KR102784665B1 - Transmission for bicycle crank - Google Patents
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Abstract
자전거 크랭크 변속장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치는, 외측에 직결라쳇이 배치되며, 내주면에 기어 이가 형성되는 링기어부; 상기 직결라쳇과 선택적으로 치합되는 직결라쳇 톱니가 내주면에 형성되고, 결합축이 형성되는 크랭크 커버; 상기 결합축에 장착되는 선기어부; 편심홀이 형성되는 편심 가이드 및 상기 편심 가이드에 결합되며 어느 일 영역은 상기 링기어부와 치합되며 다른 일 영역은 상기 선기어부와 치합되는 편심기어를 포함하는 감속기어부; 상기 링기어부와 함께 회전되며, 일면에는 상기 직결라쳇이 배치되고, 외주면에는 체인링 결합부가 형성되는 체인링 하우징; 및 상기 직결라쳇을 선택적으로 상기 직결라쳇 톱니와 치합시키는 클러치부;를 포함하며, 상기 선기어부는, 외주면에 선기어 이가 형성되어 상기 편심기어와 치합되는 제1기어와, 상기 제1기어의 일면에 형성되며 외주면에 선기어라쳇 톱니가 형성되는 제2기어를 포함하는 선기어; 상기 크랭크 커버에 배치되며 상기 선기어라쳇 톱니와 치합되는 선기어라쳇;을 포함한다. 본 발명에 의하면, 변속기가 내장되어 단일의 체인링만으로도 변속되며, 구성의 간소화 및 경량화가 가능하고, 지속적으로 치합되는 라쳇/기어들의 내구성이 우수하며 가해지는 응력이 집중되는 것이 방지되어 안전하게 사용할 수 있는 크랭크 변속장치가 제공된다.A bicycle crank shifting device is disclosed. According to one embodiment of the present invention, a bicycle crank shifting device comprises: a ring gear portion having a direct-coupled ratchet arranged on an outer side thereof and gear teeth formed on an inner surface thereof; a crank cover having direct-coupled ratchet teeth formed on an inner surface thereof to selectively mesh with the direct-coupled ratchet and a coupling shaft formed thereon; a sun gear portion mounted on the coupling shaft; a reduction gear portion including an eccentric guide having an eccentric hole formed therein and an eccentric gear coupled to the eccentric guide and having one area meshed with the ring gear portion and another area meshed with the sun gear portion; a chainring housing that rotates together with the ring gear portion, having the direct-coupled ratchet arranged on one surface thereof, and a chainring coupling portion formed on an outer surface thereof; And a clutch part which selectively engages the direct ratchet with the direct ratchet teeth; the sun gear part includes a sun gear including a first gear having a sun gear tooth formed on an outer surface thereof and engaging with the eccentric gear, and a second gear formed on one surface of the first gear and having a sun gear ratchet tooth formed on an outer surface thereof; and a sun gear ratchet which is disposed on the crank cover and engages with the sun gear ratchet teeth. According to the present invention, a crank transmission device is provided which has a built-in transmission and enables transmission with only a single chainring, enables simplification and reduction in weight of the configuration, has excellent durability of continuously engaged ratchets/gears, and prevents concentration of applied stress, so that it can be used safely.
Description
본 발명은 자전거 크랭크 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 변속기가 내장된 자전거 크랭크 변속장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bicycle crank shifting device, and more particularly, to a bicycle crank shifting device having a built-in transmission.
일반적으로 자전거의 기어 변속기는 주행상태에 따라 페달을 일정한 힘과 속도로 밟을 수 있도록 하기 위하여 설치된다. 자전거의 변속은 앞기어 변속과 뒷기어변속으로 구분된다. 앞기어 변속은 서로 다른 톱니 수를 갖는 체인링(chainring)이 중첩 배치되며, 뒷기어 변속은 서로 다른 톱니 수를 갖는 스프로켓(sprocket)이 중첩 배치되어 변속된다. 앞기어인 체인링과 뒷기어인 스프라켓의 톱니 수에 의해 정해지는 기어 비는 동일 페달링 조건에서는 자전거의 주행속도의 차이로 나타난다.In general, the gear shift of a bicycle is installed to enable pedaling with a certain force and speed depending on the riding condition. Bicycle shifting is divided into front gear shifting and rear gear shifting. Front gear shifting is performed by overlapping chainrings with different numbers of teeth, and rear gear shifting is performed by overlapping sprockets with different numbers of teeth. The gear ratio determined by the number of teeth of the chainring (front gear) and sprocket (rear gear) is expressed as a difference in the riding speed of the bicycle under the same pedaling conditions.
그러나, 종래의 자전거의 앞기어 변속은 체인의 위치를 강제적으로 이동시키는 시프트 방식의 변속 메커니즘으로 인하여, 변속과정에서 체인이 체인링에서 빈번히 이탈되는 문제가 있다. 또한, 이탈된 체인을 체인링에 다시 장착하는 것이 쉬운 일은 아니며, 체인을 장착하는 과정에서 사용자의 손이나 옷 등이 체인에 도포된 윤활유에 의해 오염되기도 한다.However, the front gear of a conventional bicycle has a problem in that the chain frequently comes off the chainring during the shifting process due to the shift mechanism that forcibly moves the position of the chain. In addition, it is not easy to reattach a detached chain to the chainring, and the user's hands or clothes, etc., may become contaminated by the lubricant applied to the chain during the chain mounting process.
나아가, 자전거 앞기어 변속을 여러 장의 체인링을 적층하여 체인의 위치이동을 통해 구현하는 경우 장치의 소형화 및 경량화에 한계가 있는 문제점이 있다.Furthermore, when the front gear of a bicycle is changed by stacking multiple chainrings and moving the position of the chain, there is a problem in that there is a limit to the miniaturization and weight reduction of the device.
본 출원인은 이러한 문제점을 해결하고자 특허 제10-1701289호의 "자전거 크랭크 변속장치" 등을 등록받은 바 있다.In order to solve these problems, the applicant has registered a “bicycle crank shifting device” under Patent No. 10-1701289.
해당 문헌은 선기어는 외주면에는 기어 이가 형성되고 내주면에는 선기어라쳇 톱니가 형성됨으로써 단일의 구성의 내면과 외면이 각각 편심기어와 선기어라쳇에 치합되어 과한 응력이 가해지는 단점이 있다.The literature has a disadvantage in that the inner and outer surfaces of a single configuration mesh with the eccentric gear and the sun gear ratchet, respectively, as the gear teeth are formed on the outer surface of the sun gear and the sun gear ratchet teeth are formed on the inner surface, thereby applying excessive stress.
또한, 변속 시 체인링 하우징의 역회전을 방지하기 위해 체인링 하우징에 내접라쳇과 외접라쳇을 형성하고, 이에 치합되는 역회전 방지링/역회전 방지 클러치를 사용하여야 하는데 이 또한 내구성에 단점이 지적될 수 있다.In addition, in order to prevent reverse rotation of the chainring housing during shifting, an internal ratchet and an external ratchet must be formed in the chainring housing, and a reverse rotation prevention ring/reverse rotation prevention clutch that engages this must be used, but this may also have disadvantages in durability.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치는, 변속기가 내장되어 단일의 체인링만으로도 변속되는 자전거 크랭크 변속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.A bicycle crank shifting device according to one embodiment of the present invention aims to provide a bicycle crank shifting device having a built-in transmission that shifts gears using only a single chainring.
또한, 본 발명의 일 실시예 따른 자전거 크랭크 변속장치는, 구성의 간소화 및 경량화가 가능한 자전거 크랭크 변속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, a bicycle crank shifting device according to one embodiment of the present invention aims to provide a bicycle crank shifting device capable of simplifying the configuration and reducing the weight.
또한, 본 발명의 일 실시예 따른 자전거 크랭크 변속장치는, 지속적으로 치합되는 라쳇, 기어들의 내구성이 우수하며, 가해지는 응력이 집중되는 것이 방지되어 안전하게 사용할 수 있는 크랭크 변속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the bicycle crank shifting device according to one embodiment of the present invention aims to provide a crank shifting device that is safe to use as it has excellent durability of continuously meshed ratchets and gears and prevents concentration of applied stress.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the technical tasks mentioned above, and other technical tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치는, 외측에 직결라쳇이 배치되며, 내주면에 기어 이가 형성되는 링기어부; 상기 직결라쳇과 선택적으로 치합되는 직결라쳇 톱니가 내주면에 형성되고, 결합축이 형성되는 크랭크 커버; 상기 결합축에 장착되는 선기어부; 편심홀이 형성되는 편심 가이드 및 상기 편심 가이드에 결합되며 어느 일 영역은 상기 링기어부와 치합되며 다른 일 영역은 상기 선기어부와 치합되는 편심기어를 포함하는 감속기어부; 상기 링기어부와 함께 회전되며, 일면에는 상기 직결라쳇이 배치되고, 외주면에는 체인링 결합부가 형성되는 체인링 하우징; 및 상기 직결라쳇을 선택적으로 상기 직결라쳇 톱니와 치합시키는 클러치부;를 포함하며, 상기 선기어부는, 외주면에 선기어 이가 형성되어 상기 편심기어와 치합되는 제1기어와, 상기 제1기어의 일면에 형성되며 외주면에 선기어라쳇 톱니가 형성되는 제2기어를 포함하는 선기어; 상기 크랭크 커버에 배치되며 상기 선기어라쳇 톱니와 치합되는 선기어라쳇;을 포함한다.According to one embodiment of the present invention, a bicycle crank shifting device comprises: a ring gear portion having a direct-coupled ratchet arranged on the outside and gear teeth formed on an inner surface; a crank cover having direct-coupled ratchet teeth formed on the inner surface to selectively mesh with the direct-coupled ratchet and a coupling shaft formed; a sun gear portion mounted on the coupling shaft; a reduction gear portion including an eccentric guide having an eccentric hole formed therein and an eccentric gear coupled to the eccentric guide and having one area meshed with the ring gear portion and another area meshed with the sun gear portion; a chainring housing that rotates together with the ring gear portion, having the direct-coupled ratchet arranged on one surface, and a chainring coupling portion formed on an outer surface; And a clutch part which selectively engages the direct ratchet with the direct ratchet teeth; the sun gear part includes a sun gear including a first gear having sun gear teeth formed on an outer surface thereof and meshing with the eccentric gear, and a second gear formed on one surface of the first gear and having sun gear ratchet teeth formed on an outer surface thereof; a sun gear ratchet which is disposed on the crank cover and meshes with the sun gear ratchet teeth.
실시예에서, 상기 선기어라쳇 톱니는 일방향을 따라 경사를 가질 수 있다.In an embodiment, the sun gear ratchet teeth may have an inclination along one direction.
실시예에서, 상기 제1기어와 상기 제2기어는, 상기 선기어의 두께방향을 따라 서로 다른 높이에 위치될 수 있다.In an embodiment, the first gear and the second gear may be positioned at different heights along the thickness direction of the sun gear.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치는, 외측에 직결라쳇이 배치되며, 내주면에 기어 이가 형성되는 링기어부; 상기 직결라쳇과 선택적으로 치합되는 직결라쳇 톱니가 내주면에 형성되고, 결합축이 형성되는 크랭크 커버; 상기 결합축에 장착되는 선기어부; 편심홀이 형성되는 편심 가이드 및 상기 편심 가이드에 결합되며 어느 일 영역은 상기 링기어부와 치합되며 다른 일 영역은 상기 선기어부와 치합되는 편심기어를 포함하는 감속기어부; 상기 링기어부와 함께 회전되며, 일면에는 상기 직결라쳇이 배치되고, 외주면에는 체인링 결합부가 형성되는 체인링 하우징; 및 상기 직결라쳇을 선택적으로 상기 직결라쳇 톱니와 치합시키는 클러치;를 포함하며, 상기 선기어부는, 외주면에 선기어 이가 형성되어 상기 편심기어와 치합되며, 일면에는 선기어톱니가 형성되는 선기어; 상기 크랭크 커버에 일면이 배치되며, 타면에는 상기 선기어톱니와 치합되는 라쳇톱니가 형성되는 라쳇톱니부;를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, a bicycle crank shifting device comprises: a ring gear portion having a direct-coupled ratchet arranged on the outside and gear teeth formed on an inner surface; a crank cover having direct-coupled ratchet teeth formed on the inner surface to selectively mesh with the direct-coupled ratchet and a coupling shaft formed; a sun gear portion mounted on the coupling shaft; a reduction gear portion including an eccentric guide having an eccentric hole formed therein and an eccentric gear coupled to the eccentric guide and having one area meshed with the ring gear portion and another area meshed with the sun gear portion; a chainring housing that rotates together with the ring gear portion, having the direct-coupled ratchet arranged on one surface and a chainring coupling portion formed on an outer surface; and a clutch that selectively meshes the direct-coupled ratchet with the direct-coupled ratchet teeth; wherein the sun gear portion comprises: a sun gear having sun gear teeth formed on an outer surface to mesh with the eccentric gear and having sun gear teeth formed on one surface; It includes a ratchet tooth portion having one side disposed on the crank cover and having ratchet teeth formed on the other side to mesh with the sun gear teeth.
실시예에서, 상기 선기어부는, 상기 감속기어부와의 사이에 배치되는 커버;In an embodiment, the above-described gear part comprises: a cover disposed between the above-described gear part and the above-described reduction gear part;
일면은 상기 커버에 고정되며, 상기 선기어가 상기 라쳇톱니부 측으로 밀착되도록 하는 탄성부재를 포함할 수 있다.One side is fixed to the cover and may include an elastic member that allows the sun gear to be pressed against the ratchet tooth portion.
실시예에서, 상기 선기어에는, 환형의 안착홈이 형성되며, 상기 탄성부재는 일단부는 상기 환형의 안착홈에 고정되며, 타단부는 상기 커버에 고정될 수 있다.In an embodiment, the sun gear may have an annular mounting groove formed therein, and one end of the elastic member may be fixed to the annular mounting groove, and the other end may be fixed to the cover.
실시예에서, 상기 크랭크 커버가 역방향으로 회전 시, 상기 체인링 하우징이 상기 역방향으로 회전되지 않도록 하는 편도 베어링;을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the crank cover may further include a one-way bearing that prevents the chainring housing from rotating in the reverse direction when the crank cover rotates in the reverse direction.
실시예에서, 상기 체인링 하우징의 타면에는 환형으로 형성된 돌출된 측벽이 형성되며, 상기 체인링 하우징에 교체가능하게 장착되는 비비홀더;를 더 포함하며, 상기 편도 베어링은, 상기 측벽과 상기 비비홀더 사이에 배치될 수 있다.In an embodiment, the chainring housing further includes a BB holder replaceably mounted on a surface thereof, wherein a protruding side wall formed in an annular shape is formed on the other side thereof, and the one-way bearing can be arranged between the side wall and the BB holder.
실시예에서, 상기 직결라쳇은 상기 링기어부의 반경방향을 따라 탄성지지될 수 있다.In an embodiment, the direct ratchet may be elastically supported along the radial direction of the ring gear portion.
실시예에서, 상기 직결라쳇의 일측면에는 작동돌기가 형성되며, 상기 클러치는, 내주면에는 원주방향을 따라 상기 작동돌기가 수용되는 수용부와, 상기 작동돌기를 지지하는 지지구가 번갈아가며 등 간격 이격되게 형성되고, 외주면에는 다수개의 탄성라쳇이 등간격 이격되게 형성되고, 회전되어 직결라쳇의 전개여부를 결정할 수 있다.In an embodiment, an operating projection is formed on one side of the direct-coupled ratchet, and the clutch has a receiving portion for receiving the operating projection and a support portion for supporting the operating projection alternately formed at equal intervals along the circumferential direction on the inner surface, and a plurality of elastic ratchets are formed at equal intervals on the outer surface, and can be rotated to determine whether the direct-coupled ratchet is deployed.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to embodiments of the present invention, at least the following effects are achieved.
본 발명에 따른 자전거 크랭크 변속장치에 의하면, 단일의 체인링만으로도 변속될 수 있다.According to the bicycle crank shifting device according to the present invention, shifting can be performed with only a single chainring.
또한, 실시예에서 선기어는 편심기어와 치합되는 영역과, 선기어라쳇과 치합되는 영역이 두께방향을 따라 서로 다른 높이에 위치됨으로써, 가해지는 응력이 분산될 수 있어 내구성이 우수하다.In addition, in the embodiment, the area where the sun gear meshes with the eccentric gear and the area where the sun gear meshes with the sun gear ratchet are positioned at different heights along the thickness direction, so that the applied stress can be distributed, resulting in excellent durability.
또한, 실시예에서 선기어는 편심기어와 치합되는 영역과, 라쳇톱니부와 치합되는 영역이 두께방향을 따라 서로 다른 높이에 위치됨으로써, 가해지는 응력이 분산될 수 있어 내구성이 우수하다.In addition, in the embodiment, the area where the sun gear meshes with the eccentric gear and the area where the sun gear meshes with the ratchet tooth portion are positioned at different heights along the thickness direction, so that the applied stress can be distributed, resulting in excellent durability.
또한, 크랭크 전체적으로 구성의 간소화 및 경량화될 수 있다.Additionally, the crank as a whole can be simplified and made lighter.
또한, 변속 시 체인링 하우징이 역회전되는 것을 방지하기 위해 편도베어링을 채택함으로써, 체인링 하우징이 내부에 라쳇과 같은 복잡한 구조를 갖지 않을 수 있으며 체인링 하우징에 치합되는 역회전방지 구성이 불필요하여, 전체적으로 구성이 간소화될 수 있으며 치합 구조가 생략되어 내구성이 우수하다.In addition, by adopting a one-way bearing to prevent the chainring housing from rotating backwards when shifting, the chainring housing can avoid having a complex structure such as a ratchet inside, and the reverse rotation prevention structure that engages with the chainring housing is unnecessary, so the overall structure can be simplified, and the meshing structure is omitted, resulting in excellent durability.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited to those exemplified above, and more diverse effects are included in this specification.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버의 사시도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 분해사시도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 저면 분해사시도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 선기어부의 설명도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 링기어부와 클러치의 사시도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 클러치의 평면도
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 감속기어부의 사시도
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 감속기어부의 분해사시도
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 기어들 간의 관계설명도
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 체인링 하우징의 사시도
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 체인링 하우징과 편도베어링의 관계도
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 고단 주행시 설명도
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 저단 주행시 설명도
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 분해사시도
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 저면 분해사시도
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 선기어부의 사시도이다.Figure 1 is a perspective view of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of a crank cover of a bicycle crank shifting device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of the crank cover and the sun gear of the bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the bottom surface of the crank cover and the sun gear of the bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is an explanatory drawing of the sun gear part of the bicycle crank speed changer according to the first embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view of the ring gear and clutch of the bicycle crank gearbox according to the first embodiment of the present invention.
Figure 7 is a plan view of a clutch of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view of a reduction gear section of a bicycle crank speed device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 9 is an exploded perspective view of the reduction gear part of a bicycle crank speed device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram explaining the relationship between gears of a bicycle crank gearbox according to the first embodiment of the present invention.
Figure 11 is a perspective view of a chainring housing of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 12 is a relationship diagram between a chainring housing and a one-way bearing of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 13 is an explanatory diagram of a high-speed driving of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 14 is an explanatory diagram of a low-speed driving of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
Figure 16 is an exploded perspective view of the crank cover and the sun gear of the bicycle crank gear according to the second embodiment of the present invention.
Figure 16 is an exploded perspective view of the bottom surface of the crank cover and the sun gear of the bicycle crank shifting device according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 17 is a perspective view of the sun gear portion of a bicycle crank speed changer according to the second embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 이에 대해 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention can be modified in various ways and has various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
설명에 앞서 상세한 설명에 기재된 용어에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. Before the explanation, the terms described in the detailed description will be explained. In the following embodiments, the terms first, second, etc. are not used in a limiting sense, but are used for the purpose of distinguishing one component from another component. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be the second component within the technical idea of the present invention. In addition, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In addition, the terms such as 'include' or 'have' mean that there are features, numbers, steps, operations, components, parts or a combination thereof described in the specification, and do not exclude in advance the possibility that one or more other features or components may be added.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, in the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, the sizes and thicknesses of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and therefore the present invention is not necessarily limited to what is shown.
이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In describing with reference to the attached drawings, identical or corresponding components are given the same drawing reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치는, 변속기가 내장되어 단일의 체인링만으로도 변속되며, 구성의 간소화 및 경량화가 가능하고, 지속적으로 치합되는 라쳇/기어들의 내구성이 우수하며 가해지는 응력이 집중되는 것이 방지되어 안전하게 사용할 수 있는 크랭크 변속장치에 관한 것이다.A bicycle crank shifting device according to one embodiment of the present invention is a crank shifting device having a built-in transmission that shifts gears using only a single chainring, allowing for a simplified and lightweight configuration, excellent durability of continuously meshed ratchets/gears, and preventing concentration of applied stress, thereby enabling safe use.
본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치(1000)는, 크랭크 커버(100)와, 선기어부(200)와, 링기어부(300)와, 클러치(400)와, 감속기어부(500)와, 체인링 하우징(600)과, 비비홀더(700) 및 편심베어링(800)을 포함한다.A bicycle crank shifting device (1000) according to a first embodiment of the present invention includes a crank cover (100), a sun gear portion (200), a ring gear portion (300), a clutch (400), a reduction gear portion (500), a chainring housing (600), a BB holder (700), and an eccentric bearing (800).
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 저면 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 선기어부의 설명도이다.FIG. 1 is a perspective view of a bicycle crank shifting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a crank cover of the bicycle crank shifting device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of a crank cover and a sun gear of the bicycle crank shifting device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a bottom exploded perspective view of a crank cover and a sun gear of the bicycle crank shifting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory drawing of the sun gear of the bicycle crank shifting device according to the first embodiment of the present invention.
크랭크 커버(100)는 페달축(미도시)이 결합되어 사용자의 페달링에 의해 페달축(미도시)과 함께 회전하는 구성이다. 크랭크 커버(100)의 회전에 의해 바퀴로 구동력이 전달되어 자전거가 주행된다.The crank cover (100) is configured to be coupled with a pedal shaft (not shown) and rotate together with the pedal shaft (not shown) by the user's pedaling. The rotation of the crank cover (100) transmits driving power to the wheels, allowing the bicycle to run.
크랭크 커버(100)의 내면 중앙에는 바텀브라켓(미도시)의 스핀들(미도시)과 결합되는 결합축(110)이 형성된다. A coupling shaft (110) is formed in the center of the inner surface of the crank cover (100) to be coupled with a spindle (not shown) of a bottom bracket (not shown).
크랭크 커버(100)의 내면 중앙부에는 결합축(110) 주위를 감싸는 홈(111)이 형성될 수 있다. 이 홈(111)에는 후술하는 선기어라쳇(220)이 배치될 수 있다.A groove (111) surrounding a coupling shaft (110) may be formed in the inner central portion of the crank cover (100). A sun gear ratchet (220) described later may be placed in this groove (111).
크랭크 커버(100)의 내측벽에는 클러치라쳇 톱니(120)와, 직결라쳇 톱니(130)가 내주면에 높이방향을 따라 형성된다. 구체적으로, 도면에서 크랭크 커버(100)의 내측벽의 하부에는 클러치라쳇 톱니(120)가 형성되며, 클러치라쳇 톱니(120) 위에 직결라쳇 톱니(130)가 형성된다. 클러치라쳇 톱니(120)는 클러치(400)의 탄성라쳇(410)과 치합되며, 직결라쳇 톱니(130)는 링기어(300)로부터 직결라쳇(330)이 전개된 경우 직결라쳇(330)과 치합되는 구성이다.On the inner wall of the crank cover (100), clutch ratchet teeth (120) and direct ratchet teeth (130) are formed along the height direction on the inner surface. Specifically, in the drawing, clutch ratchet teeth (120) are formed on the lower part of the inner wall of the crank cover (100), and direct ratchet teeth (130) are formed on the clutch ratchet teeth (120). The clutch ratchet teeth (120) mesh with the elastic ratchet (410) of the clutch (400), and the direct ratchet teeth (130) are configured to mesh with the direct ratchet (330) when the direct ratchet (330) is extended from the ring gear (300).
선기어부(200)는 크랭크 커버(100)가 회전 시 구동력을 전달하기 위한 구성이다. The crankshaft (200) is configured to transmit driving force when the crank cover (100) rotates.
선기어부(200)는 선기어(210)와 선기어라쳇(220)을 포함한다.The sun gear unit (200) includes a sun gear (210) and a sun gear ratchet (220).
본 실시예에서 선기어(210)는 2단 기어로 마련되며, 이에 제1기어(211)와 제2기어(212)가 일체형으로 마련될 수 있다. 선기어(210)에는 축공이 형성되어 결합축(110)에 장착되며, 제1기어(211)는 외주면에는 선기어 이(211a)가 형성되어 일 영역이 편심기어(520)와 치합된다. 자전거가 주행할 때 선기어(210)는 회전하는데, 고단인 경우에는 공회전을 하며, 저단인 경우에는 크랭크 커버(100)와 함께 회전한다. 선기어부(200)의 회전에 대해서는 후술하는 작동부분에서 상세하게 설명한다.In this embodiment, the sun gear (210) is provided as a two-stage gear, and thus the first gear (211) and the second gear (212) can be provided as an integral part. The sun gear (210) has an axial hole formed therein and is mounted on the coupling shaft (110), and the first gear (211) has a sun gear tooth (211a) formed on the outer surface thereof, and one area meshes with the eccentric gear (520). When the bicycle is driven, the sun gear (210) rotates. When in a high gear, it idles, and when in a low gear, it rotates together with the crank cover (100). The rotation of the sun gear portion (200) will be described in detail in the operating section described later.
그리고 제2기어(212)는 제1기어(211)의 일면에 형성되며 제1기어(211)보다 작은 크기로 마련되고, 외주면에 선기어라쳇 톱니(212a)가 형성된다. 제2기어(212)는 홈(111)에 배치되며 제1기어(211)는 홈(111)의 크기보다 크며 제2기어(212)가 일면에 형성되므로 크랭크 커버(100)의 바닥면에 배치된다. And the second gear (212) is formed on one side of the first gear (211) and is provided with a smaller size than the first gear (211), and a sun gear ratchet tooth (212a) is formed on the outer surface. The second gear (212) is arranged in the groove (111), and the first gear (211) is larger than the size of the groove (111), and since the second gear (212) is formed on one side, it is arranged on the bottom surface of the crank cover (100).
선기어라쳇 톱니(212a)는 크랭크 커버(100)의 홈(111)에 배치된 선기어라쳇(220)과 치합된다. 선기어라쳇 톱니(212a)는 일방향으로 경사가 형성되어, 선기어라쳇(220)이 치합 시 한 방향으로만 회전가능하며 역방향으로는 회전되지 않도록 마련된다. 즉 선기어라쳇 톱니(212a)는 축공의 반경방향을 기준으로 일방향으로 경사가 형성되어, 선기어라쳇(220)이 치합 시 한 방향으로만 회전가능하다.The sun gear ratchet teeth (212a) are engaged with the sun gear ratchet (220) arranged in the groove (111) of the crank cover (100). The sun gear ratchet teeth (212a) are formed to be inclined in one direction so that the sun gear ratchet (220) can only rotate in one direction when engaged and cannot rotate in the opposite direction. That is, the sun gear ratchet teeth (212a) are formed to be inclined in one direction based on the radial direction of the shaft hole so that the sun gear ratchet (220) can only rotate in one direction when engaged.
선기어라쳇 톱니(212a)와 선기어라쳇(220)의 치합에 의해 선기어부(200)는 정방향(도 5에서 반시계방향)으로의 회전만 허용된다. 여기서 정방향은 자전거가 앞으로 전진하기 위해 크랭크 커버(100)가 회전하는 방향을 의미하며 역방향은 정방향의 반대방향을 의미한다. 선기어라쳇(220)은 스프링(미도시) 등에 의해 선기어라쳇 톱니(212a) 측으로 탄성지지되도록 마련되어 선기어라쳇 톱니(212a)와 항상 치합되도록 마련될 수 있다.The sun gear part (200) is only allowed to rotate in the forward direction (counterclockwise in FIG. 5) due to the engagement of the sun gear ratchet teeth (212a) and the sun gear ratchet (220). Here, the forward direction means the direction in which the crank cover (100) rotates so that the bicycle moves forward, and the reverse direction means the opposite direction of the forward direction. The sun gear ratchet (220) may be provided to be elastically supported toward the sun gear ratchet teeth (212a) by a spring (not shown) or the like, and may be provided to always mesh with the sun gear ratchet teeth (212a).
한국산업표준 KS R ISO 4210-8의 “자전거 - 이륜 자전거 안전 요구사항 - 제8부: 페달과 구동 시스템 시험 방법”에서 크랭크 어셈블리의 피로 시험 방법에 대해 규정하고 있다. 이 중 페달에 의한 힘을 시뮬레이션 하기 위해 수평에서 45°에 위치한 크랭크로 시험을 실시하는 경우, 크랭크의 페달 스핀들 어댑터에 수직 동적 힘 1,300N 을 100,000회 반복 적용한다. 본원발명은 선기어(210)가 제1기어(211)와 제2기어(212)가 일체형이며, 제1기어(211)는 편심기어(520)와 치합되고 제2기어(212)는 선기어라쳇 톱니로서 선기어라쳇(220)과 치합되는 구조를 통해 위 시험 조건에 충족되었다.The fatigue test method of the crank assembly is specified in “Bicycles - Two-wheeled bicycle safety requirements - Part 8: Test methods for pedals and drive systems” of the Korean Industrial Standard KS R ISO 4210-8. When a test is conducted with a crank positioned at 45° from the horizontal to simulate the force caused by the pedal, a vertical dynamic force of 1,300 N is repeatedly applied to the pedal spindle adapter of the crank 100,000 times. The present invention satisfies the above test conditions through a structure in which the sun gear (210) is an integral part of the first gear (211) and the second gear (212), and the first gear (211) meshes with the eccentric gear (520) and the second gear (212) meshes with the sun gear ratchet (220) as a sun gear ratchet tooth.
종래의 발명자의 발명인 특허 제10-1701289호 등에서는, 선기어는 외주면에는 기어 이가 형성되고 내주면에는 선기어라쳇 톱니가 형성됨으로써 단일의 구성의 내면과 외면이 각각 편심기어와 선기어라쳇에 치합되어 과한 응력이 가해지는 단점이 있었으나, 본 실시예는 선기어(210)가 제1기어(211)와 제2기어(212)로 구분되며, 제1기어(211)는 편심기어(520)와 치합되며 제2기어(212)는 선기어라쳇(220)과 치합됨으로써 위 안전 시험 조건을 충족시킬 수 있다.In the invention of the previous inventor, such as Patent No. 10-1701289, the sun gear has gear teeth formed on the outer circumference and sun gear ratchet teeth formed on the inner circumference, so that the inner and outer surfaces of the single configuration mesh with the eccentric gear and the sun gear ratchet, respectively, and there is a disadvantage in that excessive stress is applied. However, in the present embodiment, the sun gear (210) is divided into a first gear (211) and a second gear (212), and the first gear (211) meshes with the eccentric gear (520) and the second gear (212) meshes with the sun gear ratchet (220), so that the above safety test conditions can be satisfied.
다시 말해, 선기어(210)는 편심기어(520)와 치합되는 선기어 이(211a)가 형성된 제1기어(211)와, 선기어라쳇(220)과 치합되는 선기어라쳇 톱니(212a)가 형성된 제2기어(212)가 선기어(210)의 두께방향을 따라 서로 다른 높이에 위치됨으로써, 가해지는 응력이 분산될 수 있어 내구성이 우수하다.In other words, the sun gear (210) has a first gear (211) formed with a sun gear tooth (211a) that meshes with the eccentric gear (520) and a second gear (212) formed with a sun gear ratchet tooth (212a) that meshes with the sun gear ratchet (220), which are positioned at different heights along the thickness direction of the sun gear (210), so that the applied stress can be distributed, resulting in excellent durability.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 링기어부와 클러치의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 클러치의 평면도이다.FIG. 6 is a perspective view of a ring gear and a clutch of a bicycle crank shifting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a plan view of a clutch of a bicycle crank shifting device according to a first embodiment of the present invention.
링기어부(300)는 자전거 주행의 고단과 저단을 결정하는 구성이다. 링기어부(300)는 베이스 플레이트(610)의 일면에 배치된다. 링기어부(300)의 내주면에는 링기어 이(310)가 형성되며, 링기어 이(310)의 일부는 편심기어(520)와 치합되도록 배치된다. 링기어부(300)의 외주면에는 직결라쳇(330)이 배치되는 직결라쳇 배치부(320)가 돌출 형성될 수 있다. 직결라쳇 배치부(320)는 서로 이격 형성되며, 직결라쳇 배치부(320) 사이에는 베이스 플레이트(610)의 일면에 형성된 위치고정 돌기(613)가 배치될 수 있다. 직결라쳇 배치부(320)에 의해 직결라쳇(330)의 위치가 결정될 수 있다. The ring gear part (300) is a component that determines the high and low gears of bicycle driving. The ring gear part (300) is arranged on one surface of the base plate (610). Ring gear teeth (310) are formed on the inner surface of the ring gear part (300), and some of the ring gear teeth (310) are arranged to mesh with the eccentric gear (520). A direct ratchet arrangement part (320) on which a direct ratchet (330) is arranged may be protrudingly formed on the outer surface of the ring gear part (300). The direct ratchet arrangement parts (320) are formed spaced apart from each other, and a position-fixing protrusion (613) formed on one surface of the base plate (610) may be arranged between the direct ratchet arrangement parts (320). The position of the direct ratchet (330) may be determined by the direct ratchet arrangement part (320).
직결라쳇(330)은 직결라쳇 톱니(120)에 선택적으로 치합되는 구성으로서, 직결라쳇(330)의 치합여부에 따라 고단과 저단으로 구분된다. 직결라쳇(330)은 링기어부(300)의 반경방향을 따라 외측으로 탄성 지지 되도록 마련된다. 일 예시로, 탄성부재가 배치되며, 탄성부재에 직결라쳇(330)이 결합되어 링기어부(300)의 가상의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 탄성 지지 될 수 있다. 일 예시로 탄성부재는 판스프링으로 마련될 수 있으며, 직결라쳇 배치부(320)에 배치될 수 있다. 이 때 판 스프링은 직결라쳇 배치부(320)와 직결라쳇(300)에 고정될 수 있다. 탄성부재가 직결라쳇(330)과 직결라쳇 배치부(320) 사이에 개재되어 직결라쳇(330)을 외측(즉 링기어부(300)의 가상의 중심으로부터 멀어지는 방향)으로 탄성지지하며, 탄성지지된 직결라쳇(330)은 직결라쳇 톱니(120)에 치합된다.The direct ratchet (330) is configured to selectively engage with the direct ratchet teeth (120), and is divided into high and low stages depending on whether the direct ratchet (330) engages. The direct ratchet (330) is provided to be elastically supported outwardly along the radial direction of the ring gear portion (300). As an example, an elastic member is provided, and the direct ratchet (330) is coupled to the elastic member so as to be elastically supported in a direction away from the virtual center of the ring gear portion (300). As an example, the elastic member may be provided as a plate spring, and may be provided in the direct ratchet arrangement portion (320). At this time, the plate spring may be fixed to the direct ratchet arrangement portion (320) and the direct ratchet (300). An elastic member is interposed between the direct ratchet (330) and the direct ratchet arrangement (320) to elastically support the direct ratchet (330) toward the outside (i.e., away from the imaginary center of the ring gear portion (300)), and the elastically supported direct ratchet (330) is engaged with the direct ratchet teeth (120).
직결라쳇(330)은 복수 개 마련되어 이격 배치된다. 본 실시예에서 직결라쳇(330)은 4개로 마련되며, 이에 따라 직결라쳇 배치부(320) 또한 4개로 마련된다. 다만 직결라쳇(330)의 수가 이에 제한되는 것은 아니다. 직결라쳇(330)의 일측면에는 작동돌기(331)가 구비된다. 작동돌기(331)와 클러치(400) 간의 위치관계에 의해 직결라쳇(330)이 전개되거나, 탄성부재가 압축되어 접혀질 수 있다.A plurality of direct ratchets (330) are provided and spaced apart. In this embodiment, four direct ratchets (330) are provided, and accordingly, four direct ratchet arrangement parts (320) are also provided. However, the number of direct ratchets (330) is not limited thereto. An operating projection (331) is provided on one side of the direct ratchet (330). Depending on the positional relationship between the operating projection (331) and the clutch (400), the direct ratchet (330) can be deployed or the elastic member can be compressed and folded.
클러치(400)는 링기어(300)의 일측면에 장착된다. 클러치(400)의 외주면에는 원주방향을 따라 탄성라쳇(410)이 복수 개가 이격 형성된다. 다수 개의 탄성라쳇(410)은 크랭크 커버(100)가 역방향으로 회전될 때 클러치라쳇 톱니(120)와 치합된다. 클러치(400)의 내주면에는 원주방향을 따라 작동돌기(331)가 수용되는 수용부(420)와, 작동돌기(331)를 지지하는 지지구(430)가 번갈아가며 형성된다. 클러치(400)의 회전에 의해 작동돌기(331)가 지지구(430)에 의해 지지되거나 수용부(420)에 수용된다.The clutch (400) is mounted on one side of the ring gear (300). On the outer surface of the clutch (400), a plurality of elastic ratchets (410) are formed spaced apart along the circumferential direction. The plurality of elastic ratchets (410) mesh with the clutch ratchet teeth (120) when the crank cover (100) rotates in the reverse direction. On the inner surface of the clutch (400), a receiving portion (420) for receiving an operating projection (331) and a supporting portion (430) for supporting the operating projection (331) are alternately formed along the circumferential direction. The operating projection (331) is supported by the supporting portion (430) or received in the receiving portion (420) by the rotation of the clutch (400).
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 감속기어부의 사시도이며, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 감속기어부의 분해사시도이며, 도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 기어들 간의 관계설명도이다.FIG. 8 is a perspective view of a reduction gear portion of a bicycle crank transmission device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 9 is an exploded perspective view of a reduction gear portion of a bicycle crank transmission device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram explaining the relationship between gears of a bicycle crank transmission device according to the first embodiment of the present invention.
감속기어부(500)는 저단 시 링기어(300)를 감속시키는 구성이다. 구체적으로, 감속기어부(500)는 저단 시 선기어(210)로부터 크랭크 커버(100)의 회전력을 전달받아 감속된 회전수로 링기어(300)를 회전시키는 구성이다. 감속기어부(500)는 편심 가이드(510)와 편심기어(520)를 포함한다. 편심 가이드(510)에는 편심홀(511)이 형성된다. 편심 가이드(510)는 결합축(110)의 일측면에 고정 설치되며, 편심홀(511)과 결합축(110)의 중심은 일치한다. 그리고, 편심 가이드(510)는 링기어(300)의 내부에 배치되며 편심홀(511)의 중심이 링기어(300)의 중심과 동일하도록 배치된다. 편심홀(511)에는 베어링(512)이 설치될 수 있다.The reduction gear unit (500) is configured to reduce the ring gear (300) at a low speed. Specifically, the reduction gear unit (500) is configured to receive the rotational power of the crank cover (100) from the sun gear (210) at a low speed and rotate the ring gear (300) at a reduced rotational speed. The reduction gear unit (500) includes an eccentric guide (510) and an eccentric gear (520). An eccentric hole (511) is formed in the eccentric guide (510). The eccentric guide (510) is fixedly installed on one side of the coupling shaft (110), and the centers of the eccentric hole (511) and the coupling shaft (110) are coincident. In addition, the eccentric guide (510) is arranged inside the ring gear (300) and the center of the eccentric hole (511) is arranged to be the same as the center of the ring gear (300). A bearing (512) can be installed in the eccentric hole (511).
편심기어(520)는 편심 가이드(510)의 외주면을 따라 회전 가능하게 구비된다. 편심 가이드(510)의 위치에 의해 편심기어(520)의 기어 이의 일 영역이 링기어부(300)와 치합되며, 다른 일 영역은 선기어부(200)와 치합된다. 편심기어(520)는 선기어부(200)와 동일 방향으로 회전되어 감속된 회전력을 링기어부(300)로 전달하는데, 이로 인해 편심기어(520)는 유성기어에 비해 마모되거나 파손될 위험이 현저히 낮다.The eccentric gear (520) is provided to be rotatable along the outer surface of the eccentric guide (510). Depending on the position of the eccentric guide (510), one area of the gear teeth of the eccentric gear (520) meshes with the ring gear portion (300), and the other area meshes with the sun gear portion (200). The eccentric gear (520) rotates in the same direction as the sun gear portion (200) to transmit the reduced rotational power to the ring gear portion (300), and as a result, the eccentric gear (520) is significantly less likely to be worn or damaged than a planetary gear.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 체인링 하우징의 사시도이다.FIG. 11 is a perspective view of a chainring housing of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
체인링 하우징(600)은 링기어부(300)가 고정 설치되는 베이스 플레이트(610)와, 베이스 플레이트(610)의 외면에 원주 방향으로 이격 형성되며, 외주면에는 체인링과 결합되는 체인링 결합부(620)를 포함한다.The chainring housing (600) includes a base plate (610) on which a ring gear part (300) is fixedly installed, and a chainring connecting part (620) formed circumferentially spaced apart on the outer surface of the base plate (610) and connected to a chainring on the outer surface.
본 실시예에서 체인링 하우징(600)은 체인링(미도시)와 분리되도록 마련되어 취향에 맞게 교체사용 가능하도록 하였으나, 반드시 이에 제한되지 않으며 체인링 하우징(600)과 체인링(미도시)은 일체로 형성될 수도 있다.In this embodiment, the chainring housing (600) is provided to be separated from the chainring (not shown) so that it can be replaced according to preference. However, this is not necessarily limited to this, and the chainring housing (600) and the chainring (not shown) may be formed as one piece.
이 때, 체인링 결합부(620)의 일면에는 체인링이 결합되는 복수 개의 암(621)이 형성된다. 복수 개의 암(621) 각각에는 함몰부(630)가 형성될 수 있다. 함몰부(630)가 형성됨으로써 크랭크가 보다 경량화될 수 있다.At this time, a plurality of arms (621) to which a chainring is connected are formed on one side of the chainring connecting portion (620). A recessed portion (630) may be formed on each of the plurality of arms (621). By forming the recessed portion (630), the crank can be made lighter.
한편, 베이스 플레이트(610)의 일면은 함몰 형성되어 가장자리에는 돌출된 제1측벽(611)이 형성되며, 베이스 플레이트(610)의 타면의 중앙부에는 돌출 형성되는 환형의 제2측벽(612)이 형성된다. Meanwhile, one side of the base plate (610) is formed sunken and a protruding first side wall (611) is formed at the edge, and a protruding annular second side wall (612) is formed at the center of the other side of the base plate (610).
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 체인링 하우징과 편도베어링의 관계도이다.FIG. 12 is a diagram showing the relationship between a chainring housing and a one-way bearing of a bicycle crank gear according to the first embodiment of the present invention.
베이스 플레이트(610)의 일면에는 상술한 바와 같이 링기어부(300)가 배치된다. 그리고 베이스 플레이트(610)의 타면에는 비비홀더(700)가 장착된다. 비비홀더(700)는 바텀 브라켓의 단부에 대응되는 형상으로 이루어지는데, 이는 비비홀더(700)의 교체를 통해, 본 발명을 제조사에 따라 규격이 상이한 다종의 바텀브라켓(B)에 용이하게 설치할 수 있게 하기 위함이다.As described above, a ring gear part (300) is arranged on one side of the base plate (610). In addition, a BB holder (700) is mounted on the other side of the base plate (610). The BB holder (700) is formed in a shape corresponding to an end of the bottom bracket, which is to enable the present invention to be easily installed on various types of bottom brackets (B) with different specifications depending on the manufacturer by replacing the BB holder (700).
이 때, 비비홀더(700)의 내주면은 제2측벽(612)의 외면과 소정간격 이격되도록 형성된다. 그리고 베이스 플레이트(610)와 비비홀더(700) 사이에는 편도베어링이 배치된다. 편도 베어링(One-Way Bearing)(800)은 특정 방향으로만 회전할 수 있고, 반대 방향으로는 회전을 방지하는 메커니즘을 가진 베어링이다.At this time, the inner surface of the bib holder (700) is formed to be spaced apart from the outer surface of the second side wall (612) by a predetermined distance. In addition, a one-way bearing is arranged between the base plate (610) and the bib holder (700). The one-way bearing (800) is a bearing that can only rotate in a specific direction and has a mechanism that prevents rotation in the opposite direction.
편도 베어링(800)은 특정 방향으로는 자유롭게 회전할 수 있지만, 반대 방향으로는 마찰이나 고정 메커니즘으로 인해 움직이지 않는다.A one-way bearing (800) can rotate freely in a particular direction, but cannot move in the opposite direction due to friction or a locking mechanism.
사용자가 변속을 위해 크랭크 커버(100)를 역방향으로 회전시킬 경우, 크랭크 커버(100)와 체인링 하우징(600)이 직접적으로 결합되는 부분은 없으나, 밀착되어 있으므로 약한 회전력이 체인링 하우징(600)으로 전달되는데, 체인링 하우징(600)의 회전 차단이 필요하다. 한편, 사용자가 자전거를 후진시킬 경우, 자전거의 뒷바퀴가 회전되면서 체인을 통해 강한 회전력이 체인링 하우징(600)으로 전달된다.When the user rotates the crank cover (100) in the reverse direction for shifting, the crank cover (100) and the chainring housing (600) are not directly connected, but are in close contact, so a weak rotational force is transmitted to the chainring housing (600), and rotation of the chainring housing (600) needs to be blocked. On the other hand, when the user moves the bicycle backward, the rear wheel of the bicycle rotates, and a strong rotational force is transmitted to the chainring housing (600) through the chain.
편도 베어링(800)은 변속시에는 체인링 하우징(600)이 결합축(110)을 기준으로 역방향으로 회전되는 것을 차단하여 변속 메커니즘이 원활히 이루어질 수 있도록 하고, 자전거의 후진시에는 체인링 하우징(600)을 역방향으로 회전되게 하여 자전거의 파손을 방지한다.The one-way bearing (800) prevents the chainring housing (600) from rotating in the reverse direction with respect to the coupling shaft (110) when shifting, thereby enabling the shifting mechanism to operate smoothly, and prevents damage to the bicycle by allowing the chainring housing (600) to rotate in the reverse direction when the bicycle is moving backwards.
종래의 발명자의 발명인 특허 제10-1701289호 등에서는, 베이스 플레이트의 내측면에는 내접라쳇이 형성되고 외측면에는 내접라쳇이 형성되며, 내주면과 외주면에 다수 개의 탄성 걸림구가 이격되게 형성되는 역회전 방지링의 구조를 통해 체인링 하우징의 회전이 차단되도록 하였다. 그러나 이러한 경우, 체인링 하우징에 내접라쳇과 외접라쳇을 형성하여야 하며 역회전 방지링과 라쳇 치합구조를 가지는데, 이로 인해 내구성 저하 등의 염려가 있다. In the inventor's prior art patent No. 10-1701289, etc., the rotation of the chainring housing is prevented through the structure of a reverse rotation prevention ring in which an internal ratchet is formed on the inner surface of the base plate, an external ratchet is formed on the outer surface, and a plurality of elastic catches are formed spaced apart on the inner and outer surfaces. However, in this case, the internal ratchet and the external ratchet must be formed on the chainring housing, and the reverse rotation prevention ring and the ratchet engagement structure are formed, which raises concerns about reduced durability, etc.
그러나, 본 실시예에서는 베이스 플레이트(610)의 타면 중앙부에 돌출된 환형의 제2측벽(612)이 형성되고, 비비홀더(700)와의 사이에 편도 베어링(800)이 배치됨으로써, 위의 래칫 치합구조와 같은 복잡한 구조가 불필요하며 내구성이 우수하다.However, in the present embodiment, a second annular side wall (612) protruding from the center of the base plate (610) is formed, and a one-way bearing (800) is placed between the base plate (610) and the BB holder (700), so that a complex structure such as the ratchet engagement structure above is unnecessary and durability is excellent.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 내장형 크랭크 조립체의 작동에 대해 설명한다.Next, the operation of a transmission-integrated crank assembly according to one embodiment of the present invention will be described.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 고단 주행시 설명도이며, 도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 저단 주행시 설명도이다.FIG. 13 is an explanatory drawing of a bicycle crank gear according to a first embodiment of the present invention when traveling at a high gear, and FIG. 14 is an explanatory drawing of a bicycle crank gear according to a first embodiment of the present invention when traveling at a low gear.
본 실시예에 따른 변속기 내장형 크랭크 조립체의 작동은 편의상 고단 - 변속 - 저단 순으로 설명한다.For convenience, the operation of the crank assembly built into the transmission according to the present embodiment is described in the order of high gear - shift - low gear.
1. 고단1. High level
링기어(300)의 직결라쳇(330)은 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 전개되어 크랭크 커버(100)의 직결라쳇 톱니(130)와 치합된다.The direct ratchet (330) of the ring gear (300) is deployed by the elastic restoring force of the elastic member and engages with the direct ratchet teeth (130) of the crank cover (100).
따라서, 사용자가 페달을 밟아 크랭크 커버(100)가 정방향으로 회전하면 크랭크 커버(100)는 링기어(300)를 동일한 회전수로 직결 회전시킨다. 링기어(300)의 회전에 의해 감속기어부(500)가 회전하며, 선기어(210)는 감속기어부(500)를 통해 링기어(300)의 회전력을 역으로 전달받아 크랭크 커버(100) 보다 빠른 회전수로 공회전한다.Therefore, when the user steps on the pedal to rotate the crank cover (100) in the forward direction, the crank cover (100) directly rotates the ring gear (300) at the same rotational speed. The reduction gear (500) rotates due to the rotation of the ring gear (300), and the sun gear (210) receives the rotational power of the ring gear (300) in reverse through the reduction gear (500) and rotates at a faster rotational speed than the crank cover (100).
2. 변속2. Gear shifting
사용자가 페달을 뒤로 돌려 크랭크 커버(100)를 역방향으로 회전시킨다. 크랭크 커버(100)가 역방향으로 회전됨으로써, 크랭크 커버(100)의 클러치라쳇 톱니(120)가 클러치(400)의 탄성라쳇(410)과 치합된다. 따라서, 크랭크 커버(100)가 클러치(400)를 역방향으로 회전시킨다. 이 때, 체인링 하우징(600)이 편도 베어링(800)에 의해 역회전이 차단되어 클러치(400)는 설치된 링기어(300) 상에서 슬라이딩 회전한다.The user turns the pedal backward to rotate the crank cover (100) in the reverse direction. As the crank cover (100) rotates in the reverse direction, the clutch ratchet teeth (120) of the crank cover (100) engage with the elastic ratchet (410) of the clutch (400). Accordingly, the crank cover (100) rotates the clutch (400) in the reverse direction. At this time, the chainring housing (600) is blocked from reverse rotation by the one-way bearing (800), and the clutch (400) slides and rotates on the installed ring gear (300).
계속해서, 클러치(400)가 소정 각도로 회전될 때 마다, 클러치(400)의 내주면에 맞닿아 있는 작동돌기(331)가 수용부(420)에 수용되거나, 지지구(430)에 지지되어, 직결라쳇(330)이 전개되거나 접혀진다.Continuing, each time the clutch (400) is rotated at a predetermined angle, the operating projection (331) that is in contact with the inner surface of the clutch (400) is received in the receiving portion (420) or supported by the support member (430), so that the direct ratchet (330) is deployed or folded.
보다 구체적으로, 작동돌기(331)가 수용부(420)에 수용되면, 직결라쳇(330)이 탄성을 갖는 기계요소에 의해 링기어부(300)의 외부로 전개되고, 전개된 직결라쳇(330)은 직결라쳇 톱니(130)와 치합된다. 이 경우, 링기어부(300)는 크랭크 커버(100)와 직결되어 동일한 회전수로 회전될 수 있다.More specifically, when the operating projection (331) is received in the receiving portion (420), the direct ratchet (330) is deployed to the outside of the ring gear portion (300) by an elastic mechanical element, and the deployed direct ratchet (330) meshes with the direct ratchet teeth (130). In this case, the ring gear portion (300) is directly connected to the crank cover (100) and can rotate at the same rotational speed.
작동돌기(331)가 지지구(430)에 지지되면, 직결라쳇(330)이 가압되어 접혀지고, 직결라쳇 톱니(130)와의 치합이 해제된다. 이 경우, 링기어부(300)는 감속기어부(500)을 통해 선기어(210)와 연결되어 크랭크 커버(100) 보다 낮은 회전수로 회전될 수 있다.When the operating projection (331) is supported on the support member (430), the direct ratchet (330) is pressurized and folded, and the engagement with the direct ratchet teeth (130) is released. In this case, the ring gear portion (300) is connected to the sun gear (210) through the reduction gear portion (500) and can rotate at a lower rotational speed than the crank cover (100).
즉, 크랭크 커버(100)가 역방향으로의 회전에 따라 탄성지지되는 직결라쳇(330)이 전개되거나 접혀지며, 이를 통해 변속이 된다.That is, the direct-coupled ratchet (330) that is elastically supported by the crank cover (100) rotates in the reverse direction is expanded or folded, thereby causing gear shifting.
3. 저단3. Low
저단의 경우 링기어(300)의 직결라쳇(330)은 접혀져 크랭크 커버(100)의 직결라쳇 톱니(130)와 치합되지 않는다.In the low gear case, the direct ratchet (330) of the ring gear (300) is folded and does not mesh with the direct ratchet teeth (130) of the crank cover (100).
따라서, 크랭크 커버(100)가 정방향으로 회전하면, 링기어(300)와 크랭크 커버(100) 간의 치합이 없으므로 직결 회전되지 않고, 크랭크 커버(100)의 결합축(110)을 중심으로 선기어(210)가 정방향으로 회전한다. 선기어(210)의 회전에 의해 치합된 감속기어부(500)가 회전되고, 감속기어부(500)를 통해 링기어(300)가 감속되어 회전된다.Accordingly, when the crank cover (100) rotates in the forward direction, there is no engagement between the ring gear (300) and the crank cover (100), so they do not directly rotate, and the sun gear (210) rotates in the forward direction around the coupling axis (110) of the crank cover (100). The meshed reduction gear part (500) rotates due to the rotation of the sun gear (210), and the ring gear (300) is decelerated and rotated through the reduction gear part (500).
즉, 본 실시예는 크랭크 커버(100)를 역방향으로 회전시켜 직결라쳇(330)의 전개여부를 결정함으로써, 링기어(300)를 크랭크 커버(100)와 동일한 회전수로 직결 회전시키거나, 링기어(300)를 선기어(210)와 감속기어부(500)를 통해 감속된 회전수로 회전시킨다.That is, in this embodiment, by rotating the crank cover (100) in the reverse direction to determine whether the direct ratchet (330) is deployed, the ring gear (300) is directly rotated at the same rotational speed as the crank cover (100), or the ring gear (300) is rotated at a reduced rotational speed through the sun gear (210) and the reduction gear unit (500).
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치에 대해 설명한다.Next, a bicycle crank gear shifting device according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 분해사시도이며, 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 크랭크 커버와 선기어부의 저면 분해사시도이며, 도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치의 선기어부의 사시도이다.FIG. 16 is an exploded perspective view of a crank cover and a sun gear of a bicycle crank shifting device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 16 is an exploded perspective view of a bottom surface of a crank cover and a sun gear of a bicycle crank shifting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a perspective view of a sun gear of a bicycle crank shifting device according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2실시예에 따른 자전거 크랭크 변속장치(2000)는, 크랭크 커버(100)와, 선기어부(900)와, 링기어부(300)와, 클러치(400)와, 감속기어부(500)와, 체인링 하우징(600)과, 비비홀더(700) 및 편심베어링(800)을 포함한다.A bicycle crank shifting device (2000) according to a second embodiment of the present invention includes a crank cover (100), a sun gear portion (900), a ring gear portion (300), a clutch (400), a reduction gear portion (500), a chainring housing (600), a BB holder (700), and an eccentric bearing (800).
제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 중복 설명을 생략한다. 다만 설명을 위해 일부 중복 설명이 될 수 있다.Duplicate descriptions of the same configuration as the first embodiment are omitted. However, some duplicate descriptions may be provided for explanation purposes.
크랭크 커버(100)는 페달축(미도시)이 결합되어 사용자의 페달링에 의해 페달축(미도시)과 함께 회전하는 구성이다. 크랭크 커버(100)의 회전에 의해 바퀴로 구동력이 전달되어 자전거가 주행된다.The crank cover (100) is configured to be coupled with a pedal shaft (not shown) and rotate together with the pedal shaft (not shown) by the user's pedaling. The rotation of the crank cover (100) transmits driving power to the wheels, allowing the bicycle to run.
크랭크 커버(100)의 내면 중앙에는 바텀브라켓(미도시)의 스핀들(미도시)과 결합되는 결합축(110)이 형성된다. A coupling shaft (110) is formed in the center of the inner surface of the crank cover (100) to be coupled with a spindle (not shown) of a bottom bracket (not shown).
크랭크 커버(100)의 내면 중앙부에는 결합축(110) 주위를 감싸는 홈이 형성될 수 있다. 이 홈에는 후술하는 라쳇톱니부(920)가 배치될 수 있다.A groove may be formed in the inner central portion of the crank cover (100) to surround the coupling shaft (110). A ratchet tooth portion (920) described later may be placed in this groove.
크랭크 커버(100)의 내측벽에는 클러치라쳇 톱니(120)와, 직결라쳇 톱니(130)가 내주면에 높이방향을 따라 형성된다. 구체적으로, 크랭크 커버(100)의 내측벽의 하부에는 클러치라쳇 톱니(120)가 형성되며, 클러치라쳇 톱니(120) 위에 직결라쳇 톱니(130)가 형성된다. 클러치라쳇 톱니(120)는 클러치(400)의 탄성라쳇(410)과 치합되며, 직결라쳇 톱니(130)는 링기어(300)로부터 직결라쳇(330)이 전개된 경우 직결라쳇(330)과 치합되는 구성이다.On the inner wall of the crank cover (100), clutch ratchet teeth (120) and direct ratchet teeth (130) are formed along the height direction on the inner surface. Specifically, clutch ratchet teeth (120) are formed on the lower part of the inner wall of the crank cover (100), and direct ratchet teeth (130) are formed on the clutch ratchet teeth (120). The clutch ratchet teeth (120) mesh with the elastic ratchet (410) of the clutch (400), and the direct ratchet teeth (130) are configured to mesh with the direct ratchet (330) when the direct ratchet (330) is extended from the ring gear (300).
선기어부(900)는 크랭크 커버(100)가 회전 시 구동력을 전달하기 위한 구성이다. The crankshaft (900) is configured to transmit driving force when the crank cover (100) rotates.
선기어부(900)는 선기어(910)와 라쳇톱니부(920)를 포함한다.The sun gear part (900) includes a sun gear (910) and a ratchet gear part (920).
선기어(910)의 외주면에는 선기어 이(911)가 형성되어 일 영역이 편심기어(520)와 치합된다. 자전거가 주행할 때 선기어(910)는 회전하는데, 고단인 경우에는 공회전을 하며, 저단인 경우에는 크랭크 커버(100)와 함께 회전한다. 그리고 선기어(910)의 일면에는 돌출된 선기어톱니(912)가 형성된다. 선기어톱니(912)는 전체적으로 환형으로 형성되며, 일 방향으로 기울어진 경사부를 갖는다.A sun gear tooth (911) is formed on the outer surface of the sun gear (910) and one area meshes with the eccentric gear (520). When the bicycle is driven, the sun gear (910) rotates. When in a high gear, it idles, and when in a low gear, it rotates together with the crank cover (100). In addition, a protruding sun gear tooth (912) is formed on one surface of the sun gear (910). The sun gear tooth (912) is formed in an overall ring shape and has an inclined portion that is inclined in one direction.
그리고 라쳇톱니부(920)는 선기어(910)의 선기어톱니(912)와 치합되는 구성이며, 일면에 선기어(910)의 선기어톱니(912)와 치합되는 라쳇톱니가 형성되며, 타면은 크랭크 커버(100)에 배치된다.And the ratchet tooth portion (920) is configured to mesh with the sun gear teeth (912) of the sun gear (910), and a ratchet tooth that meshes with the sun gear teeth (912) of the sun gear (910) is formed on one side, and the other side is arranged on the crank cover (100).
선기어톱니(912)와 라쳇톱니부(920)의 라쳇톱니는 일방향으로 경사가 형성되어, 서로 치합되면 한 방향으로만 회전가능하며 역방향으로는 회전되지 않도록 마련된다.The ratchet teeth of the sun gear (912) and the ratchet teeth portion (920) are formed with a unidirectional inclination so that when they mesh with each other, they can only rotate in one direction and cannot rotate in the reverse direction.
선기어(910)의 타면에는 환형의 안착홈(913)이 형성된다. 그리고 선기어(910)의 타면과 감속기어부(500) 사이에는 커버(940)가 배치되며, 안착홈(913)에는 스프링(930)이 개재된다. 스프링(930)의 일단은 커버(940)와 고정되며 타단은 선기어(910)에 고정된다. 이에 스프링(930)의 탄성복원력에 의해 선기어(910)가 라쳇톱니부(920) 측으로 밀착되는 힘이 가해져, 선기어(910)와 라쳇톱니부(920) 간의 치합이 유지된다.An annular mounting groove (913) is formed on the facing surface of the sun gear (910). A cover (940) is arranged between the facing surface of the sun gear (910) and the reduction gear portion (500), and a spring (930) is interposed in the mounting groove (913). One end of the spring (930) is fixed to the cover (940), and the other end is fixed to the sun gear (910). Accordingly, a force is applied to the sun gear (910) to press it toward the ratchet tooth portion (920) by the elastic restoring force of the spring (930), so that the engagement between the sun gear (910) and the ratchet tooth portion (920) is maintained.
저단 시, 링기어(300)의 직결라쳇(330)은 접혀져 크랭크 커버(100)의 직결라쳇 톱니(130)와 치합되지 않으므로, 크랭크 커버(100)가 정방향으로 회전하면, 링기어(300)와 크랭크 커버(100) 간의 치합이 없으므로 직결 회전되지 않고, 크랭크 커버(100)의 결합축(110)을 중심으로 선기어(210)가 정방향으로 회전한다. 선기어(210)의 회전에 의해 치합된 감속기어부(500)가 회전되고, 감속기어부(500)를 통해 링기어(300)가 감속되어 회전된다. 이 때 선기어(910)는 스프링(930)에 의해 라쳇톱니부(920)에 밀착되어 치합된 구조를 갖는다.At low speed, the direct ratchet (330) of the ring gear (300) is folded and does not mesh with the direct ratchet teeth (130) of the crank cover (100), so when the crank cover (100) rotates in the forward direction, there is no meshing between the ring gear (300) and the crank cover (100), so they do not directly rotate, and the sun gear (210) rotates in the forward direction around the coupling shaft (110) of the crank cover (100). The meshed reduction gear part (500) rotates due to the rotation of the sun gear (210), and the ring gear (300) is reduced and rotated through the reduction gear part (500). At this time, the sun gear (910) has a structure in which it is tightly meshed with the ratchet teeth part (920) by the spring (930).
변속 시 사용자가 페달을 뒤로 돌려 크랭크 커버(100)를 역방향으로 역회전시키면, 선기어톱니(912)와 라쳇톱니부(920)의 경사 방향에 의해, 선기어(210)가 라쳇톱니부(920)의 경사면을 따라 반대측으로 이동되며 이 때 스프링(930)은 압축되고, 톱니 하나를 넘어가면 스프링(930)이 복원되면서 다시 선기어(910)가 라쳇톱니부(920) 측으로 밀착되는 것이 반복된다.When the user turns the pedal backwards to reverse the crank cover (100) during gear change, the sun gear (210) moves to the opposite side along the inclined surface of the ratchet tooth portion (920) due to the inclined direction of the sun gear teeth (912) and the ratchet tooth portion (920), and at this time, the spring (930) is compressed, and when it passes one tooth, the spring (930) is restored and the sun gear (910) is pressed against the ratchet tooth portion (920) again, and this process is repeated.
고단 시 링기어(300)의 직결라쳇(330)은 탄성에 의해 전개되어 크랭크 커버(100)의 직결라쳇 톱니(130)와 치합된다. 따라서, 사용자가 페달을 밟아 크랭크 커버(100)가 시계방향으로 회전하면 크랭크 커버(100)는 링기어(300)를 동일한 회전수로 직결 회전시킨다. 링기어(300)의 회전에 의해 감속기어부(500)가 회전하며, 선기어(210)는 감속기어부(500)를 통해 링기어(300)의 회전력을 역으로 전달받아 크랭크 커버(100) 보다 빠른 회전수로 공회전한다. 이 역시 변속 시와 유사하게 선기어톱니(912)와 라쳇톱니부(920)의 경사 방향에 의해, 선기어(910)가 라쳇톱니부(920) 반대측으로 이동되며 이 때 스프링(930)은 압축되고, 톱니 하나를 넘어가면 스프링(930)이 복원되면서 다시 선기어(910)가 라쳇톱니부(920) 측으로 밀착되는 것이 반복된다.The direct ratchet (330) of the high-speed ring gear (300) is deployed by elasticity and engages with the direct ratchet teeth (130) of the crank cover (100). Therefore, when the user steps on the pedal to rotate the crank cover (100) clockwise, the crank cover (100) directly rotates the ring gear (300) at the same rotational speed. The reduction gear (500) rotates due to the rotation of the ring gear (300), and the sun gear (210) receives the rotational power of the ring gear (300) in reverse through the reduction gear (500) and idles at a faster rotational speed than the crank cover (100). In this case, similar to the gear change, the sun gear (910) moves to the opposite side of the ratchet tooth portion (920) due to the inclination direction of the sun gear teeth (912) and the ratchet tooth portion (920), and at this time, the spring (930) is compressed, and when one tooth is passed, the spring (930) is restored and the sun gear (910) is pressed against the ratchet tooth portion (920) again, and this process is repeated.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 변속기가 내장되어 단일의 체인링만으로도 변속되며, 구성의 간소화 및 경량화가 가능하고, 지속적으로 치합되는 라쳇/기어들의 내구성이 우수하며 가해지는 응력이 집중되는 것이 방지되어 안전하게 사용할 수 있는 크랭크 변속장치가 제공된다.As described above, according to the present invention, a crank shifting device is provided which has a built-in transmission and shifts with only a single chainring, enables simplified configuration and lightweight construction, has excellent durability of continuously meshed ratchets/gears, and prevents stress from being concentrated, so that it can be used safely.
본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.Any use of examples or exemplary terms (e.g., etc.) in the present invention is merely intended to illustrate the invention in detail and is not intended to limit the scope of the invention due to such examples or exemplary terms, unless otherwise defined by the claims. Furthermore, those skilled in the art will recognize that various modifications, combinations, and changes can be made according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the embodiments described above, and not only the scope of the claims described below, but also all scopes equivalent to or equivalently modified from the scope of the claims are included in the scope of the spirit of the present invention.
1000, 2000 : 자전거 크랭크 변속장치
100 : 크랭크 커버 110 : 결합축
111 : 홈 120 : 클러치라쳇 톱니
130 : 직결라쳇 톱니 200, 900 : 선기어부
210, 910 : 선기어 211 : 제1기어
212 : 제2기어 211a, 911 : 선기어 이
212a : 선기어라쳇 톱니 220 : 선기어라쳇
300 : 링기어부 310 : 링기어 이
320 : 직결라쳇 배치부 330 : 직결라쳇
331 : 작동돌기 400 : 클러치
410 : 탄성라쳇 420 : 수용부
430 : 지지구 500 : 감속기어부
510 : 편심 가이드 511 : 편심홀
520 : 편심기어 600 : 체인링 하우징
610 : 베이스 플레이트 611 : 제1측벽
612 : 제2측벽 613 : 위치고정 돌기
620 : 체인링 결합부 621 : 암
630 : 함몰부 700 : 비비홀더
800 : 편도 베어링 920 : 라쳇톱니부1000, 2000: Bicycle Crank Shifter
100 : Crank cover 110 : Coupling shaft
111 : Home 120 : Clutch Ratchet Teeth
130:
210, 910: Sun gear 211: First gear
212:
212a: Sun gear ratchet teeth 220: Sun gear ratchet
300: Ring gear part 310: Ring gear part
320: Direct ratchet arrangement 330: Direct ratchet
331 : Operating lug 400 : Clutch
410: Elastic ratchet 420: Receiving part
430 : Support 500 : Reduction gear
510: Eccentric guide 511: Eccentric hole
520: Eccentric gear 600: Chainring housing
610: Base plate 611: First side wall
612: Second side wall 613: Position fixing projection
620: Chainring linkage 621: Arm
630 : sink 700 : bib holder
800: One-way bearing 920: Ratchet tooth part
Claims (10)
상기 직결라쳇과 선택적으로 치합되는 직결라쳇 톱니가 내주면에 형성되고, 결합축이 형성되는 크랭크 커버;
상기 결합축에 장착되는 선기어부;
편심홀이 형성되는 편심 가이드 및 상기 편심 가이드에 결합되며 어느 일 영역은 상기 링기어부와 치합되며 다른 일 영역은 상기 선기어부와 치합되는 편심기어를 포함하는 감속기어부;
상기 링기어부와 함께 회전되며, 일면에는 상기 직결라쳇이 배치되고, 외주면에는 체인링 결합부가 형성되는 체인링 하우징; 및
상기 직결라쳇을 선택적으로 상기 직결라쳇 톱니와 치합시키는 클러치부;를 포함하며,
상기 선기어부는,
외주면에 선기어 이가 형성되어 상기 편심기어와 치합되는 제1기어와, 상기 제1기어의 일면에 형성되며 외주면에 선기어라쳇 톱니가 형성되는 제2기어를 포함하는 선기어;
상기 크랭크 커버에 배치되며 상기 선기어라쳇 톱니와 치합되는 선기어라쳇;을 포함하는
자전거 크랭크 변속장치.A ring gear portion having a direct ratchet arranged on the outside and gear teeth formed on the inner surface;
A crank cover having direct ratchet teeth formed on the inner surface thereof that selectively engage with the above direct ratchet and having a coupling shaft formed thereon;
A gear part mounted on the above-mentioned coupling shaft;
A reduction gear unit including an eccentric guide in which an eccentric hole is formed, and an eccentric gear coupled to the eccentric guide, one area of which meshes with the ring gear unit and another area of which meshes with the sun gear unit;
A chainring housing that rotates together with the above ring gear portion, has the above direct ratchet arranged on one side, and has a chainring connecting portion formed on the outer surface; and
A clutch part for selectively engaging the above direct ratchet with the above direct ratchet teeth is included;
The above mentioned fishing gear is,
A sun gear including a first gear having sun gear teeth formed on an outer surface thereof and meshing with the eccentric gear, and a second gear having sun gear ratchet teeth formed on one surface of the first gear and formed on an outer surface thereof;
A sun gear ratchet disposed on the crank cover and meshing with the sun gear ratchet teeth;
Bicycle crank gear.
상기 선기어라쳇 톱니는 일방향을 따라 경사를 갖는
자전거 크랭크 변속장치.In the first paragraph,
The above-mentioned sun gear ratchet teeth have a slope along one direction.
Bicycle crank gear.
상기 제1기어와 상기 제2기어는, 상기 선기어의 두께방향을 따라 서로 다른 높이에 위치되는
자전거 크랭크 변속장치.In the second paragraph,
The above first gear and the above second gear are positioned at different heights along the thickness direction of the sun gear.
Bicycle crank gear.
상기 직결라쳇과 선택적으로 치합되는 직결라쳇 톱니가 내주면에 형성되고, 결합축이 형성되는 크랭크 커버;
상기 결합축에 장착되는 선기어부;
편심홀이 형성되는 편심 가이드 및 상기 편심 가이드에 결합되며 어느 일 영역은 상기 링기어부와 치합되며 다른 일 영역은 상기 선기어부와 치합되는 편심기어를 포함하는 감속기어부;
상기 링기어부와 함께 회전되며, 일면에는 상기 직결라쳇이 배치되고, 외주면에는 체인링 결합부가 형성되는 체인링 하우징; 및
상기 직결라쳇을 선택적으로 상기 직결라쳇 톱니와 치합시키는 클러치;를 포함하며,
상기 선기어부는,
외주면에 선기어 이가 형성되어 상기 편심기어와 치합되며, 일면에는 선기어톱니가 형성되는 선기어;
상기 크랭크 커버에 일면이 배치되며, 타면에는 상기 선기어톱니와 치합되는 라쳇톱니가 형성되는 라쳇톱니부;를 포함하는
자전거 크랭크 변속장치.A ring gear portion having a direct ratchet arranged on the outside and gear teeth formed on the inner surface;
A crank cover having direct ratchet teeth formed on the inner surface thereof that selectively engage with the above direct ratchet and having a coupling shaft formed thereon;
A gear part mounted on the above-mentioned coupling shaft;
A reduction gear unit including an eccentric guide in which an eccentric hole is formed, and an eccentric gear coupled to the eccentric guide, one area of which meshes with the ring gear unit and another area of which meshes with the sun gear unit;
A chainring housing that rotates together with the above ring gear portion, has the above direct ratchet arranged on one side, and has a chainring connecting portion formed on the outer surface; and
A clutch for selectively engaging the direct ratchet with the direct ratchet teeth;
The above mentioned fishing gear is,
A sun gear having sun gear teeth formed on the outer surface to mesh with the eccentric gear and sun gear teeth formed on one surface;
A ratchet tooth portion having one side disposed on the crank cover and having ratchet teeth formed on the other side to mesh with the sun gear teeth;
Bicycle crank gear.
상기 선기어부는,
상기 감속기어부와의 사이에 배치되는 커버;
일면은 상기 커버에 고정되며, 상기 선기어가 상기 라쳇톱니부 측으로 밀착되도록 하는 탄성부재를 포함하는
자전거 크랭크 변속장치.In paragraph 4,
The above mentioned fishing gear is,
A cover placed between the above reduction gear section;
One side is fixed to the cover and includes an elastic member that allows the sun gear to be pressed against the ratchet tooth portion.
Bicycle crank gear.
상기 선기어에는, 환형의 안착홈이 형성되며,
상기 탄성부재는 일단부는 상기 환형의 안착홈에 고정되며, 타단부는 상기 커버에 고정되는
자전거 크랭크 변속장치.In paragraph 5,
In the above-mentioned sun gear, an annular fixing groove is formed,
The above elastic member is fixed at one end to the annular fixing groove, and the other end is fixed to the cover.
Bicycle crank gear.
상기 크랭크 커버가 역방향으로 회전 시, 상기 체인링 하우징이 상기 역방향으로 회전되지 않도록 하는 편도 베어링;을 더 포함하는
자전거 크랭크 변속장치.In any one of claims 1 to 6,
Further comprising a one-way bearing that prevents the chainring housing from rotating in the reverse direction when the crank cover rotates in the reverse direction;
Bicycle crank gear.
상기 체인링 하우징의 타면에는 환형으로 형성된 돌출된 측벽이 형성되며,
상기 체인링 하우징에 교체가능하게 장착되는 비비홀더;를 더 포함하며,
상기 편도 베어링은, 상기 측벽과 상기 비비홀더 사이에 배치되는
자전거 크랭크 변속장치.In Article 7,
The outer surface of the above chainring housing has a protruding side wall formed in a circular shape.
It further includes a BB holder that can be interchangeably mounted on the above chainring housing;
The above one-way bearing is arranged between the side wall and the bib holder.
Bicycle crank gear.
상기 직결라쳇은 상기 링기어부의 반경방향을 따라 탄성지지되는
자전거 크랭크 변속장치.In Article 8,
The above direct ratchet is elastically supported along the radial direction of the above ring gear portion.
Bicycle crank gear.
상기 직결라쳇의 일측면에는 작동돌기가 형성되며,
상기 클러치는,
내주면에는 원주방향을 따라 상기 작동돌기가 수용되는 수용부와, 상기 작동돌기를 지지하는 지지구가 번갈아가며 등 간격 이격되게 형성되고, 외주면에는 다수개의 탄성라쳇이 등간격 이격되게 형성되고, 회전되어 직결라쳇의 전개여부를 결정하는
자전거 크랭크 변속장치.In Article 9,
An operating projection is formed on one side of the above direct ratchet,
The above clutch,
On the inner surface, a receiving portion for receiving the operating projection and a support member for supporting the operating projection are alternately formed at equal intervals along the circumferential direction, and on the outer surface, a plurality of elastic ratchets are formed at equal intervals and rotated to determine whether or not the direct ratchet is deployed.
Bicycle crank gear.
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