DE69316254T2

DE69316254T2 - Motor- und pedalangetriebenes Fahrrad

Info

Publication number: DE69316254T2
Application number: DE69316254T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Hirose; Yukifumi Yamaguchi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: ES2112347T3; DE69316254D1; KR970010818B1; EP0561268B1; US5341892A; EP0561268A1; KR930019503A

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft motor- und pedalangetriebene Fahrräder und insbesondere ein motor- und pedalangetriebenes Fahrrad, das ohne Treten mit einem Radantriebsmotor fahren kann, der von einer Batterie angetrieben wird (Motor- Laufmodus), wobei das Fahrrad auch dazu in der Lage ist, durch Treten gefahren zu werden, wobei dann der Motor gestoppt ist (Pedal-Laufmodus) , wobei das Fahrrad ebenfalls in der Lage ist, durch gleichzeitiges Treten und durch den Betrieb der Motors, der als Hilfsleistungsquelle dient, gefahren zu werden (Motorunterstützter Pedal-Laufmodus)

2. Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmlich bekannt als diese Art von motor- und pedalangetriebene Fahrräder ist ein motor- und pedalangetriebenes Fahrrad, das eine Motor-Antriebseinheit bereitstellt, die im wesentlichen ein Gehäuse (Kasten) umfaßt, das drehbar von einer Hinterradachse (Radnabenspindel) getragen und das mit Speichen des Hinterrads bereitgestellt wird, und einen Radantriebsmotor umfaßt, der auf solche Art und Weise an der Hinterradachse im Gehäuse angebracht ist, daß der Motor die Hinterradachse umhüllt (jap. veröffentlichte, geprüfte Patentanmeldung (Tokkyo Koho) Nr. SHO 53-10733/1978.
Diese Art motor- und pedalangetriebenes Fahrrad, die dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht, schließt im Gehäuse der Motor-Antriebseinheit ein Drehzahluntersetzungsgetriebe ein, das zusätzlich zu einem Radantriebsmotor über eine Vielzahl von Drehzahlminderer verfügt. Darüber hinaus greift die letzte Stufe der Drehzahlminderer im Drehzahluntersetzungsgetriebe in das Gehäuse, wodurch an das Gehäuse eine Umdrehung des Motors übertragen wird, die mit dem Drehzahluntersetzungsgetriebe untersetzt ist.
Es wurde befürchtet, daß ein solcher Aufbau des Fahrrads ein Sicherheitsproblem nach sich ziehen könnte, da es den Benutzern einfach unmöglich macht, den sogenannten Eingriff des Drehzahluntersetzungsgetriebes - nämlich den Eingriff zwischen den darin befindlichen Drehzahlminderern und den Eingriff zwischen den Getrieben (Drehzahlminderern) und dem Gehäuse, nachdem der Motor und das Drehzahluntersetzungsgetriebe einmal in eine vorbestimmte Stelle des Gehäuse eingesetzt wurden - zu überprüfen. Außerdem litt ein solches Fahrrad als ganzes unter dem Nachteil einer schlechten Montage des Gehäuses, da es erforderlich wurde, den Motor und das Drehzahluntersetzungsgetriebe im Gehäuse anzuordnen, damit die Notwendigkeit zum Überprüfen des obigen Eingriffs beseitigt wurde.
Des weiteren mußte in einem motor- und pedalangetrieben Fahrrad aus dem Stand der Technik der Motor eine komplizierte Form aufweisen, um das Getriebe unterbringen zu können. Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Aufbau des Motors und des Drehzahluntersetzungsgetriebes zu sorgen, der die Verwendung eines gebräuchlichen Allzweckmotors erlaubt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die obige Aufgabe und weitere Aufgaben, die hiernach klarer erscheinen werden, werden durch ein motor- und pedalangetriebenes Fahrrad gemäß Anspruch erfüllt. Auf weitere bevorzugte Ausführungsformen wird in den anliegenden Ansprüchen Bezug genommen.
Der obige Aufbau des motor- und pedalangetriebenen Fahrrads gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet eine bessere Montage des Motors in das Gehäuse und eine einfache Überprüfung des sogenannten Eingriffs des Drehzahluntersetzungsgetriebes, wobei der Motor und daß Drehzahluntersetzungsgetriebe im Inneren des festen Abschnitts des Kastens angebracht sind, wenn der Kasten unter Einschließung des Radantriebsmotors zusammengebaut wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Motor-Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann entweder ein Vorderrad oder ein Hinterrad antreiben. Es ist jedoch vorzuziehen, die Motor-Antriebseinheit am Hinterrad bereitzustellen, um das Hinterrad anzutreiben. Ein Kasten der Motor-Antriebseinheit sollte einen scheibenförmigen Aufbau annehmen, der mindestens in zwei Teile aufgeteilt werden kann. Der Kasten verfügt über eine Größe, die das Unterbringen eines vorbestimmten Rad-Antriebsmotors und eines Drehzahluntersetzungsgetriebes in einem festen Abschnitt davon gestattet. Als Material, das zum Bilden des Gehäuses verwendet wird, wird passend eine Aluminiumlegierung oder rostfreier Stahl ausgesucht und verwendet. Unter diesen ist aufgrund des leichten Gewichts und der ausgezeichneten Hitzeabführung die Aluminiumlegierung vorzuziehen.
Der Radantriebsmotor kann gleich welcher Art sein, sofern er von einer Batterie angetrieben wird. Die Batterie kann jeder Art wie beispielsweise eine wiederaufladbare Trockenbattene, ein wiederaufladbarer Akkumulator, eine nicht wiederaufladbare Trockenbattene, eine Solarbattene oder dergleichen sein. Die Batterie kann einer Art oder eine Kombination zweier oder mehrerer Arten sein, aber sie muß derart ausgebildet werden, um genügend Strom zu erzeugen, um dem Motor eine gewünschte Antriebskraft zu vermitteln. Eine Batteneeinheit, die diese Batterien umfaßt, wird nicht notwendigermaßen an einem bestimmten Teil des Fahrrads bereitgestellt, kann aber beinahe an jeder Stelle - wie beispielsweise an einem Gepäckträger über dem Hinterrad; an einer von einer oberen Stange, einer unteren Stange und einem Fahrradstützgestänge eines Gestells umschlossenen Stelle; oder in einem Gepäckkorb über dem Vorderrad - bereitgestellt werden.
Wenn eine Solarbattene als einzelne Einheit oder eine mit einer anderen Art von Batterie kombinierte Solarbattene verwendet wird, kann außerdem an einer geeigneten Stelle - z.B. am Gepäckträger über dem Hinterrad oder an passender Stelle über dem Vorderrad - eine Solarstrahlen-absorbierende Platte zur Zuführung von Energie an den Hauptkörper der Batterie bereitgestellt werden.
Das in der Motor-Antriebseinheit gegenwärtig verwendete Drehzahluntersetzungsgetriebe umfaßt eine Kombination aus einer Mehrzahl von Untersetzungs-Riemenscheiben und Scheibenriemen und eine Kombination einer Mehrzahl von Drehzahlminderern.
An einem Lenker, Griffstengel oder der oberen Stange bzw. der Sitzstange des Gestells wird eine Einheit bereitgestellt, um einen Laufmodus wie beispielsweise einen Motor-Laufmodus zum Fahren des Fahrrads über die Betätigung einer Motor-Antriebseinheit, einen Pedallaufmodus zum Antreiben desselben durch Treten, und den Motor-unterstützten Fahrmodus zum Antreiben desselben mittels Treten, wobei der Motor als Hilfskraft angetrieben wird einzustellen.
Das motor- und pedalangetriebene Fahrrad gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Motor-Antriebseinheit, wobei die Motor-Antriebseinheit einen scheibenförmigen Kasten aufweist, der in zwei Teile aufteilbar ist, wobei ein Teil des Kastens einen festen Abschnitt bildet, währenddessen sein anderer Teil einen drehbaren Abschnitt bildet, wobei der feste Abschnitt entweder einen Radantriebsmotor oder beides - dew Radantriebsmotor und ein Drehzahluntersetzungsgetriebe - einschließt. Folglich kann der drehbare Abschnitt bereitgestellt werden, nachdem entweder der Motor oder beides - der Motor und das Drehzahluntersetzungsgetriebe - im festen Abschnitt des Kastens zur Verfügung gestellt werden. Das bedeutet, daß ein solcher Aufbau eine leichte Überprüfung des Eingriffs des Drehzahluntersetzungsgetriebes mit dem Motor und des darin bereitgestellten Drehzahluntersetzungsgetriebes erlaubt und darüber hinaus eine bessere Montage des Gehäuses erlaubt.
Im motor- und pedalangetriebenen Fahrrad gemäß der vorliegenden Erfindung werden die letzte Stufe der Drehzahlminderer im Drehzahluntersetzungsgetriebe und der drehbare Abschnitt des Kastens vorzugsweise in eine Einheit integriert. Ein solcher Aufbau erlaubt im Montagevorgang des Kastens eine viel leichtere Überprüfung des Eingriffs des Drehzahluntersetzungsgetriebes und erlaubt des weiteren eine viel bessere Montage des Gehäuses.
Es ist weiterhin vorzuziehen, daß im motor- und pedalangetriebenen Fahrrad gemäß der Erfindung der drehbare Abschnitt des Kastens zwei Teile umfaßt, wobei ein Teil einen Plattenabschnitt bildet, der dem festen Abschnitt des Kastens gegenüberliegt, während der andere Abschnitt einen Trommelabschnitt bildet, der am Außenrand des Plattenabschnitts bereitgestellt ist. Ein derartiger Aufbau erleichtert die Herstellung des drehbaren Abschnitts des Kastens und stärkt darüber hinaus seinen äußeren Rand.
Im motor- und pedalangetriebenen Fahrrad gemäß der vorliegenden Erfindung können der Motor und das Drehzahluntersetzungsgetriebe an einer Stelle bereitgestellt werden, die tiefer als die Radnabenspindel liegt. In einem solchen Fall wird der Schwerpunkt des Motors und des pedalangetriebenen Fahrrads an eine Stelle gesetzt, die tiefer liegt als in einem Fahrradtypen, der den Motor und das Drehzahluntersetzungsgetriebe an einer Stelle aufweist, die über der Radnabenspindel liegt, wodurch ein stabileres Fahren sichergestellt wird.
Es ist weiterhin vorzuziehen, daß ein Teil des festen Abschnitts des Kastens gleichzeitig als Motorabdeckung für den Motor dient. In einem solchen Fall ist die Motorabdeckung nicht nötig, wodurch einer Verkleinerung in der Gesamtgröße des Kastens und eine wirkungsvolle Kühlung des Motors gestattet wird.
Bevorzugt wird im motor- und pedalangetriebenen Fahrrad gemäß der vorliegenden Erfindung darüber hinaus eine Steuereinheit bereitgestellt, die innerhalb des festen Abschnitts des Kastens eine Steuerplatte und einen Steuerschaltkreis umfaßt. Ein derartiger Aufbau erlaubt eine Einsparung der Raums, der benötigt wird, um die Steuereinheit bereitzustellen und darüber hinaus die Steuereinheit gegen Schäden zu schützen, die durch Wasser wie beispielsweise Regen und dergleichen verursacht werden. Wenn unvermeidbar zu erhitzende Bestandteile innerhalb des festen Abschnitts des Kastens auf solche Art und Weise bereitgestellt werden, daß die Bestandteile der Innenfläche des festen Abschnitts nahe kommen oder diese beinahe berühren, kann überdies Hitze wirkungsvoll abgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die zwei in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen detailliert beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Ansicht ist, die einen Gesamtaufbau einer ersten Ausführungsform eines motor- und pedalangetriebenen Fahrrads gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht ist, die ein Inneres eines Gehäuses des motor- und pedalangetriebenen Fahrrads, und zwar von seiner Vorderseite aus gesehen, veranschaulicht.
Fig. 3 eine Gesamt-Querschnittsansicht des Gehäuses des motor- und pedalangetriebenen Fahrrads ist.
Fig. 4 eine Teil-Querschnittsansicht des Gehäuses ist.
Fig. 5 eine Draufsicht eines drehbaren Abschnitts eines Kastens-im Gehäuse ist.
Fig. 6 eine Querschnittsanicht des drehbaren Abschnitts des Kastens im Gehäuse ist.
Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht ist, die ein Inneres eines Gehäuses in einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht, und zwar von seiner Vorderseite aus gesehen.
Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 der Fig. 7 ist.
Fig. 9 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 der Fig. 7 ist.
Fig. 10 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 der Fig. 7 ist.
Fig. 11 eine Ansicht ist, die einen Gesamtaufbau des motorund pedalangetriebenen Fahrrads veranschaulicht, und zwar von seiner Vorderseite aus gesehen.
Fig. 12 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Aufbau eines Batterieabschnitts des motor- und pedalangetriebenen Fahrrads ist, und zwar von seiner Vorderseite aus gesehen.
Fig. 13 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 13-13 der Fig. 12 ist.

Ausführungsform 1

Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein motor- und pedalangetriebenes Fahrrad P1 mit einer Motor-Antriebseinheit bereitgestellt, die durch einen Motor eine Antriebskraft auf ein Rad überträgt. Die Motor-Antriebseinheit stellt einen Hinterrad-Antriebsmotor 101 bereit. Das motor- und pedalangetriebene Fahrrad P1 nach der vorliegenden Erfindung verfügt über einen den Motor 101 mit Strom versorgenden Batterieabschnitt 102, der an einem Träger 103 angeordnet ist, und über einen scheibenförmigen Kasten 105, 106, der aus einer Aluminiumlegierung gebildet ist und der an einem Hinterrad 104 angeordnet ist. Der Batterieabschnitt 102 umfaßt im wesentlichen einen Batteriekasten, 20 wiederaufladbare Trockenbatterien des NR-D-Typs mit 24 V (1,2 V x 20 Batterien).
Mit Bezug auf die Figuren 2 bis 6 kann der Kasten 105, 106 in zwei Teile aufgeteilt werden, die den longitudinalen Zwischenabschnitt einer Radnabenspindel 107 am Hinterrad 104 abdecken. Ein Teil ist an der Radnabenspindel 107 befestigt, um einen festen Abschnitt 105 des Kastens zu bilden, wohingegen der andere Teil an einer Radnabenummantelung 124, die die Radnabenspindel abdeckt 107, und an Speichen 118 bereitgestellt wird, um einen drehbaren Abschnitt 106 des Kastens zu bilden, der sich zusammen mit der Radnabenummantelung 124 drehen kann.
Innerhalb des Kastens 105, 106 werden der Hinterrad-Antriebsmotor 101, der von den Trockenbatterien mit Strom versorgt wird, und ein Drehzahluntersetzungsgetriebe zur Untersetzung einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 101 bereitgestellt.
Mit anderen Worten wird der Motor 101 an einer Motor-Basis 125 befestigt, die an der Innenfläche des festen Abschnitts 105 des Kastens oberhalb der Nabenspindel 107 bereitgestellt wird. Der Motor 101 ist zwischen der Motor-Basis 125 und einer Motorabdeckung 105a untergebracht, die sich vom festen Abschnitt 105 des Kastens nach außen erstreckt, wobei sich die Motorabdeckung 105a gegenüber der Motor-Basis 125 befindet.
Das Drehzahluntersetzungsgetriebe umfaßt eine Motor-Riemenscheibe 108, einen ersten Riemen 109 für die Kraftübertragung, eine erste Riemenscheibe 110 für die Drehzahluntersetzung, eine zweite Riemenscheibe 111 für die Drehzahluntersetzung, einen zweiten Riemen 112 für die Kraftübertragung, eine dritte Riemenscheibe 113 für die Drehzahluntersetzung, eine vierte Riemenscheibe 114 für die Drehzahluntersetzung, einen fünften Riemen 115 für die Kraftübertragung, und eine fünfte Riemenscheibe 121 für die Drehzahluntersetzung, die als Enduntersetzungsstufe für die Drehzahluntersetzung dient. Die fünfte Riemenscheibe 121 für die Drehzahluntersetzung ist mit der Nabenummantelung 124 auf solche Art und Weise in einer Einheit integriert, daß die Riemenscheibe den größten Teil der Nabenummantelung 124 umschließt. Das Drehzahluntersetzungsgetriebe überträgt die Drehbewegung des Motors 101 in der obigen Reihenfolge zu den obigen Abschnitten, um seine Umdrehungsgeschwindigkeit auf eine vorbestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit zu vermindern.
Bezugszeichen 116 bezeichnet eine Motorspindel des Motors 101, 117 eine Riemenscheibenspindel, die als gemeinsame Spindel für die erste Riemenscheibe 110 zur Drehzahluntersetzung und die zweite Riemenscheibe 111 zur Drehzahluntersetzung dient, 119 eine Riemenscheibenspindel, die als gemeinsame Spindel für die dritte Riemenscheibe 113 zur Drehzahluntersetzung und die vierte Riemenscheibe- 114 zur Drehzahluntersetzung dient, und 210 ein Kettenring mit Zähnen (Zacken) zur Übertragung einer Antriebskraft, die von einem Pedal 140 an den drehbaren Abschnitt 106 des Kastens über eine Kurbel 141, einen Kettenwirbel 142 und eine Kette 143 erzeugt wird.
Die Eingriffsbedingung des Drehzahluntersetzungsgetriebes wird auf das Vorhandensein irgendeiner Störung darin anhand einer Spannung eines jeden Riemens 109, 112 und 115, eines Umdrehungsgeräusches einer jeden Spindel 107, 116, 117 und 119 überprüft, wobei der Motor 101 und das Drehzahluntersetzungsgetriebe an der Innenfläche des festen Abschnitts 105 des Kastens angebracht sind, wie oben erwähnt. Wenn die Eingriffsbedingung ungünstig ist, muß eine geeignete Maßnahme getroffen werden, um die Eingriffsbedingung durch beispielsweise die Einstellung der Zugfestigkeit eines jeden Riemens 109, 112 und 115 zu verbessern.
Danach wird der drehbare Abschnitt 106 des Kastens montiert. Mit anderen Worten verfügt die fünfte Riemenscheibe 121 zur Drehzahluntersetzung über fünf Schraubenlöcher 122, währenddessen der drehbare Abschnitt 106 des Kastens fünf Löcher 128 aufweist, die den erst erwähnten fünf Schraubenlöchern 122 entsprechen, die auf der fünften Riemenscheibe 121 zur Drehzahluntersetzung bereitgestellt werden. Nach Überprüfung der Eingriffsbedingung wird der drehbare Abschnitt 106 des Kastens mit der fünften Riemenscheibe 121 zur Drehzahluntersetzung zusammengelegt, um Schrauben 123 in die Löcher 128 und die Schraubenlöcher 122 zu schrauben, wodurch die Herstellung der Abschnitte 105, 106 des Kastens abgeschlossen wird.
Wie in Fig. 2 ersichtlich, wird auf der Innenfläche des festen Abschnitts 105 des Kastens eine Steuereinheit 126, die eine Steuerplatte und eine Steuerschaltkreiskomponente umfaßt, auf solche Art und Weise bereitgestellt, daß die Steuereinheit 126 nahe an seine Innenwand heranreicht. Um Hitze von der erhitzten Steuereinheit 126 abzuführen, wird außerdem eine Hitzeabfuhr-Platte 1 27 bereitgestellt.
Nachfolgend wird ein Aufbau des drehbaren Abschnitts 106 des Kastens mit Bezug auf die Fig. 5 und Fig. 6 detailliert beschrieben. Mit anderen Worten besteht der drehbare Kasten 106 aus zwei Teilen. Ein Teil bildet einen Plattenabschnitt 129, der dem festen Abschnitt 105 des Kastens gegenüberliegt, wohingegen der andere Teil einen Trommelabschnitt 130 bildet, der am Außenrand des Plattenabschnitts 129 bereitgestellt ist.
Der Plattenabschnitt 129 ist ein tiefer, runder, plattenförmiger Aufbau, der aus einem Hauptkörper, der sich gegenüber dem festen Abschnitt 105 des Kastens befindet, und aus einem mit dem Hauptkörper verbundenen umschließenden Wandabschnitt besteht. Am Außenrand des umschließenden Wandabschnitts des Plattenabschnitts 129 sind 18 Speichenlöcher 131 bereitgestellt, um zueinander gleich beabstandete Speichen 118 zur Verfügung zu stellen. Am umschließenden Wandabschnitt des Plattenabschnitts 129 wird der Trommelabschnitt 130, der einen Querschnitt mit annähernd L-förmiger Konfiguration aufweist, auf solche Weise mit Nieten verbunden, daß der Trommelabschnitt 130 die umschließende Wand umschließt. Am Außenrand des Trommelabschnitts 130 werden 18 Speichenlöcher 131 bereitgestellt, die zueinander gleich beabstandet sind.
Solchermaßen kann der drehbare Abschnitt 106 des Kastens, der aus zwei Teilen besteht, in einem einfachen Verfahren hergestellt werden, indem eine Preßarbeit eingesetzt wird, wohingegen der feste Abschnitt 105, der eine integrale Einheit bildet, in einem komplizierten Verfahren maschinell hergestellt werden muß. Überdies verfügt der Außenrand des drehbaren Abschnitts 106 des Kastens über einen doppelten Aufbau, der aus dem Plattenabschnitt 129 und dem Trommelabschnitt 130 besteht, die daran eine verstärkende Festigkeit bereitstellen.
Dieses motor- und pedalangetriebene Fahrrad P1 wird mit einem Hinterrad-Antriebsmotor 101 und dem Drehzahluntersetzungsgetriebe zur Untersetzung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 101 innerhalb des Kastens ausgestattet. Die fünfte Riemenscheibe 121 zur Drehzahluntersetzung, die die letzte Stufe der Drehzahluntersetzungsglieder bildet, die im Drehzahluntersetzungsgetriebe eingeschlossen sind, und der drehbare Abschnitt 106 des Kastens werden integral verschraubt. Daher erlaubt das motor- und pedalangetriebene Fahrrad P1 eine einfache Überprüfung der Eingriffsbedingung des Drehzahluntersetzungsgetriebes auf das Vorhandensein einer Störung darin, und zwar anhand der Zugfestigkeit eines jeden Riemens 109, 112 und 115 und des Umdrehungsgeräusches einer jeden Spindel 107, 116, 117 und 119 in Bezug auf das Vorhandensein.
Darüber hinaus ist der Motor 101 an der Motor-Basis 125 befestigt, die an der Innenwand des festen Abschnitts 105 des Kastens bereitgestellt wird. Der Motor 101 wird zwischen der Motor-Basis 125 und dem Motor-Abdeckungsabschnitt 105a untergebracht, der sich vom festen Abschnitt 105 des Kastens nach außen erstreckt, wobei der Motor-Abdeckungsabschnitt 105a gegenüber der Motor-Basis 125 liegt. Solchermaßen gestattet ein derartiger Aufbau die Beseitigung des Erfordernisses zur Bereitstellung einer Abdeckung für den Motor 101, wodurch der Kasten 105, 106 verglichen zu einem Motor mit einer getrennten Motorabdeckung kleiner wird.

Ausführungsform 2

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 umfaßt ein motor- und pedalangetriebenes Fahrrad P2 einen Batterieabschnitt 220, der einen Hinterrad-Antriebsmotor 251 mit Strom versorgt, wobei der Batterieabschnitt 222 in einem Raum angeordnet ist, der von einer oberen Stange 221, einer unteren Stange 222 und einer Sitzstange 223 umgeben ist, und einen scheibenförmiger Kasten 205, 206, der aus einer Aluminiumlegierung gebildet ist und der an einem Hinterrad 254 angeordnet ist. Der Batterieabschnitt 220 umfaßt im wesentlichen einen Batteriekasten 219, 20 wiederaufladbare Trockenbatterien des NR-D-Typs mit 24 V (1,2 x 20 Batterien), und einen Verschluß 226, 227, der am Batteriekasten 219 bereitgestellt wird.
Nimmt man auf die Figuren 7 bis 9 Bezug, kann der Kasten 205, 206 in zwei Teile aufgeteilt werden, die den longitudinalen Zwischenabschnitt einer Nabenspindel 207 an einem Hinterrad 254 abdecken. Ein Teil wird an der Nabenspindel 207 befestigt, um einen festen Abschnitt 205 des Kastens zu bilden, wohingegen der andere Teil an einer Nabenummantelung 224, die die Nabenspindel - 207 abdeckt, und an Speichen 218 bereitgestellt wird, um einen drehbaren Abschnitt 206 des Kastens zu bilden, der sich zusammen mit der Nabenummantelung 224 drehen kann.
An der Innenfläche des Kastens 205, 206 werden der von den Trockenbatterien mit Strom versorgte Hinterrad-Antriebsmotor 251 und ein Drehzahluntersetzungsgetriebe zur Verminderung einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 251 unterhalb der Nabenspindel 207 an der Innenfläche des festen Abschnitts 205 des Kastens bereitgestellt.
Mit anderen Worten ist der Motor 251 an einer Motor-Basis 201 angebracht, die unterhalb der Nabenspindel 207 an der Innenfläche des festen Abschnitts 205 des Kastens bereitgestellt wird. Der Motor 251 ist zwischen der Motor-Basis 201 und einem Motor-Abdeckungsabschnitt 205a untergebracht, der sich vom festen Abschnitt 205 des Kastens nach außen erstreckt, wobei sich der Motor-Abdeckungsabschnitt 205a gegenüber der Motor- Basis 201 befindet.
Das Drehzahluntersetzungsgetriebe umfaßt eine Motor-Riemenscheibe 202, einen ersten Riemen 203 für die Kraftübertragung, eine erste Riemenscheibe 204 für die Drehzahluntersetzung, eine zweite Riemenscheibe 215 für die Drehzahluntersetzung, einen zweiten Riemen 216 für die Kraftübertragung, eine dritte Riemenscheibe 214 für die Drehzahluntersetzung, ein kleines Zahnrad 212 und ein großes Zahnrad 213. Die Umdrehung des Motors 251 wird in der obigen Reihenfolge an die obigen Teile übertragen, wobei sie auf ungefähr 1/32 reduziert werden muß. Hier wird das große Zahnrad 213 am drehbaren Abschnitt 206 des Kastens gesichert, um bei der Montage des drehbaren Abschnitts 206 des Kastens und des festen Abschnitts 205 des Kastens in das kleine Zahnrad 212 im festen Kasten 205 einzugreifen.
Mit Bezug auf die Figuren 8 und 9 bezeichnen die Bezugszeichen 208 und 209 jeweils eine Zwischenspindel A und eine Zwischenspindel B, die am festen Abschnitt 205 des Kastens bereitgestellt werden. Bezugszeichen 211 bezeichnet einen Kettenring mit Zähnen, um bei jeder gewünschten Gelegenheit (wenn der Pedallauf- oder der motorunterstützte Pedallaufmodus erwünscht wird) eine von der Umdrehung eines Pedals 240 erzeugte Antriebskraft auf eine Kurbel 241, einen Kettenwirbel 242, eine Kette 243 und die Nabenummantelung 224 zu übertragen.
Die Umdrehung des Motors 251, die auf das große Zahnrad 213 übertragen wird, wird durch ein mantelartiges Rollengesperre (Freilaufkupplung) 210 auf die Nabenummantelung 224 übertragen. Danach bewirkt die Umdrehung der Nabenummantelung 224, daß sich der drehbare Abschnitt 206 des Kastens dreht, wodurch das Hinterrad 254 gedreht wird.
An einer Stelle, die höher liegt als die Nabenspindel 207 an der Innenfläche des festen Abschnitts 205 des Kastens, wird eine Steuereinheit 217, die eine Steuerplatte und eine Steuerschaltkreiskomponente umfaßt, auf solche Weise bereitgestellt, daß die Steuereinheit 217 nahe an die Innenseite davon reicht, wie in den Figuren 7 und 10 gezeigt. Mit anderen Worten werden die Komponenten, die unvermeidbar erhitzt werden, zur Verwendung in einem Motorantriebs-Feldeffekttansistor (FET) und dergleichen in der Steuereinheit 217, an der Innenfläche des Kastens auf solche Weise bereitgestellt, daß der FET in der Steuereinheit 217 nahe an die Innenfläche davon heranreicht. Ein derartiger Aufbau erlaubt verglichen mit dem Typ, der mit der Steuereinheit 217 an einer vorbestimmten Stelle des Kastens bereitgestellt wird, sowohl eine Einsparung eines Installationsraums, als auch einen Schutz der Steuereinheit 217 gegen Schäden, die durch Wasser wie beispielsweise Regen und dergleichen verursacht werden. Der feste Abschnitt 205 und der drehbare Abschnitt 206 werden aus einer Aluminiumlegierung gebildet. Außerdem werden die Bestandteile, die in der Steuereinheit 217 unvermeidbar erhitzt werden, auf solche Art und Weise bereitgestellt, daß die unvermeidbar erhitzten Komponenten dicht an den festen Abschnitt 205 heranreichen, um wirkungsvoll die Hitze von der erhitzten Steuereinheit 217 abzuführen
Anschließend wird mithilfe der Figuren 11 bis 13 ein Aufbau des Batterieabschnitts 220 detailliert beschrieben. Der Batteriekasten 219 verfügt über einen beinahe dreieckigen Vorderaufbau, der an der längsten Seite des Dreiecks zwei Hakenabschnitte 219a, 219a aufweist, um den Batteriekasten 219 selbst anzubringen. Der Batteriekasten 210 wird an der unteren Stange 222 befestigt. Beim Befestigen des Batteriekastens 219 werden die Hakenabschnitte 219a, 219a an der unteren Stange 222 gebogen, die als Schaft dient, um die Hakenabschnitte 219a, 219a in einen Kontakt mit einem Stopper 225, 225 zu drücken, der an der unteren Stange 222 bereitgestellt wird.
Im folgenden Verfahren wird in eine Schlüsselbetrieb- Einheit 226 im Verschluß 226, 227, der an der oberen Stange 221 des Batteriekastens 219 bereitgestellt wird, ein Stromquellen Schlüssel zum Anlassen des Motors 251 eingefügt, um einen Drehplattenabschnitt 227 (der an einer Seite des Stoppers 225 bereitgestellt wird) zu drehen, um den Drehplattenabschnitt 227 zu drehen. Auf diese Weise wird der Drehplattenabschnitt 227 gezwungen sich nach oben zu erstrecken, um in die obere Stange 221 einzugreifen, wodurch es unmöglich wird, den Batteriekasten 219 zu entfernen.
Es wird ein motor- und pedalangetriebenes Fahrrad P2 bereitgestellt, bei dem sich sowohl der Hinterrad-Antriebsmotor 251 als auch das Drehzahluntersetzungsgetriebe zur Untersetzung der Umdrehung des Motors 251 an der Innenfläche des festen Abschnitts 205 des Kastens an der Stelle befinden, die tiefer als die Nabenspindel 207 des Hinterrads 254 liegt. Solchermaßen befindet sich der Schwerpunkt des motor- und des pedalangetriebenen Fahrrads P2 an einer Stelle, die tiefer liegt als bei einem Fahrradtypen, dessen Motor und Drehzahluntersetzungsgetriebe sich an einer Stelle befinden, die höher als eine Nabenspindel liegt, wodurch für eine bessere Stabilität in den Laufmodi gesorgt wird.
Des weiteren ist der Motor 251 an der Motor-Basis 201 unterhalb der Nabenspindel 207 an der Innenfläche des festen Abschnitts 205 des Kastens befestigt und er ist zwischen der Motor-Basis 201 und dem Motor-Abdeckungsabschnitt 205a, der sich aus dem festen Abschnitt 205 nach außen erstreckt, untergebracht, wobei der Motor-Abdeckungsabschnitt 205a dem Motor-Basis 201 gegenüberliegt So erlaubt ein derartiger Aufbau die Beseitigung des Erfordernisses einer Bereitstellung einer Abdeckung für den Motor 251, wodurch der Kasten 205, 206 verglichen mit einem Motor mit einer getrennten Motorabdeckung kleiner wird.
Darüber hinaus hat ein solches motor- und pedalangetriebenes Fahrrad P2 den Batterieabschnitt 220 mit einem beträchtlichen Gewicht in dem Raum angeordnet, der von der oberen Stange 221, der unteren Stange 222 und der Sitzstange 223 umschlossen ist, wie oben erwähnt. Zusätzlich zur Stellung des Motors 251 und des Drehzahluntersetzungsgetriebes 207, die tiefer als die Nabenspindel 207 bereitgestellt werden, befindet sich der Schwerpunkt an einer Stelle, die tiefer liegt als bei einem Fahrradtypen, dessen Motor und Drehzahluntersetzungsgetriebe an einer Stelle bereitgestellt werden, die höher als eine Nabenspindel liegt, wodurch für eine bessere Stabilität in den Laufmodi gesorgt wird. Zustzlich kann der Batteriekasten 219 nicht entfernt werden, ohne den Verschluß 226, 227 zu lösen, wodurch es ermöglicht wird, das Stehlen des Batterieabschnitts 220 mit einem so einfachen Aufbau zu verhindern.

Claims

1. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb (P1; P2), das eine Motor-Rad-Antriebseinheit umfaßt, um eine Antriebskraft an ein Rad (104; 254) anzulegen, wobei die Motor-Rad-Antriebseinheit einen scheibenartigen Kasten (105, 106; 205, 206) umfaßt, der einen Raum darin bildet, wobei der Kasten (105, 106; 205, 206) zwei Abschnitte umfaßt, u.z. einen festen Abschnitt (105; 205), der an einer Nabenspindel (107; 207) des Rades (104; 254) gesichert ist, und einen drehbaren Abschnitt (106; 206), der auf einer Nabenummantelung (124; 224), die an der Nabenspindel (107; 207) angebracht ist, bereitgestellt wird, um zusammen mit der Nabenummantelung (124; 224) drehbar zu sein; und einen Radantriebsmotor (101; 251) umfaßt, der mittels einer Batterie (102; 220) betrieben wird, sowie ein Drehzahluntersetzungsgetriebe umfaßt, das mit dem Motor (101; 251) gekoppelt ist, um eine Drehzahlgeschwindigkeit des Motors (101; 251) zu verringern, wobei der Motor (101; 125) auf der Innenseite des festen Kastenabschnittes (105; 205) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Motor (101; 251) parallel zur Nabenspindel und abseits davon erstreckt, so daß der Motor die Nabenspindel nicht einschließt.

2. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Motor (251) als auch das Drehzahluntersetzungsgetriebe an einer Stelle bereitgestellt sind, die tiefer als die der Nabenspindel (207) liegt.

3. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemaß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahluntersetzungsgetriebe eine Mehrzahl von Untersetzungsgliedern (110, 111, 113, 114, 121; 204, 215, 214, 213) umfaßt, wobei die Glieder eine erste Untersetzungsstufe bis hin zu einer Enduntersetzungsstufe bereitstellen, wobei das die Endstufe (121; 213) bereitstellende Glied einstückig mit dem drehbaren Kastenabschnitt (106; 206) verbunden ist, wodurch eine Einheit bereitgestellt wird.

4. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahluntersetzungsgetriebe eine Mehrzahl von Untersetzungs-Riemenscheiben (110, 111, 113, 114, 121) umfaßt, wobei die Riemenscheiben eine erste Untersetzungsstufe bis hin zu einer Endstufe bereitstellen, wobei die Endriemenscheibe (121) mittels eines Schraubenglieds (123) einstückig mit dem drehbaren Kastenabschnitt (106; 206) verbunden ist, wodurch eine Einheit bereitgestellt wird.

5. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Kastenabschnitt (106; 206) zwei Teile umfaßt, wobei ein Teil einen Plattenabschnitt (129) bildet, der dem festen Kastenabschnitt (105; 205) gegenüberliegt, während der andere Teil einen auf dem Rand des Plattenabschnittes (129) bereitgestellten Trommelabschnitt (130) bildet.

6. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (105a; 205a) des festen Kastens (105; 205) als Motorabdeckung für den Motor (101, 251) dient.

7. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemäß einem oder mehreren der -vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurbel (141; 241) ein Pedal (140; 240) aufweist, das drehbar an einem ihrer Enden gestützt wird, und einen Kettenwirbel (142; 242) aufweist, der koaxial auf der Spindel (107; 207) auf ihrem anderen Ende bereitgestellt ist, und ein Kettenring mit Zähnen (120; 211) ist auf der Nabenummantelung (124; 224) angebracht und durch eine Kette (143; 243) mit dem Kettenwirbel (142; 242) verbunden, um eine durch die Drehung des Pedals (140; 240) erzeugte Antriebskraft durch die Kurbel (141; 241), durch den Kettenwirbel (142; 242) und durch die Kette (143; 243) wennimmer gewünscht auf die Nabenummantelung (124; 224) zu übertragen.

8. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (126; 217) eine Steuerplatte umfaßt, und dadurch daß eine Steuerschaltkreiskomponente auf dem festen Kastenabschnitt (105; 205) bereitgestellt ist.

9. Ein Fahrrad mit Motor- und Pedalantrieb gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Komponente, die zwangsläufig in der Steuereinheit (126; 217) zu erhitzen ist, derart auf der Innenfläche des festen Kastenabschnitts (105; 205) bereitgestellt wird, daß die Komponente seiner Innenfläche nahe kommt bzw. sie beinahe berührt, wodurch die erhitzte Steuereinheit effektiv Wärme abgibt.