(57)【要約】      （修正有）【課題】エアーポンプによる空気注入の手間が省略でき、走行が軽く、遠距離走行のサイクリング等においても心配なく実行できる自転車タイヤの自動空気注入装置を提供する。【解決手段】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、車輪リムの棒状吸入弁にベーン形エアーポンプを嵌着し、タイヤ１０の回転を回転受動ホイル１５、回転伝動ホイル１６を介して本体ホイル９の回転に変換し、ベーン形エアーポンプ内に回転自在に装嵌したロータ３の回転により外気を棒状吸入弁に注気することとした。【選択図】図１
2005335661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の前輪、後輪の各タイヤに内蔵するチューブに圧縮空気を注入するために、車輪リムに棒状吸入弁を形成した吸入口を構成する自転車の車輪にあって、前記、棒状吸入弁のねじ部に、ベーン形エアーポンプの本体をねじ嵌着し、車輪リムに取り付け、本体内周に一定の偏心量を保って、複数のベーン溝とベーンを構成した、ロータを回転自在に装嵌し、ロータの中心には、ロータ軸を、ロータ両側面にベアリングを介して装着の上、本体カバーを通して、外側に本体ホイルを構成し、ロータの回転にて外気を吸入し、圧縮の上、車輪リムの棒状吸入弁に注気すると共に、タイヤ側面には回転受動ホイルを摺動させ、タイヤの回転をホイルの回転に変換の上、同軸、同回転の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、タイヤ側面と回転受動ホイルの摺動を自由に制御できることを特徴とした自転車タイヤの自動空気注入装置。
【請求項２】
自転車の前輪、後輪の各タイヤに内蔵するチューブに圧縮空気を注入するために、車輪リムに棒状吸入弁を形成した吸入口を構成する自転車の車輪にあって、車輪リムの内周面に、前記棒状吸入弁に隣接して、ピストン形エアーポンプのシリンダ本体を取り付け、シリンダ本体内周には、ピストンリングを嵌装したピストンを摺動自在に嵌装し、該、ピストンには、ピストン移動棒が、シリンダ本体に設けたピストン移動棒往復ガイドをスライドしつつ、ピストン移動棒ガイドでピストンを左方へ移動し、ピストンストロークが発生させる如く構成し、該、ピストンストロークの発生にて外気を吸入し、圧縮の上、車輪リムの棒状吸入弁に注気すると共に、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、ピストン移動棒とピストン移動棒ガイドの接触を、自由に制御できることを特徴とした自転車タイヤの自動空気注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は走行中に減圧した自転車タイヤのチューブに、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、タイヤに内蔵され、その内部に空気を一定の圧力に加圧するチューブに於いて、空気を注入するには、手押し、或いはモータ駆動のエアーポンプにて、前輪、後輪共、規定の圧力まで加圧し、空気注入口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チューブ内の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】  以上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。
現在の通常使用の自転車にあって、車輪のタイヤに内蔵されるチューブに空気を所定圧力迄注入するについて、注入口には棒状吸入弁と該、弁にかぶせる逆止弾性部材とで、チューブ内空気の外部漏洩を防止しているが、長期使用による逆止弾性部材の弾性力の劣化や、弾性部材の付着現象による破損で、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、すぐに停車の上、前述したエアーポンプで空気を注入しなくてはならないが、遠方へ走行した時等は、手元にはエアーポンプが無く、この空気の注入が出来ずに途方にくれることが多い。【０００４】  本発明は、このような従来の自転車のタイヤに起こ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、これらの弊害、課題を排除すべき構成に盡力したものである。
【課題を解除するための手段】
【０００５】  本発明は上記課題を克服し、達成させる解決手段の第１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ベーン型エアーポンプを、タイヤ、車輪リムの棒状吸入弁に直接取付け、タイヤの回転に連動、回転し、自動で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。
【０００６】  次に解決手段の第２方法としては、前述と同様に、自転車の前輪、後輪共に、タイヤの回転に応じて連動するピストン型エアーポンプを、車輪リムに付帯させた棒状吸入弁に隣接して、車輪リム内周に取付け、タイヤの回転に連動してピストンが往復動し、棒状吸入弁に連結した配管から、自動で空気を注入し、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８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の自動空気注入装置は、第１及び第２、両方の方法とも、別置のエアーポンプでタイヤチューブに所定圧力迄、空気を注入した後、この自動空気注入装置を付帯させることによって、停車中における減圧をはじめ、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、自動で空気を加圧、補充することができるので、正常なチューブ内圧力を保持でき、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、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おいても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度位で、減圧した時に、回転受、伝動ホイルや、ピストン移動棒ガイドを手動で回転位置にセットし、エアーポンプを数分間、駆動させればよく、チューブ内圧力が正常圧の時は、セットを解除すれば良い。従って、エアーポンプの駆動時間は総合的にみて、極めて短時間で、このような事からエアーポンプの寿命は半永久的である。
【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より図８に基づいて説明する。
【実施例】
【０００９】  本発明の実施形態における第１の方法は、図１から図４において、１は本体、２は本体カバー、３はロータで４Ａベーン溝を複数構成する。４はベーン、５はロータ軸で３ロータの両側に６ベアリングを嵌入する。５ロータ軸は１、本体とＭ寸法偏心させて構成、組立する。７は空気吸入口で７Ａは吸気フィルタ、８は圧縮空気吐出口で、１０、タイヤの１２、棒状吸入弁に通じる、１３の棒状吸入弁ねじ部に連通する。１１は車輪リムで１０タイヤを保持し、１本体を１３の棒状吸入弁ねじ部にねじ込み、１４取付ねじで、１１車輪リム、内周に取付ける。１５は外周ローレット加工の回転受動ホイルで、同じく１６の回転伝動ホイルにて、９本体ホイルを回転させる。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レバー押エの押し下げによる動きを示す。
尚、４ベーンはカーボン等の自己潤滑性材を用い、１本体、内周と、３ロータの両側面の固定された対面とに潤滑性を配慮したコーティング処理を実施する。【００１０】  次に実施形態における第２の方法は、図５から図８において、２３シリンダ本体、２４シリンダ本体カバー、２５シリンダエンドカバーで、２６はピストンにて、２８ピストンリングを嵌装する。２７はスプリングで、２６ピストンを圧縮方向に動かす。７Ａは吸気フィルタ、７は空気吸入孔、７Ｂはピストン空気流通孔、７Ｃはシリンダ吸入弁で、２６ピストンが左方に移動した時に開口する。８は圧縮空気吐出口、８Ａは接続パイプ、１２は棒状吸入弁で、２９はピストン移動棒が３０ピストン移動棒往復ガイドをスライドして、１７Ｂ移動棒ガイドでＬのピストンストロークが発生する。１１は車輪リムで１０タイヤを保持し、１１Ａ取付台を介して、１４取付ねじで、２３シリンダ本体を１１車輪リム内周に取付ける。１８はばね金具で、１７Ｂ移動棒ガイドと一体化し、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１７Ｂ移動棒ガイド、１８ばね金具が２０Ａレバー押エの押下げによる動きを示す。尚、２８ピストンリングは、カーボン等の自己潤滑性材を用い、２３シリンダ本体、内周も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、各構成の作動を説明する。
図１より図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棒状吸入弁及び一体の１３棒状吸入弁ねじ部に装着したベーン形エアーポンプを形成する、１本体組立品も１１車輪リムと一体回転する。この状態にあっては、１７ホイルシリンダ１８ばね金具は、手動にて１０タイヤから離されている。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の１７Ａ、ホイルシリンダ、１８Ａばね金具の状態において、２０Ａレバー押エを押し下げると、２０Ｂレバー先端部の夾持が外れ、１７ホイルシリンダが１０タイヤ方向に１８ぱね金具で押される。この状況で図１に示す如く、１５回転受動ホイルは１０タイヤに押し付けられ、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じ回転をする。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９本体ホイルは図２に示すＤ矢印方向に回転する。【００１２】  このような５ロータ軸の回転により、７空気吸入口より入った空気は１Ａ本体空間に吸入され、４ベーンで圧縮して８圧縮空気吐出口から１２棒状吸入弁を通じて、１０タイヤに所定の圧力迄注入される。尚、９本体ホイルは１０タイヤ、１回転に１度、１６回転伝動ホイルと接触するので、接触角度２０°を確保する必要上、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φ２２、９本体ホイル径φ２５、接触角度２０°とすれば
１００００ｍ／ｈｒ＝１００００００ｃｍ／６０＝１６６６６．６ｃｍ／ｍｉｎ
１６６６６．６×６３／６６＝１５９０９．０９ｃｍ／ｍｉｎ
回転受動ホイル径φ２２であるから、外周はφ２．２×３．１４＝６．９０８ｃｍ
∴１５９０９．０９／６．９０８＝２３０２．９ｒ／ｍ……（回転受伝動ホイル回転数）
故に２３０２．９×２０／３６０×２２／２５＝１１２ｒ／ｍ
以上の計算より、１本体組立のベーン形エアーポンプは１１２ｒ／ｍの回転をすることになり、１回転、１．０ｃｃの吐出量として、１１２ｃｃ／ｍｉｎ（吸入状態）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】  次に第２の方法で、図５より図８において、第１の方法と同様に、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棒状吸入弁、及び一体とした１３棒状吸入弁ねじ部に配管接続したピストン形エアーポンプを形成する、２３シリンダ本体組立品も、１１車輪リムと一体回転する。この状態においては、１７Ｂ移動棒ガイド、１８ばね金具は手動にて、１１車輪リムより手前に離されている。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６の１７Ａ移動棒ガイド、１８Ａばね金具の状態において、２０Ａレバー押エを押し下げると、２０Ｂレバー先端部の夾持が外れて、１７Ｂ移動棒ガイドが１１車輪リム方向に１８ばね金具で押される。この状況で図６に示す如く、１７Ｂ移動棒ガイドは矢印Ｂ方向への回転によって、２９Ｂピストン移動棒の位置に１１車輪リムが回転した時、２９ピストン移動棒が２６ピストン内部に押し込まれ、Ｌのピストンストロークが発生して、２６ピストンは左方へＬ寸法移動し、２３Ａの吸込空間が発生する。この２３Ａ吸込空間は負圧になるので、７Ａ吸気フィルタを経て７空気吸入孔、７Ｂピストン空気流通孔、７Ｃシリンダ吸入弁より空気を吸入する。２９ピストン移動棒が１７Ｂ移動棒ガイドの接触面を通過した時、２７ピストンスプリングにより２６ピストンは右方へ圧縮され、圧縮空気は８圧縮空気吐出口から１０タイヤ内チューブに注入される。
尚、２６ピストンは、１０タイヤの１回転に１度、１７Ｂ移動棒ガイドと連動しピストン形エアーポンプとして作動する。【００１５】  ベーン形エアーポンプを装着した自転車と同様に、１０ｋｍ／ｈｒの走行で、２６ピストン径φ２０、Ｌピストンストローク６ｍｍ、１０タイヤ外径φ６６０とすれば、
１００００ｍ／ｈｒ＝１００００００ｃｍ／６０＝１６６６６．６ｃｍ／ｍｉｎ
６６×３．１４＝２０７．２４ｃｍ／タイヤ１回転、
∴１６６６６．６／２０７．２４＝８０．４２１ｒ／ｍ……（タイヤ回転数）
以上の計算より、２３シリンダ本体組立のピストン形エアーポンプは８０．４回／ｍｉｎの圧縮回数となり、吐出量は次の如くになる。
０．７８５×２２×０．６×８０．４×０．６（体積効率）＝９０．８８４ｃｃ／ｍｉｎ（吸込状態）
の圧縮空気を吐出することが可能で、この方法も充分な空気量を確保できる。【００１６】  次に車輪の回転バランスについて記述する。第１及び第２の両方法共に、実用的に走行する自転車にあっては、該、自動空気注入装置のみで、自転車の走行バランスを損なう回転機能の低下や、乗り心地の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９に示す如く、３１走行バランスウェイトを１本体、及び２３シリンダ本体から１８０°回転した１１車輪リム、内周に取り付け、１本体、及び２３シリンダ本体重量Ｗ１、３１走行バランスウェイトＷ２、重量Ｗ１の重心位置をＧ１、バランスウェイトＷ２の重心位置をＧ２とし、１０タイヤ中心から各、重心位置までの距離を各々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り合う。
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定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  本発明の第１の方法による実施形態を示すベーン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置の縦断面図
【図２】  同、ベーン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置の図１、Ａ−Ａ′矢視、横断面図
【図３】  同、ベーン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置のポンプ回転機構外観図
【図４】  同、ベーン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置のポンプ回転機構作動図
【図５】  本発明の第２の方法による実施形態を示すピストン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置の縦断面図
【図６】  同、ピストン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置のポンプ圧縮機構作動図
【図７】  同、ピストン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置のポンプ装着側面図
【図８】  同、ピストン形エアーポンプの自転車タイヤ、自動空気注入装置のポンプ圧縮機構外観図
【図９】  本発明の自転車タイヤ、自動空気注入装置のバランス図
【符号の説明】
【００１８】１  ……本体
１Ａ……本体空間
２  ……本体カバー
３  ……ロータ
４  ……ベーン
４Ａ……ベーン溝
５  ……ロータ軸
６  ……ベアリング
７  ……空気吸入口
７Ａ……吸気フィルタ
７Ｂ……ピストン空気流通孔
７Ｃ……シリンダ吸入弁
８  ……圧縮空気吐出口
８Ａ……接続パイプ
９  ……本体ホイル
１０  ……タイヤ
１１  ……車輪リム
１２  ……棒状吸入弁
１３  ……棒状吸入弁ねじ部
１４  ……取付ねじ
１５  ……回転受動ホイル
１６  ……回転伝動ホイル
１７  ……ホイルシリンダ
１７Ｂ……移動棒ガイド
１８  ……ばね金具
１９  ……補助フレーム
２０  ……レバー
２０Ａ……レバー押エ
２０Ｂ……レバー先端部
２１  ……スプリング
２２  ……車体フレーム
２３  ……シリンダ本体
２３Ａ……吸込空間
２６  ……ビストン
２７  ……ピストンスプリング
２８  ……ピストンリング
２９  ……ピストン移動棒
３０  ……ピストン移動棒往復ガイド
３１  ……走行バランスウェイト
【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】
2005335661.tif 000008
【図７】
2005335661.tif 000009
【図８】
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【図９】
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