회전축부재(31)의 길이방향으로 연장된다. 따라서 후술할 샤프트(180)가 관통홀부를 통해 회전축부재(31)의 내측에 위치한다. 또한 샤프트(180)의 양측은 회전축부재(31)의 양측으로 돌출되며, 프레임부(200)에 고정된다.
원형기어(37)는 회전축부재(31)의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며, 회전축부재(31)와 함께 회전하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원형기어(37)는 원판 형상의 기어이며, 외측 둘레를 따라 원주 방향으로 기어가 형성된다. 원형기어(37)는 회전축부재(31)의 외측에 고정되며, 원형기어(37)와 회전축부재(31)는 같이 회전을 한다.
또한 회전축부재(31)의 외측에는 제1동력전달부(100)와 연결되기 위한 홈 형상의 외측키홈(34)이 구비된다. 외측키홈(34)에는 후술할 제1동력전달부(100)의 제1키부재(103)가 삽입되어 제1동력전달몸체(101)로 회전동력을 전달한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 케이스부(40)는 회전기어부(30)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 또한 케이스부(40)는 제1동력전달부(100)와 제2동력전달부(110)를 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스부(40)는, 외측케이스부(50)와 내측케이스부(60)를 포함할 수 있다. 또한 케이스부(40)는 커버부(90)를 더 포함할 수도 있다.
외측케이스부(50)는 제2동력전달부(110)가 착탈 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 외측케이스부(50)는 외측케이스몸체(51)와 장착부(52)를 포함할 수 있다.
외측케이스몸체(51)는 원판 형상으로 설치되며, 중심부에는 회전기어부(30)의 회전축부재(31)가 위치하는 중심구멍이 구비된다. 또한 중심구멍과 이격된 위치에 동력전달케이스(170)가 설치되기 위한 장착부(52)가 위치한다.
장착부(52)는 동력전달케이스(170)가 설치되기 위한 구멍을 외측케이스몸체(51)에 형성한다. 따라서 모듈로 제작된 제2동력전달부(110)는 장착부(52)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
외측케이스부(50)의 외측에는 풀리(20)가 위치하며, 외측케이스부(50)의 내측에는 제1동력전달부(100)가 위치한다. 외측케이스몸체(51)는 원판 형상으로 설치된 본체에서 커버부(90)를 향한 방향으로 연장된 원형 파이프 형상의 연장부를 포함할 수 있다.
내측케이스부(60)는 외측케이스부(50)의 내측에 고정된다. 또한 내측케이스부(60)는 제1동력전달부(100)에 연결되므로, 회전기어부(30)가 정방향으로 회전할 때 제1동력전달부(100)를 통해 내측케이스부(60)로 동력 전달이 이루어질 수 있다. 또한 내측케이스부(60)는 제2동력전달부(110)의 걸림기어부(130)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내측케이스부(60)는, 내측케이스몸체(70)와 간격유지돌기(71)와 제1가이드부(72)와 회전지지부(80)를 포함할 수 있다.
내측케이스몸체(70)는 외측케이스부(50)의 내측에 고정되며, 중심부에 회전기어부(30)가 위치하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내측케이스몸체(70)는 원형기어(37)와 걸림기어부(130)를 사이에 두고 외측케이스부(50)에 고정된다. 내측케이스몸체(70)는 중공이 구비된 원판 형상이며, 걸림기어부(130)가 회전 가능하게 설치된다.
간격유지돌기(71)는 내측케이스몸체(70)에서 케이스부(40)에 구비된 외측케이스부(50)를 향한 방향으로 돌출되며, 내측케이스몸체(70)와 케이스부(40)에 구비된 외측케이스부(50)의 사이에 간격을 유지시키는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 간격유지돌기(71)는 내측케이스몸체(70)에서 외측케이스부(50)를 향한 방향으로 돌출된 돌기이며, 외측케이스부(50)에서 돌출된 별도의 돌기가 간격유지돌기(71)의 내측에 안착된 상태에서 나사부재에 의해 고정될 수 있다.
제1가이드부(72)는 제2동력전달부(110)와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 제2동력전달부(110)의 회전을 안내하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1가이드부(72)는, 제1가이드홈부(73)와 제2가이드홈부(74)와 연결홀(77)을 포함할 수 있다.
제1가이드홈부(73)는 제2동력전달부(110)에 구비된 걸림기어부(130)의 회전을 안내하며, 걸림기어부(130)와 마주하는 내측케이스부(60)의 측면에 부채꼴 형상의 홈부를 형성한다. 따라서 걸림기어부(130)가 제1가이드홈부(73)를 따라 회전되는 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.
그리고 제2가이드홈부(74)는 제1가이드홈부(73)의 내측에 위치하며, 걸림기어부(130)의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성한다. 제2가이드홈부(74)의 홈 깊이는 제1가이드홈부(73)의 홈 깊이보다 더 깊게 형성된다. 따라서 걸림기어몸체(140)에서 돌출된 이동돌기(161)가 제2가이드홈부(74)를 따라 이동되므로, 걸림기어부(130)의 동작신뢰성을 향상시킬 수 있다.
연결홀(77)은 제1가이드홈부(73)에 위치하며, 내측케이스몸체(70)를 관통하는 형상의 구멍이다. 걸림기어부(130)는 연결홀(77)을 중심으로 회전되며, 제2가이드홈부(74)를 형성하는 원호의 중심도 연결홀(77)이 된다.
회전지지부(80)는 내측케이스몸체(70)에서 돌출되어 제1동력전달부(100)를 감싸는 형상으로 설치되고, 회전기어부(30)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전지지부(80)의 내측에는 축회전 전달을 위한 내측키홈(81)이 형성된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달부(100)를 도시한 분해 사시도이다.
도 4와 도 10에 도시된 바와 같이, 제1동력전달부(100)는 회전기어부(30)와 케이스부(40)의 내측케이스부(60)에 연결되며, 회전기어부(30)를 회전 가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 제1동력전달부(100)는, 회전기어부(30)가 정방향으로 회전하는 경우에만, 회전기어부(30)로 전달된 동력을 상기 케이스부(40)로 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달부(100)는, 제1동력전달몸체(101)와 제1키홈(102)과 제1키부재(103)와 제2키홈(104)과 제2키부재(105)를 포함할 수 있다.
제1동력전달몸체(101)는 링 형상으로 이루어지며, 정방향 회전만 케이스부(40)로 전달하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달몸체(101)는 원웨이 클러치 베어링으로 이루어질 수 있다.
제1키부재(103)는 제1동력전달몸체(101)의 내측과 상기 회전기어부(30)의 외측을 연결할 수 있다. 회전기어부(30)와 마주하는 제1동력전달몸체(101)의 내측에는 제1키홈(102)이 형성된다. 또한 제1키부재(103)는 회전축부재(31)에 위치한 외측키홈(34)과 제1동력전달몸체(101)에 형성된 제1키홈(102)이 서로 마주한 상태에서, 제1키부재(103)가 외측키홈(34)과 제1키홈(102)에 삽입된다. 따라서 회전축부재(31)와 제1동력전달몸체(101)가 제1키부재(103)에 의해 연결된다.
제2키부재(105)는 제1동력전달몸체(101)의 외측과 케이스부(40)를 연결하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2키부재(105)는 직육면체 형상이며, 제1동력전달몸체(101)의 외측에 형성된 제2키홈(104)과 내측케이스부(60)에 형성된 내측키홈(81)에 삽입된다. 따라서 내측케이스부(60)와 제1동력전달몸체(101)가 제2키부재(105)에 의해 연결된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2동력전달부(110)를 분해 도시한 사시도이다.
도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 제2동력전달부(110)는 케이스부(40)에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 원형기어(37)에 걸리는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 제2동력전달부(110)는 상기 회전기어부(30)가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부(30)로 전달된 동력을 상기 케이스부(40)로 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2동력전달부(110)는, 손잡이부(120)와 걸림기어부(130)와 동력전달케이스(170)를 포함할 수 있다.
손잡이부(120)는 동력전달케이스(170)에 회전 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손잡이부(120)는, 손잡이몸체(121)와 손잡이돌기(122)와 연결기둥(123)과 평면걸림부(124) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
손잡이몸체(121)는 원판 형상으로 이루어지며, 손잡이몸체(121)의 전면으로 손잡이돌기(122)가 돌출된다. 따라서 사용자는 손잡이돌기(122)를 잡고 돌리므로 손잡이부(120)의 회전이 용이하게 이루어질 수 있다.
연결기둥(123)은 손잡이몸체(121)의 후방으로 연장되는 기둥 형상이다. 평면걸림부(124)는 연결기둥(123)의 양 측면에 평면을 형성한다.
걸림기어부(130)는 동력전달케이스(170)를 사이에 두고 손잡이부(120)에 연결되며, 손잡이부(120)와 함께 회전하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 또한 걸림기어부(130)는 케이스부(40)에 회전 가능하게 설치되고, 손잡이부(120)와 함께 회전되어 원형기어(37)에 걸리므로 프리휠 기능을 비활성화 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)는, 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)와 탄성걸림부(160)를 포함할 수 있다.
걸림기어몸체(140)는 손잡이부(120)에 연결되어 손잡이부(120)와 함께 회전되며, 원형기어(37)에 맞물리는 동작에 의해 프리휠 기능을 비활성화하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어몸체(140)는 제1몸체(141)와 제2몸체(145)를 포함할 수 있다.
제1몸체(141)는 손잡이부(120)가 삽입되어 걸리는 연결홈부(142)를 구비하며, 케이스부(40)에 회전 가능하게 설치된다. 제1몸체(141)는 막대 형상이며, 직사각형 단면 형상의 연결홈부(142)가 구비된다. 따라서 연결기둥(123)이 연결홈부(142)에 삽입되므로, 연결기둥(123)과 걸림기어몸체(140)의 회전이 동기화될 수 있다.
제2몸체(145)는 제1몸체(141)에서 연장되며, 제1몸체(141)와 함께 회전되어 원형기어(37)의 기어에 맞물리고, 탄성걸림부(160)를 사이에 두고 결합몸체(150)와 체결되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
제2몸체(145)의 폭길이는 제1몸체(141)의 폭길이보다 짧다. 그리고 결합몸체(150)와 마주하는 제2몸체(145)의 내측에는 이동돌기(161)가 이동되기 위한 제1내측홈부(146)가 형성된다.
결합몸체(150)는 제2몸체(145)의 측면에 착탈 가능하게 설치되며, 결합몸체(150)의 측면에는 제1내측홈부(146)와 연통되는 제2내측홈부(152)가 형성된다. 결합몸체(150)가 제2몸체(145)에 결합되면, 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)는 연통된다. 따라서 이동돌기(161)와 탄성부재(164)는 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)에 의해 형성된 내측공간에 설치된다.
탄성걸림부(160)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 동력전달케이스(170)에 걸리는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성걸림부(160)는 이동돌기(161)와 탄성부재(164)를 포함한다.
이동돌기(161)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 경계에 위치하며, 걸림기어부(130)의 외측으로 돌출되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기(161)는, 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)에 의해 형성된 내측공간에 설치되는 내측지지몸체(162)와, 내측지지몸체(162)의 양측으로 돌출되는 봉 형상의 걸림바(163)를 포함한다.
내측지지몸체(162)는 이동돌기(161) 보다 큰 외경을 가지며, 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)에 의해 형성된 내측공간의 내측에 걸리는 형상으로 설치된다.
이동돌기(161)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)가 결합된 상태에서, 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 외측으로 돌출된다. 이동돌기(161)의 일측과 타측이 전부 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 외측으로 돌출되어 제1가이드부(72)와 제2가이드부(173)에 의해 이동이 안내된다.
탄성부재(164)는 걸림기어몸체(140)와 결합몸체(150)의 경계에 위치하며, 걸림기어부(130)의 외측을 향한 방향으로 이동돌기(161)를 가압하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(164)로 스프링이 사용되며, 제1내측홈부(146)와 제2내측홈부(152)에 의해 형성된 내측공간에 설치된다. 탄성부재(164)는 내측지지몸체(162)를 가압하여 동력전달케이스(170)를 향한 방향으로 걸림바(163)를 가압한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달케이스(170)의 후면을 도시한 사시도이다.
도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 동력전달케이스(170)는 케이스부(40)에 착탈 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달케이스(170)는, 안착홈부(171)와 내측홀(172)과 제2가이드부(173)와 스토퍼(176) 중 적어도 어느 하나를 구비할 수 있다.
동력전달케이스(170)는 외측케이스부(50)의 장착부(52)에 착탈 가능하게 설치되는 판 형상이며, 손잡이부(120)와 마주하는 외측에는 안착홈부(171)가 구비된다. 안착홈부(171)는 손잡이몸체(121)의 회전 동작이 용이하게 이루어지도록 동력전달케이스(170)의 외측에 원판 형상의 오목한 홈부를 제공한다. 이러한 안착홈부(171)의 중심에는 손잡이부(120)의 연결기둥(123)이 통과되기 위한 구멍인 내측홀(172)이 형성된다.
그리고 동력전달케이스(170)의 후면에는 제2가이드부(173)가 설치된다. 제2가이드부(173)는 제2동력전달부(110)와 마주하는 동력전달케이스(170)의 측면에 홈을 형성하며, 제2동력전달부(110)의 회전을 안내하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2가이드부(173)는 내측안내홈(174)과 고정홈(175)을 포함한다.
내측안내홈(174)은 걸림기어부(130)에 구비된 이동돌기(161)의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성한다. 내측안내홈(174)은 이동돌기(161)와 마주하는 동력전달케이스(170)의 측면에 곡선 형상의 홈을 형성한다.
그리고 고정홈(175)은 내측안내홈(174)의 양측에 위치하며, 걸림기어부(130)가 정지되는 위치에 홈을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고정홈(175)은 내측안내홈(174)보다 더 깊은 홈을 형성하며, 내측안내홈(174)의 양측에 각각 위치한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기(161)가 내측안착홈에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이동돌기(161)가 세워진 상태로 설치되는 경우, 이동돌기(161)의 상측에는 내측케이스부(60)가 위치하며, 이동돌기(161)의 하측에는 동력전달케이스(170)가 위치할 수 있다. 이동돌기(161)는 탄성부재(164)에 의해 동력전달케이스(170)를 향한 하측으로 가압되는 상태이다.
이동돌기(161)의 상측은 내측케이스부(60)에 구비된 제1가이드부(72)를 따라 이동된다. 이동돌기(161)는 제2가이드홈부(74)를 따라 이동되므로 이동돌기(161)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
그리고 이동돌기(161)의 하측은 동력전달케이스(170)에 구비된 제2가이드부(173)를 따라 이동된다. 이동돌기(161)의 하측은 내측안내홈(174)을 따라 이동되므로 이동돌기(161)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동돌기(161)가 고정홈(175)에 안착된 상태를 도시한 단면도이다.
이동돌기(161)의 하측은 내측안내홈(174)을 따라 이동되다 내측홈보다 깊이가 더 깊은 고정홈(175)에 삽입되어 이동이 구속된다. 따라서 설정된 외력 이상의 힘이 제2동력전달부(110)로 전달되기 전에는 이동돌기(161)가 고정홈(175)에서 이탈됨이 방지된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기어고정부(177)는 내측케이스부(60)의 연결홀(77)을 통해 걸림기어부(130)에 삽입된 연결기둥(123)의 단부에 체결된다. 따라서 손잡이부(120)와 걸림기어부(130)는 기어고정부(177)를 중심으로 회전이 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기어고정부(177)는 체결부재(178)와 와셔(179)를 포함할 수 있다. 링 형상의 와셔(179)가 내측케이스몸체(70)의 후측에 위치하는 상태에서, 체결부재(178)가 와셔(179)를 통해 연결홀(77)의 내측에 위치하는 연결기둥(123)의 단부에 체결된다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스부(40)와 회전기어부(30)를 관통하는 형상으로 샤프트(180)가 설치된다. 따라서 케이스부(40)와 회전기어부(30)는 샤프트(180)를 중심으로 회전이 이루어질 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)의 단면도이다.
도 4와 도 13에 도시된 바와 같이, 회전기어부(30)의 회전시 발생되는 마찰을 저감하기 위해 베어링부(190)가 설치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링부(190)는, 제1베어링(191)과 제2베어링(192)과 제3베어링(193)과 제4베어링(194)을 포함할 수 있다.
제1베어링(191)은 회전축부재(31)와 샤프트(180)의 사이에 설치되며, 샤프트(180)를 회전 가능하게 지지한다. 제2베어링(192)은 외측케이스부(50)와 회전축부재(31)의 사이에 설치되며, 회전축부재(31)를 회전 가능하게 지지한다. 제3베어링(193)과 제4베어린은 내측케이스부(60)와 커버부(90)의 사이에 위치하는 회전축부재(31)의 외측을 회전 가능하게 지지한다.
한편 내측케이스부(60)와 커버부(90)의 사이에는 케이스부(40)의 회전에 소요되는 힘을 조절하기 위한 회전조절부(195)가 설치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전조절부(195)는 모터를 이용하며, 전자석의 자력 변화에 따라 프리휠 조절형 바퀴(10)를 회전시키는 힘의 강도를 조절할 수 있다. 이러한 회전조절부(195)가 헬스 자전거(1)의 바퀴에 설치되어 프리휠 조절형 바퀴(10)를 돌리는 힘을 조절하는 기술은 공지된 기술이므로, 이에 따른 상세한 설명은 생략한다.
그리고 내측케이스부(60)와 커버부(90)의 사이에는 제3베어링(193)과 제4베어링(194)을 지지하는 베어링브라켓(197)이 추가로 설치될 수 있다. 이러한 베어링브라켓(197)과 커버부(90) 사이에 회전조절부(195)가 설치될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기어부(30)의 측면에 제2동력전달부(110)가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1과 도 11에 도시된 바와 같이, 페달을 돌리는 힘은 벨트부재 등을 통해 풀리(20)로 전달된다. 풀리(20)는 회전기어부(30)와 함께 회전을 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)가 원형기어(37)에 걸린 상태를 도시한 사시도이며, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)가 원형기어(37)에 걸린 상태를 도시한 정면도이다.
도 12와 도 15에 도시된 바와 같이, 논 프리휠 모드로 사용하도록 사용자가 손잡이부(120)를 잡고 돌리면, 손잡이부(120)와 함께 걸림기어부(130)가 회전되어 회전기어부(30)의 원형기어(37)에 걸린다. 따라서 풀리(20)가 역방향(도 15기준 반시계 방향)으로 회전할 때, 원형기어(37)에 걸린 걸림기어부(130)로 동력이 전달된다.
걸림기어부(130)는 내측케이스부(60)에 회전 가능하게 고정되므로, 걸림기어부(130)로 전달된 회전동력에 의해 걸림기어부(130)와 함께 내측케이스부(60)가 역방향으로 회전한다. 그리고 내측케이스부(60)는 외측케이스부(50)에 연결되므로, 내측케이스부(60)와 함께 외측케이스부(50)도 역방향으로 회전한다.
따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 헬스 자전거(1)의 프레임부(200)에 설치된 프리휠 조절형 바퀴(10)가 역방향으로 회전한다.
도 12와 도 15에 도시된 바와 같이, 풀리(20)가 정방향으로 회전되는 경우, 풀리(20)와 함께 회전기어부(30)가 정방향으로 회전한다. 회전기어부(30)와 내측케이스부(60)는 제1동력전달부(100)를 통해 연결된다. 그리고 정방향의 힘만 전달하는 원 웨이 클러치 베어링인 제1동력전달몸체(101)에 의해 내측케이스부(60)도 정방향으로 회전을 한다.
논 프리휠 모드에서는, 풀리(20)가 정방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 정방향으로 회전하며, 풀리(20)가 역방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 역방향으로 회전한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(10)의 힘전달을 표시한 단면도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림기어부(130)가 원형기어(37)에서 이격된 상태를 도시한 정면도이다.
도 14와 도 16에 도시된 바와 같이, 프리휠 모드로 사용하도록 사용자가 손잡이부(120)를 잡고 돌리면, 손잡이부(120)와 함께 걸림기어부(130)가 회전되어 회전기어부(30)의 원형기어(37)와 이격된다. 따라서 풀리(20)가 역방향(도 16기준 반시계 방향)으로 회전할 때, 원형기어(37)에서 걸림기어부(130)로 동력 전달이 차단되므로 내측케이스부(60)는 회전하지 않는다.
그리고 도 4와 도 10에 도시된 바와 같이, 풀리(20)가 정방향으로 회전되는 경우, 풀리(20)와 함께 회전기어부(30)가 정방향으로 회전한다. 회전기어부(30)와 내측케이스부(60)는 제1동력전달부(100)를 통해 연결된다. 그리고 정방향의 힘만 전달하는 원 웨이 클러치 베어링인 제1동력전달몸체(101)에 의해 내측케이스부(60)도 정방향으로 회전을 한다.
프리휠 모드에서는 풀리(20)가 정방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 정방향으로 회전하며, 풀리(20)가 역방향으로 회전하면 케이스부(40)를 포함한 프리휠 조절형 바퀴(10)가 회전하지 않는다.
이와 같은 본원발명은 프리휠 모드에서는 원 웨이 클러치 베어링인 제1동력전달부(100)만 동작되므로 무소음 작동을 구현할 수 있다. 그리고 논 프리휠 모드에서는 제2동력전달부(110)가 회전 락킹 구조로 동작되어 회전기어부(30)에서 제2동력전달부(110)를 통해 케이스부(40)로 동력 전달이 신속하게 이루어질 수 있다.
또한 손잡이부(120)를 손으로 잡아 돌리는 모드 변환구조를 제공하므로, 직관적이면서도 손쉽게 작동 모드를 변화 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 제2동력전달부(110)의 동작에 의해 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있으므로, 운동기구의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다. 또한 프리휠 기능 여부에 따라 운동기구를 별도로 구입하지 않아도 되므로 운동기구의 구입비용을 절감할 수 있다. 또한 별도의 구동모터를 사용하지 않고 사용자의 조작에 의해 제2동력전달부(110)가 동작되므로 전기료를 절감할 수 있다. 또한 제2동력전달부(110)가 모듈로 이루어지며, 케이스부(40)에 착탈 가능하게 설치되므로, 제2동력전달부(110)의 교체 및 수리 작업에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 또한 탄성걸림부(160)가 동력전달케이스(170)의 고정홈(175)에 삽입되어 정지된 상태를 유지할 수 있으므로, 제2동력전달부(110)의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (20)

  1. 페달부의 동력을 전달받아 회전하는 풀리;
    외측에 고정된 상기 풀리와 함께 회전을 하며, 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비되는 회전기어부;
    상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부;
    상기 회전기어부와 상기 케이스부에 연결되며, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하고, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제1동력전달부; 및
    상기 케이스부에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 상기 원형기어에 걸리고, 상기 회전기어부가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제2동력전달부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전기어부는, 상기 원형기어의 중심부에서 양측으로 연장되며, 상기 풀리가 착탈 가능하게 설치되고, 상기 풀리와 함께 회전하는 회전축부재;를 포함하며,
    상기 원형기어는 상기 회전축부재의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며 상기 회전축부재와 함께 회전하는 프리휠 조절형 바퀴.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이스부는, 상기 제2동력전달부가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 풀리가 외측에 위치하고, 상기 제1동력전달부가 내측에 위치하는 외측케이스부; 및
    상기 외측케이스부의 내측에 고정되며, 상기 제1동력전달부에 연결되고, 상기 제2동력전달부를 회전 가능하게 지지하는 내측케이스부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내측케이스부는, 상기 외측케이스부의 내측에 고정되며 중심부에 상기 회전기어부가 위치하는 내측케이스몸체; 및
    상기 내측케이스몸체에서 돌출되어 상기 제1동력전달부를 감싸는 형상으로 설치되고, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내측케이스부는, 상기 내측케이스몸체에서 상기 케이스부를 향한 방향으로 돌출되며, 상기 내측케이스몸체와 상기 케이스부의 사이에 간격을 유지시키는 간격유지돌기;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 내측케이스부는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제1가이드부;를 더 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1가이드부는, 상기 제2동력전달부에 구비된 걸림기어부의 회전을 안내하며, 상기 걸림기어부와 마주하는 상기 내측케이스부의 측면에 부채꼴 형상의 홈부를 형성하는 제1가이드홈부; 및
    상기 제1가이드홈부의 내측에 위치하며, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 제2가이드홈부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1동력전달부는 링 형상의 제1동력전달몸체를 포함하며,
    상기 제1동력전달몸체는 원웨이 클러치 베어링으로 이루어지는 프리휠 조절형 바퀴.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1동력전달부는, 상기 제1동력전달몸체의 내측과 상기 회전기어부의 외측을 연결하는 제1키부재; 및
    상기 제1동력전달몸체의 외측과 상기 케이스부를 연결하는 제2키부재;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2동력전달부는, 상기 케이스부에 착탈 가능하게 설치되는 동력전달케이스;
    상기 동력전달케이스에 회전 가능하게 설치되는 손잡이부;
    상기 동력전달케이스를 사이에 두고 상기 손잡이부에 연결되며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 손잡이부와 함께 회전되어 상기 원형기어에 걸리는 걸림기어부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 걸림기어부는, 상기 손잡이부에 연결되며 상기 손잡이부와 함께 회전되고, 상기 원형기어에 맞물리는 걸림기어몸체;
    상기 걸림기어몸체에 결합되는 결합몸체; 및
    상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 상기 동력전달케이스에 걸리는 탄성걸림부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 걸림기어몸체는, 상기 손잡이부가 삽입되어 걸리는 연결홈부를 구비하며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되는 제1몸체; 및
    상기 제1몸체에서 연장되며, 상기 제1몸체와 함께 회전되어 상기 원형기어의 기어에 맞물리고, 상기 탄성걸림부를 사이에 두고 상기 결합몸체와 체결되는 제2몸체;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 탄성걸림부는, 상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측으로 돌출되는 이동돌기; 및
    상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 경계에 위치하며, 상기 걸림기어부의 외측을 향한 방향으로 상기 이동돌기를 가압하는 탄성부재;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 동력전달케이스는, 상기 제2동력전달부와 마주하는 측면에 홈을 형성하며, 상기 제2동력전달부의 회전을 안내하는 제2가이드부;를 더 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2가이드부는, 상기 걸림기어부의 이동경로를 따라 원호 형상으로 홈을 형성하는 내측안내홈; 및
    상기 내측안내홈의 양측에 위치하며, 상기 걸림기어부가 정지되는 위치에 홈을 형성하는 고정홈;을 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
  16. 안장부와 핸들부를 지지하는 프레임부;
    상기 프레임부에 회전 가능하게 설치되는 페달부;
    상기 페달부의 동력을 전달받아 회전하는 풀리;
    외측에 고정된 상기 풀리와 함께 회전을 하며, 외측 둘레를 따라 원형기어가 구비되는 회전기어부;
    상기 회전기어부를 관통하여 상기 프레임부에 연결되는 샤프트;
    상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부;
    상기 회전기어부와 상기 케이스부에 연결되며, 상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하고, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전하는 경우에만, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제1동력전달부; 및
    상기 케이스부에 설치되며, 외력에 의해 동작되어 상기 원형기어에 걸리고, 상기 회전기어부가 역방향으로 회전될 때, 상기 회전기어부로 전달된 동력을 상기 케이스부로 전달하는 제2동력전달부;를 포함하는 헬스 자전거.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 케이스부는, 상기 제2동력전달부가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 풀리가 외측에 위치하고, 상기 제1동력전달부가 내측에 위치하는 외측케이스부; 및
    상기 외측케이스부의 내측에 고정되며, 상기 제1동력전달부에 연결되고, 상기 제2동력전달부를 회전 가능하게 지지하는 내측케이스부;를 포함하는 헬스 자전거.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 회전기어부는, 상기 원형기어의 중심부에서 양측으로 연장되며, 상기 풀리가 착탈 가능하게 설치되고, 상기 풀리와 함께 회전하는 회전축부재;를 포함하며,
    상기 원형기어는 상기 회전축부재의 외측 둘레를 따라 기어를 형성하며 상기 회전축부재와 함께 회전하는 헬스 자전거.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제2동력전달부는, 상기 케이스부에 착탈 가능하게 설치되는 동력전달케이스;
    상기 동력전달케이스에 회전 가능하게 설치되는 손잡이부;
    상기 동력전달케이스를 사이에 두고 상기 손잡이부에 연결되며, 상기 케이스부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 손잡이부와 함께 회전되어 상기 원형기어에 걸리는 걸림기어부;를 포함하는 헬스 자전거.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 걸림기어부는, 상기 손잡이부에 연결되며 상기 손잡이부와 함께 회전되고, 상기 원형기어에 맞물리는 걸림기어몸체;
    상기 걸림기어몸체에 결합되는 결합몸체; 및
    상기 걸림기어몸체와 상기 결합몸체의 내측에 위치하며, 탄성력에 의해 이동되어 상기 동력전달케이스에 걸리는 탄성걸림부;를 포함하는 헬스 자전거.
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