DE69715501T2

DE69715501T2 - Fahrrad mit Hilfsmotor

Info

Publication number: DE69715501T2
Application number: DE1997615501
Authority: DE
Inventors: Masashi Igarashi; Takehito Moriiwa; Kunio Yahagi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: CN1168331A; EP0802110A1; DE69715501D1; JP3754489B2; JPH09277976A; ES2183998T3; TW587588U; CN100352729C; EP0802110B1

Description

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Technischer Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Hilfsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verwandte Technik

Ein derartiges Fahrrad mit einem Hilfsmotor ist beispielsweise aus den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. Hei 7-40878 und Sho 58-89483 bekannt.

Durch die Erfindung zu lösendes Problem

Bei dem in dem obigen Dokument, der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-40878 beschriebenen Fahrrad mit einem Hilfsmotor ist eine Ausgangswelle eines Hilfsmotors in der Richtung rechtwinklig zu einer in der Breitenrichtung eines Fahrzeugkörpers angeordneten Kurbelwelle angeordnet und daher tritt ein Problem auf, dass eine den Hilfsmotor enthaltende Antriebseinheit größer wird.
Bei dem in dem obigen Dokument, der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho 58-89483, beschriebenen Fahrrad mit einem Hilfsmotor ist eine Ausgangswelle eines Hilfsmotors in der Breitenrichtung eines Fahrzeugkörpers angeordnet, d. h. parallel zu einer Kurbelwelle, aber ein Kraftübertragungsmechanismus zur Übertragung eines Drehmoments von dem Hilfsmotor zu einer Kette ist innerhalb einer Drehebene der an einer Seite eines Fahrzeugkörpers in der Breitenrichtung angeordneten Kette angeordnet und daher tritt ein Problem auf, dass es schwierig ist, einen Raum für eine Anordnung des Kraftübertragungsmechanismus sicherzustellen.
Die US-A-5076386 offenbart ein Fahrrad mit einem Hilfsmotor, in welchem ein Drehmoment von einer in der Breitenrichtung eines Fahrzeugkörpers und durch Kurbelpedale gedrehten Kurbelwelle zu einem Hinterrad über eine an einer Seite des Fahrzeugkörpers in der Breitenrichtung angeordnete Kette übertragen wird und ein Drehmoment eines Hilfsmotors wird zu der Kette über einen Kraftübertragungsmechanismus übertragen, wobei eine Ausgangswelle des Hilfsmotors in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist. Jedoch wird die Drehebene der Kette von einer Welle durchdrungen, welche ein Zahnrad und einen Trägheitseinkuppel/auskuppelmechanismus lagert, und daher behindert die Kette Teile des Kraftübertragungsmechanismus. Daher besteht eine Möglichkeit, dass der Kraftübertragungsmechanismus beschädigt werden könnte, wenn die Kette außer Eingriff mit entsprechenden Kettenrädern läuft.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrrad mit einem Hilfsmotor bereitzustellen, das ein kompaktes Layout eines Kraftübertragungsmechanismus zur Übertragung eines Drehmoments von einem Hilfsmotor zu einer Kette ermöglicht, und welches eine Behinderung einer Kette durch den Kraftübertragungsmechanismus verhindert.
Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung ein Fahrrad mit einem Hilfsmotor gemäß Anspruch 1 vor.

Wirkung der Erfindung

Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Ausgangswelle des Hilfsmotors in der Breitenrichtung der Kurbelwelle angeordnet ist, jedes der Zahnräder, die den Kraftübertragungsmechanismus zur Übertragung eines Drehmoments von dem Hilfsmotor zu der Kette bilden, aus einem Stirnrad oder Schrägstirnrad bestehen, um so die Kraftübertragungseffizienz zu verbessern und die Herstellungskosten zu verringern. Da darüber hinaus der Kraftübertragungsmechanismus so angeordnet ist, dass er von einer rotierenden Ebene der Kette, die auf einer Seite des Fahrzeugkörpers in der Breitenrichtung angeordnet ist, zur entgegengesetzten Seite des Fahrzeugkörpers in der Breitenrichtung verschoben ist, wird es möglich, das vernünftige Layout des Kraftübertragungsmechanismus ohne Behinderung durch die Kette zu realisieren und folglich die Raumeffizienz zu erhöhen und auch den Hilfsmotor 13 zu einer willkürlichen Position um die Kurbelwelle ohne eine große Änderung in der Struktur des Kraftübertragungsmechanismus D zu verschieben und folglich den Grad der Freiheit im Design merklich zu erhöhen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, welche den Gesamtaufbau eines Motors mit einem Hilfsmotor zeigt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten, die in Fig. 1 gezeigt sind.
Fig. 3 ist eine Ansicht von der durch einen Pfeil 3 gezeigten Richtung aus gesehen.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht, welche wesentliche Abschnitte zeigt, die in Fig. 2 gezeigt sind.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 der Fig. 4.
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht, welche in Fig. 5 gezeigte wesentliche Abschnitte zeigt.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht längs einer Linie 7-7 der Fig. 6.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht längs einer Linie 8-8 der Fig. 6.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht längs einer Linie 9-9 der Fig. 6.
Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 2, welche eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 11 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs einer Linie 11-11 der Fig. 10.
Fig. 12 ist eine Ansicht, ähnlich der Fig. 2, welche eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Fig. 1 bis 9 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht ist, welche den Gesamtaufbau eines Fahrrads mit einem Hilfsmotor zeigt; Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht ist, welche in Fig. 1 gezeigte wesentliche Abschnitte zeigt; Fig. 3 eine Ansicht von der durch einen Pfeil 3 der Fig. 2 gezeigten Richtung aus gesehen ist; Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht ist, welche in Fig. 2 gezeigte wesentliche Abschnitte zeigt; Fig. 5 eine Schnittansicht längs einer Linie 5-5 der Fig. 4 ist; Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht ist, welche in Fig. 5 gezeigte wesentliche Abschnitte zeigt; Fig. 7 eine Schnittansicht längs einer Linie 7-7 der Fig. 6 ist; Fig. 8 eine Schnittansicht längs einer Linie 8-8 der Fig. 6 ist; und Fig. 9 eine Schnittansicht längs einer Linie 9-9 der Fig. 6 ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst ein Fahrrad B einen Hauptrahmen 1, der in einer Seitenansicht V-förmig ausgebildet ist und ein Lenker 4 und ein Vorderrad Wf sind jeweils an oberen und unteren Enden einer Vorderradgabel 3 gelagert, die durch ein Kopfrohr 2 drehbar gelagert ist, das an einem vorderren Ende des Hauptrahmens 1 vorgesehen ist. Ein Hinterrad Wr ist durch ein Paar von rechten und linken hinteren Gabelbeinen 6R, 6L abgestützt, welche durch Streben 5, 5 verstärkt sind, die sich von der Nähe eines unteren Endes des Hauptrahmens 1 aus nach hinten erstrecken. Eine Kurbelwelle 7, die an dem unteren Ende des Hauptrahmens 1 drehbar gelagert ist, umfasst ein Paar von rechten und linken Kurbelarmen 8R, 8L, die an deren Vorderenden jeweils Kurbelpedale 9R, 9L aufweisen. Ein durch die Kurbelwelle 7 gedrehtes Kurbelwellenkettenrad 10 ist durch eine Kette 12 mit einem an einer Achse des Hinterrads Wr vorgesehen Hinterradkettenrad 11 verbunden. Wenn die Kurbelwelle 7 durch eine Trittkraft der Kurbelpedal 9R, 9L gedreht wird, wird die Drehung der Kurbelwelle 7 zu dem Hinterrad Wr über das Kurbelwellenkettenrad 10, die Kette 12 und das Hinterradkettenrad 11 übertragen.
Ein unter dem Hauptrahmen 1 vorgesehener und mit dem Kurbelwellenkettenrad 10 verbundener Hilfsmotor 13 dient dazu, eine Antriebskraft zur Unterstützung der Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L zu erzeugen. Ein Batteriekasten 14, der an einem vorderen Abschnitt des Hauptrahmens 1 vorgesehen ist, enthält eine Fahrbatterie 15, die aus einer Mehrzahl von Ni-Cd-Zellen besteht, um den Hilfsmotor 13 anzutreiben, und ein Hauptschalter 16 ist an einem vorderen Ende des Batteriekastens 14 vorgesehen. Eine Steuer/Regeleinrichtung 17, wie z. B. eine elektronische Steuer/Regeleinheit, zur Steuerung/- Regelung des Betriebs des Hilfsmotors 13 und eines Motortreibers ist an einem hinteren Abschnitt des Hauptrahmens 1 vorgesehen.
Wie aus den Fig. 2 und 3 gesehen werden kann, sind ein Paar von rechten und linken Anschlüssen 18R, 18L an das untere Ende des V-förmigen Hauptrahmens angeschweißt und ein vorderer oberer Abschnitt einer Antriebseinheit P, welche den Hilfsmotor 13 umfasst, ist zwischen diesen Anschlüssen 18R, 18L gehalten und an diesen mittels zweier Bolzen 19, 20 befestigt.
Das rechte und das linke hintere Gabelbein 6R, 6L besitzen flache Abschnitte 6&sub1;, 6&sub1; an deren vorderen Enden und flache Abschnitte 6&sub2;, 6&sub2; an deren hinteren Enden. Die vorderen flachen Abschnitte 6&sub1;, 6&sub1; sind mit hinteren oberen Abschnitten der Anschlüsse 18R, 18L verbunden und die hinteren flachen Abschnitte 6&sub2;, 6&sub2; sind mit der Achse 22 des Hinterrads Wr und den Streben 5, 5 über Achshalterungselemente 21, 21 verbunden. Die hinteren Gabelbeine 6R, 6L umfassen vordere halbe Abschnitte 6&sub4;, 6&sub4;, dazwischenliegende gebogene Abschnitte 6&sub3;, 6&sub3; und hintere halbe Abschnitte 6&sub5;, 6&sub5; in der Längsrichtung. Die vorderen halben Abschnitte 6&sub4;, 6&sub4; erstrecken sich nach hinten und unterhalb des Fahrzeugkörpers in einer Seitenansicht und erstrecken sich auch vom Fahrzeugkörper in einer Draufsicht nach außen; während sich die hinteren halben Abschnitte 6&sub5;, 6&sub5; vom Fahrzeugkörper sowohl in einer Seitenansicht als auch in einer Draufsicht nach hinten erstrecken. In Fig. 2 ist das linke hintere Gabelbein 6L auf der Betrachterseite der Zeichnung teilweise weggeschnitten, sodass das rechte hintere Gabelbein 6R auf der gegenüberliegenden Seite der Zeichnung zu sehen ist.
Die Kette 12, welche das Kurbelwellenkettenrad 10 mit dem Hinterradkettenrad 11 verbindet, ist an der rechten Seite der Mitte des Fahrzeugkörpers angeordnet und weist eine vertikale Drehebene auf, wobei die rechte Oberfläche der Kette 12 durch eine Kettenabdeckung 23 abgedeckt ist. Der hintere Abschnitt der Kettenabdeckung 23 besitzt einen Öffnungsabschnitt 23, (siehe Fig. 2), der sich in der Längsrichtung erstreckt und der hintere halbe Abschnitt 6&sub5; des rechtsseitigen hinteren Gabelabschnitts 6R erstreckt sich von der Innenseite zur Außenseite des Fahrzeugkörpers, während er durch die Drehebene der Kette 12 und den Öffnungsabschnitt 23&sub1; der Kettenabdeckung 23 hindurchgeht.
Als Nächstes wird die Struktur der Antriebseinheit P detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 9 beschrieben.
Ein Gehäuse 31 der Antriebseinheit P umfasst rechte und linke Gehäuse 33, 34, die miteinander durch eine Mehrzahl von Bolzen 32, ..., 32 verbunden sind, und eine linke Abdeckung 35, welche abnehmbarbar einen Öffnungsabschnitt des linken Gehäuses 34 abdeckt. Der Hilfsmotor 13 ist an einer rechten Fläche eines hinteren Abschnitts des linken Gehäuses 34 befestigt, wobei eine Ausgangswelle 36 desselben vom Fahrzeugkörper aus nach links gerichtet ist und in einem solchen Montagezustand ist der Hilfsmotor 13 an der linken Seite der Drehebene der Kette 12, die an der rechten Seite des Fahrzeugkörpers angebracht ist, angeordnet. Eine erste Zwischenwelle 37, die vor und unterhalb der Ausgangswelle 36 des Hilfsmotors 13 angeordnet ist, ist an ihren beiden Enden durch das rechte und das linke Gehäuse 33, 34 jeweils über Kugellager 38, 39 gelagert. Eine zweite Zwischenwelle 40, die vor der ersten Zwischenwelle 37 und hinter und unterhalb der Kurbelwelle 7 angeordnet ist, ist an ihren beiden Enden durch das rechte und das linke Gehäuse 33, 34 jeweils über Kugellager 41, 42 gelagert.
Ein an der Ausgangswelle 36 des Hilfsmotors 13 befestigtes primäres Zahnrad 43 ist mit einem ersten Zwischenzahnrad 44 im Eingriff, das an der ersten Zwischenwelle 37 befestigt ist; ein zweites Zwischenzahnrad 45, das integral mit der ersten Zwischenwelle 37 ausgebildet ist, ist mit einem dritten Zwischenzahnrad 47 im Eingriff, das von der zweiten Zwischenwelle 40 über eine erste Einwegkupplung 46 (siehe Fig. 5) gelagert ist; und ein viertes Zwischenzahnrad 48, das integral mit der zweiten Zwischenwelle 40 ausgebildet ist, ist mit einem Endzahnrad 49 im Eingriff, das relativ drehbar an einem rechten Ende der Kurbelwelle 7 gelagert ist. Die linken Flächen des primären Zahnrads 43 und des ersten Zwischenzahnrads 44 weisen zur linken Abdeckung 35, welche abnehmbar an dem linken Gehäuse 34 angebracht ist.
Das primäre Zahnrad 43, das erste Zwischenzahnrad 44, das zweite Zwischenzahnrad 45, das dritte Zwischenzahnrad 47, das vierte Zwischenzahnrad 48 und das Endzahnrad 49 bilden einen Kraftübertragungsmechanismus D. Wie aus Fig. 5 gesehen werden kann, ist der Kraftübertragungsmechanismus D an der linken Seite der Drehebene der Kette angeordnet, die an der rechten Seite des Fahrzeugkörpers angeordnet ist.
Das Endzahnrad 49 ist an dem rechten Gehäuse 33 über ein Kugellager 50 gelagert, und das rechte Ende der Kurbelwelle 7 ist in der Mitte des Endzahnrads 49 über ein Rollenlager 51 gelagert. Das Kurbelwellenkettenrad 10 ist durch eine Mutter 52 um einen zylindrischen Schaftabschnitt 49, des Endzahnrads 49, der sich vom Fahrzeugkörper vom rechten Gehäuse 33 aus nach rechts erstreckt, angebracht. Das linke Ende der Kurbelwelle 7 ist an dem linken Gehäuse 34 über ein Kugellager 53 gelagert.
Folglich wird, wenn der Hilfsmotor 13 gedreht wird, ein Drehmoment von der Ausgangswelle 36 des Hilfsmotors 13 zu dem Kurbelwellenkettenrad 10 über das primäre Zahnrad 43, das erste Zwischenzahnrad 44, die erste Zwischenwelle 37, das zweite Zwischenzahnrad 45, das dritte Zwischenzahnrad 47, die erste Einwegkupplung 46, die zweite Zwischenwelle 40, das vierte Zwischenzahnrad 48 und das Endzahnrad 49 übertragen. Wenn andererseits der Betrieb des Hilfsmotors 13 durch Entladung der Fahrbatterie 15 oder dgl. gestoppt wird, ist die erste Einwegkupplung 46 so im Leerlauf, dass sie die Drehung des Kurbelwellenkettenrads 10 infolge der Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L nicht behindert.
Wie aus den Fig. 6 bis 8 gesehen werden kann, weist ein Drehstab 6&sub1;, der in einem Schlitz 7&sub1; befestigt ist, der in der Kurbelwelle 7 längs der Achslinie ausgebildet ist, einen säulenförmigen Schaftabschnitt 61&sub1; auf, der drehbar zwischen eine rechte und eine linke innere Wandfläche 7&sub2;, 7&sub2; des Schlitzes 7&sub1; eingepasst ist, und ein Paar von Armabschnitten 61&sub2;, 61&sub3; auf, die radial von rechten und linken Enden des Schaftabschnitts 61&sub1; vorstehen. Der linke Armabschnitt 61&sub2; des Drehstabs 6&sub1; ist eng zwischen die rechte und die linke innere Wandfläche 72, 72 des Schlitzes 7, eingepasst und integral mit der Kurbelwelle 7 verbunden. Ein Drehzahlerfassungszahnrad 62 ist um den Außenumfang des Armabschnitts 61&sub2; und die Kurbelwelle 7 gepresst (siehe Fig. 7). Somit sind das linke Ende des Drehstabs 61 und das Drehzahlerfassungszahnrad 62 integral mit dem linken Ende der Kurbelwelle 7 verbunden. Der rechte Armabschnitt 61&sub3; des Drehstabs 61, welcher lose zwischen die rechte und die linke innere Wandfläche 7&sub2;, 7&sub2; des Schlitzes 7&sub1; eingepasst ist, besitzt Spalten a, a zwischen den inneren Wandflächen 7&sub2;, 7&sub2; und demselben und folglich kann das rechte Ende des Drehstabs 61 bezüglich des linken Endes desselben in einem Bereich der Spalten a, a torsionsverformt werden (siehe Fig. 8). Zusätzlich ist ein Kurbelwellendrehzahlsensor 73, der an dem linken Gehäuse 34 gelagert ist, gegenüber dem Außenumfang des Drehzahlerfassungszahnrads 62 angebracht (siehe Fig. 5).
Wie aus den Fig. 6 bis 8 gesehen werden kann, ist eine zweite Einwegkupplung 63 um den Außenumfang des rechten Endes der Kurbelwelle 7 angeordnet. Die zweite Einwegkupplung 63 umfasst eine Mehrzahl von Klauen 65, ..., 65 zwischen einem äußeren Ring 492, welche integral mit dem Endzahnrad 49 ausgebildet ist, und einem inneren Ring 64, der relativ drehbar um den Außenumfang der Kurbelwelle 7 angebracht ist, und der Armabschnitt 61&sub3; des rechten Endes des Drehstabs 61 ist in einer Ausnehmung 64&sub1; festgelegt, die im Innenumfang des inneren Rings 64 ausgebildet ist.
Wenn die Kurbelwelle 7 durch die Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L normal gedreht wird, wird das Drehmoment der Kurbelwelle 7 zu dem Kurbelwellenkettenrad 10 über den Drehstab 61, die zweite Einwegkupplung 63 und das Endzahnrad 49 übertragen. Wenn die Kurbelwelle 7 durch die Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L rückwärts gedreht wird, rutscht die zweite Einwegkupplung 63, um die Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle 7 zu erlauben.
Wenn das Drehmoment in der durch einen Pfeil "a" in Fig. 8 gezeigten Richtung von den Kurbelpedalen 9R, 9L der Kurbelwelle 7 eingegeben wird, widersetzt sich der innere Ring 6&sub4;, zu dem eine Last des Hinterrads Wr über den zylindrischen Schaftabschnitt 49, des Endzahnrads 49 und die Kupplungsklauen 6&sub5;, ..., 6&sub5; übertragen wird, dem Drehmoment in der durch den Pfeil "a" gezeigten Richtung, sodass der Armabschnitt 61&sub3; an dem rechten Ende des Drehstabs 6&sub1; in der durch einen Pfeil "b" gezeigten Richtung bezüglich der Kurbelwelle 7 torsionsverformt wird, mit dem Ergebnis, dass eine Relativdrehung, welche dem der Kurbelwelle 7 zugeführten Drehmoment entspricht, zwischen der Kurbelwelle 7 und dem inneren Ring 6&sub4; erzeugt wird.
Wie aus Fig. 6 gesehen werden kann, ist ein innerer Schieber 66 um den Außenumfang der Kurbelwelle 7 derart gelagert, dass er zwar nicht relativ drehbar, aber axial verschieblich bezüglich der Kurbelwelle 7 ist, und ein äußerer Schieber 68 ist um den Außenumfang des inneren Schiebers 66 über eine Mehrzahl von Kugeln 67 relativ drehbar gelagert. Ein Erfassungshebel 70, der an seinem einem Ende an dem linken Gehäuse 34 über einen Haltestift 69 drehbar gelagert ist, wird mit seinem einen im Zwischenabschnitt in der Längsrichtung angeordneten Eingabeabschnitt 70&sub1; in Kontakt mit dem äußeren Schieber 68 gebracht und wird außerdem mit seinem anderen Ende in Kontakt mit einem Messfühler 71&sub1; eines Hubsensors 71 gebracht, der an dem linken Gehäuse 34 vorgesehen ist. Der Erfassungshebel 70 wird durch eine Feder 72 vorgespannt, welche zusammenziehbar zwischen dem linken Gehäuse 34 und demselben so vorgesehen ist, dass der Eingabeabschnitt 70&sub1; in elastischen Kontakt mit dem äußeren Schieber 68 gebracht ist.
Wie aus den Fig. 6 und 9 gesehen werden kann, ist eine vertiefte Nockenfläche 64&sub2; in einer Endfläche des inneren Rings 64 der zweiten Einwegkupplung 63 ausgebildet, und eine vorstehende Nockenfläche 66&sub1; zum Eingriff mit der Nockenfläche 64&sub2; ist an einer Endfläche des inneren Schiebers 66 ausgebildet.
Als Nächstes wird die Funktion der Ausführungsform mit dem oben beschriebenen Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wenn ein Fahrer auf die Kurbelpedale 9R, 9L tritt, um das Fahrrad zu fahren, wird die Kurbelwelle 7 über die Kurbelarme 8R, 8L gedreht und das Drehmoment der Kurbelwelle 7 wird von dem Drehstab 6&sub1; zu dem Hinterrad Wr über die zweite Einwegkupplung 63, das Endzahnrad 49, das Kurbelwellenkettenrad 10, die Kette 12 und das Hinterradkettenrad 11 übertragen. Zu dieser Zeit wird das Ausmaß der Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L durch den Hubsensor 71 erfasst.
Insbesondere wenn das der Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L entsprechende Drehmoment an den Drehstab 61 angelegt wird, wird eine dem Torsionswinkel des Drehstabs 61 entsprechende Relativdrehung zwischen dem inneren Ring 64 der zweiten Einwegkupplung 63 und dem inneren Schieber 66 erzeugt. Wenn der Armabschnitt 61&sub3; des Drehstabs 61 bezüglich der Kurbelwelle 7 torsionsverformt wird, wird der innere Schieber 66, der an der Kurbelwelle 7 derart gelagert ist, dass er zwar nicht relativ drehbar, aber axial verschieblich bezüglich der Kurbelwelle 7 ist, wie in Fig. 9 gezeigt, in der durch einen Pfeil "c" gezeigten Richtung relativ zu dem inneren Ring 64 der mit dem Armabschnitt 61&sub3; des Drehstabs 61 verbundenen zweiten Einwegkupplung 63 gedreht.
Daher wird die Nockenfläche 66, des inneren Schiebers 66 so an die Nockenfläche 64&sub2; des inneren Rings 64 gepresst, dass der innere Schieber 66 gegen die elastische Kraft der Feder 72 längs der Kurbelwelle 7 in der durch einen Pfeil "d" gezeigten Richtung verschoben wird. Somit wird der Erfassungshebel 70 mit dem Eingabeabschnitt 70&sub1;, der durch den zusammen mit dem inneren Schieber 66 verschobenen äußeren Schieber 68 gedrückt wird, um den Haltestift 69 geschwenkt, um den Messfühler 71&sub1; des Hubsensors 71 zu drücken. Da der Hub des Messfühlers 71&sub1; des Hubsensors 71 proportional zum Torsionsbetrag des Drehstabs 61 ist, d. h. zur Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L, ist es zu dieser Zeit möglich, die Trittkraft basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 71 zu erfassen.
Folglich führt die Steuer/Regeleinrichtung 17 eine Taststeuerung/regelung zum Antrieb des Hilfsmotors 13 basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 71 zur Erfassung der Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L und der Ausgabe des Kurbelwellendrehzahlsensors 73 zur Erfassung der Drehzahl der Kurbelwelle 7 durch. Das Tastverhältnis der Taststeuerung/regelung ist so eingestellt, dass sie linear mit der Drehzahl des Hilfsmotors 13 (d. h. der Ausgabe des Kurbelwellendrehzahlsensors 73) und linear mit der Trittkraft der Kurbelpedale 9R, 9L (d. h. der Ausgabe des Hubsensors 71) zunimmt.
Da der Hilfsmotor 13 die Ausgangswelle 36 aufweist, die in der Breitenrichtung der Kurbelwelle 7 angeordnet ist, d. h. parallel zur Kurbelwelle 7, kann, wie aus den Fig. 4 und 5 gesehen werden kann, jedes der Zahnräder, welches den Kraftübertragungsmechanismus D zur Übertragung eines Drehmoments von der Ausgangswelle 36 zum Kurbelwellenkettenrad 10 bildet, aus einem Stirnrad oder Schrägstirnrad bestehen, um so die Kraftübertragungseffizienz zu verbessern und die Herstellungskosten zu verringern. Da darüber hinaus der Kraftübertragungsmechanismus D so angeordnet ist, dass er vom Fahrzeugkörper von der Drehebene der Kette 12, die an der rechten Seite des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, nach links verschoben ist, wird es möglich, die vernünftige Anordnung des Kraftübertragungsmechanismus D zu realisieren, ohne Beeinträchtigung durch die Kette 12 und folglich die Raumeffizienz zu erhöhen und auch den Hilfsmotor 13 zu einer beliebigen Position um die Kurbelwelle 7 zu bewegen, ohne eine große Änderung in der Struktur des Kraftübertragungsmechanismus D und folglich den Grad der Freiheit im Design bedeutend zu erhöhen.
Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform der vordere halbe Abschnitt 6&sub4; des rechten hinteren Gabelbeins 6R mit der Umgebung des gebogenen Abschnitts des unteren Endes des Hauptrahmens 1 über der Antriebseinheit P verbunden, erstreckt sich davon nach unten und rückwärts und erreicht die Rückseite des Fahrzeugkörpers über die Oberseite der Antriebseinheit P; und der hintere halbe Abschnitt 6&sub5;, der mit dem hinteren Abschnitt des vorderen halben Abschnitts 6&sub4; verbunden ist, erstreckt sich von dem Fahrzeugkörper aus nach rückwärts und geht durch die Drehebene der Kette 12 von der Innenseite zur Außenseite des Fahrzeugkörpers und folglich ist es nur durch die Bereitstellung des hinteren Gabelbeins 6R, das eine einfache Form aufweist, in welcher der vordere halbe Abschnitt 6&sub4; und der hintere halbe Abschnitt 6&sub5; an dem dazwischenliegenden gebogenen Abschnitt 6&sub3; gebogen sind, möglich, die Behinderung des hinteren Gabelbeins 6R durch die Antriebseinheit P und die Kette 12 zu vermeiden. Dies ermöglicht es, das hintere Gabelbein 6R zu erhalten, welches eine ausgezeichnete Festigkeit und niedrige Herstellungskosten besitzt, und den Grad der Freiheit im Design der Antriebseinheit P zu erhöhen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 10 ähnlich der Fig. 2 ist und Fig. 11 eine vergrößerte Schnittansicht längs einer Linie 11-11 der Fig. 10 ist.
Die zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Struktur und Betriebswirkung ähnlich, bis auf die Struktur des Kraftübertragungsmechanismus D zur Übertragung eines Drehmoments vom Hilfsmotor 13 zum Kurbelwellenkettenrad 10.
Die zweite Ausführungsform ist so konfiguriert, dass der Hilfsmotor 13 höher als das obere Ende der Kette 12 in einer Seitenansicht angeordnet ist und dadurch der Abstand zwischen der Ausgangswelle 36 des Hilfsmotors 13 und der ersten Zwischenwelle 37 größer ist als in der ersten Ausführungsform. Folglich erfolgt die Kraftübertragung von der Ausgangswelle 36 des Hilfsmotors 13 zur ersten Zwischenwelle 37 durch die Bereitstellung einer Endloskette 74 zwischen einem an der Ausgangswelle 36 vorgesehenen primären Kettenrad 43' und einem an der ersten Zwischenwelle 37 vorgesehenen ersten Zwischenkettenrad 44'. Ein Spannkettenrad 75 zur Einstellung der Spannung der Endloskette 74 ist in Kontakt mit einem Zwischenabschnitt der Endloskette 74 gebracht (siehe Fig. 10).
Zusätzlich ragt in der zweiten Ausführungsform der Hilfsmotor 13, welcher Teil der Antriebseinheit P ist, von den hinteren Gabelbeinen 6R, 6L in einer Seitenansicht nach oben; da jedoch der Hauptkörper der Antriebseinheit P (d. h. der Abschnitt mit Ausnahme des Hilfsmotors 13) unter den hinteren Gabelbeinen 6R, 6L angeordnet ist, behindert der Hauptkörper nicht die hinteren Gabelbeine 6R, 6L.
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben.
Die dritte Ausführungsform ist eine Modifikation der zweiten Ausführungsform, in welcher die Anordnung des Kraftübertragungsmechanismus D unterschiedlich von der der zweiten Ausführungsform ist. Insbesondere ist der Hilfsmotor 13 vor der Kurbelwelle 7 angeordnet; die erste Zwischenwelle 37 ist hinter und unter dem Hilfsmotor 13 angeordnet; und die zweite Zwischenwelle 40 ist hinter der ersten Zwischenwelle 37 und unter der Kurbelwelle 7 angeordnet.
Die dritte Ausführungsform weist dieselben Betriebswirkungen auf wie jene der ersten und zweiten Ausführungsformen.
Während die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der speziellen Begriffe beschrieben wurden, dient eine solche Beschreibung nur illustrativen Zwecken und es ist zu verstehen, dass viele Änderungen im Design vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich oder Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Ein Fahrzeug B mit einem Hilfsmotor 13 bereitzustellen, das ein vernünftiges Layout eines Kraftübertragungsmechanismus D zur Übertragung eines Drehmoments von einem Hilfsmotor 13 zu einer Kette 12 realisieren kann.
Eine Kette 12 zur Übertragung einer Drehung von einem an einem rechten Ende einer Kurbelwelle 7 vorgesehenen Kurbelwellenkettenrad 10 zu einem an der rechten Seite eines Fahrzeugkörpers angeordneten Hinterrad Wr. Ein Hilfsmotor 13 mit einer parallel zu der Kurbelwelle 7 angeordneten Ausgangswelle 36 ist mit dem Kurbelwellenkettenrad 10 über einen Kraftübertragungsmechanismus D verbunden, der aus einem primären Zahnrad 43, ersten bis vierten Zwischenzahnrädern 44, 45, 47 und 48 und einem Endzahnrad 49 besteht. Der Kraftübertragungsmechanismus D ist an der linken Seite einer Drehebene der Kette 12 angeordnet, sodass es möglich ist, ein kompaktes Layout des Kraftübertragungsmechanismus D ohne Behinderung durch die Kette 12 zu realisieren.

Claims

1. Fahrrad mit einem Hilfsmotor (13), wobei das Fahrrad umfasst:

- einen Fahrzeugkörper,

- ein Vorderrad (Wf) und ein Hinterrad (Wr),

- eine in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers angeordnete Kurbelwelle (7),

an der Kurbelwelle (7) zur Drehung der Kurbelwelle (7) angeordnete Kurbelpedale (9R, 9L),

- eine an einer Seite des Fahrzeugkörpers in seiner Breitenrichtung angeordnete Kette (12), und

- einen Kraftübertragungsmechanismus (D),

wobei ein Drehmoment von der Kurbelwelle (7) über die Kette (12) zu dem Hinterrad (Wr) übertragen wird und ein Drehmoment des Hilfsmotors (13) über den Kraftübertragungsmechanismus (D) zu der Kette (12) übertragen wird und wobei eine Ausgangswelle (36) des Hilfsmotors (13) in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass miteinander verbindbare Gehäuse (33, 34) an dem Fahrzeugkörper angebracht sind, wobei die Kurbelwelle (7) an den miteinander verbindbaren Gehäusen (33, 34) gelagert ist,

dass der Hilfsmotor (13) mit den Gehäusen (31) verbunden ist und dass der Kraftübertragungsmechanismus (D) so angeordnet ist, dass er aus einer Drehebene der Kette (12), die an einer Seite des Fahrzeugkörpers in der Breitenrichtung angeordnet ist, zur gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugkörpers in der Breitenrichtung hin verschoben ist und eine Mehrzahl von Zwischenzahnrädern (44, 45, 47, 48) umfasst.

2. Fahrrad gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübertragungsmechanismus (D) eine Einwegkupplung (46) umfasst, die eines der Zwischenzahnräder lagert.

3. Fahrrad gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübertragungsmechanismus (D) umfasst:

ein an der Ausgangswelle (36) befestigtes primäres Zahnrad (43), ein an einer ersten Zwischenwelle (37) befestigtes erstes Zwischenzahnrad (44), das mit dem primären Zahnrad (43) im Eingriff steht, ein integral mit der ersten Zwischenwelle (37) ausgebildetes zweites Zwischenzahnrad (45),

ein durch eine zweite Zwischenwelle (40) gelagertes drittes Zwischenzahnrad (47), das mit dem zweiten Zwischenzahnrad (45) im Eingriff steht,

ein integral mit der zweiten Zwischenwelle (40) ausgebildetes viertes Zwischenzahnrad (48), und

ein Endzahnrad (49), das in einem der Gehäuse (33) gelagert und mit dem Kurbelwellenkettenrad (10) gekuppelt ist, wobei das Endzahnrad (49) mit dem vierten Zwischenzahnrad (48) im Eingriff steht.

4. Fahrrad gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Zahnrad einem (34) der Gehäuse zugewandt ist und dass das Endzahnrad (49) dem anderen (33) der Gehäuse zugewandt ist, welches an der Seite der Kette (12) des Fahrzeugkörpers angeordnet ist.

5. Fahrrad gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Zwischenzahnrädern (44, 45, 47, 48) an den Gehäusen (33, 34) gelagert ist und dass jedes der Zwischenzahnräder (44, 45, 47, 48) aus einem Stirnrad oder einem Schrägstirnrad besteht.