JP2019513100A - 内蔵型の着脱可能な電池を有する自転車フレーム - Google Patents

Abstract

複数のフレーム要素を備える自転車フレームで使用するための電池パックプロファイルを有する押出フレーム要素の製造方法であって、フレーム要素は相互接続され、通常荷重の下で自転車フレームがその幾何学的形状を変えないような大きい剛性を有する構造を構成し、少なくとも１つのフレーム要素は、所定の断面プロファイルにおいてさまざまな材料の厚さで押出成形され、凹部は、少なくとも１つの押出フレーム要素、並びに、そのようなフレーム要素を備える自転車フレームに作られ、十分な強度を有する安定した自転車フレームが実現され、自転車フレームはできるだけ目立たなくなる。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のフレーム要素を備える自転車フレームで使用するための、電池パックプロファイルを有する押出フレーム要素の製造方法に関し、フレーム要素は相互接続され、フレーム要素は、通常荷重の下で自転車フレームがその幾何学的形状を変えないような大きい剛性を有する構造を構成する。

本発明は、少なくとも１つのフレーム要素を含む、複数のフレーム要素を備える自転車フレームにさらに関し、フレーム要素は相互接続され、フレーム要素は、通常荷重の下で自転車フレームがその幾何学的形状を変えないような大きい剛性を有する構造を構成し、補機電動機を含む、自転車の快適性機器及び／又は安全機器などの機器に接続して使用するための、電気エネルギの貯蔵のための少なくとも１つの電池パックを備える電気的電池システムが、少なくとも部分的にフレームに組み込まれる。

例えばライトの電源に使用するための、自転車に接続される電池の使用方法が一般に知られている。同様に、補機電動機の電源に使用するための、自転車の電池システムの使用方法が一般に知られている。

そのため、補機電動機を有する自転車は、自転車のどこかに取り付けられる少なくとも１つの電池パックを有する電池システムを有する。以前は、荷台の下に又は荷台に接続して、あるいは座席に接続して電池パックを配置することが慣例的であったが、いわゆる電気自転車、すなわちｅ自転車のより新しいモデルでは、電池パックは内蔵型又は実際の自転車フレーム内に組み立てられ、そのため、ｅ自転車はそれほど容易に定義可能でない。

電池パックに関する問題は、それらが充電する必要があるということであり、自転車全体をコンセントなどの電気供給源まで持って行くことは実用的ではないので、従って、自転車の電池パックは取り外し可能である必要がある。

上記の理由のため、自転車フレームに凹部を作ることがよく知られており、それによって、電池パックのための空間が作られるが、凹部が伝統的な自転車フレームの構造を実質的に弱めるという欠点を有している。

しかしながら、例えば、デンマーク特許第１７６４９７Ｂ１号に示されるように、上記の問題は解決することができ、それによる複数のフレーム要素、好ましくはチューブを備える自転車フレームが知られている。それらは、フレーム要素が相互接続され、フレーム要素が、通常荷重の下で自転車フレームがその幾何学的形状を変えないような大きい剛性を有する構造を構成し、電池パックを取り付けるように設計されているフレームの部分は、マルチチャンバプロファイルから構成され、マルチチャンバフレームの少なくとも１つのチャンバは完全な状態のままである。このようにして、電池パックのための凹部を有する自転車フレームが実現され、フレームは大きい剛性を有する。

同様に、丸いチューブに長方形のプロファイルを取り付ける方法が知られており、それによって、いくつかのチャンバがあり、そのため強度が増すプロファイルも作成される。

本発明の目的は、十分な強度を実現するために、マルチチャンバプロファイルを使用しないことで、従来技術より非常に良好、迅速、及び安価な方法で、自転車フレームの安定性の問題を解決することであり、さらに、同時に、自転車フレームができるだけ目立たなくなるように問題を解決することである。

そのため、本発明の目的は、さらに良好、迅速、及び安価な解決策を作成することであり、例えば、電池パックのための開口を有することができる底部チューブを形成するために、さまざまな構造を一緒に溶接する必要はない。

さらに、完成品プロファイルに関して、製造工程においてさまざまな材料厚さで押出成形することが本発明の目的であり、例えば、プロファイルの１つの部分は、他の部分より大きい材料厚さを有し、それは、十分な強度を実現するために必要である。製造工程は、少なくとも１つの電池パックに十分に適合する凹部を作る目的も有する。

同様に、電池パックが取り付けられる自転車フレームが「一体鋳物」光学ユニットとして現れることを意味する形態で電池パックを押出成形することが、本発明の目的である。そのため、これは、電池パックは外的要素として現れないが、むしろ、自転車の全体的な美的意匠の部分であることを意味し、電池パックは自転車の追加の部分として現れない。

最後に、本発明の目的は、内蔵型の着脱可能な電池を有する自転車フレームを示すことであり、電池は主に、充電、交換、又は盗難防止のために容易に取り外すことができる場所に取り付けられる。

本発明の第１の態様によると、上述の目的は、複数のフレーム要素を備える自転車フレームで使用するための、電池パックプロファイルを有する押出フレーム要素の製造方法を含む、導入部及び請求項１の前文に記載の方法で実現され、フレーム要素は相互接続され、通常荷重の下で自転車フレームがその幾何学的形状を変えないような大きい剛性を有する構造を構成し、少なくとも１つのフレーム要素は、所定の断面プロファイルにおいてさまざまな材料の厚さで押出成形される。

これは、フレーム要素を十分に安定させるために、フレーム要素の異なる場所で所望の及び必要な強度を実現することを可能にする。特に、材料厚さを特に適合させることができ、それにより、フレーム要素の側面上のプロファイルにおける剛性が増す。

フレーム要素の実際の押出加工は、アルミニウム、ステンレス鋼、他の金属及び合金、並びに、長い連続したプラスチックの種類又はポリマーなどの、長い連続した材料を使用することにより行うことができる。フレーム要素は鋳造又は引き抜きによっても製造することができ、例えば、繊維強化プラスチックから作ることができる。

第２の態様における本発明はまた、凹部が少なくとも１つの押出フレーム要素に作られる方法に関する。

これは、自転車フレームの一部である電池パックの部分に適合する、押出フレーム要素における開口を実現することを可能にする。１つの好ましい実施形態の凹部は、押出フレーム要素（複数可）の頂部に配置できるが、それは代わりに多くの他の方法で配置することもできる。

第３の態様における本発明はまた、少なくとも１つの電池パックプロファイルが押出成形される方法に関する。

電池パックプロファイルの実際の押出加工は、アルミニウム、ステンレス鋼、他の金属及び合金、並びに、長い連続したプラスチックの種類又はポリマーなどの、長い連続した材料を使用することにより、同様に行うことができる。

これは同様に、使用される電池に好適なプロファイルを作ることを容易に、迅速に、実用的に、そして経済的にし、プロファイルを押出フレーム要素にさらに適合させる。

１つの好ましい実施形態において、電池パックのプロファイルは、フレーム要素と同じ材料から作られる。例えば、この材料がアルミニウムである場合、良好なデザイン、並びに、材料及び表面の耐クラック性の向上の両方に関して、電池及びフレームはどちらも、異なる色で陽極酸化することができる。１つの実施形態において、プロファイルは、さまざまな材料厚さで同様に押出成形され、プロファイルから、例えば底部に向かって延在し、又はプロファイルに広がり、それは同様に、自転車フレームの強度及び安定性を増加させる。

第４の態様における本発明はまた、少なくとも１つの電池パックプロファイルが少なくとも１つの押出フレーム要素の凹部に取り付けられる方法に関する。

これは、少なくとも１つの電池パックを含む目立たない自転車フレームを実現することを可能にする。

第５の態様における本発明はまた、自転車フレームに関し、フレームは、頂部と、底部と、第１の側部及び第２の側部と、内側及び外側と、第１の部分及び第２の部分を有する断面プロファイルを備える少なくとも１つの電池パックを有する少なくとも１つの凹部とを備える、材料厚さが変化する少なくとも１つの押出フレーム要素を備え、凹部にあるフレーム要素の断面プロファイルとともにある少なくとも１つの電池パックの第１の部分は、凹部の前のフレーム要素の断面プロファイルと相補的である。

これは、電池パックが追加で取り付けられた独立ユニットとして目立たないように少なくとも１つの電池パックを自転車に配置することを可能にするが、その代わりに、電池は、自転車フレームの構成要素として非常に目立たないように現れる。

フレーム要素を押出成形することによって、さらに、フレーム要素上に材料を置くことが可能になり、少なくとも１つの電池パックのために少なくとも１つの凹部を補償するために、十分な強度を実現することが適切であることがある。

そのため、凹部は、電池パックをフレーム要素自体に取り付けることを可能にし、１つの好ましい実施形態における側部は、電池パックの側部に対して補強されて、それを支持する。

１つの好ましい実施形態におけるフレームの押出プロファイルは、卵形、円形、又はそれらの組合せである。これは、凹部のフレーム要素の側部が高ければ高いほど、電池は凹部に収容するためにより小さくなることを意味する。しかしながら、１つの好ましい実施形態において、フレーム要素の側部は、電池の部分に非常に大きく広がり、電池の重心は、電池をフレーム要素の凹部に固定的に置く。

１つの好ましい実施形態における凹部を有する押出フレーム要素は、底部ブラケットからヘッドチューブまで延在する自転車フレームの一部の上に、すなわち、ロアチューブにさらに配置されるが、理論的には、それは自転車フレームの他の部分、例えば、底部ブラケットからサドルまで延在する部分の上、すなわち、サドルチューブにも配置することができ、さらに、アッパチューブへの配置も可能性がある。

別の好ましい実施形態において、電池パックのプロファイルの第１の部分は、フレーム要素と同じ外部サイズ及び形状であり、従ってそれは凹部に正確に適合するため、電池パックを有するフレームは、視覚的にも、そして単に強度に関しても連続したチューブと見なされるであろう。すなわち、フレーム要素が曲げを受ける場合には、電池プロファイルは圧縮力を伝えることができ、それは、電池パックのプロファイルがフレームのプロファイルに取って代わるためである。これは、電池パックが取り付けられていなくてもフレーム要素単独で変形しないほど十分に強いかどうかに関係のない事実である。

説明された自転車フレームは同様に、電池パックを、ライト、容量表示装置、及び補助モータなどの自転車上の電気部品に接点、端子、コネクタ、ケーブルなどによって相互接続する手段を含むことが理解される。

電池パックが自転車から外れないように又は凹部から脱落しないように、電池パックをフレーム要素に固定する手段が当然、存在することがさらに理解される。

第６の態様における本発明はまた、自転車フレームに関し、少なくとも１つの押出フレーム要素は、フレーム要素の内側の底部に窪みを備え、少なくとも１つの電池パックの第２の部分は突起を備え、窪みと突起とは相補的である。

これは、少なくとも１つの電池パックをフレーム要素の凹部により迅速かつ確実に配置することを可能にする。

第７の態様における本発明はまた、自転車フレームに関し、少なくとも１つの押出フレーム要素は、底部でその最も大きい材料厚さを有し、第１の側部及び第２の側部は、頂部より大きい材料厚さを有する。

これは、フレーム要素において必要な強度関係を調整することを可能にし、そのため、要素の１つの場所における材料厚さの小ささを、フレーム要素の他の選択された場所に材料を追加することによって補償することができる。

第８の態様における本発明はまた、自転車フレームに関し、少なくとも１つの押出フレーム要素は、外側にチャンネルをさらに備える。

これは、フレームの長さの全体又は一部に、ケーブル及び／又はワイヤ、並びにブレーキチューブを導くことを可能にし、ケーブルは容易にアクセス可能であり、そのため、所望通り又は必要に応じて、容易にかつ迅速に点検及び交換が可能である。同時に、その製造中、自転車のより迅速で、より複雑にならない組立てを実現する。

１つの好ましい実施形態において、ケーブル及びワイヤのための固定装置がチャンネルに設けられる。

第９の態様における本発明はまた、自転車フレームに関し、チャンネルは閉鎖装置を備え、外側チャンネル及び閉鎖装置は、係合閉鎖デバイスを有する。

これは、蓋、レール、又は同様のものを用いて、チャンネルを閉じることを可能にし、それは例えば自転車フレーム上の外側チャンネルにクリップによって固定することができる。前述のクリップは、蓋自体の一体化部品とすることができ、１つの変形例において、それらは、図面の説明及び図から分かるように、蓋から作ることができる。

これの利点は、ケーブル及びワイヤなどを汚れから保護すること、並びに、電池及び必要な電気部品の両方を含む閉じられたフレーム要素に好ましいデザイン外観を与えることである。さらなる利点は、ケーブルをより迅速に取り付けられ、同時に、修理が必要になった場合に、非常に容易に到達できることである。これにより、ケーブルがチューブ内にないとき、通常のように、点検することはより容易であるが、その代わりに、例えば、クリップでチャンネルに固定された蓋を取り外すことによって容易にアクセスできる。

第１０の態様における本発明はまた、自転車フレームに関し、少なくとも１つの電池パックは、電池パックがフレーム要素の凹部にセットされたときに、第１の部分が見えて、第２の部分が見えない外形を有する断面プロファイルを備える。

これは、自転車フレームを構成することを可能にし、電池パックの見える部分が、電池パックが設置される自転車フレームの断面において、自転車フレーム全体のうちの自然で目立たない部分を構成する。

電池自体は、２４ボルト又は３６ボルトの再充電可能なリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池／乾電池などの、利用可能である任意の使用可能な電池とすることができる。

側部から見た自転車を示す。 上から見た自転車を示す。 後ろから見た自転車を示す。 フレーム要素の頂部から見た、電池パックを有する押出フレーム要素を示す。 フレーム要素の第２の側部から見た、フレーム要素から持ち上げられた電池パックを示す。 フレーム要素の第２の側部から見た、フレーム要素に挿入された電池パックを示す。 第１の実施形態における電池パックの断面プロファイルを示す。 第１の実施形態におけるフレーム要素の断面プロファイルを示す。 第１の実施形態におけるフレーム要素の断面プロファイルに挿入されたそのような電池パックの断面プロファイルを示す。 第２の実施形態における電池パックの断面プロファイルを示す。 第２の実施形態におけるフレーム要素の断面プロファイルを示す。 閉鎖装置を示す。 第２の実施形態におけるフレーム要素の断面プロファイルに挿入された電池パックの断面プロファイルを示す。

１ 自転車
２ 自転車フレーム
３ 前輪
４ 後輪
５ サドル
６ ハンドル
７ 底部ブラケット
８ ヘッドチューブ
９ アッパチューブ
１０ サドルチューブ
１１ 傾斜チューブ／ロアチューブ
１２ フレーム要素
１３ 押出フレーム要素
１４ 電池パック
１５ 頂部、押出フレーム要素
１６ 第１の側部、押出フレーム要素
１７ 第２の側部、押出フレーム要素
１８ オン／オフスイッチ
１９ 把持デバイス
２０ 錠
２１ 電池
２２ 凹部
２３ 底部、押出フレーム要素
２４ 断面プロファイル、電池パック
２５ 断面プロファイル、押出フレーム要素
２６ 第１の部分、電池パック
２７ 第２の部分、電池パック
２８ 突起、電池パック
２９ 内側、押出フレーム要素
３０ 窪み、押出フレーム要素
３１ 外側、押出フレーム要素
３２ チャンネル、押出フレーム要素
３３ 閉鎖装置
３４ ラグ
３５ 係合閉鎖デバイス

図１は、側部から見た自転車１を示し、自転車１は、特に、自転車フレーム２、前輪３、後輪４、サドル５、ハンドル６、底部ブラケット７、及びヘッドチューブ８を有する。自転車フレーム２は、ここで、アッパチューブ９、サドルチューブ１０、及び傾斜チューブ／ロアチューブ１１を有して示され、それらはすべて押出成形できるフレーム要素１２を構成する。

図１において、自転車フレーム２は、傾斜チューブ１１の他に、電池パック１４を有する押出フレーム要素１３も有する。押出フレーム要素１３は単独で、傾斜チューブ１１を構成できるが、図に示されるように、追加のフレーム要素１２によって補強することもできる。

図２は上から見た自転車１を示し、図３は後ろから見た自転車１を示す。

図４は、押出フレーム要素の頂部１５から見た、電池パック１４を有する押出フレーム要素１３を示し、第１の側部１６及び第２の側部１７も示されている。さらにまた、電池パック１４の起動のためのオン／オフスイッチ１８、及び電池パック１４を取り扱うときに使用する把持デバイス１９がある。最後に、押出フレーム要素１３に電池パック１４を固定するための錠２０が示されている。

図５は、第２の側部１７から見た押出フレーム要素１３を示し、電池２１を有する電池パック１４が押出フレーム要素１３から持ち上げられ、押出フレーム要素１３の凹部２２を示す。ここで凹部２２は、押出フレーム要素１３の底部２３の反対側の頂部１５で示されている。

図６は、第２の側部１７から見た押出フレーム要素１３を同様に示し、電池２１を有する電池パック１４がここでは押出フレーム要素１３に挿入されており、そのため、電池パック１４を有する押出フレーム要素１３は単一のユニットとして現れ、電池パック１４は押出フレーム要素１３に一体化されている。

図７は、挿入された電池２１を有する電池パックの断面プロファイル２４を示し、図８は、凹部２２がある、フレーム要素の断面プロファイル２５を示し、図９は、フレーム要素の断面プロファイル２５に挿入されたそのような電池パックの断面プロファイル２４を示す。

図１０は、第２の実施形態における電池パックの断面プロファイル２４を示し、電池パック１４が押出フレーム要素の凹部２２に挿入されたときに見える第１の部分２６と、電池パック１４が押出フレーム要素の凹部２２に挿入されたときに隠れている第２の部分２７とを有する。図は、第２の部分２７の外部に位置する突起２８を同様に示す。

図１１は、第２の実施形態におけるフレーム要素の断面プロファイル２５を示し、頂部１５、第１の側部１６、第２の側部１７、及び底部２３を有する。さらに、図は、押出フレーム要素１３が、底部２３に窪み３０がある内側２９を有すること、及び、押出フレーム要素１３が、底部２３にチャンネル３２がある外側３１を有することを示す。図１２は、チャンネル３２を閉じるための、２つのラグ３４を有する閉鎖装置３３を示し、閉鎖装置自体は、チャンネル３２でのその固定のための内蔵型クリップ機能を有する。

図１３は、フレーム要素の断面プロファイル２５に挿入された電池パックの断面プロファイル２４を示し、電池パックの突起２８はフレーム要素の窪み３０と係合し、閉鎖装置３３は、チャンネル及び閉鎖装置の係合閉鎖デバイス３５によって、チャンネル３２を閉じる。この図において、フレーム要素の内側２９の上にさまざまな材料厚さのための空間があることが明確に分かる。実際、材料厚さは、外形に影響を与えることなく、数ミリメートルまで特定の位置で増加させることができる。的確に第１の側部１６及び第２の側部１７上の材料厚さを増加させることによって、これが所定のフレーム構造において十分な剛性を実現するために必要とされることを証明する場合、フレーム要素自体の剛性を高めることができる。

Claims (10)

1. 複数のフレーム要素を含む自転車フレームで使用するための、電池パックプロファイルを有する押出フレーム要素であって、前記フレーム要素が、相互接続され、通常荷重の下で前記自転車フレームが、その幾何学形状を変えないような大きい剛性を有する構造を構成する、前記押出フレーム要素の製造方法であって、前記少なくとも１つのフレーム要素が、所定の断面プロファイルにおいて様々な材料厚さで押出成形されることを特徴とする、押出フレーム要素の製造方法。
2. 前記少なくとも１つの押出フレーム要素に凹部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の押出フレーム要素の製造方法。
3. 少なくとも１つの電池パックプロファイルが押出成形されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の押出フレーム要素の製造方法。
4. 前記少なくとも１つの電池パックプロファイルが、前記少なくとも１つの押出フレーム要素の凹部に取り付けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の押出フレーム要素の製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレーム要素を少なくとも１つ含む、複数のフレーム要素を備えた自転車フレームであって、前記フレーム要素が、相互に接続され、通常荷重の下で前記自転車フレームが、その幾何学形状を変えないような大きい剛性を有する構造を構成し、補助用電動機を含む、自転車の快適性機器及び／又は安全機器などの機器と組み合わせて使用するための、電気エネルギの貯蔵のための少なくとも１つの電池パックを備える電気的電池システムが、前記フレーム内に少なくとも部分的に組み込まれている、自転車フレームであって、前記フレームが、頂部、底部、第１の側部及び第２の側部、内側及び外側を含む、様々な材料厚さの、少なくとも１つの押出フレーム要素と、第１の部分及び第２の部分を有する断面プロファイルを備える少なくとも１つの電池パックを有する少なくとも１つの凹部と、を備え、前記凹部にある前記フレーム要素の断面プロファイルとともにある前記少なくとも１つの電池パックの前記第１の部分が、前記凹部の前の前記フレーム要素の断面プロファイルと相補的であることを特徴とする、自転車フレーム。
6. 前記少なくとも１つの押出フレーム要素が、前記フレーム要素の内側の前記底部に窪みを備え、前記少なくとも１つの電池パックの前記第２の部分が突起を備え、前記窪みと前記突起とが相補的であることを特徴とする、請求項５に記載の自転車フレーム。
7. 前記少なくとも１つの押出フレーム要素が、前記底部でその最も大きい材料厚さを有し、前記第１の側部及び第２の側部が、前記頂部よりも大きい材料厚さを有することを特徴とする、請求項５又は６に記載の自転車フレーム。
8. 前記少なくとも１つの押出フレーム要素が、前記外側にチャンネルをさらに備えることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の自転車フレーム。
9. 前記チャンネルが閉鎖装置を備え、前記外側チャンネル及び前記閉鎖装置が係合閉鎖デバイスを有することを特徴とする、請求項８に記載の自転車フレーム。
10. 前記少なくとも１つの電池パックが、前記電池パックが前記フレーム要素の凹部にセットされたときに、第１の部分が見えて、第２の部分が見えない外形を有する断面プロファイルを備えることを特徴とする、請求項５〜９のいずれか１項に記載の自転車フレーム。

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