JP5373854B2

JP5373854B2 - ロータリーポンプを利用する４輪駆動車

Info

Publication number: JP5373854B2
Application number: JP2011121013A
Authority: JP
Inventors: 尚也冨樫
Original assignee: 尚也冨樫
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2031-04-15
Also published as: JP2012225504A

Description

本発明は従来の自動車のエンジンから車輪への回転の伝達機構において、クラッチ、プロペラシャフト、差動歯車装置を省き、さらに歯車式変速機をロータリー油圧モーター式に変えることにより回転の伝達の簡略化と車体の軽量化を計り燃費の効率を上げることを目的とする一連の機構である。

従来の自動車はエンジンの回転をクラッチ、変速機、プロペラシャフト、差動歯車装置、車輪と伝達されていて構造が複雑になり車体が重くなり燃費を悪くしている。又、悪路で脱輪すると車輪がスリップして走行不能に陥いる。

この問題点を解決する技術として本発明者が先に提案した特許文献１のロータリーポンプを利用する油圧モーターが有る。

特願２０１０−２６２９５９

本発明者が先に提案したロータリーポンプを油圧モーターに置き替えてロータリーポンプと油圧モーターの組合せにより、不要な構造物を取り去り車体の軽量化を計り燃費の向上を計るものである。

従来の自動車ではエンジンの回転を後方に伝えたり切り離したりする操作はクラッチを通して行っているが、本発明では、エンジンに直結されたロータリーポンプから送り出される流体を後方の変速機に繋っている流導管の途中に設けた開閉弁で、変速機に達する手前で別口に設けた流導管を通して、ロータリーポンプに直接戻してやると、変速機に回転が伝わらずクラッチとして作動する。

上記のクラッチ用開閉弁と別口に設けたクラッチ用流導管の後方に本発明者が先に提案したロータリーポンプを数個、主軸上に並列に繋ぎ数個の油圧モーターとして置き替え、この油圧モーター各々に開閉弁を設置し、この１個ごとの開閉弁を主軸の回転数に応じて開閉するよう設定し、主軸の回転数が少ない時は全開閉弁が開き、全油圧モーターが作動し、主軸の回転が上るごとに１ヶ所づつ開閉弁が閉じ油圧モーターの回転を止めていくとパスカルの原理から変速機として機能する

上記変速機において油圧モーターが止ると主軸も止ってしまうので双方の回転の切り離しが必要になるが、図２に示すように油圧モーター内の主軸と偏心軸の直結を避け、間にローラーベアリングを挿入し、これを介して回転する様にすると、偏心軸の回転は主軸に繋がるが、主軸の回転は偏心軸に繋がらないから低速から高速へ回転が伝わっていく。

上記変速機の後方にロータリーポンプを設置し、このポンプからの流体を受ける油圧モーターを自動車の４個の車軸に各々に設置し、４輪駆動車とするが、４輪の回転の内外輪差は車輪の回転数に応じて流量に差が生じるので差動歯車装置がなくても、その働きに変りがなく４輪駆動車として機能する。

変速機のロータリーポンプと車輪を繋ぐ流導管の途中に流体の流れが逆になる流転機構を設け、その逆転弁で４輪の油圧モーターへの流体の流れを逆にしてやると車輪は逆転してバック機構が成立する

従来の自動車では４輪のうち１輪が脱輪してスリップすると空転して走行不能に陥るが本発明では、上記のバック機構と左右の車輪を繋ぐ流導管の途中に、この左右の２本の流導管を、別口に管で繋ぎその中に圧力差でスライスするスライダーを挿入すると、脱輪して空転する車輪側の流導管内の流体の流れが速くなり、左右の２本の流導管に圧力差が発生する。この圧力差でスライダーは脱輪側に引き寄せられ流体の流れがコントロールされ、脱輪していない方へ流体が流れ込んで自動的にノンスリップ４輪駆動が作動する。

自動車の４輪に設置した油圧モーターから戻ってくる流体を、変速機のロータリーポンプの直後に設けた別口の流導管に惰力走行弁を設置し、この弁を閉じて流体をロータリーポンプに戻さず直接４輪の油圧モーターに戻してやると車輪は空転状態になり、惰力走行に移って燃費効率が上がる。

自動車の４輪の油圧モーターから戻ってくる流体を上記の惰力走行管の途中にブレーキ弁を設け、惰力走行中にブレーキ弁を閉じると流体の流れが止まりブレーキが発生する。

ブレーキを掛ける前に発電機を回す回路を設置し蓄電に利用する。

クラッチ弁、惰力走行弁はアクセルペダルと常に連動して、アクセルペダルを緩めると即作動して燃費の向上を計る。

従来の自動車のクラッチ、プロペラシャフト、差動歯車装置を省きさらに歯車式変速機を本発明の油圧モーター式に変える事により、車体の構造の簡略化、軽量化を計り、さらに惰力走行、ノンスリップ車輪、蓄電作用等、燃費効率の向上を計る一連の優れた機構である。

本発明の自動車におけるエンジンから車輪までの回転伝達の一連の構造図である。本発明の変速機における主軸と偏心軸の回転を伝えたり切り離したりする構造図である本発明者が先に提案したロータリーポンプの断面の参照図である。本発明者が先に提案したロータリーポンプの側断面の参照図である。本発明者が先に提案したロータリーポンプの一体化した２個の回転シリンダーと遮蔽壁の斜視図の参照図である。本発明のロータリーポンプの固定ケーシング（略図）内で回転する回転シリンダーとロータによって作られるポンプ室の変化を図示した参照図である。

エンジンの主軸と［図１］のロータリーポンプ（３）の主軸（１）を直結し、ロータリーポンプ（３）から排出される流体を後方の変速機の油圧モーター（４、５、６、７）へ通さず流導管（１７）からクラッチ開閉弁（９、１０）を介してクラッチ流導管（２７）、流導管（１８）と流通してロータリーポンプ（３）に直接戻してやると変速機の油圧モーターにエンジンの回転が伝わらずクラッチとして作動する。

クラッチ開閉弁（９、１０）の後方にロータリーポンプ数個を変速機の主軸（２）に並列に繋ぎ、変速機の油圧モーター（４、５、６、７）としておき替え、変速機の吸入弁（１１、１３、１５）及び吐出弁（１２、１４、１６）を介して流導管（１７）及び流導管（１８）と繋ぎ、車速が低速の時は全部の変速機の吸入弁（１１、１３、１５）、及び吐出弁（１２、１４、１６）が開いて全部の変速機の油圧モーター（４、５、６、７）に流体が流入し、変速機の主軸（２）の回転が上るにつれて変速機の吸入弁（１１、１３、１５）及び吐出弁（１２、１４、１６）が１個所ずつ閉じて流体の流れを止め、変速機の油圧モーターの回転を止めていくとパスカルの原理から回転力に変化が生じ低速から高速へと回転が移っていき変速機として機能する。

変速機の油圧モーター（４、５、６）が止っても変速機の主軸（２）が止まらない為には、［図２］の偏心軸（２）の繋りの分離が必要であるが図示する様に油圧モーターの主軸と偏心軸（２）の間にローラーベアリングを挿入することで一方向のみの回転伝達が可能になり機能する。

変速機の油圧モーター（４、５、６、７）の主軸（２）の後方にロータリーポンプ（８）を直結し、このロータリーポンプ（８）からの流体を受ける油圧モーター（２５）を自動車の４個の車輪（２６）に各々に設置し、４輪駆動車とするが、４車輪（２６）のカーブでの内外輪の回転差は車輪（２６）の回転数に応じて流量に差が生じる為に差動歯車装置がなくても、その機能には変りなく４輪駆動車として作動する。

変速機のロータリーポンプ（８）から車輪の油圧モーター（２５）に流動する流体の流れを逆転弁（２１）で逆にしてやると車輪の油圧モーター（２５）の回転が逆転するのでバック機構として作動する。

自動車の４個の車輪（２６）の内の１車輪が脱輪して空転すると、その車輪に流動する流体の流導管（２３、２４）内の流速が上り、他の車輪の流導管（２３、２４）内の流体の流速が下がり流速に差が生じると流れの速い方は圧力が下り、遅い方は圧力が上る、この現象を利用して４本の流導管（２３、２４）の間に圧力に応してスライスするスライダー（２２）を設けると低圧の方へスライダーが引き寄せられ流体の流れが止められ空転が抑えられ、他の車輪に回転力が伝わり自動的に４輪駆動が発生する。

４個の車輪の油圧モーター（２５）から戻ってくる流体を変速機のロータリーポンプ（８）に戻さず、変速機のロータリーポンプ（８）の後方に別口に設けた流導管（２８）の付根に設置した惰力走行弁（１９）を閉じて直接４個の車輪の油圧モーター（２５）に戻してやると車輪は空転状態になり惰力走行に移り燃費の効率が向上する。

惰力走行中に車輪の油圧モーター（２５）から戻る流体の流れを惰力走行流導管（２８）の中に設けたブレーキ弁（２０）を閉じて流量をコントロールするとブレーキとして作動する。

各々の開閉弁は、アクセルペダル及びブレーキペダルと連動し、電子制御により開閉する。

１ロータリーポンプの主軸
２変速機の油圧モーターの主軸
３ロータリーポンプ
４〜７変速機の油圧モーター
８変速機のロータリーポンプ
９、１０クラッチ開閉弁
１１、１３、１５変速機の吸入弁
１２、１４、１６変速機の吐出弁
１７ロータリーポンプ（３）から変速機の油圧モーター（４〜７）への流導管
１８変速機の油圧モーター（４〜７）からロータリーポンプ（３）への流導管
１９惰力走行弁
２０ブレーキ弁
２１逆転弁
２２スライダー
２３変速機のロータリーポンプ（８）から車輪の油圧モーター（２５）への流体の流導管
２４車輪の油圧モーター（２５）から変速機のロータリーポンプ（８）への流体の流導管
２５車輪の油圧モーター
２６車輪
２７クラッチ流導管
２８惰力走行流導管

Claims

エンジンと直結するロータリーポンプ（３）と、
前記エンジンと直結するロータリーポンプ（３）を動力源とする複数の油圧モーター（４〜７）と、
前記複数の油圧モーター（４〜７）を動力として作動する出力用ロータリーポンプ（８）と、
前記ロータリーポンプ（３）から前記複数の油圧モーター（４〜７）に液体が流れかつ前記複数のモーター（４〜７）のうち１つの油圧モーター（７）以外に吸入弁（１１，１３，１５）を設けた流動管（１７）と、
前記複数の油圧モーター（４〜７）から前記ロータリーポンプ（３）に液体が流れかつ前記複数のモーター（４〜７）のうち前記１つの油圧モーター（７）以外に吐出弁（１２，１４，１６）を設けた流動管（１８）と、
前記２つの流動管（１７，１８）におけるロータリーポンプ（３）と油圧モーター（４〜７）との間にクラッチ開閉弁（９，１０）がそれぞれ配置されかつそれぞれのクラッチ開閉弁（９，１０）を繋ぐクラッチ流動管（２７）とを備えた変速機において、
前記出力用ロータリーポンプ（８）に動力を伝えたい時は、前記クラッチ開閉弁（９，１０）を開にし、かつ、前記油圧モーター（４〜７）の回転数が低くなるにつれて前記吸入弁（１１，１３，１５）と前記吐出弁（１２，１４，１６）との開き個数を増やし、前記油圧モーター（４〜７）の回転数が高くなるにつれて前記吸入弁（１１，１３，１５）と前記吐出弁（１２，１４，１６）との閉じ個数を増やし液体循環させ、
前記出力用ロータリーポンプ（８）に動力を伝えない時は、前記クラッチ開閉弁（９，１０）を閉にし、前記ロータリーポンプ（３）と前記クラッチ流動管（２７）とを液体循環させることを特徴とした変速機。
請求項１の変速機を設けたノンスリップ駆動車であって、前記複数の油圧モーター（４〜７）を動力として作動する出力用ロータリーポンプ（８）を動力源として作動する車輪（２６）に直結する車輪の油圧モーター（２５）と、
前記出力用ロータリーポンプ（８）から左右の前記車輪の油圧モーター（２５）に液体が流れる為に途中で２本に分離した流動管（２３）と、
前記左右の車輪の油圧モーター（２５）から前記出力用ロータリーポンプ（８）に液体が流れ途中で１本に合流する２本の流動管（２４）と、
前記出力用ロータリーポンプ（８）と、途中で２本に分離した前記流動管（２３，２４）との間の、分離してない流動管（２３，２４）に、惰力走行流動管（２８）を設け、その付け根２ヶ所に惰力走行弁（１９）を配置した惰力走行機構と、
前記惰力走行管（２８）の途中にブレーキ弁（２０）を設けたブレーキ機構と、
前記惰力走行管（２８）と、前記２本に分離した流動管（２３、２４）との間の、分離してない前記流動管（２３，２４）に、交差しないＸ形の流動管を配置し、前記流動管（２３，２４）との接合部２ヶ所に弁の中心で回転する逆転弁（２１）を設けたリバース機構と、
左右の車輪の油圧モーター（２５）に繋がる、前記２本に分離した流動管（２３）の途中に圧力差でスライスするスライダー（２２）を挿入した管で２本を繋ぎ、同様に流動管（２４）の２本にも前記スライダー（２２）を挿入した管を配置したノンスリップ機構において、
前記車輪（２６）に動力を伝えたい時は、前記惰力走行弁（１９）を開にし、かつ、２この前記逆転弁（２１）を前記流動管（２３，２４）に平行にし、前記出力用ロータリーポンプ（８）と車輪の油圧モーター（２５）を液体循環させ、
燃費向上の為惰力走行にする時は、前記惰力走行弁（１９）を閉にし、前記車輪の油圧モーター（２５）のみで液体循環させ、
この状態で前記ブレーキ弁（２０）を閉にすると液体循環が阻止され前記車輪の油圧モーター（２５）の回転が停止し、車輪（２６）にブレーキが掛かり、
バックの為、車輪（２６）を逆転させる時は惰力走行弁（１９）を開にし、２この前記逆転弁（２１）を前記流動管（２３，２４）に対し直角にすると、液体はＸ形の流動管を通り前記流動管（２３，２４）の液体循環は逆転循環し、リバースができ、
一方の車輪が脱輪して空転するとこれに直結する前記車輪の油圧モーター（２５）の回転数が上がり、これに繋がる前記流動管（２３，２４）内の液体循環が速くなり、圧力低下が発生しスライダーが引き寄せられ液体循環がコントロールされ、コントロールされた液体は脱輪してない前記車輪の油圧モーター（２５）側へ液体循環が行われ、ノンスリップとなる事を特徴とした駆動車。