KR100895545B1

KR100895545B1 - 외발 자전거

Info

Publication number: KR100895545B1
Application number: KR1020070066822A
Authority: KR
Inventors: 노영숙
Original assignee: 노영숙
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-04-29
Also published as: KR20090003817A

Abstract

본 발명은 외발 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주 바퀴에 일 방향으로만 동력이 전달되도록 하여 감속이 가능하고 페달 및 핸들에 의해 추진력이 발생되어 상, 하체 운동을 모두 겸비할 수 있으며 제동 기능이 부과될 수 있는 외발 자전거에 관한 것이다.

본 발명에 따른 외발 자전거의 구성을, 축을 중심으로 회전되고 일 방향으로만 동력이 전달되는 주 바퀴; 상기 축의 양단에 결합되어 사용자의 양 발이 올려지는 페달; 및 상기 주 바퀴와 축과의 결합 부위에 구비되어 상기 축으로부터 주 바퀴로 동력이 전달되는 동력 전달부: 를 포함하여 이루어진다.

외발 자전거, 추진, 페달, 핸들, 동력 전달부, 브레이크

Description

외발 자전거{UNICYCLE}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외발 자전거의 분해 사시도이다.

도 2는 상기 외발 자전거의 정면도이다.

도 3a 및 도 3b는 상기 외발 자전거의 래칫 기어 및 스토퍼 부분을 절개한 종단면도이다.

도 4는 상기 외발 자전거의 페달 부분을 부분 확대한 정단면도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 외발 자전거의 래칫 기어 및 스토퍼 부분을 절개한 종단면도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 외발 자전거의 정면도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 외발 자전거의 정면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 일 실시 예의 외발 자전거 110: 주 바퀴

112: 축 116: 내측 하우징

118: 외측 하우징 120, 120': 래칫 기어

122, 122': 스토퍼 130: 페달

134: 브레이크 136: 보조 바퀴

200: 다른 실시 예의 외발 자전거 210: 주 바퀴

212: 분할 축 213: 다각 축

216: 내측 하우징 218: 외측 하우징

220: 래칫 기어 222: 스토퍼

230: 페달 236: 보조 바퀴

300: 또 다른 실시 예의 외발 자전거 310: 주 바퀴

312: 축 316: 내측 하우징

318: 외측 하우징 320a, 320b: 래칫 기어

322a 322b: 스토퍼 330: 페달

336: 보조 바퀴

일반적으로 자전거는 탑승한 상태에서 두 발로 페달을 밟아 전후 중 주로 후방에 구비된 바퀴를 회전시켜 발생되는 추진력에 의해 전진하는 특성을 갖는 이송 수단의 하나로, 근래에 와서는 단순히 이송 수단보다는 산악 외발 자전거와 같은 레포츠용 또는 외발 자전거 등과 같이 다양한 제품이 출시되고 있다.

종래의 외발 자전거는 도면에는 도시하지 않았지만 하나의 바퀴와 상기 바퀴의 축 양 끝단에 결합되는 페달 및 상기 바퀴와 상기 페달과의 사이인 축 양단에 결합되면서 상단에 안장이 구비되는 암(Arm)으로 구성된다

그러나 상기 외발 자전거는 상기 바퀴와 상기 페달이 상호 고정되므로 감속을 위해서는 상기 페달을 천천히 돌려야 하고 상기 페달을 돌리는 과정을 통해 추진력이 발생되므로 상체 운동에는 적합하지 않으며 제동수단이 구비되지 않으므로 안정성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 주 바퀴에 일 방향으로만 동력이 전달되도록 하여 감속이 가능하고 페달 및 핸들에 의해 추진력이 발생되어 상, 하체 운동을 모두 겸비할 수 있으며 제동 기능이 부과될 수 있게 한 외발 자전거를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 축을 중심으로 회전되고 일 방향으로만 동력이 전달되는 주 바퀴; 상기 축의 양단에 결합되어 사용자의 양 발이 올려지는 페달; 및 상기 주 바퀴와 축과의 결합 부위에 구비되어 상기 축으로부터 주 바퀴로 동력이 전달되는 동력 전달부: 로 이루어짐으로써, 상기 페달을 하향으로 회전시키면 그 회전력이 주 바퀴에 동력이 전달되어 주 바퀴를 회전시키고, 반대로 상기 페달을 상향으로 회전시키면 상기 주 바퀴에 동력이 전달되지 않고 헛돌아 경사진 도로에서 추진되는 것을 방지하므로 바람직하다.

이하, 본 발명의 외발 자전거를 첨부도면을 참조하여 실시 예들을 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 외발 자전거(100)는 도 1, 도 2 및 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이 주 바퀴(110)와 동력 전달부와 페달 암(Pedal arm: 114)과 페달(130) 및 보조 바퀴(136)로 이루어진다.

상기 주 바퀴(110)는 적어도 하나가 구비되되 중심부에서 방사상으로 바퀴 살이 구비되고 중심의 축(112)을 중심으로 회전되되 둘레 면은 지면에 접하여 완충력이 부여될 수 있도록 고무재로 감싼다.

삭제

더욱이, 상기 주 바퀴(110)의 중심부와 이 중심부에 구비되는 축(112) 사이에는 베어링(B)이 개재되고 이 주 바퀴(110)의 중심부 양단에 내측 하우징(116)이 각각 구비되며 상기 내측 하우징(116)의 외측에는 외측 하우징(118)이 각각 구비된다.

여기서, 상기 내측 하우징(116)은 그 중심부가 상기 축(112)의 외경과 상응 하는 내경을 갖으며 상기 주 바퀴(110)에 근접되는 일단의 직경이 타단의 직경보다 확장되는 형상으로 형성된다.

더욱이, 상기 주 바퀴(110)의 중심부 일단은 적정 직경으로 함몰되는 바, 이 함몰되는 내주면에 래칫 기어(Ratchet gear: 120)가 형성된다.

그리고 상기 외측 하우징(118)은 중심부가 상기 축(112)의 외경과 상응하는 내경이 형성되고 상기 내측 하우징(116)의 타단과 근접하면서 외주면 끝단이 절곡되는 형상으로 형성된다.

더욱이, 상기 내측 하우징(118)의 외주면에는 상기 래칫 기어(120)의 이와 결합되는 스토퍼(122)가 구비되되 상기 스토퍼(122)가 일측에 구비될 수 있도록 외주면과 연결되면서 입구 면적이 축소되는 홈(116a)이 형성되고 상기 홈(116a)의 입구에 스토퍼(122)와 상기 스토퍼(122)의 후면과 홈(116a) 사이에 탄성부재(S)가 개재된다.

여기서, 상기 스토퍼(122)는 상기 래칫 기어(120)의 이 형상과 상응하는 형상으로 형성되어 이 래칫 기어(120)가 한 방향으로의 동력 전달을 제안 즉, 하향하여 회전될 경우에만 동력을 전달하고 이 스토퍼(122)가 상향하여 회전될 경우에는 동력을 전달하지 않는다.

그리고 상기 스토퍼(122)는 적어도 하나가 구비되며 다수개를 방사상으로 구비하여 동력 전달시 접촉면에 가해지는 응력 집중을 분산시킬 수 있다.

이와 같이 상기 래칫 기어(120)와 스토퍼(122)로 구성되는 동력 전달부는 통상적으로 일 방향으로만 회전되어 동력을 전달하는 기능을 가지므로 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고 상기 탄성부재(S)는 압축 스프링으로 탄성력에 의해 상기 스토퍼(122)를 래칫 기어(120) 방향으로 가압하는 기능을 한다.

그리고 상기 외측 하우징(118)의 외측면 각각에는 페달 암(114)의 일단이 각각 결합되되 상기 페달 암(114)은 길이 방향으로 연장되는 블럭 형상으로 상기 주 바퀴(110)의 반지름보다 짧은 길이를 갖고 타단에는 페달(130) 및 보조 바퀴(136)가 결합된다.

더욱이, 상기 페달(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 페달 암(114)과 결합되는 일단에 고정부(130a)가 결합되되 상기 고정부(130a)와 페달(130)과의 사이에 양단이 펴진 탄성부재(138)가 개재되고 상기 탄성부재(138)의 일단이 고정부(130a)의 편심 구멍에 삽입된 후 나사에 의해 고정되고 타단도 페달(130)의 내부에 형성된 편심 구멍에 삽입된 후 나사에 의해 고정된다.

여기서, 상기 페달(130)은 주 바퀴(110)의 양측에서 최초 상호 대각 위치에 구비되며, 그 위치는 고정된 상태로 제조된다.

그리고 상기 페달(130)은 탄성부재(138)에 의해 직립된 상태의 페달 암(114)과 상면이 직교된 상태 즉, 지면과 평행 상태를 유지하기 위해 상기 탄성부재(138)가 구비되어 이 페달(130)을 돌리는 과정에서 발을 이탈시키면 탄성부재(138)의 복원력에 의해 원위치로 복귀한다.

그리고 상기 페달(130)의 외측면에는 중심 잡기가 용이하도록 보조 바퀴(136)가 더 구비되고, 그 후단에 홈(132)이 형성되며 상기 홈(132)에 브레이크(134)를 위치시킨 상태에서 힌지(도면에 미도시)로 고정하여 주행시 상기 브레이크(134)를 발로 가압하면 상기 힌지를 기점으로 회전하면서 지면을 가압하여 제동력을 부여하게 된다.

한편, 상기 브레이크(134)에는 발에 의한 외력 제거시 원위치로 복귀할 수 있도록 한다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만 상기 페달(130)과 보조 바퀴(136) 사이마다 탑승자가 양손으로 파지하여 안정성을 부여할 수 있도록 봉 형상의 손잡이(도면에 미도시)가 더 구비될 수 있으며, 전후 회전이 가능하도록 하단이 상기 보조 바퀴(136)의 축 상에 결합된다.

그러므로 본 실시 예에서의 외발 자전거(100)를 운전하는 과정은 어느 한 페달(130)의 보조 바퀴(136)를 지면에 닿게 하여 주 바퀴(110)와 상기 보조 바퀴(136)가 지면에 동시에 접한 상태에서 지면에 근접한 페달(130)에 발을 안착한 후 중심을 잡은 후 다른 한발로 밀면서 다른 페달(130)에 나머지 한 발을 안착시킴과 동시에 페달(130)을 하향으로 회전시킨다.

이때, 상기 페달(130)이 고정된 페달 암(114)은 내측 하우징(116)에 구비된 스토퍼(122)가 래칫 기어(120)의 수직면에 접한 상태로 연동되면서 동력을 전달하여 결국 주 바퀴(110)가 연동 회전하여 추진력이 발생된다.

그 후, 경사면을 주행하거나 추진력을 발생시키지 않을 경우 상기 페달(130)을 회전되지 않도록 하거나 상향으로 회전시키면 상기 스토퍼(122)가 래칫 기 어(120)의 경사면을 따라 계속 미끄러지므로 상기 주 바퀴(110)에 동력이 전달되지 않고 페달(130)이 결합된 내측 하우징(116)이 헛돈다.

그리고 상기 주 바퀴(110)를 제동하기 위해선 상기 페달(130)의 후단에 구비되는 브레이크(134)를 지면을 향해 가압하여 정지시킨다.

그리고 상기 주 바퀴(110)의 바퀴 살이 탄성부재로 대체 형성되어 제자리에서 점핑(Jumping) 연습을 할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 외발 자전거(100)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 앞선 실시 예의 그것과 래칫 기어(120')와 스토퍼(122')로 구성되는 동력 전달부의 형성 위치를 제외하곤 그 구조와 기능이 모두 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

즉, 상기 래칫 기어(120')가 내측 하우징(116)의 외주면에 형성되고 이 래칫 기어(120')에 이가 물리면서 동력 전달을 제안하는 상기 스토퍼(122')가 상기 주 바퀴(110)의 중심부 일단이 부분 함몰되어 형성된 내주면에 홈을 형성하고 그 홈에 탄성부재(S)와 함께 구비되는 것이다.

더욱이, 상기 래칫 기어(120')의 이 형상은 앞선 실시 예의 그것과 동일하게 형성된다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만 상기 페달(130)과 보조 바퀴(136) 사이마다 탑승자가 양손으로 파지하여 안정성을 부여할 수 있도록 봉 형상의 손잡이(도면에 미도시)가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 외발 자전거(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 주 바퀴(210)의 양단에 래칫 기어(220)와 스토퍼(222)인 동력 전달부가 구비된 경우로 앞선 실시 예에서와 이 점이 상이하고 나머지 구성요소는 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

이때, 일단과 타단의 내, 외측 하우징(216, 218)과 페달 암(214)과 페달(230) 및 보조 바퀴(236)가 개별적 분할 축(212)에 의해 주 바퀴(210)의 중심부에서 각각의 베어링(B)에 의해 고정된다.

그리고 이 경우에는 어느 한 페달(230)을 밟은 상태에서 하향으로 돌려 주 바퀴(210)를 회전시킬 수 있으며, 동시에 양측 페달(230)을 밟고 하향으로 돌려서 상기 주 바퀴(210)를 회전시킬 수 있다.

더욱이, 상기 내, 외측 하우징(216, 218)과 페달 암(214)과 페달(230) 및 보조 바퀴(236)가 양단에서 분할 축(212)에 의해 각각 개별적으로 구비되면 좌우 페달(230)이 개별적으로 각각 회전되어 이를 상향으로 돌릴 경우 상호 위치의 변경이 가능하며 양측의 보조 바퀴(236)가 지면에 모두 접촉할 수 있다.

여기서, 양측의 페달(230)을 상호 연동시킬 경우에는 상기 분할 축(212)들의 중심에 관통 형성된 다각 구멍과 대응되는 다각 축(213)을 삽입하여 실시한다.

즉, 상기 페달(230)이 상호 대각 위치에 구비되는 것이 바람직하므로 인위적으로 이 페달(230)들을 상호 대각으로 위치시킨 다음 상기 분할 축(212) 내부에 형성된 다각 구멍에 다각 축(213)을 삽입하여 양측 페달(230)을 연결시킨다.

그리고 본 실시 예에서는 상기 래칫 기어(220)가 주 바퀴(210)에 형성되고 상기 스토퍼(222)는 내측 하우징(216)의 외주면 일단에 형성되는 것으로 예시하였으나 반대로 이 래칫 기어(220)가 상기 내측 하우징(216)의 외주면에 형성되고 이 스토퍼(222)가 주 바퀴(210)의 중심부에 함몰 형성된 원형 홈의 내주면에 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 외발 자전거(300)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 페달(330)은 물론 핸들(340)에 의해서도 추진력이 발생되며, 상기 핸들(340)이 외측 하우징(318) 둘레 면 상단에 결합되되 이동 및 보관이 용이할 수 있도록 하기 위해 탈, 부착이 가능하다.

한편, 본 실시 예에서는 앞선 실시 예에 핸들(340) 및 래칫 기어(320b)와 스토퍼(322b)로 구성되는 동력 전달부가 더 구비되므로 나머지 구성요소는 상세한 설명을 생략한다.

상기 핸들(340)은 손으로 파지할 수 있도록 최상단에 구비되는 수평 형상의 파이프와, 수평 형상의 파이프의 중심부 저면에 직교되는 수직 형상의 파이프와, 이 수직 형상의 파이프 하단에 주 바퀴(310)의 반지름보다 긴 역 "U" 자 형상의 파 이프가 조합된 형상으로 형성되며, 이에 한정하지 않고 변경이 가능하다.

여기서, 상기 핸들(340)의 탈, 부착이 실시되기 위해 상기 외측 하우징(318)의 외주면 일단마다 파이프 형상인 연장부(318a)가 적정 길이만큼 돌출 형성되고 상기 연장부(318a)의 상단 일측에 구멍이 형성되되 그 구멍을 통해 내부에 구비된 탄성력을 부여하는 걸림부재(318b)가 부분 돌출된다.

한편, 상기 걸림부재(318b)는 판 스프링을 반으로 접고, 접은 일단에 상단에 반구 형상으로 형성되는 원기둥의 돌출된 부분이 결합된 형태로 구비된다.

그리고 상기 핸들(340)의 부착시 주 바퀴(310)의 축(312)과 평행할 수 있도록 이 핸들(340)의 하단 각각에는 상기 연장부(318a)의 구멍과 동일 위치에 구멍이 각각 형성되어 상기 걸림부재(318b) 중 연장부(318a)로 돌출된 부분이 핸들(340)의 하단 구멍에 걸려 외력에 의해 이탈되는 것을 방지한다.

그 후, 상기 핸들(340)을 외측 하우징(318)에서 분리하고자 할 경우에는 연장부(318a)에서 돌출된 걸림부재(318b)의 상단을 가압한 상태에서 이 핸들(340)을 상방으로 이동시키면 핸들(340)의 하단 구멍이 상기 걸림부재(318b)에서 이탈되고 분리된다.

더욱이, 상기 핸들(340)을 전방으로 밀면 동력이 주 바퀴(310)로 전달되어 회전되고, 후방인 탑승자 방향으로 당기면 페달(330)의 동력이 전달되지 않으므로 상기 주 바퀴(310)가 헛돌게 되며 이를 수차례 반복하여 추진력을 얻는다.

이렇게 구현하기 위해선 상기 페달(330)의 회전력을 주 바퀴(310)에 전달하는 한 쌍의 래칫 기어(320a)와 스토퍼(322a)로 이루어진 동력 전달부 이외에 상기 핸들(340)에 의해 동력을 주 바퀴(310)에 전달시킬 수 있는 별도의 래칫 기어(320b)와 스토퍼(322b)인 동력 전달부를 한 쌍 더 구비해야 하며, 이때, 상기 래칫 기어(320a)와의 이 방향이 대칭되도록 다른 래칫 기어(320b)가 구비되어야 한다.

즉, 상기 주 바퀴(310)의 중심에 베어링(B)에 의해 삽입되는 축(312) 중 이 주 바퀴(310)와 근접된 위치의 축(312) 내측에 구비되는 래칫 기어(320a) 및 스토퍼(322a)인 동력 전달부와 외측에 구비되는 래칫 기어(320b) 및 스토퍼(322b)인 동력 전달부의 방향이 서로 반대로 위치되게 하여 핸들(340)을 전방을 향해 밀면 상기 축(312)의 외측에 구비되면서 외측 하우징(318) 내부에 구비되는 스토퍼(322b)가 이와 접한 래칫 기어(320b)를 회전시켜 전달되는 동력에 의해 주 바퀴(310)가 회전되지만 상기 내측 하우징(316)의 일단에 구비되는 스토퍼(322a)가 래칫 기어(320a)의 경사면을 따라 회전되므로 동력이 주 바퀴(310)에 전달되지 않는다.

그리고 상기 페달(330)에 의해 주 바퀴(310)에 동력을 전달하여 추진하는 과정은 앞선 실시 예에서와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

결국, 상기 핸들(340)에 의해 주 바퀴(310)를 회전시킬 경우에 페달(330)을 발로 가압하고 있으면 되는 것이다.

더욱이, 상기 외발 자전거(300)의 추진은 페달(330)만의 회전에 의해 실시되거나 핸들(340)만의 전후 이동 및 상기 페달(330)과 상기 핸들(340)을 동시에 움직여 실시할 수도 있다.

그리고 상기 래칫 기어(320a, 320b)와 스토퍼(322a, 322b)인 각각의 동력 전 달부는 상기 주 바퀴(310)와 축(312)의 결합 부위 일단에 구비될 수 있지만 동력 분산을 위해 양단에 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 설명하지 않은 부호 314는 페달 암이고 336은 보조 바퀴이다.

이와 같은 본 발명의 외발 자전거는 주 바퀴에 일 방향으로만 동력이 전달되도록 하여 감속이 가능하고 페달 및 핸들에 의해 추진력이 발생되어 상, 하체 운동을 모두 겸비할 수 있으며 제동 기능이 부과되는 효과가 있다.

Claims

축(112)을 중심으로 회전되고 일 방향으로만 동력이 전달되는 주 바퀴(110);

상기 축(112)의 양단에 결합되어 사용자의 양 발이 올려지며, 그 후단에 지면을 가압하여 제동시키는 브레이크(134)가 구비되는 페달(130); 및

상기 주 바퀴(110)와 축(112)과의 결합 부위에 구비되어 상기 축(112)으로부터 주 바퀴(110)로 동력이 전달되는 동력 전달부: 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 1항에 있어서, 상기 동력 전달부는,

상기 축(112) 또는 상기 주 바퀴(110)의 결합 부위 중 어느 일측에 형성되는 래칫 기어(Ratchet gear: 120); 및

상기 래칫 기어(120)와 물리도록 타측에 형성되는 스토퍼(Stopper: 122);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 2항에 있어서, 상기 동력 전달부는,

상기 주 바퀴(110) 및 축(112)의 일단에 구비되며 상기 페달(130)의 상, 하향 회전시 좌우 페달(130)이 연동되는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 2항에 있어서, 상기 동력 전달부는,

상기 주 바퀴(210) 및 분할된 축(212)의 양단에 각각 구비되며 상기 페달(230)의 하향 회전시 좌우 페달(230)이 연동되고, 이 페달(230)의 상향 회전시 좌우 페달(230)이 개별적으로 회전되는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 4항에 있어서,

상기 분할된 축(212)을 상호 연동시킬 수 있도록 이 분할된 축(212)에 다각 구멍이 각각 관통 형성되고, 상기 다각 구멍의 형상과 상응하는 다각 축(213)이 각각에 삽입되는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 3항 또는 제 5항에 있어서,

상기 주 바퀴(310)와 상기 축(312)과의 결합 부위 양단에 구비되는 내, 외측 하우징(316, 318) 중 상기 외측 하우징(318) 둘레 면의 상단에 탑승자가 손으로 파지할 수 있도록 연장되면서 탈, 부착되는 핸들(340)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 6항에 있어서, 상기 주 바퀴(310)의 추진력은,

상기 페달(330)의 회동 또는 상기 핸들(340)의 전후 이동에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 7항에 있어서,

상기 주 바퀴(310)의 추진력이 상기 핸들(340)에 의해 발생되면 상기 주 바퀴(310)와 상기 축(312)과의 결합부위에 구비되는 동력 전달부와 상기 축(312)을 기점으로 대칭되면서 동일축선상 위치인 내, 외측 하우징(316, 318) 타단 내부에 동력 전달부가 더 구비되며, 상기 핸들(340)을 전방으로 밀면 동력이 전달되어 주 바퀴(310)가 회전되고 후방으로 당기면 동력이 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
제 1항에 있어서,

상기 페달(130, 230, 330)에는 그 외측면에 보조 바퀴(136, 236, 336)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.
삭제
제 9항에 있어서,

상기 페달(130)과 상기 보조 바퀴(136) 사이마다 각각 상방으로 향하는 손잡이가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 외발 자전거.