KR101055010B1 - 트랙션 모터 모듈 - Google Patents

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KR101055010B1
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윤홍식
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 트랙션 모터 모듈은 프레임에 고정되는 고정축; 상기 고정축에 고정되는 하우징, 상기 하우징의 내측벽에 고정된 고정자, 상기 고정자에 의하여 형성된 공간에 배치되며 상기 하우징으로부터 돌출된 회전축 및 상기 고정자와 상기 회전축 사이에 배치된 마그네트를 포함하는 회전자를 포함하는 트랙션 모터; 및 통체 형상으로 상기 트랙션 모터를 감싸며 상기 고정축에 대하여 회전 가능하게 결합 된 허브 유닛을 포함한다.

Description

트랙션 모터 모듈{TRACTION MOTOR MODULE}
본 발명은 트랙션 모터 모듈에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전동 자전거 및 전통 스쿠터 등에 적용 가능한 트랙션 모터 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 지구 온난화를 촉진하는 탄소 배출을 감소시키기 위한 다양한 기술 개발이 진행되고 있다. 최근에는 탄소를 배출하지 않는 전동 자전거와 같은 그린 전동 장치들이 개발되고 있다.
종래 전동 자전거는 자전거의 바퀴의 회전 중심에 전동 모터를 설치하여 전동 모터의 회전력을 이용하여 사용자가 보다 적은 힘으로 자전거를 이용할 수 있는 구조를 갖는다.
종래 전동 자전거의 경우, 자전거의 핸들에 연결되며 바퀴의 일측 및 상기 일측과 대향 하는 타측에 각각 배치된 프레임들에 연결된 고정축을 갖고, 고정축에 전동 모터가 결합 된다.
또한, 종래 전동 자전거의 전동 모터의 고정자는 고정축에 연결되며 고정자는 고정축에 결합 된 코어 및 코어에 권선된 코일을 포함하며, 상기 고정자의 주변에는 회전자가 배치되고 회전자는 코어의 주변에 배치된 마그네트를 포함한다.
종래 전동 자전거의 회전자는 전동 자전거의 바퀴의 회전 중심에 배치되며 고정축에 대하여 회전하는 회전체와 결합 된다.
즉, 종래 전동 자전거는 코일이 권선된 코어가 고정축에 고정되고, 코어의 주변에 배치된 회전자가 회전함에 따라 회전자에 결합 된 회전체가 회전하여 바퀴를 회전시키는 원리로 작동된다.
종래 전동 자전거의 경우, 프레임들에 결합된 매우 작은 직경을 갖는 고정축 상에 코일이 권선된 코어가 장착되기 때문에 코어의 장착 개수를 증가시키기 어렵고, 이로 인해 삼상 모터와 같은 전동 모터를 적용하기 어려울 뿐만 아니라 삼상 모터와 같은 전동 모터를 구현하기 위해 고정축 상에 배치된 코어의 개수를 증가시킬 경우, 코어를 고정축에 장착하기 위한 별도의 부품을 필요로 할 뿐만 아니라 전동 자전거에 장착된 전동 모터의 크기 및 무게가 크게 증가 되는 문제점을 갖는다.
또한, 종래 전동 자전거의 경우, 전동 모터의 회전수를 감소시키기 위한 변속기가 전동 모터의 외부에 별도로 장착되기 때문에 전동 모터의 크기를 증가시키는 문제점을 갖는다.
또한, 종래 전동 자전거의 경우, 전동 자전거의 프레임들이 바퀴의 일측 및 타측에 각각 배치되고 프레임들에 전동 모터의 고정축이 연결되는 구조로 인해 자전거의 폭이 크게 증가 되어 전동 자전거를 접어 보관하기 어려운 구조를 갖는다.
본 발명은 전동 모터의 구조를 개선하여 크기 및 무게를 크게 감소 시키고, 전동 자전거를 접어 보관하기에 적합한 구조를 갖는 트랙션 모터 모듈을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 트랙션 모터 모듈은 프레임에 고정되는 고정축; 상기 고정축에 고정되는 하우징, 상기 하우징의 내측벽에 고정된 고정자, 상기 고정자에 의하여 형성된 공간에 배치되며 상기 하우징으로부터 돌출된 회전축 및 상기 고정자와 상기 회전축 사이에 배치된 마그네트를 포함하는 회전자를 포함하는 트랙션 모터; 및 통체 형상으로 상기 트랙션 모터를 감싸며 상기 고정축에 대하여 회전 가능하게 결합 된 허브 유닛을 포함한다.
일실시예로서, 트랙션 모터 모듈은 프레임에 고정되는 고정축; 상기 고정축에 고정되는 하우징, 상기 하우징의 내측벽에 고정된 코어들 및 상기 코어들에 의하여 형성된 공간에 배치되며 상기 하우징으로부터 돌출된 회전축 및 상기 회전축 및 상기 코어들 사이에 배치되며 상기 회전축과 결합 된 마그네트를 포함하는 트랙션 모터; 통체 형상으로 상기 트랙션 모터를 감싸며 상기 고정축에 대하여 회전 가능하게 결합 된 허브 유닛; 및 상기 회전축이 돌출된 상기 하우징의 측벽 및 상기 측벽과 마주하는 상기 허브 유닛의 측벽 사이에 배치되어 상기 회전축 및 상기 허브 유닛의 회전비를 변경하는 변속 유닛을 포함한다.
일실시예로서, 트랙션 모터 모듈은 프레임에 고정되는 고정축, 상기 고정축에 고정되는 하우징, 상기 하우징의 내측벽에 고정된 코어들 및 상기 코어들에 의하여 형성된 공간에 배치되며 상기 하우징으로부터 돌출된 회전축 및 상기 회전축 및 상기 코어들 사이에 배치되며 상기 회전축과 결합 된 마그네트를 포함하는 트랙션 모터; 통체 형상으로 상기 트랙션 모터를 감싸며 상기 고정축에 대하여 회전 가능하게 결합된 허브 유닛; 및 상기 회전축이 돌출된 상기 하우징의 측벽 및 상기 측벽과 마주하는 상기 허브 유닛의 측벽 사이에 배치되어 상기 회전축 및 상기 허브 유닛의 회전비를 변경하는 변속 유닛을 포함하며, 상기 프레임은 상기 허브 유닛과 연결된 바퀴의 일측 및 상기 일측과 대향 하는 타측 중 상기 일측에 비대칭적으로 배치된다.
본 발명의 트랙션 모터 모듈에 따르면, 트랙션 모터의 하우징의 내측면에 고정자를 고정하고 회전축에 회전자를 배치하는 구조, 트랙션 모터의 하우징의 내측면에 고정자를 고정하고 하우징 내에 변속 유닛을 형성하는 구조 및 전동 자전거의 바퀴에 프레임에 트랙션 모터의 고정축을 배치하는 구조에 의하여 전동 자전거의 부피 및 폭을 크게 감소시킬 수 있고 전동 자전거의 구동 성능을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙션 모터 모듈의 부분 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 트랙션 모터 모듈의 단면도이다.
도 3은 도 1의 트랙션 모터를 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 고정자를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랙션 모터 모듈을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 6은 도 5의 트랙션 모터 모듈의 단면도이다.
도 7은 도 5의 트랙션 모터의 후면에 배치된 변속 유닛을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙션 모터 모듈이 결합 된 자전거의 사시도이다.
도 9는 도 8의 A 방향에서 본 정면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙션 모터 모듈의 부분 절개 사시도이다. 도 2는 도 1의 트랙션 모터 모듈의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 트랙션 모터 모듈(traction motor module;1000)은 고정축(fixing shaft;50), 트랙션 모터(traction motor;100) 및 허브 유닛(hub unit;200)을 포함한다.
고정축(50)은, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 중공(52)을 갖는 금속 파이프 형상을 갖는다. 고정축(50)에는 자전거 핸들에 연결되어 자전거의 바퀴의 방향을 전환하기 위한 프레임(또는 호크)이 연결될 수 있다.
고정축(50)의 측면에는 적어도 하나의 관통홀(54)이 형성되고, 고정축(50)의 단부에는 고정축(50)에 대하여 바깥쪽으로 절곡 된 플랜지부(56)가 형성된다.
고정축(50)에는 프레임 위치 결정 와셔(58)가 삽입된다. 프레임 위치 결정 와셔(58)는 고정축(50)에 고정되는 프레임의 위치를 결정한다.
도 3은 도 1의 트랙션 모터를 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 트랙션 모터(100)는 하우징(110), 고정자(120) 및 회전자(130)를 포함한다.
하우징(110)은 제1 하우징(112) 및 제2 하우징(118)을 포함한다.
제1 하우징(112)은, 예를 들어, 원판 형상을 갖고, 제1 하우징(112)의 회전 중심에는 제1 관통홀(111)이 형성되고, 제1 하우징(112)의 제1 관통홀(111) 주변에는 3 개의 제2 관통홀(111a)들이 형성된다.
제1 관통홀(111)의 주변에 배치된 각 제2 관통홀(111a)들의 일부는 제1 관통홀(111)을 향해 연장되고 이로 인해 제1 및 제2 관통홀(111,111a)들은, 평면상에서 보았을 때, "T" 자 형상으로 형성되고, 제1 및 제2 관통홀(111,111a)들은 상호 연결된다.
제1 하우징(112)의 상면에는 고정축(50)의 플랜지부(56)가 배치되고, 제1 하우징(112) 및 고정축(50)의 플랜지부(56)는 나사 등에 의하여 견고하게 체결된다.
고정축(50)의 중공(52)은 제1 하우징(112)의 제1 관통홀(111)과 대응하는 위치에 형성되고, 이로 인해 제1 관통홀(111) 및 중공(52)은 상호 연통 된다.
제2 관통홀(111a)들 중 제1 관통홀(111)과 연결되기 위해 연장된 부분은 플랜지부(56)에 의하여 덮인다. 플랜지부(56) 및 제2 관통홀(111a) 중 제1 관통홀(111)과 연결되기 위해 연장된 부분에 의하여 형성된 공간으로는 후술 될 고정자의 스테이터 코어에 권취된 코일에 구동 신호를 인가하기 위한 배선이 통과한다.
제1 하우징(112)의 내측면에는 도우넛 형상의 회로 기판(113)이 배치되며, 회로 기판(113)은 고정축(50)의 중공(52)과 대응하는 관통홀을 갖는다. 회로 기판(113)에는 후술 될 회전자의 회전수 및/또는 회전 속도를 감지하기 위한 회전수 센서(113a)가 배치된다.
제2 하우징(118)은 상면이 개구 된 통체 형상을 갖는다. 제2 하우징(118)은 측벽(114) 및 측벽(114)의 바닥을 막는 바닥판(116)을 포함한다. 본 실시예에서, 측벽(114) 및 바닥판(116)은, 예를 들어, 일체로 형성된다.
제2 하우징(118)의 바닥판(116)의 중앙부에는 관통홀(116a)이 형성된 버링부 (116b)가 형성된다. 제2 하우징(118)의 중앙부에 형성된 관통홀(116a)로는 후술 될 회전자의 회전축이 돌출된다.
제2 하우징(118)의 바닥판(116)의 관통홀(116a)의 주변에는 도 1에 도시된 바와 같이 1 개 내지 3 개의 핀(117)들이 배치된다. 제2 하우징(118)의 바닥판(116)에 배치된 각 핀(117)들에는 변속 유닛(미도시)의 유성 기어(미도시)들이 결합 되고, 핀(117)들에 의하여 유성 기어들은 지정된 위치에서 자전한다.
제2 하우징(118)은 제1 하우징(112)과 체결 나사 등에 의하여 체결된다.
도 4는 도 3에 도시된 고정자를 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 고정자(120)는 제2 하우징(118)의 측벽(114) 및 바닥판(116)에 의하여 형성된 수납 공간에 배치되며, 고정자(120)는 고정축(50)에 고정된 하우징(110) 내에 고정된다.
본 발명의 일실시예에서, 고정자(120)는 복수개의 고정자 블록(126)을 포함한다. 본 실시예에서, 고정자(120)는, 예를 들어, 12 개의 고정자 블록(126)을 포함한다.
각 고정자 블록(126)은 도 4에 도시된 바와 같이 스테이터 코어(122) 및 코일(124)를 포함한다.
스테이터 코어(122)는, 평면상에서 보았을 때,"H" 자 형상을 갖는다. 스테이터 코어(122)는 얇은 두께를 갖는 "H" 자 형상의 철편들을 복수개 적층 하여 형성된다.
코일(124)은 스테이터 코어(122)의 오목한 부분에 기 설정된 권선수로 권선된다.
각 고정자 블록(126)의 스테이터 코어(122) 및 코일(124)은 절연체(미도시)에 의하여 상호 절연된다.
스테이터 코어(122)에 권선 된 코일(124)을 포함하는 블록 형상의 고정자 블록(126)은 복수개가 조립되고, 이로 인해 고정자(120)는, 평면상에서 보았을 때, 링 형상을 갖는다.
12개가 조립된 고정자 블록(126)들에 의하여 링 형상으로 형성된 고정자(120)는 하우징(110)의 제2 하우징(118)의 상기 수납 공간 내에 고정된다.
본 실시예에서, 고정자 블록(126)들을 상호 조립하여 형성된 고정자(120)를 제2 하우징(118)의 상기 수납 공간에 배치함으로써, 종래 고정축(50)에 고정자를 배치할 때에 비하여 매우 많은 개수, 예를 들어, 12개의 고정자 블록(126)을 제2 하우징(118) 내에 배치할 수 있다.
특히, 각 스테이터 코어(122)에 코일(124)을 권선 하여 고정자 블록(126)을 제조하고, 제조된 고정자 블록(126)을 상호 조립하여 고정자(120)를 제조하기 때문에 단위 면적에 보다 많은 고정자 블록(126)을 갖는 고정자(120)를 구현할 수 있다. 반면, 일체로 이루어진 스테이터 코어에 코일을 권선하는 종래 구조에서는 본 발명의 일실시예와 같이 스테이터 코어(122)에 촘촘하게 권선된 코일(124)을 구현할 수 없다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 회전자(130)는 회전축(132), 로터 코어(134) 및 마그네트(136)를 포함한다. 이에 더하여, 회전자(130)는 요크(138) 및 마그네트 센서(139)를 더 포함할 수 있다.
회전축(132)은 하우징(110)의 제2 하우징(118)의 내측면을 따라 배치된 고정자(120)에 의하여 형성된 중공에 배치된다. 회전축(132)의 외주면 및 고정자(120)의 내주면 사이에는 갭이 형성되며, 회전축(132)은 고정자(120)의 중심부에 배치된다.
회전축(132)의 일측 단부는 제1 하우징(112)에 회전 가능하게 결합 되고, 회전축(132)의 상기 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 제2 하우징(118)의 바닥판(116)의 관통홀(116a)을 통해 외부로 돌출된다.
제2 하우징(118)의 바닥판(116)으로부터 돌출된 회전축(132)의 타측 단부에는 변속 유닛과 결합 되는 썬 기어(136)가 결합 될 수 있다.
회전축(132)의 상기 일측 단부는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 하우징(112)에 배치된 베어링(133)에 의하여 회전 가능하게 고정되고, 회전축의 상기 타측 단부는 제2 하우징(118)의 바닥판(116)에 형성된 버링부(116b)의 내측면에 결합된 베어링(135)에 의하여 회전 가능하게 고정된다.
로터 코어(134)는 중공을 갖는 파이프 형상을 갖는다. 로터 코어(134)는 후술 될 마그네트(136)로부터 발생 된 자속(magnetic flux)을 손실 없이 통과시키기에 적합한 재료로 제작된다.
로터 코어(134)의 상기 중공에 의하여 형성된 로터 코어(134)의 내측면으로부터는, 예를 들어, 4 개의 회전축 서포트부(134a)들이 로터 코어(134)의 중심을 향해 돌출된다. 로터 코어(134)의 내측면으로부터 돌출된 4 개의 회전축 서포트부(134a)들은 로터 코어(134)의 중심에 상호 연결되어 회전축(132)이 끼워져 결합 되는 회전축공이 형성된다.
로터 코어(134)는 로터 코어(134)의 상면 및 상면과 대향 하는 하면을 향해 형성된 홈 또는 로터 코어(134)의 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 관통홀(137)들이 형성될 수 있고, 로터 코어(134)에는, 예를 들어, 8 개의 관통홀(137)들이 형성될 수 있다.
로터 코어(134)의 관통홀(137)들은, 평면상에서 보았을 때, 직사각형 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 로터 코어(134)들은, 평면상에서 보았을 때, 로터 코어(134)의 외주면과 동일한 곡률을 갖는 곡선 형태로 형성되어도 무방하다.
마그네트(136)는 로터 코어(134)의 관통홀(137) 내에 배치되는 판 형상을 갖는다. 마그네트(136)는 관통홀(137)의 형상과 대응하는 형상을 갖는다.
예를 들어, 관통홀(137)이, 평면상에서 보았을 때, 직사각형 형상을 가질 경우, 마그네트(136)는 직육면체판 형상을 갖는다. 이와 다르게, 로터 코어(134)의 관통홀(137)이, 평면상에서 보았을 때, 곡선 형상을 가질 경우, 로터 코어(134)는 곡선 플레이트 형상을 갖는다.
요크(138)는 로터 코어(134)의 상면에 배치되어 마그네트(136)의 자속이 고정자(120) 이외의 부분으로 누설되는 것을 방지한다. 요크(138)는, 예를 들어, 금속 원판 형상으로 형성되며 로터 코어(134)의 상면과 나사 체결될 수 있다.
마그네트 센서(139)는 요크(138) 상에 배치되며, 마그네트 센서(139)는 도우넛 형상을 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이 마그네트 센서(139)는 상기 회로 기판(113)의 마그네트 센서(113a)와 대응하는 위치에 형성된다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 허브 유닛(200)은 상술된 트랙션 모터(100)를 감싸며 고정축(50)에 대하여 회전 가능하게 배치된다.
허브 유닛(200)은 제1 허브 유닛(225) 및 제2 허브 유닛(240)을 포함하고, 제1 허브 유닛(225)은 측벽(210) 및 바닥판(220)을 포함한다.
제1 허브 유닛(225)의 측벽(210)은 원통 형상을 갖고, 바닥판(220)은 측벽(210)의 일측 단부에 배치된다. 본 실시예에서, 측벽(210)의 내주면은 트랙션 모터(100)의 제2 하우징(118)의 측벽(114)으로부터 소정 간격 이격 되고, 이로 인해 제1 허브 유닛(225)의 측벽(210)이 회전될 때 제2 하우징(118)의 측벽(114)과 마찰되지 않는다.
제1 허브 유닛(225)의 측벽(210)으로부터는 자전거의 바퀴살들과 결합 되는 돌기(230)들이 돌출되고, 돌기(230)에는 바퀴살의 단부가 절곡되어 고정되는 고정홀(235)이 형성된다.
제1 허브 유닛(225)의 바닥판(220)에는 고정축(50)의 외주면으로부터 이격된 부싱부(227)가 형성되고, 부싱부(227) 및 고정축(50)의 상기 외주면 사이에는 고정축(50)에 대하여 제1 허브 유닛(225)이 회전할 수 있도록 베어링(228)이 배치된다.
제2 허브 유닛(240)은 플레이트 형상을 갖고, 제2 허브 유닛(240)은 제1 허브 유닛(225)의 개구된 단부와 결합 된다. 제1 허브 유닛(225) 및 제2 허브 유닛(240)은 체결 나사 등에 의하여 결합 된다.
제2 허브 유닛(240) 및 트랙션 모터(100)의 하우징(110)의 제2 하우징(118)의 바닥면(116)은 상호 소정 간격 이격 되어 공간(260)이 형성된다.
구체적으로, 제2 하우징(118)의 바닥면(116) 및 제2 허브 유닛(240) 사이에는 트랙션 모터(100)의 회전축(132)의 회전수보다 낮은 회전수로 허브 유닛(200)을 회전시키기 위한 변속 유닛이 장착되기에 적합한 공간(260)이 형성되고, 변속 유닛을 장착하기 위해 앞서 설명한 바와 같이 제2 하우징(118)의 바닥면(116)에는 유성 기어를 자전시키기 위한 유성 기어가 탑재되는 핀(117)이 형성된다.
한편, 제2 허브 유닛(240) 중 회전축(132)의 단부와 대응하는 위치에는 회전축(132)을 회전 가능하게 고정하는 베어링(250)이 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랙션 모터 모듈을 도시한 부분 절개 사시도이다. 도 6은 도 5의 트랙션 모터 모듈의 단면도이다. 도 7은 도 5의 트랙션 모터의 후면에 배치된 변속 유닛을 도시한 사시도이다. 도 5 및 도 7에 도시된 트랙션 모터 모듈은 변속기 유닛을 제외하면, 앞서 도 1 내지 도 4를 통해 도시 및 설명된 트랙션 모터 모듈과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 트랙션 모터 모듈(1000)은 고정축(50), 트랙션 모터(100), 허브 유닛(200) 및 변속 유닛(300)을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서 변속 유닛(300)은 1단 변속 유닛에 대하여 설명하기로 한다. 비록 본 발명의 일실시예에서는 1단 변속 유닛에 대하여 설명하고 있지만, 2단 또는 3단과 같이 다단 변속이 가능한 다단 변속 유닛을 허브 유닛(200) 내에 배치하여도 무방하다.
변속 유닛(300)은 회전축(132) 및 허브 유닛(200)의 회전비를 변경하는 역할을 한다. 예를 들어, 변속 유닛(300)은 허브 유닛(200)이 회전축(132)에 비하여 낮은 회전수로 회전할 수 있도록 회전축(132)에 대하여 허브 유닛(200)의 회전수를 변경한다.
변속 유닛(300)은 제1 감속 기어(310), 제2 감속 기어(320) 및 제3 감속 기어(330)를 포함한다.
제1 감속 기어(310)는 허브 유닛(200)의 제1 허브 유닛(225)의 측벽(210)의 내측면을 따라 링 형상으로 형성되며 내측면에 제1 치열(315)이 형성된 링 기어를 포함한다.
제2 감속 기어(320)는 트랙션 모터(100)의 하우징(110)의 제2 하우징(118)의 바닥판(116)에 배치된 핀(117)에 회전 가능하게 고정되며 외주면에 제2 치열(325)이 형성된 유성 기어를 포함한다. 본 실시예에서, 핀(117)은 바닥판(116)에 120˚ 각도로 원형 배치되어 있기 때문에 제2 감속 기어(320)는 바닥판(116)에 3 개가 배치된다.
제2 감속 기어(320)의 외주면에 형성된 제2 치열(325)은 제1 감속 기어(310)의 제1 치열(315)과 치차 결합 된다.
제3 감속 기어(330)는 제2 하우징(118)의 바닥판(116)으로부터 돌출된 회전축(132)과 결합 되며, 외주면에 제3 치열(335)이 형성된 썬 기어를 포함할 수 있다. 제3 감속 기어(330)의 제3 치열(335)은 제2 감속 기어(320)의 제2 치열(325)과 치차 결합 된다.
본 실시예에서, 제3 감속 기어(330)의 제3 치열(335)은 제1 개수의 치열을 갖고, 제2 감속 기어(320)의 제2 치열(325)은 제1 개수보다 많은 제2 개수의 치열을 갖고, 제1 감속 기어(310)의 제1 치열(315)은 제2 개수보다 많은 제3 개수의 치열을 갖는다.
따라서, 회전축(132)과 동일한 회전수로 회전하는 제3 감속 기어(330)가 회전함에 따라 제2 감속 기어(320)는 회전축(132)의 회전수보다 낮은 회전수로 회전되고, 제2 감속 기어(320)가 회전함에 따라 제1 감속 기어(310)는 제2 감속 기어(320) 보다 낮은 회전수로 회전된다. 따라서, 제1 감속 기어(310)와 결합 된 허브 유닛(200)은 회전축(132)의 회전수보다 현저하게 낮은 회전수로 회전되어 사용자는 보다 안정적인 속도로 이동할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙션 모터 모듈이 결합 된 자전거의 사시도이다. 도 9는 도 8의 A 방향에서 본 정면도이다. 도 8 및 도 9에 도시된 자전거에 장착된 트랙션 모터 모듈(1000)은 도 1 내지 도 7에 도시된 트랙션 모터 모듈(1000)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 부분에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 전동 자전거(500)는 한 쌍의 바퀴(510,520)들이 결합된 본체(530), 본체(530)에 형성되어 앞 바퀴(510)의 방향을 전환하기 위한 핸들(540) 및 핸들(540)과 결합된 프레임(550)를 포함한다.
프레임(550)은 앞 바퀴(510)와 일직선상에 배치된 제1 프레임부(555) 및 제1 프레임부(555)로부터 절곡 되어 앞 바퀴(510)의 일측으로 비대칭적으로 연장된 제2 프레임부(558)를 포함하며, 트랙션 모터 모듈(1000)의 고정축(50)은 제2 프레임부(558)에 결합 된다.
본 발명의 일실시예에서, 고정축(50)에 고정된 프레임(550)이 앞 바퀴(510)의 일측 및 타측 중 어느 한쪽에만 비대칭적으로 형성됨에 따라 전동 자전거(500)의 부피 및 폭을 크게 감소 시킬 수 있고, 특히 접이식으로 전동 자전거를 구현할 수 있도록 한다.
그러나, 본 발명에서 전동 자전거(500)에 비대칭적으로 형성된 프레임(550)에 트랙션 모터 모듈(1000)을 장착할 경우, 강성 및 바퀴의 뒤틀림이 발생될 수 있음으로 이를 고려하여 전동 자전거(500)의 앞 바퀴(510)의 양쪽에 프레임(550)을 각각 형성하고 프레임(550)에 트랙션 모터 모듈(1000)의 고정축을 장착하여도 무방하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 트랙션 모터의 하우징의 내측면에 고정자를 고정하고 회전축에 회전자를 배치하는 구조, 트랙션 모터의 하우징의 내측면에 고정자를 고정하고 하우징 내에 변속 유닛을 형성하는 구조 및 전동 자전거의 바퀴의 일측으로 비대칭적으로 프레임을 배치하고 프레임에 트랙션 모터의 고정축을 배치하는 구조에 의하여 전동 자전거의 부피 및 폭을 크게 감소시킬 수 있고 전정 자전거의 구동 성능을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
트랙션 모터 모듈...1000 고정축...50
트랙션 모터...100 허브 유닛...200

Claims (9)

  1. 프레임에 고정되는 고정축;
    상기 고정축에 고정되는 하우징, 상기 하우징의 내측벽에 고정된 고정자, 상기 고정자에 의하여 형성된 공간에 배치되며 상기 하우징으로부터 돌출된 회전축 및 상기 고정자와 상기 회전축 사이에 배치된 마그네트를 포함하는 회전자를 포함하는 트랙션 모터;
    통체 형상으로 상기 트랙션 모터를 감싸며 상기 고정축에 대하여 회전 가능하게 결합 된 허브 유닛; 및
    상기 고정축에 삽입되어 상기 고정축에 고정되는 상기 프레임의 위치를 결정하는 프레임 위치 결정 와셔를 포함하는 트랙션 모터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 고정축으로부터 바깥쪽으로 절곡된 플랜지부에 결합 된 플레이트 형상의 제1 하우징부 및 상기 고정자 및 상기 회전자를 수납하며 상기 제1 하우징에 결합 된 제2 하우징부를 포함하는 트랙션 모터 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축이 돌출된 하우징의 측벽 및 상기 측벽과 마주하는 상기 허브 유닛의 사이에는 상기 회전축 및 상기 허브 유닛의 회전비를 변경하기 위한 변속 유닛을 수납하기 위한 공간이 형성된 트랙션 모터 모듈.
  5. 프레임에 고정되는 고정축;
    상기 고정축에 고정되는 하우징, 상기 하우징의 내측벽에 고정된 코어들 및 상기 코어들에 의하여 형성된 공간에 배치되며 상기 하우징으로부터 돌출된 회전축 및 상기 회전축 및 상기 코어들 사이에 배치되며 상기 회전축과 결합 된 마그네트를 포함하는 트랙션 모터;
    통체 형상으로 상기 트랙션 모터를 감싸며 상기 고정축에 대하여 회전 가능하게 결합 된 허브 유닛;
    상기 회전축이 돌출된 상기 하우징의 측벽 및 상기 측벽과 마주하는 상기 허브 유닛의 측벽 사이에 배치되어 상기 회전축 및 상기 허브 유닛의 회전비를 변경하는 변속 유닛; 및
    상기 고정축에 삽입되어 상기 고정축에 고정되는 상기 프레임의 위치를 결정하는 프레임 위치 결정 와셔를 포함하는 트랙션 모터 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 변속 유닛은
    상기 허브 유닛의 내측면을 따라 형성되며 내측에 제1 치열이 형성된 제1 감속 기어;
    상기 하우징에 회전 가능하게 고정되며, 외주면에 상기 제1 치열과 치차 결합 되는 제2 치열이 형성된 적어도 하나의 제2 감속 기어; 및
    상기 하우징으로부터 돌출된 상기 회전축과 결합 되며 외주면에 상기 제2 감속 기어와 치차 결합 되는 제3 치열이 형성된 제3 감속 기어를 포함하는 트랙션 모터 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 감속 기어는 내주면에 상기 제1 치열이 형성된 링 기어를 포함하고, 상기 제2 감속 기어는 외주면에 상기 제2 치열이 형성된 유성 기어를 포함하는 트랙션 모터 모듈.
  8. 프레임에 고정되는 고정축;
    상기 고정축에 고정되는 하우징, 상기 하우징의 내측벽에 고정된 코어들 및 상기 코어들에 의하여 형성된 공간에 배치되며 상기 하우징으로부터 돌출된 회전축 및 상기 회전축 및 상기 코어들 사이에 배치되며 상기 회전축과 결합 된 마그네트를 포함하는 트랙션 모터;
    통체 형상으로 상기 트랙션 모터를 감싸며 상기 고정축에 대하여 회전 가능하게 결합된 허브 유닛; 및
    상기 회전축이 돌출된 상기 하우징의 측벽 및 상기 측벽과 마주하는 상기 허브 유닛의 측벽 사이에 배치되어 상기 회전축 및 상기 허브 유닛의 회전비를 변경하는 변속 유닛을 포함하며,
    상기 프레임은 상기 허브 유닛과 연결된 바퀴의 일측 및 상기 일측과 대향 하는 타측 중 상기 일측에 비대칭적으로 배치된 트랙션 모터 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 바퀴와 일직선상에 배치된 제1 프레임부 및 상기 제1 프레임부로부터 절곡 되어 상기 바퀴의 상기 일측으로 연장된 제2 프레임부를 포함하며, 상기 고정축은 상기 제2 프레임부에 결합 되는 트랙션 모터 모듈.
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