CN111819131B - 自行车电力辅助装置和自行车 - Google Patents

Abstract

[问题]使大范围的现有自行车能够被容易地改装成电力辅助自行车。[解决方案]本发明具有：壳体(52)，其被配置为由自行车(10)的车架(18)支撑；电动马达(54)，其被设置在壳体(52)中；电池(102)，其被配置为附接到车架(18)并且用作用于电动马达(54)的电源；环形的旋转输出构件(81)，其被能旋转地设置在壳体(52)中，以便绕曲柄轴轴线(B)设置，曲柄轴轴线(B)用作用于自行车(10)的踏板的曲柄轴(24)和曲柄臂(26)的旋转轴线，并且旋转输出构件(81)由电动马达(54)旋转地驱动；以及连接构件(90)，其以扭矩传递关系将旋转输出构件(81)连接到曲柄轴(24)或曲柄臂(26)。

Description

自行车电力辅助装置和自行车

技术领域

本发明涉及自行车电力辅助装置和自行车，并且更具体地，涉及可以被改装的自行车电力辅助装置和安装有这种电力辅助装置的自行车。

背景技术

在可以被改装到现有自行车的常规自行车电力辅助装置中，由电动马达旋转地驱动以提供辅助力的辅助齿轮被同轴地安装到链轮的被固定地固定到装配有踏板的曲柄臂的中央轴的一侧，并且辅助齿轮和链轮经由销彼此连接，使得可以向链轮施加辅助力(例如，参见专利文献1)。在另一种已知装置中，由电动马达旋转地驱动以提供辅助力的主齿轮以与装配有踏板的曲柄臂的中央轴成同轴关系地设置，并且主齿轮和曲柄臂分别经由销彼此连接，使得可以向曲柄臂施加辅助力(例如，参见专利文献2)。在又一种已知装置中，由电动马达旋转地驱动以提供辅助力的链轮被同轴地连接到曲柄臂(例如，参见专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2007-91159A

专利文献2：JP2009-248668A

专利文献3：JP2002-264881A

发明内容

本发明要实现的任务

除了拆卸和组装自行车电力辅助装置本身之外，可以被改装的这些常规自行车电力辅助装置需要诸如去除曲柄臂和链轮这样的相对大量的拆卸工作，并且还需要当将装置安装到自行车上时用于使诸如曲柄臂这样的被去除构成零件返回原始组装状态的组装工作。此外，除了诸如板钳和扳手这样的普通工具外，拆卸和组装工作可能需要特殊工具。为此原因，没有任何技术背景的普通用户可能发现难以通过将电力辅助装置改装到自行车来将现有自行车转换成电力辅助自行车。

此外，常规的自行车电力辅助装置不能根据其型号被改装到现有自行车，因此已知缺乏通用性。

鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是允许普通用户容易地将大范围的自行车转换成电力辅助自行车。

实现任务的技术手段

为了实现此目的，作为本发明的一个实施方式，提供了一种自行车电力辅助装置，该自行车电力辅助装置包括：壳体(52)，其被配置为附接到自行车(10)的车架(18)；电动马达(54)，其被附接到所述壳体(52)；电池(102)，其被用作用于所述电动马达的电源；环形的旋转输出构件(81)，其由所述电动马达(54)旋转地驱动，所述旋转输出构件被能旋转地安装在所述壳体上并且绕曲柄轴线设置，所述曲柄轴线是用于所述自行车的踏板的曲柄轴(24)和曲柄臂(26)的旋转中心线；以及连接构件(90、130)，其以扭矩传递关系将所述旋转输出构件(81)连接到所述曲柄轴(24)或所述曲柄臂(26)。

由此，自行车电力辅助装置(50)可以被容易地改装到现有自行车(10)，而无需改造自行车(10)。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述壳体(52)包括同心地支撑所述旋转输出构件(81)的环形部(52C)，并且所述旋转输出构件(81)和所述环形部(52C)被设置在所述车架(18)和所述曲柄臂(26)之间。

由此，曲柄臂(26)可以穿过旋转输出构件(81)和环形部(52C)，使得旋转输出构件(81)和环形部(52C)可以在不去除曲柄臂(26)的情况下被设置在车架(18)和曲柄臂(26)之间，并且可以容易地将自行车电力辅助装置(50)改装到自行车(10)。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述环形部(52C)设置有限定中央开口(70)的管状部分(72)，所述曲柄轴(24)宽松地穿过所述中央开口(70)，并且所述旋转输出构件(81)被同轴且能旋转地安装在所述管状部分(72)的外周上。

由此，可以通过使用限定中央开口(70)的管状部分(72)用简单结构来支撑旋转输出构件(81)。

优选地，该自行车电力辅助装置还包括传动齿轮系(59)，所述传动齿轮系(59)被接纳在所述壳体(52)中并且被配置为将所述电动马达(54)的旋转运动传递到所述旋转输出构件(81)，所述电动马达(54)经由被设置在所述电动马达(54)和所述旋转输出构件(81)之间的所述传动齿轮系(59)从所述旋转输出构件(81)径向向外移位。

由此，电动马达(54)允许旋转输出构件(81)被安装到曲柄轴(24)上，而电动马达(54)不妨碍将旋转输出构件(81)安装到曲柄轴(24)。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述旋转输出构件(81)设置有所述传动齿轮系(59)的输出齿轮(80)和与所述输出齿轮(80)的一侧附接的旋转输出板(84)，所述旋转输出板(84)具有比所述输出齿轮(80)大的外径。

由此，旋转输出板(84)用作输出齿轮(80)的覆盖构件，并且保护输出齿轮(80)的齿。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述电动马达(54)相对于所述旋转输出构件(81)在轴向方向上偏移，并且与所述车架(18)接触，使得防止所述电动马达(54)相对于所述车架(18)旋转。

由此，以既简单又可靠的方式防止电动马达(54)相对于车架(18)旋转。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述连接构件(90)将所述旋转输出构件(81)同轴地连接到所述曲柄轴(24)的轴向端。

由此，旋转输出构件(81)可以连接到曲柄轴(24)而不担心未对准，使得辅助力可以被有利地从旋转输出构件(81)传递到曲柄轴(24)或曲柄臂(26)。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述连接构件(90)包括中央部分(91)和至少一个支腿(92)，所述中央部分(91)通过拧入居中形成在所述曲柄轴(24)的轴端中的螺纹孔(36)中的螺钉(40)而固定到所述轴端，并且所述至少一个支腿(92)从所述中央部分径向向外延伸并且其自由端被固定到所述旋转输出构件(81)。

因此，该自行车电力辅助装置可以被应用于具有螺纹孔(36)的类型的自行车，螺纹孔(36)用于在曲柄轴(24)的轴端拉动曲柄轴，使得辅助力可以被有利地从连接构件(90)传递到曲柄轴(24)。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述连接构件(90)包括中央部分(91)和至少一个支腿(92)，所述中央部分(91)通过拧入居中形成在所述曲柄轴(24)的轴端中的螺纹孔(36)中的螺钉(40)与所述轴端的外表面相对，并且所述至少一个支腿(92)从所述中央部分径向向外延伸并且其自由端被固定到所述旋转输出构件(81)，并且所述自行车电力辅助装置还包括间隔件构件(120)，所述间隔件构件(120)包括位于所述支腿(92)和所述曲柄臂(26)的基端之间的部分，并且以U字形围绕所述曲柄臂(26)的所述基端，以按扭矩传递关系将所述连接构件(90)连接到所述曲柄臂(26)。

因此，该自行车电力辅助装置可以被应用于没有螺纹孔(36)的类型的自行车，螺纹孔(36)用于在曲柄轴(24)的轴端拉动曲柄轴，使得辅助力可以被有利地从连接构件(90)传递到曲柄轴(24)。

在该自行车电力辅助装置中，优选地，所述连接构件(130)从所述旋转输出构件(81)伸出，以将所述曲柄臂(26)从相对于其旋转方向的两侧插入，并且能在所述曲柄臂(26)的长度方向上相对于所述曲柄臂(26)滑动。

由此，可以以非常简单的结构以有利的方式实施从旋转输出构件(81)向曲柄臂(26)的辅助力传递。

根据本发明的一个实施方式的一种自行车装配有该自行车电力辅助装置(50)。

由此，现有自行车(10)可以在不改造自行车的情况下被用作电力辅助自行车。

本发明的效果

根据本发明的自行车电力辅助装置，可以容易地将大范围的现有自行车(10)转换成电力辅助自行车。

附图说明

[图1]是安装有根据本发明的一个实施方式的自行车电力辅助装置的自行车的主要零件的立体图；

[图2]是根据本发明的一个实施方式的自行车电力辅助装置的立体图；

[图3]是根据本发明的一个实施方式的自行车电力辅助装置和用于将自行车电力辅助装置的电动马达安装到自行车的安装结构的分解立体图；

[图4]是根据本发明的一个实施方式的自行车电力辅助装置的竖向截面图；

[图5]是根据本发明的一个实施方式的自行车电力辅助装置的电动系统的框图；

[图6]是根据本发明的另一实施方式的自行车电力辅助装置和用于将自行车电力辅助装置安装到自行车的安装结构的分解视图；以及

[图7]是根据本发明的又一实施方式的自行车电力辅助装置的立体图。

具体实施方式

以下，参照图1至图4来描述根据本发明的一个实施方式的自行车电力辅助装置。

如图1中所示，自行车10设置有车架18，该车架18包括：座管12，其大体在竖直方向上延伸，并且设置有附接到其上端的鞍座(图中未示出)；在大体前后方向上延伸的下管14和辅助管15；以及一对链拉条16。座管12的下端、下管14的后端和链拉条16的前端经由管状轴承箱20彼此连接，管状轴承箱20用作用于接纳曲柄轴的轴承还有管接头的壳体。辅助管15的后端经由管接头22连接到座管12的与其下端邻接的部分。

管状轴承箱20能旋转地支撑在横向方向上大体水平延伸的曲柄轴(驱动轴)24。曲柄轴24的左端和右端在横向向外方向上从管状轴承箱20突出，并且左曲柄臂26和右曲柄臂28的基端以180度的旋转相位差固定到相应的轴端。曲柄轴24形成曲柄臂26和28的旋转中心，并且曲柄轴24的旋转中心轴线以及曲柄臂26和28的旋转中心轴线与同一曲柄轴线A重合。换句话说，曲柄轴线A形成曲柄轴24和曲柄臂26二者的旋转中心轴线。

踏板30被附接到每个曲柄臂26、28的自由端。驱动链轮32被设置在右曲柄臂28和管状轴承箱20之间。驱动链轮32被同轴地连接(固定)到曲柄轴24。

曲柄轴24由左右曲柄臂26和28旋转地驱动。曲柄轴24的旋转被传递到驱动链轮32(链条轮)，并且经由链条传动机构(图中未示出)被传递到后轮(图中未示出)。由此，自行车10被向前推动。

到目前为止，该结构与自行车10的常见现有结构没有不同。

根据该实施方式的自行车电力辅助装置50(下文中将被简称为“电力辅助装置50”)被安装在自行车10上。在下面的描述中，当电力辅助装置50如图1所示被附接到自行车10的车架18时，上、下、前、后、左和右方向将是基于骑行人的视线。

如图1至图4中所示，电力辅助装置(电力辅助单元)50设置有具有中空结构的壳体52，该中空结构由左侧的第一半部52A、右侧的第二半部52B和覆盖构件52D的组件形成。第一半部52A和第二半部52B通过多个螺栓51彼此接合。覆盖构件52D通过多个螺栓55接合到第一半部52A的左侧。

电动马达54被附接到壳体52。电动马达54具有圆柱形的外壳56，外壳56具有横向延伸的中心轴线B并且其基端被固定到第二半部52B的外表面。因此，外壳56从第二半部52B向右突出，以便相对于下文中将描述的旋转输出构件81在轴向方向上朝向一侧偏移。

如图4所示，电动马达54在横向方向上延伸，并且设置有输出轴58，输出轴58经由第二半部52B向左伸出到壳体52的中空内部中。小驱动正齿轮60被固定到输出轴58。第一半部52A和第二半部52B经由衬套62等能旋转地支撑在横向方向上延伸的中间轴64。中间轴64固定地支撑与衬套62右侧的驱动正齿轮60啮合的大直径中间正齿轮66。因此，驱动正齿轮60和大直径中间正齿轮66被容纳在由第一半部52A和第二半部52B限定并且具有密封结构的第一齿轮室53中。中间轴64与形成在衬套62左侧的小直径中间正齿轮68一体地形成。

第一半部52A与从中间轴64和小直径中间正齿轮68所处的部分向下延伸的环形部52C一体地形成。环形部52C包括：圆柱形部分72，其限定在横向方向上的两侧开口的中央开口70；大体圆柱形的外周部分74，其以从圆柱形部分72向外径向并同心地形成；以及右侧部分76，其采用在圆柱形部分72和外周部分74之间延伸的环形板的形式。因此，环形部52C具有面向左的开口侧。中央开口70的内径充分大于曲柄轴24的外径，并且曲柄轴24以松配合的方式横向穿过中央开口。

环形的大直径输出正齿轮80经由滚珠轴承78被装配在圆柱形部分72的外周上，从而能绕在横向方向上延伸的中心轴线旋转。由此，通过利用限定中央开口70的圆柱形部分72，可以以简单的结构支撑输出正齿轮80。

输出正齿轮80与输出正齿轮80上侧的小直径中间正齿轮68啮合。结果，通过使用装配有大直径中间正齿轮66和小直径中间正齿轮68的相互平行的轴，在驱动正齿轮60和输出正齿轮80之间形成传动齿轮系59。传动齿轮系59将形成旋转输出构件81(随后将描述)的一部分的输出正齿轮80的旋转传递到电动马达54。使用平行轴的传动齿轮系59意指使用具有全部相互平行的中心轴线的齿轮60、66、68、80的齿轮机构。

输出正齿轮80与环形旋转输出板84联合地形成旋转输出构件81，环形旋转输出板84通过使用多个螺栓82被以同心关系固定到输出正齿轮80的左侧表面。因此，旋转输出构件81包括输出正齿轮80和旋转输出板84，并且经由传动齿轮系59将电动马达54驱动成旋转运动。

旋转输出板84的整个左侧表面在环形部52C的左侧暴露于左侧，并且能与输出正齿轮80联合地在中央开口70的径向外侧绕相对于圆柱形部分72横向延伸的中心轴线旋转。

旋转输出板84的外径大于输出正齿轮80的外径，并且从环形部52C的左侧(开口侧)隐藏输出正齿轮80的齿和输出正齿轮80与小直径中间正齿轮68之间的啮合部分。因此，旋转输出板84用作输出正齿轮80的覆盖构件，以保护输出正齿轮80的齿。

旋转输出板84与环形部52C和覆盖构件52D协作以限定具有密封结构的第二齿轮室57，并且小直径中间正齿轮68和输出正齿轮80被容纳在第二齿轮室57中。

由于输出正齿轮80和旋转输出板84二者与中央开口70同心，并且位于圆柱形部分72的径向外侧，因此中央开口70被暴露于两侧而不受输出正齿轮80或旋转输出板84的阻碍，并且以恒定的内径横向延伸。

电力辅助装置50可以由工人按以下方式安装到自行车10上。

首先，通过使用诸如扳手这样的常见工具来去除远离驱动链轮32的左踏板30。然后，在电力辅助装置50侧向倾斜(使得电动马达54朝上)的情况下，左侧的曲柄臂26的自由端穿过中央开口70，并且曲柄臂26被放置在中央开口70中。在这种状态下，电力辅助装置50沿着曲柄臂26的延伸方向朝向其基端(朝向旋转中心侧)移动。

因此，一旦曲柄臂26穿过旋转输出构件81和环形部52C，电力辅助装置50就到达曲柄臂26的基端附近。应当注意，相对于曲柄臂26的外部形状选择中央开口70的内径，使得可以执行该安装过程。

如果中央开口70具有允许附接有踏板30的曲柄臂26穿过中央开口70的内径，则不需要从曲柄臂26去除踏板30。

接下来，改变电力辅助装置50的姿势，使得电动马达54被在水平方向(图1中示出的姿势)上引导，换句话说，电动马达54的中心轴线B平行于曲柄轴线A。结果，曲柄轴24以松配合在轴向方向上穿过中央开口70。结果，仅通过去除踏板30或者甚至不去除踏板30，旋转输出板84和环形部52C被以松配合设置在车架18和曲柄臂26之间。

在这种状态下，如图1中所示，电动马达54被设置在辅助管15和下管14之间，辅助管15和下管14在座管12的下端部的前方彼此叠置。

因为由于传动齿轮系59在电动马达54和旋转输出构件81之间的定位而使电动马达54相对于旋转输出构件81径向向外定位，所以电动马达54没有妨碍曲柄轴24，并且不妨碍将旋转输出构件81安装到曲柄轴24上。

由于电动马达54相对于旋转输出构件81向径向方向的一侧偏移，因此电动马达54包括彼此叠置地位于座管12的下端部前方的辅助管15和下管14之间(如图1中所示)并且从平面图和正视图看与车架18交叠的零件。通过外壳56与下管14或辅助管15接触，防止电动马达54相对于车架18旋转。结果，以既简单又可靠的方式防止电动马达54相对于车架18旋转。

电力辅助装置50可以通过使用由橡胶、树脂、金属等制成的紧固带49将电动马达54的外壳56固定到下管14上而附接到车架18。这里，电力辅助装置50的壳体52包括电动马达54的外壳56。通过使用紧固带49将电力辅助装置50安装到车架18不是高度牢固的，使得电力辅助装置50在自行车10正行驶时没有贴着车架18震颤。因此，将电力辅助装置50固定到车架18对于本发明不是必须的，甚至可以被省略。

在该安装状态下，旋转输出板84在管状轴承箱20与曲柄臂26之间向左暴露，并且经由附接到该暴露的(左)表面的连接构件90而连接到曲柄臂26的旋转中心或者同轴地连接到曲柄轴24，使得由电力辅助装置50提供的辅助力被传递到曲柄轴24。

因为由于以上提到的传动齿轮系59的存在，电动马达54位于环形部52C和旋转输出板84的径向外侧，所以电动马达54没有妨碍环形部52C和旋转输出板84安装到曲柄臂26。

下面，参照图3和图4描述普通自行车10中的曲柄轴24与曲柄臂26之间的连接结构以及经由连接构件90的旋转输出构件81与曲柄轴24之间的连接结构。

曲柄轴24在其端部设置有花键部34，花键部34的直径小于它的其余部分。曲柄臂26的轴向端在中心处设置有螺纹孔36，以便去除曲柄轴24。曲柄臂26的基端设置有花键孔38，花键孔38横向穿过基端。花键部34以花键联接的方式装配在花键孔38中，并且从曲柄臂26的外侧将螺钉(曲柄轴拉动螺钉)40拧入螺纹孔36中，由此曲柄轴24与曲柄臂26彼此连接，使得以曲柄轴线A为中心的旋转力可以在曲柄轴24和曲柄臂26之间传递。

连接构件90设置有中央部分91，中央部分91通过拧入曲柄轴24的螺纹孔36中的螺钉40而被固定到曲柄轴24的轴向端，并且多个支腿92各自从中央部分91径向延伸并且其自由端部通过螺钉94被固定地固定到旋转输出构件81。由此，旋转输出构件81绕曲柄轴线A以扭矩传递关系连接到曲柄轴24。

旋转输出板84设置有多个定位销98，出于定位目的，定位销98被配置为装配到形成在连接构件90的相应支腿92(至少两个支腿)的自由端中的穿通孔93中。因此，连接构件90被相对于旋转输出板84定位，使得通过将定位销98装配到相应穿通孔93中而使连接构件90与旋转输出板84同轴。应当注意，形成在用于螺钉40的中央部分91中的穿通孔96的内径可以大于螺钉40的外径，使得中央部分91可以在连接构件90被固定地固定到旋转输出构件81之后通过螺钉40连接到曲柄轴24。

结果，曲柄轴24和旋转输出构件81通过现有自行车10的连接构件90和螺钉40相对于曲柄轴线A同心(同轴)地彼此连接，使得旋转输出构件81的旋转可以被传递到曲柄轴24，而不担心产生任何振摆。

根据上述电力辅助装置50，普通用户可以在不考虑框架结构的情况下将电力辅助装置50改装到任何现有自行车10上，并且将自行车10容易地转换成电力辅助自行车而不用改造自行车且不需要任何专用工具，或者简单地通过使用诸如扳手这样的普通工具进行，有可能甚至不需要拆下踏板30。通过本发明的可以被转换成电力辅助自行车的自行车10不限于具有预定结构的自行车，而是可以是现有自行车10中的任一个。

如图1中所示，用于电力辅助的控制单元100以及用于储存电动马达54和控制单元100的电力的电池102通过使用紧固带(图中未示出)等而被固定到座管12。控制单元100和电池102可以与电力辅助装置50的壳体52和电动马达54分开设置，并且在这种情况下，可以通过电缆(图中未示出)与电动马达54电连接。

因此，在将控制单元100和电池102安装到自行车10的模式下可以实现高度的自由度，并且当将控制单元100和电池102安装到自行车10时，不需要拆卸和重新组装自行车10。

下面，参照图5来描述电力辅助装置50的电气系统。

控制单元100是包括微型计算机等的电子控制类型，并且被配置为接收从扭矩传感器104获得的关于曲柄臂26的踩踏力的信息、从旋转传感器106获得的关于电动马达54或曲柄臂26的旋转速度的信息以及从电流传感器108获得的关于电动马达54的电流的信息，并且基于该信息，确定辅助力并将被供应到电动马达54的电流的对应命令信号转发给马达驱动电路110。马达驱动电路110根据从控制单元100接收的命令信号来控制将被供应到电动马达54的电流。

由此，电动马达54被驱动，以便提供从旋转输出构件81传递到曲柄轴24所需的辅助力，结果是可以减小用户需要施加的用于推动自行车10的踩踏力。

下面，参照图6来描述根据另一实施方式的电力辅助装置50。该实施方式适用于以下的自行车10：不存在用于去除曲柄轴的螺纹孔36，并且通过用紧固螺栓114替代使用螺钉40拧紧形成在曲柄臂26中的狭缝112来将曲柄臂26连接到曲柄轴24。

包括在该自行车10上使用的连接构件90的电力辅助装置50与具有供拉出曲柄轴用的螺纹孔36的自行车10上使用的电力辅助装置没有不同，并且连接构件90以相同方式连接到旋转输出构件81。换句话说，所述连接构件90可以被用作具有供拉出曲柄轴的螺纹孔36的自行车10和没有这种螺纹孔的自行车10二者的共用零件。

在这种类型的自行车10中，使用间隔件构件120代替螺钉40。间隔件构件120以U形(马蹄形)围绕曲柄臂26的基端，并且包括位于连接构件90的支腿92和曲柄臂26的基端的外周之间的部分，以便围绕曲柄臂26的基端并限定适形于曲柄臂26的基端的开口122。间隔件构件120因此以扭矩传递关系将连接构件90连接到曲柄臂26。

结果，旋转力(辅助力)可以经由间隔件构件120从旋转输出构件81传递到曲柄臂26。

另外，在这种类型的自行车10中，普通用户可以容易地以简单方式将电力辅助装置50改装到自行车10上，而不用改造自行车10或不需要任何专用工具来将自行车10转换成电力辅助自行车。

如上所述，根据本实施方式的电力辅助装置50可以被安装到大范围的现有自行车，有可能可选地使用间隔件构件120。

以下，参照图7来描述根据本发明的又一实施方式的自行车电力辅助装置。在图7中，用与图1中的附图标记相同的附图标记表示与图1中的零件对应的零件，并且可以省略对这些零件的描述。

在该实施方式中，钉形连接构件130被固定到旋转输出板84。连接构件130横向向外伸出并从前部和后部插入曲柄臂26的基端部，以与曲柄臂26的前表面26A和后表面26B接触，并且在曲柄臂26的纵向方向上沿着曲柄臂26可滑动(能滑动)。换句话说，连接构件130被配置为相对于旋转方向从两侧握持曲柄臂26。

根据该实施方式，连接构件130通过相对于曲柄臂26滑动而将来自旋转输出板84的旋转力(辅助力)传递到曲柄臂26，并且可以通过曲柄臂26在纵向方向上的滑动移动来吸收旋转输出板84相对于曲柄臂26的旋转中心的任何中心未对准(振摆)。

另外，在该实施方式中，普通用户可以容易地将电力辅助装置50改装到大范围的现有自行车10，而无需改造自行车10并且无需任何特殊工具，使得大范围的现有自行车10可以毫无任何困难地被转换成电力辅助自行车。

已经依据特定实施方式描述了本发明，但是本发明不受这些实施方式限制，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种方式进行修改。例如，可以通过接触座管12或链拉条16而非下管14或辅助管15来防止电动马达54旋转。电力辅助装置50可以被附接到诸如座管12、下管14、辅助管15、链拉条16和管接头22这样的自行车的任何其他外部零件。传动齿轮系59的齿轮可以是斜齿轮而非正齿轮。另外，以上实施方式中示出的所有部件对于本发明而言不一定是必需的，可以在不脱离本发明主旨的情况下进行适当选择、置换或省略。

术语表

10：自行车

12：座管

14：下管

15：辅助管

16：链拉条

18：车架

20：管状轴承箱

22：管接头

24：曲柄轴

26：曲柄臂

26A：前表面

26B：后表面

28：曲柄臂

30：踏板

32：驱动链轮

34：花键部

36：螺纹孔

38：花键孔

40：螺钉

49：紧固带

50：电力辅助装置

51：螺栓

52：壳体

52A：第一半部

52B：第二半部

52C：环形部

52D：覆盖构件

53：第一齿轮室

54：电动马达

55：螺栓

56：外壳

57：第二齿轮室

58：输出轴

59：齿轮系

60：驱动正齿轮

62：衬套

64：中间轴

66：中间正齿轮

68：中间正齿轮

70：中央开口

72：圆柱形部分

74：外周部分

76：右侧部分

78：滚珠轴承

80：输出正齿轮(输出齿轮)

81：旋转输出构件

82：螺栓

84：旋转输出板

90：连接构件

91：中央部分

92：支腿

93：穿通孔

94：螺钉

96：穿通孔

98：定位销

100：控制单元

102：电池

104：扭矩传感器

106：旋转传感器

108：电流传感器

110：马达驱动电路

112：狭缝

114：紧固螺栓

120：间隔件构件

122：开口

130：连接构件

Claims (9)

1.一种自行车电力辅助装置，该自行车电力辅助装置包括：

壳体，其被配置为由自行车的车架支撑；

电动马达，其被附接到所述壳体；

电池，其用作用于所述电动马达的电源；

环形的旋转输出构件，其由所述电动马达旋转地驱动，所述旋转输出构件被能旋转地安装在所述壳体上并且绕曲柄轴线设置，所述曲柄轴线是用于所述自行车的踏板的曲柄轴和曲柄臂的旋转中心线；以及

连接构件，其以扭矩能从所述旋转输出构件传递到所述曲柄轴或所述曲柄臂的方式将所述旋转输出构件连接到所述曲柄轴或所述曲柄臂，

其中，所述壳体包括同心地支撑所述旋转输出构件的环形部，并且所述旋转输出构件和所述环形部被设置在所述车架和所述曲柄臂之间，并且

所述环形部设置有限定中央开口的管状部分，所述曲柄轴宽松地穿过所述中央开口，并且所述旋转输出构件经由轴承被同轴且能旋转地安装在所述管状部分的外周上，所述轴承的中央开口与所述管状部分的中央开口同心。

2.根据权利要求1所述的自行车电力辅助装置，所述自行车电力辅助装置还包括传动齿轮系，所述传动齿轮系被接纳在所述壳体中并且被配置为将所述电动马达的旋转运动传递到所述旋转输出构件，所述电动马达经由被设置在所述电动马达和所述旋转输出构件之间的所述传动齿轮系从所述旋转输出构件径向向外移位。

3.根据权利要求2所述的自行车电力辅助装置，其中，所述旋转输出构件设置有所述传动齿轮系的输出齿轮和与所述输出齿轮的一侧附接的旋转输出板，所述旋转输出板具有比所述输出齿轮大的外径。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的自行车电力辅助装置，其中，所述电动马达相对于所述旋转输出构件在轴向方向上偏移，并且与所述车架接触，使得防止所述电动马达相对于所述车架旋转。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的自行车电力辅助装置，其中，所述连接构件将所述旋转输出构件同轴地连接到所述曲柄轴的轴向端。

6.根据权利要求5所述的自行车电力辅助装置，其中，所述连接构件包括中央部分和至少一个支腿，所述中央部分通过拧入居中形成在所述曲柄轴的轴端中的螺纹孔中的螺钉而固定到所述轴端，所述至少一个支腿从所述中央部分径向向外延伸并且其自由端被固定到所述旋转输出构件。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的自行车电力辅助装置，其中，所述连接构件包括中央部分和至少一个支腿，所述中央部分与所述曲柄轴的轴端的外表面相对，所述至少一个支腿从所述中央部分径向向外延伸并且其自由端被固定到所述旋转输出构件，并且所述自行车电力辅助装置还包括间隔件构件，所述间隔件构件包括位于所述支腿和所述曲柄臂的基端之间的部分，并且以U字形围绕所述曲柄臂的所述基端，以按扭矩传递关系将所述连接构件连接到所述曲柄臂。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的自行车电力辅助装置，其中，所述连接构件从所述旋转输出构件伸出，以便将所述曲柄臂从相对于其旋转方向的两侧插入，并且能在所述曲柄臂的长度方向上相对于所述曲柄臂滑动。

9.一种装配有根据权利要求1至8中的任一项所述的自行车电力辅助装置的自行车。

Images