JPS6020227B2 - 油圧駆動形走行車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、油圧車によって駆動される走行車に関する
ものである。

最近の自転車は無公害、省資源の面からもその有用性が
再認議され、材質、機能、デザインの面で数多の改良が
加えられ、ますます多様化を続けている。

しかしながら両脚でペダルクランクの回転を行なって走
るとき、走行条件の変化にかかわらず両脚の労力をでき
るだけ少くし労力を平均化するには歯車比の変換により
速度（ペダルクランク１回転当りの走行距離）を増減す
る機構を用いている基本的な構成に変りはない。歯車比
の変換には変換段数に限度があって連続的でなく階段的
なため、脚にかかる荷重は切換の都度、階段的に変化す
るから、必ずしもスムーズに平均化されず、時には過度
の肉体的労力を必要とする場合がしばしばである。この
発明の発明者らはこのような過度の肉体的労力を油圧利
用機器即ち油圧ポンプおよび油圧モータに肩替りさせ、
しかも高速走行や登板等の走行条件にも即応するよう油
圧によって連続した変速が自動的に行なわれる負荷則央
形走行車を先に提供したが、この発明はそれを具体化し
た効率のよい油圧駆動形走行車を提供しようとするもの
である。

この発明は足踏レバーの作動レバー比を、ピストン形油
圧シリンダと非直線形バネとからなる調整機構を設けて
負荷抵抗の変動に対応して自動的に足踏レバーの支点ロ
ーラ位置を変位して調整する構成とし、足踏レバーの踏
込みによって駆動するピストン往復勤形油圧ポンプと、
車輪軸を出力回転軸として前記油圧ポンプからの圧力油
を受けて駆動する油圧モータと、これら油圧ポンプ、油
圧モータを接続する油圧回路とを備えてなり、かつそれ
ら油圧ポンプ、調整機構および油圧回路を車体に固定枠
を介して固定することを袴徴とする油圧駆動形走行車に
関するものである。

以下この発明の実施例について図によって説明する。

第１図はこの発明の実施例の油圧駆動形走行車における
駆動機構の原理を説明するための図である。

図中１は足踏レバー、２は足踏ペダル、３はしバーーの
支点ローラ、４はピストン往復勤形油圧ポンプ（以下油
圧ポンプという。）、５は油圧ポンプの連結ピン、６は
補正用油圧シリンダ（以下補正シリンダという）、７は
非直線形バネ群、８は油圧モータ、９は前輪、１０は油
タンク、１１は油圧計である。またＲ（弧）は油圧ポン
プ連結ピン５と足踏ペダル２の力点との距離、ｒ（肌）
は支点ローラ３と油圧ポンプ連給ン５との距離、Ｆ（ｋ
９）は足踏力、Ａ（幼）は油圧ポンプのシリング断面鏡
、Ｐ（ｋｇ／仇）は油圧ポンプの吐出圧力、ａ（地）は
補正シリンダの断面積である。次に足踏操作によるこの
機構の駆動について述べる。足踏操作は左右交互に行う
が機構の作動は左右同様である。第１図で足踏ペダル２
を上方よりＦで踏込むと足踏レバー１は支点ローラ３と
の接点を支点として回転し、「てこの原理」によって連
結ピン５が重点となって油圧ポンプ４のシリンダーは下
方に押され油圧を発生する。

この油圧は油圧モータ８を回転させると共にバイパス回
路によって補正シリンダ６にも圧油を送り、非直線形バ
ネ群７の付勢圧力と平衡する位置に支点ローラ３を変位
させる。この場合一定の足踏力Ｆによって油圧モータ８
を回転させるに必要な油圧に関し次の関係が成立する。

ＰＡ・ｒ；Ｆ（Ｒ＋ｒ） 従ってｒとＰとの関係はｒ＝
まき；となる。

ここでＦＲは一定なのでＦＲ＝Ｋと置く。またＰＡ》Ｆ
なので他鷺と地、支点。

−フ３の位置を油圧Ｐに応じて作動する補正シリンダ６
によって位置決めするためにはＰａと釣合うバネ７は非
直線形となる。

第２図は補正シリンダに働く油圧Ｐａと支点重点間の距
離ｒとの相対関係線図であり、この関係曲線に非直線形
バネ群の各バネＳ，，Ｓ２，Ｓ３の該当作動城を当はめ
たものである。第２図においてｒがＫよりも大きい範囲
ではバネＳ，のみがＰａに対向して作動する。

ｒがＬとｋの範囲にあるときはバネＳ．とバネＳ２２本
の合力によりＰａに対向して作動することとなる。さら
にｒが小さくなりＬ以下の範囲ではバネＳ，とバネＳ２
２本にさらにバネＳ３２本が加わった合力によってＰａ
に対向して作動することとなる。第３図は油圧Ｐａと平
衡する非直線形バネ群の説明図である。

実施例ではこれら非直線形バネ群はそれぞれ仕様の異な
る圧縮ばねＳ，，Ｓ２，Ｓ３複数個よりなり可後性の円
筒形蛇管の中に一端を固定して収容し、Ｐａの変動によ
って変るｒに対応してバネ群としてＰａに対向して支点
ローラ３に作動するように構成されている。第４図はこ
の発明の実施例走行車の油圧ポンプ取付部の側面図、第
５図は同じく油圧ポンプ部の正面詳細図で片側の油圧ポ
ンプは断面してある。

両図中１は足踏レバー、３は支点ローラ、３′は支点リ
ング、３「ま連結用リング、４は油圧ポンプ、４′は油
圧シリソダ、５は連結ピン、５′はピストンロッド、５
″はピストン、６は補正シリンダ、１２はプーリ、１３
はベルト、１４は固定枠、１５は車体フレームである。
なお実施例においては第４図に示すように足踏レバー１
の中心線ＳＳ′上に支点ローラ３の軸心と連結ピン５の
藤心とを合致させて配置した。これは足踏レバーを踏込
んで揺動させたときピストンロッドをこねるのを避ける
ため必要であり、支点ローラ３の位置は油圧が低圧時に
は連結ピン５までの距離はｒ，で、高圧時には同距離が
ｒ２の所まで移動され、レバー比を連続的に変化させる
ことが可能となる。さらに第５図に示すように実施例で
は支点ローラ３は支点リング３′を介して固定枠１４に
、また連接用リング３″を介して足礎レバーーに接して
おり、かつ固定枠１４および足踏レバー１それぞれに前
記の支点リング３′および連接用リング３″が車体の前
後方向に摺動するための長溝からなる案内部２０および
２１が形成されている。連結ピン５は断面図のように鍔
付形状をなし、足踏レバー１の内部空隙部に挟持されて
離脱しないように保持されている。油圧ポンプ４と補正
シリンダ６は共に固定枠１４にネジ止固定され固定枠１
４も車体フレーム１５に一体に取付けられている。足踏
レバーの踏込みを左右交互に行なうため固定枠１４に藤
支した２個のプーリ１２に両端をそれぞれ左および右の
足踏レバーに連結したベルト１３を渡して交互操作を同
調させている。第６図はこの実施例の油圧駆動形走行車
の全体斜視図である。

図中使用した記号は前出各図面のものを準用したが新規
記入したもののみについて示すと、１５は車体フレーム
で金属パイプで構成され、前、後輪に藤止懸架され、ま
たハンドル部を回転自在に装架している。１６はハンド
ルでその鞄端部に装着したプーリーとワイヤベルトを介
して後輪部のステアリング機構１７を作動させるように
なっている。

１８は後輪、１９はサドルである。

図のように実施例は前２輪、後１輪の３輪走行車で後輪
ステアリング方式である。前２輪外周に油圧モータ８を
取付け前輪駆動としている。油圧モータ８は油圧ポンプ
４からの圧油により駆動し、油圧は車輪にかかる負荷抵
抗に比例するが、油圧ポンプ４はこの圧力に感応して一
踏み当りの圧油吐出量が変化する可変ポンプであるから
、足踏み力は車輪にかかる負荷の大小にかかわらずほぼ
一定に保たれる自動変速式の油圧伝動システムである。
油圧モータはラジアルピストン形で油圧が供給されない
ときは自由回転（空転）できるフリーホイール方式のも
のを用いている。以上で実施例の油圧駆動形走行車の構
成ならびに作動の要点を述べたがこの走行車の効果を列
挙する。先ず第１に負荷即応形走行が自動的に得られる
ことである。

油圧ポンプは足踏レバー揺動による駆動方式でレバー比
が吐出圧力（負荷）に応じて自動的に調節される構成で
あり、しバー踏込力は常に一定に維持されたままスピー
ドが調整されるようになっている。調整機構は補正シリ
ンダとバネ群とより構成されているがこの構成には限定
されない。従って登板の際減速切換などの手敷操作を行
なわなくとも自動的にかつ最適の条件に切換えられる。
第２はこの発明の主要な特徴点であるが、構造が簡易で
かつ効率がすぐれている点である。

駆動車輪を油圧トルクにより駆動する方式で圧油は油圧
回路のパイプを通じて伝送され、通常の自転車等におけ
るようなチェーンおよびチェーンスプロケツトは不要と
なり、チェーンに伴なう故障もなく、構造が極めて簡易
となる。また減速機構や手鰯切換操作機構も不要であり
可動部分を足踏レバーとそれに孫合するピストン以外な
くして、ェネルギ損失を極度に抑制して効率を高め構造
が簡易となったことである。第３図は走行が円滑なこと
である。

従来の手動変速切摸擬作形自転車の場合、ペダル踏込み
力を急激に強くする必要から、腰を浮かして強く踏込む
等姿勢の不安定を招いて危険を伴なうことがあるが、こ
の走行車はいかなる走行にも足踏力はほぼ一定でよく、
姿勢も安定し、極めて安全である。しかもェネルギ媒体
が油であるので衝撃がなく、走行が円滑である。方向転
換して角を曲る時も片側の駆動車輪が回転数低下すると
他の片側の駆動車輪がその分だけ回転数増となり、方向
転換走行も円滑に行なわれる。次にこの走行車の性能は
前述のような条件の場合、平地での走行速度として足踏
レバーを０．３秒で１ストローク踏むとすると毎秒１０
の則ち毎時３６物は可能である。

また登坂可能な鏡斜角としては車体重量４０ｋ９、乗算
者重量６０ｋ９、計１００ｋ９の場合約１５度で、その
速度は毎秒ｌｍ、時速にして３．６舵である。そうして
毎時３６軌までは無段変速走行が随時行なえるのである
。以上実施例として前２輪、後１輪の３輪走行車で前輪
駆動、後輪ステアリング方式のものについて述べたが変
形実施例として、前１輪、後２輪で後輪駆動、前輪ステ
アリング方式のものも考えられる。

また調整機構を所要の位置でその調整機能を殺して作用
させないような方式にすることも可能である。さらに走
行車の主要部である油圧ユニット即ちレバー比自動調整
形油圧ポンプとフリーホイール形油圧モータとの組合わ
せは目走車のみならず他の関連機械にも応用できるもの
である。勿論応用機械は脚力ないし手動によるものに限
定される。応用例として考えられるのは車ィスやフオー
クリフト等の荷物運搬車である。これらの車輪機械への
応用に際してはそれぞれの機械の特徴、諸条件を充分考
慮してそれぞれに適合した油圧ユニットの設計を行なう
必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明１実施例の油圧駆動形走行車における
藤特機構説明図、第２図は油圧と支点・重点間距離の相
対関係を示す図、第３図は油圧と平衡する非道線形バネ
群の説明図、第４図は油圧ポンプ取付都側面図、第５図
は油圧ポンプ部正面詳細図、第６図はこの発明の１実施
例の油圧駆動形走行車の全体斜視図である。 １…足踏レバー、２・・・足踏ペダル、３・・・三乙点
ローラ、３′・・・支点リング、３″・・・連結用リン
グ、４・・・油圧ポンプ、４′・・・油圧シリンダ、５
・・・連結ピン、５′…ピストンロッド、５″…ピスト
ン、６…補正シリンダ、７・・・非直線形バネ群、８・
・・油圧モータ、９…前輪、１０…油タンク、１１…油
圧計、１２…プーリ、１３…ベルト、１４…固定枠、１
５…車体フレーム、１６・・・ハンドル、１７…ステア
リング機構、１８…後輪、１９…サドル、２０，２１…
案内部。 第１図 第２図 第３図 第５図 図 寸 船 図 〇 舷

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 支点を中心に揺動自在なレバーと、このレバーの１
   点にピストンロツドが枢着されたピストン往復動形油圧
   ポンプと、このピストン往復動形油圧ポンプからの圧油
   を受け入れて回転力を出力し、かつその出力軸が車体に
   回転自在に取り付けられた車輪に接続された油圧モータ
   と、前記支点を構成するローラと、前記油圧モータの負
   荷の変化に応動して前記ローラを前記ピストンロツドの
   レバーへの枢着位置に対して進退させる調整機構と、こ
   の調整機構および前記ピストン往復動形油圧ポンプを車
   体に固定するための固定枠とを備えてなり、この固定枠
   および前記レバーに前記ローラの変位を案内する長溝か
   らなる案内部を設けたことを特徴とする油圧駆動形走行
   車。