JP5368138B2 - エネルギー蓄積付与装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸の回転制動時の運動エネルギーを蓄積して回転開始時に付与するエネルギー蓄積付与装置に関する。

従来、自動車等の車両の制動時や減速時のエネルギーを保存する方法として、例えば、下記特許文献１に記載のように、制動時に加圧した作動油を用いて再駆動時に油圧ポンプや油圧モータの作動をアシストするものや、下記特許文献２に記載のように、制動時及び減速時のエネルギーを空気圧として保持して発進及び加速時に再利用するものがある。

また、この種のエネルギーを再利用するものとして、下記特許文献３に記載のように、減速停止時の回転エネルギーをゼンマイに蓄積させるものや、下記特許文献４に記載のように、制動時の慣性エネルギーをコンプレッサ及び発電機で回収するものなどが知られている。

特開平５−１３１８６３号公報 特開平９−３２３５６３号公報 特開２００１−３４１６２１号公報 特開２００３−１５８８０１号公報

しかしながら、上述のような構成では、制動時や減速時のエネルギーを、作動油や空気の加圧に用いたり、ゼンマイに蓄積させたり、或いはコンプレッサや発電機で回収したりするものであって、エネルギーを圧力や電力等に変換するものであるため、エネルギーを効率良く再利用することが容易ではない。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、制動時のエネルギーを効率よく蓄積して再利用することができるエネルギー蓄積付与装置を提供することにある。

この課題を解決するため、請求項１に係る本発明は、回転軸の回転を制動させる動作に応じ、前記回転軸が有する運動エネルギーを位置エネルギーに変換して蓄積するエネルギー蓄積手段と、前記回転軸の回転を開始させる動作に応じ、前記エネルギー蓄積手段に蓄積した位置エネルギーを、前記回転軸を回転させる運動エネルギーに変換して前記回転軸に与えるエネルギー付与手段とを有することを特徴としている。

請求項２に係る本発明は、請求項１記載のエネルギー蓄積付与装置において、エネルギー蓄積手段は、回転軸に取り付けられた第１の歯車と、前記回転軸の回転を制動させる動作によって前記第１の歯車に噛み合う第２の歯車と、この第２の歯車の回転に対応して移動するラックと、このラックに回転可能に取り付けられたアームと、を備え、前記回転軸の回転を制動させる動作に応じ、この回転軸の回転を、前記第１の歯車、第２の歯車及びラックを介して前記アームに伝え、このアームの移動による梃の原理によって前記回転軸の運動エネルギーを位置エネルギーに変換することを特徴としている。

請求項３に係る本発明は、請求項２記載のエネルギー蓄積付与装置において、エネルギー蓄積手段は、アームの回転中心となる支点の位置調整によって、このアームの移動にて変換される運動エネルギー量が調整可能であることを特徴としている。

請求項４に係る本発明は、請求項１ないし３のいずれか記載のエネルギー蓄積付与装置において、エネルギー付与手段は、回転軸の回転速度に対応させた運動エネルギーを付与する調速手段を備えていることを特徴としている。

本発明によるエネルギー蓄積付与装置は、上記の構成を有するので、回転軸の回転を制動させる動作に応じ、この回転軸が有する運動エネルギーが位置エネルギーに変換されてエネルギー蓄積手段に蓄積され、このエネルギー蓄積手段に蓄積された位置エネルギーが、エネルギー付与手段によって、回転軸の回転を開始させる動作に応じ、この回転軸を回転させる運動エネルギーに変換されて回転軸に与えられる。したがって、回転時の回転軸の運動エネルギーを効率よく蓄積することができるとともに、このエネルギー蓄積手段に蓄積した位置エネルギーを、回転軸を回転させる運動エネルギーとして効率よく再利用することができる。

本発明の一実施形態によるエネルギー蓄積付与装置を示す概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は歯車の位置関係を示す平面図である。 このエネルギー蓄積付与装置を用いて回転軸の回転を停止させる状態の概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は歯車の位置関係を示す正面図である。 本発明の他の実施形態によるエネルギー蓄積付与装置を示す概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は歯車の位置関係を示す平面図である。 このエネルギー蓄積付与装置の調速手段が機能した状態の概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は歯車の位置関係を示す正面図である。 このエネルギー蓄積付与装置の調速手段を示す拡大概略図で、（ａ）は調速手段が機能していない状態の平面図、（ｂ）は調速手段が機能した状態の平面図である。

以下添付図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される発明の範囲内において種々の変形や変更が許容されることは言うまでもない。

図１〜図２を参照して、この実施例によるエネルギー蓄積付与装置１は、エネルギー保存式制動装置であって、例えば自動車等の車両Ａの車輪（図示せず）を回転駆動させる回転軸Ｂの回転を停止させる動作に応じ、この回転軸Ｂが有する運動エネルギーを位置エネルギーに変換して蓄積するエネルギー蓄積手段１０を有している。このエネルギー蓄積手段１０は、回転軸Ｂに同心状に固定されて取り付けられた第１の歯車１１と、この第１の歯車１１に噛み合わされた第２の歯車１２と、回転軸Ｂの回転を停止させる際に第２の歯車１２に噛み合う第３の歯車１３とを備えている。

第１の歯車１１は、平坦な円柱状の平歯車であって、第２の歯車１２が常に噛み合わされている。第２の歯車１２は、図１（ｂ）に示すように、第１の歯車１１に噛み合わされた平坦な円柱状の平歯車部１２ａと、この平歯車部１２ａの同軸上に取り付けられた截頭円錐状の傘歯車部１２ｂとで構成されている。傘歯車部１２ｂは、平歯車部１２ａの軸中心の一側（図１（ａ）における前側）に固定された軸体１２ｃに軸方向に沿って移動可能に挿通されており、この軸体１２ｃの平歯車部１２ａ側の外周に設けられたラチェット部１２ｄに係合した場合にのみ、図１（ａ）における反時計方向（左回り方向）の一方向のみに回転する構成となっている。

一方、第１の歯車１１に隣接して棒状の軸体である第１の持上げ軸２１が取り付けられており、この第１の持上げ軸２１は、車両Ａの車輪の駆動、すなわち回転軸Ｂの回転を停止させるブレーキ装置（図示せず）と連動するように、軸方向を上下方向に向けて上下動可能に取り付けられている。また、第１の持上げ軸２１は、車両Ａに設けられた挿通部Ｃに挿通されて、この第１の持上げ軸２１の上下動の揺れが規制されている。さらに、この第１の持上げ軸２１の先端部である上端部に第３の歯車１３が回転自在に取り付けられており、この第３の歯車１３は、図１（ｂ）に示すように、第２の歯車１２の傘歯車部１２ｂに噛み合う截頭円錐状の傘歯車部１３ａと、この傘歯車部１３ａの同軸上に取り付けられた平坦な円柱状の平歯車部１３ｂとで構成されている。平歯車部１３ｂは、傘歯車部１３ａの軸中心の一側（図１（ａ）における前側）に固定されており、この傘歯車部１３ａと一体に回転する構成となっている。また、この平歯車部１３ｂの上側には、棒状のラックである第１のラック棒２２がほぼ水平に設置されており、この第１のラック棒２２の一側面である下面にギア面２２ａが設けられ、このギア面２２ａが第３の歯車１３の平歯車部１３ｂに噛み合わされている。

さらに、第１の持上げ軸２１は、上下方向に沿った棒状の本体部２１ａと、この本体部２１ａの先端寄りの中間部から分岐して上方に向けて傾斜した棒状の枝部２１ｂとで構成されており、本体部２１ａの先端に第３の歯車１３が取り付けられ、枝部２１ｂの先端に第４の歯車２４が取り付けられている。この第４の歯車２４は、この第４の歯車２４に設けられたラチェット部（図示せず）によって、図１（ａ）における反時計方向（左回り方向）の一方向のみ回転する構成となっており、この第４の歯車２４が第１のラック棒２２のギア面２２ａに噛み合うようになっている。

第１の持上げ軸２１の本体部２１ａの先端には、第１のラック棒２２の長手方向の一端側の持ち上げを規制する第１のラック棒ガード２５が取り付けられている。この第１のラック棒ガード２５は、第３の歯車１３の平歯車部１３ｂと第１のラック棒２２のギア面２２ａとの噛合を保持する。さらに、第１のラック棒２２の他端部には、細長棒状のアームである第１のアーム２６の長手方向の一端部が回転可能に連結されている。この第１のアーム２６は、第１のラック棒ガード２５と鋭角に交差しており、この第１のアーム２６の長手方向の他端を第１の歯車１１の上方に延出させた状態で取り付けられている。さらに、第１のアーム２６の他端寄りの中間部は、棒状の第１のアーム支持軸２７の上端部に回転可能に固定されて第１の支点２８とされている。この第１のアーム支持軸２７は、長手方向を上下方向に向けて取り付けられており、この第１のアーム支持軸２７の下端部が車両Ａに固定されている。

第１のアーム２６の他端部には、この第１のアーム２６の長手方向に沿った長穴２６ａが形成されており、この長穴２６ａには、棒状の第２の持上げ軸２９の一端である上端寄りに取り付けられた軸体２９ａが挿通されて、長手方向に移動可能及び回転可能に取り付けられている。よって、第１のアーム２６は、第１の支点２８を回転中心として、図１（ａ）における時計方向（右回り方向）及び反時計方向（左回り方向）のそれぞれの方向に回転可能な構成となっている。

第２の持上げ軸２９は、長手方向を上下方向に向けて設置されており、この第２の持上げ軸２９の上端部が、運動エネルギーを位置エネルギーに変換させるための錘体となる車両Ａの一部に回転可能に固定されている。また、この第２の持上げ軸２９の下端部には、エネルギー付与手段３０を構成する棒状のアームである第２のアーム３１の一端部が回転可能に連結されている。この第２のアーム３１は、この第２のアーム３１の一端寄りの中間部が、棒状の第２のアーム支持軸３２の上端部に回転可能に固定されて第２の支点３３とされている。この第２のアーム支持軸３２は、長手方向を上下方向に向けた状態で、この第２のアーム支持軸３２の下端部が車両Ａに固定されて取り付けられている。

また、第２のアーム３１の長手方向の他端部は、長手方向を上下方向に向けて設置された棒状のラックである第２のラック棒３４の上端部に回転可能に連結されており、この第２のラック棒３４の第１の歯車１１に対向する側の一側面にギア面３４ａが設けられている。そして、この第２のラック棒３４のギア面３４ａに第５の歯車３５が噛み合され、この第５の歯車３５が第１の歯車１１に噛み合わされている。

この第５の歯車３５は、一対の平歯車部３５ａ、３５ｂによって構成されており、図１（ｂ）の後側に位置する平歯車部３５ａが、前側に位置する平歯車部３５ｂの同軸上に取り付けられ、これら平歯車部３５ａ、３５ｂ間に設けられたラチェット部３５ｃによって、後側に位置する平歯車部３５ａが、図１（ａ）における反時計方向（左回り方向）の一方向のみ回転する構成となっている。この後側に位置する平歯車部３５ａは、第１の歯車１１に噛み合わされ、前側に位置する平歯車部３５ｂは、第２のラック棒３４のギア面３４ａに噛み合わされている。さらに、第２のラック棒３４の上端寄りの位置には、この第２のラック棒３４のギア面３４ａと第５の歯車３５の前側に位置する平歯車部３５ｂとの噛合を保持する第２のラック棒ガード３６が取り付けられている。

かくして、車両Ａの車輪を回転させて駆動している時に、この車輪の駆動を停止、或いは減退させる制動の必要が生じ、ブレーキペダルを踏んでブレーキ装置を作用させると、図２（ａ）に示すように、このブレーキ装置の作用に連動して第１の持上げ軸２１が上昇する。すると、この第１の持上げ軸２１の上昇に伴って第３の歯車１３が上昇し、この第３の歯車１３の傘歯車部１３ａによって第２の歯車１２の傘歯車部１２ｂが押し上げられて、図２（ｂ）に示すように、この第２の歯車１２の傘歯車部１２ｂが軸方向に移動してラチェット部１２ｄにて平歯車部１２ａと噛み合った状態となる。

この結果、第２の歯車１２の回転が第３の歯車１３に伝わるようになるため、回転軸Ｂとともに回転する第１の歯車１１の回転が第２の歯車１２を介して第３の歯車１３に伝わり、この第３の歯車１３の平歯車部１３ｂに噛み合っている第１のラック棒２２が、この第３の歯車１３の回転に対応し、図２（ａ）の左側に引き寄せられるように移動する。

そして、第１の持上げ軸２１が一定の高さ、すなわち第４の歯車２４が第１のラック棒２２に噛み合う高さまで移動した場合には、この第４の歯車２４と第１のラック棒２２との噛合によって、第３の歯車１３と第１のラック棒２２との噛合が引き離されるとともに、この第１のラック棒２２の戻りが抑制され、さらに第１のラック棒ガード２５によって第１のラック棒２２の上方への飛び出しが防止される。

さらに、この第１のラック棒２２の移動によって、この第１のラック棒２２に連結されている第１のアーム２６の一端側が下方に移動するように連動して回転し、この第１のアーム２６が第１の支点２８を回転中心とした、梃の原理によって、第２の持上げ軸２９が押し上げられて、制動時に回転軸Ｂが有する運動エネルギーが位置エネルギーに変換されて蓄積されるとともに、この第２の持上げ軸２９に連結されている第２のアーム３１の一端側が引き上げられる。

また、この第２のアーム３１の一端側が引き上げられることによって、この第２のアーム３１の他端部に連結されている第２のラック棒３４が下方に移動して押し下げられる。

このとき、この第２のラック棒３４が押し下げられることによって、この第２のラック棒３４のギア面３４ａに噛み合っている第５の歯車３５が、図２（ａ）における反時計方向（左回り方向）に回転する。ところが、この第５の歯車３５は、ラチェット部によって反時計方向には空回りするため、第１の歯車１１を回転させることはない。

次いで、ブレーキペダルを離してブレーキ装置を解除させて、アクセルペダル（図示せず）を踏んで回転軸Ｂの回転を加速する場合には、図１（ａ）に示すように、このブレーキ装置の作用の解除に連動して第１の持上げ軸２１が下降する。このとき、図１（ｂ）に示すように、第２の歯車１２の傘歯車部１２ｂが軸方向に移動して第３の歯車１３の傘歯車部１３ａから離れ、第４の歯車２４による第１のラック棒２２に対するストッパ機能が解除されることによって、この第１のラック棒２２が、図１（ａ）における右側に移動して、この第１のラック棒２２の引き寄せが解除される。

同時に、この第１のラック棒２２の移動によって、第１のアーム２６がブレーキ装置を作用させる前の状態に戻るとともに、第１のラック棒２２が第３の歯車１３の平歯車部１３ｂと噛み合いながら引き戻される。

さらに、第１のアーム２６の移動に伴って第２の持上げ軸２９が押し下げられ、この第２の持上げ軸２９に連結されている第２のアーム３１の一端側が押し下げられるとともに、この第２のアーム３１の他端部に連結されている第２のラック棒３４が上方に移動して引き上げられる。

このとき、この第２のラック棒３４が引き上げられることによって、この第２のラック棒３４のギア面３４ａに噛み合っている第５の歯車３５の前側の平歯車部３５ｂが、図２（ａ）における時計方向（右回り方向）に回転する。そして、この第５の歯車３５の前側の平歯車部３５ｂと後側の平歯車部３５ａとがラチェット部によって連結されて時計方向に連動して回転し、この第５の歯車３５の後側の平歯車部３５ａの回転が第１の歯車１１に伝わり、この第１の歯車１１が固定されている回転軸Ｂを加速させるように作用する。

ここで、ブレーキ装置を作用させた際に、第２の持上げ軸２９を押し上げることによって変換した位置エネルギーは、この第２の持上げ軸２９が下降する際に運動エネルギーに変換されて出力される。

そして、この運動エネルギーは、第２のアーム３１、第２のラック棒３４、第５の歯車３５、及び第１の歯車１１を介して回転軸Ｂに伝えられ、この回転軸Ｂの回転を加速するための運動エネルギーとして回転軸Ｂに与えられる。

なお、第２の持上げ軸２９の下降に伴う第５の歯車３５の回転速度が低い場合には、回転軸Ｂに与えられる運動エネルギーが増大するため、この回転軸Ｂの加速に有効に機能させることができる。

上述したように、上記のエネルギー蓄積付与装置１は、ブレーキ装置を作用させて、回転軸Ｂの回転を停止、或いは減退の制動させる動作に応じ、この回転軸Ｂの回転を減退させることによって消失していたエネルギー、すなわち回転軸Ｂが有する運動エネルギーが、第２の持上げ軸２９の押し上げ動作によって機械的に位置エネルギーに変換されて蓄積回収される。さらに、ブレーキ装置の作用を解除しアクセルを作用させて、回転軸Ｂの回転を開始させる動作に応じ、第２の持上げ軸２９の押し上げによって変換されて蓄積された位置エネルギーが、この第２の持上げ軸２９の下降によって回転軸Ｂの回転を加速させる運動エネルギーに変換されて、回転軸Ｂに供給される。

すなわち、走行する車両Ａが有する運動エネルギーであって、この車両Ａの制動時にブレーキ装置のブレーキシュー等で熱エネルギーとして消失されていた運動エネルギーの消失を、回転軸Ｂの回転と連動する歯車群及びアーム等による比較的シンプルな機械的機構によって抑え、この消失されていた運動エネルギーを回収して、回転軸Ｂの回転を加速させる際の有効なエネルギーとして用い、動力として還元するというトータル的な改善を講じることができる。

よって、車両Ａの走行時のエネルギーロスを少なくして走行できるようになるため、車両Ａの省エネルギー対策として有効であるとともに、ブレーキ装置のブレーキシュー等への負担を軽減でき、車輪と路面との間の過度な摩擦を少なくできる。したがって、車両Ａのスリップを抑制でき、かつブレーキ装置の各部やタイヤの摩耗を少なくすることができるため、車両Ａの機能性を向上できる。

また、車両Ａの回転軸Ｂの回転が遅くなって、この車両Ａの走行速度を復元、すなわち発進、或いは加速するために大量の燃料を消費する際に、この車両Ａの回転軸Ｂを回転させる動力として作用するため、大量の燃料を消費していた発進時及び加速時に回転軸Ｂを回転させる動力として利用できるから、省エネルギーに非常に有効である。

特に、歯車群及びアーム等で構成した機械的機構であるエネルギー蓄積付与装置１を構成する第１のアーム２６の第１の支点２８を回転中心とした梃の原理を利用して第２の持上げ軸２９を押し上げて、制動時に消失され回転軸Ｂが有する運動エネルギーを位置エネルギーに変換するものであるため、回転軸Ｂの制動時に消失される運動エネルギーを圧力や電圧等に変換する場合に比べ、この運動エネルギーを効率よく、円滑かつ安全に変換できるとともに、車両Ａの重さや動きに応じ、回転軸Ｂの制動時に消失される動力を、確実にエネルギーとして回転軸Ｂに供給できる。したがって、回転軸Ｂの制動時に消失されるエネルギーの回収、保存及び還元のサイクルを柔軟に構築できる。

さらに、回転軸Ｂの制動時に回収する位置エネルギーは、第１のアーム２６の長さと第１の支点２８の位置を変えることによって、円滑かつ柔軟に変更でき、回転軸Ｂに作用させる運動エネルギーは、第２のアーム３１の長さと第２の支点３３の位置を変えることによって、円滑かつ柔軟に変更することができるため、これら第１のアーム２６及び第２のアーム３１のそれぞれの長さ及び支点の位置を適宜調整することによって、車両Ａの加速距離、加速度、減速距離又は減速度に伴う運動エネルギー量、すなわち運動エネルギーの回収量及び供給量を、円滑かつ柔軟に調整でき、車両Ａの制動時に回収したエネルギーを回転軸Ｂの動力として円滑かつ確実に還元できる。

特に、第２の持上げ軸２９の押し上げ距離が小さく、位置エネルギーを保存する高さが少ない場合には、第２のアーム３１の長さ及び第２の支点３３の位置を調整することによって、第２のラック棒３４の引き上げ速度を円滑かつ柔軟に変更でき、車両Ａの使用目的に応じて確実に作動するよう調整可能であるため、幅広い分野に活用できる。

また、上記エネルギー蓄積付与装置１を、車両Ａの４つの車輪のそれぞれに装着させた場合には、この車両Ａの制動時に、４つの車輪のそれぞれの制動時に消失される運動エネルギーが保存され、この車両Ａの発進時、或いは加速時に、この車両Ａの４つの車輪のそれぞれの回転軸Ｂの加速に対して運動エネルギーが供給されるため、４輪駆動車のような駆動性、及び省エネルギーの効果のそれぞれを発揮できる。

なお、上記一実施形態においては、エネルギー蓄積付与装置１を、車両Ａの回転軸Ｂに取り付けて、この回転軸Ｂの制動時に消失される運動エネルギーを回収して再利用する構成としたが、例えば、このエネルギー蓄積付与装置１の第１のアーム２６を、車両Ａの回転軸Ｂの周辺に取り付けられているサスペンション等の緩衝装置（図示せず）のコイルスプリングに連動する構成とし、車両Ａが平常時より上方に持ち上げられて位置エネルギーが増加し、この際のコイルスプリングの伸び、すなわち弾性エネルギーを、第１のアーム２６を介して第２の持上げ軸２９に伝え、この第２の持上げ軸２９を押し上げて位置エネルギーとして蓄積し、この位置エネルギーを、車両Ａの平常時への降下、すなわちコイルスプリングの縮みに伴って回転軸Ｂに与えて動力として利用することもできる。

この実施例によるエネルギー蓄積付与装置１は、既述実施例１によるエネルギー付与装置１とほぼ同様の構成であり、同一または対応する部材ないし要素には同一の符号を付けてある。それらについての説明は実施例１における説明と重複するので割愛する。

この実施例によるエネルギー蓄積付与装置１が実施例１のエネルギー蓄積付与装置１と異なる点は、主として、回転軸Ｂ、すなわち第１の歯車１１の回転速度に対応させて運動エネルギーを付与して、この回転軸への運動エネルギーの付与を柔軟にするためのガバナー装置４１が付設されている点にある。

実施例１において説明したように、第２の持上げ軸２９にて蓄積した位置エネルギーを運動エネルギーに変換して回転軸Ｂに付与するためには、ブレーキ装置の作用の解除によって、第２の持上げ軸２９が押し下げられて、この第２の持上げ軸２９が下降する際に運動エネルギーに変換され、この運動エネルギーが第２のアーム３１及び第２のラック棒３４を介して第５の歯車３５に伝えられ、この第５の歯車３５の回転が第１の歯車１１を介して回転軸Ｂに伝えられて行われる。したがって、第５の歯車３５の回転速度と第１の歯車１１の回転速度とが大きく異なる場合には、この第５の歯車３５から第１の歯車１１への運動エネルギーの付与が柔軟になされないおそれがある。

この問題を解決するため、この実施例によるエネルギー蓄積付与装置１は、回転軸Ｂの回転速度に応じて、第５の歯車３５から第１の歯車１１へ運動エネルギーを付与し、この第１の歯車１１への運動エネルギーの付与を柔軟にするためのガバナー装置４１を備えている。すなわち、図３乃至図５に示すように、第５の歯車３５の後側の平歯車部３５ａの後側に軸体４２を同軸状に突出させ、この軸体４２にガバナー装置４１が取り付けられている。

具体的に、ガナバー装置４１は、調速手段（調速機）であり、図３乃至図５に示すように、軸体４２の先端部に同心状に固定された円盤状の鍔部４２ａが設けられ、この鍔部４２ａの中心部がボルト４２ｂで固定されて押さえられている。また、軸体４２の周囲にはコイルスプリング４８が挿通されて取り付けられ、この軸体４２の第５の歯車３５側に取り付けられた押上プレート４３と鍔部４２ｂとの間に挟持されている。このコイルスプリング４８は、一端部が鍔部４２ａに押さえられ、他端部が押上プレート４３に押さえられおり、調速アーム４５の支持部材４６によって、押上プレート４３の第５の歯車３５側（図５の下方向）への移動が規制されている。

また、押上プレート４３は、中空な截頭円錐状のカバー４４の内側に取り付けられて一体的に形成されており、軸体４２の軸方向に沿って移動可能に構成されている。ここで、このカバー４４は、截頭円錐状の骨組みだけの構成であっても良い。さらに、このカバー４４の先端側（図５の上方向）の端面４４ｃの中心部には円形状の穴部４４ｄが設けられており、この穴部４４ｄには、第１のロッド４９の先端部に設けられた溝部４９ａが嵌合され、この第１のロッド４９の周方向に向けて回転可能に取り付けられている。

ここで、このカバー４４の穴部４４ｄと溝部４９ａとの間は、ガバナー装置４１の回転を第１のロッド４９に伝達する接点となる。このため、この穴部４４ｄと第１のロッド４９の溝部４９ａとの間にベアリング等（図示せず）を取り付け、これら穴部４４ｄと溝部４９ａとの間の接触面積を少なくすることによって、これらカバー４４と第１のロッド４９の磨耗を小さくすることが可能とある。

さらに、ほぼＵの字状に湾曲したアーム状の調速アーム４５の一端部４５ａが押上プレート４３の外側面に当接させて配設されている。この調速アーム４５は、複数、例えば４本取り付けられ、軸体４２の周方向に向けて等間隔に設置されている。これら調速アーム４５は、カバー４４の第５の歯車３５側に位置する軸体４２の周面に取り付けられた支持部材４６に、これら調速アーム４５の中間部が、軸体４２の径方向に沿って回転可能に取り付けられている。ここで、カバー４４の開口部４４ａの内周縁には、各調速アーム４５の一端部４５ａが当接して、これら調速アーム４５の径方向への移動距離、すなわち調速アーム４５が飛び出す動きを規制する袖部４４ｅが形成されている。そして、各調速アーム４５は、これら調速アーム４５の他端部４５ｂがカバー４４の外周面４４ｂに対向して設置されており、これら調速アーム４５の他端側の先端部には、球状の錘４７がそれぞれ取り付けられている。

図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、第１のロッド４９の先端部は、棒状の第３のアーム５１の長手方向の一端部に回転可能に取り付けられている。この第３のアーム５１は、第１のロッド４９に対して屈曲して取り付けられており、この第３のアーム５１の長手方向の中間部は、車両Ａの一部に固定された第３のアーム支持軸５２に回転可能に固定されている。そして、この第３のアーム５１の長手方向の他端部には、棒状の第２のロッド５３の長手方向の一端部に回転可能に取り付けられている。この第２のロッド５３は、第１の歯車１１及び第５の歯車３５をまたぐように、この第５の歯車３５の軸方向に沿って取り付けられている。そして、第２のロッド５３の長手方向の他端部には、棒状の第４のアーム５４の長手方向の一端部と、棒状の第５のアーム５５の長手方向の一端部とのそれぞれが回転可能に取り付けられている。そして、第４のアーム５４の長手方向の他端部は、第２のアーム３１の一端部に回転可能に取り付けられており、第５のアーム５５の長手方向の他端部は、第１のアーム支持軸２７に回転可能に固定されている。

さらに、第２のアーム３１の中間部には、この第２のアーム３１の長手方向に沿った長穴３１ａが形成されており、この長穴３１ａには、第２のアーム支持軸３２の上端寄りに取り付けられた軸体３１ｂが挿通されて第２の支点３３とされ、長手方向に移動可能及び回転可能に取り付けられている。

かくして、このようにガナバー装置４１をセットした状態で、ブレーキペダルを離してブレーキ装置を解除させると、このブレーキ装置の作用の解除に連動して第１の持上げ軸２１が下降して第２の持上げ軸２９が押し下げられ、この第２の持上げ軸２９に蓄積されている位置エネルギーが下降によって運動エネルギーに変換されて、第２のアーム３１、第２のラック棒３４を介して第５の歯車３５に伝えられる。

このとき、第２の持上げ軸２９に蓄積されていたエネルギーが大きく、この第２の持上げ軸２９から第５の歯車３５に与えられる運動エネルギーが大きいなどの理由により、この第５の歯車３５と第１の歯車１１の回転速度とが大きく異なる場合がある、この場合には、第５の歯車の回転速度が上がることによって、この第５の歯車３５に取り付けられている軸体の回転に伴ってガバナー装置４１が回転する。

そして、このガバナー装置４１の回転によって、各調速アーム４５に対し、この第５の歯車３５の回転に伴う遠心力が生じ、これら各調速アーム４５に生じる遠心力が、コイルスプリング４８の弾性力より大きくなった場合に、これら各調速アーム４５の他端側が開くように径方向に回動して、これら調速アーム４５の一端部４５ａによって押上プレート４３が押し上げられる。

このとき、カバー４４の基端側に設けられた袖部４４ｅに各調速アーム４５の一端部４５ａが接触して移動が規制されることによって、これら各調速アーム４５の径方向への回動距離が規制される。

そして、これら調速アーム４５の径方向への回動によって、押上プレート４３と一体となって軸方向に移動するカバー４４が第１のロッド４９を押して、第３のアーム５１を回転させ、この第３のアーム５１の回転に伴って第２のロッド５３が前側に移動し、この第２のロッド５３の移動に伴って第４のアーム５４が回動して第２のアーム３１が長穴３１ａによって他端側に移動する。

この結果、この第２のアーム３１の他端側への移動によって、この第２のアーム３１の回転中心である第２の支点３３の位置が、この第２のアーム３１の他端側へ移動することとなるため、第２のラック棒３４をより大きく上下方向に移動できるようになり、この第２のラック棒３４の引き上げ速度が速くなる。

一方、第５の歯車３５の回転速度が下がった場合には、コイルスプリング４８の復元力によって、押上プレート４３及びカバー４４と同時に第１のロッド４９が押し戻されて調速アーム４５が閉じるように中心方向に移動する。

この結果、第１の歯車１１、すなわち回転軸Ｂの回転速度に対応して第５の歯車３５が回転するようになるため、この第１の歯車１１の回転速度に応じて、第５の歯車３５の運動エネルギーを第１の歯車１１に付与でき、この第５の歯車３５から第１の歯車１１へのエネルギーの付与をスムーズ、すなわち柔軟にできる。

１ エネルギー蓄積付与装置
１０ エネルギー蓄積手段
１１ 第１の歯車
１２ 第２の歯車
１３ 第３の歯車
２１ 第１の持上げ軸
２２ 第１のラック棒（ラック）
２４ 第４の歯車
２５ 第１のラック棒ガード
２６ 第１のアーム（アーム）
２７ 第１のアーム支持軸
２８ 第１の支点
２９ 第２の持上げ軸
３０ エネルギー付与手段
３１ 第２のアーム
３２ 第２のアーム支持軸
３３ 第２の支点
３４ 第２のラック棒
３５ 第５の歯車
３６ 第２のラック棒ガード
４１ ガバナー装置（調速手段）
４２ 軸体
４３ 押上プレート
４４ カバー
４５ 調速アーム
４６ 支持部材
４７ 錘
４８ コイルスプリング
４９ 第１のロッド
５１ 第３のアーム
５２ 第３のアーム支持軸
５３ 第２のロッド
５４ 第４のアーム
５５ 第５のアーム
５６ 第４のアーム支持軸
Ａ 車両
Ｂ 回転軸
Ｃ 挿通部

Claims (3)

1. 回転軸の回転を制動させる動作に応じ、前記回転軸が有する運動エネルギーを位置エネルギーに変換して蓄積するエネルギー蓄積手段と、前記回転軸の回転を開始させる動作に応じ、前記エネルギー蓄積手段に蓄積した位置エネルギーを、前記回転軸を回転させる運動エネルギーに変換して前記回転軸に与えるエネルギー付与手段とを有し、前記エネルギー蓄積手段は、回転軸に取り付けられた第１の歯車と、前記回転軸の回転を制動させる動作によって前記第１の歯車に噛み合う第２の歯車と、この第２の歯車の回転に対応して移動するラックと、このラックに回転可能に取り付けられたアームと、を備え、前記回転軸の回転を制動させる動作に応じ、この回転軸の回転を、前記第１の歯車、第２の歯車及びラックを介して前記アームに伝え、このアームの移動による梃の原理によって前記回転軸の運動エネルギーを位置エネルギーに変換することを特徴とする、エネルギー蓄積付与装置。
2. エネルギー蓄積手段は、アームの回転中心となる支点の位置調整によって、このアームの移動にて変換される運動エネルギー量が調整可能であることを特徴とする、請求項１記載のエネルギー蓄積付与装置。
3. エネルギー付与手段は、回転軸の回転速度に対応させた運動エネルギーを付与する調速手段を備えていることを特徴とする、請求項１または２記載のエネルギー蓄積付与装置。

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