JP4587335B2

JP4587335B2 - 自転車の横転防止装置

Info

Publication number: JP4587335B2
Application number: JP2008097806A
Authority: JP
Inventors: 明増田
Original assignee: 株式会社ユニコンセプト
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2028-04-04
Also published as: JP2009248696A

Description

本発明は、自転車の技術分野に属し、詳しくは、走行時における転倒防止性能を付加するために用いられる自転車の横転防止装置に関する。

通常の自転車、すなわち前１輪と後１輪とからなる二輪の自転車は、中高速走行時よりも低速走行時の方が、鉛直力が低いために横転して転倒事故を起こしやすい。このような転倒事故は、日常生活においては、例えば、商店街等の人ごみの中などで低速走行下で発進と停止を繰り返す際に多く見られる。また、舗道であっても、道路側の傾斜地の走行などを低で速走行する時に数多く起きている。特に、高齢化社会の到来を反映して、運動機能の衰えた老人層に多発している。

自転車の転倒事故の原因は、急ブレーキなどで自転車の鉛直力が低下した際にクランクペダルから足を地面に着地させるタイミングの遅れによるものが殆どであるといっても過言ではない。一般に若い人は、サドルを高くし、足が伸びきるような姿勢で、足の爪先が地面に着くくらいで自転車に乗るが、高齢者になると、反射神経の衰えから、より速く地面に足が着くようにと出来る限りサドルを下げた状態で自転車に乗る。ところが、現在市販されている自転車の多くは、サドルを下げるとクランクペダルに近づく構造になっているため、結果的に高齢者は、若い人より足の膝の曲がり角度が大きい乗車姿勢にならざるを得ない。このように、膝の曲がり角度が大きい乗車姿勢では、足が地面に着く際により大きく膝を伸ばす必要があり、結果的に、クランクペダルから地面に足を移動するタイミングが遅れてしまい、転倒事故を起こすことに繋がる。

そこで、自転車や自動二輪車の分野においては、転倒事故を防止するために補助輪を用いた横転防止装置が従来より種々提案されている。

例えば、特許文献１には、車体の両側面に左右一対の揺動自在の腕片を介して左右一対の補助輪を設けると共に、その各上側に該腕片との間に介入させて左右一対の油圧ダンパを設け、両油圧ダンパの油圧室内を中間に流量調整弁を有する連管で互いに連結してなる二輪車における横転防止装置が開示されている。

また、特許文献２には、車体に揺動可能に支持され、かつ揺動端部が車体の両側方にて上下方向に移動するアームを設け、車体の両側方に一対の補助輪を接地配置するとともに、各補助輪を前記アームの各揺動端部にそれぞれ連結し、作動時に前記アームの揺動を規制する規制体を設け、この規制体を作動させる駆動装置を設け、該駆動装置は、車速が所定値以上になった際にオン作動するスピードメータリレーと、方向指示器が点灯した際にオン作動する切替スイッチと、通電時に規制体を作動させるソレノイドとを直列に接続してなる自動二輪車における横転防止装置が開示されている。

特公昭５１−２７０３号公報特公昭６２−２１６６６号公報

特許文献１に記載のものは、タイヤのスリップその他で起こる車体の転倒を、左右両側に配設された油圧ダンパとこれを連結する流量調整弁の機能を有する連管により制御しようとするものであるが、複雑かつ高価な油圧システムを採用しており、コストが高い上にメンテナンスが面倒である。また、特許文献２に記載の横転防止装置は、自動二輪車の安全走行を意図したものであり、これも左右における上下方向の揺動を規制するための機構やそのための駆動装置が自転車にとっては複雑である。このように従来提案されている横転防止装置は複雑な構造をしたものが多く、自転車用の簡便な装置であって、運動神経や反射神経が衰えた高齢者向きの安全走行を可能にするようなものは余り見当たらない。

一方、簡便な装置として、後輪の左右にスプリングを介して揺動自在な補助輪を取り付けるようにしたものもあるが、このような補助輪を取り付けた自転車は、例えば、左旋回しようと左側に傾斜した場合、左側のスプリングに負荷が加わって左側の補助輪に大きな接地圧が掛かり、逆に右側のスプリングに対する負荷は減少し、右側の補助輪は路面に対して追随するだけの低い接地圧となる。このように、自転車を傾斜した場合には、左右の補助輪に作用する接地圧に大きな差が生じ、バランスが悪くなる。また、一方の補助輪が路面の凹凸を通過して衝撃あるいは急激な接地圧の減少があったときには、車体の鉛直力に直接大きな影響を与えることになり、ときには転倒するような事態となる。このため、高齢者等にはとても乗りこなせるものではなく、実用に供するのは難しい。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便な装置であって、特に高齢者が自転車に乗るときに安全な走行機能を発揮できる自転車の横転防止装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の自転車の横転防止装置は、前端部が車体と一体の軸部に揺動可能に支持され、後端部が上下方向に移動する左右一対の補助アームと、各補助アームの後端部にそれぞれ取り付けられた一対の補助輪と、車体の左右方向に張り出すように配設され、長手方向中心部にて車体に対して左右方向に回動自在となるように車体フレームに軸支された天秤状アームと、その天秤状アームの左右両端部と各補助アームの後端部または前端部もしくはいずれか近辺との間をそれぞれ連結する一対のスプリングと、車体の左右方向に張り出す状態で車体フレームに固定されるブラケットと、そのブラケットの左右両端部と各補助アームの後端部または前端部もしくはいずれかの近辺との間をそれぞれ連結する一対のショックアブソーバーとを備えることを特徴としている。

そして、上記の横転防止装置において、補助アームの後端部を後輪の中心軸より前方に変位させた構成とすることが好ましい。

本発明の自転車の横転防止装置は、天秤状アームが左右のスプリングの弾発力を素早く均等化するので、通常走行時のみならず、凹凸地面を走行したような場合であっても、左右の補助輪の接地圧に変化が起こりにくいことから、自転車本体の鉛直力に大きな影響を与えることがなく、また、ショックアブソーバーにより自転車本体の鉛直力が強化されるので、これらの作用が相まって安定した走行が可能となる。また、補助輪が常に路面に接しているため、急制動時に起きがちな後輪の横滑り（ジャックナイフ現象）が抑えられるので安全である。

そして、補助アームの後端部を後輪の中心軸より前方に変位させることにより、左右補助輪の回転軸が後輪の中心軸より前方に変位することで、補助輪の旋回半径の起点が後輪とそれとは異なることになり、補助輪から発生する路面抵抗で自転車のちょっとしたフラツキに対しても鉛直性、直進性が向上する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明に係る横転防止装置を取り付けた自転車の斜視図、図２は図１の横転防止装置を取外し状態で示す斜視図、図３は図１の自転車を後側から見た状態で示す概略構成図である。

この横転防止装置は、図示の如く、基本的には、自転車Ｂの後部に車体Ｆの両サイドから突き出るように一対の補助輪１を取り付けるようにしたものであるが、その取り付ける手段が従来のものとは異なる。

一対の補助輪１は、自転車Ｂの後輪Ｒと同じ径のもので、それぞれ左右の補助アーム２の後端部に取り付けられ、車体Ｆから左右に突き出る状態になっている。各補助アーム２は、車体Ｆの下部左右にそれぞれ軸受部３を介してその前端部が支持されており、補助輪１を軸支する後端部が後輪Ｒの中心軸より前方に変位した位置で上下方向移動動可能になっている。

自転車ＢのサドルＳの後方には、左右方向に張り出すように天秤状アーム４が配設されており、この天秤状アーム４は、長手方向中心部にて車体Ｆに対して左右方向に回動自在となるように車体フレームにピン５で軸支されている。そして、この天秤状アーム４の左右両端部と各補助アーム２の後端部とがそれぞれスプリング６を介して連結されている。このスプリング６としては、フリーピストンタイプのガススプリングなどの押しバネが使用されている。

また、サドルＳと天秤アーム４の間には、車体Ｆの左右方向に張り出す状態で棒状のブラケット７が車体フレームに固定されており、このブラケット７の左右両端部と各補助アーム２の後端部とがそれぞれショックアブソーバー８を介して連結されている。このショックアブソーバー８としては、縮むときに働くが伸びるときには大きな抵抗の無いタイプの油圧式のもの使用されている。

この横転防止装置を取り付けた自転車Ｂは、後輪Ｒの両サイドにそれぞれ補助輪１が独立懸架された状態となり、走行時には図３に示すように、後輪Ｒとその両側の補助輪１が接地する。そして、補助アーム２と天秤状アーム４の間にあるスプリング６は、両側の補助輪１に均等な弾発力を発生させ、路面の凹凸など急激な変化があっても、補助輪１から自転車本体に衝撃を吸収させることで自転車本体の鉛直力に影響を与えない。すなわち、どちらか一方の補助輪１が地面から衝撃を受けても、常に反対側の補助輪１にも略均等な弾発力を発生させることができる。

このように、天秤状アーム４とスプリング６だけでも、走行時に受ける衝撃を緩衝して安定走行に必要な鉛直力に与える影響を軽減できるが、自転車本体の左右のフラツキを抑えるには不十分である。そこで、この横転防止装置では、補助アーム２とブラケット７の間に取り付けたショックアブソーバー８により、自転車本体が左右のいずれかに傾斜して鉛直力が不足することがないようにしてあり、この作用とスプリング６による作用との相乗効果によって走行中のフラツキをしっかりと抑えるようになっている。

この横転防止装置を取り付けた自転車は、例えば、図４に示すように、右に旋回しようと右側に傾斜した場合、右側のスプリング６に負荷が加わって右側の補助輪１に大きな接地圧が掛かり、左側のスプリング６に対する負荷は減少し、左側の補助輪１は路面に対して追随するだけの低い接地圧になろうとするが、左側のショックアブソーバー８が左側の補助輪１の接地圧を高めるように作用するので、バランスが大きく崩れるようなことがないことから、横転することなく簡単に右へと旋回することができる。

また、この横転防止装置は、前記したように、左右補助輪１の回転軸を後輪Ｒの中心軸より前方に変位させてあるので、補助輪１の旋回半径の起点が後輪Ｒとそれとは異なることになり、補助輪１から発生する路面抵抗で自転車のちょっとしたフラツキに対しても鉛直性、直進性が向上させることができる。

また、通常の自転車では、急制動時に加重が前輪に掛かかるとともに後輪がロックされて接地力が低下することで浮き上がり、この後輪の浮き上がりによって引き起こされる横滑り（ジャックナイフ現象）時に、自転車後部が進行方向に対して略９０度近く横を向いてしまうことがあるが、上記の横転防止装置を取り付けた自転車では、補助輪１が常に路面に接しているため、このような横滑りが抑えられる。

図５は横転防止装置の別の例を示す斜視図である。なお、分かりやすくするため、図２で示したものと同様な部位には同じ符号を付してある。

図５の横転防止装置では、軸受部３から前方に突き出る前方フランジ部２ａを突設した補助アーム２を使用している。そして、天秤状アーム４の左右両端部と各補助アーム２の前方フランジ部２ａ先端とがそれぞれスプリング６を介して連結されている。このスプリング６にはコイル状の引きバネが使用されている。また、ブラケット７の左右両端部と各補助アーム２の前方フランジ部２ａとがそれぞれショックアブソーバー８を介して連結されている。このショックアブソーバー８としては、伸びるときに働くが縮むときには大きな抵抗の無いタイプの油圧式のものが使用されている。

この横転防止装置の作動は、図２で説明したのと同じとなる。すなわち、図２の装置では補助アーム２の後端部にスプリング６とショックアブソーバー８が連結されているのに対して、この図５の装置では、揺動中心から見て後端部とは反対側にある前方フランジ部２ａ先端に、力の掛かり方に対する作用が反対のスプリング６とショックアブソーバー８が連結されているので、図５の横転防止装置を取り付けた自転車の走行時における挙動は先に説明したのと同様になる。なお、いずれの装置にあっても、スプリング６とショックアブソーバー８は、所定の機能が発揮できるようにその強さを適宜設定したものを使用することは言うまでもない。

本発明の横転防止装置は、上記のように左右一対の補助輪１をそれぞれスプリング６とショックアブソーバー８の組合せにより懸架するが、懸架する場所は上記した２つの装置に限定されるものではなく、種々の組み合わせが可能である。すなわち、一対のスプリング６は、天秤状アーム４の左右両端部と各補助アーム２の後端部または前端部もしくはいずれか近辺との間をそれぞれ連結していればよく、一対のショックアブソーバー８も、車体フレームに固定されたブラケット７の左右両端部と各補助アーム２の後端部または前端部もしくはいずれか近辺との間をそれぞれ連結していればよい。そして、いずれのタイプの横転防止装置にあっても、その走行時の作動は図２で説明したのと同じである。

例えば、図６に示す横転防止装置は、天秤状アーム４の左右両端部と各補助アーム２の前方フランジ部２ａ先端との間にスプリング６が取り付けられ、ブラケット７の左右両端部と各補助アーム２の後端部付近との間にショックアブソーバー８が取り付けられたタイプである。このタイプでは、スプリング６にはコイル状の引きバネが使用され、ショックアブソーバー８には縮むときに働くが伸びるときには大きな抵抗の無いタイプの油圧式のものが使用されている。

また、図７に示す横転防止装置は、天秤状アーム４の左右両端部と各補助アーム２の前方フランジ部２ａ先端との間にスプリング６が取り付けられ、ブラケット７の左右両端部と各補助アーム２の前方フランジ部２ａ中央との間にショックアブソーバー８が取り付けられたタイプである。このタイプでは、スプリング６にはコイル状の引きバネが使用され、ショックアブソーバー８には伸びるときに働くが縮むときには大きな抵抗の無いタイプの油圧式のものが使用されている。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による自転車の横転防止装置は、上記した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。

本発明に係る横転防止装置を取り付けた自転車の斜視図である。図１の横転防止装置を取外し状態で示す斜視図である。図１の自転車を後側から見た状態で示す概略構成図である。右旋回時の姿勢を図３に対応して示す概略構成図である。横転防止装置の別の例を示す斜視図である。横転防止装置の別の例を示す斜視図である。横転防止装置の別の例を示す斜視図である。

符号の説明

Ｂ自転車
Ｆ車体
Ｒ後輪
Ｓサドル
１補助輪
２補助アーム
２ａ前方フランジ部
３軸受部
４天秤状アーム
５ピン
６スプリング
７ブラケット
８ショックアブソーバー

Claims

前端部が車体と一体の軸部に揺動可能に支持され、後端部が上下方向に移動する左右一対の補助アームと、各補助アームの後端部にそれぞれ取り付けられた一対の補助輪と、車体の左右方向に張り出すように配設され、長手方向中心部にて車体に対して左右方向に回動自在となるように車体フレームに軸支された天秤状アームと、その天秤状アームの左右両端部と各補助アームの後端部または前端部もしくはいずれか近辺との間をそれぞれ連結する一対のスプリングと、車体の左右方向に張り出す状態で車体フレームに固定されるブラケットと、そのブラケットの左右両端部と各補助アームの後端部または前端部もしくはいずれかの近辺との間をそれぞれ連結する一対のショックアブソーバーとを備えることを特徴とする自転車の横転防止装置。
補助アームの後端部を後輪の中心軸より前方に変位させたことを特徴とする請求項１に記載の自転車の横転防止装置。