KR20140140299A - 자전거 프레임 및 이를 포함하는 자전거 - Google Patents

Abstract

본 자전거 프레임을 이용하여 자전거를 제조한 경우, 자전거를 접었을 때 전방 및 후방 바퀴가 동일한 회전축 상에서 회전되도록 배치 및 고정할 수 있으며, 접힌 상태에서도 양 바퀴의 구동이 가능하므로 운반이 보다 용이한 이점이 있다.

Description

자전거 프레임 및 이를 포함하는 자전거{FRAME FOR BICYCLE, AND BICYCLE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 자전거 프레임 및 이를 포함하는 자전거에 관한 것으로서, 더 자세하게는 접이식으로 구성되어 보관 및 운반이 용이한 자전거 프레임 및 이를 포함하는 자전거에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 앞바퀴가 조향용으로 그리고 뒤바퀴가 구동식으로 구성되어, 운행하는 사람의 힘을 크랭크 기구를 통해 회전운동으로 바꾸어 체인을 통해 뒷바퀴에 전달하는 방식으로 구성된다. 최근 환경문제가 대두되면서, 화석연료를 사용하는 교통수단 대신에 오염물질을 전혀 배출하지 않는 자전거를 사용하는 추세가 점차 확산되고 있다.

이러한 자전거의 긍정적인 측면에도 불구하고, 대도시의 주거형태가 주로 아파트와 같은 집단 거주형태이기 때문에 운반 및 보관이 용이하지 않은 문제가 있다. 특히, 고층 아파트에 거주하는 사람은 엘리베이터 등을 이용하게 되는데, 일반적인 자전거는 부피가 커서 엘리베이터로 운반하기 어려운 불편함이 자주 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근 접이식 자전거가 널리 이용되고 있다. 그러나, 종래의 접이식 자전거는 차량의 트렁크에 적재하기 편리하도록 단순히 조립식으로 구성되어 부피를 줄이는 방향으로만 설계된 단점이 있다. 즉, 종래의 접이식 자전거는 공간절약을 위해 부피를 일정 수준까지 줄이고는 있지만, 접은 상태에서는 이용자가 직접 들어서 운반해야 하는 불편함이 있다. 즉, 이용자가 자전거를 접은 상태에서는 여전히 운반이 곤란하다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래의 자전거의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 자전거를 구성하는 프레임이 접이식으로 설계되고, 또한 프레임을 접은 상태에서 양 바퀴의 구동을 이용하여 운반이 가능한 자전거 프레임 및 이를 포함하는 자전거를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 프레임을 접은 상태에서 고정이 가능하도록 설계되어 접은 상태에서의 운반이 더욱 편리한 자전거 프레임 및 이를 포함하는 자전거를 제공한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 아니한 또 다른 목적들은 아래의 설명으로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 자전거 프레임은, 전방바퀴가 회동 가능하게 설치되는 서로 대향하는 한쌍의 전방포오크와, 일단이 상기 한쌍의 전방포오크와 연결되고 타단에 핸들바가 설치된 핸들포스트와, 일단에 상기 핸들포스트의 일부가 자유롭게 회동되도록 삽입된 헤드튜브; 및 타단에 서로 대향하게 배치된 제1 및 제2 힌지튜브를 구비한 힌지플레이트;가 형성된 전방프레임과, 일단에 크랭크튜브가 형성된 시트튜브와, 일단이 상기 시트튜브에 삽입되어 고정되고 타단에 시트가 설치된 시트포스트와, 상기 시트튜브에 각각 고정되고 후방바퀴가 회동 가능하게 설치되는 서로 대향하는 한쌍의 후방포오크와, 상기 시트튜브에 고정되고 상기 제1 힌지튜브에 삽입되는 고정축의 양단을 지지하는 한쌍의 고정축 지지대와, 상기 시트튜브에 고정되고 상기 제2 힌지튜브에 삽입되는 분리축의 양단을 지지하는 한쌍의 분리축 지지대를 포함하고, 상기 제1 및 제2 힌지튜브는 상기 전방바퀴 및 상기 후방바퀴 각각의 회전축을 연결하는 가상의 축간 연장선에 대하여 수직하게 배치되고, 상기 고정축은 그 양단이 상기 한쌍의 고정축 지지대에 의해 고정되고, 상기 분리축은 상기 한쌍의 분리축 지지대 및 상기 제2 힌지튜브에 삽입되어 고정 또는 분리 가능하게 설치되며, 상기 고정축을 중심으로 상기 전방프레임을 회동시켰을 때 상기 전방바퀴의 회전축 및 상기 후방바퀴의 회전축이 동일선상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 자전거 프레임의 상기 분리축은, 길이방향으로 긴 축봉; 및 상기 축봉의 일단에 형성된 클램프;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자전거 프레임은, 상기 한쌍의 전방포오크 중 어느 하나에 형성된 제1 분리축 체결구 및 상기 한쌍의 후방포오크 중 어느 하나에 형성된 제2 분리축 체결구를 더 포함할 수 있다. 그리하여, 상기 고정축을 중심으로 상기 전방프레임을 회동시켰을 때 상기 제1 분리축 체결구 및 상기 제2 분리축 체결구가 동일선상에 배치되어, 상기 분리축이 상기 제1 및 제2 분리축 체결구에 동시에 삽입 및 고정될 수 있다.

나아가, 본 발명은 상술한 자전거 프레임을 포함하는 자전거를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자전거 프레임은 접힘 구조 및 방식이 매우 간단하므로, 성인이 아니더라도 누구나 쉽게 자전거를 접거나 펼칠 수 있다. 또한, 본 자전거 프레임을 이용하여 자전거를 제조한 경우, 자전거를 접었을 때 전방 및 후방 바퀴가 동일한 회전축 상에서 회전되도록 배치 및 고정할 수 있으며, 접힌 상태에서도 양 바퀴의 구동이 가능하므로 운반이 보다 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자전거 프레임을 이용하여 제조된 자전거의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자전거에서 전방프레임의 회동 구조를 설명하는 부분확대도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 자전거에서 분리축을 탈거하는 상태를 설명하는 도면들이고, 도 6 및 도 7은 분리축을 이용하여 자전거를 접은 상태에서 견고하게 고정하는 상태를 설명하는 도면들이다.
도 8은 본 발명에 따른 자전거를 접은 상태를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 자전거를 접은 상태에서 사용자가 운반하는 상태를 도시한 예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자전거 프레임 및 이를 포함하는 자전거의 바람직한 실시예들을 자세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흩트릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 전방프레임(100)의 일단에는 헤드튜브(120)가 형성되어 있고, 그 타단에는 힌지플레이트(140)가 형성되어 있다. 여기서, 헤드튜브(120)는 전방프레임(100) 본체에 대해 일정한 경사각을 갖도록 형성되어 있는데, 이 경사각(즉, 카스터각)에 따라 노면에 마찰하는 전방바퀴(300)의 복원력, 안정성, 조향성이 좌우된다. 헤드튜브(120)는 중공의 관 형상으로 형성되며, 여기에는 핸들포스트(200)의 일부가 삽입되어 자유롭게 회동될 수 있게 설치된다.

헤드튜브(120)를 경유하여 돌출된 핸들포스트(200)의 일단에는 전방바퀴(300)가 회동 가능하게 설치되는 한쌍의 전방포오크(220)가 연결 및 고정된다. 한쌍의 전방포오크(220)는 서로 대향하게 배치되며, 이들 전방포오크(220)의 일단에 형성된 축공(미도시)에 전방바퀴(300)의 허브(310)가 설치된다. 그리하여, 핸들포스트(200)의 타단에 형성된 핸들바(210) 및 그립(214)을 통해 탑승자가 조향하는 방향으로 전방바퀴(300)가 조향될 수 있다.

한편, 전방프레임(100)의 타단에는 서로 대향하게 배치된 한쌍의 힌지튜브(141, 142)를 구비한 힌지플레이트(140)가 설치된다. 힌지플레이트(140)의 양측에 서로 대향하게 배치된 제1 및 제2 힌지튜브(141, 142) 각각은 그 내부가 중공인 튜브 형상을 갖는다. 제1 및 제2 힌지튜브(141, 142)에는 각각 고정축(710) 및 분리축(720)이 삽입될 수 있다.

또한, 제1 힌지튜브(141)의 양단은 두개의 고정축 지지대(712, 714) 사이에 끼워진다. 각각의 고정축 지지대(712, 714)의 일단에는 고정축 삽입구(716)가 마련되어, 고정축(710)이 두개의 고정축 삽입구(716) 및 그 사이에 개재된 제1 힌지튜브(141)를 관통하여 삽입 및 고정된다. 그리고, 각각의 고정축 지지대(712, 714)는 시트튜브(400)에 고정되어 있다.

마찬가지로, 제2 힌지튜브(142)의 양단은 두개의 분리축 지지대(722, 724) 사이에 끼워진다. 각각의 분리축 지지대(722, 724)의 일단에는 분리축 삽입구(726)이 마련되어, 분리축(720)이 두개의 분리축 삽입구(726) 및 그 사이에 개재된 제2 힌지튜브(142)를 관통하여 삽입 및 고정될 수 있다. 여기서, 분리축(720)은, 예컨대 도 5에서 보듯이, 길이방향으로 긴 축봉(720a) 및 이 축봉(720a)의 일단에 형성된 클램프(720b)를 포함하여 구성될 수 있다. 분리축(720)은 자전거를 탈 때에는 각각의 분리축 지지대(722, 724)의 일단에 형성된 분리축 삽입구(726) 및 제2 힌지튜브(142)에 삽입 고정되고, 또 자전거를 접을 때에는 이로부터 분리될 수 있다. 즉, 사용자는 클램프(720b)를 이용하여 축봉(720a)을 제2 힌지튜브(142) 및 분리축 삽입구(726)로부터 탈거할 수 있다. 그리고, 분리축 지지대(722, 724)는 시트튜브(400)에 고정되어 있다.

다음으로, 시트튜브(400)는 그 일단에 크랭크튜브(410)가 형성되어 있다. 크랭크튜브(410)에는 크랭크축(미도시)이 설치되고, 이 크랭크축 양단에 두개의 크랭크암(430)이 코터핀(미도시)으로 고정되어 있다. 사용자는 페달(432)을 밟아 크랭크암(430)을 회전시켜 체인스프로킷(442), 체인(440) 및 뒤차축 스프로킷(612)을 구동하여 회전력을 후방바퀴(600)에 전달한다.

이러한 시트튜브(400)에는 후방바퀴가 회동 가능하게 설치되는 한쌍의 후방포오크가 고정된다. 여기서, 후방포오크 각각은, 예컨대 체인스테이(510) 및 시트스테이(520)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 시트튜브(400)에는 시트포스트(420)의 일단이 삽입될 수 있다. 시트포스트(420)의 타단에는 시트(412)가 설치되어 있으며, 시트튜브(400)로부터 인출 길이를 조절한 후 고정할 수 있는 시트클램프(414)가 추가로 설치될 수 있다.

한편, 후방바퀴(600)는 허브모터(610)를 구비할 수 있다. 허브모터(610)는 사용자가 전동을 이용하지 않고 페달(432)로 구동하는 경우에 모터에 부하가 걸리지 않도록 설계된 무저항 모터를 이용할 수 있다. 또한, 전동을 이용하여 주행하는 경우, 전력을 공급하기 위한 배터리(462)가 별도로 마련된 배터리 거치대(460)에 의해 고정 및 지지될 수 있다.

상술한 자전거 프레임을 이용하는 경우, 도 8에서와 같이 자전거를 고정축(710)을 중심으로 회동시켜 접을 수 있다. 예컨대, 도 3 내지 도 5에서 보듯이, 분리축(720)을 제2 힌지튜브(142) 및 분리축 지지대(722, 724)로부터 탈거한 후, 고정축(710)을 중심으로 전방프레임(100)을 회전시킨다. 그 후, 전방바퀴(300)의 회전축(FC) 및 후방바퀴(600)의 회전축(RC)이 동일선상에 오도록 배치한다(도 2 참조). 이 경우, 자전거가 접힌 상태에서도 전방바퀴(300) 및 후방바퀴(600)가 동일한 회전축(FC, RC)을 중심으로 회전될 수 있어서, 사용자(P)가 도 9에서와 같이 그립(214)을 잡고 운반하기 용이하다.

한편, 도 6 및 도 7에서 보듯이, 전방포오크(220)의 일측에 제1 분리축 체결구(222)가 형성되고, 후방포오크(예컨대, 시트스테이(520))의 일측에 제2 분리축 체결구(522)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 본 실시예에서와 같이 고정축(710)이 전면을 기준으로 좌측에 형성된 경우, 좌측의 전방포오크(220) 및 좌측 시트스테이(520)에 각각 제1 및 제2 분리축 체결구(222, 522)를 형성한다. 고정축(710)을 중심으로 전방프레임(100)을 회전시켰을 때, 제1 분리축 체결구(222) 및 제2 분리축 체결구(522)는 그 내부에 형성된 관통공이 서로 일직선 상으로 배치되며, 이렇게 배치된 제1 및 제2 분리축 체결구(222, 522)에 분리축(720)을 삽입시켜 고정할 수 있다. 따라서, 자전거를 접었을 때에도, 분리축(720)을 이용하여 접힌 상태를 견고하게 유지할 수 있다.

특히, 도 2에서 보듯이, 힌지플레이트(140)의 양측에 각각 형성된 제1 및 제2 힌지튜브(141, 142)는 전방바퀴(300) 및 후방바퀴(600) 각각이 설치될 때 그 회전축(FC) 및 회전축(RC)을 연결하는 가상의 축간 연장선(L)에 대하여 수직하게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 및 제2 힌지튜브(141, 142) 각각은 가상의 축간 연장선(L)에 대해 수직한 가상의 수선(T)에 대해 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 아울러, 힌지플레이트(140)는 상기 가상의 축간 연장선(L)의 대략 중앙부에 배치되도록 설계된 것이 바람직하다. 이러한 배치 및 설계를 통해, 전방프레임(100)을 고정축(710)을 중심으로 회전시켰을 때(즉, 자전거 프레임을 접었을 때), 전방바퀴(300)의 회전축(FC)이 후방바퀴(600)의 회전축(RC)에 동일선상으로 배치될 수 있다.

상술한 자전거 프레임은 비교적 간단한 방법으로 접을 수 있고, 또한 접힌 상태를 견고하게 유지할 수 있다. 본 발명에 따른 자전거 프레임은 접힘 구조 및 방식이 매우 간단하므로, 성인이 아니더라도 누구나 쉽게 자전거를 접거나 펼칠 수 있다. 또한, 본 자전거 프레임을 이용하여 자전거를 제조한 경우, 자전거를 접었을 때 전방 및 후방 바퀴가 동일한 회전축 상에서 회전되도록 배치 및 고정할 수 있으며, 접힌 상태에서도 양 바퀴의 구동이 가능하므로 운반이 보다 용이한 이점이 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

1. 전방바퀴가 회동 가능하게 설치되는 서로 대향하는 한쌍의 전방포오크와,
   일단이 상기 한쌍의 전방포오크와 연결되고 타단에 핸들바가 설치된 핸들포스트와,
   일단에 상기 핸들포스트의 일부가 자유롭게 회동되도록 삽입된 헤드튜브; 및 타단에 서로 대향하게 배치된 제1 및 제2 힌지튜브를 구비한 힌지플레이트;가 형성된 전방프레임과,
   일단에 크랭크튜브가 형성된 시트튜브와,
   일단이 상기 시트튜브에 삽입되어 고정되고 타단에 시트가 설치된 시트포스트와,
   상기 시트튜브에 각각 고정되고 후방바퀴가 회동 가능하게 설치되는 서로 대향하는 한쌍의 후방포오크와,
   상기 시트튜브에 고정되고 상기 제1 힌지튜브에 삽입되는 고정축의 양단을 지지하는 한쌍의 고정축 지지대와,
   상기 시트튜브에 고정되고 상기 제2 힌지튜브에 삽입되는 분리축의 양단을 지지하는 한쌍의 분리축 지지대를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 힌지튜브는 상기 전방바퀴 및 상기 후방바퀴 각각의 회전축을 연결하는 가상의 축간 연장선에 대하여 수직하게 배치되고,
   상기 고정축은 그 양단이 상기 한쌍의 고정축 지지대에 의해 고정되고, 상기 분리축은 상기 한쌍의 분리축 지지대 및 상기 제2 힌지튜브에 삽입되어 고정 또는 분리 가능하게 설치되며,
   상기 고정축을 중심으로 상기 전방프레임을 회동시켰을 때 상기 전방바퀴의 회전축 및 상기 후방바퀴의 회전축이 동일선상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자전거 프레임.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분리축은, 길이방향으로 긴 축봉; 및 상기 축봉의 일단에 형성된 클램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자전거 프레임.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 한쌍의 전방포오크 중 어느 하나에 형성된 제1 분리축 체결구 및 상기 한쌍의 후방포오크 중 어느 하나에 형성된 제2 분리축 체결구를 더 포함하고,
   상기 고정축을 중심으로 상기 전방프레임을 회동시켰을 때 상기 제1 분리축 체결구 및 상기 제2 분리축 체결구가 동일선상에 배치되어, 상기 분리축이 상기 제1 및 제2 분리축 체결구에 동시에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는, 자전거 프레임.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 자전거 프레임을 포함하는 자전거.

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