JPH1024886A - 回転力助長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の補助モータの小さな回転力を同極の永
久磁石の反発力を利用して大きな回転力に変換し、この
力で人力式自転車の車輪の回転力等を助長できるように
する。 【解決手段】 フレーム２に回転自在に設けられた駆動
軸７ａと、駆動軸７ａに固定されたロータ１０と、ロー
タ１０の少なくとも片面側に等角度毎に取り付けられた
複数の永久磁石１１と、駆動軸７ａに回転自在に取り付
けられ、永久磁石１１に対向する駆動体１２と、駆動体
１２に取り付けられ、永久磁石１１に対向可能で且つ永
久磁石１１と反発し合う駆動永久磁石１３と、駆動体１
２を回転駆動する小型の補助モータ１４と、補助モータ
１４に接続された小型のバッテリー１５とを具備して居
り、駆動体７ａが補助モータ１４により回転せしめら
れ、駆動永久磁石１３が永久磁石１１へ接近したときに
磁石１１，１３同士の反発力によってロータ１０が一定
の方向へ回転するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型の補助モータ
の小さな回転力を同極の永久磁石の反発力を利用して大
きな回転力に変換できるようにした回転力助長装置に関
するものであり、主に人力式の自転車に装着されて車輪
の回転力を助長したり、或いは家庭用の小型の発電機を
回したりするのに利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、人力式の自転車は、簡易にして
極めて経済的な交通手段として欠くことのできない便利
な乗物であるが、乗り手の脚力で駆動する為に長距離や
上り坂を走行する場合、或いは高重量の荷物を荷台に積
載している場合には、乗り手のエネルギーの消耗が甚だ
しく、極めて疲れ易いと云う難点がある。

【０００３】そこで、従来からペダルの回転数を変更可
能な各種構造の変速装置を装備した自転車やモータ及び
バッテリーから成る駆動装置を搭載した自転車が開発さ
れ、広く利用に供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、変速装置を
装備した自転車は、上り坂を走行する際に減速比（ギヤ
比）を変えることによって、坂道でも簡単に登ることが
できるが、減速比を変えると、クランクの回転数が増大
することになり、却って脚の運動が激しくなると云う難
点がある。その結果、あまり労力の軽減にはならない。
又、モータ及びバッテリーから成る駆動装置を搭載した
自転車は、車軸を動力駆動する為に上り坂でも楽に走行
することができると共に、低騒音、無排気ガス等の利点
から多くの要望があるが、可なり大型のモータやバッテ
リーを搭載している為に人力式の自転車に比べて可なり
高重量となり、取扱性や経済性等に劣ると云う難点があ
る。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みて為さ
れたものであり、小型の補助モータの小さな回転力を同
極の永久磁石の反発力を利用して大きな回転力に変換
し、この回転力で人力式自転車の車輪の回転力等を助長
できるようにすると共に、取扱性や経済性にも優れた回
転力助長装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明の請求項１に記載の発明は、フレームに回転
自在に設けられた駆動軸と、駆動軸に固定されたロータ
と、ロータの少なくとも片面側に等角度毎に取り付けら
れた複数の永久磁石と、駆動軸に回転自在に取り付けら
れ、永久磁石に対向する駆動体と、駆動体に取り付けら
れ、永久磁石に対向可能で且つ永久磁石と反発し合う駆
動永久磁石と、駆動体を回転駆動する小型の補助モータ
と、補助モータに接続された小型のバッテリーとを具備
して居り、駆動体が補助モータにより回転せしめられ、
駆動永久磁石が永久磁石へ接近したときに磁石同士の反
発力によってロータが一定の方向へ回転するように構成
されていることを特徴とするものである。

【０００７】本発明の請求項２に記載の発明は、駆動体
と補助モータとの間に、補助モータの回転力を駆動体へ
伝達するクラッチ付きの伝動装置を介設したことを特徴
とするものである。

【０００８】本発明の請求項３に記載の発明は、ロータ
と駆動体との間の駆動軸部分に中間駆動体を回転自在に
取り付け、該中間駆動体に永久磁石と反発し合うと共
に、駆動永久磁石と吸着し合う中間永久磁石を取り付け
たことを特徴とするものである。

【０００９】本発明の請求項４に記載の発明は、ロータ
の外周部分若しくは全体を、永久磁石により形成したこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の回転力助長
装置１を装着した人力式の自転車の概略側面図であり、
当該自転車は、フレーム２と、フレーム２の前部に回転
自在に支持された前輪３と、フレーム２の後部に回転自
在に支持された後輪４と、フレーム２の前部に取り付け
られたハンドル５と、フレーム２の中間部に取り付けら
れた座席６と、フレーム２のハンガー部に回転自在に支
持されたクランク７と、クランク７の両端部に取り付け
られたペダル８と、クランク７の回転を後輪４に伝達し
て後輪４を回転させる前スプロケット９ａ、後スプロケ
ット９ｂ及びチェーン９ｃから成るチェーン伝動機構９
と、フレーム２のハンガー部に装着された回転力助長装
置１等から構成されて居り、回転力助長装置１以外の構
成は従来公知の人力式自転車と同様構造に構成されてい
る。

【００１１】前記回転力助長装置１は、小型の補助モー
タ１４の小さな回転力を永久磁石１１，１３，１７の反
発力を利用して大きな回転力に変換し、この力を車輪に
付与することによってペダル８の踏み込み力を軽減でき
るようにしたものであり、駆動軸７ａ、ロータ１０、複
数の永久磁石１１、駆動体１２、複数の駆動永久磁石１
３、小型の補助モータ１４、小型のバッテリー１５、中
間駆動体１６及び複数の中間永久磁石１７等から構成さ
れている。

【００１２】具体的には、前記駆動軸７ａには、図１及
び図２に示す如く、フレーム２のハンガー部に回転自在
に設けられたクランク７のクランク軸が兼用されてい
る。この例では、駆動軸７ａは、ハンガー部に設けられ
てフレーム２の一部を形成する円筒箱状の支持ケース２
ａ内に軸受１８を介して回転自在に支持されて居り、一
端部にはクランクアーム７ｂが、又、他端部にはクラン
クアーム７ｂ及び前スプロケット９ａが夫々取り付けら
れている。尚、支持ケース２ａは、永久磁石１１や駆動
永久磁石１３等の磁気を受けないようにアルミ合金等の
非磁性材製の金属材により形成されて居り、その内径は
内部に回転力助長装置１を収納できるように選定されて
いる。

【００１３】前記ロータ１０は、その外周部分が永久磁
石により形成されて居り、駆動軸７ａ（クランク軸）に
軸線方向移動不能に固定されている。この例では、ロー
タ１０は、図２に示す如く、駆動軸７ａ（クランク軸）
に嵌着され、アルミ合金等の非磁性材製の金属材により
形成された支持円板１０ａと、支持円板１０ａの外周面
に嵌着された永久磁石製の環状体１０ｂとから成る。
尚、ロータ１０の環状体１０ｂには、磁束密度が１００
０ガウスの環状の永久磁石（例えばアルニコ磁石、フェ
ライト磁石、希土類磁石等）が使用されている。

【００１４】前記永久磁石１１は、図２及び図３に示す
如く、ロータ１０の環状体１０ｂの幅Ｗよりも大きめの
環状に形成されて居り、環状体１０ｂの片面に等角度毎
（１８０度毎）で且つ同一円周上に取り付けられてい
る。即ち、各永久磁石１１は、環状体１０ｂの磁極に対
して異なる磁極を向かい合わせることによって、環状体
１０ｂの片面に磁着されている。従って、永久磁石１１
を環状体１０ｂへ簡単且つ容易に取り付けることができ
る。尚、永久磁石１１には、磁束密度が８００ガウスの
永久磁石（例えばアルニコ磁石、フェライト磁石、希土
類磁石等）が使用されている。

【００１５】前記駆動体１２は、図２及び図５に示す如
く、アルミ合金等の非磁性材製の金属材により円板状に
形成されて居り、永久磁石１１に対向する位置で且つ駆
動軸７ａに軸受１９を介して回転自在に支持されてい
る。又、駆動体１２のロータ１０と対向する反対側の面
には、薄肉のゴム円板２０が貼着されている。

【００１６】前記駆動永久磁石１３は、図２及び図５に
示す如く、ロータ１０に取り付けた永久磁石１１と同じ
大きさの環状に形成されて居り、駆動体１２のロータ１
０に対向する面に等角度毎（１８０度毎）で且つ同一円
周上に取り付けられている。又、駆動永久磁石１３は、
ロータ１０側の永久磁石１１の外側面の磁極に対して同
じ磁極を向かい合わせた状態で駆動体１２に接着剤等に
より取り付けられて居り、駆動永久磁石１３が永久磁石
１１に接近したときに反発し合うようになっている。
尚、駆動永久磁石１３には、永久磁石１１と同様に磁束
密度が８００ガウスの永久磁石（例えばアルニコ磁石、
フェライト磁石、希土類磁石等）が使用されている。

【００１７】前記補助モータ１４は、図２に示す如く、
支持ケース２ａ内の側壁部分にブラケット２１及びボル
ト・ナット２２を介して固定されて居り、駆動体１２を
摩擦伝動により回転駆動するものである。即ち、補助モ
ータ１４は、その出力軸にゴムローラ２３を固定し、該
ゴムローラ２３を駆動体１２のゴム円板２０外周縁部に
当接させることによって、駆動体１２を回転駆動できる
ようになっている。

【００１８】そして、補助モータ１４は、自転車のフレ
ーム２に取り付けたバッテリー１５に、リード線、ヒュ
ーズ及び端子等（何れも図示省略）を介して接続されて
居り、自転車のハンドル部分に設けたスイッチ（図示省
略）をＯＮ−ＯＦＦ操作することによって、適宜に駆動
できるようになっている。尚、補助モータ１４には、出
力４００ｍＷ、回転数１，９６５ｒｐｍの小型のモータ
１４（直径：約３０ｍｍ、全長：約６０ｍｍ）が使用さ
れている。又、バッテリー１５には、電圧６Ｖ、電流
０．３Ａの小型のバッテリー１５（高さ：約９５ｍｍ、
幅：約７０ｍｍ、奥行き：約４５ｍｍ）が使用されてい
る。

【００１９】前記中間駆動体１６は、図２及び図４に示
す如く、アルミ合金等の非磁性材製の金属材により形成
された複数の矩形の板材をリベットで連結することによ
り形成されて居り、ロータ１０と駆動体１２との間で且
つ駆動軸７ａに軸受２４を介して回転自在に支持されて
いる。

【００２０】前記中間永久磁石１７は、図２及び図４に
示す如く、ロータ１０に取り付けた永久磁石１１と同じ
大きさの環状に形成されて居り、中間駆動体１６のロー
タ１０に対向する面に等角度毎（１８０度毎）で且つ同
一円周上に取り付けられている。又、中間永久磁石１７
は、ロータ１０側の永久磁石１１の外側面の磁極に対し
て同じ磁極を向かい合わせた状態で中間駆動体１６に接
着剤等により取り付けられて居り、中間永久磁石１７が
永久磁石１１に接近したときには反発し合うと共に、駆
動永久磁石１３に接近したときには吸着し合うようにな
っている。尚、中間永久磁石１７には、永久磁石１１と
同様に磁束密度が８００ガウスの永久磁石（例えばアル
ニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石等）が使用され
ている。

【００２１】そして、前記回転力助長装置１は、駆動体
１２が補助モータ１４により回転せしめられ、駆動永久
磁石１３が永久磁石１１へ接近したときに磁石１１，１
３，１７同士の反発力によってロータ１０が一定の方向
（乗り手が自転車を漕いだときにクランク７が回転する
方向）へ回転するようになっている。即ち、各永久磁石
１１，１３，１７の取り付け位置、永久磁石１１と中間
永久磁石１７との間隔、中間永久磁石１７と駆動永久磁
石１３との間隔等は、駆動体１２が回転して駆動永久磁
石１３が中間永久磁石１７に接近したときには、両磁石
１３，１７の磁力によって中間駆動体１６が駆動体１２
と一緒に回転すると共に、駆動永久磁石１３及び中間永
久磁石１７が永久磁石１１に接近したときには、磁石１
１，１３，１７の反発力によってロータ１０が一定の方
向（図３の矢印方向）へ回転するようになっている。

【００２２】尚、図２に於いて、２５はスペーサー、２
６はスラストベアリング、２７はストッパー部材であ
る。

【００２３】而して、前記回転力助長装置１を装着した
自転車に於いて、乗り手がハンドル５に設けたスイッチ
（図示省略）を操作して補助モータ１４を起動すると、
ゴムローラ２３とゴム円板２０との摩擦伝動によって駆
動体１２が一定の方向（乗り手が自転車を漕いだときに
クランク７が回転する方向）へ回転する。このとき、駆
動体１２は、駆動軸７ａに軸受１９を介して回転自在に
支持されている為、補助モータ１４の小さな回転力でも
簡単且つ容易に回転することになる。

【００２４】駆動体１２が回転すると、対向する駆動永
久磁石１３と中間永久磁石１７との磁極が異なっている
為に両磁石１３，１７同士が吸着し、中間駆動体１６も
駆動体１２と一緒に回転することになる。このとき、中
間駆動体１６は、駆動軸７ａに軸受２４を介して回転自
在に支持され、且つ駆動体１２と中間駆動体１６との間
には磁石１３，１７の吸着力が作用していることとも相
俟って、簡単且つ容易に回転することになる。

【００２５】駆動体１２と中間駆動体１６とが一体とな
った状態で回転し、駆動永久磁石１３及び中間永久磁石
１７が永久磁石１１に接近すると、駆動永久磁石１３及
び中間永久磁石１７とロータ１０側の永久磁石１１との
磁極が同じであるから、その間に反発力が作用し、ロー
タ１０に駆動体１２と同方向（図３の矢印方向）の回転
力が付与される。尚、補助モータ１４の回転力を永久磁
石１１，１３，１７の磁力を利用してロータ１０へ伝動
するようにしている為、比較的大きいロータ１０も簡単
且つ容易に回転することになる。

【００２６】そして、駆動体１２及び中間駆動体１６
は、補助モータ１４により連続的に回転している為、ロ
ータ１０には連続した回転力が付与されることになり、
駆動軸７ａの回転を助長することなる。この回転力は、
チェーン伝動機構９を介して後輪４へ伝達され、自転車
を走行させる補助動力として利用される。

【００２７】従って、本発明の回転力助長装置１を装着
した自転車は、ペダル８の踏み込み力が軽減され、自転
車を軽い力で走行させることができると共に、自転車の
走行速度を上げることができ、労力の軽減に大きな効果
を発揮することできる。又、駆動軸７ａに取り付けたロ
ータ１０がはずみ車の役目をする為、駆動軸７ａの回転
が一様になり、自転車の走行が安定することになる。更
に、ロータ１０を永久磁石により形成し、且つ永久磁石
１１と駆動永久磁石１３との間に中間永久磁石１７を配
設するようにしている為、磁力が大きくなり、より反発
力が強くなってロータ１０に大きな回転力が付与される
ことになる。

【００２８】図６は本発明の他の例に係る回転力助長装
置１を示すものであり、この回転力助長装置１は、中間
駆動体１６及び中間永久磁石１７を省略し、駆動体１２
に取り付けた駆動永久磁石１３とロータ１０に取り付け
た永久磁石１１との反発力でロータ１０を回転させるよ
うにしたものであり、その他の構成は上記例の回転力助
長装置１（図１に示すもの）と同様構造に構成されてい
る。尚、上記例の回転力助長装置１と同一の部材には同
じ参照番号を付している。この回転力助長装置１も、上
記例の回転力助長装置１と同様の作用効果を奏すること
ができる。

【００２９】図７は本発明の更に他の例に係る回転力助
長装置１を装着した人力式の自転車の概略側面図であ
り、当該自転車は、フレーム２、前輪３、後輪４、ハン
ドル５、座席６、クランク７、ペダル８、チェーン伝動
機構９（前スプロケット９ａ、後スプロケット９ｂ及び
チェーン９ｃから成る）及び回転力助長装置１等から構
成されて居り、回転力助長装置１以外の構成は従来公知
の人力式自転車と同様構造に構成されている。

【００３０】前記回転力助長装置１は、小型の補助モー
タ１４の小さな回転力を永久磁石１１，１３の反発力を
利用して大きな回転力に変換し、この力を車輪に付与す
ることによってペダル８の踏み込み力を軽減できるよう
にしたものであり、駆動軸７ａ、ロータ１０、複数の永
久磁石１１、駆動体１２、複数の駆動永久磁石１３、小
型の補助モータ１４、小型のバッテリー１５及びクラッ
チ３０付きの伝動装置２８等から構成されている。

【００３１】具体的には、前記駆動軸７ａには、図７及
び図８に示す如く、フレーム２のハンガー部に回転自在
に設けられたクランク７のクランク軸が兼用されてい
る。この駆動軸７ａは、ハンガー部に設けられてフレー
ム２の一部を形成する円筒箱状の支持ケース２ａ内に軸
受１８を介して回転自在に支持されて居り、一端部には
クランクアーム７ｂが、又、他端部にはクランクアーム
７ｂ及び前スプロケット９ａが夫々取り付けられてい
る。尚、支持ケース２ａは、永久磁石１１や駆動永久磁
石１３等の磁気を受けないようにアルミ合金等の非磁性
材製の金属材により形成されている。

【００３２】前記ロータ１０は、図８に示す如く、駆動
軸７ａ（クランク軸）に嵌着され、アルミ合金等の非磁
性材製の金属材により形成された支持円板１０ａと、支
持円板１０ａの外周面に嵌着された永久磁石製の環状体
１０ｂとから成る。尚、ロータ１０の環状体１０ｂに
は、磁束密度が１０００ガウスの環状の永久磁石（例え
ばアルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石等）が使
用されている。

【００３３】前記永久磁石１１は、図８及び図１０に示
す如く、直方体状に形成されて居り、環状体１０ｂの両
面に１８０度毎で且つ同一円周上に取り付けられてい
る。即ち、各永久磁石１１は、環状体１０ｂの磁極に対
して異なる磁極を向かい合わせることによって、環状体
１０ｂの側面に磁着されている。従って、永久磁石１１
を環状体１０ｂへ簡単且つ容易に取り付けることができ
る。尚、永久磁石１１には、磁束密度が８００ガウスの
永久磁石（例えばアルニコ磁石、フェライト磁石、希土
類磁石等）が使用されている。

【００３４】前記駆動体１２は、図８及び図１０に示す
如く、アルミ合金等の非磁性材製の金属材により枠状に
形成されて居り、ロータ１０の一方の側面に対向する断
面形状コ字状の板材１２ａと、板材１２ａに両端部に固
定され、ロータ１０の他方の側面に対向する円板材１２
ｂとから成る。又、駆動体１２は、ロータ１０を囲繞す
るようにして配置されて居り、駆動軸７ａに軸受１９を
介して回転自在に支持されている。

【００３５】前記駆動永久磁石１３は、図８及び図１１
に示す如く、直方体状に形成されて居り、駆動体１２の
板材１２ａの内側面及び円板材１２ｂの内側面に永久磁
石１１と対向するように１８０度毎で且つ同一円周上に
取り付けられている。又、駆動永久磁石１３は、ロータ
１０側の永久磁石１１の外側面の磁極に対して同じ磁極
を向かい合わせた状態で駆動体１２に接着剤等により取
り付けられて居り、駆動永久磁石１３が永久磁石１１に
接近したときに反発し合うようになっている。尚、駆動
永久磁石１３には、永久磁石１１と同様に磁束密度が８
００ガウスの永久磁石（例えばアルニコ磁石、フェライ
ト磁石、希土類磁石等）が使用されている。

【００３６】前記補助モータ１４は、図９に示す如く、
後述する伝動装置２８のギヤケース２９ａに固定されて
いる。又、補助モータ１４は、自転車のフレーム２に取
り付けたバッテリー１５に、リード線、ヒューズ及び端
子等（何れも図示省略）を介して接続されて居り、自転
車のハンドル部分に設けたモータ用スイッチ（図示省
略）をＯＮ−ＯＦＦ操作することによって、適宜に駆動
できるようになっている。尚、補助モータ１４には、出
力４００ｍＷ、回転数１，９６５ｒｐｍの小型のモータ
１４（直径：約４０ｍｍ、全長：約１００ｍｍ）が使用
されている。又、バッテリー１５には、電圧６Ｖ、電流
０．３Ａの小型のバッテリー１５（高さ：約９５ｍｍ、
幅：約７０ｍｍ、奥行き：約４５ｍｍ）が一対使用され
ている。

【００３７】前記伝動装置２８は、駆動体１２と補助モ
ータ１４との間に介設されて居り、補助モータ１４の回
転力を駆動体１２へ適宜に伝達したり、遮断したりする
ものである。この例では、伝動装置２８は、歯車伝動機
構２９と、クラッチ３０と、ベルト伝動機構３１とから
構成されて居り、補助モータ１４の回転数を最適な回転
数まで減速できるようになっている。

【００３８】具体的には、前記歯車伝動機構２９は、図
８乃至図１０に示す如く、支持ケース２ａに固定された
ギヤケース２９ａと、ギヤケース２９ａに回転自在に支
持された入力軸２９ｂと、ギヤケース２９ａに回転自在
に支持され、一端部がギヤケース２９ａの外方へ突出す
る出力軸２９ｃと、補助モータ１４の出力軸に固定され
た小径の駆動ベベルギヤ２９ｄと、入力軸２９ｂに嵌着
され、駆動ベベルギヤ２９ｄに噛合する大径の従動ベベ
ルギヤ２９ｅと、入力軸２９ｂに嵌着された小径のギヤ
２９ｆと、出力軸２９ｃに嵌着され、小径のギヤ２９ｆ
に噛合する大径のギヤ２９ｇとから構成されている。

【００３９】前記クラッチ３０は、歯車伝動機構２９の
出力軸２９ｃの回転力をベルト伝動機構３１へ任意に伝
達したり、遮断したりするものであり、この例では、ク
ラッチ３０には電磁クラッチ（例えばＯＧＵＲＡ ＣＬ
ＵＴＣＨ ＣＯ．ＬＴＤ．製のＭＯＤＥＬ ＡＭＣ１０
ＤＣ１２Ｖ）が使用されている。又、クラッチ３０
（電磁クラッチ）は、ギヤケース２９ａに固定された静
止部３０ａと静止部３０ａに対して回転自在な可動部３
０ｂとを備えて居り、出力軸２９ｃのギヤケース２９ａ
から外方へ突出する部分に挿着されている。更に、クラ
ッチ３０は、自転車のフレーム２に取り付けたバッテリ
ー１５に、リード線、ヒューズ及び端子等（何れも図示
省略）を介して接続されて居り、自転車のハンドル５に
設けたクラッチ用スイッチ（図示省略）をＯＮ操作する
と、出力軸２９ｃの回転力が摩擦板を介して可動部３０
ｂに伝達され、該可動部３０ｂが回転するようになって
いる。又、クラッチ用スイッチをＯＦＦ操作すると、出
力軸２９ｃの回転力が遮断され、可動部３０ｂが停止す
るようになっている。

【００４０】前記ベルト伝動機構３１は、図８に示す如
く、電磁クラッチ３０の可動部３０ｂに固定された小径
の駆動プーリ３１ａと、駆動軸７ａに軸受３２を介して
回転自在に取り付けられ、駆動体１２の円板材１２ｂに
ボルト・ナット３３により連結された大径の従動プーリ
３１ｂと、両プーリ３１ａ，３１ｂに巻き回された無端
状のベルト３１ｃとから構成されている。

【００４１】そして、前記伝動装置２８は、補助モータ
１４の回転力が歯車伝動機構２９、クラッチ３０及びベ
ルト伝動機構３１を介して駆動体１２へ伝達されたとき
に、該駆動体１２を一定の方向（乗り手が自転車を漕い
だときにクランク７が回転する方向）へ回転できるよう
になっている。

【００４２】尚、図８に於いて、２５はスペーサー、２
６はスラストベアリングである。

【００４３】而して、前記回転力助長装置１を装着した
自転車に於いて、乗り手がハンドル５に設けたモータ用
スイッチ（図示省略）をＯＮ操作して補助モータ１４を
起動すると共に、同じくハンドル５に設けたクラッチ用
スイッチ（図示省略）をＯＮ操作してクラッチ３０を接
続すると、補助モータ１４の回転力が歯車伝動機構２
９、クラッチ３０及びベルト伝動機構３１を介して駆動
体１２へ伝達され、該駆動体１２が一定の方向（乗り手
が自転車を漕いだときにクランク７が回転する方向）へ
回転する。このとき、駆動体１２は、駆動軸７ａに軸受
１９を介して回転自在に支持され、且つ減速により伝達
トルクが増大していることとも相俟って、補助モータ１
４の小さな回転力でも簡単且つ容易に回転することにな
る。

【００４４】駆動体１２が回転し、駆動永久磁石１３が
永久磁石１１に接近すると、駆動永久磁石１３とロータ
１０側の永久磁石１１との磁極が同じであるから、その
間に反発力が作用し、ロータ１０に駆動体１２と同方向
（図１０の矢印方向）の回転力が付与される。尚、補助
モータ１４の回転力を永久磁石１１，１３の磁力を利用
してロータ１０へ伝動するようにしている為、比較的大
きいロータ１０も簡単且つ容易に回転することになる。

【００４５】そして、駆動体１２は、補助モータ１４に
より連続的に回転している為、ロータ１０には連続した
回転力が付与されることになり、駆動軸７ａの回転を助
長することなる。この回転力は、チェーン伝動機構９を
介して後輪４へ伝達され、自転車を走行させる補助動力
として利用される。

【００４６】この回転力助長装置１も、上記各例の回転
力助長装置１と同様の作用効果を奏することができる。
然も、この回転力助長装置１は、駆動体１２と補助モー
タ１４との間にクラッチ３０付きの伝動装置２８を介設
している為、補助モータ１４を停止しているときにはク
ランク７の回転力が補助モータ１４側へ伝達されると云
うこともなく、クランク７を軽い力で回すことができ
る。

【００４７】尚、上記各例（図２、図６及び図８に示す
もの）に於いては、回転力助長装置１を自転車のハンガ
ー部に装着し、クランク７のクランク軸と回転力助長装
置１の駆動軸７ａとを兼用させたが、他の例に於いて
は、回転力助長装置１を自転車のハンガー部の上方位置
に装着し、回転力助長装置１の駆動軸７ａとクランク７
のクランク軸とをチェーン伝動機構を介して連動連結す
るようにしても良く、或いは回転力助長装置１を自転車
の後輪４の車軸部分に装着し、回転力助長装置１の駆動
軸７ａと後輪４の車軸とを兼用させるようにしても良
い。

【００４８】上記各例に於いては、駆動軸７ａの両端部
にクランクアーム７ｂを直に固定するようにしたが、他
の例に於いては、駆動軸７ａとクランクアーム７ｂとの
間に一方向性クラッチ（図示省略）を介設し、駆動軸７
ａが回転しているときでも、クランクアーム７ｂ及びペ
ダル８の回転を止められるようにしても良い。

【００４９】上記各例に於いては、支持ケース２ａ、駆
動体１２及び中間駆動体１６等を非磁性材製の金属材に
より形成したが、他の例に於いては、これらの部材をプ
ラスチック材により形成するようにしても良い。

【００５０】上記各例に於いては、ロータ１０の外周部
分（環状体１０ｂ）を永久磁石により形成するようにし
たが、他の例に於いては、ロータ１０全体を永久磁石に
より形成するようにしても良く、或いはロータ１０全体
を磁性材製の金属材若しくは非磁性材製の金属材により
形成するようにしても良い。

【００５１】上記第１の例（図２に示すもの）及び第２
の例（図６に示すもの）に於いては、ロータ１０の片面
に永久磁石１１を二個取り付けるようにしたが、他の例
に於いては、ロータ１０の片面に永久磁石１１を等角度
毎に三個以上取り付けるようにしても良い。この場合、
駆動永久磁石１３や中間永久磁石１７も永久磁石１１と
同じ数だけ配置することが好ましい。これにより、ロー
タ１０の回転がよりスムースになると共に、反発力が強
くなってロータ１０に大きな回転力が付与されることに
なる。

【００５２】上記第３の例（図８に示すもの）に於いて
は、ロータ１０の両面に永久磁石１１を夫々二個宛取り
付けるようにしたが、他の例に於いては、ロータ１０の
両面に永久磁石１１を等角度毎に三個以上取り付けるよ
うにしても良く、或いはロータ１０の片面のみに永久磁
石１１を等角度毎に二個以上取り付けるようにしても良
い。この場合、駆動永久磁石１３も永久磁石１１と同じ
数だけ配置することが好ましい。

【００５３】上記第１の例及び第２の例に於いては、永
久磁石１１、駆動永久磁石１３及び中間永久磁石１７に
環状のものを使用したが、他の例に於いては、これらの
永久磁石１１，１３，１７に円盤状のものや直方体状の
ものを使用しても良い。

【００５４】上記第３の例に於いては、永久磁石１１及
び駆動永久磁石１３に直方体状のものを使用したが、他
の例に於いては、これらの永久磁石１１，１３に環状の
ものや円盤状のものを使用しても良い。

【００５５】上記第１の例に於いては、中間駆動体１６
を矩形の金属板により形成するようにしたが、他の例に
於いては、中間駆動体１６を円形の金属板により形成す
るようにしても良い。

【００５６】上記第３の例に於いては、駆動体１２に取
り付けた駆動永久磁石１３とロータ１０に取り付けた永
久磁石１１との反発力でロータ１０を回転させるように
したが、他の例に於いては、ロータ１０と駆動体１２と
の間の駆動軸７ａ部分に中間駆動体１６を回転自在に取
り付け、該中間駆動体１６に永久磁石１１と反発し合う
と共に、駆動永久磁石１３と吸着し合う中間永久磁石１
７を取り付けるようにしても良い

【００５７】上記第１の例及び第２の例に於いては、補
助モータ１４の回転力を摩擦伝動機構を用いて駆動体１
２へ伝動するようにしたが、他の例に於いては、歯車伝
動機構を用いて補助モータ１４の回転力を駆動体１２へ
伝動するようにしても良い。

【００５８】上記第１の例に於いては、ロータ１０の片
面に永久磁石１１を取り付け、ロータ１０の片側の側方
位置に駆動体１２、中間駆動体１６、駆動永久磁石１
３、中間永久磁石１７、補助モータ１４等を配設するよ
うにしたが、他の例に於いては、ロータ１０の両面に永
久磁石１１を取り付け、ロータ１０の両側方位置に駆動
体１２、中間駆動体１６、駆動永久磁石１３、中間永久
磁石１７、補助モータ１４等を夫々配設し、前記ロータ
１０を回転させるようにしても良い。

【００５９】上記第２の例に於いては、ロータ１０の片
面に永久磁石１１を取り付け、ロータ１０の片側の側方
位置に駆動体１２、駆動永久磁石１３、補助モータ１４
等を配設するようにしたが、他の例に於いては、ロータ
１０の両面に永久磁石１１を取り付け、ロータ１０の両
側方位置に駆動体１２、駆動永久磁石１３、補助モータ
１４等を夫々配設し、前記ロータ１０を回転させるよう
にしても良い。

【００６０】上記第３の例に於いては、伝動装置２８の
補助モータ１４及びクラッチ３０等を支持ケース２ａの
外方位置に配置するようにしたが、他の例に於いては、
伝動装置２８全体を支持ケース２ａ内に配置するように
しても良い。

【００６１】上記第３の例に於いては、伝動装置２８を
歯車伝動機構２９とクラッチ３０とベルト伝動機構３１
とから構成したが、他の例に於いては、伝動装置２８を
歯車伝動機構２９とクラッチ３０とチェーン伝動機構と
で構成しても良い。

【００６２】上記各例に於いては、本発明の回転力助長
装置１を自転車に装着するようにしたが、他の例に於い
ては、回転力助長装置１の駆動軸７ａを家庭用の小型の
発電機（図示省略）に連動連結し、回転力助長装置１を
用いて発電機を回すようにしても良い。

【００６３】

【発明の効果】上述の通り、本発明の請求項１の回転力
助長装置は、駆動軸に永久磁石を取り付けたロータを固
定すると共に、該駆動軸に永久磁石と反発し合う駆動永
久磁石を取り付けた駆動体を回転自在に支持し、この駆
動体を補助モータにより回転駆動して永久磁石と駆動永
久磁石の反発力を利用してロータ及び駆動軸に回転力を
付与するようにしている為、補助モータの小さな回転力
を大きな回転力に変換することができる。その結果、本
発明の回転力助長装置を人力式の自転車に装着してして
車輪の回転力を助長するようにした場合には、ペダルの
踏み込み力が軽減され、平地や上り坂に関係なく自転車
を軽い力で走行させることができると共に、自転車の走
行速度を上げることができ、労力の軽減に大きな効果を
発揮することできる。又、駆動軸に取り付けたロータが
はずみ車の役目をする為、駆動軸の回転が一様になり、
自転車の走行が安定することになる。更に、磁石の反発
力を利用している為、モータやバッテリーに極めて小型
のものを使用することができ、装置自体の小型化やコス
ト低減を図ることができると共に、取扱性や経済性等に
も優れたものとなる。

【００６４】本発明の請求項２の回転力助長装置は、駆
動体と補助モータとの間にクラッチ付きの伝動装置を介
設している為、クラッチを切った状態にすると、クラン
クの回転力が補助モータ側へ伝達されるのを防止するこ
とができる。その結果、補助モータが停止しているにも
拘わらず、クランクを軽い力で回すことができる。

【００６５】本発明の請求項３の回転力助長装置は、ロ
ータと駆動体との間の駆動軸部分に、中間永久磁石を取
り付けた中間駆動体を回転自在に取り付けるようにして
いる為、反発力が増大し、ロータ及び駆動軸の回転がよ
り助長されることになる。

【００６６】本発明の請求項４の回転力助長装置は、ロ
ータの一部分若しくは全体を永久磁石により形成してい
る為、磁力が大きくなり、より反発力が強くなってロー
タに大きな回転力を付与することができる。又、ロータ
へ永久磁石を簡単且つ容易に取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転力助長装置を装着した自転車の概
略側面図である。

【図２】回転力助長装置の縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】本発明の他の例に係る回転力助長装置の縦断面
図である。

【図７】本発明の更に他の例に係る回転力助長装置を装
着した自転車の概略側面図である。

【図８】図７に於ける回転力助長装置の断面図である。

【図９】図７に於ける回転力助長装置の正面図である。

【図１０】図８のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１１】図８のＥ−Ｅ線断面図である。

【符号の説明】

１は回転力助長装置、２はフレーム、７ａは駆動軸、１
０はロータ、１１は永久磁石、１２は駆動体、１３は駆
動永久磁石、１４は補助モータ、１５はバッテリー、１
６は中間駆動体、１７は中間永久磁石、２８は伝動装
置、３０はクラッチ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム（２）に回転自在に設けられた
   駆動軸（７ａ）と、駆動軸（７ａ）に固定されたロータ
   （１０）と、ロータ（１０）の少なくとも片面側に等角
   度毎に取り付けられた複数の永久磁石（１１）と、駆動
   軸（７ａ）に回転自在に取り付けられ、ロータ（１０）
   の永久磁石（１１）を取り付けている側面に対向する駆
   動体（１２）と、駆動体（１２）に取り付けられ、永久
   磁石（１１）に対向可能で且つ永久磁石（１１）と反発
   し合う駆動永久磁石（１３）と、駆動体（１２）を回転
   駆動する小型の補助モータ（１４）と、補助モータ（１
   ４）に接続された小型のバッテリー（１５）とを具備し
   て居り、駆動体（７ａ）が補助モータ（１４）により回
   転せしめられ、駆動永久磁石（１３）が永久磁石（１
   １）へ接近したときに磁石（１１），（１３）同士の反
   発力によってロータ（１０）が一定の方向へ回転するよ
   うに構成されていることを特徴とする回転力助長装置。
2. 【請求項２】 駆動体（１２）と補助モータ（１４）と
   の間に、補助モータ（１４）の回転力を駆動体（１２）
   へ伝達するクラッチ（３０）付きの伝動装置（２８）を
   介設したことを特徴とする請求項１に記載の回転力助長
   装置。
3. 【請求項３】 ロータ（１０）と駆動体（１２）との間
   の駆動軸（７ａ）部分に中間駆動体（１６）を回転自在
   に取り付け、該中間駆動体（１６）に永久磁石（１１）
   と反発し合うと共に、駆動永久磁石（１３）と吸着し合
   う中間永久磁石（１７）を取り付けたことを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の回転力助長装置。
4. 【請求項４】 ロータ（１０）の外周部分若しくは全体
   を、永久磁石により形成したことを特徴とする請求項
   １、請求項２又は請求項３に記載の回転力助長装置。