JPH08296449A - 補助動力付き人力車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンを使用しながら騒音および振動を低
減することができる補助動力付き人力車両を提供する。
電池の深放電やメモリ効果の発生を未然に防止すること
ができる補助動力付き人力車両を提供する。 【構成】 人力が加えられる人力入力手段３１と、この
人力入力手段３１により駆動される駆動輪２８と、人力
入力手段３１により駆動される過給機５０と、この過給
機５０から燃料ガスが供給されるエンジン８０と、この
エンジン８０の回転を駆動輪２８に伝達する動力伝達手
段９４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンを搭載した
自転車などの人力車両に係り、特に、加えられる人力に
応じてエンジンの出力を制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりエンジンを搭載した原動機付き
自転車が供給されており、このような原動機付き自転車
は、ペダルとエンジンのいずれか一方を使用して走行
し、エンジンを使用して走行する場合には、スロットル
でエンジンの回転数を調整するようになっている。ま
た、近年、ペダルに加えられる踏力に応じた補助トルク
をモータから駆動輪に供給するようにした補助モータ付
き自転車も提供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な原動機付き自転車では、オートバイと同等の騒音およ
び振動が生じるという欠点があった。また、上記補助モ
ータ付き自転車においては、モータを駆動するためのバ
ッテリが大型化せざるを得ず、しかも、バッテリを大型
化しても使用時間に限界があり、今後の検討課題となっ
ていた。

【０００４】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、エンジンを使用しながら騒音および振動を低減する
ことができる補助動力付き人力車両を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の補助動
力付き人力車両は、人力が加えられる人力入力手段と、
この人力入力手段により駆動される駆動輪と、上記人力
入力手段により駆動される過給機と、この過給機から燃
料ガスが供給されるエンジンと、このエンジンの回転を
上記駆動輪に伝達する動力伝達手段とを備えたことを特
徴としている。

【０００６】請求項２に記載の補助動力付き人力車両
は、請求項１に記載の特徴に加え、前記エンジンが、前
記過給機から圧縮された前記燃料ガスが供給されるまで
は暖気運転を行い、前記動力伝達手段が、上記過給機か
ら圧縮された上記燃料ガスが供給されて上記エンジンの
回転数が所定以上となったときに上記エンジンの回転を
前記駆動輪に伝達することを特徴としている。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の補助動力付き人力車両にあっ
ては、人力で駆動される過給機から圧縮された燃料ガス
がエンジンに供給されるので、エンジンのトルクを上げ
ることができる。このように、エンジンの回転数が低い
状態でも大きなトルクを得ることができるので、エンジ
ンを低回転域で使用して騒音や振動を低減することがで
きる。

【０００８】請求項２に記載の補助動力付き人力車両に
あっては、人力入力手段に人力を入力したときだけエン
ジンの回転が駆動輪に伝達されるから、運転者は、エン
ジンの出力制御を自由に行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１ないし図３を参照してこの発明の
実施例について説明する。図１は実施例の原動機付き自
転車の全体を示す側面図である。図１において符号１０
はメインチューブを示しており、このメインチューブ１
０の前部にはヘッドチューブ１１が固定されている。ヘ
ッドチューブ１１の内部には、ハンドルステム１２がヘ
ッドチューブ１１の軸線を中心にして回動自在に挿入さ
れている。ハンドルステム１２の下部には左右一対の前
フォーク１６が固定されており、この前フォーク１６に
は前輪１４が回転自在に支持されている。また、ハンド
ルステム１２の上部には左右に延びるハンドルバー１８
が固定されている。

【００１０】メインチューブ１０は前部から斜め下後方
に延びており、その後端部には、斜め上方へ伸びるシー
トチューブ２２が固定されている。メインチューブ１０
の後端部には、フレーム２５およびブラケット２６を介
して左右一対のチェーンステー２７が固定され、チェー
ンステー２７の後端部とシートチューブ２２の上端部に
は、左右一対のシートステー２４が架設されている。ま
た、チェーンステー２７の後端部には、後輪（駆動輪）
２８が回転自在に支持されている。

【００１１】ブラケット２６の下端部には、ドライブス
プロケット３０が回転自在に支持され、ドライブスプロ
ケット３０の中央部にはペダル３１が固定されている。
また、後輪２８の中央部には後輪スプロケット３２が固
定されており、これら後輪スプロケット３２およびドラ
イブスプロケット３０にはチェーン３３が巻回されてい
る。以上は、後輪２８を人力により駆動するための構成
である。次に、後輪２８をエンジンにより駆動する構成
について説明する。

【００１２】図１に示すように、シートチューブ２２の
前側には燃料タンク４０が取り付けられ、シートチュー
ブ２２の後側には過給機５０が取り付けられている。ま
た、メインチューブ１０の後端部上面にはキャブレター
６０が取り付けられ、メインチューブ１０の後端部下面
にはバッテリ７０が取り付けられている。さらに、図１
において後輪２８の向こう側にはエンジン８０が取り付
けられている。エンジン８０は、４サイクルエンジンで
あり、その点火プラグ（図示略）には、バッテリ７０の
電圧が印加されている。なお、図中符号１００は消音器
である。

【００１３】次に、図２を参照して上記構成をさらに詳
細に説明する。図において符号３４はドライブスプロケ
ット３０およびペダル３１の回転軸であり、この回転軸
３４はフレーム２５（図１にのみ示す）に取り付けたベ
アリング３５によって回転自在に支持されている。る。
回転軸３４の軸方向中間部にはクランク３６が固定され
ている。

【００１４】次に、過給機５０は、レシプロポンプによ
り構成されている。図中符号５１はシリンダーであり、
シリンダー５１の内部にはピストン５２が摺動自在に嵌
合させられている。ピストン５２の内部ではコネクティ
ングロッド５３の一端部が回転自在に支持され、コネク
ティングロッド５３の他端部はクランク３６に回転自在
に連結されている。これにより、ペダル３１を１回転さ
せるとピストン５２がシリンダ５１内を１往復する。そ
して、ペダル３１を適位置に配置することにより、ピス
トン５２が上死点の手前に来たときにペダル３１に最も
大きな力が加わるようになされている。

【００１５】次に、シリンダ５１の頭部には吸気管５４
を介してキャブレター６０が接続されている。吸気管５
４のシリンダ５１近傍にはリード弁５５ａが取り付けら
れており、混合ガスをキャブレター６０からシリンダ５
１側へのみ流すようになっている。図において符号６１
は、吸気管５４に連続する流路６５の面積を調節するス
ロットルバルブである。スロットルバルブ６１は、流路
６５と直交する方向へ摺動自在に支持されている。そし
て、吸気管５４と連通したサクションチャンバ６２内が
負圧になると、その負圧の大きさに応じてダイヤフラム
６３がコイルバネ６４の付勢力に抗して図２中上方へ移
動し、これによってスロットルバルブ６１が開く方向へ
移動する。一方、スロットルバルブ６１と対向するよう
にしてミキシングチャンバ６６が配置されており、燃料
タンク４０（図１にのみ示す）から供給される燃料をス
ロットルバルブ６１側へ噴出させる。これによって、流
路６５内において燃料と空気とが所定の空燃比で混合さ
れ、シリンダ５１内に供給される。

【００１６】次に、シリンダ５１の頭部には送気管８１
が接続され、送気管８１はエンジン８０の吸気ポート８
２に連通している。送気管８１のシリンダ５１近傍には
リード弁５５ｂが取り付けられており、混合ガスをシリ
ンダ５１からエンジン８０側へのみ流すようになってい
る。また、送気管８１の内部には、軸８４を中心に回動
可能なスロットルバルブ８３が配置されている。スロッ
トルバルブ８３は、全閉状態で送気管８１との間に小さ
な隙間を形成し、暖気運転のための混合ガスがエンジン
８０側へ流れるようにしている。このスロットルバルブ
８３は、シリンダ５１の内部と連通するチャンバ８５に
設けられたダイヤフラム８６によって回動させられる。
すなわち、ペダル３１が踏まれてピストン５２が上昇す
ると、チャンバ８５内の圧力が上昇し、ダイヤフラム８
６がコイルバネ８７の付勢力に抗して図中上方へ移動す
る。これにより、軸８４に固定されたピン８８が時計方
向へ回転し、スロットルバルブ８３が開く方向へ回動す
る。なお、図中符号８９はエンジン８０のピストン、９
０は吸気バルブ、９１は排気バルブである。

【００１７】次に、エンジン８０のクランクシャフト９
３は遠心クラッチ９４を介して後輪２８の軸９５に連結
されている。遠心クラッチ９４は、エンジン８０の回転
数が暖気運転時の回転数を上回る所定回転数となったと
きに接続され、クランクシャフト９３と軸９５とを接続
する。これにより、エンジン８０の回転が後輪２８に伝
達される。後輪スプロケット３２は、フリーホイール
（図示略）を介して軸９５と接続されており、後輪スプ
ロケット３２が軸９５よりも早く回転しないようになっ
ている。なお、実施例の原動機付き自転車には、エンジ
ン８０を始動させるためのセルモータが設けられ、この
セルモータにはバッテリ７０から電流が供給されるよう
になっている。

【００１８】次に、上記構成の原動機付き自転車の動作
について説明する。まず、セルモータを起動してエンジ
ン８０を始動させる。ペダル３１を踏まない状態では、
スロットルバルブ８３が全閉状態となり、少量の混合ガ
スがエンジン８０に供給されて暖気運転が行われる。こ
こで、ペダル３１を踏んで回転させると、その回転が後
輪スプロケット３２を介して後輪２８に伝えられ、後輪
２８が回転して原動機付き自転車が走行する。

【００１９】一方、ペダル３１が回転することによりピ
ストン５２がシリンダ５１内で往復移動し、吸気管５４
から混合ガスを吸引して送気管８１へ吐出する。また、
シリンダ５１内から混合ガスが吐出される際には、チャ
ンバ８５の圧力が高くなるので、ダイヤフラム８６が押
し上げられてスロットルバルブ８３を開く。これによ
り、混合ガスが下流側へ送られ、こうしてリード弁５５
ｂよりも下流側における混合ガスの圧力が上昇する。

【００２０】混合ガスの圧力が上昇することにより、エ
ンジン８０の回転数が上昇し、所定の回転数に達したと
きに遠心クラッチ９４が接続される。これにより、後輪
２８はクランク軸９３と一体的に回転するようになる。
この場合において、後輪２８がペダル３１よりも高速で
回転し、ペダル３１が空回りするようにエンジン８０等
の仕様が設定されている。ペダル３１を早く回転させる
と、より多くの混合ガスがシリンダ５１から吐出される
ので、それに伴ってエンジン８０の回転数が上昇する。
このようにして、ペダル３１をオートバイのアクセルの
ように使用することができる。なお、ペダル３１を漕ぐ
のを止めると、シリンダ５１内の圧力が元に戻り、スロ
ットルバルブ８３が閉じる。これにより、エンジン８０
へ供給される混合ガスの量が減少してエンジン８０が暖
気運転となる。そして、エンジン８０の回転数が所定値
を下回ると遠心クラッチ９４が切れる。

【００２１】上記構成の原動機付き自転車においては、
ペダル３１によって駆動される過給機５０から圧縮され
た混合ガスがエンジン８０に供給されるので、エンジン
８０のトルクを高めることができる。よって、エンジン
８０を低回転域で使用することができるので、騒音及び
振動を低減することができるとともに、出力のロスが少
なく燃費を向上させることができる。

【００２２】また、上記のようにエンジン８０のトルク
が大きいため、４サイクルエンジンでありながら回転数
が低い状態で遠心クラッチ９４が接続されても、エンジ
ンストップを生じることなくスムーズに後輪２８を回転
させることができる。このように、本実施例では、ペダ
ル３１により過給機５０を駆動するので、上記のように
４サイクルエンジンを使用して円滑な運転を行うことが
できる。これにより、エンジン８０の騒音や振動をより
一層低減することができるとともに、排気ガス中の煤煙
を低減し、燃費をさらに向上させることができる。

【００２３】また、エンジン８０の回転数を上げなくて
も必要なトルクが得られるので、過渡特性を向上させる
ことができる。さらに、エンジン８０およびその周辺部
品の回転部分の構成をコンパクトにすることができる。
加えて、エンジン８０の動弁系の仕様を低回転型に構成
することができるので、吸気バルブと排気バルブが共に
開いている時間を少なくすることができる。これによ
り、混合ガスがそのまま排気されてしまう吹抜けの発生
を抑制することができる。

【００２４】次に、排気量を５０ｃｃとした本実施例の
エンジンの出力特性および燃料消費量を図３に示す。ま
た、比較のために、過給を行わない同じ排気量の４サイ
クルエンジンおよび２サイクルエンジンの出力特性およ
び燃料消費量も併記した。図３から明らかなように、実
施例におけるエンジンでは、２サイクルエンジンと同等
の馬力を有するにも拘わらず、燃料消費量は２サイクル
エンジンよりも大幅に低減されている。

【００２５】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、以下のように種々の変更が可能である。 ４サイクルエンジンの代わりに２サイクルエンジンを
使用することもできる。 過給機５０としては、上記実施例のようなレシプロポ
ンプに代えてベーンポンプを使用することができる。 ペダル３１を１回転させるとピストン５２が２往復す
るように構成することができる。 上記実施例ではピストン５２が往工程にあるときにの
み混合ガスを吐出するように構成しているが、復工程に
あるときも混合ガスを吐出するように構成することもで
きる。 遠心クラッチ９４に変速機を併設することができる。 ドライブスプロケット３０および後輪スプロケット３
２あるいはそれらのいずれか一方に変速スプロケットを
併設することができる。 エンジン８０を手動で始動させるスタータ機能を設け
ることができる。 本発明は上記実施例のような原動機付き自転車に限定
されるものではなく、例えば、三輪車やペダルでスクリ
ューを回転させるボートなどあらゆる人力車両に適用す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の補助動
力付き人力車両においては、人力で駆動される過給機か
ら圧縮された燃料ガスがエンジンに供給されるので、エ
ンジンのトルクを上げることができ、エンジンを低回転
域で使用して騒音や振動を低減することができる（請求
項１）。

【００２７】人力入力手段に人力を入力したときだけエ
ンジンの回転が駆動輪に伝達されるから、運転者は、エ
ンジンの回転制御を自由に行うことができる（請求項
２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の原動機付き自転車を示す側
面図である。

【図２】実施例の原動機付き自転車におけるエンジン駆
動系を示す図である。

【図３】エンジン回転数と馬力および燃料消費量の関係
を示す線図である。

【符号の説明】

２８ 後輪（駆動輪） ３１ ペダル（人力入力手段） ５０ 過給機 ６０ キャブレター ８０ エンジン ９４ 遠心クラッチ（動力伝達手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人力が加えられる人力入力手段と、この
   人力入力手段により駆動される駆動輪と、上記人力入力
   手段により駆動される過給機と、この過給機から燃料ガ
   スが供給されるエンジンと、このエンジンの回転を上記
   駆動輪に伝達する動力伝達手段とを備えたことを特徴と
   する補助動力付き人力車両。
2. 【請求項２】 前記エンジンは、前記過給機から圧縮さ
   れた前記燃料ガスが供給されるまでは暖気運転を行い、
   前記動力伝達手段は、上記過給機から圧縮された上記燃
   料ガスが供給されて上記エンジンの回転数が所定以上と
   なったときに上記エンジンの回転を前記駆動輪に伝達す
   ることを特徴とする請求項１に記載の補助動力付き人力
   車両。