JP2017137868A - 流体圧または気圧駆動システム、ならびに、そのためのモータおよびポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】流体圧または気圧駆動システムと、そのための流体モータ（１２）および流体ポンプ（１０）が提供される。【解決手段】かかるシステムにおいて、回転運動が往復運動に変換され、またはその逆に変換される。特に、運動変換手段は、中心軸のまわりを連続して周方向に延び、一部前記中心軸に対して長軸方向に延びる部分と、連結手段とを含み、前記部分と前記連結手段とは、前記中心軸を中心として相対的に回転可能であり、前記部分と前記連結手段とのうちの一方がピストン手段と固定的に結合され、前記連結手段と前記部分とは協働するように構成され、それにより前記ピストン手段の往復移動が、前記部分と前記連結手段とのうちの他方の、当該中心軸を中心とした相対的な回転運動を起こす。前記部分と前記連結手段とのうちの前記他方がスリーブ手段に結合されて、その回転を起こす。【選択図】図２

Description

本発明は、流体圧または気圧駆動システムに関する。本発明はまた、かかるシステム用のモータおよびポンプに関する。

流体圧伝達システムまたは流体圧駆動システムが公知である。かかるシステムは複雑になりがちで、その結果、伝達効率が悪い。また、駆動力の伝達が必要な何らかの装置や機械において、例えば自転車において、公知の満足できる流体圧システムは無い。

自転車の従来の変速システム（transmission system、伝達システム）は、チェーンおよびギアを備えている。これらに関して、様々な問題がある。例えば、これらは潤滑の必要があり、そのため汚れが付着し、この滑剤や汚れがしばしば乗り手に移って付着する。また、チェーンがギアからはずれてしまいがちである。自転車に流体圧システムを実施する試みがなされてきたが、複雑で重いシステムができる結果となっただけであった。

本発明は、上記の問題に対処することを目的とする。

本発明の第一の態様に基づき、下記の流体圧または気圧駆動システムが提供される。流体圧または気圧駆動システムは、ａ）流体を利用した圧力生成および伝達システムと、ｂ）流体モータとを含む、流体圧または気圧駆動システムであって、前記流体モータは、第一のシリンダー手段と、ピストン手段であって、前記第一のシリンダー手段と、前記第一のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第一の端部とが第一のチャンバを画定し、前記圧力生成および伝達システムは、前記第一のシリンダー手段に結合されて、前記第一のチャンバへ交互に流体を流入・流出させ、それによって前記ピストン手段の往復移動を起こす、ピストン手段と、運動変換手段であって、連続して中心軸を中心として周方向に延びる非線形部と、連結手段とを含み、前記非線形部と前記連結手段とは前記中心軸を中心とした相対的な回転のために構成され、前記非線形部と前記連結手段とのうちの一方が前記ピストン手段に結合され、前記ピストン手段に対して固定的に配置される、運動変換手段とを含み、前記連結手段と前記非線形部とは協働するように構成され、それによって、前記ピストン手段の往復移動が、前記非線形部と前記連結手段とのうちの他方の、前記中心軸を中心とした相対的な回転運動を起こす。

前記流体圧モータは、そのモータにおいて、往復移動を回転運動へ効率良く変換する。前記連結手段と前記非線形部とのうちの他方は、好適には、回転させる対象に動作可能に結合できる。自転車では、ペダリングによる回転運動が自転車の後輪に伝達され、後輪の回転を駆動する。これにより、チェーンおよびギアの必要が無くなるので、従来のチェーンおよびギアシステムを改良する。乗り手の足に汚れが移ることもなくなるだろう。前記システムは閉じられているので、汚れよって伝達効率が悪くなることもない。また、かかる流体圧モータを使用すると、後輪の代わりに、または後輪に加えて、自転車の前輪を駆動することができる。これによりコーナリングにおけるトラクションが改善されるだろう。有利なことに、前記流体圧モータは、機械的なシステムと比べてさらに効率が良い。

前記流体モータは、第二のシリンダー手段をさらに含み、前記第二のシリンダー手段と、前記第二のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第二の端部とが第二のチャンバを画定し、前記圧力生成および伝達システムは、前記第二のチャンバへ交互に流体を流入・流出させ、それによってさらに前記ピストン手段の往復移動を起こすように構成されてもよい。

前記圧力生成および伝達システムが、加圧流体を供給するための流体ポンプと、前記第一および第二の流体チャンバを前記流体ポンプへ動作可能に結合され、前記第一および第二のチャンバへの流体の流通を可能にするように構成される流体伝達システムとを含んでもよい。前記流体伝達システムは、一対の流体伝達路を含んでもよく、各伝達路は、一方の端部が第一および第二の流体チャンバの一方に封止状態が得られるよう接続され、他方の端部が、流体ポンプに封止状態が得られるよう接続される。この場合、流体は、同じ伝達路を通って第一および第二のチャンバそれぞれに対して流入・流出してもよい。

前記流体伝達システムは、前記第一および第二のチャンバへそれらの各注入口を介して流体を流入させたり、前記第一および第二のチャンバからそれらの各排出口を介して流体を流出させたりすることを、選択的に許可または防止し、前記ピストン手段の往復移動を起こす制御手段を含んでもよい。

前記流体伝達システムが加圧可能な流体貯留器を含み、前記第一および第二のチャンバの各々は前記注入口のそれぞれ一つを介して前記加圧可能な流体貯留器に結合されてもよい。

前記加圧可能な流体貯留器が前記流体ポンプに結合され、それにより前記流体ポンプの動作が前記加圧可能な流体貯留器を加圧してもよい。この場合、流体ポンプの動作が加圧可能な流体貯留器を加圧する。

前記制御手段が前記ピストン手段に結合される作動手段を含み、それにより前記ピストン手段の前記第一および第二の端部の一方が、前記第一および第二のチャンバのそれぞれ一方の中へ少なくとも所定の距離だけ移動することによって、前記作動手段に前記制御手段へ働きかけさせて前記制御手段が流体の流通を制御するようにし、それにより前記第一および第二の端部を、前記第一および第二のチャンバの他方の中へ移動させてもよい。

前記制御手段が第一および第二の状態を有し、前記作動手段は前記制御手段に状態間を移行するように構成され、前記第一の状態では、前記第一のチャンバからその排出口を通って流体が流出することが防止され、前記第二のチャンバへその注入口を通って流体が流入することが防止され、前記第二のチャンバからその排出口を通って流体が流出するようにされ、前記第一のチャンバへその注入口を通って流体が流入するようにされ、前記第二の状態では、前記第二のチャンバからその排出口を通って流体が流出することが防止され、前記第一のチャンバへその注入口を通って流体が流入することが防止され、前記第一のチャンバからその排出口を通って流体が流出するようにされ、前記第二のチャンバへその注入口を通って流体が流入するようにされてもよい。

前記ピストン手段が前記中心軸と位置合わせした軸を有し、前記往復移動は前記中心軸に沿ってもよい。したがって、前記非線形部および前記ピストン手段は同軸である。

一つの実施形態において、前記駆動システムはさらに、前記ピストン手段と同軸のスリーブ手段をさらに含み、前記非線形部と前記連結手段とのうちの前記他方が前記スリーブ手段と結合されて前記スリーブ手段に対して固定的に配置され、前記ピストン手段の往復移動が、前記中心軸を中心とした前記スリーブ手段および前記ピストン手段の相対的な回転運動を起こしてもよい。

前記スリーブ手段がほぼ円筒状の内面を有し、前記非線形部は当該面に設けられ、前記連結手段は前記ピストン手段から突出して前記非線形部に係合してもよい。前記スリーブ手段と前記非線形部とは、一体的に形成されてもよい。前記スリーブ手段には、追加で、または代替として、第一および第二のシリンダー手段が形成されてもよい。

または、前記連結手段がスリーブ手段から内側に突出してもよく、また、前記非直線部が前記ピストン手段に結合されてその周りに配置されてもよい。この場合、前記非直線部が、前記ピストン手段の本体部に形成されてもよい。

別の実施形態において、前記ピストン手段が、前記ピストン手段と同軸になるように配置された駆動シャフトに結合され、前記ピストン手段の回転が、前記駆動シャフトの対応する回転を起こして、前記中心軸上の前記駆動シャフトに対する前記ピストン手段の往復移動が可能になる。この場合、前記連結手段と前記非直線部とのうちの他方が、好適には、機械または車両の外部フレームに固定される。

前記ピストン手段が軸方向の貫通部を有し、前記駆動シャフトは前記第一のシリンダー手段の端部の開口を通り当該軸方向の貫通部内へ延びて封止状態が得られるように設置され、前記駆動シャフトと前記軸方向の貫通部はともに、前記駆動シャフトと前記ピストン手段とを結合するように構成されてもよい。

前記連結手段と前記非線形部とのうちの前記他方が、車両に結合され、前記車両のフレームに対して固定的に配置され、前記第一のシリンダー手段から延びる前記駆動シャフトの端部は、前記車両の車輪に結合するよう構成され、それにより前記駆動シャフトの回転が前記車輪の対応する回転を起こしてもよい。

前記流体モータは、前記車両のフレームに取り付けられるよう構成された、外向きに延びるアームをさらに含み、それによって前記連結手段と前記非線形部とのうちの前記他方の前記フレームに対する位置を固定してもよい。例えば、前記アームは、自転車のフレームのドロップアウトにボルトで取り付けられるよう構成されてもよい。

前記連結手段と前記非線形部とのうちの前記一方が、車両に結合され、前記車両に対して相対的に固定的に配置され、前記スリーブ手段が前記車両の車輪に動作可能に結合され、前記スリーブ手段の回転運動が、前記車輪の回転運動を起こす。この場合、前記一つが直接結合される前記ピストン手段を介して、結合されてもよい。

前記駆動システムは、前記連結手段の運動を前記中心軸に平行な往復移動に制限する支持手段をさらに含んでもよい。例えば、前記支持手段は、前記連結手段の一部、例えばベアリングが前後に移動できる、中心軸と平行に延びたスロットを有するサポートスリーブの形状でもよい。

前記駆動システムは、移動制限手段をさらに含み、前記移動制限手段は、前記非直線部と前記連結手段とのうちの前記他方の、前記中心軸を中心とした回転運動を防止し、前記連結手段と前記非直線部分とのうちのいずれか一方の往復移動を防止し、前記連結手段と前記非直線部分とのうちの他方の前記往復移動を可能にしてもよい。

本発明の第二の態様に基づき、下記の流体圧または気圧駆動システムが提供される。前記流体圧または気圧駆動システムは、ａ)流体伝達システムと、ｂ)流体ポンプとを含み、前記流体ポンプは、軸を中心として回転可能な駆動シャフトと、ピストン手段と、運動変換手段であって、連続して中心軸のまわりを周方向に延びる非線形部と、連結手段とを含み、前記非線形部と前記連結手段とは前記中心軸を中心とした相対的な回転のために構成され、前記連結手段と非線形部とは、相対的な回転が中心軸に沿った相対的な往復移動を起こすように協働するよう構成され、前記非直線部分と前記連結手段とのうちの一方が、前記駆動シャフトに結合され、それにより、前記駆動シャフトの回転が前記一方の前記中心軸を中心とした回転を起こす、運動変換手段と、第一のシリンダー手段であって、前記第一のシリンダー手段と前記第一のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第一の端部とが第一のチャンバを画定し、前記流体伝達システムは、前記第一のシリンダー手段に結合されて、前記第一のチャンバへ交互に流体を流入・流出させ、前記ピストン手段は前記中心軸上の、または前記中心軸に平行な、往復移動のために構成されて前記第一のチャンバへ流体を流入・流出させる、第一のシリンダー手段と、を含み、前記ピストン手段は前記非線形部と前記連結手段とのうちの他方に結合されて、前記非線形部と前記連結手段とのうちの前記一方の回転により、前記第一のシリンダー手段の中での前記ピストン手段の往復移動を起こす。

前記流体ポンプが、第二のシリンダー手段をさらに含み、前記第二のシリンダー手段と、前記第二のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第二の端部とが、第二のチャンバを画定し、前記流体伝達システムが前記第二のシリンダー手段へ動作可能に結合されて前記第二のチャンバへ交互に流体を流入・流出させ、使用中は前記ピストン手段の往復移動が流体を前記第二のチャンバに対して流入・流出させてもよい。

前記ピストン手段が前記中心軸と位置合わせした軸を有し、前記駆動シャフトが前記中心軸と位置合わせした軸を有し、前記往復移動が前記中心軸に沿っていてもよい。好適には前記ピストン手段は円形の断面を有する。

前記連結手段と前記非線形部とのうちの前記前記一方が前記ピストン手段と結合され、前記ピストン手段が前記駆動シャフトと結合されて、前記駆動シャフトの回転が、前記ピストン手段のその軸を中心とした対応した回転運動を起こし、前記駆動シャフト上を前記ピストン手段が相対的な往復移動を行うようにさせ、前記駆動シャフトの回転運動が前記ピストン手段の、したがって前記連結手段と前記非線形部とのうちの前記一方の、回転運動を起こし、それが前記ピストン手段の前記駆動シャフト上の往復移動を起こしてもよい。

前記ピストン手段がそれを貫通する貫通部を有し、前記駆動シャフトは前記第一のシリンダー手段の端部の開口を通り当該貫通部内へ延びて、封止状態が得られるように設置され、前記駆動シャフトと前記貫通部はともに、前記駆動シャフトと前記ピストン手段とを結合するように構成されてもよい。

前記非線形部と前記連結手段とのうちの前記一方が、前記ピストン手段に結合され、前記非線形部と前記連結手段とのうちの他方は、機械または車両のフレームに結合されてもよい。

前記非直線部が、円筒状の内面を有するスリーブ手段の中に配置され、前記円筒状の内面は前記中心軸をその中心軸として有して前記ピストン手段のまわりに延びてもよい。

前記駆動システムが、流体モータをさらに含み、前記流体伝達システムは前記流体モータに動作可能に結合されて流体を前記流体モータに供給し、それによって前記流体モータを駆動してもよい。前記流体モータは、本発明の第一の態様とその任意の特徴に基づいた上記ｂ）の流体モータであってもよい。

前記流体ポンプが移動制限手段をさらに含み、前記移動制限手段は、前記非直線部と前記連結手段とのうちの前記他方の前記中心軸を中心とした回転運動を防止し、前記連結手段と前記非直線部分とのうちのいずれか一方の往復移動を防止し、前記連結手段と前記非直線部分とのうちの他方の前記往復移動を可能にしてもよい。

有利には、前記流体ポンプが、かかる機械または車両のボトムブラケットシェル内での設置用に構成されていてもよい。

上記第二の態様に基づく前記伝達システムを含む、ペダルで駆動される機械または車両が提供されてもよく、前記駆動シャフトの前記第一の端部と前記駆動シャフトの第二の端部とが前記ピストン手段のそれぞれの端部から延び、前記駆動シャフトの端部は各クランクアームの第一の端部に動作可能に取り付けられ、各クランクアームの第二の端部は各ペダルに動作可能に取り付けられる。

前記駆動シャフトが、モータに動作可能に結合されてもよい。前記モータは、電動でもよく、または内燃機関を備えていてもよい。

第一または第二の態様に基づく駆動システムを備えたオートバイやその他のモータ車両が提供されてもよい。

本発明の第三の態様によると、気圧または流体圧駆動システム用の流体モータが提供される。気圧または流体圧駆動システム用の流体モータは、ピストン手段と、第一のシリンダー手段であって、第一のシリンダー手段と、前記第一のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第一の端部とが第一のチャンバを画定し、圧力生成および伝達システムは、前記第一のシリンダー手段に結合されて、前記第一のチャンバへ交互に流体を流入・流出させ、それによって前記ピストン手段の往復移動を起こす、第一のシリンダー手段と、運動変換手段であって、連続して中心軸を中心として周方向に延びる非線形部と、連結手段とを含み、前記非線形部と前記連結手段とは前記中心軸を中心として相対的に回転可能であり、前記連結手段と前記非線形部とのうちの一方が前記ピストン手段に固定的に結合され、前記連結手段と前記非線形部とは協働するように構成され、それによって、前記ピストン手段の往復移動が、前記非線形部と前記連結手段とのうちの他方の、前記中心軸を中心とした相対的な回転運動を起こす、運動変換手段と、前記ピストン手段に対して同軸に回転可能に設けられたスリーブ手段であって、前記非線形部と前記連結手段とのうちの前記他方が前記スリーブ手段と固定的に結合され、前記ピストン手段の往復移動が、前記中心軸を中心とした前記スリーブ手段の相対的な回転運動を起こす、スリーブ手段とを含む。

前記流体モータは、移動制限手段をさらに含み、前記移動制限手段は、前記非直線部と前記連結手段とのうちの前記一方の前記中心軸を中心とした回転運動を防止し、前記連結手段と前記非直線部分とのうちの他方の往復移動を防止し、前記連結手段と前記非直線部分とのうちの他方および前記スリーブ手段の往復移動を可能にしてもよい。

前記非線形部が前記スリーブ手段に結合され、前記スリーブ手段のほぼ円筒状の内面に設置されてもよい。この場合、前記連結手段は前記ピストン手段から突出して前記非線形部と協働する。

前記非線形部が前記ピストン手段に結合されて前記ピストン手段の周囲に同軸に延びてもよい。この場合、前記連結手段は前記スリーブ手段のほぼ円筒状の内面から突出して前記非直線部と協働する。

前記流体モータが、第二のシリンダー手段をさらに含み、前記第二のシリンダー手段と、前記第二のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第二の端部とが、第二のチャンバを画定し、前記第二のチャンバ手段が圧力生成および流体伝達システムに動作可能に結合されて前記第二のチャンバ手段へ交互に流体を流入・流出させ、さらに前記ピストン手段を往復移動させてもよい。

前記スリーブ手段の外周面が、回転させる対象への結合のために適用されてもよい。

前記ピストン手段が車両のフレームに結合されてその移動を防止してもよい。この場合、前記スリーブ手段の外面が、前記車両の車輪への結合のために適用される。

本発明の第四の態様に基づき、流体ポンプが提供される。流体ポンプは、軸を中心に回転可能な駆動シャフトと、ピストン手段と、前記ピストン手段に対して同軸に回転可能に設けられたスリーブ手段と、運動変換手段であって、連続して中心軸のまわりを周方向に延びる非線形部と、連結手段とを含み、前記非線形部と前記連結手段とは前記中心軸を中心とした相対的な回転のために構成され、前記連結手段と非線形部とは、相対的な回転が中心軸上の相対的な往復移動を起こすように協働するよう構成され、前記非直線部分と前記連結手段とのうちの一方が、前記スリーブ手段に結合され、それにより、前記スリーブ手段の回転が前記一方の前記中心軸を中心とした回転を起こす、運動変換手段と、第一のシリンダー手段であって、前記第一のシリンダー手段と前記第一のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第一の端部とが第一のチャンバを画定し、前記流体伝達システムは、前記第一のシリンダー手段に結合されて、前記第一のチャンバへ交互に流体を流入・流出させ、前記ピストン手段は前記中心軸上の、または前記中心軸に平行な、往復移動のために構成され、前記ピストン手段の前記往復移動が前記第一のチャンバへ流体を流入・流出させる、第一のシリンダー手段と、を含み、前記ピストン手段が前記非線形部と前記連結手段とのうちの前記他方に結合され、それによりスリーブ手段の回転が前記ピストン手段の往復移動を起こす。

前記流体ポンプはさらに、移動制限手段をさらに含み、前記移動制限手段は、前記非直線部と前記連結手段とのうちの他方の前記中心軸を中心とした回転運動を防止し、前記連結手段と前記非直線部分とのうちのいずれか一方の往復移動を防止してもよい。

前記流体ポンプが、第二のシリンダー手段をさらに含み、前記第二のシリンダー手段と、前記第二のシリンダー手段の中に設置された前記ピストン手段の第二の端部とが、第二のチャンバを画定し、前記流体伝達システムが前記第二のシリンダー手段へ結合されて前記第二のチャンバへ交互に流体を流入・流出させ、前記ピストン手段の往復移動が前記第二のチャンバに対して流体を流入・流出させてもよい。

前記非線形部と前記連結手段とのうちの前記他方が、前記ピストン手段に結合され、前記ピストン手段はまた、機械または車両のフレームに結合され、前記中心軸を中心とした回転を防止してもよい。

前記非直線部が、円筒状の内面を有するスリーブ手段の中に配置され、前記円筒状の内面は前記中心軸をその中心軸として有して前記ピストン手段のまわりに延設されてもよい。

前記駆動システムが、流体モータをさらに含み、前記流体伝達システムは前記流体モータに接続されて流体をそこに供給し、それによって前記流体モータを駆動してもよい。

本発明の第五の態様に基づき、流体圧駆動システムの流体ポンプを自転車に後付けする方法が提供される。前記流体ポンプはその中を通って延びる駆動シャフトを有し、ボトムブラケットシェルの中に設置されるように構成され、前記方法は、前記流体ポンプをボトムブラケットシェルの中にしっかりと取り付け、その後部および／または前部ハブへ延びる少なくとも二つの流体伝達路を動作可能に結合させる工程と、一対のクランクアームの各々の第一の端部を、前記駆動シャフトの各端部に動作可能に結合させ、ペダルを前記クランクアームの第二の端部へそれぞれ取り付ける工程とを含む。

前記流体圧駆動システムが、上記の流体圧駆動システムを含んでもよく、または、上記の流体ポンプまたはモータを含んでもよい。

上記の駆動システム、流体モータ、および流体ポンプにおいて、好適には、前記非直線連結部が非直線溝であり、前記連結手段が前記非直線溝に係合するための突起を含む。前記非直線溝と前記突起とが前記中心軸を中心として相対的に回転すると、前記突起が溝の表面に当接し、前記中心軸に沿った相対的な往復移動を起こす。逆に、非直線溝と突起が前記軸に沿って相対的に往復移動すると、前記突起が溝の表面に当接し、相対的な回転運動をおこす。いくつかの実施形態においては、流体ポンプが流体モータとして逆の動作をしてもよく、その逆も可である。実施形態によっては、これは可能ではなく、特に、非直線溝の経路が流体ポンプで使用するためか流体モータで使用するためかによって設計されていて、他方での使用が防止されていたり、または他方で使用すると支障があったりする。

前記突起が、ベアリングと、前記ベアリングを部分的に前記溝の中に保持するための手段とを含んでもよい。これは、突起と溝との間の摩擦を低減するので有利である。

本発明の第六の態様に基づき、流体圧または気圧モータが提供される。流体圧または気圧モータは、第一および第二のチャンバをそれぞれ画定する第一および第二のシリンダー手段であって、各々が少なくとも一つの開口を含み、前記開口は前記第一および第二のチャンバに対する流出・流入を制御する流体制御システムに動作可能に結合される、第一および第二のシリンダー手段と、第一の端部と第二の端部とを有する両頭ピストン手段であって、前記ピストンは往復移動が可能であり、前記第一の端部と前記第二の端部とは前記第一のおよび第二のチャンバに対して出入りして、前記第一のおよび第二のチャンバの体積をそれぞれ交互に増加および減少させる、両頭ピストン手段と、制御手段であって、前記第一および第二のチャンバへそれらの各注入口を介して流体を流入させたり、前記第一および第二のチャンバからそれらの各排出口を介して流体を流出させたりすることを許可または防止して、前記ピストン手段の往復移動を可能にするための制御手段とを含む。

前記少なくとも一つの開口が、前記第一および第二のチャンバの各々について、流体の流入用の注入口と、流体の流出用の排出口を含み、各注入口および排出口は各流体伝達路に動作可能に結合されてもよい。

前記流体制御システムが、流体圧ポンプに結合される加圧可能な流体貯留器を含み、それにより前記流体圧ポンプの動作が前記加圧可能な流体貯留器を加圧してもよい。

前記制御手段が、前記ピストン手段に結合される作動手段を含み、それにより前記ピストン手段の前記第一および第二の端部の一方が、前記第一および第二のチャンバの一方の中へそれぞれ少なくとも所定の距離だけ移動することによって、前記作動手段に前記制御手段へ働きかけさせて前記制御手段が流体の流通を制御するようにし、それにより前記第一および第二の端部を、前記第一および第二のチャンバの他方の中へ移動させてもよい。

前記駆動手段が、前記ピストン手段はその軸に沿って往復運動するが、そのピストン手段の軸にほぼ平行に延びる部材であって、前記軸に平行な往復移動用に構成された部材と、前記ピストン手段と前記部材とを結合させる結合手段であって、使用中、前記ピストン手段の第一の端部が前記第一のチャンバの中へ少なくとも前記所定の距離を移動すると、前記ピストン手段は前記部材を当該軸と平行な第一の方向に移動させ、また、使用中、前記ピストン手段が前記第二のチャンバの中へ少なくとも前記所定の距離を移動すると、前記ピストン手段は前記部材を前記第二の方向に移動させ、前記部材を前記第一の方向に前記所定の距離を超えて移動させると、前記制御手段に流体の流通を制御させて前記ピストン手段を逆方向に移動させる、結合手段とを含んでもよい。

前記結合手段が、第一および第二の、互いに離間した、前記部材から延びるローブと、前記第一および第二のローブの間で前記ピストン手段から延びる突起であって、前記第一のローブに対する前記突起の働きによって前記ピストン手段が前記部材を前記第一の方向へ移動させ、前記第二のローブに対する前記突起の働きによって前記ピストン手段が前記部材を前記第二の方向へ移動させる、突起とを含んでもよい。

前記制御手段が、前記第一および第二のチャンバに対する前記流体の流入をそれぞれ制御するような形状および配置の、第一および第二の回動可能なゲート部材を含み、前記流体の流通を制御するのに適した回動のために、前記部材の移動が前記第一および第二のゲート部材に結合されてもよい。

前記流体の流通の制御が、第一の状態と第二の状態のどちらかを選択することを含んでもよく、前記第一の状態では、前記第一のチャンバからその排出口を通って流体が流出することが防止され、前記第二のチャンバへその注入口を通って流体が流入することが防止され、前記第二のチャンバからその排出口を通って流体が流出するようにされ、前記第一のチャンバへその注入口を通って流体が流入するようにされ、前記第二の状態では、前記第二のチャンバからその排出口を通って流体が流出することが防止され、前記第一のチャンバへその注入口を通って流体が流入することが防止され、前記第一のチャンバからその排出口を通って流体が流出するようにされ、前記第二のチャンバへその注入口を通って流体が流入するようにされる。

前記第六の態様の流体モータの特徴をさらに含む、上記のような駆動システム、または上記の流体モータも、提供されてもよい。とりわけ、前記流体伝達システムが、流体モータへの流体の流通を調整するために使用されてもよく、それによってモータによる回転出力の速度が制御される。

本発明の実施形態は、駆動力伝達システムが必要とされる車両や機械で実施することができる。特に、トルクが増減される場合に本実施形態が実施されてもよい。

本発明のよりよい理解のため、下記の添付の図面を参照して実施形態が記載されるが、実施形態は例示としてのみ記載される。
図１Ａは、本発明の一般的な実施形態にかかる流体圧駆動伝達システムの模式図である。 図１Ｂは、圧力伝達システムを含む、別の実施形態にかかる流体圧駆動伝達システムの模式図である。 図２は、特定の実施形態にかかる自転車用流体圧ポンプの分解斜視図である。 図３は、図２に示す流体圧ポンプの分解側面図である。 図４は、図２および３に示す流体圧ポンプの断面図である。 図５は、流体圧ポンプのピストンの斜視図である。 図６は、クランクアームが取り付けられて組み立てられた状態の、図２および３に示す流体圧ポンプの斜視図である。 図７は、自転車の車輪の駆動回転用の流体圧モータの分解斜視図である。 図８は、組み立てられた状態の、図７に示す流体圧モータの斜視図である。 図９は、流体圧モータの断面図である。 図１０は、流体圧モータの端部斜視図である。 図１１は、特定の実施形態にかかるオートバイ用の流体圧ポンプの分解斜視図である。 図１２は、図１１に示す流体圧ポンプの分解側面図である。 図１３は、組み立てられた状態の、図１１に示す流体圧ポンプの斜視図である。 図１４は、実施形態にかかるモータを含むオートバイの車輪のハブの斜視図である。 図１５は、モータの部分を示すために一部を除去したハブの斜視図である。 図１６は、モータの別の斜視図である。 図１７は、ハブの断面側面図である。 図１８は、ハブの別の断面図である。 図１９は、ピニオンとゲート部材とを含むモータの部分の斜視図である。 図２０は、モータの別の部分の斜視図である。 図２１は、当該別の部分のいくつかを示す斜視図である。 図２２は、重機用の流体圧モータの斜視分解図である。 図２３は、図２２に示す流体圧モータの側面図である。 図２４は、図２２および２３に示す流体圧モータの部分の、組み立てられた状態の側面図である。 図２５は、本発明の別の実施形態に係る流体ポンプの斜視図である。 図２６は、図２５に示す流体ポンプの側面図である。 図２７は、図２５および図２６に示す流体ポンプの分解斜視図である。 図２８は、図２５〜２７に示す流体ポンプの、分解した状態の側面図である。 図２９は、図２５〜２８に示す流体ポンプの、組み立てられた状態の断面図である。 図３０は、実施形態にかかる、特に図２５〜２９に示す流体ポンプとともに使用される、ハブアセンブリの側面図である。 図３１は、図３０に示すハブアセンブリの斜視図である。 図３２は、ハブアセンブリの分解斜視図である。 図３３は、ハブアセンブリの分解側面図である。 図３４は、ハブアセンブリの断面図である。 図３５は、別の実施形態にかかる流体モータの斜視図である。 図３６は、図３５の流体モータの側面図である。 図３７は、図３５および３６に示す流体モータの一部の斜視図であり、前記一部は好適には単一の部品から成る。 図３８は、流体モータの分解斜視図である。 図３９は、流体モータの端部部品を示す。 図４０は流体モータの側面分解図である。 図４１は、流体モータの部分の斜視図である。 図４２は、流体モータの部分の斜視図である。

同様の部分には、概ね同様の参照符号を付す。

下記ではまず、実施形態にかかる流体圧駆動または伝達システムの概略について、図１Ａまたは図１Ｂを参照して記載する。特定の実施形態に基づく流体圧駆動システムが記載されているが、いくつかは図１Ａまたは図１Ｂを参照して記載されるシステムの特徴を備える。

下記記載には便宜と参照のみのために、所定の専門用語が使用されるが、発明を制限するものではない。例えば、「シリンダー（cylinder）」または「シリンダー部分（cylinder portion）」という用語は、封止状態が得られるようピストン端部を延在させることができる、流体を入れるのに適した少なくとも一つのチャンバを画定する筺体を称するために、本明細書で使用されている。図示されているシリンダーやシリンダー部分は、円形または環状の断面を有していてもよいが、特段に解すべき事情の無い限りこれは必須ではない。「流体（fluid）」という用語は、液体と気体との両方を包含する。流体圧システムにおいて、この用語は、液体やゲルなどのほとんど非圧縮性の流動可能な材料、例えば油であると考えられる。気圧システムにおいては、この用語は気体、一般的には、窒素や空気など不活性ガスであると考えられる。

「車両（vehicle）」という用語は、例えば、自転車、三輪車、オートバイ、乗用車、重量積載物車両、および重機など、駆動力伝達システムを備えたいかなる車両をも包含する。「重機（heavy equipment）」とは、大型車、特に建築作業を行うよう設計されたものを指し、土工作業を行うものを指すことが最も多い。かかる車両は、重車両、または大型油圧重機としても知られ、非網羅的に例をあげれば、ブルドーザ、掘取機、クレーン、積込機、ソイルコンパクター、およびトラクターなどがある。

流体圧伝達システムは、流体圧ポンプ１０と、流体圧モータ１２と、前記ポンプ１０と前記モータ１２とに接続する流体伝達システムと、を含む。前記流体は、好適には油であるが、実質的に非圧縮性である代替の流体が適している。前記システムは、密閉されている、すなわちシステムからの流体の流出および外部からの空気や混入物の侵入が防止されている。

図２５〜３４を参照して記載される実施形態を除いた実施形態において、ポンプ１０は第一の両頭ピストン１６と第一のシリンダー１８とを含む往復式の容量型ポンプである。前記第一のシリンダー１８は、両側端部が第一および第二のクロージャ２０ａ、２０ｂによって閉じられた円筒状外側スリーブを備える。第一のシリンダー１８および第一のピストン１６の第一および第二のクロージャ２０ａ、２０ｂは、それらを貫通する、位置合わせされた開口（図１Ａまたは１Ｂで図示省略）を有し、それらを通って第一の回転可能な駆動シャフト２４が延在する。前記第一のピストン１６および前記第一の駆動シャフト２４は同軸である。前記第一のピストン１６は、第一のシリンダー１８の中を第一の駆動シャフト２４に対して長軸方向に前後に移動可能であり、第一のピストン１６の第一の端部１６ａと第一のクロージャ２０ａとの間の第一のチャンバ２２ａ内の流体と、第一のピストン１６の第二の端部１６ｂと第二のクロージャ２０ｂとの間に画定される第二のチャンバ２２ｂ内の流体とに、交互に圧力をかける。第一のピストン１６の第一および第二の端部１６ａ、１６ｂの周縁部は、外側スリーブの内側表面と同一平面になるように配置され、前記第一および第二のチャンバ２２ａ、２２ｂは、第一のピストン１６と外側スリーブとが接して密閉されるようになっている。前記第一の回転駆動シャフト２４の終端部２４ａ、２４ｂは、それぞれ第一および第二のクロージャ２０ａ、２０ｂの開口から延在している。いくつかの実施形態では、一方の終端部のみが延在してもよい。以下により詳細に記載されるように、第一の駆動シャフト２４、第一のピストン１６および第一の連結部（図示せず）は、第一の駆動シャフト２４の回転運動が、第一のピストン１６の反復的な往復運動を起こすように協働するよう、一緒に構成される。

前記モータ１２は、容積式ポンプと同様の一般的な設計である。前記モータ１２は、第二の両頭ピストン２６および第二のシリンダー２８を含む。前記第二のシリンダー２８は、各端部で第一および第二のクロージャ３０ａ、３０ｂによって閉じられた外側スリーブを含む。前記第二のシリンダー２８および第二のピストン２６の第一および第二のクロージャ３０ａ、３０ｂは、それらを貫通する、位置合わせされた開口を有し（図１Ａまたは１Ｂにおいて図示省略）、それらを通って第二の回転可能な駆動シャフト３２が延在する。前記第二のピストン２６および第二の駆動シャフトは同軸である。第二のピストン２６は、第二のシリンダー２８の中を第二の駆動シャフト３２に対して長軸方向に前後に移動可能であり、第二のピストン２６の第一の端部２６ａと第一のクロージャ３０ａとの間に確定される第一のチャンバ３４ａ内の流体と、第二のピストン２６の第二の端部２６ｂと第二のクロージャ３０ｂとの間に画定される第二のチャンバ３４ｂ内の流体とに、交互に圧縮力をかける。第二のピストン２６の第一および第二の端部２６ａ、２６ｂの環状周縁部は、外側スリーブの内側表面と同一平面になるように配置され、前記第一および第二のチャンバ３４ａ、３４ｂは第二のピストン２６と外側スリーブとが接して密閉されるようになっている。第二の回転駆動シャフト３２の終端部３２ａ、３２ｂはそれぞれ、第一および第二のクロージャ３０ａ、３０ｂの開口から延在する。実施形態の変形例においては、端部３２ａ、３２ｂの一方のみが延在してもよい。第二の駆動シャフト３２、第二のピストン２６、および第二の連結部（図示せず）は、第二のピストン２６の往復運動が第二の駆動シャフト３２の回転運動を起こすように協働するよう、一緒に構成される。

第一の軸芯２４は、なんらかの適した手段によって回転でき、ピストン１６を前後に駆動する。例えば、第一の軸芯２４は、電動モータ、内燃機関、風車などや、取り付けられたクランク・ペダルアセンブリの操作を含む人力などの力によって、回転可能に駆動することができる。第二の軸芯３２は、回転軸（第二の軸芯３２）が駆動器として適切である装置や機械であれば、どんな装置や機械を駆動するためにも使用できる。例えば、第二の軸芯３２は車輪に結合されて、前記車輪を回転する。

図１Ａにおいて、前記圧力伝達システムは、単純に、第一および第二の流体伝達路３８ａ、３８ｂを備える。第一の伝達路３８ａの一方の端部はポンプ１０の第一のクロージャ２０ａへ、その開口において、封止状態が得られるよう接続され、第一の伝達路３８ａの他方の端部は、モータ１２の第一のクロージャ３０ａへ、その開口において、封止状態が得られるよう接続され、ポンプ１０の第一のチャンバ２２ａとモータ１２の第一のチャンバ３４ａとが流体連通するようになっている。第二の伝達路３８ｂの一方の端部は、ポンプ１０の第二のクロージャ２０ｂへ、その開口において、封止状態が得られるよう接続され、また、第二の伝達路３８ｂの他方の端部は、モータの第二のクロージャ３０へ、その開口において、封止状態が得られるよう接続され、ポンプ１０の第二のチャンバ２２ｂとモータ１２の第二のチャンバ３４ｂとが流体連通するようになっている。

図１Ａおよび１Ｂでの図示は省略するが、ポンプ１０およびモータ１２の各々は、往復移動から回転運動へ、またその逆へ変換する運動変換構成を含む。実施形態に基づき、前記構成は、溝状の連続した非直線部分と、突起状の連結手段とを含む。前記溝は軸のまわりを、軸からの溝への距離がほぼ一定となるように周方向に延びる。前記溝は、部分的には、軸に沿って長軸方向に延びる。前記突起は、前記溝に係合する。前記突起は、いくつかの実施形態においてボールベアリングを備えていてもよい。前記突起および前記溝の一方は、固定的に設けられ、他方は溝の軸に対して相対的に回転可能であってもよい。例えば、前記突起が溝に対して固定的に設けられ、前記溝が軸の周囲をまわっている場合、前記突起は、溝を進んで軸上を往復し、回転を起こす。別の実施例では、前記突起が溝の軸と平行に往復運動してもよく、これは溝の回転運動を必要とし、前記突起が溝の平面部分に当接して溝をその軸の周りに回転させる。

使用中は、第一の駆動シャフト２４の回転が、第一のピストン１６の往復移動を起こす。第一のピストン１６が第一のクロージャ２０ａの方へ移動する際に、第一のチャンバ２２ａの体積が減少し、そこの圧力が増加し、流体が第一のチャンバ２２ａから第一の伝達路３８ａへ流れる。第一の伝達路３８ａからの流体が、モータ１２の第一のチャンバ３４ａへ送られ、第二のピストン２６をモータ１２の第二のクロージャ３０ｂへ移動させる。同時に、第一のピストン１６の第二のチャンバ２２ｂの体積が増加し、第二のピストン２６の第二のチャンバ３４ｂの体積が減少し、流体が第一のピストン１６の第二のチャンバ２２ｂの中へ第二の伝達路３８ｂから引き込まれる。第一のピストン１６が第二のクロージャ２０ｂの方へ移動する際には、第二のチャンバ２２ｂの体積が減少し、そこの圧力が増加し、流体が第二のチャンバ２２ｂから第二の伝達路３８ｂへ流れる。第二の伝達路３８ｂからの流体が、モータ１２の第二のチャンバ３４ｂへ送られ、第二のピストン２６をモータ１２の第一のクロージャ３０ａのほうへ移動させる。同時に、第一のピストン１６の第一のチャンバ２２ａの体積が増加し、第二のピストン２６の第一のチャンバ３４ａの体積が減少し、流体が第一のピストン１６の第二のチャンバ２２ｂの中へ引き込まれる。このように、第一のピストン１６が往復運動するにつれて、第二のピストン２６が同様に往復運動し、それによって第二の駆動シャフト３２を駆動する。

なお、ピストン１６が往復運動する時にポンプ１０の第一および第二のチャンバ２２ａ、２２ｂから押し出された流体の量は、第一および第二のチャンバ３４ａ、３４ｂが受領する量を越えてはならず、また、流体圧伝達システムはそのように構成される。好適には、第一のピストン１６がポンプ１０を前後に移動するごとにポンプ１０の第一および第二のチャンバ２２ａ、２２ｂから押し出される流体の量は、第二のピストン２６が第二の駆動シャフト３２を回転させるために必要な距離だけ前後に第二のピストン２６を動かすのに必要な流体の量とほぼ同じである。

図１Ｂにおいて、流体調整システムは、第二のピストン２６の往復運動を駆動するのに必要な流体量に対して往復運動中にポンプ１０の第一および第二のチャンバ２２ａ、２２ｂから押し出された流体の量にかかわらず、第一のピストン１６の往復運動が、第二のピストン２６の往復運動を駆動することを可能にする。前記システムは、加圧流体貯留部３６と、第一〜第七の流体伝達路３８ａ〜３８ｇと、第一〜第六のバルブ４０ａ〜４０ｆを備える。

第一の流体伝達路３８ａの端部の一方は、第一のシリンダー１８の第一のクロージャ２４ａに、その開口において封止状態が得られるよう接続される。第一の伝達路３８ａの他方の端部は、加圧流体貯留部３６に接続される。このように、第一のシリンダー１８の第一のチャンバ２２ａと加圧流体貯留部３６の内部とは、流体連通するように接続されている。第一の一方向バルブ４０ａは、第一の伝達路３８ａ中に配置されて、ポンプ１０の第一のチャンバ２２ａから加圧流体貯留部３６へ流体が流れるようにし、かつ、前記流体が逆方向に流れることを防止する。

第二の流体伝達路３８ｂの端部の一方は、第一のシリンダー１８の第二のクロージャ２４に、その開口において封止状態が得られるよう接続される。第二の伝達路３８ｂの他方の端部は、加圧流体貯留部３６に、封止状態が得られるよう接続される。このように、第一のシリンダー１８の第二のチャンバ２２ｂと加圧流体貯留部３６の内部とは流体連通するように接続されている。第二の一方向バルブ４０ｂは、第二の伝達路３８ｂ中に配置されて、ポンプ１０の第二のチャンバ２２ｂから加圧流体貯留部３６へ流体が流れるようにし、かつ、前記流体が逆方向に流れることを防止する。

第三の伝達路３８ｃの端部の一方は、モータ１２の第二のシリンダー２８の第一のクロージャ３０ａに、その開口において封止状態が得られるよう接続される。第三の伝達路３８ｃの他方の端部は、加圧流体貯留部３６に、封止状態が得られるよう接続される。このように、第三の伝達路３８ｃは、モータ１２の第一のチャンバ３４ａと加圧流体貯留部３６の内部とを、流体連通するように接続する。第三の一方向バルブ４０ｃは、第三の伝達路３８ｃ中に配置されて、加圧流体貯留部３６から第一のチャンバ３４ａへ流体が流れるようにし、かつ、前記流体が逆方向に流れることを防止する。

第四の伝達路３８ｄの端部の一方は、モータ１２の第二のシリンダー２８の第二のクロージャ３０ｂに、その開口において封止状態が得られるよう接続される。第四の伝達路３８ｄの他方の端部は、加圧流体貯留部３６に、封止状態が得られるよう接続される。このように、第四の伝達路３８ｄは第二のシリンダー２８の第二のチャンバ３４ｂと加圧流体貯留部３６の内部とを、流体連通するように接続する。第四の一方向バルブ４０ｄは第四の伝達路３８ｄ中に配置されて、加圧流体貯留部３６からモータ１２の第一のチャンバ３４ａへ流体が流れるようにし、かつ、前記流体が逆方向に流れるのを防止する。

第五の伝達路３８ｅの第一の端部は、第一の伝達路３８ａの、第一の伝達路２８ａ中の一方向バルブ４０ａとポンプ１０の第一のチャンバ２２ａとの間の区間において、第一の伝達路に封止状態が得られるよう接続される。第五の伝達路３８ｅの第二の端部は、第二のシリンダー２８の第一のクロージャ３４ａにおける別の開口を介して、モータ１２の第一のチャンバ３４ａに封止状態が得られるよう接続される。

第六の伝達路３８ｆの第一の端部は、第二の伝達路３８ｂの、第二の伝達路２８ｂ中の一方向バルブ４０ｂとポンプ１０の第二のチャンバ２２ｂとの間の区間において、第二の伝達路３８ｂに封止状態が得られるよう接続される。第六の伝達路３８ｆの第二の端部は、第二のシリンダー２８の第二のクロージャ３０ｂにおける別の開口を介して、モータ１２の第二のチャンバ３４ｂに封止状態が得られるよう接続される。

第七の流体伝達路３８ｇの第一の端部は、第五の伝達路３８ｅの第一の端部と第二の端部との間の区間において、第五の伝達路３８ｅに封止状態が得られるよう接続される。第七の流体伝達路３８ｇの第二の端部は、第六の伝達路３８ｆの第一の端部と第二の端部との間の区間において、第六の伝達路３８ｆに封止状態が得られるよう接続される。

第五の一方向バルブ４０ｅは、第五の伝達路３８ｅ中に、第七の伝達路３８ｅの第一の端部と第五の伝達路３８ｅの第一の端部との間に配置される。このバルブ４０ｅは、第五の伝達路３８ｅの内部から第一の伝達路３８ａの内部へ流体が流れるようにし、かつ、流体が逆方向へ流れるのを防止する。

第六の一方向バルブ４０ｆは、第六の伝達路３８中に、第六の伝達路３８ｆの第二の端部と第六の伝達路３８ｆの第一の端部との間に配置される。このバルブ４０ｆは、第六の伝達路３８ｆの内部から第二の伝達路３８ｂの内部へ流体が流れるようにし、かつ、流体が逆方向へ流れるのを防止する。

第七の一方向バルブ４０ｇは、モータ１２の第一のチャンバ３４ａの前記別の開口と第七の伝達路３８ｇの第一の端部との間の第五の伝達路３８ｅ中に配置される。このバルブは第一のチャンバ３４ａから第五の伝達路３８ｅへ流体が流れるようにし、かつ、流体が逆方向へ流れるのを防止する。

第八の一方向バルブ４０ｈは、モータ１２の第二のチャンバ３４ｂの前記別の開口と第七の伝達路３８ｇの第二の端部との間の第六の伝達路３８ｆ中に配置されている。このバルブ４０ｈは、第二のチャンバ３４ｂから第六の伝達路３８ｆへ流体が流れるようにし、かつ、流体が逆方向へ流れるのを防止する。

実施形態によっては、第七の伝達路３８ｇには流体の貯留部があってもよい。

なお、モータ１２を駆動するために、従来の流体ポンプが用いられてもよい。また、従来の流体モータを駆動するためにポンプ１０が用いられてもよい。図１Ｂを参照して記載されている流体伝達システムを含む実施形態において、加圧流体源が流体モータ１２を駆動している−ただし、実施形態は、流体源を加圧するためにポンプ１０または従来の流体ポンプを使用するものに制限されない。さらに、それぞれが実施形態に基づく複数のモータを結合して加圧流体源としてもよい。加圧流体源を加圧するために複数のポンプが用いられてもよく、それによって最終的に一つまたは複数のモータを駆動してもよい。また、流体モータの回転率を調整するために、流体伝達システムを用いてもよい。

モータ１２は、第一および第二の状態を切り替える制御機構（図示せず）を含む。第一の状態では、第二のピストン２６が第二のシリンダー２８の第一のクロージャ３０ａの方へ移動する時、第一のチャンバ３４ａから第五の伝達路３８ｅへ流体が流れるようにされ、また第四の伝達路３８ｄから第二のチャンバ３４ｂへ流体が流れるようにされ、第二のチャンバ３４ｂから第六の伝達路３８ｆへ流体が流れるのを防止する。第三の伝達路３８ｃから第一のチャンバ３４ａへの流体の流入も防止される。第三の伝達路３８ｃへの第一のチャンバ３４ａからの流体の流入も、第三のバルブ４０ｃによって防止される。加圧流体貯留部３６から第四の伝達路３８ｄへの流体の流入、および第四の伝達路３８ｄから第二のチャンバ３４ａへの流体の流入は、第一のクロージャ３０ａへピストン２６を移動させるために必要である。ピストン１６の第一の端部１６ａが最も短い所定の距離で第一のクロージャ３０ａへ到達すると、開いていた第四の伝達路３８ｄと第五の伝達路３８ｅとが閉じ、閉じられていた第三の伝達路３８ｃと第六の伝達路３８ｆとが開かれて前記制御機構が第二の状態になるように、前記制御機構が構成されている。

第二の状態では、第二のピストン２６が第二のシリンダー２８の第二のクロージャ３０ｂの方へ移動する。この状態で第二のチャンバ３４ｂから第六の伝達路３８ｆへ流体が流れるようにされ、第一のチャンバ３４ａから第五の伝達路３８ｅへの流体の流入が防止され、かつ、第三の伝達路３８ｃから第一のチャンバ３４ａへ流体が流れるようにされる。第二のチャンバ３４ｂから第四の伝達路３８ｄへの流体の流入は、第四のバルブ４０ｄによって防止される。加圧流体貯留部３６から第三の伝達路３８ａへの流体の流入と第三の伝達路から第一のチャンバ３４ａへの流体の流入は、ピストン２６を第二のクロージャ３０ｂの方へ移動させるために必要である。ピストン１６の第二の端部１６ｂが最も短い所定の距離で第二のクロージャ３０ｂへ到達すると、開いていた第三の伝達路３８ｃと第六の伝達路３８ｆとが閉じられ、閉じられていた第四の伝達路３８ｄと第五の伝達路３８ｅとが開かれて制御機構が第一の状態に戻るように、前記制御機構が構成されている。

使用中、第一の軸芯２４は回転し、連結部を介して非直線的な溝へ力が伝達されて、第一のピストン１６の反復的な往復運動を起こす。

第一のピストン１６がポンプ１０の第一のクロージャ２０ａの方へ移動すると、第一のチャンバ２２ａ中の圧力が高まる。流体は、第一のチャンバ２２ａから第一の伝達路３８ａへ押し出され、さらに、前記伝達路から第一の一方向バルブ４０ａを通って加圧流体貯留部３６へ押し出される。第五の一方向バルブ４０ｅは、流体の第五の伝達路４０ｅへの流入を防止する。第一の伝達路３８ａ中の圧力は、第五の伝達路３８ｅ中の圧力を越え、そのため第五の伝達路３８ｅから第一の伝達路３８ａへ流体が流入することは実質的に防止される。ピストン１６が第一のクロージャ２０ａの方へ移動するにつれて、第二の伝達路３８ｂの圧力が第六の伝達路３８ｆの圧力よりも低くなる。そのため流体は、第六の伝達路４０ｆから第二の伝達路３８ｂへ流入し、さらに、第二の伝達路３８ｂからポンプ１０の第二のチャンバ２２ｂへ流入する。

第一のピストン１６がポンプ１０の第二のクロージャ２０ｂの方へ移動すると、流体伝達システムは鏡像のように動作する。加圧流体貯留部３６中の流体はこのように、第一のピストン１６が往復する時に、圧力下に維持される。

加圧流体貯留部３６が適切に加圧される時に、モータ１２が動作する。モータ１２が第一の状態の時に、第二のピストン２６がモータ１２の第一のクロージャ３０ａの方へ移動する。第二のピストン２６が第一のクロージャ３０ａに対して最も近い所定の位置に到達すると、制御機構はモータ１２を第二の状態へ切り替える。モータ１２が第二の状態になると、第二のピストン２６がモータ１２の第二のクロージャ３０ｂの方へ移動する。第二のピストン２６が第二のクロージャ３０ｂに対して最も近い所定の位置に到達すると、前記機構は第一の状態を切り替える。第二のピストン２６と、第二の駆動シャフト３２と、連結部（図示せず）とは、協働して第二の駆動シャフト３２に対する長軸方向の第二のピストン２６の直線往復運動が第二の駆動シャフト３２の回転を駆動するように構成される。

まとめると、このように、第一の軸芯２４の回転運動が第一のピストン１６の直線的な往復運動を起こす。第一のピストン１６の往復運動が、流体伝達システムの動作により、第二のピストン２６の往復運動を起こす。第二のピストン２６の往復運動が、第二の軸芯３２の回転運動を起こす。

伝達システムにおいて、第一の軸芯２４の角速度と第二の軸芯３２の角速度との比率は、システムのパラメータを特定することによって選択できるであろう。例えば、前記比率は、第一および第二のピストンの第一および第二の端部の、それぞれのピストン移動方向に垂直な平面の面積の相対的な大きさに依存する。前記システムはまた、第二の軸芯３２の回転の角速度が第一の軸芯２４の回転の角速度よりも小さい場合にはトルクを大きくし、第一の軸芯２４の回転の角速度によって第二の軸芯３２の角速度がより大きくなる場合にはトルクを小さくする。

図２〜６を参照し、特定の実施形態に基づく流体圧ポンプ１１０を説明する。前記ポンプは、自転車の流体圧駆動伝達システム用である。前記流体圧ポンプは、第一のピストン１１６、第一のシリンダー１１８、回転可能な駆動シャフト１２４、および連結部を含む。

図面では自転車は図示が省略されているが、ポンプ１１０は自転車のボトムブラケットシェルの中に配置するためのものであると理解すべきである。ボトムブラケットシェルは、自転車の基本面に直交する貫通部を画定し、従来からボトムブラケットはそれに通過させてしっかりと設置され、回転可能な駆動シャフトの端部が当該基本面に対して直交して延設されるようになっている。クランクアームは、駆動シャフトの端部にしっかりと取り付けられる。一般的な自転車では、シートチューブ、ダウンチューブおよびチェーンステーがすべてボトムブラケットシェルで接合される。本実施形態では、ポンプ１１０は、従来のボトムブラケットの位置に配置される。そのように配置される場合、当該技術分野では"スピンドル"と称されることがよくある回転可能な駆動シャフト１２４の端部１２４ａ、１２４ｂはそれぞれボトムブラケットシェルから自転車の基本面に対して直交する方向に延び、各端部は、適切に構成されたクランクアーム１４４ａ、１４４ｂがしっかりと取り付けられるように構成される。各クランクアーム１４４ａ、１４４ｂの他方の端部には、ペダル（図示せず）が取り付けられる。

ボトムブラケットシェルは、通常、断面の内径と長さにおいて標準的なサイズがいくつかあるうちの1つであるので、対応する直径を有しシェルの長さに適したボトムブラケットが、シェル中にしっかりと取り付けられる。ポンプ１１０が入るためのシェルの寸法は、ポンプ１１０を入れるための標準のサイズとは異なってもよい。

別の実施形態において、ポンプ１１０は、従来の標準サイズのボトムブラケットシェルに嵌合するような寸法を有するようになっている。これによって、特に流体圧伝達システム用に設計されたわけではない自転車へ、流体圧伝達システムを容易に後付けできる。

第一のシリンダー１１８は、シリンダー本体部１４６と、第一および第二のクロージャ１２０ａ、１２０ｂとを含む。シリンダー本体部１４６は円形の断面を有する円筒状空間を画定するシリンダー内面１４６ａを有し、ボトムブラケットシェルに嵌合する形状の外側長手面を有し、かつ、第一および第二の環状端面１４８ａ、１４８ｂを有する。第一および第二のクロージャ１２０ａ、１２０ｂの各々は、シリンダー本体部１４６に取り付けられて、シリンダー本体部１４６の端部の各々を閉じる。これは、各クロージャ１２０ａ、１２０ｂに周囲の開口を設けることにより達成され、前記開口は、シリンダー本体部１４６の環状端面１４８ａ、１４８ｂの各々にある対応するネジ穴１５０に合わせて位置合わせされている。第一および第二のクロージャ１２０ａ、１２０ｂの各々は、ネジ１５２で各端面１４８ａ、１４８ｂに封止状態が得られるよう取り付けられ、前記周囲の開口を介してネジ穴１５０へと延びる。第一および第二のクロージャ１２０ａ、１２０ｂを端面１４８ａ、１４８ｂへ取り付けるのに適した方法はその他いろいろあり、当業者には明らかであろう。

第一および第二のクロージャ１２０ａ、１２０ｂの各々は、それらを貫通するよう配置された中央穴１５４ａ、１５４ｂを有し、それらは環状である。第一の駆動シャフト１２４は、シリンダー本体部１４６中で円筒状の空間を通って延設される。第一の軸芯１２４の端部１２４ａ、１２４ｂは穴１５４ａ、１５４ｂを通って延び、クランクアーム１４４ａ、１４４ｂに取り付けられる。第一の軸芯１２４は横方向の移動は防止されているが回転はできるようにしっかりと取り付けられ、第一および第二のチャンバ１２２ａ、１２２ｂは、第一の駆動シャフト１２４とクロージャ１２０ａ、１２０ｂとが接するところでベアリングアセンブリと自己潤滑性のＯ−リング１５６とによって密閉される。流体の流出と混入物の侵入はこのように防止される。

ベアリングアセンブリとＯ−リング１５６のおかげで、第一の軸芯１２４とクロージャ１２０ａ、１２０ｂとの間の摩擦が低くなっている。様々なシーリングおよびベアリング構成を有するボトムブラケットが市販されており、当業者が本発明の実施形態をかかる構成を含むように改変することは予測可能なことである。かかるシーリングおよびベアリング構成の特性の詳細は、本明細書の範囲を超えている。

第一のピストン１１６は、第一の端部平面１１６ａから第二の端部平面１１６ｂへ貫通する貫通部１６０を有する。ピストン１１６は、ほぼ円筒状であり、かつ、第一の駆動シャフト１２４上に軸方向に設置され、第一の駆動シャフト１２４が貫通部１６０を通って延びるようになっており、すなわち、円筒状ピストン１１６と第一の駆動シャフト１２４が同軸である。第一のピストン１１６と第一の駆動シャフト１２４とが係合して、駆動シャフト１２４が回転する時にピストン１１６がそれと共に回転し、ピストン１１６が第一の駆動シャフト１２４上を長軸方向に前後にスライドできるようになっている。

より詳しくは、第一の軸芯１２４は断面がほぼ円形であるが、周面に周方向に間隔を置いて複数の凹部を備えている。ベアリング１６２が前記凹部に配置され、前記周面から突出する。貫通部１６０の内側面は、ピストン１１６の軸に平行な貫通部１６０の長さ方向に延びた複数の溝１６４を備える。前記突出したベアリング１６２は、雄スプラインを形成し、溝１６４は前記雄スプラインと合う雌スプラインを形成する。したがって、第一のピストン１１６が第一の駆動シャフト１２４上に設置されると、何らかのトルクが第一の駆動シャフト１２４からピストン１１６へ移され、ピストンが第一の駆動シャフト１２４上を長軸方向に移動できる。ベアリング１６２は摩擦の低い移動を有利に達成する。Ｏ−リング１６６は流体がピストン１１６の一方の側から他方側へ貫通部１６０を通って通過することを防止する。

一つのベアリング１６２が各凹部から突出しているように示されているが、存在するベアリングがそれより多くても少なくてもよいのは言うまでもない。また、本実施形態において、二つの凹部が第一の駆動シャフト１２４のまわりに距離をおいて設けられ、それぞれがベアリングをその中に有しているが、設けられている凹部の数はそれよりも多くても少なくてもよく、ピストン１１６の内側面の溝の数はそれに対応している。または、第一のピストン１１６と第一の駆動シャフトとが逆に係合し、与えられたトルクが第一の駆動シャフト１２４から第一のピストン１１６へ移され、第一のピストン１１６が第一の駆動シャフト１２４上を長軸方向に前後に移動する。簡単な変形例では、断面が正方形または多角形の第一の駆動シャフト１２４と断面がそれに合うピストン貫通部１６０によってそれが達成できる。

シリンダー１１８は、シリンダー内面１６４ａから外へ延びる第一および第二の穴１６８ａ、１６８ｂを有する。凸部分１７２をそれぞれ備えたベアリングマウント１７０ａ、１７０ｂが、孔１６８ａ、１６８ｂへそれぞれ延びる。各ベアリングマウント１７０ａ、１７０ｂは、凸部分１７２の端部から部分的に突出しているボールベアリング１７４ａ、１７４ｂの形状の連結部を支持するよう構成され、ベアリングはシリンダー本体部１６４のシリンダー内面１６４ａを越えて延びるが、ベアリングマウント１７０ａ、１７０ｂは超えないようになっている。各ベアリングマウント１７０ａ、１７０ｂはシリンダー本体部１６４中のネジ穴１７５と前記穴１７５に係合するネジ１７６との対によって、シリンダー本体部１６４に固定され、ベアリングマウント１７０ａ、１７０ｂがシリンダー本体部１６４に取り付けられる。第一および第二の穴１６８ａ、１６８ｂと各ベアリングマウント１７０ａ、１７０ｂとは、シリンダー本体部１６４に正反対に対置され、前記本体部の長さ方向の中央に配置される。この結果、ボールベアリング１８４は、それぞれ正反対の対抗する方向に向いて突出する。。

図５に最もよく示されるように、第一のピストン１１６は、波状に連続してシリンダー面１１６ｃの周囲に延設された、連続した非直線の溝１７８の形状の連結部分を含む、外側シリンダー面１１６ｃを有する。ピストン１１６の断面形状は、シリンダー１１８の内部空間の断面と適合する。ピストン１１６がシリンダー本体部１６４に配置されると、ボールベアリング１７４ａ、１７４ｂは非直線溝１７８の中へ入り、第一のピストン１１６が第一の軸芯１２４上を長さ方向に移動するようにさせる。第一のピストン１１６が第一の軸芯１２４の回転によって回転するので、非直線溝の各部分が常に各ボールベアリングに接し、ボールベアリング１７４ａ、１７４ｂは、第一のピストン１１６が第一の軸芯１２４上を前後に移動するようにさせ、第一のピストン１１６が回転して第一の軸芯１２４が回転する。

なお、ボールベアリング１７４ａ、１７４ｂはひとつ設けられていればよいが、その数はそれより多くてもよい。しかしながら、ボールベアリングの数は、非直線溝１７８の形状、つまり、谷部と山部の数を考慮に入れる必要がある。ボールベアリングが一つのみが設けられていれば、山部および谷部も一つのみ設けられていればよい。二つの谷部と二つの山部が設けられていれば、一つまたは二つのボールベアリングが設けられていればよい。三つの山部および三つの谷部が設けられていれば、一つ、二つ、または三つの適切に配置されたボールベアリングが配置されていればよい。さらに、連結部はボールベアリングの形状でなくてもよい。または、シリンダー本体部の内側表面から突出した凸部であってもよい。

第一および第二の端部１１６ａ、１１６ｂ、第一および第二のクロージャ１２０ａ、１２０ｂ、およびシリンダー本体部１６４は、ともに第一および第二のチャンバ１２２ａ、１２２ｂをそれぞれ画定する。各クロージャ１２０ａ、１２０ｂはそれぞれ、流体の流入及び流出用の開口１８０ａ、１８０ｂを有している。前記開口は、封止状態が得られるようノズル１８１ａ、１８１ｂに接続されて、模式的に図１Ａに示されているような方法で第一および第二の流体伝達路に接続される。

図７〜１０を参照すると、上記のポンプ１１０を含む流体圧伝達システムの、実施形態にかかる流体圧モータ１１２は、後輪の回転運動を駆動するために、自転車の後部に設置されるよう構成されている。モータ１１２は、ピストン１２６、第二の駆動シャフト１３２、および第二のシリンダー１２８を含む。

第二の駆動シャフト１３２は、断面が円形の、軸方向に延びる、貫通部を有する。第二の駆動シャフト１３２もまた、先端部１３２ａを有し、前記先端部１３２ａは、それに対応して構成される自転車の後輪のハブ（図示せず）に係合するよう構成されている。先端部１３２ａはハブと係合して、第二の軸芯１３２の回転運動が、それに対応するハブの、そして自転車車輪の、角移動を起こすようにする。先端部１３２ａとハブとの係合は、スプライン平面を有する先端部と、凹部を有する適合する平面を有するハブとによって達成できる。実施形態の変形例において、第二の軸芯１３２は、従来のフリーホイール機構（図示せず）を含んでもよい。

使用される後部ハブの大部分が、カセットにしっかり取り付けられるよう構成される。通常、ハブとカセットとは、多数ある標準的なもののひとつに従った形状にされる。好適には、先端部１３２ａは、カセットではなくかかるハブに係合するような形状にされる。

第二の駆動シャフト１３２と係合する場合に、ハブは前記軸方向の貫通部を通って延在するスキュア１８３上に設置可能である。スキュア１８３は従来の設計のものでもよく、自転車の、シートステーとチェーンステーが接合する領域のドロップアウトに設置可能である。スキュア１８３は、その上での第二の駆動シャフト１３２の自由回転を可能にする。

第二のピストン１２６はほぼ円筒状であり、それを軸方向に貫通して延在する貫通部１８４を有し、第二の駆動シャフト１３２上に設置され、第二のピストン１２６の中心軸を中心とした回転運動が、それに対応する第二の駆動シャフト１３２の回転移動を起こし、相対的な縦方向往復スライド移動が可能になるようにしている。これは、上記のようにポンプ１１０中で第一の駆動シャフト１２４と第一のピストン１１６とがかみ合うことと同じ仕組みで、つまり、図７の１８２および１８５に示された、適合している雄および雌スプライン部分と同じ仕組みで、達成できる。

第二のシリンダー１２８は、ポンプ１１０のように、シリンダー本体部１２８ａと、第一および第二のクロージャ１３０ａ、１３０ｂとを備える。

シリンダー本体部１２８ａは、断面がほぼ円形の円筒状空間を画定するシリンダー内面を有する。円筒状空間は、第一および第二のクロージャ１３０ａ、１３０ｂがシリンダー本体部１２８ａの第一の環状端面に固定的に取り付けられることにより閉じられる。第一のクロージャ１３０ａは、シリンダー本体部１２８ａと一体的に形成される。

第一および第二のクロージャ１３０ａ、１３０ｂの各々は、それを貫通する中央穴１８６ａ、１８６ｂをそれぞれ有する。第二の駆動シャフト１３２は、第二のピストン１２６の貫通部１８４および第一および第二のクロージャ１３０ａ、１３０ｂの穴１８６ａ、１８６ｂを通って延設され、先端部１３２ａで終端する。第二の駆動シャフト１３２の他方の端部は、環状ベアリングアセンブリ１８８に突き当たり、ベアリングアセンブリは、第二のクロージャ１３０ａに取り付けられて、第二の駆動シャフト１３２の回転を可能にし、第二の駆動シャフト１３２の横移動を防止し、かつ、流体の流出を防止する。

シリンダー本体部１２８ａと、第一および第二のクロージャ１３０ａ、１３０ｂと、第二のピストン１２６の第一および第二の端部とは、第一および第二の流体チャンバ１３４ａ、１３４ｂを画定する。流体伝達システムは、封止状態が得られるように第一および第二のチャンバに、これらチャンバ１３４ａ、１３４ｂの各々につながる一対の開口１８７ａ、１８７ｂを介して接続されされる。これら開口によって、第一の伝達路１３８ａが第一のチャンバ１３４ａに封止状態が得られるように接続され、第二の伝達路１３８ｂが第二のチャンバ１３４ｂに封止状態が得られるように接続されて、これらチャンバ各々に対して交互に流体を供給し、それによってピストン１２６を前後に駆動する。

第一の穴はシリンダー１２８の円筒状の空間から外部へ延びる。ベアリングマウント１９０は、ポンプ１１０の一部として記載されたベアリングマウント１７０ａと同様に、シリンダー内面からボールベアリング１９１が突出するようにシリンダー本体部中にボールベアリング１９１を保持する凸部分１９０ａを備える。

凸部分１９０ａは、ネジ状の周面を有し、それに合うような、シリンダー本体部１２８ｃ内のネジ状の面と係合する。

ポンプ１１０内の第一のピストン１１６と同様に、第二のピストン１２６は、シリンダー外面１２６ｃの周囲に連続して波状に延設された、連続した非直線溝１９３の形状の連結部分を含む、シリンダー外面１２６ｃを有する。第二のピストン１２６がシリンダー本体部１９１に配置されるとき、ボールベアリング１９１は非直線溝１９３に入る。

シリンダー１２８は自転車フレームに結合され、シリンダー１２８およびフレームの相対的な移動が防止される。この目的のために、シリンダー１２８の外側に固定的に取り付けられたローブ１９２は、通常は後部リアディレーラへの取り付け用に自転車フレームに設けられたドロップアウト（図示せず）と位置合わせ可能な、部分的に円筒状の凹部１９２ａを有する。ボルト（図示せず）が前記凹部に嵌合し、ネジがかみ合うことによってドロップアウトへしっかりと取り付けられる。特に、フレームへのシリンダー１２８の固定結合は、第二のシリンダー１２８の軸を中心とした回転を防止し、これはボールベアリング１９１上の溝１９３の表面に付与された力によってシリンダー１２８が回転しないようになることを意味する。

第一および第二の伝達路１３８ａ、１３８ｂは、チェーンステーの一方または両方の中に、またはそれに沿って延び、ハブに入る。実施形態において、これら伝達路は、前記または各チェーンステーと一体的に形成される。

ポンプ１１０およびモータ１１２を含む伝達システムの動作を下記に説明する。自転車の自転車運転者がペダルを踏み、第一の軸芯１２４が回転し、それによって第一のピストン１１６が回転する。第一のピストン１１６が回転すると、非直線溝１７８のボールベアリング１７４ａ、１７４ｂと接する部分が、すぐに推移し、前記部分の縦方向の位置変化により、ボールベアリングがピストン１１６を往復運動させる。第一のピストン１１６の往復移動により、交互に第一および第二のチャンバ１２２ａ、１２２ｂのひとつのチャンバの体積が小さくなり圧力が高まるとそこから流体を流出させ、他方のチャンバ１２２ａ、１２２ｂの圧力が小さくなるとそこへ吸入させる。これが起こる仕組みは、図１Ａを参照して記載された流体圧伝達システムの動作に関して上述されたとおりである。

このように、第一のピストン１１６の往復移動は、第二のシリンダー１２６内の第二のピストン１２６の反復的な往復移動となる。第二のピストン１２６が前後に移動する間、ボールベアリング１９１が溝１９３の表面に当接する。ボールベアリング１９１は第二のピストン１２６を往復運動させるために回転させる。第二のピストン１２６の回転は、対応する第二の駆動シャフト１３２の回転運動を起こし、これがスキュア１８３のまわりに取り付けられたハブと車輪の回転を駆動する。

代替の実施形態において、モータ１１２は、前輪を駆動するように配置され、構成されてもよい。これを達成するようにモータ１１２をどのように改変するかは、当業者に自明である。代替の実施形態において、ポンプ１１０の動作により、一方は前輪の回転の駆動用であり他方は後輪の回転の駆動用である一対のモータが駆動されてもよい。この目的のために、流体調整システムが変更される。

別の特定の実施形態において、流体圧駆動伝達システムのポンプ２１０は、オートバイの一部として実施される。特に、前記伝達システムは、たとえばステップスルーフレームや乗り手の足のためのプラットフォームを備えたオートバイであるスクータの一部として実施されてもよい。前記システムは、図１Ｂを参照して概略が記載されたような、流体伝達システムを含む。

図１１〜１３を参照すると、ポンプ２１０は構造においても動作においても自転車用ポンプ１１０と同様である。相違点の一つは、第一の駆動シャフト２２４が、ペダルの操作ではなく、電動モータ（図示せず）や内燃機関によって回転可能に駆動されることである。第一の駆動シャフト２２４の端部２２４ａは、モータやエンジンなどと係合するよう構成されている。また、シリンダー本体部２４６および第一および第二のクロージャ２２０ａ、２２０ｂの外面が散熱や外見をよくするために波打たせてあるものが示されている。

別の相違点は、第一および第二の流体チャンバの注入口および排出口を形成する開口が、ポンプ１１０のようにノズル１９１ａ、１９１ｂへと延びているわけではないことである。そのかわり、シリンダー本体部２４６は、それを貫通する第一および第二の貫通部を有する。第一の貫通部は、第一のチャンバ２２２ａに対する、その第一の端部における第一の開口部から、ベアリングマウントの近くの第二の開口部２０３へ延びる。第二の貫通部は、第二のチャンバ２２２ｂに対する、その第一の端部における第一の開口部２０２ｂから、ベアリングマウント１７０の近くの第二の開口部２０３ｂへ延びる。各貫通部は、シリンダー本体部２４６の部材中に形成される。各貫通部の第一の開口部２０２ａ、２０２ｂは、シリンダー本体部２４６の各環状面に配置されている。上記のポンプ１１０と同様に、第一および第二のクロージャ２２０ａ、２２０ｂはそれぞれ、シリンダー本体部２４６の環状端面に封止状態が得られるよう取り付けられ、第一および第二の流体チャンバを部分的に画定する。ただし、本実施形態において、第一および第二の貫通部は、各クロージャ２２０ａ、２２０ｂの対応する内側表面中の凹部２０１ａによって、第一および第二のチャンバ２３４ａ、２３４ｂ各々と封止状態が得られるように接続されて流体連通する。各凹部２０１ａ、２０１ｂの一部は、第一の開口部を覆い、凹部２０１ａ、２０１ｂはまたチャンバに対して開口している。

なお、ポンプ２１０は、ポンプ１１０が自転車に設置されたのと同じ方法でスクータに設置される必要は無く、第一の駆動シャフト２２４がスクータの基本面から垂直に伸びる必要もない。

図１４〜１９を参照すると、別の実施形態において、ポンプ２１０を含む流体圧伝達システム用のモータ２１２はオートバイに使用するためのものであり、自転車用のモータ１１２に対する原理と同様の原理を使用して動作するが、構造的には異なる。モータ２１２は、ピストン２２６と、第一のシリンダー部分２０４ａと、第二のシリンダー部分２０４ｂと、回転可能な円筒状駆動部材２０５の形状のスリーブ手段と、円筒状サポートスリーブ２０６とを含む。

モータ２１２は、車輪のハブの一部を形成し、オートバイのフレーム上に取り付けられるものである。モータ２１２は、同じ軸上に離間して設置された第一および第二の車軸部分２０７ａ、２０７ｂを有し、これらはフレーム中の、適切に配置された凹部に固定的に係合している。

第一および第二のシリンダー部分２０４ａ、２０４ｂの各々は、それぞれ一方の端部で第一および第二のクロージャ２３０ａ、２３０ｂによって閉じられている。第一および第二のシリンダー部分２０４ａ、２０４ｂはそれぞれ、第二のピストン２２６の第一および第二の端部２２６ａ、２２６ｂを封止状態が得られるように受け入れるよう構成される。第二のピストン２２６が往復運動できるように、第一および第二のシリンダー部分２０４ａ、２０４ｂは、開口端部がそれぞれ向かい合うように位置調整される。第二のピストン２２６は、第一および第二の車軸部分２０７ａ、２０７ｂの軸と位置合わせされた中心軸を有する。第一および第二の車軸部分２０７ａ、２０７ｂは、第一および第二のシリンダー部分２０４ａ、２０４ｂに対して固定的に取り付けられ、当該車軸部分２０７ａ、２０７ｂはそれぞれ、第一および第二のクロージャ２３０ａ、２３０ｂの外面から延びている。必須ではないが、第一および第二の車軸部分２０７ａ、２０７ｂと第一および第二のシリンダー部分２０４ａ、２０４ｂとは、それぞれ一体的に形成されている。

第二のピストン２２６は第一および第二のシリンダー部分２０４ａ、２０４ｂを出入りできるよう前後に移動可能であり、第二のピストン２２６の第一の端部２２６ａと第一のクロージャ２３０ａの間に画定される第一のチャンバ２３４ａ内の流体と、第二のピストン２２６の第二の端部２２６ｂと第二のクロージャ２３０ｂとの間に画定される第二のチャンバ２３４ｂ内の流体とに、交互に圧縮力を印加する。第二のピストン端部２２６ａ、２２６ｂの各々は、シリンダー部分２０４ａ、２０４ｂの対応する内部形状に対して密封するように嵌合する円形の外形断面を有する。第一および第二のＯ−リング２１４ａ、２１４ｂは、シリンダー部分２０４ａ、２０４ｂの環状の周方向に延びた凹部の中に配置され、各シリンダー部分の内側表面と各ピストン端部との間の第一および第二の流体チャンバ２３４ａ、２３４ｂから流体が流出するのを防止する。別の実施形態では、ピストン端部２２６ａ、２２６ｂの断面は円形ではない。

モータ２１２は、ピストン本体部から放射方向に延びた一対のローブ２０８ａ、２０８ｂを含む。各ローブは、その端部にベアリング２０９ａ、２０９ｂを保持する。サポートスリーブ２０６は、第一および第二のフランジ２１１ａ、２１１ｂの周面上に設置され、シリンダー部分２０４ａ、２０４ｂの開口端部から放射方向に外向きに延びる。サポートスリーブ２０６は、サポートスリーブ２０６の軸と平行に延びる一対の細長いスロット２１３ａ、２１３ｂを含み、その各々を通って、ボールベアリング２９１ａ、２９１ｂの1つが部分的に突出している。スロット２１３ａ、２１３ｂは、各ボールベアリング２９１ａ、２９１ｂの移動を、スロット２１３ａ、２１３ｂ中で第二のピストン２２６の軸と平行に移動するよう、制限する。スロットはまた、ボールベアリングが適所に保持されるように機能してもよい。

円筒状の駆動部材２０５は、円形の断面と、第一および第二の車軸部分２０７ａ、２０７ｂの軸と同軸である中心軸とを有し、サポートスリーブ２０６のまわりに延設される。ピストン２２６の軸と同軸の、それぞれ離間した第一および第二の環状ベアリングアセンブリ２１７ａ、２１７ｂが、駆動部材２０５とサポートスリーブ２０６との間に配置され、スロット２１３ａ、２１３ｂがその間に延設されている。これらベアリングアセンブリ２１７ａ、２１７ｂは離間され、ベアリング２９１ａ、２９１ｂがスロット２１３ａ、２１３ｂ中を移動し、第一および第二のフランジｓ２１１ａ、２１１ｂから放射方向に延びるリップ２１１ｃ、２１１ｄに当接する。ベアリングアセンブリ２１７ａ、２１７ｂは、駆動部材２０５の軸方向または横方向の移動を防止するが、駆動部材２０５を低摩擦で回転移動させる。

駆動部材２０５はまた、スポークを取り付けられる、離間した、放射方向に延びる、一対の環状フランジ２０５ａ、２０５ｂを含む。オートバイの車輪は、スポークを含まないことが多いので、その場合は、駆動部材２０５は車輪の縁に結合されるよう変更されてもよい。

駆動部材２０５の内部表面は、駆動部材２０５の内周にそって連続して波状に延びる非直線溝２１５を有する。第一および第二のボールベアリング２９１ａ、２９１ｂはそれぞれ各スロットを通って突出し、非直線溝２１５に入る。ボールベアリング２９１、２９１ｂがスロット２１３ａ、２１３ｂ中を往復移動するには、駆動部材２０５の回転が必要である。

保護ケーシング２１９ａ、２１９ｂは、モータ２１２のシリンダー部分２０４ａ、２０４ｂを覆う。

モータ２１２は、図１Ｂに模式的に示された第一および第二の伝達路３８ａ、３８ｂの第二の端部に取り付けられるが、流体伝達システムやその中の制御機構の別の部分を内蔵してもよい。

図１Ｂを参照して概略が説明された制御機構は、バー２２１および第一および第二の制御ブロック２２３ａ、２２３ｂを含む。バー２２１は第一および第二の環状サポートフランジ２２３ａ、２２３ｂの開口を通って長さ方向に延び、一方の端部に第一のラック２２５ｂを有し、他方の端部に第二のラック２２５ｂを有する。

図２０に最もよく示されているように、第一および第二の制御ブロック２２３ａ、２２３ｂはそれぞれ、第一および第二のゲート部材２２７ａ、２２７ｂを含み、各ゲート部材は第一および第二のピニオン２２９ａ、２２９ｂの各々に回転可能に結合される。第一および第二のピニオン２２９ａ、２２９ｂは、第一および第二のラック２２５ａ、２２５ｂのうちの対応する一方に結合される。第一および第二のラック２２５ａ、２２５ｂの直線移動はこのように、第一および第二のピニオン２２９ａ、２２９ｂの角移動を起こす。第一および第二のゲート部材２２７ａ、２２７ｂは、軸回転可能なスピンドルの形状であり、その端部には、第一および第二のピニオン２２９ａ、２２９ｂの対応する一方が取り付けられ、スピンドル中に第一および第二の放射方向に延びて角度がずれた、第一、第二、第三、第四の凹部２３３ａ〜ｄ。

バー２２１のスライド移動によって制御機構が第一の状態と第二の状態とを切り替える。第一の状態において、第一のラック２２５ａは、以下のように配置される：第一のピニオン２２９ａ、したがって第一のゲート部材２７７ａが所定の角度で配置され、ゲート部材２２７ａは第五の伝達路３８ｅを流体が流れないように遮断し、第二の凹部３８ｅを通って第三の伝達路３８ｃを流体が流れるようにする。この状態で、第二のピニオン２２９ｂ、したがって第二のゲート部材２２７ａが所定の角度で配置され、第二のゲート部材２２７ａは第四の伝達路３８ｄを流体が流れないように遮断し、第三の凹部２３３ｃを通って第六の伝達路を流体が流れるようにする。

制御機構が第二の状態の時に、第一のピニオン２２９ａ、したがって第一のゲート部材２２７ａが所定の角度で配置され、第一のゲート部材２２７ａは第一の凹部２３３ａを通って第三の伝達路３８ｃ中を流体が流れるようにし、伝達路の流体の流通を遮断する。この状態では、第二のピニオン２２９ｂと、したがって第二のスピンドル２３１ａは所定の角度で配置されて、第三の突起２３３ｃが流体が伝達路を流れないよう遮断し、第四の突起が伝達路を流体が流れるようにする。

バー２２１のスライド移動によって制御機構が第一の状態と第二の状態とを切り替え、それによって第一および第二のラック２２５ａ、２２５ｂを移動させる。第一および第二の押圧部２３５ａ、２３５ｂは、バー２２１に固定的に取り付けられ、互いに離間され、それぞれ第二のローブ２０８ｄの往復移動の経路中に配置される。第二のピストン２２６が第一および第二の流体チャンバの中へ交互に移動する時に、第二のローブ２０８ｂが第一および第二の押圧部２３５ａ、２３５ｂをそれぞれ押圧し、それによってバー２２１をスライドさせる。

動作中、ポンプ２１０は上記のポンプ１１０と同様に働く。電動モータまたは内燃機関による駆動シャフト２２４の回転は、加圧流体貯留部３６中に圧力を印加する。

加圧流体貯留部２２４中の圧力が、モータ２１０を駆動する。第一および第二のチャンバに対して交互に流体が供給され、図１Ｂを参照して記載された流体圧伝達システムの動作の記載に基づいて、第二のピストン２２６が往復運動する。制御機構の動作を詳細に説明する。第二のピストン２２６が最初に休止している場合、加圧流体貯留部３６と制御機構は第二の状態にあり、流体は第一のシリンダー部分２０４ａに流通し、それによって第一の流体チャンバの容積が大きくなり、第二のピストン２２６を第二のシリンダー部分２０４ｂへ移動させる。移動の所定の時点で、第二のローブ２０８ｂａが第二の押圧部２３５ｂに突き当たり、押圧部を押圧する。押圧部２３５ｂが移動するにつれて、バー２２１がそれに応じてスライドし、その結果、第一および第二のラック２２５ａ、２２５ｂの各々が、第一および第二のピニオン２２５ａ、２２５ｂの対応する一方を角度移動させる。第二のローブ２０８ｂが、制御機構を第一の状態にする程度、押圧部２３５ｂを押圧すると、第二のピストン２２６が反転方向に動かされる、つまり、第一のシリンダー部分２０４ａ内へ入る。

その後、同じようにして、移動の別の所定の点に達すると、第二のローブ２０８ｂが第一の押圧部２３５ａに突き当たり、第一の押圧部２３５ａを押圧する。第一の押圧部２３５ａが移動するにつれて、バー２２１がそれに応じてスライドし、その結果、第一および第二のラック２２５ａ、２２５ｂの各々が、第一および第二のピニオン２２５９、２２９ｂの対応する一方を逆方向に角度移動させる。第一のローブ２０８ａが、制御機構を第一の状態にする程度、押圧部２３５を押圧すると、第二のピストン２２６が移動方向を再び変える。第二のピストン２２６の往復移動と状態の切り替えは、加圧流体貯留部３６に圧力の印加が有る限り継続する。

かかる往復移動により、それに対応する往復移動をベアリング２０９ａ、２０９ｂがそれぞれのスロットで行う。ベアリング２０９ａ、２０９ｂは、非直線溝の表面に力を印加し、駆動部材にサポートスリーブ２０６のまわりを回転させる。サポートスリーブ２０６の軸と第二のピストン２２６とは同じなので、駆動部材もまた第二のピストン２２６の周囲と、第一および第二の車軸部分２０７ａ、２０７ｂの軸のまわりを回転する。

図２２〜２４を参照してここに記載される別の実施形態においては、重機に使用するための流体圧伝達システム用のモータ３１２が提供される。モータ３１０は、オートバイにおける用途に関連した上記のモータ２１０の変形例である。すでに記載したような、流体伝達システムと同じ特徴を有し、同じように動作するポンプ用いてもよい。

モータ２１２と同様に、モータ３１２は第一および第二のローブ２０８ａ、２０８ｂと、機能的にはオートバイのモータサポートスリーブのような細長いスロットを有する円筒状サポートスリーブ３１１と、ピストン２２６と、機能的には駆動部材２０５のような駆動部材３４７の内側周面にある非直線溝２１５と、第一および第二のシリンダー部分２０７ａ、２０７ｂとを含む。

フランジ３４９は駆動部材３４７のまわりを周方向に延びる。フランジ３４９は、それを貫通する複数の開口３４９ａを有し、同軸の回転移動を駆動するために、同軸に位置決めされた車輪のボルト止めを可能にしている。

図面に見られるように、流体伝達路３８ａ、３８ｂは、流体チャンバへ流体の供給と、チャンバからの流体の受け取りとを、適切に交互に行い、ピストン２２６の往復運動を起こすために、第一および第二のシリンダー部分２０７ａ、２０７ｂの各々に封止状態が得られるように取り付けられる。図２４に見られるように、第二の端部プレートは、重機のシャーシに固定的に結合され、サポートスリーブ３１１のプレートに対する相対的な移動を防止し、それにより回転移動を防止する。別の実施形態において、第一および第二の伝達路３８ａ、３８ｂは、車両への取り付けを容易にするためにモータ３１２の一方の側に延設される。例えば、伝達路３８ｂは、モータ３１２の周囲に延設される。

モータ３１２は、モータ１１２および図１Ａに関連して記載されたように、自転車用のモータ１１２と同じように伝達路３８ａ、３８ｂを介して、通常電動モータや内燃機関によって動作可能な流体ポンプに結合される。モータ３１２の動作は、この場合と同様に行われる。なお、モータ３１２の流体チャンバの各々は、図１Ｂを参照して記載された流体を利用する圧力生成および伝達システムに動作可能に接続されてもよい。

流体圧ポンプ４１０と流体圧モータ５１２とを含む流体圧伝達システムの別の実施形態を以下に説明する。図２５〜２９を参照して流体圧ポンプを説明し、図３０〜３４を参照してモータ５１２を説明する。上記の実施形態とは異なり、本実施形態のポンプおよびモータは、両頭ピストンを含まない。かわりに、ポンプ中の、ピストンの数に対応する数の流体チャンバと、モータ中の、ピストンの数に対応する数の、流体が流し込まれるシリンダーとに働きかける、多数のピストンがある。ポンプ中の各流体チャンバは、モータ中の、対応する一つの流体チャンバと、単一の流体伝達路を介して流体連通する。

上記の実施形態と同様に、別の設計のポンプに前記モータ５１２を用いることができ、別の設計のモータに前記ポンプを用いてもよいと理解すべきである。換言すれば、記載された特定のポンプは前記モータに必須ではなく、またその逆も同様である。

モータ５１２とポンプ６１０とに関して記載された、溝および突起を含む運動変換構成は、他の実施形態に関して記載されているように変更できる。

前記システムは自転車に使用する目的のものであるが、前記システムやその変更例の適用は、自転車での用途に限定されないと理解されよう。ポンプ４１０は、第一、第二、および第三のシリンダー４０３ａ〜ｃにそれぞれ関連付けられた第一、第二、および第三の往復タイプのピストン４０１ａ〜ｃを含むピストン−シリンダーアセンブリを含む。第一、第二、および第三のシリンダー４０３ａ〜ｃの各々は、第一、第二、および第三のシリンダー４０３ａ〜ｃが実装される円盤４０５に担持される管状本体部を備える。前記第一、第二、および第三のシリンダー４０３ａ〜ｃの本体部は、円盤４０５と一体的に形成されるが、実施形態の変形例においては、分離して形成され、従来の技術によりボルトなどを使用して実装されてもよい。

第一、第二、および第三のシリンダー４０３ａ〜ｃの本体部の各々の少なくとも一部分は、ほぼ正方形の断面を有し、すなわち４つの側壁を有し、そのうちのいくつかが４０７ａ、４０９ａ〜ｃ、４１１ａ〜ｃ、４１３ａ〜ｃに示される。第一、第二、および第三のシリンダー４０３ａ〜ｃの各々の４つの側壁の縁が、各本体部の一方の端部の開口部を形成する。側壁のうち第一の側壁４０７ａは、円盤４０５と一体的に形成される。第一の側壁４０７ａと、第一の側壁４０７ａに対向する第二の側壁４０９ａ〜ｃとは、開口部の縁から側壁へと延びる直線スロット４２１ａ〜ｃと４２３ａ〜ｃを有する。

第一、第二、および第三のピストン４０１ａ〜ｃの各々は、ピストン本体部４２５ａ〜ｃと、ピストン本体部の一方の端部のピストンヘッド４２７ａ〜ｃと、ピストン本体部の他方の端部のローラーピン４２９ａ〜ｃとを含む。ローラーピン４２９ａ〜ｃは、ピストン本体部の横方向に延びる端部を有する。第一、第二、および第三のピストン４０１ａ〜ｃの各々は、対応するシリンダー４０３ａ〜ｃに係合して、ローラーピン４２９ａ〜ｃが各スロット４２１ａ〜ｃ、４２３ａ〜ｃに係合するように構成され、各ピストン本体部４２５ａ〜ｃとピストンヘッド４２７ａ〜ｃとは、対応するシリンダー４０３ａ〜ｃ内で往復移動するような形状である。

各シリンダー４０３ａ〜ｃとそれに関連付けられたピストンヘッド４２７ａ〜ｃとは、流体チャンバを画定する。ピストン本体部４２５ａ〜ｃの各々は、周方向に延びる溝を有し、そこにリップ封止部４２９ａ〜ｃが配置されて、流体が各流体チャンバから流出するのを防ぐ。各シリンダー本体部には、シリンダー本体部の、ピストンヘッド４２７ａ〜ｃから遠い方の端部に、開口が配置されている。伝達路４３１ｂ、４３１ｃは各開口に対して封止状態が得られるように取り付けられて、流体の流入および流出を可能にしている。アーチ型のフランジ４３３が、円盤４０５の、第一のシリンダー４０３ａに隣接している周縁から延設され、第一のシリンダー４０３ａの本体部の端部はその一部を成す。第一のシリンダー４０３ａのシリンダー本体部に配置された開口は、フランジ４３３を通って延びており、４３５ａに示される。図示は省略されているが、実際はさらに伝達路が開口４３５ａに取り付けられ、第一のシリンダー４０３ａのチャンバに対する流体の流入および流出を可能にしている。第二のおよび第三のシリンダー４０３ｂ、４０３ｃの各々から延びている伝達路４３１ｂ、４３１ｃは、フランジ４３３のそれぞれの穴を通って延び、この結果、伝達路が整然と配置される。

各シリンダー４０３ａ〜ｃは、円盤４０５上に配置され、各スロット４２１ａ〜ｃ、４２３ａ〜ｃが駆動シャフトの軸に対して放射方向に延びるが、これについて以下に記載する。第三の側壁４１１ａ〜ｃと、第三の側壁４１１ａ〜ｃに対向する第四の側壁４１３ａ〜ｃとの各々は、各側壁の外側の縁から内側へ延びる凹部４３５ａ〜ｃを有している。

シリンダー４０３ａ〜ｃ内でのピストン４０１ａ〜ｃの往復移動を駆動するメカニズムについて下記に説明する。円盤４０５は、それを貫通する軸芯開口４３７を有し、それを通って駆動シャフト４３９が延びる。駆動シャフト４３９は、カム円盤４４１を担持し、カム円盤４４１は駆動シャフト４３９から放射方向に延びるよう実装される。カム円盤４４１は、縁をまるくした、ほぼ平行四辺形の形状である。カム円盤４４１は、駆動シャフト４３９上に設置され、カム円盤４４１の各回転中に各ピストン４０１ａ〜ｃのローラーピン４２９ａ〜ｃに対して突き当り、それによってカム円盤４４１が回転する毎に二度各ピストン４０１ａ〜ｃを押し下げる。

カム円盤４４１の形状は、必須ではないが好適には、カム円盤４４１の縁が常時、または、振動の低減のために少なくともほとんどの時間、各ローラーピン４２９ａ〜ｃへの当接状態を維持するようになっている。カム円盤４４１が本実施形態ではほぼ平行四辺形であるが、実施形態の変形例では、例えば楕円形状や偏心円形のカムや、洋ナシ型のカムなど、ほかの形状のカム円盤が用いられてもよい。カムの形状は、ポンプが取り付けられる流体圧モータの構成によって選択してもよい。複数のカムがピストンを押圧するために実装されてもよい。

駆動シャフトスリーブ４４３は円盤４０５の開口４３７の周縁から延設される。駆動シャフト４３９は、駆動シャフトスリーブ４４３を通って延びる。第一および第二のベアリングアセンブリ４４５ａ、ｂは、駆動シャフト４３９と駆動シャフトスリーブ４４３との間に配置され、スリーブ４４３内での駆動シャフト４３９の自由回転運動を可能にし、横方向の移動を防止する。スペーシング素子４４７が、駆動シャフトスリーブ４４３と駆動シャフト４３９との間に配置され、ベアリングアセンブリ４４５ａ、ｂ間の所望の距離を維持する。
第一および第二の溝４４９ａ、ｂが駆動シャフト４３９のまわりに周方向に延びる。第一の溝４４９ａは、駆動シャフト４３９の第一の端部４３９ａとカム円盤４４１との間に、カム円盤４４１に隣接して配置される。第二の溝４４９ｂは、第二のベアリングアセンブリ４４５ｂに対して配置される。第一および第二の止め輪４５１ａ、ｂは、それぞれ、第一および第二の溝４４９ａ、ｂ中に配置される。

上述のように、ポンプは、自転車の流体圧伝達システムに使用することを意図している。駆動シャフト４３９は、使用中、自転車のボトムブラケットシェル（図示せず）を通って延びている。第一および第二の端部４３９ａ、ｂの両方が、シェルを越えて延びる；駆動シャフト４３３の第一の端部４３９ａは、カム円盤４３３を超えて延びる。両端は、正方形の断面を有し、クランクアームが設置できるようになっている。クランクアームの取り付け部分の構成は、当該技術分野で公知である。

ねじナット４５３が、駆動シャフトスリーブ４４３の近端部４４３ａの端部に取り付けられ、ポンプがボトムブラケットシェルに実装されると外れないようにする。

使用中、クランクアームの回転が駆動シャフト４３９の回転を駆動する。駆動シャフト４３９の回転が、カム円盤を回転させる。カム円盤の回転の結果、第一、第二、および第三のピストン４０１ａ〜ｃの各々が、対応するシリンダー４０３ａ〜ｃの流体チャンバから流体を押し出し、それによって伝達路４３１ｂ、ｃの対応する一方へ流体を押し出す。

図３０〜３４を参照して、ポンプ４１０に使用する流体モータ５１２を記載する。第一、第二、および第三のシリンダー４０３ａ〜ｃからの第一、第二、および第三の伝達路は、ポンプ４１０から延設されて、流体モータ５１２の第一、第二、および第三のコネクタ部分５０１ａ〜ｃへ、封止状態が得られるように取り付けられる。流体モータ５１２は、第一および第二の端部部分を含む。第一の端部部分は、端部円盤５０３ａと第一、第二、および第三のシリンダーとを含み、これらはすべて単一の材料部材により一体的に形成されている。

端部円盤５０３ａは、それを貫通する第一、第二、および第三の円筒状開口５０５ａ〜ｃを含み、その中に第一、第二、および第三のコネクタ部分５０１ａ〜ｃが係合する。第一、第二、および第三のシリンダー５０７ａ〜ｃは、円筒状開口５０５ａ〜ｃの各々の周縁で、円盤５０３ａから垂直に延びる。第一、第二、および第三のシリンダー５０７ａ〜ｃの内部と第一、第二、および第三の伝達路とは流体連通しており、第一、第二、および第三のコネクタ素子５０１ａ〜ｃを介して第一、第二、および第三の伝達路から、第一、第二、および第三のシリンダー５０７ａ〜ｃに対して流体が流入・流出できるようにしている。第一、第二、および第三のピストン５０９ａ〜ｃは、対応するシリンダー５０７ａ〜ｃの中へ移動するよう配置されている。

第一、第二、および第三の円筒状開口５０５ａ〜ｃの各々は、各内面に延びる周方向の溝を有する。第一、第二、および第三のコネクタ部分５０１ａ〜ｃの各々の基板は、対応する円筒状開口５０５ａ〜ｃにぴったりと嵌合するような、かつ、各溝に配置された止め輪によってその中に係合するような形状に形成されている。円盤５０３ａもまた、それを貫通する三つの穴５２１ａ〜ｃを有し、これら穴はテーパーヘッドボルト５２３ａ〜ｃが入るように配置されている。

第二の端部部分も、それを貫通する三つの開口を有する端部円盤５０３ｂを含み、前記三つの穴は、テーパーヘッドボルト５２９ａ〜ｃが入るように配置されている。

流体モータ５１２はさらに、第一、第二、および第三のブリッジ部材５１５ａ〜ｃによって接合される一対の環状端部部分５１３ａ、ｂを含む、剛直なフレーム５１１含んでいる。フレーム５１１はまたは、円筒状の菅として形成されてもよいが、重量を削るために、記載されたように形成されている。各ブリッジ部材は、スロット５１７ａ〜ｃを有する。第一および第二の環状端部部分５１３ａ、ｂの各々は、それと一体的に形成された、内側に延びた三つのネジ込みソケット部分５１９ａ〜ｃ、５３５ａ〜ｃを有し、それぞれ離間して、円盤５０３ａ中の穴５２１ａ〜ｃと位置合わせされている。フレーム５１１はこのように、テーパーヘッドボルト５２３ａ〜ｃによって第一の端部部分の端部円盤５０３ａに取り付けられ、テーパーヘッドボルト５２３ａ〜ｃは開口５２１ａ〜ｃを通ってソケット部分５１９ａ〜ｃの中へ延び、ネジの係合によってそこへ取り付けられる。同様に、フレーム５１１は、テーパーヘッドボルト５２９ａ〜ｃによって第二の端部部分の端部円盤５０３ｂに取り付けられ、テーパーヘッドボルト５２９ａ〜ｃはその端部円盤の開口を通ってソケット部分５３５ａ〜ｃの中へ延び、ネジの係合によってそこへ取り付けられる。

流体モータ５１２はさらに、剛直な駆動スリーブ５２５を含む。スリーブ５２５は、ブリッジ部分５３１ａ、ｂによって接合された、第一の端部部分５２７ａと、第二の端部部分５２７ｂと、中間部分５２７ｃとを含む。フレーム５１１と同様に、駆動スリーブ５２５はほぼ円筒状に形成できるだろうが、重量を削減するためには本実施形態の形状が好ましい。駆動スリーブ５２５は、フレーム５１１上に嵌合し、それと同軸である。駆動スリーブ５２５は、駆動スリーブ５２５の他の部分よりも少し大きい直径の段差端部を有し、ニードルベアリング５４５ａ、５４５ｂを収容するようになっている。これらは、駆動スリーブ５２５とフレーム５１１との間に配置され、駆動スリーブ５２５とフレーム５１１との相対的な自由回転を可能にする。中間部分５２７ｂは、その内面に周方向に延びる連続した溝５３３を有する。前記溝は、内面を横方向と周方向に延びる。

第一および第二の端部部分の各々は、三つの開口部を有し、その対になる二つはそれぞれ位置合わせされている。第二の端部部分の開口の二つは、５３７ａ、ｂに示されている。三つのレール５３９ａ〜ｃが対になる開口５３７ａ、ｂの間に延びる。各レールはそれに関連付けらたアーム５４１ａ〜ｃを有し、前記アーム５４１ａ〜ｃは、それを貫通する開口を一方の端部に有し、その開口を通ってレール５３９ａ〜ｃが延びる。これによって各アーム５４１ａ〜ｃは、それに関連付けられたレール上を前後に移動させることができる。各アーム５４１ａ〜ｃは、他方の端部にベアリング５４３ａ〜ｃを担持するようになっている。各アーム５４１ａ〜ｃは関連付けられたレールからフレーム５１１のスロット５１７ａ〜ｃのそれぞれに向かって延びる。各ベアリングは、スロット５１７ａ〜ｃを通って駆動スリーブ５２５の溝５３３に係合する。溝５３３とベアリングとは、アームが対応するスロット５１７ａ〜ｃ中を前後に移動することによって駆動スリーブ５２５がフレーム５１１のまわりを回転するように、配置される。スロット５１７ａ〜ｃは、フレーム５１１に対するアームの相対的な回転移動を防止するために機能する。

第一、第二、および第三のピストン５０９ａ〜ｃはそれぞれ、第一、第二、および第三のシリンダー５０７ａ〜ｃ中に配置され、流体によって印加された力がかかると、そこを前後に移動できる。第一、第二、および第三のピストン５０９ａ〜ｃは、本明細書に記載された他のピストンと同様に、それぞれ配置され、対応するシリンダー中の流体チャンバをそれぞれ画定し、かつ、たとえば封止部材を使用して流体チャンバからの流体の流出を防止する。流体チャンバへ流体が流入することによって、それに対応するピストンが、それに対応するシリンダーから押し出され、流体チャンバへ流体が流入することによって、それに対応するピストンが、それに対応するシリンダーへ引き込まれる。第一、第二、および第三のピストン５０９ａ〜ｃの各々は、前記ピストンを対応するアーム５４１ａ〜ｃに接続するコネクタピン５４７ａ〜ｃが、そこに取り付けられている。各コネクタピン５４７ａ〜ｃは、それに対応するピストンを、それに対応するアームへ接続し、ピストンの前後移動によって、各レール５３９ａ〜ｃ上でアームが前後移動するようにする。

各アームの前後移動によって、アームに担持されているベアリング５４１ａ〜ｃがスロット５１７ａ〜ｃ中で前後移動し、それによって駆動スリーブ５２５の回転が起こる。

流体モータ５１２の回転は、その回転の結果、自転車の車輪の回転をおこすためのものである。この目的のために、外側駆動シェル５４９は、駆動スリーブ５２５上にそれと同軸に配置され、それら組み立てられた部品がハブを形成する。

ハブは、何の力も印加されないときに、外側駆動シェル５４９が駆動部材５２５のまわりを自由回転できるように構成される。このためにフリーホイール機構が設けられる。フリーホイール機構は、駆動スリーブ５２５と外側駆動シェル５４９との間に配置された第一および第二のニードルベアリング５５１ａをさらに備え、摩擦の小さい移動を可能にする。

環状鋸歯状ラッチ５５３が駆動スリーブ５２５に固定的に取り付けられる。外側駆動シェル５４９は複数の離間した凹部５５５を備えた内面を有し、前記シェル５４９に取り付けられたラッチ（図示せず）の移動を許容する。フリーホイール機構とフリーハブは当該技術分野で公知であり、フリーホイール機構を達成する方法の詳細は当業者に明らかであろう。

外側駆動シェル５４９は、自転車のスポーク（図示せず）が取り付けられるように構成された、放射方向に延びる、離間したフランジ５５７ａ、ｂの一対を有し、前記スポークはリム（図示せず）に取り付けられる。

第一および第二の環状スペーサ５５９ａ、ｂもまた、ハブアセンブリの構成部品の横方向移動を防止するような大きさで設置される。

図２５〜２９を参照して記載されている流体ポンプ５１０の動作において、第一、第二、および第三のシリンダー５０７ａ〜ｃの流体チャンバへ、流体が規則的に順々に供給される。流体圧システムの構成に応じて決まる最大限まで流体が特定のチャンバへ送り込まれた後は、流体は流体チャンバから流れ出ることができる。

流体を流体チャンバへ送り込むと、対応するピストン５０９ａ〜ｃを移動させる。この結果、アーム５４１ａ〜ｃを前後に、各レール５３９ａ〜ｃ上を往復移動させる。アームの往復移動、したがって溝５３３中をベアリング５４１ａ〜ｃが往復移動することにより、フレーム５１１上で中心軸のまわりに、駆動スリーブ５２５を回転させる。駆動スリーブが回転すると、フリーホイール機構が、外側駆動シェル５４９に対して駆動力を提供し、それによって車輪を駆動する。

なお、ポンプ４１０および流体モータ５１２上のピストン／シリンダーアセンブリの数は、３よりも多くても少なくてもよい。

上記のポンプ４１０およびモータ５１２は、部分的には、ある設計のモータに取り付けられた車輪が、一方向のみに回転するのではなく、一方向へ回転してから他方向へ回転する、という、本明細書に記載されたその他の実施形態のいくつかに起こる問題を解決するために開発された。当業者はこの問題に対処する様々な方法を思いつくであろう。ポンプ４１０およびモータ５１２の各々に三つのピストン−シリンダーアセンブリ使用して、力を順に印加することは、この問題への効果的な対処方法である。

図３５〜４２を参照して別の実施形態を説明する。本実施形態において、流体圧伝達システム用のモータ６１０が提供される。モータ６１０は、上記のモータ２１０および３１０の変形例である。上記流体伝達システムと同様に、上記に記載されたものと同じ特徴を有し、同じように動作するポンプが、モータ６１０とともに用いられてもよい。以下、本実施形態のモータと上記のものとの相違点に焦点を当てる。

本実施形態において、第一および第二の流体伝達路６３８ａ、６３８ｂは、便宜上、同じ側で流体モータ６１２へ接続する。図示が省略されている送管が、流体モータの内部を通って延設され、第一の伝達路６３８ａを第一のシリンダー６０７ａの流体チャンバに接続する。前記送管は、第二のシリンダー６０７ｂへ至る管部分６３８ｃに動作的に接続する。第二の伝達路６３８ｂは、第二のシリンダー６０７ｂの流体チャンバへ流体を供給する。

同様に、図２２〜２４の実施形態は、放射方向に延びている突出部２０８ａ、２０８ｂを有し、これらはあわせると円筒状駆動部材３４７内部の直径にわたって延びている。また、図３５〜４２の実施形態は、二つの同等な部材を含む。これら部材は、それぞれ、アーム６０８ａ〜ｄの対の形状であり、駆動部材３４７の内部の直径にわたって延びている。その各々は、溝２１５に係合するために、その端部にベアリング６１４ａ、６１４ｂが設置されている。円筒状サポートスリーブ３１１は二対のスロット６１０ａ、６１０ｂを有するよう変更され、そのスロットを通ってベアリング２０９が突き出て溝２１５に係合する。部材は互いに45度未満の間隔でずれている。これら二つの部材を角度をずらして設けることにより、車輪が誤って単一の方向ではなく前後に回転するのを防止する。

第一の対のアーム６０８ａ、６０８ｂは、スリーブ６１８上に放射方向に設置され、前記スリーブ６１８は、第二のシリンダー６０７ｂに最も近い端部に環状フランジ６１６を有する。スリーブ６１８は、第二のシリンダー６０７ｂ内を往復する。フランジにかかる圧力は、スリーブを押すように働き、それによってスリーブはピストンとして機能する。

第二の対のアーム６０８ｃ、ｄは、ピストン部分６２０ａ、６２０ｂ上に放射方向に設置され、前記ピストン部分６２０ａ、６２０ｂは、封止状態が得られるようにスリーブに係合している。スリーブはまた、シリンダーとして機能し、スリーブ中の流体がピストン部分６２０ａをその第一の端部で押す。ピストン部分６２０ａの第二の端部は、第一のシリンダー６０７ａ中の往復移動用に配置される。ピストン部分の第一および第二の端部６２０ａ、ｂにかかる圧力を変えることで、第二の対のアームを往復運動させる。スリーブとピストン部分との配置の結果、一方の対のアームの移動が他方の対の移動に続いて起こる。第一および第二の端部６２０ａ、ｂは、その中に周方向の溝を有し、その溝の中に第一のシリンダー６０７ａとスリーブ６１８とを封止するためのシール部材（図示せず）が配置されている。

部分６２２は、車両に固定的に取り付けられ、モータをそこへ取り付ける。

動作中、流体が第一のシリンダー６０７ａ内に押し込まれると、ピストン部分の第二の端部６２０ｂが押される。流体が第二のシリンダー６０７ｂに押し込まれると、ピストン部分の第一の端部６２０ａがスリーブ６１８に押し込まれる。

流体が第二のシリンダー６０７ｂ内に押し込まれると、スリーブ６１８がフランジにかかる作用により押され、また、スリーブ６１８内の流体がピストン部分６２０ａの第一の端部に作用するため、ピストン部分６２０ａ、ｂが押される。このような構成により、車輪を単一の所定の方向に回転させることができる。

本明細書に記載された部品はすべて、当業者に公知の通常の技術に従って製造することができる。

本発明の実施形態について様々な変形例が作製できようことは、当業者に理解されるだろう。

なお、上記の流体圧システムのいずれにおいても、液体ではなく気体を用い、したがって上記システムを気圧伝達システムとしてもてもよい。

なお、突出した連結部と非直線溝の構成を、実施形態において反転できる。例えば、図２〜６に記載された実施形態において、ボールベアリングや小突起などの連結部が第一のピストン１１６から延び、非直線溝が、第一のシリンダー１１８のスリーブ／本体部部分の内部のまわりに周方向に延びてもよい。非直線溝は、円を形成する概念上の線に対して非直線であり、つまり非直線溝は楕円であってもよい。

実施形態に記載されたピストン手段は、直線経路に沿って往復運動するが、実施形態によっては、また用途に応じて、前記経路は湾曲してもよいことは理解できよう。部品は、前記湾曲した経路を収容するのに適するよう設計することができる。

また、実施形態によっては、ピストン手段の軸と前記突起および非直線溝の相対的な回転の軸は、離間していてもよい。

出願人はこれをもって、本明細書に記載された個別の特徴や工程や、二つ以上のかかる特徴の組み合わせを個々に開示しており、当該開示は、かかる特徴や工程または特徴および／または工程の組合せがここに開示するなんらかの問題を解決するかどうかにかかわらず、また、請求の範囲を制限することなく、かかる特徴や工程または特徴および／または工程の組合せが本明細書に全体的に基づいて当業者の技術常識に照らして実施できる程度の開示である。出願人は、本発明の態様が、かかる個別の特徴や工程、または特徴および／または工程の組合せのいくつかから構成されてもよいことを示している。上記の記載を参照すれば、発明の範囲内で様々な変形例を作成してもよいことは、当業者に明らかであろう。

Claims (22)

1. 流体モータを備えた気圧または流体圧駆動システム用の流体ポンプであって、
   少なくとも一つのピストン手段と、
   前記少なくとも一つのピストン手段に対応する少なくとも一つの関連シリンダー手段とを備え、
   前記少なくとも一つのピストン手段および前記少なくとも一つの関連シリンダー手段がチャンバを画定し、
   前記少なくとも一つの関連シリンダー手段は、関連する圧力伝達ラインに動作可能に結合され、
   前記少なくとも一つのピストン手段は、前記関連する圧力伝達ライン内で流体の交互の流れを少なくとも部分的に生じさせるよう構成され、
   前記交互の流れが、前記圧力伝達ラインが動作可能に結合された流体モータの別のピストン手段の往復移動を少なくとも部分的に生じさせる、流体ポンプ。
2. 前記少なくとも一つの関連シリンダー手段が、それぞれ個別の圧力伝達ラインに動作可能に結合された、請求項１に記載の流体ポンプ。
3. 前記少なくとも一つのピストン手段は、複数のピストン手段を含み、
   前記複数のピストン手段は、前記関連する圧力伝達ライン内での前記流体の交互の流れを生じさせるよう構成されることにより、前記圧力伝達ライン内での前記流体の交互の流れが、前記流体モータの複数の別のピストン手段による前記往復運動を生じさせる、請求項１または２に記載の流体ポンプ。
4. 前記流体ポンプは、駆動シャフトをさらに含み、前記駆動シャフトの回転により駆動される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体ポンプ。
5. 前記駆動シャフトの回転運動を前記少なくとも一つのピストン手段の反復運動に変換する運動変換手段をさらに含む、請求項４に記載の流体ポンプ。
6. 前記少なくとも一つのピストン手段が、二つのピストン手段からなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体ポンプ。
7. 請求項４または請求項５に従属する場合、そのそれぞれの端部に前記二つのピストン手段の一つを有する両頭ピストンを備え、
   前記両頭ピストンは、駆動シャフトの軸に沿って交互動作するよう構成された、請求項６に記載の流体ポンプ。
8. 前記駆動シャフトに取り付けられたカムをさらに備え、
   前記駆動シャフトと前記カムと前記少なくとも一つのピストン手段が、前記駆動シャフトの回転運動によって前記カムが前記少なくとも一つのピストン手段を動かすよう構成されている、請求項４に記載の流体ポンプ。
9. 気圧または流体圧駆動システムであって、
   ａ）請求項１〜８のいずれか一項に記載の流体ポンプと、
   ｂ）前記少なくとも一つの関連シリンダー手段に対応する、個別の少なくとも一つの圧力伝達ラインと、
   ｃ）前記少なくとも一つの圧力伝達ラインに対応する、関連する別のシリンダー手段を備える別のピストン手段を有する流体モータとを備え、
   前記別のピストン手段と関連する別のシリンダー手段とは、別のチャンバを画定し、
   前記少なくとも一つの圧力伝達ラインは、前記別のシリンダー手段に動作可能に結合され、
   前記少なくとも一つの圧力伝達ライン内の前記流体の交互の流れが、前記少なくとも一つの別のピストン手段の往復移動を生じさせる、気圧または流体圧駆動システム。
10. 前記少なくとも一つの圧力伝達ラインが、それぞれ個別のシリンダー手段に動作可能に結合された、請求項９に記載のシステム。
11. 流体ポンプを備えた気圧または流体圧駆動システム用の流体モータであって、
    少なくとも一つのピストン手段と、
    前記少なくとも一つのピストン手段に対応する少なくとも一つのシリンダー手段とを備え、
    前記少なくとも一つのシリンダー手段および前記それぞれのピストン手段がチャンバを画定し、
    前記少なくとも一つのシリンダー手段は、少なくとも一つの圧力伝達ラインに動作可能に結合され、
    前記少なくとも一つの圧力伝達ライン内の流体の交互の流れが、前記少なくとも一つのピストン手段の往復移動を少なくとも部分的に生じさせる、流体モータ。
12. 前記少なくとも一つの圧力伝達ラインが、それぞれ個別のシリンダー手段に動作可能に結合された、請求項１１に記載の流体モータ。
13. 前記少なくとも一つのピストン手段は、複数のピストン手段を含み、
    前記交互の流れが、前記複数のピストン手段に前記往復運動を生じさせる、請求項１１または１２に記載の流体モータ。
14. 前記流体モータが駆動シャフトをさらに含み、
    前記流体モータは、前記駆動シャフトの回転を駆動するために、前記少なくとも一つのピストン手段を往復運動させるよう構成された、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の流体モータ。
15. 前記少なくとも一つのピストン手段の反復運動を前記駆動シャフトの回転運動に変換する運動変換手段をさらに含む、請求項１４に記載の流体モータ。
16. 前記少なくとも一つのピストン手段が、二つのピストン手段からなる、請求項１１または１５に記載の流体モータ。
17. 請求項１４または請求項１５に従属する場合、そのそれぞれの端部に前記二つのピストン手段の一つを有する両頭ピストンを備え、
    前記両頭ピストンは、前記駆動シャフトの軸に沿って交互動作するよう構成された、請求項１６に記載の流体モータ。
18. 請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の流体モータを備えたハブアセンブリ。
19. 気圧または流体圧駆動システムであって、
    ａ）請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の流体モータと、
    ｂ）前記少なくとも一つのシリンダー手段に対応する圧力伝達ラインと、
    ｃ）流体ポンプとを備え、
    前記流体ポンプは、少なくとも一つの別のピストン手段と、前記少なくとも一つの別のピストン手段に対応する、関連する別のシリンダー手段とを備え、
    前記少なくとも一つの別のピストン手段と前記関連する別のシリンダー手段とは、別のチャンバを画定し、
    前記少なくとも一つの別のシリンダー手段は、前記少なくとも一つの圧力伝達ラインに動作可能に結合され、
    前記少なくとも一つの別のピストン手段は、前記少なくとも一つの圧力伝達ライン内の流体に少なくとも部分的に交互の流れを生じさせ、
    前記交互の流れが、前記流体モータの前記少なくとも一つのピストン手段に、少なくとも部分的に往復移動を生じさせる、気圧または流体圧駆動システム。
20. 気圧または流体圧駆動システムであって、
    ａ）少なくとも一つの圧力伝達ラインと、
    ｂ）流体ポンプであって、
    少なくとも一つの第１ピストン手段と、
    前記少なくとも一つの第１ピストン手段に対応する少なくとも一つの関連第１シリンダー手段とを備え、
    前記少なくとも一つの第１ピストン手段および前記少なくとも一つの関連第１シリンダー手段が第１チャンバを画定し、
    前記少なくとも一つの関連第１シリンダー手段が、前記圧力伝達ラインの一つに動作可能に結合され、
    前記少なくとも一つの第１ピストン手段に往復移動を生じさせることにより、前記少なくとも一つの圧力伝達ライン内で流体の交互の流れを生じさせる流体ポンプと、
    ｃ）流体モータであって、
    少なくとも一つの第２ピストン手段と、
    前記少なくとも一つの第２ピストン手段に対応する少なくとも一つの関連第２シリンダー手段とを備え、
    前記少なくとも一つの第２ピストン手段および前記少なくとも一つの関連第２シリンダー手段が第２チャンバを画定し、
    前記少なくとも一つの関連第２シリンダー手段は、前記圧力伝達ラインまたは前記複数の圧力伝達ラインの一つに動作可能に結合され、
    前記少なくとも一つの圧力伝達ライン内の流体の交互の流れが、前記少なくとも一つの第２ピストン手段の往復移動を少なくとも部分的に生じさせるよう構成された流体モータと、
    を備えた、気圧または流体圧駆動システム。
21. 前記少なくとも一つの第１ピストン手段が、複数の第１ピストン手段を含み、
    前記少なくとも一つの第２ピストン手段が、複数の第２ピストン手段を含み、
    前記複数の第１ピストン手段が、前記第２ピストン手段のそれぞれの往復運動を生じさせるよう構成された、請求項２０に記載のシステム。
22. 請求項９，１０，１９，２０および２１のいずれか一項に記載の気圧または流体圧駆動システムを備えた、ペダルで駆動される車両または機械。

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