KR20160074765A - 허브 모터 구조체 - Google Patents

허브 모터 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR20160074765A
KR20160074765A KR1020140182938A KR20140182938A KR20160074765A KR 20160074765 A KR20160074765 A KR 20160074765A KR 1020140182938 A KR1020140182938 A KR 1020140182938A KR 20140182938 A KR20140182938 A KR 20140182938A KR 20160074765 A KR20160074765 A KR 20160074765A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
motor
hollow shaft
variable transmission
gear
Prior art date
Application number
KR1020140182938A
Other languages
English (en)
Inventor
송준규
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 KR1020140182938A priority Critical patent/KR20160074765A/ko
Priority to EP15150370.3A priority patent/EP3034387B1/en
Priority to US14/591,935 priority patent/US9221516B1/en
Priority to CN201510021017.XA priority patent/CN105836035A/zh
Publication of KR20160074765A publication Critical patent/KR20160074765A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • B62M11/16Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the ground-wheel hub
    • 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
    • B62M25/00Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles
    • B62M25/02Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with mechanical transmitting systems, e.g. cables, levers
    • 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
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor
    • 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
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • 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
    • F16H9/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/26Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members with members having orbital motion
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

허브 모터 구조체가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 자전거에 설치되는 허브 모터 구조체에 있어서, 자전거의 프레임에 설치되는 중공 샤프트; 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 외주면에 스포크를 통하여 휠과 연결되는 하우징; 상기 하우징에 설치되어 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 페달력을 전달받도록 체인과 연결되는 종동 스프로킷이 마련된 커버; 상기 하우징 내에 배치되어 휠을 구동시키기 위한 회전력을 발생하는 모터; 상기 하우징 내에 배치되어 상기 모터로부터 공급되는 동력을 선택적으로 변속하는 무단 변속기; 상기 모터의 회전력을 상기 무단 변속기로 전달하는 동력전달유닛; 및 상기 무단 변속기로부터 출력되는 회전력을 상기 하우징에 전달하는 기어유닛;을 포함하는 허브 모터 구조체가 제공될 수 있다.

Description

허브 모터 구조체{Hub motor structure}
본 발명은 허브 모터 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터에 의한 회전력을 자전거의 바퀴에 전달하여 추진력을 제공하는 허브 모터 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 운전자의 답력으로 추진되는 2륜차를 통칭하는 것으로서, 이미 널리 알려진 바와 같이 바퀴(전륜과 후륜)를 파이프에 의해 연결하고, 후륜은 체인과 페달 및 체인 스프로킷의 연결 구성을 통해 운전자의 페달링이 후륜에 전달되게 하여 자전거의 추진력이 발생하도록 한 것이다.
또한, 자전거에는 복수의 스프로킷을 설치하여 체인과의 연결을 선택적으로 변경함으로써 변속하는 변속기가 마련된다.
이러한 일반적인 자전거는 사용자의 순수한 답력에 의해 추진력을 얻어 주행하도록 이루어짐에 따라 장시간 자전거를 사용하거나 오르막을 오를 경우 변속기를 사용하더라도 힘이 많이 든다는 문제점이 있다. 이에 최근에는 자전거에 별도의 전동수단인 모터를 장착하고 모터의 구동력을 후륜에 제공함에 따라 자동으로 추진력이 발생되게 한 전동 자전거가 출시되고 있는 추세이다.
구체적으로, 자전거에 동력을 제공하기 위한 모터 구조체는 자전거에 별도로 설치되는 모터와, 모터의 회전력을 감속하는 감속기와, 동력전달유닛 등이 설치됨은 물론, 모터에 전원을 공급하는 배터리, 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 모터 등의 전장 부품을 제어하기 위한 제자제어유닛이 설치되어야 한다.
그러나, 자전거에 설치될 수 있는 공간은 한정적으로, 모터 구조체의 부품을 자전거에 조립하는데 불편하다는 문제점이 있다. 즉, 모터와 감속기, 전자제어유닛 등을 페달이나 후륜에 설치하고, 배터리 등을 자전거의 프레임에 설치하여 전장 부품을 배선으로 연결함에 따라 구조가 복잡해지며, 배선이 파손될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 부피가 증가하여 설치 공간의 활용성 및 미려함이 감소되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체는 하우징 내에 모터와 배터리를 일체로 설치하여 배선의 간결화가 가능함은 물론, 부피를 감소시켜 장착성을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체는 하우징 내에 무단 변속기를 포함시켜 별도의 변속기를 설치하지 않도록 이루어져 구조를 단순화시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자전거에 설치되는 허브 모터 구조체에 있어서, 자전거의 프레임에 설치되는 중공 샤프트; 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 외주면에 스포크를 통하여 휠과 연결되는 하우징; 상기 하우징에 설치되어 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 페달력을 전달받도록 체인과 연결되는 종동 스프로킷이 마련된 커버; 상기 하우징 내에 배치되어 휠을 구동시키기 위한 회전력을 발생하는 모터; 상기 하우징 내에 배치되어 상기 모터로부터 공급되는 동력을 선택적으로 변속하는 무단 변속기; 상기 모터의 회전력을 상기 무단 변속기로 전달하는 동력전달유닛; 및 상기 무단 변속기로부터 출력되는 회전력을 상기 하우징에 전달하는 기어유닛;을 포함하는 허브 모터 구조체가 제공될 수 있다.
또한, 상기 무단 변속기는 변속 비율을 조절하기 위한 변속레버를 갖추고, 상기 변속레버는 상기 중공 샤프트에 길이방향으로 형성된 장공에 삽입되어 상기 장공의 길이방향으로 이동 가능하도록 중공 샤프트 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 변속레버는 일단이 변속레버를 이동시키는 작동 와이어와 연결되고, 타단이 변속레버에 탄성력을 제공하는 탄성부재와 연결될 수 있다.
또한, 상기 동력전달유닛은, 상기 모터의 회전축에 설치되는 구동기어; 상기 회전축과 평행하도록 배치된 무단 변속기의 입력축에 설치되는 종동기어; 및 상기 구동기어와 종동기어를 연결하는 타이밍 벨트;를 구비할 수 있다.
또한, 상기 모터의 회전축과 구동기어 사이에는 상기 모터의 회전력을 일방향으로만 전달하는 원-웨이 클러치가 설치될 수 있다.
또한, 상기 기어유닛은, 상기 무단 변속기의 출력축에 설치되는 출력기어; 및 상기 출력기어와 치합되어 상기 하우징에 설치되는 스퍼기어;를 구비하고, 상기 하우징은 스퍼기어와 함께 회전하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 하우징 내에는 상기 샤프트에 고정되는 고정판이 설치되고, 상기 모터 및 무단 변속기는 고정판에 고정될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 내부에는 모터와 전기적으로 연결되는 배터리팩과, 상기 모터와 배터리팩 및 다른 전장 부품간의 전기적 연결 및 제어를 위한 전자제어유닛이 마련될 수 있다.
또한, 상기 중공 샤프트에는 페달토크를 감지하는 토크센서가 설치될 수 있다.
또한, 상기 하우징은, 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되는 제1 바디; 상기 제1 바디와 일정간격 이격되어 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 상기 커버가 설치되는 제2 바디; 상기 제1 바디와 제2 바디 사이에 개재되는 링플레이트; 및 상기 제1 바디와 제2 바디를 관통하여 상기 제1 바디와 제2 바디를 결합시키는 체결부재;를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 바디에는 각각 반경방향으로 외주면을 따라 스포크와 결합되는 스포크홀과, 상기 체결부재의 볼트가 삽입되는 볼트장착홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 링플레이트는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체는 변속유닛과 배터리가 모터와 함께 하우징의 내부에 위치함으로써 콤팩트한 구조를 제공할 수 있음은 물론, 배선 구조를 간결화시킬 수 있다.
또한, 간단한 구조를 통하여 자전거에 허브 모터 구조체를 설치할 수 있어 설치공간 활용성 및 장착성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 플라스틱 파이프를 이용하여 하우징을 조립함으로써 블루투스 등의 무선통신 제어가 가능하도록 할 수 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체를 나타내는 평면도.
도 3은 도 2의 a-a' 선에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체에 구비된 중공 샤프트를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 허브 모터 구조체의 또 다른 실시예의 하우징을 나타내는 분해 사시도.
도 6은 도 5의 조립 사시도.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체를 나타내는 사시도이고, 도 2는 상기 허브 모터 구조체를 나타내는 평면도이며, 도 3은 도 2의 a-a' 선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체(1000)는 자전거의 프레임(11)에 설치되는 중공 샤프트(101)에 설치된다. 보다 구체적으로, 허브 모터 구조체(1000)는 휠(전륜 또는 후륜)(미도시)의 중공 샤프트(101)에 회전가능하게 설치되는 하우징(100)과, 하우징(100)에 설치되는 커버(200)와, 하우징(100) 내에 배치되어 회전력을 발생하는 모터(300)와, 모터(300)로부터 공급되는 동력을 선택적으로 변속하는 무단 변속기(400)와, 모터(300)의 회전력을 무단 변속기(400)에 전달하는 동력절달유닛(500)과, 회전력을 하우징(100)에 전달하는 기어유닛(600) 및 중공 샤프트(101)에 설치되어 페달토크를 감지하는 토크센서(701)를 구비한다. 이때, 하우징(100) 내부에는 모터(300)와 무단 변속기(400)가 설치된 나머지 공간에 배터리(702)와, 배터리 관리 시스템(BMS)의 기능을 함께 수행하는 전자제어유닛(703)이 장착된다. 즉, 하우징(100) 내에 배터리(702) 및 전자제어유닛(703)을 배치함에 따라 모터(300), 배터리(702), 전자제어유닛(703) 간 전기적으로 연결되는 배선구조를 간결화시킬 수 있음은 물론, 모터 구조체의 부피를 줄일 수 있게 된다.
하우징(100)은 내부에 소정공간이 형성되며 중공 샤프트(101)에 회전가능하게 설치된다. 즉, 도시된 바와 같이, 중공 샤프트(101)는 하우징(100)의 중심을 관통하여 양단이 자전거의 프레임(11)에 고정된다. 이러한 하우징(100)의 외주면에는 스포크(12)가 설치되어 휠(미도시)과 연결된다. 또한, 하우징(100)의 내부에는 모터(300)와 무단 변속기(400)를 고정시키기 위한 고정판(106)이 마련된다. 이 고정판(106)은 중공 샤프트(101)에 고정되도록 설치될 수 있다.
커버(200)는 중공 샤프트(101)에 회전가능하게 설치되어 하우징(100)에 조립된다. 도시된 바에 따르면, 커버(200)는 하우징(100)의 일측면에 조립되며, 중공 샤프트(101)가 관통하도록 중심이 관통된 형상을 갖는다. 이러한 커버(200)에는 자전거의 페달링에 따른 페달력을 전달받도록 체인(15)과 연결되는 종동 스프로킷(215)이 마련된다. 즉, 커버(200)는 운전자의 페달력을 체인(15)과 연결된 종동 스프로킷(215)에 의해 전달받아 회전하도록 이루어진다.
이때, 하우징(100)은 커버(200)와 결합됨에 따라 함께 회전하게 된다. 즉, 하우징(100)과 커버(200)는 페달링에 따른 페달력에 의해 회전하거나, 모터(300)로부터 발생된 회전력에 의해 휠과 함께 회전하도록 이루어진다.
모터(300)는 통상적으로 사용되는 공지된 모터로서, 로터(미도시)와 스테이터(미도시) 및 로터와 함께 회전하는 회전축(310)을 갖는다. 이러한 모터(300)는 전술한 바와 같이, 고정판(106)에 설치되어 고정된다. 이때, 상기 회전축(310)에는 후술할 동력전달유닛(500)의 구동기어(510)가 설치된다.
무단 변속기(400)는 하우징(100) 내에 배치되어 모터(300)로부터 공급되는 동력을 선택적으로 변속하는 기능을 수행한다. 도시된 바에 따르면, 무단 변속기(400)는 모터(300)와 함께 고정판(106)에 설치되어 고정되며, 동력전달유닛(500)을 통하여 모터(300)로부터 회전력을 전달받아 하우징(100)으로 구동력을 출력한다.
보다 구체적으로, 무단 변속기는 변속 비율을 조절하기 위한 변속레버(410)와, 모터(300)의 회전력을 전달받기 위한 입력축(420)과, 전달된 회전력을 외부로 출력하는 출력축(430) 및 입력축(420)과 출력축(430) 사이에 설치되는 변속기어부(미도시)를 갖추고 있다. 이러한 무단 변속기는 시중에 판매되어 통상적으로 사용되는 무단 변속기로서, 예컨대 심포(Shimpo) 변속기 중 콘 타입의 무단 변속기를 사용할 수 있다. 이 콘 타입의 무단 변속기는 각각 입력축(420)과 출력축(430)에 콘 형상의 기어가 설치되고, 콘 형상의 기어 사이에 변속레버(410)에 의해 이동되며 변속 비율을 조절하는 변속기어가 맞물려 결합된 것으로서, 이 기술에 속한 당업자에게 무단 변속기는 자명한 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 변속레버(410)는 중공 샤프트(101)에 길이방향으로 형성된 장공(도 4의 '102' 참조)으로 삽입되어 중공 샤프트(101) 내에 위치된다. 이는 변속레버(410)를 이동시키기 위한 작동 와이어(105)와 연결하기 위함이다. 또한, 작동 와이어(105)에 의해 이동된 변속레버(410)를 원래의 위치로 복귀시키도록 중공 샤프트(101) 내에는 탄성부재(104)가 마련된다. 탄성부재(104)는 일단이 중공 샤프트(101)에 고정되고, 타단이 변속레버(410)에 고정되어 변속레버(410)에 탄성력을 제공한다. 즉, 변속레버(410)의 일단은 작동 와이어(105)와 연결되고, 타단은 탄성부재(104)와 연결됨에 따라 변속레버(410)가 이동되면 탄성부재(104)의 탄성복원력이 발생하게 되고, 작동 와이어(105)에 가해지 힘을 해제하면 탄성복원력에 의해 변속레버(410)가 원래의 위치로 이동된다.
동력전달유닛(500)은 모터(300)의 회전축(310)에 설치되는 구동기어(510)와, 회전축(310)과 평행하도록 배치된 무단 변속기(400)의 입력축(420)에 설치되는 종동기어(520) 및 상기 구동기어(510)와 종동기어(520)를 연결하는 타이밍 벨트(530)를 구비한다. 이에, 구동기어(510)의 회전력을 타이밍 벨트(530)를 통해 종동기어(520)에 전달하게 된다.
한편, 모터(300)의 회전축(310)에는 모터(300)의 회전력을 일방향으로만 전달하는 원-웨이 클러치(511)가 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 원-웨이 클러치(511)는 회전축(310)과 구동기어(510) 사이에 마련된다. 이러한 원-웨이 클러치(511)는 어느 한 방향으로만 회전이 가능하도록 하는 체결요소로서, 회전축(310)의 회전방향이 원-웨이 클러치(511)가 허용하는 회전방향일 경우에는 회전축(310)의 회전이 구동기어(510)에 전달되어 타이밍 벨트(530)를 통해 종동기어(520) 및 입력축(420)을 회전시킬 수 있게 된다. 이러한 원-웨이 클러치(511)는 모터(300)의 구동시 발생된 회전력에 의하여 휠(미도시)을 회전시키며 주행하게 되는데, 모터(300)의 회전력보다 휠의 회전력이 커지는 경우 즉, 내리막 길에서 휠이 모터(300)로부터 전달된 회전력보다 큰 회전력을 발생할 경우 원-웨이 클러치(511)에 의하여 휠의 회전력이 역으로 모터(300)로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 웬-웨이 클러치(511)가 모터(300)의 회전축(310)에 설치되는 것으로 도시하고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 모터(300)의 회전력을 전달하는 무단 변속기(400)의 입력축(420)에 설치되어 사용될 수 있다.
상기와 같은 동력전달유닛(500)을 통하여 전달된 회전력은 무단 변속기(400)의 출력축(430)을 통하여 출력된다. 또한, 출력축(430)을 통한 회전력은 기어유닛(600)을 통해 통해 하우징(100)에 전달하도록 이루어진다. 도 3을 참조하면, 기어유닛(600)은 출력축(430)에 설치되는 출력기어(630)와, 출력기어(630)와 치합되어 회전하는 스퍼기어(650)를 구비한다. 이때, 스퍼기어(650)는 하우징(100)에 장착되어 하우징(100)과 스퍼기어(650)가 함께 회전하도록 이루어진다. 즉, 출력기어(630)를 통해 스퍼기어(650)에 회전력이 전달됨에 따라 스퍼기어(650)와 하우징(100)이 함께 회전하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체(1000)는 페달토크를 감지하는 토크센서(도 2의 '701' 참조)를 더 구비할 수 있다. 토크센서(701)는 중공 샤프트(101)에 설치되어 페달링에 따른 페달토크를 감지하는 역할을 한다. 이러한 토크센서(701)는 통상적으로 사용되는 토크센서로서, 공지된 위상차 검출 토크센서, 자기 변형 토크 센서, 변형 게이지식 토크센서 등 다양한 타입의 토크센서(701)가 채용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
부가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 허브 모터 구조체(1000)는 앞서 설명된 하우징(100)과 다른 구조를 갖는 하우징을 구비할 수 있다. 예컨대, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하우징(100')은 중공 샤프트(미도시)에 회전가능하게 설치되는 제1 바디(110')와, 제1 바디(110')와 일정간격 이격되어 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 커버(미도시)가 설치되는 제2 바디(120')와, 상기 제1 바디(110')와 제2 바디(120') 사이에 개재되어 양단이 각 바디(110', 120')에 지지되는 링플레이트(130') 및 상기 제1 바디(110')와 제2 바디(120')를 관통하여 결합되는 체결부재를 구비한다. 이때, 본 실시예에 따른 하우징(100') 내에 설치되는 모터, 무단 변속기 등의 모든 구성부품은 전술된 허브 모터 구조체(1000)의 하우징(100) 내에 설치되는 구조와 동일한 구조를 갖는다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 바디(110', 120')에는 각각 반경방향으로 외주면을 따라 스포크와의 결합을 위한 스포크홀(112')과, 제1 바디와 제2 바디의 결합을 위한 볼트장착홀(113')이 형성된다. 이때, 체결부재는 볼트(103a')와 너트(103b')로 이루어진다. 즉, 제1 및 제2 바디(110', 120')는 체결부재에 의해 결합된다. 이 체결부재는 링플레이트(130')의 외측 방향으로 체결되어 링플레이트(130')의 외주면을 지지하도록 이루어진다.
한편, 링플레이트(130')는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 이는 링플레이트(130')가 플라스틱으로 이루어짐에 따라 하우징(100') 내에 배치되는 전자제어유닛과 무선통신 방식 예컨대, 블루투스 방식으로 연결되어 무선으로 제어할 수 있도록 하기 위함이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100, 100' : 하우징 101 : 중공 샤프트
200 : 커버 300 : 모터
310 : 회전축 400 : 무단 변속기
410 : 변속레버 420 : 입력축
430 : 타이밍 벨트 500 : 동력전달유닛
510 : 구동기어 511 : 원-웨이 클러치
520 : 종동기어 530 : 타이밍 벨트
600 : 기어유닛 701 : 토크센서
702 : 배터리 703 : 전자제어유닛
1000 : 허브 모터 구조체

Claims (12)

  1. 자전거에 설치되는 허브 모터 구조체에 있어서,
    자전거의 프레임에 설치되는 중공 샤프트;
    상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 외주면에 스포크를 통하여 휠과 연결되는 하우징;
    상기 하우징에 설치되어 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 페달력을 전달받도록 체인과 연결되는 종동 스프로킷이 마련된 커버;
    상기 하우징 내에 배치되어 휠을 구동시키기 위한 회전력을 발생하는 모터;
    상기 하우징 내에 배치되어 상기 모터로부터 공급되는 동력을 선택적으로 변속하는 무단 변속기;
    상기 모터의 회전력을 상기 무단 변속기로 전달하는 동력전달유닛; 및
    상기 무단 변속기로부터 출력되는 회전력을 상기 하우징에 전달하는 기어유닛;을 포함하는 허브 모터 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무단 변속기는 변속 비율을 조절하기 위한 변속레버를 갖추고,
    상기 변속레버는 상기 중공 샤프트에 길이방향으로 형성된 장공에 삽입되어 상기 장공의 길이방향으로 이동 가능하도록 중공 샤프트 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 모터 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변속레버는 일단이 변속레버를 이동시키는 작동 와이어와 연결되고, 타단이 변속레버에 탄성력을 제공하는 탄성부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동력전달유닛은,
    상기 모터의 회전축에 설치되는 구동기어;
    상기 회전축과 평행하도록 배치된 무단 변속기의 입력축에 설치되는 종동기어; 및
    상기 구동기어와 종동기어를 연결하는 타이밍 벨트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모터의 회전축과 구동기어 사이에는 상기 모터의 회전력을 일방향으로만 전달하는 원-웨이 클러치가 설치된 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기어유닛은,
    상기 무단 변속기의 출력축에 설치되는 출력기어; 및
    상기 출력기어와 치합되어 상기 하우징에 설치되는 스퍼기어;를 구비하고,
    상기 하우징은 스퍼기어와 함께 회전하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내에는 상기 샤프트에 고정되는 고정판이 설치되고, 상기 모터 및 무단 변속기는 고정판에 고정되는 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는 모터와 전기적으로 연결되는 배터리팩과, 상기 모터와 배터리팩 및 다른 전장 부품간의 전기적 연결 및 제어를 위한 전자제어유닛이 마련되는 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중공 샤프트에는 페달토크를 감지하는 토크센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되는 제1 바디;
    상기 제1 바디와 일정간격 이격되어 상기 중공 샤프트에 회전가능하게 설치되며 상기 커버가 설치되는 제2 바디;
    상기 제1 바디와 제2 바디 사이에 개재되는 링플레이트; 및
    상기 제1 바디와 제2 바디를 관통하여 상기 제1 바디와 제2 바디를 결합시키는 체결부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 바디에는 각각 반경방향으로 외주면을 따라 스포크와 결합되는 스포크홀과, 상기 체결부재의 볼트가 삽입되는 볼트장착홀이 형성된 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 링플레이트는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 허브 모터 구조체.
KR1020140182938A 2014-12-18 2014-12-18 허브 모터 구조체 KR20160074765A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140182938A KR20160074765A (ko) 2014-12-18 2014-12-18 허브 모터 구조체
EP15150370.3A EP3034387B1 (en) 2014-12-18 2015-01-07 Hub motor structure
US14/591,935 US9221516B1 (en) 2014-12-18 2015-01-08 Hub motor structure
CN201510021017.XA CN105836035A (zh) 2014-12-18 2015-01-15 轮毂马达结构体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140182938A KR20160074765A (ko) 2014-12-18 2014-12-18 허브 모터 구조체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160074765A true KR20160074765A (ko) 2016-06-29

Family

ID=52292782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140182938A KR20160074765A (ko) 2014-12-18 2014-12-18 허브 모터 구조체

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9221516B1 (ko)
EP (1) EP3034387B1 (ko)
KR (1) KR20160074765A (ko)
CN (1) CN105836035A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020175882A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 주식회사 아모텍 허브 타입 구동장치 및 이를 이용한 전기자전거

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013206713A1 (de) * 2013-04-15 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Motorisch und mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug
TWI565603B (zh) * 2015-03-26 2017-01-11 鴻海精密工業股份有限公司 電動自行車及其扭矩傳感器
TWI545053B (zh) * 2015-09-01 2016-08-11 Sheng-You Peng Bicycle intelligent auxiliary power system
US20170259663A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Foster Assets Corporation Power Wheel and Bicycles Containing the Same
EP3615405A1 (en) 2017-04-27 2020-03-04 Advancing Technologies B.V. Bicycle transmission wireless actuation system
ES1191458Y (es) * 2017-08-24 2018-01-04 Ebikemotion Tech S L Dispositivo de motorizacion electrica en bicicletas de pedaleoasistido
CN108116259A (zh) * 2017-12-22 2018-06-05 中国二冶集团有限公司 倒运材料的装置
US10569833B1 (en) * 2018-09-13 2020-02-25 CR Design & Development, LLC Velocipede having split drive train
EP3696072A1 (en) * 2018-10-16 2020-08-19 Advancing Technologies B.V. Bicycle transmission actuation system
KR102645000B1 (ko) * 2019-03-08 2024-03-08 에이치엘만도 주식회사 스티어 바이 와이어식 조향장치
IT201900021003A1 (it) * 2019-11-12 2021-05-12 C R D Centro Ricerche Ducati Trento S R L Ruota per biciclette elettriche
TWI823197B (zh) * 2021-11-26 2023-11-21 寰程科技股份有限公司 電助自行車中置馬達的鎖固結構
US11511828B1 (en) * 2022-06-07 2022-11-29 Jiangsu Channelon Electronics Group Co., Ltd. Hub motor with internally provided torque transducer
DE102022115941B3 (de) 2022-06-27 2023-11-16 Porsche Ebike Performance Gmbh Fahrrad-Tretlageranordnung

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6418797B1 (en) * 1998-03-04 2002-07-16 Graber Products, Inc. Apparatus and method for sensing power in a bicycle
JP2005104248A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両におけるパワーユニット
US6974399B2 (en) * 2004-02-11 2005-12-13 Chiu-Hsiang Lo Hub motor mechanism
JP2005335536A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Sanyo Electric Co Ltd 電動車輪用ハブユニット及び該ハブユニットを具えた乗物
CN2756549Y (zh) * 2004-12-30 2006-02-08 刘俊仁 电动车驱动轮毂
EP1820727B1 (en) * 2006-02-15 2008-09-10 C.R.F. Società Consortile per Azioni Vehicle wheel
US8376110B2 (en) * 2010-01-08 2013-02-19 Shimano Inc. Bicycle hub assembly
US20110259658A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Lin Hsiang Huang Power output device for wheeled vehicle
US8348798B2 (en) * 2010-10-01 2013-01-08 Chiu-Hsiang Lo Hub motor for electric vehicles
US8419581B2 (en) * 2010-10-01 2013-04-16 Chiu-Hsiang Lo Hub motor for electric vehicles
US8419580B2 (en) * 2010-10-01 2013-04-16 Chiu-Hsiang Lo Electric wheel for electric vehicles
KR101756475B1 (ko) * 2010-11-30 2017-07-10 엘지이노텍 주식회사 전기 자전거의 허브와 휠의 결합구조
DE102012007166B3 (de) * 2012-04-07 2013-06-06 Franz Schneider Gmbh & Co Kg Antrieb für ein Tretfahrzeug insbesondere für Kinder
WO2014009995A1 (ja) * 2012-07-11 2014-01-16 パナソニック株式会社 電動アシスト自転車
KR20140038056A (ko) * 2012-09-19 2014-03-28 주식회사 만도 전기자전거용 구동 유닛
GB201219062D0 (en) * 2012-10-23 2012-12-05 Nexxtdrive Ltd Hubs incorporating a variable ratio transmission system
JP2014180972A (ja) * 2013-03-21 2014-09-29 Honda Motor Co Ltd 電動パワーユニット
KR101530170B1 (ko) * 2013-09-17 2015-06-19 주식회사 만도 전기 자전거
CN103600805B (zh) * 2013-10-28 2016-02-24 南通雷圣特种电机有限公司 新型助力电动自行车的动力结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020175882A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 주식회사 아모텍 허브 타입 구동장치 및 이를 이용한 전기자전거

Also Published As

Publication number Publication date
EP3034387B1 (en) 2017-05-31
CN105836035A (zh) 2016-08-10
US9221516B1 (en) 2015-12-29
EP3034387A1 (en) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160074765A (ko) 허브 모터 구조체
US9994284B2 (en) Bicycle assist unit
US8646560B2 (en) Motor having an integrated torque sensor
US8985254B2 (en) Pedal driven apparatus having a motor
JP6325430B2 (ja) 自転車用ドライブユニット
US8651993B1 (en) Bicycle drive unit
WO2016104564A1 (ja) 自転車用ドライブユニット
JP2020531363A (ja) パワートレイン
EP2686230A1 (en) Wheel for pedal-assisted bikes
CN103723234B (zh) 自行车的驱动单元
WO2017048717A1 (en) Mid drive assist system for an electric bicycle
KR101530171B1 (ko) 전기자전거용 구동 유닛
EP2373538B1 (en) Transmission unit for a bicycle
US10604213B2 (en) Bicycle transmission for use between a chain wheel carrier and a wheel hub of a bicycle, as well as rear axle and rear wheel provided with such a transmission
EP2900547B1 (en) A pedal driven apparatus having a motor
TW201341262A (zh) 自行車用驅動單元
JP5685574B2 (ja) 自転車用駆動ユニット
KR20160015754A (ko) 전기 자전거의 동력전달장치
KR20200085152A (ko) 외륜전기자전거
KR20130007794A (ko) 전동모터와 크랭크축과 유성기어 변속장치를 구동바퀴 허브에 내장한 자전거의 구동 장치

Legal Events

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