特許 7453249 自転車のホイールを駆動するためのシステム、デバイス、および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】自転車のホイールを駆動するためのシステム、デバイス、および方法

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/75 20100101AFI20240312BHJP

【ＦＩ】

B62M6/75

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021560288

(86)(22)【出願日】2020-03-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-06

(86)【国際出願番号】 US2020024705

(87)【国際公開番号】W WO2020205368

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2023-03-22

(31)【優先権主張番号】62/826,712

(32)【優先日】2019-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/906,434

(32)【優先日】2019-09-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】521440105

【氏名又は名称】クリップ． バイク インク．

【氏名又は名称原語表記】ＣＬＩＰ． ＢＩＫＥ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】１９ Ｍｏｒｒｉｓ Ａｖｅｎｕｅ， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ １２８， Ｂｒｏｏｋｌｙｎ， ＮＹ １１２０５ （ＵＳ）．

(74)【代理人】

【識別番号】100098899

【弁理士】

【氏名又は名称】飯塚 信市

(74)【代理人】

【識別番号】100163865

【弁理士】

【氏名又は名称】飯塚 健

(72)【発明者】

【氏名】レイ， ソムナス

【審査官】三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０７０８９２９３（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６５３９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭４９－１４１５４０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｍ ６／７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランピングメカニズムを備えた自転車ドライブアッセンブリであって、
自転車に固定するための複数のクランプと、
自転車ホイールを駆動するためのドライブメカニズムと、
前記ドライブメカニズムから前記クランプのそれぞれへ延在する複数の細長いサポートと、を含み、
自転車に適用されているときに、前記自転車のホイールは、前記細長いサポート同士の間に部分的に通っており、
前記複数のクランプは、
前記複数のクランプのそれぞれに対応し、前記複数の細長いサポートのうち対応する細長いサポートにそれぞれ含まれる、テンション負荷経路提供管と、
前記テンション負荷経路提供管によって前記複数のクランプに同時にテンションをかけるためのアクチュエーターと、を含み、
前記複数のクランプのそれぞれは、第１把持エレメントおよび第２把持エレメントを有しており、前記クランプが前記テンション負荷経路提供管に沿ってテンションをかけられるときには、それぞれのクランプの前記第２把持エレメントが、対応する前記第１把持エレメントに向けて引き寄せられる、自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項2】

それぞれのクランプの前記第１把持エレメントは、平行な平面に沿って実質的に弧状の断面を有しており、実質的に平行なポストを把持するように構成されている、請求項１に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項3】

前記クランプは、互いに対して固定された場所において間隔を離して配置されている、請求項１に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項4】

前記クランプ同士の間のスペースは、自転車ホイールが前記クランプ同士の間を通るのに十分になっている、請求項３に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項5】

前記アクチュエーターは、対応するテンション負荷経路提供管の中の２つのテンショニングケーブルに同時に手動でテンションをかけるレバーである、請求項１に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項6】

それぞれのテンション負荷経路提供管は、リジッドシャフトを収容しており、前記リジッドシャフトは、前記リジッドシャフトから半径方向に延在するピンを有しており、前記テンション負荷経路提供管は、経路を含み、前記経路は、前記経路が軸線方向に延在するにつれて、前記テンション負荷経路提供管の周囲部の周りを通過しており、前記ピンが前記経路に沿って通過するときには、前記リジッドシャフトが軸線方向に回転するようになっている、請求項１に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項7】

前記クランピングメカニズムは、スプリングをさらに含み、前記スプリングは、それぞれのテンション負荷経路提供管の中の引張力に対抗しており、引張力が前記アクチュエーターによって印加されるときには、前記リジッドシャフトが、第１の軸線方向に引き寄せられ、テンションをかけられていない位置および配向からテンションをかけられた位置および配向へ回転するようになっており、前記引張力が解放されるときには、前記スプリングが、前記テンションをかけられていない位置および配向へ前記リジッドシャフトを戻す、請求項６に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項8】

前記リジッドシャフトは、端部に前記第２把持エレメントを含み、前記第２把持エレメントは、前記リジッドシャフトから半径方向に延在しており、前記テンションをかけられた配向では、前記第２把持エレメントが前記第１把持エレメントを横切って通るようになっており、前記テンションをかけられていない配向では、前記第１把持エレメントがサポートに適用されるときに、前記第２把持エレメントは、前記第１把持エレメントと干渉しないようになっている、請求項６に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項9】

それぞれのテンション負荷経路提供管は、キャリッジの上に装着された定荷重スプリングをさらに含み、それぞれのテンション負荷経路提供管の中の前記経路は、前記テンション負荷経路提供管の前記周囲部の周りを通過する第１のセグメントと、線形になっている第２のセグメントとを有しており、前記ピンが前記経路の線形のセグメントに到達した後に、前記アクチュエーターからの追加的な力が、前記定荷重スプリングの抵抗に対抗して、前記キャリッジに印加され得る、請求項６に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項10】

前記テンション負荷経路提供管に沿って前記クランプにテンションをかけると、それぞれのクランプの前記第２把持エレメントは、通過の第１のセグメントにおいて、対応する前記経路によって回転させられ、次いで、通過の第２のセグメントの間に、対応する前記第１把持エレメントに向けて引き寄せられ、クランプされることとなる物体の上にクランプした後に、前記アクチュエーターからの任意の追加的な力が、前記キャリッジに印加される、請求項９に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項11】

それぞれのテンショニング導管は、定荷重スプリングを含み、それぞれのクランプの前記第２把持エレメントが、対応する前記第１把持エレメントに向けて引き寄せられるときには、前記第２把持エレメントのためのテンショニングの最終的なセグメントが、前記定荷重スプリングの力に対抗している、請求項１に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【請求項12】

それぞれのテンショニング導管に関して、前記定荷重スプリングは、キャリッジの上に装着されており、通過の第１のセグメントの間に、前記第２把持エレメントは、前記第１把持エレメントに向けて移動し、通過の前記最終的なセグメントの間に、前記第２把持エレメントは、前記第１把持エレメントに対して静止しており、前記キャリッジは、前記第２把持エレメントに対して移動する、請求項１１に記載の自転車ドライブアッセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互参照
本出願は、２０１９年９月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／９０６，４３４号の利益を主張し、また、２０１９年３月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／８２６，７１２号の利益を主張し、それらの文献のそれぞれの全体は、参照により本明細書に組み込まれている。

【0002】

本開示は、自転車のホイールを駆動するためのシステムおよび方法に関する。とりわけ、本開示は、自転車ホイールのための摩擦ドライブ、および、摩擦ドライブを自転車に固定するためのクランピングメカニズム、ならびに、自転車のホイールを駆動するためのシステムを制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

上り坂でまたは長い距離を自転車に乗ることは、大変な労力を要する。同様に、自転車運転者は、疲れて仕事から家に帰るときには、それほど多くのエネルギーを費やしたくない場合がある。

【0004】

自転車のホイールを駆動するための既存の解決策は、典型的に、高価なｅ－バイク、「自分でやる（ｄｏ ｉｔ ｙｏｕｒｓｅｌｆ）」据え付けを必要とする面倒なキット、または、共有されるバイクと互換性のない大規模なアップグレードである。

【0005】

したがって、ドライブアシストデバイスは、一般的に、従来の自転車のフレームの上への恒久的なまたは半恒久的な据え付けを必要とする。摩擦ドライブシステムは、通常、バッテリーに配線されたｅ－モーターを装着すること、または、代替的に、いくつかの除去可能なパーツのうちの１つを自転車のフレームの上に取り付けるための恒久的なドックを装着することを必要とする。ホイールドライブアシストシステムは、バイクのフロントホイールまたはリアホイール全体を交換することが多い。これらの据え付けは、自転車の重要で恒久的な変換を発生させ、それは、利便性、美観、安全、およびコストの観点から新しい制約を追加することによって、特に、自転車通勤者にとって、自転車に乗る体験に悪影響を及ぼす可能性がある。さらに、既存のデバイスは、典型的に、デバイスを自転車に固定するための互換性のあるインターフェースがなければ、共有される自転車で機能することができない。

【0006】

さらに、既存の解決策は、自転車の現在の速度を決定するために、外部センサーが別個に据え付けられることを必要とする可能性がある。そのような要件は、後付け可能な自転車モーターの据え付けをさらに複雑にし、オールインワンのデバイスの使用を妨げる。

【0007】

さらに、自転車のホイールを駆動するために摩擦ドライブを利用する既存の解決策は、典型的に、ホイールを駆動するのに十分な力を印加するために、デバイス自身の重量、または、複雑な電動化された解決策のいずれかを必要とする。したがって、いくつかの解決策は、利用可能な力を増加させるために、バッテリー、回路、およびドライブメカニズム自身を含むドライブユニットをホイールの真上に置く。そのような解決策は、十分な力を印加するために重いドライブユニットを必要とし、必然的に、ロバストな固定メカニズムが据え付けられることを必要とする。

【0008】

他の解決策は、摩擦ドライブのローラーをホイールの表面に押し付けるために２次モーターを必要とする。そのようなアプローチは、複雑な構造および過度のバッテリー消費を結果として生じさせる。

【0009】

さらに、ドライブアシストデバイスは、一般的に、一貫した電源によって動作する。一貫した電源を電気モーターに提供することは、バッテリーの連続的な使用を必要とする。このタイプの機能は、通常、大容量のバッテリーパックを必要とし、それは、バッテリーライフサイクルを制限しながらバッテリーを再充電するための重量、コスト、および時間を増加させる。

【0010】

結果として、ドライブアシストデバイスは、わずかに使用されているままであり、さまざまなドライブアシストデバイス（通常は、高価で面倒である）の発売は、特に通勤目的のためのバイクの使用において大幅な増加を発生させなかった。

【0011】

上記に説明されている、ドライブアシストデバイスの使用に関連付けられるこれらの不利益を除去するための必要性が存在している。特に、バイク通勤者のために、デバイスのコストを制限しながら携帯性を最大化することによって、ドライブアシストデバイスの使用をより便利にするさらなる必要性が存在している。

【0012】

ユーザーがバイクレーンハザードおよび付近にいる他のバイカーをマッピングすること、ならびに／または、近くの自転車運転者のことを車のドライバーに警告することを可能にすることができるドライブアシストデバイスに関連付けられるアプリケーションに対するさらなる必要性が存在している。

【0013】

事前に据え付けられたコンポーネントを必要とすることなしに自転車に普遍的に取り付けることができるようなドライブアシストデバイスに対するさらなる必要性が存在している。そのようなデバイスが完全に自己完結型になっており、それによって、別個のバッテリーを必要としないということに対するさらなる必要性が存在している。装着されると、自転車の駆動ホイールの上に適当な力または圧力を発生させるために、ドライブユニットの過度の重量または複雑な２次モーターに依存しないようなデバイスに対するさらなる必要性が存在している。

【発明の概要】

【0014】

本明細書で説明されているデバイスの１つの実施形態は、オールインワンの軽量でコンパクトなデバイスであり、それは、任意のバイクの上に迅速に据え付けられるために、フレームの上への何らかの事前の据え付けを必要としない。デバイスは、バイクが駐輪されるときにバイクから全体的におよび瞬間的に除去可能であることによって、盗難のリスクを低下させることを目的としている。また、デバイスは、一貫した供給の代わりにパルス信号で稼働し、したがって、それは、より低い容量のバッテリーで足りる。デバイスは、組み立てが簡単で経済的なコンポーネント、および、いくつかの実施形態では、より低い容量のバッテリーパックから構成されており、デバイスを安価で広くアクセス可能なものにする。デバイスは、モバイルアプリとインターフェースすることが可能であり、モバイルアプリは、電子コントローラーおよび電話器の他のセンサーからデータを受信する。

【0015】

デバイスの実施形態は、一般的に、摩擦ドライブ電気モーターを含み、摩擦ドライブ電気モーターは、バッテリーによって発生させられるパルス信号によって活性化させられ、電子コントローラーによって調整され、これらのすべては、単一のドライブユニットまたはドライブアッセンブリの中に含有されている。

【0016】

そのようなデバイスは、自転車フレームの任意のパーツの上への何らかの事前の据え付けを必要とすることなく、クランピングジョーメカニズム（clamping jaw mechanism）を使用して、さまざまなフロントフォークサイズおよびデザインに容易に取り付けられるかまたは取り外される。デバイスのアームは、さまざまなサイズの自転車ホイールとともに使用されるように手動で調節可能であり得る。

【0017】

デバイスは、電源の振幅の高速変化を電気モーターに送信する電子コントローラーをさらに含有しており、高電力の短い位相および無電力の位相を交互にし、バッテリーの使用を最適化するようになっている。また、コントローラーは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を介して、モバイルアプリにデータを提供することが可能である。

【0018】

また、自転車のフォークにドライブアッセンブリを固定するためのクランピングデバイスが、本明細書で説明されている。

【0019】

１つの実施形態では、クランピングメカニズムが提供され、クランピングメカニズムは、複数のクランプと、クランプのそれぞれに対応するテンショニング導管（tensioning conduit）と、テンショニング導管によって複数のクランプに同時にテンションをかけるためのアクチュエーターとを含む。

【0020】

典型的に、それぞれのクランプは、ブレーシングエレメント（bracing elements）およびグリッピングセグメント（gripping segment）を有しており、クランプがテンショニング導管に沿ってテンションをかけられるときには、それぞれのクランプのグリッピングセグメントが、対応するブレーシングエレメントに向けて引き寄せられる。

【0021】

いくつかの実施形態において、それぞれのクランプのブレーシングエレメントは、平行な平面に沿って実質的に弧状の断面を有しており、クランプは、実質的に平行なポストを把持するように構成されている。そのようなブレーシングエレメントは、互いに対して固定された場所において間隔を離して配置され得、次いで、クランプは、それらのそれぞれのテンショニング導管によって、または、それぞれのテンショニング導管のためのハウジングによって、リジッドに（rigidly）位置付けされ得る。

【0022】

典型的に、クランプは、自転車ホイールがクランプ同士の間を通るためにクランプ同士の間に十分なスペースを備えて間隔を離して配置されている。

【0023】

いくつかの実施形態において、アクチュエーターは、対応するテンショニング導管の中の２つのテンショニングケーブルに同時に手動でテンションをかけるレバーである。

【0024】

いくつかの実施形態において、テンショニング導管は、リジッドシャフト（rigid shaft）をそれぞれ収容しており、リジッドシャフトは、それから半径方向に延在するピンを有することが可能である。次いで、テンショニング導管は、経路をさらに含むことが可能であり、経路は、経路が軸線方向に延在するにつれて、導管の周囲部の周りを通過しており、ピンが経路に沿って通過するときには、シャフトが軸線方向に回転するようになっている。次いで、クランピングメカニズムは、スプリングをさらに含むことが可能であり、スプリングは、それぞれのテンショニング導管の中の引張力に対抗しており、引張力がアクチュエーターによって印加されるときには、リジッドシャフトが、第１の軸線方向に引き寄せられ、テンションをかけられていない位置および配向からテンションをかけられた位置および配向へ回転するようになっており、引張力が解放されるときには、スプリングが、テンションをかけられていない位置および配向へシャフトを戻す。

【0025】

いくつかのそのような実施形態において、リジッドシャフトは、グリッピングセグメントの中で終了し、グリッピングセグメントは、シャフトから半径方向に延在している。テンションをかけられた配向では、グリッピングセグメントがブレーシングエレメントを横切って通っており、テンションをかけられていない配向では、ブレーシングエレメントがサポートに適用されるときに、グリッピングセグメントは、ブレーシングエレメントと干渉しない。したがって、ピンが経路に沿って通過するときには、シャフトは、軸線方向に回転し、グリッピングセグメントが、テンションをかけられていない配向からテンションをかけられた配向へ移動させられるようになっている。

【0026】

いくつかの実施形態において、それぞれのテンショニング導管は、キャリッジの上に装着された定荷重スプリングをさらに含む。それぞれのテンショニング導管の中の経路は、導管の周囲部の周りを通過する第１のセグメントと、線形になっている第２のセグメントとを有しており、ピンが経路の線形のセグメントに到達した後に、アクチュエーターからの追加的な力が、定荷重スプリングの抵抗に対抗して、キャリッジに印加され得る。

【0027】

そのような実施形態では、テンショニング導管に沿ってクランプにテンションをかけると、それぞれのクランプのグリッピングセグメントは、通過の第１のセグメントにおいて、対応する経路によって回転させられ、次いで、通過の第２のセグメントの間に、対応するブレーシングエレメントに向けて引き寄せられる。クランプされることとなる物体の上にクランプした後に、アクチュエーターからの任意の追加的な力が、次いでキャリッジに印加される。

【0028】

いくつかの実施形態において、テンショニング導管は、定荷重スプリングを含み、それぞれのクランプのグリッピングセグメントが、対応するブレーシングエレメントに向けて引き寄せられるときには、グリッピングセグメントのためのテンショニングの最終的なセグメントが、定荷重スプリングの力に対抗している。そのような実施形態では、定荷重スプリングは、キャリッジの上に装着され得、通過の第１のセグメントの間に、グリッピングセグメントは、ブレーシングエレメントに向けて移動し、通過の最終的なセグメントの間に、グリッピングセグメントは、ブレーシングエレメントに対して静止しており、キャリッジは、グリッピングセグメントに対して移動する。

【0029】

いくつかの実施形態において、自転車ドライブアッセンブリが提供され、アッセンブリは、自転車に固定するための少なくとも１つのクランプと、自転車ホイールを駆動するためのドライブメカニズムと、ドライブメカニズムから少なくとも１つのクランプへ延在する複数の細長いサポートとを含む。自転車に適用されているときに、自転車のホイールは、細長いサポート同士の間に部分的に通っている。

【0030】

典型的に、少なくとも１つのクランプは、自転車のホイールの両側において自転車フォークの２つのレッグに独立して係合するための複数のクランプである。そのような実施形態では、それぞれのクランプは、細長いサポートのうちの１つに対応しており、それぞれの細長いサポートは、対応するクランプにテンションをかけるためのテンショニングメカニズムをそれぞれ含有している。

【0031】

いくつかの実施形態において、クランプアクチュエーターが、対応する細長いサポートの中のテンショニングメカニズムによって複数のクランプを作動させるために、ドライブメカニズムに隣接して提供されている。

【0032】

ドライブメカニズムは、自転車ホイールの半径方向外側表面に適用されるローラーを含む摩擦ドライブであることが可能である。ローラーは、石（stone）の外側層を有することが可能である。いくつかの実施形態において、ローラーは、凸形プロファイルを有することが可能であり、凸形プロファイルは、使用の間にプロファイルの中心において自転車ホイールの外側表面を維持するためのものである。

【0033】

いくつかの実施形態において、摩擦ドライブは、自転車ホイールの半径方向外側表面に適用されるローラーを含み、少なくとも１つのクランプは、自転車にリジッドに固定されており、複数の細長いサポートが、クランプに向けて方向付けられた力を発生させるようになっており、それによって、自転車ドライブアッセンブリの重量よりも大きい力をローラーから自転車ホイールの外側表面へ印加することを提供する。

【0034】

いくつかの実施形態において、細長いサポートは、ハウジングを含み、バッテリーおよび電子制御システムは、ハウジングの中に含有されている。自転車ドライブアッセンブリは、ドライブアッセンブリの中のモーターと、モーターのための電子コントローラーとをさらに含むことが可能であり、モーターは、モーターを制御するためのホール効果センサーを含むことが可能である。

【0035】

いくつかの実施形態において、上記に議論されているものなどのような、自転車ドライブアッセンブリを使用して自転車ホイールを駆動するための方法が提供され、この方法は、摩擦ローラーを駆動するドライブモーターを提供するステップと、モーターの速度を監視し、自転車の被駆動ホイールの速度を決定するステップと、被駆動ホイールの速度がスロットル有効化閾値を上回っているかどうかを決定するステップとを含む。

【0036】

次いで、この方法は、アシストが自転車の被駆動ホイールに適用されるべきというインディケーション（indication）をユーザーから受信する。そのようなインディケーションを受信すると、ユーザーが進行中のインディケーションを提供している間、および、被駆動ホイールの速度がスロットル有効化閾値を上回っている間にのみ、自転車の被駆動ホイールに駆動力が印加される。

【0037】

いくつかの実施形態において、被駆動ホイールに印加される駆動力は、モーターの現在の速度に関して印加される一定の力である。いくつかの実施形態において、モーターは、駆動力が自転車の被駆動ホイールに印加されていないときに、摩擦ローラーに適用される被駆動ホイールの回転から充電できる。

【0038】

いくつかの実施形態において、この方法は、ユーザーからインディケーションを受信するためのインディケーションデバイスを提供するステップをさらに含み、インディケーションデバイスは、ワイヤレス接続によって、モーターを制御するためのコントローラーにリンク接続されている。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】図１は、自転車の文脈における自転車ドライブアッセンブリの１つの実施形態の上面図である。

【0040】

【図2】図２は、図１の自転車ドライブアッセンブリの正面斜視図である。

【0041】

【図3】図３は、図１の自転車ドライブアッセンブリの側面図である。

【0042】

【図4】図４は、第１の構成における自転車ドライブアッセンブリの第２の実施形態の斜視図である。

【0043】

【図5】図５は、第１の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリの上面図である。

【0044】

【図6】図６は、第１の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリの背面図である。

【0045】

【図7】図７は、第２の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリの斜視図である。

【0046】

【図8】図８は、第２の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリの上面図である。

【0047】

【図9】図９は、第２の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリの背面図である。

【0048】

【図10】図１０は、第２の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリの上面断面図である。

【0049】

【図11】図１１は、図４の自転車ドライブアッセンブリのいくつかのコンポーネントの分解図である。

【0050】

【図12】図１２は、自転車ドライブアッセンブリとともに使用するためのコントローラーの図である。

【0051】

【図13】図１３は、図１２のコントローラーと嵌合させられた、図１の自転車ドライブアッセンブリの上面図である。

【0052】

【図14】図１４は、第１の構成による自転車ドライブアッセンブリの第３の実施形態の斜視図である。

【0053】

【図15】図１５は、第１の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリの上面図である。

【0054】

【図16】図１６は、第１の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリの背面図である。

【0055】

【図17】図１７は、第２の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリの斜視図である。

【0056】

【図18】図１８は、第２の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリの上面図である。

【0057】

【図19】図１９は、第２の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリの背面図である。

【0058】

【図20A】図２０Ａは、細長いサポートのカバーが除去された状態の、第１の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリの側面図である。

【0059】

【図20B】図２０Ｂは、細長いサポートのカバーが除去された状態の、第２の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリの側面図である。

【0060】

【図21A】図２１Ａは、自転車の上に装着されている、図４の自転車ドライブアッセンブリの上面斜視図である。

【図21B】図２１Ｂは、自転車の上に装着されている、図４の自転車ドライブアッセンブリの上面斜視図である。

【0061】

【図21C】図２１Ｃは、自転車の上に装着されている、図４の自転車ドライブアッセンブリの側面図である。

【0062】

【図22】図２２は、本開示による自転車のホイールを駆動するための方法を図示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0063】

いくつかの例示目的の実施形態の原理による例示目的の実施形態の説明は、添付の図面に関連して読まれることを意図しており、図面は、書面による説明全体の一部であると考えられるべきである。本明細書で開示されている実施形態の説明において、方向または配向への任意の言及は、単に説明の便宜のために意図されているに過ぎず、本発明の範囲を限定することを決して意図していない。「下側」、「上側」、「水平方向の」、「垂直方向の」、「上方の」、「下方の」、「上」、「下」、「上部」、および「底部」などのような相対的な用語、ならびに、それらの派生語（たとえば、「水平方向に」、「下向きに」、「上向きに」など）は、次いで議論の下の図面に説明または示されているような配向を参照するように解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、単に説明の便宜のためのものであり、そのように明示的に示されていない限り、装置が特定の配向で構築または動作されることを必要としない。「取り付けられている」、「固着されている」、「接続されている」、「連結されている」、「相互接続されている」などのような用語および同様のものは、そうでないことを明示的に記載されていない限り、構造体が直接的にまたは介在構造体を通して間接的に互いに固定されるかまたは取り付けられている関係、および、可動またはリジッドの両方の取り付けまたは関係を指している。そのうえ、特徴および利益は、特定の例示された実施形態を参照することによって図示されており、すべての実施形態に当てはまるとは限らない可能性がある。したがって、本発明は、単独でまたは特徴の他の組み合わせで存在し得る特徴のいくつかの可能な非限定的な組み合わせを図示するそのような例示的な実施形態に明示的に限定されるべきではない。特許請求されている発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義されている。

【0064】

本開示は、現在企図されているような本発明を実践する１つまたは複数の最良のモードを説明している。この説明は、限定する意味で理解されることを意図しているのではなく、添付の図面を参照することによって例示目的のためだけに提示されている本発明の例を提供し、本発明の利点および構築を当業者に助言する。図面のさまざまな図において、同様の参照文字は、同様のまたは類似のパーツを指定している。

【0065】

本明細書で説明されているさまざまな実施形態は、自転車のホイール（wheel）を駆動するための自転車ドライブアッセンブリ、および、ドライブアッセンブリがホイールを駆動することができるように自転車ドライブアッセンブリを自転車に固定するためのクランピングメカニズムを提供する。また、自転車ドライブアッセンブリによって自転車のホイールを駆動するための方法が、本明細書で議論されている。

【0066】

図１は、自転車１１０の文脈において自転車ドライブアッセンブリ１００の１つの実施形態の上面図を提供している。図２は、図１の自転車ドライブアッセンブリ１００の正面斜視図を提供しており、図３は、側面図を提供している。

【0067】

示されているように、自転車ドライブアッセンブリ１００は、ドライブアッセンブリを自転車１１０に固定するための少なくとも１つのクランプまたはクランピングメカニズム１２０ａ、ｂを含む。示されている実施形態では、２つのクランピングメカニズム１２０ａ、ｂは、自転車１１０のフロントフォークの２つのレッグ１３０ａ、ｂにドライブアッセンブリ１００をクランプするために提供されている。

【0068】

自転車ドライブアッセンブリ１００は、自転車ホイールを駆動するためのドライブメカニズム１４０と、ドライブメカニズム１４０からクランプ１２０ａ、ｂへ延在する複数の細長いサポート１５０ａ、ｂとをさらに含む。ドライブアッセンブリ１００がクランプ１２０ａ、ｂを使用して自転車１１０に装着されているときには、自転車のホイール１６０は、細長いサポート１５０ａと細長いサポート１５０ｂとの間に少なくとも部分的に通っている。

【0069】

同様に、２つのクランプ１２０ａ、ｂがドライブアッセンブリ１００を自転車１１０に固定するために提供されている場合、ホイール１６０の両側において自転車のフロントフォークの２つのレッグ１３０ａ、ｂのそれぞれと嵌合するために、１つのクランプが提供される。

【0070】

典型的に、それぞれのクランプ１２０ａ、ｂは、細長いサポート１５０ａ、ｂのうちの１つに対応しており、それぞれの細長いサポートが、そのそれぞれのクランプにおいて終了するようになっている。細長いサポート１５０ａ、ｂは、対応するクランプ１２０ａ、ｂを作動させるためのメカニズム（または、メカニズムの一部分）をさらに提供することが可能である。そのようなメカニズムは、図４～図１１および図１４～図２０Ｂに示されている自転車ドライブアッセンブリ４００、７００の第２および第３の実施形態を参照して、より詳細に議論されている。

【0071】

示されているように、ドライブメカニズム１４０は、自転車ホイール１６０の半径方向外側表面に適用されるローラー１７０を含む摩擦ドライブである。ローラー１７０は、多種多様な材料を含むことが可能であり、いくつかの実施形態において、ゴムまたはゴム引きのコアおよび石の外側層を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、ローラー１７０は、相互交換可能であり得、ユーザーが、天候条件もしくは表面条件に関して、または、特定の自転車ホイールに関して適当なローラーを選択することができるようになっている。さらに、示されている実施形態にあるように、自転車ホイール１６０は、ドライブメカニズム１４０のローラー１７０と自転車のフォークのレッグ１３０ａ、ｂの上のクランプ１２０ａ、ｂの固定ポイントとの間に、少なくとも部分的に位置付けされている。したがって、自転車ホイール１６０のいずれかの側にある細長いサポート１５０ａ、ｂは、クランプ１２０ａ、ｂに向けて方向付けられた力を発生させるようにサイズ決めされており、それによって、ローラー１７０と自転車ホイール１６０の外側表面との間に圧力を提供する。このように、ドライブアッセンブリ１００は、自転車ドライブアッセンブリの重量よりも大きい力をローラー１７０から自転車ホイール１６０の外側表面へ印加することが可能である。

【0072】

ドライブメカニズム１４０は、ローラー１７０を駆動するために電子モーター１９０をさらに含むことが可能である。これは、示されているように、ローラー１７０自身の中に埋め込まれ得、または、それは、ローラーの外部に提供され得る。電力を供給されるときには、モーター１９０は、ローラー１７０の回転を活性化させ、ローラー表面とホイールのタイヤ表面との間の摩擦によって、ローラー１７０は、フロントホイール１６０の回転に従事している。異なるモーター速度は、ローラー１７０の回転を加速させ、それによって、フロントホイール１６０の回転を加速させるように設定され得る。モーター１９０が活性化させられていないときには、ローラーは、モーター自身の中の最小摩擦を伴って、タイヤとともに自由にスピンする。モーター１９０は、回転センサー（たとえば、ホール効果センサーなど）を装備していることが可能であり、回転センサーは、ホイール１６０の速度を常に監視し、必要に応じてローラー１７０の速度を調節するようになっている。

【0073】

いくつかの実施形態において、モーター１９０が従事していないときには、モーター１９０は、いくらかの摩擦を内部に印加することが可能であり、発電機として機能するようになっており、それによって、ドライブアッセンブリ１００の中のバッテリーにいくらかの電力を提供する。

【0074】

示されているように、細長いサポート１５０ａ、ｂ（または、細長いサポートの一部分）は、ドライブアッセンブリ１００のさまざまなコンポーネントのためのハウジング１８０ａ、ｂを提供することが可能である。これらのコンポーネントは、たとえば、コントローラーを含む電子制御システムおよびバッテリーを含むことが可能である。図４～図１０を参照して下記に議論されているように、細長いサポート１４０は、クランプ１２０ａ、ｂを作動させるためのテンショニングメカニズムをさらに含むことが可能である。

【0075】

図４は、第１の構成における自転車ドライブアッセンブリ４００の第２の実施形態の斜視図を提供している。図５は、第１の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリ４００の上面図を提供しており、図６は、背面図を提供している。

【0076】

図７は、第２の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリ４００の斜視図を提供している。図８は、第２の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリ４００の上面図を提供しており、図９は、背面図を提供している。

【0077】

図１０は、第２の構成における図４の自転車ドライブアッセンブリ４００の上面断面図を提供しており、図１１は、図４の自転車ドライブアッセンブリのいくつかのコンポーネントの分解図を提供している。

【0078】

示されているように、自転車ドライブアッセンブリ４００は、ドライブアッセンブリを自転車に固定するための少なくとも１つの（および、典型的に２つの）クランプまたはクランピングメカニズム４２０ａ、ｂを含む。示されている実施形態では、２つのクランピングメカニズム４２０ａ、ｂは、自転車のフロントフォークの２つのレッグにドライブアッセンブリ４００をクランプするために提供されている。

【0079】

自転車ドライブアッセンブリ４００は、自転車ホイールを駆動するためのドライブメカニズム４４０と、ドライブメカニズム４４０からクランプ４２０ａ、ｂへ延在する複数の細長いサポート４５０ａ、ｂとをさらに含む。ドライブアッセンブリ４００がクランプ４２０ａ、ｂを使用して自転車に装着されているときには、自転車のホイールは、細長いサポート４５０ａと細長いサポート４５０ｂとの間に少なくとも部分的に通っている。

【0080】

同様に、２つのクランプ４２０ａ、ｂがドライブアッセンブリ４００を自転車に固定するために提供されている場合、図１の実施形態に関して上記に議論されているように、ホイールの両側において自転車のフロントフォークの２つのレッグのそれぞれと嵌合するために、１つのクランプが提供される。

【0081】

典型的に、それぞれのクランプ４２０ａ、ｂは、細長いサポート４５０ａ、ｂのうちの１つに対応しており、それぞれの細長いサポートが、そのそれぞれのクランプにおいて終了するようになっている。細長いサポート４５０ａ、ｂは、対応するクランプ４２０ａ、ｂを作動させるためのメカニズム（または、メカニズムの一部分）をさらに提供することが可能である。図１０の断面図において見ることができるように、たとえば、それぞれの細長いサポート４５０ａ、ｂは、対応するクランプ４２０ａ、ｂにテンションをかけるためのテンショニングメカニズム５００ａ、ｂを含有することが可能である。テンショニングメカニズムは、より詳細に下記に説明されている。

【0082】

示されているように、ドライブメカニズム４４０は、自転車ホイールの半径方向外側表面に適用されるローラー４７０を含む摩擦ドライブである。ローラー４７０は、多種多様な材料を含むことが可能であり、いくつかの実施形態において、ゴムまたはゴム引きのコア４７３および石（stone）の外側層４７６を含むことが可能である。そのような石の外側層４７６は、ローラーと自転車の上に装着されたタイヤの表面との間の摩擦の増加を提供することが可能である。さらに、いくつかの実施形態において、ローラー４７０の外側表面のプロファイルは、自転車ホイールまたはタイヤの外側表面をより良好にカップの形で受けるために、弧状の形態またはフレア状の形態を備えて形状決めおよび提供され得る。同様に、ローラー４７０のプロファイルは、溝部またはＶ字形状を提供され得、自転車ホイールが、ローラーの表面に沿って中心を合わせられたままになるようになっている。代替的に、図１４の第３の実施形態を参照して下記に示されているように、ローラー表面は、凸形プロファイル形状を有することが可能であり、ローラー表面の湾曲、および、自転車ホイールの湾曲が、対応するドライブメカニズムのローラーに自動的に中心を合わせるように組み合わさるようになっている。

【0083】

さらに、自転車ホイールは、ドライブメカニズム４４０のローラー４７０と自転車のフォークの上のクランプ４２０ａ、ｂの固定ポイントとの間に、少なくとも部分的に位置付けされている。したがって、自転車ホイールのいずれかの側にある細長いサポート４５０ａ、ｂは、クランプ４２０ａ、ｂに向けて方向付けられた力を発生させるようにサイズ決めされており、それによって、ローラー４７０と自転車ホイールの外側表面との間に圧力を提供する。このように、ドライブアッセンブリ４００は、自転車ドライブアッセンブリの重量よりも大きい力をローラー４７０から自転車ホイールの外側表面へ印加することが可能である。

【0084】

ドライブメカニズム４４０は、ローラー４７０を駆動するために電子モーターをさらに含むことが可能である。これは、ローラー４７０自身の中に埋め込まれ得、または、それは、ローラーの外部に提供され得る。電力を供給されるときには、モーターは、ローラー４７０の回転を活性化させ、ローラー表面とホイールのタイヤ表面との間の摩擦によって、ローラー４７０は、フロントホイールの回転に従事している。異なるモーター速度は、ローラー４７０の回転を加速させ、したがって、フロントホイールの回転を加速させるように設定され得る。モーターが活性化させられていないときには、ローラー４７０は、モーター自身の中の最小摩擦を伴って、タイヤとともに自由にスピンする。モーターは、回転センサー（たとえば、ホール効果センサーなど）を装備していることが可能であり、回転センサーは、ホイールの速度を常に監視し、必要に応じてローラー４７０の速度を調節するようになっている。

【0085】

いくつかの実施形態において、モーターが従事（engaged）していないときには、モーターは、いくらかの摩擦を内部に印加することが可能であり、発電機として機能するようになっており、それによって、ドライブアッセンブリ４００の中のバッテリーにいくらかの電力を提供する。

【0086】

示されているように、細長いサポート４５０ａ、ｂ（または、細長いサポートの一部分）は、ドライブアッセンブリ４００のさまざまなコンポーネントのためのハウジング４８０ａ、ｂを提供することが可能である。これらのコンポーネントは、たとえば、コントローラーを含む電子制御システムおよびバッテリーを含むことが可能である。さらに、細長いサポート４５０ａ、ｂは、クランプ４２０ａ、ｂを作動させるためのテンショニングメカニズムをさらに含むことが可能である。そのような実施形態では、ドライブアッセンブリ４００は、対応する細長いサポート４５０ａ、ｂの中のテンショニングメカニズム５００ａ、ｂによってクランプ４２０ａ、ｂを作動させるために、ドライブメカニズム４４０に隣接したクランプアクチュエーター４９０をさらに含むことが可能である。

【0087】

したがって、自転車ドライブアッセンブリ４００のためのクランピングメカニズムは、一般的に、上記に議論されている２つのクランプ４２０ａ、ｂと、それぞれのクランプに対応するテンショニングメカニズム５００ａ、ｂと、テンショニングメカニズムによって両方のクランプに同時にテンションをかけるためのクランプアクチュエーター４９０とを含む。

【0088】

それぞれのテンショニングメカニズム５００ａ、ｂは、典型的に、テンショニング導管（tensioning conduit）５１０ａ、ｂを含み、テンショニング導管５１０ａ、ｂは、テンションがそれに沿ってロードされ得る経路を提供する。次いで、それぞれのクランプ４２０ａ、ｂは、ブレーシングエレメント（bracing elements）５２０ａ、ｂおよびグリッピングセグメント（gripping segment）５３５ａ、ｂを提供されており、クランプがそれらのテンショニング導管に沿ってテンションをかけられるときに、それぞれのクランプのグリッピングセグメントは、対応するブレーシングエレメントに向けて引き寄せられる。

【0089】

それぞれのクランプ４２０ａ、ｂのブレーシングエレメント５２０ａ、ｂは、自転車のコンポーネント（たとえば、フロントフォークのレッグを構成する平行なポストなど）を把持するのに理想的な表面輪郭（surface contour）または表面プロファイルを提供され得る。したがって、それぞれのブレーシングエレメント５２０ａ、ｂは、平行軸線に沿って走ることができる実質的に弧状のまたはそうでなければ丸みを帯びた断面を有することが可能であり、それが、平行なポスト（たとえば、自転車ドライブアッセンブリ１００の第１の実施形態に関して図１～図３に示されているものなど）を把持することができるようになっている。

【0090】

クランプ４２０ａ、ｂが自転車フォークを把持することができるようにクランプ４２０ａ、ｂを位置付けするために、クランプは、互いに対して固定された場所に間隔を離して配置されている。したがって、クランプ４２０ａ、ｂは、それらのそれぞれのテンショニング導管５１０ａ、ｂまたは導管を含有するハウジング４２０ａ、ｂによってリジッドに位置付けされ得、それは、細長いサポート４５０ａ、ｂ自身であることが可能であり、または、それは、細長いサポートの一部であることが可能である。典型的に、クランプ４２０ａ、ｂが互いから間隔を離して配置されているときには、自転車ホイールがクランプ同士の間を通るために十分なスペースが、クランプ同士の間に提供される。

【0091】

いくつかの実施形態において、クランプ４２０ａ、ｂの間のスペースは、調節可能であり得、ドライブアッセンブリ４００が、異なるフォーク設計および異なるサイズホイールを有する自転車に適用され得るようになっている。いくつかのそのような実施形態において、細長いサポート４５０ａ、ｂは、互いに対してヒンジ式になっていることが可能であり、それらが水平方向に調節可能であり得るようになっている。

【0092】

クランプアクチュエーター４９０は、２つのテンショニングケーブルまたは他のテンショニングメカニズム５００ａ、ｂに同時に手動でテンションをかけるレバーであることが可能である。アクチュエーター４９０およびテンショニングメカニズム５００ａ、ｂの機能は、図１０および図１１を参照して説明される。メカニズム５００ａ、ｂは、部分的に図示されており、テンショニングケーブル自身は示されていない。クランプアクチュエーター４９０は図の全体を通して同じ位置に示されているが、第１の構成では、クランプ４２０ａ、ｂはそれらが図４～図７にある通りに示されており、クランプアクチュエーター４９０は、典型的に、細長いサポート４５０ａ、ｂに対して直角に近い角度で上昇した位置にあることとなり、第２の構成では、クランプはそれらが図８～図１０にある通りに示されており、クランプアクチュエーターは、典型的に、示されているように提供されることとなるということが理解されることとなるということがさらに留意される。

【0093】

示されているように、テンショニング導管５１０ａ、ｂは、リジッドシャフト５３０ａ、ｂを収容している。リジッドシャフト５３０ａ、ｂは、典型的に、テンショニングケーブル（図示せず）によって、クランプアクチュエーター４９０にリンク接続されている。テンショニングケーブルは、典型的に、リジッドシャフトをアクチュエーター４９０に向けて引き寄せる。テンショニングメカニズム５００ａ、ｂは、スプリング５４０ａ、ｂをさらに含み、スプリング５４０ａ、ｂは、引張力に対抗し、それによって、アクチュエーター４９０から離れるようにクランプ４２０ａ、ｂの方向へリジッドシャフト５３０ａ、ｂを押す。リジッドシャフト５３０ａ、ｂは、典型的に、グリッピングセグメント５３５ａ、ｂをさらに含み、グリッピングセグメント５３５ａ、ｂは、対応するクランプ４２０ａ、ｂに隣接してシャフトの端部において半径方向に延在している。

【0094】

示されているように、リジッドシャフト５３０ａ、ｂのそれぞれは、それから半径方向に延在するピン５５０ａ、ｂを含む。テンショニング導管５１０ａ、ｂは、経路５６０ａ、ｂをそれぞれ含み、対応するピン５５０ａ、ｂが、経路５６０ａ、ｂに沿って通過する。経路５６０ａ、ｂは、対応するテンショニング導管５１０ａ、ｂに沿って軸線方向にそれぞれ延在しており、それが軸線方向に延在するにつれて、導管の周囲部の周りを通過している。したがって、対応するピン５５０ａ、ｂが経路５６０ａ、ｂに沿って通過するときには、対応するリジッドシャフト５３０ａ、ｂが軸線方向に回転する。

【0095】

このように、クランプ４２０ａ、ｂは、図４～図６に示されているテンションをかけられていない第１の構成から、図７～図１０に示されているテンションをかけられた第２の構成へ移行する。第１の構成では、テンションは、アクチュエーター４９０によって提供されず、したがって、スプリング５４０ａ、ｂによって提供されるスプリング力に対抗する引張力がない。そうであるので、リジッドシャフト５３０ａ、ｂは、完全に延在させられ、ピン５５０ａ、ｂは、それらのそれぞれの経路５６０ａ、ｂの第１の端部にある。

【0096】

さらに、第１の構成では、クランプのグリッピングセグメント５３５ａ、ｂは、対応するリジッドシャフト５３０ａ、ｂによって回転させられており、それらが、対応するブレーシングエレメント５２０ａ、ｂと干渉しないようになっている。示されているように、グリッピングセグメント５３５ａ、ｂは、対応するリジッドシャフト５３０ａ、ｂからブレーシングセグメント５２０ａ、ｂの軸線に平行な方向に延在することが可能であり、グリッピングセグメントが干渉することなく、クランプが、対応する平行なポスト（たとえば、自転車フォークのレッグなど）に直接的に適用され得るようになっている。

【0097】

第１の構成から第２の構成へ移行する際に、アクチュエーター４９０が使用され、スプリング５４０ａ、ｂからのスプリング力の反対に、引張力をテンショニングメカニズム５００ａ、ｂに印加する。したがって、リジッドシャフト５３０ａ、ｂは、対応するテンショニング導管５１０ａ、ｂに沿って移動し、ピン５５０ａ、ｂは、対応する経路５６０ａ、ｂに沿って移動する。そうであるので、リジッドシャフト５３０ａ、ｂは、アクチュエーター４９０に向けて移動して回転し、グリッピングセグメント５３５ａ、ｂが、対応するブレーシングセグメント５２０ａ、ｂを横切ってリジッドシャフト５３０ａ、ｂから半径方向に延在するようになっており、ブレーシングセグメントに対してブレースされた任意の物体に、クランピング力として引張力を印加するようになっている。

【0098】

したがって、アクチュエーター４９０から力が印加されると、クランピングメカニズム４２０ａ、ｂは、図４～図７に示されている第１の構成から、図８～図１０に示されている第２の構成へ移行し、第１の構成では、リジッドシャフト５３０ａ、ｂは、テンションをかけられておらず、グリッピングセグメント５３５ａ、ｂは、ブレーシングエレメント５２０ａ、ｂと干渉していない。第２の構成では、リジッドシャフト５３０ａ、ｂは、テンションをかけられており、アクチュエーター４９０に向けて引き寄せられており、それによって回転させられ、グリッピングセグメント５３５ａ、ｂが、ブレーシングエレメント５２０ａ、ｂを横切って延在し、クランピング力を印加するようになっている。

【0099】

図１～図３に示されている実施形態および図４～図１０に示されている実施形態の両方において、自転車ドライブアッセンブリおよびクランピングメカニズムは、自転車フレームの上への任意の事前の据え付けを必要としないオールインワンの軽量でコンパクトなデバイスを形成し、多種多様な自転車の上に迅速に据え付けられるようになっている。いくつかの実施形態において、細長いサポートの長さは、ドライブメカニズムによって自転車ホイールのタイヤに印加される力の量を調節するために、クランピングメカニズムが適用されると調節可能である。

【0100】

いくつかの実施形態において、細長いサポートの長さを直接的に調節する代わりに、自転車のフォークの上により高くまたはより低くクランピングメカニズムを位置付けすることによって、有効長さが調節され得る。このように、ローラーは、フロントホイールの上により高くまたはより低く位置付けされ得、ローラーとフロントホイールとの間の接触パッチが、フォークから適当な距離にあるようになっている。細長いサポートは、重量を制限するために、および、熱放散を容易にするために、アルミニウムまたは同様の材料から作製され得る。

【0101】

示されているように、ローラー４７０は、湾曲した表面を有することが可能であり、それは、ローラー４７０が、ローラーとタイヤとの間の接触を最適化しながら、異なるタイヤサイズおよび設計に適合することを可能にする。代替的に、図１４～図２０を参照して下記に議論されているように、ローラー７７０は、凸形プロファイル形状を有することが可能であり、ホイールの湾曲した表面とローラーの湾曲した表面との間の相互作用が、自動的に再センタリングすることをローラーに強制するようになっている。いずれにしても、ローラー１７０、４７０、７７０は、タイヤの上のグリップを高めて滑りを低減させるために、石の層によってカバーされたゴムまたは同様の材料から作製され得る。

【0102】

いくつかの実施形態において、クランプ１２０ａ、ｂ、４２０ａ、ｂ、および／または細長いサポート１５０ａ、ｂ、４５０ａ、ｂは、フォークサイズおよびフォーク間のスペースによって異なることを可能にする調節を提供される。さらに、そのような調節は、異なるホイールサイズまたはタイヤサイズに関して調節するために提供され得る。

【0103】

電気モーターに給電することができるリチウムイオンバッテリーが、電子コントローラーシステムを介してモーターパックに配線され得る。活性化させられるとき、および、電子コントローラーの要求に応じて、バッテリーは、電気モーターに給電する。バッテリーは、共通のＡＣ電源から再充電され得る。バッテリー、モーター、および電子コントローラーユニットは、単一のサポートの上に直ぐ近くに装着されており、したがって、それらを接続するために、短いコネクターのみが必要とされる。リチウムイオンバッテリーが述べられているが、他のバッテリー化学も同様に企図される。

【0104】

図１２は、自転車ドライブアッセンブリ１００、４００とともに使用するためのリモートコントロール６００の図を提供している。示されているように、リモートコントロール６００は、可撓性プラスチックのオープンリング６２０または同様の基本的なクリッピングシステムを使用して、自転車のハンドルバー６１０の上にクリップされ得る。自転車のライダーは、次いで、リモートコントロール６００を使用して電気モーターを活性化させることが可能である。リモートコントロール６００は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを使用して、コントローラーにリンク接続され得る。次いで、コントローラーは、本明細書の他のどこかで議論されている方法にしたがって、電気モーターに電流を送達することが可能である。リモートコントロール６００は、ＵＳＢによって直接的に充電可能であり得、または、自転車ドライブアッセンブリ１００に接続されているときには、自転車ドライブアッセンブリ１００から充電され得る。

【0105】

いくつかの実施形態において、スロットルリモートコントロール６００が、ハンドルバー６１０の上に、または、自転車のフレームの別のパーツの上にクリップされると、磁気的な接続が、デバイス１００を自動的にターンオンすることを可能にする。スロットルリモートコントロール６００がハンドルバー６１０またはフレームの別のパーツから外され、磁気的な接続が停止されると、デバイス１００は、自動的にターンオフされる。ライダーは、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して電子コントローラーに接続されている外部スロットルユニットまたは他の同様のセンサーを使用して、電気モーター１９０を活性化させることが可能である。コントローラーは、本明細書の他のどこかで説明されているように、パルス信号を通して電気モーターに電力を送達する。

【0106】

図１３は、図１２のリモートコントロール６００と嵌合させられた、図１の自転車ドライブアッセンブリ１００の上面図を示している。アッセンブリ１００をリモート６００と嵌合することは、デバイスの保管のため、または、自転車の上に据え付けられていないときの容易な輸送のためである可能性がある。ユーザーが自分の目的地に到着すると、デバイス１００は、クランピングジョーを解放することによって、フロントフォークから取り外され得る。次いで、リモート６００は、細長いアーム１５０ａ、ｂに固定され、デバイスの煩わしさを少なくし、デバイスをオールインワンにすることが可能である。次いで、デバイス１００は、電源に接続され、さらなる使用のためにバッテリーを再充電することが可能である。デバイス１００を充電するときに、それは、横にされるかまたは直立して位置決めされ得る。

【0107】

使用が終了すると、デバイスは、クランピングジョー（clamping jaw）１２０ａ、ｂを解放することによって、フロントフォークから取り外され得る。スロットルリモートコントロール６１０は、細長いアーム１５０ａ、ｂの後部に取り付けられ、デバイス１００の煩わしさを少なくし、デバイス１００をオールインワンにすることが可能である。デバイス１００は、電源に接続され、さらなる使用のためにバッテリーを再充電することが可能である。デバイスおよび電話の他のセンサーの中に一体化された電子コントローラーに接続されているモバイルアプリは、ライダーが彼らの旅行の間に収集されたデータにアクセスして共有することを可能にする。

【0108】

図１４は、第１の構成における自転車ドライブアッセンブリ７００の第３の実施形態の斜視図を提供している。図１５は、第１の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリ７００の上面図を提供しており、図１６は、背面図を提供している。

【0109】

図１７は、第２の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリ７００の斜視図を提供している。図１８は、第２の構成における図１４の自転車ドライブアッセンブリ７００の上面図を提供しており、図１９は、背面図を提供している。

【0110】

図２０Ａ～図２０Ｂは、それぞれ、第１の構成および第２の構成における、細長いサポート７５０ａのカバーが除去された状態の、図１４の自転車ドライブアッセンブリ７００の側面図を提供している。

【0111】

示されているように、自転車ドライブアッセンブリ７００は、ドライブアッセンブリを自転車に固定するための少なくとも１つの（および、典型的に２つの）クランプまたはクランピングメカニズム７２０ａ、ｂを含む。示されている実施形態では、２つのクランピングメカニズム７２０ａ、ｂは、自転車のフロントフォークの２つのレッグにドライブアッセンブリ７００をクランプするために提供されている。

【0112】

自転車ドライブアッセンブリ７００は、自転車ホイールを駆動するためのドライブメカニズム７４０と、ドライブメカニズム７４０からクランプ７２０ａ、ｂへ延在する複数の細長いサポート７５０ａ、ｂとをさらに含む。ドライブアッセンブリ７００がクランプ７２０ａ、ｂを使用して自転車に装着されているときには、自転車のホイールは、細長いサポート７５０ａと細長いサポート７５０ｂとの間に少なくとも部分的に通っている。

【0113】

同様に、２つのクランプ７２０ａ、ｂがドライブアッセンブリ７００を自転車に固定するために提供されている場合、図１の実施形態に関して上記に議論されているように、ホイールの両側において自転車のフロントフォークの２つのレッグのそれぞれと嵌合するために、１つのクランプが提供される。

【0114】

典型的に、それぞれのクランプ７２０ａ、ｂは、細長いサポート７５０ａ、ｂのうちの１つに対応しており、それぞれの細長いサポートが、そのそれぞれのクランプにおいて終了するようになっている。細長いサポート７５０ａ、ｂは、対応するクランプ７２０ａ、ｂを作動させるためのメカニズム（または、メカニズムの一部分）をさらに提供することが可能である。図２０Ａ～図２０Ｂの断面図において見ることができるように、たとえば、それぞれの細長いサポート７５０ａ、ｂは、対応するクランプ７２０ａ、ｂにテンションをかけるためのテンショニングメカニズム８００ａを含有することが可能である。テンショニングメカニズムは、図２０Ａ～図２０Ｂを参照して、より詳細に下記に説明されている。

【0115】

示されているように、ドライブメカニズム７４０は、自転車ホイールの半径方向外側表面に適用されるローラー７７０を含む摩擦ドライブである。ローラー７７０は、多種多様な材料を含むことが可能であり、いくつかの実施形態において、図４の実施形態を参照して上記に議論されているように、ゴムまたはゴム引きのコアおよび石の外側層を含むことが可能である。そのような石の外側層は、ローラーと自転車の上に装着されたタイヤの表面との間の摩擦の増加を提供することが可能である。さらに、示されているように、ローラー７７０の表面は、凸形プロファイルを提供され得、ローラーの凸形プロファイルが自転車のホイールの外側凸形表面プロファイルに接触しているときに、ローラーが自転車ホイールプロファイルの中心において維持されるようになっている。したがって、ローラー７７０は、凸形プロファイル形状を有することが可能であり、ローラー表面の湾曲、および、自転車ホイールの湾曲が、対応するドライブメカニズムのローラーに自動的に中心を合わせるように組み合わさるようになっている。

【0116】

さらに、自転車ホイールは、ドライブメカニズム７４０のローラー７７０と自転車のフォークの上のクランプ７２０ａ、ｂの固定ポイントとの間に、少なくとも部分的に位置付けされている。したがって、自転車ホイールのいずれかの側にある細長いサポート７５０ａ、ｂは、クランプ７２０ａ、ｂに向けて方向付けられた力を発生させるようにサイズ決めされており、それによって、ローラー７７０と自転車ホイールの外側表面との間に圧力を提供する。このように、ドライブアッセンブリ７００は、自転車ドライブアッセンブリの重量よりも大きい力をローラー７７０から自転車ホイールの外側表面へ印加することが可能である。

【0117】

ドライブメカニズム７４０は、ローラー７７０を駆動するために電子モーターをさらに含むことが可能である。これは、ローラー７７０自身の中に埋め込まれ得、または、それは、ローラーの外部に提供され得る。電力を供給されるときには、モーターは、ローラー７７０の回転を活性化させ、ローラー表面とホイールのタイヤ表面との間の摩擦によって、ローラー７７０は、フロントホイールの回転に従事している。異なるモーター速度は、ローラー７７０の回転を加速させ、したがって、フロントホイールの回転を加速させるように設定され得る。モーターが活性化させられていないときには、ローラー７７０は、モーター自身の中の最小摩擦を伴って、タイヤとともに自由にスピンする。モーターは、回転センサー（たとえば、ホール効果センサーなど）を装備していることが可能であり、回転センサーは、ホイールの速度を常に監視し、必要に応じてローラー７７０の速度を調節するようになっている。

【0118】

いくつかの実施形態において、モーターが従事していないときには、モーターは、いくらかの摩擦を内部に印加することが可能であり、発電機として機能するようになっており、それによって、ドライブアッセンブリ７００の中のバッテリーにいくらかの電力を提供する。

【0119】

示されているように、細長いサポート７５０ａ、ｂ（または、細長いサポートの一部分）は、ドライブアッセンブリ７００のさまざまなコンポーネントのためのハウジング７８０ａ、ｂを提供することが可能である。これらのコンポーネントは、たとえば、コントローラーを含む電子制御システムおよびバッテリーを含むことが可能である。さらに、細長いサポート７５０ａ、ｂは、クランプ７２０ａ、ｂを作動させるためのテンショニングメカニズムをさらに含むことが可能である。そのような実施形態では、ドライブアッセンブリ７００は、対応する細長いサポート７５０ａ、ｂの中のテンショニングメカニズム８００ａ、ｂによってクランプ７２０ａ、ｂを作動させるために、ドライブメカニズム７４０に隣接したクランプアクチュエーター７９０をさらに含むことが可能である。

【0120】

したがって、自転車ドライブメカニズム７００のためのクランピングメカニズムは、一般的に、上記に議論されている２つのクランプ７２０ａ、ｂと、それぞれのクランプに対応するテンショニングメカニズム８００ａ、ｂと、テンショニングメカニズムによって両方のクランプに同時にテンションをかけるためのクランプアクチュエーター７９０とを含む。

【0121】

第１のクランプ７２０ａのテンショニングメカニズム８００ａは、図１４～図１６の第１の構成において、図２０Ａに示されており、図１７～図１９の第２の構成において、図２０Ｂに示されている。両方の図において、自転車ドライブアッセンブリ７００の側面図は、第１の細長いサポート７５０ａのカバーが除去された状態で提供されている。第２のクランプ７２０ｂのテンショニングメカニズムは、示されているテンショニングメカニズム８００ａと実質的に同一であり、対称的になっている。

【0122】

それぞれのテンショニングメカニズム８００ａは、典型的に、テンショニング導管８１０ａを含み、テンショニング導管８１０ａは、テンションがそれに沿ってロードされ得る経路を提供する。次いで、それぞれのクランプ７２０ａ、ｂは、ブレーシングエレメント８２０ａ、ｂおよびグリッピングセグメント８３５ａ、ｂを提供されており、クランプがそれらのテンショニング導管８１０ａに沿ってテンションをかけられるときに、それぞれのクランプのグリッピングセグメントは、対応するブレーシングエレメントに向けて引き寄せられる。

【0123】

それぞれのクランプ７２０ａ、ｂのブレーシングエレメント８２０ａ、ｂは、自転車のコンポーネント（たとえば、フロントフォークのレッグを構成する平行なポストなど）を把持するのに理想的な表面輪郭（surface contour）または表面プロファイルを提供され得る。したがって、それぞれのブレーシングエレメント８２０ａ、ｂは、平行軸線に沿って走ることができる実質的に弧状のまたはそうでなければ丸みを帯びた断面を有することが可能であり、それが、平行なポスト（たとえば、自転車ドライブアッセンブリ１００の第１の実施形態に関して図１～図３に示されているものなど）を把持することができるようになっている

【0124】

クランプ７２０ａ、ｂが自転車フォークを把持することができるようにクランプ７２０ａ、ｂを位置付けするために、クランプは、互いに対して固定された場所に間隔を離して配置されている。したがって、クランプ７２０ａ、ｂは、それらのそれぞれのテンショニング導管８１０ａ、ｂまたは導管を含有するハウジング７８０ａ、ｂによってリジッドに位置付けされ得、それは、細長いサポート７５０ａ、ｂであることが可能であり、または、それは、細長いサポートの一部であることが可能である。典型的に、クランプ７２０ａ、ｂが互いから間隔を離して配置されているときには、自転車ホイールがクランプ同士の間を通るために十分なスペースが、クランプ同士の間に提供される。

【0125】

いくつかの実施形態において、クランプ７２０ａ、ｂの間のスペースは、調節可能であり得、ドライブアッセンブリ７００が、異なるフォーク設計および異なるサイズホイールを有する自転車に適用され得るようになっている。いくつかのそのような実施形態において、細長いサポート７５０ａ、ｂは、互いに対してヒンジ式になっていることが可能であり、それらが水平方向に調節可能であり得るようになっている。

【0126】

クランプアクチュエーター７９０は、２つのテンショニングケーブルまたは他のテンショニングメカニズム８００ａに同時に手動でテンションをかけるレバーであることが可能である。アクチュエーター７９０およびテンショニングメカニズム８００ａの機能は、図２０Ａ～図２０Ｂを参照して説明される。第１の細長いサポート７５０ａのメカニズム８００ａは、部分的に図示されており、テンショニングケーブル自身は示されていない。第１の構成では、クランプ７２０ａ、ｂはそれらが図１４～図１６および図２０Ａにある通りに示されており、クランプアクチュエーター７９０は、細長いサポート７５０ａ、ｂに対して直角に近い角度で上昇した位置にあるということがさらに留意される。第２の構成では、クランプはそれらが図１７～図１９にある通りに示されており、クランプアクチュエーター７９０は、それらの図に示されているように低下させられている。

【0127】

示されているように、テンショニング導管８１０ａは、リジッドシャフト８３０ａを収容している。リジッドシャフトは、典型的に、テンショニングケーブル（図示せず）によって、クランプアクチュエーター７９０にリンク接続されている。テンショニングケーブルは、典型的に、リジッドシャフトをアクチュエーター７９０に向けて引き寄せる。テンショニングメカニズム８００ａは、スプリング８４０ａをさらに含み、スプリング８４０ａは、引張力に対抗し、それによって、アクチュエーター７９０から離れるようにクランプ７２０ａ、ｂの方向へリジッドシャフト８３０ａを押す。リジッドシャフト８３０ａは、典型的に、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂをさらに含み、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂは、対応するクランプ７２０ａ、ｂに隣接してシャフトの端部において半径方向に延在している。

【0128】

図２０Ａ～図２０Ｂは、それぞれ、第１の構成および第２の構成における自転車ドライブアッセンブリ７００の側面図を提供しており、カバーが除去された状態になっており、第１のクランプ７２０ａのテンショニングメカニズム８００ａが見えるようになっている。図２０Ａ～図２０Ｂに示されている実施形態では、２つのスプリング８４０ａ、８７０ａが示されており、引張力の反対にアクチュエーター７９０から離れるようにリジッドシャフト８３０ａを押すように示されているスプリング８４０ａは、より大きい第２のスプリング８７０ａの中に入れ子にされたより小さい直径のスプリングであるということが留意される。より大きい第２のスプリングは、定荷重スプリング８７０ａとして、より詳細に下記に議論されており、それは、アクチュエーター７９０によって提供される過剰な引張力を吸収する。

【0129】

テンショニングメカニズム８００ａの文脈におけるリジッドシャフト８３０ａの構造は、図４～図１１の実施形態を参照して上記に議論されているものと同様である。図４の実施形態を参照してより詳細に議論されて示されているように、テンショニング導管８１０ａは、経路をそれぞれ含み、対応するピンが、経路に沿って通過する。経路は、対応するテンショニング導管に沿って軸線方向にそれぞれ延在しており、それが軸線方向に延在するにつれて、導管の周囲部の周りを通過している。したがって、対応するピンが経路に沿って通過するときには、対応するリジッドシャフト８３０ａが軸線方向に回転する。

【0130】

このように、クランプ７２０ａ、ｂは、図１４～図１６および図２０Ａに示されているテンションをかけられていない第１の構成から、図１７～図１９および図２０Ｂに示されているテンションをかけられた第２の構成へ移行する。第１の構成では、力は、アクチュエーター７９０によって提供されず、したがって、スプリング８４０ａによって提供されるスプリング力に対抗する引張力がない。そうであるので、リジッドシャフト８３０ａは、完全に延在させられ、ピンは、それらのそれぞれの経路の第１の端部にある。

【0131】

さらに、第１の構成では、クランプのグリッピングセグメント８３５ａ、ｂは、対応するリジッドシャフト８３０ａ、ｂによって回転させられており、それらが、対応するブレーシングエレメント８２０ａ、ｂと干渉しないようになっている。示されているように、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂは、対応するリジッドシャフト８３０ａ、ｂからブレーシングセグメント８２０ａ、ｂの軸線に平行な方向に延在することが可能であり、クランプが、対応する平行なポスト（たとえば、自転車フォークのレッグなど）に直接的に適用され得るようになっている。

【0132】

第１の構成から第２の構成へ移行する際に、アクチュエーター７９０が使用され、スプリング８４０ａからのスプリング力の反対に、引張力をテンショニングメカニズム８００ａに印加する。したがって、リジッドシャフト８３０ａは、対応するテンショニング導管８１０ａに沿って移動し、ピンは、対応する経路に沿って移動する。そうであるので、リジッドシャフト８３０ａは、アクチュエーター７９０に向けて移動して回転し、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂが、対応するブレーシングセグメント８２０ａ、ｂを横切ってリジッドシャフト８３０ａ、ｂから半径方向に延在するようになっており、ブレーシングセグメントに対してブレースされた任意の物体に、クランピング力として引張力を印加するようになっている。

【0133】

したがって、アクチュエーター７９０から力が印加されると、クランピングメカニズム７２０ａ、ｂは、図１４～図１６に示されている第１の構成から、図１７～図１９に示されている第２の構成へ移行し、第１の構成では、リジッドシャフト８３０ａは、テンションをかけられておらず、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂは、ブレーシングエレメント８２０ａ、ｂと干渉していない。第２の構成では、リジッドシャフト８３０ａは、テンションをかけられており、アクチュエーター７９０に向けて引き寄せられており、それによって回転させられ、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂが、ブレーシングエレメント８２０ａ、ｂを横切って延在し、クランピング力を印加するようになっている。

【0134】

さらに、図１４～図２０Ｂに示されている実施形態では、クランピングメカニズム７２０ａ、ｂがさまざまな厚さを有する自転車フォークに自動的に調節するので、自転車ドライブアッセンブリ７００は、多種多様な自転車に固定され得る。アクチュエーターがクランプ７２０ａ、ｂを対応する自転車フォークにしっかりとロックするようにするために、アクチュエーター７９０は、典型的に、その自身のロッキング位置へ移行されなければならない。これは、図１７～図１９に示されている位置であり、そこでは、アクチュエーターは、細長いサポート７５０ａ、ｂの方向に水平方向に延在している。一般的に、アクチュエーター７９０からテンショニングケーブルへ直接的に引張力を印加し、それによって、シャフト８３０ａにそれを伝達することは、スプリング８４０ａの力の反対にアクチュエーターに向けてシャフトを引き寄せることとなる。アッセンブリ７００が適用される自転車フォークの厚さが既知の場合には、テンショニング導管８１０ａは、クランプ７２０ａ、ｂが自転車フォークの上にクランプするときに、アクチュエーター７９０がそのロッキング位置に接近するようにキャリブレートされ得る。

【0135】

しかし、さまざまな厚さの自転車フォークへのクランピングを収容するために、クランピングメカニズム７２０ａ、ｂのそれぞれによって印加される実際のクランピング力は、最大ロッキング力に到達しなければならず、そのレベルの力が到達された後に、アクチュエーター７９０によって印加される任意の追加的な力が、再方向付けされなければならない。同様に、クランプ７２０ａ、ｂがロックされた後のアクチュエーター７９０の任意の追加的な移動は、テンショニングシステムの中のたるみとして吸収されなければならない。したがって、ロッキング力は、定荷重スプリング８７０ａによって調整される。定荷重スプリング８７０ａは、上記に議論されているより小さいスプリング８４０ａによって印加されるより従来のスプリング力とは対照的に、一定の力を印加するものとして議論されているということが理解されることとなる。しかし、本明細書で議論されている方式で過剰な力を一貫して吸収するためにスプリングが使用され得る限りにおいて、従来のスプリングも同様に使用され得る。そうであるので、スプリングは、本明細書で議論されている自転車ドライブアッセンブリ７００の通常の使用法の間に予期される通過にわたって、実質的に一貫した力を提供するべきである。

【0136】

示されているように、それぞれのテンショニングメカニズム８００ａは、キャリッジサポート８８０ａを提供されている。このキャリッジサポート８８０ａは、細長いサポート７５０ａ、ｂの外側の表面においてアクセス可能なキャリッジブラケット８９０ａ、ｂによって支持されている。アクチュエーター７９０によって力を印加するときに、それぞれのテンショニングメカニズム７００ａにおける力は、最初にグリッピングセグメント８３５ａ、ｂに印加され、対応するブレーシングエレメント８２０ａ、ｂに向けてグリッピングセグメントを引き寄せる。自転車ドライブアッセンブリ７００が自転車の上に位置付けされ、図１～図３に示されているように、それぞれのクランプ７２０ａ、ｂが対応する自転車フォークの上にクランプするようになっているとき、力がアクチュエーター７９０によって印加されるときには、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂは、それがクランプ７２０ａの中の自転車フォークのレッグに接触するまで、ブレーシングエレメント８２０ａ、ｂに向けて通過する。

【0137】

自転車フォークに接触した後に、グリッピングセグメント８３５ａは、もはや、対応するブレーシングセグメント８２０ａ、ｂに向けて移動しない。その代わりに、定荷重スプリング８７０ａを担持するキャリッジサポート８８０ａが、クランプ７２０ａ、ｂに向けて移動し始め、それによって、スプリング８７０ａを圧縮する。

【0138】

したがって、アクチュエーター７９０が第１のアンロック位置から第２のロック位置へ移動させられるときには、アクチュエーターの回転が、テンショニングメカニズム８００ａのケーブルにテンションをかける。次いで、アクチュエーター７９０の移動によって発生させられる力は、アクチュエーターの通過の第１の部分のために、最初にグリッピングセグメント８３５ａ、ｂに印加される。アクチュエーター７９０の通過の第１の部分の間に、テンショニングメカニズム８００ａ、ｂによって印加される力は、対応するブレーシングセグメント８２０ａ、ｂに向けてグリッピングセグメント８３５ａ、ｂを移動させる。グリッピングセグメント８３５ａ、ｂが自転車のフォークのレッグに接触した後に、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂは、ブレーシングセグメント８２０ａ、ｂに対して移動することを停止し、アクチュエーター７９０の移動によって発生させられる力が、その代わりにキャリッジサポート８８０ａに印加される。アクチュエーター７９０の通過の第２の部分の間に、テンショニングメカニズム８００ａによって印加される力は、クランプ７２０ａ、ｂが静止したままの状態で、定荷重スプリング８７０ａの力に対抗してキャリッジサポート８８０ａを移動させる。したがって、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂにおいて印加される最大クランピング力は、定荷重スプリング８７０ａのスプリング力に対応している。

【0139】

上記に議論されているように、多くの実施形態において、グリッピングセグメント８３５ａ、ｂは、アクチュエーター７９０による力の印加の間に、第１の構成における第１の配向から第２の構成における第２の配向へ回転する。そのような実施形態では、対応するシャフト８３０ａ、ｂの回転は、アクチュエーター７９０の通過の第１の部分の間にある。グリッピングセグメント８３５ａ、ｂが適切な位置へ回転させられた後に、グリッピングセグメントは、グリッピングセグメントとブレーシングセグメント８２０ａ、ｂとの間にクランプされている物体（典型的に、自転車のフォーク）に向けて引き寄せられる。フォークの上にクランプした後に、アクチュエーター７９０からの任意の追加的な力は、キャリッジ８８０ａに再方向付けされ、次いで、それは、対応する定荷重スプリング８７０ａに対向して移動させられる。

【0140】

図２１Ａ～図２１Ｂは、自転車１１０の上に装着されている、図４の自転車ドライブアッセンブリ４００の上面斜視図を示している。図２１Ｃは、自転車１１０の上に装着されている、図４の自転車ドライブアッセンブリ４００の側面図を示している。

【0141】

示されているように、自転車ドライブアッセンブリ４００は、ドライブアッセンブリを自転車１１０に固定するための２つのクランプ４２０ａ、ｂを含む。示されているように、それぞれのクランプ４３０ａ、ｂは、自転車のフロントフォークの対応するレッグ１３０ａ、ｂに固定され得る。

【0142】

自転車ドライブアッセンブリ４００は、自転車ホイール１６０を駆動するためのドライブメカニズム４４０と、ドライブメカニズム４４０からクランプ４２０ａ、ｂへ延在する１対の細長いサポート４５０ａ、ｂとをさらに提供する。示されているように、自転車ホイール１６０は、細長いサポート４５０ａと細長いサポート４５０ｂとの間に少なくとも部分的に通っている。

【0143】

典型的に、それぞれのクランプ４２０ａ、ｂは、細長いサポート４５０ａ、ｂのうちの１つに対応しており、それぞれの細長いサポートが、そのそれぞれのクランプにおいて終了するようになっている。細長いサポート４５０ａ、ｂは、対応するクランプ４２０ａ、ｂを作動させるためのメカニズム（または、メカニズムの一部分）をさらに提供することが可能である。

【0144】

示されているように、ドライブメカニズム４４０は、自転車ホイール１６０の半径方向外側表面に適用されるローラー４７０を含む摩擦ドライブである。ローラー４７０は、多種多様な材料を含むことが可能であり、いくつかの実施形態において、ゴムまたはゴム引きのコアおよび石の外側層を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、ローラー４７０は、相互交換可能であり得、ユーザーが、天候条件または表面条件に関して、適当なローラーを選択することができるようになっている。さらに、示されている実施形態にあるように、自転車ホイール１６０は、ドライブメカニズム４４０のローラー４７０と自転車のフォークのレッグ１３０ａ、ｂの上のクランプ４２０ａ、ｂの固定ポイントとの間に、少なくとも部分的に位置付けされ得る。したがって、自転車ホイール１６０のいずれかの側にある細長いサポート４５０ａ、ｂは、クランプ４２０ａ、ｂに向けて方向付けられた力を発生させるようにサイズ決めされており、それによって、ローラー４７０と自転車ホイール１６０の外側表面との間に圧力を提供する。このように、ドライブアッセンブリ１００は、自転車ドライブアッセンブリの重量よりも大きい力をローラー４７０から自転車ホイール１６０の外側表面へ印加することが可能である。

【0145】

自転車ドライブアッセンブリ１００、４００、７００のさまざまな実施形態が、さまざまな特徴を組み込んで示されているが、追加的な特徴および機能性も同様に追加され得る。たとえば、実施形態は、ヘッドライト、方向指示器、および埋め込みカメラを組み込むことが可能である。これらの特徴は、ドライブアッセンブリ１００、４００、７００自身の中へ組み込まれ得、または、いくつかのコンポーネントは、リモート６００の中に埋め込まれ得る。

【0146】

自転車ドライブアッセンブリ１００、４００、７００は、自転車１１０のフロントホイール１６０の上に装着されるように示されているが、いくつかの実施形態において、アッセンブリは、同様にバックホイールに装着され得るということが理解されることとなる。

【0147】

図２２は、本開示による自転車のホイールを駆動するための方法を図示するフローチャートを示している。

【0148】

示されているように、方法は、一般的に、摩擦ローラー１７０、４７０、７７０を駆動するドライブモーター１９０を最初に提供するステップと、次いで、自転車１１０の被駆動ホイール１６０の速度を監視するステップとを含む。速度の監視は、ＲＰＭセンサー（たとえば、ホール効果センサーなど）を使用して、モーター自身の速度を監視することによって行われ得る。

【0149】

したがって、示されているように、バイクは、初期にはレスト状態にある（１４００）。ユーザーがペダルを踏み始めると（１４１０）、方法は、バイクが移動しているということを決定するが、モーター速度または検出されるホイール速度が閾値レベルを下回ったままである限りにおいて、スロットルは無効になったままである（１４２０）。

【0150】

モーターまたはホイール速度がスロットル有効化閾値レベルを超えると（１４３０）、スロットルは有効になるが（１４４０）、自転車ドライブアッセンブリ１００のアシスト機能は、非アクティブのままである。

【0151】

スロットルがユーザーによって（たとえば、上記に議論されているリモートコントロール６００などによって）活性化させられると（１４５０）、ドライブモーター１９０のアシスト機能がターンオンされる（１４６０）。したがって、モーター速度が閾値レベルを上回っており、スロットルが活性化させられている場合にのみ、アシストは、典型的にアクティブになっている。

【0152】

スロットルがユーザーによって解放される場合には（１４７０）、モーター速度がスロットル有効化閾値を上回っている限りにおいて、スロットルは有効になったままであるが、アシスト機能性がターンオフされる（１４４０）。同様に、モーター速度がスロットルアシスト閾値を下回って落ちる場合には（１４８０）、スロットルは無効になり（１４２０）、ユーザーは、ドライブアッセンブリに影響を与えることなく、ブレーキをかけるかまたは惰走停止することが可能である。

【0153】

使用時に、モーターは、さまざまな方式で適用され得る。モーター速度は、上記に議論されているＲＰＭセンサーによって既知であるので、モーターが作動させられるときには、モーターは、現在のモーター速度に対して所定の速度で作動させられ得、ホイールが、現在のホイール速度に対して駆動され、それによって、より効率的に動作するようになっている。たとえば、モーター速度が既知である場合には、任意の速度で一定の予測可能な加速度を適用するために、力の印加は、現在の速度よりも数パーセンテージ高い速度で行われ得る。同様に、いくつかの実施形態において、モーターは、現在の速度で適用され得、現在の速度が維持されるようになっている。さまざまな潜在的なオプションおよびアルゴリズムは、スマートフォンアプリケーションによって選択可能であり得る。

【0154】

したがって、電子コントローラーシステムは、デバイスのアームの上に装着されている電子コントローラーから構成され得、それは、モーターの中に一体化された毎分回転数センサーに接続されている。次いで、電子コントローラーは、独自のアルゴリズムを提供され得、独自のアルゴリズムは、（毎分回転数）の変化に関して、モーターの内側のホールセンサーを常に監視し、そのときの自転車の速度に基づいて、モーターに送達される電流の量を調節する。これは、バッテリー寿命を最適化し、摩擦ドライブトランスミッションの上のローラーがスリップするという共通の問題を解決する。また、電子コントローラーは、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介してモバイルアプリにデータを提供する。

【0155】

そうであるので、いくつかの実施形態において、ドライブアッセンブリは、（たとえば、スマートフォンの上などにある）ユーザーアプリケーションにリンク接続され得る。次いで、アプリケーションは、ユーザーがバイクレーンハザードをマッピングすることおよび付近にいる他のバイカーに警告することを可能にすることができる。また、それは、近くの自転車運転者のことを車のドライバーに警告することを可能にすることもできる。

【0156】

いくつかの実施形態において、モバイルアプリケーションは、デバイスの電子コントローラーおよび電話の他のセンサーから、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介してデータを受信する。モバイルアプリケーションは、たとえば、ライダーのパフォーマンス（速度、マイル、カロリー、Ｃｏ２フットプリントなど）およびモーター情報（速度、バッテリーレベル、パワー出力など）の可視化などのような、基本オプションと、たとえば、以下などのような高度なオプションとを特徴とすることが可能である。

【0157】

ハザードマッピング：ライダーは、電話がライダーのポケットの中にある状態で、バイクのハンドルバーの上に取り付けられているリモートの上のハザードボタンを押すことによって、マップの上に場所ピンを追加することが可能である。

【0158】

ライダーが他の誰かによって落とされたピンに接近するときには、アプリは、デバイスに警告し、ライダーに信号を送ることとなる。

【0159】

装着されたバーチャルベル（Ｖｉｒｔｕａｌ ｂｅｌｌ ｍｏｕｎｔｅｄ）：ライダーは、ハンドルバーデバイスの上のボタンを押圧することとなり、自分のリアルタイムの場所を他のナビゲーションまたはマッピングアプリケーションに中継して伝えることができることとなる。

【0160】

いくつかの実施形態において、電気モーターに給電することができるリチウムイオンバッテリーが、電子コントローラーシステムを介してモーターパックに配線されている。活性化させられるとき、および、電子コントローラーの要求に応じてのみ、バッテリーは、電気モーターに給電する。バッテリーは、共通のＡＣ電源から再充電され得る。バッテリー、モーター、および電子コントローラーユニットは、単一のサポートの上に直ぐ近くに装着されており、それらを接続するために、短いコネクターのみが必要とされる。リチウムイオンバッテリーが述べられているが、他のバッテリー化学も同様に企図される。

【0161】

いくつかの実施形態において、電子制御ユニットは、バッテリーから発生させられた電力を電気モーターに送達することを管理することができる。電子コントローラーは、パルス信号の上でのみ動作するようにソフトウェアによって設定され、バッテリーによって発生させられる供給の振幅の速い変化を電気モーターに送信する。供給の増加の後に、コントローラーは、電気モーターに電力を送信することを即座に停止する。

【0162】

本発明は、いくつかの説明された実施形態に関して、かなり詳しくいくらかの特殊性を伴って説明されてきたが、それが任意のそのような詳細もしくは実施形態または任意の特定の実施形態に限定されるべきであるということを意図しているのではなく、それは、添付の特許請求の範囲を参照して、先行技術を考慮して、そのような特許請求の範囲の可能な限り最も広い解釈を提供するように解釈されるべきであり、したがって、本発明の意図した範囲を効果的に包含するべきである。そのうえ、先述のものは、現在では予見されていない本発明のごくわずかな修正例がそれに対する均等物を表す可能性があるということにもかかわらず、本発明者によって予見されている実施形態（それに関して、実施可能な説明が利用可能であった）の観点から本発明を説明している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図21C】

【図22】