KR100966120B1

KR100966120B1 - 자전거의 자동 변속 장치

Info

Publication number: KR100966120B1
Application number: KR1020090131977A
Authority: KR
Inventors: 이창용; 박정욱; 정경일
Original assignee: 이창용; 박정욱
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2010-06-25
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: CN102791570A; WO2011081374A3; WO2011081374A2; US20120283057A1

Abstract

본 발명은 자전거의 자동 변속 장치에 관한 것으로 페달과 연결되며 복수의 스프로킷이 조합된 프론트 스프로킷체와, 체인부재로 상기 프론트 스프로킷체와 연결되며 뒷바퀴에 장착되고 복수의 스프로킷이 조합된 리어 스프로킷을 포함하여 체인부재의 양 단이 각각 감겨지는 스프로킷의 직경 조합에 따라 변속하는 것에 있어, 상기 프론트 스프로킷체가 상기 페달 자전거 본체를 전진 주행시키는 방향으로 회전력을 전달받아 회전하고, 그 역방향으로 회전력을 전달받지 않는 것이다.

본 발명은 자전거의 주행 중 페달을 밟지 않아도 변속이 가능하여 주행 중 탑승자의 편의성을 증대시키고, 변속 조작 후 페달을 밟지 않아 발생하는 체인 이탈 사고를 방지할 수 있는 것이다.

본 발명은 자전거의 자동 변속 시 안정적인 변속을 가능하게 하고, 자동 변속 시 페달을 밟지 않아 발생하는 체인 이탈 사고를 방지할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 자전거의 변속 시 탑승자의 조작 편의성을 증대시키고, 탑승자의 안전성을 증대시키는 효과가 있는 것이다.

Description

자전거의 자동 변속 장치{Automatic transmission gear box of bicycle}

본 발명은 자전거의 자동 변속 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 자전거의 변속 시 페달을 밟지 않아도 자동으로 변속이 가능하도록 발명된 것이다.

일반적으로 자전거는 레저, 스포츠, 대체 교통 수단 등 다양한 용도로 이용된다.

특히, 근래에 들어 자전거를 타고 출, 퇴근하는 사람들의 증가와 함께 주택가 주변의 환경 개선으로 자전거를 타고 다닐 수 있는 공원이나 자전거용 도로가 증대되어 보급률이 증대되는 추세이다.

자전거에는 도로의 여건, 속도 등 주행 조건에 가장 적합한 기어비를 선택하여 주행하도록 하는 변속 장치가 장착된다.

통상의 변속 장치는 페달과 결합된 크랭크 안쪽을 향해 지름이 점차 작아지는 복수의 스프로킷 조합된 프론트 스프로킷체와;

뒷바퀴 허브의 바깥쪽을 향해 지름이 점차 작아지는 복수의 스프로킷이 조합된 리어 스프로킷체와;

상기 프론트 스프로킷체의 어느 한 스프로킷과 상기 리어 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 양 단이 각각 감아 걸리는 체인과;

자전거의 앞 바퀴 측에 구비되어 상기 체인을 프론트 스프로킷체의 어느 한 스프로킷으로 이동시키는 프론트 트레일러와;

자전거의 뒷바퀴 측에 구비되어 상기 체인을 리어 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동시키는 리어 트레일러와;

자전거의 양 측 손잡이에 각각 구비되어 상기 프론트 트레일러와 리어 트레일러를 조작하는 두 개의 그립 쉬프터와;

상기 어느 한 그립 쉬프터와 프론트 트레일러를 연결하고, 다른 한 그립 쉬프터와 리어 트레일러를 연결하는 케이블을 포함한다.

즉, 자전거는 탑승자가 페달을 밟아 프론트 스프로킷체를 회전시키면 회전력이 체인을 통해 리어 스프로킷체로 전달되어 뒷바퀴를 회전시면서 주행하며, 주행 중 그립 쉬프터를 조작하면 케이블이 당겨지고 풀려지면서 프론트 트레일러 및 리어 트레일러가 작동되면서 체인이 프론트 스프로킷체의 어느 한 스프로킷과 리어 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 선택적으로 감겨져 주행 조건에 맞게 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 이때 필수적으로 탑승자가 페달을 밟아 프론트 스프로킷체를 회전시키는 것이 필수적인 것이다.

종래의 자전거 변속 장치는 자전거의 주행 중 체인을 밟지 않으면 프론트 스프로킷체 및 리어 스프로킷체는 회전하지 않고 뒷바퀴만 노면과의 접촉에 의해 회전하는 구조로 되어 있어 변속 시 페달을 필수적으로 밟아야 하는 번거로움이 있었던 것이다.

본 발명은 주행 중 페달을 밟지 않고도 자동 변속이 가능하여 변속 시 조작 편의성을 증대시킨 자전거의 자동 변속 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 자전거 페달의 회전력을 전달받아 회전하며 지름이 각각 다른 복수의 스프로킷이 조합된 프론트 스프로킷체와;

뒷바퀴에 장착되며 지름이 각각 다른 복수의 스프로킷이 조합된 리어 스프로킷체와;

상기 프론트 스프로킷체의 어느 한 스프로킷과, 리어 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 양 단이 각각 감아 걸리는 체인부재와;

상기 체인부재의 일 단을 상기 프론트 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동시키고, 상기 체인부재의 타 단을 상기 리어 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동시키는 체인 이동 기기를 포함하며,

상기 프론트 스프로킷체는 상기 자전거 본체를 전진 주행시키는 회전 방향으로 회전하는 페달의 회전력을 전달받아 회전하고, 상기 회전 방향의 역방향에 있어서 상기 페달의 회전력을 전달받지 않으며,
상기 리어 스프로킷체는 자전거의 뒷 바퀴에 일체로 회전하는 자전거의 자동 변속 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.

상기 체인 이동 기기는 상기 체인부재의 일 단을 상기 프론트 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동하는 프론트 트레일러와, 상기 체인부재의 타 단을 상기 리어 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동하는 리어 트레일러와, 상기 프론트 트레일러 및 상기 리어 트레일러를 작동시키는 트레일러 작동부와, 자전거의 주행 조건에 따라 적합한 변속 비가 되도록 상기 트레일러 작동부의 작동을 제어하는 트레일러 작동 제어부를 포함한 것이다.

상기 체인 이동 기기는 자전거의 주행 속도를 감지하는 속도 센서와, 도로면의 경사 각도를 감지하는 각도 센서를 포함한 것이다.

상기 체인 이동 기기는 상기 체인부재를 위치를 감지하는 트레일러 작동 제어부로 전달하는 정위치 센서를 더 포함하는 것이다.

상기 트레일러 작동부는 상기 프론트 트레일러 및 상기 리어 트레일러에 연결되는 작동 케이블과, 상기 작동 케이블이 연결되는 레크 기어와, 상기 레크 기어에 맞물려 회전하는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어에 맞물리며 모터에 의해 정, 역 회전하는 웜 기어를 포함한 것이다.

상기 프론트 스프로킷체는 페달과 연결되는 동력 축 및 상기 동력 축이 결합되는 축 구멍을 포함하며, 상기 동력 축과 축 구멍 사이에 개재되어 상기 프론트 스프로킷체를 자전거를 주행시키는 회전 방향에서 페달과 함께 일체로 회전되게 하고 역 방향으로는 페달의 회전력을 전달받지 않게 하는 단방향 베어링을 더 포함하며, 상기 단방향 베어링은 상기 스프로킷 체에 일체로 결합되는 외륜부와, 상기 페달의 동력 축에 일체로 결합하는 내륜부와, 상기 외륜부와 내륜부 사이에 개재되는 롤과, 상기 내륜부가 자전거를 주행시키는 회전 방향으로 회전하면 외륜부가 내륜부와 일체로 회전되게 하고 상기 내륜부가 역 방향으로 회전하면 내륜부의 회전력을 외륜부로 전달하지 않게 하는 외륜 단속부를 포함한 것이다.

상기 외륜 단속부는 상기 내륜부의 외주면에 이격되게 돌출되어 상기 롤을 자전거를 주행시키는 회전 방향의 역방향으로 걸리게 하는 롤 걸림턱과, 상기 롤 걸림턱에 이동 가능하게 결합하며 상기 롤을 자전거를 주행시키는 회전 방향으로 밀어 걸리게 하는 단속 핀과, 상기 롤 걸림턱 내에 배치되어 상기 단속 핀을 탄성적으로 지지하는 스프링을 포함한 것이다.

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

도 1은 본 발명인 자전거의 자동 변속 장치의 구조를 도시한 개략도로서, 케이블에 의해 작동되는 프론트 트레일러와, 리어 트레일러를 더 포함한 자동 기어 변속 장치의 구조를 개략적으로 나타내고 있다.

도 2는 본 발명의 자동 변속 기기를 예시한 개략도로서, 모터의 작동으로 케이블을 당기고 풀어 프론트 트레일러 및 리어 트레일러를 조작하는 예를 나타내고 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 분해 사시도로서, 본 발명의 프론트 스프로킷체를 분해한 분해 사시도이고, 스프로킷과 페달의 회전 축 사이에 단방향 베어링이 개재되는 예를 나타내고 있다.

도 4는 본 발명의 단방향 베어링 구조를 도시한 단면도로서, 단방향 베어링의 외륜부 및 내륜부, 외륜부와 내륜부 사이에 외륜부를 한 방향으로 단속하는 롤이 개재된 예를 나타내고 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 사시도로서, 본 발명의 리어 스프로킷체가 장착되는 뒷 바퀴를 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명이 장착된 자전거를 도시한 측면도로서, 본 발명인 자동 기어 변속 장치가 자전거 본체에 장착된 예를 나타내고 있다.

이하, 도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명인 자전거의 자동 변속 장치는 페달(2)과 연결되는 프론트 스프로킷체(10)를 포함한다.

상기 프론트 스프로킷체(10)는 복수의 스프로킷이 조합된 것이며, 복수의 스프로킷이 페달(2)과 결합된 크랭크 안쪽을 향해 지름이 점차 작아지게 조합되는 것 이다.

또한, 자전거의 뒷 바퀴(4)에는 상기 프론트 스프로킷체(10)와 체인부재(30)로 연결되어 회전력을 전달받는 리어 스프로킷체(20)가 구비된다.

상기 리어 스프로킷체(20)는 뒷 바퀴(4) 허브의 바깥쪽을 향해 지름이 점차 작아지는 복수의 스프로킷을 포함한다.

따라서 페달(2)을 밟아 상기 프론트 스프로킷체(10)를 회전시키면 회전력이 체인부재(30)를 통해 상기 리어 스프로킷체(20)로 전달되어 뒷 바퀴(4)가 회전하게 되는 것이다.

그리고 체인부재(30)가 감겨지는 상기 프론트 스프로킷체(10)의 스프로킷과, 리어 스프로킷체(20)의 스프로킷의 지름에 따라 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기 자전거의 변속 단수는 프론트 스프로킷체(10)의 스프로킷 수와 리어 스프로킷체(20)의 스프로킷 수를 곱한 수이다.

일 예를 들면 프론트 스프로킷체(10)에 지름이 다른 3개의 스프로킷이 구비되고 리어 스프로킷체(20)에 지름이 다른 7개의 스프로킷이 구비될 때 총 21단의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

또 상기 체인부재(30)가 지름이 동일한 프론트 스프로킷체(10)의 스프로킷과 리어 스프로킷체(20)의 스프로킷에 감겨질 때 프론트 스프로킷체(10)가 한바퀴 회전할 때 리어 스프로킷체(20)가 한바퀴 회전하게 되는 것이다.

그리고 프론트 스프로킷체(10)의 회전에 따른 리어 스프로킷체(20)의 회전수는 스프로킷과 스프로킷 간의 지름 비에 대응되게 리어 스프로킷체(20)가 회전되는 것이다.

일 예로 들면 프론트 스프로킷체(10)의 스프로킷 지름이 44cm이고 리어 스프로킷체(20)의 스프로킷 지름이 11cm일 때 프론트 스프로킷체(10)의 1회전 시 리어 스프로킷체(20)가 4회전하게 되는 것이다.

또 반대로 상기 체인부재(30)의 양 단이 감겨지는 프론트 스프로킷체(10)의 스프로킷의 지름이 22cm이고 리어 스프로킷체(20)의 스프로킷의 지름이 34cm일 때 프론트 스프로킷체(10)의 1회전 시 리어 스프로킷체(20)가 0.65회전 하게 되는 것이다.

같은 환경에서 힘과 이동거리는 서로 비례하게 되어 같은 회전력에 이동거리가 짧아지면 힘이 덜 들어가게 되는 것이다.

즉, 지름이 큰 스프로킷과 작은 지름의 스프로킷을 연결하면 한 번의 페달(2)링으로 더 많은 거리를 갈 수 있어 평지에서 속도를 낼 때 유리한 것이다.

또한 지름이 작은 스프로킷과 지름이 큰 스프로킷을 사용하면 힘이 적게 들어 언덕을 오를 때 유리한 것이다.

따라서 상기한 원리로 주행 조건에 따라 자전거의 변속 단을 조정하여 탑승자가 언덕이나 평지를 쉽게 주행할 수 있게 하는 것이다.

한편, 상기 체인부재(30)는 상기 체인부재(30)의 일 단을 상기 프론트 스프로킷체(10)의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동시키고, 상기 체인부재(30)의 타 단을 상기 리어 스프로킷체(20)의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동시키는 체인 이동 기기(40)를 포함한다.

상기 체인 이동 기기(40)는 상기 체인부재(30)의 일 단을 상기 프론트 스프로킷체(10)의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동하는 프론트 트레일러(41)와;

상기 체인부재(30)의 타 단을 상기 리어 스프로킷체(20)의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동하는 리어 트레일러(42)와;

상기 프론트 트레일러(41) 및 상기 리어 트레일러(42)를 작동시키는 트레일러 작동부(43)와;

자전거의 주행 조건에 따라 적합한 변속 비가 되도록 상기 트레일러 작동부(43)의 작동을 제어하는 트레일러 작동 제어부(44)를 포함한다.

상기 체인 이동 기기(40)는 상기 트레일러 작동 제어부(44)에 연결되며 자전거의 주행 속도를 감지하는 속도 센서(45)와, 상기 트레일러 작동 제어부(44)에 연결되며 도로면의 경사 각도를 감지하여 트레일러 작동 제어부(44)로 전달하는 각도 센서(46)를 포함하여 자전거의 주행 상태 및 도로면의 상태 즉, 경사 각도에 따라 상기 체인부재(30)를 이동시켜 적합한 변속단으로 변속시키는 것이다.

또 상기 체인 이동 기기(40)는 상기 프론트 트레일러(41) 및 상기 리어 트레일러(42)에 장착되고 상기 트레일러 작동 제어부(44)에 연결되며 상기 체인부재(30)를 위치를 감지하여 트레일러 작동 제어부(44)로 전달하는 정위치 센서(47)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 정위치 센서(47)는 각 변속 단에 맞게 체인부재(30)를 어느 한 스프로킷으로 이동시킬때 정확한 이동 위치를 감지하고, 위치 변위 정보를 상기 트레일러 작동 제어부(44)로 전달하여 정확한 변속이 이루어지도록 하는 것이다.

또한 상기 트레일러 작동부(43)는 상기 프론트 트레일러(41) 및 상기 리어 트레일러(42)에 연결되는 작동 케이블(43a)과;

상기 작동 케이블(43a)이 연결되는 레크 기어(43b)와;

상기 레크 기어(43b)에 맞물려 회전하는 피니언 기어(43c)와;

상기 피니언 기어(43c)에 맞물리며 모터(43e)에 의해 정, 역 회전하는 웜 기어(43d)를 포함한다.

상기 트레일러 작동부(43)는 모터(43e)에 의해 회전하는 웜 기어(43d)의 회전력을 전달받은 피니언 기어(43c)가 레크 기어(43b)를 좌, 우로 왕복 이동시키면서 작동 케이블(43a)을 당기고 풀게 되는 것이다.

상기 프론트 트레일러(41) 또는 상기 리어 트레일러(42)는 상기 작동 케이블(43a)를 통해 자동으로 작동되어 체인부재(30)를 지름이 다른 스프로킷으로 이동시켜 주행 조건에 적합한 최적의 변속이 자동으로 이루어지게 하는 것이다.

그리고 상기 체인부재(30)는 변속 시 상기 프론트 스프로킷체(10) 또는 리어 스프로킷체(20)가 회전되어야 이동되는 스프로킷으로 원활히 감겨져 변속이 완료되는 것이다.

본 발명의 상기 프론트 스프로킷체(10)는 상기 자전거 본체(1)를 전진 주행시키는 회전 방향으로 회전력을 전달받아 회전하고, 그 역방향으로 회전력을 전달받지 않는 것이다.

상기 프론트 스프로킷체(10)는 도 3에서 도시한 바와 같이 페달(2)과 연결되는 동력 축(11) 및 상기 동력 축(11)이 연결되는 축 구멍(12a)을 포함하며, 상기 동력 축(11)과 축 구멍(12a) 사이에 개재되어 상기 프론트 스프로킷체(10)를 자전거의 주행 방향에서 페달(2)과 함께 일체로 회전되게 하고 역 방향으로는 페달(2)의 회전력을 전달받지 않게 하는 단방향 베어링(50)을 더 포함한다.

더 상세하게 설명하면 상기 프론트 스프로킷체(10)는 일 측에 자전거 본체(1)의 페달 고정부(1a)를 관통하여 회전 가능하게 결합하며 축 구멍(12a)이 형성된 스프로킷 축(12)이 구비되고, 상기 스프로킷 축(12)과 상기 페달 고정부(1a)의 내주면 사이에는 양 방향 베어링이 개재되어 스프로킷 축(12)의 회전을 원활하게 한다.

또 상기 페달(2)은 상기 스프로킷 축(12)의 축 구멍(12a)을 관통하여 결합하는 동력 축(11)이 구비되며, 상기 스프로킷 축(12) 내부에 상기 동력 축(11)이 결합하는 단방향 베어링(50)이 장착되는 것이다.

상기 단방향 베어링(50)은 도 4에서 도시한 바와 같이 상기 스프로킷 체에 일체로 결합되는 외륜부(51)와;

상기 페달(2)의 동력 축(11)에 일체로 결합하는 내륜부(52)와;

상기 외륜부(51)와 내륜부(52) 사이에 개재되는 롤(53)과;

상기 내륜부(52)가 자전거를 주행시키는 회전 방향으로 회전하면 외륜부(51)가 내륜부(52)와 일체로 회전되게 하고 상기 내륜부(52)가 역 방향으로 회전하면 내륜부(52)의 회전력을 외륜부(51)로 전달하지 않게 하는 외륜 단속부(54)를 포함한다.

상기 외륜부(51)는 외주면에 결합 돌기(51a)가 돌출되고, 상기 축 구멍(12a) 내주면에 상기 결합 돌기(51a)가 삽입되는 돌기 삽입 홈(미도시)이 형성되어 상기 결합 돌기(51a)와 돌기 삽입 홈의 결합으로 상기 스프로킷 축(12)과 일체로 결합되어 상기 프론트 스프로킷체(10)와 일체로 회전하는 것이다.

또한 상기 내륜부(52)는 내주면에 걸림 홈(52a)이 형성되고, 상기 동력 축(11)에 상기 걸림 홈(52a)에 삽입되는 걸림 키(11a)가 돌출되어 상기 걸림 키(11a)와 걸림 홈(52a)의 결합으로 상기 페달(2)과 일체로 결합되어 같이 회전되는 것이다.

상기 외륜 단속부(54)는 상기 내륜부(52)의 외주면에 이격되게 돌출되어 상기 롤(53)을 자전거를 주행시키는 회전 방향의 역방향으로 걸리게 하는 롤 걸림턱(54a)과,

상기 롤 걸림턱(54a)에 이동 가능하게 결합하며 상기 롤(53)을 자전거를 주행시키는 회전 방향으로 밀어 걸리게 하는 단속 핀(54b)과,

상기 롤 걸림턱(54a) 내에 배치되어 상기 단속 핀(54b)을 탄성적으로 지지하는 스프링(54c)을 포함한다.

상기 롤(53)은 상기 내륜부(52)가 자전거를 주행시키는 회전 방향 즉, 시계 방향으로 회전하면 좁은 공간으로 이동하여 외륜부(51)와 내륜부(52) 사이에 끼어 외륜부(51)와 내륜부(52)가 일체로 회전되게 한다.

또 상기 롤(53)은 상기 내륜부(52)가 자전거를 주행시키는 회전 방향의 역방향의 회전력을 받으면 넓은 공간 쪽으로 이동하여 내륜부(52)의 회전력을 외륜부(51)에 전달하지 않게 한다.

또한, 도 5에서 도시한 바와 같이 본 발명의 리어 스프로킷체(20)는 자전거의 뒷 바퀴(4)에 일체로 장착되어 뒷 바퀴(4)와 함께 회전하는 것이다.

도 6에서 도시한 바와 같이 자전거는 자전거 본체(1)의 앞 측 및 뒷 측에 각각 회전 가능하게 장착되는 앞 바퀴(3) 및 뒷 바퀴(4), 자전거 본체(1)의 앞 측에 구비되며 탑승자가 손으로 잡고 앞 바퀴(3)를 조향할 수 있게 하는 손잡이(5), 자전거 본체(1) 상부에 장착되며 탑승자가 앉을 수 있는 안장(6), 상기 안장(6)의 아래 측에 구비되며 탑승자가 발로 밟아 회전력을 발생시키는 페달(2)을 포함하며 탑승자가 안장(6)에 앉은 상태로 페달(2)을 밟아 발생된 회전력을 본 발명인 자전거의 자동 변속 장치에 의해 뒷 바퀴(4)로 전달하여 뒷 바퀴(4)를 회전시킴으로써 주행하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 자전거의 주행 중에 자전거의 주행 조건 즉, 주행 속도 및 도로면의 경사 각도에 따라 프론트 트레일러(41) 및 리어 트레일러(42)가 작동하여 체인부재(30)를 다른 직경을 가지는 스프로킷으로 이동시키는 자동 변속이 이루어진다.

이 때 탑승자가 페달(2)을 밟지 않아도 상기 리어 스프로킷체(20)는 뒷 바퀴(4)와 함께 일체로 회전되므로 이동된 상기 체인부재(30)가 해당 스프로킷에 정확하게 감겨져 변속이 완료되는 것이다.

또 페달(2)을 밟지 않으면 내륜부(52)는 자전거를 주행시키는 회전 방향과 역방향의 힘이 걸리는 것과 동일하고, 이 때 상기 외륜부(51)는 상기 내륜부(52)와 별개로 상기 뒷 바퀴(4)의 회전력을 전달받거나 페달(2) 회전 시 발생한 관성에 의 해 계속 회전하고 상기 프론트 스프로킷체(10)도 함께 회전 하는 것이다.

따라서 탑승자가 페달(2)을 밟지 않아도 상기 프론트 스프로킷체(10)는 자전거의 주행 중 뒷 바퀴(4)의 회전력을 전달받아 회전되고 변속 시 이동되는 상기 체인부재(30)가 해당 스프로킷에 정확하게 감겨져 변속이 완료되는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같이 페달(2)을 밟지 않아도 자전거의 주행 중 상기 프론트 스프로킷체(10) 및 리어 스프로킷체(20)가 회전하므로 상기 체인부재(30)의 이동 후 감기는 작동이 원활하게 이루어지고, 변속 과정에서 페달(2)을 밟지 않음으로써 발생하는 체인 이탈 사고 및 이로 인한 안전 사고의 발생을 방지하는 것이다.

특히, 자전거의 주행 중 주행 조건에 따라 자동으로 변속이 이루어질 때 탑승자가 이를 인지하지 못하여 페달(2)을 밟지 않는 경우가 많은데 자동 변속 시 페달(2)을 밟지 않아도 변속이 안정적으로 이루어지므로 탑승자의 안전성 및 변속 조작 편의성을 크게 향상시키는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명인 자전거의 자동 변속 장치의 구조를 도시한 개략도

도 2는 본 발명의 자동 변속 기기를 예시한 개략도

도 3은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 분해 사시도

도 4는 본 발명의 단방향 베어링 구조를 도시한 단면도

도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 사시도

도 6은 본 발명이 장착된 자전거를 도시한 측면도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 자전거 본체 2 : 페달

10 : 프론트 스프로킷체 20 : 리어 스프로킷체

30 : 체인부재 40 : 체인 이송 기기

41 : 프론트 트레일러 42 : 리어 트레일러

43 : 트레일러 작동부 44 : 트레일러 작동 제어부

45 : 속도 센서 46 : 각도 센서

47 : 정위치 센서 50 : 단방향 베어링

51 : 외륜부 52 : 내륜부

53 : 롤 54 : 외륜 단속부

Claims

자전거 페달(2)의 회전력을 전달받아 회전하며 지름이 각각 다른 복수의 스프로킷이 조합된 프론트 스프로킷체(10)와;

뒷바퀴(4)에 장착되며 지름이 각각 다른 복수의 스프로킷이 조합된 리어 스프로킷체(20)와;

상기 프론트 스프로킷체(10)의 어느 한 스프로킷과, 리어 스프로킷체(20)의 어느 한 스프로킷에 양 단이 각각 감아 걸리는 체인부재(30)와;

상기 체인부재(30)의 일 단을 상기 프론트 스프로킷체(10)의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동시키고, 상기 체인부재(30)의 타 단을 상기 리어 스프로킷체의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동시키는 체인 이동 기기(40)를 포함하며,

상기 프론트 스프로킷체(10)는 상기 자전거 본체(1)를 전진 주행시키는 회전 방향으로 회전하는 페달(2)의 회전력을 전달받아 회전하고, 상기 회전 방향의 역방향에 있어서 상기 페달(2)의 회전력을 전달받지 않으며,

상기 리어 스프로킷체(20)는 자전거의 뒷 바퀴(4)에 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 자전거의 자동 변속 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 체인 이동 기기(40)는 상기 체인부재(30)의 일 단을 상기 프론트 스프로킷체(10)의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동하는 프론트 트레일러(41)와;

상기 체인부재(30)의 타 단을 상기 리어 스프로킷체(20)의 어느 한 스프로킷에 감기도록 이동하는 리어 트레일러(42)와;

상기 프론트 트레일러(41) 및 상기 리어 트레일러(42)를 작동시키는 트레일러 작동부(43)와;

자전거의 주행 조건에 따라 적합한 변속 비가 되도록 상기 트레일러 작동부(43)의 작동을 제어하는 트레일러 작동 제어부(44)를 포함한 것을 특징으로 하는 자전거의 자동 변속 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 체인 이동 기기(40)는 자전거의 주행 속도를 감지하는 속도 센서(45)와, 도로면의 경사 각도를 감지하는 각도 센서(46)를 포함한 것을 특징으로 하는 자전거의 자동 변속 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 체인 이동 기기(40)는 상기 체인부재(30)를 위치를 감지하는 트레일러 작동 제어부(44)로 전달하는 정위치 센서(47)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 자동 변속 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 트레일러 작동부(43)는 상기 프론트 트레일러(41) 및 상기 리어 트레일러(42)에 연결되는 작동 케이블(43a)과;

상기 작동 케이블(43a)이 연결되는 레크 기어(43b)와;

상기 레크 기어(43b)에 맞물려 회전하는 피니언 기어(43c)와;

상기 피니언 기어(43c)에 맞물리며 모터(43e)에 의해 정, 역 회전하는 웜 기어(43d)를 포함한 것을 특징으로 하는 자전거의 자동 변속 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 프론트 스프로킷체(10)는 페달(2)과 연결되는 동력 축(11) 및 상기 동력 축(11)이 연결되는 축 구멍(12a)을 포함하며,

상기 동력 축(11)과 축 구멍(12a) 사이에 개재되어 상기 프론트 스프로킷체(10)를 자전거의 주행 방향에서 페달(2)과 함께 일체로 회전되게 하고 역 방향으로는 페달(2)의 회전력을 전달받지 않게 하는 단방향 베어링(50)을 더 포함하며,

상기 단방향 베어링(50)은 상기 프론트 스프로킷체(10)에 일체로 결합되는 외륜부(51)와;

상기 페달(2)의 동력 축(11)에 일체로 결합하는 내륜부(52)와;

상기 외륜부(51)와 내륜부(52) 사이에 개재되는 롤(53)과;

상기 내륜부(52)가 자전거를 주행시키는 회전 방향으로 회전하면 외륜부(51)가 내륜부(52)와 일체로 회전되게 하고 상기 내륜부(52)가 역 방향으로 회전하면 내륜부(52)의 회전력을 외륜부(51)로 전달하지 않게 하는 외륜 단속부(54)를 포함한 것을 특징으로 하는 자전거의 자동 변속 장치.
청구항 6에 있어서,

상기 외륜 단속부(54)는 상기 내륜부(52)의 외주면에 이격되게 돌출되어 상기 롤(53)을 자전거를 주행시키는 회전 방향의 역방향으로 걸리게 하는 롤 걸림턱(54a)과,

상기 롤 걸림턱(54a)에 이동 가능하게 결합하며 상기 롤(53)을 자전거를 주행시키는 회전 방향으로 밀어 걸리게 하는 단속 핀(54b)과,

상기 롤 걸림턱(54a) 내에 배치되어 상기 단속 핀(54b)을 탄성적으로 지지하는 스프링(54c)을 포함한 것을 특징으로 하는 자전거의 자동 변속 장치.