KR102271807B1 - 기어드 인휠모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기어드 인휠모터에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 기어드 인휠모터는 타이어가 외륜을 감싸 결합되는 림, 상기 림의 중심을 관통하여 연결되는 샤프트, 상기 림의 내부에서 상기 샤프트에 연결 고정되는 고정자와, 상기 고정자를 감싸도록 배치되며 회전하는 회전자를 포함하는 모터 어셈블리, 상기 림의 개방된 부위를 밀폐시키도록 결합되는 커버, 및 상기 회전자의 중앙에 고정되는 선 기어, 상기 선 기어의 주변을 둘러 감싸도록 상기 림의 내부에 위치하는 캐리어에 연결되는 복수의 유성 기어, 및 상기 복수의 유성 기어를 둘러 감싸 구비되는 링 기어를 포함하는 기어 어셈블리를 포함하고, 상기 기어 어셈블리는, 상기 복수의 유성 기어 각각을 상기 캐리어의 일면에 축 연결하는 고정축, 및 상기 고정축과 상기 복수의 유성 기어 각각의 사이에 배치되어, 상기 회전자의 회전에 연동하여 회전하는 상기 선 기어의 회전방향에 따라 상기 복수의 유성 기어의 회전을 허용 또는 단속하는 원웨이 클러치를 포함한다.

Description

기어드 인휠모터{GEARED INWHEEL MOTOR}

본 발명은 기어드 인휠모터에 관한 것이다.

인휠모터는 전기를 동력원으로 사용하는 이동수단에 사용된다.

인휠모터는 림(Rim)의 내부에 위치하는 모터 어셈블리로부터 동력이 출력된다.

모터 어셈블리는 고정자 및 회전자를 포함한다. 모터 어셈블리로부터 생성된 동력은 별다른 동력전달장치를 거치지 않고서 직접 인휠모터의 휠(Wheel)까지 전달된다.

인휠모터의 림에 감겨진 바퀴는 전기를 동력원으로 사용하여 회전한다.

이와 같이, 인휠모터는 종래의 일반적인 이동수단과 달리 복잡한 구동장치, 동력전달장치가 필요하지 않아 상대적으로 간단한 구조를 가진다.

그 결과, 인휠모터는 이동수단의 경량화를 가능하게 하며, 동력전달 시에 발생되는 에너지 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.

인휠모터는 타이어, 림, 모터 어셈블리, 그리고 샤프트를 포함한다.

간략히 살펴보면, 타이어는 림을 감싸 결합된다. 모터 어셈블리는 고정자 및 회전자를 포함하며, 림의 내측에 구비된다. 샤프트는 고정자의 중심을 관통하여 연결된다.

인휠모터의 고정자는 외부로 연결된 전원 공급용 인출선을 통해 전원을 공급받는다. 고정자에 전원이 공급되면, 고정자를 중심으로 회전자가 회전을 한다.

한편, 회전자는 림과 연결되므로, 회전자가 회전을 하면, 림은 회전을 하고, 림의 외륜에 결합된 타이어도 회전을 하게 된다.

이와 같이, 인휠모터는 샤프트와 고정자는 고정되고, 회전자와 림, 그리고 타이어는 회전을 하는 방식이다.

기어드 인휠모터는 감속기어와 클러치가 내장된 형태를 말한다.

일반적인 기어드 인휠모터는 타이어, 림, 고정자와 회전자로 구성된 모터 어셈블리, 기어 어셈블리, 그리고 샤프트를 포함하여 구성되었다.

그런데, 기어드 인휠모터를 이용하는 각종 이동수단의 경우 평지 주행 시와 언덕 등판 시 서로 다른 형태의 출력이 요구된다. 예를 들어, 언덕 등판 시에는 고토크 출력이 필요하며, 평지 주행 시에는 고속 회전이 필요하다.

이를 해결하기 위한 방안으로서, 기존에는 언덕 등판 시 고토크 출력을 내고, 평지 주행 시 고속 회전이 가능하도록 고가의 인버터 소자를 사용하였다.

하지만, 고가의 인버터 소자의 사용으로 인하여 제품 가격이 상승되는 단점이 있었으며, 전자부품의 추가로 인하여 고장 발생률이 높고, 고장 시 교체 및 유지보수에 어려움이 있었다.

따라서, 단일의 기어 어셈블리를 이용하면서도 주행 환경에 따라 필요한 기어 비를 조정할 수 있는 기술적인 해결방안이 필요한 실정이다.

종래의 선행기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0133462호(이하, 선행문헌 1)는 유성기어를 이용한 인휠모터를 개시하고 있다. 선행문헌 1에 개시된 종래의 인휠모터는 유성기어를 이용한 2단 기어 파워 트레인을 사용하여 안정적인 고속주행이 가능하도록 구성되어 있다. 다만, 선행문헌 1의 경우 가속 및 감속에 따른 기어 비 제어방식을 이용하는 점에서 모터제어를 위한 복잡한 구성이 요구되며, 인휠모터의 유지 보수가 어려운 단점이 있다.

종래의 다른 하나의 선행기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0086732호(이하, 선행문헌 2)는 인휠모터용 감속기를 개시하고 있다. 선행문헌 2에 개시된 종래의 인휠모터의 감속기는 유성기어, 선 기어, 링 기어를 포함하는 감속기가 모터를 감싸도록 구성된다. 다만, 선행문헌 2의 감속기의 경우, 평지 주행 시 및 언덕 등판 시와 같이 서로 다른 주행 환경에 따라 기어 비를 조절할 수 있는 구성에 관하여 제시하고 있지 않다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0133462호

본 발명의 목적은 단일의 기어 어셈블리를 이용하는 기어드 인휠모터에서 고가의 인버터소자를 사용하지 않으면서도 주행 환경에 따라 고토크 및 고속회전 출력이 가능한 기어드 인휠모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 고가의 인버터소자를 사용하지 않으면서도 평지 주행 시의 고속회전과 언덕 등판 시의 고토크 출력을 선택적으로 조정할 수 있어 모빌리티의 성능을 향상시킬 수 있는 기어드 인휠모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면 단일의 기어 어셈블리를 이용하는 기어드 인휠모터에서 고가의 인버터소자 없이 주행 환경에 따라 고토크 및 고속회전 출력이 가능한 기어드 인휠모터를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 기어드 인휠모터는 림, 샤프트, 모터 어셈블리, 커버, 기어 어셈블리를 포함한다. 이때, 기어 어셈블리는 선 기어, 유성 기어, 및 링 기어를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 기어드 인휠모터의 기어 어셈블리는, 고정축과, 원웨이 클러치를 포함한다.

고정축은 복수의 유성 기어 각각을 상기 캐리어의 일면에 축 연결한다.

원웨이 클러치는 고정축과 상기 복수의 유성 기어 각각의 사이에 배치되어, 상기 회전자의 회전에 연동하여 회전하는 상기 선 기어의 회전방향에 따라 상기 복수의 유성 기어의 회전을 허용 또는 단속할 수 있다.

림은 원형의 강성 부재를 말한다. 타이어는 림의 외륜을 감싸 결합될 수 있다. 샤프트는 림의 중심을 관통하여 연결될 수 있다.

모터 어셈블리는 고정자와 회전자를 포함한다.

고정자는 샤프트에 연결되며 인출선에 의해 전원을 공급 받을 수 있다. 그리고 고정자는 상기 림의 내부에서 샤프트에 연결 고정된다. 고정자는 샤프트를 둘러 감싸 결합되며, 샤프트와 함께 회전하지 않으며 위치 고정될 수 있다.

회전자는 고정자를 감싸도록 배치된다. 그리고 회전자와 고정자 사이에는 소정의 갭(이를 '에어 갭'이라 함)이 형성될 수 있다.

고정자에 전원이 공급되면, 고정자와 회전자 사이의 전자기력이 발생되고, 회전자는 고정자를 중심으로 그 외부에서 회전을 하게 된다.

이때, 고정자와 회전자는 모두 림의 내부에 위치할 수 있다.

커버는 림의 개방된 일 측면을 덮어 결합된다. 커버가 결합되는 림의 내부에는 모터 어셈블리 등과 같은 물기에 취약한 다수의 전기전자부품이 내장될 수 있다. 커버는 림의 개방된 측면을 덮어 결합되어, 림의 내부를 외부로부터 차폐시켜 방수구조를 확보할 수 있다.

기어 어셈블리는 림의 내부에 배치되며 회전자의 회전을 감속시키는 역할을 할 수 있다.

기어 어셈블리는 선 기어, 복수의 유성 기어, 및 링 기어를 포함한다.

선 기어는 회전자의 중앙에 고정되며, 회전자와 함께 회전할 수 있다.

복수의 유성 기어는 선 기어의 주변을 둘러 감싸도록 배치될 수 있다. 복수의 유성 기어는 림의 내부에 위치하는 캐리어에 연결될 수 있다.

링 기어는 복수의 유성 기어의 둘레상에 배치될 수 있다.

고정축은 상기 복수의 유성 기어 각각의 중심을 관통하여 상기 캐리어의 일면에 고정될 수 있다. 원웨이 클러치는 상기 고정축의 둘레 면과 상기 복수의 유성 기어 각각의 중심 홀 사이에 삽입될 수 있다.

원웨이 클러치는 상기 고정축과 상기 복수의 유성 기어 각각의 사이에 원형 관 형태로 삽입되는 클러치 하우징과, 상기 클러치 하우징과 상기 고정축 사이에 개재되어, 상기 복수의 유성 기어 각각을 설정된 회전방향으로만 회전시키는 클러치 구동부를 포함한다.

원웨이 클러치는 상기 선 기어의 제1 회전방향 회전 시, 상기 선 기어에 맞물린 상기 복수의 유성 기어를 회전시켜, 상기 선 기어와 상기 복수의 유성 기어 간의 기어 비로 변속된 회전력을 상기 링 기어에 전달할 수 있다.

또한, 원웨이 클러치는 상기 선 기어의 제2 회전방향 회전 시, 상기 선 기어에 맞물린 상기 복수의 유성 기어의 회전을 단속시켜 상기 선 기어의 회전력을 직접 상기 링 기어에 전달할 수 있다.

원웨이 클러치는 상기 클러치 하우징의 내측에서 상기 고정축의 양단 부위 외경을 접촉하여 지지하는 고정축 지지부를 더 포함한다.

캐리어는 상기 복수의 유성 기어를 사이에 두고 상기 선 기어의 반대편에 위치하며, 상기 림의 내부에 원판 형상으로 밀착 고정되고, 상기 샤프트가 중심을 관통하여 연결될 수 있다.

선 기어는 상기 회전자의 중앙에 체결 고정되며, 상기 회전자와 함께 회전하는 고정판과, 상기 고정판으로부터 상기 샤프트를 감싸도록 돌출되는 선 기어 치를 포함한다.

고정판은 상기 회전자의 중앙에서 내측으로 함몰 형성된 원형의 안착 홈에 밀착되어, 적어도 하나의 고정 나사에 의해 상기 회전자에 체결 고정될 수 있다.

림은 상기 모터 어셈블리와 상기 기어 어셈블리를 내부에 수용하는 수용공간을 구비하며, 상기 모터 어셈블리가 위치하는 일측이 개방되어, 상기 개방된 일측으로 상기 커버가 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 기어드 인휠모터는 림, 샤프트, 모터 어셈블리, 커버, 기어 어셈블리를 포함하고, 기어 어셈블리는 선 기어, 유성 기어, 및 링 기어를 포함한다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따르는 기어드 인휠모터의 기어 어셈블리는, 고정축과, 원웨이 클러치를 포함한다. 그리고 링 기어는 림과 일체형 구조로 형성될 수 있다.

림은, 상기 모터 어셈블리와 상기 기어 어셈블리를 내부에 수용하는 수용공간을 구비하며, 상기 모터 어셈블리가 위치하는 일측이 개방되어, 상기 개방된 일측으로 상기 커버가 결합될 수 있다.

또한, 림은, 상기 타이어가 장착되는 환형의 림 몸체, 및 상기 림 몸체에서 상기 커버가 결합되는 반대편에 위치하며 상기 기어 어셈블리를 수납하도록 상기 커버에 마주하여 형성되는 측면 판을 포함한다.

커버는, 상기 림 몸체의 개방된 일면을 덮어 결합되는 원판 형상의 커버 몸체를 포함한다.

링 기어는, 상기 림 몸체의 내부 면을 통해 직경이 축소되는 방향으로 돌출되도록 상기 림과 일체로 형성되는 링 기어 몸체, 및 상기 링 기어 몸체의 내경을 통해 원주 방향으로 형성되도록 상기 림과 일체로 형성되는 링 기어 치를 포함한다.

회전자는, 상기 선 기어가 중앙에 체결 고정되며, 복수의 관통 홀을 구비하는 원판, 상기 원판의 가장자리로부터 상기 고정자를 감싸는 방향으로 돌출되며 적어도 하나의 블레이드를 구비하는 외측몸체, 상기 원판의 중심을 통해 관통 결합되는 상기 샤프트를 감싸도록 돌출되며, 적어도 하나의 블레이드를 구비하는 코어부, 및 상기 고정자와 소정의 갭을 사이에 두고서 상기 고정자를 둘러 감싸 배치되는 마그넷을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르는 기어드 인휠모터는 모터 어셈블리에 근접하여 위치하는 적어도 하나의 홀 센서 기판을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 단일의 기어 어셈블리를 이용하는 기어드 인휠모터에서 고가의 인버터소자를 사용하지 않으면서도 주행 환경에 따라 고토크 및 고속회전 출력이 가능한 장점이 있다.

예를 들어, 기어드 인휠모터에 고가의 인버터소자를 사용하지 않으면서도 평지 주행 시의 고속회전과 언덕 등판 시의 고토크 출력을 선택적으로 조정할 수 있어 모빌리티의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 유성기어에 원웨이 구동형 클러치를 적용함으로써, 모터 어셈블리의 회전방향에 따라 서로 다른 기어 비로 출력이 가능한 장점이 있다.

예를 들어, 모터 어셈블리가 정 방향(예: 시계 방향 등)으로 회전할 경우 다이렉트 드라이브 방식으로 고속 회전 출력이 생성될 수 있어, 평지 주행에 효과적인 장점이 있다.

반대로, 모터 어셈블리가 역 방향(예: 반 시계 방향 등)으로 회전할 경우 유성기어의 회전을 이용한 기어드 방식으로 고토크 출력이 생성될 수 있어, 언덕 등판에 효과적인 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면 주행조건에 따라 기어드 모드와 다이렉트 드라이브 모드 중 하나를 선택하여 기구적으로 모드 전환이 가능하므로, 고가의 전자식 인버터 소자를 사용하는 경우에 비해 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다. 그리고 전자소자가 아닌 기계부품을 사용함에 따라 고장 발생률이 감소될 수 있으며, 유지 보수가 쉬우며 내구성이 향상되는 장점이 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터를 간략히 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터를 간략히 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터 중에서 기어 어셈블리를 간략히 도시한 사시도.
도 4는 도 1의 "A"단면 영역을 확대하여 원웨이 클러치의 세부 단면 구조를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터의 원웨이 클러치 동작을 설명하기 위해 도시한 도면으로서, 기어 어셈블리의 고토크 출력 모드(a)와 고속회전 출력 모드(b)의 동작 예시도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기어드 인휠모터 중에서 림과 커버의 예시적인 형상을 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터의 모터 어셈블리를 구성하는 회전자의 예시적인 형상을 나타낸 도면.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

기어드 인휠모터의 전반적인 구조

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터를 간략히 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터를 간략히 도시한 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 기어드 인휠모터(1000)는 단일의 기어 어셈블리(700)를 이용하는 기어드 인휠모터(1000)에서 고가의 인버터소자 없이 주행 환경에 따라 고토크 및 고속회전 출력이 가능한 점에 특징이 있다. 예를 들어 평지 주행 시 기어드 인휠모터(1000)의 고속회전이 가능하며, 언덕 등판 시 기어드 인휠모터의 고토크 출력이 가능한 것을 말한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기어드 인휠모터(1000)의 전반적인 구조에 관하여 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기어드 인휠모터(1000)는 샤프트(100), 림(200), 모터 어셈블리(300), 커버(410), 기어 어셈블리(700)를 포함한다. 기어 어셈블리(700)는 선 기어(710), 유성 기어(730), 링 기어(230)를 포함한다. 이에 더하여, 기어 어셈블리(700)는 고정축(731)과 원웨이 클러치(740)을 더 포함한다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르는 기어드 인휠모터(1000)는 홀 센서 기판(600, 도 2 참조), 제1, 2, 3 베어링(510, 520, 540), 및 오링(530, 도 2 참조)을 더 포함한다.

이하, 기어드 인휠모터(1000)에 포함되는 세부 구성요소들에 관하여 구체적으로 설명하기로 하다.

림(200)은 휠(wheel)을 이루는 원형의 강성부재이다. 그리고 타이어(800)는 림(200)의 외륜을 감싸 결합될 수 있다.

림(200)의 외륜에는 타이어(800)의 장착 상태를 유지하도록 제1 타이어 분리 방지 턱(220, 도 7 참조)가 구비될 수 있다. 제2 타이어 분리 방지 턱(420, 도 8 참조)은 림(200)의 개방 부위에 결합되는 커버(410)에 구비될 수 있다.

림(200)의 내측에는 소정의 크기를 갖는 중공(이하, 수용공간이라 함)이 마련된다. 림(200)의 수용공간을 통해 샤프트(100), 모터 어셈블리(300), 기어 어셈블리(700)를 포함한 다수의 전기전자부품(예: 홀 센서 등)이 내장될 수 있다.

림(200)의 일면은 개방된다. 림(200)의 개방된 일면을 통해 샤프트(100), 모터 어셈블리(300), 기어 어셈블리(700)를 포함한 다수의 부품이 내장된다.

커버(410)는 림(200)의 개방된 일면으로 덮여 결합된다. 이와 같은 구조에 따라, 커버(410)는 림(200)의 수용공간을 외부로부터 밀봉시킨다.

모터 어셈블리(300)는 림(200)의 수용공간에 내장되며 샤프트(100)를 둘러 감싸 결합된다.

구체적으로는 모터 어셈블리(300)는 샤프트(100)와 림(200) 사이에 결합되며, 고정자(stator)(310)와 회전자(rotor)(330)를 포함한다.

고정자(310)는 샤프트(100)와 연결되며 전원 공급용 인출선에 의해 외부로부터 전원을 공급받는다. 예를 들어, 전원 공급용 인출선은 샤프트(100)의 중공을 통해 림(200)의 내부까지 연결되어 고정자(310)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.

또한, 고정자(310)는 림(200)의 내부에서 샤프트(110)를 감싸는 형태로 배치된다. 고정자(310)는 내측에 구비된 고정몸체(350)에 의해 샤프트(110)의 외경을 감싸며 샤프트(110)에 견고하게 고정 결합될 수 있다.

회전자(330)는 소정의 갭을 사이에 두고서 고정자(310)를 둘러 감싸도록 배치된다. 구체적으로는, 회전자(330)는 에어 갭을 사이에 두고서 고정자(310)를 둘러 감싸는 복수의 마그넷(331)을 포함한다.

또한, 회전자(330)는 복수의 마그넷(331)의 설치 간격을 유지하고 이들을 설치 위치를 고정시키도록 샤프트(100)를 감싸는 코어부(335)를 포함하는 원통형의 구조를 더 가질 수 있다. 다만, 원통형의 구조는 도시된 형상에 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 다양한 형태로 변경이 가능하다.

모터 어셈블리(300)는 고정자(310)에 전원이 공급되고, 고정자(310)와 회전자(330) 사이에는 발생된 전자기력을 이용하여, 고정자(310)를 중심으로 회전자(330)를 회전시키도록 구성된다.

회전자(330)가 회전하면, 회전자(330)의 회전에 연동하여 림(200)이 회전한다. 이어서, 림(200)이 회전하면, 림(200)의 외륜을 통해 장착된 타이어(800)가 샤프트(100)를 중심으로 회전한다.

기어 어셈블리(700)는 림(200)의 내부에 배치되며 회전자(330)의 회전속도를 설정 기어 비로 변환시키는 역할을 한다.

기어 어셈블리(700)는 선 기어(710)와, 복수의 유성 기어(730)를 포함한다. 그리고 기어 어셈블리(700)는 복수의 유성 기어(730)의 둘레 상에 배치되어 복수의 유성 기어(730)와 연결되는 링 기어(230)를 더 포함한다.

선 기어(710)는 회전자(3300의 중앙에 고정된다. 그리고 유성 기어(730)는 선 기어(710)의 주변을 둘러 감싸 위치한다. 링 기어(230)는 복수의 유성 기어를 둘러 감싸는 위치에 구비될 수 있다.

구체적으로는, 선 기어(710)는 선 기어 치(711)와 고정판(713)을 포함한다.

고정판(713)은 회전자(300)의 중앙에 체결 고정된다. 그리고 고정판(713)은 회전자(330)와 함께 회전자(330)와 같은 속도로 회전할 수 있다.

선 기어 치(711)는 고정판(713)의 중앙으로부터 복수의 유성 기어(730)의 내측 공간을 향해 돌출되는 형상을 가지며, 복수의 유성 기어(730)와 기어 연결이 가능한 구조로 이루어진다.

또한, 선 기어 치(711)는 샤프트(100)를 둘러 감싸도록 배치될 수 있다.

고정판(713)은 회전자(330)의 중앙에서 내측으로 함몰 형성된 원형의 안착 홈(339)에 밀착 고정된다. 예를 들어, 고정판(713)은 적어도 하나의 고정 나사(715)에 의해 회전자(330)에 체결 고정되며, 회전자(330)와 고정판(713)은 같은 속도로 회전할 수 있다.

한편, 기어드 어셈블리(700)는 캐리어(750)를 더 포함한다. 캐리어(750)는 선 기어(711)와 림(200)의 내부 면 사이에 수용공간에 원판 형태로 삽입된다.

복수의 유성 기어(730) 각각은 캐리어(750)의 일면을 통해 유성 기어 고정축(731)에 의해 축 연결되어 회전 가능하게 장착될 수 있다. 이로써, 선 기어(710)에 기어 연결되어 회전하는 복수의 유선 기어(730)는 기 설정된 기어 비로 회전하며 링 기어(230)를 회전시키고, 이후 림(200)에 회전력이 전달된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 기어드 어셈블리(700)는 고정축(731)과, 원웨이 클러치(740)를 포함한다.

고정축(731)은 복수의 유성 기어(730) 각각을 캐리어(750)의 일면에 축 연결하는 부재를 말한다.

원웨이 클러치(740)는 회전자(330)의 회전 시, 회전자(330)와 함께 회전하는 선 기어(710)의 회전방향에 따라 선 기어(710)와 맞물린 복수의 유성 기어(730)의 회전을 허용 또는 단속할 수 있다.

이를 위해 원웨이 클러치(740)는 고정축(731)과 복수의 유성 기어(730) 각각의 사이에 배치된다.

구체적으로는, 원웨이 클러치(740)는 선 기어(710)가 제1 회전방향(예: 반 시계방향, 도 6의 (a) 참조)으로 회전하는 경우, 선 기어(710)에 맞물린 복수의 유성 기어(730)를 회전시킨다. 이로써, 선 기어(710)와 복수의 유성 기어(730) 간의 설정된 기어 비로 변속된 회전력이 링 기어(230)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 언덕 주행 등과 같이 고토크 출력이 요구되는 경우 인휠모터의 원활한 동작(즉, 기어드 모드 주행)을 가능하게 한다.

이와 반대로, 원웨이 클러치(740)는 선 기어(710)가 제2 회전방향(예: 시계방향, 도 6의 (b) 참조)으로 회전하는 경우, 선 기어(710)에 맞물린 복수의 유성 기어(730)의 회전을 허용하지 않으며 회전을 단속시킨다. 이로써, 선 기어(710)의 회전력은 직접 링 기어(230)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 평지 주행 시 고속회전이 요구되는 경우 인휠모터에 필요한 다이렉트 모드 주행을 가능하게 한다.

이와 같이, 원웨이 클러치(740)은 선 기어(710)의 설정방향(예: 반 시계 방향 등) 회전 시에만 복수의 유성 기어(730)를 회전시키고, 선 기어(710)가 반대방향(예: 시계 방향 등) 회전 시에는 복수의 유성 기어(730)의 회전을 단속한다. 이로써, 단일의 기어드 어셈블리(700)가 적용된 기어드 인휠모터(1000)를 필요에 따라 고토크 출력 또는 고속회전 시킬 수 있다.

한편, 림(200)은 커버(410)가 결합되는 반대편에 측면 판(210)을 더 구비한다.

측면 판(210)은 림(200)과 일체형 구조로 이루어져 림(200)의 내측 수용공간을 밀폐시킨다.

또한, 측면 판(210)은 기어 어셈블리(700), 특히 복수의 유성 기어(730)가 장착된 캐리어(750)와 마주하여 배치된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터(1000)는 적어도 하나의 홀 센서 기판(600)을 포함한다.

홀 센서 기판(600)은 모터 어셈블리(300)에 근접하여 위치할 수 있다. 더 구체적으로는 모터 어셈블리(300)와 커버(410) 사이에 위치할 수 있다.

홀 센서 기판(600)은 복수의 홀 센서(예: 2개의 홀 센서 등)를 구비할 수 있다. 이와 같이 구성됨에 따라 홀 센서 기판(600)은 모터 어셈블리(300)의 자기력을 안정적이고 정밀하게 계측할 수 있다.

홀 센서 기판(600)은 별도의 기판 인슐레이터를 더 구비할 수 있는데, 홀 센서 기판(600)은 기판 인슐레이터를 이용하여 견고하게 고정되며 초기 설치 위치를 유지할 수 있다. 이로써, 모터 어셈블리(300)의 자기력을 안정적으로 계측할 수 있다.

한편, 기어드 인휠모터(1000)는 복수의 베어링, 즉 제1, 2, 3 베어링(510, 520, 540)을 포함한다.

제1 베어링(510)은 커버(410)와 샤프트(100) 사이에 구비되어 상호 간의 회전 마찰을 저감시켜준다. 제2, 3 베어링(520, 540)은 모터 어셈블리(300)와 샤프트(100) 사이, 및 림(200)과 샤프트(100) 사이에 구비되어 상호 간의 회전 마찰을 저감시켜준다. 이 밖에도 회전 하지 않는 샤프트(100)와 회전하는 다수의 구성요소 사이에는 회전 마찰을 저감시켜주는 베어링이 더 포함될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터(1000)는 적어도 하나의 오링(530)을 포함한다. 예를 들어, 오링(530)은 샤프트(110)와 모터 어셈블리(300) 간이 연결 부위에 구비되어 외부의 습기 또는 물이 모터 어셈블리(300)의 내부로 침투하는 것을 방지한다.

또한, 기어드 인휠모터(1000)는 다수의 인슐레이터를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정자(310)는 적어도 하나의 인슐레이터를 구비할 수 있다.

원웨이 클러치

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터 중에서 기어 어셈블리를 간략히 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 선 기어(710)가 중앙에 배치되고, 복수의 유성 기어(730)가 선 기어(710)를 둘러 싸며 기어 연결될 수 있게 위치한다. 그리고 링 기어(230)는 복수의 유성 기어(730)를 원주 방향으로 둘러 감싸도록 배치되며, 복수의 유성 기어(730)와 기어 연결된다.

선 기어(710)는 회전자(330, 도 2 참조)와 결합되며 같은 속도로 회전하게 된다. 그리고 복수의 유성 기어(730) 각각은 고정축(731)에 의해 축 연결되어 회전 가능하게 장착된다.

이와 같이 구성됨에 따라, 선 기어(710)의 회전 시 복수의 유선 기어(730)는 설정된 기어 비로 회전하며 링 기어(230)를 회전시킨다.

고정축(731)은 복수의 유성 기어(730) 각각을 축 연결하는데, 고정축(731)과 복수의 유성 기어(730) 각각의 사이에는 원웨이 클러치(740)가 구비된다.

원웨이 클러치(740)는 선 기어(710)의 회전방향에 따라 선 기어(710)와 맞물린 복수의 유성 기어(730)를 회전시키거나 또는 회전을 강제적으로 차단하는 역할을 한다.

도 4는 원웨이 클러치의 세부 단면 구조를 보여주는 도면으로서, 도 1의 "A"단면 영역을 확대한 도면이다.

도 4를 참조하면, 유성 기어(730)는 고정축(731)에 축 연결 되어 캐리어(750)의 일면을 통해 회전 가능하게 결합된다.

원웨이 클러치(740)는 고정축(731)과 유성 기어(730)의 사이에 배치된다.

고정축(731)은 유성 기어(730)의 중심을 관통하여 캐리어(750)의 일면에 고정된다. 그리고 원웨이 클러치(740)는 고정축(731)의 둘레 면과 유성 기어(730)의 중심 홀 사이에 삽입될 수 있다.

구체적으로는, 원웨이 클러치(740)는 고정축(731)과 유성 기어(730)의 사이에 원형 관 형태로 삽입되는 클러치 하우징(741)을 포함한다. 그리고 클러치 하우징(741)과 고정축(731) 사이에는 클러치 구동부(745)가 구비된다.

클러치 구동부(745)는 유성 기어(730)를 설정된 하나의 방향으로만 회전시키고, 그 반대 방향으로는 회전을 차단하는 것으로, 반드시 도시된 구조에 한정되지 않으며 통상의 기술자에게 자명한 형태로 변경 가능하다.

또한, 원웨이 클러치(740)은 고정축 지지부(743)을 더 포함한다. 고정축 지지부(743)은 원웨이 클러치(740)의 길이 양단에 각각 배치될 수 있는데, 클러치 하우징(741)의 내측에서 고정축(731)의 양단 부위 외경을 접촉 지지한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터의 원웨이 클러치 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따르는 원웨이 클러치(740, 도 4 참조)에서 클러치 구동부(745)는 고정축(731)을 중심으로 도 5의 (a)에 도시된 회전방향(예: 반 시계방향 등)으로 회전 동작이 단속되어 회전이 불가능하다.

이와 반대로 클러치 구동부(745)는 고정축(731)을 중심으로 도 5의 (b)에 도시된 회전방향(예: 시계 방향 등)으로 회전이 가능하다.

다만, 원웨이 클러치의 클러치 구동 형태는 반드시 도 5에 도시된 단면에 나타난 구성에 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 다양한 형태의 클러치 구동부 단면 구성으로 변경하여 이용하여도 무방하다.

도 5는 기어 어셈블리의 고토크 출력 모드(a)와 고속회전 출력 모드(b)의 동작 예시도이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 전술한 원웨이 클러치(740, 도 4 참조)에 의해 본 발명의 실시예에 따르는 기어 어셈블리의 경우 선 기어(710)가 제1 회전방향(예: 반 시계방향 등)으로 회전할 경우, 복수의 유성 기어(730)는 이와 맞물려 회전한다.

그 결과, 선 기어(710)와 복수의 유성 기어(730) 간의 설정된 기어 비로 회전력이 변속되어, 고토크 출력으로 변환된 회전력이 링 기어(230)를 통해 림(200, 도 1 참조) 및 타이어(800, 도 1 참조)까지 전달될 수 있다.

이에 따라, 기어드 인휠모터(1000, 도 1 참조)는 언덕 주행 등과 같이 고토크 출력이 필요한 경우에도 원활한 주행이 가능해질 수 있다.

이와 달리, 도 5의 (b)를 참조하면, 선 기어(710)가 제2 회전방향(예: 시계방향 등)으로 회전할 경우, 전술한 원웨이 클러치(740, 도 4 참조)에 의해 복수의 유성 기어(730)의 회전이 차단된다. 그 결과, 선 기어(710)의 회전력이 직접 링 기어(230)에 전달될 수 있다.

이에 따라, 기어드 인휠모터(1000, 도 1 참조)는 평지 주행과 같은 일반적인 주행 환경에서, 고속회전이 필요한 경우 다이렉트 모드 주행이 가능하여 운전효율이 향상될 수 있다.

이와 같이, 단일의 기어드 어셈블리(700, 도 1 참조)가 적용된 기어드 인휠모터(1000, 도 1 참조)는 주행 환경에 따라 필요에 의해 고토크 또는 고속회전으로 주행이 가능한 장점이 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기어드 인휠모터 중에서 림, 커버, 회전자의 세부 구성에 관하여 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어드 인휠모터 중에서 링 기어 일체형 림, 커버, 회전자를 간략히 도시한 도면들이다.

도시된 본 발명의 실시예에 따르면 림(200)과 커버(410)는 기존의 알루미늄 소재로부터 벗어나 사출 가능한 재질을 이용할 수 있다. 그리고 링 기어(230)는 림(200)과 별도의 부품으로 제작한 후 림(200)의 내부에 조립할 수 있다(도 3 참조). 다만 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 림(200)과 함께 사출하여 림(200)과 일체형 구조로 제작될 수 있다. 이를 통해 부품 수 감소 및 조립 공정을 간소화시킬 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 림(200)과 커버(410)는 동일 또는 유사한 소재로 이루어져 사출 성형될 수 있다. 이때, 링 기어(230)는 림(200)과 일체형 구조를 가질 수 있다.

림(200)은 타이어가 장착되는 환형의 림 몸체(201), 림 몸체(201)에서 커버가 결합되는 반대편에 위치하며 기어 어셈블리(700)를 수납하도록 커버(410)에 마주하여 형성되는 측면 판(210)을 포함한다.

측면 판(210)은 제1 타이어 분리 방지턱(220)을 구비한다. 제1 타이어 분리 방지턱(220)은 림 몸체(201)보다 직경이 확장되어 외측으로 돌출되는 구조로 이루어져 림(200)에 장착된 타이어(800, 도1 참조)의 일측을 고정시켜 분리를 방지한다.

커버(410)는 림 몸체(201)의 개방된 일면을 덮어 결합되는 원판 형상의 커버 몸체(411)를 포함한다.

커버 몸체(411)는 제2 타이어 분리 방지턱(420)을 구비한다. 제2 타이어 분리 방지턱(420)은 제1 타이어 분리 방지턱(220)에 대응하는 직경을 갖도록 외측으로 돌출되는 구조로 이루어지는데, 림(200)에 장착된 타이어(800, 도 1 참조)의 타측을 고정시켜 분리를 방지한다.

한편, 림 몸체(201)에서 측면 판(210)의 반대측으로 돌출된 연결단부(203)에는 원주 방향으로 복수의 체결 홈(204)이 구비될 수 있다. 또한, 커버 몸체(411)에는 복수의 체결 홈(204)에 대응하는 복수의 체결 공(414)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 림(200)과 커버(410)는 나사를 이용하여 체결 및 분리가 가능한 구조로 제공될 수 있다.

링 기어(230)는 링 기어 몸체(231)와 링 기어 치(233)를 포함한다.

링 기어 몸체(231)는 림 몸체(201)의 내부 면을 통해 직경이 축소되는 방향으로 돌출되는 부위이다. 링 기어 치(233)는 링 기어 몸체(231)의 내경을 통해 원주 방향으로 형성되는 부위로서 유성 기어(730)에 기어 연결된다.

링 기어 몸체(231)는 림 몸체(201)와 측면 판(210)이 교차하여 맞닿는 위치에서부터 측면 판(210)의 반대편을 향하여 소정의 폭을 갖도록 형성된다.

도 8를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 회전자(330)는 블레이드(340)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르는 기어드 인휠모터는 림(200)과 커버(410)가 사출 성형되는 재질로 이루어질 수 있으므로, 기존의 금속소재와 비교하여 방열 특성이 나빠질 수 있다. 블레이드(240)는 회전자(330)의 내, 외부에 형성될 수 있다. 블레이드(240)는 회전자(330)의 회전시 공기의 강제 유동을 일으켜 방열 특성을 개선시켜줄 수 있다.

회전자(330)는 원판(333), 외측몸체(334), 코어부(335), 마그넷(331, 도1 참조)를 포함한다. 원판(333)은 선 기어(710, 도 2 참조)가 중앙에 체결 고정되며, 복수의 관통 홀(332)을 구비한다. 예컨대, 복수의 관통 홀(332)은 원판(333)의 내부에서 코어부(335)로부터 서로 일정한 간격을 두고 원주 방향으로 배치되는 원호 형상의 홀일 수 있다.

외측몸체(334)는 원판(333)의 가장자리로부터 고정자(310, 도 1 참조)를 감싸는 방향으로 돌출된다. 코어부(335)는 원판(333)의 중심을 통해 관통 결합되는 샤프트(100)를 감싸도록 돌출된다. 마그넷(331)은 고정자(310)와 소정의 갭(즉, air gap)을 사이에 두고서 고정자(310)를 둘러 감싸 배치된다(도 1 참조).

블레이드(340)는 복수 개가 구비될 수 있다. 예를 들면, 복수의 블레이드(340)는 복수의 제1 블레이드(341)와 복수의 제2 블레이드(343)를 포함한다.

복수의 제1 블레이드(341)는 외측몸체(334)의 외측 둘레 면을 따라 외측으로 소정 높이 돌출되며 경사지게 형성된다. 그리고 복수의 제2 블레이드(343)는 코어부(335)의 외측 둘레 면을 따라 외측으로 소정 높이 돌출되며 경사지게 형성된다.

예컨대, 복수의 제1 블레이드(341)와 복수의 제2 블레이드(343) 각각은 서로 일정한 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 나아가, 복수의 제2 블레이드(343)는 복수의 제1 블레이드(341)와 다른 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 방향으로 경사지게 형성된 제1, 2 블레이드(341, 343)는 회전자(330) 주변의 공기 유동을 복잡하게 해주어, 공기 순환에 의한 냉각 성능을 향상시켜 줄 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 단일의 기어 어셈블리를 이용하는 기어드 인휠모터에서 고가의 인버터소자를 사용하지 않으면서도 주행 환경에 따라 고토크 및 고속회전 출력이 가능한 장점이 있다.

예를 들어, 기어드 인휠모터에 고가의 인버터소자를 사용하지 않으면서도 평지 주행 시의 고속회전과 언덕 등판 시의 고토크 출력을 선택적으로 조정할 수 있어 모빌리티의 성능을 향상시킬 수 있다.

나아가, 유성기어에 원웨이 구동형 클러치를 적용함으로써, 모터 어셈블리의 회전방향에 따라 서로 다른 기어 비로 출력이 가능한 장점이 있다.

예를 들어, 모터 어셈블리가 정 방향(예: 시계 방향 등)으로 회전할 경우 다이렉트 드라이브 방식으로 고속 회전 출력이 생성될 수 있어, 평지 주행에 효과적일 수 있다. 반대로, 모터 어셈블리가 역 방향(예: 반 시계 방향 등)으로 회전할 경우 유성기어의 회전을 이용한 기어드 방식으로 고토크 출력이 생성될 수 있어, 언덕 등판에 효과적일 수 있다.

더 나아가, 주행조건에 따라 기어드 모드와 다이렉트 드라이브 모드 중 하나를 선택하여 기구적으로 모드 전환이 가능하므로, 고가의 전자식 인버터 소자를 사용하는 경우에 비해 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다. 그리고 전자소자가 아닌 기계부품을 사용함에 따라 고장 발생률이 감소될 수 있으며, 유지 보수가 쉬우며 내구성이 향상되는 효과를 가져올 수 있다.

이에 더하여, 링 기어를 림과 함께 일체형 구조로 제작함으로써, 기어 어셈블리의 부품 수를 줄이고, 조립 공정을 간소화시킬 수 있어 생산성 향상에 도움을 줄 수 있다.

또한, 모터 어셈블리의 방열 특성을 개선하여 고토크 운전 시 인휠모터의 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제하여 성능 유지 및 고장 방지에 유리한 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 샤프트
200: 림
201: 림 몸체
203: 연결단부
204: 체결 홈
210: 측면 판
220: 제1 타이어 분리 방지턱
230: 링 기어
231: 링 기어 몸체
233: 링 기어 치
300: 모터 어셈블리
310: 고정자
330: 회전자
331: 마그넷
332: 관통 홀
333: 원판
334: 외측몸체
335: 코어부
339: 안착 홈
341: 제1 블레이드
343: 제2 블레이드
350: 고정몸체
410: 커버
411: 커버 몸체
414: 체결 공
510: 제1 베어링
520: 제2 베어링
530: 오링
540: 제3 베어링
600: 홀 센서 기판
700: 기어 어셈블리
710: 선 기어
711: 선 기어 치
713: 고정판
715: 고정나사
730: 유성 기어
731: 고정축
740: 원웨이 클러치
741: 클러치 하우징
743: 고정축 지지부
745: 클러치 구동부
750: 캐리어
800: 타이어
1000: 기어드 인휠모터

Claims (20)

1. 타이어가 외륜을 감싸 결합되는 림;
   상기 림의 중심을 관통하여 연결되는 샤프트;
   상기 림의 내부에서 상기 샤프트에 연결 고정되는 고정자와, 상기 고정자를 감싸도록 배치되며 회전하는 회전자를 포함하는 모터 어셈블리;
   상기 림의 개방된 부위를 밀폐시키도록 결합되는 커버; 및
   상기 회전자의 중앙에 고정되는 선 기어, 상기 선 기어의 주변을 둘러 감싸도록 상기 림의 내부에 위치하는 캐리어에 연결되는 복수의 유성 기어, 및 상기 복수의 유성 기어를 둘러 감싸 구비되는 링 기어를 포함하는 기어 어셈블리;를 포함하고,
   상기 기어 어셈블리는, 상기 복수의 유성 기어 각각을 상기 캐리어의 일면에 축 연결하는 고정축; 및
   상기 고정축과 상기 복수의 유성 기어 각각의 사이에 배치되어, 상기 회전자의 회전에 연동하여 회전하는 상기 선 기어의 회전방향에 따라 상기 복수의 유성 기어의 회전을 허용 또는 단속하는 원웨이 클러치;
   를 포함하는 기어드 인휠모터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정축은,
   상기 복수의 유성 기어 각각의 중심을 관통하여 상기 캐리어의 일면에 고정되고,
   상기 원웨이 클러치는,
   상기 고정축의 둘레 면과 상기 복수의 유성 기어 각각의 중심 홀 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는
   기어드 인휠모터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 원웨이 클러치는,
   상기 고정축과 상기 복수의 유성 기어 각각의 사이에 원형 관 형태로 삽입되는 클러치 하우징; 및
   상기 클러치 하우징과 상기 고정축 사이에 개재되어, 상기 복수의 유성 기어 각각을 설정된 회전방향으로만 회전시키는 클러치 구동부;
   를 포함하는 기어드 인휠모터.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 원웨이 클러치는,
   상기 선 기어의 제1 회전방향 회전 시, 상기 선 기어에 맞물린 상기 복수의 유성 기어를 회전시켜, 상기 선 기어와 상기 복수의 유성 기어 간의 기어 비로 변속된 회전력을 상기 링 기어에 전달하고,
   상기 선 기어의 제2 회전방향 회전 시, 상기 선 기어에 맞물린 상기 복수의 유성 기어의 회전을 단속시켜 상기 선 기어의 회전력을 직접 상기 링 기어에 전달하는 것을 특징으로 하는
   기어드 인휠모터.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 원웨이 클러치는,
   상기 클러치 하우징의 내측에서 상기 고정축의 양단 부위 외경을 접촉하여 지지하는 고정축 지지부;
   를 더 포함하는 기어드 인휠모터.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 캐리어는, 상기 복수의 유성 기어를 사이에 두고 상기 선 기어의 반대편에 위치하며, 상기 림의 내부에 원판 형상으로 밀착 고정되고, 상기 샤프트가 중심을 관통하여 연결되는 것을 특징으로 하는
   기어드 인휠모터.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 선 기어는,
   상기 회전자의 중앙에 체결 고정되며, 상기 회전자와 함께 회전하는 고정판; 및
   상기 고정판으로부터 상기 샤프트를 감싸도록 돌출되는 선 기어 치;
   를 포함하는 기어드 인휠모터.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 고정판은,
   상기 회전자의 중앙에서 내측으로 함몰 형성된 원형의 안착 홈에 밀착되어, 적어도 하나의 고정 나사에 의해 상기 회전자에 체결 고정되는 것을 특징으로 하는
   기어드 인휠모터.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 림은,
   상기 모터 어셈블리와 상기 기어 어셈블리를 내부에 수용하는 수용공간을 구비하며,
   상기 모터 어셈블리가 위치하는 일측이 개방되어, 상기 개방된 일측으로 상기 커버가 결합되는 것을 특징으로 하는
   기어드 인휠모터.
   
10. 타이어가 외륜을 감싸 결합되는 림;
    상기 림의 중심을 관통하여 연결되는 샤프트;
    상기 림의 내부에서 상기 샤프트에 연결 고정되는 고정자와, 상기 고정자를 감싸도록 배치되며 회전하는 회전자를 포함하는 모터 어셈블리;
    상기 림의 개방된 부위를 밀폐시키도록 결합되는 커버; 및
    상기 회전자의 중앙에 고정되는 선 기어, 상기 선 기어의 주변을 둘러 감싸도록 상기 림의 내부에 위치하는 캐리어에 연결되는 복수의 유성 기어, 및 상기 복수의 유성 기어를 둘러 감싸 구비되는 링 기어를 포함하는 기어 어셈블리;를 포함하고,
    상기 기어 어셈블리는, 상기 복수의 유성 기어 각각을 상기 캐리어의 일면에 축 연결하는 고정축과,
    상기 고정축과 상기 복수의 유성 기어 각각의 사이에 배치되어, 상기 회전자의 회전에 연동하여 회전하는 상기 선 기어의 회전방향에 따라 상기 복수의 유성 기어의 회전을 허용 또는 단속하는 원웨이 클러치를 포함하며, 상기 링 기어는 상기 림과 일체형 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는
    기어드 인휠모터.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 림은, 상기 모터 어셈블리와 상기 기어 어셈블리를 내부에 수용하는 수용공간을 구비하며, 상기 모터 어셈블리가 위치하는 일측이 개방되어, 상기 개방된 일측으로 상기 커버가 결합되며,
    상기 림은,
    상기 타이어가 장착되는 환형의 림 몸체; 및
    상기 림 몸체에서 상기 커버가 결합되는 반대편에 위치하며 상기 기어 어셈블리를 수납하도록 상기 커버에 마주하여 형성되는 측면 판;을 포함하고,
    상기 커버는,
    상기 림 몸체의 개방된 일면을 덮어 결합되는 원판 형상의 커버 몸체;
    를 포함하는 기어드 인휠모터.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 링 기어는,
    상기 림 몸체의 내부 면을 통해 직경이 축소되는 방향으로 돌출되도록 상기 림과 일체로 형성되는 링 기어 몸체; 및
    상기 링 기어 몸체의 내경을 통해 원주 방향으로 형성되도록 상기 림과 일체로 형성되는 링 기어 치;
    를 포함하는 기어드 인휠모터.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 회전자는,
    상기 선 기어가 중앙에 체결 고정되며, 복수의 관통 홀을 구비하는 원판;
    상기 원판의 가장자리로부터 상기 고정자를 감싸는 방향으로 돌출되며 적어도 하나의 블레이드를 구비하는 외측몸체;
    상기 원판의 중심을 통해 관통 결합되는 상기 샤프트를 감싸도록 돌출되며, 적어도 하나의 블레이드를 구비하는 코어부; 및
    상기 고정자와 소정의 갭을 사이에 두고서 상기 고정자를 둘러 감싸 배치되는 마그넷;
    을 포함하는 기어드 인휠모터.
    
14. 제10항에 있어서,
    상기 고정축은,
    상기 복수의 유성 기어 각각의 중심을 관통하여 상기 캐리어의 일면에 고정되고,
    상기 원웨이 클러치는,
    상기 고정축의 둘레 면과 상기 복수의 유성 기어 각각의 중심 홀 사이에 삽입되며,
    상기 원웨이 클러치는,
    상기 고정축과 상기 복수의 유성 기어 각각의 사이에 원형 관 형태로 삽입되는 클러치 하우징; 및
    상기 클러치 하우징과 상기 고정축 사이에 개재되어, 상기 복수의 유성 기어 각각을 설정된 회전방향으로만 회전시키는 클러치 구동부;
    를 포함하는 기어드 인휠모터.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 원웨이 클러치는,
    상기 선 기어의 제1 회전방향 회전 시, 상기 선 기어에 맞물린 상기 복수의 유성 기어를 회전시켜, 상기 선 기어와 상기 복수의 유성 기어 간의 기어 비로 변속된 회전력을 상기 링 기어에 전달하고,
    상기 선 기어의 제2 회전방향 회전 시, 상기 선 기어에 맞물린 상기 복수의 유성 기어의 회전을 단속시켜 상기 선 기어의 회전력을 직접 상기 링 기어에 전달하는 것을 특징으로 하는
    기어드 인휠모터.
    
16. 제14항에 있어서,
    상기 원웨이 클러치는,
    상기 클러치 하우징의 내측에서 상기 고정축의 양단 부위 외경을 접촉하여 지지하는 고정축 지지부;
    를 더 포함하는 기어드 인휠모터.
    
17. 제14항에 있어서,
    상기 캐리어는, 상기 복수의 유성 기어를 사이에 두고 상기 선 기어의 반대편에 위치하며, 상기 림의 내부에 원판 형상으로 밀착 고정되고, 상기 샤프트가 중심을 관통하여 연결되는 것을 특징으로 하는
    기어드 인휠모터.
    
18. 제10항에 있어서,
    상기 선 기어는,
    상기 회전자의 중앙에 체결 고정되며, 상기 회전자와 함께 회전하는 고정판; 및
    상기 고정판으로부터 상기 샤프트를 감싸도록 돌출되는 선 기어 치;
    를 포함하는 기어드 인휠모터.
    
19. 제18항에 있어서,
    상기 고정판은,
    상기 회전자의 중앙에서 내측으로 함몰 형성된 원형의 안착 홈에 밀착되어, 적어도 하나의 고정 나사에 의해 상기 회전자에 체결 고정되는 것을 특징으로 하는
    기어드 인휠모터.
    
20. 제10항에 있어서,
    상기 모터 어셈블리에 근접하여 위치하는 적어도 하나의 홀 센서 기판;을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 홀 센서 기판은 복수의 홀 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 기어드 인휠모터.

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