KR20140023135A - 자전거 변속장치 - Google Patents

Abstract

자전거의 바퀴가 결합되는 허브축 유닛에 결합되는 지지하우징과, 지지하우징의 외주에 회전 가능하게 설치되며 외측에 복수의 스프라켓이 지지되는 스프라켓 지지유닛, 지지하우징과 스프라켓 지지유닛 사이에 설치되는 지지베어링과, 지지하우징과 스프라켓 지지유닛 사이에 설치되어 스프라켓 지지유닛의 일방향으로의 자유회전을 억제하고 타방향으로의 자유회전을 가능하도록 하는 래치 유닛과, 래치 유닛을 선택적으로 제어하여 일방향으로도 지지하우징에 대해 스프라켓 지지유닛의 자유회전이 가능하도록 하여 정지 상태에서 기어 변속이 가능하도록 하는 래치 제어유닛을 포함하며, 래치 유닛은, 허브축 유닛에 결합되며 내주로 돌출되어 노출되는 래치를 가지는 래치부재와, 지지하우징에 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되며 이동위치에 따라서 래치에 접하여 간섭하는 래치 간섭구 및 래치의 미끄럼운동을 접촉 지지하는 가이드부를 가지는 래치 간섭부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 변속장치 및 이를 이용한 자전거 대여방법 및 자전거 회수 및 재배치방법이 각각 개시된다.

Description

자전거 변속장치 {Bicycle Transmission}

본 발명은 자전거 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정지 상태에서도 변속이 가능한 자전거 변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 자전거의 기어 변속기는 주행상태에 따라 페달을 일정한 힘과 속도로 밟을 수 있도록 하기 위하여 설치되는데, 페달과 뒷바퀴 축에 서로 다른 톱니 수를 갖는 스프로킷(sprocket)을 중첩배치하는 방식으로 이루어져 있다.

이러한 자전거의 기어 변속기는 언덕에서는 자전거 체인을 페달 축은 작은 스프로킷에, 뒷바퀴 축은 큰 스프로킷에 걸리도록 하고, 평지에서 속도가 빨라지는 경우에는 자전거 체인을 페달 축은 큰 스프로킷에, 뒷바퀴 축은 작은 스프로킷에 걸리도록 하여 페달을 일정한 힘과 속도로 밟아도 자전거의 진행상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

그런데 상기와 같은 기어 변속기는 자전거의 주행시에만 조절을 할 수 있으며, 바퀴가 정지된 상태에서는 변속기의 조절이 불가능하게 된다.

따라서 종래에는 정지된 상태에서 기어 변속을 하기 위해서는, 자전거의 뒷바퀴를 지면으로부터 이격시켜 놓은 상태에서 변속을 해야 하므로, 매우 번거롭고 사용이 불편한 문제점이 있었다.

특히, 어린이 등의 청소년은 무거운 자전거를 지면에서 이격되도록 한 손으로 자전거 뒷바퀴를 든 상태에서 변속작업을 하는 것이 어렵기 때문에, 실질적으로 정지 상태에서의 기어 변속을 하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 정지 상태에서도 기어 변속이 가능하도록 구조가 개선된 자전거 변속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자전거 변속장치는, 자전거의 바퀴가 결합되는 허브축 유닛에 결합되는 지지하우징과; 상기 지지하우징의 외주에 회전 가능하게 설치되며, 외측에 복수의 스프라켓이 지지되는 스프라켓 지지유닛; 상기 지지하우징과 상기 스프라켓 지지유닛 사이에 설치되는 지지베어링과; 상기 지지하우징과 상기 스프라켓 지지유닛 사이에 설치되어, 상기 스프라켓 지지유닛의 일방향으로의 자유회전을 억제하고, 타방향으로의 자유회전을 가능하도록 하는 래치 유닛과; 상기 래치 유닛을 선택적으로 제어하여, 상기 일방향으로도 상기 지지하우징에 대해 상기 스프라켓 지지유닛의 자유회전이 가능하도록 하여 정지 상태에서 기어 변속이 가능하도록 하는 래치 제어유닛;을 포함하며, 상기 래치 유닛은, 상기 허브축 유닛에 결합되며, 내주로 돌출되어 노출되는 래치를 가지는 래치부재와; 상기 지지하우징에 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 래치에 접하여 간섭하는 래치 간섭구 및 상기 래치의 미끄럼운동을 접촉 지지하는 가이드부를 가지는 래치 간섭부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 래치 제어유닛은, 상기 지지하우징에 설치되어 상기 래치 간섭부재의 래치 간섭구가 상기 래치부재의 래치와 간섭되는 위치로 탄성 가압하는 가압부재와; 상기 가압부재의 가압력을 이기고 상기 래치 간섭부재가 상기 래치부재와 분리되도록 위치 이동시키는 위치제어부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 위치제어부는, 상기 허브축 유닛에 상대적으로 회전 가능하게 결합되는 중심축에 왕복슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 래치 간섭부재를 상기 래치부재로부터 분리되도록 밀어내는 가동부재와; 상기 가동부재에 연결되어 상기 가동부재를 선택적으로 당기거나 당김 해제하는 작동와이어;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 위치제어부는, 상기 허브축 유닛에 상대적으로 회전 가능하게 결합되는 중심축에 왕복슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 래치 간섭부재를 상기 래치부재로부터 분리되도록 밀어내는 가동부재와; 상기 가동부재에 연결되며, 구동시 상기 가동부재를 선택적으로 당기거나 원위치시키도록 구동되며, 자전거 프레임에 설치되는 액추에이터;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 지지하우징의 외주에는 상기 래치 간섭부재의 자유회전을 방지하고, 왕복 슬라이딩 가능하게 지지하는 가이드결합부가 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 래치부재는, 상기 허브축 유닛에 고정 결합되는 중앙 결합부로부터 반경 방향으로 연장된 복수의 확장부와, 상기 확장부의 단부에서 절곡되는 곡선형 리브들을 가지는 래치부재 몸체와; 상기 곡선형 리브의 내주로 선택적으로 돌출가능하도록 상기 곡선형 리브의 내측에 회동 가능하게 설치되는 래치와; 상기 래치를 회동 가능하게 지지하는 래치축; 및 상기 래치를 상기 곡선형 리브의 내주에서 돌출되는 방향으로 탄성 가압하도록 상기 곡선형 리브에 설치되는 탄성부재;를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 자전거 변속장치에 따르면, 주행하는 동안에 기어 변속을 할 수 있는 것은 물론이고, 정지 상태에서도 기어 변속이 가능하다.

따라서, 평지를 주행하다가 갑자기 오르막길을 주행할 경우와 같이 저속으로 주행하는 상태에서도 기어변속을 용이하게 할 수 있게 됨으로써, 자전거를 보다 편리하게 이용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 변속장치를 나타내 보인 분리사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자전거의 변속장치를 나타내 보인 결합 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 자전거의 변속장차의 측면도이다.
도 4는 도 2의 상태에서 래치유닛이 해제된 상태를 나타내 보인 단면도이다.
도 5는 도 4의 상태에서의 자전거의 변속장치를 나타내 보인 측면도이다.
도 6은 도 2의 상태에서 래치유닛의 요부를 나타내 보인 부분 단면도이다.
도 7은 도 4의 상태에서 래치유닛의 요부를 나타내 보인 부분 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거의 변속장치를 설명하기 위한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자전거 변속장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자전거 변속장치(10)는, 자전거의 바퀴가 결합되는 허브축 유닛(20)에 결합되는 지지하우징(40)과, 지지하우징(40)의 외측에 회전 가능하게 설치되며 복수의 스프라켓(30)이 지지되는 스프라켓 지지유닛(50)과, 상기 스프라켓 지지유닛(50)과 지지하우징(40)에 사이에 설치되는 지지베어링(60)과, 래치유닛(70) 및 래치 제어유닛(80)을 구비한다.

여기서 상기 허브축 유닛(20)은 허브축 몸체(21)와, 허브축 몸체(21)의 일단부에 마련되어 상기 지지하우징(40)이 결합되는 하우징 결합부(22)와, 한 쌍의 플랜지부(23)를 구비한다. 허브축 몸체(21)의 양측 즉, 서로 이격되는 위치에 플랜지부(23)가 설치된다. 플랜지부(23)의 외측으로 하우징 결합부(22)가 연장 형성되며, 이 하우징 결합부(22)의 외주에는 지지하우징(40)이 체결되는 나사선이 형성된다. 그리고 허브축 몸체(21)는 중공형상을 가지며, 그 중심에 중심축(25)이 회전 가능하게 끼워져 결합된다. 이러한 허브축 유닛(20)은 본 발명을 특징짓는 구성이 아니며, 다양한 예가 가능하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

상기 지지하우징(40)은 원통형상으로, 그 외주에 지지베어링(60)이 설치되며, 일단 내주면에는 상기 하우징 결합부(22)에 결합되는 나사선이 형성되고, 타단부의 외주에는 후술할 래치 간섭부재(73)가 슬라이딩 가능하게 끼워지는 가이드결합부(41)가 형성된다. 가이드결합부(41)는 지지하우징(40)의 길이 방향 즉, 축방향으로 나란하게 가이드홈과 가이드돌기가 교번되게 패턴형으로 형성된 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조의 가이드결합부(41)에 래치 간섭부재(73)가 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되며, 지지하우징(40)에 대해서는 자유회전되지 못하고 일체로 회전되도록 제한된다.

상기 지지하우징(40)과 스프라켓 지지유닛(50) 사이에는 지지베어링(60)이 설치된다.

상기 스프라켓 지지유닛(50)은 지지베어링(60)의 외측에 끼워져 결합되며, 외주에 다수의 스프라켓(30)이 끼워져 지지되는 스프라켓 지지하우징(51)과, 스프라켓 지지하우징(51)의 일단부에 마련되어 스프라켓(30)의 이탈을 방지하는 이탈방지턱(52)을 구비한다. 스프라켓 지지하우징(51)의 외주에는 결합된 스프라켓(30)의 자유로운 회전을 방지하기 위해 걸림턱(51a)이 일정한 패턴으로 형성된다. 이탈방지턱(52)은 스프라켓 지지하우징(51)의 일단부가 확장되어 플랜지 형태로 형성되며, 일체로 형성된다. 상기 걸림턱(51a)은 스프라켓 지지하우징(51)의 길이 방향으로 나란하게 형성되며, 앞서 설명한 가이드결합부(41)와 유사한 패턴 및 형상으로 형성될 수 있다.

상기 스프라켓 지지하우징(51)의 상기 이탈방지턱(52)의 반대측 타단부(53)에는 상기 래치유닛(70)의 래치부재(71)가 결합된다. 상기 타단부(51b)에 결합되는 래치부재(71)는 스프라켓(30)이 스프라켓 지지하우징(51)에서 분리되는 것을 방지하는 기능도 하게 된다.

상기 래치유닛(70)은 상기 스프라켓 지지하우징(51)에 설치되는 래치부재(71)와, 상기 지지하우징(40)에 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 래치부재(71)와의 래치동작이 선택적으로 이루어지도록 하는 래치 간섭부재(73)를 구비한다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 래치부재(71)는 래치부재 몸체(71a)와, 래치(71b)와, 래치축(71c) 및 탄성부재(71d)를 구비한다.

래치부재 몸체(71a)는 허브축 유닛(20)에 나사 체결방식에 의해 고정 결합되는 중앙 결합부(72a)로부터 반경 방향으로 연장된 복수의 확장부(72b)와, 확장부(72b)의 단부에서 절곡되는 곡선형 리브(72c)를 가진다. 복수의 확장부(72b)는 원주 방향으로 동일 간격으로 배치되어 방사상으로 형성되며, 그 끝단에는 곡선형 리브(72c)가 절곡되어 형성된다. 곡선형 리브(72c)의 내주면에는 래치(71b)가 설치되는 래치 장착홈(72d)이 인입되게 형성된다.

상기 래치(71b)는 상기 곡선형 리브(72c)의 내주로 돌출될 수 있도록 곡선형 리브(72c)의 내주 측에 회동 가능하게 설치된다. 구체적으로 래치(71b)는 래치축(71c)에 의해 곡선형 리브(72c)의 래치 장착홈(72d)에 회동 가능하게 설치되며, 탄성부재(71d)에 의해 래치 장착홈(72d)에서 벗어나도록 즉, 곡선형 리브(72c)의 내주로부터 돌출된 상태(도 6의 상태)를 유지하도록 탄성 지지된다.

래치축(71c)은 래치 장착홈(72d)을 가로지르도록 곡선형 리브(72c)에 끼워져 결합되며, 래치(71b)를 회동 가능하게 지지한다.

상기 탄성부재(71d)는 래치 장착홈(72d)에 설치되어 래치(71b)가 래치 장착홈(72d)에서 벗어나서 곡선형 리브(72c)의 내주로부터 돌출되도록 위치되어 래치 간섭부재(73)의 래치 걸림구(73a)에 걸릴 수 있도록 탄성 가압한다. 이러한 탄성부재(71d)는 양단이 래치 장착홈(72d) 내면에 형성되는 고정홈에 끼워져 결합되는 탄성와이어 또는 판스프링을 포함하며, 이러한 판스프링 또는 탄성와이어 이외에도 코일스프링, 토션스프링 등이 적용될 수 있음은 당연하다.

상기 구성에 의하면, 상기 래치(71b)는 래치 장착홈(72d)에 수용되도록 설치되며, 래치 장착홈(72d) 내에서 소정 각도 회동되도록 설치된다. 이 래치(71b)는 탄성부재(71d)에 의해 래치 간섭부재(73)에 형성되는 래치 걸림구(73a)에 자유단부가 걸려서 간섭될 수 있도록 탄성 지지된다. 이러한 래치(71b)는 래치 간섭부재(73)의 래치 걸림구(73a)에 접촉되어 연결된 상태에서는, 래치 걸림구(73a)에 걸려서 스프라켓 지지유닛(50)이 일방향(A)으로 자유회전 하지 못하고, 지지하우징(40) 및 허브축 유닛(20)과 함께 회전되도록 제한하고, 타방향(B)으로는 래치 걸림구(73a)에 걸리지 않고 자유회전될 수 있도록 한다.

상기 래치 간섭부재(73)는 지지하우징(40)의 외주에 지지하우징(40)의 길이 방향 즉, 축 방향(x)으로 나란하게 왕복 이동 가능하게 설치된다. 이러한 래치 간섭부재(73)는 지지하우징(40)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 가이드공(h1)을 가지며, 외주면에 래치 간섭구(73a) 및 가이드부(73b)가 서로 이웃하게 축 방향(x)으로 소정 폭씩 형성된 구성을 가진다.

래치 간섭구(73a)는 래치 간섭부재(73)의 외주면에 원주방향을 따라서 반복적으로 요철 및 요홈이 형성된 구성을 가짐으로써, 래치(71b)의 단부가 접촉시 일방향(A)으로의 회전을 억제하고, 타방향(B)으로는 래치 간섭구(73a)에 의해 래치(71b)가 눌리게 되면서 자유회전을 허용할 수 있도록 구성된다.

상기 가이드부(73b)는 래치 간섭구(73a)에 이웃하여 형성되며, 래치 간섭부재(73)의 외주면을 매끄럽게 형성하여 마련된다. 이러한 가이드부(73b)가 래치 제어유닛(80)의 제어에 의해 래치 간섭부재(73)의 위치가 도 4 및 도 7과 같이 이동된 래치(71b)와 마주하여 접하게 되면, 래치(71b)는 가이드부(73b)의 표면에서 일방향(A) 및 타방향(B) 각각에 대해서 간섭없이 미끄럼 운동하게 된다. 따라서 가이드부(73b)가 래치(71b)와 접한 상태에서는 스프라켓 지지유닛(50)이 지지하우징(40) 및 허브유닛(20)과 함께 일방향(A)으로 회전되도록 하고, 타방향(B)으로는 자유회전 가능하도록 함으로써, 자전거의 주행이 가능하도록 하고, 공지의 기어 변속장치에 의해 주행중 체인의 위치를 변경하여 기어변속이 가능하게 된다.

이러한 래치 간섭부재(73)는 지지하우징(40)에 형성된 가이드결합부(41)에 결합된 상태에서, 축 방향(x)으로 왕복 슬라이딩 가능하고, 자유회전은 제한되도록 가이드 된다.

상기 래치 제어유닛(80)은 래치 간섭부재(73)의 위치를 제어하여, 스프라켓 지지유닛(50)의 일방향(A)으로의 자유회전을 억제하거나, 자유회전 가능한 상태가 되도록 제어하기 위한 것이다. 이러한 래치 제어유닛(80)은 래치 간섭부재(73)를 래치부재(71)와 간섭되는 위치로 탄성 가압하는 가압부재(81)와, 상기 가압부재(81)의 가압력을 이기고 래치 간섭부재(73)가 래치부재(71b)와 분리되도록 위치 이동시키는 위치제어부(83)를 구비한다.

가압부재(81)는 지지하우징(40)에 고정 설치되는 스토퍼부재(82)와 래치 간섭부재(73) 사이에 설치되는 스프링을 포함한다. 이 가압부재(81)는 래치 간섭부재(73)가 래치부재(71) 쪽으로 밀착되도록 가압하여, 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)가 래치(71b)와 마주하여 접촉되는 상태를 유지하도록 한다. 따라서 자전거의 주행모드나 정지모드 등 일상적인 상태에서는 도 2, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가압부재(81)에 의해 래치 간섭부재(73)가 래치부재(71) 쪽으로 가압된 상태를 유지하여, 래치(71b)와 래치 간섭구(73a)의 상호 작용에 의해 스프라켓 지지유닛(50)이 자전거 주행방향 즉 일방향(A)으로는 허브유닛(50)과 함께 회전되도록 구속되고, 타방향(B)으로만 자유회전 가능한 상태가 된다.

상기 위치 제어부(83)는 가압부재(81)의 탄성가압력을 극복하고, 래치 간섭부재(73)가 래치부재(71)로부터 이격되도록 이동되어, 래치(71b)와 래치 간섭구(73a)가 서로 분리되고, 래치(71b)와 가이드부(73b)가 접하도록 제어하기 위한 것이다. 이러한 위치 제어부(83)의 일 예로는, 중심축(25)에 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되며 일방향으로 이동시 래치 간섭부재(73)를 래치부재(71)로부터 분리되도록 밀어내는 가동부재(84)와, 상기 가동부재(84)를 선택적으로 당기거나 당김 해제시켜 이동되도록 하는 작동와이어(85)와, 와이어 가이더(86)를 구비한다.

상기 가동부재(84)는 중심축(25)에 자유롭게 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되며, 그 단부에 상기 래치 간섭부재(73)를 간섭하여 래치부재(71)로부터 분리되는 방향(C1)으로 이동시키기 위한 접촉부(84a)를 가진다. 래치 간섭부재(73)에는 상기 접촉부(84a)가 접촉되도록 외측으로 돌출된 걸림부(73d)가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 가동부재(84)에는 접촉부(84a)로부터 소정 길이로 절개된 복수의 절개부(84b)가 원주 방향으로 일정 간격으로 이격되게 형성된다. 이와 같이 절개부(84b)를 형성함으로써, 가동부재(84)의 접촉부(84a) 안쪽으로 래치 간섭부재(73)가 위치되도록 가동부재(84)의 접촉부(84a)를 강제로 확장시켜서 변형시킬 수 있게 된다.

상기 작동와이어(85)는 일단이 가동부재(84)에 연결되고, 타단은 자전거의 손잡이에 설치되는 와이어 조작레버(미도시)에 연결될 수 있다. 그리고 작동와이어(85)는 상기 와이어 가이더(86)에 연결되어, 와이어 가이더(86)에 지지된 상태로 자연스럽게 움직일 수 있도록 가이드 될 수 있다. 이러한 와이어 가이더(86)는 중심축(25)에 연결되는 자전거 프레임(27)에 고정 설치될 수 있다.

상기와 같이 작동와이어(85), 와이어 가이더(86) 및 와이어 조작레버를 포함하는 구성은 일반적으로 자전거의 브레이크유닛이나 일반적인 변속기 제어유닛에 구비된 와이어 및 와이어 조작레버를 포함하는 공지의 기술로부터 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 것이므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

따라서 자전거 운전자가 핸들에 설치된 와이어 조작레버를 조작하는 간단한 동작에 의해서 작동와이어(85)를 C1 방향으로 당기거나, C2 방향으로 당김을 해제함으로써 상기 가동부재(84)의 위치를 제어할 수 있고, 결국 상기 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)를 래치부재(71)의 래치(71b)와 선택적으로 연결 및 분리시킬 수 있게 된다.

이하 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 자전거 변속기의 작용효과에 대해서 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2, 도 3 및 도 6 각각은 주행상태를 나타내 보인 것으로서, 가압부재(81)의 탄성가압력에 의해 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)가 래치부재(71)의 래치(71b)와 접하도록 위치된다. 이와 같이 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)와 래치부재(71)의 래치(71b)가 상호 작용하도록 위치된 상태에서는, 래치(71b)가 정상적인 래치 동작을 하게 됨으로써, 스프라켓 지지유닛(50)은 타방향(B)으로는 허브축 유닛(20)에 대해 상대적으로 자유회전 가능하며, 일방향(A)으로는 허브축 유닛(20)과 일체로 회전되도록 래치(71b)에 의해 구속된다. 따라서 이러한 상태에서는 주행 중에 기어 변속장치를 이용하여 체인을 위치 이동시켜서 기어 변속 가능하도록 할 수 있으며, 자전거 페달을 밟으면, 그 동력이 스프라켓 지지유닛(50)을 통해 허브축 유닛(20)으로 전달되어 자전거 바퀴를 회전시킬 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 상태로 자전거를 이용하다가, 정지 상태에서 기어 변속을 하고자 할 경우에는, 위치 제어부(83,83')를 동작시켜서 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 래치 간섭부재(73)가 이동되어 래치 간섭구(73a)가 래치부재(71)의 래치(71b)와 분리되고, 가이드부(73b)가 래치(71b)와 접하도록 위치 이동시킨다. 그러면, 래치(71b)가 가이드부(73b)에 접하여 자유로운 상태가 되고 래치 간섭구(73a)에 구속되지 않은 상태이므로, 스프라켓 지지유닛(50)은 일방향(A) 및 타방향(B) 각각으로 자유회전 가능한 상태가 된다.

따라서, 이 상태에서 자전거 페달을 주행 방향으로 밟아서 회전시키면, 체인의 힘에 의해 스프라켓 지지유닛(50)에 회전력이 전달되어 회전되며, 이때 래치(71b)는 래치 간섭(73a)와 분리된 상태이므로, 스프라켓 지지유닛(50)이 일방향(A)으로도 자유 회전되고, 허브축유닛(20) 및 뒷바퀴는 정지상태를 유지하게 된다. 이와 같이, 정지된 상태에서, 스프라켓 지지유닛(50)이 일방향(A)으로도 자유회전 가능하게 되면, 정지 상태에서 기어 변속을 할 수 있게 된다.

그리고 기어 변속이 끝난 뒤에, 위치 제어부(83,83')를 제어하여 래치 간섭부재(73)를 다시 초기위치(도 2, 도 3 및 도 6의 위치)로 이동시키면, 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)가 래치부재(71)의 래치(71b)와 접하도록 위치되어 래치(71b)는 래치 간섭구(73a)에 간섭되어 정상적인 래치동작을 할 수 있는 상태가 된다.

따라서 스프라켓 지지유닛(50)은 다시 일방향(A)으로의 자유회전이 불가한 상태가 유지되어, 정상적으로 주행모드를 진행할 수 있게 된다.

또한, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 래치유닛(80')을 적용할 수도 있다. 이 경우 래치유닛(80')은 래치 간섭부재(73)를 래치부재(71)의 래치(71b)와 래치 간섭구(73a)가 간섭되는 위치로 탄성 가압하는 가압부재(81)와, 상기 가압부재(81)의 가압력을 이기고 상기 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)가 상기 래치부재(71b)의 래치(71b)와 분리되도록 위치 이동시키는 위치제어부(83')를 구비한다.

가압부재(81)는 지지하우징(40)에 고정 설치되는 스토퍼부재(82)와 래치 간섭부재(73) 사이에 설치되는 스프링을 포함한다. 이 가압부재(81)는 래치 간섭부재(73)가 래치부재(71) 쪽으로 밀착되도록 가압하여, 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)가 래치(71b)와 마주하여 접촉되는 상태를 유지하도록 한다. 따라서 자전거의 주행모드나 정지모드 등 일상적인 상태에서는 가압부재(81)에 의해 래치 간섭부재(73)가 래치부재(71) 쪽으로 가압된 상태(도 8a의 상태)를 유지하여, 래치(71b)와 래치 간섭구(73a)의 상호 작용에 의해 스프라켓 지지유닛(50)이 일방향(A) 즉, 자전거 주행방향으로는 허브유닛(20)과 함께 회전되도록 구속되고, 타방향(B)으로만 자유회전 가능한 상태가 된다.

상기 위치 제어부(83')는 가압부재(81)의 탄성가압력을 극복하고, 래치 간섭부재(73)의 래치 간섭구(73a)가 래치(71b)로부터 벗어나서 분리되도록 제어하기 위한 것이다.

이러한 위치 제어부(83')는 중심축(25)에 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되며 일방향으로 이동시 래치 간섭부재(73)를 래치부재(71)로부터 이격되도록 밀어내는 가동부재(84)와, 상기 가동부재(84)를 선택적으로 왕복 이동되도록 하는 액추에이터(87)를 구비한다. 상기 가동부재(84)는 앞서 도 2를 통해 설명한 구성과 동일하다.

상기 액추에이터(87)는 자전거의 프레임(27)에 설치될 수 있으며, 전원 공급에 의해 구동시 왕복 구동되는 동작부(87a)를 가진다. 동작부(87a)는 가동부재(84)에 연결된 상태에서 액추에이터(87)의 구동에 의해 가압부재(84)가 전진 및 후진동작이 선택적으로 이루어짐으로써, 래치 간섭부재(73)를 도 8a의 상태와 도 8b의 상태 각각에서 강제로 위치이동될 수 있도록 제어하게 된다. 이러한 액추에이터(87)는 자전거 핸들에 설치되는 조작버튼 내지 조작레버를 조작하여 액추에이터(87)로 전원을 선택적으로 공급하고 해제함으로써 구동제어될 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

20..허브축 유닛 30..스프라켓
40..지지하우징 50..스프라켓 지지유닛
60..지지베어링 70..래치유닛
80..래치 제어유닛

Claims (6)

1. 자전거의 바퀴가 결합되는 허브축 유닛에 결합되는 지지하우징과;
   상기 지지하우징의 외주에 회전 가능하게 설치되며, 외측에 복수의 스프라켓이 지지되는 스프라켓 지지유닛;
   상기 지지하우징과 상기 스프라켓 지지유닛 사이에 설치되는 지지베어링과;
   상기 지지하우징과 상기 스프라켓 지지유닛 사이에 설치되어, 상기 스프라켓 지지유닛의 일방향으로의 자유회전을 억제하고, 타방향으로의 자유회전을 가능하도록 하는 래치 유닛과;
   상기 래치 유닛을 선택적으로 제어하여, 상기 일방향으로도 상기 지지하우징에 대해 상기 스프라켓 지지유닛의 자유회전이 가능하도록 하여 정지 상태에서 기어 변속이 가능하도록 하는 래치 제어유닛;을 포함하며,
   상기 래치 유닛은,
   상기 허브축 유닛에 결합되며, 내주로 돌출되어 노출되는 래치를 가지는 래치부재와;
   상기 지지하우징에 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 래치에 접하여 간섭하는 래치 간섭구 및 상기 래치의 미끄럼운동을 접촉 지지하는 가이드부를 가지는 래치 간섭부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 래치 제어유닛은,
   상기 지지하우징에 설치되어 상기 래치 간섭부재의 래치 간섭구가 상기 래치부재의 래치와 간섭되는 위치로 탄성 가압하는 가압부재와;
   상기 가압부재의 가압력을 이기고 상기 래치 간섭부재가 상기 래치부재와 분리되도록 위치 이동시키는 위치제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 변속장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 위치제어부는,
   상기 허브축 유닛에 상대적으로 회전 가능하게 결합되는 중심축에 왕복슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 래치 간섭부재를 상기 래치부재로부터 분리되도록 밀어내는 가동부재와;
   상기 가동부재에 연결되어 상기 가동부재를 선택적으로 당기거나 당김 해제하는 작동와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 변속장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 위치제어부는,
   상기 허브축 유닛에 상대적으로 회전 가능하게 결합되는 중심축에 왕복슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 래치 간섭부재를 상기 래치부재로부터 분리되도록 밀어내는 가동부재와;
   상기 가동부재에 연결되며, 구동시 상기 가동부재를 선택적으로 당기거나 원위치시키도록 구동되며, 자전거 프레임에 설치되는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 변속장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지하우징의 외주에는 상기 래치 간섭부재의 자유회전을 방지하고, 왕복 슬라이딩 가능하게 지지하는 가이드결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자전거의 변속장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래치부재는,
   상기 허브축 유닛에 고정 결합되는 중앙 결합부로부터 반경 방향으로 연장된 복수의 확장부와, 상기 확장부의 단부에서 절곡되는 곡선형 리브들을 가지는 래치부재 몸체와;
   상기 곡선형 리브의 내주로 선택적으로 돌출가능하도록 상기 곡선형 리브의 내측에 회동 가능하게 설치되는 래치와;
   상기 래치를 회동 가능하게 지지하는 래치축; 및
   상기 래치를 상기 곡선형 리브의 내주에서 돌출되는 방향으로 탄성 가압하도록 상기 곡선형 리브에 설치되는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거의 변속장치.
   

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