KR102538476B1 - 자전거 프레임 - Google Patents

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KR102538476B1
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Abstract

본 발명은 공기저항을 줄여 자전거의 속도를 높이고, 안전하면서도 자전거의 수명을 증가시킴은 물론 승차감 및 힘전달력을 증가시켜 라이더의 만족도를 높일 수 있는 자전거 프레임을 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 핸들이 장착된 조향 샤프트가 설치되는 헤드튜브, 시트가 장착되는 시트튜브, 상기 헤드튜브 및 상기 시트튜브의 상부에 양단이 연결되는 탑튜브, 상기 헤드튜브 및 상기 시트튜브의 하부에 양단이 연결되는 다운튜브, 상기 시트튜브의 후방 상부에 일단이 연결되는 시트스테이, 상기 시트튜브의 후방 하부에 일단이 연결되는 체인스테이, 상기 시트스테이 및 상기 체인스테이의 타단에 설치되는 드롭아웃을 포함하여 구성한 자전거 프레임에 있어서, 상기 시트스테이 및 상기 다운튜브는 소정각도 라운드지게 밴딩시켜 구성하며, 상기 밴딩 각도는 상기 시트튜브를 향해 휘어지도록 한 것을 요지로 한다.

Description

자전거 프레임{BICYCLE FRAME}
본 발명은 자전거 프레임에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 공기저항을 줄여 자전거의 속도를 높이고, 안전하면서도 자전거의 수명을 증가시킴은 물론 승차감 및 힘전달력을 증가시켜 라이더의 만족도를 높일 수 있는 자전거 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 자전거용 프레임 유닛은 전체적인 자전거의 골격을 이루는 구성품이다.
첨부된 도 1은 종래 자전거용 프레임 유닛을 도시한 도면이다. 도 1에서와 같이 헤드 튜브(110), 시트 튜브(120), 프레임(130), 및 양측 스테이(140) 등의 구성품을 상호 접합하여 제작된다.
이러한 자전거용 프레임 유닛은 디자인의 차별성 및 안전을 위한 강성을 확보하는 것이 핵심 사안이며, 이를 위해, 각 제조사들은 기술, 공법, 소재 등의 개발에 따른 연구를 활발하게 진행하고 있다.
최근에는 디자인의 차별성과 안전을 위한 강성을 확보하고자 일반적으로 사용되던 하이텐강(high tensile steel) 소재에서 벗어나, 알루미늄, 크로몰리(chromium-molybdenum steel), 카본(carbon), 및 티타늄 (titanium) 등의 소재를 사용하고 있다.
또한 구조적인 측면에서도 종래 자전거 프레임을 제작하기 위해서, 튜브를 직접 접합하는 방법, 러그를 이용하여 접합(브레이징)하는 방법, 및 카본 복합재를 이용하여 일체로 제작하는 방법 등이 있다.
이와 같이, 튜브를 직접 접합하는 방법과 러그를 이용하는 방법은 파이프간 매칭성과 접합성을 향상시키기 위해서, 미터링 공정이 필요하고, 이러한 미터링 공정은 모델, 사양, 사이즈에 따라서 각각 실시한다.
그러나 종래의 자전거 프레임은 단순히 자전거용 프레임 유닛을 구성하는 헤드 튜브, 시트 튜브, 상부 프레임, 하부 프레임과 양측으로 배치되는 상,하부 스태이의 구조가 직선 형태의 파이프로 구성함에 따라 자전거의 속도 개선 및 수명 연장 은 물론 승차감 및 힘전달력은 모두 라이더 개개인의 체력에 의해 크게 영향을 받게 된다. 즉, 라이더의 체력이 좋으면 동일한 구조의 자전거라 하더라도 페달로 가해지는 힘전달이 커서 속도가 높아지고, 체력이 약한 여성이나 어린이는 페달로 가해지는 힘전달이 작아 동일한 자전거라 하더라도 속도가 현저히 떨어질 수 밖에 없다.
또한 종래 자전거 프레임은 라이더의 피로감이 쌓이는 피로가중도를 개선할 수 없는 데, 라이더가 수십 내지 수백킬로를 라이딩할 때, 지면에서 전해지는 충격들과 자전거 전진 페달링시의 하체와 발목 골반, 전진시 자전거를 지지하는 손, 팔목, 어깨 목에 쌓이는 피로가중도를 증가시키는 문제점이 있다.
문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2022-0015678 호
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시트스테이 및 다운튜브를 굴곡지게 밴딩 성형하고, 시트튜브의 내측 상, 하단에 홀이 관통 형성된 장착프레임을 설치하여 자전가의 공기저항을 줄여 속도를 높이고, 안전하면서도 자전거의 수명을 증가시킴은 물론 승차감 및 힘전달력을 증가시켜 라이더의 만족도를 높일 수 있는 자전거 프레임을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 핸들이 장착된 조향 샤프트가 설치되는 헤드튜브, 시트가 장착되는 시트튜브, 상기 헤드튜브 및 상기 시트튜브의 상부에 양단이 연결되는 탑튜브, 상기 헤드튜브 및 상기 시트튜브의 하부에 양단이 연결되는 다운튜브, 상기 시트튜브의 후방 상부에 일단이 연결되는 시트스테이, 상기 시트튜브의 후방 하부에 일단이 연결되는 체인스테이, 상기 시트스테이 및 상기 체인스테이의 타단에 설치되는 드롭아웃을 포함하여 구성한 자전거 프레임에 있어서, 상기 시트스테이 및 상기 다운튜브는 소정각도 라운드지게 밴딩시켜 구성하며, 상기 밴딩 각도는 상기 시트튜브를 향해 휘어지도록 함을 특징으로 한다.
상기 탑튜브와 상기 시트튜브의 서로 맞닿여지는 곳의 안쪽면 및 상기 시트튜브와 상기 다운튜브의 서로 마닿여지는 곳의 안쪽면에는 트라이앵글 형상의 제 1, 2장착프레임이 설치된 상태로 용접 결합되며, 상기 제 1, 2장착프레임에는 홀이 각각 천공되도록 구성함이 바람직하다.
본 발명은 시트스테이 및 다운튜브를 굴곡지게 밴딩 성형하고, 시트튜브의 내측 상, 하단에 홀이 관통 형성된 장착프레임을 설치하여 자전가의 공기저항을 줄여 속도를 높이고, 안전하면서도 자전거의 수명을 증가시킴은 물론 승차감 및 힘전달력을 증가시켜 라이더의 만족도를 높일 수 있는 효과를 가진다.
또한 피로가중도를 개선하여 라이더가 수십 내지 수백킬로를 라이딩할 때, 지면에서 전해지는 충격들과 자전거 전진 페달링시의 하체와 발목 골반, 전진시 자전거를 지지하는 손, 팔목, 어깨 목에 쌓이는 피로가중도를 줄여주는 효과를 가진다.
또한 자전거의 장시간 사용시 프레임에 쌓이는 피로도 및 경화도를 삼각플레이트가 분산 배출하고, 또한 삼각플레이트에 형서된 홀이 공기저항을 줄여 라이더에게 전해지는 공기 저항을 줄여줄 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래 일반적인 자전거 프레임의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거 프레임의 구조를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 자전거 프레임에서 제 1, 2장착프레임이 설치된 것을 도시한 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거 프레임의 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 자전거 프레임에서 제 1, 2장착프레임이 설치된 것을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 자전거프레임(100)은 크게 헤드튜브(10), 시트튜브(20), 탑튜브(30), 다운튜브(40), 시트스테이(50) 및 체인스테이(60)를 포함하여 구성한다.
상기 헤드튜브(10)에는 핸들이 장착된 조향 샤프트(10)(호크튜브)가 설치되고, 상기 조향 샤프트의 하측에 구성된 포크(좌우측 호크앤드)를 통하여 휠(바퀴)이 설치된다.
상기 시트튜브(20)는 상기 헤드튜브(10)의 후방에 위치하며 시트 파이프를 통하여 시트가 설치된다.
상기 탑튜브(30)는 상기 시트튜브(20)와 상기 헤드튜브(10)의 상단을 연결 지지하고, 상기 다운튜브(40)는 상기 시트튜브(20)와 상기 헤드튜브(10)의 하단을 연결 지지하게 된다.
상기 헤드튜브(10), 시트튜브(20), 탑튜브(30) 및 다운튜브(40)는 조립이 완료되면 대략 직각삼각형의 형태를 이루도록 배치된다.
상기 시트스테이(50)는 상기 시트튜브(20)의 후방 상단에 일단이 연결되고, 상기 체인스테이(60)는 상기 시트튜브(50)의 후방 하단에 일단이 연결된다. 또한 상기 시트스테이(50) 및 체인스테이(60)의 타단은 서로 연결된 상태로 접합된다.
상기 시트스테이(50) 및 체인스테이(60)의 타단에는 드롭아웃(70)이 설치된다. 상기 드롭아웃(70)에는 휠(뒷바퀴)의 중심축이 삽입되기 위한 삽입부가 마련된다.
한편, 상기한 구성의 자전거프레임에서 다운튜브(40) 및 시트스테이(50)는 소정각도 라운드지도록 일측 방향으로 밴딩시켜 밴딩부(42, 52)가 형성되도록 구성하며, 나머지 탑튜브(30), 시트튜브(20) 그리고 체인스테이(60)는 직선 형태로 제작한다. 이때 상기 다운튜브(40) 및 시트스테이(50)는 상기 시트튜브(20)를 기준으로 해서 전, 후방에 배치되는 데, 상기 다운튜브(40) 및 시트스테이(50)의 밴딩 방향은 상기 시트튜브(20)를 향하게끔 휘어지도록 구성함이 바람직하다.
상기 다운튜브(40) 및 시트스테이(50)를 밴딩시켜 구성한 것은 라이더에게 보다 적은 힘전달력으로도 자전거의 속도를 빠르게 높일 수 있도록 하여, 보다 적은 힘으로 페달을 밟더라도 속도를 높일 수 있도록 하기 위함이다. 또한 라이더의 피로감이 쌓이는 피로 가중도를 개선하기 위한 목적도 가지는 데, 라이더가 수십 내지 수백킬로를 라이딩할 때, 지면에서 전해지는 충격들과 자전거 전진 페달링시의 하체와 발목 골반, 전진시 자전거를 지지하는 손, 팔목, 어깨 목에 쌓이는 피로가중도를 감소시킬 수 있다.
상기 다운튜브 및 시트스테이의 밴딩각도는 사용자의 요구에 맞추어 다양하게 변경할 수 있다.
한편, 대략 직각삼각형의 형태를 이루도록 배치되는 헤드튜브(10), 시트튜브(20), 탑튜브(30) 및 다운튜브(40)의 안쪽면, 바람직하게는 상기 탑튜브(30)와 상기 시트튜브(20)의 서로 맞닿여지는 곳의 안쪽 면 및 상기 시트튜브(20)와 상기 다운튜브(40)의 서로 맞닿여지는 곳의 안쪽 면에는 트라이앵글 형상의 제 1, 2장착프레임(80, 90)이 설치된 상태로 용접 결합되며, 상기 제 1, 2장착프레임(80, 90)에는 홀(82, 92)이 각각 천공된다.
상기 제 1, 2장착프레임(80, 90)에는 홀(82, 92)이 천공되어 있으며, 상기 홀(82, 92)이 천공된 제 1, 2장착프레임(80, 90)은 전술한 밴딩 구조의 시트스테이(50) 및 다운튜브(40)와 같이 라이더의 피로 가중도를 경감시키는 기능과 함께 자전거프레임 자체의 피로도도 줄여 자전거의 사용수명을 높이게 된다.
즉, 상기 제 1, 2장착프레임(80, 90)은 자전거의 장시간 사용시 라이더의 하중으로 인한 자전거 프레임에 쌓이는 피로도 및 경화도를 분산 배출하는 기능을 수행함으로서 자전거의 수명을 연장할 수 있고, 또한 제 1, 2장착프레임(80, 90)에 형성되어 있는 홀(82, 92)이 공기저항을 줄여 라이더에게 전해지는 공기 저항을 줄여줌으로서 결과적으로 자전거의 속도를 높일 수 있는 효과를 구현하게 된다.
상기 제 1, 2장착프레임(80, 90)은 사용자의 요구에 따라 한 개의 장착프레임만 설치하여 사용할 수 있다.
10: 헤드튜브 20: 시트튜브
30: 탑튜브 40: 다운튜브
50: 시트스테이 60: 체인스테이
70: 드롭아웃 80: 제 1장착프레임
90: 제 2장착프레임 100: 자전거프레임

Claims (2)

  1. 핸들이 장착된 조향 샤프트가 설치되는 헤드튜브(10), 시트가 장착되는 시트튜브(20), 상기 헤드튜브(10) 및 상기 시트튜브(20)의 상부에 양단이 연결되는 탑튜브(30), 상기 헤드튜브(10) 및 상기 시트튜브(20)의 하부에 양단이 연결되는 다운튜브(40), 상기 시트튜브(20)의 후방 상부에 일단이 연결되는 시트스테이(50), 상기 시트튜브(20)의 후방 하부에 일단이 연결되는 체인스테이(60), 상기 시트스테이(50) 및 상기 체인스테이(60)의 타단에 설치되는 드롭아웃을 포함하여 구성한 자전거 프레임에 있어서,
    상기 시트스테이(50) 및 상기 다운튜브(40)는 소정각도 라운드지게 밴딩시켜 구성하며, 상기 밴딩되는 각도는 상기 시트튜브를 향해 휘어지도록 하며;
    상기 탑튜브(30)와 상기 시트튜브(20)의 서로 맞닿여지는 곳의 안쪽 면과, 상기 시트튜브(20)와 상기 다운튜브(40)의 서로 맞닿여지는 곳의 안쪽 면에는 제 1, 2장착프레임(80, 90)이 설치된 상태로 용접 결합되며, 상기 제 1, 2장착프레임(80, 90)에는 홀(82, 92)이 각각 천공됨을 특징으로 하는 자전거 프레임.

  2. 삭제
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