KR101471049B1

KR101471049B1 - 자전거의 바디 프레임

Info

Publication number: KR101471049B1
Application number: KR1020140063512A
Authority: KR
Inventors: 박동원; 최웅재
Original assignee: 윈엔윈(주)
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2014-12-08
Also published as: CN105270545A; TW201604063A; TWI543902B; JP2015224024A; JP5941578B2; US20150344095A1; EP2949561A1; US9440700B2

Abstract

본 발명은 카본 소재를 주로 사용하여 바디 프레임을 구성하는 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브, 체인 튜브 등의 외경을 전통적인 자전거에서의 바디 프레임 굵기(주요 소재로 금속 재질의 원형 파이프로 바디 프레임이 구성될 때의 굵기)로 제작하더라도 충분한 강성을 확보하고 바디 프레임의 무게를 상대적으로 낮을 수 있도록 하는 자전거의 바디 프레임에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 자전거의 바디 프레임은 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 각각이 한쪽 끝부터 다른 쪽 끝까지 그 외경이 동일한 파이프 형상으로 각 튜브의 살두께가 한쪽 끝 부분에 비하여 다른 한쪽 끝 부분이 상대적으로 크게 형성되며, 각 튜브는 카본 소재로 제작된다.

Description

자전거의 바디 프레임{Body frame for bikes}

본 발명은 카본 소재를 사용하여 바디 프레임을 구성하는 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브, 체인 튜브 등의 외경을 클래식 타입 자전거에서의 바디 프레임 굵기(금속 소재의 원형 파이프로 바디 프레임이 구성될 때의 굵기)로 제작하더라도 충분한 강성을 확보할 뿐 아니라 바디 프레임의 무게를 상대적으로 낮출 수 있도록 하는 자전거의 바디 프레임에 관한 것이다.

육상 운송 수단 중 하나인 자전거는 운전자의 구동력을 기반으로 구동될 수 있음에 따라 환경오염방지 및 에너지절약 등의 차원에서 매우 유용하다. 그 뿐 아니라 자전거는 운전자의 체력을 증강시켜줄 수 있고, 레저 활동의 도구로도 이용될 수 있는 측면에서도 인기가 많다. 즉, 자전거는 운송수단 뿐 아니라 스포츠 또는 레저 도구로도 많이 이용된다. 이에 자전거는 용도, 구조, 재질, 구동원리 등에 따라서 다양하게 구분될 수 있다.

사용자의 용도 관점에서 자전거는 일반용, 경기용, 산악용, 레저용 등으로 구분될 수 있다. 특히, 일반용 자전거의 경우는 운전자만 탑승할 수 있는 1인용, 2인 이상이 탑승할 수 있는 다인승용, 탑승자의 후방에 화물을 실을 수 있는 화물용 등이 있다.

자전거의 구조 측면에서는 구분 기준에 따라서 또 여러 형태로 구분될 수 있는데, 예를 들어, 자전거의 몸체가 접힐 수 있는지의 유무에 따라서 접이식 자전거와 비접이식 자전거로 구분될 수 있다.

또한, 자전거의 바디 프레임을 이루는 주요 재질이 내연강판, 스테인레스스틸, 크롬-몰리브덴강, 알루미늄, 티타늄, 마그네슘, 카본섬유 등인지에 따라서도 구분될 수 있다. 특히, 이와 같은 바디 프레임의 재질 차이에 따라서는 자전거 전체 중량에 미치는 영향이 매우 크다. 예를 들어, 크롬-몰리브덴강의 비중을 100으로 하였을 경우에, 티타늄의 비중은 50, 알루미늄의 비중은 34인데 비하여 카본은 18 수준으로, 카본 소재를 이용한 바디 프레임이 장착된 자전거는 다른 소재를 사용하여 제작한 자전거에 비하여 가볍게 되는 것이다.

위의 구분 예들에서와 같이 자전거는 그 구분 기준에 따라서 다양하게 구분될 수 있지만, 본 발명을 설명하기 위해서는 바디 프레임의 외관에 따른 기준으로 클래식 타입 자전거와 모던 타입 자전거로 구분할 필요가 있다. 이에 본 명세서의 전반에서는 자전거 바디 프레임의 외관에 따른 구분으로, 자전거의 바디 프레임을 이루는 헤드 튜브(head tube), 탑 튜브(top tube), 바텀 튜브(bottom tube), 시트 튜브(seat tube), 리어 튜브(rear tube), 체인 튜브(chain tube) 등 각각은 대체적으로 원형 파이프로 이루어지고, 각 튜브들의 연결부분은 서로 용접되거나 별도의 연결수단을 통해 연결된 구조에 대해서 클래식 타입 자전거로 구분하기로 한다. 반면에, 바디 프레임을 이루는 각각의 튜브들의 직경 또는 굵기가 클래식 자전거의 그것들에 비해서는 상대적으로 크거나 두껍고, 각 튜브들이 원형 파이프로 이루어지기 보다는 다양한 형태로 디자인된 것들에 대해서는 모던 타입 자전거로 구분하기로 한다. 이러한 구분은 전통적인 스타일(classical style)의 자전거인 경우에는 주로 철을 주성분으로 한 금속의 원형 파이프로서 그 바디 프레임이 제작되었던 반면에, 현대적인 스타일(modern style)의 자전거는 주요한 사용 용도에 따라 카본 등 신소재로써 바디 프레임이 제작될 수 있음에 따라 더 다양하게 디자인되고 있는 현실을 반영한 것이다.

도 1 은 종래의 클래식 타입 자전거(10)의 한 예를 보인 도면으로, 바디 프레임(11)을 이루는 탑 튜브(12), 바텀 튜브(13), 시트 튜브(14) 등이 서로 직경에는 차이가 있을 수 있지만 그 각 튜브들은 대체로 원형 파이프로 이루어진다. 이러한 클래식 타입 자전거(10)는 산악용 또는 레저용 자전거보다는 일반용 또는 경기용 자전거로 주로 사용되고 있다. 특히, 바디 프레임(11)이 스틸이나 알루미늄 등을 주성분으로 한 금속으로 제작된 자전거가 이에 해당될 것이다.

도 2 는 종래의 모던 타입 자전거(20)의 한 예를 보인 도면으로, 바디 프레임(21)을 이루는 탑 튜브(22), 바텀 튜브(23), 시트 튜브(24) 등이 서로 다른 굵기로 이루어지는데, 각각의 튜브들은 원형 파이프를 연결하여 제작하기 보다는 그 전체가 일체로 성형이 되거나 또는 부분적으로 성형된 후 별도의 조립공정을 통해서 조립이 이루어진 구조이다. 특히, 바디 프레임(21)이 대체로 카본 소재로 이루어는 산악용 또는 레저용 자전거의 경우가 이에 해당될 수 있다.

도 1과 도 2를 예로 하여 구분한 클래식 타입 자전거(10)와 모던 타입 자전거(20)는 바디 프레임(11,21)을 이루는 각 튜브들의 외경(또는 굵기)에서 큰 특징적인 차이를 갖는다. 즉, 클래식 타입 자전거(10)의 각 튜브(12,13,14)들은 그에 대응하는 모던 타입 자전거(20)의 각 튜브들(22,23,24)에 비하여 외경(또는 굵기)이 상대적으로 작다. 이는 클래식 타입 자전거(10)의 바디 프레임(11)은 금속의 원형 파이프로 이루어지기 때문에 직경이 가늘더라도 강성이 큰데 비하여 모던 타입 자전거(20)의 바디 프레임(21)은 주로 카본 소재를 이용한 성형을 통해 제작되기 때문에 충분한 강성을 확보하기 위해서는 그 외경(또는 굵기)이 상대적으로 두꺼울 수밖에 없었다.

물론, 모던 타입 자전거(20)의 바디 프레임(21)을 이루는 각 튜브(22,23,24)들이 상대적으로 두껍게 형성된 이유는 그 재질 때문만은 아니다. 산악용 또는 레저용 자전거의 디자인을 보다 활동적이고 강하고 세련된 이미지의 제공을 위해서 굵게 한 측면도 있는 것이다.

한편, 클래식 타입 자전거의 바디 프레임은 도 1에 도시된 바와 같이 대체로 시트 튜브(14)를 기준으로 전방에는 탑 튜브(12)와 바텀 튜브(13)가 삼각형 형태를 이루고, 후방에는 리어 튜브(15)와 체인 튜브(16)가 삼각형 형태를 이뤄 전체적으로는 다이아몬드 형태를 이루는 구조가 많다. 이러한 구조의 바디 프레임(11)에서는 운전자가 페달을 밟으며 운전하는 과정에서는 탑 튜브(12)의 전방 부분(12a), 바텀 튜브(13)의 전방 부분(13a), 시트 튜브(14)의 하단 부분(14a) 등에 상대적으로 비틀림 응력이 집중된다. 이에 모던 타입 자전거의 바디 프레임은 도 2에서 보이는 바와 같이 탑 튜브(22)의 전방 부분(22a), 바텀 튜브(23)의 전방 부분(23a), 시트 튜브(24)의 하단 부분(24a)이 상대적으로 두껍게 형성되는 것이다.

종래의 클래식 타입 자전거는 주로 원형의 금속 파이프를 연결하는 방식으로 제작됨에 따라 바디 프레임을 이루는 각 튜브들은 그 전후 부분(또는 상하 부분)의 외경이 대략 동일하였던 것이다. 또한, 주로 카본 소재를 이용하여 바디 프레임을 제작하는 모던 타입 자전거의 경우에는 각 튜브들의 전후 부분(또는 상하 부분)의 굵기를 다르게 성형하는 것이 용이함에 따라서 다양한 디자인으로 설계될 수 있는 것이다.

그런데 종래에는 자전거의 바디 프레임을 이루는 각 튜브들의 디자인을 전통적인 구조로 유지하면서 그 재질을 카본 소재로 제작하는 시도가 없었다. 또한, 클래식 타입 자전거는 바디 프레임이 주로 금속으로 제작됨으로써 그 무게가 상당하여 사용자가 다루는데 불편한 점이 있었다.

대한민국특허청 등록특허공보 10-13375933333호 대한민국특허청 공개특허공보 10-2012-0028549호 대한민국특허청 특허공보 특1994-0008585호 대한민국특허청 등록실용신안공보 20-0163166호 대한민국특허청 등록특허공보 10-0938175호 미국특허청 등록특허공보 US 6,012,733호 미국특허청 등록특허공보 US 7,574,074호 미국특허청 등록특허공보 US 7,793,959호

본 발명은 자전거의 바디 프레임을 이루는 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 등을 제작하는 주요 재료로 카본 소재를 사용하고 각 튜브들의 외경을 클래식 타입 자전거의 바디 프레임의 굵기로 하더라도 충분한 강성이 확보될 수 있도록 하는 자전거의 바디 프레임을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 금속 소재를 주요 재료로 사용하여 제작되었던 전통적인 스타일의 자전거 외관을 유지하면서도 자전거 전체의 중량을 크게 낮출 수 있는 자전거의 바디 프레임을 제공하는 데 목적이 있다.

특히, 자전거의 바디 프레임을 이루는 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 등에서 비틀림 응력이 집중되는 부분이 상대적으로 보강될 수 있는 자전거의 바디 프레임을 제공하는 데 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 수단으로 본 발명은 다음과 같은 구성으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 자전거 바디 프레임은 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 각각이 한쪽 끝부터 다른 쪽 끝까지 그 외경이 동일한 파이프 형상으로 각 튜브의 살두께가 한쪽 끝 부분에 비하여 다른 한쪽 끝 부분이 상대적으로 크게 형성되며, 각 튜브는 카본 소재로 제작될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자전거의 바디 프레임에서 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브의 살두께는 어느 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝을 향할수록 점차 또는 단계적으로 두꺼워지는 구조로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자전거의 바디 프레임에서 탑 튜브의 살두께는 앞쪽 부분이 두껍고, 바텀 튜브의 살두께는 탑 튜브의 앞쪽에 연결되는 앞쪽(상부) 부분이 두껍고, 시트 튜브의 살두께는 바텀 튜브의 뒤쪽(하부) 부분에 연결되는 하측 부분이 두껍게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자전거의 바디 프레임에서 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 중 어느 하나 이상의 튜브는 살두께가 두꺼운 쪽 부분 구간의 내부에는 충진재가 충진된 구조로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자전거의 바디 프레임에서 충진재는 아라미드 섬유가 함침된 에폭시 수지로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자전거의 바디 프레임에서 바텀 튜브의 외경은 시트 튜브의 외경에 비하여 굵고, 시트 튜브의 외경은 탑 튜브의 외경에 비하여 굵게 형성된 구조로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자전거의 바디 프레임은 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 각각이 한쪽 끝부터 다른 쪽 끝까지 그 외경이 15mm ~ 35mm 사이의 동일한 파이프 형상으로 각 튜브의 살두께는 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝을 향할수록 점차 또는 단계적으로 두꺼워지는 구조로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 자전거의 바디 프레임은 기존의 클래식 타입 자전거의 바디 프레임과 같이 바디 프레임을 구성하는 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 등이 각각 전단(또는 상단)부터 후단(또는 하단)까지 동일한 외경을 갖는 원형 파이프 형상으로 이루어지며, 그 외경은 클래식 타입의 자전거 바디 프레임을 구성하는 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 등과 비교할 때 그 각각의 외경이 비슷한 크기로 형성되더라도 각 튜브들은 카본 소재로 구성됨에 따라서 기존 클래식 타입의 자전거에 비해서 상대적으로 가벼운 자전거를 제공할 수 있는 커다란 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 자전거의 바디 프레임은 기존 클래식 타입 자전거의 바디 프레임의 외관을 유지하면서 비틀림 응력이 집중되는 부분은 상대적으로 살두께가 두껍게 형성됨에 따라 전체적인 구조의 안정성이 확보될 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명에 따른 자전거의 바디 프레임은 클래식 타입 자전거의 바디 프레임은 주로 금속 소재의 원형 파이프로써 제작된다고 여겨졌던 패러다임을 전환시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래 한 예의 클래식 타입 자전거의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2 는 종래 한 예의 모던 타입 자전거의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자전거 바디 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바디 프레임에 적용되는 튜브의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 5 는 도 4 에 표시된 A-A선과 B-B선의 단면도.
도 6 은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 바디 프레임에 적용되는 튜브의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 10 은 본 발명의 다양한 실시 예를 보인 도면.
도 11 은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 바디 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 12 는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의해 구성된 바디 프레임을 이루는 튜브의 한쪽 부분에 충진재가 충진된 상태의 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 자전거의 바디 프레임에 대해서 몇 실시예를 보인 도면들을 참고하며 보다 구체적으로 설명한다. 도면 중에 표시되는 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 바디 프레임을 지시하는 것이다.

본 발명에 따른 바디 프레임(100)은 도 3 에 도시된 바와 같이 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120) 및 시트 튜브(130)가 대체로 삼각 형태로 배열되는 한편 각 튜브(110,120,130)들은 전단(또는 상단)에서 후단(또는 하단)까지 그 외경이 동일한 원형의 파이프 형상을 이루는 클래식 자전거에 적용될 수 있도록 하기 위한 것이다. 특히, 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120), 시트 튜브(130), 리어 튜브(140) 및 체인 튜브(150)가 대략 다이아몬드 형태를 이루도록 배열됨으로서 클래식 자전거의 외관을 갖출 수도 있다. 그리고 탑 튜브(110)이 전단과 바텀 튜브(120)의 전단은 핸들과 포크를 연결하는 헤드 튜브(도면부호 없음)와 일체로 연결된다.

클래식 자전거의 외관에 적합할 수 있도록 탑 튜브(110)는 거의 수평에 가깝게 배열되거나 또는 전단이 후단에 비해 높게 배열되고, 바텀 튜브(120)의 전단(상단)은 탑 튜브(110)의 전단과 예각을 갖도록 배열되며, 시트 튜브(130)의 후단(상단)은 탑 튜브(110)의 후단에 예각을 갖도록 배열되며, 바텀 튜브(120)의 후단(하단)은 시트 튜브(130)의 전단(하단)과 예각을 갖도록 배열될 수 있다. 즉, 바디 프레임(100)을 구성하는 각 튜브들은 시트 튜브(130)를 기준으로 탑 튜브(110)와 바텀 튜브(120)가 삼각 형태로 배열이 되는 한편 리어 튜브(140)와 체인 튜브(150)가 삼각 형태로 배열이 되어, 전체적으로는 다이아몬드 형태를 이루는 기존의 전통적 스타일의 자전거에서와 비슷한 구조를 이루게 된다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 자전거 바디 프레임(100)을 구성하는 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120), 시트 튜브(130)는 카본 소재를 주성분으로 성형 제작되는데, 기존의 모던 타입 자전거의 그것들과는 달리 각 튜브(110,120,130)의 전단(상단)부터 후단(하단)까지가 동일한 외경을 갖는 원형 파이프 형상으로 이루어진다. 이때, 각 튜브(110,120,130)들은 비틀림 응력을 상대적으로 많이 받게 되는 쪽의 끝단 부분 살두께가 그렇지 않은 쪽의 끝단 부분의 살두께에 비하여 상대적으로 두껍게 형성된다. 여기서 비틀림 응력을 상대적으로 많이 받게 되는 부분은, 도면에 표시된 바와 같이, 탑 튜브(110)와 바텀 튜브(120)의 경우에는 전단 부분(110a,120a)이며 시트 튜브(130)의 경우에는 하단 부분(130a)이다.

전체적으로는 클래식 타입 자전거에서의 바디 프레임의 외관을 유지한 채 비틀림 응력을 상대적으로 많이 받게 되는 부분이 보강될 수 있도록 하기 위해서 바디 프레임(100)을 이루는 각 튜브(110,120,130)들은 어느 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝을 향할수록 그 살두께가 점차 또는 단계적으로 두꺼워지는 구조로 이루어진다. 즉, 각 튜브들(110,120,130)은 전단과 후단(또는 상단과 하단)의 외경은 동일하나 내경은 어느 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝을 향할수록 점차 또는 단계적으로 작아지는 구조로 이루어질 수 있다. 각 튜브들(110,120,130)의 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝을 향할수록 살두께가 점차 두꺼워질 수 있도록 하기 위해서 카본 시트와 에폭시 수지 등을 원료로 사용하여 원형 파이프 형상으로 성형하는 공정에서 카본 시트의 두께, 카본 시트의 배열방향, 적층되는 카본 시트의 겹수 등을 조절하는 방식을 통해서 원하는 두께로 형성할 수 있다. 또한, 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝을 향할수록 단계적으로 살두께가 두꺼워질 수 있도록 하기 위해서는 카본 시트를 이용하여 원형 파이프를 제작하는 공정에서 카본 시트의 적층 겹수를 조절하여 이웃하는 구간의 살두께가 다르게 할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 바디 프레임(100)을 구성하는 각 튜브들(110,120,130)의 살두께가 어느 한쪽 끝단에서 다른 한쪽 끝단 쪽을 향할수록 점차적으로 두껍게 형성된 형태를 보인 도면이며, 도 5 는 도 4 에 표시된 A-A 및 B-B 단면도이다. 도 5 에서 표현된 바와 같이, 각 튜브(110,120,130)들의 단면구조는 원형으로 이루어질 수 있다.

도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바디 프레임을 구성하는 탑 튜브(210), 바텀 튜브(220) 및 시트 튜브(230)의 살두께가 어느 한쪽 끝단에 비하여 다른 한쪽 끝단이 단계적으로 두껍게 형성된 형태를 보인 도면으로, (a)는 각 튜브(210,220,230)의 살두께가 2단으로 차이가 있는 경우이며 (b)는 각 튜브(210,220,230)들의 살두께가 3단 이상으로 차이가 있는 경우이다. 이와 같이, 탑 튜브(210), 바텀 튜브(220) 및 시트 튜브(230)의 내부면 상에 단턱(210a, 220a, 230a)이 형성됨으로써 상대적으로 강성이 더 요구되는 구간에는 집중적인 보강이 이루어질 수 있게 됨으로써 각 튜브의 외경은 가늘게 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 바디 프레임(100)에서 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120) 및 시트 튜브(130)는 도 7 에 도시된 바와 같이 각 튜브 모두가 그 외경은 동일하나 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝을 향할수록 살두께가 두꺼워지는 형태로 구성될 수도 있으나, 도 8 에 도시된 바와 같이 바텀 튜브(120)만이 그러한 구조가 적용될 수도 있고, 도 9 에 도시된 바와 같이 바텀 튜브(120)와 시트 튜브(130)에만 그러한 구조가 적용될 수도 있으며, 도 10 에 도시된 바와 같이 탑 튜브(110)와 바텀 튜브(120)에 그러한 구조가 적용될 수도 있는 것이다.

그리고 본 발명의 실시 예에 따른 자전거 바디 프레임(100)은 도 11 에서 보이는 바와 같이 탑 튜브(110)의 외경에 비해서 바텀 튜브(120)와 시트 튜브(130)의 외경이 상대적으로 크고, 시트 튜브(130)의 외경에 비해서 바텀 튜브(120)이 외경이 상대적으로 큰 구조로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 여러 실시 예에 적용될 수 있는 바디 프레임(100)을 구성하는 각 튜브들(110,120,130)은 전체적으로 클래식 타입 자전거에서의 바디 프레임의 외관으로 인식될 수 있도록 그 외경의 지름은 15mm ~ 35mm 범위 내에서 원형 파이프 구조로 이루어진다. 각 튜브들은 카본 시트를 이용해서 별도로 성형공정을 통해 제작된 후 조립공정을 통해서 일체화되는 방식으로 제작될 수 있다.

도 12 는 본 발명에 따른 자전가 바디 프레임의 다른 실시 예를 보인 도면으로, 바디 프레임(100)을 이루는 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120), 시트 튜브(130) 중 어느 하나 이상의 튜브의 살두께가 두꺼운 쪽 부분에 충진재(300)가 채워진 구조이다. 이때 사용되는 충진재(300)로는 아라미드 섬유가 함침된 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 이와 같이 아라미드 섬유가 함침된 에폭시 수지 등을 충진재로 사용하게 되면 충격강도, 내피로도 등을 우수하게 할 수 있다.

충진재(300)는 카본 소재를 이용하여 원형 파이프 형태로 성형하는 과정에서 상하에 위치되는 시트 형태의 카본과 카본 사이에 충진재를 채우는 공정 또는 카본 소재를 이용하여 파이프 형태로 성형이 되되 살빼기 된 특정 부위에 충진재를 채우는 공정 등을 통해서 충진될 수 있다.

한편, 도 12 에서는 바디 프레임(100)을 이루는 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120), 시트 튜브(130) 각각의 한쪽 구간에 충진재(300)가 채워진 구조를 보이고 있으나, 이는 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120), 시트 튜브(130) 중 어느 하나 또는 두 개의 튜브에 대해서만 적용될 수도 있는 것이다.

이와 같이 바디 프레임(100)의 주요 부분을 구성하는 탑 튜브(110), 바텀 튜브(120), 시트 튜브(130)의 일부 또는 전체가 카본 소재를 주원료로 하여 제작이 되더라도, 기존에는 금속 소재로 제작되었던 클래식 타입 자전거의 바디 프레임 외관을 갖출 수 있게 된다.

기존에는 클래식 타입으로 구분되는 자전거의 바디 프레임은 금속을 주요 소재로 제작된 원형 파이프들로 제작됨에 따라서 바디 프레임을 구성하는 각 튜브들의 굵기가 상대적으로 작게 형성되어 왔던 반면에, 주로 산악용 자전거 또는 레저용 자전거 등의 모던 타입 자전거의 바디 프레임 제작에는 카본 소재가 사용됨에 따라서 바디 프레임을 구성하는 각 튜브들의 굵기가 상대적으로 크게 형성되었다.

따라서, 본 발명에 따른 자전거 바디 프레임(100)은 각 튜브가 카본 소재로써 성형되더라도 모던 스타일 자전거의 바디 프레임에 비해서 각 튜브들의 외경(또는 굵기)이 상대적으로 작기 때문에 전체적으로는 클래식 타입 자전거에 적용되는 바디 프레임의 외관을 갖출 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 바디 프레임(100)의 전체적인 외관은 클래식 타입 자전거에서의 바디 프레임처럼 원형 파이프들을 연결하여 제작한 것과 같은 분위기를 연출할 수 있게 된다.

특히, 이와 같은 바디 프레임(100)이 적용된 클래식 타입 자전거의 전체 중량은 금속 소재로 제작되었던 기존의 바디 프레임이 적용된 클래식 타입 자전거에 비하여 상대적으로 가볍기 때문에 사용자들의 사용 및 관리가 용이하게 된다.

이상에서는 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 자전거 바디 프레임의 몇 실시예에 대해서 설명하였다. 이러한 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 것이다. 또한, 이러한 실시 예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명의 특허청구범위를 해석함에 있어 한정 해석해서는 아니 된다.

100 : 바디 프레임 110 : 탑 튜브
120 : 바텀 튜브 130 : 시트 튜브
300 : 충진재

Claims

헤드 튜브, 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브를 포함하여 구성되는 자전거의 바디 프레임에 있어서,
전단부터 후단까지 15mm ~ 35mm 범위 내에서 동일한 외경을 갖는 원형의 파이프 형상으로, 후단에서 전단을 향할수록 내경이 점차 축소되어 전단 부분의 살두께가 후단 부분의 살두께에 비하여 상대적으로 두껍게 카본 소재로 형성된 탑 튜브;
상기 탑 튜브와 동일한 외경을 갖는 원형의 파이프 형상으로, 후단에서 전단을 향할수록 내경이 점차 축소되어 전단 부분의 살두께가 후단 부분의 살두께에 비하여 상대적으로 두껍게 카본 소재로 형성된 바텀 튜브; 및
상기 탑 튜브와 동일한 외경을 갖는 원형의 파이프 형상으로, 상단에서 하단을 향할수록 내경이 점차 축소되어 상기 바텀 튜브와 연결되는 하단 부분의 살두께가 상기 탑 튜브와 연결되는 상단 부분의 살두께에 비하여 상대적으로 두껍게 카본 소재로 형성된 시트 튜브; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자전거의 바디 프레임.
제 1 항에 있어서,
상기 탑 튜브, 바텀 튜브 및 시트 튜브 각각의 내면 상에는 단턱이 형성된 것을 특징으로 하는 자전거의 바디 프레임.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 탑 튜브, 바텀 튜브, 시트 튜브 중 어느 하나 이상의 튜브는 살두께가 두꺼운 쪽 부분 구간 내부에 충진재가 충진된 것을 특징으로 하는 자전거의 바디 프레임.
제 3 항에 있어서,
상기 충진재는 아라미드 섬유가 함침된 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 자전거의 바디 프레임.
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