【発明の詳細な説明】
補助的駆動装置
本発明は、自転車及び車椅子のような乗物用の補助的駆動装置、及びかかる補
助的駆動装置が取り付けられた乗物に関する。
非常に多くの型式の補助的駆動装置が公知である。特別に良好な結果の得られ
る型式の駆動装置は、当該出願人／譲受人による米国特許第5,078,227号の明細
書に記載されている。その他の関連する従来技術の特許は、当該特許にて引用し
た文献に記載されている。
本発明は、補助的駆動装置にして、瞬間的な荷重の関数として、例えば、タイ
ヤ又は車輪のような被動部材に関するその駆動係合方向を自動的に調節し、これ
により、駆動効率及びエネルギ効率を考慮して、必要に応じて駆動装置と被動部
材との間のけん引力ないしトラクション（ｔｒａｃｔｉｏｎ）を自動的に増減さ
せる、改良に係る補助的駆動装置を提供することを目的とする。
本明細書及び請求の範囲の目的上、別段の明示がない限り、「車輪」という語
は、通常の意味よりも広い意味で使用し、タイヤ、リム及びその他のあらゆる被
動の回転要素及びその表面を含むものとする。
本発明の好適な実施例によれば、回転軸線を有する車輪と駆動係合し得るよう
に配置された第一及び第二の車輪係合要素を備える、補助的駆動装置であって、
該車輪係合要素の少なくとも一方がモータにより駆動され得るようにモータに結
合され、該第一及び第二の車輪係合要素の各々が、第一及び第二の係合要素の回
転軸線のそれぞれ一方を中心として回転可能に配置され、第一及び第二の車輪係
合要素が、車輪とのその有効な係合けん引力ないしトラクションが車輪の回転抵
抗の増大に伴って、自動的に増大し、また、車輪の回転抵抗の減少に伴って自動
的に減少するように取り付けられる補助的駆動装置が提供される。
該モータは、電気モータであることが望ましい。しかしながら、これと代替的
に、該モータは、小型の内燃機関、液圧モータ、又は空圧エンジンのような適当
な任意のモータとすることが出来る。
本発明の好適な実施例によれば、第一及び第二の車輪係合要素の取り付けは、
車輪の回転軸線に対して平行に位置する第一及び第二の車輪係合要素の回転軸線
間の分離距離（ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉ
ｏｎ）が可変であるように、取り付けられる。この分離距離は、車輪の回転抵抗
の増大に伴って自動的に短くなり、また、車輪の回転抵抗の減少に伴って自動的
に長くなるようにすることが望ましい。
本発明の好適な実施例によれば、モータによって駆動される第一及び第二の車
輪係合要素の各々が車輪に係合する位置は、車輪の回転抵抗の増大に伴って車輪
の動く方向の反対方向に動く傾向となり、また、車輪の回転抵抗の減少に伴って
車輪の動く方向に動く傾向となる。
本発明の好適な実施例によれば、モータにより駆動される係合要素は、第一及
び第二の車輪係合要素の回転軸線に対して略平行な枢軸線を中心として枢動可能
に、モータと共に、取り付けられる。また、モータにより駆動されない係合要素
は、枢動軸線を中心として回転可能に取り付けられる。
この「略平行（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｐａｒａｌｌｅｌ）」という語は、枢動
のためには、実質的に平行（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｐａｒａｌｌｅｌ）
な方向が必ずしも必要ではない状況を意味するものとする。
本発明の一つの好適な実施例によれば、該モータは、支持ブラケットに取り付
けられる一方、該支持ブラケットは、対応する車輪係合要素の車輪係合要素回転
軸線よりも車輪から更に遠方に配置された枢軸線を中心として枢動可能に取り付
けられる。
本発明の代替的な実施例によれば、該モータは、対応する車輪係合要素の車輪
係合要素回転軸線よりも車輪により近い位置にある枢軸線を中心として回転可能
に取り付けられる。この場合、該モータには、枢動軸線上への偏心取り付け具が
設けられることが望ましい。
本発明の一つの実施例によれば、双方の車輪係合要素は、モータで駆動される
型式であり、その双方が上述のように枢動可能に取り付けられる。これと代替的
に、該車輪係合要素の一方のみをモータ駆動型としてもよい。かかる場合、モー
タで駆動されない要素はモータで駆動される要素に関して固定し、また、該モー
タで駆動される要素と共に枢動可能に取り付けられる。これと代替的に、モータ
で駆動されない要素の回転軸線は、固定してもよい。
本発明の好適な実施例によれば、第一及び第二の車輪係合要素は、歯車のかみ
合いによって結合される。本発明の好適な実施例によれば、車輪の面内に位置し
、又は該面と平行に位置する枢軸線を中心として第一及び第二の係合要素が枢動
可能に取り付けられる。この特徴は、車輪がその両側部に取り付けられた同一の
モータにより駆動されないとき、また、車輪の偏心度を考慮するため、補助的駆
動装置により車輪の両側部に加えられる力を均衡させるのに効果的である。
図面の簡単な説明
本発明は、添付図面と共に以下の詳細な説明から、一層良く理解されよう。該
添付図面において、
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な
補助的駆動装置の二つの実施例を示す図解図、
図１Ｃは、図１Ａの装置の作用を示す概略図、
図２は、本発明の好適な実施例により構成され且つ作用可能な補助的駆動装置
が車輪と作用可能に係合した状態を示す、一部切欠き図解図、
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ低負荷及び高負荷状況における図２の装置の作
用を示す簡略化した図解図、
図４は、本発明のもう一つの好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な補
助的駆動装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す一部切欠き図解図、
図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ低負荷及び高負荷状況における図４の装置の作
用を示す簡略化した図解図、
図６は、本発明の更に別の好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な補助
的駆動装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す一部切欠き図解図、
図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ低負荷及び高負荷状況における図６の装置の作
用を示す簡略化した図解図、
図８は、本発明の更に別の好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な補助
的駆動装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す一部切欠き図解図、
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ低負荷及び高負荷状況における図８の装置の作
用を示す簡略化した図解図、
図１０は、本発明の更に別の好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な補
助的駆動装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す一部切欠き図解図、
図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ低負荷及び高負荷状況における図１０の装
置の作用を示す簡略化した図解図、
図１２は、本発明の好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な補助的駆動
装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す一部切欠き図解図、
図１３は、図１２の線XIII−XIIIに沿った簡略化した図、
図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ低負荷及び高負荷状況における図１２及び
図１３の装置の作用を示す簡略化した図解図、
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の更に別の好適な実施例に従って構成され且
つ作用可能な補助的駆動装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す、それぞれ
一部切欠き側面図及び平面図、
図１６Ａ及び図１６Ｂは、図１５Ａの線XVI−XVIに沿ったそれぞれ低負荷及び
高負荷状況における図１５Ａ及び図１５Ｂの装置の作用を示す簡略化した図解図
、
図１７は、本発明の更に好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な補助的
駆動装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す一部切欠き図解図、
図１８Ａ及び図１８Ｂは、それぞれ低負荷及び高負荷状況における図１７の装
置の作用を示す簡略化した図解図、
図１９は、本発明の更に好適な実施例を示す分解図、
図２０は、車輪と作用可能に係合したときの図１９の装置の図である。
参照符号１４、１６でそれぞれ示した、本発明の好適な実施例による補助的駆
動装置を備える、自転車１０及び車椅子１２の一部を示す、図１Ａ及び図１Ｂに
関して説明する。本発明は、自転車及び車椅子、並びにこれらに使用される補助
的駆動装置にのみ限定されるものではなく、本発明は、その一又は複数の車輪に
駆動可能に係合する補助的駆動装置により駆動され、又はかかる補助的駆動装置
の支援を受けることの出来る適当な任意の型式の乗物にも適用可能であることを
理解すべきである。
図１Ｃには、図１の補助的駆動装置１４の更に詳細が示してあり、また、該装
置は、実線で示した車輪係合方向と、仮想線で示した係合解除方向との間で枢軸
線１５を中心として手で枢動可能であることを示す。図示するように、取り付け
部材１９の縁部に着脱可能に係合する一体に形成されたフック１８により、摺動
可能なハンドル要素１７が装置１４をその非係合位置に保持する働きをする。
次に、自転車に適用することを目的とする、本発明の好適な実施例及びその作
用を示す図２、図３Ａ及び図３Ｂに関して説明する。支持ブラケット２０は、自
転車のフレームに一体に形成され、又はボルト２２等により該自転車のフレーム
に固定される。自転車の車輪２６の面内に位置することが望ましい枢軸線２４を
中心として回転し得るように、基部要素２８が支持ブラケット２０に枢動可能に
取り付けられ、該自転車の車輪は、枢軸線２４に対して垂直で且つ図面の面に対
して平行な回転軸線を有する（図示せず）。
基部要素２８を枢軸線２４を中心として枢動可能に取り付けることは、本発明
の補助的駆動装置が、自転車の車輪２６の偏心度に対応して動くことを可能にす
ることを目的とするものであることを理解すべきである。また、この枢動可能な
取り付けは、補助的駆動装置により車輪の両側部に加えられる力を均衡させる効
果もある。
第一の電気モータ３０は、基部要素２８に固定状態に取り付けられる一方、第
二の電気モータ３２は、枢動ブラケット３４に固定状態に取り付けられ、該枢動
ブラケットは、枢軸線３６を中心として枢動可能に基部要素２８に取り付けられ
る。枢軸線３６は、枢軸線２４に対して垂直で且つ該枢軸線２４から横方向にず
らした位置にあり、また、枢軸線２４と反対のモータ３２の側部に位置すること
が望ましい。
これらのモータ３０、３２は、それぞれの出力シャフト３８、４０を有してお
り、該出力シャフトには、それぞれ車輪係合要素４２、４４が取り付けられる。
枢動ブラケット３４は、矢印４６で示した方向にばね４５により付勢され、これ
により、車輪係合要素４４を付勢して乗物の車輪と摩擦駆動係合させることが望
ましい。
図示した実施例において、車輪係合要素４２、４４は、高摩擦の外面を有する
略円筒状ローラであることが望ましい。モータ３０、３２により駆動されて自転
車が安定状態で走行する間、車輪係合要素４２、４４の配置状態は、略図３Ａに
示した状態であることが望ましく、この場合、車輪係合要素４２、４４は、双方
共、タイヤ４８の側部に力を加えてタイヤを変形させ、また、車輪の相対的な線
速度は、矢印５０で示してある。
車輪２６に大きい荷重が加わり、車輪の前進方向への駆動回転を妨げ、矢印５
２で示すその線速度を低下させたとき、車輪２６と摩擦係合した車輪係合要素４
４をモータで駆動して回転させることにより、該車輪係合要素が自動的に動いて
車輪２６とより強固に摩擦係合するようにしたことが、本発明の特別な一つの特
徴である。図示した実施例において、これは、枢軸線３６を中心として矢印４６
で示した方向にブラケット３４を回転させることにより、自動的に行われる。
モータ速度が増して、被動車輪係合要素の表面速度が増したときに、本発明の
同様の作用が行われること、および、何らかの理由により、該係合要素が係合し
た車輪２６の対応する表面速度がこれに応じて速くならないことが理解される。
通常、モータ速度の増大直後の短時間に亙ってかかる増速が生じる。
このように、被動車輪係合要素の表面速度が該係合要素と係合した車輪２６の
対応する表面速度よりも速くなったときに、本発明に従い、大きいけん引力ない
しトラクションが提供されることが理解されよう。
図３Ｂに示すように、この軸線３６を中心とする回転により、車輪係合要素４
２、４４は、車輪２６の回転軸線に対して平行な方向に向け互いに接近し、その
結果、タイヤ４８に加わる締め付け力（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）及び
モータ３０、３２と車輪２６との間のけん引力ないしトラクションが増大する。
軸線３６を中心として回転することは、第一及び第二の車輪係合要素の回転軸
線、即ち、車輪２６の回転軸線に対して平行に位置するシャフト３８、４０間の
分離距離（ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
）が車輪の回転抵抗の増大に伴い、自動的に減少する一方、車輪の回転抵抗の減
少
に伴い、自動的に増大するようにする効果がある。
この分離距離の変化は、図３Ａの要素４２、４４間の垂直距離Ｄを図３Ｂの垂
直距離Ｄ−ｄと比較することにより、明確に理解される。ブラケット２８を枢軸
線２４を中心として枢動可能に取り付ける結果、要素４２、４４により車輪の両
側部に加えられる力は、略等しくなる。
その結果、大きいけん引力ないしトラクション及び駆動力が必要とされ、また
、必要とされるときに限り、かかる大きいけん引力ないしトラクション及び及び
駆動力が自動的に調節する状態で自動的に提供される。
次に、図２、図３Ａ、図３Ｂの構造体と同様の構造体を示す図４、図５Ａ、図
５Ｂに関して説明するが、ここで、モータ３０は除去し、その代わり、ブラケッ
ト６１により基部材２８に固定されたシャフト６０が使用され、また、被動の車
輪係合要素４２に代えて、シャフト６０に回転可能に取り付けられたダミーの非
被動の車輪係合要素６２が使用される。図５Ａ及び図５Ｂを参照することにより
理解されるように、図４、図５Ａ及び図５Ｂの装置の作用は、単一のモータ駆動
装置が設けられる点を除いて、図２、図３Ａ及び図３Ｂの装置の作用と同一であ
る。ブラケット２８を枢軸線２４を中心として枢動可能に取り付ける結果、要素
４２、４４により車輪の両側部に加えられる力は略等しくなる。
この場合にも、分離距離の変化は、図５Ａの要素６２、４４間の垂直距離Ｄを
図５Ｂの垂直距離Ｄ−ｄと比較することにより、明確に理解される。
次に、図２、図３Ａ及び図３Ｂの構造体と同様の構造体を示す、図６、図７Ａ
及び図７Ｂに関して説明するが、この場合、枢動ブラケット３４は除去し、一対
のモータ７０、７２が各々基部材６８に枢動可能に且つ偏心状態に取り付けられ
る一方、該基部材は、枢軸線６４を中心として枢動可能に支持ブラケット２０に
取り付けられる。
図６、図７Ａ及び図７Ｂに示した実施例において、モータ７０、７２は、典型
的に平行なそれぞれの枢軸線７４、７６を中心として枢動可能に基部材６８に取
り付けられる。これらの枢軸線７４、７６は、枢軸線６４に対して垂直であり、
また、車輪２６の回転軸線が位置する面に対して略平行、又は同一面である面内
に位置することが望ましい。
モータ７０、７２は、それぞれの出力シャフト７８、８０を有しており、該シ
ャフトには、略円筒状の形状の車輪係合要素８２、８４がそれぞれ取り付けられ
ている。シャフト７８、８０により画成された車輪係合要素の回転軸線が枢軸線
７４、７６に対して略平行ではあるが、該枢軸線と同軸状でないことが、この実
施例の一つの特別な特徴である。この偏心状の取り付け関係の結果、図２、図３
Ａ、図３Ｂの取り付け配置状態により提供されるのと同様に、けん引力ないしト
ラクションを自動的に調節する機能が得られる。
図示した実施例において、車輪係合要素８２、８４は、車輪２６に摩擦可能に
且つ駆動可能に係合する高摩擦の外面を有する略円筒状ローラであることが望ま
しい。これと代替的に、枢軸線７４、７６は、平行でないように選択することも
出来る。かかる場合、円錐形ローラが使用される。
モータ７０、７２により駆動されて自転車が安定状態で走行する間、車輪係合
要素８２、８４の配置状態は、略図７Ａに示す通りであり、この場合、車輪係合
要素８２、８４の双方がタイヤ４８の側部に力を加えてタイヤを変形させ、また
、車輪の相対的な線速度が矢印９０で示してある。
車輪２６に大きい荷重が加えられ、車輪の前方への駆動回転を妨害し、矢印９
２で示すその線速度を遅くするとき、車輪係合要素８２、８４が車輪２６と摩擦
係合してモータにより駆動されて回転する結果、これらの係合要素が自動的に移
動して、車輪２６とより強固に摩擦係合することが、本発明の特別な特徴である
。図示した実施例において、これは、モータ７０、７２の各々をそれぞれ矢印９
４、９６で示した方向にそれぞれの枢軸線７４、７６を中心として回転させるこ
とにより、自動的に行われる。
図７Ｂに示すように、この回転により、車輪係合要素８２、８４は接近し、こ
れにより、タイヤ４８に加わる締め付け力ないし圧迫力、及びモータ７０、７２
と車輪２６との間のけん引力ないしトラクションが増大する。この回転は、第一
及び第二の車輪係合要素の回転軸線、即ち、車輪の回転軸線に対して平行に位置
するシャフト７８、８０間の分離距離が車輪の回転抵抗の増大に伴い、自動的に
減少し、また、車輪回転の抵抗の減少に伴い、自動的に増大するようにする効果
がある。
その結果、大きいけん引力ないしトラクション及び駆動力が必要とされ、また
、必要とされるときに限り、かかる大きいけん引力ないしトラクション及び大き
い駆動力を自動的に調節する状態で自動的に提供される。次に、図６、図７Ａ及
び図７Ｂの構造体と同様の構造体を示す、図８、図９Ａ及び図９Ｂに関して説明
するが、この場合、モータ７０は除去し、その代わりに、基部材６８に固定した
シャフト１００が使用され、また、被動の車輪係合要素８２に代えて、シャフト
１００に回転可能に取り付けられたダミーの非被動の車輪係合要素１０２が使用
される。図９Ａ及び図９Ｂを参照することにより理解されるように、図８、図９
Ａ及び図９Ｂの装置の作用は、単一の駆動モータが設けられ、また、車輪係合要
素１０２の位置が変化しない点を除いて、図６、図７Ａ及び図７Ｂの装置と同一
である。基部材６８を枢軸線６４を中心として枢動可能に取り付ける結果、要素
８２、８４により車輪の両側に加えられる力は略等しくなる。
次に、図６、図７Ａ及び図７Ｂの構造体と同様の構造体を示す、図１０、図１
１Ａ及び図１１Ｂに関して説明するが、この場合、モータ７０は、基部材６８に
枢動可能にではなくて、基部材６８に固定される。図１１Ａ及び図１１Ｂを参照
することにより理解されるように、図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂの装置の作用
は、車輪係合要素８２の位置が変化しない点を除いて、図６、図７Ａ及び図７Ｂ
の装置と同一である。
基部材６８を枢軸線６４を中心として枢動可能に取り付ける結果、要素８２、
８４により車輪の両側に加えられる力は略等しくなる。
この場合にも、図７Ａの要素８２、８４間の垂直距離Ｄを図７Ｂの垂直距離Ｄ
−ｄと比較することにより、分離距離の変化が明確に理解される。
次に、単一のモータによる補助的駆動構造体を示す図１２、図１３、図１４Ａ
、図１４Ｂに関して説明するが、この場合、モータ１３０は、中間ブラケット１
３３上にブラケット１３２により枢動可能に取り付けられる一方、該中間ブラケ
ットは、ボルト１３６等により自転車のフレームに固定された支持ブラケット１
３
５上に軸線１３４を中心として枢動可能に取り付けられている。この枢動可能に
取り付ける枢動軸線１３４は、本発明の駆動装置が自転車の車輪２６の偏心度に
対応して動くことが出来るようにし、また、車輪２６の両側部に加わる力を等し
くすることを目的とするものである。
モータ１３０には、歯車１４２に接続された出力シャフト１４０が設けられて
いる。該歯車１４２は、歯車１４４に係合する一方、該歯車１４４は、駆動シャ
フト１４８を介して車輪係合要素１４６に結合されている。また、出力シャフト
１４０は、車輪係合要素１５０に直接、係合されている。これらの歯車１４２、
１４４は、シャフト１４０の軸線を中心として回転可能なハウジング１５２内に
収容されている。
図１３及び図１４Ａを参照することにより、車輪係合要素１４６、１５０は、
車輪２６の両側面に接触した状態で反対方向に回転し、従って、その双方が、車
輪を矢印１６０で示した方向に駆動することに関与することが理解される。
図示した実施例において、車輪係合要素１４６、１５０は、高摩擦の外面を有
する略円筒状ローラであることが望ましい。モータ１３０により駆動されて自転
車が安定状態で走行する間、車輪係合要素１４６、１５０の配置状態は、図１４
Ａに略示した通りであることが望ましく、この場合、車輪係合要素１４６、１５
０は、共に、タイヤ４８の側部に力を加えてタイヤを変形させ、また、車輪の相
対的な線速度が矢印１６０で示してある。
車輪２６に大きい荷重が加えられて、車輪の前進方向への駆動回転が妨げられ
、矢印１６２で示すその線速度が低下するとき、車輪係合要素１４６、１５０が
車輪２６と摩擦係合状態でモータにより駆動されて回転する結果、これらの係合
要素が自動的に動いて車輪２６とより強固に摩擦係合するため、歯車ハウジング
１５２は、図１４Ｂに示す方向に回転する傾向となることが本発明の特別な一つ
の特徴である。図示した実施例において、これは、歯車１４４、シャフト１４８
及び車輪係合要素１４６をシャフト１４０の軸線を中心として矢印１７０で示し
た方向に回転させることにより、自動的に行われる。
図１４Ｂに示すように、この回転の結果、車輪係合要素１４６は車輪係合要素
１５０により接近し、これにより、タイヤ４８に対する締め付け力ないし圧迫力
及びモータ１３０と車輪２６との間のけん引力ないしトラクションが増大する。
この回転は、第一及び第二の車輪係合要素の回転軸線、即ち、車輪の回転軸線に
対して平行に位置するシャフト１４０、１４８間の分離距離が、車輪の回転抵抗
の増大に伴い、自動的に短くなり、また、車輪の回転抵抗の減少に伴い、自動的
に長くなるようにする効果がある。
その結果、大きいけん引力ないしトラクション及び駆動力が必要とされ、また
、必要とされるときに限り、かかる大きいけん引力ないしトラクション及び大き
い駆動力が自動的に調節する状態で自動的に提供される。
この場合にも、図１４Ａの要素１４６、１５０間の垂直距離Ｄを図１４Ｂの垂
直距離Ｄ−ｄと比較することにより、分離距離の変化が明確に理解される。
図１２乃至図１４Ｂに示した歯車機構に代えて、ベルトを含むような別の型式
の同等の伝達装置を使用することも可能であることが理解される。
次に、特に、車椅子に使用するのに適した別の単一のモータによる補助的駆動
構造体を示す、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂに関して説明するが、
この場合、モータ１８０は、ブラケット組立体１８２により、第一の枢軸線１８
４を中心として枢動可能に第二のブラケット組立体１８６に取り付けられる一方
、該第二のブラケット組立体は、ボルト１９０等により略垂直のシャフト１８８
に固定状態に取り付けられる。該シャフト１８８は、車椅子又はその他の適当な
乗物の一部を形成することが出来る。
車輪係合要素１９６から一定距離の位置に配置されたダミー車輪係合要素１９
４を回転可能に支持する支持アーム１９２がブラケット組立体１８２に固定され
、該車輪係合要素は、モータ１８０の出力シャフト１９８により駆動される。
図示した実施例において、車輪係合要素１９４、１９６は、車輪２００に摩擦
可能に且つ駆動可能に係合する高摩擦の外面を有する略円錐形ローラであること
が望ましい。この場合、車輪係合要素１９４、１９６のそれぞれの枢軸線２０２
、２０４は、同一面の高さではあるが、平行ではない。これと代替的に、枢軸線
２０２、２０４は、平行であるように設定してもよい。かかる場合、円筒状ロー
ラ
が使用される。
モータ１８０で駆動される車椅子が安定状態で走行する間、車輪係合要素１９
４、１９６の配置は、略図１６Ａに示す通りであり、この場合、車輪係合要素１
９４、１９６の双方が、タイヤ２１０の双方に力を加えてタイヤを変形させ、車
輪の相対的な線速度が矢印２１２で示してある。
車輪２００に大きい荷重が加えられ、車輪の前進方向への駆動回転が妨げられ
、矢印２１４で示すその線速度が低下するとき、車輪係合要素１９６が車輪２０
０と摩擦係合する状態でモータにより駆動されて回転する結果、これらの係合要
素１９４、１９６は、自動的に動いて車輪２００とより強固に摩擦係合すること
が本発明の特別な一つの特徴である。図示した実施例において、これは、ブラケ
ット組立体１８２、従って、モータ１８０、アーム１９２、車輪係合要素１９４
、１９６を枢軸線１８４を中心として矢印２２０で示した方向に回転させること
により、自動的に行われる。
図１６Ｂに示すように、かかる回転の結果、車輪係合要素１９４、１９６は、
タイヤ２１０を横断して共により接近し、これにより、タイヤに対する締め付け
力ないし圧迫力及びモータ１８０と車輪２００との間のけん引力ないしトラクシ
ョンが増大する。この回転は、車輪の回転軸線に対して平行に位置する第一及び
第二の車輪係合要素の回転軸線２０２、２０４間の分離距離が車輪の回転抵抗の
増大に伴い自動的に短くなり、また、車輪の回転抵抗の減少に伴い、自動的に長
くなるようにする効果がある。
その結果、大きいけん引力ないしトラクション及び駆動力が必要とされ、また
必要とされるときに限り、かかる大きいけん引力ないしトラクション及び大きい
駆動力が自動的に調節する状態で自動的に提供される。
次に、本発明の更に好適な実施例に従って構成され且つ作用可能な補助的駆動
装置が車輪と作用可能に係合した状態を示す、図１７、図１８Ａ及び図１８Ｂに
関して説明する。図１７、図１８Ａ、図１８Ｂの装置は、モータの異なる偏心状
に取り付けられること、及び円錐形ローラが採用される点を除いて、図１０、図
１１Ａ、図１１Ｂの装置と同様である。
図１７、図１８Ａ、図１８Ｂに示した実施例において、モータ２７０、２７２
は、枢軸線６４を中心として枢動可能に支持要素２０に取り付けられた基部材２
６８上に取り付けられている。モータ２７０が基部材２６８上に固定状態に取り
付けられる一方、モータ２７２は、枢軸線２７４を中心として枢動可能に且つ偏
心状態に基部材上に取り付けられる。枢軸線２７４は、枢軸線６４に対して垂直
であり且つ車輪２６の回転軸線が位置する面に対して略平行に又は該面と同一面
の面内に位置することが望ましい。
モータ２７０、２７２は、それぞれの出力シャフト２７８、２８０を有し、略
円錐形の形状の車輪係合要素２８２、２８４が、該出力シャフトにそれぞれ取り
付けられる。シャフト２８０により画成された車輪係合要素回転軸線が、枢軸線
２７４に対して略平行ではあるが、該枢軸線２７４と同軸状でないことが、この
実施例の特別な特徴である。この偏心状の取り付け状態でも、図１０、図１１Ａ
、図１１Ｂの取り付け状態により提供されるものと同様のけん引ないしトラクシ
ョンの自動的な調節機能が得られる。
図示した実施例において、車輪係合要素２８２、２８４は、車輪２６に摩擦可
能に且つ駆動可能に係合する高摩擦の外面を有する略円錐形ローラであることが
望ましい。これと代替的に、相互に平行な駆動シャフトにより駆動される場合に
は、円筒状ローラを使用してもよい。
モータ２７０、２７２により駆動されて自転車が安定状態で走行する間、車輪
係合要素２８２、２８４の配置状態は、図１８Ａに示したものと略同様であり、
この場合、車輪係合要素８２、８４の双方は、タイヤ４８の側部に力を加えてタ
イヤを変形させ、また、車輪の相対的な線速度が矢印２９０で示してある。
車輪２６に大きい荷重が加えられて、車輪の前進方向への駆動回転が妨げられ
、矢印２９２で示すその線速度が低下するとき、車輪係合要素２８４が車輪２６
と摩擦係合した状態でモータにより駆動されて回転する結果、これらの係合要素
２８４が自動的に動いて車輪２６とより強固に摩擦係合することが本発明の特別
な特徴の一つである。図示した実施例において、これは、モータ２７２の各々を
枢軸線２７４を中心として矢印２９３で示した方向に回転させることにより、自
動
的に行われる。
図１８Ｂに示すように、かかる回転の結果、車輪係合要素２８２、２８４は、
より接近し、これにより、タイヤ４８に対する締め付け力ないし圧迫力及びモー
タ２７０、２７２と車輪２６との間のけん引力ないしトラクションが増大する。
この回転は、第一及び第二の車輪係合要素の回転軸線、即ち、車輪の回転軸線に
対して平行に位置するシャフト２７８、２８０間の分離距離が車輪の回転抵抗の
増大に伴い、自動的に短くなり、また、車輪の回転抵抗の減少に伴い、自動的に
長くなるようにする効果がある。
その結果、大きいけん引力ないしトラクション及び駆動力が必要とされ、また
必要とされるときに限り、かかる大きいけん引力ないしトラクション及び大きい
駆動力が自動的に調節する状態で自動的に提供される。基部材２６８を枢軸線６
４を中心として枢動可能に取り付ける結果、要素２８２、２８４により車輪の両
側部に加えられる力は、略等しくなる。この場合にも、図１８Ａの要素２８２、
２８４間の垂直距離Ｄを図１８Ｂの垂直距離Ｄ−ｄと比較することにより、分離
距離の変化が明確に理解される。
次に、本発明の更に別の好適な実施例を示す、図１９及び図２０に関して説明
する。該駆動装置及びその全体的な作用は、図６に示した装置と最も良く似てい
るが、図示した何れの実施例のものとも略同一とすることが出来る。
図１９及び図２０の実施例において、補助的駆動装置を手で枢動させて車輪と
係合させ、また、その係合の解除を可能にするのみならず、上述した枢軸線６４
と同等である枢軸線を中心として補助的駆動装置が枢動するのを可能にするのに
十分に緩い枢動組立体が提供され、これにより、車輪係合要素３０２、３０４に
より車輪の両側部に加えられる力は、略等しくなり、車輪の偏心度に対応するこ
とが可能となる。
図１９に示すように、支持ブラケット組立体３１０は、ボルト３１２により自
転車に取り付けることが出来、また、該支持ブラケット組立体は、上述した図１
Ｃの実施例における枢軸線１５と同等と見なすことの出来る枢軸線３１６を画成
する一対のブッシュ３１４を備えている。
モータ３２０、３２２は、図６の全体的な方法で取り付け要素３２６に枢動可
能に且つ偏心状に取り付けられ、該取り付け要素は、手で回転可能なブラケット
組立体３２８上で支持されている。手で回転可能なブラケット組立体３２８は、
ハンドル部分３３０を備えており、該ハンドル部分は、取り付け要素３２６に固
定状態に取り付け、また、該ハンドル部分は、穴３３４が貫通するブッシュ３３
２と固定状態に関係することが望ましい。ボルト３３６、及び関係する座金３３
８及びナット３４０は、ブラケット組立体を支持ブラケット組立体３１０上で軸
線３１６を中心として回転可能に取り付けて、手で車輪係合要素３０２、３０４
を枢動させて、車輪２６と係合させたり、その係合を解除することが可能である
ようにする。
図１９及び図２０の実施例の特別な特徴は、ブラケット組立体３２８及び支持
ブラケット組立体３１０の枢動可能な係合が十分に緩く、軸線３１６に対して垂
直に伸長する軸線を中心として、制限されるが、十分である枢動を可能にする点
であり、この枢動により、上述の実施例における枢軸線６４を中心とする枢動可
能な取り付けによって実現される機能が得られる、即ち、車輪の両側部に加わる
力を均等にし、また、車輪の偏心度に対応することが可能となる。この追加的な
枢動は、図２０に参照符号３５０の仮想線で示してある。
図示した実施例において、望ましい緩い取り付け状態は、ボルト３３６の外径
よりも十分に大きい径の穴３３４を形成することで実現される。その他の構造体
を採用して同等の結果を得ることも考えられる。
当業者には、本発明は、具体的に図示し且つ説明した内容にのみ限定されるも
のではないことが理解されよう。本発明の範囲は、請求の範囲の記載によりのみ
判断されるべきである。