KR920007063B1 - 자전거 프레임 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자전거 프레임

제1도는 본 발명의 자전거 프레임으로 연결되는 러그부품과 파이프부품을 나타낸 평면도.

제2도 및 제3도는 파이프를 가진 러그를 접합하기 위해 사용된 형상 기억링을 나타낸 평면도.

제4도는 제1도에 도시한 러그의 러그돌출부를 나타낸 단면도.

제5도는 열처리에 앞서 서로 접속된 러그와 파이프의 확대부를 나타낸 단면도.

제6도는 열처리 후에 서로 접속된 러그와 파이프를 나타낸 단면도.

본 발명은 접착제를 사용하여 서로 접합되는 파이프 부재를 구비한 자전거 프레임에 관한 것이다.

종래의 자전거 프레임은 경납땜 또는 저항용접의 공정에 의해 강철파이프를 결합하여 제도되었다. 최근에 개발된 고급재료인 알루미늄 합금 또는 섬유보강 수지등의 재료가 프레임을 경량화 하기 위해 광범위하게 사용되기 시작했다.

종래의 공정에 그와 같은 고급재료를 사용하게 되면 고온에서 재료의 질이 저하되었다. 이 문제점을 해결하기 위해 경량 프레임은 접착제를 사용한 접합으로 제조되었다. 접합으로 자전거 프레임을 제조하게 되면 종래의 용접기와 같은 대형 장비가 필요치 않아 유익하고, 제조공정의 단일화와 작업환경의 개선이 예상된다(앞으로 자전거 제조공정에서 선두가 될 것이다).

그러나 그와 같은 접합이 단지 접착제만을 사용하여 실시된다면 신뢰도 또는 경시열화에 대한 공업표준이 없기 때문에 문제점이 발생한다. 따라서 안정성을 기하기 위하여 접합과 스크류 볼트 또는 리벳을 사용하는 기계적 접합 모두를 사용해야만 하므로, 제조공정이 복잡하게 된다. 더구나 리벳등을 사용한 부위에서 집중응력이 발생하거나 정착시에 스크류 볼트 또는 링의 팁에 의해 접합층이 벗겨지므로써, 간극을 일정하게 유지할 수가 없으므로 접촉면에서 접착강도가 감소하게 된다. 또한 프레임과 접합층 사이의 접촉면에 갭이 발생하여 시장 환경에서 갭에 물이 들어가게 되므로서 접촉면에서 부식이 생기게 된다.

본 발명에 의한 자전거 프레임은 위에서 언급한 많은 다른 불이익과 종래 기술의 결점을 해결하는 것으로 러그와, 그 러그의 돌출부에 결합되는 파이프와, 러그 돌출부와 파이프의 공동의 접촉면에 장치되어 서로 대향하는 환상홈으로 구성되고, 열에 의해 외경이 가변되는 단일방향성 형상기억 합금이 대향하는 환상홈의 하나에 장치되고, 러그의 돌출부와 파이프의 결합면이 열경화성 접착수단으로 접합되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서 러그의 돌출부는 뿌리부분에서 최끝단쪽으로 점점 가늘어지고, 그의 어덴덤원이 파이프의 내경보다 크며 러그의 뿌리부분에서 러그돌출부의 최끝단으로 연장되는 복수의 핀-형상돌출부가 제공된다.

바람직한 실시예에 있어서, 알루미늄 합금이 파이프와 러그용 재료로 사용되고, 염소농도 100ppm 이하의 접합제가 열경화성 접착제로 사용된다.

본 발명에 따라 러그에 파이프가 삽입된 다음에 접합부가 가열되므로서, 접착제가 열경화되어 형상기억링에 대향하는 환상홈 내에 결합되도록 원심적으로 팽창되므로, 파이프는 접합층이 벗겨지지 않게 삽입 가능하게 되고, 또한 기계적 접합도 가능해 진다.

또한, 본 발명에 따라 데이퍼진 러그돌출부가 파이프의 삽입을 용이하게 하고, 이 파이프의 내경보다 큰 어덴덤원을 갖는 복수의 핀 형상돌출부가 프레임의 중심을 맞출수 있게 제공되고, 이 파이프를 러그돌출부에 압입결합시킴으로써 간단하게 파이프에서의 간극을 일정하게 유지할 수가 있다.

더욱이 본 발명은 염소농도가 100ppm 이하인 접착제를 사용하기 때문에, 접촉면으로 물이 들어온다 할지라도 알루미늄 재료의 부식반응이 진전되는 것을 방지할 수가 있다.

따라서, 여기에 설명한 본 발명의 목적은 (1) 고도의 안정성과 우수한 생산성을 지닌 자전거 프레임을 제공하며, (2) 접착강도와 기계적 접합이 개선된 자전거 프레임을 제공하며, (3) 높은 온도와 높은 습도 하에서 내구성이 개선된 자전거 프레임을 제공하며, (4) 높은 신뢰도를 지닌 자전거 프레임을 제공하며, (5) 접착제의 본질적 특성을 실질적으로 사용하는 자전거 프레임을 제공하는 것이다.

제1도는 러그(1)와, 표면에 복수의 핀-형상돌출부(5)가 제공되어 테이퍼 진 돌출부(4)와, 내부면에 환상홈(6)이 제공된 파이프(2)로 구성된 본 발명의 자전거 프레임을 나타낸 것이다. 상기 홈내에 장착된 형상 기억링(3)은 러그(1)의 돌출부(4)의 표면에 형성된다.

환상홈(6)은 파이프(2)가 러그돌출부(4) 상에 압축 삽입될 때 형상기억링(30의 주위에 위치될 수 있도록 가공되고, 핀-형상돌출부(5)는 어덴덤원이 파이프(2)의 내경보다 더 크게되며, 러그돌출부(4)는 최끝단의 외경이 파이프(2)의 내경 보다 작게 된다.

제2도는 실온에서 러그돌출부(4)의 외경과 같은 단일방향성 형상기억 재료로 구성되고, 일단 가열되면 실온으로 복귀된 후에도 변화하지 않도록 외경이 팽창하는 본 실시예에서 사용한 형상기억링(3a)를 나타낸 것이다.

또한 형상기억링(3b)은 제3도에 도시한 바와 같이 편리하게 두개로 분리하여 사용할 수도 있다.

제4도는 표면에 꼭대기가 날카로운 복수의 핀-형상돌출부(5)가 제공된 러그돌출부(4)의 단면도를 나타낸 것이다.

다음에 러그(1)를 파이프(2)에 접속하는 방법에 대하여 설명한다.

러그(1)은 왁스를 제거하고 샌드페이퍼로 닦아서 그리스제거 작업을 하여 정밀하게 캐스팅한 다음 러그돌출부(4)의 표면상에 접착제를 칠한다. 다음에 형상기억링(3a)이 러그돌출부(4)의 표면에 형성된 홈부 속으로 삽입된다. 다른 한편으로 파이프(2)의 내부에 환상홈(6)을 가공한 다음 내부 접합면을 샌드페이퍼로 닦아 기름을 제거하여 깨끗하게 한 후 접착제를 내부면쪽에 도포한다.

다음에, 러그(1)와 파이프(2)가 프레임의 삼각형부 전면에 동시 접합할 수 있는 수단을 사용하여 압축 접합한 후에 넘쳐나는 접착제를 닦아내고, 일정온도의 오븐에서 어셈블리를 가열한다.

제5도는 가열하기 전에 러그(1)에 파이프(2)가 접속된 확대부분을 나타낸 것이다. 형상기억링(3a)과 러그돌출부(4)의 외경이 실온에서 동일하므로 파이프(2)가 압축 접합될때 링(3a)에 의해 접착제가 벗겨질 염려는 없어, 러그(1)와 파이프(2) 사이에서 접착제의 삽입을 균일하게 할 수 있게 된다. 테니퍼진 핀-형상 돌출부(5)가 파이프(2)의 압축접합에 의하여 용이하게 프레임의 중심마춤을 하게 된다. 압축 접합된 후에 러그(1)와 파이프(2)가 일시적으로 고정되므로서 접합층의 간극은 일정하게 유지될 수 있다.

제6도는 가열처리 된 후 러그(1)에 파이프가 접속된 확대부분을 나타낸 것이다. 형상기억링(3a)이 일정 온도의 오븐에서 가열되는 동안에 팽창하여 환상홈(6) 내부로 삽입되면 제6도에 도시한 바와 같이 러그돌출부(4)의 환상홈(7)과 파이프(2)의 환상홈(6) 사이에 형상기억링(3a)이 접합되므로, 접착제가 열경화로 안정되는 동안에 기계적인 접합이 완성되어 보다 높은 안정성을 갖는 접속구조를 얻게 된다.

다음에 접착제와 러그(1) 및 파이프에 재료에 대하여 설명한다.

종래의 자전거 프레임에 사용되는 접착제는 주요 성분으로 비스페놀 A형 에폭시 수지등을 함유하고 첨가제로서 경화제(시아노겐디아미등)와 소량의 고무성분을 함유하며, 통상적으로 수십 퍼센트 중량의 충전제를 추가로 함유한다.

이 경우에 있어서 알루미늄 합금이 파이프 또는 러그용 재료로 사용되는 경우에 접착접촉면 내에 물이 들어가게 되면 알루미늄 합금이 에폭시 수지에 함유된 염소이온에 의하여 부식되므로 접착강도는 크게 저하되게 된다.

따라서 이 실시예에서는 Cl 이온의 농도가 100ppm 이하고 감소된 접착제를 사용하여, 표1에 나타낸 바와 같이 높은 온도와 높은 습도하에서 시험한 결과 프레임의 신뢰도를 크게 개선할 수가 있었다.

[표 1]

상술한 바와 같이 본 발명의 자전거 프레임은 파이프와 러그로 구성되고, 파이프와 러그의 테이퍼진 러그돌출부의 접촉면에 서로 대향하는 환상홈이 제공된다. 파이프와 러그 사이에 열경화 수지를 충전한 다음 가열하여 열경화 수지로 러그돌출부의 외부면상에 파이프를 결합한다. 테이퍼진 러그돌출부의 외경이 러그돌출부의 뿌리부분에서 최끝단쪽으로 파이프의 내경보다 점점 작아지고, 러그돌출부의 표면에 파이프의 내경보다 큰 에덴덤원을 가지고 뿌리부분에서 러그돌출부의 최끝단으로 연장되는 복수의 핀-형상돌출부가 제공되므로, 접촉면에서 접착제의 강도가 개선되므로, 개선된 접착강도와 기계적인 결합으로 우수한 생산성과 높은 안정성을 갖는 자전거 프레임을 제공할 수가 있다.

더우기, Cl이온 농도가 100ppm 이하로 감소한 접착제를 자전거 프레임을 구성하는 알루미늄합금 부품을 결합하는데 사용하므로서, 높은 온도와 높은 습도하에서 자전거 프레임의 내구성이 개선되므로 높은 신뢰도를 갖는 자전거 프레임을 제조할 수가 있다.

본 발명에 의한 다양한 예들은 본 발명의 범위와 취지에 벗어나지 않고 이 기술분야에 숙련된 사람들을 쉽고 명확하게 이해시킬 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위가 여기에 기술된 바와 같이 제한되지 않고, 본 발명에 존재하는 특허받을 만한 신규성의 모든 특징으로 포함하는 것으로 해석되어야만 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 사람들에 의하여 일상적으로 취급되는 모든 특징으로 포함하고 있다.

Claims (3)

1. 돌출부를 갖는 러그와, 러그의 돌출부에 결합되는 파이프로 이루어지며, 러그돌출부와 파이프가 공동 접촉 표면을 구비하고, 서로 대향하는 환상홈이 러그돌출부와 파이프의 공동접촉표면에 배치되며, 열에 의하여 외경이 변화하는 단일방향성 형상기억 합금이 대향하는 환상홈의 하나에 장치되고, 열경화성 접착제가 함께 결합을 위해 러그돌출부와 파이프이 공동접촉표면상에 위치되는 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 러그의 돌출부는 뿌리부분에서 최끝단쪽으로 점점 가늘어지고, 그의 에덴덤원이 파이프의 내경보다 크며, 뿌리부분에서 러그돌출부의 최끝단으로 신장되는 복수의 핀-형상돌출부가 제공된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
3. 제1항에 있어서, 알루미늄 합급이 파이프와 러그용 재료로 사용되고, 염소농도 100ppm 이하의 결합 접착제가 열경화성 접착제로 사용되는 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.

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