KR20130062542A - 자전거용 전동 카트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거용 전동카트(Electric Cart)에 대한 발명으로 평상시에는 짐을 운반 할때 카트(Cart)로 사용하다가 일반 자전거에 연결 부착하면 일반 자전거를 전기 자전거(Electric er Bicycle)로 이용 할수있게 발명된 제품에 관한 것이다.
본 개발된 제품은 이룬 차축에 짐받이(Trunk)를 부착한 전동카트차체(E/C Cart-Frame)에 감속 장치가 부착된 모터가 장착 되어있고 변속 기어 와 제동장치, 동력전달 장치, 전자제어 콘트롤(E/C Control)로 구성되어 축전지(Battery)의 동력으로 동작한다.
짐받이(Trunk)에 연결된 손잡이는 접이식(Fold in;Turn Type)과 삽입식(Insert Type)으로 되어있으며 손잡이(Handlebars)에는 동력 조절기(Speed ＆ Power Control)가 부착 되어있다.
본 제품을 사용하지 않을때는 손잡이를 접어서 보관하고, 승용차 트렁크에 실어 운반하기 편리 하도록 발명 되었다.
동력을 이용한 자전거는 제작 생산할때 동력장치,동력 전달장치. 동력 제어장치. 제동장치, 전력 충전장치, 배터리등이 자전거에 장착되어있어 자전거 자체 중량이 무겁고, 고장이 잦아 사후관리가 어렵다.
또한 일반 자전거 취급점에서는 고장 수리를 할수없는 단점이 있고, 동력(밭테리)이 소진(방전)되었을 경우 발로 저어 운행하여야 하는데 차체 중량이 무거워 발로 저어서는 운행이 거의 불가능하다.
동력을 이용한 자전거는 보관시 공중 자전거 보관대에 잠금장치를 한후 보관 하였다가 재 사용하려면 비나 먼지등으로 인해 잦은 고장이 많다.
동력 전기자전거는 제작비가 높고 제품의 90％이상이 중국이나 대만에서 수입 관계로 품질에 대한 신뢰도가 낮고 경제성이 없는 관계로 내수 소비가 증대 되어도 국가 산업 발전에 실익이 없다.
이런 점에 착안하여 평상시에는 짐을 운반하는 카트(Cart)로 사용하다가 일반 자전거에 부착하면 동력 자전거로 사용할수 있는 탈,부착식 전동 카트(Cart) 발명에 관한것이다.

Description

자전거용 전동 카트{ Bicycle for Electric cart}

본 발명은 다용도 전동 카트(Paradigm shift for electric cart)로 손잡이(handle)는 금속 파이프(Metal Pipe)로써 접이식(Fold in-Turn Type)과 삽입식(Insert Type)으로 제작되어 크기와 부피를 줄여 작은 공간(승용차 트렁크등)에도 보관하거나 운반 할수있게 발명 되었다.

손잡이(Handle)상부 끝에 자전거와 연결장치(Couping Device)는 일반 자전거 같이고 전기 자전거로 이용하려고 할때 자전거 안장 포스트에 전동 카트를 연결하는데 사용된다.

연결 장치는 자전거 안장 포스트(Seat-Post)에 부착된 크램프(Clamp)에 고정 시킨다.

반 원형의 고무가 부착된 분리 크렘프(Clamp)는 볼베어링방식(Ball bearing-Type)의 볼트(Bolt)가 취부되었다.

이 볼트(Bolt)에 전동카트 핸들 끝 부분에 있는 원형(Ring-Type)으로 구성된 고리(Ring)를 삽입(Insert)한후 고정 너트(fix for nut)를 체결 해주는 방식과 핸드레버(Hand Lever)가 부착된 잠금 방식(Lock-key Type)을 사용하여 간단하게 연결하는 두 가지 방식이 있다.

자전거 안장 포스트 고정용 크램프에있는 볼 베어링방식의 연결 고리용 볼트는 카트가 상,하(Up-Down),나 좌.우(Left, Right)로 흔들릴때 진행 방향의 각(Angle)을 유지 해주며 또한 충격(Shock)을 완화(Relax)시키는 작용을 한다.

진동 카트의 손잡이(Handle)는 사용자가 높낮이의 각을 조절하여 사용 할수있게 제작되었다.

프레임에 부착된 축(Sharft)좌,우에 고무 바퀴가 장착되고 휠(Wheel)축에 프리기어(Free Gear)가 체결되어있다.

전동모타가 부착된 모타 프레임(Motor Frame)에는 이중 기어로 구성되어있고 체인(Chain)의 장력(Tension)을 유지하기위하여 스프링(Spring)을 조절할 수 있도록 장치(Gig)가 고정 되어있다.

동력 전달은 모타축 메인 기어와 바퀴축 프리기어 사이에 체인(Chain)으로 연결 되어있다.

전동 카트 트렁크 하부에 장치된 전동 모타,전자제어 콘트롤, 배터리,충전기는 일체형으로 장치되여 있어 진동이나 눈,비에도 정상 가동 할 수 있게 제작 되었다.

자전거용 전동 카트는 소전력을 제어하여 충분한 운동 모멘트를 갖도록 하는 기술과 수동 방식으로 사용할 때 균형 유지와 동력으로 사용 할때에 균형과 속도 제어 방식, 제동장치,동력 전달장치, 충전장치, 안전장치,자전거와 연결장치,잠금장치, 손잡이 및 트렁크 균형,카트 손잡이 구조 및 보관에할때 편리성에 대한 물리적,전기적 기술이 적용 되었다.

전동 모타의 전력 공급은 직류 24Volt 전원을 기본으로 설계 하여 전동 카트에 장착할수있도록 C-MOS IC 직접회로 방식으로서 전자제어 콘트롤을 개발하여 과전류,과출력,과부하시(전류 및 열 발생을 검출하여 전류제어로 장치) Motor가 손실 되거나 콘트롤의 고장을 미연에 차단하도록 제작 되었다

전동 카트를 일반 자전거(모든 자전거에 적용)에 연결 하였을때 예상 되어지는 문제점을 전동 카트를 시험 제작하여 장시간 동안 시험 운행 분석 결과를 통해 해결하였다.

특히 자전거와 전동카트 균형 및 안전(회전시 변환 각도. 굴곡 도로 주행시 상.하 각도의 변화, 주행속도에 대한 진동, 트렁크 하중, 제동 안전 장치등)에 중점을 두고 개발하였다.

또한 전동 카트를 다용도로 사용할 경우와 특별한 목적으로 사용할 경우를 대비해서 프레임 및 손잡이를 사용자가 조절할수 있게 개발하였다.

손잡이(핸들)는 접이식과 삽입식으로 구성되었고 전동 카트 트렁크는 짐의 용량에 따라 프레임이 축소,확대하도록 구성 되어있다.

상기와 같이 종래에 카트는 무동력 방식으로 생산 되어 상용되고 있으며 일부 외국의 경우 특정 목적으로 사용하기 위해 전동 카트를 개발 했으나 고가인 반면 실용성이 없어 범용으로 사용되지 못했다.

한편 종래의 자전거는 레저 및 통행 목적에 의한 용도로 사용되므로서 국내의 경우 보급률이 작았으나 에너지 난과 고유가, 이산화탄소 배출 종량제등 환경보호가 우선시되면서 점차적으로 자전거 사용이 증대 되고있다.

국내뿐 아니라 전세계적으로 자전거 이용이 급격하게 증대되고 있는 추세이다.

또한 고령화 사회로 접아들면서 적당한 이동 수단이 없어 손 쉽고 가격이 저럼한 자전거를 선호하고 있으나 여성이나 중장년, 노년층은 체력 한계로 운행이 손쉬운 전기자전거를 선호하고 있지만 가격이 고가이고 또한 운행중 배터리가 방전되면 재 충전 할때까지 발로 저어 운행하여야 하는데 이때는 전기자전거 자체 중량이 무거워(전기 자전거 평균 중량:40kg) 일반 성인도 주행 하기가 어렵다

이러한 단점으로 여성 및 대다수 중장년과 노년층은 체력적 관계로 전기자전거를 타고 싶어하지만 상기와 같은 문제점으로 이용하지 못하고있다.

특히 전기 자전거에 고장이 발생하면 일반 기존 자전거 판장에서 고장 수리가 안되 대다수 개인이 집에 방치하고 있는 실정이다.

자전거 제품에 대한 생산에서 공급까지 세계시장의 대부분을 중국과 타이완에서 독점하고 있기 때문에 국내에서 자전거 도로 확충과 인프라가 조성되어도 국내 산업 발전에 별 도움이 되지 못하고 있다.

이러한 문제점에 착안하여 자전거용 전동 카트를 발명 하였으며 본 제품이 보급되면 누구든지 저렴한 비용으로 일반 자전거를 전기 자전거로 변환하여 사용할 수 있으며 어떠한 유형의 자전거라도 장착 운행이 가능하다.

본 발명된 자전거용 카트는 자전거에서 분리하면 다용도 운반 카트로서 사용되어진다.(짐 운반용 전동 카트로 변신)

본 고안에 의한 발명은 상기에서 기술한 일체형 전기 자전거 제작 생산 방식을 탈피하고 새로운 개념의 전기 자전거를 제작 보급시켜 국내뿐만 아니라 세계 어디서나 자전거용 카트를 사용할수 있도록 판매를 촉진하여 자전거 문화를 새롭게 창출하고 경제적이면서도 편리하게 사용하도록 제작 생산 판매하여 종래 방식의 전기자전거의 문제점을 신개념 자전거용 전동 카트로 해결하면 국내외적으로 시장을 확대하여 국가적으로나 사회적 발전을 도모하면서 새롭게 자전거 문화를 창출하고자 본 제품을 발명하게 되었다.

본 발명된 자전거용 전동 카트는 약1억대의 자전거 보유국인 대한민국이 2010년 통계로 년간 3,000억원의 내수시장을 중국과 대만에 의존하 면서 신 개념의 전기자전거 개발을 하지 못하고있는 실정에서, 전세계 년간 15억대 시장으로 볼때 잠재적 시장이 확대되고있는 시점에 있어 도전 해야할 발명 제품이다.

자전거용 전동 카트는 독립된 모듈(Module)로 구성 되어 있어 제작 표준화로 인한 무결점과,고품질로 생산이 용이하고 제품 출하시 패키지 판매와 운송이 편리하다.

전 세계로 수출이 가능하고 인터넷 망을 통해 통신 판매가 가능하다.

또한 15세 이상이면 어디서나 간편하게 조립 하여 사용할 수 있으며 A/S등 사후관리도 배송 수단으로 해결하는 장점이 있다.

또한 다용도 전동 카트로서 활용 범위가 넓고 생활용품으로서 규제가 까다롭지 않다.

자전거를 보유하고 있는 사람이면 누구든지 잠정 고객이며 소량 다품종으로 이벤트성 주문 생산이 가능하다.

본 발명된 자전거용 전동 카트는 상기에 기술한 바와 같이 여성이나 중장년,노년층등 또는 체력이 약한 사람이라도 저럼한 비용으로 안전하게 일반 자전거를 전기 자전거 기능으로 이용 할수있는 획기적인 개발 제품이다.

도1은 본 고안의 동력 전달장치 사시도.
도2는 속도 조절과 전원스윗치 사시도.
도3은 전동카트를 일반 자전거에 연결한 사시도.
도4는 전동카트 연결고리 장치 사시도
도5는 전동카트 콘트롤 콘넉터 사시도

위와 같이 구성된 자전거용 전동 카트에 대한 실시예를 도면을 통하여 상세하게 설명한다.

도1의 동력 전달 장치는 ＜1번＞은 직류 모타이며 동작 전워은 DC24이다.

도3의 카트 트렁크하단＜24번＞에 장착된 모타가 도2의 ＜16번＞스윗치가 켜지면 도1의 배터리＜9번＞ 전력이 도1의 컨트롤＜8번＞에 공급되면 콘트롤은 도2의 속도조절기＜15번＞의 전류,전압 변동을 감지 하여 모타에 전력을 공급한다.

모타 구동에 의한 동력 전달은 모타 회전측＜15번＞에 취부된 기어＜3번＞가 감속 비례에 의해 회전 하면 기어에 체결된 도1의 체인＜6번＞도 회전 한다.

회전하는 체인은 체인 가이드＜7번＞에의해 장력을 유지 한후 도1의 프리휠 기어＜10번＞를 회전 시킨다.

프리휠 기어는, 타이어 허브와 연결된 축을 회전 시키므로서 도3의 전동 카트를 동작 시킨다.

도2의 속도 조절기(컨트롤)＜15번＞는 전원 공급ON/OFF 스윗치와 전원 공급 표시램프와 배터리 상태 표시를 LED Lamp로 나타내는 장치＜18번＞와 속도를 조절하기 위한 장치가 있는데 방식은 레버장치＜17번＞방식과 핸들 그립＜14번＞방식이 있다.

도3은 전동 카트를 일반 자전거에 연결한 사시도인데 안장 포스에 먼저 도4의 연결 고리용 크램프＜33번＞를 결합시킨후 전동 카트 연결 고리＜21번＞를 크램프 볼트에 체결한후 안전 도4의 안전 너트＜29번＞로 체워준다.

도3의 핸들 튜브 프레임은 연결 고리부분＜21번＞과 핸들 상,하부분＜23번＞으로 구성되어 있으며 각 부분 연결 조임은 튜부 조절기＜22번＞기를 사용한다.

도3의 전동 카트 동력 전달부와 컨트롤, 배터리는 트렁크＜34번＞하단에 장착＜25번＞ 되었고, 타이어＜26번＞의 허브 휠과 일치 되어있다.

도4번에서 크램프＜33번＞은 중앙이 원형으로 되어있고 원형 내부에는 고무 박킹으로 되어있어 안장 포스트＜28번＞에 체결후 운행할 때 진동을 흡수하는 기능을 한다.

도4의 각도 조절볼＜31＞은 전동 카트가 상하,또는 좌우로 흔들릴때 언제나 자전거 진행 방향을 유지해주고, 또한 수평을 조절 해준다.

안장 포스트와 시트 튜브＜34번＞ 일반 자전거에 Min Insert line이 있어서 Insert한후 잠금 장치는 QR레버를 이용 한다.

도5는 일반 자전거 핸들 튜브＜36번＞에 배선 커넥터＜37변＞df반 를 취부 하였다가 일반 자전거에 연결시 사용한다.

도6에 사진과 같이 자전거 전용 전동 카트를 일반 자전거에 부착한후 주행하고 있다.

자전거 전용 전동 카트는 다목적용 으로서 평상시에는 짐 운반용 카트로 사용하다가 일반 자전거에 있는 안장 포스트에 취부된 크램프에 전동 카트 고리만 연결하면 전기 자전거로 사용할 수 있는 다목적용 전동 카트이다.

차량으로 이동하는 여행시에는 승용차 트렁크에 전동 카트를 접어 싣고서 운행할 수 있고 마트에서 물품을 구매 할때에도 이용할 수 있다.

전동 카튼는 소량 다품종으로 제작이 가능하며 특수 목적(산업용)으로 사용 될수있다.

자전거 전용 카트는 자전거를 이용하는 사람은 누구나 한번쯤 구매 하고싶은 충동적 제품으로서 시장성과 경제성,그리고 편리성을 다 갖추고있다.

특히 생산성이 높아 제작 비용이 낮아 소비자의 구매가 욕구를 충족킬수 있는 제품이다.

Claims (3)

1. 일반 자전거 안장 포스트 볼트 취부형 결합장치 및 연결고리와 장금 장치.
2. 동력 전달장치 프레임 및 프리휠 기어 와 장력유지 가이드 키트.
3. 직류모타 및 엔진을 장착하기 위한 지그(Gig) 및 체인 연결 구조 장치 및 콘트롤(제어장치)

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