JP4823778B2 - 吊架式自転車 - Google Patents

Description

本発明は、身体機能の回復又は向上を目指す者が使用して好適な吊架式自転車に関するものである。

リハビリ又はトレーニングを目的として使用される器具には様々なものがあり、特に脚力の向上を図るためには自転車様のものが使用される。多くは、床面上に座席とハンドルとペダル機構とを有する自転車構造体を起立させ、搭乗者はハンドルを握って座席に跨がり、ペダル機構を漕ぐものである。この場合、自転車構造体は、何台も設置されており、このためにスペースを取り、人の往来に支障を来したり、他の機器の設置の邪魔になったりしていた。また、単にペダル機構を漕ぐだけでは単調になり、搭乗者は興味をそがれてリハビリやトレーニングに身が入らないといったことがある。

そこで、実際の自転車のように、ペダル機構を漕ぐと前進（後進）するようにすれば、興趣が湧く。ただ、搭乗者がリハビリ者であるような場合は、バランスが十分にとれず転倒の危険もある。このため、転倒しない自転車が望まれるが、床面上を推進する自転車を転倒させないようにするには、複雑な転倒防止機構が必要になってコストが高くなるとともに、本来の推進力が阻害されることもある。このような場合、自転車を上方に張ったレール等から吊り下げるものにすれば、転倒の危険性はない。加えて、レールは上方にあるから、人の移動等を阻害せず，下方空間を有効利用できる。

このため、吊架式自転車が考えられるのであるが、ただ、これについては、本出願人が先に下記特許文献１として提案している。しかし、この先行例のものは、坑道や閉鎖水路といった背の低い空間に設置するものであるため、天井とレールとの間に十分な空間が確保できないことが多かった。したがって、ある程度径の大きな駆動ローラはレールの下面にあてがわざるを得ず、伝動機構が複雑になるとともに、スリップして推進ができないといった事態もあった。さらに、この自転車は途中でレールから外すことを目的としているため、複雑な構造をとらざるを得なかった。
特開２００２−１７８９１２号公報

本発明は、このような吊架式自転車をリハビリ等専用に使用することを目的とするもので、この目的の下、構造をより簡単にしてコスト低減を図るとともに、機能性を一層高めたものである。

以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、天井から吊架材で吊り下げられる角パイプからなるレールと、レールの両側を挟んで上面を転動して強制駆動される駆動ローラと、駆動ローラから吊架材の反対側に位置する片持ちのブラケットで前後揺動可能に吊り下げられるフレームと、フレームに駆動ローラより重心が前方位置に設けられる搭乗者が座る座席、ハンドル及びペダル機構からなる自転車構造体と、ペダル機構のペダル軸に発生する駆動力を駆動ローラに伝える伝動構造と、フレームの後端から吊架材側に位置する片持ちのブラケットを後延させ、ブラケットに駆動ローラより後方位置に設けられてレールレールの下面に接当して転動する遊動ローラとからなることを特徴とする吊架式自転車を提供したものである。

また、本発明は、以上の自転車において、請求項２に記載した、伝動構造が、ペダル軸から座席に座した搭乗者の下方から背後を通って駆動ローラまで延ばされるベルト又はワイヤ・プーリ、チェン・スプロケットである手段、請求項３に記載した、駆動ローラ、遊動ローラの一方又は双方の転動面にゴムをライニングした手段を提供したものである。

請求項１の手段によると、駆動ローラはレールの上面を転動するものであるから、装置の重量や搭乗者の体重がかかってスリップすることはない。また、ペダル機構から駆動ローラまでの伝動機構は通常の自転車と同様に簡単なものになる。さらに、レールの下面に転動する遊動ローラとでレールを上下から挟持するものであるから、転倒はもちろん、揺れや脱線も発生しない。この点で、搭乗者は自転車と同様な感覚、すなわち興趣が湧く態様でリハビリ等ができ、その効果が高い。

また、屋外、屋内を問わず設置できるから、レールの下方空間は空いた状態になり、人の往来や交通を邪魔しないし、他の用途にも適用できる。なお、レールをある程度長い路線のループ式にし、このレールに複数台の自転車構造体を吊架することもできるから、一度に多くの者のリハビリ等も可能である。また、請求項２の手段によると、搭乗者が伝動構造によって危険な目に遇わされることもないし、請求項３の手段によると、自転車構造体の走行がソフトで静粛になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る吊架式自転車（以下、自転車）の側面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は同じくＢ−Ｂ矢視図、図４は同じくＣ−Ｃ矢視図であるが、この自転車を設備するには、まずレール１を架設する。このレール１は、角パイプ等が適し、室内であれば、天井２から吊架材３によって吊り下げるし、室外であれば、支柱（図示省略) によって架設する。レール１の上面には駆動ローラ４があてがわれ、この駆動ローラ４の駆動軸５を吊架材３がない側の片持ちのブラケット６に回転可能に挿通する。

ブラケット６を片持ちにしたのは、駆動ローラ４が吊架材３を通りすぎるときに吊架材３とブラケット６とが干渉するからであり、これを避けたものである。また、この駆動ローラ４は、レール１の上面を転動する胴部４ａの両側にレール１を両側から挟むフランジ部４ｂを形成したものにし、これで脱線を防止している。さらに、胴部４ａの外周にはゴム７をライニングしており、レール１との摩擦力の強化と当たりの緩衝性及び静粛さを確保している。

ブラケット６の下端は吊架材３側に折り曲げられており、その中心（駆動ローラ４の中心）からパイプ等からなるフレーム８が側面視で略Ｕ字形に延伸している。フレーム８は、下方から下方延伸部８ａ、前方延伸部８ｂ、上方延伸部８ｃに分類され、前方延伸部８ｂには搭乗者が座る座席９を設けるとともに、下方延伸部８ａには上方から搭乗者の頭をもたれさせる頭もたれ１０と背中をもたれさせる背もたれ１１を取り付けている。また、上方延伸部８ｃにはペダル軸１２の両端にアーム１３をクランク状に出し、その先端にペダル１４を取り付けたペダル機構１５を設けるとともに、その全部上端にはハンドル１６、照明灯１７、 物入れ用の籠１８を取り付けている。そして、これら座席９、ペダル機構１５及びハンドル１６等で自転車構造体１９としている。

さらに、下方延伸部８ａからは補助フレーム２０を後延させ、その後端からブラケット２１を延出させてここに遊動ローラ２２を取り付け、この遊動ローラ２２をレール１の下面に接当するようにしている。この場合、ブラケット２１はレール１の下方に設けられるものであるから、吊架材３側に存在する片持ち式にでき、こうすることで、駆動ローラ４のブラケット６との左右バランスがとれるものになる。

搭乗者が自転車構造体１９に乗ると、フレーム８はその形態から重心が駆動ローラ４のより前方に遷移し、駆動軸４を中心に図１で時計方向に回動しようとするから、この遊動ローラ２２がレール１に接当することで、その回動の規制とレール１への接当を確実なものにしている。これにより、駆動ローラ４と遊動ローラ２２とはレール１を上下から挟持するものになるから、フレーム８の姿勢の安定が保たれる。なお、この遊動ローラ２２は、駆動ローラ４と同じものにすれば、兼用化が図られてコストが安くなる。

図４にはペダル機構１５が示されているが、ペダル１４を漕ぐとペダル軸１２には駆動力が発生するから、この駆動力を駆動ローラ４に伝える。具体的には、ペダル軸１２と駆動ローラ４とをベルト又はワイヤ・プーリ、チェン・スプロケット等からなる伝動構造２３で連結する。この場合の伝動構造２３としては、スリップ等を起こし難いタイミングベルトやＶベルト又はチェン等が好ましく、中でも、タイミングベルトがもっとも適する。この場合、駆動ローラ４をレール１の上面にあてがっていることから、通常の自転車と同様、ペダル軸１２と駆動ローラ４の回転方向は合致することになって伝動機構が簡単になる利点がある。

この他、ペダル軸１２から駆動ローラ４までの間のフレーム８の適所には、伝動構造２３の方向を変更したり、張力を調整するアイドルローラ２４が適宜に設けられている。このため、アイドルローラ２４の中にはその位置がスプリング等で原位置に復帰可能に変更できるものも設けられている。また、上記した伝動構造２３は、搭乗者に触れないようにフレーム８の下方や後方を通して安全に留意している。この他、搭乗者の頭の上にはレール１との間を遮る庇２５のようなものを設けておくのが安全上適する。

次に、以上の構成の自転車の使用方法について説明すると、搭乗者が座席８に座ってペダル１２を漕ぐことで、駆動ローラ４が回転して全体が前進する。この場合、一般的には、ペダル機構１５と駆動ローラ４とは直結型にし、ペダル１４を前方に踏むと前進し、後方に踏むと後進するようにしておくのが適する（止めるとブレーキが効く）。もちろん、通常の自転車と同様、ペダル機構１５に一方向クラッチ（図示省略）を組み込んでおけば、前方のみに進行するとともに、ペダル１２の踏込みを止めても惰性で前進するものとなる。さらに、必要なら、駆動ローラ４にブレーキを組み込んでハンドル１６等に取り付けたレバーの操作でブレーキを効かせるようなことも可能である（図示省略）。

これにより、搭乗者は、安全に、かつ快適にリハビリ等ができることになり、このとき、固定型の自転車と違って全体が前進するから、興趣の湧くものとなり、リハビリ等に身が入る。このとき、レール１の路線を長いものにしておけば、一つのレール１に何台もの自転車構造体１９を吊架でき、一度に大勢の者が使用できる。加えて、レール１の下方は開放された空間になり、歩行の邪魔になったりしないし、他の用途にも使用できる。この点で、この自転車は障害者（健常者も同様）の移動手段にも適用できる。特に、家屋と家屋の間を空中で移動するようなことも可能である。

この他、屋外にレール１を設置したとき、このレール１を基礎としてその上に所定幅の雨除けや日除けのための屋根を取り付けることも可能である。したがって、雨や日に曝されることなく移動できる。この場合、屋根は全線に亘るものでもよいし、部分的なものであってもよい。前者であれば、この下を通路にも利用でき，後者であれば、一時的な雨宿りに利用できる。

本発明の一例を示す吊架式自転車の側面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 図１のＣ−Ｃ矢視図である。

１ レール
２ 天井
３ 吊架材
４ 駆動ローラ
４ａ 〃 の胴部
４ｂ 〃 のフランジ部
５ 駆動軸
６ ブラケット
７ ゴム
８ フレーム
８ａ 〃 の下方延伸部
８ｂ 〃 の前方延伸部
８ｃ 〃 の上方延伸部
９ 座席
１０ 頭もたれ
１１ 背もたれ
１２ ペダル軸
１３ アーム
１４ ペダル
１５ ペダル機構
１６ ハンドル
１７ 照明灯
１８ 籠
１９ 自転車構造体
２０ 補助フレーム
２１ ブラケット
２２ 遊動ローラ
２３ 伝動構造
２４ アイドルローラ
２５ 庇

Claims (3)

1. 天井から吊架材で吊り下げられる角パイプからなるレールと、レールの両側を挟んで上面を転動して強制駆動される駆動ローラと、駆動ローラから吊架材の反対側に位置する片持ちのブラケットで前後揺動可能に吊り下げられるフレームと、フレームに駆動ローラより重心が前方位置に設けられる搭乗者が座る座席、ハンドル及びペダル機構からなる自転車構造体と、ペダル機構のペダル軸に発生する駆動力を駆動ローラに伝える伝動構造と、フレームの後端から吊架材側に位置する片持ちのブラケットを後延させ、ブラケットに駆動ローラより後方位置に設けられてレールレールの下面に接当して転動する遊動ローラとからなることを特徴とする吊架式自転車。
2. 伝動構造が、ペダル軸から座席に座した搭乗者の下方から背後を通って駆動ローラまで延ばされるベルト又はワイヤ・プーリ、チェン・スプロケットである請求項１の吊架式自転車。
3. 駆動ローラ、遊動ローラの一方又は双方が転動面にゴムをライニングしたものである請求項１又は２の吊架式自転車。