專利名稱：帶助推電動機(jī)的自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶助推電動機(jī)的自行車，靠曲軸腳踏板產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的曲軸配置在該自行車車身左右方向，通過配置在車身左右一側(cè)的鏈條把上述曲軸的力矩傳遞到后輪，并且通過動力傳遞機(jī)構(gòu)把助推電動機(jī)的力矩傳遞到上述鏈條。
日本專利公報(bào)特開平7-40878號、特開昭58-89483號揭示了帶助推電動機(jī)的自行車。
但是，上述特開平7-40878號公報(bào)揭示的帶助推電動機(jī)的自行車，由于助推電動機(jī)的輸出軸垂直于配置在車身左右方向的曲軸，所以，使得包含有助推電動機(jī)的動力單元大型化。
上述特開昭58-89483號公報(bào)揭示的帶助推電動機(jī)的自行車，雖然助推電動機(jī)的輸出軸配置在與曲軸平行的車身左右方向，但是，由于把力矩從助推電動機(jī)傳遞給鏈條的動力傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)在配置在車身左右一側(cè)的鏈條的旋轉(zhuǎn)面內(nèi)，所以，難以確保安排該動力傳遞機(jī)構(gòu)的空間。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種能緊湊地安排動力傳遞機(jī)構(gòu)的帶助推電動機(jī)的自行車，上述動力傳遞機(jī)構(gòu)用于把力矩從助推電動機(jī)傳遞給鏈條。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的帶助推電動機(jī)的自行車中，靠曲軸腳踏板產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的曲軸配置在車身左右方向，通過配置在車身左右一側(cè)的鏈條把上述曲軸的力矩傳遞到后輪，并且通過動力傳遞機(jī)構(gòu)把助推電動機(jī)的力矩傳遞到上述鏈條，其特征在于，上述助推電動機(jī)的輸出軸配置在車身左右方向，并且，上述動力傳遞機(jī)構(gòu)配置在比鏈條的旋轉(zhuǎn)面更靠近車身的左右另一側(cè)。
圖1是帶助推電動機(jī)自行車的整體側(cè)面圖。
圖2是圖1的要部放大圖。
圖3是圖2的3方向視4是圖2的要部放大圖。
圖5是圖4的5-5線斷面圖。
圖6是圖5的要部放大圖。
圖7是圖6的7-7線斷面圖。
圖8是圖6的8-8線斷面圖。
圖9是圖6的9-9線斷面圖。
圖10是本發(fā)明的第2實(shí)施例，是相應(yīng)于圖2的圖。
圖11是圖10的10-10線斷面圖。
圖12是與本發(fā)明的第3實(shí)施例相關(guān)的、相應(yīng)于圖2的圖。
下面，參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1～圖9表示本發(fā)明的第1實(shí)施例，圖1是帶助推電動機(jī)自行車的整體側(cè)面圖。圖2是圖1的要部放大圖。圖3是圖2的3方向視圖。圖4是圖2的要部放大圖。圖5是圖4的5-5線斷面圖。圖6是圖5的要部放大圖。圖7是圖6的7-7線斷面圖。圖8是圖6的8-8線斷面圖。圖9是圖6的9-9線斷面圖。
如圖1所示，自行車B備有從側(cè)面看呈V字形的車架1，頭管2設(shè)在該車架1的前端，前叉3可轉(zhuǎn)動地樞支在頭管2上，在前叉3的上端及下端分別支承著車把4和前輪Wf。左右一對后叉腳6L、6R從車架1的下端附近向后方延伸，并由撐桿5、5加強(qiáng)，后輪Wr支承在該左右一對后叉腳6L、6R上。可旋轉(zhuǎn)地支承在車架1下端的曲軸7備有左右一對曲臂8L、8R，在這些曲臂8L、8R的前端分別設(shè)有曲軸腳踏板9L、9R?？壳S7旋轉(zhuǎn)的曲軸鏈輪10和設(shè)在后輪Wr的車軸上的后輪鏈輪11用鏈條12相連，當(dāng)曲軸7被曲軸腳踏板9L、9R的踏力旋轉(zhuǎn)時(shí)，該旋轉(zhuǎn)通過曲軸鏈輪10、鏈條12及后輪鏈輪11傳遞給后輪Wr。
助推電動機(jī)13設(shè)在車架1的下部并與曲軸鏈輪10相連，該助推電動機(jī)13產(chǎn)生助推曲軸腳踏板9L、9R踏力的驅(qū)動力。電池箱14設(shè)在車架1的前部，在該電池箱14內(nèi)容納著由驅(qū)動助推電動機(jī)13的若干個Ni-Cd電池組成的行駛用電池15。在電池箱14的前端設(shè)有主開關(guān)16。在車架1的后部，設(shè)有控制助推電動機(jī)13驅(qū)動的電子控制單元及電動機(jī)驅(qū)動器等的控制裝置17。
從圖2及圖3可見，在呈V字形的車架1的下端，焊接著左右一對角撐板18L、18R，在這些角撐板18L、18R之間，挾持著包含有助推電動機(jī)13的動力單元P的前上部并用2個螺栓19、20固定。
左右后叉腳6L、6R的前后端形成扁平部，角撐板18L、18R的后上部結(jié)合在其前端的扁平部61、61上，其后端的扁平部62、62通過車軸支承部件21、21結(jié)合在后輪Wr的車軸22和撐桿5、5上。后叉腳6L、6R，以其長度方向中間的彎曲部63、63為界，分為前側(cè)的前半部64、64和后側(cè)的后半部65、65，前半部64、64在側(cè)面看是從角撐板18L、18R向車身后下方延伸，在平面看，是從角撐板18L、18R向車身外側(cè)延伸。后半部65、65在側(cè)面看及平面看都是從角撐板18L、18R向車身后方延伸。另外，在圖2中，把位于跟前側(cè)的左側(cè)后叉腳6L局部剖切，以便能看見對面的右側(cè)后叉腳6R。
連接曲軸鏈輪10與后輪鏈輪11的鏈條12配置在車身中心線的右側(cè)，具有鉛直的旋轉(zhuǎn)面，該鏈條12的右側(cè)面被鏈套23復(fù)蓋著。在鏈套23的后部形成沿前后方向的開口部231(見圖2)，右側(cè)后叉腳6R的后半部65從車身內(nèi)側(cè)通過鏈條12的旋轉(zhuǎn)面及鏈套231伸到外側(cè)。
下面參照圖4至圖9詳細(xì)說明動力單元P的構(gòu)造。
動力單元P的外殼31備有靠若干個螺栓32…相互結(jié)合的右外殼33及左外殼34和可脫卸地復(fù)蓋左外殼34開口部的蓋35。助推電動機(jī)13的輸出軸36朝著車身左側(cè)地設(shè)置在左外殼34的后部右側(cè)面。因該設(shè)置狀態(tài)，它位于配置在車身右側(cè)的鏈條12的旋轉(zhuǎn)面的左側(cè)。第1中間軸37配置在助推電動機(jī)13的輸出軸36的前下方，其兩端部分別通過球軸承38、39支承在右外殼33和左外殼34上。第2中間軸40配置在第1中間軸37的前方且曲軸7后下方，其兩端部分別通過球軸承41、42支承在右外殼33和左外殼34上。
固接在助推電動機(jī)13的輸出軸36上的始端傳動齒輪43與固接在第1中間軸37上的第1中間齒輪44嚙合，一體地形成在第1中間軸37上的第2中間齒輪45與通過第1單向離合器46(見圖5)支承在第2中間軸40上的第3中間齒輪47嚙合，一體地形成在第2中間軸40上的第4中間齒輪48與可相對旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸7右端的末端傳動齒輪49嚙合。始端傳動齒輪43及第1中間齒輪44的左側(cè)面面臨著可脫卸地設(shè)在左外殼34上的左蓋35。
上述始端傳動齒輪43、第1中間齒輪44、第2中間齒輪45、第3中間齒輪47、第4中間齒輪48及末端傳動齒輪49構(gòu)成動力傳遞機(jī)構(gòu)D。從圖5可見，動力傳遞機(jī)構(gòu)D配置在鏈條12的旋轉(zhuǎn)面的左側(cè)，該鏈條12配置在車身右側(cè)。
末端傳動齒輪49通過球軸承50支承在右外殼33上，曲軸7的右端通過滾柱軸承51支承在該末端傳動齒輪49的中心。末端傳動齒輪49的筒軸部491從右外殼33向車身右側(cè)伸出，曲軸鏈輪10靠螺母52結(jié)合在該筒軸部491上。曲軸7的左端通過球軸承53支承在左外殼34上。
因此，當(dāng)助推電動機(jī)13旋轉(zhuǎn)時(shí)，其輸出軸36的力矩通過始端傳動齒輪43、第1中間齒輪44、第1中間軸37、第2中間齒輪45、第3中間齒輪47、第1單向離合器46、第2中間軸40、第4中間齒輪48及末端傳動齒輪49傳遞到曲軸鏈輪10。另外，當(dāng)助推電動機(jī)13因行駛用電池15沒電而停止驅(qū)動時(shí)，第1單向離合器46空轉(zhuǎn)，不妨礙由曲軸腳踏板9L、9R的踏力使曲軸鏈輪10旋轉(zhuǎn)。
從圖6至圖8可見，沿曲軸7的軸線形成的槽71內(nèi)安裝著扭桿61，該扭桿61備有可旋轉(zhuǎn)地嵌合在槽71左右內(nèi)壁面72、72之間的圓柱形軸部611和從軸部611左右兩端向半徑方向伸出的一對腕部612、613。扭桿61的左側(cè)腕部612緊密地與槽71的左右內(nèi)壁面72、72嵌合，與曲軸7結(jié)合成一體，在該腕部612及曲軸7外周，壓接著檢測旋轉(zhuǎn)數(shù)用的齒輪62(見圖7)。這樣，扭桿61的左端及檢測旋轉(zhuǎn)數(shù)用的齒輪62一體地結(jié)合在曲軸7的左端。另外，扭桿61的右側(cè)腕部613游嵌在槽71的左右內(nèi)壁面72、72之間，該腕部613與內(nèi)壁面72、72之間具有間隙α、α，因此，扭桿61的右端可在該間隙α、α的范圍內(nèi)相對于左端扭轉(zhuǎn)變形(見圖8)。另外，支承在左外殼34上的曲軸旋轉(zhuǎn)數(shù)傳感器73(見圖5)與檢測旋轉(zhuǎn)數(shù)用的齒輪62外周相對。
從圖6及圖8可知，在曲軸7的右端外周配置著第2單向離合器63。第2單向離合器63備有若干個離合器爪65…，該若干個爪65…在與末端傳動齒輪49形成為一體的外環(huán)492與可相對旋轉(zhuǎn)地嵌合在曲軸7外周的內(nèi)環(huán)64之間。形成在內(nèi)環(huán)64內(nèi)周的凹部641內(nèi)，嵌接著扭桿61的右端腕部613。
當(dāng)踩動曲軸踏板9L、9R使曲軸7正轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸7的力矩通過扭桿61、第2單向離合器63及末端傳動齒輪49偉遞到曲軸鏈輪10。當(dāng)踩動曲軸踏板9L、9R使曲軸7反轉(zhuǎn)時(shí)，第2單向離合器63打滑，容許曲軸7的逆轉(zhuǎn)。
當(dāng)圖8所示箭頭a方向的力矩從腳踏板9L、9R傳到曲軸7時(shí)，后輪Wr的負(fù)荷通過末端傳動齒輪49的筒軸部491及離合器爪65…傳遞到內(nèi)環(huán)64，該內(nèi)環(huán)64抵抗箭頭a方向的力矩，所以扭桿61的右端腕部613相對于曲軸7向箭頭b方向扭轉(zhuǎn)地相對旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果，在曲軸7與內(nèi)環(huán)64之間，產(chǎn)生與輸入到曲軸7的力矩相應(yīng)的相對旋轉(zhuǎn)。
從圖6可見，滑動套66不能相對旋轉(zhuǎn)但能在軸方向滑動地支承在曲軸7的外周，外滑套68通過若干個球67可相對旋轉(zhuǎn)地支承在該滑動套66的外周。檢測桿70的一端通過支點(diǎn)銷69樞支在左外殼34上，其長度方向中間的輸入部701與外滑套68相接，另一端與設(shè)在左外殼34上的行程離合器71的檢測頭711相接。檢測桿70被縮設(shè)在與左外殼34之間的彈簧72推壓，使輸入部701彈性地與外滑套68相接。
從圖6及圖9可見，在第2單向離合器63內(nèi)環(huán)64的端面，形成凹狀的凸輪面642，在滑動套66的端面，形成與凸輪面642配合的凸?fàn)钔馆喢?61。
下面，說明具有上述構(gòu)造的本發(fā)明實(shí)施例的動作。
當(dāng)騎車者踩動曲軸腳踏板9L、9R使自行車行駛時(shí)，通過曲臂8L、8R曲軸7旋轉(zhuǎn)，該曲軸7的力矩從扭桿61通過第2單向離合器63、末端傳動齒輪49、曲軸鏈輪10、鏈條12及后輪鏈輪11傳遞到后輪Wr。這時(shí)，曲軸腳踏板9L、9R的踏力大小由行程傳感器71檢測。
即，當(dāng)相應(yīng)于曲軸腳踏板9L、9R踏力的力矩作用到扭桿61上時(shí)，扭桿61的相應(yīng)于扭轉(zhuǎn)角的相對旋轉(zhuǎn)在第2單向離合器63的內(nèi)環(huán)64與滑動套66之間產(chǎn)生。當(dāng)扭桿61的腕部613相對于曲軸7扭轉(zhuǎn)時(shí)，如圖9所示，不能相對旋轉(zhuǎn)但在軸方向可滑動地支承在曲軸7上的滑動套66相對于第2單向離合器63的內(nèi)環(huán)64沿箭頭c方向相對旋轉(zhuǎn)。該第2單向離合器63結(jié)合在扭桿61的腕部613上。
其結(jié)果，滑動套66的凸輪面661被內(nèi)環(huán)64的凸輪面642推壓，滑動套66抵抗彈簧72的彈力，沿箭頭d方向在曲軸7上滑動，輸入部701被與滑動套66一體地滑動的外滑套68推壓，檢測桿70繞支點(diǎn)銷69擺動，推壓行程傳感器71的檢測頭711。這時(shí)，行程傳感器71的檢測頭711的行程與扭桿61的扭轉(zhuǎn)量、即曲軸腳踏板9L、9R的踏力成正比，所以，根據(jù)行程傳感器71的輸出可檢測踏力。
控制裝置17根據(jù)檢測曲軸腳踏板9L、9R踏力的行程傳感器71的輸出和檢測曲軸7轉(zhuǎn)數(shù)的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)傳感器73的輸出，占空控制(デュ-ティ制御)助推電動機(jī)13的驅(qū)動。上述占空控制的占空比這樣設(shè)定，即，相應(yīng)于助推電動機(jī)13旋轉(zhuǎn)數(shù)(即曲軸旋轉(zhuǎn)數(shù)傳感器73的輸出)的增加而直線增加，并且，相應(yīng)于曲軸腳踏板9L、9R踏力(即行程傳感器71的輸出)的增加而直線地增加。
從圖4及圖5可見，由于助推電動機(jī)13的輸出軸36配置在與曲軸7平行的車身左右方向，所以，從輸出軸36到曲軸鏈輪10的動力傳遞機(jī)構(gòu)D可全部用正齒輪或斜齒輪構(gòu)成，可提高動力傳遞效率，降低成本。另外，由于把動力傳遞機(jī)構(gòu)D配置在與車身右側(cè)的鏈條12的旋轉(zhuǎn)面不同側(cè)的車身左側(cè)，所以，可與鏈條12不干擾地合理安排動力傳遞機(jī)構(gòu)D，不僅可提高空間利用率，而且對動力傳遞機(jī)構(gòu)D的構(gòu)造不作大的變更，可將助推電動機(jī)13的位置移動到曲軸7周圍的任意位置，所以，大幅度增加了設(shè)計(jì)自由度。
另外，右側(cè)后叉腳6R的前半部64在動力單元P的上方結(jié)合在車架1的下端變曲部附近，從那里向車身后下方延伸，通過動力單元P達(dá)到后方；由于與前半部64的后部相連的后半部65向車身后方延伸，從車身內(nèi)側(cè)通過鏈條12的旋轉(zhuǎn)面到達(dá)外側(cè)，所以，使前半部64和后半部65在中間的彎曲部63彎曲的簡單形狀的后叉腳6R，也可合理地避免與動力單元P及鏈條12的干擾。這樣，不僅可得到強(qiáng)度高且制造成本低的后叉腳6R，而且也增加了動力單元的設(shè)置自由度。
圖10和圖11表示本發(fā)明的第2實(shí)施例，圖10是對應(yīng)于圖2的圖，圖11是圖10中的10-10線放大斷面圖。
第2實(shí)施例中，從助推電動機(jī)13到曲軸鏈輪10的動力傳遞機(jī)構(gòu)D的構(gòu)造有一部分與實(shí)施例不同，其余構(gòu)造及動作均與實(shí)施例1相同。
第2實(shí)施例中，從側(cè)面看助推電動機(jī)13的位置在鏈條12的上方，所以其輸出軸36與第1中間軸37的距離比第1實(shí)施例增加。因此，從助推電動機(jī)13的輸出軸36向第1中間軸37的動力傳遞，是通過把環(huán)形鏈條74卷繞在設(shè)在輸出軸36上的始端鏈輪43′和設(shè)在第1中間軸37上的第1中間鏈輪44′上進(jìn)行的。在環(huán)形鏈條74的中間部，設(shè)有調(diào)節(jié)其張力的張緊鏈輪75(見圖10)。
在第2實(shí)施例中，作為動力單元P的一部分的助推電動機(jī)13，雖然從側(cè)面看從后叉腳6L、6R向上方突出，但動力單元P的本體部(動力單元P的除了助推電動機(jī)13的部分)位于后叉腳6L、6R的下方，所以該本體部與后叉腳6L、6R不干擾。
下面，參照圖12說明本發(fā)明的第3實(shí)施例。
第3實(shí)施例是第2實(shí)施例的變形例，其動力傳遞機(jī)構(gòu)D的布置方式不同。即，助推電動機(jī)13配置在曲軸7的前方位置，第1中間軸37配置在助推電動機(jī)13的后下方，第2中間軸38配置在第1中間軸37后方且曲軸7的下方。
該第3實(shí)施例也具有與上述第1、第2實(shí)施例同樣的效果。
以上詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施例，但在不背離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)可作各種設(shè)計(jì)變更。
如上所述，本發(fā)明中，由于助推電動機(jī)的輸出軸配置在車身左右方向，從助推電動機(jī)到鏈條之間的動力傳遞機(jī)構(gòu)全部都可由正齒輪或斜齒輪等構(gòu)成，可提高動力傳遞效率，減低成本。另外，由于把動力傳遞機(jī)構(gòu)配置在靠近車身的、與鏈條的旋轉(zhuǎn)面不同側(cè)，所以，與鏈條不干擾，合理地安排動力傳遞機(jī)構(gòu)，提高空間利用率，并且對動力傳遞機(jī)構(gòu)的構(gòu)造不作大的變更，可將助推電動機(jī)的位置移動到曲軸周圍的任意位置，增加了設(shè)計(jì)自由度。
權(quán)利要求
1.一種帶助推電動機(jī)的自行車，靠曲軸腳踏板(9L、9R)旋轉(zhuǎn)的曲軸(7)配置在車身左右方向，通過配置在車身左右一側(cè)的鏈條(12)把上述曲軸(7)的力矩傳遞到后輪(Wr)，并且通過動力傳遞機(jī)構(gòu)(D)把助推電動機(jī)(13)的力矩傳遞到上述鏈條(12)，其特征在于，上述助推電動機(jī)(13)的輸出軸(13)配置在車身左右方向，并且，上述動力傳遞機(jī)構(gòu)(D)配置在靠近車身的、與鏈條(12)的旋轉(zhuǎn)面不同一側(cè)。
全文摘要
帶助推電動機(jī)的自行車，其特征在于合理地安排從助推電動機(jī)向鏈條傳遞力矩的動力傳遞機(jī)構(gòu)。沿車身右側(cè)配置的鏈條把設(shè)在曲軸右端的曲軸鏈輪的旋轉(zhuǎn)傳遞到后輪。助推電動機(jī)的輸出軸平行于曲軸配置，該助推電動機(jī)通過由始端傳動齒輪、第1～第4中間齒輪及末端傳動齒輪構(gòu)成的動力傳遞機(jī)構(gòu)D與曲軸鏈輪相連。通過把動力傳遞機(jī)構(gòu)D設(shè)在鏈條的旋轉(zhuǎn)面左側(cè)，可避免與鏈條的干擾并且能緊湊地安排動力傳遞機(jī)構(gòu)D。
文檔編號B62K11/04GK1168331SQ9711052
公開日1997年12月24日 申請日期1997年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月17日
發(fā)明者守巖毅人, 五十嵐政志, 矢萩邦夫 申請人:本田技研工業(yè)株式會社