KR101954060B1 - 판스프링을 구비하는 자전거 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판스프링을 구비하는 자전거 프레임에 관한 것으로서, 자전거 주행방향을 따라 연장되는 상부 판스프링과 일단이 상부 판스프링의 일단에서 뒷바퀴의 대각선 하방향으로 연장되는 한 쌍의 제1 측면 판스프링과 제1 측면 판스프링의 타단에서 전방으로 연장되는 한 쌍의 하부 판스프링과 하부 판스프링의 타단에서 상부 판스프링의 타단을 향해 연결되는 제2 측면 판스프링과 상부 판스프링의 일단과 하부 판스프링 사이에 배치되는 제3 측면 판스프링;을 포함하며, 상부 판스프링의 일단과 한 쌍의 제1 측면 판스프링의 일단 및 제2 측면 판스프링의 일단을 연결하는 제1 연결소켓; 하부 판스프링의 타단과 제2 측면 판스프링의 일단과 제3 측면 판스프링의 타단을 연결하는 제2 연결소켓; 및 상부 판스프링의 타단과 제2 측면 판스프링의 타단을 연결하는 제3 연결소켓;을 포함한다.
본 발명에 의하면, 자전거의 프레임을 판스프링으로 형성하여 별도의 코일 스프링 없이도 주행 중 발생하는 충격을 원활하게 흡수하여 운전자에게 주행성능 및 승차감을 향상시킬 수 있다.

Description

판스프링을 구비하는 자전거 프레임{Bicycle frame structure with flat spring}

본 발명은 판스프링을 구비하는 자전거 프레임에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자전거의 프레임을 판스프링으로 형성하여 별도의 코일 스프링 없이도 주행 중 발생하는 충격을 원활하게 흡수하여 운전자에게 주행성능 및 승차감을 향상시킬 수 있는 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자전거는 사람이 페달을 밝을 때에 발생하는 구동력으로 앞바퀴와 뒷바퀴를 회전시켜 이동하는 2륜 구동차를 말하는 것으로, 프레임에 전륜과 후륜을 구동 가능하게 결합시키고, 프레임에 후륜을 구동시키기 위한 구동수단과 전륜의 조향을 위한 조향수단 및 운전자의 탑승을 위한 안장, 전륜 및 후륜을 제동시키기 위한 브레이크 등을 포함하는 구조로되어 있다.

자전거는 승용차와 마찬가지로 승차감이 중요한 요소 중 하나이며, 승차감을 증가시키기 위해서는 자전거를 주행할 때에 노면에서 전달되는 충격을 적절히 흡수해야 한다.

과거에는 자전거에 충격을 흡수하기 위한 장치는 전문가 수준의 산악자전거에만 장착되었으나, 최근에는 일반적인 자전거에도 도 1에 도시된 바와 같이 자전거의 앞 바퀴의 축 프레임에 충격을 흡수하기 위한 장치가 장착되고 있다.

도 1을 상세히 살펴보면, 프론트프레임(3)과 리어프레임(5)을 연결하여 충격을 흡수하도록 쇽업소바(shock absorber, 21)가 구비된다.

이와 같은 구성을 가지는 쇽업소바(21)는 일단이 프론트프레임(3)에 힌지연결되고, 타단은 리어프레임(5)에 힌지연결되어 프레임(10)에 설치되어 완충작용을 한다.

그러나 상기와 같은 종래 자전거는 충격량 흡수에 있어서, 동 역학적으로 충분히 충격을 흡수 할 수 있는 구조를 가지지 못했다.

이와 같이 자전거의 앞바퀴 또는 뒷바퀴에 충격을 흡수하기 위한 장치를 장착하여야 하므로 구조가 복잡해지고, 추가적인 충격흡수 장치로 인해서 자전거의 무게가 증가하게 된다. 자전거의 무게가 증가하게 되면, 자전거의 조향성이 저하될 수 있으며, 자전거를 혼자서 손으로 이동할 때에 노약자들에게는 부담이 증가하여 다른 사람의 도움 없이는 이동시키지 못할 가능성도 있게 된다.

(한국공개실용신안 제20-2011-0000725호, 2011년 01월 21일)

본 발명의 목적은 자전거의 프레임을 판스프링으로 형성하여 별도의 코일 스프링 없이도 주행 중 발생하는 충격을 원활하게 흡수하여 운전자에게 주행성능 및 승차감을 향상시킬 수 있는 판스프링을 구비하는 자전거 프레임에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 자전거 주행시 충격흡수를 위해 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 구조는 자전거 주행방향을 따라 연장되는 상부 판스프링과 일단이 상부 판스프링의 일단에서 뒷바퀴의 대각선 하방향으로 연장되는 한 쌍의 제1 측면 판스프링과 제1 측면 판스프링의 타단에서 전방으로 연장되는 한 쌍의 하부 판스프링과 하부 판스프링의 타단에서 상부 판스프링의 타단을 향해 연결되는 제2 측면 판스프링과 상부 판스프링의 일단과 하부 판스프링 사이에 배치되는 제3 측면 판스프링;을 포함하며, 상부 판스프링의 일단과 한 쌍의 제1 측면 판스프링의 일단 및 제2 측면 판스프링의 일단을 연결하는 제1 연결소켓; 하부 판스프링의 타단과 제2 측면 판스프링의 일단과 제3 측면 판스프링의 타단을 연결하는 제2 연결소켓; 및 상부 판스프링의 타단과 제2 측면 판스프링의 타단을 연결하는 제3 연결소켓;을 포함한다.

본 실시예에 있어서, 상부 판스프링, 제1 측면 판스프링, 한 쌍의 하부 판스프링, 제2 측면 판스프링, 제3 측면 판스프링, 제1 연결소켓, 제2 연결소켓 및 제3 연결소켓은 일체로 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상, 하부 판스프링 및 제1 측면 판스프링 내지 제3 측면 판스프링은 양단에 볼트 연결홀을 구비하며, 제1 연결소켓 내지 제3 연결소켓은 볼트 연결홀에 대응되는 연결홀을 구비하고, 볼트 연결홀 및 연결홀은 볼트결합으로 연결될 수 있다.

본 발명에 의한 판스프링을 구비하는 자전거 프레임은 자전거의 프레임을 판스프링으로 형성하여 별도의 코일 스프링 없이도 주행 중 발생하는 충격을 원활하게 흡수하여 운전자에게 주행성능 및 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 추가적인 코일 스프링과 같은 쇽업소바를 결합시킬 필요가 없으므로 자전거의 구조를 보다 간단하게 할 수 있어 자전거의 생산단가를 낮출 수 있다. 이에 더하여, 자전거의 중량을 가볍게 할 수 있어 자전거의 조향상을 향상시킬 수 있으며, 노약자도 자전거를 손쉽게 이동시킬 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 코일 스프링을 구비하는 자전거를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 일체로 형성된 자전거 프레임의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 볼트 결합을 나타내는 부분 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 다른 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 다른 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 일체로 형성된 자전거 프레임의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 볼트 결합을 나타내는 부분 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거 프레임은 상부 판스프링(110), 제1 측면 판스프링(120), 하부 판스프링(130), 제2 측면 판스프링(140), 제3 측면 판스프링(150), 제1 소켓(160), 제2 소켓(170) 및 제3 소켓(180), 및 제4 소켓(190)을 포함하여 구성된다.

상부 판스프링(110)은 자전거의 주행방향을 따라 연장된다. 이때, 상부 판스프링(110)은 판면(a)이 하방향을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이는 납작한 면(a)이 하방향을 향하도록 배치될 경우, 전체 프레임의 허용된 변위 이내에서 변형되면서 충격을 흡수하여 사용자에게 전달되는 충격을 감소하게 된다. 이하에서 설명하는 제1 측면 판스프링(120), 하부 판스프링(130), 제2 측면 판스프링(140), 제3 측면 판스프링(150)도 전술한 상부 판스프링(110)과 동일하게 판면이 항방향을 향하도록 배치되며, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다. 본 실시예에서, 상부 판스프링(110)은 판면(a)이 하방향을 향하도록 배치되었으나, 상부 판스프링(110)이 90도 회전한 상태로 배치될 수도 있다.

제1 측면 판스프링(120)은 한 쌍으로 구비되며, 일단(121)이 상부 판스프링(110)의 일단(111)에서 뒷바퀴의 대각선 하방향으로 연장된다.

하부 판스프링(130)은 한 쌍으로 구비되며, 제1 측면 판스프링(120)의 타단(122)에서 전방으로 연장된다.

제2 측면 판스프링(140)은 하부 판스프링(130)의 타단(132)에서 상부 판스프링의 타단(112)을 향해 연장된다.

제3 측면 판스프링(150)은 상부 판스프링(110)의 일단(111)과 하부 판스프링(130)의 종단(132) 사이에 배치된다.

본 발명에서 상부 판스프링(110), 제1 측면 판스프링(120), 하부 판스프링(130), 제2 측면 판스프링(140), 제3 측면 판스프링(150)은 탄소섬유로 형성되거나, 탄소강의 재질에 탄소섬유 또는 유리섬유 등이 적층되어 형성될 수 있다. 이와같이, 탄소섬유로 형성되거나 탄소강에 탄소섬유 또는 유리섬유 등이 적층되는 경우, 두께를 감소시켜 자전거의 전체중량을 감소시킬 수 있으며, 부식환경으로부터 보호할 수 있다.

이때, 제1 연결소켓(160), 제2 연결소켓(170), 제3 연결소켓(180) 및 제4 연결 소켓(190)은 상부 판스프링(110), 제1 측면 판스프링(120), 한 쌍의 하부 판스프링(130), 제2 측면 판스프링(140), 제3 측면 판스프링(160)과 일체로 형성될 수 있다.

제1 연결소켓(160), 제2 연결소켓(170), 제3 연결소켓(180) 및 제4 연결 소켓(190)은 상부 판스프링(110), 제1 측면 판스프링(120), 한 쌍의 하부 판스프링(130), 제2 측면 판스프링(140), 제3 측면 판스프링(160)을 연결하는 다른 방법으로 볼트 결합을 통해서 연결될 수도 있다.

제1 연결소켓(160)은 상부 판스프링(110)의 일단(111)과 한 쌍의 제1 측면 판스프링(120)의 일단(121) 및 제3 측면 판스프링(150)의 일단(151)을 연결하는 것으로서, 각각의 상부 판스프링(110), 제1 측면 판스프링(120) 및 제3 측면 판스프링(150)이 삽입될 수 있도록 슬릿 홈(161, 162, 163)이 형성된다.

상부 판스프링(110), 제1 측면 판스프링(120) 및 제3 측면 판스프링(150)은 양단에 볼트 연결홀(113, 123, 153)을 구비하며, 제1 연결소켓(160)은 이에 대응하는 복수의 연결홀이 구비된다.

이때, 볼트 연결홀(113, 123, 153) 및 복수의 연결홀홈(161a, 162b, 163c)은 볼트결합(미도시)을 통해 결합되어 견고한 체결상태를 유지할 수 있다.

제2 소켓(170)은 하부 판스프링(130)의 타단(131)과 제2 측면 판스프링(140)의 일단(141)과 제3 측면 판스프링(150)의 타단(152)을 연결한다. 도면에는 미 표시되었으나, 제2 소켓(170)은 전술한 제1 소켓(160)과 같이, 하부 판스프링(130), 제2 측면 판스프링(140) 및 제3 측면 판스프링(150)을 삽입할 수 있는 슬릿 홈이 형성되는 것은 자명한 사실이다.

제3 소켓(180)은 상부 판스프링(110)의 타단(111)과 제2 측면 판스프링(120)의 타단(122)을 연결한다. 제4 소켓(190)은 제1 측면 판스프링(120)의 타단(122)과 하부 판스프링(130)의 일단(131)을 연결한다. 제3 소켓(180) 및 제4 소켓(190)의 경우도 전술한 바와 같이, 판 스프링을 삽입할 수 있도록 슬릿 홈이 형성되는 것은 자명한 사실이다.

도 4는 본 발명의 제1 다른 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 제2 다른 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거 프레임의 측면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 판스프링을 구비하는 자전거를 설명하면, 상부 판스프링(110), 제2 측면 판스프링(140) 및 제3 판스프링(150)은 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍으로 구비될 때에, 도 5에 도시된 바와 같이 길이 방향을 따라 파형으로 형성될 수 있다. 주행방향을 향하여 한 쌍으로 형성되거나 반복적인 파형이 성형될 수도 있다. 반복적인 파형이 형성되는 경우, 프레임의 강성을 증대시킴과 동시에 파형으로 형성된 판 스프링(110)이 압축되는 효과를 통해서 전달되는 충격을 흡수할 수 있다.

이때, 상부 판스프링(110), 제2 측면 판스프링(140) 및 제3 판스프링(150)과 연결되는 제1 소켓(160), 제2 소켓(170) 및 제3 소켓(180)은 복수의 홈이 형성된다.

이와 같이, 상부 판스프링(110), 제2 측면 판스프링(140) 및 제3 판스프링(150)이 복수로 구비됨으로써, 주행중 발생할 수 있는 불필요한 변형을 방지함과 동시에 충격을 흡수함으로써 자전거 운전자에게 보다 편안한 주행성능을 제공할 수 있게 된다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

110 : 상부 판스프링
120 : 제1 측면 판스프링
130 : 하부 판스프링
140 : 제2 측면 판스프링
150 : 제3 측면 판스프링
160 : 제1 소켓
170 : 제2 소켓
180 : 제3 소켓
190 : 제4 소켓

Claims (3)

1. 자전거 주행시 충격흡수를 위해 판스프링을 구비하는 자전거 프레임에 있어서,
   자전거 주행방향을 따라 연장되는 상부 판스프링과
   일단이 상기 상부 판스프링의 일단에서 뒷바퀴의 대각선 하방향으로 연장되는 한 쌍의 제1 측면 판스프링과
   상기 제1 측면 판스프링의 타단에서 전방으로 연장되는 한 쌍의 하부 판스프링과
   상기 하부 판스프링의 타단에서 상기 상부 판스프링의 타단을 향해 연장되는 제2 측면 판스프링과 상기 상부 판스프링의 일단과 상기 하부 판스프링 사이에 배치되는 제3 측면 판스프링;을 포함하며,
   상기 상부 판스프링의 일단과 상기 한 쌍의 제1 측면 판스프링의 일단 및 상기 제2 측면 판스프링의 일단을 연결하는 제1 연결소켓;
   상기 하부 판스프링의 타단과 상기 제2 측면 판스프링의 일단과 상기 제3 측면 판스프링의 타단을 연결하는 제2 연결소켓; 및
   상기 상부 판스프링의 타단과 상기 제2 측면 판스프링의 타단을 연결하는 제3 연결소켓;을 포함하며,
   상기 상부 판스프링은,
   한 쌍으로 상하로 구비되고, 상측에 위치하는 상부 판스프링(110a)은 상방향으로 볼록하도록 형성되고, 하측에 위치하는 상부 판스프링(110b)은 하방향으로 볼록하도록 형성되고,
   상기 제2 측면 판스프링은,
   주행방향을 향하여 한 쌍으로 구비되고, 반복적인 복수의 파형이 형성되며,
   상기 상, 하부 판스프링 및 상기 제1 측면 판스프링 내지 상기 제3 측면 판스프링은 양단에 볼트 연결홀을 구비하며,
   상기 제1 연결소켓 내지 상기 제3 연결소켓은,
   슬릿홀로 형성되며, 상기 볼트 연결홀에 대응되는 연결홀을 구비하고,
   상기 볼트 연결홀 및 상기 연결홀은 볼트결합으로 연결되는 것을 특징으로 하는 판스프링을 구비하는 자전거 프레임.
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