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JPH1179058A - モータアシスト式人力回転駆動装置 - Google Patents

モータアシスト式人力回転駆動装置

Info

Publication number
JPH1179058A
JPH1179058A JP9243951A JP24395197A JPH1179058A JP H1179058 A JPH1179058 A JP H1179058A JP 9243951 A JP9243951 A JP 9243951A JP 24395197 A JP24395197 A JP 24395197A JP H1179058 A JPH1179058 A JP H1179058A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
human
motor
driven
rotary drive
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9243951A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuji Shoji
勝治 庄司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP9243951A priority Critical patent/JPH1179058A/ja
Publication of JPH1179058A publication Critical patent/JPH1179058A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/16Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the ground-wheel hub
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
    • B62M6/65Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts with axle and driving shaft arranged coaxially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人力回転駆動装置によって作動する人力作動
装置の使用中における、人力不足を補って、人力作動装
置が円滑に作動するようにする。 【解決手段】 フレーム2と、このフレームに回転可能
に支持されて駆動内歯歯車(歯数N1)9を有する人力回
転駆動軸8と、フレームに回転可能に支持されて従動内
歯歯車(歯数N2)7を有する従動回転体5と、人力回転
駆動軸8に対して回転軸心が一致し、かつ偏心軸部18
を有する中間軸19と、駆動内歯歯車9に噛合する第1
外歯歯車(歯数N3)26および従動内歯歯車7に噛合す
る第2外歯歯車(歯数N4)27を同軸かつ一体に有して
偏心軸部に回転可能に設けられた中間回転体21とを備
え、中間軸の一端をフレームに設けられたモータ16の
駆動軸17に連結し、かつN2を、N1×N4/N3に
近い値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人力不足を補うモ
ータを備えたモータアシスト式人力回転駆動装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、脚力を駆動源とした乗り物の一例
として自転車がある。また、手動回転力を駆動源にした
機械装置の一例として、手動ウインチがある。脚力や手
動回転力の人力は、人力回転駆動装置によって、自転車
や手動ウインチを駆動させる最適な回転駆動力に変換さ
れて、自転車の車輪や手動ウインチの巻取りドラムに伝
達される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、人間の体力に
は限界があり、自動車や手動ウインチ等の人力作動装置
を使用する人は、これらを長時間連続して使用すること
が困難である。
【0004】本発明は、上記の問題点に鑑み、人力を駆
動源とした人力作動装置の使用中に、疲労による人力不
足が生じたとき、あるいは、過負荷が加わったときの人
力不足を補って、その人力作動装置を円滑に作動させう
るようにしたモータアシスト式人力回転駆動装置を提供
することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (1) フレームと、該フレームに回転可能に支持されて
駆動内歯歯車を有する人力回転駆動軸と、前記フレーム
に回転可能に支持されて従動内歯歯車を有する従動回転
体と、前記人力回転駆動軸に対して回転軸心が一致し、
かつ偏心軸部を有する中間軸と、前記駆動内歯歯車に噛
合する第1外歯歯車および前記従動内歯歯車に噛合する
第2外歯歯車を同軸かつ一体に有して前記偏心軸部に回
転可能に設けられた中間回転体とを備え、前記中間軸の
一端を前記フレームに設けられたモータの駆動軸に連結
し、かつ前記駆動内歯歯車の歯数をN1、従動内歯歯車
の歯数をN2、第1外歯歯車の歯数をN3、第2外歯歯
車の歯数をN4としたとき、歯数N2を、N1×N4/
N3の値と同一ではないが、それに近い値に設定する。
【0006】(2) 上記(1)項において、人力回転駆動
軸と中間軸の端部同士を、ベアリングを介して互いに回
転可能に連結する。
【0007】(3) 上記(1)項または(2)項において、
人力回転駆動軸と人力回転手段との間に、人力回転手段
の正回転力を人力回転駆動軸に伝達し、逆回転力を逃が
すようにしたワンウエイクラッチを設ける。
【0008】(4) 上記(1)〜(3)項のいずれかにおい
て、フレームを自転車のフレームとし、従動回転体を車
輪の回転軸とすることにより、自転車用とする。
【0009】(5) 上記(1)〜(3)項のいずれかにおい
て、フレームを固定し、かつ従動回転体を索条巻取りド
ラムとすることにより、手動ウインチ用とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1〜図3に基づいて説明する。なお、以下の説明におい
て、「前」とは、図1における右側を言う。
【0011】構成を説明する。人力回転駆動装置(1)
は、いわゆる「複合ハイポサイクロイド減速機構」を使
用している。フレーム(2)は、側面視ほぼU字状に形成
されている。フレーム(2)の前片(3)と後片(4)は、円
筒状の従動回転体(5)の細径部(5a)と太径部(5b)をボー
ルベアリング(6)、(6)によって回転可能に支持してい
る。従動回転体(5)の太径部(5b)の内周には、歯数N2
の従動内歯歯車(7)が形成されている。
【0012】従動回転体(5)は、人力回転駆動軸(8)を
収容して回転可能に支持している。人力回転駆動軸(8)
の後端部(8a)には、歯数N1の駆動内歯歯車(9)が形成
された円筒状部材(10)がスプリングピン(11)によって固
着されている。人力回転駆動軸(8)は、ローラベアリン
グ(12)によって従動回転体(5)の細径部(5a)に支持さ
れ、円筒状部材(10)は、ローラベアリング(13)によって
従動回転体(5)の太径部(5b)に支持されている。
【0013】人力回転駆動軸(8)の前端部(8b)には、公
知のワンウエイクラッチ(14)によって、人力回転手段で
あるスプロケット(15)が設けられている。ワンウエイク
ラッチ(14)は、図1の右側から見て、スプロケット(15)
が時計方向回転(「正回転」と言う。)したときのみ、そ
の回転力を人力回転駆動軸(8)に伝達し、反時計方向回
転(「逆回転」と言う。)したときスプロケット(15)を空
転させるようになっている。
【0014】フレーム(2)の後片(4)には、モータ(16)
が設けられ、その駆動軸(17)には、偏心軸部(18)を有す
る中間軸(19)がスプリングピン(20)によって固着されて
いる。また、駆動軸(17)には、上記偏心軸部(18)と、後
述する中間回転体(21)と、ボールベアリング(22)、(22)
との重量バランスをとるカウンターウエイト(23)がねじ
止めされている。
【0015】中間軸(19)とフレーム(2)の後片(4)との
間に、公知の逆回転止め機構(24)が設けられている。逆
回転止め機構(24)は、中間軸(19)の正回転を許容し、逆
回転を阻止する機構である。中間軸(19)の前端部(19a)
は、人力回転駆動軸(8)の後端部(8a)とボールベアリン
グ(25)を介して互いに回転可能に連結されている。
【0016】偏心軸部(18)には、前後1対のボールベア
リング(22)によって中間回転体(21)が回転可能に設けら
れている。中間回転体(21)は、駆動内歯歯車(9)に噛合
する歯数N3の第1外歯歯車(26)と、従動内歯歯車(7)
に噛合する歯数N4の第2外歯歯車(27)を一体に有して
いる。
【0017】人力回転駆動軸(8)、駆動内歯歯車(9)、
従動回転体(5)、中間軸(19)およびモータ(16)の駆動軸
(17)は、回転軸心が互いに一致するように配設されてお
り、偏心軸部(18)と第1、第2外歯歯車(26)(27)は、そ
の回転軸心に対して偏心して配設されている。
【0018】作用を説明する。モータ(16)を停止した状
態でスプロケット(15)を正回転させると、正回転力は、
スプロケット(15)、ワンウエイクラッチ(14)、人力駆動
回転軸(8)、駆動内歯歯車(9)、第1外歯歯車(26)、第
2外歯歯車(27)および従動内歯歯車(7)を経て従動回転
体(5)に伝達され、従動回転体(5)が正回転する。スプ
ロケット(15)の回転力が伝達されているとき、中間軸(1
9)に逆回転の回転力が加わるが、逆回転止め機構(24)に
よって、その逆回転が阻止されるため、スプロケット(1
5)の回転力は確実に従動回転体(5)に伝達される。
【0019】従動回転体(5)の回転数は、スプロケット
(15)の回転数のN1×N4/N3×N2倍である。例え
ば、N1=33、N2=39、N3=27、N4=33
とすると、従動回転体(5)は、スプロケット(15)の回転
数の1.034倍の回転数で回転する。
【0020】スプロケット(15)を人力で回転させること
が困難になったとき、モータ(16)を始動し、モータ(16)
の回転力の助けによって、従動回転体(5)を回転させ
る。モータ(16)を始動すると、駆動軸(5)が正回転し、
第1、第2外歯歯車(27)、(28)が偏心軸部(17)とともに
偏心運動して、従動回転体(5)内を内サイクロド運動す
る。従動回転体(5)は、1/i=1−N1×N4/N3
×N2だけ、上記の例では、1/i=1−33×33/
27×39≒1/29だけ回転する。
【0021】すなわち、モータ(16)が1回転すると、従
動回転体(5)は、約1/29回転する。したがって、ス
プロケット(15)の回転数をM1、モータの回転数をM2
とすると、従動回転体(5)は、約(M1×1.034+
M2×1/29)の合成回転数で回転する。モータ(16)
の回転中、スプロケット(15)の回転を止めると、モータ
(16)の回転力のみによって、従動回転体(5)は正方向に
回転させられる。また、モータ(16)の回転を停止した状
態で、スプロケット(15)を回転させると、従動回転体
(5)は、人力のみにより回転させられる。
【0022】なお、本発明において、上記の歯数がN1
×N4=N3×N2となるような関係は避けなければな
らない。上記の式のiが0となり、従動回転体(5)にモ
ータ(16)の回転力が伝達されなくなるからである。ま
た、N2を、N1×N4/N3の値に近い値に設定する
と、iの値を大きくすることができる。
【0023】人力回転駆動装置(1)の使用例として、例
えば自転車と手動ウインチに使用する例がある。自転車
に使用する場合、人力回転駆動装置(1)のフレーム(2)
の前片(3)と後片(4)を自転車の両脇のフレームとし、
従動回転体(5)を後輪の回転軸とし、スプロケット(15)
を後輪に設けられたスプロケット(15)として使用する。
手動ウインチとして使用する場合、人力回転駆動装置
(1)のフレーム(2)を固定し、スプロケット(15)に手動
回転手段を連係するか、またはスプロケット(15)に代え
て手動回転ハンドルを人力回転駆動軸(8)に直接連結
し、かつ従動回転体(5)を索条巻取りドラムとして使用
する。人力回転駆動装置(1)を自転車や手動ウインチに
使用する場合においても、モータ(16)を回転させること
によって、人力不足を補うことができる。
【0024】
【発明の効果】請求項1の発明によると、人力回転駆動
装置が組み込まれた人力作動装置を使用する人が、疲労
によって、その人力作動装置を作動させることが困難に
なったとき、モータの助けによって、その人力作動装置
を円滑に作動させることができる。また、N2を、N1
×N4/N3の値に近い値に設定すると、モータ駆動時
の減速比が大となり、小出力のモータで強力に人力をア
シストすることができる。
【0025】請求項2のように、人力回転駆動軸と中間
軸との端部同士を、ベアリングを介して互いに連結する
と、両方の軸の回転軸心を互いに確実に一致させること
ができ、人力回転駆動装置の作動が円滑になる。
【0026】請求項3のように、人力回転駆動軸と人力
回転手段との間に、ワンウエイクラッチを設けると、回
転体が慣性により回転する際に、人力回転駆動軸が従動
させられることがなく、この間に、人力回転駆動装置が
組み込まれた人力作動装置を使用する人は、休息するこ
とができる。
【0027】請求項4のように、人力回転駆動装置を自
転車用の人力回転駆動装置に適用すると、例えば、坂道
をモータの助けによって楽に登坂することができる。
【0028】請求項5のように、人力回転駆動装置を手
動ウインチ用の人力回転駆動装置に適用すると、ウイン
チの巻き揚げ作業中に、作業員が疲労しても、モータの
助けによって、容易に巻き上げ作業を継続することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の人力回転駆動装置の左側面
断面図である。
【図2】図1中、II−II矢視断面図であり、主に、歯車
部分を示した図である。
【図3】図1中、III−III矢視断面図であり、主に、歯
車部分を示した図である。
【符号の説明】
(1)人力回転駆動装置 (2)フレーム (3)前片 (4)後片 (5)従動回転体 (5a)細径部 (5b)太径部 (6)ボールベアリング (7)従動内歯歯車 (8)人力回転駆動軸 (8a)後端部 (8b)前端部 (9)駆動内歯歯車 (10)円筒状部材 (11)スプリングピン (12)ローラベアリング (13)ローラベアリング (14)ワンウエイクラッチ (15)スプロケット(人力回転手段) (16)モータ (17)駆動軸 (18)偏心軸部 (19)中間軸 (19a)前端部 (20)スプリングピン (21)中間回転体 (22)ボールベアリング (23)カウンターウエイト (24)逆回転止め機構 (25)ボールベアリング (26)第1外歯歯車 (27)第2外歯歯車

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームと、該フレームに回転可能に支
    持されて駆動内歯歯車を有する人力回転駆動軸と、前記
    フレームに回転可能に支持されて従動内歯歯車を有する
    従動回転体と、前記人力回転駆動軸に対して回転軸心が
    一致し、かつ偏心軸部を有する中間軸と、前記駆動内歯
    歯車に噛合する第1外歯歯車および前記従動内歯歯車に
    噛合する第2外歯歯車を同軸かつ一体に有して前記偏心
    軸部に回転可能に設けられた中間回転体とを備え、前記
    中間軸の一端を前記フレームに設けられたモータの駆動
    軸に連結し、かつ前記駆動内歯歯車の歯数をN1、従動
    内歯歯車の歯数をN2、第1外歯歯車の歯数をN3、第
    2外歯歯車の歯数をN4としたとき、歯数N2を、N1
    ×N4/N3の値と同一ではないが、それに近い値に設
    定したことを特徴とするモータアシスト式人力回転駆動
    装置。
  2. 【請求項2】 人力回転駆動軸と中間軸の端部同士を、
    ベアリングを介して互いに回転可能に連結した請求項1
    記載のモータアシスト式人力回転駆動装置。
  3. 【請求項3】 人力回転駆動軸と人力回転手段との間
    に、人力回転手段の正回転力を人力回転駆動軸に伝達
    し、逆回転力を逃がすようにしたワンウエイクラッチを
    設けた請求項1または2記載のモータアシスト式人力回
    転駆動装置。
  4. 【請求項4】 フレームを自転車のフレームとし、従動
    回転体を車輪の回転軸とすることにより、自転車用とし
    た請求項1〜3のいずれかに記載のモータアシスト式人
    力回転駆動装置。
  5. 【請求項5】 フレームを固定し、かつ従動回転体を索
    条巻取りドラムとすることにより、手動ウインチ用とし
    た請求項1〜3のいずれかに記載のモータアシスト式人
    力回転駆動装置。
JP9243951A 1997-09-09 1997-09-09 モータアシスト式人力回転駆動装置 Pending JPH1179058A (ja)

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JP9243951A JPH1179058A (ja) 1997-09-09 1997-09-09 モータアシスト式人力回転駆動装置

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JPH1179058A true JPH1179058A (ja) 1999-03-23

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ID=17111473

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JP (1) JPH1179058A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009069529A1 (ja) * 2007-11-26 2009-06-04 Masayuki Ikeda 変速装置
WO2024170938A1 (en) * 2023-02-17 2024-08-22 Quaternion, Ingenieria De Sistemas Electromecanicos Sl Bi-cycloidal gear power-split mechanism and e-bike hybrid powertrain having such mechanism

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