KR102004600B1 - Bicycle with Electric motor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 전동기를 구비한 자전거는 차체에 하우징이 구비되어, 내부 공간에 상기 전동기가 구비되며, 회전하는 크랭크축이 구비되어 상기 하우징과 상기 전동기를 관통하도록 배치되고, 상기 크랭크축이 관통하는 덮개가 구비되어, 하우징과 함께 상기 전동기를 둘러싸며, 상기 전동기는 고정부, 회전부가 구비되며, 상기 회전부에 회전하는 자석 또는 코일이 구비되고, 제1기어가 상기 회전부의 일단에 구비되어 함께 회전하며, 상기 고정부에는 회전부에 구비되지 않은 자석 또는 코일이 구비되어, 상기 자석과 상기 코일의 작용으로 회전력을 발생하도록 배치되며,
복수 개의 외측 기어로 구성되는 기어 조합이 구비되어 상기 제1기어와 맞물리며,
상기 크랭크축은 상기 제1기어와 상기 회전부, 상기 기어 조합의 적어도 하나의 기어의 중심부를 관통하도록 배치되어, 상기 회전자의 회전력이 상기 제1기어와 상기 기어조합을 통하여 상기 크랭크축에 전달되도록 구비되며,상기 전동기는 크랭크축이 상기 자전거가 전진하는 방향으로 회전할 경우에 동작하고, 상기 전동기는 크랭크축이 상기 자전거가 후진하는 방향으로 회전할 경우에는 동작하지 않도록 구성한다.
본 발명의 전동기를 구비한 자전거에 의하면, 본 발명은 전동기를 구비한 자전거는 단순한 구조로 인하여 무게와 부피를 최소화할 수 있으며, 전동기가 없는 보통의 자전거와 매우 유사한 외관을 가지도록 할 수 있다. 또한 크랭크축이 전동기를 관통하여 구비되어 전동기의 회전력을 크랭크축에 손실을 최소화하여 전달할 수 있으며, 전동기의 회전축이 자전거의 크랭크축과 일체화되므로 전동기의 회전축이 필요 없으며, 구조가 단순해 지고 크기가 최소화하여 외관을 미려하게 하는데 유리하며, 원가 경쟁력이 향상되는 효과가 있다.Bicycle having an electric motor of the present invention is provided with a housing in the vehicle body, the electric motor is provided in the inner space, the crank shaft is provided with a rotation is arranged to pass through the housing and the electric motor, the crank shaft through the cover Is provided, surrounds the electric motor with a housing, the motor is provided with a fixed portion, a rotating portion, the rotating portion is provided with a magnet or coil, the first gear is provided at one end of the rotating portion to rotate together The fixing part is provided with a magnet or coil which is not provided in the rotating part, and is arranged to generate rotational force by the action of the magnet and the coil.
A gear combination composed of a plurality of outer gears is provided to mesh with the first gear,
The crankshaft is disposed to penetrate the central portion of at least one gear of the first gear, the rotating part and the gear combination, and the rotational force of the rotor is transmitted to the crankshaft through the first gear and the gear combination. The electric motor is configured to operate when the crankshaft rotates in the direction in which the bicycle moves forward, and the electric motor is configured to not operate when the crankshaft rotates in the direction in which the bicycle moves backward.
According to the bicycle having the electric motor of the present invention, the present invention can minimize the weight and volume due to the simple structure, and can have a very similar appearance to a normal bicycle without an electric motor. In addition, the crankshaft is provided through the electric motor to transmit the rotational power of the motor to the crankshaft with a minimum of loss, and the rotational axis of the motor is integrated with the crankshaft of the bicycle, so the rotational axis of the electric motor is not necessary, and the structure is simple and the size is increased. It is advantageous in minimizing the appearance by minimizing, and the cost competitiveness is improved.
Description
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 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.Conventional bicycles equipped with electric motors are widely used to rotate wheels without rotating shafts by including electric motors inside the hubs of the wheels. However, the rotation of the wheels causes power loss, the road surface and the slopes. Therefore, a sliding phenomenon may occur, and when the motor is cut off and operated, there is a disadvantage in that the motor acts as a load to make the bicycle driver more tired.
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, a conventional method of transmitting power to the crankshaft is a method of connecting a gear combination to the shaft of the electric motor and transmitting the rotational force generated from the shaft of the gear combination to the pedal of the bicycle is mainly used. The gear combination is connected to the output shaft of the conventional central drive type motor, and the gear combination is configured to be 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 and causes a cost increase, and the size becomes larger, which is disadvantageous for miniaturization, and the force is transmitted from the motor shaft to the shaft of the gear combination. Since the force is transmitted to the crank or wheel hub, there is a lot of force transmission loss. In addition, since the motor and gear combinations are separately configured, the size becomes larger and becomes noticeable 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. It is also cited in WO 2010/051681 A1 published in FIG. 1 as an example of a conventional crank motor. In the prior art illustrated in FIG. 1, the rotational force of the
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.The present invention has been made to improve such a conventional problem, to minimize the loss of power transmission of the electric motor in a bicycle equipped with an electric motor, to minimize the size of the electric motor is not noticeable when the electric motor is mounted around the crank of the bicycle In order to have a beautiful appearance without. In addition, the structure can be simplified to reduce costs, reduce weight, and even in a bicycle equipped with an electric motor, the gear of the crank and the rear wheel may be freely utilized.
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.Bicycle having an electric motor for achieving the object of the present invention, the electric motor is provided with a fixed portion, a rotating portion for rotating relative to the fixed portion is provided, a magnet or a coil rotating to the rotating portion is provided, A magnet or a coil not provided in the rotating part is provided, and the magnet acts on the coil to generate rotational force, and a first gear is provided to be coupled to be concentric with the rotating part, and the first gear is provided as an outer gear. And rotate with the rotary part, the crank shaft being rotated so that the crank shaft penetrates the central portion of the first gear and the central portion of the rotating portion, and the crank shaft is also arranged to penetrate the central portion of the fixing portion. Both ends of the crankshaft are coupled to the pedal via a crank arm, and a gear jaw capable of transmitting rotational force. And a plurality of gears, the gear combinations are all provided with outer gears, at least one of the outer gears of the gear combinations is concentrically coupled with the means for rotating in one-way direction, and the first gear Is engaged with at least one gear of the combination to transmit the rotational force of the rotating portion, and the crankshaft penetrates through the center of the means for rotating only in the one-way direction, such that the rotational force of the rotating portion is the first gear and the gear combination; The crankshaft is transmitted to the crankshaft through means for rotating only in the one-way direction, and the crankshaft and the gear combination may rotate when the electric motor operates, but the crankshaft may rotate even when the electric motor does not operate. The gears of the gear combination are characterized in that they 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 addition, a bicycle having an electric motor for achieving the object of the present invention is provided with a fixed part in the electric motor, a rotating part is provided with respect to the fixed part is provided, a magnet or a coil rotating in the rotating part is provided, the fixed part Is provided with a magnet or coil which is not provided in the rotating part, is arranged to generate a rotational force by the action of the magnet and the coil, the first gear is provided as an outer gear is coupled to be concentric with the rotating part with the rotating part And a magnetic pole detecting element 47 which detects magnetic poles of the magnet and is fixed to the fixed portion, and a rotating crank shaft is provided to penetrate the electric motor. The crankshaft is also arranged to penetrate the central portion of the rotating part, and the crankshaft is also arranged to penetrate the fixing part. Both ends of the crankshaft are coupled to the crank arm, the end of the crank arm is provided with a pedal, the gear combination for transmitting the rotational force is provided with a plurality of gears, the gear combination is all provided with outer gears, The first gear is engaged with at least one gear of the gear combination to transmit the rotational force of the rotating part, and the crankshaft is also arranged to penetrate the central portion of the at least one outer gear of the gear combination such that the rotational force of the rotor is It is provided to be transmitted to the crankshaft through the first gear and the gear combination, the electric motor is operated when the crankshaft rotates in the direction in which the bicycle advances by the signal of the magnetic pole detection element 47, It does not operate when rotating 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.In addition, the bicycle having an electric motor for achieving the object of the present invention at least one gear of the gear combination may further include a second gear, the gear combination further comprises a means for rotating only in one-way direction, The crankshaft may be arranged to penetrate the means for rotating only in the one-way direction. In addition, the crankshaft is further provided with a speed signal generator for indicating the rotational speed, the fixing portion is further provided with an element for detecting the rotational speed of the crankshaft, it characterized in that for detecting 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 having an electric motor, and can have a very similar appearance to a normal bicycle without an electric motor. In addition, the crankshaft is provided through the electric motor can transmit the rotational force of the electric motor to the crankshaft to minimize the loss. In addition, since the rotating shaft of the motor is integrated with the crank shaft of the bicycle, there is no need for the rotating shaft of the motor, and the structure is simplified and the size is minimized, which is advantageous for beautiful appearance, light weight, and 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 electric motor.
2 is a schematic configuration 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 rotary 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 according to an embodiment of a bicycle having an electric motor according to an embodiment of the present invention. A vehicle body 28 forming a frame of a bicycle is provided, and a saddle 22 coupled to the vehicle body is provided, and a front wheel 23 and a rear wheel 24 are provided to be supported by the vehicle body 28, The
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. The housing 45 is provided at the bicycle itself 28, and the
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
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.3 is a conceptual diagram illustrating an electric motor portion of a bicycle having an electric motor according to an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2, which is an embodiment of a permanent magnet rotating 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 fixing part, a rotating part rotating with respect to the fixing part, and a gear combination.
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, the fixing portion is provided with a coil 37 through which current flows, and the
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 part is provided with a
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.In addition, a
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
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. In addition, a bearing 34-3 may be provided between the rotating part and the
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. In addition, the rotating
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 gear combination can be configured by including a plurality of gears such as the second gear 33, the third gear 35, and the
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 low cost. In addition, the second gear 33 and the
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. In addition, in the case of increasing the reduction ratio, it is possible to easily use a plurality of second gears. One end of the second gear 33 and the
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
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
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.In addition, the second gear 33 and the
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.In addition, a
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. In addition, the third gear 35 provided as an outer gear transmits a rotational force to the
또한 기어 조합에 내측 기어를 사용하지 않으므로 유성기어가 필요 없고, 가격 경쟁력이 우수해지고 무게를 경감할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the inner gear is not used in the gear combination, there is no need for the planetary gear, and 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. In addition, the crankshaft rotation signal generator 41 for generating a rotational speed signal on the
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
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
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. In addition, a
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.In addition, the rotational force of the rotor is provided to be transmitted to the
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 way, when the crankshaft rotates in the reverse direction of the bicycle, the electric motor operates to prevent an accident from occurring in advance, and when the
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
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.As described above, in the electric motor having the gear combination according to the present invention, the structure is simplified by transmitting the rotational force generated from the rotating part to the
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. In addition, the
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 transmits the rotational force of the rotating part to the crankshaft through the gear combination and can be provided so that only the crankshaft is visible to the outside. It also has the advantage of replacing the crank arm, mounting or replacing the sprocket.
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.In addition, the cover 46 through which the
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.Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a coil rotary electric motor having a gear combination in a bicycle provided with 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 differences 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 part having a
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 part is provided with a winding
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
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
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. In addition, the gear combination 55 is provided so that at least one gear of the gear combination meshes with the fifth gear 56 of the rotating part, and another gear of the gear combination is connected to the
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. In addition, when the
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. In addition, although not shown in the embodiment of Figure 4 may be provided with a means for generating a rotational speed signal on the
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.As described with reference to the embodiments of Figs. 3 and 4, the motor including the gear combination of the present invention is provided by integrating the
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. In addition, a bicycle having an electric motor according to the present invention can directly combine or detach a gear set provided on the crank side, generally referred to as a sprocket, on the crankshaft as a bicycle without an electric motor, and can also be replaced. It can be used in the same way as a bicycle without 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.In addition, the motor having a gear combination of the present invention has the advantage that the gear combination is easy to configure integrally with the motor, the structure is simple. In addition, since the output shaft of the motor is the same as the
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 including the gear combination of the present invention includes all the gear combinations as the outer gear, and the crankshaft is arranged to penetrate the center of the outer gear so that the power of the motor can be transmitted to the crankshaft. can do. The advantages of the present invention can minimize power loss, reduce weight and improve price competitiveness as described above.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 기어조합을 구비한 전동기는 The motor with a 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.Exemplary embodiments have been described by way of example only, and this is merely exemplary, and one of ordinary skill in the art may have various substitutions, modifications, changes, and equivalent embodiments without departing from the technical spirit of the present invention. I understand that it is possible. The true technical protection of the 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: First LaChat
3: toothed gear
5: crankshaft
6: rotor
13: inner gear
14: center outer 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 body
30, 50: crankshaft
31: rotating case
32: Holder
36, 33, 35, 40, 56: 1st gear, 2nd gear, 3rd gear, 4th gear, 5th gear
34-1, 34-2, 34-3: Bearing
37, 54: coil
38, 58: magnet
39, 59: winding core
41: rotation signal generator
42: rotation signal detection means
43: circuit board
44: means for rotating only in the one-way direction (44)
45, 52: housing
46: cover
51: commutator
53: brush
55: gear combination
Claims (5)
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 외측 기어 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 with an electric motor
The motor is provided with a fixed portion,
Rotating portion is provided that rotates with respect to the fixed portion,
It is provided with a magnet or a coil rotating in the rotating portion,
The fixed part is provided with a magnet or a coil not provided in the rotating part,
The magnet acts with the coil to generate a rotational force,
A first gear is provided and coupled to be concentric with the rotating part,
The first gear is provided with an outer gear to rotate together with the rotating unit,
Is equipped with a rotating crankshaft,
The crankshaft is disposed to penetrate the central portion of the first gear and the central portion of the rotating part,
The crankshaft is also arranged to penetrate the central portion of the fixing part,
Both ends of the crankshaft are coupled to the pedal through the crank arm,
Gear combination that can transmit the rotational force is provided with a plurality of gears,
The gear combination is all provided with outer gears,
Means for rotating in only one-way direction is provided concentrically coupled to at least one outer gear of the gear combination,
The first gear is engaged with at least one gear of the gear combination to transmit the rotational force of the rotating unit,
The crankshaft is outside of at least one of the gear combinations It is arranged to penetrate through the gear center, and the crankshaft is arranged to penetrate through the center of the means for rotating only in the one-way direction,
The rotational force of the rotating unit is transmitted to the crankshaft through means for rotating only in the first gear, the gear combination and the one-way direction,
And the crankshaft and the gear combination may rotate when the electric motor operates, but the gears of the gear combination do not rotate even when the crankshaft rotates when the motor does not operate.
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 회전부의 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 with an electric motor
The electric motor
The fixing part is provided,
Rotating portion is provided that rotates with respect to the fixed portion,
It is provided with a magnet or a coil rotating in the rotating portion,
The fixed part is provided with a magnet or a coil not provided in the rotating part,
It is arranged to generate a rotational force by the action of the magnet and the coil,
The first gear is provided as an outer gear is coupled to be concentric with the rotating part
Rotate with the rotating part,
The fixed portion is provided with a magnetic pole detection element for detecting the magnetic pole of the magnet,
Is provided to rotate the crankshaft through the electric motor,
The crankshaft is disposed to penetrate the central portion of the first gear and the central portion of the rotating part,
The crankshaft is also arranged to penetrate the fixing part,
Both ends of the crankshaft are coupled to the crank arm,
A pedal is provided at the end of the crank arm,
Gear combinations that can transmit torque are provided with a plurality of gears,
The gear combinations are 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 unit,
The crankshaft is also arranged to penetrate the central portion of at least one outer gear of the gear combination,
Rotation force of the rotating unit is provided to be transmitted to the crankshaft through the first gear and the gear combination,
And the electric motor is operated when the crankshaft rotates in the direction in which the bicycle moves forward by the signal of the magnetic pole detection element, and does not operate when the motor rotates in the reverse direction.
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
At least one gear of the gear combination is provided as a second gear,
Wherein the gear side with the higher number of teeth of the second gear meshes with the first gear and the gear side with the lower number of teeth of the gear meshes with the outer gear through which the crankshaft passes.
상기 고정부에 상기 크랭크축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거
The motor of claim 1 or 2, further comprising a speed signal generator indicating a rotational speed of the crankshaft inside the motor.
The bicycle characterized in that the device for sensing the rotational speed of the crankshaft in the fixed portion
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 of claim 2
Means for rotating only in the one-way direction is included in the gear combination,
A hole is formed in the center of one outer gear of the gear combination and in the one-way direction
The means for rotating only is seated in a hole in the center of the outer gear, and the crankshaft is arranged to pass through the means for rotating only in the one-way direction.
bicycle
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US20120305325A1 (en) | 2010-02-18 | 2012-12-06 | Kiyohiro Ito | Electric power-assisted bicycle |
US20130075176A1 (en) | 2010-01-22 | 2013-03-28 | Foster Assets Corporation | Pedal driven apparatus having a motor |
US20170267314A1 (en) | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Prodrives & Motions Co., Ltd. | Motorized gear reducer |
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US20170267314A1 (en) | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Prodrives & Motions Co., Ltd. | Motorized gear reducer |
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