KR20040004211A - 역회전력을 활용하는 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페달축의 역회전력을 스파이럴 스프링을 이용하여 축적하여 추진력으로 전환 활용할 수 있도록 함으로써 특히, 오르막 주행을 용이하게 하며 스피드를 향상시켜 싸이클링의 즐거움을 배가할 수 있도록 하는 역회전력을 활용하는 자전거에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 페달(25)의 답력을 후륜에 전달하기 위하여 후륜축(10)과 폐달축(20)에 각각 설치되는 체인기어(11)(21), 상기 각각 설치된 체인기어(11)(21) 사이를 연결하는 체인(40)이 구비되며, 상기 후륜축의 체인기어(11)는 일방향 클러치 베어링(13)을 매개로 결합되는 동력전달수단을 구비한 통상의 자전거에 있어서, 상기 페달축(20)의 후진방향 회전력인 역회전력을 축적하여 후륜(15)의 전진 추진력으로 전환 활용하기 위하여 후륜축(10) 또는 페달축(20)에 설치되는 스파이럴 스프링(51)을 포함하여 구성되는 역회전력 축적수단(50)이 구비됨을 특징으로 한다.

Description

역회전력을 활용하는 자전거{A CYCLE USING DISROTATORY-POWER}

본 발명은 자전거에 관한 것으로서, 특히 페달축의 역회전력을 스파이럴 스프링을 이용하여 축적하여 추진력으로 전환 활용할 수 있도록 함으로써 특히, 오르막 주행을 용이하게 하며 스피드를 향상시켜 싸이클링의 즐거움을 배가할 수 있도록 하는 역회전력을 활용하는 자전거에 관한 것이다.

자전거는 교통수단으로 사용되기도 하지만 다양한 기능들이 속속 개발되어 여가를 즐기며 신체단련을 겸할 수 있는 스포츠 레져수단으로 각광받고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자전거(100)는 전륜, 후륜(115) 및 페달(125)이 구비되고, 상기 페달(125)의 답력을 후륜(115)에 전달하는 동력전달수단으로서, 상기 후륜(115)과 상기 폐달축(120)에 각각 설치되는 체인기어(111)(121), 양측의 체인기어(111)(121) 사이를 연결하는 체인(140)이 구비되며, 상기 구성요소들을 지지하기 위한 프레임(130)과 이 프레임에 설치되는 안장 및 핸들을 포함하여 이루어진다.

또한, 후륜축(110)의 결합구성을 개략적으로 보이는 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임(130)에 고정되어 있는 후륜축(110)에는 미끄럼부싱(117)이 형성되고 상기 미끄럼부싱(117) 상에 후륜(115)과 일방향 클러치 베어링(113)이 설치되며, 상기 일방향 클러치 베어링(113) 상에 체인기어(111)가 설치되어 있다.

이와 같은 구성에 따른 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.

좌우 페달(125)에 가해지는 답력에 의하여 회동되는 페달축(120)의 체인기어(121)와 후륜축(110)에 설치된 체인기어(111)가 체인(140)에 의하여 연동되되, 페달축(120) 및 체인기어(111)(121)가 전진방향으로 회전될 경우에는 일방향 클러치 베어링(113)과 미끄럼부싱(117)이 한 몸체로 회전되어 후륜(115)에 추진력이 발생되고, 후진방향으로 회전될 경우에는 상기 일방향 클러치 베어링(113)에 의하여 후륜(115)에 회전력 전달이 차단됨으로 페달의 후진방향 회전은 공회전된다. 이와 같이 페달축의 회전력이 그 방향에 따라 후륜에 선택적으로 작용됨으로 휴륜의 구동이 페달축의 회전으로부터 자유로울 수 있어 주행속도가 가속되었을 때 또는 내리막길에서는 페달축을 전진회전시키지 않아도 관성과 자중에 의하여 자전거가 전진하게 된다.

한편, 싸이클링은 평지의 도로에서 뿐만 아니라, 숲속 언덕길, 산악지대 등에서 스피드를 즐길 수 있는데 오르막길은 힘이 부치는 반면, 내리막길에서는 페달에 답력을 가하지 않아도 자중에 의하여 자연적으로 바퀴가 굴러감으로 다리를 쉬면서 내려가게 된다.

그런데, 이와 같은 종래 기술은 상기한 바와 같이, 페달의 후진방향 회전이 공회전으로 사장되며, 오르막 주행이 어렵고, 스피드 향상에 제약을 받게되는 아쉬움이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은, 페달축의 역회전력을 스파이럴 스프링을 이용하여 축적하여 추진력으로 전환 활용할 수 있도록 함으로써 특히, 오르막 주행을 용이하게 하며 스피드를 향상시켜 싸이클링의 즐거움을 배가할 수 있도록 하는 역회전력을 활용하는 자전거를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 자전거의 구성도

도 2는 도 1의 후륜축의 결합 관계를 보이는 일부 상세 단면도

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 일부 분해사시도

도 4는 도 3의 결합상태도

도 5는 도 4의 역회전력 축적수단의 결합상태를 보이는 일부 상세 단면도

도 6은 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 일부 상세 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명의 역회전력을 활용하는 자전거

10: 후륜축 11, 21: 체인기어

13,53: 일방향 베어링 15: 후륜

17: 미끄럼부싱 20: 페달축

25: 페달 30: 프레임

40: 체인 50: 역회전력 축적수단

51: 스파이럴 스프링 55: 하우징

100: 종래 기술의 자전거

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 역회전력을 활용하는 자전거는,

페달의 답력을 후륜에 전달하기 위하여 후륜축과 폐달축에 각각 설치되는 체인기어, 상기 각각 설치된 체인기어 사이를 연결하는 체인이 구비되며, 상기 후륜축의 체인기어는 일방향 클러치 베어링을 매개로 결합되는 동력전달수단을 구비한 통상의 자전거에 있어서,

상기 페달축의 후진방향 회전력인 역회전력을 축적하여 후륜의 전진 추진력으로 전환 활용하기 위하여 후륜축 또는 페달축에 설치되는 스파이럴 스프링을 포함하여 구성되는 역회전력 축적수단이 구비됨을 특징으로 한다.

상기 역회전력 축적수단은 상기 후륜축 또는 페달축에 장착되는 일방향 클러치 베어링과, 상기 일방향 클러치 베어링에 일단이 고정되며 타단은 하우징에 고정되고 페달축의 후진방향 회전시 긴장되는 스파이럴 스프링과, 상기 스파이럴 스프링을 수용하며 프레임에 고정설치되는 하우징을 포함하여 구성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 역회전력을 활용하는 자전거에 대한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 일부 분해 사시도, 도 4는 결합 사시도, 도 5는 도 3의 요부 단면 상세도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 역회전력을 활용하는 자전거(1)는, 페달(25)의 답력을 후륜에 전달하기 위하여 후륜축(10)과 폐달축(20)에 각각 설치되는 체인기어(11)(21), 상기 각각 설치된 체인기어(11)(21) 사이를 연결하는 체인(40)이 구비되며, 상기 후륜축의 체인기어(11)는 일방향 클러치 베어링(13)을 매개로 결합되는 동력전달수단을 구비하되, 상기 페달축(20)의 후진방향 회전력인 역회전력을 축적하여 후륜(15)의 전진 추진력으로 전환 활용하기 위하여 후륜축(10) 또는 페달축(20)에 설치되는 스파이럴 스프링(51)을 포함하여 구성되는 역회전력 축적수단(50)이 구비되는 것이다.

상기 역회전력 축적수단(50)은 상기 후륜축(10) 또는 페달축(20)에 장착되는 일방향 클러치 베어링(53)과, 상기 일방향 클러치 베어링(53)에 일단이 고정되며 타단은 하우징(55)에 고정되고 페달축(20)의 후진방향 회전시 긴장되는 스파이럴 스프링(51)과, 상기 스파이럴 스프링(51)을 수용하며 프레임(30)에 고정설치되는 하우징(55)을 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기 일방향 클러치 베어링(53)은 방사상으로 경사가이드면과 걸림턱이 형성되는 내부몸체와 니들롤러 및 외부몸체를 포함하여 구성되는 관용적인 역회전 방지수단으로서, 여기서는 페달축(20)의 후진방향 회전시는 내부몸체와 외부몸체가 일체로 움직여 상기 스파이럴 스프링(51)을 긴장시키며 권회하고, 전진방향 회전시는스파이럴 스프링(51)에 회전력이 전달되지 않도록 설치된다.

상기 스파이럴 스프링(51)은 다중으로 설치되어 텐션력을 강화시킴이 바람직하다. 또한, 상기 일방향 클러치 베어링(53)과 하우징(55)에의 고정은 용접으로 되어도 무방하다.

상기 하우징(55)은 프레임(30)에 고정설치되는 대략 쟁반형태로 형성되는 본체(55a)와 본체(55a)의 개방부를 덮어 고정하는 커버(55b)로 형성되어 볼트(55c)결합되어도 무방하다.

상기 역회전력 축적수단(50)을 페달축(20)에 설치할 경우, 페달축(20)의 길이가 기존의 그것에 비하여 소정 길이 연장형성되고, 페달축(20)을 지지하는 프레임(30)에 상기 하우징의 본체(55a)가 고정설치된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 역회전력 축적수단(50)을 후륜축(10)에 설치할 경우에는, 상기 스파이럴 스프링(51)은 후륜축(10)에 체인기어(11)를 위하여 설치된 상기 일방향 클러치 베어링(13)의 일부를 빌려 설치되어도 무방하다. 즉, 후륜축(110)에 통상적으로서 설치되는 다수의 변속체인기어(11a) 중 일부를 배제시키고 역회전력 축적수단(50)을 설치하면, 기설치된 일방향 클러치 베어링(13)을 사용할 수 있어 설치가 간편하다. 미설명 부호 (17)은 미끄럼부싱, (33)은 프레임(30)과 하우징(50)을 연결지지하는 지지대이다.

이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 작용상태를 살펴 본다.

본 발명은 페달축(20)의 전진방향 회전시에는 통상의 자전거와 같이 구동되어 추진력을 얻으며, 페달축(20)의 역회전시에는 상기 역회전력 축적수단(50)의 스파이럴 스프링(51)이 긴장되었다가 역회전 가압이 해제되면 스파이럴 스프링의 복귀력이 전진방향 회전력으로 작용되는 것이다. 따라서 전진방향의 페달회전이 불필요한, 예컨대 내리막길 주행시에 페달축(20)을 역회전시켜 스파이럴 스프링(51)을 긴장시켜 두었다가 오르막길에서 페달에 가해지고 있던 역회전 답력을 해제하면 스파이럴 스프링(51)의 복귀력이 페달축(20)에 작용되어 추진력으로 전환된다.

먼저, 역회전력 축적수단(50)이 페달축(20)에 설치된 경우의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.

페달(25)에 후진회전 답력이 가해질 경우, 스파이럴 스프링(51)의 일단이 고정된 일방향 클러치 베어링(53)이 페달축(20)과 일체로 회전됨으로 스파이럴 스프링(51)은 타단이 하우징(55)에 고정된 상태에서 일방향 클러치 베어링(53)의 회전과 함께 연속적으로 권회되어 긴장탄력이 축적된다. 그리고 페달(25)에서 답력을 해제하는 동시에 스파이럴 스프링(51)의 복귀력이 페달축(20)을 전진방향으로 회전시키고 이러한 페달축(20)의 전진회전은 체인기어(11)(21) 및 체인(40)을 통하여 후륜(15)으로 전달됨으로 추진력을 얻어 자전거가 전진하게 된다.

또한, 역회전력 축적수단(50)을 후륜축(20)에 설치한 경우의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.

체인기어(11)의 전진회전시에는 일방향 클러치 베어링(13)과 미끄럼부싱(17)이 한 몸체로 회전되어 추진력이 발생되고, 후진방향 회전시에는 일방향 클러치 베어링(13)에서 미끄럼부싱(17)으로 회전력이 전달되지 않는 공회전이 이루어지는 것은 통상의 자전거의 작동과 동일하다.

페달축(20)으로부터 역회전력이 후륜축에 장착된 체인기어(11)를 통하여 일방향 클러치 베어링(13)의 외부몸체를 역회전시키면 상기 일방향 클러치 베어링(13)의 외부몸체 상에 일체화되어 고정된 스파이럴 스프링(51)이 권회되면서 긴장된다. 이 때, 후륜(15)은 일방향 클러치 베어링(13)의 내부몸체와 결합된 미끄럼부싱(17)에 고정되어 있어 공회전됨으로 전진회전에 대한 간섭을 받지 않는다. 그리고 페달(25)에서 답력을 해제하면 스파이럴 스프링(51)이 복귀되면서 그 복귀력이 일방향 클러치 베어링(53)에 전진방향의 회전력을 가하게 됨으로 후륜(15)에 추진력을 발생시키게 된다.

이와 같이, 본 발명은 페달축(20)의 후진방향 회전력이 스파이럴 스프링(51)에 축적되었다가 추진력으로 전환 활용되는 것이다. 따라서 내리막길 등 페달축에 전진회전 답력이 필요하지 않는 동안, 페달축을 서서히 역회전시켜 스파이럴 스프링(51)에 힘을 축적하여 두었다가 페달에서 답력을 해제하면 스파이럴 스프링(51)의 복귀력에 의하여 탄력적으로 전진하게 되며, 여기에 더하여 페달축을 전진방향으로 회전시킬 경우에는 스피드가 더해지게 되어 싸이클링의 즐거움을 만끽할 수 있도록 한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 역회전력을 활용하는 자전거는,

페달축의 역회전력을 스파이럴 스프링을 이용하여 축적하여 추진력으로 전환 활용할 수 있도록 함으로써 특히, 오르막 주행을 용이하게 하며 스피드를 향상시켜 싸이클링의 즐거움을 배가할 수 있도록 하는 획기적인 기술이다.

Claims (4)

1. 페달(25)의 답력을 후륜에 전달하기 위하여 후륜축(10)과 폐달축(20)에 각각 설치되는 체인기어(11)(21), 상기 각각 설치된 체인기어(11)(21) 사이를 연결하는 체인(40)이 구비되며, 상기 후륜축의 체인기어(11)는 일방향 클러치 베어링(13)을 매개로 결합되는 동력전달수단을 구비한 통상의 자전거에 있어서,

   상기 페달축(20)의 후진방향 회전력인 역회전력을 축적하여 후륜(15)의 전진 추진력으로 전환 활용하기 위하여 후륜축(10) 또는 페달축(20)에 설치되는 스파이럴 스프링(51)을 포함하여 구성되는 역회전력 축적수단(50)이 구비됨을 특징으로 하는 역회전력을 활용하는 자전거.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 역회전력 축적수단(50)은 상기 후륜축(10) 또는 페달축(20)에 장착되는 일방향 클러치 베어링(53)과, 상기 일방향 클러치 베어링(53)에 일단이 고정되며 타단은 하우징(55)에 고정되고 페달축(20)의 후진방향 회전시 긴장되는 스파이럴 스프링(51)과, 상기 스파이럴 스프링(51)을 수용하며 프레임(30)에 고정설치되는 하우징(55)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 역회전력을 활용하는 자전거.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 스파이럴 스프링(51)은 다중으로 설치됨을 특징으로 하는 역회전력을 활용하는 자전거.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 스파이럴 스프링(51)은 후륜축에 기존 설치된 상기 일방향 클러치 베어링(13) 상에 설치됨을 특징으로 하는 역회전력을 활용하는 자전거.