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KR101932222B1 - Driving apparatus of personal transportation device - Google Patents

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KR101932222B1
KR101932222B1 KR1020170086608A KR20170086608A KR101932222B1 KR 101932222 B1 KR101932222 B1 KR 101932222B1 KR 1020170086608 A KR1020170086608 A KR 1020170086608A KR 20170086608 A KR20170086608 A KR 20170086608A KR 101932222 B1 KR101932222 B1 KR 101932222B1
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KR
South Korea
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motor
shaft
high output
wheel shaft
output motor
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KR1020170086608A
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강성길
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강성길
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Abstract

본 발명은 변속장치의 설치 없이 출력과 회전력이 상이한 2개의 모터만을 이용하여 전기자전거를 저속 또는 고속모드로 구동시키도록 한 개인이동수단의 구동장치에 관한 것으로, 전륜과 후륜의 중앙에 수평으로 설치되는 휠축(20); 자전거프레임(10)의 일측에 결합되고, 구동축이 상기 휠축(20)의 일측 단부에 연결되어 상기 휠축(20)을 회전시키도록 동력을 발생시키는 고출력모터(30); 상기 자전거프레임(10)의 타측에 상기 고출력모터(30)와 마주보게 결합되고, 구동축이 상기 휠축(20)의 타측 단부에 연결되어 상기 고출력모터(30)의 회전속도보다 고속으로 상기 휠축(20)을 회전시키도록 동력을 발생시키는 고회전모터(40); 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40)에 전원을 공급하는 전원부(51)가 구비되고, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 작동시키도록 구동신호를 발생시키는 모터구동부(52)가 구비된 제어유닛(50);를 포함하여 이루어지고, 상기 휠축(20)은, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나의 모터가 단부에 연결되고, 중공형으로 형성되어 내주면에 하나 이상의 래칫걸림턱(22)이 형성된 외부축(21); 상기 외부축(21)의 중공된 내부에 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 다른 하나의 모터가 단부에 연결되게 설치되고, 구동력에 의해 회전시 상기 외부축(21)과 함께 회전되도록 외주면에 상기 래칫걸림턱(22)에 걸려지는 래칫(26)이 힌지결합되게 구비된 내부축(25)으로 구성된다.The present invention relates to a drive device for a personal moving means for driving an electric bicycle in a low speed or high speed mode using only two motors having different output and rotational forces without installing a speed change device, A wheel shaft 20; A high output motor (30) coupled to one side of the bicycle frame (10) and connected to one end of the wheel shaft (20) to generate power to rotate the wheel shaft (20); And a drive shaft is connected to the other end of the wheel shaft 20 to rotate the wheel shaft 20 at a higher speed than the rotation speed of the high output motor 30. The high output motor 30 is connected to the other end of the bicycle frame 10, A high rotation motor (40) for generating power to rotate the motor (40); And a power supply unit 51 for supplying power to the high output motor 30 and the high rotation motor 40. A drive signal is supplied to the high output motor 30 and the high rotation motor 40 so as to operate either the high output motor 30 or the high rotation motor 40 And a control unit (50) having a motor driving unit (52) for generating a wheel shaft (20), wherein the wheel shaft (20) is connected to one end of the high output motor An outer shaft (21) formed into a hollow shape and having one or more ratchet catching jaws (22) formed on an inner peripheral surface thereof; The other one of the high output motor 30 and the high rotation motor 40 is connected to the end of the outer shaft 21 so as to be connected to the end thereof. And an inner shaft 25 having a ratchet 26 hingedly engaged with the ratchet latch 22 on an outer circumferential surface thereof.

Description

개인이동수단의 구동장치{Driving apparatus of personal transportation device}[0001] Driving apparatus of personal transportation device [

본 발명은 개인이동수단의 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자전거나 스쿠터 등의 개인이동수단의 구동을 변속장치의 설치 없이 출력과 회전력이 상이한 2개의 모터만을 이용하여 저속 또는 고속으로 구동시키도록 한 개인이동수단의 구동장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a driving apparatus for a personal moving means, and more particularly, to a personal moving means such as an electric bicycle or a scooter, which is driven at a low speed or at a high speed by using only two motors, To a driving apparatus for a personal moving means.

자전거는 널리 이용하는 이동수단으로서, 에너지 절약 및 공간 활용에 큰 이점을 가진다. 일반적인 형태의 자전거는 사용자(탄 사람)가 페달을 밟는 힘으로 바퀴를 회전시켜 움직이는 것으로서, 특히 운동의 목적으로 많이 이용된다. 그러나 이러한 일반적인 자전거는, 경사가 심한 오르막 구간에서는 구동력이 급격히 저하되는 단점이 있다.Bicycles are widely used as a means of transportation and have great advantages in energy saving and space utilization. A typical type of bicycle is used by a user (a person in charge) to move the wheel by rotating the pedal, especially for the purpose of exercise. However, such a general bicycle has a disadvantage in that the driving force is drastically lowered in an uphill section where the inclination is severe.

이러한 일반적인 자전거의 단점을 보완하기 위하여, 전동식 자전거가 개발되었다. 하지만, 전동식 자전거는 페달을 밟는 힘 대신에 전기의 힘으로 바퀴를 움직이는 것이므로, 운동의 목적에는 부적합하다는 단점이 있다.In order to overcome the disadvantages of such a general bicycle, an electric bicycle has been developed. However, electric bicycles have the disadvantage that they are not suitable for the purpose of exercise, since they move the wheels by the electric power instead of the pedaling force.

이러한 단점을 해결하기 위하여, 운동도 가능하고, 필요에 따라 용이하게 주행할 수 있도록 하는 병합식 자전거가 개발되었다. 병합식 자전거는 페달을 밟는 힘으로 구동되는 수동타입과 전기의 힘으로 구동되는 전동타입 중의 어느 하나를 선택하여 바퀴를 움직이는 자전거이다.In order to solve the above disadvantages, there has been developed a combined bicycle capable of running and easily traveling as needed. The combined bicycle is a bike that moves the wheels by selecting either the manual type driven by the pedaling force or the electric type driven by the electric power.

기존의 병합식 자전거에서는, 경사가 심한 오르막 등과 같이 주변상황에 따라 저하되는 구동력을 신속히 보완할 수 있도록 페달의 토크값을 계산하여 일정 토크값 이상시 자동으로 모터가 구동될 수 있도록 구성되어 있다.In the conventional combined type bicycle, the torque value of the pedal is calculated so as to quickly compensate for the driving force which is lowered depending on the surrounding situation, such as a severe uphill slope, so that the motor can be automatically driven when the torque exceeds a predetermined torque value.

또한, 별도로 변속장치를 설치하여 모터의 변속(고속모드, 저속모드)을 통해 전기자전거의 주행속도를 조절함은 물론 경사로에서도 용이하게 주행할 수도 있도록 하고 있다.In addition, a speed change device is separately provided to adjust the running speed of the electric bicycle through the speed change mode (high speed mode or low speed mode) of the motor, and it is also possible to easily run the vehicle on a ramp.

그러나 종래의 전기자전거에는 모터의 변속을 위해 변속장치가 필수적으로 설치되어야 함에 따라 구동장치의 비용증가는 물론 구동장치의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.However, in the conventional electric bicycle, since the transmission device is necessarily installed in order to shift the motor, there is a problem that the cost of the driving device is increased and the structure of the driving device is complicated.

공개특허공보 제10-2014-0038044호(2014.03.28, 전기자전거 구동장치)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2014-0038044 (March 31, 2014, electric bicycle drive device) 공개특허공보 제10-2016-0060816호(2016.05.31, 전기자전거 및 그 제어방법)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0060816 (May 31, 2013, electric bicycle and control method thereof)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 변속장치의 설치없이 출력과 회전력이 상이한 2개의 모터(예: 고출력모터, 고회전모터)를 사용하여 상황에 따라 선택적으로 모터를 작동시켜 전기자전거 등의 개인이동수단을 구동시키도록 하여 구동장치의 구조를 간단하게 구현하도록 한 개인이동수단의 구동장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a motor control apparatus and a control method thereof, in which, by using two motors (for example, high output motors and high- So as to drive the personal moving means such as an electric bicycle or the like, thereby simplifying the structure of the driving apparatus.

또한, 본 발명은 출력과 회전력이 상이한 2개의 모터가 결합되는 휠축을 이중축으로 형성함으로써 모터에 걸리는 부하를 최소화할 수 있으며, 모터구동시 가해지는 부하값에 따라 모터를 선택적으로 작동시킴으로써 오르막길에서도 편리하게 사용할 수 있는 개인이동수단의 구동장치를 제공함에 있다.In addition, the present invention can minimize the load applied to the motor by forming a dual-shaft wheel shaft to which two motors having different output and rotational force are coupled, and by selectively operating the motor according to the load value applied when the motor is driven, And it is an object of the present invention to provide a driving device for a personal moving means which can be conveniently used.

상기의 목적을 달성하기 위한 개인이동수단의 구동장치는 전륜과 후륜의 중앙에 수평으로 설치되는 휠축(20); 자전거프레임(10)의 일측에 결합되고, 구동축이 상기 휠축(20)의 일측 단부에 연결되어 상기 휠축(20)을 회전시키도록 동력을 발생시키는 고출력모터(30); 상기 자전거프레임(10)의 타측에 상기 고출력모터(30)와 마주보게 결합되고, 구동축이 상기 휠축(20)의 타측 단부에 연결되어 상기 고출력모터(30)의 회전속도보다 고속으로 상기 휠축(20)을 회전시키도록 동력을 발생시키는 고회전모터(40); 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40)에 전원을 공급하는 전원부(51)가 구비되고, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 작동시키도록 구동신호를 발생시키는 모터구동부(52)가 구비된 제어유닛(50);를 포함하여 이루어지고, 상기 휠축(20)은, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나의 모터가 단부에 연결되고, 중공형으로 형성되어 내주면에 하나 이상의 래칫걸림턱(22)이 형성된 외부축(21); 상기 외부축(21)의 중공된 내부에 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 다른 하나의 모터가 단부에 연결되게 설치되고, 구동력에 의해 회전시 상기 외부축(21)과 함께 회전되도록 외주면에 상기 래칫걸림턱(22)에 걸려지는 래칫(26)이 힌지결합되게 구비된 내부축(25)으로 구성된다.To achieve the above object, a driving device for a personal moving means includes a wheel shaft 20 horizontally installed at the center of front and rear wheels; A high output motor (30) coupled to one side of the bicycle frame (10) and connected to one end of the wheel shaft (20) to generate power to rotate the wheel shaft (20); And a drive shaft is connected to the other end of the wheel shaft 20 to rotate the wheel shaft 20 at a higher speed than the rotation speed of the high output motor 30. The high output motor 30 is connected to the other end of the bicycle frame 10, A high rotation motor (40) for generating power to rotate the motor (40); And a power supply unit 51 for supplying power to the high output motor 30 and the high rotation motor 40. A drive signal is supplied to the high output motor 30 and the high rotation motor 40 so as to operate either the high output motor 30 or the high rotation motor 40 And a control unit (50) having a motor driving unit (52) for generating a wheel shaft (20), wherein the wheel shaft (20) is connected to one end of the high output motor An outer shaft (21) formed into a hollow shape and having one or more ratchet catching jaws (22) formed on an inner peripheral surface thereof; The other one of the high output motor 30 and the high rotation motor 40 is connected to the end of the outer shaft 21 so as to be connected to the end thereof. And an inner shaft 25 having a ratchet 26 hingedly engaged with the ratchet latch 22 on an outer circumferential surface thereof.

상기 제어유닛(50)에 회로연결되고, 상기 고회전모터(40)가 작동중인 상태에서 고회전모터에 설정된 압력 이상의 부하가 발생하는 경우에 상기 제어유닛(50)에 부하발생정보를 제공하도록 모터부하 판단부(53)가 구비되고, 상기 제어유닛(50)은 상기 모터부하 판단부(53)의 부하발생정보에 따라 상기 모터구동부(52)에 고출력모터(30)의 작동을 위한 구동신호를 제공하게 된다.The control unit 50 is connected to the circuit, and when the load of the pressure higher than the pressure set in the high-rotation motor is generated in a state where the high-rotation motor 40 is in operation, And the control unit 50 provides the motor drive unit 52 with a drive signal for operating the high output motor 30 in accordance with the load generation information of the motor load determination unit 53 do.

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상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 개인이동수단의 구동장치에 따르면, 변속장치 없이 출력과 회전력이 상이한 2개의 모터만을 사용하여 노면 상황에 따라 모터를 선택적으로 작동시켜 전기자전거등의 개인이동수단을 구동시킬 수 있음으로써 부품비용의 절감효과로 제작비용을 줄일 수 있게 되고, 종래 변속장치의 설치구조에 비해 간단한 구조로 구현할 수 있다.According to the driving apparatus for the personal moving means of the present invention constructed as described above, only the two motors having different output and rotational power can be used to selectively operate the motor according to the road surface condition without driving the transmission, Therefore, the manufacturing cost can be reduced by reducing the cost of parts, and the structure can be realized with a simple structure as compared with the installation structure of the conventional transmission.

또한, 본 발명은 휠축을 이중축으로 형성한 경우에는 각 모터에 걸리는 부하를 최소화할 수 있음으로써 모터의 수명을 연장시킬 수 있고, 모터의 출력압력에 따라 선택적으로 모터가 작동되는 자동변환구조임에 따라 오르막길에서도 불편함 없이 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the wheel shaft is formed as a double shaft, the load applied to each motor can be minimized, thereby extending the service life of the motor and an automatic conversion structure in which the motor is selectively operated according to the output pressure of the motor So that it can be used conveniently without inconvenience in an uphill road.

도 1은 본 발명에 따른 개인이동수단의 구동장치의 블럭 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 개인이동수단의 구동장치가 설치된 전기자전거의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 휠축에 설치된 고출력모터와 고회전모터를 보인 단면상태도,
도 4는 본 발명에 따른 이중축으로 된 휠축에 연결되는 고출력모터와 고회전모터의 설치상태도,
도 5는 본 발명에 따른 내부축의 회전에 따라 래칫이 래칫걸림턱에 걸려 내부축과 외부축이 함께 회전되는 상태도,
도 6은 본 발명에 따른 외부축의 회전에 따라 래칫이 래칫걸림턱에 걸려지지 않은 상태로 외부축만이 회전되는 상태도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a drive system for a personal moving means according to the present invention; Fig.
2 is a perspective view of an electric bicycle equipped with a driving device for personal moving means according to the present invention,
FIG. 3 is a sectional view showing a high-output motor and a high-rotation motor installed on a wheel shaft according to the present invention,
FIG. 4 is a diagram showing a mounting state of a high-output motor and a high-rotation motor connected to a dual-
FIG. 5 is a view illustrating a state in which the ratchet is engaged with the ratchet engaging jaw in accordance with the rotation of the inner shaft according to the present invention,
Figure 6 is a state in which only the outer shaft is rotated without the ratchet being engaged by the ratchet engaging jaws according to the rotation of the outer shaft according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개인이동수단의 구동장치를 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a driving apparatus for a personal moving means according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 개인이동수단의 구동장치는 전륜과 후륜의 중앙에 수평으로 설치되는 휠축(20)과, 휠축의 일측 단부와 타측 단부에 각각 연결되는 고출력모터(30) 및 고회전모터(40)와, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40)를 제어하기 위한 제어유닛(50)을 포함하여 이루어진다.1 to 6, the driving device of the personal moving means according to the present invention includes a wheel shaft 20 horizontally installed at the center of the front wheel and the rear wheel, A motor 30 and a high rotation motor 40 and a control unit 50 for controlling the high output motor 30 and the high rotation motor 40.

상기 휠축(20)은 양단이 전기자전거의 자전거프레임(10)을 관통하여 외부로 돌출되게 구비되는 것이고, 상기 자전거프레임(10)에 회전가능하게 마련된다.The wheel shaft 20 has both ends protruding through the bicycle frame 10 of the electric bicycle and is rotatably provided on the bicycle frame 10.

이러한 휠축(20)의 일측 단부에는 상기 고출력모터(30)가 축결합되어 있고, 상기 휠축(20)의 타측 단부에는 상기 고회전모터(40)가 축결합되게 구비되는 것이다.The high output motor 30 is axially coupled to one end of the wheel shaft 20 and the high rotation motor 40 is axially coupled to the other end of the wheel shaft 20.

상기 고출력모터(30)는 고출력 저속으로 구동되도록 구성된 모터로서, 오르막길 등에서 사용하는 모터이다.The high output motor 30 is a motor configured to be driven at a high output and a low speed, and is a motor used in an uphill road or the like.

이러한 고출력모터(30)는 구동축이 상기 휠축(20)의 일측 단부에 축결합되도록 설치되는 것이고, 상기 자전거프레임(10)의 일측과 결합되게 구비된다. 즉 상기 자전거프레임(10)에 고출력모터의 케이스가 결합된 상태로 구동축만이 상기 휠축(20)과 연결되는 것이며, 구동축의 회전을 통해 상기 휠축(20)을 일방향으로 회전시키게 된다.The high output motor 30 is installed such that a drive shaft is axially coupled to one end of the wheel shaft 20 and is coupled to one side of the bicycle frame 10. That is, only the drive shaft is connected to the wheel shaft 20 in a state where the case of the high output motor is coupled to the bicycle frame 10, and the wheel shaft 20 is rotated in one direction through the rotation of the drive shaft.

상기 고회전모터(40)는 상기 고출력모터(30)의 회전속도보다 고속으로 구동되면서 상기 휠축(20)을 회전시키도록 구성된 모터로서, 기울기가 크기 않은 노면에서 사용하는 모터이다.The high rotation motor (40) is a motor configured to rotate the wheel shaft (20) while being driven at a speed higher than the rotation speed of the high output motor (30), and is a motor used on a road surface having a large inclination.

이러한 고회전모터(40)도 상기 고출력모터(30)와 같이 구동축이 상기 휠축(20)의 타측 단부에 축결합되게 설치되는 것이고, 상기 고출력모터(30)와 마주보게 상기 자전거프레임(10)의 타측에 결합되어 진다.The high-output motor 30 is connected to the high-output motor 30 such that the drive shaft is axially coupled to the other end of the wheel shaft 20. The high-output motor 30 is connected to the other end of the bicycle frame 10, Lt; / RTI >

첨부 도면에서는 상기 고출력모터(30)의 구동축은 시계방향으로 회전되도록 마련되어 있고, 상기 고회전모터(40)의 구동축은 반시계방향으로 회전되도록 마련되어 전기자전거의 후륜을 전방으로 이동될 수 있도록 회전시키도록 도시되어 있다.The driving shaft of the high output motor 30 is rotated to rotate clockwise, and the driving shaft of the high rotation motor 40 is rotated in a counterclockwise direction so as to rotate the rear wheel of the electric bicycle so as to be forwardly moved. Respectively.

따라서, 전기자전기의 구동시 상기 고회전모터(40)는 평상시 일반 노면에서 사용하게 되고, 오르막길과 같이 경사로에서는 상기 고출력모터(30)를 구동시키게 되는 것이다. 물론 상기 경사로에서 상기 고출력모터(30)만 구동되도록 제어할 수도 있고, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40)를 모두 구동시키도록 설계하여 전기자전거의 주행이 좀더 원활히 이루어지도록 할 수도 있다.Therefore, when the armature electricity is driven, the high-rotation motor 40 is normally used on a normal road surface, and the high-output motor 30 is driven on an inclined road like an uphill road. Of course, it is also possible to control the high output motor 30 to be driven only in the ramp, and to drive both the high output motor 30 and the high rotation motor 40 so that the running of the electric bicycle can be performed more smoothly.

이와 같이, 본 발명에서는 별도의 변속장치를 설치하지 않고, 상기와 같이 고출력모터(30)와 고회전모터(40)를 이용하여 전기자전거의 저속모드와 고속모드를 구현하도록 한 것이며, 상기 고출력모터와 고회전모터의 선택적인 사용을 통해 평지와 오르막길을 쉽게 주행할 수 있는 것이다.As described above, in the present invention, the low-speed mode and the high-speed mode of the electric bicycle are realized by using the high-output motor 30 and the high-rotation motor 40 as described above without providing any separate transmission, The optional use of high-speed motors makes it easy to drive on flat ground and uphill.

상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40)는 외부로 노출되지 않도록 별도로 커버 등으로 덮여지게 설치됨이 바람직하다.The high-output motor 30 and the high-rotation motor 40 are preferably covered with a cover so as not to be exposed to the outside.

상기 제어유닛(50)은 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40)를 제어하기 위한 구성으로, 상기 고출력모터와 고회전모터에 전원을 공급하는 전원부(51)가 구비되어 있고, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 작동시키도록 구동신호를 발생시키는 모터구동부(52)가 구비되어 있다.The control unit 50 is configured to control the high output motor 30 and the high rotation motor 40 and includes a power supply unit 51 for supplying power to the high output motor and the high rotation motor, And a motor drive unit 52 for generating a drive signal to operate either or both of the high-rotation motor 30 and the high-rotation motor 40.

상기 모터구동부(52)는 온오프 스위치로 구성하여 사용자에 의한 수동제어방식으로 구현할 수도 있고, 사용자가 페달을 밟을 경우 그 페달의 압력값에 의해 자동으로 고출력모터와 저출력모터가 선택 구동되도록 하는 자동제어방식으로 구현할 수도 있다. 물론 자전거의 이동으로 모터를 최초 구동시키는 경우에는 공지된 바와 같이 페달의 회전을 인식하여 모터가 구동되도록 함이 바람직하다.The motor driving unit 52 may be implemented as an on-off switch, and may be implemented by a manual control method by a user. Alternatively, when the user depresses the pedal, the motor driving unit 52 may be automatically operated to selectively drive the high- Control method. Of course, when the motor is first driven by the movement of the bicycle, it is preferable to recognize the rotation of the pedal to drive the motor as is well known.

상기 페달의 압력값 측정을 통한 자동제어를 위해, 상기 제어유닛(50)에는 페달토크를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어유닛에 제공하여 제어유닛에서 상기 모터구동부에 모터 구동신호를 제공하도록 페달토크 감지부(54)가 회로연결되게 구비되는 것이 바람직하다.In order to automatically control the pressure value of the pedal, the control unit 50 is provided with pedal torque sensing means for sensing the pedal torque and providing the sensing information to the control unit so as to provide the motor driving signal to the motor- It is preferable that the sensing unit 54 is connected to the circuit.

상기 페달토크 감지부(54)는 공지의 기술을 이용하는 것으로, 이미 공지된 주지관용기술임에 따라 그 세부 구조 및 작동원리에 대해서는 생략하기로 한다.The pedal torque sensing unit 54 uses a known technique, and its detailed structure and operation principle will be omitted since it is a well-known technique known in the art.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 경사가 아닌 일반 노면을 주행하는 경우에 제어유닛(50)에서 모터구동부(52)에 구동신호를 제공하여 고회전모터(40)를 구동시켜 모터의 구동력으로 후륜을 회전시켜 주행하게 된다. 물론 고회전모터의 구동과 함께 사용자가 페달을 밟아 후륜을 회전시켜 주도록 하여 고회전모터의 부하를 줄여줄 수 있다.According to the present invention configured as described above, when the vehicle travels on a non-inclined road surface, the control unit 50 provides a driving signal to the motor driving unit 52 to drive the high rotation motor 40, And is rotated. Of course, with the driving of the high-rotation motor, the user can press the pedal to rotate the rear wheel, thereby reducing the load on the high-rotation motor.

상기와 같이 고회전모터(40)의 구동으로 후륜을 회전시켜 전기자전거를 주행시키게 되는데, 오르막길에 도달하게 되면 경사도로 인해 고회전모터에 그만큼 부하가 발생하게 되고, 전기자전거의 주행속도가 낮아지게 된다.As described above, by driving the high-speed motor 40, the rear wheel is rotated to drive the electric bicycle. When the vehicle goes uphill, a load is generated in the high-speed motor due to the inclination, and the running speed of the electric bicycle is lowered.

이때, 사용자는 모터구동부의 수동조작을 통해 고출력모터에 구동신호를 발생시켜 고출력모터를 구동시킴으로써 오르막길을 쉽게 오를 수 있는 것이다. 물론 수동조작방식 외에도 페달의 토크값을 이용하여 일정 토크값 이상일 경우에 상기 고출력모터를 구동시키도록 하여 오르막길을 오르도록 할 수 있다.At this time, the user can manually raise the uphill road by driving the high output motor by generating the driving signal to the high output motor through the manual operation of the motor driving unit. Of course, in addition to the manual operation mode, when the torque value of the pedal is greater than a constant torque value, the high output motor is driven to ascend the uphill road.

이와 같이, 본 발명에서는 평상시 상기 고회전모터를 이용하여 주행하도록 하고, 오르막길과 같이 경사로에서는 상기 고출력모터를 이용하여 주행하도록 한 것이다.As described above, in the present invention, the high-speed motor is normally used for running, and the high-output motor is used for running in an inclined road like an uphill road.

한편, 본 발명의 상기 제어유닛(50)에는 모터부하 판단부(53)가 회로연결되어 진다.On the other hand, the motor load determination unit 53 is connected to the control unit 50 of the present invention.

상기 모터부하 판단부(53)는 상기 고회전모터(40)가 작동중인 상태에서 고회전모터에 설정된 압력 이상의 부하가 발생하는 경우에 한해 상기 제어유닛(50)에 부하발생정보를 제공하여 주기 위한 구성이고, 상기 제어유닛(50)에서는 상기 모터부하 판단부(53)의 부하발생정보에 따라 상기 모터구동부(52)에 고출력모터(30)의 작동을 위한 구동신호를 제공하게 된다.The motor load determination unit 53 is configured to provide the load generation information to the control unit 50 only when a load equal to or higher than a pressure set in the high rotation motor is generated in a state where the high rotation motor 40 is in operation , The control unit 50 provides the motor drive unit 52 with a drive signal for operating the high output motor 30 according to the load generation information of the motor load determination unit 53.

따라서, 페달토크를 측정하지 않고도 고회전모터의 부하값을 이용하여 고출력모터를 구동시키도록 하여 오르막길과 같은 경사로를 쉽게 오를 수 있게 되는 것이며, 사용자가 수동조작 또는 페달을 임의로 밟지 않더라도 경사로를 오를 수 있게 됨으로써 보다 쉽고 편리하게 전기자전거를 이용할 수 있는 것이며, 사용자에게 ㅅ사용상 편의성을 높여줄 수 있는 것이다.Therefore, even if the pedal torque is not measured, the high output motor can be driven by using the load value of the high-speed motor so that the ramp can be easily climbed uphill. Even if the user does not step on the pedal manually, This makes it easier and more convenient to use the electric bicycle, which can enhance the usability of the bicycle.

여기서, 상기 휠축(20)은 위에서 설명한 바와 같이 하나의 축으로 형성하여 일측 단부와 타측 단부에 각각 고출력모터와 고회전모터를 연결하여 각 모터 중 어느 하나의 구동을 통해 상기 휠축을 회전시킬 수 있는데, 2개의 모터가 하나의 휠축을 사용하는 경우에는 부하가 발생되어 모터의 파손이나 손상을 가져올 가능성이 있다.Here, the wheel shaft 20 may be formed as one shaft as described above, and a high-output motor and a high-rotation motor may be respectively connected to one end and the other end of the wheel shaft 20 to rotate the wheel shaft through driving of any one of the motors. When two motors use one wheel shaft, there is a possibility that a load is generated and the motor may be damaged or damaged.

따라서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 휠축(20)을 이중축으로 구성할 수 있다.Therefore, as shown in FIGS. 4 to 6, the wheel shaft 20 can be constructed as a double shaft.

구체적으로, 상기 휠축(20)은 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나의 모터가 단부에 연결되는 중공형으로 된 외부축(21)과, 상기 외부축(21)의 내부에 다른 하나의 모터가 단부에 연결되게 설치되는 내부축(25)으로 구성될 수 있다.Specifically, the wheel shaft 20 includes an outer shaft 21 having a hollow shape in which one of the motor of the high output motor 30 and the high rotation motor 40 is connected to the end, And an inner shaft 25 installed on the other end of the motor so as to be connected to the other end of the motor.

그리고, 상기 외부축(21)의 중공된 내주면에는 하나 이상의 래칫걸림턱(22)이 형성된다. 바람직하게는 외부축의 내주면을 따라 복수개 구비될 수 있으며, 첨부 도면에서는 12개 형성하였다.One or more ratchet catching jaws 22 are formed on the hollow inner peripheral surface of the outer shaft 21. Preferably, a plurality of inner circumferential surfaces of the outer shaft may be provided.

상기 내부축(25)의 외주면에는 상기 래칫걸림턱(22)에 걸리도록 래칫(26)이 힌지결합되게 구비되는 것이고, 이 래칫(26)은 자중에 의해 단부가 하방으로 이동되게 회전되면서 상기 래칫걸림턱(22)에 걸려지는 것이고, 이렇게 래칫(26)이 래칫걸림턱(22)에 걸려진 상태로 내부축과 외부축이 함께 회전되는 것이다.A ratchet 26 is hingedly coupled to the outer circumferential surface of the inner shaft 25 so as to be caught by the ratchet engaging jaw 22. The ratchet 26 rotates so that its end portion is downwardly moved by its own weight, And the inner shaft and the outer shaft are rotated together with the ratchet 26 engaged with the ratchet stop 22.

첨부 도면에서는 상기 래칫(26)을 90도 간격으로 4개 형성하였다.In the drawings, four of the ratchet teeth 26 are formed at intervals of 90 degrees.

구체적으로, 상기 내부축(25)에 연결된 고출력모터(30)를 구동시키면 내부축이 회전되면서 상기 래칫(26)이 래칫걸림턱(22)에 걸려져 내부축의 회전과 함께 외부축이 함께 회전하게 되는 것이고(도 5 참조), 상기 고출력모터를 정지시킨 상태로 외부축(21)에 연결된 고회전모터(40)를 구동시키면 래칫(26)이 래칫걸림턱(22)에 걸리지 않은 채로 외부축만이 회전되면서 후륜을 회전시키게 되는 것이다.(도 6 참조)Specifically, when the high output motor 30 connected to the inner shaft 25 is driven, the inner shaft is rotated so that the ratchet 26 is caught by the ratchet latch 22 and the outer shaft rotates together with the rotation of the inner shaft (See FIG. 5). When the high-rotation motor 40 connected to the outer shaft 21 is driven while the high-output motor is stopped, only the outer shaft is engaged with the ratchet 26 without being caught by the ratchet- And the rear wheel is rotated while being rotated (see Fig. 6).

이와 같이, 고출력모터(30)의 구동시에는 내부축이 외부축과 함께 회전되면서 후륜을 회전시키는 것이고, 고회전모터(40)의 구동시에는 외부축만이 회전되면서 후륜을 회전시키게 되는 것이며, 고회전모터의 구동시에는 고출력모터에 부하가 발생하지 않게 되어 부하발생으로 인한 고출력모터의 파손을 방지할 수 있는 것이다.Thus, when the high output motor 30 is driven, the inner shaft is rotated together with the outer shaft to rotate the rear wheel. When the high speed motor 40 is driven, only the outer shaft is rotated to rotate the rear wheel. The load on the high output motor is not generated when the motor is driven, thereby preventing damage to the high output motor caused by the load.

여기서, 상기 래칫(26)이 자중에 의해 회전되더라도 래칫걸림턱(22)에 걸리지 않을 가능성이 존재하기 때문에 스프링(미도시)을 설치하여 상기 래칫(26)을 내부축(25)에 대해 탄성동작되게 구비할 수 있다.Since the ratchet 26 may not be caught by the ratchet catching jaw 22 even if the ratchet 26 is rotated by its own weight, a spring (not shown) may be provided to move the ratchet 26 against the inner shaft 25 .

상기 스프링이 설치된 경우에는 탄성력에 의해 래칫이 항상 외부로 돌출됨으로써 내부축의 회전시 래칫이 래칫걸림턱에 걸려져 외부축과 함께 회전하게 되는 것이고, 외부축을 회전시키는 경우에는 래칫의 뒷부분이 외부축의 내주면에 접촉됨에 따라 래칫걸림턱에 래칫이 걸리지 않은 채 외부축만이 회전될 수 있는 것이다.When the spring is installed, the ratchet always protrudes outward due to the elastic force, so that when the inner shaft rotates, the ratchet is caught by the ratchet latching jaw and rotates together with the outer shaft. When the outer shaft is rotated, So that only the outer shaft can be rotated without being engaged with the ratchet latch jaw.

이때, 상기 외부축의 회전시 상기 래칫(26)이 래칫걸림턱(22)에는 걸리지 않고 외부축의 내주면에 접촉되어 짐에 따라 소음이 발생될 수 있기 때문에 상기 래칫의 재질을 소음발생이 적은 재질로 형성하거나 외부축의 내주면에 소음발생을 최소화할 수 있는 물질로 코팅 또는 외부축을 소음이 적은 재질로 성형하도록 할 수 있다.At this time, when the outer shaft is rotated, the ratchet 26 is not caught by the ratchet catching jaw 22, and noise may be generated due to contact with the inner circumferential surface of the outer shaft. Therefore, the ratchet is formed of a material Or may be formed of a material capable of minimizing the generation of noise on the inner circumferential surface of the outer shaft, or may be formed of a coating or outer shaft of a material with low noise.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 변속장치의 설치 없이 고출력모터와 고회전모터만으로 간단하게 전기자전거 등의 개인이동수단의 저속모드와 고속모드를 구현할 수 있음은 물론 평지와 오르막길을 효과적으로 주행할 수 있으며, 특히 변속장치를 설치하지 않음으로써 부품감소로 비용 절감효과를 제공할 수 있으며, 모터부하 판단부를 구비한 경우에는 주행시 모터의 부하값을 이용하여 고속모드에서 저속모드로의 자동전환이 가능하여 사용자가 페달을 밟거나 수동조작하지 않고도 보다 편리하게 사용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention configured as described above, the low-speed mode and the high-speed mode of the personal moving means such as the electric bicycle can be implemented simply by using the high-output motor and the high-speed motor without the transmission, and the flat road and the uphill road can be effectively run In particular, in the case where the motor load determining unit is provided, it is possible to automatically switch from the high speed mode to the low speed mode by using the load value of the motor at the time of traveling, Can be used more conveniently without stepping on the pedal or manual operation.

10: 자전거프레임 20: 휠축
21: 외부축 22: 래칫걸림턱
25: 내부축 26: 래칫
30: 고출력모터 40: 고회전모터
50: 제어유닛 51: 전원부
52: 모터구동부 53: 모터부하 판단부
54: 페달토크 감지부
10: bicycle frame 20: wheel shaft
21: outer shaft 22: ratchet latch jaw
25: inner shaft 26: ratchet
30: High output motor 40: High speed motor
50: control unit 51:
52: motor drive unit 53: motor load determination unit
54: Pedal torque detection unit

Claims (3)

전륜과 후륜의 중앙에 수평으로 설치되는 휠축(20);
자전거프레임(10)의 일측에 결합되고, 구동축이 상기 휠축(20)의 일측 단부에 연결되어 상기 휠축(20)을 회전시키도록 동력을 발생시키는 고출력모터(30);
상기 자전거프레임(10)의 타측에 상기 고출력모터(30)와 마주보게 결합되고, 구동축이 상기 휠축(20)의 타측 단부에 연결되어 상기 고출력모터(30)의 회전속도보다 고속으로 상기 휠축(20)을 회전시키도록 동력을 발생시키는 고회전모터(40);
상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40)에 전원을 공급하는 전원부(51)가 구비되고, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 작동시키도록 구동신호를 발생시키는 모터구동부(52)가 구비된 제어유닛(50);를 포함하여 이루어지고,
상기 휠축(20)은, 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 어느 하나의 모터가 단부에 연결되고, 중공형으로 형성되어 내주면에 하나 이상의 래칫걸림턱(22)이 형성된 외부축(21); 상기 외부축(21)의 중공된 내부에 상기 고출력모터(30)와 고회전모터(40) 중 다른 하나의 모터가 단부에 연결되게 설치되고, 구동력에 의해 회전시 상기 외부축(21)과 함께 회전되도록 외주면에 상기 래칫걸림턱(22)에 걸려지는 래칫(26)이 힌지결합되게 구비된 내부축(25)으로 구성된 것을 특징으로 하는 개인이동수단의 구동장치.
A wheel shaft 20 horizontally installed at the center of the front wheel and the rear wheel;
A high output motor (30) coupled to one side of the bicycle frame (10) and connected to one end of the wheel shaft (20) to generate power to rotate the wheel shaft (20);
And a drive shaft is connected to the other end of the wheel shaft 20 to rotate the wheel shaft 20 at a higher speed than the rotation speed of the high output motor 30. The high output motor 30 is connected to the other end of the bicycle frame 10, A high rotation motor (40) for generating power to rotate the motor (40);
And a power supply unit 51 for supplying power to the high output motor 30 and the high rotation motor 40. A drive signal is supplied to the high output motor 30 and the high rotation motor 40 so as to operate either the high output motor 30 or the high rotation motor 40 And a control unit (50) provided with a motor driving unit (52)
The wheel shaft 20 is rotatably supported by an outer shaft (not shown) in which one of the high-output motor 30 and the high-rotation motor 40 is connected to an end thereof and is formed in a hollow shape and has one or more ratchet- 21); The other one of the high output motor 30 and the high rotation motor 40 is connected to the end of the outer shaft 21 so as to be connected to the end thereof. And an inner shaft (25) hingedly coupled to the ratchet (26) on the outer circumferential surface so as to be engaged with the ratchet latching jaw (22).
제1항에 있어서,
상기 제어유닛(50)에 회로연결되고, 상기 고회전모터(40)가 작동중인 상태에서 고회전모터에 설정된 압력 이상의 부하가 발생하는 경우에 상기 제어유닛(50)에 부하발생정보를 제공하도록 모터부하 판단부(53)가 구비되고,
상기 제어유닛(50)은 상기 모터부하 판단부(53)의 부하발생정보에 따라 상기 모터구동부(52)에 고출력모터(30)의 작동을 위한 구동신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 개인이동수단의 구동장치.
The method according to claim 1,
The control unit 50 is connected to the circuit, and when the high-speed motor 40 is in operation and a load equal to or higher than the pressure set in the high-rotation motor is generated, (53) is provided,
Wherein the control unit (50) provides a drive signal for the operation of the high output motor (30) to the motor drive unit (52) according to the load generation information of the motor load determination unit (53) Driving device.
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