KR101176476B1 - 전기자전거 키트 - Google Patents

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KR101176476B1
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최승호
송제근
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최승호
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Abstract

본 발명은 전기자전거 키트에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전기자전거 키트는 중심에 수용부가 형성되는 에어로 휠 본체와, 수용부에 삽입되며 에어로 휠 본체의 회전축을 형성하고, 에어로 휠 본체를 회전시키는 토크를 발생시키는 동력부와, 수용부에 삽입되며 동력부에 전원을 공급하는 배터리부와, 수용부를 덮는 커버부를 포함한다.

Description

전기자전거 키트{ELECTRIC BICYCLE KIT}
본 발명은 전기자전거 키트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 동력을 발생시키고 자가발전을 할 수 있는 동력부가 설치되는 에어로 휠을 일반 자전거의 앞 바퀴에 설치함으로써 일반 자전거를 간편하게 전기자전거로 전환할 수 있는 전기자전거 키트에 관한 것이다.
일반적으로 자전거는 사용자가 근거리를 이동하기 위한 이동수단의 하나이며, 최근에는 건강 및 체력 증진 등의 목적으로 운동 또는 취미용으로 사용되고 있다. 자전거는 사용자가 자전거에 설치되는 페달을 밟는 페달링으로부터 동력을 얻고 페달과 별도의 체인으로 연결된 바퀴가 회전함으로써 주행을 한다.
하지만, 사용자가 자전거를 사용하여 장거리 주행을 하거나 오르막길을 오르는 경우, 사용자에 의한 페달링만으로는 자전거를 주행하기 위한 충분한 동력이 발생되지 않으므로, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 자전거의 바퀴를 회전시킬 수 있는 별도의 모터가 설치되는 전기자전거가 개발되었다.
전기자전거는 별도의 모터를 동력원으로 하고, 모터에서 발생되는 동력을 모터와 별도의 체인 또는 기어로 연결되어 있는 자전거의 뒷바퀴에 전달하여 자전거의 뒷바퀴를 회전시킴으로써 자전거를 주행시킨다.
하지만, 종래의 전기자전거는 사용자의 페달링 및 별도의 모터로부터 발생되는 동력을 전달받기 위하여 페달과 뒷바퀴를 별도의 연결수단으로 연결하고 모터의 축과 뒷바퀴의 축을 별도의 연결수단으로 연결하는 등 복잡한 동력전달구조를 설치해야 하므로 전기자전거를 만들기 어렵다는 문제점이 있었다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전기자전거의 제작이 용이하고, 일반자전거도 간단하게 전기자전거로 전환시킬 수 있는 전기자전거 키트를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자전거 키트는 중심에 수용부가 형성되는 에어로 휠 본체와, 상기 수용부에 삽입되며 상기 에어로 휠 본체의 회전축을 형성하고, 상기 에어로 휠 본체를 회전시키는 토크를 발생시키는 동력부와, 상기 수용부에 삽입되며 상기 동력부에 전원을 공급하는 배터리부와, 상기 수용부를 덮는 커버부를 포함한다.
또한, 상기 수용부는 상기 에어로 휠 본체의 중심에 원기둥형상으로 형성되며 양 밑면이 개구되는 제 1 수용부와, 상기 제 1 수용부의 외측에 원기둥형상으로 형성되며 일 밑면이 개구되는 제 2 수용부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 배터리부는 적어도 하나의 배터리와, 상기 적어도 하나의 배터리가 삽입되며, 상기 제 2 수용부의 내주면과 소정간격 이격되어 삽입되도록 상기 제 2 수용부의 밑면의 직경보다 작은 직경의 밑면을 갖는 원기둥형상의 배터리 하우징과, 상기 배터리 하우징에 삽입되고, 상기 적어도 하나의 배터리와 상기 동력부에 연결되어 상기 적어도 하나의 배터리에 충전된 전류를 상기 동력부에 전달하는 배터리 제어부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 배터리는 기둥형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 배터리는 상기 에어로 휠 본체의 회전축과 길이방향이 평행한 상태로 상기 배터리 하우징에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 배터리 하우징은 삽입되는 상기 적어도 하나의 배터리의 위치를 고정시키는 지지부재가 설치될 수 있다.
또한, 상기 지지부재는 상기 배터리 하우징의 내주면의 곡률과 동일한 곡률로 구부러진 벽면형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 커버부는 자전거 포크에 결합되어 상기 배터리 하우징의 위치를 고정시키는 고정부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 1 수용부는 일 밑면은 제 1 직경을 갖는 제 1 개구부가 형성되며 타 밑면은 제 2 직경을 갖는 제 2 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 직경은 상기 제 1 직경보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 동력부는 상기 제 1 개구부가 형성되는 상기 제 1 수용부의 일 밑면에 밀착되는 베어링부와, 상기 베어링부를 통해 상기 제 1 개구부로 삽입되며 둘레에 유도코일이 설치되는 모터축과, 상기 유도코일이 설치되는 위치와 대응되도록 내측에 영구자석이 설치되며 상기 모터축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 모터축과 결합되는 모터 하우징을 구비하고, 상기 배터리 제어부에 연결되어 상기 배터리에 충전된 전류를 공급받아 토크를 발생시키는 모터부와, 상기 베어링부와 상기 모터부의 사이에 배치되어 상기 제 1 수용부에 설치되며, 상기 모터 하우징의 일측에 치합되어 상기 모터부의 상기 토크를 전달받아 상기 에어로 휠 본체를 회전시키는 기어부와, 상기 모터부와 상기 배터리 제어부에 연결되며 상기 모터부에서 발생되는 토크의 크기를 조절하는 모터 제어부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 모터 하우징은 외주면에 안내기어가 형성될 수 있다.
또한, 상기 기어부는 상기 모터 하우징의 상기 안내기어에 치합되어 상기 모터부의 토크를 전달받는 제 1 기어와, 외주면이 상기 제 1 수용부에 결합되고 내주면이 상기 제 1 기어에 치합되어 상기 제 1 기어로부터 토크를 전달받아 상기 에어로 휠 본체를 회전시키는 제 2 기어를 구비할 수 있다.
또한, 상기 모터 제어부는 상기 모터의 토크를 측정하는 토크 측정부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 모터 제어부와 연결되며, 자전거의 브레이크가 작동되는 것을 감지하여 감지 신호를 발생시키는 브레이크 감지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모터 제어부는 상기 브레이크 감지부로부터 상기 감지 신호를 수신하면, 상기 배터리 제어부에 전류 차단 신호를 전달할 수 있다.
또한, 상기 모터부는 상기 적어도 하나의 배터리로부터 공급되는 전류가 차단된 상태에서 상기 모터축에 설치되는 상기 유도코일을 중심으로 내측에 상기 영구자석이 설치된 상기 모터 하우징이 회전하여 상기 유도코일에 전기가 유도됨으로써 전류를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 배터리 제어부는 상기 모터부로부터 발생되는 전류를 전달받아 상기 적어도 하나의 배터리에 충전할 수 있다.
또한, 상기 모터 제어부에 연결되며 상기 모터부로부터 발생되는 토크를 제어하기 위한 적어도 하나의 조작버튼이 설치되는 조작부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용부와 커버부의 사이에 배치되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기자전거 키트는 토크를 발생시키는 동력부가 삽입된 에어로 휠 본체를 자전거와의 뒷비퀴보다는 비교적 결합구조가 간단한 자전거의 앞바퀴로 설치함으로써 전기자전거의 제작이 용이하고, 일반자전거도 간단하게 전기자전거로 전환시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기자전거 키트는 동력부가 삽입된 에어로 휠 본체를 자전거의 앞 바퀴로 설치함으로써 동력부에서 발생되는 토크에 의해 자전거를 주행시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자전거 키트의 분해된 상태를 보여주는 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ따라 취한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 동력부 및 배터리부의 연결상태를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명이 되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 뒤에 설명되는 용어들은 본 발명에서의 구조, 역할 및 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 전기자전거 키트(100)의 구성 및 작용효과 등에 대해서 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자전거 키트(100)의 분해된 상태를 보여주는 분해사시도이다.
도 1을 참고 하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기자전거 키트(100)는 중심에 수용부(111)가 형성되는 에어로 휠 본체(110), 수용부(111)에 삽입되며 에어로 휠 본체(110)의 회전축을 형성하고, 에어로 휠 본체(110)를 회전시키는 토크를 발생시키는 동력부(130), 수용부(111)에 삽입되며 동력부(130)에 전원을 공급하는 배터리부(120) 및 수용부(111)를 덮는 커버부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
에어로 휠 본체(110)는 자전거의 포크에 결합되어 자전거의 앞바퀴로 설치될 수 있다. 에어로 휠 본체(110)는 자전거의 포크에만 결합되는 앞바퀴로 설치됨으로써 자전거 본체 및 페달과 연결되어 연결구조가 복잡한 뒷바퀴보다 자전거에 설치 및 분리가 용이할 수 있다.
즉, 배터리부(120)와 배터리부(120)로부터 전원을 공급받아 토크를 발생시키는 동력부(130)가 삽입되는 에어로 휠 본체(110)를 설치가 용이한 자전거의 앞바퀴로 설치함으로써 일반 자전거도 간편하게 전기자전거로 전환할 수 있다.
에어로 휠 본체(110)는 중심에 수용부(111)가 형성될 수 있다. 에어로 휠 본체(110)는 복수개의 스포크(114)를 포함할 수 있으며, 복수개의 스포크(114)는 소정간격 이격되어 수용부(111)의 둘레에 결합될 수 있다. 또한, 에어로 휠 본체(110)는 림(115)을 포함할 수 있으며, 림(150)은 복수개의 스포크(114)의 일측에 결합될 수 있다. 또한, 에어로 휠 본체(110)는 림(150)의 외주면에 결합되는 튜브(미도시) 및 상기 튜브의 외주면을 감싸면서 림(115)에 결합되는 타이어(미도시)를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ따라 취한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참고 하면, 수용부(111)는 에어로 휠 본체(110)의 중심에 원기동 형상으로 형성되며 양 밑면이 개구되는 제 1 수용부(112)를 구비한다. 이때, 제 1 수용부(112)의 개구되는 양 밑면 중 일 밑면은 제 1 직경을 갖는 제 1 개구부(112a)가 형성되고, 타 밑면은 제 2 직경을 갖는 제 2 개구부(112b)가 형성될 수 있으며, 상기 제 2 직경은 상기 제 1 직경보다 크도록 형성될 수 있다.
수용부(111)는 제 1 수용부(112)의 외측에 원기둥형상으로 형성되며 일 밑면이 개구되는 제 2 수용부(113)를 구비한다. 제 2 수용부(113)의 개구되는 일 밑면은 제 1 수용부(112)의 제 2 개구부(112b)의 상기 제 2 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 제 2 수용부(113)는 제 1 수용부(112)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있다.
배터리부(120)는 적어도 하나의 배터리(121)를 포함한다. 적어도 하나의 배터리(121)는 원기둥 또는 사각기둥 형상 등의 기둥형상으로 형성될 수 있으며, 상기 예에 국한되는 것은 아니다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 적어도 하나의 배터리(121)가 원기둥 형상으로 형성되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
배터리부(120)는 적어도 하나의 배터리(121)가 삽입되는 배터리 하우징(122)을 포함한다. 이때, 적어도 하나의 배터리(121)는 에어로 휠 본체(110)의 회전축과 길이방향이 평행한 상태로 배터리 하우징(122)에 삽입될 수 있다.
배터리 하우징(122)은 제 2 수용부(113)와 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 일 밑면이 개구될 수 있다. 이때, 배터리 하우징(122)의 개구되는 일 밑면은 제 2 수용부(113)의 개구되는 일 밑면의 직경보다 작고 제 1 수용부(112)의 제 2 개구부(112b)의 상기 제 2 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 배터리 하우징(122)은 제 2 수용부(113)의 내주면과 소정간격 이격되어 삽입될 수 있다.
이때, 배터리 하우징(122)은 하기에서 설명할 커버부(140)의 고정부(141)에 의해 제 2 수용부(113)의 내주면과 소정간격 이격된 위치가 고정될 수 있다. 따라서, 배터리 하우징(122)은 회전되는 에어로 휠 본체(110)의 제 2 수용부(113)와 접촉되지 않아 배터리 하우징(122)과 제 2 수용부(113) 사이에 마찰이 발생되는 것이 방지되어 손상되는 것이 방지될 수 있다.
배터리 하우징(122)은 지지부재(123)를 구비할 수 있다. 지지부재(123)는 배터리 하우징(122)의 내면에 설치될 수 있다. 지지부재(123)는 배터리 하우징(122)의 내부면의 곡률과 동일한 곡률로 구부러진 벽면형상으로 형성될 수 있다. 지지부재(123)는 구부러진 벽면형상으로 형성됨으로써 원기둥형상으로 형성되는 적어도 하나의 배터리(121)를 정렬시킬 수 있다.
또한, 지지부재(123)는 적어도 하나의 배터리(121)를 정렬시킴과 동시에 적어도 하나의 배터리(121)를 배터리 하우징(122)의 내면에 최대한 밀착시킴으로써 적어도 하나의 배터리(121)의 위치를 용이하게 고정시킬 수 있다.
또한, 지지부재(123)는 적어도 하나의 배터리(121)가 자전거가 주행되는 동안 배터리 하우징(122)의 내부에서 유동되는 것을 방지함으로써 적어도 하나의 배터리(121)가 서로 부딪힘으로써 손상되는 것을 방지할 수 있다.
배터리부(120)는 배터리 제어부(124)를 구비할 수 있다. 배터리 제어부(124)는 배터리 하우징(122)에 삽입될 수 있다. 배터리 제어부(124)는 적어도 하나의 배터리(121) 및 동력부(130)에 연결될 수 있다.
이때, 배터리 제어부(124)는 적어도 하나의 배터리(121) 및 동력부(130)에 별도의 전선(미도시)에 의해 연결된 상태에서 배터리 하우징(122)에 삽입될 수 있다. 또는, 배터리 하우징(122)은 내부에 적어도 하나의 배터리(121) 및 동력부(130)를 전기적으로 연결하는 별도의 소켓(미도시)이 설치됨으로써 적어도 하나의 배터리(121)와 배터리 제어부(124)는 상기 소켓에 의해 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기의 예에 국한되는 것은 아니며 본 발명은 적어도 하나의 배터리(121)와 배터리 제어부(124)를 전기적으로 연결하기 위한 모든 연결수단을 포함할 수 있다.
또한, 배터리 하우징(122)에 상기 소켓이 설치되는 경우, 적어도 하나의 배터리(121)는 상기 소켓으로부터 선택적으로 착탈될 수 있다. 따라서, 사용자는 방전이 된 적어도 하나의 배터리(121)를 소켓으로부터 분리하여 충전시킬 수 있다.
배터리 제어부(124)는 적어도 하나의 배터리부(121)와 동력부(130)에 연결됨으로써 적어도 하나의 배터리(121)에 충전된 전류를 동력부(130)에 전달할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 배터리(121)는 병렬로 연결될 수 있다. 배터리 제어부(124)는 병렬로 연결된 적어도 하나의 배터리(121)에 충전된 전류를 일괄적으로 동력부(130)에 전달할 수 있다. 또는, 배터리 제어부(124)는 하나의 배터리만 선택하여 선택된 배터리에 충전된 전류를 동력부(130)에 전달할 수 있으며, 상기 예에 국한되는 것은 아니다.
동력부(130)는 베어링부(131)를 구비한다. 베어링부(131)는 제 1 개구부(112a)가 형성되는 제 1 수용부(112)의 일 밑면에 밀착될 수 있다. 베어링부(131)는 하기에서 설명할 모터부(132)의 모터 하우징(132b)의 일부분이 삽입되고 모터 하우징(132b)이 회전되는 것을 지지할 수 있다.
동력부(130)는 모터부(132)를 구비한다. 모터부(132)는 둘레에 유도코일(미도시)이 설치되는 모터축(132a)을 구비한다. 모터축(132a)은 일측이 베어링부(131)를 통해 제 1 개구부(112a)로 삽입될 수 있다. 모터축(132a)은 양측이 자전거의 포크에 고정되어 에어로 휠 본체(110)의 회전축을 형성할 수 있다.
모터부(132)는 상기 유도코일이 설치되는 위치와 대응되도록 내측에 영구자석(미도시)이 설치되며 모터축(132a)을 중심으로 회전가능하도록 모터축(132a)과 결합되는 모터 하우징(132b)을 구비할 수 있다.
이때, 모터 하우징(132b)은 일측이 베어링부(131)에 삽입될 수 있고, 타측이 제 2 개구부(112b)가 형성되는 제 1 수용부(112)의 타 밑면을 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 모터 하우징(132b)은 외주면에 안내기어(132c)가 형성될 수 있다.
모터부(132)는 배터리 제어부(124)에 전선 등에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 모터부(132)는 배터리 제어부(124)로부터 적어도 하나의 배터리(121)에 충전된 전류를 공급받을 수 있다. 모터부(132)는 공급받은 전류를 상기 유도코일로 흐르게 하여 자기장을 형성시킬 수 있다. 상기 유도코일의 자기장이 형성되면 상기 유도코일과 상기 영구자석 사이에는 서로 밀어내려는 척력이 발생되고 모터축(132a)에 회전가능하게 설치된 모터 하우징(132b)이 회전될 수 있다. 따라서, 모터부(132)는 모터 하우징(132b)이 회전됨으로써 토크를 발생시킬 수 있다.
동력부(130)는 기어부(133)를 구비한다. 기어부(133)는 베어링부(131)와 모터부(132)의 사이에 배치되어 제 1 수용부(112)에 설치될 수 있다. 기어부(133)는 모터 하우징(132b)의 일측에 치합되어 모터부(132)로부터 발생되는 토크를 전달받아 에어로 휠 본체(110)를 회전시킬 수 있다.
기어부(133)는 제 1 기어(133a)를 구비한다. 제 1 기어(133a)는 모터 하우징(132b)의 안내기어(132c)에 치합될 수 있다. 제 1 기어(133a)는 모터부(132)로부터 발생되는 토크를 전달받아 일측방향으로 회전될 수 있다.
기어부(133)는 제 2 기어(133b)를 구비한다. 제 2 기어(133b)는 외주면이 제 1 수용부(112)에 결합될 수 있고, 내주면이 제 1 기어(133a)에 치합될 수 있다. 제 2 기어(133b)는 모터부(132)로부터 발생되는 토크를 제 1 기어(133a)로부터 전달받아 제 1 기어(133a)와 동일한 방향으로 회전될 수 있다.
이때, 제 2 기어(133b)의 외주면은 제 1 수용부(112)에 결합되어 있으므로, 에어로 휠 본체(110)는 제 2 기어(133b)가 제 1 기어(133a)에 의해 회전되면, 제 2 기어(133b)와 함께 회전될 수 있다. 즉, 에어로 휠 본체(110)는 모터부(132)로부터 발생되는 토크에 회전됨으로써 자전거를 주행시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 동력부 및 배터리부의 연결상태를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3을 참고 하면, 동력부(130)는 모터 제어부(134)를 구비한다. 모터 제어부(134)는 전선 등에 의해 모터부(132) 및 배터리 제어부(124)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명은 모터 제어부(134)를 모터부(132) 및 배터리 제어부(124)에 전기적으로 연결하기 위한 모든 구성을 포함한다. 모터 제어부(134)는 모터부(132)로 전달되는 전류를 선택적으로 차단할 수 있는 전류 차단 신호를 발생하여 배터리 제어부(124)로 전달할 수 있다.
또한, 모터 제어부(134)는 모터부(132)와 함께 제 1 수용부(112)에 수용될 수 있다. 또는, 모터 제어부(134)는 모터부(132)의 내부에 설치되어 모터부(132) 및 배터리 제어부(124)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 예에 국한되는 것은 아니다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 모터 제어부(134)가 모터부(132)의 내부에 설치되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
모터 제어부(134)는 모터부(132)의 내부에 설치될 수 있다. 이때, 모터 제어부(134)는 모터부(132)의 모터축(132a)에 설치되어 에어로 휠 본체(1110)가 회전되는 동안 회전되지 않을 수 있다.
모터 제어부(134)는 모터부(132)에서 발생되는 토크의 크기를 조절할 수 있다. 이때, 모터 제어부(134)는 모터부(132)의 토크를 측정하는 토크 측정부(134a)를 구비할 수 있다. 토크 특정부(134a)는 모터 하우징(132b)의 일측에 설치되어 모터 하우징(132b)의 회전속도를 측정하여 속도 데이터를 모터 제어부(134)로 전달할 수 있다. 모터 제어부(134)는 토크 측정부(134a)로부터 전달받은 상기 속도 데이터를 근거로 배터리 제어부(124)로부터 모터부(132)에 공급되는 전류의 크기를 제어하여 모터부(132)에서 발생되는 토크의 크기를 조절할 수 있다.
또한, 모터 제어부(134)는 토크 측정부(134a)로부터 상기 속도 데이터를 전달받아 모터 하우징(132b)이 회전되는 속도를 일정하게 함으로써 자전거를 일정한 속도로 주행시킬 수 있다.
이때, 전기자전거 키트(100)는 조작부(160)를 더 포함할 수 있다. 조작부(160)는 모터부(132)로부터 발생되는 토크를 제어하기 위한 적어도 하나의 조작버튼(161)이 설치될 수 있다. 조작부(160)는 모터 제어부(134)에 전기적으로 연결되어 조작버튼(161)이 조작되는 조작신호를 모터 제어부(134)로 전달할 수 있다. 모터 제어부(134)는 조작신호를 근거로 모터부(132)에서 발생되는 토크의 크기를 조절할 수 있다.
예를 들어, 조작부(160)가 시속 5km, 시속 10km, 시속 15km 및 시속 20km를 나타내는 4개의 조작버튼(161)이 설치되고, 사용자에 의해 시속 10km를 나타내는 조작버튼(161)이 조작되는 경우, 모터 제어부(134)는 조작부(160)로부터 조작신호를 전달받아 모터부(132)에서 발생되는 토크의 크기를 조절함으로써 자전거가 시속 10km로 주행할 수 있도록 할 수 있다.
이때, 모터 제어부(134)는 시속 5km, 시속 10km, 시속 15km 및 시속 20km로 자전거를 주행시키기 위해 모터부(132)로부터 발생되는 토크의 크기가 기 설정될 수 있다. 따라서, 사용자는 전기자전거 키트(100)가 설치된 자전거가 주행되는 속도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있다.
또는, 모터 제어부(134)는 외부의 사용자기기(미도시)와 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 송수신부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 사용자기기는 블루투스 또는 와이파이 망을 통해 모터 제어부(134)의 상기 송수신부와 연결되어 데이터를 송수신할 수 있는 기기를 포함하며, 스마트폰 또는 태블릿 PC(Tabler PC) 등이 될 수 있고, 상기 예로 국한되는 것은 아니다.
상기 사용자기기는 모터 제어부(134)에 조작부(160)의 상기 조작신호와 동일한 조작신호를 발생시켜 전달할 수 있는 어플리케이션이 설치될 수 있다. 상기 사용자기기는 상기 어플리케이션이 설치되는 경우 조작부(160)의 조작버튼(161)에 해당하는 복수개의 버튼을 화면상에 출력할 수 있다. 상기 사용자기기는 사용자가 복수개의 버튼 중 하나를 누르는 위치를 감지하여 눌린 위치에 해당하는 버튼을 검출하여 조작신호를 발생시키고 모터 제어부(134)에 전달할 수 있다. 모터 제어부(134)는 상기 송수신부를 통해 상기 사용가기기로부터 조작신호를 전달받는 경우 상기에서 설명한 조작부(160)로부터 조작신호를 전달받았을 때와 동일한 과정으로 모터를 제어할 수 있다.
또한, 모터 제어부(134)는 토크 측정부(134a)로부터 상기 속도 데이터를 전달받아 자전거의 패달링을 보조하는 패달 어시스트 시스템(Padal Assist System, PAS) 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 모터 제어부(134)는 전기자전거 키트(100)가 설치된 자전거가 기 설정된 속도로 주행할 때까지 모터부(132)에서 발생되는 토크의 크기를 증가시킬 수 있다. 모터 제어부(134)는 토크 측정부(134a)로부터 전달받은 상기 속도 데이터를 기초로 전기자전거 키트(100)가 설치된 자전거의 속도를 산출할 수 있다. 모터 제어부(134)는 전기자전거 키트(100)가 설치된 자전거의 속도가 기 설정된 속도와 일치하는 경우 배터리 제어부(124)로부터 모터부(132)에 공급되는 전류를 차단하는 상기 전류 차단 신호를 발생하여 배터리 제어부(124)로 전달함으로써 상기 패달 어시스트 시스템의 기능을 종료할 수 있다.
이때, 조작부(160)는 패달 어시스트 시스템의 기능을 시작 또는 종료할 수 있는 조작버튼(161)을 포함할 수 있다. 사용자는 패달 어시스트 시스템의 기능을 시작 또는 종료할 수 있는 조작버튼(161)을 조작함으로써 패달 어시스트 시스템의 기능을 선택적으로 사용할 수 있다.
또한, 모터 제어부(134)는 브레이크 감지부(134b)를 더 구비할 수 있다. 브레이크 감지부(134b)는 모터 제어부(134)에 전기적으로 연결될 수 있다. 브레이크 감지부(134)는 자전거의 핸들에 설치되며 브레이크를 조작하는 조작레버(미도시)에 설치되어 브레이크가 작동되는 것을 감지할 수 있다. 또는, 브레이크 감지부(134b)는 바퀴 또는 바퀴의 패드를 가압하는 가압수단에 설치되어 브레이크가 작동되는 것을 감지할 수 있으며, 상기 예에 국한되는 것은 아니다.
브레이크 감지부(134b)는 브레이크가 작동되는 것을 감지하여 감지 신호를 발생시켜 모터 제어부(134)에 전달할 수 있다. 모터 제어부(134)는 상기 감지 신호를 수신하면 모터부(132)를 발전기로 사용하여 모터부(132)로부터 회생제동력이 발생되도록 유도할 수 있다.
예를 들어, 모터 제어부(134)는 브레이크 감지부(134b)로부터 상기 감지 신호를 수신하면, 배터리 제어부(124)에 전류 차단 신호를 생성하여 전달할 수 있다.
또는, 조작부(160)는 전류 차단을 요청하는 조작 버튼(161)을 더 구비할 수 있다. 모터 제어부(134)는 조작부(160)로부터 전류 차단을 요청하는 조작 버튼(161)이 조작되는 조작 신호를 수신하면, 배터리 제어부(124)에 전류 차단 신호를 생성하여 전달할 수 있다.
전류 차단 신호를 수신한 배터리 제어부(124)는 적어도 하나의 배터리(121)로부터 모터부(132)로 전달되는 전류를 차단할 수 있다.
모터부(132)는 적어도 하나의 배터리(121)로부터 전류가 차단된 상태에서도 에어로 휠 본체(110)의 회전에 의해 모터 하우징(122b)은 회전될 수 있다. 모터축(122a)에 설치되는 상기 유도코일을 중심으로 내측에 상기 영구자석이 설치된 모터 하우징(122b)이 회전되면, 상기 유도코일에 전기가 유도될 수 있다. 따라서, 모터 제어부(134) 모터부(132)로부터 회생제동력을 발생시켜 전류를 발생되도록 유도할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(124)는 모터부(132)로부터 발생되는 전류를 전달받아 적어도 하나의 배터리(121)에 전달함으로써 적어도 하나의 배터리(121)를 충전시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 갑자기 적어도 하나의 배터리(121)가 방전되어 전기자전거 키트(100)가 작동되지 않는 것을 방지할 수 있다.
커버부(140)는 수용부(111)를 덮을 수 있다. 커버부(140)는 제 2 수용부(113)를 덮을 수 있다. 커버부(140)는 제 2 수용부(113)의 개구된 일 밑면과 동일한 형상으로 형성됨으로써 제 2 수용부(113)를 효과적으로 덮을 수 있다.
커버부(140)는 제 2 수용부(113)의 일측에 나사결합 또는 원터치 장금장치에 의한 결합 등 별도의 결합수단에 의해 결합될 수 있으며, 상기의 예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명은 커버부(140)와 제 2 수용부(113)를 결합하기 위한 모든 결합수단을 포함할 수 있다.
또는, 커버부(140)는 배터리 하우징(122)의 개구된 일 밑면에 나사결합 또는 원터치 장금장치에 의한 결합 등 별도의 결합수단에 의해 결합될 수 있으며, 상기의 예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명은 커버부(140)와 배터리 하우징(122)을 결합하기 위한 모든 결합수단을 포함할 수 있다.
커버부(140)는 고정부(141)를 구비한다. 고정부(141)는 커버부(140)에 일체로 형성되거나 커버부(140)의 일부를 형성하도록 형성될 수 있다. 고정부(141)는 저전거의 포크에 결합될 수 있다. 고정부(141)는 일면이 배터리 하우징(122)에 결합될 수 있다.
따라서, 커버부(140)는 배터리 하우징(122)이 제 2 수용부(113)의 내주면과 소정간격 이격된 위치를 효과적으로 고정시킬 수 있다.
이때, 본 발명의 전기자전거 키트(100)는 실링부재(150)를 더 포함할 수 있다. 실링부재(150)는 커버부(140)와 제 2 수용부(113)의 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 실링부재(140)는 제 1 수용부(112)와 제 2 수용부(113)의 내부로 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 전기자전거 키트
110: 에어로 휠 본체
120: 배터리부
130: 동력부
140: 커버부
150: 실링부재
160: 조작부

Claims (20)

  1. 중심에 원기둥형상으로 형성되며 일 밑면이 제 1 직경을 갖는 제 1 개구부가 형성되며 타 밑면은 제 2 직경을 갖는 제 2 개구부가 형성되는 제 1 수용부와 상기 제 1 수용부의 외측에 원기둥형상으로 형성되며 일 밑면이 개구되는 제 2 수용부를 구비하는 수용부가 형성되는 에어로 휠 본체와,
    상기 수용부에 삽입되며 상기 에어로 휠 본체의 회전축을 형성하고, 상기 에어로 휠 본체를 회전시키는 토크를 발생시키는 동력부와,
    상기 수용부에 삽입되며, 상기 동력부에 전원을 공급하는 배터리부와,
    상기 수용부를 덮는 커버부를 포함하는,
    전기자전거 키트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리부는,
    적어도 하나의 배터리와,
    상기 적어도 하나의 배터리가 삽입되며, 상기 제 2 수용부의 내주면과 소정간격 이격되어 삽입되도록 상기 제 2 수용부의 밑면의 직경보다 작은 직경의 밑면을 갖는 원기둥형상의 배터리 하우징과,
    상기 배터리 하우징에 삽입되고, 상기 적어도 하나의 배터리와 상기 동력부에 연결되어 상기 적어도 하나의 배터리에 충전된 전류를 상기 동력부에 전달하는 배터리 제어부를 구비하는,
    전기자전거 키트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리는 기둥형상으로 형성되는,
    전기자전거 키트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리는 상기 에어로 휠 본체의 회전축과 길이방향이 평행한 상태로 상기 배터리 하우징에 삽입되는,
    전기자전거 키트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 배터리 하우징은 삽입되는 상기 적어도 하나의 배터리의 위치를 고정시키는 지지부재가 설치되는,
    전기자전거 키트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 배터리 하우징의 내주면의 곡률과 동일한 곡률로 구부러진 벽면형상인 것을 특징으로 하는,
    전기자전거 키트.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 커버부는 자전거 포크에 결합되어 상기 배터리 하우징의 위치를 고정시키는 고정부를 구비하는,
    전기자전거 키트.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 직경은 상기 제 1 직경보다 큰 것을 특징으로 하는,
    전기자전거 키트.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 동력부는,
    상기 제 1 개구부가 형성되는 상기 제 1 수용부의 일 밑면에 밀착되는 베어링부와,
    상기 베어링부를 통해 상기 제 1 개구부로 삽입되며 둘레에 유도코일이 설치되는 모터축과, 상기 유도코일이 설치되는 위치와 대응되도록 내측에 영구자석이 설치되며 상기 모터축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 모터축과 결합되는 모터 하우징을 구비하고, 상기 배터리 제어부에 연결되어 상기 적어도 하나의 배터리에 충전된 전류를 공급받아 토크를 발생시키는 모터부와,
    상기 베어링부와 상기 모터부의 사이에 배치되어 상기 제 1 수용부에 설치되며, 상기 모터 하우징의 일측에 치합되어 상기 모터부의 상기 토크를 전달받아 상기 에어로 휠 본체를 회전시키는 기어부와,
    상기 모터부와 상기 배터리 제어부에 연결되며 상기 모터부에서 발생되는 토크의 크기를 조절하는 모터 제어부를 구비하는,
    전기자전거 키트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터 하우징은 외주면에 안내기어가 형성되는,
    전기자전거 키트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기어부는,
    상기 모터 하우징의 상기 안내기어에 치합되어 상기 모터부의 토크를 전달받는 제 1 기어와,
    외주면이 상기 제 1 수용부에 결합되고 내주면이 상기 제 1 기어에 치합되어 상기 제 1 기어로부터 토크를 전달받아 상기 에어로 휠 본체를 회전시키는 제 2 기어를 구비하는,
    전기자전거 키트.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터 제어부는 상기 모터부의 상기 토크를 측정하는 토크 측정부를 구비하는,
    전기자전거 키트.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터 제어부는 상기 모터 제어부와 연결되며, 자전거의 브레이크가 작동되는 것을 감지하여 감지 신호를 발생시키는 브레이크 감지부를 더 구비하는,
    전기자전거 키트.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 모터 제어부는 상기 브레이크 감지부로부터 상기 감지 신호를 수신하면, 상기 배터리 제어부에 전류 차단 신호를 전달하는,
    전기자전거 키트.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 모터부는 상기 적어도 하나의 배터리로부터 공급되는 전류가 차단된 상태에서 상기 모터축에 설치되는 상기 유도코일을 중심으로 내측에 상기 영구자석이 설치된 상기 모터 하우징이 회전하여 상기 유도코일에 전기가 유도됨으로써 전류를 발생시키는,
    전기자전거 키트.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는 상기 모터부로부터 발생되는 전류를 전달받아 상기 적어도 하나의 배터리에 충전하는,
    전기자전거 키트.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기자전거 키트는 상기 모터 제어부에 연결되며 상기 모터부로부터 발생되는 상기 토크를 제어하기 위한 적어도 하나의 조작버튼이 설치되는 조작부를 더 포함하는,
    전기자전거 키트.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기자전거 키트는 상기 수용부와 상기 커버부의 사이에 배치되는 실링부재를 더 포함하는,
    전기자전거 키트.
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