KR20110000725U - 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거 - Google Patents

Abstract

본 고안은 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거에 관한 것으로, 본 고안의 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거에 따르면, 전륜이 연결되는 전방프레임; 후륜이 연결되는 후방프레임; 상기 전방프레임의 후방과 상기 후방프레임의 전방을 회동 가능하게 연결하는 힌지부; 상기 전방프레임과 상기 후방프레임 사이에 배치되어, 상기 전방프레임과 상기 후방프레임의 회동시 충격을 흡수하는 완충부; 상기 힌지부를 관통하는 축에 연결되어 상기 후륜을 회전시키는 페달부를 포함한다.

Description

프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거{Bicycle having integrated hinge structure}

본 고안은 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거에 관한 것이다.

일반적으로, 자전거는 사람의 힘으로 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 등이 구성되는 구조로 되어 있다.

또한, 안장은 마름모꼴 형태의 상기 프레임 중간 부위를 지나는 지주 상단에 결합되어 있고, 상기 프레임의 전방 모서리 부위에는 전륜 포크가 회동 가능한 상태로 결합되는 헤드튜브가 결합되어 있으며, 상기 프레임의 후방 부위는 후륜이 회동 가능한 상태로 끼워져 결합되는 후륜 포크로 형성되어 있다.

이와 같은 종래의 자전거의 전륜 및 후륜은 노면으로부터의 충격력이 흡수 완화되도록, 공기의 주입이 가능한 구조로 되어 있으며, 이러한 충격력의 흡수 완화 상태를 증대시키기 위하여 안장의 지주에 쇽업소버를 결합시키고 있다. 또한, 쇽업소버는 안장의 지주와 후륜포크 사이에 브라켓으로 결합되어 전후 방향의 충격 흡수가 가능하도록 구성하고 있다.

그러나, 이러한 형태의 자전거는 쇽업소버가 충격을 일부 흡수하더라도 자전거 프레임이 상하 회동하지 않는 구조로 되어 있어, 쇽업소버에만 충격 흡수를 의존해야 하므로, 충격 흡수가 잘 이루어지지 않아, 운전자가 운전중에 지속적으로 승차감이 좋지 못한 결과를 초래하였다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 고안에 따르면, 자전거 프레임에 일체로 구성된 힌지 구조에 의해 프레임이 상하로 회동 가능하도록 마련된 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거를 제공하는 데 목적이 있다.

본 고안의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거에 따르면, 전륜이 연결되는 전방프레임; 후륜이 연결되는 후방프레임; 상기 전방프레임의 후방과 상기 후방프레임의 전방을 회동 가능하게 연결하는 힌지부; 상기 전방프레임과 상기 후방프레임 사이에 배치되어, 상기 전방프레임과 상기 후방프레임의 회동시 충격을 흡수하는 완충부; 상기 힌지부를 관통하는 축에 연결되어 상기 후륜을 회전시키는 페달부를 포함한다.

본 고안에 따르면, 자전거 프레임 내부에 완충부가 구비되어, 자전거 프레임의 상하 회동으로 일부 충격을 흡수하고, 완충부가 일부 충격을 분담하여 흡수하도록 구성되어 충격, 진동에 대한 대처가 좋으며, 그에 따라 운전자의 승차감을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거의 측면도이다.
도 2는 도 1의 전방프레임 및 후방프레임 일부의 종단면도이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거의 측면도이다.
도 4는 도 3의 전방프레임 및 후방프레임의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 완충부가 마련된 전방프레임 및 후방프레임 일부의 종단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거의 측면도이며, 도 2는 도 1의 전방프레임 및 후방프레임의 일부 종단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면,

본 고안의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 힌지 구조를 갖는 자전거(1)는 전방프레임(10)과 후방프레임(20)이 마련되어 있고, 전방프레임(10)의 전방 상면에는 전륜(50)이 연결되는 핸들부가 고정된다.

또한, 후방프레임(20)의 후방에는 후륜(60)이 연결되며, 후방프레임(20)의 전방은 전방프레임(10)의 후방에 힌지 가능하게 연결되는 힌지부(11a)를 구성한다.

페달(70)과 크랭크(80)로 구성되는 페달부는, 전방프레임(10)과 후방프레임(20)의 힌지부(11a)를 관통하도록 연결되는 힌지축(81)에 회전 가능하도록 마련되어 후륜(60)을 회전시키며, 전방프레임(10)과 후방프레임(20) 사이에는 완충부(40)가 배치된다.

전방프레임(10)과 후방프레임(20)은 각각 서로 대칭인 한 쌍의 사각 형태의 모노코크 프레임으로 구성되며, 한 쌍의 전방프레임(10a, 10b)에 마련된 체결부(13a,13b)를 통하여 고정핀, 리벳, 볼트 등과 같은 체결부재로 결합된다. 또한, 한 쌍의 후방프레임(20a, 20b)도 결합부(26a,26b)를 통하여 체결부재가 체결될 수 있다.

여기에서, 모노코크 프레임(Monocoque Frame)은 일반적으로 자전거 프레임이 여러 개의 파이프를 용접하여 마름모꼴의 형태로 제작되는 것이 비해, 안장부를 중심으로 전방과 후방의 프레임으로 나눠, 각각 일체로 조립형으로 제작하는 프레임을 의미한다. 이 모노코크 프레임은 내부에 빈 공간을 형성하도록 다이캐스팅 공법으로 제조할 수 있다.

전방프레임(10)과 후방프레임(20)의 결합 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 후방프레임(20a, 20b)이 먼저 결합된 다음 한 쌍의 전방프레임(10a, 10b)이 결합되는 방법에 의해, 전방프레임(10)의 후방이 후방프레임(20)의 전방을 감싸도록 상호 결합된다.

핸들부는 포크부(31)와 핸들(30)로 구성되어, 전방프레임(10)의 전방에 포크부(31)가 관통하여 고정된다.

포크부(31)의 상부에는 핸들(30)이 고정되며, 하부에 전륜(50)이 고정된다. 이때, 고정된 핸들(30)의 좌우 움직임에 따라 포크부(31)가 핸들(30)과 함께 좌우 회동이 가능하도록 마련된다.

전방프레임(10)의 후방 상측에는 안장부가 연결된다. 안장부는 안장(90)과 안장(90)이 결합되는 시트포스트(91)로 구성될 수 있으며, 이때, 전방프레임(10)의 후방 상측에는 시트포스트(91)가 삽입되는 지지부(15a,15b)가 마련되어 있다.

전방프레임(10)의 후방 하단에는 원호 형상의 원호부(11)가 마련되며, 이 원호부(11)의 내측에는 가이드홈(12)이 형성되어 힌지 결합되는 후방프레임(20) 전방의 상하 회동이 자유롭도록 가이드한다.

또한, 후방프레임(20a)의 전방 외측에는 전방프레임(10a)과 힌지 결합시 가이드홈(12)에 대응하는 위치에 가이드레일(23a)이 형성되어 힌지부(11a)의 회동을 가이드한다. 마찬가지로, 우측 방향에 위치하는 후방프레임(20b)의 전방 외측에도 가이드레일이 형성되어 힌지부(11a)의 회동을 가이드하는 것이 바람직하다.

원호부(11)의 중앙에는 관통홀(16a)이 형성되어 있고, 이 관통홀(16a)의 둘레를 따라 플랜지부(17)가 돌출 형성된다.

후방프레임(20)의 한 쌍 중 자전거(1)의 우측 방향에 위치하는 후방프레임(20b)의 전방에는 전방프레임(10)과 결합시 관통홀(16b)에 대응하는 위치에 통공(22)이 형성된 링부(21)가 마련되어 있다.

나아가, 관통홀(16b)에 비해 통공(22)의 반경이 크도록 마련되는 것이 바람직한데, 이때, 관통홀(16b)의 둘레를 따라 형성된 플랜지부(17)의 외주면과 통공(22) 사이에는, 구멍이 형성된 원통 형상의 부시(100)가 끼워져 고정되도록 한다. 부시(100)는 전방프레임(10)과 후방프레임(20)이 회동시에 힌지축(81)의 슬라이딩을 용이하게 한다. 부시(100)는 예컨데, 저망간강(Ducol Steel) 재질로 구성되며, 미끄럼면에 윤활코팅이 된 DU 부시(du dry bush)를 사용할 수 있다.

완충부(200)는 토션 스프링으로 구성되어, 후방프레임(20)의 링부(21) 바깥 둘레를 따라 고정되도록 결합될 수 있다. 또한, 완충부(200)의 다리 부분은 전방프레임(10b)에 일단이 고정되고, 후방프레임(20)에 타단이 고정될 수 있다.

이때, 외부로부터 충격이 자전거(1)에 전달되면, 링부(21)에 끼워진 완충부(200)가 충격의 일부를 흡수하고, 나머지 일부는 힌지부(11a)가 상하 회동하여 흡수함에 따라 운전자에게 안정적인 승차감을 제공한다.

도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거의 측면도이며, 도 4는 도 3의 전방프레임 및 후방프레임의 분해 사시도이며, 도 5는 본 고안의 도 3의 완충부가 마련된 전방프레임 및 후방프레임 일부의 종단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면,

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 자전거(1)의 완충부(40)는 코일 스프링으로 구성되어, 전방프레임(10)의 외측에 돌출 형성된 고정부(14a,14b)에 일측이 볼트와 너트와 같은 체결부재로 고정 결합되며, 완충부(40)의 타측은 후방프레임(20)의 고정부(14a,14b)를 마주보는 위치에 돌출 형성된 연결부(25)에 체결부재로 고정 결합된다.

완충부(40)는 자전거(1)가 외부로부터 받는 충격을 흡수하는데, 이 충격의 일부는 전방프레임(10)과 후방프레임(20)에 전달되어 힌지 결합된 전방프레임(10)과 후방프레임(20)의 힌지부(11a)가 상하로 회동함으로써, 흡수될 수 있다.

한편, 본 고안의 자전거(1)는 전기 모터 구동식 전기 자전거가 될 수 있으며, 이때 전기 모터 구동을 위한 배터리 매니지먼트 시스템 또는 배터리(미도시)가 전방프레임(10)의 내부의 빈 공간에 삽입되어 장착될 수 있다. 또한, 본 고안의 자전거(1)가 일반 주행용 자전거로 구성될 시에는 전방프레임(10) 내부의 빈 공간을 수납 공간으로 활용할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

1 : 자전거 10, 10a, 10b : 전방프레임
11 : 원호부 11a : 힌지부
12 : 가이드홈 13a, 13b : 체결부
14a, 14b : 고정부 15a, 15b : 지지부
16a, 16b : 관통홀 17 : 플랜지부
20, 20a, 20b : 후방프레임 21 : 링부
22 : 통공 23a : 가이드레일
25 : 연결부 26a, 26b : 결합부
30 : 핸들 31 : 포크부
40, 200 : 완충부 50 : 전륜
60 : 후륜 70 : 페달
80 : 크랭크 81 : 힌지축
90 : 안장 91 : 시트포스트
100 : 부시

Claims (6)

1. 전륜이 연결되는 전방프레임;
   후륜이 연결되는 후방프레임;
   상기 전방프레임의 후방과 상기 후방프레임의 전방을 회동 가능하게 연결하는 힌지부;
   상기 전방프레임과 상기 후방프레임 사이에 배치되어, 상기 전방프레임과 상기 후방프레임의 회동시 충격을 흡수하는 완충부; 및
   상기 힌지부를 관통하는 축에 연결되어 상기 후륜을 회전시키는 페달부를 포함하는 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 전방프레임의 후방에는, 원호 형상의 원호부와, 상기 원호부의 둘레를 따라 상기 후방프레임의 회동을 가이드하는 가이드부가 각각 마련되어 있고,
   상기 후방프레임의 전방에는, 상기 가이드부와 대응하는 위치에 마련되어 상기 가이드부를 따라 가이드되는 가이드레일이 마련되어 있는, 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 전방프레임의 후방 일측에는 고정부가 마련되어 있고,
   상기 전방프레임과 마주보는 상기 후방프레임의 전방 일측에는 연결부가 마련되어 있으며,
   상기 완충부는 코일 스프링으로 구성되어, 일측이 상기 고정부에 고정되고, 타측은 상기 연결부에 연결되는, 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거.
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 완충부는 토션 스프링으로 구성되어, 상기 전방프레임과 상기 후방프레임이 연결되는 상기 축에 연결되는, 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거.
5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 전방프레임과 상기 후방프레임이 연결되는 상기 축의 외주면에 마련되어 상기 힌지부의 회동을 용이하도록 하는 부시를 더 포함하는 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거.
6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 전방프레임에는, 전방 상면에 조향을 위한 핸들부가 연결되고, 후방 상면에 탑승을 위한 안장부가 연결되는 프레임 일체형 힌지 구조를 구비한 자전거.

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