專利名稱：帶助推電動機的自行車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及帶助推電動機的自行車，靠曲軸腳踏板產生旋轉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構把助推電動機的力矩傳遞到上述鏈條。
日本專利公報特開平7-40878號、特開昭58-89483號揭示了帶助推電動機的自行車。
但是，上述特開平7-40878號公報揭示的帶助推電動機的自行車，由于助推電動機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的動力單元大型化。
上述特開昭58-89483號公報揭示的帶助推電動機的自行車，雖然助推電動機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傳遞給鏈條的動力傳遞機構設在配置在車身左右一側的鏈條的旋轉面內，所以，難以確保安排該動力傳遞機構的空間。
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構的帶助推電動機的自行車，上述動力傳遞機構用于把力矩從助推電動機傳遞給鏈條。
為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的帶助推電動機的自行車中，靠曲軸腳踏板產生旋轉的曲軸配置在車身左右方向，通過配置在車身左右一側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構把助推電動機的力矩傳遞到上述鏈條，其特征在于，上述助推電動機的輸出軸配置在車身左右方向，并且，上述動力傳遞機構配置在比鏈條的旋轉面更靠近車身的左右另一側。
圖1是帶助推電動機自行車的整體側面圖。
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實施例，是相應于圖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實施例相關的、相應于圖2的圖。
下面，參照


本發(fā)明的實施例。
圖1～圖9表示本發(fā)明的第1實施例，圖1是帶助推電動機自行車的整體側面圖。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備有從側面看呈V字形的車架1，頭管2設在該車架1的前端，前叉3可轉動地樞支在頭管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，后輪Wr支承在該左右一對后叉腳6L、6R上?？尚D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的前端分別設有曲軸腳踏板9L、9R?？壳S7旋轉的曲軸鏈輪10和設在后輪Wr的車軸上的后輪鏈輪11用鏈條12相連，當曲軸7被曲軸腳踏板9L、9R的踏力旋轉時，該旋轉通過曲軸鏈輪10、鏈條12及后輪鏈輪11傳遞給后輪Wr。
助推電動機13設在車架1的下部并與曲軸鏈輪10相連，該助推電動機13產生助推曲軸腳踏板9L、9R踏力的驅動力。電池箱14設在車架1的前部，在該電池箱14內容納著由驅動助推電動機13的若干個Ni-Cd電池組成的行駛用電池15。在電池箱14的前端設有主開關16。在車架1的后部，設有控制助推電動機13驅動的電子控制單元及電動機驅動器等的控制裝置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，分為前側的前半部64、64和后側的后半部65、65，前半部64、64在側面看是從角撐板18L、18R向車身后下方延伸，在平面看，是從角撐板18L、18R向車身外側延伸。后半部65、65在側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，把位于跟前側的左側后叉腳6L局部剖切，以便能看見對面的右側后叉腳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，具有鉛直的旋轉面，該鏈條12的右側面被鏈套23復蓋著。在鏈套23的后部形成沿前后方向的開口部231(見圖2)，右側后叉腳6R的后半部65從車身內側通過鏈條12的旋轉面及鏈套231伸到外側。
下面參照圖4至圖9詳細說明動力單元P的構造。
動力單元P的外殼31備有靠若干個螺栓32…相互結合的右外殼33及左外殼34和可脫卸地復蓋左外殼34開口部的蓋35。助推電動機13的輸出軸36朝著車身左側地設置在左外殼34的后部右側面。因該設置狀態(tài)，它位于配置在車身右側的鏈條12的旋轉面的左側。第1中間軸37配置在助推電動機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的左側面面臨著可脫卸地設在左外殼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構成動力傳遞機構D。從圖5可見，動力傳遞機構D配置在鏈條12的旋轉面的左側，該鏈條12配置在車身右側。
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向車身右側伸出，曲軸鏈輪10靠螺母52結合在該筒軸部491上。曲軸7的左端通過球軸承53支承在左外殼34上。
因此，當助推電動機13旋轉時，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，當助推電動機13因行駛用電池15沒電而停止驅動時，第1單向離合器46空轉，不妨礙由曲軸腳踏板9L、9R的踏力使曲軸鏈輪10旋轉。
從圖6至圖8可見，沿曲軸7的軸線形成的槽71內安裝著扭桿61，該扭桿61備有可旋轉地嵌合在槽71左右內壁面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的左側腕部612緊密地與槽71的左右內壁面72、72嵌合，與曲軸7結合成一體，在該腕部612及曲軸7外周，壓接著檢測旋轉數(shù)用的齒輪62(見圖7)。這樣，扭桿61的左端及檢測旋轉數(shù)用的齒輪62一體地結合在曲軸7的左端。另外，扭桿61的右側腕部613游嵌在槽71的左右內壁面72、72之間，該腕部613與內壁面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的范圍內相對于左端扭轉變形(見圖8)。另外，支承在左外殼34上的曲軸旋轉數(shù)傳感器73(見圖5)與檢測旋轉數(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與可相對旋轉地嵌合在曲軸7外周的內環(huán)64之間。形成在內環(huán)64內周的凹部641內，嵌接著扭桿61的右端腕部613。
當踩動曲軸踏板9L、9R使曲軸7正轉時，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。當踩動曲軸踏板9L、9R使曲軸7反轉時，第2單向離合器63打滑，容許曲軸7的逆轉。
當圖8所示箭頭a方向的力矩從腳踏板9L、9R傳到曲軸7時，后輪Wr的負荷通過末端傳動齒輪49的筒軸部491及離合器爪65…傳遞到內環(huán)64，該內環(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方向扭轉地相對旋轉。其結果，在曲軸7與內環(huán)64之間，產生與輸入到曲軸7的力矩相應的相對旋轉。
從圖6可見，滑動套66不能相對旋轉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可相對旋轉地支承在該滑動套66的外周。檢測桿70的一端通過支點銷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配合的凸狀凸輪面661。
下面，說明具有上述構造的本發(fā)明實施例的動作。
當騎車者踩動曲軸腳踏板9L、9R使自行車行駛時，通過曲臂8L、8R曲軸7旋轉，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，曲軸腳踏板9L、9R的踏力大小由行程傳感器71檢測。
即，當相應于曲軸腳踏板9L、9R踏力的力矩作用到扭桿61上時，扭桿61的相應于扭轉角的相對旋轉在第2單向離合器63的內環(huán)64與滑動套66之間產生。當扭桿61的腕部613相對于曲軸7扭轉時，如圖9所示，不能相對旋轉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的內環(huán)64沿箭頭c方向相對旋轉。該第2單向離合器63結合在扭桿61的腕部613上。
其結果，滑動套66的凸輪面661被內環(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繞支點銷69擺動，推壓行程傳感器71的檢測頭711。這時，行程傳感器71的檢測頭711的行程與扭桿61的扭轉量、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轉數(shù)的曲軸轉數(shù)傳感器73的輸出，占空控制(デュ-ティ制御)助推電動機13的驅動。上述占空控制的占空比這樣設定，即，相應于助推電動機13旋轉數(shù)(即曲軸旋轉數(shù)傳感器73的輸出)的增加而直線增加，并且，相應于曲軸腳踏板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的動力傳遞機構D可全部用正齒輪或斜齒輪構成，可提高動力傳遞效率，降低成本。另外，由于把動力傳遞機構D配置在與車身右側的鏈條12的旋轉面不同側的車身左側，所以，可與鏈條12不干擾地合理安排動力傳遞機構D，不僅可提高空間利用率，而且對動力傳遞機構D的構造不作大的變更，可將助推電動機13的位置移動到曲軸7周圍的任意位置，所以，大幅度增加了設計自由度。
另外，右側后叉腳6R的前半部64在動力單元P的上方結合在車架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，從車身內側通過鏈條12的旋轉面到達外側，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置自由度。
圖10和圖11表示本發(fā)明的第2實施例，圖10是對應于圖2的圖，圖11是圖10中的10-10線放大斷面圖。
第2實施例中，從助推電動機13到曲軸鏈輪10的動力傳遞機構D的構造有一部分與實施例不同，其余構造及動作均與實施例1相同。
第2實施例中，從側面看助推電動機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實施例增加。因此，從助推電動機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卷繞在設在輸出軸36上的始端鏈輪43′和設在第1中間軸37上的第1中間鏈輪44′上進行的。在環(huán)形鏈條74的中間部，設有調節(jié)其張力的張緊鏈輪75(見圖10)。
在第2實施例中，作為動力單元P的一部分的助推電動機13，雖然從側面看從后叉腳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實施例。
第3實施例是第2實施例的變形例，其動力傳遞機構D的布置方式不同。即，助推電動機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實施例也具有與上述第1、第2實施例同樣的效果。
以上詳細說明了本發(fā)明的實施例，但在不背離本發(fā)明要旨的范圍內可作各種設計變更。
如上所述，本發(fā)明中，由于助推電動機的輸出軸配置在車身左右方向，從助推電動機到鏈條之間的動力傳遞機構全部都可由正齒輪或斜齒輪等構成，可提高動力傳遞效率，減低成本。另外，由于把動力傳遞機構配置在靠近車身的、與鏈條的旋轉面不同側，所以，與鏈條不干擾，合理地安排動力傳遞機構，提高空間利用率，并且對動力傳遞機構的構造不作大的變更，可將助推電動機的位置移動到曲軸周圍的任意位置，增加了設計自由度。
權利要求
1.一種帶助推電動機的自行車，靠曲軸腳踏板(9L、9R)旋轉的曲軸(7)配置在車身左右方向，通過配置在車身左右一側的鏈條(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構(D)把助推電動機(13)的力矩傳遞到上述鏈條(12)，其特征在于，上述助推電動機(13)的輸出軸(13)配置在車身左右方向，并且，上述動力傳遞機構(D)配置在靠近車身的、與鏈條(12)的旋轉面不同一側。
全文摘要
帶助推電動機的自行車，其特征在于合理地安排從助推電動機向鏈條傳遞力矩的動力傳遞機構。沿車身右側配置的鏈條把設在曲軸右端的曲軸鏈輪的旋轉傳遞到后輪。助推電動機的輸出軸平行于曲軸配置，該助推電動機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成的動力傳遞機構D與曲軸鏈輪相連。通過把動力傳遞機構D設在鏈條的旋轉面左側，可避免與鏈條的干擾并且能緊湊地安排動力傳遞機構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