專利名稱：電動助力車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動助力車，其中發(fā)動機動力根據(jù)利用人力檢測裝置所檢測到的人力大小進行控制，而車體由人力和發(fā)動機動力共同驅(qū)動。
這種類型的電動助力車已經(jīng)公開于如專利出版物，日本公開專利申請No Hei-9-183394中。在出版物中公開的電動助力車中，車體由人力和發(fā)動機動力的合力驅(qū)動，并且其結(jié)構(gòu)中，人力裝置組中的一根踏板曲軸和發(fā)動機動力裝置組中的一個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與一根合成動力軸相連，踏板下壓力或者說人力和與人力相對應的發(fā)動機動力的合力通過鏈條從合成動力軸傳送至后輪。電動機根據(jù)從檢測人力的人力檢測裝置輸出的信號進行控制。
人力檢測裝置由介于踏板曲軸和合成動力軸之間的一個行星機構(gòu)和一個用于檢測由當行星齒輪機構(gòu)中的踏板下壓時產(chǎn)生的反作用力轉(zhuǎn)動的一個組件的旋轉(zhuǎn)的電位計構(gòu)成。行星齒輪機構(gòu)的構(gòu)成中，一個中心輪與合成動力軸相連，一個用于支承行星齒輪的托架與踏板曲軸相連，而一個外圓周齒輪在一根彈簧的推斥力的反作用力作用下轉(zhuǎn)動。行星齒輪機構(gòu)與合成動力軸等一起置于殼體中差不多為車輛寬度的中心位置處。
然而，對于結(jié)構(gòu)如上所述的傳統(tǒng)的電動助力車，由于人力(踏板力)通過行星齒輪機構(gòu)傳送至合成動力軸，行星齒輪機構(gòu)的每個組件必須具有足夠的強度以便承受人力。為了提高強度，例如，每個組件由高硬度的材料制成，并進行熱處理，而且齒輪的寬度和直徑比較大。因此，傳統(tǒng)的電動助力車檢測人力所用的行星齒輪機構(gòu)存在尺寸大、重量重以及成本高的問題。
另一個問題是，由于行星齒輪機構(gòu)幾乎位于車輛寬度的中心處，因而難于將該機構(gòu)安裝于車體上。
本發(fā)明用于解決以上問題，其第一目的是使用于檢測人力的機構(gòu)緊湊、輕便、成本低廉，第二目的是使將人力檢測機構(gòu)安裝于車體上的工作簡便易行。
為了實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明的權(quán)利要求1的電動助力車的構(gòu)成中，由人力轉(zhuǎn)動的輸入構(gòu)件和與驅(qū)動輪相連的輸出構(gòu)件位于同一根軸線上并通過多個彈性構(gòu)件互連在一起，并且人力檢測裝置的構(gòu)成使得一對結(jié)構(gòu)相同的行星機構(gòu)與輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件相連，并且這兩個構(gòu)件之間的相位差由轉(zhuǎn)角檢測傳感器來檢測，對于包括兩個中心輪、兩個用于支承行星輪的托架以及兩個外圓周輪的行星機構(gòu)對中的三組組件，任意一組中的組件與輸入和輸出構(gòu)件相連，要么同軸并整體地相連，要么通過相同直徑的齒輪相連，對于剩下的兩組中的組件，一組中的兩個組件為一體式結(jié)構(gòu)以便使兩個組件按相同的速度轉(zhuǎn)動，對于另一組的兩個組件，一個組件固定于車體上，而另一個組件與轉(zhuǎn)角檢測傳感器相連。
根據(jù)本發(fā)明，人力通過彈性構(gòu)件從輸入構(gòu)件傳送至輸出構(gòu)件，由于與這些構(gòu)件互鎖在一起，與輸入和輸出構(gòu)件相連的行星機構(gòu)對也轉(zhuǎn)動。當輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件同相位轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動動作不被傳送至轉(zhuǎn)角檢測傳感器。當輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件異相轉(zhuǎn)動時，與相位差相等的轉(zhuǎn)動量被傳送至轉(zhuǎn)角檢測傳感器，然后與人力大小相對應的電信號就會從轉(zhuǎn)角檢測傳感器輸出。
因此，用于推動驅(qū)動輪的很大的力不會被傳至用于檢測人力的行星機構(gòu)。因此，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中相比，行星機構(gòu)的各組件的強度可以更低。
權(quán)利要求2的電動助力車為權(quán)利要求1中所述的電動助力車，其構(gòu)成中，人力通過傳送裝置傳送至后輪，傳送裝置用的是皮帶、鏈條之類，置于沿車輛寬度方向的一側(cè)，一個輸入構(gòu)件和一個輸出構(gòu)件位于使用皮帶、鏈條之類的傳送裝置所在的同一側(cè)，并互相靠近，兩個構(gòu)件的軸線沿車輛的寬度方向，并且一對行星機構(gòu)置于輸入和輸出構(gòu)件附近，行星機構(gòu)的軸線沿車輛的寬度方向。
根據(jù)本發(fā)明，使用皮帶、鏈條等的傳送裝置和用于檢測人力的組件可以置于車輛寬度方向的同一側(cè)。用于檢測人力的組件，即輸出構(gòu)件和輸出構(gòu)件，和行星機構(gòu)對可以共同置于車體的一側(cè)。
權(quán)利要求3的電動助力車為權(quán)利要求2中所述的電動助力車，在其構(gòu)成中，多個彈性構(gòu)件放入輸入和輸出構(gòu)件之間，其位置處于半徑幾乎恒定的圓上，相互之間間距幾乎相同，并且一個用于安放傳送裝置的皮帶、鏈條之類的環(huán)形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件所安裝到的位置位于與傳送裝置相連的輸入和輸出構(gòu)件之一上，并且從側(cè)視圖中看疊放于彈性構(gòu)件上。
根據(jù)本發(fā)明，由于各個彈性構(gòu)件和用于安放皮帶、鏈條之類的環(huán)形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件定位于輸入和輸出構(gòu)件的軸線上，環(huán)形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸向定位不會受到輸入和輸出構(gòu)件上的各彈性構(gòu)件的徑向位置的限制。也可以利用由輸入和輸出構(gòu)件所占的部分空間來安放彈性構(gòu)件。
權(quán)利要求4的電動助力車為權(quán)利要求1中所述的電動助力車，在其構(gòu)成中，輸入和輸出構(gòu)件以及行星機構(gòu)對的軸線相互平行，并且輸入和輸出構(gòu)件在與軸線成直角的方向上與行星機構(gòu)隔開。
根據(jù)本發(fā)明，由于輸入和輸出構(gòu)件不在用于安放行星機構(gòu)的空間中，因此與輸入和輸出構(gòu)件置于行星機構(gòu)的軸向中心區(qū)域中的結(jié)構(gòu)相比，行星機構(gòu)尺寸可以更小。
權(quán)利要求5的電動助力車的構(gòu)成中，由人力轉(zhuǎn)動的輸入構(gòu)件和與驅(qū)動輪相連的輸出構(gòu)件位于同一根軸線上并通過多個彈性構(gòu)件互連在一起，并且人力檢測裝置的構(gòu)成使得一個行星機構(gòu)與輸入和輸出構(gòu)件相連，并且這兩個構(gòu)件之間的相位差由轉(zhuǎn)角檢測傳感器來檢測，行星機構(gòu)的三個組件之一，即中心輪、用于支承行星輪的托架和外圓周輪三者中的一個，與轉(zhuǎn)角檢測傳感器相連，并且剩下的兩個組件分別通過兩個直徑不同的齒輪與輸入和輸出構(gòu)件相連。
根據(jù)本發(fā)明，人力通過各彈性構(gòu)件從輸入構(gòu)件傳送至輸出構(gòu)件，由于與這些構(gòu)件互鎖在一起，與輸入和輸出構(gòu)件相連的行星機構(gòu)也轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)角檢測傳感器檢測與輸入和輸出構(gòu)件之間的相位差對應的轉(zhuǎn)動角。
因此，用于推動驅(qū)動輪的很大的力不會被傳送至用于檢測人力的行星機構(gòu)。因此，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中相比，行星機構(gòu)的各組件的強度可以更低。此外，輸入和輸出構(gòu)件之間的相位差可由單個行星機構(gòu)來檢測。


圖1示出了一種電動助力自行車所用的動力裝置的構(gòu)成方案。
圖2所示為人力檢測裝置的另一個實施方案的構(gòu)成方案。
圖3所示為人力檢測裝置的另一個實施方案的構(gòu)成方案。
圖4所示為人力檢測裝置的另一個實施方案的俯視圖中的構(gòu)成方案。
圖5為從車體右側(cè)觀察時的側(cè)視圖。
圖6為沿圖5中VI-VI線的剖面圖。
圖7為沿圖5中VII-VII線的剖面圖。
圖8為托架的側(cè)視圖。
圖9所示為沿圖8中IX-IX線的剖面圖。
圖10所示為安裝于吊架管上時的人力檢測裝置的一個剖面圖。
圖11所示為另一個實施方案的人力檢測裝置的構(gòu)成方案。
圖12所示為人力檢測裝置的剖面圖。
圖13為從車體右側(cè)觀察時的側(cè)視圖。
圖14為一個剖面圖，示出了彈性構(gòu)件的支承結(jié)構(gòu)。
圖15所示為安裝到吊架管時的剖面圖。
圖16所示為安裝于電動助力自行車的動力裝置中的人力檢測裝置的構(gòu)成方案。
圖17所示為本發(fā)明的另一個實施方案中的電動助力自行車的一個構(gòu)成方案。
圖18所示為本發(fā)明的另一個實施方案中的電動助力自行車的一個構(gòu)成方案。
圖19所示為本發(fā)明的另一個實施方案中的電動助力自行車的一個構(gòu)成方案。
第一實施方案作為本發(fā)明的第一實施方案的一種電動助力車將在下文中進行描述。此外，對將本發(fā)明實施于一種電動助力自行車的方案進行了說明。
圖1示出了一種電動助力自行車的動力裝置。在圖中，帶有標號1的部分是本實施方案的電動助力自行車的動力裝置。動力裝置1安裝于電動助力自行車的一個吊架部分上并且在其構(gòu)成中，一根踏板曲軸2通過了一根合成動力軸3。軸2和軸3通過彈性構(gòu)件4如壓縮螺旋彈簧或扭轉(zhuǎn)彈簧和一個單向離合器5互鎖在一起。合成動力軸3通過單向離合器6和作為減速機構(gòu)的傳動裝置(圖中未示出)與電動機7相連。踏板曲軸2做為本發(fā)明的輸入構(gòu)件，而合成動力軸3則用做輸出構(gòu)件。
介于踏板曲軸2和合成動力軸3之間的單向離合器5用于只沿從踏板曲軸2到合成動力軸3的方向單向傳送動力。介于發(fā)動機7和合成動力軸3之間的單向離合器用于只沿從發(fā)動機7到合成動力軸3的方向單向傳送動力。
通過單向離合器6從發(fā)動機7至合成動力軸3的發(fā)動機驅(qū)動裝置組的構(gòu)成使得當旋轉(zhuǎn)以便驅(qū)動車輛前進時，踏板曲柄2的轉(zhuǎn)動方向與合成動力軸3的轉(zhuǎn)動方向相同。
本實施方案的構(gòu)成使得人力和發(fā)動機7的動力通過踏板曲軸2和合成動力軸3經(jīng)由彈性構(gòu)件的互連從而一起合加于合成動力軸3上。鏈輪8緊固于車體合成動力軸3的外端。鏈條8a繞在鏈輪8上以便將動力從動力裝置1傳送至后驅(qū)動輪(圖中未示出)。順便說一下，為傳送合成動力軸3的轉(zhuǎn)動，可以用皮帶型傳送裝置來代替鏈條型傳送裝置。
踏板曲軸2用圖1中所示的動力裝置殼體H支承，可在軸承上自由轉(zhuǎn)動，踏板曲軸2的每一端帶有一個具有踏板9的曲柄10。同樣，合成動力軸3用動力裝置殼體H支承，可與踏板曲軸2一起在軸承上自由轉(zhuǎn)動，在圖1中，用于支承踏板曲軸2和合成動力軸3的軸承標號為B。
電動助力車的人力驅(qū)動裝置組由多個介于踏板9和后輪間的組件構(gòu)成。即，當發(fā)動機停止轉(zhuǎn)動時，人力驅(qū)動裝置組由多個部件構(gòu)成，包括踏板9、曲柄10、踏板曲軸2、彈性構(gòu)件4、合成動力軸3、鏈輪8、鏈條8a以及由鏈條8將轉(zhuǎn)動傳送至的后輪轂。另一方面，當發(fā)動機7轉(zhuǎn)動時，發(fā)動機7的動力作用于合成動力軸3上，而人力(踏板9的下壓力)和發(fā)動機7的動力合加于合成動力軸3上。因此，當發(fā)動機7轉(zhuǎn)動時，后輪由人力和發(fā)動機7的動力所組成的合力驅(qū)動。
發(fā)動機7的動力根據(jù)人力的大小進行控制。即，人力由隨后所述的人力檢測裝置11進行檢測。供向發(fā)動機7的電流根據(jù)從人力檢測裝置11輸出的信號進行控制。
本實施方案的人力檢測裝置11由一對行星齒輪機構(gòu)12、13和一個轉(zhuǎn)角檢測傳感器14構(gòu)成，行星齒輪機構(gòu)12、13的結(jié)構(gòu)中，中心齒輪12a、13a的齒數(shù)相同，行星齒輪12b、13b的齒數(shù)和齒輪數(shù)分別相同，外圓周齒輪12c、13c的齒數(shù)相同，而且機構(gòu)12、13位于與踏板曲軸2和合成動力軸3相同的軸線上。順便說一下，機構(gòu)12、13的組件，即齒輪、支承軸和行星齒輪12d、13d，由輕型、廉價的材料如塑料材料制成。
對于行星齒輪機構(gòu)對12、13的三組組件兩個中心輪12a、13a、兩個用于支承行星齒輪的托架12d、13d和兩個外圓周齒輪12c、13c，中心齒輪12a與踏板曲軸2相連而中心齒輪13a與合成動力軸3相連。即是說，位于圖1中左側(cè)的第一行星齒輪機構(gòu)12的中心齒輪12a與踏板曲軸2相連而第二行星齒輪機構(gòu)13的中心齒輪則與合成動力軸3相連。
這三組組件中，兩個外圓周齒輪12c、13c結(jié)構(gòu)為單個整體以便一起轉(zhuǎn)動。對于剩下的組件，即用于支承行星齒輪的托架12d、13d，托架12d固定于第一行星齒輪結(jié)構(gòu)12的動力裝置殼體H上以便不會轉(zhuǎn)動。托架13d帶有傳感器所用的齒輪15。傳感器齒輪15與轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入齒輪14a嚙合。
轉(zhuǎn)角檢測傳感器14包括一個用于檢測輸入齒輪14a的轉(zhuǎn)動的電位計，并由動力裝置殼體H支承，與一臺控制器(圖中未示出)相連。轉(zhuǎn)角檢測傳感器14帶有一個復位彈簧16或一個扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧。復位彈簧16彈性地置于轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入齒輪14b和器體14c之間以便推動輸入齒輪14a沿一個方向轉(zhuǎn)動。當復位彈簧按如上所述的方式使用時，由于復位彈簧所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩從輸入齒輪14a傳送至行星齒輪機構(gòu)12、13，行星齒輪機構(gòu)12、13就無需帶有用于消除其齒隙的彈簧。
上述的控制器根據(jù)人力的大小控制著發(fā)動機7的動力，并可根據(jù)輸入齒輪14a(用于支承第二行星齒輪機構(gòu)的行星輪13的托架13d)的轉(zhuǎn)角測定人力的大小，然而向發(fā)動機7輸出與人力大小相對應的電流。
對于上述結(jié)構(gòu)的動力裝置1，當踏板9下壓時，踏板曲軸2轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動通過單向離合器5和彈性構(gòu)件4傳送至合成動力軸3。當發(fā)動機7靜止時，只有人力被通過鏈輪8和鏈條8a傳送于后輪。一旦發(fā)動機7轉(zhuǎn)動，發(fā)動機7的轉(zhuǎn)動就會傳送至合成動力軸3，合成動力軸3由人力及發(fā)動機7的動力共同轉(zhuǎn)動。
當踏板曲軸2轉(zhuǎn)動時，由于與踏板曲軸2為單個整體，第一行星齒輪機構(gòu)12的中心輪12a也同時轉(zhuǎn)動。與此同時，由于用于支承行星齒輪的托架12d固定于動力裝置殼體H上，第一行星齒輪機構(gòu)12的行星輪12b繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動。因此，行星齒輪12b的轉(zhuǎn)動被傳送至外圓周齒輪12c。這時，由于與轉(zhuǎn)動被從踏板曲軸2傳送至的合成動力軸3互鎖在一起，第二行星齒輪機構(gòu)13的中心齒輪13a也同時轉(zhuǎn)動。
這就是說，由于與踏板曲軸2和合成動力軸3互鎖在一起，兩個行星齒輪機構(gòu)12、13都轉(zhuǎn)動。由于兩個機構(gòu)的組件的齒數(shù)彼此相同，因而當踏板曲軸2與合成動力軸3同相位轉(zhuǎn)動時，兩個機構(gòu)按彼此相同的方式轉(zhuǎn)動。
當中心齒輪12a、13a彼此同相位轉(zhuǎn)動時，由于所有成對的齒輪均按相同的方式轉(zhuǎn)動，第二行星齒輪機構(gòu)13的行星齒輪13b只繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動。這就是說，這時，由于用于支承第二行星齒輪機構(gòu)13的行星齒輪的托架13d靜止不動，轉(zhuǎn)角檢測傳感器檢測不到轉(zhuǎn)動，因而不會有電流送往發(fā)動機。
在上坡行駛加速過程中，或者即使在恒速行駛過程中當踏板9上的下壓力增大時，踏板曲軸2，頂著彈性構(gòu)件4的彈力，相位比合成動力軸3提前。相應的，第一行星齒輪機構(gòu)12的相位比第二行星齒輪機構(gòu)13提前。然而，由于外圓周齒輪12c、13c為整體式結(jié)構(gòu)，行星齒輪13的外圓周齒輪13c相位提前，因此，行星齒輪13b繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動。同時還繞踏板曲軸2緩慢轉(zhuǎn)動。
這時，用于支承第二行星齒輪機構(gòu)13的托架13d轉(zhuǎn)動。由于與托架13d互鎖在一起，傳感器齒輪15和轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入齒輪14a轉(zhuǎn)動。也就是說，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14檢測到與人力大小對應的轉(zhuǎn)角，而控制器則發(fā)出與人力對應的電流。因此，發(fā)動機7的動力隨人力的增大而增大。
順便說一下，當踏板曲軸2的轉(zhuǎn)速小于合成動力軸3時，發(fā)生的現(xiàn)象與上述恰恰相反，通向發(fā)動機7的電流被切斷。
因此，對于這種動力裝置1，當踏板曲軸2和合成動力軸3之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)動相位差時，與轉(zhuǎn)動相位差相應的轉(zhuǎn)動量被傳送至轉(zhuǎn)角檢測傳感器14，與人力大小相應的電信號從轉(zhuǎn)角檢測傳感器14輸出，從而對發(fā)動機7的動力進行控制。
因此，由于用于驅(qū)動車體的很大的力沒有被傳送至行星齒輪機構(gòu)對12、13，因而行星齒輪機構(gòu)對12、13的每個組件的強度可以低于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。因此，如這個實施方案中所示，行星齒輪機構(gòu)對12、13的各組件可由廉價、輕型的材料如塑料材料制成。這就可以制造電動助力車所用的成本較低、尺寸和重量更小的動力裝置1。
第二實施方案本發(fā)明的電動助力車結(jié)構(gòu)可如圖2中所示，其中人力驅(qū)動裝置組與發(fā)動機驅(qū)動裝置組分開。
圖2示出了本發(fā)明的第二實施方案的電動助力自行車的構(gòu)成。在圖中，與如圖1中所述的部件相同或相似的部件標號也相同，它們的詳細描述省略不提。在這個實施方案中，本發(fā)明應用于一種電動助力自行車。
圖2中所示的電動助力自行車的動力裝置，由用于將踏板曲軸2的轉(zhuǎn)動傳送至后輪17的人力后輪驅(qū)動裝置組18和用于利用發(fā)動機7驅(qū)動前輪19的發(fā)動機前輪驅(qū)動裝置組20構(gòu)成。
人力后輪驅(qū)動裝置組18的構(gòu)成中，發(fā)動機驅(qū)動裝置組從第一實施方案的動力裝置1中拆下。也就是說，合成動力軸3通過彈性構(gòu)件4和單向離合器5只與踏板曲軸2相連。這個實施方案的人力檢測裝置11的動力軸3(輸出構(gòu)件)帶有第二行星齒輪機構(gòu)13的一個中心齒輪13a。
發(fā)動機前輪驅(qū)動裝置組20由發(fā)動機7構(gòu)成，發(fā)動機7置于前輪19的輪轂(圖中未示出)中以便使輪轂相對于輪軸轉(zhuǎn)動。與第一實施方案相似，發(fā)動機7的輸出根據(jù)利用轉(zhuǎn)角檢測傳感器14檢測到的下踏力的大小進行控制。
人力后輪驅(qū)動裝置組18與發(fā)動機前輪驅(qū)動裝置組20分開的動力裝置1具有與第一實施方案相同的效果。
第三實施方案安裝于本發(fā)明的電動助力車上的人力檢測裝置構(gòu)成可如圖3至圖10所示。象第二實施方案一樣，這個實施方案的人力檢測裝置的構(gòu)成中，人力驅(qū)動裝置組與發(fā)動機驅(qū)動裝置組分開，這種人力檢測裝置應用于電動助力自行車的動力裝置中。
圖3示出了人力檢測裝置的另一個實施方案的構(gòu)成。圖4是人力檢測裝置的俯視圖。圖5是從車輛右側(cè)觀察時人力檢測裝置的側(cè)視圖。圖6所示為圖5中的橫截面VI-VI。圖7所示為圖5中的橫截面VII-VII。圖8所示為托架的側(cè)視圖。圖9所示為圖8中的橫截面VX-VX。圖10所示為安裝于吊架管上的人力檢測裝置的剖面圖。在圖中，與圖1和圖2中的部件相同或相似的部件標號也相同，它們的詳細描述省略不提。
本實施方案的人力檢測裝置11的構(gòu)成如圖3所示。輸入構(gòu)件2a固定于踏板曲軸2上。第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓周齒輪12c與輸入構(gòu)件2a相連。鏈輪8(輸出構(gòu)件)通過四個彈性構(gòu)件4與輸入構(gòu)件2a相連。第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c與鏈輪8相連。第一行星齒輪機構(gòu)12和第二行星齒輪機構(gòu)13通過分別支承著行星齒輪12b、13b的托架12d、13d互連在一起。
四個彈性構(gòu)件4為壓縮螺旋彈簧，它們置于輸入構(gòu)件2a和作為本發(fā)明的輸出構(gòu)件的鏈輪8之間在大約恒定半徑的圓上間距大約相等的四個位置上。為更詳細地進行描述，如圖5和圖6所示，每個彈性構(gòu)件4的一端安裝于輸入構(gòu)件2a上形成的凸臺2b上，而另一端與利用螺釘固定于鏈輪8上的支承構(gòu)件8b嚙合。在本實施方案中，為了為安裝彈性構(gòu)件4提供空間，在輸入構(gòu)件2a的外周區(qū)域帶有切口2c，而在鏈輪8中則帶有開口8c。當車輛前進時輸入構(gòu)件2a和鏈輪8轉(zhuǎn)動的方向在圖5中用箭頭F表示。
支承構(gòu)件8與用于安放彈性構(gòu)件4或壓縮彈簧的圓柱8d以及圓凸緣8e作為一個整體加工而成，它利用固定螺栓8f固定于鏈輪8上，圓柱8d和凸緣8e則位于開口8c中。在側(cè)視圖中，開口8c被加工成矩形。本實施方案中，圓凸緣8e的圓形端面與開口8c的壁面8g相接觸，當車輛前進時，位于鏈輪8的轉(zhuǎn)動方向上的前方。
使圓凸緣8e與開口壁面8g如上所述保持接觸使得可以將由彈性構(gòu)件4施加于支承構(gòu)件8b上的載荷傳至鏈輪8。也就是說，由于上述載荷未施加于固定螺栓8f上，因而螺栓8f就只需具有足以將支承構(gòu)件8固定于鏈輪8上的原位置上的最小剛度即可。因此，與上述載荷施加于螺栓8f上的結(jié)構(gòu)中所用的螺栓相比，螺栓8f的直徑、長度和重量可以更小。
使圓凸緣8e與開口壁8g如上所述保持接觸還使得可以可靠地支承支承構(gòu)件8，盡管支承構(gòu)件8僅僅利用單個螺栓8f固定于鏈輪上，原因是在車輛行進中當載荷由彈性構(gòu)件4施加于支承構(gòu)件8上時，圓凸緣8e可以用作防止支承構(gòu)件8繞螺栓8f轉(zhuǎn)動的止動裝置。
在本實施方案中，圖5和圖7中所示的止動機構(gòu)S介于輸入構(gòu)件2a和鏈輪8之間。止動機構(gòu)S的作用是限制相對于鏈輪8正向或反向轉(zhuǎn)動的輸入構(gòu)件2a的轉(zhuǎn)動范圍，并且利用螺釘固定于鏈輪8上的滑塊8h(參見圖7)安裝入輸入構(gòu)件2中的導槽2d中。
也就是說，當車輛前進時，如果由于輸入構(gòu)件2a壓縮彈性構(gòu)件4因而輸入構(gòu)件2a相對于鏈輪8轉(zhuǎn)動，滑塊8h就會在導槽2d中前后移動。當從輸入構(gòu)件2a上所施加的下踏力超過發(fā)動機7的輸出功率達到最大時的值時，相對于導槽2d的轉(zhuǎn)向，滑塊8h在后端與槽壁面接觸，而輸入構(gòu)件2a和鏈輪8作為一個整體轉(zhuǎn)動。另一方面，當踏板下壓力撤消時，輸入構(gòu)件2a頂著彈性構(gòu)件4的彈力沿相反方向轉(zhuǎn)動，直到滑塊8h在導槽2d的另一側(cè)與槽壁面接觸。
本實施方案的第一行星齒輪機構(gòu)12構(gòu)成如下如圖7中所示，外圓周齒輪12c與輸入構(gòu)件2a形成一體。如圖6、圖7和圖10所示，中心齒輪12a在傳感器支承托架112的作用下不能轉(zhuǎn)動，并固定于電動助力車的吊架管111上。轉(zhuǎn)角檢測傳感器14由傳感器支承托架112支承。此處將對用于將傳感器支承托架112安裝于吊架管111上的結(jié)構(gòu)進行描述。
吊架管111構(gòu)成了電動助力自行車的車體車架(未示出)的一部分，用于支承著踏板曲軸2并可使其自由轉(zhuǎn)動。支承圓筒113從車體右側(cè)(也是圖10中的右側(cè))上的開口中插入吊架管111。支承圓筒113具有一個圓錐部分113a，其直徑向車體的右側(cè)逐漸增大，位于車體右側(cè)端的圓周部分周圍，并且車體左側(cè)端帶有螺紋113b，支承圓筒113通過吊架管111中。圓錐部分113a與吊架管111的車體右側(cè)端的內(nèi)圓周表面上的圓錐面119相配合。
在圓錐部分113a與圓錐面111a配合的情況下，支承圓筒113通過螺母114與車體左側(cè)的螺紋113b的螺紋嚙合而固定于吊架管111上。傳感器支承托架112固定于支承圓筒113的內(nèi)部。
傳感器支承托架112為一體式結(jié)構(gòu)，由兩個整體部件組成在車體右側(cè)插入與支承圓筒113的內(nèi)圓周面利用螺紋嚙合的圓筒112a，以及與圓筒112a部分形成一體、位于支承圓筒113之外、沿徑向向外延伸的圓盤形托架主體112b。第一行星齒輪機構(gòu)12的中心齒輪12a通過鍵聯(lián)接安裝于圓筒12a的車體右側(cè)的外圓周上。轉(zhuǎn)角檢測傳感器14固定于托架主體112b上。順便說一下，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14位于由車架構(gòu)件(圖中未示出)如下管、底管和鏈拉條所包圍的空間中從而不會與它們干涉。為了確定轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的位置，傳感器支承托架112螺旋入支承圓筒113中，而支承圓筒113可相對于吊架管113轉(zhuǎn)動。
踏板曲軸2的車體右側(cè)部分利用安裝于圓筒112a的前端內(nèi)部的第一軸承115可轉(zhuǎn)動地支承著。踏板曲軸2的車體左側(cè)部分利用安裝于車體左側(cè)支承圓筒113的內(nèi)圓周表面的第二軸承11b可轉(zhuǎn)動地支承著。在軸承115和116以外的車體外側(cè)，踏板曲軸2上裝有O形環(huán)。用于固定軸承的開口環(huán)118位于踏板曲軸上軸承115和116以內(nèi)的車體內(nèi)側(cè)。
如圖8和圖9所示，用于支承第一行星齒輪機構(gòu)12的行星齒輪12b的托架12d和用于支承第二行星齒輪機構(gòu)13的行星齒輪13b的托架13d為一體式環(huán)形構(gòu)件。行星齒輪12b和13b各有三個，在托架12d和13d的圓周方向上等間距分布。托架12d在車體右側(cè)的凹口中安放行星輪12b，而托架13d則在車體左側(cè)的凹口中安放行星輪13b。
這樣，利用行星齒輪12b和13b沿軸向方向兩側(cè)置于圓周方向上的不同位置的結(jié)構(gòu)，就可以減小托架12d和13d沿軸向方向的長度，盡管在軸向方向的兩側(cè)分別有多個行星齒輪12b和13b置于圓周方向上的不同位置上。
第二行星齒輪機構(gòu)13的構(gòu)成如圖6所示，外圓周齒輪13c固定于鏈輪8上。中心齒輪13a支承傳感器支承托架的圓筒112a上以便可以自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入齒輪14a與同中心齒輪13a形成一體的傳感器齒輪119嚙合。
同樣，當利用這種形式實施本發(fā)明時，行星齒輪機構(gòu)12和13的中心齒輪12a和13a之間、行星齒輪12b和13b之間以及外圓周齒輪12c和13c之間彼此齒數(shù)相同。行星齒輪12b和13b的數(shù)且亦相同。
下面，對將本實施方案的人力檢測裝置11安裝于電動助力自行車的車體架上的步驟進行描述。
第一和第二行星齒輪機構(gòu)12和13預先安裝于踏板曲軸2上并與踏板曲軸2一起安裝于車體上。也就是說，首先，將踏板曲軸2從車體右側(cè)插入傳感器支承托架112的圓筒112a中。將車體右側(cè)的O形環(huán)和第一軸承115安裝好，并使踏板曲軸2的凸條120與傳感器支承托架112的車體右側(cè)端接觸(參見圖6、圖7和圖10)。順便說一下，O形環(huán)17和第一軸承115可在將踏板曲軸2插入圓筒112a之前安裝在圓筒112a中。
然后，將兩個開口環(huán)18安裝到踏板曲軸2上，并安裝好車體左側(cè)的第二軸承116和O形環(huán)117。在這之后，將踏板曲軸2和圓筒112a從車體右側(cè)插入支承圓筒113中，并將支承圓筒113旋入圓筒112a并固定于其上。順便說一下，O形環(huán)17和第二軸承116可在插入踏板曲軸2之前安裝于支承圓筒113中。
在將傳感器支承托架112和支承圓筒113安裝于踏板曲軸2上之后，將第一和第二行星齒輪機構(gòu)12和13的中心齒輪12a和13裝于感器支承托架112的圓筒112a上。從車體右側(cè)使由托架12d和13d支承的行星齒輪12b和13b與中心齒輪12a和13a嚙合。
與上述在踏板曲軸2一側(cè)的裝配步驟分開，將輸入構(gòu)件2a和鏈輪8通過彈性構(gòu)件4、支承構(gòu)件8b和止動裝置S互連在一起。在連接輸入構(gòu)件2a的過程中，或在完成連接之后，將第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c固定于鏈輪8上。
裝配在一起的輸入構(gòu)件2a、鏈輪8和外圓周齒輪13c所構(gòu)成的裝配組通過鍵聯(lián)接安裝于踏板曲軸2的車體右側(cè)端部上，如上所述，齒輪已經(jīng)安裝于踏板曲軸2上。這時，使輸入構(gòu)件2a與踏板曲軸2的凸條120接觸。這種接觸使位于輸入構(gòu)件2a一側(cè)的外圓周齒輪12c與行星齒輪12b嚙合，并使位于鏈輪8一側(cè)的外圓周齒輪13c與行星齒輪13b嚙合。
下面，如圖10中所示，將彈簧墊圈121和曲柄10順序地安裝到踏板曲軸2的車體右側(cè)端部，并使輸入構(gòu)件2保持與凸條120接觸的狀態(tài)。
在如上所述將輸入構(gòu)件2a、鏈輪8以及第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的行星齒輪12、13安裝到踏板曲軸2上之后，將轉(zhuǎn)角檢測傳感器14安裝到支承托架112上。將裝配在一起的踏板曲軸2和其它部件組成的裝配組從車體右側(cè)插入吊架管111中。使支承圓筒113的車體右側(cè)端的圓錐部分113a與吊架管111的圓錐面111a配合，并將螺母114擰到車體左側(cè)上的螺紋113b上。在安裝螺母14時，用手一起轉(zhuǎn)動傳感器支承托架112及支承圓筒113以及將轉(zhuǎn)角檢測傳感器14定于其位置上。
在將轉(zhuǎn)角檢測傳感器14定于其位置上之后，將螺母114擰緊。在擰緊之后，支承圓筒就會固定于吊架管111上并使吊架管111保持兩側(cè)受支承圓筒113的圓錐部分113a和螺母114的擠壓的狀態(tài)。這樣，本實施方案的人力檢測裝置就安裝于車體上了。
如上所述，對于本實施方案中所示的結(jié)構(gòu)，由于用于驅(qū)動車體的很大的力沒有被傳送至用于檢測人力的行星齒輪機構(gòu)對12、13，因而與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的組件相比，行星齒輪機構(gòu)12、13的每個組件的強度可以降低。在本實施方案中，為減小人力檢測裝置11的尺寸、重量和成本，以下組件由塑料材料制成第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的中心齒輪12a、13a；行星齒輪12b、13b；第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c；托架12d、13d的環(huán)形部分；轉(zhuǎn)角檢測裝置14的輸入齒輪14a。
本實施方案的電動助力自行車使得可以將人力后輪驅(qū)動裝置組的鏈條型傳送裝置(鏈輪8和鏈條8a)和人力檢測裝置11安裝于車輛寬度方向上的同一側(cè)，即車體右側(cè)。因此，可以將人力后輪驅(qū)動裝置組的組件和人力檢測機構(gòu)緊湊地安裝于車體上。
另外，由于輸入構(gòu)件2a、鏈輪8(輸出構(gòu)件)、以及第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13共同置于車體的同一側(cè)，所以將這些組件安裝于車體上的工作簡便易行。特別是，由于可以在輸入構(gòu)件2a、鏈輪8、第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13，以及轉(zhuǎn)角檢測傳感器14裝配在一起的情況下，將人力檢測裝置11安裝于車體上，所以安裝到車體上的工作更加簡便。
此外，由于從輸入構(gòu)件2a的軸向觀察時，第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的位置沿徑向比彈性構(gòu)件4更靠里，因而通過消除無效空間可以使結(jié)構(gòu)尺寸較小。
第四實施方案電動助力自行車的人力檢測裝置構(gòu)成可如圖11至圖15所示。
圖11示出了人力檢測裝置另一個實施方案的構(gòu)成。圖12示出了人力檢測裝置沿圖13中的XII一XII線的剖面圖。圖13是從車體右側(cè)觀察時的側(cè)視圖。圖14示出了彈性構(gòu)件的支承結(jié)構(gòu)沿圖13中的XIV-XIV線的剖面圖。圖15示出了本實施方案與吊架管相連時的剖面圖。在這些圖中，與根據(jù)圖1至圖10說明的部件相同或相似的部件標號也相同，它們的詳細描述省略不提。
如圖11所示，在本實施方案的人力檢測裝置11中，第一行星齒輪機構(gòu)12的托架12d安裝于踏板曲軸2上，而第二行星齒輪機構(gòu)13的托架13a則安裝于通過兩個彈性構(gòu)件4與輸入構(gòu)件2a相連的鏈輪8(輸出構(gòu)件)上。第一行星齒輪機構(gòu)12和第二行星齒輪機構(gòu)13通過中心齒輪12a和13a實現(xiàn)互連。
如圖12所示的本實施方案的鏈輪8(輸出構(gòu)件)的構(gòu)成中有由踏板曲軸2上的軸承201支承以便可以自由轉(zhuǎn)動的圓盤202、以及固定于圓盤202的圓周的鏈環(huán)203。圓盤202構(gòu)成了第二行星齒輪機構(gòu)13的行星齒輪支承托架13d。鏈環(huán)203利用固定螺栓202b安裝到輸入構(gòu)件2a所在側(cè)的另一側(cè)從圓盤202凸出的安裝凸臺202a上。
由于當鏈環(huán)203安裝于圓盤202上時彈性構(gòu)件4和鏈環(huán)203位于輸入構(gòu)件2a和圓盤202的軸向上，所以設(shè)定鏈環(huán)203的直徑及軸向位置不會受到彈性構(gòu)件4相對于輸入構(gòu)件2a和圓盤202的徑向定位的限制。
因此，在設(shè)計鏈環(huán)203的直徑和軸向位置方面有較高的自由度。
另外，由于沿輸入構(gòu)件2a的軸向看，第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的位置比彈性構(gòu)件4更靠里，所以可以通過消除無用空間而減小結(jié)構(gòu)尺寸。此外，由于鏈環(huán)203只能在不拆除圓盤202的情況下替換，所以維修工作簡便易行。
兩個彈性構(gòu)件4為兩個壓縮螺旋彈簧，它們置于輸入構(gòu)件2a和圓盤202之間半徑大約恒定的圓上間距大約相等的兩個位置。為對其進一步詳述，如圖12至圖14所示，每根壓縮螺旋彈簧4的一端安裝于固定在輸入構(gòu)件2a上的支承構(gòu)件204上，而另一端安裝于固定在圓盤202上的支承構(gòu)件205上。
在本實施方案中，為了給安裝彈性構(gòu)件4提供空間，在輸入構(gòu)件2a的周邊區(qū)域帶有開口206，而在鏈輪8的圓盤中帶有開口207。當車輛前行時輸入構(gòu)件2a和鏈輪8的轉(zhuǎn)動方向在圖13中用箭頭F表示。
支承構(gòu)件204整體地加工而成，它帶有用于安放彈性構(gòu)件(壓縮螺旋彈簧)4的圓柱204a、圓凸緣20b以及固定螺栓8可過其中的基本為三角形的固定凸耳204c。支承構(gòu)件205整體地加工而成，它帶有用于安放彈性構(gòu)件(壓縮螺旋彈簧)4的圓柱205a、圓凸緣205b、以及固定螺栓8可穿過其中的基本為三角形的固定凸耳205c。支承構(gòu)件204位于輸入構(gòu)件2a的開口206中并固定于其中。支承構(gòu)件205位于圓盤202的開口207中并固定于其中。
如圖14所示，支承構(gòu)件204固定于輸入構(gòu)件2a上，固定凸耳204c與輸入構(gòu)件2a的車體左側(cè)(圓盤202一側(cè))的表面保持面接觸，而圓凸緣204b與輸入構(gòu)件2a的開口206的壁面206a保持面接觸。固定凸耳204c向圓盤202移動以便使得當支承構(gòu)件204固定于輸入構(gòu)件2a上時，圓柱204a的軸線位于輸入構(gòu)件2a和圓盤202之間的中央位置。
如圖13所示，開口206的壁面206a為平面從而使其全部面積與圓凸緣204b保持面接觸。與開口206的壁面206a相對的開口壁面206b與另一個支承構(gòu)件205的固定凸耳保持面接觸。也就是說，開口壁面206b與側(cè)視圖中為三角形的固定凸耳除底面外的兩個側(cè)面保持配合。
如圖14中所示，支承構(gòu)件205在其原位上，固定凸耳205c與圓盤202的車體右側(cè)(輸入構(gòu)件2a一側(cè))的表面保持面接觸，而圓凸緣205b與圓盤202中的開口207的壁面207a保持面接觸。固定凸耳205c向輸入構(gòu)件2a移動以便使得當支承構(gòu)件205固定于圓盤202上時，圓柱205a的軸線位于輸入構(gòu)件2a和圓盤202之間的中央位置。
圓盤202的開口207與輸入構(gòu)件2a的開口206對稱、兩個開口指向相對的圓周方向。也就是說，開口207的開口壁面207a與圓盤202一側(cè)支承構(gòu)件205的圓凸緣205b保持面接觸(參見圖14)，而開口壁面207b與輸入構(gòu)件2a一側(cè)支承構(gòu)件204的固定凸耳204c相配合(如圖14所示)。
如上所述，當車輛由人力驅(qū)動時，如果支承構(gòu)件204、205的圓凸緣204a、205a與開口壁面206a、207a接觸，載荷就會從輸入構(gòu)件2a通過圓凸緣204a傳至彈性構(gòu)件4并從彈性構(gòu)件4通過圓凸緣205a傳至圓盤202。也就是說，由于載荷不會施加于固定螺栓208上，螺栓208只需具有足以將支承構(gòu)件204、205固定于輸入構(gòu)件2a和圓盤202上的原位上的最小剛度即可。因此，與上述載荷施加于螺栓208上的結(jié)構(gòu)中所用的螺栓相比，螺栓208的直徑、長度和重量可以更小。
使圓凸緣204a、205a與開口壁面206a、207a如上所述保持接觸使得可以可靠地支承支承構(gòu)件204、205，盡管支承構(gòu)件204、205只用單個螺栓208固定于輸入構(gòu)件2a和圓盤202上，原因是在車輛行進中當載荷通過支承構(gòu)件204、205和彈性構(gòu)件4從輸入構(gòu)件2a傳至圓盤202上時，圓凸緣204a、205a起到防止支承構(gòu)件204、205繞螺栓208轉(zhuǎn)動的止動裝置的作用。
另外，在本實施方案中，由于支承構(gòu)件204的固定凸耳204c安裝于圓盤202而支承構(gòu)件205的固定凸耳205c安裝于輸入構(gòu)件2a上，由彈性構(gòu)件引起的輸入構(gòu)件2a和圓盤202沿相反方向轉(zhuǎn)動的范圍受到限制。
此外，由于在輸入構(gòu)件2a一側(cè)支承構(gòu)件204的圓柱204a和圓盤202一側(cè)支承構(gòu)件205的圓柱205a的共同作用，在車輛前行過程中輸入構(gòu)件2a相對于圓盤202的轉(zhuǎn)動范圍就受到限制。也就是說，圓柱204a、205a的前端面彼此相對放置，并間隔著與轉(zhuǎn)動范圍相對應的一段干涉距離，以便使得在圓柱204a的前端面與圓柱205a的前端面相接觸后，輸入構(gòu)件2a和圓盤202一起轉(zhuǎn)動。
這樣，利用由支承彈性構(gòu)件4的構(gòu)件限制輸入構(gòu)件2a的轉(zhuǎn)動范圍的結(jié)構(gòu)，就可以無需使用專門用于限制轉(zhuǎn)動范圍的組件因而可以減少組件數(shù)目。
如圖12和圖15所示，本實施方案的第一行星齒輪機構(gòu)12的構(gòu)成如下用于支承行星齒輪的托架12d固定于踏板曲軸2上以便它們可以一起轉(zhuǎn)動。托架12d支承著與外圓周齒輪12c嚙合的行星齒輪12b。外圓周齒輪12c不可轉(zhuǎn)動地固定于電動助力自行車的吊架管211上。
此處，參照圖15，對用于將踏板曲軸2以及第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13安裝到吊架管211上的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。
吊架管211構(gòu)成了電動助力自行車的車體車架(圖中未示出)的一部分。第一支承圓筒212螺旋入吊架管211的車體右側(cè)開口中。第二支承圓筒213螺旋入吊架管211的車體左側(cè)開口中。滾柱軸承14和滾珠軸承15安裝于支承圓筒212、213的內(nèi)圓周上以便支承著踏板曲軸2自由轉(zhuǎn)動。密封構(gòu)件216插入滾柱軸承214以外的位置。開口環(huán)217位于滾珠軸承215的車體內(nèi)側(cè)。
第一支承圓筒212由位于吊架管211內(nèi)的小直徑圓筒212a和與圓筒212a的車體右側(cè)端形成一體的大直徑圓筒212b組成。大直徑圓筒212的內(nèi)圓周部分帶有第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓周齒輪12c。大直徑圓筒212的外圓周部分支承著圓筒形傳感器齒輪218并可使其自由轉(zhuǎn)動。傳感器齒輪218的齒在其外圓周部分上，其輪齒與轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入齒輪14a嚙合。傳感器齒輪218向車體右側(cè)伸出超出大直徑圓筒212b的內(nèi)圓周部分的一部分帶有第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c。
轉(zhuǎn)角檢測傳器14由固定于吊架管211和大直徑圓筒212b之間的傳感器托架219支承。
第一行星齒輪機構(gòu)12的中心齒輪12a和第二行星齒輪機構(gòu)的中心齒輪13a形成一個整體，并且由踏板曲軸2上的兩個軸承221支承以便可自由轉(zhuǎn)動。
在第二行星齒輪機構(gòu)13中，行星齒輪13b支承在鏈輪8的圓盤202上以便可以自由轉(zhuǎn)動。如上所述，外圓周齒輪13c通過傳感器齒輪218與轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入齒輪14a嚙合。
另外在本實施方案中，第一行星齒輪機構(gòu)12和13的中心齒輪12a與13a，行星齒輪12b與13b，外圓周齒輪12c與13c齒數(shù)相同。此外，行星齒輪12b的數(shù)目與行星齒輪13b的數(shù)目相同。
下面，對將其構(gòu)成如上所述的本實施方案的人力檢測裝置11安裝于電動助力自行車的車體架上的步驟進行描述。
首先，從車體右側(cè)通過壓緊力將托架12d安裝到踏板曲柄2上并固定住。將車體右側(cè)的密封構(gòu)件216、滾柱軸承214和滾珠軸承215裝入第一支承圓筒212中。從車體右側(cè)將踏板曲軸2插入第一支承圓筒212中。將車體右側(cè)的開口環(huán)217安裝到踏板曲軸2上以將軸承等定位。
在如上所述將第一支承圓筒212安裝到踏板曲軸2上之后，從車體左側(cè)將傳感器托架219安裝到第一支承圓筒212上。將車體左側(cè)的開口環(huán)217安裝到踏板曲軸2上。安裝車體左側(cè)的開口環(huán)217的工作也可在安裝車體右側(cè)的開口環(huán)217時進行。
下面，從車體右側(cè)將踏板曲軸2插入吊架管211中，并使第一支承圓筒212的圓筒212a與吊架管211保持螺紋嚙合，使傳感器支承托架219保持在吊架管211和大直徑圓筒212b的車體左側(cè)端面之間受擠壓的狀態(tài)。
當使第一支承圓筒212與吊架管211通過螺紋嚙合時，用手轉(zhuǎn)動傳感器支承托架219，以便按照要求將轉(zhuǎn)角檢測傳感器安裝到其應在的位置。
在如上所述將踏板曲軸2安裝到吊架管211上后，從車體左側(cè)將已經(jīng)裝有滾珠軸承215、滾柱軸承214和密封構(gòu)件216的第二支承圓筒214安裝到踏板曲軸2的車體左側(cè)端部分，并通過螺紋嚙合安裝到吊架管211上。
在此之后，將中心齒輪12a、13a和軸承221安裝到踏板曲軸2上，并將第一行星齒輪機構(gòu)12的行星齒輪12b安裝到托架12d上。從車體右側(cè)將傳感器齒輪218安裝到第一支承圓筒212的大直徑齒輪212b的外圓周側(cè)。
在如上所述安裝好第一行星齒輪機構(gòu)12后，將軸承201安裝在中心齒輪12a、13a的車體右側(cè)。然后將圓盤202安裝在軸承201上。順便說一下，鏈環(huán)203和第二行星齒輪機構(gòu)13的行星齒輪13b提前安裝到圓盤202上。另外，輸入構(gòu)件2a提前通過彈性構(gòu)件4安裝到圓盤202上。
也就是說，將圓盤202和輸入構(gòu)件2a裝在一起并安裝到踏板曲軸2上。
在如上所述安裝好輸入構(gòu)件2a后，將曲柄10安裝到踏板曲軸2上，并將轉(zhuǎn)角檢測傳感器14安裝到傳感器支承托架219上。這樣，所有裝配工作都已完成。
如上所述，對于本實施方案中所示的結(jié)構(gòu)，由于很大的力沒有被傳送至用于檢測人力的行星齒輪機構(gòu)對12、13，因而與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的組件相比，行星齒輪機構(gòu)12、13中的組件強度可以較低。在本實施方案中，為減小人力檢測裝置11的尺寸、重量和成本，以下組件由塑料材料制成第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的中心齒輪12a、13a、行星齒輪12b、13b、第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c；以及轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入齒輪14a。
本實施方案的電動助力自行車使得可以將人力后輪驅(qū)動裝置組的鏈條型傳送裝置(鏈輪8和鏈條8a)和人力檢測裝置11置于車輛寬度方向上的同一側(cè)，即車體右側(cè)。因此，可在較小空間中將人力后輪驅(qū)動裝置組的組件和人力檢測機構(gòu)安裝在車體上。
另外，由于輸入構(gòu)件2a、鏈輪8(輸出構(gòu)件以及第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13共同置于車體的同一側(cè)，所以將這些組件安裝于車體上的工作簡便易行，由于本實施方案的人力檢測裝置11可以通過逐次沿軸向安裝第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的各組件而得以裝配好，因而裝配工作非常簡便。
順便說一下，當使用如同第三和第四實施方案中將輸入構(gòu)件2a和輸出構(gòu)件并排置于車體的同一側(cè)的結(jié)構(gòu)時，可以對將彈性構(gòu)件4置于這兩個構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)進行改變。也就是說，例如，假定安裝于踏板曲軸2上的曲柄10為輸入構(gòu)件，可將彈性構(gòu)件4置于曲柄10和位置鄰近曲柄10的鏈輪8之間。彈性構(gòu)件4可以位于曲柄10的轉(zhuǎn)動方向的前側(cè)，或者相對于軸向而言車體內(nèi)側(cè)。
第五實施方案對本發(fā)明的權(quán)利要求4的電動助力車所用的人力檢測裝置將參照圖16進行詳細描述。
圖16示出了安裝于一種電動助力自行車的動力裝置中的人力檢測裝置的構(gòu)成。在圖中，與參照圖1至15說明的部件相同的部件標號亦相同，它們的詳細描述省略不提。
圖16中的人力檢測裝置的第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的軸線與輸入構(gòu)件，即踏板曲軸2和輸出構(gòu)件，即合成動力軸3的軸線平行，而在與軸線成直角的方向上，與踏板曲軸2和合成動力軸3隔開。外圓周齒輪12c、13c與踏板曲軸2和合成動力軸3嚙合。
在本實施方案中，第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓周齒輪12c結(jié)構(gòu)上與第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c分開。轉(zhuǎn)角檢測傳感器14與用于支承第一行星齒輪機構(gòu)12的行星齒輪的托架12d相連，而用于支承第二行星齒輪機構(gòu)13的行星齒輪的托架13d則不可轉(zhuǎn)動地固定于動力裝置殼體上。中心齒輪12a和13a通過一根連接軸互連在一起以便一起轉(zhuǎn)動。
另外，在本實施方案中，第一和第二行星齒輪機構(gòu)12和13的中心齒輪12a和13a、行星齒輪12b和13b以及外圓周齒輪12c和13c齒數(shù)分別相同。行星齒輪12b的數(shù)目與行星齒輪13b的個數(shù)相同。
使第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓周齒輪12c與踏板曲軸2連接起來的齒輪21、22，和使第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c與合成動力軸3連接起來的齒輪23、24，直徑分別相同，以便使當踏板曲軸2和合成動力軸3同相位轉(zhuǎn)動時，第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13的外圓周齒輪12c和13c的轉(zhuǎn)數(shù)彼此相同。也就是說，齒輪21和齒輪23直徑相同，而齒輪22和齒輪24直徑也相同。另外，單向離合器25置于踏板曲軸2和齒輪22之間以便將踏板曲軸2的轉(zhuǎn)動單向傳至外圓周齒輪12c。
對于電動助力自行車所用的構(gòu)成如上所述的動力裝置，由于當踏板曲軸2與合成動力軸3同相位轉(zhuǎn)動時，外圓周齒輪12c和13c的轉(zhuǎn)數(shù)彼此相同，所以第一行星齒輪機構(gòu)12的托架12d處于靜止狀態(tài)，利用轉(zhuǎn)角檢測傳感器14檢測不到轉(zhuǎn)動。在這種情況下，沒有電流送往發(fā)動機7。
當踏板曲軸2與合成動力軸3異相位轉(zhuǎn)動時，當兩個行星齒輪機構(gòu)12、13轉(zhuǎn)動時發(fā)生的平衡狀態(tài)被打破，第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓周齒輪12c的相位領(lǐng)先于另一個外圓周齒輪13c。相應地，行星齒輪12b繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動，同時也繞行星齒輪機構(gòu)的軸線緩緩轉(zhuǎn)動，因而托架12d也轉(zhuǎn)動。托架12d的轉(zhuǎn)動利用轉(zhuǎn)角檢測傳器14檢測到。而控制器發(fā)出與人力大小相應的電流。因此，發(fā)動機7的動力隨著人力的增大而增大。
因此，利用這對第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13置于踏板曲軸2和合成動力軸3的旁邊的結(jié)構(gòu)，也能取得與第一實施方案相同的效果。
另外，將這對第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13置于踏板曲軸2和合成動力軸3的旁邊這種結(jié)構(gòu)，使得與踏板曲軸2和合成動力軸3置于行星齒輪機構(gòu)12、13的軸線中心的結(jié)構(gòu)相比，行星齒輪機構(gòu)12、13的直徑可以減小。
另外，對于將這對第一和第二行星齒輪機構(gòu)12、13置于踏板曲軸2的旁邊的這種結(jié)構(gòu)，可以使用圖2中所示的結(jié)構(gòu)，即可以使用驅(qū)動裝置組被分成人力后輪驅(qū)動裝置組18和與其分開的發(fā)動機前輪驅(qū)動裝置組20的結(jié)構(gòu)。
對于這對行星齒輪機構(gòu)12、13的三組組件，即兩個中心齒輪12a、13a，兩個用于支承中心齒輪的托架12d、13d，以及兩個外圓周齒輪12c、13c，在輸入端與曲軸2(輸入構(gòu)件)及合成動力軸(輸出構(gòu)件)相連的組件和在輸出端與轉(zhuǎn)角檢測傳感器14相連的組件可以進行適當?shù)馗淖?。三組組件的布置圖實例示于下面的表1中。
表1※
表1
在表中，符號ST代表中心齒輪12a和13a的齒輪，而RT則代表外圓周齒輪12c和13c的齒數(shù)。表中增大比的值基于以下假定中心齒輪12a和13a的齒數(shù)ST為20、外圓周齒輪12c和13c的齒數(shù)RT為60，而行星齒輪12b和13b的個數(shù)則為20。增大比是輸出端組件的轉(zhuǎn)角與踏板曲軸2和合成動力軸3之間的相位差的比值。
在中心齒輪12a和13a分別與人力驅(qū)動裝置組的踏板曲軸2和合成動力軸3相連的情況下，可以使用表1中例1和例2所示的構(gòu)成方案。
例1的布置圖實例中，轉(zhuǎn)角傳感器14與第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓齒輪12c相連，第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c固定而不可轉(zhuǎn)動，托架12d和13d互連在一起。當使用這種構(gòu)成方案時，增大比(輸出/相位差)為1/3，而與旋轉(zhuǎn)傳感14相連的外圓周齒輪12c的轉(zhuǎn)動方向與輸入端相同。
例2為使用第一或第二實施方案的結(jié)構(gòu)時的布置圖，其中第一行星齒輪機構(gòu)12的托架12d固定不可轉(zhuǎn)動，第二行星齒輪機構(gòu)13的托架13d與轉(zhuǎn)角檢測傳感器14相連，而外圓周齒輪12c和13c互連在一起。當使用這種構(gòu)成方案時，增大比(輸出/相位差)為1/4，而與轉(zhuǎn)角傳感器相連的外圓周齒輪1x的轉(zhuǎn)動方向與輸入端的轉(zhuǎn)動方向相反。
在外圓周齒輪12c和13c與人力驅(qū)動裝置組的踏板曲軸2和合成動力軸3相連時，可以使用例3和例4中所示的構(gòu)成方案。
例3為采用第五實施方案的結(jié)構(gòu)時的布置圖，其中轉(zhuǎn)角檢測傳感器14與第一行星齒輪機構(gòu)12的托架12d相連，第二行星齒輪機構(gòu)13的托架13d固定不能轉(zhuǎn)動，而外圓周齒輪12c和13c互連在一起。當使用這種構(gòu)成方案時，增大比(輸出/相位差)為3/4，而與轉(zhuǎn)角傳感器14相連的外圓周齒輪12d的轉(zhuǎn)動方向與輸入端的轉(zhuǎn)動方向相反。
例4為采用第三實施方案的結(jié)構(gòu)時的布置圖，其中第一行星齒輪機構(gòu)12的中心齒輪12a固定不能轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14與第二行星齒輪機構(gòu)13的中心齒輪13a相連，而托架12d和13d互連在一起。當選用這種構(gòu)成方案時，增大比為3，而與轉(zhuǎn)角傳感器14相連的外圓周齒輪12c的轉(zhuǎn)動方向與輸入端相同。
在托架12d和13d與人力驅(qū)動裝置組的踏板曲軸2和輸出構(gòu)件相連的情況下，可以使用例5和例6中所示的構(gòu)成方案。
例5為使用第四實施方案的結(jié)構(gòu)時的布置圖，其中第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓周齒輪12c固定不能轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14與第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c相連，而中心齒輪12a和13a互連在一起。當使用這種構(gòu)成方案時，增大比為3/4，而與轉(zhuǎn)角傳感器14相連的外圓周齒輪12c的轉(zhuǎn)動方向與輸入端的轉(zhuǎn)動方向相反。
在例6中，轉(zhuǎn)角檢測傳感器與第一行星齒輪機構(gòu)12的中心齒輪12a相連，第二行星齒輪機構(gòu)13的中心齒輪13a固定不能轉(zhuǎn)動，而外圓周齒輪12c和13c則互連在一起。當使用這種構(gòu)成方案時，增大比為4，而與轉(zhuǎn)角檢測傳感器14相連的中心齒輪12a的轉(zhuǎn)動方向與輸入端的轉(zhuǎn)動方向相反。
在布置圖實例例1至例6中，與轉(zhuǎn)角檢測傳感器14相連的組件和禁止轉(zhuǎn)動的組件可以對第一行星齒輪機構(gòu)12和第二行星齒輪機構(gòu)13進行替換。例如，在使用例1的布置圖的情況中，在其結(jié)構(gòu)中，可以使轉(zhuǎn)角檢測傳感器14與第二行星齒輪機構(gòu)13的外圓周齒輪13c相連，而使第一行星齒輪機構(gòu)12的外圓周齒輪12c固定不能轉(zhuǎn)動。
在選用例4或例6的構(gòu)成方案的情況中，由于輸入端組件之間的相位差被增大并傳至轉(zhuǎn)角檢測傳感器14，所以即使使用的是較低分辨力的轉(zhuǎn)角檢測傳感器，仍可達到與其它布置圖相同的檢測精度。因此，可以使用價格較低的轉(zhuǎn)角檢測傳感器14。這可以進一步降低動力裝置1的成本。
第六實施方案本發(fā)明權(quán)利要求5的電動助力車所用的人力檢測裝置的一個實施方案將在下文中參照圖17至19進行描述。
圖17示出了將轉(zhuǎn)角檢測傳感器與中心齒輪相連的一個結(jié)構(gòu)方案實例。圖18示出了將轉(zhuǎn)角檢測傳感器與外圓周齒輪相連的一個結(jié)構(gòu)方案實例。圖19示出了將轉(zhuǎn)角檢測傳感器與托架相連的一個結(jié)構(gòu)方案實例。在這些圖中，與參照圖1至16說明的部件相同的部件標號亦相同，它們的詳細描述省略不提。
如圖17中所示的電動助力自行車所用的人力檢測裝置11的構(gòu)成方案中，一個行星齒輪機構(gòu)31與踏板曲軸2和合成動力軸3嚙合連接，而轉(zhuǎn)角檢測傳感器14通過行星齒輪機構(gòu)31與兩根軸2和3相連。行星齒輪機構(gòu)31的構(gòu)成使得轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b與中心齒輪32相連從而使它們一起轉(zhuǎn)動。而踏板曲軸2通過齒輪35、36與支承行星齒輪33以便使其可自由轉(zhuǎn)動的托架34相連。合成動力軸3通過齒輪38和39與外圓周齒輪37相連。
連接踏板曲軸2和托架34的齒輪35和36具有相同的齒數(shù)(相同的直徑)。連接合成動力軸3和外圓周齒輪37的齒輪38和39具有不同的齒數(shù)。另外，齒輪38和39的齒數(shù)與齒輪35和36的齒數(shù)亦不相同。
如果行星齒輪機構(gòu)31的各組件的齒數(shù)以及齒輪35、36、38和39的齒數(shù)的設(shè)定能使得下面的公式(1)得到滿足，那么當踏板曲軸2和合成動力軸3之間不存在相位差時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b靜止不動，而當踏板曲軸2和合成動力軸3之間存在相位差時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b轉(zhuǎn)動。
在下面的公式(1)中，行星齒輪機構(gòu)31的齒數(shù)用符號來表示ST代表中心齒輪32的齒數(shù)，RT代表外圓周齒輪37的齒數(shù)，A代表齒輪35的齒數(shù)，B代表齒輪36的齒數(shù)，C代表齒輪38的齒數(shù)，而D代表齒輪39的齒數(shù)。
(1+ST/RT)＝(C/D)/(A/B)…………………(1)例如，假定中心齒輪32的齒數(shù)ST為20，行星齒輪33的齒數(shù)為20，而外圓周齒輪37的齒數(shù)RT為60，則根據(jù)上面的公式(1)上述四個齒輪35(A)、36(B)、38(C)和39(D)的齒數(shù)如下表所示。
表2<
>同樣，利用圖17中所示的動力裝置1的構(gòu)成方案，用于驅(qū)動車體的人力通過單向離合器25和彈性構(gòu)件4由踏板曲軸2傳送至合成動力軸3，而與踏板曲軸2和合成動力軸3相連的行星齒輪機構(gòu)31由于與兩根軸2和3互鎖在一起因而轉(zhuǎn)動。
當踏板曲軸2與合成動力軸3同相位轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b不會轉(zhuǎn)動。當踏板曲軸2與合成動力軸3異相位轉(zhuǎn)動時，輸入軸14b轉(zhuǎn)過與相位差相應的轉(zhuǎn)角。
同樣在本實施方案中，如同至此所述的各實施方案一樣，由于驅(qū)動車體的很大的力沒有被傳送至用于檢測人力的行星齒輪機構(gòu)31，因而與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案中相比，行星齒輪機構(gòu)31的組件強度可以更低。因此，行星齒輪機構(gòu)31的組件可由輕型、廉價的材料如塑料制成。這就可以使動力裝置1的成本降低、尺寸和重量減小。
圖18中所示的電動助力自行車所用的人力檢測裝置11的構(gòu)成方案中，一個行星齒輪機構(gòu)41與踏板曲軸2和合成動力軸3嚙合連接，而轉(zhuǎn)角檢測傳感器14通過行星齒輪機構(gòu)41與兩根軸2和3相連。在行星齒輪機構(gòu)41中，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b與外圓周齒輪42b相連以便使它們一起轉(zhuǎn)動，而踏板曲軸2通過齒輪44和45與中心齒輪43相連。用于支承行星齒輪46以便使其可自由轉(zhuǎn)動的托架47通過齒輪48和49與合成動力軸3相連。
連接踏板曲軸2和中心齒輪43的齒輪44和45具有不同的齒數(shù)(直徑)。連接合成動力軸3和托架47的齒輪48和49具有相同的齒數(shù)。另外，齒輪48和49的齒數(shù)與齒輪44和45的齒數(shù)不同。
如果行星齒輪機構(gòu)41的各組件的齒數(shù)和齒輪44、45、48及49的齒數(shù)的測定使得下面的公式(2)得到滿足，那么當踏板曲軸2和合成動力軸3之間不存在轉(zhuǎn)動相位差時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b靜止不動。然而當踏板曲軸2和合成動力軸3之間存在轉(zhuǎn)動相位差時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b轉(zhuǎn)動。
在下面的公式(2)中，行星齒輪機構(gòu)41中的齒數(shù)用符號表示ST代表中心齒輪43的齒數(shù)，RT代表外圓周齒輪42的齒數(shù)，A代表齒輪44的齒數(shù)，B代表齒輪45的齒數(shù)，C代表齒輪48的齒數(shù)，而D代表齒輪49的齒數(shù)。
(RT/ST)+1＝(A/B)/(C/D)………………………(2)例如，假定中心齒輪43的齒數(shù)ST為20，行星齒輪46的齒數(shù)為20，而外圓周齒輪42的齒數(shù)RT為60，則根據(jù)上面的公式(2)上述四個齒輪44(A)、45(B)、48(C)和49(D)的齒數(shù)如下表3所示。
表3
同樣，利用圖18中所示的動力裝置1的構(gòu)成方案，用于驅(qū)動車體的人力通過單向離合器25和彈性構(gòu)件4從踏板曲軸2傳送至合成動力軸3，而與踏板曲軸2和合成動力軸3相連的行星齒輪機構(gòu)41由于與兩根軸2和3互鎖在一起因而轉(zhuǎn)動。
當踏板曲軸2與合成動力軸3同相位轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b不會轉(zhuǎn)動。當踏板曲軸2與合成動力軸3異相位轉(zhuǎn)動時，輸入軸14b轉(zhuǎn)過與相位差相應的轉(zhuǎn)角。
同樣，在本實施方案中，如同至此所述的各實施方案一樣，由于驅(qū)動車體很大的力沒有被傳送至用于檢測人力的行星齒輪機構(gòu)41，因而與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案中相比，行星齒輪機構(gòu)41的組件強度可以更低。因此，行星齒輪機構(gòu)41的組件可用輕型、廉價的材料如塑料制成。這就可以使動力裝置1的成本降低、尺寸和重量減小。
圖19中所示的電動助力自行車所用的人力檢測裝置11的構(gòu)成方案中，一個行星齒輪機構(gòu)51與踏板曲軸2和合成動力軸3嚙合連接，而轉(zhuǎn)角檢測傳感器14通過行星齒輪機構(gòu)51與兩根軸2和3相連，在行星齒輪機構(gòu)51中，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b與用于支承行星齒輪52以便使其可自由轉(zhuǎn)動的托架53相連從而使它們可一起轉(zhuǎn)動，而踏板曲軸2通過齒輪55和56與中心齒輪54相連。合成動力軸3通過齒輪58和59與外圓周齒輪57相連。
連接踏板曲軸2和中心齒輪54的齒輪55和56具有不同的齒數(shù)(不同的直徑)。連接合成動力軸3和外圓周齒輪57的齒輪58和59具有相同的齒數(shù)。另外，齒輪58和59的齒數(shù)與齒輪55和56的齒數(shù)不同。
如果行星齒輪機構(gòu)51的各組件的齒數(shù)和齒輪55、56、58及59的齒數(shù)的設(shè)定使得下面的公式(3)得到滿足，那么當踏板曲軸2和合成動力軸3之間不存在轉(zhuǎn)動相位差時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b靜止不動。然而，當踏板曲軸2和合成動力軸3之間存在轉(zhuǎn)動相位差時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器的輸入軸14b轉(zhuǎn)動。
在下面的公式(3)中，行星齒輪機構(gòu)41中的齒數(shù)用符號表示ST代表中心齒輪54的齒數(shù)，RT代表外圓周齒輪57的齒數(shù)，A代表齒輪55的齒數(shù)，B代表齒輪56的齒數(shù)，C代表齒輪58的齒數(shù)，而D代表齒輪59的齒數(shù)。
(RT/ST)＝(A/B)/(C/D)…………………………(3)例如，假定中心齒輪54的齒數(shù)ST為20，行星齒輪52的齒數(shù)為20，而外圓周齒輪57的齒數(shù)RT為60，則根據(jù)上面的公式(3)上述四個齒輪55(A)、56(B)、58(C)和59(D)的齒數(shù)如下表4所示。
表4
同樣，利用圖19中所示的動力裝置1的構(gòu)成方案，用于驅(qū)動車體的人力通過單向離合器25和彈性構(gòu)件4由踏板曲軸2傳送至合成動力軸3，而與踏板曲軸2和合成動力軸3相連的行星齒輪機構(gòu)51由于與兩根軸2和3互鎖在一起因而轉(zhuǎn)動。
當踏板曲軸2與合成動力軸3同相位轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)角檢測傳感器14的輸入軸14b不會轉(zhuǎn)動。當踏板曲軸2與合成動力軸3異相位轉(zhuǎn)動時，輸入軸14b轉(zhuǎn)過與相位差相應的轉(zhuǎn)角。
同樣，在本實施方案中，如同至此所述的各實施方案一樣，由于驅(qū)動車體的很大的力沒有被傳送至用于檢測人力的行星齒輪機構(gòu)51，因而與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案中相比，行星齒輪51的組件強度可以更低。因此，行齒輪機構(gòu)51的組件可用輕型、廉價的材料如塑料制成。這就可以使動力裝置1的成本降低、尺寸和重量減小。
另外，由于構(gòu)成方案如圖17～19所示的第六實施方案的人力檢測裝置11只需一個行星齒輪機構(gòu)31、41和51來檢測踏板曲軸2和合成動力軸3之間的相位差，因而人力檢測裝置11比第一至第五實施方案中的人力檢測11更輕便，而且所需安裝空間更小。此外，人力檢測裝置11帶有的組件數(shù)目較少，制造成本也得以降低。
盡管在第一至第六實施方案中。對由塑料材料制成的行星齒輪機構(gòu)的組件的實例進行了描述，然而并非所有組件均由塑料材料制成，只有軸部分可由金屬材料制成?；蛘?，各組件可由塑料材料以外的其它材料如鋁制成。
盡管第一至第六實施方案示出的一個實例中，人力檢測裝置11位于安裝于電動助力自行車的吊架上的動力裝置1中，然而動力裝置1也可置于電動助力自行車的后輪轂中。當采用這種構(gòu)成方案時，人力驅(qū)動裝置組的后輪側(cè)的輪軸用做輸入構(gòu)件，與輪轂中的發(fā)動機相連的合成動力軸(輸出構(gòu)件)和輸入構(gòu)件位于同一根軸線上并通過彈性構(gòu)件互連在一起。并且行星齒輪機構(gòu)與輸入構(gòu)件和合成動力軸相連。
盡管第一至第六實施方案示出的實例中將本發(fā)明的電動助力車應用于電動助力自行車，然而本發(fā)明也可應用于其它電動車輛如電動輪椅中。
此外，盡管第一至第六實施方案示出的實例中利用行星齒輪機構(gòu)作為行星機構(gòu)，然而行星齒輪機構(gòu)可用于行星滾子機構(gòu)來代替。
根據(jù)上述的發(fā)明，用于驅(qū)動被驅(qū)動的部件的人力通過彈性構(gòu)件從輸入構(gòu)件傳送至輸出構(gòu)件，與輸入和輸出構(gòu)件相連的行星齒輪機構(gòu)對由于與兩根軸互鎖在一起因而轉(zhuǎn)動。當輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件同相位轉(zhuǎn)動時，沒有轉(zhuǎn)動被傳送至轉(zhuǎn)動檢測裝置。當輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件異相位轉(zhuǎn)動時，與相位差相對應的轉(zhuǎn)動量被傳遞至轉(zhuǎn)動檢測裝置，并且從轉(zhuǎn)動檢測裝置輸出一個值與人力大小相對應的電信號。
因此，由于推動驅(qū)動輪的很大的力沒有被傳至行星機構(gòu)，因而行星機構(gòu)的組件的強度可比傳統(tǒng)的行星機構(gòu)中更低。
因此，用于檢測人力的機構(gòu)(行星機構(gòu))可用較輕便、較便宜的材料如塑料制成，尺寸可以更小，因此可以使轉(zhuǎn)矩檢測裝置的成本低、重量輕、尺寸小。
根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)明，在皮帶或鏈條型傳送裝置和人力檢測裝置中所用的組件可置于車輛寬度方向上的同一側(cè)。這就使得可以在較小的空間中將人力驅(qū)動裝置組各部件和人力檢測機構(gòu)安裝于車體上。另外，由于輸入和輸出構(gòu)件以及行星齒輪機構(gòu)對共同置于車體的同一側(cè)，因而將這些部件安裝到車體上的工作簡便易行。
利用權(quán)利要求3的發(fā)明，由于用于連接驅(qū)動輪的彈性構(gòu)件和鏈輪置于輸入和輸出構(gòu)件的軸線方向上，因而鏈輪沿徑向和軸向的定位不會受到輸入和輸出構(gòu)件上的彈性構(gòu)件的徑向位置的限制。
因此，在設(shè)計鏈輪(鏈條線)沿徑向和軸向的位置時有較高的自由度。
由于沿軸向觀察時行星機構(gòu)置于徑向比彈性構(gòu)件更靠里的位置，因而通過有效空間可使機構(gòu)更為緊湊。
由于鏈輪只可以在不拆除輸出構(gòu)件的情況下進行替換，維修工作也非常簡便。
由于彈性構(gòu)件利用了用于安放輸入和輸出構(gòu)件的部分空間，因而與彈性構(gòu)件的位置與輸入和輸出構(gòu)件隔開的結(jié)構(gòu)方案相比，可使人力檢測機構(gòu)的尺寸更小。
對于權(quán)利要求4的發(fā)明，與輸入和輸出構(gòu)件置于行星機構(gòu)的軸向中心區(qū)域中的結(jié)構(gòu)方案相比，行星機構(gòu)的直徑更小。
因此，轉(zhuǎn)矩檢測裝置的尺寸和重量可以進一步降低。
對于權(quán)利要求5的發(fā)明，用于驅(qū)動被驅(qū)動的構(gòu)件的人力通過彈性構(gòu)件從輸入構(gòu)件傳至輸出構(gòu)件；而與輸入和輸出構(gòu)件相連的行星機構(gòu)由于與兩個構(gòu)件互鎖在一起因而轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)角檢測傳感器檢測到與輸入和輸出構(gòu)件之間的相位差相對應的轉(zhuǎn)角。
因此，由于用于驅(qū)動的構(gòu)件的很大的力沒有被傳送至用于檢測人力的行星機構(gòu)，行星機構(gòu)的組件的強度可比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案中更小。因此，用于檢測人力的機構(gòu)(行星機構(gòu))可由較輕便、較便宜的材料如塑料制成，尺寸可以更小，因此可以使轉(zhuǎn)矩檢測裝置的成本低、重量輕、尺寸小。
另外，由于輸入和輸出構(gòu)件之間的相位差可用單個行星機構(gòu)檢測，因而與權(quán)利要求1至3的結(jié)構(gòu)方案相比，重量和尺寸得以減小。制造成本也得以降低。
權(quán)利要求
1.一種電動助力車，其中發(fā)動機動力根據(jù)利用人力檢測裝置所檢測到的人力大小進行控制，而車體由人力和發(fā)動機動力共同驅(qū)動，其特征在于由人力轉(zhuǎn)動的輸入構(gòu)件和與驅(qū)動輪相連的輸出構(gòu)件位于同一根軸線上并通過多個彈性構(gòu)件互連在一起，并且人力檢測裝置的構(gòu)成使得一對結(jié)構(gòu)相同的行星機構(gòu)與輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件相連，并且這兩個構(gòu)件之間的相位差由轉(zhuǎn)角檢測傳感器來檢測。對于包括兩個中心輪、兩個用于支承行星輪的托架以及兩個外圓周輪的行星機構(gòu)對中的三組組件，任意一組中的組件均與輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件相連，或者同軸并整體地相連，或者通過相同直徑的齒輪相連，對于剩下的兩組中的組件，一組中的兩個組件作為一體式結(jié)構(gòu)以便使兩個組件按相同的速度轉(zhuǎn)動，對于另一組的兩個組件，一個組件固定于車體上，而另一個組件與轉(zhuǎn)角檢測傳感器相連。
2.權(quán)利要求1的電動助力車，其特征在于人力通過傳送裝置傳送至后輪，傳送裝置用的是皮帶、鏈條等，置于沿車輛寬度方向的一側(cè)，一個輸入構(gòu)件和一個輸出構(gòu)件位于使用皮帶、鏈條等的傳送裝置的同一側(cè)，并互相靠近，兩個構(gòu)件的軸線沿車輛的寬度方向，并且一對行星機構(gòu)置于輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件的附近，行星機構(gòu)的軸線沿車輛的寬度方向。
3.權(quán)利要求2的電動助力車，其特征在于多個彈性構(gòu)件放入輸入和輸出構(gòu)件之間，各彈性構(gòu)件位于半徑差不多恒定的圓上，相互之間間隙差不多都相同，并且一個用于安放傳送裝置的皮帶、鏈條之類的環(huán)形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件所安裝到的位置位于與傳送裝置相連的輸入和輸出構(gòu)件之一上，并且從側(cè)視圖中看疊加于彈性構(gòu)件上。
4.權(quán)利要求1的電動助力車，其特征在于輸入和輸出構(gòu)件以及行星機構(gòu)對的軸線相互平行，并且輸入和輸出構(gòu)件在與軸線成直角的方向上與行星機構(gòu)隔開。
5.一種電動助力車，其中發(fā)動機動力根據(jù)利用人力檢測裝置所檢測到的人力大小進行控制，而車體由人力和發(fā)動機動力共同驅(qū)動，其特征在于由人力轉(zhuǎn)動的輸入構(gòu)件和與驅(qū)動輪相連的輸出構(gòu)件位于同一根軸線上并通過多個彈性構(gòu)件互連在一起，并且人力檢測裝置的構(gòu)成使得一個行星機構(gòu)與輸入和輸出構(gòu)件相連，并且這兩個構(gòu)件之間的相位差由轉(zhuǎn)角檢測傳感器來檢測，行星機構(gòu)的三個組件之一，即中心輪、用于支承行星輪的托架和外圓周輪三者中的一個，與轉(zhuǎn)角檢測傳感器相連，并且剩下的兩個組件分別通過兩個直徑不同的齒輪與輸入和輸出構(gòu)件相連。
全文摘要
一種尺寸小、重量輕的用于檢測人力的機構(gòu)。踏板曲軸和合成動力軸通過彈性構(gòu)件互連在一起。轉(zhuǎn)矩檢測裝置用于利用轉(zhuǎn)角檢測傳感器和與踏板曲軸及合成動力軸相連的一對行星齒輪機構(gòu)來檢測踏板曲軸與合成動力軸之間的相位差。行星齒輪機構(gòu)的中心齒輪與踏板曲軸及合成動力軸相連。外圓周齒輪互連在一起。用于支承行星齒輪的托架不能轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)角檢測傳感器與用于支承行星齒輪的托架相連。
文檔編號B62M7/00GK1240741SQ9911003
公開日2000年1月12日 申請日期1999年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月29日
發(fā)明者牧野聰 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社