DE102018104191A1

DE102018104191A1 - Elektrische Fahrradvorrichtung und Kurbelbaugruppe, die die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst

Info

Publication number: DE102018104191A1
Application number: DE102018104191.8A
Authority: DE
Inventors: Toshio Tetsuka; Norikazu TAKI; Shintaro Mori
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2018-09-06
Also published as: JP6767287B2; JP2018144614A

Abstract

Um eine elektrische Fahrradvorrichtung bereitzustellen, die das Entladen von statischer Elektrizität von einem Anschluss und einer Kurbelbaugruppe erleichtert, die die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst, wird eine elektrische Fahrradvorrichtung an einer Kurbelkomponente vorgesehen, die eine Fahrradkurbelbaugruppe bildet. Die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit einer externen Vorrichtung elektrisch verbindbar sind, und eine elektrische Schaltung, die mit der Mehrzahl von Anschlüssen elektrisch verbunden ist. Die Mehrzahl von Anschlüssen weist einen vorgegebenen Anschluss auf, der mit der Kurbelkomponente elektrisch verbunden ist.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Fahrradvorrichtung und eine Kurbelbaugruppe, die eine elektrische Fahrradvorrichtung umfasst.
Die Patentschrift 1 offenbart eine elektrische Fahrradvorrichtung, die an einer Kurbelkomponente befestigt ist, die die Kurbel eines Fahrrads bildet. Die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst einen Anschluss, der mit einer externen Energieversorgung verbunden ist.
Patentschrift 1: Veröffentlichte US-Patentanmeldung Nr. 2016/0347405
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Fall, in dem statische Elektrizität bei der oben stehenden elektrischen Fahrradvorrichtung erzeugt wird, wird die statische Elektrizität nicht ohne weiteres von dem Anschluss entladen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Fahrradvorrichtung bereitzustellen, die das Entladen von statischer Elektrizität von einem Anschluss und einer Kurbelbaugruppe erleichtert, die die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Fahrradvorrichtung, die an einer Kurbelkomponente vorgesehen ist, die eine Fahrradkurbelbaugruppe bildet. Die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit einer externen Vorrichtung elektrisch verbindbar sind, und eine elektrische Schaltung, die mit der Mehrzahl von Anschlüssen elektrisch verbunden ist. Die Mehrzahl von Anschlüssen weist einen vorgegebenen Anschluss auf, der mit der Kurbelkomponente elektrisch verbunden ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem ersten Aspekt fließt statische Elektrizität ohne weiteres von dem vorgegebenen Anschluss zu der Kurbelkomponente. Somit wird die Wirkung der statischen Elektrizität verringert.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem ersten Aspekt so eingerichtet, dass die externe Vorrichtung eine Ladevorrichtung umfasst, die Mehrzahl von Anschlüssen einen ersten Anschluss, der mit einer positiven Elektrode der externen Vorrichtung verbunden ist, und einen zweiten Anschluss umfasst, der mit einer negativen Elektrode der externen Vorrichtung verbunden ist, und der vorgegebene Anschluss einen von dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss umfasst.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem zweiten Aspekt fließt die statische Elektrizität ohne weiteres von dem vorgegebenen Anschluss zu der Kurbelkomponente, ohne den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss kurzzuschließen.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem zweiten Aspekt so eingerichtet, dass der vorgegebene Anschluss den zweiten Anschluss umfasst.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem dritten Aspekt fließt die statische Elektrizität ohne weiteres von dem zweiten Anschluss, der mit der negativen Elektrode der externen Vorrichtung verbunden ist, zu der Kurbelkomponente.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem ersten Aspekt des Weiteren ein Verbindungselement, das eingerichtet ist, den vorgegebenen Anschluss und die Kurbelkomponente elektrisch zu verbinden.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem vierten Aspekt ermöglicht die Verwendung des Verbindungselements die sachgerechte elektrische Verbindung des vorgegebenen Anschlusses und der Kurbelkomponente. Da das Verbindungselement dazu verwendet wird, den vorgegebenen Anschluss und die Kurbelkomponente elektrisch zu verbinden, werden Beschränkungen der Formen und räumlichen Anordnung des vorgegebenen Anschlusses und der Kurbelkomponente reduziert.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem vierten Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement so vorgesehen ist, dass es von jedem von dem vorgegebenen Anschluss und der Kurbelkomponente durch einen Abstand getrennt ist, der kleiner oder gleich 1 mm ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem fünften Aspekt fließt statische Elektrizität zu dem Verbindungselement über einen Spalt, der klein genug ist, dass die statische Elektrizität von dem vorgegebenen Anschluss entladen wird, oder zu dem Verbindungselement, das mit dem vorgegebenen Anschluss in Kontakt ist. Ferner fließt statische Elektrizität zu der Kurbelkomponente über einen Spalt, der klein genug ist, dass die statische Elektrizität von dem Verbindungselement entladen wird, oder zu der Kurbelkomponente, die mit dem Verbindungselement in Kontakt ist.
Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem fünften Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement mit jedem von dem vorgegebenen Anschluss und der Kurbelkomponente in Kontakt ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem sechsten Aspekt fließt statische Elektrizität von dem vorgegebenen Anschluss zu dem Verbindungselement, das mit dem vorgegebenen Anschluss in Kontakt ist. Ferner fließt statische Elektrizität von dem Verbindungselement zu der Kurbelkomponente, die mit dem Verbindungselement in Kontakt ist.
Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem vierten bis sechsten Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement von dem vorgegebenen Anschluss getrennt ausgebildet ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem siebten Aspekt können das Verbindungselement und der vorgegebene Anschluss aus verschiedenen Materialien gebildet sein. Da das Verbindungselement und der vorgegebene Anschluss getrennt voneinander ausgebildet sind, kann das Verbindungselement ohne weiteres in einer komplizierten Form ausgebildet werden.
Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem vierten bis siebten Aspekt des Weiteren ein Gehäuse, das aus einem Isolator gebildet ist. Die Mehrzahl von Anschlüssen ist im Gehäuse vorgesehen. Die Mehrzahl von Anschlüssen ist so vorgesehen, dass sie zumindest teilweise von einem Loch aus, das im Gehäuse ausgebildet ist, freiliegt. Das Verbindungselement ist eingerichtet, mit einem Abschnitt der Mehrzahl der Anschlüsse elektrisch verbunden zu sein, mit Ausnahme einer distalen Oberfläche, die von dem Loch aus freiliegt.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem achten Aspekt bedeckt das Verbindungselement die distale Oberfläche des vorgegebenen Anschlusses nicht. Somit wird das Verbindungselement keine störende Wechselwirkung mit dem Kontakt des vorgegebenen Anschlusses mit der externen Vorrichtung haben.
Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem achten Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement ein erstes Teil umfasst, das zumindest teilweise zwischen dem vorgegebenen Anschluss und einer Wand, die das Loch definiert, vorgesehen ist und mit dem vorgegebenen Anschluss elektrisch verbunden ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem neunten Aspekt sind die elektrisch verbundenen Abschnitte des ersten Teils und des vorgegebenen Anschlusses geschützt.
Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem achten oder neunten Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement des Weiteren ein zweites Teil umfasst, das zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse und der Kurbelkomponente gehalten wird und mit der Kurbelkomponente elektrisch verbunden ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem zehnten Aspekt wird das zweite Teil zwischen dem Gehäuse und der Kurbelkomponente gehalten. Somit sind das Verbindungselement und das zweite Teil miteinander elektrisch verbunden.
Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem achten Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement ein erstes Teil, das zumindest teilweise zwischen dem vorgegebenen Anschluss und einer Wand, die das Loch definiert, vorgesehen ist und mit dem vorgegebenen Anschluss elektrisch verbunden ist, ein zweites Teil, das zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse und der Kurbelkomponente gehalten wird und mit der Kurbelkomponente elektrisch verbunden ist, und ein drittes Teil umfasst, das integral mit dem ersten Teil und dem zweiten Teil als ein einstückiges Element ausgebildet ist.
Mit der Fahrradbedienungsvorrichtung nach dem elften Aspekt sind das erste Teil und das zweite Teil durch das dritte Teil miteinander verbunden, das integral mit dem ersten Teil und dem zweiten Teil als ein einstückiges Element ausgebildet ist. Somit ist das Verbindungselement leicht zu handhaben.
Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem elften Aspekt so eingerichtet, dass das dritte Teil zumindest teilweise an einer Oberfläche eines Seitenabschnitts des Gehäuses vorgesehen ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem zwölften Aspekt wird die Wirkung von statischer Elektrizität, die durch das dritte Teil fließt, auf Komponenten, die sich im Gehäuse befinden, verringert.
Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem elften oder zwölften Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement des Weiteren ein viertes Teil umfasst, das an dem dritten Teil vorgesehen ist und in eine Ausnehmung eingepasst ist, die im Gehäuse eingerichtet ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem dreizehnten Aspekt wird das vierte Teil in die Ausnehmung eingepasst, die im Gehäuse ausgebildet ist. Somit ist das Verbindungselement stabil an das Gehäuse gekoppelt.
Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem zehnten bis dreizehnten Aspekt so eingerichtet, dass das zweite Teil eines von einer Mehrzahl von zweiten Teilen ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem vierzehnten Aspekt fließt die statische Elektrizität des Weiteren ohne weiteres von den zweiten Teilen zu der Kurbelkomponente.
Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem zehnten bis vierzehnten Aspekt so eingerichtet, dass die Kurbelkomponente einen Kurbelarm umfasst, der eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten umfasst, die mit einem vorderen Ritzel verbunden sind. Das Gehäuse umfasst einen Kopplungsabschnitt, der das Gehäuse zwischen zwei benachbarten der Verbindungsabschnitte koppelt.
Die elektrische Fahrradvorrichtung nach dem fünfzehnten Aspekt ist in einem Raum zwischen den Verbindungsabschnitten vorgesehen. Somit ist die störende Wechselwirkung der elektrischen Fahrradvorrichtung mit der Pedalbetätigung begrenzt.
Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem vierten bis fünfzehnten Aspekt so eingerichtet, dass das Verbindungselement aus einem Blech gebildet ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem sechzehnten Aspekt wird das Verbindungselement sachgerecht hergestellt.
Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem ersten bis sechzehnten Aspekt des Weiteren einen magnetischen Abschnitt, der benachbart zu der Mehrzahl von Anschlüssen vorgesehen ist, um eine Verbindungseinrichtung der externen Vorrichtung anzuziehen.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem siebzehnten Aspekt erleichtert der magnetische Abschnitt die Verbindung der Verbindungseinrichtung der externen Vorrichtung mit der Mehrzahl von Anschlüssen.
Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem ersten bis siebzehnten Aspekt des Weiteren eine wiederaufladbare Batterie, die an der Kurbelbaugruppe vorgesehen ist und mit der Mehrzahl von Anschlüssen elektrisch verbunden ist.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem achtzehnten Aspekt wird die wiederaufladbare Batterie von der Mehrzahl von Anschlüssen aufgeladen.
Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradkomponente nach dem achtzehnten Aspekt so eingerichtet, dass die elektrische Schaltung von der wiederaufladbaren Batterie mit Energie versorgt wird und eine Drahtloseinheit umfasst, die eingerichtet ist, Drahtloskommunikation mit einer externen Drahtloskommunikationsvorrichtung durchzuführen.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem neunzehnten Aspekt kann die Drahtloseinheit Information, die von der elektrischen Fahrradvorrichtung erhalten wurde, an die externe Drahtloskommunikationsvorrichtung übertragen.
Nach einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem ersten bis neunzehnten Aspekt so eingerichtet, dass die elektrische Schaltung des Weiteren einen Sensor umfasst, der an der Kurbelbaugruppe vorgesehen ist, um ein Signal auszugeben, das der Kraft, die auf die Kurbelbaugruppe ausgeübt wird, entspricht.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung nach dem zwanzigsten Aspekt kann der Sensor die Kraft detektieren, die auf die Kurbelbaugruppe ausgeübt wird.
Ein einundzwanzigster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kurbelbaugruppe, die die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem von dem ersten bis zwanzigsten Aspekt und die Kurbelkomponente umfasst. Die Kurbelkomponente umfasst einen Kurbelarm.
Mit der Kurbelbaugruppe nach dem einundzwanzigsten Aspekt können die elektrische Fahrradvorrichtung und der Kurbelarm als die Kurbelbaugruppe eingerichtet werden.
Nach einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Kurbelbaugruppe nach dem einundzwanzigsten Aspekt so eingerichtet, dass die Kurbelkomponente des Weiteren eine Kurbelwelle umfasst.
Mit der Kurbelbaugruppe nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt können der Kurbelarm und die Kurbelwelle als die Kurbelkomponente eingerichtet werden.
Mit der elektrischen Fahrradvorrichtung und der Kurbelbaugruppe, die die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst, nach der vorliegenden Erfindung fließt statische Elektrizität ohne weiteres von dem vorgegebenen Anschluss zu der Kurbelkomponente.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kurbelbaugruppe, die eine Ausführungsform einer elektrischen Fahrradvorrichtung umfasst.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in 1.
3 ist eine Seitenansicht eines ersten Kurbelarms, der in 1 gezeigt wird.
4 ist eine Seitenansicht eines zweiten Kurbelarms, der in 1 gezeigt wird.
5 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau der elektrischen Fahrradvorrichtung aus 1 zeigt.
6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Drahtloseinheit und des ersten Kurbelarms der elektrischen Fahrradvorrichtung, die in 1 gezeigt wird.
7 ist eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Drahtloseinheit.
8 ist eine perspektivische Darstellung der in 7 gezeigten Drahtloseinheit, wobei die Abdeckung entfernt ist. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines in 8 gezeigten Verbindungselements.
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 in 8.
11 ist eine perspektivische Darstellung der in 7 gezeigten Drahtloseinheit in einem Zustand, in dem sie an dem ersten Kurbelarm befestigt ist.
12 ist eine perspektivische Darstellung eines abgewandelten Beispiels einer Drahtloseinheit, wobei die Abdeckung entfernt ist.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Eine Fahrradkurbelbaugruppe 10, die eine elektrische Fahrradvorrichtung 40 umfasst, wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Fahrradkurbelbaugruppe 10 die elektrische Fahrradvorrichtung 40 und eine Kurbelkomponente 12.
Die Kurbelkomponente 12 umfasst Kurbelarme 14. Die Kurbelkomponente 12 bildet die Kurbelbaugruppe 10. Bei einem Beispiel umfasst die Kurbelkomponente 12 des Weiteren eine Kurbelwelle 16. Die Kurbelkomponente 12 kann des Weiteren vordere Ritzel 18 umfassen. Die Kurbelkomponente 12 ist zumindest teilweise aus einem Metallmaterial gebildet. Das Metallmaterial umfasst beispielsweise Aluminium. Bei einem Beispiel sind die Kurbelarme 14 aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. An zumindest einem Abschnitt, beispielsweise der Oberfläche der Kurbelarme 14, wird eine Eloxierung durchgeführt. Zumindest ein Abschnitt der Kurbelkomponente 12, der beispielsweise die Kurbelarme 14 ist, kann aus einem Harzmaterial gebildet sein. Das Harzmaterial umfasst ein kohlenstofffaserverstärktes Plastikmaterial.
Die Kurbelarme 14 umfassen einen ersten Kurbelarm 20 und einen zweiten Kurbelarm 22. Bei einem Beispiel ist der erste Kurbelarm 20 auf der rechten Seite eines Fahrradrahmens F (siehe 5) vorgesehen, und der zweite Kurbelarm 22 ist auf der linken Seite des Fahrradrahmens F vorgesehen, der Richtung nach vorne des Fahrrads zugewandt.
Der erste Kurbelarm 20 umfasst einen Armhauptkörper 24 und eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 26, die mit den vorderen Ritzeln 18 verbunden sind. Der Armhauptkörper 24 umfasst einen ersten Endabschnitt 24A, in der Längsrichtung, der ein Loch 24C zur Kopplung an eine Pedalachswelle aufweist. Der Innenumfangsabschnitt des Armhauptkörpers 24, der das Loch 24C definiert, ist mit einem Innengewinde versehen. Der Armhauptkörper 24 umfasst einen zweiten Endabschnitt 24B, in der Längsrichtung, der ein Loch 24D (siehe 2) zur Kopplung an die Kurbelwelle 16 aufweist. Der Innenumfangsabschnitt des Armhauptkörpers 24, der das Loch 24D definiert, umfasst eine Keilverzahnung, die mit einer Keilverzahnung gekoppelt ist, die an einem Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 16 in der Axialrichtung vorgesehen ist. Ein axialer Endabschnitt der Kurbelwelle 16 ist beispielsweise in das Loch 24D pressgepasst und am ersten Kurbelarm 20 fixiert. In einem Zustand, in dem der eine axiale Endabschnitt der Kurbelwelle 16 in das Loch 24D eingesteckt ist, kann der eine axiale Endabschnitt der Kurbelwelle 16 beispielsweise an dem ersten Kurbelarm 20 durch Befestigungselemente, wie etwa Schrauben, befestigt sein. Die Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 26 ist integral mit dem Armhauptkörper 24 am zweiten Endabschnitt 24B des Armhauptkörpers 24 in der Längsrichtung als ein einstückiges Element ausgebildet. Die Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 26 erstreckt sich radial vom zweiten Endabschnitt 24B in der Radialrichtung der Kurbelwelle 16. Bei einem Beispiel sind vier Verbindungsabschnitte 26 vorgesehen. Die vorderen Ritzel 18 sind entfernbar an ein Endstück jedes Verbindungsabschnitts 26 gekoppelt, das sich an einer Außenseite in der Radialrichtung der Kurbelwelle 16 befindet. Die vorderen Ritzel 18 können eingerichtet sein, mit dem ersten Kurbelarm 20 eine einstückige Struktur aufzuweisen. Es wird bevorzugt, dass der erste Kurbelarm 20 hohl ist.
Der zweite Kurbelarm 22 umfasst einen Armhauptkörper 28. Der Armhauptkörper 28 umfasst einen ersten Endabschnitt 28A, in der Längsrichtung, der ein Loch 28C zur Kopplung an eine Pedalachswelle aufweist. Der Innenumfangsabschnitt des Armhauptkörpers 28, der das Loch 28C definiert, ist mit einem Innengewinde versehen. Der Armhauptkörper 28 umfasst einen zweiten Endabschnitt 28B, in der Längsrichtung, der ein Loch 28D zur Kopplung an die Kurbelwelle 16 aufweist. Der Innenumfangsabschnitt des Armhauptkörpers 28, der das Loch 28D definiert, umfasst eine Keilverzahnung, die mit einer Keilverzahnung gekoppelt ist, die an dem anderen Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 16 in der Axialrichtung vorgesehen ist. Es wird bevorzugt, dass der zweite Kurbelarm 22 hohl ist. Es wird bevorzugt, dass die Kurbelwelle 16 hohl ist. In einem Zustand, in dem der andere axiale Endabschnitt der Kurbelwelle 16 in das Loch 28D eingesteckt ist, ist der andere axiale Endabschnitt der Kurbelwelle 16 beispielsweise an dem zweiten Kurbelarm 22 durch Befestigungselemente, wie etwa Schrauben B (siehe 2), befestigt.
Bei einem Beispiel umfassen die vorderen Ritzel 18 eine Mehrzahl von vorderen Ritzeln 18, die unterschiedliche Anzahlen von Zähnen aufweisen. Die vorderen Ritzel 18 umfassen beispielweise ein erstes vorderes Ritzel 30 und ein zweites vorderes Ritzel 32. Das erste vordere Ritzel 30 umfasst einen Außenumfangsabschnitt 30A, an dem eine Mehrzahl von Zähnen vorgesehen ist, und eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 30B, die sich vom Außenumfangsabschnitt 30A nach innen in der Radialrichtung erstrecken. Das zweite vordere Ritzel 32 umfasst einen Außenumfangsabschnitt 32A, an dem eine Mehrzahl von Zähnen vorgesehen ist, und eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 32B, die sich vom Außenumfangsabschnitt 32A nach innen in der Radialrichtung erstrecken. Die Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 30B, 32B ist an die Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 26 des ersten Kurbelarms 20 gekoppelt. Die Anzahl der Zähne des ersten vorderen Ritzels 30 ist größer als die Anzahl der Zähne des zweiten vorderen Ritzels 32. Das erste vordere Ritzel 30 ist an einer äußeren Seite des zweiten vorderen Ritzels 32 in der seitlichen Richtung des Fahrrads vorgesehen.
Wie in der 2 und 5 gezeigt, umfasst die elektrische Fahrradvorrichtung 40 eine Mehrzahl von Anschlüssen 42 und eine elektrische Schaltung 44. Bei einem Beispiel umfasst die elektrische Fahrradvorrichtung 40 des Weiteren eine wiederaufladbare Batterie 46, ein Gehäuse 48, einen magnetischen Abschnitt 98, der in 8 gezeigt wird, eine Abdeckung 52 und ein Verbindungselement 54.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die elektrische Schaltung 44 eine Drahtloseinheit 56. Die elektrische Schaltung 44 umfasst des Weiteren Sensoren 58. Die elektrische Schaltung 44 wird mit Energie von der wiederaufladbaren Batterie 46 versorgt. Die elektrische Schaltung 44 umfasst des Weiteren ein erstes Schaltungsteil 60 und ein zweites Schaltungsteil 62.
Die Sensoren 58 sind an der Kurbelbaugruppe 10 vorgesehen, um Signale auszugeben, die der Kraft, die auf die Kurbelbaugruppe 10 ausgeübt wird, entsprechen. Die Sensoren 58 umfassen einen ersten Sensor 58A und einen zweiten Sensor 58B.
Wie in 3 gezeigt, ist der erste Sensor 58A am ersten Kurbelarm 20 vorgesehen. Genauer ist der erste Sensor 58A an einem in Längsrichtung dazwischenliegenden Abschnitt des Armhauptkörpers 24 des ersten Kurbelarms 20 an einer Position vorgesehen, die dem Fahrradrahmen F in der seitlichen Richtung des Fahrrads zugewandt ist. Der erste Sensor 58A umfasst einen Dehnungssensor. Der erste Sensor 58A gibt Signale aus, die der Dehnung des Armhauptkörpers 24 entsprechen. Der Dehnungssensor umfasst beispielsweise einen Dehnungsmesser, einen Halbleitersensor oder einen piezoelektrischen Sensor. Der erste Sensor 58A kann beispielsweise an einem Seitenabschnitt vorgesehen sein, der sich zumindest an einer von der vorgelagerten Seite und der nachgelagerten Seite in der Drehrichtung des ersten Kurbelarms 20 befindet. Alternativ kann der erste Sensor 58A an einem Abschnitt vorgesehen sein, der dem Fahrradrahmen F in der seitlichen Richtung des Fahrrads gegenüberliegt. In einem Fall, in dem der erste Kurbelarm 20 ein hohler Kurbelarm ist, kann der erste Sensor 58A an einer Innenwandfläche des ersten Kurbelarms 20 vorgesehen sein. Es wird bevorzugt, dass der erste Sensor 58A eine Mehrzahl von Dehnungssensoren umfasst, die unterschiedliche Detektionsrichtungen aufweisen, um Signale auszugeben, die der Kraft entsprechen, die in zumindest eine von der Drehrichtung des ersten Kurbelarms 20, der Längsrichtung des ersten Kurbelarms 20, und einer Richtung wirkt, die zu der Drehrichtung und der Längsrichtung orthogonal ist.
Wie in 5 gezeigt, ist das erste Schaltungsteil 60 am ersten Kurbelarm 20 vorgesehen. Das erste Schaltungsteil 60 ist mit dem ersten Sensor 58A verbunden. Das erste Schaltungsteil 60 umfasst eine Verstärkungsschaltung 64, eine Analog-Digital (A/D)-Wandlerschaltung 66 und einen Berechnungsabschnitt 68. Es wird bevorzugt, dass die Verstärkungsschaltung 64, die A/D-Wandlerschaltung 66 und der Berechnungsabschnitt 68 auf derselben ersten Schaltplatine 61 vorgesehen werden. Bei einem Beispiel werden das erste Schaltungsteil 60 und der erste Sensor 58A durch eine gemeinsame Verpackung 72 bedeckt. Die Verstärkungsschaltung 64 ist mit dem ersten Sensor 58A verbunden, um einen Ausgang des ersten Sensors 58A zu verstärken, und sendet den Ausgang an die A/D-Wandlerschaltung 66. Die A/D-Wandlerschaltung 66 wandelt den Ausgang der Verstärkungsschaltung 64 in ein digitales Signal um und gibt das digitale Signal an den Berechnungsabschnitt 68 aus. Der Berechnungsabschnitt 68 umfasst einen Arithmetik-Prozessor, der ein vorgegebenes Steuerprogramm ausführt. Der Arithmetik-Prozessor umfasst beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU). Der Berechnungsabschnitt 68 kann einen oder mehr Mikrocomputer umfassen. Der Berechnungsabschnitt 68 kann einen Speicher umfassen, der das Steuerprogramm oder die Ergebnisse der Arithmetikverarbeitung speichert.
Das erste Schaltungsteil 60 umfasst des Weiteren einen Drehsensor 70. Der Drehsensor 70 detektiert die Drehposition der Kurbelbaugruppe 10 bezüglich des Fahrradrahmens F (siehe 5). Der Drehsensor 70 umfasst ein Element (nicht gezeigt), das das Magnetfeld eines Magneten M detektiert, der an dem Fahrradrahmen F angebracht ist. Das Element umfasst beispielsweise einen Reedschalter oder ein Hall-Element. Das Element gibt ein Signal, bei dem ein Zyklus einer Drehung der Kurbelbaugruppe 10 entspricht, an den Berechnungsabschnitt 68 aus. Der Berechnungsabschnitt 68 bestimmt die Drehgeschwindigkeit der Kurbelbaugruppe 10 oder die Drehposition der Kurbelbaugruppe 10 bezüglich des Rahmens F in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Elements.
Wie in 4 gezeigt, ist der zweite Sensor 58B am zweiten Kurbelarm 22 vorgesehen. Genauer ist der zweite Sensor 58B an einem in Längsrichtung dazwischenliegenden Abschnitt des Armhauptkörpers 28 des zweiten Kurbelarms 22 an einer Position vorgesehen, die dem Fahrradrahmen F in der seitlichen Richtung des Fahrrads zugewandt ist. Der zweite Sensor 58B umfasst einen Dehnungssensor. Der zweite Sensor 58B gibt ein Signal aus, das der Dehnung des Armhauptkörpers 28 entspricht. Der zweite Sensor 58B kann beispielsweise an einem Seitenabschnitt vorgesehen sein, der sich zumindest an einer von der vorgelagerten Seite und der nachgelagerten Seite in der Drehrichtung des zweiten Kurbelarms 22 befindet. Alternativ kann der zweite Sensor 58B an einem Abschnitt vorgesehen sein, der dem Fahrradrahmen F in der seitlichen Richtung des Fahrrads gegenüberliegt. In einem Fall, in dem der zweite Kurbelarm 22 ein hohler Kurbelarm ist, kann der zweite Sensor 58B an einer Innenwandfläche des zweiten Kurbelarms 22 vorgesehen sein. Es wird bevorzugt, dass der zweite Sensor 58B eine Mehrzahl von Dehnungssensoren umfasst, die unterschiedliche Detektionsrichtungen aufweisen, um Signale auszugeben, die der Kraft entsprechen, die in zumindest eine von der Drehrichtung des zweiten Kurbelarms 22, der Längsrichtung des zweiten Kurbelarms 22, und einer Richtung wirkt, die zu der Drehrichtung und der Längsrichtung orthogonal ist.
Wie in 5 gezeigt, ist das zweite Schaltungsteil 62 am zweiten Kurbelarm 22 vorgesehen. Das zweite Schaltungsteil 62 ist mit dem zweiten Sensor 58B verbunden. Das zweite Schaltungsteil 62 umfasst eine Verstärkungsschaltung 74 und eine A/D-Wandlerschaltung 76. Es wird bevorzugt, dass die Verstärkungsschaltung 74 und die A/D-Wandlerschaltung 76 auf derselben zweiten Schaltplatine 63 vorgesehen werden. Bei einem Beispiel werden das zweite Schaltungsteil 62 und der zweite Sensor 58B durch eine gemeinsame Verpackung 78 bedeckt. Die Verstärkungsschaltung 74 ist mit dem zweiten Sensor 58B verbunden, um einen Ausgang des zweiten Sensors 58B zu verstärken, und sendet den Ausgang an die A/D-Wandlerschaltung 76. Die A/D-Wandlerschaltung 76 wandelt den Ausgang der Verstärkungsschaltung 74 in ein digitales Signal um und gibt das digitale Signal an den Berechnungsabschnitt 68 des ersten Schaltungsteils 60 aus. Der Berechnungsabschnitt 68 gibt Information an die Drahtloseinheit 56 basierend auf den digitalen Signalen aus, die von den A/D-Wandlerschaltungen 66, 76 empfangen wurden.
Die Drahtloseinheit 56 ist eingerichtet, Drahtloskommunikation mit einer externen Drahtloskommunikationsvorrichtung W durchzuführen. Die Drahtloseinheit 56 umfasst einen Drahtloskommunikationsabschnitt 79. Beispiele für das Drahtloskommunikationssystem umfassen BLUETOOTH (eingetragene Marke) und ANT+ (eingetragene Marke). Wie in 6 gezeigt ist, ist die Drahtloseinheit 56 im Gehäuse 48 an einer Position zwischen benachbarten der Verbindungsabschnitte 26 des ersten Kurbelarms 20 untergebracht. Die Drahtloseinheit 56 umfasst einen Meldeabschnitt 82 und einen Schalter 84. Bei einem Beispiel umfasst der Meldeabschnitt 82 eine Leuchtdiode (LED). Beispielsweise in einem Fall, in dem der Schalter 84 betätigt wird, so dass der Berechnungsabschnitt 68 die Sensoren 58 kalibriert, beleuchtet der Meldeabschnitt 82 die LED, um dem Nutzer zu melden, dass die Kalibrierung durchgeführt wird.
Bei einem Beispiel umfasst die externe Drahtloskommunikationsvorrichtung W, die in 5 gezeigt wird, einen Fahrradcomputer. Die externe Drahtloskommunikationsvorrichtung W umfasst eine Steuereinrichtung W1, einen Drahtloskommunikationsabschnitt W2, einen Eingabeabschnitt W3, eine Anzeige W4 und einen Lautsprecher W5. Die Steuereinrichtung W1 umfasst einen Arithmetik-Prozessor, der ein vorgegebenes Steuerprogramm ausführt. Der Arithmetik-Prozessor umfasst beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU). Die Steuereinrichtung W1 kann einen oder mehr Mikrocomputer umfassen. Der Drahtloskommunikationsabschnitt W2 tauscht Information mit dem Drahtloskommunikationsabschnitt 79 der Drahtloseinheit 56 durch Drahtloskommunikation aus. Die Steuereinrichtung W1 zeigt die Information, die durch den Drahtloskommunikationsabschnitt W2 von der Drahtloseinheit 56 empfangen wurde, auf der Anzeige W4 an. Die Steuereinrichtung W1 zeigt beispielsweise das Kraftniveau an, das in die Kurbelkomponente 12 eingeleitet wird und durch den ersten Sensor 58A und den zweiten Sensor 58B detektiert wird, und den Betrag der Arbeit, der aus dem Kraftniveau, das in die Kurbelkomponente 12 eingeleitet wird, und die Drehgeschwindigkeit der Kurbelkomponente 12 berechnet wird, auf der Anzeige W4 an.
Die wiederaufladbare Batterie 46 ist an der Kurbelbaugruppe 10 vorgesehen und mit der Mehrzahl von Anschlüssen 42 elektrisch verbunden. Die wiederaufladbare Batterie 46 ist über die elektrische Schaltung 44 mit der Mehrzahl von Anschlüssen 42 elektrisch verbunden. Bei einem Beispiel ist die wiederaufladbare Batterie 46 zylindrisch. Die wiederaufladbare Batterie 46 ist in einem Innenraum der Kurbelwelle 16 vorgesehen. Die wiederaufladbare Batterie 46 umfasst ein oder mehr Ladeelemente. In einem Zustand, in dem die wiederaufladbare Batterie 46 in einer Haltevorrichtung 46B für die wiederaufladbare Batterie untergebracht ist, ist die wiederaufladbare Batterie 46 im Innenraum der Kurbelwelle 16 vorgesehen. Die Haltevorrichtung 46B für die wiederaufladbare Batterie umfasst eine Verbindungseinrichtung 46A.
Das Gehäuse 48 umfasst eine Verbindungseinrichtung 79A. Die Verbindungseinrichtung 79A ist mit dem Drahtloskommunikationsabschnitt 79 verbunden. Das erste Schaltungsteil 60 umfasst des Weiteren eine Verbindungseinrichtung 60A. Die Verbindungseinrichtung 60A ist am ersten Kurbelarm 20 vorgesehen. Wie in 6 gezeigt ist, ist die Verbindungseinrichtung 60A zwischen benachbarten der Verbindungsabschnitte 26 des ersten Kurbelarms 20 vorgesehen und liegt zur Außenseite des ersten Kurbelarms 20 hin frei. Wie in 5 gezeigt ist, ist die Verbindungseinrichtung 60A durch ein elektrisches Kabel 45A mit der ersten Schaltplatine 61 verbunden, die die Verstärkungsschaltung 64, die A/D-Wandlerschaltung 66 und den Berechnungsabschnitt 68 umfasst. Das elektrische Kabel 45A ist zumindest teilweise im Innenraum des ersten Kurbelarms 20 vorgesehen. Die Verbindungseinrichtung 79A ist mit der Verbindungseinrichtung 60A verbunden. Das erste Schaltungsteil 60 ist mit der Haltevorrichtung 46B für die wiederaufladbare Batterie durch ein elektrisches Kabel 45B verbunden. Das elektrische Kabel 45B verbindet die erste Schaltplatine 61 und die Haltevorrichtung 46B für die wiederaufladbare Batterie miteinander. Das zweite Schaltungsteil 62 umfasst des Weiteren eine Verbindungseinrichtung 62A. Die Verbindungseinrichtung 62A ist durch ein elektrisches Kabel 45C mit der zweiten Schaltplatine 63 verbunden, die die Verstärkungsschaltung 74 und die A/D-Wandlerschaltung 76 umfasst. Wie in 4 gezeigt ist, liegt die Verbindungseinrichtung 62A zur Außenseite des zweiten Kurbelarms 22 hin frei. Das elektrische Kabel 45C ist zumindest teilweise im Innenraum des zweiten Kurbelarms 22 vorgesehen. Die Verbindungseinrichtung 62A ist mit der Verbindungseinrichtung 46A der Haltevorrichtung 46B für die wiederaufladbare Batterie im Innenraum der Kurbelwelle 16 verbunden. Wie in 5 gezeigt ist, sind der Drahtloskommunikationsabschnitt 79, das erste Schaltungsteil 60 und das zweite Schaltungsteil 62 mit der wiederaufladbaren Batterie 46 über zumindest eines der elektrischen Kabel 45A, 45B, 45C verbunden. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 79, das erste Schaltungsteil 60 und das zweite Schaltungsteil 62 werden mit Energie von der wiederaufladbaren Batterie 46 versorgt. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 79 und das erste Schaltungsteil 60 tauschen miteinander Information aus. Das erste Schaltungsteil 60 und das zweite Schaltungsteil 62 tauschen miteinander Information aus. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 79, das erste Schaltungsteil 60, das zweite Schaltungsteil 62 und die wiederaufladbare Batterie 46 nutzen getrennte elektrische Leitungen für die Energieversorgung und den Informationsaustausch. Alternativ können der Drahtloskommunikationsabschnitt 79, das erste Schaltungsteil 60, das zweite Schaltungsteil 62 und die wiederaufladbare Batterie 46 die Energieversorgung und den Informationsaustausch durch Stromleitungskommunikation (power line communication, PLC) durchführen, die eine Stromkommunikationsleitung nutzt.
Das Gehäuse 48, das in 6 dargestellt ist, ist aus einem Isolator gebildet. Der Isolator umfasst beispielsweise ein Harzmaterial. Das Gehäuse 48 umfasst Kopplungsabschnitte 86, die das Gehäuse 48 an zwei benachbarte der Verbindungsabschnitte 26 koppeln. Jeder Kopplungsabschnitt 86 umfasst ein Durchgangsloch. Die Schrauben B verlaufen durch die Kopplungsabschnitte 86 und sind an Innengewinden befestigt, die in den Verbindungsabschnitten 26 des ersten Kurbelarms 20 vorgesehen sind. Dies koppelt das Gehäuse 48 an die Verbindungsabschnitte 26.
Wie in 7 gezeigt, umfasst das Gehäuse 48 ein erstes Gehäuseteil 48A und ein zweites Gehäuseteil 48B. Die Abdeckung 52 ist am Gehäuse 48 befestigt, um einen Seitenabschnitt 48F (siehe 8) des Gehäuses 48 zu bedecken. Es wird bevorzugt, dass der Seitenabschnitt 48F des Gehäuses 48 einer Richtung zugewandt ist, die dem Fahrradrahmen F in der seitlichen Richtung des Fahrrads gegenüberliegt. Die Abdeckung 52 ist am Gehäuse 48 befestigt, so dass sie durch ein Scharnier 88 geöffnet und geschlossen wird, das in 8 gezeigt wird. Es wird bevorzugt, dass das Scharnier 88 an einem inneren Endabschnitt des Gehäuses 48 in der Radialrichtung der Kurbelwelle 16 vorgesehen wird. Die Abdeckung 52 ist aus einem Isolator gebildet. Die Abdeckung 52 umfasst ein erstes Loch 52A und ein zweites Loch 52B. Das erste Loch 52A ist an einer Position ausgebildet, die dem Meldeabschnitt 82 entspricht. Das erste Loch 52A ermöglicht es dem Nutzer, den Meldeabschnitt 82 von außen zu sehen, wobei die Abdeckung 52 geschlossen ist. Das zweite Loch 52B ist an einer Position ausgebildet, die dem Schalter 84 entspricht. Der Schalter 84 ist teilweise durch das zweite Loch 52B eingesteckt, wobei die Abdeckung 52 geschlossen ist. Das zweite Loch 52B ermöglicht es dem Nutzer, den Schalter 84 zu betätigen, wobei die Abdeckung 52 geschlossen ist. Es ist bevorzugt, dass die Abdeckung 52 einen Eingriffsabschnitt umfasst, der entfernbar mit dem Gehäuse 48 in Eingriff kommt. Der Eingriffsabschnitt ist eingerichtet, mit einem Abschnitt des Gehäuses 48 in Eingriff zu kommen, wobei die Abdeckung 52 geschlossen ist. Bei einem Beispiel ist der Eingriffsabschnitt an einem Endabschnitt der Abdeckung 52 gegenüber dem Abschnitt vorgesehen, der an dem Scharnier 88 befestigt ist.
Wie in 10 gezeigt, umfassen das erste Gehäuseteil 48A und das zweite Gehäuseteil 48B jeweils eine Ausnehmung. Das erste Gehäuseteil 48A und das zweite Gehäuseteil 48B sind aneinander gekoppelt, so dass die Ausnehmungen einander zugewandt sind. Dies bildet einen Aufnahmeraum 48S im Gehäuse 48 aus. Der Aufnahmeraum 48S beherbergt eine Platine 56A, auf der der Drahtloskommunikationsabschnitt 79 (siehe 5) montiert ist.
Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 ist im Gehäuse 48 vorgesehen. Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 ist so vorgesehen, dass sie zumindest teilweise von Löchern 90 aus, die im Gehäuse 48 ausgebildet sind, freiliegt. Die Löcher 90 sind im ersten Gehäuseteil 48A vorgesehen. Die Löcher 90 verlaufen durch das erste Gehäuseteil 48A. Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 kann elektrisch mit einer externen Vorrichtung A (siehe 5) verbunden werden. Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 umfasst einen ersten Anschluss 92 und einen zweiten Anschluss 94. Die Löcher 90 umfassen ein erstes Loch 90A, das den ersten Anschluss 92 freilegt, und ein zweites Loch 90B, das den zweiten Anschluss 94 freilegt. Die Löcher 90 sind im Seitenabschnitt 48F des Gehäuses 48 offen. Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 liegt vom Seitenabschnitt 48F des Gehäuses 48 her frei. Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 ist teilweise in den Löchern 90 vorgesehen. Der erste Anschluss 92 ist zumindest teilweise im ersten Loch 90A vorgesehen. Der zweite Anschluss 94 ist zumindest teilweise im zweiten Loch 90B vorgesehen. Jedes der Löcher 90 ist mit einem Dichtungselement 49 versehen, das den Spalt zwischen dem entsprechenden der Anschlüsse 92, 94 und dem Gehäuse 48 abdichtet. Das Dichtungselement 49 ist aus einem isolierenden elastischen Körper ausgebildet. Der isolierende elastische Körper umfasst beispielsweise Kunstkautschuk. In einem Zustand, in dem die Abdeckung 52 geschlossen ist, ist die Mehrzahl von Anschlüssen 42 durch die Abdeckung 52 abgedeckt.
Wie in 5 gezeigt, sind der erste Anschluss 92 und der zweite Anschluss 94 mit der externen Vorrichtung A verbunden. Der erste Anschluss 92 ist mit einer positiven Elektrode der externen Vorrichtung A verbunden. Der zweite Anschluss 94 ist mit einer negativen Elektrode der externen Vorrichtung A verbunden. Genauer ist der erste Anschluss 92 mit einem positiven Anschluss A2 einer Verbindungseinrichtung A1 der externen Vorrichtung A verbunden. Der zweite Anschluss 94 ist mit einem negativen Anschluss A3 der Verbindungseinrichtung A1 der externen Vorrichtung A verbunden. Die externe Vorrichtung A umfasst eine Ladevorrichtung und die Verbindungseinrichtung A1. Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 wird dadurch mit Energie versorgt, dass sie mit dem positiven Anschluss A2 und dem negativen Anschluss A3 der Verbindungseinrichtung A1 der externen Vorrichtung A verbunden sind. Der zweite Anschluss 94 ist mit Masse in der elektrischen Schaltung 44 verbunden.
Die elektrische Schaltung 44 ist mit der Mehrzahl von Anschlüssen 42 elektrisch verbunden. Genauer ist, wie in 10 gezeigt ist, ein Endabschnitt jedes Anschlusses 42 mit der Platine 56A, auf der die Drahtloseinheit 56 montiert ist, im Aufnahmeraum 48S des Gehäuses 48 verbunden. Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 kann durch die Platine 56A geführt und mit der Platine 56A verbunden sein. Die Platine 56A umfasst eine Ladeschaltung 96 (siehe 5). Die Ladeschaltung 96 ist mit der wiederaufladbaren Batterie 46 (siehe 5) elektrisch verbunden. Die Ladeschaltung 96 wird von der externen Vorrichtung A über die Mehrzahl von Anschlüssen 42 mit Energie versorgt. Die Energie wird der wiederaufladbaren Batterie 46 von der Ladeschaltung 96 zugeführt, um die wiederaufladbare Batterie 46 aufzuladen. Die Ladeschaltung 96 kann auf der ersten Schaltplatine 61 montiert sein. Die Ladeschaltung 96 umfasst beispielsweise einen Varistor und einen die Aufladung steuernden integrierten Schaltkreis (IC).
Die Mehrzahl von Anschlüssen 42, die in 8 gezeigt wird, weist einen vorgegebenen Anschluss auf, der mit der Kurbelkomponente 12 elektrisch verbunden ist. Der vorgegebene Anschluss ist mit der Kurbelkomponente 12 über das Verbindungselement 54 elektrisch verbunden. Der vorgegebene Anschluss umfasst einen von dem ersten Anschluss 92 und dem zweiten Anschluss 94. Bevorzugt umfasst der vorgegebene Anschluss den zweiten Anschluss 94.
Wie in 9 gezeigt, ist das Verbindungselement 54 von dem vorgegebenen Anschluss getrennt ausgebildet. Es wird bevorzugt, dass die Leitfähigkeit des Verbindungselements 54 kleiner oder gleich der Leitfähigkeit der Mehrzahl von Anschlüssen 42 ist. Jedoch kann die Leitfähigkeit des Verbindungselements 54 größer als die Leitfähigkeit der Mehrzahl von Anschlüssen 42 sein. Es wird bevorzugt, dass die Leitfähigkeit des Verbindungselements 54 größer als die Leitfähigkeit des Gehäuses 48 ist. Bei einem Beispiel ist das Verbindungselement 54 aus einem Metallmaterial gebildet. Das Metallmaterial umfasst beispielsweise ein Edelstahlmaterial. Das Verbindungselement 54 umfasst ein erstes Teil 54A. Bei einem Beispiel umfasst das Verbindungselement 54 des Weiteren ein zweites Teil 54B, ein drittes Teil 54C und ein viertes Teil 54D. Es ist eine Mehrzahl von zweiten Teilen 54B vorgesehen. Das dritte Teil 54C ist integral mit dem ersten Teil 54A und den zweiten Teilen 54B als ein einstückiges Element ausgebildet. Das Verbindungselement 54 ist aus einem Blech gebildet. Das Verbindungselement 54 wird durch Biegen des Blechs gebildet.
Das dritte Teil 54C umfasst ein Basisteil 54E und Vorsprünge 54F, die von zwei gegenüberliegenden Endabschnitten des Basisteils 54E vorragen. Das Basisteil 54E und die Vorsprünge 54F sind miteinander koplanar. Das vierte Teil 54D ist durchgehend mit einem dazwischenliegenden Abschnitt des Basisteils 54E, das sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Endabschnitten befindet, und ragt zu einer den Vorsprüngen 54F gegenüberliegenden Seite vor. Obwohl die Form des vierten Teils 54D nicht in besonderer Weise beschränkt ist, kann das vierte Teil 54D beispielsweise tetragonal sein. Das dritte Teil 54C und das vierte Teil 54D sind miteinander koplanar. Das erste Teil 54A ist L-förmig. Das erste Teil 54A ragt zur Seite einer Oberfläche des dritten Teils 54C in der Dickenrichtung vor. Der distale Abschnitt des ersten Teils 54A erstreckt sich zu einer den Vorsprüngen 54F des dritten Teils 54C gegenüberliegenden Seite hin. Eine Mehrzahl von zweiten Teilen 54B ist an jeder der Vorsprünge 54F vorgesehen. Die zweiten Teile 54B ragen von den distalen Enden der Vorsprünge 54F des dritten Teils 54C zur Seite der anderen Oberfläche des dritten Teils 54C in der Dickenrichtung vor. In einem Fall, in dem Blech so gebogen wird, dass es das erste Teil 54A und das zweite Teil 54B bildet, wird das Blech beispielsweise so gebogen, dass das erste Teil 54A und das dritte Teil 54C einen Winkel DA von neunzig Grad bilden, und so, dass jedes zweite Teil 54B und das dritte Teil 54C einen Winkel DB bilden, der größer oder gleich neunzig Grad ist.
Das Verbindungselement 54 ist eingerichtet, den vorgegebenen Anschluss und die Kurbelkomponente 12 zu verbinden. Das Verbindungselement 54 ist so vorgesehen, dass es von jedem von dem vorgegebenen Anschluss und der Kurbelkomponente 12 durch einen Abstand getrennt ist, der kleiner oder gleich 1 mm ist. Es wird bevorzugt, dass das Verbindungselement 54 mit jedem von dem vorgegebenen Anschluss und der Kurbelkomponente 12 in Kontakt ist. In einem Fall, in dem das Verbindungselement 54 mit jedem von dem vorgegebenen Anschluss und der Kurbelkomponente 12 in Kontakt ist, sind der Abstand zwischen dem Verbindungselement 54 und dem vorgegebenen Anschluss und der Abstand zwischen dem Verbindungselement 54 und der Kurbelkomponente 12 jeweils 0 mm.
Das Verbindungselement 54 ist eingerichtet, mit einem Abschnitt des vorgegebenen Anschlusses elektrisch verbunden zu sein, mit Ausnahme einer distalen Oberfläche 42A, die von dem Loch 90 aus freiliegt. Genauer ist, wie in 10 gezeigt, das erste Teil 54A zumindest teilweise zwischen dem vorgegebenen Anschluss und der Wand, die das Loch 90 definiert, vorgesehen und mit dem vorgegebenen Anschluss elektrisch verbunden. Wie in 8 gezeigt, umfasst das Gehäuse 48 einen Schlitz 48D, der durchgehend mit dem Loch 90 ist und sich in einer Richtung erstreckt, die die Richtung schneidet, in der das Loch 90 verläuft. Das erste Teil 54A verläuft durch den Schlitz 48D und ist teilweise in dem Loch 90 vorgesehen.
Wie in 11 gezeigt ist, werden die zweiten Teile 54B zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse 48 und der Kurbelkomponente 12 gehalten und sind mit der Kurbelkomponente 12 elektrisch verbunden. Das Scharnier 88 ist zwischen den zwei Vorsprüngen 54F der zweiten Teile 54B vorgesehen.
Wie in 8 gezeigt wird, ist das dritte Teil 54C zumindest teilweise an der Oberfläche des Seitenabschnitts 48F des Gehäuses 48 vorgesehen. Das vierte Teil 54D ist an dem dritten Teil 54C vorgesehen und in eine Ausnehmung 48C eingepasst, die im Gehäuse 48 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 48C ist zwischen dem ersten Anschluss 92 und dem zweiten Anschluss 94 ausgebildet. In einem Zustand, in dem die Abdeckung 52 geschlossen ist, ist zumindest ein Abschnitt des Verbindungselements 54, der beispielsweise das erste Teil 54A, das dritte Teil 54C und das vierte Teil 54D ist, durch die Abdeckung 52 abgedeckt.
Der magnetische Abschnitt 98 ist benachbart zu der Mehrzahl von Anschlüssen 42 vorgesehen, um die Verbindungseinrichtung A1 (siehe 3) der externen Vorrichtung A anzuziehen. Der magnetische Abschnitt 98 umfasst beispielsweise Eisen. Die Verbindungseinrichtung A1 umfasst einen Permanentmagneten. Der magnetische Abschnitt 98 kann einen Permanentmagneten umfassen. Der magnetische Abschnitt 98 ist vorgesehen, um das vierte Teil 54D zwischen dem magnetischen Abschnitt 98 und dem Gehäuse 48 in der Ausnehmung 48C zu halten. In einem Zustand, in dem die Abdeckung 52 geschlossen ist, ist der magnetische Abschnitt 98 durch die Abdeckung 52 abgedeckt.
Abgewandelte Beispiele
Die obige Beschreibung stellt die Ausführungsformen einer elektrischen Fahrradvorrichtung und einer Kurbelbaugruppe nach der vorliegenden Erfindung dar und soll nicht einschränkend sein. Die Ausführungsformen der elektrischen Fahrradvorrichtung und der Kurbelbaugruppe nach der vorliegenden Erfindung können beispielsweise wie folgt abgewandelt werden. Ferner können zwei oder mehr der abgewandelten Beispiele kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Bezugszeichen an die Elemente der abgewandelten Beispiele vergeben, die dieselben sind wie die entsprechenden Elemente der obigen Ausführungsformen. Solche Elemente werden nicht detailliert beschrieben.
In einem Fall, in dem das Verbindungselement 54 weggelassen wird, kann der vorgegebene Anschluss mit der Kurbelkomponente 12 elektrisch verbunden sein. 12 zeigt einen zweiten Anschluss 94A, der eine Verlängerung 94B umfasst, die sich von der distalen Oberfläche 42A zur Kurbelkomponente 12 hin erstreckt. Die Verlängerung 94B umfasst einen distalen Abschnitt, der mit der Kurbelkomponente 12 elektrisch verbunden ist. Der Abstand zwischen dem distalen Abschnitt der Verlängerung 94B und der Kurbelkomponente 12 ist kleiner oder gleich 1 mm.
Einer von dem ersten Sensor 58A und dem zweiten Sensor 58B kann weggelassen werden. Im Falle des Weglassens des zweiten Sensors 58B kann auch das zweite Schaltungsteil 62 weggelassen werden. Im Falle des Weglassens des ersten Sensors 58A kann das erste Schaltungsteil 60 weggelassen werden, und das zweite Schaltungsteil 62 kann den Berechnungsabschnitt 68 und den Drehsensor 70 umfassen. Der Drehsensor 70 kann auf der Platine 56A, die im Gehäuse 48 untergebracht ist, oder auf der zweiten Schaltplatine 63 anstatt auf der ersten Schaltplatine 61 vorgesehen werden. Alternativ kann der Drehsensor 70 unabhängig von der ersten Schaltplatine 61, der zweiten Schaltplatine 63 und der Platine 56A vorgesehen werden.
Das Verbindungselement 54 kann integral mit dem vorgegebenen Anschluss als ein einstückiges Element eingerichtet sein.
Das erste Teil 54A, die zweiten Teile 54B und das dritte Teil 54C des Verbindungselements 54 können getrennt voneinander eingerichtet sein und dann durch Kopplungselemente aneinander gekoppelt werden oder miteinander verbunden werden. Die Kopplungselemente umfassen beispielsweise Schrauben und Nieten. Das Verbinden umfasst das Verkleben mit einem leitfähigen Klebstoff, Lötverbinden und Verschweißen.
Anstelle des zweiten Anschlusses 94 kann der erste Anschluss 92 als der vorgegebene Anschluss dienen und mit der Kurbelkomponente 12 elektrisch verbunden sein.
Die Mehrzahl von Anschlüssen 42 kann als Anschlüsse dienen, die zur Kommunikation mit einer externen Vorrichtung verwendet werden, anstelle der Anschlüsse zum Aufladen. In diesem Fall kann die wiederaufladbare Batterie 46 in eine Primärbatterie geändert werden oder eingerichtet sein, an der Haltevorrichtung 46B für die wiederaufladbare Batterie befestigt zu werden, so dass sie zum Laden abnehmbar ist. Ferner kann die Mehrzahl von Anschlüssen 42 als Anschlüsse dienen, die sowohl zum Aufladen als auch zur Kommunikation mit einer externen Vorrichtung verwendet werden.
Die wiederaufladbare Batterie 46 kann auf einem Kurbelarm 14 vorgesehen sein. In diesem Fall kann die wiederaufladbare Batterie 46 im Innenraum des Kurbelarms 14 vorgesehen sein, oder an einer äußeren Seite des Kurbelarms 14 befestigt sein. Die wiederaufladbare Batterie 46 kann beispielsweise in zumindest einem der Verpackungen 72, 78 untergebracht sein.
Der magnetische Abschnitt 98 kann von der elektrischen Fahrradvorrichtung 40 weggelassen werden. In diesem Fall kann der Seitenabschnitt 48F des Gehäuses 48 eine Ausnehmung umfassen, und die Mehrzahl von Anschlüssen 42 kann am Boden der Ausnehmung vorgesehen sein. Die Verbindungseinrichtung A1 der externen Vorrichtung A wird in die Ausnehmung eingesetzt, so dass die Mehrzahl von Anschlüssen 42 mit der Verbindungseinrichtung A1 verbunden ist. Alternativ können das Gehäuse 48 und die Verbindungseinrichtung A1 so eingerichtet sein, dass eines von dem Gehäuse 48 und der Verbindungseinrichtung A1 einen Haken und das andere eine Ausnehmung umfasst, die mit dem Haken in Eingriff kommt.
Obwohl der vorgegebene Anschluss im Gehäuse 48 vorgesehen ist, kann der vorgegebene Anschluss in einer der Verpackungen 72, 78 vorgesehen sein. In diesem Fall sind beispielsweise der Drahtloskommunikationsabschnitt 79 und die Ladeschaltung 96 in den Verpackungen 72, 78 untergebracht, und das Gehäuse 48 kann weggelassen werden. Bei einem Beispiel kann in einem Fall, in dem die wiederaufladbare Batterie 46, der Drahtloskommunikationsabschnitt 79, die Ladeschaltung 96 und der vorgegebene Anschluss eingerichtet sind, in der Verpackung 72 vorgesehen zu werden, das zweite Schaltungsteil 62 weggelassen werden. Bei einer solchen Ausbildung kann die elektrische Schaltung 44 an nur einem von dem ersten Kurbelarm 20 und dem zweiten Kurbelarm 22 vorgesehen werden.
Bei einem Beispiel kann in einem Fall, in dem der Drahtloskommunikationsabschnitt 79 und die Ladeschaltung 96 auf der ersten Schaltplatine 61 vorgesehen sind, das Gehäuse 48 weggelassen werden, und der vorgegebene Anschluss kann eingerichtet sein, direkt vom Kurbelarm 14 her frei zu liegen.
Die Abdeckung 52 und das Scharnier 88 können von der elektrischen Fahrradvorrichtung 40 weggelassen werden.
Zumindest einer von dem Meldeabschnitt 82 und dem Schalter 84 kann von der Drahtloseinheit 56 weggelassen werden.
Das Gehäuse 48 ist zwischen benachbarten der Verbindungsabschnitte 26 des Kurbelarms 14 vorgesehen. Anstelle dessen kann das Gehäuse 48 an zumindest einem der Verbindungsabschnitte 26, der vorderen Ritzel 18 oder der Armhauptkörper 24, 28 vorgesehen sein.
Zumindest eines von dem ersten Schaltungsteil 60 und dem zweiten Schaltungsteil 62 einen Regler umfassen, der die Spannung der Energie regelt, die von der wiederaufladbaren Batterie 46 einem Energieversorgungspfad zugeführt wird, der zur wiederaufladbaren Batterie 46 verläuft.
Das vierte Teil 54D kann von dem Verbindungselement 54 weggelassen werden. Das Verbindungselement 54 kann durch Klebung, einstückige Ausbildung oder Kopplungselemente am Gehäuse 48 fixiert sein. Die Kopplungselemente umfassen beispielsweise Schrauben und Nieten.
Das Verbindungselement 54 kann nur ein zweites Teil 54B oder drei oder mehr zweite Teile 54B umfassen.
Das Verbindungselement 54 kann so eingerichtet sein, dass das erste Teil 54A mit der distalen Oberfläche 42A des vorgegebenen Anschlusses elektrisch verbunden ist, die von dem Loch 90 aus freiliegt.
Die zweiten Teile 54B des Verbindungselements 54 können eingerichtet sein, mit der Oberfläche der Kurbelkomponente 12 in Kontakt zu sein, ohne zwischen dem Gehäuse 48 und der Kurbelkomponente 12 gehalten zu werden.
Die Sensoren 58 können eingerichtet sein, an der Kurbelwelle 16 vorgesehen zu sein. In diesem Fall können die Sensoren 58 eingerichtet sein, die Torsion der Kurbelwelle 16 zu detektieren.
Bezugszeichenliste

10: Kurbelbaugruppe
12: Kurbelkomponente
14: Kurbelarm
26: Verbindungsabschnitt
16: Kurbelwelle
18: Vorderes Ritzel
40: Elektrische Fahrradvorrichtung
42: Mehrzahl von Anschlüssen
42A: Distale Oberfläche
44: Elektrische Schaltung
46: Wiederaufladbare Batterie
48: Gehäuse
48C: Ausnehmung
48F: Seitenabschnitt
54: Verbindungselement
54A: Erstes Teil
54B: Zweites Teil
54C: Drittes Teil
54D: Viertes Teil
56: Drahtloseinheit
58: Sensor
86: Kopplungsabschnitt
92: Erster Anschluss
94: Zweiter Anschluss (vorgegebener Anschluss)
90: Loch
98: Magnetischer Abschnitt
A: Externe Vorrichtung
A1: Verbindungseinrichtung
W: Drahtloskommunikationsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2016/0347405 [0003]

Claims

Elektrische Fahrradvorrichtung, die an einer Kurbelkomponente vorgesehen ist, die eine Fahrradkurbelbaugruppe bildet, wobei die elektrische Fahrradvorrichtung umfasst: eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit einer externen Vorrichtung elektrisch verbindbar sind; und eine elektrische Schaltung, die mit der Mehrzahl von Anschlüssen elektrisch verbunden ist, wobei die Mehrzahl von Anschlüssen einen vorgegebenen Anschluss aufweist, der mit der Kurbelkomponente elektrisch verbunden ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die externe Vorrichtung eine Ladevorrichtung umfasst, die Mehrzahl von Anschlüssen einen ersten Anschluss, der mit einer positiven Elektrode der externen Vorrichtung verbunden ist, und einen zweiten Anschluss umfasst, der mit einer negativen Elektrode der externen Vorrichtung verbunden ist, und der vorgegebene Anschluss einen von dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss umfasst.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der vorgegebene Anschluss den zweiten Anschluss umfasst.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren ein Verbindungselement umfasst, das eingerichtet ist, den vorgegebenen Anschluss und die Kurbelkomponente elektrisch zu verbinden.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Verbindungselement so vorgesehen ist, dass es von jedem von dem vorgegebenen Anschluss und der Kurbelkomponente durch einen Abstand getrennt ist, der kleiner oder gleich 1 mm ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Verbindungselement mit jedem von dem vorgegebenen Anschluss und der Kurbelkomponente in Kontakt ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Verbindungselement von dem vorgegebenen Anschluss getrennt ausgebildet ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die des Weiteren ein Gehäuse umfasst, das aus einem Isolator gebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anschlüssen im Gehäuse vorgesehen ist, die Mehrzahl von Anschlüssen so vorgesehen ist, dass sie zumindest teilweise von einem Loch aus, das im Gehäuse ausgebildet ist, freiliegt, das Verbindungselement eingerichtet ist, mit einem Abschnitt der Mehrzahl der Anschlüsse elektrisch verbunden zu sein, mit Ausnahme einer distalen Oberfläche, die von dem Loch aus freiliegt.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Verbindungselement ein erstes Teil umfasst, das zumindest teilweise zwischen dem vorgegebenen Anschluss und einer Wand, die das Loch definiert, vorgesehen ist und mit dem vorgegebenen Anschluss elektrisch verbunden ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Verbindungselement des Weiteren ein zweites Teil umfasst, das zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse und der Kurbelkomponente gehalten wird und mit der Kurbelkomponente elektrisch verbunden ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Verbindungselement umfasst ein erstes Teil, das zumindest teilweise zwischen dem vorgegebenen Anschluss und einer Wand, die das Loch definiert, vorgesehen ist und mit dem vorgegebenen Anschluss elektrisch verbunden ist, ein zweites Teil, das zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse und der Kurbelkomponente gehalten wird und mit der Kurbelkomponente elektrisch verbunden ist, und ein drittes Teil, das integral mit dem ersten Teil und dem zweiten Teil als ein einstückiges Element eingerichtet ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das dritte Teil zumindest teilweise an einer Oberfläche eines Seitenabschnitts des Gehäuses vorgesehen ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Verbindungselement des Weiteren ein viertes Teil umfasst, das an dem dritten Teil vorgesehen ist und in eine Ausnehmung eingepasst ist, die im Gehäuse ausgebildet ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das zweite Teil eines von einer Mehrzahl von zweiten Teilen ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Kurbelkomponente einen Kurbelarm umfasst, der eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten umfasst, die mit einem vorderen Ritzel verbunden sind, und das Gehäuse einen Kopplungsabschnitt umfasst, der das Gehäuse zwischen zwei benachbarten der Verbindungsabschnitte koppelt.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, wobei das Verbindungselement aus einem Blech gebildet ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die des Weiteren einen magnetischen Abschnitt umfasst, der benachbart zu der Mehrzahl von Anschlüssen vorgesehen ist, um eine Verbindungseinrichtung der externen Vorrichtung anzuziehen.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, die des Weiteren eine wiederaufladbare Batterie umfasst, die an der Kurbelbaugruppe vorgesehen ist und mit der Mehrzahl von Anschlüssen elektrisch verbunden ist.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die elektrische Schaltung von der wiederaufladbaren Batterie mit Energie versorgt wird und eine Drahtloseinheit umfasst, die eingerichtet ist, Drahtloskommunikation mit einer externen Drahtloskommunikationsvorrichtung durchzuführen.
Elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die elektrische Schaltung des Weiteren einen Sensor umfasst, der an der Kurbelbaugruppe vorgesehen ist, um ein Signal auszugeben, das der Kraft, die auf die Kurbelbaugruppe ausgeübt wird, entspricht.
Kurbelbaugruppe, umfassend: die elektrische Fahrradvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20; und die Kurbelkomponente, wobei die Kurbelkomponente einen Kurbelarm umfasst.
Kurbelbaugruppe nach Anspruch 21, wobei die Kurbelkomponente des Weiteren eine Kurbelwelle umfasst.