KR20120080371A

KR20120080371A - 자전거의 자동 무단 변속기

Info

Publication number: KR20120080371A
Application number: KR1020110001785A
Authority: KR
Inventors: 라영배
Original assignee: 라영배
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2012-07-17

Abstract

본 발명은 자전거의 자동 무단 변속기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자전거의 자동 무단 변속기는, 자전거(10)의 보스(18)에 회전가능하게 조립되고 양측에 제1, 제2 페달 크랭크(26)(28)가 조립되며 외경 일측에 제1 기어(104)가 배치되는 샤프트(102), 보스(18)에 체결되어 배치되고 인너 링(114)에서 아웃터 링(112)의 역회전이 방지되며 아웃터 링(112)의 외경에 제2 기어(113)가 형성된 원 웨이 유닛(110), 샤프트(102)에 아이들 상태로 회전가능하게 배치되고, 일측에 제1 기어(104)와 맞물리도록 제3 기어(122)가 설치되며 타측에 제3 기어(122)와 맞물리도록 제4 기어(124)가 배치되고, 제4 기어(124)의 한쪽에는 제4 기어(124)와 일체이고 제2 기어(113)와 맞물리는 제5 기어(126)가 구비되는 캐리어 유닛(120), 샤프트(102)에 아이들 상태로 회전가능하게 배치되고 실린더 바디(142)의 한쪽에는 제5 기어(126)와 내접하여 맞물리도록 제6 기어(144)가 형성되며 실린더 바디(142)의 외경일측에는 자전거(10)의 뒷바퀴(16) 쪽으로 동력을 전동하도록 하는 전동 유닛(24)가 연결되는 제7 기어(146)가 형성된 구동 휠 유닛(140) 및 캐리어 유닛(120)의 한쪽에 설치되어 구동 휠 유닛(140)에 작용된 주행 저항력에 비례하여 구동 휠 유닛(140)에서 캐리어 유닛(120)의 자전을 제어하는 제어 유닛(130)을 포함한다.

Description

자전거의 자동 무단 변속기{automatic continuously variable transmission of bicycle}

본 발명은 자전거의 자동 무단 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거의 주행에 작용되는 부하에 따라 입력 측과 출력 측의 속도비를 무단으로 변속하도록 하는 자전거의 자동 무단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 페달을 밝아 주행에 필요한 동력을 얻고, 그 동력은 복수 개의 체인 스프로킷과 체인에 의해 바퀴에 전동되어 자전거가 주행되는 것이다.

상술한 복수 개의 체인 스프로킷은 피치원의 크기가 다르고, 피치원 크기가 다른 체인 스프로킷의 조합에 따라 변속의 속도비가 결정된다.

한편, 정지 중에서 출발하거나 언덕길에 오를 때에는 자전거 주행에 저항이 크게 작용하게 되는데 이때에는 속도비를 낮게 설정하여 주행할 수 있고, 속도는 저속이지만 페달을 밟는 힘은 경감된다.

반대로 상술한 바와 같이, 자전거 주행에 저항이 크게 작용할 때에 속도비를 높게 설정하면 페달을 밟는 데에 많은 체력소모가 요구된다.

다른 한편으로, 일정한 속도 이상으로 주행하거나 내리막길을 내려갈 때에는 자전거 주행이 저항이 작게 작용하게 되는데 이때 속도비를 높게 설정하여 주행할 수 있고, 속도는 고속이며 페달에 밟는 힘은 무리되지 않게 된다.

반대로 상술한 바와 같이, 자전거 주행에 저항이 작게 작용할 때에 속도비를 낮게 설정하면 페달을 밟을 때에 힘들지 않지만 페달을 밟아 페달을 굴리는 회전수가 증가하게 된다.

즉, 자전거를 주행할 때에 주행 저항에 따라 적절한 속도비를 선택하여야만 무리한 힘을 작용하지 않고도 적절한 속도로 주행할 수 있게 되는 것이다.

종래에는 자전거에 변속기가 구비되고, 상술한 변속기를 조작하여 적정한 속도비를 조작하게 되는데 기계장치를 다루는 것에 익숙하지 않는 사용자의 경우에는 상술한 변속기를 적절하게 조작하지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인위적인 조작을 하지 않고도 자전거 주행저항에 따라 무단변속이 이루어지도록 하는 자전거의 자동 무단 변속기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자전거의 자동 무단 변속기는, 자전거(10)의 보스(18)에 회전가능하게 조립되고 양측에 제1, 제2 페달 크랭크(26)(28)가 조립되며 외경 일측에 제1 기어(104)가 배치되는 샤프트(102); 상기 보스(18)에 체결되어 배치되고 인너 링(114)에서 아웃터 링(112)의 역회전이 방지되며 상기 아웃터 링(112)의 외경에 제2 기어(113)가 형성된 원 웨이 유닛(110); 상기 샤프트(102)에 아이들 상태로 회전가능하게 배치되고, 일측에 상기 제1 기어(104)와 맞물리도록 제3 기어(122)가 설치되며 타측에 상기 제3 기어(122)와 맞물리도록 제4 기어(124)가 배치되고, 상기 제4 기어(124)의 한쪽에는 상기 제4 기어(124)와 일체이고 상기 제2 기어(113)와 맞물리는 제5 기어(126)가 구비되는 캐리어 유닛(120); 상기 샤프트(102)에 아이들 상태로 회전가능하게 배치되고 실린더 바디(142)의 한쪽에는 상기 제5 기어(126)와 내접하여 맞물리도록 제6 기어(144)가 형성되며 상기 실린더 바디(142)의 외경일측에는 상기 자전거(10)의 뒷바퀴(16) 쪽으로 동력을 전동하도록 하는 전동 유닛(24)가 연결되는 제7 기어(146)가 형성된 구동 휠 유닛(140); 및 상기 캐리어 유닛(120)의 한쪽에 설치되어 상기 구동 휠 유닛(140)에 작용된 주행 저항력에 비례하여 상기 구동 휠 유닛(140)에서 상기 캐리어 유닛(120)의 자전을 제어하는 제어 유닛(130);을 포함한다.

또한, 상기 제어 유닛(130)은, 상기 캐리어 유닛(120)의 한쪽에 형성된 바디(132); 상기 바디(132)에서 설치되고 탄성력을 갖는 암 유닛(138); 및 상기 암 유닛(138)의 단부에 설치되어 상기 실린더 바디(142)의 내경면에 상기 탄성력으로 밀착되며 상기 구동 휠 유닛(140)에 작용되는 주행저항에 비례하여 상기 주행 저항이 크면 롤링 되고 상기 주행저항이 작으면 상대적으로 적게 롤링되거나 멈추는 롤링 휠(139);을 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동 휠 유닛(140)의 레이디얼 방향으로 유동이 가능하게 상기 바디(132)에 설치되고 상기 암 유닛(138)의 일측에 고정되어 상기 암 유닛(138)에 작용되는 탄성 장력을 조절하도록 하는 슬라이더(134); 및 상기 슬라이더(134)의 한쪽에 배치되어 상기 슬라이더(134)의 유동위치를 상기 바디(132)에 고정시키는 제1, 제2 너트(136a)(136b);를 더 포함일 수 있다.

또한, 상기 롤링 휠(139)의 외경면 또는 상기 실린더 바디(142)의 내경면에 요철이 형성되어 상기 롤링 휠(139)과 상기 실린더 바디(142)간의 마찰력을 향상시켜 상기 제어 유닛(130)의 기능저하를 방지하도록 하는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 자전거의 자동 무단 변속기는 주행저항의 크기에 비례하여 속도비가 변하므로 변속기 조작이 미숙한 사용자이더라도 변속기를 조작하지 않고도 자전거의 주행저항에 대응하는 적절한 속도비가 자동으로 변속되어 과도한 체력을 소모하지 않으면서 적정한 속도로 주행할 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기가 설치된 자전거를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기의 구성을 설명하기 위한 분해사시도 및 조립상태의 사시도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기의 조립상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기에 주행저항이 크게 작용할 때의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기에 주행저항이 작게 작용할 때의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기가 설치된 자전거를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 자전거(10)는 바디 프레임(12)의 전방에 앞바퀴(14)가 구비되고, 후방에 뒷바퀴(16)가 구비되며, 바디 프레임(12)의 하측에는 보스(18)가 형성된다.

또한, 상술한 보스(18)에는 구동부(20)가 구비되고 구동부(20)에서 발생시키는 동력은 전동 유닛(24)에 의해 상술한 뒷바퀴(16)로 전동된다.

상술한 전동 유닛(24)은 체인, 타이밍 벨트 등일 수 있고, 상술한 구동부(20)는 상술한 전동 유닛(24)의 형식에 따라 체인 스프로킷 또는 타이밍 기어일 수 있다.

상술한 구동부(20)는 상술한 보스(18)에 샤프트(102)가 체결되고, 상술한 샤프트(102)의 양단에 각각 제1, 제2 페달 크랭크(26)(28)가 설치된다.

본 발명의 일실시예에 따른 자동 무단 변속기(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이 상술한 구동부(20)에 구비되는 것이다.

상술한 자동 무단 변속기(100)의 구성은 첨부도면 도 3 내지 도 5를 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기의 구성을 설명하기 위한 분해사시도 및 조립상태의 사시도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기의 조립상태의 단면도이다.

상술한 샤프트(102)의 외경일측에는 제1 기어(104)가 배치된다.

또한, 상술한 보스(18)의 외경에는 원 웨이 유닛(110)이 설치되며, 상술한 샤프트(102)의 외경에는 캐리어 유닛(120)과 구동 휠 유닛(140)이 회전가능하게 설치되고, 상술한 캐리어 유닛(120)의 한쪽에는 상기 캐리어 유닛(120)의 유동을 제어하도록 하는 제어 유닛(130)이 설치된다.

상술한 원 웨이 유닛(110)은 인너 링(114)의 외측에 아웃터 링(112)이 일방향으로 회전되고 역방향으로 회전되지 않는 구성이다.

또한, 상술한 아웃터 링(112)의 외경에는 제2 기어(113)가 형성된다.

한편, 상술한 인너 링(114)의 내경에는 암나사(115)가 형성될 수 있고, 상술한 보스(18)의 외경에는 수나사(19)가 형성될 수 있으며, 상술한 수나사(19)와 상술한 암나사(115)가 체결되어 상술한 보스(18)에 상술한 원 웨이 유닛(110)이 설치되는 것일 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 웬 웨이 유닛(110)의 인너 링(114)은 상술한 보스(18)에 용접되거나 키(key)에 의해 고정될 수도 있다.

상술한 캐리어 유닛(120)은, 제1 베어링(121)에 의해 상술한 샤프트(102)에 아이들 상태로 회전가능하게 배치될 수 있다.

또한, 상술한 캐리어 유닛(120)은 한쪽에 제3 기어(122)가 아이들 상태로 회전가능하게 구비될 수 있고, 상술한 제3 기어(122)는 상술한 제1 기어(104)와 맞물린다.

또한, 상술한 캐리어 유닛(120)의 다른 한쪽에는 제4 기어(124)가 아이들 상태로 회전가능하게 구비될 수 있고, 상술한 제4 기어(124)는 상술한 제3 기어(122)와 맞물린다.

또한, 상술한 제4 기어(124)의 한쪽에는 상술한 제4 기어(124)와 일체로 회전되는 제5 기어(126)가 배치된다.

상술한 구동 휠 유닛(140)은 상술한 샤프트(102)에 제2 베어링(141)에 의해 아이들 상태로 회전가능하게 배치될 수 있다.

또한, 상술한 구동 휠 유닛(140)은 일측에 실린더 바디(142)가 형성되고, 실린더 바디(142)의 내경한쪽에는 제6 기어(144)가 형성되며, 상술한 제6 기어(144)는 상술한 제5 기어(126)과 맞물린다.

또한, 상술한 구동 휠 유닛(140)은 상술한 실린더 바디(142)의 외경에 제7 기어(146)가 형성되고, 상술한 제7 기어(146)는 전동 유닛(24)의 형식에 따라 체인 스프로킷 또는 타이밍 기어로 제공될 수 있으며, 상술한 전동 유닛(24)가 상술한 제7 기어(146)에 연결되어 상술한 구동 휠 유닛(140)이 회전하는 동력을 뒷바퀴(16)로 전동하는 것이다.

상술한 제어 유닛(130)은 상술한 캐리어 유닛(120)의 한쪽에 설치되어 상술한 구동 휠 유닛(140)에 작용된 주행 저항력에 비례하여 상술한 구동 휠 유닛(140)에서 상술한 캐리어 유닛(120)의 자전을 제어하는 것이다.

상술한 제어 유닛(130)을 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상술한 캐리어 유닛(120)의 한쪽에 바디(132)가 형성되고, 상술한 바디(132)에는 탄성력을 갖는 암 유닛(138)이 설치되며, 상술한 암 유닛(138)의 단부에는 롤링 휠(139)이 설치된다.

특히, 상술한 롤링 휠(139)은 상술한 실린더 바디(142)의 내경면에 상술한 암 유닛(138)의 탄성력으로 밀착되는 것으로 상술한 구동 휠 유닛(140)에 작용되는 주행저항에 비례하여 주행 저항이 크면 롤링되고 주행저항이 작으면 상대적으로 적게 롤링되거나 멈추는 것이다.

또한, 상술한 바디(132)에 슬라이더(134)가 더 설치될 수 있고, 상술한 슬라이더(134)에 상술한 암 유닛(138)이 설치될 수 있다.

또한, 상술한 슬라이더(134)는 구동 휠 유닛(140)의 레이디얼 방향으로 유동이 가능하게 상술한 바디(132)에 설치될 수 있고, 슬라이더(134)가 실린더 바디(142)에 가까울수록 상술한 암 유닛(138)에 작용되는 탄성력은 커지고, 상술한 슬라이더(134)가 실린더 바디(142)에 멀어질수록 상술한 암 유닛(138)에 작용되는 탄성력은 작아지는 것으로 상술한 암 유닛(138)에 작용되는 탄성 장력이 조절되는 것이다.

또한, 상술한 슬라이더(134)는 상술한 바디(132)에서 이동된 위치가 고정될 수 있으며 일례로서 슬라이더(134)의 외경에 수나사를 형성하고, 상술한 바디(132)의 양측에서 상술한 수나사에 각각 제1, 제2 너트(136a)(136b)를 체결하여 상술한 슬라이더(134)의 위치를 상술한 바디(132)에 고정할 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 롤링 휠(139)와 상술한 실린더 바디(142)가 맞닿는 부분에 마찰력을 향상시키도록 하는 마찰유닛이 더 구비될 수 있다.

상술한 마찰유닛은 롤링 휠(139) 또는 실린더 바디(142)의 양측 또는 어느 한쪽에 요철이 형성되는 것일 수 있고, 이로써 캐리어 유닛(120)이 구동 휠 유닛(140)에서 유동되는 것에 저항력을 높일 수 있다.

또한, 상술한 마찰유닛은 롤링 휠(139)의 외경에 마찰력이 높은 재질 예를 들어, 가죽, 인조가죽, 고무 등이 구비될 수도 있다.

즉, 기계구성요소의 마찰이 발생하는 부분에는 윤활제가 제공될 수 있는데, 이러한 윤활제에 의해 제어 유닛(130)의 기능이 저하가 우려될 수도 있겠지만, 상술한 마찰 유닛을 더 구비함으로써 제어 유닛(130)의 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 자동 무단 변속기(100)의 작용을 첨부도면 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기에 주행저항이 크게 작용할 때의 작용을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거의 자동 무단 변속기에 주행저항이 작게 작용할 때의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

탑승자에 의해 자전거(10)의 페달이 밟아지고, 이로써 제1, 제2 페달 크랭크,(26)(28)는 샤프트(102)를 회전시킨다.

자전거 주행이 일반적인 상황이라면, 샤프트(102)에 입력된 동력은 구동 휠 유닛(140)을 자전거 주행 방향으로 회전시키고 전동 유닛(24)에 의해 뒷바퀴(16)를 구르도록 하여 자전거(10)는 주행되는 것이다.

이때 자전거(10)의 주행에 방해되는 주행저항이 작용하게 되는데, 정지 상태에서 출발할 때, 또는 언덕길을 올라갈 때에는 주행저항이 클 수 있다.

반대로, 자전거(10)가 이미 주행 중이거나 내리막길일 때에는 주행 저항이 작을 수 있다.

즉, 자전거(10)의 주행상황에 따라 주행저항이 변화하고, 탑승자의 개인차가 크므로 더더욱 주행저항에 대한 크고 작음을 수치적 제시하는 것은 무의미하며, 어느 탑승자가 탑승하더라도 주행 저항이 크고 작음을 감각적으로 느끼는 것으로 본 발명의 상세한 설명에서는 주행저항이 크거나 작은 것을 예로 들어 설명한다.

먼저, 주행저항이 큰 경우를 설명한다.

주행저항이 큰 경우에는 자전거의 페달을 밟을 때에 구동 휠 유닛(140)이 회전하지 않으려는 방향으로 저항력이 작용되는 것을 의미한다.

탑승자가 페달을 밟으면 샤프트(102)가 회전하고, 샤프트(102)는 제1 기어(104)와 제3 기어(122)와 맞물리고, 제3 기어(122)는 제4 기어(124)와 맞물려 있으며, 제4 기어(124)는 제5 기어(126)와 일체이고, 제5 기어(126)는 원 웨이 유닛(110)과 구동 휠 유닛(140)에 맞물려 있으며, 상술한 원 웨이 유닛(110)는 역회전이 방지되므로 결국 캐리어 유닛(120)이 샤프트(102)를 중심으로 공전하게 된다.

한편, 상술한 캐리어 유닛(120)이 공전할 때에 제어 유닛(130)에 설정된 탄성 압력에 비례하여 공전하는 속도와 힘이 가변된다.

즉, 제어 유닛(130)에 설정된 탄성 압력보다 주행 저항이 클 경우에 상술한 캐리어 유닛(120)이 주행저항에 비례하여 움직이는 것이다.

한편, 상술한 제어 유닛(130)은 상술한 캐리어 유닛(120)이 상술한 구동 휠 유닛(140)의 내부에서 공전할 때에 롤링 휠(139)이 구동 휠 유닛(140)의 실린더 바디(142)에 밀착되어 있으므로, 롤링 휠(139)은 구름 운동을 하면서도 구동 휠 유닛(140)을 회전시키려는 힘이 여전히 작용한다.

또한, 제5 기어(126)와 제6 기어(144)가 맞물려 있는 상태이므로 상술한 캐리어 유닛(120)이 공전되면서 캐리어 유닛(120)이 회전하는 방향으로 구동 휠 유닛(140)을 회전시키려는 힘이 작용하고, 이러한 힘에 의해 구동 휠 유닛(140)이 회전된다.

또한, 제1 기어(104)의 외주에 제4 기어(124)가 공전하게 되는데 이때 샤프트(102)가 1회전할 때에 제4 기어(124)는 동일한 모듈에 동일한 피치의 기어 구성을 갖는다면 제4 기어(124)가 2회 자전을 하게 된다.

상술한 제4 기어(124)가 2회 자전을 하는 동안에 전달되는 힘은 동일하면 속도와 회전량은 2배가 전달되는 것이고, 속도와 회전량이 동일하면 탑승자가 가해야 하는 힘은 절반이 되고 이로써 탑승자의 체력소모가 줄어드는 것이다.

즉, 자전거의 주행저항이 크게 작용될 때에 탑승자는 무리한 체력소모 없이 자전거를 주행할 수 있게 되는 것이다.

이하, 주행저항이 작은 경우를 설명한다.

탑승자가 페달을 밟으면 샤프트(102)가 회전하고, 샤프트(102)는 제1 기어(104)와 제3 기어(122)와 맞물리고, 제3 기어(122)는 제4 기어(124)와 맞물려 있으며, 제4 기어(124)는 제5 기어(126)와 일체이고, 제5 기어(126)는 원 웨이 유닛(110)과 구동 휠 유닛(140)에 맞물려 있으며, 상술한 원 웨이 유닛(110)는 정 방향 회전이 가능한 조건이 구현된다.

한편, 주행 저항이 제어 유닛(130)에 설정된 탄성 압력보다 작을 것이므로 결국 캐리어 유닛(120)이 샤프트(102)를 중심으로 공전하지만, 이때 제어 유닛(130)에 의해 캐리어 유닛(120)은 구동 휠 유닛(140)과 밀착된 상태가 유지되므로 구동 휠 유닛(140)에 대한 캐리어 유닛(120)의 상대적인 속도는 0이거나 낮은 속도가 되는 것으로 캐리어 유닛(120)과 구동 휠 유닛(140)은 비슷한 회전 각속도로 회전하게 되는 것이다.

또한, 상술한 캐리어 유닛(120)이 샤프트(102)를 중심으로 공전할 때에 자전거의 주행 저항은 항상 변할 수 있으므로 주행저항이 증가하는 경우에는 캐리어 유닛(120)과 구동 휠 유닛(140)이 상대 회전 각속도는 변화될 수 있다.

한편, 모든 기어의 모듈이 동일하고, 제1 기어(104)와 제4 기어(124)의 피치원이 동일하면, 상술한 샤프트(102)가 1회전할 때에 상술한 제4 기어(124)는 샤프트(102)를 중심으로 1회 공전하면서 2회 자전하게 된다.

상술한 제4 기어(124)가 2회 자전하면서 제4 기어(124)와 일체로 제공되는 제5 기어(126)는 제6 기어(144)와 맞물리므로 제6 기어(144)는 구동 휠 유닛(140)을 회전시킨다.

특히, 페달을 동일한 힘으로 밟을 때에 샤프트(102)의 회전수에 비교하여 제5 기어(126)는 회전수가 증가하므로 자전거는 증속되는 것이다.

한편, 주행 저항이 변화되면, 제어 유닛(130)의 탄성장력과 주행 저항에 비례하여 캐리어 유닛(120)은 구동 휠 유닛(140)과의 상대운동 방향과 운동량이 변화되고, 이로써 페달을 밟을 때의 힘이 동일하더라도 주행 저항에 대응하여 구동 휠 유닛(140)에 전해지는 회전속도의 증감 및 토크가 증감되는 것이다.

즉, 상술한 바와 같이 자전거를 주행할 때에 주행 저항에 따라 속도비가 무단으로 자동 변속되는 것이고, 이로써 기계조작이 능숙하지 못할지라도 변속기를 조작하지 않고도 주행저항에 능동적으로 대응하여 적절한 속도와 토크로 주행할 수 있게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 자동 무단 변속기는 자전거에 설치되어 자전거의 주행저항에 능동적으로 대응하여 속도를 자동으로 변속시켜 체력소모를 줄이고 적정한 속도로 주행이 가능하도록 하는 데에 이용될 수 있다.

10: 자전거 12: 바디 프레임
14: 앞바퀴 16: 뒷바퀴
18: 보스 19: 제1 체결부
20: 구동부 22: 종동부
24: 전동 유닛 26, 28: 제1, 제2 페달 크랭크
100: 자동 무단 변속기
102: 샤프트 104: 제1 기어
110: 원 웨이 유닛 112: 아웃터 링
113: 제2 기어 114: 인너 링
115: 제2 체결부 120: 캐리어 유닛
121: 제1 베어링 122: 제3 기어
124: 제4 기어 126: 제5 기어
130: 제어 유닛 132: 설치 바디
134: 슬라이더 136a, 136b: 제1, 제2 너트
138: 암 유닛 139: 롤링 휠
140: 구동 휠 유닛 141: 제2 베어링
142: 내경부 144: 제6 기어
146: 제7 기어

Claims

자전거(10)의 보스(18)에 회전가능하게 조립되고 양측에 제1, 제2 페달 크랭크(26)(28)가 조립되며 외경 일측에 제1 기어(104)가 배치되는 샤프트(102);
상기 보스(18)에 체결되어 배치되고 인너 링(114)에서 아웃터 링(112)의 역회전이 방지되며 상기 아웃터 링(112)의 외경에 제2 기어(113)가 형성된 원 웨이 유닛(110);
상기 샤프트(102)에 아이들 상태로 회전가능하게 배치되고, 일측에 상기 제1 기어(104)와 맞물리도록 제3 기어(122)가 설치되며 타측에 상기 제3 기어(122)와 맞물리도록 제4 기어(124)가 배치되고, 상기 제4 기어(124)의 한쪽에는 상기 제4 기어(124)와 일체이고 상기 제2 기어(113)와 맞물리는 제5 기어(126)가 구비되는 캐리어 유닛(120);
상기 샤프트(102)에 아이들 상태로 회전가능하게 배치되고 실린더 바디(142)의 한쪽에는 상기 제5 기어(126)와 내접하여 맞물리도록 제6 기어(144)가 형성되며 상기 실린더 바디(142)의 외경일측에는 상기 자전거(10)의 뒷바퀴(16) 쪽으로 동력을 전동하도록 하는 전동 유닛(24)가 연결되는 제7 기어(146)가 형성된 구동 휠 유닛(140); 및
상기 캐리어 유닛(120)의 한쪽에 설치되어 상기 구동 휠 유닛(140)에 작용된 주행 저항력에 비례하여 상기 구동 휠 유닛(140)에서 상기 캐리어 유닛(120)의 자전을 제어하는 제어 유닛(130);을 포함하는 자전거의 자동 무단 변속기.
제 1항에 있어서,
상기 제어 유닛(130)은
상기 캐리어 유닛(120)의 한쪽에 형성된 바디(132);
상기 바디(132)에서 설치되고 탄성력을 갖는 암 유닛(138); 및
상기 암 유닛(138)의 단부에 설치되어 상기 실린더 바디(142)의 내경면에 상기 탄성력으로 밀착되며 상기 구동 휠 유닛(140)에 작용되는 주행저항에 비례하여 상기 주행 저항이 크면 롤링 되고 상기 주행저항이 작으면 상대적으로 적게 롤링되거나 멈추는 롤링 휠(139);
을 포함하는 자전거의 자동 무단 변속기.
제 2항에 있어서,
상기 구동 휠 유닛(140)의 레이디얼 방향으로 유동이 가능하게 상기 바디(132)에 설치되고 상기 암 유닛(138)의 일측에 고정되어 상기 암 유닛(138)에 작용되는 탄성 장력을 조절하도록 하는 슬라이더(134); 및
상기 슬라이더(134)의 한쪽에 배치되어 상기 슬라이더(134)의 유동위치를 상기 바디(132)에 고정시키는 제1, 제2 너트(136a)(136b);
를 더 포함하는 자전거의 자동 무단 변속기.
제 2항에 있어서,
상기 롤링 휠(139)의 외경면 또는 상기 실린더 바디(142)의 내경면에 요철이 형성되어 상기 롤링 휠(139)과 상기 실린더 바디(142)간의 마찰력을 향상시켜 상기 제어 유닛(130)의 기능저하를 방지하도록 하는 자전거의 자동 무단 변속기.