KR20210011716A

KR20210011716A - 합성수지 피복체를 구비한 자전거 프레임

Info

Publication number: KR20210011716A
Application number: KR1020190088953A
Authority: KR
Inventors: 진철
Original assignee: (주)제이디자인웍스
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2021-02-02
Also published as: WO2021015374A1; KR102299249B9; KR102299249B1

Abstract

본 발명은 합성수지 피복체를 구비한 자전거 프레임에 관한 것으로, 튜브 프레임을 이용하여 제조비용이 낮고 대량생산에 적합하면서도 도장, 도색, 코팅 등의 별도의 후가공을 거치지 않아도 공기저항에 최적화된 고품질의 기능 및 최신 트렌드에 맞는 다양한 형태와 컬러, 패턴, 표면 질감을 쉽게 구현할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은 금속 튜브로 이루어진 튜브 프레임과, 상기 튜브 프레임 표면에 일체로 형성시킨 합성수지 피복체로 이루어지며, 상기 합성수지 피복체는 상기 튜브 프레임을 인서트사출몰드의 몰드캐비티에 인서트한 후 몰드캐비티에 용융된 합성수지를 주입하여 성형하는 것을 특징으로 한다.

Description

합성수지 피복체를 구비한 자전거 프레임{Bicycle frame with resin coated body}

본 발명은 자전거 프레임에 관한 것으로, 특히 튜브 프레임을 이용하여 제조비용이 낮고 대량생산에 적합하면서도 도장, 도색, 코팅 등의 별도의 후가공을 거치지 않아도 공기저항에 최적화된 고품질의 기능 및 최신 트렌드에 맞는 다양한 형태와 컬러, 패턴, 표면 질감을 쉽게 구현할 수 있는 합성수지 피복체를 구비한 자전거 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 기본적인 교통수단 기능 외에 레저, 운동 등의 복합용도로 사용되고 있으며, 자전거 전체를 지지해주는 자전거 프레임은 높은 수준의 강도와 무게는 물론 최근에는 높은 품질의 디자인까지 요구되고 있다.

자전거 프레임은 도 1에 도시된 것처럼 전삼각 프레임(10)과 후삼각 프레임(20)으로 구성된 다이아몬드 구조로 이루어져 있다.

전삼각 프레임(10)은 헤드 튜브(11), 탑 튜브(12), 다운 튜브(13), 시트 튜브(14), 바텀 브래킷 셀(15)이라는 5개의 튜브로 구성되며 시트 스테이와 체인 스테이로 이루어진 후삼각 프레임(20)이 후측으로 결합된다.

헤드 튜브(11)는 자전거의 운행 방향을 조종하는 핸들과 함께 앞 바퀴가 결합되는 포크와 연결되는 튜브로서, 높은 강도가 요구되는 부품이다. 그리고 탑 튜브(12)는 헤드 튜브(11)와 시트 튜브(14)를 연결하는 튜브로서, 큰 강도가 요구되는 부분이 아니므로 직경과 두께가 작은 튜브를 사용하게 된다.

다운 튜브(13)는 헤드 튜브(11)와 바텀 브래킷 셀(15)을 연결하는데, 메인 튜브 중에 가장 큰 강도가 필요한 튜브로서 직경이 가장 크다.

시트 튜브(14)는 탑 튜브(12)와 바텀 브래킷 셀(15)을 연결하는 튜브로서, 시트 포스트(seat post)가 삽입되며, 시트 칼라(seat collar 또는 seat post binder)가 부착된다. 시트 칼라 부분과 바텀 브래킷 셀은 큰 강도를 필요로 하기 때문에 시트 튜브(14)의 두께는 두껍게 형성된다.

이같은 자전거 프레임의 경우 각 부위의 튜브를 제조한 후 용접에 의해 연결하여 도색하는 과정들을 통해 완성되었는데 용접으로 인한 비드가 두드러지게 남아 있어서 외관상 보기 좋지 않았으며, 단면 형상을 개량하는데 한계가 있었던 관계로 트렌드에 맞도록 자유로운 형태, 패턴 및 표면 질감의 디자인을 추구하거나 주행성능 향상을 위한 공기역학적인 형태의 바디를 만드는데 어려움이 있었다.

한편 카본을 소재로 만들어지는 프레임의 경우에는 전통적인 튜브 프레임에 비해 자유로운 형태의 디자인이 어느 정도 가능하다는 장점은 있었으나 제조비용이 높고 대량생산에는 적합하지 못하다는 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제2015-0019938호(2015.02.25)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 튜브 프레임을 이용하여 제조비용이 낮고 대량생산에 적합하면서도 공기저항에 최적화된 고품질의 기능 및 최신 트렌드에 맞는 다양한 형태와 컬러, 패턴, 표면 질감을 구현할 수 있는 합성수지 피복체를 구비한 자전거 프레임을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 자전거 프레임은, 금속 튜브로 이루어진 튜브 프레임과, 상기 튜브 프레임 표면에 일체로 형성시킨 합성수지 피복체로 이루어진 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 합성수지 피복체는 상기 튜브 프레임을 인서트사출몰드의 몰드캐비티에 인서트한 후 몰드캐비티에 용융 합성수지를 주입하여 성형한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 튜브 프레임은, 자전거 핸들이 연결되는 헤드 튜브; 시트 포스트가 연결되는 시트 튜브; 상기 헤드 튜브와 시트 튜브의 상단부를 연결하는 탑 튜브; 상기 시트 튜브의 하단부에 연결되어 자전거 페달 설치를 위한 바텀 브래킷이 삽입되는 바텀 튜브; 상기 헤드 튜브와 바텀 튜브를 경사지게 연결하는 다운슬로프 튜브; 상기 시트 튜브의 후측으로 연결되는 시트 스테이; 및 상기 바텀 튜브의 후측으로 연결되는 체인 스테이;를 포함하며, 상기 합성수지 피복체 중, 상기 헤드 튜브, 상기 다운슬로프 튜브, 상기 시트 튜브에 각각 피복되어 형성된 헤드 튜브 피복부, 다운슬로프 튜브 피복부, 시트 튜브 피복부는 좌우 폭에 비해 전후 폭이 큰 유선형의 형상으로 형성되며, 상기 시트 튜브 피복부에 비해 상대적으로 공기저항을 많이 받는 상기 헤드 튜브 피복부와 다운슬로프 튜브 피복부는 상기 시트 튜브 피복부에 비해 전후 폭이 넓게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 합성수지 피복체의 다운슬로프 튜브 피복부는, 다운슬로프 튜브의 중심선과 나란하게 그 좌측과 우측으로 형성된 제1돌출 경계라인을 중심으로 제1전측부와 제1후측부로 구분 형성되며, 상기 제1전측부는 최선단부에서 상기 제1돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 형상으로 형성되고, 상기 제1후측부는 상기 제1돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 형상으로 형성되되, 상기 제1후측부의 전후 폭은 제1전측부의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1전측부는 최선단부에서 상기 다운슬로프 튜브의 곡면을 따라 상기 제1돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 반관형 곡면 형상으로 형성되고 상기 제1후측부는 상기 제1돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 삼각돌기 형상으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 합성수지 피복체의 헤드 튜브 피복부는, 헤드 튜브의 좌측과 우측으로 형성된 제2경계라인을 중심으로 하여 그 전측으로 형성된 제2전측부와 그 후측으로 순차 형성된 제2후측부 및 연장부로 형성되며, 상기 제2전측부는 최선단부에서 상기 제2경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 형상으로 형성되고, 상기 제2후측부는 제2경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 증가하다가 중간지점부터 점진적으로 감소하여 상기 연장부로 연결되며, 상기 연장부는 상기 다운슬로프 튜브 피복부와 연접하여 후측으로 갈수록 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 형상으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연장부의 전후 폭은 상기 제2전측부의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 합성수지 피복체의 시트 튜브 피복부는, 시트 튜브의 중심선과 나란하게 그 좌측과 우측으로 형성된 제3돌출 경계라인을 중심으로 제3전측부와 제3후측부로 구분 형성되며, 상기 제3전측부는 최선단부에서 상기 제3돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 형상으로 형성되고 상기 제3후측부는 상기 제3돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 형상으로 형성되되 상기 제3후측부의 전후 폭은 제3전측부의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제3전측부는 최선단부에서 상기 제3돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 삼각돌기 형상으로 형성되고 상기 제3후측부는 상기 제3돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 삼각돌기 형상으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 합성수지 피복체의 탑 튜브 피복부는 수평한 평면으로 형성된 상측부와 좌우측면과 하면이 통합되어 하나의 둥근 반관형 곡면으로 이루어진 하측부로 형성되어 상기 탑 튜브 피복부의 상측부를 따라 이동하는 공기가 하측으로 이동하지 못하도록 차단하는 반면, 상기 하측부의 하측에서 상승하려는 경향을 갖는 공기의 흐름은 허용하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편 본 발명에 의한 자전거는 전술된 자전거 프레임을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자전거 프레임은 튜브 프레임에 합성수지 피복체를 인서트 사출에 의해 성형하는 방식으로 제조비용이 낮고 대량생산에 적합하다.

또한, 본 발명은 도장, 도색, 코팅 등의 별도의 후가공 없이도 튜브 프레임 표면에 일체로 형성시킨 합성수지 피복체에 의해 공기저항을 고려한 고품질의 기능 및 최신 트렌드에 맞는 다양한 형태의 제품을 생산하는 것이 가능하며, 제품 표면에 다양한 컬러와 세밀한 패턴 및 표면 질감을 구현할 수 있다는 장점이 있다.

특히 기능적인 측면에서 합성수지 피복체 중, 헤드 튜브, 다운슬로프 튜브, 시트 튜브에 각각 피복되어 형성된 헤드 튜브 피복부, 다운슬로프 튜브 피복부, 시트 튜브 피복부가 좌우 폭에 비해 전후 폭이 큰 유선형의 형상으로 형성되어 공기저항을 최소화하는 한편, 각 피복부마다 공기저항을 받는 정도가 다르다는 점을 감안하여 공기의 흐름을 최대한 안정화할 수 있도록 전후 폭 너비를 차별화한 구성에 의해 주행성능을 극대화할 수 있다.

나아가 본 발명은 전술한 것처럼 기능과 디자인 측면에서 다양한 장점과 효과를 가지면서도 폐기 시 소재들을 전량 재활용하는 것이 가능하여 리사이클링 산업 측면에서도 바람직하며 대단히 친환경적이라는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 자전거 프레임을 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임의 정면도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임의 구성을 설명하기 단면도
도 4는 도 2의 A-A에 따른 단면도
도 5는 도 2의 B-B에 따른 단면도
도 6은 도 2의 C-C에 따른 단면도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임의 제조방법을 설명하기 위한 참조도

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 자전거 프레임에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<실시예>

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임의 구성을 설명하기 단면도이며, 도 4는 도 2의 A-A에 따른 단면도이며, 도 5는 도 2의 B-B에 따른 단면도이며, 도 6은 도 2의 C-C에 따른 단면도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임의 제조방법을 설명하기 위한 참조도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임은 금속 튜브로 이루어진 튜브 프레임(110)과, 상기 튜브 프레임(110) 표면에 인서트 사출에 의해 일체로 형성시킨 합성수지 피복체(120)로 이루어진다.

이처럼 튜브 프레임(110)에 단순 도색을 하는 것이 아니라 인서트 사출에 의하여 합성수지 피복체(120)를 형성시키는 구성에 의한 본 발명의 실시예에 의한 자전거 프레임은, 튜브 프레임(110)을 그대로 이용하여 제조비용이 낮고 대량생산에 적합하면서도 튜브 프레임(110) 표면에 일체로 형성시킨 합성수지 피복체(120)에 의해 공기저항을 고려한 고품질의 기능 및 최신 트렌드에 맞는 다양한 형태로 제조가 가능하다는 장점을 갖는 것이다. 또한 도장, 도색, 코팅 등의 별도의 후가공 없이도 제품 표면에 다양한 컬러와 세밀한 패턴 및 표면 질감을 구현할 수 있다는 장점이 있다.

이처럼 튜브 프레임(110)에 다양한 형상이 가능한 합성수지 피복체(120)를 형성하기 위해서 헤드 튜브(111), 탑 튜브(112), 다운슬로프 튜브(113), 시트 튜브(114), 바텀 튜브(115), 시트 스테이(116) 및 체인 스테이(117)가 연결된 형태로 이루어진 튜브 프레임(110)을 마련한다. 이후 도 7에 도시된 것처럼 튜브 프레임(110)을 상부몰드(130a)와 하부몰드(130b)로 이루어진 인서트사출몰드의 몰드캐비티(131)에 인서트하여 고정핀(132)으로 고정한 후, 주입구(133)를 통해 몰드캐비티(131)에 용융상태의 합성수지(120a)를 주입하여 성형함으로써 튜브 프레임(110) 표면에 합성수지 피복체(120)를 형성하면 된다.

여기서 상기 튜브 프레임(110)은 헤드 튜브(111), 탑 튜브(112), 다운슬로프 튜브(113), 시트 튜브(114), 바텀 튜브(115), 시트 스테이(116) 및 체인 스테이(117)를 각각의 개체로 제작한 후 이들을 용접에 의해 연결하는 방법으로 마련할 수도 있고, 사출성형에 의해 튜브 프레임(110)의 좌측 반본체와 우측 반본체를 성형한 후 이들의 둘레부를 대면시켜 접합함으로써 마련할 수도 있다. 어떤 방법이든지 이들 튜브 프레임(110)은 헤드 튜브(111), 탑 튜브(112), 다운슬로프 튜브(113), 시트 튜브(114), 바텀 튜브(115), 시트 스테이(116) 및 체인 스테이(117)가 연결된 형태가 된다.

상기 헤드 튜브(111)는 자전거 핸들과 앞바퀴 휠 포크가 연결되는 튜브로서 전체 튜브 프레임(110) 중 공기저항을 많이 받는 선단부에 배치된다.

상기 탑 튜브(112)는 헤드 튜브(111)와 시트 튜브(114)의 상단부를 연결하면서 전체 프레임 중 상단부에 배치되며 통상 전후방향으로 수평하게 설치된다.

상기 다운슬로프 튜브(113)는 헤드 튜브(111)와 시트 튜브(114)의 하단부에 연결되는 바텀 튜브(115)를 경사지게 연결하는 튜브로서 메인 튜브를 구성하는 헤드 튜브(111), 탑 튜브(112), 다운슬로프 튜브(113) 중에서 가장 큰 강도가 요구되어 직경이 가장 크다.

상기 시트 튜브(114)는 상단부에 시트 포스트가 연결되는 튜브로서 다운슬로프 튜브(113)의 후단부에 설치된 바텀 튜브(115)와 탑 튜브(112)의 후단부를 연결한다.

상기 바텀 튜브(115)는 시트 튜브(114)의 하단부에 직교하게 연결되어 자전거 페달 설치를 위한 바텀 브래킷이 삽입되는 튜브이다. 상기 바텀 튜브(115)는 페달과 연결되는 바텀 브래킷이 삽입되는데다가 바텀 튜브(115)를 중심으로 다운 튜브와 시트 튜브(114) 및 체인 스테이(117)까지 연결되고 크랭크의 추진력과 체중이 실리는 곳이기 때문에 가장 큰 강도가 요구되어 두께가 가장 두껍게 형성된다. 상기 헤드 튜브(111), 탑 튜브(112), 다운슬로프 튜브(113), 시트 튜브(114) 및 바텀 튜브(115)는 전삼각 프레임(110a)을 형성한다.

상기 시트 스테이(116)는 시트 튜브(114)의 후측으로 연결되고 상기 체인 스테이(117)는 상기 바텀 튜브(115)의 후측으로 연결되어 이 둘의 후단부가 서로 만나면서 시트 튜브(114)와 함께 후삼각 프레임(110b)을 형성한다.

여기서, 상기 튜브 프레임(110)의 재질로는 중량과 기계적 강도를 고려하여 크롬 몰리브덴 합금, 알루미늄 합금, 티타늄 합금 등이 가능하다.

상기 합성수지 피복체(120)는 전술된 것처럼 인서트 사출에 의해 튜브 프레임(110) 표면 전체에 일체로 형성되며, 이같은 합성수지 피복체(120)는 헤드 튜브(111)에 피복된 헤드 튜브 피복부(121), 탑 튜브(112)에 피복된 탑 튜브 피복부(122), 다운슬로프 튜브(113)에 피복된 다운슬로프 튜브 피복부(123), 시트 튜브(114)에 피복된 시트 튜브 피복부(124), 바텀 튜브(115)에 피복된 바텀 튜브 피복부(115), 시트 스테이(116)에 피복된 시트 스테이 피복부(126) 및 체인 스테이(117)에 피복된 체인 스테이 피복부(127)로 이루어진다.

이같은 합성수지 피복체(120)의 피복부들 중 헤드 튜브(111), 다운슬로프 튜브(113), 시트 튜브(114)에 피복되어 형성된 헤드 튜브 피복부(121), 다운슬로프 튜브 피복부(123), 시트 튜브 피복부(124)의 경우 자전거의 주행 시 다른 부위보다 공기저항을 많이 받는 곳으로 좌우 폭은 프레임을 살짝 덮는 정도로만 형성하면서 전후 폭은 좌우 폭에 비해 훨씬 넓은 폭을 갖는 유선형의 형상으로 형성시켜 공기저항을 최소화할 수 있도록 하였다.

이 중에서도 자전거 주행 시 공기저항에 가장 큰 면적으로 노출되는 다운슬로프 튜브(113)를 감싸는 다운슬로프 튜브 피복부(123)는 도 4에 도시된 것처럼 다운슬로프 튜브(113)의 중심선과 나란하게 그 좌측과 우측으로 형성된 제1돌출 경계라인(123a)을 중심으로 제1전측부(123b)와 제1후측부(123c)로 구분 형성되며, 제1전측부(123b)는 최선단부에서 제1돌출 경계라인(123a)까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 반관형 곡면 형상으로 형성되고, 제1후측부(123c)는 제1돌출 경계라인(123a)으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 형상으로 삼각돌기 형상으로 형성된다. 그리고 중요한 점으로 제1후측부(123c)의 전후 폭은 제1전측부(123b)의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 완만하게 형성되도록 하여 다운슬로프 튜브 피복부(123)를 감싸면서 흐르는 공기가 와류발생 없이 자연스럽게 지나갈 수 있도록 한다. 이같은 다운슬로프 튜브 피복부(123)의 경우 공기저항을 가장 많이 받는 부위이므로 그 전후 폭이 헤드 튜브 피복부(121)를 제외한 다른 어떤 피복부보다도 넓게 형성된 것을 볼 수 있다. 특히 다운슬로프 튜브 피복부(123)의 제1후측부(123c)는 헤드 튜브 피복부(121)의 제2후측부(121c)나 시트 튜브 피복부(124)의 제3후측부(124c)에 비해서도 전후 폭이 월등이 넓게 형성되어 공기의 흐름을 최대한 안정화시키기 위해 구성되었다는 점에 주목할 수 있다.

상기 합성수지 피복체(120)의 헤드 튜브 피복부(121)는 도 5에 도시된 것처럼 헤드 튜브(111)의 좌측과 우측으로 형성된 제2경계라인(121a)을 중심으로 하여 그 전측으로 형성된 제2전측부(121b)와 그 후측으로 순차 형성된 제2후측부(121c) 및 연장부(121d)로 형성된다. 상기 제2전측부(121b)는 최선단부에서 제2경계라인(121a)까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 삼각돌기 또는 반관형의 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제2후측부(121c)는 제2경계라인(121a)으로부터 점진적으로 좌우 폭이 증가하다가 중간지점부터 점진적으로 감소하여 연장부(121d)에 연결된다. 상기 연장부(121d)는 다운슬로프 튜브 피복부(123)와 연접하여 후측으로 갈수록 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 삼각돌기 형상으로 형성된다. 여기서 상기 제2전측부(121b)의 전후 폭에 비해 제2후측부(121c)의 전후 폭이 2배 이상 넓게 완만하게 형성되어 헤드 튜브 피복부(121)를 감싸면서 흐르는 공기가 와류발생 없이 자연스럽게 지나갈 수 있도록 한다.

상기 합성수지 피복체(120)의 시트 튜브 피복부(124)는, 시트 튜브(114)의 중심선과 나란하게 그 좌측과 우측으로 형성된 제3돌출 경계라인(124a)을 중심으로 제3전측부(124b)와 제3후측부(124c)로 구분 형성된다. 상기 제3전측부(124b)는 최선단부에서 제3돌출 경계라인(124a)까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 형상으로 삼각돌기 형상으로 형성되고 상기 제3후측부(124c)는 상기 제3돌출 경계라인(124a)으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 삼각돌기 형상으로 형성된다. 다만 상기 제3후측부(124c)의 전후 폭은 제3전측부(124b)의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 완만하게 형성되어 시트 튜브 피복부(124)를 감싸면서 흐르는 공기가 와류발생 없이 자연스럽게 지나갈 수 있도록 한다.

합성수지 피복체(120)의 탑 튜브 피복부(122)는 도 6에 도시된 것처럼 수평한 평면으로 형성된 상측부(122a)와 좌우측면과 하면이 통합되어 하나의 둥근 반관형 곡면으로 이루어진 하측부(122b)로 이루어진다. 이처럼 탑 튜브 피복부(122)가 수평한 평면인 상측부(122a)와 반관형 곡면인 하측부(122b)로 이루어지면 탑 튜브 피복부(122)의 상측부(122a)를 따라 거의 마찰저항 없이 이동하는 공기가 하측으로 이동하지 못하도록 차단하여 전삼각 프레임(110a) 영역 내로 유입되지 않도록 하는 반면, 반관형 곡면으로 이루어진 하측부(122b)의 경우 헤드 튜브 피복부(121)와 다운슬로프 튜브 피복부(123)를 거쳐 전삼각 프레임(110a) 영역 내로 유입된 공기 중 일부가 상측으로 흐르려는 경향을 갖는 경우 전삼각 프레임(110a) 영역 내에서 빠져나가도록 그 흐름을 허용한다.

상기 시트 스테이 피복부(126)와 체인 스테이 피복부(127)의 후단부가 만나는 지점은 전체 튜브 프레임(110)과 합성수지 피복체(120)로 봤을 때 가장 끝 지점에 해당하는 곳으로 합성수지 피복체(120)를 따라 흐르던 공기가 와류를 일으키기 쉬운 지점이라 할 수 있다. 본 발명에서는 시트 스테이 피복부(126)와 체인 스테이 피복부(127)가 만나는 부위에서 후측으로 더욱 연장된 꼬리부(128)를 더 포함시켰으며, 상기 꼬리부(128)는 후측으로 갈수록 점진적으로 좌우 폭과 상하 폭이 줄어드는 삼각 지느러미 형상으로 형성된다. 이같은 삼각 지느러미 형상의 꼬리부(128)는 합성수지 피복체(120)의 후단부 끝에서 공기흐름이 갑자기 변하면서 와류로 형성되려는 경향을 교화적으로 방지할 수 있도록 해준다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 튜브 프레임 111 : 헤드 튜브
112 : 탑 튜브 113 : 다운슬로프 튜브
114 ; 시트 튜브 115 : 바텀 튜브
116 : 시트 스테이 117 : 체인 스테이
120 : 합성수지 피복체 121 : 헤드 튜브 피복부
122 : 탑 튜브 피복부 123 : 다운슬로프 튜브 피복부
124 ; 시트 튜브 피복부 125 : 바텀 튜브 피복부
126 : 시트 스테이 피복부 127 : 체인 스테이
128 : 꼬리부

Claims

자전거 프레임으로서,
금속 튜브로 이루어진 튜브 프레임과, 상기 튜브 프레임 표면에 일체로 형성시킨 합성수지 피복체로 이루어진 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제1항에 있어서,
상기 합성수지 피복체는 상기 튜브 프레임을 인서트사출몰드의 몰드캐비티에 인서트한 후 몰드캐비티에 용융된 합성수지를 주입하여 성형된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제1항에 있어서,
상기 튜브 프레임은, 자전거 핸들이 연결되는 헤드 튜브; 시트 포스트가 연결되는 시트 튜브; 상기 헤드 튜브와 시트 튜브의 상단부를 연결하는 탑 튜브; 상기 시트 튜브의 하단부에 연결되어 자전거 페달 설치를 위한 바텀 브래킷이 삽입되는 바텀 튜브; 상기 헤드 튜브와 바텀 튜브를 경사지게 연결하는 다운슬로프 튜브; 상기 시트 튜브의 후측으로 연결되는 시트 스테이; 및 상기 바텀 튜브의 후측으로 연결되는 체인 스테이;를 포함하며,
상기 합성수지 피복체 중, 상기 헤드 튜브, 상기 다운슬로프 튜브, 상기 시트 튜브에 각각 피복되어 형성된 헤드 튜브 피복부, 다운슬로프 튜브 피복부, 시트 튜브 피복부는 좌우 폭에 비해 전후 폭이 큰 유선형의 형상으로 형성되며,
상기 시트 튜브 피복부에 비해 상대적으로 공기저항을 많이 받는 상기 헤드 튜브 피복부와 다운슬로프 튜브 피복부는 상기 시트 튜브 피복부에 비해 전후 폭이 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제3항에 있어서,
상기 합성수지 피복체의 다운슬로프 튜브 피복부는, 다운슬로프 튜브의 중심선과 나란하게 그 좌측과 우측으로 형성된 제1돌출 경계라인을 중심으로 제1전측부와 제1후측부로 구분 형성되며, 상기 제1전측부는 최선단부에서 상기 제1돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 형상으로 형성되고, 상기 제1후측부는 상기 제1돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 형상으로 형성되되, 상기 제1후측부의 전후 폭은 제1전측부의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제4항에 있어서,
상기 제1전측부는 최선단부에서 상기 다운슬로프 튜브의 곡면을 따라 상기 제1돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 반관형 곡면 형상으로 형성되고 상기 제1후측부는 상기 제1돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 삼각돌기 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제4항에 있어서,
상기 합성수지 피복체의 헤드 튜브 피복부는, 헤드 튜브의 좌측과 우측으로 형성된 제2경계라인을 중심으로 하여 그 전측으로 형성된 제2전측부와 그 후측으로 순차 형성된 제2후측부 및 연장부로 형성되며, 상기 제2전측부는 최선단부에서 상기 제2경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 형상으로 형성되고, 상기 제2후측부는 제2경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 증가하다가 중간지점부터 점진적으로 감소하여 상기 연장부로 연결되며, 상기 연장부는 상기 다운슬로프 튜브 피복부와 연접하여 후측으로 갈수록 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제6항에 있어서,
상기 연장부의 전후 폭은 상기 제2전측부의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제3항에 있어서,
상기 합성수지 피복체의 시트 튜브 피복부는, 시트 튜브의 중심선과 나란하게 그 좌측과 우측으로 형성된 제3돌출 경계라인을 중심으로 제3전측부와 제3후측부로 구분 형성되며, 상기 제3전측부는 최선단부에서 상기 제3돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 형상으로 형성되고 상기 제3후측부는 상기 제3돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 형상으로 형성되되 상기 제3후측부의 전후 폭은 제3전측부의 전후 폭에 비해 2배 이상 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제8항에 있어서,
상기 제3전측부는 최선단부에서 상기 제3돌출 경계라인까지 점진적으로 좌우 폭이 증가하는 삼각돌기 형상으로 형성되고 상기 제3후측부는 상기 제3돌출 경계라인으로부터 점진적으로 좌우 폭이 감소하는 삼각돌기 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제3항에 있어서,
상기 합성수지 피복체의 탑 튜브 피복부는 수평한 평면으로 형성된 상측부와 좌우측면과 하면이 통합되어 하나의 둥근 반관형 곡면으로 이루어진 하측부로 형성되어 상기 탑 튜브 피복부의 상측부를 따라 이동하는 공기가 하측으로 이동하지 못하도록 차단하는 반면, 상기 하측부의 하측에서 상승하려는 경향을 갖는 공기의 흐름은 허용하는 것을 특징으로 하는 자전거 프레임.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 자전거 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거.