KR19990031521U - 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 간헐마찰방식에 의한 자전기 허브의 정,역구동 변환장치에 관한 것으로, 더 상세히 말하면 자전거의 뒷바퀴 허브셸내에 역구동속도변환부와 구동변환부를 설치하여 자전거를 종래와 마찬가지로 정회전 및 공회전시켜 전진 주행시킬 수 있도록 한 레버를 설치하였으며, 또한 입력되는 페달축의 역구동력을 항상 일방향으로 동력을 출력할 수 있도록 한 동력변환장치로, 이 허브동력전달장치는 유성기어를 이용한 변속장치가 내장된 자전거 뒷바퀴 허브에 있어서, 허브축(100)에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징(20)과; 이 종동스프로킷하우징(20)의 선단에 형성된 기어(21)와 연동되게 이맞물림되어 회전하는 아이들기어(400)와; 이 아이들기어(400)와 연동되게 이맞물림되는 링기어(500) 및 제1래칫부재(510)와; 이 링기어(500) 및 제1래칫부재(510)의 외주면에 설치되어 허브셸(200)의 제3래칫부재(530)와 접촉 또는 비접촉에 의해 동력을 전달하는 제3폴(630)과; 상기 아이들기어(400)를 회동축(40)을 지지점으로 회동 가능하게 지지하기 위한 제1캐리어(300)로 이루어진 구동부(A)와; 상기 제1캐리어(300)의 일측단에 설치되어 허브축(100)에 슬라이드 가능하게 설치된 레버(800)의 작동에 의해 구동부(A)의 구동을 공회전 및 역회전시킬 수 있도록 한 역구동변환부(B)와; 이 역구동변환부(B)를 지지하기 위한 제2래칫부재(520)로 구성된다.

Description

간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치

본 고안은 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치에 관한 것으로, 더 상세히 말하면 자전거의 뒷바퀴 허브셸내에 역구동속도변환부와 구동변환부를 설치하여 자전거를 종래와 마찬가지로 정회전 및 공회전시켜 전진 주행시킬 수 있도록 레버를 설치하였으며, 또한 입력되는 페달축의 역구동력을 항상 일방향에 의한 전진구동 즉 정회전으로 동력을 출력할 수 있도록 한 자전거 허브의 동력변환장치에 관한 것이다.

일반적인 자전거는 일 방향 즉, 정구동에 의한 전진주행만 할 수 있어, 장시간 주행할 때 주행자의 다리를 쉽게 피로하게 하며 또한 다리근육의 발달을 불 균일하게 하는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 개선하고자 일방향으로만 구동할 수 있는 통상의 자전거를 양 방향으로 구동할 수 있게 하는 장치를 개발하기 위하여 여러 발명가들이 노력하여 왔다.

지금까지 개발된 양 방향 구동장치는 크게 보조기어를 이용한 방법과 베벨기어를 이용한 방법 그리고 유성기어를 이용한 방법으로 구분할 수가 있다.

보조기어를 사용한 양 방향 구동장치로서 대표적인 것이 Mantzoursos 등의 발명(EPO공고번호 0,369,925호)이고, 베벨기어와 클러치를 이용한 발명이 포스터(Foster) 씨의 발명(미국특허 5,435,583)이며, 유성기어를 이용한 대표적인 발명이 본 출원인에 의한 국내특허출원 제95-47910호가 있다.

그러나, 이들 발명들은 모두 페달축 외부에 부착되어야 하므로 이 장치를 자전거에 장착할 경우 자전거 프레임 밖으로 돌출 되기 때문에, 자전거 주행자의 구동을 방해할 수 있으며, 또한 상기 돌출부로 인하여 최근 들어 많이 개발되고 있는 접어서 운반할 수 있는 자전거에는 부착하기 어렵다라는 문제점이 있었다.

따라서 이러한 문제점들로 인하여 상기의 양 방향 주행장치를 뒷바퀴 축상에 장착할 수 있는 자전거의 변속장치가 개발되어 왔다.

즉, 상기 자전거의 변속장치는 주행자가 자전거를 주행할 때에 다리의 피로를 적게 하고 페달에 가해진 에너지를 효율적으로 사용하기 위해서는 페달을 밟는 페달링 리듬을 고르게 하고 페달에 가하는 답력도 일정하게 유지시킬 수 있는 장치로서, 구동 스프로킷과 종동 스프로킷의 기어비를 조정하여 자전거의 주행에 따른 주행저항에 적절한 답력을 가할 수 있도록 하고 있다.

이러한 변속기로는 외장식 변속기와 내장식 변속기가 있다.

즉, 외장식 변속기는 페달축과 허브축상에 설치되어진 직경이 다른 몇 장의 스프로킷에 체인을 바꾸어 걸어주면서 직접적으로 기어비를 변경하는 장치를 말하며, 내장식 변속기는 뒷바퀴 허브셸의 내부에 유성기어를 설치하여 기어비를 변경하는 장치를 말한다.

내장식 변속장치는 외장식 변속장치에 비하여 보다 소형화할 수 있고, 먼지나 이물질 등의 유입을 차단할 수 있으며, 허브셸 내부에 설치되기 때문에 외부의 충격에도 쉽게 손상되지 않는다는 등의 장점이 있다.

이러한 장점으로 인하여 내장식 변속기는 일반용 자전거에 널리 채택되어 사용되어지고 있다. 내장용 변속장치에 관한 발명중의 하나를 예로 든다면 최근 한국에 출원된 본 출원인의 특허출원 제97-25869호를 들 수가 있다.

상기 발명의 기본적인 구성은, 뒤바퀴의 허브축에 회동가능하게 장착되고 일정 간격으로 정,역방향폴이 원주방향으로 탄성력있게 유지된 원통형상의 종동스프로켓하우징과, 이 종동스프로켓하우징의 정방향폴과 결합가능한 허브셸의 래치트고정링과, 또한 종동스프로켓하우징의 역방향폴과 결합가능한 래치트링으로 구성되어 종동스프로켓의 정,역구동력이 입력되는 구동변환부와; 상기 래치트링이 결합되어 허브축에 대하여 유성기어들이 구름구동가능한 제1캐리어와, 상기 제1캐리어의 유성기어들과 구름구동가능한 제1태양기어와, 이 제1태양기어와 유성기어들이 구름구동가능하게 상기 허브축에 고정되는 제2캐리어와, 상기 제2캐리어의 유성기어들과 구름구동가능하고 일측의 원주방향에 정방향으로 탄력있게 돌출가능한 정방향폴이 장착된 제2태양기어로 구성되어 상기 구동변환부의 역구동력을 정회전으로 방향 변환시킬 수 있는 방향변환부와; 이 방향변환부의 제2태양기어의 정방향폴과 결합가능하고 또한 상기 허브셸에 고정된 고정래치트와 결합가능한 제3태양기어와, 상기 허브축의 일체기어와 상기 제3태양기어와 유성기어들에 의하여 구름구동가능한 제3캐리어와, 이 제3캐리어와 상기 제2태양기어의 내경사이를 슬라이드가능하도록 되어 외부의 레버에 의하여 탄성력있게 미끄럼이동이 가능하게 장착되는 클러치로 구성되어, 상기 방향변환부의 정회전을 감속 및 공회전시킬 수 있는 역구동속도변환부로 구성된다.

즉, 상기의 구성은 허브셸내에 정,역방향폴이 각각 장착된 종동스프로켓하우징을 장착하여 구동변환부가 구성되어, 이 구동변환부는 종동스프로켓의 정회전 및 역회전의 입력에 따라서, 예를들면 정회전이 입력되면, 종동스프로켓하우징의 정방향폴이 허브셸에 고정된 래치트고정링을 정회전시키어 허브셸에 정구동력이 출력될 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 구동변환부의 캐리어수단에 의하여 연결구동되는 역구동속도변환부라 병렬로 구성되어, 상기의 반대로 역회전이 입려되면, 종동스프로켓하우징의 역방향폴이 캐리어수단들을 구동시키어, 이들 캐리어수단들과 연결구동되는 역구동속도변환부로 전달되도록 되어 있다.

특히, 역구동속도변환부는 외부의 레버에 의하여 조작되는 클러치의 위치변환에 의하여 상기 구동변환부의 역구동력을 정회전으로 변환시킬 수 있는 동시에, 입력되는 속도와 동일속도 또는 저속의 속도를 최종적으로 허브셸에 변환하여 전달할 수 있고, 또한 입력되는 역구동력을 공회전으로 변환시킬 수 있도록 되어 있다.

그러나 상기와 같은 발명에서는 변속부와 역구동부의 폴과 래치트들이 항상 이맞물림되어 있기 때문에 레버를 조작하지 않은 상태에서 자전거를 뒤를 끌수 없으며, 정,역구동시 과부하에 의해 이빨의 파손되거나, 치합에 의한 소음 및 유격이 발생한다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 자전거의 뒷바퀴 허브셸내에 역구동속도변환부와 구동변환부를 설치하여 자전거를 종래의 자전거와 마찬가지로 정회전 및 공회전시켜 전진 주행시킬 수 있으며, 또한 입력되는 페달축의 역구동력을 항상 일쪽방향으로만 동력을 출력할 수 있도록 함으로서, 주행자가 자전거를 역구동에 의한 전진운행을 행할 때에 주행효율을 최적화 하면서 동시에, 피로를 줄이면서 균형있는 근육 발달을 단련할 수 있도록 하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 유성기어를 이용한 변속장치가 내장된 자전거 뒷바퀴 허브에 있어서, 허브축에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징과; 이 종동스프로킷하우징의 선단에 형성된 기어와 연동되게 이맞물림되어 회전하는 아이들기어와; 이 아이들기어를 회동축을 지지점으로 회동가능하게 지지하기 위한 제1캐리어와; 상기 아이들기어와 연동되게 이맞물림되는 링기어와; 이 링기어의 외주면에 설치되는 제3폴과; 상기 제3폴이 간헐적으로 이맞물림되어 허브셸에 동력을 전달하기 위한 제3래치부재로 이루어진 구동부와; 상기 제1캐리어의 일측단에 설치되어 허브축에 슬라이드 가능하게 설치된 레버의 작동에 의해 구동부의 구동을 공회전 및 정역회전시킬 수 있도록 한 역구동변환부와; 이 역구동변환부(B)를 지지하기 위한 제2래칫부재로 됨에 그 기술적 구성상의 특징이 부여된다.

따라서, 본 고안은 페달을 시계방향의 반대방향으로 밟으면서 자전거를 전진구동을 행하는 역구동의 변환구동부를 설치하여 운전자의 선택에 따라서 전진주행 및 역구동에 의한 전진주행을 자유자재로 할 수 있도록 하여 주행효율을 최적화 하면서 동시에, 피로를 줄이면서 균형있는 근육 발달을 단련할 수 있게 된다.

즉, 상기 구동부 또는 역구동변환부에 전달된 동력은 다양한 경로를 경유하여 허브셸로 빠져나간다. 특히, 구동부에 역구동력의 전달은 자전거의 뒷바퀴를 저속, 공회전 또는 고속으로 주행하게끔 전달할 수도 있다.

본 고안에서의 동력 전달경로를 레바작동시와 레버해제시로 구분하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

1) 레버를 작동시

a) 페달의 정회전에 의한 전진주행

페달에서 발생한 동력이 크랭크와 구동스프로킷 그리고 체인을 차례로 경유하여 본 고안의 종동스프로킷에 도달한다.

종동스프로킷은 허브축에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징, 아이들기어 및 제1캐리어에 전달되고, 이 캐리어에 이맞물림된 제1폴, 링기어, 제3폴을 통하여 허브셸을 정회전시킴으로서 뒷바퀴를 정구동시킬 수가 있다.

b) 페달의 역회전시 공회전

페달, 종동스프로킷, 종동스프로킷하우징, 아이들기어 및 제1캐리어를 통하여 동력을 차단하게 되어, 페달의 역회전시 공회전을 하게 된다.

2) 레버해제시

a) 페달의 정회전시 전진주행

페달, 종동스프로킷, 종동스프로킷하우징, 아이들기어 및 제1캐리어에 전달되고, 이 캐리어에 이맞물림된 제1폴, 링기어, 제3폴을 통하여 허브셸을 정회전시킴으로서 뒷바퀴를 정구동시킬 수가 있다.

b) 페달의 역회전시 전진주행

페달, 종동스프로킷, 종동스프로킷하우징과 방향을 전환하기 위한 아이들기어 및 링기어, 제3폴, 허브셸을 통하여 자전거를 전진주행시킬 수가 있다.

도 1은 본 고안의 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치가 레버에 의해 작동된 상태에서 일부 절결하여 나타낸 도,

도 2는 도 1의 a-a선 확대단면도,

도 3은 본 고안의 제1폴과 제2폴을 일부 발췌하여 나타낸 도,

도 4는 본 고안의 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치가 레버해제시의 상태에서 일부 절결하여 나타낸 도,

도 5는 본 고안 도 4의 b-b선 확대단면도,

도 6은 본 고안 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치의 다른 실시예를 나타낸 종단면도,

도 7은 도 6의 c-c 선 확대단면도,

도 8은 도 6의 d-d 선 확대단면도,

도 9은 도 6의 e-e 선 확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 종동스프로킷20 : 종동스프로킷하우징

30 : 레저40 : 회동축

100 : 허브축101 : 너트

200 : 허브셸21,302,501,502 : 기어

201 : 결합부재300 : 제1캐리어

310 : 제2캐리어400 : 아이들기어

410 : 제1아이들기어420 : 제2아이들기어

500 : 링기어510 : 제1래칫부재

511,521,531,202 : 래칫520 : 제2래칫부재

530 : 제3래칫부재610 : 제1폴

620 : 제2폴630 : 제3폴

640 : 방향진환부재700 : 마찰링

810 : 누름부재820 : 경사부재

830 : 누름부재A : 구동부

B : 역구동변환부

[실시예 1]

본 고안의 실시예 1를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 도 1에 나타낸 바와 같이 허브축(100)에 대하여 베어링등에 의하여 회동가능하게 장착되는 허브셸(200)은 그 측면에서 보아 대략 단면이 H형상으로 형성되어 그의 측면에 후술하는 역구동변환부(B)와 구동부(A)가 장착될 수 있도록 되어 있고, 또한 그의 측면에는 도시하지 않은 페달축과 체인으로 연결구동되는 종동스프로킷(10)이 고정된 종동스프로킷하우징(20)이 고정설치된다.

상기 허브셸(200)의 원주면에는 종래의 다단의 속도변환부품을 장착하여 상기 역구동변환부(B)와 구동부(A)들과 연결하여 구동시킬 수도 있다.

또한, 상기 허브축(100)의 원주둘레면은 나사와 스플라인이 형성된 봉형상으로써, 이 허브축(100)은 허브셸(200)의 중앙을 가로질러져서 도 1에 도시된 바와같이 좌우측은 너트(101) 및 와셔(102) 등의 고정수단에 의하여 장착되어 허브셸(200)과의 기밀을 유지할 수 있도록 되어 있다.

또한 허브축(100)에 슬라이드 가능하게 레버(30)가 설치되며, 이 레버(30)의 작동에 의해 구동부(A)의 구동을 공회전 및 정역회전시킬 수 있도록 한 역구동변환부(B)가 설치된다.

이때, 역구동변환부(B)는 제2래칫부재(520)에 의해 회전가능하게 고정된다.

또한 상기 허브축(100)의 일측에는 종동스프로킷(10)이 일체로 형성된 종동스프로킷하우징(20)이 회동가능하게 설치되고, 상기 종동스프로킷(10)과 허브축(100) 사이에 구동베어링(120)이 설치된다.

다음, 상기 종동스프로킷하우징(20)의 선단 외주연에 기어(21)가 형성되고, 이 기어(21)에 연동되게 이맞물림되는 아이들기어(400)가 제1캐리어(300)에 회동축(40)을 지지점으로 하여 회동가능하게 설치됨과 동시에 상기 아이들기어(400)는 링기어(500)의 내측기어(501)와 이맞물림된다.

다음 상기 링기어(500)의 일측에는 제3폴(630)이 제3래치부재(530)의 래칫(531)에 간헐적으로 이맞물림되게 설치된다.

다음 상기 링기어(500)의 타측 즉 제1캐리어(300)의 외주연에 제1래칫부재(510)가 일체로 형성된다.

다음 상기 제1캐리어(300)의 외측에는 연구동변환부(B)가 설치되어 구동부의 구동을 공회전 및 정역회전시킬 수 있도록 한 구성된다.

즉, 상기 역구동변환부(B)는 도 1에 도시된 바와같이 제1캐리어(300)과 대향되는 쪽에 제2캐리어(310)가 설치되고, 이 제2캐리어(310)에 회동축(40)을 지지점으로 하여 회동가능하에 제1폴(610) 및 제2폴(620)이 설치되며, 상기 제1폴(610)과 제2폴(620) 사이에는 도 2 또는 도 3에 도시된 바와같이 탄성력을 가지는 방향전환부재(640)에 의해 서로 상반되게 제1폴(610)은 제1래칫부재(510)의 제1래칫(511)에, 제2폴(620)은 제2래칫부재(520)의 제2래칫(521)에 각각 이맞물림되도록 구성된다.

한편 상기 제1캐리어(300)가 일정 각도 회전되는 동안 잡아주도록 한 마찰링(700)이 제2래칫부재(520)와 제2캐리어(310) 사이에 설치된다.

또한 상기 제2폴(620)을 제2래칫부재(520)의 제2래칫(521)으로부터 이맞물림을 해제하도록 한 누름핀(830)이 제2폴(620)의 하부에 설치되며, 상기 누름핀(830)은 허브축(100)에 슬라이드 가능한 레버(30)의 일단에 설치되는 누름부재(810) 및, 이 누름부재(810)에 의해 작동되는 경사부재(820)에 의해 상하로 작동가능하게 설치된다.

또한 상기 경사부재(820)와 제2래칫부재(520)의 사이에 탄성부재(840)가 설치되어 상기 경사부재(820)를 항상 누름부재(810) 쪽으로 일정한 탄성력으로 지지할 수 있도록 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동변환장치의 작용을 레버작동시와 레버해제시로 구분하여 설명하면 다음과 같다.

ㅇ 레버를 작동시켜 종래 자전거와 동일한 기능을 가지도록 한 상태를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

a) 페달의 정회전에 의한 전진주행

레버(30)의 조작에 의해 누름부재(810)가 탄성부재(840)의 저항력을 받으며 도 1의 화살표 X방향으로 진행하고, 동시에 상기 누름부재(810) 선단에 설치된 경사부재(820)가 동일 방향으로 진행함에 따라 이 경사부재(820) 상에 위치된 누름핀(830)이 상승하여 제2폴(620)을 상승시키고, 이 제2폴(620)은 제2래칫부재(520)의 래칫(521)으로부터 이맞물림이 해제된다.

다음 페달에서 발생한 동력이 도시하지 않은 크랭크와 구동스프로킷 그리고 체인을 차례로 경유하여 종동스프로킷(10)에 도달한다.

상기 종동스프로킷(10)은 허브축(100)에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징(20)에 동력을 전달된다.

다음, 도 1에 도시된 바와같이 상기 종동스프로킷하우징(20)의 외주연에 형성된 기어(21)를 통하여 아이들기어(400)가 회전하고, 이 아이들기어(400)의 회전에 의해 제1캐리어(300)가 회전한다.

다음 상기 제1캐리어(300)의 회전력은 도 1 또는 도 2에 도시된 바와같이 제1래칫부재(510)의 래칫(511)에 간헐적으로 이맞물림된 제1폴(610)에 의해 제1래칫부재(510)가 회전됨과 동시에, 이 제1래칫부재(510)와 일체로 형성된 링기어(500)가 회전되고, 이 회전력은 상기 링기어(500)의 외주연 일단에 형성된 제3폴(630)에 전달되고, 이 제3폴(630)에 일시적으로 걸어맞춤된 제3래칫부재(530)를 통하여 허브셸(200)을 정회전시켜 뒷바퀴를 정구동시킴으로서, 자전거가 전진 주행을 하게 된다.

이때, 상기와 같은 구동력의 전달시 제2폴(620)과 제2래칫부재(620)는 이맞물림이 해제된 상태를 유지한다.

b) 페달의 역회전시 공회전

도 1에 도시된 바와같이 페달, 종동스프로킷(10), 종동스프로킷하우징(20)에 동력을 전달한다.

다음, 상기 종동스프로킷하우징(20)의 외주연에 형성된 기어(21)를 통하여 아이들기어(400)가 회전하고, 이 아이들기어(400)의 회전에 의해 제1캐리어(300)를 통하여 동력을 차단하게 되어, 페달의 역회전시 공회전을 하게 된다.

이때, 상기와 같은 구동력 전달시 제1캐리어(300)는 무부하 상태가 되어 자전거가 정지되어 있어도 자체 회전이 일어나 허브셸(200)에는 동력이 전달되지 않는다.

2) 레버해제시

a) 페달의 정회전시 전진주행

도 4에 나타낸 바와같이 페달에서 발생한 동력이 도시하지 않은 크랭크와 구동스프로킷 그리고 체인을 차례로 경유하여 종동스프로킷(10)에 도달한다.

상기 종동스프로킷(10)은 허브축(100)에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징(20)에 동력을 전달된다.

다음, 상기 종동스프로킷하우징(20)의 외주연에 형성된 기어(21)를 통하여 아이들기어(400)가 회전하고, 이 아이들기어(400)이 회전에 의해 제1캐리어(300)가 회전한다.

다음 상기 제1캐리어(300)의 회전력은 제1래칫부재(510)에 간헐적으로 이맞물림된 제1폴(610)에 의해 제1래칫부재(510)가 회전됨과 동시에, 이 제1래칫부재(510)와 일체로 형성된 링기어(500)가 회전되고, 이 회전력은 상기 링기어(500)의 외주연 일단에 형성된 제3폴(630)에 전달되고, 이 제3폴(630)이 일시적으로 이맞물림된 제3래칫부재(530)를 통하여 허브셸(200)을 정회전시켜 뒷바퀴를 정구동시킴으로서, 자전거가 전진 주행을 하게 된다.

b) 페달의 역회전시 전진주행

도 4 또는 도 5에 나타낸 바와같이 페달, 종동스프로킷(10), 종동스프로킷하우징(20)에 동력을 전달한다.

다음, 상기 종동스프로킷하우징(20)의 외주연에 형성된 기어(21)를 통하여 아이들기어(400)가 회전하고, 이 아이들기어(400)의 회전은 아이들기어(400)와 이맞물림된 링기어(500)와 제1래칫부재(510)를 회전시켜 회전방향을 전환시키고, 이 역회전은 상기 링기어(500)의 외주연 일단에 형성된 제3폴(630)이 제3래칫부재(530)의 제3래칫(531)에 걸림과 동시에, 이 제3래칫부재(530)에 전달된 동력은 허브셸(200)의 결합부재(201)에 결합된 상태에서 상기 허브셸(200)을 정회전시켜 뒷바퀴를 정구동시킴으로서, 자전거가 전진 주행을 하게 된다.

이때, 마찰링(700)은 제1캐리어(300)가 도 5의 P점에서 P'점으로 이동하여 제2캐리어(310)를 잡은 동안 제2폴(620)은 제2래칫부재(521)의 래칫(511)에 이맞물림 결합되어 제1캐리어(300)을 고정시켜준다.

[실시예 2]

본 고안의 실시예 2를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 6는 본 고안 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치의 다른실시예를 나타낸 것으로,

먼저, 실시예 1에 기재된 동일형상 및 명칭에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그에 대한 설명을 생략한다.

본 실시예 2는 허브축(100)에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징(20)과; 이 종동스프로킷하우징(20)의 외주연에 설치된 제1캐리어(300)에 회동축(40)을 지지점으로 제1폴(610) 및 제2폴(620)이 방향전환부재(640)에 의해 서로 상대적으로 작동하도록 설치되고, 상기 제1폴(610)은 제1래칫부재(510)의 제1래칫(511)에 제2폴(620)은 제2래칫부재(520)의 제2래칫(521)에 간헐적으로 이맞물림되게 설치되며, 상기 제2래칫부재(520)의 제2래칫(521)에 간헐적으로 이맞물림되어 방향을 전환하기 위한 제1아이들기어(410)와; 이 제1아이들기어(410)를 회동축(40)을 지지점으로 하여 회동가능하게 지지하기 위한 제2캐리어(310)와; 상기 제2캐리어(310)의 선단에 형성된 기어(302)와 이맞물림되어 속도를 증속시키기 위한 제2아이들기어(420)와; 이 제2아이들기어(420)를 회동축(40)을 지지점으로 하여 회동가능하게 지지하기 위한 제3캐리어(320)와; 상기 제2아이들기어(420)의 외주면을 감싸도록 설치되며 일단에 제3폴(630)이 설치되는 링기어(500)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치의 연결관계를 구체적으로 설명하면, 도 6에 도시된 바와같이 허브축(100)을 중심으로 종동스프로킷(10)에 종동스프로킷하우징(20)이 일체로 형성되고, 이 종동스프로킷하우징(20)의 외주연을 감싸며 허브셸(200)의 내측에 형성된 결합부재(201)에 제1래칫부재(510)가 결합되고 동시에 상기 종동스프로킷하우징(20)의 선단에 제1캐리어(300) 설치된다.

다음 상기 제1캐리어(300)의 선단에 제2래칫부재(520)가, 이 제2래칫부재(520)의 선단에 제2캐리어(310)가, 이 제2캐리어(310)의 선단에는 제3캐리어(320)가, 이 제3캐리어(320)의 외주연에는 링기어(500)가 설치되며, 상기 제1캐리어(300)에 회동축(40)을 지지점으로 하여 서로 상대적으로 작동되는 제1폴(610)과 제2폴(620)이 설치되고, 상기 제1폴(610)과 제2폴(620) 사이에 방향전환부재(640)가 설치되어 제1폴(610)은 제1래칫부재(510)의 래칫(511)에 제2폴(620)은 제2래칫부재(520)의 제2래칫(521)에 각각 간헐적으로 이맞물림되게 설치된다.

또한 상기 종동스프로킷하우징(20)이 일정각도 회전되는 동안 제1폴 및 제2폴이 위치되는 부분을 잡아주도록 도 6 또는 도 7에 도시된 바와같이 마찰링(700)이 제2래칫부재(520)의 내주면과 제1캐리어(300) 사이에 설치된다.

다음 도 6 또는 도 8에 도시된 바와같이 제2래칫부재(520)의 선단에 형성된 기어(502)에 제1캐리어(310)에 회동축(40)을 지지점으로 회동가능하게 설치된 제1아이들기어(410)가 이맞물림됨과 동시에 이 제1아이들기어(410)가 제2캐리어(310)의 내측기어(303)와 이맞물림되게 설치된다.

다음, 도 6 또는 도 9에 도시된 바와같이 상기 제2캐리어(301)의 선단에 형성된 기어(302)와 내측기어(501)를 갖는 링기어(500) 사이에 사이에 제2아이들기어(420) 링기어겸 제3캐리어(320)에 회동축(40)을 지지점으로 회동가능하게 설치되고, 상기 링기어(500)의 선단에 상기 허브셸(200)의 내측에 형성된 래칫(202)에 간헐적으로 걸어맞춤되는 제3폴(630)이 설치된다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 실시예 2의 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

a) 페달의 정회전시 전진주행

도 6에 나타낸 바와같이 페달에서 발생한 동력이 도시하지 않은 크랭크와 구동스프로킷 그리고 체인을 차례로 경유하여 종동스프로킷(10)에 도달한다.

상기 종동스프로킷(10)은 허브축(100)에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징(20)에 동력을 전달된다.

다음, 도 7에 도시된 바와같이 상기 종동스프로킷하우징(20)의 외주연에 형성된 제1캐리어(300)가 마찰링(700)의 마찰력에 의해 종동스프로킷하우징(20)이 일정 각도회전되는 동안 제1캐리어(300)을 잡음과 동시에 상기 제1폴(610)을 제1래칫부재(510)의 래칫(511)에 이맞물림되고, 이 제1래칫부재(510)의 회전력은 허브셸(200)을 정회전시켜 뒷바퀴를 정구동시킴으로서, 자전거가 전진 주행을 하게 된다.

이때, 제2폴(620)은 제2래칫부재(520)의 래칫(521)로부터 이맞물림이 해제된 상태로 있다.

b) 페달의 역회전시 전진주행

도 6에 나타낸 바와같이 페달, 종동스프로킷(10), 종동스프로킷하우징(20)에 동력을 전달한다.

다음, 상기 종동스프로킷하우징(20)의 외주연에 형성된 제1캐리어(300)가 마찰링(700)의 마찰력에 의해 종동스프로킷하우징(20)이 일정각도 회전됨에 따라서 제1폴(610)은 제1래칫부재(510)의 래칫(511)로부터 이맞물림이 해제됨과 동시에 방향전환부재(640)에 의해 제2폴(620)이 제2래칫부재(520)의 래칫(521)에 이맞물림되어 상기 제2래칫부재(520)가 회전되고, 이 회전력은 제2래칫부재(520)의 선단에 형성된 기어(502)에 이맞물림된 제1아이들기어(410)을 회전시키고, 이 제1아이들기어(410)의 회전력은 링기어겸용 3캐리어(320)를 역회전시킴과 동시에, 상기 제2캐리어(310)의 외주연에 형성된 제2아이들기어(420)를 최종적으로 회전시켜 이 제2아이들기어(420)와 이맞물림된 링기어(500)를 회전시키고, 이 링기어(500)의 회전력은 링기어(500)의 선단 외주연에 형성된 제3폴(630)이 허브셸(200)의 내부에 형성된 래칫(202)와 이맞물림됨으로서, 상기 허브셀(200)을 정회전시켜 뒷바퀴를 정구동시킴으로서, 자전거가 전진 주행을 하게 된다.

이때, 링기어(500)에 이맞물림된 제2아이들기어(420)의 기어비에 의해 증속이 이루진다.

이상과 같이 본 고안은 종동스프로킷의 정,역구동력을 변환할 수 있도록 캐리어의 외측과 내측에 구동부의 구동을 공회전 및 정역회전시킬 수 있도록 한 역구동변환부를 설치함으로서, 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

첫째, 레버를 선택적으로 사용함으로서, 종래의 자전거와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

둘째, 자전거 주행자가 자전거를 역구동에 의한 전진운행을 행할 때에 주행효율을 최적화 하면서 동시에, 피로를 줄이면서 균형있는 근육 발달을 단련할 수가 있다.

셋째, 간헐마찰방식을 이용하므로서, 종래에 발생되던 치합에 의한 이빨의 파손되는 것을 미연에 방지할 수가 있고, 동시에 저소음, 저유격에 의한 상품성향상을 도모할 수가 있다.

Claims (6)

1. 유성기어를 이용한 변속장치가 내장된 자전거 뒷바퀴 허브에 있어서, 허브축에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징과; 이 종동스프로킷하우징의 선단에 형성된 기어와 연동되게 이맞물림되어 회전하는 아이들기어와; 이 아이들기어를 회동축을 지지점으로 회동가능하게 지지하기 위한 제1캐리어와; 상기 아이들기어와 연동되게 이맞물림되는 링기어와; 이 링기어의 외주면에 설치되는 제3폴과; 상기 제3폴이 간헐적으로 이맞물림되어 허브셸에 동력을 전달하기 위한 제3래치부재로 이루어진 구동부와; 상기 제1캐리어의 일측단에 설치되어 허브축에 슬라이드 가능하게 설치된 레버의 작동에 의해 구동부의 구동을 공회전 및 정역회전시킬 수 있도록 한 역구동변환부와; 이 역구동변환부를 지지하기 위한 제2래칫부재로 됨을 특징으로 하는 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 역구동변환부는 상기 레버의 일단에 설치되는 누름부재와; 이 누름부재에 의해 의해 작동되는 경사부재와; 상기 제2래칫부재와 경사부재 사이에 설치되어 상기 경사부재를 항상 일정한 탄성력을 갖도록 한 탄성부재와; 상기 경사부재에 의해 제2캐리어에 서로 대응되게 설치되는 제1폴 및 제2폴과; 이 제1폴 및 제2폴을 상기 링기어와 일체로 형성되는 제1래칫부재와 제2래칫부재의 래칫에 각각 간헐적으로 이맞물림하도록 한 누름핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2폴 사이에 방향전환부재가 설치되어, 상기 제1 및 제2폴을 서로 상반되게 제1폴은 제1래칫부재의 제1래칫에, 제2폴은 제2래칫부재의 제2래칫에 각각 이맞물림하도록 함을 특징으로 하는 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1캐리어가 일정각도 회전되는 동안 제1폴 및 제2폴이 위치되는 부분을 잡아주도록 마찰링이 제1캐리어의 외주면과 제2캐리어 사이에 설치됨을 특징으로 하는 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치.
5. 유성기어를 이용한 변속장치가 내장된 자전거 뒷바퀴 허브에 있어서, 상기 허브축에 유동가능하게 결합된 종동스프로킷하우징과; 이 종동스프로킷하우징의 외주연에 설치된 제1캐리어에 회동축을 지지점으로 제1폴 및 제2폴이 방향전환부재에 의해 서로 상대적으로 작동하도록 설치되고, 상기 제1폴은 제1래칫부재의 제1래칫에 제2폴은 제2래칫부재의 제2래칫에 간헐적으로 이맞물림되게 설치되며, 상기 제2래칫부재의 선단에 형성된 기어와 이맞물림되어 방향을 전환하기 위한 제1아이들기어와; 이 제1아이들기어를 회동축을 지지점으로 하여 회동가능하게 지지하기 위한 제2캐리어와; 상기 제2캐리어의 선단에 형성된 기어와 이맞물림되어 속도를 증속시키기 위한 제2아이들기어와; 이 제2아이들기어를 회동축을 지지점으로 하여 회동가능하게 지지하기 위한 제3캐리어와; 상기 제2아이들기어의 외주면을 감싸도록 설치되며 일단에 제3폴이 설치되는 링기어로 됨을 특징으로 하는 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 종동스프로킷하우징이 일정각도 회전되는 동안 제1폴 및 제2폴이 위치되는 부분을 잡아주도록 마찰링이 제2래칫부재와 제1캐리어 사이에 설치됨을 특징으로 하는 간헐마찰방식에 의한 자전거 허브의 정,역구동 변환장치.