KR20080012097A - 이륜차용 완충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이륜차용 완충장치를 개시한다.

본 발명에 따른 이륜차용 완충장치는, 전륜과 이를 조향하기 위한 조향축이 연결되는 헤드 파이프 및 이 헤드 파이프의 일측으로 일단이 접합되고 타단은 후방향으로 상·하 벌어지게 연장되는 상·하 연장관 그리고 상 연장관의 끝단에 일측부가 접합 연결되어 안장을 지지하는 안장축부를 구비하는 프론트 프레임과, 상기 프론트 프레임의 후방에 위치되는 것으로 하단에 페달이 설치되는 수직축 및 이 수직축의 상·하 양끝단에 일단이 접합되고 타단은 후방향으로 상호 좁아지게 연장되면서 그 끝단이 상호 일체로 연결되어 후륜을 회전 가능하게 지지하는 후륜지지부를 형성하는 상·하 링크관을 구비하는 리어 프레임과, 상기 프론트 프레임과 리어 프레임은 각각 프론트 힌지부와 리어 힌지부를 구성하여 상호 끼워 맞춤된 상태에서 힌지 결합되면서 탄력적으로 연동되게 지지하는 탄성 지지수단을 포함하여 구성된다.

상기에서와 같이 프론트 프레임과 리어 프레임이 힌지축을 중심으로 상호 시소 형태의 운동특성을 갖도록 구비되는 것에 의해 프레임에 전달되는 충격력을 분산 시킬 수 있으면서, 탄성 지지수단의 탄성력을 이용하여 노면으로부터의 충격력을 흡수 저감시키므로 결과적으로 쾌적하고 안정된 주행안정성 및 주행감을 보장하는 이점을 제공한다.

이륜차, 자전거, 완충, 스프링, 승차감

Description

이륜차용 완충장치{cushion structure for bicycle}

도 1은 본 발명이 적용되는 이륜차용 완충장치를 나타낸 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 이륜차용 완충장치의 요부 구성을 나타낸 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 이륜차용 완충장치에서 더블 힌지링크를 나타낸 사시도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 자전거 2 : 전륜

3 : 조향축 3a : 조향 핸들

4 : 안장 5 : 후륜

10 : 프론트 프레임 11 : 헤드 파이프

13,15 상·하 연장관 13a : 안장축부

16 : 프론트 힌지부 h1,h2 : 관통구멍

19 : 힌지축 20 : 리어 프레임

21 : 수직축 23, 25 : 상·하 링크관

24 : 후륜지지부 26 : 리어 힌지부

30 : 탄성 지지수단 31 : 코일 스프링

33,35 : 전·후 지지체 34,36 : 힌지

37, 39 : 전·후 브라켓트 b : 주름관

p : 페달

본 발명은 자전거에 장착되는 완충장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체의 틀을 형성하는 프레임을 전·후 분할하고 이들을 힌지축으로 회동 가능하게 결합하면서 탄성력에 의해 연동되게 하여 노면으로부터 전달되는 충격력을 효과적으로 분사 완화시키는 이륜차용 완충장치에 관한 것이다.

일반적으로 이륜차는 흔히 오토바이나 자전거를 지칭하며, 이때 자전거는 일상적인 생활에서 사용하는 생활용 자전거와, 벨로드롬이나 도로에서 경주에 사용되는 경기용 자전거, 레저용으로 많이 사용되는 산악용 자전거인 M.T.B와, 험한 비포장 도로에서 속도를 내거나 묘기를 보여주는 B.M.X 등으로 나누어진다.

이와 같은 이륜차(이하 '자전거' 라 함)는 평탄한 도로위를 주행하는 경우에는 별 문제가 없으나 턱이나 보도블럭의 시작 및 끝 지점과 같은 장애물을 통과하는 경우 또는 불규칙한 노면을 주행하는 경우에는 충격력이 탑승자에게 그대로 전달되어 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라 과도한 충격 발생시에는 자전거의 파손과 탑승자의 안전사고를 유발하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하면서 안정된 주행성을 확보하기 위하여 본 출원인은 제20-0286770호(기술평가 등록유지결정)를 통해 "자전거의 탄력 핸들장치" 및 실용 신안등록 제20-0375847호(기술평가 등록유지결정)를 통해 "이륜차용 탄력 핸들장치" 를 제안한 바 있다.

상기 본 출원인이 선출원한 자전거의 탄력 핸들장치는 핸들축이 탄성에 의해 상하 유동되게 하여 주행시 도로상에 돌출된 장애물을 통과할 때 충격력을 흡수 및 완충시켜 원활한 주행을 유지하면서 충격에 의한 자전거의 파손을 방지하는 이점이 있으나, 반면 주행시 탑승자에게 전달되는 충격력을 원활하게 흡수 저감시키지 못하는 단점이 있었다.

즉, 대부분의 자전거는 별도의 완충장치가 구비되어 있지 않아 시골의 비포장도로나 노면상태가 불규칙한 도로에서 주행을 하다보면 안장을 통하여 전달되는 차체의 요동이 그대로 탑승자에게 전달되므로 주행상태를 불안정하게 하여 자칫 안전사고를 유발하는 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 통상 안장을 쿠션재로 피복하여 충격을 완화시키도록 되어 있으나 이러한 쿠션재도 충분한 효과를 거두지 못하여 안장에 쿠션장치를 구비하여 운전자가 보다 편안하게 자전거를 탈수 있도록 하였는 바, 이러한 종래의 자전거 완충 장치를 살펴보면 안장을 지지하는 안장포스트상에 스프링을 개재시켜 안장을 지지하도록 구성되어 있다.

그러나 상기와 같이 구성된 완충장치는 스프링의 일단이 고정된 안장포스트에 지지되고 타단은 안장의 저면을 지지하여야 하므로 짧은 작동 범위로 인해 큰 완충력을 보장할 수 없을 뿐만 아니라 안장 자체에 스프링을 구성시켜야 하므로 구조가 복잡한 단점이 있었다.

특히, 완충력이 작기 때문에 자전거에 가해지는 탑승자에 대한 완충효과가 미비하여 결과적으로 주행감 개선에 한계가 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프론트 프레임과 리어 프레임을 상호 힌지축으로 회동 가능하게 결합하여 힌지축을 중심으로 각각 상·하로 변위될 수 있도록 하면서 코일스프링에 의해 상호 탄력적으로 연동되게 하여 노면으로부터 전달되는 충격력에 프론트 프레임 및 리어 프레임의 힌지축을 중심으로 유연하게 위치 변위가 이루어지면서 탄성력에 의해 충격력을 흡수 저감시킬 수 있는 이륜차용 완충장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 이륜차용 완충장치는, 전륜과 이를 조향하기 위한 조향축이 연결되는 헤드 파이프 및 이 헤드 파이프의 일측으로 일단이 접합되고 타단은 후방향으로 상·하 벌어지게 연장되는 상·하 연장관 그리고 상 연장관의 끝단에 일측부가 접합 연결되어 안장을 지지하는 안장축부를 구비하는 프론트 프레임과; 상기 프론트 프레임의 후방에 위치되는 것으로 하단에 페달이 설치되는 수직축 및 이 수직축의 상·하 양끝단에 일단이 접합되고 타단은 후방향으로 상호 좁아지게 연장되면서 그 끝단이 상호 일체로 연결되어 후륜을 회전 가능하게 지지하는 후륜지지부를 형성하는 상·하 링크관을 구비하는 리어 프레임과; 상기 프론트 프레임과 리어 프레임은 각각 프론트 힌지부와 리어 힌지부를 구성하여 상호 끼워 맞춤된 상태에서 힌지 결합되면서 탄력적으로 연동되게 지지하는 탄 성 지지수단을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 프론트 힌지부는 상기 하 연장관의 끝단부에 구비되며 중앙에 제1관통구멍이 형성된 판재 형상을 갖도록 구비되고, 상기 리어 힌지부는 상기 수직축의 하단부에서 전방측을 향해 돌출되어 프론트 힌지부를 사이에 두고 양측에 배치되면서 제1관통구멍에 연통되는 제2관통구멍이 형성되는 한쌍의 결합편인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 프론트 힌지부와 리어 힌지부는 힌지축으로 결합되어 이 힌지축을 중심으로 회동 가능하게 구비되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 탄성 지지수단은 상기 프론트 프레임의 일단에 용접으로 구비되는 전브라켓트 및 이 전브라켓트에 회동 가능하게 힌지 결합되는 전 지지체와, 상기 리어 프레임의 수직축 상단 일측에 용접으로 구비되는 후 브라켓트 및 이 후 브라켓트의 전방으로 힌지 결합되는 후 지지체 그리고 상기 전·후 지지체 사이에 개재되는 코일 스프링을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 안장축부는 그 하단부에 고무재 또는 합성수지재로 성형된 댐퍼캡이 끼움 결합되고, 상기 코일 스프링은 합성수지재로 된 주름관에 의해 커버되는 구성인 것에 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가 장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 따른 이륜차용 완충장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 이륜차용 완충장치를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이륜차용 완충장치의 요부 구성을 나타낸 확대도이다.

그리고, 도 3은 본 발명에 따른 이륜차용 완충장치에서 더블 힌지링크를 나타낸 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 이륜차 즉, 자전거는 전체적인 뼈대를 형성하는 프레임을 구비하는데, 이때의 프레임은 크게 프론트 프레임(10)과 리어 프레임(20)으로 구성되고, 이들 프론트 프레임(10)과 리어 프레임(20)은 도면에서 보는 바와 같이 수직방향으로 회동 가능하게 힌지 연결되면서 탄성 지지수단(30)의 지지력을 받는 구조이다.

프론트 프레임(10)은 선단측에 대략 수직하는 방향으로 헤드 파이프(11)가 구비되고, 이 헤드 파이프(11)의 측부에 일단이 용접으로 마운팅되고 타단은 후방향으로 상·하 벌어지는 형태로 연장되는 길이재의 상·하 링크관(23,25)이 구비된다.

여기서, 상기 헤드 파이프(11)는 중공의 파이프 형태를 갖는 구조로서, 이 헤드 파이프(11)에는 사용자의 조향 조작력을 받는 조향 핸들(3a)과 전륜(2)을 회 전 가능하게 그 양측에서 지지하는 전륜포크(14)가 구성되는 구조이며, 이러한 조향 핸들(3a) 및 전륜(2) 그리고 이를 지지하는 전륜포크(14)의 구성은 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구성의 헤드 파이프(11)에 용접으로 접합되는 상·하 링크관(23,25) 중 상향 연장된 상 링크관(23)은 그 끝단부에 대략 수직하는 방향으로 안장축부(13a)가 일체로 형성되고, 이때의 상기 안장축부(13a)의 상측으로는 안장(4)을 지지하는 안장축(미도시)의 하단이 삽입 고정된다. 또한, 상기 하 연장관(15)은 연장된 끝단부에는 프론트 힌지부(16)가 일체로 형성된다.

여기서, 상기 프론트 힌지부(16)는 관형상의 하 연장관(15)이 파이프 형태로 제공되는 것에 비해 소정의 두께를 갖는 판재 형상으로 제공되며 그 중앙 부분에는 제1관통구멍(h1)이 형성되는 구조이다. 이러한 프론트 힌지부(16)는 후술할 리어 힌지부(26)와 힌지축(19)으로 힌지 결합되는 구조이다.

한편, 상기 안장축부(13a)는 그 하단부에 완충성이 우수한 고무재 또는 합성수지재로 성형된 댐퍼캡(13a')이 끼움 결합되는 것이 바람직하며, 이는 상기 프론트 프레임(10)과 리어 프레임(20)이 상호 수직 방향으로 변위를 갖도록 구성되는 것에 의해 후술할 리어 프레임(20)의 수직축(21) 상단이 상기 안장축부(13a)의 하단에 접촉되었을 때 그 충격을 완화시키기 위함이다.

이러한 구성의 프론트 프레임(10)은 하 연장관(15)의 끝단에 형성된 프론트 힌지부(16)가 후술할 리어 프레임(20)의 리어 힌지부(26)와 힌지 결합되는 구성에 의해 상호 수직하는 방향으로 시소 형태의 동작이 가능하게 된다.

리어 프레임(20)은 상술한 프론트 프레임(10)의 후방에 위치되어 자전거의 차체를 형성하는 것으로서, 하단에 페달이 설치되는 페달설치부(미부호)를 일체로 구비한 수직축(21)을 구비하고, 이 수직축(21)의 상단측에는 후술할 탄성 지지수단(30)의 일단이 연결되는 구조이다.

여기서, 상기 수직축(21)은 상·하 양끝단에 소정의 길이를 갖는 상·하 링크관(23,25)의 일단이 용접으로 접합되는 구성이고, 이들 상·하 링크관(23,25)의 타단은 후방으로 좁아지는 형태로 연장되면서 그 끝단이 일체로 접합 구성되며, 이때의 상기 접합된 부분은 후륜(5)을 회전 가능하게 지지하는 후륜지지부(24)가 형성되는 구조이다.

또한, 상기 페달(p)의 회전중심과 동축으로 구동스프라킷(미도시)이 구성되고, 상기 후륜(5)의 회전 중심에는 종동스프라킷(미도시)이 구성되며, 이들 구동스프라킷과 종동스프라킷은 상호 체인으로 연결되는 구성에 의해 페달(p)의 구동력이 후륜(5)에 전달되어 주행을 가능하게 한다. 이러한 구성은 공지의 기술에 의해 실시되므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 수직축(21)은 하단부측에 상술한 프론트 프레임(10)을 향하여 리어 힌지부(26)가 돌출 형성되는 구성이며, 이때의 상기 리어 힌지부(26)는 상기 프론트 힌지부(16)를 사이에 두고 양측에서 지지할 수 있도록 한쌍의 결합편(26a,26b)으로 구성된다. 여기서, 상기 한쌍의 결합편(26a,26b)은 소정의 두께를 갖는 판재 형태로 제공되면서 중앙에는 상술한 프론트 힌지부(16)의 제1관통구멍(h1)과 연통되게 대응되는 크기를 갖는 제2관통구멍(h2)이 형성되는 구조이다.

이러한 구성의 리어 힌지부(26)는 상술한 프론트 힌지부(16)와 힌지축(19)으로 힌지 결합 구성되며, 후술할 탄성 지지수단(30)에 의해 상술한 프론트 프레임(10)과 탄력적으로 연동된다.

탄성 지지수단(30)은 상술한 프론트 프레임(10)과 리어 프레임(20)을 탄력적으로 연동되게 지지하여 노면에서 전달되는 충격력에 대해 완충 저감시키는 것으로서, 상기 프론트 프레임(10)의 일측에 일단이 용접으로 접합 구성되는 전 브라켓트(37)와, 이 전 브라켓트(37)의 후방측으로 회동 가능하게 힌지(36) 결합되는 전 지지체(33)를 구비한다.

그리고, 상기 리어 프레임(20)의 수직축(21) 상단에 용접으로 마운팅되는 후 브라켓트(39)를 구비하고, 이 후 브라켓트(39)의 전방측으로 후 지지체(35)가 회동 가능하게 힌지(34) 결합되는 구성이다.

이와 같이 구성된 상태에서 상기 전 지지체(33)와 후 지지체(35) 사이에 코일 스프링(31)이 개재되는 구성이며, 이때의 코일 스프링(31)은 그 양단이 상기 전 지지체(33)와 후 지지체(35)에 직접 용접으로 접합 구성될 수 있으나 바람직하게는 상기 후 지지체(35) 또는 전 지지체(33)중 어느 하나의 지지체에 소정의 길이를 갖는 핀을 일체로 구비시키고, 이 핀의 끝단이 핀을 구비하지 않은 남은 하나의 지지체를 관통하도록 구성될 수 있을 것이다.

한편, 상기 코일 스프링(31)은 외부에 노출된 상태로 구비되는 경우에는 이물질이 낄 수 있으므로 합성수지재로 성형된 플랙시블 주름관(b)에 의해 커버되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 이륜차용 완충장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

탑승자가 자전거에 탑승한 상태에서 주행을 하는 도중 노면으로부터의 충격력이 전륜(2)과 후륜(5)을 통해 전달되면, 상기 전륜(2)과 후륜(5)을 연결하는 프론트 프레임(10)의 프론트 힌지부(16)와 리어 프레임(20)의 리어 힌지부(26)가 힌지축(19)으로 회동 가능하게 결합되는 구성에 의해 시소 형태의 운동 특성을 갖게 된다.

이와 동시에 상기 프론트 프레임(10)과 리어 프레임(20)은 탄성 지지수단(30)에 의해 탄성 지지력을 받는 상태이므로 결과적으로 상기 탄성 지지수단(30)을 구성하는 코일 스프링(31)이 탄성 변위를 일으키면서 충격력을 흡수 저감하여 완충시킨다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 이륜차용 완충장치는, 프론트 프레임과 리어 프레임이 힌지축을 중심으로 상호 시소 형태의 운동특성을 갖도록 구비되는 것에 의해 프레임에 전달되는 충격력을 분산 시킬 수 있으면서, 탄성 지지수단의 탄성력을 이용하여 노면으로부터의 충격력을 흡수 저감시키므로 결과적으로 쾌적하고 안정된 주행안정성 및 주행감을 보장하는 이점을 제공한다.

특히, 경직된 차체로 인한 주행시의 피로감을 덜 수 있어 제품에 대한 소비자의 만족도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전륜과 이를 조향하기 위한 조향축이 연결되는 헤드 파이프 및 이 헤드 파이프의 일측으로 일단이 접합되고 타단은 후방향으로 상·하 벌어지게 연장되는 상·하 연장관 그리고 상 연장관의 끝단에 일측부가 접합 연결되어 안장을 지지하는 안장축부를 구비하는 프론트 프레임과;

   상기 프론트 프레임의 후방에 위치되는 것으로 하단에 페달이 설치되는 수직축 및 이 수직축의 상·하 양끝단에 일단이 접합되고 타단은 후방향으로 상호 좁아지게 연장되면서 그 끝단이 상호 일체로 연결되어 후륜을 회전 가능하게 지지하는 후륜지지부를 형성하는 상·하 링크관을 구비하는 리어 프레임과;

   상기 프론트 프레임과 리어 프레임은 각각 프론트 힌지부와 리어 힌지부를 구성하여 상호 끼워 맞춤된 상태에서 힌지 결합되면서 탄력적으로 연동되게 지지하는 탄성 지지수단;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이륜차용 완충장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프론트 힌지부는 상기 하 연장관의 끝단부에 구비되며 중앙에 제1관통구멍이 형성된 판재 형상을 갖도록 구비되고, 상기 리어 힌지부는 상기 수직축의 하단부에서 전방측을 향해 돌출되어 프론트 힌지부를 사이에 두고 양측에 배치되면서 제1관통구멍에 연통되는 제2관통구멍이 형성되는 한쌍의 결합편인 것을 특징으로 하는 이륜차용 완충장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 프론트 힌지부와 리어 힌지부는 힌지축으로 결합되어 이 힌지축을 중심으로 회동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 이륜차용 완충장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 탄성 지지수단은,

   상기 프론트 프레임의 일측에 일단이 용접으로 구비되고 타단은 후방향으로 돌출 연장되는 전브라켓트와;

   상기 전브라켓트의 타단에 회동 가능하게 힌지 결합되는 전 지지체와;

   상기 리어 프레임의 수직축 상단 일측에 일단이 용접으로 접합되고 타단은 전방향으로 돌출 연장되는 후 브라켓트와;

   상기 후 브라켓트의 타단에 힌지 결합되는 후 지지체와;

   상기 전·후 지지체 사이에 개재되는 코일 스프링;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이륜차용 완충장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 안장축부는 그 하단부에 고무재 또는 합성수지재로 성형된 댐퍼캡이 끼움 결합되고, 상기 코일 스프링은 합성수지재로 된 주름관에 의해 커버되는 구성인 것을 특징으로 하는 이륜차용 완충장치.

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