ITTO20000837A1 - Dispositivo di rilevamento di forze di depressione per veicolo motorizzato. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di rilevamento di forze di depressione per veicolo motorizzato"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato, e più in particolare ad un dispositivo di rilevamento di forze di depressione di questo tipo destinato a rilevare una forza di depressione in funzione di una variazione di induzione di una bobina che è in grado di ridurre variazioni della precisione di rilevamento.

E' tradizionalmente noto un veicolo, quale una bicicletta, comprendente un dispositivo di rilevamento di forze di depressione per rilevare la coppia motrice prodotta dall'energia umana, ossia una forza di depressione, ed un motore elettrico collegato ad un sistema di azionamento, in cui il motore elettrico è alimentato in funzione della forza di depressione rilevata dal dispositivo di rilevamento di forze di depressione per coadiuvare la forza di depressione. Vari tipi di dispositivi sono stati proposti come dispositivo di rilevamento di forze di depressione. Ad esempio, una bicicletta con motore elettrico ausiliario descritta nel Brevetto giapponese a disposizione del pubblico n. Hei 8-91.281 comprende una bobina disposta intorno ad un asse ed un organo magnetico disposto di fronte alla bobina, ossia in opposizione rispetto ad un piano perpendicolare all'asse. Questo organo magnetico è fatto muovere per rotazione in modo che l'area dell'organo magnetico che copre la bobina cambi in funzione di una forza di depressione. Quando l'area dell'organo magnetico che copre la bobina cambia a causa del movimento di rotazione dell'organo magnetico, l'induttanza della bobina cambia producendo una variazione della tensione applicata alla bobina. Di conseguenza, mediante rilevamento di questa variazione di tensione, è possibile rilevare la forza di depressione.

Nella bicicletta con motore elettrico ausiliario descritta nella pubblicazione precedente, tuttavia, la precisione di rilevamento della forza di depressione è bassa. L'organo magnetico incluso in questa bicicletta con motore elettrico ausiliario è composto da una molteplicità di piastre articolate, e l'area di queste piastre articolate che copre la bobina cambia a causa del movimento di rotazione di queste piastre articolate in funzione della forza di depressione. Tuttavia, è difficile eliminare variazioni di dimensioni di queste piastre, variazioni di dimensioni di perni per sollecitare queste piastre e di fori allungati in impegno con i perni, e variazioni della posizione di spinta di queste piastre. Queste variazioni hanno un'influenza diretta su una resistenza di un circuito magnetico generato dalla bobina, producendo una riduzione della precisione di rilevamento della forza di depressione.

Costituisce di conseguenza uno scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato che è in grado di evitare una riduzione della precisione di rilevamento della forza di depressione dovuta a variazioni di dimensione di componenti e variazioni della precisione di assemblaggio.

In conformità con la presente invenzione, si realizza un dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato, comprendente una bobina disposta in relazione di concentricità con un albero rotante al quale è applicata la coppia prodotta dall'energia umana per l'azionamento del veicolo suddetto,· una coppia di organi di nucleo disposti sui lati assialmente opposti della bobina suddetta in modo da estendersi radialmente verso l'esterno dalla circonferenza esterna della bobina suddetta; e mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico disposti tra la coppia suddetta di organi di nucleo per variare la resistenza del circuito magnetico tra gli organi di nucleo suddetti in funzione di una variazione della coppia suddetta prodotta dall'energia umana.

Con questa configurazione, il flusso magnetico generato dalla bobina è fatto passare attraverso il circuito magnetico comprendente gli organi di nucleo e i mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico. I mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico funzionano in modo da variare la resistenza del circuito magnetico in funzione di una variazione della coppia applicata all'albero rotante. Di conseguenza, mediante rilevamento di una variazione dell'induttanza dovuta alla variazione di resistenza del circuito magnetico, è possibile rilevare la coppia prodotta dall'energia umana applicata all'albero rotante.

Sarà ora descritta una forma di attuazione preferita della presente invenzione con riferimento ai disegni.

La figura 1 rappresenta una vista in sezione di una parte essenziale di un veicolo motorizzato comprendente un dispositivo di rilevamento di forze di depressione in conformità con una forma di attuazione preferita della presente invenzione.

La figura 2 rappresenta una vista in sezione trasversale lungo la linea A-A nella figura 1.

La figura 3 rappresenta una vista laterale del veicolo motorizzato comprendente il dispositivo di rilevamento di forze di depressione in conformità con la forma di attuazione preferita.

La figura 4 rappresenta una vista laterale di un albero della pedaliera e della sua periferia,montato sul veicolo motorizzato.

La figura 5 rappresenta una vista in sezione di una parte essenziale di una sezione di sensore inclusa nel dispositivo di rilevamento di forze di depressione.

La figura 6 rappresenta una vista in elevazione della sezione di sensore.

La figura 7 rappresenta una vista in elevazione di un primo organo di induzione incluso nella sezione di sensore.

La figura 8 rappresenta una vista in sezione trasversale del primo organo di induzione lungo la linea 8-8 nella figura 7.

La figura 9 rappresenta una vista in sezione trasversale simile alla figura 8, che mostra un secondo organo di induzione incluso nella sezione di sensore.

La figura 10 rappresenta una illustrazione schematica che mostra un circuito magnetico attraverso il quale è fatto,passare il flusso magnetico prodotto da una bobina.

- Le figure Ila ed llb rappresentano viste in elevazione che mostrano la differenza di entità di sovrapposizione di denti del primo e del secondo organo di induzione.

La figura 12 rappresenta un diagramma circuitale di un circuito di rilevamento di forze di depressione in un dispositivo di controllo.

Le figure da 13a a 13c rappresentano diagrammi di forma d'onda che mostrano la relazione tra una tensione sulla bobina ed una forza di depressione.

La figura 14 rappresenta una vista in sezione di un gruppo ausiliario a motore elettrico montato nel veicolo motorizzato.

La figura 15 rappresenta una vista in sezione trasversale lungo la linea B-B nella figura 14.

La figura 3 rappresenta una vista laterale di una bicicletta con motore elettrico ausiliario a cui è vantaggiosamente applicato il dispositivo di rilevamento di forze di depressione secondo la presente invenzione. Con riferimento alla figura 3, il numero di riferimento 67 indica un telaio del corpo della bicicletta. Il telaio del corpo 67 comprende un tubo di sterzo 68 previsto in corrispondenza di una porzione anteriore della bicicletta, un tubo discendente 69 estendentesi all'indietro dal tubo di sterzo 68 in modo da abbassarsi obliquamente, ed un montante della sella 71 fissato all'estremità posteriore del tubo discendente 69 ed estendentesi in direzione sostanzialmente verticale in modo da essere leggermente inclinato all'indietro. Una forcella anteriore 72 è supportata in modo sterzante sul tubo di sterzo 68, ed una ruota anteriore 73 è supportata in modo girevole attraverso un asse sulle estremità inferiori della forcella anteriore 72. Un manubrio 74 è disposto sull'estremità superiore della forcella anteriore 72.

Una coppia di forcelle posteriori destra e sinistra 70 si estendono all'indietro dal montante della sella 71, ed una ruota posteriore 78 che svolge la funzione di ruota motrice è supportata in modo girevole attraverso un asse sulle estremità posteriori delle forcelle posteriori 70. Una coppia di sostegni destro e sinistro 77 sono collegati in corrispondenza delle loro estremità inferiori alle estremità posteriori delle forcelle posteriori 70. Le estremità superiori dei sostegni 77 sono collegate all'estremità superiore del montante della sella 71.Un albero di supporto 75 avente un'estremità superiore provvista di una sella 76 è montato all'estremità superiore del montante della sella 71 in modo che la posizione della sella 76 sia regolabile verticalmente.

Un tubo di supporto (che sarà descritto in seguito con riferimento alla figura 1) estendentesi lateralmente rispetto al corpo del veicolo è fissato all'estremità inferiore del montante della sella 71. Un albero della pedaliera 83 è inserito attraverso il tubo di supporto e supportato su quest'ultimo mediante cuscinetti.Una coppia di pedivelle destra e sinistra sono collegate rigidamente in corrispondenza -delle loro estremità di base alle estremità opposte dell'albero della pedaliera 83, ed una coppia di pedali destro e sinistro 79 sono disposti in modo girevole alle estremità esterne delle pedivelle destra e sinistra, rispettivamente, in modo che una forza di depressione prodotta da un operatore sia applicata ai pedali 79. Una ruota conduttrice per catena 80 è disposta sull'albero della pedaliera 83 in modo che la rotazione dell'albero della pedaliera 83 a causa della forza di depressione sia trasmessa attraverso un dispositivo di trasmissione del moto (che sarà descritto in seguito) alla ruota conduttrice per catena 80.La rotazione della ruota conduttrice per catena 80 è trasmessa attraverso una catena 82 ad una ruota condotta per catena 81 montata sull'asse della ruota posteriore 78.Un tendicatena 36 è disposto sul lato posteriore della ruota conduttrice per catena 80, in modo da assicurare un elevato angolo di avvolgimento della catena 82 intorno alla ruota conduttrice per catena 80 e regolare la tensione della catena 82.

Un gruppo ausiliario a motore elettrico 86 è collegato in corrispondenza di una sua prima porzione attraverso una staffa (non rappresentata) al montante della sella 71 ed è collegato in corrispondenza di un'altra porzione attraverso una staffa 93 al tubo discendente 69. Così, il gruppo ausiliario a motore elettrico 86 è supportato sul montante della sella 71 e sul tubo discendente 69 in una condizione sospesa. Il gruppo ausiliario a motore elettrico 86 è disposto sul lato anteriore dell'albero della pedaliera 83. Una ruota per catena 84 azionata dal motore elettrico è montata su un albero di uscita del gruppo ausiliario a motore elettrico 86, e si impegna con la catena 82 in modo da coadiuvare la depressione applicata alla ruota conduttrice per catena 80.

Il numero di riferimento 91 indica un copricatena destinato a ricoprire parzialmente la catena 82. Il copricatena 91 è composto da una porzione di copertura 92A per ricoprire la ruota per catena 84 azionata dal motore elettrico, da una porzione di copertura 92B per ricoprire una porzione superiore tesa della catena 82 e da una porzione di copertura 92C per ricoprire la ruota conduttrice per catena 80 . Queste porzioni di copertura 92A, 92B e 92C sono formate integralmente. Il copricatena è rivestito in colori differenti in modo che le porzioni di copertura 92B e 92C siano rivestite in un colore distinto dal colore del telaio 67. Preferibilmente, la porzione di copertura 92A è rivestita nello stesso colore del telaio 67, rendendo così irriconoscibile la presenza della ruota per catena 84 azionata dal motore elettrico .

Un supporto di batteria 87 è fissato al montante della sella 71, ed una batteria B per alimentare energia elettrica al gruppo ausiliario a motore elettrico 86 è supportata in modo smontabile in corrispondenza di una porzione inferiore sul supporto della batteria 87. Sono anche previsti una fascetta 89 per trattenere una porzione superiore della batteria B ed un organo di bloccaggio 88 per bloccare in modo sganciabile la fascetta 89. L'organo di bloccaggio 88 è montato in modo articolato sul montante della sella 71 in modo che la fascetta 89 che trattiene la batteria B sia stretta o allentata in funzione del verso del movimento di rotazione dell'organo di bloccaggio 88. Un componente di alimentazione di energia elettrica 90 è montato sulla superficie inferiore del supporto della batteria 87 per alimentare energia elettrica dalla batteria B al gruppo ausiliario a motore elettrico 86.

La figura 4 rappresenta una vista laterale dell'albero della pedaliera 83 e della sua periferia nella condizione in cui il copricatena 91 è rimosso. Il tendicatena 36 illustrato nella figura 4 costituisce una modifica del tendicatena illustrato nella figura 3. In altre parole, il tendicatena 36 illustrato nella figura 4 è composto da due piccole ruote per catena 37A e 37B supportate sull'estremità inferiore di una staffa 32 fissata alla forcella posteriore destra 70.Mediante regolazione degli angoli di montaggio delle piccole ruote per catena 37A e 37B sulla staffa 32, la tensione della catena 82 può essere opportunamente regolata.

Un meccanismo di azionamento ad energia umana montato sull'albero della pedaliera 83 sarà ora descritto con riferimento alle figure 1 e 2. La figura 1 rappresenta una vista in sezione del meccanismo di azionamento ad energia umana sulla periferia dell'albero della pedaliera 83, e la figura 2 rappresenta una vista in sezione trasversale lungo la linea A-A nella figura 1. Come illustrato nella figura 1, un tubo di supporto 24 è fissato al tubo discendente 69, ed una coppia di cappucci 38L e 38R sono accoppiati per avvitamento con le estremità opposte del tubo di supporto 24. L'albero della pedaliera 83 è provvisto di una coppia di spallamenti anulari 83L ed 83R distanziati assialmente l'uno dall'altro.Un cuscinetto a sfere 39L è inserito tra il cappuccio 38L e lo spallamento anulare 83L, ed un cuscinetto a sfere 39R è inserito tra il cappuccio 38R e lo spallamento anulare 83R. Così, i cuscinetti a sfere 39L e 39R ricevono carichi radiali e di spinta applicati all'albero della pedaliera 83 supportando in modo girevole l'albero della pedaliera 83.

Una coppia di pedivelle destra e sinistra 83A sono montate rigidamente sulle estremità opposte dell'albero della pedaliera 83 (soltanto quella destra 83A è rappresentata per semplicità di illustrazione). La pedivella 83A è fissata all'albero della pedaliera 83 mediante fissaggio di un dado 83C ad un bullone 83B formato in corrispondenza di una porzione di estremità dell'albero della pedaliera 83. Un anello interno 42 di un innesto unidirezionale 41 è fissato ad una porzione dell'albero della pedaliera 83 tra la pedivella 83 ed il tubo di supporto 24. La ruota conduttrice per catena 80 è supportata in modo girevole attraverso una boccola 42A sulla circonferenza esterna dell'anello interno 42. La posizione assiale della ruota conduttrice per catena 80 è limitata da un dado 50A e da una piastra 50B.

Un organo di copertura 64 è montato integralmente sulla ruota conduttrice per catena 80 in modo da delimitare tra loro uno spazio. Un disco di trasmissione 40 è disposto in questo spazio in modo da essere supportato sulla ruota conduttrice per catena 80 in relazione coassiale con quest'ultima in modo che sia consentito un dato spostamento angolare del disco di trasmissione 40 rispetto alla ruota conduttrice per catena 80 in un verso di rotazione della ruota conduttrice per catena 80.

Sia la ruota conduttrice per catena 80 sia il disco di trasmissione 40 sono provvisti di una molteplicità (sei in questa forma di attuazione preferita, come illustrato nella figura 2) di finestre 54 disposte in una direzione circonferenziale di ciascun componente in modo che le finestre 54 della ruota conduttrice per catena 80 siano allineate con le finestre 54 del disco di trasmissione 40. Una molteplicità di molle elicoidali in compressione 56 sono contenute nelle finestre 54 della ruota conduttrice per catena 80 e del disco di trasmissione 40, rispettivamente. Le molle elicoidali in compressione 56 funzionano in modo da esercitare una resistenza ad uno spostamento angolare relativo tra la ruota conduttrice per catena 80 ed il disco di trasmissione 40 .

Il disco di trasmissione 40 è provvisto nella sua porzione centrale di un mozzo cilindrico, e la circonferenza interna di questo mozzo è provvista di denti di arresto 46 formanti un anello esterno dell'innesto unidirezionale 41. I denti di arresto 46 si impegnano con nottolini di arresto 44 supportati sull'anello interno 42 e sollecitati radialmente verso l'esterno da una molla 45. L'innesto unidirezionale 41 è provvisto di una copertura antipolvere 66.

Il disco di trasmissione 40 è provvisto di una molteplicità di fori 52 destinati ad impegnarsi con una sporgenza 48 per la trasmissione di una forza di depressione {come sarà descritto in dettaglio nel seguito) . La ruota conduttrice per catena 80 è provvista di una molteplicità di finestre 51 per permettere l'impegno della sporgenza 48 con il foro 52. Così, la sporgenza 48 è inserita attraverso la finestra 51 e si impegna con il foro 52.

Sia la ruota conduttrice per catena 80 sia il disco di trasmissione 40 sono inoltre provvisti di una molteplicità (tre in questa forma di attuazione preferita, come illustrato nella figura 2) di finestrelle 60 disposte circonferenzialmente radialmente all'interno delle finestre 54 in modo che le finestrelle 60 della ruota conduttrice per catena 80 siano allineate con le finestrelle 60 del disco di trasmissione 40. Una molteplicità di molle elicoidali in compressione 63 sono contenute nelle finestrelle 60 della ruota conduttrice per catena 80 e del disco di trasmissione 40. Le molle elicoidali in compressione 63 funzionano in modo da sollecitare il disco di trasmissione 40 in un verso di rotazione 58 del disco di trasmissione 40 illustrato nella figura 2.

In altre parole, la forza di spinta di ciascuna molla elicoidale in compressione 63 agisce in una direzione tale da assorbire il gioco in corrispondenza di una porzione di collegamento tra la ruota conduttrice per catena 80 ed il disco di trasmissione 40, funzionando così in modo da trasmettere lo spostamento del disco di trasmissione 40 alla ruota conduttrice per catena 80 con una buona caratteristica di risposta.

Una sezione di sensore 1 del dispositivo di rilevamento di forze di depressione è montata sulla ruota conduttrice per catena 80 sul lato del corpo del veicolo, ossia sul lato del tubo discendente 69. La sezione di sensore 1 ha un anello esterno 2 fissato alla ruota conduttrice per catena 80 ed un corpo di sensore 3 girevole rispetto all'anello esterno 2 per formare un circuito magnetico. Il corpo di sensore 3 e le sue porzioni di supporto comprendenti organi 10 ed 11 saranno descritti nel seguito con riferimento alla figura 5.

L'anello esterno 2 è realizzato in un materiale elettricamente isolante, ed è fissato alla ruota conduttrice per catena 80 mediante bulloni (non rappresentati) . Una copertura 49 è montata sull'anello esterno 2 sul lato della ruota conduttrice per catena 80, ed è fissata all'anello esterno 2 mediante viti di arresto 53.

La figura 14 rappresenta una vista in sezione del gruppo ausiliario a motore elettrico 86, e la figura 15 rappresenta una vista in sezione trasversale lungo la linea B-B nella figura 14. Con riferimento alla figura 14, il gruppo ausiliario a motore elettrico 86 ha un involucro 95 composto da un primo organo di involucro 95, da un secondo organo di involucro 96 collegato al primo organo di involucro 95 in modo da delimitare una prima camera 98 in cooperazione con il primo organo di involucro 95, e da un coperchio 97 collegato al primo organo di involucro 95 in modo da delimitare una seconda camera 99 in cooperazione con il primo organo di involucro 95, opposta alla prima camera 98.

Un motore elettrico di azionamento 21 avente un albero del motore 103 parallelo all'albero della pedaliera 83 è contenuto nella seconda camera 99, ed è supportato rigidamente sul primo organo di involucro 95. L'uscita dal motore elettrico di azionamento 21 è trasmessa attraverso un riduttore di velocità del tipo a rulli riduttori 100, un rotismo riduttore 101, ed un secondo innesto unidirezionale 102 alla ruota conduttrice per catena 84 (azionata dal motore elettrico) , in modo da coadiuvare la forza di depressione applicata ai pedali 79 .

Con riferimento anche alla figura 15, il riduttore di velocità del tipo a rulli riduttori 100 comprende l'albero 103 del motore elettrico di azionamento 21, un anello esterno cilindrico 85 che circonda l'albero del motore 103, ed una molteplicità (tre in questa forma di attuazione preferita, come illustrato nella figura 15) di rulli riduttori 104, 105 e 106 mantenuti in contatto volvente con la superficie esterna dell'albero del motore 103 e con la superficie interna dell'anello esterno 85, funzionando così in modo da ridurre la velocità di rotazione del motore elettrico di azionamento 21 e trasmettere in modo silenzioso l'energia ausiliaria dal motore elettrico di azionamento 21 al rotismo riduttore 101.

L'albero del motore 103 è supportato in modo girevole attraverso un cuscinetto a sfere 108 su una prima porzione cilindrica di supporto 107 formata sul primo organo di involucro 95, e sporge dalla seconda camera 99 entro la prima camera 98. L'anello esterno 85 è disposto nella prima camera 98 in modo da circondare una porzione sporgente dell'albero del motore 103, che sporge entro la prima camera 98. L'anello esterno 85 ha un'estremità chiusa sul lato della prima camera 98, ed un albero di uscita 115 è fissato in corrispondenza della sua estremità di base al centro dell'estremità chiusa dell'anello esterno 85 in relazione coassiale con quest'ultimo. D'altra parte, il secondo organo di involucro 96 è provvisto di una seconda porzione cilindrica di supporto 109 in una posizione corrispondente all'estremità anteriore dell'albero di uscita 115. L'estremità anteriore dell'albero di uscita 115 è supportata in modo girevole attraverso un cuscinetto a sfere 110 sulla seconda porzione di supporto 109.

I rulli riduttori 104, 105 e 106 sono supportati in modo girevole attraverso cuscinetti ad aghi 116, 117 e 118 su albero dei rulli 111, 112 e 113, rispettivamente. Ciascuno degli albero dei rulli 111, 112 e 113 è supportato in corrispondenza di una prima estremità sul primo organo di involucro 95, ed è supportato in corrispondenza dell'altra estremità su una piastra di supporto 119. La piastra di supporto 119 è fissata mediante viti 121 a porzioni a risalto 120 formate integralmente con il primo organo di involucro 95 in tre posizioni tra i rulli 104, 105 e 106.

I rulli riduttori 104 e 105 sono supportati sul primo organo di involucro 95 e sulla piastra di supporto 119 in modo che le loro posizioni circonferenziali intorno all'albero del motore 103 siano fisse. In altre parole, il primo organo di involucro 95 è. provvisto di rientranze 122 destinate ad impegnarsi con porzioni di estremità di base degli alberi dei rulli 111 e 112.

D'altra parte, il rullo riduttore 106 è supportato sul primo organo di involucro 95 e sulla piastra di supporto 119 in modo che la sua posizione circonferenziale intorno all'albero del motore 103 sia variabile entro un campo limitato in modo che, quando l'albero del motore 103 è fatto ruotare, il rullo riduttore 106 si incunei tra l'albero del motore 103 e l'anello esterno 85 a causa del contatto di attrito con l'albero del motore 103.

Il primo organo di involucro 95 è provvisto di una rientranza 123 destinata ad impegnarsi con una porzione di estremità di base dell'albero del rullo 113, ed una molla 124 per sollecitare un perno (non rappresentato) che spinge l'albero del rullo 113 è disposta nella rientranza 123. Così, il rullo riduttore 106 è sollecitato dalla molla 124 in una direzione tale da incunearsi tra l'albero del motore 103 e l'anello esterno 85.

I rulli riduttori 104 e 106 hanno lo stesso diametro esterno, ed il rullo riduttore 105 ha un diametro esterno superiore al diametro esterno di ciascuno dei rulli riduttori 104 e 106. L'albero di uscita 115 è eccentrico rispetto all'albero del motore 103.

In conformità con il riduttore di velocità del tipo a rulli riduttori 100 precedentemente menzionato, il rullo riduttore 106 presenta un effetto a cuneo in modo da incunearsi tra l'albero del motore 103 e l'anello esterno 85 congiuntamente con la rotazione dell'albero del motore 103 in un verso indicato da una freccia 125 nella figura 15 a causa del funzionamento del motore elettrico di azionamento 21. Come risultato, le pressioni di contatto di ciascuno dei rulli riduttori 104, 105 e 106 sull'albero del motore 103 e sull'anello esterno 85 aumentano, e la coppia di uscita del motore elettrico di azionamento 21 è tramessa dall'albero del motore 103 attraverso i rulli riduttori da 104 a 106, e l'anello esterno 85, all'albero di uscita 115. In questa operazione, l'albero del motore 103 è vincolato dai rulli riduttori 104, 105 e 106 in tre direzioni differenti, e forze proporzionali alla coppia motrice del motore elettrico di azionamento 21 sono applicate tra i rulli riduttori da 104 a 106 e l'albero del motore 103.Di conseguenza, le vibrazioni generate dal motore elettrico di azionamento 21 possono essere smorzate dal riduttore di velocità del tipo a rulli riduttori 100.

Il rotismo riduttore 101 è composto da un ingranaggio conduttore 126 che funge da porzione di trasmissione di potenza e da un ingranaggio condotto 127 in presa con l'ingranaggio conduttore 126. L'ingranaggio conduttore 126 è formato integralmente con l'albero di uscita 115 in corrispondenza di una porzione tra la seconda porzione di supporto 109 del secondo organo di involucro 96 e l'anello esterno 85.

Nel riduttore di velocità del tipo a rulli riduttor 100 precedentemente menzionato, l'albero del motore 103 è supportato attraverso il cuscinetto a sfere 108 sulla prima porzioni di supporto 107 -del primo organo di involucro 95, e l'albero di uscita 115 è supportato attraverso il cuscinetto a sfere 110 sulla seconda porzione di supporto 109 del secondo organo di involucro 96 a sbalzo. La lunghezza LA dal centro assiale del cuscinetto a sfere 108 al centro assiale di ciascuno dei rulli riduttori da 104 a 106 è fissata superiore ad un valore doppio del diametro esterno DA dell'albero del motore 103 in corrispondenza di una porzione mantenuta in contatto con ciascuno dei rulli riduttori da 104 a 106 (LA > DA x 2).

Inoltre, la lunghezza LB dal centro assiale di ciascuno dei rulli riduttori da 104 a 106 al centro assiale del cuscinetto a sfere 110 è fissata superiore a metà del diametro interno DB dell'anello esterno 85 (LB > DB x 1/2).

Con questa impostazione dimensionale, la precisione di assemblaggio dei rulli riduttori da 104 a 106 e dell'albero del motore 103 del riduttore di velocità del tipo a rulli riduttori 100 può essere fissata relativamente bassa. Tuttavia la lunghezza di supporto dell'albero del motore 103 dal cuscinetto a sfere 108 e la lunghezza di supporto a sbalzo dell'albero di uscita 115 dal cuscinetto a sfere 110 possono essere opportunamente fissate in modo che l'influenza della precisione di assemblaggio precedente relativamente bassa sia minimizzata in corrispondenza di una porzione di ingranamento tra l'ingranaggio conduttore 126 e l'ingranaggio condotto 127 dell'albero di uscita 115.

L'ingranaggio condotto 127 del rotismo riduttore 101 è disposto in modo da circondare coassialmente un albero conduttore rotativo 128. L'albero conduttore rotativo 128 è supportato in modo girevole in corrispondenza dì una sua prima porzione di estremità attraverso un cuscinetto a sfere 129 sul secondo organo di involucro 96, ed è supportato in modo girevole in corrispondenza dell'altra porzione di estremità attraverso un cuscinetto a sfere 130 sul primo organo di involucro 96. La ruota conduttrice per catena 84 è fissata alla prima estremità dell'albero conduttore rotativo 128 spòrgente dal secondo organo di involucro 96.

Un cuscinetto a sfere 131 ed il secondo innesto unidirezionale 102 sono inseriti tra l'albero conduttore rotativo 128 e l'ingranaggio condotto 127. Il secondo innesto unidirezionale 102 ha un anello esterno di innesto 132 integrale con l'ingranaggio condotto 127 ed un anello interno di innesto 133 integrale con l'albero conduttore rotativo 128. La configurazione del secondo innesto unidirezionale 102 è simile alla configurazione del primo innesto unidirezionale 41. Il secondo innesto unidirezionale 102 funziona in modo che, quando il motore elettrico di azionamento 21 è in funzione, la coppia del motore la cui velocità è ridotta dal riduttore di velocità del tipo a rulli riduttori 100 e dal rotismo riduttore 101 possa essere trasmessa all'albero conduttore rotativo 128, o alla ruota conduttrice per catena 84, mentre, quando il funzionamento del motore elettrico di azionamento 21 è interrotto, la rotazione folle dell'albero conduttore rotativo 128 sia consentita in modo da non ostacolare la rotazione della ruota conduttrice per catena 84 sotto l'azione della forza di depressione applicata ai pedali 79. L'involucro 94 è provvisto di una porzione a staffa di sospensione 133, che è fissata alla staffa 93 fissata al tubo discendente 69.

Una unità di controllo 134 per controllare il funzionamento del motore elettrico di azionamento 21 è contenuta nella seconda camera 99 in una posizione a fianco del motore elettrico di azionamento 21. L'unità di controllo 134 comprende una piastra di base di alluminio 135 montata sul primo organo di involucro 95, una scheda di circuito stampato 136 montata sopra il primo organo di involucro 95 in modo da essere distanziata dalla piastra di base di alluminio 135, vari componenti comprendenti un diodo 28 ed un FET 27 montati sulla piastra di base di alluminio 135, e vari componenti comprendenti un condensatore 29, un relè 30, ed una CPU 20 montati sulla scheda di circuito stampato 136.

Collari 142 e 143 sono inseriti tra la piastra di base di alluminio 135 e la scheda di circuito stampato 136 per assicurare lo spazio per l'installazione del diodo 28, del FET 27, eccetera. Un organo magnetico 144 è disposto sull'ingranaggio condotto 127, ed un sensore di velocità 145 per rilevare l'organo magnetico 144 in modo da rilevare la velocità di rotazione dell'ingranaggio condotto 127 è montato su una superficie posteriore del primo organo di involucro 95, di fronte alla piastra di base di alluminio 135 .

Quando i pedali 79 sono premuti in una direzione di azionamento dall'energia umana, l'anello interno 42 fissato all'albero della pedaliera 83 è fatto ruotare, e la rotazione dell'anello interno 42 è trasmessa attraverso ,i nottolini di arresto 44 ai denti di arresto 46, facendo così ruotare il disco di trasmissione 40. La rotazione del disco di trasmissione 40 è trasmessa attraverso le molle elicoidali in compressione 56 alla ruota conduttrice per catena 80. Tuttavia, poiché è applicato carico alla ruota conduttrice per catena 80, la rotazione del disco di trasmissione 40 non è immediatamente trasmessa alla ruota conduttrice per catena 80. In altre parole, le molle elicoidali in compressione 56 sono inizialmente deformate in funzione del carico, ed un carico di deflessione sulle molle elicoidali in compressione 56 raggiunge quindi un equilibrio con il carico. A questo punto, la ruota conduttrice per catena 80 inizia ad essere fatta ruotare. Così il disco di trasmissione 40 e la ruota conduttrice per catena 80 sono fatti ruotare nella condizione in cui permane una deviazione tra loro nel verso di rotazione in funzione del carico, trasmettendo così una forza di azionamento attraverso la catena 82 alla ruota posteriore. Il carico applicato alla ruota conduttrice per catena 80 è rilevato come forza di depressione applicata ai pedali 79 dal conducente.

La sporgenza 48 della sezione di sensore 1 del dispositivo di rilevamento di forze di depressione è fatta ruotare con il disco di trasmissione 40. La sporgenza 48 è supportata su un anello di trasmissione di forza di depressione (anello interno) 5. Di conseguenza, la posizione relativa tra l'anello interno 5 e l'anello esterno 2 fissato alla ruota conduttrice per catena 80 è determinata dalla forza di depressione. Questa posizione relativa è rilevata dalla sezione di sensore 1, ed una uscita dalla sezione di sensore 1 è applicata ad un dispositivo di controllo (che sarà descritto in seguito) per il rilevamento della forza di depressione.

Nel caso in cui i pedali 79 siano premuti in un verso opposto al verso di azionamento o nel caso in cui la forza di depressione applicata ai pedali 79 sia eliminata durante la marcia, i nottolini di arresto 44 ed i denti di arresto 46 si separano gli uni dagli altri . Di conseguenza, la ruota conduttrice per catena 80 non è fatta ruotare, oppure la ruota conduttrice per catena 80 può essere fatta ruotare indipendentemente dall'albero della pedaliera 83.

La sezione di sensore 1 sarà ora descritta in dettaglio con riferimento alle figure 5 e 6. La figura 5 rappresenta una vista laterale ingrandita in sezione di una parte essenziale della sezione di sensore 1, e la figura 6 rappresenta una vista in elevazione della sezione di sensore 1 vista dal lato della ruota conduttrice per catena 80. L'anello estem o 2 è formato da un materiale elettricamente isolante. L'anello esterno 2 presenta tre fori per viti 30 destinati all'inserimento di bulloni per il fissaggio dell'anello esterno 2 alla ruota conduttrice per catena 80. Un primo organo di induzione 4A è disposto lungo la superficie circonferenziale interna dell'anello esterno 2, ed un secondo organo di induzione 4B è disposto in posizione adiacente al primo organo di induzione 4A. L'anello di trasmissione di forza di depressione 5 è disposto lungo la circonferenza interna del secondo organo di induzione 4B. Il primo ed il secondo organo di induzione 4A e 4B sono formati da un materiale altamente conduttivo, come alluminio o ottone, o da un materiale di buona suscettività magnetica. Il primo organo di induzione 4A è in impegno con l'anello esterno 2, ed il secondo organo di induzione 4B è in impegno con l'anello di trasmissione di forza di depressione 5 (che sarà descritto in dettaglio nel seguito).

Una coppia di dischi di nucleo di forma anulare 6 e 7 sono disposti in modo da racchiudere il primo ed il secondo organo di induzione 4A e 4B, ed un collare di nucleo 8 è disposto vicino a porzioni circonferenziali interne dei dischi di nucleo 6 e 7. I dischi di nucleo 6 e 7 ed il collare di nucleo 8 sono formati da un materiale di buona suscettività magnetica, come ferrite dolce. Una bobina 9 è avvolta intorno alla circonferenza esterna del collare di nucleo 8. I dischi di nucleo 6 e 7, il collare di nucleo 8, ed il primo ed il secondo organo di induzione 4A e 4B formano un circuito magnetico attraverso il quale passa un flusso magnetico generato dalla corrente che passa nella bobina 9. I dischi di nucleo 6 e 7 ed il collare di nucleo 8 sono supportati da un manicotto 10 e da una flangia 11 avente filettature esterne in impegno con filettature interne del manicotto 10. Il manicotto 10 e la flangia 11 sono vincolati in rotazione dal tubo di supporto 24.

Un filo conduttore 12 per alimentare corrente alla bobina 9 si estende attraverso la parete del manicotto 10 in modo da uscire dal manicotto 10, ed è collegato al dispositivo di controllo che sarà descritto in seguito. Una guarnizione per olio 13 è inserita tra l'anello esterno 2 ed il manicotto 10. Una guarnizione 14 è inserita tra l'anello esterno 2 e l'anello interno 5, ed una guarnizione 15 è inserita tra l'anello interno 5 e la flangia 11. La sporgenza 48 sporge dall'anello interno 5 perpendicolarmente ad esso, ed è esposta verso una apertura 49A del coperchio 49 per permettere l'impegno della sporgenza 48 nel foro 52 del disco di trasmissione 40.

La figura 7 rappresenta una vista in elevazione del primo organo di induzione 4A, e la figura 8 rappresenta una vista in sezione trasversale lungo la linea 8-8 nella figura 7. Come è evidente dalle figure 7 ed 8, il primo organo di induzione 4A è un organo di forma anulare avente una circonferenza interna dentata con una molteplicità di denti 44. Benché non sia illustrato, il secondo organo di induzione 4B è un organo di forma anulare avente una circonferenza interna dentata con denti simili ai denti 44. I denti 44 del primo organo di induzione 4A ed i denti del secondo organo di induzione 4B sono destinati a sovrapporsi tra loro formando così una parte di un percorso del flusso magnetico generato dalla bobina 9. Una coppia di sporgenze 4c sono formate in corrispondenza di porzioni radialmente opposte del primo organo di induzione 4A che ha una sezione trasversale· sostanzialmente a forma di U, come illustrato nella figura 8, in modo da sporgere assialmente verso l'esterno dal fondo del primo organo di induzione a forma di U 4A. Le sporgenze 4c del primo organo di induzione 4A sono in impegno con rientranze formate sull'anello esterno 2, in modo da provocare la rotazione integrale del primo organo di induzione 4A e dell'anello esterno 2.

La figura 9 rappresenta una vista in sezione del secondo organo di induzione 4B, simile alla figura 8. Il secondo organo di induzione 4B ha una forma simile al primo organo di induzione 4A, ed il diametro esterno del secondo organo di induzione 4B è leggermente inferiore al diametro esterno del primo organo di induzione 4A. Inoltre, in modo simile al primo organo di induzione 4A, una coppia di sporgenze 4d sono formate in corrispondenza di porzioni radialmente opposte del secondo organo di induzione 4B, che ha una sezione trasversale sostanzialmente a forma di U, come illustrato nella figura 9, in modo da sporgere assialmente verso l'interno dal fondo del secondo organo di induzione 4B a forma di U. Le sporgenze 4d del secondo organo di induzione 4B sono in impegno con rientranze formate sull'anello interno 5.

La figura 10 rappresenta una illustrazione schematica che mostra un percorso del flusso magnetico Φ generato dalla bobina 9 . Come illustrato nella figura 10, il flusso magnetico Φ generato da una corrente che passa nella bobina 9 forma un circuito magnetico comprendente i dischi di nucleo 6 e 7, il collare di nucleo 8, ed il primo ed il secondo organo di induzione 4A e 4B. L'induttanza della bobina 9 è funzione della resistenza del percorso del flusso magnetico Φ, ossia della resistenza magnetica del circuito magnetico. D'altra parte, il flusso magnetico Φ passa attraverso i denti formati sulla circonferenza interna del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B (ad esempio i denti 44 del primo organo di induzione 4A) . Di conseguenza, la resistenza magnetica di questa porzione è determinata dall'entità di sovrapposizione dei denti del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B.

Come precedentemente menzionato,vi è una deviazione di posizione relativa tra l'anello esterno 2 e l'anello interno 5 in funzione della forza di depressione. Di conseguenza, vi è anche una deviazione di posizione relativa tra il primo organo di induzione 4A ed il secondo organo di induzione 4B. Come risultato, l'entità di sovrapposizione dei denti del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B varia in funzione della forza di depressione.

Le figure Ila ed llb mostrano una differenza di entità di sovrapposizione dei denti del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B in funzione di una differenza di forza di depressione. In altre parole, la figura ila mostra l'entità di sovrapposizione nel caso in cui la forza di depressione sia piccola, e la figura llb mostra l'entità di sovrapposizione nel caso in cui la forza di depressione sia grande. Nel caso in cui la forza di depressione è piccola, l'entità di sovrapposizione dei denti del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B è grande come illustrato nella figura 11a, riducendo così la resistenza magnetica. Viceversa, nel caso in cui la forza di depressione sia grande, l'entità di sovrapposizione dei denti del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B è piccola come illustrato nella figura 11b, aumentando così la resistenza magnetica. Così la posizione di impegno del primo organo di induzione 4A con l'anello esterno 2 e la posizione di impegno del secondo organo di induzione 4B con l'anello interno 5 sono fissate in modo da presentare la caratteristica precedente.

Come precedentemente menzionato, la resistenza del percorso del flusso magnetico Φ può variare in funzione della forza di depressione. Di conseguenza, rilevando l'induttanza della bobina 9 in funzione della resistenza del circuito magnetico, è possibile rilevare la forza di depressione.

La figura 12 rappresenta un diagramma circuitale di un dispositivo di controllo 16 per rilevare una forza di depressione in funzione dell'induttanza della bobina 9, e le figure da I3a a 13c rappresentano diagrammi di forma d'onda che mostrano tensioni in date posizioni in questo circuito. Il dispositivo di controllo 16 comprende un circuito oscillante 17, un circuito di mantenimento di picco 18, ed un resistore 19, che costituiscono una parte essenziale del dispositivo di rilevamento di forze di depressione in cooperazione con la bobina 9. Una uscita dal circuito di mantenimento di picco 18 è elaborata dalla CPU 20. Il circuito oscillante 17 genera una corrente alternata avente una frequenza predeterminata (la quale corrente è rappresentata come forma d'onda in un punto a nella figura 13a). Nel caso in cui l'entità di sovrapposizione dei denti del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B è piccola, la resistenza magnetica del percorso del flusso magnetico Φ generato dalla bobina 9 è grande, per cui l'ampiezza di una forma d'onda in un punto b diventa grande (vedere figura 13b) . L'ampiezza nel punto b è soggetta a mantenimento di picco nel circuito di mantenimento di picco 18. Quindi un valore di mantenimento di picco fornito in uscita dal circuito di mantenimento di picco 18, ossia un valore di ampiezza in un punto c (vedere figura 13c), è applicato come valore della forza di depressione alla CPU 20.

Il motore elettrico di azionamento 21 incluso nel gruppo ausiliario a motore elettrico 86 (vedere figura 3) è collegato come carico al dispositivo di controllo 16, e la batteria B è collegata come alimentazione al dispositivo di controllo 16. Inoltre, un caricabatterie 25 può essere collegato attraverso un accoppiatore 22 ed un interruttore principale 23 al dispositivo di controllo 16 ed alla batteria B.

Un circuito di comando per il motore elettrico di azionamento 21 comprende il FET 27, il diodo 28, ed il condensatore 29. L'elettrodo positivo della batteria B è collegato attraverso un contatto 30 al terminale positivo del motore elettrico di azionamento 21, e l'elettrodo negativo della batteria B è collegato attraverso il FET 27 al terminale negativo del motore elettrico di azionamento 21.

Il contatto 30 è chiuso dal passaggio di corrente attraverso una bobina 31 secondo una istruzione dalla CPU 20. La corrente da alimentare al motore elettrico di azionamento 21 è determinata da una tensione applicata dalla CPU 20 al "gate" del FET 27. La CPU 20 ottiene un valore di tensione corrispondente ad un valore della forza di depressione facendo riferimento ad una tavola valore della forza di depressione/tensione corrispondente al valore della forza di depressione oppure mediante calcolo in funzione di una espressione aritmetica predeterminata, ed applica una tensione corrispondente al valore di tensione al "gate" del FET 27. La tavola valore della forza di depressione/tensione e l'espressione aritmetica sono preferibilmente determinate in modo che l'uscita dal motore elettrico di azionamento 21 aumenti con un aumento del valore della forza di depressione applicato alla CPU 20.

In conformità con questa forma di attuazione preferita, nel caso in cui le posizioni assiali dei dischi di nucleo 6 e 7 siano deviate tra il primo organo di induzione 4A ed il secondo organo di induzione 4B a causa di variazioni della precisione di assemblaggio, provocando una riduzione della distanza tra il primo organo di induzione 4A ed il disco di nucleo 6, la distanza tra il secondo organo di induzione 4B ed il disco di nucleo 7 aumenta. Viceversa, nel caso in cui la distanza tra il primo organo di induzione 4A ed il disco di nucleo 6 sia ridotta, la distanza tra il secondo organo di induzione 4B ed il disco di nucleo 7 aumenta. Così, una variazione di una dì queste distanze è annullata da una variazione dell'altra distanza, facendo così in modo che la resistenza magnetica complessiva del circuito magnetico sia costante.

Inoltre, nel caso in cui le posizioni radiali dei dischi di nucleo 6 e 7 siano deviate tra il primo organo di induzione 4A ed il secondo organo di induzione 4B, provocando un aumento dell'entità di sovrapposizione del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B e dei dischi di nucleo 6 e 7 in corrispondenza di una porzione radialmente esterna, l'entità di sovrapposizione del primo e del secondo organo di induzione 4A e 4B e dei dischi di nucleo 6 e 7 in corrispondenza dell'altra porzione radialmente esterna si riduce. Di conseguenza, un aumento della resistenza magnetica in corrispondenza di una porzione radialmente esterna è annullato da una diminuzione della resistenza magnetica in corrispondenza dell'altra porzione radialmente esterna. Come risultato, la resistenza magnetica complessiva del circuito magnetico può essere mantenuta costante.

Secondo l'invenzione come definito nelle rivendicazioni da 1 a 5, una coppia di organi di nucleo sono disposti in relazione di concentricità con una bobina, e mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico destinati a variare la resistenza di un percorso attraverso il quale passa il flusso magnetico sono disposti tra gli organi di nucleo. Di conseguenza, anche se vi sono variazioni di dimensioni di organi formanti questo percorso o variazioni della precisione di assemblaggio, la resistenza del circuito magnetico può essere mantenuta costante, rilevando così in modo accurato una variazione della coppia prodotta dall'energia umana.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato, comprendente: una bobina (9) disposta in relazione concentrica con un albero rotante (83) a cui è applicata una coppia prodotta da energia umana per l'azionamento del veicolo suddetto; una coppia di organi di nucleo (S e 7) disposti sui lati assialmente opposti della bobina suddetta in modo da estendersi radialmente verso l'esterno dalla circonferenza esterna della bobina suddetta,· e mezzi di variazione di resistenza del percorso magnetico (4A e 4B) disposti tra la coppia suddetta di organi di nucleo per variare la resistenza di un circuito magnetico tra gli organi di nucleo suddétti in funzione di una variazione della coppia suddetta prodotta dall'energia umana.
2. 2. Dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: una ruota conduttrice per catena (80) per trasmettere la coppia suddetta prodotta dall'energia umana ad una ruota posteriore; in cui i mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico suddetti comprendono una coppia di organi sovrapposti l'uno all'altro nella direzione assiale della bobina suddetta, in cui l'entità di sovrapposizione della coppia di organi suddetta varia in funzione di una differenza tra la coppia suddetta prodotta dall'energia umana ed una coppia applicata alla ruota conduttrice per catena suddetta a causa di un carico sulla ruota posteriore suddetta.
3. 3. Dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui ciascuno degli organi di nucleo suddetti è formato da un materiale di buona suscettività magnetica.
4. 4. Dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato secondo la rivendicazione 1, 2 oppure 3, in cui la bobina suddetta, gli organi di nucleo suddetti, ed i mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico suddetti sono disposti a fianco della ruota conduttrice per catena suddetta .
5. 5. Dispositivo di rilevamento di forze di depressione per un veicolo motorizzato secondo la rivendicazione 2, 3 oppure 4, comprendente inoltre: un disco di trasmissione (40) a cui è trasmessa la rotazione dell'albero rotante suddetto,· e mezzi elastici (56) disposti tra il disco di trasmissione suddetto e la ruota conduttrice per catena suddetta per trasmettere la rotazione del disco di trasmissione suddetto alla ruota conduttrice per catena suddetta; in cui il disco di trasmissione suddetto è in impegno con un organo facente parte della coppia suddetta di organi formanti i mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico suddetti per trasmettere la rotazione del disco di trasmissione suddetto ad esso, e la ruota conduttrice per catena suddetta è in impegno con l'altro della coppia suddetta di organi formanti i mezzi di variazione della resistenza del percorso magnetico suddetti per trasmettere la rotazione della ruota conduttrice per catena suddetta ad esso.