(57)【要約】      （修正有）【課題】自転車のタイヤに起り得る可能性のある課題に対して、自転車の走行に支障をきたす事を無くすると共に、自転車走行の実情に合致した低コストの構成に配慮し、自動で必要な時に棒状吸入弁より空気を注入し、常時チューブ内、空気圧力を正常圧力に保持させる自動空気注入装置を提供する。【解決手段】  本発明は、自転車タイヤの空気吸入口に車輪に連動する自動空気注入装置を取付け、自転車の走行のたびに自動でタイヤ、チューブに空気が注入できるようにした。自動空気注入装置はピストンを内蔵する本体１、タイヤ１０により回転される回転受動ホイル１５，回転伝動ホイル１６、本体ホイル１６Ａ等から構成されている。【選択図】  図２
2006001519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の前輪及び、後輪の各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、車輪リムに棒状吸入弁をもって、空気吸入口を構成する自転車の車輪にあって、前記、棒状吸入弁に吐出口を配接する如くに、ピストン式エアーポンプの本体を、車輪リム内周に取付け、該、本体にはクランク軸を、本体長手方向の両側にベアリングを介して回転自在に装嵌し、クランク軸中央部には該、クランク軸と直角方向に、ピストン衝程の１／２の偏心量を保持したクランク部を構成し、該、クランク部にはクランクベアリングを装嵌した連桿を装着し、該、連桿の片側先端には、ピストンピンベアリングを、ピストンピンを介して回転方向、摺動自在に取付ける。ピストンピンは、ピストンと一体に構成の上、本体下部カバーを貫通したクランク軸端には、本体ホイルを構成し、クランク軸を回転させることによって、クランク部機構によりピストンを往復動させ、外気を吸入し、圧縮の上、車輪リムの棒状吸入弁よりチューブ内に注気させる構造に、タイヤ側面にて回転受動ホイルを摺動させて、タイヤの回転をホイルの回転に変換の上、回転伝動ホイルにて、本体ホイルに回転を伝える構成を付帯し、該、構成は、手動とフレームに装備したレバー、スプリング、ばね座金の動きで、自由に制御できることを特徴とした自転車タイヤにおける自動空気注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は減圧した自転車タイヤのチューブに、走行中に自動で空気を注入する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より使用されている自転車にあって、タイヤに内臓され、内部に空気を一定の圧力、すなわち、１５０〜１８０ｋＰａに加圧、注入するチューブにおいて、空気を注気するには、手押し、或はモータ電動の別置せるエアーポンプにて、規定の圧力まで加圧し、空気吸入弁にもうけた逆止弾性部材で逆流を防止していた。従って走行中等、何らかの事情によって空気圧力が減少すれば、自転車を停車させた上、前述のエアーポンプで空気を加圧、注入する構成としていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上記に示した自転車に空気を注入する構成において、解決しようとする課題を説明する。
現在にあって通常使用の自転車では、車輪、タイヤに内臓されるチューブに空気を所定圧力（１５０〜１８０ｋＰａ）迄、注入するについて、一般的には手押しエアーポンプが多く、前述せる圧力迄、人力で加圧するには、非常に大なる腕力が必要で、女性や子供では、力が不足し、且、逆止弁に押し勝って加圧するには、尚それ以上の腕力を必要としていた。又注入口には棒状吸入弁があり、該、弁にかぶせる逆止弾性部材にて、チューブ内空気の外部漏洩を防止しているが、逆止弾性部材の弾性力の劣化や、付着現像による破損で洩れが発生し、チューブ内空気圧力が減圧し、自転車の走行に支障をきたし、すぐに停止の上、前述したエアーポンプで空気を注入する必要があるが、遠方へ走行した時等は、手元にはエアーポンプが無く、空気の注入が出来ずに途方にくれることがある。【０００４】  又、近年にあっては、前輪、後輪の車軸に回転部分と非回転部分を構築し、空気を圧縮する機構を付加させている構成もあるが、構造が極めて複雑で、且、高精度を必要とし、コストが極端に高くなり、一般自転車には採用し難いばかりでなく、従来より走行している、使用中の自転車の車輪には取付けは不能であると共に、減圧するのは月に１、２回であり、その時毎の稼動でよいエアーポンプを、走行毎に駆動される構造であるから、短期に部品が消耗し、実際、必要な時には動かないという欠点と同時に、早急な損耗によって管理費が高くなる欠点をもっている。【０００５】  本発明は、このような自転車のタイヤに起り得る可能性のある課題に対して、自転車の走行に支障をきたす事を無くすると共に、自転車走行の実情に合致した、低コストの構成に配慮したものである。
【課題を解除するための手段】
【０００６】  本発明は上記、課題を克服し、達成させる解決手段の方法は、自転車の前輪、後輪共、タイヤの回転に応じて連動するピストン式エアーポンプを車輪リム内周の棒状吸入弁に隣接する位置に取付け、タイヤの回転に連動して回転しつつ、往復動のピストン運動に変換し、自動で必要な時に棒状吸入弁より空気を注入し、常時チューブ内、空気圧力を正常圧力に保持させる構成とした。
【発明の効果】
【０００７】  上述したように、本発明構成は図１より図５に示すが、発明がもたらす効果は次の通りである。
本発明の自転車タイヤにおける自動空気注入装置は、別置きのエアーポンプで、タイヤチューブに所定圧力（１５０〜１８０ｋＰａ）迄、空気を注入した後、この自動注入装置を接続し、付帯させることによって、停車中における何等かの原因による減圧をはじめ、もっとも多く発生する走行中の減圧に対しても、自転車を走行することに連動し、自動で加圧し、補充することが可能なので、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車輪を確保できる。このことによって、手押しエアーポンプによる空気注入の手間が省略できるばかりか、走行が軽く、遠距離走行のサイクリング等に於ても、何等、心配なく実行できるものである。又、チューブ内圧力の減圧は多くて月に１、２回であるので、減圧を感じた時に手動セットすれば、短時間のエアーポンプの回転にて、自動で加圧、補充する事ができ、エアーポンプの運転時間は極めて短時間で終了し、ポンプ部品の損耗は少なく、従って該、エアーポンプの寿命は半永久的である。又、中古自転車の車輪にも、少しの加工で本構成のエアーポンプを取付けできるので、利用範囲は大きく拡大できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【実施例】
【０００９】  本発明の実施形態は、図１〜図４において、１は本体で直角位置にピストン往復動部を設ける。２は本体下部カバー、３はピストン、″３Ａピストンリング″で自己潤滑性材にて複数個で構成し、内周の張りリング（図示せず）で、１Ａシリンダ内壁へ３Ａピストンリングを押付け装着する。１Ａシリンダ内壁は３Ａピストンリングの摩耗を減少させるために、鏡面仕上げにする。５はクランク軸で、３ピストンの衝程の１／２に相当する偏心を保持した５Ａクランク部を構成し、９Ａクランクベアリングを嵌着する。３Ｂはピストンピンで３ピストンと一体で固定し、３Ｃピストンピンベアリングで９連桿に回転摺動、自在に嵌装する。５Ｂはバランスウェイト、４は吸込空間を表わす。７は空気吸込口、７Ｃ、７Ｄは吸込空気通路、７Ａは吸込フィルタ、５クランク軸の両端には、６ベアリングを嵌入する。７Ｂは吸込弁、８は吐出口で、８Ｂは吐出弁である。８Ａは吐出管で、１２車輪リム棒状吸入弁、で吸入弁を内臓している。１０はタイヤ、１１は車輪リムである。１４は取付ねじで、１４Ａ座金ねじ部をスポット溶接で１１車輪リムに溶着し、１本体を取付ける。１５は外周ローレット加工の回転受動ホイルで１６回転伝動ホイルにて、１６Ａ本体ホイルを回転させる。【００１０】  １７はホイルシリンダで、１８ばね金具、２０レバー、２１スプリングを介して、１９補助フレームに取付ける。２２は車体フレームで、１９補助フレームを固定する。１７Ａ、１８Ａ、２０Ａ、２０Ｂは１７ホイルシリンダ、１８ばね金具、が２０Ａレバー押えの押し下げ、による動きを示す。
尚、１Ｂは本体側面蓋で３ピストン、９連桿等の組立完了後取付ける。１Ａシリンダ内壁は、潤滑性を配慮したコーティング処理を実施する。【００１１】  以下に上記構成の作動を説明する。
図１〜図４において、自転車のペダルを踏み、走行を開始すれば、１０タイヤ、１１車輪リムは共に回転する。同時に１２車輪リム棒状吸入弁及び隣接して取付けた１本体の組立品も一体回転する。この状態においては、１７ホイルシリンダ、１８ばね金具、は手動にて１０タイヤから離れている。すなわち２０Ｂレバー先端部が、１８ばね金具と１９補助フレームに夾持されている。図４にあって１７Ａホイルシリンダ、１８Ａばね金具の状態において、２０Ａレバー押えを押下げると、２０Ｂレバー先端部の夾持が外れ、１７ホイルシリンダは１０タイヤ方向に、１８ばね金具で押される。この状況で、図２に示す如く、１５回転受動ホイルは、１０タイヤに押付けられ接触して回転し、同軸になっている１６回転伝動ホイルは、同方向の回転をする。すなわち１０タイヤがＢ矢印方向に走行すれば、１６回転伝動ホイルは、Ｃ矢印方向に回転し、該、ホイルに接触している１６Ａ本体ホイルは図２に示すＤ矢印方向に回転する。【００１２】  このように５クランク軸の回転により、７空気吸入口より入った空気は、７Ｃ、７Ｄの吸込空気通路を通じ、４の吸込空間に吸入され、３ピストンで圧縮して、８吐出口より８Ｂ吐出弁を通じて、１０タイヤに所定圧力迄注入される。５クランク軸には３ピストン、９連桿との動バランスを考慮した５Ｂバランスウェイトを装着する。尚、１６Ａ本体ホイルは、１０タイヤの１回転に１度、１６回転伝動ホイルと接触し回転するが、最低として接触角度２０°を確保したく、その必要上、やや硬度の高い弾性体材質を使用し、外径を決定する。【００１３】  今、自転車は１０ｋｍ／Ｈｒの走行で、１０タイヤの外径φ６６０、１０タイヤのホイル接触径φ６３０、１５回転受動ホイル径、１６回転伝動ホイル径を各、φ２５、１６Ａ本体ホイル径φ２２、接触角度２０°とすれば、
１００００ｍ／Ｈｒ＝１００００００ｃｍ／６０＝１６６６６．６ｃｍ／ｍｉｎ
１６６６６．６×６３／６６＝１５０９．０９ｃｍ／ｍｉｎ
回転受動ホイル径φ２５なる故、外周はφ２．５×３．１４＝７．８５ｃｍとなる。
∴１５０９．０９／７．８５＝２０２６．６３ｒ／ｍ（回転受、伝動ホイル回転数）
故に２０２６．６３×２０／３６０×２５／２２＝１２７．９ｒ／ｍ…クランク軸回転数になり、
今、ピストン径φ２０、ピストン衝程７ｍｍ、体積効率５０％（ａｔ１８０ｋＰａ）とすると、１回転は０．７８５×２２×０．７×０．５≒１．０９９ｃｃの吐出量になる。
従って、１．０９９×１２７．９＝１４０．５６ｃｃ／ｍｉｎ（吸込状態）の圧縮空気を吐出することができ、充分な空気量が確保できる。【００１４】  次に車輪の回転バランスについて記述する。１０ｋｍ／Ｈｒの走行では実用的には、該、自動空気注入装置のみで、走行バランスを損なう回転機能の低下や、乗り心地悪さは発生しないが、サイクリングや速度を出す走行にあっては、図５に示す如く、３１の走行バランスウェイトを１本体から１８０°回転した１１車輪リム、内周に取付け、１本体重量Ｗ１、３１走行バランスウェイトＷ２、１本体の重心位置をＧ１、３１走行バランスウェイトの重心位置をＧ２とし、１０タイヤ中心から各重心位置迄の距離を各々、ｌ１、ｌ２とすれば、Ｗ１×ｌ１＝Ｗ２×ｌ２で回転する車輪の走行バランスは釣合う。
尚、３１走行バランスウェイトＷ２は、比重の大なる材質を用いると小さく設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を示すピストン式エアーポンプを装着した自転車タイヤにおける自動空気注入装置の縦断面図。
【図２】同、ピストン式エアーポンプの自転車タイヤにおける自動空気注入装置、ポンプ回転機構外観図。
【図３】同、ピストン式エアーポンプの自転車タイヤにおける自動空気注入装置、ポンプ回転機構作動図。
【図４】同、ピストン式エアーポンプの自転車タイヤにおける自動空気注入装置、手動レバー上視図。
【図５】本発明の自転車タイヤ、自動空気注入装置バランス図。
【符号の説明】
【００１６】１……………本体
１Ａ…………シリンダ内壁
２……………本体下部カバー
２Ａ…………本体吐出カバー
３……………ピストン
３Ａ…………ピストンリング
３Ｂ…………ピストンピン
３Ｃ…………ピストンピンベアリング
４……………吸入空間
５……………クランク軸
５Ａ…………クランク部
５Ｂ…………バランスウェイト
６……………メーンベアリング
７……………空気吸込口
７Ｃ、７Ｄ…吸込空気通路
７Ｂ…………吸込弁
７Ａ…………吸込フィルタ
８……………吐出口
８Ｂ…………吐出弁
８Ａ…………吐出管
９……………連桿
９Ａ…………クランクベアリング
１０…………タイヤ
１１…………車輪リム
１２…………車輪リム棒状吸入弁
１４…………取付ねじ
１４Ａ………座金ねじ部
１５…………回転受動ホイル
１６…………回転伝動ホイル
１６Ａ………本体ホイル
１７…………ホイルシリンダ
１８…………ばね座金
１９…………補助フレーム
２０…………レバー
２０Ａ………レバー押え
２０Ｂ………レバー先端部
２１…………スプリング
２２…………本体フレーム
【図１】
2006001519.tif 000003
【図２】
2006001519.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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