KR20120125706A - Power driving mechanism of electrical bicycle - Google Patents

Power driving mechanism of electrical bicycle Download PDF

Info

Publication number
KR20120125706A
KR20120125706A KR1020110043305A KR20110043305A KR20120125706A KR 20120125706 A KR20120125706 A KR 20120125706A KR 1020110043305 A KR1020110043305 A KR 1020110043305A KR 20110043305 A KR20110043305 A KR 20110043305A KR 20120125706 A KR20120125706 A KR 20120125706A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clutch
gears
motor
power transmission
power
Prior art date
Application number
KR1020110043305A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101218867B1 (en
Inventor
서식원
Original Assignee
서식원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서식원 filed Critical 서식원
Priority to KR1020110043305A priority Critical patent/KR101218867B1/en
Publication of KR20120125706A publication Critical patent/KR20120125706A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101218867B1 publication Critical patent/KR101218867B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M17/00—Transmissions characterised by use of rotary shaft, e.g. cardan shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K2204/00—Adaptations for driving cycles by electric motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

PURPOSE: A power transmission system for a chainless hybrid electric bicycle is provided to maximize maintenance efficiency and to prevent the waste of power transferred to a rear wheel. CONSTITUTION: A power transmission system for a chainless hybrid electric bicycle comprises a pedal(130) and a motor(1). The driving force generated by pedals is transferred by a front spiral bevel gear(118) and a front wheel pinion(116) and is transferred to a rear gear(119) after rotating a main shaft(114). The driving force generated by the motor rotates second, fourth, and sixth gears. The driving force rotates the main shaft after being transferred through a first gear and a second gear(111) A drum clutch is installed nearby one side of the second, fourth, and sixth gears. A clutch bearing, first and second gears, a clutch spring(9), and a spring tension controller(10) are installed in one side of the drum clutch. The clutch spring is extended or contracted by the spring tension controller.

Description

무체인 하이브리드 전기 자전거의 동력전달장치{Power driving mechanism of electrical bicycle}Power transmission mechanism of an electric chainless electric bicycle

본 발명은 전기 자전거의 동력전달 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 모터에 의한 구동력과 페달에 의한 구동력이 병렬적으로 사용될 수 있음과 동시에, 전기 구동력을 발생하는 모터의 교체가 매우 손쉽고, 모터의 구동력 전달 및 차폐를 매우 효율적으로 수행할 수 있는 클러치 구조를 가진, 무체인 하이브리드 전기 자전거의 동력전달장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power transmission device for an electric bicycle, and more particularly, the driving force by the motor and the driving force by the pedal can be used in parallel, and at the same time, it is very easy to replace the motor generating the electric driving force, and the driving force of the motor. The present invention relates to a power transmission device of a chainless hybrid electric bicycle having a clutch structure capable of carrying out transmission and shielding very efficiently.

본 발명 기술은 전기모터 구동과 페달 구동 겸용의 전기자전거 동력전달 장치에 관한 분야에 속한다.The present invention belongs to the field of electric bicycle power transmission devices for both electric motor drive and pedal drive.

종래의 전기 자전거 기술은 단지 자전거 바퀴 구동부에 단순히 모터를 연결하는 수준에 머물러 있었기 때문에, 자전거라기로 호칭되기 보다는 오히려 체인이 달린 모터 자전거 정도로 불릴 기술 수준에 머물러 있었다.
Conventional electric bicycle technology has simply remained at the level of simply connecting the motor to the bicycle wheel drive, so it is at the level of technology that will be referred to as a chained motor bike rather than called a bicycle.

최근 들어, 탄소배출 저감, 지구 온난화 방지 등의 문제점이 부각되면서 자전거에 대한 수요가 늘어나고 있으며 화석 연료를 사용하지 않는 자전거의 장점 및 사용상 경사로 주행이 가능한 자전거의 필요성 등이 동시에 요청됨에 따라서 본 출원인은 모터를 장착함과 동시에 체인을 사용하지 않는, 무체인 하이브리드형 전기 자전거의 동력전달 장치를 개발하게 되었다.
Recently, as the problems of carbon emission reduction and global warming have been highlighted, the demand for bicycles is increasing, and the advantages of bicycles without using fossil fuel and the necessity of bicycles capable of running on slopes are simultaneously requested. At the same time, the company has developed a power transmission system for the chainless hybrid electric bicycle, which is equipped with a motor and without a chain.

본 출원인은 이미 출원 10-2010-0103180호를 통하여, 무체인 자전거의 동력전달 장치 기술을 제시한 바 있으며, 본 출원에서는 이러한 무체인 자전거의 구성고 모터 동력 전달계통을 결합함으로써, 모터와 페달(무체인 페달)의 구동 시스템이 동시에 구비된 , 전기 자전거 동력전달 장치에 관한 기술을 제시하고자 한다.
The present applicant has already proposed the power transmission device technology of the chainless bicycle through the application 10-2010-0103180, and in the present application, by combining the motor power transmission system of the chainless bicycle, the motor and the pedal ( The present invention relates to an electric bicycle power train equipped with a drive system of a chainless pedal).

본 발명의 목적은 다음과 같다.The object of the present invention is as follows.

첫째, 좁은 점유 공간만을 점유하는 전기자전거 동력전달계통을 제시하는 것이고, 둘째, 모터 수리시 하우징을 개방하기만 하면 교체, 수리가 용이한 위치에 모터가 구비되어 있어서 유지, 관리의 효율성이 극대화될 수 있도록 하는 것이며, 세째, 체인을 사용하지 않으므로(무체인 방식) 후륜에 전달되는 동력의 낭비가 없어 확실한 동력전달이 되는 동력전달 구조를 제시하는 것이며 넷째, 신속하고 안정적인 동력전달 및 동력전달 차폐가 가능한 클러치 구조가 구비된 동력전달 구조를 제시하는 것이다.
First, the electric bicycle power transmission system occupying only a small occupied space is presented. Second, when the motor is repaired, the motor is provided at a position that is easy to replace and repair. Thirdly, since the chain is not used (no chain type), there is no waste of power transmitted to the rear wheels, so it proposes a power transmission structure that ensures power transmission. Fourth, fast and stable power transmission and power transmission shielding It is to propose a power transmission structure with a possible clutch structure.

본 발명 전기 자전거 동력 발생은 2가지 방법에 의한다. The electric bicycle power generation of the present invention is based on two methods.

즉 사용자에 의한 페달 회전 및 모터 구동력에 의한 병렬적(하이브리드방식) 동력 발생 방법을 취한다. That is, a parallel (hybrid type) power generation method is adopted by pedal rotation by a user and motor driving force.

페달에 의해서 발생된 구동력은 전륜베벨기어 및 전륜피니언을 통하여 전달되고, 이어서 주축을 회전시킨 뒤, 후륜베벨기어 쪽으로 동력을 전달함으로써 후륜이 회전되는 원리이다.
The driving force generated by the pedal is transmitted through the front wheel bevel gear and the front wheel pinion, and then the rear wheel is rotated by transmitting power toward the rear wheel bevel gear after rotating the main shaft.

한편, 모터에 의한 구동력 전달 과정은 다음과 같다. 전기력에 의하여 모터가 구동되면, 제2, 제4, 제6 기어가 회전하게 되고 이어서 클러치베어링제1, 제2 기어 를 통하여 전달된 뒤, 상기 페달의 동력전달 과정과 동일하게 주축(114)을 회전시키는 동력 전달 계통을 가진다.
On the other hand, the driving force transmission process by the motor is as follows. When the motor is driven by the electric force, the second, fourth and sixth gears are rotated and then transmitted through the first and second clutch bearings, and then the main shaft 114 is moved in the same manner as the power transmission process of the pedal. It has a power transmission system that rotates.

본 발명의 전기구동 모터의 회전수는 3600rpm, 출력은 80W 정도인 모터를 장착함이 바람직하지만, 반드시 이에 한정됨은 아니고 다양한 선택이 있을 수 있으며, 모터에 의해서 발생된 동력은 다양한 변속기어들에 의하여 회전 변속이 가능하다. The rotational speed of the electric drive motor of the present invention is preferably equipped with a motor of 3600rpm, the output is about 80W, but is not necessarily limited to this, there can be a variety of choices, the power generated by the motor by a variety of transmission gears Rotary shift is possible.

본 발명에서 제시되는 모터는 손쉽게 교체가능한 위치 즉, 하우징을 찰탁하면 곧바로 수시 교체가능한 위치에 구비되어 있어서, 모터 수리시 편의성이 극대화 될 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 모터와 각종 동력전달 장치들이 자전거 전륜과 후륜 사이에 좁은 공간내에 설치될 수 있기 때문에 부품제작 비용의 저감 및 조립시 장착 공수(man hour)를 대폭 절감할 수 있는 장점도 있다.
The motor proposed in the present invention is provided in a easily replaceable position, that is, a replaceable position as soon as the housing is swollen, and thus, there is an advantage that the convenience of motor repair can be maximized. In addition, since the motor and the various power transmission devices of the present invention can be installed in a narrow space between the front wheel and the rear wheel of the bicycle, there is an advantage that can significantly reduce the manufacturing cost and the man-hour for mounting (man hour) during assembly.

모터 과부하 또는 주행중 충격시 동력전달을 개폐할 수 있도록, 드럼클러치가 구비되는데, 드럼클러치 일측에는 클러치베어링 제1,제2기어가 평행하게 설치되어져 동력전달이 되도록 한다.
A drum clutch is provided to open and close the power transmission in the event of motor overload or impact while driving. One side of the drum clutch is provided with first and second clutch bearings in parallel to transmit power.

클러치스프링은 스프링텐션콘트롤러에 의하여 인장 혹은 수축되어지는데, 인장시에는 도 4의 상측 왼쪽 그림과 같이 드럼클러치내부로 마찰부재가 삽입되어 드럼클러치 내부 마찰면과 접촉됨으로써 모터로부터의 동력이 주축로 전달되도록 하며, 마찰부재가 우측으로 이동시에는 모터의 동력이 주축으로 전달되지 않게 된다.
The clutch spring is tensioned or contracted by the spring tension controller. At the time of tension, a friction member is inserted into the drum clutch as shown in the upper left figure of FIG. 4 to contact the friction surface inside the drum clutch to transfer power from the motor to the main shaft. When the friction member moves to the right side, power of the motor is not transmitted to the main shaft.

드럼클러치 내부는 우측에서 좌측으로 갈수록 나팔 형상으로 내부 직경이 점점 커지는 형상을 취하고 있으며, 그 내부를 인입, 인출하게 되는 마찰부재 역시 드럼클러치 내부의 형상에 대응한 테이퍼진 형상으로 구성된다. 이러한 테이퍼진 클러치 형상은 동력전달시 마찰부재와의 접촉 표면적을 넓게 하여, 신속하고 확실하게 동력전달이 될 수 있으며, 또한 동력을 차폐시킬 필요(모터 과부하 또는 주행중 충격시 등)가 있을 때 마찰부재의 짧은 이동에 의해서도 확실한 동력 차폐가 될 수 있는 장점을 가지는 것으로서 본 출원인이 전기 자전거용 클러치 형태로 최초로 고안한 것이다.
The inside of the drum clutch has a shape in which the inner diameter gradually increases in a trumpet shape from the right side to the left side, and the friction member which draws in and pulls out the inside thereof also has a tapered shape corresponding to the inside of the drum clutch. This tapered clutch shape widens the contact surface area with the friction member during power transmission, so that the power transmission can be performed quickly and reliably, and also when there is a need to shield the power (such as when the motor is overloaded or impacts while driving). It is the first inventor in the form of a clutch for an electric bicycle as having the advantage that can be a reliable power shielding even by a short movement of.

한편, 본 발명의 클러치스프링은 감겨있는 반경이 일방에서 타방으로 갈수록 점점 좁아지는 형상으로 되어 있는데, 이러한 형태의 클러치스프링은 드럼클러치에서의 동력 차폐 콘트롤링 기능을 보다 섬세하게 하기 위하여 본 출원인이 독특하게 고안한 것이다.
Meanwhile, the clutch spring of the present invention has a shape in which the wound radius becomes narrower from one side to the other, and this type of clutch spring is uniquely applied by the present applicant to make the power shielding control function in the drum clutch more delicate. It is designed.

모터 구동력이 아닌, 페달에 의해서 구동하는 경우의 동력 전달에 대해서 설명하면 다음과 같다. 즉, 페달의 구동에 의해서 전륜베벨기어가 회전하게 되고 수직으로 맞물려 있는 전륜피니언이 회전하게 된다. 본 발명에서 채용하고 있는 전륜베벨기어는 스파이럴(spiral) 타입으로서, 이러한 스파이럴 타입의 베벨기어의 구동 특성은 동력전달시 소음과 진동이 현저히 줄어들며, 동력 전달이 매우 효율적이라는 이점이 있다. 후륜베벨기어 역시 스파이럴 타입이며 후륜피니언도 스파이럴 타입에 대응된 구조로 형성된다.
The following describes the power transmission in the case of driving by the pedal, not the motor driving force. That is, the front wheel bevel gear is rotated by the driving of the pedal and the front wheel pinion which is vertically engaged is rotated. The front wheel bevel gear employed in the present invention is a spiral type, and the driving characteristics of the spiral type bevel gear have the advantage that the noise and vibration during power transmission are significantly reduced, and the power transmission is very efficient. The rear bevel gear is also a spiral type, and the rear pinion is formed in a structure corresponding to the spiral type.

기타 상세한 본 발명의 구조에 관한 설명은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 자세히 설명하도록 한다.
Other detailed description of the structure of the present invention will be described in detail in the following detailed description.

본 발명에 의하여 첫째, 좁은 점유 공간만을 점유하는 전기자전거 동력전달계통을 제시하였고, 둘째, 모터 수리시 하우징을 개방하기만 하면 교체, 수리가 용이한 위치에 모터가 구비되어 있어서 유지, 관리의 효율성이 극대화되며, 세째, 체인을 사용하지 않으므로(무체인 방식) 후륜에 전달되는 동력의 낭비가 없어 확실한 동력전달이 되는 이점이 있다.
According to the present invention, first, the electric bicycle power transmission system occupying only a small occupied space was proposed, and second, the motor is provided at a position where replacement and repair are easy by simply opening the housing when the motor is repaired. This is maximized, and thirdly, since the chain is not used (chainless), there is no waste of power transmitted to the rear wheels, so there is an advantage of reliable power transmission.

도 1은 본 발명의 동력전달 장치의 사시도이고,
도 2는 동력전달 계통을 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 도 1의 정면도이고,
도 4는 클러치의 작동을 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 출원인의 출원(10-2010-0103180호)에서 제시된 동력전달장치를 자전거에 장착하는 장면이다.1 is a perspective view of a power transmission device of the present invention,
2 is a view for explaining a power transmission system,
3 is a front view of FIG. 1,
4 is a view for explaining the operation of the clutch,
5 is a scene in which the power transmission device presented in the applicant's application (10-2010-0103180) is mounted on a bicycle.

이하, 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

다만 본 발명의 권리 범위는 이하의 실시예에 한정되지 아니하고 당업자 수준에서 용이하게 변형 가능한 여하한 발명은 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 미리 밝혀 둔다.
However, the scope of the present invention is not limited to the following examples, and any invention which can be easily modified at the level of those skilled in the art will be known in advance that all belong to the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 동력전달 장치의 사시도이고, 도 2는 동력전달 계통을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 정면도이고, 도 4는 클러치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a perspective view of a power transmission device of the present invention, Figure 2 is a view for explaining a power transmission system, Figure 3 is a front view of Figure 1, Figure 4 is a view for explaining the operation of the clutch.

본 출원인은 출원 10-2010-0103180호를 통하여, 무체인 자전거의 동력전달 장치 기술을 제시한 바 있다. 도 5에서는 상기 출원에서 첨부된 도면의 일부로서, 자전거에 동력전달 장치를 장착하는 장면을 도시하고 있는데, 본 발명에서는 이를 더욱 개량하여, 모터 구동과 페달에 의한 구동 중 선택적으로(병렬적으로) 사용자가 선택하여 자전거의 후륜을 회전시킬 수 있는 동력전달 장치를 제시하고자 한다.
Applicant has proposed a power transmission device technology of a chainless bicycle through the application 10-2010-0103180. FIG. 5 illustrates a scene in which a power transmission device is mounted on a bicycle as a part of the accompanying drawings in the above application. In the present invention, the motor drive and the pedal drive are selectively (parallel). It is intended to present a power transmission device that can be selected by the user to rotate the rear wheel of the bicycle.

즉, 본 발명에서는 상기 기 출원된 동력전달 장치에서 모터 구동력을 주축에 전달하는 일련의 동력전달 계통을 포함하여 제시한다.
That is, the present invention includes a series of power transmission system for transmitting the motor driving force to the main shaft in the power transmission device for the filed previously.

도 1과 도 2에서와 같이, 본 발명 전기 자전거 동력 발생은 2가지 방법에 의한다. 1 and 2, the electric bicycle power generation of the present invention is based on two methods.

즉 전기 모터만으로 구동되는 것이 아니고, 사용자에 의한 페달 회전 및 모터 구동력에 의한 병렬적(하이브리드방식) 동력 발생 방법을 취한다. 또한 체인을 가지지 않고 모든 발생된 동력이 기어에 의해 전달되는 무체인 방식이므로 동력의 낭비가 없다는 장점이 있다.That is, not only the electric motor is driven but also a parallel (hybrid type) power generation method by pedal rotation and motor driving force by the user is taken. In addition, since there is no chain and all generated power is transmitted by the gearless chain, there is an advantage that there is no waste of power.

우선, 페달에 의한 동력 전달의 개요는 다음과 같다.First, the outline of the power transmission by the pedal is as follows.

페달(130)에 의해서 발생된 구동력은 전륜베벨기어(118,front spiral bevel gear) 및 전륜피니언(116, front pinion)을 통하여 전달되고, 이어서 주축(main shaft, 114)을 회전시킨 뒤, 후륜베벨기어 (119, rear gear)쪽으로 동력을 전달함으로써 후륜이 회전되는 원리이다.
The driving force generated by the pedal 130 is transmitted through the front spiral bevel gear (118) and the front pinion (116), then rotate the main shaft (114), and then the rear bevel The rear wheel is rotated by transmitting power toward the gear (119, rear gear).

한편, 모터에 의한 구동력 전달 과정은 다음과 같다.On the other hand, the driving force transmission process by the motor is as follows.

전기력에 의하여 모터(1)가 구동되면, 제2, 제4, 제6 기어가 회전하게 되고(2, 4, 6) 이어서 클러치베어링제1, 제2 기어 (11,111)를 통하여 전달된 뒤, 상기 페달의 동력전달 과정과 동일하게 주축(114)을 회전시키는 동력 전달 계통을 가진다.
When the motor 1 is driven by the electric force, the second, fourth, and sixth gears are rotated (2, 4, 6), and then transmitted through the clutch bearing first, second gears 11, 111, and the It has a power transmission system for rotating the main shaft 114 in the same manner as the power transmission process of the pedal.

도 1을 참조하여, 구체적인 각 구성의 기능 설명을 하면 다음과 같다.Referring to Figure 1, the function of each specific configuration will be described as follows.

본 발명의 전기구동 모터의 회전수는 3600rpm, 출력은 80W 정도인 모터를 장착함이 바람직하지만, 반드시 이에 한정됨은 아니고 다양한 선택이 있을 수 있다.
The rotational speed of the electric drive motor of the present invention is preferably equipped with a motor of about 3600rpm, the output is about 80W, but is not necessarily limited thereto, there can be a variety of choices.

모터에 의해서 발생된 동력은 다양한 변속기어들 즉, 제1 내지 제6기어(103, 2, 105, 4, 107, 6) 와 같은 세 쌍의 기어들에 의하여 회전 변속이 가능하다. The power generated by the motor can be rotated by three gears, such as the first to sixth gears (103, 2, 105, 4, 107, 6) of various transmission gears.

상기 제1 내지 제6기어는 감속기 역할을 하게된다.The first to sixth gears serve as reducers.

즉 제1 및 제2 기어(103,2)가 상호 1:3의 기어비율를 가지고 맞물리고, 제3, 제4 기어(105, 4)가 상호 1:4 기어비율로 맞물리며, 제 5, 제6 기어(107, 6)가 상호 1:3의 기어열비로 맞물려 감속될 수 있다. 그러나 상기 기어비율은 조건에 따라 가변적임은 당업자 수준에서 자명하다.
That is, the first and second gears 103 and 2 mesh with each other with a gear ratio of 1: 3, the third and fourth gears 105 and 4 mesh with each other with a gear ratio of 1: 4, and the fifth and sixth gears are engaged with each other. The gears 107, 6 may be engaged and decelerated with a gear heat ratio of 1: 3 to each other. However, it will be apparent to those skilled in the art that the gear ratio is variable depending on conditions.

상기 제1 내지 제6기어는 평기어도 가능하지만, 헬리컬 기어로 형성됨이 바람직하다(도면에는 편의상 평기어로 도시됨). 이러한 헬리컬 기어는 스러스트(thrust)가 축 방향에 작용하고 가공이 어려운 단점이 있기는 하지만 동력 전달 효율이 매우 뛰어나며 진동음이 적고 큰 힘을 전달할 수 있다는 장점이 있다.
The first to sixth gears may be spur gears, but are preferably formed of helical gears (illustrated in the figure for convenience). This helical gear has the disadvantage that thrust acts in the axial direction and is difficult to process, but has the advantage of excellent power transmission efficiency, low vibration sound, and high power transmission.

본 발명에서 제시되는 모터는 손쉽게 교체가능한 위치 즉, 하우징(40)을 찰탁하면 곧바로 수시 교체가능한 위치에 구비되어 있어서, 모터 수리시 편의성이 극대화 될 수 있는 장점이 있다.The motor proposed in the present invention is provided in a position where it can be easily replaced, that is, when the housing 40 is immediately replaced, which can be replaced at any time.

또한, 본 발명의 모터와 각종 동력전달 장치들이 자전거 전륜과 후륜 사이에 좁은 공간내에 설치될 수 있기 때문에 부품제작 비용의 저감 및 조립시 장착 공수(man hour)를 대폭 절감할 수 있는 장점도 있다.
In addition, since the motor and the various power transmission devices of the present invention can be installed in a narrow space between the front wheel and the rear wheel of the bicycle, there is an advantage that can significantly reduce the manufacturing cost and the man-hour for mounting (man hour) during assembly.

모터(1)의 과부하 또는 주행중 충격시 동력전달을 개폐할 수 있도록, 드럼클러치(8)가 구비되는데, 드럼클러치 일측에는 클러치베어링 제1,제2기어(11,111)가 평행하게 설치되어져 동력전달이 되도록 한다.
A drum clutch 8 is provided to open and close the power transmission in the event of an overload of the motor 1 or an impact during driving, and one side of the clutch clutch is provided with first and second clutch bearings 11 and 111 in parallel to transmit power. Be sure to

도 4의 점선 내부의 확대도를 참조하면, 클러치스프링(9)은 스프링텐션콘트롤러(10)에 의하여 인장 혹은 수축되어지는데, 인장시에는 도 4의 상측 왼쪽 그림과 같이 드럼클러치(8) 내부로 마찰부재(8a)가 삽입되어 드럼클러치 내부 마찰면과 접촉됨으로써 모터(1)로부터의 동력이 주축(114)로 전달되도록 하며, 마찰부재(8a)가 우측으로 이동시에는 모터의 동력이 주축(114)로 전달되지 않게 된다.
Referring to the enlarged view of the inside of the dotted line of Figure 4, the clutch spring (9) is tensioned or contracted by the spring tension controller (10), when the tension in the drum clutch (8) as shown in the upper left of Figure 4 The friction member 8a is inserted into contact with the internal friction surface of the drum clutch, so that power from the motor 1 is transmitted to the main shaft 114. When the friction member 8a moves to the right, the power of the motor is moved to the main shaft 114. Will not be delivered.

드럼클러치(8) 내부는 우측에서 좌측으로 갈수록 나팔 형상으로 내부 직경이 점점 커지는 형상을 취하고 있으며, 그 내부를 인입, 인출하게 되는 마찰부재(8a) 역시 드럼클러치(8) 내부의 형상에 대응한 테이퍼진 형상으로 구성된다.
The inside of the drum clutch 8 has a shape in which the inner diameter of the drum clutch is gradually increased from the right side to the left side, and the friction member 8a which draws in and pulls out the inside also corresponds to the shape of the inside of the drum clutch 8. It is configured in a tapered shape.

이러한 테이퍼진 클러치 형상은 동력전달시 마찰부재(8a)와의 접촉 표면적을 넓게 하여, 신속하고 확실하게 동력전달이 될 수 있으며, 또한 동력을 차폐시킬 필요(모터 과부하 또는 주행중 충격시 등)가 있을 때 마찰부재(8a)의 짧은 이동에 의해서도 확실한 동력 차폐가 될 수 있는 장점을 가지는 것으로서 본 출원인이 전기 자전거용 클러치 형태로 최초로 고안한 것이다.
This tapered clutch shape increases the contact surface area with the friction member 8a during power transmission, so that power can be transmitted quickly and reliably, and when there is a need to shield the power (such as when the motor is overloaded or impacts while driving). Applicants have the advantage of being able to reliably shield power even by the short movement of the friction member (8a) was the inventors first devised in the form of a clutch for an electric bicycle.

한편, 본 발명의 클러치스프링(9)은 도 1과 같이 감겨있는 반경이 일방(좌측)에서 타방(우측)으로 갈수록 점점 좁아지는 형상으로 되어 있는데, 이러한 형태의 클러치스프링은 드럼클러치(8)에서의 동력 차폐 콘트롤링 기능을 보다 섬세하게 하기 위하여 본 출원인이 독특하게 고안한 것이다.
Meanwhile, the clutch spring 9 of the present invention has a shape in which the radius wound as shown in FIG. 1 becomes gradually narrower from one (left) to the other (right), and the clutch spring of this type is formed in the drum clutch 8. In order to further refine the power shielding control function of the present applicant has been uniquely designed.

즉, 통상의 스프링은 감긴 내부 직경이 동일하지만, 본 발명에서 채택한 스프링은 우측으로 계통록 반경이 작아지므로 힘(force)과 인장되는 길이(elongated length)가 정비례하지 않으며, 스프링 중립상태(neutral position)에서 압축됨에 따라 단위 길이를 늘이는데 점점 더 큰 힘이 소요되는 특성이 있다.
That is, although the conventional spring has the same inner diameter wound, but the spring adopted in the present invention has a smaller system lock radius to the right, the force and the elongated length are not directly proportional, and the spring neutral position ), There is a characteristic that it takes more and more force to increase the unit length as it is compressed.

이러한 특성에 의거하여, 모터(1)에 과부하가 걸리면 단시간에 적은 힘으로 동력을 차단할 수 있도록 하며, 다시 동력이 필요할 때는 빠르게 원상 복귀시킬 수 있고, 스프링 길이에 일정 변위가 있은 후에는 점점 큰 힘이 소요되도록 하여 스프링의 지나친 변위를 방지하도록 한다.
Based on this characteristic, when the motor 1 is overloaded, the power can be cut off with a small force in a short time, and when the power is needed again, it can be quickly returned to its original position, and after a certain displacement in the spring length, a larger force is obtained. To prevent excessive displacement of the spring.

모터 구동력이 아닌, 페달(130)에 의해서 구동하는 경우의 동력 전달에 대해서 설명하면 다음과 같다.The power transmission in the case of driving by the pedal 130 instead of the motor driving force will be described below.

페달의 구동에 의해서 전륜베벨기어(118)가 회전하게 되고 수직으로 맞물려 있는 전륜피니언(116)이 회전하게 된다. 본 발명에서 채용하고 있는 전륜베벨기어 (118)는 스파이럴(spiral) 타입으로서, 이러한 스파이럴 타입의 베벨기어의 구동 특성은 동력전달시 소음과 진동이 현저히 줄어들며, 동력 전달이 매우 효율적이라는 이점이 있다. The front wheel bevel gear 118 is rotated by the driving of the pedal, and the front wheel pinion 116 which is vertically engaged is rotated. The front wheel bevel gear 118 employed in the present invention is a spiral type, and the driving characteristics of the spiral type bevel gear have the advantage that noise and vibration are significantly reduced during power transmission, and power transmission is very efficient.

후륜베벨기어(119) 역시 스파이럴 타입이며 후륜피니언(117)도 스파이럴 타입에 대응된 구조로 형성된다.
The rear wheel bevel gear 119 is also a spiral type and the rear pinion 117 is also formed in a structure corresponding to the spiral type.

상술된 바와 같이 모터 과부하시에는 모터로부터의 동력이 차단되어져 클러치베어링제1기어(11)에 의해 클러치베어링제2기어(111)이 회전되지 않으며, 단지 페달에 의한 동력전달 계통만이 남게 된다.
As described above, when the motor is overloaded, power from the motor is cut off so that the clutch bearing second gear 111 is not rotated by the clutch bearing first gear 11, and only the power transmission system by the pedal remains.

본 발명의 전기자전거의 동력전달계통 구조에 대하여 상술하였는 바, 본 발명은 무체인 동력전달 장치를 사용함과 동시에 모터 고장시 손쉽게 교체 가능한 모터를 구비하여 부피가 매우 작으면서도 사용상 편의성을 극대화한 전기자전거용 동력전달 장치를 제시하였다.
As described above with respect to the structure of the power transmission system of the electric bicycle of the present invention, the present invention is equipped with a non-chain power transmission device and at the same time equipped with a motor that can be easily replaced in the event of a failure of the electric bike with a very small volume while maximizing convenience in use. A power transmission device is presented.

최근의 연료문제를 해결하는 방안으로서 최근 자전거, 특히 하이브리드(페달겸용) 전기 자전거가 향후 보편화될 것이 거의 확실해 보이며 본 출원은 이러한 전기자전거에서의 가장 효과적인 동력전달장치 계통을 제시한 의미를 갖는다.
As a solution to the recent fuel problem, it is almost certain that a recent bicycle, especially a hybrid (pedal) electric bicycle, will become common in the future, and this application has the meaning of presenting the most effective power transmission system in such an electric bicycle.

또한, 본 발명의 모터와 각종 동력전달 장치들이 자전거 전륜과 후륜 사이에 좁은 공간내에 설치될 수 있기 때문에 부품제작 비용의 저감 및 조립시 장착 공수(man hour)를 대폭 절감할 수 있는 장점도 있다.
In addition, since the motor and the various power transmission devices of the present invention can be installed in a narrow space between the front wheel and the rear wheel of the bicycle, there is an advantage that can significantly reduce the manufacturing cost and the man-hour for mounting (man hour) during assembly.

1:모터 2:제2기어
4:제4기어 6:제6기어
8:드럼클러치 9:클러치스프링
10:스프링텐션콘트롤러
11:클러치베어링제1기어
15:모터샤프트 40:하우징
103:제1기어 105:제3기어
107:제5기어
111:클러치베어링제2기어
114:주축 116:전륜피니언
117:후륜피니언
118:전륜베벨기어 119:후륜베벨기어
130:페달
103, 2, 105, 4, 107, 6: 감속기1: motor 2: second gear
4: fourth gear 6: sixth gear
8: Drum Clutch 9: Clutch Spring
10: spring tension controller
11: Clutch Bearings-First Gear
15: motor shaft 40: housing
103: first gear 105: third gear
107: fifth gear
111: Clutch Bearing Second Gear
114: spindle 116: front wheel pinion
117: rear pinion
118: front wheel bevel gear 119: rear wheel bevel gear
130: pedal
103, 2, 105, 4, 107, 6: reducer

Claims (3)

페달과 모터에 의해 병력적(선택적)으로 구동되는 무체인 하이브리드 전기 자전거의 동력전달장치에 있어서,
페달(130)에 의해서 발생된 구동력은 전륜베벨기어(118,front spiral bevel gear) 및 전륜피니언(116, front pinion)을 통하여 전달되고, 이어서 주축(main shaft, 114)을 회전시킨 뒤, 후륜베벨기어 (119, rear gear)쪽으로 동력을 전달하며,
모터(1)에 의해 발생된 구동력은, 제2, 제4, 제6 기어가 회전하게 되고(2, 4, 6) 및 클러치베어링제1, 제2 기어 (11,111)를 통하여 전달된 뒤, 상기 주축 (114)을 회전시키는 동력 전달 계통을 가지되, 상기 모터(1)에 의해서 발생된 동력은 감속기(103, 2, 105, 4, 107, 6)에 의하여 변속시키며,

모터 동력을 주축(114)에 전달 또는 차폐하기 위하여, 상기 제2, 제4,제6기어 일측에 인접하여, 드럼클러치(8)가 구비되며, 드럼클러치(8) 일측으로는 클러치베어링 제1, 제2기어 (11,111) 및 클러치스프링(9), 스프링텐션콘트롤러(10)가 설치되며,
상기 클러치스프링(9)은 스프링텐션콘트롤러(10)에 의하여 인장 혹은 수축됨에 따라, 드럼클러치(8) 내부로 마찰부재(8a)가 삽입되어 드럼클러치 내부 마찰면과 접촉, 분리되되, 드럼클러치 (8) 내부는 일측에서 타측으로 갈수록 나팔 형상으로 내부 직경이 점점 커지는 형상을 취하고 있으며, 그 내부를 인입, 인출하게 되는 마찰부재 (8a)는 드럼클러치 (8) 내부의 형상에 대응한 테이퍼진 형상으로 구성되며,
페달(130)의 구동에 의해서 스파이럴 타입의 전,후륜베벨기어(118,117)가 회전하게 되며, 그에 각각 수직으로 맞물려 전,후륜피니언(116)이 회전하는 것을 특징으로 하는, 무체인 하이브리드 전기 자전거의 동력전달장치.
In a power transmission device of a chainless hybrid electric bicycle driven by a pedal and a motor forcefully (optional),
The driving force generated by the pedal 130 is transmitted through the front spiral bevel gear (118) and the front pinion (116), then rotate the main shaft (114), and then the rear bevel Power to the gear (119, rear gear),
The driving force generated by the motor 1 is rotated by the second, fourth, and sixth gears (2, 4, 6) and transmitted through the clutch bearing first, second gears (11, 111). It has a power transmission system for rotating the main shaft 114, the power generated by the motor (1) is shifted by the reducers (103, 2, 105, 4, 107, 6),

In order to transmit or shield the motor power to the main shaft 114, a drum clutch 8 is provided adjacent to one side of the second, fourth, and sixth gears, and a clutch bearing first side of the drum clutch 8 is provided. , Second gears (11, 111), clutch spring (9), spring tension controller (10) is installed,
As the clutch spring 9 is tensioned or retracted by the spring tension controller 10, the friction member 8a is inserted into the drum clutch 8 to be in contact with and separated from the internal friction surface of the drum clutch. 8) The inside has a shape in which the inner diameter gradually increases in the shape of a trumpet from one side to the other side, and the friction member 8a, which draws in and pulls out the inside, has a tapered shape corresponding to the shape of the drum clutch 8 inside. It consists of
The front and rear bevel gears 118 and 117 of the spiral type are rotated by the driving of the pedal 130, and the front and rear pinions 116 are rotated by being vertically engaged therewith, so that the chainless hybrid electric bicycle Power train.
청구항 1에 있어서,상기 클러치스프링(9)은 감겨있는 반경이 일방(좌측)에서 타방(우측)으로 갈수록 점점 좁아지는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 무체인 하이브리드 전기 자전거의 동력전달장치
The power transmission device of the chainless hybrid electric bicycle according to claim 1, wherein the clutch spring 9 has a shape in which the wound radius becomes narrower gradually from one (left) to the other (right).
청구항 1에 있어서, 상기 제1 내지 제6기어는 평기어 또는 헬리컬 기어인 것을 특징으로 하는, 무체인 하이브리드 전기 자전거의 동력전달장치.

The power transmission device of claim 1, wherein the first to sixth gears are spur gears or helical gears.

KR1020110043305A 2011-05-09 2011-05-09 Power driving mechanism of electrical bicycle KR101218867B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110043305A KR101218867B1 (en) 2011-05-09 2011-05-09 Power driving mechanism of electrical bicycle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110043305A KR101218867B1 (en) 2011-05-09 2011-05-09 Power driving mechanism of electrical bicycle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120125706A true KR20120125706A (en) 2012-11-19
KR101218867B1 KR101218867B1 (en) 2013-01-21

Family

ID=47511213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110043305A KR101218867B1 (en) 2011-05-09 2011-05-09 Power driving mechanism of electrical bicycle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101218867B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160020729A (en) * 2014-08-14 2016-02-24 김명수 Front and rear-wheel drive type safty bicycle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150246709A1 (en) * 2014-03-03 2015-09-03 Jen-chih Liu Electromotive auxiliary power assembly for chainless shaft-power-transfer bicycles

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100217891B1 (en) * 1996-05-28 1999-09-01 황칠성 Automatic transmission for nonchain bicycle
KR19990064813A (en) * 1999-05-07 1999-08-05 최인상 Driving unit in chainless type bicycle
JP3154330B2 (en) * 1999-11-12 2001-04-09 本田技研工業株式会社 Drive assist device for electric assist bicycle
KR20110030968A (en) * 2009-09-18 2011-03-24 변재상 Assembled disk gear and power transmission apparatus using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160020729A (en) * 2014-08-14 2016-02-24 김명수 Front and rear-wheel drive type safty bicycle

Also Published As

Publication number Publication date
KR101218867B1 (en) 2013-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101158341B1 (en) Power transmitting apparatus using planetary gear
EP2218634A1 (en) Bicycle transmission system
JP2011168160A (en) Power-assisted bicycle
JPWO2015008314A1 (en) Electric assist bicycle
JP2013121823A (en) Power transmission device of vehicle
JP2010053997A (en) Power transmission apparatus
JP2014141239A (en) Hybrid propulsion system for vehicle and transmission for the same
JP2011038637A (en) Drive unit for vehicle and drive method of vehicle
JP2010168035A (en) Drive axle
EP2481949B1 (en) Powertrain comprising a three speed transmission
JP2011143754A (en) Drive device for hybrid vehicle
KR20150004374A (en) An electrical axle
JP6574198B2 (en) Electric drive unit for vehicles
JP2009196441A (en) Actuator for driving vehicle
JP5186407B2 (en) In-wheel type electric vehicle
JP2017095058A (en) Bicycle drive unit
KR101218867B1 (en) Power driving mechanism of electrical bicycle
JP5120332B2 (en) Parking lock device
JP2020002959A (en) Vehicle drive unit
JP6265096B2 (en) Vehicle drive device
CN202353383U (en) Triple reducing motor
JP2015105012A (en) Drive device of electric vehicle
JP4326977B2 (en) Transmission
JP2013087840A (en) Transmission
WO2012149690A1 (en) Generator motor for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee