KR200318647Y1 - 자전거용 프레임의 충격흡수기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자전거용 프레임의 충격흡수기구에 관한 것이다. 본 고안은 전륜이 연결되고 안장이 설치되는 프론트프레임(60)과, 후륜이 설치되고 상기 프론트프레임(60)과 연결힌지부(52)를 통해 연결되는 리어프레임(70)과, 일측이 상기 리어프레임(70)에 힌지연결되는 연결링크(95)와, 일측이 상기 연결링크(95)와 힌지연결되고 타측이 상기 프론트프레임(60)에 힌지연결되고 다수개의 연결공(92)이 구비되는 조정링크(90)와, 일측이 상기 프론트프레임(60)에 힌지연결되고 타측이 상기 조정링크(90)의 체결공(92)에 선택적으로 힌지연결되어 프론트프레임(60)과 리어프레임(70) 사이에서 완충작용을 하는 쇽업소바(80)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 고안에 의하면 쇽업소바(80)의 완충력을 보다 폭 넓게 조정할 수 있게 되어 자전거가 사용되는 조건에 따라 적절한 완충력을 설정하여 사용할 수 있게 되는 이점이 있다.

Description

자전거용 프레임의 충격흡수기구{Shock absorbing mechanism for frame of bicycle}

본 고안은 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임에 가해지는 충격을 흡수하기 위한 자전거용 프레임의 충격흡수기구에 관한 것이다.

도 1에는 프레임의 충격흡수기구가 구비된 자전거의 구성이 측면도로 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 자전거를 구성하는 각종 부품은 프레임(1)에 장착된다. 상기 프레임(1)은 크게 프론트프레임(3)과 리어프레임(5)으로 나누어지고, 상기 프론트프레임(3)과 리어프레임(5)은 힌지축(도시되지 않음)을 중심으로 서로 회전가능하게 연결된다. 상기 프론트프레임(3)의 선단에는 헤드파이프(7)가 구비되는데, 상기 헤드파이프(7)를 관통하여 조향핸들(9)이 설치된다.

상기 조향핸들(9)은 사용자의 조작에 의해 자전거의 주행방향을 제어할 수 있게 한다. 상기 조향핸들(9)의 하단부에는 앞포크(11)가 일체로 구비되고, 상기 앞포크(11)에는 전륜(13)이 설치된다. 상기 전륜(13)은 상기 앞포크(11)의 선단에 회전중심이 연결되어 상기 조향핸들(9)의 조작에 따라 원하는 방향으로 회전된다.

상기 프레임(1)의 리어프레임(5) 후단부에는 후륜(15)이 설치된다. 상기 후륜(15)을 구동하기 위해 상기 프레임(1)에는 페달(17)이 설치된다. 상기 페달(17)의 회전중심과 동축으로 구동스프라켓(19)이 구비되고, 상기 후륜(15)의 회전중심에는 종동스프라켓(19')이 구비된다. 상기 종동스프라켓(19')은 다수개로 구성되어변속이 가능하게 구성될 수도 있다. 상기 구동스프라켓(19)과 종동스프라켓(19')에는 체인(20)이 걸어감아져 페달(17)의 구동력을 후륜(15)으로 전달한다.

한편, 상기 프론트프레임(3)과 리어프레임(5)을 연결하여 충격을 흡수하도록 쇽업소바(21)가 구비된다. 상기 쇽업소바(21)의 구성은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 쇽업소바(21)의 바디(22) 내부에는 질소가스(N)와 오일(O)이 구획되어 채워져 있다. 상기 바디(22)의 외주면 일측에는 나사부가 형성되고 상기 나사부를 따라 조정너트(24)가 이동되게 설치된다.

상기 바디(22)의 내외부로 입출되게 구동축(26)이 구비되는데, 상기 구동축(26)의 선단에는 상기 바디(22)의 내부에 위치되게 피스톤(28)이 설치된다. 상기 피스톤(28)은 오일(O)과 질소가스(N)가 채워져 있는 바디(22)의 내부에서 이들을 압축함에 의해 에어스프링에 의한 완충작용을 한다. 도면부호 29는 플로팅 피스톤이다.

상기 구동축(26)의 외측 단부에는 스프링캡(30)이 구비된다. 상기 스프링캡(30)과 상기 조정너트(24)의 사이에는 코일스프링(32)이 설치된다. 상기 코일스프링(32)은 탄성변형되면서 완충작용을 한다. 참고로 상기 조정너트(24)를 바디(22)에 대해 이동시켜주면 상기 코일스프링(32)의 완충력을 어느 정도 조절할 수 있다.

상기 쇽업소바(21)를 상기 프레임(1)에 연결하기 위해 상기 바디(22)에는 제1단부(34)가 구비되는데, 상기 제1단부(34)에는 프레임(1)과의 연결을 위한 힌지공(35)이 형성된다. 그리고 상기 구동축(26)의 단부에는 제2단부(36)가형성되는데, 상기 제2단부(36)에도 프레임(1)과의 연결을 위한 힌지공(37)이 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 쇽업소바(21)는 예를 들어 제1단부(34)가 프론트프레임(3)에 힌지연결되고, 제2단부(36)가 리어프레임(5)에 힌지연결되어 프레임(1)에 설치되어 완충작용을 한다.

도면부호 6은 안장이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 자전거는 다양한 체중을 가진 사용자가 다양한 환경에서 사용한다. 따라서 상기 쇽업소바(21)에서 완충해야할 하중의 범위가 상대적으로 넓게 형성된다. 하지만 종래 기술에서는 상기 조정너트(24)의 위치를 조정하는 것 외에는 상기 쇽업소바(21)에서 완충할 수 있는 힘의 범위를 조정할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 상대적으로 체중이 많이 나가는 사람이 굴곡이 심한 지역에서 자전거를 타는 경우와 체중이 적게 나가는 사람이 평탄한 지역에서 자전거를 타는 경우 등, 각각의 경우에 맞도록 쇽업소바(21)의 완충력을 조정하는데는 한계가 있게 된다.

본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 넓은 범위의 충격을 완충할 수 있는 자전거용 프레임의 충격흡수기구를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 충격흡수기구를 구비한 자전거의 구성을 보인 측면도.

도 2는 일반적인 쇽업소바의 구성을 보인 개략단면도.

도 3은 본 고안에 의한 자전거용 프레임의 충격흡수기구의 바람직한 실시예를 보인 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50: 프레임 52: 연결힌지부

60: 프론트프레임 62: 헤드파이프

64: 받침파이프 66: 지지부재

70: 리어프레임 72: 후륜지지부

80: 쇽업소바 81: 바디

82: 조정너트 83: 구동축

84: 스프링캡 85: 코일스프링

86: 제1단부 87: 제2단부

90: 조정링크 92: 연결공

95: 연결링크

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 전륜이 연결되고 안장이 설치되는 프론트프레임과, 후륜이 설치되고 상기 프론트프레임과 연결힌지부를 통해 연결되는 리어프레임과, 일측이 상기 프론트프레임에 연결되고 타측이 상기 리어프레임측에 연결되어 완충작용을 하며 고정되는 위치를 변경하여 작용하는 모멘트값을 다르게 설정함에 의해 완충력을 조절하는 쇽업소바를 포함하여 구성된다.

본 고안의 다른 특징에 따르면, 본 고안은 전륜이 연결되고 안장이 설치되는 프론트프레임과, 후륜이 설치되고 상기 프론트프레임과 연결힌지부를 통해 연결되는 리어프레임과, 일측이 상기 리어프레임에 힌지연결되는 연결링크와, 일측이 상기 연결링크와 힌지연결되고, 타측이 상기 프론트프레임에 힌지연결되며 다수개의 연결부가 구비되는 조정링크와, 일측이 상기 프론트프레임에 힌지연결되고 타측이 상기 조정링크의 체결부에 위치를 달리하여 힌지연결되어 프론트프레임과 리어프레임 사이에서 완충작용을 하는 쇽업소바를 포함하여 구성된다.

상기 쇽업소바는 코일스프링력과 에어스프링력을 사용하여 완충작용을 수행한다.

상기 조정링크의 연결부는 상기 쇽업소바의 단부와의 힌지연결을 위한 연결공으로서, 상기 연결부는 상기 쇽업소바 타측이 힌지연결되는 연결브라켓으로부터 동일한 곡률반경으로 되는 위치에 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면 자전거의 프레임에서 보다 넓은 범위의 충격력을 완충할 수 있게 되는 이점이 있다.

이하 본 고안에 의한 자전거용 프레임의 충격흡수기구의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 고안에 의한 자전거용 프레임의 충격흡수기구의 바람직한 실시예가 측면도로 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 프레임(50)은 크게 프론트프레임(60)과 리어프레임(70)으로 구성된다. 상기 프론트프레임(60)과 리어프레임(70)은 연결힌지부(52)를 통해 서로 회전가능하게 연결된다.

상기 프론트프레임(60)의 선단에는 헤드파이프(62)가 구비되는데, 상기 헤드파이프(62)에는 조향핸들(도시되지 않음)의 축이 삽입되고, 상기 조향핸들의 축 하단부에는 전륜이 지지되는 앞포크가 구비된다. 상기 프론트프레임(60)의 후단 일측에는 받침파이프(64)가 구비되고, 상기 받침파이프(64)에는 안장(도시되지 않음)이 설치된다. 상기 받침파이프(64)에 가해지는 하중을 프론트프레임(60)에서 지지하도록 지지부재(66)가 구비된다. 상기 지지부재(66)는 2개의 파이프가 소정의 간격을 두고 나란히 설치된 것이다.

상기 리어프레임(70)의 후단부에는 후륜(도시되지 않음)이 지지되는 후륜지지부(72)가 구비된다. 상기 리어프레임(70)에는 상기 연결힌지부(52)와 인접한 위치에 페달설치부(74)가 구비된다. 상기 페달설치부(74)를 관통하여 페달(도시되지 않음)이 구비되는 크랭크축이 설치된다.

상기 프론트프레임(60)과 리어프레임(70)측을 연결하도록 쇽업소바(80)가 설치된다. 상기 쇽업소바(80)는 다양한 종류의 것이 사용될 수 있는데, 본 실시예에서는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 에어스프링의 탄성력과 코일스프링의 탄성력을 이용하는 것이 도시되어 있다. 다른 예로 코일스프링의 탄성력만을 사용하는 것, 에어스프링만의 탄성력을 이용하는 것이 있을 수 있다.

상기 쇽업소바(80)의 바디(81)에는 이동가능하게 조정너트(82)가 설치된다. 상기 조정너트(82)는 바디(81)의 외주면에 형성된 나사부를 따라 이동된다. 상기 바디(81)의 내외부로 선단부가 입출되게 구동축(83)이 구비되고, 상기 구동축(83)의 내부에는 에어스프링작용을 위한 피스톤(도시되지 않음)이 구비된다. 상기 구동축(83)의 일측에는 스프링캡(84)이 구비된다.

상기 스프링캡(84)과 상기 조정너트(82)에 각각 양단부가 지지되게 코일스프링(85)이 설치된다. 상기 코일스프링(85)은 그 중앙을 관통하여 상기 바디(81)와 구동축(83)이 위치된다.

상기 바디(81)에는 쇽업소바(80)의 제1단부(86)가 구비되는데, 상기 제1단부(86)는 상기 프론트프레임(60)의 연결브라켓(60C)에 힌지연결된다. 상기 구동축(83)에는 쇽업소바(80)의 제2단부(87)가 구비된다. 상기 제2단부(87)는 아래에서 설명될 조정링크(90)에 힌지연결된다.

조정링크(90)는 상기 프론트프레임(60)의 링크브라켓(60L)에 일측이 힌지연결되고, 타측은 아래에서 설명될 연결링크(95)에 힌지연결된다. 상기 조정링크(90)에는 다수개의 연결공(92)이 천공된다. 상기 연결공(92)은 상기 제1단부(86)와 연결되는 연결브라켓(60C)의 힌지를 기준으로 동일한 곡률반경이 되는 위치에 천공된다.

이와 같이 상기 조정링크(90)를 형성함에 의해, 상기 쇽업소바(80)의 제2단부(87)가 어느 연결공(92)에 연결되느냐에 따라서 상기 쇽업소바(80)의 완충력을 달리할 수 있다. 예를 들어 상대적으로 작은 충격력을 흡수할 수 있도록 하기 위해서는 도 3에서 상기 링크브라켓(60L)에 인접한 연결공(92)에 연결하면 되고, 반대로 상대적으로 큰 충격력을 흡수할 수 있도록 하기 위해서는 링크브라켓(60L)에서 먼 연결공(92)에 연결하면 된다.

연결링크(95)는 상기 조정링크(90)를 상기 리어프레임(70)에 연결하는 것이다. 즉, 상기 연결링크(95)는 그 일측이 상기 조정링크(90)의 일측에 힌지연결되고 타측이 상기 리어프레임(70)에 설치된 링크브라켓(70L)에 힌지연결된다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 상기 실시예와는 달리 상기 조정링크(92)와 같이 다수의 연결공(92)을 상기 리어프레임(70) 측에 형성하여도 된다. 이와 같이 되면 상기 쇽업소바(80)가 상기 리어프레임(70)에 직접 연결된 상태로 완충작용을 하게 된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 자전거용 프레임의 충격흡수기구의 작용을 설명한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안에서는 자전거의 주행중에 상기 프론트프레임(60)에 전륜과 안장측에서 충격이 가해질 수 있고, 상기 리어프레임(70)에는 상기 후륜지지부(72)에 지지된 후륜측에서 충격이 가해질 수 있다.

이와 같이 충격이 가해지면 상기 리어프레임(70)과 프론트프레임(60)은 상기 연결힌지부(52)을 중심으로 서로 회전되고 상기 쇽업소바(80)에 의해 충격을 완화시키게 된다.

즉, 상기 쇽업소바(80)의 종류에 따라 코일스프링(85)의 탄성력이나 쇽업소바(80) 내부에 들어 있는 유체에 의한 탄성력 또는 이들이 함께하여 충격을 흡수하게 된다.

한편, 본 고안에서는 상기 쇽업소바(80)의 제2단부(87)가 상기 조정링크(90)의 어느 연결공(92)에 연결되느냐에 따라서 완충력의 범위를 달리 할 수 있다. 즉, 자전거에 탑승하는 사용자의 체중에 따라 완충력의 범위를 조절하거나, 자전거가 주행하는 노면 상태 등에 따라 사용자가 직접 완충력의 범위를 조절할 수 있다.

여기서, 상기 쇽업소바(80)의 완충력조절은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 상기 쇽업소바(80)의 제2단부(87)가 연결되는 연결공(92)을 달리하면 된다. 즉, 미리 연결되어 있던 연결공(92)에서 상기 제2단부(87)를 분리하고, 원하는 위치의 연결공(92)에 제2단부(87)를 힌지볼트(도시되지 않음)를 사용하여 연결하는 것이다.

이와 같은 충격흡수기구에서, 자전거의 주행중 충격이 가해지면 상기 프론트프레임(60)과 리어프레임(70)은 상기 연결힌지부(52)를 중심으로 회동되고, 상기 연결링크(95)와 조정링크(90)의 연동에 의해 상기 쇽업소바(80)에 힘이 전달되어 완충작용을 한다. 만약, 상기 프론트프레임(60)이 고정되어 있다고 가정하면 상기 연결링크(95)를 통해 충격력이 상기 프론프레임(60)측으로 전달된다. 그리고, 이 힘은 상기 조정링크(90)를 통해 쇽업소바(80)로 전달된다.

따라서, 상기 쇽업소바(80)의 제2단부(87)가 상기 조정링크(90)의 연결공(92)중 연결링크(95)에서 먼 것에 연결될수록, 상기 조정링크(90)와 연결링크(95)가 연결된 연결지점을 기준으로 상기 제2단부까지의 모멘트 팔길이가 길어지면서 상기 쇽업소바(80)에 상대적으로 큰 힘이 가해지게 된다. 이와 같은 원리에 의해 상기 쇽업소바(80)의 제2단부(87)에 가해지는 힘을 달리하여 쇽업소바(80)의 완충력을 조절하는 것이다.

그리고, 또 다른 방법으로, 상기 조정너트(82)의 위치를 조정함에 의해서도 상기 쇽업소바(80)의 상기 코일스프링(85)에 의한 완충력을 달리할 수 있다. 즉, 상기 조정너트(82)와 스프링캡(84)사이의 거리가 좁아지거나 넓어지는 방향으로 조정너트(82)를 이동시킴에 의해 상기 코일스프링(85)에 의한 완충력을 달리할 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 자전거용 프레임의 충격흡수기구에서는 충격흡수를 위한 쇽업소바의 완충력을 사용자가 보다 폭 넓게 조절할 수 있도록 하였으므로, 자전거가 사용되는 조건에 맞게 완충력을 조절할 수 있어 사용자의 편의성이 보다 높아지는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 전륜이 연결되고 안장이 설치되는 프론트프레임과,

   후륜이 설치되고 상기 프론트프레임과 연결힌지부를 통해 연결되는 리어프레임과,

   일측이 상기 프론트프레임에 연결되고 타측이 상기 리어프레임측에 연결되어 완충작용을 하며 고정되는 위치를 변경하여 작용하는 모멘트값을 다르게 설정함에 의해 완충력을 조절하는 쇽업소바를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자전거용 프레임의 충격흡수기구.
2. 전륜이 연결되고 안장이 설치되는 프론트프레임과,

   후륜이 설치되고 상기 프론트프레임과 연결힌지부를 통해 연결되는 리어프레임과,

   일측이 상기 리어프레임에 힌지연결되는 연결링크와,

   일측이 상기 연결링크와 힌지연결되고, 타측이 상기 프론트프레임에 힌지연결되며 다수개의 연결부가 구비되는 조정링크와,

   일측이 상기 프론트프레임에 힌지연결되고 타측이 상기 조정링크의 체결부에 위치를 달리하여 힌지연결되어 프론트프레임과 리어프레임 사이에서 완충작용을 하는 쇽업소바를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자전거용 프레임의 충격흡수기구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 쇽업소바는 코일스프링력과 에어스프링력을 사용하여 완충작용을 수행함을 특징으로 하는 자전거용 프레임의 충격흡수기구.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 조정링크의 연결부는 상기 쇽업소바의 단부와의 힌지연결을 위한 연결공으로서, 상기 연결부는 상기 쇽업소바 타측이 힌지연결되는 연결브라켓으로부터 동일한 곡률반경으로 되는 위치에 형성됨을 특징으로 하는 자전거용 프레임의 충격흡수기구.