JP4310575B2 - 動力の伝達方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、車軸内をチェーンあるいはベルトが貫通する動力の伝達方法及びその装置に関するものである。

チェーンあるいはベルトを使った車輪駆動装置は、小型で安価でありかつメンテナンス性も良く、人力で駆動される自転車やエンジンで駆動される自動二輪車に一般的に実用に共されている。

しかし、ハンドル操作が必要な前輪を駆動する二輪車に共する時には、ハンドル操作性への影響を最小限に抑える必要がある。図１０は前輪駆動二輪車の従来の実装方法を示したものであり、１は前輪、２は動力ユニット、３は駆動スプロケット、５は駆動チェーン、７は前輪車軸片側軸端部に設けた従動スプロケットを表す。

このようにハンドル操作と一緒に動く前輪の片面側に駆動装置が偏って配置されている。その為ハンドルのスムースな操作感覚が損なわれ、さらに外観上も洗練されたデザインにしにくいという欠点があった。
特開平７−１７４５４号公報 特開平９−１４２３６５号公報

解決しようとする問題点は、ハンドル操作と一緒に動く前輪１の片面側に駆動スプロケット３、駆動チェーン５．従動スプロケット７が偏って配置されている為、ハンドル操作時のスムースな操作感覚が損なわれ、さらに外観上も洗練されたデザインとしにくいという点である。

課題を解決しようとする課題

本発明は、車輪の回転面に対し一方側へ装置が偏らない構造とし、特に二輪車の前輪に適用する場合、外観を損なわず、ハンドルのスムースな操作が可能な動力の伝達方法及びその装置を提供することを課題とする。

本発明は、動力ユニットにより駆動される駆動チェーンを車輪の車軸を貫通して周動するように配設し、車軸部に駆動チェーンにより連動回転する従動スプロケットを設け、従動スプロケットと車輪のハブに設けた一対の傘歯車によりハブ及びハブと一体の車輪が連動回転するようにしたことを最も主要な特徴とする。

発明の効果

本発明は、
１．動力ユニットと、前記動力ユニットにより回転する駆動スプロケットをフォーク二股部あるいはその近傍に配設し、駆動スプロケットにより駆動される駆動チェーンを車輪の車軸部内を車軸を貫通して周動するように配設し、車軸部に駆動チェーンにより連動回転する従動スプロケットを設け、従動スプロケットに連動するＡ傘歯車と車輪のハブ部に設けた対をなすＢ傘歯車によりハブ及びハブと一体の車輪が連動回転するようにした。

２．ハブ、車軸又は従動スプロケット組品にワンウエイクラッチを備えた。
３．駆動チェーンの一部を、車軸を支えるフォークのフォーク内空洞部あるいはフォークに略平行に設けたカバーの内側を通るように配設した。
以上で構成されている為以下に示す効果が期待できる。

１．装置が車輪の回転面に対し一方側へ偏って配置されていないので外観デザインの向上が図れる。
２．前輪駆動二輪車の前輪に適用すれば、左右の重量バランスが良いのでスムースで違和感のないハンドル操作が可能となる。
３．チェーンが外部に露出していないので、周囲のホコリ・ゴミ等の異物を巻き込む可能性が少ない。

動力ユニットの動力を車輪へ伝達するという目的を車輪の左右重量バランスと外観デザイン性を損なわずに実現した。

本発明装置の実施例１を図にもとづき説明する。図１は本発明を二輪車の前輪に適用した場合の前輪要部の正面縦断面図、図２は該二輪車の全体側面図、図３はＡ−Ａ断面図を示したものである。当該二輪車は、前輪１、後輪１２、フォーク４、フレーム２２、ハンドル２３、シート２４、ペダル２５、後輪駆動チェーン２６等を主構成要素とする。

前輪１はタイヤ１ａ、リム１ｂ、スポーク１ｃ、からなりハブ９と一体になって車軸６の外周を回転する。ハブ９はベアリング大９ｂを介して車軸６に取付けられている。フォーク４の上部にはフォーク二股部４ａがあり、フォーク二股部４ａあるいはハンドル２３に動力ユニットケース２７が取り付けられ、駆動ユニットケース２７の中に配置された動力ユニット２は直流モータ２ａ、ギアボックス２ｂ、出力軸２ｃから構成されている。

フォーク二股部４ａあるいはその近傍には動力ユニット２の出力軸２ｃにより回転される駆動スプロケット３が配置されている。前輪１の車軸６には車軸貫通空間部６ａ及び横穴６ｂが設けられ、横穴６ｂには従動スプロケット組品１３が取り付けてある。従動スプロケット組品１３は従動スプロケット軸７ａに従動スプロケット７、Ａ傘歯車８、ワンウエイクラッチ２０、ベアリング中７ｂを取付けたものである。従動スプロケットの回転軸７ｃ、Ａ傘歯車の回転軸８ａは、ハブの回転軸９ｃに対して直角となっている。ワンウエイクラッチ２０により前輪１及びバブ９の回転時には、動力ユニット２が作動しない限り、従動スプロケット３は回転せず、前輪１及びバブ９のみが自由に回転する構造となっている。ハブ９の側面にはハブ側板９ａが固定され、ハブ側板９ａにはＢ傘歯車１０がその回転軸１０ａがハブの回転軸９ｃと同軸となるように固定され、それぞれハブ９と一体に回転する。Ａ傘歯車８とＢ傘肯車１０はお互い直交して噛み合っている。

車軸６の両端近傍にはガイドプーリ１９がプーリ支持具１９ａを介して固定されている。さらに車軸６の両端には車軸支持具１４が固定ネジ１８で固定され、突起部１４ａにはフォーク４が固定ネジ１８で固定されている。フォーク二股部４ａには吊部材２１ａに取り付けられたテンションプーリ２１が配置されバネ２１ｂで常に上方へ引っ張られている。前記駆動スプロケット３と従動スプロケット７との間にはテンションプーリ２１とガイドプーリ１９を介して駆動チェーン５が懸架されている。また直流モータ２ａの回転を制御する制御レバー部１５がハンドル２３に配置され、電源バッテリー１６が荷台部ケース１７内に設置されている。

ガイドプーリ１９は回転自在にプーリ支持具１９ａ及びサラネジ１９ｂにより車軸６の両端近傍に固定され、駆動チェーン５が車軸６内を通って、従動スプロケット７に適切に噛み合いさらにフォーク内部空洞部１１に適切に導かれるように配置されている。

ガイドテンションプーリ２１は吊り部材２１ａによりフォーク二股部４ａに配置され駆動チェーン５が駆動スプロケット７に適切に噛み合いさらにフォーク内空洞部１１を適切に周動するように配置され、さらにバネ２１ｂによる引張力で駆動チェーン５のたるみを防止している。

尚フォーク４の径が細い場合、あるいはフォーク４内にコイルスプリング等があり、フォーク内空洞部１１に駆動チェーン２０を通す事が困難な場合は、フォーク４に沿って略一体に配置した図９に示すチェーンカバー２８に通しても良い。

上記構成の電動二輪車は、平地や下り坂を走行する時は、通常の自転車と同様にペダル２５を足でこいで、その力をチェーン２６を介して後輪１２に伝達して走行する。また上り坂を走行する時には、ペダル２５をこぐ力が大きくなるので、この時はハンドル２３に取付けた制御レバー１５を回すと、この角度に応じた信号が制御回路（図示せず）に伝達され、ここで電源バッテリー１６からの電流が調整されて動力ユニット２の直流モータ２ａに流れる。

直流モータ２ａが駆動するとこれに接続した駆動スプロケット３が回転し、駆動スプロケット３に噛み合っている駆動チェーン５が駆動され、テンションプーリ２１、ガイドプーリ１９、従動スプロケット７の順にそれぞれと噛み合い回転させながら車軸６を貫通して、ガイドプーリ１９及びテンションプーリ２１を経由して駆動スプロケット３に戻るルートを周動する。駆動チェーン５の駆動により回転する従動スプロケット７の軸端に固定されたＡ傘歯車８も同時に回転を開始し、Ａ傘歯車８と直角に噛み合うＢ傘歯車１０も回転する。

Ｂ傘歯車１０はハブ側板９ａに固定され、ハブ側板９ａはハブ９と一体となっており、ハブ９はスポーク１ｃによりリム１ｂに接続されて前輪１を構成しているので、前輪１が回転する。
この実施形態によれば、登り坂における走行性の容易性、安定性などが確保され、また自転車に重量物を搭載する場合にも大いに役立つものである。

特に本発明では駆動チェーンがフォーク二股部にある駆動スプロケットと車軸部内にある従動スプロケット間を車軸部を貫通して車輪の回転平面に垂直な面を周動しながら動力を伝達しており、従来の前輪駆動方式に比べて左右のバランスが良く、ハンドル操作がしやすく、外観デザインも損なわれない。

また駆動チェーン及び傘歯車部が外部へ露出しておらず、走行時の外部からのゴミ・埃り等の異物の噛み込みを防止する事ができる。

図８は変形例の前輪要部の正面縦断面図を示し、この例では従動スプロケットを車軸の端部近傍に配置している。この場合、Ａ傘歯車、Ｂ傘歯車共にハブの外側に配置される為、従動スプロケット、傘歯車の大型化が可能となり、大トルクを必要とする大型二輪車に適した構造となる。

本発明は自転車で説明したが、バイク、他の駆動二輪車・三輪車・四輪車・電動いす等に装備することも可能である。実施例では、動力ユニットの動力源は直流モータであったが、他の実施形態として、ガソリンエンジンでも良く、人力でも良い。また後輪駆動がなく、前輪駆動のみでも良い。

この発明の一実施形態を示した前輪要部の正面縦断面図である。 この発明の一実施形態を示した全体側面図である。 この発明の一実施形態を示したＡ−Ａ断面図である。 この発明の一実施形態を示した車軸要部の斜視図である。 この発明の一実施形態を示した車軸要部のハブ切断斜視図である。 この発明の一実施形態を示した車軸要部のハブ・車軸切断分解斜視図である。 この発明の一実施形態を示した車軸要部の分解斜視図である この発明の一実施形態を示した前輪要部の正面断面図である。（実施例２） この発明の一実施形態を示した全体側面図である。 従来例の全体側面図である。

符号の説明

１：前輪
２：動力ユニット
３：駆動スプロケット
４：フォーク
４ａ：フォーク二股部
５：駆動チェーン
６：車軸
６ａ：車軸貫通空間部
７：従動スプロケット
８：Ａ傘歯車
９：ハブ
９ａ：ハブ側板
１０：Ｂ傘歯車
１１：フォーク内空洞部
１４：軸端支持具
１９：ガイドプーリ
２０：ワンウエイクラッチ
２１：テンションプーリ
２８：チェーンカバー

Claims (5)

1. 動力ユニット２と、前記動力ユニット２により回転する駆動スプロケット３を乗り物の車輪１を支持するフォーク二股部４ａあるいはその近傍に配設し、駆動スプロケット３により駆動される駆動チェーン５が車輪１の車軸６内を貫通して周動するように車軸貫通空間部６ａを配設し、車軸６あるいは車軸の端部近傍に駆動チェーン５により連動回転される従動スプロケット７をその回転軸７ｃが車輪の回転軸９ｃに対し直角となるように配置し、従動スプロケット７により連動回転されるＡ傘歯車８を従動スプロケット７の近傍、あるいは車軸６に配置し、Ａ傘歯車８と直角に噛み合うＢ傘歯車１０をその回転軸１０ａがハブ９と同軸となるようにハブ９に固定する事により、まず動力ユニット２の動力により、駆動スプロケット３が回転し、次に駆動チェーン５が周動し、従動スプロケット７、Ａ傘歯車８、Ｂ傘歯車１０、ハブ９及び車輪１の順に連動回転するようにしたことを特徴とする乗り物の動力の伝達方法
2. ハブ９、車軸６又は従動スプロケット軸７ａにワンウエイクラッチ２０を備えた事を特徴とする請求項１に記載した乗り物の動力の伝達方法。
3. 駆動チェーン５の一部を、フォーク内空洞部１１、あるいは車軸６の両端部と駆動スプロケット３の間に設けたチェーンカバー２８の内側を通るように配設する事により、駆動チェーン５の露出を低減し、走行中のゴミ巻き込みを低減し、更に外観を向上させた事を特徴とする請求項１に記載した乗り物の動力の伝達方法。
4. 一対のＡ傘歯車８及びＢ傘歯車１０を曲がり傘歯車とした事を特徴とする請求項１に記載した乗り物の動力の伝達方法。
5. 乗り物の車輪１を支持するフォーク二股部４ａあるいはその近傍に設けた動力ユニット２に連結する駆動スプロケット３により駆動される駆動チェーン５がガイドプーリを介して駆動スプロケット３から車軸６内を貫通して周回できるようにし、周回する駆動チェーン５により車軸６あるいは車軸の端部近傍に配置された従動スプロケット７が連動回転し、Ａ傘歯車８と直角に噛み合うもう一対のＢ傘歯車１０がそれぞれ連動回転される事により、Ｂ傘歯車と一体のハブ９及び車輪１が回転される事を特徴とした乗り物の動力の伝達装置。

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