JPH1024886A - Torque assisting device - Google Patents

Torque assisting device

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Publication number
JPH1024886A
JPH1024886A JP21884496A JP21884496A JPH1024886A JP H1024886 A JPH1024886 A JP H1024886A JP 21884496 A JP21884496 A JP 21884496A JP 21884496 A JP21884496 A JP 21884496A JP H1024886 A JPH1024886 A JP H1024886A
Authority
JP
Japan
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permanent magnet
rotor
auxiliary motor
driving
torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP21884496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Nishio
圭介 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NISHIO GREEN CO KK
Original Assignee
NISHIO GREEN CO KK
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Filing date
Publication date
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To assist the torque of a wheel of a man power type bicycle by the force gained by changing the small torque of a small type auxiliary motor into large torque utilizing the reaction force of permanent magnets with the same pole. SOLUTION: A torque assisting device is provided with a drive shaft 7a, which is rotatably provided in a frame, a rotor 10, which is fixed to the drive shaft 7a, a plurality of permanent magnets attached to at least one side of the rotor 10 with the same angle, a drive body 12, which is rotatably attached to the drive shaft 7a and opposes to the permanent magnets 11, drive permanent magnets 13, which can oppose to the permanent magnets 11 and repel the permanent magnets 11, a small type auxiliary motor 14, which drives the rotation of the drive body 12, and a small type battery, which is connected to the auxiliary motor 14. When the drive body 7a is rotated by the auxiliary motor 14, and the drive permanent magnets 13 approach the permanent magnets 11, the rotor 10 is rotated in the fixed direction by the repulsion of the magnets 11 and 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque assisting device for converting a small torque of a small auxiliary motor into a large torque by using a repulsive force of a permanent magnet having the same polarity. It is mainly used for a human-powered bicycle and is used for promoting the turning force of wheels or for turning a small household generator.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In general, a human-powered bicycle is a convenient vehicle that is indispensable as a simple and extremely economical means of transportation. However, the bicycle runs a long distance or uphill because it is driven by the rider's leg strength. In such a case, or when a heavy load is loaded on a carrier, there is a drawback that the energy of the rider is extremely consumed and the tire is extremely tired.

【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。
[0003] Therefore, bicycles equipped with transmissions of various structures capable of changing the number of rotations of a pedal and bicycles equipped with a drive device comprising a motor and a battery have been developed and widely used.

【0004】[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。
However, a bicycle equipped with a transmission can easily climb on a slope by changing the reduction ratio (gear ratio) when traveling on an uphill. If this is changed, the number of revolutions of the crank will increase, and there is a drawback that the leg movement becomes rather intense. As a result, the effort is not significantly reduced.
In addition, a bicycle equipped with a driving device including a motor and a battery can drive easily on an uphill slope because the axle is driven by power, and there are many demands for advantages such as low noise and no exhaust gas. Since it is equipped with a considerably large motor and battery, it is considerably heavier than a human-powered bicycle, and is inferior in handleability and economic efficiency.

【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。
The present invention has been made in view of such a problem, and converts a small rotational force of a small auxiliary motor into a large rotational force by using a repulsive force of a permanent magnet having the same polarity. It is an object of the present invention to provide a torque-enhancing device that can increase the torque of wheels of a human-powered bicycle and the like with this torque, and that is excellent in handleability and economy.

【0006】[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。
According to one aspect of the present invention, a drive shaft rotatably provided on a frame, a rotor fixed to the drive shaft, A plurality of permanent magnets attached at equal angles to at least one side of the rotor, a driving body rotatably mounted on the drive shaft, facing the permanent magnet, and a driving body attached to the driving body, capable of facing the permanent magnet, and It has a driving permanent magnet that repels the permanent magnet, a small auxiliary motor that rotationally drives the driving body, and a small battery connected to the auxiliary motor, and the driving body is rotated by the auxiliary motor,
When the driving permanent magnet approaches the permanent magnet, the rotor is rotated in a certain direction by the repulsive force of the magnets.

【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。
According to a second aspect of the present invention, a transmission device with a clutch for transmitting the torque of the auxiliary motor to the driving body is interposed between the driving body and the auxiliary motor. Things.

【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。
According to a third aspect of the present invention, an intermediate drive is rotatably mounted on a drive shaft portion between a rotor and a drive, and the intermediate drive repels a permanent magnet and drives the intermediate drive. An intermediate permanent magnet that is attracted to a permanent magnet is attached.

【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。
The invention according to claim 4 of the present invention is characterized in that the outer peripheral portion or the whole of the rotor is formed by permanent magnets.

【0010】[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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view of a human-powered bicycle equipped with the turning force assisting device 1 of the present invention,
The bicycle includes a frame 2, a front wheel 3 rotatably supported at a front portion of the frame 2, a rear wheel 4 rotatably supported at a rear portion of the frame 2, and a handle attached to a front portion of the frame 2. 5, a seat 6 attached to an intermediate portion of the frame 2, a crank 7 rotatably supported by a hanger portion of the frame 2, a pedal 8 attached to both ends of the crank 7, and rotation of the crank 7. A chain transmission mechanism 9 including a front sprocket 9a, a rear sprocket 9b, and a chain 9c for transmitting the rotation to the rear wheel 4 to rotate the rear wheel 4.
And a rotation assisting device 1 mounted on a hanger portion of the frame 2 and the like. The configuration other than the rotation assisting device 1 is configured in the same manner as a conventionally known human-powered bicycle.

【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。
The torque assisting device 1 converts a small torque of the small auxiliary motor 14 into a large torque using the repulsive force of the permanent magnets 11, 13 and 17, and applies this force to the wheels. The driving force of the pedal 8 can be reduced by the driving shaft 7a, the rotor 10, the plurality of permanent magnets 11, the driving body 12, and the plurality of driving permanent magnets 1.
3, a small auxiliary motor 14, a small battery 15, an intermediate driving body 16, a plurality of intermediate permanent magnets 17, and the like.

【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。
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the drive shaft 7a also serves as a crank shaft of a crank 7 rotatably provided on a hanger portion of the frame 2. In this example, the drive shaft 7 a is provided on the hanger portion and forms a part of the frame 2.
a is rotatably supported in bearing a via a bearing 18. A crank arm 7b is attached to one end, and a crank arm 7b and a front sprocket 9a are attached to the other end. The support case 2a is formed of a metal material made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy so as not to receive the magnetism of the permanent magnet 11 and the drive permanent magnet 13, and the inner diameter of the support case 2a is internally provided by the rotation assisting device 1. Is selected so that it can accommodate

【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。
The outer periphery of the rotor 10 is formed by a permanent magnet, and is fixed to the drive shaft 7a (crankshaft) so as not to move in the axial direction. In this example, the rotor 10 has a drive shaft 7a (crankshaft) as shown in FIG.
The support disk 10a is formed of a metal material made of a nonmagnetic material such as an aluminum alloy, and an annular body 10b made of a permanent magnet is fitted on the outer peripheral surface of the support disk 10a.
The annular body 10b of the rotor 10 has a magnetic flux density of 100.
An annular permanent magnet of 0 gauss (for example, an alnico magnet, a ferrite magnet, a rare earth magnet, etc.) is used.

【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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the permanent magnet 11 is formed in an annular shape larger than the width W of the annular body 10b of the rotor 10, and is formed on one surface of the annular body 10b at equal angles (180 degrees). Every) and on the same circumference. That is, each permanent magnet 11 is magnetically attached to one surface of the annular body 10b by facing different magnetic poles to the magnetic poles of the annular body 10b. Therefore, the permanent magnet 11
Can be easily and easily attached to the annular body 10b. The permanent magnet 11 is a permanent magnet having a magnetic flux density of 800 gauss (for example, an alnico magnet, a ferrite magnet, a rare earth magnet, etc.).

【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。
As shown in FIGS. 2 and 5, the driving body 12 is formed in a disc shape from a metal material made of a nonmagnetic material such as an aluminum alloy, and is located at a position facing the permanent magnet 11 and at a driving shaft. 7a is rotatably supported via a bearing 19. Further, a thin rubber disc 20 is adhered to a surface of the driving body 12 opposite to the rotor 10.

【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。
As shown in FIGS. 2 and 5, the driving permanent magnet 13 is formed in an annular shape having the same size as the permanent magnet 11 attached to the rotor 10, and
It is attached to the surface opposite to 0 at equal angles (every 180 degrees) and on the same circumference. The driving permanent magnet 13 is
It is attached to the driving body 12 with an adhesive or the like with the same magnetic poles facing the magnetic poles on the outer surface of the permanent magnet 11 on the rotor 10 side, and when the driving permanent magnet 13 approaches the permanent magnet 11, it repels. I am trying to meet each other.
The driving permanent magnet 13 has a permanent magnet having a magnetic flux density of 800 gauss (for example, an alnico magnet,
Ferrite magnets, rare earth magnets, etc.) are used.

【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。
The auxiliary motor 14 is, as shown in FIG.
It is fixed to a side wall portion in the support case 2a via a bracket 21 and a bolt / nut 22, and rotates the driving body 12 by friction transmission. That is, the auxiliary motor 14 can rotate the driving body 12 by fixing the rubber roller 23 to the output shaft thereof and bringing the rubber roller 23 into contact with the outer peripheral edge of the rubber disk 20 of the driving body 12. I have.

【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。
The auxiliary motor 14 is connected to a battery 15 attached to the bicycle frame 2 via lead wires, fuses, terminals and the like (all not shown), and a switch provided on a handle portion of the bicycle. By performing an ON-OFF operation of (not shown), it is possible to drive appropriately. The auxiliary motor 14 is a small motor 14 (diameter: about 30 mm, total length: about 60 mm) having an output of 400 mW and a rotation speed of 1,965 rpm. The battery 15 is a small battery 15 having a voltage of 6 V and a current of 0.3 A (height: about 95 mm,
(Width: about 70 mm, depth: about 45 mm).

【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。
As shown in FIGS. 2 and 4, the intermediate driving body 16 is formed by connecting a plurality of rectangular plates made of a non-magnetic metal material such as an aluminum alloy with rivets. , Is rotatably supported between the rotor 10 and the driving body 12 and on the driving shaft 7a via a bearing 24.

【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。
As shown in FIGS. 2 and 4, the intermediate permanent magnet 17 is formed in an annular shape having the same size as the permanent magnet 11 attached to the rotor 10, and a surface of the intermediate driving body 16 facing the rotor 10. At equal angles (every 180 degrees) and on the same circumference. Also, the intermediate permanent magnet 17
Is attached to the intermediate driving body 16 with an adhesive or the like with the same magnetic pole facing the magnetic pole on the outer surface of the permanent magnet 11 on the rotor 10 side, and the intermediate permanent magnet 17 approaches the permanent magnet 11 Sometimes, they repel each other, and when they approach the drive permanent magnet 13, they attract each other. As the intermediate permanent magnet 17, a permanent magnet having a magnetic flux density of 800 gauss (for example, an alnico magnet, a ferrite magnet, a rare earth magnet, or the like) is used similarly to the permanent magnet 11.

【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。
When the driving body 12 is rotated by the auxiliary motor 14, and the driving permanent magnet 13 approaches the permanent magnet 11,
The repulsive force between the rotors 3 and 17 causes the rotor 10 to rotate in a fixed direction (the direction in which the crank 7 rotates when the rider steps on the bicycle). That is, the mounting position of each of the permanent magnets 11, 13, 17; the distance between the permanent magnet 11 and the intermediate permanent magnet 17; the distance between the intermediate permanent magnet 17 and the driving permanent magnet 13; When the magnet 13 approaches the intermediate permanent magnet 17, the intermediate driving body 16 is driven by the magnetic force of the two magnets 13, 17.
When the driving permanent magnet 13 and the intermediate permanent magnet 17 approach the permanent magnet 11,
The rotor 10 rotates in a fixed direction (the direction of the arrow in FIG. 3) due to the repulsive forces 1, 13, and 17.

【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。
In FIG. 2, 25 is a spacer, 2
6 is a thrust bearing and 27 is a stopper member.

【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。
When the rider operates a switch (not shown) provided on the steering wheel 5 to activate the auxiliary motor 14 in the bicycle equipped with the torque assisting device 1,
The frictional transmission between the rubber roller 23 and the rubber disc 20 causes the driving body 12 to rotate in a certain direction (the direction in which the crank 7 rotates when the rider steps on the bicycle). At this time, since the driving body 12 is rotatably supported by the driving shaft 7a via the bearing 19, the driving body 12 can easily and easily rotate even with a small rotational force of the auxiliary motor 14.

【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。
When the driving body 12 rotates, the magnets 13 and 17 are attracted to each other because the magnetic poles of the opposing driving permanent magnet 13 and the intermediate permanent magnet 17 are different. Will rotate. At this time, the intermediate driving body 16 is rotatably supported on the driving shaft 7 a via a bearing 24, and the attraction force of the magnets 13 and 17 acts between the driving body 12 and the intermediate driving body 16. Combined with this, it will rotate easily and easily.

【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。
When the driving body 12 and the intermediate driving body 16 rotate in an integrated state, and the driving permanent magnet 13 and the intermediate permanent magnet 17 approach the permanent magnet 11, the driving permanent magnet 13, the intermediate permanent magnet 17, and the rotor Since the magnetic pole of the permanent magnet 11 on the 10 side is the same as that of the permanent magnet 11, a repulsive force acts between the magnetic poles and a rotational force is applied to the rotor 10 in the same direction as the driving body 12 (the direction of the arrow in FIG. 3). In addition, since the rotational force of the auxiliary motor 14 is transmitted to the rotor 10 by using the magnetic force of the permanent magnets 11, 13, and 17, the relatively large rotor 10 can be rotated easily and easily.

【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。
Then, the driving body 12 and the intermediate driving body 16
Is continuously rotated by the auxiliary motor 14, so that a continuous rotational force is applied to the rotor 10,
This promotes the rotation of the drive shaft 7a. This torque is
The power is transmitted to the rear wheels 4 via the chain transmission mechanism 9 and is used as auxiliary power for running the bicycle.

【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。
Accordingly, in the bicycle equipped with the turning force assisting device 1 of the present invention, the stepping force of the pedal 8 is reduced, the bicycle can be run with a light force, and the running speed of the bicycle can be increased. A great effect can be exerted to reduce labor. Further, since the rotor 10 attached to the drive shaft 7a functions as a flywheel, the rotation of the drive shaft 7a becomes uniform, and the running of the bicycle is stabilized. Further, since the rotor 10 is formed of a permanent magnet and the intermediate permanent magnet 17 is disposed between the permanent magnet 11 and the driving permanent magnet 13, the magnetic force increases, and the repulsive force increases. A large rotational force is applied to the rotor 10.

【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。
FIG. 6 shows a rotational force promoting device 1 according to another embodiment of the present invention. In this rotational force promoting device 1, the intermediate driving body 16 and the intermediate permanent magnet 17 are omitted, and the driving
The rotor 10 is rotated by the repulsive force of the driving permanent magnet 13 attached to the rotor 10 and the permanent magnet 11 attached to the rotor 10, and the other configuration is the rotational force promoting device 1 of the above example (shown in FIG. 1). ). Note that the same members as those of the rotational force assisting device 1 of the above example are denoted by the same reference numerals. This rotational force promoting device 1 can also achieve the same operation and effect as the rotational force promoting device 1 of the above example.

【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。
FIG. 7 is a schematic side view of a human-powered bicycle equipped with a turning force assisting device 1 according to still another embodiment of the present invention. The bicycle includes a frame 2, a front wheel 3, a rear wheel 4, and a steering wheel 5. , A seat 6, a crank 7, a pedal 8, a chain transmission mechanism 9 (comprising a front sprocket 9a, a rear sprocket 9b, and a chain 9c), a rotational force assisting device 1, and the like. It has the same structure as a conventionally known human-powered bicycle.

【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。
The torque assisting device 1 converts the small torque of the small auxiliary motor 14 into a large torque using the repulsive force of the permanent magnets 11, 13 and applies this force to the wheels to apply the force to the wheels. 8, a driving shaft 7a, a rotor 10, a plurality of permanent magnets 11, a driving body 12, a plurality of driving permanent magnets 13, a small auxiliary motor 14, a small battery 15, and a clutch. The transmission 30 includes a transmission 28 and the like.

【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。
Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the drive shaft 7a also serves as a crank shaft of a crank 7 rotatably provided on a hanger portion of the frame 2. The drive shaft 7a is rotatably supported via a bearing 18 in a cylindrical box-shaped support case 2a provided on a hanger portion and forming a part of the frame 2, and a crank arm 7b is provided at one end. A crank arm 7b and a front sprocket 9a are attached to the other end, respectively. The support case 2a is formed of a nonmagnetic metal material such as an aluminum alloy so as not to receive the magnetism of the permanent magnet 11 and the drive permanent magnet 13.

【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。
As shown in FIG. 8, the rotor 10 is fitted on a drive shaft 7a (crankshaft) and has a support disk 10a made of a nonmagnetic metal material such as an aluminum alloy, and a support disk 10a. And an annular body 10b made of a permanent magnet fitted to the outer peripheral surface of 10a. Note that an annular permanent magnet (for example, an alnico magnet, a ferrite magnet, a rare earth magnet, or the like) having a magnetic flux density of 1000 Gauss is used for the annular body 10b of the rotor 10.

【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。
As shown in FIGS. 8 and 10, the permanent magnet 11 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and is attached to both surfaces of the annular body 10b at every 180 degrees and on the same circumference. That is, each permanent magnet 11 is magnetically attached to the side surface of the annular body 10b by facing different magnetic poles to the magnetic poles of the annular body 10b. Therefore, the permanent magnet 11
Can be easily and easily attached to the annular body 10b. The permanent magnet 11 is a permanent magnet having a magnetic flux density of 800 gauss (for example, an alnico magnet, a ferrite magnet, a rare earth magnet, etc.).

【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。
As shown in FIGS. 8 and 10, the driving body 12 is formed in a frame shape from a metal material made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy, and has a cross-sectional shape facing one side surface of the rotor 10. And a disk 12 fixed to both ends of the plate 12a and facing the other side surface of the rotor 10.
b. The driving body 12 is disposed so as to surround the rotor 10 and is rotatably supported on the driving shaft 7a via a bearing 19.

【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。
The driving permanent magnet 13 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 2, the drive member 12 is attached to the inner surface of the plate member 12a and the inner surface of the disk member 12b of the driving body 12 at every 180 degrees and on the same circumference so as to face the permanent magnet 11. I have. The driving permanent magnet 13 is attached to the driving body 12 with an adhesive or the like with the same magnetic pole facing the magnetic pole on the outer surface of the permanent magnet 11 on the rotor 10 side. When they approach the magnet 11, they repel each other. The driving permanent magnet 13 has a magnetic flux density of 8 like the permanent magnet 11.
A 00 gauss permanent magnet (eg, alnico magnet, ferrite magnet, rare earth magnet, etc.) is used.

【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。
The auxiliary motor 14 is, as shown in FIG.
It is fixed to a gear case 29a of a transmission 28 described later. The auxiliary motor 14 is connected to a battery 15 attached to the bicycle frame 2 via a lead wire, a fuse, a terminal, etc. (all not shown), and a motor switch (provided on a handle portion of the bicycle). By performing ON-OFF operation of (not shown), it is possible to drive appropriately. The auxiliary motor 14 is a small motor 14 (diameter: about 40 mm, total length: about 100 mm) having an output of 400 mW and a rotation speed of 1,965 rpm. The battery 15 is a small battery 15 having a voltage of 6 V and a current of 0.3 A (height: about 95 mm,
(Width: about 70 mm, depth: about 45 mm).

【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。
The transmission device 28 is interposed between the driving body 12 and the auxiliary motor 14 and appropriately transmits or shuts off the rotational force of the auxiliary motor 14 to the driving body 12. . In this example, the transmission 28 includes a gear transmission 29, a clutch 30, and a belt transmission 31 so that the rotation speed of the auxiliary motor 14 can be reduced to an optimum rotation speed.

【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。
Specifically, as shown in FIGS. 8 to 10, the gear transmission mechanism 29 includes a gear case 29a fixed to the support case 2a, an input shaft 29b rotatably supported by the gear case 29a, and a gear case 29a. The output shaft 29c, which is rotatably supported by the shaft 29a and has one end protruding outside the gear case 29a, a small-diameter drive bevel gear 29d fixed to the output shaft of the auxiliary motor 14, and an input shaft 29b, A large-diameter driven bevel gear 29e meshed with the bevel gear 29d, a small-diameter gear 29f fitted to the input shaft 29b, and a small-diameter gear 29f fitted to the output shaft 29c.
And a large-diameter gear 29g that meshes with.

【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。
The clutch 30 arbitrarily transmits or disconnects the torque of the output shaft 29c of the gear transmission mechanism 29 to the belt transmission mechanism 31. In this example, the clutch 30 is an electromagnetic clutch ( For example, OGURA CL
UTCH CO. LTD. Model AMC10
DC12V) is used. Also, the clutch 30
(Electromagnetic clutch) includes a stationary portion 30a fixed to the gear case 29a and a movable portion 3 rotatable with respect to the stationary portion 30a.
0b, and a gear case 29a of the output shaft 29c.
It is inserted in the part which protrudes outward from. Further, the clutch 30 is connected to the battery 15 attached to the bicycle frame 2 via a lead wire, a fuse, a terminal, etc. (all not shown), and a clutch switch (not shown) provided on the handle 5 of the bicycle. When (omitted) is turned on, the rotational force of the output shaft 29c is applied to the movable unit 30 via the friction plate.
b, and the movable portion 30b rotates. When the clutch switch is turned off, the rotational force of the output shaft 29c is cut off, and the movable portion 30b stops.

【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。
As shown in FIG. 8, the belt transmission mechanism 31 is rotatably mounted on the drive shaft 7a via a bearing 32 and a small-diameter drive pulley 31a fixed to the movable portion 30b of the electromagnetic clutch 30. It is composed of a large-diameter driven pulley 31b connected to the disk 12b of the body 12 by bolts and nuts 33, and an endless belt 31c wound around both pulleys 31a and 31b.

【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。
When the rotational force of the auxiliary motor 14 is transmitted to the driving body 12 via the gear transmission mechanism 29, the clutch 30 and the belt transmission mechanism 31, the transmission unit 28 keeps the driving body 12 constant. It can rotate in the direction (the direction in which the crank 7 rotates when the rider rides a bicycle).

【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。
In FIG. 8, 25 is a spacer, 2
6 is a thrust bearing.

【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。
In the bicycle equipped with the torque assisting device 1, the rider turns on a motor switch (not shown) provided on the handle 5 to start the auxiliary motor 14, and the handle is also turned on. When the clutch 30 is connected by turning on a clutch switch (not shown) provided on the gear 5, the rotational force of the auxiliary motor 14
9, transmitted to the driving body 12 via the clutch 30 and the belt transmission mechanism 31, and the driving body 12 rotates in a certain direction (the direction in which the crank 7 rotates when the rider rides a bicycle). At this time, the driving body 12 is rotatably supported by the driving shaft 7a via a bearing 19, and the transmission torque is increased by the deceleration, so that the driving force of the auxiliary motor 1 is increased.
Even a small rotation force of 4 makes it easy and easy to rotate.

【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。
When the driving body 12 rotates and the driving permanent magnet 13 approaches the permanent magnet 11, since the driving permanent magnet 13 and the permanent magnet 11 on the rotor 10 have the same magnetic pole, a repulsive force acts between them. Then, a rotational force is applied to the rotor 10 in the same direction as the driving body 12 (the direction of the arrow in FIG. 10). Since the torque of the auxiliary motor 14 is transmitted to the rotor 10 using the magnetic force of the permanent magnets 11 and 13, the relatively large rotor 10 can be rotated easily and easily.

【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。
Since the driving body 12 is continuously rotated by the auxiliary motor 14, a continuous torque is applied to the rotor 10, and the rotation of the driving shaft 7a is promoted. This torque is transmitted to the rear wheels 4 via the chain transmission mechanism 9 and is used as auxiliary power for running the bicycle.

【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。
The rotational force promoting device 1 can also provide the same functions and effects as those of the above-described respective examples of the rotational force promoting device 1.
Of course, in the torque assisting device 1, since the transmission 28 with the clutch 30 is interposed between the driving body 12 and the auxiliary motor 14, the rotation of the crank 7 when the auxiliary motor 14 is stopped. The crank 7 can be turned with a small force without transmitting the force to the auxiliary motor 14 side.

【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。
In each of the above examples (shown in FIGS. 2, 6 and 8), the torque assisting device 1 is mounted on a hanger portion of a bicycle, and the crankshaft of the crank 7 and the torque assisting device are attached. However, in another example, the driving force assisting device 1 is mounted above the hanger portion of the bicycle, and the driving shaft 7a and the crank 7 of the rotating force assisting device 1 are mounted.
May be interlocked with the crankshaft via a chain transmission mechanism. Alternatively, the torque assisting device 1 may be mounted on the axle portion of the rear wheel 4 of the bicycle, and the drive shaft 7a of the torque assisting device 1 may be connected to the rear. The axle of the wheel 4 may also be used.

【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。
In each of the above embodiments, the crank arm 7b is fixed directly to both ends of the drive shaft 7a. In other embodiments, the crank arm 7b is fixed between the drive shaft 7a and the crank arm 7b. A one-way clutch (not shown) is interposed and the drive shaft 7
Even when a is rotating, the rotation of the crank arm 7b and the pedal 8 may be stopped.

【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。
In each of the above examples, the support case 2a, the driving body 12, the intermediate driving body 16 and the like are formed of a nonmagnetic metal material. In other examples, these members are made of plastic. It may be formed of a material.

【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。
In each of the above embodiments, the outer peripheral portion (annular body 10b) of the rotor 10 is formed by permanent magnets. In other embodiments, the entire rotor 10 is formed by permanent magnets. Alternatively, the entire rotor 10 may be formed of a metal material made of a magnetic material or a metal material made of a non-magnetic material.

【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。
The first example (shown in FIG. 2) and the second example
In the example (shown in FIG. 6), two permanent magnets 11 are mounted on one side of the rotor 10, but in other examples, the permanent magnets 11 are equiangularly mounted on one side of the rotor 10. Three or more pieces may be attached every time. in this case,
It is preferable that the same number of drive permanent magnets 13 and intermediate permanent magnets 17 as the permanent magnets 11 are arranged. As a result, the rotation of the rotor 10 becomes smoother, and the repulsive force increases, so that a large rotational force is applied to the rotor 10.

【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。
In the third example (shown in FIG. 8), two permanent magnets 11 are attached to both surfaces of the rotor 10, respectively. Three or more permanent magnets 11 may be attached to both surfaces at equal angles, or two or more permanent magnets 11 may be attached to only one surface of rotor 10 at equal angles. In this case, it is preferable that the same number of the driving permanent magnets 13 as the permanent magnets 11 are arranged.

【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。
In the first and second examples, annular permanent magnets 11, driving permanent magnets 13 and intermediate permanent magnets 17 are used. Disc-shaped or rectangular parallelepiped permanent magnets 11, 13, 17 may be used.

【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。
In the third embodiment, the permanent magnets 11 and the driving permanent magnets 13 are rectangular parallelepiped. In other embodiments, the permanent magnets 11 and 13 are annular. Alternatively, a disk-shaped material may be used.

【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。
In the first example, the intermediate driving body 16
Is formed of a rectangular metal plate, but in another example, the intermediate driving body 16 may be formed of a circular metal plate.

【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
In the third embodiment, the rotor 10 is rotated by the repulsive force of the driving permanent magnet 13 attached to the driving body 12 and the permanent magnet 11 attached to the rotor 10. In this method, an intermediate drive 16 is rotatably mounted on a drive shaft 7a between the rotor 10 and the drive 12 so that the intermediate drive 16 repels the permanent magnet 11 and Intermediate permanent magnet 1 that attracts each other
7 may be attached

【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。
In the first and second examples, the rotational force of the auxiliary motor 14 is applied to the driving body 1 by using a friction transmission mechanism.
2, the torque may be transmitted to the driving body 12 by using a gear transmission mechanism in another example.

【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。
In the first example, the permanent magnet 11 is attached to one side of the rotor 10, and the driving body 12, the intermediate driving body 16, and the driving permanent magnet 1 are located on one side of the rotor 10.
3, the intermediate permanent magnet 17, the auxiliary motor 14 and the like are provided. However, in another example, the permanent magnets 11 are attached to both surfaces of the rotor 10, and the driving bodies 12, The intermediate driving body 16, the driving permanent magnet 13, the intermediate permanent magnet 17, the auxiliary motor 14, and the like may be respectively provided to rotate the rotor 10.

【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。
In the second example, the permanent magnet 11 is attached to one side of the rotor 10, and the driving body 12, the driving permanent magnet 13, and the auxiliary motor 14 are located at one side of the rotor 10.
However, in other examples, permanent magnets 11 are attached to both surfaces of the rotor 10, and a driving body 12, a driving permanent magnet 13, an auxiliary motor 14, and the like are provided on both sides of the rotor 10. The rotor 10 may be rotated respectively.

【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。
In the third embodiment, the auxiliary motor 14 and the clutch 30 of the transmission 28 are arranged outside the support case 2a. In other embodiments,
The entire transmission 28 may be arranged in the support case 2a.

【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。
In the third example, the transmission device 28 includes the gear transmission mechanism 29, the clutch 30, and the belt transmission mechanism 31.
However, in another example, the transmission 28 may be constituted by a gear transmission 29, a clutch 30, and a chain transmission.

【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。
In each of the above-described embodiments, the torque assisting device 1 of the present invention is mounted on a bicycle. In other examples, the drive shaft 7a of the torque assisting device 1 is connected to a household. The generator may be connected to a small generator (not shown) in an interlocked manner, and the generator may be turned by using the torque assisting device 1.

【0063】[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。
As described above, the rotational force assisting device according to the first aspect of the present invention fixes a rotor having a permanent magnet attached to a drive shaft, and has a drive permanent magnet that repels the permanent magnet on the drive shaft. The mounted driving body is rotatably supported, and the driving body is rotationally driven by an auxiliary motor to apply a rotating force to the rotor and the drive shaft by using the repulsive force of the permanent magnet and the driving permanent magnet. Thus, the small torque of the auxiliary motor can be converted to a large torque. As a result, when the turning force assisting device of the present invention is mounted on a human-powered bicycle to increase the turning force of the wheels, the pedal depressing force is reduced, regardless of the level ground or uphill. The bicycle can be run with a light force, and the running speed of the bicycle can be increased, so that a great effect can be exerted in reducing labor. In addition, since the rotor attached to the drive shaft acts as a flywheel, the rotation of the drive shaft becomes uniform,
The running of the bicycle will be stable. Furthermore, since the repulsive force of the magnet is used, extremely small motors and batteries can be used, and the size and cost of the device itself can be reduced, and handling efficiency and economy are improved. Will also be excellent.

【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。
In the torque assisting device according to the second aspect of the present invention, since a transmission with a clutch is interposed between the driving body and the auxiliary motor, when the clutch is disengaged, the torque of the crank is reduced. Can be prevented from being transmitted to the auxiliary motor side. As a result, the crank can be turned with a light force, even though the auxiliary motor is stopped.

【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。
According to the third aspect of the present invention, the intermediate driving body having the intermediate permanent magnet is rotatably mounted on the driving shaft portion between the rotor and the driving body. The force will be increased and the rotation of the rotor and drive shaft will be more facilitated.

【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。
In the torque assisting device according to the fourth aspect of the present invention, since a part or the whole of the rotor is formed by permanent magnets, the magnetic force is increased, and the repulsive force is increased to apply a large torque to the rotor. can do. Further, the permanent magnet can be easily and easily attached to the rotor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic side view of a bicycle equipped with a torque assisting device of the present invention.

【図2】回転力助長装置の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the rotational force assisting device.

【図3】図2のA−A線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】図2のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図5】図2のC−C線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line CC of FIG. 2;

【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。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a rotational force assisting device according to another example of the present invention.

【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。
FIG. 7 is a schematic side view of a bicycle equipped with a turning force assisting device according to still another example of the present invention.

【図8】図7に於ける回転力助長装置の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the torque assisting device in FIG. 7;

【図9】図7に於ける回転力助長装置の正面図である。FIG. 9 is a front view of the torque assisting device in FIG. 7;

【図10】図8のD−D線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line DD of FIG. 8;

【図11】図8のE−E線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line EE of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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。
Reference numeral 1 denotes a rotational force assisting device, 2 denotes a frame, 7a denotes a drive shaft, 1
0 is a rotor, 11 is a permanent magnet, 12 is a driving body, 13 is a driving permanent magnet, 14 is an auxiliary motor, 15 is a battery, 1
6 is an intermediate driving body, 17 is an intermediate permanent magnet, 28 is a transmission, and 30 is a clutch.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A drive shaft (7a) rotatably provided on a frame (2), a rotor (10) fixed to the drive shaft (7a), and at least one surface of the rotor (10) at equal angles. And a plurality of permanent magnets (11) attached to the rotor and a rotor (10) rotatably attached to the drive shaft (7a).
A driving body (12) opposed to the side surface on which the permanent magnet (11) is mounted, and a drive mounted on the driving body (12) and capable of facing the permanent magnet (11) and repelling with the permanent magnet (11). A permanent magnet (13), a small auxiliary motor (14) for rotatingly driving the driver (12), and an auxiliary motor (1);
4) connected to a small battery (15), the driving body (7a) is rotated by the auxiliary motor (14), and the driving permanent magnet (13) is rotated by the permanent magnet (1).
A rotating force assisting device characterized in that the rotor (10) rotates in a certain direction due to the repulsive force of the magnets (11) and (13) when approaching 1).
【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。
2. The rotational force of the auxiliary motor (14) is applied between the driving body (12) and the auxiliary motor (14).
2. A torque assisting device according to claim 1, further comprising a transmission (28) with a clutch (30) for transmitting the torque to the transmission.
【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。
3. An intermediate driver (16) is rotatably mounted on a drive shaft (7a) between the rotor (10) and the driver (12), and a permanent magnet (11) is attached to the intermediate driver (16). )
3. The torque assisting device according to claim 1, further comprising an intermediate permanent magnet (17) that repels and attracts the driving permanent magnet (13).
【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。
4. The torque assisting device according to claim 1, wherein an outer peripheral portion or the whole of the rotor (10) is formed by a permanent magnet.
JP21884496A 1996-05-10 1996-08-20 Torque assisting device Pending JPH1024886A (en)

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JP8-116070 1996-05-10
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019073124A (en) * 2017-10-13 2019-05-16 株式会社シマノ Drive unit for bicycle
JP2019073123A (en) * 2017-10-13 2019-05-16 株式会社シマノ Drive unit for bicycle

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