KR20160041733A - Driving transmission unit of eletricity bike - Google Patents

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KR20160041733A
KR20160041733A KR1020150022522A KR20150022522A KR20160041733A KR 20160041733 A KR20160041733 A KR 20160041733A KR 1020150022522 A KR1020150022522 A KR 1020150022522A KR 20150022522 A KR20150022522 A KR 20150022522A KR 20160041733 A KR20160041733 A KR 20160041733A
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KR
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power transmission
planetary gear
carrier
eccentric cam
pedal shaft
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Application number
KR1020150022522A
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Korean (ko)
Inventor
윤태호
박노길
오명근
백경명
김정수
김태원
장수봉
하근수
박윤영
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삼성전기주식회사
부산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a power transmission device for an electric bike. The power transmission device for an electric bike comprises: a drive motor which has a through hole where a pedal shaft penetrates and is fixed to a case; an eccentric cam of which one end is connected to the rotary shaft of the drive motor in an axial direction to receive power; a circular planetary gear which is coupled to the outer surface of the other end of the eccentric cam with a first bearing therebetween; a ring gear of which the inner surface is engaged with the circumference of the planetary gear and which is fixed to the case; a carrier of which one end is coupled to the planetary gear in an axial direction; and a drive shaft which is coupled to the outer surface of the pedal shaft with a first direction clutch therebetween and is coupled to the inner surface of the other end of the carrier in an axial direction with a second direction clutch therebetween. Therefore, the present invention simplifies the structure of the power transmission device by simplifying the structure of a reducer.

Description

전기 자전거의 동력전달장치{DRIVING TRANSMISSION UNIT OF ELETRICITY BIKE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric bicycle,

본 발명은 전기 자전거의 동력전달장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power transmission device for an electric bicycle.

자전거는 조향륜인 전륜과 구동륜인 후륜이 프레임의 전후방에 일직선으로 배치되고, 탑승자가 후륜과 연동되는 페달을 밟아 후륜을 회전시킴으로써 앞으로 전진하도록 구성되어 있다. 이러한 자전거에는 페달에서 발생되는 동력을 후륜까지 전달하는 체인이나 기어 등의 동력전달장치가 설치된다.The bicycle is structured such that the front wheel, which is a steering wheel, and the rear wheel, which is a drive wheel, are arranged straight in front of and behind the frame, and the occupant moves forward by stepping on a pedal interlocked with the rear wheel to rotate the rear wheel. These bicycles are equipped with power transmission devices such as chains or gears that transmit the power generated by the pedals to the rear wheels.

이와 같은 구성에 의해 탑승자가 페달을 밟으면, 이 페달과 일체로 설치된 구동 스프라켓이 회전하고, 동시에 체인에 의해 피동 스프라켓과 연결되는 후륜도 회전하게 되어 자전거를 앞으로 전진시키는 것이다.With this configuration, when the occupant presses the pedal, the drive sprocket integrally formed with the pedal rotates, and at the same time, the rear wheel connected to the driven sprocket by the chain also rotates, thereby advancing the bicycle forward.

이와 같은 자전거는 사용자의 페달링에 의한 답력을 이용하여 주행하는 것으로서, 평지에서는 그 주행에 어려움이 없으나 언덕 등의 경사로를 올라갈 때에는 많은 힘을 필요로 하게 된다.Such a bicycle travels by using the power of pedaling by a user, and there is no difficulty in traveling on a flat ground, but a lot of power is required when climbing a slope such as a hill.

이러한 점을 해소하기 위하여, 최근에는 사용자의 답력에 더해 모터의 구동력을 사용하여 주행할 수 있도록 모터를 장착한 전기 자전거가 개발되었으며, 전기 자전거에는 배터리(battery)로 구동되는 모터를 이용하여 사람이 페달을 밟는 힘만으로 주행하거나, 배터리로 구동되는 모터의 힘만으로 주행하거나, 둘 모두를 이용하여 주행하는 것을 선택할 수 있도록 구성되어 있다.In order to solve this problem, recently, an electric bicycle equipped with a motor for driving by using the driving force of the motor in addition to the power of the user has been developed. A motor driven by a battery is used as an electric bicycle, It is possible to select to run only with the force of stepping on the pedal, with the force of the motor driven by the battery, or both.

그런데, 이러한 전기 자전거의 동력전달장치에 장착되는 감속기는 구성이 복잡하고 볼륨이 커서 전기 자전거의 무게를 증가시키고 제조가 어렵다는 단점이 있다.
However, the speed reducer mounted on the power transmission device of such an electric bicycle is disadvantageous in that the configuration is complicated and the volume is large, which increases the weight of the electric bicycle and makes it difficult to manufacture.

한국 공개특허 제2012-0132593호Korea Patent Publication No. 2012-0132593

본 발명은 전기 자전거의 동력전달장치의 구성 중 모터의 힘을 일정비율로 감속시켜 주는 감속기의 구성을 간단하게 하여 전기 자전거의 동력전달장치의 구성을 간소화하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to simplify the structure of a power transmission device of an electric bicycle by simplifying the configuration of a speed reducer that reduces the power of the motor at a certain rate in the configuration of the power transmission device of the electric bicycle.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치는 페달축이 관통되도록 관통구를 갖고 케이스에 고정되는 구동모터; 축방향으로 일단이 상기 구동모터의 회전축과 연결되어 동력을 전달받는 편심캠; 축방향으로 상기 편심캠의 타단의 외측면에 제1 베어링을 사이에 두고 결합되는 원형의 유성기어; 상기 유성기어의 원주과 내주면이 치합되고 상기 케이스에 고정되는 링기어; 축방향으로 일단이 상기 유성기어에 결합되는 캐리어; 및 상기 페달축의 외측면에 제1 일방향클러치를 사이에 두고 결합되고, 축방향으로 상기 캐리어의 타단의 내측면에 제2 일방향클러치를 사이에 두고 결합되는 구동축;을 포함할 수 있다.A power transmission device for an electric bicycle according to an embodiment of the present invention includes: a drive motor having a through hole so that a pedal shaft passes therethrough and fixed to a case; An eccentric cam whose one end in the axial direction is connected to the rotation axis of the driving motor to receive power; A circular planetary gear coupled to the outer surface of the other end of the eccentric cam in the axial direction with the first bearing interposed therebetween; A ring gear coupled to a circumference and an inner circumferential surface of the planetary gear and fixed to the case; A carrier whose one end in the axial direction is coupled to the planetary gear; And a drive shaft coupled to the outer side surface of the pedal shaft with a first one-way clutch interposed therebetween and coupled to the inner side surface of the other end of the carrier in the axial direction with a second one-way clutch interposed therebetween.

그리고, 상기 편심캠의 회전축은 편심된 상태로 회전하므로, 상기 편심캠과 연결되는 유성기어도 편심회전하면서 회전속도가 저감될 수 있다.
Since the rotary shaft of the eccentric cam rotates in an eccentric state, the rotational speed of the planetary gear connected to the eccentric cam can also be reduced while rotating eccentrically.

본 발명은 전기 자전거의 감속기의 구성을 간소화하여 부피 및 중량을 줄일 수 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can reduce the volume and weight by simplifying the configuration of the speed reducer of an electric bicycle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치가 사용되는 전기 자전거를 나타낸 예시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치가 수용되는 케이스를 나타낸 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치를 나타낸 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치에의 감속기를 도시한 결합사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치에의 감속기를 도시한 분해사시도이며,
도 7 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치에 사용되는 감속기의 작동 원리에 대해 설명한 참고도이다.1 is an exemplary view showing an electric bicycle in which a power transmission device of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention is used,
2 is a perspective view showing a case in which a power transmission device of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention is accommodated,
3 is a cross-sectional view of a power transmission apparatus for an electric bicycle according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view illustrating a power transmission apparatus of an electric bicycle according to another embodiment of the present invention,
5 is a perspective view illustrating a speed reducer of a power transmission apparatus of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention,
6 is an exploded perspective view illustrating a speed reducer for a power transmission apparatus of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention,
FIGS. 7 to 14 are reference views for explaining the operation principle of the speed reducer used in the power transmitting apparatus according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements have the same numerical numbers as much as possible even if they are displayed on different drawings. It will be further understood that terms such as " first, "" second," " one side, "" other," and the like are used to distinguish one element from another, no.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

　

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치가 사용되는 전기 자전거를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치가 수용되는 케이스를 나타낸 사시도이다.
FIG. 1 is an exemplary view showing an electric bicycle in which a power transmission device of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention is used. FIG. 2 is a perspective view illustrating a case in which a power transmission device of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention is accommodated. Fig.

도 1을 참고하면, 전기 자전거(10)는 전륜(16) 및 후륜(17)이 프레임(11)으로 지지되고, 페달(14)의 답력 또는 구동모터(12)의 동력전달에 의해 회전되는 체인(15)이 후륜(17)과 맞물림 결합된다. 이때, 동력전달수단은 페달(14) 및 구동모터(12)로 이루어질 수 있다. 이때, 페달(14)은 사용자에 의해 힘이 가해지면 회전되고, 상기 페달(14)의 회전에 따라 페달축(13)에 연결된 스프라켓(18)이 회전하면서 회전력을 체인(15)으로 전달한다. 또한, 구동모터(12)는 전원부와 연결되어 전원이 공급되면 구동모터(12)의 회전축(12a)이 회전되며 회전력을 체인(15)으로 전달할 수 있다. 이때, 사용자에 의해 힘이 페달(14)에 힘이 가해져 전기 자전거(10)가 주행될 때 구동모터(12)가 어시스트하여 사용자가 적은 힘을 페달(14)에 가해도 언덕 등을 주행하기 용이하게 한다.1, the electric bicycle 10 includes a chain (not shown) which is supported by a frame 11 of a front wheel 16 and a rear wheel 17 and is rotated by power of the pedal 14 or power transmission of the driving motor 12. [ (15) is engaged with the rear wheel (17). At this time, the power transmitting means may be composed of the pedal 14 and the driving motor 12. At this time, the pedal 14 is rotated when a force is applied by the user, and the sprocket 18 connected to the pedal shaft 13 rotates according to the rotation of the pedal 14 and transmits the rotational force to the chain 15. The driving motor 12 is connected to the power supply unit, and when the power is supplied, the rotating shaft 12a of the driving motor 12 is rotated, and the rotating force can be transmitted to the chain 15. At this time, when the force is applied to the pedal 14 by the user, the driving motor 12 assists when the electric bicycle 10 is driven, and thus, even if the user applies a small force to the pedal 14, .

　

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치(100)는 내부에 수용공간이 수용되어 동력전달장치(100)의 부품들을 일부 또는 전부를 수용 및 보호하는 케이스(110)를 더 포함할 수 있다. 상기 케이스(110)의 내부에 구비되는 동력전달장치(100)에 대해서는 이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한다.
2, a power transmission apparatus 100 of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention includes a case (not shown) that houses a receiving space therein and accommodates and protects some or all of the components of the power transmitting apparatus 100 110). The power transmission device 100 provided inside the case 110 will be described later with reference to Figs. 3 to 6. Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치를 나타낸 단면도이이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치에의 감속기를 도시한 결합사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치에의 감속기를 도시한 분해사시도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a power transmission apparatus for an electric bicycle according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is an assembled perspective view illustrating a speed reducer for a power transmission apparatus of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention, 6 is an exploded perspective view showing a speed reducer for a power transmission apparatus of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention.

도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치(100)는 구동모터(12)에 결합되는 편심캠(120), 상기 편심캠(120)의 외경에 제1 베어링(171)을 사이에 두고 결합되는 유성기어(130), 상기 유성기어(130)의 외경과 내경이 일부 치합되도록 상기 유성기어(130)의 외경을 감싸고 상기 케이스(100)에 고정되는 링기어(140), 상기 유성기어(130)와 링크되어 힘을 전달받아 구동축(150)에 회전력을 전달하는 캐리어(160)를 포함한다.3, 5 and 6, the power transmission apparatus 100 of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention includes an eccentric cam 120 coupled to a driving motor 12, A planetary gear 130 coupled to the outer circumference of the planetary gear 130 with a first bearing 171 interposed therebetween and an outer diameter and an inner diameter of the planetary gear 130, And a carrier 160 linked to the planetary gear 130 and transmitting a rotational force to the driving shaft 150 in response to a force.

그리고, 상기 구동축(150)의 외경에는 스프라켓(18)이 고정 장착되어 상기 구동축(150)의 회전에 따라 회전한다. A sprocket 18 is fixedly mounted on the outer diameter of the drive shaft 150 and rotates in accordance with the rotation of the drive shaft 150.

또한, 상기 구동축(150)의 내경은 제1 일방향 클러치(181)를 사이에 두고 페달축(13)과 연결되고, 상기 구동축(150)의 외경은 제2 일방향 클러치(182)를 사이에 두고 캐리어(160)와 연결되다. 이에 따라, 구동축(150)은 페달축(13)과 캐리어(140) 중 적어도 어느 하나로부터 회전력을 전달받는다.The inner diameter of the drive shaft 150 is connected to the pedal shaft 13 via the first one-way clutch 181 and the outer diameter of the drive shaft 150 is connected to a carrier (Not shown). Accordingly, the driving shaft 150 receives rotational force from at least one of the pedal shaft 13 and the carrier 140.

여기서, 축방향은 상기 페달축(13)의 길이방향을 의미하고, 반경방향은 상기 페달축(13)을 중심으로 방사상으로 연장되는 방향을 의미한다.
Here, the axial direction means a longitudinal direction of the pedal shaft 13, and the radial direction means a direction extending radially around the pedal shaft 13. [

페달축(13)은 자전거(10)에 장착되어 인력에 의해 회전하는 페달(14)의 회전축이다. 페달축(13)에는 토크센서(19)가 구비되어 페달축(13)의 토크를 측정할 수 있다. 그리고, 상기 토크센서(19)의 외경부에 케이스(110)가 고정되는 경우에는, 상기 토크센서(19)의 외경부와 상기 케이스(110)의 사이에는 제5 베어링(175)이 구비될 수 있다.The pedal shaft 13 is a rotary shaft of the pedal 14 mounted on the bicycle 10 and rotated by gravity. The pedal shaft 13 is provided with a torque sensor 19 so as to measure the torque of the pedal shaft 13. A fifth bearing 175 may be provided between the outer diameter portion of the torque sensor 19 and the case 110 when the case 110 is fixed to the outer diameter portion of the torque sensor 19. [ have.

상기 페달축(13)은 외경부에 제1 일방향클러치(181)를 사이에 두고 구동축(150)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 자전거가 전진하는 방향으로 상기 페달축(13)이 회전하는 경우에는 상기 제1 일방향클러치(181)가 락킹(locking)되어 회전력을 구동축(150)으로 전달하고, 자전거가 후진하는 방향으로 상기 페달축(13)이 회전하는 경우에는 상기 제1 일방향클러치(181)가 언락킹(unlocking)되어 상호 자유회전하도록 하여 회전력을 구동축(150)으로 전달하지 않는다.The pedal shaft 13 may include a drive shaft 150 with a first one-way clutch 181 interposed therebetween. Accordingly, when the pedal shaft 13 rotates in the direction in which the bicycle advances, the first one-way clutch 181 is locked to transmit the rotational force to the drive shaft 150, When the pedal shaft 13 rotates, the first one-way clutch 181 is unlocked and freely rotates freely, so that the rotational force is not transmitted to the drive shaft 150.

상기 페달축(13)에는 인력에 의해 페달(14)을 회전하여 자전거의 구동력을 공급하는 것에 추가하여, 전기로 작동하는 구동모터(12)를 이용하여 자전거의 구동력을 공급할 수 있도록 추가의 동력전달장치(100)가 구비된다. 물론, 자전거는 인력에 의해 페달(14)을 회전하여 구동하는 방식, 구동모터(12)를 이용하여 자전거를 구동하는 방식, 인력과 구동모터(12)를 모두 이용하는 방식이 가능하다.In addition to supplying the driving force of the bicycle by rotating the pedal 14 by the attractive force on the pedal shaft 13, the driving force of the bicycle is transmitted to the pedal shaft 13 by an additional power transmission Apparatus 100 is provided. Of course, the bicycle may be driven by a driving force of the pedal 14, a method of driving the bicycle using the driving motor 12, or a method using both the driving force and the driving motor 12.

동력적달장치(100)는 케이스(110)의 내부에 구비될 수 있다. 케이스(110)는 중앙 부분으로 페달축(12)이 관통하고, 상기 페달축(12)의 회전에 의하더라도 고정된 상태를 유지하도록 구비된다. 가령, 회전하는 페달축(12)과 고정된 케이스(110)의 사이에는 베어링 등이 구비되어 정지부와 회전부를 상호 연결할 수 있다.The power transmission device 100 may be provided inside the case 110. The case 110 is provided so that the pedal shaft 12 passes through the center portion and remains fixed even when the pedal shaft 12 rotates. For example, a bearing or the like may be provided between the rotating pedal shaft 12 and the fixed case 110 to connect the stationary part and the rotating part.

구동모터(12)는 외경부가 케이스(110)의 내부에 고정 장착되고, 중앙 부분에 페달축(12)이 관통하도록 중공부가 구비될 수 있다. 상기 중공부로 페달축(12)이 관통되므로, 페달축(12)은 구동모터(12)에 간섭되지 않고 자유롭게 회전할 수 있다. 또는, 상기 구동모터(12)의 내경과 상기 페달축(12)의 사이에는 베어링(미도시)이 구비되어 상기 페달축(12)의 회전을 자유롭게 할 수 있다.The outer diameter portion of the drive motor 12 is fixedly mounted inside the case 110 and a hollow portion may be provided at a center portion of the drive motor 12 to allow the pedal shaft 12 to pass therethrough. Since the pedal shaft 12 passes through the hollow portion, the pedal shaft 12 can freely rotate without interfering with the driving motor 12. [ Alternatively, a bearing (not shown) may be provided between the inner diameter of the driving motor 12 and the pedal shaft 12 to allow the pedal shaft 12 to rotate freely.

구동모터(12)에는 편심캠(120)의 일단이 장착될 수 있다. 즉, 구동모터(12)의 회전축에 편심캠(120)이 장착될 수 있다. 상기 편심캠(120)은 링 형상으로 구비되며, 내경의 중심(O)과 외경의 중심(O')이 편심되며, 구동모터(12)의 회전축은 편심캠(120)의 내경의 중심(O)과 일치되도록 장착된다. 이에 따라, 구동모터(12)의 회전에 따라 폄심캠(120)은 외경을 기준으로 편심된 상태로 회전한다.One end of the eccentric cam 120 may be mounted on the driving motor 12. [ That is, the eccentric cam 120 can be mounted on the rotating shaft of the driving motor 12. [ The eccentric cam 120 is provided in a ring shape and the center O of the inner diameter and the center O 'of the outer diameter are eccentric and the rotation axis of the driving motor 12 is located at the center O of the inner diameter of the eccentric cam 120 As shown in Fig. As a result, as the drive motor 12 rotates, the excitation cam 120 rotates eccentrically with respect to the outer diameter.

그리고, 상기 편심캠(120)은 중앙 부분에 페달축(12)이 관통하도록 중공부가 구비될 수 있다. 상기 중공부로 페달축(12)이 관통되므로, 페달축(12)은 편심캠(120)에 간섭되지 않고 자유롭게 회전할 수 있다. 또는, 상기 편심캠(120)의 내경과 상기 페달축(12)의 사이에는 제2 베어링(172)이 구비되어, 상기 편심캠(120)과 상기 페달축(12)은 상호 간섭되지 않고 자유롭게 회전할 수 있다. 이 경우, 상기 편심캠(120)의 일단의 반대 단부인 타단부가 외경부에서 내경부 방향으로 힘을 받을 수 있으므로, 상기 제2 베어링(172)은 상기 폄심캠(120)의 타단부와 상기 페달축(12)의 사이에 구비될 수 있다. 아울러, 구동모터(12)와 편심캠(120)의 사이에도 제4 베어링(174)이 구비될 수 있다.The eccentric cam 120 may be provided with a hollow portion through which the pedal shaft 12 passes. Since the pedal shaft 12 passes through the hollow portion, the pedal shaft 12 can freely rotate without being interfered with the eccentric cam 120. A second bearing 172 is provided between the inner diameter of the eccentric cam 120 and the pedal shaft 12 so that the eccentric cam 120 and the pedal shaft 12 are free to rotate can do. In this case, the other end of the eccentric cam 120, which is the opposite end of the eccentric cam 120, can receive a force in the inner diameter direction from the outer diameter portion, And may be provided between the pedal shafts 12. In addition, a fourth bearing 174 may be provided between the drive motor 12 and the eccentric cam 120.

상기 편심캠(120)의 타단의 외경부에는 제1 베어링(171)을 사이에 두고 유성기어(130)와 연결될 수 있다. 유성기어(130)는 편심캠(120)의 회전에 따라 편심캠(120)의 회전방향으로 힘을 받으며, 이 힘을 유성기어(130)의 외경부에 구비되는 링 기어(140)에 전달하는 역할을 한다. 그리고, 유성기어(130)는 판형의 링 형상으로 구비되고, 외경부에는 톱니가 구비된다. 아울러, 상기 유성기어(130)는 원주방향으로 소정간격 이격된 상태로 다수의 동력전달홀(131)을 구비하여, 이에 끼워지는 캐리어(160)의 동력전달돌기(162)로 힘을 전달한다. 이 경우, 동력전달홀(131)의 내경이 동력전달돌기(162)의 외경보다 크게 구비되어, 동력전달돌기(162)가 동력전달홀(131)의 내부에서 위치를 변경하면서 회전한다. 또한, 이하, 도 7 내지 도 14를 참조하여 설명하겠지만, 유성기어(130)는 토크의 전달 메커니즘에 따라 편심캠(120)의 회전방향과 반대방향으로 회전하면서 감속되어 토크를 전달한다.The eccentric cam 120 may be connected to the planetary gear 130 via a first bearing 171 at an outer diameter of the other end thereof. The planetary gear 130 receives a force in the rotational direction of the eccentric cam 120 in accordance with the rotation of the eccentric cam 120 and transmits the force to the ring gear 140 provided on the outer diameter portion of the planetary gear 130 It plays a role. The planetary gears 130 are provided in the form of a plate-like ring, and the outer diameter portion is provided with teeth. The planetary gear 130 has a plurality of power transmission holes 131 spaced apart from each other in the circumferential direction and transmits a force to the power transmission protrusions 162 of the carrier 160 fitted thereto. In this case, the inner diameter of the power transmission hole 131 is larger than the outer diameter of the power transmission projection 162, and the power transmission projection 162 rotates while changing its position inside the power transmission hole 131. 7 to 14, the planetary gear 130 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the eccentric cam 120 according to the transmission mechanism of the torque, and decelerates to transmit the torque.

링 기어(140)는 외경은 케이스(110)에 고정되고, 내경에는 톱니를 구비한 상태로 상기 유성기어(130)의 외경을 감싸는 형태로 구비된다. 링 기어(140)의 내경은 유성기어(130)의 외경보다 크게 구비되며, 편심된 상태로 회전하는 편심캠(120)에 장착되는 유성기어(130)의 외경부의 일부와 내경부의 일부가 치합된다.The outer diameter of the ring gear 140 is fixed to the case 110 and the inner diameter of the ring gear 140 is formed to surround the outer diameter of the planetary gear 130 with teeth. The inner diameter of the ring gear 140 is larger than the outer diameter of the planetary gear 130 and a part of the outer diameter portion of the planetary gear 130 mounted on the eccentric cam 120, do.

캐리어(160)는 판형의 링 형상으로 구비되는 본체(161)와, 상기 본체(161)의 외경부의 일면에 원주방향으로 소정간격 이격된 상태로 구비되는 다수의 동력전달돌기(162) 및 상기 본체(161)의 내경부의 일면의 반대면인 타면에 돌출되는 동력전달축(163)을 포함할 수 있다. 물론, 다수의 동력전달돌기(162)는 상기 동력전달홀(131)과 동일하거나 적은 수로 구비될 수 있다.The carrier 160 includes a main body 161 formed in a plate-like ring shape, a plurality of power transmission projections 162 provided on a surface of the outer diameter portion of the main body 161 in a circumferentially spaced- And a power transmitting shaft 163 protruding from the other surface which is the opposite surface of the inner surface of the inner diameter portion of the inner tube 161. Of course, the plurality of power transmitting projections 162 may be provided with the same or a smaller number of the power transmitting holes 131.

그리고, 상기 캐리어(160)의 동력전달축(163)의 외경부는 제3 베어링(173)을 사이에 두고 케이스(110)와 연결되어, 고정된 케이스(110)에 간섭되지 않고 자유롭게 회전할 수 있다.The outer diameter portion of the power transmission shaft 163 of the carrier 160 is connected to the case 110 via the third bearing 173 and can freely rotate without interference with the fixed case 110 .

또한, 동력전달축(163)의 내경부는 제2 일방향클러치(182)를 사이에 두고 구동축(150)과 연결된다. 이에 따라, 자전거가 전진 또는 후진하는 방향으로 상기 페달축(13)이 회전하는 경우에는 상기 제2 일방향클러치(182)가 언락킹(unlocking)되어 구동모터(12)의 회전이 스프라켓(18)으로 전달되지 않도록 캐리어(160)가 자유회전할 수 있다.The inner diameter portion of the power transmission shaft 163 is connected to the drive shaft 150 via the second one-way clutch 182. Accordingly, when the pedal shaft 13 rotates in the direction in which the bicycle advances or retreats, the second one-way clutch 182 is unlocked and the rotation of the drive motor 12 is transmitted to the sprocket 18 The carrier 160 can freely rotate so as not to be transmitted.

물론, 자전거가 전진하는 방향으로 상기 페달축(13)이 회전하는 경우에는, 구동력을 보조하고자 상기 제2 일방향클러치(182)가 락킹(locking)되어 회전력을 구동축(150)으로 전달할 수 있다.
Of course, when the pedal shaft 13 rotates in the direction in which the bicycle advances, the second one-way clutch 182 may be locked to assist the driving force to transmit the rotational force to the driving shaft 150.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자전거의 동력전달장치를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a power transmission apparatus for an electric bicycle according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도 4에 개시된 동력전달장치(100')는 도 3에 개시된 동력전달장치(100)와 비교할 때, 토크센서(19')가 구동모터(12)의 중공부 내부로 인입된 형상이라는 점에서 차이가 있다. 이에 따라 전체 동력전달장치(100')의 구동축 방향의 길이가 짧아진다는 장점이 있다. Referring to FIG. 4, the power transmission apparatus 100 'disclosed in FIG. 4 differs from the power transmission apparatus 100 disclosed in FIG. 3 in that the torque sensor 19' is inserted into the hollow portion of the drive motor 12 The difference is that it is a shape that is formed. This has the advantage that the length of the entire power transmitting apparatus 100 'in the direction of the drive shaft is shortened.

그리고, 편심캠(120')은 상기 토크센서(19')의 외경보다 내경이 크게 구비되어야 한다는 점을 보완하고자, 중간 부분에서 직경이 확장되도록 단차부를 구비할 수 있다.In order to compensate for the fact that the eccentric cam 120 'should have a larger inner diameter than the outer diameter of the torque sensor 19', the eccentric cam 120 'may have a stepped portion so that the diameter of the eccentric cam 120' is increased.

그 외의 구성은 모두 동일하므로, 도 3을 참조하여 상술한 동력전달장치(100)를 참조할 수 있다.
Since the other structures are the same, the power transmission apparatus 100 described above with reference to Fig. 3 can be referred to.

도 7 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치에 사용되는 감속기의 작동 원리에 대해 설명한 참고도이다.FIGS. 7 to 14 are reference views for explaining the operation principle of the speed reducer used in the power transmitting apparatus according to the embodiment of the present invention.

편심캠(120)이 구동모터(12)의 회전동력에 의해 시계방향으로 회전하면 토크 T1이 전달되고(도 7), 전달된 토크 T1은 편심(e)에 의해 힘 F만큼 제1 베어링(171)을 거쳐 유성기어(130)에 전달됩니다(도 8). 유성기어(130)는 편심캠(120)의 편심 회전에 의해 외경의 일부가 고정된 링 기어(140)의 내경과 치합, 즉, 점 p에 피벗되며, 이 경우, 점 p가 피치점이라면 모멘트 팔의 길이는 유성기어(130)의 피치 반지름인 Rp와 같게 되며(도 9), 토크 T2(=F*Rp)가 유성기어(130)와 캐리어(160)가 접촉하는 점들(a, b, c, d, e)로 전달됩니다(도 10). 토크 T2sms 접촉점(a, b, c, d, e)의 수만큼 등분산되어 캐리어(160)에 힘을 전달하게 되며(도 11), 각 점들(a, b, c, d, e)에 전달된 힘들의 성분을 감안하면 시계 반대 방향으로 회전하는 토크 T3(=∑Ti=Ri*Fi, i=a, b, c, d, e)가 산정됩니다(도 12 내지 도 14).When the eccentric cam 120 rotates clockwise by the rotational power of the drive motor 12, the torque T1 is transmitted (Fig. 7), and the transmitted torque T1 is transmitted to the first bearing 171 And transmitted to the planetary gear 130 (Fig. 8). The planetary gear 130 is pivoted at the point p, that is, at the engagement with the inner diameter of the ring gear 140, the outer diameter of which is fixed by eccentric rotation of the eccentric cam 120. In this case, The length of the arm becomes equal to the pitch radius Rp of the planetary gear 130 (Figure 9) and the torque T2 (= F * Rp) c, d, e) (Fig. 10). The torque T2sms is equally distributed by the number of the contact points a, b, c, d and e to transmit the force to the carrier 160 (Fig. 11) and transmitted to the respective points a, b, c, d and e The torque T3 (= ΣTi = Ri * Fi, i = a, b, c, d, e) rotating in the counterclockwise direction is calculated (FIGS. 12 to 14).

즉, 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치(100, 100')는 구동모터(12)의 시계방향 회전력을 감속하여 반시계 방향으로 변환하여 구동축(150)으로 전달합니다.
That is, as a result, the power transmission apparatuses 100 and 100 'according to the embodiment of the present invention decelerate the clockwise rotation force of the drive motor 12 and transmit it to the drive shaft 150 in a counterclockwise direction.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전기 자전거의 동력전달장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. While the present invention has been described in detail with reference to the specific embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited thereto, and that the power transmission apparatus for an electric bicycle according to the present invention is not limited thereto. It will be apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art.

또한, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
Further, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

10 : 전기 자전거 　　
11 : 프레임
12 : 구동모터
12a : 회전축
12b: 회전축 베어링
13 : 페달축
13b : 페달축 베어링
14 : 페달
15 : 체인
16 : 전륜
17 : 후륜
18 : 스프라켓
100: 동력전달장치
110 : 케이스
120 : 편심캠
130 : 유성기어
140 : 링 기어
150 : 구동축
160 : 캐리어10: Electric bicycle
11: Frame
12: Driving motor
12a:
12b: rotating shaft bearing
13: Pedal shaft
13b: Pedal shaft bearing
14: Pedal
15: Chain
16: front wheel
17: rear wheel
18: Sprocket
100: Power transmission device
110: Case
120: eccentric cam
130: planetary gear
140: ring gear
150:
160: Carrier

Claims (12)

페달축이 관통되도록 관통구를 갖고 케이스에 고정되는 구동모터;
축방향으로 일단이 상기 구동모터의 회전축과 연결되어 동력을 전달받는 편심캠;
축방향으로 상기 편심캠의 타단의 외측면에 제1 베어링을 사이에 두고 결합되는 원형의 유성기어;
상기 유성기어의 원주과 내주면이 치합되고 상기 케이스에 고정되는 링기어;
축방향으로 일단이 상기 유성기어에 결합되는 캐리어; 및
상기 페달축의 외측면에 제1 일방향클러치를 사이에 두고 결합되고, 축방향으로 상기 캐리어의 타단의 내측면에 제2 일방향클러치를 사이에 두고 결합되는 구동축;을 포함하는 전기 자전거의 동력전달장치.
A drive motor having a through hole so that the pedal shaft is penetrated and fixed to the case;
An eccentric cam whose one end in the axial direction is connected to the rotation axis of the driving motor to receive power;
A circular planetary gear coupled to the outer surface of the other end of the eccentric cam in the axial direction with the first bearing interposed therebetween;
A ring gear coupled to a circumference and an inner circumferential surface of the planetary gear and fixed to the case;
A carrier whose one end in the axial direction is coupled to the planetary gear; And
And a drive shaft coupled to an outer surface of the pedal shaft with a first one-way clutch interposed therebetween and coupled to an inner surface of the other end of the carrier in an axial direction with a second one-way clutch interposed therebetween.
제1항에 있어서,
상기 편심캠은 내경의 중심과 외경의 중심이 편심되고, 상기 내경의 중심을 회전축으로 하여 회전하는 전기 자전거의 동력전달장치.
The method according to claim 1,
Wherein the eccentric cam is eccentric about the center of the inner diameter and the outer diameter, and rotates around the center of the inner diameter as the rotation axis.
제2항에 있어서,
상기 유성기어는 내경의 중심과 외경의 중심이 상기 편심캠의 외경의 중심과 일치하는 전기 자전거의 동력전달장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the center of the inner diameter and the center of the outer diameter of the planetary gear coincide with the center of the outer diameter of the eccentric cam.
제3항에 있어서,
상기 유성기어는 상기 링기어의 내주면과 외주면의 일부가 치합되도록 편심 회전하는 전기 자전거의 동력전달장치.
The method of claim 3,
Wherein the planetary gear is eccentrically rotated so that an inner circumferential surface of the ring gear and a part of an outer circumferential surface thereof are engaged with each other.
제4항에 있어서,
상기 유성기어는 원주방향으로 반복 구비되는 복수의 동력전달홀을 구비하고,
상기 캐리어의 일단에는 상기 동력전달홀에 끼움되도록 원주방향으로 반복 구비되는 복수의 동력전달돌기가 구비되고,
상기 동력전달홀의 내경이 상기 동력전달돌기의 외경보다 큰 전기 자전거의 동력전달장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the planetary gear has a plurality of power transmitting holes repeatedly provided in the circumferential direction,
A plurality of power transmitting projections are provided at one end of the carrier in a circumferential direction so as to be inserted into the power transmission holes,
Wherein an inner diameter of the power transmission hole is larger than an outer diameter of the power transmission projection.
제5항에 있어서,
복수의 상기 동력전달홀은 상기 유성기어의 중심에서 반경방향으로 동일 거리에 위치하는 전기 자전거의 동력전달장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of power transmission holes are located at the same distance in the radial direction from the center of the planetary gear.
제5항에 있어서,
복수의 상기 동력전달돌기는 상기 캐리어의 중심에서 반경방향으로 동일 거리에 위치하는 전기 자전거의 동력전달장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of power transmission projections are located at the same distance in the radial direction from the center of the carrier.
제1항에 있어서,
상기 편심캠과 상기 페달축의 사이에는 제2 베어링이 구비되는 전기 자전거의 동력전달장치.
The method according to claim 1,
And a second bearing is provided between the eccentric cam and the pedal shaft.
제1항에 있어서,
상기 페달축이 회전하면 상기 제1 일방향클러치는 상기 구동축으로 회전력을 전달하나, 상기 제2 일방향클러치는 상기 구동축의 회전력을 상기 캐리어로 전달하지 않는 전기 자전거의 동력전달장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first one-way clutch transmits a rotational force to the drive shaft when the pedal shaft rotates, and the second one-way clutch does not transmit the rotational force of the drive shaft to the carrier.
제1항에 있어서,
상기 캐리어가 회전하면 상기 제2 일방향클러치는 상기 구동축으로 회전력을 전달하나, 상기 제1 일방향클러치는 상기 구동축의 회전력을 상기 페달축으로 전달하지 않는 전기 자전거의 동력전달장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second one-way clutch transmits a rotational force to the drive shaft when the carrier rotates, and the first one-way clutch does not transmit the rotational force of the drive shaft to the pedal shaft.
제1항에 있어서,
축방향으로 상기 캐리어의 타단의 외주면과 상기 케이스의 사이에는 제3 베어링이 구비되는 전기 자전거의 동력전달장치.
The method according to claim 1,
And a third bearing is provided between the outer circumferential surface of the other end of the carrier in the axial direction and the case.
제1항에 있어서,
상기 페달축에는 토크센서가 구비되는 전기 자전거의 동력전달장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pedal shaft is provided with a torque sensor.
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