KR20150061963A - 전기 자전거의 구동 유닛 - Google Patents

전기 자전거의 구동 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR20150061963A
KR20150061963A KR1020130146391A KR20130146391A KR20150061963A KR 20150061963 A KR20150061963 A KR 20150061963A KR 1020130146391 A KR1020130146391 A KR 1020130146391A KR 20130146391 A KR20130146391 A KR 20130146391A KR 20150061963 A KR20150061963 A KR 20150061963A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
planetary gear
gear assembly
rotor
electric bicycle
Prior art date
Application number
KR1020130146391A
Other languages
English (en)
Inventor
김일용
조성종
Original Assignee
주식회사 만도
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 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020130146391A priority Critical patent/KR20150061963A/ko
Priority to US14/109,891 priority patent/US20150148173A1/en
Priority to EP13198215.9A priority patent/EP2878527A1/en
Priority to TW102146884A priority patent/TW201520128A/zh
Priority to CN201310741582.4A priority patent/CN104670412A/zh
Publication of KR20150061963A publication Critical patent/KR20150061963A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K15/00Collapsible or foldable cycles
    • B62K15/006Collapsible or foldable cycles the frame being foldable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/18Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears with a plurality of planetary gear units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M23/00Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions
    • B62M23/02Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions characterised by the use of two or more dissimilar sources of power, e.g. transmissions for hybrid motorcycles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
    • B62M6/65Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts with axle and driving shaft arranged coaxially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion

Abstract

전기 자전거의 구동 유닛이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛은 전기 자전거의 휠을 구동하기 위한 회전력을 발생시키는 모터; 모터로부터 발생된 회전력을 감속하는 복수의 기어를 갖춘 감속기어유닛;을 포함하고, 모터는 중앙에 수용공간이 형성된 로터와 로터와 일정간격 이격되어 로터를 감싸도록 설치된 스테이터를 구비하고, 감속기어유닛은 모터의 내측 수용공간에 배치되어 로터와 연결되는 제1 유성기어조립체와, 모터의 외측에 배치되며 제1 유성기어조립체와 연결되는 제2 유성기어조립체를 포함한다.

Description

전기 자전거의 구동 유닛{Drive unit for electric bicycle}
본 발명은 전기 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터를 통해 휠로 전달되는 구조가 개선된 전기 자전거의 구동 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 근거리 이동수단의 하나로서, 최근에는 건강 등의 목적으로 운동 또는 취미용으로 널리 이용되고 있다.
최근에는 먼거리를 이동하거나 사용자의 체력소모를 줄이고자 모터의 구동력으로 주행하도록 모터를 설치한 전기 자전거가 개발되고 있다.
구동력을 제공하기 위해 전기 자전거에 장착되는 모터는 전기 자전거의 전륜 또는 후륜(이하, 통칭하여 '휠'이라 함)에 장착되어 휠을 회전시킴으로써 전기 자전거가 주행되도록 한다. 이러한 모터의 회전력을 휠에 전달하기 위하여, 구동원인 모터와, 모터의 회전력을 감속하는 감속기 등으로 구성된 구동 유닛을 통하여 보다 안정적이고 용이하게 동력을 전달할 수 있도록 지속적인 연구개발이 이루어지고 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛은 휠을 구동하기 위한 동력 전달 구조를 개선하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 자전거의 구동 유닛에 있어서, 전기 자전거의 휠을 구동하기 위한 회전력을 발생시키는 모터; 모터로부터 발생된 회전력을 감속하는 복수의 기어를 갖춘 감속기어유닛;을 포함하고, 모터는 중앙에 수용공간이 형성된 로터와 로터와 일정간격 이격되어 로터를 감싸도록 설치된 스테이터를 구비하고, 감속기어유닛은 모터의 내측 수용공간에 배치되어 로터와 연결되는 제1 유성기어조립체와, 모터의 외측에 배치되며 제1 유성기어조립체와 연결되는 제2 유성기어조립체를 포함하는 전기 자전거의 구동 유닛가 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 유성기어조립체는 각각 회전력이 입력되는 선기어와, 상기 선기어의 주변에 배치되어 선기어와 치합되는 복수의 유성기어와, 상기 복수의 유성기어의 각 중심축과 연결되는 캐리어, 및 상기 복수의 유성기어와 치합되도록 상기 복수의 유성기어를 감싸는 링기어를 포함하며, 상기 제1 및 제2 유성기어조립체는 모터로부터 순차적으로 연결 배치되어 상기 제2 유성기어조립체로부터 감속된 최종 회전력은 상기 캐리어를 통해 출력하도록 이루어질 수 있다.
상기 전기 자전거의 휠에 설치되어 상기 모터와 감속기어유닛을 수용하는 모터 하우징을 더 구비하고, 상기 제2 유성기어조립체의 캐리어는 상기 모터 하우징에 고정 결합될 수 있다.
상기 모터는 상호 조립되는 전방 하우징과 후방 하우징의 조립에 의해 형성된 내부공간에 배치되며, 상기 제1 유성기어조립체의 링기어와, 상기 제2 유성기어조립체의 링기어는 상기 후방 하우징에 고정 결합될 수 있다.
상기 후방 하우징은 격벽을 구비하고, 상기 모터는 격벽의 내주면에 마련되고, 상기 제1 유성기어조립체와 제2 유성기어조립체는 격벽의 외주면에 마련될 수 있다.
상기 격벽은 단면이 모자 형상을 갖도록 직경이 서로 다른 제1수용공간과 제2수용공간을 구비하되, 직경이 작은 제1수용공간은 모터의 로터 내측에 함입되어 상기 제1 유성기어조립체의 링기어가 고정 마련되고, 직경이 큰 제2수용공간은 모터의 외측에서 상기 제2 유성기어조립체의 링기어가 고정 마련될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛은 모터와 감속기어유닛의 구조를 개선함으로써 안정적이고 콤팩트한 구조를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛은 모터의 회전력이 감속된 출력이 모터 하우징에 직접 전달되어 모터 하우징을 회전시키고, 모터 하우징이 휠에 설치됨에 따라 휠을 구동시키기 위한 구조가 단순화됨으로써 구동 유닛의 조립성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛은 제1 유성기어조립체의 제1 링기어와, 제2 유성기어조립체의 제2 링기어가 후방 하우징에 고정 조립되기 때문에, 기어 간의 맞물림이 용이하여 소음과 진동을 현저하게 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛을 나타내는 일방향 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛을 나타내는 타방향 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 조립 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 전기 자전거의 구동 유닛에 특징이 있다. 이에, 본 발명의 특징을 설명하기 앞서서 전기 자전거에 대해 간략히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거는 전륜(10) 및 핸들부(20)가 마련되는 프론트 프레임(100)과, 페달(30) 및 안장(40)이 마련되는 센터 프레임(200)과, 후륜(50)이 마련되는 리어 프레임(300)을 포함한다. 이러한 각 프레임(100,200,300)은 센터 프레임(200)의 힌지결합부(400)를 중심으로 서로 회동 가능하게 결합된다.
프론트 프레임(100)은 내부 공간을 가지며 바 형태로 마련된다. 프론트 프레임(110)의 일단에는 핸들튜브(110)가 마련되고, 타단에는 센터 프레임(200)이 회전 가능하게 결합된다. 핸들튜브(110)는 중공 형태로 마련되어 핸들스템(21)이 회전 가능하게 결합된다. 핸들스템(21)은 핸들튜브(110) 하측으로 전륜고정프레임(22)을 구비하고, 상측으로 핸들고정프레임(23)을 구비한다. 전륜고정프레임(22)은 전륜(10)과 후륜(50)이 동일선(도 2의 A 참조) 상에 위치할 수 있도록 핸들스템(21)을 중심으로부터 측면으로 일부 밴딩하여 마련된다. 핸들고정프레임(23)은 바 형태의 핸들(24) 중심을 지지하며, 핸들바(24)의 양 끝단에는 그립(25)과, 전륜(10) 및 후륜(50)의 제동을 위한 브레이크 레버(26)가 각각 마련된다. 핸들바(24)의 일측에는 전기 자전거의 변속, 배터리 등의 정보를 표시하는 디스플레이장치(27)가 착탈 가능하게 설치되며, 타측에는 변속을 위한 레버(28)가 설치된다.
센터 프레임(200)은 내부 공간을 가지며 바 형태로 마련된다. 센터 프레임(200)의 일단에는 페달(30)이 마련되고, 타단에는 프론트 프레임(100)과 리어 프레임(300)이 양 측면에 회전 가능하게 결합된다. 한 쌍의 페달(30)은 센터 프레임(200)에 마련되는 페달결합부(210)를 중심으로 회전하도록 마련된다. 페달결합부(210)의 내부에는 발전기(미도시)가 마련되어 페달(30)의 회전력을 전기적 에너지로 변환되며, 전기적 에너지는 발전기와 전기적으로 연결되어 있는 배터리(60)를 충전한다. 센터 프레임(200) 내부 공간에는 발전기와 다른 전장 부품간의 전기적 연결 및 제어를 위해 ECU(70)가 마련된다.
또한, 센터 프레임(200)은 안장(40)를 설치할 수 있도록 새들 프레임(220)을 포함할 수 있다. 새들 프레임(220)은 안장(40)을 설치할 수 있는 안장튜브(42)를 후방에 구비한다. 안장튜브(42)에는 안장(40)의 높이를 조절할 수 있는 새들봉(미도시)이 결합된다.
리어 프레임(300)은 내부 공간을 가지며 바 형태로 마련되어 일단에는 후륜(50)이 회전 가능하게 설치되고, 타단에는 센터 프레임(200)이 회전 가능하게 설치된다.
리어 프레임(300)의 내부 공간에는 배터리(60)와, 배터리 관리 시스템(Battery Management System)(미도시) 등이 마련된다. 이들은 센터 프레임(200)에 마련되는 ECU(70)와 전기적으로 연결된다. 후륜(50)에는 리어 프레임(300)에 설치된 모터(도 4의 '500' 참조)가 마련되며, 이 모터(500)는 후륜(50)에 설치된 모터 하우징(530)에 수용되어 ECU(70)의 제어 시 배터리(60)로부터 동력을 전달받아 후륜(50)을 회전시킨다.
이러한 각 프레임(100,200,300)은 전술된 바와 같이, 힌지결합부(400)에 의하여 센터프레임(200)을 중심으로 프론트 프레임(100)과 리어 프레임(300)이 회동되는 접이식 구조를 갖는다.
이하에서는 본 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛에 대해 자세히 설명한다. 구동 유닛은 후륜(50)에 설치되어 휠을 구동시키는 역할을 한다. 이때, 구동 유닛은 전륜에 설치되어 사용될 수 있으나, 도시된 바와 같이, 이해를 돕기 위하여 구동 유닛이 후륜(50)에 마련된 것으로 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자전거의 구동 유닛을 양 방향에서 각각 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 그 조립 단면도이다.
도면들을 참조하면, 구동 유닛은 휠(50)을 구동하기 위한 회전력을 발생시키는 로터(501)와 스테이터(506)를 구비하는 모터(500)와, 모터(500)의 회전력을 감속하는 감속기어유닛 및 감속기어유닛과 모터(500)를 수용하는 모터 하우징(530)을 구비한다. 모터 하우징(530)은 휠(50)에 설치되어 모터(500)로부터 발생된 구동력에 의해 휠(50)과 함께 회전하도록 이루어진다.
모터(500)는 볼트(507)에 의해 상호 조립되는 전방 하우징(508)과 후방 하우징(509)을 갖추고, 전방 하우징(508)과 후방 하우징(509)의 조립에 의해 내부에 형성된 공간에 로터(501)와 스테이터(506)가 마련된다.
로터(501)는 원형의 링 형상을 갖추어 그 외주면을 따라 소정 간격으로 마그네트(502)가 설치된다. 또한, 로터(501)의 중심에는 소정의 수용공간(503)이 형성되는데. 이 수용공간(503)에는 후술할 감속기어유닛의 제1 유성기어조립체(510)가 배치된다. 또한, 로터(501)의 양측면 중 어느 일면에는 로터(501)와 함께 회전하는 회전축(504)이 마련된다. 회전축(504)은 로터(501)로부터 발생된 회전력을 전달하는 입력축의 역할을 수행한다. 도시된 바에 따르면, 전방 하우징(508)과 대향하는 로터(501)의 일면에 회전축(504)이 마련되고, 이 회전축(504)에는 전방 하우징(508)에 회전 가능하게 지지되도록 베어링(505)이 설치된다. 이에, 회전축(504)이 로터(501)와 함께 용이하게 회전한다.
스테이터(506)는 로터(501)와 일정간격 이격되어 로터(501)를 감싸도록 형성된다. 이러한 스테이터(506)에는 코일이 권선되며, 후방 하우징(509)의 내주면에 설치된다. 코일에 전원이 인가되면, 마그네트(502)와 코일 사이에 척력 및 인력이 작용하여 로터(501)가 회전한다.
한편, 전방 하우징(508)의 전면(前面)에는 리어 프레임(도 1의 '300' 참고)에 모터(500)를 고정시키기 위한 고정유닛(550)이 설치된다. 이 고정유닛(550)은 모터(500)를 수용하는 모터 하우징(530)의 개방된 일측을 폐쇄하도록 결합되는 모터 커버(535)를 관통하여 리어 프레임(300)과 설치된다. 구체적으로, 고정유닛(550)은 전방 하우징(508)에 설치된 샤프트(552)와, 샤프트(552)에 설치되어 리어 프레임(300)에 볼팅 결합되는 마운터(554)를 구비한다. 이러한 고정유닛(550)에 의해 리어 프레임(300)에 고정되면, 전방 하우징(508)과 결합된 후방 하우징(509) 및 후방 하우징(509)의 내주면에 설치된 스테이터(506)는 회전이 제한된 상태로 고정된다. 이에, 코일에 전원이 인가되면 로터(501)만 회전한다.
후방 하우징(509)은 내부에 격벽(509a)을 포함한다. 격벽(509a)의 내주면에는 상술한 바와 같이 스테이터(506)가 마련되며, 외주면에는 후술할 감속기어유닛이 마련된다. 또한, 격벽(509a)은 단면이 모자 형상을 갖도록 직경이 다른 제1수용공간(509b)과 제2수용공간(509c)을 구비하여, 직경이 작은 제1수용공간(509b)은 로터(501)의 내측에 함입되어 상술한 바와 같이 감속기어유닛의 제1 유성기어조립체(510)가 배치되도록 하며, 직경이 큰 제2수용공간(509c)은 모터(500)의 외측에서 감속기어유닛의 제2 유성기어조립체(520)가 배치되도록 한다.
감속기어유닛은 복수의 기어로 구성된 유성기어 조립 구조를 갖는다. 이러한 감속기어유닛은 도시된 바와 같이, 2단 감속구조를 갖도록 제1 유성기어조립체(510) 및 제2 유성기어조립체(520)로 구성된다. 본 실시 예에서는 감속기어유닛이 2단 감속구조를 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며 요구되는 감속비에 따라 1단 감속구조 또는 3단 이상의 감속구조를 갖도록 구성될 수 있다.
제1 유성기어조립체(510)는 로터(501)의 회전력을 감속하는 역할을 한다. 전술한 바와 같이, 제1 유성기어조립체(510)는 로터(501)의 수용공간(503)에 배치된다. 보다 구체적으로, 제1 유성기어조립체(510)는 회전축(504)에 설치된 제1 선기어(511)와, 제1 선기어(511)의 주변에 배치되어 제1 선기어(511)와 치합되는 복수의 제1 유성기어(512)와, 제1 유성기어들(512)의 중심에 각각 설치된 제1 중심축(512a)과 연결되어 회전력을 출력하는 제1 캐리어(513) 및 복수의 제1 유성기어(512)에 외접된 상태로 후방 하우징(509)의 제1수용공간(509b)에 고정되는 제1 링기어(514)를 구비한다.
이러한 제1 유성기어조립체(510)는 로터(501)의 회전력에 의해 회전축(504)과 결합된 제1 선기어(511)가 함께 회전하며 제1 유성기어들(512)로 회전력을 전달하게 된다. 제1 유성기어들(512)은 그 외주면에 고정된 제1 링기어(514)에 의하여 공전하게 된다. 이에, 각 제1 유성기어(512)의 제1 중심축(512a)과 연결된 제1 캐리어(513)는 제1 유성기어(512)의 공전운동에 의하여 함께 회전하며 감속된 회전력을 출력하게 된다.
제1 캐리어(513)는 제1 중심축(512a)과 결합되는 제1 플랜지부(513a)와, 제1 플랜지부(513a)의 중심에 형성된 제1 축부(513b)를 구비한다. 이때, 제1 축부(513b)는 회전축(504)과 동일선 상에 배치되어 제2수용공간(509c)으로 돌출되도록 마련된다. 또한, 제1 축부(513b)의 끝단은 후술할 제2 캐리어(523)에 베어링(515)에 의해 상대 회전 가능하도록 지지된다.
제2 유성기어조립체(520)는 제1 축부(513b)에 설치되는 제2 선기어(521)와, 제2 선기어(521)의 주변에 배치되어 제2 선기어(521)와 치합되는 복수의 제2 유성기어(522)와, 제2 유성기어들(522)의 중심에 각각 설치된 제2 중심축(522a)과 연결되는 제2 캐리어(523) 및 복수의 제2 유성기어(522)에 외접된 제2 링기어(524)를 구비한다.
이러한 제2 유성기어조립체(520)는 제1 축부(513b)와 함께 회전하는 제2 선기어(521)를 통하여 제2 유성기어들(522)로 회전력을 전달하게 된다. 제2 유성기어들(522)은 후방 하우징(509)의 외주면에 고정 마련된 제2 링기어(524)에 의하여 공전 및 자전하게 되며, 이에 각 제2 유성기어(522)의 제2 중심축(522a)과 연결된 제2 캐리어(523)는 제2 유성기어(522)의 공전운동에 의하여 함께 회전하며 감속된 회전력을 출력하게 된다. 제2 캐리어(523)는 모터 하우징(530)에 고정되어 있으므로, 모터 하우징(530)은 제2 캐리어(523)과 함께 회전하게 되고, 이에 모터 하우징(530)과 결합된 휠(후륜 : 50)이 회전하여 전기 자전거의 주행이 이루어진다.
한편, 후방 하우징(509)과 모터 하우징(530) 사이에는 베어링(525)이 설치되어 상기 제2 캐리어(523)와 함께 회전하는 모터 하우징(530)의 회전력에 제2 링기어(524)가 영향을 받지 않도록 이루어진다. 또한, 모터 하우징(530)은 전방 하우징(508)과의 사이에 설치되는 베어링(538)에 의해 상대 회전 가능하게 지지되어 있다.
상기와 같이 마련되는 전기 자전거의 구동 유닛은 로터(501)의 내부에 제1 유성기어조립체(510)를 배치함으로써 종래에 비하여 모터(500)의 크기를 콤팩트화 시킬 수 있게 된다. 또한, 제1 링기어(514)와 제2 링기어(524)가 후방 하우징(309)의 격벽(509a)에 모두 고정 마련되어 제1 축부(513b)와 제2 축부(523b)가 동일선 상에 안정적으로 배치될 수 있기 때문에, 감속 기어의 맞물림이 향상되어 소음 및 진동을 줄일 수 있다.
부가적으로, 본 발명에 따른 구동 유닛은 일방향 회전을 허용하는 원-웨이 클러치(540)를 더 구비한다. 원-웨이 클러치(540)는 제1 축부(513b)와 제2 선기어(521) 사이에 마련된다. 이러한 원-웨이 클러치(540)는 어느 한 방향으로만 회전이 가능하도록 하는 체결요소로서, 제1 축부(513b)의 회전방향이 원-웨이 클러치(540)가 허용하는 회전방향일 경우에는 제1 축부(513b)의 회전이 제2 선기어(521)에 전달되어 제2 선기어(521)가 회전된다. 이러한 원-웨이 클러치(540)는 전기 자전거의 구동시 발생된 회전력에 의하여 휠(50)을 회전시키며 주행하게 되는데, 모터(500)의 회전력보다 휠(50)의 회전력이 커지는 경우 즉, 내리막 길에서 휠(50)이 모터(500)로부터 전달된 회전력보다 큰 회전력을 발생할 경우 원-웨이 클러치(540)에 의하여 휠(50)의 회전력이 역으로 모터(500)로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 웬-웨이 클러치(540)는 제1 유성기어조립체(510)에 의해 감속된 회전력을 출력하는 제1 캐리어(513)에 설치되는 것으로 도시하고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 모터(500)의 회전력을 전달하는 입력축인 회전축(504)에 설치되어 사용될 수 있다.
10 : 전륜 20 : 핸들부
30: 페달 40 : 안장
50 : 후륜 60 : 배터리
100 : 프론트 프레임 200 : 센터 프레임
300 : 리어 프레임 400 : 힌지결합부
500 : 모터 501 : 로터
504 : 회전축 506 : 스테이터
508 : 전방 하우징 509 : 후방 하우징
510 : 제1 유성기어조립체 513 : 제1 캐리어
520 : 제2 유성기어조립체 524 : 제2 링기어
530 : 모터 하우징 535 : 모터 커버
540 : 원-웨이 클러치 550 : 고정유닛

Claims (6)

  1. 전기 자전거의 구동 유닛에 있어서,
    상기 전기 자전거의 휠을 구동하기 위한 회전력을 발생시키는 모터;
    상기 모터로부터 발생된 회전력을 감속하는 복수의 기어를 갖춘 감속기어유닛;을 포함하되,
    상기 모터는 중앙에 수용공간이 형성된 로터와 상기 로터와 일정간격 이격되어 로터를 감싸도록 설치된 스테이터를 구비하고,
    상기 감속기어유닛은 상기 모터의 내측 수용공간에 배치되어 로터와 연결되는 제1 유성기어조립체와, 상기 모터의 외측에 배치되며 상기 제1 유성기어조립체와 연결되는 제2 유성기어조립체를 포함하는 전기 자전거의 구동 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유성기어조립체는 각각 회전력이 입력되는 선기어와, 상기 선기어의 주변에 배치되어 선기어와 치합되는 복수의 유성기어와, 상기 복수의 유성기어의 각 중심축과 연결되는 캐리어, 및 상기 복수의 유성기어와 치합되도록 상기 복수의 유성기어를 감싸는 링기어를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 유성기어조립체는 모터로부터 순차적으로 연결 배치되어 상기 제2 유성기어조립체로부터 감속된 최종 회전력은 상기 캐리어를 통해 출력하도록 이루어진 전기 자전거의 구동 유닛.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전기 자전거의 휠에 설치되어 상기 모터와 감속기어유닛을 수용하는 모터 하우징을 더 구비하고, 상기 제2 유성기어조립체의 캐리어는 상기 모터 하우징에 고정 결합되는 전기 자전거의 구동 유닛.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 모터는 상호 조립되는 전방 하우징과 후방 하우징의 조립에 의해 형성된 내부공간에 배치되며,
    상기 제1 유성기어조립체의 링기어와, 상기 제2 유성기어조립체의 링기어는 상기 후방 하우징에 고정 결합되는 전기 자전거의 구동 유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 후방 하우징은 격벽을 구비하고,
    상기 모터는 격벽의 내주면에 마련되고, 상기 제1 유성기어조립체와 제2 유성기어조립체는 격벽의 외주면에 마련되는 전기 자전거의 구동 유닛.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 격벽은 단면이 모자 형상을 갖도록 직경이 서로 다른 제1수용공간과 제2수용공간을 구비하되,
    직경이 작은 제1수용공간은 모터의 로터 내측에 함입되어 상기 제1 유성기어조립체의 링기어가 고정 마련되고, 직경이 큰 제2수용공간은 모터의 외측에서 상기 제2 유성기어조립체의 링기어가 고정 마련되는 전기 자전거의 구동 유닛.
KR1020130146391A 2013-11-28 2013-11-28 전기 자전거의 구동 유닛 KR20150061963A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130146391A KR20150061963A (ko) 2013-11-28 2013-11-28 전기 자전거의 구동 유닛
US14/109,891 US20150148173A1 (en) 2013-11-28 2013-12-17 Drive unit for electric bicycle
EP13198215.9A EP2878527A1 (en) 2013-11-28 2013-12-18 Drive unit for electric bicycle
TW102146884A TW201520128A (zh) 2013-11-28 2013-12-18 電動自行車之驅動單元
CN201310741582.4A CN104670412A (zh) 2013-11-28 2013-12-27 电动自行车的驱动单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130146391A KR20150061963A (ko) 2013-11-28 2013-11-28 전기 자전거의 구동 유닛

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150061963A true KR20150061963A (ko) 2015-06-05

Family

ID=49955137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130146391A KR20150061963A (ko) 2013-11-28 2013-11-28 전기 자전거의 구동 유닛

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150148173A1 (ko)
EP (1) EP2878527A1 (ko)
KR (1) KR20150061963A (ko)
CN (1) CN104670412A (ko)
TW (1) TW201520128A (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2607815T3 (es) * 2014-03-18 2017-04-04 Askoll Eva S.R.L. Motor de buje de rueda de una bicicleta eléctrica y bicicleta eléctrica que comprende dicho motor de buje de rueda
JP2016063599A (ja) * 2014-09-17 2016-04-25 ナブテスコ株式会社 減速機付モータ
GB2539967B (en) 2015-07-03 2017-06-07 Jennock Ltd An adjustably sized bicycle frame
TWI646016B (zh) * 2016-05-31 2019-01-01 廖和宥 電助力自行車驅動裝置
CN107559385A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 行安机电股份有限公司 轮毂式马达减速机
CN109591943A (zh) * 2017-09-28 2019-04-09 罗伯特·博世有限公司 用于车辆的驱动组件
EP3704013A1 (de) * 2017-11-02 2020-09-09 Wilfried Donner Antriebsstrang mit zwei separaten, mittels zwischengetriebe gekoppelten schaltbaren getrieben
JP6853161B2 (ja) * 2017-11-09 2021-03-31 株式会社シマノ 車輪取付具の軸部材及び車輪取付具
USD931759S1 (en) * 2018-01-04 2021-09-28 Jennock Limited Bicycle frame
JP7142194B2 (ja) 2018-03-13 2022-09-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 電動自転車用モータユニット及び電動自転車
TWD206161S (zh) * 2020-03-16 2020-08-01 久鼎金屬實業股份有限公司 童車車架
US11300184B1 (en) * 2020-11-16 2022-04-12 Trinity Innovative Solutions, Llc Variable output transmission

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09301262A (ja) * 1996-05-16 1997-11-25 Daido Steel Co Ltd 電動補助自転車
JP3939862B2 (ja) * 1998-08-18 2007-07-04 ヤマハ発動機株式会社 電動自転車用モータ駆動ユニット
NL1030984C2 (nl) * 2006-01-23 2007-07-24 Gear Chain Ind Bv Elektrische rijwielnaaf.
US8323143B2 (en) * 2009-12-02 2012-12-04 Fairfield Manufacturing Company, Inc. Integrated spindle-carrier electric wheel drive
JP5561586B2 (ja) * 2010-02-18 2014-07-30 Ntn株式会社 電動補助自転車
KR200461596Y1 (ko) * 2010-04-13 2012-07-27 퉁-칭 린 자전거의 동력송출 패키지 모듈
DE102010051727A1 (de) * 2010-11-19 2012-05-24 Pinion Gmbh Antriebseinheit
DE102011004636A1 (de) * 2011-02-24 2014-02-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsanordnung eines Hybridfahrzeugs
CH705521A2 (de) * 2011-08-31 2013-03-15 Michael Kutter Antriebssystem mit einem Planetengetriebe für mit Muskelkraft und elektrischem Hilfsmotor angetriebene Fahrzeuge.
KR20140038056A (ko) * 2012-09-19 2014-03-28 주식회사 만도 전기자전거용 구동 유닛

Also Published As

Publication number Publication date
CN104670412A (zh) 2015-06-03
TW201520128A (zh) 2015-06-01
EP2878527A1 (en) 2015-06-03
US20150148173A1 (en) 2015-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150061963A (ko) 전기 자전거의 구동 유닛
KR20140038056A (ko) 전기자전거용 구동 유닛
KR20140038055A (ko) 전기자전거용 모터 구조체
CN105939924B (zh) 电动齿轮马达系统和具有两个或三个轮的车辆
KR101530171B1 (ko) 전기자전거용 구동 유닛
JP5914107B2 (ja) 電動車両
US9586648B2 (en) Wheel hub motor for an electric bicycle and electric bicycle comprising said wheel hub motor
EP3290322A1 (en) Wheel hubs and power wheels containing the same
US8997910B2 (en) Electric bicycle
JP2011168160A (ja) 電動補助自転車
CA2793287A1 (en) Bicycle with electrical drive system
CN105836035A (zh) 轮毂马达结构体
TW200428748A (en) Rotating electric machine and electric vehicle
JP2017532251A (ja) 電動ペダルアシスト自転車用の推進装置、及びそのペダルアシスト自転車
JP2017166695A (ja) モーター減速機
KR20140038057A (ko) 전기자전거용 구동 유닛
KR20140038029A (ko) 전기 자전거
TW201912505A (zh) 輪轂及包含該輪轂的動力輪
CN220010026U (zh) 一种混合动力驱动装置及电动自行车
JP2015105012A (ja) 電動車両の駆動装置
CN202783685U (zh) 电助力自行车的后轮动力输出机构
CN211958981U (zh) 一种代步车用中置发电机组
KR20180093340A (ko) 전기 자전거
KR101836359B1 (ko) 양면코어가 구비된 발전기
KR20140038028A (ko) 전기 자전거

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application