(57)【要約】  走行時に発生する車輪の上下変動を動力源として有効利用して、補助動力や車載バッテリーの充電用などに活用することを可能とする。  車輪１の上下変動に伴い、車両の総重量によりタイヤ１４の接地する部分が弾性変形し、シュー部１５がタイヤ１４の内周面１４ａからの押圧力を受ける。このため、第２コンロッド１０が支軸８を支点とする梃子として働く。第２コンロッド１０に生じる大きな回転モーメントにより第１コンロッド７を介してクランク３を回転させる。大きな動力源が得られて車両用の補助動力や車載バッテリーの充電用などに有効利用される。
2007088933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のタイヤホイールの中心部に回転可能なクランク軸を有するように設けられたクランクと、
前記タイヤホイール内で前記クランクに連結された第１コンロッドと、  
前記クランク軸と平行となるように、前記タイヤホイールの左右の側壁間に掛け渡された支軸と、
この支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、前記分岐部から所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなり、前記内腕部の先端部が前記第１コンロッドに回動可能に連結され、前記外腕部の先端部がタイヤの内周面に指向する第２コンロッドと、
この第２コンロッドの前記外腕部の先端部に回動可能に連結されて前記タイヤの内周面に摺動可能なシュー部とを備え、
走行時に前記車輪が上下変動するに伴い、前記車輪の走行面に接地する部分が圧縮変形し、前記シュー部が前記タイヤの内周面に押圧されて、前記第２コンロッドが前記支軸を中心とする回転モーメントを受け、前記第１コンロッドに伝えて前記クランクを回転させて動力源とすることを特徴とする車両用ホイールエンジン。
【請求項２】
前記第１コンロッドと前記第２コンロッドとは、上下の組合せ対として左右に一対づつ隣接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項３】
前記第１コンロッドと前記第２コンロッドとは、上下の組合せ対として左右に二対づつ所定の角度間隔で隣接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項４】
前記シュー部は、対向端部同士が結合された上下一対の板ばねと、前記板ばねの間に設けられた圧縮コイルスプリングとを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項５】
前記シュー部は、先端に前記タイヤの内周面に圧接させる硬質ゴム片を有するゴム体であるとを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項６】
前記第２コンロッドの前記支軸の周辺部には、遠心力により前記シュー部とは反対側に延出する戻り制御部を有し、この戻り制御部をシリンダー部と前記シリンダー内で摺動可能に設けられたピストン部と、前記ピストン部を前記支軸の方向に付勢する引張コイルスプリングとにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項７】
前記クランクは、前記タイヤホイールの回転を助長させるトルクコンバータに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールエンジン。        
【請求項８】
前記クランクは、車載バッテリーを充電する発電機に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項９】
車輪のタイヤに回転伝達可能で並列に取付けられる左右の側壁板部の中心部に回転可能なクランク軸を有するように設けられたクランクと、
前記左右の側壁板部の外周縁部を覆うように設けられた伸縮自在な被覆外輪部と、
前記左右の側壁板部の間で前記クランクに連結された第１コンロッドと、  
前記クランク軸と平行となるように、前記左右の側壁板部間に掛け渡された支軸と、
この支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、前記分岐部から所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなり、前記内腕部の先端部が前記第１コンロッドに回動可能に連結され、前記外腕部の先端部が前記被覆外輪部の内周面に指向する第２コンロッドと、
この第２コンロッドの前記外腕部の先端部に回動可能に連結されて前記被覆外輪部の内周面に摺動可能なシュー部とを備え、
前記側壁板部に、前記タイヤの内周面部に嵌合固定されるフランジ筒部を形成して前記タイヤに別ユニットとして後付け可能となし、
走行時に前記車輪が上下変動するに伴い、前記被覆外輪部の走行面に接地する部分が圧縮変形し、前記シュー部が前記被覆外輪部の内周面に押圧されて、前記第２コンロッドが前記支軸を中心とする回転モーメントを受け、前記第１コンロッドに伝えて前記クランクを回転させて動力源とすることを特徴とする車両用ホイールエンジン。
【請求項１０】
前記シュー部は、前記外腕部に沿って前記分岐部の方向に長尺に延出され、前記シュー部と前記外腕部との間には、前記シュー部を前記外腕部から離間させて前記被覆外輪部の内周面に摺接させるように付勢する弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項１１】
前記フランジ筒部は、前記タイヤの内側部あるいは外側部に嵌合固定されるようになっていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項１２】
前記タイヤへの嵌合固定に伴い、前記クランクは、前記車輪の回転を助長させるトルクコンバータに連結されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項１３】
前記タイヤへの嵌合固定に伴い、前記クランクは、車載バッテリーを充電する発電機に連結されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項１４】
前記車輪の左右両側に取り付けられ、一方の前記クランクはインナーロータに連結され、他方の前記クランクは前記インナーロータを同心的に囲繞するアウターロータに連結されて、前記インナーロータと前記アウターロータとを互いに逆方向に回転させることにより発電機を構成することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項１５】
前記クランクと前記アウターロータとは、サンギア、プラネタリギアおよび内歯車を有する遊星歯車機構を介して連結されていることを特徴とする請求項１４に記載の車両用ホイールエンジン。
【請求項１６】
走行時に前記第２コンロッドを介して前記第１コンロッドに伝わる変位により、前記クランクを略半周だけ回転できるように、前記第２コンロッドと前記第１コンロッドとのリンク長さ寸法比を設定したことを特徴する請求項１または請求項９に記載の車両用ホイールエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行時、総重量により車輪に生じる上下方向の変動成分を動力源に変換できるように改良した車両用ホイールエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のハイブリッド車では、燃料燃焼形のエンジンと電力供給形の電動機・発電機とを搭載し、走行条件によってエンジンと電動機・発電機とからの動力を選択的に車輪に伝達するようにしている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
すなわち、エンジンと車輪との動力伝達路、ならびに電動機・発電機と車輪との動力伝達路には、遊星歯車機構が配置されている。エンジンと電動機・発電機とのうち少なくとも一方の動力が遊星歯車機構を介して車輪に伝達される。電動機・発電機の動力が車輪に伝達される場合、要求トルクに応じて変速機をロー位置あるいはハイ位置に切換える制御が行われる。これにより、燃費の向上をはじめ騒音および排気ガスを低減し、環境対策の有力手段となることが期待されている。
【特許文献１】特開２００４−２５５９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のハイブリッド車は、エンジンと電動機・発電機との混成構造ではあるものの、いずれも化石燃料を燃焼させた動力源で走行することに変わりはないものである。
本発明では、地球上に働く自然エネルギーのうち、クリーンな重力（引力）を利用することに着目した。重力の利用法としては、高低差を活用した水力発電や降坂走行時のエンジンブレーキを利用して車載バッテリーを充電する例がある。しかしながら、高低差がなくなったり、降坂路線を終えれば、重力の利用ができなくなり、高低差や降坂路線を連続的に利用するには限界があった。【０００５】
この点、四輪自動車に着目すれば、約１０００ｋｇ（約１屯）の総重量を四個の車輪に分担して走行している。このため、車輪の所定部が走行面に圧接する接地位置では、総重量によりタイヤが圧縮変形し、車輪の所定部が走行面から離れた非接地位置では、タイヤが総重量から解放されて元の形状に回復する。これに起因して生じる車輪の上下変動は、利用されることなく振動エネルギーとして外部に放出されてしまっている。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、走行時に発生する車輪の上下変動を動力源として有効利用して、補助動力や車載バッテリーの充電用などに活用することが可能な車両用ホイールエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１について）
車両用ホイールエンジンでは、車輪のタイヤホイールの中心部に回転可能なクランク軸を有するように設けられたクランクを備えている。このクランクには、タイヤホイール内で第１コンロッドが連結されている。支軸は、クランク軸と平行となるように、タイヤホイールの左右の側壁間に掛け渡されている。第２コンロッドは、支軸に回動可能に設けられ、一端が第１コンロッドに回動可能に連結され、他端がタイヤの内周面に指向している。第２コンロッドは、支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、分岐部から所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなっている。そして、内腕部の先端部が第１コンロッドに回動可能に連結され、外腕部の先端部がタイヤの内周面に指向している。シュー部は、第２コンロッドの外腕部の先端部に回動可能に連結されてタイヤの内周面に摺動可能になっている。
走行時に車輪が上下変動するに伴い、車輪の走行面に接地する部分が圧縮変形し、シュー部がタイヤの内周面に押圧されて、第２コンロッドが支軸を中心とする回転モーメントを受け、第１コンロッドに伝えてクランクを回転させて動力源とする。【０００８】
車輪の上下変動により、シュー部がタイヤの内周面からの押圧力を受けるため、第２コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。この場合、車両の総重量を考慮すると、第２コンロッドに大きな回転モーメントが生じることが分かる。この大きな回転モーメントにより、第１コンロッドを介してクランクを回転させるので、大きな動力源が得られて車両用の補助動力や車載バッテリーの充電用などに有効利用することができる。
車輪の上下変動は、一般に振動エネルギーとして外部に放出されるものであるため、何ら新たなエネルギーを供給することなく動力源を発生させている。この結果、環境保全および省エネルギー対策として好適でもある。
この際、第２コンロッドは、分岐部から所定の角度をなして延出する外腕部と内腕部とからなっている。このため、外腕部と内腕部との長さ寸法比を所定に設定することにより、外腕部と内腕部の回動角度比を所望に決めることができる。【０００９】
（請求項２について）
第１コンロッドと第２コンロッドとは、上下の組合せ対として左右に一対づつ隣接配置されている。このため、車輪が一回転する毎に、タイヤの二箇所で動力源を連続的に発生させることができ、動力源が倍増して回転を円滑にして安定させることができる。【００１０】
（請求項３について）
第１コンロッドと第２コンロッドとは、上下の組合せ対として左右に二対づつ所定の角度間隔で隣接配置されている。このため、タイヤが一回転する毎に、タイヤの四箇所で動力源を連続的に発生させることができ、動力源が四増倍になって回転を円滑にして一層安定させることができる。【００１１】
（請求項４について）
シュー部は、対向端部同士が結合された上下一対の板ばねと、板ばねの間に設けられた圧縮コイルスプリングとを有する。このため、シュー部がタイヤの内周面から押圧力を受ける際、圧縮コイルスプリングが伸縮変位を伴いながら板ばねを上下に変動させ、押圧力を吸収して第２コンロッドに与える衝撃を緩和する。これにより、第２コンロッドが回転モーメントを第１コンロッドに円滑に伝達することができ、これら部材の破損や損傷を防いで耐久性の向上に寄与させることができる。【００１２】
（請求項５について）
シュー部は、先端にタイヤの内周面に摺接させる硬質ゴム片を有するゴム体である。このため、シュー部がタイヤの内周面から押圧力を受ける際、シュー部のゴム体が弾性変形して第２コンロッドに与える衝撃を緩和し、請求項４と同様な効果を奏する。【００１３】
（請求項６について）
第２コンロッドの支軸の周辺部には、遠心力によりシュー部とは反対側に延出する戻り制御部を有する。この戻り制御部は、シリンダー部とシリンダー部内で摺動可能に設けられたピストン部とを有し、引張コイルスプリングによりピストン部が支軸の方向に付勢されている。
この場合、車両の速度が増加するに伴い、車輪の回転が速くなり大きな遠心力が第２コンロッドに働く。遠心力によりピストン部が引張コイルスプリングの付勢力に抗し、支軸とは反対方向に摺動して延びる。このため、戻り制御部の慣性力が大きくなり、第２コンロッドがタイヤの内周面の方向に戻る復帰回動速度を緩和し、第１コンロッドのタイヤの内周面に対する衝撃を減少させることができる。【００１４】
（請求項７について）
クランクは、タイヤホイールの回転を助長させるトルクコンバータに連結されている。このため、車輪の上下変動をタイヤホイールの回転に付加して車輪の補助動力として活用することができる。【００１５】
（請求項８について）
クランクは、車載バッテリーを充電する発電機に連結されている。このため、車輪の上下変動が車載バッテリーを充電する発電機の補助動力として機能する。【００１６】
（請求項９について）
クランクは、車輪のタイヤに回転伝達可能で並列に取付けられる左右の側壁板部の中心部に回転可能なクランク軸を有する。伸縮自在な被覆外輪部は、左右の側壁板部の外周縁部を覆うように設けられている。第１コンロッドは、左右の側壁板部の間でクランクに連結されている。支軸は、クランク軸と平行となるように、左右の側壁板部間に掛け渡されている。第２コンロッドは、支軸に分岐部を中心に回動可能に設けられ、分岐部から所定の角度をなすように延出する外腕部と内腕部とからなる。内腕部の先端部が第１コンロッドに回動可能に連結され、外腕部の先端部が被覆外輪部の内周面に指向する。
シュー部は、第２コンロッドの外腕部の先端部に回動可能に連結されて被覆外輪部の内周面に摺動可能になっている。側壁板部には、タイヤの内周面部に嵌合固定されるフランジ筒部を形成してタイヤに別ユニットとして後付け可能となしている。
走行時に車輪が上下変動するに伴い、被覆外輪部の走行面に接地する部分が圧縮変形し、シュー部が被覆外輪部の内周面に押圧されて、第２コンロッドが支軸を中心とする回転モーメントを受け、第１コンロッドに伝えてクランクを回転させて動力源とする。
請求項９が請求項１と異なるところは、側壁板部には、タイヤの内周面部に嵌合固定されるフランジ筒部を形成してタイヤに別ユニットとして後付け可能としたことである。このため、車両用ホイールエンジンをタイヤとは別部材として取扱うことができるようになり、車両用ホイールエンジンを初めからタイヤに組み付けなくても、既存の車両に後発的に取付けることができる。【００１７】
（請求項１０について）
シュー部は、外腕部に沿って分岐部の方向に長尺に延出され、シュー部と外腕部との間には、シュー部を外腕部から離間させてタイヤの内周面に摺接させるように付勢する弾性部材が設けられている。
シュー部は分岐部の方向に延出されて長尺になっているため、とりわけ第１コンロッド、第２コンロッドおよびシュー部からなる組一式を四組設けた場合には、先行のシュー部の直後に後続のシュー部が被覆外輪部の内周面に順繰りに摺動するようになる。このため、シュー部から第２コンロッドおよび第１コンロッドを介してクランクに伝わる回転力が断続的に途切れることなく連続的になり、クランクの円滑な回転を維持することができる。【００１８】
（請求項１１について）
フランジ筒部は、タイヤの内側部あるいは外側部に嵌合固定されるようになっている。このため、タイヤの内側部および外側部のうち取付け易い方を選ぶことができて取付けの自由度が広くなる。【００１９】
（請求項１２について）
タイヤへの嵌合固定に伴い、クランクは車輪の回転を助長させるトルクコンバータに連結される。このため、請求項７と同様に、車輪の上下変動をタイヤの回転に付加して車輪の補助動力として活用することができる。【００２０】
（請求項１３について）
タイヤへの嵌合固定に伴い、クランクは車載バッテリーを充電する発電機に連結される。このため、請求項８と同様に、車輪の上下変動が車載バッテリーを充電する発電機の補助動力として機能する。【００２１】
（請求項１４について）
車輪の左右両側に取り付けられ、一方のクランクはインナーロータに連結され、他方のクランクはインナーロータを同心的に囲繞するアウターロータに連結されている。インナーロータとアウターロータとを互いに逆方向に回転させることにより発電機を構成する。  この際、インナーロータとアウターロータとは互いに逆方向に回転するため、アウターロータが静止している場合と比べて、両者の相対回転速度はインナーロータとアウターロータとの両回転速度を加え合わせた高速なものとなり高出力発電を実現させることができる。【００２２】
（請求項１５について）
クランクとアウターロータとは、サンギア、プラネタリギアおよび内歯車を有する遊星歯車機構を介して連結されている。比較的入手し易い既存の遊星歯車機構でインナーロータとアウターロータとを逆方向に回転させることができて好都合である。【００２３】
（請求項１６について）
走行時、第２コンロッドを介して第１コンロッドに伝わる変位により、クランクを略半周だけ回転できるように、第２コンロッドと第１コンロッドとのリンク長さ寸法比を設定している。
この場合、第２コンロッドの回転モーメントを受けた第１コンロッドの回動により、クランクを略１８０度の角度だけ回転させる。すなわち、車輪が略９０度回転する毎に、クランクが車輪の２倍量に相当する略１８０度の回転を生じさせることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の車両用ホイールエンジンでは、車輪の上下変動により、シュー部がタイヤの内周面からの押圧力を受けて第２コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。車両の総重量により、第２コンロッドに大きな回転モーメントを生じさせる。これにより、第１コンロッドを介してクランクを回転させて大きな動力源が得られて、車両用の補助動力や車載バッテリーの充電用などに十分活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例１）。
【図２】車両用ホイールエンジンの縦断面図である（実施例１）。
【図３】第２コンロッドを気密に被覆するゴムカバーの縦断面図である（実施例２）。
【図４】戻り制御部を設けた第２コンロッドの平面図である（実施例３）。
【図５】（ａ）はシュー部を示す拡大平面図（実施例４）、（ｂ）はシュー部を示す拡大平面図である（実施例５）。
【図６】トルクコンバータに連結した車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例６）。
【図７】車載バッテリーを充電する発電機に連結した車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例７）。
【図８】車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図である（実施例８）。
【図９】車両用ホイールエンジンの縦断面図である（実施例９）。
【図１０】（ａ）は車両用ホイールエンジンを展開状態に示した横断面図、（ｂ）は車両用ホイールエンジンの縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿う拡大縦断面図である（実施例１０）。
【図１１】発電機に連結するためタイヤに内側から後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例１１）。
【図１２】発電機に連結するためタイヤに内側から後付けした車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例１１）。
【図１３】発電機に連結するためタイヤに外側から後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例１２）。
【図１４】トルクコンバータに連結するためタイヤに内側から後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例１３）。
【図１５】トルクコンバータに連結するためタイヤに外側から後付けする車両用ホイールエンジンを示す縦断面図である（実施例１４）。
【図１６】（ａ）は、タイヤの両側に設けた車両用ホイールエンジンにより駆動される態様を示す発電装置の斜視図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲まれた部分を破断して示す拡大斜視図である（実施例１５）。
【図１７】発電のためタイヤに設けた車両用ホイールエンジンおよび差動歯車機構を示す横断面図である（実施例１６）。
【図１８】動力助長のためタイヤに後付けする車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例１７）。
【図１９】動力助長のためタイヤに後付けした車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例１７）。
【図２０】動力助長のためタイヤに後付けする車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例１８）。
【図２１】動力助長のためタイヤに後付けした車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例１８）。
【図２２】発電のためタイヤに後付けする車両用ホイールエンジンの横断面図である（実施例１９）。
【図２３】発電システムのため自動車の前後４輪ともに後付けする車両用ホイールエンジンの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１          車輪
１Ａ        車両用ホイールエンジン
２          タイヤホイール
２ａ、２ｂ  側壁
３、４      クランク
３ａ、４ａ  クランク軸
５          中間クランク
７、１６    第１コンロッド
８、９      支軸
１０、１８  第２コンロッド
１０ａ、１８ａ  分岐部
１０ｂ、１８ｂ  外腕部
１０ｃ、１８ｃ  内腕部
１４        タイヤ
１４ａ      タイヤの内周面
１５、２２、３０、３６、５４  シュー部
２３        走行面
２４        ゴムカバー
２６        戻り制御部
２７        シリンダー部
２８        ピストン部
２９        引張コイルスプリング
３１、３２  板ばね
３３        圧縮コイルスプリング
３７        硬質ゴム
３８        ゴム体
３９        トルクコンバータ
４７、７８  発電機
４８、６６Ａ  差動歯車機構
５０、５１  側壁板部
５２、５７  フランジ筒部
５３        被覆外輪部
５３ａ      被覆外輪部の内周面
５５        圧縮コイルスプリング（弾性部材）
５８        発電装置
６０        収容体
６１        インナーロータ
６２        アウターロータ
６３        遊星歯車機構
６４        サンギア
６５        内歯車
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
車両の走行時に生じる車輪の上下変動により、シュー部がタイヤの内周面からの押圧力を受けて第２コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。第２コンロッドに大きな回転モーメントを生じ、クランクを回転させて補助動力として十分な出力の動力源を確保する。
【実施例１】
【００２８】
本発明の実施例１を図１および図２に基づいて説明する。
車両（図示せず）に設けられた車輪１において、図１に示すようにタイヤホイール２には、左右の側壁２ａ、２ｂが取付けられている。側壁２ａの中心部には、タイヤホイール２内でクランク３がクランク軸３ａを介して回転可能に支持されている。側壁２ｂの中心部には、タイヤホイール２内でクランク４がクランク軸４ａを介して回転可能に支持されている。クランク３、４の間には、中間クランク５が配置されている。【００２９】
クランク３と中間クランク５との間には、第１コンロッド７が設けられ、その一端部がピン６を介してクランク３および中間クランク５に回動可能に連結されている。側壁２ａ、２ｂの間には、径方向に対向する支軸８、９がクランク軸３ａ、４ａと平行に掛け渡されている。支軸８には、くの字状の第２コンロッド１０が分岐部１０ａを中心に回動可能に取付けられている。第２コンロッド１０は、分岐部１０ａから所定の角度でくの字状に延出する外腕部１０ｂと内腕部１０ｃとからなっている。外腕部１０ｂと内腕部１０ｃとの長さ寸法比は、タイヤ１４の径寸法やクランク３の径寸法などを考慮して所定の値に設定されている。【００３０】
第２コンロッド１０の内腕部１０ｃは、ピン１１を介して第１コンロッド７に回動可能に連結され、外腕部１０ｂはピン１２を介して短脚部１３に回動可能に連結されている。短脚部１３の先端部には、タイヤ１４の内周面に摺接するシュー部１５が取付けられている。
クランク４と中間クランク５との間には、別の第１コンロッド１６が設けられ、その一端部がピン１７を介してクランク４および中間クランク５に回動可能に連結されている。支軸９には、くの字状の第２コンロッド１８が分岐部１８ａを中心に回動可能に取付けられている。第２コンロッド１８は、分岐部１０ａから所定の角度でくの字状に延出する外腕部１８ｂと内腕部１８ｃとからなっている。外腕部１８ｂと内腕部１８ｃとの長さ寸法比は、タイヤ１４の径寸法やクランク４の径寸法などを考慮して、第２コンロッド１０の場合と同様の値に設定されている。【００３１】
第２コンロッド１８の内腕部１８ｃは、ピン１９を介して第１コンロッド１６に回動可能に連結され、外腕部１８ｂはピン２０を介して短脚部２１に回動可能に連結されている。短脚部２１の先端部には、タイヤ１４の内周面に摺接するシュー部２２が取付けられている。この状態では、第１コンロッド７、１６、第２コンロッド１０、１８およびクランク３、４は、左右に二個隣接状態に配置されており、これら全体がホイールエンジン１Ａを構成する。すなわち、このホイールエンジン１Ａでは、第１コンロッド１６（７）と第２コンロッド１８（１０）とは、上下の組合せ対として左右に一対づつ隣接配置されている。【００３２】
上記構成において、走行時、車両が図２に矢印Ｍで示す方向に進行する場合、車輪１は矢印Ｎの方向に回転する。これに伴い、車両が走行面２３で上下方向の変動力を受けるため、タイヤ１４の所定部が走行面２３と圧接する接地位置では、車輪１のタイヤ１４が車両の総重量を受けて弾性変形により圧縮方向に撓む。タイヤ１４の圧縮変形に伴って、シュー部２２がタイヤ１４の内周面１４ａから押圧力を受け、短脚部２１およびピン２０を介して第２コンロッド１８に支軸９を中心とする回転モーメントを与える（図２の矢印Ａ参照）。【００３３】
この回転モーメントにより、第２コンロッド１８が梃子となって、時計回り方向とは反対に回動し、ピン１９を介して第１コンロッド１６を矢印Ｂ方向に回動させる。第１コンロッド１６の回動により、ピン１７に矢印Ｃ方向の外力を生じさせる。この外力により、第１コンロッド７の自由な回動変位を許しながら、クランク３を中間クランク５およびクランク４と一緒に矢印Ｄ方向に１８０度の角度だけ回転させる。
この回転動作は、第２コンロッド１８が車輪１と一緒に位置Ｐから位置Ｑまでの略９０度の角度だけ回転した時に生じる。このため、車輪１が略９０度回転する毎に、クランク４が中間クランク５およびクランク３と一緒に車輪１の２倍量である略１８０度の回転を生じることになる。【００３４】
この場合、走行面２３に対するタイヤ１４の圧縮変位δを予め把握しておき、第２コンロッド１８（外腕部１８ｂおよび内腕部１８ｃを含む）と第１コンロッド１６とのリンク長さ寸法比を決めておく。第２コンロッド１８に伝わったタイヤ１４の圧縮変位δが第１コンロッド１６を介してクランク３を略半周（径方向の距離に換算して略２×Ｒ）だけ回転できるように設定しておくものである。【００３５】
タイヤ１４の所定部が接地位置から走行面２３から離れた非接地位置に回動すると、第２コンロッド１８は車輪１の遠心力を受けて、矢印Ａとは反対方向に回動し、元の位置に復帰する。これに伴い、第１コンロッド１６が、クランク３の回転に影響を与えることなく、ピン１７を中心にして矢印Ｂとは反対方向に自由回動する。【００３６】
第２コンロッド１０についても、タイヤ１４の特定部分が走行面２３から離れた非接地位置から接地位置に回転すると、第２コンロッド１０、第１コンロッド１６、短脚部２１およびシュー部２２は、第２コンロッド１８の場合と同様に作動する。
このため、第２コンロッド１０の回転モーメントを受けた第１コンロッド７の回動により、ピン６に外力を生じさせて、クランク４を中間クランク５およびクランク３と一緒に１８０度の角度だけ回転させる。車輪１が９０度回転する毎に、クランク４が中間クランク５およびクランク３と一緒に車輪１の２倍である１８０度の回転を生じることになる。  【００３７】
ちなみに、大衆乗用車で１３インチホイールを有し、車両の総重量が約１０００ｋｇで、クランク軸３ａ（４ａ）とピン６（１６）との間の偏心距離Ｒとする場合を想定する。車両用ホイールエンジン１Ａを四輪に設けた場合、車輪１の各々には約２５０ｋｇの荷重が加わるとすると、各車輪１が一回転する毎にクランク３（４）の回転トルクＴは次のようである。
偏心距離Ｒが１５ｃｍでは、回転トルクＴ＝２５０ｋｇ×０．１５ｍ×９．８×２
＝７３５Ｎ・ｍとなる。
偏心距離Ｒが１０ｃｍでも、回転トルクＴ＝２５０ｋｇ×０．１０ｍ×９．８×２
＝４９０Ｎ・ｍとなる。【００３８】
例えば、１３インチホイールの車両で、１６ｍを２秒の割合で走行する時、車輪は５回転する。クランク軸３ａ（４ａ）はクランク３（４）と一緒にそれぞれ１０回転し、合計で２０回転することになる。
この場合のクランク３（４）は、毎秒当たり１０回転となるので、偏心距離Ｒが１５ｃｍのクランクでは、毎秒当たりの仕事量（Ｕ）は、７３５Ｎ・ｍ×１０（１／ｓ）＝７３５０Ｎ・ｍ・（１／ｓ）≒７．４ｋＷとなる。
偏心距離Ｒが１０ｃｍのクランクでも、毎秒当たりの仕事量（Ｕ）は、４９０Ｎ・ｍ×１０（１／ｓ）＝４９００Ｎ・ｍ・（１／ｓ）≒５．０ｋＷとなる。
【実施例２】
【００３９】
図３は本発明の実施例２を示す。実施例２では、支軸９（８）の付近でタイヤ１４とタイヤホイール２との間の気密性を確保するキャップ状のゴムカバー２４を設けている。
このゴムカバー２４は、その中央部２４ａを第２コンロッド１８（１０）に貫通させて開口周辺部２４ｂをタイヤホイール２に固着している。中央部２４ａは、第２コンロッド１８（１０）に対して接着剤２５により気密に結合されている。ゴムカバー２４の開口周辺部２４ｂは、タイヤホイール２に対して同様の接着剤２５により気密に結合されている。【００４０】
このため、第２コンロッド１８（１０）が、支軸９（８）の周辺部で、タイヤ１４の内部に嵌入状態に突き出ていても、ゴムカバー２４が、タイヤホイール２に対する第２コンロッド１８（１０）の嵌入部を気密にシールする。
第２コンロッド１８（１０）が回転モーメントを受ける際、実施例１で示したように、シュー部１５（２２）がタイヤ１４の内周面１４ａから押圧力を受けて、第２コンロッド１８（１０）が支軸９（８）を中心に回動する。第２コンロッド１８（１０）が押圧力から解放されると、第２コンロッド１８（１０）は遠心力により復帰回動する。
この際、第２コンロッド１８（１０）の回動変位に応じて、ゴムカバー２４が弾性変形により撓むため、タイヤ１４内の気密性が失われることなく良好に保持される。
【実施例３】
【００４１】
図４は本発明の実施例３を示す。実施例３では、第２コンロッド１８（１０）の支軸９（８）の周辺部には、シュー部２２（１５）とは反対側に延出する戻り制御部２６を設けている。この戻り制御部２６は、シリンダー部２７とシリンダー部２７内で摺動可能に設けられたピストン部２８とを有している。ピストン部２８は、図４に矢印Ｓで示すように、引張コイルスプリング２９により支軸９（８）の方向に付勢されている。【００４２】
この場合、車両の速度が増加するに伴い、車輪１の回転が速くなり大きな遠心力が第２コンロッド１８（１０）に働く。遠心力によりピストン部２８が引張コイルスプリング２９の付勢力に抗し、図４に二点鎖線で示すように、支軸９（８）とは反対方向に摺動し、遠心力に応じた長さまで延びる。
これにより、戻り制御部２６の慣性力が大きくなり、第２コンロッド１８（１０）が支軸９（８）を中心として、図４の矢印Ａとは反対方向であるタイヤ１４の内周面１４ａの方向に戻る復帰回動速度を緩和する。この結果、第２コンロッド１８（１０）のタイヤ１４の内周面１４ａに対する衝撃を減少させて、これら部材への損傷や破損を防ぐことができる。
【実施例４】
【００４３】
図５の（ａ）は本発明の実施例４を示す。実施例４では、シュー部３０を上下一対の板ばね３１、３２と、板ばね３１、３２の間に設けた圧縮コイルスプリング３３とにより構成している。板ばね３１、３２は、上下に対応する対向端部同士が球状体３４、３５により結合されている。【００４４】
このため、シュー部３０がタイヤ１４の内周面１４ａから押圧力を受ける際、圧縮コイルスプリング３３が伸縮変位を伴いながら板ばね３１、３２を上下に変動させ、押圧力を吸収して第２コンロッド１８（１０）に与える衝撃を緩和する。これにより、第２コンロッド１８（１０）が回転モーメントを第１コンロッド７（１６）に円滑に伝達することができ、これら部材の破損や損傷を防いで耐久性の向上に寄与する。
【実施例５】
【００４５】
図５の（ｂ）は本発明の実施例５を示す。実施例５では、シュー部３６は、先端にタイヤ１４の内周面１４ａに摺接させる硬質ゴム片３７を有するゴム体３８である。ゴム体３８は、一角部３８ａを第２コンロッド１８（１０）の先端部にヒンジとして接着剤などで結合させている。このため、シュー部３６がタイヤ１４の内周面１４ａから押圧力を受ける際、シュー部３６のゴム体３８が弾性変形して第２コンロッド１８（１０）に与える衝撃を緩和し、実施例４と同様な効果を奏する。
【実施例６】
【００４６】
図６は本発明の実施例６を示す。実施例６では、クランク３のクランク軸３ａが、タイヤホイール２の回転を助長させるトルクコンバータ３９に連結されている。車輪１の上下変動をタイヤホイール２の回転に付加して車輪１の補助動力として活用するというものである。  【００４７】
この場合、トルクコンバータ３９において、内部に流体Ｆを収容したケーシング４０は、タイヤホイール２の側壁２ａに液密に取付けられている。クランク軸３ａは、ケーシング４０内で先端に回転羽根４１を嵌着した駆動軸４２に連結されている。回転羽根４１に対向する駆動羽根４３が側壁２ａに固定されている。車輪１のサスペンション４４が位置する側では、クランク軸４ａがカプラー４５ａおよび軸受４５を介して車両のドライブシャフト４６に連結されている。【００４８】
実施例１のように、第２コンロッド１８（１０）および第１コンロッド１６（７）の変位により発生させたクランク３の回転力は、クランク軸３ａおよび駆動軸４２を介して回転羽根４１を回転駆動させる（矢印Ｊ参照）。回転羽根４１の回転は、流体Ｆを介して駆動羽根４３に伝わり、側壁２ａを介して車輪１に直接付加される（矢印Ｋ参照）。このため、車輪１の回転が大幅に助長され、加速性および動力性に優れて、力強い走行が可能な車両を実現させることができる。
【実施例７】
【００４９】
図７は本発明の実施例７を示す。実施例７では、実施例６のトルクコンバータ３９を省略し、クランク４を発電機４７に連結している。車輪１の上下変動を発電機４７の補助動力として活用し、車載バッテリー（図示せず）を充電しようとするものである。【００５０】
この場合、実施例１のように、第２コンロッド１８（１０）および第１コンロッド１６（７）の変位により発生させたクランク４の回転力は、クランク軸４ａ、カプラー４５ａ、軸受４５、ドライブシャフト４６および差動歯車機構４８の動力伝達路４９を介して発電機４７の回転軸４７ａに連結されている。
実施例１のように、第２コンロッド１８（１０）および第１コンロッド１６（７）の変位により発生させたクランク４の回転力は、動力伝達路４９を介して回転軸４７ａに伝達されて発電機４７を駆動する。このため、車載エンジンで発電機を駆動する通常のものに比べて、燃料消費量が低減し燃費性能が大幅に向上する。
【実施例８】
【００５１】
図８は本発明の実施例８を示す。実施例８が実施例１と異なるところは、第１コンロッド１６（７）、第２コンロッド１８（１０）、短脚部２１（１３）およびシュー部２２（１５）からなる組合せ対をもう一つ加えたことである。【００５２】
すなわち、クランク３、４との間には、三個の中間クランク５を左右に並列状態に設けている。隣接する左側の中間クランク５と中央の中間クランク５間には、第１コンロッド１６、第２コンロッド１８、短脚部２１およびシュー部２２からなる対を配置している。隣接する中央の中間クランク５と右側の中間クランク５間には、第１コンロッド７、第２コンロッド１０、短脚部１３およびシュー部１５からなる対を配置している。【００５３】
このため、シュー部２２（１５）がタイヤ１４の内周面１４ａから押圧力を受ける際、二個づつの第２コンロッド１８（１０）が交互に回転モーメントを受けて二個づつ第１コンロッド１６（７）を回動させ、中間クランク５をクランク３、４と一緒に回転駆動する。これにより、中間クランク５およびクランク３、４の回転が円滑になって安定する。
【実施例９】
【００５４】
図９は本発明の実施例９を示す。実施例９が実施例８と異なるところは、第１コンロッド１６（７）、第２コンロッド１８（１０）、短脚部２１（１３）およびシュー部２２（１５）からなる組合せ対を互いに略９０度の等角度間隔で配置したことである。この状態では、第１コンロッド１６（７）および第２コンロッド１８（１０）は、左右に四個が隣接する状態に配置されており、第２コンロッド１６（７）は二個づつ互いに径方向に対向している。すなわち、第１コンロッド１６（７）と第２コンロッド１８（１０）とは、上下の組合せ対として左右に二対づつ９０度の所定の角度間隔で隣接配置された形態となっている。【００５５】
このため、シュー部２２（１５）が一個づつ交互にタイヤ１４の内周面１４ａから押圧力を受けるようになり、第２コンロッド１８（１０）が一個づつ第１コンロッド１６（７）に回転モーメントを伝えてクランク３、４を回転駆動する。この結果、タイヤ１４が一回転する毎に、タイヤ１４の四箇所で動力源を連続的に発生させることができ、動力源が四増倍の大出力になって、回転を円滑にして一層安定させることができる。
【実施例１０】
【００５６】
図１０は本発明の実施例１０を示す。実施例１０が実施例９と異なるところは、短脚部２１（１３）をなくし、車両用ホイールエンジン１Ａを単体の別ユニットとして自動車などの車両に後付けできるようにしたことである。
実施例１０におけるクランク軸３ａ、４ａは、図１０の（ａ）に示すように、左右の側壁板部５０、５１の中心部に回転可能に支持されており、左の側壁板部５０には、タイヤ１４の内周縁部に対応するフランジ筒部５２を同心的に形成している。【００５７】
左右の側壁板部５０、５１の外周縁部５０ａ、５１ａには、これら外周縁部５０ａ、５１ａを気密に覆うようゴムやプラスチック材などにより形成された伸縮自在な被覆外輪部５３が設けられている。被覆外輪部５３の外周部には、径方向に沿って小刻みに起伏する襞状部５３ｂを形成して伸縮変位が容易になるようにしている。この襞状部５３ｂは蛇腹状や溝状に形成してもよいが、不要な場合は省いてもよい。【００５８】
シュー部５４は、図１０の（ｂ）に示すように、外腕部１０ｂ（１８ｂ）に沿って分岐部１０ａ（１８ａ）の方向に延出され、９０度を若干超す弧長を有するように設定され、その先端部５４ｃは被覆外輪部５３の内周面５３ａに指向している。この先端部５４ｃは、図１０の（ｂ）に示すように、上段差部５４ｄを有している。先端部５４ｃに隣接するシュー部５４のピン１２側の終端部５４ｅは、上段差部５４ｄと重なり合う下段差部５４ｆを延出している。
シュー部５４と外腕部１０ｂ（１８ｂ）との間には、シュー部５４を外腕部１０ｂ（１８ｂ）から離間させて先端部５４ｃを被覆外輪部５３の内周面に摺接させるように付勢する圧縮コイルスプリング５５が弾性部材として設けられている。圧縮コイルスプリング５５に代わってマウントラバーなどの伸縮部材を用いてもよい。
なお、図１０の（ａ）では、シュー部５４、外腕部１０ｂ（１８ｂ）、内腕部１０ｃ（１８ｃ）、第１コンロッド１６（７）および第２コンロッド１８（１０）から成る組はそれぞれ９０度の位相を有するが、便宜上、展開した態様で表している。【００５９】
車両用ホイールエンジン１Ａは、フランジ筒部５２を介してタイヤ１４の内周面部に嵌合固定され、後述する実施例１１で示すように、タイヤ１４に回転伝達可能で並列に取付けられるようになっている。
車両用ホイールエンジン１Ａをタイヤ１４に取付けて、車両を走行させた場合、車輪１が上下変動するに伴い、被覆外輪部５３の走行面２３に接地する部分が圧縮変形し、シュー部５４が被覆外輪部５３の内周面５３ａに押圧されて、第２コンロッド１０（１８）が支軸８、９を中心とする回転モーメントを受け、第１コンロッド７（１６）に伝えてクランク３、４を回転させて動力源を発生する。【００６０】
シュー部５４は、先端部５４ｃと終端部５４ｅとが重なり合うように、比較的長尺に設定されている。このため、先行のシュー部５４の直後に後続のシュー部５４が被覆外輪部５３の内周面５３ａに順繰りに摺動するようになる。このため、シュー部５４から第２コンロッド１０（１８）および第１コンロッド７（１６）を介してクランク３、４に伝わる回転力が断続的に途切れることなく連続的になり、クランク３、４の円滑な回転を維持することができる。なお、第１コンロッド１６（７）、第２コンロッド１８（１０）およびシュー部５４からなる組合せ対の数は、四つに限らず、使用状況などに応じて所望に設定することができる。
【実施例１１】
【００６１】
図１１および図１２は本発明の実施例１１を示す。実施例１１では、実施例１０の車両用ホイールエンジン１Ａを実施例７と同様の差動歯車機構４８を介して発電機４７に連結している（図１１参照）。この場合、タイヤ１４の内周縁部には、金属製のホイール環１４ｂが強固に密着固定されており、車両用ホイールエンジン１Ａのクランク軸４ａはカプラー４５ａおよび軸受４５を介してドライブシャフト４６に連結されている。軸受４５と差動歯車機構４８との間には、ドライブシャフト４６を挿通した中空シャフト４６Ａが連結されている。【００６２】
フランジ筒部５２は、後付けによりタイヤ１４の内側部からホイール環１４ｂ内に嵌合固定され、タイヤ１４と一体回転可能に取付けられている（図１２参照）。ホイール環１４ｂに対するフランジ筒部５２の嵌合固定は、例えば六角ボルト（図示せず）をフランジ筒部５２からホイール環１４ｂに通してナット（図示せず）で締付けるといった手法で行うことができる。実施例１１では、フランジ筒部５７をタイヤ１４の内側部から取付けられるので、フランジ筒部５７を車体の内部に隠蔽できて見栄えがよくなる。車両用ホイールエンジン１Ａは、フランジ筒部５２からホイール環１４ｂに嵌合固定したが、フランジ筒部５２を用いず側壁板部５０をホイール環１４ｂに直接固定してもよい。
【実施例１２】
【００６３】
図１３は本発明の実施例１２を示す。実施例１２では、実施例１１とは反対に車両用ホイールエンジン１Ａをタイヤ１４の外側部から取付ける。このため、車両用ホイールエンジン１Ａを反転させて車輪１の外部に置き、フランジ筒部５２をタイヤ１４の外側部からホイール環１４ｂ内に嵌合固定する。この場合、実施例１１とは反対側のクランク軸３ａが長尺なカプラー４５ａおよび軸受４５を介してドライブシャフト４６に連結される。実施例１２では、フランジ筒部５７をタイヤ１４の外側部から干渉の心配をすることなく取付けられるので、その取付けが楽で迅速になる利点がある。
【実施例１３】
【００６４】
図１４は本発明の実施例１３を示す。実施例１３では、実施例１０の車両用ホイールエンジン１Ａを実施例６に示すようにトルクコンバータ３９に連結している。この場合、フランジ筒部５２内に実施例６の回転羽根４１および駆動羽根４３を収容し、蓋板４１ａで液密に閉鎖することによりケーシング４０を構成している。【００６５】
車両用ホイールエンジン１Ａのクランク軸４ａは、カプラー４５ａおよび軸受４５を介してドライブシャフト４６に連結され、ケーシング４０のフランジ筒部５２をタイヤ１４の内側部からホイール環１４ｂ内に嵌合固定するようになっている。
実施例１３では、フランジ筒部５２をタイヤ１４の内側部から取付けられるので、実施例１１と同様にフランジ筒部５２を車体の内部に隠蔽できて見栄えがよくなる。
【実施例１４】
【００６６】
図１５は本発明の実施例１４を示す。実施例１４では、実施例１３とは反対に車両用ホイールエンジン１Ａをタイヤ１４の外側部から取付ける。このため、車両用ホイールエンジン１Ａにおけるケーシング４０の反対側である右側の側壁板部５１にもフランジ筒部５７を設けている。【００６７】
車両用ホイールエンジン１Ａを車輪１の外部に置き、フランジ筒部５７をタイヤ１４の外側部からホイール環１４ｂ内に嵌合固定する。この場合、クランク軸４ａが長尺なカプラー４５ａおよび軸受４５を介してドライブシャフト４６に連結される。
実施例１４では、フランジ筒部５７をタイヤ１４の外側部から取付けられるので、実施例１２と同様に取付けが楽で迅速になる利点がある。
【実施例１５】
【００６８】
図１６は本発明の実施例１５を示す。実施例１５では、実施例１１の車両用ホイールエンジン１Ａを左右両側のタイヤ１４の外側部から取付けて所望の極数に設定される発電装置５８を構成している。車両用ホイールエンジン１Ａの被覆外輪部５３は、タイヤ１４と同径でもよいし、両者間に若干の大小差があってもよい。
車両用ホイールエンジン１Ａからのドライブシャフト４６を回転可能に挿通した中空シャフト５９が左右の車輪１の中間部に延出されている。中空シャフト５９の左右の延出端５９ａは、例えば矩形の金属枠により形成された収容体６０の左右の側面部６０ａ、６０ｂにそれぞれ一体的に連結固定されている｛図１６の（ａ）参照｝。【００６９】
中空シャフト５９内に沿って左側から延びるドライブシャフト４６は、収容体６０の左側面部６０ａを回転可能に貫通し、収容体６０内で筒状のインナーロータ６１に連結軸として固着されている。中空シャフト５９内に沿って右側から延びるドライブシャフト４６は、収容体６０の右側面部６０ｂを回転可能に貫通し、収容体６０内で有底筒状のアウターロータ６２に連結されている。【００７０】
アウターロータ６２は、内部に微小な環状間隙Ｇを介してインナーロータ６１を同心的に配置しているとともに、右側の底部に遊星歯車機構６３を設けている｛図１６の（ｂ）参照｝。アウターロータ６２およびインナーロータ６１のうち一方には、コイル（図示せず）を巻回し、他方に固定磁石（図示せず）を設けたものである。アウターロータ６２あるいはインナーロータ６１には、二極あるいは四極の整流子から接触ブラシを介して車載バッテリー（いずれも図示せず）に接続している。【００７１】
遊星歯車機構６３は、中央のサンギア６４を右側のドライブシャフト４６に連結し、外周部のリングギアである内歯車６５とサンギア６４との間に単一のプラネタリギア６６を噛合させている。このプラネタリギア６６は、単一ではなく、サンギア６４を中央に挟んで径方向に一対となるよう腕状のキャリアー（図示せず）を介して連結配置してもよい。  収容体６０の上面部６０ｃには、締付ボルトＥを立設し、取付板Ｈを介して車体の底部（図示せず）にナットＹにより固定するようになっている。【００７２】
車両の走行に伴い、タイヤ１４と一緒に車両用ホイールエンジン１Ａが回転し、クランク軸４ａ（例えば、図１１参照）からの出力により、左右両側のドライブシャフト４６を矢印Ｌ１方向に回転する。左側のドライブシャフト４６の回転により、同方向の回転がインナーロータ６１に伝えられる。右側のドライブシャフト４６の回転により、同方向の回転が遊星歯車機構６３のサンギア６４に伝えられ、プラネタリギア６６を介して内歯車６５と一緒にアウターロータ６２を矢印Ｌ１とは逆の矢印Ｌ２方向に回転する。【００７３】
実施例１５では、インナーロータ６１とアウターロータ６２とは互いに逆方向に回転するため、アウターロータ６２が静止している場合と比べて、両者の相対回転速度はインナーロータ６１とアウターロータ６２との両回転速度を加え合わせた高速なものとなり、発電装置５８に高出力発電を実現させることができる。
【実施例１６】
【００７４】
図１７は本発明の実施例１６を示す。実施例１６が実施例１１と異なるところは、ドライブシャフト構造を貨物用トラックなどに適するホーシング方式に対して、普通乗用車などに適するジョイント方式にしたことである。【００７５】
この場合、車両用ホイールエンジン１Ａのクランク軸４ａと差動歯車機構６６Ａとの間には、プロペラシャフト６７が設けられており、クランク軸４ａは、段付き円柱状に形成されている。クランク軸４ａの径小部４ｂは、スプライン嵌管部６８に連結され、ヨーク６９ａとクロス６９ｂを備えた万能継手６９を介してプロペラシャフト６７の左端部に連結されている。プロペラシャフト６７の右端部は、ヨーク７０ａとクロス７０ｂを備えた万能継手７０を介して差動歯車機構６６Ａの左端軸７１に連結されている。【００７６】
差動歯車機構６６Ａは、ハウジング７２内で左右に対向する一組のサイドギア７３、上下に対向してサイドギア７３に噛合するデフピニオン７４を有する。左側のサイドギア７３は左端軸７１に連結され、右側のサイドギア７３は右端軸７５に連結されている。ハウジング７２の外周縁部には、駆動ピニオン７７に噛合するリングギア７６が取付けられている。駆動ピニオン７７の駆動軸は７７ａは発電機７８の回転軸７８ａに連結されている。【００７７】
車両の走行時、クランク軸の４ａからの回転は、スプライン嵌管部６８およびプロペラシャフト６７を介して差動歯車機構６６Ａの左端軸７１（右端軸７５）に伝えられ、サイドギア７３、デフピニオン７４、リングギア７６および駆動ピニオン７７を介して発電機７８を回転駆動する。これにより、車載バッテリーを充電して、空調や照明などの電装部品への電力供給に役立たせることができる。
なお、図１７では、便宜上、車輪のサスペンションをはじめ、右側のタイヤ１４、車両用ホイールエンジン１Ａおよびプロペラシャフト６７は省略している。この場合も、実施例１２と同様に、車両用ホイールエンジン１Ａをタイヤ１４の外側から取付けるようにしてもよい。差動歯車機構６６Ａは、アウターロータ６２に代わってインナーロータ６１に設けてもよい。プロペラシャフト６７の万能継手６９、７０は、等速ジョイントなどでもよく、要は回転駆動力を伝達可能な継手であればよい。
【実施例１７】
【００７８】
図１８および図１９は本発明の実施例１７を示す。実施例１７が実施例１０と異なるところは、図１０に示す右側２個のシュー部５４および外腕部１０ｂ（１８ｂ）を略したことである。支軸８、９は２本とし、２本の第２コンロッド１０を共通の支軸８に支持させ、他の２本の第２コンロッド１８を共通の支軸９に支持させている。同一の支軸８（９）に位置する分岐点１０ａ同士（分岐点１８ａ同士）は一体に連結されて管状リンク１０Ａ（管状リンク１８Ａ）を形成している（図１８参照）。【００７９】
側壁板部５１の外周縁部５１ａは軸方向に延出し、被覆外輪部５３に到る筒状のハウジング８０をクランク軸３ａ、４ａと同芯的になるように形成している。クランク軸３ａには、皿状のディスク８１がクランク軸３ａと一体回転可能に固定され、側壁板部５０の内周面との間に流動体Ｆを液密に内包するように配されてトルクコンバータ８２を構成している。ディスク８１の外周縁部８１ａは、側壁板部５０の内周面に摺動可能に当接している。
クランク軸４ａには、皿状のディスク８３がクランク軸４ａと一体回転可能に固定され、側壁板部５１の内周面との間に流動体Ｆを液密に内包するように配されてトルクコンバータ８４を構成している。ディスク８３の外周縁部８３ａは、側壁板部５１の内周面に摺動可能に当接している。【００８０】
この状態で、フランジ筒部５２をタイヤ１４の外側からホイール環１４ｂ内に嵌合固定して、クランク軸３ａを車両のドライブシャフト４６にカプラー８５により連結する（図１９参照）。この連結に伴い、フランジ筒部５２内には、二点鎖線で示すブレーキディスク８７がブレーキシュー８６とで成す制動機構８８が位置する。
連結後に車両を走行させた場合、車輪１が上下変動するに伴い、被覆外輪部５３の走行面２３に接地する部分が圧縮変形し、シュー部５４が被覆外輪部５３の内周面５３ａに押圧されて、第２コンロッド１８（１０）が管状リンク１８Ａ（１０Ａ）で支軸９（８）を中心とする回転モーメントを受け、第１コンロッド１６（７）に伝えて中間クランク５を介してクランク３、４を回転させて動力源を発生する。【００８１】
クランク３、４の回転に伴い、トルクコンバータ８２、８４のディスク８１、８３が回転し、流動体Ｆを介して側壁板部５０、５１に回転力を与える。この回転力は、ドライブシャフト４６の駆動方向に合致し、フランジ筒部５２およびハウジング８０に伝達され、ホイール環１４ｂを介してタイヤ１４に伝えられる。これにより、車輪１の回転が大幅に助長され、車両に優れた加速性および動力性を有する走行を実現させることができる。
【実施例１８】
【００８２】
図２０および２１は本発明の実施例１８を示す。実施例１８が実施例１７と異なるところは、管状リンク１０Ａ（管状リンク１８Ａ）およびハウジング８０を図示左方に延長し、被覆外輪部５３をフランジ筒部５２の左端部に位置させたことである（図２０参照）。この場合、長尺化されたハウジング８０をタイヤ１４の内側からホイール環１４ｂに嵌合固定して、車両用ホイールエンジン１Ａの後付けを行う（図２１参照）。
実施例１８では、クランク軸３ａを比較的外方に位置させることができる。このため、実施例１７と同様な効果に加えて、既存のドライブシャフト４６との調整を行わなくても車両用ホイールエンジン１Ａの後付けが可能となる利点が得られる。
【実施例１９】
【００８３】
図２２は本発明の実施例１９を示す。実施例１９が実施例１７と異なるところは、発電機４７の駆動のため、トルクコンバータ８２、８４を省略し、フランジ筒部５２を短小化したことである。車両用ホイールエンジン１Ａの後付け時には、クランク軸３ａをドライブシャフト４６に連結してから、タイヤ１４の内側からハウジング８０をホイール環１４ｂ内に嵌合固定するようになっている。【００８４】
側壁板部５１には、外部に指向するボルト８８、８９が立設されており、ホイールキャップ９０に透孔部９０ａ、９０ｂを介してナット９１、９２で締付け固定される。
実施例１７および実施例１８では、とりわけタイヤ１４の設計変更により車両用ホイールエンジン１Ａの後付けを可能としたが、実施例１９では、ドライブシャフト４６側に変更を加えて、タイヤ１４側を既存の状態のままにして、車両用ホイールエンジン１Ａの後付けができるようにした。【００８５】
（使用例）
図２３は本発明を車両に適用した使用例を示す。この使用例は、車両用ホイールエンジン１Ａを後付けする際、実施例１５の遊星歯車機構６３を備えた発電装置５８を自動車の前後輪に組付けた例である。前輪９３の両側には、車両用ホイールエンジン１Ａを後付けしており、両側の前輪９３の間に設けた中空シャフト９４に発電装置５８を設置している。【００８６】
エンジン９５は電動機９６ａにより始動され、動力を変速装置９６、連動軸９７および差動歯車機構９８を介して動力軸９９に伝える。動力軸９９は、鎖歯車１００ｂ、１００ｃの間にチェーン１００ａを掛け渡したスイングアーム機構１００を介して後輪１０１の中空シャフト１０２に連結されている。両側の後輪１０１にも車両用ホイールエンジン１Ａが後付けされ、中空シャフト１０２に発電装置５８が設けられている。
上記は発電システムの実現に向けて前後４輪ともに後付けされる一例であるが、発電用に車両用ホイールエンジン１Ａを車両に後付けする態様は多く考えられ、応用範囲が広いことが分かる。【００８７】
（変形例）
（ａ）クランク３、４および中間クランク５は、円滑な回転を得るため通常では円盤状であるが、楕円板状や瓢箪状であってもよく、要はクランク機能を果たせるものであればよい。
（ｂ）第２コンロッド１６（７）における外腕部１０ｂ（１８ｂ）と内腕部１０ｃ（１８ｃ）との長さ寸法比は必要に応じて所望に変更することができる。第１コンロッド１６（７）、第２コンロッド１８（１０）と短脚部２１（１３）との間の長さ寸法比についても同様である。外腕部１０ｂ（１８ｂ）と内腕部１０ｃ（１８ｃ）とがなす角度についても、使用状況などに応じて所望に設定することができる。
（ｃ）第２コンロッド１６（７）は、くの字状に限らず、Ｖ字状、Ｗ字状、Ｍ字状、への字状あるいはＬ字状であってもよい。【００８８】
（ｄ）シュー部１５、２２については、ローラーをはじめ旋回可能に設けられた球体やスライダーであってもよい。
（ｅ）実施例６におけるトルクコンバータ３９とクランク３との間には、クラッチを設けて必要な場合のみにクラッチを作動させることにより、トルクコンバータ３９の駆動を選択的に行うようにしてもよい。【００８９】
（ｆ）トルクコンバータ３９は、側壁２ａとは反対側でサスペンション４４の存する箇所に設けるようにしてもよい。トルクコンバータ３９は、タイヤホイール２の内部で、コンパクト化してクランク３と側壁２ａとの間、あるいはクランク４と側壁２ｂとの間に設けるようにしてもよい。
（ｇ）車両用ホイールエンジン１Ａは、車載バッテリーの充電に代わって、車室内の空調用のコンプレッサーを駆動する動力源として用いてもよい。
（ｈ）第２コンロッド１８（１０）の名称については、第２コンロッドアームとしてもよく、シュー部２２（１５）の名称については、アームハンドとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の車両用ホイールエンジンでは、車輪の上下変動により、シュー部がタイヤの内周面からの押圧力を受けるため、第２コンロッドが支軸を支点とする梃子として働く。これに伴い、第２コンロッドに生じる大きな回転モーメントにより第１コンロッドを介してクランクを回転させる。大きな動力源が得られて車両用の補助動力や車載バッテリーの充電用などに有効利用することができるため、自動車産業界の需要を促し、関連部品の流通を介して機械業界に広く適用することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年1月27日(2009.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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【国際調査報告】
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