JPH11502482A - 補助パワーを有するペダル自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ペダル自転車と、補助パワー手段と、クラッチ変速機と、ワイヤーを通して自転車のグリップに接続される補助パワー手段のコントローラとを有する補助パワー手段を有するペダル自転車であって、第２フリーホイールがホイールのハブ上に設けられ、第２フリーホイールがペダルのフリーホイールと同一の駆動方向にホイールハブ上に設けられ、第２フリーホイールが、第２チェーンによってクラッチ変速機の出力シャフトと接続され、クラッチ変速機が補助パワー手段上に設けられ、そして補助パワー手段の出力シャフトがクラッチ変速機の入力シャフトに接続され、補助パワー手段がクラッチ変速機と共に自転車のフレームに取り付けられることを特徴とする、ペダル自転車。

Description

【発明の詳細な説明】 補助パワーを有するペダル自転車産業上の利用分野 本発明は、補助パワー手段（小さな内燃機関またはＤＣ電気モータなど）を有 するペダル自転車に関し、特に、２つのフリーホイールおよび２つの駆動チェー ンを備え、該２つのフリーホイールが補助パワー手段および乗り手のペダリング からのパワーによって個別に各チェーンを通して駆動される、補助パワー手段を 有するペダル自転車に関する。発明の背景 補助パワー手段を有する公知のペダル自転車において、補助パワー手段は、自 転車のフレームに回動可能に設けられ、摩擦ホイールは補助パワー手段のパワー 出力シャフトの端部に取り付けられ、次いで、ブースト（boosting）効果は、ホ イールが回転しているときの摩擦ホイールと自転車のタイヤとの間の摩擦駆動に よって成し遂げられる。しかし、摩擦ホイールとタイヤとの間のこの種の摩擦駆 動では、タイヤ内の空気圧の変化によって変速効率が非常に異なることがしばし ばある。特に、ホイールは補助パワー手段によって直接駆動されるため、最適な 動作条件下での回転速度で補助パワー手段の動作を確実にすることは不可能であ る。その結果、補助パワー手段は、過剰にエネルギーを消費する。これは、補助 パワー手段が小さなガソリンエンジンである場合に特に著しくなる。タイヤに粘 土および砂利が付着している場合には、摩擦変速効率はさらに影響を受ける。補 助パワー手段は正常に動作し得ない。また、非常に複雑なクラッチ変速機および クラッチ変速機を操作する動作デバイスは、補助パワー手段から駆動チェーンに パワーを転送し、乗り手のペダリングによって駆動される該駆動チェーンをブー ストするために、従来技術において用いられる。駆動チェーンの設計強度は、人 力によるペダリングの力によって規定されるので、該駆動チェーンに駆動力がさ らに付加されると、チェーンは過負荷になる。 従って、チェーンは容易に摩耗または破損する。さらに、１つの駆動チェーン を用いる自転車では、クラッチ変速機の構造は非常に複雑である。それ故、故障 の可能性がより大きくなるばかりでなく、特に、高い価格は一般の消費者には受 け入れられない。発明の要旨 従って、本発明の目的は、簡単な構造を有し、クラッチ動作デバイスを備えず 、変速効率が高く、かつエネルギー消費（燃料消費など）が少ない、補助パワー 手段を有するペダル自転車を提供することである。補助パワー手段を有するこの ペダル自転車は、非常に簡単に操作し得、その価格は比較的に低い。 上記の目的のために、本発明は、自転車と、補助パワー手段と、クラッチ変速 機と、ワイヤーを通して該自転車のグリップに接続される補助パワー手段のコン トローラとを有する補助パワー手段を有するペダル自転車であって、ここで第２ フリーホイールが該自転車のホイールのハブ上に設けられ、該自転車のペダリン グによって駆動される該フリーホイールと同一の駆動方向を有し、該第２フリー ホイールが、第２チェーンによって該クラッチ変速機の出力シャフト上に設けら れた該第２チェーンのホイールと接続され、該クラッチ変速機、該第２チェーン がチェーン変速機を形成し、該クラッチ変速機が該補助パワー手段上に設けられ 、該補助パワー手段の該出力シャフトが該クラッチ変速機の入力シャフトに接続 され、該補助パワー手段が該クラッチ変速機と共に該自転車のフレームに固定さ れる、ペダル自転車を提供する。 好ましい実施態様において、前記クラッチ変速機は、ケース内に取り付けられ た遠心性ブロックの支持ディスクと、駆動ディスクと、入力シャフトと、出力シ ャフトと、一対の減速ギア、即ち、小ギアおよび大ギアとを有し、該遠心ブロッ クの支持ディスクが該入力シャフトにしっかりと接続され、該遠心ブロックの支 持ディスクのガイドに均等に設けられた該遠心ブロックが放射状に摺動可能であ り、輪ばねが、各遠心ブロックのくぼみに挿入され、一片のクラッチライニング が、該遠心ブロックの支持ディスクに対して各遠心ブロックの放射状の外面上に 設けられ、該駆動ディスクの形状が、底部に貫通孔を有するカップ状であり、該 小ギアのドラムが、該駆動ディスクの底部の外側から軸上に延びる周縁部分に設 けられ、該駆動ディスクが、該遠心ブロックの支持ディスクの軸上に延びるフラ ンジ上に比例的に摺動され、該小ギアが、該クラッチ変速機の該出力シャフト上 に設けられた該大ギアと係合する。 ここで、前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機は、前記自転車のシー トステーに固定され得、そして前記第２フリーホイールおよび前記自転車のフリ ーホイールは、後のホイールの同一側に設けられる。 ここで、前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機は、前記自転車のシー トステー上に固定され得、前記フリーホイールおよび前記自転車フリーホイール は、前記後のホイールの異なる側に個別に設けられる。 ここで、前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機は、前記自転車の後部 荷物キャリヤに固定され得、前記第２フリーホイールおよび前記自転車フリーホ イールは、前記後のホイールの同一側に設けられる。 ここで、前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機は、前記自転車の前記 後部荷物キャリヤに固定され得、前記第２フリーホイールおよび前記自転車フリ ーホイールは、前記後のホイールの異なる側に個別に設けられる。 ここで、前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機は、前記自転車のステ アリングチューブに固定され得、前記第２フリーホイールは、該自転車の前のホ イールのいずれかの側に設けられる。 ここで、前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機は、前記自転車の座席 チューブおよび下チューブに固定され得、前記第２フリーホイールは、該自転車 のクランク軸に設けられる。 ここで、前記自転車は、人力によってペダリングされる三輪車または四輪車で ある。 本発明によると、補助パワー手段を有するペダル自転車は、構造が簡単で、安 価で、操作が簡単である。補助パワー手段（小さな内燃機関など）を開始した後 行わなければならないことは、補助パワー手段の回転速度を最適設定値まで増加 させることだけである。このとき、遠心力は輪ばねの弾性力を克服し、遠心ブロ ックを外側に移動させ、遠心ブロックの外面上にあるクラッチライニングを駆動 ディスクのカップの内面に密接して押圧する。このようにして、補助パワー手段 のパワーは、支持ディスク上の小ギアを介してクラッチ変速機の出力シャフト上 の大ギアに転送され得、次いでパワーは出力シャフトから外側に伝送され得る。 第２のフリーホイールの駆動方向は自転車のフリーホイールの駆動方向と同一で あるため、自転車のブースト効果が成し遂げられる。図面の簡単な説明 ここで、本発明を添付の図面を参照しながら実施態様によって詳細に説明する 。 図１は、補助パワー手段が示されていない、本発明によるペダル自転車の変速 機の概略図である。 図２は、本発明によるペダル自転車の第１の実施態様の一般的な概略図である 。 図３は、本発明によるペダル自転車の第２の実施態様の一般的な概略図である 。 図４は、本発明によるペダル自転車の第２の実施態様の一般的な概略図である 。 図５は、本発明によるペダル自転車の第２の実施態様の一般的な概略図である 。 図６は、本発明によるペダル自転車の第２の実施態様の一般的な概略図であり 、第２のフリーホイールが自転車チェーンホイールと同軸の自転車のクランク軸 上に設けらている。 図７は、クラッチ部が示されるクラッチ変速機の部分概略図である。好ましい実施態様の説明 図１および２は、本発明による、補助パワー手段を有するペダル型自転車の第 １の実施態様の変速機(transmission)および概要的な配置を示す。ペダル型自転 車は、一般的な自転車の部品の他に、第２のフリーホイール(free-wheel)２、第 ２のチェーン３、第２のチェーンホイール(chain wheel)４、およびクラッチ変 速機(clutch-transmission)20を含む。本実施態様において、第２のフリーホイ ール(ラチェット)２および自転車フリーホイール(ラチェット)14は、自転車の後 部ハブ(hub)に対して同じ側に同軸上に取り付けられ、同じ駆動方向を有する。 さらに、第２のチェーン３は、クラッチ変速機20の出力シャフト13に取り付けら れた第２のチェーンホイール４と、第２のフリーホイール２との間のチェーン変 速機を提供する。従って、出力シャフト13のパワーを、第２のフリーホイール２ へ伝達することができる。クラッチ変速機20は、補助パワー手段(図示せず)とと もに、全体に組み入れられ得る。クラッチ変速機20は、ボルトで接続されたケー ス５および５'を有し、その中には遠心ブロック９のための支持ディスク、駆動 ディスク６、入力シャフト８、および一対の速度減衰用はすばギア、すなわち小 ギア７および大ギア７'が含まれる。遠心ブロック９のための支持ディスクは、 入力シャフト８と固く接続されている。遠心ブロック10は、遠心ブロック９のた めの支持ディスクのガイドに取り付けられた、均等に摺動可能な放射状(radical )である(図１および７を参照)。輪ばね11は、各遠心ブロック10のくぼみに挿入 される。各遠心ブロック10の、遠心ブロック９のための支持ディスクに対して放 射状の外側の面には、一片のクラッチライニング部(clutch lining)12が取り付 けられている。駆動ディスク６の形状は、底に開口を有するカップの外観を有し ている。小ギア７のドラムは、駆動ディスクの底の外側から軸方向に延伸してい る周囲部分に取り付けられ、駆動ディスク６は、遠心ブロック９のための支持デ ィスクの軸方向に延伸したフランジに、比例的に摺動し、そのカップは、遠心ブ ロック10の周囲を覆う。この小ギア７は、出力シャフト８に取り付けられた大ギ ア７'と係合している。 本実施態様において、補助パワー手段は、排気量が25cm³の小さい内燃機関で ある。内燃機関は手動でスタートし、そのスロットルコントローラは、ケーブル を介して、自転車のグリップと接続されている。 本実施態様の補助パワー手段およびクラッチ変速機20は、自転車座席のステー (stay)に固定され、第２のフリーホイール２および自転車フリーホイール14は、 自転車の後部ハブに対して同じ側に位置される(図２を参照)。 補助パワー手段(小さい内燃機関)がスタートし、所定の最適回転速度(例えば2 700回転/分)にまで加速されると、遠心ブロック10の遠心力が輪ばね11の張力を 越え、遠心ブロック10が外側に迫り出し、その上のクラッチライニング12が駆動 ディスク６のカップの内面に密に圧力をかけることを可能にして、駆動ディスク ６を回転する。駆動ディスク６上の小ギア７と、出力シャフト８上の大ギア７' との係合を通して、パワーが、出力シャフト８から伝達され、出力シャフト８上 の第２のチェーンホイール４を回転させる。第２のチェーンホイール４が、第２ のチェーン３を通して第２のフリーホイール２に接続されると、自転車のホイー ル１のハブに取り付けられた第２のフリーホイール２が駆動され回転される。従 って、力が、自転車のホイール１に加わり、ペダル16および自転車チェーンホイ ール17を介して人力によってペダリングされる(pedaled)自転車フリーホイール1 4の駆動に影響を及ぼしたり、または障害となったりはし得ない。なぜなら、第 ２のフリーホイール２および自転車フリーホイール14の駆動方向が同じであるた めである。第２のフリーホイール２の回転速度が、自転車フリーホイール14の回 転速度を上回るか、または下回るかにかかわらず、妨害は生じず、互いと補助し 合う。 図３において、本発明による補助パワー手段を有するペダル型自転車の第２の 実施態様は、第１の実施態様と同様であり、唯一の違いは、第２のフリーホイー ル２および自転車フリーホイール14が、ホイールの異なる側に別々に位置されて いることである。 図４において、本発明による補助パワー手段を有するペダル型自転車の第３の 実施態様は、第１の実施態様と同様であり、唯一の違いは、補助パワー手段およ びクラッチ変速機20が、自転車の後部荷物キャリアに固定されていることである 。第２のフリーホイール２は、後部のホイール１のいずれの側にも位置され得る 。 図５において、本発明による補助パワー手段を有するペダル型自転車の第４の 実施態様は、第１の実施態様と同様であり、唯一の違いは、補助パワー手段およ びクラッチ変速機20がステアリングチューブに固定され、第２のフリーホイール ２が、自転車の前部ハブのいずれかの側に位置されることである。 図６において、本発明による、補助パワー手段を有するペダル型自転車の第５ の実施態様は、第１の実施態様と同様であり、唯一の違いは、補助パワー手段お よびクラッチ変速機20が自転車座席チューブおよび下チューブ(down tube)に固 定され、第２のフリーホイール２が自転車のクランク車軸に取り付けられ、補助 パワー手段がブースタとして自転車を駆動する場合、乗り手の両足がペダルと同 時に動かなければならない。当然、上記装置は、人力によってペダリングされる 三輪車、または四輪車にも使用され得る。産業上の利用 本発明による補助パワー手段を有するペダル型自転車は、歩行のかわりとなる 乗車手段として、また三輪車または四輪車に適用されれば輸送手段としても利用 することができる。当然、ゲームまたは娯楽手段としても使用され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自転車と、補助パワー手段と、クラッチ変速機と、ワイヤーを通して該自転 車のグリップに接続される補助パワー手段のコントローラとを有する補助パワー 手段を有するペダル自転車であって、第２フリーホイールが該自転車のホイール のハブ上に設けられ、該自転車のペダリングによって駆動される該フリーホイー ルと同一の駆動方向を有し、該第２フリーホイールが、第２チェーンによって該 クラッチ変速機の出力シャフト上の設けられた該第２チェーンのホイールと接続 され、該クラッチ変速機が該補助パワー手段上に設けられ、該補助パワー手段の 該出力シャフトが該クラッチ変速機の入力シャフトに接続され、該補助パワー手 段が該クラッチ変速機と共に該自転車のフレームに固定されることを特徴とする 、ペダル自転車。 ２．前記クラッチ変速機は、ケース内に取り付けられた遠心性ブロックの支持デ ィスクと、駆動ディスクと、入力シャフトと、出力シャフトと、一対の減速ギア 、即ち、小ギアおよび大ギアとを有し、該遠心ブロックの支持ディスクが該入力 シャフトにしっかりと接続され、該遠心ブロックの支持ディスクのガイドに均等 に設けられた該遠心ブロックが放射状に摺動可能であり、輪ばねが、各遠心ブロ ックのくぼみに挿入され、一片のクラッチライニングが、該遠心ブロックの支持 ディスクに対して各遠心ブロックの放射状の外面に設けられ、該駆動ディスクの 形状が、底部に貫通口を有するカップ状であり、該小ギアのドラムが、該駆動デ ィスクの底部の外側から軸上に延びる周縁部分に設けられ、該駆動ディスクが、 該遠心ブロックの支持ディスクの軸上に延びるフランジ上に比例して摺動され、 該小ギアが、該クラッチ変速機の該出力シャフト上に設けられた該大ギアと係合 する、請求項１に記載のペダル自転車。 ３．前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機が、前記自転車のシートステ ーに固定され、前記第２フリーホイールおよび前記自転車のフリーホイールが、 後のホイールの同一側に設けられる、請求項１または２に記載のペダル自転車。 ４．前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機が、前記自転車のシートステ ー上に固定され、前記フリーホイールおよび前記自転車フリーホイールは、前記 後のホイールの異なる側に個別に設けられる、請求項１または２に記載のペダル 自転車。 ５．前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機が、前記自転車の後部荷物キ ャリヤに固定され、前記第２フリーホイールおよび前記自転車フリーホイールが 、前記後のホイールの同一側に設けられる、請求項１または２に記載のペダル自 転車。 ６．前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機が、前記自転車の前記後部荷 物キャリヤに固定され、前記第２フリーホイールおよび前記自転車フリーホイー ルが、前記後のホイールの異なる側に個別に設けられる、請求項１または２に記 載のペダル自転車。 ７．前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機が、前記自転車のステアリン グチューブに固定され、前記第２フリーホイールが、該自転車の前のホイールの いずれかの側に設けられる、請求項１または２に記載のペダル自転車。 ８．前記補助パワー手段および前記クラッチ変速機が、前記自転車の座席チュー ブおよび下チューブに固定され、前記第２フリーホイールが、該自転車のクラン ク軸に設けられる、請求項１または２に記載のペダル自転車。 ９．前記自転車は、人力によってペダリングされる三輪車または四輪車である、 請求項８に記載のペダル自転車。