KR20100057608A - 클랩스케이트용 프레임 및 이런 프레임이 딜린 클랩스케이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 런너나 바퀴를 지지하는 하부 프레임부; 스케이트화의 밑창과 힐에 결합시키는 수단이 달린 상부 프레임부; 하부 프레임부의 선단부에서 떨어져 위치하고 런너의 평면에서 최대 30도의 제1 자유각도(X)를 형성하며, 2개의 프레임부를 서로 힌지 연결하는 힌지수단; 및 2개 프레임부가 가능한 서로에 대해 움직이지 않게하도록 포지셔닝 수단에 의해 결정된 정지위치까지 상부 프레임부를 하부 프레임부에 대해 밀어주는 복귀수단을 포함하는 클랩스케이트용 프레임에 관한 것이다.

Description

클랩스케이트용 프레임 및 이런 프레임이 딜린 클랩스케이트{FRAME FOR A CLAP SKATE, AND CLAP SKATE WITH SUCH A FRAME}

본 발명은 런너나 바퀴를 지지하는 하부 프레임부; 스케이트화의 밑창과 힐에 결합시키는 수단이 달린 상부 프레임부; 하부 프레임부의 선단부에서 떨어져 위치하고 런너의 평면에서 최대 30도의 제1 자유각도(X)를 형성하며, 2개의 프레임부를 서로 힌지 연결하는 힌지수단; 및 2개 프레임부가 가능한 서로에 대해 움직이지 않게하도록 포지셔닝 수단에 의해 결정된 정지위치까지 상부 프레임부를 하부 프레임부에 대해 밀어주는 복귀수단을 포함하는 클랩스케이트용 프레임에 관한 것이다.

이런 프레임으로 알려진 것으로 NL-C-1005080 모델이 있다. 이 프레임의 클랩 메커니즘은 힐 밑에 마련되고, 복귀스프링의 충격을 흡수하기 위한 댐핑요소가 별도로 달려있다. 이 스케이트화는 상부 프레임부에 대해 길이조정이 가능하게 설치된다. 이 경우, 발목을 늘려 스케이터가 필요한 순간에 더 큰 힘을 낼 수 있다. 이런 부가적인 힘을 런너에 골고루 분산시키려면, 댐핑요소가 달린 센터링 시스템을 힐 밑에 배치해야 한다.

본 발명의 목적은, 더 효과적이고 QK르게 밀어내기 동작을 구현하여 스타트를 빨리하고 얼음면과의 접촉이나 구름면을 줄여 코너에서의 밀어내기를 더 좋게 하며, 특히 런너나 바퀴가 전진 방향을 향하도록 하여 코너링을 더 좋게 함은 물론 직선 주행로에서도 가능한한 밀어내기를 좋게 하는 형태의 클랩스케이트를 구현하는데 있다.

기존의 클랩스케이트는 고정날 스케이트에 비해 스트로크가 경제적이고 효과적이기는 해도 더 길기 때문에 고정날 스케이드에 비해 빠르지 않았다. 이는 무릅과 발목 부분에서 생기는 힘이 좀더 효과적이기 때문이다.

후술하는 본 발명은 발목회전이나 다리회전이 스케이트를 탈 때의 중요한 요소라는 사실을 근거로 하는데, 종래의 클랩스케이트에서는 이를 고려하지 않았었다.

기존의 클랩스케이트가 전통적인 스케이트에 비해 속도의 증가를 가져온 것이 국제적인 경쟁력을 갖추게 되었다. 스케이트 속도가 3% 정도 빨라진 것은 파워면에서는 10% 정도의 증가를 의미한다. 예컨대 공기역학적인 개선으로 인한 속도증가와 클랩스케이트의 사용으로 인한 속도증가 사이에는 분명한 차이가 있다.

전술한 목적들은 청구항 1항의 서문에서 언급한 종류의 클랩스케이트용 프레임으로도 실현되는데, 특징적으로 힌지수단이 제1 자유각도에 수직으로 ±30도의 범위내에서 제2 자유각도의 회전각도를 형성하여, 상부 프레임부가 하부 프레임부에 대해 상하로는 물론 옆으로도 회전할 수 있다.

주로 기계적으로 실현되는 제3 자유각도는 원하는 힘 전달을 위해 차단되어야만 하는데, 그렇지 않을 경우 밀어내는 힘의 영향으로 런너나 바퀴가 옆으로 휘어질 위험이 있다.

실용적으로 아주 중요한 특징은 힌지수단이 어떤 식으로든 하부 프레임부, 구체적으로는 "튜브"에 영향을 주지 않는다는 것이다. 이는 런너를 지지하는 "튜브"의 재질인 강철과 알루미늄으로 이루어진 하부 프레임부 사이의 강성의 차이가 이미 스케이터에게 문제가 되었기 때문이다. 이때문에 하부 프레임부와 튜브 둘다 알루미늄으로 만들거나 강철로 만든다.

다시 NL-C-1013271로 돌아가보자. 본 발명에 의하면, 스케이트화와 틸팅핀 사이에나 틸팅핀과 롤링/글라이딩 기구 사이에 회전기구를 배치하고, 틸팅핀의 위치를 롤링/글라이딩 기구의 길이방향에 대해 조절할 수 있도록 한다. 이 경우, 구형 모델에서는 한가지 자유각도만 갖는 힌지 메커니즘을 이용했다. 제2 자유각도가 있기는 해도, 시합이나 이벤트 전에 스케이터가 원하는 값으로 그 값을 고정하여 유지한다. 이는 제2 회전각도가 종래기술에서는 실현되지 못하므로, 본 발명에서 구현한 장점들을 실현하지 못함을 의미한다.

클랩스케이트의 스타트가 전통적인 스케이트보다 늦다는 사실에 주의하자. NL-C-1017598과 NL-C-1019089의 구조에서는 스타트 블로킹으로 이 문제를 해결하는데, 스타트 동작에서는 클랩스케이트를 전통 스케이트로 사용하고, 몇발자국 나간 뒤에야 클랩스케이트로 동작하도록 한다. ISU(International Skating Union)에서는 이런 스케이트의 잠금기능과 풀림기능을 하는 전자장치를 외부의 도움으로 간주하여, 이런 스타트 블로킹 기능을 갖는 스케이트들은 특정 토너먼트 규정에 의해 대회에는 허용되지 않는다.

끝으로, NL-C-1007303과 NL-C-1007231에서 소개된 클랩스케이트들도 구형 모델이라 할 수 있다.

본 발명에 따른 클랩스케이트용 프레임에서, 힌지수단은 제1 자유각도(X)에 수직으로 ±30도 범위내에서 회전하는 제2 자유각도(Y)를 형성함으로써, 상부 프레임부가 하부 프레임부에 대해 상하운동은 물론 측면 피봇운동도 할 수 있다.

이런 힌지수단은 카르단(cardan) 형태를 취하거나, 볼조인트(ball joint)를 포함한다.

또, 복귀수단은 조절 가능한 것이 바람직한데, 이 경우 복귀수단이 스프링을 포함하고, 이런 스프링의 길이와 탄성력을 연속적으로나 단계적으로 조절할 수 있도록 하는 것이 좋다.

또, 상하 프레임부를 제1 자유각도나 제2 자유각도에서 최대 각도변위 위치에서 상호 정지된 위치까지 복귀시키는데 복귀수단에 필요한 시간이 최대 400ms이고, 바람직하게는 300ms이다.

또, 복귀수단으로는 스프링이 좋고, 포지셔닝 수단은 한쪽 프레임부에 있는 V형의 좁은 홈을 갖는 블록과, 다른쪽 프레임부에 있고, 블록과 작용하는 돌기를 포함한다.

또, 하부 프레임부의 복귀수단에 의해 상부 프레임부에 대한 정지위치로 움직이는 동안 생기는 충격을 댐핑수단으로 완화시키는 것이 좋다. 이 경우, 댐핑수단으로는 경도 (90±20) 쇼어(A)의 고무와 같은 탄성재질로 이루어진 블록이 좋다.

또, 본 발명의 클랩스케이트용 프레임은 제1 자유도에서 최대 25도, 바람직하게는 20도로 각도위치를 정하기 위한 제1 바운딩 수단이나, 제2 자유도에서 최대 ±50도, 바람직하게는 ±40도로 각도위치를 정하기 위한 제2 바운딩 수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 이상 설명한 프레임을 스케이트화의 밑창과 힐에 부착한 클랩스케이트에 관한 것이기도 하다.

본 발명의 효과는 아래와 같다.

1. 본 발명에 따른 클랩스케이트는 1500N의 힘을 견딜 수 있고, 최대 2000N의 힘을 견딜 수 있다.

2. 최대로 열렸을 때부터 닫히는 시간이 최대 0.3초이다.

3. 제1 자유각도에서 최대 각도변위는 20도이고, 제2 자유각도에서는 ±40도이다.

4. 런너 지지체("튜브")에 대한 하부 프레임부의 휘어짐이 없다.

5. 고급 품질의 어떤 종류의 스케이트화에도 프레임을 결합할 수 있다.

6. 프레임의 양쪽 자유각도에서 2백만회의 개폐동작이나 최소 2년의 수명을 갖는다.

7. 프레임의 중량이 0.45kg 미만이다.

8. 저렴하다.

9. 유지비가 거의 들지 않는다.

10. 스케이터를 지지할 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 2가지 자유각도를 보여주기 위한 클랩스케이트 프레임의 일부분의 사시도;
도 2는 프레임의 측면도;
도 3은 도 2의 평면도;
도 4는 상부 프레임부가 윗쪽 옆으로 움직인 위치에서의 도 2, 3의 프레임의 다른쪽에서의 측면도;
도 5는 도 4의 위치에서의 프레임의 평면도;
도 6은 도 4, 5의 위치에서의 힌지 수단의 확대사시도;
도 7은 도 2의 A-A선 단면도;
도 8은 도 2의 B-B선 단면도;
도 9는 도 2의 C-C선 단면도;
도 10은 도 2의 D-D선 단면도;
도 11은 본 발명에 따른 자유각도를 갖는 클랩스케이트의 핵심부분을 이루는 부분의 전개사시도;
도 12A는 도 11의 베어링의 축방향 측면도;
도 12B는 도 12A의 측면도;
도 12C는 도12A의 다른 방향의 측면도;
도 12D는 도 12A~C의 베어링의 사시도;
도 13은 도 11의 부분의 조립상태의 측면도;
도 14, 15는 도 13의 XIV-XIV선 및 XV-XV선 단면도이다.

클랩스케이트의 프레임(1)의 하부 프레임부(2)에는 강철이나 알루미늄으로 된 튜브(21)가 달려있고, 이곳에 강철이나 세라믹으로 된 런너(3)가 연결되는데, 도 7~9에 도시된 바와 같이, 연결할 때 접착이나 용접이나 경납땜을 이용한다. 그리고, 프레임(1)의 상부 프레임부(4)에는 길이방향으로 슬롯(5,6)이 뚫려이는데, 이들 슬롯은 스케이트화의 밑창과 힐에 연결하기 위한 것이다. 2개의 프레임부(2,4)는 힌지수단(20)을 통해 서로 힌지 가능하게 연결되는데, 힌지수단(20)은 하부 프레임부(2)의 선단부에서 약간 떨어져 위치하고, 런너(3)와 최대 30도 정도의 각도범위내에서 자유 회전각도를 이룬다. 프레임(1)의 복귀스프링(6,7)은 하부 프레임부(2)에 대해 상부 프레임부(4)를 밀어주기 위한 것으로 후술하는 포지셔닝 수단(8~11)에 의해 결정된 정지위치로 상부 프레임부를 밀어주는데, 이런 정지위치에서 양쪽 프레임부(2,4)는 가능한한 상대이동이 최소화된다.

도 7~9에 도시된 바와 같이, 런너(3)는 형상이 동일하고 튜브(21)와 일체인 2개의 판(33,34) 사이에 끼워진다.

본 발명에 의하면, 힌지수단(20)은 제1 자유각도(X)에 수직으로 ±40도 범위의 제2 회전 자유각도 Y를 갖기 때문에, 상부 프레임부(4)를 하부 프레임부(2)에 대해 제1 자유각도 X로 위아래로 움직일 수 있으면서 옆으로도 제2 자유각도 Y만큼 움직일 수 있는 것이다.

제1 자유각도로의 상하운동은 상부 프레임부(4)에 연결된 정련강으로 된 피봇축(19)을 포함한 힌지 구조에 의해 이루어진다. 피봇축(19)은 알루미늄-청동 구조의 베어링(22)에 설치된다(도 7 참조).

베어링(22)은 제1 자유각도(X)에 수직방향인 제2 자유각도(Y)로 자유로이 회전해야 한다. 이를 위해, 베어링(22)의 원판형 디스크(25)에 2개의 판(23,24)이 직립으로 지지되고, 이들 판 사이에 피봇축(19)이 배치된다. 디스크(25)는 베어링 소켓(26) 형태의 미끄럼 베어링에 미끄럼 가능하게 지지되는데, 베어링소켓의 재료는 청동, PTFE, 청동에 PTFE를 코팅하거나 Permaglide®를 증착한 것을 사용한다. 디스크(25)의 상연부도 같은 재료의 링 안에 매립된다. 이렇게 하여 제2 자유각도(Y)용의 미끄럼 회전베어링이 완성되지만, 제1 자유각도(X) 역시 상대적으로 이런 피봇축(19)에 의해 형성된다. 고급형 알루미늄과 같은 가볍고 강한 재료를 사용할 수도 있다.

복귀스프링(6,7)은 2개 프레임부(2,4)의 2가지 자유각도에서의 상대적인 정지위치를 정하기 위한 것이다(도 2~3 참조). 복귀스프링(6,7)은 양단부가 각각 하부 프레임부(2)와 상부 프레임부(4)에 연결되고, 이런 연결을 위해 상부 프레임부(4)에 일련의 구멍, 여기서는 3개의 구멍(28,29,30)을 뚫는다. 스프링(6,7)의 자유단부를 결합하기 위해 상부 프레임부의 구멍에 핀(31)을 끼울 수 있다. 도 2의 구멍(28)에서 핀을 빼서 다른 구멍(29,30)에 끼우면 스프링의 탄성이 커지므로, 더 짧은 시간내에 복귀운동이 일어난다. 본 발명의 목적 중의 하나는 이런 복귀시간을 가능한 짧게 하는데 있다. 300ms보다 더 긴 시간은 별로 쓸모가 없으므로, 목표는 300ms이다. 정지위치에 도달할 때의 충격을 흡수하기 위해, 경도 80~90 Sh(A) 정도의 고무와 같은 재질의 댐핑블록(12)을 하부 프레임부(2)의 뒷부분에 배치한다. 복귀스프링(6,7)의 타단부는 힌지수단(20)에 연결되어 하부 프레임부(2)의 일부분을 형성하는 다른 핀(32)에 걸린다.

간단한 방식으로 2가지 자유각도(X,Y)에 대해 정지위치에 정확히 도달하는 것이 아주 중요하다. 이를 위해 2가지 복귀 메커니즘을 이용하는데, 하나는 대강근사법이고 다른 하나는 미세근사법이다. 대강근사법에 대해서는 도 8을 참조로 설명한다. V형의 아래로 테이퍼진 형상의 제1 블록(8)의 중앙에 강철로 된 핀(9)을 배치하는데, 블록(8)은 하부 프레임부의 일부분을 이루고 핀(9)은 상부 프레임의 일부분을 이룬다(도 6 참조). 피봇축(19)에서 비교적 가까이 위치하는 이런 구조를 이용해 대강근사법에 의한 복귀가 이루어진다.

좀더 정밀한 미세근사법은 두번째 복귀 메커니즘으로 이루어지는데, 이 구조는 피봇축(19)에서 비교적 멀리 위치하는 것으로, 상부 프레임부(4)의 요홈이 달린 제1 블록(10)과 하부 프레임부(2)의 제2 센터링 핀(11)으로 이루어진다. 도 8에서와 마찬가지로, 도 9는 정지위치에서의 이 구조를 보여준다.

제1 자유각도(X) 내에서의 각도 변위를 이루기 위해, 상부 프레임부(4)의 정면(13)을 포함하는 제1 바운딩 수단이 힌지수단(20)의 정지 연부(14)와 상호작용한다.

최대 ±40도까지의 제2 자유각도(Y) 내에서의 각도변위를 이루기 위해, 한 방향으로는 피봇축(19)의 제1 단부(15)가 힌지수단(20)의 제1 단턱부와 맞물리고 다른 방향으로는 피봇축(19)의 제2 단부(16)가 제2 단턱부(18)와 맞물린다. 도 10에 이 관계가 잘 나타나 있다.

도 11~15는 다른 예를 보여주고, 이 클랩스케이트의 프레임의 볼조인트에 대해 설명한다. 설명의 편의상, 구성요소 중에서 복귀스프링(6,7), 런너(3)가 달린 하부 프레임부(2), 댐핑블록(12) 등은 도시하지 않았지만, 이런 구성요소도 존재함을 알아야 한다.

도 11은 본 발명에 따른 자유각도를 갖는 클랩스케이트의 핵심부분을 이루는 부분(35)의 전개사시도이다. 설치블록(36)이 리벳 결합에 의해 구멍(37)을 통해 튜브(21)에 일체로 결합된다. 설치블록(36)은 볼(38)을 지지하고, 이 볼은 본 실시예의 볼조인트의 일부분을 이룬다. 상부 프레임부(4)에 단단히 연결된 슬리브(39)의 관통공(40)에 화살표(141) 방향으로 볼(38)이 들어간다. 이렇게 슬리브(39)에 볼(38)이 들어간 뒤, 슬리브(39)의 2개의 베어링소켓(41,42)이 볼(38)을 향해 움직인다. 이들 베어링소켓(41,42)이 슬리브(39)에 들어간 뒤 커버(43,44)를 나사로 조이면, 볼(38)이 소켓(41,42)으로 둘러싸이면서 구면과의 사이에 아주 작은 틈새만이 생긴다. 설명의 편의상 도면에는 나사는 표시하지 않았다.

도 11과 같이, 볼(38)의 윗면에 있는 돌기(50)는 제1 안내정지구 역할을 하고, 옆면에도 비슷한 안내정지구 역할을 하는 돌기(51)가 있다. 일단 커버(43,44)가 조여지면, 이들 돌기는 후술하는 바와 같이 베어링소켓(41,42)과 작용하는데, 이때 볼(38)은 완전히 밀폐된 곳에 놓인다.

도 12의 베어링소켓(41)의 원주부(52)는 반구형 내면(53)과 경계를 이루면서 아래와 같은 요홈들을 갖는다:

- 제1 요홈(54), 이 요홈은 베어링소켓(41,42) 들을 서로에 대해서와 슬리브(39)에 대해서도 고정하여 결국 상부 프레임부(4)에 대해 고정하는 역할을 함;

- 제2 요홈(55), 이 요홈의 가장자리가 제1 돌기(50)를 따라 미끄러지기 때문에 스케이트가 기울어지지 않게 함;

- 제3 요홈(56), 이 요홈은 발목회전을 일으키면서, 피봇하여 되돌아갈 때 상부 프레임부가 중간 정지위치에 다시 놓이게 하는 역할을 함;

- 제4 요홈(57), 이 요홈의 가장자리가 볼(38)의 기둥(58)을 따라 미끄럼운동하므로 상부 프레임부(4)가 달린 슬리브(39)가 기울어지지 않게 하는 역할을 함.

요홈(57)의 바닥면이 향하는 각도(59)는 클랩 메커니즘이 열렸을 때 발목회전 각도를 결정하고 튜브(21)가 중심 정지위치의 제위치로 돌아가도록 한다.

도 13은 도 11의 전개도의 부분(35)의 조립도이고, 도 14, 15는 도 13의 XIV-XIV선 및 XV-XV선 단면도이다.

볼(38)은 튼튼하고 내마모성이 있고 경량이기 위해 고급 알루미늄으로 제작하고, 베어링소켓(41,42)도 같은 재료로 제작하는 것이 좋지만, 청동도 적당하고 밀도가 낮은 재료도 권할만 하다. 이는 수 그램 정도의 경량화도 스케이트에는 상당히 중요하기 때문이다.

볼(38)과 베어링소켓(41,42)의 작동면에는 PTFE층을 증착법 등으로 코팅할 수도 있다.

본 발명에 따른 모든 자유운동 각도는 볼(38)과 베어링소켓(41,42)의 볼조인트에 의해 이루어짐을 알아야 한다.

도 14에서 번호 60은 발목회전 각도를 의미한다.

Claims (12)

1. 런너(3)나 바퀴를 지지하는 하부 프레임부(2); 스케이트화의 밑창과 힐에 결합시키는 수단(5,6)이 달린 상부 프레임부(4); 하부 프레임부(2)의 선단부에서 떨어져 위치하고 런너(3)의 평면에서 최대 30도의 제1 자유각도(X)를 형성하며, 2개의 프레임부를 서로 힌지 연결하는 힌지수단(20); 및 상기 2개 프레임부(2,4)가 가능한 서로에 대해 움직이지 않게하도록 포지셔닝 수단(8,9;10,11)에 의해 결정된 정지위치까지 상부 프레임부(4)를 하부 프레임부(2)에 대해 밀어주는 복귀수단(6,7);을 포함하는 클랩스케이트용 프레임(1)에 있어서:
   상기 힌지수단(20)이 제1 자유각도(X)에 수직으로 ±30도 범위내에서 회전하는 제2 자유각도(Y)를 형성함으로써, 상부 프레임부(4)가 하부 프레임부(2)에 대해 상하운동은 물론 측면 피봇운동도 할 수 있는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 힌지수단이 카르단(cardan) 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
3. 제1항에 있어서, 상기 힌지수단이 볼조인트(ball joint)를 포함하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
4. 제1항에 있어서, 상기 복귀수단이 조절 가능한 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
5. 제4항에 있어서, 상기 복귀수단이 스프링을 포함하고, 이런 스프링의 길이와 탄성력을 연속적으로나 단계적으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
6. 제1항에 있어서, 상기 프레임부(2,4)를 제1 자유각도나 제2 자유각도에서 최대 각도변위 위치에서 상호 정지된 위치까지 복귀시키기 위해 상기 복귀수단(6,7)에 필요한 시간이 최대 400ms이고, 바람직하게는 300ms인 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
7. 제1항에 있어서, 상기 복귀수단이 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
8. 제1항에 있어서, 상기 포지셔닝 수단이,
   한쪽 프레임부에 있는 V형의 좁은 홈을 갖는 블록(8;10); 및
   다른쪽 프레임부에 있고, 상기 블록과 작용하는 돌기(9,11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
9. 제1항에 있어서, 하부 프레임부(2)의 복귀수단(6,7)에 의해 상부 프레임부(4)에 대한 정지위치로 움직이는 동안 생기는 충격을 완화시키는 댐핑수단(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
10. 제7항에 있어서, 상기 댐핑수단이 경도 (90±20) 쇼어(A)의 고무와 같은 탄성재질로 이루어진 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
11. 제1항에 있어서, 제1 자유도에서 최대 25도, 바람직하게는 20도로 각도위치를 정하기 위한 제1 바운딩 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
12. 제1항에 있어서, 제2 자유도에서 최대 ±50도, 바람직하게는 ±40도로 각도위치를 정하기 위한 제2 바운딩 수단(15,17;16,18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클랩스케이트용 프레임.
    

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