CN112135770B - 用于自行车的改装电动装置和自行车 - Google Patents

Abstract

[问题]为了可以将各种类型的现有自行车容易地改装成电动助力自行车。[方案]一种用于自行车的改装电动装置设置有：壳体(52)，其被配置为被附接到自行车(10)的车架(18)；电动马达(54)，其被附接到所述壳体(52)；环形旋转板(84)，其被能旋转地设置在所述壳体(52)上并且以扭矩传输关系连接到旋转电机(54)；一对旋转爪构件(96)，其设置在所述旋转板(84)上并且包括在旋转方向上的两侧接触自行车(10)的脚踏曲柄臂(26)的部分；以及连接构件(40、92)，其将所述一对旋转爪构件(96)和所述曲柄臂(26)的旋转中心连接，使得所述旋转板(84)与所述曲柄臂(26)的旋转中心同心地布置。

Description

用于自行车的改装电动装置和自行车

技术领域

本发明涉及用于自行车的改装电机和自行车，并且更具体地，涉及用于电动助力自行车的改装电机以及装配该改装电机的自行车。

背景技术

可以改装到现有自行车上的已知的用于自行车的电动助力装置包括：其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附接到链轮的安装在脚踏曲柄臂的中心轴上的一侧并且辅助齿轮和链轮经由扭矩传输构件而彼此连接使得向链轮施加辅助力的装置(例如，参见专利文献1)；其中由电动马达旋转地驱动以提供辅助力的主齿轮被相对于脚踏曲柄臂的中心轴同轴地设置并且主齿轮和链轮经由扭矩传输构件彼此连接使得向链轮施加辅助力的装置(例如，参见专利文献2)；以及其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脚踏曲柄臂的装置(例如，参见专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2007-091159A

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

可以被改装的用于自行车的常规电动助力装置在将电动助力装置装配到该自行车时需要用于去除曲柄臂、链轮等的大量拆卸工作以及将这些部件恢复到初始状态的组装工作。除了诸如扳手和扳紧器这样的常规工具之外，进行拆卸和组装工作可能还需要特殊工具。因此，典型的用户特别是不习惯机械工作的用户在通过使用用于车辆的改装电动助力装置将现有自行车转换成电动助力自行车时可能经历一些困难。此外，电动助力装置可能缺乏通用性，使得不能根据现有自行车的型号将电动助力装置改装到现有自行车上。

本发明的目的是提供一种使典型用户能够容易地将大范围的现有自行车转换成电动助力自行车的装置。

解决问题的手段

根据本发明的一个实施方式的一种用于自行车的改装电机包括：壳体(52)，其被配置为被附接到自行车的车架(18)；旋转电机(54)，其被附接到所述壳体(52)；环形旋转构件(84)，其以能旋转的方式被安装在所述壳体(52)上并且以扭矩传输关系连接到所述旋转电机(54)；扭矩传输构件(96等)，其被安装在所述旋转构件上并且包括一对部件，所述一对部件被配置为相对于所述自行车的脚踏的曲柄臂(26)的旋转方向抵靠所述曲柄臂(26)的任一侧；以及连接构件(40、92)，其被配置为将所述扭矩传输构件与所述曲柄臂(26)的旋转中央部连接，使得所述旋转构件(84)与所述曲柄臂(26)的旋转中心线同心。

由此，可以在不使自行车(10)变形的情况下容易地将用于自行车的电动助力装置(50)改装到大范围的现有自行车(10)。

在以上定义的用于自行车的改装电机中，优选地，所述扭矩传输构件包括一对可旋转爪构件(96)和约束构件(100、102)，所述一对可旋转爪构件(96)被能旋转地安装在所述旋转构件(84)上并且具有被配置为相对于所述旋转方向抵靠所述曲柄臂(26)任一侧的自由端，所述约束构件(100、102)用于将所述一对可旋转爪构件(96)朝向彼此拉动，使得所述一对可旋转爪构件(96)的自由端被从任一旋转方向压贴所述曲柄臂的相应外表面，并且所述连接构件设置有连接板(92)，所述连接板(92)包括两个端部(92C)和中央部(92B)，所述两个端部(92C)形成与所述一对可旋转爪构件(96)的相应基端(96A)的连接部，所述中央部(92B)形成与所述曲柄臂(26)的所述旋转中央部的连接部。

由此，电机(50)可以适用于具有不同尺寸和配置的大范围的曲柄臂(26)。

在以上定义的用于自行车的改装电机中，优选地，所述扭矩传输构件包括：扭矩传输主体(104)，其经由托架(108)被安装在所述旋转构件(84)上以便能绕与所述曲柄臂(26)的旋转中心线正交的轴线(A)旋转，并且所述扭矩传输主体(104)设置有一对对置部(104A、104B)，所述一对对置部(104A、104B)被配置为相对于所述旋转方向与所述曲柄臂(26)的任一外表面对置；夹持构件(110)，其通过所述一对对置部(104A、104B)中的一个对置部能旋入地接合，并且被配置为相对于所述旋转方向抵靠所述曲柄臂(26)的一个外表面(26A)；以及倾斜调整螺杆构件(112)，其通过所述扭矩传输主体(104)能旋入地接合并且具有抵靠所述旋转构件(84)的自由端，所述连接构件设置有连接螺杆构件(116)，所述连接螺杆构件(116)通过所述扭矩传输主体(104)能旋入地接合并且被配置为连接到所述曲柄臂(26)的所述旋转中央部。

由此，电机(50)可以适用于具有不同尺寸和配置的大范围的曲柄臂(26)，并且防止所述旋转构件(84)以相对于曲柄臂(26)的角度旋转或者在倾斜方向上具有游隙。

在以上定义的用于自行车的改装电机中，优选地，所述扭矩传输构件包括：线性引导构件(120)，其被固定到所述旋转构件(84)并且在所述旋转构件(84)的切向方向上延伸；扭矩传输主体(122)，其经由所述线性引导构件(120)被安装在所述旋转构件上，以便能在所述旋转构件(84)的切向方向上移动，并且所述扭矩传输主体(122)设置有被配置为与所述曲柄臂(26)的任一旋转侧对置的一对对置部(122A、122B)，所述连接构件设置有被配置为将所述扭矩传输主体(122)固定到所述曲柄臂(26)的固定螺杆(40)。

由此，电机(50)可以适用于具有不同尺寸和配置的大范围的曲柄臂(26)。

优选地，该用于自行车的改装电机还包括将被插置在所述扭矩传输主体(122)和所述曲柄臂(26)之间的橡胶构件(124)。

由此，电机(50)可以适用于具有不同尺寸和配置的大范围的曲柄臂(26)。

在以上定义的用于自行车的改装电机中，优选地，所述扭矩传输构件包括一对可旋转构件(132、134)以及扭矩传输螺栓(138)，所述一对可旋转构件(132、134)被安装成能绕所述曲柄臂(26)的旋转中心线旋转并且各自具有被配置为相对于所述旋转方向抵靠所述曲柄臂(26)的对应外表面的自由端(132A、134A)，所述扭矩传输螺栓(138)将所述一对可旋转构件中的一个可旋转构件(132)固定到所述旋转构件(84)，所述连接构件包括固定螺杆(40)，所述固定螺杆(40)设置在所述曲柄臂(26)的所述旋转中央部上并且被配置为在选定的角位置将所述一对可旋转构件(132、134)固定到所述曲柄臂(26)。

由于一对可旋转构件(132、134)可以以绕曲柄臂(26)的旋转中心线的任何所期望的角位置被固定到曲柄臂(26)，同时保持旋转构件(84)和曲柄臂(26)之间的同心关系，电机(50)可以适合于具有不同尺寸和配置的大范围的曲柄臂(26)。

在以上定义的用于自行车的改装电机中，优选地，所述扭矩传输构件还包括弓形引导构件(136)，所述弓形引导构件(136)被固定到所述旋转构件(84)，以便绕所述旋转构件(84)的旋转中心线周向地延伸，并且能滑动地接合所述一对可旋转构件(132、134)的自由端(132A、134A)。

由此，可以稳定这一对可旋转构件(132、134)的角位置，并且可以以甚至更加可靠的方式防止使用期间的旋转构件(84)和曲柄臂(26)之间的相对旋转移动。

在以上定义的用于自行车的改装电机中，优选地，所述壳体(52)包括同心地支撑所述旋转构件(84)的环形部(52C)，并且所述环形部(52C)和所述旋转构件(84)被配置为设置在所述车架(18)和所述曲柄臂(26)之间。

由此，环形部(52C)和旋转构件(84)可以通过使曲柄臂(26)从中穿过而设置在车架(18)和曲柄臂(26)之间，不需要移除曲柄臂(26)，使得有助于将用于自行车的电动助力装置(50)改装到自行车(10)。

优选地，该用于自行车的改装电机还包括传动齿轮系(60、66、68、80)，所述传动齿轮系(60、66、68、80)设置在所述壳体(52)内部、位于所述旋转电机(54)和所述旋转构件(84)之间，使得由于所述传动齿轮系(60、66、68、80)的定位，所述旋转电机(54)相对于所述旋转构件(84)径向向外偏移。

由此，电动马达(54)没有妨碍旋转构件(84)相对于曲柄臂(26)的定位。

在以上定义的用于自行车的改装电机中，优选地，所述旋转电机(54)由用于产生辅助力的电动马达组成，并且所述改装电机还包括被配置为被安装在所述车架(18)上并用作所述电动马达的电源的电池(152)。

因此，可以获得电动助力自行车。

本发明的另一实施方式提供了一种装配有以上定义的用于自行车的改装电机(50)的自行车。

通过将用于自行车的改装电机(50)改装到现有自行车，自行车可以在不使自行车(10)变形的情况下被转换成电动助力自行车等。

本发明的效果

因此，根据本发明的用于自行车的电动助力装置使得能够容易地将大范围的现有自行车转换成电动助力自行车。

附图说明

[图1]是安装有根据本发明的第一实施方式的用于自行车的改装电机(用于自行车的电动助力装置)的自行车的主要部件的立体图；

[图2]是第一实施方式的用于自行车的改装电机的竖向截面图；

[图3]是第一实施方式的用于自行车的改装电机的立体图；

[图4]是第一实施方式的用于自行车的改装电机的分解立体图；

[图5]是根据本发明的第二实施方式的用于自行车的改装电机的基本部件的立体图；

[图6]是第二实施方式的用于自行车的改装电机的扭矩传输主体的立体图；

[图7]是根据本发明的第三实施方式的用于自行车的改装电机的基本部件的立体图；以及

[图8]是根据本发明的第四实施方式的用于自行车的改装电机的基本部件的立体图。

具体实施方式

以下参照图1至图4描述应用于用于自行车的电动助力装置的根据本发明的第一实施方式的用于自行车的改装电动装置。

如图1中所示，自行车10设置有结构车架18，结构车架18包括在大体竖直方向上延伸的座管12、在大体前后方向上延伸的下管14、辅助管15和设置在其任一侧的一对后下叉16。座管12的下端、下管14的后端和后下叉16的前端通过管状轴承箱20相互接合，管状轴承箱20也用作管接头。辅助管15的后端经由管接头22连接到座管12的下端部。

管状轴承箱20能旋转地支撑曲柄轴24，曲柄轴24经由轴承(未在图中示出)在横向方向上基本上水平地延伸。曲柄轴24的左端部和右端部分别从管状轴承箱20向左和向右向外突出，并且各自具有大体矩形横截面的左曲柄臂26和右曲柄臂28的基端被固定地附接到曲柄轴24的以180度的旋转相位差在横向方向上突出的相应端部。曲柄轴24形成曲柄臂26和28的旋转中心，并且曲柄轴24的旋转中心线与曲柄臂26和28的旋转中心线处于同一轴线上。

如图2中所示，曲柄轴24和曲柄臂26以矩形杆部34和矩形孔36之间形状配合的方式彼此连接，矩形杆部34形成在曲柄轴24的对应突出端中并且矩形孔36形成在曲柄臂26的基端中，使得曲柄轴24和曲柄臂26以扭矩传输关系或者以快速旋转方式彼此连接。曲柄轴24的矩形杆部34的端面形成有螺杆孔38。曲柄臂26的基端形成有从左侧(外侧)连接到矩形孔36的圆形孔42，并且带凸缘轴环构件44被装配到圆形孔42中。

曲柄臂固定螺杆40穿过通孔92A和轴环构件44，通孔92A由形成在下文中将描述的连接板92的中央部中的圆形孔组成，并且曲柄臂固定螺杆40被旋入螺杆孔38中。通过该螺杆螺纹接合，曲柄轴24被固定地固定到曲柄臂26、28以防轴向移动，并且另外，连接板92被固定地附接到曲柄轴24和曲柄臂26。

脚踏30被附接到每个曲柄臂26、28的自由端(参见图1)。主动链轮32设置在右曲柄臂28和管状轴承箱20之间。主动链轮32连接到曲柄轴24。

曲柄轴24由曲柄臂26和28旋转地驱动。曲柄轴24的旋转(在向前行进方向上的旋转)被传输到主动链轮32，并且经由链条传输机构(图中未示出)从主动链轮32传输到后轮(图中未示出)。由此，致使自行车10通过曲柄轴24的旋转而向前行进。

到目前为止，该结构类似于一般现有自行车10的结构。

如图1中所示，本实施方式的用于自行车的改装电动装置50(下文中，被称为电动助力装置50)被安装到自行车10的部分，以便邻接管状轴承箱20的外侧。在下面的描述中，上、下、前、后、左、右方向是相对于如图1中所示电动助力装置50被安装到自行车10的车架18上的状况的方向。

如图1和图2中所示，电动助力装置50包括壳体52，壳体52限定中空内部并且由左侧的第一半部52A和右侧的第二半部52B形成。

电动马达54被附接到壳体52。电动马达54具有圆柱形外壳56，圆柱形外壳56包括被固定到第二半部52B的外表面的基端。外壳56从第二半部52B向右或向外突出。

如图2中所示，电动马达54具有从第二半部52B向左伸出到壳体52中的输出轴58。输出轴58固定地支撑小直径驱动正齿轮60。第一半部52A经由其中的衬套62等能旋转地支撑中间轴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。中间轴64一体地形成有在衬套62左侧的小直径中间正齿轮68。

第一半部52A一体地设置有从第一半部52A向下延伸的环形部52C。环形部52C包括：圆柱形部72，其限定中央开口70；大体圆柱形的外周部74，其从圆柱形部72径向向外地与圆柱形部72同心地形成；以及右侧部76，其由在圆柱形部72和外周部74之间延伸的环形板组成，并且环形部52C因此被配置为在左侧是敞口的。

环形大直径输出正齿轮80经由滚珠轴承78被能旋转地安装在圆柱形部72的外周部上。输出正齿轮80与中间正齿轮68啮合。因此，在驱动正齿轮60和输出正齿轮80之间形成包括中间正齿轮66和中间正齿轮68的两级传动齿轮系。

环形旋转板(旋转构件)84以同心关系被固定地固定到输出正齿轮80的左侧。旋转板84的整个左侧表面在环形部52C的左侧向左暴露，并且能向中央开口70的径向外侧绕圆柱形部72的中心轴线与输出正齿轮80共同旋转。旋转板84因此经由上述的两级传动齿轮系由电动马达54旋转地驱动。

由于输出正齿轮80和旋转板84二者具有与中央开口70同心的环形形状，因此中央开口70的两个轴向端敞口而没有被输出正齿轮08或旋转板84遮挡，并且以恒定内径横向地延伸。

在该电动助力装置50中，壳体52按以下这样的方式被固定到自行车10的车架18：曲柄轴24穿过中央开口70，并且壳体52的环形部52C和旋转板84设置在车架18和左曲柄臂26之间，并且旋转板84被设置成凭借连接机构90与曲柄轴24呈同轴关系。

如图3和图4中所示，连接机构(连接构件)90包括一对连接销94，这对连接销94在相对于旋转板84的旋转方向的两个不同位置处被放置在板状连接板92和旋转板84上。连接板92具有中央部92B和钩状端部92C，并且通过使用曲柄臂固定螺杆40被固定到其中央部92B处的曲柄臂26的旋转中央部，中央部92B形成有供曲柄臂固定螺杆40穿过的通孔92A，钩状端部92C与相应连接销94接合。

每个连接销94能旋转地支撑形成扭矩传输构件的可旋转爪构件96的基部96A。每个连接销94另外还用作对应的可旋转爪构件96的结构支撑轴。可旋转爪构件96相对于其旋转方向设置在曲柄臂26的任一侧，并且各自设置有自由端96B，自由端96B被配置为相对于其旋转方向抵靠曲柄臂26的对应外表面26A、26B。

因此，连接机构90包括两个端部92C和中央部92B，两个端部92C各自形成与对应的可旋转爪构件96的基部96A的连接部，并且中央部92B形成与曲柄臂26的旋转中央部的连接部。

多个接合槽96C沿着可旋转爪构件96的纵向方向以规则间隔形成在可旋转爪构件96之一的自由端部中。在本实施方式中，接合槽96C也形成在另一个可旋转爪构件96中，以便使两个可旋转爪构件96彼此可互换。另一个可旋转爪构件96的自由端部经由枢轴98能旋转地支撑约束臂100的基端。

接合槽100A形成在约束臂100的纵向中间部中。矩形约束环102围绕曲柄臂26，并且矩形约束环102的两个侧面102A和102B分别与从可旋转爪构件96的接合槽96C和约束臂100的专用接合槽100A中选择的一者接合。约束环102被确定尺寸，使得从其去除了脚踏30的曲柄臂26可以从曲柄臂26的自由端侧到曲柄臂26的基端侧传递进入约束环102中。

如图3中所示，当约束臂100朝向可旋转爪构件96旋转时，约束臂100将约束环102朝向约束臂100拉动，带来的结果是可旋转爪构件96的自由端96B被从任一旋转方向压贴曲柄臂26的外表面26A和26B，并且被紧固在一起。

由此，旋转板84以扭矩传输关系连接到曲柄轴24和曲柄臂26，使得由电动马达54产生的辅助力可以经由旋转板84、连接销94和可旋转爪构件96被传输到曲柄臂26和曲柄轴24。

在紧固状态下，曲柄臂26从任一旋转方向没有任何游隙地被夹持在可旋转爪构件96之间，使得辅助力可以在使用期间被以稳定可靠的方式从旋转板84传输到曲柄臂26，而没有造成旋转板84和曲柄臂26之间有任何相对的旋转位移(旋转游隙)并且没有招致任何扭矩波动。

在第一实施方式中，当可旋转爪构件96旋转时，致使可旋转爪构件96的自由端96B朝向彼此移动，使得曲柄臂26相对于旋转方向从两侧被夹持。此外，约束环102被确定尺寸，以便以一定余量围绕曲柄臂26，并且被配置为接合从可旋转爪构件96的接合槽96C中选择的一个。由于这些特征，电动助力装置50可以被安装到具有形状和尺寸不同的曲柄臂26的各种自行车10，因此其通用性高。

如图1中所示，用于电动助力的控制单元150以及用作电动马达54和控制单元150的电源的电池152通过使用紧固带(图中未示出)等被附接到座管12。

电动助力装置50可以由工人根据以下过程被附接到自行车10。

首先，通过使用诸如扳手这样的常见工具来去除未装配主动链轮32的那侧的左脚踏30。接下来，如图4中所示，在将电动助力装置50安放在一侧(使得电动马达54面向上)并且从其中去除了连接板92和约束环102的情况下，左曲柄臂26的自由端被传递进入中央开口70中并沿着曲柄臂26的长度移动，直到电动助力装置50到达曲柄臂26的基端(旋转中心)。因此，曲柄臂26穿过旋转板84和环形部52C，直到电动助力装置50到达曲柄臂26的基端部。如果中央开口70大得足以供脚踏30穿过，则不需要去除脚踏30。

此后，按以下这样的方式改变电动助力装置50的姿势：电动马达54面对横向方向(图1中示出的姿势)，并且曲柄轴24在轴向方向上穿过中央开口70。因此，可以简单地通过去除脚踏30将旋转板84和环形部52C设置在车架18和曲柄臂26之间。此时，如图1中所示，电动马达54竖直地设置在辅助管15和下管14之间、位于座管12的下端部前侧。可以通过使用由橡胶等制成的紧固带(图中未示出)将壳体52的外壳56或电动马达54固定到座管12、下管14或辅助管15来将电动助力装置50固定地固定到车架18。

然后，将连接板92的端部92C与对应的连接销94接合，并且通过使连接板92的通孔92A与轴环构件44的中心彼此对准，将曲柄臂固定螺杆40经由通孔92A插入轴环构件44中，并且将其旋入螺杆孔38中，带来的结果是，通过紧固曲柄臂固定螺杆40将连接板92固定地固定到曲柄轴24和曲柄臂26。

然后，将约束环102从曲柄臂26的自由端侧移动到曲柄臂26的基端侧，使得曲柄臂26穿过约束环102的内部，并且将约束环102的一个侧面102A与从可旋转爪构件96的接合槽96C中选择的一个接合，而约束环102的另一侧面102B与约束臂100的接合槽100A接合。然后，将曲柄臂26朝向可旋转爪构件96之一旋转。结果，约束环102被朝向约束臂100拉动，并且可旋转爪构件96的自由端96B被相对于曲柄臂26的旋转方向分别压贴曲柄臂26的外表面26A和26B。

此后，将脚踏30附接到曲柄臂26，这完成了电动助力装置50的安装。

在这种安装状态下，旋转板84向左被暴露于管状轴承箱20和曲柄臂26之间，并且经由与旋转板84的被暴露表面(左表面)附接的连接机构90以同轴方式连接到曲柄臂26和曲柄轴24的旋转中心。

结果，现有自行车10的曲柄臂26和曲柄轴24经由连接机构90被同心(同轴)地连接到旋转板84，并且旋转板84的旋转被没有任何振摆地传输到曲柄轴24。

因为由于上述传动齿轮系的存在，电动马达54处于相对于环形部52C和旋转板84径向向外偏移的位置，所以防止电动马达54妨碍环形部52C和旋转板84相对于曲柄臂26的定位。

如上所述，普通用户可以容易地将电动助力装置50改装到任何现有自行车10上，任何现有自行车10可以在曲柄臂26的配置和尺寸方面特别地变化而不使自行车10变形并且不需要任何特殊工具，使得不限于具有任何特定配置的车架结构的自行车的大范围的现有自行车可以没有任何困难地被转换成电动助力自行车。

以下，参照图5和图6描述根据本发明的第二实施方式的用于自行车的电动助力装置。在图5和图6中，用与图1至图4的附图标记相同的附图标记表示与图1至图4的部分对应的部分，而不重复描述这样的部分。

在第二实施方式中，扭矩传输构件包括：鞍形扭矩传输主体104，其设置有一对对置部104A和104B，一对对置部104A和104B从曲柄臂26的任一旋转方向分别与曲柄臂26的外表面26A和26B对置；一对托架108，其经由枢轴106各自被安装在相应的对置部104A和104B外侧的旋转板84的部分上，从而能绕与曲柄臂26的旋转中心线正交的轴线旋转；夹持构件110，其通过在朝向曲柄臂26的外表面26A的方向上的旋入移动而与一对对置部中的一个对置部104A能旋入地接合，以便抵靠曲柄臂26的对应外表面26A；以及倾斜调整螺杆构件112，其与扭矩传输主体104的径向偏离枢轴106的部分能旋入地接合，并且被配置为通过沿着曲柄臂26的旋转中心线的旋入移动而使其自由端抵靠旋转板84。每个托架108通过安装螺钉构件114被固定地固定到旋转板84。因此，扭矩传输主体104被安装成能绕与曲柄臂26的旋转中心线正交的轴线A旋转(可倾斜)。

用作连接构件的连接螺杆构件116与扭矩传输主体104的中央部104C能旋入地接合，以与曲柄臂26的旋转中央部连接。

在第二实施方式中，随着夹持构件110被旋入地前进，由于夹持构件110的自由端从一个旋转方向抵靠曲柄臂26的一个外表面26A并且扭矩传输主体104的对置部104B从另一旋转方向抵靠曲柄臂26的另一外表面26B，曲柄臂26被从任一旋转方向夹持在夹持构件110和对置部104B之间。

结果，旋转板84和曲柄臂26被以扭矩传输关系连接，并且由电动马达54产生的辅助力经由安装螺钉构件114、托架108、扭矩传输主体104和夹持构件110从旋转板84传输到曲柄臂26。由于旋转板84通过连接螺杆构件116连接到曲柄臂26的旋转中央部，因此旋转板84能够相对于曲柄臂26的旋转中心没有任何振摆地旋转。

由于通过使倾斜调整螺杆构件112旋入地前进而使扭矩传输主体104绕枢轴106的轴线A倾斜，因此可以消除旋转板84相对于曲柄臂26的倾斜以及在倾斜方向上发出咔嗒声。结果，使旋转板84能够相对于曲柄臂26旋转，而没有相对于曲柄臂26在倾斜方向上倾斜或发出咔嗒声。

可以通过以下步骤将电动助力装置50安装到自行车10：通过以与第一实施方式中类似的方式使用诸如扳手这样的普通工具去除托架108和扭矩传输主体104并且从曲柄臂26去除左脚踏30，将电动辅助装置50定位在车架18和曲柄臂26之间。

然后，通过使用安装螺钉构件114将扭矩传输主体104附接到旋转板84，并且通过使夹持构件110旋入地前进，将曲柄臂26从任一旋转方向夹持在夹持构件110和对置部104B之间。

之后，通过使用连接螺杆构件116将旋转板84连接到曲柄轴24的旋转中央部，并且通过调整倾斜调整螺杆构件112的旋入量来致使扭矩传输主体104经历绕枢轴106的轴线的倾斜移动，从而消除了旋转板84相对于曲柄臂26的倾斜。

此后，通过将脚踏30附接到曲柄臂26，完成对电动助力装置50的安装。

在第二实施方式中，由于可以凭借夹持构件110来调整夹持构件110和对置部104B之间的距离，因此电动助力装置50可以适用于具有不同尺寸和配置的大范围的曲柄臂26。

以下，参照图7描述根据本发明的第三实施方式的用于自行车的电动助力装置。在图7中，用与图1至图4的附图标记相同的附图标记表示与图1至图4的部分对应的部分，而不重复描述这样的部分。

第三实施方式设置有包括一对线性引导构件120和扭矩传输主体122的扭矩传输构件，这对线性引导构件120利用螺钉118附接到旋转板84并且在旋转板84的切线方向上或在曲柄臂26的纵向方向上彼此平行地延伸。扭矩传输主体122包括一对侧引导件122D，这对侧引导件122D与相应的线性引导构件120能滑动地接合，使得扭矩传输主体122在线性引导构件120的作用下被沿着旋转板84的切线方向引导。扭矩传输主体122是鞍形的，并且设置有在任一旋转方向上与曲柄臂26的两侧对置的一对对置部122A和122B。

环形橡胶构件124的与对置部122A和122B对置的部分被缠绕在曲柄臂26的外周上。橡胶构件124包括被弹性地夹持在对置部122A和122B与曲柄臂26的相应外表面26A和26B之间的两个侧面124A和124B。

在曲柄臂26的纵向方向上伸长的狭槽126穿过扭矩传输主体122的中央部122C。狭槽126与设置在曲柄臂26的旋转中心处的圆形孔42对准。曲柄臂固定螺杆40穿过狭槽126和圆形孔42。如第一实施方式中一样，曲柄臂固定螺杆40被旋入曲柄轴24的螺杆孔38(参见图2)中，以将曲柄臂26固定地固定到曲柄轴24，并且将扭矩传输主体122固定地固定到曲柄轴24(参见图2)和曲柄臂26。

托架128被固定到旋转板84。随着位置调整螺杆130在扭矩传输主体122的径向方向上旋入地前进，托架128能旋入地接纳包括抵靠扭矩传输主体122的端部122E的梢端的位置调整螺杆130。

在第三实施方式中，辅助力经由线性引导构件120、扭矩传输主体122和橡胶构件124被从旋转板84传输到曲柄臂26。

在第三实施方式中，在保持旋转板84与曲柄臂26同心的同时，扭矩传输主体122相对于曲柄臂26的固定位置可以在曲柄臂26的纵向方向上改变。因此，电动助力装置50可以适用于具有不同的纵向尺寸和配置的大范围的曲柄臂26。

此外，橡胶构件124的两个侧面124A和124B被弹性地夹持在对置部122A和112B与曲柄臂26的相应外表面26A和26B之间，使得电动助力装置50可以适用于具有不同尺寸和配置的大范围的曲柄臂26。

以下，参照图8描述根据本发明的第四实施方式的用于自行车的电动助力装置。在图8中，用与图1至图4的附图标记相同的附图标记表示与图1至图4的部分对应的部分，而不重复描述这样的部分。

第四实施方式设置有扭矩传输构件，该扭矩传输构件包括被安装成能绕曲柄臂26的旋转中心线旋转的一对可旋转构件132和134。可旋转构件132和134分别设置有位于旋转方向上的曲柄臂26的相应侧的自由端132A和134B，并且被配置为从任一旋转方向接触曲柄臂26的外表面26A和26B。

旋转板84设置有与旋转板84的中心同心的弓形引导构件136。可旋转构件132和134的自由端132A和134B与引导构件136能滑动地接合。

具有自由端132A的可旋转构件132经由扭矩传输螺栓138连接到旋转板84，自由端132A被配置为抵靠旋转尾侧或被施加辅助力的一侧的曲柄臂26的外表面26A。形成在可旋转构件132中的供扭矩传输螺栓138从中穿过的通孔(图中未示出)由与旋转板84同心的弓形狭槽组成。

可旋转构件132和134通过曲柄臂固定螺杆40在所期望的角位置处固定到曲柄臂26，曲柄臂固定螺杆40用作设置在曲柄臂26的旋转中央部中并被旋入曲柄轴24的螺杆孔38(参见图2)中的连接构件。

在第四实施方式中，辅助力经由扭矩传输螺栓138和可旋转构件132被从旋转板84传输到曲柄臂26。

在第四实施方式中，可旋转构件132和134可以绕曲柄臂26的旋转中心线在任何所期望的角位置处固定到曲柄臂26，同时保持旋转板84与曲柄臂26同心。因此，电动助力装置50可以适用于具有不同的纵向尺寸和配置的大范围的曲柄臂26。

另外，由于曲柄臂26被从任一旋转方向夹持在可旋转构件132和134的自由端132A和134B之间，因此防止了在使用期间旋转板84和曲柄臂26之间有相对旋转位移(旋转游隙)，并且辅助力可以在使用期间以稳定可靠的方式没有任何波动地从旋转板84传输到曲柄臂26。

此外，由于可旋转构件132和134的自由端132A和134B与引导构件136能滑动地接合，因此可旋转构件132和134的角位置得以稳定，并且可以以甚至更加可靠的方式避免在使用期间旋转板84和曲柄臂26之间的相对旋转位移。

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，电动助力装置50可以被安装在座管12、下管14、辅助管15、后下叉16、管接头22等的外部上，而非管状轴承箱20的外部上。

电动马达54也可以被用作通过踩踏自行车10来产生电力的发电机。

结合前述实施方式描述的本发明的各种要素对于本发明而言不是完全必要的，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以被省略或替代。

术语表

10：自行车

12：座管

14：下管

15：辅助管

16：后下叉

18：车架

20：管状轴承箱

22：管接头

24：曲柄轴

26：曲柄臂

26A：外表面

26B：外表面

28：曲柄臂

30：脚踏

32：主动链轮

34：矩形杆部

36：矩形孔

38：螺杆孔

40：曲柄臂固定螺杆(连接构件)

42：圆形孔

44：轴环构件

50：用于自行车的改装电动装置(电动助力装置)

50：电动助力装置

52：壳体

52A：第一半部

52B：第二半部

52C：环形部

54：电动马达(旋转电机)

56：外壳

58：输出轴

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

74：外周部

76：右侧部

78：滚珠轴承

80：输出正齿轮

84：旋转板(旋转构件)

90：连接机构

92：连接板(连接构件)

92A：通孔

92B：中央部

92C：端部

94：连接销

96：可旋转爪构件

96A：基部

96B：自由端

96C：接合槽

98：枢轴

100：约束臂(约束构件)

100A：接合槽

102：约束环(约束构件)

102A：侧面

102B：侧面

104：扭矩传输主体

104A：对置部

104B：对置部

104C：中央部

106：枢轴

108：托架

110：夹持构件

112：倾斜调整螺杆构件

114：安装螺钉构件

116：连接螺杆构件

118：螺钉

120：线性引导构件

122：扭矩传输主体

122A：对置部

122B：对置部

122C：中央部

122D：侧引导件

122E：端部

124：橡胶构件

124A：侧面

124B：侧面

126：狭槽

128：托架

130：位置调整螺杆

132：可旋转构件

132A：自由端

134：可旋转构件

134B：自由端

136：引导构件

138：扭矩传输螺栓(扭矩传输构件)

150：控制单元

152：电池

Claims (11)

1.一种用于自行车的改装电机，该用于自行车的改装电机包括：

壳体，其被配置为被附接到自行车的车架；

旋转电机，其被附接到所述壳体；

环形旋转构件，其以能旋转的方式被安装在所述壳体上并且以扭矩传输关系连接到所述旋转电机；

扭矩传输构件，其被安装在所述旋转构件上并且包括一对部件，所述一对部件被配置为相对于所述自行车的脚踏的曲柄臂的旋转方向抵靠所述曲柄臂的任一侧；以及

连接构件，其被配置为将所述扭矩传输构件与所述曲柄臂的旋转中央部连接，使得所述旋转构件与所述曲柄臂的旋转中心线同心。

2.根据权利要求1所述的用于自行车的改装电机，其中，所述扭矩传输构件包括一对可旋转爪构件和约束构件，所述一对可旋转爪构件被能旋转地安装在所述旋转构件上并且具有被配置为相对于所述旋转方向抵靠所述曲柄臂任一侧的自由端，所述约束构件用于将所述一对可旋转爪构件朝向彼此拉动，使得所述一对可旋转爪构件的自由端被从任一旋转方向压贴所述曲柄臂的相应外表面，并且

所述连接构件设置有连接板，所述连接板包括两个端部和中央部，所述两个端部形成与所述一对可旋转爪构件的相应基端的连接部，所述中央部形成与所述曲柄臂的所述旋转中央部的连接部。

3.根据权利要求1所述的用于自行车的改装电机，其中，所述扭矩传输构件包括：

扭矩传输主体，其经由托架被安装在所述旋转构件上以便能绕与所述曲柄臂的旋转中心线正交的轴线旋转，并且所述扭矩传输主体设置有一对对置部，所述一对对置部被配置为相对于所述旋转方向与所述曲柄臂的任一外表面对置；

夹持构件，其与所述一对对置部中的一个对置部能旋入地接合，并且被配置为相对于所述旋转方向抵靠所述曲柄臂的一个外表面；以及

倾斜调整螺杆构件，其与所述扭矩传输主体能旋入地接合并且具有抵靠所述旋转构件的自由端，

所述连接构件设置有连接螺杆构件，所述连接螺杆构件与所述扭矩传输主体能旋入地接合并且连接到所述曲柄臂的所述旋转中央部。

4.根据权利要求1所述的用于自行车的改装电机，其中，所述扭矩传输构件包括：

线性引导构件，其被固定到所述旋转构件并且在所述旋转构件的切向方向上延伸；

扭矩传输主体，其经由所述线性引导构件被安装在所述旋转构件上，以便能在所述旋转构件的切向方向上移动，并且所述扭矩传输主体设置有与所述曲柄臂的任一旋转侧对置的一对对置部，

所述连接构件设置有被配置为将所述扭矩传输主体固定到所述曲柄臂的固定螺杆。

5.根据权利要求4所述的用于自行车的改装电机，所述用于自行车的改装电机还包括被插置在所述扭矩传输主体和所述曲柄臂之间的橡胶构件。

6.根据权利要求1所述的用于自行车的改装电机，其中，所述扭矩传输构件包括：

一对可旋转构件以及扭矩传输螺栓，所述一对可旋转构件被安装成能绕所述曲柄臂的旋转中心线旋转并且各自具有被配置为抵靠所述曲柄臂的对应旋转侧的自由端，所述扭矩传输螺栓将所述一对可旋转构件中的一个可旋转构件固定到所述旋转构件，

所述连接构件包括固定螺杆，所述固定螺杆设置在所述曲柄臂的所述旋转中央部上并且被配置为将所述一对可旋转构件在选定的角位置处固定到所述曲柄臂。

7.根据权利要求6所述的用于自行车的改装电机，其中，所述扭矩传输构件还包括弓形引导构件，所述弓形引导构件被固定到所述旋转构件，以便绕所述旋转构件的旋转中心线周向地延伸，并且能滑动地接合所述一对可旋转构件的自由端。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的用于自行车的改装电机，其中，所述壳体包括同心地支撑所述旋转构件的环形部，并且所述环形部和所述旋转构件被配置为设置在所述车架和所述曲柄臂之间。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的用于自行车的改装电机，所述用于自行车的改装电机还包括传动齿轮系，所述传动齿轮系设置在所述壳体内部、位于所述旋转电机和所述旋转构件之间，使得由于所述传动齿轮系的定位，所述旋转电机相对于所述旋转构件径向向外偏移。

10.根据权利要求1至7中的任一项所述的用于自行车的改装电机，其中，所述旋转电机由用于产生辅助力的电动马达组成，并且所述改装电机还包括被配置为被安装在所述车架上并用作所述电动马达的电源的电池。

11.一种装配有根据权利要求1至10中的任一项所述的用于自行车的改装电机的自行车。

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