WO2007088933A1

WO2007088933A1 - 車両用ホイールエンジン

Info

Publication number: WO2007088933A1
Application number: PCT/JP2007/051707
Authority: WO
Inventors: Yoshiteru Imamura
Original assignee: Yoshiteru Imamura
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2007-08-09
Also published as: WO2007088627A1; JPWO2007088933A1

Abstract

　走行時に発生する車輪の上下変動を動力源として有効利用して、補助動力や車載バッテリーの充電用などに活用することを可能とする。　車輪１の上下変動に伴い、車両の総重量によりタイヤ１４の接地する部分が弾性変形し、シュー部１５がタイヤ１４の内周面１４ａからの押圧力を受ける。このため、第２コンロッド１０が支軸８を支点とする梃子として働く。第２コンロッド１０に生じる大きな回転モーメントにより第１コンロッド７を介してクランク３を回転させる。大きな動力源が得られて車両用の補助動力や車載バッテリーの充電用などに有効利用される。

Description

明細書

車両用ホイ一ノレエンジン

技術分野

[0001] 本発明は、走行時、総重量により車輪に生じる上下方向の変動成分を動力源に変換できるように改良した車両用ホイールエンジンに関する。

背景技術

[0002] 近年のハイブリッド車では、燃料燃焼形のエンジンと電力供給形の電動機 '発電機とを搭載し、走行条件によってエンジンと電動機'発電機とからの動力を選択的に車輪に伝達するようにしている（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] すなわち、エンジンと車輪との動力伝達路、ならびに電動機 ·発電機と車輪との動力伝達路には、遊星歯車機構が配置されている。エンジンと電動機'発電機とのうち少なくとも一方の動力が遊星歯車機構を介して車輪に伝達される。電動機'発電機の動力が車輪に伝達される場合、要求トルクに応じて変速機をロー位置あるいはハィ位置に切換える制御が行われる。これにより、燃費の向上をはじめ騒音および排気ガスを低減し、環境対策の有力手段となることが期待されている。

特許文献 1 :特開 2004— 255901号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 特許文献 1のハイブリッド車は、エンジンと電動機'発電機との混成構造ではあるものの、いずれも化石燃料を燃焼させた動力源で走行することに変わりはないものである。

本発明では、地球上に働く自然エネルギーのうち、クリーンな重力（引力）を利用することに着目した。重力の利用法としては、高低差を活用した水力発電や降坂走行時のエンジンブレーキを利用して車載バッテリーを充電する例がある。しかしながら、高低差がなくなったり、降坂路線を終えれば、重力の利用ができなくなり、高低差や降坂路線を連続的に利用するには限界があった。

[0005] この点、四輪自動車に着目すれば、約 1000kg (約 1屯）の総重量を四個の車輪に分担して走行している。このため、車輪の所定部が走行面に圧接する接地位置では、総重量によりタイヤが圧縮変形し、車輪の所定部が走行面から離れた非接地位置では、タイヤが総重量力解放されて元の形状に回復する。これに起因して生じる車輪の上下変動は、利用されることなく振動エネルギーとして外部に放出されてしまつている。

[0006] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、走行時に発生する車輪の上下変動を動力源として有効利用して、補助動力や車載バッテリーの充電用などに活用することが可能な車両用ホイールエンジンを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] (請求項 1について）

車両用ホイールエンジンでは、車輪のタイヤホイールの中心部に回転可能なクランク軸を有するように設けられたクランクを備えている。このクランクには、タイヤホイ一ル内で第 1コンロッドが連結されている。支軸は、クランク軸と平行となるように、タイヤホイールの左右の側壁間に掛け渡されている。第 2コンロッドは、支軸に回動可能に設けられ、一端が第 1コンロッドに回動可能に連結され、他端がタイヤの内周面に指向している。第 2コンロッドは、支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、分岐部力も所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなつている。そして、内腕部の先端部が第 1コンロッドに回動可能に連結され、外腕部の先端部がタイヤの内周面に指向している。シュ一部は、第 2コンロッドの外腕部の先端部に回動可能に連結されてタイヤの内周面に摺動可能になっている。

走行時に車輪が上下変動するに伴い、車輪の走行面に接地する部分が圧縮変形し、シュ一部がタイヤの内周面に押圧されて、第 2コンロッドが支軸を中心とする回転モーメントを受け、第 1コンロッドに伝えてクランクを回転させて動力源とする。

[0008] 車輪の上下変動により、シュ一部がタイヤの内周面からの押圧力を受けるため、第 2コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。この場合、車両の総重量を考慮すると、第 2コンロッドに大きな回転モーメントが生じることが分かる。この大きな回転モーメントにより、第 1コンロッドを介してクランクを回転させるので、大きな動力源が得られて車両用の補助動力や車載バッテリーの充電用などに有効利用することができる。車輪の上下変動は、一般に振動エネルギーとして外部に放出されるものであるため、何ら新たなエネルギーを供給することなく動力源を発生させている。この結果、環境保全および省エネルギー対策として好適でもある。

この際、第 2コンロッドは、分岐部力所定の角度をなして延出する外腕部と内腕部とからなっている。このため、外腕部と内腕部との長さ寸法比を所定に設定することにより、外腕部と内腕部の回動角度比を所望に決めることができる。

[0009] (請求項 2について）

第 1コンロッドと第 2コンロッドとは、上下の組合せ対として左右に一対づっ隣接配置されている。このため、車輪が一回転する毎に、タイヤの二箇所で動力源を連続的に発生させることができ、動力源が倍増して回転を円滑にして安定させることができる

[0010] (請求項 3について）

第 1コンロッドと第 2コンロッドとは、上下の糸且合せ対として左右に二対づっ所定の角度間隔で隣接配置されている。このため、タイヤが一回転する毎に、タイヤの四箇所で動力源を連続的に発生させることができ、動力源が四増倍になって回転を円滑にして一層安定させることができる。

[0011] (請求項 4について）

シュ一部は、対向端部同士が結合された上下一対の板ばねと、板ばねの間に設けられた圧縮コイルスプリングとを有する。このため、シュ一部がタイヤの内周面力も押圧力を受ける際、圧縮コイルスプリングが伸縮変位を伴いながら板ばねを上下に変動させ、押圧力を吸収して第 2コンロッドに与える衝撃を緩和する。これにより、第 2コンロッドが回転モーメントを第 1コンロッドに円滑に伝達することができ、これら部材の破損や損傷を防いで耐久性の向上に寄与させることができる。

[0012] (請求項 5について）

シュ一部は、先端にタイヤの内周面に摺接させる硬質ゴム片を有するゴム体である。このため、シュ一部がタイヤの内周面力押圧力を受ける際、シュ一部のゴム体が弾性変形して第 2コンロッドに与える衝撃を緩和し、請求項 4と同様な効果を奏する。

[0013] (請求項 6について）第 2コンロッドの支軸の周辺部には、遠心力によりシュ一部とは反対側に延出する戻り制御部を有する。この戻り制御部は、シリンダー部とシリンダー部内で摺動可能に設けられたピストン部とを有し、引張コイルスプリングによりピストン部が支軸の方向に付勢されている。

この場合、車両の速度が増加するに伴い、車輪の回転が速くなり大きな遠心力が第 2コンロッドに働く。遠心力によりピストン部が引張コイルスプリングの付勢力に抗し、支軸とは反対方向に摺動して延びる。このため、戻り制御部の慣性力が大きくなり、第 2コンロッドがタイヤの内周面の方向に戻る復帰回動速度を緩和し、第 1コンロッドのタイヤの内周面に対する衝撃を減少させることができる。

[0014] (請求項 7について）

クランクは、タイヤホイールの回転を助長させるトルクコンバータに連結されて、る。このため、車輪の上下変動をタイヤホイールの回転に付加して車輪の補助動力として活用することができる。

[0015] (請求項 8について）

クランクは、車載バッテリーを充電する発電機に連結されている。このため、車輪の上下変動が車載バッテリーを充電する発電機の補助動力として機能する。

[0016] (請求項 9について）

クランクは、車輪のタイヤに回転伝達可能で並列に取付けられる左右の側壁板部の中心部に回転可能なクランク軸を有する。伸縮自在な被覆外輪部は、左右の側壁板部の外周縁部を覆うように設けられている。第 1コンロッドは、左右の側壁板部の間でクランクに連結されている。支軸は、クランク軸と平行となるように、左右の側壁板部間に掛け渡されている。第 2コンロッドは、支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、分岐部力も所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなる。内腕部の先端部が第 1コンロッドに回動可能に連結され、外腕部の先端部が被覆外輪部の内周面に指向する。

シュ一部は、第 2コンロッドの外腕部の先端部に回動可能に連結されて被覆外輪部の内周面に摺動可能になっている。側壁板部には、タイヤの内周面部に嵌合固定されるフランジ筒部を形成してタイヤに別ユニットとして後付け可能となしている。走行時に車輪が上下変動するに伴い、被覆外輪部の走行面に接地する部分が圧縮変形し、シュ一部が被覆外輪部の内周面に押圧されて、第 2コンロッドが支軸を中心とする回転モーメントを受け、第 1コンロッドに伝えてクランクを回転させて動力源とする。

請求項 9が請求項 1と異なるところは、側壁板部には、タイヤの内周面部に嵌合固定されるフランジ筒部を形成してタイヤに別ユニットとして後付け可能としたことである。このため、車両用ホイールエンジンをタイヤとは別部材として取扱うことができるようになり、車両用ホイールエンジンを初め力タイヤに組み付けなくても、既存の車両に後発的に取付けることができる。

[0017] (請求項 10について）

シュ一部は、外腕部に沿って分岐部の方向に長尺に延出され、シュ一部と外腕部との間には、シュ一部を外腕部力も離間させてタイヤの内周面に摺接させるように付勢する弾性部材が設けられて!/ヽる。

シュ一部は分岐部の方向に延出されて長尺になっているため、とりわけ第 1コンロッド、第 2コンロッドおよびシュ一部力もなる組一式を四組設けた場合には、先行のシュ一部の直後に後続のシュ一部が被覆外輪部の内周面に順繰りに摺動するようになる。このため、シュ一部力第 2コンロッドおよび第 1コンロッドを介してクランクに伝わる回転力が断続的に途切れることなく連続的になり、クランクの円滑な回転を維持することができる。

[0018] (請求項 11について）

フランジ筒部は、タイヤの内側部ある!/、は外側部に嵌合固定されるようになって!/、る。このため、タイヤの内側部および外側部のうち取付け易い方を選ぶことができて取付けの自由度が広くなる。

[0019] (請求項 12について）

タイヤへの嵌合固定に伴い、クランクは車輪の回転を助長させるトルクコンバータに連結される。このため、請求項 7と同様に、車輪の上下変動をタイヤの回転に付加して車輪の補助動力として活用することができる。

[0020] (請求項 13について）タイヤへの嵌合固定に伴ヽ、クランクは車載バッテリーを充電する発電機に連結される。このため、請求項 8と同様に、車輪の上下変動が車載バッテリーを充電する発電機の補助動力として機能する。

[0021] (請求項 14について）

車輪の左右両側に取り付けられ、一方のクランクはインナーロータに連結され、他方のクランクはインナーロータを同心的に囲繞するアウターロータに連結されている。インナーロータとアウターロータとを互いに逆方向に回転させることにより発電機を構成する。この際、インナーロータとアウターロータとは互いに逆方向に回転するため、アウターロータが静止している場合と比べて、両者の相対回転速度はインナーロータとアウターロータとの両回転速度をカ卩ぇ合わせた高速なものとなり高出力発電を実現させることができる。

[0022] (請求項 15について）

クランクとアウターロータとは、サンギア、プラネタリギアおよび内歯車を有する遊星歯車機構を介して連結されて!、る。比較的入手し易!ヽ既存の遊星歯車機構でインナ一ロータとアウターロータとを逆方向に回転させることができて好都合である。

[0023] (請求項 16について）

走行時、第 2コンロッドを介して第 1コンロッドに伝わる変位により、クランクを略半周だけ回転できるように、第 2コンロッドと第 1コンロッドとのリンク長さ寸法比を設定している。

この場合、第 2コンロッドの回転モーメントを受けた第 1コンロッドの回動により、クランクを略 180度の角度だけ回転させる。すなわち、車輪が略 90度回転する毎に、クランクが車輪の 2倍量に相当する略 180度の回転を生じさせることができる。

発明の効果

[0024] 本発明の車両用ホイールエンジンでは、車輪の上下変動により、シュ一部がタイヤの内周面力の押圧力を受けて第 2コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。車両の総重量により、第 2コンロッドに大きな回転モーメントを生じさせる。これにより、第 1コンロッドを介してクランクを回転させて大きな動力源が得られて、車両用の補助動力や車載バッテリーの充電用などに十分活用することができる。図面の簡単な説明

[図 1]車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例 1)。

[図 2]車両用ホイールエンジンの縦断面図である（実施例 1)。

[図 3]第 2コンロッドを気密に被覆するゴムカバーの縦断面図である（実施例 2)。

[図 4]戻り制御部を設けた第 2コンロッドの平面図である（実施例 3)。

[図 5] (a)はシユー部を示す拡大平面図（実施例 4)、 (b)はシユー部を示す拡大平面図である（実施例 5)。

[図 6]トルクコンバータに連結した車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例 6)。

[図 7]車載バッテリーを充電する発電機に連結した車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例 7)。

[図 8]車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例 8)。

[図 9]車両用ホイールエンジンの縦断面図である（実施例 9)。

[図 10] (a)は車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図、（b)は車両用ホィールエンジンの縦断面図、（c)は (b)の X— X線に沿う拡大縦断面図である（実施例 10)。

[図 11]発電機に連結するためタイヤに内側力も後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例 11)。

[図 12]発電機に連結するためタイヤに内側力も後付けした車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例 11)。

[図 13]発電機に連結するためタイヤに外側力も後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例 12)。

[図 14]トルクコンバータに連結するためタイヤに内側から後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例 13)。

[図 15]トルクコンバータに連結するためタイヤに外側から後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例 14)。

[図 16] (a)は、タイヤの両側に設けた車両用ホイールエンジンにより駆動される態様を示す発電装置の斜視図、 (b)は (a)の一点鎖線で囲まれた部分を破断して示す拡大斜視図である (実施例 15)。

[図 17]発電のためタイヤに設けた車両用ホイールエンジンおよび差動歯車機構を示す横断面図である (実施例 16)。

[図 18]動力助長のためタイヤに後付けする車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例 17)。

[図 19]動力助長のためタイヤに後付けした車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例 17)。

[図 20]動力助長のためタイヤに後付けする車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例 18)。

[図 21]動力助長のためタイヤに後付けした車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例 18)。

[図 22]発電のためタイヤに後付けする車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例 19)。

[図 23]発電システムのため自動車の前後 4輪ともに後付けする車両用ホイールェンジンの一例を示す概略図である。

符号の説明

1 車輪

1A 車両用ホイールエンジン

2 タイヤホイール

2a, 2b 側壁

3、 4 クランク

3a, 4a クランク軸

5 中間クランク

7、 16 第 1コンロッド

8、 9 支軸

10、 18 第 2コンロッド

10a、 18a 分岐部

10b、 18b 外腕部 c、 18c 内腕部

タイヤ

a タイヤの内周面

、 22、 . 30、 36、 54 シュ一部

走行面

ゴムカノ一

戻り制御部

シリンダー部

ピストン部

引張コイルスプリング

、 32 板ばね

圧縮コイルスプリング

硬質ゴム

ゴム体

トノレタコンノータ

、 78 発電機

、66A 差動歯車機構

、 51 側壁板部

、 57 フランジ筒咅 B

被覆外輪部

a 被覆外輪部の内周面

圧縮コイルスプリング (弾性部材)

収容体

インナーロータ

アウターロータ遊星歯車機構

サンギア 65 内歯車

発明を実施するための最良の形態

[0027] 車両の走行時に生じる車輪の上下変動により、シュ一部がタイヤの内周面力の押圧力を受けて第 2コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。第 2コンロッドに大きな回転モーメントを生じ、クランクを回転させて補助動力として十分な出力の動力源を確保する。

実施例 1

[0028] 本発明の実施例 1を図 1および図 2に基づ、て説明する。

車両（図示せず）に設けられた車輪 1において、図 1に示すようにタイヤホイール 2には、左右の側壁 2a、 2bが取付けられている。側壁 2aの中心部には、タイヤホイール 2 内でクランク 3がクランク軸 3aを介して回転可能に支持されている。側壁 2bの中心部には、タイヤホイール 2内でクランク 4がクランク軸 4aを介して回転可能に支持されている。クランク 3、 4の間には、中間クランク 5が配置されている。

[0029] クランク 3と中間クランク 5との間には、第 1コンロッド 7が設けられ、その一端部がピン 6を介してクランク 3および中間クランク 5に回動可能に連結されている。側壁 2a、 2 bの間には、径方向に対向する支軸 8、 9がクランク軸 3a、 4aと平行に掛け渡されている。支軸 8には、くの字状の第 2コンロッド 10が分岐部 10aを中心に回動可能に取付けられている。第 2コンロッド 10は、分岐部 10aから所定の角度でくの字状に延出する外腕部 10bと内腕部 10cとからなっている。外腕部 10bと内腕部 10cとの長さ寸法比は、タイヤ 14の径寸法やクランク 3の径寸法などを考慮して所定の値に設定されている。

[0030] 第 2コンロッド 10の内腕部 10cは、ピン 11を介して第 1コンロッド 7に回動可能に連結され、外腕部 10bはピン 12を介して短脚部 13に回動可能に連結されている。短脚部 13の先端部には、タイヤ 14の内周面に摺接するシュ一部 15が取付けられているクランク 4と中間クランク 5との間には、別の第 1コンロッド 16が設けられ、その一端部がピン 17を介してクランク 4および中間クランク 5に回動可能に連結されている。支軸 9には、くの字状の第 2コンロッド 18が分岐部 18aを中心に回動可能に取付けられている。第 2コンロッド 18は、分岐部 10aから所定の角度でくの字状に延出する外腕部 18bと内腕部 18cとからなっている。外腕部 18bと内腕部 18cとの長さ寸法比は、タイャ 14の径寸法やクランク 4の径寸法などを考慮して、第 2コンロッド 10の場合と同様の値に設定されている。

[0031] 第 2コンロッド 18の内腕部 18cは、ピン 19を介して第 1コンロッド 16に回動可能に連結され、外腕部 18bはピン 20を介して短脚部 21に回動可能に連結されている。短脚部 21の先端部には、タイヤ 14の内周面に摺接するシュ一部 22が取付けられている。この状態では、第 1コンロッド 7、 16、第 2コンロッド 10、 18およびクランク 3、 4は、左右に二個隣接状態に配置されており、これら全体がホイールエンジン 1Aを構成する。すなわち、このホイールエンジン 1Aでは、第 1コンロッド 16 (7)と第 2コンロッド 18 (1 0)とは、上下の組合せ対として左右に一対づっ隣接配置されている。

[0032] 上記構成において、走行時、車両が図 2に矢印 Mで示す方向に進行する場合、車輪 1は矢印 Nの方向に回転する。これに伴い、車両が走行面 23で上下方向の変動力を受けるため、タイヤ 14の所定部が走行面 23と圧接する接地位置では、車輪 1のタイヤ 14が車両の総重量を受けて弾性変形により圧縮方向に橈む。タイヤ 14の圧縮変形に伴って、シュ一部 22がタイヤ 14の内周面 14aから押圧力を受け、短脚部 2 1およびピン 20を介して第 2コンロッド 18に支軸 9を中心とする回転モーメントを与える（図 2の矢印 A参照)。

[0033] この回転モーメントにより、第 2コンロッド 18が梃子となって、時計回り方向とは反対に回動し、ピン 19を介して第 1コンロッド 16を矢印 B方向に回動させる。第 1コンロッド 16の回動により、ピン 17に矢印 C方向の外力を生じさせる。この外力により、第 1コンロッド 7の自由な回動変位を許しながら、クランク 3を中間クランク 5およびクランク 4と一緒に矢印 D方向に 180度の角度だけ回転させる。

この回転動作は、第 2コンロッド 18が車輪 1と一緒に位置 P力も位置 Qまでの略 90 度の角度だけ回転した時に生じる。このため、車輪 1が略 90度回転する毎に、クランク 4が中間クランク 5およびクランク 3と一緒に車輪 1の 2倍量である略 180度の回転を生じること〖こなる。

[0034] この場合、走行面 23に対するタイヤ 14の圧縮変位 δを予め把握しておき、第 2コンロッド 18 (外腕部 18bおよび内腕部 18cを含む）と第 1コンロッド 16とのリンク長さ寸法比を決めておく。第 2コンロッド 18に伝わったタイヤ 14の圧縮変位 δが第 1コンロッド 16を介してクランク 3を略半周（径方向の距離に換算して略 2 XR)だけ回転できるように設定しておくものである。

[0035] タイヤ 14の所定部が接地位置力も走行面 23から離れた非接地位置に回動すると、第 2コンロッド 18は車輪 1の遠心力を受けて、矢印 Αとは反対方向に回動し、元の位置に復帰する。これに伴い、第 1コンロッド 16が、クランク 3の回転に影響を与えることなぐピン 17を中心にして矢印 Bとは反対方向に自由回動する。

[0036] 第 2コンロッド 10についても、タイヤ 14の特定部分が走行面 23から離れた非接地位置力も接地位置に回転すると、第 2コンロッド 10、第 1コンロッド 16、短脚部 21およびシユー部 22は、第 2コンロッド 18の場合と同様に作動する。

このため、第 2コンロッド 10の回転モーメントを受けた第 1コンロッド 7の回動により、ピン 6に外力を生じさせて、クランク 4を中間クランク 5およびクランク 3と一緒に 180度の角度だけ回転させる。車輪 1が 90度回転する毎に、クランク 4が中間クランク 5およびクランク 3と一緒に車輪 1の 2倍である 180度の回転を生じることになる。

[0037] ちなみに、大衆乗用車で 13インチホイールを有し、車両の総重量が約 1000kgで、クランク軸 3a (4a)とピン 6 (16)との間の偏心距離 Rとする場合を想定する。車両用ホィールエンジン 1Aを四輪に設けた場合、車輪 1の各々には約 250kgの荷重が加わるとすると、各車輪 1がー回転する毎にクランク 3 (4)の回転トルク Tは次のようである。偏'、距離 R力 S 15cmでは、回転トノレク T= 250kg X O. 15m X 9. 8 X 2

= 735Ν·πιとなる。

偏心距離 Rが 10cmでも、回転トルク T= 250kg X O. 10mX 9. 8 X 2

=490Ν·πιとなる。

[0038] 例えば、 13インチホイールの車両で、 16mを 2秒の割合で走行する時、車輪は 5回転する。クランク軸 3a (4a)はクランク 3 (4)と一緒にそれぞれ 10回転し、合計で 20回転すること〖こなる。

この場合のクランク 3 (4)は、毎秒当たり 10回転となるので、偏心距離 Rが 15cmのクランクでは、毎秒当たりの仕事量（U)は、 735N'm X 10 (lZs) = 7350N'm' (l /s) = 7. 4kWとなる。

偏心距離 Rが 10cmのクランクでも、毎秒当たりの仕事量（U)は、 490N'mX 10 (1 Zs) =4900N-m- (1/s) = 5. OkWとなる。

実施例 2

[0039] 図 3は本発明の実施例 2を示す。実施例 2では、支軸 9 (8)の付近でタイヤ 14とタイャホイール 2との間の気密性を確保するキャップ状のゴムカバー 24を設けている。このゴムカバー 24は、その中央部 24aを第 2コンロッド 18 (10)に貫通させて開口周辺部 24bをタイヤホイール 2に固着している。中央部 24aは、第 2コンロッド 18 (10)に対して接着剤 25により気密に結合されている。ゴムカバー 24の開口周辺部 24bは、タイヤホイール 2に対して同様の接着剤 25により気密に結合されている。

[0040] このため、第 2コンロッド 18 (10)力支軸 9 (8)の周辺部で、タイヤ 14の内部に嵌入状態に突き出ていても、ゴムカバー 24力タイヤホイール 2に対する第 2コンロッド 18 (10)の嵌入部を気密にシールする。

第 2コンロッド 18 (10)が回転モーメントを受ける際、実施例 1で示したように、シユー部 15 (22)がタイヤ 14の内周面 14aから押圧力を受けて、第 2コンロッド 18 (10)が支軸 9 (8)を中心に回動する。第 2コンロッド 18 (10)が押圧力から解放されると、第 2コンロッド 18 (10)は遠心力により復帰回動する。

この際、第 2コンロッド 18 (10)の回動変位に応じて、ゴムカバー 24が弾性変形により橈むため、タイヤ 14内の気密性が失われることなく良好に保持される。

実施例 3

[0041] 図 4は本発明の実施例 3を示す。実施例 3では、第 2コンロッド 18 (10)の支軸 9 (8) の周辺部には、シュ一部 22 (15)とは反対側に延出する戻り制御部 26を設けている。この戻り制御部 26は、シリンダー部 27とシリンダー部 27内で摺動可能に設けられたピストン部 28とを有している。ピストン部 28は、図 4に矢印 Sで示すように、引張コィルスプリング 29により支軸 9 (8)の方向に付勢されて、る。

[0042] この場合、車両の速度が増加するに伴い、車輪 1の回転が速くなり大きな遠心力が第 2コンロッド 18 (10)に働く。遠心力によりピストン部 28が引張コイルスプリング 29の付勢力に抗し、図 4に二点鎖線で示すように、支軸 9 (8)とは反対方向に摺動し、遠心力に応じた長さまで延びる。

これにより、戻り制御部 26の慣性力が大きくなり、第 2コンロッド 18 (10)が支軸 9 (8 )を中心として、図 4の矢印 Aとは反対方向であるタイヤ 14の内周面 14aの方向に戻る復帰回動速度を緩和する。この結果、第 2コンロッド 18 (10)のタイヤ 14の内周面 1 4aに対する衝撃を減少させて、これら部材への損傷や破損を防ぐことができる。実施例 4

[0043] 図 5の（a)は本発明の実施例 4を示す。実施例 4では、シュ一部 30を上下一対の板ばね 31、 32と、板ばね 31、 32の間に設けた圧縮コイルスプリング 33とにより構成している。板ばね 31、 32は、上下に対応する対向端部同士が球状体 34、 35により結合されている。

[0044] このため、シュ一部 30がタイヤ 14の内周面 14aから押圧力を受ける際、圧縮コイルスプリング 33が伸縮変位を伴いながら板ばね 31、 32を上下に変動させ、押圧力を吸収して第 2コンロッド 18 (10)に与える衝撃を緩和する。これにより、第 2コンロッド 18 ( 10)が回転モーメントを第 1コンロッド 7 (16)に円滑に伝達することができ、これら部材の破損や損傷を防いで耐久性の向上に寄与する。

実施例 5

[0045] 図 5の (b)は本発明の実施例 5を示す。実施例 5では、シュ一部 36は、先端にタイャ 14の内周面 14aに摺接させる硬質ゴム片 37を有するゴム体 38である。ゴム体 38 は、一角部 38aを第 2コンロッド 18 (10)の先端部にヒンジとして接着剤などで結合させている。このため、シュ一部 36がタイヤ 14の内周面 14aから押圧力を受ける際、シユー部 36のゴム体 38が弾性変形して第 2コンロッド 18 (10)に与える衝撃を緩和し、実施例 4と同様な効果を奏する。

実施例 6

[0046] 図 6は本発明の実施例 6を示す。実施例 6では、クランク 3のクランク軸 3aが、タイヤホイール 2の回転を助長させるトルクコンバータ 39に連結されている。車輪 1の上下変動をタイヤホイール 2の回転に付加して車輪 1の補助動力として活用するというものである。

[0047] この場合、トルクコンバータ 39において、内部に流体 Fを収容したケーシング 40は、タイヤホイール 2の側壁 2aに液密に取付けられている。クランク軸 3aは、ケーシング 40内で先端に回転羽根 41を嵌着した駆動軸 42に連結されている。回転羽根 41に対向する駆動羽根 43が側壁 2aに固定されている。車輪 1のサスペンション 44が位置する側では、クランク軸 4aがカプラー 45aおよび軸受 45を介して車両のドライブシャフト 46に連結されている。

[0048] 実施例 1のように、第 2コンロッド 18 (10)および第 1コンロッド 16 (7)の変位により発生させたクランク 3の回転力は、クランク軸 3aおよび駆動軸 42を介して回転羽根 41を回転駆動させる（矢印 J参照)。回転羽根 41の回転は、流体 Fを介して駆動羽根 43に伝わり、側壁 2aを介して車輪 1に直接付加される（矢印 K参照)。このため、車輪 1の回転が大幅に助長され、加速性および動力性に優れて、力強い走行が可能な車両を実現させることができる。

実施例 7

[0049] 図 7は本発明の実施例 7を示す。実施例 7では、実施例 6のトルクコンバータ 39を省略し、クランク 4を発電機 47に連結している。車輪 1の上下変動を発電機 47の補助動力として活用し、車載バッテリー（図示せず)を充電しょうとするものである。

[0050] この場合、実施例 1のように、第 2コンロッド 18 (10)および第 1コンロッド 16 (7)の変位により発生させたクランク 4の回転力は、クランク軸 4a、カプラー 45a、軸受 45、ドライブシャフト 46および差動歯車機構 48の動力伝達路 49を介して発電機 47の回転軸 47aに連結されている。

実施例 1のように、第 2コンロッド 18 (10)および第 1コンロッド 16 (7)の変位により発生させたクランク 4の回転力は、動力伝達路 49を介して回転軸 47aに伝達されて発電機 47を駆動する。このため、車載エンジンで発電機を駆動する通常のものに比べて、燃料消費量が低減し燃費性能が大幅に向上する。

実施例 8

[0051] 図 8は本発明の実施例 8を示す。実施例 8が実施例 1と異なるところは、第 1コンロッド 16 (7)、第 2コンロッド 18 (10)、短脚部 21 (13)およびシュ一部 22 (15)力もなる組合せ対をもう一つ加えたことである。

[0052] すなわち、クランク 3、 4との間には、三個の中間クランク 5を左右に並列状態に設けている。隣接する左側の中間クランク 5と中央の中間クランク 5間には、第 1コンロッド 1 6、第 2コンロッド 18、短脚部 21およびシュ一部 22からなる対を配置している。隣接する中央の中間クランク 5と右側の中間クランク 5間には、第 1コンロッド 7、第 2コンロッド 10、短脚部 13およびシュ一部 15からなる対を配置している。

[0053] このため、シュ一部 22 (15)がタイヤ 14の内周面 14aから押圧力を受ける際、二個づつの第 2コンロッド 18 (10)が交互に回転モーメントを受けて二個づっ第 1コンロッド 16 (7)を回動させ、中間クランク 5をクランク 3、 4と一緒に回転駆動する。これにより、中間クランク 5およびクランク 3、 4の回転が円滑になつて安定する。

実施例 9

[0054] 図 9は本発明の実施例 9を示す。実施例 9が実施例 8と異なるところは、第 1コンロッド 16 (7)、第 2コンロッド 18 (10)、短脚部 21 (13)およびシュ一部 22 (15)力もなる組合せ対を互いに略 90度の等角度間隔で配置したことである。この状態では、第 1コンロッド 16 (7)および第 2コンロッド 18 (10)は、左右に四個が隣接する状態に配置されており、第 2コンロッド 16 (7)は二個づっ互いに径方向に対向している。すなわち、第 1コンロッド 16 (7)と第 2コンロッド 18 (10)とは、上下の組合せ対として左右にニ対づつ 90度の所定の角度間隔で隣接配置された形態となっている。

[0055] このため、シュ一部 22 (15)がー個づっ交互にタイヤ 14の内周面 14aから押圧力を受けるようになり、第 2コンロッド 18 (10)がー個づっ第 1コンロッド 16 (7)に回転モ一メントを伝えてクランク 3、 4を回転駆動する。この結果、タイヤ 14がー回転する毎に、タイヤ 14の四箇所で動力源を連続的に発生させることができ、動力源が四増倍の大出力になって、回転を円滑にして一層安定させることができる。

実施例 10

[0056] 図 10は本発明の実施例 10を示す。実施例 10が実施例 9と異なるところは、短脚部 21 (13)をなくし、車両用ホイールエンジン 1Aを単体の別ユニットとして自動車などの車両に後付けできるようにしたことである。

実施例 10におけるクランク軸 3a、 4aは、図 10の（a)に示すように、左右の側壁板部 50、 51の中心部に回転可能に支持されており、左の側壁板部 50には、タイヤ 14の内周縁部に対応するフランジ筒部 52を同心的に形成している。 [0057] 左右の側壁板部 50、 51の外周縁部 50a、 51aには、これら外周縁部 50a、 51aを気密に覆うようゴムやプラスチック材などにより形成された伸縮自在な被覆外輪部 53 が設けられている。被覆外輪部 53の外周部には、径方向に沿って小刻みに起伏する襞状部 53bを形成して伸縮変位が容易になるようにしている。この襞状部 53bは蛇腹状や溝状に形成してもよヽが、不要な場合は省ヽてもよヽ。

[0058] シュ一部 54は、図 10の（b)に示すように、外腕部 10b (18b)に沿って分岐部 10a ( 18a)の方向に延出され、 90度を若干超す弧長を有するように設定され、その先端部 54cは被覆外輪部 53の内周面 53aに指向している。この先端部 54cは、図 10の（b) に示すように、上段差部 54dを有している。先端部 54cに隣接するシユー部 54のピン 12側の終端部 54eは、上段差部 54dと重なり合う下段差部 54fを延出している。シュ一部 54と外腕部 10b (18b)との間には、シュ一部 54を外腕部 10b (18b)から離間させて先端部 54cを被覆外輪部 53の内周面に摺接させるように付勢する圧縮コィルスプリング 55が弾性部材として設けられて、る。圧縮コイルスプリング 55に代わつてマウントラバーなどの伸縮部材を用いてもよ!、。

なお、図 10の（a)では、シュ一部 54、外腕部 10b (18b)、内腕部 10c (18c)、第 1 コンロッド 16 (7)および第 2コンロッド 18 (10)力も成る組はそれぞれ 90度の位相を有するが、便宜上、展開した態様で表している。

[0059] 車両用ホイールエンジン 1Aは、フランジ筒部 52を介してタイヤ 14の内周面部に嵌合固定され、後述する実施例 11で示すように、タイヤ 14に回転伝達可能で並列に取付けられるようになって、る。

車両用ホイールエンジン 1Aをタイヤ 14に取付けて、車両を走行させた場合、車輪 1が上下変動するに伴い、被覆外輪部 53の走行面 23に接地する部分が圧縮変形し、シュ一部 54が被覆外輪部 53の内周面 53aに押圧されて、第 2コンロッド 10 (18)が支軸 8、 9を中心とする回転モーメントを受け、第 1コンロッド 7 (16)に伝えてクランク 3 、 4を回転させて動力源を発生する。

[0060] シュ一部 54は、先端部 54cと終端部 54eとが重なり合うように、比較的長尺に設定されている。このため、先行のシュ一部 54の直後に後続のシュ一部 54が被覆外輪部 53の内周面 53aに順繰りに摺動するようになる。このため、シュ一部 54から第 2コンロッド 10 (18)および第 1コンロッド 7 (16)を介してクランク 3、 4に伝わる回転力が断続的に途切れることなく連続的になり、クランク 3、 4の円滑な回転を維持することができる。なお、第 1コンロッド 16 (7)、第 2コンロッド 18 (10)およびシュ一部 54力もなる組合せ対の数は、四つに限らず、使用状況などに応じて所望に設定することができる。実施例 11

[0061] 図 11および図 12は本発明の実施例 11を示す。実施例 11では、実施例 10の車両用ホイールエンジン 1Aを実施例 7と同様の差動歯車機構 48を介して発電機 47に連結している（図 11参照)。この場合、タイヤ 14の内周縁部には、金属製のホイール環 14bが強固に密着固定されており、車両用ホイールエンジン 1Aのクランク軸 4aは力プラー 45aおよび軸受 45を介してドライブシャフト 46に連結されている。軸受 45と差動歯車機構 48との間には、ドライブシャフト 46を挿通した中空シャフト 46 Aが連結されている。

[0062] フランジ筒部 52は、後付けによりタイヤ 14の内側部力もホイール環 14b内に嵌合固定され、タイヤ 14と一体回転可能に取付けられている（図 12参照)。ホイール環 14 bに対するフランジ筒部 52の嵌合固定は、例えば六角ボルト（図示せず)をフランジ筒部 52からホイール環 14bに通してナット（図示せず)で締付けるといった手法で行うことができる。実施例 11では、フランジ筒部 57をタイヤ 14の内側部力も取付けられるので、フランジ筒部 57を車体の内部に隠蔽できて見栄えがよくなる。車両用ホイールエンジン 1Aは、フランジ筒部 52からホイール環 14bに嵌合固定した力フランジ筒部 52を用いず側壁板部 50をホイール環 14bに直接固定してもよい。

実施例 12

[0063] 図 13は本発明の実施例 12を示す。実施例 12では、実施例 11とは反対に車両用ホイールエンジン 1Aをタイヤ 14の外側部から取付ける。このため、車両用ホイールエンジン 1Aを反転させて車輪 1の外部に置き、フランジ筒部 52をタイヤ 14の外側部力もホイール環 14b内に嵌合固定する。この場合、実施例 11とは反対側のクランク軸 3aが長尺なカプラー 45aおよび軸受 45を介してドライブシャフト 46に連結される。実施例 12では、フランジ筒部 57をタイヤ 14の外側部力も干渉の心配をすることなく取付けられるので、その取付けが楽で迅速になる利点がある。実施例 13

[0064] 図 14は本発明の実施例 13を示す。実施例 13では、実施例 10の車両用ホイールエンジン 1Aを実施例 6に示すようにトルクコンバータ 39に連結している。この場合、フランジ筒部 52内に実施例 6の回転羽根 41および駆動羽根 43を収容し、蓋板 41a で液密に閉鎖することによりケーシング 40を構成している。

[0065] 車両用ホイールエンジン 1Aのクランク軸 4aは、カプラー 45aおよび軸受 45を介してドライブシャフト 46に連結され、ケーシング 40のフランジ筒部 52をタイヤ 14の内側部からホイール環 14b内に嵌合固定するようになって、る。

実施例 13では、フランジ筒部 52をタイヤ 14の内側部から取付けられるので、実施例 11と同様にフランジ筒部 52を車体の内部に隠蔽できて見栄えがよくなる。

実施例 14

[0066] 図 15は本発明の実施例 14を示す。実施例 14では、実施例 13とは反対に車両用ホイールエンジン 1Aをタイヤ 14の外側部から取付ける。このため、車両用ホイールエンジン 1 Aにおけるケーシング 40の反対側である右側の側壁板部 51にもフランジ筒部 57を設けている。

[0067] 車両用ホイールエンジン 1Aを車輪 1の外部に置き、フランジ筒部 57をタイヤ 14の外側部からホイール環 14b内に嵌合固定する。この場合、クランク軸 4aが長尺なカブラー 45aおよび軸受 45を介してドライブシャフト 46に連結される。

実施例 14では、フランジ筒部 57をタイヤ 14の外側部から取付けられるので、実施例 12と同様に取付けが楽で迅速になる利点がある。

実施例 15

[0068] 図 16は本発明の実施例 15を示す。実施例 15では、実施例 11の車両用ホイールエンジン 1Aを左右両側のタイヤ 14の外側部から取付けて所望の極数に設定される発電装置 58を構成している。車両用ホイールエンジン 1Aの被覆外輪部 53は、タイャ 14と同径でもよ、し、両者間に若干の大小差があってもよ!、。

車両用ホイールエンジン 1Aからのドライブシャフト 46を回転可能に揷通した中空シャフト 59が左右の車輪 1の中間部に延出されている。中空シャフト 59の左右の延出端 59aは、例えば矩形の金属枠により形成された収容体 60の左右の側面部 60a、 6 Obにそれぞれ一体的に連結固定されて!/、る {図 16の（a)参照）。

[0069] 中空シャフト 59内に沿って左側力も延びるドライブシャフト 46は、収容体 60の左側面部 60aを回転可能に貫通し、収容体 60内で筒状のインナーロータ 61に連結軸として固着されている。中空シャフト 59内に沿って右側力も延びるドライブシャフト 46は、収容体 60の右側面部 60bを回転可能に貫通し、収容体 60内で有底筒状のァウタ一ロータ 62に連結されて!、る。

[0070] アウターロータ 62は、内部に微小な環状間隙 Gを介してインナーロータ 61を同心的に配置して、るとともに、右側の底部に遊星歯車機構 63を設けて、る {図 16の（b )参照 }。アウターロータ 62およびインナーロータ 61のうち一方には、コイル（図示せず)を卷回し、他方に固定磁石（図示せず)を設けたものである。アウターロータ 62あるいはインナーロータ 61には、二極あるいは四極の整流子力も接触ブラシを介して車載バッテリ一（、ずれも図示せず）に接続して、る。

[0071] 遊星歯車機構 63は、中央のサンギア 64を右側のドライブシャフト 46に連結し、外周部のリングギアである内歯車 65とサンギア 64との間に単一のプラネタリギア 66を嚙合させている。このプラネタリギア 66は、単一ではなぐサンギア 64を中央に挟んで径方向に一対となるよう腕状のキャリアー（図示せず)を介して連結配置してもよヽ。収容体 60の上面部 60cには、締付ボルト Eを立設し、取付板 Hを介して車体の底部（図示せず）にナット Yにより固定するようになって!/、る。

[0072] 車両の走行に伴い、タイヤ 14と一緒に車両用ホイールエンジン 1Aが回転し、クランク軸 4a (例えば、図 11参照）からの出力により、左右両側のドライブシャフト 46を矢印 L1方向に回転する。左側のドライブシャフト 46の回転により、同方向の回転がインナ一ロータ 61に伝えられる。右側のドライブシャフト 46の回転により、同方向の回転が遊星歯車機構 63のサンギア 64に伝えられ、プラネタリギア 66を介して内歯車 65と一緒にアウターロータ 62を矢印 L1とは逆の矢印 L2方向に回転する。

[0073] 実施例 15では、インナーロータ 61とアウターロータ 62とは互いに逆方向に回転するため、アウターロータ 62が静止している場合と比べて、両者の相対回転速度はインナーロータ 61とアウターロータ 62との両回転速度をカ卩ぇ合わせた高速なものとなり、発電装置 58に高出力発電を実現させることができる。実施例 16

[0074] 図 17は本発明の実施例 16を示す。実施例 16が実施例 11と異なるところは、ドライブシャフト構造を貨物用トラックなどに適するホーシング方式に対して、普通乗用車などに適するジョイント方式にしたことである。

[0075] この場合、車両用ホイールエンジン 1 Aのクランク軸 4aと差動歯車機構 66Aとの間には、プロペラシャフト 67が設けられており、クランク軸 4aは、段付き円柱状に形成されている。クランク軸 4aの径小部 4bは、スプライン嵌管部 68に連結され、ヨーク 69a とクロス 69bを備えた万能継手 69を介してプロペラシャフト 67の左端部に連結されている。プロペラシャフト 67の右端部は、ヨーク 70aとクロス 70bを備えた万能継手 70を介して差動歯車機構 66 Aの左端軸 71に連結されて、る。

[0076] 差動歯車機構 66Aは、ハウジング 72内で左右に対向する一組のサイドギア 73、上下に対向してサイドギア 73に嚙合するデフピ-オン 74を有する。左側のサイドギア 7 3は左端軸 71に連結され、右側のサイドギア 73は右端軸 75に連結されている。ハウジング 72の外周縁部には、駆動ピ-オン 77に嚙合するリングギア 76が取付けられている。駆動ピ-オン 77の駆動軸は 77aは発電機 78の回転軸 78aに連結されている。

[0077] 車両の走行時、クランク軸の 4aからの回転は、スプライン嵌管部 68およびプロペラシャフト 67を介して差動歯車機構 66Aの左端軸 71 (右端軸 75)に伝えられ、サイドギア 73、デフピ-オン 74、リングギア 76および駆動ピ-オン 77を介して発電機 78を回転駆動する。これにより、車載バッテリーを充電して、空調や照明などの電装部品への電力供給に役立たせることができる。

なお、図 17では、便宜上、車輪のサスペンションをはじめ、右側のタイヤ 14、車両用ホイールエンジン 1Aおよびプロペラシャフト 67は省略している。この場合も、実施例 12と同様に、車両用ホイールエンジン 1Aをタイヤ 14の外側から取付けるようにしてもよい。差動歯車機構 66Aは、アウターロータ 62に代わってインナーロータ 61に設けてもよい。プロペラシャフト 67の万能継手 69、 70は、等速ジョイントなどでもよぐ要は回転駆動力を伝達可能な継手であればよ!、。

実施例 17

[0078] 図 18および図 19は本発明の実施例 17を示す。実施例 17が実施例 10と異なるところは、図 10に示す右側 2個のシュ一部 54および外腕部 10b (18b)を略したことである。支軸 8、 9は 2本とし、 2本の第 2コンロッド 10を共通の支軸 8に支持させ、他の 2本の第 2コンロッド 18を共通の支軸 9に支持させている。同一の支軸 8 (9)に位置する分岐点 10a同士 (分岐点 18a同士）は一体に連結されて管状リンク 10A (管状リンク 1 8 A)を形成して!/ヽる（図 18参照)。

[0079] 側壁板部 51の外周縁部 51aは軸方向に延出し、被覆外輪部 53に到る筒状のハウジング 80をクランク軸 3a、 4aと同芯的になるように形成している。クランク軸 3aには、皿状のディスク 81がクランク軸 3aと一体回転可能に固定され、側壁板部 50の内周面との間に流動体 Fを液密に内包するように配されてトルクコンバータ 82を構成している。ディスク 81の外周縁部 81aは、側壁板部 50の内周面に摺動可能に当接しているクランク軸 4aには、皿状のディスク 83がクランク軸 4aと一体回転可能に固定され、側壁板部 51の内周面との間に流動体 Fを液密に内包するように配されてトルタコンバータ 84を構成している。ディスク 83の外周縁部 83aは、側壁板部 51の内周面に摺動可能に当接している。

[0080] この状態で、フランジ筒部 52をタイヤ 14の外側力もホイール環 14b内に嵌合固定して、クランク軸 3aを車両のドライブシャフト 46にカプラー 85により連結する（図 19参照)。この連結に伴い、フランジ筒部 52内には、二点鎖線で示すブレーキディスク 87 がブレーキシュ一 ₈₆とで成す制動機構 ₈₈が位置する。

連結後に車両を走行させた場合、車輪 1が上下変動するに伴い、被覆外輪部 53の走行面 23に接地する部分が圧縮変形し、シュ一部 54が被覆外輪部 53の内周面 53 aに押圧されて、第 2コンロッド 18 (10)が管状リンク 18A (10A)で支軸 9 (8)を中心とする回転モーメントを受け、第 1コンロッド 16 (7)に伝えて中間クランク 5を介してクランク 3、 4を回転させて動力源を発生する。

[0081] クランク 3、 4の回転に伴い、トルクコンバータ 82、 84のディスク 81、 83力 S回転し、流動体 Fを介して側壁板部 50、 51に回転力を与える。この回転力は、ドライブシャフト 4

6の駆動方向に合致し、フランジ筒部 52およびハウジング 80に伝達され、ホイール環 14bを介してタイヤ 14に伝えられる。これにより、車輪 1の回転が大幅に助長され、車両に優れた加速性および動力性を有する走行を実現させることができる。

実施例 18

[0082] 図 20および 21は本発明の実施例 18を示す。実施例 18が実施例 17と異なるところは、管状リンク 10A (管状リンク 18A)およびハウジング 80を図示左方に延長し、被覆外輪部 53をフランジ筒部 52の左端部に位置させたことである（図 20参照)。この場合、長尺化されたノヽウジング 80をタイヤ 14の内側力もホイール環 14bに嵌合固定して、車両用ホイールエンジン 1Aの後付けを行う（図 21参照)。

実施例 18では、クランク軸 3aを比較的外方に位置させることができる。このため、実施例 17と同様な効果にカ卩えて、既存のドライブシャフト 46との調整を行わなくても車両用ホイールエンジン 1Aの後付けが可能となる利点が得られる。

実施例 19

[0083] 図 22は本発明の実施例 19を示す。実施例 19が実施例 17と異なるところは、発電機 47の駆動のため、トルクコンバータ 82、 84を省略し、フランジ筒部 52を短小化したことである。車両用ホイールエンジン 1Aの後付け時には、クランク軸 3aをドライブシャフト 46に連結してから、タイヤ 14の内側からハウジング 80をホイール環 14b内に嵌合固定するようになって、る。

[0084] 側壁板部 51には、外部に指向するボルト 88、 89が立設されており、ホイールキヤップ 90に透孔部 90a、 90bを介してナット 91、 92で締付け固定される。

実施例 17および実施例 18では、とりわけタイヤ 14の設計変更により車両用ホイ一ルエンジン 1Aの後付けを可能とした力実施例 19では、ドライブシャフト 46側に変更をカ卩えて、タイヤ 14側を既存の状態のままにして、車両用ホイールエンジン 1Aの後付けができるようにした。

[0085] (使用例）

図 23は本発明を車両に適用した使用例を示す。この使用例は、車両用ホイールェンジン 1Aを後付けする際、実施例 15の遊星歯車機構 63を備えた発電装置 58を自動車の前後輪に組付けた例である。前輪 93の両側には、車両用ホイールエンジン 1 Aを後付けしており、両側の前輪 93の間に設けた中空シャフト 94に発電装置 58を設置している。 [0086] エンジン 95は電動機 96aにより始動され、動力を変速装置 96、連動軸 97および差動歯車機構 98を介して動力軸 99に伝える。動力軸 99は、鎖歯車 100b、 100cの間にチェーン 100aを掛け渡したスイングアーム機構 100を介して後輪 101の中空シャフト 102に連結されている。両側の後輪 101にも車両用ホイールエンジン 1Aが後付けされ、中空シャフト 102に発電装置 58が設けられている。

上記は発電システムの実現に向けて前後 4輪ともに後付けされる一例であるが、発電用に車両用ホイールエンジン 1Aを車両に後付けする態様は多く考えられ、応用範囲が広いことが分かる。

[0087] (変形例）

(a)クランク 3、 4および中間クランク 5は、円滑な回転を得るため通常では円盤状であるが、楕円板状や瓢箪状であってもよぐ要はクランク機能を果たせるものであればよい。

(b)第 2コンロッド 16 (7)における外腕部 10b (18b)と内腕部 10c (18c)との長さ寸法比は必要に応じて所望に変更することができる。第 1コンロッド 16 (7)、第 2コンロッド 18 (10)と短脚部 21 (13)との間の長さ寸法比についても同様である。外腕部 10b (1 8b)と内腕部 10c (18c)とがなす角度についても、使用状況などに応じて所望に設定することができる。

(c)第 2コンロッド 16 (7)は、くの字状に限らず、 V字状、 W字状、 M字状、への字状あるいは L字状であってもよ!/、。

[0088] (d)シュ一部 15、 22については、ローラーをはじめ旋回可能に設けられた球体ゃスライダーであってもよい。

(e)実施例 6におけるトルクコンバータ 39とクランク 3との間には、クラッチを設けて必要な場合のみにクラッチを作動させることにより、トルクコンバータ 39の駆動を選択的に行うようにしてもよい。

[0089] (f)トルクコンバータ 39は、側壁 2aとは反対側でサスペンション 44の存する箇所に設けるようにしてもよい。トルクコンバータ 39は、タイヤホイール 2の内部で、コンパクトィ匕してクランク 3と側壁 2aとの間、あるいはクランク 4と側壁 2bとの間に設けるようにしてもよい。 (g)車両用ホイールエンジン 1Aは、車載バッテリーの充電に代わって、車室内の空調用のコンプレッサーを駆動する動力源として用いてもよい。

(h)第 2コンロッド 18 (10)の名称については、第 2コンロッドアームとしてもよぐシュ一部 22 (15)の名称については、アームハンドとしてもよい。

産業上の利用可能性

本発明の車両用ホイールエンジンでは、車輪の上下変動により、シュ一部がタイヤの内周面力の押圧力を受けるため、第 2コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。これに伴い、第 2コンロッドに生じる大きな回転モーメントにより第 1コンロッドを介してクランクを回転させる。大きな動力源が得られて車両用の補助動力や車載バッテリ一の充電用などに有効利用することができるため、自動車産業界の需要を促し、関連部品の流通を介して機械業界に広く適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 車輪のタイヤホイールの中心部に回転可能なクランク軸を有するように設けられたクランクと、

前記タイヤホイール内で前記クランクに連結された第 1コンロッドと、

前記クランク軸と平行となるように、前記タイヤホイールの左右の側壁間に掛け渡された支軸と、

この支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、前記分岐部から所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなり、前記内腕部の先端部が前記第 1コンロッドに回動可能に連結され、前記外腕部の先端部がタイヤの内周面に指向する第 2 =ιンロッド、と、

この第 2コンロッドの前記外腕部の先端部に回動可能に連結されて前記タイヤの内周面に摺動可能なシュ一部とを備え、

走行時に前記車輪が上下変動するに伴い、前記車輪の走行面に接地する部分が圧縮変形し、前記シュ一部が前記タイヤの内周面に押圧されて、前記第 2コンロッドが前記支軸を中心とする回転モーメントを受け、前記第 1コンロッドに伝えて前記クランクを回転させて動力源とすることを特徴とする車両用ホイールエンジン。

[2] 前記第 1コンロッドと前記第 2コンロッドとは、上下の組合せ対として左右に一対づつ隣接配置されて、ることを特徴とする請求項 1に記載の車両用ホイールエンジン。

[3] 前記第 1コンロッドと前記第 2コンロッドとは、上下の組合せ対として左右にニ対づつ所定の角度間隔で隣接配置されていることを特徴とする請求項 1に記載の車両用ホイ一ノレエンジン。

[4] 前記シュ一部は、対向端部同士が結合された上下一対の板ばねと、前記板ばねの間に設けられた圧縮コイルスプリングとを有することを特徴とする請求項 1に記載の車両用ホイールエンジン。

[5] 前記シュ一部は、先端に前記タイヤの内周面に圧接させる硬質ゴム片を有するゴム体であるとを特徴とする請求項 1に記載の車両用ホイールエンジン。

[6] 前記第 2コンロッドの前記支軸の周辺部には、遠心力により前記シュ一部とは反対側に延出する戻り制御部を有し、この戻り制御部をシリンダー部と前記シリンダー内で摺動可能に設けられたピストン部と、前記ピストン部を前記支軸の方向に付勢する引張コイルスプリングとにより構成したことを特徴とする請求項 1に記載の車両用ホイ一ノレエンジン。

[7] 前記クランクは、前記タイヤホイールの回転を助長させるトルクコンバータに連結されて、ることを特徴とする請求項 1に記載の車両用ホイールエンジン。

[8] 前記クランクは、車載バッテリーを充電する発電機に連結されていることを特徴とする請求項 1に記載の車両用ホイールエンジン。

[9] 車輪のタイヤに回転伝達可能で並列に取付けられる左右の側壁板部の中心部に回転可能なクランク軸を有するように設けられたクランクと、

前記左右の側壁板部の外周縁部を覆うように設けられた伸縮自在な被覆外輪部と前記左右の側壁板部の間で前記クランクに連結された第 1コンロッドと、前記クランク軸と平行となるように、前記左右の側壁板部間に掛け渡された支軸と、この支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、前記分岐部から所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなり、前記内腕部の先端部が前記第 1コンロッドに回動可能に連結され、前記外腕部の先端部が前記被覆外輪部の内周面に指向する第 2コンロッドと、

この第 2コンロッドの前記外腕部の先端部に回動可能に連結されて前記被覆外輪部の内周面に摺動可能なシュ一部とを備え、

前記側壁板部に、前記タイヤの内周面部に嵌合固定されるフランジ筒部を形成して前記タイヤに別ユニットとして後付け可能となし、

走行時に前記車輪が上下変動するに伴い、前記被覆外輪部の走行面に接地する部分が圧縮変形し、前記シュ一部が前記被覆外輪部の内周面に押圧されて、前記第 2コンロッドが前記支軸を中心とする回転モーメントを受け、前記第 1コンロッドに伝えて前記クランクを回転させて動力源とすることを特徴とする車両用ホイールエンジン

[10] 前記シュ一部は、前記外腕部に沿って前記分岐部の方向に長尺に延出され、前記シュ一部と前記外腕部との間には、前記シュ一部を前記外腕部力離間させて前記被覆外輪部の内周面に摺接させるように付勢する弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項 9に記載の車両用ホイールエンジン。

[11] 前記フランジ筒部は、前記タイヤの内側部あるいは外側部に嵌合固定されるようになっていることを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の車両用ホイールェンジン。

[12] 前記タイヤへの嵌合固定に伴い、前記クランクは、前記車輪の回転を助長させるトルクコンバータに連結されることを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の車両用ホイ一ノレエンジン。

[13] 前記タイヤへの嵌合固定に伴い、前記クランクは、車載バッテリーを充電する発電機に連結されることを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の車両用ホイールエンジン。

[14] 前記車輪の左右両側に取り付けられ、一方の前記クランクはインナーロータに連結され、他方の前記クランクは前記インナーロータを同心的に囲繞するアウターロータに連結されて、前記インナーロータと前記アウターロータとを互いに逆方向に回転させることにより発電機を構成することを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の車両用ホイールエンジン。

[15] 前記クランクと前記アウターロータとは、サンギア、プラネタリギアおよび内歯車を有する遊星歯車機構を介して連結されていることを特徴とする請求項 14に記載の車両用ホイ一ノレエンジン。

[16] 走行時に前記第 2コンロッドを介して前記第 1コンロッドに伝わる変位により、前記クランクを略半周だけ回転できるように、前記第 2コンロッドと前記第 1コンロッドとのリンク長さ寸法比を設定したことを特徴する請求項 1または請求項 9に記載の車両用ホイ一ノレエンジン _n