KR102756696B1 - Freewheel adjustable wheels and fitness bike therewith - Google Patents
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Abstract
프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 프리휠 조절형 바퀴는: 페달부의 동력을 전달받아 회전하며 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 회전기어부와, 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부와, 회전기어부가 정방향으로 회전될 때 상기 케이스부로 동력을 전달하는 클러치 베어링과, 회전기어부와 함께 회전하는 클러치허브와, 클러치허브에 연이어 설치되며 케이스부에 고정되는 클러치기어와, 회전동력을 공급하는 구동부 및 구동부의 동력에 의해 이동되는 이동기어부를 포함한다.An invention is disclosed for a freewheel adjustable wheel and an exercise bike having the same. The freewheel adjustable wheel of the present invention includes: a rotating gear section that receives power from a pedal section to rotate and has gears provided along an outer circumference; a case section that rotatably supports the rotating gear section; a clutch bearing that transmits power to the case section when the rotating gear section rotates in a forward direction; a clutch hub that rotates together with the rotating gear section; a clutch gear that is installed in series with the clutch hub and is fixed to the case section; a driving section that supplies rotational power; and a moving gear section that is moved by the power of the driving section.
Description
본 발명은 페달의 역방향 회전시 페달의 동력이 바퀴로 전달되는 여부를 자동으로 조절할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거에 관한 것이다.The present invention relates to a freewheel adjustable wheel that can automatically control whether power from a pedal is transmitted to the wheel when the pedal rotates in the reverse direction, and to an exercise bicycle equipped with the same.
일반적으로 근력을 강화시키기 위한 실내 운동 기구로서 근력 강화를 위한 웨이트 기구와 심폐 기능을 강화시키기 위한 유산소 운동 기구가 헬스 기구로 널리 사용되고 있다.Weight machines for strengthening muscles and aerobic exercise machines for strengthening cardiopulmonary functions are widely used as exercise equipment as indoor exercise equipment to strengthen muscles.
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.Aerobic exercise equipment is broadly divided into treadmills that allow users to walk or run on an endless track, exercise bikes that allow users to perform cardiopulmonary exercises while strengthening their leg muscles by rotating the pedals, and steppers that provide the effect of climbing stairs.
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.Exercise bikes are installed in designated areas, and the wheels rotate by pedaling, allowing you to exercise. These exercise bikes can be divided into spinning bikes that allow you to do spinning exercises, and indoor bikes that rotate the wheels by pedaling in the forward direction like a bicycle.
스피닝 자전거는 페달을 밟고 운동을 하는 특성상 논 프리휠(Non-Freewheel) 구조를 적용하며, 실내 자전거는 프리휠(Freewheel) 구조를 적용한다.Spinning bikes use a non-freewheel structure because they require pedaling to exercise, while indoor bikes use a freewheel structure.
스피닝 자전거에 적용되는 논 프리휠(Non-Freewheel) 구조는, 페달을 정방향으로 회전시키는 경우와, 페달을 역방향으로 회전시키는 경우 모두 바퀴로 동력전달이 이루어지므로 바퀴가 회전을 한다.The non-freewheel structure applied to spinning bicycles transmits power to the wheels whether the pedals are rotated in the forward direction or in the reverse direction, so the wheels rotate.
또한 실내 자전거에 적용되는 프리휠(Freewheel) 구조는, 페달을 정방향으로 회전시키는 경우에 바퀴로 동력전달이 이루어지며, 페달을 역방향으로 회전시키는 경우에는 바퀴로 동력이 전달되지 않는다.Also, the freewheel structure applied to indoor bicycles transmits power to the wheels when the pedals are rotated in the forward direction, and does not transmit power to the wheels when the pedals are rotated in the reverse direction.
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. Previously, since the power transmission structures of spinning bikes and indoor bikes were different, there was a problem in that if you alternate between spinning and bike exercise, you had to purchase a spinning bike and an indoor bike separately, which increased the cost of purchasing exercise equipment. Therefore, there is a need to improve this.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1641429호(2016.07.14 등록, 발명의 명칭: 스피닝 자전거)에 게시되어 있다.The background technology of the present invention is published in Korean Patent Publication No. 10-1641429 (registered on July 14, 2016, title of the invention: spinning bicycle).
본 발명의 목적은, 모터 구동에 의해 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a freewheel adjustable wheel that can selectively use a freewheel function by motor driving and an exercise bike equipped with the same.
또한 본 발명의 목적은, 스피닝 운동과 자전거 운동을 하나의 운동기구로 할 수 있는 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a freewheel adjustable wheel and an exercise bike equipped with the same, which can perform spinning exercise and bicycle exercise with a single exercise machine.
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.The purposes of the present invention are not limited to the purposes mentioned above, and other purposes and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. In addition, it will be easily understood that the purposes and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거는, 구동부가 동작되어 이동기어부를 이동시키므로 프리휠 동작을 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.In order to solve the above-described problem, the freewheel adjustable wheel and the exercise bike equipped with the same according to the present invention have a technical feature of controlling the freewheel operation by operating the driving unit to move the moving gear unit.
구체적으로는, 구동부의 동작에 의해 이동기어부가 상하로 이동되며 클러치기어와 클러치허브의 회전을 동기화할 수 있으므로 프리휠 모드와 논프리휠 모드를 조절할 수 있다.Specifically, the moving gear part moves up and down by the operation of the driving part, and the rotation of the clutch gear and the clutch hub can be synchronized, so that the freewheel mode and non-freewheel mode can be controlled.
본 발명에 의한 프리휠 조절형 바퀴는, 페달부의 동력을 전달받아 회전하며 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 회전기어부와, 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부와, 회전기어부와 케이스부의 사이에 설치되며 회전기어부가 정방향으로 회전될 때 케이스부로 동력을 전달하는 클러치 베어링과, 회전기어부의 외측에 고정되며 회전기어부와 함께 회전하는 클러치허브와, 클러치허브에 연이어 설치되며 케이스부에 고정되는 클러치기어와, 케이스부에 고정되며 회전동력을 공급하는 구동부 및 구동부의 동력에 의해 이동되며 클러치허브에 맞물리는 프리휠 모드와 클러치허브와 클러치기어에 동시에 맞물리는 논프리휠 모드로 이동하는 이동기어부를 포함한다.A freewheel adjustable wheel according to the present invention comprises: a rotating gear section that receives power from a pedal section to rotate and has gears provided along an outer circumference; a case section that rotatably supports the rotating gear section; a clutch bearing that is installed between the rotating gear section and the case section and transmits power to the case section when the rotating gear section rotates in a forward direction; a clutch hub that is fixed to the outer side of the rotating gear section and rotates together with the rotating gear section; a clutch gear that is installed continuously to the clutch hub and is fixed to the case section; a driving section that is fixed to the case section and supplies rotational power; and a moving gear section that moves by the power of the driving section in a freewheel mode in which it engages with the clutch hub and in a non-freewheel mode in which it simultaneously engages with the clutch hub and the clutch gear.
또한 회전기어부는, 케이스부의 외측에 위치하며 벨트를 통해 페달부의 동력을 전달받는 풀리부재 및 풀리부재에서 케이스부의 내측으로 연장되며 풀리부재와 함께 회전하는 회전몸체를 포함한다.In addition, the rotating gear part includes a pulley part located outside the case part and receiving power from the pedal part through a belt, and a rotating body extending from the pulley part to the inside of the case part and rotating together with the pulley part.
또한 클러치허브는, 회전몸체와 중심이 일치하며 회전몸체의 외측에 고정되는 원판 형상의 허브몸체 및 허브몸체의 외측둘레를 따라 설치되며 상하 방향으로 연장된 돌기 형상의 제1외측기어를 포함한다.In addition, the clutch hub includes a hub body in the shape of a disk whose center coincides with the rotating body and is fixed to the outside of the rotating body, and a first outer gear in the shape of a projection that is installed along the outer periphery of the hub body and extends in the vertical direction.
또한 케이스부는, 클러치기어와 함께 회전되며 클러치 베어링을 통해 회전동력을 전달받으며 클러치 베어링과 이동기어부를 감싸는 형상으로 설치되는 커버케이스 및 구동부를 지지하며 커버케이스의 개구된 부분에 설치되는 고정케이스를 포함한다.In addition, the case part rotates together with the clutch gear and receives rotational power through the clutch bearing, and includes a cover case installed in a shape that surrounds the clutch bearing and the moving gear part, and a fixed case that supports the driving part and is installed in an opened portion of the cover case.
또한 클러치기어는, 커버케이스의 내측에 환형으로 설치되며 커버케이스에 고정되는 기어몸체 기어몸체의 외측으로 돌출되며 이동기어부에 맞물려서 동력을 전달 받는 제2외측기어를 포함한다.In addition, the clutch gear includes a second outer gear that is installed in an annular shape on the inside of the cover case and protrudes outward from the gear body that is fixed to the cover case and engages with the moving gear portion to transmit power.
또한 본 발명은, 고정케이스에 고정되며 고정케이스의 테두리를 따라 환형으로 설치되며 자력을 발생시키는 스테이터를 더 포함한다.In addition, the present invention further includes a stator that is fixed to the fixed case and is installed in an annular shape along the perimeter of the fixed case and generates magnetic force.
또한 구동부는, 고정케이스에 고정되며 회전 동력을 공급하는 구동몸체 및 구동몸체의 외측으로 돌출되며 구동몸체의 동작에 의해 회전하며 이동기어부에 연결되어 이동기어부를 이동시키는 출력축을 포함한다.In addition, the driving unit includes a driving body that is fixed to the fixed case and supplies rotational power, and an output shaft that protrudes outside the driving body and rotates by the operation of the driving body and is connected to the moving gear unit to move the moving gear unit.
또한 이동기어부는, 클러치허브의 외측에 환형으로 설치되며 구동부의 동력을 전달받아 직선 방향으로 이동하는 제1이동기어부 및 제1이동기어부의 내측에 위치하며 클러치허브와 클러치기어에 맞물리는 기어를 구비하는 제2이동기어부를 포함한다.In addition, the moving gear part includes a first moving gear part that is installed in a ring shape on the outside of the clutch hub and receives power from the driving part to move in a straight direction, and a second moving gear part that is located on the inside of the first moving gear part and has a gear that meshes with the clutch hub and the clutch gear.
또한 제1이동기어부는, 클러치허브의 일측에 설치되며 구동부의 동작에 의해 이동되는 제1조립기어 및 클러치허브의 타측에 설치되며 제1조립기어에 연결되는 제2조립기어를 포함한다.In addition, the first moving gear unit includes a first assembly gear that is installed on one side of the clutch hub and moved by the operation of the driving unit, and a second assembly gear that is installed on the other side of the clutch hub and connected to the first assembly gear.
또한 제1조립기어의 내측에는 제2이동기어부의 외측에 구비된 결합홈부에 삽입되는 제1결합돌기가 구비된다. 또한 제2조립기어의 내측에는 결합홈부에 삽입되는 제2결합돌기가 구비된다.In addition, a first engaging projection is provided on the inner side of the first assembly gear to be inserted into a engaging groove provided on the outer side of the second moving gear part. In addition, a second engaging projection is provided on the inner side of the second assembly gear to be inserted into a engaging groove.
또한 제2이동기어부는, 환형으로 설치되는 제2이동기어몸체와, 제2이동기어몸체의 외측 둘레를 따라 환형으로 홈부를 형성하며 이동기어부의 내측으로 돌출된 돌기와 결합되는 결합홈부 및 제2이동기어몸체의 내측으로 돌출되며 클러치기어에 구비된 기어 및 클러치허브에 구비된 기어에 맞물리는 내측기어를 포함한다.In addition, the second moving gear part includes a second moving gear body installed in an annular shape, a groove part formed in an annular shape along the outer circumference of the second moving gear body and a joining groove part engaged with a projection protruding inwardly of the moving gear part, and an inner gear protruding inwardly of the second moving gear body and meshing with a gear provided in the clutch gear and a gear provided in the clutch hub.
본 발명에 의한 프리휠 조절형 바퀴는, 페달부의 동력을 전달받아 회전하며 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 회전기어부와, 회전기어부의 내측을 관통하여 수평방향으로 설치되며 프레임부에 고정되는 샤프트와, 회전기어부와 샤프트가 중심을 관통하며 설치되고 회전 가능하게 설치되는 커버케이스와, 커버케이스의 개구된 부분을 차폐하는 형상으로 설치되며 회전이 구속되는 고정케이스와, 회전기어부와 커버케이스의 사이에 설치되며 회전기어부가 정방향으로 회전될 때 커버케이스로 동력을 전달하는 클러치 베어링과, 회전기어부의 외측에 고정되며 회전기어부와 함께 회전하는 클러치허브와, 클러치허브에 연이어 설치되며 커버케이스에 고정되는 클러치기어와, 고정케이스에 고정되며 회전동력을 공급하는 구동부 및 구동부의 동력에 의해 이동되며 클러치허브에 맞물리는 프리휠 모드와, 클러치허브와 클러치기어에 동시에 맞물리는 논프리휠 모드로 이동하는 이동기어부를 포함한다.The freewheel adjustable wheel according to the present invention comprises: a rotating gear section that receives power from a pedal section to rotate and has gears provided along the outer circumference; a shaft that penetrates the inner side of the rotating gear section and is installed horizontally and is fixed to a frame section; a cover case in which the rotating gear section and the shaft are installed so as to penetrate the center and are rotatably installed; a fixed case that is installed in a shape that shields an opened portion of the cover case and is restricted from rotation; a clutch bearing that is installed between the rotating gear section and the cover case and transmits power to the cover case when the rotating gear section rotates in a forward direction; a clutch hub that is fixed to the outer side of the rotating gear section and rotates together with the rotating gear section; a clutch gear that is installed continuously to the clutch hub and is fixed to the cover case; a driving section that is fixed to the fixed case and supplies rotational power; and a moving gear section that moves in a freewheel mode in which the driving power from the driving section engages the clutch hub, and a non-freewheel mode in which the clutch hub and the clutch gear are simultaneously engaged.
또한 회전기어부는, 커버케이스의 외측에 위치하며 벨트를 통해 페달부의 동력을 전달받는 풀리부재 및 풀리부재에서 커버케이스의 내측으로 연장되며 풀리부재와 함께 회전하는 회전몸체를 포함한다.In addition, the rotating gear part includes a pulley part located outside the cover case and receiving power from the pedal part through a belt, and a rotating body extending from the pulley part to the inside of the cover case and rotating together with the pulley part.
또한 클러치허브는, 회전몸체와 중심이 일치하며 회전몸체의 외측에 고정되는 원판 형상의 허브몸체 및 허브몸체의 외측둘레를 따라 설치되며 상하 방향으로 연장된 돌기 형상의 제1외측기어를 포함한다.In addition, the clutch hub includes a hub body in the shape of a disk whose center coincides with the rotating body and is fixed to the outside of the rotating body, and a first outer gear in the shape of a projection that is installed along the outer periphery of the hub body and extends in the vertical direction.
또한 클러치기어는, 커버케이스의 내측에 환형으로 설치되며 커버케이스에 고정되는 기어몸체 및 기어몸체의 외측으로 돌출되며 이동기어부에 맞물려서 동력을 전달 받는 제2외측기어를 포함한다.In addition, the clutch gear includes a gear body that is installed in an annular shape on the inside of the cover case and fixed to the cover case, and a second outer gear that protrudes outside the gear body and engages with the moving gear portion to transmit power.
또한 본 발명은, 고정케이스에 고정되며 고정케이스의 테두리를 따라 환형으로 설치되며, 자력을 발생시켜 커버케이스의 회전 부하를 조절하는 스테이터를 더 포함한다.In addition, the present invention further includes a stator that is fixed to the fixed case and installed in an annular shape along the perimeter of the fixed case, and generates magnetic force to control the rotational load of the cover case.
또한 구동부는, 고정케이스에 고정되며 회전 동력을 공급하는 구동몸체 및 구동몸체의 외측으로 돌출되며 구동몸체의 동작에 의해 회전하며 이동기어부에 연결되어 이동기어부를 이동시키는 출력축을 포함한다.In addition, the driving unit includes a driving body that is fixed to the fixed case and supplies rotational power, and an output shaft that protrudes outside the driving body and rotates by the operation of the driving body and is connected to the moving gear unit to move the moving gear unit.
또한 이동기어부는, 클러치허브의 외측에 환형으로 설치되며 구동부의 동력을 전달받아 직선 방향으로 이동하는 제1이동기어부 및 제1이동기어부의 내측에 위치하며 클러치허브와 클러치기어에 맞물리는 기어를 구비하는 제2이동기어부를 포함한다.In addition, the moving gear part includes a first moving gear part that is installed in a ring shape on the outside of the clutch hub and receives power from the driving part to move in a straight direction, and a second moving gear part that is located on the inside of the first moving gear part and has a gear that meshes with the clutch hub and the clutch gear.
또한 제1이동기어부는, 상기 클러치허브의 일측에 설치되며 구동부의 동작에 의해 이동되는 제1조립기어 및 클러치허브의 타측에 설치되며 제1조립기어에 연결되는 제2조립기어를 포함한다.In addition, the first moving gear unit includes a first assembly gear installed on one side of the clutch hub and moved by the operation of the driving unit, and a second assembly gear installed on the other side of the clutch hub and connected to the first assembly gear.
또한 제1조립기어의 내측에는 제2이동기어부의 외측에 구비된 결합홈부에 삽입되는 제1결합돌기가 구비된다. 또한 제2조립기어의 내측에는 결합홈부에 삽입되는 제2결합돌기가 구비된다.In addition, a first engaging projection is provided on the inner side of the first assembly gear to be inserted into a engaging groove provided on the outer side of the second moving gear part. In addition, a second engaging projection is provided on the inner side of the second assembly gear to be inserted into a engaging groove.
또한 제2이동기어부는, 환형으로 설치되는 제2이동기어몸체와, 제2이동기어몸체의 외측 둘레를 따라 환형으로 홈부를 형성하며 이동기어부의 내측으로 돌출된 돌기와 결합되는 결합홈부 및 제2이동기어몸체의 내측으로 돌출되며 클러치기어에 구비된 기어 및 클러치허브에 구비된 기어에 맞물리는 내측기어를 포함한다.In addition, the second moving gear part includes a second moving gear body installed in an annular shape, a groove part formed in an annular shape along the outer circumference of the second moving gear body and a joining groove part engaged with a projection protruding inwardly of the moving gear part, and an inner gear protruding inwardly of the second moving gear body and meshing with a gear provided in the clutch gear and a gear provided in the clutch hub.
본 발명에 의한 헬스자전거는, 안장부와 핸들부를 지지하는 프레임부와, 프레임부의 측면에 설치된 회전디스크에 설치되는 페달부와, 페달부의 동력을 전달받아 회전하며 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 회전기어부와, 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부와, 회전기어부와 케이스부의 사이에 설치되며 회전기어부가 정방향으로 회전될 때 케이스부로 동력을 전달하는 클러치 베어링과, 회전기어부의 외측에 고정되며 회전기어부와 함께 회전하는 클러치허브와, 클러치허브에 연이어 설치되며 케이스부에 고정되는 클러치기어와, 케이스부에 고정되며 회전동력을 공급하는 구동부 및 구동부의 동력에 의해 이동되며 클러치허브에 맞물리는 프리휠 모드와 클러치허브와 클러치기어에 동시에 맞물리는 논프리휠 모드로 이동하는 이동기어부를 포함한다.An exercise bicycle according to the present invention comprises: a frame portion supporting a saddle portion and a handle portion; a pedal portion installed on a rotating disk installed on the side of the frame portion; a rotating gear portion that receives power from the pedal portion and rotates and has gears provided along an outer circumference; a case portion that rotatably supports the rotating gear portion; a clutch bearing that is installed between the rotating gear portion and the case portion and transmits power to the case portion when the rotating gear portion rotates in a forward direction; a clutch hub that is fixed to the outer side of the rotating gear portion and rotates together with the rotating gear portion; a clutch gear that is installed continuously to the clutch hub and is fixed to the case portion; a driving portion that is fixed to the case portion and supplies rotational power; and a moving gear portion that moves by the power of the driving portion in a freewheel mode in which it engages with the clutch hub and a non-freewheel mode in which it simultaneously engages the clutch hub and the clutch gear.
본 발명에 따른 프리휠 조절형 바퀴 및 이를 구비하는 헬스 자전거는, 구동부의 동작으로 이동이 이루어지는 이동기어부의 동작으로 프리휠 기능을 선택적으로 사용할 수 있어서 운동기구의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.The freewheel adjustable wheel according to the present invention and the exercise bike equipped with the same can selectively use the freewheel function by the operation of the moving gear unit, which moves by the operation of the driving unit, thereby improving the convenience of use of the exercise equipment.
또한 본 발명은, 프리휠 기능 여부에 따라 운동기구를 별도로 구입하지 않아도 되므로 운동기구의 구입비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention can reduce the purchase cost of exercise equipment since it is not necessary to purchase exercise equipment separately depending on whether or not it has a freewheel function.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the effects described above, specific effects of the present invention are described below together with specific matters for carrying out the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴를 구비하는 헬스 자전거를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거의 내측에 프리휠 조절형 바퀴가 설치된 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴에 벨트부재가 연결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동기어부가 클러치허브에 연결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴가 프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동기어부가 클러치기어의 하측에 위치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴가 프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴가 프리휠 모드에서 동력이 전달되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴가 논프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동기어부가 클러치기어에 연결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴가 논프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴가 논프리휠 모드에서 동력이 전달되는 상태를 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating an exercise bike having a freewheel adjustable wheel according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view illustrating a state in which a freewheel adjustable wheel is installed on the inside of an exercise bike according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a state in which a belt member is connected to a freewheel adjustable wheel according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a freewheel adjustable wheel according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which a moving gear unit is connected to a clutch hub according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a freewheel adjustable wheel according to one embodiment of the present invention is operated in freewheel mode.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a state in which a moving gear part according to one embodiment of the present invention is positioned below a clutch gear.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which a freewheel adjustable wheel according to one embodiment of the present invention is operated in freewheel mode.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state in which power is transmitted to a freewheel-adjustable wheel in freewheel mode according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which a freewheel adjustable wheel according to one embodiment of the present invention is operated in a non-freewheel mode.
FIG. 11 is a perspective view illustrating a state in which a moving gear part is connected to a clutch gear according to one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a state in which a freewheel adjustable wheel according to one embodiment of the present invention is operated in a non-freewheel mode.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a state in which power is transmitted to a freewheel-adjustable wheel in a non-freewheel mode according to one embodiment of the present invention.
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.The above-mentioned objects, features and advantages will be described in detail below with reference to the attached drawings, so that those with ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is judged that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the terms first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another, and unless otherwise specifically stated, a first component may also be a second component.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.Hereinafter, the phrase “any configuration is disposed on (or below)” a component or “on (or below)” a component may mean not only that any configuration is disposed in contact with the upper surface (or lower surface) of said component, but also that another configuration may be interposed between said component and any configuration disposed on (or below) said component.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.Additionally, when a component is described as being "connected," "coupled," or "connected" to another component, it should be understood that the components may be directly connected or connected to one another, but that other components may also be "interposed" between the components, or that each component may be "connected," "coupled," or "connected" through other components.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.Throughout the specification, unless otherwise specifically stated, each element may be singular or plural.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the singular expressions include the plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, and should be construed as not including some of the components or some of the steps, or may include additional components or steps.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when reference is made to "A and/or B", this means A, B, or A and B, unless otherwise stated, and when reference is made to "C through D", this means C or more and D or less, unless otherwise stated.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)를 설명하도록 한다.Hereinafter, a freewheel adjustable wheel (200) and an exercise bike (1) equipped with the same according to one embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)를 구비하는 헬스 자전거(1)를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거(1)의 내측에 프리휠 조절형 바퀴(200)가 설치된 상태를 도시한 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating an exercise bike (1) equipped with a freewheel adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view illustrating a state in which a freewheel adjustable wheel (200) is installed on the inside of an exercise bike (1) according to one embodiment of the present invention.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 헬스 자전거(1)는 프리휠 모드와 논프리휠 모드로 동작될 수 있다. 헬스 자전거(1)는 모터를 사용하는 구동부(270)의 동작에 의해 프리휠 모드와 논프리휠 모드로 동작이 전환된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the exercise bike (1) can be operated in a freewheel mode and a non-freewheel mode. The exercise bike (1) switches between the freewheel mode and the non-freewheel mode by the operation of a driving unit (270) using a motor.
헬스 자전거(1)는 원 웨이 클러치 베어링(240)(One way clutch Bearing)을 사용하므로 정방향 회전시에만 동력 전달을 한다. 또한 구동부(270)에 의해 동작되는 이동기어부(280)에 의해 역방향 회전시에도 동력 전달이 이루어지므로 논프리휠 모드로 동작된다.The exercise bike (1) uses a one-way clutch bearing (240) so that power is transmitted only when rotating in the forward direction. In addition, power is transmitted even when rotating in the reverse direction by the moving gear unit (280) operated by the driving unit (270), so that it operates in a non-freewheel mode.
헬스 자전거(1)가 프리휠 모드로 동작될 때, 클러치 베어링(240)을 통해 동력전달이 이루어지므로 저소음 구동을 구현할 수 있으며, 종래 운동용 자전거 대비 제품의 두께와 제품의 사이즈를 현저하게 감소시킬 수 있다.When the exercise bike (1) is operated in freewheel mode, power is transmitted through the clutch bearing (240), so that low-noise operation can be achieved, and the thickness and size of the product can be significantly reduced compared to conventional exercise bikes.
헬스 자전거(1)가 논프리휠 모드로 동작될 때, 이동기어부(280)에 구비된 기어가 클러치허브(250)의 기어와 클러치기어(260)의 기어를 연결하여 동력전달을 한다.When the exercise bike (1) is operated in non-freewheel mode, the gear provided in the moving gear unit (280) transmits power by connecting the gear of the clutch hub (250) and the gear of the clutch gear (260).
헬스 자전거(1)는, 구동부(270)가 동작되어 이동기어부(280)를 이동시키므로 프리휠 모드 동작과 논프리휠 모드 동작을 제어하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 헬스 자전거(1)의 내측에 프리휠 조절형 바퀴(200)가 설치되며, 프리휠 조절형 바퀴(200)에는 구동부(270)가 설치된다.The exercise bike (1) is capable of various modifications within the technical concept of controlling freewheel mode operation and non-freewheel mode operation by operating the driving unit (270) to move the moving gear unit (280). A freewheel adjustable wheel (200) is installed inside the exercise bike (1), and a driving unit (270) is installed on the freewheel adjustable wheel (200).
구동부(270)의 동작에 의해 이동기어부(280)가 이동되며, 이동기어부(280)가 클러치허브(250)에만 맞물리거나, 클러치기어(260)와 클러치허브(250)에 동시에 맞물리는 동작에 의해 동력전달을 조절하므로 프리휠 모드와 논프리휠 모드를 조절할 수 있다.The moving gear unit (280) is moved by the operation of the driving unit (270), and the power transmission is controlled by the operation of the moving gear unit (280) engaging only the clutch hub (250) or engaging simultaneously with the clutch gear (260) and the clutch hub (250), so that the freewheel mode and the non-freewheel mode can be controlled.
본 발명의 일 실시예에 따른 헬스 자전거(1)는, 프레임부(10)와 벨트부재(20)와 회전디스크와 페달부(40)와 회전지지축(50)과 베이스부(60)와 시트 하우징부(70)와 해들과 디스플레이부(90)와 시트 포스트(100)와 시트(110)와 프리휠 조절형 바퀴(200) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.An exercise bike (1) according to one embodiment of the present invention may include at least one of a frame portion (10), a belt member (20), a rotating disk, a pedal portion (40), a rotating support shaft (50), a base portion (60), a seat housing portion (70), handles, a display portion (90), a seat post (100), a seat (110), and a freewheel adjustable wheel (200).
프레임부(10)는 헬스 자전거(1)의 몸체를 형성하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부(10)는, 외측프레임(12)과 내측프레임(14)과 측면프레임(16)을 포함한다.The frame part (10) can be modified in various ways within the technical concept of forming the body of the exercise bike (1). The frame part (10) according to one embodiment of the present invention includes an outer frame (12), an inner frame (14), and a side frame (16).
외측프레임(12)은 양 측면이 개구되어 있으며, 베이스부(60)의 상측에 위치하고, 시트 포스트(100)에 고정된다. 외측프레임(12)의 내측에 프리휠 조절형 바퀴(200)와 회전디스크 및 내측디스크가 설치된다.The outer frame (12) is open on both sides, is located on the upper side of the base part (60), and is fixed to the seat post (100). A freewheel adjustable wheel (200), a rotating disc, and an inner disc are installed on the inner side of the outer frame (12).
외측프레임(12)은 대략 "ㄴ"자 형상의 프레임을 형성하며, 외측프레임(12)의 내측에 내측프레임(14)이 설치된다. 내측프레임(14)은 프레임부(10)의 내측에 프리휠 조절형 바퀴(200)를 지지한다. 내측프레임(14)은 복수의 빔 부재가 연결된 형상이며, 내측프레임(14)의 일측은 시트(110)포스트에 고정되고 타측은 프리휠 조절형 바퀴(200)의 샤프트(220)를 지지한다.The outer frame (12) forms a frame having a shape of approximately the letter "L", and an inner frame (14) is installed on the inner side of the outer frame (12). The inner frame (14) supports a freewheel adjustable wheel (200) on the inner side of the frame portion (10). The inner frame (14) has a shape in which a plurality of beam members are connected, and one side of the inner frame (14) is fixed to a seat (110) post and the other side supports a shaft (220) of the freewheel adjustable wheel (200).
측면프레임(16)은 외측프레임(12)의 개구된 양 측면에 결합된다. 측면프레임(16)은 판 형상이며 외측프레임(12)의 양측면에 착탈 가능하게 설치되므로, 헬스 자전거(1)의 부품 수리 및 교환 작업 등을 용이하게 할 수 있다.The side frame (16) is connected to the open sides of the outer frame (12). The side frame (16) is plate-shaped and is detachably installed on both sides of the outer frame (12), thereby facilitating repair and replacement of parts of the exercise bike (1).
이러한 프레임부(10)는 헬스 자전거(1)의 하중 분포, 구조에 따라 다양한 구조로 형성될 수 있다.This frame part (10) can be formed into various structures depending on the load distribution and structure of the exercise bike (1).
회전지지축(50)은 프레임부(10)의 내측에 위치하며 수평방향으로 설치된다. 회전지지축(50)의 양측은 내측디스크에 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전지지축(50)의 양측은 내측디스크의 중심부에 연결된다. The rotation support shaft (50) is located on the inner side of the frame part (10) and is installed horizontally. Both sides of the rotation support shaft (50) can be connected to the inner disk. According to one embodiment of the present invention, both sides of the rotation support shaft (50) are connected to the center of the inner disk.
내측 디스크(31)의 외측에 원판 형상의 회전 디스크(30)가 고정되며, 회전 디스크(30)의 테두리에는 페달이 탈착 가능하게 설치된다. 페달은 회전 디스크(30)와 직각을 이루며 회전 디스크(30)에 체결된다. 따라서 사용자가 페달을 밟으면 회전디스크와 내측디스크가 회전지지축(50)을 중심으로 회전한다.A circular disk (30) is fixed to the outside of the inner disk (31), and a pedal is detachably installed on the rim of the rotating disk (30). The pedal is perpendicular to the rotating disk (30) and is fastened to the rotating disk (30). Therefore, when the user steps on the pedal, the rotating disk and the inner disk rotate around the rotation support shaft (50).
회전 디스크(30)는 원형 패널 형태로 형성된다. 측면프레임(16)에는 회전 디스크(30)가 설치되기 위해 원형의 홀 형상이 구비된다. 측면프레임(16)에 구비된 원형의 홀에 회전 디스크(30)와 내측 디스크(31)가 설치되므로, 프레임부(10)의 내측에 있는 부품들을 차폐할 수 있다. The rotating disk (30) is formed in the shape of a circular panel. The side frame (16) is provided with a circular hole shape for installing the rotating disk (30). Since the rotating disk (30) and the inner disk (31) are installed in the circular hole provided in the side frame (16), the components on the inner side of the frame portion (10) can be shielded.
이에 따라, 사용자, 유아 및 반려동물이 프레임부(10)의 내측으로 접근됨을 차단하며, 페달 회전시 프레임부(10)의 내측에 위치한 부품에 끼이는 상황을 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to block users, infants, and pets from accessing the inside of the frame (10) and prevent them from getting caught in parts located on the inside of the frame (10) when the pedal is rotated.
벨트부재(20)는 내측디스크의 외측 테두리에 걸쳐지므로, 내측디스크의 회전에 의해 프리휠 조절형 바퀴(200)에 구비된 회전기어부(210)를 회전시킨다. 벨트부재(20)의 일측은 내측디스크에 연결되며, 벨트부재(20)의 타측은 회전기어부(210)의 풀리부재(212)에 연결된다.The belt member (20) is spanned over the outer edge of the inner disk, so that the rotation of the inner disk rotates the rotation gear member (210) provided on the freewheel adjustable wheel (200). One side of the belt member (20) is connected to the inner disk, and the other side of the belt member (20) is connected to the pulley member (212) of the rotation gear member (210).
페달부(40)는 프레임부(10)의 측면에 장착된 회전디스크에 회전 가능하게 설치된다. 페달부(40)는 회전 디스크(30)에 구비된 체결홈에 돌려서 결합되는 동작에 의해 회전디스크에 결합된다. 또한 페달부(40)와 함께 회전디스크가 회전을 한다. The pedal part (40) is rotatably installed on a rotary disk mounted on the side of the frame part (10). The pedal part (40) is coupled to the rotary disk by a rotational motion in which it is coupled to a fastening groove provided in the rotary disk (30). In addition, the rotary disk rotates together with the pedal part (40).
회전지지축(50)은 페달에 의해 돌아가는 회전 디스크(30)와 내측 디스크(31)의 중심부를 관통하도록 설치된다. 회전 디스크(30)와 내측 디스크(31)는 구동휠 기능을 하며, 후술할 회전기어부(210)의 풀리부재(212)와 벨트나 체인과 같은 동력전달부재에 의해 연결된다. 사용자가 페달을 밟으면 회전 디스크(30)와 내측 디스크(31)가 회전되고, 내측 디스크(31)가 회전됨에 따라, 벨트부재(20)와 회전기어부(210)가 회전된다. 회전 디스크(30)가 측면프레임(16)에 구비된 홀부를 차폐하므로, 사용자나 유아 등이 페달부(40)의 회전에 의해 손상되는 현상을 감소시킬 수 있다.The rotation support shaft (50) is installed so as to penetrate the center of the rotation disk (30) and the inner disk (31) that are rotated by the pedal. The rotation disk (30) and the inner disk (31) function as a driving wheel and are connected by a pulley member (212) of the rotation gear member (210) described later and a power transmission member such as a belt or chain. When the user steps on the pedal, the rotation disk (30) and the inner disk (31) rotate, and as the inner disk (31) rotates, the belt member (20) and the rotation gear member (210) rotate. Since the rotation disk (30) shields the hole provided in the side frame (16), it is possible to reduce the phenomenon of the user or an infant being damaged by the rotation of the pedal member (40).
프레임부(10)의 하측에는 프레임부(10)를 지지하도록 베이스부(60)가 설치된다. 베이스부(60)는 프레임부(10)의 하측과 이격되어 플레이트 형태로 설치된다. 이러한 베이스부(60)는 다양한 형태로 형성될 수 있다.A base part (60) is installed on the lower side of the frame part (10) to support the frame part (10). The base part (60) is installed in the shape of a plate, spaced apart from the lower side of the frame part (10). This base part (60) can be formed in various shapes.
시트 하우징부(70)는 베이스부(60)의 상측에 설치된다. 시트 하우징부(70)는 각관 형상이며, 베이스부(60)의 상측으로 연장되어 프레임부(10)의 내측을 관통한다. 시트 하우징부(70)의 하측은 베이스부(60)에 고정된다. 또한 프레임부(10)는 시트 하우징부(70)에 고정되므로 베이스부(60)와 떨어진 상측에 프레임부(10)가 설치된다.The seat housing part (70) is installed on the upper side of the base part (60). The seat housing part (70) has a rectangular shape and extends upward from the base part (60) and penetrates the inner side of the frame part (10). The lower side of the seat housing part (70) is fixed to the base part (60). In addition, since the frame part (10) is fixed to the seat housing part (70), the frame part (10) is installed on the upper side away from the base part (60).
시트 하우징부(70)는 프레임부(10)의 상하방향으로 경사지게 배치될 수 있다. 시트(110) 하우징부는 회전지지축(50)과 샤프트(220)의 사이에 배치된다. 이러한 시트 하우징부(70)는 다각 파이프 또는 원형 파이프 형태로 형성될 수 있다.The seat housing part (70) can be arranged to be inclined in the upper and lower direction of the frame part (10). The seat (110) housing part is arranged between the rotation support shaft (50) and the shaft (220). This seat housing part (70) can be formed in the shape of a polygonal pipe or a circular pipe.
프레임부(10)의 일측에는 사용자가 파지할 수 있는 핸들(80)이 설치된다. 핸들(80)과 인접한 프레임부(10)의 상측에는 헬스 자전거(1)의 동작 상태와 운동 기록을 용이하게 확인할 수 있는 디스플레이부(90)가 설치된다.A handle (80) that a user can grip is installed on one side of the frame (10). A display section (90) that allows the user to easily check the operating status and exercise records of the exercise bike (1) is installed on the upper side of the frame (10) adjacent to the handle (80).
디스플레이부(90)는 헬스 자전거(1)의 속도, 회전 부하 등과 같은 운동 정보를 화면에 출력할 수 있다. The display unit (90) can output exercise information such as the speed and rotational load of the exercise bike (1) on the screen.
시트 하우징부(70)의 상측에는 시트(110)의 하측을 지지하는 시트 포스트(100)가 설치된다. 시트 포스트(100)는 시트 하우징부(70)의 내부에 높이 조절 가능하게 설치될 수 있다. 시트 포스트(100)는 시트 하우징부(70)의 내부에 고정될 수 있음은 물론이다. 시트 포스트(100)의 단면은 시트 하우징부(70)의 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있다.A seat post (100) is installed on the upper side of the seat housing part (70) to support the lower side of the seat (110). The seat post (100) can be installed in a height-adjustable manner inside the seat housing part (70). Of course, the seat post (100) can be fixed inside the seat housing part (70). The cross-section of the seat post (100) can be formed in various ways depending on the shape of the seat housing part (70).
시트 포스트(100)가 시트 하우징부(70)에 높이 조절 가능하게 설치되므로, 사용자의 신장이나 신체 조건 및 운동 성향에 따라 시트(110)의 높이를 적절하게 조절할 수 있다.Since the seat post (100) is installed in the seat housing part (70) so as to be height-adjustable, the height of the seat (110) can be appropriately adjusted according to the user's height, physical condition, and exercise tendencies.
본 발명에 따른 헬스 자전거(1)에서는 프리휠 조절형 바퀴(200)가 회전지지축(50)을 기준으로 후방측에 배치되거나 전방측에 배치될 수 있다. 이러한 프리휠 조절형 바퀴(200)의 설치 위치에 따라 프레임부(10)의 형태가 변경된다. 또한, 회전지지축(50)과 샤프트(220)의 위치도 변경된다.In the exercise bike (1) according to the present invention, the freewheel adjustable wheel (200) can be placed at the rear or front side with respect to the rotation support shaft (50). Depending on the installation position of the freewheel adjustable wheel (200), the shape of the frame part (10) changes. In addition, the positions of the rotation support shaft (50) and the shaft (220) also change.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)에 벨트부재(20)가 연결된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동기어부(280)가 클러치허브(250)에 연결된 상태를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)가 프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동기어부(280)가 클러치기어(260)의 하측에 위치된 상태를 도시한 사시도이다.FIG. 3 is a perspective view illustrating a state in which a belt member (20) is connected to a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention, FIG. 4 is an exploded perspective view of a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which a moving gear part (280) according to one embodiment of the present invention is connected to a clutch hub (250), FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention is operated in a freewheel mode, and FIG. 7 is a perspective view illustrating a state in which a moving gear part (280) according to one embodiment of the present invention is positioned below a clutch gear (260).
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 프리휠 조절형 바퀴(200)는, 회전기어부(210)와 샤프트(220)와 케이스부(230)와 클러치 베어링(240)과 클러치허브(250)와 클러치기어(260)와 구동부(270)와 이동기어부(280)와 스테이터(310)와 베어링부(320)를 포함한다.As shown in FIGS. 3 to 7, the freewheel adjustable wheel (200) includes a rotating gear portion (210), a shaft (220), a case portion (230), a clutch bearing (240), a clutch hub (250), a clutch gear (260), a driving portion (270), a moving gear portion (280), a stator (310), and a bearing portion (320).
회전기어부(210)는 페달부(40)의 동력을 전달받아 회전하며, 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기어부(210)는 풀리부재(212)와 회전몸체(214)를 포함한다.The rotating gear part (210) rotates by receiving power from the pedal part (40), and various modifications are possible within the technical concept of having gears along the outer circumference. The rotating gear part (210) according to one embodiment of the present invention includes a pulley part (212) and a rotating body (214).
풀리부재(212)는 벨트부재(20)와 연결되며, 페달부(40)의 동력을 전달받아 회전한다. 풀리부재(212)의 외측 둘레를 따라 기어가 구비되므로, 풀리부재(212)의 외측에 걸쳐진 풀리부재(212)의 슬립 현상을 감소시킬 수 있다. 풀리부재(212)는 케이스부(230)의 외측에 위치하며 벨트부재(20)를 통해 페달부(40)의 동력을 전달받는다.The pulley member (212) is connected to the belt member (20) and rotates by receiving power from the pedal member (40). Since gears are provided along the outer circumference of the pulley member (212), the slip phenomenon of the pulley member (212) that extends over the outer side of the pulley member (212) can be reduced. The pulley member (212) is located on the outer side of the case member (230) and receives power from the pedal member (40) through the belt member (20).
회전몸체(214)는 풀리부재(212)에서 케이스부(230)의 내측으로 연장되며 풀리부재(212)와 함께 회전한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전몸체(214)는 파이프 형상이다.The rotating body (214) extends from the pulley member (212) to the inside of the case part (230) and rotates together with the pulley member (212). The rotating body (214) according to one embodiment of the present invention has a pipe shape.
회전기어부(210)는 페달부(40)재의 동력을 전달받아 회전되도록 케이스부(230)에 설치된다. 회전기어부(210)의 내부에는 샤프트(220)가 설치된다. 샤프트(220)의 양측은 내측프레임(14)에 회전되지 않도록 결합된다. 샤프트(220)의 외측에는 회전기어부(210)가 끼워진다. 회전기어부(210)는 샤프트(220)와 동심을 이루도록 설치된다. 샤프트(220)와 회전기어부(210)의 사이에는 샤프트 베어링(324)이 설치된다. 따라서 회전기어부(210)가 벨트부재(20)에 의해 회전될 때에 샤프트(220)는 회전되지 않는다.The rotating gear part (210) is installed in the case part (230) to rotate by receiving power from the pedal part (40). A shaft (220) is installed inside the rotating gear part (210). Both sides of the shaft (220) are connected to the inner frame (14) so as not to rotate. A rotating gear part (210) is fitted on the outside of the shaft (220). The rotating gear part (210) is installed so as to be concentric with the shaft (220). A shaft bearing (324) is installed between the shaft (220) and the rotating gear part (210). Therefore, when the rotating gear part (210) rotates by the belt member (20), the shaft (220) does not rotate.
샤프트(220)는 회전기어부(210)의 내측을 관통하며 수평방향으로 설치되고, 프레임부(10)에 고정된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트(220)는 봉 형상이며, 케이스부(230)의 회전 중심을 관통하는 형상으로 설치된다.The shaft (220) penetrates the inside of the rotating gear part (210) and is installed horizontally, and is fixed to the frame part (10). The shaft (220) according to one embodiment of the present invention has a rod shape and is installed in a shape that penetrates the center of rotation of the case part (230).
케이스부(230)는 회전기어부(210)를 회전 가능하게 지지하며 프레임부(10)의 내측에 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스부(230)는 커버케이스(232)와 고정케이스(234)를 포함한다.The case part (230) rotatably supports the rotating gear part (210) and can be modified in various ways within the technical concept of being installed on the inside of the frame part (10). The case part (230) according to one embodiment of the present invention includes a cover case (232) and a fixed case (234).
커버케이스(232)는 클러치기어(260)와 함께 회전되며, 클러치 베어링(240)을 통해 정방향 회전에 의한 회전동력을 전달받는다. 커버케이스(232)는 회전되는 커버케이스(232)와 프레임부(10)에 고정되는 고정케이스(234)를 포함한다. 커버케이스(232)는 클러치 베어링(240)과 이동기어부(280)를 감싸는 형상으로 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.The cover case (232) rotates together with the clutch gear (260) and receives rotational power by forward rotation through the clutch bearing (240). The cover case (232) includes a cover case (232) that rotates and a fixed case (234) that is fixed to the frame part (10). The cover case (232) is installed in a shape that surrounds the clutch bearing (240) and the moving gear part (280), and various modifications are possible within the technical concept.
커버케이스(232)는 회전기어부(210)와 샤프트(220)가 중심을 관통하며 설치되고, 회전 가능하게 설치된다. 커버케이스(232)는 회전기어부(210)에 축 결합되고, 프리휠 모드(freewheel mode)와 논프리휠 모드(non-freewheel mode)로 회전된다. 커버케이스(232)의 회전 중심에는 회전기어부(210)가 결합된다. The cover case (232) is installed with a rotating gear part (210) and a shaft (220) penetrating through the center, and is installed rotatably. The cover case (232) is axially coupled to the rotating gear part (210) and rotates in a freewheel mode and a non-freewheel mode. The rotating gear part (210) is coupled to the rotation center of the cover case (232).
프리휠 모드에서 회전기어부(210)가 정방향으로 회전되는 경우에는, 커버케이스(232)가 정방향으로 회전되고, 회전기어부(210)가 역방향으로 회전되는 경우에는 커버케이스(232)가 회전되지 않는다. 프리휠 모드에서는 회전기어부(210)의 역방향 회전시 커버케이스(232)는 회전되지 않고 회전기어부(210)가 커버케이스(232)에서 공회전을 한다.In the freewheel mode, when the rotating gear part (210) rotates in the forward direction, the cover case (232) rotates in the forward direction, and when the rotating gear part (210) rotates in the reverse direction, the cover case (232) does not rotate. In the freewheel mode, when the rotating gear part (210) rotates in the reverse direction, the cover case (232) does not rotate and the rotating gear part (210) rotates idly in the cover case (232).
논프리휠 모드에서 회전기어부(210)가 정방향으로 회전되거나 역방향으로 회전되는 모든 경우에 커버케이스(232)가 회전된다. 논프리휠 모드에서는 회전기어부(210)를 통해 입력받은 동력이 이동기어부(280)를 통해 전달되므로 커버케이스(232)가 회전기어부(210)와 함께 회전한다.In the non-freewheel mode, the cover case (232) rotates in all cases where the rotating gear part (210) rotates in the forward or reverse direction. In the non-freewheel mode, the power input through the rotating gear part (210) is transmitted through the moving gear part (280), so the cover case (232) rotates together with the rotating gear part (210).
고정케이스(234)는 구동부(270)를 지지하며 커버케이스(232)의 개구된 부분에 설치된다. 고정케이스(234)는 커버케이스(232)의 개구된 부분을 차폐하는 형상으로 설치되며 회전이 구속되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.The fixed case (234) supports the driving unit (270) and is installed in the opened portion of the cover case (232). The fixed case (234) is installed in a shape that shields the opened portion of the cover case (232) and can be modified in various ways within the technical concept of constraining rotation.
본 발명의 일 실시예에 따른 커버케이스(232)는 외측케이스(233)와 내측리브(236)를 포함한다. 회전기어부(210)는 커버케이스(232)에 회전 가능하게 결합된다. 커버케이스(232)는 전체적으로 원판 형태로 형성될 수 있다. 커버케이스(232)의 중심부에는 회전기어부(210)가 관통된다. 커버케이스(232)의 둘레부에는 후술할 스테이터(310)를 감싸도록 외측케이스(233)가 형성될 수 있다.A cover case (232) according to one embodiment of the present invention includes an outer case (233) and an inner rib (236). A rotation gear part (210) is rotatably coupled to the cover case (232). The cover case (232) may be formed in an overall circular shape. A rotation gear part (210) penetrates the center of the cover case (232). An outer case (233) may be formed around the periphery of the cover case (232) to surround a stator (310) to be described later.
커버케이스(232)의 테두리에서 수직방향으로 돌출된 외측케이스(233)는 환형으로 설치되며, 고정케이스(234)의 테두리 외측과 마주한다.The outer case (233) protruding vertically from the edge of the cover case (232) is installed in a ring shape and faces the outer edge of the edge of the fixed case (234).
외측케이스(233)의 내측에는 내측리브(236)가 설치된다. 내측리브(236)와 외측케이스(233)는 환형으로 설치되며, 내측리브(236)의 직경은 외측케이스(233)의 직경보다 작게 형성된다. 그리고 외측케이스(233)와 내측리브(236)의 사이에는 스테이터(310)와 휠베어링부(322)가 설치된다. 내측리브(236)는 커버케이스(232)의 내측에서 고정케이스(234)를 향한 방향으로 돌출된다.An inner rib (236) is installed on the inner side of the outer case (233). The inner rib (236) and the outer case (233) are installed in an annular shape, and the diameter of the inner rib (236) is formed smaller than the diameter of the outer case (233). In addition, a stator (310) and a wheel bearing part (322) are installed between the outer case (233) and the inner rib (236). The inner rib (236) protrudes from the inner side of the cover case (232) toward the fixed case (234).
휠베어링부(322)는 후술할 고정케이스(234)의 내측케이스(235)와 내측리브(236)의 사이에 설치된다.The wheel bearing part (322) is installed between the inner case (235) and the inner rib (236) of the fixed case (234) described later.
고정케이스(234)는 원판 형상으로 이루어지며, 고정케이스(234)에서 연장된 내측케이스(235)는 링 형상으로 연장된다. 내측케이스(235)의 직경은 내측리브(236)의 직경보다 크고 외측케이스(233)의 직경보다 작다.The fixed case (234) is formed in a disc shape, and the inner case (235) extended from the fixed case (234) is extended in a ring shape. The diameter of the inner case (235) is larger than the diameter of the inner rib (236) and smaller than the diameter of the outer case (233).
따라서 외측케이스(233)와 내측케이스(235)의 사이에 스테이터(310)가 설치되며, 내측케이스(235)와 내측리브(236)의 사이에 휠베어링부(322)가 설치된다. 고정케이스(234)의 회전이 구속된 상태에서 커버케이스(232)가 회전할 경우, 커버케이스(232)와 고정케이스(234)의 사이에 설치된 휠베어링부(322)에 의해 마찰이 저감된다.Accordingly, a stator (310) is installed between the outer case (233) and the inner case (235), and a wheel bearing part (322) is installed between the inner case (235) and the inner rib (236). When the cover case (232) rotates while the rotation of the fixed case (234) is restricted, friction is reduced by the wheel bearing part (322) installed between the cover case (232) and the fixed case (234).
클러치 베어링(240)은 회전기어부(210)와 케이스부(230)의 사이에 설치되며, 회전기어부(210)가 정방향으로 회전될 때 케이스부(230)로 동력을 전달하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. The clutch bearing (240) is installed between the rotating gear part (210) and the case part (230), and various modifications are possible within the technical concept of transmitting power to the case part (230) when the rotating gear part (210) rotates in the forward direction.
클러치 베어링(240)은 커버케이스(232)와 회전기어부(210)의 사이에 설치된다. 커버케이스(232)의 중심부에는 클러치 베어링(240)이 안착되는 환형의 안착홈이 형성될 수 있다. 안착홈은 회전기어부(210) 및 커버케이스(232)와 동심을 이룬다. 클러치 베어링(240)은 회전기어부(210)의 일방향 회전만을 허용하는 원웨이 베어링(one way bearing)이다. 클러치 베어링(240)은 회전기어부(210)의 정방향 회전시 회전기어부(210)와 커버케이스(232)를 함께 회전시키도록 동력을 전달한다. 그리고 회전기어부(210)의 역방향 회전시에는 회전기어부(210)만 회전되고 커버케이스(232)로 동력을 전달하지 않는다.The clutch bearing (240) is installed between the cover case (232) and the rotating gear part (210). An annular mounting groove in which the clutch bearing (240) is mounted may be formed in the center of the cover case (232). The mounting groove is concentric with the rotating gear part (210) and the cover case (232). The clutch bearing (240) is a one-way bearing that allows only one-way rotation of the rotating gear part (210). The clutch bearing (240) transmits power to rotate the rotating gear part (210) and the cover case (232) together when the rotating gear part (210) rotates in the forward direction. In addition, when the rotating gear part (210) rotates in the reverse direction, only the rotating gear part (210) rotates and does not transmit power to the cover case (232).
클러치 베어링(240)은 회전기어부(210)가 정방향으로 회전되는 경우에만 커버케이스(232)를 회전시킴으로써 커버케이스(232)의 프리휠 모드를 가능하게 한다. 클러치 베어링(240)은 내륜(미도시)과 외륜(미도시) 사이에 베어링(미도시)이 개재되는 구조로 형성된다. 클러치 베어링(240)은 정방향 회전시 베어링이 내륜과 외륜을 구속하여 일체로 회전을 한다. 그리고 역방향 회전시 베어링이 내륜과 외륜의 구속을 해제한다. 베어링은 구 형태, 원형봉 형태 등 다양한 형태가 적용될 수 있다. 이러한 클러치 베어링(240)은 회전기어부(210)가 정방향으로 회전되는 경우에만 커버케이스(232)를 회전시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.The clutch bearing (240) enables the freewheel mode of the cover case (232) by rotating the cover case (232) only when the rotating gear unit (210) rotates in the forward direction. The clutch bearing (240) is formed in a structure in which a bearing (not shown) is interposed between an inner ring (not shown) and an outer ring (not shown). When the clutch bearing (240) rotates in the forward direction, the bearing restrains the inner ring and the outer ring so that they rotate as one. And when rotating in the reverse direction, the bearing releases the restraint of the inner ring and the outer ring. The bearing can be applied in various shapes such as a spherical shape and a circular rod shape. This clutch bearing (240) can be variously modified within the technical concept of rotating the cover case (232) only when the rotating gear unit (210) rotates in the forward direction.
클러치허브(250)는 회전기어부(210)의 외측에 고정되며, 회전기어부(210)와 함께 회전하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 클러치허브(250)는 회전기어부(210)의 외측에 결합된다. 클러치허브(250)는 회전기어부(210)와 동심을 이루도록 설치된다. 클러치허브(250)의 둘레부에는 제1외측기어(254)가 형성된다.The clutch hub (250) is fixed to the outside of the rotating gear part (210) and various modifications are possible within the technical concept of rotating together with the rotating gear part (210). The clutch hub (250) is coupled to the outside of the rotating gear part (210). The clutch hub (250) is installed to be concentric with the rotating gear part (210). A first outer gear (254) is formed on the periphery of the clutch hub (250).
제1외측기어(254)는 클러치허브(250)의 외주면을 따라 형성되는 외접 기어이다. 클러치허브(250)는 회전기어부(210)와 함께 회전기어부(210)의 중심을 기준으로 회전되지만, 회전기어부(210)의 축방향으로는 이동되지 않도록 회전기어부(210)에 고정된다. 이때, 회전기어부(210)는 클러치허브(250)의 중심부에 압입되거나 클러치허브(250)의 중심부에 기어 결합될 수 있다. 클러치허브(250)는 환형 디스크 형태로 형성될 수 있다.The first outer gear (254) is an external gear formed along the outer surface of the clutch hub (250). The clutch hub (250) rotates together with the rotating gear part (210) about the center of the rotating gear part (210), but is fixed to the rotating gear part (210) so as not to move in the axial direction of the rotating gear part (210). At this time, the rotating gear part (210) may be press-fitted into the center of the clutch hub (250) or may be gear-coupled to the center of the clutch hub (250). The clutch hub (250) may be formed in the shape of an annular disk.
본 발명의 일 실시예에 따른 클러치허브(250)는 허브몸체(252)와 제1외측기어(254)를 포함한다. 허브몸체(252)는 회전몸체(214)와 중심이 일치하며, 회전몸체(214)의 외측에 고정되는 원판 형상이다.A clutch hub (250) according to one embodiment of the present invention includes a hub body (252) and a first outer gear (254). The hub body (252) has a center coincident with the rotating body (214) and is a disc shape fixed to the outside of the rotating body (214).
제1외측기어(254)는 허브몸체(252)의 외측둘레를 따라 설치되며 상하 방향으로 연장된 돌기 형상의 기어이다.The first outer gear (254) is installed along the outer circumference of the hub body (252) and is a gear in the shape of a projection extending in the vertical direction.
클러치기어(260)는 클러치허브(250)에 연이어 설치되며, 케이스부(230)에 고정되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치기어(260)는 커버케이스(232)에 고정되어 커버케이스(232)와 함께 회전을 한다. 클러치기어(260)는 링 형상을 따라 설치되며, 회전기어부(210)와 같은 중심을 갖는다. 또한 클러치기어(260)의 중심은 커버케이스(232)의 중심과 같다. 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치기어(260)는 기어몸체(262)와 제2외측기어(264)를 포함한다.The clutch gear (260) is installed in series with the clutch hub (250), and various modifications are possible within the technical concept of being fixed to the case portion (230). The clutch gear (260) according to one embodiment of the present invention is fixed to the cover case (232) and rotates together with the cover case (232). The clutch gear (260) is installed along a ring shape and has the same center as the rotating gear portion (210). In addition, the center of the clutch gear (260) is the same as the center of the cover case (232). The clutch gear (260) according to one embodiment of the present invention includes a gear body (262) and a second outer gear (264).
기어몸체(262)는 커버케이스(232)의 내측에 환형으로 설치되며 커버케이스(232)에 고정된다. 기어몸체(262)는 커버케이스(232)에 고정되어 커버케이스(232)와 함께 회전을 한다.The gear body (262) is installed in a ring shape on the inside of the cover case (232) and is fixed to the cover case (232). The gear body (262) is fixed to the cover case (232) and rotates together with the cover case (232).
제2외측기어(264)는 기어몸체(262)의 외측으로 돌출되며, 이동기어부(280)에 맞물려서 동력을 전달 받는다. 제2외측기어(264)는 이동기어부(280)에 구비된 제2이동기어부(300)에 맞물리도록 클러치허브(250)를 향한 방향으로 경사면을 구비한 기어가 구비된다.The second outer gear (264) protrudes outward from the gear body (262) and receives power by engaging with the moving gear part (280). The second outer gear (264) is provided with a gear having an inclined surface facing toward the clutch hub (250) so as to engage with the second moving gear part (300) provided in the moving gear part (280).
본 발명의 일 실시예에 따른 제2외측기어(264)는 제1직선기어(266)와 제1경사기어(268)를 포함한다. 제1직선기어(266)는 제2외측기어(264)의 둘레를 따라 돌출되며, 상하 방향으로 연장되는 기어이다.A second outer gear (264) according to one embodiment of the present invention includes a first straight gear (266) and a first inclined gear (268). The first straight gear (266) is a gear that protrudes along the circumference of the second outer gear (264) and extends in the vertical direction.
제1경사기어(268)는 제1직선기어(266)의 단부에 형성되는 경사면이다. 제2외측기어(264)의 하측에 클러치허브(250)의 제1외측기어(254)가 설치되는 경우, 제1경사기어(268)는 제1직선기어(266)의 하측에 연결된다.The first inclined gear (268) is an inclined surface formed at the end of the first straight gear (266). When the first outer gear (254) of the clutch hub (250) is installed on the lower side of the second outer gear (264), the first inclined gear (268) is connected to the lower side of the first straight gear (266).
제1경사기어(268)는 직삼각형 형상으로 정단면 형상이 이루어진다. 제1경사기어(268)는 클러치허브(250)를 향하여 경사면을 형성한다. 제1경사기어(268)는 기어몸체(262)의 둘레를 따라 복수로 설치되며, 복수로 설치된 제1경사기어(268)의 경사각도는 동일하다.The first inclined gear (268) has a right triangle shape in its cross-section. The first inclined gear (268) forms an inclined surface toward the clutch hub (250). The first inclined gear (268) is installed in multiple numbers along the circumference of the gear body (262), and the inclination angles of the first inclined gears (268) installed in multiple numbers are the same.
구동부(270)는 케이스부(230)에 고정되며, 회전동력을 공급하여 이동기어부(280)를 이동시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(270)는 구동몸체(272)와 출력축(274)을 포함한다. 또한 구동부(270)는 모터브라켓(276)과 모터케이스(278)를 더 포함할 수 있다.The driving unit (270) is fixed to the case unit (230) and can be modified in various ways within the technical concept of supplying rotational power to move the moving gear unit (280). The driving unit (270) according to one embodiment of the present invention includes a driving body (272) and an output shaft (274). In addition, the driving unit (270) may further include a motor bracket (276) and a motor case (278).
구동몸체(272)는 고정케이스(234)에 고정되며 회전 동력을 공급한다. 구동몸체(272)가 직접 고정케이스(234)에 고정될 수 있으며, 모터브라켓(276)과 모터케이스(278)를 이용해 고정케이스(234)에 고정될 수도 있다. 모터브라켓(276)은 구동몸체(272)의 일측을 감싸며 고정케이스(234)에 고정된다. 모터케이스(278)는 구동몸체(272)가 삽입되기 위한 내측공간을 형성하며 고정케이스(234)에 고정된다.The driving body (272) is fixed to the fixed case (234) and supplies rotational power. The driving body (272) can be directly fixed to the fixed case (234), and can also be fixed to the fixed case (234) using a motor bracket (276) and a motor case (278). The motor bracket (276) surrounds one side of the driving body (272) and is fixed to the fixed case (234). The motor case (278) forms an inner space for inserting the driving body (272) and is fixed to the fixed case (234).
구동몸체(272)는 모터를 사용하며, 구동몸체(272)의 외측으로 돌출된 출력축(274)은 구동몸체(272)의 동작에 의해 회전한다. 출력축(274)은 구동몸체(272)의 외측으로 돌출되며, 구동몸체(272)의 동작에 의해 회전하며 이동기어부(280)에 연결되어 이동기어부(280)를 이동시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 출력축(274)은 볼스크류바 형상으로 이루어지며, 이동기어부(280)에 기어 결합된다. 이동기어부(280)는 회전이 구속된 상태로 설치되므로, 출력축(274)의 회전에 의해 직선 방향으로 이동된다.The driving body (272) uses a motor, and the output shaft (274) protruding outwardly from the driving body (272) rotates by the operation of the driving body (272). The output shaft (274) protrudes outwardly from the driving body (272), rotates by the operation of the driving body (272), and is connected to the moving gear unit (280) to move the moving gear unit (280). The output shaft (274) according to one embodiment of the present invention is formed in the shape of a ball screw bar and is gear-coupled to the moving gear unit (280). Since the moving gear unit (280) is installed in a state where rotation is restricted, it moves in a straight direction by the rotation of the output shaft (274).
이동기어부(280)는 구동부(270)의 동력에 의해 이동되며, 클러치허브(250)에 맞물리는 프리휠 모드와 클러치허브(250)와 클러치기어(260)에 동시에 맞물리는 논프리휠 모드로 이동한다.The moving gear unit (280) is moved by the power of the driving unit (270) and moves in a freewheel mode in which it engages with the clutch hub (250) and a non-freewheel mode in which it engages with the clutch hub (250) and the clutch gear (260) simultaneously.
이동기어부(280)는 클러치허브(250)의 외측에 배치되고, 클러치허브(250)에만 맞물리거나, 클러치허브(250)와 클러치기어(260)에 동시에 맞물려서 동력을 전달한다.The moving gear part (280) is arranged on the outside of the clutch hub (250) and transmits power by engaging only the clutch hub (250) or engaging both the clutch hub (250) and the clutch gear (260) simultaneously.
이동기어부(280)가 클러치허브(250)에만 맞물리는 경우, 페달을 정방향으로 돌리는 동력이 회전기어부(210)와 클러치 베어링(240)을 통해 커버케이스(232)로 전달되어 커버케이스(232)가 회전한다. 그리고, 페달을 역방향으로 돌리는 동력이 회전기어부(210)와 클러치허브(250)와 이동기어부(280)의 제2이동기어부(300)만 회전시키므로, 커버케이스(232)로 회전동력이 전달되지 않는다. 이에 따라, 회전기어부(210)가 정방향으로 회전될 때에만 클러치 베어링(240)과 커버케이스(232)의 회전이 동기화되어 프리휠 조절형 바퀴(200)는 프리휠 모드로 구동된다.When the moving gear part (280) is only engaged with the clutch hub (250), the power for turning the pedal in the forward direction is transmitted to the cover case (232) through the rotating gear part (210) and the clutch bearing (240), so that the cover case (232) rotates. In addition, since the power for turning the pedal in the reverse direction only rotates the rotating gear part (210), the clutch hub (250), and the second moving gear part (300) of the moving gear part (280), the rotating power is not transmitted to the cover case (232). Accordingly, only when the rotating gear part (210) is rotated in the forward direction, the rotation of the clutch bearing (240) and the cover case (232) is synchronized, so that the freewheel adjustable wheel (200) is driven in the freewheel mode.
또한, 이동기어부(280)가 클러치허브(250)와 클러치기어(260)에 동시에 맞물려서 회전을 동기화하는 경우, 논프리휠 모드로 동작된다. 논프리휠 모드에서 페달의 동력이 회전기어부(210)와 클러치허브(250)와 제2이동기어부(300)와 클러치기어(260)의 순서로 전달된다. 또한 정방향 회전의 동력은 페달의 동력이 회전기어부(210)와 클러치 베어링(240)과 커버케이스(232)의 순서로 전달될 수도 있다. 클러치허브(250)와 클러치기어(260)에 동시에 맞물려 있는 제2이동기어부(300)가 정방향 회전과 역방향 회전의 동력을 모두 전달하므로 논프리휠 모드로 동작된다.In addition, when the moving gear unit (280) is simultaneously engaged with the clutch hub (250) and the clutch gear (260) to synchronize the rotation, it operates in a non-freewheel mode. In the non-freewheel mode, the power of the pedal is transmitted in the order of the rotating gear unit (210), the clutch hub (250), the second moving gear unit (300), and the clutch gear (260). In addition, the power of the forward rotation may be transmitted in the order of the pedal power of the rotating gear unit (210), the clutch bearing (240), and the cover case (232). Since the second moving gear unit (300) that is simultaneously engaged with the clutch hub (250) and the clutch gear (260) transmits both the power of the forward rotation and the power of the reverse rotation, it operates in a non-freewheel mode.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동기어부(280)는, 제1이동기어부(290)와 제2이동기어부(300)를 포함한다. 제1이동기어부(290)는 클러치허브(250)의 외측에 환형으로 설치되며 구동부(270)의 동력을 전달받아 직선 방향으로 이동하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1이동기어부(290)는, 제1조립기어(292)와 제2조립기어(296)를 포함한다.A moving gear unit (280) according to one embodiment of the present invention includes a first moving gear unit (290) and a second moving gear unit (300). The first moving gear unit (290) is installed in a ring shape on the outside of a clutch hub (250) and is capable of various modifications within the technical concept of moving in a straight direction by receiving power from a driving unit (270). The first moving gear unit (290) according to one embodiment of the present invention includes a first assembly gear (292) and a second assembly gear (296).
제1조립기어(292)와 제2조립기어(296)는 서로 조립되어 환형으로 설치된다. 제1조립기어(292)는 클러치허브(250)의 일측에 설치되며 구동부(270)의 동작에 의해 이동한다. 제1조립기어(292)는 곡선 형상을 따라 연장되며, 제1조립기어(292)의 내측에는 제2이동기어부(300)의 외측에 구비된 결합홈부(304)에 삽입되는 제1결합돌기(294)가 구비된다.The first assembly gear (292) and the second assembly gear (296) are assembled to each other and installed in a ring shape. The first assembly gear (292) is installed on one side of the clutch hub (250) and moves by the operation of the driving unit (270). The first assembly gear (292) extends along a curved shape, and a first engaging projection (294) is provided on the inside of the first assembly gear (292) to be inserted into a engaging groove (304) provided on the outside of the second moving gear unit (300).
또한 제1조립기어(292)의 외측으로 돌출된 연장부재(295)에 암나사홀이 구비되며, 구동부(270)에 구비된 출력축(274)이 연장부재(295)에 구비된 암나사홀에 삽입되어 기어 연결된다. 따라서 출력축(274)의 회전 방향에 의해 연장부재(295)를 포함한 제1조립기어(292)가 상측으로 이동하거나 하측으로 이동한다.In addition, a female screw hole is provided in the extension member (295) protruding outwardly from the first assembly gear (292), and the output shaft (274) provided in the driving unit (270) is inserted into the female screw hole provided in the extension member (295) to be connected to the gear. Accordingly, the first assembly gear (292) including the extension member (295) moves upward or downward depending on the rotational direction of the output shaft (274).
제2조립기어(296)는 클러치허브(250)의 타측에 설치되며 제1조립기어(292)에 연결된다. 곡선 형상을 따라 연장되는 제2조립기어(296)의 내측에는 결합홈부(304)에 삽입되는 제2결합돌기(298)가 구비된다.The second assembly gear (296) is installed on the other side of the clutch hub (250) and connected to the first assembly gear (292). The inner side of the second assembly gear (296) extending along a curved shape is provided with a second coupling projection (298) that is inserted into a coupling groove (304).
제1조립기어(292)와 제2조립기어(296)가 결합되어 제1이동기어부(290)를 형성하며, 제1이동기어부(290)는 구동부(270)의 동력에 의해 클러치 허부와 마주하는 위치로 이동하거나, 클러치허브(250)와 클러기 기어에 맞물리는 위치로 이동한다.The first assembly gear (292) and the second assembly gear (296) are combined to form the first moving gear part (290), and the first moving gear part (290) moves to a position facing the clutch hub by the power of the driving part (270) or moves to a position where it engages with the clutch hub (250) and the clutch gear.
또한 제1조립기어(292)의 내측으로 돌출된 제1결합돌기(294)와, 제2조립기어(296)의 내측으로 돌출된 제2결합돌기(298)가 제2이동기어부(300)의 외측에 형성된 결합홈부(304)의 내측으로 삽입되므로, 제1이동기어부(290)의 동작에 의해 제2이동기어부(300)도 같이 이동한다.In addition, the first engaging projection (294) protruding inwardly of the first assembly gear (292) and the second engaging projection (298) protruding inwardly of the second assembly gear (296) are inserted into the engaging groove (304) formed on the outside of the second moving gear part (300), so that the second moving gear part (300) also moves along with the movement of the first moving gear part (290).
제2이동기어부(300)는 제1이동기어부(290)의 내측에 위치하며, 클러치허브(250)와 클러치기어(260)에 맞물리는 기어를 구비한다.The second moving gear unit (300) is located on the inner side of the first moving gear unit (290) and has a gear that engages with the clutch hub (250) and the clutch gear (260).
제2이동기어부(300)는 클러치기어(260) 및 클러치허브(250)와 동심을 이루도록 환형으로 형성된다. 제2이동기어부(300)의 내주면에는 클러치허브(250)와 클러치기어(260)에 맞물리도록 내접 기어 형태로 형성되는 내측기어(306)를 포함한다. The second moving gear part (300) is formed in a ring shape so as to be concentric with the clutch gear (260) and the clutch hub (250). The inner surface of the second moving gear part (300) includes an inner gear (306) formed in the form of an internal gear to mesh with the clutch hub (250) and the clutch gear (260).
내측기어(306)는 회전기어부(210)의 축방향을 따라 일측으로 이동되어 클러치허브(250)에만 맞물리거나, 회전기어부(210)의 축방향을 따라 타측 이동되어 클러치허브(250) 및 클러치기어(260)에 동시에 맞물린다.The inner gear (306) moves to one side along the axial direction of the rotating gear portion (210) to engage only with the clutch hub (250), or moves to the other side along the axial direction of the rotating gear portion (210) to engage simultaneously with the clutch hub (250) and the clutch gear (260).
본 발명의 일 실시예에 따른 제2이동기어부(300)는, 제2이동기어몸체(302)와 결합홈부(304)와 내측기어(306)를 포함한다.A second moving gear unit (300) according to one embodiment of the present invention includes a second moving gear body (302), a coupling groove unit (304), and an inner gear (306).
제2이동기어몸체(302)는 환형으로 설치된다. 제2이동기어몸체(302)의 외경은 클러치허브(250)의 외경보다 크다. 제2이동기어몸체(302)는 클러치허브(250)와 제1이동기어부(290)의 사이에 설치된다.The second moving gear body (302) is installed in an annular shape. The outer diameter of the second moving gear body (302) is larger than the outer diameter of the clutch hub (250). The second moving gear body (302) is installed between the clutch hub (250) and the first moving gear part (290).
결합홈부(304)는 이동기어부(280)의 내측으로 돌출된 돌기와 결합되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 결합홈부(304)는 제2이동기어몸체(302)의 외측 둘레를 따라 환형으로 홈부를 형성한다. 결합홈부(304)는 제1이동기어부(290)의 내측으로 돌출된 돌기인 제1결합돌기(294)와 제결합돌기에 결합된다. 결합홈부(304)는 원호 형상을 따라 홈을 형성하며, 결합홈부(304)에 끼움식으로 결합되는 제1결합돌기(294)와 제2결합돌기(298)도 원호 형상을 따라 설치되므로, 제2이동기어부(300)는 제1이동기어부(290)의 내측에서 회전은 가능하다. 그러나 제1이동기어부(290)가 회전기어부(210)의 축방향을 따라 이동되지 않는 상태에서 제2이동기어부(300)만 단독으로 회전기어부(210)의 축방향을 따라 이동됨은 차단된다.The engaging groove (304) can be modified in various ways within the technical concept of being coupled with the projection protruding inwardly of the moving gear part (280). The engaging groove (304) according to one embodiment of the present invention forms a groove in an annular shape along the outer circumference of the second moving gear body (302). The engaging groove (304) is coupled to the first engaging projection (294) and the second engaging projection, which are projections protruding inwardly of the first moving gear part (290). The engaging groove (304) forms a groove along an arc shape, and the first engaging projection (294) and the second engaging projection (298), which are fittedly coupled to the engaging groove (304), are also installed along an arc shape, so that the second moving gear part (300) can rotate on the inside of the first moving gear part (290). However, in a state where the first moving gear part (290) does not move along the axial direction of the rotating gear part (210), the second moving gear part (300) is prevented from moving along the axial direction of the rotating gear part (210).
내측기어(306)는 제2이동기어몸체(302)의 내측 둘레를 따라 복수로 돌출되며, 클러치기어(260)에 구비된 기어 및 클러치허브(250)에 구비된 기어에 맞물리는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내측기어(306)는 제2직선기어(308)와 제2경사기어(309)를 포함한다.The inner gear (306) protrudes in multiple ways along the inner circumference of the second moving gear body (302), and can be variously modified within the technical concept of meshing with the gear provided in the clutch gear (260) and the gear provided in the clutch hub (250). The inner gear (306) according to one embodiment of the present invention includes a second straight gear (308) and a second inclined gear (309).
제2직선기어(308)는 제2이동기어몸체(302)의 내측 둘레를 따라 돌출되며, 상하 방향으로 연장되는 기어이다.The second straight gear (308) is a gear that protrudes along the inner circumference of the second moving gear body (302) and extends in the vertical direction.
제2경사기어(309)는 제2직선기어(308)의 단부에 형성되는 경사면이다. 클러치허브(250)의 상측에 클러치기어(260)가 설치되는 경우, 제2직선기어(308)의 상측에 제2경사기어(309)가 설치된다.The second inclined gear (309) is an inclined surface formed at the end of the second straight gear (308). When the clutch gear (260) is installed on the upper side of the clutch hub (250), the second inclined gear (309) is installed on the upper side of the second straight gear (308).
제2경사기어(309)의 경사면은 제1경사기어(268)의 경사면에 대응하는 각도로 설치된다. 제2경사기어(309)는 직삼각형 형상으로 이루어진다. 제2경사기어(309)는 제1경사기어(268)를 향하여 경사면을 형성한다. 제2경사기어(309)는 제2이동기어부(300)의 내측 둘레를 따라 복수로 설치되며, 복수로 설치된 제2경사기어(309)의 경사각도는 동일하다.The inclined surface of the second inclined gear (309) is installed at an angle corresponding to the inclined surface of the first inclined gear (268). The second inclined gear (309) is formed in a right triangle shape. The second inclined gear (309) forms an inclined surface toward the first inclined gear (268). The second inclined gears (309) are installed in multiple numbers along the inner circumference of the second moving gear section (300), and the inclined angles of the second inclined gears (309) installed in multiple numbers are the same.
클러치기어(260)에 구비된 제2외측기어(264)의 형상은 한쪽 방향 각도가 적용되며, 이에 대응하는 내측기어(306)의 형상도 제2외측기어(264)와 반대되는 한쪽 방향 각도가 적용되므로, 이동기어부(280)가 상측으로 이동할 때 내측기어(306)는 한방향 회전과 동시에 상하 방향으로 직선운동을 한다. 따라서 이동하는 내측기어(306)가 고정된 제2외측기어(264)에 맞물려서 동력을 전달하는 동작이 신속하고 정확하게 이루어진다.The shape of the second outer gear (264) provided in the clutch gear (260) is such that a one-way angle is applied, and the shape of the corresponding inner gear (306) is also such that a one-way angle is applied opposite to that of the second outer gear (264), so that when the moving gear part (280) moves upward, the inner gear (306) rotates in one direction and moves linearly in the up-and-down direction at the same time. Accordingly, the operation of the moving inner gear (306) engaging with the fixed second outer gear (264) to transmit power is performed quickly and accurately.
프리휠 조절형 바퀴(200)에서 회전되는 부품을 회전 가능하게 지지하는 베어링부(320)는 복수의 베어링을 구비한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링부(320)는, 휠베어링부(322)와 샤프트 베어링(324)을 포함한다.A bearing part (320) that rotatably supports a rotating part in a freewheel adjustable wheel (200) has a plurality of bearings. The bearing part (320) according to one embodiment of the present invention includes a wheel bearing part (322) and a shaft bearing (324).
휠베어링부(322)는 커버케이스(232)의 내측리브(236)와 고정케이스(234)의 내측케이스(235)의 사이에 설치되므로, 회전이 구속된 고정케이스(234)와 회전이 이루어지는 커버케이스(232) 사이에 발생되는 마찰을 저감시킨다.The wheel bearing part (322) is installed between the inner rib (236) of the cover case (232) and the inner case (235) of the fixed case (234), so that friction occurring between the fixed case (234) whose rotation is restricted and the cover case (232) that rotates is reduced.
샤프트(220)베어링은 샤프트(220)와 회전기어부(210)의 사이에 설치되며, 샤프트(220) 회전시 발생되는 마찰을 저감시킨다. The shaft (220) bearing is installed between the shaft (220) and the rotating gear part (210) and reduces friction generated when the shaft (220) rotates.
스테이터(310)는 고정케이스(234)에 고정되며, 고정케이스(234)의 테두리를 따라 환형으로 설치된다. 스테이터(310)는 커버케이스(232)에 자력을 가하여 커버케이스(232)의 회전 부하를 조절한다. 스테이터(310)는 고정케이스(234)에 고정되어 회전이 구속된다. 스테이터(310)는 철심에 코일이 감긴 전자석이다. 코일에 전원이 인가됨에 따라 스테이터(310)에서 자력이 발생된다. 스테이터(310)의 코일에 인가되는 전류를 조절하여 스테이터(310)의 자력 세기를 조절할 수 있다. The stator (310) is fixed to the fixed case (234) and is installed in a ring shape along the edge of the fixed case (234). The stator (310) applies a magnetic force to the cover case (232) to control the rotational load of the cover case (232). The stator (310) is fixed to the fixed case (234) and its rotation is restricted. The stator (310) is an electromagnet having a coil wound around an iron core. When power is applied to the coil, a magnetic force is generated in the stator (310). The magnetic strength of the stator (310) can be controlled by controlling the current applied to the coil of the stator (310).
스테이터(310)의 자력 세기가 증가하면 커버케이스(232)의 회전 부하가 증가되므로, 페달을 밟는 답력이 증가한다. 스테이터(310)의 자력 세기가 감소하면 커버케이스(232)의 회전 부하가 감소되므로, 페달을 밟는 답력이 감소한다. 스테이터(310)의 자력 세기 조절에 의해 커버케이스(232)의 회전 부하를 조절하여 사용자의 답력을 조절할 수 있다.When the magnetic force of the stator (310) increases, the rotational load of the cover case (232) increases, so that the pedaling force increases. When the magnetic force of the stator (310) decreases, the rotational load of the cover case (232) decreases, so that the pedaling force decreases. By adjusting the magnetic force of the stator (310), the rotational load of the cover case (232) can be adjusted, so that the user's pedaling force can be adjusted.
스테이터(310)는 커버케이스(232)와 함께 회전되지 않도록 고정케이스(234)에 고정되며, 고정케이스(234)는 프레임부(10)에 고정된다. 고정케이스(234)는 볼트, 리벳 등의 체결부재에 의해 프레임부(10)에 고정될 수 있다. 고정케이스(234)의 중심부에는 회전기어부(210)와 샤프트(220)가 관통되게 설치된다. The stator (310) is fixed to a fixed case (234) so as not to rotate together with the cover case (232), and the fixed case (234) is fixed to the frame part (10). The fixed case (234) can be fixed to the frame part (10) by a fastening member such as a bolt or rivet. A rotating gear part (210) and a shaft (220) are installed to penetrate the center of the fixed case (234).
스테이터(310)가 고정케이스(234)의 둘레부에 환형으로 배치되므로, 스테이터(310)의 반경이 최대한 증가됨에 따라 스테이터(310)를 최대한 크게 형성할 수 있다. 또한, 스테이터(310)의 크기가 증가됨에 따라 스테이터(310)에서 발생되는 최대 자력이 보다 커질 수 있으므로, 커버케이스(232)에 가해지는 회전 부하의 조절 범위를 보다 증가시킬 수 있다.Since the stator (310) is arranged in a ring shape around the periphery of the fixed case (234), the stator (310) can be formed as large as possible as the radius of the stator (310) increases as much as possible. In addition, as the size of the stator (310) increases, the maximum magnetic force generated in the stator (310) can become larger, so the adjustment range of the rotational load applied to the cover case (232) can be further increased.
또한, 스테이터(310)가 이동기어부(280)와 클러치허브(250)의 반경방향에 배치되는 경우, 커버케이스(232)와 스테이터(310)의 설치 두께를 현저히 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 헬스 자전거(1)에서 커버케이스(232)의 두께를 상대적으로 얇게 제조하여 양측 페달 사이의 간격을 좁힐 수 있으므로, 헬스 자전거(1)의 설계 자유도를 현저히 향상시킬 수 있다.In addition, when the stator (310) is arranged in the radial direction of the moving gear unit (280) and the clutch hub (250), the installation thickness of the cover case (232) and the stator (310) can be significantly reduced. Accordingly, the thickness of the cover case (232) in the exercise bike (1) can be manufactured relatively thin to narrow the gap between the pedals on both sides, thereby significantly improving the design freedom of the exercise bike (1).
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation state of a freewheel adjustable wheel (200) and an exercise bike (1) equipped with the same according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)가 프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)가 프리휠 모드에서 동력이 전달되는 상태를 도시한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention operates in freewheel mode, and FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state in which power is transmitted in freewheel mode by a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention.
도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 제2이동기어부(300)가 클러치허브(250)에만 맞물려 있는 경우, 클러치허브(250)를 회전시키는 동력은 커버케이스(232)로 전달되지 않는다. 그리고 페달을 정방향으로 회전시켰을 때, 회전기어부(210)도 정방향으로 회전한다. 회전기어부(210)가 정방향으로 회전하면, 회전기어부(210)를 회전시키는 동력은 클러치 베어링(240)을 통해 커버케이스(232)로 전달되므로 커버케이스(232)가 정방향으로 회전한다. 따라서 프리휠 조절형 바퀴(200) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)는 프리휠 모드로 동작된다.As shown in FIGS. 8 and 9, when the second moving gear unit (300) is only engaged with the clutch hub (250), the power for rotating the clutch hub (250) is not transmitted to the cover case (232). And when the pedal is rotated in the forward direction, the rotating gear unit (210) also rotates in the forward direction. When the rotating gear unit (210) rotates in the forward direction, the power for rotating the rotating gear unit (210) is transmitted to the cover case (232) through the clutch bearing (240), so that the cover case (232) rotates in the forward direction. Therefore, the freewheel adjustable wheel (200) and the exercise bike (1) equipped therewith are operated in the freewheel mode.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)가 논프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 사시도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동기어부(280)가 클러치기어(260)에 연결된 상태를 도시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)가 논프리휠 모드로 동작된 상태를 도시한 단면도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리휠 조절형 바퀴(200)가 논프리휠 모드에서 동력이 전달되는 상태를 도시한 단면도이다.FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention is operated in a non-freewheel mode, FIG. 11 is a perspective view illustrating a state in which a moving gear part (280) according to one embodiment of the present invention is connected to a clutch gear (260), FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a state in which a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention is operated in a non-freewheel mode, and FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a state in which power is transmitted in a non-freewheel mode through a freewheel-adjustable wheel (200) according to one embodiment of the present invention.
도 10 내지 13에 도시된 바와 같이, 제2이동기어부(300)가 클러치허브(250)와 클러치기어(260)에 맞물려 있는 경우, 클러치허브(250)를 회전시키는 동력은 제2이동기어부(300)를 통해 클러치기어(260)를 회전시킨다. 클러치기어(260)는 커버케이스(232)에 고정되므로 클러치기어(260)와 함께 커버케이스(232)가 회전한다.As shown in FIGS. 10 to 13, when the second moving gear unit (300) is engaged with the clutch hub (250) and the clutch gear (260), the power for rotating the clutch hub (250) rotates the clutch gear (260) through the second moving gear unit (300). Since the clutch gear (260) is fixed to the cover case (232), the cover case (232) rotates together with the clutch gear (260).
따라서 페달을 정방향 또는 역방향으로 회전시켰을 때, 회전기어부(210)도 정방향 또는 역방향으로 회전한다. 따라서 프리휠 조절형 바퀴(200) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)는 논프리휠 모드로 동작된다.Therefore, when the pedal is rotated in the forward or reverse direction, the rotating gear part (210) also rotates in the forward or reverse direction. Therefore, the freewheel adjustable wheel (200) and the exercise bike (1) equipped with the same are operated in the non-freewheel mode.
프리휠 조절형 바퀴(200) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)가 프리휠 모드일 때는 클러치 베어링(240)의 동작으로 무소음을 구현할 수 있다.When a freewheel adjustable wheel (200) and an exercise bike (1) equipped with the same are in freewheel mode, noiselessness can be achieved through the operation of a clutch bearing (240).
프리휠 조절형 바퀴(200) 및 이를 구비하는 헬스 자전거(1)가 프리휠 모드일 때는 제2이동기어부(300)에 의해 클러치허브(250)와 클러치기어(260)의 회전이 같이 이루어지므로 회전기어부(210)와 함ㄲ 커버케이스(232)가 회전한다.When the freewheel adjustable wheel (200) and the exercise bike (1) equipped with the same are in freewheel mode, the clutch hub (250) and the clutch gear (260) rotate together by the second moving gear unit (300), so the cover case (232) rotates together with the rotating gear unit (210).
또한 제2이동기어부(300)를 포함한 이동기어부(280) 및 이동기어부(280)를 이동시키는 구동부(270)가 케이스부(230)의 내측에 1단으로 설치되므로 케이스부(230)의 크기와 두께를 감소시키므로 프리휠 조절형 바퀴(200)의 설계 자유도를 높일 수 있다.In addition, since the moving gear unit (280) including the second moving gear unit (300) and the driving unit (270) that moves the moving gear unit (280) are installed in one stage on the inside of the case unit (230), the size and thickness of the case unit (230) can be reduced, thereby increasing the degree of freedom in the design of the freewheel adjustable wheel (200).
그리고 모터를 사용하는 구동부(270)가 프리휠 조절형 바퀴(200)의 내측에 설치되므로, 사용자가 헬스 자전거(1)에서 내리지 않고서도 프리휠 모드와 논프리휠 모드의 전환을 할 수 있으므로 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the driving unit (270) using a motor is installed on the inside of the freewheel adjustable wheel (200), the user can switch between the freewheel mode and the non-freewheel mode without getting off the exercise bike (1), thereby improving the convenience of use.
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.Although the present invention has been described with reference to the drawings as examples, it is obvious that the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed in this specification, and that various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. In addition, even if the effects according to the configuration of the present invention were not explicitly described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.
1: 헬스 자건거
10: 프레임부 12: 외측프레임 14: 내측프레임 16: 측면프레임
20: 벨트부재
30: 회전 디스크 31: 내측 디스크
40: 페달부
50: 회전지지축
60: 베이스부
70: 시트 하우징부
80: 핸들
90: 디스플레이부
100: 시트 포스트
110: 시트
200: 프리휠 조절형 바퀴
210: 회전기어부 212: 풀리부재 214: 회전몸체
220: 샤프트
230: 케이스부 232: 커버케이스 233: 외측케이스 236: 내측리브 234: 고정케이스 235: 내측케이스
240: 클러치 베어링
250: 클러치허브 252: 허브몸체 254: 제1외측기어
260: 클러치기어 262: 기어몸체 264: 제2외측기어 266: 제1직선기어 268: 제1경사기어
270: 구동부 272: 구동몸체 274: 출력축 276: 모터브라켓 278: 모터케이스
280: 이동기어부
290: 제1이동기어부
292: 제1조립기어 294: 제1결합돌기 295: 연장부재
296: 제2조립기어 298: 제2결합돌기
300: 제2이동기어부
302: 제2이동기어몸체 304: 결합홈부 306: 내측기어 308: 제2직선기어 309: 제2경사기어
310: 스테이터
320: 베어링부 322: 휠베어링부 324: 샤프트 베어링1: Health bike
10: Frame 12: Outer frame 14: Inner frame 16: Side frame
20: Belt Absence
30: Rotating disc 31: Inner disc
40: Pedal section
50: Rotation support axis
60: Bass section
70: Seat housing section
80: Handle
90: Display section
100: Seat Post
110: Sheet
200: Freewheel adjustable wheel
210: Rotating gear part 212: Pulley part 214: Rotating body
220: Shaft
230: Case part 232: Cover case 233: Outer case 236: Inner rib 234: Fixed case 235: Inner case
240: Clutch bearing
250: Clutch hub 252: Hub body 254: First outer gear
260: Clutch gear 262: Gear body 264: Second outer gear 266: First straight gear 268: First inclined gear
270: Drive unit 272: Drive body 274: Output shaft 276: Motor bracket 278: Motor case
280: Moving gear section
290: 1st Mobile Gear Fishery
292: First assembly gear 294: First coupling projection 295: Extension member
296: Second assembly gear 298: Second coupling projection
300: 2nd mobile gear unit
302: Second moving gear body 304: Joining groove 306: Inner gear 308: Second straight gear 309: Second inclined gear
310: Stator
320: Bearing part 322: Wheel bearing part 324: Shaft bearing
Claims (20)
상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부;
상기 회전기어부와 상기 케이스부의 사이에 설치되며, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전될 때 상기 케이스부로 동력을 전달하는 클러치 베어링;
상기 회전기어부의 외측에 고정되며, 상기 회전기어부와 함께 회전하는 클러치허브;
상기 클러치허브에 연이어 설치되며, 상기 케이스부에 고정되는 클러치기어;
상기 케이스부에 고정되며, 회전동력을 공급하는 구동부; 및
상기 구동부의 동력에 의해 이동되며, 상기 클러치허브에 맞물리는 프리휠 모드와, 상기 클러치허브와 상기 클러치기어에 동시에 맞물리는 논프리휠 모드로 이동하는 이동기어부;를 포함하고,
상기 이동기어부는, 상기 클러치허브의 외측에 환형으로 설치되며, 상기 구동부의 동력을 전달받아 직선 방향으로 이동하는 제1이동기어부; 및
상기 제1이동기어부의 내측에 위치하며, 상기 클러치허브와 상기 클러치기어에 맞물리는 기어를 구비하는 제2이동기어부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
A rotating gear section that receives power from the pedal section and rotates, and has gears along the outer circumference;
A case portion that rotatably supports the above-mentioned rotating gear portion;
A clutch bearing installed between the rotating gear part and the case part, and transmitting power to the case part when the rotating gear part rotates in the forward direction;
A clutch hub fixed to the outside of the above rotating gear part and rotating together with the above rotating gear part;
A clutch gear which is installed in series with the above clutch hub and fixed to the case part;
A driving unit fixed to the above case and supplying rotational power; and
It includes a moving gear part that is moved by the power of the above driving part and moves in a freewheel mode that engages with the clutch hub and a non-freewheel mode that engages with the clutch hub and the clutch gear simultaneously;
The above moving gear part is a first moving gear part that is installed in a ring shape on the outside of the clutch hub and moves in a straight direction by receiving power from the driving part; and
A freewheel adjustable wheel including a second moving gear section located inside the first moving gear section and having a gear that engages with the clutch hub and the clutch gear.
상기 회전기어부는, 상기 케이스부의 외측에 위치하며, 벨트를 통해 상기 페달부의 동력을 전달받는 풀리부재; 및
상기 풀리부재에서 상기 케이스부의 내측으로 연장되며, 상기 풀리부재와 함께 회전하는 회전몸체;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In the first paragraph,
The above rotating gear part is a pulley part located on the outside of the case part and receives power from the pedal part through a belt; and
A freewheel adjustable wheel including a rotating body extending from the pulley member to the inside of the case member and rotating together with the pulley member.
상기 클러치허브는, 상기 회전몸체와 중심이 일치하며 상기 회전몸체의 외측에 고정되는 원판 형상의 허브몸체; 및
상기 허브몸체의 외측둘레를 따라 설치되며, 상하 방향으로 연장된 돌기 형상의 제1외측기어;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In the second paragraph,
The above clutch hub is a hub body in the shape of a disk whose center coincides with the rotating body and is fixed to the outside of the rotating body; and
A freewheel adjustable wheel including a first outer gear having a projection shape extending in an up-down direction and installed along the outer circumference of the hub body.
상기 케이스부는, 상기 클러치기어와 함께 회전되며, 상기 클러치 베어링을 통해 회전동력을 전달받으며, 상기 클러치 베어링과 상기 이동기어부를 감싸는 형상으로 설치되는 커버케이스; 및
상기 구동부를 지지하며 상기 커버케이스의 개구된 부분에 설치되는 고정케이스;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In the first paragraph,
The case part rotates together with the clutch gear, receives rotational power through the clutch bearing, and is installed in a shape that surrounds the clutch bearing and the moving gear part; and
A freewheel adjustable wheel including a fixed case that supports the above driving unit and is installed in an opened portion of the cover case.
상기 클러치기어는, 상기 커버케이스의 내측에 환형으로 설치되며, 상기 커버케이스에 고정되는 기어몸체; 및
상기 기어몸체의 외측으로 돌출되며, 상기 이동기어부에 맞물려서 동력을 전달 받는 제2외측기어;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In paragraph 4,
The above clutch gear is installed in a ring shape on the inside of the cover case and has a gear body fixed to the cover case; and
A freewheel adjustable wheel including a second outer gear that protrudes outwardly from the gear body and engages with the moving gear section to transmit power.
상기 고정케이스에 고정되며, 상기 고정케이스의 테두리를 따라 환형으로 설치되며, 자력을 발생시키는 스테이터;를 더 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In paragraph 4,
A freewheel adjustable wheel further comprising a stator fixed to the fixed case and installed in an annular shape along the perimeter of the fixed case, the stator generating magnetic force.
상기 구동부는, 상기 고정케이스에 고정되며, 회전 동력을 공급하는 구동몸체; 및
상기 구동몸체의 외측으로 돌출되며, 상기 구동몸체의 동작에 의해 회전하며, 상기 이동기어부에 연결되어 상기 이동기어부를 이동시키는 출력축;을 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In paragraph 4,
The above driving unit comprises a driving body fixed to the fixed case and supplying rotational power; and
A freewheel adjustable wheel including an output shaft that protrudes outwardly from the driving body, rotates by the operation of the driving body, and is connected to the moving gear section to move the moving gear section.
상기 제1이동기어부는, 상기 클러치허브의 일측에 설치되며, 상기 구동부의 동작에 의해 이동되는 제1조립기어; 및
상기 클러치허브의 타측에 설치되며, 상기 제1조립기어에 연결되는 제2조립기어;를 포함하며,
상기 제1조립기어의 내측에는 상기 제2이동기어부의 외측에 구비된 결합홈부에 삽입되는 제1결합돌기가 구비되며,
상기 제2조립기어의 내측에는 상기 결합홈부에 삽입되는 제2결합돌기가 구비되는 프리휠 조절형 바퀴.
In the first paragraph,
The first moving gear part is a first assembly gear installed on one side of the clutch hub and moved by the operation of the driving part; and
A second assembly gear is installed on the other side of the clutch hub and is connected to the first assembly gear;
The inner side of the first assembly gear is provided with a first coupling projection that is inserted into a coupling groove provided on the outer side of the second moving gear portion.
A freewheel adjustable wheel having a second engaging projection inserted into the engaging groove on the inner side of the second assembly gear.
상기 제2이동기어부는, 환형으로 설치되는 제2이동기어몸체;
상기 제2이동기어몸체의 외측 둘레를 따라 환형으로 홈부를 형성하며, 상기 이동기어부의 내측으로 돌출된 돌기와 결합되는 결합홈부; 및
상기 제2이동기어몸체의 내측으로 돌출되며, 상기 클러치기어에 구비된 기어 및 상기 클러치허브에 구비된 기어에 맞물리는 내측기어;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In the first paragraph,
The above second moving gear part comprises a second moving gear body installed in a ring shape;
A groove is formed in an annular shape along the outer circumference of the second moving gear body, and a joining groove is joined with a projection protruding inwardly of the moving gear body; and
A freewheel adjustable wheel including an inner gear that protrudes inwardly from the second moving gear body and engages with a gear provided in the clutch gear and a gear provided in the clutch hub.
상기 회전기어부의 내측을 관통하여 수평방향으로 설치되며, 프레임부에 고정되는 샤프트;
상기 회전기어부와 상기 샤프트가 중심을 관통하며 설치되고, 회전 가능하게 설치되는 커버케이스;
상기 커버케이스의 개구된 부분을 차폐하는 형상으로 설치되며, 회전이 구속되는 고정케이스;
상기 회전기어부와 상기 커버케이스의 사이에 설치되며, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전될 때 상기 커버케이스로 동력을 전달하는 클러치 베어링;
상기 회전기어부의 외측에 고정되며, 상기 회전기어부와 함께 회전하는 클러치허브;
상기 클러치허브에 연이어 설치되며, 상기 커버케이스에 고정되는 클러치기어;
상기 고정케이스에 고정되며, 회전동력을 공급하는 구동부; 및
상기 구동부의 동력에 의해 이동되며, 상기 클러치허브에 맞물리는 프리휠 모드와, 상기 클러치허브와 상기 클러치기어에 동시에 맞물리는 논프리휠 모드로 이동하는 이동기어부;를 포함하고,
상기 이동기어부는, 상기 클러치허브의 외측에 환형으로 설치되며, 상기 구동부의 동력을 전달받아 직선 방향으로 이동하는 제1이동기어부; 및
상기 제1이동기어부의 내측에 위치하며, 상기 클러치허브와 상기 클러치기어에 맞물리는 기어를 구비하는 제2이동기어부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
A rotating gear section that receives power from the pedal section and rotates, and has gears along the outer circumference;
A shaft installed horizontally through the inner side of the above rotating gear portion and fixed to the frame portion;
A cover case in which the above-mentioned rotating gear part and the above-mentioned shaft are installed through the center and are rotatably installed;
A fixed case installed in a shape that shields the opened portion of the above cover case and whose rotation is restricted;
A clutch bearing installed between the above-mentioned rotating gear part and the above-mentioned cover case, and transmitting power to the above-mentioned cover case when the above-mentioned rotating gear part rotates in the forward direction;
A clutch hub fixed to the outside of the above rotating gear part and rotating together with the above rotating gear part;
A clutch gear installed in series with the above clutch hub and fixed to the cover case;
A driving unit fixed to the above fixed case and supplying rotational power; and
It includes a moving gear part that is moved by the power of the above driving part and moves in a freewheel mode that engages with the clutch hub and a non-freewheel mode that engages with the clutch hub and the clutch gear simultaneously;
The above moving gear part is a first moving gear part that is installed in a ring shape on the outside of the clutch hub and moves in a straight direction by receiving power from the driving part; and
A freewheel adjustable wheel including a second moving gear section located inside the first moving gear section and having a gear that engages with the clutch hub and the clutch gear.
상기 회전기어부는, 상기 커버케이스의 외측에 위치하며, 벨트를 통해 상기 페달부의 동력을 전달받는 풀리부재; 및
상기 풀리부재에서 상기 커버케이스의 내측으로 연장되며, 상기 풀리부재와 함께 회전하는 회전몸체;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In Article 11,
The above rotating gear part is a pulley part located on the outside of the cover case and receives power from the pedal part through a belt; and
A freewheel adjustable wheel including a rotating body extending from the pulley member to the inside of the cover case and rotating together with the pulley member.
상기 클러치허브는, 상기 회전몸체와 중심이 일치하며 상기 회전몸체의 외측에 고정되는 원판 형상의 허브몸체; 및
상기 허브몸체의 외측둘레를 따라 설치되며, 상하 방향으로 연장된 돌기 형상의 제1외측기어;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In Article 12,
The above clutch hub is a hub body in the shape of a disk whose center coincides with the rotating body and is fixed to the outside of the rotating body; and
A freewheel adjustable wheel including a first outer gear having a projection shape extending in an up-down direction and installed along the outer circumference of the hub body.
상기 클러치기어는, 상기 커버케이스의 내측에 환형으로 설치되며, 상기 커버케이스에 고정되는 기어몸체; 및
상기 기어몸체의 외측으로 돌출되며, 상기 이동기어부에 맞물려서 동력을 전달 받는 제2외측기어;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In Article 11,
The above clutch gear is installed in a ring shape on the inside of the cover case and has a gear body fixed to the cover case; and
A freewheel adjustable wheel including a second outer gear that protrudes outwardly from the gear body and engages with the moving gear section to transmit power.
상기 고정케이스에 고정되며, 상기 고정케이스의 테두리를 따라 환형으로 설치되며, 자력을 발생시켜 상기 커버케이스의 회전 부하를 조절하는 스테이터;를 더 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In Article 11,
A freewheel adjustable wheel further comprising a stator fixed to the fixed case and installed in a ring shape along the perimeter of the fixed case, the stator generating magnetic force to adjust the rotational load of the cover case.
상기 구동부는, 상기 고정케이스에 고정되며, 회전 동력을 공급하는 구동몸체; 및
상기 구동몸체의 외측으로 돌출되며, 상기 구동몸체의 동작에 의해 회전하며, 상기 이동기어부에 연결되어 상기 이동기어부를 이동시키는 출력축;을 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In Article 11,
The above driving unit comprises a driving body fixed to the fixed case and supplying rotational power; and
A freewheel adjustable wheel including an output shaft that protrudes outwardly from the driving body, rotates by the operation of the driving body, and is connected to the moving gear section to move the moving gear section.
상기 제1이동기어부는, 상기 클러치허브의 일측에 설치되며, 상기 구동부의 동작에 의해 이동되는 제1조립기어; 및
상기 클러치허브의 타측에 설치되며, 상기 제1조립기어에 연결되는 제2조립기어;를 포함하며,
상기 제1조립기어의 내측에는 상기 제2이동기어부의 외측에 구비된 결합홈부에 삽입되는 제1결합돌기가 구비되며,
상기 제2조립기어의 내측에는 상기 결합홈부에 삽입되는 제2결합돌기가 구비되는 프리휠 조절형 바퀴.
In Article 11,
The first moving gear part is a first assembly gear installed on one side of the clutch hub and moved by the operation of the driving part; and
A second assembly gear is installed on the other side of the clutch hub and is connected to the first assembly gear;
The inner side of the first assembly gear is provided with a first coupling projection that is inserted into a coupling groove provided on the outer side of the second moving gear portion.
A freewheel adjustable wheel having a second engaging projection inserted into the engaging groove on the inner side of the second assembly gear.
상기 제2이동기어부는, 환형으로 설치되는 제2이동기어몸체;
상기 제2이동기어몸체의 외측 둘레를 따라 환형으로 홈부를 형성하며, 상기 이동기어부의 내측으로 돌출된 돌기와 결합되는 결합홈부; 및
상기 제2이동기어몸체의 내측으로 돌출되며, 상기 클러치기어에 구비된 기어 및 상기 클러치허브에 구비된 기어에 맞물리는 내측기어;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.
In Article 11,
The above second moving gear part comprises a second moving gear body installed in a ring shape;
A groove is formed in an annular shape along the outer circumference of the second moving gear body, and a joining groove is joined with a projection protruding inwardly of the moving gear body; and
A freewheel adjustable wheel including an inner gear that protrudes inwardly from the second moving gear body and engages with a gear provided in the clutch gear and a gear provided in the clutch hub.
상기 프레임부의 측면에 설치된 회전디스크에 설치되는 페달부;
상기 페달부의 동력을 전달받아 회전하며, 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 회전기어부;
상기 회전기어부를 회전 가능하게 지지하는 케이스부;
상기 회전기어부와 상기 케이스부의 사이에 설치되며, 상기 회전기어부가 정방향으로 회전될 때 상기 케이스부로 동력을 전달하는 클러치 베어링;
상기 회전기어부의 외측에 고정되며, 상기 회전기어부와 함께 회전하는 클러치허브;
상기 클러치허브에 연이어 설치되며, 상기 케이스부에 고정되는 클러치기어;
상기 케이스부에 고정되며, 회전동력을 공급하는 구동부; 및
상기 구동부의 동력에 의해 이동되며, 상기 클러치허브에 맞물리는 프리휠 모드와, 상기 클러치허브와 상기 클러치기어에 동시에 맞물리는 논프리휠 모드로 이동하는 이동기어부;를 포함하고,
상기 이동기어부는, 상기 클러치허브의 외측에 환형으로 설치되며, 상기 구동부의 동력을 전달받아 직선 방향으로 이동하는 제1이동기어부; 및
상기 제1이동기어부의 내측에 위치하며, 상기 클러치허브와 상기 클러치기어에 맞물리는 기어를 구비하는 제2이동기어부;를 포함하는 프리휠 조절형 바퀴.A frame section that supports the saddle and handlebar;
A pedal unit installed on a rotating disk installed on the side of the above frame unit;
A rotating gear part that receives power from the pedal part and rotates, and has gears provided along the outer circumference;
A case portion that rotatably supports the above-mentioned rotating gear portion;
A clutch bearing installed between the rotating gear part and the case part, and transmitting power to the case part when the rotating gear part rotates in the forward direction;
A clutch hub fixed to the outside of the above rotating gear part and rotating together with the above rotating gear part;
A clutch gear which is installed in series with the above clutch hub and fixed to the case part;
A driving unit fixed to the above case and supplying rotational power; and
It includes a moving gear part that is moved by the power of the above driving part and moves in a freewheel mode that engages with the clutch hub and a non-freewheel mode that engages with the clutch hub and the clutch gear simultaneously;
The above moving gear part is a first moving gear part that is installed in a ring shape on the outside of the clutch hub and moves in a straight direction by receiving power from the driving part; and
A freewheel adjustable wheel including a second moving gear section located inside the first moving gear section and having a gear that engages with the clutch hub and the clutch gear.
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