KR20180064865A - 댐핑구조를 갖는 휠 장착부, 및 이를 구비한 프레임 - Google Patents

댐핑구조를 갖는 휠 장착부, 및 이를 구비한 프레임 Download PDF

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KR20180064865A KR1020160165278A KR20160165278A KR20180064865A KR 20180064865 A KR20180064865 A KR 20180064865A KR 1020160165278 A KR1020160165278 A KR 1020160165278A KR 20160165278 A KR20160165278 A KR 20160165278A KR 20180064865 A KR20180064865 A KR 20180064865A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부는 하부 일측에는 액슬 삽입홈이 형성되고, 상기 액슬 삽입홈과 설정거리를 두고 가이드 슬롯이 설정방향으로 형성되는 드롭 아웃, 상기 가이드 슬롯에 삽입되는 돌기가 측면에 형성되는 브라켓, 및 상기 가이드 슬롯에 삽입되고, 상기 돌기를 탄성지지하는 탄성부재를 포함하고, 상기 드롭 아웃으로 전달되는 충격을 상기 탄성부재가 흡수할 수 있다.

Description

댐핑구조를 갖는 휠 장착부, 및 이를 구비한 프레임{WHEEL MOUNTING PORTION HAVING DAMPING STRUCTURE, AND FRAME HAVING THIS}
본 발명은 좌우패널을 각각 스탬핑하고, 이를 접합하여 자전거 프레임을 구성하고, 이에 휠을 장착하기 위한 댐핑구조를 갖는 휠 장착부, 및 이를 구비한 프레임에 관한 것이다.
종래의 자전거 프레임은 헤드 튜브, 시트튜브, 탑 튜브, 다운 튜브, 시트 스테이, 및 체인 스테이로 구성된다.
즉, 헤드 튜브는 상단에 조향핸들 연결체가 연결되고, 그 하단에 앞 바퀴 회전 연결체가 연결되며, 시트튜브는 상단에 안장 연결체가 연결되고, 하단에 체인 구동체가 연결된다.
상기 탑 튜브 및 다운 튜브는 헤드 튜브와 시트튜브를 연결하여 지지하게 되며, 시트 스테이 및 체인 스테이는 뒷바퀴 회전 연결체와 시트튜브를 연결하여 지지하게 된다.
한편, 상기한 자전거 프레임은 탑 튜브와 다운 튜브를 모두 구비하는 경우도 있지만, 경우에 따라 헤드 튜브와 시트튜브 사이에 한 개의 메인튜브(미도시)가 연결될 수도 있다.
종래의 자전거 프레임은 기본 소재로서 튜브를 사용하여 탑 튜브, 다운 튜브, 시트튜브를 각각 재단하고, 이들을 각각 용접하여 제작되는데, 자동화가 어려워 생산성이 저하되고, 제조비용이 상승할 수 있다.
따라서, 최근에는 자전거 프레임을 판재를 핫스탬핑하고, 이를 좌우로 접합하여 생산하는 프로세스를 통해서 생산효율과 내구성을 향상시키는 연구가 진행되고 있다.
한편, 자전거 프레임은 전삼각부와 후삼각부를 나누어서 제작하고, 그 사이에 서스펜션을 추가하여 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수하는 풀서스펜션 프레임이 소개되었다.
그러나, 프레임을 나누고, 이들 사이에 서스펜션을 장착함으로써 구조가 복잡하고, 생산성이 떨어지며, 중량과 가격이 증가할 수 있다.
또한, 풀서스펜션 자전거에서 바빙, 킥백, 브레이크잭, 및 스쿼드와 같은 현상이 발생하는데, 이러한 문제를 해결하기 위한 연구도 함께 진행되고 있다.
여기서, 바빙은 서스펜션이 페달링이나 제동 등에 의해서 불필요하게 과도하게 작동하는 현상을 지칭하고, 킥백은 노면 충격에 의해서 스윙암이 구부려져다가 펴지면서 체인을 뒤로 당겨서 크랭크가 역회전되는 현상을 지칭하며, 브레이크잭은 뒷브레이크가 작동하는 과정에서 그 힘이 스윙암을 통해 리어쇽업소버로 전달되어 이를 압축하고, 리어쇽업소버가 단단해지면서 충격흡수 능력이 저하되는 현상을 지칭하며, 스쿼드는 급출발시 후미가 서스펜션을 압축시켜 주저앉는 현상을 말한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 등록특허10/1556383 대한민국 등록특허10/1556384
본 발명의 목적은 자전거의 중량증가를 최소화하고, 구조를 간단하게 하면서 프레임에 충격흡수구조를 구현할 수 있는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부, 및 이를 구비한 프레임을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부는 하부 일측에는 액슬 삽입홈이 형성되고, 상기 액슬 삽입홈과 설정거리를 두고 가이드 슬롯이 설정방향으로 형성되는 드롭 아웃, 상기 가이드 슬롯에 삽입되는 돌기가 측면에 형성되는 브라켓, 및 상기 가이드 슬롯에 삽입되고, 상기 돌기를 탄성지지하는 탄성부재를 포함하고, 상기 드롭 아웃으로 전달되는 충격을 상기 탄성부재가 흡수할 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 돌기를 중심으로 상기 가이드 슬롯의 양측에 배치될 수 있다.
상기 가이드 슬롯은 수평선에 대해서 설정각를 두고 형성될 수 있다.
상기 설정각은 80도 내지 90도의 범위에 포함될 수 있다.
상기 드롭 아웃의 일면에 상기 브라켓이 배치되고, 상기 드롭 아웃의 타면에 배치되어 상기 돌기와 체결되는 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 드롭 아웃의 타면에는 상기 가이드 슬롯을 따라서 가이드 레일이 형성되고, 상기 캡은 상기 가이드 레일을 따라서 슬라이딩될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부는 하부 일측에는 휠의 회전중심부에 배치되는 액슬이 삽입되는 액슬 삽입홈이 형성되고, 일면에 돌기가 형성된 드롭 아웃, 상기 돌기가 삽입되는 가이드 슬롯이 형성되는 브라켓, 및 상기 가이드 슬롯에 삽입되고, 상기 돌기를 탄성지지하는 탄성부재를 포함하고, 상기 드롭 아웃으로 전달되는 충격을 상기 탄성부재가 흡수할 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 돌기를 중심으로 상기 가이드 슬롯의 양측에 배치되고, 상기 가이드 슬롯은 수평선에 대해서 설정각을 두고 형성되며, 상기 설정각은 70도와 90도의 범위에 포함될 수 있다.
상기 브라켓의 일면에 상기 드롭 아웃이 배치되고, 상기 브라켓의 타면에 배치되어 상기 돌기와 체결되는 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 드롭 아웃의 타면에는 상기 가이드 슬롯을 따라서 가이드 레일이 형성되고, 상기 캡은 상기 가이드 레일을 따라서 슬라이딩될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스탬핑 프레임은 댐핑구조를 갖는 휠 장착부, 및 좌우패널을 스탬핑 성형하고, 이를 서로 접합하여 만들어지며, 일측에는 상기 휠 장착부가 배치되는 스탬핑 프레임을 포함할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 프레임에 고정되는 고정브라켓과 액슬 삽입홈이 형성된 드롭 아웃 사이에 상대움직임을 통해서 탑승자에게 전달되는 충격을 줄일 수 있다.
또한, 댐핑각도의 설정각을 조절하여, 풀 서스펜션 자전거에서 발생되는 바빙이나 브레이크잭 현상을 줄일 수 있다.
또한, 하드테일 프레임에서 풀서스펜션 프레임과 대응하는 댐핑효과를 구현할 수 있으며, 드롭 아웃을 포함하는 휠 장착부만 교체함으로써 대핑효과를 용이하게 구현할 수 있다.
특히, 드롭 아웃과 고정브라켓 사이에 가이드 슬롯을 형성하고, 상기 가이드 슬롯에 삽입되는 돌기, 상기 돌기를 탄성지지하는 탄성부재의 결합구조를 통해서 중량을 최소화하고 비용을 줄일 수 있다.
뿐만 아니라, 휠 장착부에 댐핑구조를 구현함으로써 프레임으로 전달되는 충격을 최소화하여 프레임의 내구성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스탬핑 프레임의 전체적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임에 장착된 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 상세 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 분해 측면도 및 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 분해 측면도 및 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 조립순서를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 조립순서를 보여주는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스탬핑 프레임의 전체적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 스탬핑 프레임(100)의 후단에는 휠 장착부(105)가 형성된다. 상기 스탬핑 프레임(100)은 트림 성형된 2장의 패널을 상호 대칭되도록 스탬핑 프레스 성형을 통하여 양단에 플랜지부를 갖도록 양측 몸체 패널로 절곡 성형하고, 상기 절곡 성형된 양측 패널의 각 플랜지부의 가장자리를 따라 용접으로 고정하고, 상기 양측 패널의 사이에는 헤드튜브와 시트튜브 및 스프로켓 허브를 해당 위치에 개재한 상태로 용접 고정하여 일체로 제작될 수 있다. 그리고, 상기 휠 장착부(105)에는 리어휠(미도시)이 장착된다.
상기 스탬핑 프레임(100)의 구조 및 제작방법, 및 상기 리어휠의 구조에 대해서는 공지기술을 참조하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 스탬핑 프레임(100)에 장착되는 상기 휠 장착부(105)에 댐핑구조를 구현하여 리어휠에서 전달되는 충격을 흡수할 수 있으며, 프레임을 나누지 않고, 댐핑구조를 구현함으로써, 중량증가를 최소화하고 비용 등을 절감할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임에 장착된 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 측면도이다.
도 2를 참조하면, 스탬핑 프레임(100)은 시트 스테이(102)와 체인 스테이(104)를 포함하고, 상기 시트 스테이(102)와 상기 체인 스테이(104)가 연결되는 부분에 상기 휠 장착부(105)가 구성된다.
상기 휠 장착부(105)는 상기 스탬핑 프레임(100)에 고정되는 고정브라켓(200), 상기 고정브라켓(200)의 후단부에 체결되는 드롭 아웃(210)을 포함한다.
상기 드롭 아웃(210)의 하부에는 허브의 액슬이 삽입되어 장착되는 액슬 삽입홈(215)이 형성되고, 상기 액슬 삽입홈(215)은 하부로 개방되되 전방으로 설정각도 경사진 구조를 갖는다.
상기 드롭 아웃(210)에는 두께 방향으로 형성된 가이드 슬롯(220)이 설정된 방향(상하방향)으로 형성되고, 상기 고정브라켓(200)의 일면에 돌출되어 형성된 돌기(225)가 상기 가이드 슬롯(220)으로 삽입된다.
그리고, 상기 가이드 슬롯(220) 안쪽에는 상기 돌기(225)를 상부 또는 하부로 탄성 지지하는 탄성부재(230)가 구비된다. 상기 탄성부재(230)는 상기 가이드 슬롯(220)의 하부에 설치되어 상기 돌기(225)를 상부로 지지하는 하부탄성부재와 상기 가이드 슬롯(220)의 상부에 설치되어 상기 돌기(225)를 하부로 지지하는 상부탄성부재를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 드롭 아웃(210)은 상기 돌기(225)와 상기 가이드 슬롯(220)의 구조를 통해서 설정된 각도를 두고 상하방향으로 움직일 수 있으며, 이러한 과정에서 상기 탄성부재(230)의 신장 압축을 통해서 리어휠로 전달되는 충격을 흡수할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 상세 측면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 고정브라켓(200)과 상기 드롭 아웃(210)이 체결된 상태에서, 상기 가이드 슬롯(220)은 설정각도를 두고 형성된다.
좀 더 상세하게 설명하면, 가상의 수평선이 형성되고, 상기 수평선을 기준으로 상기 설정각(α)은 설계사양에 70도 내지 90도의 범위에 포함될 수 있다.
따라서, 상기 드롭 아웃(210)은 상기 고정브라켓(200)에 체결된 상태에서 상기 가이드 슬롯(220)을 따라서 움직이면서 충격을 흡수하면서, 스프라켓과 크랭크 사이의 체인의 장력을 안정적으로 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 분해 측면도 및 사시도이다.
도 4를 참조하면, 휠 장착부(105)는 구성요소로써 드롭 아웃(210), 가이드 슬롯(220), 액슬 삽입홈(215), 탄성부재(230), 가이드 돌기(225), 및 고정브라켓(200)을 포함할 수 있다.
상기 고정브라켓(200)에는 상기 스탬핑 프레임(100)에 고정볼트나 용접되어 고정될 수 있고, 상기 고정브라켓(200)의 일면에 가이드 돌기(225)가 돌출되어 형성된다.
상기 드롭 아웃(210)에는 두께 방향으로 가이드 슬롯(220)이 설정각을 두고 형성되고, 상기 드롭 아웃(210)의 선단부 일면이 상기 고정브라켓(200)의 일면에 배치되고, 상기 돌기(225)가 상기 가이드 슬롯(220) 안으로 삽입된다.
그리고, 상기 탄성부재(230)는 상기 가이드 슬롯(220)의 상부와 하부에 각각 배치되고, 상기 돌기(225)를 상부와 하부에서 각각 탄성 지지한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 분해 측면도 및 사시도이다.
도 5에서는 도 4와 비교하여 특징적인 부분에 대해서 설명한다. 도 5를 참조하면, 휠 장착부(105)는 드롭 아웃(210), 액슬 삽입홈(215), 가이드 돌기(225), 탄성부재(230), 가이드 슬롯(220), 및 고정브라켓(200)을 포함한다.
상기 가이드 돌기(225)는 사기 드롭 아웃(210)의 선단부 일면에 돌출되어 형성되고, 상기 가이드 슬롯(220)은 상기 고정브라켓(200)의 후단부 일면에 설정각을 두고 형성된다.
상기 드롭 아웃(210)의 상기 가이드 돌기(225)가 상기 가이드 슬롯(220)에 삽입되고, 상기 탄성부재(230)가 상기 가이드 슬롯(220) 안에 배치되어, 상기 가이드 돌기(225)를 하부로 탄성 지지할 수 있다.
여기서, 상기 드롭 아웃(210)이 상부로 이동하면, 상기 탄성부재(230)는 압축되고, 하부로 이동하면 상기 탄성부재(230)는 신장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 조립순서를 보여주는 사시도이다. 도 5 및 도 4와 비교하여 특징적인 차이점에 대해서 설명한다.
도 6을 참조하면, 상기 고정브라켓(200)의 상기 돌기(225)가 상기 가이드 슬롯(220)의 중간에 위치하도록 상기 고정브라켓(200)과 상기 드롭 아웃(210)을 체결하고, 상기 돌기(225)를 중심으로 상부와 하부에 각각 상기 탄성부재(230)를 삽입한다.
그리고, 캡(600)을 상기 돌기(225)와 체결하여 고정한다. 상기 캡(600)은 상기 가이드 슬롯(220)의 내경보다 큰 외경을 가지며, 상기 드롭 아웃(210)이 상기 고정브라켓(200)에서 이탈되지 못하도록 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부의 조립순서를 보여주는 사시도이다. 도 5 및 도 4와 비교하여 특징적인 차이점에 대해서 설명한다.
도 7을 참조하면, 상기 드롭 아웃(210)의 일면에는 상기 가이드 슬롯(220)의 양측에 가이드 레일이 형성된다.
상기 고정브라켓(200)과 상기 드롭 아웃(210)을 체결하고, 상기 캡(600)을 상기 돌기(225)와 체결하여 고정한다. 여기서, 상기 캡(600)은 상기 가이드 레일(700)과 슬라이딩되면서 상기 드롭 아웃(210)과 상기 고정브라켓(200) 사이의 안정적인 슬라이딩구조를 구현할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 스탬핑 프레임 105: 휠 장착부
102: 시트 스테이 104: 체인 스테이
200: 브라켓 210: 드롭 아웃
215: 액슬 삽입홈 225: 가이드 돌기
220: 가이드 슬롯 230: 탄성부재
600: 캡 700: 가이드 레일

Claims (12)

  1. 하부 일측에는 액슬 삽입홈이 형성되고, 상기 액슬 삽입홈과 설정거리를 두고 가이드 슬롯이 설정방향으로 형성되는 드롭 아웃;
    상기 가이드 슬롯에 삽입되는 돌기가 측면에 형성되는 브라켓; 및
    상기 가이드 슬롯에 삽입되고, 상기 돌기를 탄성지지하는 탄성부재; 를 포함하고,
    상기 드롭 아웃으로 전달되는 충격을 상기 탄성부재가 흡수하는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  2. 제1항에서,
    상기 탄성부재는 상기 돌기를 중심으로 상기 가이드 슬롯의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  3. 제1항에서,
    상기 가이드 슬롯은 수평선에 대해서 설정각를 두고 형성된 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  4. 제3항에서,
    상기 설정각은 70도 내지 90도의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  5. 제1항에서,
    상기 드롭 아웃의 일면에 상기 브라켓이 배치되고, 상기 드롭 아웃의 타면에 배치되어 상기 돌기와 체결되는 캡;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  6. 제5항에서,
    상기 드롭 아웃의 타면에는 상기 가이드 슬롯을 따라서 가이드 레일이 형성되고, 상기 캡은 상기 가이드 레일을 따라서 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  7. 하부 일측에는 휠의 회전중심부에 배치되는 액슬이 삽입되는 액슬 삽입홈이 형성되고, 일면에 돌기가 형성된 드롭 아웃;
    상기 돌기가 삽입되는 가이드 슬롯이 형성되는 브라켓; 및
    상기 가이드 슬롯에 삽입되고, 상기 돌기를 탄성지지하는 탄성부재; 를 포함하고,
    상기 드롭 아웃으로 전달되는 충격을 상기 탄성부재가 흡수하는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  8. 제7항에서,
    상기 탄성부재는 상기 돌기를 중심으로 상기 가이드 슬롯의 양측에 배치되고,
    상기 가이드 슬롯은 수평선에 대해서 설정각을 두고 형성되며,
    상기 설정각은 80도와 90도의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  9. 제7항에서,
    상기 브라켓의 일면에 상기 드롭 아웃이 배치되고, 상기 브라켓의 타면에 배치되어 상기 돌기와 체결되는 캡;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  10. 제9항에서,
    상기 드롭 아웃의 타면에는 상기 가이드 슬롯을 따라서 가이드 레일이 형성되고, 상기 캡은 상기 가이드 레일을 따라서 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 댐핑구조를 갖는 휠 장착부.
  11. 제1항에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부; 및
    좌우패널을 스탬핑 성형하고, 이를 서로 접합하여 만들어지며, 일측에는 상기 휠 장착부가 배치되는 스탬핑 프레임;
    을 포함하는 휠 장착부를 포함하는 프레임.
  12. 제7항에 따른 댐핑구조를 갖는 휠 장착부; 및
    좌우패널을 스탬핑 성형하고, 이를 서로 접합하여 만들어지며, 일측에는 상기 휠 장착부가 배치되는 스탬핑 프레임;
    을 포함하는 휠 장착부를 포함하는 프레임.
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