KR102173437B1 - 허브 장치 및 관련 시스템들 - Google Patents

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KR102173437B1
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유-세 리우
포-창 예
리앙-이 슈
첸-흐신 슈
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고고로 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 허브 장치들 및 관련 시스템들에 관한 것이다. 상기 허브 디바이스의 일 실시예는 로터 어셈블리, 샤프트 및 스테이터 어셈블리를 포함한다. 로터 어셈블리는 제1 하우징 부품들 및 제2 하우징 부품들의 모두 또는 하나 상에 장착된 다중 자석들 및 제1/제2 하우징 부품들을 포함한다. 스테이터 어셈블리는 (1) 상기 자석들에 대응하여 위치된 코일 어셈블리; (2)상기 코일 어셈블리에 고정되게 결합된 메인 회로 보드; 및 (3) 상기 코일 어셈블리 내부에 위치되며 상기 메인 회로 보드에 의해 운반되는 배터리 어셈블리를 포함한다.

Description

허브 장치 및 관련 시스템들 {HUB APPARATUS AND ASSOCIATED SYSTEMS}
본 발명은 허브 장치 또는 허브 어셈블리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 차량의 바퀴가 회전하도록 또는 구동되도록 구성된 콤팩트(compact)한 허브 장치에 과한 것이다.
본 출원은 2017년 12월 1일에 제출된 제62/593,854및 2018년 3월 30일에 제출된 제62/650,895의 U.S. 가출원에 대한 우선권 및 이의 이익을 주장하고, 이는 그 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
현대의 도시들에서, 개인의 차량에 의지하는 교통이 오염 및 상당한 교통량을 낳을 수 있다. 이런 문제에 하나의 해결책은 사람들을 콤팩트한 디자인을 가진 차량을 이용하도록 부추기는 것이다. 자전거와 같은, 몇몇의 전통적인 콤팩트한 차량들은 인력을 요구하고 특정 상황 하에서 사용자에게 편리하지 않다. 예를 들어, 장거리를 타거나 오르막길을 오르는 것은 사용자에게 도전일 수 있다. 그러므로, 성능을 향상시키고 사용의 편의성을 증가시키는 향상된 차량 디자인을 위한 요구가 있다.
본문 내에 포함되어 있음.
본문 내에 포함되어 있음.
도1은 본 발명의 실시예들에 따른 허브 장치를 도시한다.
도2은 본 발명의 실시예들에 따른 허브 장치의 분해도를 도시한다.
도3a및 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 토크 센서의 구성요소를 도시한다.
도4a 및 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 토크 센서의 구성요소를 도시한다.
도5는 본 발명의 실시예들에 따른 허브 장치의 회전가능한 하우징의 분해도를 도시한다.
도6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 보호 슬리브(sleeve)를 도시한다.
도7 내지 10b는 본 발명의 실시예들에 따른 잠금 디바이스를 도시한다.
도11는 바퀴에 결합된 본 발명의 실시예들에 따른 허브 장치를 도시한다.
도면들은 어쩔 수 없이 축적대로 도시되지 않았다. 예를 들어, 다양한 실시예들의 이해를 향상시키는 것을 돕기 위해 도면들 내의 몇몇 요소들의 치수가 확장되거나 감소될 수 있다. 유사하게, 몇몇의 구성요소들 및/또는 구동들은 몇몇의 실시예들의 목적의 논의를 위하여 단일 블록으로 결합되거나 다른 블록들로 분리될 수 있다. 게다가, 특정 실시예들이 도면 내에서 예시의 방법으로 도시되고 이하에서 자세히 설명되더라도, 당업자는 첨부된 청구항들의 범위내에 떨어지는 수정들, 등가물, 및 대안들을 인식할 것이다.
본 발명은 차량(예를 들어, 자전거, 세발자전거, 스쿠터, 동력 휠체어, 카트, 등)의 바퀴/림을 회전하도록 구성된 허브 장치에 관한 것이다. 허브 장치는 로터 어셈블리, 샤프트 어셈블리, 및 스테이터 어셈블리를 포함한다. 스테이터 어셈블리는 샤프트에 고정되게 결합되며 샤프트는 로터 어셈블리를 통해 연장한다. 로터 어셈블리는 샤프트 및 스테이터 어셈블리에 대해 회전될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 허브 장치는 전동 모터로 고려될 수 있다. 허브 장치의 로터 어셈블리는 차량의 바퀴/림에 결합되며, 샤프트는 차량(예를 들어, 프레임과 같은 차량 구조)에 고정되게 결합된다. 허브 장치는 차량을 움직이는 (또는 차량의 이동을 적어도 수월하게 하는) 인력이 있거나 없이 바퀴를 회전하도록 구성된다.
몇몇의 실시예에서, 본 발명은 사용자가 편리하게 허브 장치를 운반할 수 있게 하는 콤팩트한 디자인 허브 장치에 관한 것이다. 본 허브 장치는 또한 쉽고, 빠른 설치를 허용하고 유지를 위한 접근을 제공하는 모듈 디자인을 가진다. 예를 들어, 허브 장치의 측면 커버(예를 들어, 도11)는 순조롭게 제거되거나 허브 장치 내부에 접근을 제공할 수 있다.
본 발명의 장점은, 예를 들어, (1) 콤팩트한 허브-형상의 전기 모터를 가지는 로터 어셈블리 및 스테이터 어셈블리를 제공함; (2)본 허브 장치의 구성요소들의 대부분(예를 들어, 배터리 팩, 메인 회로 보드, 제어기, 기타 등등)은 스테이터 어셈블리 내부에 위치되어 따라서 로터 어셈블리와 회전하지 않음; 을 포함한다. 이는 구성 요소의 기대 수명과 신뢰성을 위해 이익이 된다.
도1은 본 발명의 따른 허브 장치 또는 허브 어셈블리(100)의 등각 투영도이다. 도1에 도시된 것과 같이, 허브 장치(100)는 외곽 하우징(또는 하우징) 및 다중 스포크(105)들(예를 들어, 스포크(105)의 다른 단부는 자전거의 앞/뒤쪽 바퀴에 결합될 수 있음)을 수용하도록 구성된 허브 플랜지(또는 링 구조)(103)를 포함한다.
몇몇의 실시예에서, 하우징은 다중 하우징 구성요소들로부터 조립될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 하우징은 서로 연결된 제1 하우징 구성요소(101) 및 제2 하우징 구성요소(201)를 포함할 수 있고 허브 장치의 요소를 수용하도록 내측/안쪽/내부 공간을 함께 형성할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 제1 하우징 구성요소(101)는 측벽(101a) 및 측벽(101a)의 외곽 원주 주변으로 연장하는 외곽 림(101b)을 포함할 수 있다. 외곽 림(101b)은 제1 하우징 구성요소(101) 내에 안쪽 공간을 정의하는 높이를 가진다.
도1은 본 발명의 따른 허브 장치 또는 허브 어셈블리(100)의 등각 투영도이다. 도1에 도시된 것과 같이, 허브 장치(100)는 외곽 하우징(또는 하우징) 및 다중 스포크(105)들(예를 들어, 스포크(105)의 다른 단부는 자전거의 앞/뒤쪽 바퀴에 결합될 수 있음)을 수용하도록 구성된 허브 플랜지(또는 링 구조)(103)를 포함한다.
몇몇의 실시예에서, 하우징은 다중 하우징 구성요소들로부터 조립될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 하우징은 서로 연결된 제1 하우징 구성요소(101) 및 제2 하우징 구성요소(201)를 포함할 수 있고 허브 장치의 요소를 수용하도록 내측/안쪽/내부 공간을 함께 형성할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 제1 하우징 구성요소(101)는 측벽(101a) 및 측벽(101a)의 외곽 원주 주변으로 연장하는 외곽 림(101b)을 포함할 수 있다. 외곽 림(101b)은 제1 하우징 구성요소(101) 내에 안쪽 공간을 정의하는 높이를 가진다.
도1에 도시된 것과 같이, 제1 하우징 구성요소(101)는 그것의 중심 내에 (예를 들어, 도2 내에 샤프트(209)) 측면 개구를 형성하여, 샤프트(예를 들어, 도2 내의 샤프트(209))를 지나가도록 허용한다. 개구는 측면 커버(1102)(예를 들어, 도11를 보면)를 허용하도록 구성된다. 측면 커버(1102)는 샤프트에 고정되게 결합되고 이런 이유로 하우징과 함께 회전하지 않는다. 몇몇의 실시예에서, 베어링은 측면 커버(1102)및 측면 커버(1102) 사이에 위치될 수 있고 측면 커버(1102(및 샤프트(209)))에 대해 회전하도록 할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 오일 실은 측면 커버(1102)와 하우징(101) 사이에 위치될 수 있다.
도1에 도시된 것과 같이, 허브 플랜지(103) 또는 링 구조는 측벽(101a)에 결합되거나, 일체적으로 형성된다. 허브 플랜지(103)는 제1 하우징 구성요소(101)의 중심지점으로부터 반경방향 외측 지점에서 측벽(101a)의 표면으로부터 외측으로 연장한다. 제2 하우징 구성요소(201)(예를 들어, 리드 또는 캡; 도2)은 제1 하우징의 구성요소(101)의 외곽 림(101b)의 밑에 맞추는 구조로 제1하우징 구성요소(101)의 개방 단부를 둘러싸고 있다. 몇몇의 실시예에서, 제2 하우징 구성요소(201)는 그곳 상에 형성된 삽입 플랜지(2011) 포함할 수 있다. 삽입 플랜지(2011)는 제2 하우징 구성요소(201)를 제1 하우징 구성요소(예를 들어, 도5을 참조하여 아래에서 논의되는, 갭 안으로 삽입되는)에 결합하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 베어링 또는 오일 실(214)(도2)은 샤프트(209)와 제2 하우징 구성요소(201) 사이에 위치될 수 있다. 베어링(214)은 샤프트(209)와 제2 하우징 구성요소(201) 사이의 상대 회전을 가능하게 하도록 구성된다.
도2에서 가장 잘 도시된 것과 같이, 메인 회로 보드(203), 배터리 어셈블리(205) 및 허브 어셈블리(100)의 중심을 통해 지나가는 축 또는 샤프트(209)에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되는 코일 어셈블리(207)가 하우징의 안쪽 공간 안으로 맞춰진다. 이러한 실시예에서, 제1 하우징 구성요소(101) 및 제1 하우징(101)의 안쪽 상에 많은 자석들(508)(도1또는 2에 도시되지 않음; 예를 들어, 도5에 도시됨)은 로터 어셈블리를 함께 형성한다. 더욱이, 메인 회로 보드(203), 배터리 어셈블리(205) 및 코일 어셈블리(207)는 함께 스테이터 어셈블리(208)로 고려될 수 있다.
배터리 어셈블리(205)의 배터리 팩에 의해 제공된 전류가 스테이터 어셈블리(208)의 코일(또는 코일 어셈블리(207))을 통해 지나갈 때, 자기장(magnetic fields)은 발생되며 이에 따라 축(R)(또는 샤프트(209))에 대해서 로터 어셈블리가 회전하도록 로터 어셈블리의 자석들(508)이 움직인다. 몇몇의 실시예에서, 추가 배터리 팩은, 보충의 동력 공급기, 백업(back up)으로 허브 장치(100) 외부에 위치할 수 있다. 결과적으로, 하우징 및 스포크들(105)을 통해 하우징에 부착된 바퀴는 또한 스쿠터, 자전거, 또는 차량을 움직이도록 회전된다.
도시된 실시예에서, 허브 플랜지(103) 또는 링 구조 및 측벽(101a)은 동심으로 위치된다. 허브 플랜지(103)는 측벽(101a)의 중심 지점 주변에 위치된다. 다른 실시예에서, 허브 플랜지(103)는 측벽(101a)의 다른 반경방향 위치에서 위치될 수 있다(예를 들어, 하우징의 외곽 모서리에 더 가깝거나 중심점에 더 가깝게). 도시된 것과 같이, 허브 플랜지(103)는, 각각, 다중 스포크(105)들의 단부를 수용하도록 구성된 복수의 개구(107)들을 포함한다.
스포크(105) 각각은 바퀴/림 구조(도1에 도시되지 않음) 및 허브 플랜지(103)의 안쪽 원주 내에 형성된 대응 형상인 오목부에 대해 있는 내측, 나팔모양의(또는 구형의) 단부(109) 및 바퀴/림 구조(도1에 도시되지 않음)에 결합하도록 구성된 외곽 단부를 가진다. 일 실시예에서, 구형 와셔(washer)(108)는 스포크(105) 위로 맞춰지고 스포크(105)의 나팔모양 단부에 대하여 있다. 대응하는 구형 오목 형상은 장력 하에서 구형 와셔(108)를 수용하고 스포크(105)를 있도록 허브 플랜지(103)에 내에 형성된다.
게다가, 구형 와셔(108)가 다양한 각도에서 스포크(105)를 허브 플랜지(103)와 접촉하는 것을 허용하기 때문에, 본 구조는 스포크들(105)이 그들의 단부들에서 허브 플랜지(103)에 단단히 고정되기 때문에 적어도 허브 장치(100)가 작동할 때 (1) 제조 유연성(예를 들어, 맞추기 쉽고 더 높은 허용오차를 가짐)을 향상시키고 (2) 추가적인 내구성을 제공한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 허브 장치(200)를 도시하는 분해도이다. 허브 장치(200)는 제1 하우징 구성요소(101)(측벽(101a) 및 외곽 림(101b)을 가짐) 및 리드 또는 캡 또는 제2 하우징 구성요소(201)를 포함한다. 이것의 외곽 표면 상에서, 제1 하우징 구성요소(101)는 다중 스포크들을 통해 바퀴/림 구조에 결합되도록 구성된 허브 플랜지(103)를 포함한다. 이것의 내측 표면 상에서, 제2 하우징 구성요소(201)는 하우징과 코일 어셈블리(207) 사이의 상대 회전을 멈추도록(예를 들어, 도7을 참조하여 아래에서 논의된 잠금 디바이스(700) 또는 모터 잠금 장치와 협력함으로써) 구성된 다중 돌출부들 또는 멈춤 범프(213)를 포함한다. 다중 돌출부 또는 멈춤 범프(213)는 “맞물림부”로 지칭될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 제1 하우징 구성요소(101) 및 리드 또는 제2 하우징 구성요소(201)는 함께 하우징 어셈블리를 형성한다.
몇몇의 실시예에서, 맞물림부는 오목부(예를 들어, 잠금 디바이스(700)를 수용하도록 구성된), 후크(예를 들어, 잠금 디바이스(700)를 맞물리도록 구성된), 및 다른 적합한 구성요소들로 시행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 맞물림부들은 제1 하우징 구성요소(101)의 측벽(101a)의 안쪽 표면 상에 및/또는 제2 하우징 구성요소(201)의 안쪽 표면 상에 위치된다. 맞물림부 및 잠금 디바이스(700)가 함께 “잠금 메커니즘” 또는 허브 장치(200)를 위한 “잠금 시스템”을 형성한다.
도시된 실시예에서, 다중 자석들(508) (예를 들어, 도5 보면), 은 원주방향으로 외곽 림(101b)의 내부 표면 상에 위치되고, 이에 따라 일 실시예에서 제1 하우징 구성요소(101), 제2 하우징 구성요소(201), 및 자석들(508)은 함께 로터 또는 “로터 어셈블리”로 행동한다.
메인 회로 보드(203)는 하나 이상의 제어기들, 제어 회로들, 논리, 센서들, 와이어 및/또는 코일에 전류를 적용하거나 하우징을 회전시는 데 필요한 다른 적합한 구성요소들을 운반하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 메인 회로 보드(203)는 차량의 전기 제어 유닛(ECU)을 운반할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 메인 회로 보드(203)는 허브 장치(200)의 동력 출력을 제어하도록 구성된 동력 제어기(도시되지 않음) 운반할 수 있다. 동력출력은 로터 어셈블리(그 안에 또는 이의 내부 표면에 위치된 자석들(508)을 구비한 하우징)와 스테이터 어셈블리(208) 사이의 회전의 형태로 또는 모터에 의해 연장된 와트에 의해 측정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 메인 회로 보드(203)는 배터리 어셈블리(205)(예를 들어, 세 개의-위상을 가진 교류 전류를 공급하도록)로부터의 전력을 관리하도록 구성된 구동 회로망을 운반할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구동 회로망 및 전력 제어기는 하나의 구성요소로(예를 들어, 모터 제어 유닛, MCU) 통합될 수 있다.
배터리 어셈블리(205)는 다중 배터리 팩들을 포함할 수 있다. 몇몇의 도시된 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 메인 회로 보드(203)에 인접하게 옆으로 위치된 세개의 배터리 팩들을 포함한다. 다른 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 다양한 방식으로 배열된 다른 수의 배터리 팩들을 가진다. 몇몇의 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 일반적으로 샤프트(209)(예를 들어, 이러한 실시예에서, 배터리 팩들의 길이 방향은 기준면 내에 놓인다)에 대해 수직인 기준면에 내에 위치되는 다각형(예를 들어, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등)을 형성하도록 위치된 다중 배터리 팩들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 팩은 샤프트(209)의 주변에 동일한 각도로 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 팩들은 코일 어셈블리(207) 안으로 맞춰지도록 배터리 팩들의 크기/형상에 기반하여 배열될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩들은 도2에 도시된 것들과는 다른 방위들을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 제어될 수 있거나 배터리 관리 시스템(BMS)에 의해 관리될 수 있다. BMS는 배터리의 상태를 감시하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, BMS는 메인 회로 보드(203) 상에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 팩들(및 그 안에 배터리 셀들)은, 다양한 요구들 또는 실제 디자인들에 따라, 직렬로 또는 병렬로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 메인 회로 보드(203) 상에 하나 이상의 배터리 메모리들에 결합되고 배터리-관련 정보(예를 들어, 배터리 사용량 정보, 배터리 작동 지시사항들(충전/방전율 또는 다른 배터리들과 다를 수 있는 다른 지시사항들과 같은), 배터리 펌웨어, 배터리 상태, 등을 저장하도록 구성된다. 또한 몇몇 실시예에서, 배터리 메모리는 차량 정보(예를 들어, 허브 장치(200) 내에 작동 온도) 또는 사용자 정보(예를 들어, 구동/라이딩(riding) 역사, 습관들, 등)를 저장하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 메모리들은 배터리 어셈블리(205)의 배터리 하우징 내부에 위치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 허브 장치(200)가 콤팩트한 디자인을 가질 수 있어 코일 어셈블리(207) 내부에 위치될 수 있다. 코일 어셈블리(205) 내부에 배터리 어셈블리(205)를 위치하는 것의 이점들은, 예를 들어, (1) 예를 들어, 바깥의 충격으로부터, 배터리 어셈블리(205)를 보호할 수 있는 코일 어셈블리; 및 (2) 로터 어셈블리의 자석들에 의해 발생된 자기장의 간섭/영향을 적어도 부분적으로 막거나 방해할 수 있는 이런 배열을 포함한다.
축 또는 샤프트(209)는 메인 회로 보드(203), 배터리 어셈블리(205), 코일 어셈블리(207)에 고정되게 결합된다. 샤프트(209)는 차량 몸체(예를 들어, 프레임, 섀시, 구조적 구성요소들, 등)에 결합될 수 있다. 작동 동안, 하우징 및 그곳에(허브 플랜지들에 결합된 스포크들을 통해) 부착된 바퀴는 차량 몸체를 움직이도록 샤프트(209)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 샤프트(209)는 앞쪽 구성요소(예를 들어, 앞쪽 바퀴 포크) 또는 뒤쪽 바퀴 구성요소(예를 들어, 뒤쪽 바퀴 프레임)에 결합될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 허브 장치(200)는 허브 장치(200)를 방수로 만들도록 하나 이상의 방수 구성요소들(예를 들어, O-링)을 포함 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 방수 구성요소는 샤프트(209)에 인접한 위치, 허브 장치의 구성요소(예를 들어, 도3a를 참조하여 아래에서 서술된 내부 토크 센서(317), 도4a를 참조하여 아래에서 서술된 외부 토크 센서 구성요소(419))에 인접한 위치, 등과 같은 하나 이상의 위치들에 위치될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 방수 구성요소는 또한 전반적인 허브 장치(200)의 방수 능력을 향상시키도록 제1 하우징 구성요소(101)와 제2 하우징 구성요소(201) 사이, 샤프트(209)의 단부들의 하나 또는 모두, 측면 커버(1102)와 제1 하우징 구성요소(101) 사이 및 제2 하우징 구성요소(201), 등에 위치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 샤프트(209)는 토크센서를 보호하도록 및/또는 토크 센서의 설치를 가능하게 하도록 구성된 토크 센서 덮개(jacket)(215)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 토크 센서 덮개(215)는 토크 센서에 부착된 와이어를 샤프트에 장착하는 것을 가능하도록 구성된다. 토크 센서 덮개(215) 및 토크 센서의 실시 예는 도3a 내지 4b를 참조하여 아래에서 논의된다.
도3a 및 3b는 내부 토크 센서 구성요소(317)가 토크 센서 덮개(215)에 어떻게 결합되었는 지를 도시한다. 도시된 것과 같이, 내부 토크 센서 구성요소(317)는 샤프트(209)에 먼저 결합되고 (예를 들어, 내부 토크 센서 구성요소(317)의 개구 안으로 샤프트(209)를 삽입함으로써) 그러면 옮겨지거나 토크 센서 덮개(215)를 향해서 미끄러진다. 적절한 와이어/케이블 연결(예를 들어, 내부 토크 센서 구성요소(317)의 케이블을 메인 회로 보드(203) 상의 제어기에 결합) 후에, 내부 토크 센서 구성요소(317)는 밀려질 수 있고 토크 센서 덮개(215)에 고정되게 결합될 수 있다.
도3b에 도시된 것과 같이, 제1 하우징 구성요소(101)는 외부 토크 센서 구성요소(419)를 맞물리도록 구성된 다중 발들(paw)(301)을 포함할 수 있다. 도 4a 및 4c는 외부 토크 센서 구성요소(419)가 어떻게 결합하였는 지를 도시한다. 도시된 것과 같이, 외부 토크 센서 구성요소(419)는 샤프트에 먼저 가깝게 위치되고 (예를 들어, 외부 토크 센서 구성요소(419)의 개구 안으로 샤프트(209)를 삽입함으로써) 그러면 외부 토크 센서 구성요소(419)는 옮겨지거나 토크 센서 구성요소(317)를 향해서 미끄러진다. 외부 토크 센서 구성요소(419)는 내부 토크 센서 구성요소(317)의 외곽에 위치되도록 구성된다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 외부 토크 센서 구성요소(419)는 발(301)을 맞물리도록 구성된 래칫(ratchet) 기어를 포함하여 외부 토크 센서 구성요소(419)는 제1 하우징 구성요소(10)에 결합될 수 있다(와 함께 회전할 수 있다). 래칫(421)은 단일 회전 방향으로 제1 하우징 구성요소와 함께 외부 토크 센서 구성요소(419)를 회전하도록 가능하게 한다. 외부 토크 센서 구성요소(419)는 또한 변속 구성요소(예를 들어, 체인, 벨트, 변속 기어 세트, 등)에 결합하도록 구성된 기어형 표면(423)을 포함한다. 변속 구성요소는 사용자/라이더가 밟는 페달에 결합할 수 있어, 하우징은 인력에 의해 회전될 수 있다.
사용자가 페달을 밟으면, 그곳에 적용된 토크는 외부 토크 센서 구성요소(419)로 전달될 수 있다. 외부 토크센서 구성요소(419)와 내부 토크 센서 구성요소(317) 사이의 상대 회전(예를 들어, 자기장의 변화를 측정함으로써)을 측정함으로써, 사용자 동작으로 인한 토크/힘을 감지/측정할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 토크 센서는 측정에 대응하는 신호를 메인 회로 보드 상의 제어기로 전송할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 측정된 토크가 임계 값을 초과한다면, 허브 장치(200)는 허브 장치(200)에 연결된 바퀴의 회전을 가능하게 하도록 추가적인 토크를 발생시킴으로써 응답할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 오르막길 도로 상을 타고 있을 때, 사용자는 보통 때보다 페달을 더 세게 미는 것이 필요할 수 있다. 이러한 상황에서, 토크 센서는 이 변화를 감지할 수 있고 그에 따라서 응답하도록 허브 장치(200)에게 알릴 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 추가적인 토크는 평균 사용자 라이딩(riding) 또는 구동 속도에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 평평한 도로 상에서 라이딩 할 때 시간당 25킬로미터의 평균 라이딩 속도(예를 들어, 사용자 라이딩 역사, 사용자 선호도, 등과 같은 다양한 요인들에 기반하여 결정될 수 있음)를 가질 수 있다. 이러한 예에서, 허브 장치(200)가 사용자가 오르막길 도로 상을 라이딩하고 있다고 결정할 때(예를 들어, 사용자가 페달을 더 세게 밟음을 감지함으로써), 허브 장치(200)는 평균 라이딩 속도에서 사용자가 타는 것을 도와주기 위해 추가적인 토크를 제공할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 추가적인 토크는 오르막길 도로상에서 사용자들의 평균 라이딩 속도의 50-99%에서 사용자가 타는 것을 도와주도록 발생될 수 있다.
도 5는 스테이터 어셈블리(208)가 제1 하우징 구성요소(101) 또는 하우징 어셈블리 내에 맞춰지는 방법을 도시한다. 도시된 것 같이, 스테이터 어셈블리(208)는 샤프트(209)에 결합되고 그런 다음 샤프트(209)는 제1 하우징 구성요소(101)의 중심 개구(510)를 통과하도록 (표시된 것 같이, 방향(X)으로) 위치된다. 도시된 것 같이, 다중 영구 자석들(508)은 제1 하우징 구성요소(101)의 안쪽 또는 내측 표면 상에 위치된다. 작동 동안, 다중 영구 자석들(508) 및 제1 하우징 구성요소(101) (로터 어셈블리로서, 제2 하우징 구성요소와 함께)은 스테이터 어셈블리(208)에 대해 회전할 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 자석들(508)은 연결 구조(예를 들어, 금속 링)을 통해 제1 하우징 구성요소(101)에 결합될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 자석들(508)은 제1 하우징 구성요소(101)의 측벽(101a)에 결합될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 자석들(508)은 제1 하우징 구성요소(101)의 외곽 림(101b)에 결합될 수 있다.
도5에 도시된 것 같이, 틈(512)은 자석들(508)과 제1 하우징 구성요소(101) 사이로 형성된다. 틈(512)은 제2 하우징 구성요소(201)(도 2)의 삽입 플랜지(2011)를 수용하도록 구성되어, 제2 하우징 구성요소(201) 및 제1 하우징 구성요소(101)는 고정되게 결합된다.
도 6a 및 6b는 토크 센서의 와이어들을 샤프트(209)에 고정하도록 구성된 보호 슬리브 또는 와이어 클립(612)을 보여주는 등각 투영도(isometric views)이다. 도시된 것 같이, 커넥터(610)는 평평한 형상을 가진다. 도시된 실시예에서, 샤프트(209)는 평평한 표면(2092) 및 그곳 상에 위치되고/형성된 원주방향의 오목부(2091)를 포함한다. 또한 샤프트(209)는 토크 와이어들이 통과되는 슬롯을 구비한 샤프트(209)의 중심 축으로부터 반경방향으로 연장하는 두개의 멈춤 벽들(2093a 내지 b)을 포함한다. 와이어들은 오목부(2091) 안으로 가압되며 제위치에 유지된다.
커넥터 와이어(6101)가 샤프트 오목부(2091) 내에 위치될 때, 보호 슬리브(612)는 두개의 멈춤 벽들(2093a, 2093b) 사이로 위치될 수 있다. 결과적으로, 커넥터 와이어(6101)는 샤프트 오목부(2091) 내에 위치될 수 있고 커넥터(610)는 평평한 표면 상에 위치될 수 있어 커넥터는 내부 토크 센서 구성요소(317)에 순조롭게 연결될 수 있다(도 3a 및 3b). 몇몇의 실시예에서, 커넥터 와이어(6101)는 메인 회로 보드(203) 상에 위치된 제어기(예를 들어, ECU)에 결합될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 잠금 디바이스(700)의 분해도이다. 잠금 디바이스(700)는 허브 장치(예를 들어, 도1에 도시된 허브 장치(100))의 모터를 잠그도록(예를 들어, 모터의 로터 어셈블리가 모터의 스테이터 어셈블리에 대해 회전하는 것을 막기/방해하기위해) 구성된다.
도7에 도시된 것 같이, 잠금 디바이스(700)는 스토퍼(701), 스토퍼 홀더(703), 로드(또는 스크류/나사(threaded) 로드)에 결합된 엑추에이터(705), 로드(707)를 움직이도록 전류를 공급하는 제어기에 엑추에이터(705)의 와이어들을 연결하도록 구성된 플러그(709)를 포함한다. 스토퍼 홀더(703)는 허브 장치 내에 위치된 전기 모터의 정지 부품(예를 들어, 스테이터 어셈블리)에 고정되게 부착된다. 스토퍼(701)는 스토퍼 홀더(703) 내에 위치되고 로드(707)에 의해 옮겨지도록 구성된다.
몇몇의 실시예에서, 나사 너트(nut)(711) 와 같은 위치 구성요소는 스토퍼(711)의 내에 배치되고 스프링(713)으로 편향된다. 로드(707)는 엑추에이터(705)에 의해 나사결합되고 회전될 수 있다. 나사 로드(707)는 스토퍼(701)를 진입 또는 후퇴시켜 로터 어셈블리 상의 표면과 결합 및 해제하도록 나사 로드(707) 상에서 너트(711)를 위아래로 움직인다(예를 들어, 허브 장치(200)의 하우징 어셈블리). 몇몇의 실시예에서, 엑추에이터(705)는 축방향 솔레노이드(solenoid)거나 스토퍼(701)를 이동시키는 다른 엑추에이터들일 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 스프링(713)은 로드(707)에 대한 너트(711)의 움직임이 하우징 어셈블리의 내측 표면을 향하거나 또는 하우징 어셈블리의 내측 표면으로부터 멀리 움직이도록 스토퍼(701)를 너트(711)에 유지하기 위해 스토퍼(701)에 탄력(resilient force)을 제공하도록 위치될 수 있다(예를 들어, 제1 하우징 구성요소(101)). 몇몇의 실시예에서, 스토퍼(701)는 이에 (실제로)접촉없이 하우징 어셈블리의 내측 표면에 인접하게 위치될 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 플러그(709)는 전기 제어 유닛(ECU) 및/또는 다른 적합한 디바이스들에 결합된 제어기에 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에서. ECU는 외부 장치(예를 들어, 스마트 폰, 전자 열쇠(key fob), 등)로부터의 신호에 응답하여 모터를 잠그거나/해제할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, ECU는 시간의 미리결정된 기간(예를 들어, 허브 장치가 꺼진 후 10분)을 위한 외부 장치(예를 들어, 스마트 폰, 전자 열쇠, 등)로부터 신호를 받는 것 없이 모터를 잠그거나/해제할 수 있다.
도 8 내지 10b는, 잠금 디바이스(700)의 작동을 보여주는, 잠금 디바이스(700)의 단면 및 등각 투영도이다. 도시된 것 같이, 도 8 및 9에서, 잠금 디바이스(700)의 스토퍼 홀더(703)는 로터 어셈블리(801)가 잠금 디바이스(700)에 대해 자유롭게 회전하도록(예를 들어, 도 8에 도시된 것 같이 축(R)에 대해) 스테이터 어셈블리의 코일 어셈블리(803)에 고정되게 결합된다.
도 8에 도시된 실시예에서, 로터 어셈블리(801)는 하우징 어셈블리 및 그 것에 부착된 많은 자석들(808)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 코일 어셈블리(803)는 많은 코일들(810) 및 잠금 디바이스(700)에 고정되게 결합하도록 구성된 섀시(806)(또한 도10a 및 10b에서 볼 수 있듯이)을 포함한다. 도 10a에 도시된 실시예에서, 코일들(810)은 제1 코일들의 세트(810a), 제2 코일들의 세트(810b), 및 제3 코일들의 세트(810c)를 포함할 수 있다. 제1 코일들의 세트(810a)는 제1 와이어(810aa)를 통해 배터리 팩에 결합되도록 구성된다. 제2 코일들의 세트(810b)는 제2 와이어(810bb)를 통해 배터리 팩에 결합되도록 구성된다. 제3 코일들의 세트(810c)는 제3 와이어(810cc)를 통해 배터리 팩에 결합되도록 구성된다. 제1, 2 및 3 코일들의 세트(810a 내지 810c)는 섀시(806) 주변에 원주방향으로 위치된다.
도 8에 도시된 것 같이, 두개의 멈춤 범프들(805a, 805b)는 하우징 어셈블리의 내측 표면에 결합된다(또는 하우징 어셈블리와 함께 일체로 형성된다). 멈춤 범프들(805a, 805b)은, 스토퍼(701)가 연장된 “잠긴” 위치일 때(예를 들어, 도9 및 10b에 도시된 것 같이), 스토퍼(701)에 대해 회전하는 것으로 부터 로터 어셈블리(801)를 억제하도록 구성된다(이는 코일 어셈블리(803)에 고정되게 결합됨).
스토퍼(701)가 “잠금해제된” 위치로 후퇴될 때(예를 들어, 도8 및 10a에 도시된 것 같이), 로터 어셈블리(801)는 스토퍼(701)(및 코일 어셈블리(803))에 대해 회전할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 그곳은 바퀴가 많은 다른 위치에서 잠겨질 수 있도록 하우징 어셈블리에 결합된 멈춤 범프들(805)이 두개 이상일 수 있다.
도 8 및 10a에서, 잠금 디바이스(700)는 “잠금해제된” 위치에 있고, 로터 어셈블리(801)는 코일 어셈블리(803)에 대해 회전할 수 있다. 이러한 실시예에서, 스토퍼(401)(의 가장자리)는 스토퍼 홀더(703)(외곽 가장자리)와 동일 높이에 있고 라서 회전할 때 스토퍼(701)는 멈춤 범프(805a, 805b)와 접촉하지 않는다.
ECU가 로드(707)를 회전하도록 엑추에이터에 지시할 때(예를 들어, 도 8 및 9에 도시된 것 같이 A방향으로 스토퍼(701)를 움직이도록), 바퀴는 이에 따라 잠기고 잠금해제된다.
스토퍼(701)가 하우징 어셈블리를 향해 옮겨지면(예를 들어, A방향으로), 도 9 및 10b에 도시된 것 같이, 스토퍼(701)는 더 이상 스토퍼 홀더(703)와 동일 높이가 아니며, 잠금 디바이스(700)는 “잠긴”위치에 있다. 따라서, 스토퍼(701)는 멈춤 범프들(805a, 805b 중의 하나에 의해 “멈춰지거나” 억제되고 로터 어셈블리(801)에 대해 자유롭게 회전할 수 없다. 결과적으로, 로터 어셈블리(801)는 잠기고 코일 어셈블리(803)에 대해 회전할 수 없다.
몇몇의 실시예에서, 멈춤 범프들은 하우징 어셈블리의 내측 표면에서 원주방향으로 위치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 스토퍼(701)는 멈춤 범프들 중 어느 하나에 의해 멈춰질 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 멈춤 범프들은 돌출부, 블록, 및/또는 스토퍼(701)가 연장된 위치에 있을 때 이와 맞물려지는 다른 적합한 형상들과 같은 다양한 형상들로 형성될 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 멈춤 범프들은 플라스틱과 같은 상대적으로-쉽게 교체가능한 재료로 만들어질 수 있는 반면에, 스토퍼(701)는 상대적으로 경질(hard)하거나 강성(stiff) 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 실시예에서, 하나이상의 멈춤 범프들(805)은 손상되거나 파손되었을 때(예를 들어, 스토퍼(701)와 접촉함으로써 원인이됨), 나머지 범프들은 더 스토퍼(701)와 맞물릴 수 있고 로터 어셈블리(801)의 위치를 잠글 수 있다. 손상된 멈춤 범프(805)를 교체하는 것은 쉽고 편리하다. 결과적으로, 본 발명은 전기 모터의 회전을 잠그고, 멈추고, 및/또는 제어하도록 신뢰성 있고, 유지하기 쉬운, 메커니즘(mechanism)을 제공한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 허브 장치(100)(또는 몇몇의 실시예에서 허브 장치(200))를 지지하는 차량용 뼈대(vehicular ular frame)(1101)의 등각 투영도이다. 도시된 것 같이, 허브 장치(100)의 샤프트(209)는 차량 프레임(1101)에 고정되게 결합된다. 허브 장치(100)의 하우징 어셈블리는 스포크들(105) 및 링 구조(103)(도시된 것 같이, 측면 커버(1102)는 허브 장치(100)에 부착될 수 있음)을 통해 바퀴(1103)에 결합된다. 바퀴(1103)는 허브 장치(100)에 의해 차량 프레임(1101)을 움직이도록 회전될 수 있다. 바퀴(1103)가 회전하지 않을 때, 충전 헤드(1105)는 허브 장치(100)에 결합될 수 있고 이를 충전할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 충전 헤드(1105)는 자기력(magnet force)에 의해 허브 장치(100)에 결합될 수 있다. 도시된 것 같이, 충전 헤드(1105)는 와이어(1107)를 통해 동력원에 결합될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 바퀴(1103)는 타이어(1109), 바퀴 림(1111), 다중 스포크들(105), 및 허브 장치(100)를 가지는 바퀴세트 일 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 본 발명에서 허브 장치는 다중 제어기들 또는 허브 장치를 제어하도록 구성된 프로세서 포함할 수 있다. 예를 들어, 허브 장치는 허브 장치의 일반 작동(예를 들어, 회전)을 제어하도록 구성된 메인 제어기(예를 들어, 전기 제어 유닛, ECU)를 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 메인 제어기는 허브 장치(예를 들어, 사용자의 스마트폰에 있는 프로세서)의 외부 프로세서에 의해 더 “제어될 수 있다”. 몇몇의 실시예에서, 허브 장치는 특정 구성요소를 제어하도록 구성된 제2 제어기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어기는 스테이터 어셈블리의 코일들에 교류(alternating currents)(ACs)를 지시하도록 구성된 모터 제어 유닛(MCU)일 수 있다. 몇몇의 실시예에서, MCU는 코일들이 허브 장치를 움직이도록 다양한 전자기장을 발생할 수 있도록 코일들에 직류(direct current)(DC)를 다중-위상 ACs로 전환할 수 있다.
본 발명은 특정한 예시적인 실시예를 참조하여 서술되었지만, 본 발명이 서술된 실시예에 제한되지 않지만 첨부된 청구항들의 범위 및 사상 내에서 수정 및 변경으로 실행될 수 있음이 인식될 것이다. 따라서, 설명 및 도면들은 제한적인 의미 보다 예시적인 의미로 간주된다.
100 : 허브 장치
101 : 제1 하우징 구성요소
103 : 허브 플랜지
105 : 스포크
107 : 개구
108 : 구형 와셔
109 : 나팔모양 단부
201 : 제2 하우징 구성요소
203 : 메인 회로 보드
205 : 배터리 어셈블리
207 : 코일 어셈블리
208 : 스테이터 어셈블리
209 : 샤프트
214 : 베어링
215 : 토크 센서 덮개
317 : 토크 센서 구성요소
419 : 토크 센서 구성요소
421 : 래칫
508 : 자석들
610 : 커넥터
700 : 잠금 디바이스
701 : 스토퍼
703 : 스토퍼 홀더
705 : 엑추에이터
707 : 로드
711 : 너트
713 : 스프링
801: 로터 어셈블리
805 : 멈춤 범프

Claims (20)

  1. 허브 장치에 있어서,
    로터 어셈블리로서, 상기 로터 어셈블리는,
    제1 하우징 구성요소;
    상기 제1 하우징 구성요소의 맞은편에 위치된 제2 하우징 구성요소 - 상기 제1 하우징 구성요소 및 상기 제2 하우징 구성요소는 내부 공간을 함께 규정함 -; 및
    상기 제1 하우징 구성요소 및 상기 제2 하우징 구성요소 중 어느 하나 또는 둘 모두에 장착된 복수 개의 자석들;
    을 포함하는 상기 로터 어셈블리;
    상기 로터 어셈블리를 통해 연장하도록 위치된 샤프트 - 상기 로터 어셈블리는 상기 샤프트에 회전 가능하게 결합됨 -; 및
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 상기 내부 공간에 위치된 스테이터 어셈블리;
    를 포함하고,
    상기 스테이터 어셈블리는,
    상기 샤프트에 고정되게 결합된 코일 어셈블리 - 상기 코일 어셈블리는 상기 자석들에 대응되게 위치됨 -;
    상기 코일 어셈블리에 고정되게 결합된 메인 회로 보드; 및
    상기 코일 어셈블리의 내부에 위치되고 상기 메인 회로 보드에 의해 운반되는 배터리 어셈블리 - 상기 배터리 어셈블리는 상기 샤프트에 대해 원주 방향으로 위치된 복수 개의 배터리 팩들을 포함함 -;
    를 포함하고,
    상기 로터 어셈블리는, 상기 메인 회로 보드에 의해 운반되는 제어기로부터의 신호에 기초하여 상기 스테이터 어셈블리에 대해 회전하도록 구성되고,
    상기 배터리 팩들은 상기 샤프트에 수직인 기준면에 위치되고, 상기 배터리 팩들의 길이 방향들은 상기 기준면에 놓이는 허브 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일 어셈블리는 복수 개의 코일들 및 섀시를 포함하고, 상기 복수 개의 코일들은 상기 섀시의 외부 원주 방향의 표면 상에 위치되고, 상기 자석들은 상기 복수 개의 코일들의 맞은편의 상기 제1 하우징 구성요소의 내측 원주 방향의 표면 상에 위치되는 허브 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 어셈블리는 상기 섀시 및 상기 메인 회로 보드 사이에 위치되는 허브 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메인 회로 보드는 상기 섀시의 맞은편에 위치하는 허브 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 상기 제1 하우징 구성요소에 회전 가능하게 결합된 토크 센서를 더 포함하고, 상기 토크 센서는 내부 토크 센서 구성요소 및 외부 토크 센서 구성요소를 포함하고, 상기 내부 토크 센서 구성요소는 상기 샤프트에 고정되게 결합되고, 상기 외부 토크 센서 구성요소는 상기 제1 하우징 구성요소에 회전 가능하게 결합되는 허브 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 토크 센서는 측정된 토크를 상기 제어기에 전송하도록 구성되고, 상기 제어기가 측정 토크가 임계값을 초과한 것으로 결정하면, 상기 제어기는 상기 허브 장치에 결합된 바퀴를 회전하는 것을 가능하게 하는 추가 토크를 발생시키도록 상기 허브 장치에 지시하는 허브 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 토크 센서 주위에 위치한 O-링을 더 포함하는 허브 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 토크 센서에 결합된 와이어를 상기 샤프트에 고정시키도록 구성된 보호 슬리브를 더 포함하는 허브 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보호 슬리브는 상기 샤프트로 형성된 원주 방향의 오목부에 위치되는 허브 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징 구성요소 및 상기 제2 하우징 구성요소는 상기 제2 하우징 구성요소에 형성된 삽입 플랜지에 의해 서로 단단히 맞춰지도록 구성되고, 상기 삽입 플랜지는 상기 제1 하우징 구성요소의 내측 원주 방향의 표면 및 상기 자석들 사이의 틈 안으로 삽입되도록 구성되는 허브 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터 어셈블리에 대해 상기 로터 어셈블리가 회전하는 것을 방해하도록 구성된 잠금 메커니즘을 더 포함하고, 상기 잠금 메커니즘은 상기 스테이터 어셈블리에 제공된 적어도 하나의 잠금 디바이스 및 적어도 하나의 맞물림부를 가지고,
    상기 잠금 디바이스는, 상기 제어기로부터의 제1 신호에 반응하여, 상기 맞물림부에 맞물리도록 활성화되고,
    상기 잠금 디바이스는, 상기 제어기로부터의 제2 신호에 반응하여, 상기 맞물림부로부터 맞물림 해제하도록 활성화되는 허브 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 잠금 디바이스는 스토퍼, 스토퍼 홀더 및 엑추에이터를 포함하고, 상기 스토퍼 홀더는 상기 스테이터 어셈블리에 고정되게 결합되고, 상기 스토퍼는 상기 스토퍼 홀더에 위치되고, 상기 스토퍼는 상기 엑추에이터에 의해 이동되도록 구성되고,
    상기 맞물림부는 범프 또는 오목부를 포함하고,
    상기 엑추에이터는, 상기 제어기로부터의 상기 제1 신호에 반응하여, 상기 스토퍼가 상기 맞물림부에 맞물리도록 이동하도록 구성되고,
    상기 엑추에이터는, 상기 제어기로부터의 상기 제2 신호에 반응하여, 상기 스토퍼가 상기 맞물림부로부터 맞물림 해제하도록 이동하도록 구성되는 허브 장치.
  13. 바퀴 세트에 있어서,
    타이어;
    상기 타이어를 지지하도록 구성된 바퀴 림;
    상기 바퀴 림에 결합된 복수의 스포크들; 및
    상기 스포크들에 의해 상기 바퀴 림에 결합된 허브 어셈블리;
    를 포함하고, 상기 허브 어셈블리는,
    측부 표면 및 상기 측부 표면에 위치된 플랜지를 구비한 하우징 - 상기 플랜지는 상기 스포크들에 결합됨 -;
    상기 하우징의 내측 원주 방향의 표면에 위치된 복수 개의 자석들;
    상기 하우징을 통해 연장하도록 위치된 샤프트 - 상기 하우징은 상기 샤프트에 회전 가능하게 결합됨 -;
    상기 하우징에 위치되고 상기 샤프트에 고정되게 결합된 코일 어셈블리 - 상기 코일 어셈블리는 상기 복수 개의 자석들에 대응되게 위치됨 -;
    상기 하우징에 위치되고 상기 코일 어셈블리에 고정되게 결합되는 메인 회로 보드; 및
    상기 코일 어셈블리의 내부에 위치되고 상기 메인 회로 보드에 의해 운반되는 배터리 어셈블리 - 상기 배터리 어셈블리는 상기 샤프트에 대해 원주 방향으로 위치된 복수 개의 배터리 팩들을 포함함 -;
    를 포함하고,
    상기 배터리 팩들은 상기 샤프트에 수직인 기준면에 위치되고, 상기 배터리 팩들의 길이 방향들은 상기 기준면에 놓이는 바퀴 세트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 허브 어셈블리는, 상기 샤프트에 결합되고 상기 하우징의 회전에 의해 발생되는 토크를 측정하도록 구성된 토크 센서를 더 포함하고, 상기 토크 센서는 내부 토크 센서 구성요소 및 외부 토크 센서 구성요소를 포함하고, 상기 내부 토크 센서 구성요소는 상기 샤프트 및 상기 외부 토크 센서 구성요소 사이에 위치되고, 상기 하우징의 회전은 상기 외부 토크 센서 구성요소 및 상기 내부 토크 센서 구성요소 사이의 상대적인 회전에 기초하여 측정되는 바퀴 세트.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 허브 어셈블리는, 상기 토크 센서에 결합된 와이어를 상기 샤프트에 고정시키도록 구성된 보호 슬리브를 더 포함하고, 상기 보호 슬리브는 상기 샤프트로 형성된 원주 방향의 오목부에 위치된 바퀴 세트.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 허브 어셈블리는, 상기 하우징이 상기 코일 어셈블리, 상기 메인 회로 보드 및 상기 배터리 어셈블리에 대해 회전하는 것을 방해하도록 구성된 잠금 메커니즘을 더 포함하고, 상기 잠금 메커니즘은 잠금 디바이스 및 상기 하우징에 위치된 범프를 구비하고,
    상기 잠금 디바이스는, 제어기로부터의 제1 신호에 반응하여, 상기 하우징에 맞물리도록 활성화되고,
    상기 잠금 디바이스는, 제어기로부터의 제2 신호에 반응하여, 상기 하우징으로부터 맞물림 해제하도록 활성화되는 바퀴 세트.
  17. 차량에 있어서,
    차량 프레임;
    허브 어셈블리의 샤프트를 통해 상기 차량 프레임에 결합된 허브 어셈블리; 및
    상기 허브 어셈블리의 하우징에 결합된 바퀴 림;
    을 포함하고,
    상기 허브 어셈블리는
    상기 하우징의 내측 원주 방향의 표면에 위치된 복수 개의 자석들;
    상기 하우징에 위치되고 상기 샤프트에 고정되게 결합되는 코일 어셈블리 - 상기 코일 어셈블리는 상기 복수 개의 자석들에 대응되게 위치됨 -;
    상기 하우징에 위치되고 상기 코일 어셈블리에 고정되게 결합되는 메인 회로 보드; 및
    상기 코일 어셈블리의 내부에 위치되고 상기 메인 회로 보드에 의해 운반되는 배터리 어셈블리 - 상기 배터리 어셈블리는 상기 샤프트에 대해 원주 방향으로 위치된 복수 개의 배터리 팩들을 포함함 -;
    를 포함하고,
    상기 배터리 팩들은 상기 샤프트에 수직인 기준면에 위치되고, 상기 배터리 팩들의 길이 방향들은 상기 기준면에 놓이는 차량.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 코일 어셈블리는 복수 개의 코일들 및 섀시를 포함하고, 상기 복수 개의 코일들은 상기 섀시의 외부 원주 방향의 표면에 위치되고, 상기 배터리 어셈블리는 상기 섀시 및 상기 메인 회로 보드 사이에 위치되고, 상기 메인 회로 보드는 상기 섀시의 맞은편에 위치되는 차량.
  19. 삭제
  20. 삭제
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