WO2017154873A1 - 回転補助機構 - Google Patents

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WO2017154873A1
WO2017154873A1 PCT/JP2017/008919 JP2017008919W WO2017154873A1 WO 2017154873 A1 WO2017154873 A1 WO 2017154873A1 JP 2017008919 W JP2017008919 W JP 2017008919W WO 2017154873 A1 WO2017154873 A1 WO 2017154873A1
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WO
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magnetic
pair
rotation
magnetic bodies
bodies
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PCT/JP2017/008919
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Inventor
中村　和彦
Original Assignee
中村　和彦
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/17—Stator cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K53/00—Alleged dynamo-electric perpetua mobilia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor

Definitions

  • the present invention relates to a rotation assist mechanism that can be widely applied to devices that operate by transmitting a rotational driving force from a power source, and a rotation power mechanism including the rotation assist mechanism, and a bicycle including the rotation assist mechanism and the rotation power mechanism.
  • the present invention relates to electric fans, belt conveyors, escalators, kneading devices, and sign poles.
  • a bicycle travels on the ground with a propulsive force by transmitting a rotational driving force to a front wheel and a rear wheel through a chain by a user pedaling a rotational driving source.
  • a so-called assist bicycle is known in which an electric motor and a battery which are rotational drive sources are mounted so as to reduce the effort of pedaling when starting or climbing a slope.
  • the pedaling force by human power is detected by detection means (torque sensor or the like), and the signal is input to the control device, and this control device operates the electric motor in accordance with the pedaling force (for example, Patent Document 1).
  • a rotation assist mechanism capable of improving the convenience by adding a spring to the rotation shaft to assist the rotation of the apparatus (Patent Document 2).
  • a pair of magnetic poles having different polarities with respect to the magnetic poles of the opposing surfaces of the magnetic bodies are obtained by changing the distance between a pair of magnetic bodies in which the different poles are opposed to each other by a rotation of a bicycle wheel.
  • the shield having the magnetic surface and the pair of magnetic bodies is shortened in accordance with a predetermined period, the shield is caused to enter between the pair of magnetic bodies, and the distance between the pair of magnetic bodies is And a shielding drive unit that retracts the shielding unit between the pair of magnetic bodies at the time of extension.
  • the shielding drive part causes the pair of magnetic bodies to be separated from each other.
  • the attraction of the magnetic force is shielded by allowing the shielding part to enter between the pair of magnetic bodies at a timing when the distance is shortened, and the shielding part is placed between the pair of magnetic bodies at a time when the distance between the pair of magnetic bodies is extended.
  • the repulsive force is generated in the pair of magnetic bodies in which the same poles are arranged to face each other.
  • JP 09-123981 A Japanese Patent No. 5503922
  • Patent Document 2 since the configuration disclosed in Patent Document 2 described above includes a portion where the different polarities are arranged to face each other, if the attractive force between the different polarities is large and the shielding effect by the shielding portion is sufficient, There is a problem that the different poles are attracted to each other only when the timing is slightly shifted, and the rotation mechanism is locked. For this reason, in the technique of Patent Document 2, it is difficult to adjust timing, and in order to increase the allowable amount of timing deviation, it is necessary to increase the shielding effect by increasing the size of the shielding portion. There was a problem that the weight increased and the loss of energy increased.
  • the present invention solves the above-described problems.
  • the rotating shaft is strengthened and rotated. It is an object of the present invention to provide a rotation assist mechanism that can improve convenience and facilitate adjustment of operation.
  • the first invention is a rotation assist mechanism that gives strength to the rotation of the rotating shaft, and a pair of magnetic bodies in which different poles are arranged to face each other are adjacent to each other.
  • a plurality of variable magnetic parts arranged continuously so as to be poles, a magnetic body driving part that changes the distance between the pair of magnetic bodies at a predetermined period by rotation of the rotating shaft, and a pair of opposingly arranged
  • the shield is disposed between the magnetic bodies so that the distance between the pair of magnetic bodies is reduced in accordance with a predetermined period, and the shield is inserted between the pair of magnetic bodies at a timing at which the distance between the pair of magnetic bodies is shortened.
  • a shield drive unit that retracts the shield part from between the pair of magnetic bodies at a timing at which the distance between the magnetic bodies is extended, and the shield part has the same polarity as the magnetic poles of the opposing surfaces of the pair of magnetic bodies.
  • a pair of magnetic surfaces A pair of magnetic surfaces.
  • the shielding driving portion causes the shielding between the pair of magnetic bodies.
  • the repelling force of the magnetic force is generated by causing the shielding part to enter between the pair of magnetic bodies at the timing when the distance is shortened, and the shielding part is retracted from between the pair of magnetic bodies at the time when the distance between the pair of magnetic bodies is extended.
  • an attractive force is generated in the pair of magnetic bodies in which the different polarities are arranged to face each other.
  • an attractive force and a repulsive force can be continuously generated by the magnetic body, and the rotation of the rotating shaft can be increased or decreased.
  • the magnetic surface of the shielding part is opposite to the magnetic poles of the opposing surfaces of the pair of magnetic bodies. Since the poles are always the same, the opposite poles are not attracted to each other and the rotation mechanism is not locked, and the timing for moving the shield part back and forth becomes easy.
  • the second invention is a rotation assist mechanism that gives strength to the rotation of the rotating shaft, and is configured to continuously connect a pair of magnetic bodies having the same poles facing each other so that adjacent magnetic bodies have the same poles.
  • the shield part is moved between the pair of magnetic bodies at a timing when the distance between the pair of magnetic bodies is shortened in accordance with a predetermined period, and the distance between the pair of magnetic bodies is extended.
  • a shield drive unit that retracts the shield part from between the pair of magnetic bodies, and the shield part has a pair of magnetic surfaces that have the same polarity as the magnetic poles of the opposing surfaces of the pair of magnetic bodies.
  • the shielding portion has a pair of magnetic surfaces that are the same polarity as the magnetic poles of the opposing surfaces of the pair of magnetic bodies, and the distance between the pair of magnetic bodies is reduced by the shielding driving portion.
  • the repulsive force is increased by causing the shielding portion to enter between the pair of magnetic bodies at a shortened timing.
  • the repulsive force between the pair of magnetic bodies in which the same poles of the variable magnetic sections are arranged to face each other is caused by retracting the shielding section between the pair of magnetic bodies at the timing when the distance between the pair of magnetic bodies is extended. Decrease.
  • the strength of the repulsive force by the magnetic material can be continuously changed, and the strength of the rotation of the rotating shaft can be added.
  • the magnetic surface of the shielding part is opposite to the magnetic poles of the opposing surfaces of the pair of magnetic bodies. Since the poles are always the same, the opposite poles are not attracted to each other and the rotation mechanism is not locked, and the timing for moving the shield part back and forth becomes easy.
  • a third aspect of the invention is a rotation assist mechanism that gives strength to the rotation of the rotating shaft, and is configured so that a pair of magnetic bodies in which the same poles are opposed to each other are continuously arranged so that adjacent magnetic bodies have the same poles.
  • a pair of variable magnetic parts arranged in a row, a magnetic body driving part that changes the distance between the pair of magnetic bodies at a predetermined period by rotation of the rotation shaft, and a plurality of continuously arranged variable magnetic parts.
  • a pair of shields disposed opposite to each other at a position that is shorter than the shortest separation distance between the magnetic bodies.
  • the shielding portion is disposed opposite to a position that is shorter than the shortest separation distance between the pair of magnetic bodies, Since the distance between the pair of magnetic bodies is relatively close to each other at a timing when the distance between the pair of magnetic bodies is shortened in accordance with a predetermined period, the strength of the repulsive force by the magnetic bodies is continuously changed. It is possible to add strength to the rotation of the rotating shaft.
  • the variable magnetic part since the adjacent magnetic bodies are continuously arranged so as to have the same polarity, the magnetic surface of the shielding part is opposite to the magnetic poles of the opposing surfaces of the pair of magnetic bodies. Since the poles are always the same, the opposite poles are not attracted to each other and the rotation mechanism is not locked, and the timing for moving the shield part back and forth becomes easy.
  • a fourth aspect of the invention is a rotation assist mechanism for applying strength to the rotation of the rotating shaft, and a pair of magnetic bodies in which different poles are arranged to face each other are continuously arranged so that adjacent magnetic bodies have different polarities.
  • a magnetic body driving unit that changes the distance between the pair of magnetic bodies at a predetermined cycle by rotation of the rotating shaft, and the pair of magnetic bodies in the variable magnetic part includes The magnetic body is formed to have a larger area than the other magnetic body, and the adjacent magnetic bodies are arranged so as to be in contact with each other.
  • a pair of magnetic bodies in which different polarities are arranged to face each other are continuously arranged so that adjacent magnetic bodies have different polarities, and a distance between the pair of magnetic bodies is periodically arranged. Therefore, the attractive force and the repulsive force by the magnetic material can be continuously generated, and the rotation of the rotating shaft can be increased or decreased.
  • variable magnetic portion is rotated by rotation of the rotating shaft, and a cylindrical inner ring portion in which one of a pair of magnetic bodies is continuously arranged on the outer surface thereof is separated from rotation of the rotating shaft.
  • a cylindrical outer ring portion that is fitted on the outer side of the inner ring and in which the other of the pair of magnetic bodies is continuously arranged on the inner side surface thereof, and the magnetic body driving portion rotates together with the rotating shaft.
  • the inner ring portion is rotated with respect to the outer ring portion by the rotation of the rotating shaft, and the shielding portion is advanced and retracted between the outer side surface of the inner ring portion and the inner side surface of the outer ring portion.
  • the shielding drive unit has a cylindrical groove cam that converts the rotational force of the rotating body into the longitudinal movement of the projection piece, and the shielding drive unit has a predetermined cycle.
  • the magnetic material of the opposite polarity on the outer ring side approaches the magnetic material on the inner ring side
  • the magnetic surface of the piece enters between the magnetic body on the inner ring side and the magnetic body on the outer ring side, and the magnetic material of the same polarity on the outer ring side approaches the magnetic body on the inner ring side
  • it is preferable that the magnetic surface of the protruding piece is withdrawn from between the magnetic body on the inner ring side and the magnetic body on the outer ring side.
  • the shielding portion since the shielding portion includes a plurality of projecting pieces having magnetic surfaces arranged on the front and back surfaces thereof, the magnetic material on the outer ring side is made to the magnetic material on the inner ring side in accordance with the rotation of the rotating shaft.
  • the magnetic surface of the protruding piece can enter between the magnetic body on the inner ring portion side and the magnetic body on the outer ring portion side at the timing when the body approaches.
  • the magnetic surface of the projecting piece is located between the magnetic body on the inner ring side and the magnetic body on the outer ring side at the timing when the magnetic body of the same polarity on the outer ring side approaches the magnetic body on the inner ring side.
  • the shielding portion is disposed at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotation circle of the inner ring portion.
  • the magnetic surfaces arranged on the front and back of the protruding piece are inclined with respect to the rotation circle, whereby the magnetic field by the magnetic surface can be inclined in the rotation direction, and the strength of the magnetic force effective for rotation is increased. Can be produced continuously.
  • the rotation assist mechanism as described above can be combined with a power source that generates a rotation driving force that rotates the rotation shaft, thereby providing a rotation power mechanism that is another invention. It can be used for other electric fans, belt conveyors, escalators, sign poles, kneading devices, and the like.
  • the generation of the rotational driving force in the power source is intermittently turned on and off in accordance with the timing at which the attractive force or the repulsive force is generated in the magnetic body of the rotation assist mechanism.
  • the electric fan includes the rotation assist mechanism according to any one of the above, a fan having a plurality of blades, and an electric motor as a power source for rotationally driving the fan.
  • a rotating shaft is provided as a connecting portion that transmits torque generated from the fan to the fan.
  • the rotation shaft of the rotation assist mechanism is provided as a connecting portion for transmitting the driving force generated from the electric motor to the fan, the rotation force is transmitted when the driving force is transmitted to the rotation shaft.
  • the suction force and the repulsive force by the magnetic body of the auxiliary mechanism are continuously generated to give a boost to the rotation of the rotating shaft, and the air volume blown from the fan can be temporarily increased.
  • the rotation of the rotating shaft can be given momentum, the generation of the rotational driving force in the power source is intermittently turned on and off in accordance with the timing at which the attractive force or the repulsive force is generated in the magnetic body. The power consumption can be reduced.
  • the belt conveyor has the rotation assist mechanism according to any one of the above, and an endless conveyance belt that is stretched between a pair of rollers, and power that rotates the rollers to move the conveyance belt endlessly.
  • It is a belt conveyor provided with the electric motor as a source, Comprising: A rotating shaft is provided as a connection part which transmits the driving force which generate
  • the rotation shaft of the rotation assist mechanism is provided as a connecting portion for transmitting the driving force generated from the electric motor to the rollers of each device, the driving force is transmitted to the rotation shaft.
  • the roller can be rotated by continuously generating an attractive force and a repulsive force by the magnetic body of the rotation assist mechanism to give a boost to the rotation of the rotation shaft.
  • the power consumption can be temporarily reduced by intermittently turning on and off the generation of the rotational driving force in the power source in accordance with the timing at which the attractive force or the repulsive force is generated in the magnetic body.
  • the escalator includes the rotation assist mechanism according to any one of the above, a circulation unit that is looped between a pair of sprockets and circulates between the pair of sprockets, and rotates the sprocket to rotate the circulation unit.
  • a motor as a power source for moving the vehicle endlessly and a plurality of treads arranged endlessly along the circulation means, each of which is connected to the circulation means and circulates along with the circulation means, and carries passengers on the upper part
  • the escalator includes a treadle, and includes a rotating shaft as a connecting portion that transmits the driving force generated from the electric motor to the sprocket.
  • the rotation shaft of the rotation assist mechanism is provided as a connecting portion for transmitting the driving force generated from the electric motor to the sprocket of each device, the driving force is transmitted to the rotation shaft.
  • the sprocket can be rotated by continuously generating an attractive force and a repulsive force by the magnetic body of the rotation assist mechanism to give a boost to the rotation of the rotating shaft.
  • the power consumption can be temporarily reduced by intermittently turning on and off the generation of the rotational driving force in the power source in accordance with the timing at which the attractive force or the repulsive force is generated in the magnetic body.
  • the kneading apparatus includes any of the rotation assist mechanisms described above, and includes a casing to which the material to be kneaded is supplied, an agitation unit disposed inside the casing, and an electric motor that rotationally drives the agitation unit.
  • the kneading apparatus is provided with a rotating shaft as a connecting portion that transmits the driving force generated from the electric motor to the stirring means.
  • the rotation shaft of the rotation assist mechanism is provided as a connecting portion for transmitting the driving force generated from the electric motor to the stirring means, the rotation force is transmitted when the driving force is transmitted to the rotation shaft.
  • the auxiliary mechanism can continuously generate an attractive force and a repulsive force by the magnetic body to give a boost to the rotation of the rotating shaft.
  • the stirring means can be rotated to increase the stirring power.
  • the rotation of the rotating shaft can be given momentum, the generation of the rotational driving force in the power source is intermittently turned on and off in accordance with the timing at which the attractive force or the repulsive force is generated in the magnetic body. The power consumption can be reduced.
  • the kneading apparatus can give strength to the stirring of the material to be kneaded.
  • the sign pole has the rotation assist mechanism according to any of the above, a transparent outer cylinder, a rotary cylinder that is rotatably supported with respect to the outer cylinder, and rotates within the outer cylinder.
  • a sine pole including a motor as a power source for rotationally driving the cylinder, and including a rotating shaft as a connecting portion for transmitting a driving force generated from the motor to the rotating cylinder.
  • the rotating shaft of the rotation assist mechanism is provided as a connecting portion for transmitting the driving force generated from the electric motor to the stirring means. Therefore, when the driving force is transmitted to the rotating shaft, Since the auxiliary mechanism can continuously generate an attractive force and a repulsive force by the magnetic body to give a boost to the rotation of the rotating shaft, it can be adjusted to the timing at which the magnetic body generates an attractive force or a repulsive force. By intermittently turning on and off the generation of the rotational driving force, power consumption can be temporarily reduced.
  • the sign pole can have a design for the movement of the rotating cylinder.
  • the rotating shaft is strengthened to assist the rotation and convenience. Can be improved.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the bicycle which concerns on 1st Embodiment. It is a perspective view which shows the structure of the rotation assistance mechanism which concerns on 1st Embodiment. It is a perspective view which shows the structure of the rotation assistance mechanism which concerns on 1st Embodiment.
  • (A) is a front view which shows the structure of the rotation assistance mechanism which concerns on 1st Embodiment
  • (b) is a top view.
  • (A) is a front view which shows the structure of the rotation assistance mechanism which concerns on 2nd Embodiment
  • (b) is explanatory drawing which shows the positional relationship of the opposing magnetic body. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the opposing magnetic body which concerns on the example of a change of 2nd Embodiment. It is a perspective view which shows the structure of the rotation assistance mechanism which concerns on 3rd Embodiment. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the opposing magnetic body which concerns on 3rd Embodiment. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the magnetic body which concerns on the example of a change of 3rd Embodiment. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the magnetic body which concerns on the example of a change of 3rd Embodiment. It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the magnetic body which concerns on the example of a change of 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a bicycle 10 according to the first embodiment.
  • the body frame 1 of the bicycle 10 includes a head tube 2 positioned in front of the vehicle body, a down tube 3 extending rearwardly downward from the head tube 2, and a rear fork 4 connected to the down tube 3 and extending rearward. And a seat post 5 rising upward from the lowermost end of the down tube 3.
  • a front fork 6 is rotatably supported on the head tube 2.
  • a hub 22 is provided at the lower end of the front fork 6, and the entire front wheel 7 is pivotally supported on the axle via the hub 22.
  • a handle 8 is attached to the upper end of the front fork 6.
  • the handle 8 is provided with brake levers for front wheels and rear wheels (not shown), and cables drawn from the brake levers are connected to the front wheel brake and the rear wheel brake, respectively.
  • a crankshaft 14 that extends to the left and right of the vehicle body is supported at the intersection of the down tube 3 and the seat post 5, and a pedal 18 is coupled to the crankshaft 14 via a crank 17.
  • a drive sprocket 19 is connected to the crankshaft 14, and the pedaling force applied to the pedal 18 is transmitted to the drive sprocket 19.
  • the chain 11 is stretched between the drive sprocket 19 and the driven sprocket 20 provided on the axle 21 of the rear wheel 13.
  • a support shaft 16 having a seat 15 at the upper end is mounted on the seat post 5 so that the height of the seat 15 can be adjusted.
  • the pair of left and right stays 12 connected to the upper end of the seat post 5 extend rearwardly downward and are coupled to the rear fork 4 in the vicinity of the lower end.
  • a rear end 9 where the rear fork 4 and the stay 12 intersect and are coupled to each other is provided with an axle 21 extending horizontally in the left-right direction of the vehicle body, and the rear rear wheel 13 is supported via the axle 21.
  • the rotation assist mechanism 100 according to the present embodiment is provided coaxially with the axle 21 that is supported by the rear end portion 9 and is the rotation shaft of the rear wheel 13.
  • FIGS. 2 and 3 are a perspective view and a side view showing the structure of the rotation assist mechanism 100 according to the first embodiment in an exploded state
  • FIG. 4 (a) is a front view thereof
  • FIG. 4 (b) is a top view
  • FIG. 5 is a side view.
  • the rotation assist mechanism 100 is a mechanism that adds strength to the rotation of the axle 21 and the rear wheel 13, and uses the attractive force or repulsive force of the magnet to drive the rear via the axle 21.
  • a variable magnetic portion 210 that gives strength to rotation of the wheel 13, an axle 21 and a locking portion 250 as a magnetic body driving portion that drives the variable magnetic portion 210, and a strength for applying a strength to the attractive force of the variable magnetic portion 210.
  • the shielding part 230 and the shielding drive part 240 which drives the shielding part 230 periodically are provided.
  • variable magnetic part 210 a cylindrical inner ring and an outer ring are arranged on a concentric shaft, and a large number of magnetic bodies are arranged on the side surfaces of each cylinder to generate an attractive force and a repulsive force by the magnetic bodies.
  • the power source of the magnetic body drive unit and the shield drive unit 240 is the axle 21 that is the rotational axis of the rear wheel 13, and the rotational force of the axle 21 causes the locking unit 250 to act on the magnetic body drive unit.
  • the inner ring portion 210a, and to the shielding drive portion 240 directly to the rotating body 242.
  • variable magnetic unit 210 is a drive unit having a pair of magnetic bodies 213 and 215 in which different polarities are arranged to face each other.
  • a plurality of magnetic bodies 213 are arranged on the outer surface.
  • the inner ring portion 210a has a cylindrical shape
  • the outer ring portion 210b has a cylindrical shape that is fitted on the outer side of the inner ring and has a plurality of magnetic bodies 215 arranged on the inner surface thereof.
  • adjacent magnetic bodies are continuously arranged so as to have the same polarity.
  • adjacent magnetic bodies 213 and 213 are arranged with the same south pole facing outward.
  • the adjacent magnetic bodies 215 and 215 are arranged with the same N pole facing inward.
  • the inner ring portion 210a has a disc-shaped wheel portion 212 as a base, and has a center hole 211 in the center of the wheel portion 212.
  • the wheel portion 212 is fixed to the axle 21 inserted through the center hole 211, and the axle 21 and can be rotated together.
  • a concave portion 252 having the same shape as the locking portion 250 is formed on the outer surface of the wheel portion 212, and the locking portion 250 screwed to the axle 21 is fitted into the concave portion 252.
  • the locking portion 250 are integrated so that the rotational force of the axle 21 is transmitted to the wheel portion 212.
  • wheel part 210a moves the magnetic body 213 arrange
  • the outer ring portion 210b includes a housing portion 218 having a bottomed cylindrical shape.
  • the housing portion 218 has a center hole 217 through which the axle 21 is inserted at the center of the bottom surface portion. It has a structure that is separated from. Specifically, the housing portion 218 of the outer ring portion 210b is fixed to the bicycle body with frame members 214, 214 fixed to the rear end portion 9 of the bicycle connected to both sides, and the axle 21 is formed in the center hole. It is idled in 217, and the rotation of the rear wheel 13 is not transmitted.
  • the outer ring portion 210b is hollow with an opening on the outside so as to accommodate the inner ring portion 210a, and a large number of magnetic bodies 215 are annularly arranged on the inner side surface of the housing portion 218.
  • a large number of shielding holes 216 are annularly arranged in correspondence with the arrangement of the magnetic bodies 215.
  • the housing portion 218 is fixed to the bicycle body by a frame member 214.
  • the magnetic body drive unit is configured by the axle 21 and the locking unit 250, and is a drive mechanism that changes the distance between the pair of magnetic bodies 213 and 215 at a predetermined cycle by the rotation of the rear wheel 13.
  • the locking portion 250 rotates together with the axle 21 of the rear wheel 13, and a wheel portion 212 rotated by the locking portion 250 is provided.
  • the wheel portion 212 which is this rotating body is a columnar member connected to the axle 21, and supports the inner ring portion 210a as described above.
  • the inner ring portion 210a is rotated with respect to the outer ring portion 210b by rotating the wheel portion 212 by the rotation of the rear wheel 13.
  • the housing portion 218 and the wheel portion 212 are close to each other, but are separated from each other by a bearing or other sliding mechanism (not shown) so that the rotational force of the wheel portion 212 is not transmitted to the housing portion 218. It has become.
  • the shielding part 230 has a structure in which the protruding pieces 231 are arranged so as to be able to advance and retreat between the outer side surface of the inner ring part 210a and the inner side surface of the outer ring part 210b, and a plurality of protruding pieces 231 arranged in a circular shape are shield holes. Projecting toward 216.
  • the protruding piece 231 has magnetic surfaces 234 disposed on the front and back sides thereof. The front and back magnetic surfaces 234 are arranged with different polarities facing outward.
  • the shielding drive unit 240 moves the magnetic surface 234 of the protruding piece 231 at a timing when the magnetic body 215 having a different polarity on the outer ring portion 210b side approaches the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side in accordance with a predetermined period.
  • the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side are made to enter, and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side has the same magnetic body 215 with respect to the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side.
  • the shielding driving unit 240 includes a rotating body 242 having a cylindrical shape and four connecting pins 241.
  • the rotating body 242 is a cylindrical member connected to the axle 21 and has a disc-shaped flange 240a that protects the mechanism.
  • the rotating body 242 is fixed to the axle 21 and rotates following the axle 21. ing.
  • a guide groove 243 is engraved on the outer peripheral surface of the rotating body 242, and a cylindrical groove cam that converts the rotational force of the rotating body 242 into the back-and-forth motion of the shielding unit 230 is configured.
  • the guide groove 243 has a shape in which the sine curve is an endless ring, and the distance to the outer ring portion 210 b changes depending on the position on the axle 21.
  • the four points which are points on the guide groove 243 and which are in symmetrical positions with the axle 21 in between are expanded or contracted according to the position on the axle 21 to the outer ring portion 210b.
  • the four connecting pins 241 are rod-like members that protrude from the base 233 of the shielding portion 230, and in this embodiment, protrude from a surface opposite to the surface from which the protruding piece 231 protrudes.
  • the base 233 is a disk-shaped plate member.
  • a center hole 232 through which the axle 21 is inserted is formed through the front and back of the base 233 and is pivotally supported by the rotating body 242 through the connection pin 241.
  • the center hole 232 has an inner diameter larger than the diameter of the axle 21, and the axle 21 is idled in the center hole 232, and the rotation of the axle 21 is not transmitted to the base 233 side. It is slid with the connecting pin 241 and the protruding piece 231 back and forth only in the axial direction.
  • the four connecting pins 241 are inserted into the above-described guide groove 243 at positions corresponding to four concentric circles around the axle 21, and the connecting pins are rotated according to the rotation of the rotating body 242.
  • 241 is guided by the guide groove 243, thereby moving the shielding part 230 closer to or away from the outer ring part 210 b, and the projecting piece 231 is advanced and retracted between the pair of magnetic bodies 213 and 215 at a predetermined cycle. It is like that.
  • the magnetic surface 234 of the protruding piece 231 is moved to the magnetic body on the inner ring portion 210a side at the timing when the magnetic body 215 having a different polarity on the outer ring portion 210b side approaches the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side. 213 and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side, and at the timing when the magnetic body 215 of the same polarity on the outer ring portion 210b approaches the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side, the protruding piece 231
  • the magnetic surface 234 is retracted from between the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the front and back of the state in which the rotation assist mechanism according to the present embodiment is operating, and FIG. 6 is an explanatory view showing the positional relationship between the opposing magnetic bodies.
  • the rear wheel 13 of the bicycle 10 is rotated by pedaling the pedal 18 of the bicycle 10.
  • the rotation of the rear wheel 13 is transmitted to the shielding drive unit 240 and the magnetic body drive unit 220.
  • the wheel part 212 connected to the axle 21 of the rear wheel 13 also rotates around the axle 21.
  • the wheel portion 212 is fixed to the axle 21 by a locking portion 250 such as a nut, and the magnetic body 213 disposed on the outer surface is moved relative to the outer ring portion 210b by the rotation of the wheel portion 212.
  • the housing portion 218 on the outer ring portion 210b side and the wheel portion 212 on the inner ring portion 210a side are mutually cut off so that the rotational force of the wheel portion 212 is not transmitted to the housing portion 218 side.
  • the shielding drive unit 240 converts the rotational force of the rotating body 242 into the back-and-forth motion of the protruding piece 231 in accordance with this rotation. Specifically, the shielding drive unit 240 moves the magnetic surface 234 of the protruding piece 231 to the inner ring portion at a timing when the magnetic body 215 having a different polarity on the outer ring portion 210b side approaches the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side. It is made to enter between the magnetic body 213 on the 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side.
  • the rotating body 242 supported on the axle 21 is rotated in accordance with the rotation of the rear wheel 13.
  • a guide groove 243 is formed in the rotating body 242, and the four connecting pins 241 are inserted into the guide groove 243 at positions corresponding to two points at symmetrical positions with the axle 21 interposed therebetween.
  • the four connecting pins 241 inserted into the guide groove 243 are guided by the guide groove 243, and the distance to the outer ring portion 210b is expanded and contracted.
  • the base 233 connected to the four connecting pins 241 also moves to the outer ring part 210b side. Then, as shown in FIG. 6B, the protruding piece 231 of the shielding portion 230 is inserted into the shielding hole 216, and between the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side. Advance.
  • the positional relationship between the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side is different from the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side.
  • the magnetic body 215 having a different polarity on the part 210b side is arranged so as to approach.
  • the shielding drive unit 240 moves the magnetic surface 234 of the protruding piece 231 to the inner ring portion 210a side at the timing when the magnetic body 215 of the same polarity on the outer ring portion 210b side approaches the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side.
  • the magnetic body 213 and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side are withdrawn.
  • the protruding movement of the protruding piece 231 is such that the four connecting pins 241 inserted into the guide groove 243 are guided by the guide groove 243 as shown in FIG.
  • the distance to the outer ring portion 210b is extended. And if the distance to the outer ring part 210b is far, the distance to the outer ring part 210b side also becomes long about the shielding part 230 connected to the four connecting pins 241. Then, as shown in FIG. 13A, the protruding piece 231 of the shielding portion 230 is pulled out from the shielding hole 216, and from between the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side. Exit.
  • the positional relationship between the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side is different from the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side.
  • the magnetic poles 215 having the same polarity on the side of the portion 210b are arranged so as to approach each other.
  • the shielding portion 230 includes the plurality of protruding pieces 231 having the magnetic surfaces 234 arranged on the front and back surfaces thereof, so that the magnetism on the inner ring portion 210a side in accordance with the rotation of the rear wheel 13.
  • the magnetic surface 234 of the projecting piece 231 is separated from the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side and the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side at the timing when the magnetic body 215 having a different polarity on the outer ring portion 210b side approaches the body 213.
  • Repulsive force of magnetic force is generated by making it enter between.
  • the magnetic surface 234 of the projecting piece 231 is moved from the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side to the outer ring at the timing when the magnetic body 215 of the same polarity on the outer ring portion 210b side approaches the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side.
  • an attractive force is generated in the pair of magnetic bodies 213 and 215 in which the different polarities are arranged to face each other.
  • the attractive force and the repulsive force by the magnetic bodies 213 and 215 can be continuously generated, so that the rotation of the rear wheel 13 can be increased and decreased, and the labor for pedaling can be temporarily reduced. be able to.
  • the magnetic bodies 213 and 215 are arranged on the cylindrical side surface as the variable magnetic part 210, the attractive force and the repulsive force are generated more strongly by the magnetic body.
  • the pair of magnetic bodies 215 and 213 are arranged so that the opposite poles face each other.
  • adjacent magnetic bodies are continuously arranged so as to have the same polarity.
  • adjacent magnetic bodies 213 and 213 are arranged with the same N pole facing outward.
  • the adjacent magnetic bodies 215 and 215 are arranged with the same N pole facing inward.
  • the magnetic surfaces 234 arranged on the front and back of the protruding piece 231 are provided so as to have the same polarity as the magnetic poles of the opposing surfaces of the pair of magnetic bodies 215 and 213.
  • the protruding piece 231 firmly fixes a magnetic body having N and S poles arranged on the front and back via an adhesive member 231a having an adhesive surface on both sides. Are arranged on the front and back.
  • the case where all of the magnetic surfaces 234 and the magnetic bodies 215 and 213 arranged on the front and back of the protruding piece 231 are N poles, but all of these may be S poles.
  • the shielding drive unit 240 moves the magnetic surface 234 of the protruding piece 231 between the magnetic body 213 and the magnetic body 215 at the timing when the magnetic body 215 on the outer ring section 210b side separates from the magnetic body 213 on the inner ring section 210a side. Increase the repulsive force at the time of separation by entering in between.
  • the shielding drive unit 240 causes the magnetic surface 234 of the projecting piece 231 to be placed on the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side at the timing when the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side approaches the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side. And the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side are retracted to reduce the repulsive force when approaching.
  • the strength of the repulsive force by the magnetic material can be continuously changed, and the strength of the rotation of the rotating shaft can be added.
  • the magnetic surface 234 of the shielding part 230 is opposed to the pair of magnetic bodies 215 and 213, respectively. Since it is always the same polarity (N pole in the example shown) with respect to the magnetic poles of the surface, the different poles are not attracted to each other and the rotation mechanism is not locked, and the timing for moving the shielding portion forward and backward can be easily adjusted. It becomes.
  • the protruding piece 231 may be disposed at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotation circle of the inner ring portion 210a.
  • the magnetic surfaces 234 arranged on the front and back of the protruding piece 231 are inclined with respect to the rotation circle, whereby the magnetic field by the magnetic surface 234 can be inclined in the rotation direction, which is effective for rotation.
  • the strength of the magnetic force can be continuously generated.
  • the projecting piece 231 may be formed into a streamlined arcuate wing shape with a curved horizontal cross-sectional shape.
  • the projecting piece 231 is disposed at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotation circle of the inner ring portion 210a.
  • the curvature of the surface directed toward the outer ring portion 210 b and the curvature of the surface directed toward the inner ring portion 210 a are different, and the areas of the curved surfaces are different. .
  • the shield 230 is formed into a curved streamlined arcuate wing shape, and is inclined at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotating circle, so that the repulsion acting from the inner and outer magnetic bodies 215 and 213 respectively. Since the resultant force is directed in the direction of rotation, the strength of the magnetic force effective for rotation can be continuously generated.
  • the rotation assist mechanism 200 is a mechanism for increasing and decreasing the rotation of the axle 21 and the rear wheel 13, and uses the magnet's attractive force or repulsive force to reverse the rear via the axle 21.
  • a variable magnetic portion 210 that gives strength to rotation of the wheel 13, an axle 21 and a locking portion 250 as a magnetic body driving portion that drives the variable magnetic portion 210, and a strength for imparting strength to the repulsive force of the variable magnetic portion 210.
  • a shielding part 230 is provided.
  • variable magnetic part 210 a cylindrical inner ring and an outer ring are arranged on a concentric shaft, and a large number of magnetic bodies are arranged on the side surfaces of each cylinder to generate an attractive force and a repulsive force by the magnetic bodies.
  • the power source of the magnetic body drive unit is the axle 21 that is the rotational axis of the rear wheel 13, and the rotational force of the axle 21 is transmitted to the inner ring part 210 a that is the magnetic body drive unit via the locking part 250.
  • variable magnetic unit 210 is a drive unit having a pair of magnetic bodies 213 and 215 in which different poles are arranged to face each other. It has a cylindrical inner ring portion 210a in which a plurality of 213 are arranged, and a cylindrical outer ring portion 210b in which a plurality of magnetic bodies 215 are arranged on the inner side surface of the inner ring portion 210a.
  • adjacent magnetic bodies are continuously arranged so as to have the same polarity. That is, on the outer surface of the inner ring portion 210a, the adjacent magnetic bodies 213 and 213 are arranged with the same N pole facing outward.
  • variable magnetic part 210 has a configuration in which different polarities are arranged opposite to each other, but the same poles may be arranged opposite to each other.
  • the magnetic surfaces 234 arranged on the front and back of the protruding piece 231 are continuously arranged so that the adjacent magnetic surfaces 234 and 234 have the same polarity, and the inner ring portion of the pair of magnetic bodies
  • the magnetic body 213 on the 210a side is provided so as to have the same polarity as the magnetic pole on the opposing surface. That is, the protruding piece 231 is configured such that the different poles are arranged on the front and back sides.
  • the case where the magnetic body 215 is the S pole and the 213 is the N pole is exemplified. However, all of these may be reversed, and the protruding piece 231 is as shown in FIG. In addition, the same poles may be arranged on the front and back.
  • the inner ring portion 210 a has a disc-shaped wheel portion 212 as a base, and has a center hole 211 at the center of the wheel portion 212, and the wheel portion 212 is inserted into the center hole 211. And is rotatable together with the axle 21. More specifically, a concave portion 252 having the same shape as the locking portion 250 is formed on the outer surface of the wheel portion 212, and the locking portion 250 screwed to the axle 21 is fitted into the concave portion 252. And the locking portion 250 are integrated so that the rotational force of the axle 21 is transmitted to the wheel portion 212. And the inner ring
  • the outer ring portion 210b includes a housing portion 218 having a bottomed cylindrical shape.
  • the housing portion 218 has a center hole 217 through which the axle 21 is inserted at the center of the bottom surface portion. It has a structure that is separated from. Specifically, the housing portion 218 of the outer ring portion 210b is fixed to the bicycle body with frame members 214, 214 fixed to the rear end portion 9 of the bicycle connected to both sides, and the axle 21 is formed in the center hole. It is idled in 217, and the rotation of the rear wheel 13 is not transmitted.
  • the outer ring portion 210b is hollow with an opening on the outside so as to accommodate the inner ring portion 210a, and a large number of magnetic bodies 215 are annularly arranged on the inner side surface of the housing portion 218.
  • a large number of shielding holes 216 are annularly arranged in correspondence with the arrangement of the magnetic bodies 215.
  • the housing portion 218 is fixed to the bicycle body by a frame member 214.
  • the magnetic body drive unit is configured by the axle 21 and the locking unit 250, and is a drive mechanism that changes the distance between the pair of magnetic bodies 213 and 215 at a predetermined cycle by the rotation of the rear wheel 13.
  • the locking portion 250 rotates together with the axle 21 of the rear wheel 13, and a wheel portion 212 rotated by the locking portion 250 is provided.
  • the wheel portion 212 which is this rotating body is a columnar member connected to the axle 21, and supports the inner ring portion 210a as described above.
  • the inner ring portion 210a is rotated with respect to the outer ring portion 210b by rotating the wheel portion 212 by the rotation of the rear wheel 13.
  • the housing portion 218 and the wheel portion 212 are close to each other, but are separated from each other by a bearing or other sliding mechanism (not shown) so that the rotational force of the wheel portion 212 is not transmitted to the housing portion 218. It has become.
  • the shielding part 230 has a structure in which the protruding pieces 231 are fixedly disposed between the outer side surface of the inner ring part 210a and the inner side surface of the outer ring part 210b, and between the plurality of continuously arranged variable magnetic parts 210.
  • the pair of magnetic bodies 213 and 215 are opposed to each other at a position that is shorter than the shortest separation distance d (FIG. 12B).
  • a plurality of projecting pieces 231 arranged in a circular shape are projected and fixed into the outer ring portion 210b through the shielding hole 216, and the positions thereof are such that the adjacent magnetic bodies 215 and 215 are at the rotation center O.
  • the projecting piece 231 is fixed at the intermediate angle ⁇ .
  • the magnetic surface 234 is arrange
  • the rear wheel 13 of the bicycle 10 is rotated by pedaling the pedal 18 of the bicycle 10.
  • the rotation of the rear wheel 13 is transmitted to the variable magnetic unit 210.
  • the wheel part 212 connected to the axle 21 of the rear wheel 13 also rotates around the axle 21.
  • the wheel portion 212 is fixed to the axle 21 by a locking portion 250 such as a nut, and the magnetic body 213 disposed on the outer surface is moved relative to the outer ring portion 210b by the rotation of the wheel portion 212.
  • the housing part 218 on the outer ring part 210b side and the wheel part 212 on the inner ring part 210a side are cut off from each other so that the rotational force of the wheel part 212 is not transmitted to the housing part 218 side.
  • the protruding piece 231 is fixed to the bottom surface of the outer ring portion 210b, and the magnetic body 213 is moved relative to the protruding piece 231 of the protruding piece 231 by rotating the inner ring portion 210a.
  • the Rukoto By the relative movement of the magnetic body 213 with respect to the protruding piece 231, the strength of the repulsive force of the magnetic body 215 and the protruding piece 231 with respect to the magnetic body 213 is continuously changed.
  • the shielding portion is disposed opposite to a position that is shorter than the shortest separation distance between the pair of magnetic bodies, Because the distance between the pair of magnetic bodies is relatively close to and separated from the pair of magnetic bodies at a timing when the distance between the pair of magnetic bodies is shortened in accordance with a predetermined cycle, the repulsive force and the strength of the attractive force by the magnetic bodies are continuously increased and decreased. It can be changed, and the strength of the rotation of the rotating shaft can be added.
  • variable magnetic part adjacent magnetic bodies 215 and 215 are continuously arranged so as to have the same polarity, and the magnetic surface 234 of the shielding part 230 is a magnetic pole on the opposing surface of each of the magnetic bodies 213.
  • the same polarity is always maintained, so that the different poles are not attracted to each other and the rotation mechanism is not locked.
  • the protruding piece 231 may be disposed at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotation circle of the inner ring portion 210a.
  • the magnetic surfaces 234 arranged on the front and back of the protruding piece 231 are inclined with respect to the rotation circle, whereby the magnetic field by the magnetic surface 234 can be inclined in the rotation direction, which is effective for rotation.
  • the strength of the magnetic force can be continuously generated.
  • the protruding piece 231 is a magnetic pole with different front and back, but the protruding piece 231 is configured so that the same pole is arranged on the front and back as shown in FIG. May be.
  • the projecting piece 231 may be formed like an arcuate wing-shaped projecting piece 231 having a streamlined shape with a curved horizontal cross-sectional shape.
  • the projecting piece 231 is disposed at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotation circle of the inner ring portion 210a.
  • the curvature of the surface directed toward the outer ring portion 210 b and the curvature of the surface directed toward the inner ring portion 210 a are different, and the areas of the curved surfaces are different. .
  • the shield 230 is formed into a curved streamlined arcuate wing shape, and is inclined at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotating circle, so that the repulsion acting from the inner and outer magnetic bodies 215 and 213 respectively. Since the resultant force is directed in the direction of rotation, the strength of the magnetic force effective for rotation can be continuously generated.
  • the protruding piece 231 is a magnetic pole with different front and back, but the protruding piece 231 is configured so that the same pole is arranged on the front and back as shown in FIG. May be.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the rotation assist mechanism according to the present embodiment
  • FIG. 15 is an explanatory view schematically showing the operation thereof.
  • the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the functions and the like are the same unless otherwise specified, and the description thereof is omitted.
  • the rotation assist mechanism 300 is a mechanism that adds strength to the rotation of the axle 21 and the rear wheel 13, and uses the attractive force or repulsive force of the magnet to rotate the rear wheel 13 via the axle 21.
  • a variable magnetic part 210 for imparting strength, an axle 21 and a locking part 250 as magnetic body driving parts for driving the variable magnetic part 210, and a shielding part 230 for imparting strength to the repulsive force of the variable magnetic part 210 are provided. ing.
  • variable magnetic part 210 a cylindrical inner ring and an outer ring are arranged on a concentric shaft, and a large number of magnetic bodies are arranged on the side surfaces of each cylinder to generate an attractive force and a repulsive force by the magnetic bodies.
  • the power source of the magnetic body drive unit is the axle 21 that is the rotational axis of the rear wheel 13, and the rotational force of the axle 21 is transmitted to the inner ring part 210 a that is the magnetic body drive unit via the locking part 250.
  • variable magnetic unit 210 is a drive unit having a pair of magnetic bodies 213 and 215 in which all the same poles are arranged to face each other, and also in this embodiment, the magnetic body 213 is provided on the outer surface.
  • adjacent magnetic bodies are continuously arranged so as to have the same polarity.
  • the N poles are arranged outward so that the adjacent magnetic bodies 213 and 213 have the same polarity. Also, on the inner surface of the outer ring portion 210b, adjacent magnetic bodies 215 and 215 are continuously arranged so as to have the same polarity.
  • one magnetic body 215 has a larger area than the other magnetic body 213, and adjacent magnetic bodies 213 or 215 are It is arranged to be in contact.
  • all of the magnetic bodies 213 and 215 are N poles, but all the magnetic bodies may be S poles.
  • a pair of magnetic bodies 213 and 215 in which the same poles are arranged to face each other are continuously arranged so that adjacent magnetic bodies 213 or 215 have the same poles, and are periodically arranged. Further, since the distance between the pair of magnetic bodies is expanded and contracted, an attractive force and a repulsive force by the magnetic bodies can be continuously generated, and the rotation of the rotating shaft can be increased or decreased.
  • the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side may be disposed at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotation circle of the inner ring portion 210a.
  • the magnetic field by the magnetic body 213 can be tilted toward the rotation direction, and the strength of the magnetic force effective for rotation is continuously generated.
  • the magnetic body 213 on the inner ring portion 210a side is inclined and disposed, but the magnetic body 215 on the outer ring portion 210b side may be disposed at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the rotating circle. Good.
  • Magnetic body 214 ... Frame member 215 ... Magnetic body 216 ... Shielding hole 218 ... Housing part 220 ... Magnetic body driving part 230 ... Shielding part 231 ... Projection piece 217, 232 ... Center Hole 233 ... Base 234 ... Magnetic surface 240 ... Shield drive unit 240 a ... Flange 241 ... Connecting pin 242 ... Rotating body 243 ... Guide groove 250 ... Locking part 252 ... Recessed part

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Abstract

【課題】車輪の回転に弾みを付け、ペダルを漕ぐ労力を軽減させることができるとともに、自転車の軽量化及び低廉化を図ることができる。 【解決手段】異極同士を対向配置させた一対の磁性体２１５，２１３を有する可変磁性部２１０と、後輪１３の回転により一対の磁性体２１５，２１３間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部２２０と、一対の磁性体２１５，２１３の磁極に対して同極となる一対の磁性面２３４を有する遮蔽部２３０と、所定の周期に合わせて一対の磁性体２１５，２１３間の距離が短縮されるタイミングで、遮蔽部２３０を一対の磁性体２１５，２１３間に進入させるとともに、一対の磁性体２１５，２１３間の距離が伸長されるタイミングで、遮蔽部２３０を一対の磁性体２１５，２１３間から退出させる遮蔽駆動部２４０とを備える。

Description

回転補助機構
　本発明は、動力源からの回転駆動力が伝達されて動作する装置に広く適用可能な回転補助機構及びこれを備えた回転動力機構に係り、さらにこれら回転補助機構及び回転動力機構を備える自転車、扇風機、ベルトコンベア、エスカレータ、混練装置、サインポールに関する。
　従来、自転車、自動車、扇風機、ベルトコンベア、エスカレータ、混練装置など、回転軸を回転させて駆動する装置が利用されている。例えば、自転車は、利用者が回転駆動源であるペダルを漕ぐことで、チェーンを介して前輪及び後輪にその回転駆動力を伝達させることで推進力を得て地上を走行させている。このような自転車には、回転駆動源である電動モーター及びバッテリーを搭載して、発進時や坂道を登る際にペダルを漕ぐ労力を軽減させるようにした、いわゆるアシスト自転車が知られている。このアシスト自転車は、人力によるペダル踏力を検出手段（トルクセンサ等）により検出して、その信号を制御装置に入力し、この制御装置がペダル踏力に合わせて電動モーターを作動させるものである（例えば、特許文献１）。
　ところで、上述した回転駆動する装置では、動力源が停止すれば、伝達される駆動力は消失されることから、従前では、装置を連続して動作させるためには、動力源に一定以上の電力をコンスタントに供給する必要があった。
　このような問題を解決するために、本発明者は、回転軸に弾みを付けて、装置の回転を補助して利便性を向上させることができる回転補助機構を開発した（特許文献２）。この発明では、自転車の車輪の回転により、異極同士を対向配置させた一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させ、磁性体それぞれの対向面の磁極に対して異極となる一対の磁性面を有する遮蔽部と、所定の周期に合わせて一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで、遮蔽部を一対の磁性体間に進入させるとともに、一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで、遮蔽部を一対の磁性体間から退出させる遮蔽駆動部とを備える。
　このような発明によれば、遮蔽部は一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して異極となる一対の磁性面を有しているので、遮蔽駆動部によって、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで遮蔽部を一対の磁性体間に進入させられることで磁力の吸引力が遮蔽され、一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで遮蔽部を一対の磁性体間から退出させることで、同極同士が対向配置された一対の磁性体には反発力が生じる。この結果、例えば、自転車に回転補助機構を備えることで、一時的には労力をかけずにペダルを漕ぐことができる。
特開平０９－１２３９８１号公報 特許第５５０３０９２号公報
　しかしながら、上述した特許文献２に開示された構成では、異極同士を対向配置する部分が含まれるため、異極同士の吸引力が大きく、且つ遮蔽部による遮蔽効果が十分であると、動作のタイミングが微妙にずれただけで、異極同士が吸着してしまい、回転機構がロックされてしまうという問題があった。そのため、この特許文献２の技術では、タイミングの調整が難しく、タイミングずれの許容量を大きくするには、遮蔽部の構成を大型化して遮蔽効果を高める必要があり、その分だけ装置のサイズや重量が増大し、却ってエネルギーのロスが大きくなるという問題があった。
　そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、動力源からの駆動力が回転軸を介して伝達されて回転駆動する装置において、その回転軸に強弱を付けて、その回転を補助して利便性を向上させることができるとともに、動作の調整を容易にできる回転補助機構を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、第１の発明は、回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、異極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が同極となるように、連続して配列させた複数の可変磁性部と、回転軸の回転により一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部と、対向配置された一対の磁性体間に進退可能に配置される遮蔽部と、所定の周期に合わせて、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで、遮蔽部を一対の磁性体間に進入させるとともに、一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで、遮蔽部を一対の磁性体間から退出させる遮蔽駆動部とを備え、遮蔽部は、一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有する。
　このような発明によれば、遮蔽部は一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有しているので、遮蔽駆動部によって、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで遮蔽部を一対の磁性体間に進入させることで磁力の反発力が生じ、一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで遮蔽部を一対の磁性体間から退出させることで、異極同士が対向配置された一対の磁性体には吸引力が生じる。この結果、磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせることができ、回転軸の回転に強弱を付けることができる。このとき、可変磁性部では、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されていることから、遮蔽部の磁性面は、一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して常に同極となることから、異極同士が吸着して回転機構がロックされることがなく、遮蔽部を進退させるタイミングの調整が容易となる。
　第２の発明は、回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、同極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が同極となるように、連続して配列させた複数の可変磁性部と、回転軸の回転により一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部と、対向配置された一対の磁性体間に進退可能に配置される遮蔽部と、所定の周期に合わせて、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで、遮蔽部を一対の磁性体間に進入させるとともに、一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで、遮蔽部を一対の磁性体間から退出させる遮蔽駆動部とを備え、遮蔽部は、一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有する。
　このような本発明によれば、遮蔽部は一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有し、遮蔽駆動部によって、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで遮蔽部を一対の磁性体間に進入させることで反発力を増大させる。一方、一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで遮蔽部を一対の磁性体間から退出させることで、可変磁性部の同極同士が対向配置された一対の磁性体間の反発力を減少させる。この結果、磁性体による反発力の強弱を連続的に変化させることができ、回転軸の回転に強弱を付けることができる。このとき、可変磁性部では、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されていることから、遮蔽部の磁性面は、一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して常に同極となることから、異極同士が吸着して回転機構がロックされることがなく、遮蔽部を進退させるタイミングの調整が容易となる。
　第３の発明は、回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、同極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が同極となるように、連続して配列させた可変磁性部と、回転軸の回転により一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部と、連続して配列させた複数の可変磁性部の間において、一対の磁性体間における距離の最短離間距離よりも短い距離となる位置に対向配置される遮蔽部とを備え、遮蔽部は、一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有するとともに、所定の周期に合わせて、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで一対の磁性体間から離脱されるとともに、一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで一対の磁性体間に接近される。
　このような本発明によれば、連続して配列させた複数の可変磁性部の間において、遮蔽部が一対の磁性体間における距離の最短離間距離よりも短い距離となる位置に対向配置され、所定の周期に合わせて、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで一対の磁性体間に対して相対的に接離されるため、磁性体による反発力の強弱を連続的に変化させることができ、回転軸の回転に強弱を付けることができる。このとき、可変磁性部では、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されていることから、遮蔽部の磁性面は、一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して常に同極となることから、異極同士が吸着して回転機構がロックされることがなく、遮蔽部を進退させるタイミングの調整が容易となる。
　第４の発明は、回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、異極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が異極となるように、連続して配列させた可変磁性部と、回転軸の回転により一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部とを備え、前記可変磁性部における前記一対の磁性体は、一方の磁性体が他方の磁性体よりも面積が大きく形成されているとともに、前記隣接する磁性体同士が、接触されるように配置されている。
　このような発明によれば、異極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が異極となるように連続して配列させ、周期的に一対の磁性体間の距離が伸縮されるため、磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせることができ、回転軸の回転に強弱を付けることができる。
　上記発明において、可変磁性部は、回転軸の回転により回転され、その外側面に一対の磁性体の一方が複数連続して配列された円筒状の内輪部と、回転軸の回転からは切離されて内輪の外側に嵌装され、その内側面に一対の磁性体の他方が複数連続して配列された円筒状の外輪部とを有し、磁性体駆動部は、回転軸とともに回転する回転体を有し、当該回転軸の回転により、内輪部を、外輪部に対して回転させ、遮蔽部は、内輪部の外側面と、外輪部の内側面との間に進退され、その表裏に磁性面が配置された複数の突出片を有し、遮蔽駆動部は、回転体の回転力を、突出片の前後運動に変換する円筒溝カムを有し、遮蔽駆動部は、所定の周期に合わせて、内輪部側の磁性体に対して、外輪部側の異極の磁性体が接近するタイミングで、突出片の磁性面を、内輪部側の磁性体と外輪部側の磁性体との間に進入させるとともに、内輪部側の磁性体に対して、外輪部側の同極の磁性体が接近するタイミングで、突出片の磁性面を、内輪部側の磁性体と外輪部側の磁性体との間から退出させることが好ましい。
　この場合には、遮蔽部は、その表裏に磁性面が配置された複数の突出片を備えているので、回転軸の回転に合わせて内輪部側の磁性体に対して、外輪部側の磁性体が接近するタイミングで突出片の磁性面を、内輪部側の磁性体と外輪部側の磁性体との間に進入させることができる。また、内輪部側の磁性体に対して、外輪部側の同極の磁性体が接近するタイミングで、突出片の磁性面を内輪部側の磁性体と外輪部側の磁性体との間から退出させることが生できる。この結果、磁性体による磁力の強弱を連続的に生じさせることができるので、回転軸の回転に強弱を付けることができ、その回転を補助して利便性を向上させることができる。
　上記発明において、遮蔽部は、内輪部の回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜されて配置されていることが好ましい。この場合には、突出片の表裏に配置された磁性面が回転円に対して傾斜されることによって、磁性面による磁界を回転方向に向けて傾かせることができ、回転に有効な磁力の強弱を連続的に生じさせることができる。
　なお、上記のような回転補助機構は、回転軸を回転させる回転駆動力を発生させる動力源と組み合わせることにより、他の発明である回転動力機構とすることができ、この回転動力機構は、さらに他の発明である扇風機、ベルトコンベア、エスカレータ、サインポール或いは混練装置等に用いることができる。特に、この回転動力機構では、回転補助機構の磁性体に吸引力又は反発力が生じるタイミングに合わせて、動力源における回転駆動力の発生を断続的に入切する。
　詳述すると、上記扇風機は、上記いずれかに記載の回転補助機構を有するとともに、複数枚の羽根板を有するファンと、ファンを回転駆動させる動力源としての電動機とを備える扇風機であって、電動機から発生したトルクをファンに伝達する連結部として、回転軸を備える。
　このような扇風機によれば、電動機から発生した駆動力をファンに伝達させる連結部として、上記の回転補助機構の回転軸を備えているため、この回転軸に駆動力が伝達された際、回転補助機構の磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせて回転軸の回転に弾みを付け、ファンから送風される風量を一時的には増加させることができる。また、回転軸の回転に弾みを付けることができるため、磁性体に吸引力又は反発力が生じるタイミングに合わせて、動力源における回転駆動力の発生を断続的に入切することにより、一時的には消費電力を低減させることができる。
　また、このような扇風機によれば、磁性体による吸引力と反発力とによって、回転軸の回転動作に変化をもたせることができ、例えば、動作に「ゆらぎ」などの不規則性を加えることができる。この結果、送風される風に強弱をもたせることができる。
　また、上記ベルトコンベアは、上記いずれかに記載の回転補助機構を有するとともに、一対のローラ間に掛け渡された無端状の搬送ベルトと、ローラを回転駆動させて、搬送ベルトを無端移動させる動力源としての電動機とを備えるベルトコンベアであって、電動機から発生した駆動力をローラに伝達する連結部として、回転軸を備える。
　このようなベルトコンベアによれば、電動機から発生した駆動力を各装置のローラに伝達させる連結部として、上記の回転補助機構の回転軸を備えているため、この回転軸に駆動力が伝達された際、回転補助機構の磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせて回転軸の回転に弾みを付けてローラを回転させることができる。その結果、磁性体に吸引力又は反発力が生じるタイミングに合わせて、動力源における回転駆動力の発生を断続的に入切することにより、一時的には消費電力を低減させることができる。
　また、上記エスカレータは、上記いずれかに記載の回転補助機構を有するとともに、一対のスプロケット間に掛け回され、当該一対のスプロケット間を循環移動する循環手段と、スプロケットを回転駆動させて、循環手段を無端移動させる動力源としての電動機と、循環手段に沿って無端状に配置され、各々が循環手段に連結されて当該循環手段に伴って循環移動するとともに、上部に乗客を乗せる踏面を有する複数の踏板とを備えるエスカレータであって、電動機から発生した駆動力をスプロケットに伝達する連結部として、回転軸を備える。
　これらのようなエスカレータによれば、電動機から発生した駆動力を各装置のスプロケットに伝達させる連結部として、上記の回転補助機構の回転軸を備えているため、この回転軸に駆動力が伝達された際、回転補助機構の磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせて回転軸の回転に弾みを付けてスプロケットを回転させることができる。その結果、磁性体に吸引力又は反発力が生じるタイミングに合わせて、動力源における回転駆動力の発生を断続的に入切することにより、一時的には消費電力を低減させることができる。
　また、上記混練装置は、上記いずれかに記載の回転補助機構を有するとともに、被混練材料が供給されるケーシングと、ケーシング内部に配置される撹拌手段と、撹拌手段を回転駆動する電動機とを備える混練装置であって、電動機から発生した駆動力を撹拌手段に伝達する連結部として、回転軸を備える。
　このような混練装置では、電動機から発生した駆動力を撹拌手段に伝達させる連結部として、上記の回転補助機構の回転軸を備えているため、この回転軸に駆動力が伝達された際、回転補助機構によって磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせて回転軸の回転に弾みを付けることができ、その結果、撹拌手段を回転させて撹拌動力を増加させることができる。また、回転軸の回転に弾みを付けることができるため、磁性体に吸引力又は反発力が生じるタイミングに合わせて、動力源における回転駆動力の発生を断続的に入切することにより、一時的には消費電力を低減させることができる。また、本発明によれば、磁性体による吸引力と反発力とによって、回転軸の回転動作に変化をもたせることができ、例えば、動作に「ゆらぎ」などの不規則性を加えることができる。この結果、混練装置では、被混練材料の撹拌に強弱をもたせることができる。
　また、上記サインポールは、上記いずれかに記載の回転補助機構を有するとともに、透明な外筒と、外筒に対して回転自在に軸支され、該外筒内で回転する回転筒と、回転筒を回転駆動させる動力源としての電動機とを備えるサインポールであって、電動機から発生した駆動力を回転筒に伝達する連結部として、回転軸を備える。
　このようなサインポールでは、電動機から発生した駆動力を撹拌手段に伝達させる連結部として、上記の回転補助機構の回転軸を備えているため、この回転軸に駆動力が伝達された際、回転補助機構によって磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせて回転軸の回転に弾みを付けることができるため、磁性体に吸引力又は反発力が生じるタイミングに合わせて、動力源における回転駆動力の発生を断続的に入切することにより、一時的には消費電力を低減させることができる。また、本発明によれば、磁性体による吸引力と反発力とによって、回転軸の回転動作に変化をもたせることができ、例えば、動作に「ゆらぎ」などの不規則性を加えることができる。この結果、サインポールでは、回転筒の動きにデザイン性をもたせることができる。
　以上述べたように、この発明によれば、動力源からの駆動力が回転軸を介して伝達されて回転駆動する装置において、その回転軸に強弱を付けて、その回転を補助して利便性を向上させることができる。
第１実施形態に係る自転車の全体構成を示す概念図である。 第１実施形態に係る回転補助機構の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る回転補助機構の構成を示す斜視図である。 （ａ）は第１実施形態に係る回転補助機構の構成を示す正面図であり、（ｂ）は上面図である。 第１実施形態に係る回転補助機構の構成を示す側面図である。 第１実施形態に係る回転補助機構が動作した状態の前後を示す斜視図である。 第１実施形態に係る対向する磁性体の位置関係を示す説明図である。 第１実施形態の変更例に係る対向する磁性体の位置関係を示す説明図である。 第１実施形態の変更例に係る対向する磁性体の位置関係を示す説明図である。 第２実施形態に係る回転補助機構の構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る回転補助機構の構成を示す斜視図である。 （ａ）は第２実施形態に係る回転補助機構の構成を示す正面図であり、（ｂ）は対向する磁性体の位置関係を示す説明図である。 第２実施形態の変更例に係る対向する磁性体の位置関係を示す説明図である。 第３実施形態に係る回転補助機構の構成を示す斜視図である。 第３実施形態に係る対向する磁性体の位置関係を示す説明図である。 第３実施形態の変更例に係る磁性体の位置関係を示す説明図である。 第３実施形態の変更例に係る磁性体の位置関係を示す説明図である。
［第１実施形態］
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る回転補助機構の第１実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明の回転補助機構を自転車１０の車輪に適用した場合を例に説明するが、本発明は、自転車や自動車の車輪、水車、風車、もしくは、扇風機、ベルトコンベア、エスカレータ、混練装置など発電機を備える各装置など回転駆動する装置であれば、全てに適用することができる。
（自転車の全体構成）
　図１は、第１実施形態に係る自転車１０の全体構成を示す概念図である。本実施形態において、自転車１０の車体フレーム１は、車体前方に位置するヘッドチューブ２と、ヘッドチューブ２から後下がりに延びるダウンチューブ３と、ダウンチューブ３に連結されて後方に延びるリヤフォーク４と、ダウンチューブ３の最下端から上方に立ち上がるシートポスト５とを備える。
　ヘッドチューブ２には、フロントフォーク６が回動自在に支持される。また、フロントフォーク６の下端にはハブ２２が設けられ、ハブ２２を介して前輪７全体が車軸に軸支されている。また、フロントフォーク６の上端にはハンドル８が取り付けられる。なお、ハンドル８には、図示しない前輪及び後輪用のブレーキレバーが設けられており、ブレーキレバーから引き出されるケーブルは、それぞれ、前輪ブレーキ及び後輪ブレーキに連結される。
　ダウンチューブ３とシートポスト５との交差部には、車体の左右に延びるクランク軸１４が支持され、クランク軸１４には、クランク１７を介してペダル１８が結合される。クランク軸１４には駆動スプロケット１９が連結され、ペダル１８に加えられた踏力は駆動スプロケット１９に伝達される。　駆動スプロケット１９と後輪１３の車軸２１に設けられた従動スプロケット２０間にはチェーン１１が掛け渡される。
　シートポスト５には、上端にシート１５を備えた支持軸１６が、シート１５の高さを調整可能に装着される。また、シートポスト５の上端に連結される左右一対のステー１２は後下がりに延び、下端近傍でリヤフォーク４と結合される。リヤフォーク４とステー１２とが交差して結合された後端部９には、車体の左右水平に延びる車軸２１が設けられ、この車軸２１を介して後方の後輪１３が支持される。そして、後端部９に支持されて後輪１３の回転軸である車軸２１と同軸上に、本実施形態に係る回転補助機構１００が設けられる。
（回転補助機構）
　次いで、回転補助機構１００の構成について説明する。図２及び図３は、第１実施形態に係る回転補助機構１００の構成を分解した状態で示す斜視図側面図であり、図４（ａ）はその正面図、図４（ｂ）は上面図、図５は側面図である。
　図２～図５に示すように、回転補助機構１００は、車軸２１及び後輪１３の回転に強弱を付ける機構であって、磁石の吸引力又は反発力を利用して車軸２１を介して後輪１３の回転に強弱を付与する可変磁性部２１０と、可変磁性部２１０を駆動させる磁性体駆動部としての車軸２１及び係止部２５０と、可変磁性部２１０の吸引力に強弱を付けるための遮蔽部２３０と、遮蔽部２３０を周期的に駆動させる遮蔽駆動部２４０とを備えている。本実施形態では、可変磁性部２１０として、円筒状の内輪と外輪を同心軸上に配置し、各円筒の側面に磁性体を多数配置させ、磁性体による吸引力及び反発力を発生させることを要旨とし、磁性体駆動部及び遮蔽駆動部２４０の動力源は、後輪１３の回転軸である車軸２１であり、車軸２１の回転力は、磁性体駆動部に対しては係止部２５０を介して内輪部２１０ａに伝達され、遮蔽駆動部２４０に対しては回転体２４２に直接伝達される。
　可変磁性部２１０は、図７にも示すように、異極同士を対向配置させた一対の磁性体２１３，２１５を有する駆動部であり、本実施形態では、外側面に磁性体２１３が複数配置された円筒状の内輪部２１０ａと、内輪の外側に嵌装され、その内側面に磁性体２１５が複数配置された円筒状の外輪部２１０ｂとを有している。これら内輪部２１０ａ及び外輪部２１０ｂでは、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されている。すなわち、内輪部２１０ａの外側面では、隣接する磁性体２１３，２１３同士が同じＳ極を外方に向けて配置されている。一方、外輪部２１０ｂの内側面では、隣接する磁性体２１５，２１５同士が同じＮ極を内方に向けて配置されている。
　内輪部２１０ａは、円盤状のホイール部２１２を基体とし、このホイール部２１２の中央に中心孔２１１を有しており、ホイール部２１２は、中心孔２１１に挿通される車軸２１に固着され、車軸２１とともに回転可能となっている。詳述すると、ホイール部２１２の外側面には係止部２５０と同形状の凹部２５２が形成されており、車軸２１に螺合された係止部２５０が凹部２５２に嵌合され、ホイール部２１２と係止部２５０が一体化されて、車軸２１の回転力がホイール部２１２に伝達されるようになっている。そして、内輪部２１０ａは、ホイール部２１２を、後輪１３の回転によって車軸２１を中心として回転させることにより、外側面に配置させた磁性体２１３を外輪部２１０ｂに対して相対移動させる。
　一方、外輪部２１０ｂは、有底の円筒状をなすハウジング部２１８を備え、このハウジング部２１８は、底面部の中央に、車軸２１が挿通される中心孔２１７を有し、後輪１３の回転からは切離された構造となっている。具体的に、外輪部２１０ｂのハウジング部２１８は、自転車の後端部９に固定されたフレーム部材２１４，２１４が両側部に連結されて、自転車の本体に対して固定され、車軸２１は中心孔２１７内で空転し、後輪１３の回転は伝達されないようになっている。また、外輪部２１０ｂは、内輪部２１０ａを収容するように、外側に開口部分を有した中空となっており、ハウジング部２１８の内側面には、多数の磁性体２１５が環状に配列されており、ハウジング部２１８底面の周縁には、その磁性体２１５の配列に対応させて多数の遮蔽孔２１６が環状に配列されている。そして、ハウジング部２１８は、フレーム部材２１４によって、自転車の車体に固定されている。
　磁性体駆動部は、本実施形態では、車軸２１及び係止部２５０により構成され、後輪１３の回転により一対の磁性体２１３，２１５間の距離を所定の周期で変化させる駆動機構である。具体的には、後輪１３の車軸２１とともに係止部２５０が回転し、その係止部２５０により回転されるホイール部２１２を備えている。この回転体であるホイール部２１２は、車軸２１と連結された円柱状の部材であり、上述したように、内輪部２１０ａを軸支している。そして、後輪１３の回転によってホイール部２１２が回転されることで内輪部２１０ａを、外輪部２１０ｂに対して回転させるようになっている。なお、ハウジング部２１８とホイール部２１２は近接しているが、ベアリングやその他の滑動機構（図示せず）によって相互に縁切りされており、ホイール部２１２の回転力が、ハウジング部２１８に伝達されないようになっている。
　遮蔽部２３０は、内輪部２１０ａの外側面と、外輪部２１０ｂの内側面との間において突出片２３１を進退可能に配置した構造であり、円形状に配置された複数の突出片２３１が遮蔽孔２１６に向かって突出している。この突出片２３１は、その表裏に磁性面２３４が配置されている。なお、この表裏の磁性面２３４は、各々異なる極性を外方に向けて配置されている。
　遮蔽駆動部２４０は、所定の周期に合わせて、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の異極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間に進入させるとともに、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の同極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間から退出させる駆動機構である。具体的に、遮蔽駆動部２４０は、円柱形状をなした回転体２４２と、４本の連結ピン２４１とで構成されている。
　回転体２４２は、車軸２１に連結された筒状の部材であり、機構を保護する円盤状のフランジ２４０ａを有しており、車軸２１に固着され、車軸２１に追従して回転するようになっている。また、回転体２４２の外周面には、ガイド溝２４３が刻設され、回転体２４２の回転力を、遮蔽部２３０の前後運動に変換する円筒溝カムが構成されている。具体的に、このガイド溝２４３は、サインカーブを無端状の輪にした形状をなしており、外輪部２１０ｂまでの距離が、車軸２１上の位置によって変化するようになっている。そして、ガイド溝２４３上の点であって車軸２１を挟んだ対称位置にある４点は車軸２１上の位置に応じて、外輪部２１０ｂまでの距離が伸縮されるようになっている。
　また、４本の連結ピン２４１は、遮蔽部２３０の基台２３３から突出される棒状の部材であり、本実施形態では、突出片２３１が突出される面とは反対側の面から突出している。基台２３３は、円盤状の板部材であり、中央に車軸２１が挿通される中心孔２３２が表裏に貫通して形成され、連結ピン２４１を通じて回転体２４２に軸支されている。この中心孔２３２は、車軸２１の直径よりも大きめの内径を有しており、この中心孔２３２内において車軸２１が空転され、車軸２１の回転は基台２３３側に伝達されず、車軸２１の軸方向にのみ前後に、連結ピン２４１及び突出片２３１とともに摺動されるようになっている。
　そして、４本の連結ピン２４１は、上述したガイド溝２４３上において、車軸２１を中心とした同心円状の４点に対応した位置に差し込まれており、回転体２４２の回転に応じて、連結ピン２４１がガイド溝２４３にガイドされ、これにより遮蔽部２３０を外輪部２１０ｂに対して近づけたり遠ざけたりして、所定の周期で突出片２３１を、一対の磁性体２１３，２１５との間から進退させるようになっている。
　具体的には、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の異極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間に進入させるとともに、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の同極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間から退出させるようになっている。
（回転補助機構の動作）
　このような構成の回転補助機構１００の動作について、以下に説明する。図６は、本実施形態に係る回転補助機構が動作した状態の前後を示す斜視図であり、図６は、対向する磁性体の位置関係を示す説明図である。
　先ず、自転車１０のペダル１８を漕ぐことにより自転車１０の後輪１３が回転する。この後輪１３の回転は、遮蔽駆動部２４０及び磁性体駆動部２２０に伝達される。可変磁性部２１０では、後輪１３が回転すると、後輪１３の車軸２１と連結されているホイール部２１２も車軸２１を中心として回転する。このホイール部２１２は、ナットなどの係止部２５０によって車軸２１に固着されており、ホイール部２１２による回転によって、外側面に配置させた磁性体２１３を外輪部２１０ｂに対して相対移動させる。このとき、外輪部２１０ｂ側のハウジング部２１８と、内輪部２１０ａ側のホイール部２１２とは相互に縁切りされており、ホイール部２１２の回転力がハウジング部２１８側に伝達されないようになっている。
　一方、遮蔽駆動部２４０は、この回転に合わせて、回転体２４２の回転力を、突出片２３１の前後運動に変換する。具体的に、遮蔽駆動部２４０は、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の異極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間に進入させる。
　この突出片２３１の進入運動は、先ず、後輪１３の回転に合わせて車軸２１に軸支された回転体２４２を回転させる。回転体２４２にはガイド溝２４３が刻設され、このガイド溝２４３に４本の連結ピン２４１が車軸２１を挟んだ対称位置にある２点に対応した位置に差し込まれているため、回転体２４２が回転すると、図６（ａ）に示すように、このガイド溝２４３に差し込まれた４本の連結ピン２４１は、ガイド溝２４３にガイドされて、外輪部２１０ｂまでの距離が伸縮される。
　そして、外輪部２１０ｂまでの距離が近づくと、４本の連結ピン２４１に連結された基台２３３も、外輪部２１０ｂ側へ移動する。そうすると、図６（ｂ）に示すように、遮蔽部２３０の突出片２３１は、遮蔽孔２１６に挿通され、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と、外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間に進出する。
　この際、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と、外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との位置関係は、図７（ｂ）に示すように、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の異極の磁性体２１５が接近するような配置となっている。
　そのため、このタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間に進入させると、図７（ｂ）に示すように、磁性体２１３及び磁性体２１５と対面する、突出片２３１の磁性面２３４は、同極となるので磁力の反発力が生じる。
　一方、遮蔽駆動部２４０は、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の同極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間から退出させる。
　この突出片２３１の退出運動は、回転体２４２が回転すると、図６（ａ）に示すように、このガイド溝２４３に差し込まれた４本の連結ピン２４１は、ガイド溝２４３にガイドされて、外輪部２１０ｂまでの距離が伸長される。そして、外輪部２１０ｂまでの距離が遠のくと、４本の連結ピン２４１に連結された遮蔽部２３０についても、外輪部２１０ｂ側への距離は遠くなる。そうすると、図１３（ａ）に示すように、遮蔽部２３０の突出片２３１は、遮蔽孔２１６から抜け出され、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と、外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間から退出する。この際、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と、外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との位置関係は、図７（ａ）に示すように、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の同極の磁性体２１５が接近するような配置となっている。
　そのため、このタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間から退出させると、図７（ａ）に示すように、同極の磁性体２１３及び磁性体２１５とが対面することとなり、磁力の反発力が生じる。そして、この動作が連続で行われる。
（作用効果）
　このような本実施形態によれば、遮蔽部２３０は、その表裏に磁性面２３４が配置された複数の突出片２３１を備えているので、後輪１３の回転に合わせて内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の異極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間に進入させることで磁力の反発力が生じさせる。また、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して、外輪部２１０ｂ側の同極の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間から退出させることで、異極同士が対向配置された一対の磁性体２１３，２１５には吸引力が生じる。
　この結果、磁性体２１３，２１５による吸引力と反発力とを連続的に生じさせることができるので、後輪１３の回転に強弱を付けることができ、一時的にはペダルを漕ぐ労力を軽減させることができる。特に、本実施形態によれば、可変磁性部２１０として、円筒状の側面に磁性体２１３，２１５を多数配置させているので、より強力に磁性体による吸引力及び反発力が発生される。
（変更例）
（１）変更例１
　なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　例えば、上記実施形態に係る可変磁性部２１０では、一対の磁性体２１５，２１３が、異極同士を対向配置されたが、図８に示すように、同極同士を対向配置させるようにしてもよい。詳述すると、内輪部２１０ａ及び外輪部２１０ｂでは、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されている。内輪部２１０ａの外側面では、隣接する磁性体２１３，２１３同士が同じＮ極を外方に向けて配置されている。一方、外輪部２１０ｂの内側面では、隣接する磁性体２１５，２１５同士が同じＮ極を内方に向けて配置されている。
　また、この変更例では、突出片２３１の表裏に配置された磁性面２３４が、一対の磁性体２１５，２１３それぞれの対向面の磁極に対して同極となるように設けられている。この突出片２３１は、図８（ｂ）に示すように、表裏にＮ極及びＳ極が配置された磁性体を、両面に接着面を有する接着部材２３１ａを介して強固に固定し、同極が表裏に配置されるように構成されている。なお、本変更例では、突出片２３１の表裏に配置された磁性面２３４、及び磁性体２１５，２１３のすべてをＮ極とした場合を例示したが、これらすべてをＳ極にしてもよい。
　そして、遮蔽駆動部２４０は、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５が離脱するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を磁性体２１３と磁性体２１５との間に進入させて、離脱時における反発力を増大させる。一方、遮蔽駆動部２４０は、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３に対して外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５が接近するタイミングで、突出片２３１の磁性面２３４を、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３と外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５との間から退出させて、接近時における反発力を減少させる。
　これらの結果、本変更例によれば、磁性体による反発力の強弱を連続的に変化させることができ、回転軸の回転に強弱を付けることができる。このとき、可変磁性部２１０では、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されていることから、遮蔽部２３０の磁性面２３４は、一対の磁性体２１５，２１３それぞれの対向面の磁極に対して常に同極（図示した例では、Ｎ極）となることから、異極同士が吸着して回転機構がロックされることがなく、遮蔽部を進退させるタイミングの調整が容易となる。
（２）変更例２
　また、図９（ａ）に示すように、上述した実施形態及び変更例において、突出片２３１を、内輪部２１０ａの回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させて配置してもよい。この場合には、突出片２３１の表裏に配置された磁性面２３４が回転円に対して傾斜されることによって、磁性面２３４による磁界を回転方向に向けて傾かせることができ、回転に有効な磁力の強弱を連続的に生じさせることができる。
（３）変更例３
　さらに、図９（ｂ）に示すように、上述した実施形態及び変更例において、突出片２３１の水平断面形状を湾曲した流線型をなす円弧翼状に形成してもよい。このとき、上述した変更例２と同様に、突出片２３１を、内輪部２１０ａの回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させて配置する。この円弧翼状の突出片２３１では、外輪部２１０ｂ側に向けられた面の曲率と、内輪部２１０ａ側に向けられた面の曲率とが異なるようになっており、各曲面の面積が異なっている。このように、遮蔽部２３０を湾曲した流線型をなす円弧翼状に形成するとともに、回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させることにより、内外の各磁性体２１５，２１３からそれぞれ作用される反発力の合力が回転方向に向けられることから、回転に有効な磁力の強弱を連続的に生じさせることができる。
［第２実施形態］
　次いで、本発明の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、遮蔽駆動部２４０が、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで、一対の磁性体間に対して接離させるように構成したが、本実施形態では、遮蔽部が外輪部側に対して固定的に配置されており、内輪部側の磁性体のみが動作することにより、遮蔽部を一対の磁性体間に対し、相対的に接離させることを要旨とする。図１０～１２は、本実施形態に係る回転補助機構を示す図である。なお、本実施形態において、上述した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その機能等は特に言及しない限り同一であり、その説明は省略する。
（回転補助機構）
　本実施形態に係る回転補助機構２００の構成について説明する。図１０～図１２に示すように、回転補助機構２００は、車軸２１及び後輪１３の回転に強弱を付ける機構であって、磁石の吸引力又は反発力を利用して車軸２１を介して後輪１３の回転に強弱を付与する可変磁性部２１０と、可変磁性部２１０を駆動させる磁性体駆動部としての車軸２１及び係止部２５０と、可変磁性部２１０の反発力に強弱を付けるための遮蔽部２３０を備えている。本実施形態では、可変磁性部２１０として、円筒状の内輪と外輪を同心軸上に配置し、各円筒の側面に磁性体を多数配置させ、磁性体による吸引力及び反発力を発生させることを要旨とし、磁性体駆動部の動力源は、後輪１３の回転軸である車軸２１であり、車軸２１の回転力が係止部２５０を介して磁性体駆動部である内輪部２１０ａに伝達される。
　可変磁性部２１０は、図１２（ｂ）にも示すように、異極同士を対向配置させた一対の磁性体２１３，２１５を有する駆動部であり、本実施形態においても、外側面に磁性体２１３が複数配置された円筒状の内輪部２１０ａと、内輪の外側に嵌装され、その内側面に磁性体２１５が複数配置された円筒状の外輪部２１０ｂとを有している。これら内輪部２１０ａ及び外輪部２１０ｂでは、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されている。すなわち、内輪部２１０ａの外側面では、隣接する磁性体２１３，２１３同士が同じＮ極を外方に向けて配置されている。また、外輪部２１０ｂの内側面においても、隣接する磁性体２１５，２１５同士が同じＳ極を内方に向けて配置されている。なお、ここでは、可変磁性部２１０を異極同士を対向配置させた構成としたが、同極同士を対向配置してもよい。
　本実施形態において、突出片２３１の表裏に配置された磁性面２３４は、隣接する磁性面２３４，２３４同士が同極となるように連続して配列されているとともに、一対の磁性体の内輪部２１０ａ側の磁性体２１３の対向面の磁極に対して同極となるように設けられている。すなわち、この突出片２３１は、異極が表裏に配置されるように構成されている。なお、本変更例では、磁性体２１５をＳ極とし，２１３をＮ極とした場合を例示したが、これらすべてを逆にしてもよく、さらに突出片２３１を、図８（ｂ）に示すように、同極が表裏に配置されるように構成してもよい。
　本実施形態において、内輪部２１０ａは、円盤状のホイール部２１２を基体とし、このホイール部２１２の中央に中心孔２１１を有しており、ホイール部２１２は、中心孔２１１に挿通される車軸２１に固着され、車軸２１とともに回転可能となっている。詳述すると、ホイール部２１２の外側面には係止部２５０と同形状の凹部２５２が形成されており、車軸２１に螺合された係止部２５０が凹部２５２に嵌合され、ホイール部２１２と係止部２５０が一体化されて、車軸２１の回転力がホイール部２１２に伝達されるようになっている。そして、内輪部２１０ａは、ホイール部２１２を、後輪１３の回転によって車軸２１を中心として回転させることにより、外側面に配置させた磁性体２１３を外輪部２１０ｂに対して相対移動させる。
　一方、外輪部２１０ｂは、有底の円筒状をなすハウジング部２１８を備え、このハウジング部２１８は、底面部の中央に、車軸２１が挿通される中心孔２１７を有し、後輪１３の回転からは切離された構造となっている。具体的に、外輪部２１０ｂのハウジング部２１８は、自転車の後端部９に固定されたフレーム部材２１４，２１４が両側部に連結されて、自転車の本体に対して固定され、車軸２１は中心孔２１７内で空転し、後輪１３の回転は伝達されないようになっている。また、外輪部２１０ｂは、内輪部２１０ａを収容するように、外側に開口部分を有した中空となっており、ハウジング部２１８の内側面には、多数の磁性体２１５が環状に配列されており、ハウジング部２１８底面の周縁には、その磁性体２１５の配列に対応させて多数の遮蔽孔２１６が環状に配列されている。そして、ハウジング部２１８は、フレーム部材２１４によって、自転車の車体に固定されている。
　磁性体駆動部は、本実施形態では、車軸２１及び係止部２５０により構成され、後輪１３の回転により一対の磁性体２１３，２１５間の距離を所定の周期で変化させる駆動機構である。具体的には、後輪１３の車軸２１とともに係止部２５０が回転し、その係止部２５０により回転されるホイール部２１２を備えている。この回転体であるホイール部２１２は、車軸２１と連結された円柱状の部材であり、上述したように、内輪部２１０ａを軸支している。そして、後輪１３の回転によってホイール部２１２が回転されることで内輪部２１０ａを、外輪部２１０ｂに対して回転させるようになっている。なお、ハウジング部２１８とホイール部２１２は近接しているが、ベアリングやその他の滑動機構（図示せず）によって相互に縁切りされており、ホイール部２１２の回転力が、ハウジング部２１８に伝達されないようになっている。
　遮蔽部２３０は、内輪部２１０ａの外側面と、外輪部２１０ｂの内側面との間において突出片２３１が固定配置された構造であり、連続して配列された複数の可変磁性部２１０の間において、一対の磁性体２１３，２１５間における距離の最短離間距離ｄ（図１２（ｂ））よりも短い距離となる位置に対向配置されている。具体的には、円形状に配置された複数の突出片２３１が遮蔽孔２１６を通じて外輪部２１０ｂ内に突出されて固定されており、その位置は、隣り合う磁性体２１５，２１５が回転中心Ｏでなす角度を２θとすれば、突出片２３１はその中間の角度θの位置に固定されている。また、これらの突出片２３１は、その表裏に磁性面２３４が配置され、この表裏の磁性面２３４は、図１２（ｂ）に示すように、異なる極性が配置されている。
（回転補助機構の動作）
　このような構成の回転補助機構２００の動作について、以下に説明する。
　先ず、自転車１０のペダル１８を漕ぐことにより自転車１０の後輪１３が回転する。この後輪１３の回転は、可変磁性部２１０に伝達される。可変磁性部２１０では、後輪１３が回転すると、後輪１３の車軸２１と連結されているホイール部２１２も車軸２１を中心として回転する。このホイール部２１２は、ナットなどの係止部２５０によって車軸２１に固着されており、ホイール部２１２による回転によって、外側面に配置させた磁性体２１３を外輪部２１０ｂに対して相対移動させる。
　このとき、外輪部２１０ｂ側のハウジング部２１８と、内輪部２１０ａ側のホイール部２１２とは相互に縁切りされており、ホイール部２１２の回転力がハウジング部２１８側に伝達されないようになっている。なお、本実施形態では、突出片２３１は、外輪部２１０ｂの底面に固定されており、内輪部２１０ａが回転することにより、磁性体２１３が突出片２３１の突出片２３１に対して、相対移動されることとなる。この磁性体２１３の突出片２３１に対する相対移動により、磁性体２１５及び突出片２３１による磁性体２１３に対する反発力の強弱を連続的に変化される。
（作用効果）
　このような本発明によれば、連続して配列させた複数の可変磁性部の間において、遮蔽部が一対の磁性体間の距離の最短離間距離よりも短い距離となる位置に対向配置され、所定の周期に合わせて、一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで一対の磁性体間に対して相対的に接離されるため、磁性体による反発力及び吸引力の強弱を連続的に変化させることができ、回転軸の回転に強弱を付けることができる。このとき、可変磁性部では、隣接する磁性体２１５，２１５同士が同極となるように連続して配列されているとともに、遮蔽部２３０の磁性面２３４が、磁性体２１３それぞれの対向面の磁極に対して常に同極となることから、異極同士が吸着して回転機構がロックされることがない。
（変更例）
（１）変更例１
　なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　例えば、図１３（ａ）に示すように、上述した実施形態において、突出片２３１を、内輪部２１０ａの回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させて配置してもよい。この場合には、突出片２３１の表裏に配置された磁性面２３４が回転円に対して傾斜されることによって、磁性面２３４による磁界を回転方向に向けて傾かせることができ、回転に有効な磁力の強弱を連続的に生じさせることができる。なお、図示した例では、突出片２３１が表裏が異なる磁極となるようにしたが、この突出片２３１を、図８（ｂ）に示すように、同極が表裏に配置されるように構成してもよい。
（３）変更例２
　さらに、図１３（ｂ）に示すように、突出片２３１の水平断面形状を湾曲した流線型をなす円弧翼状の突出片２３１のように形成してもよい。このとき、上述した変更例２と同様に、突出片２３１を、内輪部２１０ａの回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させて配置する。この円弧翼状の突出片２３１では、外輪部２１０ｂ側に向けられた面の曲率と、内輪部２１０ａ側に向けられた面の曲率とが異なるようになっており、各曲面の面積が異なっている。このように、遮蔽部２３０を湾曲した流線型をなす円弧翼状に形成するとともに、回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させることにより、内外の各磁性体２１５，２１３からそれぞれ作用される反発力の合力が回転方向に向けられることから、回転に有効な磁力の強弱を連続的に生じさせることができる。なお、図示した例では、突出片２３１が表裏が異なる磁極となるようにしたが、この突出片２３１を、図８（ｂ）に示すように、同極が表裏に配置されるように構成してもよい。
［第３実施形態］
　次いで、本発明の第３実施形態について説明する。上述した第１及び第２実施形態では、一対の磁性体２１３，２１５の間に、磁性面を有する遮蔽部を設けたが、本実施形態では、遮蔽部を省略した構成としたことを要旨とする。図１４は、本実施形態に係る回転補助機構を示す斜視図であり、図１５は、その動作を模式的に示す説明図である。なお、本実施形態において、上述した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その機能等は特に言及しない限り同一であり、その説明は省略する。
（回転補助機構）
　本実施形態に係る回転補助機構の構成について説明する。本実施形態では、回転補助機構３００は、車軸２１及び後輪１３の回転に強弱を付ける機構であって、磁石の吸引力又は反発力を利用して車軸２１を介して後輪１３の回転に強弱を付与する可変磁性部２１０と、可変磁性部２１０を駆動させる磁性体駆動部としての車軸２１及び係止部２５０と、可変磁性部２１０の反発力に強弱を付けるための遮蔽部２３０を備えている。本実施形態では、可変磁性部２１０として、円筒状の内輪と外輪を同心軸上に配置し、各円筒の側面に磁性体を多数配置させ、磁性体による吸引力及び反発力を発生させることを要旨とし、磁性体駆動部の動力源は、後輪１３の回転軸である車軸２１であり、車軸２１の回転力が係止部２５０を介して磁性体駆動部である内輪部２１０ａに伝達される。
　可変磁性部２１０は、図１５にも示すように、すべてが同極同士を対向配置させた一対の磁性体２１３，２１５を有する駆動部であり、本実施形態においても、外側面に磁性体２１３が複数配置された円筒状の内輪部２１０ａと、内輪の外側に嵌装され、その内側面に磁性体２１５が複数配置された円筒状の外輪部２１０ｂとを有している。これら内輪部２１０ａ及び外輪部２１０ｂでは、隣接する磁性体同士が同極となるように連続して配列されている。すなわち、内輪部２１０ａの外側面では、隣接する磁性体２１３，２１３同士が同極となるようにＮ極を外方に向けて配置されている。また、外輪部２１０ｂの内側面においても、隣接する磁性体２１５，２１５同士が同極となるように連続して配列されている。
　特に、可変磁性部２１０における一対の磁性体２１３，２１５は、一方の磁性体２１５が他方の磁性体２１３よりも面積が大きく形成されているとともに、隣接する磁性体２１３同士、又は２１５同士が、接触されるように配置されている。なお、図示した例では、磁性体２１３，２１５の全てをＮ極としたが、全ての磁性体をＳ極としてもよい。
（作用・効果）
　このような発明によれば、同極同士を対向配置させた一対の磁性体２１３，２１５を、隣接する磁性体２１３同士、又は２１５同士も同極となるように連続して配列させ、周期的に一対の磁性体間の距離が伸縮されるため、磁性体による吸引力と反発力とを連続的に生じさせることができ、回転軸の回転に強弱を付けることができる。
（変更例）
　なお、上述した第３実施形態の説明は、本発明の一例である。本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　例えば、図１６に示すように、上述した実施形態において、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３を、内輪部２１０ａの回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させて配置してもよい。この場合には、磁性体２１３が回転円に対して傾斜されることによって、磁性体２１３による磁界を回転方向に向けて傾かせることができ、回転に有効な磁力の強弱を連続的に生じさせることができる。なお、同図では、内輪部２１０ａ側の磁性体２１３を傾斜させて配置したが、外輪部２１０ｂ側の磁性体２１５を、回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜させて配置してもよい。
　さらに、上述した第３実施形態では、隣接する磁性体２１３同士、又は２１５同士が接触されるように配置されていたが、例えば、図１７（ａ）又は（ｂ）に示すように、内輪部２１０ａにおいて隣接する磁性体２１３，２１３同士、又は外輪部２１０ｂにおいて隣接する磁性体２１５，２１５同士が間隔を空けて配置されていてもよい。この場合でも、可変磁性部２１０の磁性体２１３，２１５は、一方の磁性体２１５が他方の磁性体２１３よりも面積が大きく形成されている。
　１…車体フレーム
　２…ヘッドチューブ
　３…ダウンチューブ
　４…リヤフォーク
　５…シートポスト
　６…フロントフォーク
　７…前輪
　８…ハンドル
　９…後端部
　１０…自転車
　１１…チェーン
　１２…ステー
　１３…後輪
　１４…クランク軸
　１５…シート
　１６…支持軸
　１７…クランク
　１８…ペダル
　１９…駆動スプロケット
　２０…従動スプロケット
　２１…車軸
　２２…ハブ
　１００，２００，３００…回転補助機構
　２１０…可変磁性部
　２１０ａ…内輪部
　２１０ｂ…外輪部
　２１１…中心孔
　２１２…ホイール部
　２１３，２１５…磁性体
　２１４…フレーム部材
　２１５…磁性体
　２１６…遮蔽孔
　２１８…ハウジング部
　２２０…磁性体駆動部
　２３０…遮蔽部
　２３１…突出片
　２１７，２３２…中心孔
　２３３…基台
　２３４…磁性面
　２４０…遮蔽駆動部
　２４０ａ…フランジ
　２４１…連結ピン
　２４２…回転体
　２４３…ガイド溝
　２５０…係止部
　２５２…凹部

Claims (6)

  1. 　回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、
    　異極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が同極となるように、連続して配列させた複数の可変磁性部と、
    　前記回転軸の回転により前記一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部と、
    　対向配置された前記一対の磁性体間に進退可能に配置される遮蔽部と、
    　前記所定の周期に合わせて、前記一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで、前記遮蔽部を前記一対の磁性体間に進入させるとともに、前記一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで、前記遮蔽部を前記一対の磁性体間から退出させる遮蔽駆動部と、
    を備え、
    　前記遮蔽部は、前記一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有する
    ことを特徴とする回転補助機構。
  2. 　回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、
    　同極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が同極となるように、連続して配列させた複数の可変磁性部と、
    　前記回転軸の回転により前記一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部と、
    　対向配置された前記一対の磁性体間に進退可能に配置される遮蔽部と、
    　前記所定の周期に合わせて、前記一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで、前記遮蔽部を前記一対の磁性体間に進入させるとともに、前記一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで、前記遮蔽部を前記一対の磁性体間から退出させる遮蔽駆動部と、
    を備え、
    　前記遮蔽部は、前記一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有する
    ことを特徴とする回転補助機構。
  3. 　回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、
    　同極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が同極となるように、連続して配列させた可変磁性部と、
    　前記回転軸の回転により前記一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部と、
    　連続して配列させた複数の前記可変磁性部の間において、前記一対の磁性体間の距離の最短距離よりも短い距離となる位置に対向配置される遮蔽部と、
    を備え、
    　前記遮蔽部は、前記一対の磁性体それぞれの対向面の磁極に対して同極となる一対の磁性面を有するとともに、前記所定の周期に合わせて、前記一対の磁性体間の距離が短縮されるタイミングで前記一対の磁性体間から離脱されるとともに、前記一対の磁性体間の距離が伸長されるタイミングで前記一対の磁性体間に接近される
    ことを特徴とする回転補助機構。
  4. 　回転軸の回転に強弱を付ける回転補助機構であって、
    　異極同士を対向配置させた一対の磁性体を、隣接する磁性体同士が異極となるように、連続して配列させた可変磁性部と、
    　前記回転軸の回転により前記一対の磁性体間の距離を所定の周期で変化させる磁性体駆動部と、
    を備え、
    　前記可変磁性部における前記一対の磁性体は、一方の磁性体が他方の磁性体よりも面積が大きく形成されているとともに、前記隣接する磁性体同士が、接触されるように配置されている
    ことを特徴とする回転補助機構。
  5. 　前記可変磁性部は、
    　前記回転軸の回転により回転され、その外側面に前記一対の磁性体の一方が複数連続して配列された円筒状の内輪部と、
    　前記回転軸の回転からは切離されて前記内輪の外側に嵌装され、その内側面に前記一対の磁性体の他方が複数連続して配列された円筒状の外輪部と
    を有し、
    　前記磁性体駆動部は、前記回転軸とともに回転する回転体を有し、当該回転軸の回転により、前記内輪部を、前記外輪部に対して回転させ、
    　前記遮蔽部は、前記内輪部の外側面と、前記外輪部の内側面との間に進退され、その表裏に前記磁性面が配置された複数の突出片を有し、
    　前記遮蔽駆動部は、前記回転体の回転力を、前記突出片の前後運動に変換する円筒溝カムを有し、
    　前記遮蔽駆動部は、所定の周期に合わせて、前記内輪部側の磁性体に対して、前記外輪部側の異極の磁性体が接近するタイミングで、前記突出片の磁性面を、前記内輪部側の磁性体と外輪部側の磁性体との間に進入させるとともに、前記内輪部側の磁性体に対して、前記外輪部側の同極の磁性体が接近するタイミングで、前記突出片の磁性面を、前記内輪部側の磁性体と外輪部側の磁性体との間から退出させる
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転補助機構。
  6. 　前記遮蔽部は、前記内輪部の回転円の接線方向に対して所定角度をもって傾斜されて配置されている
    ことを特徴とする請求項５に記載の回転補助機構。
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