KR101059634B1

KR101059634B1 - Motor for electric bicycle

Info

Publication number: KR101059634B1
Application number: KR1020090096838A
Authority: KR
Inventors: 윤태호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2011-08-25
Also published as: KR20110039824A

Abstract

본 발명의 전동식 자전거용 모터는 모터의 상부를 지지하는 하우징과 일체형으로 구비된 링기어와, 링기어의 내부에 치합되게 구비된 제1 유성기어와, 상기 제1 유성기어의 하부에 배치되고, 제1 유성기어의 외경보다 크도록 상기 제1 유성기어와 분리되게 배치된 제2 유성기어와, 제2 유성기어의 내경에 인서트몰딩된 클러치베어링과, 상기 클러치베어링의 내경에 조립되는 동시에 상기 제1 유성기어의 내경에 압입장착되는 회전축 및 상기 회전축의 중앙부에 장착되어 축지지하는 고정축을 포함한다.The motor for an electric bicycle of the present invention includes a ring gear integrally provided with a housing supporting the upper portion of the motor, a first planetary gear provided to be engaged with the ring gear, and a lower portion of the first planetary gear, A second planetary gear disposed separately from the first planetary gear so as to be larger than an outer diameter of the first planetary gear, a clutch bearing insert-molded in the inner diameter of the second planetary gear, and assembled to the inner diameter of the clutch bearing, 1 includes a rotary shaft press-fitted to the inner diameter of the planetary gear and a fixed shaft mounted on the central portion of the rotary shaft to support the shaft.

모터, 자전거, 전동식 자전거, 감속기어, 링 기어, 클러치, 베어링 Motor, bicycle, electric bicycle, reduction gear, ring gear, clutch, bearing

Description

Motor for an electric bicycle

본 발명은 전동식 자전거용 모터에 관한 것이다. The present invention relates to a motor for an electric bicycle.

일반적으로 운송수단의 한 종류인 자전거는 별도의 외부 동력원 없이 사용자가 페달을 회전시켜 체인을 통해 뒷바퀴에 회전력을 인가하여 구동력을 발휘하는 이동수단으로, 이러한 자전거는 현재의 교통문제 및 환경오염을 해결할 수 있는 친환경적인 이동수단이라는 점에서 점차 이용자가 늘어나고 있는 추세이다.In general, a bicycle, which is a kind of transportation means that a user exerts driving force by applying a rotational force to a rear wheel through a chain by rotating a pedal without a separate external power source. Such a bicycle solves current traffic problems and environmental pollution. Increasingly, the number of users is increasing in that it is an environmentally friendly means of transportation.

그러나, 이와 같은 비전동식 자전거는 단순히 사용자의 신체로부터 발휘되는 동력으로 구동되기 때문에 장시간 주행하거나 경사진 언덕 등을 주행할 경우 사용자의 계속적인 체력 소모로 인한 피로감을 유발하는 단점이 있었다.However, such a non-motorized bicycle is simply driven by the power exerted from the user's body, and thus has a disadvantage of causing fatigue due to continuous consumption of the user when traveling for a long time or driving on a sloped hill.

즉, 종래의 자전거는 단순히 사용자의 체력에 의존하여 구동하기 때문에, 사용자의 체력 조건에 따라 원활한 주행이 이루어지지 않을 수 있고 지속적인 동력의 제공이 이루어지지 않으므로 장거리 운전에는 적절하지 않은 문제점이 있었다. That is, the conventional bicycle simply drives depending on the user's physical strength, there is a problem that may not be smooth driving according to the user's physical fitness conditions, and because the continuous power is not provided, it is not suitable for long distance driving.

이러한 문제점을 해결하기 위해 환경에 전혀 유해하지 않은 전기를 사용하여 주행할 수 있도록 전동모터가 구비된 전동식 자전거들이 개발되어 왔다.In order to solve this problem, electric bicycles with electric motors have been developed to travel using electricity that is not harmful to the environment.

그러나, 이와 같은 종래의 전동식 자전거는 사용자가 탑승한 자전거를 구동하기 위한 충분한 토크를 생성하기 위하여 전동모터의 크기 또는 부피가 매우 커져야 하는 문제점이 있었고, 또한 다양한 레벨의 감속기어를 사용하기 때문에 전동모터로부터 매우 큰 소음이 발생하는 문제점이 있었다.However, such a conventional electric bicycle had a problem that the size or volume of the electric motor had to be very large in order to generate sufficient torque to drive the bicycle on which the user rides, and also because the motor uses various levels of reduction gears. There was a problem that a very loud noise from the.

도 8과 도 9는 종래기술에 따른 전동식 자전거용 모터를 나타낸 것이다. 8 and 9 show an electric bicycle motor according to the prior art.

도 8은 랫치 클러치를 적용한 전동식 자전거용 모터를 나타낸 것으로, 랫치 클러치적용된 외부 하우징이 회전하는 구조의 브러시리스 DC 모터와 유성기어 감속기가 조립된 구조이다. 랫치구조는 일반자전거의 기어에도 사용되는 일반적인 방법이다. 이 구조에서, 모터가 회전하여 동력전달이 될 경우에는 랫치폴(11)이 랫치휠(12)에 걸려서 동력을 전달하여 바퀴를 회전시킨다. 반대로 모터가 동작하지 않고 일반자전거처럼 페달을 동작시켜 바퀴가 회전할 경우에도 랫치휠(12)은 랫치폴(11)을 타고 넘어가기 때문에 기어부와 모터부는 회전하지 않게 된다. 따라서 일반자전거와 동일한 페달력을 갖게된다. 그러나, 랫치구조는 구조가 복잡하고 단가가 높고 랫치폴(11)을 타고 넘어갈 때 소리가 발생하는 단점이 있다.FIG. 8 illustrates an electric bicycle motor to which a latch clutch is applied, in which a brushless DC motor and a planetary gear reducer are assembled, in which a latch clutch applied outer housing rotates. Latch construction is a common method used for gears of ordinary bicycles. In this structure, when the motor is rotated to transmit power, the latch pole 11 is caught by the latch wheel 12 to transmit power to rotate the wheels. On the contrary, even when the wheel is rotated by operating the pedal like a normal bicycle without the motor, the latch wheel 12 passes over the latch pole 11 so that the gear part and the motor part do not rotate. Therefore, it has the same pedaling power as a regular bicycle. However, the latch structure has a disadvantage in that the structure is complicated, the unit cost is high, and the sound is generated when the latch pole 11 is crossed over.

도 9는 클러치가 없는 기어부(또는 감속기)를 가진 전기자전거용 브러시리스 DC 모터이다. 클러치가 없는 구조이기 때문에 일반자전거처럼 페달을 동작시킬 경우 기어부의 기어가 회전해야 하고 모터 회전축도 회전해야 하기 때문에 일반자전 거 보다는 페달동작을 하기 위해 좀더 큰 힘이 필요하게 된다. 9 is a brushless DC motor for an electric bicycle having a clutch (or a reducer) without a clutch. Since it is a structure without a clutch, when the pedal is operated like a general bicycle, the gear of the gear part must rotate and the motor rotation shaft must also rotate, so a greater force is required to operate the pedal than a general bicycle.

상기와 같은 문제점을 극복하고자, 전기자전거를 페달링할 때에도 일반자전거와 동일한 힘으로 원활한 페달동작을 할 수 있는 전동식 자전거용 모터에 대한 개발이 시급히 요구되는 실정이다.In order to overcome the above problems, even when pedaling an electric bicycle, the situation is urgently required to develop an electric bicycle motor that can perform a smooth pedal operation with the same force as a general bicycle.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기자전거를 페달링할 때에도 일반자전거와 동일한 힘으로 원활한 페달동작을 할 수 있는 전동식 자전거용 모터를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an electric bicycle motor that can perform a smooth pedal operation with the same force as a general bicycle even when pedaling an electric bicycle.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 자전거용 모터는 모터의 상부를 지지하는 하우징과 일체형으로 구비된 링기어와, 링기어의 내부에 치합되게 구비된 제1 유성기어와, 상기 제1 유성기어의 하부에 배치되고, 제1 유성기어의 외경보다 크도록 상기 제1 유성기어와 분리되게 배치된 제2 유성기어와, 제2 유성기어의 내경에 인서트몰딩된 클러치베어링과, 상기 클러치베어링의 내경에 조립되는 동시에 상기 제1 유성기어의 내경에 압입장착되는 회전축 및 상기 회전축의 중앙부에 장착되어 축지지하는 고정축을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, an electric bicycle motor includes a ring gear integrated with a housing supporting an upper portion of a motor, a first planetary gear provided to be engaged with the ring gear, and a first planetary gear of the first planetary gear. A second planetary gear disposed below the first planetary gear so as to be larger than an outer diameter of the first planetary gear, a clutch bearing insert-molded in the inner diameter of the second planetary gear, and an inner diameter of the clutch bearing. It is characterized in that it comprises a rotary shaft which is assembled and press-fitted to the inner diameter of the first planetary gear and a fixed shaft mounted to the central portion of the rotary shaft to support the shaft.

여기서, 회전축은 상기 제1 유성기어와 일체형으로 인서트사출되는 것을 특징으로 한다.Here, the rotating shaft is characterized in that the insert injection molded integrally with the first planetary gear.

또한, 회전축은 금속분말을 소결 또는 사출하여 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotating shaft is characterized in that the metal powder is produced by sintering or injection.

또한, 회전축은 스테인레스 또는 쾌삭강을 절삭가공후 표면경도를 높여서 상기 제2 유성기어와 일체형으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary shaft is characterized in that the stainless steel or free-cutting steel to increase the surface hardness after the cutting process is provided integrally with the second planetary gear.

또한, 상기 클러치베어링 및 상기 고정축의 하부에 구비되어 다수개의 코어들로 분할형성된 스테이터를 더 포함하고, 상기 스테이터는 절연되도록 상하면에 플라스틱절연체가 장착된 것을 특징으로 한다.In addition, the clutch bearing and the lower portion of the fixed shaft further comprises a stator divided into a plurality of cores, characterized in that the plastic insulator is mounted on the upper and lower surfaces to be insulated.

또한, 스테이터는 절연되도록 측면에 에폭시코팅된 것을 특징으로 한다.In addition, the stator is characterized in that the epoxy coating on the side to be insulated.

또한, 스테이터는 중앙부에 자석이 매립된 것을 특징으로 한다.In addition, the stator is characterized in that the magnet is embedded in the center.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of a term in order to best describe its invention The present invention should be construed in accordance with the spirit and scope of the present invention.

본 발명에 따르면, 전동식 자전거용 모터는 제1 유성기어와 제2 유성기어를 분할장착하고 제2 유성기어에 클러치베어링을 인서트 조립함으로써 모터가 동작하기 않을 때나 베터리가 방전되었을 경우에도 일반자전거와 동일한 힘으로 페달동작을 실시할 수 있다.According to the present invention, the electric bicycle motor is the same as a general bicycle even when the motor is not operating or when the battery is discharged by split-mounting the first planetary gear and the second planetary gear and assembling the clutch bearing to the second planetary gear. The pedal can be operated by force.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되 어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동식 자전거용 모터(100)는 한 쌍의 샤프트(111,112), 스테이터(120), 링기어(130), 유성기어(141,142), 고정축(143), 회전축(144), 클러치베어링(145) 및 하우징(150)을 포함한다.1 to 7, the electric bicycle motor 100 according to the present embodiment includes a pair of shafts 111 and 112, a stator 120, a ring gear 130, and a planetary gear 141 and 142. It includes a shaft 143, a rotating shaft 144, a clutch bearing 145 and the housing 150.

한 쌍의 샤프트(111,112)는 전동식 자전거 등의 운송수단에 모터(100)를 고정되게 결합하기 위한 것으로, 한 쌍의 제 1샤프트(111)와 제 2샤프트(112)로 이루어져 자전거에 대해 고정된 상태를 유지한다.The pair of shafts 111 and 112 are for fixing the motor 100 to a vehicle such as an electric bicycle to be fixed. The pair of shafts 111 and 112 are fixed to the bicycle by using a pair of the first shaft 111 and the second shaft 112. Maintain state.

스테이터(120)는 외부전원에 의해 전기장을 형성하도록 코일(미도시)이 권선 되며 로터(미도시)를 수용하도록 전체적으로 중공 원통형상으로 형성된다. 한편, 본 발명의 실시예에서 스테이터(120)는 코일의 점적률을 높여 제한된 공간 내에서 토크를 더 증대시킴과 동시에 모터(100)의 크기를 감소시킬 수 있도록, 다수개의 코어(121)들로 분할하여 형성되는 것이 바람직하다. The stator 120 is wound around a coil (not shown) to form an electric field by an external power source, and is generally formed in a hollow cylindrical shape to accommodate the rotor (not shown). Meanwhile, in the exemplary embodiment of the present invention, the stator 120 includes a plurality of cores 121 so as to increase the spot ratio of the coil to further increase torque in the limited space and simultaneously reduce the size of the motor 100. It is preferable to form by dividing.

스테이터(120)의 하부에는 모터케이스(125)가 장착된다.The motor case 125 is mounted below the stator 120.

링기어(130)는 전동식 자전거용 모터(100)의 구조 내에서 상부에 장착되어 기타 기어들의 외곽에 맞물려 회전하는 기어로, 내부에 기타 기어들이 내장되어 회전한다.The ring gear 130 is a gear that is mounted on the upper side in the structure of the electric bicycle motor 100 and meshes with the outer side of the other gears and rotates.

링기어(130)는 하우징의 상부가 일체로 형성된 형상이다.The ring gear 130 has a shape in which an upper portion of the housing is integrally formed.

링기어(130)의 내부에는 고정축(143)에 고정된 제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)가 분리형상으로 구비된다. 제1 유성기어(141)는 제2 유성기어(142)의 상부에 장착되어 고정축(143)을 중심으로 회전하며, 제2 유성기어(142)의 외경보다 작다.Inside the ring gear 130, the first planetary gear 141 and the second planetary gear 142 fixed to the fixed shaft 143 are provided in a separated shape. The first planetary gear 141 is mounted on the second planetary gear 142 and rotates about the fixed shaft 143, and is smaller than the outer diameter of the second planetary gear 142.

제1, 제2 유성기어(141,142)와 고정축(143)의 사이에는 제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)를 연결시키도록 장착된 회전축(144)이 구비된다.A rotation shaft 144 is provided between the first and second planetary gears 141 and 142 and the fixed shaft 143 to connect the first planetary gear 141 and the second planetary gear 142.

회전축(144)과 제2 유성기어(142) 사이에는 클러치베어링(145)이 인서트조립되어 구비된다.The clutch bearing 145 is inserted and assembled between the rotation shaft 144 and the second planetary gear 142.

고정축(143)과 회전축(144)과 제1, 제2 유성기어(141,142) 및 클러치베어 링(145)의 조립구조 및 특징은 도 2 및 도 3을 참조로 하여 하기에서 상세히 설명하도록 한다. The assembling structure and features of the fixed shaft 143, the rotating shaft 144, the first and second planetary gears 141 and 142 and the clutch bearing ring 145 will be described in detail below with reference to FIGS. 2 and 3.

하우징(150)은 기어 및 스테이터(120) 등 모터의 내장부품들을 전체적으로 감싸 외부충격으로부터 보호한다.The housing 150 surrounds the internal parts of the motor such as the gear and the stator 120 as a whole and protects them from external shock.

도 2 및 도 3은 클러치베어링(145)의 내부구조를 상세히 나타낸 도면이다.2 and 3 are views showing in detail the internal structure of the clutch bearing 145.

도 2에 도시된 바와 같이, 링기어(130)의 내부에는 제1 유성기어(141)가 치합되도록 배치되어 회전한다. 링기어(130)의 내부는 바람직하기로 톱니줄기가 비스듬히 경사져있는 헬리컬 형상의 치형을 갖는 헬리컬기어를 사용할 수 있다. As shown in FIG. 2, the first planetary gear 141 is disposed to rotate within the ring gear 130. The inside of the ring gear 130 may preferably use a helical gear having a helical tooth having an inclined slant.

이로써, 일반기어보다 접촉선의 길이가 길어서 큰힘을 전달할 수 있으며 원활하게 회전하므로 기존의 평기어를 사용하는 모터에서 발생할 수 있는 높은소음, 낮은 강도 및 낮은 효율의 문제점을 개선할 수 있다.As a result, the length of the contact line is longer than that of the general gear, thereby transmitting a large force, and smoothly rotating, thereby improving problems of high noise, low strength, and low efficiency that may occur in a motor using a conventional spur gear.

제1 유성기어(141)의 하부에는 제1 유성기어(141)의 외경보다 큰 외경을 가지는 제2 유성기어(142)가 장착된다.A second planetary gear 142 having an outer diameter greater than that of the first planetary gear 141 is mounted below the first planetary gear 141.

제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)는 분리된 구조이며, 제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)의 중앙에는 회전이 용이하도록 축방향으로 지지하며 제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)가 회전할 때 연결되도록 회전축(144)이 장착된다.The first planetary gear 141 and the second planetary gear 142 are separated from each other, and the first planetary gear 141 and the second planetary gear 142 are supported in the axial direction to facilitate rotation in the center of the first planetary gear 141 and the second planetary gear 142. The rotary shaft 144 is mounted to be connected when the planetary gear 141 and the second planetary gear 142 rotate.

회전축(144)과 제2 유성기어(142)의 사이에는 제2 유성기어(142)의 중앙부에 인서트몰딩된 클러치베어링(145)이 구비된다.Between the rotary shaft 144 and the second planetary gear 142 is provided with a clutch bearing 145 insert molded in the center of the second planetary gear 142.

여기서, 제2 유성기어(142)와 클러치베어링(145)과 회전축(144)은 인서트사출 후 결합될 수도 있고 일체형으로 구비될 수도 있다.Here, the second planetary gear 142, the clutch bearing 145 and the rotating shaft 144 may be combined after the insert injection or may be provided integrally.

또한, 회전축(144)은 바람직하기로 금속으로 구비되는바, 금속분말을 소결 또는 사출하여 제조하거나 스테인레스 또는 쾌삭강 계열을 절삭가공한다.In addition, the rotating shaft 144 is preferably provided with a metal, manufactured by sintering or injection of a metal powder or cutting stainless steel or free cutting steel series.

회전축(144)의 중앙부에는 고정축(143)이 장착되어 제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)의 회전을 지지한다.A fixed shaft 143 is mounted at the central portion of the rotating shaft 144 to support rotation of the first planetary gear 141 and the second planetary gear 142.

제2 유성기어(142)의 외경부에는 태양기어(146)가 치합되는 바, 태양기어(146)는 하부에 장착된 모터(147)로부터 구동력을 인가받는다.The sun gear 146 is engaged with the outer diameter portion of the second planetary gear 142, and the sun gear 146 receives a driving force from the motor 147 mounted below.

제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)의 외경에 대한 한정은 없으나, 링기어(130)의 내부에 제1 유성기어(141)와 제2 유성기어(142)가 조립된 구조가 두 쌍이상 포함되도록 한다.Although there is no limitation on the outer diameter of the first planetary gear 141 and the second planetary gear 142, the first planetary gear 141 and the second planetary gear 142 are assembled inside the ring gear 130. Make sure to include at least two pairs.

또한, 제1 유성기어(141)는 제2 유성기어(142)의 외경보다 최소한 작게 구비되도록 한다.In addition, the first planetary gear 141 may be provided to be at least smaller than the outer diameter of the second planetary gear 142.

상기에 구비된 클러치베어링(145)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 태양기어(146)와 제2 유성기어(142)의 사이에도 추가적으로 적용가능하나, 동일한 기어감속비를 얻기 위해서는 외경 크기가 다소 커져야 하므로 비용이나 크기면에서 실용 적인 실시예는 아니다.As illustrated in FIG. 4, the clutch bearing 145 provided above may be additionally applied between the sun gear 146 and the second planetary gear 142, but the outer diameter may be somewhat different in order to obtain the same gear reduction ratio. It is not a practical embodiment in terms of cost or size because it must be large.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터(120)를 나타낸 것이다.5 to 7 show a stator 120 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터(120)는 12개의 코어(121)들로 분할되어 형성되며, 각각의 코어(121)에 코일이 권선된 후 각 코어(121)들이 조립되어 원통형 스테이터(120)를 형성하게 된다. As shown in FIG. 5, the stator 120 according to the preferred embodiment of the present invention is formed by dividing into 12 cores 121, and after each coil 121 is wound around a coil, each core 121 is formed. ) Are assembled to form a cylindrical stator 120.

즉, 분할형 코어(121)에 코일을 권선하고 코어(121)를 조립하기 때문에, 스테이터(120)에 권선되는 코일의 점적률을 높일 수 있으며, 이로 인해 제한된 공간 내에서 토크의 증대 효과를 달성할 수 있는 것과 동시에 모터(100)의 크기를 감소시킬 수 있다.That is, since the coil is wound on the split core 121 and the core 121 is assembled, the spot ratio of the coil wound on the stator 120 may be increased, thereby achieving an effect of increasing torque in a limited space. At the same time, the size of the motor 100 can be reduced.

도 6은 스테이터(120)의 상하면에 플라스틱 사출부품인 플라스틱절연체(122)를 장착하고, 측면에는 에폭시코팅(123)을 하여 절연한 것을 나타낸다. 이로써 스큐(Skewed) 형상의 스테이터(120)의 상하부와 측부를 동시에 절연할 수 있다.6 shows that the plastic insulator 122, which is a plastic injection part, is mounted on the upper and lower surfaces of the stator 120, and the side surface is insulated by epoxy coating 123. Thus, the upper and lower portions and the side portions of the skewed stator 120 may be insulated at the same time.

도 7은 스테이터(120)의 중앙부에 자석(124)이 매입된 매입자석형동기모터구조(IPMSM)를 나타낸 것이다. 매입자석형동기모터는 일반 BLDC 모터에 비해 고효율, 고토크 및 정밀제어가 가능하다.FIG. 7 shows an embedded magnet type synchronous motor structure (IPMSM) in which a magnet 124 is embedded in the center of the stator 120. Purchased stone synchronous motor has high efficiency, high torque and precise control compared to general BLDC motor.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터(100)는 모터가 작동하여 자전거 바퀴를 회전시켜야 하는 경우와, 모터를 동작시키지 않거나 배터리가 완전히 방전된 경우에 따라 동작순서가 달라진다.The electric bicycle motor 100 according to the present invention having the above structure has a different operation order depending on the case where the motor is operated to rotate the bicycle wheel and when the motor is not operated or the battery is completely discharged.

먼저, 모터가 작동하여 자전거 바퀴를 회전시켜야 하는 경우, 제1 샤프트(111)가 반시계방향으로 회전하면, 태양기어(146)가 반시계방향으로 회전하고, 제2 유성기어(142)가 시계방향으로 회전한다. First, when the motor is operated to rotate the bicycle wheel, when the first shaft 111 rotates counterclockwise, the sun gear 146 rotates counterclockwise, and the second planetary gear 142 watches Rotate in the direction.

이때, 클러치베어링(145)을 아래에서 봤을때 클러치베어링(145)의 잠김(lock)방향이 반시계방향이므로 클러치베어링(145)의 윗쪽에 조립된 제1 유성기어(141)는 제2 유성기어(142) 및 클러치베어링(145)과 동시에 시계방향으로 회전한다.At this time, when the clutch bearing 145 is viewed from below, since the locking direction of the clutch bearing 145 is counterclockwise, the first planetary gear 141 assembled on the clutch bearing 145 is the second planetary gear. 142 and the clutch bearing 145 rotate in the clockwise direction.

그런 다음, 링기어(130)가 회전하면 자전거의 바퀴가 회전하게 된다.Then, as the ring gear 130 rotates, the wheel of the bicycle rotates.

한편, 모터를 동작시키지 않거나 전동식 자전거용 모터(100)의 배터리가 완전히 방전된 경우, 사용자가 페달을 동작시키면 바퀴가 시계방향으로 회전하고, 링기어(130)가 시계방향으로 회전한다.Meanwhile, when the motor is not operated or the battery of the electric bicycle motor 100 is completely discharged, when the user operates the pedal, the wheel rotates clockwise and the ring gear 130 rotates clockwise.

이때, 제1 유성기어(141)가 시계방향으로 회전하고, 클러치베어링(145)의 잠김방향이 반시계방향이므로 제2 유성기어(142)는 시계방향으로 공회전한다. 따라서, 클러치베어링(145)과 제2 유성기어(142)는 회전하지 않게 된다.At this time, since the first planetary gear 141 rotates clockwise and the locking direction of the clutch bearing 145 is counterclockwise, the second planetary gear 142 idles clockwise. Therefore, the clutch bearing 145 and the second planetary gear 142 do not rotate.

고정축(143)과 제2 유성기어(142)가 회전하지 않기 때문에 일반자전거의 페달을 작동시킬때와 동일한 힘으로 페달을 작동시킬 수 있다.Since the fixed shaft 143 and the second planetary gear 142 do not rotate, the pedal can be operated with the same force as when the pedal of the general bicycle is operated.

회전축(144)은 금속분말을 소결 또는 사출하여 제조하거나 스테인레스 또는 쾌삭강 계열을 절삭가공한 후 표면경도를 높여서 제1 유성기어(141)와 일체형으로 인서트사출하여 사용가능하다.The rotating shaft 144 may be manufactured by sintering or injecting metal powder or cutting stainless steel or free cutting steel, and then inserting and inserting the first planetary gear 141 integrally with the surface hardness.

또한, 회전축(144)을 별도의 부품으로 하지 않고 제1 유성기어(141)와 회전축(144)의 일체형상을 스테인레스 또는 쾌삭강 등으로 절삭가공하거나 일체형으로 금속분말소결 또는 사출(Metal Injection molding)로 제조가능하다.In addition, the integral shape of the first planetary gear 141 and the rotary shaft 144 may be cut or processed in stainless steel or free cutting steel, or the metal powder may be sintered or injection-molded (Metal Injection molding) without using the rotary shaft 144 as a separate component. It can be manufactured.

이와 같이, 본 발명의 전동식 자전거용 모터(100)는 제1 유성기어와 제2 유성기어를 분할장착하고 제2 유성기어(142)에 클러치베어링(145)을 인서트조립함으로써 모터가 동작하기 않을 때나 베터리가 방전되었을 경우에도 일반자전거와 동일한 힘으로 페달동작을 실시할 수 있다.As described above, the electric bicycle motor 100 according to the present invention is provided by split-mounting the first planetary gear and the second planetary gear and inserting the clutch bearing 145 into the second planetary gear 142 so that the motor does not operate. Even when the battery is discharged, the pedal can be operated with the same force as a normal bicycle.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. Although the present invention has been described in detail through specific embodiments, this is for explaining the present invention in detail, and the motor for an electric bicycle according to the present invention is not limited thereto, and the technical features of the present invention are not limited thereto. It is clear that modifications and improvements are possible by the knowledgeable.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.

도 1은 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터의 전체단면도;1 is an overall cross-sectional view of a motor for an electric bicycle according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터의 부분 사시도;2 is a partial perspective view of a motor for an electric bicycle according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터의 부분 사시도;3 is a partial perspective view of the motor for an electric bicycle according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터의 또 다른 실시예의 단면도;4 is a sectional view of another embodiment of an electric bicycle motor according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터의 스테이터 확대도;5 is an enlarged view of a stator of an electric bicycle motor according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터의 스테이터 상세도;6 is a detailed view of a stator of an electric bicycle motor according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 전동식 자전거용 모터의 스테이터 상세도;7 is a detailed view of a stator of an electric bicycle motor according to the present invention;

도 8은 종래 기술에 따른 전동식 자전거용 모터의 단면도;8 is a sectional view of a motor for an electric bicycle according to the prior art;

도 9는 종래 기술에 따른 또다른 전동식 자전거용 모터의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of yet another electric bicycle motor according to the prior art.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 전동식 자전거용 모터 111, 112 : 샤프트100: electric bicycle motor 111, 112: shaft

120 : 스테이터 130 : 링기어120: stator 130: ring gear

141 : 제1 유성기어 142 : 제2 유성기어141: first planetary gear 142: second planetary gear

143 : 고정축 144 : 회전축143: fixed axis 144: rotation axis

145 : 클러치베어링 150 : 하우징145: clutch bearing 150: housing

Claims

In the motor for an electric bicycle,

A ring gear integrally provided with a housing for supporting an upper portion of the motor;

A first planetary gear provided to be engaged with the ring gear;

A second planetary gear disposed below the first planetary gear and larger than an outer diameter of the first planetary gear and disposed separately from the first planetary gear;

A clutch bearing insert molded into the inner diameter of the second planetary gear;

A rotating shaft assembled to the inner diameter of the clutch bearing and press-fitted to the inner diameter of the first planetary gear; And

An electric bicycle motor, characterized in that it comprises a fixed shaft mounted to the central portion of the rotating shaft for supporting the shaft.

The method according to claim 1,

The rotation shaft is an electric bicycle motor, characterized in that the insert injection molded integrally with the first planetary gear.

The method according to claim 1,

The rotating shaft is an electric bicycle motor, characterized in that to manufacture by sintering or injection metal powder.

The method according to claim 1,

The rotating shaft is a motor for a motorized bicycle, characterized in that it is provided in one piece with the second planetary gear by increasing the surface hardness after cutting stainless steel or free cutting steel.

The method according to claim 1,

And a stator provided below the clutch bearing and the fixed shaft and divided into a plurality of cores, wherein the stator has a plastic insulator mounted on upper and lower surfaces thereof to insulate the stator.

The method according to claim 5,

The stator is an electric bicycle motor, characterized in that the epoxy coating on the side to be insulated

The method according to claim 5,

The stator is a motor for an electric bicycle, characterized in that the magnet is embedded in the center.