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シャフトドライブ自転車は、チェーンの代わりにドライブシャフトを使用してペダルから車輪に動力を伝達する自転車です。シャフトドライブは 1880 年代に導入されましたが、スプロケットとディレイラーで可能なギア範囲のため、ほとんどがチェーン駆動自転車に取って代わられました。2000 年代頃、内装ギア技術の進歩により、少数の現代的なシャフト駆動自転車が導入されました。
シャフト駆動自転車には、従来の自転車のチェーンリングがある場所に大きなベベルギアがあります。これは、ドライブシャフトに取り付けられた別のベベルギアと噛み合います。ベベルギアを使用すると、ペダルからの駆動トルクの軸を 90 度回転させることができます。ドライブシャフトには、後輪ハブの近くに別のベベルギアがあり、従来の自転車の後部スプロケットがあるハブのベベルギアと噛み合って、最初の軸の駆動トルクの変化をキャンセルします。
ボトムブラケットとリアハブで発生する駆動面の 90 度の変更では、最も効率的なパフォーマンスを得るためにベベルギアが使用されますが、ホブソンジョイント、ウォームギア、または交差ヘリカルギアなどの他のメカニズムを使用することもできます。
ドライブ シャフトは、多くの場合、リア ハブ内に収納された内装ギア システムであるハブ ギアと結合されます。シャフト ドライブ システムに適した内装ハブのメーカーには、NuVinci、Rohloff、Shimano、SRAM、Sturmey-Archerなどがあります。
歴史
自転車用シャフトドライブの最初の発明は、米国と英国でそれぞれ独立して行われたようです。1880年、トーマス・ムーアがシャフトドライブで駆動するオービサイクル（実際には三輪車）をイギリスのロンドンで販売しました。[1] [2]北ロンドンのカレドニアンロード354番地に住むA・フィアーンヘッドは、1890年にシャフトドライブを開発し、1891年10月に特許を取得しました。[要出典]彼のプロトタイプのシャフトは、チェーンステーの上部に沿って走るチューブ内に格納されていましたが、後のモデルは実際のチェーンステー内に格納されました。[3]米国では、ウォルター・スティルマンが1890年12月10日にシャフト駆動自転車の特許を申請し、1891年7月21日に認可されました。[4]
シャフト ドライブは英国ではあまり受け入れられなかったため、1894 年にファーンヘッドは米国に持ち込み、コロンビア社のポープ大佐が米国での独占権を購入しました。[要出典]遅ればせながら、英国のメーカーがこれを採用し、特にハンバーは取引に多額の資金を投じました。[要出典]奇妙なことに、ビクトリア朝の自転車エンジニアの中で最も偉大なアーチボルド シャープ教授はシャフト ドライブに反対でした。1896 年の名著「自転車と三輪車」の中で、彼は「ファーンヘッド ギア... ベベル ホイールを機械で正確かつ安価に切断できる場合、この種のギアがチェーン ドライブ ギアにかなり取って代わる可能性はありますが、ベベル ホイールの歯を正確にフライス加工できないという事実は、実用化の大きな障害となっています」と書いています。[5]
アメリカでは、リーグ・サイクル社が1893年にはすでにチェーンレス自転車を製造していた。 [6]その後すぐに、フランスのメトロポール社がアカタンを販売した。[6]コロンビアは1897年までに、リーグ・サイクル社から買収したチェーンレス自転車の積極的な販売を開始した。 [6]チェーンレス自転車は1898年と1899年にそこそこ人気があったが、主にコストの高さから、売上は普通の自転車よりはるかに少なかった。また、普通の自転車より効率が悪く、当時の製造技術が限られていたこともあり、ギア比が約8%低下していた。また、パンクしたタイヤを交換するために後輪を取り外すのが難しかった。こうした欠点の多くは、過去1世紀の間に克服された。
1902年、ヒルクライマー自転車製造会社は、3組のベベルギアで変速を行う3段変速のシャフト駆動自転車を販売した。[7]チェーンレス自転車も少数あったが、大部分は、シャフト駆動自転車は20世紀のほとんどの間姿を消した。しかし、通勤者向けのチェーンレス自転車のニッチな市場はまだ存在し、チェーンレス自転車を幅広い製品群の一部として、または主に専門分野として提供するメーカーが数多くある。有名な例としては、デンマークのバイオメガとオランダのブリックが挙げられる。[8]
シャフトとチェーンの比較
シャフトドライブは、調整やメンテナンスなしで、非常に安定した効率と性能で動作しますが、適切に調整され潤滑されたチェーンよりも効率が低くなります。[9] [10]これは、ベベルギアの機械加工やアライメントが不十分なためである可能性があります。[10] [11]シャフトドライブは、通常、後輪のパンクを修理するときに分解するのがより複雑であり、製造コストが一般的に高くなります。
自転車のシャフトドライブシステムの基本的な問題は、ライダーのトルクを通常の自転車のスプロケットよりもはるかに小さな半径のベベルギアを介して伝達する必要があることです。これには、高品質のギアと重いフレーム構造の両方が必要です。[9] [10]
シャフトドライブはシフトのためにギアハブを必要とするため、そのようなメカニズムに関連するすべての利点と欠点が発生します。[9]
シャフトドライブの利点のほとんどは、完全に密閉されたチェーンケースを使用することで実現できます。[9]シャフトドライブによって解決される他の問題のいくつか、たとえば衣服の保護や汚れの侵入からの保護などは、チェーンガードを使用することで解決できます。シャフトドライブバイクの調整の必要性の減少は、チェーンまたはベルト駆動のハブギアバイク にも同様に当てはまります。すべてのハブギアシステムがシャフトと互換性があるわけではありません。
ギャラリー
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コベントリー交通博物館のロイズ クロス ローラー ギア -
シャフト駆動折りたたみ自転車 -
英国コベントリー交通博物館にあるシャフト駆動ロードスター。 -
右シフトレバー -
シャフトドライブ自転車の後輪のベベルリングギア
参照
- サイクリングの概要
- Velovision - シャフトドライブバイクを定期的にレビューする雑誌
参考文献
- ^ ハドランド、トニー。自転車デザイン：図解歴史。レッシング、ハンス・エアハルト。マサチューセッツ州ケンブリッジ。ISBN 0262322218. OCLC 878078558.
- ^ 「Moores Orbi-Cycle Tricycleの広告プリント」。Mary Evans Prints Online Photo Prints 。 2023年6月29日閲覧。
- ^ ルーサー・H・ポーター著『Wheels and Wheeling』、ホイールマン社、ボストン、1892年、162ページ。
- ^ ウォルター・スティルマン、シャフトドライブの自転車、1891年7月21日。
- ^アーチボルド・シャープ（1896年）。 自転車と三輪車。ロングマンズ。p.461。ISBN 0-486-42987-3.
フィアーンヘッド。
- ^ abc ハーリヒー、デイビッド・V.（2004年）。自転車の歴史。イェール大学出版局。pp.286-287。
- ^ Tietjen, Alfred (2007). 「The Chainless Hill-Climber: A repair project」。2012年2月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年8月7日閲覧。
- ^ 「ドライブシャフト – Brikbikes」。
- ^ abcd Sheldon Brown (2008). 「シャフトドライブ」2010年3月2日閲覧。
- ^ abc ウィルソン、デヴィッド・ゴードン;ジム・パパドプロス (2004)。自転車科学(第 3 版)。 MITプレス。 331–333ページ。ISBN 0-262-73154-1。
- ^ Hadland and Lessing (2014).自転車デザイン. MIT Press. p. 144.
効率よく動作させるには、ベベルギアを非常に正確に製造し、正確に位置合わせする必要があった。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、シャフト駆動自転車に関連するメディアがあります。
- ギアリングの概要 (Wayback Machine 経由)