JP5886079B2

JP5886079B2 - 低床自転車

Info

Publication number: JP5886079B2
Application number: JP2012042594A
Authority: JP
Inventors: 佐谷　剛; 剛佐谷; 充俊植田; 高橋　寛; 寛高橋; 侑哉今枝; 征平松島; 勝田上; 寛彰高橋
Original assignee: ブリヂストンサイクル株式会社
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP2013177084A

Description

本発明は、ヘッドパイプとペダルハンガー部とを接続するメインパイプと、ペダルハンガー部と後車輪ハブ軸近傍とを接続するチェーンステーとを備え、後車輪の上部に荷籠が載置された低床自転車に関する。

従来から、自転車に荷物や幼児等を載置して運搬したり走行することが広く行われている。その際、前車輪の上部や後車輪の上部に荷籠やキャリヤが設置されたり、幼児用の座席が設置されて供用されているが、荷物の重量が大きくなると、スタンドを起立させるのに困難になることが多い。特に、近年生じた震災等の災害対策用として、格別の燃料を必要としない自転車の使用が見直されている。そこで、益々重量物運搬の必要性が増し、安定したスタンドの起立性能が要求されるようになってきている。しかも、自転車の場合は、後車輪ハブ軸に固定されて使用されるメインスタンド（通常、車輪軸の両側に脚が配置される両脚スタンドが採用される）を起立させて後車輪を回転駆動させ、各種作業を行えることが見直されてきている。オートバイ等の重量の大きな二輪車の場合には１本脚のサイドスタンドを用いて車体を傾斜させて、前車輪と後車輪と１本脚のサイドスタンドの３点支持にて駐輪させればよいが、自転車の場合も含めて、荷物等の重量が大きい場合には前記３点支持では、車体が倒れ易くなることは避けられなかった。また、自転車の場合には、重量物を載置しての安定した走行のために前車輪側を小径にした低床構造のものも提案されているが、後車輪が大径のままでは該後車輪の上部の荷籠に載置された重量物のため、メインスタンドのストロークが大きく起立作業に大きな力を要して安全性にも問題があった。そこで、後車輪を比較的小径に構成した下記特許文献１に記載されたような転倒しない安全自転車も提案されている。

特開２００１−６３２５４号公報（特許請求の範囲等参照）

前記特許文献１に転倒しない安全自転車を図７を用いて説明すると、該転倒しない安全自転車は以下のように構成されている。自転車前部のヘッドチューブ１０１に子供用前席１０３や駕籠フレーム１０４を設置し、後車輪１１５の上部に子供用後席１１４を設置し、リヤフレーム（チェーンステー）１１２の適当なる位置にコイルバネを介して２基の自在キャスターを下部に軸支した走行安定補助輪セット１１３が固定される。ペダル軸ハンガー部と後車輪スプロケット１１６との間に張設されたチェーン１１７の外周の一部に、電源１２０からの電力を受けたモータにより駆動されるアシストチェーンホイールセット１１１が臨設され、ペダルの踏力トルクを検出してアシスト力を受けて非力な年配者や婦人にても子供や重量物の運搬に転倒することもなく安定して軽快に走行することができるように構成したものである。

しかしながら、前記特許文献１の転倒しない安全自転車にあって、折角、後車輪が小径に構成されて低床構造になっていても、自転車の前部に対して後部の前後方向の寸法が小さく、後車輪側に重量物や大きな荷物を載置するためにはスペースが狭隘で不向きであった。また、子供用後席１１４に子供を乗せていた場合に、後車輪ハブ軸に固定されて使用されるメインスタンドの起立には一気に後車輪側を持ち上げる必要があって、依然として大きな力を必要とした。

そこで本発明では、前記従来の低床構造の自転車の課題を解決して、後車輪の上部に荷物等の大なる載置スペースを確保でき、後車輪上部に重量荷物を積載した場合にも起立作業を容易に行える低床自転車を提供することを目的とする。

このため本発明は、ヘッドパイプとペダルハンガー部とを接続するメインパイプと、ペダルハンガー部と後車輪ハブ軸近傍とを接続するチェーンステーとを備え、後車輪の上部に荷籠が載置された自転車において、前記メインパイプのペダルハンガー部近傍を低床構造とし、少なくとも後車輪を小径に構成するとともに前記チェーンステーを普通のサイズに対する比率に比較して比較的長尺に構成し、前記後車輪ハブ軸に固定されるメインスタンドを設置するとともに、チェーンステーの略中間部にセンタースタンドを設置したことを特徴とする。また本発明は、前記ペダルハンガー部と後車輪ハブ軸間に張設される駆動装置がベルトにより構成されたことを特徴とする。また本発明は、前記後車輪径が２０インチ以下に構成されたことを特徴とする。また本発明は、前記メインスタンドおよびセンタースタンドのいずれもを両脚スタンドとしたことを特徴とする。また本発明は、前記メインスタンドが固定される後車輪ハブ軸に取り付けられるリヤキャリヤおよびバックホークに発電ダイナモおよび充電ユニットが固定されたことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、請求項１に記載の構成要件である、ヘッドパイプとペダルハンガー部とを接続するメインパイプと、ペダルハンガー部と後車輪ハブ軸近傍とを接続するチェーンステーとを備え、後車輪の上部に荷籠が載置された自転車において、前記メインパイプのペダルハンガー部近傍を低床構造とし、少なくとも後車輪を小径に構成するとともに前記チェーンステーを普通のサイズに対する比率に比較して比較的長尺に構成し、前記後車輪ハブ軸に固定されるメインスタンドを設置するとともに、チェーンステーの略中間部にセンタースタンドを設置したことにより、後車輪側が低重心となって走行中のふらつきも抑制でき、荷物の積み下ろしが楽になる他、メインスタンドの起立ストロークも小さくて起立作業が容易となり、後車輪の上部に大なる荷物の載置スペースが確保できて、走行中のピッチングに伴う自転車全体のふらつきが効果的に抑制される。しかも、メインパイプが低床に構成されるので、後車輪側に足を挙げることもなく、前車輪側での容易な跨乗が可能となって、安全な乗出しが行える。その上、後車輪の上部に設置されるキャリヤ等に重量物が載置されていても、重量物からやや離れた前方位置にてセンタースタンドを使用して比較的小さな力で予備的に自転車を起立させた上で、後車輪ハブ軸に固定されたメインスタンドを起立させればよく、メインスタンドによる後車輪の持上げストロークを小さくできるので、一気に重量物の位置にてメインスタンドを持ち上げる従来のもののような大きな力を必要としない。

また、請求項２の構成要件である、前記ペダルハンガー部と後車輪ハブ軸間に張設される駆動装置がベルトにより構成された場合は、比較的長尺化に構成されたチェーンステーに対応して長尺化した駆動手段として、個々の構成品に摩耗等によりたるみが生じた場合に全体としてのたるみも大きくなることが避けられないチェーンを採用した場合に比較して、比較的伸びが少ないベルト体は、自転車を災害対策用として使用する際にも、錆びたりすることがなく長期間にわたって保守・点検にも有利で好都合である。さらに、請求項３の構成要件である、前記後車輪径が２０インチ以下に構成された場合は、通常に使用されるサイズの自転車として少なくとも後車輪が小径に構成されて、後車輪側が低重心となって走行中のふらつきが抑制でき、荷物の積み下ろしが楽になる他、メインスタンドの起立ストロークも小さくて起立作業を容易とする後車輪サイズとして採用できる。

さらにまた、請求項４の構成要件である、前記メインスタンドおよびセンタースタンドのいずれもを両脚スタンドとした場合は、センタースタンドによる予備的な自転車の起立がより安定して行える上に、メインスタンドを起立させて行う後車輪の回転による充電等の各種作業も安定して行えることになる。また、請求項５の構成要件である、前記メインスタンドが固定される後車輪ハブ軸に取り付けられるリヤキャリヤおよびバックホークに発電ダイナモおよび充電ユニットが固定された場合は、災害対策用として、夜間等において照明が必要となった時等に、本発明のダブルスタンドを順次起立させてメインスタンド１１を起立状態に維持し、作業者はサドルに座乗のままでペダルを漕いで、走行負荷から開放された後車輪２を回転させて発電用ダイナモ１６を発電駆動する。これにより、災害対策用等の照明等の各種エネルギーを発電用ダイナモ１６から電力として取り出すことができる。充電中にも充電ユニット１７から電力を取り出すことができるが、充電ユニット１７の本体部２２をユニットケース２１から取り外して持ち出し、自転車から離れた場所や時間的な同時進行が不可避な場合でも、電力を自由に取り出すことができて活用範囲が広くなる。

本発明の低床自転車のメインスタンドが起立状態にある全体斜視図である。同、低床自転車の走行状態の全体斜視図である。同、低床自転車のセンタースタンドのみが起立状態の全体側面図である。同、発電用ダイナモおよび充電ユニットの取付状態を示す後車輪近傍の拡大斜視図である。同、充電ユニットの蓋部材の説明斜視図である。同、充電ユニットの設置状態およびユニットケースからの取出し形態を示す拡大斜視図である。従来の転倒しない安全自転車の説明図である。

以下、本発明の低床自転車を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。本発明の低床自転車は、図３に示すように、ヘッドパイプ３とペダルハンガー部１３とを接続するメインパイプ６と、ペダルハンガー部１３と後車輪ハブ軸１４近傍とを接続するチェーンステー８とを備え、後車輪２の上部に荷籠１０が載置された自転車において、前記メインパイプ６のペダルハンガー部１３近傍を低床構造とし、少なくとも後車輪２を小径に構成するとともに前記チェーンステー８を普通のサイズに対する比率に比較して比較的長尺に構成し、前記後車輪ハブ軸１４に固定されるメインスタンド１１を設置するとともに、チェーンステー８の略中間部にセンタースタンド１２を設置したことを特徴とする。

図２および図３の全体斜視図および側面図に示すように、本願発明の低床自転車は、前車輪を下端部に軸支したフロントホークを転向自在に嵌合支持するヘッドパイプ３と、サドルを上端部に設置したシートポスト５を摺動緊締自在に嵌合したシートパイプ４の下端部のペダルハンガー部１３近傍とを接続するメインパイプ６を備えている。メインパイプ６は図示の例では、上下２本のメインパイプからなる。シートパイプ４の上端部近傍と後車輪ハブ軸１４近傍とを接続するバックホ−ク７を備え、さらに、ペダルハンガー部１３と後車輪ハブ軸１４近傍とを接続するチェーンステー８とを備える。バックホ−ク７の背面上部と後車輪ハブ軸１４近傍とを曲管にて接続されてリヤキャリヤ９が構成される。リヤキャリヤ９の水平部の後車輪上部には荷籠１０が設置される。

さらに、本発明の低床自転車では、少なくとも後車輪２を小径に構成して、前記メインパイプ６をペダルハンガー部１３から前車輪側に向かって少なくとも足が乗車時に跨ぐ範囲で略水平方向に配置される低床構造に構成している。好適には、後車輪２は２０インチ以下に構成される。通常は前車輪は２４インチ以上程度に構成されている。前車輪を小径に構成して低床自転車を構成することもあるが、本願発明では、災害対策用等のために、後車輪２の上部に荷籠１０を設置して重量物を載置することから、後車輪２を小径とすることで後車輪側が低重心となり、走行中のふらつきも抑制でき、さらには荷物の積み下ろしが楽になる他、メインスタンド１１の起立ストロークも小さくできることとなる。しかも、メインパイプ６が低床に構成されるので、後車輪側に足を挙げることもなく、前車輪側での容易な跨乗が可能となって、安全な乗出しが行える。

また、本発明の低床自転車では、チェーンステー８を比較的長尺（メインパイプ６やシートパイプ４の通常のサイズに対するチェーンステーの通常のサイズ比率に比較して）に構成される。このように構成することにより、後車輪を通常の自転車よりも相対的に後方に配置することができるので、荷籠１０のサイズを大きく採ることが可能となる。チェーンステー８を比較的長尺に構成することにより、前車輪１の接地点からの後車輪２の腕の長さは大きくなり、スタンド起立時の後車輪２のメインスタンド１１の持上げストロークが大きくなることが避けられないが、前述したように、後車輪２を小径とすることでメインスタンド１１の持上げストロークを小さく抑えることが可能となる。また、チェーンステー８を比較的長尺に構成することにより、走行中の自転車全体のふらつきが効果的に抑制される。

さらに、チェーンステー８を比較的長尺に構成することに伴い、ペダルハンガー部１３と後車輪ハブ軸１４間に張設される駆動装置として、チェーンではなく駆動ベルト１５が採用される。もし、駆動装置としてチェーンを採用すると、チェーンも長大化するので、個々の構成品に摩耗等によりたるみが生じた場合には、全体としてのたるみも大きくなることが避けられないので、比較的伸びが少ないベルト体を採用したものである。また、本発明の低床自転車を災害対策用として使用する際にも、錆びたりすることのないベルト体は保守・点検にも有利で好都合である。

本発明では、図１の全体斜視図で示すように、後車輪ハブ軸１４に共締めで固定されたメインスタンド１１に加えてチェーンステー８の略中間部に短尺のセンタースタンド１２を設置するものである。詳述はしないが、メインスタンド１１は、後車輪ハブ軸の両側にてチェーンステー８の後端部の爪板とナット等により共締めされる取付板に対して揺動自在に軸支されて構成される。したがって、後車輪２の両側に脚が配置される通常の両脚スタンドを構成する。また、メインスタンド１１の取付板は螺子１８（図４）によってもチェーンステー８の後端部の爪板に固定されているので、メインスタンド１１の車体への取付けが強固で確実となる。このメインスタンド１１に加えて、適宜の取付板によってチェーンステー８の略中間部に短尺のセンタースタンド１２が設置される。図示の例では、チェーンステー８を上下から挟持して固定された板部材によってチェーンステー８に取り付けられた取付板にセンタースタンド１２が揺動自在に軸支されている。チェーンステー８を上下から挟持して固定される板部材の設置位置は車体の各部サイズ等に応じて適宜調整可能である。

センタースタンド１２については、後車輪ハブ軸１４に固定される前記メインスタンド１１が起立状態にあるときはセンタースタンド１２が地面を離れた浮遊状態にあるように、やや短尺に構成される。センタースタンド１２は、メインスタンド１２の起立動作に先立って予備的に起立させる動作を行わせるもので、上部に重量物等を載置した後車輪からはやや前方に離れた位置に配置されること、および短尺故に後車輪部を持ち上げるストロークが小さいことから、単脚構成を妨げるものではないが、好適にはメインスタンド１１と同様に両脚スタンドとすることが望ましい。かくして、後車輪２の上部に設置される荷籠１０等に重量物が載置された場合でも、重量物からやや離れた前方位置にてハンドルを確実に保持し、自転車の安定を維持した状態で、センタースタンド１２を使用して比較的小さな力で予備的に自転車を起立させた上で、後車輪ハブ軸１４に固定されたメインスタンド１１を起立させればよく、センタースタンド１２による予備的な後車輪２の持上げに続いて、メインスタンド１１による後車輪２の持上げストロークを小さくできるので、ハンドルを保持しながら遠く離れたメインスタンドを起立させる必要がなく、また、一気に重量物の位置にてメインスタンド１１を持ち上げる従来のもののような大きな力を必要としない。

本発明の低床自転車では、図１に示したように、メインスタンド１１を起立させて後車輪２を浮遊状態にして、後車輪２の回転により発電用ダイナモを発電駆動するとともに、フレーム等に装着された充電ユニット１７に充電するように構成されている。図４はメインスタンド１１が起立状態にあり、発電用ダイナモ１６および充電ユニット１７の取付状態が明瞭に示されている後車輪近傍の拡大斜視図である。発電用ダイナモ１６はリヤキャリヤ９等に設置され、後車輪のタイヤ側面に圧接させて回転して発電駆動される。発電された電力は充電ケーブル１９を通じて充電ユニット１７に充電される。充電ユニット１７はバックホーク７等のフレームに対して着脱自在に構成される。

図６（Ａ）は充電ユニットの設置状態を示す拡大斜視図、図６（Ｂ）は充電ユニットのユニットケースから取出した充電ユニットの本体部を示す拡大平面図および斜視図である。図６（Ａ）に示すように、充電ユニット１７の本体部２２を収容するユニットケース２１は上方に向いた開口を有し、バックホーク７等に固着されたユニットケース２１から着脱可能に取り出せる充電ユニット１７の本体部２２の上面には、発電用ダイナモ１６からの充電ケーブル１９（図４、５）の接続端子２５が接続される充電ケーブル端子穴２３が設けられる。また、充電ユニット１７の本体部２２の上面には、充電ユニット１７の本体部２２から外部機器に電力を供給する例えばＵＳＢ端子穴２４等が設けられる。ＵＳＢ端子穴２４等に接続していつでもどこでも携帯電話やパソコン等に電力を供給することができる。また、後車輪２の発電駆動中に充電ユニット１７の本体部２２から電力を取り出せるように、本体部２２の上面のＵＳＢ端子穴２４あるいは電力出力端子穴を別途設置して、これらの穴と接続される出力端子を前記ユニット蓋部材２６に一体に設けてもよい。かく構成すれば、該蓋部材２６のユニットケース２１の開口への装着によって、前述した充電ケーブル１９への接続と電力の出力が同時になされる。

図６（Ｂ）に示すように、充電ユニット１７の本体部２２におけるユニットケース２１の内側面と接触する各外側面に複数の突条部２７あるいは突起部２８が形成される。これによって、前記本体部２２の各外側面とユニットケース２１の内側面との間を線接触あるいは点接触として接触させたことにより、本体部２２のユニットケース２１に対する出し入れが円滑になる。前記突条部２７あるいは突起部２８の表面に低摩擦処理をして滑りにくくしても、ユニットケース２１の内面に対する接触が線接触あるいは点接触であるために、容易に出し入れが可能である。前記突条部あるいは突起部はユニットケース２１の内側面に形成してもよい。

図５に示すように、前記充電ユニット１７の本体部２２を収容するユニットケース２１の開口を覆う蓋部材２６が着脱自在に装着されて設けられる。該蓋部材２６には、前記発電ダイナモ１６から充電ユニット１７に接続される充電ケーブル１９の接続端子２５が結合されている。これによって、蓋部材２６をユニットケース２１の開口部に装着すれば同時に発電ダイナモ１６からの充電ケーブル１９の接続端子２５をそのまま充電ユニット１７の本体部２２の上面の充電ケーブル端子穴２３に接続することができる。

災害対策用として、夜間等において照明が必要となった時等に、本発明のダブルスタンドを順次起立させてメインスタンド１１を起立状態に維持し、作業者はサドルに座乗のままでペダルを漕いで、走行負荷から開放された後車輪２を回転させて発電用ダイナモ１６を発電駆動する。これにより、災害対策用等の照明等の各種エネルギーを発電用ダイナモ１６から電力として取り出すことができる。充電中にも充電ユニット１７から電力を取り出すことができるが、充電ユニット１７の本体部２２をユニットケース２１から取り外して持ち出し、自転車から離れた場所や時間的な同時進行が不可避な場合でも、電力を自由に取り出すことができて活用範囲が広くなる。

さらに、前記後車輪２を変速する変速装置に、充電時に使用される高速変速比のギヤ設定を可能として、メインスタンド１１を起立させて後車輪２を抵抗なく回転できることもあって、充電のために後車輪２を高速で回転させて短時間に効率的に充電を行うことができ、さらにまた、前記発電用ダイナモ１６に、充電用の高出力モードの設定を可能として災害対策用等として高出力で充電を行い、効率的に電力を取り出せるように構成して各種の作業に供用させることもできる。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、前車輪に対する後車輪の径サイズ比率、メインパイプやシートパイプに対するチェーンステーの長さのサイズ比率、駆動ベルトの形状、形式および材質ならびに駆動スプロケットや後車輪スプロケットとの噛合形態、後車輪ハブ軸へのメインスタンドの固定形態（チェーンステー後端部の爪板とメインスタンドの取付板を介した後車輪ハブ軸への固定ナットによる共締め固定の他、該共締め固定に加えてメインスタンドの取付板の前記爪板への螺子固定やメインスタンドの取付板を延長設置してバックホークやチェーンステーにも接続固定することも可能である）、メインスタンドの形状（両脚スタンドとしての形状、例えば接地部を広幅にしたり接地部後部に足乗せ部を形成することもできる）、形式、センタースタンドの形状、形式（好適には両脚スタンドが採用されるが、単脚を妨げるものではない）、センタースタンドのチェーンステーへの設置取付形態（実施例のように、一対の上下挟持板による取付けの他、チェーンステーに溶接等により固定した取付ブラケットに設けた多数の孔に選択的にセンタースタンドの取付板を固定して前後位置を調整するようにしてもよい）、センタースタンドの短尺程度（メインスタンドの揺動腕の長さに対してセンタースタンドの長さが短か過ぎると、予備的な起立のストロークが小さくて、これに続くメインスタンドの起立のストロークが大き過ぎて後車輪の持ち上げの負担が従来と変わらず、センタースタンドの長さが長過ぎると、予備的な起立のストロークが大き過ぎて負担が大きくなるので、センタースタンドの短尺の程度は適正になされるとよい）、発電用ダイナモの形状、形式（好適には後車輪のタイヤ側面に圧接させて発電子を回転させるものが採用されるが、後車輪ハブダイナモの採用を妨げない）およびその車体等への取付形態（リヤキャリヤやバックホーク等に取り付けられる。発電ダイナモの回転子の圧接・離脱形態は通常のものが採用される）、充電ユニットのバックホーク等車体フレームへの着脱形態（車体フレームに固着したユニットケースへの着脱の他、ユニットケースごとの着脱形態も考慮される）、後車輪を変速する変速装置における高速変速比率、発電用ダイナモにおける充電用の高出力モードの設定値等については適宜選定できる。また、実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。

本発明の低床自転車は、好適には、災害対策用等として使用されるが、後車輪の上部に幼児用座席を配置した幼児用自転車としても使用可能である。さらには、自転車のみならず、オートバイ等の重量二輪車にも採用が可能である。

１前車輪
２後車輪
３ヘッドパイプ
４シートパイプ
５シートポスト
６メインパイプ
７バックホーク
８チェーンステー
９リヤキャリヤ
１０荷籠
１１メインスタンド
１２センタースタンド
１３ペダルハンガー部
１４後車輪ハブ軸
１５駆動ベルト
１６発電用ダイナモ
１７充電ユニット

Claims

ヘッドパイプとペダルハンガー部とを接続するメインパイプと、ペダルハンガー部と後車輪ハブ軸近傍とを接続するチェーンステーとを備え、後車輪の上部に荷籠が載置された自転車において、前記メインパイプのペダルハンガー部近傍を低床構造とし、少なくとも後車輪を小径に構成するとともに前記チェーンステーを普通のサイズに対する比率に比較して比較的長尺に構成し、前記後車輪ハブ軸に固定されるメインスタンドを設置するとともに、チェーンステーの略中間部にセンタースタンドを設置したことを特徴とする低床自転車。
前記ペダルハンガー部と後車輪ハブ軸間に張設される駆動装置がベルトにより構成されたことを特徴とする請求項１に記載の低床自転車。
前記後車輪径が２０インチ以下に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の低床自転車。
前記メインスタンドおよびセンタースタンドのいずれもを両脚スタンドとしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の低床自転車。
前記メインスタンドが固定される後車輪ハブ軸に取り付けられるリヤキャリヤおよびバックホークに発電ダイナモおよび充電ユニットが固定されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の低床自転車。