KR20170003027U - 전기자전거 휠 - Google Patents

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Abstract

본 고안에서는, 외측에 타이어가 설치되는 림과, 림의 내측으로 복수개 연장하여 설치되는 스포크와, 복수개의 스포크가 연결되며 림의 중앙에 설치되는 허브를 포함하는 전기자전거 휠에 있어서, 전기자전거를 구동시키는 모터; 모터에 전력을 공급하는 배터리 모듈; 및 모터와 배터리 모듈을 제어하여 전기자전거의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 모터, 배터리 모듈 및 컨트롤러는 복수개의 스포크에 설치되고, 스포크의 면 중에서 전기자전거 휠의 축 방향과 수직한 방향에 위치하는 일면에는 배터리 모듈 수납 구멍이 설치되어 있으며 배터리 모듈 수납 구멍은 내부로 연장되어 배터리 모듈 수납 공간이 형성되어 있으며, 배터리 모듈 수납 공간에 배터리 모듈을 결합시키거나 분리할 수 있도룩 구성된 전기자전거 휠을 제공한다.

Description

전기자전거 휠{ELECTRICAL BICYCLE WHEEL}
본 고안은 전기자전거 휠에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 모터, 배터리 모듈 및 컨트롤러를 구비하는 전기자전거 휠에 관한 것이다.
최근 친환경 교통수단에 대한 수요가 빠르게 증가하면서 전기자전거의 보급이 활발하게 이루어지고 있다. 다양한 방식의 전기자전거가 개발되어 판매되고 있으며, 뒷바퀴에 전기 구동에 필요한 부품과 배터리를 모두 내장하여 일반 자전거의 뒷바퀴만 교체함으로써 일반자전거를 전기자전거로 변경시키는 올인원 전기자전거 휠도 개발되고 있다.
종래의 올인원 전기자전거 휠은 뒷바퀴의 허브를 중심으로 원형의 구조체를 설치하고 그 내부에 모터, 배터리 및 제어 장치를 전부 수납하여 이루어지는 것이 대부분이다.
이러한 구조는 하중을 적절하게 분산시키기 어려워 구동성을 저해하며, 부품을 모듈화하여 유지 관리하기 어렵고, 충전 내지는 유지보수를 위하여 빈번한 탈착이 요구되는 배터리의 결합과 분리 시에 번거로울 뿐만 아니라, 배터리의 도난 위험도 상존하는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 새로운 구조를 가지는 전기자전거 휠의 개발이 요구되고 있다.
본 고안은 전기자전거 휠의 새로운 구조를 제안함으로써, 전기자전거를 구성하는 필수 구성요소들을 휠에 하중 분산을 고려하여 배치하여 구동성을 향상시키고, 전기자전거 부품의 모듈화를 가능하게 하며, 배터리 탈착을 용이하게 하고 보안성을 향상시킬 수 있는 전기자전거 휠을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 고안에서는, 외측에 타이어가 설치되는 림과, 림의 내측으로 복수개 연장하여 설치되는 스포크와, 복수개의 스포크가 연결되며 림의 중앙에 설치되는 허브를 포함하는 전기자전거 휠에 있어서, 전기자전거를 구동시키는 모터; 모터에 전력을 공급하는 배터리 모듈; 및 모터와 배터리 모듈을 제어하여 전기자전거의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 모터, 배터리 모듈 및 컨트롤러는 복수개의 스포크에 설치되고, 스포크의 면 중에서 전기자전거 휠의 축 방향과 수직한 방향에 위치하는 일면에는 배터리 모듈 수납 구멍이 설치되어 있으며 배터리 모듈 수납 구멍은 내부로 연장되어 배터리 모듈 수납 공간이 형성되어 있으며, 배터리 모듈 수납 공간에 배터리 모듈을 결합시키거나 분리할 수 있도룩 구성된 전기자전거 휠을 제공한다.
또한, 본 고안에서 스포크는 3개가 서로 이격되어 설치되어 있는 전기자전거 휠을 제공한다.
또한, 본 고안에서 모터는 제1 구동 모터 및 제2 구동 모터를 포함하며, 3개의 스포크에는 각각 제1 구동 모터, 제2 구동 모터 및 배터리 모듈이 구분하여 설치되어 있으며, 허브에는 제1 구동 모터 및 제2 구동모터의 구동력을 합성하는 기어합성부가 설치되어 있는 전기자전거 휠을 제공한다.
또한, 본 고안에서는 배터리 모듈 수납 공간에 결합된 배터리 모듈이 분리되지 않도록 고정하는 잠금부재를 더 포함하는 전기자전거 휠을 제공한다.
또한, 본 고안에서는 잠금부재를 해제하여 배터리 모듈 수납 공간에 결합된 배터리 모듈이 분리될 때, 배터리 모듈이 탄성력을 가지고 분리될 수 있도록 하기 위하여 배터리 모듈 수납 공간의 하부에 설치된 탄성부재를 더 포함하는 전기자전거 휠을 제공한다.
본 고안의 구성을 통하여 전기자전거 부품이 하중을 적절히 분산시킬 수 있는 구조로 휠에 설치됨으로써 구동성을 향상시킬 수 있다.
본 고안의 구성을 통하여 모터 등 구동원과 배터리 등 전력 공급원을 분리하여 모듈로 스포크에 설치함으로써 유지 관리의 용이성을 높일 수 있다.
또한, 본 고안은 전기자전거 휠로부터 배터리를 결합하거나 분리할 때에 간편한 구조를 채택하였으며, 배터리의 보안성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 전기자전거 휠의 정면도이다.
도 2는 본 고안에 따른 전기자전거 휠의 배터리 모듈을 탈착하는 구성을 개념적으로 도시하며 배터리 모듈을 장착한 상태를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 고안에 따른 전기자전거 휠의 배터리 모듈을 탈착하는 구성을 개념적으로 도시하며 배터리 모듈을 탈거하는 상태를 나타내는 개념도이다.
본 고안은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 이와 같은 견지에서, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 기재는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다. "제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있으며 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 그 의미하는 바가 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되는 것으로 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 전기자전거 휠의 정면도를 도시한다.
본 실시예에 따른 전기자전거 휠(1)은 림(20)과 스포크(30)와 허브(40)로 구성되는 외형을 가질 수 있다.
림(20)은 전기자전거 휠(1)의 형상과 같이 원형으로 되어 있으며, 림(20)의 외측으로는 타이어(10)가 설치되고, 림(20)의 내측으로는 스포크(30)가 복수개 연장하여 설치되어 있다. 또한, 연장하여 형성된 복수개의 스포크(30)는 림(20)의 중앙에 설치되는 허브(40)에 연결될 수 있다. 전기자전거 휠(1)의 허브(40)에는 회전축이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 림(20)의 내측으로 연장하여 형성되는 스포크(30)가 3개 설치되어 있으며, 각각의 스포크(30)는 서로 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 하지만, 스포크(30)의 개수와 스포크(30) 사이의 이격 정도 등의 설치 위치는 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에는 스포크(30)에 전기자전거 휠을 구성하는 부품들을 배치하여 부품에 의한 하중을 적절히 분산시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 전기자전거를 구동하기 위해서는 모터(미도시)가 필요하며, 이 모터에 전력을 공급하는 배터리 모듈(50)과, 모터와 배터리 모듈(50)을 제어하여 전기자전거의 구동을 제어하는 컨트롤러(미도시)와 함께 전기자전거를 구동하기 위한 부품을 구성할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 전기자전거 구동 부품인 모터, 배터리 모듈 및 컨트롤러는 모두 스포크(30) 내에 수납하는 방식으로 설치될 수 있다. 3개의 스포크 각각에 모터, 배터리 모듈, 컨트롤러를 수납하여 설치할 수 있다. 이 경우, 서로 이격된 3개의 스포크(30)에 개별 부품들이 수납되므로, 하중이 전기자전거 휠(1)에 고르게 분산될 수 있으며, 기능별로 별도의 스포크(30)에 설치할 수 있어 모듈화가 가능하게 된다.
한편, 다른 실시예에서는 모터를 1개가 아닌 2개로 구성하여, 소위 듀얼모터로 모터의 구동력을 합성하여 속도와 토크 특성을 조절할 수 있다. 듀얼모터 구성을 위해서 제1 구동 모터(미도시)와 제2 구동 모터(미도시)의 2개의 모터와 각 모터의 구동력을 합성하는 기어합성부를 포함할 수 있다. 3개의 스포크(30)에는 각각 제1 구동 모터, 제2 구동 모터 및 배터리 모듈이 구분하여 설치될 수 있으며, 허브(40)에는 기어합성부를 설치하여 제1 구동 모터 및 제2 구동모터의 구동력을 효과적으로 합성하여 전기자전거 휠(1)을 구동할 수 있다.
3개의 스포크(30) 중 하나의 면 중에서 전기자전거 휠의 축 방향과 수직한 방향에 위치하는 면에는 배터리 모듈 수납 구멍(60)이 설치되어 있으며 배터리 모듈 수납 구멍(60)은 해당 스포크(30)의 내부로 연장되어 배터리 모듈 수납 공간을 형성할 수 있다. 배터리 모듈(50)은 배터리 모듈 수납 구멍(60)을 통하여 배터리 모듈 수납 공간에 결합되어 장착되거나 분리되어 탈거될 수 있도룩 구성될 수 있다.
본 실시예에서는 배터리 모듈(50)을 스포크(30)에 탈착 가능한 구성으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 모터나 컨트롤러도 탈착 가능한 구성으로 구현할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써, 배터리 모듈(50)을 포함하여 전기자전거 휠(1)의 부품들에 대한 유지보수 및 보관의 용이성이 향상될 수 있다.
도 2 내지 도 3은 본 고안에 따른 전기자전거 휠의 배터리 모듈을 탈착하는 구성을 개념적으로 도시하고 있다.
또한, 본 실시예에서는, 배터리 모듈 수납 공간에 배터리 모듈(50)이 장착되어 있는 상태에서는 전기자전거의 운행 중 외부 충격 등에 의해 의도치 않게 배터리 모듈(50)이 수납 공간에서 분리되지 못하도록 하는 잠금부재(70)를 포함할 수 있다.
잠금부재(70)는 홈과 걸림턱 구조, 홈과 돌출부 내지는 회전 걸쇠 구조 등 배터리 모듈(50)이 분리되지 못하도록 배터리 모듈(50)을 배터리 모듈 수납 공간 내에 고정할 수 있는 구조라면 제한없이 잠금부재로 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 본 실시예에서 잠금부재(70)는 열쇠 등 별도의 잠금해제수단을 이용하여 잠금과 잠금해제를 용이하게 조절할 수 있음은 물론이다.
또한, 본 고안에서는 잠금부재를 해제하여 배터리 모듈 수납 공간에 결합된 배터리 모듈(50)을 분리할 때, 배터리 모듈(50)이 탄성력을 가지고 튀어나와 분리될 수 있도록 하기 위하여 배터리 모듈 수납 공간의 하부(80)에 탄성부재를 설치할 수 있다. 탄성부재는 코일 스프링이나 판 스프링 등 스프링 부재를 사용할 수 있다. 배터리 모듈 수납 공간에 배터리 모듈(50)이 장착되어 있을 때에는 스프링이 압축된 상태로 잠금부재에 의해 유지되어 있다가 잠금부재가 해제되어 배터리 모듈(50)을 탈거할 때에는 압축되어 있던 스프링의 복원력에 의해 배터리 모듈(50)이 자동으로 튀어나와 분리됨으로써 탈착이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
비록 본 고안이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 실용신안청구의 범위에는 본 고안의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1: 전기자전거 휠
10: 타이어 20: 림
30: 스포크 40: 허브
50: 배터리 모듈 60: 배터리 모듈 수납 구멍
70: 잠금 부재 80: 배터리 모듈 수납 공간 하부

Claims (5)

  1. 외측에 타이어가 설치되는 림과, 상기 림의 내측으로 복수개 연장하여 설치되는 스포크와, 복수개의 상기 스포크가 연결되며 상기 림의 중앙에 설치되는 허브를 포함하는 전기자전거 휠에 있어서,
    전기자전거를 구동시키는 모터;
    상기 모터에 전력을 공급하는 배터리 모듈; 및
    상기 모터와 배터리 모듈을 제어하여 전기자전거의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 모터, 배터리 모듈 및 컨트롤러는 복수개의 상기 스포크에 설치되고,
    상기 스포크의 면 중에서 상기 전기자전거 휠의 축 방향과 수직한 방향에 위치하는 일면에는 배터리 모듈 수납 구멍이 설치되어 있으며 상기 배터리 모듈 수납 구멍은 내부로 연장되어 배터리 모듈 수납 공간이 형성되어 있으며,
    상기 배터리 모듈 수납 공간에 상기 배터리 모듈을 결합시키거나 분리할 수 있도룩 구성된 것을 특징으로 하는 전기자전거 휠.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스포크는 3개가 서로 이격되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자전거 휠.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 모터는 제1 구동 모터 및 제2 구동 모터를 포함하며,
    상기 3개의 스포크에는 각각 상기 제1 구동 모터, 제2 구동 모터 및 배터리 모듈이 구분하여 설치되어 있으며,
    상기 허브에는 상기 제1 구동 모터 및 제2 구동모터의 구동력을 합성하는 기어합성부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자전거 휠.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 모듈 수납 공간에 결합된 배터리 모듈이 분리되지 않도록 고정하는 잠금부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자전거 휠.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 잠금부재를 해제하여 상기 배터리 모듈 수납 공간에 결합된 배터리 모듈이 분리될 때, 상기 배터리 모듈이 탄성력을 가지고 분리될 수 있도록 하기 위하여 상기 배터리 모듈 수납 공간의 하부에 설치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자전거 휠.
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