CN1058458C - 电动助力车的力矩传递装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动助力车的力矩传递装置。与曲柄轴同轴，且相对曲柄轴可自由转动地配置着用于输出传递给驱动轮的动力的输出构件、在曲柄轴与输出构件间设置着中间部分具有第1单向离合器的第1动力传递系统，在电动助力马达与前述输出构件间设置着中间部分具有第2单向离合器的第2动力传递系统，构成第1动力传递系统一部分的管状动力传递构件同轴地围绕着曲柄轴配置，该动力传递构件的一端连接着曲柄轴。不需为增大曲柄轴刚性而加大其直径，可得到小尺寸的力矩传递装置。

Description

电动助力车的力矩传递装置
本发明涉及电动助力车的力矩传递装置，在该装置中，与两端分别具有曲柄踏板的曲柄轴同轴，且相对该曲柄轴可自由转动地配置着用于输出传递给驱动轮的动力的输出构件，在曲柄轴与输出构件间设置着中间部分具有第1单向离合器的第1动力传递系统，在电动助力马达与前述输出构件间设置着中间部分具有第2单向离合器的第2动力传递系统。
现有的装置，如日专利特开平7-309284号公报等已为公知。
上述的现有装置，构成第1动力传递系统一部分的弹扭杆放置于曲柄轴内，为弥补放置弹扭杆部分刚性降低，不得已加大了曲柄轴的直径，从而招致了力矩传递装置尺寸加大。
本发明即是有鉴于此，其目的即是不要为增加曲柄轴的刚性而加大其直径，从而可以提供小尺寸的电动助力车的力矩传递装置。
为达到上述目的，按本发明方案1所记述的发明，在两端分别具有曲柄踏板的曲柄轴。在该轴上相对前述曲柄轴可自由转动地配置着为输出传递给后轮的动力的输出构件，在曲柄轴与输出构件间设置有中间部分具有第1单向离合器的第1动力传递系统，在电动助力马达与前述输出构件间设置着其中间部分具有第2单向离合器的第2动力传递系统的电动助力车的力矩传递装置上，其特征在于，作为构成可使曲柄轴的动力传递到输出构件一侧的第1动力传递系统的一部分的管状动力传递构件，同轴围绕曲柄轴配置，该动力传递构件的一端连接着曲柄轴。
另外，本发明方案2所记述的发明的特征是，在上述方案1所记述的发明之构成的基础上，加上，在前述动力传递构件的另一端与输出构件间夹装着第1单向离合器。
按本发明方案3所记述的发明的特征在于，在上述方案1或2所记述的发明之构成的基础上，加上，在前述动力传递构件轴向中间部分设置着其周向具有一定间隔的多个开口部。
按本发明方案4所记述的发明的特征在于，在上述方案2或3所记述的发明之构成的基础上，加上，检测曲柄轴与第1单向离合器间的转动相位的检测器配置于前述动力传递构件的外侧。
按本发明方案5所记述的发明的特征在于，在上述方案4所记述的发明之构成的基础上，加上，前述之检测器包括有：围绕动力传递构件成环状的曲柄轴一侧的第1可动构件；与围绕动力传递构件成环状、与第1可动构件相对配置的、第1单向离合器一侧的第2可动构件，同时构成为可检测出第1与第2可动构件间的转动相位。
图1是电动助力自行车侧面图；图2是力矩传递装置纵断面图；图3是图2的3-3剖面图；图4是图3的4-4放大剖面图；图5是动力传递构件周向展开图；图6是图5的沿6-6剖视的动力传递构件的横断面图。
下边，借附图示出的本发明的一实施例对本发明的实施形态加以说明。
图1～图6示出了本发明的一实施例。图1是电动助力自行车的侧面图；图2是力矩传递装置的纵断面图；图3是图2的3-3剖面图；图4是图3的4-4放大断面图；图5是动力传递构件的周向展开图；图6是图5的6-6剖视动力传递构件的横断面图。
首先，在图1上，作为电动助力车的电动助力自行车B具有侧面看大致成V字形的主构架11，在该主构架11的前端设置的头管12上，可自由转动地支承着前叉13，在该前叉13的上端连接着棒式手把14，而在该前叉13的下端可自由转动地支承着前轮WF。另外，在从主构架11的下部向后方延伸的同时，以一对支撑件16增强的一对后叉15上可自由转动地支承着作为驱动轮的后轮WR。
一并参照图2与图3，在主构架11的下端安装有驱动部壳体17，在由该驱动部壳体17可自由转动地支承着的曲柄轴18的左右两端，分别固定有曲柄踏板19L，19R。通过第1动力传递系统20将这些曲柄踏板19C、19R上的踏力从曲柄轴18传递到作为输出构件的输出链轮21上。而在设置于后轮WR的车轴上的从动链轮22与前述输出链轮21上卷挂着环形链23，可将曲柄踏板19L、19R上的踏力传递到后轮WR。
另外，在驱动部壳体17上，设有电动助力马达24，为了对曲柄踏板19L、19R的踏力进行助力，该电动助力马达24的输出功率通过第2动力传递系统25传递到输出链轮21上。
在主构架11的前部设置的电池箱26中，放置有为向电动助力马达供给电能的多个镍-镉电池构成的行走用电池组。另外，在主构架11的后部，配置有控制电动助力马达24的工作的电子控制部件以及马达驱动器等的控制装置28。驱动部壳体17由右壳体29、与该右壳体间形成第1放置室32并与右壳体29相结合的左壳体30、与左壳体30间形成第2放置室33并与左壳体相结合的罩31所构成；右壳体29与左壳体30由一对螺栓34、34共同紧固于主构架11的下部。
曲柄轴18，其大部分配置于第1放置室32内，可自由转动地支承于驱动部壳体17上；该曲柄轴18的右端部通过滚柱轴承37支承于转动筒体36的内周，而该转动筒体36通过滚珠轴承35支承于右壳体29上；曲柄轴18的左端部通过滚珠轴承38支承于左壳体30。而配置于右壳体29的左侧的输出链轮21与前述转动筒体36相结合。
一并参照图4，将曲柄轴18的动力传递到输出链轮21的第1动力传递系统20配置于第1放置室32内，它由一端连接于曲柄轴18的动力传递构件40和该动力传递构件40的另一端相连接的环状转动构件41、以及设置于转动构件41与转动筒体36之间的第1单向离合器42所构成。
动力传递构件40，为同轴围绕着曲柄轴18的管状，该动力传递构件40的一端通过花键43连接于曲柄轴18。同时，动力传递构件40的另一端内周与曲柄轴18之间夹装着滚柱轴承44。而动力传递构件40的另一端的外周则通过花键45结合于转动构件41的内周。
第1单向离合器42，是将与动力传递构件40一体旋转的转动构件41作为离合器内轮，而将转动筒体36作为离合器外轮来构成，它包括有多个、比如4个棘轮爪47与棘轮齿48，棘轮爪47枢支于转动构件41的外周上的同时，由环状弹簧46给予扩张的能量；而棘轮齿48设置于转动筒体36的内周。
如使用这样的单向离合器，踏动曲柄踏板19L、19R，使曲柄轴18沿正转方向49旋转，则曲柄轴18的力矩通过动力传递构件40、转动构件41、第1单向离合器42与转动筒体36传递到输出链轮21；而在踏动曲柄踏板19L、19R使曲柄轴18向逆向旋转时，第1单向离合器打滑，允许曲柄18逆转。
但是，在曲柄轴18与转动构件41间传递动力的动力传递构件40，起着扭杆的作用，在其轴向中间部分，如图5与图6所示，设有周向有一定间隔的多个、比如4个开口部50，50……。另外，在曲柄轴18上固定着限制动力传递构件40的最大扭转量的销子51，该限制销51穿过各开口部50。
作为检测出曲柄轴18与第1单向离合器42间的转动相位的电位计52，配置于动力传递构件40的外侧，该电位计52包括有：固定地支承于左壳体30上、围绕着动力传递构件40的壳体53；围绕着动力传递构件40形成环状、放置于前述壳体53内、同时与前述销子51相结合的第1可动构件54；围绕着动力传递构件40形成环状、在前述壳体53内与第1可动构件54相对配置、同时与转动构件41相结合的第2可动构件55。由于第1可动构件54与曲柄轴18一同旋转，而第2可动构件55与转动构件41一同旋转，故第1与第2可动构件54、55间的转动相位即为曲柄轴18与第1单向离合器42间的转动相位，所以就可以由该电位计52检测出曲柄轴18与第1单向离合器间的转动相位。
在动力传递构件40一端的外周，等间隔地设置有多个齿40a，40a……；对着这些齿40a，40a……在驱动部壳体17的左壳体30上安装着转速传感器56。由该转速传感器56检测出动力传递构件40，即曲柄轴18的转速。
用于将电动助力马达24的动力传递到输出链轮21的第2动力传递系统25包括有：在第2放置室33内固定于电动助力马达24的输出轴24a上的驱动齿轮57；在第2放置室33内、固定于第1旋转轴58的一端，与前述驱动齿轮57相啮合的第1中间齿轮59；在第1放置室32内，与第1旋转轴58一体设置的第2中间齿轮60；与第2中间齿轮60相啮合的第3中间齿轮61；与第3中间齿轮61同轴配置的第2旋转轴62；第3中间齿轮61与第2旋转轴62间设置的第2单向离合器63；在第1放置室32内，与第2旋转轴62一体设置的第4中间齿轮64；与同输出链轮21相结合的转动筒体36一体设置、同时与第4中间齿轮64相啮合的被动齿轮65。
第1旋转轴58具有与电动助力马达24的输出轴24a相平行的轴线，在右壳体29与第1旋转轴58间夹装着滚珠轴承66；而左壳体30与第1旋转轴58间夹装着滚珠轴承67。第2旋转轴64具有与第1旋转轴58相平行的轴线，右壳体29与第2旋转轴64间夹装着滚珠轴承68；而左壳体30与第2旋转轴64间夹装着滚珠轴承69。
这样的第2动力传递系统25中，伴随着电动助力马达24的工作，力矩传递到输出链轮21；而电动助力马达24工作停止时，由第2单向离合器63的作用，容许第2旋转轴空转，因而不会妨碍曲柄踏板19L、19R的踏力使输出链轮21旋转。
下边，对本实施例的作用加以说明，为使电动助力自行车B行走，骑车人脚踏曲柄踏板19L、19R，曲柄轴18的动力通过第1动力传递系统20传递到输出链轮21，再通过链子23与从动链轮22将动力传递到后轮WR。
这时曲柄踏板19L、19R的踏力由电位计52检测出来。即，由于有相应于曲柄踏板19L、19R的踏力的力矩作用于动力传递构件40，该动力传递构件40在其一端与另一端之间产生扭转，相应于这种扭转而产生的曲柄轴18与第1单向离合器42间的转动相位由电位计52检测出来。另外，曲柄轴18的转速由转速传感器56检测出来，由于由电动助力马达24产生相应于电位计52以及转速传感器56的检测值的辅助动力，故而可以减轻骑车人的负担。
作为第1动力传递系统的一构成部分又发挥扭杆功能的管状动力传递构件40，由于同轴地围绕着曲柄轴18配置，就不需要随着配置动力传递构件40为增加其刚性而将曲柄轴18直径加大，故可期望得到小型力矩传递装置。
而且，电位计52围绕着动力传递构件40配置于该动力传递构件40的外侧，电位计52的配置不需要大的间隙，成紧凑配置；曲柄轴18与第1单向离合器42间的转动相位可以直接而且高可靠度的检测出来。
另外，由于在动力传递构件40的轴向中间部设有周向成一定间隔的多个开口部50…，在动力传递构件40上沿其周向作用着大致相等的弯曲载荷，防止在动力传递构件40上局部作用大的载荷，从而可望提高动力传递构件40的耐久性。
以上详述了本发明的实施例，但本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明构思的范围内所记述的本发明的情况下，可进行种种设计变更。
比如，本发明不仅适用于电动助力自行车B，也可应用于电动助力轮椅。
如依照上述方案1或2所记述的发明，不要加大曲柄轴的直径即可确保该曲柄轴的刚性，从而可望得到小尺寸的力矩传递装置。
另外，如依照方案3所记述的发明效果，在动力传递构件上沿其周向作用着大致相等的弯曲载荷，避免了在动力传递构件上局部作用大的载荷，从而可望提高动力传递构件的耐久性。
再就是如依照方案4或5所记述的发明，检测器的配置不需大的间隙成紧凑配置，从而可以直接且高可靠度地检测出曲柄轴与第1单向离合器间的转动相位。

Claims (5)

1.一种电动助力车的力矩传递装置，与两端分别具有曲柄踏板(19L、19R)的曲柄轴(18)同轴地、且可相对曲柄轴(18)自由转动地配置着用于输出传递给驱动轮(WR)的动力的输出构件(21)，在曲柄轴(18)与输出构件(21)间设置着中间部分具有第1单向离合器(42)的第1动力传递系统(20)、在电动助力马达(24)与前述输出构件(21)间设置着中间部分具有第2单向离合器(63)的第2动力传递系统(25)，其特征在于，为能将曲柄(18)的动力传递给输出构件(21)一侧，将构成第1动力传递系统(20)的一部分的管状动力传递构件(40)同轴围绕着曲柄轴(18)那样地配置，该动力传递构件(40)的一端连结着曲柄轴(18)。
2.按权利要求1所记述的电动助力车的力矩传递装置，其特征在于，在前述动力传递构件(40)的另一端与输出构件(21)间夹装着第1单向离合器(42)。
3.按权利要求1或2所记述的电动助力车的力矩传递装置，其特征在于，在前述动力传递构件(40)的轴向中间部分设置有沿其周向具有一定间隔的开口部(50)。
4.按权利要求2或3所记述的电动助力车的力矩传递装置，其特征在于，检测曲柄轴(18)与第1单向离合器(42)间的转动相位的检测器(52)配置于前述动力传递构件(40)的外侧。
5.按权利要求4所记述的电动助力车的力矩传递装置，其特征在于，前述检测器(52)具有：形成围绕着动力传递构件(40)的环状的曲柄轴(18)一侧的第1可动构件(54)；以及形成围绕着动力传递构件(40)的环状且与第1可动构件(54)相对配置的第1单向离合器(42)一侧的第2可动构件(55)；同时具有可以检测出第1与第2可动构件(54，55)间的转动相位的构成。
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