ES2219719T3 - Bicicleta asistida por motor. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN BLOQUE MOTOR PARA UNA BICICLETA CON MOTOR EN LA CUAL UN MOTOR ELECTRICO AUXILIAR ESTA INSTALADO EN UN CUERPO SUJETO POR UN ARMAZON, A LA VEZ QUE SUJETA GIRATORIAMENTE UN CIGÜEÑAL QUE EN AMBOS EXTREMOS LLEVA PEDALES, QUE PERMITE REDUCIR EL TAMAÑO Y EL PESO DEL CUERPO. UN CUERPO CONSTA DE VARIOS ELEMENTOS 46, 47, 48, DE LOS CUALES EL PRIMERO Y EL SEGUNDO ESTAN UNIDOS ENTRE SI. UNA CARCASA 90 DE UN MOTOR ELECTRICO AUXILIAR 30 SE ENCUENTRA EN UN CILINDRO DE FIJACION 88 EN EL PRIMER ELEMENTO 46 Y UNIDA A ESTE. UN ELEMENTO OBTURADOR ANULAR 107 QUE ESTA EN CONTACTO CON EL EXTERIOR DE LA CARCASA 90 ESTA SUJETO ENTRE UNA CAVIDAD ANULAR 105 ESCALONADA DISPUESTA EN UN BORDE PERIFERICO INTERIOR DEL EXTREMO ANTERIOR DEL CILINDRO DE FIJACION 88 Y UNA SECCION ANULAR 106 DISPUESTA EN EL SEGUNDO ELEMENTO 47, DE FORMA QUE RODEA LA CARCASA 90 Y PUEDE UNIRSE AL EXTREMO ANTERIOR DEL DE CILINDRO DE FIJACION 88.

Description

Bicicleta asistida por motor.

La presente invención se refiere a una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor en la que un motor de asistencia eléctrica está montado en un cárter soportado por un bastidor de carrocería a la vez que soporta rotativamente un cigüeñal que tiene pedales en sus dos extremos.

La presente invención se refiere también a una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor incluyendo un cárter soportado por un bastidor de carrocería a la vez que soporta rotativamente un cigüeñal que tiene pedales en sus dos extremos; un elemento transmisor de potencia que permite la transmisión de la potencia rotativa del cigüeñal, soportándose el elemento rotativamente en el cárter y estando enclavado con una rueda trasera; un motor de asistencia eléctrica que tiene una línea axial rotacional paralela al cigüeñal y montado en el cárter; y un tren de engranajes reductores dispuesto entre el motor y el elemento transmisor de potencia.

La unidad de potencia de este tipo se conoce, por ejemplo, la Patente japonesa publicada número Hei 8-216968. Sin embargo, la unidad de potencia de la técnica relacionada tiene el problema de que, puesto que un motor de asistencia eléctrica está totalmente cubierto con un cárter que lo cierra herméticamente, aumenta el tamaño y el peso del cárter.

EP-A-763462 como técnica anterior según el Artículo 54(3) EPC describe una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor incluyendo:

un cárter soportado por un bastidor de carrocería a la vez que soporta rotativamente un cigüeñal que tiene pedales en sus dos extremos; y

un motor de asistencia eléctrica montado en dicho cárter;

donde dicho cárter se compone de una pluralidad de elementos de cárter incluyendo un primer elemento de cárter y un segundo elemento de cárter conectados entre sí;

una carcasa de dicho motor está fijada a dicho primer elemento de cárter.

La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta lo que antecede, y un objeto de la presente invención es proporcionar una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor capaz de reducir el tamaño y peso del cárter.

Para lograr el objeto anterior, según una invención descrita en la reivindicación 1, se facilita una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor, incluyendo: un cárter soportado por un bastidor de carrocería a la vez que soporta rotativamente un cigüeñal que tiene pedales en sus dos extremos; y un motor de asistencia eléctrica montado en el cárter; donde el cárter se compone de una pluralidad de elementos de cárter incluyendo un primer elemento de cárter y un segundo elemento de cárter conectados entre sí; una carcasa del motor está montada en la porción de cilindro de montaje dispuesta en el primer elemento de cárter y fijada al primer elemento de cárter; y un elemento anular de cierre hermético en contacto estrecho con una periferia externa de la carcasa se mantiene entre un rebaje anular dispuesto de forma escalonada en una porción periférica interior de una porción de extremo delantero de la porción de cilindro de montaje y una porción anular dispuesta en el segundo elemento de cárter de manera que rodee la carcasa y se una al extremo delantero de la porción de cilindro de montaje.

Con la configuración anterior, la carcasa del motor de asistencia eléctrica está montada en el cárter con una parte de la misma sobresaliendo del segundo elemento de cárter. Es decir, el motor no se cubre totalmente con el cárter y está montado en la porción de cilindro de montaje dispuesta en el primer elemento de cárter. Además, la estructura de cierre hermético se configura solamente disponiendo, en el segundo elemento de cárter, una porción anular para sujetar un elemento hermético entre el rebaje anular en la porción periférica interior del extremo delantero de la porción de cilindro de montaje y la porción anular. Esto hace posible reducir el tamaño y peso del cárter. Puesto que el elemento anular de cierre hermético se pone en contacto estrecho con la periferia externa de la carcasa, es posible garantizar la operación de sellado de la porción de montaje del motor en el cárter. Además, puesto que el rebaje anular está dispuesto en el borde periférico del extremo delantero de la porción de cilindro de montaje, si el primer elemento de cárter se produce por colada, el rebaje anular se puede formar simultáneamente con la colada del primer elemento de cárter, eliminando una operación de corte para el rebaje anular, reduciendo por ello el número de pasos de maquinado.

Como se ha descrito anteriormente, según la presente invención descrita en la reivindicación 1, la carcasa del motor de asistencia eléctrica está montada en el cárter sobresaliendo una parte de la misma del segundo elemento de cárter, de manera que no haya que proporcionar un cárter que cubra todo el motor, y es posible reducir el tamaño y peso del cárter manteniendo al mismo tiempo la operación de sellado entre la carcasa del motor y el cárter. Además, si el primer elemento de cárter se produce por colada, el rebaje anular se puede formar simultáneamente con la colada del primer elemento de cárter, para reducir por ello el número de pasos de maquinado.

Según una invención descrita en la reivindicación 2, además de la configuración de la invención descrita en la reivindicación 1, una porción sustentadora para soportar el cárter en el bastidor de carrocería está dispuesta integralmente en la porción anular. Con esta configuración, es posible eliminar cualquier pieza especial para soportar el cárter en el bastidor de carrocería, y por lo tanto reducir el número de piezas.

A continuación, se describirá una realización de la presente invención con referencia a los dibujos anexos.

La figura 1 es una vista lateral de una bicicleta movida por motor.

La figura 2 es una vista lateral vertical de una unidad de potencia.

La figura 3 es una vista en sección tomada en la línea 3-3 de la figura 2.

La figura 4 es una vista lateral observada en la dirección representada por la flecha 4 de la figura 3, con un piñón de accionamiento omitido.

La figura 5 es una vista en sección tomada en la línea 5-5 de la figura 4.

La figura 6 es una vista ampliada de una porción cerca de un cigüeñal representado en la figura 3.

La figura 7 es una vista en sección tomada en la línea 7-7 de la figura 6.

La figura 8 es una vista en sección tomada en la línea 8-8 de la figura 6.

La figura 9 es una vista observada a lo largo de la línea 9-9 de la figura 6 mostrando un estado en el que una corredera interior se engancha con un aro interior de un embrague.

La figura 10 es una vista en sección ampliada de una porción cerca de un motor de asistencia eléctrica representado en la figura 3.

La figura 11 es una vista en sección ampliada tomada en la línea 11-11 de la figura 4.

La figura 12 es una vista en sección ampliada tomada en la línea 12-12 de la figura 10.

La figura 13 es una vista frontal de un saliente.

La figura 14 es una vista frontal de un cuerpo anular.

La figura 15 es una vista frontal de una chapa de refuerzo.

La figura 16 es una vista despiezada en perspectiva de una cubierta.

Y la figura 17 es una vista en sección que muestra una modificación de una estructura de cierre hermético de una carcasa de un motor de asistencia eléctrica.

Con referencia primero a la figura 1, se muestra una bicicleta asistida por motor de la presente invención, que incluye un bastidor de carrocería 21 formado aproximadamente en forma de U en una vista lateral. Una horquilla delantera 23 se soporta operativamente en un tubo delantero 22 dispuesto en un extremo delantero del bastidor de carrocería 21. Una rueda delantera W_{F} se soporta rotativamente en extremos ahorquillados de la horquilla delantera 23. Un manillar 24 está dispuesto en un extremo superior de la horquilla delantera 23. Una unidad de potencia 31 que tiene un motor de asistencia eléctrica 30 está dispuesto en una porción inferior del bastidor de carrocería 21. Un par de porciones ahorquilladas traseras derecha e izquierda 25 se extienden hacia atrás, hacia abajo del bastidor de carrocería 21 en un espacio sobre una porción trasera de la unidad de potencia 31 y también se extienden sustancialmente en la dirección horizontal en un espacio detrás de la unidad de potencia 31. Una rueda trasera W_{R} se soporta rotativamente entre las porciones de horquilla trasera 25. Un par de soportes derecho e izquierdo 26 están dispuestos entre ambas porciones ahorquilladas traseras 25 y la porción trasera del bastidor de carrocería 21. Un poste de asiento 28 que tiene en su extremo superior un asiento 27 está montado en la porción trasera del bastidor de carrocería 21, pudiendo regularse las posiciones superior e inferior del asiento 27. Un portaequipajes 29 está dispuesto fijamente detrás del asiento 27.

Un cigüeñal 33 que tiene pedales en sus dos extremos 32 se soporta rotativamente en un cárter 45 de la unidad de potencia 31. Una cadena sinfín 36 está enrollada alrededor de un piñón de accionamiento 34 y un piñón accionado 35 en un estado en que se cubre con una caja de cadena 44. El piñón de accionamiento 34 recibe no sólo la potencia del cigüeñal 33 sino también una fuerza de asistencia del motor 30. El piñón accionado 35 está dispuesto en un eje de la rueda trasera W_{R}.

La operación del motor 30 la controla un controlador 37 que se soporta fijamente en una porción inferior del bastidor de carrocería 21 en el lado delantero de la unidad de potencia 31. El controlador 37 controla la operación del motor 30 en base a la velocidad rotacional del motor 30 y un par de entrada de los pedales de entrada 32.

Una cesta delantera 38 está montada en el tubo delantero 22 mediante un soporte 43. Una caja de contención de batería 39 dispuesta en una porción de superficie trasera de la cesta delantera 38 también está montada en el soporte 43. Una batería 40 para suministrar potencia al motor 30 se contiene de forma introducible/extraíble en la caja de contención de batería 39.

La mayor parte del bastidor de carrocería 21 se cubre con una cubierta 41, y un conmutador principal 42 está dispuesto en una porción superior de la cubierta 41. El conmutador principal 42 se pone en funcionamiento para suministrar potencia de la batería 40 al controlador 37 y el motor 30.

Con referencia a las figuras 2 a 5, el cárter 45 de la unidad de potencia 31 se compone de una mitad de cárter izquierda 46 como un primer elemento de cárter, una mitad de cárter derecha 47 como un segundo elemento de cárter, y una cubierta 48 como un elemento de cárter. La mitad de cárter derecha 47 está unida a la mitad de cárter izquierda 46 con una primera cámara de contención 49 colocada entremedio. La cubierta 48 está unida a la mitad de cárter izquierda 46 con una segunda cámara de contención 50 colocada entremedio. Una junta estanca de caucho 51 está montada en una superficie de conexión de la cubierta 48 con la mitad de cárter izquierda 46.

El cigüeñal 33 se soporta rotativamente por el cárter 45 mientras está dispuesto en su mayor parte en la primera cámara de contención 49. Una porción derecha de extremo del cigüeñal 33 se soporta mediante un cojinete de rodillos 54 por una periferia interna de un cilindro rotativo 53 como un elemento transmisor de potencia soportado por la mitad de cárter derecha 47 mediante un cojinete de bolas 52. Una porción izquierda de extremo del cigüeñal 33 se soporta por la mitad de cárter izquierda 46 mediante un cojinete de bolas 55. Un piñón de accionamiento 34 dispuesto en el lado derecho de la mitad de cárter derecha 47 está unido al cilindro rotativo 53.

La fuerza de pedaleo de los pedales 32 montados en los extremos derecho e izquierdo del cigüeñal 33 se transmite desde el cigüeñal 33 al piñón de accionamiento 34 mediante unos medios de transmisión de potencia 56. Una salida del motor 30 montado en el cárter 45 se transmite al piñón de accionamiento 34 mediante un tren de engranajes reductores 57 para asistir la fuerza de pedaleo de los pedales 32.

Con referencia también a las figuras 6 a 8, los medios de transmisión de potencia 56 para transmitir potencia del cigüeñal 33 al piñón de accionamiento 34 están dispuestos en la primera cámara de contención 49. Los medios de transmisión de potencia 56 se componen de una barra de torsión 58 conectada al cigüeñal 33 y un primer embrague unidireccional 59 dispuesto entre el cilindro rotativo 53 y la barra de torsión 58.

El cigüeñal 33 tiene una hendidura 60 que se extiende a lo largo de su línea axial, y la barra de torsión 58 está montada en la hendidura 60. La barra de torsión 58 tiene una porción de eje columnar 58a, una porción de brazo 58b y una porción de brazo 58c. La porción de eje 58a está montada rotativamente entre las superficies de pared interior derecha e izquierda 60a y 60b de la hendidura 60. La porción de brazo 58b sobresale de un extremo izquierdo (extremo inferior en la figura 6) de la porción de eje 58 a sus dos lados. El brazo 58c sobresale de un extremo derecho (extremo superior en la figura 6) de la porción de eje 58a a sus dos lados.

Una porción de brazo 58b de la barra de torsión 58 está conectada integralmente al cigüeñal 33 de manera que se monte de forma ajustada en las superficies de pared interior derecha e izquierda 60a y 60b de la hendidura 60. La otra porción de brazo 58c de la barra de torsión 58 está montada de forma floja en la hendidura 60 con intervalos \alpha entre las superficies de pared interior derecha e izquierda 60a y 60b y la porción de brazo 58c. La porción de eje 58a de la barra de torsión 58 se puede deformar torsionalmente dentro de un rango en el que la porción de brazo 58c se mueve suelta una distancia equivalente a los intervalos \alpha.

El primer embrague unidireccional 59 incluye un aro interior de embrague 61, el cilindro rotativo 53, y una pluralidad (por ejemplo, cuatro piezas) de mordazas de trinquete 62. El aro interior de embrague 61 rodea coaxialmente el cigüeñal 33 y puede girar con relación al cigüeñal 33. El cilindro rotativo 53, que funciona como un aro exterior de embrague, rodea coaxialmente el aro interior de embrague 61. Las mordazas 62 se soportan pivotantemente en una periferia externa del aro interior de embrague 61 y son empujadas por un muelle anular 63 en la dirección donde las mordazas 62 se abren. Ambos extremos de la porción de brazo 58c de la barra de torsión 58 se encajan en un par de porciones rebajadas 61a dispuestas en una porción periférica interior del aro interior de embrague 61, y dientes de trinquete 64 a enganchar con las mordazas de trinquete 62 se forman en una periferia interna del cilindro rotativo 53.

Dicho primer embrague unidireccional 59 tiene la función siguiente. Cuando el cigüeñal 33 se gira normalmente accionando los pedales 32, el par del cigüeñal 33 se transmite al piñón de accionamiento 34 mediante la barra de torsión 58, el primer embrague unidireccional 59, y el cilindro rotativo 53. Además, cuando el cigüeñal 33 se gira a la inversa accionando los pedales 32, el primer embrague unidireccional 59 patina para permitir la rotación inversa del cigüeñal 33.

Cuando un par en la dirección representada por una flecha "a" de la figura 8 se introduce desde los pedales 32 en el cigüeñal 33, el aro interior de embrague 61, al que se transmite una carga de la rueda trasera W_{R} mediante el cilindro rotativo 53 y las mordazas de trinquete 62, resiste el par en la dirección "a", de manera que la porción de brazo 58c de la barra de torsión 58 se deforma torsionalmente en la dirección representada por una flecha "b" con respecto al cigüeñal 33, es decir, se hace girar con relación al cigüeñal 33. Como resultado, se genera una rotación relativa correspondiente al par introducido en el cigüeñal 33 entre el cigüeñal 33 y el aro interior de embrague 61.

Una corredera interior 66 se soporta en una periferia externa del cigüeñal 33 de tal manera que no se pueda girar relativamente, si no que se pueda mover relativamente en la dirección axial. Una corredera exterior 68 se soporta de forma relativamente rotativa en una periferia externa de la corredera interior 66 mediante una pluralidad de bolas 67.

Como se representa en la figura 9, una cara excéntrica rebajada 61b está dispuesta en una superficie de extremo del aro interior de embrague 61 del primer embrague unidireccional 59 en el lado de la corredera interior 66, y una cara excéntrica sobresaliente 66a a enganchar con la cara excéntrica 61b está dispuesta en la corredera interior 66.

Una porción de extremo de base de una palanca detectora 70 se soporta basculantemente en la mitad de cárter izquierda 46 mediante un pasador de fulcro 69. Una porción intermedia de la palanca detectora 70 se pone en contacto con la corredera exterior 68 desde el lado opuesto al aro interior de embrague 61. Un sensor de carrera 71 que constituye unos medios detectores de par S_{T} en cooperación con la palanca detectora 70 está montado en la mitad de cárter izquierda 46. Un extremo delantero de la palanca detectora 70 se pone en contacto con una sonda 71a del sensor de carrera 71. Un muelle 72 está dispuesto de forma contraída entre la palanca detectora 71 y la mitad de cárter izquierda 46. La palanca detectora 71 se pone en contacto elástico con la corredera exterior 68 por una fuerza de empuje del muelle 72, de manera que la corredera exterior 68 y la corredera interior 66 sean empujadas al lado del aro interior de embrague 61.

Cuando la barra de torsión 58 se deforma torsionalmente dependiendo del par suministrado desde los pedales 32 al cigüeñal 33, la corredera interior 66 se hace girar con relación al aro interior de embrague 61 en la dirección representada por una flecha "c" como se representa en la figura 9 y por lo tanto la cara excéntrica 66a de la corredera interior 66 se empuja contra la cara excéntrica 61b del aro interior de embrague 61. Como resultado, la corredera interior 66 se desliza contra la fuerza de empuje del muelle 72 en la línea axial del cigüeñal 33, es decir, en la dirección representada por una flecha "d", de manera que la palanca detectora 70 empujada por la corredera exterior 68 movida junto con la corredera interior 66 se bascule alrededor del pasador de fulcro 69, y la sonda 71a del sensor de carrera 71 es empujado por la palanca detectora 70. La carrera de la sonda 71a es proporcional a la cantidad torsional de la barra de torsión 58, es decir, el par introducido desde los pedales 32. El par de entrada es detectado así por los medios detectores de par S_{T}.

Con referencia también a la figura 10, el tren de engranajes reductores 57 para transmitir potencia del motor 30 al piñón de accionamiento 34 incluye un engranaje de accionamiento 74, un primer engranaje intermedio 76, un segundo engranaje intermedio 77, un tercer engranaje intermedio 78, un segundo eje loco 79, un segundo embrague unidireccional 80, un cuarto engranaje intermedio 81, y un engranaje movido 82. El engranaje de accionamiento 74 está fijado a un eje rotativo 73 del motor 30 en la segunda cámara de contención 50. El primer engranaje intermedio 76 se fija en un extremo del primer eje loco 75 en la segunda cámara de contención 50 y se engrana con el engranaje de accionamiento 74. El segundo engranaje intermedio 77 se integra con el primer eje loco 75 en la primera cámara de contención 49. El tercer engranaje intermedio 78 se engrana con el segundo engranaje intermedio 77. El segundo eje loco 79 está provisto coaxialmente del tercer engranaje intermedio 78. El segundo embrague unidireccional 80 está dispuesto entre el tercer engranaje intermedio 78 y el segundo eje loco 79. El cuarto engranaje intermedio 81 se integra con el segundo eje loco 79 en la primera cámara de contención 49. El engranaje movido 82 se integra con el cilindro rotativo 53 conectado al piñón de accionamiento 34 y se engrana con el cuarto engranaje intermedio 81.

El primer eje loco 75 tiene una línea axial paralela al eje rotativo 73 del motor 30. Un cojinete de bolas 83 está interpuesto entre la mitad de cárter derecha 47 y el primer eje loco 75, y un cojinete de bolas 84 está interpuesto entre la mitad de cárter izquierda 46 y el primer eje loco 75. El segundo eje loco 79 tiene una línea axial paralela al primer eje loco 75. Un cojinete de bolas 85 está interpuesto entre la mitad de cárter derecha 47 y el segundo eje loco 79, y un cojinete de bolas 86 está interpuesto entre la mitad de cárter izquierda 46 y el segundo eje loco 79.

El tren de engranajes reductores 57 que tiene la configuración anterior reduce el par generado por la operación del motor 30 y transmite el par reducido al piñón de accionamiento 34. Cuando se para la operación del motor 30, el segundo embrague unidireccional 80 actúa para permitir la marcha en vacío del segundo eje loco 79, de manera que la rotación del piñón de accionamiento 34 debida a una fuerza de pedaleo de los pedales 32 no quede afectada por la parada del motor 30.

Con referencia también a la figura 11, una porción de cilindro de montaje 88 que sobresale en el lado opuesto a la cubierta 48 está dispuesta integralmente en la mitad de cárter izquierda 46 del cárter 45. Una carcasa 90 del motor 30 está fijada a la mitad de cárter izquierda 46 con una pluralidad (por ejemplo, dos piezas) de tornillos 89 en un estado que se encaja en la porción de cilindro de montaje 88.

En el motor 30 montado en el cárter 45, la línea axial del eje motor 73 es paralela al cigüeñal 33 y la longitud axial del eje motor 73 es más corta que la longitud axial del cigüeñal 33. El motor 30 incluye la carcasa inferior de forma cilíndrica 90 hecha de un yugo cilíndrico 90a con un extremo cerrado, una pluralidad de imanes 91 fijados en la superficie interior del yugo 90a, un rotor 92 dispuesto coaxialmente en la carcasa 90 y que tiene el eje motor 73, un conmutador 93 dispuesto en el eje rotativo 73 en el otro lado de extremo (lado abierto) del yugo 90a, y una pluralidad de escobillas 94 en contacto deslizante con el conmutador 93.

Una porción de pared de soporte 95 que mira a la porción de agujero en el otro extremo de la carcasa 90 del motor 30 está dispuesta integralmente en la mitad de cárter izquierda 46 de manera que cierre el extremo interno de la porción de cilindro de montaje 88. La porción de extremo abierto de la carcasa 90 está encajada por unión a enchufe en un rebaje de montaje 96 dispuesto en la superficie interior de una porción cerca del extremo interno de la porción de cilindro de montaje 88. Un pasador de colocación 97 está colocado en la porción de pared de soporte 95, y una muesca 98 a enganchar con el pasador de colocación 97 se forma en la porción de extremo abierto de la carcasa 90. Así, la carcasa 90 está encajada en la porción de cilindro de montaje 88 al mismo tiempo que está colocada ciertamente en ambas direcciones radial y circunferencial, y en tal estado, los tornillos 89 con sus cabezas de bloqueo enganchadas con la porción cerrada en un lado de extremo de la carcasa 90 se enroscan en la porción de pared de soporte 95.

Un extremo del eje motor 73 se soporta rotativamente mediante un cojinete de bolas 99 como un primer cojinete en una carcasa de cojinete 90b que sobresale hacia fuera de una porción central de la porción cerrada en un lado de extremo de la carcasa 90. El otro extremo del eje motor 73 pasa rotativamente a través de la porción de pared de soporte 95 y sobresale en el lado de la segunda cámara de contención 50. Un cojinete de bolas 100 como un segundo cojinete que permite la comunicación de aire entre la carcasa 90 y la segunda cámara de contención 50 está interpuesto entre la porción de pared de soporte 50 y una porción intermedia del eje motor 73. En concreto, el cojinete de bolas 100 se encaja a presión en la porción de pared de soporte 95. Un aro de resorte 104 para restringir el movimiento del aro interior del cojinete de bolas 100 en el lado del conmutador 93 está montado alrededor del eje motor 73.

Una placa de soporte 101 está fijada a la porción de pared de soporte 95. Una pluralidad de soportes de escobillas 102, en los que las escobillas 94 se sujetan deslizantemente, se han dispuesto en la placa de soporte 101. Las escobillas 94 son empujadas por muelles 103 dispuestos entre los soportes de escobillas 102 y las escobillas 94 en la dirección donde se ponen en contacto deslizante con el conmutador 93. De esta forma, puesto que los soportes de escobillas 102, las escobillas 94, el cojinete de bolas 100 y análogos se soportan directamente por la mitad de cárter izquierda 46 sin usar ningún soporte de motor o análogos, es posible no sólo reducir el número de piezas, sino también miniaturizar además el motor 30 en la dirección en paralelo a la línea axial del cigüeñal 33.

Un rebaje anular 105 está dispuesto de forma escalonada en un borde periférico interior del extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88. Una porción anular 106, que rodea la carcasa 90 del motor 30 y está unida al extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88, está dispuesta en la mitad de cárter derecha 47. Un aro en O 107 como un elemento anular de cierre hermético, que se pone en contacto estrecho con una periferia externa del yugo 90a de la carcasa 90, se mantiene entre el rebaje anular 105 dispuesto en el borde periférico interior del extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88 y la porción anular 106.

Además, el cárter 45 se soporta por el bastidor de carrocería 21 en un estado tal que la altura (desde el suelo) de la línea axial del cigüeñal 33 sea casi igual a la altura de la línea axial de giro del motor 30 dispuesta detrás del cigüeñal 33. Porciones delanteras de las mitades de cárter derecha e izquierda 47 y 46 están fijadas conjuntamente mediante un par de tornillos 109 y un par de tuercas 110 en soportes 108 fijados en lados derecho e izquierdo de la porción inferior del bastidor de carrocería 21. Soportes 111 están fijados en porciones delanteras del par de las porciones ahorquilladas traseras derecha e izquierda 25. En el lado trasero del cárter 45, la mitad de cárter izquierda 46 está provista integralmente con una porción sustentadora 112 elevada hacia fuera de la porción de cilindro de montaje 88, y la mitad de cárter derecha 47 está provista de una porción sustentadora 113 conectada integralmente a la porción anular 106 y que se mantiene junto con la porción sustentadora 112 entre los soportes 111. Así, ambas porciones sustentadoras 112 y 113 se soportan entre los soportes 111 con un tornillo 114 y una tuerca 115.

El engranaje de accionamiento 74 está montado mediante una chaveta 140 en la otra porción de extremo del eje motor 73 que sobresale de la porción de pared de soporte 95 a la segunda cámara de contención 50. El aro interior del cojinete de bolas 100 que tiene el aro exterior encajado a presión en la porción de pared de soporte 95, se fija por el aro de resorte 104. Un tornillo 142 coaxial con el eje motor 73 se enrosca en la otra porción de extremo del eje motor 73 en un estado tal que el engranaje de accionamiento 74 y un reluctor 141 se mantienen entre el aro interior del cojinete de bolas 100 y el tornillo 142, de manera que se evita el movimiento del engranaje de accionamiento 74 a lo largo de la línea axial del eje motor 73. El engranaje de accionamiento 74 está fijado así al eje motor 73.

Además, para evitar la rotación del eje motor 73 por enganche de una herramienta, tal como una llave cuando el tornillo 142 se enrosca y fija en el eje motor 73, una superficie exterior del eje motor 73 en un lado de extremo, es decir, en el lado del cojinete de bolas 99, está parcialmente cortada para formar un par de planos de enganche planos 73a paralelos entre sí, como se representa en la figura 12.

El reluctor 141 y un sensor del tipo de bobina captadora electromagnética 143 forman unos medios de detección de velocidad rotacional S_{R}. Se ha dispuesto una porción sobresaliente 141a alrededor de una periferia externa del reluctor 141, y el sensor 143 se fija en la mitad de cárter izquierda 46 del cárter 45. El sensor 143 tiene una porción de detección 143a capaz de aproximarse o alejarse de la porción sobresaliente 141a.

Una porción periférica externa, es decir, una porción de engrane del primer engranaje intermedio 76 a engranar con el engranaje de accionamiento 74, se hace de una resina sintética. Es decir, el primer engranaje intermedio 76 está configurado de modo que un cuerpo anular hecho de resina sintética 119 con dientes 125 que se extienden a lo largo de su periferia exterior, esté fijado a un saliente metálico 118 conectado al primer eje loco 75.

Con referencia también a la figura 13, el saliente 118 está montado alrededor del primer eje loco 75 mediante la chaveta 120, con un extremo en contacto con el aro interior del cojinete de bolas 84 dispuesto alrededor del primer eje loco 75. Entonces, la rotación relativa alrededor de la línea axial del saliente 118 se evita por la presencia de la chaveta 120. Una porción de pestaña 118a que sobresale radialmente hacia fuera está dispuesta integralmente en el otro extremo del saliente 118. Una porción anular de chapa de montaje 118b, que está escalonada desde la periferia externa de la porción de pestaña 118a y mira a un lado de extremo del saliente 118, sobresale radialmente hacia fuera de la porción de pestaña 118a al mismo nivel que la superficie de extremo de la porción de pestaña 118a. Una porción de cilindro 118c que se extiende en el otro lado de extremo del saliente 118 se forma integralmente con la periferia externa de la porción de chapa de montaje 118b. Porciones de sujeción 118d, espaciadas a intervalos iguales, por ejemplo, de 120º en la dirección circunferencial de la porción de cilindro 118c, sobresalen hacia fuera de la porción de cilindro 118c al mismo nivel que la superficie anterior de la porción de chapa de montaje 118b que mira al lado de extremo del saliente 118 en la dirección axial. Cada una de las porciones de sujeción 118d tiene un agujero roscado 121.

Con referencia también a la figura 14, el cuerpo anular 119 incluye una porción de soporte 119a hecha de una placa anular, una porción de cilindro 119b, y una porción de placa de conexión 119c. La porción de soporte 119a tiene una porción de diámetro interno en la que está encajada la porción de pestaña 118a del saliente 118, y una porción de diámetro externo correspondiente a un círculo virtual que conecta entre sí los bordes externos de las porciones de sujeción 118d del saliente 118. La porción de cilindro 119b rodea coaxialmente la porción de soporte 119a. La porción de chapa de conexión 119c conecta circunferencialmente la porción de soporte 119a a la porción de cilindro 119b. Aros cilíndricos de sujeción hechos de metal 122 correspondientes a los agujeros roscados 121 del saliente 118 están soterrados integralmente en la porción de soporte 119a. Una pluralidad de nervios 123 están dispuestos de forma sobresaliente en cada una de las superficies delantera y trasera de las porciones de soporte 119a en zonas entre los aros de sujeción 122. Nervios circulares 124 coaxiales con la porción cilíndrica 119b están dispuestos de forma sobresaliente en cada una de las superficies delantera y trasera de la porción de chapa de conexión 119c. Además, los múltiples dientes, típicamente dientes helicoidales 125 a engranar con el engranaje de accionamiento 74, están formados en una periferia externa de la porción cilíndrica 119b.

La porción de soporte 119a del cuerpo anular 119 se pone en contacto con la porción de chapa de montaje 118b del saliente 118 desde el lado de extremo del saliente 118 en la dirección axial. Una chapa metálica de refuerzo 126 se pone en contacto con el cuerpo anular 119 en el lado opuesto a la porción de chapa de montaje 118b. Como se representa en la figura 15, la chapa de refuerzo 126 se forma en forma anular y tiene agujeros pasantes 127 correspondientes a los aros de sujeción 122. Tornillos 128 que pasan por los agujeros pasantes 127 y los aros de sujeción 122 se enroscan en los agujeros roscados 121 del saliente 128, para formar el primer engranaje intermedio 76. Como resultado, se evita que se aplique una fuerza de sujeción al cuerpo anular hecho de resina sintética 119, cuando está fijado al saliente 118.

Dicho primer engranaje intermedio 76 se fija al primer eje loco 75 montando el saliente 118 del primer engranaje intermedio 76 alrededor del primer eje loco 75 de manera que no pueda tener rotación relativa mediante la chaveta 120, y poniendo el extremo del primer engranaje intermedio 76, es decir, el extremo del saliente 118 con el aro interior del cojinete de bolas 84. Un elemento receptor en forma de aro 129 que mira al otro extremo del primer engranaje intermedio 76, está montado extraíblemente alrededor del primer eje loco 75. Específicamente, un aro de resorte 130 está montado alrededor de una superficie exterior de la porción de extremo del primer eje loco 75, y el elemento receptor 129 está montado alrededor del primer eje loco 75 de tal manera que se evite que el primer eje loco 74 sea movido en la dirección de separación del primer engranaje intermedio 76 por el aro de resorte 130. Un muelle de disco cónico 131 está dispuesto entre el primer engranaje intermedio 76 y el elemento receptor 129. Una porción de extremo del muelle de disco cónico 131 en el lado del primer engranaje intermedio 76 se pone en contacto con la porción de pestaña 118a del saliente 118 a la vez que se impide que se amplíe su diámetro radialmente hacia fuera de la porción de cilindro 118c del saliente 118. El primer engranaje intermedio 76 se presiona sobre el lado del aro interior del cojinete de bolas 84 por la fuerza elástica del muelle de disco cónico 131. El primer engranaje intermedio 76 en el estado en el que la chaveta 120 evita la rotación relativa alrededor de la línea axial, es empujado así contra el aro interior del cojinete de bolas 84, y por lo tanto se fija al primer eje loco 75.

Como se representa en las figuras 2 y 4, los ejes locos primero y segundo 75 y 79 del tren de engranajes reductores 57 están dispuestos más bajos que una línea recta que conecta la línea axial del cigüeñal 33 con la línea axial rotacional del motor 30, y también el primer eje loco 75 está dispuesto más bajo que el segundo eje loco 79. Y sobre estos ejes locos 75 y 79 se forma una cámara de respiradero 134 en una porción superior del cárter 45 entre el cigüeñal 33 y el motor 30.

Con referencia en particular a la figura 11, la cámara de respiradero 134 se forma entre la mitad de cárter izquierda 46 y la mitad de cárter derecha 47. Un agujero pasante 135 que comunica una porción superior de la cámara de respiradero 134 con la segunda cámara de contención 50 está dispuesto en la mitad de cárter izquierda 46. Por consiguiente, puesto que el interior del motor 30 está en comunicación con la segunda cámara de contención 50 mediante el cojinete de bolas 100 dispuesto entre la porción de pared de soporte 95 y el eje motor 73, está en comunicación con la porción superior de la cámara de respiradero 134. Un agujero de respiradero 136 que comunica una porción inferior de la cámara de respiradero 134 con el exterior está dispuesto en la mitad de cárter derecha 47. Además, una pared 137 cerca de la mitad de cárter derecha 47 se forma integralmente en la mitad de cárter izquierda 46 de manera que forme un laberinto entre el agujero pasante 135 y el agujero de respiradero 136.

Como se representa en la figura 16, la cubierta 41 para cubrir la mayor parte del bastidor de carrocería 21 incluye una cubierta superior 41a que cubre el bastidor de carrocería 21 por arriba y una cubierta inferior 41b que cubre el bastidor de carrocería 21 por abajo, donde las cubiertas superior e inferior 41a y 41b están conectadas entre sí. Una porción de agujero 139, a través de la que se expone el conmutador principal 42, está dispuesta en una porción superior de la cubierta superior 41a.

A continuación se describirá la función de esta realización. Cuando el motorista acciona los pedales 32 para hacer avanzar la bicicleta asistida por motor, la potencia del cigüeñal 33 se transmite al piñón de accionamiento 34 a través de los medios de transmisión de potencia 56, y además se transmite a la rueda trasera W_{R} mediante la cadena 36 y el piñón accionado 35.

El par de entrada generado por los pedales 32 es detectado por los medios detectores de par S_{T}. Además, la velocidad rotacional del motor 30, que es representativa de la velocidad de la bicicleta, es detectada por los medios de detección de velocidad rotacional S_{R}. Y el motor 30 genera potencia de asistencia en base a los valores detectados de ambos medios detectores S_{T}, S_{R}, reduciendo por ello la carga del motorista.

En la unidad de potencia 31 de tal bicicleta asistida por motor, dado que primer engranaje intermedio 76, que es uno de la pluralidad de engranajes 74, 76, 77, 78, 81 y 82 que constituyen el tren de engranajes reductores 57 previsto entre el motor 30 y el cilindro rotativo 53, tiene la porción periférica externa hecha de resina sintética, es posible suprimir la aparición de ruido de engranaje en la porción de engrane entre el primer engranaje intermedio 76 y el engranaje de accionamiento 74. Por consiguiente, si se utiliza el motor 30 del tipo de alta velocidad porque la longitud axial del eje motor 73 paralela a la línea axial del cigüeñal 33 tiene que ser más corta que la longitud axial del cigüeñal 33, es posible reducir todo lo posible la aparición de ruido de engranaje en el tren de engranajes reductores 57. Además, en este caso, se puede suprimir la aparición de ruido de engranaje de la porción de engrane del primer engranaje intermedio 76 que se engrana con el engranaje de accionamiento 74 fijado al eje motor 73 del motor 30 y que, por lo tanto, es de velocidad rotacional más alta entre los engranajes del tren de engranajes reductores 57, de manera que es posible mejorar efectivamente el efecto de supresión de ruido de engranaje.

Puesto que el primer engranaje intermedio 76 está configurado de manera que el cuerpo anular hecho de resina sintética 119 que tiene en su periferia exterior la pluralidad de los dientes 125 está fijado al saliente metálico 118 conectado al primer eje loco 75, los dientes 125 que se tienen que formar con alta exactitud se pueden moldear de una resina sintética. Como resultado, es posible aumentar la exactitud de los dientes 125. Además, puesto que la carga para fijar el primer engranaje intermedio 76 al primer eje loco 75 no se aplica al cuerpo anular de resina sintética 119 que es de resistencia relativamente débil, el primer engranaje intermedio 76 se puede conectar positivamente al primer eje loco 75 incrementando la carga de fijación.

Además, el primer engranaje intermedio 76 se fija al primer eje loco 75 montando el primer engranaje intermedio 76 alrededor del primer eje loco 75 de manera que sea imposible la rotación relativa alrededor de la línea axial y poner en contacto en su extremo con el aro interior del cojinete de bolas 84 e interponer el muelle de disco cónico 131 entre el otro extremo del primer engranaje intermedio 76 y el elemento receptor 129 fijado por el aro de resorte 130. Por consiguiente, cuando el primer engranaje intermedio 76 engranado con el engranaje de accionamiento 74 se fija al primer eje loco 75, no se le aplica par rotacional. Como resultado, el engranaje intermedio 76 se puede fijar al primer eje loco 75 en un estado en el que se evita que se aplique par rotativo alrededor de la línea axial al cuerpo anular 119 hecho de una resina sintética de resistencia relativamente débil y engranado con el engranaje de accionamiento 74.

Además, el engranaje de accionamiento 74 está montado en el eje motor 73 por el tornillo 107 coaxial con el eje motor 73 en un estado en el que, antes de montar la carcasa 90 del motor 30 en el cárter 45, la rotación del eje motor 73 se evita enganchando una herramienta tal como una llave con ambos planos de enganche 73a del eje motor 73 que ha pasado por la porción de pared de soporte 95 mediante el cojinete de bolas 100. Por consiguiente, si el engranaje de accionamiento 74 está fijado al eje motor 73 en un estado de engrane con el primer engranaje intermedio 76, al primer engranaje intermedio 76 no se le aplica par rotativo, con el resultado de que es posible proteger el primer engranaje intermedio 76 que tiene la porción de engrane hecha de resina sintética y que se engrana con el engranaje de accionamiento 74.

La carcasa 90 del motor 30 está encajada en la porción de cilindro de montaje 88 dispuesta en la mitad de cárter izquierda 46 y está fijada a la mitad de cárter izquierda 46 con el par de tornillos 89. La porción anular 106 se une al extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88 al mismo tiempo que el aro en O 107 se pone en contacto estrecho con la periferia externa de la carcasa 90, entre el rebaje anular 105 dispuesto de forma escalonada en el borde periférico interior del extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88 y la porción anular 106. La porción anular 106 está dispuesta en la mitad de cárter derecha 47 conectada a la mitad de cárter izquierda 46 de manera que rodee la carcasa 90. Como resultado, la carcasa 90 del motor 30 se monta en el cárter 45 al mismo tiempo que sobresale parcialmente de la mitad de cárter derecha 47, de manera que el cárter 45 no tenga que proporcionar una porción para cubrir todo el motor 30. Así, es posible montar la carcasa 90 del motor 30 en el cárter 45 manteniendo al mismo tiempo un buen rendimiento de sellado entre el cárter 45 y ella misma, y por lo tanto reducir el tamaño y el peso del cárter 45.

Además, el rebaje anular 105 está dispuesto en el borde periférico interior del extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88, y en consecuencia, si la mitad de cárter izquierda 46 se produce por colada, el rebaje anular 105 se puede formar simultáneamente con la colada de la mitad de cárter izquierda 46. Esto elimina una operación de corte del rebaje anular 105, para reducir por ello el número de pasos de maquinado.

La carcasa 90 del motor 30 se puede montar en el cárter 45 por un procedimiento de encajar la carcasa 90 en la porción de cilindro de montaje 88 en un estado en el que el aro en O 107 no está montado en el rebaje anular 105, antes de unir entre sí las mitades de cárter derecha e izquierda 47 y 46, y después montar el aro en O 107 en el rebaje anular 105, y unir las mitades de cárter derecha e izquierda 47 y 46 entre sí. Este procedimiento es ventajoso, en comparación con el procedimiento de montar la carcasa 90 en la porción de cilindro de montaje 88 después de montar el aro en O 107 en el rebaje anular 105, porque evita que el aro en O 107 se dañe y también reduce la resistencia al rozamiento generada al montar la carcasa 90 dando lugar a mejor trabajabilidad.

Además, puesto que la porción sustentadora 113 para soportar el cárter 45 en las porciones ahorquilladas traseras 25 del bastidor de carrocería 21 en cooperación con la porción sustentadora 112 dispuesta en la mitad de cárter izquierda 46, está dispuesta integralmente en la porción anular 106 dispuesta en la mitad de cárter derecha 47, es posible eliminar la necesidad de prever piezas especiales para soportar el cárter 21 al bastidor de carrocería 21 y por lo tanto reducir el número de piezas.

Además, el interior del motor 30 está en comunicación con la segunda cámara de contención 50 del cárter 45 mediante el cojinete de bolas 100 y la cámara de respiradero 134 se forma en la porción superior del cárter 45 entre las mitades de cárter derecha e izquierda 47 y 46 donde el agujero pasante 135 que comunica la porción superior de la cámara de respiradero 134 con la segunda cámara de contención 50 está dispuesto en la mitad de cárter izquierda 46 y el agujero de respiradero 136 que comunica la porción inferior de la cámara de respiradero 134 con el exterior está dispuesto en la mitad de cárter derecha 47. Por consiguiente, el aire en la carcasa 90 del motor 30 se puede ventear mediante la cámara de respiradero 134 y el agujero de respiradero 136 de forma correspondiente a la expansión/contracción del aire debido a la repetida generación de calor cuando el motor 30 está funcionando y enfriamiento cuando el motor 30 no está funcionando, de manera que la presión en el interior de la carcasa 90 del motor 30 no se incrementa o reduce. Por lo tanto, la estructura de cierre hermético entre la carcasa 90 del motor 30 y el cárter 45 se puede simplificar con sólo poner el aro en O 107 entre ambas mitades de cárter 46 y 47 en contacto estrecho con la superficie exterior de la carcasa 90. Además, puesto que el agujero de respiradero 136 está dispuesto en la porción inferior de la cámara de respiradero 134 dispuesta en la porción superior del cárter 45 y la porción superior de la cámara de respiradero 134 está en comunicación con el interior del motor 30, es posible evitar la permeación de agua desde la cámara de respiradero 134 al cárter 45 y el interior del motor 30, y descargar positivamente el agua infiltrada en la cámara de respiradero 134.

Puesto que la cámara de respiradero 134, que se forma en la porción superior del cárter 45 entre el cigüeñal 33 y el motor 30, está situada en una posición relativamente alta del suelo, es posible evitar todo lo posible la permeación de agua a la cámara de respiradero 134. Además, puesto que los ejes locos primero y segundo 75 y 79 como los componentes del tren de engranajes reductores 57 se soportan rotativamente por el cárter 45 en las posiciones más bajas que la línea recta que conecta la línea axial del cigüeñal 33 con la línea axial rotativa del motor 30, el tren de engranajes reductores 57 se puede configurar de tal manera que el motor 30 esté cerca del cigüeñal 33, y también la cámara de respiradero 134 se puede formar utilizando efectivamente un espacio entre el cigüeñal 33 y el motor 30. Así, es posible hacer compacta la unidad de potencia 31.

La figura 17 muestra una modificación de la estructura de cierre hermético de la carcasa del motor. Como se representa en esta figura, un rebaje anular 138 para sujetar el aro en O 107 en cooperación con el rebaje anular 105 dispuesto en el borde periférico interior del borde delantero de la porción de cilindro de montaje 88, se puede prever en la porción anular 106 dispuesta en la mitad de cárter derecha 47 a unir al extremo delantero de la carcasa de montaje 88.

La invención proporciona una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor en la que un motor de asistencia eléctrica está montado en un cárter soportado por un bastidor de carrocería a la vez que soporta rotativamente un cigüeñal que tiene pedales en sus dos extremos, que es capaz de reducir el tamaño y el peso del cárter.

Un cárter se compone de una pluralidad de elementos de cárter 46, 47 y 48 incluyendo los elementos de cárter primero y segundo 46 y 47 conectados entre sí. Una carcasa 90 de un motor de asistencia eléctrica 30 está encajada en una porción de cilindro de montaje 88 dispuesta en el primer elemento de cárter 46 y fijada al primer elemento de cárter 46. Un elemento anular de cierre hermético 107 en contacto estrecho con una periferia externa de la carcasa 90 se mantiene entre un rebaje anular 105 dispuesto de forma escalonada en un borde periférico interior del extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88 y una porción anular 106 dispuesta en el segundo elemento de cárter 47 de manera que rodee la carcasa 90 y se una al extremo delantero de la porción de cilindro de montaje 88.

Además, se describe una unidad de potencia de una bicicleta asistida por motor en la que un tren de engranajes reductores está dispuesto entre un elemento transmisor de potencia que permite la transmisión de potencia rotativa desde un cigüeñal y soportado rotativamente por un cárter y enclavado con una rueda trasera y un motor de asistencia eléctrica que tiene una línea axial de giro paralela al cigüeñal y montado en el cárter, que es capaz de simplificar una estructura de cierre hermético entre una carcasa del motor y el cárter.

Una cámara de respiradero 134 en comunicación con el interior de un motor de asistencia eléctrica 30 se forma en una porción superior de un cárter 45, y en el cárter 45 se forma un agujero de respiradero 136 que comunica el interior de la cámara de respiradero 134 con el exterior.

Claims (2)

1. Una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor incluyendo:

un cárter (45) soportado por un bastidor de carrocería (21) a la vez que soporta rotativamente un cigüeñal (33) que tiene pedales en sus dos extremos (32); y

un motor de asistencia eléctrica (30) montado en dicho cárter (45);

donde dicho cárter (45) se compone de una pluralidad de elementos de cárter (46, 47, 48) incluyendo un primer elemento de cárter (46) y un segundo elemento de cárter (47) conectados entre sí;

una carcasa (90) de dicho motor (30) está encajada en la porción de cilindro de montaje (88) dispuesta en dicho primer elemento de cárter (46) y fijada a dicho primer elemento de cárter (46); y

un elemento anular de cierre hermético (107) en contacto estrecho con una periferia externa de dicha carcasa (90) se mantiene entre un rebaje anular (105) dispuesto de manera escalonada en una porción periférica interior de una porción de extremo delantero de dicha porción de cilindro de montaje (88) y una porción anular (106) dispuesta en dicho segundo elemento de cárter (47) de manera que rodee dicha carcasa (90) y se una al extremo delantero de dicha porción de cilindro de montaje (88).

2. Una unidad de potencia para una bicicleta asistida por motor según la reivindicación 1, donde una porción sustentadora (113) para soportar dicho cárter (45) en dicho bastidor de carrocería (21) está dispuesta integralmente en dicha porción anular (106).