KR20140109005A - 무체인자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전, 후 륜 구동형 무체인 자전거에 대한 것이다.
본 자전거는; 자전거의 프레임의 중간 부에 페달기어가 있으며, 자전거의 뒷바퀴- 후 륜 부에 후 륜 기어가 있으며, 자전거의 앞 바퀴- 전 륜 부에는 전 륜 기어가 있다. 그리고, 이들을 동시에 연동하여 구동하기 위하여 후 륜 부 쪽과 전 륜 부 쪽에 각각 구동 축을 구비한다.
2륜 자전거를 예로 들 경우, 구동 축은 페달기어와 후륜기어를 연동하기 위한 구동축과, 페달기어와 전륜기어를 연동하기 위한 구동축이 있는데, 후륜기어를 연동하기 위한 구동축은 페달기어와 후륜기어를 연동하기 위한 1개의 구동축을 두는 반면, 전륜기어를 연동하기 위한 구동축은 페달기어와 후륜기어를 연동하기 위한 2개의 구동축을 둔다. 이는 원할한 조향을 위함이다.
자전거 운전자가 페달링을 할 때, 크랭크의 회전운동으로 페달기어가 회전하고, 페달기어에 연동된 구동축이 회전하고, 구동축에 연동된 후륜기어의 회전으로 인하여 후륜이 회전하는 동시에, 앞의 한번의 페달링 동작으로 페달기어가 회전하고, 페달기어에 연동된 전륜 측에 위치한 구동축이 회전하고, 구동축과 연동된 전륜기어가 회전하고, 전륜기어에 연동된 전륜이 회전하게 되어, 전, 후륜 동시 구동형 자전거는 전륜과 후륜에 동시에 힘이 작용하여, 단순한 후륜 구동형 자전거에 비해 강한 힘을 내며 앞으로 전진하게 된다.

Description

무체인자전거 {a chainless bicycle}

본 발명은 무체인 자전거에 관한 것이다.

1. 기존의 자전거는 페달을 구동하여 발생시킨 동력을 뒷바퀴에 전달하기 위하여 체인을 주로 사용하였다.

기존의 자전거를 구동할 시에는 페달을 밟아 앞쪽의 기어를 돌림으로써 체인이 돌아가게 되고, 그 체인과 연결된 뒤쪽의 기어를 회전시킴으로써 뒷쪽의 기어와 연동된 바퀴를 돌아가게 함으로써 자전거가 전진하게 하였다.

체인을 적용한 자전거는 소음이 심하고, 체인이 끊어지거나 벗겨져 수리하는데 상당히 번거로움 등의 많은 문제점을 갖고 있어, 체인을 사용하지 않는 무체인 동력방식의 다양한 구동장치를 적용하는 자전거가 제안되고 있다.

2. 종래의 무체인 자전거는 프레임의 중간 부에 있는 페달을 밟으면, 크랭크축에 연동된 페달기어가 회전하고, 회전하는 페달기어는 연동된 구동 축을 회전시키고, 구동 축은 연동된 후륜 기어를 회전시키고, 후륜기어와 연동된 후 륜이 회전되도록 혀여 자전거가 앞으로 전진하게 된다.

이러한 후륜 구동형 자전거의 약점으로 앞으로 전진하는 힘이 부족하고, 경사로 등에서는 구동력이 약해서 자전거의 운행이 사실상 어렵다는데 있다.

3. 반면에 본 발명의 전, 후륜 동시 구동형 무체인 자전거는 앞의 무체인 자전거와 달리 페달기어에 연동된 구동축으로 후륜기어와 후륜이 회전하도록 하는 동시에, 동일한 페달기어에 구동축으로 후륜이 연동하도록하여, 한번의 페달링 동작으로, 힘이 후륜 뿐만 아니라 전륜에도 동시에 전달되도록 하여 경사로 등이나 어떠한 곳이라도 즐겁게 자전거를 운행할 수 있는 구동력이 탁월한 전,후륜 동시 구동형 무체인 자전거이다.

종래의 무체인 자전거는 한번의 페달링으로 그 운동력이 후륜에만 적용되었으나, 본 전,후륜 동시 구동형 자전거는 한번의 페달링으로, 그 운동력이 후륜에 적용될 뿐 아니라, 전륜에도 동시에 적용되게 하였다.

대한민국 특허등록번호 1010059810000에서; 핸들부를 앞뒤로 왕복시키는 동작으로 전륜을 구동하는 자전거는 후륜 구동을 체인 구동형으로 하였고, 별도로 두 팔과 손을 이용하여 전륜 구동을 하는 것이므로, 오히려 단순한 후륜 구동형 자전거보다도 운전에 어려움이 예상 된다.

대한민국 특허등록번호 1002570260000에서; 산악자전거는 본 발명에서 의도한 바와 같이 페달기어와 후륜기어, 페달기어와 전륜기어가 연동되어, 한번의 페달링으로 전,후륜이 구동되도록 하였으나, 페달기어와 후륜기어, 페달기어와 전륜기어의 연동을 체인으로 하여 체인으로 인한 운전자에 대한 오염이나 체인의 벗겨짐과 핸들의 조향에도 어려움이 예상된다.

1. 체인형 자전거를 무체인 자전거화

2. 후륜 구동형 자전거를 전,후륜 동시 구동형 자전거로 구동력 강화

1. 본 발명의 전, 후륜 동시 구동형 자전거는 자전거의 전륜과 후륜을 동시에 구동하기 위한 방법으로, 페달과 크랭크축에 결합된 페달기어를 중간에 두고 후륜과 페달기어를 연동하는데, 기존의 체인 대신에 구동축으로 대신하고, 페달기어와 전륜을 연동하기 위하여 구동축을 둔다.

2. 자전거의 운행시, 원할한 조향을 위하여, 페달기어와 전륜기어 사이에 2개의 구동 축(8-1,8-2)으로, 페달기어 쪽의 1개의 구동축에는 일측에 피니언기어가 있고 일측에 베벨기어로 되어 있으며, 전륜기어쪽의 1개의 구동축은 일측에 베벨기어로 되어있고 일 측에는 피니언기어로 되게 하여, 이 2개의 구동축이 서로 맞물려 연동되게 하였다.

이상과 같이 본 발명은 무체인 방식으로 동력을 전달하는 전,후륜 자전거로서 험로나 경사로 등에서 쉽게 운행 할 수 있다.

도 1은 종래의 무체인 자전거의 전체구성도
도 2는 본 발명의 전,후륜 동시 구동 무체인자전거의 전체구성도
도 3은 본 발명의 전,후륜 동시 구동 무체인자전거의 개념도
도 4는 페달기어와 후륜기어에 적용될 기어의 개념도
도 5는 페달기어와 후륜기어에 적용될 다단기어의 개념도
도 6은 피니언기어의 사시도
도 7은 페달기어와 후륜기어, 전륜기어에 적용될 다단기어
도 8는 변속장치부의 단면도
도 9는 도 2에서 (20)의 구동축의 일측 베벨기어 연결 개념도

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전,후륜 동시구동형 무체인자전거는, 자전거의 후레임에 설치된 하우징에 축설한 크랭크축(5)을 패달(4)의 구동으로 회전시키어 페달기어와 연동되어 회전하는 피니언 기어(15a)의 동력전달로 회동하는 구동 축(8)을 후 륜 축(9)에 구비되는 후 륜 기어(10)에 전달되어, 연동된 후 륜(2)이 회전한다.

동시에, 자전거 페달(4)의 구동으로 페달기어와 연동되어 회전하는 피니언 기어(15c)의 동력전달로 회동하는 제 2의 구동 축(8-1)의 (도9) 베벨기어(15d)와, 맞물린 베벨기어(15e)가 있는 제3 구동축(8-2)에 의하여 전 륜 축(9-1)에 구비되는 전 륜 기어(10-1)에 전달되고, 연동된 전 륜(1)이 회전되도록 하는 무체인 동력전달장치의 자전거이다.

크랭크축(5)과 후 륜 축(9), 전륜 축(9-1)부분에 각각 변속장치(도8)를 구비하고, 이를 핸들에 설치되는 변속 레버(3)에 케이블(16a)로 연결하여 변속 레버에 의해 변속장치를 작동하여 변속한다.

구동 축(8)과 일 측의 피니언 기어(15a, 15c)의 사이에는 스프라인(13a,13c)이 축설 되어 있는데, 이는 변속레버(3)의 작동 시 케이블의 조절작용으로 인한 변속장치의 작동으로, 일 측의 피니언 기어(15a,15c)의 전,후 이동으로 페달기어(7)와 후 륜 기어(10) 및 전륜 기어의 다단 치형(도7)에 선택적으로 이동하여 변속하는 역할을 하며, 베어링(14a,14c)은 일 측의 스프라인(13a,13c)의 가장자리와 변속수단(17a,17c)의 연결 대(18a,18c)를 이어주는 역할을 한다.

일 측에 축설 된 페달기어(7)와 피니언 기어(15a, 15c)의 연동 및 변속수단의 역할로서 변속레버의 작동으로 케이블의 전,후 동작으로 인하여 변속수단이 작동하여 연결대가 전,후로 이동하게 되고, 연결 대와 결합된 베어링의 전,후 이동으로 구동 축에 축설 된 스프라인의 전,후 동작이 이루어 지고, 또한 일 측의 피니언 기어가 전,후로 이동하면서 페달기어의 내부 측 치형, 외부 측 치형으로 선택적인 이동이 가능하므로 페달기어와 연동된 피니언 기어의 회전이 다르게 하여 변속이 가능하게 한다.

페달기어측의 변속장치의 작동상태를 일부 설명하면, 변속레버(3)를 한쪽 방향으로 돌리면 케이블(16a)이 변속레버(3)의 보빈에 감기면서 반대측 케이블은 풀리어 케이블(16a)에 연결된 변속수단이 작동하고 동시에 연결 대(18a)의 전방 이동으로 구동 축(8)에 스플라인 부(13a)로 연결 된 피니언 기어(15a)가 이동하여 페달기어(7)의 다단 치형(도7)중 내부의 일 점에 치합하여 크랭크축(5)에 설치된 기어(7)의 물림 직경이 작아져 구동 축(8)의 회전속도는 적어지고 구동력은 커지게 된다.

상기 변속레버(3)를 반대방향으로 돌리면 상기 작용으로 페달기어(7)가 다단기어의 외 측 치형(도7)에 치합 함에 따라 크랭크축(5)에 설치된 다단기어의 물림 직경이 커져 구동 축(8)의 회전속도는 커지고 구동력은 감소하게 된다.

즉, 페달(4)의 움직임으로 크랭크축(5)의 회전 비는 페달기어(7)의 내, 외 측 치형(도7)의 선택적인 치합에 따라 구동 축(8)에 전달되는 회전 비는 다르게 된다.

한편, 후 륜(10)측 변속장치와 전륜 측 변속장치는 다른 변속레버의 작동으로 이루어지며 작동원리는 상기의 예와 같다.

이상과 같이 본 발명은 비록 상기의 실시 예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

1: 전 륜 2: 후 륜 3:변속 레바 5: 크랭크축 7: 페달기어 8: 구동 축 (8-1): 제 2 구동 축 (8-2): 제3 구동 축 9: 후 륜 축 9-1: 전 륜 축 10: 후 륜 기어 10-1: 전 륜 기어
13a,b,c:스프라인 14a,b,c:베어링
15a,b,c:피니언기어 15d,e: 베벨기어 16a,b:케이블
17a,b,c:변속수단 18a,b,c:연결대

Claims (1)

1. 자전거의 한번의 페달링으로, 페달기어의 회전력이 제1 샤프트(구동축)으로 연동된 후륜기어 및 후륜이 회전하는 동시에, 페달기어와 연동된 제2 샤프트(구동축)와, 이에 맞물린 제3 샤프트(구동축)와 연동된 전륜기어 및 후륜이 회전하여 앞으로 전진하는 전,후륜 동시 구동형 무체인 자전거
   

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