專利名稱：電動助力自行車的動力單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動助力自行車的動力單元，電動助力馬達(dá)安裝在支承于車架上的箱體內(nèi)，兩端分別帶有曲軸踏板的曲軸可旋轉(zhuǎn)地支承于該箱體。
現(xiàn)有的該動力單元，例如有日本專利公報特開平8-216968號揭示的形式。
上述現(xiàn)有技術(shù)的動力單元中，用箱體覆蓋并密閉整個電動助力馬達(dá)，所以，箱體大型化并且重量增加。
該動力單元中，電動助力馬達(dá)安裝在箱體內(nèi)，其旋轉(zhuǎn)軸與地面約平行，因此，在電動助力馬達(dá)的罩上設(shè)置兼作通氣孔用的排水孔時，因該排水孔的構(gòu)造變得復(fù)雜而較難設(shè)置，上述現(xiàn)有技術(shù)中，在電動助力馬達(dá)罩上不設(shè)排水構(gòu)造，為了防水而將電動助力馬達(dá)以密閉狀態(tài)安裝在箱體內(nèi)。但是，電動助力馬達(dá)處于密閉狀態(tài)時，因使用時的發(fā)熱及非使用時的冷卻反復(fù)進(jìn)行，電動助力馬達(dá)罩內(nèi)的空氣膨脹和收縮也反復(fù)進(jìn)行，電動助力馬達(dá)罩與箱體間的密封部，為了防止因空氣的反復(fù)膨脹、收縮導(dǎo)致的罩內(nèi)加、減壓而引起水侵入，密封部的構(gòu)造必須做得很復(fù)雜，必須采用密封性高的高價密封部件。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種能使箱體緊湊化和輕量化的電動助力自行車的動力單元。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能使電動助力馬達(dá)罩與箱體間的密封構(gòu)造簡單化的電動助力自行車的動力單元。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明方案1記載的電動助力自行車的動力單元，電動助力馬達(dá)安裝在支持于車架的箱體內(nèi)，兩端帶有曲軸踏板的曲軸可旋轉(zhuǎn)地支承在該箱體上；其特征在于，箱體由包含相互結(jié)合的第1及第2箱體部件的若干個箱體部件構(gòu)成，電動助力馬達(dá)的罩與設(shè)在第1箱體部件上的嵌合筒部嵌合并緊固在第1箱體部件上，在無臺階地設(shè)在嵌合筒部前端內(nèi)周緣的環(huán)形凹部與圍繞罩地設(shè)在第2箱體部件上并與嵌合筒部前端接合的環(huán)形部之間，挾持著與上述罩的外周密接的環(huán)形密封部件。
根據(jù)本發(fā)明方案1記載的發(fā)明，電動助力馬達(dá)的罩，其一部分從第1箱體部件伸出并安裝在箱體上，在箱體上沒有覆蓋整個電動馬達(dá)的部分，嵌合筒部設(shè)在第1箱體部件上，并且只要在第2箱體部件上設(shè)置與該嵌合筒部前端內(nèi)周緣的環(huán)形凹部之間僅挾持密封部件的環(huán)狀部即可，所以，可實現(xiàn)箱體的緊湊化和輕量化，而且，由于環(huán)形密封部件與罩的外周密接，所以，可確保電動助力馬達(dá)的箱體安裝部的密封性，由于環(huán)形凹部設(shè)在嵌合筒部前端內(nèi)周緣，所以，當(dāng)?shù)?箱體部件為鑄造制品時，在第1箱體部件的鑄造成形時可同時形成該環(huán)形凹部，不需要切削加工，可減少加工工作量。
本發(fā)明方案2記載的電動助力自行車的動力單元，是在方案1記載的發(fā)明的構(gòu)成的基礎(chǔ)之上，上述環(huán)形部上一體地設(shè)有將箱體支持在車架上的懸吊部，這樣，不需要專用于將箱體支持在車架上的專用零件，可減少零件數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明方案3記載的發(fā)明，相應(yīng)于電動助力馬達(dá)使用時的發(fā)熱及非使用時的冷卻的反復(fù)而引起空氣的膨脹、收縮，電動助力馬達(dá)的罩內(nèi)空氣可以通過通氣室及通氣孔換氣，電動助力馬達(dá)罩內(nèi)不會被加、減壓，所以，能使電動助力馬達(dá)的罩與箱體間的密封構(gòu)造更簡單化。
本發(fā)明方案4記載的電動助力自行車的動力單元是在方案3記載的發(fā)明構(gòu)成之上，上述通氣室在曲軸與電動助力馬達(dá)之間并形成在箱體的上部，由此，可以把通氣室配置在距地面較高位置，可極力防止水浸入通氣室內(nèi)。
本發(fā)明方案5記載的電動助力自行車的動力單元是在方案4記載的發(fā)明構(gòu)成之上，具有與曲軸平行的軸線并且構(gòu)成減速齒輪組一部分的空轉(zhuǎn)軸位于連接曲軸的軸線和電動助力馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線的直線的下方并可旋轉(zhuǎn)地支承于箱體，由此，使曲軸和電動助力馬達(dá)接近，構(gòu)成減速齒輪組，并且有效地利用曲軸與電動助力馬達(dá)間的空間形成通氣室，可使動力單元結(jié)構(gòu)緊湊化。
本發(fā)明方案6記載的電動助力自行車的動力單元是在方案3至5中任一項記載的發(fā)明的構(gòu)成之上，使通氣室內(nèi)上部與電動助力馬達(dá)內(nèi)連通的連通孔和使通氣室內(nèi)下部與外部連通的通氣孔設(shè)在箱體上，由此，可防止水從通氣室浸入箱體和電動助力馬達(dá)內(nèi)，可將進(jìn)入了通氣室的水切實地排出。
圖1是電動助力自行車的側(cè)面圖。
圖2是動力單元的縱斷側(cè)面圖。
圖3是圖2中3-3線斷面圖。
圖4是省略了驅(qū)動鏈輪狀態(tài)下的圖3的4向視圖。
圖5是圖4中5-5線斷面圖。
圖6是圖3的曲軸附近的放大圖。
圖7是圖6中7-7線斷面圖。
圖8是圖6中8-8線斷面圖。
圖9是從圖6的9-9線方向看的圖，表示滑動塊與離合器內(nèi)輪的接合狀態(tài)。
圖10是圖3的電動助力馬達(dá)附近的放大斷面圖。
圖11是圖4的11-11線放大斷面圖。
圖12是圖10中12-12線放大斷面圖。
圖13是輪轂的正面圖。
圖14是環(huán)形體的正面圖。
圖15是加強(qiáng)板的正面圖。
圖16是罩的分解立體圖。
圖17是表示電動助力馬達(dá)箱的密封構(gòu)造變形例的斷面圖。
下面，參照
本發(fā)明的一實施例。
圖1至圖16表示本發(fā)明的一實施例。圖1是電動助力自行車的側(cè)面圖。圖2是動力單元的縱斷側(cè)面圖。圖3是圖2中3-3線斷面圖。圖4是省略了驅(qū)動鏈輪狀態(tài)下的圖3的4向視圖。圖5是圖4中5-5線斷面圖。圖6是圖3的曲軸附近的放大圖。圖7是圖6中7-7線斷面圖。圖8是圖6中8-8線斷面圖。圖9是從圖6的9-9線方向看的圖，表示滑動塊與離合器內(nèi)輪的接合狀態(tài)。圖10是圖3的電動助力馬達(dá)附近的放大斷面圖。圖11是圖4的11-11線放大斷面圖。圖12是圖10中12-12線放大斷面圖。圖13是輪轂的正面圖。圖14是環(huán)形體的正面圖。圖15是加強(qiáng)板的正面圖。圖16是罩的分解立體圖。
圖1中，該電動助力自行車備有側(cè)面看呈略U字形的車架21，前叉23可轉(zhuǎn)向操作地支承在該車架21前端的頭管22上，在前叉23的下端軸支著前輪WF，在前叉23的上端設(shè)有車把桿24。在車架21的下部，設(shè)有帶電動助力馬達(dá)30的動力單元31，在該動力單元31的后部上方，左右一對后叉25…從車架21向后下方延伸并在動力單元31的后方略水平地伸出，后輪WR軸支在該對后叉25…之間，在兩后叉25…與車架21的后部間，設(shè)有左右一對撐桿26…。在車架21的后部，安裝著上端備有車座27的車座柱28，車座27的上下位置可以上下調(diào)節(jié)，在車座27的后方側(cè)固定配置著后載物架29。
兩端分別有曲軸踏板32、32的曲軸33可旋轉(zhuǎn)地支承在動力單元31的箱體45上，被鏈套44罩住的環(huán)形鏈36卷繞在驅(qū)動鏈輪34和被動鏈輪35上。驅(qū)動鏈輪34能傳遞來自曲軸33的動力并使來自電動助力馬達(dá)30的助力力起作用。被動鏈輪設(shè)在后輪WR的車軸上。
電動助力馬達(dá)30的動作由控制器37控制，該控制器37在動力單元31的前方側(cè)固定地支承在車架21的下部，該控制器37根據(jù)電動助力馬達(dá)30的旋轉(zhuǎn)數(shù)和輸入踏板32、32輸入的力矩，控制電動助力馬達(dá)30的動作。
前筐38通過托架43安裝在頭管22上。而且配置在該前筐38背面部的電池收容盒39也安裝在上述托架43上，用于向電動助力馬達(dá)30提供電力的電池40可插取地收容在電池收容盒39內(nèi)。
車架21的大部分被罩41覆蓋著，在該罩41的上部，配置著用于從電池40向控制器37及電動助力馬達(dá)30提供電力的主開關(guān)42。
結(jié)合參照圖2至圖5，動力單元31的箱體45由作為第1箱體部件的左半箱體46、作為第2箱體部件的右半箱體47和作為箱體部件的蓋48構(gòu)成。右半箱體47與左半箱體46結(jié)合并在與左半箱體之間形成第1收容室49，蓋48與左半箱體46結(jié)合并在與左半箱體之間形成第2收容室50。在蓋48的與左半箱體46的結(jié)合面上安裝著橡膠制的密封墊圈51。
曲軸33可旋轉(zhuǎn)地支承在箱體45上，其大部分配置在第1收容室49內(nèi)，旋轉(zhuǎn)筒體53通過球軸承52支承在右半箱體47上，曲軸33的右端部通過滾柱軸承54支承在上述旋轉(zhuǎn)筒體53的內(nèi)周，曲軸33的左端部通過球軸承55支承在左半箱體46上。配置在右半箱體47右側(cè)方的驅(qū)動鏈輪34與旋轉(zhuǎn)筒體53結(jié)合。
曲軸33左右兩端的曲軸踏板32、32的踏力通過動力傳遞機(jī)構(gòu)56從曲軸33傳遞到驅(qū)動鏈輪34。在箱體45內(nèi)安裝著電動助力馬達(dá)30，該電動助力馬達(dá)30的輸出通過減速齒輪組57傳遞到驅(qū)動鏈輪34，用于助力曲軸踏板32、32的踏力。
結(jié)合參照圖6至圖8，用于把曲軸33的動力傳遞到驅(qū)動鏈輪34的動力傳遞機(jī)構(gòu)56配置在第1收容室49內(nèi)，由與曲軸33連接的扭桿58和設(shè)在旋轉(zhuǎn)筒體53與扭桿58之間的第1單向離合器59構(gòu)成。
在曲軸33上，設(shè)有沿其軸線延伸的縫隙60，扭桿58安裝在該縫隙60中，具有圓柱形軸部58a、腕部58b和腕部58c。軸部58a可旋轉(zhuǎn)地嵌合在縫隙60的左右內(nèi)壁面60a、60b之間。腕部58b從該軸部58a的左端(圖6中下端)向兩側(cè)方伸出。腕部58c從該軸部58a的右端(圖6中上端)向兩側(cè)方伸出。
扭桿58的一個腕部58b與縫隙60的左右內(nèi)壁面60a、60a緊密嵌合并與曲軸33結(jié)合成一體。扭桿58的另一個腕部58c與上述左右內(nèi)壁面60a、60a之間形成間隙α、α地游嵌在縫隙60中，扭桿58的軸部58a可在腕部58c在上述間隙α、α內(nèi)游動的范圍內(nèi)扭轉(zhuǎn)變形。
第1單向離合器59備有環(huán)形的離合器內(nèi)輪61、作為離合器外輪的旋轉(zhuǎn)筒體53、若干個例如4個棘爪62…。離合器內(nèi)輪61同軸地圍繞著曲軸33并可相對旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)筒體53同軸地圍繞著離合器內(nèi)輪61。棘爪62…樞支在離合器內(nèi)輪61的外周并被環(huán)形彈簧63向擴(kuò)開方向推壓。一對凹部61a、61a設(shè)在離合器內(nèi)輪61的內(nèi)周，扭桿58的腕部58c的兩端嵌合在該對凹部61a、61a內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)筒體53的內(nèi)周形成與各棘爪62…接合的棘齒64。
該第1單向離合器59，當(dāng)踏動曲軸踏板32、32使曲軸33正轉(zhuǎn)時，曲軸33的力矩通過扭桿58、第1單向離合器59和旋轉(zhuǎn)筒體53傳遞到驅(qū)動鏈輪34；當(dāng)踏動曲軸踏板32、32使曲軸33反轉(zhuǎn)時，第1單向離合器59滑動，容許曲軸33的反轉(zhuǎn)。
當(dāng)沿圖8中箭頭a方向的力矩從曲軸踏板32、32輸入曲軸33時，后輪WR的負(fù)荷通過旋轉(zhuǎn)筒體53和棘爪62…被傳遞到離合器內(nèi)輪61，該離合器內(nèi)輪61抵抗上述箭頭a方向的力矩，所以扭桿58的腕部58c相對于曲軸33朝箭頭b方向扭轉(zhuǎn)。其結(jié)果，在曲軸33與離合器內(nèi)輪61之間，產(chǎn)生與輸入到曲軸33的力矩相應(yīng)的相對旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)滑套66不能相對旋轉(zhuǎn)但能軸向相對移動地支承在曲軸33的外周，外滑套68通過若干個球67…可相對旋轉(zhuǎn)地支承在該內(nèi)滑套66的外周。
如圖9所示，在第1單向離合器59中的離合器內(nèi)輪61的內(nèi)滑套66側(cè)端面，設(shè)有凹狀的凸輪面61b，在外滑套66上，設(shè)有與該凸輪面61b接合的凸?fàn)钔馆喢?6a。
檢測桿70的基端部可擺動地通過支點銷69支承左半箱體46上，該檢測桿70的中間部從離合器內(nèi)輪61的相反側(cè)與外滑套68接觸。與檢測桿70一起構(gòu)成力矩檢測機(jī)構(gòu)ST的行程傳感器71安裝在左半箱體46上，檢測桿70的前端與該行程傳感器71的檢測頭71a接觸。在檢測桿71與左半箱體46之間設(shè)有壓縮狀態(tài)的彈簧72，檢測桿71被該彈簧72的彈力彈壓而與外滑套68接觸，外滑套68和內(nèi)滑套66被朝著離合器內(nèi)輪61一側(cè)推壓。
隨著從曲軸踏板32、32向曲軸33輸入力矩，在扭桿58上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時，如圖9所示，內(nèi)滑套66沿箭頭c方向相對于離合器內(nèi)輪61旋轉(zhuǎn)，內(nèi)滑套66的凸輪面66a被推壓在離合器內(nèi)輪61的凸輪面61b上。其結(jié)果，內(nèi)滑套66抵抗彈簧72的彈力沿曲軸33的軸線朝箭頭d方向滑動，被與內(nèi)滑套66一起移動的外滑套68推壓的檢測桿70繞支點銷69擺動，從而行程傳感器71的檢測頭71a被推壓。該檢測頭71a的行程與扭桿58的扭轉(zhuǎn)量即從曲軸踏板32、32輸入的輸入力矩成正比，輸入力矩由力矩檢測機(jī)構(gòu)ST檢測。
結(jié)合參照圖10，用于把電動助力馬達(dá)30的動力傳遞給驅(qū)動鏈輪34的減速齒輪組57備有驅(qū)動齒輪74、第1中間齒輪76、第2中間齒輪77、第3中間齒輪78、第2空轉(zhuǎn)軸79、第2單向離合器80、第4中間齒輪81和被動齒輪82。驅(qū)動齒輪74在第2收容室50內(nèi)固定在電動助力馬達(dá)30的馬達(dá)軸73上。第1中間齒輪76在第2收容室50內(nèi)固定在第1空轉(zhuǎn)軸75的一端并與驅(qū)動齒輪74嚙合。第2中間齒輪77在第1收容室49內(nèi)與第1空轉(zhuǎn)軸75設(shè)成一體。第3中間齒輪78與第2中間齒輪77嚙合。第2空轉(zhuǎn)軸79與第3中間齒輪78同軸地配置。第2單向離合器80設(shè)在第3中間齒輪78與第2空轉(zhuǎn)軸79之間。第4中間齒輪81在第1收容室49內(nèi)與第2空轉(zhuǎn)軸79設(shè)成一體。被動齒輪82與驅(qū)動鏈輪34結(jié)合著的旋轉(zhuǎn)筒體53設(shè)成一體，并與第4中間齒輪81嚙合。
第1空轉(zhuǎn)軸75具有與電動助力馬達(dá)30的馬達(dá)軸73平行的軸線，在右半箱體47與第1空轉(zhuǎn)軸75之間夾裝著球軸承83，在左半箱體46與第1空轉(zhuǎn)軸75之間夾裝著球軸承84。第2空轉(zhuǎn)軸79具有與第1空轉(zhuǎn)軸75平行的軸線，在右半箱體47與第2空轉(zhuǎn)軸79之間夾裝著球軸承85，在左半箱體46與第2空轉(zhuǎn)軸79之間夾裝著球軸承86。
在該減速齒輪組57中，隨著電動助力馬達(dá)30動作的力矩被減速后傳遞到驅(qū)動鏈輪34，在電動助力馬達(dá)30的動作停止時，借助于第2單向離合器80的動作，第2空轉(zhuǎn)軸79的空轉(zhuǎn)被容許，所以，由曲軸踏板32、32的踏力引起的驅(qū)動鏈輪34的旋轉(zhuǎn)不受妨礙。
結(jié)合參照圖11，箱體45的左半箱體46上，一體地設(shè)有向蓋48的相反側(cè)伸出的嵌合筒部88，電動助力馬達(dá)30的殼體90與該嵌合筒部88嵌合并由若干個例如2個螺栓89、89緊固在左半箱體46上。
電動助力馬達(dá)30具有軸線平行于曲軸33的馬達(dá)軸73，并且，沿該馬達(dá)軸73的軸線的長度比曲軸33的軸線長度短地安裝在箱體45上，備有有底圓筒形的殼體90、固定在軛90a內(nèi)面的若干個磁鐵91…、具有馬達(dá)軸73并同軸地配置在殼體90內(nèi)的轉(zhuǎn)子92、在軛90a的另一端側(cè)設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸73上的整流子93、與該整流子93滑接的若干個電刷94…，上述有底圓筒形殼體90是將圓筒形軛90a的一端閉塞而形成的。
在左半箱體46上一體地設(shè)有支持壁部95，該支持壁部95與電動助力馬達(dá)30的殼體90的另一端開口部相向并閉合嵌合筒部88的內(nèi)端，嵌合部96設(shè)在靠近嵌合筒部88內(nèi)端部分的內(nèi)面，殼體90的開口端與該嵌合部96嵌合。在支持壁部95上立設(shè)著定位銷97，在殼體90的開口端設(shè)有與該定位銷97接合的切口98。因此，殼體90沿其半徑方向和周方向的位置被保持一定并與嵌合筒部88嵌合，將接合頭部與殼體90的一端閉塞部接合的各螺栓89、89螺合在支持壁部95。
馬達(dá)軸73的一端通過作為第1軸承的球軸承99可旋轉(zhuǎn)地支承在軸承箱90b上，該軸承箱90b在殼體90的一端閉塞部的中央部向外方伸出地設(shè)置著。馬達(dá)軸73的另一端可旋轉(zhuǎn)地貫通支持壁95伸出于第2收容室側(cè)，在支持壁部95與馬達(dá)軸73的中間部之間，設(shè)有壓入支持壁部95的作為第2軸承的球軸承100，該球軸承100容許殼體90內(nèi)和第2收容室50間的空氣流通，在馬達(dá)軸73上裝著止動圈104，該止動圈104限制球軸承100的內(nèi)輪向整流子93側(cè)移動。
在支持壁部95上固定著支持板101，若干個電刷座102…設(shè)在該支持板101上，各電刷94…可滑動地保持在電刷座102內(nèi)，在各電刷座102…與各電刷94…之間分別設(shè)有彈簧103…，各電刷94…被這些彈簧103…朝著與整流子93滑接的方向推壓。這樣，不必用馬達(dá)托架等保持電刷座102…、各電刷94…和球軸承100等，而是直接支持在左半箱體46上，所以不僅能減少零件數(shù)目，而且可以進(jìn)一步實現(xiàn)沿曲軸33軸線方向的電動助力馬達(dá)30的小型化。
嵌合筒部88前端內(nèi)周緣上設(shè)有無臺階的環(huán)形凹部105，在右半箱體47上設(shè)有環(huán)形部106，該環(huán)形部106圍繞電動助力馬達(dá)30的殼體90并與嵌合筒部88的前端接合。在設(shè)在嵌合筒部88前端內(nèi)周緣的環(huán)形凹部105與環(huán)形部106之間，挾持著作為密封部件的O形環(huán)107，該O形環(huán)107與殼體90的軛90a的外周密接。
箱體45支承在車架21上，曲軸33的軸線和配置在該曲軸33后方側(cè)的電動助力馬達(dá)30的旋轉(zhuǎn)軸線距地面約同一高度。在車架21的下部左右兩側(cè)固定著托板108、108，左、右半箱體46、47的前部通過一對螺栓109、109和螺母110、110緊固在該托板108、108上。在左、右一對后叉25…的前部固定著托板111、111，在箱體45的后部，于左半箱體46上設(shè)有從嵌合筒部88向外側(cè)方隆起的一體的懸吊部112，與該懸吊部112一起地挾在兩托架111、111之間、與環(huán)形部106連成一體的懸吊部113設(shè)在右半箱體47上，兩懸吊部112、113通過螺栓114和螺母115支持在兩托架111、111之間。
從支持壁部95伸入第2收容室50的馬達(dá)軸73的另一端部上，通過花鍵軸140安裝著驅(qū)動齒輪74。外輪被壓入支持壁部95的球軸承100的內(nèi)輪由止動圈104承接，在與該內(nèi)輪之間，挾著驅(qū)動齒輪74和磁阻分配頭(リラクタ)141、與馬達(dá)軸73同軸的螺栓142螺合在馬達(dá)軸73的另一端部，由此，沿馬達(dá)軸73軸線的驅(qū)動齒輪74的移動被阻止，驅(qū)動齒輪74被固定在馬達(dá)軸73上。
在馬達(dá)軸73的一端側(cè)外面即球軸承99一側(cè)的馬達(dá)軸73的外面，將螺栓142螺合到馬達(dá)軸73上緊固時，為了用扳手等工具阻止馬達(dá)軸73的旋轉(zhuǎn)，如圖12所示地設(shè)有相互平行的一對平坦接合面73a、73a。
旋轉(zhuǎn)速度檢測機(jī)構(gòu)SR由上述磁阻分配頭141和電磁拾波線圈式傳感器143構(gòu)成。在磁阻分配頭141的外周設(shè)有突部141a，傳感器143具有能接近、朝向該突部141a的檢測部143a并固定在箱體45的左半箱體46上。
與驅(qū)動齒輪74嚙合的第1中間齒輪76，其外周部即與驅(qū)動齒輪74嚙合的部分用合成樹脂形成，與第1空轉(zhuǎn)軸75結(jié)合的金屬制輪轂118上，緊固著環(huán)形體119，該環(huán)形體119由合成樹脂形成為環(huán)形，其外周具有齒部125。
結(jié)合參照圖13，輪轂118的一端與設(shè)在第1空轉(zhuǎn)軸75上的球軸承84的內(nèi)輪接觸，通過花鍵軸120不能繞軸線相對旋轉(zhuǎn)地裝在第1空轉(zhuǎn)軸75上，在該輪轂118的另一端一體地設(shè)有向半徑方向外方伸出的凸緣部118a。在與該凸緣部118a的外周之間形成臺階、朝著輪轂118一端側(cè)的環(huán)形安裝板部118b與該凸緣部118a的端面齊平面并從凸緣部118a向半徑方向外方伸出，在安裝板部118b的外周，一體地連設(shè)著向輪轂118的另一端側(cè)延伸的圓筒部118c，在該圓筒部118c的周方向例如隔開等間隔的3個部位，設(shè)有緊固部118d…，該緊固部118d…與朝向安裝板118b的軸向一端側(cè)的面齊平并向外側(cè)方伸出。在各緊固部118d…上設(shè)有螺紋孔121…。
結(jié)合參照圖14，環(huán)形體119備有形成為環(huán)形板狀的支持部119a、同軸地圍繞該支持部119a的圓筒部119b和沿全周連接于支持部119a與圓筒部119b之間的連接板部119c。上述支持部119a具有能與輪轂118的凸緣部118a嵌合的內(nèi)徑，以及具有與連接各緊固部118d…外端緣的假想圓對應(yīng)的外徑。在支持部119a上，與輪轂118的各螺紋孔121…對應(yīng)地一體地埋設(shè)著金屬制圓筒狀緊固圈122…。在各緊固圈122…間于支持部119a的表里兩面突設(shè)著若干個肋123…，在連接板部119c的表里兩面也突設(shè)著與圓筒部119b同軸的圓形肋124…。在圓筒部119b的外周，形成例如作為斜齒輪的與驅(qū)動齒輪74嚙合的多個齒部125…。
環(huán)形體119的支持部119a從輪轂118的軸向一端側(cè)與輪轂118的安裝板部118b接觸，在安裝板部118b的相反側(cè)，金屬制加強(qiáng)板126與環(huán)形體119接觸。該加強(qiáng)板126如圖15所示，具有分別與各緊固圈122…對應(yīng)的通孔127…并形成為環(huán)形，分別插入各通孔127…和緊固圈122…的螺栓128…分別與輪轂118的各螺紋孔121…螺合，這樣，可以避免緊固力作用于合成樹脂制環(huán)形體119上地把環(huán)形體119緊固到輪轂118上，構(gòu)成第1中間齒輪76。
這樣的第1中間齒輪76往第1空轉(zhuǎn)軸75上固定時，第1中間齒輪76的輪轂118通過花鍵軸120不能相對旋轉(zhuǎn)地裝在第1空轉(zhuǎn)軸75上，并且，第1中間齒輪78的一端即輪轂118的一端與球軸承84的內(nèi)輪接觸。與第1中間齒輪76的另一端相向的環(huán)狀承接部件129可裝卸地裝在第1空轉(zhuǎn)軸75上。即，在第1空轉(zhuǎn)軸75的端部外面安裝著止動圈130，承接部件129被該止動圈130阻止朝著離開第1中間齒輪76方向移動地安裝在第1空轉(zhuǎn)軸75上。在第1中間齒輪76與承接部件129之間設(shè)有碟形彈簧131，該碟形彈簧131的靠第1中間齒輪76側(cè)的端部與輪轂118的凸緣部118a接觸，這樣，被第1中間齒輪76的輪轂118的圓筒部118c限制向半徑方向外方擴(kuò)徑。該碟形彈簧131的彈力將第1中間齒輪76向球軸承84的內(nèi)輪側(cè)推壓。因此，由于花鍵軸120的作用，第1中間齒輪76被阻止繞軸線的相對旋轉(zhuǎn)，該第1中間齒輪76被朝著球軸承84的內(nèi)輪側(cè)推壓，這樣，第1中間齒輪76被固定在第1空轉(zhuǎn)軸75上。
如圖2和圖4所示，減速齒輪組57中的第1和第2空轉(zhuǎn)軸75、79在曲軸33的軸線與電動助力馬達(dá)30的旋轉(zhuǎn)軸線的連接直線下方。第1空轉(zhuǎn)軸75位于第2空轉(zhuǎn)軸79的下方。在兩空轉(zhuǎn)軸75、79的上方，在曲軸33與電動助力馬達(dá)30之間的箱體45的上部形成通氣室134。
參見圖11，通氣室134形成在左半箱體46與右半箱體47之間，使該通氣室134的上部與第1收容室50連通的連通孔135設(shè)在左半箱體46上。電動助力馬達(dá)30內(nèi)通過設(shè)在支持壁部95與馬達(dá)軸73之間的球軸承100與第2收容室50連通，所以，電動助力馬達(dá)30內(nèi)與通氣室134的上部連通。另外，使通氣室134內(nèi)下部與外部連通的通氣孔136設(shè)在右半箱體47上。在左半箱體上一體地設(shè)有接近右半箱體46的壁137，以便在連通孔135與通氣孔136之間形成迷路。
如圖16所示，覆蓋車架21大部分的罩41由上部罩41a和下部罩41b相互結(jié)合而成，上部罩41a從上方覆蓋車架21，下部罩41b從下方罩住車架21。在上部罩41a的上部，設(shè)有朝向主開關(guān)42的開口部139。
下面，說明該實施例的作用。當(dāng)騎車者為了使電動助力自行車行駛而踩動曲軸踏板32、32時，曲軸33的動力通過動力傳遞機(jī)構(gòu)56傳遞到驅(qū)動鏈輪34，動力通過鏈36和被動鏈輪35傳遞給后輪WR。
這時，由曲軸踏板32、32輸入的力矩被力矩檢測機(jī)構(gòu)ST檢測出。電動助力馬達(dá)30的旋轉(zhuǎn)速度作為代表自行車速度的旋轉(zhuǎn)速度被旋轉(zhuǎn)速度檢測機(jī)構(gòu)SR檢測出。由電動助力馬達(dá)30發(fā)揮與兩檢測機(jī)構(gòu)ST、SR的檢測值相應(yīng)的助力動力，以此可減輕騎車者的負(fù)擔(dān)。
在這種電動助力自行車的動力單元31中，由若干個齒輪74、76、77、78、81、82構(gòu)成設(shè)在電動助力馬達(dá)30與旋轉(zhuǎn)筒體53之間的減速齒輪組57，由于這些齒輪中的一個即第1中間齒輪76的外周部是用合成樹脂形成的，所以，能抑制在第1中間齒輪76與驅(qū)動齒輪74的嚙合部產(chǎn)生的齒輪音。由于與曲軸33的軸線平行的馬達(dá)軸73的軸線長度不得不短于曲軸33的軸長，所以，該電動助力馬達(dá)30即使是高速型的也能極力抑制在減速齒輪組57產(chǎn)生的齒輪音。而且，第1中間齒輪76與固定在電動助力馬達(dá)30的馬達(dá)軸73上的驅(qū)動齒輪74嚙合，減速齒輪組57中最高速的部分的嚙合部的齒輪音被抑制，更加提高了齒輪音的抑制效果。
第1中間齒輪76是在結(jié)合于第1空轉(zhuǎn)軸75上的金屬制輪轂118上緊固外周有多個齒部125…的合成樹脂制環(huán)形體119而構(gòu)成的，由于用合成樹脂成形要求高精度的齒部125…，所以，可提高齒部125…的精度。而且用于把第1中間齒輪76固定在空轉(zhuǎn)軸75上的結(jié)合荷重不作用于合成樹脂制的強(qiáng)度較弱的環(huán)形體119上，所以可以提高該結(jié)合荷重，牢固地把第1中間軸76固定在第1空轉(zhuǎn)軸75上。
在把第1中間齒輪76往第1空轉(zhuǎn)軸75上固定時，第1中間齒輪76不能繞軸線相對旋轉(zhuǎn)地安裝在第1空轉(zhuǎn)軸75上，并且第1中間齒輪76的一端與球軸承84的內(nèi)輪接觸，在中間齒輪76的另一端與止動圈130承接的承接部件129之間設(shè)有碟形彈簧131，把與驅(qū)動齒輪74嚙合的第1中間齒輪76固定到第1空轉(zhuǎn)軸75上時，旋轉(zhuǎn)力矩不作用于第1中間齒輪76，因此，可以避免繞軸線的旋轉(zhuǎn)力矩作用到由強(qiáng)度較弱的合成樹脂制、與驅(qū)動齒輪74嚙合著的環(huán)形體119上，可以將第1中間齒輪76固定到第1空轉(zhuǎn)軸75上。
在驅(qū)動齒輪74往馬達(dá)軸73上的固定時，在把電動助力馬達(dá)30的殼體90安裝到箱體45上之間，將扳手等工具接合于通過球軸承100貫通支持壁部95的馬達(dá)軸73的兩接合面73a、73a、阻止該馬達(dá)軸73旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)時，用與馬達(dá)軸73同軸的螺栓107將驅(qū)動齒輪74安裝在馬達(dá)軸73上。因此，即使在與第1中間齒輪76嚙合的狀態(tài)下把驅(qū)動齒輪74緊固到馬達(dá)軸73上，旋轉(zhuǎn)力矩也不作用于第1中間齒輪76，驅(qū)動齒輪74和嚙合部保護(hù)由合成樹脂制成的第1中間齒輪76。
電動助力馬達(dá)30的殼體90與設(shè)在左半箱體46上的嵌合筒部88嵌合，并由一對螺栓89、89緊固在左半箱體46上。在與無臺階狀地設(shè)在嵌合筒部88前端內(nèi)周緣上的環(huán)形凹部106之間，挾持著與殼體90的外周密接的O形環(huán)107，與嵌合筒部88的前端接合的環(huán)形部106圍繞殼體90地設(shè)在與左半箱體46結(jié)合著的右半箱體47上。因此，電動助力馬達(dá)30的殼體90，其一部分從右半箱體47伸出地安裝在箱體45上，不必在箱體45上設(shè)置覆蓋整個電動助力馬達(dá)30的部分，可以把電動助力馬達(dá)30的殼體90保持與箱體45間的密封性地安裝在箱體45上，可以使箱體45小型化和輕量化。
由于環(huán)形凹部105設(shè)在嵌合筒部88的前端內(nèi)周緣，當(dāng)左半箱體46是鑄造制品時，可在左半箱體46的鑄造成形時同時形成環(huán)形凹部105，不需要切削加工，可減少加工工作量。
另外，在把電動助力馬達(dá)30的殼體90安裝到箱體45上時，也可以在左、右半箱體46、47結(jié)合之前，在O形環(huán)107未裝到環(huán)形凹部105內(nèi)的狀態(tài)下把殼體90嵌合在嵌合筒部88內(nèi)，然后依次地進(jìn)行O形環(huán)107往環(huán)形凹部105的安裝以及左、右半箱體46、47的結(jié)合。這樣，與安裝了O形環(huán)107之后再把殼體90嵌合到嵌合筒部88上相比，可防止O形環(huán)107的損傷，并且可減少嵌合殼體90時的摩擦阻力，提高作業(yè)性。
設(shè)在右半箱體47上的環(huán)形部106上，與設(shè)在左半箱體46上的懸吊部112一起還一體地設(shè)有懸吊部113，該懸吊部113將箱體45支持在車架21的后叉25…上，這樣，不需要用于將箱體支持在車架21上的專用零件，可減少零件數(shù)目。
電動助力馬達(dá)30內(nèi)通過球軸承100與箱體45的第1收容室50連通，在箱體45上部的左、右半箱體46、47之間形成通氣室134，使該通氣室內(nèi)的上部與第2收容室50連通的連通孔135設(shè)在左半箱體46上，使通氣室134內(nèi)的下部與外部連通的通氣孔136設(shè)在右半箱體47上。這樣，相應(yīng)于電動助力馬達(dá)30使用時的發(fā)熱和非使用時的冷卻的反復(fù)產(chǎn)生空氣的膨脹和收縮，電動助力馬達(dá)30的殼體90內(nèi)的空氣通過通氣室134和通氣孔136可以換氣，電動助力馬達(dá)30的殼體90內(nèi)不會被加、減壓。因此，電動助力馬達(dá)30的殼體90和箱體45之間的密封構(gòu)造，可以僅僅是將挾持在上述兩半箱體46、47之間的O形環(huán)107密接于殼體90外周面的簡單構(gòu)造。而且，位于箱體45內(nèi)上部的通氣室134的下部有通氣孔136，該通氣室134的上部與電動助力馬達(dá)30內(nèi)連通，所以，可以防止水從通氣室134浸入箱體45和電動助力馬達(dá)30內(nèi)，還可以將進(jìn)入了通氣室134內(nèi)的水切實地排出。
通氣室134在曲軸33與電動助力馬達(dá)30之間形成在箱體45的上部，把通氣室134配置在距地面較高位置，可極力防止水浸入通氣室134。而且，作為減速齒輪組57構(gòu)成要素的第1及第2空轉(zhuǎn)軸75、79在曲軸33與電動助力馬達(dá)30的旋轉(zhuǎn)軸線連線下方位置可旋轉(zhuǎn)地支承于箱體上，使曲軸33和電動助力馬達(dá)30接近構(gòu)成減速齒輪組57，并且有效地利用曲軸33與電動助力馬達(dá)30之間的空間形成通氣室134，可實現(xiàn)動力單元31的結(jié)構(gòu)緊湊化。
圖17表示電動助力馬達(dá)的殼體密封構(gòu)造的變形例。環(huán)形部106與嵌合筒部88的前端接合地設(shè)在右半箱體47上，也可以在該環(huán)形部106上設(shè)置環(huán)形凹部138，該環(huán)形凹部138與設(shè)在嵌合筒部88前端內(nèi)周緣的環(huán)狀凹部106一起挾持O形環(huán)107。
上述詳細(xì)說明了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明并不局限于上述實施例，在不脫離權(quán)利要求范圍內(nèi)可對本發(fā)明作種種設(shè)計變更。
根據(jù)方案1記載的發(fā)明，電動助力馬達(dá)的箱體，其一部分從箱體部件伸出并安裝在箱體上，在箱體上不必設(shè)置覆蓋整個電動馬達(dá)的部分，可確保電動助力馬達(dá)的殼體與箱體間的密封性，可實現(xiàn)箱體的緊湊化和輕量化，當(dāng)?shù)?箱體部件為鑄造制品時，在第1箱體部件的鑄造成形時可同時形成環(huán)形凹部，不需要切削加工，可減少加工工作量。
根據(jù)方案2記載的發(fā)明，不需要專用于將箱體支持在車架上的專用零件，可減少零件數(shù)目。
根據(jù)方案3記載的發(fā)明，相應(yīng)于電動助力馬達(dá)使用時的發(fā)熱及非使用時的冷卻的反復(fù)而引起空氣的膨脹、收縮，電動助力馬達(dá)的箱體內(nèi)空氣可以通過通氣室及通氣孔換氣，電動助力馬達(dá)箱體內(nèi)不會被加、減壓，所以，能使電動助力馬達(dá)的殼體和箱體間的密封構(gòu)造更簡單化。
根據(jù)方案4記載的發(fā)明，可以把通氣室配置在距地面較高位置，可極力防止水浸入通氣室內(nèi)。
根據(jù)方案5記載的發(fā)明，使曲軸和電動助力馬達(dá)接近構(gòu)成減速齒輪組，并且有效地利用曲軸與電動助力馬達(dá)之間的空間形成通氣室，可使動力單元結(jié)構(gòu)緊湊化。
根據(jù)方案6記載的發(fā)明，可防止水從通氣室浸入箱體和電動助力馬達(dá)內(nèi)，可將進(jìn)入了通氣室的水切實排出。
權(quán)利要求
1.一種電動助力自行車的動力單元，電動助力馬達(dá)(30)安裝在支持于車架(21)的箱體(45)內(nèi)，兩端分別帶有曲軸踏板(32)的曲軸(33)可旋轉(zhuǎn)地支承于該箱體(45)，其特征在于，箱體(45)由包含相互結(jié)合的第1及第2箱體部件(46、47)的若干個箱體部件(46、47、48)構(gòu)成，電動助力馬達(dá)(30)的殼體(90)與設(shè)在第1箱體部件(46)上的嵌合筒部(88)嵌合并緊固在第1箱體部件(46)上，在形成臺階地設(shè)在嵌合筒部(88)前端內(nèi)周緣的環(huán)形凹部(105)與圍繞殼體(90)地設(shè)在第2箱體部件(47)上并與嵌合筒部(88)前端接合的環(huán)形部(106)之間，挾持著與殼體(90)的外周密接的環(huán)形密封部件(107)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動助力自行車的動力單元，其特征在于，在上述環(huán)形部(106)上一體地設(shè)有將箱體(45)支持在車架(21)上的懸吊部(113)。
3.如權(quán)利要求1所述的電動助力自行車的動力單元，其特征在于，在箱體(45)的上部，形成與電動助力馬達(dá)(30)內(nèi)連通的通氣室(134)，使該通氣室(134)內(nèi)與外部連通的通氣孔(136)設(shè)在箱體(45)上。
4.如權(quán)利要求3所述的電動助力自行車的動力單元，其特征在于，通氣室(134)在曲軸(33)與電動助力馬達(dá)(30)之間并形成在箱體(45)的上部。
5.如權(quán)利要求4所述的電動助力自行車的動力單元，其特征在于，具有與曲軸(33)平行的軸線并且構(gòu)成減速齒輪(57)的一部分的空轉(zhuǎn)軸(75、79)位于連接曲軸(33)的軸線和電動助力馬達(dá)(30)的旋轉(zhuǎn)軸線的直線的下方并可旋轉(zhuǎn)地支承于箱體(45)。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項所述的電動助力自行車的動力單元，其特征在于，使通氣室(134)內(nèi)上部與電動助力馬達(dá)(30)內(nèi)連通的連通孔(135)和使通氣室(134)內(nèi)的下部與外部連通的通氣孔(136)設(shè)在箱體(45)上。
全文摘要
電動助力自行車的動力單元,助力馬達(dá)安裝在支持于車架的箱體內(nèi),兩端帶有曲軸踏板的曲軸可旋轉(zhuǎn)地支承于該箱體,箱體由包含第1及第2箱體部件的若干個箱體部件構(gòu)成,第1箱體上的嵌合筒部的前端設(shè)有環(huán)形凹部,它與第2箱體部件上的環(huán)形凹部之間挾 持著與助力馬達(dá)的殼體外周密接的環(huán)形密封部件,在箱體的上部形成與助力馬達(dá)內(nèi)連通的通氣室,它與外部連通的通氣孔設(shè)在箱體上,使箱體結(jié)構(gòu)緊湊化及輕量化,使助力馬達(dá)的殼體與箱體間的密封構(gòu)造簡單化。
文檔編號B62M6/55GK1188727SQ97125509
公開日1998年7月29日 申請日期1997年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月16日
發(fā)明者高橋克德, 五十嵐政志, 櫨浩隆, 新村裕幸 申請人:本田技研工業(yè)株式會社