JPH10280901A - 圧力−機械変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 シリンダーが左右に移動しなく、力点、作用
点の切替をより円滑に行うことができ、振動の少ない、
コンパクトな圧力−機械変換装置を提供する。 【解決手段】 ピストン室が連通するシリンダー１，２
を設け、偏心輪外輪35Ｄの上部縦穴35Ａに締付固定ピン
38Ｃを差し入れ、各ピストンロッドＡ１，Ｂ１の二股ベ
アリング転送片５Ａ，Ｂのベアリング転送溝８Ｄに転送
ベアリング18Ａ，Ｂ群を挿入し、作動押台20の中央の左
右転送切替ピン21を偏心輪外輪の中間の縦長穴35Ｃに差
し入れ、作動押台20と作動受台27間の切替用ベアリング
固定板22Ａ，Ｂの左右移動切替ピン23Ｃ，Ｄは二股ベア
リング転送片の下方に設けたベアリング転送切替用縦長
穴７Ａ，Ｂに差し入れ、その下方先端を振れ止案内口53
に挿入し、作動受台27のシャフト支点28に設けた転送ベ
アリング３Ａ，Ｂを受止作動受台ベアリング転送溝30に
転送可能に当接した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コードレス駆動装
置、自動車等に搭載走行、小船等の航行と各種走行車等
排気公害のない駆動装置として用いるものとして、環境
汚染を防止するために、全く排気を必要としない無公害
でしかも安全で容易に回転力を得ることを可能にするた
めに長年の空気圧縮機械製造技術を活用し、１行程毎に
排気を必要としない充填された圧縮空気圧中で片ピスト
ン伸び、片ピストン縮み動作を行い、比例した余剰の力
を外部に取り出すことを可能にした圧力−機械変換装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】出願人は先に、２個のシリンダー室を連
通させて左右に並べて設けた一組の左右に移動されるシ
リンダーを用いて、各シリンダに供給された圧縮空気に
て各シリンダーのピストンを同圧下で加圧して各ピスト
ンのピストンロッドにて作動受台の軸受に梃子式に往復
回動するように支持された作動受台の両端に加え、前記
一組のシリンダーを左右に移動し、切替用歯車の入力軸
に対する各ピストンロッドの支点を同じ距離を保って交
互に変えるとともに槓杆を梃子作用により往復回動して
空気圧力を機械力に変換する装置を、特願平1-112037号
（特公平8-23281号公報）を出願し、特許権（特許第212
7336 号）を取得した。

【０００３】これは、少なくとも上下部分に案内溝を有
する案内部材と、この案内部材の中心部分に回動可に軸
止された外部からの駆動力で回転される切替用歯車と、
前記案内部材の下部側の案内溝に左右方向に移動可に配
された第２の切替部材と、この第２の切替部材の左右移
動方向に対する中心部に設けられた軸と、この軸にその
左右移動方向に対する中心部を回動可に支承された槓杆
と、この槓杆の上面側に左右方向に移動可に配されたロ
ーラベアリング部材と、このローラベアリング部材の上
面側に左右方向に移動可に配された作動受台と、前記切
替用歯車の下部側において咬合されると共に、前記軸に
取付けれら、更にガイド手段を介して平行移動に可に支
承された第２のラック部材と、前記案内部材の上部側の
案内溝に左右方向に移動可に配された第１の切替部材
と、前記切替用歯車の上部側において咬合されると共
に、この第１の切替部材の移動方向に対する中心部に設
けた支軸に取付けられ、更にガイド手段を介して平行移
動可に支承された第１のラック部材と、上記第１の切替
部材及び第１のラック部材に、該第１のラック部材の平
行移動に同調平行移動可に支承され、指定圧力の圧縮気
体を駆動源とし、連通穴を介して相互に連通する左右に
並設された２個のシリンダ室及び２個のピストンロッド
よりなる一組の作動機構と、この作動機構のそれぞれの
ピストンロッドの下端部を上記作動受台に支軸を介して
回動可能に連結したことよりなるものである。

【０００４】前記切替用歯車を小さな外力で回転させる
と、その回転方向及び回転角度に応じて第１及び第２の
切替部材を介して第１及び第２のラック部材が互いに反
対方向に平行移動させると共に、槓杆（梃子の槓杆）の
軸（梃子の支点）がその中心位置より左右何れかの方向
に移動され、この移動に伴って両ピストンロッドの作動
受台に対する両連結部（梃子の作用点）が変位されて同
圧力下にある上記軸（梃子の支点）と上記両連結部（梃
子の作用点）との距離の長い方のピストンロッドが伸び
ると同時に上記距離の短い方のピストンロッドが縮む動
作を交互に行われて、ローラベアリング部材或いは槓杆
より上記外力（入力）より大きな出力が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この特願平1-
112037号（特公平8-23281 号公報）のものは、２個のシ
リンダー室を連通させて左右に並べて設けたシリンダー
はこれを左右に移動させることを前提とするものであ
り、そのため、運転時に振動が発生し、また、このシリ
ンダーを移動させるための案内部材に案内溝を形成する
など構成が複雑となり、また、部材点数も多くなる。

【０００６】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、特願平1-112037号（特公平8-23281 号公報）のよう
な、槓杆（梃子の槓杆）の軸（梃子の支点）がその中心
位置より左右何れかの方向に移動され、この移動に伴っ
て両ピストンロッドの作動受台に対する両連結部（梃子
の作用点）が変位されて同圧力下にある上記軸（梃子の
支点）と上記両連結部（梃子の作用点）との距離の長い
方のピストンロッドが伸びると同時に上記距離の短い方
のピストンロッドが縮む動作を交互に行われて、空気圧
力を機械力に変換する装置において、シリンダーを左右
に移動させることなく、力点、作用点の切替をより円滑
に行うことができ、振動の少ない、コンパクトな装置と
して、しかも少ない部品点数で安価に構成することがで
きる圧力−機械変換装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、フレーム間でフレームのほぼ中心位
置に入力受け軸としての偏心輪回転軸を挿入し、それぞ
れのピストンのピストン室を連通して設けたシリンダー
を前記偏心輪回転軸を跨り、フレームの間に締付固定
し、偏心輪回転軸に嵌め込む偏心輪外輪の上部の縦穴に
はフレーム上部に設ける締付固定ピンを差し入れ、ま
た、各ピストンのピストンロッドには、ピストン下降受
平行縁片にベアリング転送溝を形成した二股ベアリング
転送片を締付固定し、このベアリング転送溝に作動押台
の左右に軸着するベアリング固定転送板に設けた転送ベ
アリング群を挿入し、作動押台の中央に設ける左右転送
切替ピンは前記偏心輪外輪の中間の縦長穴に差し入れ、
作動押台の下面と作動受台の上面間には切替用ベアリン
グ固定板に設けたベアリング群を介在させ、この切替用
ベアリング固定板の中央の左右移動切替ピンは前記ピス
トン下降受平行縁片の下方に設けたベアリング転送切替
用縦長穴に差し入れ、さらに、このピストン下降受平行
縁片の下方先端はフレームに設けた振れ止案内口に挿入
し、一方、作動受台の中央の支点は前記偏心輪外輪の下
部の縦長穴に差し入れ、この支点に設けた転送ベアリン
グをフレームに設ける受止作動受台ベアリング転送溝に
転送可能に当接したことを要旨とするものである。

【０００８】第２に、切替用ベアリング固定板は、中央
の若干上線上に左右移動切替ピンを軸として作動押台下
降圧接受止ベアリング群を回転自在に固定し、この作動
押台下降圧接受止ベアリング群を作業押台の下面に圧接
受止し、その左右にして三角形状底辺長の位置に作動受
台圧接押転送ベアリング群を回転自在に固定することを
要旨とするものである。

【０００９】第３に、二股ベアリング転送片とフレーム
に設ける歯車とをリンクを形成するように連杆で連結
し、出力シャフトには内径に一方向負荷回転ワンウエイ
クラッチを嵌め込んだ出力回転誘導歯車を設け、前記歯
車と出力回転誘導歯車とを噛合して二股ベアリング転送
片の上下運動を回転運動に変えて出力シャフトに伝達す
ることを要旨とするものである。

【００１０】請求項１記載の本発明によれば、これを自
転車に応用する場合は、偏心輪回転軸の内径には入力軸
としての足踏入力軸が挿入し、シリンダー内には圧縮空
気が充填されていて、各ピストンが上下運動するに伴い
二股ベアリング転送片は交互に段差となるが、その際、
ベアリング転送溝の平行面は常に平行上下運動を行う。
また、各ベアリング群は作動押台と作動受台に圧接押さ
れ、下降する圧力はすべて作動受台中央の支点に集中
し、転送ベアリング群を介しピストンが下降して飛び出
す圧力は受止作動受台ベアリング転送溝の平行面に受止
められる。

【００１１】作動受台のシャフト支点は偏心輪外輪下方
に設けた縦長穴に挟まっていて、支点がＹ線垂直におい
てはどこも動かず、静止を保つ。偏心輪を90度回転する
において、支点と作動押台左右転送替ピンがＹ線より左
方に移動すれば、支点に対しピストンＡ下とピストンＢ
下に距離差が形成され、ピストンＡが縮み、ピストンＢ
が伸びる動作を充填圧力自体で敏感に行う。

【００１２】この時、充填圧力はピストンＢが伸びる室
にピストンＡが縮む室から急速流れ込み、各ピストン室
は常に等圧力を保つ条件であり、充填された総合容積に
変わりがない。従って排気行程の必要がない。偏心輪を
介して１８０度回転するにおいては、各ピストンは上下
動することなく支点と作動押台左右転送切替ピンはＹ線
中心に戻る動作に入る。この時作動押台と作動受台が各
ベアリング群を圧接し傾斜となり、作動押台に接続のピ
ストン下降平行縁片受止転送ベアリング群は左右段差平
行面を右方へ移動と同時に作動受台の支点はベアリング
群を介し、ベアリング転送溝平行面を右方に移動すれば
作動押台と作動受台に圧接の各ベアリング群は傾斜に沿
って左右移動切替ピンはベアリング転送切替用縦長穴内
を上下する極めて抵抗が小さく切替えられる。

【００１３】支点及び作動押台左右転送切替ピンは、Ｙ
中心に戻り支点に対し各ピストン下が等距離となり各ピ
ストンは一時休止状態となる。尚偏心輪を２７０度回転
すれば、支点と作動押台左右転送切替ピンはＹ線より右
方へ平行面を転送され支点に対しピストンＡ下とピスト
ンＢ下に距離差が形成され、ピストンＡが伸びピストン
Ｂが縮む動作を充填圧力自体で敏感に行う。この時充填
された圧縮空気はピストンＡの伸びる室にピストンＢの
縮む室から急速移動流れ込み充填された圧縮空気の総合
容積に変化ない。従って行程毎の排気の必要がない。更
に偏心輪を介して３６０度回転すれば支点と作動押台左
右転送切替ピンがＹ線中心に戻り各ピストン一時休止状
態となる。以上の動作を繰り返す。

【００１４】入力受け軸としての偏心輪回転軸への入力
は、ペタル足踏み入力の他、大陽光パネル集積板の駆動
によるモーター駆動入力、各種バッテリー駆動のモータ
ー駆動等により外部切替入力でき、また、自転車に本発
明を設ける場合は、充填圧縮空気による各ピストンの上
下運動を回転運動にかえ後輪に回転力伝動することでハ
イブリット走行が可能となる。

【００１５】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、切替用ベアリング固定板は、作動押台下降圧
接受止ベアリング群と作動受台圧接押転送ベアリング群
を三角形状に配置することで、作動押台と作動受台の間
で各ピストンの下降圧力が作動受台に分力され、平行時
においても、傾斜時においても左右移動切替は極めて抵
抗が小さいものとすることができる。

【００１６】請求項３記載の本発明によれば、リンクを
形成するように連杆を使用して、充填圧力によるピスト
ンの上下運動を回転運動に変えてスムーズに出力シャフ
トに回転運動を導くことにより、この出力シャフトから
力を得て、自転車等の場合は後輪に回転力を伝動するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面について発明に実施の
形態を説明する。図１は本発明の圧力−機械変換装置の
１実施形態を示す縦断正面図、図２は同上縦断側面図
で、シリンダー装置は、仕切壁ｇで区画された一方のシ
リンダー１と他方のシリンダー２からなり、一方のピス
トンＡのピストン室ｄと他方のピストンＢのピストン室
ｅを連通口ｃで連通する。図中Ａ１は一方のピストンロ
ッド、Ｂ１は他方のピストンロッドである。

【００１８】ｆはシリンダー各室に同時に圧縮空気を補
給する補給口、ｈ，ｉは機密保持のためのピストンリン
グであり、各ピストン室ｄ，ｅの下には、大気開放空間
を有し、各ピストン振れ止ｊＡ，ｊＢを設け、これら振
れ止には大気圧吸排口ＫＡ、ＫＢを設けて各ピストンの
上下運動時のクッション防止する。

【００１９】フレーム31Ａ，31Ｂの中心に設けた軸受け
32Ａ，32Ｂに偏心輪回転軸33を挿入し、これらを跨りよ
うに前記シリンダー装置をフレーム31Ａ，31Ｂ間に締付
固定した。図中１Ａはこのシリンダー装置の締付固定を
行う締付けボルトである。

【００２０】フレーム31Ａ，31Ｂの外側で偏心輪回転軸
33に偏心軸35，35を固定して設け、この偏心軸35，35に
偏心輪ベアリング36，36を介してアーム片を上下に有す
る偏心輪外輪35Ｄを嵌め込み、こみの偏心輪外輪35Ｄの
上下のアーム片の上方の縦穴35Ａ，35Ａにフレーム31
Ａ，31Ｂの上部に設けた締付固定ピン38Ｃ，38Ｃを差し
入れ、また、下部の縦長穴35Ｂ，35Ｂには作動受台27の
中心に設けるシャフト支点28を差し入れる。

【００２１】シャフト支点28に転送ベアリング３Ａ，３
Ｂを設け、この転送ベアリング３Ａ，３Ｂを介してシャ
フト支点28は受止作動受台ベアリング転送溝30に転送可
能に当接する。また、偏心輪外輪35Ｄの中間部の縦長穴
35Ｃ，35Ｃには、作動押台20の中央に設けた作動押台左
右転送切替ピン21を差し入れる。

【００２２】各ピストンロッドＡ１，Ｂ１には二股ベア
リング転送片５Ａ，５Ｂを結合し、この二股ベアリング
転送片５Ａ，５Ｂに横長に形成するピストン下降受け平
行縁片８Ａ，８Ｂにベアリング転送溝８Ｄ，８Ｄを設
け、ピストン下降受け平行縁片８Ａ，８Ｂ下方には上下
移動切替ピン23Ｃ，23Ｄを挟む縦長穴７Ａ，７Ｂを設
け、その下方の先端７Ｃ，７Ｄは各ピストン上下運動時
の振れ止防止するためフレームに設けた案内口53に挿入
する。

【００２３】作動押台20の左右に接続ピン19Ａ，19Ｂで
回転自在に取付けたベアリング固定転送板17Ａ，17Ｂに
ピストン下降平行縁片受止転送ベアリング18Ａ，18Ｂ群
を回転自在に固定し、これらピストン下降平行縁片受止
転送ベアリング18Ａ，18Ｂを前記ピスト下降受平行縁片
８Ａ，８Ｂのベアリング転送溝８Ｄ，８Ｄに挿入する。

【００２４】切替用ベアリング固定板22Ａ，22Ｂの中央
の若干上の位置に前記上下移動切替ピン23Ｃ，23Ｄを軸
として作動押台下降圧接受止ベアリング24Ａ，24Ｂを回
転自在に固定し、これを作動押台20の下面に圧接触受止
する。なお、これら作動押台下降圧接受止ベアリング24
Ａ，24Ｂは作動受台27上面には接触しない。

【００２５】切替用ベアリング固定板22Ａ，22Ｂで、作
動押台下降圧接受止ベアリング24Ａ，24Ｂを挟み、左右
で横中心線より若干下の位置に、作動受台圧接押転送ベ
アリング25Ａ，25Ｂ，25Ｃ，25Ｄを回転自在に設け、こ
れら作動受台圧接押転送ベアリング25Ａ，25Ｂ，25Ｃ，
25Ｄは作動受台27の平行面に圧接し、かつ、作動押台20
の下面には接触しない。

【００２６】このようにして各ピストンの下降圧力は、
作動押台20と作動受台27の間に各作動押台下降圧接受止
ベアリング24Ａ，24Ｂ、作動受台圧接押転送ベアリング
25Ａ，25Ｂ，25Ｃ，25Ｄが圧接触点で押されて設けられ
ているので、これらは平行においても、傾斜時において
も極めて軽快に転送する。各ピストンが下降する力はす
べて作動受台転送ベアリング及シャフト支点28に集中
し、転送ベアリング３Ａ，３Ｂを介しピストンが下降し
て飛び出す力は受止作動ベアリング転送溝30の平行面に
受止められ、シャフト支点28に対しピストンＡの下とピ
ストンＢの下の距離差ａとｂが等距離においては何処も
動かず静止状態を保つ。

【００２７】図３に示すように、ペタル足踏み入力軸41
を時計方向の回転で90度入力すれば、両方に設けた一方
向負荷ワンウェイクラッチ37が偏心輪回転軸33に食い込
み、偏心輪回転軸33を時計回転を導く。このような入力
は、太陽光パネル集積板47Ａで駆動するかあるいはバッ
テリーで駆動するモーター48の回転駆動によるウォーム
ホイル39Ａ，39Ｂを時計方向の回転入力すれば、ウォー
ムホイル39Ａ内にはめ込まれた一方向負荷ワンウェイク
ラッチ40が偏心輪回転軸33に食い込み、これを時計方向
の回転に導くようにしてもよい。

【００２８】かかる外部切替入力により、偏心輪回転軸
33に設けた偏心輪35が時計方向に回転すれば、偏心輪外
輪35Ｄの上方の縦長穴35Ａ，35Ｂにフレーム締付固定ピ
ン38Ｃ，38Ｃが挟まり、偏心輪外輪下方の縦長穴35Ｃ，
35Ｃには作動押台左右転送切替ピン21が挟まり、縦長穴
35Ｂ，35Ｂには、作動受台転送ベアリング３Ａ，３Ｂを
介しシャフト支点28が挟まっているので、各ピストンの
下降圧力をピストン下降圧力受止作動受台ベアリング転
送溝30に受け止め、シャフト支点28はＹ線より左方へ作
動押台20と作動受台27を率いて矢印のように転送し、シ
ャフト支点28に対し、ピストンＡの下と、ピストンＢの
下に、距離差が形成されてａがｂより小なればｂはａよ
り小なる力で釣り合う。

【００２９】この時各ピストン室には常に等圧力が作用
するという条件であり、シャフト支点28に対し各ピスト
ン下に梃子の原理が形成され、ピストンＢが伸びピスト
ンＡが縮む動作を本発明の充填圧力−機械変換装置自体
で敏感に行う。

【００３０】充填された圧縮空気は、この時縮むピスト
ン室ｄから伸びるピストン室ｅに急速に流体移動し、充
填された総合容積に変化がない。従って、行程毎の排気
の必要がない。充填された圧縮空気はどんどん作り出す
ものではなく各ピストン室の容積変化により左右交互へ
の移動流れ込みを自動的に行い、各ピストンへ常に等圧
力が作用するもので、ピストン径と充填圧力と、切替ス
トローク距離差により、充填圧力に比例した、押しのけ
量すなち仕事量を得る。自転車等に応用する場合はこの
各ピストンの上下運動を後輪に伝動する。

【００３１】充填圧力によるピストンＡとピストンＢの
上下運動を回転運動に変えて、出力シャフト12に回転運
動を導く構造の一例として、二股ベアリング転送片５
Ａ，５Ｂの上部に設けた連杆接続ピン９Ａ，９Ｂに連杆
６Ａ，６Ｂの上部を嵌め、これら連杆６Ａ，６Ｂの下部
は、フレーム31Ａ，31Ｂの下方に歯車取付ピン11Ａ，11
Ｂにて回転自在に設けた歯車10Ａ，10Ｂの一端に（偏心
させて）連杆接続ピン９Ｃ，９Ｄで回転自在に結合す
る。

【００３２】また、出力シャフト12をフレーム31Ａ，31
Ｂの下方に設けた軸受け43Ａ，43Ｂに挿入してフレーム
31Ａ，31Ｂ間に設け、歯車10Ａ，10Ｂの間で、この出力
シャフト12の左右に設ける出力回転誘導歯車15Ａ，15Ｂ
の内径に一方向負荷回転ワンウエイクラッチを嵌め込
み、歯車10Ａと歯車15Ａを噛合させ、歯車10Ｂはフレー
ム31Ｂの下方に中間歯車取付ピン14で回転自在に取付け
た中間歯車13を歯車10Ｂと歯車15Ｂに噛合させる。

【００３３】このようにして、ピストンＡが縮み、ピス
トンＢが伸びると、ピストン下降受け平行縁片８Ａと８
Ｂは相互に段差となり、作動押台20と作動受台27の間の
各作動押台下降圧接受止ベアリング24Ａ，24Ｂ、作動受
台圧接押転送ベアリング25Ａ，25Ｂ，25Ｃ，25Ｄを介し
これらは傾斜となる。

【００３４】図４に示すように、ピストンＡが縮み、ピ
ストンＢが伸びる状態で偏心輪35を180 度時計回りに回
転を続ければ、偏心輪外輪35Ｄの下方の縦長穴35Ｃ，35
Ｃには作動押台の左右転送切替ピン21が係合し、その下
方の縦長穴35Ｂ，35Ｂにはシャフト支点28が係合してい
るので、これらはＹ線より右方へ移動する。このとき各
ピストン下降圧力は、ピストン下降受平行縁片８Ａ，８
Ａのベアリング転送溝８Ｄ，８Ｄの平行面にピストン下
降平行縁片受止転送ベアリング18Ａ，18Ｂが段差平行面
の状態で挿入して受け止める。

【００３５】ピストン下降平行縁片受止転送ベアリング
18Ａ，18Ｂが接続する作動押台20の下面には、切替用ベ
アリング固定板22Ａ，22Ｂの作動押台下降圧接受止ベア
リング24Ａ，24Ｂが当接し、この作動押台下降圧接受止
ベアリング24Ａ，24Ｂの左右に作動受台圧接押転送ベア
リング25Ａ，25Ｂ，25Ｃ，25Ｄが設けられ、作動押台下
降圧接受止ベアリング24Ａ，24Ｂの軸としての上下移動
切替ピン23Ｃ，23Ｄが二股ベアリング転送片５Ａ，５Ｂ
の下方に設けた縦長穴７Ａ，７Ｂに挟まり、作動押台20
と作動受台27との間にこれらベアリング群が圧接され、
また、傾斜となり各ピストン下降圧力は作動受台転送ベ
アリング３Ａ，３Ｂを介してシャフト支点28に集中受け
され、ピストンが下降して飛び出す圧力を受止め、作動
受台ベアリング転送溝30の平行面に受止フレーム締付ピ
ン38Ｃとシャフト支点28がＹ線垂直においては各ピスト
ンの上下運動は一時休止状態となる。

【００３６】なお、偏心輪回転軸33の時計方向回転を27
0 度すれば、ベアリング転送溝８Ｄ，８Ｄの段差平行面
に挿入されたベアリング固定転送板17Ａ，17Ｂのピスト
ン下降平行縁片受止転送ベアリング18Ａ，18Ｂが作動押
台20と共にＹ線より右方矢印に転送され、図４の状態に
切替えられる。この時、作動押台20と作動受台27の間に
圧接された各ベアリング群は矢印のごとく各ピストン下
降力が分力され、滑り止め緩和し、これらベアリング群
の上下移動切替ピン23Ｃ，23Ｄは縦長穴７Ａ，７Ｂ間を
傾斜に沿って上下する。従って、左右移動切替は極めて
抵抗が小さくシャフト支点28に対する各ピストン下の距
離差が形成され、ｂがａより小なればａはｂより小さな
力で釣り合う。この時各ピストン室には常に等圧力が作
用する条件であり、シャフト支点28に対し各ピストン下
に梃子の原理が形成されてピストンＡが伸び、ピストン
Ｂが縮む動作をする。

【００３７】図５に示すように、シャフト支点28がＹ線
より右方に切替えられ、図のごとくシャフト支点28に対
してピストンＡの下とピストンＢの下に距離差が形成さ
れ、ａがｄより距離差が大なれば、距離差が大きい方ピ
ストンＡが伸び、距離差の小さいピストンＢが縮む動作
を充填圧力自体で敏感に行う。この時、充填圧縮空気は
ピストンが伸びるｄ室にピストンが縮むｅ室から急速に
移動流れ込み、充填された圧縮空気の総合容積に変わり
がない。従って、行程毎の排気の必要がない。支点に対
して各ピストン下の距離差により、又充填圧力により比
例して押しのけ量、仕事量が変化する。

【００３８】図６に示すように、ピストンＡが伸び、ピ
ストンＢが縮み、なお、偏心輪回転軸33に360 度の時計
方向の回転入力を与えれば、フレームの締付ピン38Ｃと
シャフト支点28がＹ線に対して垂直になり、シャフト支
点28に対し各ピストン下が等距離となり各ピストンは一
時休止状態となる。偏心輪回転軸33が１回転するにおい
て、ピストンＡ及びＢは各１回の上下運動をなす。

【００３９】自転車等に応用する場合はこの上下運動を
適宜な伝達手段で出力シャフト12の回転運動に換え、後
輪に回転力を伝達する。以上の動作をくりかえす。極め
て小さい外部切替入力により充填圧力による大きな回転
力が得られる。各ピストン室の充填圧力を洩れ機密保持
すれば、長時間の永続運転が可能である。

【００４０】前記上下運動を適宜な伝達手段で出力シャ
フト12の回転運動に換える手段としては、図１〜図６に
示す例では、各ピストン上下運動を歯車10Ａ，10Ｂに交
互の揺動運動を加えれば、これに噛み合った歯車10Ｂと
中間歯車13と歯車15Ａ，15Ｂの内径の一方向負荷回転ワ
ンウエイクラッチの働きで、出力シャフト12は常に一方
向の時計回転をなす。自転車に本発明を組み込む場合
は、図７に示すように出力後輪伝動車44を介し後輪に回
転力を伝動する。

【００４１】図７では、天蓋状の太陽光パネル集積板47
を設け、また、車輪で回転する発電機49で充電するバッ
テリー46を設け、これらでモーター48を駆動するように
する。図中44は出力後輪伝動車である。

【００４２】なお、各種バッテリーでの電池駆動又は足
踏み入力軸を偏心輪回転軸33から係合解除すれば、従来
の自転車等の走行車に戻ることも可能である。

【００４３】特にペタル足踏み入力切替を行い、携帯空
気入れポンプで、図１における空気吸排片50を介して圧
縮空気を充填すれば、快適なハイブリッド走行をなす。
また、晴天時は、太陽光パネル集積板47でのモーター駆
動入力の切替を行い、圧縮空気を充填すれば快適なハイ
ブリッド走行をなすので環境衛生保持にも最適な数々の
効果を奏する。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように本発明の圧力−機械変
換装置は、槓杆（梃子の槓杆）の軸（梃子の支点）がそ
の中心位置より左右何れかの方向に移動され、この移動
に伴って両ピストンロッドの作動受台に対する両連結部
（梃子の作用点）が変位されて同圧力下にある上記軸
（梃子の支点）と上記両連結部（梃子の作用点）との距
離の長い方のピストンロッドが伸びると同時に上記距離
の短い方のピストンロッドが縮む動作が交互に行われ
て、空気圧力を機械力に変換する装置において、シリン
ダーを左右に移動させることなく、力点、作用点の切替
をより円滑に行うことができ、振動の少ない、コンパク
トな装置として、しかも少ない部品点数で構成すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧力−機械変換装置の１実施形態を示
す縦断正面図である。

【図２】本発明の圧力−機械変換装置の１実施形態を示
す縦断側面図である。

【図３】本発明の圧力−機械変換装置の動作を示す第１
工程の縦断正面図である。

【図４】本発明の圧力−機械変換装置の動作を示す第２
工程の縦断正面図である。

【図５】本発明の圧力−機械変換装置の動作を示す第３
工程の縦断正面図である。

【図６】本発明の圧力−機械変換装置の動作を示す第４
工程の縦断正面図である。

【図７】本発明を備えた自転車の説明図である。

【符号の説明】

ａ…圧力容器 ｂ…減圧弁 ｃ…連通口 ｄ…一方のシリンダー室 ｅ…他方のシリンダー室 ｆ…シリンダー室圧縮空気補給口 ｇ…仕切壁 ｈ…ピストンＯリング ｉ…ピストンＯリング ｊＡ…ピストン振れ止 ｊＢピストン振れ止 ＫＡ…排気口 ＫＢ…排気口 Ａ…一方のピストン Ｂ…他方のピストン A1…一方のピストンロッド B1…他方のピストンロッド １…シリンダー ２…シリンダー ３Ａ，３Ｂ…転送ベアリング ４…ベアリング止リング ５Ａ，５Ｂ…二股ベアリング転送片 ６Ａ，６Ｂ…連杆 ７…ベアリング転送切替用縦長穴 ７Ａ，７Ｂ…縦長穴 ７Ｃ，７Ｄ…案内口 ８Ａ，８Ｂ…ピストン下降受平行縁片 ８Ｄ…ベアリング転送溝 ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ…連杆接続ピン 10Ａ，10Ｂ…歯車 11Ａ，11Ｂ…歯車取付ピン 13…中間歯車 14…中間歯車取付ピ
ン 15Ａ，15Ｂ…出力回転誘導歯車 16Ａ，16Ｂ…一方向負荷回転ワンウエイクラッチ 17…ベアリング固定転送板 18Ａ，18Ｂ…ピストン下降平行縁片受止転送ベアリング 19…接続ピン 20…作動押台 21…作動押台左右転送切替ピン 22Ａ，22Ｂ…切替用
ベアリング固定板 23Ｃ，23Ｄ…左右移動切替ピン 24Ａ，24Ｂ…作動押台下降圧接受止ベアリング 25Ａ，25Ｂ，25Ｃ，25Ｄ…作動受台圧接押転送ベアリン
グ 26…転送ベアリング固定ピン固定歯車 27…作動受台 28…シャフト支点 30…受止作動受台ベアリング転送溝 31Ａ，31Ｂ…フレーム 32Ａ，32Ｂ…軸受け 33…偏心輪回転軸 35…偏心軸 35Ａ，35Ｂ，35Ｃ…
縦長穴 35Ｄ…偏心輪外輪 36…偏心輪ベアリング 37…一方向負荷ワンウェイクラッチ 38Ｃ…締付固定ピン 39Ａ，39Ｂ…ウォー
ムホイル 40…一方向負荷ワンウェイクラッチ 41…ペダル足踏み入力軸 43…出力シャフト 43Ａ，43Ｂ…軸受け 44…出力後輪伝動車 46…バッテリー 47…太陽光パネル集積板 48…モーター 53…案内口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 昇 東京都品川区西五反田３丁目13番19号 (72)発明者 村上 智士 東京都品川区西五反田３丁目13番19号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム間でフレームのほぼ中心位置に
   入力受け軸としての偏心輪回転軸を挿入し、それぞれの
   ピストンのピストン室を連通して設けたシリンダーをフ
   レームの間に締付固定し、偏心輪回転軸に嵌め込む偏心
   輪の外輪の上部の縦穴にはフレーム上部に設けた締付固
   定ピンを差し入れ、また、各ピストンのピストンロッド
   には、ピストン下降受平行縁片にベアリング転送溝を形
   成した二股ベアリング転送片を締付固定し、このベアリ
   ング転送溝に作動押台の左右に軸着するベアリング固定
   転送板に設けた転送ベアリング群を挿入し、作動押台の
   中央に設ける左右転送切替ピンは前記偏心輪外輪の中間
   の縦長穴に差し入れ、作動押台の下面と作動受台の上面
   間には切替用ベアリング固定板に設けたベアリング群を
   介在させ、この切替用ベアリング固定板の中央の左右移
   動切替ピンは前記ピストン下降受平行縁片の下方に設け
   たベアリング転送切替用縦長穴に差し入れ、さらに、こ
   のピストン下降受平行縁片の下方先端はフレームに設け
   た振れ止案内口に挿入し、一方、作動受台の中央の支点
   は前記偏心輪外輪の下部の縦長穴に差し入れ、この支点
   に設けた転送ベアリングをフレームに設ける受止作動受
   台ベアリング転送溝に転送可能に当接したことを特徴と
   する圧力−機械変換装置。
2. 【請求項２】 切替用ベアリング固定板は、中央の若干
   上線上に左右移動切替ピンを軸として作動押台下降圧接
   受止ベアリング群を回転自在に固定し、この作動押台下
   降圧接受止ベアリング群を作業押台の下面に圧接受止
   し、その左右にして三角形状底辺上の位置に作動受台圧
   接押転送ベアリング群を回転自在に固定する請求項１記
   載の圧力−機械変換装置。
3. 【請求項３】 二股ベアリング転送片とフレームに設け
   る歯車とをリンクを形成するように連杆で連結し、出力
   シャフトには内径に一方向負荷回転ワンウエイクラッチ
   を嵌め込んだ出力回転誘導歯車を設け、前記歯車と出力
   回転誘導歯車とを噛合して二股ベアリング転送片の上下
   運動を回転運動に変えて出力シャフトに伝達する請求項
   １または請求項２記載の圧力−機械変換装置。