KR101935276B1 - Electric bicycle retrofit kit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일반 자전거에 장착하여 전동 자전거로 개조할 수 있는 전동 자전거 개조 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바퀴살이 없는 바퀴 내부에 전동 구동을 위한 전동모터, 배터리, 컨트롤러, 전조등, 후미등 등의 모든 부품이 내장된 하우징이 일체로 구비되어, 일반 바퀴의 교체를 동해 전동 자전거로의 개조 작업이 매우 쉽고 빠르고, 페달 구름 및 모터 구동에 따른 회전자의 회전력을 바퀴에 전달하여 자력 주행 가능하고, 타력 주행 시 바퀴의 회전력이 회전자로 전달되어 자가 발전되도록 하여 배터리 충전이 이루어지며, 바퀴의 단위 회전 당 회전자의 회전수를 증대시켜 운동에너지를 전기에너지로 회생하는 발전 효율을 높일 수 있는 전동 자전거 개조 키트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric bicycle retrofit kit that can be mounted on a general bicycle and can be retrofitted into an electric bicycle. More particularly, the present invention relates to an electric bicycle retrofit kit including an electric motor, a battery, a controller, a headlight, It is very easy and quick to modify the electric bicycle by replacing the ordinary wheel with the housing with the built-in parts. Therefore, it is possible to carry the magnetic force by transmitting the rotational force of the rotor due to the pedal rolling and motor driving to the wheels, A motorized bicycle that can increase the power generation efficiency by regenerating kinetic energy to electric energy by increasing the number of revolutions of the rotor per unit rotation of the wheel, And a modification kit.
최근 교통비 절감, 건강 유지를 위한 운동, 레저나 놀이 등의 목적으로 다양한 형태의 이동장치를 사용하는 사용자가 늘고 있다.Recently, more and more users are using various types of mobile devices for the purpose of reducing transportation costs, exercising for health, leisure and play.
대표적으로 페달을 이용한 일반적인 이륜 또는 삼륜 자전거, 모터를 이용한 전동 자전거, 전동 킥 보드 등이 있다.Typical examples include a general two-wheel or three-wheel bicycle using a pedal, an electric bicycle using a motor, and an electric kick board.
이중 모터를 이용한 자전거는 페달 구름과 별개로 모터를 이용해 전륜 또는 후륜을 회전시켜 오르막을 오르거나 장거리 주행 시 탑승자가 적은 힘으로 주행을 가능하도록 하는 것을 말한다.A bicycle using a dual motor means that the front wheel or the rear wheel is rotated by using a motor independently of the pedal cloud, so that the occupant can travel by ascending the ascent or traveling with a long distance.
그런데 일반적인 전동 자전거는 모터 작동을 위해 필요한 배터리 사용량이 많아 장시간 주행이 불가능한 단점이 있는 바, 이에 페달 구름을 통한 자력 주행 시 모터를 회전시켜 자가 발전이 이루어져 배터리 충전이 이루어지는 전동 자전거가 있다.However, a general electric bicycle has a disadvantage in that it can not travel for a long time due to a large amount of battery usage required for the motor operation. There is an electric bicycle in which the motor is rotated by self-power generation when the motor runs through the pedal cloud.
이러한 종래의 전동 자전거는 크랭크와 함께 회전하도록 결합된 중앙 모터에 체인이나 벨트가 후륜 허브의 기어와 연결되어 있는데, 이러한 구조의 전동 자전거는 탑승자가 페달을 굴러서 자력 회전할 때만 배터리 충전이 이루어질 뿐, 관성이나 내리막길에 의한 타력 주행 등과 같이 페달을 구르지 않을 경우에는 모터 회전이 불가능하여 배터리 충전이 이루어지지 않아, 배터리 충전에 많은 힘이 들 뿐만 아니라, 충전 효율 역시 매우 떨어지는 단점이 있다.In such a conventional electric bicycle, a chain or a belt is connected to a gear of a rear wheel hub in a central motor coupled to rotate with the crank. The electric bicycle having such a structure is only charged when the occupant rolls the self- When the pedal is not rolled, such as inertia or a downhill running, the motor can not be rotated and the battery is not charged. In addition, the battery has a great deal of power for charging the battery, and the charging efficiency is also very low.
한편 페달을 통해 구동하는 일반 자전거를 모터 구동의 전동 자전거로 개조하는 사례가 늘고 있다.On the other hand, there are more and more cases of converting a conventional bicycle driven by a pedal to a motor-driven electric bicycle.
이는 제조사에서 대량 생산된 전동 자전거의 경우 전동 구동을 위한 각종 부품(모터, 배터리, 컨트롤러, 가속 레버 등)의 조립 구조 내지 위치가 획일화되어 디자인적인 심미감이 떨어지는 바, 탑승자가 필요 부품을 구매하여 자신의 취향에 맞게 개조하기 위함이다.This is because the assembly structure or position of various components (motor, battery, controller, accelerator lever, etc.) for electric driving is made uniform in the case of a mass-produced electric bicycle manufactured by the manufacturer, So that they can adapt to their own taste.
그런데 전문가가 아닌 일반 탑승자의 경우는 전동 구동에 필요한 부품들을 따로 구매하여 재조립하여 개조하는 작업이 어렵기 때문에, 개조 전문 업체에 고가의 비용으로 의뢰를 하고 있는 실정이다.However, in the case of a general passenger who is not an expert, it is difficult to purchase and reassemble parts necessary for electric drive separately.
이에 일반 탑승자도 전동 자전거로의 개조를 저렴한 비용으로 쉽게 할 수 있도록 관련 부품을 모듈화하여 세트로 제작되는 다양한 전동 자전거 개조 키트가 개발 및 출시되고 있다.Accordingly, various electric bicycle modification kits are being developed and put on the market, so that the general passenger can modularize the electric bike easily at low cost by modularizing the related parts.
그러나 등록특허 제10-0848138호, 공개특허 제10-2012-0020728호, 공개실용신안 제20-2010-0003389호, 등록특허 제10-1249809호 등에서 확인할 수 있는 바와 같이, However, as can be seen in the registered patent 10-0848138, the published patent application 10-2012-0020728, the published utility model 20-2010-0003389, and the registered patent 10-1249809,
종래의 전동 자전거 개조 키트는 기존 자전거의 차체 프레임이나 뒷안장 등에 관련 부품들을 개별적으로 부착하거나 기존 자전거 부품을 교체하여 개조가 이루어지기 때문에, 기존 자전거의 독특한 디자인을 저해하는 문제점이 있다.Conventional electric bicycle retrofitting kits have the problem of hindering the unique design of existing bicycles because the related parts such as the body frame and the backrest of the existing bicycle are individually attached or the existing bicycle parts are replaced.
아울러 개조의 편의를 위해 자전거 바퀴에 전동 구동 부품들을 하나로 일체화시켜 판매되는 제품들도 있으나, 이러한 종래의 전동 자전거 개조 키트는 배터리에 충전된 전기에너지를 이용, 모터의 힘으로 인력을 도와주거나 또는 모터의 힘으로만 주행 가능한 한계가 있으며, 이에 에너지 회생 및 자가충전 시스템이 없고, 배터리 용량도 작아 주행거리가 짧은 문제점이 있다.In addition, there are some products sold by integrating electric driving parts into a bicycle wheel for convenience of modification. However, such a conventional electric bicycle retrofit kit uses electric energy charged in the battery to assist the attraction force by the motor, There is no energy regeneration and self-charging system, battery capacity is small, and the travel distance is short.
나아가 전조등, 후미등, 경음기 등 액세서리 부품들도 따로 구매 후 재장착해야 하는 불편함이 있다.Further, there is an inconvenience that accessory parts such as headlights, tail lights, and horns must be separately mounted and reinstalled.
특히 기존의 일반 자전거는 그 사양에 따라 바퀴의 종류나 규격이 매우 다양한데, 종래의 전동 자전거 개조 키트는 각 바퀴별로 개조 키트를 개별 제작해야 하기 때문에 제조의 용이성이 떨어지며 제조 단가가 상승하는 등의 문제점이 있다.In particular, conventional conventional bicycles have various types and specifications of wheels according to their specifications. Conventional electric bicycle modification kits require individual modification kits for each wheel, which makes it difficult to manufacture, .
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems,
차체에 장착되는 바퀴 내부에 배터리, 자가 충전 전동모터, 전조등, 후미등, 경음기 등의 관련 부품들이 일체형으로 구비되어, 기존 일반 자전거의 디자인을 저해하지 않으면서, 전문가가 아닌 일반 사용자도 전동 자전거로의 개조 작업을 쉽고 빠르게 할 수 있는 전동 자전거 개조 키트를 제공하는 것을 목적으로 한다.The integrated parts of the wheels mounted on the vehicle body, such as battery, self-charging electric motor, headlight, taillight, and horn, are integrated with each other. And an object thereof is to provide an electric bicycle retrofitting kit that can easily and quickly perform a retrofitting operation.
또한 본 발명은 에너지 회생 및 자가 충전 시스템이 탑재되어 있어, 재충전 없이 편리하게 장거리 주행을 가능하게 하며, 사이즈가 다른 바퀴의 휠 교체만으로 개조 키트의 생산이 가능하여 기존의 모든 일반 자전거에 범용적으로 사용 가능하게 함은 물론, 생산 라인의 단일화를 통한 제조 용이성 확보 및 제조 단가 절감이 가능한 전동 자전거 개조 키트를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, since the present invention is equipped with an energy recovery and self-charging system, it is possible to carry out long-distance travel conveniently without recharging, and it is possible to produce a modification kit only by changing wheels of different size wheels, And an object of the present invention is to provide an electric bicycle retrofit kit capable of ensuring ease of manufacture through unitization of a production line and reducing manufacturing cost.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트는,In order to achieve the above object, an electric bicycle retrofit kit according to the present invention comprises:
일반 자전거에 장착하여 전동 자전거로 개조할 수 있는 전동 자전거 개조 키트에 있어서,An electric bicycle retrofit kit which can be mounted on a general bicycle and can be retrofitted with an electric bicycle,
휠 내측에 바퀴살이 없는 중공부를 구비한 바퀴;A wheel having a hollow portion without a spoke inside the wheel;
상기 중공부에 고정되도록 차체의 바퀴 프레임에 결합되는 휠축과, 상기 휠축을 중심으로 상기 바퀴가 회전하도록 휠의 내주면을 지지하는 지지수단과, 상기 휠축의 일측에 모터 장착부를 구비한 하우징;A wheel shaft coupled to the wheel frame of the vehicle body to be fixed to the hollow portion; support means for supporting the inner circumferential surface of the wheel so that the wheel rotates about the wheel shaft; and a motor mounting portion on one side of the wheel shaft;
상기 모터 장착부에 고정되도록 결합된 고정자와, 상기 고정자의 둘레에서 회전 가능하게 구비되고 상기 바퀴의 휠 내주면에 접촉하는 회전자를 포함하여, 전원 공급에 의한 회전자의 자력 회전 및 회전자의 타력 회전에 의한 자가 발전이 가능한 전동모터; 및A stator coupled to be fixed to the motor mounting portion; and a rotor rotatably provided around the stator and contacting the inner circumferential surface of the wheel, wherein the magnetic force of the rotor due to power supply and the rotational force of the rotor An electric motor capable of self-generation by the electric motor; And
상기 하우징에 내장되고, 상기 전동모터와 전기적으로 연결되어 모터 구동에 필요한 전원의 공급 및 모터 발전에 의한 전원의 충전이 이루어지는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a battery built in the housing and electrically connected to the electric motor to supply electric power necessary for driving the motor and to charge the electric power by motor power.
그리고 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트에서,In the electric bicycle modification kit according to the present invention,
상기 지지수단은 상히 하우징의 둘레 방향으로 구비되어 상기 바퀴의 휠 내주면에 접촉하면서 자유 회전하도록 결합된 복수개의 지지롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.The supporting means is composed of a plurality of supporting rollers which are provided in a circumferential direction of the housing so as to be freely rotated while contacting the inner circumferential surface of the wheel of the wheel.
나아가 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트에서,Further, in the electric bicycle modification kit according to the present invention,
상기 하우징은 내측으로 함몰되는 구조로 형성된 수용부를 포함하고,Wherein the housing includes a receiving portion formed in a structure recessed inward,
상기 지지수단은 상기 수용부에서 내외측으로 전후진 가능하게 장착되며 상기 지지롤러가 축설되어 회전 가능하게 결합되는 롤러브래킷과, 상기 수용부 내에서 상기 하우징에 결합되어 고정되는 지지블록과, 상기 지지블록을 관통하여 상기 롤러브래킷에 결합되는 고정볼트와, 상기 고정볼트에 외삽되어 상기 롤러브래킷을 외측으로 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the support means includes a roller bracket that is rotatably coupled to the support roller in such a manner that the support roller is rotatably coupled to the inside and outside of the accommodating portion, And a spring that is extrinsic to the fixing bolt and elastically supports the roller bracket outwardly.
또한 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트에서,Further, in the electric bicycle modification kit according to the present invention,
상기 하우징은 좌우면을 관통하여 형성되며 내주면을 따라 복수개의 끼움홈이 각이 지게 형성된 축홀을 포함하고,Wherein the housing includes a shaft hole formed through the left and right sides and having a plurality of fitting grooves formed at an angle along an inner peripheral surface thereof,
상기 휠축은 상기 축홀을 관통하여 결합되고 양 측단에 상기 바퀴 프레임에 결합되는 끼움돌기를 구비한 로드부와, 상기 로드부의 일측에서 로드부보다 큰 직경을 갖도록 돌출되며 내측면에 상기 끼움홈과 대응하는 고정돌기를 구비한 고정헤드를 포함하는 것을 특징으로 한다.And the wheel shaft is coupled through the shaft hole and has a fitting protrusion that is coupled to the wheel frame at both ends, and a rod portion that protrudes from one side of the rod portion to have a larger diameter than the rod portion, And a fixing head having a fixing protrusion for fixing the fixing protrusion.
본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트는,An electric bicycle retrofitting kit according to the present invention comprises:
배터리, 자가 충전 전동모터, 컨트롤러, 전조등, 후미등, 경음기 등의 관련 부품들이 바퀴살이 없는 바퀴의 휠 내부에 일체형으로 장착되어 있어, 사용자가 갖고 있던 기존의 일반 자전거에서 바퀴만을 간편하게 교체하여 전동 자전거로 개조할 수 있어 매우 편리하며,Batteries, self-charging electric motors, controllers, headlights, taillights, horns, and other related components are integrated into the wheels of wheels with no spokes, so you can easily replace the wheels on your existing bike It is very convenient to renovate,
자가 충전 전동모터를 이용한 에너지 회생 및 자가 충전 시스템의 탑재로, 재충전없이 편리하게 장거리 주행을 가능하게 하고,It is equipped with energy recovery and self-charging system using self-charging electric motor, making it possible to travel long distance conveniently without recharging,
서로 다른 사이즈의 바퀴 휠만을 교체하여 생산할 수 있기 때문에 기존의 거의 모든 종류의 자전거에 본 발명의 개조 키트를 쉽게 장착하여 개조할 수 있어 범용성이 뛰어남은 물론, 생산 라인의 단일화를 통한 제조 용이성의 확보 및 제조 단가 절감이 이루어지며,It is possible to replace and replace only the wheel wheels of different sizes, so that the modification kit of the present invention can be easily installed and modified in almost all kinds of existing bicycles, thereby being excellent in versatility and securing ease of manufacture through unification of production lines And the manufacturing cost is reduced,
자가 충전 시 바퀴의 단위 회전 당 전동모터의 회전자 회전수를 증대시시키고, 페달 구름에 의한 자력 주행뿐만 아니라 관성이나 내리막길에 의한 타력 주행 시에도 배터리 충전이 이루어져, 배터리 충전 효율의 향상을 통해 사용 시간을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In the case of self-charging, the number of revolutions of the electric motor is increased per unit revolution of the wheel, and battery charging is performed not only by the magnetic force running by the pedal cloud but also by the inertia or the downhill running, There is an effect that the use time can be increased.
도 1a, 도 1b는 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트의 전후 사시도들.
도 2는 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트의 우측커버를 생략하여 도시한 우측면도.
도 3은 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트의 분해 사시도.FIGS. 1A and 1B are front and rear perspective views of an electric bicycle modification kit according to the present invention. FIG.
Fig. 2 is a right side view of the electric bicycle modification kit according to the present invention, omitting the right cover. Fig.
3 is an exploded perspective view of the electric bicycle modification kit according to the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 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. While the present invention has been described in connection with certain embodiments, it is obvious that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.In the drawings, the same reference numerals are used for the same reference numerals, and in particular, the numerals of the tens and the digits of the digits, the digits of the tens, the digits of the digits and the alphabets are the same, Members referred to by reference numerals can be identified as members corresponding to these standards.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.In the drawings, the components are expressed by exaggeratingly larger (or thicker) or smaller (or thinner) in size or thickness in consideration of the convenience of understanding, etc. However, It should not be.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the term " comprising " or " consisting of ", or the like, refers to the presence of a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.It is to be understood that the first to second aspects described in the present specification are merely referred to in order to distinguish between different components and are not limited to the order in which they are manufactured, It may not match.
본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1을 참고하여 특정하면, 전조등(FL)이 구비된 정면을 바라보는 기준으로 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.In describing the electric bicycle retrofit kit according to the present invention, when an unambiguous approximate direction reference is specified with reference to FIG. 1 for the sake of convenience, the direction in which the gravity acts on the basis of the front view provided with the headlight (FL) Downward, leftward, and rightward as viewed in the downward direction, and directions are specified in accordance with this standard unless otherwise specified in the detailed description and claims of the invention relating to other drawings.
이하에서는 본 발명에 따른 전동 자전거 개조 키트를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an electric bicycle modification kit according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 일반 자전거에 구비된 일반 바퀴만을 교체, 장착하여 전동 자전거로 개조할 수 있는 전동 자전거 개조 키트에 관한 것으로, 도 1a 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 크게 바퀴(W), 하우징(H), 전동모터(60) 및 배터리(B)를 포함한다.The present invention relates to an electric bicycle retrofit kit that can be replaced with an electric bicycle by replacing and attaching only ordinary wheels provided in a conventional bicycle, and as shown in FIGS. 1A to 3, includes a wheel W, a housing H ), An electric motor (60), and a battery (B).
본 명세서에서는 페달과 체인 연결된 후륜(뒷바퀴) 구동의 이륜자전거를 대표하여 본 발명의 개조 키트를 자전거의 전륜(앞바퀴)에 교체, 장착하는 실시예를 설명하나, 이에 한정되지 않는다.In this specification, an embodiment in which the modification kit of the present invention is replaced and mounted on a front wheel (front wheel) of a bicycle is described as a representative example of a two-wheeled bicycle driven by a rear wheel connected to a pedal, but the present invention is not limited thereto.
먼저 상기 바퀴(W)는 일반 자전거와 같이 휠(10)의 외주면에 타이어가 장착된 것으로, 다만 일반 바퀴의 경우 휠 내측에 바퀴살(허브, hub)이 연결되어 있으나, 본 발명의 바퀴(W)는 휠(10) 내측에 바퀴살이 없는 중공부(11)가 형성되어 있다는 점에서 특징이 있다.The wheel W is mounted on the outer peripheral surface of the
그리고 상기 하우징(H)은 상기 중공부(11)에 고정되도록 차체(미도시)의 바퀴 프레임에 결합되는 휠축(20)과, 상기 휠축(20)을 중심으로 상기 바퀴(W)가 회전하도록 휠(10)의 내주면을 지지하는 지지수단(50)과, 상기 휠축(20)의 일측에 모터 장착부(41a)를 구비한다.The housing H includes a
구체적으로, 상기 하우징(H)은 내부 몸체(30)와, 상기 내부 몸체(30)의 양 측면에 결합되는 양 측판(40A)(40B)으로 구성된다.Specifically, the housing H is composed of an
상기 내부 몸체(30)는 상, 하부 프레임(31)(32)과, 전면 상, 하측 프레임(33)(35)과, 후면 상, 하측 프레임(34)(36)이 대략적인 오각형 모양으로 연결되어 있는 것으로, 좌우 양면이 개구되어 있으며, 상부 프레임(31)의 내측면에 전동 자전거의 제어를 위한 컨트롤러(C)가 장착되고, 하부 프레임(32)의 내측면에 배터리(B)가 장착되고, 전면 하측 프레임(33) 및 후면 하측 프레임(34)에 각각 전조등(FL) 및 후미등(BL)으로 사용되는 LED 광원이 장착되고, 전면 상측 프레임(35) 및 후면 상측 프레임(36)에 상기 지지수단(50)으로 기능하는 지지롤러(51) 및 충전모듈(CM)과 경음기(K, 클락숀)가 장착된다.The
특히 상기 전, 후면 상측 프레임(35)(36)은 내측으로 함몰되는 구조로 오목 형성된 수용부(35a)(36a)를 구비하여, 수용부(35a)(36a)에 지지수단(50)의 롤러브래킷(52)이 끼워져 결합된다.Particularly, the front and rear
그리고 양 측판(40A)(40B)은, 역삼각형 형상으로 이루어져, 하측에 모터 장착부(41a)를 형성하는 모터 커버(41)가 결합되어 있으며, 모터 커버(41)의 하측부 일부가 개구되어 회전자 노출부(41b)를 형성하고, 제1, 제2 측판(40A)(40B)의 중앙에는 휠축(20)의 결합을 위해 좌우 양면을 관통하여 형성된 축홀(42)이 구비된다.The
특히 상기 축홀(42)(보다 엄밀하게는 양 측판(40A)(40B)의 축홀(42)들 중 어느 하나, 도면에서는 제2 측판(40B)에 구비된 축홀(42))은 내주면을 따라 복수개의 끼움홈(42a)이 각이 지게 형성된다.Particularly, the shaft hole 42 (more precisely, any one of the shaft holes 42 of the both
여기서 끼움홈(42a)이 각이 지게 형성된다는 의미는, 축홀(42)에 결합된 휠축(20)이 회전하지 않고 고정되도록 비원형 내주면을 갖는다는 포괄적인 개념으로써, 도면에서는 삼각형의 끼움홈(42a)들이 원주 방향으로 구비된 별 모양의 실시예가 도시되어 있으나, 대안적으로 끼움홈(42a)들이 사각형이어도 무방하고, 또는 축홀(42) 자체가 원형이 아닌 육각형이나 팔각형 이상의 다각형 모양으로 형성될 수도 있다.Here, the
아울러 제1 측판(40A) 또는 제2 측판(40B)에는 차체의 핸들 등에 구비된 제어부와 컨트롤러(C)의 전기적 연결을 위한 접속소켓(CS), 전원 on/off를 위한 스위치(S) 등이 외부로 노출되도록 구비된다.A connection socket CS for electrically connecting the controller C to the control unit provided on the handle or the like of the vehicle body and a switch S for power on / off are provided on the
상기 휠축(20)은 본 발명의 개조 키트를 차체의 바퀴 프레임에 장착하기 위한 것으로, 상기 축홀(42)을 관통하여 결합되고 양 측단에 상기 바퀴 프레임에 결합되는 끼움돌기(21a)를 구비한 로드부(21)와, 상기 로드부(21)의 일측에서 로드부(21)보다 큰 직경을 갖도록 돌출되며 내측면에 상기 끼움홈(42a)과 대응하는 고정돌기(22a)를 구비한 고정헤드(22)를 포함한다.The
상기 끼움돌기(21a)는 바퀴 프레임에 구비된 포크와 대응하게 장방형으로 돌출되며, 이때 자전거마다 포크의 방향이 다르므로 상기 끼움홈(42a)과 고정돌기(22a)의 결합 구조를 통해 끼움돌기(21a)의 각도를 변경하여 장착할 수 있다.The
즉, 휠축(20)을 축홀(42)에 끼울 때 포크의 방향과 끼움돌기(21a)의 방향이 맞게 각도를 변경하여 끼우면, 고정돌기(22a)가 끼움홈(42a)에 끼워지면서 고정헤드(22)가 제2 측판(40B)에 걸려 장착이 완료되며, 이때 휠축(20)이 바퀴 프레임에서 회전하지 않고 고정된다.That is, when the
이러한 휠축(20)은 로드부(21)를 관통하여 결합된 QR 레버(23)를 구비하여 QR 레버(23)의 조임이나 풀림을 통해 바퀴 프레임에 결합 및 분리되는데, 너트를 이용한 볼팅 결합 구조로도 변경 가능하다.The
그리고 상기 지지수단(50)은 상기 하우징(H)의 둘레 방향으로 구비되어 상기 바퀴(W)의 휠(10) 내주면에 접촉하면서 자유 회전하도록 결합된 복수개의 지지롤러(51)로 구성된다.The support means 50 includes a plurality of
구체적으로 상기 지지수단(50)은 상기 수용부(35a)(36a)에서 내외측으로 전후진 가능하게 장착되며 상기 지지롤러(51)가 축설되어 회전 가능하게 결합되어 있는 롤러브래킷(52)과, 상기 수용부(35a)(36a) 내에서 양 측판(40A)(40B)에 결합되어 고정되는 지지블록(53)과, 상기 지지블록(53)을 관통하여 상기 롤러브래킷(52)에 결합되는 고정볼트(54)와, 상기 고정볼트(54)에 외삽되어 상기 롤러브래킷(52)을 외측(휠(10) 방향)으로 탄성 지지하는 스프링(55)을 포함한다.Specifically, the support means 50 includes a
이러한 지지수단(50)은 상기 지지롤러(51)가 상기 롤러브래킷(52)으로 인해 외측으로 탄성 지지되면서, 상기 고정볼트(54)의 조임 정도에 따라 상기 스프링(55)의 탄성력이 조절되어, 지지롤러(51)와 휠(10)과의 밀착력을 조정할 수 있으며, 상기 수용부(35a)(36a) 상에서 고정되는 지지블록(53)의 전후 위치를 다르게 함으로써, 휠(10)의 직경에 따라 지지롤러(51)의 위치를 변경 가능하게 하여 휠(10)의 교체를 통해 사이즈가 다른 바퀴(W)를 장착하여 생산할 수 있게 한다.The elastic force of the
또한 상기 지지수단(50)은 상기 지지롤러(51)의 회전축으로써 상기 롤러브래킷(52)의 양 측면으로 돌출된 안내돌기(56)를 포함하고, 상기 제1, 제2 측판(40A)(40B)은 상측 모서리부에 상기 안내돌기(56)가 슬라이딩 결합되는 안내홈(43)을 구비하여, 지지수단(50)의 내외 위치 조정 및 지지롤러(51)의 전후진을 가이드한다.The support means 50 includes a
아울러 상기 제1 측판(40A) 또는 제2 측판(40B)에는 배터리(B) 교체를 위한 탈착구(44)가 양면을 관통하여 형성되며, 측판의 외측면에는 상기 탈착구(44)를 개폐하는 배터리 커버(45)가 탈부착 가능하게 결합된다.In addition, the
이어서 상기 전동모터(60)는 상기 지지수단(50)에 의해 하우징(H) 외측에서 회전 가능하게 결합된 바퀴(W)를 회전시켜 주행에 필요한 동력을 제공함과 동시에, 바퀴(W) 회전에 따른 운동에너지를 전달받아 자가 발전을 통해 배터리(B)에 전원이 충전되도록 하는 것으로,The
상기 모터 장착부(41a)에 고정되도록 결합된 고정자(61)와, 상기 고정자(61)의 둘레에서 회전 가능하게 구비되고 상기 바퀴(W)의 휠(10) 내주면에 접촉하는 회전자(62)를 포함하여, 전원 공급에 의한 회전자(62)의 자력 회전 및 회전자(62)의 타력 회전에 의한 자가 발전이 가능하도록 한다.A
구체적으로, 상기 고정자(61)는 좌우 측면에서 돌출된 고정축(61a)이 양 측판(40A)(40B)에 결합되어 회전하지 않도록 고정되며, 상기 회전자(62)는 중앙에 양면을 관통하여 형성된 고정자 삽입부가 구비되어 상기 삽입부에 고정자(61)가 끼워진 상태에서 고정자(61) 둘레를 회전하도록 결합된다.Specifically, the
이러한 전동모터(60)는 상기 충전모듈(CM)을 통해 배터리(B)와 전기적으로 연결되어 있으며, 고정자(61) 및 회전자(62)는 각각 전류가 흐르는 코일이 권취된 도체 및 영구자석이나 전자석 등의 마그넷이 내장되어, 배터리(B)로부터 전원이 공급되면 회전자(62)가 회전하면서 외주면에 접한 휠(10)를 회전시켜 모터를 이용한 주행이 가능하게 함과 동시에, 전원 공급이 차단된 상태에서 바퀴(W) 회전에 의해 회전자(62)가 회전하면 자가 발전이 이루어져 충전모듈(CM)에서 전압 정류 등이 이루어진 후 배터리(B)가 충전된다.The
아울러 상기 전동모터(60)는 상기 고정축(61a)이 관통하는 축공을 갖고 상기 회전자(62)의 양 측면에 결합되어 회전자(62)와 동반 회전하는 회전자 캡(63)과, 상기 축공에서 회전자(62)와 고정축(61a) 사이에 장착되는 베어링(64)을 포함한다.The
상기 회전자 캡(63)은 회전자(62)의 양 측면에 결합되어 회전자 캡(63)의 내부 공간이 고정자 삽입부를 형성한다.The
상기 베어링(64)은 상기 고정축(61a)의 외주면에 끼워지는 것으로 전원 공급 또는 바퀴(W)에 의해 회전하는 회전자(62)를 지지한다.The
다음으로 상기 배터리(B)는 상기 하우징(H)에 내장되고, 상기 전동모터(60)와 전기적으로 연결되어 모터 구동에 필요한 전원의 공급 및 모터 발전에 의한 전원의 충전이 이루어지는 것으로, 상기 내부 몸체(30)의 하부 프레임(32)에 장착되며, 배터리 커버(45)를 통해 하우징(H)에서 교체 가능하게 구비된다.Next, the battery B is housed in the housing H, and is electrically connected to the
이러한 배터리(B)는 상기 컨트롤러(C), 전동모터(60), 전조등(FL)과 후미등(BL), 경음기(K) 등에 전기적으로 연결되어 일반 주행 모드에서 필요 전원을 공급하며, 충전 모드 전환 시 상기 전동모터(60)에 의해 충전이 이루어진다.The battery B is electrically connected to the controller C, the
이하에서는 상기한 구성의 개조 키트를 이용한 전동 자전거의 작동을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the electric bicycle using the modification kit having the above-described configuration will be described in detail.
먼저 탑승자가 전동모터(60)에 전원을 공급하지 않고 페달링만으로 주행할 경우, 후륜 구동에 의해 상기 바퀴(W)(전륜)가 시계방향으로 회전하면서 자전거가 전진 주행을 하게 된다.First, when the passenger does not supply electric power to the
다음으로 탑승자가 전동모터(60)에 전원을 공급하여 전동 구동 모드로 바꾸면, 페달링을 하지 않고 멈춘 상태에서 회전자(62)의 회전에 의해 바퀴(W)가 시계방향으로 회전하여 전진 주행이 이루어진다.Next, when the passenger turns on the
이때 전동모터(60)의 회전 출력을 저출력으로 설정할 경우, 전동모터(60)에 의한 바퀴(W)의 회전력이 페달링에 의한 후륜의 회전을 보조하여, 보다 적은 힘으로 자력 주행이 가능하도록 할 수 있다.At this time, when the rotational output of the
한편 배터리(B) 충전 모드에서는, 상기 전동모터(60)의 회전자(62)가 전원 공급에 의한 자력 회전이 아니라 바퀴(W)의 휠(10)에 의한 타력 회전을 하여, 자가 발전을 통해 배터리(B)에 전원이 충전된다.On the other hand, in the battery B charging mode, the
즉, 배터리(B) 충전 모드에서 페달링을 하여 자전거가 주행되면, 회전하는 바퀴(W)의 휠(10)에 의해 상기 회전자(62)가 함께 회전하면서 자가 발전이 이루어지며, 이때 본 발명은 페달링이 아닌, 관성 또는 내리막길에 의한 타력 주행 시에도 바퀴(W)에 의해 회전자(62)가 계속 회전하면서 자가 발전이 이루어져, 전원 충전 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.That is, when the bicycle is driven by pedaling in the battery B charging mode, the
특히 본 발명은 배터리(B) 충전 모드에서 바퀴(W)가 타력으로 회전할 때, 바퀴(W)의 1회전 시 상기 회전자(62)가 수회 회전을 하게 되므로, 에너지 회생 및 자가 충전 효율이 매우 높은 장점이 있다.Particularly, according to the present invention, when the wheel W rotates by a force in the battery B charging mode, the
이러한 구성의 본 발명은 기존의 일반 자전거에서 전륜을 분리한 후 상기 QR 레버(23)를 이용해 개조 키트를 차체에 교체하여 장착하는 것만으로 전동 자전거로의 개조가 완료되어 편리하며, 이때 기존 자전거에서 전륜만이 교체되기 때문에 전동 구동을 위한 부품들 및 전원 공급이 필요한 전조등(RL)과 후미등(BL), 컨트롤러(C), 경음기(L) 등이 기존 자전거의 차체 등에 부수적으로 결합되지 않아 자전거 자체의 디자인적인 심미감을 저해하지 않는다.The present invention having such a configuration is convenient because it is possible to complete the modification to the electric bicycle by simply removing the front wheel from the existing general bicycle and then replacing the modified kit with the vehicle body using the
또한 상기 지지수단(50)의 위치 조정을 통해 사이즈가 다른 바퀴(W)의 휠(10)만을 교체하여 제작 가능하여, 기존의 모든 종류의 자전거에 본 발명의 개조 키트를 장착할 수 있도록 생산 가능하여 범용성이 뛰어나다.In addition, it is possible to manufacture the bicycle by replacing only the
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 전동 자전거 개조 키트를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited thereto. Various modifications, alterations, and substitutions are possible within the scope of the present invention. Should be interpreted as belonging to.
W : 휠 H : 하우징
B : 배터리 C : 컨트롤러
CM : 충전모듈 K : 경음기
FL : 전조등 BL : 후미등
CS : 접속소켓 S : 스위치
10 : 바퀴 11 : 휠
11 : 중공부 20 : 휠축
21 : 로드부 21a : 끼움돌기
22 : 고정헤드 22a : 고정돌기
23 : QR 레버 30 : 내부 몸체
31~36 : 프레임 35a, 36a : 수용부
40A, 40B : 측판 41 : 모터 커버
42 : 축홀 42a : 끼움홈
43 : 안내홈 44 : 탈착구
44 : 배터리 커버 50 : 지지수단
51 : 지지롤러 52 : 롤러브래킷
53 : 지지판 54 : 고정볼트
55 : 스프링 56 : 안내돌기
60 : 전동모터 61 : 고정자
61a : 고정축 62 : 회전자
63 : 회전자 캡 64 : 베어링W: Wheel H: Housing
B: Battery C: Controller
CM: Charging module K: Horn
FL: Headlight BL: Tail light
CS: Connection socket S: Switch
10: Wheel 11: Wheel
11: hollow part 20: wheel shaft
21:
22: Fixing
23: QR lever 30: inner body
31 to 36:
40A, 40B: side plate 41: motor cover
42:
43: guide groove 44:
44: battery cover 50: support means
51: support roller 52: roller bracket
53: Support plate 54: Fixing bolt
55: spring 56: guide projection
60: electric motor 61: stator
61a: fixed shaft 62: rotor
63: rotor cap 64: bearing
Claims (4)
휠 내측에 바퀴살이 없는 중공부를 구비한 바퀴;
상기 중공부에 고정되도록 차체의 바퀴 프레임에 결합되는 휠축과, 상기 휠축을 중심으로 상기 바퀴가 회전하도록 휠의 내주면을 지지하는 지지수단과, 상기 휠축의 일측에 모터 장착부를 구비한 하우징;
상기 모터 장착부에 고정되도록 결합된 고정자와, 상기 고정자의 둘레에서 회전 가능하게 구비되고 상기 바퀴의 휠 내주면에 접촉하는 회전자를 포함하여, 전원 공급에 의한 회전자의 자력 회전 및 회전자의 타력 회전에 의한 자가 발전이 가능한 전동모터; 및
상기 하우징에 내장되고, 상기 전동모터와 전기적으로 연결되어 모터 구동에 필요한 전원의 공급 및 모터 발전에 의한 전원의 충전이 이루어지는 배터리;를 포함하고,
상기 하우징은 좌우면을 관통하여 형성되며 내주면을 따라 복수개의 끼움홈이 각이 지게 형성된 축홀을 포함하고,
상기 휠축은 상기 축홀을 관통하여 결합되고 양 측단에 상기 바퀴 프레임에 결합되는 끼움돌기를 구비한 로드부와, 상기 로드부의 일측에서 로드부보다 큰 직경을 갖도록 돌출되며 내측면에 상기 끼움홈과 대응하는 고정돌기를 구비한 고정헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 자전거 개조 키트.
An electric bicycle retrofit kit which can be mounted on a general bicycle and can be retrofitted with an electric bicycle,
A wheel having a hollow portion without a spoke inside the wheel;
A wheel shaft coupled to the wheel frame of the vehicle body to be fixed to the hollow portion; support means for supporting the inner circumferential surface of the wheel so that the wheel rotates about the wheel shaft; and a motor mounting portion on one side of the wheel shaft;
A stator coupled to be fixed to the motor mounting portion; and a rotor rotatably provided around the stator and contacting the inner circumferential surface of the wheel, wherein the magnetic force of the rotor due to power supply and the rotational force of the rotor An electric motor capable of self-generation by the electric motor; And
And a battery that is built in the housing and is electrically connected to the electric motor to supply electric power necessary for driving the motor and to charge the electric power by motor power,
Wherein the housing includes a shaft hole formed through the left and right sides and having a plurality of fitting grooves formed at an angle along an inner peripheral surface thereof,
And the wheel shaft is coupled through the shaft hole and has a fitting protrusion that is coupled to the wheel frame at both ends of the rod shaft. The rod portion is protruded from one side of the rod portion to have a larger diameter than the rod portion, And a stationary head having a fixing protrusion for fixing the stationary protrusion.
상기 지지수단은 상기 하우징의 둘레 방향으로 구비되어 상기 바퀴의 휠 내주면에 접촉하면서 자유 회전하도록 결합된 복수개의 지지롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 자전거 개조 키트.
The method according to claim 1,
Wherein the support means comprises a plurality of support rollers provided in a circumferential direction of the housing and coupled to rotate freely while contacting the inner circumferential surface of the wheel of the wheel.
상기 하우징은 내측으로 함몰되는 구조로 형성된 수용부를 포함하고,
상기 지지수단은 상기 수용부에서 내외측으로 전후진 가능하게 장착되며 상기 지지롤러가 축설되어 회전 가능하게 결합되는 롤러브래킷과, 상기 수용부 내에서 상기 하우징에 결합되어 고정되는 지지블록과, 상기 지지블록을 관통하여 상기 롤러브래킷에 결합되는 고정볼트와, 상기 고정볼트에 외삽되어 상기 롤러브래킷을 외측으로 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 자전거 개조 키트.
3. The method of claim 2,
Wherein the housing includes a receiving portion formed in a structure recessed inward,
Wherein the support means includes a roller bracket that is rotatably coupled to the support roller in such a manner that the support roller is rotatably coupled to the inside and outside of the accommodating portion, And a spring for externally pushing the roller bracket outwardly to the fixing bolt so as to elastically support the roller bracket.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101685599B1 (en) * | 2016-07-08 | 2016-12-13 | 주식회사 에이치엔이 | The Electric bicycle battery-powered drive unit |
KR20180040518A (en) * | 2015-05-04 | 2018-04-20 | 오르비스 휠스, 인코포레이션 | Centerless wheel assembly |
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2018
- 2018-06-29 KR KR1020180075292A patent/KR101935276B1/en active
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