KR102335491B1 - 자전거 프레임 - Google Patents

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KR102335491B1
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최정남
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현대자동차 주식회사
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Abstract

자전거 프레임이 개시된다. 본 발명의 실시 예 들에 따른 자전거 프레임은 상단부에 일정구간 확관 성형된 확관부가 형성된 상태로, 자전거의 메인 프레임과 접합되는 시트 튜브, 상기 시트 튜브의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 끼워져 상단에 장착된 안장의 높이를 조절하는 시트 포스트, 및 상기 시트 튜브의 상측에 배치되어 상기 시트 포스트가 관통 설치되고, 하단부가 상기 확관부를 일정높이 감싼 상태로 제1 클램프를 통해 상기 시트 튜브와 고정되고, 상단부가 제2 클램프를 통해 상기 시트 포스트와 고정되는 어댑터 튜브를 포함한다.

Description

자전거 프레임{BICYCLE FRAME}
본 발명은 자전거 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인 프레임에 연결되는 시트 튜브에 안장의 높이를 조절하는 시트 포스트를 연결하는 자전거 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 자전거는 사람이 전륜과 후륜 사이에 설치된 안장에 앉아서 발로 페달을 번갈아가면서 힘을 주어 밟을 때 목적하는 곳으로 운행되는 이동수단이다.
이러한 자전거는 운행자의 신체적 조건에 따라 안장의 높이를 조절할 수 있도록 구성되어 있을 뿐만 아니라, 안장 높이 조절상태의 유지와 안장의 이탈상태, 즉, 분실을 예방하기 위한 구성을 갖추게 된다.
또한, 상기 안장은 운행자가 착석한 상태에서 페달을 발로 번갈아 밟는 과정에서 안장이 메인 프레임에서 좌우방향으로 유동되지 않도록 하는 구성을 갖추게 된다.
이러한 자전거 프레임의 구성은 메인 프레임에 시트 튜브가 연결되고, 상기 시트 튜브를 통하여 길이 조절 가능한 시트 포스트가 연결되며, 상기 시트 포스트의 상단에 안장이 연결된다.
이때, 상기 시트 튜브와 시트 포스트는 클램프 유닛을 통해 상호 연결되어 상기 안장의 높낮이를 조절하도록 구성된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래기술에 따른 자전거 프레임은 상기 메인 프레임과 시트 튜브가 용접을 통하여 고정되는데, 용접 시, 상기 시트 튜브의 내주면에 백비드가 발생된다.
상기 백비드는 시트 포스트가 시트 튜브의 내측에 삽입될 때, 간섭으로 발생하기 때문에, 상기 백비드를 제거하기 위한 리머링 공정을 추가해야 하며, 이로 인해, 공정 비용 및 공정 수가 늘어나는 단점이 있다.
더불어, 상기 메인 프레임과 시트 튜브가 스틸 소재로 이루어질 경우, 리머링 공정 시간이 오래걸릴 뿐만 아니라, 리머링 공정 시, 상기 메인 프레임과 시트 튜브에 크랙이 생기는 문제점이 발생한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 상기 시트 튜브의 상단부에 확관부를 적용하여 메인 프레임과의 용접 시 발생하는 백비드를 수용할 수 있으며, 상기 백비드를 제거하는 공정을 삭제함으로써, 제작 공정을 줄일 수 있는 자전거 프레임을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 시트 튜브와 시트 포스트를 연결하는 어댑터 튜브의 두께를 조절하는 구조로 이루어져 시트 포스트의 직경 사이즈를 자유롭게 변경할 수 있는 자전거 프레임을 제공하고자 한다.
즉, 본 발명의 실시 예는 상용되는 사이즈로 제작된 메인 프레임과 시트 튜브의 사이즈에 상관없이, 상기 시트 포스트의 직경 사이즈를 변경할 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 상단부에 일정구간 확관 성형된 확관부가 형성된 상태로, 자전거의 메인 프레임과 접합되는 시트 튜브, 상기 시트 튜브의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 끼워져 상단에 장착된 안장의 높이를 조절하는 시트 포스트, 및 상기 시트 튜브의 상측에 배치되어 상기 시트 포스트가 관통 설치되고, 하단부가 상기 확관부를 일정높이 감싼 상태로 제1 클램프를 통해 상기 시트 튜브와 고정되고, 상단부가 제2 클램프를 통해 상기 시트 포스트와 고정되는 어댑터 튜브를 포함하는 자전거 프레임을 제공할 수 있다.
또한, 상기 시트 튜브는 상기 확관부에 대응하는 위치에서 상기 메인 프레임과 접합될 수 있다.
또한, 상기 시트 포스트는 상기 어댑터 튜브를 관통한 상태로, 상기 시트 튜브의 내주면에 접촉되도록 삽입될 수 있다.
또한, 상기 어댑터 튜브는 상기 확관부의 외주면 일정높이를 감싸면서 상기 확관부의 상단에 지지되고, 일측에 형성된 슬릿의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 제1 돌출단으로 이루어지는 제1 클램프, 상기 제1 클램프의 상측에 일체로 형성되어 상기 확관부이 내경보다 작은 내경을 가지도록 구성되고, 상단부에 길이방향을 따라 일정구간 절개된 절개부가 형성되는 몸체, 및 상기 절개부의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 제2 돌출단으로 이루어지는 제2 클램프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2 돌출단은 각 단면 중심에 체결부재가 체결되기 위한 체결홀이 각각 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 어댑터 튜브는 상기 확관부의 외주면 일정높이를 감싸면서 상기 확관부의 상단에 지지되고, 일측에 형성된 슬릿의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 제1 돌출단으로 이루어지는 제1 클램프, 상기 제1 클램프의 상측에 일체로 형성되어 상기 확관부의 내경보다 작은 내경을 가지도록 구성되고, 상단부에 길이방향을 따라 일정구간 절개된 절개부가 형성되는 몸체, 및 일측에 일정간격 이격된 개방부를 가지는 체결단과, 상기 개방부의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 2 돌출단으로 이루어지고, 상기 체결단의 내주면 하측 둘레를 따라 형성된 끼움홈을 통해 상기 몸체의 상단부 일정구간을 감싸며 끼워지는 제2 클램프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2 돌출단은 각 단면 중심에 체결부재가 체결되기 위한 체결홀이 각각 관통 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 상기 시트 튜브에 상단부에 확관 성형된 확관부를 적용하여 메인 프레임과의 용접 시 발생하는 백비드를 수용할 수 있어, 상기 백비드에 의해 시트 포스트의 삽입경로가 방해되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 시트 튜브와 시트 포스트를 연결하는 어댑터 튜브의 두께를 조절하는 구조로 이루어져 다양한 사이즈의 시트 포스트를 적용할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임은 메인 프레임(10), 시트 튜브(20), 시트 포스트(30), 및 어댑터 튜브(40)를 포함한다.
상기 메인 프레임(10)은 자전거의 뼈대를 이루는 부재로서, 제1 프레임(11)과 제2 프레임(13)이 상호 결합되어 용접 접합되고, 이때, 상기 용접은 아크 용접 등에 의해 이루어질 수 있다.
상기 자전거 프레임(1)에 연결되는 부재들을 간단히 설명하면, 상기 메인 프레임(10)은 전방에 헤드 튜브가 설치된다.
이때, 상기 헤드 튜브에는 핸들이 장착된 조향 샤프트가 설치되고, 상기 조향 샤프트의 하측에 구성된 포크를 통하여 앞바퀴가 설치된다.
그리고 상기 메인 프레임(10)은 후방에 뒷바퀴가 설치된다.
또한, 상기 메인 프레임(10)의 중앙부에는 시트 튜브(20)가 연결된다.
또한, 상기 시트 튜브(20)에 대응하는 하측으로 페달 조립체가 설치된다.
상기 페달 조립체는 상기 메임 프레임(10)으로부터 하측으로 돌출되게 형성될 수 있으며, 상기 뒷바퀴와 체인을 통하여 연결되는 페달이 설치된다.
이러한 메인 프레임(10)에 조립되는 시트 튜브(20)는 상기 제1 프레임(11)과 제2 프레임 사이(13)에 배치되어 상호 용접되어 고정된다.
상기 시트 튜브(20)는 파이프 형상으로 이루어져 상단부에 일정구간 확관 성형된 확관부(21)가 형성된다.
상기 시트 튜브(20)에는 직경이 달라지는 확관부(21)에 의해 단차면(23)이 형성된다.
이때, 상기 시트 튜브(20)는 확관부(21)에 대응하는 위치에서 상기 메인 프레임(10)과 용접 접합된다.
그리고 상기 시트 포스트(30)는 하단부가 상기 시트 튜브(20)의 내측으로 삽입된다.
또한, 상기 시트 포스트(30)는 상단에 안장(3)이 장착된다.
이러한 시트 포스트(30)는, 이하에서 설명할, 어댑터 튜브(40)를 관통한 상태로, 상기 시트 튜브(20)의 내주면 접촉되도록 삽입된다.
상기 시트 포스트(30)는 상기 시트 튜브(20)와 어댑터 튜브(40)에 삽입되는 삽입량을 조절하여 안장(3)의 높이를 조절할 수 있다.
그리고 상기 어댑터 튜브(40)는 상기 시트 튜브(20)의 상측에 장착된다.
상기 어댑터 튜브(40)는 하단부가 제1 클램프(50)를 통해 상기 시트 튜브(20)와 고정되고, 상단부가 제2 클램프(70)를 통해 시트 포스트(30)와 고정된다.
즉, 상기 어댑터 튜브(40)는 제1 클램프(50), 몸체(60), 및 제2 클램프(70)를 포함한다.
상기 제1 클램프(50)는 상기 확관부(21)의 외경보다 큰 내경을 가지도록 형성된다.
다시 말해, 상기 제1 클램프(50)는 상기 확관부(21)의 상단에 지지된 상태로, 상기 확관부(21)의 상단부 외주면을 감싸도록 형성된다.
상기 제1 클램프(50)는 일측에 이격된 슬릿(51)이 형성된다.
이러한 제1 클램프(50)는 상기 슬릿(51)의 양단에 각각 절곡 형성된 제1 돌출단(53)을 포함한다.
이때, 상기 제1 돌출단(53)의 단면 중심에는 체결홀(H)이 형성된다.
상기 체결홀(H)을 통하여 체결부재(B/N)가 장착된다.
상기 체결부재는 볼트(B)와 너트(N)로 이루어질 수 있다.
이러한 제1 클램프(50)는 상기 체결부재(B/N)가 상기 체결홀(H)에 장착되어 상기 제1 돌출단(53)을 조임으로써, 상기 시트 튜브(20)와 고정된다.
그리고 상기 몸체(60)는 상기 제1 클램프(50)의 상측에 일체로 형성된다.
이러한 몸체(60)는 상기 확관부(21)의 내경보다 작은 내경을 가지도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 몸체(60)에는 상단부에 길이방향을 따라 일정구간 절개된 절개부(61)가 형성된다.
또한, 상기 제2 클램프(70)는 상기 절개부(61)의 양단으로부터 각각 절곡 형성된 제2 돌출단(73)으로 이루어진다.
또한, 상기 제2 돌출단(73)의 단면 중심에는 체결홀(H)이 형성된다.
상기 체결홀(H)을 통하여 체결부재(B/N)가 장착된다.
상기 체결부재는 볼트(B)와 너트(N)로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제2 돌출단(73)은 상기 몸체(60)에 일체로 형성될 수 있다.
이러한 제2 클램프(70)는 상기 체결부재(B/N)가 상기 체결홀(H)에 장착되어 상기 제2 돌출단(73)을 조임으로써, 상기 시트 포스트(30)와 고정된다.
따라서 상기와 같이 구성되는 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임(1)은 제1, 제2 클램프(50, 70)를 통하여 시트 튜브(20), 시트 포스트(30), 및 어댑터 튜브(40)를 연결하는 것으로, 상기 시트 튜브(20)에 형성된 확관부(21)에 대응하여 상기 어댑터 튜브(40)의 하단부에 일체로 형성된 제1 클램프(50)에 제1 돌출단(53)을 통해 체결부재(B/N)와 함께 상기 시트 튜브(20)와 어댑터 튜브(40)가 고정되고, 상기 어댑터 튜브(40)의 상단부에 일체로 형성된 제2 클램프(70)의 제2 돌출단(73)을 통해 체결부재(B/N)와 함께 상기 시트 포스트(30)와 어댑터 튜브(40)가 고정된다.
이때, 상기 시트 튜브(20) 및 어댑터 튜브(40)에 대하여 상기 시트 포스트(30)의 삽입량을 조절함으로써, 인장(3)의 높이를 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자전거 프레임의 조립 단면도이다.
도 4와 도 5에 나타난 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자전거 프레임을 설명함에 있어, 이해의 편의를 위해 앞서 설명한 도 1 내지 도 3에 도시된 제1 실시 예에 따른 자전거 프레임과 동일한 구성 및 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
즉, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자전거 프레임(1)은, 도 1 내지 도 3의 제 1 실시 예에 따른 자전거 프레임(1)의 구성을 기본으로 하면서 제2 클램프(70)가 상기 어댑터 튜브(40)의 상단에 끼워지는 별도의 체결단(71)과, 상기 체결단(71)에 일체로 형성된 제2 돌출단(73)으로 이루어진다.
도 4와 도 5를 참조하면, 상기 제2 클램프(70)의 체결단(71)은 내주면 하측 둘레를 따라 끼움홈(75)이 형성된다.
상기 체결단(71)은 상기 끼움홈(75)을 통하여 상기 어댑터 튜브(40)에 끼워져 상기 몸체(60)의 상단부 일정구간을 감싸도록 구성된다.
이러한 체결단(71)에는 일측에 일정간격 이격된 개방부(77)가 형성된다.
예를 들어, 상기 체결단(71)은 상기 개방부(77)에 의해 양단이 이격된 C자 형상으로 형성된다.
또한, 상기 제2 돌출단(73)은 상기 체결단(71)의 양단으로부터 각각 절곡 형성된다.
상기 제2 돌출단(73)의 단면 중심에는 체결홀(H)이 각각 형성된다.
상기와 같이 구성되는 제2 실시 예에 따른 자전거 프레임(1)은 제1, 제2 클램프(50, 70)를 통하여 시트 튜브(20), 시트 포스트(30), 및 어댑터 튜브(40)를 연결하는 것으로, 상기 시트 튜브(20)에 형성된 확관부(21)에 대응하여 상기 어댑터 튜브(40) 하단부에 일체로 형성된 제1 클램프(50)에 제1 돌출단(73)을 통해 체결부재(B/N)와 함께 상기 시트 튜브(20)와 어댑터 튜브(40)가 고정되고, 상기 어댑터 튜브(40)의 상단부에 체결단(71)과 제2 돌출단(73)으로 이루어진 별도의 제2 클램프(70)를 통해 체결부재(B/N)와 함께 시트 포스트(30)와 어댑터 튜브(40)가 고정된다.
따라서 본 발명의 실시 예들에 따른 자전거 프레임(1)은 상기 시트 튜브(20)에 적용된 확관부(21)를 통해 상기 메인 프레임(10)과의 용접 시, 상기 시트 튜브(20)의 내측에 형성된 백비드를 수용할 수 있어, 상기 백비드에 의해 시트 포스트(30)의 삽입경로가 방해되는 현상을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 자전거 프레임(1)은 어댑터 튜브(40)의 두께를 조절함으로써, 사이즈가 다양한 시트 포스트(30)를 적용할 수 있다.
즉, 상기 자전거 프레임(1)은 상기 어댑터 튜브(40)의 두께를 변경함으로써, 상용되는 사이즈로 제작된 메인 프레임(10)과 시트 튜브(20)에 대하여 상기 시트 포스트(30)의 직경 사이즈 변경이 자유로워 공용화가 가능한 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 자전거 프레임 3: 안장
10: 메인 프레임 11: 제1 프레임
13: 제2 프레임 20: 시트 튜브
21: 확관부 23: 단차면
30: 시트 포스트 40: 어댑터 튜브
50: 제1 클램프 51: 슬릿
53: 제1 돌출단 60: 몸체
61: 절개부 70: 제2 클램프
71: 체결단 73: 제2 돌출단
75: 끼움홈 77: 개방부
H: 체결홀 B/N: 체결부재

Claims (7)

  1. 상단부에 일정구간 확관 성형된 확관부가 형성된 상태로, 자전거의 메인 프레임과 접합되는 시트 튜브;
    상기 시트 튜브의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 끼워져 상단에 장착된 안장의 높이를 조절하는 시트 포스트; 및
    상기 시트 튜브의 상측에 배치되어 상기 시트 포스트가 관통 설치되고, 하단부가 상기 확관부를 일정높이 감싼 상태로, 제1 클램프를 통해 상기 시트 튜브와 고정되고, 상단부가 제2 클램프를 통해 상기 시트 포스트와 고정되는 어댑터 튜브;
    를 포함하는 자전거 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시트 튜브는
    상기 확관부에 대응하는 위치에서 상기 메인 프레임과 접합되는 자전거 프레임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시트 포스트는
    상기 어댑터 튜브를 관통한 상태로, 상기 시트 튜브의 내주면에 접촉되도록 삽입되는 자전거 프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터 튜브는
    상기 확관부의 외주면 일정높이를 감싸면서 상기 확관부의 상단에 지지되고, 일측에 형성된 슬릿의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 제1 돌출단으로 이루어지는 제1 클램프;
    상기 제1 클램프의 상측에 일체로 형성되어 상기 확관부의 내경보다 작은 내경을 가지도록 구성되고, 상단부에 길이방향을 따라 일정구간 절개된 절개부가 형성되는 몸체; 및
    상기 절개부의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 제2 돌출단으로 이루어지는 제2 클램프;
    를 포함하는 자전거 프레임.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1, 제2 돌출단은
    각 단면 중심에 체결부재가 체결되기 위한 체결홀이 각각 관통 형성되는 자전거 프레임.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터 튜브는
    상기 확관부의 외주면 일정높이를 감싸면서 상기 확관부의 상단에 지지되고, 일측에 형성된 슬릿의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 제1 돌출단으로 이루어지는 제1 클램프;
    상기 제1 클램프의 상측에 일체로 형성되어 상기 확관부의 내경보다 작은 내경을 가지도록 구성되고, 상단부에 길이방향을 따라 일정구간 절개된 절개부가 형성되는 몸체; 및
    일측에 일정간격 이격된 개방부를 가지는 체결단과, 상기 개방부의 양단으로부터 일체로 절곡 형성된 2 돌출단으로 이루어지고, 상기 체결단의 내주면 하측 둘레를 따라 형성된 끼움홈을 통해 상기 몸체의 상단부 일정구간을 감싸며 끼워지는 제2 클램프;
    를 포함하는 자전거 프레임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1, 제2 돌출단은
    각 단면 중심에 체결부재가 체결되기 위한 체결홀이 각각 관통 형성되는 자전거 프레임.
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