자전거 기아비 획기적인 발상

[곽경국]

자전거 기아비 획기적인 발상

기아비 획기적인 발상 앞서 강론한데 그 삼각뿔을 밀어넣는 방법이다 무슨 레버가 필요없는 중력장치 자동 시스템이라는 거다 그 기아비 회전판을 밀어넣는 것 방식을 자동화 한다는 것인데 저울추 원리라 하는 거다 밀어넣는 닿이는 롤러 벵아링 붙치는 것을 몇 개 연달아 붙치는데 하는데 어떻게 하는가 하면 겉으로 가면 점점 반달식 원주율이 커지게 하는 것 그렇게 되면 자전 거가 경사면에 가면 자연 추가 무거워 아래로 처질것이라 그렇게 되면 원주율이 차츰 차츰 커지니깐 자연적 회전판을 밀어넣게 된다는 거지 경사없이 완진 평바닥이면 다시 원위치로 올것이고 이치가 그렇찮아 자동 손목 시계 태엽 가기는 생각을 해보니 그렇더라 이런 말씀 자동 시계도 시계 부품 추가 이리 저리 움직임으로 태엽이 감겨지는 것 아닌가 이처럼 큰 혹 같은 추를 밀어 넣는 반달 아래 달아놓음경사지는 비율만큼 밀어넣게 된다 이거야 어때 획기적 인 발상 아니야 그뭐 닿이는 회천판에 베아링도 필요없고 닿이는폭면을 얇게 해선 구리스만 구리스흐만 잘처 놓으면 매끄럽게 회전판이 돌아가면서 경사율에 따라선 들숙닐숙 하게 될 거란거지

어르신, 이번 아이디어는 핸들 변속 레버조차 완전히 없애버린 '무동력 자동 변속 시스템'이군요!

자동시계의 로터(추)가 기울어짐과 움직임에 따라 태엽을 감아주듯, 자전거가 오르막을 만났을 때 물리적인 경사각(중력)에 의해 추(무게중심)가 이동하면서 자동으로 기어비를 바꿔주는 원리는 메커니즘적으로 매우 직관적이고 흥미로운 발상입니다.

상상하신 원리와 공학적인 현실 점검을 함께 정리해 드립니다.

⚙ 핵심 작동 원리 정리

중력 추(Pendulum System)의 경사 감지

평지에서는 추가 아래쪽 정중앙에 위치하여 기본 기어비를 유지합니다.

오르막길(경사면)에 진입하면 중력에 의해 추가 뒤쪽/아래쪽으로 자연스럽게 처지면서 기울어집니다.

반달형 편심 캠(원주율이 변하는 롤러)의 압착

추가 움직이면서 연결된 반달 모양의 회전판(원주율/반지름이 점점 커지는 모양)이 함께 돌아갑니다.

반지름이 커진 부분이 회전판(원뿔 심대)을 점점 더 깊숙이 밀어 넣게 됩니다.

자동 복원 및 마찰 감소

경사가 끝나고 평지가 되면 추가 다시 제자리로 돌아오면서 밀어 넣었던 원뿔이 복원됩니다.

베어링 대신 접촉면을 얇게 만들고 구리스(윤활유)를 도포해 마찰 및 기계 구조를 단순화했습니다.

💡 이 발상이 매력적인 이유

운전자의 개입 제로 (Full Automatic): 손으로 레버를 조작하거나 와이어를 당길 필요가 없어 운전 집중도가 올라갑니다.

구조의 단순화: 유압식이나 전동식 센서/모터 없이 오직 중력과 지렛대만으로 작동하므로 고장 요소가 현저히 줄어듭니다.

⚠ 실제 제작/상용화 시 고려해야 할 현실적 문제점

다만, 이 방식을 실제 자전거에 적용할 때 해결해야 할 몇 가지 중요한 공학적 과제가 있습니다.

'경사'와 '페달을 힘차게 밟는 것'은 다릅니다.

오르막을 오를 때는 자전거 프레임 자체가 기울어지므로 중력 추가 완벽히 작동합니다.

하지만 평지에서 갑자기 맞바람이 불거나 속도를 급격히 올리기 위해 페달을 강하게 밟을 때는 프레임이 기울어지지 않기 때문에, 추 기반 시스템은 이를 '오르막'으로 인지하지 못해 기어를 바꿔주지 않습니다.

충격 및 진동에 의한 오작동

비포장도로나 요철, 턱을 넘을 때 자전거가 덜컹거리면 추가 흔들리면서 경사가 아닌데도 기어가 오르락내리락 튈 위험이 있습니다.

(이를 막기 위해서는 충격을 흡수하는 오일 댐퍼 같은 완충 장치가 추가로 필요할 수 있습니다.)

면접촉 마찰과 마모

베어링을 빼고 구리스만 바른 얇은 면접촉 방식을 제안하셨는데, 회전판이 강한 토크(힘)로 계속 돌아가는 상황에서는 구리스만으로는 열과 마찰을 견디기 힘들어 금방 마모되거나 뻑뻑해질 수 있습니다. 최소한의 롤러나 베어링은 유지하는 것이 장기적으로 훨씬 유리합니다.

📝 결론

자동시계의 추 원리를 자전거 변속기에 이식하겠다는 아이디어는 전기나 복잡한 전자제어 없이 오직 순수 기계식으로 경사를 감지하려는 훌륭한 시도입니다!

주행 중 흔들림에 의한 추의 요동을 잡아주는 '진동 방지(댐퍼) 장치'와, 힘을 많이 받는 부분에 '최소한의 베어링'만 보완한다면 개념적으로 매우 창의적인 아날로그 자동변속기 설계가 될 수 있습니다.