專利名稱：帶助推電動機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的自行車，該自行車中，通過鏈條把曲軸的力矩和動力單元的力矩傳遞給后輪。
日本專利公報特開昭58-89483號揭示了帶助推電動機的自行車。
但是，上述特開昭58-89483號公報揭示的帶助推電動機的自行車，由于動力單元支承在后叉腳上，所以，為了避免沿后叉腳配置的鏈條與動力單元干擾，不僅后叉腳的構(gòu)造復(fù)雜化，而且為了支承動力單元的重量，也使后叉腳大型化及重量增加。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種帶助推電動機的自行車，該自行車備有構(gòu)造簡單、重量輕并能容易避免動力單元與鏈條干擾的后叉腳。
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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的曲軸支承在側(cè)面看略呈V字形車架的下端附近，左右一對后叉腳的前端結(jié)合在車架上，后輪支承在該后叉腳的后端，通過配置在車身左右一側(cè)的鏈條把曲軸的力矩傳遞給后輪，并且通過上述鏈條把支承在車架下端附近的動力單元的力矩傳遞給后輪，其特征在于，配置在車架左右一側(cè)的一方后叉腳，由在中間的彎曲部連成一體的前半部和后半部構(gòu)成，前半部的前端結(jié)合在車架的下端附近，通過動力單元本體部的上方向車身后下方延伸，后半部從車身內(nèi)側(cè)通過鏈條的旋轉(zhuǎn)面伸到外側(cè)，向車身后方延伸。
圖1是帶助推電動機自行車的整體側(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是與本發(fā)明的第2實施例相關(guān)的、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實施例相關(guān)的、相應(yīng)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(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，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。靠曲軸7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，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13的驅(qū)動的電子控制單元及電動機驅(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1 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3 1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中問齒輪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D。從圖5可見，動力傳遞機構(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13旋轉(zhuǎn)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(dāng)助推電動機13因行駛用電池15沒電而停止驅(qū)動時，第1單向離合器46空轉(zhuǎn)，不妨礙靠曲軸腳踏板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)踩動曲軸腳踏板9L、9R使曲軸7正轉(zhuǎn)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(dāng)踩動曲軸踏板9L、9R使曲軸7反轉(zhuǎn)時，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，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，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，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的踏力的力矩作用到扭桿61上時，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，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(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(テュ一ティ制御)助推電動機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(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構(gòu)D，不僅可提高空間利用率，而且對動力傳遞機構(gòu)D的構(gòu)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(shè)計自由度。
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實施例中，從助推電動機13到曲軸鏈輪10的動力傳遞機構(gòu)D的構(gòu)造有一部分與實施例不同，其余構(gòu)造及動作均與實施例1相同。
第2實施例中，從側(cè)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(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(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(gòu)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(xì)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(nèi)可作各種設(shè)計變更。
如上所述，本發(fā)明中，由于動力單元支承在車架上，所以能減少加在后叉腳上的荷重，使該后叉腳小型輕量化。另外，由于把與鏈條同側(cè)的后叉腳在中間彎曲部彎曲，其前半部的前端結(jié)合在車架下端附近，通過動力單元本體部的上方向車身后下方延伸，其后半部從車身內(nèi)側(cè)通過鏈條的旋轉(zhuǎn)面伸到外側(cè)并向車身后方延伸，所以，后叉腳的形狀簡單，并能合理地避免動力單元與鏈條的干擾。
權(quán)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(zhuǎn)的曲軸(7)支承在側(cè)面看略呈V字形車架(1)的下端附近，左右一對后叉腳(6L、6R)的前端結(jié)合在車架(1)上，后輪(Wr)支承在該后叉腳(6L、6R)的后端，通過配置在車身左右一側(cè)的鏈條(12)把曲軸(7)的力矩傳遞給后輪(Wr)，并且通過上述鏈條(12)把支承在車架(1)下端附近的動力單元(P)的力矩傳遞給后輪(Wr)，其特征在于，配置在車身左右一側(cè)的一方的后叉腳(6R)，由在中間的彎曲部(63)連成一體的前半部(64)和后半部(65)構(gòu)成，前半部(64)的前端結(jié)合在車架(1)的下端附近，通過動力單元(P)的本體部的上方向車身后下方延伸，后半部(64)從車身內(nèi)側(cè)通過鏈條(12)的旋轉(zhuǎn)面伸到外側(cè)并向車身后方延伸。
全文摘要
一種帶助推電動機的自行車，備有構(gòu)造簡單、重量輕并能容易避免動力單元與鏈條干擾的后叉腳。把曲軸的力矩傳遞給后輪的鏈條配置在車身右側(cè)，把助推電動機的力矩傳遞給鏈條的動力單元支承在曲軸附近的車架上。從車架向后方延伸的左右一對后叉腳中的配置在鏈條同側(cè)的后叉腳，由在中間彎曲部彎曲的前半部和后半部構(gòu)成，前半部的前端結(jié)合在車架上，通過動力單元的上方向車身后下方延伸，后半部從車身內(nèi)側(cè)通過鏈條的旋轉(zhuǎn)面伸到外側(cè)并向車身后方延伸。
文檔編號B62K11/04GK1168330SQ9711052
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 申請人:本田技研工業(yè)株式會社