JPH01202148A

JPH01202148A - 低出力形電気式減速機

Info

Publication number: JPH01202148A
Application number: JP62166771A
Authority: JP
Inventors: Marc Charbonnier; マルク　シャルボニエール
Original assignee: Labavia SGE SARL
Current assignee: Labavia SGE SARL
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1989-08-15
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: AU593361B2; CA1286348C; PT85249A; JP2642358B2; EP0251919B1; AU7509387A; EP0251919A1; FR2601204A1; ZA874760B; DE3768721D1; ES2021733B3; PT85249B; FR2601204B1; GR3001634T3; ATE61893T1; US4763033A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は低出力の電気式又は“渦電流″減速機又制動機
、すなわち、適度な制動トルクを発生させるための装置
に関する。

さらに詳細には、特に限定するわけではないが、多くの
使用法の中でも家庭用トレーナ、すなわち筋力増強用に
設計された固定式自転車に装備されるのに最も適した減
速機に関する。

［従来の技術］これらの固定式自転車は、サドル、クランク歯車、この
クランクＦＡ１ｉの回転により駆動される車輪、−船釣
にこの駆動は、クランク歯車のチェーン車と、車輪と共
に回転するように連結された鎖車とを継ぐチェーンを介
して行なわれる、それと、この車輪の制動装置とを支え
ている枠で構成されている。

これらの制動装置は一般的には摩擦力で作動し、従って
パッド又はローラを有し、これらは、車輪の好適な部位
、例えばリムとかタイヤに対して調節可能な力を作用す
るように適合されている。

これらの装置の欠点は、摩耗し易く、調整が困難でかつ
不離なことである。

これらの欠点を克服するために既に、制動装置を小形渦
電流制動機で構成することが提案されている。

［発明の目的と要約］本発明の目的は、丈夫で経済的でかつ組立て分解が容易
な構造の小形減速機を提供することである。

本発明に基づくこの種の減速機は、同一軸に固定され磁
性体製の２枚の平行円板から成り、好適な枠にベアリン
グを介して設置されている電機子回転子と、偶数個の円
筒状又は角柱状をし、その母線が減速機の軸と平行な磁
性体製鉄心を有する誘導子固定子とで構成された低出力
形電気式減速機であって、前記鉄心はその！１極性が隣
同志交ｄに反転し、２枚の円板に近接して対面するよう
に配置され、隣接した各２つの鉄心対の軸は、減速機の
軸を通り互いに４５度から９０度の間の角度を成す２枚
の平面内に含まれ、誘導子固定子に含まれる鉄心対の数
が１に等しく、前記固定子が２枚の回転子円板の間で半
径方向に着脱可能なように設置されていることを特徴と
する減速機である。

実施例において、以下の特徴の１つそして又はその伯の
ものが付加されて特許品求がなされている。

−１つの対を構成する２つの鉄心のうちのただ１つのみ
が電線コイルで囲まれていること。

−２つの鉄心の各々が非磁性体製の堅固な皿状部材の平
らな底部を貫通し、それぞれの一方の端部に取付けられ
、前記底部の外部表面に対面する重ね板又は輪止めを有
すること。

−先に述べた項の中で定める減速機において、コイルで
囲まれた各鉄心の皿状部底面への装着が、電線コイルを
この鉄心の皿状部を貫通する部分に接着することにより
完全になされていること。

一部に述べた少くとも最後２項のうちの１項に定める減
速機において、コイルで巻かれていない各鉄心の皿状部
底面への装着が止め金を前記鉄心に切られた溝内にはめ
込むことによりなされていること。

一皿状部の縁がその底面に対して直角に折り曲げられ互
いに十分間れた平行部を有し、前記皿状部を枠の一部を
構成し、２枚の円板をある間隔をおいて囲む２つの固定
素子にそれぞれ固定できること。

一部項に定める皿状部の締結部分に、減速機の軸に平行
に伸びる長方形の穴が開けられ、皿状部を枠に固定する
過程で、エアギャップの調整が可能であること。

一皿状部があごひげ状をし゛だ板の一般的な形状を有す
ること。

一２枚の円板が互いに、ネジを切られかつこれらを貫通
する複数の連結棒とナツトとで連結され、ネジを締める
ことにより、これらの円板を車軸の肩部又は、この車軸
に近接して囲んでいる環の端部に対して押し付けるよう
に構成されていること。

−ネジ付連結棒が、２枚の円板と同軸でυ１動トルクを
別の回転部材でそれ自身好適に家庭用トレーナのクラン
ク歯車に連結された回転部材に伝達するためのベルト用
プーリーをも貫通し、前記プーリーは２枚の円板の間に
好適に配置されていること。

一ネジ付連結棒が、家庭用自転車形トレーナの車輪を支
えるためのローラに対し共に回転するように固定されて
いる鍔をも貫通していること。

本発明は又、以上述べたような低出力減速機で又この用
途のために特別に構成された減速機を備えた家庭用トレ
ーナの提供をも目的としている。

以上述べた主たる特徴の他の特徴で、好適に同時適用可
能な特徴について、以下にさらに詳しく説明する。

以下に、いくつかの提出された本発明の実施例を添付図
を参照して説明するが、これらの図は当然ながら本発明
に制約を加えるものではない。

ここで考えている減速機は好適に家庭用トレーナ、すな
わちこれを使用する者の筋力増強用“固定式″自転車の
装備として設計されたものである。

［本発明の実施例］これらの装置において、任意に調節可能な抵抗は、使用
者のペダル力に対抗するものである。

これらの抵抗は、自転車を荷物の無い状態で固くなめら
かで水平な地面の上を普通にこぐ場合に相当する低抵抗
値から、自転車を困難な状態、例えば坂道を登るとか、
砂地等の悪路で運転する場合に相当する高抵抗値の間で
調節することができる。

このような減速機の設計は通常重量トラックに使用され
ているような減速機とは基本的に異なる。

重量トラック用減速機では、回転質ωは可能なかぎり軽
くする一方、与えられた重量に対し発生される制動トル
クは可能なかぎり大きくする必要があり、制動力はしば
しば１００ｋＷ以上にもなる。

反対に今回の場合は、減速機の回転質量は比較的大きく
ても良く、又最大制動トルクは適度な大きさでなければ
なく制動力は例えば１０ｗから１ｋｗの間で変動するも
のである。

これら２つの基準を同時に考慮することによって次のこ
とが可能となる。

一一万では比較的重い磁性体からなる２枚の平行円板の
組を誘導回転子として使用すること。

−又一方では、これら２枚の円板の周辺長の一部のみを
渦電流生成用に使用すること、前記一部分とは例えば前
記長さの４分の１から２分の１の間に含まれる。

後者の特徴は本分野では全く例外的である、それは普通
はこれと反対に各円板の全領域を渦電流生成用に利用し
ようと努められるものだからである。

さらに誘導固定子を２枚の円板の間に、軸に直交する方
向から着膜可能なように装着し全体として非常に１ｍ単
でかつ丈夫な構造を操用することができる。

軸Ｘを有する誘導回転子の２枚の平行円板の構造が第１
図に示されている。

これらは軸Ｘと同軸の車軸２によって貫通されており、
車軸自体は減速機の支持枠３の上に特に軸の前後動を阻
止する形式のベアリング４を介して装着されており軸の
良好な位置決めがなされている。

円板１には又、ネジを切られた連結棒５が貴通し、ナツ
ト６にネジ込むことにより、２枚の円板を車軸２の肩部
７又は、この車軸の周囲に近接し、軸に対して取付けら
れている環状スペーサの端部に押付けて取付けることか
できる。

誘導固定子は非磁性体物質、例えばスアンレス鋼で作ら
れた皿状部材（Ｃ）を有し、この皿状部材は平らな底部
８と、この底部に垂直な縁９とを有している。

底部８は各円板周辺部の９０度を超える角度（Ａ）部分
を覆うように備えられており、前記部分は直径（Ｄ）の
円板の外周部で外側から、又直径（Ｄ／２）の円板で内
側から囲まれている。

底部８は各々の円板のこのように定義された領域を覆う
部分の外側で、この部分の両側に、前記領域の対称軸、
（Ｓ）に垂直な方向に拡がっており、縁９は２つの平ら
でかつ平行な端部１０を有し、これらの平面は２枚の円
板の間に間隙を作るための骨組となっている。

このことにより、皿状部材（Ｃ）は枠３の２つの堅い素
子１１にまっすぐにかつ平行に固定することができる。

これらの素子は減速機の全体を円板の回転を阻害するこ
となく囲むことができる。

図示された実施例において、角度（Ａ）は９０度より少
し大きなたけであり、従って底部８は細長い形状をして
いる。

さらに、底部８は回転子の軸（Ｘ）に最も近い部分は、
ここでは軸を中心とする円弧状となるように考慮されて
いる。このことにより底部８は口の開いた厚めのＣ字形
でしかも皿状となり、−殻内な形のあごひげ状板となっ
ている。

底部８上には、円筒状又は角柱状をした磁性体の２つの
鉄心１２及び１３が装着されておりこれらの母線は軸（
Ｘ）と平行である。

これら２つの鉄心は底部８に切られた開口１４゜１５を
貫通している。

重ね板、又は輪止め１６．１７は各鉄心のｉｔ端に、特
にネジで固定され、それぞれ対応でる開口１４．１５の
縁部外表面にｖＭ着されている。

皿状部内の第１鉄心１２部分は電線からなるコイルで近
接して囲まれている。

このコイル１８は前記鉄心に皿状部材の底部８で直接接
するように接着されており、このため鉄心は皿へ装着し
た後は移動しないようになっている。

第２鉄心１３の前記皿状部材への装着は、止め輪１９（
第３図）を鉄心上の皿底部内面すぐ近くに切られた溝に
はめ込むことで固定するようになっている。

２つの鉄心１２及び１３、同様に輪止め１６及び１７の
寸法は、円板に対して平らになるように決められており
、円板から短い距離（旦）だけ１れて“エア・ギャップ
″を形成している。

コイル１８に電流が送られた際に固定子に交互の極性を
有する磁極を形成するのはこの領域であり、この電流に
より生成された磁束は第１鉄心１２の軸方向に、２枚の
円板の１つ２の円周沿いに流れ、第２鉄心１３に、萌の
鉄心とは逆向きの軸方向に流れ、最終的に第２円板の円
周沿いに先の円板とは逆向きに流れ、再び第１鉄心１２
に戻る。

円板内に制動力を発生させる渦電流は、これらの円板内
に発生される磁速の変化と、２つの反対極性を有する固
定磁極に対面したこれらの円板の甲純回転の結果生じる
ものである。

ボート１９は固定子皿状部材を素子１１に締付けるボル
ト・ナツト機構を受けるように設計されており、これら
は軸（Ｘ）と平行に伸びていて、前記の機構のネジを締
める間にエア・ギャップの微調整が可能なようになって
いる。

図示された実施例において、円板２の間にある２つの鉄
心１２及び１３、それぞれの寸法及び位置は、従来形減
速機で軸（Ｘ）の周囲に等間隔に配置された６極式減速
機の６つの鉄心のうちの２つに対応する。

換言ずれば、これら２つの鉄心の軸は、それぞれ軸（Ｘ
）を通り、互いに６０度の角をなす２枚の平面内にある
。

その結果ここては円板２内に渦電流を発生させるために
従来この目的で利用されていた各円板の質量の３分の１
を利用しているだけである。

さらに注目すべき点は、ここでは２つの鉄心１２及び１
３の一方のみにコイル１８が巻かれていることであり、
この結果さらにこの装置で発生される渦電流の強度は従
来形減速機に比べて減衰する。

先に説明したように、これらの構成の結果である比較的
弱い制動トルクは、ここでは欠点とはならない、それは
大きな制動トルクを発生する必要がないからである。

゛皿状部材及び鉄心で構成された固定子は、２枚の円板
１の間に、軸Ｘに対して直角な半径方向に着脱可能なよ
うに装着されている。すなわち、これらの円板を取りは
ずす必要がないということである。このことは２重円板
形電気式減速機の分野では例外的なことであり、修理や
保守が画期的に簡単となる。

先にも述べたように、前述の低出力減速機の提示された
用途は、家庭用トレーナの設備としてである。

この種の２つの使用例が第４図から、第７図に示されて
おり、図中減速様は参照記号（Ｒ）で示されている。

第１の応用例は、第４図に図式的に示されており、家庭
用トレーナの固定枠３には、サドル２０と、ハンドル棒
２１と、チェーン車輪２２及び２つのペダル２３から成
るクランク歯車と、それにチェーン車輪２２と車輪２４
のスプロケットを連結するチェーン２５を介して、チェ
ーン車輪２２と共に回転するように連結された車輪２４
とが含まれている。

この車輪の外周部には溝を有するヘリ２７があって、そ
の中に梯形のベルト２８が減速機（Ｒ）の円板１に取付
けられた小形プーリー２９と連結するように配置されて
いる。

第１図から第３図に示されるように、この小形プーリー
２９は好適に２枚Φ円板１の間に設置されている；従っ
てこれは又好適に、連結棒５でつらぬかれている。

図に示すように、これは車軸２の肩部の１つと、２枚の
円板１の一方との間に軸を同じくして近接配置すること
もできるが、２枚の円板１の中間部に、好適な同軸スペ
ーサ　リングをこのプーリーとこれら２枚の円板の各々
との間に挿入することにより配置することもできる。

第２図に示されるように、固定子皿状部の車軸２側に切
欠きが備えられているが、これは前記プーリー２９をあ
る間隔をもって囲むためのものである。

第５図から第７図に示す第２の応用例では、家庭用トレ
ーナは、基本的には自転車の一部で構成されており、そ
の後輪３０は、平行軸を有する２つの水平ロール３１．
３２の上に置かれている。

減速機（Ｒ）の回転子１，２．５．６は、これら２つの
ロールの１つ３１に回転軸を同じくして締結されている
。　　　　　　　　　　　　　　　　４゜この目的のた
めに、例えば連結棒５は、２枚の円板１を貫通ずるだけ
ではなく、ロール３１の一方の軸端から放射状に折り返
された鍔３３をも貫通している。

第７図に示すようにロール３１は枠３に対して固定され
た内部棒３４にロール３５を介して設置されている。

この結果、いずれの実施例を採用するにせよ、最終的に
は、低出力形減速機が構成できその構造、動作及び長所
は先に十分述べた通りである。

自明なように、又（でに行なった説明からも類推される
ように、本発明は、応用例や実施例から制限を受けるも
のではない。これらの応用例や実施例はかなり限定した
例として考察されたものである。これとは反対に、本発
明はすべての改変をも範囲として含むｂのであって、特
に誘導固定子を構成する磁性体から成る２つの鉄心１２
．１３を共に電線から成るコイルで囲むような例も含ま
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、本発明に従って構成され
た電気式減速機の実施例でありそれぞれ、第１図は第２
図の線Ｉ−Ｉに沿った軸断面図、第２図は第１図の矢印
■の方向から見た側面図、第３図は第２図の線■−■に
沿った断面図である。第４図は減速機を備えた家庭用トレーナの模式的透視図
を示す。第５図及び第６図は本発明により構成された別の減速機
を備えた家庭用トレーナの一部を図式的に示し、それぞ
れ内部立面図及び平面図である。第７図は減速機の後者の実施例の軸断面図及びこれを備
えた装置の一部を示す。［符号の説明］１・・・円板２・・・車軸３・・・枠５・・・ボルト６・・・ナツト８！・・皿状部材底部１２．１３・・・鉄心１４．１５・・・開口部１６．１７・・・重ね板１８・・・コイル１９・・・止め輪２８・・・ベルト２９・・・プーリー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同一軸に固定され磁性体製の２枚の平行円板から
成り、好適な枠にベアリングを介して設置されている電
機子回転子と、偶数個の円筒状又は角柱状をし、その母
線が減速機の軸と平行な磁性体製鉄心を有する誘導子固
定子とで構成された低出力形電気式減速機において、前
記鉄心はその磁極性が隣同志交互に反転し、２枚の円板
に近接して対面するように配置され、隣接した各２つの
鉄心対の軸は、減速機の軸を通り互いに４５度から９０
度の間の角度を成す２枚の平面内に含まれ、誘導子固定
子に含まれる鉄心対の数が１に等しく、前記固定子が２
枚の回転子円板の間で半径方向に着脱可能なように設置
されていることを特徴とする低出力形電気式減速機。
（２）特許請求の範囲第１項に記載の減速機において、
２つの鉄心のうちの一方のみが電線コイルで囲まれてい
ることを特徴とする、減速機。
（３）特許請求の範囲第１項に記載の減速機において、
２つの鉄心の各々が非磁性体製の堅固な皿状部材の平ら
な底部を貫通し、それぞれの一方の端部に取付けられ、
前記底部の外部表面に対面する重ね板を有することを特
徴とする減速機。
（４）特許請求の範囲第３項に記載の減速機において、
コイルで巻かれた各鉄心の皿状部底面への装着が電線コ
イルをこの鉄心の皿状部に貫通する部分に接着すること
により完全になされていることを特徴とする減速機。
（５）特許請求の範囲第２項に記載の減速機において、
コイルで巻かれていない各鉄心の皿状部底面への装着が
止め金を前記鉄心に切られた溝内にはめ込むことにより
なされていることを特徴とする減速機。
（６）特許請求の範囲第３項に記載の減速機において、
皿状部の縁がその底面に対して直角に折り曲げられ、互
いに十分離れた２つの平行部を有し、前記皿状部を枠の
一部を構成し、２枚の円板をある間隔をおいて囲む２つ
の固定素子にそれぞれ固定できるようにされていること
を特徴とする減速機。
（７）特許請求の範囲第６項に記載の減速機において、
皿状部の締結部分に、減速機の軸に平行に伸びる長方形
の穴が開けられ、皿状部を枠に固定する過程でエアギャ
ップの調整が可能となっていることを特徴とする減速機
。
（８）特許請求の範囲第３項に記載の減速機において、
皿状部材があごひげ状の板の一般形をしていることを特
徴とする減速機。
（９）特許請求の範囲第１項に記載の減速機において、
２枚の円板が互いに、ネジを切られかつこれらを貫通す
る複数の連結棒とナットとで連結され、ネジを締めるこ
とにより、これらの円板を車軸の肩部又は、この車軸に
近接して囲んでいる環の端部に対して押し付けるように
構成されていることを特徴とする減速機。
（１０）特許請求の範囲第９項に記載の減速機において
、ネジ付連結棒が、２枚の円板と同軸で制動トルクを別
の回転部材でそれ自身好適に家庭用トレーナのクランク
歯車に連結された回転部材に伝達するためのベルト用プ
ーリーをも貫通し、前記プーリーは２枚の円板の間に好
適に配置されていることを特徴とする減速機。
（１１）特許請求の範囲第９項に記載の減速機において
、ネジ付連結棒が、家庭用自転車型トレーナの車輪を支
えるためのローラに対し共に回転するように固定されて
いる鍔をも貫通していることを特徴とする減速機。
（１２）同一軸に固定され磁性体製の２枚の平行円板か
ら成り、好適な枠にベアリングを介して設置されている
電機子回転子と、偶数個の円筒状又は角柱状をし、その
母線が減速機の軸と平行な磁性体製鉄心を有する誘導子
固定子とで構成された低出力形電気式減速機において、
前記鉄心はその磁極性が隣同志交互に反転し、２枚の円
板に、近接して対面するように配置され、隣接した各２
つの鉄心対の軸は、減速機の軸を通り互いに４５度から
９０度の間の角度を成す２枚の平面内に含まれ、誘導子
固定子に含まれる鉄心対の数が１に等しく、前記固定子
が２枚の回転子円板の間で半径方向に着脱可能なように
設置されていることを特徴とする低出力形電気式減速機
を具備した家庭用トレーナ。