KR20180082843A

KR20180082843A - Bicycle with Electric motor

Info

Publication number: KR20180082843A
Application number: KR1020170004228A
Authority: KR
Inventors: 신성호
Original assignee: 신성호
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2018-07-19
Also published as: KR102004600B1

Abstract

The present invention relates to a bicycle with an electric motor, capable of minimizing weight and volume. According to the present invention, the bicycle with an electric motor comprises a housing formed in a chassis to include the electric motor and a rotated crankshaft in an inner space. The electric motor comprises a stator and a rotor. The rotor includes a rotated magnet or coil, and includes a first gear disposed on one end of the rotational part to be rotated with the rotor. The stator includes a magnet or coil to be disposed in order to generate rotational force by reaction between the magnet and the coil. A gear set including a plurality of outer gears is included to be engaged with the first gear. The crankshaft is disposed to penetrate the first gear, the rotor, and the central part of at least one gear of the gear set so as to transfer the rotational force of the rotor to the crankshaft through the first gear and the gear set. The electric motor is operated when the crankshaft is rotated in a forward direction of the bicycle, and is not operated when the crankshaft is rotated in a backward direction of the bicycle.

Description

전동기를 구비한 자전거 { Bicycle with Electric motor }Bicycle with Electric motor [0002]

본 발명은 전동기를 구비한 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동기가 페달 크랭크축 주위에 구비되는 중앙 구동 방식의 전동 자전거에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bicycle having an electric motor, and more particularly to a centrally driven electric bicycle in which an electric motor is provided around a pedal crankshaft.

종래의 전동기가 구비된 자전거는 바퀴의 허브 내부에 전동기를 구비하여 축을 회전하지 않고 바퀴를 회전시키는 방식이 널리 사용되고 있다, 그러나 바퀴를 회전 시키는 방식은 동력 손실이 발생하고, 노면의 상태, 경사지에 따라서 미끄럼 현상이 발생할 수 있으며, 전동기의 전원을 차단하고 운행할 시에는 모터가 부하로 작용하여 자전거 운전자를 더욱 힘이 들게 하는 단점이 있다.[0003] However, in the conventional bicycle equipped with an electric motor, a motor is provided inside a hub of the wheel to rotate the wheel without rotating the shaft. However, in the method of rotating the wheel, power loss occurs and the state of the road surface, Therefore, there is a disadvantage that the slip phenomenon may occur, and when the motor is powered off, the motor acts as a load to make the bicycle driver more powerful.

또 종래의 크랭크축으로 힘을 전달하는 중앙 구동 방식으로는 전동기의 축에 기어 조합을 연결하고 기어 조합의 축에서 발생하는 회전력을 자전거의 페달에 전달하는 방식이 주로 사용된다. 이러한 종래의 중앙 구동방식의 전동기의 출력 축에 기어 조합을 연결하고 상기 기어 조합을 크랭크축에 출력되도록 구성된다. 이러한 종래의 기술에서는 전동기의 출력 축과 크랭크축이 별도로 필요하므로 구성 복잡해지고 원가 상승의 요인이 되며, 크기가 커지게 되어 소형화에 불리하고, 전동기 축에서 기어 조합의 축으로 힘이 전달되고 다시 그 힘이 크랭크나 바퀴의 허브로 전달되므로 힘 전달 손실이 많아 진다. 또한 전동기와 기어 조합을 별도로 구성하여 하므로 크기가 커지게 되어 자전거에 정착하면 눈에 잘 띄게 된다. In addition, as a central driving method for transmitting a force to a conventional crankshaft, a method of connecting a gear combination to the shaft of the motor and transmitting the rotational force generated from the shaft of the gear combination to the pedal of the bicycle is mainly used. A gear combination is connected to an output shaft of the conventional central drive type motor and the gear combination is output to the crankshaft. In this conventional technique, since the output shaft and the crankshaft of the motor are separately required, the configuration is complicated, the cost is increased, the size of the motor becomes large and the motor is disadvantageous in downsizing. Since the force is transmitted to the hub of the crank or wheel, the force transmission loss increases. In addition, since the motor and gear combination are separately configured, the size becomes large, and it becomes conspicuous when the bicycle is settled.

또한 도 1에 종래의 크랭크 모터의 실시 예로서 공개된 WO 2010/051681 A1에서 인용한 것이다. 도 1에 예시된 종래의 기술에서는 전동기의 회전자(6)의 회전력을 중앙의 외측 기어(14)와 유성기어(15)를 통하여 내측 기어(13)에 전달되고 상기 내측기어(13)는 제 1라쳇(2)으로 회전력을 전달한다. 내측 기어를 사용하여 전동기의 회전력을 전달하는 방식의 전동기 구성은 바퀴의 허브 내에 내장하여 동력을 바퀴로 전달하는 방식에도 많이 사용된다. 또한 톱니 모양의 기어가 크랭크축(5)에 연결되어 스프라켓(1)으로 연결된다. 이러한 구조는 라쳇을 2개 사용하는 등 구조가 복잡하고 내측 기어는 가격이 비싸고 무거운 단점이 있으며, 회전력 전달 체계가 복잡하여 전달하는데 손실이 많이 발생할 수 있고 복잡하고 많은 부품으로 인하여 무게가 무거워 지는 단점이 있다. 1 is a cited reference in WO 2010/051681 A1 which is disclosed as an example of a conventional crank motor. 1, the rotational force of the rotor 6 of the electric motor is transmitted to the inner gear 13 via the central outer gear 14 and the planetary gear 15, And transmits the rotational force to one ratchet (2). The internal gear is used to transmit the rotational force of the motor. The motor is built in the hub of the wheel and is used for transmitting the power to the wheels. Further, a serrated gear is connected to the crankshaft 5 and is connected to the sprocket 1. Such a structure is complicated in structure such as using two ratchet, internal gear has a disadvantage that it is expensive and heavy, there is a lot of loss in transmission due to complicated torque transmission system, .

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 전동기를 구비한 자전거에서 전동기의 동력 전달의 손실을 최소화하고, 전동기 크기를 최소화하여 자전거의 크랭크 주위에 전동기를 장착하였을 때 눈에 잘 띄지 않고 미려한 외관을 갖도록 하기 위함이다. 또한 구조를 간략하게 하여 원가를 절감하고, 중량을 감소시킬 수 있고, 전동기를 장착한 자전거에서도 크랭크의 기어와 뒷바퀴 쪽의 기어를 자유롭게 활용할 수 있는 장점이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to minimize the loss of power transmission of an electric motor in a bicycle equipped with an electric motor and to minimize the size of the electric motor so that the electric motor is easily visible when the electric motor is mounted around the crank of the bicycle. So that it has a beautiful appearance. In addition, it is possible to reduce the cost and weight by simplifying the structure, and it is also possible to freely utilize the gears of the crank and the rear wheels in the bicycle equipped with the electric motor.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 전동기를 구비한 자전거는 상기 전동기는 고정부가 구비되고, 상기 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비되며, 상기 회전부에 회전하는 자석 또는 코일이 구비되고, 상기 고정부에 상기 회전부에 구비되지 않은 자석 또는 코일이 구비되어, 상기 자석은 상기 코일과 작용하여 회전력을 발생하며, 제1기어가 구비되어 상기 회전부와 동심이 되도록 결합 되고, 상기 제1기어는 외측 기어로 구비되어 상기 회전부와 함께 회전하며, 회전하는 크랭크축이 구비되어, 상기 크랭크축은 상기 제1기어의 중심부와 상기 회전부의 중심부를 관통하도록 배치되며, 상기 크랭크축은 또한 상기 고정부의 중심부를 관통하도록 배치되고, 상기 크랭크축의 양단은 크랭크 암을 통하여 페달과 결합 되며, 회전력을 전달할 수 있는 기어 조합이 복수 개의 기어로 구비되고, 상기 기어 조합은 모두 외측 기어들로 구비되며, 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 외측 기어는 편도 방향으로만 회전하는 수단과 동심으로 결합 되고, 상기 제1기어는 상기 기어 조합의 적어도 하나의 기어와 맞물려 상기 회전부의 회전력을 전달하고, 상기 크랭크축이 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단의 중심부를 관통하도록 배치되어, 상기 회전부의 회전력이 상기 제1기어와 상기 기어조합 및 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단을 통하여 상기 크랭크축에 전달되며, 상기 전동기가 동작할 때 상기 크랭크축과 상기 기어 조합은 회전할 수 있으나 상기 전동기가 동작하지 않을 때에는 상기 크랭크축이 회전하여도 상기 기어 조합의 기어들은 회전하지 않는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a bicycle having an electric motor, wherein the electric motor includes a fixed portion, a rotating portion rotating with respect to the fixed portion, a magnet or a coil rotating on the rotating portion, The magnet is provided with a magnet or a coil not provided in the rotary part. The magnet acts on the coil to generate a rotational force. The magnet is coupled with the first gear to be concentric with the rotary part. Wherein the crankshaft is disposed so as to pass through a center portion of the first gear and a center portion of the rotation portion, and the crankshaft is also disposed so as to pass through the center portion of the fixed portion Both ends of the crankshaft being engaged with the pedal through the crank arm, Wherein at least one of the gears of the gear combination is concentrically coupled to the means for rotating only in one direction and the first gear is connected to the gear The crankshaft is disposed so as to penetrate a center portion of the means for rotating the crankshaft in the one direction only and the rotational force of the rotating portion is transmitted to the first gear and the gear combination, Wherein the crankshaft and the gear combination are rotatable when the electric motor is operated, but when the electric motor is not operated, the crankshaft rotates only when the crankshaft rotates, The gears of the gear combination do not rotate.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전동기를 구비한 자전거는 상기 전동기에 고정부가 구비되고, 상기 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비되며, 상기 회전부에 회전하는 자석 또는 코일이 구비되고, 상기 고정부에 상기 회전부에 구비되지 않은 자석 또는 코일이 구비되어, 상기 자석과 상기 코일의 작용으로 회전력을 발생하도록 배치되며, 제1기어가 외측 기어로 구비되어 상기 회전부와 동심이 되도록 결합 되어 상기 회전부와 함께 회전하며, 상기 고정부에 상기 자석의 자극을 검출하는 자극 검출 소자(47)가 구비되고, 회전하는 크랭크축이 구비되어 상기 전동기를 관통하도록 배치되어, 상기 크랭크축은 상기 제1기어의 중심부와 상기 회전부의 중심부를 관통하도록 배치되며, 상기 크랭크축은 또한 상기 고정부를 관통하도록 배치되고, 상기 크랭크축의 양단은 크랭크 암과 결합 되며, 상기 크랭크 암의 끝 단에는 페달이 구비되고, 회전력을 전달할 수 있는 기어 조합이 복수 개의 기어로 구비되며, 상기 기어 조합은 모두 외측 기어들로 구비되고, 상기 제1기어는 상기 기어 조합의 적어도 하나의 기어와 맞물려서 상기 회전부의 회전력을 전달하고, 상기 크랭크축은 또한 상기 기어 조합의 적어도 하나의 외측 기어의 중심부를 관통하도록 배치되어, 상기 회전자의 회전력이 상기 제1기어와 상기 기어조합을 통하여 상기 크랭크축에 전달되도록 구비되며, 상기 자극 검출 소자(47)의 신호에 의하여 상기 전동기는 상기 크랭크축이 상기 자전거가 전진하는 방향으로 회전할 경우에 동작하고, 후진하는 방향으로 회전할 경우에는 동작하지 않는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a bicycle having an electric motor, wherein the electric motor is provided with a fixing portion, a rotating portion rotating with respect to the fixing portion, a magnet or a coil rotating on the rotating portion, And a first gear is provided as an external gear and is coupled to the rotation part so as to be concentric with the rotation part, so that the rotation part is coupled with the rotation part, and the rotation part is provided with a magnet or a coil not provided in the rotation part, And a magnetic pole detecting element (47) for detecting the magnetic pole of the magnet is provided on the fixed portion, and is provided with a rotating crankshaft so as to pass through the motor, and the crankshaft is rotatably supported by the center of the first gear The crankshaft is disposed so as to pass through the center of the rotating portion, Wherein both ends of the crankshaft are coupled to a crank arm, a pedal is provided at an end of the crank arm, and a gear combination capable of transmitting rotational force is provided as a plurality of gears, Wherein the first gear is engaged with at least one gear of the gear combination to transmit the rotational force of the rotary part and the crank shaft is also arranged to penetrate the center part of at least one outer gear of the gear combination, The crankshaft is driven to rotate in a direction in which the crankshaft is advanced by the signal of the magnetic pole detecting element 47, And does not operate when it is rotated in the backward direction.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전동기를 구비한 자전거는 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어를 더 포함할 수 있으며, 상기 기어 조합 중에 편도 방향으로만 회전하는 수단이 더 포함되고, 크랭크축이 상기 편도 방향으로 만 회전하는 수단을 관통하도록 배치될 수 있다. 또한 상기 크랭크축에 회전 속도를 나타내는 속도 신호 발생기가 더 구비되고, 상기 고정부에 상기 크랭크축의 회전 속도를 감지하는 소자가 더 구비되어, 상기 크랭크축의 회전 속도를 감지하는 것을 특징으로 한다. Further, a bicycle having an electric motor for attaining the object of the present invention may further include a second gear in at least one of the gear combinations, further comprising means for rotating only in one direction during the gear combination, And the crankshaft may be arranged to pass through means for rotating only in the one-way direction. The crankshaft may further include a speed signal generator for indicating a rotational speed of the crankshaft, and a device for sensing the rotational speed of the crankshaft may be further included in the fixed portion to sense the rotational speed of the crankshaft.

본 발명은 전동기를 구비한 자전거의 무게와 부피를 최소화할 수 있으며, 전동기가 없는 보통의 자전거와 매우 유사한 외관을 가질 수 있다. 또한 크랭크축이 전동기를 관통하여 구비되어 전동기의 회전력을 크랭크축에 손실을 최소화하여 전달할 수 있다. 또한 전동기의 회전축이 자전거의 크랭크축과 일체화되므로 전동기의 회전축이 필요 없으며, 구조가 단순해 지고 크기가 최소화하여 외관을 미려하게 하는데 유리하며, 경량화가 가능하고 원가 경쟁력이 향상되는 효과가 있다.The present invention can minimize the weight and volume of a bicycle with an electric motor, and can have a very similar appearance to an ordinary bicycle without a motor. Also, the crankshaft is provided through the electric motor so that the rotational force of the electric motor can be transmitted with minimized loss to the crankshaft. Further, since the rotary shaft of the electric motor is integrated with the crank shaft of the bicycle, the rotary shaft of the electric motor is not required, the structure is simplified, the size is minimized, the appearance is improved, the weight is reduced, and the cost competitiveness is improved.

도 1은, 종래의 크랭크 전동기의 개략적인 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기를 구비한 자전거의 개략적인 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기의 개념도 이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 회전형 전동기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional crank motor.
2 is a schematic block diagram of a bicycle having an electric motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of a coil-rotation-type electric motor according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기를 구비한 자전거의 실시 예에 따른 개념도 이다. 자전거의 골격을 형성하는 차체(28)가 구비되고, 상기 차체에 결합되는 안장(22)이 구비되며, 앞 바퀴(23) 및 뒷바퀴(24)가 구비되어 상기 차체(28)에 의하여 지지 되며, 핸들(21)이 구비되어 자전거의 방향 조정할 수 있다. 상기 차체(28)는 속이 비어 있는 관 형태의 부재로 구비될 수 있으며, 또한 직선 또는 곡선의 형상을 가지는 복수 개의 관 형태를 갖는 부재의 결합에 의하여 구비될 수 있다. 또한 크랭크축(30)이 구비되는 곳에 전동기(25)가 구비되고, 상기 전동기(25)를 관통하는 상기 크랭크축(30)이 구비되며, 상기 전동기(25)를 관통하여 배치된 상기 크랭크축(30)의 양단에는 크랭크 암(26)이 연결되고, 상기 크랭크 암(26)의 양쪽 끝 단에는 페달(27)이 구비되어 운전자가 두 발로 힘을 가하여 자전거를 움직일 수 있도록 한다.2 is a conceptual diagram of an embodiment of a bicycle having an electric motor according to an embodiment of the present invention. A body 28 for forming a skeleton of a bicycle and a saddle 22 coupled to the body are provided and are supported by the body 28 with a front wheel 23 and a rear wheel 24, A handle 21 is provided to adjust the orientation of the bicycle. The vehicle body 28 may be a tubular member hollowed out and may be provided by a combination of a plurality of tubular members having a straight or curved shape. The crankshaft 30 is provided with an electric motor 25 and the crankshaft 30 passing through the electric motor 25 is provided. The crankshaft 30 is disposed through the electric motor 25, A crank arm 26 is connected to both ends of the crank arm 26 and pedals 27 are provided at both ends of the crank arm 26 so that the driver can apply force to the bicycle to move the bicycle.

자전거의 자체(28)에서 하우징(45)이 구비되고, 회전할 수 있는 크랭크축(30)이 구비되어 상기 하우징(45)을 관통할 수 있도록 배치된다. 상기 하우징(45)은 상기 자전거의 차체(28)에 의하여 고정되고, 내부에 공간을 형성하여, 상기 전동기(25)가 내부에 구비될 수 있도록 형상을 구성할 수 있다. 또한 상기 하우징(45)는 간략하게 구비되어 상기 전동기(25)가 상기 자전거의 차체(28)에 고정되도록 할 수도 있으며, 상기 하우징(45)의 구성은 필요 맞게 구성하는 것이 바람직하다. 상기 하우징(45)에 결합 되는 차체(28)는 상기 자전거의 핸들(21)을 지지하고, 상기 안장(22)을 지지할 수 있으며, 상기 앞과 뒤의 바퀴(23,24)를 지지할 수 있다. 상기 자전거의 차체(28)는 복수 개의 직선 또는 곡선 형상을 가지는 관 형태의 부재들로 구성될 수 있다. 또한 덮개(46)가 구비되어 상기 하우징(45)과 함께 상기 하우징(45)의 내부에 구비되는 상기 전동기(25)를 둘러싸도록 구비할 수 있다. 또한 상기 덮개(28)는 필요에 따라서는 생략하고 상기 전동기(25) 자체를 상기 차체(28)에 결합할 수도 있으므로 상기 덮개(28) 또한 필요에 맞게 구성함이 바람직하다. 상기 하우징(45)과 상기 덮개(46)는 상기 전동기(25)를 둘러싸서 외부에서 상기 전동기(25)가 보이지 않도록 구비할 수도 있다. A housing 45 is provided in the bicycle itself 28 and is provided with a crankshaft 30 capable of rotating so as to pass through the housing 45. The housing 45 is fixed by the body 28 of the bicycle and may have a space formed therein so that the electric motor 25 may be provided therein. In addition, the housing 45 may be simply provided to fix the electric motor 25 to the bicycle body 28, and the structure of the housing 45 may be suitably configured. A body 28 coupled to the housing 45 supports the handle 21 of the bicycle and can support the saddle 22 and can support the front and rear wheels 23, have. The vehicle body 28 of the bicycle may be formed of a plurality of linear or curved tubular members. And a lid 46 may be provided to surround the electric motor 25 provided inside the housing 45 together with the housing 45. Also, the lid 28 may be omitted if necessary, and the electric motor 25 itself may be coupled to the vehicle body 28, so that the lid 28 is preferably configured as necessary. The housing 45 and the lid 46 may surround the electric motor 25 so that the electric motor 25 is not visible from the outside.

회전하는 상기 크랭크축(30)은 하우징(45)과 상기 덮개(46)를 관통하도록 배치할 수 있으며, 또한 상기 하우징(45)의 내측에 구비되는 상기 전동기(25)도 관통하도록 배치된다. 상기 크랭크축(30)의 양쪽 끝에는 상기 크랭크 암(26)이 각각 연결되고 상기 크랭크 암(26)은 상기 페달(27)과 결합하여 운전자가 인가하는 힘에 의하여 상기 크랭크축(30)이 회전할 수 있다.The rotating crankshaft 30 can be arranged to penetrate the housing 45 and the cover 46 and also to pass the motor 25 provided inside the housing 45. The crank arm 26 is connected to both ends of the crankshaft 30 and the crank arm 26 is engaged with the pedal 27 to rotate the crankshaft 30 by a force applied by a driver .

도 3은 도 2에 예시한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기를 구비한 자전거의 전동기 부분을 나타낸 개념도로서 기어조합을 구비한 영구자석 회전형 전동기의 실시 예이다.FIG. 3 is a conceptual view showing a motor portion of a bicycle having an electric motor according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2, and is an embodiment of a permanent magnet rotary electric motor having a gear combination.

상기 전동기(25)에는 고정부가 구비되고 상기 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비되며 기어 조합이 구비된다. The electric motor 25 is provided with a fixed portion and a rotating portion rotating with respect to the fixed portion, and a gear combination is provided.

좀 더 구체적으로는 상기 고정부에는 전류가 흐르는 코일(37)이 상기 크랭크축(30)의 주위에 구비되고 상기 크랭크축(30)은 상기 고정부 또는 상기 하우징(45), 상기 덮개(46) 등에 의하여 지지 될 수 있다. 상기 베어링(34-1, 34-2)이 구비되어 상기 크랭크축(30)을 지지하여 원활하게 회전할 수 있도록 구비될 수 있다. 상기 코일(37)은 권선 철심(39)에 권선 되어 구비될 수 있고, 상기 권선 철심(39)은 상기 지지부(32)에 고정될 수 있다. More specifically, a coil 37 through which current flows is provided around the crankshaft 30 and the crankshaft 30 is connected to the fixed portion or the housing 45, the cover 46, And the like. The bearings 34-1 and 34-2 may be provided to support the crankshaft 30 and rotate smoothly. The coil 37 may be wound around a winding iron core 39 and the winding iron core 39 may be fixed to the supporting portion 32.

상기 회전부에는 영구자석(38)이 구비되고, 회전케이스(31)가 구비되어 상기 영구자석(38)과 함께 회전하며, 상기 영구자석(38)은 상기 코일(37)과 마주보도록 배치되어 상기 영구자석(38)과 상기 코일(37) 사이에 공극이 형성되며 자속의 흐름이 발생하여 회전력을 발생하도록 배치된다. 상기 회전부는 상기 코일(37)에 흐르는 전류와 상기 영구자석(38)의 작용에 의하여 발생하는 전자기력에 의하여 회전하게 된다.The rotating portion is provided with a permanent magnet 38 and a rotating case 31 is provided and rotated together with the permanent magnet 38. The permanent magnet 38 is disposed to face the coil 37, A gap is formed between the magnet 38 and the coil 37, and a magnetic flux is generated to generate a rotational force. The rotating part is rotated by the current flowing in the coil 37 and the electromagnetic force generated by the action of the permanent magnet 38.

또한 상기 회전부와 결합 되는 제1기어(36)가 구비되어 상기 회전부와 함께 회전하며, 상기 제1기어(36)는 외측 기어로 구비된다. 상기 제1기어(36)는 상기 회전부와 동심이 되도록 결합 되는 것이 바람직하다. 상기 회전케이스(31)는 상기 영구자석(38)을 지지하며, 상기 회전부의 회전이 원활하도록 중심부에는 베어링(34-3)이 구비될 수 있다. 상기 영구자석(38), 상기 회전 케이스(31), 상기 제1기어(36)는 함께 같은 속도로 회전한다. 또한 상기 제1기어(36)는 내부가 비어 있는 형상, 즉 중공을 형성하여 상기 크랭크축(30)이 관통하여 배치될 수 있도록 구비된다. 상기 제1기어(36)의 중공 부를 관통하도록 배치되는 상기 크랭크축(30) 사이에 베어링(34-3)을 구비하여 상기 제1기어(36)와 상기 크랭크축(30)의 회전이 분리되도록 할 수 있다. 즉, 상기 제1기어(36)와 상기 크랭크축(30)는 서로 다른 속도로 회전할 수 있다. 상기 크랭크축(30)은 상기 회전부의 일단 구비된 상기 제1기어(36)의 중심부를 관통하고 동시에 상기 회전부의 중심부를 관통하여 지나가도록 배치된다.Also, a first gear (36) coupled with the rotation part is provided and rotates together with the rotation part, and the first gear (36) is provided as an external gear. The first gear 36 may be coupled to the rotation unit so as to be concentric with the rotation unit. The rotary case 31 supports the permanent magnet 38 and a bearing 34-3 may be provided at the center to facilitate rotation of the rotary part. The permanent magnet 38, the rotary case 31, and the first gear 36 rotate together at the same speed. The first gear 36 is hollow so that the crank shaft 30 passes through the hollow gear. A bearing 34-3 is provided between the crankshaft 30 arranged to penetrate the hollow portion of the first gear 36 so that the rotation of the crankshaft 30 is separated from the rotation of the first gear 36 can do. That is, the first gear 36 and the crankshaft 30 can rotate at different speeds. The crankshaft 30 is disposed so as to pass through the center of the first gear 36 provided at one end of the rotating portion and pass through the center portion of the rotating portion.

상기 제1기어(36)는 상기 회전케이스(31)의 연장에 구비될 수도 있으며 상기 회전케이스(31)와 별개로 구비될 수도 있고, 가능한 상기 회전케이스(31) 외부 쪽에 구비되는 것이 바람직하다. The first gear 36 may be provided on the extension of the rotary case 31 or may be provided separately from the rotary case 31 and may be provided on the outer side of the rotary case 31 as much as possible.

또한 상기 회전부와 상기 회전부를 관통하도록 배치되는 상기 크랭크축(30) 사이에 베어링(34-3)을 구비하여 상기 회전부와 상기 크랭크축(30)의 회전이 분리되도록 할 수 있다. 즉, 상기 회전부와 상기 크랭크축(30)은 서로 다른 회전수로 회전할 수 있으며, 상기 베어링(34-3)의 외륜에는 상기 회전부가 결합 되고, 내륜에는 상기 크랭크축(30)이 결합 되어 상기 베어링(34-3)에 의하여 상기 회전부와 상기 크랭크축(30)의 회전이 분리되고, 서로 다른 속도로 회전할 수 있다. A bearing (34-3) is provided between the rotating part and the crankshaft (30) arranged to pass through the rotating part, so that the rotation of the rotating part and the crankshaft (30) can be separated. That is, the rotating portion and the crankshaft 30 can rotate at different rotational speeds, the rotating portion is coupled to the outer ring of the bearing 34-3, the crankshaft 30 is coupled to the inner ring, The rotation of the rotating part and the crankshaft 30 is separated by the bearing 34-3 and can rotate at different speeds.

또한 상기 회전부에 구비되는 상기 회전케이스(31)는 상기 크랭크축(30)과 직접적으로 결합 되지 않도록 분리되도록 배치되어 상기 회전케이스(31)과 상기 크랭크축(30)은 서로 다른 회전 속도로 회전할 수 있고, 상기 제1기어(36)는 상기 크랭크축(30)과 다른 속도로 회전할 수 있도록 직접 결합되지 않으나 상기 기어 조합과 연결되어 상기 회전부의 회전력을 전달할 수 있도록 배치된다. 상기 제1기어(36)는 상기 회전케이스(31)의 연장에 구비하거나 상기 회전케이스(31)과 일체형으로 구비하거나 별도로 구비되어 동심이 되도록 결합 되어 구비될 수 있다. The rotary case 31 provided in the rotary unit is disposed so as not to be directly coupled with the crankshaft 30 so that the rotary case 31 and the crankshaft 30 are rotated at different rotational speeds The first gear 36 is not directly coupled to the crankshaft 30 so as to be rotatable at a different speed, but may be connected to the gear combination to transmit the rotational force of the rotation portion. The first gear 36 may be provided on an extension of the rotary case 31 or may be integrated with or integrally formed with the rotary case 31 so as to be concentrically coupled.

제2기어(33), 제3기어(35), 제4기어(40)등 복수 개의 기어를 구비하여 회전력을 전달할 수 있도록 배열함으로써 기어 조합을 구성할 수 있다. 상기 기어 조합은 모두 외측 기어 들로 구비한다. The second gear 33, the third gear 35, the fourth gear 40, and the like so as to be able to transmit the rotational force. All of the gear combinations are provided with external gears.

외측 기어는 제작이 용이하고 가격도 저렴하게 제작할 수 있다. 또한 상기 제2기어(33), 상기 제4기어(40)를 2단 기어로 구비하여 간단한 구성을 할 수 있으며 기어 비를 용이하게 조절할 수 있다. The outer gear can be manufactured easily and at a low cost. Further, the second gear 33 and the fourth gear 40 are provided in a two-stage gear so that a simple configuration can be achieved and the gear ratio can be easily adjusted.

또한 감속 비를 크게 하려는 경우에 2단 기어를 복수 개를 사용하여 용이하게 할 수 있다. 상기 기어 조합 중의 상기 제2기어(33), 상기 제4기어(40)의 일단을 상기 회전부에 구비된 상기 제1기어(36)와 맞물리게 구성하여 상기 회전부의 회전속도와 회전력을 전달할 수 있으며, 또한 상기 제2기어(33), 상기 제4기어(40)는 동일한 기어로 구비할 수 있으며 2단 기어로 구비할 수 있다. Further, when the deceleration ratio is to be increased, a plurality of second gears can be used easily. One end of the second gear (33) and the fourth gear (40) in the gear combination may be engaged with the first gear (36) provided in the rotating portion to transmit the rotational speed and the rotational force of the rotating portion, Further, the second gear 33 and the fourth gear 40 may be provided with the same gear and may be provided with the second gear.

상기 제2기어(33), 상기 제4기어(40)는 상기 제3기어(35)와 맞물리게 배치하여, 상기 제1기어의 회전력을 상기 제2기어(33), 상기 제4기어(40)를 경유하여 상기 제3기어(35)에 전달되도록 구비할 수 있다. The second gear 33 and the fourth gear 40 are arranged to engage with the third gear 35 so that the rotational force of the first gear is transmitted to the second gear 33 and the fourth gear 40, To the third gear (35) via the third gear (35).

외측 기어로 구비되는 상기 제3기어(35)의 중심부에는 상기 크랭크축(30)이 중심부를 관통하도록 배치되어 상기 회전부의 회전력이 상기 기어 조합에 의하여 상기 크랭크축(30)에 전달되도록 구성할 수 있으며 동심으로 관통하는 것이 바람직하다. 상기 제3기어(35)는 상기 크랭크축(30)과 직접 결합 되도록 구비될 수 있으며 이러한 경우에는 상기 제3기어(35)가 상기 크랭크축(30)과 함께 회전하게 되므로 상기 제3기어(35)의 시계방향 또는 반 시계 방향의 회전력을 상기 크랭크축(30)에 모두 직접적으로 전달할 수 있으며, 또한 상기 제3기어(35)는 상기 크랭크축(30)과 함께 동일한 회전속도로 회전할 수 있다.The crankshaft 30 is disposed so as to pass through the center portion of the third gear 35 provided as an outer gear so that the rotational force of the rotating portion is transmitted to the crankshaft 30 by the gear combination And it is preferable to concentrically penetrate. The third gear 35 may be provided to directly engage with the crankshaft 30. In this case, since the third gear 35 rotates together with the crankshaft 30, the third gear 35 And the third gear 35 can rotate together with the crankshaft 30 at the same rotational speed as the crankshaft 30. The crankshaft 30 can be rotated in the clockwise or counterclockwise direction, .

또한 상기 회전부의 회전 속도를 감속하여 상기 크랭크축(30)에 전달하기 위하여 상기 제2기어(33), 상기 제4기어(40)를 2단 기어로 구비하여 기어의 이빨 수가 많은 기어 측은 상기 제1기어와 맞물리고, 기어의 이빨 수가 적은 측은 상기 크랭크축(30)이 관통하도록 배치되는 상기 제3기어와 맞물리게 배열하여, 상기 제3기어의 중심부를 관통하여 배치되는 상기 크랭크축(30)에 상기 회전부의 회전 속도가 감속되어 전달되도록 할 수 있다. 상기 회전부의 회전속도가 전달되는 기어들의 기어 비에 의하여 감속되어 전달되므로 상기 크랭크축(30)의 회전속도는 상기 제1기어와 회전속도가 다르며, 또한 상기 회전부의 회전속도와 다르게 된다. 또한 강도적인 측면에서 문제가 없다면 상기 제2기어(33)나 상기 제4기어(40) 중의 하나는 생략할 수 있다.The second gear (33) and the fourth gear (40) are provided in a two-stage gear so that the rotational speed of the rotating portion is reduced and transmitted to the crankshaft (30) And the side on which the number of teeth of the gear is small is arranged so as to engage with the third gear disposed so as to pass through the crankshaft (30), and the crankshaft (30) arranged to penetrate the center portion of the third gear So that the rotation speed of the rotary part is reduced and transmitted. The rotational speed of the crankshaft 30 is different from the rotational speed of the first gear and is different from the rotational speed of the rotational part because the rotational speed of the rotational part is reduced and transmitted by the gear ratio of the transmitted gears. In addition, if there is no problem in terms of strength, one of the second gear 33 and the fourth gear 40 may be omitted.

또한 상기 제3기어(35)와 상기 크랭크축(30) 사이에 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)이 구비되어 상기 크랭크축(30)이 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)을 관통하여 배치되도록 할 수 있다. 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)은 예를 들어 편도 베어링 또는 편도 클러치, 프리휠 등등이 사용될 수 있다. 이러한 경우는 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)에 의하여 상기 제3기어(35)의 시계방향 또는 반 시계 방향의 회전력 중에서 편도 방향의 회전력만 전달되고 다른 편도 방향의 회전력은 전달되지 않음으로 상기 크랭크축(30)에 편도 방향의 회전력만 전달되도록 할 수 있다. 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)는 상기 제3기어(35)의 중심부에 동심이 되도록 결합 될 수 있으며, 소형화를 위해서는 상기 제3기어(35)의 중심부에 구멍을 형성하여 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)을 상기 제3기어(35)의 구멍에 안착시키는 것이 바람직하며 상기 제3기어(35)는 상기 크랭크축(30)과 편도 방향으로 동일한 회전속도로 함께 회전할 수 있다.A means 44 is provided between the third gear 35 and the crankshaft 30 to rotate only in the one direction so that the crankshaft 30 passes through the means 44 rotating only in the one direction . The means 44 for rotating in one direction only can be used, for example, as a one-way bearing or one way clutch, a freewheel, or the like. In this case, only the rotational force in the one-way direction is transmitted in the clockwise or counterclockwise rotational force of the third gear 35 by the means 44 rotating only in the one-way direction, and the rotational force in the other one- So that only the rotational force in the one-way direction can be transmitted to the crankshaft (30). The third gear 35 may be concentrically coupled to the center portion of the third gear 35. In order to reduce the size of the third gear 35, a hole may be formed in the central portion of the third gear 35, And the third gear 35 may rotate together with the crankshaft 30 at the same rotational speed in the one-way direction. In this case, have.

또한 외측 기어로 구비되는 상기 제3기어(35)에 의하여 상기 크랭크축(30)에 회전력을 전달하고, 외측 기어 인 상기 제3기어(35)의 중심부를 상기 크랭크축(30)이 동심으로 관통하도록 배치되어 회전력을 전달하므로 상기 회전부의 회전력을 상기 크랭크축(30)에 전달하기에 용이하고 회전력 전달 경로가 단순해져서 전달 동력 손실이 최소화될 수 있다. The third gear 35 provided as an outer gear transmits rotational force to the crankshaft 30 and the center portion of the third gear 35 as the outer gear is inserted through the crankshaft 30 in a concentric manner So that it is easy to transmit the rotational force of the rotary part to the crankshaft 30 and the rotational force transmission path becomes simple, so that the transmission power loss can be minimized.

또한 기어 조합에 내측 기어를 사용하지 않으므로 유성기어가 필요 없고, 가격 경쟁력이 우수해지고 무게를 경감할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the internal gear is not used for the gear combination, there is no need for the planetary gear, the price competitiveness is excellent, and the weight can be reduced.

또한 상기 크랭크축(30)에 회전속도 신호를 발생하는 크랭크축 회전 신호 발생기(41)를 구비하여 상기 크랭크축(30)의 회전 속도를 감지할 수 있다. 상기 회전부에서 발생하는 회전력과 회전속도는 상기 제1기어(36)를 통하여 상기 기어 조합에 전달되고 상기 기어 조합은 상기 크랭크축(30)에 전달하며, 상기 회전부의 회전속도와 상기 크랭크축(30)의 회전속도가 다를 수 있다. 외부로 나타나는 상기 크랭크축(30)은 운전자의 페달을 밟는 속도에 의하여 제어될 수 있으며, 원활한 주행을 위하여 상기 크랭크축(30)의 회전속도가 필요한 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우는 예를 들면, 상기 크랭크축(30)에 회전 속도를 발생할 수 있는 자기 형 주파수 발생기나 광학 형 주파수 발생기 같은 크랭크축 회전 신호 발생기(41)를 구비하고, 상기 고정부에 회전속도 신호를 감지할 수 있는 소자(42)를 구비하여 상기 크랭크축(30)의 회전속도를 감지할 수 있다. And a crankshaft rotation signal generator 41 for generating a rotation speed signal on the crankshaft 30 so that the rotation speed of the crankshaft 30 can be sensed. The rotational force and the rotational speed generated in the rotating portion are transmitted to the gear combination through the first gear 36 and the gear combination transmits to the crankshaft 30. The rotational speed of the rotating portion and the crankshaft 30 ) May be different. The crankshaft 30 may be controlled by the speed at which the driver depresses the pedal, and the rotational speed of the crankshaft 30 may be required for smooth running. In this case, for example, a crankshaft rotation signal generator 41 such as a magnetic frequency generator or an optical frequency generator capable of generating a rotation speed in the crankshaft 30 is provided, and a rotation speed signal The crankshaft 30 can be sensed by providing a sensing element 42.

감지된 크랭크축의 회전속도는 상기 전동기(25)를 제어하는 데에 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 크랭크축(30)의 회전속도가 짧은 시간에 갑자기 줄어드는 경우에는 운전자가 자전거를 페달 회전을 멈추는 것으로 판단할 수 있으며, 이러한 상황이 발생하면 전동기 제어를 이용하여 상기 전동기(25)의 동작을 멈추게 할 수 있는 것이다. 또한 크랭크축(30)의 회전 속도가 영이 되어 회전 속도가 없는 상태는 상기 크랭크축(30)이 회전하지 않는 것이므로 페달을 밟지 않는 것으로 판단할 수 있으며, 크랭크 회전속도가 나타나기 시작하면 페달로 크랭크축을 회전시키기 시작한다는 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이 크랭크축의 회전 정보는 운전자의 운전 상태를 나타낼 수 있으므로 크랭크축의 회전 속도를 감지하는 것은 매우 유용하다. The sensed rotational speed of the crankshaft can be used to control the electric motor 25. [ For example, when the rotational speed of the crankshaft 30 suddenly decreases in a short time, it can be determined that the driver stops the pedal rotation of the bicycle. When such a situation occurs, the electric motor 25 is controlled using the motor control, It is possible to stop the operation of the motor. Further, when the rotational speed of the crankshaft 30 becomes zero and there is no rotational speed, it can be determined that the crankshaft 30 does not rotate, so that it can be determined that the pedal is not stepped on. It can be judged that it starts to rotate. Since the rotation information of the crankshaft can indicate the driving state of the driver, it is very useful to sense the rotation speed of the crankshaft.

상기 크랭크축(30)에 자기 형 속도신호 발생기를 구비하는 경우에는 홀 소자 또는 홀IC와 같은 소자 등으로 감지할 수 있으며, 광학 형 속도 신호 발생기를 구비한 경우에는 포토 리플렉터와 같은 소자 등을 이용하여 감지할 수 있다. When the crankshaft 30 is provided with a magnetic speed signal generator, it can be detected by an element such as a Hall element or a Hall IC. When the crankshaft 30 is provided with an optical speed signal generator, a device such as a photo- Can be detected.

또한 상기 고정부에 회로기판(43)을 구비하여 상기 회로기판(43)에는 회전자 자극 검출 소자(47)를 구비할 수 있으며, 상기 코일(37)에 전류를 적절하게 공급하는 회로 장치를 구비할 수 있다. 상기 자극 검출 소자(47)는 상기 영구자석(38)의 자극을 검출하여 신호를 발생하여 상기 회전부가 원활히 회전할 수 있도록 상기 코일(37)의 전류를 적절하게 공급하는데 사용될 수 있다. 상기 자극 검출 소자(47)는 복수 개로 구비할 수 있으며, 복수 개의 자극 검출 신호의 발생 순서를 이용하거나 또는 각각의 신호를 구별하는 방법 등등, 상기 자극 검출 소자(47)의 신호를 이용하여 회전자의 회전 방향을 감지할 수 있다. 회전자의 회전 방향을 감지하여 원하는 방향으로 회전자가 회전하면 원활하게 회전을 지속하고, 원하지 않는 방향으로 회전하면 전류를 차단하여 전동기를 동작하지 않도록 구성할 수 있다. 이러한 방법을 이용하여 전동기를 동작시킬 때에 자전거가 전진하는 방향으로 크랭크축이 회전하는 방향과 맞도록 회전자가 회전하면 전동기를 동작시키고, 자전거가 후진하는 방향으로 크랭크축이 회전하는 방향에 맞게 회전자가 회전하면 전동기가 동작하지 않도록 구성할 수 있다. The circuit board 43 may be provided with the fixing part and the circuit board 43 may be provided with a rotor magnetic pole detecting element 47. The circuit board 43 may be provided with a circuit device for appropriately supplying current to the coil 37 can do. The magnetic pole detecting element 47 may be used to detect the magnetic pole of the permanent magnet 38 and generate a signal to appropriately supply the current of the coil 37 so that the rotating part can rotate smoothly. The number of the magnetic pole detecting elements 47 may be plural, and a method of generating a plurality of magnetic pole detecting signals, or a method of distinguishing each of the signals, It is possible to detect the rotational direction of the motor. The rotation direction of the rotor is sensed, and the rotation continues smoothly when the rotor rotates in a desired direction. When the rotor rotates in an undesired direction, the current is blocked to prevent the motor from operating. When the motor is operated using such a method, the motor is operated when the rotor rotates so that the crankshaft rotates in a direction in which the bicycle advances, and the rotor is rotated in the direction in which the crankshaft rotates If the motor rotates, it can be configured so that the motor does not operate.

또한 상기 회전자의 회전력이 상기 제1기어(36)와 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)을 통하여 상기 크랭크축(30)에 전달되도록 구비되고, 상기 자극 검출 소자(47)의 신호를 이용하여, 상기 전동기가 동작할 때 상기 크랭크축(30)과 상기 기어 조합은 회전할 수 있으나 상기 전동기가 동작하지 않을 때에는 상기 크랭크축(30)이 회전하여도 상기 기어 조합의 기어들은 회전하지 않도록 구성할 수 있다.And the rotational force of the rotor is transmitted to the crankshaft 30 via the first gear 36 and the means 44 rotating only in the one direction, The crankshaft 30 and the gear combination can rotate when the motor is operated, but when the motor is not operated, the gears of the gear combination do not rotate even when the crankshaft 30 rotates Can be configured.

이렇게 구성하여 자전거가 후진 방향으로 크랭크축이 회전하는 경우에 전동기가 동작하여 불의의 사고가 발생하는 것을 사전에 예방할 수 있으며, 상기 전동기가 동작하지 않을 때에는 상기 크랭크축(30)이 회전하여도 상기 기어 조합의 기어들과 상기 회전부가 회전하지 않기 때문에 자전거 운전자의 페달을 밟는 힘을 줄여 줄 수 있어서 상기 전동기의 전원을 차단하고 운전할 때에도 부담이 추가되지 않도록 할 수 있다. In this case, when the crankshaft rotates in the backward direction of the bicycle, it is possible to prevent an unexpected accident from occurring due to the operation of the electric motor. Even when the crankshaft 30 rotates, Since the gears of the gear combination and the rotating part do not rotate, the pressing force of the pedal of the bicycle driver can be reduced, so that the burden is not added even when the electric power of the motor is cut off and operated.

이와 같은 구성으로 상기 회전부의 일단에 구비되는 상기 제1기어(36)에 상기 기어 조합이 맞물리며, 상기 회전부는 상기 크랭크축(30)과는 분리되어 회전하도록 구비된다. 또한 상기 기어 조합 중의 하나인 상기 제3기어(35)와 상기 크랭크축(30)이 결합 되어 회전력을 전달하게 된다. 전동기에서 발생하는 회전력은 상기 회전부에 구비되는 상기 제1기어(36)를 통하여 상기 기어 조합으로 전달되고 상기 기어 조합을 통하여 상기 크랭크축(30)에 회전력이 전달된다. 따라서 전동기의 회전부의 회전 속도와 전동기의 크랭크축(30)의 회전속도는 기어 조합의 기어 비에 의하여 다른 속도로 회전하게 되며, 또한 전동기의 회전자의 회전력은 기어 조합의 기어 비에 의하여 상기 크랭크축(30)의 회전력과 차이가 나게 된다. In this configuration, the gear combination is engaged with the first gear (36) provided at one end of the rotary part, and the rotary part is provided to rotate separately from the crank shaft (30). The third gear 35, which is one of the gear combinations, is coupled with the crankshaft 30 to transmit rotational force. The rotational force generated in the electric motor is transmitted to the gear combination through the first gear (36) provided in the rotary part, and rotational force is transmitted to the crank shaft (30) through the gear combination. Therefore, the rotational speed of the rotating portion of the electric motor and the rotational speed of the crankshaft 30 of the electric motor are rotated at different speeds by the gear ratio of the gear combination, and the rotational force of the rotor of the electric motor is transmitted to the crank The rotational force of the shaft 30 is different from that of the shaft 30.

이와 같이 본 발명에 따르는 기어 조합을 구비한 전동기에서는 회전부에서 발생하는 회전력을 외측 기어들의 조합을 통하여 크랭크축(30)에 전달하도록 함으로써, 구조가 단순해지며, 전동기의 회전 축과 기어조합의 축을 크랭크축(30)으로 일체화시킨 것과 같은 효과를 나타내며, 전동기와 기어 조합의 일체화 구조가 되므로 소형화에 유리하다. 또한 크랭크축(30)은 기어 조합의 출력 축으로 일체화되는 것과 같으므로 완전하게 동심으로 되도록 구비된다.In the electric motor having the gear combination according to the present invention, since the rotational force generated in the rotating portion is transmitted to the crankshaft 30 through the combination of the external gears, the structure is simplified, and the rotation shaft of the electric motor and the shaft It has the same effect as that integrated with the crankshaft 30, and it is advantageous in downsizing since it is an integrated structure of the motor and the gear combination. Also, the crankshaft 30 is provided so as to be completely concentric as it is integrated with the output shaft of the gear combination.

또한 상기 크랭크축(30)이 상기 전동기(25)를 관통하여 배치되어 양쪽 끝 단에는 크랭크 암(26)이 연결되고, 상기 크랭크 암(26)의 양쪽 끝 단에는 페달(27)이 구비되며, 또한 상기 크랭크축(30의 한쪽에는 기어 세트가 더 구비되어 결합될 수 있다. 상기 기어세트는 크랭크 부에 구비되는 기어 세트로서 스프로켓이라고 일컬어 지기도 한다. The crankshaft 30 is disposed so as to pass through the electric motor 25 and has crank arms 26 connected to both ends of the crankshaft 30. Pedal 27 is provided at both ends of the crank arm 26, A gear set may further be coupled to one side of the crankshaft 30. The gear set may be referred to as a sprocket as a gear set provided in the crank portion.

이와 같이 본 발명에 따르는 전동기를 구비한 자전거는 내부에서 회전부의 회전력을 기어 조합을 통하여 크랭크축에 전달하고 외부로는 크랭크축만 보이도록 구비할 수 있으므로 전동기를 구비하지 않은 자전거와 마찬가지로 크랭크축에 크랭크 암을 교환한다든지, 스프로켓을 장착하거나 교환할 수 있는 장점도 있다.As described above, the bicycle having the electric motor according to the present invention can internally transmit the rotational force of the rotary part to the crank shaft through the gear combination, and the crank shaft can be seen externally. Therefore, There is also an advantage in that the crank arm can be replaced, or the sprocket can be mounted or exchanged.

또한 상기 크랭크축(30)이 관통하는 상기 덮개(46)가 구비된다. 상기 덮개(46)는 상기 하우징(45)과 함께 상기 전동기(25)를 둘러쌀 수 있고, 또한 상기 덮개(46)는 개폐가 가능하게 구비되어 필요에 따라서 상기 덮개(46)를 열어서 상기 전동기(25)의 상태를 점검할 수 있다. 또한 상기 덮개(46)는 상기 전동기에 일체형으로 구비되어도 무방하다. 이러한 구성은 상기 전동기(25)가 고장이나 이상이 발생하거나 또는 점검이 필요할 때 상기 덮개(46)를 열어서 상기 전동기(25)의 상태를 점검하기에 용이하다.Further, the lid 46 through which the crankshaft 30 passes is provided. The lid 46 can enclose the electric motor 25 together with the housing 45 and the lid 46 can be opened and closed to open the lid 46 according to need, 25) can be checked. Further, the lid 46 may be integrally provided in the electric motor. This configuration is easy to check the state of the electric motor 25 by opening the cover 46 when the electric motor 25 has a failure or an abnormality or when an inspection is required.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기가 구비된 자전거에서 기어조합을 구비한 코일 회전형 전동기의 실시 예를 나타낸 개략적인 단면도이다. 기본적인 구성과 동작 원리는 도 3에서 설명한 내용과 같으므로 도 3과 차이가 나는 점에 대해서만 설명하도록 한다.4 is a schematic cross-sectional view illustrating an embodiment of a coil-rotation-type motor having a gear combination in a bicycle having an electric motor according to an embodiment of the present invention. Since the basic configuration and operation principle are the same as those described in FIG. 3, only the difference from FIG. 3 will be described.

영구자석(58) 및 고정케이스(52)을 구비한 고정부 및 크랭크축(50)이 구비되고, 베어링(57)이 구비된다. A fixed portion having a permanent magnet 58 and a fixed case 52 and a crankshaft 50 are provided and a bearing 57 is provided.

회전부에는 권선 코일(54)이 구비되고 홀더(60)가 구비되며, 상기 크랭크축(50)의 길이 방향으로 연장된 회전부의 일단에 제5기어(56)가 구비되어 상기 회전부의 상기 홀더(60), 상기 코일(54)와 함께 회전한다. 상기 제5기어(56)는 상기 크랭크축(50)의 길이 방향으로 연장된 상기 홀더(60)의 일단에 구비되거나 일체형으로 구비되는 것이 바람직하다.The rotating portion is provided with a winding coil 54 and a holder 60. A fifth gear 56 is provided at one end of the rotating portion extending in the longitudinal direction of the crankshaft 50 to rotate the holder 60 And rotates together with the coil 54. The fifth gear 56 may be provided at one end of the holder 60 extending in the longitudinal direction of the crankshaft 50 or may be integrally formed.

상기 코일(54)은 권선 철심(59)에 권선 되어 구비될 수 있으며, 상기 권선 철심(59)는 상기 홀더(60)에 위하여 지지될 수 있다. 또한 상기 코일(54)에 전류를 공급할 수 있는 정류자(51)가 상기 홀더(60)와 함께 회전하도록 구비되어 상기 크랭크축(50)과 동심으로 배치될 수 있다. The coil 54 may be wound around a winding iron core 59 and the winding iron core 59 may be supported for the holder 60. A commutator 51 capable of supplying an electric current to the coil 54 may be provided so as to rotate together with the holder 60 and be disposed concentrically with the crankshaft 50. [

상기 고정부에 상기 코일(54)과 마주보도록 상기 영구자석(58)이 배치되고, 상기 코일(54)에 흐르는 전류와 상기 영구자석(58)의 자속의 작용에 의하여 회전력을 발생시킬 수 있도록 배치된다. 또한 상기 코일(54)에 전류를 공급하기 위하여 상기 정류자(51)와 슬라이딩 접촉하여 상기 정류자(51)에 전류를 공급할 수 있는 브러시(53)가 구비될 수 있다. 상기 영구자석은 상기 코일을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 상기 고정케이스(52)은 내부에 공간을 형성하여 상기 회전부 및 기어 조합(55)을 내부에 배치할 수 있다.The permanent magnet 58 is disposed on the fixed portion so as to face the coil 54. The permanent magnet 58 is disposed so as to generate a rotational force by a current flowing in the coil 54 and a magnetic flux of the permanent magnet 58 do. A brush 53 may be provided to supply current to the commutator 51 in a sliding contact with the commutator 51 to supply current to the coil 54. The permanent magnet may be disposed to surround the coil, and the stationary case 52 may define a space therein to dispose the rotating part and the gear combination 55 therein.

또한 상기 기어 조합(55)이 구비되어 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어가 상기 회전부의 제5기어(56)과 맞물리고, 또한 상기 기어 조합 중의 또 다른 하나의 기어가 상기 크랭크축(50)과 동심으로 배치된다. 상기 회전부의 회전력은 상기 회전부의 일단에 구비된 회전부의 제5기어(56)을 통하여 상기 기어 조합(55)으로 전달되고, 상기 기어 조합(55)은 상기 크랭크축(50)으로 회전력을 전달하는 것은 도 3에서 설명한 바와 같다. Also, the gear combination 55 is provided so that at least one gear of the gear combination meshes with the fifth gear 56 of the rotation part, and another gear of the gear combination is engaged with the crank shaft 50 And are arranged concentrically. The rotating force of the rotating portion is transmitted to the gear combination 55 through the fifth gear 56 of the rotating portion provided at one end of the rotating portion and the gear combination 55 transmits the rotational force to the crank shaft 50 As shown in Fig.

또한 상기 크랭크축(50)과 상기 기어조합 중의 하나의 기어가 동심으로 결합할 때 편도 방향으로 회전하는 수단(61)을 매개로 결합될 수 있으며, 또한 회로기판을 더 구비할 수 있는 것도 도 3에서 설명한 바와 같다. Further, the crankshaft (50) and one gear of the gear combination can be coupled via a means (61) rotating in a one-way direction when they are joined in a concentric manner, Respectively.

또한 도 4의 실시 예에는 나타내지 않았으나 상기 크랭크축(50)에 회전속도 신호를 발생하는 수단을 구비하여 상기 크랭크축(50)의 회전 속도를 감지하도록 할 수 있다. 상기 크랭크축(50)에 회전 속도를 발생할 수 있는 자기 형 주파수 발생기나 광학 형 주파수 발생기 같은 속도 신호 발생 수단을 구비하고, 상기 고정부에 회전속도 신호를 감지할 수 있는 소자를 구비하여 상기 크랭크축(50)의 회전속도를 감지할 수 있다. 상기 크랭크축(50)에 자기 형 속도신호 발생기를 구비하는 경우에는 홀 소자 또는 홀IC 등의 소자로 감지할 수 있으며, 광학 형 속도 신호 발생기를 구비한 경우에는 포토 리플렉터 등의 소자를 이용하여 감지할 수 있다. Although not shown in the embodiment of FIG. 4, means for generating a rotational speed signal on the crankshaft 50 may be provided to sense the rotational speed of the crankshaft 50. And a speed signal generating means such as a magnetic frequency generator or an optical type frequency generator capable of generating a rotational speed in the crankshaft 50. The crankshaft 50 is provided with a device capable of detecting a rotational speed signal, It is possible to detect the rotation speed of the motor 50. When the crankshaft 50 is provided with a magnetic speed signal generator, it can be detected by an element such as a Hall element or a Hall IC. When an optical type speed signal generator is provided, can do.

도3 및 도 4의 실시 예를 들어서 설명한 바와 같이 본 발명의 기어조합을 구비한 모터는 전동기의 크랭크축(50)과 기어 조합의 크랭크축(50)을 일체화하여 구비하고, 전동기의 회전부의 회전 동력을 기어 조합을 통하여 크랭크축(50)에 전달함으로 전동기 회전부의 회전 속도 나 회전력과 크랭크축(30)의 회전 속도 및 회전력과 다르게 할 수 있다.3 and 4, the motor provided with the gear combination of the present invention includes a crankshaft 50 of a motor and a crankshaft 50 of a gear combination in an integrated state, and the rotation of the rotating portion of the motor By transmitting the power to the crankshaft (50) through the gear combination, the rotational speed or the rotational force of the motor rotating portion and the rotational speed and the rotational force of the crankshaft (30) can be made different.

또한 본 발명에 따르는 전동기를 구비한 자전거는 전동기를 구비하지 않은 자전거와 동일하게 크랭크축에 일반적으로 스프로켓이라고 일컬어지는 크랭크 측에 구비되는 기어세트를 직접 결합하거나 분리할 수 있고, 또한 교환도 가능하여 전동기를 구비하지 않은 자전거와 동일한 방법으로 사용할 수 있다. Also, the bicycle having the electric motor according to the present invention can directly couple or separate the gear set provided on the crank side, which is generally referred to as a sprocket, to the crankshaft in the same manner as the bicycle having no electric motor, It can be used in the same manner as a bicycle not provided with an electric motor.

또한 본 발명의 기어 조합을 구비한 전동기는 기어조합을 전동기와 일체형으로 구성하기 용이하고, 구조가 간단해지는 장점이 있다. 또한 전동기의 출력 축이 기어 조합의 출력 축인 크랭크축(50)과 같음으로 외부로 동력을 동심으로 전달하는 응용 분야에서는 매우 유리하다.Further, the electric motor having the gear combination of the present invention has an advantage that the gear combination can be easily integrated with the electric motor and the structure is simplified. In addition, the output shaft of the electric motor is equivalent to the crankshaft 50, which is the output shaft of the gear combination, and thus is very advantageous in applications where the power is transmitted to the outside concentrically.

이와 같이 본 발명의 기어조합을 구비한 전동기는 기어 조합을 모두 외측 기어로 구비하고 크랭크축이 외측 기어의 중심부를 관통하도록 배치하여 전동기의 동력이 크랭크축에 전달되기에 간결하고 부재 구성 또한 간결하게 할 수 있다. 이러한 본 발명의 장점은 동력 손실을 최소화할 수 있으며, 무게를 경감할 수 있고 가격 경쟁력을 향상할 수 있다는 것은 전술한 바와 같다.As described above, the electric motor having the gear combination according to the present invention has all gear combinations as external gears, and the crankshaft is disposed so as to pass through the center portion of the external gear, so that the power of the electric motor is transmitted to the crankshaft. can do. The advantage of the present invention is that the power loss can be minimized, the weight can be reduced, and the price competitiveness can be improved.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 기어조합을 구비한 전동기는 In the electric motor having the gear combination according to the embodiment of the present invention described above,

일 실시 예들을 예시하여 설명을 하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형, 변경 및 균등한 범위의 실시 예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 진정한 기술적 보호는 다음의 특허 청구범위에 의하여 정해져야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is understandable. The true technical protection of the present invention should be defined by the following claims.

1 : 스프라켓
2 : 제1라챗
3 : 톱니모양의 기어
5 : 크랭크축
6 : 회전자
13 : 내측 기어
14 : 중앙 외측 기어
15 : 유성기어
17 : 중공 축
21 : 핸들
22 : 안장
23 : 앞 바퀴
24 : 뒷 바퀴
25 : 전동기
26 : 크랭크 암
27 : 페달
28 : 차체
30, 50 : 크랭크축
31 : 회전케이스
32 : 홀더
36, 33, 35, 40, 56 : 제1기어, 제2기어, 제3기어, 제4기어, 제5기어
34-1, 34-2, 34-3 : 베어링
37, 54 : 코일
38, 58 : 자석
39, 59: 권선 철심
41 : 회전신호 발생기
42 : 회전신호 감지 수단
43 : 회로기판
44 : 편도 방향으로만 회전하는 수단(44)
45, 52 : 하우징
46 : 덮개
51 : 정류자
53 : 브러시
55 : 기어 조합1: Sprocket
2: 1st Ratchet
3: serrated gear
5: Crankshaft
6: Rotor
13: inner gear
14: center outside gear
15: planetary gear
17: Hollow shaft
21: Handle
22: Saddle
23: Front wheel
24: rear wheel
25: Electric motor
26: Crank arm
27: Pedal
28:
30, 50: Crankshaft
31: Rotating case
32: Holder
36, 33, 35, 40, 56: a first gear, a second gear, a third gear, a fourth gear,
34-1, 34-2, 34-3: bearings
37, 54: coil
38, 58: magnets
39, 59: Reed core
41: rotation signal generator
42: rotation signal detecting means
43: circuit board
44: Means for rotating in one direction only (44)
45, 52: housing
46: Cover
51: commutator
53: Brush
55: gear combination

Claims

전동기를 구비한 자전거에 있어서

상기 전동기는 고정부가 구비되고,
상기 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비되며,
상기 회전부에 회전하는 자석 또는 코일이 구비되고,
상기 고정부에 상기 회전부에 구비되지 않은 자석 또는 코일이 구비되어,
상기 자석은 상기 코일과 작용하여 회전력을 발생하며,

제1기어가 구비되어 상기 회전부와 동심이 되도록 결합되고,
상기 제1기어는 외측 기어로 구비되어 상기 회전부와 함께 회전하며,

회전하는 크랭크축이 구비되어,
상기 크랭크축은 상기 제1기어의 중심부와 상기 회전부의 중심부를 관통하도록 배치되며,
상기 크랭크축은 또한 상기 고정부의 중심부를 관통하도록 배치되고,
상기 크랭크축의 양단은 크랭크 암을 통하여 페달과 결합 되며,

회전력을 전달할 수 있는 기어 조합이 복수 개의 기어로 구비되고,
상기 기어 조합은 모두 외측 기어들로 구비되며,
편도 방향으로만 회전하는 수단이 구비되어 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 외측 기어와 동심으로 결합 되고,
상기 제1기어는 상기 기어 조합의 적어도 하나의 기어와 맞물려 상기 회전부의 회전력을 전달하고,
상기 크랭크축이 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 외측기어 중심부를 관통 하도록 배치되고, 또한 상기 크랭크축이 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단의 중심부를 관통하도록 배치되어,
상기 회전부의 회전력이 상기 제1기어와 상기 기어조합 및 상기 편도 방향으로만 회전하는 수단을 통하여 상기 크랭크축에 전달되며,

상기 전동기가 동작할 때 상기 크랭크축과 상기 기어 조합은 회전할 수 있으나 상기 전동기가 동작하지 않을 때에는 상기 크랭크축이 회전하여도 상기 기어 조합의 기어들은 회전하지 않는 것을 특징으로 하는 자전거.
In a bicycle having an electric motor

The electric motor includes a fixing portion,
And a rotation unit that rotates with respect to the fixed unit,
A magnet or a coil rotating on the rotating part is provided,
A magnet or a coil not provided in the rotary part is provided in the fixing part,
The magnet acts on the coil to generate a rotational force,

A first gear is provided and is coupled to be concentric with the rotating portion,
The first gear is provided as an external gear and rotates together with the rotating part,

A rotating crankshaft is provided,
Wherein the crankshaft is disposed so as to pass through a center portion of the first gear and a center portion of the rotation portion,
The crankshaft is also arranged to penetrate the center portion of the fixed portion,
Both ends of the crankshaft are engaged with the pedal through the crank arm,

A gear combination capable of transmitting a rotational force is provided as a plurality of gears,
The gear combination is all provided with external gears,
Means for rotating in only one direction is provided and is concentrically coupled with at least one outer gear of said gear combination,
Wherein the first gear meshes with at least one gear of the gear combination to transmit the rotational force of the rotating portion,
Wherein the crankshaft comprises at least one outer side of the gear combination The crankshaft being arranged to penetrate the gear center portion and to pass through the center portion of the means for rotating the crankshaft only in the one-way direction,
The rotational force of the rotating portion is transmitted to the crankshaft through means for rotating the first gear and the gear combination and the one-way direction only,

Wherein the crankshaft and the gear combination are rotatable when the motor is in operation but the gears of the gear combination do not rotate even when the crankshaft rotates when the motor is not operated.

전동기를 구비한 자전거에 있어서

상기 전동기는
고정부가 구비되고,
상기 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비되며,
상기 회전부에 회전하는 자석 또는 코일이 구비되고,
상기 고정부에 상기 회전부에 구비되지 않은 자석 또는 코일이 구비되어,
상기 자석과 상기 코일의 작용으로 회전력을 발생하도록 배치되며,

제1기어가 외측 기어로 구비되어 상기 회전부와 동심이 되도록 결합 되고
상기 회전부와 함께 회전하며,

상기 고정부에 상기 자석의 자극을 검출하는 자극 검출 소자가 구비되고,

회전하는 크랭크축이 구비되어 상기 전동기를 관통하도록 배치되어,
상기 크랭크축은 상기 제1기어의 중심부와 상기 회전부의 중심부를 관통하도록 배치되며,
상기 크랭크축은 또한 상기 고정부를 관통하도록 배치되고,
상기 크랭크축의 양단은 크랭크 암과 결합 되며,
상기 크랭크 암의 끝 단에는 페달이 구비되고,

회전력을 전달할 수 있는 기어 조합이 복수 개의 기어로 구비되며,
상기 기어 조합은 모두 외측 기어들로서 구비되고,

상기 제1기어는 상기 기어 조합의 적어도 하나의 기어와 맞물려서 상기 회전부의 회전력을 전달하고,
상기 크랭크축은 또한 상기 기어 조합의 적어도 하나의 외측 기어의 중심부를 관통하도록 배치되어,

상기 회전자의 회전력이 상기 제1기어와 상기 기어조합을 통하여 상기 크랭크축에 전달되도록 구비되며,

상기 자극 검출 소자의 신호에 의하여 상기 전동기는 상기 크랭크축이 상기 자전거가 전진하는 방향으로 회전할 경우에 동작하고, 후진하는 방향으로 회전할 경우에는 동작하지 않는 것을 특징으로 하는 자전거.In a bicycle having an electric motor

The electric motor
A fixing part is provided,
And a rotation unit that rotates with respect to the fixed unit,
A magnet or a coil rotating on the rotating part is provided,
A magnet or a coil not provided in the rotary part is provided in the fixing part,
A magnet disposed on the magnet,

The first gear is provided as an external gear and is coupled so as to be concentric with the rotating portion
Rotates together with the rotating portion,

A magnetic pole detection element for detecting the magnetic pole of the magnet is provided in the fixed portion,

A rotating crankshaft is provided so as to pass through the electric motor,
Wherein the crankshaft is disposed so as to pass through a center portion of the first gear and a center portion of the rotation portion,
The crankshaft is also arranged to penetrate the fixed portion,
Both ends of the crankshaft being engaged with the crank arm,
A pedal is provided at an end of the crank arm,

A gear combination capable of transmitting a rotational force is provided by a plurality of gears,
The gear combination is all provided as outer gears,

The first gear is engaged with at least one gear of the gear combination to transmit the rotational force of the rotating portion,
The crankshaft is also arranged to penetrate a center portion of at least one outer gear of the gear combination,

The rotational force of the rotor is transmitted to the crankshaft through the first gear and the gear combination,

Wherein the electric motor is operated when the crankshaft rotates in a direction in which the bicycle is advanced by the signal of the magnetic pole detection element and not when the crankshaft rotates in a reverse direction.

제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어로 구비되어,
상기 2단 기어의 이빨 수가 많은 기어 측은 상기 제1기어와 맞물리고 기어의 이빨 수가 적은 기어 측은 상기 크랭크축이 관통하는 외측 기어에 맞물리는 것을 특징으로 하는 자전거
The method according to claim 1 or 2, wherein
At least one gear of the gear combination is provided in a second gear,
Wherein the gear side of the second gear having a large number of teeth engages with the first gear and the gear side of which the number of teeth of the gear is small engages with the outer gear through which the crankshaft penetrates.

제 1항 또는 제 2항에 있어서 전동기 내부에 상기 크랭크축의 회전 속도를 나타내는 속도 신호 발생기가 구비되고,
상기 고정부에 상기 크랭크축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거
A speed signal generator for indicating the rotational speed of the crankshaft is provided in the electric motor in accordance with any one of claims 1 and 2,
And a device for sensing the rotational speed of the crankshaft is provided on the fixed portion.

제 2항에 있어서
상기 기어 조합 중에 편도 방향으로만 회전하는 수단이 포함되어 구비되고, 상기
기어 조합중의 하나의 외측 기어의 중심부에 구멍을 형성하여, 상기 편도 방향으로
만 회전하는 수단은 상기 외측 기어의 중심부의 구멍에 안착 되고, 크랭크축이 상기 편도 방향으로 만 회전하는 수단을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 하는
자전거The method according to claim 2, wherein
And means for rotating only in one direction during the gear combination,
A hole is formed in the central portion of one of the outer gears of the gear combination,
Characterized in that the means for rotating only is seated in a hole in the center portion of the outer gear and arranged such that the crankshaft penetrates through the means for rotating only in the one direction
bicycle