발명의 명칭:허브타입구동장치및이를이용한전기자� �거 기술분야

[1] 본발명은전기자전거에관한것으로,상세하게� �스로틀 (Throttle)방식, PAS(Pedal Assist System)방식및스로틀과 PAS겸용방식의전기자전거에 적용할수있는허브타입구동장치및이를이용한 전기자전거에관한것이다. 배경기술

[2] 전기자전거 (Electric Bicycle)는일반자전거의바퀴허브혹은크랭크축� ��

직류모터를장착하고동력을보조하는기능을하 여평지및오르막길에서의 쾌적한주행을가능하게한다.

[3] 전기자전거의적용범위의기준은사람의힘을보 충하기위하여전기모터 동력을장착한이륜자전거를말한다.전기자전� �는반드시페달주행기능이 있으며,전기모터동력으로움직이는자전거를� �하며구동방식에따라다음과 같이분류된다.

[4] 첫째 ,스로틀 (Throttle) :전기자전거가속기레버를조작하여전기모터� �

동력만으로움직이는자전거.

[5] 둘째 ,페달어시스트시스템 (PAS: Pedal Assist System) :전기자전거페달과 전기모터의동시동력으로움직이는자전거.

[6] 셋째，스로틀 (Throttle)/PAS :전기자전거스로틀 (Throttle)과 PAS구동방식

모두를지원하는자전거.

[7] 스로틀 (Throttle)방식전기자전거는엑셀러레이터 (Accelerator)를조작하여 모터의회전력을조절함으로써,저속에서부터� �속까지자전거의속도를 제어할수있게되며 ,이러한엑셀러레이터에의한구동방식을스쿠� �식이라고 칭하고있다.

[8] PAS(Pedal Assist System)방식전기자전거는페달을구를때이를감� �하여 자동으로모터가회전되도록하는페달도움식으 로서 ,토크센서는자전거 운전자가페달에가하는답력을측정하여계산된 토크정보를전기자전거 컨트롤러에제공하는역할을하며페달에가해지 는답력이커질수록모터의 출력도커지게되므로운전자가페달에가하는답 력을조절하여전기자전거의 직류모터출력을능동적으로제어할수있다.

[9] 허브내부에모터를내장한허브형모터는일반적 인모터와마찬가지로

회전속도가낮아지면효율이급격하게저하되어 전기자전거의구동능력이 떨어진다.따라서저속에서구동력을좋게하기� �해서는변속기가필요하다. 허브내에변속기와모터를모두내장한허브형모 터는최근에서야개발이되고 있다.

[1이 이러한변속기는일반적으로모터의입력만을변 속하는것이며모터또는 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 페달의구동에의해자전거가운행되는동안에는 변속제어부에부하가걸리면 속도변환이되지않는다.

[11] 모터의입력과페달의입력을하나의변속기로입 력받아이를모터또는

페달의구동이있는동안에도원하는변속단으로 즉시변환하는것은쉽지않은 문제가있다.

[12] 이러한종래기술에서는모터쪽입력및페달쪽입 력이모두전가되어

변속장치내에서부하가발생되어선택한변속단 으로변환되지못하는것을 해결하여전기자전거및일반자전거의허브내장 형변속기에적용할수있는 변속방법이한국공개특허공보제 10-2010-0135488호（특허문헌 1）에제안되어 있다.

[13] 특허문헌 1에는바퀴의허브쉘내에모터와변속장치가모� �구비되어있고, 허브쉘에내장되어있는모터에의해구동되는동 력과,상기허브쉘외측에 별도로장착되어탑승자의페달링에의해구동되 는스프로켓으로입력되는 동력을허브쉘에내장되어 있는변속장치에의해서각각또는동시에

변속시키는모터및페달링겸용변속방법이개시 되어 있다.

[14] 특허문헌 1의변속기는모터및페달의입력동력을변속장� �를통해

저속에서부터고속까지마음대로변환시킬수있 고또한,변속기가작동되고 있는중이나또는작동되고있지않는중이라도모 터쪽입력또는,페달쪽 입력을모두받을수있도록하였다.

[15] 그러나,특허문헌 1의변속기는 3속변속이이루어지는것으로복잡한

변속기어구조를가지고있어부피가크며구조가 복잡하여제조단가가높으며 , 고정비의변속이이루어지는 방식이아니다.

[16] 단일의원웨이베어링으로이루어진클러치를사 용하는고정비의변속이

이루어지는 방식은 3~5단계의모드를구비하고도로주행환경에따라 각 모드별로적절한파워를제공하고있다.

[17] 총 5단계의페달어시스트시스템 쇼幻은예를들어,모터의지원을완전히 차단하는오프모드에서시작해서장거리지원을 하는에코모드,균일한 어시스트를지원하는투어모드,비교적파워가� �력한스포츠모드,그리고가장 큰파워를지원하는터보모드로구성될수있다.

[18] 그런데,종래의단일의클러치를사용하는고정� �의변속이이루어지는 방식구동장치는싱글모터의동력을선기어입력 ,캐리어고정,링기어출력의 유성기어세트에인가하여링기어로부터고정비 로토크변속된출력를

발생시키는구조를가지고있다.

[19] 종래의 방식구동장치는선기어로회전구동력을받아서 유성기어를

통하여링기어로출력이발생될때,링기어가구� �장치하우징에직접결합되고 캐리어에원웨이베어링으로이루어진클러치가 삽입된구조를가지고있다.

[2이 이경우,모터가구동될때는유성기어세트의기� �감속으로링기어가

회전되며 ,모터정지시에도자전거는전진방향으로진행� �어야한다. 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682

[21] 결합되고캐리어에클러치가

삽입된구조를가지고있으며,클러치는샤프트� �고정되어 있다.따라서,모터 정지시구동장치하우징이 전진방향으로회전하면링기어와유성기어가 회전하면서선기어도회전하며로터도회전하게 된다.이경우,링기어의 회전에 따라모터의로터가회전하면로터가부하로작용 하여브레이크역할을하며 바람직하지못하다.

[22] 그결과,종래에는유성기어회전시에선기어의� �동방지를위해

캐리어에클러치가삽입되어 캐리어가회전하도록설계되어 있다.

[23] 그러나,모터정지시에자전거가전진방향으로� �행되는경우,구동장치

하우징이 회전하면서,링기어와유성기어의 회전에따라소음이발생하며, 링기어와유성기어의회전비가 1 : 1이아니기 때문에회전과정지를반복하게 되어 합성수지로제작되는유성기어의파손이 발생하는문제점이 있다.

발명의상세한설명

기술적과제

[24] 본발명은이러한종래문제점을감안하여고안된 것으로,그목적은링기어와 하우징이분리되어 있으며 링기어브라켓과하우징으로부터돌출된클러치 고정부사이를원웨이 베어링으로이루어진클러치로연결함에 의해전동 모터의동작시에만링기어출력을하우징에 전달하고전동모터가정지시에는 링기어출력을하우징에 전달하는것을차단할수있는허브타입구동장치 및 이를이용한전기자전거를제공하는데 있다.

[25] 본발명의다른목적은모터정지상태에서자전거 가진행하여하우징이회전될 때 링기어의회전을차단할수있어기어가파손되거 나소음이 발생되는것을 최소화할수있는허브타입구동장치 및 이를이용한전기자전거를제공하는데 있다. 고정비의 변속이 이루어지는허브타입구동장치 및 이를이용한전기자전거를제공하는데 있다.

[27] 본발명의다른목적은 3결선방법으로일체형스테이터코어의티스에 3상 코일을권선할때,한번에모든코일권선이 연속됨에 따라코일사이의 연결 부위 없이코일권선이 이루어질수있는허브타입구동장치를제공하는 데 있다.

[28] 본발명의또다른목적은 3결선방법으로코

병렬접속함에 의해코일의 저항을최소화함에

1에8）을줄여서코일온도를낮추고효율은증대� ��키며가는직경의와이어를

2가닥권선방식으로턴수를확보하여 구현할수있는허브타입 구동장치를제공하는데 있다.

과제해결수단 [29] 본발명의일실시예에따르면,전기자전거용허� �타입구동장치는내부에 수용공간을갖는하우징 ;상기하우징을관통하여통과하며전기자전거� � 프레임으로부터분지된포크에양단부가고정설 치되는지지축;상기지지축이 관통하는하우징의양즉면과지지죽사이에설치 되며지지죽을중심으로 하우징을회전가능하게지지하는제 1및제 2베어링;상기하우징내부에 내장되며지지축을중심으로회전되는회전력을 발생시키는전동모터 ;상기 전동모터의회전력을감속시키기위한변속기;� �상기변속기의출력을 하우징에선택적으로전달하는클러치를포함하 며 ;상기변속기는선기어입력, 캐리어고정,링기어출력방식의유성기어장치� �형성되고,상기링기어는 일단이링기어에연결된링기어브라켓의타단을 통하여클러치에연결되며, 상기클러치는외륜이링기어브라켓의타단에지 지되고,내륜이상기

하우징으로부터돌출된클러치고정부에지지된 원웨이베어링으로형성되는 것을특징으로한다.

[3이 상기전기자전거용허브타입구동장치는상기링 기어와링기어브라켓은

하우징과분리되어있으며 ,상기클러치는상기전동모터가동작될때링기� � 브라켓의출력을하우징에전달하고,상기전동� �터가정지상태일때하우징의 전진방향회전력을링기어브라켓에전달하는것 을차단할수있다.

[31] 또한,상기전동모터는아우터로터타입 BLDC(Brushless DC)모터로

이루어지며,상기로터의출력은로터브라켓을� �하여유성기어장치의 선기어에전달되고,상기선기어는지지축에회� �가능하게지지되고,상기 캐리어는지지축에고정될수있다.

[32] 상기유성기어장치는상기전동모터의로터와연 결되는선기어 ;상기

선기어의외주에기어결합되며자전하는복수의 유성기어;상기복수의 유성기어를각각회전가능하게지지하는캐리어 ;상기복수의유성기어가 내접하는링기어;및상기링기어의외주에일단� �연결되고,타단이상기 클러치에연결되는링기어브라켓;을포함하며,� ��기선기어는지지축에회전 가능하게지지되고,상기캐리어는지지축에고� �될수있다.

[33] 상기하우징은내부에수용공간을갖도록컵형상 으로이루어진훨;및

외주부가상기훨의개구부에결합되는커버;를� �함하며,상기클러치고정부는 상기훨의수용공간내부로돌출된원통부로형성 되고,상기클러치고정부의 외주부에원웨이베어링의내륜이지지되고,상� �클러치고정부의내주부와 지지축사이에제 2베어링이장착될수있다.

[34] 상기전기자전거용허브타입구동장치에서상기 제 1및제 2베어링은각각 상기훨과커버의중앙에형성된각각의관통구멍 내측에설치되며,상기제 1및 제 2베어링과지지축사이에는각각실리용 0-링이설치될수있다.

[35] 본발명에따른전기자전거용허브타입구동장치 는상기전기자전거가

PAS(Pedal Assist System)방식전기자전거일때,상기전동모터는크� ��크축에 설치되어페달에가해지는답력을검출하기위한 토크센서 ;상기하우징에 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 설치되어전기자전거의주행속도검출에이용되 는하우징센싱마그넷;상기 전동모터의스테이터에설치되며 ,상기하우징과함께회전되는하우징센싱 마그넷의회전을검출하여주행속도검출신호를 발생하는홀센서를구비하는 홀센서조립체;및사용자의선택에따라상기전� �자전거의시스템을제어하는 시스템콘트롤러;를더포함하며,상기시스템콘� ��롤러는상기주행속도 검출신호에기초하여산출된주행속도가미리설 정된속도를초과하지않도록 상기전동모터를제어할수있다.

[36] 상기전동모터는로터브라켓의외륜에백요크와 마그넷이적층된로터;및 외주부가상기로터의마그넷과에어갭을갖고대 향하고중앙부가지지축의 외주에결합되어고정되며,상기로터에회전자� �장을인가하기위한

스테이터;를포함하고,상기로터브라켓의내륜� ��상기선기어로부터연장된 연장부에연결될수있다.

[37] 본발명에따른전기자전거용허브타입구동장치 는상기연장부의내주부와 지지죽사이에지지죽을중심으로상기로터브라 켓과선기어를회전가능하게 지지하는제 3및제 4베어링 ;을더포함할수있다.

[38] 상기스테이터는환형요크의외주에복수의티스 가방사상으로연장된

스테이터코어 ;상기로터의마그넷과대향한외주면을제외한� �수의티스의 4측면을둘러싸는절연필름;각각복수의티스와� ��형요크에대응하도록환형 몸체와상기환형몸체로부터방사상으로뻗어있 는복수의연장부를구비하고, 상기스테이터코어의일측및타측에조립되는제 1및제 2스테이터

인슐레이터;상기절연필름과제 1및제 2스테이터인슐레이터에의해둘러싸인 티스부분에권선되는스테이터코일;및외륜이� �테이터코어의내주부에 결합되고복수의브릿지를통하여연결된내륜이 상기지지축에결합되는 스테이터어셈블리브라켓;을포함할수있다.이� ��우,상기스테이터코어와 스테이터어셈블리브라켓은일체형일수있다.

[39] 또한,상기스테이터는복수의티스에권선되는 3상（11 , ）스테이터코일을 포함하고,상기 3상（11 , ）스테이터코일각각은 3개의티스에연속적으로 권선된복수의코어그룹을포함하며,각상의코� �그룹은병렬접속되고각 상별로교대로배치될수있다.

[4이 더욱이,상기전동모터는 20극싱글로터와 18슬롯옌 ）구조의

스테이터로구성되며 ,상기스테이터는복수의티스에권선되는

스테이터코일을포함하고,상기 3상（11 , ）스테이터코일각각은 3개의 티스에연속적으로권선된복수의코어그룹을포 함하며,상기코어그룹각각은 연속된 3개의티스에순방향,역방향및순방향의순서로� ��속권선되며,인접된 2개상의연속된 6개의티스는대향하여배치된로터의마그넷을� �일한 방향으로회전하도록서로반대방향으로자속이 발생되며 ,상기스테이터 코일에 방식으로구동신호가인가될때, 2개상의연속된 6개의 티스는활성화상태로설정되고,상기연속된 6개의티스사이에배치된나머지 1개상의연속된 3개의티스는비활성화상태로설정될수있다.

[41] 또한,상기전동모터는 20극싱글로터와 18슬롯 (slot)구조의싱글스테이터로 구성되며 ,상기스테이터는 18개의티스에권선되는 3상 (U,V,W)스테이터 코일을포함하고,상기 3상 (U,V,W)스테이터코일각각은 3개의티스에 연속적으로권선된 6개의코어그룹을포함하며,상기 18개의티스에권선되는 3상 (U,V,W)스테이터코일은일회의연속권선으로권� �이완료되고,각상의 코어그룹의입력은공통연결되고,각상의코어� �룹의출력은중성점 (Neutral Point)에연결되도록권선될수있다.

[42] 본발명의일실시예에따르면,전기자전거는프� �임 ;상기프레임의일단에 연결된전륜;상기프레임의타단에연결된후륜;� ��상기전륜과후륜중하나의 허브에설치되어바취에회전구동력을제공하는 허브타입구동장치;를포함할 수있다.

[43] 본발명의허브타입구동장치는스로틀 (Throttle)방식 , PAS(Pedal Assist System)방식및스로틀과 PAS겸용방식의전기자전거에적용될수있다. 발명의효과

[44] 상기한바와같이 ,본발명에서는링기어와하우징이분리되어있� �며링기어 브라켓과하우징으로부터돌출된클러치고정부 사이를원웨이베어링으로 이루어진클러치로연결함에의해전동모터의동 작시에만링기어출력을 하우징에전달하고전동모터가정지시에는하우 징의회전력을링기어에 전달하는것을차단할수있다.

[45] 또한,본발명에서는모터정지상태에서사용자� �페달링을하여자전거가 전진방향으로진행할때,즉하우징이고속으로� �진방향으로회전될때에도 링기어의회전을차단할수있어기어가파손되거 나소음이발생되는것을 최소화할수있다.

[46] 더욱이 ,본발명의구동장치는스로틀 (Throttle)방식 , PAS방식및

스로틀 (Throttle)과 PAS겸용방식을모두를지원할수있으며 ,고정비의변속이 이루어진다.

[47] 본발명은 3결선방법으로일체형스테이터코어의티스에 3상코일을권선할 때,한번에모든코일권선이연속됨에따라코일� �이의연결부위없이코일 권선이이루어질수있다.

[48] 본발명은 3결선방법으로코일권선시에각코어그룹사이� �병렬접속함에 의해코일의저항을최소화함에의해저항 (resistance)과동손 (coil loss)을줄여서 코일온도를낮추고효율은증대시키며가는직경 의와이어를 2가닥

권선방식으로턴수를확보하여고속 RPM을구현할수있다.

도면의간단한설명

[49] 도 1은본발명에따른전기자전거용허브타입구동� �치가후륜에적용된 전기자전거를보여주는개략정면도이다. 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682

[5이 및도 ¾는각각본발명에따른전기자전거용허브타입� ��동장치의 정면도및좌측면사시도이다.

[51] 및도 는각각본발명에따른전기자전거용허브타입구 동장치의 축방향단면도이다.

[52] 도 4는본발명에 따른전기자전거용허브타입구동장치의축방향 을따라 절개한단면사시도이다.

[53] 도 5는본발명에 따른전기자전거용허브타입구동장치의부분분 해

사시도이다.

[54] 도 6은본발명에 따른전기자전거용허브타입구동장치의완전분 해

사시도이다.

[55] 발명에 따른전기자전거용허브타입구동장치의구동장 치하우징을 사시도이다.

[56] 에서실링구조를설명하기 위한부분확대도이다.

[57] 도 %는각각본발명에따른전동모터를나타내는좌� �면도,도 단면도및직경방향단면도이다.

[58] 발명에 따른전동모터를나타내는분해사시도이다.

[59] 도 11(1는각각본발명에따른스테이터코어에 3상코일을 3결선 방법으로권선하는방법을설명하는설명도,도 1 의 권선방법에따라권선된 3상스테이터코일의등가회로도,도 %에도시된스테이터코어에 3상코일을 3결선방법으로권선한코일결선도를나타내는� �명도,및도 11(1에도시된 3상 스테이터코일의코일결선도와모터구동회로를 함께나타낸회로도이다. 발명의실시를위한형태

[6이 이하,첨부된도면을참조하여본발명에따른바� �직한실시예를설명한다.

[61] 이과정에서도면에도시된구성요소의크기나형 상등은설명의 명료성과 편의상과장되게도시될수있다.또한,본발명의� ��성 및작용을고려하여 특별히 정의된용어들은사용자,운용자의의도또는관� �에 따라달라질수 있다.이러한용어들에 대한정의는본명세서 전반에 걸친내용을토대로 내려져야한다.

[62] 도 1을참고하면,본발명에 따른전기자전거 (200)는후륜 (220)의 허브에허브 타입구동장치 (100)가설치되어 있다.

[63] 본발명에 따른전기자전거 (200)는일반자전거와유사하게 전륜 (210)과

후륜 (220)이기본적인다이아몬드형프레임 (230)에 연결되어 있고,일반 자전거로이용될때프리훨 (260)이 설치된후륜 (220)은대기어 (250)와 프리훨 (260)사이에 연결된체인 (270)을통하여페달 (240)에가해지는답력에 의해구동될수있다.

[64] 본발명에 따른전기자전거용허브타입구동장치 ( 0)는전기자전거의

후륜 (220)또는전륜 (210)의허브에 설치될수있다. 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682

[65] 상기구동장치 (100)의지지축 (1)은프레임 (230)으로부터분지된포크 (232)에 양단부가연결되어있고,후륜 (220)의허브에는본발명에따른허브타입 구동장치 (100)가설치되어있다.상기프리훨 (260)은후술하는구동장치 (100)의 하우징 (30)을형성하는커버 (3)나훨 (2)의외측면에설치될수있으며, 프리훨 (260)에는외장식변속장치로서기어비변경이이� ��어지게하는다단 스프라켓이설치될수있다.

[66] 상기대기어 (250)를형성하는크랭크의크랭크축 (252)에는사용자의페달링에 따른답력을측정하기위한토크센서가설치될수 있다.

[67] 상기프레임 (230)에연결된핸들 (280)의일측에는전기자전거가

스로틀 방식일경우에구비되는엑셀러레이터 (쇼＞(^1 _ (282)가 설치되어있고,핸들 (280)의타측에는브레이크레버 (286)가설치되며, 핸들 (280)의중앙부에는조작패널 (284)이설치될수있다.상기조작

패널 (284)은터치방식으로주행모드를변경하기위한� ��드선택스위치,라이트 턴온/턴오프스위치등의스위치를선택할수있� �며,주행속도,선택된모드 등을디스플레이하는디스플레이부를포함하고 있다.

[68] 또한,프레임 (230)에는상기조작패널 (284)에서사용자의조작,선택에따라 구동장치 (100)를제어하기위한시스템콘트롤러 (290)가케이블 (292)을통하여 연결되어있다.

[69] 참고하면,본발명에따른전기자전거용허브타� �

구동장치 (100)는크게하우징 (30),지지축 ( ₈ 1 )(1),제 1내지제 4베어링 (6&~6(1), 로터 (50)와스테이터 (40)를구비하는전동모터 (110),변속기 (120)및클러치 (5)를 포함하고있다.

[7이 본발명에따른전기자전거용허브타입구동장치 (100)는,도 1에도시된바와 같이,지지축 ( ₈ 1 ¾)(1)이회전되지않고지지축 ( ₈ 1 的(1)의양단부가

전기자전거 (200)의프레임 (230)으로부터분지된포크 (232)에고정되어있으며, 하우징 (30)내부에회전력을발생하는동력원역할을하� �전동모터 ( 0)를 구비하고있다.상기전동모터 ( 0)의회전력은유성기어장치로형성될수있는 변속기 (120)에전달되어모터의고속회전속도를저속으� ��감소시킴에의해 토크변환이이루어진후하우징 (30),즉바퀴에전달되어하우징 (30)을 회전시킴에의해전진구동이이루어진다.상기� �속기 (120)는전동모터 (110)의 고속회전속도를저속으로감소시키는감속기로 서저토크출력을고토크 출력으로변환시키는역할을한다.

1] 이하에본발명에따른전기자전거용허브타입구 동장치 (100)의구성을

상세하게설명한다.

[72] 허브田 )역할을하는상기구동장치 (100)의하우징 (30)은후륜 (220)의중앙에 설치되며,일측이개방된컵형상으로이루어진� � (2)과외주부가상기훨 (2)의 개구부에실링결합되는원형커버 (3)를포함한다.훨 (2)과커버 (3)는예를들어, 알루미늄합금과같은경량이면서강도를갖는금 속재로이루어질수있으며 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 그의중앙에는지지축 (1)이관통하는관통구멍이 형성되어 있다.

3] 상기커버 (3)와훨 (2)의 관통구멍내측에는각각베어링하우징이 형성되어

하우징 (30)이지지죽 (1)을중심으로회전가능하게지지되도록제 1및제 2 베어링 (6 6비이 설치되어 있다.

4] 상기제 1베어링 (6幻은커버 (3)의중앙부가브레이크장치 설치용브라켓 (35)을 형성하도록외측으로돌출되면서그내측벽에 베어링하우징이 형성되고, 훨 (2)의내측벽으로부터돌출된클러치고정부 (2 는외주부에원웨이

베어링으로이루어진클러치 (5)를고정하는한편그의 내주부는제 2

베어링 )을지지하는제 2베어링하우징 역할을한다.

[75] 상기훨 (2)은컵 형상의외주부양측에각각한쌍의플랜지부 (¾2 가

돌출되어 있고,한쌍의플랜지부 (¾,2이사이에는복수개의보강부 (30幻가 연결되어 훨 (2)의 강도를보강하고있다.상기훨 (2)의 한쌍의

플랜지부 (¾, 2 에는도 1과같이타이어 (222)가장착되는림 (224)과연결되는 복수의스포크살 (226)이고정되는복수의스포크살결합구멍 (31)이 형성되어 있다.

6] 도 8에도시된바와같이 ,커버 (3)의 외주부에는요홈이 형성되어 있으며 ,상기 요홈에는훨 (2)의 개구부와커버 (3)의 외주부사이에실링결합을위해

0 -링 (23幻이삽입되어 있고,또한훨 (2)과커버 (3)의조립상태를유지하도록 복수의고정볼트 (22)가체결되어 있다.

[77] 또한,상기커버 (3)와훨 (2)의중앙에구비된제 1및제 2베어링 (6 6비과

지지축 (1)사이에는각각실링용 0 -링 (23江23이이삽입되어 있고,제 1및제 2 베어링 (6 6비과상기커버 (3)와훨 (2)의 내측벽에 형성된베어링하우징 사이에도각각실링용 0 -링 (23 ₍ 1,23句이삽입되어 있다.

8] 더욱이,상기지지축 (1)에는도 8과같이,하우징 (30)의 외부에설치된시스템 콘트롤러 (290)의모터구동회로로부터 내부에구비된전동모터 (110)에

구동신호를전송하기위한케이블 (292)이통과하는케이블통로 (27)가형성되어 있다.

[79] 상기커버 (3)의중앙외측에는하우징 (30)의 회전을제동하기 위한

브레이크장치 설치용브라켓 (35)이돌출되어 커버 (3)와일체로형성되어 있으며, 상기브라켓 (35)에는예를들어,디스크브레이크가설치될수� ��다.

[8이 도시된실시예설명에서는상기브레이크장치설 치용브라켓 (35)이 커버 (3)의 외측면에 일체로형성된것을예시하고있으나,훨 (2)의 외측면에 형성되는것도 가능하다.

[81] 본발명에 따른전기자전거용허브타입구동장치 (100)는,하우징 (30)내부에 회전력을발생하는동력원역할을하는전동모터 ( 0)를포함하며,전동 모터 (110)는예를들어 ,싱글스테이터 (40)의 외측에싱글로터 (50)가배치된 아우터로터타입으로,레이디얼에어랩타입 ( (1 1 gap )^)의

61고(：(¾ ₁₁₈ 1 ₁ 노 ₈₈ IX：)모터로이루어질수있다. 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682

[82] 상기실시예에는전동모터 ( 0)가레이디얼에어갭타입의싱글

스테이터 (40)와싱글로터 (50)로구성된것을예시하고있으나,싱글

스테이터 -더블로터 ,더블스테이터 -더블로터구조로이루어질수있다.

[83] 전동모터 (110)는예를들어, 3상전파구동방식으로구동이이루어질수있고, 홀 (1¾11)소자와같은자기전기변환소자에의해로� �의회전위치검출을실시할 수있다.

[84] 상기스테이터 (40)는중앙부가지지축 (1)의외주에키 (1^ )(25)를이용한

키결합방식으로결합되어고정되며,상기로터� �회전위치검출에기초하여 모터구동회로로부터인가되는모터구동신호에 따라로터 (50)에회전자기장을 인가함에의해로터 (50)를회전시킨다.

[85] 로터 (50)는메인마그넷 (12)이원통형백요크 (13)내부에적층되어 있으며, 원통형백요크 (13)는로터브라켓 (14)의내측에지지되어 있다.

[86] 상기메인마그넷 (12)은 N극과 3극이교대로배치된복수의분할마그넷으로 이루어지거나,분할착자된원통형마그넷을사� �할수있다.

[87] 상기로터브라켓 (14)은원통형백요크 (13)를지지하는외륜 (14幻,

변속기 (120)를형성하는선기어 (10)로부터연장된연장부 (10幻와복수의 고정볼트 (21)에의해연결되는내륜 (14 및상기외륜 (14幻과내륜 (14이사이를 연결하는복수의브릿지 (14비를포함하고있다.

[88] 상기로터 (50)는외주부가하우징 (30)의훨 (2)내부와소정의간격을두고

배치되며,로터 (50)의출력은로터브라켓 (14)을통하여변속기 (120)의 선기어 (10)에전달된다.즉,로터브라켓 (14)의내륜 (14 과선기어 (10)의 연장부 (10幻사이에는복수의고정볼트 (21)를체결하여상호연결됨에따라 로터 (50)와선기어 (10)는지지축 (1)을중심으로함께회전된다.

[89] 즉,선기어 (10)의연장부 (10幻는도 에도시된바와같이선기어 (10)로부터 3단절곡된구조를가지도록형성되고,지지축 (1)을둘러싸는제 2단

절곡부 (10비의내측은베어링하우징역할을하여내주부 에제 3및제 4 베어링 (此, 6(1)이설치되며,상기로터 (50)와선기어 (10)는지지축 (1)을중심으로 회전가능하게지지된다.상기제 3베어링 (6이과제 4베어링 (6(1)사이에는제 3및 제 4베어링 (6 6(1)을분리시키도록스페이서역할을하는스페� �서링 (28)이 삽입되어 있다.그러나,스페이서링 (28)은생략될수있다.

[9이 상기선기어 (10)의연장부 (10幻중지지축 (1)과직각방향의제 3단

절곡부 (10 에는상기로터 (50)의회전위치를검출할수있도록메인

마그넷 (12)과대응하는복수의자극 (마그넷)을갖는환형의로터센싱

마그넷 (11)이설치되어 있다.따라서,로터센싱마그넷 (11)은로터 (50)의 회전시에동시에회전된다.

[91] 또한,상기로터센싱마그넷 (11)과대향한스테이터어셈블리브라켓 (17)에는 로터 (50)의회전시에로터의회전위치를감지할수있� �록복수의

홀 (1¾11)센서가간격을두고인쇄회로기판 (1 피에장착된홀센서조립체 (26)가 설치되어 있다.

[92] 상기로터 (50)의메인마그넷 (12)과대향하여에어갭을갖고배치된

스테이터 (40)는내주부가지지축 (1)에고정설치되어있다.

[93] 본발명의일실시예에따른스테이터 (40)는도 W에도시된바와같이 ,

스테이터코어 (15),스테이터절연필름 (16),제 1및제 2스테이터

인슐레이터 (16a, 16b),스테이터어셈블리브라켓 (17)및스테이터코일 (18)을 포함하고있다.

[94] 스테이터코어 (15)와스테이터어셈블리브라켓 (17)은도 9a내지도 9c에

도시된바와같이분리형으로구성되거나,일체� �으로구성될수있다.

[95] 스테이터코어 (15)는도 9c에도시된바와같이,복수의티스 (teeth) (즉,코일

권선부) (15b)가링형태의요크 (몸체) (15a)로부터방사방향으로연장된구조를 가진다.

[96] 스테이터코어 (15)의티스 (15b)와요크 (몸체) (15a)에는스테이터

절연필름 (16)과제 1및제 2스테이터인슐레이터 (16a, 16b)대신에절연을위해 열경화성수지，예를들어폴리에스터와같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재또는열가소성수지로인서트몰딩하여보 빈과스테이터지지체를 형성함에의해일체화될수있다.이경우,상기스� ��이터코어 (15)의티스 (15b)는 로터의메인마그넷 (12)과대향한부분을제외하고스테이터코일 (18)이 권선되는영역을정의하는보빈을일체로형성할 수있다.

[97] 또한,상기절연성보빈과스테이터지지체는스� �이터코어 (15)와일체로

형성되거나,보빈이별도로형성되어조립된후, 3상 (U,V,W)스테이터

코일 (18)이권선된구조를가질수있다.상기스테이터� ��연필름 (16)과제 1및 제 2스테이터인슐레이터 (16a, 16b)는스테이터의절연성보빈과스테이터 지지체와동일한역할을한다.

[98] 상기스테이터절연필름 (16)은스테이터코어 (15)에조립될때,로터의메인 마그넷 (11)과대향한외주면을제외한 4측면을둘러싸도록대략직사각통 형상으로이루어지는박막의절연필름으로이루 어질수있으며,코일 (18)이 티스 (15b)에권선될때절연상태를유지한다.

[99] 제 1및제 2스테이터인슐레이터 (16a, 16b)는코일 (18)이티스 (15b)에권선될때, 복수의티스 (15b)와환형요크 (15a)를일측및타측에서커버하도록스테이터 코어 (15)의양측에서조립되어끼움결합방식으로고� �된다.제 1및제 2스테이터 인슐레이터 (16a, 16b)는코일 (18)이티스 (15b)에권선된경우스테이터

절연필름 (16)과함께절연상태를유지한다.

[10이 제 1및제 2스테이터인슐레이터 (16a, 16b)는각각복수의티스 (15b)와환형

요크 (15a)에대응하도록환형몸체와상기환형몸체로� ��터방사상으로 뻗어있는복수의연장돌기부를포함하고있다.

[101] 또한,상기제 1스테이터인슐레이터 (16a)는환형몸체의내측방향으로환형 연장부가연장형성되어있다.더욱이,상기제 1스테이터인슐레이터 (16a)에는 3상 (U,V,W)코일 (18)을스타 (star)결선 (즉, Y-결선)방식으로결선할때, 중성점 (Neutral Point)을형성하기위한공통터미널이인서트몰딩 되어 3개의 공통터미널단자가제 1스테이터인슐레이터 (16a)의상부로돌출될수있다.

[102] 상기제 1스테이터인슐레이터 (16a)의환형몸체에는필요에따라어느하나의 티스 (15b)에권선후다른티스에코일을권선하기위해� ��션을유지하면서다른 티스로이동하거나권선방향을바꾸려고할때가 이드역할을하는복수의권선 가이드돌기를구비할수있다.

[103] 또한,상기제 1스테이터인슐레이터 (16a)의환형몸체에는인버터회로 (150)(도 l id참조)의 3상 (U,V,W)출력이연결되는 U상, W상및 V상

터미널단자 (UT,WT,VT)가간격을두고배치될수있다.

[104] 상기 U상, W상및 V상터미널단자 (UT,WT,VT)는각각 3개의버스바고정너트 중하나와제 1스테이터인슐레이터 (16a)내부적으로연결될수있다. 3개의 버스바고정너트에는각각버스바 (bus bar)용볼트가체결되어 있다.따라서 , 인버터회로 (150)의 3상 (U,V,W)출력은하우징 (30)의외부로부터케이블 (292)을 통하여내부로도입된후 3개의버스바 (bus bar)용볼트에연결됨에따라 U상,

W상및 V상터미널단자 (1117^1^1^1안정되게연결될수있다.

[105] 상기스테이터코일 (18)을형성하기위해티스에권선되는와이어는� �를들어, 외주에쓸리우레탄이코팅된 UEW(Poly urethane Enameled Wire)에나멜선또는 쓸리에스테르이미드가코팅된 EIW (Polyesterimide Enameled Wire)에나멜선을 사용할수있다.

[106] 상기스테이터 (40)는하우징 (30)의외부로부터모터구동에필요한 3상 (U,V,W) 구동신호를전달하는 3개의와이어가하나의케이블에내장되어하우� � (30) 내부로도입된후, 3상 (U,V,W)스테이터코일 (18)과각각연결될수있다.

[107] 이경우,본발명에따른구동장치 (100)는일체형스테이터코어 (15)대신에

복수의분할코어를이용하여 3상 (U,V,W)스테이터코일 (18)을권선한후, 몰딩용수지를사용하여환형으로일체화하면서 스테이터지지체를동시에 형성하는분할코어방식으로구성될수있다.

[108] 상기스테이터 (40)는,도 W에도시된실시예와같이스테이터코어 (15)와

스테이터어셈블리브라켓 (17)가분리된구조를갖는경우,스테이터코어 (15)에 스테이터절연필름 _{( 16)} 과제 !및제 2스테이터인슐레이터 (16a, 16b)를조립한후, 티스 (15b)에 3상 (U,V,W)스테이터코일 (18)을권선한상태에서스테이터 어셈블리브라켓 (17)과끼움결합에의해조립될수있다.즉,도 9c에도시된바와 같이상기스테이터어셈블리브라켓 (17)의외주에는결합요홈 (17g)이축방향과 평행하게형성되고,스테이터코어 (15)의내주부에는결합요홈 (17g)에

결합되도록축방향과평행하게결합돌기 (15c)가형성되어 있다.

[109] 이경우,스테이터어셈블리브라켓 (17)은금속재로이루어지며외륜 (17c)과 내륜 (보스) (17a)이복수의브릿지 (17b)로연결된구조를가질수있다.스테이터 어셈블리브라켓 (17)은예를들어 ,알루미늄합금을이용한다이케스팅방식으로 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 제작되거나,텅스텐소재를이용하여분말야금� �으로성형될수있다.

[110] 복수의브릿지 (17비는스테이터 어셈블리브라켓 (17)내부에요홈 (17¾을

형성하도록일측으로편향되어 외륜 (17이과내륜 (보스) (17 을연결하도록 위치해 있으며,상기요홈에는선기어 (10)의 연장부 (10幻가연장되어 내측에 상기 제 3베어링 (6 과제 4베어링 (6(1)을수용하고,외측에로터 센싱

마그넷 (11)이 배치되어 있다.

[111] 또한,내륜 (보스) (17 은지지축 (1)과결합될때 넓은접촉면적을확보하도록 커버 (3)를향하여돌출되어 있다.

[112] 상기스테이터 어셈블리브라켓 (17)은스테이터 (40)를지지축 (1)에고정시키기 위한연결부역할을한다.이를위해상기스테이� � 어셈블리브라켓 (17)의 중앙에 위치한관통구멍 (17句에는지지축 (1)의 외주에키 (1^ )(25)를이용한 키결합방식으로결합될수있도록키결합용요홈 (17:0이 형성되어 있다.

[113] 상기스테이터 어셈블리브라켓 (17)은내륜 (보스) (17幻이도 에도시된바와 같이 키 (25)를이용하여지지축 (1)에고정되는것 이외에스플라인결합방식으로 지지축 (1)에고정결합될수있다.

[114] 또한,본발명에 따른스테이터 (40)는스테이터코어 (15)와스테이터 어셈블리 브라켓 (17)이 일체화된일체형코어프레임을사용할수있으며 ,박막의 규소강판을복수개적층하여 이루어질수있다.일체형코어프레임은환형 요크 (15幻의외주에복수의티스 (15비가방사상으로연장되고,환형요크 (15幻의 내측에지지축 (1)과결합되는내륜 (보스) (17 이복수의브릿지 (17비를통하여 연결된구조를가질수있다.

[115] 본발명에 따른전기자전거용허브타입구동장치 (100)는예를들어, 20극싱글 로터 (50)와 18슬롯옌 )구조의싱글스테이터 (40)로구성되는 구조의 전동모터 (110)로구성될수있다.스테이터 (40)는 3상 (11 , )스테이터 코일 (18)이스테이터코어 (15)의티스 (15비에권선되어 있으며,하우징 (30)의 외부또는내부에 설치된모터구동회로로부터 3상 (11 , )스테이터코일 (18)에 예를들어, 6 -스텝 ( 머제어방식으로구동신호를인가하도록케이블 을통하여 전달될수있다.

[116] 상기：81 구조의 전동모터 (110)는 3상 (11 , )구동방식으로구동될때, 예를들어,로터위치검출소자로서홀 (1¾11)센서를이용하여로터 (50)의 회전위치를감지할수있다.이를위해로터 센싱마그넷 (11)이선기어 (10)의 연장부 (10幻에설치되어 있으며,로터 (50)가회전될때센싱마그넷 (11)과 대향하여 위치된홀센서조립체 (26)에 의해로터 (50)의 회전위치를감지할수 있다.

[117] 로터 센싱마그넷 (11)은예를들어,로터 (50)와동시에회전되며로터 (50)의 메인마그넷 (12)과동일한극성으로 20극이분할착자된마그넷구조를가지며, 메인마그넷 (12)과동일한회전각도에동일한극성의마그넷� � 배치된다.

[118] 로터의위치신호를검출하는로터위치검출소자 는 3상구동방식인경우,예를 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 들어, 2개또는 3개의홀 (1¾11)소자를사용할수있다.홀센서조립체 (26)는 인쇄회로기판 (1(피에 3개의홀센서와주변회로소자가실장된구조를� �지고, 로터센싱마그넷 (11)과대향한위치,예를들어,스테이터어셈블리

브라켓 (17)에부착되어고정될수있다.

[119] 상기홀센서조립체 (26)는홀 (1¾11)소자가로터 (50)가회전할때이에동기하여 회전되는로터센싱마그넷 (11)의자극변화를검출하여모터구동회로로 전송한다.

[12이 상기모터구동회로의제어부는홀센서조립체 (26)의홀 (¾11)소자가로터센싱 마그넷 (19)의자극변화를검출하여전송하면,이에기초� ��여하기표 1에기재된 6 -스텝 ( ]3)제어방식의논리테이블에기초하여구동신호 를발생한다.

[121] 또한,커버 (3)의중앙내측에는하우징센싱 ᅵ_그넷 (19)이설치되어 있으며, 상기홀센서조립체 (26)에는하우징센싱마그넷 (19)의회전여부를검출하기 위한홀 (1¾11)소자가장착되어커버 ,즉하우징 (30)이회전할때이를검출하여 전기자전거의시스템콘트롤러 (290)에전송한다.

[122] 상기시스템콘트롤러 (290)는홀센서조립체 (26)에서하우징센싱마그넷 (19)의 회전수를검출함에의해하우징 (30)의회전속도를산출하며,전기자전거용 구동장치 (100)가 방식의전기자전거에적용되는경우라면,전기� �전거의 최고속도가 25101^미만으로유지하도록전동모터 (110)의구동을제어한다.

[123] 이하에 참고하여본발명에따른전동모터의동작에

대하여설명한다.

[124] 본발명에따른전동모터 (110)는예를들어, 18슬롯 20폴방식의모터로서, 스테이터 (40)와스테이터 (40)의외부에간격을두고배치된로터 (50)를 포함한다.도시된실시예설명에서는스테이터 (40)의외측에로터 (50)가배치된 아웃터로터모터를예를들어설명하나,본발명� �이와반대로로터가 스테이터의내측에배치되는인너로터모터에도 적용될수있다.

[125] 상기로터 (50)는복수개 (20개)의서로다른극성어극및 3극)을가지는

마그넷 (즉,폴) (211-230)이순차적으로환형으로백요크 (13)에부착된구조로 구현될수있다.

[126] 스테이터코어 (15)는도 및도吹에도시된바와같이,선단부가 1자

형상으로이루어진복수개 (18개)의티스 (111128)가환형의요크 (15幻로부터 방사상으로연장된일체형스테이터코어로구현 되거나,선단부가 I자형상으로 이루어지고후단부가상호조립연결되어환형의 요크를형성하는복수 개 (18개)의분할코어로구현될수있다.

[127] 본발명은스테이터 (40)에서코일이권선되고자기회로경로를형성� �는

스테이터코어 (15)는상기한바와같이,일체형코어또는분할코� ��를사용할수 있다.

[128] 따라서,설명의편의상티스,분할코어,또는티스 와티스사이에형성되는 슬롯은특별한경우를제외하고서로동일한의미 로사용하며,동일한 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 부재번호 (111128)를부여한다.

[129] 싱글로터방식의：81 전동모터에포함되는로터 (50)를구현하는

마그넷 (폴)의개수와티스 (슬롯)의개수는 18슬롯 20폴이외에다양한조합의 개수를가질수있다.

[13이 이하에본발명에따라코일이인접한 3개의티스에각상별로교대로권선된 모터 (이하“ 3결선구조모터”라한다)의설계방법에대하여� ��명한다.

[131] 우선,본발명에따른 3결선구조모터를설계할때스테이터의슬롯옌 )과

로터의마그넷 (자극)은예를들어, 18슬롯 20폴비율로설정될수있다.따라서, 본발명에서는슬롯수와폴수의비율이 10%정도의차이가발생되며,이로 인하여로터의회전시에발생되는코깅은 1선결선방식과비교하여크게 감소하며,코어와코어 (즉,슬롯과슬롯)사이의간격은좁게설정되며,� �결과 마그넷과코어 (즉,티스)사이의대향하는유효면적이증가하여 효율증대를 도모할수있게된다.

[132] 상기로터 (50)는 N극마그넷 (211,213, 215, 217, 219, 221, 223, 225, 227, 229)과 3극 마그넷 (212, 214, 216, 218, 220, 222, 224, 226, 228, 230)이교대로배치되고,각각 인접한마그넷사이의자기회로통로를이루도록 외주에환형의백요크 (13)가 구비되어 있다.

[133] 스테이터 (40)가 18슬롯 20폴구조일때, 3상 (11 , )스테이터코일 (18)은도 내지도 11(1에도시된바와같이, ¼\¥각상마다 6개의

코일 (1끄-116,\¥1-\¥6,\^1-¥6)을포함하며, ¼\¥각상의

코일 (111-116,\¥1-\¥6,\ -¥6)은인접한 3개의티스에연속적으로권선되어하나의 코어그룹을형성하며,전체적으로 6개의제 1내지제 6코어그룹 ( ⁽ 31~06)을 형성한다.

[134] 만약,스테이터가 9의배수인 27슬롯인경우,각상마다 9개의

포함하며,인접한 3개의티스에연속적으로 권선되어 9개의코어그룹 ( ⁽ 31~09)을형성한다.

[135]

제 6코어그룹 6)은도 1比와같이스테이터코어 (15)의중심을기준으로서로 대향한위치에배치가이루어지게된다.

[136] 또한,본발명의스테이터 (40)는 3상 (11 , )스테이터

코일 (111-116, \¥1-\¥6,¥1-¥6)을 결선방식으로결선하며, ¹ 각상의 스테이터코일 (111-116, \¥1-\¥6,\^1 6)은각상의일측 (스타트단자)은도 11(1와 같이모터구동회로를구성하는인버터회로 (150)의 출력에연결되고,각 상의타측 (엔드단자)은상호결선되어중성점어! ⁵ ; Neutral모0_을형성한다.

[137] 이경우, 3상 (11 , )코일 (1끄-116, 1- 6,\^1-¥6)을ᅡ결선방식으로결선할때, 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 중성점 ( )을형성하기위한공통터미널이제 1스테이터 인슐레이터 (16幻에 인서트몰딩되고공통터미널로부터 제 1스테이터 인슐레이터 (16幻의상부로 3개의 공통터미널단자가돌출되어 각상의 타측 (엔드단자)은 3개의

공통터미널단자에 연결될수있다.

[138] 또한,인접한 3개의 티스에 연속적으로권선되는 6개의코어그룹 ( ⁽ 31~06)은 각각예를들어, II상코어그룹 ( ⁽ 31)의코일 (111-113)인경우,티스 (111-113)에 와이어가순방향,역방향,순방향으로권선되어 있어,각코어그룹내부의각 티스는상호반대방향의자속이발생된다.

[139] 또한,스테이터 (40)전체적으로보면 18개의티스 (111^28)는,인접한티스 사이에상호반대방향의자속이발생되도록선택 적인구동신호가

모터구동회로의 제어부 (도시되지 않음)로부터발생되어 인버터회로 (150)를 통하여 3상코일 인가된다.

[140] 11 \¥각상의 은 2개의코어그룹이 병렬접속되어 각코어그룹의 입력은인버터회로 (150)의 출력에공통연결되고,각 코어그룹의출력은 3개의 공통터미널단자 (0 3)에 공통연결되어

중성점어 을형성한다.

[141] 즉, 상의코일 (111-116)은 3개의코일 (111-113)로이루어진제 1코어그룹 ((31)과 3개의코일 (114-116)로이루어진제 4코어그룹必4)이 입력과출력이 각각공통 연결되고, 상코일 (\V1-W6)과 V상코일에 6)도동일하게 3개의

코일 (\vl-w3)로이루어진제 2코어그룹 2)과 3개의코일 (\v4-w6)로이루어진 제 5코어그룹 5)이 입력과출력이각각공통연결되며 , 3개의코일에 크)로 이루어진제 3코어그룹 3)과 3개의코일 0/4-¥6)로이루어진제 6코어그룹 6)이 입력과출력이각각공통연결되어 있다.

[142] 본발명에 따른 3결선방법으로권선된스테이터 (40)는,도 1 에도시된바와 같이, 18개의 티스 (111-128)에 각상의코일 (!끄-116,\¥1-\¥6,\^1-¥6)이 권선되어 제 1내지 제 6코어그룹 ((31~06)이순차적으로배열되어 있다.

[143] 본발명에서는도 1 와같이,하나의 와이어를사용하여 티스 (111-113)에 II상의 제 1코어그룹 ( ⁽ 31)을권선한후,티스 ^ )에 상의

제 2코어그룹 2)을권선하고,이어서 티스 (123125)에 \¥상의

제 5코어그룹 5)을권선한후,티스 (128126)에 ¥상의 제 6코어그룹必6)을 권선하며,이어서 티스 ( 幻에 ¥상의 제 3코어그룹必3)을권선한후, 티스 (122-120)에 II상의제 4코어그룹 4)을연속권선하여코일권선이 완료된다.

[144] 상기한바와같이,본발명에서는하나의와이어� �사용하여티스 (111)에 II상 제 1코어그룹 (<31)에 대한권선을시작하여 II상제 4코어그룹 4)의 티스 (120)에 대한권선을종료할때까지 연속하여 권선하면코일권선이완료된다.

[145] 그결과,본발명에서는동일한상 (相)내의 6개티스에 권선된코일과코일사이 그리고다른상의코일사이에 어떤연결도요구되지 않는다. [146] 이경우,각코어그룹 (G1-G6)에포함된 3티스에권선되는코일의권선방향은 순방향,역방향,순방향으로권선이이루어진다. 또한, 상의제 1코어그룹 (G1)의 코일 (U1,U2,U3)을권선한후, W상의제 2코어그룹 (G2)의코일 (W3,W2,W1)을 권선할때는뒤에위치한티스 (T16)에서앞에있는티스 (T14)방향으로 권선한다.같은방식으로 W상의제 5코어그룹 (G5)과 V상의제 6코어그룹 (G6),

V상의제 3코어그룹 (G3)과 U상의제 4코어그룹 (G4)도동일하게코일을 권선한다.

[147] 또한, 상의제 1코어그룹 (G1)의코일 (U3)로부터 W상의제 2코어그룹 (G2)의 코일 (w3)로이동하는과정에는공통터미널의 3개의공통터미널단자 (C1-C3)중 하나에와이어래핑 (wire wrapping)방법으로 1회권선하는단계를거침에의해 제 1코어그룹 (G1)과제 2코어그룹 (G2)의일단부가중성점 (NP)에자연스럽게 연결되도록한다.

[148] 이경우,코일을형성하기위해티스에권선되는� �이어는예를들어,외주에 쓸리우레탄이코팅된 UEW (Polyurethane Enameled Wire)에나멜선,

쓸리에스테르이미드가코팅된 EIW (Polyesterimide Enameled Wire)에나멜선 또는쓸리에스터가코팅된 PEW(Polyester Enameled Wire)에나멜선을

사용하므로,공통터미널단자 (COM)에와이어래핑 (wire wrapping)한후솔더링을 실시하면와이어와공통터미널단자 (COM)사이에전기적인접속이쉽게 이루어지게된다.

[149] 상기와같이본발명에서는 3결선방법으로일체형스테이터코어의티스에 3상코일을권선할때,한번에모든코일권선이연� ��됨에따라결선부위없이 코일권선이이루어질수있다.

[150] 그러나,본발명의코일권선방법은이에한정되� �않고나누어서권선하는 것도가능하다.상호인접한 2개의코어그룹씩 예를들어,인접한 6개의티스에 연속권선방법으로권선하여 2개의코어그룹 (G1,G2; G3,G4; G5,G6)마다 나누어서 3번에걸쳐서권선이이루어질수있다.

[151] 상기한바와같이,본발명에따른전동모터 (110)는도 l id과같이, U상의

제 1코어그룹 (G1)과제 4코어그룹 (G4)이입력과출력이각각공통연결되고,

W상의제 2코어그룹 (G2)과제 5코어그룹 (G5)이입력과출력이각각공통 연결되며, V상의제 3코어그룹 (G3)과제 6코어그룹 (G6)이입력과출력이각각 공통연결되어,각상의코일이병렬접속구조를� �짐에따라스테이터 코일 (18)의저항도최소화할수있다.

[152] 또한,본발명에서는스테이터코어의티스 (T11-T28)에 3상

코일 (U1-U6,W1-W6,V1-V6)을권선할때,가는직경의와이어 2가닥을사용하여 권선을진행할수있다.이경우,각코어그룹 (G1-G6)의입력과출력은 U상, W상 및 V상터미널단자 (UT,WT,VT)와공통터미널단자 (C1-C3)에공통연결되므로, 병렬회로를구성하여스테이터코일 (18)의저항을최소화할수있다.

[153] 일반적으로저항 (R)은길이 (1)에비례하고단면적 (S)에반비례한다.따라서 ,각 코어그룹사이에병렬접속이이루어진스테이터 코일 (18)의전체저항은 직력접속구조와비교할때대략 1/2로감소하게된다.그결과,동손 (copper loss, coil loss)은저항 RQ인도체에전류 (I)가흐를때 (P = PR)의에너지가열로 발생하기때문에생기는현상으로,에너지손실� �온도상승의원인이된다.

[154] 그결과,본발명에서는스테이터코일 (18)의저항이작아짐에따라

저항 (resistance)과동손 (coil loss)을줄여서코일온도를낮추고효율은

증대시키는것이가능하다.또한,스테이터코일 (18)의저항을낮출수있어 순시파워 (Instantaneous power)가요구되는구동장치에서전력상승을도모 할수 있다.

[155] 또한,본발명에서는가는직경의와이어를 2가닥권선방식으로권선하며,이에 의해원하는코일턴 (turn)수를확보함에따라원하는고속 RPM을구현할수 있어구동장치의성능향상을도모할수있게된다 .

[156] 이하에상기한도 11a내지도 l id를참고하여본발명의 3결선방법에따라 설계된전동모터 (H0)에대한동작을하기표 1을참고하여설명한다.하기표 1은 6 -스텝 (step)제어방식으로 BLDC전동모터 (110)를구동할때인버터 회로 (150)의스위칭소자 (FET1-FET6)를선택적으로활성화할때적용되는 모터구동회로에구비된제어부 (도시되지않음)의논리테이블이다.

[157] [표 1]

[158] 회전위치가 0ᄋ일때의 상태를나타낸것으로, 제어방식으로기계각 12ᄋ마다스테이터 코일 (111-116,\^1 6；\¥1-\¥6)에흐르는전류의방향을절환하여인� ��함에의해 해당스테이터코일 (111-116, \ -¥6,\¥1-\¥6)을선택적으로활성화하여회전 자기장이발생된다.

[159] 모터구동회로는제어부 (도시되지않음)와인버터회로 (150)를포함하며, 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 인버터회로 (150)는 3쌍의전력스위칭소자 -므£ 6)가각각토템폴 접속되어구성되며，상측므 내 方)와하측므 ) 사이의접속점으로부터각상의출력 (11 , )이발생되어：미그)(：전동

모터 (110)의스테이터코일 (!끄-116,\^1-¥6, 1- 6)로인가된다.

[16이 61^)(：전동모터 (110)가 3상구동방식인경우스테이터 (40)는도 11(1와같이각 상마다병렬접속된 6개의코일 ( 1-113,114-116, ¥1-¥3,¥4-¥6, 1- 3, 4- 6)을 포함하고,예를들어,스타 ( 때)결선구조인경우,코일의타단은상호연결되� �� 중성점어 을형성한다.

[161] 상기：81 전동모터 (110)는로터 (50)의위치신호에기초하여토템폴접속된 3쌍의스위칭소자중 2개의스위칭소자를선택적으로구동하여 II상, \상, 상 코일 (!끄-113,114-116,¥1-¥3,¥4-¥6,\¥1-\¥3,\¥4-\¥6)중 2개상의코일에전류를 순차적으로인가함에의해 2개상의스테이터코일을순차적으로여자시켜� � 회전자계를발생함에따라로터의회전이이루어 진다.즉, 1개상의코일에는 인버터회로 (150)의출력으로부터구동신호가인가되고,다른 1개상의코일에는 중성점어 을통하여인가된다.

[162] 모터구동회로의제어부 (도시되지않음)는각각의각도에서홀소자 (바-¾)에 의해로터 (50)의위치신호가검출되면,상기표 1에따라인버터회로 (150)는

1쌍의스위칭소자 £1')를턴온시켜전류흐름경로를설정한다.

[163] 예를들어,도 11(1와같이홀소자田1선3)가로터 (50)의극성을” 3 "로

검출하면,제어부는상기표 1에따라로터 (50)의회전위치가 0ᄋ인것으로 판단하여,상측의므 3과하측의므£ 2를턴온시키도록구동신호를인가하면, 전류가므 3 -병렬접속 ¥상코일에 3)/(¥4-¥6) -중성점 -병렬접속 \¥상 코일 (\¥3-\¥1)/(\¥6-\¥4)不 2를경유하여접지로흐른다.

[164] 이에따라,티스 (117)는내측방향의자속이발생되고,티스 (118)는외측

방향을향하는자속이발생되며,티스 (119)는내측방향을향하는자속이 발생되어 ,화살표로표시된바와같이자기회로가설정되� �,로터 (50)는 시계방향으로회전이이루어지게된다.

발생되고있다.

[166] 또한,티스 (^ ^幻의우측부분보다

부분이로터 (50)의대향하는마그넷 (217

반대극성으로대향하여배치됨에따라티스 (117-119)와로터 (50)사이에는작은 흡인력이발생되고있다.

[167] 따라서,티스 (^ ^幻와로터 (50)사이에는작은흡인력과큰반발력이동시에 발생되고있으므로,로터 (50)를시계방향으로회전시켜주는작용이일어� �다. 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682

[168] 되며

하여 배치됨에따라티스 -^ 와로터 (50)사이에는흡인력과반발력이발생되어 로터 (50)를시계방향으로회전시켜주는작용이동시� �일어난다.

[169] 더욱이, \상코일 0/1 3)이 3결선된티스 ( 幻와 \¥상코일 (\V3-W1)이 3결선된티스 (114-116)의대향한위치에배치된 ¥상코일 4 6)이 3결선된 티스 (126-128)와 \¥상코일 (\¥6-\¥4)이 3결선된티스 (123125)와로터 (50) 사이에도상기와동일하게반발력및흡인력이발 생되어로터 (50)를밀어주고 당겨주는작용에의해로터 (50)를시계방향으로회전시킨다.

[17이 그후,로터 (50)가기계각으로 12ᄋ만큼회전하여 ,홀소자 (바선3)가로터 (50)의 극성을 "로검출하게되며,이에따라제어부는상기표 1에따라

로터 (50)의회전위치가기계각으로 12ᄋ인것으로판단한다.이에따라제어부가, 상측의므 3과하측의 시키도록구동신호를인가하면,전류가 므 3 -병렬접속 ¥상코 라 -중성점 -병렬접속 II상

코일 (113-111)/(116-114) -므 4를경유하여접지로흐른다.

[171] 상기한바와같이,본발명에따른전동모터 (110)는각코어그룹 ((31신6)은각 상의연속된 3개의티스중중간에위치한티스에역방향코일� �선이이루어져 있고,각구동단계 ( _£ 머마다회전축을중심으로대칭으로양측에 배치된인접한 2개의코어그룹,즉,한쌍의연속된 6개의티스는활성화되고,한쌍의연속된

6개의티스사이에배치된연속된 3개의티스는비활성화상태를갖게된다.

[172] 예를들어,도 1 와같이로터 (50)의회전위치가 0ᄋ인경우, V상

코일에 3)이 3결선된티스 ( 八즉, 03)와 \¥상코일 (\¥1-\¥3)이 3결선된 티스 즉, 02), V상코일 0/4 6)이 3결선된티스 (126-128)(즉, 06)와 상코일 (\V4-W6)이 3결선된티스 (123-125)(즉, 05)는활성화되고, 상 코일 (111-113)이 3결선된티스 (1'11-113)(즉, (31)와코일 (114-116)이 3결선된 티스 (120-122)(즉, 04)는비활성화상태로설정된다.

[173] 이경우,상기인접한 2개의코어그룹마다구동신호가인가되어활성� �될때 2개의코어그룹에포함된 6개의티스는서로반대방향으로자속을발생한� �. 또한,상기활성화가이루어지는인접한 2개의코어그룹중하나의

코어그룹에는구동신호가해당코일의스타트 ( 0抗)단자로부터인가되고,다른 하나의코어그룹에는해당코일의엔드 11 ₍ ¾단자로부터인가된다.

[174] 또한,활성화가이루어지는연속된 6개의티스는로터 (50)와의사이에티스의 좌측은서로반대극성으로설정되어흡인력에의 해로터 (50)를회전방향으로 당겨주고티스의우측은서로동일극성으로설정 됨에따라반발력에의해 로터 (50)를회전방향으로밀어주는작용이이루어진� �. WO 2020/175882 PCT/KR2020/002682

[175] 즉, 4개코어그룹의각각연속된 3개의티스모두가대향한로터 (50)의

마그넷을동일한방향으로회전시키는자속을발 생하여로터에대한효과적인 힘전달이이루어지게된다.

[176] 또한,본발명에서는연속된 6개의티스가동시에활성화가이루어지고, 활성화된 6개의티스는서로반대방향으로자속을발생하� �있어 ,스테이터의 티스와대향하는로터 (50)에서인접한 S극및 N극마그넷사이의경계면이 배치될때에도자속손실없이효과적인자기회로 경로가설정되어로터 (50)를 회전구동시키며,그결과인접한 S극및 N극마그넷의모서리를라운딩처리 없이분할착자된마그넷을사용할수있어티스 (T11-T28)와대응하는 마그넷 (211-230)의유효면적이커지게되고효율상승을도 모할수있다.

[177] 또한,본발명에서는한쌍의연속된 6개의분할코어가인접한분할코어

사이에서로반대방향으로자속이발생되도록코 일권선이이루어지고, 구동신호가인가됨에따라,티스와티스사이의� �롯간격을작게설정할지라도 코깅에따른자속누설이발생하지않고마그넷과 코어 (즉,티스)사이의 유효면적을늘려서누설자속을줄여줌에따라효 율증대를도모할수있다.

[178] 종래에는슬롯과슬롯사이의오프닝 (opening)폭을넓게하고외주면을

라운드 (R)처리하는것이요구되었으나,본발명에서는� �티스는라운드 처리하지않고, 18개의티스전체가형성하는하나의외측원에일� ��하도록 곡률이설정될지라도코깅이크게발생하지않게 된다.그결과,마그넷과 코어 (티스)사이의유효면적을최대로늘려서누설자� ��을줄여줌에따라효율 증대를도모할수있다.

[179] 본발명에따른전동모터 (110)는 3결선방법으로일체형스테이터코어의 티스에 3상코일을권선할때,한번에모든코일권선이연� ��됨에따라결선부위 없이코일권선이이루어질수있다.이경우,도 11c에도시된실시예에서는각 코어그룹 (G1 G6)이스테이터코어의티스 (T11-T28)에 G1-G6순서로 시계방향으로배치되도록권선하는것이나,코� �그룹을 G1-G3-G5-G4-G6-G2의 순서로시계방향으로배치하는것도가능하다.

[18이 도 11a에도시된실시예설명에서는스테이터코어의 티스 (T11-T28)에코일을 권선할때, G1-G2-G5-G6-G3-G4의순서대로권선하는것을예시하� ��으나, G1-G3-G5-G4-G6-G2의순서로코어그룹을배치하고 G1-G2-G5-G3-G6-G4의 순서대로코일을권선하는것도가능하다.

[181] 본발명에서는도 11c에도시된바와같이, U상코어그룹, W상코어그룹, V상 코어그룹의순서대로 3권선코일을배치하는대신에 U상코어그룹, V상 코어그룹, W상코어그룹의순서대로 3권선코일을배치하는것도가능하다.

[182] 이하에본발명에따른전기자전거용허브타입구 동장치 (100)의변속기 (120) 구성을상세하게설명한다.

[183] 상기변속기 (120)는전동모터 (110)의고속회전속도를저속으로감소시키는 감속기로서고정비의변속이이루어지는단순유 성기어장치또는다단 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 변속장치로형성될수있다.

[184] 본발명에따른전기자전거용허브타입구동장치 (100)의변속기 (120)에

적용되는고정비변속의유성기어장치는선기어 (10),복수의유성기어 (8), 링기어 (7)및캐리어 (9)를포함하고있다.유성기어장치가선기어입� �,링기어 출력,캐리어고정의구조를가지는경우,감속비� �� (-)링기어잇수/선기어 잇수로결정되는역방향감속된출력이얻어진다 .

[185] 본발명의변속기 (120)는전동모터 (110)의로터 (50)출력이로터브라켓 (14)을 통하여이에연결된선기어 (10)에전달된다.즉,로터브라켓 (14)의내륜 (14이과 선기어 (10)로부터연장된연장부 (10幻사이에복수의고정볼트 (21)가체결되어 상호연결이이루어진다.

[186] 상기연장부 (10幻와지지축 (1)사이에는한쌍의제 3및제 4베어링 (此, 6(1)이 설치되고,선기어 (10)의중앙부는지지축 (1)을중심으로회전가능하게결합되어 있어,스테이터 (40)의회전자계에의해로터 (50)가회전될때선기어 (10)는 로터 (50)와동일한방향으로회전이이루어진다.

[187] 상기선기어 (10)의외주에는 3개의유성기어 (8)가결합되어있으며, 3개의 유성기어 (8)는각각개별적인회전축 (9幻에베어링 (20)을통하여회전가능하게 지지되어 있고, 3개의회전축 (9幻은캐리어 (즉,유성기어브라켓) (9)에일단이 고정되어 있다.이에따라상기 3개의유성기어 (8)와캐리어 (즉,유성기어 브라켓) (9)는도 5에도시된바와같이일체화되어유성기어어셈� �리 (60)를 형성한다.

[188] 또한,캐리어 (즉,유성기어브라켓) (9)는회전이방지되도록중앙부가

지지축 (1)의외주에키 (1^)(25)를이용한키결합방식으로결합되어고정� ��어 있다.

[189] 따라서, 3개의유성기어 (8)는선기어 (10)의회전에따라회전축 (9幻을중심으로 자전은가능하나공전은이루어지못하는구조이 며,상기선기어 (10)의 일방향 (예를들어, 방향)회전시에 3개의유성기어 (8)는반대방향 (즉, 방향)의회전이이루어진다.

[190] 상기 3개의유성기어 (8)는링기어 (7)에내접되어기어결합하고있으며,

링기어 (7)의외주는링기어브라켓 (4)에결합되어있다.상기링기어브라켓 (4)은 링기어 (7)가수용되어지지되는외륜 (4&)，외륜 (4幻보다작은원으로이루어진 내륜 (4 및상기외륜 (4幻과내륜 (4 사이를연결하는복수의브릿지 (4비를 포함하고있다.상기링기어 (7)와링기어브라켓 (4)은일체화되어링기어 어셈블리 (70)를형성한다.

[191] 상기링기어브라켓 (4)의내륜 (4 과하우징 (30),즉훨 (2)로부터내부공간으로 연장된환형의클러치고정부 (2幻사이에는원웨이베어링으로이루어진 클러치 (5)가설치되어 있다.즉,원웨이베어링의외륜은링기어브라켓 (4)의 내륜 (4이에연결되고,원웨이베어링의내륜은클러치 고정부 (2幻에연결되어 있다. WO 2020/175882 PCT/KR2020/002682

[192] 상기클러치 (5)는예를들어,원웨이클러치 (One-Way Clutch)와볼베어링이 내장된구조로서,외륜과내륜은각각링기어브� �켓 (4)의내륜 (4c)과클러치 고정부 (2a)에압입또는키고정의방식으로설치될수있� �.또한,원-웨이 클러치는캠클러치 (Cam Clutch)를적용할수있다.

[193] 상기 3개의유성기어 (8)의자전 (예를들어, CW방향)이발생할때,링기어 (7)와 링기어브라켓 (4)은유성기어 (8)와동일한방향 (CW방향)의회전이이루어진다.

[194] 이하에본발명에따른전기자전거용허브타입구 동장치 (100)의동작에

대하여설명한다.

[195] 먼저,스로틀 (Throttle)방식전기자전거는운전자가임의로전� �기의출력을 제어할수있는엑셀러레이터 (Accelerator)와같은스로틀 (throttle)이장착된 전기자전거이다.

[196] 본발명의구동장치 (100)가스로틀 (Throttle)방식전기자전거에적용되는경우, 사용자가전기자전거 (200)의조작패널 (284)에서전원 (Power)스위치를 작동시켜서전동모터 (110)를턴-온 (turn-on)시킨후핸들에설치된

엑셀러레이터 (Accelerator)(282)를조작하여가속시키면,전동모� � (110)의 구동에따라로터 (50)와로터브라켓 (14)이동시에 CW방향으로회전하며 ,이에 동기하여변속기 (120)의선기어 (10)도지지축 (1)을중심으로 CW방향으로 회전한다.

[197] 이에따라선기어 (10)에기어결합된 3개의유성기어 (8)는 CCW방향의자전이 이루어지고,이에기어결합된링기어 (7)와링기어브라켓 (4)은유성기어 (8)와 동일한 CCW방향의회전이이루어진다.

[198] 상기링기어브라켓 (4)의 CCW방향의회전은원웨이베어링으로이루어진 클러치 (5)를통하여훨 (2),즉하우징 (30)을 CCW방향으로회전시킨다.

[199] 상기한바와같이,변속기 (120)는선기어 (10)입력,링기어 (7)출력,캐리어 (9) 고정의구조를가지는단순유성기어장치로구성 되어 ,감속비가 (-)링기어 잇수/선기어잇수로결정되며,전동모터 (110)의 CW방향출력에대하여역방향 감속된 CCW방향출력을발생한다.

[200] 결국,하우징 (30)과복수의스포크살 (226)을통하여연결되는림 (224)과

타이어 (222)도 CCW방향으로회전되며,이에따라전기자전거 (200)는

전진방향의주행이이루어진다.

[201] 스로틀 (Throttle)방식의전기자전거 (200)는엑셀러레이터 (282)의조작에

비례하여전동모터 (110)의회전속도를증가시키면,이에비례하여

변속기 (120)를거쳐서하우징 (30)에전달되는회전속도도비례하므로

전기자전거의주행속도도증가하게된다.

[202] 한편,사용자가전기자전거 (200)에서하차한후,전기자전거를파킹장소에 거치하도록할때,전동모터 (110)를턴-오프 (tum-off)시킨상태에서

전기자전거를인력으로전진시킬수있다.

[203] 이경우,전동모터 (no ₎ 의턴-오프 (tum-off)상태에서전기자전거를전진시키면 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 하우징 (30)은 0：\¥방향으로회전이이루어지며,하우징 (30)과동일방향으로 회전되는원웨이베어링으로이루어진클러치 (5)는하우징 (30)의회전력을 링기어브라켓 (4)에전달하지않고차단한다.

[204] 그결과,전동모터 ( 0)가턴-오프상태일때,전기자전거를전진시키� �

클러치 (5)가링기어브라켓 (4)과링기어 (7)의회전을차단하여변속기 (120)의 유성기어장치와전동모터 (1^0)는정지된상태를유지한다.

[205] 또한,사용자가전동모터 ( 0)를턴-오프시킨상태에서전기자전거에서

하차한후,전기자전거를인력으로후진시키는� �우,하우징 (30)은 방향으로 회전된다.이경우,클러치 (

브라켓 (4)에전달하며,링기

유성기어 (8)도 방향의

의해선기어 (10)는지지축 (1)을중심으로 방향으로회전한다.

[206] 상기선기어 (10)의〔 ：\¥방향회전은전동모터 (110)의로터브라켓 (14)과

로터 (50)를동시에 방향으로회전시켜로터 (50)가부하로작용하게된다. 그러나,이러한저속의후진은구동장치에손상� �가하거나소음발생을 유발하지않는다.

[207] 상기한바와같이,본발명에서는링기어 (7)와링기어브라켓 (4)이

하우징 (30)으로부터분리되어 있으며,링기어브라켓 (4)과하우징 (30)으로부터 돌출된클러치고정부 (2幻사이를원웨이베어링으로이루어진클러치 (5)로 연결함에의해전동모터 (110)의동작 (턴-온)시에만링기어 (7)의출력을 하우징 (30)에전달하고,전동모터 (110)가정지 (턴-오프)시에는하우징 (30)이 전진방향으로회전할지라도링기어 (7)에하우징 (30)의회전력을전달하는것을 차단할수있다.

[208] 그결과,본발명에서는모터정지상태에서사용� �가전기자전거에서하차한 후전기자전거를파킹장소에거치하거나,밧데� �가모두소모되었거나 사용자의필요에따라사용자가페달링을하여자 전거가전진방향으로진행할 때,즉하우징 (30)이전진방향으로회전될때링기어 (7)의회전을차단할수있어 유성기어장치의기어가파손되거나소음이발생 되는것을방지할수있다.

[209] 더욱이 ,본발명의구동장치 ( ₀ «1句방식이외에 ,모쇼 모산산 쇼요 3 ₁₁₁₎ 방식및스로틀 ( 용방식의전기자전거에적용될 수있다.

[210] 본발명의구동장치 (10 자전거에적용되는경우,조작

패널 (284)에서전원 (^ 킨후,도로주행환경에따른모드를 선택하고사용자가페달 (240)을구르면,예를들어,크랭크축 (252)에설치된 토크센서에의해페달 (240)에가하는답력을측정하여시스템콘트롤러 (290)에 전송한다.

[211] 상기시스템콘트롤러 (290)는 의해페달 (240)의답력이검출될때 , 전동모터 (110)를턴-온시킨다. 전기자전거 (200)는페달 (240)에 2020/175882 1»（：1^1{2020/002682 가해지는답력을측정하여페달에가해지는답력 이커질수록시스템

콘트롤러 (290)는전동모터 (110)의출력을증가시키며,그결과전동모터 (110)의 출력증가에비례하여변속기 (120)를거쳐서하우징 (30)에전달되는회전속도도 비례하므로전기자전거 (200)의주행속도도증가하게된다.

[212] 따라서, 방식의전기자전거 (200)는운전자가페달 (240)에가하는답력을 조절하여전기자전거의전동모터 ( 0)의출력을능동적으로제어할수있다.

[213] 또한,오르막길을주행하는경우에도토크센서� �의해페달 (240)에가하는 답력을측정하여전기자전거의전동모터 ( 0)의출력을증가시킴에따라평지 주행과동일하게주행속도를유지할수있다.

[214] 또한,홀센서조립체 (26)에설치된홀센서는하우징센싱마그넷 (19)의회전을 검출하여시스템콘트롤러 (290)에전송할때이에기초하여전동모터 ( 0)의 회전속도,즉전기자전거 (200)의주행속도를계산하고,그결과값을조작 패널 (284)에디스플레이한다.

[215] 방식전기자전거는최고주행속도가 25101^미만을준수할때자전거 도로를주행할수있도록법규화되어 있다.따라서, 는 자전거도로주행요건을만족하도록시스템콘트 롤러 (290)는홀센서

조립체 (26)에설치된홀센서에의해검출된하우징센싱� �그넷 (19)의회전 검출에기초하여전동모터 ( 0)의회전속도,즉전기자전거의주행속도가 25101 1를초과하는경우전동모터 ( 0)의작동을중지시키거나전기자전거의 주행속도가 25101 1를초과하지않도록제어할수있다.

[216] 또한, 전기자전거에서전원 (1¾\¥ )스위치를턴-오프시킨상태 (전동 모터의지원을완전히차단하는오프모드)에서� �용자가전기자전거에서 하차한후전기자전거를파킹장소에거치하거나 ,밧데리가모두소모되었거나 사용자의필요에따라사용자가페달링을하여자 전거가전진방향으로진행할 때,하우징 (30)의회전력은클러치 (5)에의해차단되어링기어브라켓 (4)과 링기어 (7)에전달되지않는다.그결과변속기 (120)의유성기어장치와전동 모터 ( 0)는정지된상태를유지하며，기어가파손되거� ��소음이발생되는것을 방지할수있다.

[217] 더욱이,사용자가전동모터 (110)를턴-오프시킨상태에서전기자전거에서 하차한후,전기자전거를후진시키는경우,하우� �� (30)은 방향으로 회전된다.이경우,클러치 ( 회전력을링기어 브라켓 (4)에전달하며,링기 회전에따라 유성기어 (8)도 방향의자전이이루어진다.유성기어 (8)의 방향자전에 의해선기어 (10)는지지축 (1)을중심으로 방향으로회전한다.

[218] 상기선기어 (10)의〔 ：\¥방향회전은전동모터 (110)의로터브라켓 (14)과 로터 (50)를동시에 방향으로회전시켜로터 (50)가부하로작용하게된다. 그러나,이러한저속의후진은구동장치에손상� �가하거나소음발생을 유발하지않는다. 2020/175882 1»（：1/10公020/002682 산업상이용가능성

[219] 본발명의구동장치는스로틀 (Throttle)방식 , PAS(Pedal Assist System)방식및 스로틀과 PAS겸용방식의전기자전거에적용될수있다.