JP5470333B2 - 自転車用内燃式補助手段 - Google Patents
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Description
前記歯付きベルトのピッチが5.08 mm以下である。
前記ベルトが平ベルト、例えば「poly V」(登録商標)タイプのような線条のある平ベルトである。
前記減速1段目がローラ式のベルト引き締め器を含む。
ねじれにおいて柔軟なエレメントは、減速1段目の二つのプーリの軸間距離をほぼ一定に保持しつつ、前記熱機関の軽い振動的動きを可能とする。
前記ねじれにおいて柔軟なエレメントは、自由回転状態のコネクティングロッドであり、減速1段目の動力軸の周りに連結される。
原動機が前記柔軟なエレメントの中で自由回転状態である。
前記柔軟なエレメントの軸は、少なくとも前記原動機の振動が最も弱い方向に略従って設置される。
前記ねじれにおいて柔軟なエレメントは、減速1段目の保護及び防音用ケーシングを形成する。
保護及び防音用ケーシングの体積は、前記熱機関の吸気ノイズを緩衝する吸気装置を形成する。
前記角度が少なくとも大体90°となる。
前記装置は、自転車上に固定されるよう定められ、自転車サドルの後方及び自転車後輪の上方に前記熱機関を位置決めするに適し、その減速装置が熱機関の動力を自転車のペダル装置まで伝達させる手段を含む。
前記装置は、自転車のペダリング・エリア外に、前記熱機関と前記1次トランスミッションを位置決めする手段を含む。
前記装置は、前記減速1段目を自転車の中心面に近づけるように、自転車の縦中心面から軸を外したポジションに熱機関を位置決めする手段を含み、前記減速1段目の一部はペダリング・エリア内にあり、熱機関はペダリング・エリア外にある。
前記減速1段目の出力軸は、減速中間段と機械的に連結し、前記装置を自転車に固定した時、前記減速1段目より前記減速中間段は自転車の縦中心面の近くにあるように、前記減速中間段が前記減速1段目に対し配置される。
前記減速中間段は、前記装置を自転車に固定した時、自転車の中心面上、自転車のシートチューブを支持するチューブの後方及び自転車後輪の前方にあるように、配置される。
前記装置は、歯付きベルト式の減速中間段を一つ又は複数含む。
前記装置は、平ベルト式、例えば「poly V」(登録商標)タイプの線条のある平ベルト式の減速中間段を一つ又は複数含む。
前記装置は、ケーシングの内側に設置される減速中間段を一つ又は複数含む。
前記ケーシングは、自転車フレームに剛性をもたせて固定される。
前記ケーシングは、自転車のシートチューブを支持するチューブに、例えば締め付けにより、剛性的に固定される。
前記ケーシングは、前記ケーシングへの入力軸と同心の管継手を含み、この管継手上には自由回転状態でねじれにおいて柔軟なエレメントが取り付けられ、前記減速1段目のプーリの二つの軸間距離をほぼ一定に保つ。
前記ケーシングは、熱機関を弾力のある固定具を介して支える。
前記空気は、前記ケーシングの中へ、ノイズの一部の周波数を緩和するように直径が決められた管を介して入る。
前記ケーシングは、その側の振動を緩和するために、側に剛性をもたせるための駒を含む。
第1のエアフィルタは、前記ケーシングの空気入り口に置かれ、及び/又は、第2のエアフィルタは、前記ケーシングと前記熱機関の吸気の間にある。
前記ケーシングは、泥除けの機能を確保するよう定められた凹面又は平らな下面を含む。
前記ケーシングは、中空の梁により延長されて、荷台及び/又は熱機関の冷却用空気導管及び/又はマフラー支持体及び/又は熱交換器支持体及び/又は気化器支持体の機能を果たす。
前記ケーシングは、前記原動機をすっぽり覆うジャケットを支える。
前記減速装置は、チェーン式減速最終段を含む。
前記チェーン式最終段は、トルクの周期振動の変動を緩衝するため、合成樹脂製の、好ましくは孔のある、大きな車を有する。
前記チェーンは、7.6 mmのピッチである。
前記チェーンは、二重又は三重タイプである。
前記チェーンテンショナーは、弾力のある手段で、チェーンの緩み側を張る。
前記減速装置は、歯付きベルト式の減速最終段を含む。
前記減速装置は、歯車列を備えた減速最終段を含む。
前記減速最終段の出力は、第1のフリーホイールを介して運動を、ボトムブラケット軸と同心のスペーサーに伝達し、その上に自転車のチェーンリングの支持体が設置されている。
自転車のクランクアームは、ペダリングの動力を、ペダリングの動力と原動機の動力合流を実行する第2のフリーホイールを介して、スペーサー−チェーンリング支持体の集合体に伝える。
前記第2のフリーホイールは、前記チェーンリング支持体と連動するリングを含む。
前記第2のフリーホイールは、自転車用標準タイプのフリーホイール用小歯車の一部となっており、クランクアーム上に接してねじ留めされ、フリーホイール用小歯車の歯がチェーンリング支持体のねじヘッドと協働し、これらのヘッドと歯はペダリングの動力と原動機の動力の合流をなしている。
前記ボトムブラケット軸は、前記スペーサーの中で軸受上に回転し、この軸受は特に減摩性合成樹脂製又はポリテトラフルオロエチレンでコーティングされた金属製である。
片方のクランクアームは、前記スペーサー内側のボトムブラケット軸とクランクアームの集合体の軸上の遊びを調節できるよう、そのクランクアームをボトムブラケット軸に実践された軸に沿った縦溝上に締め付ける手段を含む。
前記スペーサーは、自転車フレームのボトムブラケット・シェルの中のベアリング上に取り付けられている。
前記第1のフリーホイールは、自転車フレームの片側にあり、第2のフリーホイールは自転車フレームの反対側にある。
前記スペーサーは、自転車フレームの一部をなすボトムブラケット・シェルの中で回転する。
ケーシングは、前記ボトムブラケット軸、及び減速1段目を除く全ての減速段を組み入れる。
前記ケーシングの異なる減速段は、ボトムブラケット軸を一方とする2本の軸の間に配分される。
機械的動力は、前記ボトムブラケット軸のレベルで、前記ケーシングに入る。
前記機械的動力は、他の軸のレベルで、前記ケーシングに入る。
前記ケーシングは、歯付きベルト式の減速段を3段含む。
前記ケーシングは、減速段を2段含む。
前記減速段2段は、歯車装置式である。
前記減速段2段は、歯付きベルト式である。
前記装置は、自転車上に固定されるものとされ、前記自転車サドルの後方及び後輪の上方に熱機関を位置決めすることができるものであって、前記減速装置は、前記熱機関の動力を、遊星歯車式変速手段を備えるハブの動力入口にある前記フリーホイールの軸まで伝達する手段を含む。
最終段である減速2段目は、歯付きベルト式である。
最終段である減速2段目は、チェーン式である。
前記チェーンは、7.6 mmのピッチである。
前記チェーンは、二重又は三重タイプである。
前記最終段の大きなリングギアは、合成樹脂製、好ましくは孔をあけられた合成樹脂製であるので、トルクの周期振動の変動を緩衝する。
本発明によれば、特に自転車のような軽車両は、上記特定された補助装置を有する。
前記装置は、サーボモータを介してスロットル制御に直列又は並列で働き、安定位置のある、マニュアル制御レバーを含む。
前記装置は、前記軽車両用のクランク回転検知器を含み、該検知器は、クランク又はクランクシャフトに連結されたリングギアと相互作用する。
前記サーボモータは、回転検知器がペダル操作の停止又は逆方向の走査を感知した時、マニュアル制御レバーの位置に関わらず、オール・オア・ナッシングのモードでスロットルを削減する。
前記装置は、前記軽車両のフレーム上の応力を計測する手段、及び前記フレーム上に計測された前記応力からペダル力を決定する演算手段を備える。
前記サーボモータは、クランクが前進方向に回転する時、決定されたペダル力の値からスロットル制御設定点を採用する。
前記装置は、クランク角度位置検知器を含む。
前記ペダル力の計測は、クランクの定められた角度位置においてなされる。
プロセシング論理ユニットは、スロットル制御を監視し及び/又は熱機関の濃縮度を監視し及び/又は軽車両のギア比の変化を制御し及び/又は前記機関の停止を制御し及び/又は利用者の平均ペダル操作率を定め及び/又は操作機関を表示し及び/又はメンテナンス情報を表示し及び/又は前記熱機関の走行を指示器によって表示し及び/又は前記軽車両の利用者によって出された動力を表示する。
前記熱機関の遠心クラッチの近くにサーモコンタクトが設置され、温度が予定された閾値を超えて上昇すると、前記熱機関を停止する。
本発明によれば、特に自転車のような軽車両は、上記に定められた補助装置を備える。
第3の発明は、ペダルと変速機を備えた軽車両、特に自転車用のペダリングを補助する装置に関し、この補助装置は、軽車両の利用者からの筋肉によるペダリング動力を受ける要素と機械的に連結された減速ギアを装備した熱機関を備える。この補助装置は、前記熱機関をすっぽりと包むジャケットを備える。
第4の発明は、ペダルと可変速比の変速機を備えた軽車両、特に自転車用のペダリングを補助する装置に関し、この装置は、遠心クラッチ、及び軽車両の利用者からの筋肉によるペダリング動力を受ける要素と機械的に連結された減速ギアを装備した熱機関を備え、この機械的な連結は、前記可変速比の変速機の上流でなされるので、前記熱機関が変速比の前記変化の利益を受ける。前記機関は、クラッチのロック速度で、最大トルクの少なくとも80%を供給する。
動力の追加投入があった場合の、自転車のトランスミッションの寿命について疑問を抱くのは正当なことである。
このような装備をそなえた自転車なら、あらゆる種類の地形でも並外れた効率の自転車となるが、利用者の耳のレベルで約90デシベルの音を立てるであろう。これが、ヨーロッパの原動機付自転車として公認され、時速30 kmの時に7.5 mで79 dbだとしても、である。この音量レベルは、原動機付自転車なら受け入れられるが、利用者は自身がペダルをこぐことになると非常に気難しくなるため、早期にこの音にはうんざりすることになるだろう。
減速は本コンセプトにおいて重要な主題であり、自転車のギアチェンジを享受するためには、非常に異なる回転数で機能する2つの動力源を合流させなければならない。これはペダル装置と後輪の間のどこかでしてよい。先行技術において、この領域は比較的入念に探られてきた。
あるいはペダルをこぐこともできるような原動機付自転車をつくるのではなく、真に、効果的でペダリングの補助装置付の自転車をつくることが目的であるから、一部の機械装置が自転車の人間工学性を損なうことは歓迎されないことであろう。
最も簡素なバージョンで、使用者はスロットルによって、原動機のトルクと、それゆえ所望の補助の値を調整する。この値は、原動機付自転車で要される動力ほどしばしば変化はしないので、回転式グリップで、減速すると自動的に戻るものによる制御はあまり推奨されない。レバーによる制御で、ハンドルに両手をおいたまま操作できるように配置され、所望のポジションで安定したものの方が明らかにより快適である。この調整は自動ではなく、止まりたい時はスロットルを切る必要がある。ただし、導入される動力が弱いためスロットルを切らずに緊急ブレーキをかけることは可能となる。使用上のミスで最も困るのは、フルスロットル時に原動機を止め、スロットルを低速回転ポジションに戻すのを忘れたまま停止状態で原動機を再始動した時である。この場合、そのように期待されていないのに、自転車は前進したがる。変速比が小さい場合のみこの問題は本当に困り、この場合、自転車の駆動力に反するのが困難な可能性がある。
原動機が回転する時、操縦者に知らせる。このことは状況によっては非常に便利である(市街地では周囲のノイズが低速回転時の原動機音を隠し、下り坂の時も同様)。
ここでは、外燃式原動機を仮定して始めたい。蒸気機関であれ、スターリングであれ、これらの原動機は我々の適用例にとって数多くの利点を呈し得る。中には自己始動式で、また始動時に強力なトルクを有するものもある。これらの原動機の効率が非常に高いこともあり得る。特にスターリングは、多燃料式で、継続燃焼は汚染を発生させず、ゆっくり回転することが多く、非常に静かで、中には非常に振動の少ない型がある(ロンビック機構式スターリング、直角V型スターリング、低速蒸気機関)。蒸気用のボイラーの中には殆ど瞬間加熱のものもある。残念なことに、その技術はコントロールされていないのか、今はもうあまりきちんとコントロールできないのか、そのため、これらを適用するのは困難で、疑う余地無く本当に残念である。
この特定の適用例では、ノイズと振動は第一流の欠点となる。それに、縦軸でない限り、原動機の幅はレイアウト上の大きな問題となる。多くの付属品が原動機により駆動されなければならない。最悪の場合、原動機が駆動しなければならないのは、フライホイール、点火装置、ファン、原動機の分配作動機構、オイルポンプ、ウォーターポンプ、トルクリミッタ、遠心式クラッチ、動力出口、始動装置、発電機、これら全ての付属品が駆動軸上にあるなら幅の狭い原動機はかなり製作しにくいだろう。従ってこれらの付属品を他の軸に分散するのが大いにメリットとなろう。既に触れた通り、トルクリミッタは減速装置のいずれかの軸にあってもよく、クラッチも同様だがいくつか不都合がある。無論、原動機が4ストロークのものなら、カムシャフトをなかでもウォーターポンプに使える。運動は既に減速されており、このシャフトを動力出口に使うのは非常に魅力的であろう。この技術については既に仏国特許535, 184号で辿ることができる。実際は、可能なこの解決法は解決するのと同じくらい問題も生じるため、これを選ぶのは自明とはいえない。
Claims (12)
- ペダリングによって駆動される軽車両用のペダリング補助装置であって、
該装置は、スロットル弁に作用するサーボモータを有する熱機関及び前記軽車両用のクランクアーム回転センサーを有し、
前記熱機関は、前記軽車両の使用者の人力によるペダリングからの動力を受けるエレメントと機械的に結合された減速装置を備え、該減速装置と前記エレメントとの間の機械的な結合がギア変速トランスミッションの手前で行われ、前記熱機関が該変速を享受し、より大きな変速比への変位が検出された時にスロットルダウンするものであり、
前記センサーは、クランクアーム若しくはクランクアームの軸に連結されたリングギアと相互作用する、ペダリング補助装置。 - 請求項1に記載された前記装置において、所望のポジションにおいて安定し、スロットルに直列又は並列で、サーボモータを通じて作用する手動コントロールレバーを内包するペダリング補助装置。
- 請求項1又は2に記載された前記装置において、前記軽車両用のクランク回転センサーを内包し、そのセンサーはクランクアーム又はクランクアームの軸と連動したリングギアと相互作用関係にあるペダリング補助装置。
- 請求項3に記載された前記装置において、前記サーボモータはオール・オア・ナッシング方式で機能し、前記手動コントロールレバーのポジションがどうであれ、ペダリング停止又は後へのペダリングを前記回転センサーが検出した時、スロットルを切る、ペダリング補助装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載された前記装置において、前記装置は軽車両フレーム上に働く応力を測定する手段とフレーム上で測定された応力をもとにペダル力を確定する計算手段を内包するペダリング補助装置。
- 請求項1に記載された前記装置において、前記サーボモータは前記クランクアームが前へ回転する時に、確定されたペダル力の値に合わせてスロットルの指令を適用するペダリング補助装置。
- 請求項1から6のいずれかに記載された前記装置において、前記クランクアームの角度ポジションを検出するセンサーを内包するペダリング補助装置。
- 請求項1から7のいずれかに記載された前記装置において、ペダル力の測定はクランクアームの定められた角度ポジションで実行されるペダリング補助装置。
- 請求項1から8のいずれかに記載された前記装置において、なかでも感知装置から次の情報:ペダリング及び/又はペダリングの向き及び/又はブレーキ制動及び/又はクランクアームの角度ポジション及び/又はペダル力及び/又は熱機関の回転及び/又は熱機関の温度及び/又はオイル圧及び/又はペダリング・テンポ及び/又は装置の傾斜及び/又は望まれるペダリングの指令、を受け取る論理処理ユニットを内包するペダリング補助装置。
- 請求項9に記載された前記装置において、前記論理処理ユニットはスロットルを統制し及び/又は熱機関の充実化を統制し及び/又は軽車両の減速比の変速を指揮し及び/又は原動機の停止を指揮し及び/又はある利用者の平均的ペダリング・テンポを定義し及び/又は持続動作時間を表示し及び/又は保守情報を表示し及び/又は指示器により熱機関の作動を表示し及び/又は軽車両利用者が展開する動力を表示するペダリング補助装置。
- 請求項1から10のいずれかに記載された前記装置において、熱スイッチが熱機関の遠心式クラッチの近くに設置され、事前に定義された基準値を温度が超えると原動機を停止する装置。
- 請求項1から11のいずれかに記載された補助装置を備えた、ペダリングによって駆動される軽車両。
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