JPH07125675A - 原動機付自転車の動力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１発明と第２発明の目的は、一般的な構造
の自転車にエンジン部や減速機部を装着するに際し、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る簡潔な構造で低価格の原動
機付自転車の動力位置を提供するにある。 【構成】 第１発明の動力装置は、手動式スタータ付き
エンジンの出力端に遠心式自動クラッチ４０を装着した
エンジン部３０と、複数組の平歯車により複数段の減速
を行う減速機部５０と、前記エンジン部に配設した小歯
付プーリと前記減速機部に配設した大歯付プーリの間に
巻掛けた歯付ベルト９０とを有してなり、エンジンが手
動始動式であることを特徴とする。第２発明の動力装置
も基本的な構成は第１発明と同様であるが、エンジン部
に一方向クラッチ８０、減速機部に一方向クラッチ８
１、噛合クラッチ８２、クラッチ寄せ８３が配設され、
エンジンがペダル始動式であることを特徴とする。

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）の原動機付自
転車の動力装置の場合には、手動スタータ付きエンジン
のクランク軸３２に遠心式自動クラッチ４０の入力軸４
１を直結して片持はり状に支持し、該遠心式自動クラッ
チの出力軸４５に歯付ベルト用の小歯付プーリ４５ａを
固設してエンジン部３０（ユニット）とする。また複数
組の平歯車によって複数段の減速を行う減速機を一つの
ケーシング５１に収め、この減速機の入力軸５２の軸端
に大歯付プーリ５６を固設し、減速機の出力軸６２は中
空軸としてその一端に駆動スプロケット６８を固設し、
該出力軸の軸心中空部にペダルクランク軸７０を回転自
在に挿通し、該ペダルクランク軸をフリーホイール７１
を介して前記駆動スプロケットと連結し、また、前記出
力軸の前段の減速軸５７と該減速軸に外嵌装される大平
歯車５９との間に一方向クラッチ６０を介装し、減速機
部５０（ユニット）とする。エンジン部３０と減速機部
５０をブラケットを介してそれぞれ自転車車体に装着
し、両者の間に歯付ベルト９０を巻掛けて動力装置とす
る。減速機部５０のペダルクランク軸７０は通常の自転
車のペダルクランク軸の位置に合わせ、また駆動スプロ
ケット６８と後車輪のフリースプロケット１３との間に
はチエン１４を巻掛ける。エンジン部３０と減速機部５
０は結合して一体として自転車車体に取付けてもよい。

【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）の原動機付自転車
の動力装置の場合は、前述した第１発明による動力装置
の一部を次のように変更する。 １）エンジン部３０の遠心式自動クラッチ４０の入力軸
４１と出力軸４５の間に、出力軸４５側から入力軸４１
側にのみ動力を伝達する一方向クラッチ８０を介装す
る。 ２）減速機の中空の出力軸６２と該出力軸に外嵌装され
る大平歯車６３との間に、軸側から歯車側にのみ動力を
伝達する一方向クラッチ８１を介装する。なお、出力軸
６２の前段の減速軸５７と大平歯車５９の間に介装した
一方向クラッチ６０は取除き、キー結合とする。 ３）前記減速機の出力軸６２と該出力軸に外嵌装される
大平歯車６３とによって噛合クラッチ８２を形成し、ス
タータレバー２２の操作で大平歯車６３を軸方向に摺動
させて噛合クラッチ８２を着脱するクラッチ寄せ８３を
設ける。

【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１５を踏めばペダルクランク１６によってペ
ダルクランク軸７０に生ずる回転駆動力は、フリーホイ
ール７１を介して駆動スプロケット６８に伝えられ、以
降は一般の自転車と同様に、チエン１４、フリースプロ
ケット１３を通って後車輪１２に伝えられる。この回転
駆動力は減速機の出力軸６２の前段の減速軸５７と該減
速軸に外嵌装される大平歯車５９との間に介装された一
方向クラッチ６０によって遮断されてエンジン側には伝
えられない。

【０００７】手動始動式で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２１を開いていくと回転
速度が上昇して遠心式自動クラッチ４０が接続し、エン
ジンの回転駆動力は減速機で減速されて駆動スプロケッ
ト６８に伝えられ、以降は前述の人力走行の場合と同様
に後車輪１２に伝えられる。この回転駆動力はフリーホ
イール７１によって遮断されペダル側には伝えられな
い。

【０００８】次に第２発明のペダル始動式で人力走行を
する場合は、前述した手動始動式の場合と全く同様であ
る。ペダル始動式で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２２を引いておいてペダル１５を
踏む。スタータレバー２２を引くと噛合クラッチ８２が
接続し、出力６２とこれに外嵌装される大平歯車６３が
接合し、前述した人力走行の場合と同様に自転車が走行
するとともに、回転駆動力は噛合クラッチ８２を通って
大平歯車６３に伝わり、次いで減速機部を逆に通り、更
に遠心式自動クラッチ４０に介装された一方向クラッチ
８０を通ってエンジンのクランク軸３２を回転させ、エ
ンジンを始動する。エンジンが始動すると遠心式自動ク
ラッチ４０の入力軸４１が高速回転となって一方向クラ
ッチ８０が切れる。ここでスタータレバー２２を戻して
噛合クラッチ８２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４
０が接続し、前述した手動始動式での動力走行と同様の
状態となる。

【０００９】

【実施例】第１発明の実施例と第２発明の実施例に共通
する内容を図１〜図３によって説明する。図１及び図２
は第１発明及び第２発明の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（２
本）、４はローワチューブ、４′はアッパチューブ（図
２）、５はサドルチューブ、６，６′は車体フレーム１
に設けられたブラケット、７はリヤフォーク（２本）、
８はバックステー（２本）、９はハンドル、１０はサド
ル、１１は前車輪、１２は後車輪、１３は後車輪のフリ
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６，６′に懸架され
た動力装置（３０はそのエンジン部、５０は減速機部、
９０は歯付ベルト）、２１はスロットル、２２はスター
タレバー、２３は燃料タンク、３６はスタータグリッ
プ、６８は駆動スプロケット、７０はペダルクランク軸
である。図１は動力装置２０を一体にまとめてブラケッ
ト６に取付けた場合を示し、図２は動力装置２０をエン
ジン部３０と減速機部５０の２つに分離してエンジン部
３０をサドルチューブ５に設けたブラケット６′に、減
速機部５０をブラケット６にそれぞれ取付けた場合を示
している。なお、燃料タンク２３の位置は一例を示し、
また消音器は動力装置に直接取付けるか自転車車体の適
宜の位置に取付けるものとし、ベルトにはベルトカバー
が必要であるが、いずれも図示を省略してある。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。

【００１０】図３は第１発明と第２発明に共通の動力装
置２０の側面図であり、図４は第１発明の実施例に係る
手動始動式の動力装置について、図５は第２発明の実施
例に係るペダル始動式の動力装置について、いずれも図
３でのＡ矢視による展開で要部を断面図で示してる。動
力装置２０は図３に示すように、遠心式自動クラッチ４
０を備えたエンジン部３０と、ペダルクランク軸７０と
一体になった減速機部５０と、この両者に巻掛けられた
歯付ベルト９０とを有して成っており、該エンジン部３
０と減速機部５０とは、結合金具２４を介して一体にま
とめて自転車フレームに装着してもよく、また分離して
別々に装着してもよい。３１はエンジン本体、３３は気
化器、３４はエアクリーナ、３６はスタータグリップ、
８３はクラッチ寄せで、スタータグリップ３６は手動始
動式の場合にのみ、またクラッチ寄せ８３はペダル始動
式の場合にのみ装備される。

【００１１】第１発明の手動始動式動力装置の実施例の
構成を図４によって説明する。３１はエンジン本体、３
２はそのクランク軸、３３は気化器（図３）、３４はエ
アクリーナ（図３）、３５は始動用のリコイルスター
タ、３６はスタータグリップである。４０は遠心式自動
クラッチ、４１はその入力軸、４２は入力軸に螺着され
たインナロータ、４３はインナロータ４２にピン止めさ
れた接触片、４４は出力側のアウタロータ、４５はアウ
タロータ４４と一体になった出力軸、４６はころ軸受、
４７はカバー、４８はボルトであり、入力軸４１はボル
ト４８によってカバー４７とともに前記エンジンのクラ
ンク軸３２にテーパ結合されている。出力軸４５はころ
軸受４６を介して回転自在に入力軸４１に外嵌装され、
該出力軸の外周部は歯付ベルト用の小歯付プーリ４５ａ
を形成している。

【００１２】５１は減速機部５０のケーシング、５２は
第１減速軸（流速機部の入力軸）、５３は第１減速軸５
２に形成された小平歯車、５４は第１減速軸５２の軸受
（２個）、５５はオイルシール、５６は第１減速軸５２
の軸端に固設された歯付ベルト用の大歯付プーリ、５７
は第１減速軸５２に平行な第２減速軸、５８は第２減速
軸５７に形成された小平歯車、５９は一方向クラッチ６
０を介して第２減速軸５７に外嵌装され前記小平歯車５
３と噛合う大平歯車、６１は第２減速軸５７の軸受（２
個）、６２は第２減速軸５７に平行な中空の第３減速
軸、６３は第３減速軸６２に固設され前記小平歯車５８
と噛合う大平歯車、６４は第３減速軸６２の外周側の軸
受（２個）、６５は内周側の平軸受（２個）、６６はオ
イルシール、６７は第３減速軸６２の一端に螺着された
円板状のブラケット、６８は該ブラケット６７を介して
第３減速軸６２に固設された駆動スプロケット、６９は
オイルシールである。

【００１３】７０はペダルクランク軸で前記第３減速軸
６２の中空部に平軸受６５を介して回転自在に挿通さ
れ、一端はフリーホイール（一方向爪クラッチ）７１を
介して前記駆動スプロケット６８のボス部と連結してい
る。このペダルクランク軸７０の両端にはそれぞれペダ
ル１５を備えたペダルクランク１６が取付けられる。２
４（図３）は前記エンジン部３０と減速機部５０を一体
にまとめるときに用いる結合金具、９０は両者の間に巻
掛けられる歯付ベルトであり、また前記駆動スプロケッ
ト６８と後車輪１２のフリースプロケット１３の間には
チエン１４が巻掛けられている（図１、図２参照）。

【００１４】次に第２発明のペダル始動式動力装置の実
施例の構成を図５によって説明する。基本的な構成は前
述の手動始動式の場合と同様なので、同じまたは類似の
部品には同じ符号を付して説明を省略する。エンジン部
３０にはリコイルスタータ３５及びスタータグリップ３
６は装着されていない。遠心式自動クラッチ４０にはこ
ろ軸受４６を配設せず、出力軸４５側から入力軸４１側
にのみ動力を伝達する一方向クラッチ８０を介装する。
減速機部５０においては、大平歯車５９を一方向クラッ
チ６０を介在させずにキーによって直接第２減速軸５７
に固定し、大平歯車６３は一方向クラッチ８１を介して
第３減速軸６２に摺動自在に外嵌装する。第３減速軸６
２の胴部にフランジ部を設け、該フランジ部の側面に噛
合用の爪６２ａを設け、また前記大平歯車６３の一側面
には噛合い用の爪６３ａを、ボス部には環状の溝６３ｂ
を設け、大平歯車６３に設けた爪６３ａと前記の第３減
速軸の爪６２ａとで噛合クラッチ８２を形成する。８３
は該噛合クラッチ８２のクラッチ寄せで、８４はクラン
ク形の揺動軸、８５は揺動軸８４の曲った先端に固設さ
れ前記大平歯車６３の溝３６ｂに嵌装されたピン、８６
はアーム８６ａを有し前記揺動軸８４の軸端部に固設さ
れるエンドリング、８７はアーム８６ａにピン止めされ
た二又継手である。スタータレバー２２（図１、図２参
照）を操作すると、ボーデンワイヤによって二又継手８
７がエンドリング８６及び揺動軸８４を揺動させ、ピン
８５が大平歯車６３を軸方向に摺動させて噛合クラッチ
８２の着脱を行うようになっている。

【００１５】次に第１発明の手動始動式の実施例（主と
して図４参照）の作用について説明する。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を踏めばペダルクランク１６によっ
てペダルクランク軸７０に生ずる回転駆動力は、フリー
ホイール７１を介して駆動スプロケット６８に伝達さ
れ、さらにチエン１４、フリースプロケット１３を通じ
て後車輪１２に伝達される。このとき、駆動スプロケッ
ト６８と共に第３減速軸６２及び第２減速軸５７は回転
するが、回転駆動力は一方向クラッチ６０によって遮断
されエンジン側には伝わらない。また、逆に車体からの
慣性力は通常の自転車と同様に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軸７０には伝わらな
い。

【００１６】エンジンの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
上げていくと、遠心式自動クラッチ４０が接続して小歯
付プーリ４５ａに出力が伝わり、歯付ベルト９０によっ
て大歯付プーリ５６を経て減速されて第１減速軸５２に
伝達され、さらに小平歯車５３と大平歯車５９、及び小
平歯車５８と大平歯車６３によって、第２減速軸から第
３減速軸へと伝達された回転駆動力は駆動スプロケット
６８に伝えられ、以降は前述の人力走行の場合と同様に
して後車輪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７１によって遮断されてペダルク
ランク軸７０には伝達されず、また逆にペダルクランク
軸７０からの駆動力はたとえ発生しても一方向クラッチ
６０によって遮断され、エンジン側には伝達されない。
従ってペダル１５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。

【００１７】次に第２発明のペダル始動式の実施例（主
として図５参照）の作用について説明する。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１発
明の実施例の場合とほぼ同様であり、この場合は回転駆
動力は一方向クラッチ８１によって遮断されて、大平歯
車６３よりエンジン側には伝達されない。一方、エンジ
ン動力によって走行する場合には、まずスタータレバー
２２を引いておいて人力による走行の場合と同様にペダ
ルを踏んで自転車を走行させる。スタータレバー２２を
引くとクラッチ寄せ８３によって噛合クラッチ８２が接
続し、ペダルクランク軸７０の回転駆動力はフリーホイ
ール７１、駆動スプロケット６８、第３減速軸６２、噛
合クラッチ８２を通って大平歯車６３に伝わり、次いで
第２減速軸５７、第１減速軸５２、大歯付プーリ５６、
歯付ベルト９０、小歯付プーリ４５ａ、一方向クラッチ
８０を通ってエンジン３１のクランク軸３２に伝わり、
エンジン３１を始動させる。

【００１８】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８２を外す。エンジン３１が始動
するとクランク軸３２、従って遠心式自動クラッチ４０
の入力軸４１の回転速度は出力軸４５よりも大きくなる
ので一方向クラッチ８０によって接合が解かれ、回転駆
動力はペダルクランク軸７０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４０が接続して該遠心式自動ク
ラッチの出力軸４５に出力が伝わり、前述した手動始動
式で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７０からの入力は、たとえ発生し
ても一方向クラッチ８１によって遮断され、エンジン側
には伝達されない。

【００１９】

【発明の効果】

（１）第１発明、第２発明とも動力装置を遠心式自動ク
ラッチ４０を含むエンジン部３０と減速機部５０とに分
離して別個のユニットとしてまとめ、両者の間を歯付ベ
ルト９０によって動力伝達する方式としたため、両者の
関係位置や姿勢を変えることができ、自転車の車体に装
着する場合、装着位置を比較的自由に選択することがで
きる。 （２）第１発明は手動始動式に、第２発明はペダル始動
式に適用でき、どちらの方式も構造は簡単で、歯付ベル
トを用いているので装置の軽量化及び低廉化に寄与でき
る。特にペダル始動式装置では追加される部品が少ない
利点がある。 （３）減速歯車としてすべりの少ない平歯車のみを用い
ているので伝動効率がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明または第２発明の動力装置を一体にま
とめて自転車に搭載した原動機付自転車の側面図。

【図２】第１発明または第２発明の動力装置をエンジン
部と減速機部に分離して自転車に搭載した原動機付自転
車の側面図。

【図３】第１発明及び第２発明に共通の動力装置の側面
図。

【図４】第１発明の実施例に係る手動始動式動力装置の
図３でのＡ矢視による展開断面図。

【図５】第２発明の実施例に係るペダル始動式動力装置
の図３でのＡ矢視による展開断面図。

【符号の説明】

２０…動力装置、３０…エンジン部、３１…エンジン
（本体）、３２…クランク軸、３５…リコイルスター
タ、３６…スタータグリップ、４０…遠心式自動クラッ
チ、４１…入力軸（遠心式自動クラッチ）、４５…出力
軸（遠心式自動クラッチ）、４５ａ…小歯付プーリ、５
０…減速機部、５２…第１減速軸（減速機の入力軸）、
５３…小平歯車、５６…大歯付プーリ、５７…第２減速
軸（減速機の中間軸）、５８…小平歯車、５９…大平歯
車、６０…一方向クラッチ、６２…第３減速軸（減速機
の出力軸）、６８…駆動スプロケット、７０…ペダルク
ランク軸、７１…フリーホイール（一方向爪クラッ
チ）、８０…一方向クラッチ、８１…一方向クラッチ、
８２…噛合クラッチ、８３…クラッチ寄せ、９０…歯付
ベルト。

───────────────────────────────────────────────────── 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であって；手動式スタ
   ータを備えたエンジンのクランク軸（３２）に遠心式自
   動クラッチ（４０）の入力軸（４１）を直結し、該遠心
   式自動クラッチの出力軸（４５）に小歯付プーリ（４５
   ａ）を固設したエンジン部（３０）と；複数組の平歯車
   によって複数段の減速を行う減速機の入力軸（５２）の
   一端に大歯付プーリ（５６）を固設し、該減速機の出力
   軸（６２）は中空軸としてその一端に駆動スプロケット
   （６８）を固設し、該出力軸の軸心中空部に回転自在に
   ペダルクランク軸（７０）を挿通し、該ペダルクランク
   軸をフリーホイール（７１）を介して前記駆動スプロケ
   ットと連結し、前記減速機出力軸の前段の減速軸（５
   ７）と該減速軸に外嵌装される大平歯車（５９）の間に
   一方向クラッチ（６０）を介装した減速機部（５０）
   と；前記エンジン部の小歯付プーリ（４５ａ）と減速機
   部の大歯付プーリ（５６）の間に巻掛けた歯付ベルト
   （９０）とを有してなり、エンジンが手動始動式である
   ことを特徴とす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；エンジンの
   クランク軸（３２）に遠心式自動クラッチ（４０）の入
   力軸（４１）を直結し、該遠心式自動クラッチの出力軸
   （４５）に小歯付プーリ（４５ａ）を固設し、該出力軸
   と前記入力軸との間に出力軸側から入力軸側にのみ動力
   を伝える一方向クラッチ（８０）を介装したエンジン部
   （３０）と；複数組の平歯車によって複数段の減速を行
   う減速機の入力軸（５２）の一端に大歯付プーリ（５
   ６）を固設し、該減速機の出力軸（６２）は中空軸とし
   てその一端に駆動スプロケット（６８）を固設し、該出
   力軸の軸心中空部に回転自在にペダルクランク軸（７
   ０）を挿通し、該ペダルクランク軸をフリーホイール
   （７１）を介して前記駆動スプロケットと連結し、前記
   減速機の出力軸（６２）と該出力軸に外嵌装される大平
   歯車（６３）の間に一方向クラッチ（８１）を介装し、
   該出力軸と該大平歯車によって噛合クラッチ（８２）を
   形成し、該大平歯車に設けた環状溝に接合して該大平歯
   車を軸方向に摺動させて前記噛合クラッチを着脱させる
   クラッチ寄せ（８３）を備えた減速機部（５０）と；前
   記エンジン部の小歯付プーリ（４５ａ）と減速機部の大
   歯付プーリ（５６）の間に巻掛けた歯付ベルト（９０）
   とを有してなり、エンジンがペダル始動式であることを
   特徴とする原動機付自転車の動力装置。