JP2024519224A - 駆動装置、および、車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】【解決手段】本発明は、筋力および/またはモータ動力を用いて駆動可能な車両のための駆動装置であって、L字形のフレームインターフェース(3)と駆動ユニット(2)とを有しており、前記L字形のフレームインターフェース(3)が、底部(31)と、側壁(32)と、前記底部(31)に向き合う開放側(66)とを有している形式のものに関し、前記駆動ユニット(2)が前記フレームインターフェース(3)の前記開放側(66)を介して、特に水平に取り付け可能であって、前記フレームインターフェース(3)の前記底部(31)と解除可能に固定されている。【選択図】図1
Description
本発明は、駆動装置、この駆動装置を有する車両、並びに駆動装置を製造するための方法に関する。
例えば電動自転車等の車両の駆動装置は公知であって、この場合、駆動装置は、車両の車両フレームにねじ結合される。この場合、駆動ユニットはしばしば、部分的に車両フレームの2つの壁部間に配置されている。結合するために、しばしば、駆動ユニットの両側に配置されている金属薄板を介して車両フレームと駆動ユニットとの間接的なねじ結合が行われる。この場合、一般的な形式で、駆動ユニットと、ねじ結合しようとする第2の壁部との間にギャップが存在する。このギャップをブリッジするために、例えば一方の保持金属薄板が壁部に当接するまで変形され得る。しかしながらこれは、機械的な負荷および駆動装置のシール性に不都合な影響を及ぼす。
これに対して、請求項1の特徴を有する本発明による駆動装置は、駆動ユニットにおける最適な負荷状態を調整するために適した、特に簡単かつ頑丈な構造が提供され得る、という点で優れている。これは、ボトムブラケット軸およびフレームインターフェースを備えた駆動ユニットを有する駆動装置によって得られる。この場合、フレームインターフェースはL字形に構成されている。L字形のフレームインターフェースは、底部および側壁を有しており、底部に向き合う側は開放側である。駆動ユニットはこの開放側を介してフレームインターフェースに水平に、かつ駆動ユニットのボトムブラケット軸に対して平行に若しくはこのボトムブラケット軸に沿って取り付け可能であり、この場合、底部に解除可能に固定され、好適にはねじ結合されている。駆動ユニットがU字形のフレームインターフェースに固定されていて、垂直方向でのみフレームインターフェースに取り付けられ、例えば挿入することができる従来技術のものとは異なり、本発明によるL字形のフレームインターフェースによれば駆動ユニットは水平方向でフレームインターフェースに配置され、次いで固定、例えばねじ結合される。これによって、特に簡単に水平方向で取り付けられる駆動装置が提供され得る。
フレームインターフェースの底部は、特に駆動ユニットの被駆動側に配置されていて、駆動ユニットのボトムブラケット軸に対して概ね直交して若しくは直角に配置されている。この場合、側壁は、底部に対して概ね直角に配置されていて、駆動ユニットのボトムブラケット軸に対して概ね平行である。車両の走行方向に関連してチェーンブレードが位置する側が、駆動ユニットの被駆動側とみなされる。被駆動側は、駆動ユニットのチェーンブレード側の伝動装置出口によって形成される。従来技術により公知のU字形のフレームインターフェースは、1つの底部および2つの側壁を有しており、これら2つの側壁は、U字形のフレームインターフェースの脚を形成する。底部に向き合う側は開放されている。この底部に向き合う開放側を介して、駆動ユニットは垂直方向で取り付けることができる。この場合、駆動ユニットの挿入は、好適な形式で下から上へ、選択的に上から下へ行われる。この公知のフレームインターフェースの底部は、駆動ユニットのボトムブラケット軸に対して概ね平行に配置されている。したがって、底部に対して概ね直角に配置された2つの側壁は、駆動ユニットの被駆動側、並びにこの被駆動側に向き合う、駆動ユニットの側に位置している。したがって、従来技術によるU字形のフレームインターフェースの開放側は、下方に向いているので、組み立ては垂直方向で下から上へ行われる。選択的に、従来技術によるU字形のフレームインターフェースの開放側は、上方に向いていてもよいので、組み立ては垂直方向で上から下へ行われてよい。この公知のU字形のフレームインターフェースとは異なり、L字形のフレームインターフェースを有する本発明の配置構成によれば、底部に向き合う開放側は、側方から水平方向で組み立てが可能であるように配置されている。「水平方向」および「垂直方向」の概念は、筋力および/またはモータ動力を用いて駆動可能な車両、特に電動自転車のフレームインターフェースにおける駆動ユニットの一般的な配置に関連している。フレームインターフェースにおける駆動ユニットの、このような形式の一般的な配置において、駆動ユニットのボトムブラケット軸は概ね水平方向に向けられている。したがって、水平方向の組み立ては、ボトムブラケット軸に対して概ね平行若しくはボトムブラケット軸に沿った組み立てである。また、垂直方向の組み立ては、駆動ユニットのボトムブラケット軸に対して概ね直角な組み立てである。
この場合、底部および側壁によって、特にフレームインターフェースの受け室が画成される。駆動ユニットは好適な形式で少なくとも部分的にフレームインターフェースの受け室内に配置されている。
側壁および底部のL字形の配置において、側壁は部分的にまたは完全に底部を取り囲んで環状に構成されていてよい。完全に環状の側壁において、フレームインターフェースの鉢状の構成が得られる。好適な形式で、底部は連続的に構成されていてよい。選択的に、底部は単数または複数の切欠を有していてよく、これらの切欠を通して例えば駆動ユニットの部分またはその他の構成部材が突き出すことができる。好適な形式で、側壁は連続的に構成されていてよい。しかしながら、側壁は単数または複数の切欠を有していてよく、これらの切欠を通して例えば駆動ユニットの部分またはその他の構成部材を貫通係合させることができる。場合によっては設けられている複数の切欠は、選択的に別の機能を有していてよく、例えば、これら複数の切欠は、これらの切欠を通して駆動ユニットの複数の部分を突き出させることなしに、駆動ユニットを加熱するために用いられてもよい。
しかも、フレームインターフェースの鉢状の構成によって、例えば飛び石の衝突、機械的な接触またはその他の周囲の影響に対する駆動ユニットの機械的な保護が提供され得る。また、鉢状のフレームインターフェースによって、すべての配置構成の特に高い強度が提供され得る。例えば、側壁によって駆動ユニットとの特に大きい接触領域が提供され、それによって機械的な負荷の特に良好な配分が可能である。例えばこれによって、車両フレームから駆動ユニットへ伝達される負荷は、例えば強いブレーキ操作等が行われたときに、駆動ユニットに均一に配分され得る。
駆動ユニットは好適な形式で、ハウジングとボトムブラケット軸と、特にハウジング内にモータおよび/または伝動装置とを有している。
従属請求項の内容は、本発明の好適な実施態様である。
駆動ユニットは、特に固定軸受装置を介して底部にねじ結合されている。固定軸受装置は、特に、底部が少なくとも1つのねじ山付きピン、好適には1つのねじによって、駆動ユニットのハウジングの少なくとも1つのねじ山、好適にはねじ山付きスリーブにねじ結合されていることによって、形成されている。特に、駆動ユニットと底部とは直接的に、少なくとも1つのねじを用いてねじ結合されている。好適な形式で、少なくとも1つのねじは、フレームインターフェースの外側から底部の開口を通して駆動ユニット内にねじ込まれている。これによって、駆動ユニットとフレームインターフェースとの特に頑丈な結合が提供され得る。
好適な形式で、駆動ユニットの少なくとも1つの保持領域は、保持部材と底部との間に配置されている。この場合、保持部材は、側壁にもまた駆動ユニットにも固定されている。
特に好適には、駆動装置は、この駆動装置が完全に固定されているときに、駆動ユニットの少なくとも1つの保持領域が保持部材と底部との間で予め規定された張力または圧力にさらされるように構成されている。完全に固定された状態とは、特に、すべてのねじが予め規定された目標トルクで、止まるまでねじ込まれた状態とみなされる。引張負荷または圧縮負荷は好適には、ねじ結合後に相応の予め規定された引張負荷または圧縮負荷が得られるように、保持部材が相応に駆動ユニットの保持領域およびフレームインターフェースの許容誤差に適合されることによって調整される。選択的にまたは追加的に、引張負荷または圧縮負荷は、好適にはフレームインターフェースの底部における駆動ユニットのための特別に適合された当接箇所によって調整される。好適な形式で、圧縮負荷のために、駆動装置の許容誤差は、ねじ結合前に保持部材が駆動ユニットの保持領域に当接し、それと同時に保持部材とフレームインターフェースの側壁との間にギャップが生じるように調整されている。例えば完全なねじ結合によって、このギャップは閉じられ、少なくとも駆動ユニットの保持領域が保持部材と底部との間で圧力を受けて締め付けられる。選択的に、好適には、引張負荷のために、駆動装置の許容誤差は、ねじ結合前に保持部材が側壁に当接し、それと同時に保持部材と駆動ユニットの保持領域との間にギャップが生じるように調整されている。例えば、このギャップはねじ結合によって閉じられ、少なくとも駆動ユニットの保持領域が底部と保持部材との間で張力にさらされる。これによって特に簡単な形式で、駆動ユニットの最適な所望の負荷状態が調整され得る。
言い換えれば、保持部材は、駆動ユニットの保持領域の、底部に向き合う側に位置している。この場合、保持部材は浮動軸受装置を介してそれぞれ、側壁の端面側および駆動ユニットに固定、好適にはねじ結合されている。例えば、駆動ユニットは保持部材の固定によって少なくとも部分的に受け室内で保持される。さらに、駆動ユニットの負荷状態は、保持部材と駆動ユニットとの間または保持部材と側壁との間のギャップの調整によって、特に簡単かつ適切に適合させることができる。
好適には、保持部材は弾性的に変形可能なプレート状の部材である。弾性的に変形可能なプレート状の部材は、フレームインターフェースと駆動ユニットとの間の公差調整を特に簡単な形式および方法で可能にし、フレームインターフェースの幾何学形状にも、また駆動ユニットの幾何学形状にも個別に適合させることができる。さらに、小さい固有重量を有する可延性の材料を使用すれば、特に軽量の構造を可能にする。
好適には、駆動装置は、駆動ユニットとフレームインターフェースとの特に簡単かつ確実な結合を可能にするために、正確に2つの保持部材を有している。
さらに好適には、保持部材は平らな金属薄板である。保持部材としての平らな金属薄板は、小さい重量を有する駆動装置の特に簡単かつ安価な構造を可能にする。駆動装置が、それぞれ平らな金属薄板である2つの保持部材を有していれば、特に好適である。この場合、好適な形式で、各金属薄板はそれぞれちょうど1つのねじを用いて側壁にねじ結合されていて、2つのねじを用いて駆動ユニットの保持領域にねじ結合されている。
特に好適には、保持部材は2つの平らな金属薄板セクションを有する段付けされた金属薄板である。この場合、2つの平らな金属薄板セクションは、予め規定されたオフセットを保って互いに平行に配置されている。この場合、2つの金属薄板セクションのオフセットは、保持部材のねじ結合されていない状態、つまり保持部材の機械的な負荷を受けていない状態におけるものとみなされる。好適な形式で、オフセットは、ねじ結合によって、例えば保持部材を用いてギャップがブリッジされることによって変化し得る。好適な形式で、第1の平らな金属薄板セクションは駆動ユニットの保持領域にねじ結合されていて、第2の平らな金属薄板セクションが側壁にねじ結合されている。段付けされた金属薄板を用いて、特にオフセットが相応に調整されることによって、駆動ユニットの保持領域の引張負荷または圧縮負荷が特に簡単かつ適切に調整され得る。
さらに好適には、保持部材が、フレームインターフェースの側壁の端面側全体に当接するカバーである。これによって、好適にはカバーが概ね全受け室の開放側を覆う。好適な形式で、カバーは底部に類似した形状で構成されていて、好適にはL字形のフレームインターフェースと共に概ね閉じられた受け室を形成する。例えば、カバーは複数の切欠を有していてよく、これらの切欠を貫通して駆動ユニットの部分またはその他の部材が突き出すことができる。カバーは、例えばプラスチックまたは選択的に金属、例えばアルミニウムより形成されてよい。カバーによって、駆動ユニットは周囲の影響に対して特に良好に保護され得る。
特に好適には、カバーが、少なくとも1つの開口と、開口毎に1つのエラストマーエレメントおよび1つのスリーブとを有している。この場合、エラストマーエレメントおよびスリーブは開口内に配置されていて、1つのねじを用いて駆動ユニットにねじ結合されている。ねじ結合は、ねじを用いてスリーブがエラストマーエレメントに押し付けられ、エラストマーエレメントが駆動ユニットに押し付けられるように行われる。その際に、特に最終状態において、スリーブが駆動ユニットに接触しており、好適にはそれによりエラストマーエレメントが力のバイパス内に存在する。この場合、エラストマーエレメントは、特に確実かつ頑丈なねじ結合を可能にする。何故ならば、例えばエラストマーエレメントの所定の可撓性によって、損傷を避けるために、振動または打撃が減衰され得るからである。好適な形式で、さらにエラストマーエレメントは、このエラストマーエレメントがスリーブを用いた圧縮によって半径方向で拡開され、開口の内壁に当接することによって、ねじ結合の公差調整を可能にする。これによって、エラストマーエレメントは軸方向および半径方向に開口内で固定され、それによってカバーおよび駆動ユニットも互いに相対的に固定される。
さらに好適にはカバーがばね弾性的なカバーとして構成されている。この場合、駆動ユニットは、カバーの当接領域とフレームインターフェースの底部との間で締め付けられている。これは例えば形状締結式に行われてよい。形状締結式の結合は、例えばカバーの当接領域と駆動ユニットとの間の適当なセンタリングによって行われてよい。選択的におよび/または追加的に、締め付けは摩擦締結式に行われてよい。摩擦締結式の締め付けにおいて、駆動ユニットはカバーの当接領域とフレームインターフェースの底部との間に圧力下で締め付けられる。
好適には、駆動ユニットはさらに少なくとも1つの固定ねじを有しており、この固定ねじを用いて当接領域が駆動ユニットに直接的にねじ結合されている。特に、当接領域と駆動ユニットとは、駆動装置の完全にねじ結合された状態で、少なくとも1つの固定ねじを用いて、止まるまで互いにねじ結合されている。これにより、駆動ユニットの特に頑丈な固定が可能となる。
好適には、カバーは、完全にねじ結合された状態で、少なくとも50N、好適には少なくとも200N、有利には最大1600Nの圧縮力を、特にカバーと底部との間のねじ締め付け箇所毎に駆動ユニットに加えるように構成されている。この場合、特に、駆動装置の静止状態、つまり例えば車両の走行運転による動的な負荷が駆動装置に作用することのない静止状態が観察される。これによって、フレーム装置の動的な負荷においても、常に駆動ユニットの圧縮負荷が存在することが保証される。これによって、特に例えば駆動ユニットが互いに結合されたハウジング半部を有している場合、駆動ユニットの特に確実なシール性が保証され得る。
特に好適には、カバーが皿状に構成されていて、保持領域と段付けされたばね領域とを有している。この場合、支承領域は当接領域を取り囲んでいる。支承領域は、フレームインターフェースの側壁とねじ結合可能である。好適な形式で、ねじ結合された状態でカバーの支承領域だけがフレームインターフェースの側壁と接触している。ばね領域は当接領域と支承領域とを互いに接続する。特にばね領域は、当接領域と支承領域とをばね弾性的に接続するように構成されており、つまり当接領域と支承領域とをこれが撓むように互いに接続し、この場合、ばね領域はリセットばね力を生ぜしめる。言い換えれば、それゆえ、カバーは皿ばねの原理に基づいている。これにより、圧力下で締め付けられた状態を確実に生ぜしめるために、安価な構成のカバーにより簡単な形式でカバーのばね弾性を得ることができる。
好適な形式で、カバーの当接領域と支承領域とが、カバーのねじ結合されていない、特に負荷されていない状態で予め規定されたオフセットを保って互いに平行に配置されている。特に予め規定されたオフセットは、カバーの当接領域が完全に、つまり止まるまでフレームインターフェースの側壁にねじ結合されたときに、カバーのばね弾性によって予め規定された圧縮力が駆動ユニットに加えられるように、設計されている。
さらに好適には、カバーは、保持領域若しくは支承領域が位置する保持平面に関連して、当接領域が保持平面の一方側から保持平面の他方側へスナップ式に嵌合できるように、スナップ嵌合可能に構成されている。特に、保持平面は、保持領域の左右対称平面であって、つまり好適には保持領域の2つの表面間の中央に配置されている。言い換えれば、カバーは2つの非作動位置を有しており、特にこれらの非作動位置内にそれぞれ1つのカバーが、好適にはそれぞれ皿ばねの原理に従って存在している。これによって、駆動装置の特に簡単な操作が可能となる。例えばこれによって、まず保持領域が止まるまでフレームインターフェースの側壁にねじ結合され、次いで当接領域が、スナップ嵌合してスナップ嵌合後に駆動ユニットをカバーに対して締め付けるようにするために、駆動ユニットに向かって押圧される。
特に好適には、カバーは、当接領域が保持平面に向かう方向で予め規定された傾倒平面を越えて移動せしめられると直ちに、スナップ嵌合が行われるように構成されている。好適な形式で、傾倒平面は保持平面と一致する。選択的に、傾倒平面は保持平面に対して間隔を保って配置されていてもよい。つまり、スナップ嵌合を開始するために、保持領域を、ばね領域のばね力に抗して保持平面に向かう方向に、すなわち保持領域に向かう方向に移動させて、傾倒平面を越えた後で相応の別の非作動位置にスナップ嵌合させる必要がある。
好適な形式で、側壁は受け室を周方向で完全に取り囲んでいる。つまり、受け室は、完全に側壁によって環状に閉鎖されている。これによって、周囲の影響に対する駆動ユニットの特に良好な機械的な保護が得られ、しかも駆動ユニットとフレームインターフェースとの間の特に均一な負荷配分を得ることができる。
さらに好適には、側壁が少なくとも1つの切欠を有しており、したがって受け室は側方に開放している。好適な形式で、切欠は、側壁の全周の少なくとも20%、好適には最大80%に亘って延在している。好適な形式で、切欠は側壁の高さ全体に亘って延在している。側壁内の切欠によって、より小さい重量を有する特に安価なフレームインターフェースが提供され得る。また、切欠は、駆動ユニットへの良好なアクセス可能性を提供する。
さらに、本発明は、車両、有利には筋力および/またはモータ動力を用いて駆動可能な車両、好適には前記駆動装置を備えた電動自転車に関する。
好適には、車両は車両フレームを有しており、この場合、フレームインターフェースは車両フレームの一体的な構成部分である。好適な形式で、フレームインターフェースは、車両フレームのダウンチューブおよび/またはシートチューブおよび/またはチェーンステーに結合されており、特に好適には溶接結合またはねじ結合または接着結合を用いて結合されている。特に、フレームインターフェースは、車両のボトムブラケット軸が駆動ユニットおよびフレームインターフェースを通って延在するように配置されている。好適な形式で、フレームインターフェースは、ボトムブラケット軸がフレームインターフェースの底部に対して概ね直角に位置するように配置されている。フレームインターフェースが車両フレーム内に組み込まれていることによって、駆動ユニットの頑丈で良好に保護された配置構成を可能にする特に簡単な構造が得られる。さらに、駆動ユニットの特に簡単な組み立てが可能である。何故ならば、受け室へのアクセス可能性は一方側からのみ必要なだけだからである。
特に好適には、フレームインターフェースの底部も駆動ユニットの被駆動側に配置されている。これによって、駆動ユニットを組み立てるためのフレームインターフェースへの特に簡単なアクセス可能性と共に、車両の運転時における駆動装置の領域内での最適な動力伝達が可能となる。チェーンの力に基づいて、被駆動側で高い力が駆動装置に作用する。ここには、好適な形式で鉢状のフレームインターフェースの底部が位置しているので、この力は特に均一に配分され得る。したがって、駆動ユニットが好適には底部と直接的に、例えば底部上に配分された複数のねじ結合箇所にねじ結合されていれば、駆動ユニットとフレームインターフェースとの間で特に直接的な力の伝達を得ることができる。
以下に、本発明を図面に示した実施例を用いて説明する。図面中、機能的に同じ構成部分にはそれぞれ同じ符号が付けられている。
図1は、本発明の第1実施例による駆動装置1の断面図を示す。駆動装置1は、電動自転車である(図示していない)車両の部分である。符号Bで示された矢印は、駆動ユニットの組み立て方向を示し、この組み立て方向は、概ね走行方向に対して直角である(図12参照)。第1実施例の駆動装置1の別の図は、図2および図3に示されている。
駆動装置1は駆動ユニット2を有しており、この駆動ユニット2はモータおよび/または伝動装置を有している。さらに、駆動装置1はフレームインターフェース3を有している。フレームインターフェース3は好適な形式で鉢状に構成されていて、L字形に配置された底部31および側壁32を有している。底部31と側壁32とは、例えば受け室30を画成しており、この受け室30内に駆動ユニット2が部分的に配置されている。この場合、駆動ユニット2は底部31の複数の支承箇所37(図3または図9参照、図1には示されていない)で底部31に当接している。
図1に示されているように、また図3にも示されているように、底部31は切欠35を有しており、この切欠35を貫通して駆動ユニット2の一部が少なくとも部分的に突き出すことができる。
さらに、駆動装置1は保持部材4を有しており、この保持部材4は平らな金属薄板として構成されている。保持部材4は第1のねじ5を用いてフレームインターフェース3の側壁32にねじ結合されていて、さらに2つの第2のねじ6(図2参照)を用いて駆動ユニット2にねじ結合されている。図1および図2から分かるように、両方のねじ5,6は、同じ側から保持部材4を貫通して側壁32若しくは駆動ユニット2内にねじ込まれている。
追加的に、駆動ユニット2は、向かい合っている側からフレームインターフェース3の底部31に直接的にねじ結合されている。このねじ結合は、図1および図2には示されていないが、底部31の対応する孔70が図3に示されており、この孔70を通して所属のねじが駆動ユニット2内にねじ込まれている。
図1は、駆動装置1のまだ完全にねじ結合されていない状態を示す。つまり、ねじ5,6は、図1に示された状態ではまだ、予め定められた目標トルクで、止まるまで締め付けられていない、ということである。図1から分かるように、この場合、保持部材と側壁の端面側32aとの間にギャップ9が存在する。例えば、このギャップ9は、製造公差の結果として生じるものかまたはフレームインターフェース3の製造時に意図的に生ぜしめられてよい。
ねじ5,6が、予め定められた目標トルクで完全に締め付けられると、保持部材4は、これが側壁32の端面側32aに当接して曲げ負荷が加えられるまで、変形される。それによって、相応の曲げ力が駆動ユニット2の保持領域20に加えられるので、保持領域20は保持部材4と底部31との間で圧力が加えられる。駆動ユニット2に圧力が加えられることによって、駆動ユニット2の長い耐用年数のために特に好都合な機械的な固定が得られる。しかも、圧縮応力は、例えば駆動ユニット2が互いにねじ結合されたハウジング半部(図8、64参照)より形成されたハウジングを有している場合に、駆動ユニット2の確実なシール性に好都合に作用する。
図2から分かるように、側壁32は周方向で駆動ユニット2を完全に取り囲んでいる。これによって、駆動ユニット2の特に良好な保護が得られる。さらに、ボトムブラケット軸110が示されている。飛び石の衝突または物体に乗り上げることにより発生するような、例えばフレームインターフェースによる駆動ユニット2への直接的な機械的作用は阻止される。
さらに、図7および図9には、電動自転車の車両フレーム105内でのフレームインターフェース3の接続が示されている。フレームインターフェース3および駆動ユニット2は、電動自転車のボトムブラケット軸110の周りに位置している。この場合、フレームインターフェース3は、それぞれ1つの溶接接合によって車両フレーム105のダウンチューブ106およびシートステー107に結合されている。
さらに、フレームインターフェース3は継手8を有しており、この継手8は、側壁32内の開口80内に組み込まれている。この継手8によって、電動自転車のばね減衰された後部構造(図7参照)のチェーンステー108がフレームインターフェース3に旋回可能に接続されている。
フレームインターフェース3は、(図2には図示されていない)底部31が駆動ユニット2の被駆動側60に配置されるように、つまり駆動ユニット2よりもチェーンブレード109のより近くに配置されるように、車両フレーム105で調整されている。この場合、フレームインターフェース3は、チェーンブレード109とは反対側が開放されている。
図3の斜視図で詳細が示されているフレームインターフェース3は、好適にはアルミニウムまたはアルミニウム合金より形成されている鋳造構成部分である。この場合、駆動ユニット2のための支承箇所37は、フレームインターフェース3の鋳造後にフライス切削によって製作されている。同じセッティングで直ぐに、すべてのねじ5または85のための孔50,70(50はすべての実施例のために必要なものではない、図10参照)並びに継手8のための開口80が穿孔され、この場合、切削加工されたすべての部材のために特に高い精度、とりわけ互いに相対的に高い精度が可能である。
図4は、第2実施例による駆動装置1の保持部材4の詳細図を示す。図4に示された保持部材4の変化例を有する第2実施例の駆動装置1は、図5および図6に示されている。第2実施例は、図1乃至図3の第1実施例に概ね相当するが、代替的な保持部材4が異なっている。第2実施例では、保持部材4は、2つの平らな金属薄板セクション41,42を有する段付けされた金属薄板である。2つの金属薄板セクション41,42は、互いに平行に配置されていて、図4に示されているように、ねじ結合されていない状態で相互に予め規定されたオフセット44を保って配置されている。
オフセット44は、駆動装置1の完全にねじ結合された状態で、駆動ユニット2の保持領域20に圧縮負荷または引張負荷が存在するように設計されている。好適な形式で、オフセット44は、駆動ユニット2およびフレームインターフェース3の許容誤差に依存して定められている。2つの変化例は図5および図6に示されている。
図5は、オフセット44を有する保持部材4を示しており、このオフセット44は、ねじ結合されていない状態で保持部材4の第1の金属薄板セクション41が駆動ユニット2の保持領域20に当接すると、第2の金属薄板セクション42とフレームインターフェース3の側壁32との間にギャップ9が存在するように設計されている。ねじ5,6が完全に締め付けられると、保持部材2は、第2の金属薄板セクション42が側壁32に当接するまで、曲げられる。これによって、保持領域20は、保持部材4を介して保持部材4と底部31との間で圧力にさらされる。
図6は、保持部材4の代替的な構成を示す。この場合、オフセット44は、ねじ結合されていない状態で第1の金属薄板セクション41と保持領域20との間にギャップ9が存在するように設計されている。この状態で、第2の保持領域42は既に側壁32に当接しているので、ねじ5,6が完全に締め付けられると、駆動ユニット2の保持領域20が張力にさらされるようになっている。
図7は、本発明の第3実施例による駆動装置1を有する車両の側面図の詳細を示す。第3実施例は、図1乃至図3の第1実施例に概ね相当するが、フレームインターフェース3が側方で開放して構成されている点で異なっている。詳しくは、フレームインターフェース3の側壁31は、この第3実施例では、側壁31の周面の概ね30%に亘って延在する切欠33を有している。この場合、切欠33は、垂直下側かつ走行方向でフレームインターフェース3の前方側に位置している。切欠33は、特に簡単かつ安価で重量を節約したフレームインターフェース3の構造を可能にする。しかも切欠33は、駆動ユニット2への特に良好なアクセス可能性を提供する。
図8は、本発明の第4実施例による駆動装置1の断面図を示す。この第4実施例は、図1乃至図3の第1実施例に概ね相当するが、保持部材4のさらに別の代替的な構成を有している。図8にはさらに、別のねじ7による駆動ユニット2と底部31との直接的なねじ結合が示されている。
図8の第4実施例では、保持部材4がカバーとして構成されていて、このカバーは側壁32の端面側32a全体に当接している。これによって、受け室30はカバー4によって概ね閉鎖されることができ、この場合、カバー4は底部31(図3参照)におけるような切欠を有していてよい。
図1乃至図3の第1実施例におけるように、カバー4は図8の第4実施例では第1のねじ5によって側壁32にねじ結合されていて、第2のねじ6によって駆動ユニット2の保持領域20にねじ結合されている。
追加的に保持部材4は、2つの開口45と、これらの開口45毎にそれぞれ1つのエラストマーエレメント46およびスリーブ47とを有しており、これらのエラストマーエレメント46およびスリーブ47は、対応する開口45内に配置されている。スリーブ47とエラストマーエレメント46とは、部分的に互いに入り込んで嵌め込まれており、この場合、エラストマーエレメント46は、スリーブ47の、駆動ユニット2に向けられた側に配置されている。ねじ6を締め付けると、スリーブ47およびエラストマーエレメント46は駆動ユニット2に向かう方向に押圧される。この際に、スリーブ47はエラストマーエレメント46を、特にスリーブ47が駆動ユニット2と接触するまで駆動ユニット2に向かって押し付ける。エラストマーエレメント46の弾性によって、このエラストマーエレメント46は押し付けによってさらに半径方向に拡開され、開口45の内側45aに向かって押し付けられる。したがって、ねじ6およびスリーブ47を用いて圧縮されたエラストマーエレメント46によって、保持部材4と駆動ユニット2と側壁32との間の公差調整が実行される。
図9は、本発明の好適な実施例による駆動装置1の側面図を示す。駆動装置1は、電動自転車(図12参照)としての(部分的にしか示されていない)車両の一部である。図9には、駆動装置1が部分的に示されているだけである。好適な実施例の駆動装置1のその他の図は、図10および図11に示されている。図10は、駆動装置1のまだ完全にねじ結合されていない状態を示す。支承領域52は側壁32の端面側33に当接している。
ここに図示されたばね弾性的なカバー4の好適な実施例としての保持部材は、皿状に構成されていて、当接領域51と、この当接領域51を取り囲む支承領域52と、支承領域52および当接領域51を互いに接続するばね領域53とを有している。支承領域52と当接領域51とは、ばね弾性的なカバー84の負荷をかけられていない状態で予め規定されたオフセット54を保って互いに平行に配置されている。この状態が図10に示されている。
この場合、ばね弾性的なカバー84は、皿状に構成されているので、カバー4は皿ばねと比較可能な可撓性を有している。
また、カバーはスナップ嵌合可能に構成されているので、当接領域51は、支承領域52によって規定された保持平面40の一方側から保持平面40の他方側へスナップ式に嵌合可能である。保持平面40は、支承領域52の左右対称平面である、つまり支承領域52の互いに向き合う表面間の中央に配置されている。この場合、スナップ嵌合は、当接領域51が、好適な実施例では保持平面40に相当する傾倒平面40を越えて移動させられることによって、行われる。
ばね弾性的なカバー84は、スナップ嵌合が保持平面40に関連して左右対称に行われるように設計されている。つまり、ばね弾性的なカバー84は、2つの非作動位置を有しており、これらの非作動位置で当接領域51のそれぞれ1つの表面51a,51bが保持平面40に対して予め規定された同じ間隔54を保って配置されている。
この場合、カバー84の第1の非作動位置が図10に示されている。この状態で、つまり側壁32とのねじ結合中に、ばね弾性的なカバーは、当接領域51が、カバーの、フレームインターフェース3とは反対側に位置するように向けられている。
駆動装置1をさらに完全に組み立てるために少なくとも1つの固定ねじ86が当接領域51の貫通孔55内に差し込まれ、駆動ユニット2内にねじ込まれる。ねじを締め付けることによって、当接領域51は、駆動ユニット2に向かって、つまり保持平面40にも向かって移動せしめられる。当接領域51が保持平面40を完全に越えると直ちに、スナップ嵌合が行われる。
この場合、カバー84は、予め規定された間隔54が、保持平面40と駆動ユニット2との間の間隔54′よりも大きくなるように、設計されている。つまり、スナップ嵌合後に、カバー4は、その第2の非作動位置を占め得ないということである。これによって、当接領域51は、ばね領域43を用いて支承領域52に向かって付勢されている状態に留まる。これによって、ばね弾性的なカバー84のばね弾性に基づいて予め規定された圧縮力Fが駆動ユニット2に加えられる。言い換えれば、駆動ユニット2は、予め規定された圧縮力Fを用いて当接領域51と底部31との間で締め付けられる。
駆動ユニット2に圧力を加えることによって、駆動ユニット2の長い耐用年数のために特に好都合な機械的固定が得られる。しかも、例えば駆動ユニット2が、互いにねじ結合されたハウジング半部より形成され得るハウジングを有している場合、圧力負荷が駆動ユニット2の確実なシール性に好都合な作用を及ぼす。
図12は、本発明の1実施例による駆動装置1を有する、筋力および/またはモータ動力を用いて駆動可能な車両100の簡略化した概略図を示す。車両100は、電動自転車である。符号Aで示した矢印は、電動自転車の走行方向を示す。駆動装置1はボトムブラケットの領域内に配置されていて、駆動ユニット2を有している。駆動ユニット2は、電動機および伝動装置を有していて、電動機によって生ぜしめられた回転トルクを用いて筋力によって生ぜしめられた運転者の踏力をアシストするために設けられている。この場合、駆動ユニット2には、電気的なエネルギアキュムレータ111から電気エネルギが供給される。駆動装置1はフレームインターフェース3を有している。フレームインターフェース3は、車両100の車両フレーム105の一体的な構成部分である。被駆動軸108は、チェーンブレード109に相対回動不能に結合されている。この場合、ボトムブラケット軸110は、一方では運転者の筋力によって、他方では駆動ユニット2のモータ動力によって駆動可能である。
1 駆動装置
2 駆動ユニット
3 フレームインターフェース
4 保持部材、カバー
5 第1のねじ
6 第2のねじ
7 別のねじ、ねじ山付きピン
8 継手
9 ギャップ
20 保持領域
30 受け室
31 底部
32 側壁
32a 端面側
33 切欠、端面側
35 切欠
37 支承箇所
40 保持平面、傾倒平面
41,42 金属薄板セクション
44 オフセット
45 開口
45a 内側
46 エラストマーエレメント
47 スリーブ
50 孔
51 当接領域
51a,51b 表面
52 支承領域
53 ばね領域
54 オフセット、間隔
54′ 間隔
55 貫通孔
60 被駆動側
61 固定軸受装置
64 ハウジング、ハウジング半部
66 開放側
70 孔
80 開口
84 カバー
85 ねじ
86 固定ねじ
100 車両
105 車両フレーム
106 ダウンチューブ
107 シートステー
108 チェーンステー、被駆動軸
109 チェーンブレード
110 ボトムブラケット軸
A 走行方向
B 組み立て方向
F 圧縮力
2 駆動ユニット
3 フレームインターフェース
4 保持部材、カバー
5 第1のねじ
6 第2のねじ
7 別のねじ、ねじ山付きピン
8 継手
9 ギャップ
20 保持領域
30 受け室
31 底部
32 側壁
32a 端面側
33 切欠、端面側
35 切欠
37 支承箇所
40 保持平面、傾倒平面
41,42 金属薄板セクション
44 オフセット
45 開口
45a 内側
46 エラストマーエレメント
47 スリーブ
50 孔
51 当接領域
51a,51b 表面
52 支承領域
53 ばね領域
54 オフセット、間隔
54′ 間隔
55 貫通孔
60 被駆動側
61 固定軸受装置
64 ハウジング、ハウジング半部
66 開放側
70 孔
80 開口
84 カバー
85 ねじ
86 固定ねじ
100 車両
105 車両フレーム
106 ダウンチューブ
107 シートステー
108 チェーンステー、被駆動軸
109 チェーンブレード
110 ボトムブラケット軸
A 走行方向
B 組み立て方向
F 圧縮力
特に好適には、カバーが皿状に構成されていて、支承領域と段付けされたばね領域とを有している。この場合、支承領域は当接領域を取り囲んでいる。支承領域は、フレームインターフェースの側壁とねじ結合可能である。好適な形式で、ねじ結合された状態でカバーの支承領域だけがフレームインターフェースの側壁と接触している。ばね領域は当接領域と支承領域とを互いに接続する。特にばね領域は、当接領域と支承領域とをばね弾性的に接続するように構成されており、つまり当接領域と支承領域とをこれが撓むように互いに接続し、この場合、ばね領域はリセットばね力を生ぜしめる。言い換えれば、それゆえ、カバーは皿ばねの原理に基づいている。これにより、圧力下で締め付けられた状態を確実に生ぜしめるために、安価な構成のカバーにより簡単な形式でカバーのばね弾性を得ることができる。
図3の斜視図で詳細が示されているフレームインターフェース3は、好適にはアルミニウムまたはアルミニウム合金より形成されている鋳造構成部分である。この場合、駆動ユニット2のための支承箇所37は、フレームインターフェース3の鋳造後にフライス切削によって製作されている。同じセッティングで直ぐに、すべてのねじ5または6のための孔50,70(50はすべての実施例のために必要なものではない、図10参照)並びに継手8のための開口80が穿孔され、この場合、切削加工されたすべての部材のために特に高い精度、とりわけ互いに相対的に高い精度が可能である。
図5は、オフセット44を有する保持部材4を示しており、このオフセット44は、ねじ結合されていない状態で保持部材4の第1の金属薄板セクション41が駆動ユニット2の保持領域20に当接すると、第2の金属薄板セクション42とフレームインターフェース3の側壁32との間にギャップ9が存在するように設計されている。ねじ5,6が完全に締め付けられると、保持部材4は、第2の金属薄板セクション42が側壁32に当接するまで、曲げられる。これによって、保持領域20は、保持部材4を介して保持部材4と底部31との間で圧力にさらされる。
図6は、保持部材4の代替的な構成を示す。この場合、オフセット44は、ねじ結合されていない状態で第1の金属薄板セクション41と保持領域20との間にギャップ9が存在するように設計されている。この状態で、第2の金属薄板セクション42は既に側壁32に当接しているので、ねじ5,6が完全に締め付けられると、駆動ユニット2の保持領域20が張力にさらされるようになっている。
図7は、本発明の第3実施例による駆動装置1を有する車両の側面図の詳細を示す。第3実施例は、図1乃至図3の第1実施例に概ね相当するが、フレームインターフェース3が側方で開放して構成されている点で異なっている。詳しくは、フレームインターフェース3の側壁32は、この第3実施例では、側壁32の周面の概ね30%に亘って延在する切欠33を有している。この場合、切欠33は、垂直下側かつ走行方向でフレームインターフェース3の前方側に位置している。切欠33は、特に簡単かつ安価で重量を節約したフレームインターフェース3の構造を可能にする。しかも切欠33は、駆動ユニット2への特に良好なアクセス可能性を提供する。
ここに図示されたばね弾性的なカバー84の好適な実施例としての保持部材は、皿状に構成されていて、当接領域51と、この当接領域51を取り囲む支承領域52と、支承領域52および当接領域51を互いに接続するばね領域53とを有している。支承領域52と当接領域51とは、ばね弾性的なカバー84の負荷をかけられていない状態で予め規定されたオフセット54を保って互いに平行に配置されている。この状態が図10に示されている。
この場合、ばね弾性的なカバー84は、皿状に構成されているので、カバー84は皿ばねと比較可能な可撓性を有している。
この場合、カバー84は、予め規定された間隔54が、保持平面40と駆動ユニット2との間の間隔54′よりも大きくなるように、設計されている。つまり、スナップ嵌合後に、カバー84は、その第2の非作動位置を占め得ないということである。これによって、当接領域51は、ばね領域53を用いて支承領域52に向かって付勢されている状態に留まる。これによって、ばね弾性的なカバー84のばね弾性に基づいて予め規定された圧縮力Fが駆動ユニット2に加えられる。言い換えれば、駆動ユニット2は、予め規定された圧縮力Fを用いて当接領域51と底部31との間で締め付けられる。
Claims (21)
- 筋力および/またはモータ動力を用いて駆動可能な車両のための駆動装置であって、L字形のフレームインターフェース(3)と駆動ユニット(2)とを有しており、前記L字形のフレームインターフェース(3)が、底部(31)と、側壁(32)と、前記底部(31)に向き合う開放側(66)とを有している形式のものにおいて、
前記駆動ユニット(2)が前記フレームインターフェース(3)の前記開放側(66)を介して、特に水平に取り付け可能であって、前記フレームインターフェース(3)の前記底部(31)と解除可能に固定されていることを特徴とする、駆動装置。 - 前記フレームインターフェース(3)の前記底部(31)が、前記駆動ユニット(2)の被駆動側(60)で、前記駆動ユニット(2)のボトムブラケット軸(110)に対して概ね直交して配置されており、前記側壁(32)が前記底部(31)に対して概ね直角に配置されている、請求項1記載の駆動装置。
- 前記駆動ユニット(2)が固定軸受装置(61)を用いて前記底部(31)に解除可能に固定されている、請求項1または2記載の駆動装置。
- 前記固定軸受装置(61)は、前記底部(31)が、少なくとも1つのねじ山付きピン(7)、好適には1つのねじによって、前記駆動ユニット(2)のハウジング(64)の少なくとも1つのねじ山、好適にはねじ山付きスリーブにねじ結合されていることによって、形成されている、請求項3記載の駆動装置。
- 前記駆動装置は、完全に固定された、好適にはねじ結合された状態で、前記駆動ユニット(2)の少なくとも1つの保持領域(20)が、保持部材(4)と前記フレームインターフェース(3)の前記底部(31)との間で張力または圧力、好適には圧力にさらされるように構成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の駆動装置。
- 前記保持部材(4)が浮動軸受装置()を介してそれぞれ、前記側壁(32)の端面側(30)および前記駆動ユニット(2)に固定、好適にはねじ結合されている、請求項5記載の駆動装置。
- 前記保持部材(4)が弾性的に変形可能なプレート状の部材である、請求項5または6記載の駆動装置。
- 前記保持部材(4)が平らな金属薄板である、請求項7記載の駆動装置。
- 前記保持部材(4)が、2つの平らな金属薄板セクション(41,42)を有する段付けされた金属薄板であって、前記2つの平らな金属薄板セクション(41,42)が予め規定されたオフセット(44)を保って互いに平行に配置されている、請求項7記載の駆動装置。
- 前記保持部材(4)が、前記フレームインターフェース(3)の前記側壁(32)の端面側(32a)に当接するカバーである、請求項5または6記載の駆動装置。
- 前記カバーが、少なくとも1つの開口(45)と、該開口(45)毎に1つのエラストマーエレメント(46)および1つのスリーブ(47)とを有しており、前記エラストマーエレメント(46)および前記スリーブ(47)が前記開口(45)内に配置されていて、前記スリーブ(47)が前記エラストマーエレメント(46)を前記駆動ユニット(2)に押し付けるように、1つのねじ(6)を用いて前記駆動ユニット(2)にねじ結合されている、請求項10記載の駆動装置。
- 前記カバー(84)がばね弾性的なカバーであって、前記駆動ユニット(2)が前記カバーの当接領域(51)と前記底部(31)との間で好適には圧力下で締め付けられている、請求項10記載の駆動装置。
- 少なくとも1つの固定ねじ(86)を有しており、該固定ねじ(86)を用いて前記当接領域(51)が前記駆動ユニット(2)に直接的にねじ結合されている、請求項12記載の駆動装置。
- 前記カバー(84)は、完全にねじ結合された状態で、少なくとも50N、特に少なくとも200Nの圧縮力(F)を前記駆動ユニット(2)に加えるように構成されている、請求項12または13記載の駆動装置。
- 前記カバー(84)は、支承領域(52)およびばね領域(43)を備えた皿状に構成されており、前記支承領域(52)が前記当接領域(51)を取り囲んでいて、前記ばね領域(43)が前記当接領域(51)と前記支承領域(52)とを互いに接続している、請求項12から143までのいずれか1項記載の駆動装置。
- 前記当接領域(51)と前記支承領域(52)とが、前記カバー(84)のねじ結合されていない、特に負荷されていない状態で予め規定されたオフセット(54)を保って互いに平行に配置されている、請求項15記載の駆動装置。
- 前記カバー(84)は、前記支承領域(52)が位置する保持平面(40)に関連して、前記当接領域(51)が前記保持平面(40)の一方側から前記保持平面(40)の他方側へスナップ式に嵌合できるように、スナップ嵌合可能に構成されている、請求項14または15記載の駆動装置。
- 前記カバー(84)は、前記当接領域(51)が前記保持平面(40)に向かう方向で予め規定された傾倒平面(40′)を越えて移動せしめられ、特に前記傾倒平面(40′)が前記保持平面(40)と一致すると、スナップ嵌合が行われるように構成されている、請求項17記載の駆動装置。
- 前記側壁(32)が前記底部(31)を完全に環状に取り囲んでいる、請求項1から18までのいずれか1項記載の駆動装置。
- 前記側壁(32)が切欠(33)を有しており、特に前記切欠(33)が、前記側壁(32)の全周の少なくとも20%、特に最大80%に亘って延在している、請求項1から19までのいずれか1項記載の駆動装置。
- 車両、特に筋力および/またはモータ動力を用いて駆動可能な車両(100)、好適には電動自転車において、請求項1から20までのいずれか1項記載の駆動装置(1)を有している、車両。
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