KR20160100688A

KR20160100688A - Accelerating wheel hub for cycles

Info

Publication number: KR20160100688A
Application number: KR1020150023475A
Authority: KR
Inventors: 박철홍; 박지후
Original assignee: 박철홍; 박지후
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2016-08-24

Abstract

이 발명은 자전거의 페달을 회전시키는 속도에 비하여 바퀴의 회전속도를 더 크게 하게 위한 것이다. 체인으로 동력을 전달하는 일반적인 자전거의 경우 페달 축에 부탁된 기어의 이빨수를 바퀴에 부착된 기어의 이빨수보다 많게 하여 페달 축의 회전속도보다 바퀴의 회전속도를 빠르게 하지만, 이 발명에서 제안한 자전거 허브는 허브 내부에 기어를 장착하여 허브 축의 회전속도보다 허브 자체의 회전속도를 빠르게 하는 장치이다. 허브의 케이스와 바퀴의 림과는 살대로 연결되므로 이 발명에서 제안된 허브를 장착하면 허브 축의 회전속도보다 바퀴의 회전속도를 크게 할 수 있다. 이와 같은 장치는 모든 종류의 자전거에 적용할 수 있지만 특히 외발자전거에 적용하기 용이하다. 일반적인 외발자전거의 경우 페달 축의 회전수와 바퀴의 회전수가 같아서 동일한 페달 축의 회전수에 대하여 빠른 속도를 얻기 위하여 바퀴의 크기를 크게 하여야 하지만 이 발명에서 고안한 가속허브를 적용하면 작은 바퀴로 빠른 속도를 얻을 수 있는 장점이 있다.This invention is intended to increase the rotational speed of the wheel relative to the speed at which the pedal of the bicycle is rotated. In the case of a general bicycle that transmits power to the chain, the number of teeth of the gears requested to the pedal shaft is made larger than the number of teeth of the gears attached to the wheels, thereby accelerating the rotation speed of the wheels than the rotation speed of the pedal shaft. Is a device for increasing the rotational speed of the hub itself by mounting gears inside the hub, rather than the rotational speed of the hub shaft. Since the case of the hub and the rim of the wheel are connected to each other, the rotational speed of the wheel can be made larger than the rotational speed of the hub shaft by mounting the hub proposed in the present invention. Such a device can be applied to all kinds of bicycles, but it is particularly easy to apply to unicycle. In the case of a general unicycle, the number of revolutions of the pedal shaft and the number of revolutions of the wheel are equal to each other. Therefore, in order to obtain a high speed with respect to the number of revolutions of the same pedal shaft, the size of the wheel must be increased. However, There are advantages to be gained.

Description

Accelerating wheel hub for cycles

자전거 바퀴의 축을 회전시켰을 때 축의 회전속도보다 바퀴의 회전속도를 크게 하기 위한 기술로 가속허브 케이스 내부에 자전거의 프레임과 연결되어 고정되는 링기어가 있고, 축의 회전속도와 동일하게 회전하는 유성기어 캐리어가 있고, 유성기어 캐리어의 회전으로 공전 및 자전 운동을 하는 유성기어들이 있으며, 유성기어의 운동으로 회전하게 되는 태양기어가 있다. 기어의 비에 따라 다르지만 태양기어는 유성기어 캐리어의 회전속도보다 2배 이상의 속도로 같은 방향으로 회전하게 되고 태양기어와 연결된 허브 케이스 또한 태양기어의 회전속도와 동일하게 회전하게 되어 가속의 효과를 얻는 기술이다.There is a ring gear which is fixed to the inside of the acceleration hub case by being connected to and fixed to the frame of the bicycle, and a planetary gear carrier which rotates at the same speed as the rotation speed of the shaft , Planetary gears that rotate or rotate by the rotation of the planetary gear carrier, and sun gear that is rotated by the motion of the planetary gears. Depending on the ratio of the gears, the sun gear rotates in the same direction at a speed more than twice the rotational speed of the planet gear carrier, and the hub case connected to the sun gear also rotates at the same speed as the sun gear, Technology.

자전거의 페달을 회전시키는 속도보다 바퀴의 회전속도를 크게 하여 자전거의 속도를 빠르게 하기 위한 기술Technique for speeding the bicycle by increasing the rotation speed of the wheel than the speed of rotating the bicycle pedal

[문헌 1] 등록특허 10-0901436 2009. 6. 1[Patent Document 1] Registration No. 10-0901436 June 1, 2009 [문헌 2] 등록특허 10-1221226 2013. 1. 4[Patent Document 2] Registration No. 10-1221226 Feb. 1, 2014 [문헌 3] 등록특허 10-1247327 2013. 3. 19[Patent Document 3] Registration No. 10-1247327 March 3, 2013

자전거 바퀴 축의 회전속도보다 바퀴의 회전속도를 크게 하기 위한 효과를 얻기 위하여 알려진 종래의 방법은 다음과 같다. [문헌 1]의 경우 유성기어의 작동 원리를 이용하는 것은 이 특허에서 고안된 것과 같지만 허브 외부에 유성기어 세트가 위치하고 있으며 태양기어가 고정되고 유성기어 캐리어의 회전으로 링기어를 구동시키는 방식으로 되어 있다. [문헌 2]는 유성기어의 작동원리를 이용하는 것은 같지만 유성기어 캐리어가 크랭크와 일체형으로 허브 외부에 위치한다. 이 경우 일반적인 크랭크를 사용할 수 없고 유성기어 캐리어 일체형 크랭크를 사용하여야 한다. [문헌 3]의 경우는 외발자전거를 가속시키기 위한 장치이지만 유성기어의 원리를 사용하지 않는 것이다. 이와 같이 자전거 바퀴 축의 회전속도에 비하여 바퀴의 회전속도를 크게 하기 위한 종래의 방법이 있으나 이 발명과 같이 유성기어의 작동원리를 이용하면서 링기어를 고정시키고 유성기어 캐리어의 회전으로 태양기어를 구동시키면서 유성기어 세트가 허브 케이스 내부에 위치하며, 허브 축이 고정되지 않고 회전하는 것은 없다In order to obtain the effect of increasing the rotation speed of the wheel than the rotation speed of the bicycle wheel shaft, a known conventional method is as follows. [0004] In the case of [Document 1], using the operating principle of the planetary gear is the same as that proposed in this patent, but the planetary gear set is located outside the hub and the sun gear is fixed and the ring gear is driven by the rotation of the planetary gear carrier. [Document 2] uses the principle of operation of the planetary gear, but the planetary gear carrier is located outside the hub integrally with the crank. In this case, a normal crank can not be used and a planetary gear carrier integral crank should be used. [Document 3] is a device for accelerating a unicycle, but does not use the principle of a planetary gear. The conventional method for increasing the rotation speed of the wheel in comparison with the rotation speed of the bicycle wheel shaft is as described above. However, as in the present invention, the ring gear is fixed using the operation principle of the planetary gear and the sun gear is driven by the rotation of the planetary gear carrier The planetary gear set is located inside the hub case, and the hub axle is not fixed and does not rotate

이 발명에서는 특히 바퀴 축의 회전속도보다 바퀴 자체의 회전속도를 2배 이상 크게 하기 위하여 유성기어 세트가 자전거 허브 케이스 내부에 위치하게 되는데, 링기어는 프레임과 연결되어 고정되고, 유성기어 캐리어는 축과 연결되어 축과 동일한 속도로 회전한다. 유성기어 캐리어의 회전은 유성기어를 공정 및 자전 운동시키는데, 이로 인하여 태양기어는 유성기어 캐리어의 회전속도보다 2배 이상의 속도로 회전한다. 태양기어를 허브 케이스와 연결하고 자유롭게 회전할 수 있게 베어링을 장착하면 축의 회전속도보다 2배 이상의 속도로 회전하는 허브가 완성된다.In this invention, the planetary gear set is located inside the bicycle hub case in order to increase the rotation speed of the wheel itself more than twice the rotation speed of the wheel axle. The ring gear is fixedly connected to the frame, It is connected and rotates at the same speed as the axis. The rotation of the planet gear carrier processes and rotates the planet gear, which causes the sun gear to rotate at twice the speed of rotation of the planet gear carrier. When the sun gear is connected to the hub case and the bearing is mounted so that it can freely rotate, the hub is completed which rotates at a speed two times higher than the rotation speed of the shaft.

이 발명은 자전거의 페달을 회전시키는 속도에 비하여 바퀴의 회전속도를 더 크게 하게 위한 것이다. 이 장치는 모든 종류의 자전거에 적용할 수 있지만 특히 외발자전거에 적용하기 용이하다. 일반적인 외발 자전거의 경우 페달 축의 회전수와 바퀴의 회전수가 같아서 동일한 페달 축의 회전수에 대하여 빠른 속도를 얻기 위하여 바퀴의 크기를 크게 하여야 하지만 이 발명에서 고안한 가속허브는 작은 바퀴로 빠른 속도를 얻기 위한 것이다. 특히 축의 1회전에 대하여 바퀴는 2회전 이상 회전하게 하기 위한 것이다.This invention is intended to increase the rotational speed of the wheel relative to the speed at which the pedal of the bicycle is rotated. This device can be applied to all kinds of bicycles, but it is especially easy to apply to unicycle. In the case of a general unicycle, the number of revolutions of the pedal shaft and the number of revolutions of the wheel are equal to each other. In order to obtain a high speed with respect to the number of revolutions of the same pedal shaft, the size of the wheel must be increased. However, will be. In particular, the wheel is intended to rotate by two or more revolutions per one rotation of the shaft.

대표도는 이 발명에서 제안한 자전거용 가속허브의 단면을 도식화한 것으로 축의 회전수에 비하여 바퀴와 연결되는 허브 케이스의 회전수를 크게 할 수 있는 장치를 나타낸 것이다. 도1은 가속허브 내부에 있는 유성기어 세트를 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram of a cross section of an acceleration hub for a bicycle proposed in the present invention and shows a device capable of increasing the number of revolutions of a hub case connected to a wheel in comparison with the number of revolutions of the shaft. Figure 1 shows a planetary gear set within an acceleration hub.

이 발명의 목적을 달성하기 위하여 자전거 바퀴의 허브 내부에 유성기어 세트를 장착하였다. 허브 내부에 자전거의 프레임에 고정되는 링기어가 있고 유성기어 캐리어는 회전축과 결합되어 있다. 유성기어 캐리어의 회전은 유성기어를 공전 및 자전시키고 그로 인하여 태양기어가 회전하게 된다. 태양기어와 허브 케이스는 연결되어 있고 베어링으로 자유롭게 회전할 수 있게 되어 있으므로 태양기어의 회전은 바퀴의 회전으로 이어진다.In order to achieve the object of the present invention, a planetary gear set is mounted inside a hub of a bicycle wheel. Inside the hub there is a ring gear fixed to the frame of the bicycle, and the planetary gear carrier is coupled to the rotary shaft. The rotation of the planetary gear carrier causes the planetary gear to revolve and rotate, thereby causing the sun gear to rotate. Since the sun gear and the hub case are connected and freely rotatable by the bearing, the rotation of the sun gear leads to the rotation of the wheel.

대표도에 나타낸 가속허브의 단면에 대한 개략도와 도1에 나타낸 허브 내부에 위치하는 유성기어 세트를 이용하여 이 발명에서 고안한 자전거 가속허브의 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 자전거의 회전축(1)을 회전시키면 유성기어 캐리어(6)가 회전하게 된다. 한편 축에 끼워진 복합 베어링 세트(2)의 한쪽(대표도 상에서는 왼쪽)은 자전거의 프레임에 고정되고 다른 한쪽은 링기어(3,9)와 결합되므로 링기어(3,9)는 회전하지 못하고 고정된다. 따라서 유성기어 캐리어(6)의 운동으로 유성기어(4,10)는 공전 및 자전운동을 하게 되며 이 운동으로 태양기어(5,11)가 가속되어 회전하게 된다. 태양기어(5,11)와 허브케이스(7)는 결합되어 있으며 베어링으로 다른 부품과 연결되어 있으므로 자유롭게 회전할 수 있다. 또한 허브 케이스는 살대로 바퀴의 림과 연결되어 있으므로 축의 회전속도보다 빠른 바퀴의 회전속도를 얻을 수 있다. 한편 프레임과 연결되는 베어링(8)을 두어 허브의 양쪽을 자전거 프레임에 고정할 수 있게 되어 있다.The structure and operation of the bicycle acceleration hub designed in the present invention will be described in detail with reference to a schematic view of a section of the acceleration hub shown in the representative figure and a planetary gear set located in the hub shown in FIG. When the rotary shaft 1 of the bicycle is rotated, the planetary gear carrier 6 is rotated. On the other hand, since one of the composite bearing sets 2 sandwiched between the shafts is fixed to the frame of the bicycle and the other is engaged with the ring gears 3 and 9, the ring gears 3 and 9 can not rotate, do. Accordingly, the planetary gears 4 and 10 are rotated or rotated by the motion of the planetary gear carrier 6, and the sun gears 5 and 11 are accelerated and rotated by this motion. The sun gears 5 and 11 and the hub case 7 are coupled and are freely rotatable because they are connected to other parts by bearings. In addition, since the hub case is connected to the rim of the wheel as it is being worn, the rotation speed of the wheel is faster than the rotation speed of the shaft. On the other hand, a bearing 8 connected to the frame is provided so that both sides of the hub can be fixed to the bicycle frame.

<실시 예><Examples>

유성기어 세트에서 링기어를 고정하고 유성기어 캐리어를 회전시키면 태양기어는 유성기어 캐리어의 회전방향은 같고 가속된다. 유성기어 캐리어의 회전수를 Ty, 태양기어의 회전수를 Ts, 링기어의 이빨수를 R, 태양기어의 이빨수를 S라고 하면 태양기어의 회전수 Ts = (1+R/S)Ty 로 된다. 링기어의 이빨수는 항상 태양기어의 이빨수보다 크므로 태양기어의 회전수는 유성기어 캐리어 회전수의 2배 이상이 된다. 예를 들어 링기어의 이빨수가 90이고 태양기어의 이빨수가 45일 경우 유성기어 캐리어가 1회전할 때 태양기어는 3회전하게 되고, 링기어의 이빨수가 90이고 태양기어의 이빨수가 54일 경우 유성기어 캐리어가 1회전할 때 태양기어는 2와 2/3 회전하게 되어 가속되는 것을 알 수 있다.When the ring gear is fixed in the planetary gear set and the planetary gear carrier is rotated, the rotation direction of the planetary gear carrier is the same and the sun gear is accelerated. If the number of rotations of the planetary gear carrier is Ty, the number of rotations of the sun gear is Ts, the number of teeth of the ring gear is R, and the number of teeth of the sun gear is S, then the number of rotations of the sun gear Ts = (1 + R / do. Since the number of teeth of the ring gear is always larger than the number of teeth of the sun gear, the number of rotations of the sun gear is more than twice that of the planetary gear carrier. For example, when the number of teeth of the ring gear is 90 and the number of teeth of the sun gear is 45, the sun gear rotates three times when the planetary gear carrier makes one revolution. When the number of teeth of the ring gear is 90 and the number of teeth of the sun gear is 54, It can be seen that when the gear carrier makes one revolution, the sun gear is rotated by 2 and 2/3 and accelerated.

이 특허에서 고안된 가속 허브는 모든 종류의 자전거에 적용할 수 있지만 특히 외발 자전거에 적용하기 용이하다. 일반적인 외발 자전거의 경우 페달 축의 회전수와 바퀴의 회전수가 같아서 동일한 페달 축의 회전수에 대하여 빠른 속도를 얻기 위하여 바퀴의 크기를 크게 하여야 하지만 이 발명에서 고안한 가속허브를 적용하면 작은 바퀴로 빠른 속도를 얻을 수 있다. 또한 체인이 없는 자전거 제작도 가능해진다.This patented acceleration hub can be applied to all kinds of bicycles, but it is particularly easy to apply to unicycle. In the case of a general unicycle, the number of revolutions of the pedal shaft and the number of revolutions of the wheel are equal to each other. Therefore, in order to obtain a high speed with respect to the number of revolutions of the same pedal shaft, the size of the wheel must be increased. However, Can be obtained. It is also possible to manufacture bicycles without a chain.

1: 가속허브의 축
2: 축에 끼워진 복합 베어링 세트(한쪽은 링기어와 연결되어 있음)
3, 9: 가속허브 내부의 링기어
4, 10: 가속허브 내부의 유성기어
5, 11: 가속허브 내부의 태양기어
6: 축에 연결된 유성기어 캐리어
7: 태양기어와 연결된 허브 케이스
8: 자전거 프레임에 연결되는 베어링1: Axis of the acceleration hub
2: Composite bearing set on shaft (one side is connected to ring gear)
3, 9: Ring gear inside the acceleration hub
4, 10: planetary gears in the acceleration hub
5, 11: Sun gear inside the acceleration hub
6: Planetary gear carrier connected to shaft
7: Hub case connected with sun gear
8: Bearings connected to bicycle frame

Claims

The planetary gear carrier 6 is located inside the bicycle hub and the ring gears 3 and 9 are connected to the frame of the bicycle and fixed to the shaft by a bearing so as to be independent of the rotation of the shaft, So that the planetary gears 4 and 10 composed of 3 to 6 revolve and rotate and then the sun gears 5 and 11 are accelerated and the sun gears 5 and 11 are rotated, And the hub case 7 coupled with the other part is connected to other parts by a bearing,