KR101966041B1

KR101966041B1 - Bicycle with propulsion unit

Info

Publication number: KR101966041B1
Application number: KR1020180068063A
Authority: KR
Inventors: 이영문
Original assignee: 이영문
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2019-04-04

Abstract

The present invention relates to a bicycle with a gear type propulsion unit. The bicycle with the gear type propulsion unit of the present invention includes: a bicycle frame to which a handle and a saddle are connected; a front wheel and a back wheel rotationally coupled to the front and back of the bicycle frame; and a gear type propulsion unit coupled to the bicycle frame, having a structure without a chain, and rotating the back wheel to propel the bicycle.

Description

기어식 추진유닛을 구비하는 자전거{Bicycle with propulsion unit}Bicycle with propulsion unit [0002]

본 발명은, 기어식 추진유닛을 구비하는 자전거에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 기존 자전거처럼 페달에 대한 상사점과 하사점의 구분이 없기 때문에 페달이 어느 위치에 놓이더라도 페달을 밟아 힘을 전달하는 데 전혀 무리가 없으며, 특히 체인이 없는 기어식 추진유닛이 적용되기 때문에 평지에서 속도를 높이거나 페달을 천천히 밟아도 속도를 증가시킬 수 있는 기어식 추진유닛을 구비하는 자전거에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle having a gear type driving unit, and more specifically, since there is no distinction between a top dead center and a bottom dead point of a pedal like a conventional bicycle, And more particularly to a bicycle equipped with a gear-type propulsion unit which can increase the speed in a flat area or increase the speed even when the pedal is slowly stepped on, since a gear-type propulsion unit without a chain is applied.

자전거는 사람의 힘으로 바퀴를 회전시켜 움직이는 2륜차의 총칭이다. 발로 밟는 힘을 페달, 크랭크기구, 체인을 거쳐 뒷바퀴에 전달하는 구동원리가 기본적인 자전거의 형태이다.A bicycle is a collective name of a two-wheeled vehicle that is rotated by the power of a person. The basic principle of the driving principle is that the pedaling force is transmitted to the rear wheel through the pedal, the crank mechanism, and the chain.

주행속도와 상태에 따라 변속비를 변경해서 보다 효율적인 주행이 가능하게 만들어진 자전거가 일반화되어 있다.A bicycle which is made to be able to travel more efficiently by changing the transmission ratio according to the traveling speed and condition is generalized.

한편, 두 발로 양쪽 페달을 밟아 체인이 뒷바퀴를 회전시키도록 하면서 자전거를 주행하는 경우, 페달이 상사점과 하사점에 이를 때는 발로 페달을 밟아 회전시키기가 어렵다.On the other hand, when the bicycle is running while the chain is rotating with the two pedals on both pedals, when the pedal reaches the top dead center and the bottom dead point, it is difficult to rotate the pedal by stepping on the foot pedal.

다시 말해, 페달의 상사점과 하사점에서는 힘의 전달이 용이하지 않다. 즉 페달이 상사점과 하사점에 이를 때는 페달을 밟기 어렵다. 이는 체인 구동식이기 때문이다.In other words, the transmission of force is not easy at the top and bottom positions of the pedal. That is, when the pedal reaches the top dead center and bottom dead center, it is difficult to press the pedal. This is because the chain is driven.

특히, 다리 길이는 사람마다 다를 수 있는데 반해 페달의 회전 반경은 이미 결정되어 있어서 같은 자전거라 하더라도 어린아이처럼 다리가 짧은 사람이 사용하는데 많이 불편할 수밖에 없다는 점을 고려해볼 때, 이를 해결할 수 있는 신개념의 자전거에 대한 필요성이 대두된다.In particular, the leg length may vary from person to person, but the radius of rotation of the pedal has already been determined. Considering that even the same bicycle can not be used by a person with short legs as a child, it is a new concept There is a need for bicycles.

대한민국특허청 출원번호 제10-2000-0066916호Korea Patent Office Application No. 10-2000-0066916 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0108255호Korea Patent Office Application No. 10-2009-0108255 대한민국특허청 출원번호 제10-2012-0089544호Korea Patent Office Application No. 10-2012-0089544 대한민국특허청 출원번호 제10-2016-0121265호Korea Patent Office Application No. 10-2016-0121265

본 발명의 목적은, 기존 자전거처럼 페달에 대한 상사점과 하사점의 구분이 없기 때문에 페달이 어느 위치에 놓이더라도 페달을 밟아 힘을 전달하는 데 전혀 무리가 없으며, 특히 체인이 없는 기어식 추진유닛이 적용되기 때문에 평지에서 속도를 높이거나 페달을 천천히 밟아도 속도를 증가시킬 수 있는 기어식 추진유닛을 구비하는 자전거를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a pedal system in which no distinction is made between a top dead center and a bottom dead point of a pedal like a conventional bicycle so that no matter how the pedal is placed, The present invention is to provide a bicycle equipped with a gear type driving unit which can increase the speed in the flat area or increase the speed even when the pedal is slowly depressed.

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상기 목적은, 손잡이와 안장이 연결되는 자전거 프레임; 상기 자전거 프레임의 앞, 뒤에 회전 가능하게 결합되는 앞바퀴와 뒷바퀴; 및 상기 자전거 프레임에 결합되되 체인(chain)이 없는 구조로서 기어식으로 상기 뒷바퀴를 회전시켜 추진하는 기어식 추진유닛을 포함하며, 상기 기어식 추진유닛은, 상기 자전거 프레임의 중앙 영역에 스윙(swing) 회전 가능하게 결합되되 일정 각도범위 내에서만 회전되는 스윙 페달부; 상기 스윙 페달부에 연결되는 랙 기어부; 및 상기 뒷바퀴의 센터축에 연결되며, 상기 랙 기어부와 상호작용하는 피니언 기어부를 포함하며, 상기 스윙 페달부는, 상기 스윙 페달부의 회전 축심을 형성하되 상기 스윙 페달부를 가압했던 힘이 제거될 때 상기 스윙 페달부가 원위치로 복귀되게 복귀 스프링이 마련되는 힌지부; 일단부는 상기 힌지부에 연결되고 타단부는 상기 랙 기어부와 연결되는 제1 링크 아암; 상기 제1 링크 아암에 형성되되 다수의 요철홈부를 구비하는 장공; 일단부는 상기 힌지부에 연결되고 타단부는 노출되는 제2 링크 아암; 및 상기 제2 링크 아암의 타단부에 결합되는 페달부를 포함하며, 상기 랙 기어부는, 상기 제1 링크 아암과 연결되는 연결 바아; 상기 연결 바아의 일단부에 마련되고 상기 연결 바아를 상기 장공에 결합시키되 상기 장공 내에서 상기 요철홈부를 따라 이동되는 핀부; 상기 연결 바아에 결합되되 일측이 개방된 역U자 형상의 랙 기어 하우징; 및 상기 랙 기어 하우징 내의 일측벽에 규칙적으로 형성되는 다수의 랙 기어핀을 포함하며, 상기 피니언 기어부는, 상기 다수의 랙 기어핀과 상호작용하는 기어홈이 외주면에 규칙적으로 형성되는 피니언 기어; 상기 피니언 기어와 상기 뒷바퀴의 센터축에 일체로 결합되는 센터축부; 및 상기 랙 기어부에 의한 동력이 일방향으로만 전달되도록 상기 센터축부에 마련되되 상기 뒷바퀴가 역회전될 때, 상기 피니언 기어가 회전되지 않도록 하는 클러치 베어링을 포함하며, 상기 기어식 추진유닛은 상기 자전거 프레임을 사이에 두고 그 양측에 대칭되게 배치되며, 상기 자전거 프레임을 사이에 두고 그 양측에 대칭되게 배치되는 한 쌍의 기어식 추진유닛은 서로 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 기어식 추진유닛을 구비하는 자전거에 의해서도 달성된다.The object is achieved by a bicycle frame to which a handle and a saddle are connected; A front wheel and a rear wheel rotatably coupled to the front and rear of the bicycle frame; And a gear-type propulsion unit that is coupled to the bicycle frame but does not have a chain, and that rotates and propels the rear wheel in a gear-like manner. The gear-type propulsion unit includes a swing A swing pedal portion rotatably coupled and rotated within a predetermined angle range; A rack gear portion connected to the swing pedal portion; And a pinion gear portion that is connected to the center shaft of the rear wheel and interacts with the rack gear portion. The swing pedal portion forms a rotation axis of the swing pedal portion, and when the force that presses the swing pedal portion is removed, A hinge portion provided with a return spring for returning the swing pedal portion to the original position; A first link arm having one end connected to the hinge and the other end connected to the rack gear; A slot formed in the first link arm and having a plurality of recessed and recessed grooves; A second link arm having one end connected to the hinge and the other end exposed; And a pedal portion coupled to the other end of the second link arm, wherein the rack gear portion includes: a connecting bar connected to the first link arm; A fin portion provided at one end of the connecting bar and coupled to the elongated hole in the connecting bar, the pin portion being moved along the recessed groove portion in the elongated hole; An inverted U-shaped rack gear housing coupled to the connecting bar and having one side opened; And a plurality of rack gear pins regularly formed on one side wall of the rack gear housing, wherein the pinion gear portion includes: a pinion gear having gear grooves regularly formed on an outer circumferential surface thereof, the gear grooves interacting with the rack gear pins; A center shaft integrally coupled to the pinion gear and the center shaft of the rear wheel; And a clutch bearing provided on the center shaft portion so that the power generated by the rack gear portion is transmitted only in one direction so that the pinion gear is not rotated when the rear wheel is reversely rotated, And a pair of gear-type propulsion units symmetrically disposed on both sides of the frame, the pair of gear-type propulsion units symmetrically disposed on both sides of the bicycle frame, and being driven independently of each other Which is also achieved by a bicycle.

본 발명에 따르면, 기존 자전거처럼 페달에 대한 상사점과 하사점의 구분이 없기 때문에 페달이 어느 위치에 놓이더라도 페달을 밟아 힘을 전달하는 데 전혀 무리가 없으며, 특히 체인이 없는 기어식 추진유닛이 적용되기 때문에 평지에서 속도를 높이거나 페달을 천천히 밟아도 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since there is no distinction between the top dead center and the bottom dead point of the pedal as in the conventional bicycle, no matter how the pedal is placed, there is no problem in transmitting the force by stepping on the pedal. It has the effect of increasing the speed in the flat area or increasing the speed even if the pedal is stepped on slowly.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어식 추진유닛을 구비하는 자전거의 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 좌측면도이다.
도 4는 도 1의 우측면도이다.
도 5는 도 1의 배면도이다.
도 6은 도 1을 다른 각도로 도시한 사시도이다.
도 7은 기어식 추진유닛에서 스윙 페달부 영역의 확대 사시도이다.
도 8은 도 7을 다른 각도로 도시한 사시도이다.
도 9는 기어식 추진유닛에서 피니언 기어부 영역의 확대 사시도이다.
도 10은 랙 기어부와 피니언 기어부의 요부 단면도이다.
도 11은 도 10의 정면도이다.
도 12는 랙 기어 하우징의 요부 사시도이다.
도 13은 기어식 추진유닛의 구조도이다.
도 14는 기어식 추진유닛에 의해 뒷바퀴가 전진되는 과정을 도시한 도면이다.
도 15는 기어식 추진유닛의 페달부가 원위치로 복귀되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of a bicycle having a gear-type propulsion unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of Fig.
3 is a left side view of Fig.
4 is a right side view of Fig.
Fig. 5 is a rear view of Fig. 1. Fig.
Fig. 6 is a perspective view of Fig. 1 taken at different angles. Fig.
7 is an enlarged perspective view of the swing pedal region in the gear type propulsion unit.
Fig. 8 is a perspective view of Fig. 7 taken at different angles. Fig.
9 is an enlarged perspective view of the pinion gear sub-region in the gear type driving unit.
10 is a cross-sectional view of main parts of the rack gear portion and the pinion gear portion.
11 is a front view of Fig.
12 is a perspective view of the main part of the rack gear housing;
13 is a structural view of the gear type propulsion unit.
14 is a view showing a process in which the rear wheel is advanced by the gear type driving unit.
15 is a view for explaining a process of returning the pedal portion of the gear type driving unit to its original position.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.However, the description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and thus the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text.

예컨대, 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.For example, since the embodiments are susceptible to various modifications and various forms, the scope of the present invention should be construed as including equivalents capable of realizing technical ideas.

또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.It is to be understood that the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto since the object or effect of the present invention is not limited to the specific embodiment.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention and to fully disclose the scope of the invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. And the present invention is only defined by the scope of the claims.

따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that the meaning of the terms used in the present invention is not limited to a dictionary meaning, but should be understood as follows.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and explanations of the same reference numerals will be omitted in some cases.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어식 추진유닛을 구비하는 자전거의 사시도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 도 1의 좌측면도, 도 4는 도 1의 우측면도, 도 5는 도 1의 배면도, 도 6은 도 1을 다른 각도로 도시한 사시도, 도 7은 기어식 추진유닛에서 스윙 페달부 영역의 확대 사시도, 도 8은 도 7을 다른 각도로 도시한 사시도, 도 9는 기어식 추진유닛에서 피니언 기어부 영역의 확대 사시도, 도 10은 랙 기어부와 피니언 기어부의 요부 단면도, 도 11은 도 10의 정면도, 도 12는 랙 기어 하우징의 요부 사시도, 도 13은 기어식 추진유닛의 구조도, 도 14는 기어식 추진유닛에 의해 뒷바퀴가 전진되는 과정을 도시한 도면, 그리고 도 15는 기어식 추진유닛의 페달부가 원위치로 복귀되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.Fig. 1 is a perspective view of a bicycle having a gear type propulsion unit according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view of Fig. Fig. 6 is a perspective view showing the swing pedal portion in the gear type driving unit, Fig. 8 is a perspective view showing the swing pedal portion in another angle, Fig. 9 is an enlarged perspective view of the pinion gear sub-region in the gear type driving unit, Fig. 10 is a cross-sectional view of the main portion of the rack gear portion and the pinion gear portion, Fig. 11 is a front view of Fig. FIG. 14 is a view showing a process in which a rear wheel is advanced by a gear-type propulsion unit, and FIG. 15 is a diagram illustrating a process of returning a pedal portion of the gear-type propulsion unit to a home position.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 자전거(100)는 기존 자전거처럼 페달에 대한 상사점과 하사점의 구분이 없기 때문에 페달이 어느 위치에 놓이더라도 페달을 밟아 힘을 전달하는 데 전혀 무리가 없으며, 특히 체인이 없는 기어식 추진유닛(120)이 적용되기 때문에 평지에서 속도를 높이거나 페달을 천천히 밟아도 속도를 증가시킬 수 있도록 한 것이다.Referring to these drawings, the bicycle 100 according to the present embodiment has no distinction between the top dead center and the bottom dead point of the pedal as in the conventional bicycle, so that the pedal is not required to transmit the force by stepping on the pedal In particular, since the gearless driving unit 120 without a chain is applied, it is possible to increase the speed in the flat area or increase the speed even if the pedal is slowly pressed.

이와 같은 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 자전거(100)는 자전거 프레임(110)과, 자전거 프레임(110)에 결합되되 체인(chain)이 없는 구조로서 기어식으로 뒷바퀴(114)를 회전시켜 추진하는 기어식 추진유닛(120)을 포함할 수 있다.The bicycle 100 according to the present embodiment is capable of providing the above-described effects. The bicycle frame 110 includes a bicycle frame 110 and a chainless structure coupled to the bicycle frame 110, Type propelling unit 120 for propelling the propulsion unit 120 to propel the propulsion unit.

자전거 프레임(110)은 본 실시예에 따른 자전거(100)의 외관을 이룬다. 서스 재질이나 알루미늄 재질로 제작될 수 있다.The bicycle frame 110 forms the appearance of the bicycle 100 according to the present embodiment. It can be made of stainless steel or aluminum.

자전거 프레임(110)의 일측에는 손잡이(111)와 안장(112)이 연결된다. 그리고 자전거 프레임(110)의 앞, 뒤에는 앞바퀴(113)와 뒷바퀴(114)가 회전 가능하게 결합된다.A knob 111 and a saddle 112 are connected to one side of the bicycle frame 110. The front wheel 113 and the rear wheel 114 are rotatably coupled to the front and back of the bicycle frame 110, respectively.

물론, 이 이외의 구성품들, 예컨대 백미러 등이 자전거(100)에 탑재될 수도 있을 것인데, 이들에 대해서는 생략했다.Of course, other components, such as a rearview mirror, may be mounted on the bicycle 100, but these components are omitted.

한편, 기어식 추진유닛(120)은 본 실시예에 따른 자전거(100)에서 가장 핵심이 되는 구성이다.On the other hand, the gear type driving unit 120 is the most important structure in the bicycle 100 according to the present embodiment.

이러한 기어식 추진유닛(120)은 자전거 프레임(110)에 결합되되 체인(chain)이 없는 구조로서 기어식으로 뒷바퀴(114)를 회전시켜 추진하는 역할을 한다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 자전거(100)에는 기존에 적용되어 왔단 체인(chain)이 설치되지 않고, 그 대신에 기어식 추진유닛(120)이 결합된다.The gear type driving unit 120 is coupled to the bicycle frame 110 and has a chain-free structure. The gear type driving unit 120 rotates and propels the rear wheel 114 in a gear-like manner. In other words, the bicycle 100 according to the present embodiment is not provided with a chain that has been applied in the past, and instead, the gear type driving unit 120 is engaged.

간략하게 부연하면, 본 발명은 기존 자전거(미도시)와 같은 360도 회전식 페달링이 아니라 도 13에서 도 14처럼 일정 각도까지만 페달부(137)를 스윙(swing), 즉 하강시켰다가 힘을 빼면 복귀 스프링(132)에 의해 페달부(137)가 도 15처럼 원위치로 복귀되고, 이와 같은 일정 각도 페달링 시 발생되는 힘이 랙 기어부(140)를 통해 피니언 기어부(150)로 전달됨으로써 뒷바퀴(114)가 회전되어 전진될 수 있도록 한다. 이 경우, 피니언 기어부(150)에는 클러치 베어링(154)이 탑재되기 때문에 피니언 기어(151)의 역방향 회전은 일어나지 않는다. 다시 말해, 피니언 기어부(150)에 클러치 베어링(154)이 탑재되기 때문에 스윙 페달부(130)의 동력을 일방향으로만 전달할 수 있도록 한 것이다.Briefly, the present invention is not limited to a 360-degree rotary pedal such as a conventional bicycle (not shown). Instead, the pedal portion 137 is swung to a certain angle as shown in FIG. 13 to FIG. 14, The spring 132 returns the pedal portion 137 to its original position as shown in Figure 15. The force generated when the pedal 137 is pivoted at a predetermined angle is transmitted to the pinion gear portion 150 through the rack gear portion 140, Can be rotated and advanced. In this case, since the clutch bearing 154 is mounted on the pinion gear portion 150, the pinion gear 151 does not rotate in the reverse direction. In other words, since the clutch bearing 154 is mounted on the pinion gear portion 150, the power of the swing pedal portion 130 can be transmitted only in one direction.

이와 같은 효과를 제공할 수 있는 기어식 추진유닛(120)은 자전거 프레임(110)의 중앙 영역에 스윙(swing) 회전 가능하게 결합되되 일정 각도범위 내에서만 회전되는 스윙 페달부(130)와, 스윙 페달부(130)에 연결되는 랙 기어부(140)와, 뒷바퀴(114)의 센터축에 연결되며, 랙 기어부(140)와 상호작용하는 피니언 기어부(150)를 포함할 수 있다.The gear type driving unit 120 capable of providing such an effect is provided with a swing pedal part 130 that is swingably coupled to a central area of the bicycle frame 110 and is rotated within a predetermined angle range, A rack gear 140 connected to the pedal 130 and a pinion gear 150 connected to the center shaft of the rear wheel 114 and interacting with the rack gear 140.

우선, 스윙 페달부(130)는 스윙 페달부(130)의 회전 축심을 형성하되 도 14에서 도 15처럼 스윙 페달부(130)를 가압했던 힘이 제거될 때 스윙 페달부(130)가 원위치로 복귀되게 복귀 스프링(132)이 마련되는 힌지부(131)와, 일단부는 힌지부(131)에 연결되고 타단부는 랙 기어부(140)와 연결되는 제1 링크 아암(133)과, 제1 링크 아암(133)에 형성되되 다수의 요철홈부(134)를 구비하는 장공(135)과, 일단부는 힌지부(131)에 연결되고 타단부는 노출되는 제2 링크 아암(136)과, 제2 링크 아암(136)의 타단부에 결합되는 페달부(137)를 포함한다.First, the swing pedal 130 forms the rotation axis of the swing pedal 130. When the force that presses the swing pedal 130 is removed as shown in FIG. 14 in FIG. 14, the swing pedal 130 is returned to its original position A first link arm 133 connected to the hinge portion 131 at one end and connected to the rack gear portion 140 at the other end, A second link arm 136 connected to the hinge 131 at one end and exposed at the other end, and a second link arm 136 connected at one end to the second link arm 136. The link arm 133 has a long hole 135 formed in the link arm 133, And a pedal portion 137 coupled to the other end of the link arm 136.

이에, 도 13의 기본 상태에서 도 14처럼 페달부(137)를 P1 방향으로 밟으면 즉 스윙시키면 스윙 페달부(130)가 힌지부(131)를 축으로 해서 일정 각도까지만 회전되면서 랙 기어부(140)를 당길 수 있다.13, when the pedal portion 137 is pushed in the P1 direction, that is, when the swing pedal portion 130 is swung, the swing pedal portion 130 is rotated only to a predetermined angle around the hinge portion 131, .

다음으로, 랙 기어부(140)는 제1 링크 아암(133)과 연결되는 연결 바아(141)와, 연결 바아(141)의 일단부에 마련되고 연결 바아(141)를 장공(135)에 결합시키되 장공(135) 내에서 요철홈부(134)를 따라 이동되는 핀부(142)와, 연결 바아(141)에 결합되되 일측이 개방된 역U자 형상의 랙 기어 하우징(143)과, 랙 기어 하우징(143) 내의 일측벽에 규칙적으로 형성되는 다수의 랙 기어핀(144)을 포함한다.The rack gear portion 140 includes a connecting bar 141 connected to the first link arm 133 and a connecting bar 141 provided at one end of the connecting bar 141 to couple the connecting bar 141 to the long hole 135 Shaped rack gear housing 143 coupled to the connecting bar 141 and opened at one side thereof, a rack gear housing 143 having an inverted U- And a plurality of rack gear pins 144 formed regularly on one side wall of the rack gear 143.

이에, 도 13의 기본 상태에서 도 14처럼 페달부(137)를 P1 방향으로 밟으면 즉 스윙시키면 스윙 페달부(130)가 힌지부(131)를 축으로 해서 일정 각도까지만 회전되면서 랙 기어부(140)를 당길 수 있는데, 이에 따라 도 14처럼 랙 기어부(140)가 L1 방향으로 직선 이동될 수 있다.13, when the pedal portion 137 is pushed in the P1 direction, that is, when the swing pedal portion 130 is swung, the swing pedal portion 130 is rotated only to a predetermined angle around the hinge portion 131, So that the rack gear portion 140 can be linearly moved in the L1 direction as shown in FIG.

마지막으로, 피니언 기어부(150)는 다수의 랙 기어핀(144)과 상호작용하는 기어홈(152)이 외주면에 규칙적으로 형성되는 피니언 기어(151)와, 피니언 기어(151)와 뒷바퀴(114)의 센터축에 일체로 결합되는 센터축부(153)와, 랙 기어부(140)에 의한 동력이 일방향으로만 전달되도록 센터축부(153)에 마련되되 뒷바퀴(114)가 역회전될 때, 피니언 기어(151)가 회전되지 않도록 하는 클러치 베어링(154)을 포함한다.The pinion gear portion 150 includes a pinion gear 151 having a gear groove 152 that is in regular contact with the plurality of rack gear pins 144 on the outer circumferential surface thereof, The center shaft portion 153 integrally coupled to the center shaft of the rack gear portion 140 and the center shaft portion 153 to transmit power generated by the rack gear portion 140 in only one direction, And a clutch bearing 154 that prevents the gear 151 from rotating.

이에, 도 13의 기본 상태에서 도 14처럼 페달부(137)를 P1 방향으로 밟으면 즉 스윙시키면 스윙 페달부(130)가 힌지부(131)를 축으로 해서 일정 각도까지만 회전되면서 랙 기어부(140)를 당길 수 있는데, 이에 따라 도 14처럼 랙 기어부(140)가 L1 방향으로 직선 이동될 수 있으며, 이와 연동되어 피니언 기어(151)가 R1 방향으로 회전됨으로써 이에 연결되는 뒷바퀴(114)의 회전을 이끌어낼 수 있다. 따라서 뒷바퀴(114)가 전진된다.13, when the pedal portion 137 is pushed in the P1 direction, that is, when the swing pedal portion 130 is swung, the swing pedal portion 130 is rotated only to a predetermined angle around the hinge portion 131, The rack gear portion 140 can be linearly moved in the L1 direction and the pinion gear 151 is rotated in the R1 direction so that the rotation of the rear wheel 114 connected thereto . &Lt; / RTI > Therefore, the rear wheel 114 is advanced.

한편, 본 실시예에서 기어식 추진유닛(120)은 자전거 프레임(110)을 사이에 두고 그 양측에 대칭되게 배치된다.Meanwhile, in this embodiment, the gear type driving unit 120 is arranged symmetrically on both sides of the bicycle frame 110 therebetween.

이때, 자전거 프레임(110)을 사이에 두고 그 양측에 대칭되게 배치되는 한 쌍의 기어식 추진유닛(120)은 서로 독립적으로 구동된다. 따라서 한 쌍의 기어식 추진유닛(120)에 마련되는 페달부(137)를 동시에 밟아도 전진이 가능하다.At this time, the pair of gear type driving units 120 disposed symmetrically on both sides of the bicycle frame 110 are driven independently of each other. Accordingly, even if the pedal portion 137 provided to the pair of gear type driving units 120 is pressed simultaneously, the forward movement is possible.

이하, 본 발명의 자전거(100)에 대한 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the bicycle 100 according to the present invention will be described.

우선, 도 13의 기본 상태에서 도 14처럼 페달부(137)를 P1 방향으로 밟으면 즉 스윙시키면 스윙 페달부(130)가 힌지부(131)를 축으로 해서 일정 각도까지만 회전되면서 랙 기어부(140)를 당긴다.13, when the pedal portion 137 is pushed in the P1 direction, that is, when the swing pedal portion 130 is swung, the swing pedal portion 130 is rotated only to a predetermined angle around the hinge portion 131, ).

그러면 도 14처럼 랙 기어부(140)가 L1 방향으로 직선 이동될 수 있는데, 이때 피니언 기어부(150)의 피니언 기어(151)가 R1 방향으로 회전됨으로써 이에 연결되는 뒷바퀴(114)의 회전을 이끌어낼 수 있다. 따라서 뒷바퀴(114)가 전진될 수 있다.14, the rack gear 140 can be linearly moved in the L1 direction. At this time, the pinion gear 151 of the pinion gear portion 150 is rotated in the R1 direction to rotate the rear wheel 114 connected thereto You can. Therefore, the rear wheel 114 can be advanced.

다음, 도 15처럼 페달부(137)를 밟았던 힘을 제거한다. 그러면 페달부(137)가 복귀 스프링(132)에 의해 P2 방향으로 복귀되며, 이와 함께 랙 기어부(140)가 L2 방향으로 직선 이동되면서 원위치로 복귀되고, 동시에 피니언 기어부(150)의 피니언 기어(151)가 R2 방향으로 회전된다.Next, the force applied to the pedal portion 137 is removed as shown in FIG. Then, the pedal portion 137 is returned to the P2 direction by the return spring 132. At the same time, the rack gear portion 140 is linearly moved in the L2 direction and returned to the home position. At the same time, the pinion gear portion (151) is rotated in the R2 direction.

이처럼 피니언 기어(151)가 R2 방향으로 역회전될 때, 클러치 베어링(154)의 작용으로 인해 피니언 기어(151)의 실질적인 역방향 회전은 일어나지 않는다.When the pinion gear 151 is thus reversely rotated in the R2 direction, the substantially reverse rotation of the pinion gear 151 does not occur due to the action of the clutch bearing 154. [

요약하면, 본 발명은 기존 자전거(미도시)와 같은 360도 회전식 페달링이 아니라 도 13에서 도 14처럼 일정 각도까지만 페달부(137)를 스윙(swing), 즉 하강시켰다가 힘을 빼면 복귀 스프링(132)에 의해 페달부(137)가 도 15처럼 원위치로 복귀되고, 이와 같은 일정 각도 페달링 시 발생되는 힘이 랙 기어부(140)를 통해 피니언 기어부(150)로 전달됨으로써 뒷바퀴(114)가 회전되어 전진될 수 있도록 한 것이다.In summary, the present invention is not limited to a 360 degree rotary pedal such as a conventional bicycle (not shown), but a pedal portion 137 is swung to a certain angle as shown in FIG. 13 to FIG. 14, The pedal portion 137 is returned to the home position by the spring 132 and the force generated during the constant angle pedaling is transmitted to the pinion gear portion 150 through the rack gear portion 140, So that it can be rotated and advanced.

이 경우, 피니언 기어부(150)에는 클러치 베어링(154)이 탑재되기 때문에 피니언 기어(151)의 역방향 회전은 일어나지 않는다. 다시 말해, 피니언 기어부(150)에 클러치 베어링(154)이 탑재되기 때문에 스윙 페달부(130)의 동력을 일방향으로만 전달할 수 있다.In this case, since the clutch bearing 154 is mounted on the pinion gear portion 150, the pinion gear 151 does not rotate in the reverse direction. In other words, since the clutch bearing 154 is mounted on the pinion gear portion 150, the power of the swing pedal portion 130 can be transmitted only in one direction.

이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 기존 자전거처럼 페달에 대한 상사점과 하사점의 구분이 없기 때문에 페달이 어느 위치에 놓이더라도 페달을 밟아 힘을 전달하는 데 전혀 무리가 없으며, 특히 체인이 없는 기어식 추진유닛(120)이 적용되기 때문에 평지에서 속도를 높이거나 페달을 천천히 밟아도 속도를 증가시킬 수 있게 된다.According to the present embodiment having the structure and function as described above, since there is no distinction between the top dead center and the bottom dead point of the pedal as in the conventional bicycle, no matter where the pedal is placed, In particular, the gear-driven propulsion unit 120 without the chain is applied, it is possible to increase the speed in the flat area or to increase the speed even if the pedal is slowly depressed.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It is therefore intended that such modifications or alterations be within the scope of the claims appended hereto.

100 : 자전거 110 : 자전거 프레임
111 : 손잡이 112 : 안장
113 : 앞바퀴 114 : 뒷바퀴
120 : 기어식 추진유닛 130 : 스윙 페달부
131 : 힌지부 132 : 복귀 스프링
133 : 제1 링크 아암 134 : 요철홈부
135 : 장공 136 : 제2 링크 아암
137 : 페달부 140 : 랙 기어부
141 : 연결 바아 142 : 핀부
143 : 랙 기어 하우징 144 : 랙 기어핀
150 : 피니언 기어부 151 : 피니언 기어
152 : 기어홈 153 : 센터축부
154 : 클러치 베어링100: Bicycle 110: Bicycle frame
111: Handle 112: Saddle
113: Front wheel 114: Rear wheel
120: Gear type driving unit 130: Swing pedal part
131: hinge part 132: return spring
133: first link arm 134: concave / convex groove portion
135: elongated hole 136: second link arm
137: Pedal part 140: Rack gear part
141: connecting bar 142:
143: Rack gear housing 144: Rack gear pin
150: pinion gear portion 151: pinion gear
152: gear groove 153: center shaft portion
154: Clutch bearing

Claims

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손잡이와 안장이 연결되는 자전거 프레임;
상기 자전거 프레임의 앞, 뒤에 회전 가능하게 결합되는 앞바퀴와 뒷바퀴; 및
상기 자전거 프레임에 결합되되 체인(chain)이 없는 구조로서 기어식으로 상기 뒷바퀴를 회전시켜 추진하는 기어식 추진유닛을 포함하며,
상기 기어식 추진유닛은,
상기 자전거 프레임의 중앙 영역에 스윙(swing) 회전 가능하게 결합되되 일정 각도범위 내에서만 회전되는 스윙 페달부;
상기 스윙 페달부에 연결되는 랙 기어부; 및
상기 뒷바퀴의 센터축에 연결되며, 상기 랙 기어부와 상호작용하는 피니언 기어부를 포함하며,
상기 스윙 페달부는,
상기 스윙 페달부의 회전 축심을 형성하되 상기 스윙 페달부를 가압했던 힘이 제거될 때 상기 스윙 페달부가 원위치로 복귀되게 복귀 스프링이 마련되는 힌지부;
일단부는 상기 힌지부에 연결되고 타단부는 상기 랙 기어부와 연결되는 제1 링크 아암;
상기 제1 링크 아암에 형성되되 다수의 요철홈부를 구비하는 장공;
일단부는 상기 힌지부에 연결되고 타단부는 노출되는 제2 링크 아암; 및
상기 제2 링크 아암의 타단부에 결합되는 페달부를 포함하며,
상기 랙 기어부는,
상기 제1 링크 아암과 연결되는 연결 바아;
상기 연결 바아의 일단부에 마련되고 상기 연결 바아를 상기 장공에 결합시키되 상기 장공 내에서 상기 요철홈부를 따라 이동되는 핀부;
상기 연결 바아에 결합되되 일측이 개방된 역U자 형상의 랙 기어 하우징; 및
상기 랙 기어 하우징 내의 일측벽에 규칙적으로 형성되는 다수의 랙 기어핀을 포함하며,
상기 피니언 기어부는,
상기 다수의 랙 기어핀과 상호작용하는 기어홈이 외주면에 규칙적으로 형성되는 피니언 기어;
상기 피니언 기어와 상기 뒷바퀴의 센터축에 일체로 결합되는 센터축부; 및
상기 랙 기어부에 의한 동력이 일방향으로만 전달되도록 상기 센터축부에 마련되되 상기 뒷바퀴가 역회전될 때, 상기 피니언 기어가 회전되지 않도록 하는 클러치 베어링을 포함하며,
상기 기어식 추진유닛은 상기 자전거 프레임을 사이에 두고 그 양측에 대칭되게 배치되며,
상기 자전거 프레임을 사이에 두고 그 양측에 대칭되게 배치되는 한 쌍의 기어식 추진유닛은 서로 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 기어식 추진유닛을 구비하는 자전거.A bicycle frame to which a handle and a saddle are connected;
A front wheel and a rear wheel rotatably coupled to the front and rear of the bicycle frame; And
And a gear type propulsion unit coupled to the bicycle frame but having no chain, which rotates and propels the rear wheel in a gear-
Wherein the gear-
A swing pedal portion that is swingably coupled to a central region of the bicycle frame and is rotated within a predetermined angle range;
A rack gear portion connected to the swing pedal portion; And
And a pinion gear portion connected to the center shaft of the rear wheel and interacting with the rack gear portion,
The swing pedal portion
A hinge portion that forms a rotation axis of the swing pedal portion and is provided with a return spring for returning the swing pedal portion to an original position when a force that presses the swing pedal portion is removed;
A first link arm having one end connected to the hinge and the other end connected to the rack gear;
A slot formed in the first link arm and having a plurality of recessed and recessed grooves;
A second link arm having one end connected to the hinge and the other end exposed; And
And a pedal portion coupled to the other end of the second link arm,
The rack gear portion
A connecting bar connected to the first link arm;
A fin portion provided at one end of the connecting bar and coupled to the elongated hole in the connecting bar, the pin portion being moved along the recessed groove portion in the elongated hole;
An inverted U-shaped rack gear housing coupled to the connecting bar and having one side opened; And
And a plurality of rack gear pins formed regularly on one side wall of the rack gear housing,
Wherein the pinion gear portion includes:
A pinion gear having a gear groove interacting with the plurality of rack gear pins regularly formed on an outer circumferential surface thereof;
A center shaft integrally coupled to the pinion gear and the center shaft of the rear wheel; And
And a clutch bearing provided on the center shaft portion so that the power generated by the rack gear portion is transmitted only in one direction so that the pinion gear is not rotated when the rear wheel is reversely rotated,
Wherein the gear-type propulsion unit is symmetrically disposed on both sides of the bicycle frame,
And a pair of gear-type propulsion units symmetrically disposed on both sides of the bicycle frame are driven independently of each other.