JP2019055701A - 自転車の補助輪構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で、安定走行をサポートできる自転車の補助輪構造を提供すること。【解決手段】車体の後輪１４の両側に左右一対の補助輪５５が振り分けて配置され、前記車体に連結された上下に延びる支持ステー５３と、前記補助輪５５を一端５７ａに支持する補助輪アーム５７とを備え、この補助輪アーム５７の他端５７ｂが前記支持ステー５３にヒンジ連結され、この支持ステー５３および前記補助輪アーム５７の間にスプリング６１を設けている。【選択図】図４

Description

本発明は、自転車の補助輪構造に関する。

特許文献１では、自動二輪車の補助輪について開示されている。具体的には補助輪の支持部材にアクチュエータを設けて、制御装置を用い、車速に応じて、アクチュエータを動作させて、補助輪の出し入れを行なう構造が開示されている。
特許文献２には、同じく自動二輪車の補助輪について開示されており、速度に応じて、アクチュエータを変動させて、補助輪を格納したり、また、バンク角への補助輪の出し入れを行なう構造が開示されている。

特許４２４５９１０号公報 特許４６４７９１６号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２の構造では、補助輪にアクチュエータが設けられており、アクチュエータを制御して補助輪の角度を変更しているため、軽車両としての自転車の補助輪としては、構造が複雑化すると共に、応答性が劣り、安定走行を簡易な構造でサポートできない課題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、安定走行をサポートできる自転車の補助輪構造を提供することを目的とする。

本発明は、自転車の補助輪構造において、車体の後輪（１４）の両側に左右一対の補助輪（５５）が振り分けて配置され、前記車体に連結された上下に延びる支持ステー（５３）と、前記補助輪（５５）を一端（５７ａ）に支持する補助輪アーム（５７）とを備え、この補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）が前記支持ステー（５３）にヒンジ連結され、この支持ステー（５３）および前記補助輪アーム（５７）の間にスプリング（６１）を設けていることを特徴とする。

上記発明において、前記後輪（１４）を支持する後輪軸（１４ａ）と同一軸上に前記支持ステー（５３）の上端部（５３ａ）が連結され、この支持ステー（５３）の中間部に前記補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）がヒンジ連結され、前記支持ステー（５３）の下端部（５３ｂ）および前記補助輪アーム（５７）の間に前記スプリング（６１）を設けてもよい。

また、上記発明において、前記補助輪アーム（５７）に前記スプリング（６１）の連結位置を変更可能に複数の被連結部（５７ｃ、５９）を備えてもよい。

また、上記発明において、前記スプリング（６１）は前記車体が傾いたときに伸び、自転車の走行姿勢を安定状態に戻す方向へのばね力を備えてもよい。

また、上記発明において、前記補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）に切欠き（６９）を備えてもよい。

また、上記発明において、前記補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）に当該補助輪アーム（５７）の延長方向に対し垂直な方向に延びる部材（６５）を設け、この部材（６５）にラバー（６７）を設けてもよい。

本発明に係る自転車の補助輪構造によれば、支持ステーおよび補助輪アームの間にスプリングを設けている。この構成によれば、自転車の可倒に応じてスプリングが伸び、直立状態に戻ろうとすることで、自転車の安定走行をサポートすることができる。

また、前記後輪を支持する後輪軸と同一軸上に前記支持ステーの上端部が連結され、この支持ステーの中間部に前記補助輪アームの他端がヒンジ連結され、前記支持ステーの下端部および前記補助輪アームの間にスプリングを設けている。この構成によれば、補助輪構造を簡単化することができる。

また、前記補助輪アームに前記スプリングの連結位置を変更可能に複数の被連結部を備えている。この構成によれば、スプリングを適宜の被連結部に変更連結するだけで、スプリングのばね力を簡単に調整することができる。

また、前記スプリングは前記車体が傾いたときに伸び、自転車の走行姿勢を安定状態に戻す方向へのばね力を備えている。この構成によれば、自転車の可倒に応じてスプリングが伸び、直立状態に戻ろうとすることにより、自転車の安定走行をサポートすることができる。

また、前記補助輪アームの他端に切欠きを備えている。この構成によれば、この切欠きを設けることにより、車体横方向に補助輪が広がる構造をもつことができ、自転車の安定走行をよりサポートすることができる。

また、前記補助輪アームの他端に当該補助輪アームの延長方向に対し垂直な方向に延びる部材を設け、この部材にラバーを設けている。この構成によれば、垂直な方向に延びる部材とラバーにより補助輪が過剰に傾斜することを規制しつつスプリングによるサポート力を働かせることが可能であり、自転車の可倒により、低速時は摩擦力で車体を保持し、走行時は摩擦力が減少しスプリングによるサポート力が働くため、低速時の安定性と旋回走行が可能となる。

本発明に係る実施形態の自転車の左側面図である。 本発明に係る実施形態の自転車の車体後方視である。 自転車が図２よりも左方に傾斜した場合の車体後方視である。 自転車が図３よりも左方に傾斜した場合の車体後方視である。 自転車に取り付けられた補助輪構造の拡大図である。 補助輪構造を下方から見た説明図である。 自転車の走行ラインの説明図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右および上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号ＦＲは車体前方を示し、符号ＵＰは車体上方を示し、符号ＬＨは車体左方を示している。

図１は、本発明に係る実施形態の自転車１０の左側面図である。
自転車１０は、車体フレーム１１の前端にフロントフォーク１２を介して前輪１３が支持され、車体フレーム１１の後端部に後輪１４が支持され、車体フレーム１１の上部にシートポスト１５を介してサドル１６が取付けられている。
車体フレーム１１は、ヘッドパイプ２１、メインパイプ２２、シートパイプ２４、シートステー２６、チェーンステー２７を備える。ヘッドパイプ２１は、車体フレーム１１の前端部に位置し、フロントフォーク１２を操舵可能に支持する。

フロントフォーク１２の上端部にはハンドルステム３１が取付けられ、ハンドルステム３１にハンドルバー３２が取付けられる。フロントフォーク１２の下端部には前輪軸（車軸）１３ａを介して前輪１３が回転可能に支持されている。
メインパイプ２２は、ヘッドパイプ２１から後方斜め下方に延びる。シートパイプ２４は、メインパイプ２２の後端部に後傾するように接続されている。シートパイプ２４の上部にはシートポスト１５が挿入されて固定され、シートポスト１５の上端部にサドル１６が取付けられている。

シートパイプ２４の下端部には軸受部３６が設けられている。軸受部３６は、クランク軸３７を回転可能に支持する。クランク軸３７の両端部には、それぞれ左クランク３８及び右クランク３９が取付けられ、左クランク３８及び右クランク３９のそれぞれにペダル４１が回転可能に取付けられる。
シートステー２６は、シートパイプ２４の長手方向中間部から後方斜め下方に延びている。また、軸受部３６とシートステー２６の後端部とがチェーンステー２７で接続されている。シートステー２６とチェーンステー２７との接続部には、後輪軸（車軸）１４ａを介して後輪１４が回転可能に支持されている。

クランク軸３７には駆動スプロケット４５が取付けられ、後輪１４には従動スプロケット４６が取付けられ、駆動スプロケット４５と従動スプロケット４６とにチェーン４７が掛け渡されている。

つぎに、車体後方視の図２、図３、図４を参照して、補助輪構造５１について説明する。図２〜図４では、ペダル４１や、従動スプロケット４６、チェーン４７などの図示は省略している。シートステー２６とチェーンステー２７とは左右一対であり、それぞれ後輪１４を挟んで前後方向に延びており、それぞれの後端部が左右一対の板状の接続プレート（接続部）４８を介して接続されている。接続プレート４８には、後輪１４の後輪軸１４ａが車体の左右方向に貫通している。後輪軸１４ａの両端には、左右一対の補助輪構造５１が車体の左右に振り分けて配置されるように、ナット４９を介して連結されている。

この補助輪構造５１は左右対称の構造であり、後輪軸１４ａの端部に連結された上下に延びる支持ステー５３と、補助輪５５を一端５７ａに支持する補助輪アーム５７とを備えている。この補助輪アーム５７の他端５７ｂは、ピン５８を介して、支持ステー５３にヒンジ連結され、この支持ステー５３および補助輪アーム５７の間には、補助輪５５を図示の姿勢状態に保つスプリング６１が設けられている。

図５、図６は、補助輪構造５１の拡大図である。
支持ステー５３は、図５に示すように、上下に延びる断面コ字状（図６参照。）のステーである。支持ステー５３の上端部５３ａには、後輪１４の後輪軸１４ａが貫通し、後輪軸１４ａにナット４９を螺合することで、支持ステー５３は、後輪軸１４ａと同一軸上で接続プレート４８に連結されている。支持ステー５３の中間部には、補助輪アーム５７の他端５７ｂが、ピン５８によりヒンジ連結されている。
補助輪アーム５７は、図６に示すように、断面Ｌ字状の板部５７ｘと、平板状の板部５７ｙと、板部５７ｘと板部５７ｙとを上部でつなぐ板部５７ｚとで構成されたアームであり、その長手方向に対する断面形状はコ字状である。補助輪アーム５７は、支持ステー５３の内側に配置され、上記ピン５８が、支持ステー５３、補助輪アーム５７の板部５７ｘ、５７ｙを前後方向に貫通している。補助輪アーム５７の板部５７ｘと板部５７ｙとには、それぞれ厚み方向に貫通する貫通孔（被連結部）５７ｃが対向して複数設けられている。複数の貫通孔５７ｃは、図５に示すように、補助輪アーム５７の長手方向に一列に並ぶように設けられている。

これら貫通孔５７ｃの内、板部５７ｘと板部５７ｙの任意の一対の貫通孔５７ｃに対して棒体５９が挿通されて取り付けられている。この棒体５９と、支持ステー５３の下端部５３ｂとの間には、スプリング６１が設けられている。スプリング６１の一端のフック６１ａは、図６に示すように、支持ステー５３の下端部の孔５３ｋに係止され、他端のフック６１ｂは、補助輪アーム５７の棒体５９に引っ掛けて係止されている。

補助輪アーム５７には、棒体５９の取付位置を変更可能に複数の貫通孔（被連結部）５７ｃが形成されているため、棒体５９を任意の位置の貫通孔５７ｃに取り付けることにより、スプリング６１が棒体５９を介して連結される貫通孔５７ｃを適宜に変更可能であり、スプリング６１のばね力を簡単に調整できる。
上記補助輪アーム５７の一端５７ａには、連結軸５６が支持されている。図５に示すように、連結軸５６には、軸受け部６３を介して、補助輪５５が回転自在に支持されている。補助輪５５は、リム５５ａと、このリム５５ａの外周部に設けられたゴムタイヤ５５ｂとを備えている。

補助輪アーム５７の他端５７ｂには、図５に示すように、当該補助輪アーム５７の延長方向に対し略垂直に延びるストッパ（部材）６５が設けられ、このストッパ６５の面にはラバー６７が設けられている。ストッパ６５およびラバー６７は、補助輪５５が図５中に二点鎖線で示す状態に回動したとき、支持ステー５３の対向面に突き当たる。これにより、ピン５８を回動中心とした補助輪５５のそれ以上の回動は規制される。ストッパ６５およびラバー６７は、補助輪５５の回動角の上限を規制している。なお、ストッパ６５が補助輪アーム５７の延長方向に対し垂直な方向に延びるとは、垂直に延びる場合は勿論、垂直に延びる場合と同程度の剛性をもって支持ステー５３の対向面に突き当たるような角度で延びる場合も含み、そのような角度であればストッパ６５が垂直からずれた角度で延びる場合も含む。

つぎに、本実施形態の作用を説明する。
自転車１０が、図7に示すように、例えば、蛇行する走行ラインＬ上を走行する場合、点Ｐ１〜点Ｐ２までは直線ラインであり、ユーザーは、図２に示すように、左右一対の補助輪５５を利用することなく、ラインＬ上を安定的に走行できる。
点Ｐ２から点Ｐ５に至るまで、自転車１０を所定の速度で旋回させる場合、図３または図４に示すように、自転車１０を傾かせて左旋回する。点Ｐ２〜点Ｐ３の走行ラインＬの曲率が小さい旋回時には、図３に示すように、作用する遠心力が小さくなり易く、その遠心力に応じて少ない傾きで自転車１０を傾かせて左旋回する。この場合、ユーザーは、左側の補助輪５５を利用して、点Ｐ２〜点Ｐ３まで旋回する。左側の補助輪５５では、自転車１０の傾きに応じて、スプリング６１が伸び、スプリング６１が直立状態に戻ろうとすることで、安定走行がサポートできる。

点Ｐ３〜点Ｐ４の走行ラインＬの曲率が大きい旋回時には、旋回角度が急角度になるため、図４に示すように、作用する遠心力が大きくなり易く、その遠心力に応じて大きい傾き角度で自転車１０を傾かせて旋回する。この場合、ユーザーは、左側の補助輪５５を大きく利用して、点Ｐ３〜点Ｐ４まで急旋回する。左側の補助輪５５では、自転車１０の傾きに応じて、スプリング６１が伸び、スプリング６１が直立状態に戻ろうとすることで、安定走行がサポートできる。

この急旋回時には、自転車１０を大きく傾かせるため、図５に示すように、ストッパ６５およびラバー６７が、支持ステー５３の対向面に突き当たる。ストッパ６５は、ラバー６７を介して支持ステー５３に突き当たるため、突き当たる際の衝撃は緩和され易くなっている。可倒することにより、補助輪５５の接地点が車体方向に広がる構造をもつことにより、低速時は補助輪５５の摩擦力により車体を保持する。旋回走行時には、摩擦力が減少しスプリング６１によるサポート力が働くようになるため、低速時の安定性と旋回走行が可能となる。自転車１０を大きく傾けた場合に、ストッパ６５およびラバー６７が支持ステー５３に突き当たることにより、補助輪５５が過剰に回動して傾斜することを規制しつつ、スプリング６１によるサポート力を働かせることが可能である。
また、スプリング６１は車体が傾いたときに伸び、自転車１０の走行姿勢を安定状態に戻す方向へのばね力を備えているため、自転車１０の可倒に応じてスプリング６１が伸び、直立状態に戻ろうとすることにより、自転車１０の安定走行をサポートできる。

補助輪アーム５７の他端５７ｂには、図５に示すように、切欠き６９が形成されているため、図中に二点鎖線で示すように、車体横方向に補助輪５５が広がるときに、補助輪アーム５７の他端５７ｂの先端と、支持ステー５３の対向面との干渉がなくなる。このため、車体横方向に補助輪５５が広がる構造をもつことができ、自転車の安定走行をよりサポートすることができる。

図７において、点Ｐ４〜点Ｐ５の旋回時には、上述した点Ｐ２〜点Ｐ３の旋回時と同様に、図３に示すように、少ない傾きで自転車１０を傾かせて旋回する。この場合、ユーザーは、左側の補助輪５５を利用して、点Ｐ４〜点Ｐ５まで旋回する。左側の補助輪５５では、自転車１０の傾きに応じて、スプリング６１が伸び、スプリング６１が直立状態に戻ろうとすることで、安定走行がサポートできる。

点Ｐ５を抜けると、点Ｐ６までは直線ラインであり、ユーザーは、図２に示すように、左右一対の補助輪５５を利用することなく、走行ラインＬ上を安定的に走行できる。点Ｐ６〜点Ｐ７までは、走行ラインＬの曲率が大きい右旋回であり、図示は省略したが、点Ｐ３〜点Ｐ４の左旋回と左右対称である以外はほぼ同様に、右側の補助輪５５を利用して急旋回する。点Ｐ７〜点Ｐ８までは直線ラインであり、ユーザーは、図２に示すように、左右一対の補助輪５５を利用することなく、走行ラインＬ上を安定的に走行できる。

以上説明したように、本発明を適用した本実施の形態によれば、車体の後輪１４の両側に左右一対の補助輪５５が振り分けて配置され、車体に連結された上下に延びる支持ステー５３と、補助輪５５を一端５７ａに支持する補助輪アーム５７とを備え、この補助輪アーム５７の他端５７ｂが支持ステー５３にヒンジ連結され、この支持ステー５３および補助輪アーム５７の間にスプリング６１を設けている。したがって、自転車１０の可倒に応じてスプリング６１が伸び、直立状態に戻ろうとすることで、自転車１０の安定走行をサポートすることができる。

本実施の形態によれば、後輪１４を支持する後輪軸１４ａと同一軸上に支持ステー５３の上端部５３ａが連結され、この支持ステー５３の中間部に補助輪アーム５７の他端５７ｂがヒンジ連結され、支持ステー５３の下端部５３ｂおよび補助輪アーム５７の間にスプリング６１を設けている。したがって、補助輪構造５１を簡単化することができる。

本実施の形態によれば、補助輪アーム５７にスプリング６１の連結位置を変更可能に複数の貫通孔５７ｃを備えている。したがって、スプリング６１の棒体５９を介した連結位置を、適宜の貫通孔５７ｃに変更連結するだけで、スプリング６１のばね力を簡単に調整することができる。

本実施の形態によれば、スプリング６１は車体が傾いたときに伸び、自転車１０の走行姿勢を安定状態に戻す方向へのばね力を備えている。したがって、自転車１０の可倒に応じてスプリング６１が伸び、直立状態に戻ろうとすることにより、自転車１０の安定走行をサポートすることができる。

本実施の形態によれば、補助輪アーム５７の他端５７ｂに切欠き６９を備えている。したがって、この切欠き６９を設けることにより、車体横方向に補助輪５５が広がる構造をもつことができ、自転車の安定走行をよりサポートすることができる。

本実施の形態によれば、補助輪アーム５７の他端５７ｂに当該補助輪アーム５７の延長方向に対し略垂直に延びるストッパ６５を設け、このストッパ６５にラバー６７を設けている。したがって、ストッパ６５とラバー６７により、補助輪５５が過剰に傾斜することを規制しつつスプリング６１によるサポート力を働かせることが可能であり、自転車１０の可倒により、低速時は摩擦力で車体を保持し、走行時は摩擦力が減少しスプリング６１によるサポート力が働くため、低速時の安定性と旋回走行が可能となる。

上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
上記実施の形態では、補助輪アーム５７に複数の貫通孔５７ｃを設け、これらの貫通孔５７ｃに棒体５９を着脱可能とすることで棒体５９の取付位置を変更可能とし、棒体５９に取り付けられるスプリング６１を可変としてばね力を調整する構成を説明した。しかし、補助輪アーム５７には、板部５７ｘ、板部５７ｙを貫通する複数の棒体（被連結部）５９が設けられ、複数の棒体５９が補助輪アーム５７の長手方向に一列に並ぶように設けられている構成にしてもよい。この場合、複数の棒体５９を備えるため、スプリング６１を任意の棒体（被連結部）５９に対し連結することにより、スプリング６１の連結位置を変更し、スプリング６１のばね力を簡単に調整できる。

補助輪構造５１は、ストッパ６５やラバー６７が設けられた構成が望ましい。しかし、ストッパ６５やラバー６７を省略し、車体横方向に補助輪５５が広がるときに、補助輪アーム５７の他端５７ｂの先端と、支持ステー５３の対向面とが干渉することによって、補助輪アーム５７のピン５８に対する回動を規制する構成でもよい。
自転車１０は、ペダル４１や、駆動スプロケット４５、従動スプロケット４６、チェーン４７が省略された構成であってもよい。

１４ 後輪
１４ａ 後輪軸
５５ 補助輪
５３ 支持ステー
５３ａ 上端部
５３ｂ 下端部
５７ 補助輪アーム
５７ａ 一端
５７ｂ 他端
５７ｃ、５９ 被連結部
６１ スプリング
６５ 部材（ストッパ）
６７ ラバー
６９ 切欠き

Claims (6)

1. 車体の後輪（１４）の両側に左右一対の補助輪（５５）が振り分けて配置され、前記車体に連結された上下に延びる支持ステー（５３）と、前記補助輪（５５）を一端（５７ａ）に支持する補助輪アーム（５７）とを備え、この補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）が前記支持ステー（５３）にヒンジ連結され、この支持ステー（５３）および前記補助輪アーム（５７）の間にスプリング（６１）を設けていることを特徴とする自転車の補助輪構造。
2. 前記後輪（１４）を支持する後輪軸（１４ａ）と同一軸上に前記支持ステー（５３）の上端部（５３ａ）が連結され、この支持ステー（５３）の中間部に前記補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）がヒンジ連結され、前記支持ステー（５３）の下端部（５３ｂ）および前記補助輪アーム（５７）の間に前記スプリング（６１）を設けていることを特徴とする請求項１に記載の自転車の補助輪構造。
3. 前記補助輪アーム（５７）に前記スプリング（６１）の連結位置を変更可能に複数の被連結部（５７ｃ、５９）を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自転車の補助輪構造。
4. 前記スプリング（６１）は前記車体が傾いたときに伸び、自転車の走行姿勢を安定状態に戻す方向へのばね力を備えたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の自転車の補助輪構造。
5. 前記補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）に切欠き（６９）を備えたことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の自転車の補助輪構造。
6. 前記補助輪アーム（５７）の他端（５７ｂ）に当該補助輪アーム（５７）の延長方向に対し垂直な方向に延びる部材（６５）を設け、この部材（６５）にラバー（６７）を設けたことを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の自転車の補助輪構造。

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