KR20170099132A - 전기 자전거 - Google Patents

Abstract

전기 자전거가 개시된다. 본 실시 예에 따른 전기 자전거는 전륜 및 핸들이 마련되는 프론트 프레임과, 페달 및 안장이 마련되는 미들 프레임과, 후륜이 마련되는 리어 프레임을 포함하는 전기 자전거에 있어서, 프론트 프레임은 전륜이 마련되는 프론트 포크와 핸들이 마련되는 핸들부를 포함하고, 프론트 포크와 핸들부는 한 쌍의 로드바와 미들 프레임으로 연결되며, 미들 프레임은 전륜과 후륜 사이의 길이방향으로 장착되는 배터리를 포함하고, 배터리는 상기 로드바 사이를 통해 미들 프레임의 전방으로부터 착탈될 수 있다.

Description

전기 자전거{ELECTRIC BICYCLE}

본 발명은 전기 자전거에 관한 것으로써, 특히 자전거 프레임에 내장되는 배터리의 탈착 구조가 개선된 전기 자전거에 관한 것이다.

최근 사용 편리성을 높이고 사용자의 체력소모를 줄이고자 모터를 구동력으로 주행하는 전기 자전거가 개발되고 있다.

이러한 전기 자전거는 뼈대를 이루는 프레임과, 프레임에 장착되는 바퀴, 페달, 손잡이 등을 구비하여 일반 자전거와 유사한 외형을 갖는다.

구동력 제공을 위한 모터는 전륜이나 후륜에 설치되며, 모터는 통상 배터리를 통해 전력을 공급받게 된다.

또한, 최근 전기 자전거의 경우 외관의 디자인을 고려하여 배터리를 포함하는 전장 부품이 프레임에 내장되고 있는 추세이다.

그러나 다른 전장부품에 비해 부피가 크고 무거운 배터리의 경우 프레임 내부에서 유동될 경우 자체적으로도 손상이 생기기 쉬울 뿐만 아니라 주변의 전장부품들까지 파손시킬 우려가 크기 때문에, 종래 전기 자전거에서는 프레임 내부 배터리를 복수의 체결부재를 통해 프레임 내면에 고정시키는 형태의 고정구조를 이용하여 배터리를 고정시키고 있다.

따라서 종래 전기 자전거에서는 배터리 고정 구조가 복잡해지면서 배터리의 설치 및 분리 작업이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

한국 공개특허 제10-2015-0006665호(2015.01.19.) 상기 문헌은 배터리팩을 다운 튜브의 하단을 통해 탈착하거나 또는 프레임의 측면을 통해 탈착하는 구성을 개시하고 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거는 배터리를 용이하게 탈착할 수 있도록 하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전륜 및 핸들이 마련되는 프론트 프레임과, 페달 및 안장이 마련되는 미들 프레임과, 후륜이 마련되는 리어 프레임을 포함하는 전기 자전거에 있어서, 프론트 프레임은 전륜이 마련되는 프론트 포크와 핸들이 마련되는 핸들부를 포함하고, 프론트 포크와 핸들부는 한 쌍의 로드바와 미들 프레임으로 연결되며, 미들 프레임은 전륜과 후륜 사이의 길이방향으로 장착되는 배터리를 포함하고, 배터리는 상기 로드바 사이를 통해 미들 프레임의 전방으로부터 착탈되는 전기 자전거가 제공될 수 있다.

또한, 상기 프론트 포크는 포크축을 갖는 포크 플레이트를 포함하고, 상기 핸들부는 핸들축을 갖는 핸들 플레이트를 포함하며, 상기 포크축과 핸들축은 동축 상에 마련될 수 있다.

또한, 상기 포크 플레이트는 삼각형으로 마련되어 후방측의 꼭지점에 포크축이 마련되고, 한 쌍의 로드는 전방측의 양 꼭지점에 이격 마련되고, 상기 핸들 플레이트는 삼각형으로 마련되어 후방측의 꼭지점에 핸들축이 마련되고, 한 쌍의 로드는 전방측의 양 꼭지점에 이격 마련될 수 있다.

또한, 상기 미들 프레임은 미들 프레임 전륜과 후륜 사이를 길이 방향으로 연결하는 센터 프레임과, 센터 프레임로부터 직교하여 하향으로 마련되어 페달이 마련되는 페달 프레임을 포함하며, 상기 배터리는 센터 프레임에 마련될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거는 배터리가 자전거의 미들 프레임에 마련되어 있어서 전기 자전거의 전체 무게 밸런스가 우수하며, 미들 프레임에 장착된 배터리는 핸들측으로부터 사용자가 쉽게 탈착할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거는 미들 프레임에 마련되는 배터리로 인해 전기 자전거의 강성도 쉽게 보강할 수 있으며, 배터리가 외부로 드러나지 않아 이물질의 유입 및 보호 측면에서 우수하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸들부를 갖는 전기 자전거를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 핸들부를 분해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 핸들부를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 핸들부를 도시한 측면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 프론트 프레임 및 미들 프레임을 분해 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 프론트 프레임의 정면도 및 측면도이다. 설명에 앞서, 본 실시 예에서는 체인이 없는 전기 자전거를 일례로 예시하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 체인으로 구동되는 일반 자전거 및 전기 자전거에도 통상의 기술자가 적절한 수정 및 변형을 통해 적용할 수 있다.

도면들을 참조하면, 본 실시 예의 전기 자전거는 프론트 프레임(10), 미들 프레임(20), 리어 프레임(30)을 포함한다.

프론트 프레임(10)은 전륜(12)이 설치되는 프론트 포크(13)과, 조향을 위한 핸들이 마련되는 핸들부(16)를 포함한다.

프론트 포크(13)는 전륜(12)의 회전 중심이 되는 허브축을 양단에서 고정할 수 있도록 한 쌍의 포크 레그를 구비하며, 전륜(12)은 포크 레그의 끝단에 회전 가능하게 결합된다.

한 쌍의 포크 레그 타단에는 포크 플레이트(14)가 마련되며, 포크 플레이트(14)에는 도 2에 도시된 바와 같이 전륜 조향의 중심이 되는 포크축(14a)이 마련되어 있다. 또한, 포크 플레이트(14)는 삼각형 형태로 마련되어 후방 꼭지점에 위치하는 포크축(14a)을 중심으로 전방의 양 꼭지점에는 한 쌍의 로드(15)를 연결하기 위한 제1로드홀(14b)이 마련된다.

핸들부(16)는 상기 포크 플레이트(14)에 대응하는 위치에 마련되는 핸들 플레이트(17)와, 핸들 플레이트(17)의 상단에 직교하게 결합되는 핸들바(18)와, 핸들바(18)의 양 끝단에 설치되는 핸들 그립(도 1의 19)을 포함한다.

핸들 플레이트(17)는 포크 플레이트(14)와 마찬가지로 삼각형 형태로 마련되어 후방 꼭지점에 위치하는 핸들축(17a)을 중심으로 전방의 양 꼭지점에는 한 쌍의 로드(15)를 연결하기 위한 제2로드홀(17b)이 마련된다.

한 쌍의 로드(15)는 핸들의 높이를 조절할 수 있도록 마련될 수 있으며, 프론트 프레임(10)의 프론트 포크(13)와 핸들부(16) 사이에 위치하는 미들 프레임(20)과 함께 핸들의 적정 높이를 구성한다.

한편, 핸들 그립(19)에는 도 1에 도시한 바와 같이 전기 자전거의 상태를 사용자에게 표시해주고 사용자의 요구사항을 버튼 또는 디스플레이를 통하여 전자제어유닛(40)으로 전달하는 인터페이스(42)가 마련된다. 이러한 인터페이스(42)는 전자제어유닛(40)과 유선 또는 무선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

미들 프레임(20)은 전륜(12)과 후륜(32) 사이를 길이 방향으로 연결하는 센터 프레임(21)과, 센터 프레임(21)으로부터 직교하여 하향으로 마련되는 페달 프레임(22)을 포함한다.

센터 프레임(21)의 일단은 상술한 바와 같이 프론트 포크(13)의 포크 플레이트(14)에 마련되는 포크축(14a)과, 핸들부(16)의 핸들 플레이트(17)에 마련되는 핸들축(17a)과 각각 베어링(23)을 개재하여 회전 가능하게 결합된다(도 4 참조). 센터 프레임(21)의 타단은 안장(24)을 설치하기 위한 새들 튜브(25)를 더 포함할 수 있다. 새들 튜브(25)는 센터 프레임(21)의 후방에 돌출 마련되는 시트튜브(26)에 높이 조절 가능하게 결합된다.

페달 프레임(22)의 끝단에는 발전기(27)가 마련되고, 이 발전기(27)의 양 측에는 페달(28)이 회전 가능하게 장착된다. 사용자가 페달(28)을 회전시키면 이 페달(28)의 회전력을 발전기(27)에서 전기적 에너지로 변환하고, 발전기(27)의 전기적 에너지는 미들 프레임(20)에 마련되는 배터리(50)에 축전될 수 있다.

본 실시 예에 따르면, 미들 프레임(20)에 마련되는 배터리(50)는 도 2에 도시한 바와 같이 미들 프레임(20) 예컨대, 센터 프레임(21)의 전방으로부터 탈착될 수 있다. 센터 프레임(21)의 전방에는 프론트 프레임(10)이 결합되어 있지만, 배터리(50)가 탈착할 수 있는 위치는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 한 쌍의 로드(15) 사이의 공간이므로 사용자는 로드 사이로 용이하게 배터리를 탈착할 수 있다.

배터리(50)는 배터리 본체(51)와 배터리 커버(53)를 포함한다. 배터리 본체(51)는 센터 프레임(21)에 마련되는 배터리 장착홀(29)에 수용 가능하게 마련되며, 배터리 커버(53)는 배터리 장착홀(29)보다 크게 마련되어 배터리의 장착 위치 및 깊이를 한정한다.

또한, 배터리 커버(53)는 적어도 하나 이상의 락버튼(55)을 포함한다. 락버튼(55)은 본 실시 예에서 배터리 커버(53)에 좌우 한 쌍으로 마련되며 배터리 본체(51)측으로 연장되어 있는 걸림돌기(56)를 포함한다. 걸림돌기(56)는 센터 프레임(21)의 장착홀(29) 내측벽에 마련되어 있는 걸림홈(29a)에 걸릴 수 있도록 마련되어 있다. 락버튼(55)과 걸림돌기(56)는 도시하지는 않았지만 탄성부재로 지지되어 있어서 락버튼(55)을 누르면 걸림돌기(56)가 외측에서 내측으로 밀리면서 걸림홈(29a)과의 결합이 해제될 수 있다. 본 실시 예에서는 배터리(50)의 락킹수단을 락버튼(55)에 의해 선택적으로 결합하는 걸림돌기 및 걸림홈으로 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 별도의 열쇠 등을 채용할 수도 있음은 물론이다.

한편, 리어 프레임(30)에는 도 1에 도시한 바와 같이 후륜(32)이 회전 가능하게 장착된다. 후륜(32)의 중심에는 이 후륜(32)을 회전시켜 전기 자전거를 전진시키기 위한 모터(34)가 장착된다. 모터(34)는 사용자가 인터페이스(42) 또는 쓰로틀(미도시)을 이용하여 후륜(32)의 회전속도를 변화시킬 수 있도록 변속기를 포함할 수 있다. 리어 프레임(30) 내부에는 상기에서 미들 프레임(20)에 마련되는 것으로 예시한 배터리(50)와 전자제어유닛(40)이 내장될 수도 있다.

상기와 같이 마련되는 본 실시 예의 전기 자전거는 배터리(50)가 미들 프레임(20)에 마련되어 있어서 자전거의 전체 무게 밸런스가 우수할 뿐만 아니라, 미들 프레임(20)에 장착된 배터리(20)는 전방의 핸들측으로부터 사용자가 락버튼(55)을 누른 상태에서 당기게 되면 쉽게 탈부착할 수 있다.

또한, 본 실시 예에 따른 전기 자전거는 미들 프레임(20)에 마련되는 배터리(50)로 인해 자전거 프레임의 강성이 안정적으로 보강될 수 있으며, 배터리(20)가 외부로 노출되지 않기 때문에 외관이 미려할 뿐만 아니라 이물질의 유입 및 보호 측면에서 매우 우수하다.

10,20,30..프론트 프레임, 미들 프레임, 리어 프레임
12..전륜 13..프론트 포크
14..포크 플레이트 15..로드
16..핸들부 17..핸들 플레이트
21..센터 프레임 22..페달 프레임
23..베어링 24..안장
32..후륜 34..모터
40..전자제어유닛 42..인터페이스
50..배터리 51..배터리 본체
53..배터리 커버 55..락버튼
56..걸림돌기

Claims (4)

1. 전륜 및 핸들이 마련되는 프론트 프레임과, 페달 및 안장이 마련되는 미들 프레임과, 후륜이 마련되는 리어 프레임을 포함하는 전기 자전거에 있어서,
   상기 프론트 프레임은 전륜이 마련되는 프론트 포크와 핸들이 마련되는 핸들부를 포함하고, 상기 프론트 포크와 핸들부는 한 쌍의 로드바와 미들 프레임으로 연결되며,
   상기 미들 프레임은 전륜과 후륜 사이의 길이방향으로 장착되는 배터리를 포함하고,
   상기 배터리는 상기 로드바 사이를 통해 미들 프레임의 전방으로부터 착탈되는 전기 자전거.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 프론트 포크는 포크축을 갖는 포크 플레이트를 포함하고,
   상기 핸들부는 핸들축을 갖는 핸들 플레이트를 포함하며,
   상기 포크축과 핸들축은 동축 상에 마련되는 전기 자전거.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 포크 플레이트는 삼각형으로 마련되어 후방측의 꼭지점에 포크축이 마련되고, 한 쌍의 로드는 전방측의 양 꼭지점에 이격 마련되고,
   상기 핸들 플레이트는 삼각형으로 마련되어 후방측의 꼭지점에 핸들축이 마련되고, 한 쌍의 로드는 전방측의 양 꼭지점에 이격 마련되는 전기 자전거.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 미들 프레임은 미들 프레임 전륜과 후륜 사이를 길이 방향으로 연결하는 센터 프레임과, 센터 프레임로부터 직교하여 하향으로 마련되어 페달이 마련되는 페달 프레임을 포함하며,
   상기 배터리는 센터 프레임에 마련되는 전기 자전거.

Images