WO2019107582A1 - 자전거 안장각도 조절장치 - Google Patents

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WO2019107582A1
WO2019107582A1 PCT/KR2017/013718 KR2017013718W WO2019107582A1 WO 2019107582 A1 WO2019107582 A1 WO 2019107582A1 KR 2017013718 W KR2017013718 W KR 2017013718W WO 2019107582 A1 WO2019107582 A1 WO 2019107582A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
saddle
bicycle
fixed
elastic
knob
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/013718
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English (en)
French (fr)
Inventor
김춘추
Original Assignee
주식회사 크리벤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J1/00—Saddles or other seats for cycles; Arrangement thereof; Component parts
    • B62J1/02—Saddles resiliently mounted on the frame; Equipment therefor, e.g. springs
    • B62J1/04—Saddles capable of swinging about a horizontal pivot

Definitions

  • the present invention relates to a bicycle saddle angle adjusting device, and more particularly, to a saddle angle adjusting device capable of adjusting the angle of a saddle of a bicycle.
  • bicycles are widely used as a means of transportation, a type of two-wheeled vehicle.
  • it is used as a means of exercise equipment and leisure activities, and has an advantage of being environmentally friendly.
  • Such a bicycle typically includes a front wheel and a rear wheel that rotate in contact with the ground, a handle that rotatably supports the front wheel and the rear wheel and performs steering of the front wheel, a frame body coupled with the handle, A pedal connected to rotate the rear wheel, and a saddle coupled to the frame body for the user to ride on.
  • a bicycle saddle-angle adjusting device includes a fixed portion, a rotating portion, and an elastic portion.
  • the fixing portion is fixedly coupled to the body of the bicycle.
  • the rotating part is integrally coupled to the saddle of the bicycle and is hinged to the fixing part so that the saddle is rotatable with respect to the fixed part fixed to the body of the bicycle.
  • the elastic portion is deformed and restored in a predetermined deformation direction by application and removal of an external force, and a first end fixed in the deformation direction with respect to the fixing portion, and an external force
  • the second end is deformed in the deformation direction according to the movement of the center of gravity of the user on the saddle so that the balance is maintained in a state in which the saddle angle is changed .
  • the bicycle saddle-angle adjusting device may further include an elastic-position adjusting unit for moving the elastic member in a vertical direction perpendicular to the direction of deformation.
  • the fixing portion may include a fixed coupling portion, a hinge coupling portion, and a support.
  • the fixed joint is fixedly coupled to a seat post formed on the body of the bicycle.
  • the hinge coupling portion is disposed on the upper portion of the fixed coupling portion and is hinged to the rotation portion.
  • the support is disposed on the upper portion of the fixed engagement portion, and supports the elastic portion.
  • the rotating portion may include a housing and a housing coupling portion.
  • the housing accommodates the elastic portion.
  • the housing coupling part is fixedly coupled to the saddle on the outside of the housing and is hinged to the fixed part.
  • the elastic portion may further include a first knob and a second knob.
  • a first opening may be formed in the support of the fixing portion, and a second opening may be formed in the housing of the rotation portion.
  • the first knob is formed corresponding to the first end
  • the second knob is formed corresponding to the second end.
  • the first opening is positioned on at least one side of the support so that the first knob is exposed to the outside.
  • the second opening is positioned on at least one side of the housing such that the second knob is exposed to the outside.
  • the second end is deformed by an external force applied to the second knob exposed to the outside as the saddle is inclined forward.
  • the elastic portion may be movable in the vertical direction perpendicular to the deforming direction by the first and second knobs.
  • the second end of the resilient portion may be deformed by an external force applied in contact with the rotating portion as the saddle is inclined forward.
  • one end of the elastic portion is deformed in the deforming direction according to the movement of the center of gravity of the user, so that the balance is maintained in a state in which the angle of the saddle is changed. Therefore, The saddle angle is increased downward by the set size, so that the user can easily adjust the saddle angle.
  • the angle of the saddle can be adjusted at various angles, and the saddle angle can be changed to an optimal saddle angle for each user even if the users are different in body shape.
  • FIG. 1 is an exploded side view showing a bicycle saddle angle adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the internal configuration of the bicycle saddle-angle adjusting device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the principle of the bicycle saddle-angle adjusting device of FIG.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • FIG. 1 is an exploded side view showing a bicycle saddle angle adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the internal configuration of the bicycle saddle-angle adjusting device of FIG. 1;
  • a bicycle saddle-angle adjusting apparatus 100 includes a fixing portion 110, a rotation portion 120, and an elastic portion 130.
  • the fixing portion 110 is fixedly coupled to the body BD of the bicycle.
  • the fixing portion 110 is engaged with a seat post SP formed on the body BD of the bicycle.
  • the seat post SP is directly coupled to the saddle SD, but the bicycle saddle angle adjusting device 100 according to an embodiment of the present invention is provided between the seat post SP and the saddle SD And is engaged with the seat post SP and the saddle SD.
  • the fixing portion 110 may include a fixed engaging portion 112, a hinge engaging portion 114, and a supporting member 116.
  • the fixed joint 112 is fixedly coupled to a seat post SP formed on a body BD of the bicycle.
  • the fixing part 112 may be fixedly coupled to the seat post SP at a lower end thereof in a screw-like manner, and the upper end thereof may be formed as a flat flat shape.
  • the hinge coupling part 114 is disposed on the upper part of the fixed coupling part 112 and hinged to the rotation part 120.
  • the hinge coupling part 114 may protrude from the upper end of the fixed coupling part 112 and may extend upward, and may be hinged to the rotation part 120 to fix the fixing part 110
  • the rotation unit 120 can rotate relative to the fixing unit 110 while maintaining the rotation of the rotation unit 120.
  • the support 116 may be disposed on the upper portion of the fixed coupling portion 112 to support the elastic portion 130.
  • the rotation unit 120 is integrally coupled to the saddle SD of the bicycle and hinged to the fixing unit 110 so that the saddle SD is fixed to the body BD of the bicycle, As shown in Fig.
  • the rotation unit 120 is integrally coupled to the saddle SD of the bicycle and can rotate together when the saddle SD is rotated.
  • the rotation unit 120 is hinged to the fixing unit 110 so that the saddle SD can rotate relative to the fixing unit 110 while the fixing unit 110 is held in a fixed state .
  • the rotation portion 120 may include a housing 122 and a housing coupling portion 124.
  • the housing 122 receives the elastic portion 130.
  • the housing 122 may receive at least a part of the fixing portion 110. 1 and 2, the housing 122 includes at least a part of the hinge coupling part 114 of the fixing part 110 and a part of the hinge coupling part 114 of the fixing part 110 of the fixing part 110. As shown in FIGS. 1 and 2, At least a portion of which can be accommodated.
  • the housing coupling part 124 is fixedly coupled to the saddle SD outside the housing 122 and is hinged to the fixing part 110.
  • the housing coupling part 124 may be formed on both sides of the housing 122 and may include a saddle bar (not shown) formed on the seat SDa of the saddle SD SDb may be formed to pass therethrough.
  • the housing coupling part 124 is fixedly coupled to the saddle SD so that the rotation part 120 can be rotated integrally with the rotation of the saddle SD and is hinged to the fixing part 110, So that the saddle SD and the rotation unit 120 can rotate relative to the fixing unit 110 while the fixing unit 110 remains fixed.
  • the elastic portion 130 is deformed and restored in a predetermined deformation direction D1 by applying and removing an external force. That is, the elastic part 130 includes an elastic body 136 having a predetermined elastic modulus, and may be deformed according to an external force.
  • the elastic portion 130 is a coil spring as an example, but may be replaced with another structure having an elastic modulus.
  • other types of springs such as leaf springs, and elastic bodies made of a polymer compound such as rubber may be possible.
  • the elastic part 130 is located at a first end 132 fixed in the deformation direction D1 with respect to the fixing part 110 and opposite to the first end 132, And a second end portion 134 which is deformed in the deformation direction D1 in accordance with a change in the external force. That is, the first end 132 of the elastic part 130 does not move with respect to the deformation direction D1 by the fixing part 110, while the second end part 132 of the elastic part 130 134, a movement occurs in the deformation direction D1 due to an external force.
  • the elastic part 130 is deformed in the deformation direction D1 by the movement of the center of gravity of the user aboard the saddle SD so that the elastic part 130 maintains the equilibrium in a state where the saddle angle is changed .
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the principle of the bicycle saddle-angle adjusting device of FIG.
  • a point O is a center of rotation of the hinge coupling to which the fixing part 110 and the rotation part 120 are coupled
  • the lines S1 and S2 are the initial horizontal lines of the saddle SD, It is a horizontal line after rotation due to the movement of the center of gravity.
  • the point A is a center of gravity acting on the center of gravity when the user moves the center of gravity forward, and the weight W of the user acts on the center of gravity of the user.
  • the amount of displacement x is the amount of displacement of the second end 134 of the elastic part 130, which is compressed by rotating the saddle SD about the point O.
  • Equation 3 force on x axis
  • Equation 4 ment on point O
  • the saddle angle &thetas is sufficiently small as in the above-described range, it may be approximated to sin &thetas; tan &thetas;
  • Equations (3) and (4) are summarized to calculate the working distance 1 in which the elastic portion 130 is positioned to maintain the equilibrium state.
  • the bicycle saddle angle adjusting device 100 may further include an elastic position adjusting unit for moving the elastic part 130 in a vertical direction D2 perpendicular to the deformation direction D1.
  • the elastic positioning unit having at least two adjustment steps according to the range of the distance l.
  • the elastic position adjusting part may be formed on at least one of the fixing part 110, the rotation part 120 and the elastic part 130.
  • the elastic part 130 may further include a first knob 132a and a second knob 134a and the support 116 of the fixing part 110 may have a first opening And a second opening 122a may be formed in the housing 122 of the rotation unit 120.
  • the first knob 132a may correspond to the first end 132 and the second knob 134a may correspond to the second end 134.
  • the first opening 116a may be positioned on at least one side of the support 116 such that the first knob 132a is exposed to the outside and the second opening 122a may be positioned on at least one side of the housing 122
  • the second knob 134a may be exposed to the outside.
  • the first knob 132a is formed on both sides of the first end portion 132 and the first opening portion 116a is formed on both sides of the support body 116.
  • the second knob 134a is formed on both sides of the second end portion 134 and the second opening portion 122a is formed on both sides of the housing 122, Only the second opening 122a on the back side and the second knob 134a seen from the front are shown.
  • the elastic portion 130 may be movable in the vertical direction D2 perpendicular to the deformation direction D1 by the first and second knobs 132a and 134a.
  • the second end portion 134 can be deformed by an external force applied to the second knob 134a exposed to the outside as the saddle SD is inclined forward. Specifically, when the user moves the center of gravity forward in the ascending or descending direction, an equilibrium of force is obtained at the saddle angle? As shown in Fig. 3, whereby the saddle SD is inclined forward Loses.
  • the rotation part 120 is rotated in a state where the fixing part 110 is fixed, and the first end part 132 of the elastic part 130 is fixed despite the rotation of the rotation part 120 have.
  • the second end 134 of the elastic part 130 receives an external force in the direction opposite to the deformation direction D1 (-D1 direction) from the second knob 134a, x and the restoring force F acts in the deformation direction D1.
  • the second end portion 134 of the elastic portion 130 may be deformed by an external force applied to the rotating portion 120 as the saddle SD is inclined forward. 1 to 3, the configuration in which the second end portion 134 is in contact with the rotation portion 120 is performed by the second knob 122b.
  • the present invention is not limited thereto. Can be implemented.
  • the contact configuration may be the upper surface of the second end 134, and the upper surface may contact the upper portion of the housing 122 to implement the principles of the present invention.
  • the first and second knobs 132a and 134a have a cylindrical shape, but may be formed in various other shapes, and a force acting on the first and second knobs 132a and 134a Or may be formed in a bolt-fastening manner.
  • the equilibrium is maintained in a state in which the saddle angle is changed. Since the saddle angle is increased downward by a predetermined amount only by pushing the upper body forward, the user can easily adjust the saddle angle.
  • the angle of the saddle can be adjusted at various angles, and the saddle angle can be changed to an optimal saddle angle for each user even if the users are different in body shape.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)

Abstract

자전거 안장각도 조절장치는 고정부, 회전부 및 탄성부를 포함한다. 고정부는 자전거의 몸체에 결합되어 고정된다. 회전부는 자전거의 안장과 일체로 결합되고 고정부와 힌지 결합되어서, 안장이 자전거의 몸체에 고정된 고정부에 대해 회전 가능하도록 형성된다. 탄성부는 외력의 인가 및 제거에 의해 소정의 변형방향으로 변형 및 복원되며, 고정부에 대해 변형방향으로 고정된 제1 단부 및 제1 단부의 반대편에 위치하며 안장에 인가되는 외력의 변화에 따라 변형방향으로 변형되는 제2 단부를 가지며, 안장 위에 탑승한 사용자의 무게중심의 이동에 따라 제2 단부가 변형방향으로 변형되어서 안장각도가 변화된 상태에서 평형을 유지시킨다. 이에 따라, 사용자의 편의성 및 승차감을 향상시킬 수 있다.

Description

자전거 안장각도 조절장치
본 발명은 자전거 안장각도 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거의 안장의 각도를 조절할 수 있는 안장각도 조절장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 2륜차의 일종인 교통수단으로 널리 사용되고 있다. 특히, 최근에는 교통수단 이외에도 운동기구, 여가활동의 수단으로서 이용되고 있고, 환경 친화적이라는 장점도 가진다.
위와 같은 자전거는 전형적으로, 지면에 접촉하여 회전하는 앞바퀴 및 뒷바퀴, 상기 앞바퀴 및 상기 뒷바퀴를 회전 가능하게 지지하며 상기 앞바퀴의 조향을 수행하는 핸들, 상기 핸들과 결합된 프레임 몸체, 상기 뒷바퀴와 체인으로 연결되어 상기 뒷바퀴를 회전시키는 페달 및 상기 프레임 몸체에 결합되어 사용자가 탑승할 수 있는 안장을 포함한다.
이러한 종래의 자전거는, 상기 안장이 상기 프레임에 고정되므로, 사용자의 체형 및 운전 자세에 따라 상기 안장의 각도를 조절하기 어렵고, 따라서 사용자가 자전거를 타고 경사진 지형에서 주행하는 경우 고정된 안장으로 인하여 사용자의 자세가 불편하고 사고 위험이 증가될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 자전거 안장의 각도를 조절하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 자전거 안장각도 조절장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 자전거 안장각도 조절장치는, 고정부, 회전부 및 탄성부를 포함한다. 상기 고정부는 자전거의 몸체에 결합되어 고정된다. 상기 회전부는 상기 자전거의 안장과 일체로 결합되고 상기 고정부와 힌지(hinge) 결합되어서, 상기 안장이 상기 자전거의 몸체에 고정된 상기 고정부에 대해 회전 가능하도록 형성된다. 상기 탄성부는 외력의 인가 및 제거에 의해 소정의 변형방향으로 변형 및 복원되며, 상기 고정부에 대해 상기 변형방향으로 고정된 제1 단부 및 상기 제1 단부의 반대편에 위치하며 상기 안장에 인가되는 외력의 변화에 따라 상기 변형방향으로 변형되는 제2 단부를 가지며, 상기 안장 위에 탑승한 사용자의 무게중심의 이동에 따라 상기 제2 단부가 상기 변형방향으로 변형되어서 안장각도가 변화된 상태에서 평형을 유지시킨다.
일 실시예로, 상기 자전거 안장각도 조절장치는 상기 탄성부를 상기 변형방향과 수직인 수직방향으로 이동시키는 탄성위치조절부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 고정부는 고정결합부, 힌지결합부 및 지지체를 포함할 수 있다. 상기 고정결합부는 상기 자전거의 몸체에 형성된 시트포스트(seat post)와 고정 결합된다. 상기 힌지결합부는 상기 고정결합부의 상부에 배치되고, 상기 회전부와 힌지 결합된다. 상기 지지체는 상기 고정결합부의 상부에 배치되고, 상기 탄성부를 지지한다.
일 실시예로, 상기 회전부는 하우징(housing) 및 하우징결합부를 포함할 수 있다. 상기 하우징은 상기 탄성부를 수용한다. 상기 하우징결합부는 상기 하우징의 외측에서 상기 안장과 고정 결합되며, 상기 고정부와 힌지 결합된다.
상기 탄성부는 제1 노브(knob) 및 제2 노브를 더 포함할 수 있고, 상기 고정부의 지지체에는 제1 개구부가 형성될 수 있으며, 상기 회전부의 하우징에는 제2 개구부가 형성될 수 있다. 상기 제1 노브는 상기 제1 단부에 대응하여 형성되고, 상기 제2 노브는 상기 제2 단부에 대응하여 형성된다. 상기 제1 개구부는 상기 지지체의 적어도 일측에 상기 제1 노브가 외부로 노출되도록 위치한다. 상기 제2 개구부는 상기 하우징의 적어도 일측에 상기 제2 노브가 외부로 노출되도록 위치한다. 상기 제2 단부는 상기 안장이 전방으로 경사짐에 따라 외부로 노출된 상기 제2 노브에 인가되는 외력에 의해 변형된다.
예를 들면, 상기 탄성부는 상기 제1 및 제2 노브들에 의해 상기 변형방향과 수직인 수직방향으로 이동 가능할 수 있다.
일 실시예로, 상기 탄성부의 제2 단부는 상기 안장이 전방으로 경사짐에 따라 상기 회전부에 접촉하여 인가되는 외력에 의해 변형될 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자의 무게중심의 이동에 따라 탄성부의 일 단부가 변형방향으로 변형되어서 안장각도가 변화된 상태에서 평형을 유지시키므로, 오르막 혹은 내리막에서 사용자가 균형을 잡기 위해 상체를 앞으로 숙이는 동작만으로 안장각도가 설정된 크기만큼 하방으로 증가하게 되므로, 사용자가 용이하게 안장각도를 조절할 수 있다.
또한, 탄성위치조절부를 더 구비하는 경우, 보다 다양한 각도로 안장각도를 조절할 수 있으며, 여러 사용자가 서로 체형이 다르더라도 각 사용자에게 최적화된 안장각도로 변화되도록 할 수 있다.
또한, 오르막 혹은 내리막이 아니더라도 지형의 특성에 따라 사용자의 무게중심이 이동하는 경우, 균형을 유지하도록 실시간으로 안장각도가 변화되므로, 사용자의 편의성 및 승차감을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전거 안장각도 조절장치를 나타낸 분해 측면도이다.
도 2는 도 1의 자전거 안장각도 조절장치의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1의 자전거 안장각도 조절장치의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전거 안장각도 조절장치를 나타낸 분해 측면도이다. 도 2는 도 1의 자전거 안장각도 조절장치의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 자전거 안장각도 조절장치(100)는, 고정부(110), 회전부(120) 및 탄성부(130)를 포함한다.
상기 고정부(110)는 자전거의 몸체(BD)에 결합되어 고정된다. 예를 들면, 상기 고정부(110)는 상기 자전거의 몸체(BD)에 형성된 시트포스트(seat post)(SP)와 결합된다. 일반적으로, 상기 시트포스트(SP)는 안장(SD)과 직접 결합되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 안장각도 조절장치(100)는 상기 시트포스트(SP) 및 상기 안장(SD) 사이에 배치되어, 상기 시트포스트(SP) 및 상기 안장(SD)과 결합된다.
일 실시예로, 상기 고정부(110)는 고정결합부(112), 힌지(hinge)결합부(114) 및 지지체(116)를 포함할 수 있다.
상기 고정결합부(112)는 상기 자전거의 몸체(BD)에 형성된 시트포스트(SP)와 고정 결합된다. 예를 들면, 상기 고정결합부(112)는 하단부에서 상기 시트포스트(SP)와 나사 결합 등의 방식으로 고정되어 결합될 수 있고, 상단부는 플랫(flat)한 평면 형태로 형성될 수 있다.
상기 힌지결합부(114)는 상기 고정결합부(112)의 상부에 배치되고, 상기 회전부(120)와 힌지 결합된다. 예를 들면, 상기 힌지결합부(114)는 상기 고정결합부(112)의 상단부로부터 돌출되어 상부로 연장될 수 있고, 상기 회전부(120)와 힌지 결합되어서 상기 고정부(110)가 고정된 상태를 유지하는 동안 상기 고정부(110)에 상대적으로 상기 회전부(120)가 회전할 수 있도록 한다.
상기 지지체(116)은 상기 고정결합부(112)의 상부에 배치되어, 상기 탄성부(130)를 지지할 수 있다.
상기 회전부(120)는 상기 자전거의 안장(SD)과 일체로 결합되고 상기 고정부(110)와 힌지 결합되어서, 상기 안장(SD)이 상기 자전거의 몸체(BD)에 고정된 상기 고정부(110)에 대해 회전 가능하도록 형성된다. 상기 회전부(120)는 상기 자전거의 안장(SD)과 일체로 결합되어서 상기 안장(SD)이 회전할 때 함께 회전할 수 있다. 또한, 상기 회전부(120)는 상기 고정부(110)와 힌지 결합되어서 상기 고정부(110)가 고정된 상태를 유지하는 동안 상기 고정부(110)에 상대적으로 상기 안장(SD)이 회전할 수 있도록 한다.
일 실시예로, 상기 회전부(120)는 하우징(housing)(122) 및 하우징결합부(124)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(122)은 상기 탄성부(130)를 수용한다. 또한, 상기 하우징(122)은 상기 고정부(110)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(122)은 상기 고정부(110)의 힌지결합부(114)의 적어도 일부 및 상기 고정부(110)의 지지체(116)의 적어도 일부를 수용할 수 있다.
상기 하우징결합부(124)는 상기 하우징(122)의 외측에서 상기 안장(SD)과 고정 결합되며, 상기 고정부(110)와 힌지 결합된다. 예를 들면, 상기 하우징결합부(124)는 상기 하우징(122)의 양측에 복수로 형성될 수 있고, 상기 안장(SD)의 안장시트(seat)(SDa) 하부에 형성된 안장바(bar)(SDb)가 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 하우징결합부(124)는 상기 안장(SD)과는 고정 결합되어서 상기 회전부(120)가 상기 안장(SD)의 회전과 일체로 회전될 수 있고, 상기 고정부(110)와 힌지 결합되어서 상기 고정부(110)가 고정된 상태를 유지하는 동안 상기 고정부(110)에 상대적으로 상기 안장(SD) 및 상기 회전부(120)가 회전할 수 있도록 한다.
상기 탄성부(130)는 외력의 인가 및 제거에 의해 소정의 변형방향(D1)으로 변형 및 복원된다. 즉, 상기 탄성부(130)는 소정의 탄성계수를 갖는 탄성체(136)를 포함하여, 외력에 따라 변형될 수 있다. 도 2에서, 상기 탄성부(130)는 코일 스프링을 일 예로 도시하지만, 탄성계수를 갖는 다른 구성으로 대체가 가능할 수 있다. 예를 들면, 판 스프링과 같은 다른 형태의 스프링이나, 고무와 같은 고분자 화합물로 이루어진 탄성체도 가능할 수 있다.
상기 탄성부(130)는 상기 고정부(110)에 대해 상기 변형방향(D1)으로 고정된 제1 단부(132) 및 상기 제1 단부(132)의 반대편에 위치하며 상기 안장(SD)에 인가되는 외력의 변화에 따라 상기 변형방향(D1)으로 변형되는 제2 단부(134)를 갖는다. 즉, 상기 탄성부(130)의 상기 제1 단부(132)에서는 상기 고정부(110)에 의해 상기 변형방향(D1)에 대해 이동이 없는 반면, 상기 탄성부(130)의 상기 제2 단부(134)에서는 외력에 의해 상기 변형방향(D1)에 대해 이동이 발생한다.
상기 탄성부(130)는 상기 안장(SD) 위에 탑승한 사용자의 무게중심의 이동에 따라 상기 제2 단부(134)가 상기 변형방향(D1)으로 변형되어서 안장각도가 변화된 상태에서 평형을 유지시킨다.
도 3은 도 1의 자전거 안장각도 조절장치의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조로, 점 O는 상기 고정부(110) 및 상기 회전부(120)가 결합된 힌지 결합의 회전중심이고, 선 S1 및 S2는 각각 상기 안장(SD)의 최초 수평라인 및 무게중심의 이동에 따른 회전 후 수평라인이다. 상기 점 A는 사용자가 전방으로 무게중심을 이동시킬 때 이동된 무게중심이 작용하는 무게중심 작용점으로 사용자의 무게 W가 작용하며(수학식 1), 상기 점 B1은 상기 탄성부(130)의 제2 단부(134)에 대응되는 복원력 F의 작용점인데(수학식 2), l은 상기 힌지 결합의 회전중심(O)으로부터 상기 점 B1(복원력 작용점)까지의 작용거리이다. 이때, θ가 충분히 작은 경우에는 B2에서 작용하는 것으로 고려하여도 무방하다. 변위량 x는 점 O를 중심으로 상기 안장(SD)이 회전함으로써 압축된 상기 탄성부(130)의 제2 단부(134)의 변위량이다. 이때, θ는 상기 안장(SD)이 회전된 안장각도에 해당하며, 상기 안장각도는 대략 0도 내지 10도의 범위에서 형성될 수 있으며, 바람직하게 대략 4도 내지 6도의 범위에서 형성될 수 있다.
Figure PCTKR2017013718-appb-M000001
(M은 사용자의 질량, g는 중력가속도)
Figure PCTKR2017013718-appb-M000002
(k는 탄성체의 탄성계수)
도 3에 나타난 자유물체도(free-body-diagram)로부터 힘과 모멘트에 관한 평형방정식은 아래 수학식 3(x축에 대한 힘) 및 수학식 4(점 O에서의 모멘트)와 같이 정리할 수 있으며, 상기 안장각도(θ)가 상기한 범위와 같이 충분히 작은 경우, sinθ≒tanθ≒θ로 근사화할 수도 있다.
Figure PCTKR2017013718-appb-M000003
Figure PCTKR2017013718-appb-M000004
수학식 3 및 4를 정리하여, 평형 상태를 유지하기 위해 상기 탄성부(130)가 위치할 상기 작용거리(l)을 산출하면 수학식 5와 같다.
Figure PCTKR2017013718-appb-M000005
수학식 5를 이용하면, 사용자의 체중(M), 무게중심의 이동거리(L), 원하는 안장각도(θ) 등을 알면 상기 사용자에게 최적화된 상기 탄성부(130)의 탄성계수(k) 및 상기 작용거리(l)를 설계할 수 있다.
일 실시예로, 상기 자전거 안장각도 조절장치(100)는 상기 탄성부(130)를 상기 변형방향(D1)과 수직인 수직방향(D2)으로 이동시키는 탄성위치조절부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 파라미터들(M, L, θ)을 일반적인 사용자에 적용하여 그 범위를 산출하고 상기 탄성계수(k)를 적절히 설정하면, 상기 작용거리(l)의 범위를 구할 수 있고, 상기 작용거리(l)의 범위에 따라 적어도 2단계 이상의 조절 단계를 갖는 상기 탄성위치조절부를 설계할 수 있다.
상기 탄성위치조절부는 상기 고정부(110), 상기 회전부(120) 및 상기 탄성부(130) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 탄성부(130)는 제1 노브(knob)(132a) 및 제2 노브(134a)를 더 포함할 수 있고, 상기 고정부(110)의 지지체(116)에는 제1 개구부(116a)가 형성될 수 있으며, 상기 회전부(120)의 하우징(122)에는 제2 개구부(122a)가 형성될 수 있다.
상기 제1 노브(132a)는 상기 제1 단부(132)에 대응하여 형성될 수 있고, 상기 제2 노브(134a)는 상기 제2 단부(134)에 대응하여 형성될 수 있다. 상기 제1 개구부(116a)는 상기 지지체(116)의 적어도 일측에 상기 제1 노브(132a)가 외부로 노출되도록 위치할 수 있으며, 상기 제2 개구부(122a)는 상기 하우징(122)의 적어도 일측에 상기 제2 노브(134a)가 외부로 노출되도록 위치할 수 있다.
도 2에서, 상기 제1 노브(132a)는 상기 제1 단부(132)의 양측에 형성되고, 상기 제1 개구부(116a)는 상기 지지체(116)의 양측에 형성되는데, 도면 상에서는 정면에서 보이는 제1 개구부(116a) 및 제1 노브(132a)만 도시되어 있다. 또한, 도 2에서, 상기 제2 노브(134a)는 상기 제2 단부(134)의 양측에 형성되고, 상기 제2 개구부(122a)는 상기 하우징(122)의 양측에 형성되는데, 도면 상에서는 상기 하우징(122)을 절개하여 나타난 배면 측의 제2 개구부(122a) 및 정면에서 보이는 제2 노브(134a)만 도시되어 있다.
상기 탄성부(130)는 상기 제1 및 제2 노브들(132a, 134a)에 의해 상기 변형방향(D1)과 수직인 수직방향(D2)으로 이동 가능할 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 단부(134)는 상기 안장(SD)이 전방으로 경사짐에 따라 외부로 노출된 상기 제2 노브(134a)에 인가되는 외력에 의해 변형될 수 있다. 구체적으로, 사용자가 오르막 혹은 내리막에서 무게중심을 전방으로 이동시킬 때, 도 3에 도시된 바와 같은 안장각도(θ)에서 힘의 평형이 이루어지게 되고, 이에 따라 상기 안장(SD)이 전방으로 경사진다.
이때, 상기 고정부(110)는 고정된 상태에서 상기 회전부(120)가 회전하게 되고, 상기 회전부(120)의 회전에도 불구하고 상기 탄성부(130)의 상기 제1 단부(132)는 고정되어 있다. 반면, 상기 탄성부(130)의 상기 제2 단부(134)는 상기 제2 노브(134a)에서 상기 변형방향(D1)의 반대방향(-D1 방향)으로 외력을 받게 되고, 이에 상응하는 변위량(x)만큼 압축되어 복원력(F)이 상기 변형방향(D1)으로 작용한다.
상기 복원력(F)이 작용하는 크기는 상기 변위량(x)에 비례하므로, 앞선 수학식 3 및 4를 충족시키는 변위량(x)에 도달할 때 힘의 평형이 이루어지며 상기 안장각도(θ)에서 힘의 평형이 이루어진다.
이와 같이, 상기 탄성부(130)의 제2 단부(134)는 상기 안장(SD)이 전방으로 경사짐에 따라 상기 회전부(120)에 접촉하여 인가되는 외력에 의해 변형될 수 있다. 도 1 내지 도 3에서, 상기 제2 단부(134)가 상기 회전부(120)에 접촉하는 구성은 상기 제2 노브(122b)가 담당하지만, 이에 한정되지 않고 다양한 접촉 구성을 통해 본 발명의 원리를 구현할 수 있다. 예를 들면, 상기 접촉 구성은 상기 제2 단부(134)의 상면일 수 있고, 상기 상면이 상기 하우징(122)의 상부와 접촉함에 의해 본 발명의 원리를 구현할 수도 있다.
한편 도 2에서, 상기 제1 및 제2 노브들(132a, 134a)은 원통형 형상을 갖지만, 다른 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 노브들(132a, 134a)에 작용하는 힘에 대한 내구성을 증가시키기 위한 납작한 형상을 가질 수도 있으며, 볼트 체결형으로 형성될 수도 있다.
상기와 같은 자전거 안장각도 조절장치에 따르면, 사용자의 무게중심의 이동에 따라 탄성부의 일 단부가 변형방향으로 변형되어서 안장각도가 변화된 상태에서 평형을 유지시키므로, 오르막 혹은 내리막에서 사용자가 균형을 잡기 위해 상체를 앞으로 숙이는 동작만으로 안장각도가 설정된 크기만큼 하방으로 증가하게 되므로, 사용자가 용이하게 안장각도를 조절할 수 있다.
또한, 탄성위치조절부를 더 구비하는 경우, 보다 다양한 각도로 안장각도를 조절할 수 있으며, 여러 사용자가 서로 체형이 다르더라도 각 사용자에게 최적화된 안장각도로 변화되도록 할 수 있다.
또한, 오르막 혹은 내리막이 아니더라도 지형의 특성에 따라 사용자의 무게중심이 이동하는 경우, 균형을 유지하도록 실시간으로 안장각도가 변화되므로, 사용자의 편의성 및 승차감을 크게 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 자전거의 몸체에 결합되어 고정되는 고정부;
    상기 자전거의 안장과 일체로 결합되고 상기 고정부와 힌지(hinge) 결합되어서, 상기 안장이 상기 자전거의 몸체에 고정된 상기 고정부에 대해 회전 가능하도록 형성된 회전부; 및
    외력의 인가 및 제거에 의해 소정의 변형방향으로 변형 및 복원되며, 상기 고정부에 대해 상기 변형방향으로 고정된 제1 단부 및 상기 제1 단부의 반대편에 위치하며 상기 안장에 인가되는 외력의 변화에 따라 상기 변형방향으로 변형되는 제2 단부를 가지며, 상기 안장 위에 탑승한 사용자의 무게중심의 이동에 따라 상기 제2 단부가 상기 변형방향으로 변형되어서 안장각도가 변화된 상태에서 평형을 유지시키는 탄성부;를 포함하는,
    자전거 안장각도 조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부를 상기 변형방향과 수직인 수직방향으로 이동시키는 탄성위치조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    자전거 안장각도 조절장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 자전거의 몸체에 형성된 시트포스트(seat post)와 고정 결합되는 고정결합부;
    상기 고정결합부의 상부에 배치되고, 상기 회전부와 힌지 결합되는 힌지결합부; 및
    상기 고정결합부의 상부에 배치되고, 상기 탄성부를 지지하는 지지체;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    자전거 안장각도 조절장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 탄성부를 수용하는 하우징(housing); 및
    상기 하우징의 외측에서 상기 안장과 고정 결합되며, 상기 고정부와 힌지 결합되는 하우징결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    자전거 안장각도 조절장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 제1 단부에 대응하여 형성된 제1 노브(knob); 및
    상기 제2 단부에 대응하여 형성된 제2 노브;를 더 포함하고,
    상기 고정부의 지지체에는,
    적어도 일측에 상기 제1 노브가 외부로 노출되도록 위치한 제1 개구부가 형성되고,
    상기 회전부의 하우징에는,
    적어도 일측에 상기 제2 노브가 외부로 노출되도록 위치한 제2 개구부가 형성되며,
    상기 제2 단부는 상기 안장이 전방으로 경사짐에 따라 외부로 노출된 상기 제2 노브에 인가되는 외력에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는,
    자전거 안장각도 조절장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성부는, 상기 제1 및 제2 노브들에 의해 상기 변형방향과 수직인 수직방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는,
    자전거 안장각도 조절장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부의 제2 단부는 상기 안장이 전방으로 경사짐에 따라 상기 회전부에 접촉하여 인가되는 외력에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는,
    자전거 안장각도 조절장치.
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