KR102013822B1 - 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조와 그 장착방법 - Google Patents

Abstract

외관이 미려하며, 전동모터와 페달링 할때 발생하는 토크를 프레임으로 확산 분산시키는 모터 장착브라켓의 장착구조로서,
자전거 핸들이 설치되는 지1 지지부, 시트 포스트가 설치되는 제2 지지부, 후륜이 설치되는 제3 지지부가 일체로 형성되는 프레임;
상기 프레임의 아래측에 형성되는 수용부;
상기 수용부에 제공되며 전동모터가 체결고정되는 모터 장착브라켓;을 포함하며,
상기 모터 장착부라켓은 상기 수용부의 내측면 좌우에 위치하여 스폿용접 고정되는 1쌍의 고정판과;
상기 1쌍의 고정판의 일측을 연결하여 이들 고정판 사이의 간격을 유지하며 자전거의 시트 포스트 아래단이 고정되는 스페이서;를 포함한다.

Description

전기자전거용 모터 브라켓 장착구조와 그 장착방법{A method for mounting a motor bracket and a mortor bracket for electric bicycle}

본 발명은 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조와 이 모터 브라켓을 장착하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 부품을 사용하지 않고도 안정적으로 장착할 수 있으며 모터의 자중과 지속적인 페달링으로 발생하는 토크를 분산시켜 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 모터 브라켓과 이 모터 브라켓을 장착하는 방법에 관한 것이다.

자전거에 모터를 장착하여 모터의 힘을 이용하여 페달링을 하지 않고도 주행할 수 있도록 하는 전기자전거가 제안되어 있다.

특히 페달어시스트 방식(PAS)의 전기자전거에 있어서는 모터를 자전거의 프레임에 장착을 하고 있다.

따라서 모터를 프레임에 장착하기 위한 수단으로 브라켓을 별도로 제작하여 자전거의 프레임에 용접하여 장착하게 된다.

그러나 전기자전거용 모터의 무게와 자전거 주행시 지속적인 페달링으로인하여 발생하는 토크가 자전거의 프레임에 가하여지면서 자전거 프레임에 피로가 쌓여프레임의 구조적 강성을 저하시키는 한 요인으로 작용하고 있다.

이와 같이 프레임에 피로가 쌓이게 되면 브라켓의 용접부위에 크랙이 발생하는 경우가 있는데, 이러한 브러켓 용접부위의 크랙 발생은 모터의 장착위치가 변형되면서 동력전달 계통에 이상을 초래하게 된다.

자전거 프레임의 구조적 특성상 프레임의 단면 폭이 모터의 체결부위를 감쌀 수 있을 정도로 넓지 못하며, 튜빙(tubing) 기반의 대부분의 프레임은 구조적으로 직접 모터와 연결할 수 없기 때문에 불가피하게 모터의 장착을 위해서는 브라켓을 사용할 수 밖에 없다.

한편 다운튜브부재를 사용하는 방식의 모터장착구조가 대한민국 공개특허번호 2013-0042416호로 알려져 있다.

이러한 다운튜브부재를 사용하여 모터를 장착하는 구조는, 다운튜브와 시트튜브를 복수개의 연결부재를 사용하여 고정해야 하므로 장착을 위한 작업이 번거롭고 장착구조가 복잡하며 장착부품의 무게증가와 같은 문제점이 있다.

공개특허번호 2013-0042416호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조적으로 간단하여 무게의 증가로 인한 문제점을 발생시키지 않으며 모터가 구동할 때 발생하는 토크가 프레임에 전체적으로 분산되도록 하여 프레임의 변형을 최소화할 수 있는 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조와 그 장착방법을 제공하는데 있다.

자전거 핸들이 설치되는 지1 지지부, 시트 포스트가 설치되는 제2 지지부, 후륜이 설치되는 제3 지지부가 일체로 형성되는 프레임;

상기 프레임의 아래측에 형성되는 수용부;

상기 수용부에 제공되며 전동모터가 체결고정되는 모터 장착브라켓;을 포함하며,

상기 모터 장착부라켓은 상기 수용부의 내측면 좌우에 위치하여 스폿용접 고정되는 1쌍의 고정판과;

상기 1쌍의 고정판의 일측을 연결하여 이들 고정판 사이의 간격을 유지하며 자전거의 시트 포스트 아래단이 고정되는 스페이서;를 포함하는 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조를 제공한다.

상기 1쌍의 고정판은 상기 프레임의 수용부 내측면과 면접촉하며, 전후에 각각 전면 지지부와 후면 지지부를 포함한다.

상기 모터 장착브라켓은 후단부에 자전거의 스탠드를 연결하기 위한 스탠드 연결부가 형성된다.

상기 전동모터에는 복수개의 너트부가 형성된다.

본 발명의 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조는 자전거의 프레임에 수용부를 만들고 이 수용부 내측으로 모터 장착용 브라켓을 스폿용접하여 지지하기 때문에 구조적으로 견고하며 페달링시 발생하는 토크를 프레임 전체에 확산 분산시킬 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있다.

게다가 본 발명에 따른 모터 장착용 브라켓은 시트 포스트를 아래측에서 고정하도록 하고 있으며 후단부에서는 자전거 스탠드를 연결하여 사용할 수 있도록 하기 때문에 다목적으로 사용할 수 있는 효과도 있다.

또한 모터 구동시 흔들림이 억제되므로 승차감도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프레임과 전동 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임과 전동 모터의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 장착 브라켓의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임과 전동 모터가 결합된 상태의 전기자전거를 나타낸다.

아래 실시 예를 설명함에 있어서, "...부" 또는 "...수단"이라고 지칭하는 구성요소는 특정한 작동이나 기능을 위하여 결합되어 있는 다수개의 구성요소들의 집합체를 의미하며, "...를 포함한다."라는 의미는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한 도면 부호는 작동의 설명이 필요치 않은 구성요소에 대해서는 생략을 하고 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 프레임(F)은 제1 지지부(2), 제2 지지부(4) 및 제3 지지부(6)를 포함한다.

상기 프레임은 크롬 몰리브덴 합금, 알루미늄 합금, 티타늄 합금 및 카본 복합재와 같이 비교적 구조적으로 강성을 갖으며 가벼운 재질이 사용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 프레임은 본 출원인에 의해 등록된 등록특허 10-1556382호에 개시된 프레임과 동일하거나 유사한 것이 사용될 수 있다. 이러한 구조의 프레임은 좌우측 부분이 용접에 의해 일체로 이루어지는 특징을 갖는다.

즉 동일한 구조의 반쪽 형상의 프레임이 용접에 의해 속이 비어 있는 구조의 튜빙 기반의 프레임 구조이다.

상기 제1 지지부(2)는 자전거의 핸들을 장착하기 위한 프레임이며, 상기 제2 지지부(4)는 자전거의 시트를 장착하기 위한 프레임이며, 상기 제3 지지부(6)는 자전거의 후륜을 지지하기 위한 프레임이며, 상기 제1,2 지지부는 내부가 비어 있는 구조이다.

상기 제1 지지부(2)와 제2 지지부(4) 사이에는 이들 지지부를 일체로 연결하는 연결부(7)가 있다.

이와 같은 구조의 프레임에서 상기 연결부(7)의 아래측으로 수용부(8)가 형성된다.

상기 수용부(8)는 상기 제1 지지부(2)와 제2 지지부(4)의 측면에 절개부(10)(11)를 형성하여 모터 장착 브라켓(12)을 장착시킬 수 있도록 하고 있다.

상기 절개부(10)(11)는 프레임의 좌우측면에 각각 형성하고 있으며, 프레임의 전후면에는 각각 전면 지지부(14) 및 후면 지지부(16)를 형성하고 있다.

상기 전면 지지부(14) 및 후면 지지부(16)는 각각 제1 지지부(2)와 제2 지지부(4)로 연장형성되는 구조로 일체로 형성된다.

상기 수용부(8)에 위치하는 모터 장착 브라켓(12)은 상기 프레임의 절개부(10)(11) 내측 좌우에 각각 위치하는 고정판(18)(20)을 포함한다.

상기 고정판(18)(20)은 일측단이 스페이서(22)와 일체로 연결되어 일정한 간격을 두고 있으며, 스페이서(22)에는 자전거의 시트를 지지하는 시트 포스트(P)의 하측단부가 삽입되어 고정되는 홀(24)이 뚫려 있다.(도4 참조)

상기 고정판(18)(20)의 사이 간격은 전동모터(M)의 폭과 대략 동일하게 형성되면 모터와의 사이에 유격이 발생하지 않게 된다.

또한 고정판(18)(20)의 일측단에는 자전거의 스탠드(S)가 설치되는 스탠드 연결부(26)가 형성된다.

상기 고정판(18)(20)에는, 상기 전동모터(M)의 케이스에 형성된 너트부(28)에 체결하기 위한 나사가 관통하기 위한 체결구멍(30)이 형성된다. 도 1에서 너트부(28)는 1개만 도시되고 있으나 이 너트부와 인접하여 또 다른 너트부가 있다.

상기 전동모터(M)에는 자전거의 페달이 연결되는 페달 연결부(29)가 제공되는데, 이 구성은 일반적으로 사용되는 것과 유사하거나 동일할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

또한 고정판(18)(20)의 타측단은 전동모터(M)의 측면에 접촉하여 모터를 감쌀 수 있도록 만곡부(32)를 형성하고 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자전거용 모터 브라켓의 장착은 다음과 같은 방법에 의해 프레임(F)에 장착될 수 있다.

먼저 준비된 프레임(F)에 수용부(8)를 형성하고, 이 수용부(8) 내측으로 상기 모터 장착브라켓(12)을 삽입하여 수용부(8)의 내측면과 모터 장착브라켓(12)의 외측면이 접촉되도록 한 후 이들 접촉부위를 스폿용접하여 일체화 시킨다.

이와 같이 수용부(8) 내측에 일체화된 모터 장착브라켓(12)의 내측으로 전동모터(M)를 삽입하여 모터 장착브라켓(12)에 뚫려진 체결구멍(30)과 전동모터의 너트부(28)를 일치시키고 별도의 너트 등을 이용하여 고정하면 전동모터의 장착이 완료된다.

이와 같이 전동모터(M)가 장착된 프레임(F)을 실제 적용한 자전거를 도 4에 나타내고 있다.

본 실시 예에 따른 프레임(F)은 제1 지지부(2)에 핸들이 설치되어 앞바퀴의 조향을 가능하게 하고 있으며 제 2지지부(4)에는 시트 포스트(P)가 설치되어 시트를 장착하고 있으며, 제3 지지부(6)에는 자전거의 뒷바퀴가 설치되어 있음을 알 수 있다.

상기 전동모터(M)는 상기 프레임(F)의 수용부(8)에 설치되어 페달 연결부(29)를 통하여 페달을 장착하므로서 자전거 주행시 페달링을 용이하게 할 수 있도록 하고 있다.

그리고 상기 모터 장착브라켓(12)의 우측 하단부에 형성된 스탠드 연결부(26)에 스탠드(S)를 설치하고 있다.

이와 같이 본 발명의 전동모터 장착은 프레임(F)의 내측 공간부에 모터 장착브라켓(12)을 삽입하여 설치하기 때문에 브라켓이 외부로 돌출하지 않으며, 모터 장착브라켓(12)이 프레임의 내측면과 밀착되어 용접되므로 자전거 주행시 모터 구동이나 페달링시에 발생하는 토크를 프레임 전체에 확산하여 전달할 수 있다.

그리고 본 실시 예에 따른 모터 장착브라켓(12)이 위치하는 수용부(8)는 전후에 각각 전면 지지부(14)와 후면지지부(16)를 형성하고 있으므로 자전거 주행시 페달링을 할 때 모터 장착 브라켓(12)이 전후로 유동하는 것을 구속하게 된다.

2; 제1 지지부
4; 제2 지지부
6; 제3 지지부
8; 수용부
10,11; 절개부
12; 모터 장착브라켓
14; 전면 지지부
16; 후면 지지부
18,20; 고정판
26; 스탠드 연결부
28; 너트부
30; 체결구멍

Claims (5)

1. 자전거 핸들이 설치되는 지1 지지부, 시트 포스트가 설치되는 제2 지지부, 후륜이 설치되는 제3 지지부가 일체로 형성되는 프레임;
   상기 프레임의 아래측에 형성되는 수용부;
   상기 수용부에 제공되며 전동모터가 체결고정되는 모터 장착브라켓;을 포함하며,
   상기 모터 장착브라켓은 상기 수용부의 내측면 좌우에 위치하여 용접 고정되는 1쌍의 고정판과;
   상기 1쌍의 고정판의 일측을 연결하여 이들 고정판 사이의 간격을 유지하며 자전거의 시트 포스트 아래단이 고정되는 스페이서;를 포함하며,
   상기 1쌍의 고정판은 상기 프레임의 수용부 내측면과 면접촉하며 고정되고, 전후에 각각 전면 지지부와 후면 지지부를 포함하는 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 모터 장착브라켓은 후단부에 자전거의 스탠드를 연결하기 위한 스탠드 연결부가 형성되는 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전동모터에는 복수개의 너트부가 형성되는 전기자전거용 모터 브라켓 장착구조.
5. 삭제

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