JPH0741867B2

JPH0741867B2 - 二輪車の前輪を駆動する動力伝達機構

Info

Publication number: JPH0741867B2
Application number: JP57222649A
Authority: JP
Inventors: 寛孝出塚
Original assignee: 寛孝出塚
Priority date: 1982-12-18
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPS59114185A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は二輪車の車体フレーム中央部付近で発生する
動力を、前輪に伝達する構造に関する。

（ロ）従来の技術従来二輪車において前輪を駆動輪とする場合動力発生部
で直接駆動したが、一つの動力源で後輪を同期的に駆動
できなかった。またケーブルワイヤによる機構は実用化
されず、ヘッドチューブの軸線上に１個のユニバーサル
ジョイントを用いる機構では量産化されなかった。以来
後輪だけ駆動する二輪車が一般的で、スリップし易く、
二輪車なのでより一層悪路や高速度での走行は不安定に
なり易く、危険であるとされてきた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点この発明は二輪車のタイヤの路面に対するグリップや直
進安定性を高めハンドル操作性を確保して安定性や走行
性が向上するのを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明を、自転車に実施して前輪駆動とした実施例を
第１図にもとづいて説明すると、動力をクランク25のチ
ェンリング２からチェーン27でダウンチューブ１と前輪
の間に位置するスプロケット３へ、これに同軸に固着さ
れるかさ歯車４から、回転を保持するためのボールベア
リングを内包する金具24によって指示されるかさ歯車
６、これに同軸なスプライン31とユニバーサルジョイン
ト８へ伝達する。これに接続するプロペラシャフト30、
さらにヘッドチューブ17の直下のユニバーサルジョイン
ト26と９へと伝達する。さらにスプライン７を経てこれ
に同軸なかさ歯車10、これにかみ合うかさ歯車11に伝達
される。これに固着するシャフト12から平歯車13これに
かみ合う平歯車14さらに平歯車15、これに固着するドラ
イブシャフト16へ、そしてこれに固着するかさ歯車21
へ、これにかみ合い前輪23の軸に固着するかさ歯車22に
伝達され、前輪23を駆動する。支腕18と支腕19は、ヘッ
ドチューブ17を中心として回転でき、フロントフォーク
20を固着し支持する。シャフト12は、支腕18と19を貫通
する。ドライブシャフト16は、支腕18と19とフロントフ
ォーク内部を貫通する。ユニバーサルジョイント９の先
端に同軸のスプライン７にさらに同軸のかさ歯車10の軸
は、前述金具24で支腕19に支持され、ハンドル29の方向
変化に従う。第２図は、この発明の特許請求の範囲３で
の実施例である。第１図での、かさ歯車４と６は第４図
のギアボックスに、かさ歯車10と11は第３図のギアボッ
クスに、変更されている。クランクのチェンリング２か
らチェーン27で、ダウンチューブ１の下のギアボックス
36の一方の軸55にロールピン59で嵌合固着されたスプロ
ケット34へ、動力を伝達する。ギアボックスの回転軸に
かさ歯車は固着され、２個のボールベアリング49で保持
され、これはスナップリング54でギアボックスケースに
固定される。動力はスプロケット34から軸55、これに固
着するかさ歯車56、これにかみ合うかさ歯車57、これに
固着する軸58へと伝達される。ギアボックス36はボルト
35で、ダウンチューブ１の厚板部に固定される。軸58に
はスプライン31がピン穴60にピン61で、嵌合固着され
る。動力は、スプライン31に固着するユニバーサルジョ
イント８から、プロペラシャフト30を経て、ヘッドチュ
ーブ17の下のフォーククラウン37の直下のユニバーサル
ジョイント26と９まで伝達され、このユニバーサルジョ
イント９はギアボックス41の軸47に、ピン穴60とピン61
で嵌合固着される。軸47に固着するかさ歯車53、これに
かみ合うかさ歯車52が固着する軸51、これにスプロケッ
ト42がロールピン59で嵌合固着される。ギアボックスホ
ルダー39はギアボックス41をボルト35で、これに固定
し、これはフロントチェーンステー43にボルト40で、ま
たフォーククラウン37にボルト38で固定される。動力は
軸47から入力されスプロケット42から出力し、これにか
み合うチェーン44は、前輪23の軸に固着するスプロケッ
ト46にもかみ合い前輪を駆動する。

（ホ）作用クランク25を、回すとクランク軸に動力が発生しユニバ
ーサルジョイント８と26と９に伝達されるが、ハンドル
29を切ることによる伝達方向の変化を可能としながら動
力を伝達できる。この時通常、心ずれや長さの変化を伴
うので、その数は２個そして長さ調節のためのスプライ
ンが必要である。第１図ではユニバーサルジョイント９
と26を連結して用いているが、これを１個で十分な角度
を許容できるものがあれば１個で済み、また伸縮するユ
ニバーサルジョイントの場合は、スプラインを省略でき
る。第１図では３個のユニバーサルジョイントを使用し
ているが、ゴムカバーを着けたり配置角度や回転数プロ
ペラシャフト30の重量を制限することにより、この振動
やハンドルの振れを最小限にする。

二輪車で高速走行している場合乗車している者は、風圧
を避けるために前傾姿勢を強めるため前輪にかかる荷重
が増大する場合や、悪路で摩擦係数が低い場合、前輪を
も駆動輪とするならば、前輪にかかる荷重と摩擦係数の
積である前輪の路面に対する摩擦力の大きさだけタイヤ
の路面のグリップや直進安定性を高めることができる。

（ヘ）実施例第１図は前輪駆動の実施例であるが、二人乗りタンデム
自転車のようにクランクのチェンリングを２枚にして１
枚を後輪へチェーンで連動させれば、二輪駆動となる。

第２図は、かさ歯車の部分をギアボックスとして前輪を
チェーンで駆動するものである。第３図や第４図の型の
ギアボックスは、通常汎用としてライン生産されている
ので安価でありコンパクトにして軽量で潤滑上都合がよ
い。自転車のフレーム設計については、ヘッドチューブ
直下のユニバーサルジョイントのスペースのためタイヤ
サイズの変更を必要とし、その結果フレームの設計角度
やフロントフォークの強化などが必要となり、通常の自
転車のフレームとはかなり異なる。また二輪駆動にした
場合のメリットが、これによる重量増加のデメリットを
越えるためには、この動力伝達系を最短の長さにしなけ
ればならないが、これを可能とするのがヘッドチューブ
直下のユニバーサルジョイントの位置である。

ヘッドチューブ直下にユニバーサルジョイントを位置さ
せ、ダウンチューブ付近にも配置すると、多少とも必然
的に曲がり、三角形の合理的な車体が前輪駆動による反
力でたわむことに対して心ずれを吸収し、前方で２個連
結しても不十分な作動角を後方から支援して十分にする
他、かさ歯車やギアボックスを下降させ低重心にし、プ
ロペラシャフトは下端を上昇されヘッドチューブに対し
て直角に近くなり、動力伝達系はフレーム中心線上の位
置を得られ、左右の平衡を維持できる。ユニバーサルジ
ョイントが、角度をつけて作動すると二次モーメントを
発生するが、４度以下だと無視できるほど小さい。ヘッ
ドチューブ直下のこれとヘッドチューブに直角な線とに
角度があると、これの一次または二次モーメントによ
り、ハンドル29の回りに左右に回転力が発生する。これ
を小さくするためにユニバーサルジョイントは、その角
度の小さいヘッドチューブ直下の位置でなければなら
ず、２個用いる方が二次モーメントが小さいので有利で
ある。

第２図の実施例は、第１図の場合よりも重心が低くこの
ため横風の影響も少ない。またヘッドチューブ前方が空
いているので自転車用前カゴを取付けて、荷物を積載す
るのに有利である。前輪上に荷物を積載した場合、駆動
輪上なので駆動力を大きくできる。

（ト）発明の効果この発明は、以上説明したように、前輪駆動の二輪車ま
たは自転車は、実用上十分なハンドル操作角と従来とほ
ぼ同じで違和感のないハンドル特性を得ることができ、
前輪を駆動輪とすることができる。これは、ユニバーサ
ルジョイントをヘッドチューブ直下と必然的に予め曲げ
た状態になるダウンチューブ付近に使用する、動力伝達
機構と２つの有意な位置の相乗効果であり、問題解決の
ための第一歩である。また、前輪が駆動輪となるので、
前輪の摩擦力を有効に活用して駆動力を発生させること
ができ、通常の後輪駆動に比較して高低のある悪路では
乗り越えることが容易となり、また前輪により車体全体
を引っ張ることになり、直進安定性が高められ、前後輪
とも同期的に駆動でき回転力が分散されるので、摩擦力
を上回ることが少なくなりタイヤの路面に対するグリッ
プが高められ、安全性や走行性が向上するのはこれらの
総和効果である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ドライブシャフトを使用した実施例の前輪を
駆動する自転車の側面図である。５と28はボルトナッ
ト、32はトップチューブ、33はかさ歯車４とスプロケッ
ト３を支持する支腕である。第２図は、前輪をチェーン
駆動する場合の実施例の側面図で、45はフロントフォー
ク、48はボルトナットである。第３図と第４図は、ギア
ボックスの内部平面図で、50はボルトを通す穴である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランク軸で発生した動力を、フレームパ
イプのダウンチューブ付近に位置するユニバーサルジョ
イントを組み合わせたシャフトに伝達し、さらにヘッド
チューブの直下をユニバーサルジョイントを用いて経由
して前輪へ動力を伝達する二輪車の動力伝達機構。
【請求項２】前記特許請求の範囲第１項の機構を用い
て、さらに動力を一組のかさ歯車を使ったうえでフロン
トフォークに平行同軸的なドライブシャフトに伝達し一
組のかさ歯車を経てこの一方のかさ歯車の軸に固着する
前輪を回転させる二輪車の動力伝達機構。
【請求項３】前記特許請求の範囲第１項の機構を用い
て、さらに動力伝達を一組のかさ歯車によって前輪の車
軸と平行な方向に回転軸を設定して方向転換し、それに
同軸に固着するスプロケットからチェーンを経てスプロ
ケットの軸に固着する前輪を回転させる二輪車の動力伝
達機構。