車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構
【課題】
車両走行メカニズムの新規な基本原理の発見をもとに、牽引動力を従来の５０％〜３０％に軽減でき、車輪に設けたテコ式牽引力軽減機構を提供する。
【解決手段】
固定ハブ８で回転ハブ９を軸支し、両ハブの中に、メカニズムを内蔵させる。即ち、回転ハブ９に内歯歯車９ｄ、フェースギヤ９ｆを設け、さらに、下端に回転自在に空転歯車２８を軸支し、中間が固定ハブ８ｄで軸支される牽引レバー２９を設ける。牽引レバー２９は固定ハブの穴８ｂから突出させ、外部からレバー操作可能とする。また、固定ハブ軸８ｅで軸支される中間大歯車２７を第２空転歯車２８ａに噛合せ、回転ハブの内歯歯車９ｄを第１空転歯車２８ｂに噛合せる。空転歯車２８はタイヤ回転時、下方の一定位置に保持されるため、空転歯車軸２９ｃと固定ハブ軸８ｄで軸支されるレバー２９はテコのレバーとなり、テコの原理で、軽い力で車両を牽引できる。
車両走行メカニズムの新規な基本原理の発見をもとに、牽引動力を従来の５０％〜３０％に軽減でき、車輪に設けたテコ式牽引力軽減機構を提供する。
【解決手段】
固定ハブ８で回転ハブ９を軸支し、両ハブの中に、メカニズムを内蔵させる。即ち、回転ハブ９に内歯歯車９ｄ、フェースギヤ９ｆを設け、さらに、下端に回転自在に空転歯車２８を軸支し、中間が固定ハブ８ｄで軸支される牽引レバー２９を設ける。牽引レバー２９は固定ハブの穴８ｂから突出させ、外部からレバー操作可能とする。また、固定ハブ軸８ｅで軸支される中間大歯車２７を第２空転歯車２８ａに噛合せ、回転ハブの内歯歯車９ｄを第１空転歯車２８ｂに噛合せる。空転歯車２８はタイヤ回転時、下方の一定位置に保持されるため、空転歯車軸２９ｃと固定ハブ軸８ｄで軸支されるレバー２９はテコのレバーとなり、テコの原理で、軽い力で車両を牽引できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等車両の走行エネルギーを軽減する車輪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車等車両は、駆動車輪が車体本体を介して直接従動車輪を牽引し、走行している。図１、図２、図３に従来技術による自動車を一例として挙げる。自動車１の駆動車輪２による牽引力は車体本体１で従動車輪３に伝達される。即ち、車体本体１に一体となる軸受１ａ、１ｂで車軸４を牽引し、この牽引力が車輪ハブ６、リブ５を介し、タイヤ３を回転させ、走行している。
【０００３】
従って、各寸法諸元を図３の如くとし、輪重をＷ１、車輪半径をＲ、転がり摩擦係数をｆ、坂角度をαとすると、牽引力Ｓ１は下記となる。
Ｓ１＝Ｗ１(ｓｉｎα＋（ｆｃｏｓα）／Ｒ)・・・（１）
従って、この式から分かるように、どこにも牽引力低減策が無いのが現状である。
尚、公知例調査の結果も特許文献１のパワートランスミッション及び動力源の組合体や特許文献２の遊星歯車式差動装置等が出願されているが、いずれも、現状の動力のハイブリット化あるいは多機能化が目的であり、根本的な牽引力そのものの軽減機構に関しては、見当たらない。
【特許文献１】特開平８―２３８９４５
【特許文献２】特開平５―１８７４８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、石油等の化石燃料の枯渇および地球温暖化等地球規模での環境問題に対応すべく、燃料電池車、太陽電池車が開発されている。一方、燃料電池、太陽電池とも現状の車両等の機構では牽引力が大きく、大掛かりな装置となり、高価で大衆化が困難な状況にある。
本発明は、かかる状況に鑑み、小型小容量の燃料電池、太陽電池で現状と同等の車両走行性能を発揮させる、新規な牽引力軽減機構を提供するものである。
また、本発明の更なる目的は、すでに世に出ている自動車等車両の牽引力を軽減し、化石燃料の枯渇および環境問題に対処できるアタッチメント式牽引力軽減機構を提供することにある。
また、本発明の更なる目的は、特許文献３の車輪ハブに設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構を駆動車輪に設け、従動車輪に本発明による車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を設けることにより、車両走行に要するエネルギーを従来の２０〜３０％とする省エネルギー機構を提供することにある。
【特許文献３】特願２００４−２６８７７０
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図４に示す如く、回転する車輪３の中に、垂直に静止し、車輪中心軸Ｏで軸支されるレバー７を設ける。このレバーの下端ａの位置が車輪走行時も常に図４に示す定位置にあるとすれば、レバー７はテコとなり、テコの原理で車軸Ｏを押し続けることができる。即ち、レバー上部ｂを押す力をＦ１とすると、新たな車輪転倒モーメントＭＴ、従来の車輪転倒モーメントＭＲは、
ＭＴ＝Ｆ１(Ｒ+ｌ)・・・（２）
ＭＲ＝Ｆ１Ｒ・・・（３）
となる。従って従来に比較してＦ１ｌだけ転倒モーメントを大きくすることができる。
【０００６】
上記を達成するためには、２つの難問がある。１つは、レバーの下端を新たなエネルギーを付加せずに、如何にして走行中定位置に保ち、定位置に保つ反力を車体から切り離し、大地に作用させるか、即ち大地に接する車輪に作用させるか、である。２つは、車輪に作用する逆転倒モーメントを如何にして小さくし、テコの効果を最大とするか、である。
【０００７】
本発明は上記難問を解決し、所期の目的を達成したものである。
本発明の動作原理を図５、図６、図７、図８に基づいて詳述する。図５は本発明の基本動作原理を説明する１実施例の断面図で、図６は全体説明図、図７、図８は図５のＡ視図、Ｂ視図である。
【０００８】
初めに構造を概説する。
先ず、ハブを、タイヤ３と一体となり回転する回転ハブ９と、車体に固定される固定ハブ８に分け、固定ハブで回転ハブを支持し、軸受１４、１８で回転ハブを回転自在に保持する。回転ハブの内部外周には内歯歯車９ｄを設ける。一方、固定ハブ８ｅで軸支され、外周に歯車を持つ中間大歯車と内歯歯車９ｄの間に空転歯車２８を設ける。空転歯車は、内歯歯車９ｄと噛合う第１空転歯車２８ｂと中間大歯車２７ｂと噛合う第２空転歯車で構成し、空転歯車２８は、固定ハブ８ｄで軸支される牽引レバー２９の軸２９ｃで回転自在に保持する。また、回転ハブ９の中心部９ｅにフェースギヤ９ｆを設け、中間大歯車２７の外周部平面にフェースギヤ２７ａを設ける。この両フェースギヤ間に、固定ハブ８f部で軸直角に軸支する第１動力伝達軸２２、および固定ハブ８ｆと一体となるブラケット２６で軸支される第２動力伝達軸２３を設ける。第1動力伝達軸の１方は回転ハブのフェースギヤと噛合い、他方の内歯歯車２２ａは第２動力伝達軸のピニオン２３ａと噛合い、第２動力伝達軸他端２３ｄは中間大歯車のフェースギヤ２７ａと噛合せる。また、牽引レバー２９は固定ハブ８ｂの穴から上部に突出させる。
【０００９】
次に動作の基本原理を説明する。
各歯車の歯数、各寸法諸元、回転方向、力、モーメントを図６、図７、図８に記載の記号の如くとすると、各歯車の歯数は、下記（Ａ）、（Ｂ）の２条件を満足しなければならない。
【００１０】
（Ａ）中間大歯車２７ｂで回される第２空転歯車２８ａの回転数ｎ４＝内歯歯車９ｄで回される第１空転歯車２８ｂの回転数ｎ４となる条件
中間大歯車２７ｂで回される第２空転歯車２８ａの回転数ｎ４
ｎ１＝Ｚ１ｎ０/Ｚ２・・・（４）
ｎ２＝Ｚ３ｎ１/Ｚ４・・・（５）
ｎ３＝Ｚ５ｎ２/Ｚ６・・・（６）
ｎ４＝Ｚ７ｎ３/Ｚ８・・・（７）
また、内歯歯車９ｄで回される第１空転歯車２８ｂの回転数ｎ４
ｎ４＝Ｚ１０ｎ０/Ｚ９・・・（８）
従って、（７）＝（８）から、下記条件式が導かれる。
Ｚ１Ｚ３Ｚ５Ｚ７Ｚ９＝Ｚ２Ｚ４Ｚ６Ｚ８Ｚ１０・・・（９）
（Ｂ）歯車が互いに噛合う条件
Ｚ１０＝Ｚ７+Ｚ８+Ｚ９・・・（１０）
【００１１】
一方、テコの原理からＰ１、Ｐ２は下記となる。
Ｐ１＝Ｐｌ０/ｌ１・・・（１１）
Ｐ２＝Ｐｌ２/ｌ１・・・（１２）
【００１２】
また、力の釣合いから、Ｐ２１、Ｐ２２は次式となる。
Ｐ２１＝Ｚ８Ｐ２/（Ｚ８+Ｚ９）・・・（１３）
Ｐ２２＝Ｚ９Ｐ２/（Ｚ８+Ｚ９）・・・（１４）
【００１３】
また、各歯車のモジュールをｍとすると、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は下記で求まる。
Ｐ３＝ｍＺ７Ｐ２２/（２ｒ６）・・・（１５）
Ｐ４＝２ｒ５Ｐ３/（ｍＺ４）・・・（１６）
Ｐ５＝ｍＺ３Ｐ４/（２ｒ２）・・・（１７）
【００１４】
以上から、中間大歯車２７をｎ３方向に回すために回転ハブ、即ちタイヤに働く逆転倒モーメントＴｑ５は下記となる。
Ｔｑ５＝Ｐ５ｒ１・・・（１８）
【００１５】
以上の式から、反時計回りのモーメントを正、時計回りのモーメントを負とすると、テコのレバー２９ｅを押す力Ｐが車輪に与えるモーメントの総和Ｍ０は次式で求まる。
Ｍ０＝（Ｐ１-Ｐ２２）Ｒ-Ｐ２１ｌ３-Ｔｑ５・・・（１９）
【００１６】
また、車輪転倒の条件となるモーメントＭは次式である。
Ｍ＝Ｓ１Ｒ・・・（２０）
従って、本発明による転倒モーメントＭ０がＭより大となるＰを求めればよい。
即ち、
Ｍ０≧Ｍ・・・（２１）
となるＰの値を数理計算で求めればよい。
【００１７】
以上から、歯車系の動力伝達損失を無視すると、効率ηは下記の如くなる。
η＝Ｐ/Ｓ１・・・（２２）
【００１８】
効率ηは車輪半径Ｒ、歯車比、歯数によって、変化するが、図９に示す如く、５０％〜３０％は確保できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上記載の如く請求項１の発明によれば、回転ハブがタイヤの回転で回されると、回転ハブ内部外周の内歯歯車が第１空転歯車を下方からタイヤと同一方向に回す。一方、回転ハブ中心部のフェースギヤは第１動力伝達軸のフェースギヤ、内歯歯車の両者をタイヤ回転と同方向に回すが、第２動力伝達軸のフェースギヤが中間大歯車のフェースギヤと噛合い、中間大歯車をタイヤ回転と逆方向に回す。この結果、第２空転歯車と噛合う中間大歯車外周の歯車は、中間大歯車が第２空転歯車の上方にあることから、第１空転歯車と同方向に回すことになる。さらに、第１空転歯車と第２空転歯車は同軸一体であり、かつ、(９)式に示す如く、内歯歯車が第１空転歯車を回す回転数と、中間大歯車が回す第２空転歯車の回転数が同じになるよう各歯車の歯数が設定されているため、空転歯車はタイヤ回転時も常に下方の一定位置に保持される。この空転歯車を回転自在に支持する軸をレバーに一体化し、レバーの中間部を車輪中心となる固定ハブの軸で軸支し、さらにこのレバーを固定ハブの穴から突出させれば、このレバーはテコのレバーとなる。従って、固定ハブ軸を押す力を一定とすると、突出レバー先端の牽引力は、レバーの長さを長くすればするほど、テコの原理で小さな力で車輪を回転させることができる。この現象は車輪走行時も継続して行われる事から、車両牽引力の軽減が達成できる。
【００２０】
尚、この軽減の程度は、効率をη（η＝（本発明による牽引力）/（現状の必要牽引力））とすると、ηは車輪半径Ｒ、歯車比、歯数の関数となり、その数値は図９に示す如くη＝５０％〜３０％となる。これは５０％〜３０％の牽引力で現状の車両を牽引できることを表している。また、逆の言い方をすれば、現状と同じ牽引力で現状の２倍〜３倍の力を要する車両を牽引できることを意味する。
【００２１】
これはまた、牽引駆動車の燃比が５０％〜７０％改善することに相当する。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、空転歯車がレバーから受ける作用力Ｐ２は第１空転歯車が内歯歯車に作用する力Ｐ２１、第２空転歯車が中間大歯車に作用する力Ｐ２２の２つの力に分けられる。この際、第１空転歯車の直径が第２空転歯車の直径より小さいことから、Ｐ２２≦Ｐ２１となる。この結果、大地が受ける反力、即ち大地と接するタイヤの受ける反力Ｐ２１を大きくでき、走行時逆転倒モーメントとなるＴｑ５を生む力Ｐ２２を小さくする事ができる。従って、本発明の効果を最大限に発揮させることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、第２動力伝達軸のフェースギヤが中間大歯車から受ける力を最小にでき、第１動力伝達軸のフェースギヤが回転ハブに与えるモーメント、即ち、走行時タイヤに与え、動力損失となる逆転倒モーメントＴｑ５を、最小にする事ができる。この結果、牽引力低減効果を大きくできる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、第１動力伝達軸の内歯歯車と第２動力伝達軸のピニオンを噛合せることにより、第１、第２動力伝達軸の回転方向を同一にでき、かつ、内歯歯車とピニオンの噛合せから、小スペースで大きな歯車比が確保できる。また、左右のフェースギヤ間にある第１、第２動力伝達軸機構を固定ハブ軸軸方向の一平面に設ける事が出来、組立精度が高く、コンパクトな機構を実現する事ができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、回転ハブを強固な固定ハブの左右の軸受で保持でき、タイヤ連結の安全性が向上するとともに、オイルシールの設置により、ハブ内機構の潤滑をオイルバス式とする事が出来、機構の潤滑のみならず、機構発熱の冷却効果も発揮できる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、本発明による牽引力軽減機構付き車輪を従来の車体に固定するだけでよく、アタッチメント式に容易に従来の車両を改造することができる。また、レバーとロッドの間にバネを設けることにより、１本のロッドで複数のレバーに同等の力を与える事が出来、牽引レバーの一括操作を可能とする事ができる。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、固定ハブ軸と車体との連結を、車体が前後に移動する直動軸受を介して行い、車輪の牽引レバーを車体本体にピン結合するだけで良く、牽引される全ての車両の車輪に容易に適用できる。例えば、手押し車、自転車、オートバイ、乗用車、トラック、バス、電車、トレーラ、特殊車両等適用範囲を極めて広くすることができる。
【００２８】
請求項８記載の発明によれば、交叉型フェースギヤの代わりに交叉型まがり歯かさ歯車を使用すれば、低騒音となり、かつ歯車の動力伝達効率向上が図れる。
【００２９】
請求項９記載の発明によれば、特許文献３による車輪ハブに設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構による駆動動力軽減効果を５０％とし、本発明の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構による牽引力軽減効果を５０％とすると、全体で、少なくとも従来の２５％前後のエネルギーで車両が走行でき、省エネルギー効果を最大とする事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
車輪のハブを車輪と一体の回転ハブと車体に固定される固定ハブに分け、固定ハブで回転ハブを軸支し、両ハブの中に、メカニズムを内蔵させる。即ち、回転ハブに内歯歯車、フェースギヤを設け、さらに、下端に回転自在に空転歯車を軸支し、中間が固定ハブで軸支される牽引レバーを設ける。牽引レバーは固定ハブの穴から突出させ、外部からレバー操作可能とする。また、固定ハブ軸で軸支される中間大歯車を第２空転歯車に噛合せ、回転ハブの内歯歯車を第１空転歯車に噛合せる。第１、第２空転歯車は同軸一体で、回転ハブの内歯歯車で回される第１空転歯車と、中間大歯車で回される第２空転歯車の回転方向と回転数が同じになるよう、中間大歯車のフェースギヤと回転ハブのフェースギヤ間に第１、第２動力伝達軸を設ける。第１動力伝達軸は、固定ハブ軸で直角に保持し、一端のフェースギヤを回転ハブのフェースギヤに噛合せ、他端に内歯歯車を設ける。第２動力伝達軸は同様に、固定ハブ軸のブラケットで直角に保持し、一端のピニオンが第１動力伝達軸の内歯歯車と噛合い、他端のフェースギヤを中間大歯車に噛合せる。上記構造から、空転歯車はタイヤ回転時、下方の一定位置に保持されるため、空転歯車軸と固定ハブ軸で軸支されるレバーはテコのレバーとなり、テコの原理で、軽い力で車両を牽引できる。
【実施例１】
【００３１】
図５は、本発明の１実施例を示す断面図、図６は本発明の全景図、図７は図５のＡ視図、図８は図５のＢ視図、図９は本発明の効果説明図である。
先ず構造を説明する。
９はタイヤ３と一体のリム５をフランジ９ｂのボス９ａにボルト１０で連結された回転ハブである。８は車体（図示せず）と一体となり、軸芯部８ｇの軸受１８およびネジ部８ｈのナット１７で回転ハブ９を回転自在、横移動不可に軸支し、軸芯部８ｆで第１動力伝達軸２２を軸直角に軸受２４、ナット２３で軸支し、軸芯部８ｅの軸受１９およびナット２０で中間大歯車２７を軸支し、軸芯部８ｄでカラー２１を介して牽引レバー２９を軸支する固定ハブである。また９ｄは、回転ハブ９ｃの内部外周に設けた内歯歯車である。また、回転ハブ９ｃ部は、固定ハブ８ｃ部で軸受１４、オイルシール１５を介して一体となる。８ｂは牽引レバー２９を外部に出す穴で、１２はハブ内のオイルが外に出ないようピン１３でレバー２９ｂと固定ハブ８ｃに固定してあるジャバラである。１６は、オイルシール１６ｂにより固定ハブ８ｇと回転ハブ９ｅの間からのオイル漏れを防止するカバーで、ボルト１６ａで回転ハブ９に一体となる。９ｆは回転ハブ９ｅに設けたフェースギヤで第１動力伝達軸２２のフェースギヤ２２ｂと噛合う。第１動力伝達軸の上部は内歯歯車２２ａを形成し、第２動力伝達軸２３のピニオン２３ａと噛合う。第２動力伝達軸２３は、固定ハブ８ｆとボルト２６ａで一体となるブラケット２６に軸受２５、ナット２４ａで回転自在に軸支されている。２３ｄはフェースギヤで、中間大歯車のフェースギヤ２７ａに噛合っている。２８は空転歯車で、内歯歯車９ｄと噛合う第１空転歯車、および中間大歯車２７ｂと噛合う第２空転歯車で成っている。第１、第２空転歯車は同軸一体である。軸２９ｃはレバー２９と一体となり、軸受３０、ナット３１で空転歯車２８を軸支する。１１は潤滑油の給油口で、シールワッシャー付きボルトである。２９ｅは、牽引レバー２９ｂの牽引ピン穴である。
【００３２】
次にこの動作を説明する。牽引レバーを引くと、タイヤは回転するが、空転歯車は、内歯歯車と中間大歯車により上下方向から同速度で回されるため、空転歯車のタイヤに対する相対位置は変化しない。従って、空転歯車はテコの支点として使用することができる。即ち、固定ハブに軸支されるレバーが空転歯車を軸支すると、レバーはテコとなり、レバーの上端を引くと、テコの原理で大きな力が固定ハブ中心軸を押すため、車体は小さな力で動くことになる。この結果、車両の牽引力を軽減する事ができる。
【実施例２】
【００３３】
図１０は、他の１実施例を示し、既存の自動車等車両にアタッチメント式に取付けられる本発明の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を持つ、牽引車両の全景図で、図１１は図１０のＣ−Ｃ視図である。
４０は牽引駆動車で、４１は牽引駆動車輪、４０ｃは牽引ピンである。４２は牽引従動車で、４３は牽引車輪、８ｃは牽引車輪の固定ハブ、８は牽引従動車４２に一体となる固定ハブ軸である。４２ｂは牽引従動車４２に設けた牽引レバー２９ｂおよび牽引ロッド４７の案内空間である。４７ｃは、一端が牽引レバー２９ｂを押し、他端が牽引ロッド４７のフランジ４７ｂで圧縮される圧縮バネである。４７ａは、圧縮バネのストッパーである。４５は、牽引ロッドの穴４７ｄが牽引ピン４０ｃに容易に入るように、ローラーで構成した牽引従動車４２ａの荷重支えである。
【００３４】
上記構成から、牽引駆動車４０が４０ａ方向に動くと、牽引ロッド４７が４０ｂ方向に引張られる。牽引レバー２９ｂは僅かの変位で車輪４３を動かす。この結果、牽引ロッドと牽引レバーをピンで結合すると、牽引ロッドの伸びや、組立寸法誤差により、１本の牽引レバーにのみ牽引力が加わり、他の牽引車輪は本機能を果たさない。本発明はこれを防止すべく、牽引ロッドと牽引レバーとの間に圧縮バネを設けてある。このバネにより、牽引ロッドの力は、牽引レバーの数だけ、ほぼ同等に分割され、全ての牽引車輪に本発明の機能を発揮させる事ができる。
また、牽引車輪は固定ハブ軸を車体に固定するだけでよく、アタッチメント式に容易に牽引車両を改造する事ができる。
【００３５】
図１２は、他の１実施例を示し、本発明の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を持つ、牽引車両の全景図で、図１２は図１２のＤ−Ｄ視図である。
５０は牽引駆動車、５１は牽引駆動車輪で、５０ｃは牽引ピンである。５２は牽引従動車で、５３は牽引車輪、８ｃは牽引車輪の固定ハブ、８は固定ハブ軸である。また、８ｊは固定ハブ軸８の両側にあり、車体前後方向に延びる角軸で、車体５２ｃ、５２ｄの直動軸受５２ｅにより、車体５２に連結されている。２９ｂは牽引レバーで、車体５２の固定ピン５２ｂにピン結合されている。
５０ｃは車体５２の穴５２ａに入り、車体５２を牽引するピンである。
【００３６】
上記構造から、固定ハブ軸８は車体重量を支持すると同時に、車体５２に対して、前後動自由となり、車輪５３の回転は車体５２の前後動に追随する形で動作する。即ち、牽引駆動車５０が５０ａ方向に動くと、牽引従動車５２はピン５０ｃにより、５０ｂ方向に動く。一方、車輪５３は、車体５２に設けた直動軸受５２ｅの働きで、初めは動かないが、車体固定ピン５２ｂが動くと牽引レバー２９ｂを引張り、この力が車輪５３に作用して、車輪５３が回転し、走行する事になる。
【００３７】
上記から、直動軸受５２ｅを設ける事により、牽引レバー２９ｂに作用する５０ｂ方向の牽引力は、車体本体で出来る。この結果、牽引ピン５０ｃは不要となり、図１に示すような通常の車両に、容易に本発明が適用できる。
【００３８】
尚、図１の駆動車輪２を、特許文献３の車輪に設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構付き車輪とし、従動車輪３を本発明の車輪に設けるテコ式牽引力軽減機構付き車輪とすれば、両者の効果が相乗的に働き、車両走行に要するエネルギーを極端に軽減する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来例の自動車外観図である。
【図２】従来例の車輪断面図である。
【図３】従来例の牽引力計算図である。
【図４】本発明を説明する基本概念図である。
【図５】本発明の１実施例を示す車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構の断面図である。
【図６】本発明の１実施例を示す全景図である。
【図７】図５のＡ視図である。
【図８】図５のＢ視図である。
【図９】本発明の効果説明図である。
【図１０】本発明をアタッチメント式とした１実施例を示す全景図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】本発明を全ての車両に適用可能とする、車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を有する車両の１実施例を示す全景図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：自動車 １ａ、１ｂ：軸受 ２：駆動車輪 ３：従動車輪 ４：軸 ５：リム ６：ハブ ７：牽引レバー ８：固定ハブ ８ｊ：角軸 ９：回転ハブ ９ｆ：フェースギヤ １１：シールワッシャー付きボルト １２：ジャバラ １４、１８、１９、２４、２５、３０：軸受 １５、１６ｂ：オイルシール １６：カバー ２２：第１動力伝達軸 ２２ａ：内歯歯車 ２２ｂ：フェースギヤ ２３：第２動力伝達軸 ２３ａ：ピニオン ２３ｄ：フェースギヤ ２６：ブラケット ２７：中間大歯車 ２７ａ：フェースギヤ ２７ｂ：歯車 ２８：空転歯車 ２８ａ：第２空転歯車 ２８ｂ：第１空転歯車 ２９：牽引レバー ４０、５０：牽引駆動車 ４０ｃ、５０ｃ：牽引ピン ４１、５１：駆動車輪 ４２、５２：牽引従動車 ４３、５３：車輪 ４７：牽引ロッド ４７ｃ：圧縮バネ ５２ｂ：固定ピン ５２ｅ：直動軸受
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等車両の走行エネルギーを軽減する車輪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車等車両は、駆動車輪が車体本体を介して直接従動車輪を牽引し、走行している。図１、図２、図３に従来技術による自動車を一例として挙げる。自動車１の駆動車輪２による牽引力は車体本体１で従動車輪３に伝達される。即ち、車体本体１に一体となる軸受１ａ、１ｂで車軸４を牽引し、この牽引力が車輪ハブ６、リブ５を介し、タイヤ３を回転させ、走行している。
【０００３】
従って、各寸法諸元を図３の如くとし、輪重をＷ１、車輪半径をＲ、転がり摩擦係数をｆ、坂角度をαとすると、牽引力Ｓ１は下記となる。
Ｓ１＝Ｗ１(ｓｉｎα＋（ｆｃｏｓα）／Ｒ)・・・（１）
従って、この式から分かるように、どこにも牽引力低減策が無いのが現状である。
尚、公知例調査の結果も特許文献１のパワートランスミッション及び動力源の組合体や特許文献２の遊星歯車式差動装置等が出願されているが、いずれも、現状の動力のハイブリット化あるいは多機能化が目的であり、根本的な牽引力そのものの軽減機構に関しては、見当たらない。
【特許文献１】特開平８―２３８９４５
【特許文献２】特開平５―１８７４８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、石油等の化石燃料の枯渇および地球温暖化等地球規模での環境問題に対応すべく、燃料電池車、太陽電池車が開発されている。一方、燃料電池、太陽電池とも現状の車両等の機構では牽引力が大きく、大掛かりな装置となり、高価で大衆化が困難な状況にある。
本発明は、かかる状況に鑑み、小型小容量の燃料電池、太陽電池で現状と同等の車両走行性能を発揮させる、新規な牽引力軽減機構を提供するものである。
また、本発明の更なる目的は、すでに世に出ている自動車等車両の牽引力を軽減し、化石燃料の枯渇および環境問題に対処できるアタッチメント式牽引力軽減機構を提供することにある。
また、本発明の更なる目的は、特許文献３の車輪ハブに設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構を駆動車輪に設け、従動車輪に本発明による車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を設けることにより、車両走行に要するエネルギーを従来の２０〜３０％とする省エネルギー機構を提供することにある。
【特許文献３】特願２００４−２６８７７０
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図４に示す如く、回転する車輪３の中に、垂直に静止し、車輪中心軸Ｏで軸支されるレバー７を設ける。このレバーの下端ａの位置が車輪走行時も常に図４に示す定位置にあるとすれば、レバー７はテコとなり、テコの原理で車軸Ｏを押し続けることができる。即ち、レバー上部ｂを押す力をＦ１とすると、新たな車輪転倒モーメントＭＴ、従来の車輪転倒モーメントＭＲは、
ＭＴ＝Ｆ１(Ｒ+ｌ)・・・（２）
ＭＲ＝Ｆ１Ｒ・・・（３）
となる。従って従来に比較してＦ１ｌだけ転倒モーメントを大きくすることができる。
【０００６】
上記を達成するためには、２つの難問がある。１つは、レバーの下端を新たなエネルギーを付加せずに、如何にして走行中定位置に保ち、定位置に保つ反力を車体から切り離し、大地に作用させるか、即ち大地に接する車輪に作用させるか、である。２つは、車輪に作用する逆転倒モーメントを如何にして小さくし、テコの効果を最大とするか、である。
【０００７】
本発明は上記難問を解決し、所期の目的を達成したものである。
本発明の動作原理を図５、図６、図７、図８に基づいて詳述する。図５は本発明の基本動作原理を説明する１実施例の断面図で、図６は全体説明図、図７、図８は図５のＡ視図、Ｂ視図である。
【０００８】
初めに構造を概説する。
先ず、ハブを、タイヤ３と一体となり回転する回転ハブ９と、車体に固定される固定ハブ８に分け、固定ハブで回転ハブを支持し、軸受１４、１８で回転ハブを回転自在に保持する。回転ハブの内部外周には内歯歯車９ｄを設ける。一方、固定ハブ８ｅで軸支され、外周に歯車を持つ中間大歯車と内歯歯車９ｄの間に空転歯車２８を設ける。空転歯車は、内歯歯車９ｄと噛合う第１空転歯車２８ｂと中間大歯車２７ｂと噛合う第２空転歯車で構成し、空転歯車２８は、固定ハブ８ｄで軸支される牽引レバー２９の軸２９ｃで回転自在に保持する。また、回転ハブ９の中心部９ｅにフェースギヤ９ｆを設け、中間大歯車２７の外周部平面にフェースギヤ２７ａを設ける。この両フェースギヤ間に、固定ハブ８f部で軸直角に軸支する第１動力伝達軸２２、および固定ハブ８ｆと一体となるブラケット２６で軸支される第２動力伝達軸２３を設ける。第1動力伝達軸の１方は回転ハブのフェースギヤと噛合い、他方の内歯歯車２２ａは第２動力伝達軸のピニオン２３ａと噛合い、第２動力伝達軸他端２３ｄは中間大歯車のフェースギヤ２７ａと噛合せる。また、牽引レバー２９は固定ハブ８ｂの穴から上部に突出させる。
【０００９】
次に動作の基本原理を説明する。
各歯車の歯数、各寸法諸元、回転方向、力、モーメントを図６、図７、図８に記載の記号の如くとすると、各歯車の歯数は、下記（Ａ）、（Ｂ）の２条件を満足しなければならない。
【００１０】
（Ａ）中間大歯車２７ｂで回される第２空転歯車２８ａの回転数ｎ４＝内歯歯車９ｄで回される第１空転歯車２８ｂの回転数ｎ４となる条件
中間大歯車２７ｂで回される第２空転歯車２８ａの回転数ｎ４
ｎ１＝Ｚ１ｎ０/Ｚ２・・・（４）
ｎ２＝Ｚ３ｎ１/Ｚ４・・・（５）
ｎ３＝Ｚ５ｎ２/Ｚ６・・・（６）
ｎ４＝Ｚ７ｎ３/Ｚ８・・・（７）
また、内歯歯車９ｄで回される第１空転歯車２８ｂの回転数ｎ４
ｎ４＝Ｚ１０ｎ０/Ｚ９・・・（８）
従って、（７）＝（８）から、下記条件式が導かれる。
Ｚ１Ｚ３Ｚ５Ｚ７Ｚ９＝Ｚ２Ｚ４Ｚ６Ｚ８Ｚ１０・・・（９）
（Ｂ）歯車が互いに噛合う条件
Ｚ１０＝Ｚ７+Ｚ８+Ｚ９・・・（１０）
【００１１】
一方、テコの原理からＰ１、Ｐ２は下記となる。
Ｐ１＝Ｐｌ０/ｌ１・・・（１１）
Ｐ２＝Ｐｌ２/ｌ１・・・（１２）
【００１２】
また、力の釣合いから、Ｐ２１、Ｐ２２は次式となる。
Ｐ２１＝Ｚ８Ｐ２/（Ｚ８+Ｚ９）・・・（１３）
Ｐ２２＝Ｚ９Ｐ２/（Ｚ８+Ｚ９）・・・（１４）
【００１３】
また、各歯車のモジュールをｍとすると、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は下記で求まる。
Ｐ３＝ｍＺ７Ｐ２２/（２ｒ６）・・・（１５）
Ｐ４＝２ｒ５Ｐ３/（ｍＺ４）・・・（１６）
Ｐ５＝ｍＺ３Ｐ４/（２ｒ２）・・・（１７）
【００１４】
以上から、中間大歯車２７をｎ３方向に回すために回転ハブ、即ちタイヤに働く逆転倒モーメントＴｑ５は下記となる。
Ｔｑ５＝Ｐ５ｒ１・・・（１８）
【００１５】
以上の式から、反時計回りのモーメントを正、時計回りのモーメントを負とすると、テコのレバー２９ｅを押す力Ｐが車輪に与えるモーメントの総和Ｍ０は次式で求まる。
Ｍ０＝（Ｐ１-Ｐ２２）Ｒ-Ｐ２１ｌ３-Ｔｑ５・・・（１９）
【００１６】
また、車輪転倒の条件となるモーメントＭは次式である。
Ｍ＝Ｓ１Ｒ・・・（２０）
従って、本発明による転倒モーメントＭ０がＭより大となるＰを求めればよい。
即ち、
Ｍ０≧Ｍ・・・（２１）
となるＰの値を数理計算で求めればよい。
【００１７】
以上から、歯車系の動力伝達損失を無視すると、効率ηは下記の如くなる。
η＝Ｐ/Ｓ１・・・（２２）
【００１８】
効率ηは車輪半径Ｒ、歯車比、歯数によって、変化するが、図９に示す如く、５０％〜３０％は確保できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上記載の如く請求項１の発明によれば、回転ハブがタイヤの回転で回されると、回転ハブ内部外周の内歯歯車が第１空転歯車を下方からタイヤと同一方向に回す。一方、回転ハブ中心部のフェースギヤは第１動力伝達軸のフェースギヤ、内歯歯車の両者をタイヤ回転と同方向に回すが、第２動力伝達軸のフェースギヤが中間大歯車のフェースギヤと噛合い、中間大歯車をタイヤ回転と逆方向に回す。この結果、第２空転歯車と噛合う中間大歯車外周の歯車は、中間大歯車が第２空転歯車の上方にあることから、第１空転歯車と同方向に回すことになる。さらに、第１空転歯車と第２空転歯車は同軸一体であり、かつ、(９)式に示す如く、内歯歯車が第１空転歯車を回す回転数と、中間大歯車が回す第２空転歯車の回転数が同じになるよう各歯車の歯数が設定されているため、空転歯車はタイヤ回転時も常に下方の一定位置に保持される。この空転歯車を回転自在に支持する軸をレバーに一体化し、レバーの中間部を車輪中心となる固定ハブの軸で軸支し、さらにこのレバーを固定ハブの穴から突出させれば、このレバーはテコのレバーとなる。従って、固定ハブ軸を押す力を一定とすると、突出レバー先端の牽引力は、レバーの長さを長くすればするほど、テコの原理で小さな力で車輪を回転させることができる。この現象は車輪走行時も継続して行われる事から、車両牽引力の軽減が達成できる。
【００２０】
尚、この軽減の程度は、効率をη（η＝（本発明による牽引力）/（現状の必要牽引力））とすると、ηは車輪半径Ｒ、歯車比、歯数の関数となり、その数値は図９に示す如くη＝５０％〜３０％となる。これは５０％〜３０％の牽引力で現状の車両を牽引できることを表している。また、逆の言い方をすれば、現状と同じ牽引力で現状の２倍〜３倍の力を要する車両を牽引できることを意味する。
【００２１】
これはまた、牽引駆動車の燃比が５０％〜７０％改善することに相当する。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、空転歯車がレバーから受ける作用力Ｐ２は第１空転歯車が内歯歯車に作用する力Ｐ２１、第２空転歯車が中間大歯車に作用する力Ｐ２２の２つの力に分けられる。この際、第１空転歯車の直径が第２空転歯車の直径より小さいことから、Ｐ２２≦Ｐ２１となる。この結果、大地が受ける反力、即ち大地と接するタイヤの受ける反力Ｐ２１を大きくでき、走行時逆転倒モーメントとなるＴｑ５を生む力Ｐ２２を小さくする事ができる。従って、本発明の効果を最大限に発揮させることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、第２動力伝達軸のフェースギヤが中間大歯車から受ける力を最小にでき、第１動力伝達軸のフェースギヤが回転ハブに与えるモーメント、即ち、走行時タイヤに与え、動力損失となる逆転倒モーメントＴｑ５を、最小にする事ができる。この結果、牽引力低減効果を大きくできる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、第１動力伝達軸の内歯歯車と第２動力伝達軸のピニオンを噛合せることにより、第１、第２動力伝達軸の回転方向を同一にでき、かつ、内歯歯車とピニオンの噛合せから、小スペースで大きな歯車比が確保できる。また、左右のフェースギヤ間にある第１、第２動力伝達軸機構を固定ハブ軸軸方向の一平面に設ける事が出来、組立精度が高く、コンパクトな機構を実現する事ができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、回転ハブを強固な固定ハブの左右の軸受で保持でき、タイヤ連結の安全性が向上するとともに、オイルシールの設置により、ハブ内機構の潤滑をオイルバス式とする事が出来、機構の潤滑のみならず、機構発熱の冷却効果も発揮できる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、本発明による牽引力軽減機構付き車輪を従来の車体に固定するだけでよく、アタッチメント式に容易に従来の車両を改造することができる。また、レバーとロッドの間にバネを設けることにより、１本のロッドで複数のレバーに同等の力を与える事が出来、牽引レバーの一括操作を可能とする事ができる。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、固定ハブ軸と車体との連結を、車体が前後に移動する直動軸受を介して行い、車輪の牽引レバーを車体本体にピン結合するだけで良く、牽引される全ての車両の車輪に容易に適用できる。例えば、手押し車、自転車、オートバイ、乗用車、トラック、バス、電車、トレーラ、特殊車両等適用範囲を極めて広くすることができる。
【００２８】
請求項８記載の発明によれば、交叉型フェースギヤの代わりに交叉型まがり歯かさ歯車を使用すれば、低騒音となり、かつ歯車の動力伝達効率向上が図れる。
【００２９】
請求項９記載の発明によれば、特許文献３による車輪ハブに設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構による駆動動力軽減効果を５０％とし、本発明の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構による牽引力軽減効果を５０％とすると、全体で、少なくとも従来の２５％前後のエネルギーで車両が走行でき、省エネルギー効果を最大とする事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
車輪のハブを車輪と一体の回転ハブと車体に固定される固定ハブに分け、固定ハブで回転ハブを軸支し、両ハブの中に、メカニズムを内蔵させる。即ち、回転ハブに内歯歯車、フェースギヤを設け、さらに、下端に回転自在に空転歯車を軸支し、中間が固定ハブで軸支される牽引レバーを設ける。牽引レバーは固定ハブの穴から突出させ、外部からレバー操作可能とする。また、固定ハブ軸で軸支される中間大歯車を第２空転歯車に噛合せ、回転ハブの内歯歯車を第１空転歯車に噛合せる。第１、第２空転歯車は同軸一体で、回転ハブの内歯歯車で回される第１空転歯車と、中間大歯車で回される第２空転歯車の回転方向と回転数が同じになるよう、中間大歯車のフェースギヤと回転ハブのフェースギヤ間に第１、第２動力伝達軸を設ける。第１動力伝達軸は、固定ハブ軸で直角に保持し、一端のフェースギヤを回転ハブのフェースギヤに噛合せ、他端に内歯歯車を設ける。第２動力伝達軸は同様に、固定ハブ軸のブラケットで直角に保持し、一端のピニオンが第１動力伝達軸の内歯歯車と噛合い、他端のフェースギヤを中間大歯車に噛合せる。上記構造から、空転歯車はタイヤ回転時、下方の一定位置に保持されるため、空転歯車軸と固定ハブ軸で軸支されるレバーはテコのレバーとなり、テコの原理で、軽い力で車両を牽引できる。
【実施例１】
【００３１】
図５は、本発明の１実施例を示す断面図、図６は本発明の全景図、図７は図５のＡ視図、図８は図５のＢ視図、図９は本発明の効果説明図である。
先ず構造を説明する。
９はタイヤ３と一体のリム５をフランジ９ｂのボス９ａにボルト１０で連結された回転ハブである。８は車体（図示せず）と一体となり、軸芯部８ｇの軸受１８およびネジ部８ｈのナット１７で回転ハブ９を回転自在、横移動不可に軸支し、軸芯部８ｆで第１動力伝達軸２２を軸直角に軸受２４、ナット２３で軸支し、軸芯部８ｅの軸受１９およびナット２０で中間大歯車２７を軸支し、軸芯部８ｄでカラー２１を介して牽引レバー２９を軸支する固定ハブである。また９ｄは、回転ハブ９ｃの内部外周に設けた内歯歯車である。また、回転ハブ９ｃ部は、固定ハブ８ｃ部で軸受１４、オイルシール１５を介して一体となる。８ｂは牽引レバー２９を外部に出す穴で、１２はハブ内のオイルが外に出ないようピン１３でレバー２９ｂと固定ハブ８ｃに固定してあるジャバラである。１６は、オイルシール１６ｂにより固定ハブ８ｇと回転ハブ９ｅの間からのオイル漏れを防止するカバーで、ボルト１６ａで回転ハブ９に一体となる。９ｆは回転ハブ９ｅに設けたフェースギヤで第１動力伝達軸２２のフェースギヤ２２ｂと噛合う。第１動力伝達軸の上部は内歯歯車２２ａを形成し、第２動力伝達軸２３のピニオン２３ａと噛合う。第２動力伝達軸２３は、固定ハブ８ｆとボルト２６ａで一体となるブラケット２６に軸受２５、ナット２４ａで回転自在に軸支されている。２３ｄはフェースギヤで、中間大歯車のフェースギヤ２７ａに噛合っている。２８は空転歯車で、内歯歯車９ｄと噛合う第１空転歯車、および中間大歯車２７ｂと噛合う第２空転歯車で成っている。第１、第２空転歯車は同軸一体である。軸２９ｃはレバー２９と一体となり、軸受３０、ナット３１で空転歯車２８を軸支する。１１は潤滑油の給油口で、シールワッシャー付きボルトである。２９ｅは、牽引レバー２９ｂの牽引ピン穴である。
【００３２】
次にこの動作を説明する。牽引レバーを引くと、タイヤは回転するが、空転歯車は、内歯歯車と中間大歯車により上下方向から同速度で回されるため、空転歯車のタイヤに対する相対位置は変化しない。従って、空転歯車はテコの支点として使用することができる。即ち、固定ハブに軸支されるレバーが空転歯車を軸支すると、レバーはテコとなり、レバーの上端を引くと、テコの原理で大きな力が固定ハブ中心軸を押すため、車体は小さな力で動くことになる。この結果、車両の牽引力を軽減する事ができる。
【実施例２】
【００３３】
図１０は、他の１実施例を示し、既存の自動車等車両にアタッチメント式に取付けられる本発明の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を持つ、牽引車両の全景図で、図１１は図１０のＣ−Ｃ視図である。
４０は牽引駆動車で、４１は牽引駆動車輪、４０ｃは牽引ピンである。４２は牽引従動車で、４３は牽引車輪、８ｃは牽引車輪の固定ハブ、８は牽引従動車４２に一体となる固定ハブ軸である。４２ｂは牽引従動車４２に設けた牽引レバー２９ｂおよび牽引ロッド４７の案内空間である。４７ｃは、一端が牽引レバー２９ｂを押し、他端が牽引ロッド４７のフランジ４７ｂで圧縮される圧縮バネである。４７ａは、圧縮バネのストッパーである。４５は、牽引ロッドの穴４７ｄが牽引ピン４０ｃに容易に入るように、ローラーで構成した牽引従動車４２ａの荷重支えである。
【００３４】
上記構成から、牽引駆動車４０が４０ａ方向に動くと、牽引ロッド４７が４０ｂ方向に引張られる。牽引レバー２９ｂは僅かの変位で車輪４３を動かす。この結果、牽引ロッドと牽引レバーをピンで結合すると、牽引ロッドの伸びや、組立寸法誤差により、１本の牽引レバーにのみ牽引力が加わり、他の牽引車輪は本機能を果たさない。本発明はこれを防止すべく、牽引ロッドと牽引レバーとの間に圧縮バネを設けてある。このバネにより、牽引ロッドの力は、牽引レバーの数だけ、ほぼ同等に分割され、全ての牽引車輪に本発明の機能を発揮させる事ができる。
また、牽引車輪は固定ハブ軸を車体に固定するだけでよく、アタッチメント式に容易に牽引車両を改造する事ができる。
【００３５】
図１２は、他の１実施例を示し、本発明の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を持つ、牽引車両の全景図で、図１２は図１２のＤ−Ｄ視図である。
５０は牽引駆動車、５１は牽引駆動車輪で、５０ｃは牽引ピンである。５２は牽引従動車で、５３は牽引車輪、８ｃは牽引車輪の固定ハブ、８は固定ハブ軸である。また、８ｊは固定ハブ軸８の両側にあり、車体前後方向に延びる角軸で、車体５２ｃ、５２ｄの直動軸受５２ｅにより、車体５２に連結されている。２９ｂは牽引レバーで、車体５２の固定ピン５２ｂにピン結合されている。
５０ｃは車体５２の穴５２ａに入り、車体５２を牽引するピンである。
【００３６】
上記構造から、固定ハブ軸８は車体重量を支持すると同時に、車体５２に対して、前後動自由となり、車輪５３の回転は車体５２の前後動に追随する形で動作する。即ち、牽引駆動車５０が５０ａ方向に動くと、牽引従動車５２はピン５０ｃにより、５０ｂ方向に動く。一方、車輪５３は、車体５２に設けた直動軸受５２ｅの働きで、初めは動かないが、車体固定ピン５２ｂが動くと牽引レバー２９ｂを引張り、この力が車輪５３に作用して、車輪５３が回転し、走行する事になる。
【００３７】
上記から、直動軸受５２ｅを設ける事により、牽引レバー２９ｂに作用する５０ｂ方向の牽引力は、車体本体で出来る。この結果、牽引ピン５０ｃは不要となり、図１に示すような通常の車両に、容易に本発明が適用できる。
【００３８】
尚、図１の駆動車輪２を、特許文献３の車輪に設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構付き車輪とし、従動車輪３を本発明の車輪に設けるテコ式牽引力軽減機構付き車輪とすれば、両者の効果が相乗的に働き、車両走行に要するエネルギーを極端に軽減する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来例の自動車外観図である。
【図２】従来例の車輪断面図である。
【図３】従来例の牽引力計算図である。
【図４】本発明を説明する基本概念図である。
【図５】本発明の１実施例を示す車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構の断面図である。
【図６】本発明の１実施例を示す全景図である。
【図７】図５のＡ視図である。
【図８】図５のＢ視図である。
【図９】本発明の効果説明図である。
【図１０】本発明をアタッチメント式とした１実施例を示す全景図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】本発明を全ての車両に適用可能とする、車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構を有する車両の１実施例を示す全景図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：自動車 １ａ、１ｂ：軸受 ２：駆動車輪 ３：従動車輪 ４：軸 ５：リム ６：ハブ ７：牽引レバー ８：固定ハブ ８ｊ：角軸 ９：回転ハブ ９ｆ：フェースギヤ １１：シールワッシャー付きボルト １２：ジャバラ １４、１８、１９、２４、２５、３０：軸受 １５、１６ｂ：オイルシール １６：カバー ２２：第１動力伝達軸 ２２ａ：内歯歯車 ２２ｂ：フェースギヤ ２３：第２動力伝達軸 ２３ａ：ピニオン ２３ｄ：フェースギヤ ２６：ブラケット ２７：中間大歯車 ２７ａ：フェースギヤ ２７ｂ：歯車 ２８：空転歯車 ２８ａ：第２空転歯車 ２８ｂ：第１空転歯車 ２９：牽引レバー ４０、５０：牽引駆動車 ４０ｃ、５０ｃ：牽引ピン ４１、５１：駆動車輪 ４２、５２：牽引従動車 ４３、５３：車輪 ４７：牽引ロッド ４７ｃ：圧縮バネ ５２ｂ：固定ピン ５２ｅ：直動軸受
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車等走行時牽引される車輪のハブ６において、ハブを回転ハブ９と固定ハブ８に分け、回転ハブ中心を固定ハブ８ｇの軸受１８で軸支し、外周部を固定ハブ８ｃの軸受１４で回転自在とし、回転ハブ９の内部外周に内歯歯車９ｄを設け、かつ回転ハブの中心部９ｅに設けたフェースギヤ
９ｆを、固定ハブ８ｆに軸直角に回転自在とした第１動力伝達軸２２下端のフェースギヤ２２ｂに噛合せ、さらに上端に設けた内歯歯車２２ａを、固定ハブ８ｆと一体のブラケット２６に軸支される第２動力伝達軸２３下端のピニオン２３ａに噛合せ、第２動力伝達軸上端のフェースギヤ２３ｄを固定ハブ８ｅに回転自在に軸支される中間大歯車２７のフェースギヤ２７ａに噛合せ、さらに中間大歯車の歯車２７ｂを、固定ハブ８ｄで軸支される牽引レバー２９の軸２９ｃ上で回転自在となる空転歯車２８の第２空転歯車２８ａに噛合せ、さらに空転歯車の第１空転歯車２８ｂを内歯歯車９ｄに噛合せ、固定ハブの穴８ｂから突出する牽引レバー２９ｂを牽引できるようにしたことを特徴とする車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項２】
前記空転歯車を、回転ハブの内歯歯車と噛合う第１空転歯車と、中間大歯車と噛合う第２空転歯車で構成し、第１空転歯車を第２空転歯車より小さくする事を特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項３】
前記回転ハブのフェースギヤ直径を、中間大歯車のフェースギヤ直径より小さくすることを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項４】
前記回転ハブのフェースギヤと中間大歯車のフェースギヤ間に、第１動力伝達軸と第２動力伝達軸を設け、第１動力伝達軸又は第２動力伝達軸のどちらか一方に内歯歯車を設け、この内歯歯車に第１または第２動力伝達軸のピニオンを噛合せることを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項５】
前記回転ハブと固定ハブを、左右の軸受を介して連結し、連結部にオイルシールを設けたことを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項６】
前記固定ハブ車軸を車体本体に固定し、右側および左側に車輪牽引レバーを一括操作する牽引ロッドを設け、牽引ロッドと車輪牽引レバーを、圧縮ばねを介して連結し、両ロッドを車体前方で一体とし、牽引車両の連結ピンに結合する事を特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項７】
前記固定ハブ車軸を車体本体の、前後方向移動可とする直動軸受で軸支し、車輪牽引レバーを車体本体にピン結合することを特徴とする請求項６記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項８】
前記回転ハブの交叉型フェースギヤ、中間大歯車の交叉型フェースギヤをそれぞれ、交叉型まが
り歯かさ歯車とすることを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項９】
車輪ハブに設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構付き駆動車輪の牽引力を小さくすることを目的とした、従動車輪に設ける請求項６記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項１】
自動車等走行時牽引される車輪のハブ６において、ハブを回転ハブ９と固定ハブ８に分け、回転ハブ中心を固定ハブ８ｇの軸受１８で軸支し、外周部を固定ハブ８ｃの軸受１４で回転自在とし、回転ハブ９の内部外周に内歯歯車９ｄを設け、かつ回転ハブの中心部９ｅに設けたフェースギヤ
９ｆを、固定ハブ８ｆに軸直角に回転自在とした第１動力伝達軸２２下端のフェースギヤ２２ｂに噛合せ、さらに上端に設けた内歯歯車２２ａを、固定ハブ８ｆと一体のブラケット２６に軸支される第２動力伝達軸２３下端のピニオン２３ａに噛合せ、第２動力伝達軸上端のフェースギヤ２３ｄを固定ハブ８ｅに回転自在に軸支される中間大歯車２７のフェースギヤ２７ａに噛合せ、さらに中間大歯車の歯車２７ｂを、固定ハブ８ｄで軸支される牽引レバー２９の軸２９ｃ上で回転自在となる空転歯車２８の第２空転歯車２８ａに噛合せ、さらに空転歯車の第１空転歯車２８ｂを内歯歯車９ｄに噛合せ、固定ハブの穴８ｂから突出する牽引レバー２９ｂを牽引できるようにしたことを特徴とする車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項２】
前記空転歯車を、回転ハブの内歯歯車と噛合う第１空転歯車と、中間大歯車と噛合う第２空転歯車で構成し、第１空転歯車を第２空転歯車より小さくする事を特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項３】
前記回転ハブのフェースギヤ直径を、中間大歯車のフェースギヤ直径より小さくすることを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項４】
前記回転ハブのフェースギヤと中間大歯車のフェースギヤ間に、第１動力伝達軸と第２動力伝達軸を設け、第１動力伝達軸又は第２動力伝達軸のどちらか一方に内歯歯車を設け、この内歯歯車に第１または第２動力伝達軸のピニオンを噛合せることを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項５】
前記回転ハブと固定ハブを、左右の軸受を介して連結し、連結部にオイルシールを設けたことを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項６】
前記固定ハブ車軸を車体本体に固定し、右側および左側に車輪牽引レバーを一括操作する牽引ロッドを設け、牽引ロッドと車輪牽引レバーを、圧縮ばねを介して連結し、両ロッドを車体前方で一体とし、牽引車両の連結ピンに結合する事を特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項７】
前記固定ハブ車軸を車体本体の、前後方向移動可とする直動軸受で軸支し、車輪牽引レバーを車体本体にピン結合することを特徴とする請求項６記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項８】
前記回転ハブの交叉型フェースギヤ、中間大歯車の交叉型フェースギヤをそれぞれ、交叉型まが
り歯かさ歯車とすることを特徴とする請求項１記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【請求項９】
車輪ハブに設ける遊星歯車式駆動動力軽減機構付き駆動車輪の牽引力を小さくすることを目的とした、従動車輪に設ける請求項６記載の車輪ハブに設けるテコ式牽引力軽減機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１１１０２９（Ｐ２００６−１１１０２９Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９７１０９（Ｐ２００４−２９７１０９）
【出願日】平成１６年１０月１２日（２００４．１０．１２）
【出願人】（５００２０６７２２）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１２日（２００４．１０．１２）
【出願人】（５００２０６７２２）
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