KR20110075299A

KR20110075299A - 자전거용 크랭크암의 제조방법, 이에 의하여 제조된 자전거용 크랭크암

Info

Publication number: KR20110075299A
Application number: KR1020090131715A
Authority: KR
Inventors: 우병선
Original assignee: 우병선
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-06

Abstract

본 발명은 자전거의 페달에 결합되는 자전거용 크랭크암의 제조방법, 이에 의하여 제조된 자전거용 크랭크에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자전거용 크랭크암의 제조방법은, 소정의 두께를 갖는 금속판재를 압출하여 길이방향으로 중공부를 갖는 크랭크암 로드부와, 상기 크랭크암 로드부에 비하여 작은 두께를 가지고 상기 중공부의 길이방향의 가로방향을 따라 양측으로 연장되는 가공부를 갖는 크랭크암 모체를 형성하는 단계와; 상기 크랭크암 모체로부터 상기 중공부의 길이방향을 따라 상기 가공부의 일 영역을 절삭 가공하는 단계와; 상기 절삭된 영역을 기준으로 상기 절삭 가공된 크랭크암 모체의 크랭크암 로드부를 밴딩 가공하는 단계와; 상기 밴딩 가공된 크랭크암 모체에서 상기 중공부가 폐쇄되도록 상기 크랭크암 로드부의 양단부 영역을 프레싱 가공하는 단계와; 상기 프레싱 가공된 크랭크암 모체를 완성된 크랭크암으로 세부 절삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 자전거의 크랭크암이 강성을 유지하면서도 경량화할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

자전거, 중공, 크랭크암

Description

자전거용 크랭크암의 제조방법, 이에 의하여 제조된 자전거용 크랭크암{Manufacturing method for bicycle crank arm, bicycle crank arm which is manufactured with the manufacturing method}

본 발명은 자전거용 크랭크암의 제조방법, 이에 의하여 제조된 자전거용 크랭크암에 관한 것으로, 구체적으로는 크랭크암의 내부를 중공화시켜 제품을 경량화할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있는 자전거용 크랭크암의 제조방법, 이에 의하여 제조된 자전거용 크랭크암에 관한 것이다.

일반적으로 자전거용 크랭크암은 자전거의 좌우측에 한 쌍이 마련되어 페달의 회전력을 체인이 감겨 있는 카세트 스프로킷으로 전달하는 자전거의 구성이다.

이러한 자전거는 사람의 힘으로 움직이기 때문에 경량의 구조를 가져야 하고 안전을 위해서 강성의 구조도 가져야 한다.

그러나 자전거의 부품을 구성하는 종래의 크랭크암은 내부가 꽉 찬 중실구조의 금속판재 또는 금속 바아를 가공하여 제조하였다. 이러한 중실구조의 크랭크는 무게가 무거워 자전거 전체의 무게가 증가하는 원인이 되어 자전거를 구동하기 위해 큰 힘이 드는 문제점이 있고, 또한 굽힘 강성이 크지 않기 때문에 부품의 쉽게 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 자전거 크랭크 암이 강성을 유지하면서도 경량화할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있는 자전거용 크랭크암의 제조방법 및 이에 의한 크랭크암을 제공하는 것이다.

상기 해결하고자 하는 과제는, 본 발명에 따라, 자전거의 페달이 결합되는 자전거용 크랭크암의 제조방법에 있어서, 소정의 두께를 갖는 금속판재를 압출하여 길이방향으로 중공부를 갖는 크랭크암 로드부와, 상기 크랭크암 로드부에 비하여 작은 두께를 가지고 상기 중공부의 길이방향의 가로방향을 따라 양측으로 연장되는 가공부를 갖는 크랭크암 모체를 형성하는 단계와; 상기 크랭크암 모체로부터 상기 중공부의 길이방향을 따라 상기 가공부의 일 영역을 절삭 가공하는 단계와; 상기 절삭된 영역을 기준으로 상기 절삭 가공된 크랭크암 모체의 크랭크암 로드부를 밴딩 가공하는 단계와; 상기 밴딩 가공된 크랭크암 모체에서 상기 중공부가 폐쇄되도록 상기 크랭크암 로드부의 양단부 영역을 프레싱 가공하는 단계와; 상기 프레싱 가공된 크랭크암 모체를 완성된 크랭크암으로 세부 절삭 가공하는 단계를 포함하는 것에 의하여 달성된다.

상기 세부 절삭 가공하는 단계는, 상기 크랭크암 로드부의 일단 영역에 상기 페달과 결합되는 페달 결합공을 절삭 가공하는 단계와; 상기 크랭크암 로드부의 타단 영역에 스핀들과 결합되는 스핀들 결합공을 절삭 가공하는 단계와; 상기 절삭 가공하는 단계에서 절삭되지 않은 상기 스핀들 결합공 주위의 가공부를 체인휠과 결합되는 체인휠 결합부로 절삭 가공하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 자전거용 크랭크암의 재질은 알루미늄을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 해결하고자 하는 다른 과제는, 본 발명에 따라, 전술한 자전거용 크랭크암의 제조방법에 따라 제조된 자전거용 크랭크암에 의하여 달성된다.

본 발명에 의하면, 내부를 중공으로 형성함으로써 제품을 강성이 증가하면서도 경량화시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 종래에 비하여 적은 중량의 재료를 사용함으로써 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거(1)를 도시한 측면도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거용 크랭크암(100) 및 주변 구성을 도시한 사시도, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거용 크 랭크암(100)의 제조방법에 의해 자전거용 크랭크암(100)을 제조하는 과정을 도시한 도면들, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거용 크랭크암(100)의 제조방법을 순차적으로 도식화한 제조 공정도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자전거용 크랭크암(100)은 자전거(1)의 좌우측에 한 쌍이 마련된다. 자전거용 크랭크암(100)은 일단부에 페달(10)이 결합되어 있으며, 타단에 한 쌍의 크랭크암(100)을 연결하는 스핀들(20) 및 체인휠(30)이 결합되어 있다. 본 실시예에 따른 자전거용 크랭크암(100)의 구조에 대하여는 자전거용 크랭크암(100)의 제조방법의 설명에 반영하여 설명하기로 한다.

한편, 본 실시예에 따른 자전거(1)는 크랭크암(100) 이외의 다른 구성들이 공지된 일반 자전거와 동일한 구성을 가지므로 크랭크암(100)을 제외한 다른 구성들에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 3a 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자전거용 크랭크암의 제조방법은 소정의 두께를 갖는 금속판재를 압출하여 길이방향으로 중공부를 갖는 크랭크암 로드부와, 크랭크암 로드부에 비하여 작은 두께를 가지고 중공부의 길이방향의 가로방향을 따라 양측으로 연장되는 가공부를 갖는 금속 재질의 크랭크암 모체를 형성하는 단계와; 크랭크암 모체로부터 중공부의 길이방향을 따라 가공부의 일 영역을 절삭 가공하는 단계와; 절삭된 영역을 기준으로 절삭 가공된 크랭크암 모체의 크랭크암 로드부를 밴딩 가공하는 단계와; 밴딩 가공된 크랭크암 모체에서 중공부가 폐쇄되도록 크랭크암 로드부의 양단부 영역을 프레싱 가공하는 단계와; 프레싱 가공된 크랭크암 모체를 완성된 크랭크암으로 세부 절삭 가공하는 단계;를 포함한다.

이하에서는 본 실시예에 따른 자전거용 크랭크암(100)의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.

먼저, 도 3a 및 도 4를 참조하여 S1 단계를 상세히 설명한다.

소정의 두께를 갖는 금속판재(100a)를 준비한다. 금속 판재(100a)의 두께는 일정한 것을 준비한다. 여기서, 금속판재(100a)의 재질은 알루미늄을 포함하는 합금인 것이 바람직하다. 한편, 금속판재(100a)의 재질은 스테인레스, 강철을 포함하는 합금일 수 있다.

다음, 도 3b 및 도 4를 참조하여 S2 단계를 상세히 설명한다.

준비된 금속판재(도 3a의 100a)을 길이방향을 따라 폭방향의 중심영역에 중공부(115)를 형성하도록 압출 성형한다. 그러면, 길이방향으로 중공부(115)를 갖는 크랭크암 로드부(110b)와, 크랭크암 로드부(110b)의 폭방향으로 양측에 크랭크암 로드부(110b)에 비하여 작은 두께를 가지고 연장되는 형상의 가공부(140b)를 갖는 압출된 크랭크암 모체(100b)가 형성된다.

다음, 도 3c 및 도 4를 참조하여 S3단계를 상세히 설명한다.

압출 가공된 크랭크암 모체(도 3b의 100b)로부터 길이방향을 따라 가공부의 일 영역을 절삭 가공한다. 다시 설명하면, 후술하는 바와 같이 길이방향으로 가공부(140b)의 타측에 체인휠 결합부(140)를 가공할 영역을 남겨둔 채 일측을 절삭 가공하는 것이다. 한편, 도 3c를 기준으로 크랭크암 로드부(110c)의 상부 영역도 절 삭 가공된다. 여기서, 후술하는 페달 결합공(도 3f의 120)이 형성될 크랭크암 로드부(110c)의 일단영역을 제외한 영역을 절삭 가공한다.

다음, 도 3d 및 도 4를 참조하여 S4단계를 상세히 설명한다.

상기 절삭 가공된 크랭크암 모체(도 3c의 100c)의 크랭크암 로드부(110d)를 밴딩(절곡) 가공한다. 크랭크암 로드부(110d)의 밴딩 영역(A 영역)은 S3 단계에서 가공부(140d)가 절삭된 단부 영역이다. 여기서, 크랭크암 로드부(110d)는 가공부(140d)의 판면으로부터 멀어지는 방향으로 형틀을 이용하여 밴딩 가공된다.

다음, 도 3e 및 도 4를 참조하여 S5단계를 상세히 설명한다.

상기 밴딩 가공된 크랭크암 모체(도 3d의 100d)에서 중공부(115)가 폐쇄되도록 크랭크암 로드부(110e)의 양단부 영역(B, C 영역)을 프레싱 가공한다. 다시 설명하면, 크랭크암 로드부(110e)의 중공부(115)의 양측 개구가 폐쇄되도록 크랭크암 로드부(110e)의 양 단부 영역(B, C 영역) 두께 방향으로 프레싱 가공한다. 크랭크암 로드부(110e)의 프레싱된 양 단부 영역(B, C 영역)에는 후술하는 바와 같이, 페달 결합공(도 3f의 120) 및 스핀들 결합공(도 3f의 130)이 형성된다.

다음, 도 3f 및 도 4를 참조하여 S6단계를 상세히 설명한다.

S6 단계는 상기 프레싱 가공된 크랭크암 모체(도 3e의 100e)를 완성된 자전거용 크랭크암(100)으로 세부 절삭 가공하는 단계이다. 이러한 S6단계는 페달 결합공(120)을 절삭 가공하는 단계(S7)와; 스핀들 결합공(130)을 절삭 가공하는 단계(S8)와; 체인휠 결합부(140)를 절삭 가공하는 단계(S9)를 포함한다.

S7 단계는 상기 프레싱 가공된 크랭크암 모체(100e)의 크랭크암 로드 부(110e)의 일단 영역에 페달(10)과 결합되는 페달 결합공(120)을 절삭 가공하는 단계이다. 본 단계에서 형성되는 페달 결합공(120)은 페달(10)의 회전축이 삽입 결합되어 회동하도록 지지한다. 페달 결합공(120)에는 페달(10)의 회전축의 회전이 원할이 이루어지도록 부싱(125)이 결합될 수 있다.

S8 단계는 크랭크암 로드부(110)의 타단 영역에 스핀들 결합공(130)을 절삭 가공하는 단계이다. 본 단계에서 형성되는 스핀들 결합공(130)은 본 실시예에 따른 자전거용 크랭크암(100)의 회전축이 되는 스핀들(20)이 삽입 결합된다. 스핀들(20)은 상호 대향배치되는 한 쌍의 자전거용 크랭크암(100)을 상호 연결하는 축의 기능을 한다.

스핀들 결합공(130)은 스핀들(20)과 함께 회전하도록 축선 방향의 가로방향으로 비원형상의 단면을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다. 다시 설명하면, 스핀들 결합공(130)은 비원 형상의 내주면을 갖는다. 여기서, 스핀들(20)의 단면 형상도 스핀들 결합공(130)의 형상에 대응되게 마련되어 상호 끼움 결합 가능하게 마련되다. 이에, 상호 대향배치되는 한 쌍의 자전거용 크랭크암(100)이 동시에 회전할 수 있게 된다. 한편, 스핀들 결합공(130)에도 스핀들(20)의 회전을 원활하게 위해 부싱(135)이끼워질 수 있다.

마지막으로, S9단계는 상기 절삭 가공하는 단계(S3)에서 절삭되지 않은 스핀들 결합공(130) 주위의 가공부(140e)를 체인휠(30)과 결합되는 체인휠 결합부(140)로 절삭 가공하는 단계이다. 체인휠(30)은 복수의 치형을 갖는 스프로킷으로 마련되며, 치형에는 체인(40)이 결합되어 있다. 이러한 체인휠(30)은 본 실시예에 따 른 자전거용 크랭크암(100)의 회전력을 체인의 이동력으로 전달하는 구성이다.

체인휠 결합부(140)는 크랭크암 로드부(110)의 회전력을 체인휠(30)의 회전력으로 전달하도록 마련된다. 체인휠 결합부(140)는 스핀들 결합공(130)의 주변을 따라 복수개가 마련된다. 각 체인휠 결합부(140)에는 체인휠(30)에 볼트 결합되도록 볼트 결합공(145)이 형성되어 있다.

이상에서 설명한 S6 단계, S7단계 및 S8 단계는 나열된 순서와 무관하게 무작위적으로 수행될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 크랭크암(100)의 내부를 중실구조로 제조하던 종래에 비하여 크랭크암(100)의 내부를 중공구조로 형성함으로써 제품을 경량화시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 종래에 비하여 적은 중량의 재료를 사용함으로써 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거를 도시한 측면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거용 크랭크암 및 주변 구성을 사시도,

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거용 크랭크암의 제조방법에 의해 자전거용 크랭크암을 제조하는 과정을 도시한 도면들,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자전거용 크랭크암의 제조방법을 순차적으로 도식화한 제조 공정도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 자전거 10 : 페달

20 : 스핀들 30 : 체인휠

40 : 체인 100 : 크랭크암

110 : 크랭크암 로드부 120 : 페달 결합공

130 : 스핀들 결합공 140 : 체인휠 결합부

145 :　볼트 결합공

Claims

자전거의 페달이 결합되는 자전거용 크랭크암의 제조방법에 있어서,

일정의 두께를 갖는 금속판재를 압출하여 길이방향으로 중공부를 갖는 크랭크암 로드부와, 상기 크랭크암 로드부에 비하여 작은 두께를 가지고 상기 중공부의 길이방향의 가로방향을 따라 양측으로 연장되는 가공부를 갖는 크랭크암 모체를 형성하는 단계와;

상기 크랭크암 모체로부터 상기 중공부의 길이방향을 따라 상기 가공부의 일 영역을 절삭 가공하는 단계와;

상기 절삭된 영역을 기준으로 상기 절삭 가공된 크랭크암 모체의 크랭크암 로드부를 밴딩 가공하는 단계와;

상기 밴딩 가공된 크랭크암 모체에서 상기 중공부가 폐쇄되도록 상기 크랭크암 로드부의 양단부 영역을 프레싱 가공하는 단계와;

상기 프레싱 가공된 크랭크암 모체를 완성된 크랭크암으로 세부 절삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 세부 절삭 가공하는 단계는,

상기 크랭크암 로드부의 일단 영역에 상기 페달과 결합되는 페달 결합공을 절삭 가공하는 단계와;

상기 크랭크암 로드부의 타단 영역에 스핀들과 결합되는 스핀들 결합공을 절삭 가공하는 단계와;

상기 절삭 가공하는 단계에서 절삭되지 않은 상기 스핀들 결합공 주위의 가공부를 체인휠과 결합되는 체인휠 결합부로 절삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 자전거용 크랭크암의 재질은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 크랭크암의 제조방법.
자전거용 크랭크암에 있어서,

상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 중공부를 갖는 크랭크암 로드부를 구비한 자전거용 크랭크암의 제조방법에 따라 제조된 자전거용 크랭크암.