KR101688606B1 - 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임 - Google Patents

탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임 Download PDF

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Abstract

탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 두께가 균일한 정면 부분과 두께가 점차 감소하는 배면 부분을 구비하는 평판형상을 가지며 한 쌍이 서로 마주보도록 결합하여 뒷바퀴를 수납하는 수납공간을 형성하고 자전거를 지지한다. 상기 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 자전거의 정면방향을 향하며 핸들축과 평행한 정면, 상기 정면의 반대쪽에서 상기 정면과 평행하게 배열되며 상기 정면보다 작은 크기를 갖는 배면, 상기 배면의 상단에 연결되고 상기 배면 부분에 대응되며 뒤로 갈수록 폭이 좁아지는 상면, 상기 정면 부분 내에서 상기 정면과 상기 상면 사이에 경사지게 배치되며 균일한 폭을 갖는 제1 경사면, 및 상기 배면 부분 내에서 상기 배면과 상기 저면 사이에 경사지게 배치되며 뒤로 갈수록 폭이 좁아지는 제2 경사면을 포함한다.

Description

탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임{Bicycle Frame Using Carbon Fiber Reinforced Plastics}
본 발명은 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임을 제공하는데 있다. 보다 상세하게는 제조공정이 단순하고 제조비용이 감소하는 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임에 관한 것이다.
사회가 발전하면서, 각종 레저산업 또한 성장하고 있다. 자전거는 국민 건강문제와 더불어 레저산업의 대표적인 상품으로서 널리 사용되고 있다. 최근 에너지 절약문제와 관련되어 정부의 관심 속에 비약적으로 성장하고 있다. 특히 대도시 공원, 하천 등에 자전거길이 확보됨에 따라 안전성이 증가하여 자전거 레저 인구가 급증하였고, 자전거 산업도 호황기를 맞아 다양한 디자인 및 종류가 개발되고 있다.
자전거 프레임의 재료 중, 카본복합섬유를 이용한 프레임은 경량화, 고강도 등 다양한 특징으로 고급 자전거의 재료로 선호되고 있다.
도 1은 종래의 카본복합섬유를 이용한 자전거 프레임의 구성부품들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 종래의 카본복합섬유를 이용한 자전거 프레임은 종래의 철재 자전거 프레임과 동일한 외형을 갖는다. 그러나 철과 카본복합섬유는 그 물성이 완전히 다르기 때문에, 형상에 따라 제조의 난이도가 확연히 다르다. 즉, 철의 경우 용융된 상태에서 얼마든지 가공이 가능하기 때문에 실린더 형상으로 용이하게 제조할 수 있다. 반면에 카본복합섬유는 카본섬유, 유리섬유 등을 직조한 후에 합성수지 등을 주입하여 제조되기 때문에, 실린더 형상으로 제조하기가 매우 어렵다.
이러한 카본복합섬유를 이용한 자전거 프레임은 복합재료를 이용하는 제조공정상의 특징으로 인해, 자동화 방식이 불가능하고 수작업으로 제조되고 있다. 특히 자전거 프레임의 특성상 많은 부품들과 결합되기 때문에, 생산공정이 복잡하고 연결부가 많아서, 작업자의 실수에 의한 불량률이 높다. 이로 인하여 자전거 프레임의 구조적 안정성 및 신뢰도가 저하되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제조공정이 단순하고 제조비용이 감소하는 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 두께가 균일한 정면 부분과 두께가 점차 감소하는 배면 부분을 구비하는 평판형상을 가지며 한 쌍이 서로 마주보도록 결합하여 뒷바퀴를 수납하는 수납공간을 형성하고 자전거를 지지한다. 상기 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 자전거의 정면방향을 향하며 핸들축과 평행한 정면, 상기 정면의 반대쪽에서 상기 정면과 평행하게 배열되며 상기 정면보다 작은 크기를 갖는 배면, 상기 배면의 상단에 연결되고 상기 배면 부분에 대응되며 뒤로 갈수록 폭이 좁아지는 상면, 상기 정면 부분 내에서 상기 정면과 상기 상면 사이에 경사지게 배치되며 균일한 폭을 갖는 제1 경사면, 및 상기 배면 부분 내에서 상기 배면과 상기 저면 사이에 경사지게 배치되며 뒤로 갈수록 폭이 좁아지는 제2 경사면을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 정면 부분 중에서 가장 앞쪽에 배치되고 핸들축이 삽입되는 헤드 튜브와 결합되는 헤드 튜브 결합부를 더 포함하고, 상기 헤드 튜브는 상기 헤드 튜브 결합부를 관통하는 복수개의 스크류들을 통하여 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정면 부분 중에서 상기 정면 부분과 상기 배면 부분의 경계면에 인접하게 배치되어 패달이 결합되는 페달 결합부를 더 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 평판형상을 가져서, 자동화 방식에 의한 제작이 가능하다. 또한 부품수 및 연결부의 개수가 감소하여 생산공정이 단순해져서 불량률이 감소하고 제조비용이 절감된다. 따라서 자전거 프레임의 구조적 안정성 및 신뢰도가 향상된다.
또한, 오토클레이브 복합재성형공정을 통하여 직조된 탄소섬유층들, 유리섬유층들의 개수가 증가하더라도 기포가 제거되어 치밀하게 접합된 제품을 생산할 수 있다.
도 1은 종래의 카본복합섬유를 이용한 자전거 프레임의 구성부품들을 나타낸다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임을 나타내는 좌측면도, 배면도 및 저면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 결합된 상태를 나타내는 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 튜브를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페달프레임의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 2a 내지 3에 도시된 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 자전거에 결합된 상태를 나타내는 좌측면도이다.
도 7a 내지 7c는 도 2a 내지 3에 도시된 탄소섬유강화 복합재료를 제조하기 위한 탄소섬유강화 복합재료를 나타내는 분해사시도들이다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임을 나타내는 좌측면도, 배면도 및 저면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 좌우대칭의 두 개의 평판형 프레임들이 합쳐지도록 구성된다. 예를 들어 자전거의 정면방향에서 봤을 때 우측에 배치되는 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 도시된다.
탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 앞뒤 방향의 길이가 위아래 방향의 길이보다 긴 형향을 갖는다. 예를 들어, 앞뒤 방향의 길이가 900 mm이고, 상하방향의 길이가 360 mm일 수 있다. 앞뒤 방향의 길이와 위아래 방향의 길이는 자전거의 형상에 따라 변형될 수 있다. 예를 들어, 고속주행용 자전거의 경우 앞뒤 방향의 길이가 위아래 방향의 길이에 비해 매우 길지만, 저속주행용 자전거의 경우 앞뒤 방향의 길이와 위아래 방향의 길이가 별로 차이나지 않는다.
본 실시예에서, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 정면(101), 배면(102), 상면(103), 저면(104), 정면(101)과 상면(103) 사이의 제1 경사면(105), 및 배면(102)과 저면(104) 사이의 제2 경사면(106)을 포함한다. 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 균일한 두께를 갖는 정면부분(FR)과 뒤로 갈수록 두께가 얇아지는 배면 부분(BR)을 포함한다.
정면(101)은 자전거의 정면방향을 향하는 면으로서 직사각형 형상을 갖는다. 정면(101) 상에 헤드 튜브(도 4의 230)가 부착되고, 정면(101)에 평행한 방향으로 핸들축(도 6의 30)이 배열된다.
배면(102)은 정면(102)과 평행하게 배열되며, 직사각형 형상을 갖는다. 본 실시예에서, 배면(102)의 크기는 정면(102)의 크기보다 작다.
상면(103)은 배면(102)의 상단에 연결되고, 뒷부분의 배면 부분(BR)에 대응되며 뒤로 갈수록 폭이 좁아진다. 저면(104)은 정면(101)의 하단에 연결되고 앞부분의 정면 부분(FR)에 대응되며 균일한 폭을 갖는 직사각형 형상을 갖는다.
제1 경사면(105)은 정면 부분(FR) 내에서 정면(101)과 상면(103) 사이에 경사지게 배치된다. 제1 경사면(105)은 직사각형 형상을 가지며, 정면(101)과 동일한 폭을 갖는다.
제2 경사면(106)은 배면 부분(BR) 내에서 배면(102)과 저면(104) 사이에 경사지게 배치된다. 제2 경사면(106)은 뒤로 갈수록 폭이 좁아진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 결합된 상태를 나타내는 저면도이다.
도 2a 내지 3을 참조하면, 두 개의 대칭인 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들이 서로 결합하면, 정면 부분(FR)은 서로 밀착하지만, 배면 부분(BR)은 양쪽에서 얇아지는 부분들에 중앙에 수납공간(145)을 형성한다. 서로 대칭되는 배면 부분들(BR)에 의해 형성된 수납공간(145) 내에 뒷바퀴(도 6의 20)가 수납된다.
탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 주위의 다른 부품들과 결합하기 위한 공간들을 포함한다. 본 실시예에서, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 페달프레임(도 5의 210)에 결합되기 위한 페달 결합부(110), 헤드 튜브(도 4의 230)에 결합되기 위한 헤드 튜브 결합부(130), 안장에 결합되기 위한 안장 결합부(120), 뒷바퀴축에 결합되기 위한 뒷바퀴축 결합부(140)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 튜브를 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 헤드 튜브 결합부(130)는 정면 부분(FR) 중에서 가장 앞쪽에 배치되고 헤드 튜브(230)와 결합된다. 헤드 튜브 결합부(130)는 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 결합된 상태에서 정면 부분(FR)의 가장 앞쪽에 결합된다. 예를 들어, 헤드 튜브(230)는 한 쌍의 헤드 튜브 결합부들(130)을 관통하는 스크루들(도시되지 않음)에 의해 견고하게 결합될 수 있다.
헤드 튜브(230)는 핸들축이 관통하는 관통부(232)와 관통부(232)를 헤드 튜브 결합부(120)에 연결시키는 한 쌍의 결합판들(234)을 포함한다. 관통부(232)는 속이 빈 원통형상을 가지며, 결합판들은 관통부(232)의 외주면으로부터 서로 평행하게 돌출되고 복수개의 스크류구멍들을 포함한다.
본 실시예에서, 헤드 튜브(230)는 금속재질을 포함한다. 헤드 튜브(230)는 핸들축이 관통하는 관통부(232)를 포함하기 때문에 탄소섬유강화 복합재료를 사용하는 경우, 제조공정이 복잡해질 수 있다. 따라서 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 탄소섬유강화 복합재료를 포함하는 반면에, 헤드 튜브(230)는 금속을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페달프레임의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 2a 내지 3, 도 5를 참조하면, 페달 결합부(110)는 정면 부분(FR) 중에서 정면 부분(FR)과 배면 부분(BR)의 경계부에 인접하게 배치된다. 페달 결합부(110)는 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 결합된 상태에서 정면 부분(FR) 중에서 정면부분(FR)과 배면부분(BR)의 경계부에 가까우면서 낮은 위치에 배치된다. 예를 들어, 페달 프레임(210)은 한 쌍의 페달 결합부들(110)을 관통하는 기어크랭크축(도시되지 않음)에 의해 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 기어크랭크축(도시되지 않음)이 서로 결합된 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임 중에서 페달 결합부들(110)을 관통하면, 한 쌍의 페달 프레임들(210)이 기어 크랭크축(도시되지 않음)의 양측과 결합될 수 있다.
본 실시예에서, 페달 프레임(210)은 금속재질을 포함한다. 페달 프레임(210)은 기어 크랭크축(도시되지 않음)이 관통하는 결합링(214)과 결합링(214)과 페달(도시되지 않음)을 이어주는 로드(212)를 포함한다.
페달 프레임(210)은 기어 크랭크축(도시되지 않음)이 관통하는 결합링(214)과 로드(212)를 포함하기 때문에 탄소섬유강화 복합재료를 사용하는 경우, 제조공정이 복잡해질 수 있다. 따라서 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 탄소섬유강화 복합재료를 포함하는 반면에, 페달 프레임(210)은 금속을 포함할 수 있다.
도 6은 도 2a 내지 3에 도시된 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 자전거에 결합된 상태를 나타내는 좌측면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 자전거의 중심을 형성하며, 주변의 다양한 부품들과 결합된다. 즉, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 두 개의 서로 대칭되는 한 쌍이 결합된 이후에, 안장(도시되지 않음), 앞바퀴(10), 핸들축(30), 페달 프레임(210), 뒷바퀴(20) 등과 결합된다.
앞바퀴(10)는 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들의 앞부분에서 핸들축(30)의 하단에 결합된다.
핸들축(30)은 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들의 정면(101)에 평행하게 배열되고, 헤드 튜브(230)의 관통부(232)를 통과한다.
헤드 튜브(230)는 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들의 정면(101) 상에 배치되고, 결합판(234)을 이용하여 헤드 튜브 결합부(130)에 결합된다. 예를 들어, 헤드 튜브(230)는 결합판(234) 및 헤드 튜브 결합부(130)를 관통하는 복수개의 스크류들(도시되지 않음)을 이용하여 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들에 결합될 수 있다.
안장(도시되지 않음)은 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들의 상면(103) 상에 배치되고 안장 결합부(120)를 통하여 결합된다. 예를 들어, 안장(도시되지 않음)은 안장 결합부(120)를 관통하는 금속 체결구(도시되지 않음)를 이용하여 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들에 결합될 수 있다.
페달(도시되지 않음)은 페달 프레임(210)의 로드(212)의 단부에 자전거의 수평방향으로 회전가능하도록 결합된다. 페달 프레임(210)은 결합링(214)을 통하여 기어 크랭크축(도시되지 않음)의 양쪽에 결합될 수 있다. 기어 크랭크축(도시되지 않음)은 페달 결합부(110)를 관통하여 결합링(214)과 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 페달 프레임(210)이 페달 결합부(110)에 직접 결합될 수도 있다.
뒷바퀴(20)는 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들의 뒷부분에서 프리휠(240)과 결합된다. 프리휠(240)은 뒷바퀴축 결합부(140)를 통하여 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들에 결합된다. 프리휠(240)은 변속기(도시되지 않음)를 통하여 기어 크랭크축(도시되지 않음)에 연결된다.
본 실시예에서, 뒷바퀴(20)의 일부는 한 쌍의 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임들에 의해 형성되는 수납공간(145) 내에 수납된다.
도 7a 내지 7c는 도 2 및 3에 도시된 탄소섬유강화 복합재료를 제조하기 위한 탄소섬유강화 복합재료를 나타내는 분해사시도들이다.
도 7a를 참조하면, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 탄소섬유강화 복합재료를 이용하여 형성된다. 본 실시예에서, 탄소섬유강화 복합재료는 탄소섬유, 유리섬유, 합성수지 등을 포함한다.
탄소섬유강화 복합재료는 섬유상의 탄소섬유, 유리섬유 등을 포함하기 때문에 평면형상으로 직조하는 과정을 거치게 된다. 직조된 탄소섬유, 유리섬유 등은 평면형상을 갖기 때문에 평판 형상의 제품을 생산하는 것은 용이하나, 원통형, 실린더 형 등의 제품을 생산하기는 매우 어렵다. 특히 종래의 프레임들과 같은 원통형 형상을 제작하기 위해서는 복잡한 과정을 거쳐야 하기 때문에 제조비용이 상승하고 불량률이 높아진다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임은 평판 형상을 가지기 때문에, 제조공정이 단순하고 제조비용이 감소한다.
탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임을 제조하기 위하여, 먼저 평판 형상으로 직조된 복수개의 탄소섬유층들, 유리섬유층들 등을 적층한다. 직조된 탄소섬유층들, 유리섬유층들 들을 적층하기 위하여, 도 7a와 같이 동일한 각도로 적층하거나, 도 7b와 같이 각 층마다 45도씩 변경시키면서 적층하거나, 도 7c와 같이 90도씩 변경시키면서 적층할 수 있다.
본 실시예에서, 직조된 복수개의 탄소섬유층들, 유리섬유층들은 오토클레이브 복합재성형공정을 통하여 형성된다. 상기 오토클레이브 복합재성형공정에서는 자전거 프레임 형상의 몰드를 적층한 후에 진공백으로 제품 전체를 포장하여 기체 가압부와 차단하여 공정을 진행한다. 오토클레이브 복합재성형공정을 통하여 직조된 탄소섬유층들, 유리섬유층들의 개수가 증가하더라도 기포가 제거되어 치밀하게 접합된 제품을 생산할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임이 평판형상을 가져서, 자동화 방식에 의한 제작이 가능하다. 또한 부품수 및 연결부의 개수가 감소하여 생산공정이 단순해져서 불량률이 감소하고 제조비용이 절감된다. 따라서 자전거 프레임의 구조적 안정성 및 신뢰도가 향상된다.
또한, 오토클레이브 복합재성형공정을 통하여 직조된 탄소섬유층들, 유리섬유층들의 개수가 증가하더라도 기포가 제거되어 치밀하게 접합된 제품을 생산할 수 있다.
본 발명의 자전거, 오토바이 등 이륜차 분야에 사용될 수 있는 산업상 이용가능성이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10 : 앞바퀴 20 : 뒷바퀴
30 : 핸들축 101 : 정면
102 : 배면 103 : 상면
104 : 저면 105 : 제1 경사면
106 : 제2 경사면 110 : 페달 결합부
120 : 안장 결합부 130 : 헤드 튜브 결합부
140 : 뒷바퀴축 결합부 145 : 수납공간
210 : 페달 프레임 212 : 로드
214 : 결합링 230 : 헤드 튜브
232 : 관통부 234 : 결합판
240 : 프리휠

Claims (3)

  1. 두께가 균일한 정면 부분과 두께가 점차 감소하는 배면 부분을 구비하는 평판형상을 가지며 한 쌍이 서로 마주보도록 결합하여 뒷바퀴를 수납하는 수납공간을 형성하고 자전거를 지지하는 자전거 프레임에 있어서,
    자전거의 정면방향을 향하며 핸들축과 평행하게 면(面)을 형성하는 정면(正面);
    상기 정면의 반대쪽에서 상기 정면과 평행하게 연장되며, 상기 정면보다 작은 면적을 갖는 배면(背面);
    상기 배면의 상단에 상기 배면의 연장 방향과 수직인 방향으로 연결되는 상면(上面);
    일 끝단은 상기 정면과 연결되고 다른 끝단은 상기 상면과 연결되며, 상기 정면의 연장 방향에 대하여 경사지게 연결되며 상기 정면과 동일한 균일한 폭을 갖는 제1 경사면(傾斜面);
    상기 상면과 평행한 방향으로 상기 정면의 하단에 연결되며 상기 정면과 동일한 균일한 폭을 갖는 저면(底面); 및
    일 끝단은 상기 배면과 연결되고 다른 끝단은 상기 저면과 연결되며, 상기 배면의 연장 방향에 대하여 경사지게 연결되는 제2 경사면을 포함하고,
    상기 상면은 상기 제1 경사면으로부터 상기 배면으로 갈수록 폭이 좁아지며, 상기 제2 경사면은 상기 저면으로부터 상기 배면으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정면 부분 중에서 가장 앞쪽에 배치되고 핸들축이 삽입되는 헤드 튜브와 결합되는 헤드 튜브 결합부를 더 포함하고, 상기 헤드 튜브는 상기 헤드 튜브 결합부를 관통하는 복수개의 스크류들을 통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임.
  3. 제1항에 있어서, 상기 정면 부분 중에서 상기 정면 부분과 상기 배면 부분의 경계면에 인접하게 배치되어 패달이 결합되는 페달 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화 복합재료를 이용한 자전거 프레임.
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