專利名稱：助力自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種助力自行車，其中把裝有一個電動機的動力單元裝到自行車的車體上，使得該助力自行車可以通過由該電動機輸出的助力驅(qū)動動力幫助的蹬踏板的腿力容易地沿著向上的斜坡行進，或逆風行進。
對于這種助力自行車，必須把作為動力源的一個電池單元與一個動力單元一起安裝到自行車的車體上。然而，在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于通常有較大重量的電池單元的安裝位置，可能使該自行車的車體的重心較高，或可能使車體的重量(重的部件的位置)分散，這可能造成使該自行車的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性變得較差，或使它的容易行進的性能變得較差。由于這一原因，在設(shè)計中把電池單元設(shè)置在動力單元附近將會較好。
在助力自行車的電池單元的傳統(tǒng)的設(shè)置中，可以沿著自行車體框架的主車管(由前部管在向下的方向上向后傾斜地伸展的一根粗管)的上邊緣或沿著鞍座(車座)管的后邊緣把電池單元設(shè)置在動力單元的附近。
然而，這樣的設(shè)置有下列問題。
在電池單元沿著主車管的上邊緣的設(shè)置中，電池單元位于在主車管與鞍座管之間形成的V形腿部空間(當騎車人上車(鞍座)或下車時腿將通過的空間)的前側(cè)的一個位置。按照這樣的設(shè)置，當一個騎車人騎上鞍座或由鞍座下車時，該騎車人必須邁過主車管和電池單元，因此是不方便的。
在沿著鞍座管的后邊緣設(shè)置電池單元的另外的安排中，上面的設(shè)置中所造成的不方便可能被解決了，但是將會使靠近后車輪的結(jié)構(gòu)變得復雜。另外，當安裝電池單元時，鞍座妨礙安裝，還有，該自行車的重心被向后移動，從而不能精確地保證平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，因此，在這種設(shè)置中也造成了問題。
本發(fā)明的一個目的是基本上消除在上面提到的先有技術(shù)中所遇到的問題或不方便，并使助力自行車有一種改進了的結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中電池單元的位置位于動力單元的附近，使該自行車的車體的重心較低，并使它的重量集中，以改進轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性，并且，改進騎車人上和下車的方便程度，并改進電池單元的安裝。
本發(fā)明的另一個目的是使助力自行車的結(jié)構(gòu)能夠有效地利用靠近動力單元和電池單元的位置的空間，使該自行車的部件的設(shè)置更緊湊，并使它的重心較低。
本發(fā)明的這些目的和其它目的可以通過提供一種助力自行車來實現(xiàn)，此車包括一個前輪和一個后輪；一個自行車車體框架，它支承著可轉(zhuǎn)動的前輪和后輪；一個裝到自行車車體框架上的鞍座，騎車人騎乘在該鞍座上；以及一對踏板(曲柄)，通過一根曲柄軸它們可以彼此連接起來，該自行車的車體框架包括支承著前輪的一根前部管，一在向后的方向上由前部管傾斜地向下伸展的主車管，和一根鞍座管，在它的上端部以自行車直立的姿態(tài)支承著鞍座，其中，主車管和鞍座管的下端部通過一個動力單元連接起來，使得在它們之間形成一個基本上V形的腿部空間，當騎上鞍座或由鞍座下來時，騎車人的腿通過該空間，在此V形的腿部空間的最下面的位置設(shè)置了一個電池單元，它有長方的平行六面體形狀，并可以連接到動力單元上，使得它在自行車的水平方向上伸展。
在一個優(yōu)選實施例中，動力單元設(shè)在主車管和鞍座管的下端部，使得在向前的方向上向下傾斜，在電池單元與動力單元之間形成一個部件空間，用來在該部件空間中設(shè)置輔助部件。該動力單元包括一個電動機，該輔助部件包括一個控制單元，它可以連接到電池單元上以控制電池單元的電流，從而使電動機運行。該控制單元被安裝到動力單元上，控制單元和動力單元被一個單元罩覆蓋，此罩設(shè)有一個電池固定裝置，把電池單元裝進該固定裝置中。
設(shè)置有一對兩面的橋式管，使得在動力單元的上方水平地橫截在主車管與鞍座管之間，并且，電池單元安裝在此橋式管上。水平地設(shè)置所述電池單元，基本上平行于橋式管，并把它可拆卸地固定到主車管和鞍座管上。
車體框架把動力單元支承在至少三個懸掛位置上，使得曲柄軸設(shè)在當由車體框架的側(cè)面看時連接三個懸掛位置所形成的三角形部分的里面。
按照本發(fā)明的助力自行車的結(jié)構(gòu)，因為長方形的電池單元水平地設(shè)置在V形腿部空間的最下面的位置，所以可以使此結(jié)構(gòu)緊湊，并可以使車體框架的重心集中，而對騎車人上車和下車的動作沒有不利的影響。
動力單元的向前傾斜的設(shè)置在它與設(shè)在動力單元上方的電池單元之間形成部件空間，使得除了上面提到的有利的效果以外，可以有效地利用該空間。
還有，橋式管的位置可以提高車體框架的剛度，通過在至少三個懸掛位置支承動力單元可以增加這種剛度，把曲柄軸設(shè)置在這三個懸掛位置的三角形中使得進一步提高剛度，并防止車體框架上集中由于蹬踏板的腿力而產(chǎn)生的應(yīng)力。
由下面參考著附圖所作的描述將使本發(fā)明的本質(zhì)和進一步的特點變得更清楚。
在附圖中

圖1為按照本發(fā)明的一助力自行車的側(cè)視圖；圖2為按照本發(fā)明的一個實施例的自行車車體框架的一部分Ⅱ(圖1)的放大了的側(cè)視圖；以及圖3為在圖2的方向Ⅲ上看的平面圖。
下面將參考著圖1到3描述本發(fā)明。
參見圖1-3，本發(fā)明的助力自行車1有一個車體框架2，它有這樣一個結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中，例如，把在向后的方向上向下傾斜地伸展的一根粗的主車管4固定到一根前部管3上，該前部管位于該自行車1的前部，在離開下端部稍微上面一點的一個位置把兩面的一對水平的橋式管5的前端部連接到主車管4上，使得向后伸展。標號6表示一個加強件，用來增強這一連接。
橋式管5的后端部被連接到長度短的中心管7上，鞍座(車座)管8被固定到此中心管上，使得由它向上伸展。把一個中心托架9固定到橋式管5和中心管7的后端部上，使得由它們向后伸展，中心托架9由一個板件制成，并在它的平面圖中有一個基本上コ形狀，如在圖3中所示的那樣。
長度短并在自行車體的寬度方向上伸展的一根橫向管11被固定到中心托架9的中心后部上，并把兩面的一對車鏈輪支撐12連接到橫向管11上，使得它向后伸展。還有，把兩面的一對鞍座(車座)支撐13連接到鞍座管8的上端上，使得它在傾斜地向下的方向上向后伸展。
橋式管5由一個橋式件構(gòu)成，此件由圓管形成，在一個優(yōu)選實施例中，每個有圓形或類似的截面。然而，它也可以由另外截面形狀的材料形成，只要它有等于或高于圓管的強度就可以。雖然在本實施例中設(shè)有兩面的一對管，每根管的直徑較小，但是代替它們也可以設(shè)有直徑相對較大的管。
支承前輪14的前叉15被裝到前部管3上，可以旋轉(zhuǎn)，把車把桿17通過車把柱16裝到此前叉15的上部上，它們也是可以整體旋轉(zhuǎn)的。另一方面，鞍座支撐13和車鏈輪支撐12的連接部分在它們的兩個側(cè)面上支承著后輪18。把一個鞍座22通過一鞍座柱21裝到鞍座管8的上部上。在圖1中，標號23表示前擋泥板，而標號24表示后擋泥板。
對于主車管4的下端設(shè)置了一個前懸掛26，而對于中心托架9設(shè)置了上和下后懸掛27和28，借助于螺栓把動力單元30緊固到這些懸掛26,27和28上。即，動力單元30和設(shè)在動力單元30的上方的兩根橋式管5把主車管4的下端和鞍座管8的下端連接起來，因此，動力單元30對于自行車車體框架2也起一個加強件的作用。
在動力單元30中，裝有一個電動機31和一個動力組合單元32，此組合單元把電動機動力與蹬踏板的腿力結(jié)合起來產(chǎn)生動力。把曲柄軸33支承成使得它在車體的寬度方向上穿過動力單元30，并且，把兩面的一對曲柄固定到曲柄軸33的兩個端部上，可以整體地旋轉(zhuǎn)。把踏板35固定到曲柄34的前端部上，可以分別地旋轉(zhuǎn)。
曲柄軸33在動力單元30的右側(cè)部支承著一個驅(qū)動鏈輪(未畫出)，在后輪18的右側(cè)設(shè)置了一個被驅(qū)動的鏈輪(也未畫出)。圍繞著這些驅(qū)動和被驅(qū)動鏈輪接合著一根驅(qū)動鏈條或驅(qū)動皮帶。
如圖2中所示，對于車體框架2設(shè)置的三個懸掛26,27和28的位置使得當由側(cè)面部分看時形成一個三角形A，曲柄軸33就在此三角形中。還有，應(yīng)注意到，在可以把四個懸掛設(shè)置成一個長方形的情況下，曲柄軸33將位于此長方形中。
車體框架2的主車管4、橋式管5和鞍座管8與動力單元30一起在鞍座22的前面構(gòu)成一個基本上為V形的一個腿部空間40。此腿部空間40是當騎車人騎座上車座22或由車座22上下車時他的腿將通過的空間，作為電動機31的動力源的電池單元41位于橋式管5的上部，即腿部空間40的最下面的位置。
電池單元41有例如長方的平行六面體的形狀，在水平方向上把它設(shè)置成與橋式管5平行，并借助于裝到主車管4上的一個接合件42和裝到鞍座管8上的一個鎖定機構(gòu)43把它可拆卸地固定到車體框架2上，其方式使得通過用一個私人鑰匙松開鎖定機構(gòu)43可以在向上的方向上移開電池單元8。
在向前的方向上稍微傾斜地安裝動力單元30。在動力單元30、電池單元41與橋式管5之間形成一個楔形的部件空間44，把一個控制單元45裝到這一空間44中。該控制單元45裝有一個計算機裝置，比如微機，用來控制電動機31的功率，并把它固定到動力單元30的上表面上。此控制單元45可以固定到橋式管5上。此控制單元45包括一個輔助部件和一個繼電器，在此部件空間44中也可以設(shè)置作為輔助部件的一個充電單元或類似物而不是控制單元。
用一個單元罩46把動力單元30和控制單元45罩起來，如在圖1中所示出的那樣，此罩由合成樹脂或類似材料制成，使得外觀比較整齊。一個電池固定裝置47設(shè)置在該單元罩46的上邊緣部分，從而把電池單元41牢固地裝到電池固定裝置47上。
當上面提到的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的助力自行車1行進時，坐在鞍座22上的騎車人的蹬踏板的腿力在前進的方向上向前驅(qū)動動力單元30的曲柄軸33。同時，控制單元45控制電池單元41的電流，從而使電動機31運行，使得由該電動機31輸出的輔助驅(qū)動動力的量與蹬踏板的腿施加到曲柄軸33上的動力相當。
動力合成單元32把這些蹬踏板的腿力和輔助的驅(qū)動動力結(jié)合起來，通過驅(qū)動鏈36把結(jié)合力傳遞到后輪18上，因此，助力自行車1行進?？刂茊卧?5控制供給于電動機31的電流，以保持蹬踏板的腿力與輔助的驅(qū)動動力的比一直不變，例如為1∶1。
如上所述，按照本發(fā)明的助力自行車，因為電動機31產(chǎn)生的輔助驅(qū)動動力以一個不變的比例幫助蹬踏板的腿力，所以此助力自行車當啟動時或沿著向上的斜面或逆風行進時可以非常容易地行進。
當騎車人騎上鞍座或由鞍座上下車時，騎車人的腿通過車體框架2的腿部空間40移動。在這一方面，按照本發(fā)明的助力自行車1因為把長方形的電池單元41水平地裝到該腿部空間40的最下部，所以與傳統(tǒng)的設(shè)置相比，可以明顯地改進上車和下車的方便程度，在傳統(tǒng)的設(shè)置中，電池單元沿著主車管設(shè)置。在本發(fā)明的設(shè)置中，電池單元41不設(shè)在圖1中的腿部空間40的前面空間區(qū)域40a中，騎車人的腿要經(jīng)常通過該區(qū)域，所以，騎車人的腿只移過主車管4。
還有，因為電池單元41設(shè)在動力單元30的附近(直接在其上方)，所以使自行車的車體的重心下降，并使車體的重量集中，改進了轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。因為電池單元41被設(shè)置在水平的方向上，可以很容易地安裝它或把它拆下。
再有，因為把輔助部件比如控制單元45設(shè)置在電池單元41與向前傾斜的動力單元30之間所形成的楔形空間44中，所以可以有效地利用靠近動力單元30和電池單元41的空間，因此，使部件的設(shè)置緊湊和簡單，這進一步使重心降低。
再有，因為橋式管5設(shè)置在主車管4與鞍座管8之間，可以大大改善車體框架2的剛度，并且，由于電池單元41設(shè)在橋式管5的上方，剛度在橋式管的一部分處會提高，所以可以改善裝配穩(wěn)定性。這一設(shè)置將避免一個接觸部位的不良接觸所造成的麻煩。
再有，因為三個懸掛26,27和28在三個位置把動力單元30支承到車體框架2上，并且，在側(cè)視圖中，曲柄軸33設(shè)置在由這三個位置連接所形成的三角形部分A的里面，所以由于蹬踏板的腿力施加到動力單元30的曲柄軸33上的多方向的力矩可以被這三個位置均勻地承受，并被傳遞到車體框架2上。由于這一原因，可以有效地防止應(yīng)力的集中，因此，可以延長車體框架2的使用壽命。
要注意到，本發(fā)明不局限于所描述的實施例，可以做出許多其它的改變和改型，而不偏離所附的權(quán)利要求以及因此而獲得的許多有利的效果。
權(quán)利要求
1．一種助力自行車，它包括一個前輪和一個后輪；一個自行車車體框架，它支承著前輪和后輪，使它們可以旋轉(zhuǎn)；一個裝到自行車車體框架上的鞍座，騎車人騎在該鞍座上；以及一對踏板，通過一根曲柄軸它們可以彼此連接起來，所述自行車車體框架包括支承著前輪的一根前部管，一在向后的方向上由前部管傾斜地向下伸展的主車管，和一根鞍座管，在它的上端部以自行車直立的姿態(tài)支承著鞍座，其特征在于，主車管和鞍座管的下端部通過一個動力單元連接起來，使得在它們之間形成一個基本上V形的腿部空間，當騎上鞍座或由鞍座下來時，騎車人的腿移過該空間，在此V形的腿部空間的最下面的位置設(shè)置了一個電池單元，它有長方的平行六面體形狀，并可以連接到動力單元上，使得它在自行車的水平方向上伸展。
2．按照權(quán)利要求1所述的助力自行車，其特征在于，所述動力單元設(shè)置在主車管和鞍座管的下端部，使得在向前的方向上向下傾斜，以在電池單元與動力單元之間形成一個部件空間，用來在該部件空間中設(shè)置輔助部件。
3．按照權(quán)利要求2所述的助力自行車，其特征在于，所述動力單元包括一個電動機，而所述輔助部件包括一個控制單元，它可以連接到電池單元上，以控制電池單元的電流，從而使電動機運行。
4．按照權(quán)利要求3所述的助力自行車，其特征在于，所述控制單元安裝到動力單元上，而控制單元和動力單元被一個單元罩覆蓋，此單元罩設(shè)有一個電池固定裝置，把電池單元配裝于該固定裝置中。
5．按照權(quán)利要求1所述的助力自行車，其特征在于，設(shè)置有一對兩面的橋式管，使得在動力單元的上方水平地橫截在主車管與鞍座管之間，并且，電池單元安裝在此橋式管上。
6．按照權(quán)利要求5所述的助力自行車，其特征在于，水平地設(shè)置所述電池單元，基本上平行于橋式管，并把它可拆下地固定到主車管和鞍座管上。
7．按照權(quán)利要求1所述的助力自行車，其特征在于，車體框架把所述動力單元支承在至少三個懸掛位置上，使得曲柄軸設(shè)置在當由車體框架的側(cè)面看時連接三個懸掛位置所形成的三角形部分的里面。
全文摘要
一種助力自行車,它包括前后輪車體框架、鞍座以及一對踏板,該車體框架包括支承著前輪的前部管,在向后的方向上由前部管傾斜地向下伸展的主車管,和一根鞍座管,在它的上端部支承著鞍座。主車管和鞍座管的下端部通過動力單元連接起來,使得在它們之間形成基本上V形的腿部空間,當上下鞍座時,騎車人的腿移過該空間。并且,設(shè)置有電池單元,可以把它在此腿部空間的最下面的位置連接到動力單元上,使得它在自行車的水平方向上伸展。
文檔編號B62K19/30GK1220958SQ9812153
公開日1999年6月30日 申請日期1998年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月22日
發(fā)明者永井久雄, 富田耕平, 山內(nèi)幸作, 堤腰忍 申請人:鈴木株式會社