KR101627932B1 - 접이식 전기자전거 - Google Patents

Abstract

접이식 전기자전거가 개시된다. 본 발명은 원터치식으로 손잡이를 잡은 상태에서 트랜스폼 버튼을 누르게 되면 자동으로 전기자전거가 원형 모양으로 접이도록 구성된 접이식 전기자전거에 관한 것이다. 본 발명에 의한 접이식 전기자전거는 전기 배터리에 의해 구동되는 프론트 휠; 상기 프론트 휠의 일부를 덮는 동시에 프론트 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 케이스 프레임; 상기 휠 케이스 프레임을 스티어링 포스트를 회전시켜 조향할 수 있도록 상기 휠 케이스 프레임 상부에 설치된 프론트 바디 프레임; 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 일단에는 리어 휠이 설치된 리어 바디 프레임; 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 접히면 상기 리어 바디 프레임의 안착홈에 안착되며 슬롯 손잡이를 구비한 안장 프레임;을 포함한다.

Description

접이식 전기자전거 {Electric collapsible bicycles}

본 발명은 접이식 전기자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원터치식으로 손잡이를 잡은 상태에서 트랜스폼 버튼을 누르게 되면 자동으로 전기자전거가 원형 모양으로 접이도록 구성된 접이식 전기자전거에 관한 것이다.

일반적으로, 자전거는 두 개의 휠을 사용하고 페달과 이에 연결된 체인, 기어를 구비하여 페달을 밟는 인력에 의해 구동되는 것이 통상적인 구조이다.

이러한 인력에 의해 구동되는 자전거는 차체 프레임에 두 개의 휠을 설치하고, 통상 후방의 휠을 구동하도록 페달과 휠을 체인으로 연결한다. 또한 주행의 편리성을 위해 기어를 다단으로 설치하는 것이 일반적이다. 따라서 운행자는 자전거에 올라타고 페달을 밟아 후방의 휠을 구동하는 동시에 전방의 휠에 연결된 핸들을 조작하여 조향하며 나아간다.

자전거는 이산화탄소를 전혀 배출하지 않아 환경 친화적인 운송수단인 동시에 국민건강에도 이바지하는 측면이 있어, 자전거의 사용은 국가에서도 장려하고 있는 것은 주지한 바와 같다. 물론 자전거 사용을 장려하는 것은 국민건강 증진의 측면보다는 환경 친화적인 운송수단이기 때문이다.

현대에는, 단순한 자전거보다는 레저 또는 특수 목적으로 다양한 종류의 자전거들이 많이 출시되고 있다. 포장도로에서 속도를 높여 달리는 사이클이나 널리 알려진 산악자전거가 그러한 것들이다. 따라서 국가나 지방자치 단체에서도 자전거 사용을 장려하기 위하여 자전거 전용도로를 건설하는 등의 노력을 기울이고 있다.

자전거는 레저 활동으로도 많이 사용되나 근거리 운송수단으로 더욱 애용되는 것이 현실이다. 운송수단으로 이용되는 경우, 근력이 강한 젊은 층에게는 별 다른 문제가 없으나 근력이 약한 노약자와 같은 경우에는 문제가 될 수 있다. 또 자전거로 이동하기에는 좀 먼 거리를 이동하는 경우에도 무리가 따르는 문제점이 있다.

이러한 구동력을 보충하기 위하여, 전기배터리와 모터를 설치한 전기 자전거가 시판되고 있다. 전기자전거는 일반적인 자전거에 말 그대로 배터리와 모터만을 설치한 것이기 때문에 무게가 상당히 증가하고 디자인 측면에서 상당히 불리하게 작용하는 문제점이 있다. 그래도 전기 에너지를 보조적으로 사용하여 운행을 하게 되기 때문에 체력적인 안배에서는 훌륭한 대안이 될 수 있다. 물론 이러한 전기자전거는 도심지에서 운행한 다음 사용자가 들고 다닐 수는 없다.

자전거는 차체의 변형이 가능한 유무에 따라, 일반자전거와 접이식 자전거로 구분할 수 있다. 일반 자전거는 핸들이나 안장의 높이 정도만을 조절할 수 있을 뿐이고, 접이식 자전거는 차체 프레임을 반으로 접는 것이 일반적으로 적용되는 접이식 자전거이고, 그렇게 반으로 접어서 차량의 트렁크 등에 넣어 운반하는 경우가 대부분이다.

접이식 자전거에는 반으로 접는 방식 외에도, 소위 스트라이다라 불리는 접이식 자전거도 있으며, 그 외에도 다양하고 기발한 방식으로 접을 수 있는 저전거들이 개발되고 있는 실정이다.

그러나 전기배터리로 주행이 가능하고 접이식인 자전거는 현재 거의 전무한 실정이다.

US 2010-0212978

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 운행 후 원터치식으로 버튼을 누르면 전기자전거가 하나의 원형으로 콤팩트하게 접힐 수 있는 구조를 갖는 접이식 전기자전거를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 전기 배터리에 의해 구동되는 프론트 휠; 상기 프론트 휠의 일부를 덮는 동시에 프론트 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 케이스 프레임; 상기 휠 케이스 프레임을 스티어링 포스트를 회전시켜 조향할 수 있도록 상기 휠 케이스 프레임 상부에 설치된 프론트 바디 프레임; 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 일단에는 리어 휠이 설치된 리어 바디 프레임; 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 접히면 상기 리어 바디 프레임의 안착홈에 안착되며 슬롯 손잡이를 구비한 안장 프레임;을 포함한다.

바람직하게는, 상기 슬롯 손잡이 일측에는 트랜스폼 버튼이 구비되고, 상기 트랜스폼 버튼의 입력에 따라, 상기 리어 바디 프레임과 상기 안장 프레임 각각의 회전부위에 설치된 트랜스폼 모터가 작동함으로써 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접히거나 펼쳐질 수 있다.

바람직하게는, 상기 휠 케이스 프레임에는 복수개의 롤러가 회전 가능하게 설치되고, 상기 롤러는 상기 프론트 휠에 내접하도록 설치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 프론트 휠 내측면에는 내접기어가 구비되고, 상기 내접기어에는 피니언 기어가 맞물리며, 상기 피니언 기어는 상기 휠 케이스 프레임 내부에 설치된 주행 모터에 의해 회전 구동될 수 있다.

바람직하게는, 상기 프론트 바디 프레임 상부에는 스티어링 포스트가 휠 케이스 프레임을 회전시켜 조향할 수 있도록 설치되되, 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 스티어링 포스트 상단 부근에는 양쪽으로 핸들이 설치되고, 상기 핸들 끝단이 각각 하측 방향으로 회전되어 핸들 포스트와 평행한 상태로 접힐 수 있도록 설치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 안장 프레임의 상부에는 안장이 설치되고, 상기 안장은 두 개의 패널이 하측방향으로 접힐 수 있도록 설치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 휠 케이스 프레임 내부에는 프론트 휠을 구동하기 위한 주행 모터 외의 다른 모터에 전기를 공급하기 위한 트랜스폼용 배터리가 더 구비될 수 있다.

바람직하게는, 상기 리어 휠은 부하가 걸리지 않는 아이들 휠을 적용할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 본 발명에 의한 접이식 전기자전거는 원터치식으로 버튼을 입력하면 전기자전거를 각 부분들이 자동으로 원형의 프론트 휠 주위로 미려한 형태로 접혀 소지하고 이동하거나 보관하기가 매우 편리한 이점을 제공한다.

(2) 본 발명에 의한 접이식 전기자전거는 전기자전거임에도 불구하고 접히면 작은 접시형으로 변형되기 때문에 보관공간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 소지와 이동이 매우 편리한 이점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 내부 구성요소를 개략적으로 표시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 전방 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 후방 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 접히는 순서를 보여주는 측면도들이다.
도 7은 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 접힌 상태의 사시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 평면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 정면도이다.
도 10은 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 배면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 저면도이다.
도 12는 본 발명에 의한 접이식 전기자전거의 일부 구성요소인 안장의 접히는 것을 보여주기 위한 배면도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 접이식 전기자전거(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 프론트 휠(10), 휠 케이스 프레임(20), 프론트 바디 프레임(70), 리어 바디 프레임(90), 안장 프레임(100)을 포함한다.

상기 프론트 휠(10)은 전기 배터리(20)에 의해 구동되는 바, 휠 케이스 프레임(20) 내부에 설치된 주행 모터(30)에 연결된 주행용 배터리(20)의 전원에 의해 구동된다.

상기 휠 케이스 프레임(20)은 상기 프론트 휠(10)의 일부를 덮는 동시에 프론트 휠(10)을 회전 가능하게 지지한다.

상기 휠 케이스 프레임(20)에는 복수개의 롤러(12)가 회전 가능하게 설치되고, 상기 롤러(12)는 상기 프론트 휠(10)에 내접하도록 설치된다.

상기 프론트 휠(10) 내측면에는 내접기어(12a)가 구비되고, 상기 내접기어(12a)에는 피니언 기어(31)가 맞물리며, 상기 피니언 기어(31)는 상기 휠 케이스 프레임(20) 내부에 설치된 주행 모터(30)에 의해 회전 구동된다.

상기 프론트 바디 프레임(70)은 상기 휠 케이스 프레임(20)을 조향할 수 있도록 그 상부에 회전 가능하게 설치된다.

상기 프론트 바디 프레임(70) 상부에는 스티어링 포스트(80)가 휠 케이스 프레임(20)을 회전시켜 조향할 수 있도록 설치되되, 상기 프론트 바디 프레임(70)에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치된다.

상기 스티어링 포스트(80) 상단 부근에는 양쪽으로 핸들(86)이 설치되고, 상기 핸들(86) 끝단이 각각 하측 방향으로 회전되어 핸들 포스트(80)와 평행한 상태로 접힐 수 있도록 설치된다.

상기 리어 바디 프레임(90)은 상기 프론트 바디 프레임(70)에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 일단에는 리어 휠(91)이 설치된다. 상기 리어 휠(91)은 부하가 걸리지 않는 아이들 휠이다.

상기 안장 프레임(100)은 상기 프론트 바디 프레임(70)에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 접히면 상기 리어 바디 프레임(90)의 안착홈(92a)에 안착되며 슬롯 손잡이(100a)를 구비한다.

상기 안장 프레임(100)의 상부에는, 도 12를 참고하면, 안장(104)이 설치되고, 상기 안장(104)은 두 개의 패널이 하측방향으로 접힐 수 있도록 설치된다.

상기 슬롯 손잡이(100a) 일측에는 트랜스폼 버튼(105)이 구비되고, 상기 트랜스폼 버튼(105)의 입력에 따라, 상기 리어 바디 프레임(90)과 상기 안장 프레임(100) 각각의 회전부위에 설치된 트랜스폼 모터(75)가 작동함으로써 상기 프론트 바디 프레임(70)에 대하여 접히거나 펼쳐지게 된다.

더불어, 상기 휠 케이스 프레임(20) 내부에는 프론트 휠(10)을 구동하기 위한 주행용 배터리(50) 외의 다른 모터에 전기를 공급하기 위한 트랜스폼용 배터리(60)가 더 구비되어 있다.

본 발명에 의한 접이식 전기자전거(1)는 전방의 프론트 휠(10)의 직경이 후방의 리어 휠(91)에 비해 훨씬 큰 형태이다.

전기자전거(1)의 구동은 프론트 휠(10)이 전기 배터리(50)에 의해 구동되는 타입으로 도 1을 참고하면, 프론트 휠(10)은 주행용 배터리(50)에 의해 구동된다. 상기 주행용 배터리(50)는 휠 케이스 프레임(20) 내부에 고정 설치되고, 주행모터(30)에 전원을 공급하도록 되어 있다.

상기 주행모터(30)는 도1을 참고하면, 주행 배터리(50)의 전원에 따라 피니언 기어(31)를 구동하고 피니언 기어(31)가 맞물린 내접기어(12a)가 결국 구동되어 타이어(11)와 바닥면과의 마찰력에 의해 전기자전거(1)가 주행하게 된다.

상기 주행 배터리(50) 인근에는 같은 방식으로 트랜스폼용 배터리(60)가 고정 설치되어 있다. 트랜스폼용 배터리(60)는 주행을 위한 구동력 외의 다른 용도의 전원 공급을 담당하게 된다. 즉 전기자전거(1)를 접거나 펴는 구동력과 LED 등의 조명 등에 필요한 전원을 공급하게 된다. 따라서 주행 배터리(60)의 전원이 거의 소모 되었더라도 전기자전거(1)를 접을 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 전원을 이원화하여 주전원이 소진되더라도 보조전원이 전기자전거(1)를 접을 수 있게 되어 모든 전원이 소모되어 전기자전거(1)를 접지 못하게 되는 상태를 미연에 방지하고, 특별한 경우에는 컨트롤러(40)의 조정하여 트랜스폼용 배터리(60)의 전원을 전용하여 구동력으로 공급할 수 있도록 할 수 있는 것을 물론이다.

상기 프론트 휠(10) 내부에는 복수개의 상기 롤러(12)가 내접하도록 설치되고, 상기 롤러(12)들은 휠 케이스 프레임(20)에 회전가능하게 지지되어 설치된다. 이러한 구조에 의해 상기 프론트 휠(10)이 상기 휠 케이스 프레임(20)에 회전 구동 가능하게 설치되는 것이다.

상기 휠 케이스 프레임(20)은 스티어링 회전축(72)을 통하여 상기 스티어링 포스트(80)로 연장되어 연결된다. 따라서 스티어링 포스트(80)를 회전시키면 조향이 되는 것이다.

상기 휠 케이스 프레임(20)은 베어링(71)에 의해 프론트 바디 프레임(70)에 연결된다. 따라서 프론트 휠(10)은 바디 프레임들(70,90)에 대하여 회전되어 조향이 가능하게 되는 것이다.

상기 프론트 바디 프레임(70)은 상기 프론트 휠(10)을 하부에 지지하는 구성이기 때문에 상기 리어 바디 프레임(90)과 함께 사람과 자중을 프론트 휠(10)과 리어 휠(91)에 전달하는 역할을 한다.

상기 프론트 바디 프레임(70)의 상부에는 상기 스티어링 포스트(80)가 설치된다. 상기 스티어링 포스트(80)는 핸들(86)을 지지하고, 그 핸들(86)의 조향에 따른 회전을 하부의 휠 케이스 프레임(20)에 전달한다.

상기 프론트 바디 프레임(70)에는 피니언(73)이, 상기 스티어링 포스트(80)에는 상기 피니언(73)과 맞물리는 구동기어(82)와 이를 구동하는 모터(81)가 설치되어 상기 스티어링 포스트(80)가 상기 프론트 바디 프레임(70)에 대하여 접힐 수 있도록 되어 있다.

상기 프론트 바디 프레임(70)에는 핀 겸 센서(74)가 설치되어 있고, 전기자전거(1)가 펼쳐진 자전거 형태에서 둥근 접시 형태로 접히기 전에 핸들 센터를 맞춰주어 고정을 해주고 각 관절인 프레임이 작동하게 하는 센서이다. 즉 상기 핀 겸 센서(74)에 의해 센터가 맞춰진 경우에만 각 프레임들이 접히기 시작한다.

상기 스티어링 포스트(80)는 전방에는 LED 램프(83)가 설치되어 야간 주행시 전방을 밝힐 수 있도록 되어 있고, 상단에는 핸들(86)을 접기 위한 기어들(85)과 모터(84)가 설치되어 있다. 핸들(86)을 접기 위한 기어들(85)과 모터(84)는 무게와 기계설계의 단순화를 위하여 생략하고 수동으로 접는 것도 가능하다.

상기 핸들(86)에는 스로틀 형식의 브레이크를 설치하는 바, 스로틀을 감는 형식으로 해서 브레이크 레버를 없앤다. 또한, 속도 조절 스로틀을 적용하여, 스로틀을 감아 속도 조절 가능하도록 한다. 더불어, 도 3을 참고하면, 주행거리, 배터리 잔량 표시 LCD 패널(80b)을 통하여 표시하고, 터치 기능에 의해 전기자전거(1)의 각종 세팅을 입력할 수 있도록 한다.

상기 핸들 포스트(80)에는 절개면(80a)이 형성되어 있고, 그 곳에 핸들(86)이 접혀 위치하게 되어 매우 외관이 미려하게 된다.

상기 리어 바디 프레임(90)은 중앙 폴딩 모터(75)의 구동과, 구동기어(76)와 피니언(92)에 의해 상기 프론트 바디 프레임(70)에 대하여 폴딩된다. 물론 펼쳐지는 것은 그 반대로 모터(75)가 구동되어 이루어진다.

이와 동시에, 안장 프레임(100)도 상기 피니언(92)에 형성된 기어(93, 103)에 맞물린 기어(101)와 회전 전달축(102)에 의해 안장(104)이 폴딩되는 동시에 접혀 리어 바디 프레임(90)의 안착홈(92a)에 안착된다. 안장(104)이 폴딩되는 것을 기구적으로 설치하여 해결하고 있으나, 설계와 디자인 적인 문제에 의해 안장 폴딩은 수동으로 할 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

상기 리어 바디 프레임(90)에는 상기 안장 프레임(100)과 안장(104)이 접힌 경우 외면이 접시형태의 원형을 이루도록 디자인되어 매우 미려하다.

도 2와 도 3을 참고하면, 평상시 주행 가능한 상태의 자전거(1)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 페달 대신에 발받침(20b)이 설치되어 있고, 그 발받침(20b)은 수동으로 홈(20a)에 접었다가 펼 수 있도록 되어 있다. 물론 자동으로 하는 것도 가능함은 물론이다.

전기자전거(1)는 일반 자전거와 페달과 체인 등이 보이지 않아 매우 단순하고 세련된 디자인을 가지고 있다.

도 4 내지 도 7을 참고하면, 슬롯 손잡이(100a)를 잡고 트랜스폼 버튼(105)을 누르면, 주행 가능한 상태에서 접히기 시작한다.

핸들(86)과 스티어링 포스트가(80) 프론트 바디 프레임(70) 상면쪽으로 접히게 되고, 리어 바디 프레임(90)과 안장 프레임(100)이 동시에 프론트 휠(10) 쪽으로 회전해서 접히게 되어, 결국 도 6과 도 7의 상태로 된다.

전기 자전거(1)가 접히게 되면, 완전한 원형은 아니나 거의 접시 형태의 원형으로 되어 소지 하거나 포장하기가 쉬운 상태가 되고 손잡이(100a)를 잡고 이동이 가능하게 된다. 물론 이동시 마치 가방처럼 사람의 몸에 걸리는 요소가 없기 때문에 이동이 매우 자연스럽고 편리하게 이루어질 수 있다.

도 12를 참고하면, 안장(104)을 접는 것을 보여준다. 안장(104)은 두 개의 패널을 서로 접을 수 있도록 설치하되, 수동으로 접거나 전술한 바와 같이 자동으로 설치할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1 : 전기자전거
10 : 프론트 휠 20 : 휠 케이스 프레임
30 : 주행 모터 40 : 컨트롤러
50 : 주행용 배터리 60 : 트랜스폼용 배터리
70 : 프론트 바디 프레임 80 : 스티어링 포스트
86 : 핸들 90 : 리어 바디 프레임
100 : 안장 프레임 104 : 안장

Claims (5)

1. 전기 배터리에 의해 구동되는 프론트 휠;
   상기 프론트 휠의 일부를 덮는 동시에 프론트 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 케이스 프레임;
   상기 휠 케이스 프레임을 스티어링 포스트를 회전시켜 조향할 수 있도록 상기 휠 케이스 프레임 상부에 설치된 프론트 바디 프레임;
   상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 일단에는 리어 휠이 설치된 리어 바디 프레임;
   상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치되고 접히면 상기 리어 바디 프레임의 안착홈에 안착되며 슬롯 손잡이를 구비한 안장 프레임;
   을 포함하고,
   상기 슬롯 손잡이 일측에는 트랜스폼 버튼이 구비되고, 상기 트랜스폼 버튼의 입력에 따라, 상기 리어 바디 프레임과 상기 안장 프레임 각각의 회전부위에 설치된 트랜스폼 모터가 작동에 의해 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접히거나 펼쳐지며,
   상기 안장 프레임의 상부에는 안장이 설치되되, 상기 안장은 두 개의 패널이 하측방향으로 접힐 수 있도록 설치되며,
   폴딩시 상기 안장 프레임이 폴딩되는 동시에 상기 안장이 접혀 상기 리어 바디 프레임의 안착홈에 안착되며, 상기 리어 바디 프레임에는 상기 안장 프레임과 안장이 접힌 경우 측면이 접시형태의 원형을 이루는 것을 특징으로 하는 접이식 전기자전거.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 휠 케이스 프레임에는 복수개의 롤러가 회전 가능하게 설치되고, 상기 롤러는 상기 프론트 휠에 내접하도록 설치된 것을 특징으로 하는 접이식 전기자전거.
4. 제3항에 있어서,
   상기 프론트 휠 내측면에는 내접기어가 구비되고, 상기 내접기어에는 피니언 기어가 맞물리며, 상기 피니언 기어는 상기 휠 케이스 프레임 내부에 설치된 주행 모터에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 접이식 전기자전거.
5. 제1항에 있어서,
   상기 프론트 바디 프레임 상부에는 스티어링 포스트가 휠 케이스 프레임을 회전시켜 조향할 수 있도록 설치되되, 상기 프론트 바디 프레임에 대하여 접힐 수 있도록 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 접이식 전기자전거.

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