KR20220149991A - 멀티배터리용 콘트롤러 및 이를 구비한 자전거 - Google Patents

멀티배터리용 콘트롤러 및 이를 구비한 자전거 Download PDF

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KR20220149991A
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Abstract

본 발명은 멀티배터리용 콘트롤러 및 이를 구비한 자전거이다. 본 발명에서는 프레임(10)의 내측 공간에 콘트롤러(50)를 효율적으로 배치하고 있다. 프레임(10)의 시트튜브(16)에 체결바아(17)를 설치하고, 상기 체결바아(17)에 콘트롤러(50)를 체결하고 있다. 상기 콘트롤러(50)의 외관은 콘트롤러케이스(52)가 형성할 수 있고, 상기 콘트롤러케이스(52)는 케이스본체(53)와 케이스커버(56)로 구성될 수 있다. 상기 케이스본체(53)와 케이스커버(56)의 가장자리를 둘러서는 경사면(53S,56S)이 형성될 수 있다.

Description

멀티배터리용 콘트롤러 및 이를 구비한 자전거{Controller for multi battery and bicycle having the same}
본 발명은 멀티 배터리용 콘트롤러 및 이를 구비한 자전거이다.
자전거는 주로 탑승자의 답력을 사용하여 구동되는 이동수단이다. 최근에 배터리를 장착하고, 이 배터리에 의해 구동되는 모터를 추가하여 이동을 위한 구동력을 추가한 전기자전거가 많이 사용되고 있다. 이와 같은 전기자전거를 포함하는 자전거는 경량화되어 있어야 구동에 필요한 동력이 최소화될 수 있다. 이를 위해, 자전거에 장착되는 부품들은 되도록 크기와 무게가 작아서 자전거의 사용에 불편함이 없도록 하여야 한다.
전기자전거의 경우 배터리가 사용되는데, 이 배터리는 일반적으로 프레임에 장착되거나, 프레임을 구성하는 튜브의 내부에 장착될 수 있다. 배터리는 크기가 클수록 그 용량이 커질 수 있으나, 자전거의 전체 무게와 자전거 프레임에의 배치상, 무한정 크게 할 수는 없다. 따라서, 배터리를 사용하는 경우에는 프레임에 장착을 위한 공간이 줄어들게 되는 문제점이 있다.
한편, 작은 용량의 배터리를 다수개 사용하여 제조원가를 줄이면서도 배터리 용량을 크게 하는 경우가 있다. 이때 배터리의 충방전을 제어하기 위해서 배터리용 콘트롤러가 사용되어야 한다. 이와 같은 배터리용 콘트롤러는 조작과 관리가 편리하면서도 자전거의 운행에 불편함이 없도록 되어야 한다.
그리고, 자전거에서 사용되는 콘트롤러는 프레임의 외부에 설치되므로 수분의 침투에 약한 문제점이 있다.
한국 등록실용신안 제 20-0249735호 한국 등록실용신안 제 20-0295630호
본 발명의 목적은 자전거에서 사용되는 콘트롤러를 자전거 프레임의 공간 내에 장착할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 목적은 자전거에서 사용되는 콘트롤러가 자전거 프레임에 설치하기에 최적화된 형상을 가지도록 하는 것이다.
본 발명의 목적은 자전거에서 사용되는 콘트롤러의 내부로 물이 들어가는 것을 차단하는 것이다.
본 발명의 목적은 자전거 프레임에 콘트롤러를 견고하게 설치하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 본체판, 상기 본체판의 가장자리를 둘러 형성되는 상면판, 측면판, 하면판을 구비하는 케이스본체와, 상기 케이스본체에 체결되어 상기 케이스본체 내부에 형성되는 내부공간을 차폐하는 케이스커버와, 상기 케이스본체의 내부공간에 설치되고 배터리 들과 구동모터 사이에 전원을 전달하는 것을 제어하는 제어유닛과, 상기 배터리 들의 충전과 방전을 제어하는 밸런서와, 상기 배터리 들중에서 사용될 배터리를 선택하는 버튼들을 포함할 수 있다.
상기 케이스본체의 본체판 양측에 있는 측면판은 서로 길이가 다를 수 있다.
상기 본체판 양측에 있는 상기 측면판 들의 상단과 양단이 연결되는 상면판과 상기 측면판 들의 하단과 양단이 연결되는 하면판은 경사지게 형성될 수 있다.
상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 크며, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도 보다 크다.
상기 상면판에는 버튼공이 형성될 수 있고, 상기 버튼공에는 버튼이 시일을 둔 상태로 설치될 수 있으며, 상기 하면판에는 와이어가 통과하는 와이어공이 관통하여 형성될 수 있다.
상기 버튼은 다수개가 설치될 수 있는데, 각각의 버튼의 상면은 콘트롤러가 프레임에 설치되었을 때 수평면에 평행하고 수평면을 기준으로 높이차를 가질 수 있다.
상기 케이스본체의 가장자리를 둘러서는 경사면이 형성될 수 있고, 상기 케이스커버의 가장자리를 둘러서도 경사면이 형성될 수 있다.
상기 케이스본체의 양측에 있는 측면판 중 하나에는 프레임에 구비된 체결바아와의 체결을 위한 나사가 관통하는 튜브체결공이 형성될 수 있다.
본 발명은 탑튜브, 다운튜브, 시트튜브가 연결되어 구성되고 상기 시트튜브의 상측에서 연장되는 한쌍의 시트스테이와 상기 시트튜브의 하측에서 연장되는 한쌍의 체인스테이의 단부가 서로 결합되는 프레임과, 상기 시트튜브에서 입출되는 시트포스트 상단에 설치되는 시트와, 상기 프레임의 선단에 구비되어 진행방향을 조절하는 핸들과, 상기 핸들에 의해 회전되는 앞포크와, 상기 앞포크에 회전가능하게 설치되는 앞바퀴와, 상기 시트스테이와 체인스테이가 연결된 단부에 회전가능하게 설치되는 뒷바퀴와, 상기 뒷바퀴나 앞바퀴의 구동을 위한 구동력을 제공하고 상기 프레임에 설치되는 구동모터와, 상기 프레임에 설치되고 상기 구동모터를 포함하는 전기부품에 전원을 공급하는 적어도 2개 이상의 배터리와, 상기 배터리 들의 충방전을 제어하고 상기 구동모터를 포함하는 전기부품에 전원을 제공하는 것을 제어하며 상기 프레임의 시트튜브에 설치되어 케이스본체의 상면판이 상기 시트스테이와 마주보게 나란히 연장되고, 케이스본체의 하면판이 상기 체인스테이와 마주보게 나란히 연장되는 콘트롤러를 포함할 수 있다.
상기 콘트롤러의 외관을 구성하는 콘트롤러케이스는 케이스본체와 상기 케이스본체에 결합되어 내부공간을 차폐하는 케이스커버를 포함할 수 있고, 상기 시트튜브에는 체결바아가 설치될 수 있고, 상기 체결바아에 형성된 체결공에 상기 케이스본체 측면판에 형성된 튜브체결공을 관통한 나사가 체결되어 콘트롤러가 상기 시트튜브에 장착될 수 있다.
상기 케이스본체의 입구가장자리를 둘러서는 결합요철이 형성될 수 있고 상기 케이스커버의 대응되는 위치에는 상기 결합요철과 대응되는 결합요철이 형성될 수 있다.
상기 케이스본체와 케이스커버의 가장자리를 둘러서는 각각 경사면이 형성될 수 있다.
상기 케이스본체는 본체판, 상기 본체판의 가장자리를 둘러 형성되는 상면판, 하면판, 측면판을 포함할 수 있고, 상기 측면판은 상기 본체판의 양단에 서로 길이가 다르게 나란히 연장될 수 있다.
상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 크며, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도 보다 크다.
상기 상면판에는 버튼공이 형성될 수 있고, 상기 버튼공에는 버튼이 시일을 둔 상태로 설치될 수 있고, 상기 하면판에는 와이어가 통과하는 와이어공이 관통하여 형성될 수 있다.
상기 버튼은 다수개가 설치될 수 있는데, 각각의 버튼의 상면은 콘트롤러가 프레임에 설치되었을 때 수평면에 평행하고 수평면을 기준으로 높이차를 가질 수 있다.
상기 본체판에는 상대적으로 두께가 두껍게 형성된 돌출단과 상대적으로 두께가 얇게 형성된 오목단이 구비되어 상기 돌출단에는 상기 오목단에 비해 상대적으로 폭이 넓은 부품이 설치될 수 있다.
상기 콘트롤러에는 상기 배터리 들의 충방전을 제어하고 전원 전달을 제어하는 제어유닛과 밸런서가 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 멀티배터리용 콘트롤러 및 이를 구비한 자전거에서는 다음과 같은 효과 중 적어도 하나 이상을 가질 수 있다.
본 발명의 콘트롤러는 프레임을 구성하는 시트튜브, 시트스테이, 체인스테이에 의해 형성되는 공간 내에서 상기 시트튜브에 체결되어 설치될 수 있다. 따라서, 자전거 프레임 내측에 형성되는 공간에 콘트롤러가 설치되어 자전거 프레임의 공간활용이 효율적으로 될 수 있다.
본 발명의 콘트롤러는 케이스본체의 일측 측면판이 프레임의 시트튜브에 장착되고, 시트스테이와 상면판이 평행하게 마주보고 체인스테이와 하면판이 평행하게 마주보게 될 수 있다. 이를 위해 상면판과 양측 측면판 그리고 하면판과 양측 측면판이 서로 직교하지 않도록 연결되는데, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴 것과 상기 상면판과 하면판이 90도보다 작은 각으로 연결될 수 있고 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 상면판과 하면판이 90도보다 큰 각으로 연결될 수 있다. 이와 같은 구조에 의해, 상기 프레임의 내측에 형성된 공간이 충분히 활용될 수 있다.
상기 콘트롤러의 외관을 구성하는 케이스본체와 케이스커버에는 그 가장자리를 둘러서 경사면이 각각 형성될 수 있다. 상기 경사면은 콘트롤러케이스 전체의 크기를 상대적으로 줄이고 가장자리에 돌출된 모서리가 없도록 하였으므로, 주변과의 간섭이 최소화될 수 있도록 하고 전체적으로 콘트롤러케이스의 크기를 소형화하는 효과가 있다.
이에 더해 상기 케이스본체의 상면을 형성하는 상면판에 형성된 버튼공에는 시일을 사용하여 버튼이 설치되어 케이스본체의 내부로 물이 들어가는 것을 막을 수 있고, 케이스본체의 하면을 형성하는 하면판에는 와이어공이 관통되어 있어서 외부와의 전기적 연결을 위한 와이어가 자유롭게 통과할 수 있도록 하였으므로 이 와이어공을 통해 내부에서 발생할 수 있는 수분을 외부로 쉽게 배출할 수 있다.
또한 상기 케이스본체의 입구 가장자리와 상기 케이스커버의 서로 대응되는 위치에는 돌출된 형태의 결합요철과 오목하게 들어간 채널 형태의 결합요철이 있어서, 이들이 서로 결합함에 의해 외부에서 내부공간으로 물이 들어가는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 콘트롤러의 외관을 구성하는 케이스본체의 일측 측면판에는 튜브체결공이 형성되고, 프레임의 시트튜브에 고정된 체결바아에 형성된 체결공이 형성될 수 있는데, 나사가 상기 튜브체결공을 관통하여 상기 체결바아의 체결공에 체결됨에 의해 콘트롤러를 시트튜브에 장착할 수 있는데, 상기 시트튜브에는 체결바아가 있어서, 상기 시트튜브의 강도를 약화시킴없이 콘트롤러를 시트튜브에 장착할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 멀티배터리용 콘트롤러를 구비한 자전거의 바람직한 실시례를 보인 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 멀티배터리용 콘트롤러가 자전거 프레임에 설치된 것을 보인 배면도.
도 3은 본 발명에 의한 멀티배터리용 콘트롤러를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 멀티배터리용 콘트롤러의 내부를 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시례를 구성하는 콘트롤러케이스의 구성을 보인 사시도.
도 6은 본 발명 실시례를 구성하는 콘트롤러케이스의 구성을 보인 저면사시도.
도 7은 본 발명 실시례를 구성하는 콘트롤러케이스의 구성을 보인 분해사시도.
도 8은 본 발명 실시례를 구성하는 콘트롤러케이스의 구성을 보인 평면도.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도면들에 도시된 바에 따르면, 본 발명 실시례의 멀티배터리용 콘트롤러(50)는 자전거(1)에 설치되어 사용될 수 있다. 먼저 자전거(1)의 구성을 설명한다. 자전거(1)는 골격을 프레임(10)이 형성할 수 있다. 상기 프레임(10)은 다수개의 튜브와 스테이로 구성될 수 있다. 본 발명에서 상기 프레임(10)은 탑튜브(12), 다운튜브(14), 시트튜브(16)가 삼각형을 이루도록 결합될 수 있다. 상기 탑튜브(12)와 다운튜브(14)의 선단은 헤드튜브(18)에 의해 소정의 각도를 가지고 연결될 수 있고, 상기 탑튜브(12)의 후단에는 상기 시트튜브(16)의 상단이 연결될 수 있으며, 상기 다운튜브(14)의 후단에는 상기 시트튜브(16)의 하단이 연겨로딜 수 있다.
상기 헤드튜브(18)에는 앞포크(20)가 회전가능하게 설치될 수 있다. 상기 시트튜브(16)의 상단에는 상기 탑튜브(12)와 반대쪽으로 연장되게 시트스테이(22)가 연결되고, 상기 시트튜브(16)의 하단에는 상기 다운튜브(14)의 반대쪽으로 체인스테이(24)가 연결될 수 있다. 상기 시트스테이(22)와 체인스테이(24)의 후단은 서로 연결될 수 있다. 상기 시트스테이(22)는 한쌍이 나란히 구비되고, 상기 체인스테이(24)도 한쌍이 나란히 구비되어, 시트스테이(22)와 체인스테이(24)가 연결된 부분에서 아래에서 설명될 뒷바퀴(32')의 양측을 회전가능하게 지지할 수 있다.
상기 시트튜브(16)에는 시트포스트(26)가 설치될 수 있다. 상기 시트포스트(26)는 상기 시트튜브(16)에 대해 승강가능하게 설치될 수 있다. 상기 시트포스트(26)의 상단에는 시트(28)가 설치되어 탑승자가 앉을 수 있다.
상기 헤드튜브(18)에는 핸들(30)이 소정 각도 회전가능하게 설치될 수 있다. 상기 핸들(30)은 상기 앞포크(20)와 연결되어 앞포크(20)의 회전을 제어할 수 있고, 이에 의해 진행방향을 제어할 수 있다. 상기 앞포크(20)에는 앞바퀴(32)가 회전가능하게 설치될 수 있다. 상기 앞바퀴(32)의 회전중심 양측에 상기 앞포크(20)가 연결될 수 있다. 뒷바퀴(32')는 상기 시트스테이(22)와 체인스테이(24)의 연결부분에 양측이 회전가능하게 설치될 수 있다.
상기 프레임(10)의 일측에는 크랭크(34)가 회전가능하게 설치될 수 있고, 상기 크랭크(34)에는 페달(36)이 구비되어 탑승자의 탑력을 전달받을 수 있다. 상기 크랭크(34)의 회전중심과 함께 회전되게 구동스프라켓(38)이 설치될 수 있다. 상기 구동스프라켓(38)과 대응되게 상기 뒷바퀴(32')의 회전중심에는 종동스프라켓(38')이 설치될 수 있다. 상기 구동스프라켓(38)과 종동스프라켓(38')에는 체인(40)이 걸어감아질 수 있다.
상기 프레임(10)의 다운튜브(14)에는 배터리(42)가 설치될 수 있다. 상기 배터리(42)는 상기 다운튜브(14)를 따라 길게 연장될 수 있다. 상기 시트포스트(26)의 내부에는 또 하나의 배터리(43)가 있을 수 있다. 이와 같이 본 발명의 자전거에는 2개의 배터리(42,43)가 사용될 수 있다. 물론 추가의 배터리가 더 있을 수도 있다.
상기 프레임(10)의 시트튜브(16)에는 체결바아(17)가 구비될 수 있다. 상기 체결바아(17)는 상기 시트튜브(16)에 고정될 수 있다. 상기 체결바아(17)는 횡단면이 직사각형으로 될 수 있다. 상기 체결바아(17)는 상기 시트튜브(16)의 외면에 용접에 의해 고정될 수 있다. 상기 체결바아(17)는 상기 시트튜브(16)의 내부에 고정되어 있을 수도 있다. 상기 체결바아(17)에는 도 2의 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이, 체결공(17')이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 상기 체결공(17')은 콘트롤러(50)를 프레임(10)에 고정하기 위한 것이다.
상기 프레임(10)의 시트스테이(22)쌍에는 짐받이(44)가 설치될 수 있다. 상기 짐받이(44)는 뒷바퀴(32') 상부의 위치에 있고, 거기에 짐을 실을 수 있다. 상기 짐받이(44)는 반드시 필요한 것은 아니다.
상기 뒷바퀴(32')의 회전중심에 해당되는 위치에는 구동모터(46)가 있을 수 있다. 상기 구동모터(46)는 상기 배터리(42,43)로부터 전원을 받아서 구동되어 상기 뒷바퀴(32')를 구동할 수 있다. 상기 구동모터(46)의 위치는 다양하게 될 수 있다. 예를 들면 상기 구동스프라켓(38)의 회전중심에 해당되는 위치에 구동모터(46)가 설치될 수 있다. 구동모터(46)의 위치가 다른 곳이라면 구동모터(46)의 구동력을 전달하기 위한 동력전달구성이 필요할 수도 있다.
상기 프레임(10)의 일측에는 콘트롤러(50)가 설치될 수 있다. 상기 콘트롤러(50)는 배터리(42,43)의 충전과 방전을 제어할 수 있다. 상기 콘트롤러(50)는 과전압보호기능, 저전압보호기능 그리고 고전류보호기능 등을 수행할 수 있다. 상기 콘트롤러(50)는 또한 상기 배터리(42,43)를 선택하여 사용할 수 있도록 하는 기능도 수행할 수 있다.
상기 콘트롤러(50)는 상기 시트튜브(16)에 설치될 수 있다. 상기 콘트롤러(50)는 상기 시트튜브(16)의 외면중 프레임(10)을 기준으로 후면에 설치될 수 있다. 상기 콘트롤러(50)는 상기 시트튜브(16)에 설치된 체결바아(17)에 체결될 수 있다.
상기 콘트롤러(50)의 외관을 콘트롤러케이스(52)가 형성할 수 있다. 상기 콘트롤러케이스(52)는 케이스본체(53)와 케이스커버(56)로 구성될 수 있다. 상기 케이스본체(53)의 입구 가장자리를 따라서는 결합요철(53')이 있을 수 있다. 또한 상기 케이스커버(56)의 대응되는 가장자리를 따라서도 상기 결합요철(53')에 대응되는 결합요철(56')이 있을 수 있다. 본 실시례의 도면에서는 상기 케이스본체(53)의 결합요철(53')은 돌출된 형태의 리브이고, 상기 케이스커버(56)의 결합요철(56')은 오목한 형태의 채널이다. 이와 같이 결합요철(53',56')이 서로 결합되도록 하면 외부로부터 콘트롤러(50) 내부로 물이 들어가는 것을 억제할 수 있다.
상기 케이스본체(53)는 본체판(54)을 가질 수 있고, 상기 본체판(54)의 가장자리를 둘러서 측면판(54'), 상면판(55), 하면판(55')이 있을 수 있다. 상기 본체판(54)의 외면 가장자리를 둘러서는 경사면(53s)이 있을 수 있다. 상기 경사면(53s)은 도 6 및 도 8에서 볼 수 있다. 이 경사면(53s)이 있으므로 해서 콘트롤러케이스(52)의 전체 크기를 상대적으로 줄일 수 있다. 이 경사면(53s)은 또한 콘트롤러케이스(52)의 외면에 물이 떨어졌을 때 물을 외부로 안내하는 역할을 할 수 있다. 상기 케이스커버(56)에도 경사면(56s)이 있을 수 있다. 상기 케이스커버(56)의 경사면(56s)은 상기 케이스커버(56)의 가장자리를 둘러서 형성될 수 있다. 상기 케이스커버(56)의 경사면(56s)이 있음으로 해서 콘트롤러케이스(52)의 전체 크기를 상대적으로 줄일 수 있고, 물을 안내하여 외부로 배출하는 역할을 할 수 있다.
상기 상면판(55)은 상기 측면판(54')들과 직교하지 않을 수 있다. 상기 케이스본체(53)가 전체적으로 육면체이기는 하지만, 모서리들이 모두 직각으로 되지는 않는다. 예를 들어, 도 7을 기준으로 상면판(55)의 우측에서 측면판(54')과는 90도보다 큰 각도로 연결될 수 있고, 상면판(55)의 좌측에서 측면판(54')과는 90도 보다 작은 각도로 연결될 수 있다. 상기 하면판(55')도 상기 측면판(54')들과 직교하지 않을 수 있다. 역시 도 7을 기준으로 하면판(55')의 좌측에서 측면판(54')과는 90도 보다 작은 각도로 연결될 수 있다. 상기 하면판(55)의 우측에서 측면판(54')과는 90도보다 큰 각도로 연결될 수 있다.
여기서 상기 측면판(54')은 양측의 것이 서로 나란히 연장될 수 있고, 상대적으로 우측의 측면판(54')의 길이가 짧을 수 있다. 이와 같이 됨에 의해 상기 측면판(54')들의 상단을 연결하는 상면판(55)과 하단을 연결하는 하면판(55')은 서로 반대방향의 경사를 가질 수 있다. 상기 상면판(55)은 프레임(10)에 장착되었을 때, 상기 시트스테이(22)와 나란하게 될 수 있고, 상기 하면판(55')은 상기 체인스테이(24)와 나란하게 될 수 있다. 참고로 상대적으로 길이가 긴 측면판(54')은 상기 시트튜브(16)와 나란하게 될 수 있다.
상기 케이스본체(53)와 상기 케이스커버(56)에 의해 둘러싸이는 내부에는 내부공간(58)이 형성될 수 있다. 상기 내부공간(58)에는 도 4에 도시된 바와 같은, 콘트롤러(50)를 구성하는 다양한 부품들이 위치될 수 있다.
상기 내부공간(58)에서 상기 본체판(54)에 해당되는 부분은 상대적으로 더 돌출된 부분과 덜 돌출된 부분으로 나누어진다. 상대적으로 더 돌출된 부분을 돌출단(59)이라하고, 상대적으로 덜 돌출된 부분을 오목단(59')이라 한다. 상기 돌출단(59)에서는 상기 본체판(54)이 상대적으로 더 두껍게 형성될 수 있고, 상기 오목단(59')에서는 상기 본체판(54)이 상대적으로 덜 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 케이스본체(53)에서 상기 돌출단(59)의 좌우폭은 상기 오목단(59')의 좌우폭보다 덜 넓게 될 수 있다.
상기 오목단(59')이 상기 돌출단(59)보다 폭이 좁은 것은 상기 케이스본체(53)의 외면에 형성된 경사면(53s) 때문이다. 즉, 상기 오목단(59')의 부분의 본체판(54)의 두께가 얇으므로 상기 경사면(53s)을 형성함에 의해 상대적으로 오목단(59')은 폭이 작아지게 되고, 상기 돌출단(59)에서는 상대적으로 본체판(54)의 두께가 두껍게 되면서 상기 경사면(53s)의 형성에 상관없이 돌출단(59)의 좌우폭을 상대적으로 넓게 할 수 있다.
이와 같이 돌출단(59)의 폭이 넓어지면서 아래에서 설명될 제어유닛(73)의 일측 표면 전체를 돌출단(59)에 접착시켜 고정할 수 있다. 그리고 상기 오목단(59')에는 제어유닛(73)보다 폭이 작은 밸런서(70)를 접착시켜 고정할 수 있다.
상기 케이스본체(53)의 내부공간(58)에는 다수개의 체결보스(60)가 형성될 수 있다. 상기 체결보스(60)는 상기 본체판(54)에서 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 체결보스(60)에는 각각 체결공(62)이 형성될 수 있다. 상기 체결보스(60)는 상기 측면판(54')을 따라 다수개가 형성될 수 있다.
한편, 상기 케이스커버(56)에도 체결보스(60')가 형성될 수 있다. 상기 케이스커버(56)의 체결보스(60')는 상기 케이스본체(53)의 체결보스(60)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 케이스커버(56)의 내면에 상기 체결보스(60')가 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 체결보스(60')가 형성된 위치는 상기 케이스커버(56)의 외면 가장자리를 둘러 형성된 경사면(56s)에 대응되는 내면이다.
상기 케이스본체(53)의 일측 측벽에는 튜브체결공(64)이 형성될 수 있다. 상기 튜브체결공(64)은 케이스본체(53)를 상기 시트튜브(16)의 체결바아(17)에 체결하기 위한 것이다. 상기 튜브체결공(64)은 다수개가 형성될 수 있다. 상기 튜브체결공(64)은 본 실시례에서는 2개가 형성되어 있다. 상기 튜브체결공(64)은 상기 측면판(54')중에서 상대적으로 길이가 긴 것에 형성될 수 있다.
상기 케이스본체(53)의 일측에는 와이어공(66)이 형성될 수 있다. 상기 와이어공(66)은 상기 하면판(55')에 형성될 수 있다. 상기 와이어공(66)을 통해서는 상기 콘트롤러(50)의 내부와 외부 사이의 전기적 연결을 위한 와이어(도면부호 부여않음)가 통과할 수 있다.
상기 케이스본체(53)의 타측에는 버튼공(68)이 형성될 수 있다. 상기 버튼공(68)은 다수개가 형성될 수 있다. 상기 버튼공(68)에는 버튼(69)이 설치될 수 있다. 상기 버튼공(68)의 갯수는 예를 들면 상기 배터리(52,54)의 갯수와 같을 수 있다. 상기 버튼공(68)은 상기 상면판(55)에 형성될 수 있다. 상기 버튼공(68)에 설치되는 버튼(69)에는 시일이 있어서 버튼공(68)을 통해 물이 내부공간(58)으로 들어가지 않도록 한다.
상기 버튼공(68)에 설치되는 버튼(69)의 상면은 도 2와 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 높이차를 가질 수 있다. 상기 버튼(69)은 상기 콘트롤러(50)가 프레임(10)에 설치되었을 때, 수평면을 기준으로 높이차를 가질 수 있고 수평면에 대해 평행할 수 있다.
상기 케이스커버(56)에는 충전구통공(70)이 있을 수 있다. 상기 충전구통공(70)은 상기 케이스커버(56)가 아닌 케이스본체(53)에 형성될 수도 있다. 예를 들면 상기 케이스본체(53)의 상대적으로 길이가 짧은 측면판(54')에 형성되거나, 상기 본체판(54)에 형성될 수도 있다. 상기 충전구통공(70)에는 충전구(71)가 설치될 수 있다. 상기 충전구(71)는 일종의 충전소켓이다. 상기 충전구(71)를 통해 상기 배터리(52,53)에의 충전이 수행될 수 있다.
상기 콘트롤러케이스(52) 내부의 내부공간(58)에는 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 콘트롤러(50)를 구성하는 부품들과 와이어가 위치될 수 있다. 상기 내부공간(58)에는 제어유닛(73)이 설치될 수 있다. 상기 제어유닛(73)은 콘트롤러(50)의 기능을 수행하는 부분이다. 상기 제어유닛(73)은 예를 들면, 구동모터(46)를 포함하는 전원사용부에 전원을 공급하는 역할을 할 수 있다. 상기 제어유닛(73)은 과전압 보호기능과 저전압 보호기능 그리고 고전류 보호기능 등을 수행할 수 있다.
상기 내부공간(58)에는 밸런서(75)가 설치될 수 있다. 상기 밸런서(75)는 상기 제어유닛(73)과 연결될 수 있다. 상기 밸런서(75)는 상기 충전구(71)와도 연결될 수 있다. 상기 밸런서(75)는 상기 배터리(52,53)의 전압이 같도록 해주는 역할을 할 수 있다. 상기 밸런서(75)는 상기 배터리(52,53)의 충전량을 다양한 방식으로 조절할 수 있다. 상기 밸런서(75)는 상기 제어유닛(73)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 콘트롤러(50)는 상기 케이스커버(56)가 상기 자전거(1)의 진행방향 좌측에 있도록 상기 프레임(10)에 장착될 수 있다. 상기 콘트롤러(50)는 상기 프레임(10)에 장착될 때, 상기 케이스커버(56)가 프레임(10)을 기준으로 상기 체인(40)이 위치된 반대쪽에 있도록 할 수 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 멀티배터리용 콘트롤러 및 이를 구비한 자전거가 사용되는 것을 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 상기 프레임(10)에 설치된 배터리(52,53)에서 제공되는 전원에 의해 상기 구동모터(46)가 동작하여 상기 뒷바퀴(32')를 구동할 수 있다. 물론, 탑승자가 상기 페달(36)에 답력을 가해서 상기 체인(40)을 통해 상기 뒷바퀴(32')를 구동할 수도 있다. 상기 구동모터(46)의 사용에 있어서, 사용자가 상기 배터리(52,53)를 선택하여 온시킴에 의해서 어떤 배터리(52,53)를 사용할 것인지를 선택할 수 있다. 즉, 상기 버튼(69)중 하나를 선택하여 누름에 의해 배터리(52,53)를 선택하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 콘트롤러(50)의 밸런서(75)는 상기 배터리(52,53)를 충방전할 때, 이들 배터리(52,53)의 충방전 순서를 제어하여 상기 배터리(52,53)의 전압이 동일하게 되도록 할 수 있다. 이는 방전 시에도 마찬가지이다.
상기 배터리(52,53)에서 제공되는 전원으로 상기 구동모터(46)가 동작되면 상기 뒷바퀴(32')가 회전하면서 탑승자의 답력이 없이도 자전거(1)가 이동할 수 있다. 물론, 상기 구동모터(46)를 사용하지 않고 탑승자의 답력만으로 자전거(1)가 이동되도록 할 수 있다.
상기 배터리(52,53)의 충전은 상기 충전구(71)에 충전기의 플러그를 결합함에 의해 진행될 수 있다. 이 때, 상기 배터리(52,53)의 충전은 상기 밸런서(75)에 의해 제어될 수 있다.
한편, 상기 콘트롤러(50) 내부에 있는 부품을 유지보수할 경우에는 상기 케이스커버(56)를 개방하여 상기 케이스본체(53)의 내부공간(58)을 확인할 수 있다. 이를 위해서는 상기 케이스커버(56)의 전면에서 상기 체결보스(60,60')를 관통하고 있는 나사들을 풀어야 한다. 상기 콘트롤러(50)의 케이스커버(56)는 상기 체인(40)과는 반대쪽에 있어서, 분리 시에 체인(40)과의 간섭이 발생하지 않을 수 있다.
그리고 상기 콘트롤러(50)를 프레임(10)에서 분리하기 위해서는 상기 체결바아(17)의 체결공에 상기 튜브체결공(64)을 관통하여 체결되어 있는 나사(도시되지 않음)를 풀면 된다. 상기 콘트롤러(50)의 유지보수는 상기 케이스본체(53)를 상기 프레임(10)에 둔 상태로 하거나, 프레임(10)에서 분리해서 할 수도 있다.
상기 콘트롤러(50)는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 프레임(10)의 시트튜브(16)에 있는 체결바아(17)에 체결되어 설치되는데, 상기 케이스본체(53)의 상면판(55)과 상기 시트스테이(22)의 사이에는 소정의 공간이 있다. 따라서 사용자가 상기 버튼(69)을 조작하는 것이 어렵지 않게 될 수 있다. 상기 상면판(55)과 상기 시트스테이(22)는 서로 평행하고 소정의 간격이 있을 수 있다.
상기 하면판(55')과 상기 체인스테이(24)도 서로 마주보고 평행하게 되어 있다. 이와 같이 됨에 의해 상기 프레임(10)의 시트튜브(16), 시트스테이(22), 체인스테이(24) 사이에 콘트롤러(50)가 위치될 수 있다.
특히, 상기 케이스본체(53)의 경사면(53s)과 상기 케이스커버(56)의 경사면(56s)은 상대적으로 상기 프레임(10)으로부터 상기 콘트롤러케이스(52)가 상대적으로 덜 돌출되도록 할 수 있다. 따라서 주변의 물체, 부품 및 탑승자와 콘트롤러(50)가 서로 간섭되는 것이 최소화될 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도시된 실시례에서는 상기 구동모터(46)가 뒷바퀴(32')를 구동하는 것으로 되어 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 예를 들면, 구동모터(46)가 앞바퀴(32)의 회전중심에 설치되어 앞바퀴(32)를 구동할 수도 있다. 상기 구동모터(46)의 위치 또한 다양하게 되고, 이 경우에 동력전달구조를 통해 동력이 앞바퀴(32)나 뒷바퀴(32')에 전달될 수 있다.
1: 자전거 10: 프레임
12: 탑튜브 14: 다운튜브
16: 시트튜브 17: 체결바아
17': 체결공 18: 헤드튜브
20: 앞포크 22: 시트스테이
24: 체인스테이 26: 시트포스트
28: 시트 30: 핸들
32: 앞바퀴 32': 뒷바퀴
34: 크랭크 36: 페달
38: 구동스프라켓 40: 체인
42: 배터리 43: 배터리
44: 짐받이 46: 구동모터
50: 콘트롤러 52: 콘트롤러케이스
53: 케이스본체 53': 결합요철
54: 본체판 54': 측면판
55: 상면판 55': 하면판
56: 케이스커버 56': 결합요철
58: 내부공간 59: 돌출단
59': 오목단 60, 60': 체결보스
62, 62': 체결공 64: 튜브체결공
66: 와이어공 68: 버튼공
69: 버튼 70: 충전구통공
71: 충전구 73: 제어유닛
75: 밸런서

Claims (18)

  1. 본체판, 상기 본체판의 가장자리를 둘러 형성되는 상면판, 측면판, 하면판을 구비하는 케이스본체와,
    상기 케이스본체에 체결되어 상기 케이스본체 내부에 형성되는 내부공간을 차폐하는 케이스커버와,
    상기 케이스본체의 내부공간에 설치되고 배터리 들과 구동모터 사이에 전원을 전달하는 것을 제어하는 제어유닛과,
    상기 배터리 들의 충전과 방전을 제어하는 밸런서와,
    상기 배터리 들중에서 사용될 배터리를 선택하는 버튼들을 포함하는 콘트롤러.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스본체의 본체판 양측에 있는 측면판은 서로 길이가 다른 콘트롤러.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 본체판 양측에 있는 상기 측면판 들의 상단과 양단이 연결되는 상면판과 상기 측면판 들의 하단과 양단이 연결되는 하면판은 경사지게 형성되는 콘트롤러.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 크며, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도 보다 큰 콘트롤러.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 상면판에는 버튼공이 형성되고, 상기 버튼공에는 버튼이 시일을 둔 상태로 설치되고, 상기 하면판에는 와이어가 통과하는 와이어공이 관통하여 형성되는 콘트롤러.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 버튼은 다수개가 설치될 수 있는데, 각각의 버튼의 상면은 콘트롤러가 프레임에 설치되었을 때 수평면에 평행하고 수평면을 기준으로 높이차를 가지는 콘트롤러.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스본체의 가장자리를 둘러서는 경사면이 형성되고, 상기 케이스커버의 가장자리를 둘러서도 경사면이 형성되는 콘트롤러.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 케이스본체의 입구 가장자리와 상기 케이스커버의 대응되는 가장자리를 둘러서는 서로 대응되는 형상을 가지는 결합요철이 구비되는 콘트롤러.
  9. 탑튜브, 다운튜브, 시트튜브가 연결되어 구성되고 상기 시트튜브의 상측에서 연장되는 한쌍의 시트스테이와 상기 시트튜브의 하측에서 연장되는 한쌍의 체인스테이의 단부가 서로 결합되는 프레임과,
    상기 시트튜브에서 입출되는 시트포스트 상단에 설치되는 시트와,
    상기 프레임의 선단에 구비되어 진행방향을 조절하는 핸들과,
    상기 핸들에 의해 회전되는 앞포크와,
    상기 앞포크에 회전가능하게 설치되는 앞바퀴와,
    상기 시트스테이와 체인스테이가 연결된 단부에 회전가능하게 설치되는 뒷바퀴와,
    상기 뒷바퀴나 앞바퀴의 구동을 위한 구동력을 제공하고 상기 프레임에 설치되는 구동모터와,
    상기 프레임에 설치되고 상기 구동모터를 포함하는 전기부품에 전원을 공급하는 적어도 2개 이상의 배터리와,
    상기 배터리 들의 충방전을 제어하고 상기 구동모터를 포함하는 전기부품에 전원을 제공하는 것을 제어하며 상기 프레임의 시트튜브에 설치되어 케이스본체의 상면판이 상기 시트스테이와 마주보게 나란히 연장되고, 케이스본체의 하면판이 상기 체인스테이와 마주보게 나란히 연장되는 콘트롤러를 포함하는 자전거.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 콘트롤러의 외관을 구성하는 콘트롤러케이스는 케이스본체와 상기 케이스본체에 결합되어 내부공간을 차폐하는 케이스커버를 포함하고, 상기 시트튜브에는 체결바아가 설치되고, 상기 체결바아에 형성된 체결공에 상기 케이스본체 측면판에 형성된 튜브체결공을 관통한 나사가 체결되어 콘트롤러가 상기 시트튜브에 장착되는 자전거.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 케이스본체의 입구가장자리를 둘러서는 결합요철이 형성되고 상기 케이스커버의 대응되는 위치에는 상기 결합요철과 대응되는 결합요철이 형성되는 자전거.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 케이스본체와 케이스커버의 가장자리를 둘러서는 각각 경사면이 형성되는 자전거.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 케이스본체는 본체판, 상기 본체판의 가장자리를 둘러 형성되는 상면판, 하면판, 측면판을 포함하고, 상기 측면판은 상기 본체판의 양단에 서로 길이가 다르게 나란히 연장되는 자전거.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 상면판이 연결되는 각도는 90도 보다 크며, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 긴것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도보다 작고, 상기 측면판 중에서 상대적으로 길이가 짧은 것과 상기 하면판이 연결되는 각도는 90도 보다 큰 자전거.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 상면판에는 버튼공이 형성되고, 상기 버튼공에는 버튼이 시일을 둔 상태로 설치되고, 상기 하면판에는 와이어가 통과하는 와이어공이 관통하여 형성되는 자전거.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 버튼은 다수개가 설치될 수 있는데, 각각의 버튼의 상면은 콘트롤러가 프레임에 설치되었을 때 수평면에 평행하고 수평면을 기준으로 높이차를 가지는 자전거.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 본체판에는 상대적으로 두께가 두껍게 형성된 돌출단과 상대적으로 두께가 얇게 형성된 오목단이 구비되어 상기 돌출단에는 상기 오목단에 비해 상대적으로 폭이 넓은 부품이 설치되는 자전거.
  18. 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘트롤러에는 상기 배터리 들의 충방전을 제어하고 전원 전달을 제어하는 제어유닛과 밸런서가 구비되는 자전거.
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