KR20150121611A - 스윙 보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방향성캐스터를 사용하는 스윙 보드를 개시한다. 본 발명에 따른 스윙 보드는, 선단은 스템에 회전 가능하게 결합되고, 후단에는 고정식캐스터가 결합된 제1프레임; 상기 스템에 고정된 제2프레임; 상기 제2프레임의 길이방향과 직교하는 수평방향의 힌지축에 의해 상기 제2프레임에 결합된 스윙프레임; 상기 힌지축을 사이에 두고 상기 스윙프레임의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 결합된 제1 방향성캐스터와 제2 방향성캐스터를 포함하며, 상기 제1 방향성캐스터가 상기 스윙프레임에 결합되는 부분의 결합중심점(P1)과 상기 제1 방향성캐스터의 바퀴가 지면에 접촉하는 부분의 접지중심점(P2)의 사이를 스템축의 연장선이 지나는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 스템축이 앞쪽의 방향성캐스터의 결합중심점보다 뒤쪽에 위치하므로 사용자의 무게중심이 앞쪽으로 쏠리더라도 전방으로 전복될 위험을 크게 줄일 수 있다. 또한 뒤쪽의 방향성캐스터가 지면에 보다 안정적으로 접지될 수 있어서 바퀴 들림으로 인한 추진력 저하를 방지할 수 있다.

Description

스윙 보드{Swing board}

본 발명은 스윙보드에 관한 것으로서, 구체적으로는 방향성캐스터의 추진력을 높이고 전복 위험을 크게 줄일 수 있는 스윙보드에 관한 것이다.

최근 방향성캐스터가 장착된 레저기구의 보급이 크게 늘어나고 있다. 방향성캐스터는 조향축이 수직선에 대해 기울어져 있어 하중이 가해진 상태에서 방향이 틀어지면 기준위치로 복귀하려는 성질을 가지며, 이로 인해 추진력을 발생시킨다.

방향성캐스터의 추진원리를 적용한 레저기구는 그 종류가 매우 다양하다.

예를 들어 특허문헌 1은 전륜어셈블리와 후륜부가 각각 방향성캐스터에 의해 추진력을 발생시키는 트라이크에 관한 것이고, 특허문헌 2는 방향성캐스터와 고정식캐스터를 함께 사용하는 스윙보드에 관한 것이다.

특허문헌 1의 트라이크에서 전륜어셈블리는 도 1(a)에 나타낸 바와 같이, 핸들(도면에는 표시하지 않았음)이 장착된 스템(12)과, 스템(12)의 하단에 결합된 스윙프레임(15)과, 스템(12)을 사이에 두고 서로 반대쪽에서 스윙프레임(15)에 결합된 한 쌍의 방향성캐스터(21,22)를 포함한다.

따라서 사용자가 핸들을 조작하여 스템(12)을 임의의 방향으로 회전시키면 스템(12)에 고정된 스윙프레임(15)도 같은 방향으로 함께 회전하게 된다.

그런데 도 1(b) 및 도 1(c)에 나타낸 바와 같이, 스윙프레임(15)이 회전하면 지면과의 마찰로 인해 방향성캐스터(21,22)의 방향이 기준위치에서 벗어나게 되고, 이로 인해 각 방향성캐스터(21,22)에는 기준위치로 복귀하려는 힘 F1, F2 가 각각 가해지게 된다.

이때 F1 과 F2 는 각각 바퀴축방향 성분과 진행방향 성분을 가지며, 바퀴축방향 성분이 마찰력과 상쇄되면서 진행방향성분만이 남게 되고 이 힘이 추진력으로 작용하게 된다.

그런데 특허문헌 1의 트라이크에서는, 각 방향성캐스터(21,22)가 스템(12)을 사이에 두고 서로 반대쪽에 위치하기 때문에 스템(12)이 회전하면 각 방향성캐스터(21,22)가 스윙프레임(15)에 대해 서로 반대쪽으로 틀어지게 되고, 이로 인해 F1과 F2의 방향도 반대가 된다.

이로 인해 도 1(d)에 나타낸 바와 같이 F1의 진행방향 성분과 F2의 진행방향 성분의 방향이 크게 달라지며, 그 결과 추진력이 현저히 저하되는 것은 물론이고 트라이크가 제대로 직진하지 못하고 선회운동을 하게 되는 문제가 있다.

특허문헌 1에 따른 트라이크의 이러한 문제는 본 출원인이 고안한 특허문헌 2의 스윙보드를 통해 해결될 수 있다.

특허문헌 2에 따른 스윙보드는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 핸들(11)이 장착된 스템(12)과, 선단이 원통베어링(18)을 통해 스템(12)에 회전 가능하게 결합된 제1프레임(13)과, 제1프레임(13)의 하부에 위치하며 스템(12)의 하단에 고정된 제2프레임(14)과, 제2프레임(14)에 힌지축(19)으로 결합된 스윙프레임(15)과, 스윙프레임(15)의 선단과 후단에 각각 결합된 한 쌍의 방향성캐스터(21,22)를 포함한다. 특히 특허문헌 2의 스윙보드(10)는 모든 방향성캐스터(21,22)가 스템(12)의 뒤쪽에 위치하는 점에서 특허문헌 1의 트라이크와 차이가 있다.

제1프레임(13)의 후단에는 한 쌍의 고정식캐스터(31)가 장착되고, 제1프레임(13)의 상부에는 발판(16)이 장착된다. 스템(12)의 하단에는 사용자가 앉은 자세에서 발로 스템(12)을 회전시킬 수 있는 발거치대(17)가 양측으로 돌출 결합된다.

따라서 사용자가 핸들(11)을 잡고 스템(12)을 회전시키면 스템(12)의 하단에 고정된 제2프레임(14)과 제2프레임(14)에 결합된 스윙프레임(15)이 회전하게 된다.

도 4는 특허문헌 2의 스윙보드(10)에서 스템(12)이 회전할 때 추진력이 발생하는 원리를 나타낸 것이다. 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 스윙보드(10)의 각 방향성캐스터(21,22)는 모두 스템(12)의 후방에 위치한다.

따라서 사용자가 핸들을 조작하여 스템(12)을 임의의 방향으로 회전시키면 스템(12)에 고정된 스윙프레임(15)이 함께 회전하며, 스윙프레임(15)이 회전하면 지면과의 마찰로 인해 도 4(b) 및 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 방향성캐스터(21,22)의 방향이 기준위치에서 벗어나게 된다.

이때 특허문헌 1의 경우와 달리 각 방향성캐스터(21,22)는 스윙프레임(15)에 대해 거의 같은 방향으로 틀어지며, 따라서 각 방향성캐스터(21,22)가 기준위치로 복귀하려는 힘 F1과 F2의 방향도 거의 같아진다.

따라서 F1, F2의 진행방향성분도 거의 같은 방향이 되므로 특허문헌 2에 따른 스윙보드(10)는 특허문헌 1의 경우에 비해 훨씬 큰 추진력을 얻을 수 있는 장점이 있다.

그런데 특허문헌 2의 스윙보드(10)는 스템(12)이 앞쪽의 방향성캐스터(21) 보다 훨씬 앞쪽에 위치하기 때문에 사용자가 몸을 앞쪽으로 기울이거나 핸들에 무게를 싣는 경우에 앞쪽으로 전복할 위험이 크다는 단점이 있다.

또한 전복되지는 않더라도 스윙프레임(15)이 기울어져 후방의 방향성캐스터(22)가 위로 들어 올려지거나 하중이 제대로 가해지지 않아 추진력이 현저히 저하되는 단점이 있다.

등록특허공보 제10-1015912호(2011.02.23 공고) 공개특허공보 제10-2013-0110662호(2013.10.10 공개)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전복위험을 줄이고 추진력을 보다 향상시킬 수 있는 스윙보드를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 양상은, 선단은 스템에 회전 가능하게 결합되고, 후단에는 고정식캐스터가 결합된 제1프레임; 상기 스템에 고정된 제2프레임; 상기 제2프레임의 길이방향과 직교하는 수평방향의 힌지축에 의해 상기 제2프레임에 결합된 스윙프레임; 상기 힌지축을 사이에 두고 상기 스윙프레임의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 결합된 제1 방향성캐스터와 제2 방향성캐스터를 포함하며, 상기 제1 방향성캐스터가 상기 스윙프레임에 결합되는 부분의 결합중심점(P1)과 상기 제1 방향성캐스터의 바퀴가 지면에 접촉하는 부분의 접지중심점(P2)의 사이를 스템축의 연장선이 지나는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따른 스윙 보드에서, 상기 제2 방향성캐스터가 상기 스윙프레임에 결합되는 부분의 결합중심점(P3)과 상기 힌지축 사이의 거리(d2)가 상기 제1방향성캐스터의 결합중심점(P1)과 상기 힌지축 사이의 거리(d1) 보다 긴 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 스윙 보드의 상기 제1프레임에는 발판 또는 좌석이 설치되고, 상기 제1프레임에서 상기 발판 또는 상기 좌석의 하중이 가해지는 부분은 상기 결합중심점(P3)과 상기 고정식캐스트의 중심축 사이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스템축이 앞쪽의 방향성캐스터의 결합중심점보다 뒤쪽에 위치하므로 사용자의 무게중심이 앞쪽으로 쏠리더라도 전방으로 전복될 위험을 크게 줄일 수 있다. 또한 뒤쪽의 방향성캐스터가 지면에 보다 안정적으로 접지될 수 있어서 바퀴 들림으로 인한 추진력 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 방향성캐스터가 장착된 종래 레저기구의 추진력 발생원리를 나타낸 도면
도 2는 종래 스윙보드의 사시도
도 3은 종래 스윙보드의 측면도
도 4는 종래 스윙보드의 추진력 발생원리를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스윙보드의 측면도
도 6은 스템과 방향성캐스터의 위치관계를 나타낸 도면
도 7은 스템이 지나치게 뒤쪽에 위치하는 경우를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스윙보드의 측면도
도 9 및 도 10은 각각 스템축이 후방으로 경사진 모습을 나타낸 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 스윙보드(100)는 도 5의 측면도에 나타낸 바와 같이, 상단에 핸들(112)이 장착된 스템(110)과, 선단이 원통베어링(180)을 통해 스템(110)에 회전 가능하게 결합된 제1프레임(120)과, 제1프레임(120)의 하부에 위치하며 스템(110)의 하단에 고정된 제2프레임(130)과, 제2프레임(130)에 힌지축(170)으로 결합된 스윙프레임(140)과, 스윙프레임(140)의 선단과 후단에 각각 결합된 제1 및 제2 방향성캐스터(151,152)를 포함한다. 스템(110)은 길이조절이 가능하도록 구성될 수 있다.

제1프레임(120)의 후단에는 한 쌍의 고정식캐스터(161)가 장착되고, 이때 고정식캐스터(161)는 제2 방향성캐스터(152) 보다 훨씬 뒤쪽에 위치한다. 제1프레임(120)에는 발판(122)이 장착된다.

힌지축(170)은 제2프레임(130)의 길이방향과 직교하는 수평방향으로 설치되며, 스윙프레임(140)은 지면의 굴곡에 따라 힌지축(170)을 중심으로 회전운동을 하게 된다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 스윙보드(100)는 도 6에 나타낸 바와 같이 스템(110)의 중심을 지나는 스템축(Z)이 스윙프레임(140)의 전방으로 돌출되지 않도록 설치하여 앞쪽으로 전복될 위험을 줄인 점에 특징이 있다.

구체적으로 살펴보면, 평면을 기준으로, 앞쪽의 제1 방향성캐스터(151)가 스윙프레임(140)에 고정되는 결합면(155)의 결합중심점(P1)과 제1 방향성캐스터(151)가 기준위치에서 지면과 접촉하는 부분의 접지중심점(P2)의 사이에 스템축(Z)의 연장선이 지나도록 한다.

결합면(155)이 스윙프레임(140)에 유격없이 결합된 상태이면, 결합면(155)의 후단과 제1 방향성캐스터(151)의 접지중심점(P2)의 사이에 스템축(Z)을 위치시키는 것이 보다 바람직하다.

만일 도 7에 나타낸 바와 같이, 스템축(Z)이 제1 방향성캐스터(151)의 접지중심점(P2)의 뒤쪽에 위치하면, 평면을 기준으로 스템(110)을 사이에 두고 제1 및 제2 방향성캐스터(151,152)가 서로 반대쪽에 위치하게 된다.

이렇게 되면 도 1과 관련하여 설명한 바와 같이, 사용자가 핸들(112)을 임의의 방향으로 회전시키면 제1 및 제2 방향성캐스터(151,152)가 스템축(Z)을 중심으로 서로 반대쪽으로 틀어지면서 추진력이 현저히 저하될 뿐만 아니라 스윙보드(100)가 제대로 직진하지 못하고 한쪽으로 선회운동을 하게 된다.

따라서 도 6에 나타낸 바와 같이 제1 방향성캐스터(151)의 결합중심점(P1)과 접지중심점(P2)의 사이에 스템축(Z)의 연장선이 지나도록 하는 것이 바람직하다.

한편 본 발명의 실시예에서는, 제2프레임(130)과 스윙프레임(140)을 연결하는 힌지축(170)과 제1 방향성캐스터(151)의 결합중심점(P1) 사이의 거리를 d1 이라 하고, 힌지축(170)과 제2 방향성캐스터(125)의 결합중심점(P2) 사이의 거리를 d2라 할 때, d2 > d1 가 되도록 제2프레임(130)과 스윙프레임(140)을 연결한다.

이처럼 d2를 d1 보다 더 길게 하면 무게중심이 앞쪽으로 쏠릴 때 제2 방향성캐스터(152)가 쉽게 들어 올려지지 않게 되고, 따라서 제2 방향성캐스터(150)가 접지중심점(P4)에서 안정적인 접지상태를 유지할 수 있어 바퀴 들림으로 인해 추진력이 저하되는 현상을 줄일 수 있다.

다만, 힌지축(170)과 제2 방향성캐스터(152)의 거리가 너무 멀면 - 즉, d2가 지나치게 길어지면 - 제2 방향성캐스터(152)와 지면과의 마찰저항으로 인한 토크가 커져서 사용자가 스템(110)을 회전시키는 것이 어려울 수 있으므로 d2 는 d1 보다 1.1 ~ 1.3 배 정도인 것이 바람직하다.

한편 발판(122)에 가해지는 하중이 고정식캐스터(161)의 뒤쪽에 가해지면 스윙프레임(140)의 앞쪽이 들려서 추진력이 발생하지 않거나 현저히 감소하는 현상이 나타날 수 있다.

이를 방지하기 위해서는, 발판(122)에 사용자가 올라섰을 때 상기 제1프레임(120)에 하중이 가해지는 부분이 제2방향성캐스터(152)와 고정식캐스터(161)의 사이에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 발판(122)의 후단은 고정식캐스터(161)의 중심축보다 앞쪽에 위치하고, 그 선단은 제2방향성캐스터(152)의 결합중심점(P3)보다 뒤쪽에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

발판(122)의 후단이 고정식캐스터(161)보다 뒤쪽에 위치하면 전술한 바와 같이 추진력이 저하될 위험이 커지고, 발판(122)의 선단이 결합중심점(P3)의 앞쪽까지 연장되면 사용자의 무게중심이 앞쪽으로 쏠려 제2 방향성캐스터(152)의 바퀴 들림으로 인한 추진력이 저하와 전복위험이 커지기 때문이다.

한편 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스윙보드(100)에서 발판(122)을 대신하여 좌석(124)을 장착한 좌식 스윙보드(100')를 나타낸 것이다.

이 경우 사용자가 좌석(124)에 앉은 상태에서 양쪽 발을 올릴 수 있는 한 쌍의 발거치대(17)를 스템(110)의 양측에 형성한다. 따라서 사용자가 양 발거치대(17)을 교대로 밀어서 스템(110)을 좌우로 회전시키면 핸들(112)을 좌우 회전시키는 경우와 마찬가지로 제1 및 제2 방향성캐스터(151,152)에서 발생한 추진력에 의해 스윙보드(100')가 전진할 수 있게 된다.

좌석(124)을 설치하는 경우에도 좌석(124)에 사용자가 앉았을 때 상기 제1프레임(120)에 하중이 가해지는 부분이 제2방향성캐스터(152)와 고정식캐스터(161)의 사이에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 좌석(124)의 선단은 제2방향성캐스터(152)의 결합중심점(P3)보다 뒤쪽에 위치하고 좌석(124)의 후단은 고정식캐스터(161)의 중심축보다 앞쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스윙보드(100)의 동작을 설명한다.

사용자가 발판(122)에 올라 서서 핸들(112)을 잡고 스템(110)을 임의 방향으로 회전시키면 스템(110)의 하단에 고정된 제2프레임(130)과 제2프레임(130)에 결합된 스윙프레임(140)이 회전한다.

스윙프레임(140)이 회전하면 도 4와 관련하여 설명한 바와 같이 제1 및 제2 방향성캐스터(151,152)가 거의 같은 방향으로 틀어지면서, 거의 같은 방향의 추진력을 발생시킨다.

이어서 사용자가 스템(110)을 반대로 회전시키면 같은 원리로 진행방향의 추진력이 발생하며, 따라서 스템(110)을 좌우로 회전시키는 동작을 반복함에 따라 스윙보드(100)가 계속 전진하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 보다 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있다.

예를 들어 힌지축(170)에 탄성수단을 설치하여 스윙프레임(140)에 기준위치로의 복원력을 제공할 수도 있다. 이러한 탄성수단은 스윙프레임(140)과 제2프레임(130)의 사이에 설치될 수도 있다.

또한 전술한 실시예에서는 스템축(Z)이 수직인 경우를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이 스템축(Z)은 후방으로 경사지게 설치될 수 있다. 이 경우에도 스템축(Z)의 연장선은 제1 방향성 캐스트의 결합중심점(P1)과 접지중심점(P2)의 사이를 지나도록 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

100, 100': 스윙보드 110: 스템
112: 핸들 120: 제1프레임
122: 발판 124: 좌석
130: 제2프레임 140: 스윙프레임
151, 152: 제1, 제2 방향성캐스터
160: 발거치대 161: 고정식캐스터
170: 힌지축 180: 원통베어링
Z: 스템축

Claims (4)

1. 선단은 스템에 회전 가능하게 결합되고, 후단에는 고정식캐스터가 결합된 제1프레임;
   상기 스템에 고정된 제2프레임;
   상기 제2프레임의 길이방향과 직교하는 수평방향의 힌지축에 의해 상기 제2프레임에 결합된 스윙프레임;
   상기 힌지축을 사이에 두고 상기 스윙프레임의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 결합된 제1 방향성캐스터와 제2 방향성캐스터
   를 포함하며, 상기 제1 방향성캐스터가 상기 스윙프레임에 결합되는 부분의 결합중심점(P1)과 상기 제1 방향성캐스터의 바퀴가 지면에 접촉하는 부분의 접지중심점(P2)의 사이를 스템축의 연장선이 지나는 것을 특징으로 하는 스윙 보드
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 방향성캐스터가 상기 스윙프레임에 결합되는 부분의 결합중심점(P3)과 상기 힌지축 사이의 거리(d2)가 상기 제1방향성캐스터의 결합중심점(P1)과 상기 힌지축 사이의 거리(d1) 보다 긴 것을 특징으로 하는 스윙 보드
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1프레임에는 발판 또는 좌석이 설치되고, 상기 제1프레임에서 상기 발판 또는 상기 좌석의 하중이 가해지는 부분은 상기 결합중심점(P3)과 상기 고정식캐스트의 중심측 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 스윙 보드
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 스윙프레임이 상기 힌지축을 중심으로 회전하였을 때 복원력을 제공하는 탄성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스윙 보드

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