KR20150139708A - 전기 자전거의 배터리 탈착 구조 - Google Patents

전기 자전거의 배터리 탈착 구조 Download PDF

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Abstract

전기 자전거의 배터리 탈착 구조가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 자전거의 배터리 탈착 구조에 있어서, 상기 전기 자전거의 뼈대를 이루는 프레임에 수용되는 배터리에 설치되는 브라켓; 상기 브라켓으로부터 상기 배터리가 탈착되는 방향으로 소정거리 이동 가능하도록 체결되며, 시트 포스트가 설치되는 안장튜브의 측면에 형성된 관통공을 통해 상기 프레임에 장착되는 장착부; 및 상기 시트 포스트를 제거시 상기 장착부의 일부가 상기 관통공으로부터 돌출되도록 상기 장착부에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조가 제공될 수 있다.

Description

전기 자전거의 배터리 탈착 구조{Battery detachable structure of electric bicycle}
본 발명은 전기 자전거의 배터리 탈착 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리를 손쉽게 교체할 수 있는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조에 관한 것이다.
근래 들어 사용편리성을 높이고 사용자의 체력소모를 줄이고자 모터의 구동력으로 주행하는 전기 자전거가 개발되고 있다.
이러한 전기 자전거는 뼈대를 이루는 프레임과, 프레임에 장착되는 바퀴, 페달, 안장이 설치된 시트 포스트 및 손잡이 등을 구비하여 일반 자전거와 유사한 외형을 갖는다.
구동력 제공을 위한 모터는 전륜이나 후륜에 설치되며, 모터는 통상 배터리를 통해 전력을 공급받게 된다.
한편, 최근의 전기 자전거의 경우 외관의 디자인을 고려하여 배터리를 포함하는 전장 부품이 프레임에 내장되고 있는 추세이다.
그러나 다른 전장부품에 비해 부피가 크고 무거운 배터리의 경우 프레임 외부에서 배터리를 잡아 빼내도록 구성되어 있으나 별도의 손잡이가 마련되어 있지 않아 배터리를 교체하는데 불편하다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거용 배터리의 탈착 구조는 프레임 내부에 수용된 배터리에 손잡이부를 마련하고, 시트 포스트를 해체시 자동으로 손잡이부가 프레임의 외부로 돌출되도록 하여 손쉽게 배터리를 탈거시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 자전거의 배터리 탈착 구조에 있어서, 상기 전기 자전거의 뼈대를 이루는 프레임에 수용되는 배터리에 설치되는 브라켓; 상기 브라켓으로부터 상기 배터리가 탈착되는 방향으로 소정거리 이동 가능하도록 체결되며, 시트 포스트가 설치되는 안장튜브의 측면에 형성된 관통공을 통해 상기 프레임에 장착되는 장착부; 및 상기 시트 포스트를 제거시 상기 장착부의 일부가 상기 관통공으로부터 돌출되도록 상기 장착부에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조가 제공될 수 있다.
또한, 브라켓은 일측에 배터리와 결합되는 결합면과, 상기 결합면으로부터 연장 형성되어 상기 장착부의 일부를 감싸도록 타측이 개방된 몸체부를 갖출 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 양측면에 형성된 장공 및 상기 장공과 대응되는 위치의 장착부에 형성된 체결공을 연결하는 체결부재를 더 구비하고, 상기 체결부재는 상기 장착부와 함께 이동하며 상기 장공의 길이방향으로 이동하며, 상기 장공의 양단부에 걸려 움직임이 제한될 수 있다.
또한, 상기 체결부재는, 상기 장공 및 체결공을 관통하는 체결봉; 및 상기 체결봉과 결합되는 체결볼트;를 구비할 수 있다.
또한, 상기 체결볼트와 결합되는 반대편의 체결봉에는 상기 체결봉이 상기 체결공을 빠져나가지 못하도록 이탈방지턱이 형성될 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 측면에는 상기 장착부가 결합되는 방향으로 움직임을 안내하는 가이드홈 또는 가이드돌기가 형성되고, 상기 장착부에는 상기 가이드홈 또는 가이드돌기에 결합되어 안내되는 가이드돌기 또는 가이드홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 탄성부는, 상기 배터리가 결합되는 결합면의 반대면에 고정되는 고정편; 및 상기 고정편으로부터 밴딩되어 상기 배터리가 탈거되는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성편;을 구비할 수 있다.
또한, 상기 장착부는, 상기 브라켓과 결합되는 결합부; 및 상기 시트 포스트의 제거시 상기 관통공으로부터 돌출되는 손잡이부;를 구비할 수 있다.
또한, 상기 손잡이부에는 상기 시트 포스트가 삽입되도록 중공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 시트 포스트를 상기 안장튜브 및 중공을 관통하여 프레임에 설치시 상기 손잡이부의 끝단면은 상기 안장튜브의 외면과 동일선상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 결합부와 손잡이부 사이에는 상기 탄성부로부터 탄성력을 제공받도록 지지부가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 배터리 탈착 구조는 사용자가 파지할 수 있도록 배터리에 손잡이부를 마련함으로써 배터리를 손쉽게 탈착시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 손잡이부를 프레임 내에 위치시켜 전기 자전거의 미려함을 떨어뜨리지 않도록 할 수 있다.
한편, 안장이 설치된 시트 포스트를 이용하여 손잡이부를 프레임에 고정시킴으로써 별도로 손잡이부를 고정시키기 위한 부품의 추가가 없으므로 비용을 감소시킬 수 있음은 물론, 시트 포스트를 해제시 손잡이부가 자동으로 프레임의 외부로 돌출되도록하여 배터리의 탈착 용이성을 확보할 수 있다.
아울러, 손잡이부가 기존 시트 포스트가 설치되는 부분에 마련됨에 따라 손잡이부를 마련함에 따라 증가되는 부피를 최소화할 수 있음은 물론, 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 탈착 구조가 적용된 전기 자전거를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 배터리를 탈착 시키기 위한 부품의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 조립 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 탈착 구조가 적용된 전기 자전거의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 배터리 탈착 구조에 의해 손잡이부가 자동으로 돌출되는 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 탈착 구조가 적용된 전기 자전거를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 배터리 탈착 구조를 설명하기 앞서 도 1을 참조하여 전기 자전거에 대해 간략히 설명하기로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기 자전거(10)는 프레임(20)을 통해 뼈대를 이루며, 프레임(20)의 전방측에는 전륜(30) 및 핸들부(40)가 마련되고, 프레임(20)의 후방측에는 후륜(50)과 페달(60) 및 안장(70)이 마련된다. 이때, 프레임(20)은 하나의 몸체로서 구성될 수 있으며, 선택적으로 전륜(30)과 핸들부(40)가 설치되는 프론트 프레임과, 페달(60) 및 안장(70)이 설치되는 센터 프레임 및 후륜(50)이 설치되는 리어 프레임으로 구분되어 조립될 수도 있다.
이러한 프레임(20)은 내부 공간을 가지며, 핸들부(40)가 설치되는 핸들튜브(45)와 안장(70)이 마련된 시트 포스트(72)가 설치되는 안장튜브(75)를 갖추고 있다. 상기 프레임(20)의 내부공간에는 배터리(80), 배터리(80)와 접속되는 커넥터, 브레이크 케이블, 전기 자전거(10)를 전기적으로 제어하기 위한 전자제어유닛(미도시) 등이 장착된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착 구조는 안장튜브(75)의 측면에 형성된 관통공(76)을 통하여 프레임(20)의 내부에 위치하도록 마련된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 배터리를 탈착 시키기 위한 부품의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 조립 사시도이며, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 전기 자전거의 배터리 장착 구조는, 배터리(80)에 설치되는 브라켓(110)과, 브라켓(110)으로부터 상기 배터리(80)가 탈착되는 방향으로 소정거리 이동 가능하도록 체결되는 장착부(120) 및 시트 포스트(72)를 제거시 장착부(120)의 일부가 상기 관통공(76)으로부터 돌출되도록 장착부(120)에 탄성력을 제공하는 탄성부(140)를 구비한다.
브라켓(110)은 배터리(80)와 장착부(120)를 연결시키는 역할을 수행하는 것으로서, 배터리(80)와 결합되어 프레임(20)의 내부에 수용된다. 보다 구체적으로, 브라켓(110)은 일측에 배터리(80)와 결합되는 결합면(112)과, 상기 결합면(112)으로부터 연장 형성되어 장착부(120)의 일부를 감싸도록 타측이 개방된 몸체부(114)를 갖추고 있다.
이러한 브라켓(110)에는 전술한 바와 같이 장착부(120)가 소정거리 이동 가능하도록 체결되는데, 이에 몸체부(114)의 양측면에는 장착부(120)와 결합되어 장착부(120)의 이동거리를 제한하는 장공(116)이 형성된다. 상기 장착부(120)가 브라켓(110)에 이동가능하게 결합되는 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
장착부(120)는 시트 포스트(72)가 설치되는 안장튜브(75)의 측면에 형성된 관통공(76)을 통해 삽입되어 상기 시트 포스트(72)에 의해 프레임(20)에 장착된다. 이러한 장착부(120)는 브라켓(110)과 결합되는 결합부(124) 및 시트 포스트(72)와 결합되는 손잡이부(121)를 구비한다.
결합부(124)는 브라켓(110)의 몸체부(114)에 삽입되어 후술할 체결부재(130)에 의해 결합되도록 상기 장공(116)과 대응되는 위치에 체결공(126)이 마련된다.
손잡이부(121)는 결합부(124)와 일체로 형성되며, 시트 포스트(72)가 삽입되도록 중공(122)이 마련된다. 즉, 장착부(120)를 안장튜브(75)에 형성된 관통공(76)을 통하여 삽입시 손잡이부(121)는 안장튜브(75) 내에 위치되고, 시트 포스트(72)가 안장튜브(75) 및 중공(122)을 관통되어 설치됨으로써 손잡이부(121)가 관통공(76)으로부터 이탈되지 않고 프레임(20)에 설치되게 된다. 이때, 시트 포스트(72)를 프레임(20)에 설치시 손잡이부(121)의 끝단면은 안장튜브(75)의 외면과 동일선상에 위치하게 된다. 이에, 전기 자전거(도 1의 '10' 참조) 외관의 미려함을 떨어뜨리지 않도록 할 수 있다.
이러한 장착부(120)는 체결부재(130)를 통하여 브라켓(110)에 소정거리 이동 가능하도록 결합된다. 체결부재(130)는 상기 브라켓(110)에 형성된 장공(116) 및 장착부(120)에 형성된 체결공(126)을 관통하는 체결봉(136)과, 상기 체결봉(136)과 결합되는 체결볼트(134)를 구비한다. 이때, 결합볼트(134)와 결합되는 반대편의 체결봉(136)에는 체결봉(136)이 체결공(126)을 빠져나가지 못하도록 이탈방지턱(135)이 형성된다. 또한, 체결볼트(134)와 결합된 체결봉(136)은 체결볼트(134)의 머리부에 의해 이탈방지턱(135)이 형성된 방향으로도 이탈되지 않게 된다.
한편, 체결볼트(134)의 머리부와 이탈방지턱(135)은 장공(116)의 길이방향으로 안내되도록 마련된다. 이는 체결부재(130)가 장공(116)의 길이방향으로 이동하며 장공(116)의 양단부에 걸려 움직임을 제한시키기 위함이다. 이에, 체결부재(130)의 양끝단이 장공(116)으로부터 돌출되도록 설치될 수도 있다.
상기와 같은 체결부재(130)에 의해 브라켓(110)과 결합된 장착부(120)는 장공(116)의 길이방향으로 소정거리 이동된다. 즉, 장공(116)의 길이만큼 이동된다. 여기서 장공(116)의 길이는 시트 포스트(72)를 제거시 손잡이부(121)가 관통공(76)으로부터 돌출되는 길이를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 장착부(120)가 체결부재(130)에 의해 브라켓(110)으로부터 이동시 안정적으로 이동되도록 가이드 구조가 마련된다. 예컨대, 몸체부(114)의 양측 내측면에는 장착부(120)가 결합되는 방향으로 움직임을 안내하는 가이드돌기(118)가 형성되고, 결합부(124)의 양측 외측면에는 가이드돌기(118)에 결합되어 안내되는 가이드홈(128)이 형성될 수 있다. 이러한 가이드 구조는 일 예로서, 몸체부(114)에 가이드홈이 형성되고, 결합부(124)에 가이드돌기가 형성될 수도 있다.
탄성부(140)는 상기와 같은 구조를 갖는 장착부(120)가 시트 포스트(72)에 의해 결합된 상태에서 시트 포스트(72)를 제거시 장착부(120)의 손잡이부(121)가 관통공(76)으로부터 자동으로 돌출되도록 탄성력을 제공한다. 이러한 탄성부(140)는 배터리(80)가 결합되는 결합면(112)의 반대면에 고정되는 고정편(142)과, 상기 고정편(142)으로부터 밴딩되어 배터리(80)가 탈거되는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성편(143)을 구비한다. 즉, 탄성부(140)는 몸체부(114) 내에 위치되어 장착부(120)로 탄성력을 제공하게 된다.
상기 탄성부(140)의 탄성편(143)을 통하여 탄성력을 제공받도록 장착부(120)에는 지지부(123)가 마련된다. 상기 지지부(123)는 결합부(124)와 손잡이부(121) 사이에 마련된다. 이에, 지지부(123)는 손잡이부(121)의 중공(122)을 통해 시트 포스트(72)를 설치하거나 분리시 방해되지 않게 된다. 이러한 지지부(123)는 장착부(120)가 브라켓(110)으로부터 배터리 방향측으로 이동시 탄성편(143)과 접촉되어 탄성편(143)을 압착하게 된다. 즉, 장착부(120)는 탄성부(140)에 의해 탄성지지된 상태로 시트 포스트(72)에 의해 프레임(20)에 결합된다. 따라서, 시트 포스트(72)를 제거시 탄성부(130)에 의해 장착부(120)가 장공(116)의 길이만큼 이동하여 손잡이부(121)가 안장튜브(75)의 관통공(76)으로부터 돌출되게 된다.
한편, 지지부(123)는 도 4에 도시된 바와 같이 장착부(120)의 내부에 마련되어 탄성편(143)으로부터 탄성력을 제공받는 기능과 함께, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 장착부(120)의 외측으로부터 돌출되도록 마련되어 장착부(120)의 이동시 브라켓(110)과 접촉하여 장착부(120)의 이동거리를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.
그러면, 도 3 내지 도 6을 참조하여 전기 자전거로부터 배터리를 탈착시키는 상태에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 시트 포스트(72)가 제거된 상태에서 안장튜브(75)의 측면에 형성된 관통공(76)을 통해 배터리(80)를 삽입시킨다. 이때, 배터리(80)에는 브라켓(110)에 의해 장착부(120)와 결합된 상태이다. 즉, 사용자가 장착부(120)의 손잡이부(121)를 파지한 상태로 관통공(76)을 통해 배터리(80)를 프레임(20) 내부로 끼워넣는다.
배터리(80)가 프레임(20) 내에 수용된 상태에서 손잡이부(121)를 배터리(80)가 삽입되는 방향으로 가압하면 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 장착부(120)가 장공(116)의 길이만큼 이동하며 손잡이부(121)가 안장튜브(75) 내에 위치하게 된다. 이때, 장착부(120)에 마련된 지지부(123)가 탄성편(143)을 압착시키며 이동하게 된다. 이 상태에서 시트 포스트(72)를 안장튜브(75) 및 중공(122)을 통해 삽입시켜 결합시키면 장착부(120)는 시트 포스트(72)에 의해 지지되어 프레임(20)으로부터 돌출되지 않고 장착된다.
한편, 장착부(120)를 이동시 장공(116)과 함께 브라켓(110)에 형성된 가이드돌기(118)와 결합부(124)에 형성된 가이드홈(128)에 의해 장착부(120)를 안정적으로 지지하며 이동시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 장착부(120)를 프레임(20)에 설치하게 되면 손잡이부(121)의 끝단면은 안장튜브(75)의 외면과 동일선상에 위치한다.
다음으로, 배터리(80)의 교체가 필요한 경우 또는 선택적으로 탈거시, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 시트 포스트(72)를 안장튜브(75)로부터 해체시킨다. 상기 시트 포스트(72)가 해제되면, 배터리(80)가 탈거되는 방향으로 장착부(120)에 탄성력을 제공하는 탄성부(130)에 의하여 장착부(120)가 장공(116)의 길이만큼 이동하게 된다. 즉, 손잡이부(121)가 안장튜브(75)의 관통공(76)으로부터 자동으로 돌출되게 된다. 이에, 사용자가 돌출된 손잡이부(121)를 파지하여 배터리(80)를 프레임(20)으로부터 용이하게 탈거시킬 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 전기 자전거 20 : 프레임
72 : 시트 포스트 75 : 안장튜브
76 : 관통공 80 : 배터리
110 : 브라켓 116 : 장공
120 : 장착부 121 : 손잡이부
122 : 중공 123 : 지지부
124 : 결합부 126 : 체결공
130 : 체결부재 140 : 탄성부
142 : 고정편 143 : 탄성편

Claims (11)

  1. 전기 자전거의 배터리 탈착 구조에 있어서,
    상기 전기 자전거의 뼈대를 이루는 프레임에 수용되는 배터리에 설치되는 브라켓;
    상기 브라켓으로부터 상기 배터리가 탈착되는 방향으로 소정거리 이동 가능하도록 체결되며, 시트 포스트가 설치되는 안장튜브의 측면에 형성된 관통공을 통해 상기 프레임에 장착되는 장착부; 및
    상기 시트 포스트를 제거시 상기 장착부의 일부가 상기 관통공으로부터 돌출되도록 상기 장착부에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    브라켓은 일측에 배터리와 결합되는 결합면과, 상기 결합면으로부터 연장 형성되어 상기 장착부의 일부를 감싸도록 타측이 개방된 몸체부를 갖춘 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체부의 양측면에 형성된 장공 및 상기 장공과 대응되는 위치의 장착부에 형성된 체결공을 연결하는 체결부재를 더 구비하고,
    상기 체결부재는 상기 장착부와 함께 이동하며 상기 장공의 길이방향으로 이동하며, 상기 장공의 양단부에 걸려 움직임이 제한되는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 체결부재는,
    상기 장공 및 체결공을 관통하는 체결봉; 및
    상기 체결봉과 결합되는 체결볼트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 체결볼트와 결합되는 반대편의 체결봉에는 상기 체결봉이 상기 체결공을 빠져나가지 못하도록 이탈방지턱이 형성된 것을 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 몸체부의 측면에는 상기 장착부가 결합되는 방향으로 움직임을 안내하는 가이드홈 또는 가이드돌기가 형성되고,
    상기 장착부에는 상기 가이드홈 또는 가이드돌기에 결합되어 안내되는 가이드돌기 또는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 배터리가 결합되는 결합면의 반대면에 고정되는 고정편; 및
    상기 고정편으로부터 밴딩되어 상기 배터리가 탈거되는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성편;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장착부는,
    상기 브라켓과 결합되는 결합부; 및
    상기 시트 포스트의 제거시 상기 관통공으로부터 돌출되는 손잡이부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 손잡이부에는 상기 시트 포스트가 삽입되도록 중공이 형성된 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 시트 포스트를 상기 안장튜브 및 중공을 관통하여 프레임에 설치시 상기 손잡이부의 끝단면은 상기 안장튜브의 외면과 동일선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 결합부와 손잡이부 사이에는 상기 탄성부로부터 탄성력을 제공받도록 지지부가 마련된 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 배터리 탈착 구조.
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JP2010235006A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo R & D Co Ltd 電動アシスト自転車

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