JPS6020228B2 - レバ−揺動式ピストン往復動形油圧発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、人力でレバーを揺動させることにより、そ
のレバーにピストンロッドが枢着されたピストン往復動
形油圧ポンプを作動させて油圧を発生させる装置に関し
、例こば人力走行車などに利用されるものである。

現在、人力を動力とし、車輪を装備した走行機械には最
も一般的なものに脚力によるクランクペダル式の２輪、
３輪の自転車があり、また腕を用いるものに車椅子など
がある。

前者にあっては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、例えば高速で走るときや、
坂を上るとき等に対応して両脚の負担を出来るだけ軽く
し、労力を平均化するには歯車比の変換により速度を増
減する機構を用いる構成を採用しているが、歯車比の変
換には変換段数に限度があり、しかも連続的でなく階段
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
ので、労力は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ことも稀ではない。また
後者にあっては走行速度を上げると言っても限界が低く
、まして坂を上る時の労力は著しく、むしろ不可能に近
い。この発明は前記の例におけるような過度の肉体労力
を油圧利用機器即ち油圧ポンプおよび油圧モーターに肩
替りさせ、これら走行機械における高速走行や登坂等の
重労働走行条件にも即応できるよう油圧による連続変速
が自動的に行なわれるレバー揺動式ピストン往復敷形油
圧発生装置を提供しようとしたものである。

以下図を用いてこの発明を上記走行車の車輪駆動に適用
した実施例装置について設明する。

第１図は実施例のレバー揺動式ピストン往復動形油圧発
生装置の駆動機構説明図である。図中１は揺動レバー、
２は足路ペダル、３は支点ｏーラ、４は連結ピン、５は
油圧ポンプ、６はピストンロッド、７はピストン、８は
補正シリンダ、９は非直線形バネ群、１０は油圧モータ
、１１は駆動輪、１２は油タンク、１３は圧力計である
。揺動レバー１を足踏ペダル２でＦなる力で押下げると
、揺動レバーは支点。ーラ３を軸として揺動する。この
場合揺動レバー１上に楯込まれた連結ピン４を重点とし
て真下に連結されたピストンロッド６によりピストン７
は油圧ポンプ５のシリンダ内を下降し、内部に油圧を発
出する。この油圧ポンプ５内の圧力油は駆動論１１を出
力軸とするモータ１０に送られ、同時に補正シリンダ８
にも送られる。モータ１川ま駆動論１１の車軸に同０に
固定されており、その出力トルクにより駆動輪を回転す
る。ここでＲ（弧）を連結ピン４と足踏ペダルの力点と
の間の距離、ｒ（肌）を支点ローラ３と連結ピン５との
距離、Ｆ（ｋ９）を押込力、Ａ（ｃめ）を油圧ポンプ５
のシリンダの断面積、Ｐ（ｋ９／榊）を油圧ポンプの吐
出圧力、ａ（柵）を補正シリング８のシリンダの断面積
とすると、油圧モータ１０を回転さすに必要な油圧Ｐに
関して次式の関係が成立する。Ｐ・Ａ・ｒ＝Ｆ（Ｒ＋ｒ
）従ってｒとＰとの関係はｒ；まき；となる。ここでＦ
Ｒは一定なのでＦＲ＝Ｋと置く。またＰＡ》Ｆなのでｒ
の藷となり、支点。‐ラ３の位置を油圧Ｐに応じて作動
する補正シリンダ８によって位置決めするためには補正
シリンダ８のピストンに働く圧力Ｐａと釣合うバネ９は
非直線形となる。第２図は補正シリンダの油圧Ｐａと支
点重点間距離ｒとの相対関係発濠図であり、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
動城を当てはめたものである。第２図においてｒがＫよ
りも大きい範囲ではバネＳ，のみ力逆ａ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Ｓ
２２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Ｓ２Ｚ村こさらにバネ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。また第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をもつ圧縮
ばねＳ，，Ｓ２およびＳ３複数個よりなり可擬性の円筒
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。なおこの場合
支点ローラ３は揺動レバー１の長手方向に設けられた案
内部１′に沿って連結ピン４の方向に変位することによ
り、油圧Ｐの変動に対応するが、次の第４図に示すよう
に連結ピンの藤心位置は支点ローラ３の変位する方向の
中心軸Ｓ−Ｓ′に一致していることが重要である。これ
は１つには揺動レバー１の揺動の際、ピストンロッド６
をこねるのを避けるためであるが、より重要なのは支点
ローラ３を連結ピン４に極端に近く接近させｒを妻Ｅ舵
短くするこびより竜；のレバー比の可変範囲が大きくな
り、機能向上に資する所大となるからである。第５図は
さらに具体的な実施例装置の駆動機構姿部の側面図であ
り、第６図は同じく油圧ポンプの詳細図で両側に設置し
た油圧ポンプの片側は断面してある。

両図で１は揺動レバー、１′はしバーに設けた支点ロー
ラ３の案内部である。

３は支点ローフ、３′は支点リング、３″は接合用リン
グ、４は連結ピン、５は油圧ポンプ、６はピストンロッ
ド、７はピストン、８は補正シリンダ、８′は補正シリ
ンダの支点ローラへの接合部、９′は非直線形バネ群の
支点ローラへの付勢接合部、１４は固定枠、１４′は固
定枠に設けた支点ローラの案内部、１５はプーリ、１６
はベルトである。

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″を介して揺動レバー１
に接しており、かつ固定枠１４および揺動しバーーそれ
ぞれに前記支点リング３′および連接用リング３″がレ
バーの長手方向に摺動するための長溝状の案内部１４′
ならびに１′がそれぞれに形成されているのである。連
結ピン４は断面図に示すように鍔付形状をなし、揺動レ
バー１の内部空隙部にその鍔部が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５と補正シリンダ８
は共に固定枠１４にネジ止固定されている。補正シリン
ダの支点ローラへの接合部８′と非直線形バネ群の支点
ローラへの付勢接合部９′はそれぞれ支点ローラ３の中
央部で支点ローラを確実に把持し互に対向して付勢でき
るよう構成されている。また揺動レバーの押込みを左右
交互に行なうため固定枠１４に鞠支した２個のプーリ１
５に両端をそれぞれ左および右のレバーに連結したベル
ト１６を掛けて交互操作を同調させるようになっている
。第６図では左右２個の油圧ポンプを設置し駆動論２個
に取付けた油圧モータに油圧を供給する場合を示したが
、駆動輪１個の場合には油圧ポンプは勿論１個設置すれ
ば充分で、２輪車の前後論何れかを駆動する際に適用で
きる。

また同図のように油圧ポンプ２個設置の場合には揺動レ
バーは２個、支点ローラは１個で左右兼用し、かつ補正
シリンダおよび非直線形バネ群の付勢機構も各１個で兼
用することが可能である。なおここで用いる油圧モータ
は油圧ポンプから圧油により駆動し、油圧は車輪にかか
る負荷抵抗に比例するが、油圧ポンプはこの圧力に感応
して、一押し当りの圧油吐出量が変化する可変ポンプで
あるから、押込み力は車輪にかかる負荷の大４・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。以上で実施例装置の構成ならびに作動の要
点を述べたが、次にその効果を述べる。

上記に説明したようにこのレバー揺動式ピストン往復動
形油圧発生装置を車輪を装備した各種の走行機構に応用
すれば、単にほぼ一定の力を以てレバーの揺動操作を行
なうだけで諸種の走行条件に即応して、全く自動的に速
度変換が行なわれ安全かつ快適な走行状態が得られると
いう優れた特徴をもっている。

また走行機構の構造が極めて簡素化されることも一つの
特徴である。即ち、駆動車輪を油圧トルクにより駆動す
る方式で圧油は固定されたパイプによって伝送され、一
般の走行車におけるようなチェーンやスプロケット車等
の機構部が不要となるほか、減速機構や手動変速切換機
構も必要なく、可動部分も揺動レバー以外殆んど固定化
されるのでェネルギ損失も少なく抑制される。なおこの
油圧装置は前記でふれたように二輪三輪の自転車のみな
らず次のような関連機械にも応用できるものである。

例えば車ィスにおいては揺動レバーの操作を腕かあるい
は脚でもつて行なうことにより油圧ユニットの作動に導
くことができる。またフオークリフトなどの荷物運搬車
に応用することは従来から油圧利用の汎用化された分野
だけに非常に適合した機種と思われる。走行車以外の油
圧作動機械にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例であるレバー揺動式ピスト
ン往復動形油圧発生装置の駆動機構説明図、第２図は油
圧と支点、重点間距離の相対関係線図、第３図は油圧と
平衡する非直線形バネ群の説明図、第４図は揺動レバー
の支点と重点の関係位置図、第５図は駆動機構要部の側
面図、第６図は油圧ポンプの詳細図。 １・・・揺動レバー、２・・・足踏ペダル、３・・・支
点ローラ、３′…支点リング、３″・・・接合部リング
、４・・・連結ピン、５・・・油圧ポンプ、６・・・ピ
ストンロッド、７・・・ピストン、８…補正シリンダ、
８′・・・補正シリンダ接合部、９・・・非直線形バネ
群、９′・・・非直線形バネ群の付勢接合部、１０…油
圧モータ、１１…駆動輪、１２・・・油タンク、１３・
・・圧力計、１４…固定枠、１５…プーリ、１６…ベル
ト、１′，１４′…案内部。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 図 山 舵

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支点を中心に振動自在なレバーと、このレバーの一
   定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、前記支点を構成するローラと、このローラ
   を前記油圧ポンプの吐出側負荷の変化に応動して前記ピ
   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
   油圧ポンプを一体的に個定保持する固定枠とを備えてお
   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るとともに、ローラ
   をレバーの一側面側に前記長溝を介して係合させ、かつ
   前記ピストンロツドをレバーの他側面側に枢着してピス
   トンロツドのレバーへの枢着位置をローラの変位経路線
   上に合致させたことを特徴とするレバー揺動式ピストン
   往復動形油圧発生装置。 ２ 一定の間隔を隔てて設置され、それぞれ支点を中心
   に揺動自在な一対のレバーと、これらのレバーそれぞれ
   の一定点にピストンロツドがそれぞれ枢着された一対の
   ピストン往復動形油圧ポンプと、それぞれのレバーの前
   記支点を一体的に構成する１個のローラと、前記一対の
   レバー間に設置され、前記ローラを前記各油圧ポンプの
   吐出側負荷の変化に応動して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
   整機構および前記一対のピストン往復動形油圧ポンプを
   一体的に固定保持する固定枠と、前記一対のレバーの揺
   動が交互に行われるように案内する揺動案内機構とを備
   えてなり、前記固定枠および前記一対のレバーにそれぞ
   れ前記ローラの変位を案内する長溝からなる案内部を設
   けるとともに、ローラを一対のレバーそれぞれの内側面
   側に前記長溝を介して係合させ、かつ前記各ピストンロ
   ツドを各レバーの外側面側に枢着してそれぞれのピスト
   ンロツドがその対応するレバーに枢着する位置をローラ
   の変位経路線上に合致させたことを特徴とするレバー揺
   動式ピストン往復動形油圧発生装置。