JPH07125676A - 原動機付自転車の動力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は自転車の車体にブラケットを
介して比較的自由に装着場所が選べ、手動式及びペダル
式のいずれの始動方式にも適用でき簡潔構造で低価格の
原動機付自転車の動力装置を提供するにある。 【構成】 エンジン、遠心式自動クラッチ、連結軸、減
速機、ペダルクランク軸、駆動スプロケット（フリーホ
イール入り）等を直列に連結する。第１発明である手動
始動式では減速軸６８と大平歯車６９の間に一方向クラ
ッチを介装し、第２発明では出力軸７３と大平歯車７４
との間に噛合クラッチ８３及び遠心クラッチの入力軸４
２と出力軸４８との間に一方向クラッチ５３を介装した
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自転車の車体にエンジン
を搭載して、人力走行とエンジンによる動力走行とがで
きる原動機付自転車の動力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車の車体にエンジンを搭載し、人力
による走行とエンジンの動力による走行の両方式が可能
な原動機付自転車においては、動力として通常高回転の
空冷２サイクルエンジンの出力を減速して用い、エンジ
ンと減速機をユニットとして自転車の車体にブラケット
を介して装着したり、或いは車体の一部に組み込んだり
して、従来より多種多様な構成のものが提案されてい
る。動力走行を行うためのエンジン始動方式も、手でス
タータグリップを引いたり、足でキックレバーを踏み下
げたり、ペダルを踏んで自転車を走行させながら行う方
法などがとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のような原動機付
自転車では、簡潔な構造と、低廉なコストに対する根強
い要望があり、第１発明及び第２発明はエンジン部と減
速機部をブラケットを介して自転車の車体に装着する方
式で、比較的に自由に装着場所が選べ、手動式及びペダ
ル式のいずれの始動方式にも適用できる簡潔な構造で低
価格の原動機付自転車の動力装置を提供することを目的
としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１発明の手でエンジン
を始動する方式（以下手動始動式と呼ぶ）の場合は、人
力走行とエンジンによる動力走行とが可能な原動機付自
転車の動力装置において、手動式スタータを備えクラン
ク軸を車体の左右対称面に平行に置いたエンジン３１
と、該エンジンのクランクケースと一体に結合されたケ
ーシング４１に収められ該エンジンのクランク軸に直結
された遠心式自動クラッチ４４と、ケーシングに収めら
れ少なくとも１組の傘歯車と平歯車によって軸方向の変
換と減速を行う減速機６０と、該減速機と前記遠心式自
動クラッチのケーシングを連結する連結パイプ８２及び
該減速機の入力軸と遠心式自動クラッチの出力軸を連結
する連結軸５０と、前記減速機の出力軸に固設された駆
動スプロケット７７と、該減速機の出力軸の軸芯に挿通
されフリーホイール７９を介して該駆動スプロケット７
７と連結されたペダルクランク軸７８と、前記減速機の
減速軸と入力軸の軸線を含む面内に配設され、該減速軸
と該減速軸に外嵌装される大平歯車６９の間に介装され
た一方向クラッチ７０とを有してなることを特徴として
いる。

【０００５】第２発明のペダルを踏んでエンジンを始動
する方式（以下ペダル始動式と呼ぶ）の場合は、人力走
行とエンジンによる動力走行とが可能な原動機付自転車
の動力装置であって、クランク軸を車体の左右の対称面
に平行に置いたエンジン３１と、該エンジンのクランク
ケースと一体に結合されたケーシング４１に収められ、
該エンジンのクランク軸に直結された遠心式自動クラッ
チ４４と、ケーシングに収められ、少なくとも１組の傘
歯車と平歯車によって軸方向の変換と減速を行う減速機
６０と、該減速機と前記遠心式自動クラッチのケーシン
グを連結する連結パイプ及び該減速機の入力軸と遠心式
自動クラッチの出力軸を連結する連結軸５０と、前記減
速機の出力軸に固設された駆動スプロケット７７と、該
減速機の出力軸の軸芯に挿通されフリーホイール７９を
介して該駆動スプロケットと連結されたペダルクランク
軸７８と、前記減速機の減速軸と入力軸の軸線を含む面
内に配設され、前記減速機の出力軸と該出力軸に外嵌装
される大平歯車との間に介装された一方向クラッチ８９
と、該出力軸と大平歯車とで噛合クラッチ８３を形成
し、該大平歯車に設けた環状溝に係合するクラッチ寄せ
８４によって該大平歯車を軸方向に摺動させて噛み合い
を着脱させる該噛合クラッチと、前記遠心式自動クラッ
チの入力軸と出力軸との間に介装されペダルクランク軸
７８側からエンジンのクランク軸を回転させ一方向クラ
ッチ５３とを有してなることを特徴としている。

【０００６】

【作用】第１発明の手動始動式で人力走行をする場合
は、ペダルを踏めばペダルクランクを通じてペダルクラ
ンク軸に生ずる回転駆動力は、フリーホイール、駆動ス
プロケット、チエン、フリースプロケットを通って後輪
に伝えられる。この回転駆動力は減速機の減速軸６８と
大平歯車の間に介装された一方向クラッチ７０によって
遮断されてエンジン側には伝えられない。エンジンの動
力によって走行する場合は、まず手動のスタータグリッ
プ３６を引いてエンジンを始動し、スロットルを開けば
回転速度が上がって遠心式自動クラッチ４４が入り、減
速機６０で減速されて回転駆動力は駆動スプロケット７
７に伝えられ、次いで前述の人力走行の場合と同様に後
輪に伝えられる。この回転駆動力はフリーホイール７９
によって遮断されペダルクランク軸７８には伝えられな
い。

【０００７】次に第２発明のペダル始動式で人力走行す
る場合は、ペダル１５を踏めば回転駆動力は前述の手動
始動式の場合と同様にして後輪に伝えられる。この回転
駆動力は中空の出力軸７３と大平歯車７４との間に介装
された一方向クラッチ８９によって遮断されてエンジン
側には伝えられない。エンジンの動力によって走行する
場合は、スタータレバーを引いてペダル１５を踏む。始
動レバーを引くと噛合クラッチ８３が入り、減速機の中
空の出力軸７３と大平歯車７４が係合し、前述の人力走
行の場合と同様に自転車が走行するとともに、ペダルク
ランク軸７８の回転駆動力は噛合クラッチ８３を通って
大平歯車７４に伝わり、さらに遠心式自動クラッチ４４
に介装された一方向クラッチ５３を通ってエンジンのク
ランク軸３２を回転させ、エンジン３１を始動する。エ
ンジンが始動すると遠心式自動クラッチ４４の入力軸が
高速回転となって一方向クラッチ５３が切れる。ここで
始動レバーを戻して噛合クラッチ８３を切る。次いでス
ロットル２１を開いてエンジンの回転速度を上げれば遠
心式自動クラッチ４４が入り、エンジンからの回転駆動
力は減速機を通って減速されて駆動スプロケット７７に
伝えられ、前述と同様の状態となる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図５によって説明す
る。図１及び図２は本発明のエンジンユニット２０（動
力装置）を搭載した自転車の概略側面図で、両図におい
て、１は自転車の車体フレーム、２はヘッドパイプ、３
はフロントフォーク、４はダウンチューブ（図１では１
本、図２では２本の場合を示す）、５はサドルチュー
ブ、６はブラケット、７は２本のリヤアーム、８は２本
のバックステー、９はハンドル、１０はサドル、１１は
前輪、１２は後輪、１３は後輪のフリースプロケット、
１４はチエン、１５はペダル、１６はペダルクランク、
２０はブラケット６に懸架されたエンジンユニット、２
１はスロットル、２２はスタータレバー、２３は燃料タ
ンク、７７は駆動スプロケット、７８はペダルクランク
軸である。

【０００９】図１はエンジンユニット２０をダウンチュ
ーブ４に、図２はサドルチューブ５に沿わせて搭載した
場合を示しており、図２におれるサドルチューブ５はサ
ドル１０の下でＯ字形に左右２本に分岐して車体の中心
面には空間が作られ、この空間にエンジンの一部が嵌ま
っている。この実施例の自転車の構造は周知の一般の自
転車の基本構造と略同様であるので細部の説明は省略す
る。図３はエンジンユニット２０の側面図、図４は第１
実施例として手動始動式の場合を、図５は第２実施例と
してペダル始動式の場合を、いずれも図３の矢印Ａから
見た図で要部を断面図で示してある。

【００１０】エンジンユニット２０は図３に示すように
エンジン部３０、クラッチ部４０、減速機部６０、連結
パイプ８２とより成っており、エンジン部３０とクラッ
チ部４０、及び減速機部６０はそれぞれ分割可能なケー
シングに収められ、両者の間を連結パイプ８２で連結さ
れて一体にまとめられている。なお図３は手動始動式と
ペダル始動式の両方に共用してあり、後述するスタータ
グリップ３６は手動始動式にのみに、また２点鎖線で示
したクラッチ寄せ８４はペダル始動式にのみに装備され
る。

【００１１】第１発明である第一実施例の手動始動式の
構成を図４によって説明する。３１はエンジン（本
体）、３２はそのクランク軸（出力軸）、３３は気化
器、３４はエアクリーナ、３５はリコイルスタータ、３
６は始動用のスタータグリップである。また、４１はク
ラッチ部のケーシング、４２は前記クランク軸３２にテ
ーパ結合された延長軸、４３はその結合用のボルト、４
４は遠心式自動クラッチ、４５はその入力側のインナロ
ータ、４６はインナロータ４５にピン止めされた接触
片、４７は出力側のアウタロータ、４８はアウタロータ
４７と一体になった出力軸、４９はその軸受、５０は一
端を前記クラッチの出力軸４８に固設された連結軸、５
１はスリーブねじであり、ケーシング４１はエンジン本
体３１のクランクケースと連結されて一体となってい
る。

【００１２】また、６１は減速機部６０のケーシング、
６２は前記連結軸５０の一端に固設され減速機部の入力
軸となる小傘歯車（軸）、６３はその軸受（２個）、６
４は小傘歯車軸６２と直角をなす第１減速軸、６５は第
１減速軸の一端に固設され前記小傘歯車６２と噛合う大
傘歯車、６６は第１減速軸の一端に形成された小平歯
車、６７は第１減速軸６５の軸受（２個）、６８は第１
減速軸に平行な第２減速軸、６９は第２減速軸６８の一
端に一方向クラッチ７０を介して外嵌装され前記小平歯
車６６と噛合う大平歯車、７１は第２減速軸の一端に形
成された小平歯車、７２は第２減速軸６８の軸受（２
個）、７３は第２減速軸に平行な中空の第３減速軸、７
４は第３減速軸７３の一端に固設され前記小平歯車７１
と噛合う大平歯車、７５は第３減速軸７３の軸受（２
個）、７６は第３減速軸７３の一端にねじ止めされた円
板状のブラケット、７７はこのブラケット７６を介して
第３減速軸７３に取付けられた駆動スプロケットであ
る。

【００１３】７８はペダルクランク軸で前記第３減速軸
７３の中空部に回転自在に挿通され、一端はフリーホイ
ール（一方向爪クラッチ）７９を介して前記駆動スプロ
ケット７７のボス部と連結し、他端は軸受８０（１個）
で支承されている。このペダルクランク軸７８の両端に
はペダル１６を備えたペダルクランク１７が取付けられ
ている。また、８１はスリーブねじ、８２は連結パイプ
であり、この連結パイプ８２は減速機部と前記エンジン
部とを一体に連結するもので、スリーブねじ５１及び８
１によって固定されている。このスリーブねじ５１及び
８１は縦方向のスリットを備えていてケーシング４１及
び６１にねじ込むと連結パイプ８２を締め付けて固定す
るものである。また、前記駆動スプロケット７７と後輪
１２のフリースプロケット１３の間にはチエン１４が巻
回されている（図１、図２参照）。

【００１４】第２発明である第２実施例のペダル始動式
の構成を図５によって説明する。基本的な構造は前述の
手動始動式の場合と同様なので、同じ又は類似の部品に
は同じ番号を付して説明を省略し、異なるところのみに
ついて説明する。クラッチ部４０に於いては、延長軸４
２が長くなっており、この延長軸４２にインナロータ４
５とともにスリーブ５２が螺着され、さらにボルト４３
で共締めされている。またこのスリーブ５２と出力軸４
８との間には一方向クラッチ５３が介装されている。減
速機部６０に於いては、第２減速軸６８に取付けられる
大平歯車６９と小平歯車７１の位置が逆になっており、
この大平歯車６９は一方向クラッチを介さずに直接キー
で固設されている。また第３減速軸７３は胴部にフラン
ジ部を備え、そのフランジ部の側面には噛合用の爪７３
ａが設けられている。

【００１５】大平歯車７４は一方向クラッチ８９を介し
て第３減速軸７３に摺動自在に外嵌装され、前記小平歯
車７１と噛合い、一側面に爪７４ａとボス部に環状の溝
７４ｂを有している。この爪７４ａと前記の第３減速軸
の爪７３ａは噛合クラッチ８３を形成している。８４は
この噛合クラッチ８３のクラッチ寄せで、８５はクラン
ク形の揺動軸、８６は揺動軸８５の曲った先端に固設さ
れ前記大平歯車７４の溝７４ｂに嵌装されたピン、８７
はアーム８７ａを有し前記揺動軸８５の端部に固設され
るエンドリング、８８はアーム８７ａにピン止めされた
二股継ぎ手である。始動レバー２２（図１、図２参照）
を操作すると、ボーデン索によって二股継ぎ手８８がエ
ンドリング８７及び揺動軸８５を揺動させ、ピン８６が
大平歯車７４を軸方向に摺動させて噛合クラッチ８３の
着脱を行うようになっている。

【００１６】以上の構成による第１発明である第一実施
例（主として図４参照）の作用を説明する。エンジンの
動力を用いないで通常の自転車と同様に人力で走行する
場合には、ペダル１５を踏んでペダルクランク１６によ
ってペダルクランク軸７８に生ずる回転駆動力は、フリ
ーホイール７９を介して駆動スプロケット７７に伝達さ
れ、更にチエン１４、フリースプロケット１３を通じて
後輪１２に伝達される。このとき、駆動スプロケット７
７と共に第３減速軸７３及び第２減速軸６８は回転する
が、回転駆動力は一方向クラッチ７０によって遮断され
それより上流のエンジン側には伝わらない。また、通常
の自転車と同様に車体からの慣性力はフリースプロケッ
ト１３によって遮断されてペダルクランク７８には伝わ
らないので、ペダルを止めることができる。

【００１７】一方、第１発明でエンジン動力によって走
行する場合には、まず手でスタータグリップ３６を引い
てエンジンを始動し、スロットル２１を開いてエンジン
の回転速度を上げると、遠心式自動クラッチ４４が入っ
て小傘歯車（軸）６２に出力が現れ、小傘歯車６２と大
平歯車６５によって直角に方向変換された第１減速軸６
４が減速され、更に小平歯車６６と大平歯車６９、及び
小平歯車７１と大平歯車７４によって、第２及び第３減
速軸６８，６３が減速され、回転駆動力は駆動スプロケ
ット７７に伝えられ、以降は前述の人力走行の場合と同
様にして後輪１２に伝えられる。このとき、エンジンの
駆動力はフリーホイール７９によって遮断されてペダル
クランク軸７８には伝達されず、またペダルクランク軸
７８からの駆動力はたとえ発生しても一方向クラッチ７
０によって遮断され、それより上流のエンジン側には伝
達されない。従ってペダル３６はエンジンを使用しない
場合と同様の条件で使うことができる。

【００１８】次に第２発明である第２実施例（主として
図５参照）の作用を説明する。エンジンの動力を用いな
いで人力で走行する場合の作用は、第一実施例の場合と
略同様であり、この場合は回転駆動力は一方向クラッチ
８９によって遮断されて、大平歯車７４より上流のエン
ジン側に伝達されない。一方、第２発明でエンジン動力
によって走行する場合には、まず始動レバー２２を引い
て前述と同様にペダルを踏んで自転車を走行させる。始
動レバー２２を引くとクラッチ寄せ８４によって噛合ク
ラッチ８３が入り、ペダルクランク軸７８の回転駆動力
はフリーホイール７９、駆動スプロケット７７、第３減
速軸７３、噛合クラッチ８３を通って大平歯車７４に伝
わり、次いで第２減速軸６８、第１減速軸６４、連結軸
５０の順に減速部を逆に通って遠心式自動クラッチ４４
の出力軸４８に伝えられ、更に一方向クラッチ５３、ス
リーブ５２、延長軸４２を通ってクランク軸３２に伝え
られ、エンジン３１を始動させる。エンジン３１が始動
したら始動レバー２２を戻して噛合クラッチ８３を外
す。

【００１９】エンジン３１が始動するとクランク軸３２
及び延長軸４２の回転速度は出力軸４８側よりも大きく
なるので一方向クラッチ５３によって係合が解かれ、回
転駆動力は下流のペダルクランク軸７８側には伝達され
ない。次いでスロットル２１を開いてエンジンの回転速
度を上げると、遠心式自動クラッチ４４が入って小傘歯
車（軸）６２に出力が現れ、前述の手動始動式のエンジ
ン動力による走行と同様の状態となる。なお、ペダルク
ランク軸７８からの入力は、たとえ発生しても一方向ク
ラッチ８９によって遮断され、エンジン側には伝達され
ない。

【００２０】

【発明の効果】

（１）エンジン、遠心式自動クラッチ、減速機の各減速
軸を直線状に配列し、エンジンとクラッチを一つのケー
シングに、減速機を別のケーシングに収め、これらをパ
イプで連結した細長い形状に纏めてあり、必要に応じて
パイプの長さを変えることができるので、自転車車体の
構造メンバーに沿って取付け易い形状となっている。

【００２１】（２）手動始動式及びペダル始動式のいず
れにも適用でき、構造は簡単で装置の軽量化及低廉化に
寄与できる。特にペダル始動式装置では追加される部品
が少ない。 （３）減速歯車としてすべりの少ない傘歯車及び平歯車
を用いているので機械効率がよい。 （４）剛性と質量の大きいエンジン・クラッチ部と減速
機部との間を細いパイプで繋いだ構造となっているの
で、エンジンからの振動の伝達を遮断する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動力装置を搭載した原動機付自転車の
側面図

【図２】本発明の動力装置を搭載した他の原動機付自転
車の側面図

【図３】本発明に係る動力装置の側面図

【図４】第１発明に係る手動始動式動力装置の上面断面
図

【図５】第２発明に係るペダル始動式動力装置の上面断
面図

【符号の説明】

２０…動力装置（エンジンユニット）、３０…エンジン
部、３１…エンジン（本体）、３２…クランク軸、３６
…スタータグリップ（手動スタータ）、４０…クラッチ
部、４１…ケーシング（遠心式自動クラッチの）、４２
…クラッチ入力軸、４４…遠心式自動クラッチ、４８…
クラッチ出力軸、５０…連結軸、５３…一方向クラッ
チ、６０…減速機（部）、６１…ケーシング（減速機
の）、６２、６５…小傘歯車、大傘歯車（１組の傘歯
車）、（６６，６９）（７１，７４）…小平歯車、大平
歯車、小平歯車、大平歯車（２組の平歯車）、７０…一
方向クラッチ、７７…駆動スプロケット、７４ｂ…環状
溝、７８…ペダルクランク軸、７９…フリーホイール、
８３…噛合クラッチ、８４…クラッチ寄せ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野山 和之 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内 (72)発明者 山崎 健二 広島県福山市松永町399番地の49 株式会 社山崎製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人力走行とエンジンによる動力走行とが
   可能な原動機付自転車の動力装置において、手動式スタ
   ータを備えクランク軸を車体の左右対称面に平行に置い
   たエンジン（３１）と、該エンジンのクランクケースと
   一体に結合されたケーシング（４１）に収められ該エン
   ジンのクランク軸に直結された遠心式自動クラッチ（４
   ４）と、ケーシングに収められ少なくとも１組の傘歯車
   と平歯車によって軸方向の変換と減速を行う減速機（６
   ０）と、該減速機と前記遠心式自動クラッチのケーシン
   グを連結する連結パイプ（８２）及び該減速機の入力軸
   と遠心式自動クラッチの出力軸を連結する連結軸（５
   ０）と、前記減速機の出力軸に固設された駆動スプロケ
   ット（７７）と、該減速機の出力軸の軸芯に挿通されフ
   リーホイール（７９）を介して該駆動スプロケット（７
   ７）と連結されたペダルクランク軸（７８）と、前記減
   速機の減速軸と入力軸の軸線を含む面内に配設され、該
   減速軸と該減速軸に外嵌装される大平歯車（６９）の間
   に介装された一方向クラッチ（７０）とを有してなり、
   エンジンが手動始動式である原動機付自転車の動力装
   置。
2. 【請求項２】 人力走行とエンジンによる動力走行とが
   可能な原動機付自転車の動力装置であって、クランク軸
   を車体の左右の対称面に平行に置いたエンジン（３１）
   と、該エンジンのクランクケースと一体に結合されたケ
   ーシング（４１）に収められ、該エンジンのクランク軸
   に直結された遠心式自動クラッチ（４４）と、ケーシン
   グに収められ、少なくとも１組の傘歯車と平歯車によっ
   て軸方向の変換と減速を行う減速機（６０）と、該減速
   機と前記遠心式自動クラッチのケーシングを連結する連
   結パイプ及び該減速機の入力軸と遠心式自動クラッチの
   出力軸を連結する連結軸（５０）と、前記減速機の出力
   軸に固設された駆動スプロケット（７７）と、該減速機
   の出力軸の軸芯に挿通されフリーホイール（７９）を介
   して該駆動スプロケットと連結されたペダルクランク軸
   （７８）と、前記減速機の減速軸と入力軸の軸線を含む
   面内に配設され、前記減速機の出力軸と該出力軸に外嵌
   装される大平歯車との間に介装された一方向クラッチ
   （８９）と、該出力軸と大平歯車とで噛合クラッチ（８
   ３）を形成し、該大平歯車に設けた環状溝に係合するク
   ラッチ寄せ（８４）によって該大平歯車を軸方向に摺動
   させて噛み合いを着脱させる該噛合クラッチと、前記遠
   心式自動クラッチの入力軸と出力軸との間に介装されペ
   ダルクランク軸（７８）側からエンジンのクランク軸を
   回転させる一方向クラッチ（５３）とを有してなりエン
   ジンがペダル始動式である原動機付自転車の動力装置。