(57)【要約】      （修正有）【課題】自転車用ランプ発電機構に、タイヤチューブに自動で空気を注気する機構を併設する。【解決手段】自転車の車輪の前輪、後輪を問わず、タイヤの回転に応じて回転するランプ発電機構と、エアーポンプを、タイヤの周側面に摺動する回転ホイルに回転を伝達すべく、レバーとばね機構で接触、離脱する位置に、自転車フレームを介して取付ける。タイヤの回転に連動して回転するランプ発電機構のロータの延長軸に、エアーポンプを具備し、該、エアーポンプで必要な空気圧力を発生させ、この空気圧力はタイヤ車軸の一端に注気し、車輪の回転と一緒に回転する、車軸外胴の一点より、車輪リム、内周の吸入口へ配管で、配設して空気を注気し、前輪、後輪共一つのエアーポンプで、常時、タイヤチューブ内、空気圧力を正常圧力に保持させる構成とする。【選択図】図１
2006160224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のタイヤに内蔵するチューブに、圧縮空気を圧入するために、車輪リム、内周に、空気吸入口を構成する車輪と、該、タイヤの周側面に、回転ホイル外周面を摺動させ、回転して成る自転車ランプ発電装置本体に於いて、発電装置のロータ軸を下方、反回転ホイル方向に延長して、該、延長軸に空気を圧縮する機構を装備してエアーポンプを構成し、タイヤの回転を、発電装置のロータ軸の回転、及びエアーポンプの回転に変換の上、外気を吸入し、圧縮して、エアーポンプ本体より吐出させた圧縮空気を配管にて、前輪、後輪の車輪軸を通過させ、チューブ内に注気させる構造を備え、該、構成は自転車フレームに装備したレバー、ばね、ばね芯棒、ばねシャフトを手動の動きで、回転ホイルの摺動、離脱を自在に制御できる機構に構成した、タイヤチューブの自動空気注入機構を、一体に構造化し、具備したことを特徴とする自転車ランプ発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は自転車用ランプ発電機構に、タイヤチューブに自動で空気を注気する機構も併設した構成に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より使用されている自転車にあっては、付帯しているランプの発電機構は、単に発電する単一機能であって、何等、高い付加価値的なものはなく、夜間走行時のみ、レバー操作するだけのもので、複雑な機構のレバーや、ばね動作によるタイヤ周側面を利用する機構は、前述のランプ点燈の外は使用せず、付加価値の低い付帯機構となっていた。更にタイヤチューブにおいては、空気を注入するには、手動のエアーポンプ、若しくは、別置したモータ駆動エアーポンプにて、規定の圧力まで加圧し、空気を注入していた。然るに自転車が走行中や、停車中に、極く微小の孔や、何らかの事情や、事故等でチューブ内の空気圧力が減少すれば、自転車を停止させた上、前述したエアーポンプで空気を加圧し、注入する構成であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上述に示した自転車タイヤに空気を注入する構成における問題点、及びランプ発電装置の低付加価値を改善する問題点について、その解決、課題を説明する。
従来より使用する自転車にあって、タイヤチューブに所定圧力の空気を注気するについて、一般的には長い筒内で、先端に弾性体をつけたピストンを、手動で上下させるエアーポンプが主体であるが、前述せる所定圧力（走行使用時で１８０ｋＰａ）まで、注入口に設ける逆止弾性部材の開口抵抗に押し勝って加圧するには、大なる腕力によるピストン上下力が必要で、成人男性にしても労力は大変なものである。ましてや女性や子供では力が不足し、この手動エアーポンプを操作することは困難である。また、リムの吸入口に取付ける円筒細管の逆止弾性部材は、弾性力の劣化による付着不良等で、チューブ内気の洩れが発生することがあり、その為、自転車の走行に支障をきたす場合には、すぐに停車の上、エアーポンプで空気を注入する必要があるが、遠方走行時等は、手元にエアーポンプが無く、空気の注入ができずに途方にくれることになり、この様な事態には、空気注入の処置が出来ずに完全にお手あげになってしまう課題の解決に心掛けた。【０００４】  これらの事態の打開策として、近年にあって車輪の新形として、車軸ボスの外部に空気を圧縮させる機構を付属させたものが新しい車輪として出現しているが、構造が非常に複雑で、その上高精度が必要のため、コストが極めて高価で、一般の自転車には採用し難いばかりでなく、走行する自転車のタイヤチューブの減圧は、多くて月に１〜２回程度で、その時毎の稼動でよいエアーポンプを、走行毎に常時、回転する構造であるから、短期に部品が磨耗、消費し、実際必要な時は動かないという欠点があると共に、早急な損耗によって管理費が高くなる欠点ももっているので、課題の解決とはならず、これらの欠点を凌駕する本発明が、課題を解決する最大のものである。【０００５】  又、ランプ発電装置のレバー、ばね機構は、ランプ点燈の時の操作のみの低付加価値だけでなく、自動で空気を注気するタイヤチューブのエアーポンプの回転にも利用するようにして、該、機構をランプ発電機構に付帯した付加価値をもった有意義な解決課題とした。【０００６】  本発明は、このように自転車タイヤに起こり得る可能性のある課題に対して、又、ランプ発電装置の付加価値のアップと云う課題と共に、自転車の走行に支障をきたす事や、搭乗者の走行不安を無くすること、低コストでの利便性のアップを目的に、自転車走行の実情に合致し、自転車に配設できる機構をもとに、実用的に有意義に構成している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は上記課題を克服し、達成させる解決手段の方法として、自転車の車輪の前輪、後輪を問わず、タイヤの回転に応じて回転するランプ発電機構と、エアーポンプを、タイヤの周側面に摺動する回転ホイルに回転を伝達すべく、レバーとばね機構で接触、離脱する位置に、自転車フレームを介して取付ける。タイヤの回転に連動して回転するランプ発電機構のロータの延長軸に、エアーポンプを具備し、該、エアーポンプで必要な空気圧力を発生させ、この空気圧力はタイヤ車軸の一端に注気し、車輪の回転と一緒に回転する、車軸外胴の一点より、車輪リム、内周の吸入口へ配管で、配設して空気を注気し、前輪、後輪共一つのエアーポンプで、常時、タイヤチューブ内、空気圧力を正常圧力に保持させる構成とする。
【発明の効果】
【０００８】  上述したように、本発明構成は、図１〜図７に示すが、発明がもたらす効果は次の通りである。
本発明に於いて、ランプ発電装置はロータ下部に延長軸を構成し、該、延長軸に、エアーポンプを付帯構成させる。従って、ランプ発電装置とエアーポンプは一体に構造化しているので、レバー、ばね機構によるホイルの着脱と離脱はランプ点燈と、エアーポンプ運転の両方に使用できる。従って、本発明構成によってレバー操作の付加価値は２倍の効果を有し、合わせてコンパクト化の効果も保有している。【０００９】  次に自転車タイヤは、内部にチューブを装備するとき、チューブのしわ亀裂を防ぐため、５０ｋＰａ程空気を元来封入してある。次に、図１の如く、ランプ発電装置の下部にエアーポンプを装着し、後部の自転車フレームにセットする。そして図６の如く、後輪に本発明のランプ発電機構とエアーポンプ機構の一体構成のものから、前輪、後輪へ各配管を付帯させる。更に、後輪のスタンドを立て、レバーを回転ホイルの接触にセットすることにより、走行せずとも、ペダルの回転で後輪は自由に回転し、該、エアーポンプ機構も高速に回転して、前述のタイヤチューブに自動で加圧し、注気することが可能となり、正常なチューブ内圧力が保持でき、走行が極めて軽快な自転車の前、後輪が確保できる。このことによって、手動エアーポンプにより空気注入の手間が省略できるばかりか、走行中も該、エアーポンプは稼動しているので、日常の走行が軽く、遠距離走行のサイクリング等に於いても、何等心配なく実行できる効果をもっている。【００１０】  次に図７の如く、前輪に本発明のランプ発電機構とエアーポンプ機構と合せてランプをセットした構成は、前述の後輪に付帯するのと比較して、走行せずに稼動することはできないが、その他の効果は図６の構成と全く同じである。【００１１】  又、チューブ内圧力の減圧は、多くて月に１、２度であるので、減圧を感じる前にレバーを手動セットすれば、短時間のエアーポンプの回転で、加圧、注気することができ、エアーポンプ部品の損耗は少なく、エアーポンプ寿命は半永久的であると共に、チューブ内圧力が常時、一定圧が保持できるので、チューブ寿命も長くなる特徴、効果を持っている。つまり、該、エアーポンプは前輪、後輪のどちらか一個所に付帯させて、両車輪へは配管で接続して構成できるので、シンプルで、コスト安にできる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
エアーポンプの構成は、容積形、速度形と、ポンプの大きさと回転スピードと、圧力、容量によって決定されるが、本発明にあっては、実施例として容積形にて構成する。
１はエアーポンプ本体で、９０°位置に、往復動、容積形圧縮部を設ける。２は下部ベアリングケース、３はランプ発電装置本体、３Ａは接続端子、４はトップカバーで、１１吐出弁と、２１圧力調整弁を備える。５はクランク軸で、ランプ発電装置ロータ軸を延長して構成し、８ピストンの衝程の１／２に相当する偏心の５Ａクランク部を構成し、１３クランクベアリングを嵌着する。８はピストン、１７はピストンリングで自己潤滑性材で構成し、内周に１７Ａ張りリングを装着する。２２シリンダ空間の内壁は１７ピストンリングの磨耗を減少させる為に、鏡面仕上にする。１４はピストンピンで、１５はピストンピンベアリング、１２連桿に回転、自在に嵌装する。７はバランスウエイト、９は空気吸入口、９Ａは吸気フィルター、１０は吸入弁、２０は吐出配管、１９は回転ホイルで、２３タイヤの周側面で接触回転する。
２５は自転車フレームで、２６補助フレームを、１９回転ホイルの位置を考慮し設ける。３０はばね、２８はばね芯棒である。３２はばねシャフトで、３ランプ発電装置本体に固定、突出させる。２７はレバーフレームで、２６補助フレームに固定させる。２９はレバーで、３１は、レバーとばね芯棒の接点である。
３５は車輪軸で、３６通気孔を設ける。３３は車軸外胴で、４２軸空間を設ける。３４は接続ソケットで、３９配管をする。２０はエアーポンプ配管でフレキシブルパイプとする。２０Ａ、２０Ｂはフレーム配管で、３７車軸ジョイントに配管する。４４はランプである。【００１３】  以下に構成の作動を説明する。
図１〜図７において、自転車のペダルを踏めば、走行或いは、固定回転を開始し、２３タイヤは回転する。この状態は図１、図２に示す如く、２９レバーは水平に位置し、３１のレバーとばね芯棒の接点は、２８ばね芯棒を奥へ押込んだ斜め位置で、３０ばねを巻き込んだ形で停止している。この時、１９回転ホイルは直立し、２３タイヤとは離脱している。次に２９レバーを押下げると、図３、図４の如く、該、２９レバーは垂直に停止する。この時、２８ばね芯棒は、３１のレバーとばね芯棒の接点が外れ、２９レバーの先端横に３０ばねで移動し、２８ばね芯棒を固定している、３２ばねシャフトは２３タイヤ方向へ約３５〜４０°、回転し、１９回転ホイルは、２３タイヤの周側面に接触する。故に、２３タイヤが回転すれば、１９回転ホイルも従動、回転し、３ランプ発電装置本体は、４４ランプ点燈の発電を開始する。同軸で構成している１エアーポンプも回転する。【００１４】  このようにして、５クランク軸の回転により、８ピストンは往復動し、９空気吸入口より入った空気は、８ピストンの中心部から、１０吸入弁を通過し、２２シリンダ空間に吸入され、８ピストンで圧縮して、１１吐出弁を通じて、２０エアーポンプ配管より、図６、図７に示す如く、２０Ａ、２０Ｂの各配管から、前、後輪の３５車輪軸、３６通気孔、そして４２軸空間を経由して、２３タイヤ内チューブに加圧、注気される。
尚、２１圧力調整弁はチューブ内圧力が、所定圧力になった時、この２１圧力調整弁を通じて余分な圧力空気を大気に逃している。【００１５】  次に図８について説明する。該図は２段切替自動減速装置を、自転車、後輪のチェーンホイル部に構成したものを、車軸の例図として示したもので、４６、４７、４８、４９、５０は、遊星ギヤー４９、５０、を有する減速装置と、その関連接続部材を示すが、これに明らかなように、いかなる減速装置（手動ワイヤー式、手動チェーン式等）が付帯しても、車軸の通気構造は設定できるものである。【００１６】  今、自転車は５ｋｍ／Ｈｒの遅い走行として、２３タイヤ外径φ６６０、該、タイヤの回転ホイル接触径φ６３０、１９回転ホイル径φ１８とすれば、チューブ径は約φ２４程度でチューブに入る空気は、
０．７８５×２．４２×π×６３＝８９４．４６２９ｃｃとなる。
この空気量が４０％、減量した時は補給しなければならないとすれば、空気量は内圧１８０ｋＰａの場合、
８９４．４６２９×（１８０＋１０１．３２５）÷１０１．３２５×０．４＝９９３．３７６８ｃｃとなり、
大気圧にて、約９９４ｃｃの空気を補充すればよいことになる。
自転車は５ｋｍ／Ｈｒの走行であるから、
５０００ｍ／Ｈｒ＝５０００００ｃｍ／６０＝８３３３．３３ｃｍ／ｍｉｎ
１９の回転ホイル径、φ１８なる故、外周は１．８×３．１４＝５．６５２ｃｍとなる。
∴８３３３．３３／５．６５２＝１４７４．４０３７ｒ／ｍの回転が、エアーポンプ本体の回転数となる。今、エアーポンプの仕様は、ピストン径φ１８、ピストン衝程５ｍｍ、体積効率４０％（ａｔ１８０ｋＰａ）とすると、１回転は０．７８５×１．８２×０．５×０．４≒０．５０８６８ｃｃの吐出風量になる。
従って０．５０８６８×１４７４．４０３７≒７４９．９９９６７ｃｃ／ｍｉｎ（吸入状態）の圧縮空気を吐出することができ、必要とするエアーポンプの運転時間は、
９９４÷７４９．９９９６７≒１．３２５３ｍｉｎとなる。
前輪、後輪の２輪に注気するので、合計運動時間は、１．３２５３×２＝２．６５０６ｍｉｎ≒２分４０秒、以上運転すれば、充分な空気量が確保できる。【００１７】  ランプ発電装置とエアーポンプの運転を停止する場合は、２９のレバーを水平位置に上げてやれば、２８ばね芯棒、３０ばねが図１の状態になり、３２ばねシャフトが、手前に約３５〜４０°回転し、ランプ発電装置とエアーポンプは直立の位置にきて、１９回転ホイルは、２３タイヤより離脱する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの自転車への装着正面図。
【図２】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの自転車への装着平面図。
【図３】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの自転車タイヤへの接触側面図。
【図４】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの自転車タイヤへの接触時レバー正面図。
【図５】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの車輪軸断面図。
【図６】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの自転車後輪への装着図。
【図７】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの自転車前輪への装着図。
【図８】  ランプ発電装置、並びにエアーポンプの車輪軸、自動減速装置付断面図。
【符号の説明】
【００１９】１…………………………エアーポンプ本体
２…………………………下部ベアリングケース
３…………………………ランプ発電装置本体
４…………………………トップカバー
５…………………………クランク軸
５Ａ………………………クランク軸クランク部
７…………………………バランスウェイト
８…………………………ピストン
９…………………………空気吸入口
９Ａ………………………吸気フィルタ
１０………………………吸入弁
１１………………………吐出弁
１２………………………連桿
１３………………………クランクベアリング
１４………………………ピストンピン
１５………………………ピストンピンベアリング
１７………………………ピストンリング
１７Ａ……………………張りリング
１９………………………回転ホイル
２０………………………エアーポンプ配管（フリキシブルパイプ）
２１………………………圧力調整弁
２２………………………シリンダ空間
２３………………………タイヤ
２４………………………車輪リム
２５………………………自転車フレーム
２６………………………補助フレーム
２７………………………レバーフレーム
２８………………………ばね芯棒
２９………………………レバー
３０………………………ばね
３１………………………レバーとバネ芯棒の接点
３２………………………ばねシャフト
３３………………………車軸外胴
３５………………………車輪軸
３６………………………通気孔
２６Ａ，２０Ｂ，３９…配管
４２………………………車輪軸、空間
４４………………………ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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