KR100287352B1 - 전기자전차 - Google Patents

Abstract

배터리를 메인프레임의 한쪽방향으로만 모아서 배치하지 말고 메인프레임을 둘러싸는 형상으로 분리해서 배치함으로써 상기 배터리가 한쪽방향으로 돌출되는 것을 방지하여 승강성(乘降性)을 향상시킨 전기자전차를 제공한다.

차륜을 구동하는 구동부와, 구동부에 전원을 공급하는 배터리(12)와, 배터리(12)를 수납하고 메인프레임인 안장받침파이프(2)에 근접하여 설치된 배터리 케이스(10)를 준비하고 배터리 케이스(10)는 그 단면형상이 안장받침파이프(2)의 횡단면에 적어도 그 외주의 일부를 덮을 수 있게 오목한 부분(10c)을 갖는 형상으로 형성되어 있다.

Description

전기자전차

본 발명은 인간이 주행하는데 있어 보조수단으로 전동기(모터)의 동력을 이용하거나 또는 모터의 동력을 주행의 구동력으로 하는 전기자전차에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 승차를 순조롭게 하고 안정된 상태에서 승차할 수 있도록 배터리 케이스의 형상 및 배터리의 배치구조가 개선된 전기자전차에 관한 것이다.

종래의 전기자전차에서는 인간이 주행하는데 있어서 보조수단으로 구동용 모터가 설치되고 이 모터의 구동전원으로서 배터리가 자전차에 설치되었다.

이러한 자전차의 메인프레임은 일반적으로 도 11에 제시된 바와 같이 핸들(105)이 설치되어 있는 헤드파이프(104)와, 안장(106)이 설치되어 있는 안장받침파이프(102)와, 상기 헤드파이프(104)와 안장받침파이프(102)간에 연결되어 있는 메인 파이프(도 11에서는 배터리 케이스110에 가려서 보이지 않음) 등으로 주로 구성되어 있다.

그리고 배터리 케이스에 배터리(전지)를 장전하고, 예를 들면 도 11에 제시한 것과 같이 메인 파이프 위에 배터리 케이스(110)를 배치한 구조가 일반적으로 알려져 있다. 배터리 케이스(110)는 메인 파이프 위에 배치되지 않고 안장받침파이프(102)의 전방 또는 후방에 배치된 경우도 있다.

또한 도 11에 있어서 101은 전동모터, 감속기구, 토크센서 등을 내장한 구동부이고, 119는 메인프레임으로 설치된 금속부품부분을 씌우는 프레임커버이다. 또 115는 충전용커넥터를 덮는 뚜껑이고 이 뚜껑에 의해 수분의 침입과 오염물의 침입을 방지하고 있다.

종래의 전기자전차에서는 전술한 것과 같이 배터리 케이스는 메인 파이프의 위, 혹은 아래 또는 안장받침파이프의 전방 혹은 후방에 설치된다. 그렇기 때문에 배터리도 예를 들면 4개를 일렬로 직렬 접속한 것을 5열로 나란히 전부 직렬 접속하여 후면에 두고 배터리 케이스 내에 그대로 장전하는 구조로 되어 있다.

그러나, 배터리의 직경은 33 mm정도이고 3단정도 되면 상당히 높게되어 메인 파이프 위와 안장받침파이프 앞쪽이 상당히 돌출되어 승강성(乘降性)이 나쁘게 되는 문제가 있었다.

게다가 안장받침파이프의 전후에 설치된 경우에는 체인케이스가 있기 때문에 체인케이스 위에 배터리 케이스를 배치하는 구조로 하면 안장을 높게 하지 않을 수 없고 신장이 작은 사람에게는 발디딤이 나쁘게되어 굉장히 불편하게된다.

한편 체인케이스가 없는 부분에는 체인케이스의 옆에 배터리를 배치하는 구조로 하면 배터리가 불균형하게 되고 승차할 때 안정성이 부족하며 배터리 배열의 통합이 없고 배선도 복잡하게 돼 비용이 높아지는 문제가 있다.

또한 충전용 커넥터의 뚜껑은 빗물과 먼지의 침입을 방지하기 위하여 만들어졌지만 이와 같은 뚜껑이 설치되면 승차시에 걸려 방해가 되기도 하고 외관이 나쁠 수도 있다.

또 배터리를 장착고정하기 위하여 고정된 부품이 열쇠와 같이 움직이게 만들어 졌지만 배터리가 장착되어 있지 않아도 열쇠에 의해 고정된 부품을 동작시킬 수 있고 사용자는 확실하게 배터리를 장착하고 있지 않아도 주행할 수 있게되어 주행중에 배터리가 이탈되는 염려가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 배터리를 메인프레임의 한쪽방향만으로 통합하여 배치하지 않고 메인프레임을 둘러싸는 형상으로 분리하여 배치함으로써 한 방향으로 돌출되는 것을 방지하여 승강성을 향상시킨 자전차를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 배터리 케이스의 메인프레임과 멀리있는 측(표면측)을 원호선 또는 폭이 좁은 구조로 하여 승강성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배터리 케이스의 표면측 폭을 가능한 좁게 하여 배터리를 배치하는 전기자전차를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배터리 케이스를 안장받침파이프에 근접시켜 만드는 경우 체인케이스를 피하여 스페이스효율이 좋도록 배터리를 배치할 수 있는 전기자전차를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 충전기용 커넥터 부분을 외부에 노출시키지 않고 그 표면을 덮는 뚜껑을 생략하며 부품수를 삭감하고 외관상 세련된 배터리 케이스로 된 전기자전차를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배터리 케이스를 확실하게 고정 할 수 있고 안전한 전기자전차를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 전기자전차의 실시형태를 나타낸 측면도이다.

도 2는 도 1의 전기자전차에 있어서 배터리 케이스와 안장받침파이프 부 분의 횡단면도이다.

도 3은 도 1의 전기자전차에 있어서 배터리 케이스부분의 종단면도이다.

도 4는 도 1의 전기자전차에 있어서 충전용커넥터부분의 종단면도이다.

도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 6은 배터리 케이스 상부의 고정수단에 의해 고정된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 8은 배터리 케이스 상부의 고정수단에 의해 고정되지 않은 상태를 나타낸 단면도이다.

도 9는 도 8의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 10은 도 6의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 11은 종래의 전기자전차의 일례를 나타낸 측면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 구동부 2 : 안장받침파이프

3 : 메인 파이프 10 : 배터리 케이스

10c : 오목한부분 12 : 배터리

12a : 제1배터리백 12b : 제2배터리백

본 발명에 의한 전기자전차는 차륜을 구동하기 위한 구동부와 이 구동부에 전원을 공급하기 위한 배터리와 이들의 배터리가 장전된 메인프레임에 설치된 배터리 케이스를 구비하고, 배터리 케이스는 그 횡단면 형상이 메인프레임의 외면을 적어도 일부 덮을 수 있게 오목한 부분을 갖는 형상으로 형성된 것과 그 오목한 부분을 끼운 양측의 내부공간에 상기 배터리중의 적어도 일부가 장전되도록 구성되어 있다.

상기 메인프레임은 자전차를 구성하는 핸들이 설치된 헤드파이프, 안장이 설치된 안장받침파이프(시트 튜브), 헤드파이프와 안장받침파이프를 접속하는 메인 파이프(다운 튜브) 등의 차체프레임의 주체적인 것을 의미한다.

상기와 같은 구조를 이루기 위해서 배터리 케이스가 메인프레임의 한쪽방향으로 돌출 되지 않고 콤팩트한 형상으로 되면 승강성이 상당히 향상된다.

상기 메인프레임을 덮는 배터리 케이스의 단면형상의 외형은 상기의 오목한 부분에 마주 향하는 외부의 중심부가 둥근 활 모양 또는 그 중심부를 포함한 부분의 폭이 상기의 오목한 부분의 외면폭 보다 좁게 형성되도록 함으로서 메인프레임으로부터 돌출된 부분의 표면폭이 좁게되어 승강성이 상당히 향상된다.

상기 배터리 케이스에 장전된 여러 개의 배터리는 배터리 집합체로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 배터리 집합체는 n개(n은 2이상의 정수)의 배터리를 세로1열로 배열해 직렬접속상태로 포장한 제1의 배터리백과 n개를 여러 개를 세로 복수열로 배열하여 이것들을 직렬접속상태로 포장한 제2배터리백으로 되어있다.

그리고, 바람직하게는 배터리 케이스가 상기의 오목한 부분에 마주 향하여 형성된 볼록한 부분을 구비하고 상기 배터리 케이스는 제1배터리백이 상기의 볼록한 부분의 내부공간에 장전됨과 동시에 2개의 제2배터리백이 상기 오목한 부분에 끼운 양측의 내부공간에 제1배터리백의 방향으로 향하여 서로의 간격이 좁게된 상태에서 장전된다.

이와같이 상기 제2배터리백의 2개가 상기 제1배터리백측에 그 간격이 좁게 되도록 장전되도록 함으로써 메인프레임으로부터 떨어진 표면측에 그 폭을 원호상 또는 폭 좁게 형성하기 쉽기 때문에 바람직하다.

본 발명에 관계된 전기자전차의 보다 바람직한 것은 메인프레임이 안장으로부터 비스듬하게 아래전방으로 뻗은 안장받침파이프와, 이 안장받침파이프에 접속된 비스듬하게 위쪽전방으로 뻗은 메인 파이프를 갖게되고, 안장받침파이프와 메인 파이프의 접속부로부터 후륜측으로 뻗은 체인케이스와, 같은 접속부에 설치된 동시에 배터리 케이스의 하단을 올려놓는 것으로 안장파이프에 배터리 케이스를 설치하기 위해 받침대를 그 다음으로 준비하고, 배터리 케이스는 그 하단측 통에 체인케이스에 간섭하지 않도록 좌우폭을 같은 통의 위쪽방향 통보다도 좁게 해서 형성된 폭 좁은 부분을 갖고, 그 폭 좁은 부분에 배터리용 출력단자가 설치되 있고, 같은 통의 위쪽방향 통에 체인케이스의 윗방향으로도 벋어 폭 넓은 부분의 내부 공간에는, 안장받침파이프의 중심선과 메인 파이프의 중심선을 결합할 수 있는 중심면에 대하여 거의 좌우대칭이 될 수 있도록 상기 배터리가 장전되어 있다.

이와 같이 구성하면 배터리가 그 중심면에 대하여 거의 좌우대칭이 되고 안전성이 향상한다. 그리고 체인케이스의 옆에 출력단자와 커넥터 등의 타 전자부품을 효율적으로 잘 배치하고 자전차의 낮은 면으로부터 배터리 케이스의 높이를 낮게 할 수있다.

본 발명에 관계하는 전기자전차의 보다 바람직한 것은 배터리가 충전식이고 배터리 케이스가 배터리를 충전하기 위하여 커넥부를 메인프레임쪽으로 놓이게 하며 그 커넥터부분이 메인프레임에 의해 덮어질 수 있는 상태로 메인프레임에 설치되어 있다.

이러한 구조가 되도록 하려면 충전용 커넥터부분이 메인프레임으로부터 싸여 있기 때문에 수분의 침투와 먼지의 침입도 막기 쉽고 뚜껑이 불필요하게 되어 부품의 삭감을 꾀할 수 있다.

상기 배터리 케이스와 상기 메인프레임의 접촉면에 탄성시트가 삽입되어 있는 것이 배터리 케이스를 확실하게 고정시킬 수 있고 딱딱함을 방지하기에 바람직하다.

상기 배터리 케이스가 상기 메인프레임의 안장받침파이프에 근접하여 설치될 경우에는 상기 탄성시트가 상기 충전용 커넥터부분의 상단에 상기 배터리 케이스와 상기 안장받침파이프사이에 삽입되어 있는 것으로 안장받침파이프의 위로부터 전달되는 빗물 등의 차단을 위해서도 바람직하다.

상기 배터리 케이스가 전기충전용 커넥터부분을 덮기 위해서는 그쪽부분이 상기 메인프레임 쪽으로 구부린 구조라면 빗물 등으로부터 충전용커넥터부분을 한층 더 보호할 수 있다.

구체적으로는 상기 배터리 케이스가 단면형상에 U자모양으로 형성되고 상기 메인프레임을 덮기위해 설치되며 상기 U자모양의 낮은 부분에 상기 충전용 커넥터부분이 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 관계하는 전기자전차의 보다 바람직한 것은 배터리 케이스가 메인프레임의 소정의 통에 설치된 것을 검지하기 위한 설치검지수단과 배터리 케이스를 메인프레임에 고정하기 위하여 고정수단을 구비하며, 설치검지수단은 배터리 케이스가 메인프레임에 설치됨을 검지하고 있을 때만 고정수단에 의해 배터리 케이스를 메인프레임에 고정시킬 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 배터리 케이스가 메인프레임에 확실하게 장착될 때까지 검지수단이 배터리 케이스의 장착을 검지하지 않고 고정수단에 의한 배터리 케이스의 장착이 불가능한 상태로 되도록 한다. 그리고 배터리 케이스가 확실하게 메인프레임으로 장착되면 고정수단에 의해 배터리 케이스의 장착이 가능하게 된다.

또 검지수단의 일례로서는 상기 배터리 케이스를 비장착방향(메인프레임에 설치하는 방향과 다른 방향)으로 힘을 주는 탄성체를 갖고 있다. 그리고 상기 탄성체는 상기 배터리 케이스의 무게보다도 강한 탄성체를 갖고 있는 것이 한층 바람직하다.

이와 같이 구성되어 있으면 메인프레임에 배터리 케이스를 올려놓는 것만으로는 고정수단이 동작되지 않고 사용자가 배터리 케이스를 눌러서 탄성체를 장착방향으로 수축시켜야만 고정수단이 동작하게 된다.

그리고 상기 고정수단은 배터리 케이스를 메인프레임에 고정 및 그 해제시키는 동시에 전원스위치에 연결되어 있는 열쇠 역할을 하며 이 열쇠에 의해 배터리 케이스가 메인프레임에 고정될 때에 전원스위치가 켜지게 되도록 구성되었다.

이와 같이 구성되어 있으면 배터리 케이스의 설치가 불확실한 경우는 전원회로에 통전되지 않고 상기 배터리 케이스가 메인프레임에 정확히 고정되어야만 전원이 연결됨으로 안전하게 된다.

그리고 배터리 케이스는 메인프레임의 안장받침파이프에 적어도 전륜측 외면을 포함해 접촉되도록 설치되고, 고정수단은 안장받침파이프의 후륜측에 설치되며 또한 배터리 케이스의 상단부를 안장받침파이프에서 해제 가능하도록 고정시키는 열쇠역할을 한다.

이와 같이 구성되면 배터리 케이스가 승차에 방해되지 않고 더구나 안장받침파이프에 의존하는 것으로 배터리 케이스를 단단히 고정할 수가 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 전기자전차에 대하여 설명을 한다.

본 발명의 전기자전차는 도 1에 실시형태의 측면도가 제시된 바와 같이 차륜을 구동하는 구동부(1)와 이 구동부(1)에 전원을 공급하는 배터리와 이 배터리를 수납할 메인프레임의 일부인 안장받침파이프(2)에 근접하여 설치된 배터리 케이스(10)를 구비하고 상기 배터리 케이스(10)는 횡단면도가 도 2에 제시된 것과 같이 횡단면형상에서 안장받침파이프(2)를 적어도 그 외주(외면)의 일부를 덮는 것같이 오목한 부분(10c)을 갖는 형상으로 되어 있다.

배터리 케이스(10)는 도 2에 제시한 것 같이 단면형상에 안장받침파이프(2)의 전륜 쪽으로부터 가로 측을 덮는 것 같이 오목한 부분(10c)이 형성되어 U자형상으로 형성되어 있다. 즉 안장받침파이프(2)의 전방 또는 후방에만 배치된 것뿐만 아니라 안장받침파이프(2)의 가로방향에도 배터리 케이스가 덮은 것 같이 설치되어 있다.

다음에 도2에 제시된 예에서는 그 전방의 표면측은 안장받침파이프(2)쪽의 폭(D)으로부터 좁은 폭(E)이 될 수 있게 형성되어 있다. 배터리 케이스(10)는 플라스틱성형 등으로부터 형성된 하부 케이스(18a)와 상부 케이스(18b)로 형성되고 갈고리 모양(18c)에 끼워 맞춰서 하나의 케이스로 형성되어 있다.

배터리 케이스(10)내에는 도3 에 종단면도가 제시되어 있는 것 같이 배터리(12) 4개를 세로로 배열하여 직렬로 접속한 것을 하나의 포장체(백)로 한 제1배터리백(12a)과 4개를 직렬 접속한 묶음을 하나의 백으로 한 제2배터리백(12b)으로 구성되는 배터리 집합체가 형성되어 있다.

그리고 도2에서 제시된 것과 같이 제1의 백(12a)은 안장받침파이프(2)의 전방측 즉 오목한 부분(10c)에 마주 향하여 형성된 볼록한 부분으로서 꼭대기부분의 내부공간에 장전된 제2의 백(12b)이 안장받침파이프(2)의 가로측 즉 내부(10c)를 삽입한 양측의 내부공간으로부터 제1의 백 방향으로 향하여 장전되어 있다.

이들의 배터리(12)는 전부 직렬로 되도록 접속되어 있다. 도 2에 제시한 예는 안장받침파이프(2)를 삽입한 양측의 내부공간에 설치되는 2조의 제2의 백(12b)이 제1의 백(12a)쪽으로 그 간격이 좁게되게, 즉 횡단면형상에서 八자형으로 되게 장전되어 있다. 전술한 하부 케이스(18a)와 상부 케이스(18b)에 끼우는 갈고리 모양(18c)은 이 제2의 백(12b)의 측면에 그 중심점 정도의 위치에 형성되어 있다.

배터리 케이스(10)의 하부에는 볼록한 부분(10a)이 설치되어 있다. 이 볼록한 부분(10a)은 안장받침파이프(2)와 메인 파이프(3)의 접합부에 용접 등으로 고착된 받침대(20)의 삽입구멍(20a)으로 삽입하여 설치하였다..

그런 다음에 배터리 케이스(10)의 하단부는 체인케이스(7)를 피하기 위해서, 폭좁게 형성(도 3F참조)되고, 체인케이스(10)의 상단에는 폭넓게 형성되어 있다(도 3G참조). 그리고 전술한 배터리(12)는 폭넓게 형성된 부분에 중심면(안장받침파이프 2의 중심선과 메인 파이프 3의 중심선을 연결하는 면)에 대하여 거의 좌우대칭으로 되게 장전되어 있다. 또, 폭좁게 형성된 부분에는 충전용 커넥터(11), 휴즈(13), 출력단자(14) 등의 전장부품이 배치된 것으로, 상부의 폭넓은 부분을 거의 배터리(12)의 전용스페이스로서 효율 있게 배터리(12)를 배치할 수 있는 구조로 되어 있다.

이상과 같은 구조의 배터리 케이스(10)가 받침대(20)의 삽입구멍에 그 볼록한 부분(10a)이 삽입되면서 하단부가 고정되어 안장받침파이프(2)에 근접되고 배터리 케이스(10)의 상단 부는 안장받침파이프(2)에 설치된 열쇠로서 열쇠박스(30)의 금속부품(33)으로부터 배터리의 출력을 스위치 열쇠의 회전에 따라 움직이게 하여 단단히 조인 구조로 되어 있다.

또한 배터리 케이스(10)의 출력단자는 배터리 케이스(10)가 받침대(20)위에 올려놓게 하는 것으로 받침대(20)에 설치된 단자대(22)의 접속 핀과 접속하게 되어 있다.

또 배터리 케이스(10)의 오목한 부분(10c)의 안쪽에는 탄성시트(17)가 부착되어 있고 시트파이프(2)와의 사이에 딱딱함이 생기지 않게 단단하게 고정되게 되어 있다. 받침대(20)의 주변은 프레임카바(28)로 덮어져 받침대 부분을 보호함은 물론 외간상의 미관도 유지되고 있다.

또한, 전륜, 후륜, 핸들, 안장, 페달 및 체인 등 타의 구조와 브레이크 등의 기능은 통상의 자전차와 같은 구조 및 기능이므로 그 설명을 생략한다. 상기의 예로서는 안장받침파이프(2)의 전방으로부터 그 가로 쪽으로 걸쳐 안장받침파이프(2)를 덮기 위하여 배터리 케이스(10)가 형성되어 있지만 배터리 케이스(10)의 설치가 메인 파이프 등의 다른 메인프레임에 근접하여 설치된 경우에도 같은 모양이다.

또 배터리 케이스(10)의 메인프레임으로부터 떨어진 오목한 부분에 마주 향하는 표면측의 중심부는 단면형상에서 폭이 좁은 돌출모양으로 형성되지 않고 가로 측으로부터 연속적인 원호상으로 형성되어 있어도 좋다.

본 발명의 전동 자전차의 배터리 케이스(10)의 구조는 전술한 것과 같이, 오목한 부분(10c)이 형성되어 그 오목한 부분(10c)으로 메인프레임을 덮는 것 같이 형성되어 있다.

그 때문에 메인프레임으로부터 전방 또는 상방으로 돌출 되는 배터리 케이스의 두께 또는 높이가 종래 보다도 축소되어 있어 자전차에 승차할 때 배터리 케이스가 방해되지 않는다.

한편, 안장받침파이프(2)와 메인 파이프 등에서는 그 가로방향에 배터리 케이스(10)가 더 넓어져도 그 좌우 폭은 페달끼리의 간격보다도 좁으므로 페달을 돌릴 때와 승차시에 배터리 케이스(10)가 방해되는 일은 없고 상당히 승차감이 좋은 전기자전차가 된다.

또, 배터리 케이스(10)의 오목한 부분(오목한 부분에 대한 표면 측의 정상)이 횡단면형상에서 원호상 또는 좁은 폭으로 형성되어 있는 경우에는 한층 승강성이 좋게 된다.

전술한 구조의 배터리 케이스(10)에 장전한 여러 개의 배터리(12)는 전부 하나의 다발모양으로 모아서 장전할 수는 없지만 배터리(12)를 1열백과 2열백으로 나누어 2열백을 오목한 부분(10c)의 양측의 내부공간에 각각 장전하고, 1열백을 오목한 부분으로 향하는 볼록한 부분에 장전하는 것 보다 기본 구조의 가로 폭으로부터 배터리 케이스(10)의 전방 또는 상방의 폭은 작게 할 수 있다.

이렇게하여 배터리 케이스(10)의 어깨부분이 모나지 않게되고 원활한 원호 선으로 형성할 수 있다(도 2의 R참조).

즉, 2열백의 배터리가 상호간 평행이 되도록 장전되면 그 어깨부분이 크게 돌출된 형상이 되고 앞부분 또는 윗부분에서의 배터리 케이스의 폭이 넓게 되지만 2열백의 배터리가 비스듬하게 장전되는 것으로 전술한 것과 같이 배터리(10)의 전방 또는 상방의 폭을 좁게 할 수 있다.

그 다음으로, 양측에 설치된 2열백이 앞부분 또는 윗부분에서 좁게 되고 비스듬하게 배치가 되기 때문에 배터리 케이스(10)를 2개로 나누어서 끼워 맞춘 부분을 2열백이 가로로 되게 설계된 것으로, 갈고리 모양(18c)으로 끼워 맞추었기 때문에 공간을 확보할 수 있다. 그 결과, 배터리 케이스(10)를 콤팩트하게 또는 그 전방의 폭을 좁게 형성 할 수 있다.

그 위에 배터리 케이스(10)의 뒷부분 또는 낮은 부분을 폭 좁게 형성하므로 서 체인케이스(7)에서 멀어질 수 있고 더구나 그 폭 좁게 형성된 곳에 출력단자와 커넥터 등의 전장부품을 설치하므로 배터리(12)를 체인 케이스(7)의 위쪽의 폭 넓은 부분으로 상기 중심면에 대하여 거의 좌우대칭으로 배치 할 수 있고 콤펙트하게되어 안정한 배터리 케이스(10)가 된다.

본 발명의 전기자전차는 그 충전식 배터리(12)를 충전하는 충전용 커넥터(11)가 그 부분의 횡단면도가 도 4에 제시된 것과 같이 배터리 케이스(10)의 안장받침파이프(2)쪽으로 설치되고 그 다음으로 도 4의 A-A선 단면도가 도 5에 제시된 것 같이 안장받침파이프(2)에 의해 충전용커넥터(11)가 덮일 수 있게 상기 배터리 케이스(10)가 설치되어 있다.

배터리 케이스(10)의 낮은 부분에는 볼록한 부분(10a)이 설치되어 있고 받침대(20)에 설치된 삽입구멍부분에 끼워 맞추며 받침대(20)의 설편(舌片)(21)보다 앞 방향으로 쓰러지는 것을 방지할 수 있게 고정되어 있다.

또, 이러한 예로서는 출력단자(14)와 받침대(20)에 설치한 접속핀(23)과 접촉하게 설치되었고 받침대(20)에 올려놓는 것만으로 배터리의 출력이 나오게 되는 구조로 되어 있다.

또, 배터리 케이스(10)의 상단부분은 도 1에 제시된 것과 같이 열쇠박스(30)로부터 안장받침파이프(2)쪽으로 바싹 끌어당기는 것으로 고정되어 있다. 그 때문에 열쇠박스(30)에 의해 고정을 해제하는데 배터리 케이스(10)의 상단부를 전방으로 조금 기울이면서 상방으로 끌어올리면 간단하게 분리될 수 있고 장착 할 때는 그 역으로 상방을 조금 앞으로 기울이면서 받침대(20)위에 올려놓으면 배터리 케이스(10)의 낮은 부분의 볼록한 부분(10a)이 받침대(20)의 삽입구멍부분에 삽입되고 상방을 안장받침파이프(2)쪽으로 쓰러뜨리면 정위치에 장착되어 열쇠박스(30)에 위해 간단하게 고정시킬 수 있다.

본 발명에서는 이 배터리 케이스(10)의 낮은 부분쪽 방향에서 안장받침파이프(2)와 접하는 쪽의 중심부에 충전용커넥터(11)가 설치되어 있다. 충전용커넥터(11)는 예를 들면 도시되지 않은 충전기에 설계된 플러그를 사용하여 충전식 전지에 충전 할 수 있게 되었지만 본 발명에서는 이 충전용커넥터(11)가 안장받침파이프(2)쪽으로 설계되어있기 때문에 배터리 케이스(10)를 메인프레임에 장착한 그대로는 충전할 수 가 없고 충전할 때에는 배터리 케이스(10)를 떼어내고 충전기의 플러그를 사용하여 충전하게 된다.

한편 상기 충전용 커넥터(11)의 열린 부분은 안장받침파이프(2)로부터 폐쇄되었기 때문에 외부로부터 전연 보이지 않고 뚜껑 없이 직접 안장받침파이프(2)에 접속하여 장착한다.

이 예에서는 배터리 케이스(10)와 안장받침파이프(2)간에 탄성시트(17)가 설치되어있다. 이 탄성시트(17)는 예를 들면 발포 우레탄 폼으로 만든 것으로 양자간의 고정을 확실하게 할 수 있고 딱딱함을 방지할 수 있기 때문에 설치하는 것이 바람직하다.

도 4 내지 도 5에 제시한 예에서는 탄성시트(17)가 커넥터(11)부분 보다 상방에 설치되어 있지만 이와 같이 상방에 설치되어 있으면 배터리 케이스(10)에 고정해 놓아도 충전 시에는 하등의 부적합한 일은 생기지 않는다.

그리고 상방으로 부터 빗물이 타고 내려와도 커넥터(11)쪽으로의 침입을 방지 할 수 있다.

그러나 안장 받침파이프(2)쪽에 고착하여두면 커넥터(11)부분에도 탄성체시트(17)를 중간에 삽입할 수 있고 딱딱함을 방지할 수 있으며 수분의 침입도 방지 할 수 있다.

본 발명의 전기자전차의 배터리 케이스(10)의 상단부는 도 6에 제시한 것 같이 안장받침파이프(2)에 설치된 열쇠박스(30)의 고정부품(체결구 33)에 의해 고정된 구조로 되어 있다.

열쇠박스(30)는 도 7에 제시한 것처럼 열쇠(31)의 삽입으로 회전하여 얻은 키 스테이션(32)에 고정부품인 체결구(33)가 나사(도시되지 않음)로 고정되어 있다.

상기 체결구(33)의 외면의 일부에는 내면이 원호상의 체결부분(33a)이 형성되어 있고 회전에 의한 원주체 또는 원통체의 외면에 구름 결합된 형상으로 되어 있으며 배터리 케이스(10)에 설치된 외면이 원형의 구름결합부분(롤라 15)과 구름결합 된다(도 5 참조).

상기 체결구(33)에는 마그네트(35)가 설치되어 있고 기판설치틀(37)로 설치된 기판(도시되지 않음)에 장착된 리드스위치(도시되지 않음)에 가깝고 리드스위치가 켜지는 구조로 되어 있다.

즉 열쇠(31)의 일정량(1단)의 회전으로 체결구(33)의 체결부분(33a)이 배터리 케이스(10)의 롤라와 구름결합하여 배터리 케이스(10)를 고정시키고 1단으로 회전되면 구름결합한 상태를 유지하면서 마그네트(35)가 리드 스위치에 가깝게 되어 전원이 켜지게 되는 구조로 되어있다.

상기 체결구(33)의 체결부분(33a)과 반대측의 외면에는 도 6 및 도 8에 도시된 것과 같이 오목·볼록한 부분(33b)이 형성되고 이 오목한 부분에 끼워 맞추는 형상의 탄성체로서 형성된 스프링피스(43)에 끼워마춰서 열쇠(31)의 회전으로 크릭을 보낸다(그럴 때마다 1단마다 회전한다).

스프링피스(43)는 나사에 의해 키 스테이(42)에 설치되어 있다. 그리고 그 오목·볼록한 부분(33b)의 옆에는 갈고리 모양부분(33c)이 형성되고 배터리 케이스(10)의 고정을 해제 할 때에 이 갈고리 모양(33c)이 스토퍼 핀(44)의 돌출부분(44a)에 걸려서 열쇠(31)의 회전을 저지한다.

스토퍼 핀(44)은 도 7에 제시된 것같이 스프링(45)을 넣어서 키 스테이(42)에 설치되어 있기 때문에 스토퍼 핀(44)을 S방향으로 누르는 것으로 그 돌출부분(44a)이 갈고리 모양(33c)으로부터 떨어져 열쇠(31)를 해제방향으로 회전시킬 수 있다.

즉 부주의로 열쇠(31)를 해제방향으로 회전시켜 배터리 케이스(10)를 떨어뜨리는 일이 없도록 하고 배터리 케이스(10)를 떼어낼 때는 스토퍼 핀(44)을 누르면서 열쇠(31)를 회전시켜 배터리 케이스(10)를 분리시키게 되어 있다.

상기 갈고리 모양부분(33c)은 비틀림 형상으로 형성되어 있고 역 방향 회전, 즉 배터리 케이스(10)를 장착할 때 열쇠(31)회전은 스토퍼 핀(44)을 누르지 않고 회전시킬 수 있는 구조로 되어 있다.

스토퍼 핀(44)의 S방향의 선단에는 수지제품의 검지수단인 가압부품(50)이 접촉되도록 설치되어있다. 이 가압부품(50)은 스토퍼 핀(44)에 접속한 규제부분(50a)과 배터리 케이스(10)에 형성된 피 검지부인 볼록한 부분(10c)에 접촉되고 배터리 케이스(10)의 장착에 의해 가압되는 접촉부(50b)를 따라 형성되어 있다.

그리고 가압부품(50)에는 배터리 케이스(10)의 장착의 반대방향으로 배터리 케이스(10)에 힘을 주기 때문에 탄성체인 스프링(51)이 장착되어 있다.

배터리 케이스(10)가 장착되어 있지 않을 때는 도 9에 도시된 바와같이 스프링(51)의 힘에 따라 가압부품(50)이 배터리 케이스(10)측으로 눌러지고 있기 때문에 규제부(50a)와 스토퍼 핀(44)은 접촉되어 이 스토퍼 핀(44)은 사용자에 의해 누를 수 없게 되어있다.

또 도 10에 제시한 바대로 배터리 케이스(10)가 장착상태로 있을 때는 가압부품(50)은 배터리 케이스(10)의 볼록한 부분(10c)에 따라 눌러지고 있고 스토퍼 핀(44)과 규제부(50a)와의 접촉은 해제되어 스토퍼 핀(44)의 조작이 가능하게 된다.

가압부품(50)에 힘을 주는 스프링(51)의 힘은 배터리 케이스(10)를 적재한 것만으로 줄어들지 않을 정도로 설정되어 있어 사용자가 강압적으로 누르지 않는 이상 가압부품(50)이 이동되지 않도록 되어 있다.

상기 열쇠박스(30)는 도 6 및 도 8에 제시된 것과 같이 설치구(41)에서는 안장받침파이프(2)에 고착된 것으로 고정되어 있다. 상기 설치구(41)에는 도 7에 제시된 것같이 전술한 키 스테이션(32) 및 기판(37)이 고정되어 스토퍼 핀(44)과 스프링(45)은 보존하는 키 스테이(42)가 나사(46)로 고정되어 있다.

이 설치구(41)에서는 설형의 금속편(41a)이 설치되고 배터리 케이스(10)의 롤라부분의 돌기(10b)의 위쪽에 위치하게 설치되어 있다. 그 결과 배터리 케이스(10)의 상하진동에 대해서도 위쪽으로 떨어지는 것을 방지한다. 물론 배터리 케이스(10)의 아래쪽은 받침대(20)에 의해 유지되고 있다.

또, 다른 전륜, 후륜, 핸들, 안장, 페달, 체인 등의 구조와 브레이크 등의 기능은 통상의 자전차와 같은 구조 및 기능이므로 그 설명을 생략한다. 또한 전술한 예에서는 배터리 케이스를 안장받침파이프에 설치한 예가 있지만 메인 파이프등 타의 메인프레임에 설치한 경우에도 배터리 케이스가 세로방향 또는 기울여진 방향으로 설치된 경우는 같은 모양이다.

다음으로 이 열쇠박스(30)의 열쇠(31)의 조작에 의한 배터리 케이스(10)의 착탈 및 스위치의 작동에 대해서 도 6, 도 10, 도 8 및 도 9를 참조해 가면서 설명을 한다.

도 8 및 도 9에 제시된 것과 같이 체결구(33)의 체결부분(33a)이 배터리 케이스(10)의 롤라부분에서 구름 결합되지 않은 상태에서는 배터리 케이스(10)의 상부가 고정되지 않고 배터리 케이스(10)의 위 부분을 앞쪽으로 쓰러뜨려서 잡아 빼면 배터리 케이스(10)를 분리시킬 수 있다.

또한 배터리 케이스(10)가 고정된 상태로부터 해제상태로 전환시키려면 전술한 것과 같이 스토퍼 핀(44)을 누르지 않으면 해제할 수 없는 구조로 되어 있다.

한편 충전이 된 배터리 케이스(10)는 받침대(20)위에 그 볼록한 부분(10a)이 받침대(20)의 삽입구멍(20a)에 들어가도록 올려놓고 위 부분을 안장받침파이프(2)에 밀착시켜서 열쇠(31)를 회전시켜 체결구(33)의 체결부분(33a)이 배터리 케이스(10)의 롤라(15)에 구름 결합되며, 도 6의 상태에서 체결구(33)를 회전시켜 배터리 케이스(10)의 위 부분이 고정되도록 하여 스위치가 켜지게 된다. 그리고 열쇠(31)를 회전시켜서 체결구(33)가 회전되면 스위치가 꺼지게 된다.

또, 배터리 케이스(10)를 장착하는 경우에 대하여 설명한다.

배터리 케이스(10)를 충전하기 위해 분리하는 경우 열쇠(31)의 위치는 도 8에 제시한 것 같이 오른쪽으로 돌린 상태로 되어있다. 이 경우 도 9에 도시된 바와같이 스토퍼 핀(44)과 가압부품(50)의 규제부분(50a)이 접촉되어 스토퍼핀(44)이 눌러지지 않게 되어 있다.

그리고 배터리 케이스(10)를 장착할 때 사용자가 스프링(51)의 힘에 반향되도록 배터리 케이스(10)를 누르면 접촉부(50b)가 볼록한 부분(10c)을 눌려 가압부품(50)이 위 방향으로 눌러지기 때문에 규제부분(50a)과 스토퍼 핀(44)의 접촉부분이 떨어져 스토퍼 핀(44)을 사용자가 누를 수 있게 된다. 이와 같이 확실히 배터리 케이스(10)를 장착하지 않으면 열쇠(31)를 돌릴 수 없고 즉 배터리로부터 전원공급도 되지 않는다.

본 발명에 의하면 메인프레임의 한 방향으로 돌출 되지 않은 콤팩트한 배터리 케이스가 만들어지고 페달을 밟을 때와 자전차에 승강시에 방해가 되지 않는 전기자전차가 만들어진다. 또한, 배터리는 자전차의 중심 면에 대하여 대칭으로 배치되었기 때문에 안정성도 매우 안전하고 경쾌한 전기자전차가 된다.

Claims (12)

1. 차륜을 구동하기 위한 구동부와, 이 구동부에 전원을 공급하기 위한 배터리와 이 배터리가 장전되어 메인프레임에 설치되는 배터리 케이스를 구비하고, 이 배터리 케이스는 그 횡단면 형상이 메인 프레임의 외면을 적어도 일부분 덮을 수 있게 오목한 부분이 형성되고 이 오목한 부분에 끼운 양측의 내부공간에 적어도 상기 배터리중의 일부가 장전되도록 구성된 전기자전차.
2. 제1항에 있어서, 상기 배터리 케이스는 다수의 배터리로부터 배터리 집합체가 형성되고, 이 배터리 집합체를 세로로 배열한 1개의 제1배터리백과, 다수의 배터리를 세로로 다수를 배열한 2개의 제2배터리백으로 이루어지며 상기 배터리 케이스는 상기의 오목한 부분에 마주 향하도록 형성된 볼록한 부분이 구비되고, 상기 배터리 케이스에는 제1배터리백이 상기 볼록한 부분의 내부공간으로 장전되고, 2개의 제2배터리백이 상기의 오목한 부분에 끼운 양측의 내부공간에 제1배터리백쪽으로 향하여 서로의 간격이 좁게되는 상태에서 장전되어 있는 전기자전차.
3. 제1항에 있어서, 상기 메인프레임은 안장으로부터 비스듬하게 아래전방으로 연장된 안장받침파이프와 이 안장받침파이프에 접촉되도록 비스듬하게 위의 전방 쪽으로 연장된 메인 파이프를 갖고, 안장받침파이프와 메인 파이프의 접촉부분으로부터 후륜측으로 연장된 체인케이스와, 상기 접촉부분에 설치되어 배터리 케이스의 하단을 올려놓을 수 있도록 하여 안장받침파이프에 배터리 케이스를 설치하기 위한 받침대를 구비하며, 사기 배터리 케이스는 그 하단측부에 체인케이스에 간섭되지 않도록 좌우 폭을 상기 하단측부의 상측보다도 좁게 해서 형성시키고 이 폭 좁은 부분에 배터리용 출력단자가 설치되며 상기 하단측부의 상방측부에 체인케이스의 윗방향으로도 연장되는 폭 넓은 부분을 갖고 이 폭넓은 부분의 내부공간에서는 안장받침파이프의 중심선과 메인 파이프의 중심선을 결합할 수 있는 중심면에 대하여 거의 좌우대칭이 될 수 있도록 상기 배터리가 장전되어 있는 전기자전차.
4. 제1항에 있어서, 배터리가 충전식이고 배터리 케이스가 배터리를 충전하기 위하여 커넥터부분을 메인프레임 쪽에 있게 하고 상기 커넥터부분이 메인프레임에 의해 덮여있는 상태로 메인프레임에 설치된 전기자전차.
5. 제4항에 있어서, 배터리 케이스가 메인프레임에 접촉하여 설치되고 양쪽의 접촉면에 탄성시트가 삽입된 전기자전차.
6. 제5항에 있어서, 배터리 케이스가 메인프레임의 안장받침파이프에 설치되고 탄성시트가 배터리 케이스의 커넥터부분의 윗방향에서 배터리 케이스와 안장받침파이프의 접촉면에 삽입된 전기자전차.
7. 제4항에 있어서, 배터리 케이스의 측면부분이 메인프레임의 외면측부를 덮은 형상으로 형성되어 있는 전기자전차.
8. 제7항에 있어서, 배터리 케이스가 거의 U자 모양의 횡단면 형상을 하고 있고 그 U자부분의 낮은 부분에 커넥터 부분이 설치되어 있는 전기자전차.
9. 제1항에 있어서, 배터리 케이스가 메인프레임의 소정개소에 설치된 것을 검지하기 위한 설치검지수단과, 배터리 케이스를 메인프레임에 고정하기 위한 고정수단을 구비하고, 상기 설치검지수단이 배터리 케이스의 메인프레임에 설치를 검지 할 때만 고정수단에 의해 배터리 케이스의 메인프레임에 고정시킬 수 있도록 구성되어 있는 전기자전차.
10. 제9항에 있어서, 상기 설치검지수단은 배터리 케이스의 메인프레임에 설치하는 것에 저항하는 방향으로 힘이 주어지는 탄성체가 구비된 전기자전차.
11. 제9항에 있어서, 상기 고정수단은 배터리 케이스의 메인프레임에 고정 및 해제를 행함과 동시에 전원스위치에 연동되어 있는 열쇠역할을 하며, 이 고정수단에 의해 배터리 케이스가 메인 프레임에 고정될 때에 전원 스위치가 켜지게 되는 전기자전차.
12. 제9항에 있어서, 상기 배터리 케이스는 메인프레임의 안장받침파이프가 적어도 전륜쪽 외부면을 포함한 근방에 설치되고 상기 고정수단은 안장받침파이프의 후륜쪽에 설치됨과 동시에 배터리 케이스의 상단부분을 안장받침파이프에 해제 가능하게 고정되는 전기자전차.