1. 수행배경

  최근, 저탄소 녹색 성장이 강조됨에 따라 자전거가 주요한 교통수단으로 자리 잡고 있으며, 자전거 보유인구가 전 세계적으로 폭발적으로 증가하고 있다. 자전거 수요의 증가에 따라 자전거에 대한 관심도 높아지고 있으며, 자전거의 각 부분에 대한 계속적이고, 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 로드 바이크나 산악용 바이크는 주행을 하거나 시간이 지남에 따라 바퀴에 바람이 조금씩 빠져 나간다. 특히 산악용 자전거의 경우는 험한 오프로드 환경에서 타는 경우가 많아 충격이 많기 때문에 바람이 좀 더 자주 빠진다. 다시 자전거를 충전하기 위해서는 왼쪽의 그림과 같이 자전거 주입기를 사용해야 한다. 하지만 휴대용 공기주입기의 경우 자전거의 바람을 채워 넣기 위해서는 펌프질 횟수가 많을뿐더러 힘이 들 수 있다. 일반 공기주입기의 경우, 펌프질을 하여 공기를 주입시키는데 많은 힘이 들어가지 않지만 큰 부피를 휴대하고 다니기에는 다소 무리가 있다. 그래서 많은 라이더들은 자전거 공기 충전소를 이용하곤 하지만 공기 충전소에 대한 인식이 그렇게 친근하지 않아 이용하지 않거나 고장나있어 이용을 못하는 경우가 있다. 이러한 이유로 자전거를 탄 상태에서 자전거 패달링을 통해 공기를 저장하고 저장된 공기로 바로 공기를 채워 넣을 수 있는 아이디어를 고안하였다       

2. 수행기간 : 약 3개월

3. 개발작품 설명 

  기존의 문제점은 공기 주입의 용이성, 휴대성, 효율성이 있다. 이를 해결하기 위해 위 그림과 같은 아이디어를 고안하였다. 자전거에 있는 기본적인 Drive chain은 탑승자의 페달링을 통해 움직인다. 이 Drive chain 위에 ‘① Chain gear’를 결합한 뒤 이 곳에 ‘② Piston cylinder’를 결합하여 ①의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 ②가 피스톤 운동을 한다. ②의 피스톤운동을 통해 공기는 ‘③ Cartridge’로 공기가 들어간다. ③에 저장된 공기는 호스를 통해 필요시 자전거 바퀴에 공기주입을 할 수 있게 된다. (*주행 중 공기가 전부 충전된 경우는 게이지를 통해 확인할 수 있으며, 핸들의 와이어 스위치를 통해 ① Chain gear과 Drive chain을 분리시켜 주행중 필요 없는 힘을 들이지 않도록 하였다.)

  호스의 연결부는 Check Valve를 통해서 공기가 한 방향으로 흐르기 때문에 역류하지 않아 공기가 저장된다. ③ Cartridge 는 자전거 프레임 전체를 가스탱크로 하여 공간의 효율성을 도모하였다.

   결과적으로 자전거 패들링을 통해 공기를 주입하기 떄문에 사람의 힘 외에는 에너지가 필요치 않아 친환경적이고, 주행 중 공기를 충전하기 때문에 밸브 조작만을통해 바퀴에 편리하게 공기를 주입할 수 있다. 또한 자전거에 설치하여 사용하기 때문에 휴대성과 효율성을 둘 다 겸비하였다.

4. 활용방안

  기후 변화로 인해서 친환경의 중요성이 점점 더 증대되고 있는 상황이다. 이 때문에 자전거의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.

   개인적으로 사용하기 위해 구입하는 자전거 뿐 만 아니라, 각 시 나 기업 에서 주관하는 공유 자전거의 서비스(쿠기바이크, 따릉이) 등의 이용률이 높아지며, 공유자전거의 대 수도 늘어나고 있다. 하지만 가장 기본적으로 관리 되어야 할 자전거의 바퀴의 공기압 상태를 사용자의 신고와 관리인의 수거 방법으로 최적의 상태를 유지하기 어렵다.

이 제품을 통해 자전거를 대여 한 사용자가 직접 자전거를 사용 하는 동안 공기압을 관리하여 주행 속도와 주행 도로에 특성에 맞게 공기압을 조정하여 안전하게 주행 할 수 있으며, 에어 콤프레셔에 비해 전력과 기름이 들어가지 않기 때문에 친환경적이다.