KR101974780B1 - 기능을 최대한 살리면서 체감부피를 최소화시키는 접이식 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접이식 자전거에 관한 것으로 기존 접이식 자전거가 지니는 단점을 극복하여 일반 자전거와 같은 기능을 지님과 동시에 접었을때 최대한 효율적으로 접힐수 있도록 구성했다.
접이식 자전거는 크게 자전거 튜브를 옆으로 돌려 바퀴를 접히게 하는 방식과 자전거 튜브를 가위방식으로 접어서 앞바퀴와 뒷바퀴를 밀착시키는 방식으로 나뉘어진다.
옆으로 접어서 하는 방식은 튜브를 다시 펴주면 일반자전거와 차이가 없으나 옆으로 부피가 그만큼 늘어나서 접었다고는 하나 차지하는 부피는 변함이 없어 이 역시 부담스러운 것은 사실이다.
이를 보완하여 가위방식을 응용하여 앞바퀴와 뒷바퀴를 밀착시키는 방식이 보급되고 있는데 바퀴의 사이즈를 줄일수 밖에 없는 한계에 도달한다.
이에 뒷바퀴는 평상시대로 크게하여 주행성은 살리면서 앞바퀴는 작게 하여 밀착시키는 방식으로 하여 부피는 최대한 줄이는 방식을 도입했다.
여기서 핵심은 차안이나 사무실 책상밑등 아주 비좁은 곳에 위치 할수 있도록 가상의 빈공간에 각종 안장과 튜브등을 효율적으로 배치하여 부피를 최소화 시켰다는데 있다.
이제까지 자전거는 튜브가 바퀴 상부에 위치하거나 전륜부쪽 방향으로 위치하여 부피를 줄이는데 한계가 있었으나 본 발명은 자전거 튜브를 바퀴 측면에 배치하거나 전륜부쪽이 아닌 후륜부쪽 방향으로 배치하여 부피를 최소화시켰고 무엇보다 자전거 튜브와 안장을 바퀴밑으로 놓이게 했다는 것이다

Description

기능을 최대한 살리면서 체감부피를 최소화시키는 접이식 자전저{Collapsible Bicycle}

본 발명은 접이식 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접이식 자전거에 있어서 전륜부와 후륜부를 좌우로 이동시켜 부피를 줄이는데 부피를 줄이기 위해 전륜부의 앞바퀴는 작게하여 차지하는 부피를 줄이고 상단은 튜브와 안장을 바퀴상단밑으로 떨어트려 실질적으로 느끼는 체감부피를 감소시키는데 그 목적이 있다.

휴대 또는 보관을 편하게 하기 위해 자전거 튜브를 반으로 포개어 접이식 자전거가 나왔으나 도면13처럼 바퀴를 잡아주는 양측의 부피로 인해 접었을 시 두툼해서 겨우 보관만 할 정도였다. 이에 휴대를 편하게 하기 위해 도면 14처럼 가위방식을 응용한 세로로 접어서 조금 더 진일보한 자전거가 발명되었다.

접이식 자전거는 크게 이 부류로 나누어지는데 옆으로 접어주는 방식과 가위방식이라 불리는 세로로 접어서 양쪽 바퀴를 밀착시키는 방식이다

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선행기술문헌

일본 공개특허공보 제2006-069466호

한국특허 10-0854018

일본특허 JP03116930 도면6

기존 옆으로 접는 접이식 자전거에 대항하여 가위방식으로 접어서 나온 방식은 매우 획기적이라 볼수 있었다.

하지만 이 가위방식의 치명적인 단점은 바퀴가 크면 줄인 효과가 그다지 크지 않기에 바퀴사이즈가 점점 더 조그마하게 진화를 하게 된다.

바퀴가 작아지면 작아질수록 주행성이 떨어지고 일반자전거와 같은 속도를 내지 못하게 되며 바퀴가 작으니 기어를 달아야 할 필요성이 없어지고 그 공간도 확보하지 못한다.

자전거의 기능이 의심스러울 정도로 바퀴는 아주 작아지며 그래도 나아간다는 자체로 위안을 삼을수밖에 없었다.

이에 어떻게 하면 일반 자전거와 같은 주행성을 지니면서 가위방식과 비교해 떨어지지 않게 부피를 확 줄이는 접이식 자전거를 만들수 있을까가 큰 연구과제였다

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위 과제를 해결하기 위해선 실제부피와 생활에서 느끼는 부피를 구분해야 할 필요성이 있다.

이에 도면1을 보듯이 원 주변 사각형이 실제적으로 부피를 느끼는 부분이라 할 수 있다. 통상 물건을 포장할때나 정리할 때 사각형 박스를 사용하는데 나머지 빈공간을 다른 작은 물건을 넣어서 부피를 줄이는 방법을 택한다. 큰 원에 작은 원이 들어가면 밑으로 들어가면 실제적으로 느끼는 부피는 차이가 없어짐을 알수 있는데 이 사각형의 직육면체를 체감부피라고 가정해보자.

본 발명은 실제 생활에서 느끼는 이 체감부피 원리를 이용한 방법으로 접어야 할 전륜부의 바퀴를 큰 바퀴와 크랭크 사이 밑 공간에 감쪽같이 밀착시켜 놓는 방식을 택해 접었을 때나 폈을때 실생활에서 느낄 시, 차이가 없도록 했다.

도면 2처럼 뒷바퀴와 뒷바퀴에 동력을 전달해주는 크랭크 이 두개의 원을 그려놓고 체감부피를 나타내도록 사각형을 그려놓으면 빈 공간을 볼수 있는데 바로 이 빈공간에 효율적으로 배치해놓도록 구성하는 것이 본 발명이 의도하는 바이다.

도면4처럼 가운데 빈공간은 안장(5)이 배치되는데 통상 접이식 자전거가 쓰이는 방식대로 두개의 원통에 하나는 안장(5)을 받쳐주는 것 그리고 하나는 지지대를 해주는 방식으로 구성해 위로 늘렸다줄였다하도록 구성한다.

크랭크축(3) 하단부분은 앞바퀴가 들어가도록 구성한다.

앞바퀴와 연결된 포크연결부위(4)의 상단에는 손잡이 부위(6)를 구성하고 통상 접이식 자전거처럼 위로 줄였다늘였다 하도록 구성한다.

역시 같은 방법으로 도면5처럼 자전거 크랭크부위를 위에서 바라보고 사각형을 그려놓으면 페달을 돌려 회전시켜주는 크랭크축(3)과 체인을 돌려주는 크랭크체인 사이에 빈공간(2)을 발견할 수 있다

이 빈공간(2)에 전륜부를 넣도록 구성했다.

최대한 공간을 줄여 쓸데없이 돌출되어나온 부속하나로 체감부피를 많이 잡히도록 하는 것을 없애도록 구성했다.

이로써 옆에서 위에서 봤을 때, 안장 손잡이 앞바퀴등 구성품들이 사각형안으로 완벽하게 들어가도록 구성되어졌다

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본 발명으로 인해 상당히 부피가 줄어들었음에도 주행성은 일반자전거와 차이가 거의 없기에 사무실이나 차량에 손쉽게 휴대가 가능하여 사용가능성이 매우 크다고 볼수 있다.

특히 대리기사의 경우 매우 유용하다 볼수 있는데 부피가 큰 접이식 자전거를 고객차량에 실을 경우 불쾌감을 줄 수 있다. 그렇다고 가위방식인 자전거를 사용하기엔 주행성이 떨어져 외지에서 느린 자전거를 타고 나오는데 무리가 있었다.

운전석 왼쪽다리쪽 빈 공간에 넣을 수 있도록 구성할 수 있어 고객이 눈치채지 못할 정도로 휴대가 가능하기에 대리기사 필수품이라 할 정도로 사용가치가 매우 높다 할 것이다

도면 1 원과 사각형으로 체감부피의 원리를 설명
도면 2 두 개의 원 사이의 체감부피를 설명
도면 3 바퀴의 위치를 설명
도면 4 사각형의 체감부피안에 바퀴 의자 손잡이가 구성되어짐을 설명
도면 5 크랭크 체감부피의 빈 공간을 설명
도면 6 체감부피안에 구성된 전륜부의 구성원리를 구체적으로 설명
도면 7 전륜부와 후륜부의 접히는 형상을 순차적으로 설명
도면 8 전륜부와 후륜부의 접히는 형상을 이위에서 바라본 모습
도면 9 전륜부의 이동튜브(13)가 여러개의 회전연결장치(7)를 이용해 접히는 모습을 설명
도면 10 후륜부의 빈공간을 활용해 회전연결장치(7)로 효율적으로 접히는 형상을 설명
도면 11 도면10을 위에서 바라다 본 모습
도면 12 효율적으로 접은 본 발명품을 가방안에 담은 모습
도면 13 기존 접이식 자전거의 접힌 모습을 위에서 바라본 모습
도면 14 가위방식을 응용한 접이식 자전거의 원리를 설명

집어넣어야 할 자리를 잡은 후 어떻게 하는 게 가장 효율적인가를 따져 최적의 방법을 찾아냈는데 공간에 집어넣는다고 억지로 이곳저곳에 손을 대야 한다면 사용성이 크게 떨어지기에 분리되지 않고 일체형으로 연결되어 아주 간단히 줄였다폈다하는 방식 3가지를 대표적으로 도입했다.

첫번째 방식은 이동튜브(13)를 접었다폈다하는 것인데 여기서 다른 접이식 자전거 연결방식과 차이점은 이동튜브(13)를 구부리게 회전시켜주는 후륜부회전연결장치(7)가 크랭크축(3)을 기준점으로 잡았을 때 후륜방향으로 자리 잡아야 한다는 것이다.

전륜방향으로 후륜부회전연결장치(7)가 놓여질 시 줄였을 때 이동튜브(13)가 전륜방향으로 그만큼 자리를 차지하게 되는데 조금이라도 줄여야 하는 접이식자전거 효용가치를 크게 떨어트려 본 발명이 의도하는 바와 멀어진다

그 예로 일본발명 JP 03116930 과 같이 최대한 줄인다고 했으나 크랭크와는 상당히 거리가 존재하고 크랭크를 위로 세워야 하기에 안장과 손잡이가 놓여져야 할 자리를 침해하여 다른 부위로 부피를 차지하게 된다.

크랭크의 위치변화없이 앞바퀴가 제대로 밀착시켜주기 위해선 후륜부회전연결장치(7)가 크랭크축(3)을 중심으로 하여 후륜방향으로 위치하여야 접었을 때 이동튜브(13)가 크랭크축에서 뒷바퀴방향으로 놓아지게 된다.

이동튜브(13)가 놓아져야 할 자리가 매우 빈약한데 그 원인은 뒤쪽으론 안장자리와 뒷바퀴가 있어 이동튜브(13) 이동을 막아서는지라 이동튜브회전연결장치(8)를 이용해 이동튜브(13)를 접는 방식으로 구성하고 필요시 이동튜브회전연결장치(8)를 늘려 도면9처럼 여러겹으로 늘리면 효율적으로 부피를 줄일수가 있다. 이에 전륜부와 후륜부를 연결해주는 구성은 크랭크축(3)을 기준점으로 하여 후륜방향으로 돌출시켜 후륜부회전연결장치(7)를 설치하여 이통튜브(13)을 연결하고 이 이동튜브(13)에 이동튜브회전연결장치(8)를 구비하여 다시 이동튜브(13)를 연결하여 순차적으로 접을 수 있게하여 헤드튜브(17)에 부착된 헤드튜브연결장치(9)에 연결시켜 전륜부를 크랭크축(3)에 최대한 밀착시켜 좌우로 이동시킬수 있도록 구성한다

두번째 세번째 방식은 바퀴옆에 남아도는 공간을 한껏 이용하는 방식인데 장점은 접이식 자전거의 이동튜브(13)를 튼튼하게 보강해 줄수 있어 안전한 운행이 가능하다는 것이다.

두번째 방식과 세번째 방식은 뒷바퀴에 살짝 붙이는 방식이라고 볼수 있는데 통상 바퀴 주변엔 걸리지 않도록 해주기 위해 체인스테이(11) 그리고 안장스테이와 간격을 두게 되는데 이 빈공간을 최대한 이용하는 것이다.

운행중에는 당연히 진동에 의해 스칠 경우가 흔하니 체인스테이와 바퀴사이를 확보해줘야 하지만 휴대나 보관시에는 이럴 필요가 전혀 없는 것이다.

두번째 방식을 설명하자면 도면8처럼 뒷바퀴의 허브(10) 양쪽으로 각각 체인스테이(11)가 연결되고 이 각각의 체인스테이(11)는 하나로 합쳐져서 크랭크축(3)을 감싸주는 크랭크축튜브(12)와 연결한다. 뒷바퀴와 크랭크축튜브(12)를 연결한 체인스테이(11)위에 이동튜브(13)를 이동시키고 고정시켜 줄수 있는 T자형으로 된 원통형이동장치(14)를 연결하도록 구성한다. 그리고 전륜부는 앞바퀴와 바퀴를 잡아주는 앞포크(15) 그리고 이 앞포크(15)에서 연결되어 조종이 가능하도록 조종대(16) 이 조종대가 회전을 할수 있도록 함과 동시에 지지할수 있도록 만든 헤드튜브(17) 그리고 이 헤드튜브(13)에서 이동튜브(13)가 연결되고 원통형 이동장치(14) 안으로 집어넣을 수 있도록 양쪽으로 갈라지게 구성한다.

이동튜브(13)를 원통형 이동장치(14) 안에 넣어 좌우로 이동시키면서 늘렸다줄였다하여 휴대또는 운행을 선택하도록 한다.

접는 방식이 아닌 밀어서 줄이는 방식은 한국특허 10-0854018이 있는데 이동튜브가 나아가야 할 방향에 뒷바퀴가 있어 뒷바퀴 상단위에 이 방식을 적용하다보니 부피가 차지하는 부위를 많이 줄이진 못한다.

이에 비해 본 발명은 뒷바퀴에 바싹 밀착시켜 밀어주는데, 휴대 보관중인 경우는 바퀴가 거의 굴러가지 않기에 시간의 틈새를 노린 효율적인 방식이라 볼수 있을 것이다.

세번째 방식은 후륜부회전연결장치(7)를 이용해 뒷바퀴쪽에 이동튜브(13)를 나란히 놓는 방식이다.

도면10을 보면 체인스테이(11)위에 전륜부의 이동튜브(13)를 고정 회전시켜줄수 있는 후륜부 회전연결장치(7)를 돌출시켜 구성해놓는다. 이 후륜부 회전연결장치(7)에 연결된 전륜부의 이동튜브(13) 중간에 꺽이도록 이동튜브 회전연결장치(8)를 구성하고 이 이동튜브(13)는 전륜부의 헤드튜브(17)에 연결되어진다.

휴대하기 위해 전륜부를 후륜부 방향으로 밀게 되면 도면 10과 도면11처럼 이동튜브(13)가 뒷바퀴옆에 나란히 접히면서 전륜부를 크랭크축튜브(12)로 끌어당겨 밀착시킨다.

전륜부 이동튜브(13)는 신체로 따지면 허리와 같은 부위로 매우 튼튼해야 하기에 두번째 세번째 방식도 매우 유용하다 볼수 있을 것이다.

이리 구성함으로 인해 뒷바퀴와 크랭크원의 주변인 사각형의 체감부피안으로 감쪽같이 자리를 확보할수 있어서 사각으로 된 가방을 구비하여 안으로 넣어 사용이 가능하기에 사무실이나 차안이나 집안에서 위생적으로 보관 휴대가 가능하다 할 것이다

이 발명구성에서 염두를 둬야 할 부분이 앞바퀴 구성에 있어서 회전만 원활하게 해준다면 주행성이 크게 떨어지지 않는다. 주행성이 좌우되는 것은 동력을 전달해주는 뒷바퀴에 있는데 큰 바퀴가 한번 회전할때 나아가는 거리를 작은 바퀴는 몇번을 돌아줘야 하기 때문에 바퀴 사이즈가 작으면 속도가 느리게 된다.

그러므로 앞바퀴가 작아지면서 나오는 문제는 빨리 회전해줘야 하기 때문에 고장이 잘 날수 있다는 점이다. 이에 고르지 못한 노면이나 빠른 회전으로 인한 진동을 최소화시켜주기 위해 진동을 흡수하는 스프링장치를 구성하도록 했다.

그리고 통상 자전거 구성처럼 바퀴와 조종대(16)를 연결하는 앞포크부위를 비스듬하게 하여 조종대(16)를 회전시켜 바퀴가 조금이라도 안쪽으로 들어가게 함과 동시에 역으로 회전을 할 시 주행에 유리하도록 구성했다.

그리고 필요시 밧데리와 모터를 설치하여 전기자전거로의 사용도 가능하다 하겠다.

산업상 이용가능성은 매우 높다고 볼수 있는데 자전거는 보통 도로에 세워두는게 일반화되어 있는데 분실 우려성이 매우 커서 지속적인 사용에 제한이 오고 대중교통을 이용해 이동할 시 또는 자동차를 이용해 이동할 시 접이식 자전거라 해도 그 부피가 만만치 않게 커서 선뜻 사용하기엔 무리가 있었다.

하지만 본 발명으로 인해 손쉽게 손으로 들어 적당한 공간에 넣을수 있어 이동할 시에도 앞바퀴축을 집어넣지 않고 세웠을 경우 적절한 손잡이가 돼서 이동을 원활하게 해주는 장점이 있다.

기존 접이식 자전거의 문제점을 보완하여 매우 획기적이라 할만큼 완벽에 근접한 접이식 자전거라 볼수 있다.

1) 크랭크
2) 전륜부 빈공간
3) 크랭크축
4) 포크연결부위
5) 안장
6) 손잡이부위
7) 후륜부회전연결장치
8) 이동튜브회전연결장치
9) 헤드튜브회전연결장치
10) 뒷바퀴의 허브
11) 체인스테이
12) 크랭크축튜브
13) 이동튜브
14) 원통형이동장치
15) 앞포크
16) 조종대
17) 헤드튜브

Claims (5)

1. 전륜부와 후륜부를 좌우로 이동시켜 부피를 줄이는 접이식 자전거에 있어서,
   전륜부는
   전륜부의 앞바퀴는 후륜부의 뒷바퀴보다 작게하여 구성하고 헤드튜브(17)에 이동튜브(13)를 연결시켜 구성하고
   전륜부와 후륜부의 연결 구성에 있어서,
   뒷바퀴옆에 남아도는 공간을 이용하는 방식으로 뒷바퀴허브(10)와 크랭크축(3)을 연결한 체인스테이(11)위에 T자형 원통형 이동장치(14)를 구비하고, 이 안에 앞바퀴의 헤드튜브(17)에 연결된 이동튜브(13)를 안으로 집어넣어 전륜부를 늘렸다줄였다하여 좌우로 이동시켜
   접었을시, 전륜부의 앞바퀴는 크랭크(1)밑에 위치하고 안장(5)과 이동튜브(13)는 뒷바퀴위보다 높지않게 구성되는 것을 특징으로 하는 기능을 최대한 살리면서 체감부피를 최소화시키는 접이식 자전거
2. 제1항에 있어서
   전륜부와 후륜부의 연결구성에 있어서,
   뒷바퀴옆에 남아도는 공간을 이용하는 방식으로 뒷바퀴허브(10)와 크랭크축(3)을 연결한 체인스테이(11)위에 T자형 원통형 이동장치(14)를 구비하고, 이 안에 앞바퀴의 헤드튜브(17)에 연결된 이동튜브(13)를 안으로 집어넣어 전륜부를 늘렸다줄였다하여 좌우로 이동시키는 구성을
   양옆으로 나란히 구성하는 것을 특징으로 하는 기능을 최대한 살리면서 체감부피를 최소화시키는 접이식 자전거
3. 전륜부와 후륜부를 좌우로 이동시켜 부피를 줄이는 접이식 자전거에 있어서,
   전륜부는
   전륜부의 앞바퀴는 후륜부의 뒷바퀴보다 작게하여 구성하고 헤드튜브(17)에 이동튜브(13)를 연결시켜 구성하고
   전륜부와 후륜부를 연결해주는 구성은
   뒷바퀴옆에 남아도는 공간을 이용하는 방식으로 뒷바퀴허브(10)와 크랭크축(3)를 연결한 체인스테이(11)위에 후륜부 회전장치(7)를 구비하도록 하여 이동튜브(13)와 연결시키고 이 이동튜브(13)중간에 회전과 고정이 가능한 이동튜브회전연결장치(8)을 구비하여 헤드튜브(17)에 연결시켜 접었다폈다하여 좌우로 이동시켜
   접었을시,
   전륜부의 앞바퀴는 크랭크(1)밑에 위치하고 안장(5)과 이동튜브(13)는 뒷바퀴위보다 높지않게 구성되는 것을 특징으로 하는 기능을 최대한 살리면서 체감부피를 최소화시키는 접이식 자전거
4. 제3항에 있어서
   전륜부와 후륜부의 연결구성에 있어서,
   뒷바퀴옆에 남아도는 공간을 이용하는 방식으로 뒷바퀴허브(10)와 크랭크축(3)을 연결한 체인스테이(11)위에 후륜부 회전장치(7)를 구비하도록 하여 이동튜브(13)와 연결시키고 이 이동튜브(13)중간에 회전과 고정이 가능한 이동튜브회전연결장치(8)을 구비하여 헤드튜브(17)에 연결시켜 접었다폈다하여 좌우로 이동시키는 구성을
   양옆으로 나란히 구성하는 것을 특징으로 하는 기능을 최대한 살리면서 체감부피를 최소화시키는 접이식 자전거
5. 전륜부와 후륜부를 좌우로 이동시켜 부피를 줄이는 접이식 자전거에 있어서,
   전륜부는
   전륜부의 앞바퀴는 후륜부의 뒷바퀴보다 작게하여 구성하고 헤드튜브(17)에 이동튜브(13)를 연결시켜 구성하고
   전륜부와 후륜부를 연결해주는 구성은
   크랭크축(3)을 기준점으로 하여 후륜방향으로 돌출시켜 후륜부회전연결장치(7)를 설치하여 이동튜브(13)를 연결하고 이 이동튜브(13)에 이동튜브회전연결장치(8)를 구비하여 다시 이동튜브(13)를 연결하여 순차적으로 접을수 있게하여 헤드튜브(17)에 부착된 헤드튜브연결장치(9)에 연결시켜 전륜부를 크랭크축(3)에 최대한 밀착시켜 좌우로 이동시킬 수 있도록 구성하여
   접었을시,
   전륜부의 앞바퀴는 크랭크(1)밑에 위치하고 안장(5)과 이동튜브(13)는 뒷바퀴위보다 높지않게 구성되는 것을 특징으로 하는 기능을 최대한 살리면서 체감부피를 최소화시키는 접이식 자전거

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