KR20240001473A - Water purifier - Google Patents
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Abstract
유도 기전력을 이용하여 회전 구동력을 부가 제공할 수 있는 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치는 자전거 바퀴의 스포크의 단부와 림 사이에 밀착되도록 고정되고, 방사형으로 배치되어 바퀴와 함께 회전되는 복수개의 자성체; 상기 복수개의 자성체가 통과하는 높이에 서로 마주 볼 수 있도록 자전거의 프레임에 고정 설치되고, 상기 복수개의 자성체가 인접 위치에 오면 유도 기전력에 따라 척력 또는 인력을 제공하도록 전류가 제공되는 전자석부; 상기 전자석부에 제공되는 전류의 세기와 방향을 결정하여 제공하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전자석부에 전원을 공급하는 배터리;를 포함할 수 있다. An easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle that can additionally provide rotational driving force using induced electromotive force is disclosed. An easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to one aspect of the present invention includes a plurality of magnetic bodies that are fixed in close contact between the ends of spokes and the rim of a bicycle wheel and are radially arranged and rotate with the wheel; An electromagnet unit fixed to the frame of a bicycle so that the plurality of magnetic bodies face each other at a height through which they pass, and provided with a current to provide a repulsive or attractive force according to an induced electromotive force when the plurality of magnetic bodies come to adjacent positions; a control unit that determines and provides the intensity and direction of the current provided to the electromagnet unit; and a battery that supplies power to the electromagnet unit according to the control of the control unit.
Description
본 발명은 자전거용 전기구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도 기전력을 이용하여 회전 구동력을 부가 제공할 수 있는 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric drive device for a bicycle, and more specifically, to an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle that can additionally provide rotational driving force using induced electromotive force.
일반적으로 자전거는 사람의 근력을 이용하여 바퀴를 구동하여 달리게 되는 매우 친근한 이동수단이다. 이러한 자전거는 통상 바퀴가 두 개이나 바퀴 개수는 자전거의 종류에 따라 달라질 수 있다.In general, a bicycle is a very friendly means of transportation that runs by driving the wheels using human muscle strength. These bicycles usually have two wheels, but the number of wheels may vary depending on the type of bicycle.
근래 들어, 충전 가능한 2차 배터리 기술의 발전으로 전기 자전거가 등장하고 있다. 전기 자전거는 배터리의 전원을 이용하여 구동축에 연결된 모터를 직접 구동하는 방식이다. 즉 배터리 전원을 이용하여 사용자의 선택에 따라 모터를 구동하면 모터의 회전력에 의해 직접 바퀴가 구동되는 형식이다.Recently, electric bicycles have been appearing due to the development of rechargeable secondary battery technology. An electric bicycle uses battery power to directly drive a motor connected to a drive shaft. In other words, when the motor is driven according to the user's selection using battery power, the wheels are directly driven by the rotational force of the motor.
전기 자전거의 기존의 방식으로는 뒷바퀴의 포크 중앙에 모터 및 배터리를 삽입 또는 분리한 구동 방식으로 클러치 조합으로 동력이 전달 되어진다. 이 경우 바퀴 전체를 교체하거나 스프라켓과 프리허브를 이중으로 설치 하기 때문에 가격적인 부분과 동력 전달의 기능적인 부분이 달라진다. 즉 페달 동력으로 체인을 통해 스프라켓으로 전달되고 이 힘은 프리허브 등 라쳇의 클러치를 통해 동력 공급 여부를 결정하고 이를 통해 전기모터 모듈인 위성기어, 클러치, 모터 등의 모터허브로 연결 되므로 이중의 부품이 소모 되어진다.The existing method of electric bicycles is a driving method in which the motor and battery are inserted or separated in the center of the fork of the rear wheel, and power is transmitted through a clutch combination. In this case, the entire wheel is replaced or a double sprocket and freehub are installed, so the price and functional aspects of power transmission are different. In other words, the pedal power is transmitted to the sprocket through the chain, and this power determines whether to supply power through the clutch of the ratchet such as the freehub, and through this, it is connected to the motor hub such as the satellite gear, clutch, and motor, which are electric motor modules, so it is a double part. This is consumed.
중앙식 모터 설치 방식에도 비슷한 원리로 동작하나 하체 무게 및 기어 변속의 한계와 클러치 사이즈에 한계가 있다.The central motor installation method operates on a similar principle, but has limitations in lower body weight, gear shifting, and clutch size.
한편, 뒷바퀴 또는 앞바퀴에 모터를 이용해서 접촉식 롤 또는 터치식 방식으로 바퀴를 회전 시키는 것도 있으나 타이어 마모 및 노면의 불규칙한 곳에서 충격에 약하고 이격 거리가 일정치 못해 많은 모터 부하를 유발하고 배터리 수명이 짧아 진다. 허브형 모터는 사람의 무게가 모터 축에 걸리므로 모터 부하가 많이 작용하므로 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 더불어, 동력 효율이 떨어지는 것 외에도 정비의 어려움(기존의 스프라켓 , 프리허브 존재)이 있기 때문에 휠 사이즈 별로 제작되어 져야 하는 문제점이 있었다.On the other hand, there are some that use motors on the rear or front wheels to rotate the wheels using a contact roll or touch method, but they are vulnerable to impact due to tire wear and irregularities in the road surface, and the separation distance is not constant, which causes a lot of motor load and shortens battery life. It gets shorter. Hub-type motors have the problem of low efficiency because a person's weight is placed on the motor shaft, so the motor load is high. In addition, in addition to low power efficiency, there was a problem in that it had to be manufactured according to wheel size because there were maintenance difficulties (existing sprockets and freehubs).
또한, 중앙식 허브 모터는 변속을 잘 해주지 안으면 토크와 속도가 잘 안 나오게 된다. 로드가 체인 회전에만 작용하므로 허브형 모터 방식보다 효율이 약2배 정도 좋으나 외형상 기존에 비해 측면으로 돌출되어 있다. 이러한 자전거는 가격이 비싸며 고효율 고스펙이다.In addition, the central hub motor will not produce torque and speed well if the gears are not shifted properly. Since the rod acts only on chain rotation, the efficiency is about twice as good as the hub-type motor method, but its appearance protrudes to the side compared to the existing model. These bicycles are expensive and have high efficiency and high specs.
토크센서 방식은 페달을 밟는 힘에 따라 모터가 작동하여 운동효과를 거둘 수 있고, 모터는 조력하는 방식이다. 이 방식은 크랭크 암을 지지하는 축의 누르는 힘을 검출하여 세게 밟을수록 토크는 최대에 이르게 된다. 작은 기어에서 큰 기어 변동 시 힘 전달 할 때 토크로 동작하므로 경사진 곳에서 힘들 수 있으나, 별도의 배선 필요 없다.In the torque sensor method, the motor operates according to the force of pedaling to achieve exercise effects, and the motor assists. This method detects the pressing force of the shaft supporting the crank arm, and the harder you press, the higher the torque reaches its maximum. Since it operates using torque when transmitting power when a small gear changes to a large gear, it may be difficult in inclined places, but no separate wiring is required.
소위 PAS 방식은 스피드 센서 자석의 개수를 검출 신호 크랭크 회전과 연동하고, 무조건 1회전하면 동일한 출력을 내 준다. 즉 페달이 회전하면 모터가 작동하고, 힘이 적게 들어간다. 급발진 회피 방식으로 페달을 한 바퀴 돌고 난 후 천천히 속도 증가 방식이고, 핸들바의 조절 버튼으로 PAS 단계를 조절하고 현재 속도 누적 거리 표시하게 된다. 이에 대하여, 스로틀 방식은 모터 바이크처럼 핸들부위의 조작만으로 모터가 작동한다. 보통 PAS 전용 모델이거나 PAS, 스로틀 겸용으로 제작하게 된다. 구동력 증가에 따라 앞뒤 유압식 디스크 브레이크, 앞바퀴에 스프링 서스펜션, 뒷바퀴 9단 기어를 제공하는 경우가 많다. 정차 후 출발 또는 감속 후 급가속 시에 모터가 밀어줘서 무릎 관절의 부상을 방지하는 효과가 있고, 모터의 조력으로 저속에서 휘청이지 않아 안정성을 높여주고 피로도를 낮춰줄 수 있다. 더불어 장거리 라이딩 과 반복적 시내 단거리 주행에 도움이 된다.The so-called PAS method links the number of speed sensor magnets with the rotation of the detection signal crank, and produces the same output with just one rotation. In other words, when the pedal rotates, the motor operates and less force is used. It is a sudden acceleration avoidance method that slowly increases speed after pedaling once. The PAS level is adjusted using the control button on the handlebar and the current speed and accumulated distance are displayed. In contrast, the throttle method operates the motor just by manipulating the handle, like a motor bike. Usually, it is a PAS-only model or is manufactured for both PAS and throttle use. As driving force increases, front and rear hydraulic disc brakes, spring suspension on the front wheels, and 9-speed gears on the rear wheels are often provided. When starting from a stop or rapidly accelerating after decelerating, the motor pushes, which has the effect of preventing injury to the knee joint. The motor's assistance prevents the vehicle from swaying at low speeds, increasing stability and reducing fatigue. In addition, it is helpful for long distance riding and repetitive short distance driving around town.
그러나, 전술한 종래 기술에 따른 전기 자전거들은 모터를 바퀴 회전축에 연결하고 배터리의 전력을 이용하여 직접 구동 또는 조력하게 되는 방식이기 때문에 기존 자전거에는 설치가 어렵고, 새로이 전기 자전거를 구입해야 하는 문제점이 있었다.However, since the electric bicycles according to the prior art described above connect the motor to the wheel axis and directly drive or assist using the power of the battery, it is difficult to install them on existing bicycles, and there is a problem of having to purchase a new electric bicycle. .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 자전거에 탈부착이 용이하여 전문가가 아니더라도 제품을 구입하여 장착이 가능한 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치를 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide an electric drive device for a bicycle that is easy to attach and detach from an existing bicycle, so that even non-experts can purchase and install the product.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자전거 바퀴의 스포크의 단부와 림 사이에 밀착되도록 고정되고, 방사형으로 배치되어 바퀴와 함께 회전되는 복수개의 자성체; 상기 복수개의 자성체가 통과하는 높이에 서로 마주 볼 수 있도록 자전거의 프레임에 고정 설치되고, 상기 복수개의 자성체가 인접 위치에 오면 유도 기전력에 따라 척력 또는 인력을 제공하도록 전류가 제공되는 전자석부; 상기 전자석부에 제공되는 전류의 세기와 방향을 결정하여 제공하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전자석부에 전원을 공급하는 배터리;를 포함하는 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a plurality of magnetic bodies are fixed to be in close contact between the ends of spokes of a bicycle wheel and the rim, and are radially arranged and rotated with the wheel; An electromagnet unit fixed to the frame of a bicycle so that the plurality of magnetic bodies face each other at a height through which they pass, and provided with a current to provide a repulsive or attractive force according to an induced electromotive force when the plurality of magnetic bodies come to adjacent positions; a control unit that determines and provides the intensity and direction of the current provided to the electromagnet unit; and a battery that supplies power to the electromagnet unit according to the control of the control unit. An electric drive device for a bicycle that is easily attachable and detachable is provided.
이때, 상기 복수개의 자성체는 상기 스포크를 사이에 두고 서로 마주 보는 방향으로 한 쌍의 자성체가 조립될 수 있다.At this time, the plurality of magnetic materials may be assembled as a pair of magnetic materials facing each other with the spoke in between.
이때, 상기 한 쌍의 자성체에는 스포크가 통과할 수 있도록 통과 홈이 각각 형성될 수 있다.At this time, a passage groove may be formed in each of the pair of magnetic materials to allow the spoke to pass through.
이때, 상기 한 쌍의 자성체는 서로 밀착된 상태에서 각각 형성된 조립용 홀을 통하여 체결부재가 관통하여 체결되어 조립될 수 있다.At this time, the pair of magnetic materials can be assembled by fastening the pair of magnetic materials through the respective assembly holes formed while being in close contact with each other.
이때, 상기 전자석부는 바퀴 양측에 한 쌍으로 설치되어 고정될 수 있다.At this time, the electromagnet units may be installed and fixed as a pair on both sides of the wheel.
이때, 상기 전자석부는 절곡된 형태로 이루어지고 양 극성이 상기 스포크에 대하여 직각 방향으로 배열될 수 있다. At this time, the electromagnet part may be formed in a bent form, and both polarities may be arranged in a direction perpendicular to the spoke.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 자전거 바퀴의 회전축에 방사 방향으로 서로 마주 보도록 고정된 적어도 한 쌍의 자성체; 상기 한 쌍의 자성체의 각 높이에 서로 마주 볼 수 있는 위치에 위치하고, 자전거의 프레임에 상기 회전축을 중심으로 배치되며, 상기 한 쌍의 자성체가 인접 위치에 오면 유도 기전력에 따라 척력 또는 인력을 제공하도록 전류가 제공되는 전자석부; 상기 전자석부에 제공되는 전류의 세기와 방향을 결정하여 제공하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전자석부에 전원을 공급하는 배터리;를 포함하는 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치가 제공된다.According to another aspect of the invention, at least one pair of magnetic bodies fixed to the rotation axis of a bicycle wheel to face each other in a radial direction; The pair of magnetic bodies are located at a position where they can face each other at each height, and are arranged around the rotation axis on the frame of the bicycle, so that when the pair of magnetic bodies come to adjacent positions, they provide a repulsive force or an attractive force according to the induced electromotive force. An electromagnet unit provided with electric current; a control unit that determines and provides the intensity and direction of the current provided to the electromagnet unit; and a battery that supplies power to the electromagnet unit according to the control of the control unit. An electric drive device for a bicycle that is easily attachable and detachable is provided.
이때, 상기 한 쌍의 자성체가 180도 각도로 배치되고 상기 전자석부는 6개가 동일한 각도로 배치되거나, 상기 한 쌍의 자성체가 4쌍으로 배치되고 상기 전자석부도 동일한 각도와 개수로 배치될 수 있다.At this time, the pair of magnetic bodies may be arranged at an angle of 180 degrees and the six electromagnet units may be arranged at the same angle, or the pair of magnetic bodies may be arranged in four pairs and the electromagnet units may also be arranged at the same angle and number.
이때, 상기 전자석부의 위치를 검출하여 상기 제어부가 검출된 위치 정보에 따라 상기 전자석부를 제어할 수 있도록 자전거 프레임 일측에 고정된 위치 센서를 더 포함할 수 있다.At this time, it may further include a position sensor fixed to one side of the bicycle frame so that the control unit can detect the position of the electromagnet unit and control the electromagnet unit according to the detected position information.
상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치는 기존의 자전거에 용이하게 탈부착하여 사용할 수 있다.According to the above configuration, the easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to the present invention can be easily attached and detached to an existing bicycle.
또한, 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치는 모듈 형태로 제공되어 자전거 소유주가 직접 바퀴에 설치가 용이하게 조립할 수 있기 때문에 상품성이 매우 뛰어나다.In addition, the easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to the present invention is provided in a module form so that the bicycle owner can easily install and assemble it on the wheel, so it has excellent marketability.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치 가 설치된 자전거의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치가 설치된 바퀴의 부분 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 일부 구성요소인 자성체의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 일부 구성요소인 자성체의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 일부 구성요소인 자성체와 전자석부가 설치되는 부분의 모식도이다.
도 6은 도 5에 도시된 전자석부의 다른 실시예에 따른 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 부분 단면 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 외관 측면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 내부 구성 모식도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 일부 구성요소인 자성체와 전자석부의 두 가지 다른 예가 도시된 모식도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치에서 적용이 가능한 회로도들이다.Figure 1 is a perspective view of a bicycle equipped with an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a partial detailed view of a wheel on which an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle is installed according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a front view of a magnetic material that is a component of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view of a magnetic material that is a component of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram of a portion where a magnetic body and an electromagnet part, which are some components of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle, are installed according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram of another embodiment of the electromagnet shown in Figure 5.
Figure 7 is a side view of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a partial cross-sectional front view of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an external side view of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 is a schematic diagram of the internal configuration of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to another embodiment of the present invention.
Figures 11 and 12 are schematic diagrams showing two other examples of a magnetic body and an electromagnet part, which are some components of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to another embodiment of the present invention.
Figures 13 and 14 are circuit diagrams applicable to the easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description have been omitted in the drawings, and identical or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The words and terms used in this specification and claims are not to be construed as limited in their usual or dictionary meanings, but according to the principle that the inventor can define terms and concepts in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concepts consistent with technical ideas.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configuration shown in the drawings correspond to a preferred embodiment of the present invention, and do not represent the entire technical idea of the present invention, so the configuration may be replaced by various alternatives at the time of filing of the present invention. There may be equivalents and variations.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to describe the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to describe the presence of one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.A component being “in front,” “rear,” “above,” or “below” another component means that it is in direct contact with the other component, unless there are special circumstances. This includes not only those placed at the “bottom” but also cases where another component is placed in the middle. In addition, the fact that a component is "connected" to another component includes not only being directly connected to each other, but also indirectly connected to each other, unless there are special circumstances.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치를 설명한다. Hereinafter, an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
우선, 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치가 자전거(1)에 설치되는 위치(A, B)가 도시되어 있다. 앞 바퀴(10)와 뒤 바퀴(20)의 프레임(30)에 설치하되, 바퀴의 타이어(21)를 지지하는 림(22) 부근에 설치될 수 있다. 후술하는 다른 실시예에서는 선택에 따라 바퀴 중앙 부분에 설치될 수 있을 것이다.First, referring to Figure 1, the positions (A, B) where the easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention are installed on the bicycle (1) are shown. It is installed on the
본 발명의 일 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치는, 도 1 내지 도 8을 참고하면, 복수개의 자성체(51), 전자석부(60), 제어부(80) 및 배터리(70)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 8, the easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention includes a plurality of
상기 복수개의 자성체(51)는, 도 1 내지 도 8을 참고하면, 자전거 바퀴의 스포크(23)의 단부와 림(22) 사이에 밀착되도록 고정되고, 방사형으로 배치되어 바퀴와 함께 회전될 수 있다. 여기서 방사형으로 일정 간격을 두고 복수개의 자성체(51)가 배치될 수 있고, 이때 배치되는 복수개의 자성체(51)의 개수는 설계에 따라 변화될 수 있을 것이다.Referring to FIGS. 1 to 8, the plurality of
이때, 상기 복수개의 자성체(51)는 상기 스포크(23)를 사이에 두고 서로 마주 보는 방향으로 한 쌍의 자성체(51)가 조립될 수 있다. 이렇게 스포크(23)를 두고 양측에서 조립됨으로써 기존에 있는 자전거(1)에 설치하는 것이 매우 용이하게 할 수 있다.At this time, a pair of the plurality of
이때, 상기 한 쌍의 자성체(51)에는 스포크(51)가 통과할 수 있도록 통과 홈(51b)이 각각 형성될 수 있다. 여기서는 두 개의 스포크(23)가 통과할 수 있도록 조립되는데, 하나 이상의 스포크(23)가 통과하도록 조립될 수 있고, 통과하는 스포크의 개수는 자성체의 크기와 길이를 고려하여 다양하게 설계할 수 있다.At this time, a
이때, 상기 한 쌍의 자성체(51)는 서로 밀착된 상태에서 각각 형성된 조립용 홀(51a)을 통하여 체결부재(51c)가 관통하여 체결되어 조립될 수 있다. 한 쌍의 자성체(51)가 기존의 스포크(23)와 간섭을 피하면서 조립되는 방식이기 때문에 기존의 일반적인 자전거에도 용이하게 탈부착이 가능한 구조를 제공하게 된다.At this time, the pair of
상기 전자석부(60)는, 도 5 내지 도 8을 참고하면, 상기 복수개의 자성체(51)가 통과하는 높이에 서로 마주 볼 수 있도록 자전거(1)의 프레임(30)에 고정 설치되고, 상기 복수개의 자성체(51)가 인접 위치에 오면 유도 기전력에 따라 척력 또는 인력을 제공하도록 전류가 제공될 수 있다.Referring to FIGS. 5 to 8, the
이때, 상기 전자석부(60)는 바퀴 양측에 한 쌍으로 설치되어 고정될 수 있다. 전자석부(60)를 일측에만 설치할 수도 있으나 균형이나 제공되는 자력을 극대화하기 위해 바퀴 양측에 설치하는 것이 바람직하다.At this time, the
이때, 도 13 및 도 14를 참고하면, 본 발명에 적용될 수 있는 회로도들이 도시되어 있다. 물론 이러한 회로에 한정되는 것은 아니다.At this time, referring to Figures 13 and 14, circuit diagrams applicable to the present invention are shown. Of course, it is not limited to these circuits.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치의 일부 구성요소인 전자석부의 다른 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 전자석부(161)는 절곡된 형태로 이루어지고 양 극성이 상기 스포크(23)에 대하여 직각 방향으로 배열될 수 있다. 따라서 한쪽에서는 척력으로 다른 쪽에서는 인력이 작용하여 더욱 효율적으로 유도 기전력에 의해 발생되는 힘을 전달할 수 있다. 즉 이중의 힘을 실을 수 있기 때문에 제공하는 토크의 크기가 커지게 된다. 물론 이때에는 전류의 방향을 반대로 하여 극성을 반대로 제어하게 된다. 전자석부(161)는 한쪽에만 설치되어 있는 바, 페라이트 코어(136)에 절연지 사이에 코일(162)을 감고 케이스(164)로 감싸게 된다.Meanwhile, another embodiment of the electromagnet part, which is a component of an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to an embodiment of the present invention, is shown in FIG. 6. As shown, the
상기 제어부(80)는, 도 7 및 도 8을 참고하면, 상기 전자석부(60)에 제공되는 전류의 세기와 방향을 결정하여 제공할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the
이때, 본 발명은 상기 전자석부(60)의 위치를 검출하여 상기 제어부(80)가 검출된 위치 정보에 따라 상기 전자석부(60)를 제어할 수 있도록 자전거 프레임(30) 일측에 고정된 위치 센서(65)를 더 포함할 수 있다. 여기서는 홀센서로 제공될 수 있다. 제어부(80)는 이러한 위치 센서(65)에 의해 자성체(51)의 정확한 위치를 파악하고, 이를 바탕으로 전자석부(60)에 전류를 제어하여 공급함으로써 정확하고 효율적으로 전기 에너지를 힘 에너지로 바꾸어 바퀴의 회전 구동력에 전달할 수 있다.At this time, the present invention is a position sensor fixed to one side of the
상기 배터리(70)는, 상기 제어부(80)의 제어에 따라 상기 전자석부(60)에 전원을 공급할 수 있다.The
이때, 배터리(70)는 근래 들어 많이 사용되는 충전 가능한 2차 전지인 리튬 이온 배터리를 적용할 수 있다. 따라서 사용자는 이를 충전한 다음 사용하고 방전되기 전에 다시 충전하여 계속 사용할 수 있다.At this time, the
도 2를 참고하면, 자성체(60)가 바퀴에 설치되어 있는 일례가 도시되어 있다. 바퀴의 타이어(21)를 지지하는 림(22)의 내측에 밀착되어 자성체(51)가 설치되어 있다. 이러한 자성체(51)는 설계에 따라 방사형으로 설치되는 각도를 조절하여 개수를 변경할 수 있다.Referring to FIG. 2, an example in which a
도 3 및 도 4를 참고하면, 자성체(51)는 한 쌍이 서로 바퀴의 측면으로부터 밀착된 다음 각 체결 홀(51a)을 관통하여 체결 수단(51c)에 의해 체결될 수 있고, 스포크(23)와의 간섭을 피할 수 있도록 홈(51b)이 형성되어 있음은 전술한 바와 같다.Referring to FIGS. 3 and 4, a pair of
도 5를 참고하면, 자성체(51)와 전자석부(60) 사이의 관계가 모식도로 도시되어 있다. 바퀴에 설치된 자성체(51)에 전자석부(60)가 양쪽으로 인접하도록 설치되어 있다. 전자석부(60)는 페라이트 코어(61)에 절연지(62) 또는 절연시트 등이 외면에 감기고, 그 위에 코일(63)이 감기게 된다. 코일(63) 외면에는 다시 절연지(62)가 감기고, 그 외면은 플라스틱 케이스(64)로 포장된다. 이러한 상태에서 제어부(80)의 신호에 따라 전류가 공급되면 전자석부(60)가 자력에 의해 인접하여 통과하는 자성체(60)와 자력에 의해 회전 토크에 조력하게 된다. 더불어 전자석부(60)가 설치되는 프레임(30)의 일측에는 홀센서(65)가 설치되어 이동하는 자성체의 위치를 정확하게 검출하고, 그에 따라 제어부(80)는 가장 효율적인 타이밍에 전류를 전자석부(60)에 공급하게 된다.Referring to FIG. 5, the relationship between the
도 7과 도 8을 참고하면, 전자석부(60), 제어부(80), 그리고 배터리(70)가 설치된 상태를 볼 수 있다. 배터리(70)와 제어부(80)는 자전거 프레임(30)에 의해 지지되고, 배터리(70)와 제어부(80)인 PCB가 프레임(30)에 플라스틱 케이스 등에 의해 보호되도록 되어 있다. 상측에는 배터리(70)가 위치하고 있는데, 이는 다른 부분으로 변경이 물론 가능하다. 그 하부에 있는 제어부(80) 또한 다른 곳에 설치할 수 있다. 전자석부(60)는 프레임(30)에 의해 지지되도록 설치되고, 바퀴 양쪽으로 연장된 다음 바퀴의 림(22) 하부에 인접하는 부위에 전자석부(60)가 지지되도록 설치되어 있다. 따라서 바퀴가 회전하게 되면 전자석부(60) 사이로 각 자성체(51)가 통과하게 될 것이다. 이때 제어부(80)는 각 자성체(51)의 위치를 파악하여 적절하게 전자석부(60)에 공급되는 전류를 제어할 것이다. 이때 자성체(51)에 공급되는 전류의 흐름은 바퀴가 회전하는 속도에 따라 변화될 것이고, 전자석부(60)과 자성체(51) 사이에 유도되는 유도 기전력은 실제 자전거를 구동하는데 도움을 주게 된다. 즉 자전거를 구동하는 것은 아니고 바퀴가 회전함에 따라 유도 기전력을 바퀴의 회전 구동력을 더할 수 있다.Referring to Figures 7 and 8, the
한편, 도 9 내지 도 12를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치가 도시되어 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 9 to 12, an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to another embodiment of the present invention is shown.
본 발명의 다른 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치는, 자전거 바퀴의 회전축에 방사 방향으로 서로 마주 보도록 고정된 적어도 한 쌍의 자성체(122)와, 상기 한 쌍의 자성체(122)의 각 높이에 서로 마주 볼 수 있는 위치에 위치하고, 자전거의 프레임에 상기 회전축을 중심으로 배치되며, 상기 한 쌍의 자성체(122)가 인접 위치에 오면 유도 기전력에 따라 척력 또는 인력을 제공하도록 전류가 제공되는 전자석부(123)와, 상기 전자석부(123)에 제공되는 전류의 세기와 방향을 결정하여 제공하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전자석부에 전원을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다.An easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to another embodiment of the present invention includes at least one pair of
본 발명의 다른 실시예에 따른 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치는 자전거의 바퀴의 회전축 부근에 설치될 수 있다. 즉 소위 스프라켓이나 클러치 허브 등이 위치하는 자전거 바퀴에 용이하게 탈부착할 수 있는 제품을 제공할 수 있다.An easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle according to another embodiment of the present invention can be installed near the rotation axis of a bicycle wheel. In other words, it is possible to provide a product that can be easily attached and detached to a bicycle wheel where a so-called sprocket or clutch hub is located.
도 9 및 도 10을 참고하면, 기존의 스프라켓(110)과 허브 프리 휠에서 프리 휠의 외면에 삽입형 모듈(120) 형태로 용이하게 장착이 가능하다. 즉 기존 자전거에 매우 용이하게 장착이 가능하도록 모듈화가 가능한 것이다. 프리 휠(121)의 외면에 자성체(122)를 방사형으로 장착하고, 자성체(122) 외면에 공간을 두고 코일(123)을 배치할 수 있다. 코일(123)에는 제어부에 의해 배터리 전원을 바퀴의 회전에 맞추어 공급될 수 있다. 이러한 방식은 전술한 실시예와 동일한 원리에 의해 작동이 이루어지게 된다.Referring to Figures 9 and 10, the existing
도 11을 참고하면, 바퀴의 중앙 회전축 부근에 설치되는 것은 동일하고 2극 회전을 구체적으로 도시하고 있다. 기존 허브 프리 휠(121) 외면에 한 쌍의 자성체(122)가 180도 각도로 배치되고 이와 인접하게 공간을 두고 전자석부(123)는 6개가 동일한 각도로 배치되어 있다. 따라서 바퀴가 회전하게 되면 자성체(122)가 회전하게 되고, 이에 맞추어 제어부는 배터리 전원 공급을 제어할 것이다. 원리는 전술한 실시예들과 동일하다. 페라이트 코어를 만들고 절연지를 두르고 코일(123a)은 감은 것은 기존의 전자석 제작 방법과 동일하다.Referring to Figure 11, the installation near the central rotation axis of the wheel is the same and specifically shows two-pole rotation. A pair of
도 12를 참고하면, 기존 허브 프리 휠(221) 외면에 자성체(222)가 4쌍으로 배치되고 전자석부(223)도 동일한 각도와 개수로 배치될 수 있다. 물론 도 11과 동일한 원리에 의해 제어될 것이고, 회전 동력에 조력하게 된다.Referring to FIG. 12, four pairs of
여기서, 도 10 내지 도 12에 도시된 전기구동장치는 기존의 프리 휠 부근에 사용자가 직접 용이하게 모듈(120) 형태로 제작된 제품을 조립할 수 있기 때문에 매우 탈부착성이 뛰어나다. 이때 제어부와 배터리는 프레임에 지지되도록 설치될 수 있는 것은 전술한 실시예들과 동일하다.Here, the electric drive device shown in FIGS. 10 to 12 has excellent attachability and detachability because the user can easily assemble the product in the form of a
본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented in this specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add or change components within the scope of the same spirit. , deletion, addition, etc., other embodiments can be easily proposed, but this will also be said to fall within the scope of the present invention.
1 : 자전거
10, 20 바퀴
21 : 바퀴
22 : 림
23 : 스포크
30 : 프레임
51, 122, 222 : 자성체
60, 123, 223 : 전자석부
70 : 배터리
80 : 제어부1: bicycle
10, 20 wheels 21: wheels
22: Rim 23: Spoke
30:
60, 123, 223: electromagnet part 70: battery
80: control unit
Claims (9)
상기 복수개의 자성체가 통과하는 높이에 서로 마주 볼 수 있도록 자전거의 프레임에 고정 설치되고, 상기 복수개의 자성체가 인접 위치에 오면 유도 기전력에 따라 척력 또는 인력을 제공하도록 전류가 제공되는 전자석부;
상기 전자석부에 제공되는 전류의 세기와 방향을 결정하여 제공하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 상기 전자석부에 전원을 공급하는 배터리;를 포함하는, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.a plurality of magnetic bodies fixed in close contact between the ends of spokes of a bicycle wheel and the rim, and disposed radially and rotating together with the wheel;
An electromagnet unit fixed to the frame of a bicycle so that the plurality of magnetic bodies face each other at a height through which they pass, and provided with a current to provide a repulsive or attractive force according to an induced electromotive force when the plurality of magnetic bodies come to adjacent positions;
a control unit that determines and provides the intensity and direction of the current provided to the electromagnet unit; and
An electric drive device for a bicycle that is easily attachable and detachable, including a battery that supplies power to the electromagnet unit according to the control of the control unit.
상기 복수개의 자성체는 상기 스포크를 사이에 두고 서로 마주 보는 방향으로 한 쌍의 자성체가 조립된, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.According to claim 1,
An electric drive device for a bicycle that is easily attachable and detachable, wherein the plurality of magnetic materials are assembled in a direction facing each other with the spoke in between.
상기 한 쌍의 자성체에는 스포크가 통과할 수 있도록 통과 홈이 각각 형성된, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.According to clause 2,
An electric drive device for a bicycle that is easily attached and detachable, in which a passage groove is formed in each of the pair of magnetic materials to allow a spoke to pass through.
상기 한 쌍의 자성체는 서로 밀착된 상태에서 각각 형성된 조립용 홀을 통하여 체결부재가 관통하여 체결되어 조립된, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.According to clause 2,
An electric drive device for a bicycle that is easily attached and detachable, in which the pair of magnetic materials are assembled by fastening a fastening member through each formed assembly hole while being in close contact with each other.
상기 전자석부는 바퀴 양측에 한 쌍으로 설치되어 고정된, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.According to claim 1,
The electromagnet unit is installed and fixed as a pair on both sides of the wheel, and is an easily attachable and detachable electric drive device for a bicycle.
상기 전자석부는 절곡된 형태로 이루어지고 양 극성이 상기 스포크에 대하여 직각 방향으로 배열된, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.According to claim 1,
An electric drive device for a bicycle that is easily attached and detachable, wherein the electromagnet part is made in a bent shape and both polarities are arranged in a direction perpendicular to the spoke.
상기 한 쌍의 자성체의 각 높이에 서로 마주 볼 수 있는 위치에 위치하고, 자전거의 프레임에 상기 회전축을 중심으로 배치되며, 상기 한 쌍의 자성체가 인접 위치에 오면 유도 기전력에 따라 척력 또는 인력을 제공하도록 전류가 제공되는 전자석부;
상기 전자석부에 제공되는 전류의 세기와 방향을 결정하여 제공하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 상기 전자석부에 전원을 공급하는 배터리;를 포함하는, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.At least one pair of magnetic bodies fixed to the rotation axis of a bicycle wheel to face each other in a radial direction;
The pair of magnetic bodies are located at a position where they can face each other at each height, and are arranged around the rotation axis on the frame of the bicycle, so that when the pair of magnetic bodies come to adjacent positions, they provide a repulsive force or an attractive force according to the induced electromotive force. An electromagnet unit provided with electric current;
a control unit that determines and provides the intensity and direction of the current provided to the electromagnet unit; and
An electric drive device for a bicycle that is easily attachable and detachable, including a battery that supplies power to the electromagnet unit according to the control of the control unit.
상기 한 쌍의 자성체가 180도 각도로 배치되고 상기 전자석부는 6개가 동일한 각도로 배치되거나, 상기 한 쌍의 자성체가 4쌍으로 배치되고 상기 전자석부도 동일한 각도와 개수로 배치된, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.According to clause 7,
A bicycle in which the pair of magnetic bodies are arranged at an angle of 180 degrees and six electromagnet units are arranged at the same angle, or the pair of magnetic bodies are arranged in four pairs and the electromagnet units are also arranged at the same angle and number, and are easily attached and detachable. Electric drive device for use.
상기 전자석부의 위치를 검출하여 상기 제어부가 검출된 위치 정보에 따라 상기 전자석부를 제어할 수 있도록 자전거 프레임 일측에 고정된 위치 센서를 더 포함하는, 탈부착이 용이한 자전거용 전기구동장치.
According to claim 1 or 7,
An electric drive device for a bicycle that is easily attached and detachable, further comprising a position sensor fixed to one side of the bicycle frame so that the control unit can detect the position of the electromagnet unit and control the electromagnet unit according to the detected position information.
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