KR101524276B1 - 자전거 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블을 내장하는 자전거 프레임에 관한 것이다. 자전거 프레임의 하부브라켓쉘(10)의 외면에 프레임 구성부품인 다운튜브(5)와 체인스테이(9)의 내부로 케이블을 내장하기 위해 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)의 내부와 연통되는 케이블홀(22)이 형성된 연결돌부(20)가 돌출된다. 상기 연결돌부(20)의 프레임접합면(24)에 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)의 단부 가장자리가 결합되도록 하여 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리 전체가 하부브라켓쉘(10)에 결합되어 결합 강도가 확보된다.

Description

자전거 프레임{Frame for Cycle}

본 발명은 자전거 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부브라켓쉘(Bottom Bracket Shell)과 프레임 구성부품 사이의 결합구조가 개선된 자전거 프레임에 관한 것이다.

자전거 프레임은 자전거의 골격을 이루는 것으로, 측면에서 본 형태에 따라 마름모형태의 다이아몬드형과 그 외의 것으로 나누어진다. 이와 같은 자전거 프레임은 타 부품을 연결시켜 주고 운행 시 하중을 전달하는 역할을 한다. 헤드튜브는 앞바퀴를 잡고 있는 포크가 핸들바와 연결되도록 해주고, 시트튜브는 자전거 프레임의 지주역할을 하도록 중심에 위치하며, 상기 헤드튜브와 시트튜브는 지면에 대하여 수직에 가깝게 위치된다. 시트튜브의 상단에는 안장과 연결된 시트포스트가 삽입되고, 하단에는 하부브라켓쉘이 접합된다. 하부브라켓쉘에는 시트튜브의 하단에 위치하여 자전거 프레임의 페달을 구동하는 크랭크가 장착된다.

탑튜브와 다운튜브는 시트튜브를 기준으로 전면에 위치하고 그 단부는 각각 헤드튜브와 시트튜브에 접합된다. 탑튜브는 헤드튜브와 시트튜브의 상부를 연결하고, 다운튜브는 일단부가 헤드튜브에 연결되고 타단부는 시트튜브의 하부에 위치한 하부브라켓쉘에 연결된다.

시트스테이와 체인스테이는 시트튜브를 기준으로 후면에 위치하고 시트스테이의 전단부는 시트튜브의 상부에 접합되고, 체인스테이의 전단부는 하부브라켓쉘과 접합된다. 시트스테이와 체인스테이의 후단부는 뒷바퀴의 중심축에 함께 결합된다.

외관상 장점 때문에 자전거의 변속 및 브레이크용 케이블을 프레임에 내장하기 위한 시도가 꾸준히 이루어지고 있다. 하부브라켓쉘에 다운튜브나 체인스테이를 일부분이 벗어나게 용접하여 하부브라켓쉘과 다운튜브 혹은 체인스테이 사이에 틈을 만들어 케이블을 통과시키는 방식도 그 가운데 한 방법이다.

그러나 이와 같은 방식은 다운튜브 혹은 체인스테이와 하부브라켓쉘의 용접 시 다운튜브 혹은 체인스테이와 하부브라켓쉘의 사이에 틈을 주기 위해 의도적으로 일부를 하부브라켓쉘에서 벗어나게 용접을 하기 때문에 하부브라켓쉘과 접하지 않아 틈이 생기는 부위에는 용접이 시행되지 않아 전체를 용접하는 경우보다 상대적으로 전체 프레임의 강도가 취약하게 되는 문제점이 있다.

대한민국공개특허 제10-2010-0066446호

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하부브라켓쉘에 케이블홀이 형성된 연결돌부를 두어 프레임을 구성하는 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리가 결합되도록 하여 관형상 부품의 단부 가장자리 전체가 하부브라켓쉘과 연결돌부에 결합되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 크랭크가 관통하여 설치되는 하부브라켓쉘에 관형상의 프레임 구성부품이 연결되는 자전거 프레임에 있어서, 상기 하부브라켓쉘의 외면에는 케이블홀이 형성된 연결돌부가 돌출되어 구비되고, 상기 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리는 상기 하부브라켓쉘의 외면과 상기 연결돌부에 결합되고, 상기 연결돌부에 형성된 케이블홀을 통해 관형상의 프레임 구성부품의 내외부로 케이블이 연장되며, 상기 관형상의 프레임 구성부품은 시트튜브, 다운튜브 또는 체인스테이 중 적어도 어느 하나이다.

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상기 연결돌부는 상기 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리의 일부와 대응되는 아치형상으로 형성된다.

상기 연결돌부는 상기 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리의 일부가 결합하도록 상기 단부 가장자리와 대응되는 형상이거나 더 넓은 면적을 가지는 판형상이다.

본 발명에 의한 자전거 프레임에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 자전거 프레임의 하부브라켓쉘 외면에 돌출된 연결돌부를 만들어, 하부브라켓쉘에 결합되는 프레임 구성부품의 단부 가장자리 전체가 하부브라켓쉘에 결합할 수 있어 결합 강도를 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고 자전거 프레임의 내부로 케이블을 통과하게 할 수 있어 외관상 깨끗하게 보이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 실시 예를 구성하는 자전거 프레임의 구성을 보인 측면도.
도 2는 본 발명 실시 예를 구성하는 하부브라켓쉘의 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 구성하는 하부브라켓쉘의 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예를 구성하는 하부브라켓쉘의 구성을 보인 사시도.

이하 본 발명에 의한 자전거 프레임의 바람직한 실시 예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 명세서에서는 편의상 마름모꼴로 만들어진 소위 다이아몬드형 프레임을 참고로 본 발명을 설명한다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 일반적으로 자전거 프레임은 다수개의 관형상의 프레임 구성부품들이 서로 결합되어 구성되는 것으로 자전거의 골격을 형성한다. 자전거 프레임에는 앞바퀴와 뒷바퀴, 핸들, 구동용 부품을 장착하고 탑승자의 하중을 바퀴에 전달한다.

자전거 프레임의 각 부위별 명칭을 설명하면, 우선 전체 자전거 프레임이 이루는 마름모꼴에 대각으로 연장되어 마름모꼴을 이등분하는 프레임 구성부품을 시트튜브(1)라고 한다. 상기 시트튜브(1)의 상단에는 안장이 있는 시트포스트(도시되지 않음)가 삽입되어 장착된다.

자전거 프레임의 선단에는 헤드튜브(2)가 구비된다. 상기 헤드튜브(2)는 그 내부를 상하로 관통하여 핸들(도시되지 않음)이 설치된다. 상기 핸들은 자전거 탑승자가 자전거의 진행방향을 조정하는 것이다.

상기 시트튜브(1)를 기준으로 전반부의 윗부분에 위치하여 상기 헤드튜브(2)의 상단과 연결되게 탑튜브(3)가 있다. 물론 프레임의 종류에 따라서는 상기 탑튜브(3)가 없는 것도 있다. 상기 탑튜브(3)의 하방에서 상기 헤드튜브(2)와 일단부가 연결되고 타단부가 상기 시트튜브(1)와 연결되는 것은 다운튜브(5)이다. 상기 시트튜브(1) 뒷쪽의 윗부분과 아랫부분은 각각 시트스테이(7)와 체인스테이(9)라고 크게 분류하여 지칭할 수 있다.

상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)가 상기 시트튜브(1)와 연결되는 부분에 하부브라켓쉘(10)이 설치된다. 상기 하부브라켓쉘(10)은 상기 시트튜브(1)의 하단에 위치하며 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9) 및 시트튜브(1)등의 프레임 구성부품과 결합된다.

상기 하부브라켓쉘(10)의 내부에는 페달이 양단부에 연결되는 크랭크와 상기 크랭크를 회전가능하게 상기 하부브라켓쉘(10)의 내부에 지지하는 베어링(도시되지 않음)이 구비되는 크랭크홀(12)이 관통한다. 상기 하부브라켓쉘(10)의 외경과 상기 크랭크홀(12)이 형성하는 내경은 자전거의 성능에 따라 구비되는 크랭크 및 베어링에 의해 달라질 수 있다.

도 2에 도시된 바에 따르면, 상기 하부브라켓쉘(10)의 외면에는 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)와 같은 프레임 구성부품의 단부 가장자리의 일부가 접하는 부위에 연결돌부(20)가 돌출되어 형성된다. 상기 연결돌부(20)의 형상은 상기 하부브라켓쉘(10)에 결합되는 프레임 구성부품의 단부 가장자리 형상과 대응되게 형성된다. 물론, 상기 단부 가장자리 형상보다 넓은 영역을 가지는 판형상으로 연결돌부(20)가 형성될 수도 있다.

상기 연결돌부(20)는 연결되는 프레임 구성부품의 단부 가장자리 형상에 따라 돌출되는 정도와 형태가 다르게 형성될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 다운튜브(5)가 접합되는 부분에는 상기 다운튜브(5)의 직경이 크기 때문에 크게 하나의 연결돌부(20)가 형성되고, 상기 체인스테이(9)가 접합되는 부분에는 상기 체인스테이(9)가 두 개의 작은 직경을 가지므로 작은 두 개의 연결돌부(20)가 각각 형성된다.

상기 연결돌부(20)의 중앙에는 케이블이 지날 수 있는 케이블홀(22)이 관통한다. 상기 케이블홀(22)은 자전거의 변속기 혹은 브레이크용 케이블의 외경보다 크거나 같은 직경으로 형성된다. 그러나 상기 연결돌부(20)에 접합되는 프레임 구성부품의 내부로 케이블이 지나지 않는 경우에는 케이블홀(22)이 형성될 필요는 없다.

상기 연결돌부(20)의 일측에는 프레임접합면(24)이 형성된다. 상기 프레임접합면(24)은 프레임 구성부품의 단부 가장자리의 일부가 결합되는 부위로, 상기 연결돌부(20)의 외면이 상기 다운튜브(5) 및/ 또는 체인스테이(9)와 접하게 되는 면적과 동일하거나 넓게 형성된다.

상기 연결돌부(20)의 케이블홀(22)에 인접하여 케이블리더(26)가 구비된다. 상기 케이블리더(26)는 케이블의 속선이 위치하는 것을 고정시키는 부품으로, 합성수지로 형성된다. 상기 하부브라켓쉘(10)의 외면에 밀착되도록 형성되고 케이블의 속선이 지나도록 홈이 파여 있다.

도 3에 도시된 실시 예를 설명한다. 참고로 설명의 편의를 위해 주요 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 본 실시 예에서는 상기 연결돌부(20)가 상기 다운튜브(5)와 접하는 부분에만 형성되고, 상기 연결돌부(20)에는 두 개의 케이블홀(22)이 형성된다. 이러한 경우, 두 개의 케이블이 함께 상기 다운튜브(5)를 통과하고 상기 형성된 두 개의 케이블홀(22)을 각각 통과해 노출된 채 변속기로 연결된다.

다음으로, 도 4에 도시된 다른 실시 예를 설명한다. 여기서도 설명의 편의를 위해 주요 부분에 대해서만 설명한다. 상기 다운튜브(5)와 접합되는 연결돌부(20)가 두 개의 케이블홀(22)을 가지고 상기 체인스테이(9)와 접합되는 연결돌부(20)가 도 2에 도시된 실시 예와 동일하게 하나의 케이블홀(22)을 가진다. 그렇게 되면 케이블을 최대한 프레임 내부로 통과시키는 구성이 가능하다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가진 본 발명에 의한 자전거 프레임의 작용을 상세하게 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이 자전거 프레임은 일반적으로 마름모꼴로 구성되고, 그 중 자전거 프레임의 시트튜브(1)의 단부에는 하부브라켓쉘(10)이 결합된다. 상기 시트튜브(1)에 일체형으로 상기 하부브라켓쉘(10)이 형성될 수도 있고, 별도로 형성되어 결합하는 방식일 수도 있다.

상기 하부브라켓쉘(10)에 자전거 프레임을 구성하는 구성부품에 해당하는 다운튜브(5)와 체인스테이(9)가 결합된다. 이때, 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)는 그 단부 가장자리 일부가 상기 연결돌부(20)에 결합되고 나머지는 하부브라켓쉘(10)의 외면에 결합된다. 따라서, 상기 다운튜브(5)와 체인스테이((9)는 그 단부 가장자리 전체가 상기 하부브라켓쉘(10)의 외면과 상기 연결돌부(20)에 결합되어 자전거 프레임의 전체 강도를 보다 견고하게 만들게 된다.

상기 연결돌부(20)를 관통하는 케이블홀(22)은 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)의 내부와 연통된다. 그리고, 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)의 내부를 통과하는 변속기용 케이블이 상기 케이블홀(22)을 통과한다.

상기 케이블홀(22)을 통하여 상기 다운튜브(5)와 체인스테이(9)의 내외부로 케이블이 연장된다. 상기 케이블홀(22)을 관통한 케이블은 내부의 속선이 케이블리더(26)에 의해 고정되어 변속기(도시되지 않음)에 연결된다. 그러나 상기 케이블리더(26)는 안전편의 및 미관상 사용하는 것으로 반드시 필요한 것은 아니다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1 : 시트튜브 2 : 헤드튜브
3 : 탑튜브 5 : 다운튜브
7 : 시트스테이 9 : 체인스테이
10 : 하부브라켓쉘 12 : 크랭크홀
20 : 연결돌부 22 : 케이블홀
24 : 프레임접합면 26 : 케이블리더

Claims (4)

1. 크랭크가 관통하여 설치되는 하부브라켓쉘에 관형상의 프레임 구성부품이 연결되는 자전거 프레임에 있어서,
   상기 하부브라켓쉘의 외면에는 케이블홀이 형성된 연결돌부가 돌출되어 구비되고, 상기 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리는 상기 하부브라켓쉘의 외면과 상기 연결돌부에 결합되고, 상기 연결돌부에 형성된 케이블홀을 통해 관형상의 프레임 구성부품의 내외부로 케이블이 연장되며,
   상기 관형상의 프레임 구성부품은 시트튜브, 다운튜브 또는 체인스테이 중 적어도 어느 하나인 자전거 프레임.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연결돌부는 상기 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리의 일부와 대응되는 아치형상으로 형성되는 자전거프레임.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 연결돌부는 상기 관형상의 프레임 구성부품의 단부 가장자리의 일부가 결합하도록 상기 단부 가장자리와 대응되는 형상이거나 더 넓은 면적을 가지는 판형상인 자전거 프레임.
   

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