JPH11105773A - 車の補助動力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 渦巻きバネを利用して自転車の走行エネルギ
を容易に得ることが可能な補助動力装置を提供する。 【解決手段】 自転車のフォーク２に遊び車３およびゼ
ンマイ内蔵車輪４を取り付け、遊び車３は、ワイヤ８に
引かれて軸６を中心として回動し、前車輪１とゼンマイ
内蔵車輪４とに接触して前車輪１の回転をゼンマイ内蔵
車輪４に伝えるように成し、ゼンマイ内蔵車輪４は、遊
び車３より伝えられる回転に従ってゼンマイが巻き込ま
れるように成すとともに、ワイヤ１３に引かれてパネル
５と共に回動し、前車輪１に接触して巻かれたゼンマイ
による回転を前車輪１に伝えるように成すことにより、
前車輪１の回転エネルギをゼンマイに一旦蓄積してこの
蓄積エネルギを放出して運転者の踏圧力を助勢すること
ができるようにして、発進時や加速時または登坂時にお
ける運転者の労力を軽減できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車の補助動力装置に
関し、特に、渦巻きバネ（ゼンマイ）を利用した補助動
力装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】人力によって駆動操縦する自転車は、ペ
ダルの駆動軸に設けた前スプロケットと、後輪ハブ体の
側面に設けた後スプロケットとをチェーンで連動させ
て、ペダルの踏圧力により後輪を回転させながら走行す
るものであり、手軽な乗物として多くの人に利用されて
いるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、自転車を運転
するにあたって最も脚力を要するのは、発進時や加速時
あるいは登坂時である。特に、坂道や荷台に荷物を積載
した状態で発進する場合には、相当大きな脚力が必要と
される。そのため、発進時に十分な加速が得られず進路
がふらついて安定走行ができなかったり、登坂時に上り
坂の途中で自転車より降りて自転車を押し上げなくては
ならない場合も少なくなかった。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑みて成され
たものであり、渦巻きバネを利用して自転車等の車の走
行エネルギを容易に得ることが可能な補助動力装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の車の補助動力装
置は、車のフォークに軸を中心として回動可能な第１、
第２の連結部を介して各々取り付けた第１の車輪と第２
の車輪とを備え、上記第１の車輪は、第１のワイヤに引
かれた上記第１の連結部と共に移動し、車の車輪と上記
第２の車輪とに接触して上記車の車輪の回転を上記第２
の車輪に逆回転として伝えるように成され、上記第２の
車輪はゼンマイを内蔵し、上記第１の車輪より伝えられ
る回転に従って上記ゼンマイが巻き込まれるように成さ
れるとともに、第２のワイヤに引かれた上記第２の連結
部と共に移動して車の車輪に接触し、上記巻かれたゼン
マイの弛緩力によって回転する上記第２の車輪の回転を
上記車の車輪に伝えるように成されたことを特徴とする
ものである。

【０００６】本発明の他の特徴とするところでは、上記
第２の連結部は、上記第２の車輪に設けた一方向にのみ
回転を許す構造のラチェット歯車に係合するラチェット
と、第３のワイヤの牽引によって上記ラチェットを移動
させ、上記ラチェットと上記ラチェット歯車との係合を
解くためのクラッチとを備える。

【０００７】本発明のその他の特徴とするところでは、
上記ゼンマイの巻き過ぎを防止する手段を備える。例え
ば、上記ゼンマイの巻き過ぎを防止する手段は上記第２
の車輪に内蔵され、上記第２の車輪の円周に平行して設
けた１又は複数のラチェット歯と、上記ラチェット歯の
外周に設けられ、上記ラチェット歯に係合するラチェッ
トと、上記ラチェット歯の内周に設けられ、上記ラチェ
ット歯が軸を中心として回転する範囲を決める底部材で
あって、上記ラチェット歯が落ち込む所定のくぼみを有
する底部材と、上記ラチェット歯と同一の円周上に設け
られ、一端が軸支されて回転可能と成されるとともに、
他端が上記ゼンマイと所定の連結帯を介して上記底部材
とに接続された可倒板と、上記可倒板と上記連結帯との
間であって、上記可倒板が軸支された軸から一定距離の
位置に設けた固定軸とを備える。

【０００８】本発明のその他の特徴とするところでは、
上記第１のワイヤを牽引するための第１のレバーの先端
付近と、ブレーキレバーの根元部分とをバネ付きの軸に
よって軸支することによって上記第１のレバーと上記ブ
レーキレバーとを連結するとともに、上記第１のレバー
が一定区間だけ移動した後に上記第１のレバーを係止さ
せるための係止構造を備え、最初の一定区間は上記第１
のレバーと上記ブレーキレバーとが一体となって動くよ
うに成すとともに、上記第１のレバーの係止後は上記ブ
レーキレバーのみが単独で動くように成している。

【０００９】本発明のその他の特徴とするところでは、
上記第２のワイヤを牽引するための第２のレバーの先端
付近と、上記第３のワイヤを牽引するための第３のレバ
ーの根元部分とをバネ付きの軸によって軸支することに
よって上記第２のレバーと上記第３のレバーとを連結す
るとともに、上記第２のレバーが一定区間だけ移動した
後に上記第２のレバーを係止させるための係止構造を備
え、最初の一定区間は上記第２のレバーと上記第３のレ
バーとが一体となって動くように成すとともに、上記第
２のレバーの係止後は上記第３のレバーのみが単独で動
くように成している。

【００１０】上記のように構成した本発明によれば、車
の車輪の回転力を第１の車輪を介して第２の車輪に伝達
し、これに内蔵されたゼンマイを巻き込んでエネルギを
蓄積する。その後、巻き込んだゼンマイを解放させてそ
のときの解放エネルギを第２の車輪から車の車輪に伝達
することにより、前進のための回転に要する力を助勢す
ることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は、自転車の前輪の一部構成
例を示す図である。図１において、１は自転車の前車輪
であり、左回転を前進、右回転を後進とする。本実施形
態では、この前車輪１を遊架するフォーク２に２種類の
車輪を備えている。１つは前車輪１のやや内側に設けた
遊び車３であり、もう１つは上記遊び車３の下方にパネ
ル５を介して設けたゼンマイ（渦巻きバネ）内蔵の車輪
４である。

【００１２】上記遊び車３は、図２に示すような構成を
有しており、回転軸６によってフォーク２に軸支されて
いる。この遊び車３には、第１のワイヤ８がアーム９に
設けられたストッパ７に固着されて接続されており、こ
の第１のワイヤ８は、図示しないハンドルに設けられた
レバー（後述する）に接続されている。これにより、第
１のワイヤ８を上方に引くことにより、遊び車３が回転
軸６を中心にして矢印Ａの方向に回動可能となってい
る。また、回転軸６は図示しないバネを備えており、第
１のワイヤ８の牽引を止めると、遊び車３は図に示す定
位置に戻るようになっている。

【００１３】遊び車３の車輪１０は、非回転のアーム９
で軸支されることにより、車輪１０がアーム９を軸とし
て左回転および右回転のどちらにも自由に回転するよう
になっている。すなわち、上述のようにして第１のワイ
ヤ８を上方に引いて遊び車３を矢印Ａの方向に移動させ
ることにより、遊び車３の車輪１０が前車輪１のリム１
１の内側に接触すると、前車輪１の回転力によって遊び
車３の車輪１０も回転するようになっている。

【００１４】また、ゼンマイ内蔵車輪４は、図示しない
非回転の軸棒によってパネル５と一体化されており、ゼ
ンマイ内蔵車輪４自体は、上記軸棒を軸として左回転お
よび右回転のどちらにも自由に回転するようになってい
る。このゼンマイ内蔵車輪４は、ゼンマイの他に、巻き
込まれたゼンマイが元に戻らないようにするための手段
や、ゼンマイの巻き過ぎを防止するための手段などを内
蔵している（共に後述する）。

【００１５】上記ゼンマイ内蔵車輪４と上記軸棒によっ
て一体化されたパネル５は、回転軸１２によってフォー
ク２に軸支されている。このパネル５の一端には第２の
ワイヤ１３が接続されており、この第２のワイヤ１３
は、図示しないハンドルに設けられたレバー（後述す
る）に接続されている。これにより、第２のワイヤ１３
を上方に引くことにより、パネル５が回転軸１２を中心
にして矢印Ｂの方向に回動可能となっている。また、回
転軸１２は図示しないバネを備えており、第２のワイヤ
１３の牽引を止めると、パネル５はストッパ１４のある
定位置に戻るようになっている。

【００１６】上記パネル５は、図３に示すように構成さ
れており、上述の回転軸１２は軸穴１７を通してフォー
ク２に軸装される。そして、このパネル５の表板１８と
裏板１９との間の空間には、図４に示すような移動ギヤ
２１およびゼンマイ内蔵車輪４の構成（ただし、移動ギ
ヤ２１の小輪２２を除く）が挿入される。すなわち、パ
ネル５の表板１８は移動ギヤ２１の小輪２２と大輪２３
との間にあり、裏板１９はゼンマイ内蔵車輪４の右外側
にある。

【００１７】図５および図６は、図４に示した移動ギヤ
２１およびゼンマイ内蔵車輪４の構成をより詳しく示し
た図である。図５（ａ）に示すように、移動ギヤ２１
は、小輪２２と大輪２３とが２つの固定板２４によって
固設された構成となっており、上記固定板２４の一方あ
るいは両方の近傍にはバネ２５が設けられている。

【００１８】また、図５（ａ）の移動ギヤ２１を矢印の
方向から見た様子を表す図５（ｂ）に示すように、大輪
２３の内部には、バネ２７の力により先端の係止爪がゼ
ンマイ内蔵車輪４のラチェット歯車２８に圧接されるよ
うになされた第１のラチェット２６が設けられている。

【００１９】上記ラチェット歯車２８は、図６に示すよ
うに、一辺が比較的滑らかなカーブを持ち、他辺が直線
的なエッジを持つ三角形状の歯を多く有している。この
構成により、第１のラチェット２６が隣接する歯間にあ
るとき、ある一方向に対しては第１のラチェット２６が
歯上を摺動することが可能であるが、その逆方向に対し
ては第１のラチェット２６が歯によって係止され、摺動
不可能なようになっている。

【００２０】これにより、第１のラチェット２６とラチ
ェット歯車２８とが係合しているときは、ゼンマイ３０
が巻き込まれる方向に対してはゼンマイ内蔵車輪４が回
転可能であり、巻かれたゼンマイ３０が元に戻る方向
（ゼンマイ３０が解放される方向）に対してはゼンマイ
内蔵車輪４は回転できないようになっている。すなわ
ち、これらの第１のラチェット２６とラチェット歯車２
８とは、ゼンマイ３０が巻かれるのを許すとともに、巻
かれたゼンマイ３０が元に戻らないようにするための手
段として機能する。

【００２１】なお、図４に示したゼンマイ内蔵車輪４
は、図６に示すラチェット歯車２８付きの円板２９と、
円周方向に沿って設けられた溝穴３８内に図示しないバ
ネを有する円板３９との間に３１に示す構成が挟着され
て成る。すなわち、円板２９がリング３２の外側に固着
され、円板３９がリング３３の外側に固着される。軸棒
３４は、上述したゼンマイ内蔵車輪４とパネル５とを一
体化させるためのものである。

【００２２】再び図１に戻って説明する。図１に示すよ
うに、移動ギヤ２１の小輪２２とパネル５との間には、
クラッチ部材１５が設けられており、このクラッチ部材
１５には第３のワイヤ１６が接続されている。更にこの
第３のワイヤ１６は、図示しないハンドルに設けられた
レバー（後述する）に接続されている。ここに示した移
動ギヤ２１と、パネル５と、クラッチ部材１５との関係
を、図７に更に詳しく示す。

【００２３】図７（ａ）は、上記第３のワイヤ１６が上
方に引かれていない状態を示している。この状態では、
移動ギヤ２１の小輪２２とパネル５の表板１８との間に
は隙間がほとんどなく、移動ギヤ２１は、その大輪２３
内の第１のラチェット２６とゼンマイ内蔵車輪４のラチ
ェット歯車２８とが係合する位置にある。

【００２４】一方、図７（ｂ）は、上記第３のワイヤ１
６が上方に引かれている状態を示している。この状態で
は、クラッチ部材１５の作用によって移動ギヤ２１が矢
印Ｃの方向に移動され、移動ギヤ２１の小輪２２とパネ
ル５の表板１８との間には隙間ができる。これにより、
移動ギヤ２１の大輪２３内の第１のラチェット２６と、
ゼンマイ内蔵車輪４のラチェット歯車２８との係合が解
かれ、巻き込まれていたゼンマイ３０が解放されること
により、ゼンマイ内蔵車輪４もそれに従って回転する。

【００２５】なお、第３のワイヤ１６の牽引を止める
と、移動ギヤ２１に設けられたバネ２５の反発力によっ
て、移動ギヤ２１が矢印Ｃとは逆の方向に移動し、再び
図７（ａ）の状態に戻る。このとき、クラッチ部材１５
は移動ギヤ２１の小輪２２に押されて元の状態に戻る
が、クラッチ部材１５の支点にもバネを備えることによ
り、独自の力によって戻るようにしても良い。

【００２６】次に、動作を説明する。図１において、ま
ず第１のワイヤ８が上方に引かれると、遊び車３が回転
軸６を中心にして矢印Ａの方向に移動する。これによ
り、遊び車３の車輪１０は、前車輪１のリム１１の内側
とゼンマイ内蔵車輪４との両方に接触する。なお、この
とき第２および第３のワイヤ１３，１６は上方に引かれ
ておらず、ゼンマイ内蔵車輪４は、前車輪１に接触して
いない。

【００２７】この動作が自転車が前進しているときに行
われると、前車輪１の左回転が遊び車３に伝達されて遊
び車３が左回転するとともに、その遊び車３の左回転が
更にゼンマイ内蔵車輪４に伝えられ、このゼンマイ内蔵
車輪４が右回転（進行方向とは逆回転）に回転する。こ
れにより、ゼンマイ内蔵車輪４内のゼンマイ３０が巻き
込まれる。

【００２８】その後、第１のワイヤ８の牽引を止め（遊
び車３は元の位置に戻る）、第２のワイヤ１３を牽引す
ると、パネル５がゼンマイ内蔵車輪４と共に矢印Ｂの方
向に移動する。これにより、ゼンマイ内蔵車輪４は前車
輪１のリム１１の内側に接触する。更にその後、第３の
ワイヤ１６を牽引すると、クラッチ部材１５の作用によ
って図４の移動ギヤ２１がゼンマイ内蔵車輪４から離れ
る方向に移動し、第１のラチェット２６とラチェット歯
車２８との係合が解かれ、巻き込まれていたゼンマイ３
０が元に戻る。

【００２９】これにより、ゼンマイ内蔵車輪４は、ゼン
マイ３０の弛緩力によってゼンマイ３０が解放される方
向（図１では左回転）に回転する。このとき、ゼンマイ
内蔵車輪４と前車輪１とが接触しているので、ゼンマイ
内蔵車輪４の左回転は、自転車が前進するための補助動
力として前車輪１に伝達される。なお、このときゼンマ
イ内蔵車輪４と遊び車３とは接触していないが、遊び車
３と前車輪１とが接触していなければゼンマイ内蔵車輪
４と遊び車３とは接触していても良い。

【００３０】このように、本実施形態に係る自転車の補
助動力装置によれば、自転車の前進時における前車輪１
の回転エネルギをゼンマイ３０に貯蔵し、その貯蔵した
エネルギを任意の時点で放出することにより、運転者の
ペダルの踏圧力を助勢することができる。これにより、
発進時や加速時あるいは登坂時において、運転者の労力
を半減させて走行を容易にすることができる。

【００３１】図８は、上述した各第１のワイヤ８，１
３，１６が接続されるハンドルのレバーの構成を示す図
である。図８（ａ）および（ｂ）は、第１のワイヤ８を
牽引することによって遊び車３を前車輪１とゼンマイ内
蔵車輪４とに接触させるための遊び車牽引レバー４１
と、第４のワイヤ４０を牽引することによって図示しな
いブレーキを作動させるためのブレーキレバー４２との
構成を示す。

【００３２】図８（ｂ）に示すように、遊び車牽引レバ
ー４１とブレーキレバー４２とは、軸４３を介して連結
されており、ブレーキレバー４２は軸４３の位置を支点
にして回動可能なようになっている。さらに、遊び車牽
引レバー４１とブレーキレバー４２とは、図８（ｂ）の
ようにバネ４９によって接続され、ブレーキレバー４２
の回動可能な範囲が制限されている。

【００３３】この構成により、遊び車牽引レバー４１を
図の下方に倒すと、ブレーキレバー４２も遊び車牽引レ
バー４１と一緒に移動するが、このときは遊び車３用の
第１のワイヤ８が牽引されるのみで、ブレーキ用の第４
のワイヤ４０は牽引されない（第４のワイヤ４０が下方
に移動するだけである）。したがって、ブレーキによっ
て自転車に制動をかけることなくゼンマイ３０を巻き込
み、エネルギを貯めることができる。

【００３４】ブレーキをかけるためには、軸４３の位置
を支点にしてブレーキレバー４２だけを下方に倒す必要
がある。バネ４９をある程度弱くしておけば、遊び車牽
引レバー４１を動かさずにブレーキレバー４２だけを下
方に倒すことが可能であるが、本実施形態ではバネ４９
の強度は強くし、ブレーキレバー４２を操作したときに
も遊び車牽引レバー４１が一緒に下方に倒れるように構
成する。これにより、ブレーキによって制動をかけると
きには必ずゼンマイ３０を巻き込み、補助動力のための
エネルギを貯えるようにすることができる。

【００３５】さらに、本実施形態では、軸４３の位置を
支点にしてブレーキレバー４２だけを下方に倒すことが
できるようにするために、遊び車牽引レバー４１の根元
部分４４を角張らせた構成としている。すなわち、この
根元部分４４は、ブレーキレバー４２と共に遊び車牽引
レバー４１が下方に倒されたときに、図示しないハンド
ルのフレームに当たり、遊び車牽引レバー４１がハンド
ルのフレームによって衝止する。よって、この状態から
更にブレーキレバー４２を操作すれば、ブレーキレバー
４２だけが軸４３を支点にして下方に倒れ、ブレーキ用
の第４のワイヤ４０が牽引される。

【００３６】また、図８（ｃ）は、第２のワイヤ１３を
牽引することによってゼンマイ内蔵車輪４を前車輪１に
接触させるためのパネル牽引レバー４５と、第３のワイ
ヤ１６を牽引することによってクラッチ部材１５を作動
させ、巻き込まれたゼンマイ３０を解放するための解放
レバー４６との構成を示す。図８（ｃ）に示すように、
これらのパネル牽引レバー４５と解放レバー４６も、遊
び車牽引レバー４１およびブレーキレバー４２と同様
に、軸４７を介して連結されるとともに、図示しないバ
ネによって接続されている。また、パネル牽引レバー４
５の根元部分４８も角張らせた構成としている。

【００３７】この構成により、パネル牽引レバー４５を
図の下方に倒すと、パネル牽引レバー４５と解放レバー
４６とが一緒に移動し、第２のワイヤ１３のみが牽引さ
れてゼンマイ内蔵車輪４が前車輪１のリム１１に接触す
る。そして、パネル牽引レバー４５は、その根元部分４
８が図示しないハンドルのフレームに当たって衝止す
る。その後、解放レバー４６を操作すると、解放レバー
４６だけが軸４７を支点にして下方に倒れ、これによっ
て第３のワイヤ１６が牽引される。

【００３８】第３のワイヤ１６が牽引されると、クラッ
チ部材１５の作用によって移動ギヤ２１がニュートラル
状態となり、それまでに巻かれていたゼンマイ３０が解
放される。これにより、ゼンマイ内蔵車輪４は、ゼンマ
イ３０の弛緩力によって回転し、そのゼンマイ内蔵車輪
４の回転が、自転車が前進するための補助動力として前
車輪１に伝達される。

【００３９】ところで、ゼンマイ３０に貯えられたエネ
ルギを前車輪１に確実に伝えるためには、ゼンマイ３０
を解放する際にはゼンマイ内蔵車輪４と前車輪１とが必
ず接触している必要がある。よって、パネル牽引レバー
４５を操作せずに解放レバー４６だけを操作すると、ゼ
ンマイ内蔵車輪４が空転するだけでその回転エネルギは
前車輪１に伝達されない。

【００４０】このような不都合を防止するために、本実
施形態では、パネル牽引レバー４５と解放レバー４６と
を接続する図示しないバネの強度も強くしている。した
がって、解放レバー４６を単独で操作したときにも、パ
ネル牽引レバー４５が一緒に下方に倒れるようになる。
これにより、運転者が誤ってパネル牽引レバー４５より
も先に解放レバー４６を操作した場合でも、まず最初に
ゼンマイ内蔵車輪４を前車輪１に接触させることがで
き、ゼンマイ内蔵車輪４の空転を確実に防止することが
できる。

【００４１】このように、本実施形態では、遊び車牽引
レバー４１を操作することにより、任意の時点でゼンマ
イ３０を巻き込んで前車輪１の運動エネルギを蓄積する
ことができる。しかも、ブレーキ操作による制動や危険
回避時における走行の安全性を確保しつつ、ブレーキレ
バー４２の操作時には必ずゼンマイ３０にエネルギを蓄
積することもできる。さらに、パネル牽引レバー４５お
よび解放レバー４６の操作も任意の時点で行うことが可
能であり、前進のための補助動力を任意の時点で得るこ
とができる。

【００４２】なお、図８（ａ）および（ｃ）に示すレバ
ーは、図示しないハンドルの任意の箇所に設けることが
可能である。ただし、安全性を確保するためにブレーキ
レバー４２は操作しやすい部分に設置するのが好まし
い。例えば、図８（ａ）に示すレバーはハンドルの右グ
リップの下側（あるいは進行方向側）に設け、図８
（ｃ）に示すレバーはハンドルの右グリップの上側（あ
るいは進行方向の逆側）に設けるのが好ましい。なお、
ハンドルの左グリップには、後輪用のブレーキレバーが
設けられる。

【００４３】次に、ゼンマイ３０の巻き過ぎ防止手段に
ついて説明する。図６に示したように、ゼンマイ内蔵車
輪４の内部は、２つのリング３２，３３が複数（本実施
形態の場合は６個）の軸３５によって固定され、これら
のリング３２，３３間には複数（本実施形態の場合は５
個）のラチェット歯３６と、１個の可倒板３７とが円周
方向に沿って設けられる。これらのラチェット歯３６お
よび可倒板３７は、上述の軸３５によって軸支され、一
方向にのみ回転できるようになっている。

【００４４】上記可倒板３７にはゼンマイ３０の一端が
接続され、ゼンマイ３０の他端は非回転の軸棒３４に接
続される。ゼンマイ３０が巻かれていない状態では、可
倒板３７は、図６に示したように円周方向に沿って横に
なっている。一方、ゼンマイ３０が限界近くまで巻かれ
ると、ゼンマイ３０の先端部はゼンマイ内蔵車輪４の略
中心方向に向くので、このゼンマイ３０に引かれて可倒
板３７も、軸３５を支点にしてゼンマイ内蔵車輪４の略
中心方向に回転して倒れる。

【００４５】上記ラチェット歯３６および可倒板３７が
設けられたリング対部材３１の外周には、図９（ａ）に
示すようなリング部材５０が覆設される。このリング部
材５０の内周面には、上記ラチェット歯３６と同数の第
２のラチェット５１が設けられている。そして、このラ
チェット歯３６と第２のラチェット５１とが係合する
と、リング部材５０とリング対部材３１とが一体となっ
て回転可能となるようになっている。なお、図９（ｃ）
は、１つの第２のラチェット５１の構成を代表として示
したものである。

【００４６】例えば、第１のワイヤ８が牽引されて遊び
車３の車輪１０がゼンマイ内蔵車輪４のリング部材５０
の外周面に接触すると、車輪１０の回転がリング部材５
０に伝えられてリング部材５０が回転する。このとき、
リング対部材３１が上記リング部材５０と一体となって
回転することにより、可倒板３７に接続されたゼンマイ
３０が巻き込まれていく。このようにして、前車輪１の
動力が遊び車３を介してゼンマイ内蔵車輪４に伝えら
れ、その内部のゼンマイ３０に運動エネルギが貯えられ
る。

【００４７】また、第２のワイヤ１３が牽引されてゼン
マイ内蔵車輪４のリング部材５０が前車輪１に接触し、
更に第３のワイヤ１６が牽引されて巻き込まれていたゼ
ンマイ３０が解放されると、ゼンマイ３０の弛緩力によ
ってリング対部材３１が回転する。このとき、リング部
材５０が上記リング対部材３１と一体となって回転する
ことにより、リング部材５０の回転が前車輪１に伝えら
れ、自転車が前進するための補助動力となる。

【００４８】なお、自転車の走行中にゼンマイ３０の弛
緩力を利用して加速を得ようとする場合において、第３
のワイヤ１６が牽引される前に第２のワイヤ１３が牽引
されてゼンマイ内蔵車輪４のリング部材５０が前車輪１
に接触した段階では、ラチェット歯３６と第２のラチェ
ット５１とは係合せず、前車輪１の左回転がゼンマイ内
蔵車輪４のリング部材５０に伝えられても、リング部材
５０内のリング対部材３１は回転しない。

【００４９】すなわち、第２のラチェット５１も上記ラ
チェット歯車２８と同様に、一辺が比較的滑らかなカー
ブを持ち、他辺が直線的なエッジを持つ三角形状の爪を
有しているので、前車輪１の左回転がゼンマイ内蔵車輪
４のリング部材５０に伝えられて左回転するときは、第
２のラチェット５１はラチェット歯３６上を摺動し、リ
ング部材５０は空転する。これにより、ゼンマイ３０を
解放する前にゼンマイ内蔵車輪４のリング部材５０が前
車輪１に接触したときに、制動がかからないようにする
ことができる。

【００５０】さらに、上記ラチェット歯３６および可倒
板３７が設けられたリング対部材３１の内周には、図９
（ｂ）に示すような底部材５２が内設される。この底部
材５２は、ラチェット歯３６が軸３５によって回転可能
な範囲を決めるものであり、通常の円周に沿った形状を
有する円周部５３と、その円周に対して窪んだ形状を有
する凹部５４とが交互に複数備えられている。凹部５４
の数は、ラチェット歯３６の数と同じである。ラチェッ
ト歯３６は、この底部材５２上を摺動する。

【００５１】この底部材５２の一部には一定の間隙５５
が設けられていて、リング対部材３１の可倒板３７は、
この間隙５５に対応する位置に設けられる。底部材５２
の間隙５５付近には、溝穴５６が設けられていて、図示
しない連結帯がここに巻着される。なお、ここでは巻着
としているが、接続の方法はこれに限られない。さら
に、底部材５２の円板部分上であって、図６の溝穴３８
に対応する位置には溝穴５７が設けられ、溝穴３８の一
端と溝穴５７の一端とが図示しないバネによって接続さ
れている。

【００５２】図１０は、上記底部材５２とゼンマイ３０
と可倒板３７との接続状態を示す図である。上述したよ
うに、底部材５２の溝穴５６には連結帯５８の一端が巻
着されており、この連結帯５８の他端は、可倒板３７の
一端（溝穴５６の有る底部材５２の一端からは遠い方）
に設けられた溝穴に巻着されている。なお、この可倒板
３７の上記一端（上記連結帯５８の他端が接続されてい
る側）には、上述したようにゼンマイ３０も巻着されて
いる。

【００５３】連結帯５８は、鉛直方向に対して柔軟性が
あり、しかも長手方向に対する張力によって容易に切断
されない丈夫な材質のものを用いる。さらに本実施形態
では、可倒板３７と連結帯５８との間であって、可倒板
３７が回転するときの軸となる軸３５（可倒板３７の他
端に設けられる）から一定距離の位置に、固定軸５９を
設けている。

【００５４】以上のような構成により、ゼンマイ３０が
限界ぎりぎりのところまで巻かれると、可倒板３７はゼ
ンマイ３０に引かれて軸３５を中心として矢印Ｄの方向
（ゼンマイ内蔵車輪４の略中心方向）に回転し、これに
よって連結帯５８が可倒板３７に牽引される。このと
き、可倒板３７と連結帯５８との間に固定軸５９がある
ために、可倒板３７は図の下方に倒れるが、連結帯５８
は円周方向に沿って牽引されることになる。これによ
り、この連結帯５８が接続された底部材５２も円周方向
に沿った矢印Ｅの方向に移動する。

【００５５】このようにして底部材５２が矢印Ｅの方向
（円周方向）に移動すると、図１１に示すように、通常
は円周部５３上に位置しているラチェット歯３６が、凹
部５４の部分に摺動して下方に沈む。これにより、ラチ
ェット歯３６と第２のラチェット５１の係止爪とが係合
しなくなり、リング部材５０とリング対部材３１とは一
体となって回転することができなくなる。このようにし
て、ゼンマイ３０の巻き過ぎを確実に防止することがで
きる。なお、ゼンマイ３０が緩んで可倒板３７が元の位
置に戻ったときは、溝穴３８，５７に設けたバネの力に
よって底部材５２は矢印Ｅとは逆の方向に移動し、元の
状態に戻る。

【００５６】なお、以上の実施形態では、遊び車３およ
びゼンマイ内蔵車輪４は自転車の前輪部分に設けたが、
後輪部分に設けても良い。また、前輪部分および後輪部
分の両方に設けても良い。両方に設けた場合は、より多
くの運動エネルギをゼンマイに貯めて解放することがで
き、より大きな補助動力を得ることができる。

【００５７】また、ラチェット歯３６および第２のラチ
ェット５１の数は５個に限らず、少なくとも１個あれば
いくつでも構わない。さらに、ゼンマイ３０と底部材５
２とを可倒板３７および連結帯５８を介して接続した
が、ゼンマイ３０が鉛直方向にある程度の柔軟性を持つ
ものであれば、ゼンマイ３０と底部材５２とを直接接続
しても良い。ただし、この場合でも固定軸５９は必須の
構成である。

【００５８】また、以上の実施形態は、本発明の補助動
力装置を自転車に適用する場合を例にとって説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
自転車以外の二輪車や、三輪車あるいは四輪車にも適用
することが可能である。この場合において、遊び車３お
よびゼンマイ内蔵車輪４をどの車輪部分に設けるかは任
意である。

【００５９】その他、上記実施形態において示した各部
の構成および形状等は、何れも本発明を実施するにあた
っての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これ
らによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されては
ならないものである。なお、本発明はその精神、または
その主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施
することができる。したがって、上述の実施形態はあら
ゆる点において単なる例示に過ぎず、限定的に解釈して
はならない。

【００６０】

【発明の効果】本発明は上述したように、車のフォーク
に軸を中心として回動可能な第１、第２の連結部を介し
て各々取り付けた第１の車輪と第２の車輪とを備え、第
１の車輪は、第１のワイヤに引かれた第１の連結部と共
に移動し、車の車輪と上記第２の車輪とに接触して車の
車輪の回転を第２の車輪に逆回転として伝えるように成
し、第２の車輪はゼンマイを内蔵し、第１の車輪より伝
えられる回転に従ってゼンマイが巻き込まれるように成
すとともに、第２のワイヤに引かれた第２の連結部と共
に移動し、車の車輪に接触して巻かれたゼンマイの弛緩
力によって回転する第２の車輪の回転を車の車輪に伝え
るように成したので、車の車輪の回転エネルギをゼンマ
イに蓄積し、この蓄積エネルギを放出して運転者の踏圧
力を助勢することができ、発進時や加速時あるいは登坂
時における運転者の労力を軽減させることができる。そ
して、このような補助動力は、運転者が希望するときに
何時でも容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車の補助動力装置の一実施形態を
示す図であり、自転車の前輪の一部構成例を示す図であ
る。

【図２】遊び車の構成例を示す図である。

【図３】パネルの構成例を示す図である。

【図４】移動ギヤおよびゼンマイ内蔵車輪の一部構成例
を示す図である。

【図５】移動ギヤの構成例を示す図である。

【図６】ゼンマイ内蔵車輪の一部構成例を示す図であ
る。

【図７】クラッチ部材、移動ギヤおよびゼンマイ内蔵車
輪の関係を示す図である。

【図８】自転車のハンドルに設けられるレバーの構成例
を示す図である。

【図９】ゼンマイの巻き過ぎ防止手段を説明するための
図であり、ゼンマイ内蔵車輪に設けられる構成例を示す
図である。

【図１０】ゼンマイの巻き過ぎ防止手段を説明するため
の図であり、ゼンマイ内蔵車輪に設けられる構成例を詳
しく示す図である。

【図１１】ゼンマイの巻き過ぎ防止手段の動作を説明す
るための図である。

【符号の説明】 １ 前車輪 ２ フォーク ３ 遊び車（第１の車輪） ４ ゼンマイ内蔵車輪（第２の車輪） ５ パネル ８ 第１のワイヤ １３ 第２のワイヤ １５ クラッチ部材 １６ 第３のワイヤ ２１ 移動ギヤ ２６ 第１のラチェット ２８ ラチェット歯車 ３０ ゼンマイ ３６ ラチェット歯 ３７ 可倒板 ５１ 第２のラチェット ５２ 底部材 ５４ くぼみ（凹部） ５８ 連結帯 ５９ 固定軸

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】本発明のその他の特徴とするところでは、
上記第１のワイヤを牽引するための第１のレバーの先端
付近とブレーキレバーの根元部分とを軸によって軸支す
るとともに、バネによって接続することによって上記第
１のレバーと上記ブレーキレバーとを連結し、上記第１
のレバーが一定区間だけ移動した後に上記第１のレバー
を係止させるための係止構造を備え、最初の一定区間は
上記第１のレバーと上記ブレーキレバーとが一体となっ
て動くように成すとともに、上記第１のレバーの係止後
は上記ブレーキレバーのみが単独で動くように成してい
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】本発明のその他の特徴とするところでは、
上記第２のワイヤを牽引するための第２のレバーの先端
付近と上記第３のワイヤを牽引するための第３のレバー
の根元部分とを軸によって軸支するとともに、バネによ
って接続することによって上記第２のレバーと上記第３
のレバーとを連結し、上記第２のレバーが一定区間だけ
移動した後に上記第２のレバーを係止させるための係止
構造を備え、最初の一定区間は上記第２のレバーと上記
第３のレバーとが一体となって動くように成すととも
に、上記第２のレバーの係止後は上記第３のレバーのみ
が単独で動くように成している。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車のフォークに軸を中心として回動可能
   な第１、第２の連結部を介して各々取り付けた第１の車
   輪と第２の車輪とを備え、 上記第１の車輪は、第１のワイヤに引かれた上記第１の
   連結部と共に移動し、車の車輪と上記第２の車輪とに接
   触して上記車の車輪の回転を上記第２の車輪に逆回転と
   して伝えるように成され、 上記第２の車輪はゼンマイを内蔵し、上記第１の車輪よ
   り伝えられる回転に従って上記ゼンマイが巻き込まれる
   ように成されるとともに、第２のワイヤに引かれた上記
   第２の連結部と共に移動して車の車輪に接触し、上記巻
   かれたゼンマイの弛緩力によって回転する上記第２の車
   輪の回転を上記車の車輪に伝えるように成されたことを
   特徴とする車の補助動力装置。
2. 【請求項２】 上記第２の連結部は、上記第２の車輪に
   設けた一方向にのみ回転を許す構造のラチェット歯車に
   係合するラチェットと、 第３のワイヤの牽引によって上記ラチェットを移動さ
   せ、上記ラチェットと上記ラチェット歯車との係合を解
   くためのクラッチとを備えることを特徴とする請求項１
   に記載の車の補助動力装置。
3. 【請求項３】 上記ゼンマイの巻き過ぎを防止する手段
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車
   の補助動力装置。
4. 【請求項４】 上記ゼンマイの巻き過ぎを防止する手段
   は上記第２の車輪に内蔵され、 上記第２の車輪の円周に平行して設けた１又は複数のラ
   チェット歯と、 上記ラチェット歯の外周に設けられ、上記ラチェット歯
   に係合するラチェットと、 上記ラチェット歯の内周に設けられ、上記ラチェット歯
   が軸を中心として回転する範囲を決める底部材であっ
   て、上記ラチェット歯が落ち込む所定のくぼみを有する
   底部材と、 上記ラチェット歯と同一の円周上に設けられ、一端が軸
   支されて回転可能と成されるとともに、他端が上記ゼン
   マイと所定の連結帯を介して上記底部材とに接続された
   可倒板と、 上記可倒板と上記連結帯との間であって、上記可倒板が
   軸支された軸から一定距離の位置に設けた固定軸とを備
   えることを特徴とする請求項３に記載の車の補助動力装
   置。
5. 【請求項５】 上記第１のワイヤを牽引するための第１
   のレバーの先端付近と、ブレーキレバーの根元部分とを
   バネ付きの軸によって軸支することによって上記第１の
   レバーと上記ブレーキレバーとを連結するとともに、 上記第１のレバーが一定区間だけ移動した後に上記第１
   のレバーを係止させるための係止構造を備え、 最初の一定区間は上記第１のレバーと上記ブレーキレバ
   ーとが一体となって動くように成すとともに、上記第１
   のレバーの係止後は上記ブレーキレバーのみが単独で動
   くように成したことを特徴とする請求項１〜４の何れか
   １項に記載の車の補助動力装置。
6. 【請求項６】 上記第２のワイヤを牽引するための第２
   のレバーの先端付近と、上記第３のワイヤを牽引するた
   めの第３のレバーの根元部分とをバネ付きの軸によって
   軸支することによって上記第２のレバーと上記第３のレ
   バーとを連結するとともに、 上記第２のレバーが一定区間だけ移動した後に上記第２
   のレバーを係止させるための係止構造を備え、 最初の一定区間は上記第２のレバーと上記第３のレバー
   とが一体となって動くように成すとともに、上記第２の
   レバーの係止後は上記第３のレバーのみが単独で動くよ
   うに成したことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項
   に記載の車の補助動力装置。