KR102242885B1 - 사출성형에 의한 자전거 프레임 - Google Patents

사출성형에 의한 자전거 프레임 Download PDF

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신용호
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Abstract

본 발명은 사출성형 방식으로 제작되는 자전거 프레임에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 사출성형 및 조립이 용이한 구조로써 내부 밀도를 최소화하여 자전거를 초경량화 하면서도 하중을 효율적으로 분산시켜 내구성이 매우 뛰어난 장점이 있다.

Description

사출성형에 의한 자전거 프레임 {Bicycle frame by injection molding}
본 발명은 자전거 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출성형 방식으로 제작되어 자전거를 초경량화 하면서도 하중을 효율적으로 분산시킬 수 있는 사출성형에 의한 자전거 프레임에 관한 것이다.
통상적인 자전거 프레임은 알루미늄을 이용한 용접 가공으로 제작되는데, 최근 사출성형에 의한 플라스틱 자전거 프레임이 대두되고 있다.
등록특허 제10-1346783호 역시 사출방식으로 제작되는 일체형 프레임을 제시하며, 구체적으로는 안장과, 상기 안장을 지지하는 시트포스트와, 전방과 후방에 각각 앞바퀴와 뒷바퀴를 구비하고, 앞바퀴축의 양 끝단은 서스펜션포크에 설치되며, 상기 서스펜션포크 상단에는 핸들의 축이 회동 가능하게 결합되는 헤드 튜브가 설치되고, 뒷바퀴축의 양 끝단은 체인스테이에 설치되며, 상기 체인스테이와 헤드튜브가 프레임으로 연결되되, 상기 체인스테이와 프레임의 연결부분에는 자전거 페달이 설치된 크랭크축이 끼워지도록 크랭크축홀이 형성된 통상의 자전거에 있어서, 상기 안장, 시트포스트, 헤드튜브, 체인스테이, 프레임은 사출방식을 통해 일체형 프레임으로 형성되고, 상기 뒷바퀴축과 상기 시트포스트를 연결하는 시트스테이가 생략된 것을 특징으로 하는 일체형 프레임 자전거를 제시한다.
등록특허 제10-1346783호 (2013.12.24.)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
즉, 사출성형 및 조립이 용이한 구조로써 내부 밀도를 최소화하여 자전거를 초경량화 하면서도 하중을 효율적으로 분산시킬 수 있는 자전거 프레임을 제시하고자 한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 업사이클링 소재로 형성되는 제1삼각프레임(100)와, 상기 제1삼각프레임(100)의 후측에 결합되는 제2삼각프레임(200)을 포함하고, 상기 제1삼각프레임(100)은 핸들포스트(10)를 고정하는 핸들포스트삽입부(111)가 형성된 헤드튜브(110)와, 바텀브라켓(20)이 결합되는 비비쉘(120)과, 헤드튜브(110)와 비비쉘(120)을 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성되되, 외변(L130a)에서 내변(L130b)으로 갈수록 좁아지도록 형성된 다운튜브(130)와, 상부에 시트포스트(30)를 고정하는 시트포스트삽입부(141)가 형성되고, 하단은 다운튜브(130) 후단으로 연결되며, 내부에 빈 공간이 형성되되, 외변(L140a)에서 내변(L140b)으로 갈수록 좁아지도록 형성된 시트튜브(140)와, 헤드튜브(110)와 시트튜브(140)의 상단을 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성되되, 외변(L150a)에서 내변(L150b)으로 갈수록 좁아지도록 형성된 탑튜브(150)와, 헤드튜브(110)의 전단에 형성되는 헤드램프(160)와, 시트튜브(140)의 후단에 형성되는 백램프(170)와, 제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 방수구조를 가지며, 헤드램프(160) 및 백램프(170)에 전원을 공급하는 전원공급부(180)와, 제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 전원공급부(180)에서의 전원공급을 ON/OFF 시키는 스위치(190)를 포함하고, 상기 다운튜브(130)는 지그재그 형태로 다운튜브(130)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(131)와, 인장력분산리브(131)의 각 꼭지점에 형성되고, 다운튜브(130)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(132)를 포함하고, 상기 시트튜브(140)는 지그재그 형태로 시트튜브(140)의 내부 전측에 형성되는 인장력분산리브(142)와, 인장력분산리브(142)의 각 꼭지점에 형성되고, 시트튜브(140)의 전측 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(143)와, 인장력분산리브(142)의 후단에서 시트튜브(140)의 후단까지 이어지는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 수평하중보강리브(144)와, 수평하중보강리브(144)에 수직으로 교차하는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 수직하중보강리브(145)를 포함하고, 상기 탑튜브(150)는 지그재그 형태로 탑튜브(150)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(151)와, 인장력분산리브(151)의 각 꼭지점에 형성되고, 탑튜브(150)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(152)를 포함하고, 상기 전원공급부(180)는 내부에 배터리(40)가 삽입되는 빈 공간인 배터리삽입부(181a)가 형성되고, 상단에 돌기수용홈(182a)에 결합되는 돌기부(181b)가 형성된 배터리홀더(181)와, 하단에 돌기부(181b)와 결합되는 돌기수용홈(182a)이 형성된 배터리커버(182)를 포함하고, 상기 제2삼각프레임(200)은 후륜축이 결합되는 후륜결합부(210)와, 시트튜브(140)의 하부 일측에 결합되어 비비쉘(120)과 후륜결합부(210)를 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성된 체인스테이(220)와, 시트튜브(140)의 중부 일측에 결합되어 시트튜브(140)와 후륜결합부(210)를 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성된 시트스테이(230)를 포함하고, 상기 체인스테이(220)는 지그재그 형태로 체인스테이(220)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(221)와, 인장력분산리브(221)의 각 꼭지점에 형성되고, 체인스테이(220)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(222)를 포함하고, 상기 시트스테이(230)는 지그재그 형태로 시트스테이(230)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(231)와, 인장력분산리브(231)의 각 꼭지점에 형성되고, 시트스테이(230)의 내면에 접합되는 원통형태의 인장력분산부재(232)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형에 의한 자전거 프레임을 제시한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 사출성형 및 조립이 용이한 구조로써 내부 밀도를 최소화하여 자전거를 초경량화 하면서도 하중을 효율적으로 분산시켜 내구성이 매우 뛰어난 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자전거 프레임이 조립된 상태의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거 프레임의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자전거 프레임의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일부구성인 전원공급부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일부구성인 다운튜브의 단면도이다.
도 6 내지 도 7은 페달력을 인가한 프레임 피로시험 규격에 대한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 6 내지 도 7의 시험을 수행한 결과 해석 도면이다.
도 9 내지 도 10은 수직하중 피로시험 규격에 대한 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 도 9 내지 도 10의 시험을 수행한 결과 해석 도면이다.
도 12 내지 도 14는 수평하중 피로시험 규격에 대한 도면이다.
도 15a 내지 도 16d는 도 12 내지 도 14의 시험을 수행한 결과 해석 도면이다.
이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.
본 발명의 설명 중 "전", "후"는 자전거의 전륜과 후륜을 기준으로 지시하는 것이고, "좌", "우"는 사용자를 기준으로 지시하는 것일 뿐, 기준선을 달리하면 방향도 달리 지시될 것임을 밝혀둔다.
본 발명은 자전거 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출성형 방식으로 제작되어 자전거를 초경량화 하면서도 하중을 효율적으로 분산시킬 수 있는 사출성형에 의한 자전거 프레임에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자전거 프레임이 조립된 상태의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자전거 프레임의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자전거 프레임의 분해도이고, 도 4는 본 발명의 일부구성인 전원공급부의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일부구성인 다운튜브의 단면도이고, 도 6 내지 도 7은 페달력을 인가한 프레임 피로시험 규격에 대한 도면이고, 도 8a 내지 도 8d는 도 6 내지 도 7의 시험을 수행한 결과 해석 도면이고, 도 9 내지 도 10은 수직하중 피로시험 규격에 대한 도면이고, 도 11a 내지 도 11d는 도 9 내지 도 10의 시험을 수행한 결과 해석 도면이고, 도 12 내지 도 14는 수평하중 피로시험 규격에 대한 도면이고, 도 15a 내지 도 16d는 도 12 내지 도 14의 시험을 수행한 결과 해석 도면이다.
본 발명의 자전거 프레임은 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 제1삼각프레임(100)와, 상기 제1삼각프레임(100)의 후측에 결합되는 제2삼각프레임(200)을 포함하여 구성된다.
제1삼각프레임(100)은 업사이클링(Upcycling) 소재를 사용하여 사출하는 것이 바람직하다. 여기서, 업사이클링이란 업그레이드(Upgrade)와 리사이클링(Recycling)의 합성어로, 버려지는 폐기물들을 가치 상향형의 재활용을 통해 기존보다 더 좋은 품질, 더 높은 수준의 제품으로 재탄생시키는 것을 의미한다.
상기 업사이클링 소재로서 광학적 특성, 기계적 특성, 화학적 특성, 가공 특성 및 환경친화성 등 여러 측면에서 우수한 장점을 가지고 있는 PETG 수지를 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고, 기타 여하의 업사이클링 소재를 사용할 수 있음은 물론이다.
제1삼각프레임(100)은 헤드튜브(110)와, 비비쉘(120)과, 다운튜브(130)와, 시트튜브(140)와, 탑튜브(150)와, 헤드램프(160)와, 백램프(170)와, 전원공급부(180)와, 스위치(190)를 포함하여 구성된다.
헤드튜브(110)에 대해 설명한다. 헤드튜브(110)는 핸들포스트(10)를 고정하는 핸들포스트삽입부(111)가 형성된 부분으로서, 핸들포스트(10)는 전륜이 결합된 포크와 연결된다.
핸들포스트삽입부(111)는 도 2에 도시된 바와 같이, 핸들포스트(10)가 관통되는 원기둥 형상의 관통부로서, 내면에 적어도 한개 이상의 가로리브(111a)가 형성된다.
가로리브(111a)는 핸들포스트(10)에 맞닿도록 외주면을 감싸는 링으로 핸들포스트삽입부(111)의 내면에서 돌출 형성되는 리브이다.
비비쉘(120)에 대해 설명한다. 비비쉘(120)은 바텀브라켓(20)이 결합되는 부분으로서, 보다 상세하게는 비비쉘(120)의 내주면에는 바텀브라켓(20)의 외주면과 대응되는 비비블록(121)이 형성되어 있다.
상기 바텀브라켓(20)은 오버몰딩(Overmolding) 방식으로 비비쉘(120)에 결합될 수 있다. 여기서, 오버몰딩 방식이란 둘 이상의 성형 플라스틱 또는 엘라스토머 부품을 하나의 완성 된 제품으로 결합하는 프로세스를 말한다.
다운튜브(130)에 대해 설명한다. 다운튜브(130)는 헤드튜브(110)와 비비쉘(120)을 연결하는 부분으로서, 빈 공간이 형성된 내부에 인장력분산리브(131)와, 인장력분산부재(132)를 포함하여 구성된다.
인장력분산리브(131)는 지그재그 형태로 다운튜브(130)의 내부에 형성되는 부분이고, 인장력분산부재(132)는 원통 형태로 상기 인장력분산리브(131)의 각 꼭지점에 형성되고, 다운튜브(130)의 내면에 접합되는 부분이다.
헤드튜브(110) 또는 비비쉘(120)에 가해지는 하중으로 인해 다운튜브(130)에 인력 또는 장력이 가해질 때 그 힘이 인장력분산리브(131) 및 인장력분산부재(132)에 의해 분산된다.
한편, 다운튜브(130)의 단면은 도 5에 도시된 바와 같이, 다운튜브(130)의 외변(L130a)에서 내변(L130b)으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다. 다운튜브(130)에 인장력이 가해질 때, 외변(L130a)이 내변(L130b)보다 상대적으로 큰 인장력을 받게 되므로, 이를 효과적으로 분산시키기 위하여 외변(L130a)에 인접한 인장력분산리브(131)를 두껍게 형성시키는 것이다.
시트튜브(140)에 대해 설명한다. 시트튜브(140)는 상부에 시트포스트(30)를 고정하는 시트포스트삽입부(141)가 형성되고, 하단은 다운튜브(130) 후단으로 연결되는 부분으로서, 상기 시트포스트(30)에 안장이 결합된다. 상기 시트튜브(140)는 빈 공간이 형성된 내부에 인장력분산리브(142)와, 인장력분산부재(143)와, 수평하중보강리브(144)와, 수직하중보강리브(145)를 포함하여 구성된다.
시트포스트삽입부(141)는 도 2에 도시된 바와 같이, 시트포스트(30)가 관통되는 원기둥 형상의 관통부로서, 내면에 적어도 한개 이상의 가로리브(141a)가 형성된다.
가로리브(141a)는 시트포스트(30)에 맞닿도록 외주면을 감싸는 링으로 시트포스트삽입부(141)의 내면에서 돌출 형성되는 리브이다.
인장력분산리브(142)는 지그재그 형태로 시트튜브(140)의 내부 전측에 형성되는 부분이고, 인장력분산부재(143)는 원통 형태로 상기 인장력분산리브(142)의 각 꼭지점에 형성되고, 시트튜브(140)의 전측 내면에 접합되는 부분이다.
시트튜브(140)와 비비쉘(120)에 가해지는 하중으로 인해 시트튜브(140)에 인력 또는 장력이 가해질 때 그 힘이 인장력분산리브(142) 및 인장력분산부재(143)에 의해 분산된다.
수평하중보강리브(144)는 인장력분산리브(142)의 후단에서 시트튜브(140)의 후단까지 이어지는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 부분이고, 수직하중보강리브(145)는 상기 수평하중보강리브(144)에 수직으로 교차하는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 부분이다.
즉, 다수의 수평하중보강리브(144) 및 수직하중보강리브(145)가 직각으로 교차되는 구조인데, 이는 시트튜브(140)에 가해지는 수평하중과 수직하중을 분산시키는 역할을 한다.
한편, 시트튜브(140)는 다운튜브(130)와 마찬가지로, 그 단면이 시트튜브(140)의 외변(L140a)에서 내변(L140b)으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다. 이에 따른 형태 및 효과는 다운튜브(130)의 단면을 도시한 도 5 및 다운튜브(130)의 단면에 대한 설명을 참조한다.
탑튜브(150)에 대해 설명한다. 탑튜브(150)는 헤드튜브(110)와 시트튜브(140)의 상단을 연결하는 부분으로서, 빈 공간이 형성된 내부에 인장력분산리브(151)와, 인장력분산부재(152)를 포함하여 구성된다.
인장력분산리브(151)는 지그재그 형태로 탑튜브(150)의 내부에 형성되는 부분이고, 인장력분산부재(152)는 원통 형태로 상기 인장력분산리브(151)의 각 꼭지점에 형성되고, 탑튜브(150)의 내면에 접합되는 부분이다.
헤드튜브(110) 또는 시트튜브(140)에 가해지는 하중으로 인해 탑튜브(150)에 인력 또는 장력이 가해질 때 그 힘이 인장력분산리브(151) 및 인장력분산부재(152)에 의해 분산된다.
한편, 탑튜브(150)는 다운튜브(130)와 마찬가지로, 그 단면이 탑튜브(150)의 외변(L150a)에서 내변(L150b)으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다. 이에 따른 형태 및 효과는 다운튜브(130)의 단면을 도시한 도 5 및 다운튜브(130)의 단면에 대한 설명을 참조한다.
헤드램프(160)는 헤드튜브(110)의 전단에 형성되고, 백램프(170)는 시트튜브(140)의 후단에 형성되어, 야간 운전시 불빛을 발산한다.
전원공급부(180)에 대해 설명한다. 전원공급부(180)는 제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 방수구조를 가지며, 헤드램프(160) 및 백램프(170)에 전원을 공급하는 역할을 한다. 상기 전원공급부(180)는 배터리홀더(181), 배터리커버(182)를 포함하여 구성된다.
배터리홀더(181)에는 배터리(40)가 삽입되는 빈 공간인 배터리삽입부(181a)가 형성된 부분이고, 배터리커버(182)는 상기 배터리홀더(181)의 일측에 결합되는 부분이다.
상기 배터리홀더(181) 및 배터리커버(182)는 결합에 의해 방수구조를 가지고 되는데, 이는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리홀더(181)의 상단에 형성된 돌기부(181b)에 배터리커버(182)의 하단에 형성된 돌기수용홈(182a)이 결합됨으로써 방수구조를 가지게 된다. 다만, 반드시 이러한 형태에 구속되는 것은 아니고, 방수구조를 가지는 다양한 형태로 적용가능함은 물론이다.
스위치(190)는 제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 전원공급부(180)에서의 전원공급을 ON/OFF 시키는 역할을 한다.
제2삼각프레임(200)은 포함하여 구성된다. 제2삼각프레임(200)은 상기 제1삼각프레임(100)의 후측에 결합되는 부분으로서, 후륜축(미도시)이 결합되는 후륜결합부(210)와, 체인스테이(220)와, 시트스테이(230)를 포함하여 구성된다.
제2삼각프레임(200)은 다이캐스팅을 이용한 알루미늄 소재를 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고, 플라스틱 소재를 사용할 수 있음은 물론이다.
체인스테이(220)에 대해 설명한다. 체인스테이(220)는 시트튜브(140)의 하부 일측에 결합되어 비비쉘(120)과 후륜결합부(210)를 연결하는 부분으로서, 빈 공간이 형성된 내부에 인장력분산리브(221)와, 인장력분산부재(222)를 포함하여 구성된다.
인장력분산리브(221)는 지그재그 형태로 체인스테이(220)의 내부에 형성되는 부분이고, 인장력분산부재(222)는 원통 형태로 상기 인장력분산리브(221)의 각 꼭지점에 형성되고, 체인스테이(220)의 내면에 접합되는 부분이다.
체인스테이(220)에 가해지는 하중 및 페달링으로 인한 비틀림 하중으로 인해 체인스테이(220)에 인력 또는 장력이 가해질 때 그 힘이 인장력분산리브(221) 및 인장력분산부재(222)에 의해 분산된다.
시트스테이(230)에 대해 설명한다. 시트스테이(230)는 시트튜브(140)의 중부 일측에 결합되어 시트튜브(140)와 후륜결합부(210)를 연결하는 부분으로서, 빈 공간이 형성된 내부에 인장력분산리브(231)와, 인장력분산부재(232)를 포함하여 구성된다.
인장력분산리브(231)는 지그재그 형태로 시트스테이(230)의 내부에 형성되는 부분이고, 인장력분산부재(232)는 원통 형태로 상기 인장력분산리브(231)의 각 꼭지점에 형성되고, 시트스테이(230)의 내면에 접합되는 부분이다.
시트스테이(230)에 가해지는 하중으로 인해 시트스테이(230)에 인력 또는 장력이 가해질 때 그 힘이 인장력분산리브(231) 및 인장력분산리브(231)에 의해 분산된다.
본 발명에 따른 자건거 프레임은 도 3에 도시된 바와 같이, 좌우측을 나누어 각각 제작(플라스틱 수지로 각각 통사출)한 후 맞닿아 결합시킴으로써 제조할 수 있다. 예를 들어, 자건거 프레임의 일부구성인 제1삼각프레임(100)은 좌측인 100L 및 우측인 100R의 결합에 의해 형성된다. 헤드램프(160), 백램프(170), 전원공급부(180), 스위치(190)를 제외한 나머지 구성요소도 마찬가지이다.
자전거 프레임 내부 공간에 형성되는 모든 리브는 끊김 없이 이어지도록 설계하는 것이 바람직하다. 즉, 모든 리브는 교차하거나 한 리브에 다른 리브가 접하는 형태를 가질 수 있다. 또한 인장력분산리브(131,142,151,221,231)의 상대적인 밀도는 시트스테이(230)의 인장력분산리브(231)가 가장 크고, 체인스테이(220), 탑튜브(150), 시트튜브(140), 다운튜브(130) 순서로 밀도가 낮도록 설계한다. 이는 자전거 프레임 내부 밀도를 최대한 낮게 하면서도 하중을 최대한 효율적으로 분산시킬 수 있는 구조이다.
도 6 내지 도 16d는 본 발명의 도 1에 제시된 구조의 자전거 프레임에 수행한 각종 피로시험과 그 결과를 나타낸 것이다.
1. 페달력을 인가한 프레임 피로시험
(시험 규격) 도 6 내지 도 7 참고
차체의 앞쪽 뒤쪽 평면에 7.5°의 경사를 갖고, 수직 반대 평면에서의 차체의 중심선으로 부터 150 mm 위치에 1,000 N (102kg)의 반복된 힘을 페달 스핀들 양쪽에 인가한다. 이러한 힘을 적용하여 시험하는 동안에 페달의 답력을 5 % 또는 페달 스핀들의 시험력의 인가 시작 이전에 최대 힘을 그 이내로 해야 한다.
100,000번의 사이클에 대해 시험력을 인가하고 한 사이클의 테스트에 대해서 적용한 후 두 시험력에 대한 제거를 실시한다. 서스펜션 프레임을 시험하는 경우 프레임에서 받는 저항력이 최대가 되도록 서스펜션의 스프링, 공기압 및 댐핑을 조절한다. 서스펜션에 잠금장치가 없다면 고정링크로 교체하여 시험한다.
(도면 부호 설명)
F : 1,000 N의 인가된 힘
Rw : 단단한 마운트의 높이
Rc : 수직 암의 길이
L : 크랭크의 길이
1 : 조인트
2 : 매듭봉의 중심선
결과는 도 8a 내지 도 8d에 제시되어 있으며, 변위 및 응력 측정결과 기준조건을 충족함을 확인할 수 있다.
2. 수직하중 피로시험
(시험 규격) 도 9 내지 도 10 참고
기본적인 위치에서 차체를 고정시키고 도 9에서처럼 뒤쪽의 이탈을 방지하여 회전에 구속되지 않게 해야한다. 시험력을 인가하는 도중에 앞쪽 뒤쪽의 구부림에 대한 차체를 허용하여 앞쪽 액슬에 적절한 롤러를 맞춘다.
둥근 강철바를 안장 튜브의 위로 안장 스템에 동일하게 삽입하고 일반적인 고정 방법에 의해 이것을 고정한다.
강철바의 축에 교차하여 70 mm(±1mm 정확도) 지점에서 수직 아랫방향에 0에서 1,200 N ( 122kg)으로 동적 주기로 힘을 인가하고, 확장된 부분 E에서 25 Hz를 넘지 않는 시험 진동수로 50,000 사이클의 시험을 실시한다.
(도면 부호 설명)
1 : 자유로운 롤러
2 : 강철바
3 : 고정된 완충 장치 또는 축이 되는 체인 안정 장치에 대한 연결부
결과는 도 11a 내지 도 11d에 제시되어 있으며, 변위 및 응력 측정결과 기준조건을 충족함을 확인할 수 있다.
3. 수평하중 피로시험
(시험 규격) 도 12 내지 도 14 참고
기본적인 위치에서 차체를 고정시키고 도 12에서처럼 뒤쪽의 이탈을 방지하여 회전에 구속되지 않게 해야 한다.
도 12와 같이 전/후 축을 통하여 +1,200 N의 강한 수평 힘을 앞 방향으로 가하고 - 600 N의 힘을 반대 방향인 축의 앞포크 하단 쪽으로 50,000번씩 가한다. 앞포크가 수직 방향으로 내려 눌러도 앞/뒤로 자유롭게 이동할 수 있어야 한다. 최대 진동수는 25 Hz라야 한다.
(도면 부호 설명)
1 : 가이드가 달려있고 자유롭게 구르는 롤러
2 : 뒤축이 부착되는 지점의 견고한 피봇 장치
결과는 도 15a 내지 도 16d에 제시되어 있으며, 변위 및 응력 측정결과 기준조건을 충족함을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 제1삼각프레임
110 : 헤드튜브
111 : 핸들포스트삽입부
111a : 가로리브
120 : 비비쉘
121 : 비비블록
130 : 다운튜브
131 : 인장력분산리브
132 : 인장력분산부재
140 : 시트튜브
141 : 시트포스트삽입부
141a : 가로리브
142 : 인장력분산리브
143 : 인장력분산부재
144 : 수평하중보강리브
145 : 수직하중보강리브
150 : 탑튜브
151 : 인장력분산리브
152 : 인장력분산부재
160 : 헤드램프
170 : 백램프
180 : 전원공급부
181 : 배터리홀더
181a : 배터리삽입부
181b : 돌기부
182 : 배터리커버
182a : 돌기수용홈
190 : 스위치
200 : 제2삼각프레임
210 : 후륜결합부
220 : 체인스테이
221 : 인장력분산리브
222 : 인장력분산부재
230 : 시트스테이
231 : 인장력분산리브
232 : 인장력분산부재
10 : 핸들포스트
20 : 바텀브라켓
30 : 시트포스트
40 : 배터리

Claims (5)

  1. 제1삼각프레임(100);
    상기 제1삼각프레임(100)의 후측에 결합되는 제2삼각프레임(200);을 포함하고,

    상기 제1삼각프레임(100)은
    핸들포스트(10)를 고정하는 핸들포스트삽입부(111)가 형성된 헤드튜브(110)와,
    바텀브라켓(20)이 결합되는 비비쉘(120)과,
    헤드튜브(110)와 비비쉘(120)을 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성된 다운튜브(130)와,
    상부에 시트포스트(30)를 고정하는 시트포스트삽입부(141)가 형성되고, 하단은 다운튜브(130) 후단으로 연결되는 시트튜브(140)와,
    헤드튜브(110)와 시트튜브(140)의 상단을 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성된 탑튜브(150)와,
    헤드튜브(110)의 전단에 형성되는 헤드램프(160)와,
    시트튜브(140)의 후단에 형성되는 백램프(170)와,
    제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 방수구조를 가지며, 헤드램프(160) 및 백램프(170)에 전원을 공급하는 전원공급부(180)와,
    제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 전원공급부(180)에서의 전원공급을 ON/OFF 시키는 스위치(190)를 포함하고,

    상기 다운튜브(130)는
    지그재그 형태로 다운튜브(130)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(131)와,
    인장력분산리브(131)의 각 꼭지점에 형성되고, 다운튜브(130)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(132)를 포함하고,

    상기 시트튜브(140)는 내부에 빈 공간이 형성되고,
    지그재그 형태로 시트튜브(140)의 내부 전측에 형성되는 인장력분산리브(142)와,
    인장력분산리브(142)의 각 꼭지점에 형성되고, 시트튜브(140)의 전측 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(143)와,
    인장력분산리브(142)의 후단에서 시트튜브(140)의 후단까지 이어지는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 수평하중보강리브(144)와,
    수평하중보강리브(144)에 수직으로 교차하는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 수직하중보강리브(145)를 포함하고,

    상기 탑튜브(150)는
    지그재그 형태로 탑튜브(150)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(151)와,
    인장력분산리브(151)의 각 꼭지점에 형성되고, 탑튜브(150)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(152)를 포함하고,

    상기 전원공급부(180)는
    내부에 배터리(40)가 삽입되는 빈 공간인 배터리삽입부(181a)가 형성된 배터리홀더(181)와,
    배터리홀더(181)의 일측에 결합되는 배터리커버(182)를 포함하고,

    상기 제2삼각프레임(200)은
    후륜축이 결합되는 후륜결합부(210)와,
    시트튜브(140)의 하부 일측에 결합되어 비비쉘(120)과 후륜결합부(210)를 연결하는 체인스테이(220)와,
    시트튜브(140)의 중부 일측에 결합되어 시트튜브(140)와 후륜결합부(210)를 연결하는 시트스테이(230)를 포함하고,

    상기 체인스테이(220)는 내부에 빈 공간이 형성되고,
    지그재그 형태로 체인스테이(220)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(221)와,
    인장력분산리브(221)의 각 꼭지점에 형성되고, 체인스테이(220)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(222)를 포함하고,

    상기 시트스테이(230)는 내부에 빈 공간이 형성되고,
    지그재그 형태로 시트스테이(230)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(231)와,
    인장력분산리브(231)의 각 꼭지점에 형성되고, 시트스테이(230)의 내면에 접합되는 원통형태의 인장력분산부재(232)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출성형에 의한 자전거 프레임.
  2. 업사이클링 소재로 형성되는 제1삼각프레임(100);
    상기 제1삼각프레임(100)의 후측에 결합되는 제2삼각프레임(200);을 포함하고,

    상기 제1삼각프레임(100)은
    핸들포스트(10)를 고정하는 핸들포스트삽입부(111)가 형성된 헤드튜브(110)와,
    바텀브라켓(20)이 결합되는 비비쉘(120)과,
    헤드튜브(110)와 비비쉘(120)을 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성되되, 외변(L130a)에서 내변(L130b)으로 갈수록 좁아지도록 형성된 다운튜브(130)와,
    상부에 시트포스트(30)를 고정하는 시트포스트삽입부(141)가 형성되고, 하단은 다운튜브(130) 후단으로 연결되며, 내부에 빈 공간이 형성되되, 외변(L140a)에서 내변(L140b)으로 갈수록 좁아지도록 형성된 시트튜브(140)와,
    헤드튜브(110)와 시트튜브(140)의 상단을 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성되되, 외변(L150a)에서 내변(L150b)으로 갈수록 좁아지도록 형성된 탑튜브(150)와,
    헤드튜브(110)의 전단에 형성되는 헤드램프(160)와,
    시트튜브(140)의 후단에 형성되는 백램프(170)와,
    제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 방수구조를 가지며, 헤드램프(160) 및 백램프(170)에 전원을 공급하는 전원공급부(180)와,
    제1삼각프레임(100)의 일측에 형성되고, 전원공급부(180)에서의 전원공급을 ON/OFF 시키는 스위치(190)를 포함하고,

    상기 다운튜브(130)는
    지그재그 형태로 다운튜브(130)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(131)와,
    인장력분산리브(131)의 각 꼭지점에 형성되고, 다운튜브(130)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(132)를 포함하고,

    상기 시트튜브(140)는
    지그재그 형태로 시트튜브(140)의 내부 전측에 형성되는 인장력분산리브(142)와,
    인장력분산리브(142)의 각 꼭지점에 형성되고, 시트튜브(140)의 전측 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(143)와,
    인장력분산리브(142)의 후단에서 시트튜브(140)의 후단까지 이어지는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 수평하중보강리브(144)와,
    수평하중보강리브(144)에 수직으로 교차하는 직선 형태로 시트튜브(140)의 내부 후측에 형성되는 수직하중보강리브(145)를 포함하고,

    상기 탑튜브(150)는
    지그재그 형태로 탑튜브(150)의 내부에 형성되는 인장력분산리브(151)와,
    인장력분산리브(151)의 각 꼭지점에 형성되고, 탑튜브(150)의 내면에 접합되는 원통 형태의 인장력분산부재(152)를 포함하고,

    상기 전원공급부(180)는
    내부에 배터리(40)가 삽입되는 빈 공간인 배터리삽입부(181a)가 형성되고, 상단에 돌기수용홈(182a)에 결합되는 돌기부(181b)가 형성된 배터리홀더(181)와,
    하단에 돌기부(181b)와 결합되는 돌기수용홈(182a)이 형성된 배터리커버(182)를 포함하고,

    상기 제2삼각프레임(200)은
    후륜축이 결합되는 후륜결합부(210)와,
    시트튜브(140)의 하부 일측에 결합되어 비비쉘(120)과 후륜결합부(210)를 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성된 체인스테이(220)와,
    시트튜브(140)의 중부 일측에 결합되어 시트튜브(140)와 후륜결합부(210)를 연결하며, 내부에 빈 공간이 형성된 시트스테이(230)를 포함하고,

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4190678A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-07 Ara Ohanian Frame reinforcement assembly for bicycle or vehicle and method for making a frame reinforcement assembly

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090212530A1 (en) * 2005-04-11 2009-08-27 Magna Marque International Inc. Bicycle Frame Construction
KR101346783B1 (ko) 2011-04-01 2014-01-03 주식회사 위트콤 일체형 프레임 자전거
KR20160143447A (ko) * 2015-06-05 2016-12-14 주식회사 한국 에이씨엠 자전거 프레임 조립체
CN205872330U (zh) * 2016-06-30 2017-01-11 苏州达方电子有限公司 电动自行车
CN206265234U (zh) * 2016-11-16 2017-06-20 浙江途尔车业有限公司 一种电动自行车一体化车架结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090212530A1 (en) * 2005-04-11 2009-08-27 Magna Marque International Inc. Bicycle Frame Construction
KR101346783B1 (ko) 2011-04-01 2014-01-03 주식회사 위트콤 일체형 프레임 자전거
KR20160143447A (ko) * 2015-06-05 2016-12-14 주식회사 한국 에이씨엠 자전거 프레임 조립체
CN205872330U (zh) * 2016-06-30 2017-01-11 苏州达方电子有限公司 电动自行车
CN206265234U (zh) * 2016-11-16 2017-06-20 浙江途尔车业有限公司 一种电动自行车一体化车架结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4190678A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-07 Ara Ohanian Frame reinforcement assembly for bicycle or vehicle and method for making a frame reinforcement assembly

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