JP6097732B2 - 自転車用サドルの位置調整システム及び自転車 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用サドルの位置調整システム及び自転車に関し、特に、自転車用サドルの車体の前後方向の位置及び角度を調整可能とする自転車用サドルの位置調整システム及び自転車に関する。

従来、自転車の運転者の身長や自転車が移動する場所によって、サドルがペダルとハンドルに適当な角度を有するように、サドルの角度を調整する角度調整機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この角度調整機構においては、サドルの高さ調整装置の上部に、サドルの角度を調整する扇形状の角度調整装置を連結させ、サドルの高さ及び角度を調整する。これにより、所望の高さ及び角度にサドルを調整できるので、他者よりも足や腕の長い運転者も自然な運転姿勢を採ることができ、サドルに座った状態で楽に傾斜した場所等を走行することができる。

特表２０１１−５００４２０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の角度調整機構においては、角度調整装置が、車体フレームに結合されるフレーム結合部と、下端部がフレーム結合部に結合される一方、上端部がサドルに結合されるサドル結合部と、このサドル結合部の外側に配置される左右一対の角度固定板と、サドル結合部及び角度固定板の双方に着脱される角度変更部とを備え、角度固定板に対する角度変更部の装着位置を変更することでサドルの角度を調整可能に構成される。

角度固定板に対する角度変更部の装着位置は、安全性の観点から運転者がサドルから離れた状態で変更する必要がある。したがって、自転車で走行中に走行する環境が変化する場合には、自転車を停めてサドルから離れ、角度変更部の装着位置を変更しなければならない。このため、運転者によるサドルの角度調整作業が煩雑になるという問題がある。特に、山道等のように走行路の傾斜角度が頻繁に変化する場合には、角度調整作業が繰り返されることとなり、作業性の問題が顕在化する。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、運転者に煩雑な作業負担を要求することなく、走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができる自転車用サドルの位置調整システム及び自転車を提供することを目的とする。

本発明の自転車用サドルの位置調整システムは、走行路の傾斜角度に応じたサドルの前後方向の位置及び角度の調整値を演算する演算手段と、前記演算手段で演算した前記調整値に応じて前記サドルの前後方向の位置及び角度を調整する位置調整機構とを備え、前記演算手段は、前記走行路の傾斜角度及び運転者の膝下の長さに基づいて下式（１）に従って前記調整値を演算することを特徴とする。
ｂ＝ａ×ｓｉｎθ （１）
（ａは前記膝下の長さ、θは前記走行路の傾斜角度、ｂは前記調整値をそれぞれ示す。）

この構成によれば、走行路の傾斜角度に応じて演算された調整値を用いて位置調整機構によりサドルの前後方向の位置及び角度が調整される。このため、走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度が調整される一方、運転者におけるサドルの位置等の調整作業が不要となる。したがって、運転者に煩雑な作業負担を要求することなく、走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができる。この結果、走行路の傾斜角度に応じて運転者が運転し易い位置にサドルを配置することが可能となる。さらに、走行路の傾斜角度に加えて運転者の膝下の長さを考慮した調整値が演算される。このため、運転者にとって適切な前後方向の位置及び角度にサドルを配置することができる。

上記自転車用サドルの位置調整システムにおいては、前記走行路の傾斜角度を検出する検出手段を更に備えることが好ましい。この構成によれば、検出手段で検出された走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度の調整値が演算される。このため、走行路の傾斜角度を検出する外部端末等の接続作業を必要とすることなく、システム単独で走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができる。これにより、外部端末で走行路の傾斜角度を検出する場合と比べてより簡単にサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができる。

上記自転車用サドルの位置調整システムにおいて、前記演算手段は、先行して演算された第１調整値と現在の走行路の傾斜角度に応じた前記サドルの前後方向の位置及び角度の第２調整値との差分を前記調整値として前記位置調整機構に出力することが好ましい。この構成によれば、先行して演算された第１調整値と現在の第２調整値との差分に応じてサドルの前後方向の位置及び角度が調整されることから、サドルの移動量を縮小することができ、走行路の傾斜角度に応じて適時にサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができる。

例えば、上記自転車用サドルの位置調整システムにおいて、前記位置調整機構は、前記サドルに固定されるスライド部材と、車体の前後方向に延在し前記スライド部材をガイドするガイドレールと、前記スライド部材を駆動する駆動モータとを有し、前記ガイドレールに、前記スライド部材の位置に応じて前記サドルの角度を変化させる傾斜部を設けることができる。この構成によれば、ガイドレールに沿ってスライド部材を移動させるだけでサドルの位置等を変化させることができるので、複雑な構成を必要とすることなくサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができる。

また、上記自転車用サドルの位置調整システムにおいて、前記位置調整機構は、前記サドルを支持する第１、第２の支持部材と、前記第１、第２の支持部材を駆動する駆動モータと、前記第１の支持部材及び前記サドルの双方に揺動可能に連結された連結部材とを有し、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材の位置に応じて前記サドルの前後方向の位置及び角度を変化させるようにしてもよい。この構成によれば、第１の支持部材及び第２の支持部材の位置に応じてサドルの前後方向の位置及び角度が調整されることから、サドルの前後方向の位置及び角度を細かく調整することができる。

さらに、上記自転車用サドルの位置調整システムにおいて、前記演算手段は、前記駆動モータによる駆動量と、先行して演算された第１調整値と現在の走行路の傾斜角度に応じた前記サドルの前後方向の位置及び角度の第２調整値との差分と、を予め定めた調整値テーブルに従って前記調整値を前記位置調整機構に出力することが好ましい。この構成によれば、先行して演算された第１調整値と現在の第２調整値との差分と、駆動モータによる駆動量とを予め定めた調整値テーブルに従って調整値が選択されることから、演算手段における演算処理を簡素化することができる。

本発明に係る自転車は、上記いずれかの自転車用サドルの位置調整システムを備えたことを特徴とする。この構成によれば、自転車において上記した自転車用サドルの位置調整システムにより得られる効果を享受することができる。

本発明の自転車用サドルの位置調整システムによれば、運転者に煩雑な作業負担を要求することなく、走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができる。

本実施の形態に係る自転車用サドルの位置調整システムのシステム構成図である。 上記自転車用サドルの位置調整システムが適用される自転車の側面図である。 上記自転車用サドルの位置調整システムにおけるサドルの位置調整機能の概要の説明図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の側面図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の斜視図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の構成部品の説明図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の動作の説明図である。 上記自転車のサドルの位置調整システムのサドルの位置調整動作について説明するためのフロー図である。 上記自転車のサドルの位置調整システムの制御手段の記憶部に保存される調整値テーブルの一例の説明図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の側面図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の斜視図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の構成部品の説明図である。 上記自転車のサドルに適用される位置調整機構の動作の説明図である。 上記自転車のサドルの位置調整システムのサドルの位置調整動作について説明するためのフロー図である。

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る自転車用サドルの位置調整システムを電動アシスト自転車に適用した例について説明するが、適用対象となる自転車はこれに限定されるものではなく、電動アシスト機能を有しない自転車に適用することもできる。また、本発明に係る自転車用サドルの位置調整システムは、ロードレーサー、マウンテンバイク、シティサイクルを含む任意のタイプの自転車に適用することができる。

本実施の形態に係る自転車用サドルの位置調整システムは、自転車が走行する走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度を調整することにより、運転者が運転し易い位置にサドルを配置する。これにより、運転時における安定性を確保することを通じて安全性及び快適性を向上するものである。

以下、本実施の形態に係る位置調整システムの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自転車用サドルの位置調整システム（以下、「位置調整システム」という）１００のシステム構成図である。なお、図１においては、本実施の形態に係る位置調整システム１００の構成例を示したものであり、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

図１に示すように、位置調整システム１００は、システム全体を総括的に制御する制御手段１０１と、これに接続された傾斜センサ１０２、位置調整機構１０３、入力手段１０４及び表示手段１０５とを含んで構成される。また、位置調整システム１００において、制御手段１０１は、図示しないインターフェイスを介して、多機能携帯電話（スマートフォン）などの外部端末２００と接続可能に構成されている。

傾斜センサ１０２は、位置調整システム１００が搭載される自転車の走行路の傾斜角度を検出する。例えば、傾斜センサ１０２は、重力加速度を測定することにより装着される自転車の傾きを通じて走行路の傾斜角度を検出する。本実施の形態においては、走行路の傾斜角度を精度良く検出することを前提として、単一又は複数の傾斜センサ１０２が自転車の所定位置に取り付けられる。なお、傾斜センサ１０２は、特許請求の範囲における検出手段を構成する。

位置調整機構１０３は、制御手段１０１からの指示に応じてサドルの車体前後方向の位置及び角度を変化させる。例えば、位置調整機構１０３は、サドルの位置及び角度を変化させるための駆動力を供給する単一又は複数の駆動モータを含む。詳細について後述するように、位置調整機構１０３は、制御手段１０１から与えられるサドルの位置及び角度に関する調整値に基づいてサドルの位置及び角度を調整する。なお、位置調整機構１０３は、特許請求の範囲における位置調整機構を構成する。

入力手段１０４は、自転車に対する運転者から入力される指示を受け付ける。例えば、入力手段１０４は、電動アシスト機能のオン／オフやアシスト力の調整指示、或いは、サドルの位置及び角度の自動調整機能のオン／オフやサドルの位置及び角度の調整指示を受け付けることができる。なお、入力手段１０４は、このような運転車からの指示を受け付けるために必要なボタンや、タッチパネル等の入力画面を備えることが好ましい。

表示手段１０５は、自転車に関する情報を含む任意の情報を表示する。例えば、表示手段１０５は、自転車の速度やバッテリ残量、入力手段１０４を介して運転者から入力された入力情報や制御手段１０１の状態情報、並びに、傾斜センサ１０２が検出した走行路の傾斜角度やサドルの位置及び角度などの情報を表示することができる。また、表示手段１０５は、気温や時刻などの情報を表示するようにしてもよい。

制御手段１０１は、これらの構成要素を制御し、自転車のサドルの位置及び角度を調整する。この調整機能を実現するため、制御手段１０１は、調整値演算部１１１及び記憶部１１２を有する。調整値演算部１１１は、サドルの前後方向の位置及び角度に関する調整値を演算する。詳細について後述するように、調整値演算部１１１は、傾斜センサ１０２で検出される走行路の傾斜角度に基づいて調整値を演算する。記憶部１１２は、調整値演算部１１１による調整値の演算に必要な情報を記憶する。例えば、記憶部１１２は、先行して演算した調整値や、演算した調整値に応じた位置調整機構１０３の駆動量を定めた調整値テーブル等を記憶する。なお、調整値演算部１１１（制御手段１０１）は、特許請求の範囲における演算手段を構成する。この調整値演算部１１１により演算される調整値は、後述するサドル移動量ｂや差分Δｂ及び差分Δθを含む概念である。

多機能携帯電話（スマートフォン）などの外部端末２００は、例えば、運転者の身体情報（後述する膝下長等の情報）等を制御手段１０１に提供する。制御手段１０１では、外部端末２００から提供される情報を調整値の演算に利用することができる。

次に、本実施の形態に係る位置調整システム１００が適用される自転車の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る位置調整システム１００が適用される自転車１の側面図である。なお、図２においては、説明の便宜上、本実施の形態に係る位置調整システム１００と直接的に関連しない自転車１の構成要素を適宜省略するが、一般的な自転車が備える構成要素については備えているものとする。また、図２においては、説明の便宜上、自転車１の車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＥでそれぞれ示す。図３以降の図面においても同様である。

図２に示すように、自転車１は、車体フレーム２を備えている。車体フレーム２は、その前端に位置するヘッドチューブ２１と、ヘッドチューブ２１から後方側に延びるトップチューブ２２と、トップチューブ２２の後端部から前方斜め下向きに延びるシートチューブ２３と、トップチューブ２２の後端部から後方斜め下向きに延びるシートステー２４とを有している。また、車体フレーム２は、ヘッドチューブ２１から後方斜め下向きに延びるダウンチューブ２５と、ダウンチューブ２５の下端部から後方側に延びるチェーンステー２６とを有している。シートチューブ２３の下端部は、ダウンチューブ２５の下端部とチェーンステー２６の前端部に連結される。シートステー２４の下端部は、チェーンステー２６の後端部に連結される。

ヘッドチューブ２１の下端には、前方斜め下向きに延びるフロントフォーク３が設けられている。このフロントフォーク３の下端部には、前輪４が回転自在に支持されている。前輪４の上方はフロントフォーク３に設けられたフロントフェンダ３１によって覆われている。ヘッドチューブ２１の上端には、ステム５１を介してハンドルバー５が取り付けられる。ハンドルバー５には、前輪４及び後述する後輪７用のブレーキレバーや、上述した制御手段１０１、傾斜センサ１０２、入力手段１０４や表示手段１０５などが取り付けられる。なお、これらの制御手段１０１、傾斜センサ１０２、入力手段１０４や表示手段１０５は、サイクルコンピュータの一部の構成要素として備えることもできる。また、ヘッドチューブ２１の上端近傍には、車体前方側を照らすライト２１ａが取り付けられている。

シートチューブ２３の上端には、シートポスト２３ａを介してサドル６が取り付けられる。シートポスト２３ａは、シートチューブ２３に対して高さ調整可能に取り付けられる。例えば、シートポスト２３ａの高さ調整は、シートチューブ２３の上端部近傍に設けられ、シートチューブ２３の内径を調整するシートクランプにより行うことができる。シートポスト２３ａには、車体後方から照射された光を反射する反射鏡２３ｂが取り付けられている。詳細について後述するように、サドル６には、サドル６の前後方向の位置及び角度を調整する位置調整機構６０１（６０２）が設けられている（図４（図１０）参照）。なお、この位置調整機構６０１（６０２）は、図１に示す位置調整機構１０３に相当する。

チェーンステー２６の後端部には、後輪７が回転自在に支持されている。後輪７の上方はシートステー２４に設けられたリアフェンダ２４１によって覆われている。シートチューブ２３の下端には、クランクセット８が装着されている。クランクセット８は、クランク８１と、スプロケット８２とが一体化して構成される。なお、クランクセット８は、チェーンセットと呼ぶこともできる。クランク８１の先端には、ペダル８１１が取り付けられている。クランクセット８のスプロケット８２と、後輪７に設けられたスプロケット７１とにはチェーン９が取り付けられている。運転者がペダル８１１を踏むことで得られる駆動力（主駆動力）がチェーン９を介して後輪７に伝達されて、後輪７が駆動するように構成される。

後輪７の中央には、電動アシスト機能がオン状態とされた場合に駆動される電動機１０が設けられている。電動機１０は、ペダル８１１からの運転者の踏力による主駆動力に応じた補助駆動力を生成する。電動機１０の内部には、後輪７に補助駆動力を供給する電動モータが備えられている。シートチューブ２３の前方には、この電動機１０（電動モータ）に電力を供給するバッテリ１１が着脱可能に取り付けられている。クランクセット８の近傍には、運転者の踏力による主駆動力を検出する不図示のトルクセンサが設けられている。電動機１０は、このトルクセンサで検出された主駆動力に応じた補助駆動力を後輪７に供給する。したがって、電動アシスト機能がオン状態とされた場合、後輪７には主駆動力に補助駆動力が加えられた駆動力が供給されることとなる。

ここで、本実施の形態に係る位置調整システム１００により調整されるサドル６の位置及び角度について、図２を参照しながら説明する。一般的にサドル６の前後方向の位置は、平地走行時において、クランクセット８の前方側のクランク８１が走行路と平行か或いは僅かに上方側に配置された際に、ペダル８１１の中心線に合わせて置いた拇指球Ａと膝関節の中心部Ｂとが垂直に揃うのが理想的であるとされている（図２に示す状態）。これは、膝関節の中心部Ｂと拇指球の中心部Ａとが垂直線上に配置される場合に運転者による踏力を最大化できるからである。このため、既存の自転車では、膝関節と拇指球とがこのように配置される位置を想定してサドル６の前後方向の位置を設定している。

一方で、ペダル８１１の位置は、膝関節との関係において走行路の傾斜状態で微妙に変化する。例えば、走行路が上方側に傾斜した状態（上り坂）では、平地走行時と比べてペダル８１１の位置が膝関節よりも前方側に配置される。一方、走行路が下方側に傾斜した状態（下り坂）では、平地走行時と比べてペダル８１１の位置が膝関節よりも後方側に配置される。したがって、既存の自転車におけるサドルの位置においては、上り坂では膝関節よりも前方側に配置されるペダル８１１を踏み込む必要があり、下り坂では膝関節よりも後方側に配置されるペダル８１１を踏み込む必要がある。この場合、運転者の踏力が効率的にペダル８１１に伝達されず、運転者の疲労の原因となり得る。

本発明者らは、このように走行路の傾斜状態に応じて踏力を効率的に伝達できる膝関節の位置が変化する点に着目し、本発明に想到した。すなわち、本実施の形態に係る位置調整システム１００においては、走行路の傾斜状態に応じてペダル８１１の位置が膝関節との関係にて変化する場合においても、拇指球と膝関節との理想的な位置関係を維持できるようにサドル６の前後方向の位置及び角度を調整する。

例えば、自転車１の走行路が上り坂であり、その傾斜角度が大きくなる場合を想定する。図３は、本実施の形態に係る位置調整システム１００におけるサドルの位置調整機能の概要の説明図である。図３Ａでは自転車１の走行路が緩やかな上り坂である場合を示し、図３Ｂでは自転車１の走行路が図３Ａよりも傾斜角度が大きい上り坂である場合を示している。より具体的には、図３Ａでは上り坂の傾斜角度がθ_αであり、図３Ｂでは傾斜角度が（θ_α＋θ_β）である場合について示している。

図３Ａに示すように、自転車１の走行路が緩やかな上り坂である場合、図２に示す平地走行時と比べてペダル８１１の位置が膝関節との関係で僅かに前方側に配置される。この場合、ペダル８１１上の運転者の足の拇指球は図２に示す場合と比べて僅かに前方側に配置され、拇指球の中心部Ａ１も図２に示す中心部Ａよりも前方側に配置される。このため、位置調整システム１００では、この拇指球の中心部Ａ１の垂直線上に膝関節の中心部Ｂ１が配置される位置にサドル６の前後方向の位置及び角度を変化させる。これにより、拇指球と膝関節との理想的な位置関係を維持することができ、運転者の踏力を効率的にペダル８１１に伝達することができる。

また、図３Ｂに示すように、自転車１の走行路の傾斜角度が大きくなった場合、図３Ａに示す傾斜時と比べてペダル８１１の位置が膝関節との関係で更に前方側に配置される。この場合、ペダル８１１上の運転者の足の拇指球は図３Ａに示す場合と比べて更に前方側に配置され、拇指球の中心部Ａ２も図３Ａに示す中心部Ａ１よりも前方側に配置される。このため、位置調整システム１００では、この拇指球の中心部Ａ２の垂直線上に膝関節の中心部Ｂ２が配置される位置にサドル６の前後方向の位置及び角度を変化させる。これにより、拇指球と膝関節との理想的な位置関係を維持することができ、運転者の踏力を効率的にペダル８１１に伝達することができる。

ここで、本実施の形態に係る自転車１のサドル６に適用される位置調整機構６０１の構成例について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４及び図５は、それぞれ本実施の形態に係る自転車１のサドル６に適用される位置調整機構６０１の側面図及び斜視図である。図４及び図５においては、説明の便宜上、サドル６を構成するサドル本体を省略している。図６は、本実施の形態に係る自転車１のサドル６に適用される位置調整機構６０１の構成部品の説明図である。図６においては、説明の便宜上、図５に示す位置調整機構６０１の一部の構成部品を省略している。

図４及び図５に示すように、位置調整機構６０１は、シートポスト２３ａの上端部に着脱可能に取り付けられる。位置調整機構６０１は、クランプ部材６１と、ガイドレール６２と、第１スライダ６３及び第２スライダ６４と、駆動機構６５と、サドル固定板（以下、「固定板」という）６６とを含んで構成される。なお、ガイドレール６２は、特許請求の範囲におけるガイドレールを構成する。また、第１スライダ６３及び第２スライダ６４は、特許請求の範囲におけるスライド部材を構成するがこれに限定されない。特許請求の範囲におけるスライド部材は、これらの第１スライダ６３及び第２スライダ６４と、固定板６６とを一体化した部材を含む概念である。

クランプ部材６１は、概して円筒形状を有する円筒形状部６１１と、この円筒形状部６１１の後部から後方側に延びる左右一対の支持壁部６１２と、これらの支持壁部６１２の外側に設けられる左右一対のレール保持部６１３と、これらのレール保持部６１３に挿通される固定ネジ６１４とを有する（支持壁部６１２について図６参照）。クランプ部材６１は、円筒形状部６１１の内側にシートポスト２３ａの上端部を収容した状態で、左右のレール保持部６１３の外側から固定ネジ６１４で締め付けることにより、円筒形状部６１１の内壁面が縮小されてシートポスト２３ａに固定される。

レール保持部６１３の上端近傍には、概して車体前後方向に延在した貫通孔６１５が形成されている（図５参照）。この貫通孔６１５は、ガイドレール６２を構成する棒材の外径と略同一の内径を有している。ガイドレール６２を構成する棒材が貫通孔６１５に挿通された状態で、固定ネジ６１４でクランプ部材６１がシートポスト２３ａに固定されることにより、レール保持部６１３は、ガイドレール６２を位置ずれすることなく保持することができる。

ガイドレール６２は、例えば、剛性を有する１本の金属棒材を折り曲げて構成される。ガイドレール６２は、前後方向に延在する一対のレール部６２１と、これらのレール部６２１の前端部に連続して設けられ車幅方向に延在する連結部６２２と、これらのレール部６２１の後端部からそれぞれ車幅方向外側に延びる一対の軸部６２３とを有している（図６Ｂ参照）。左右のレール部６２１は、互いに平行に配置されている。連結部６２２は、左右に配置されたレール部６２１の前端部同士を連結する。軸部６２３は、車体の幅方向に延在し、その中心（軸心）が同一直線上に配置されている。

図４に示すように、レール部６２１は、側面視にて、クランプ部６１のレール保持部６１３よりも後方側の一部が略水平に延びている。一方、クランプ部６１のレール保持部６１３よりも前方側の一部には、該当するレール部６２１の中央付近に頂部６２１ａが設けられると共に、その前方側に下向きに延在する傾斜部６２１ｂが設けられている。傾斜部６２１ｂは、詳細について後述するように、第２スライダ６４の位置に応じてサドル６の座面の角度を変化させる役割を果たす。なお、傾斜部６２１ｂは、特許請求の範囲における傾斜部を構成する。

第１スライダ６３は、固定板６６の後端部近傍の下面に取り付けられる。第１スライダ６３は、固定板６６の下面との間にクッション部材Ｃ１を介在した状態で、固定板６６の上面側から左右一対の固定ネジ６６４により固定板６６に取り付けられている。固定板６６に取り付けられた状態において、第１スライダ６３は、クランプ部材６１の後方側であって、駆動機構６５の前方側に配置されている。なお、クッション部材Ｃ１は、固定板６６の下方側であって後端部近傍の左右に配置されており、サドル６から固定板６６を介して作用する荷重を吸収する役割を果たす。

ここで、図６を参照して第１スライダ６３の構成について説明する。なお、図６Ａにおいては、図５から固定板６６、クッション部材Ｃ１及び固定ネジ６６４を取り外した状態を示している。図６Ｂにおいては、更に後述する第１スライダ６３のカバー部６３２及び駆動機構６５の一部（より具体的には、ケース６５１及びケース６５１内に収容される伝達機構）を取り外した状態を示している。

図６Ａ、図６Ｂに示すように、第１スライダ６３は、ベース部６３１と、ベース部６３１の上方に被せられるカバー部６３２と、カバー部６３２内に配置されるナット部６３３及び複数（本実施の形態では４個）のローラ６３４とを有する。第１スライダ６３は、内部にナット部６３３及び複数のローラ６３４を収容した状態でカバー部６３２がベース部６３１の上面に固定されることで構成される。第１スライダ６３は、これらの構成要素を有し、駆動機構６５の駆動力を受ける。

ベース部６３１は、車体の幅方向（車幅方向）に延在する長尺部６３１ａと、この長尺部６３１ａの両端に設けられた円板形状部６３１ｂとを有する（図６Ｂ参照）。円板形状部６３１ｂの中央には、貫通孔６３１ｃが形成されている。貫通孔６３１ｃには、ベース部６３１の下方側から固定ネジ６３５が挿通される。この固定ネジ６３５は、上述した固定ネジ６６４と共に第１スライダ６３を固定板６６に固定する役割を果たす。

カバー部６３２は、下方側に開口した箱状体６３２ａと、この箱状体６３２ａの側面から延出して設けられた円板形状部６３２ｂとを有する（図６Ａ参照）。箱状体６３２ａは、概して車幅方向に長辺を配置した直方体形状を有している。円板形状部６３２ｂは、箱状体６３２ａの車幅方向の側面の一部が下方側に延出する腕部６３２ｃの先端に設けられている。また、箱状体６３２ａには、この腕部６３２ｃに対向して支持壁部６３２ｄが下方側に延びて設けられている。ガイドレール６２のレール部６２１は、これらの腕部６３２ｃと支持壁部６３２ｄとの間の空間に配置される。円板形状部６３２ｂは、ベース部６３１の円板形状部６３１ｂと略同一寸法に設けられ、その中央には固定ネジ６３５が挿通される貫通孔６３２ｅが形成されている。

ナット部６３３は、平板形状を有している（図６Ｂ参照）。ナット部６３３の前後方向の寸法は、カバー部６３２の内壁面間の寸法よりも僅かに小さく構成されている。また、ナット部６３３の車幅方向の寸法は、カバー部６３２の支持壁部６３２ｄ間の寸法よりも僅かに小さく構成されている。したがって、カバー部６３２内に収容された状態で、ナット部６３３の前面及び後面は微小なギャップを有した状態でカバー部６３２の内壁面と対向し、左右の側面は微小なギャップを有した状態で支持壁部６３２ｄの内壁面と対向する。ナット部６３３の中央には、車体の前後方向に貫通孔６３３ａが形成されている。貫通孔６３３ａは、その内周面にネジ溝が形成されており、後述する駆動機構６５のリードネジ６５３の一部と螺合可能に構成されている。

複数のローラ６３４は、ガイドレール６２のレール部６２１を構成する棒材を収容可能な溝部が外周面に形成されたガイドローラで構成される（図６Ｂ参照）。これらのローラ６３４は、カバー部６３２内に収容された状態で、カバー部６３２の腕部６３２ｃと支持壁部６３２ｄとの間の空間に回転可能に軸支される。これらのローラ６３４は、位置調整機構６０１が組み立てられた状態にて、ガイドレール６２のレール部６２１を上下方向から挟み込む位置に配置されている。

第２スライダ６４は、図４及び図５に示すように、固定板６６の前端部に設けられた後述するノーズ部６６２に揺動自在に取り付けられている。第２スライダ６４は、概して直方体形状を有する本体部６４１と、この本体部６４１の側面に回転可能に支持される複数（本実施の形態では６個）のローラ６４２とを有する。第２スライダ６４は、本体部６４１に車幅方向に貫通する貫通孔６４１ａに挿通された固定ネジ７０によって固定板６６のノーズ部６６２に揺動自在に取り付けられる（図６Ａ、図６Ｂ参照）。

本体部６４１は、ガイドレール６２の左右一対のレール部６２１の間に配置される。本体部６４１は、第２スライダ６４が固定板６６に取り付けられた状態において、レール部６２１の傾斜部６２１ｂに対応する位置に配置される。複数のローラ６４２は、第１スライダ６３のローラ６３４と同様に、ガイドレール６２のレール部６２１を構成する棒材を収容可能な溝部が外周面に形成されたガイドローラで構成される（図６Ｂ参照）。複数のローラ６４２は、ガイドレール６２のレール部６２１を上下方向から挟み込む位置に配置されている。なお、ローラ６４２は、第１スライダ６３のローラ６３４と異なり、レール部６２１の延在方向の異なる位置にて、レール部６２１を上下方向から挟み込むように構成されている。

駆動機構６５は、図４に示すように、駆動機構６５の構成部品を支持、収容するケース６５１と、ケース６５１から一部が前方側に突出するように支持されたステッピングモータ６５２と、ケース６５１に回転自在に軸支されるリードネジ６５３と、ステッピングモータ６５１の駆動力をリードネジ６５２に伝達する図示しない伝達機構とを有する。なお、ステッピングモータ６５２は、特許請求の範囲における駆動モータを構成する。駆動機構６５は、例えば、上述した入力手段１０４を介して運転者からサドル６の位置調整機能の実行が指示された場合に駆動される。

ケース６５１は、概して前方側に開口した形状を有する（図６Ａ参照）。ケース６５１には、下方側部分にステッピングモータ６５２を支持するモータ支持部６５１ａと、上方側部分にリードネジ６５３を回転自在に支持するネジ支持部６５１ｂとが設けられている。また、このネジ支持部６５１ｂの側方には、ガイドレール６２の軸部６２３を保持するレール保持部６５１ｃが設けられている。レール保持部６５１ｃの端部近傍の前面には、内部に収容した軸部６２３の脱落を防止する一対のストッパ６５１ｄが設けられている。

ステッピングモータ６５２は、本実施の形態に係る位置調整機構６０１の駆動源を構成する。ステッピングモータ６５２は、図示しない駆動軸をケース６５１内に位置させると共に、モータ本体部６５２ａをケース６５１の前方側に露出させた状態でモータ支持部６５１ａに支持されている（図４参照）。ステッピングモータ６５２の駆動軸には駆動ギヤが固定されており、この駆動ギヤがケース６５１に収容された伝達機構の入力ギヤに噛合するように構成されている。なお、ステッピングモータ６５２は、上述したバッテリ１１から電力の供給を受けて駆動される。

ケース６５１に収容される伝達機構は、複数のギヤで構成されている。伝達機構は、上述した入力ギヤにステッピングモータ６５２から入力された駆動力を、中間ギヤを介して出力ギヤに伝達する。この伝達機構の出力ギヤは、後述するリードネジ６５３のギヤ６５３ｃに噛合するように構成されている。したがって、ステッピングモータ６５２から入力された駆動力は、伝達機構を構成する複数のギヤを介してリードネジ６５３に伝達される。

リードネジ６５３は、頭部６５３ａと、頭部６５３ａから前方側に延びるネジ軸部６５３ｂと、ネジ軸部６５３ｂの外周に設けられたギヤ部６５３ｃとを有する（図６参照）。リードネジ６５３は、ネジ軸部６５３ｂを前後方向に延在させた状態でケース６５１のネジ支持部６５１ｂに回転自在に支持されている。リードネジ６５３は、ギヤ部６５３ｃがケース６５１内の伝達機構の出力ギヤと噛合する位置に配置される。ネジ軸部６５３ｂは、ガイドレール６２の一対のレール部６２１の間で前後方向に延在し、第１スライダ６３のナット部６３３に形成された貫通孔６３３ａに挿通される。ナット部６３３の貫通孔６３３ａとネジ軸部６５３ｂとの間には複数の微小なボールが収容されている。すなわち、駆動機構６５は、ボールネジ機構を有する。

固定板６６は、平面視にて概してＹ字形状を有する平面部６６１を備える（図５参照）。この平面部６６１の前端部には、下方側及び後方側に開口した形状を有するノーズ部６６２が設けられている。ノーズ部６６２は、その内側の空間に第２スライダ６４の一部を収容可能に構成されている。また、平面部６６１の後端部には、固定ネジ６３５が挿通される一対の固定孔６６３が形成されている。固定板６６の上方には、図示しないサドル本体が装着される。このサドル本体の上面に配置される座面は、固定板６６の平面部６６１と平行に配置される。

位置調整機構６０１は、このような構成部品を有し、図４に示すように、クランプ部材６１のレール保持部６１３でガイドレール６２を保持する。ガイドレール６２には、第１スライダ６３及び第２スライダ６４がスライド移動可能に取り付けられる。これらの第１スライダ６３及び第２スライダ６４には固定板６６が固定されている。第１スライダ６３及び第２スライダ６４を介してガイドレール６２に取り付けられた状態において、固定板６６の平面部６６１と傾斜部６２１ｂとは一定以上の角度差を有して配置される。

固定板６６に固定された状態において、第１スライダ６３は、シートポスト２３ａの後方側に配置される。一方、第２スライダ６４は、シートポスト２３ａの前方側に配置されている。このように第１スライダ６３をシートポスト２３ａの後方側に配置し、第２スライダ６４をシートポスト２３ａの前方側に配置することにより、シートポスト２３ａの前方側及び後方側の空間を有効に活用することができる。これにより、サドル６の周辺に大きな空間を必要とすることなく位置調整機構６０１を組み込むことができる。

駆動機構６５は、第１スライダ６３の後方側に配置されている。このため、比較的大きなスペースが必要となる駆動機構６５をサドル６の後方側に配置することができる。これにより、乗車時や運転時などに駆動機構６５が運転者の邪魔になるのを防止することができる。駆動機構６５は、ガイドレール６２の一対のレール部６２１の間に配置されたネジ軸部６５３ｂを回転させることで第１スライダ６３のナット部６３３に駆動力を供給する。これにより、ガイドレール６２の間に形成される空間を有効に活用しながら、駆動機構６５の駆動力を第１スライダ６３に伝達することができる。

駆動機構６５は、ガイドレール２１の軸部６２３をケース６５１のレール保持部６５１ｃで保持している（図６参照）。レール保持部６５１ｃで軸部６２３を保持することにより、駆動機構６５は、軸部６２３の軸心を中心に揺動可能にガイドレール６２の後端部に取り付けられた状態となっている。このため、駆動機構６５から第１スライダ６３に駆動力を伝達する上で必要な構成部品間の位置精度を確保しつつ、第１スライダ６３を駆動することができる。これにより、例えば、運転者の体重等によりガイドレール６２が瞬間的に歪むような場合でも、駆動機構６５がガイドレール６２に対して揺動することによりその歪みを吸収しながら第１スライダ６３を駆動することができる。

ガイドレール６２に駆動機構６５が取り付けられた状態において、ケース６５１のネジ支持部６５１ｂに支持されたリードネジ６５３は、第１スライダ６３のナット部６３３の貫通孔６３３ａに挿通される（図６Ｂ参照）。ケース６５１内に収容された伝達機構は、出力ギヤがリードネジ６５３のギヤ部６５３ｃに噛合する一方、入力ギヤがステッピングモータ６５２の駆動ギヤと噛合している。この状態において、ステッピングモータ６５２が駆動されると、その駆動力が伝達機構を介してギヤ部６５３ｃに伝達され、ネジ軸部６５３ｂが軸心回りに回転する。

ネジ軸部６５３ｂが回転することにより、第１スライダ６３のナット部６３３が前後方向に移動する。例えば、前面視にてネジ軸部６５３ｂが反時計回り方向に回転することにより、ナット部６３３が前方側に移動する一方、前面視にてネジ軸部６５３ｂが時計回り方向に回転することにより、ナット部６３３が後方側に移動する。ナット部６３３の移動に応じて第１スライダ６３が前後方向に移動する。この第１スライダ６３の移動に伴い、固定板６６を移動すると共に、固定板６６のノーズ部６６２に固定された第２スライダ６４も移動する。

第２スライダ６４は、ガイドレール６２の傾斜部６２１ｂ上を移動する。したがって、第２スライダ６４が前方側に移動する場合には、傾斜部６２１ｂに沿って下降しながら移動する。一方、第２スライダ６４が後方側に移動する場合には、傾斜部６２１ｂに沿って上昇しながら移動する。固定板６６に固定されるサドル本体は、傾斜部６２１ｂにおける第２スライダ６４の位置に応じて角度が変化する。

ここで、本実施の形態に係る位置調整機構６０１の動作について、図７を参照して説明する。図７は、本実施の自転車１のサドル６に適用される位置調整機構６０１の動作の説明図である。なお、図７Ａにおいては、第１スライダ６３が駆動されていない状態（初期状態）を示している。

図７Ａに示すように、初期状態においては、第１スライダ６３が最も後方側に配置されている。この場合、第１スライダ６３は、側面視にて駆動機構６５の近傍の位置に配置されている。また、第２スライダ６４は、ガイドレール６２の傾斜部６２１ｂの頂部６２１ａ寄りの位置に配置されている。すなわち、第２スライダ６４は、傾斜部６２１ｂのうち、上方側部分に配置されている。このとき、第１スライダ６３及び第２スライダ６４に固定される固定板６６の平面部６６１は、自転車１が走行する地面と平行に配置される。

図７Ａに示す状態から、駆動機構６５のステッピングモータ６５２が駆動されると、上述したように、駆動力が伝達機構を介してリードネジ６５３のネジ軸部６５３ｂに伝達され、ネジ軸部６５３ｂが回転する。このネジ軸部６５３ｂの回転に応じてナット部６３３が前方側に送り出され、このナット部６３３の移動に伴い第１スライダ６３が前方側に移動する。そして、この第１スライダ６３の移動に伴い、これに固定された固定板６６が前方側に移動する。この固定板６６の移動に伴い、ノーズ部６６２に取り付けられた第２スライダ６４は、ガイドレール６２の傾斜部６２１ｂに沿って下降しながら前方側に移動する。このとき、固定板６６の平面部６６１は、前端部が後端部よりも下がった状態となっている。

図７Ｂにおいては、第１スライダ６３が最も前方側まで移動された状態を示している。この場合、第１スライダ６３は、側面視にてクランプ部材６１のレール保持部６１３の近傍の位置に配置されている。また、第２スライダ６４は、ガイドレール６２の傾斜部６２１ｂの連結部６２２寄りの位置に配置されている。すなわち、第２スライダ６４は、傾斜部６２１ｂのうち、下方側部分に配置されている。このとき、第１スライダ６３及び第２スライダ６４に固定される固定板６６の平面部６６１は、自転車１が走行する地面に対して前方側に傾斜した状態となる。

すなわち、本実施の形態に係る位置調整機構６０１においては、第１スライダ６３が図７Ａに示す状態から図７Ｂに示す状態まで移動する過程において、固定板６６（より具体的には、固定板６６に固定されたサドル６）の前後方向の位置を移動しながら、その平面部６６１（より具体的には、サドル６の座面部）を水平状態から前傾した状態に調整することができる。

次に、この位置調整機構６０１を用いた位置調整システム１００のサドル６の位置調整動作について説明する。図８は、本実施の形態に係る位置調整システム１００のサドル６の位置調整動作について説明するためのフロー図である。なお、このサドル６の位置調整動作に先立ち、制御手段１０１の記憶部１１２には、外部端末２００から運転者の膝下長ａが転送され、保持されているものとする。ここでは、外部端末２００から膝下長ａが転送される場合について説明するが、運転者が運転前に入力手段１０４を介して膝下長ａを入力するようにしてもよい。

図８に示すように、サドル６の位置調整動作を行う際、制御手段１０１の調整値演算部１１１は、まず、傾斜センサ１０２で検出された傾斜角θを読み出す（ステップ（以下、「ＳＴ」という）８０１）。傾斜センサ１０２は、サドル６の自動調整機能がオンされている間、一定間隔で走行路の傾斜角度を検出すると共に、検出した傾斜角度を最新の検出結果に更新している。なお、傾斜センサ１０２で検出された傾斜角θは、記憶部１１２に保存されている。

調整値演算部１１１は、読み出した傾斜角θと、記憶部１１２に登録された運転者の膝下長ａとに基づいてサドル６の前後方向の移動量（以下、適宜「サドル移動量」という）ｂを算出する（ＳＴ８０２）。より具体的には、調整値演算部１１１は、以下の（式１）に従ってサドル移動量ｂを算出する。
ｂ ＝ ａ × ｓｉｎθ （式１）

そして、調整値演算部１１１は、算出したサドル移動量ｂと、前回の処理で算出されたサドル移動量（以下、「前回サドル移動量」という）ｂ１との差分Δｂを以下の（式２）により算出する（ＳＴ８０３）。なお、前回サドル移動量ｂ１は、前回の算出時に記憶部１１２に保存されている。
Δｂ ＝ ｂ − ｂ１ （式２）

次に、調整値演算部１１１は、差分Δｂが予め定めたサドル６の最小移動量ｂｍｉｎよりも大きいかを以下の（式３）により判定する（ＳＴ８０４）。このように差分Δｂが最小移動量ｂｍｉｎより大きいか判定するのは、差分Δｂが微小にも関わらず、サドル６の位置調整動作が実行される事態を回避するためである。
ｂｍｉｎ ＜ ｜Δｂ｜ （式３）

ＳＴ８０４の判定において、差分Δｂが最小移動量ｂｍｉｎ以下である場合には、サドル６の位置調整動作を終了する。一方、差分Δｂが最小移動量ｂｍｉｎよりも大きい場合には、調整値演算部１１１は、前回サドル移動量ｂ１に移動量ｂを保存する（ＳＴ８０５）。

次に、調整値演算部１１１は、記憶部１１２に保存された調整値テーブルから、差分Δｂに対応するパルス数Ｐｎ１を読み出す（ＳＴ８０６）。ここで、記憶部１１２に保存される調整値テーブルの具体例について説明する。図９は、本実施の形態に係る位置調整システム１００の制御手段１０１の記憶部１１２に保存される調整値テーブルの一例の説明図である。なお、図９Ａは、サドル移動量の差分Δｂに応じたパルス数Ｐｎ１を定める調整値テーブルＴ１を示している。また、図９Ｂは、後述する傾斜角θの差分Δθに応じたパルス数Ｐｎ２を定める調整値テーブルＴ２を示している。位置調整機構６０１では、図９Ａに示す調整値テーブルＴ１のみが使用される。

図９Ａに示すように、調整値テーブルＴ１には、サドル移動量の差分Δｂに応じたパルス数Ｐｎ１が定められている。差分Δｂには、最小移動量ｂｍｉｎを基準とした値が登録されている。例えば、差分Δｂとの差が＋１１ｍｍ（−１１ｍｍ）の場合には、パルス数Ｐｎ１として＋２０パルス（−２０パルス）が関連付けられている。また、差分Δｂとの差が＋１ｍｍ（−１ｍｍ）の場合には、パルス数Ｐｎ１として＋１０パルス（−１０パルス）が関連付けられている。

最後に、調整値演算部１１１は、読み出したパルス数Ｐｎ１を、駆動機構６５を構成するステッピングモータ６５２に出力する（ＳＴ８０７）。ステッピングモータ６５２は、調整値演算部１１１から与えられたパルス数Ｐｎ１だけ駆動し、第１スライダ６３を前後方向に移動する。このとき、この第１スライダ６３の移動に伴って第２スライダ６４が傾斜部６２１ｂを移動する。これにより、これらに固定された固定板６６の傾斜角度が調整される。この結果、サドル６の前後方向の位置及び角度が調整される。

このような一連のサドル６の位置調整動作が運転している間、繰り返し実行される。これにより、傾斜センサ１０２で検出された走行路の傾斜角度に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度が自動的に調整される。このため、運転者にサドル６の位置等の調整作業を要求することなく、走行路の傾斜角度に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度を調整することができる。

特に、位置調整機構６０１を用いてサドル６の位置等を調整する場合には、ガイドレール６２に沿って第１スライダ６３、第２スライダ６４を移動させるだけでサドル６の位置等を変化させることができるので、複雑な構成を必要とすることなくサドル６の前後方向の位置及び角度を調整することができる。

また、移動量ｂを算出する際、調整値演算部１１１は、走行路の傾斜角θ及び運転者の膝下長ａに基づいて演算処理を行う（ＳＴ８０２）。このため、運転者にとって適切な前後方向の位置及び角度にサドル６を配置することができる。この結果、より運転し易い運転姿勢を運転者に提供することができる。

さらに、調整値演算部１１１は、先行して算出された前回移動量ｂ１と、現在の走行路の傾斜角度に応じた算出された移動量ｂとの差分に基づいて位置調整機構６０１に駆動量を指示する。これにより、サドル６の移動量を縮小することができ、走行路の傾斜角度に応じて適時にサドル６の前後方向の位置及び角度を調整することができる。

次に、本実施の形態に係る自転車１のサドル６に適用される他の位置調整機構６０２の構成について、図１０〜図１２を参照しながら説明する。図１０及び図１１は、それぞれ本実施の形態に係る自転車１のサドル６に適用される他の位置調整機構６０２の側面図及び斜視図である。図１０及び図１１においては、説明の便宜上、サドル６を構成するサドル本体を省略している。図１２は、本実施の形態に係る自転車１のサドル６に適用される位置調整機構６０２の構成部品の説明図である。図１２においては、説明の便宜上、図１１に示す位置調整機構６０２の一部の構成部品を省略している。なお、図１０〜図１２において、図４〜図７に示す位置調整機構６０１と共通の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１０及び図１１に示すように、位置調整機構６０２は、シートポスト２３ａの上端部に着脱可能に取り付けられる。位置調整機構６０２は、クランプ部材６７と、駆動機構６８と、一対の支持部材６９（６９１、６９２）と、固定板６６とを含んで構成される。

クランプ部材６７は、概して円筒形状を有する円筒形状部６７１と、この円筒形状部６１１の後部から後方側に延びる一対の支持壁部（不図示）と、これらの支持壁部との間で後述する駆動機構６８のケース６８１の固定壁部６８１ｃを挟持する挟持部６７２と、これらの挟持部６７２に車幅方向に挿通される固定ネジ６７３とを有する。クランプ部材６７は、円筒形状部６７１の内側にシートポスト２３ａの上端部を収容した状態で、左右の挟持部６７２の外側から固定ネジ６７３で締め付けることにより、円筒形状部６７１の内壁面が縮小されてシートポスト２３ａに固定される。

駆動機構６８は、駆動機構６８の一部の構成要素を収容するケース６８１と、このケース６８１の後方側に配置されるギヤードモータ６８２とを有する。ギヤードモータ６８２は、本実施の形態に係る位置調整機構６０２の駆動源を構成するものであり、ケース６８１内に収容される構成要素に駆動力を供給する。なお、ギヤードモータ６８２は、特許請求の範囲における駆動モータを構成する。

ケース６８１は、概して上方に開口した下部ケース６８１ａと、概して下方に開口した上部ケース６８１ｂとを組み合わせて構成される。下部ケース６８１ａ及び上部ケース６８１ｂを組み合わせた状態にて、ケース６８１は、前後方向に長手方向を配置した直方体形状を有し、その内部に駆動機構６８の構成部品を収容する空間が形成されている。下部ケース６８１ａの下面の中央近傍には、下方側に突出する一対の固定壁部６８１ｃが設けられている。これらの固定壁部６８１ｃは、クランプ部材６７の一対の支持壁部と挟持部６７２との間に配置される。

ケース６８１の車幅方向の両側面には、前後に離間して一対の開口部６８１ｄ、６８１ｅが形成されている。これらの開口部６８１ｄ、６８１ｅは、下部ケース６８１ａと、上部ケース６８１ｂとの境界部分に形成されている。これらの開口部６８１ｄ、６８１ｅからは、後述するナット部６８３ｃ、６８４ｃの軸部６８３ｄ、６８４ｄがケース６８１の内側から突出している。上部ケース６８１ｂの上面には、前後方向に延在する凹部６８１ｆが形成されている（図１１参照）。この凹部６８１ｆは、後述する支持部材６９１、６９２のローラ部６９４、６９５をガイドするガイド溝として機能する。

ケース６８１の内部には、図１２に示すように、前後に配置された空間Ｓ１と空間Ｓ２とが形成されている。これらの空間Ｓ１、Ｓ２には、それぞれボールネジ構造部６８３、６８４が配設される。ボールネジ構造部６８３は、下部ケース６８１ａに軸受けを介して回転自在に支持されるネジ軸部６８３ａと、このネジ軸部６８３ａの後端部に一体に設けられたギヤ部６８３ｂと、ネジ軸部６８３ａに取り付けられたナット部６８３ｃとを有する。同様に、ボールネジ構造部６８４は、ネジ軸部６８４ａと、ギヤ部６８４ｂと、ナット部６８４ｃとを有する。

ナット部６８３ｃは、概して直方体形状を有すると共にその中央に前後方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔にネジ軸部６８３ａが貫通している。ナット部６８３ｃの貫通孔とネジ軸部６８３ａとの間には複数の微小なボールが収容されている。これらの微小なボールは、ナット部６８３ｃの円滑な移動をサポートする役割を果たす。また、ナット部６８３ｃの両側面には、ケース６８１の側方側に延びる軸部６８３ｄが設けられている。これらの軸部６８３ｃは、開口部６８１ｄを介してケース６８１の車幅方向の外側に突出する。

同様に、ナット部６８４ｃは、概して直方体形状を有すると共にその中央に前後方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔にネジ軸部６８４ａが貫通している。ナット部６８４ｃの貫通孔とネジ軸部６８４ａとの間には複数の微小なボールが収容されている。これらの微小なボールは、ナット部６８４ｃの円滑な移動をサポートする役割を果たす。また、ナット部６８４ｃの両側面には、ケース６８１の側方側に延びる軸部６８４ｄが設けられている。これらの軸部６８４ｃは、開口部６８１ｅを介してケース６８１の車幅方向の外側に突出する。

ギヤードモータ６８２は、筐体内に図示しない２つのステッピングモータを備えている。これらのステッピングモータの駆動軸には、直接的又は間接的にそれぞれ動力伝達シャフト６８２ａ、６８２ｂが連結されている。これらの動力伝達シャフト６８２ａ、６８２ｂは、ギヤードモータ６８２の筐体の前面から露出し、前方側に向けて延出している。これらの動力伝達シャフト６８２ａ、６８２ｂは、ケース６８１内で平行に配置され、互いに異なる長さを有している。

動力伝達シャフト６８２ａは、空間Ｓ１に到達する長さを有する。動力伝達シャフト６８２ａの先端には、ギヤ部６８２ｃが設けられている。このギヤ部６８２ｃは、ボールネジ構造部６８３のギヤ部６８３ｂと噛合するように配置される。すなわち、ギヤードモータ６８２から供給される駆動力は、動力伝達シャフト６８２ａを介してボールネジ構造部６８３に伝達される。これにより、ネジ軸部６８３ｂが軸周りに回転し、ナット部６８３ｃが前後方向に移動できるように構成されている。

一方、動力伝達シャフト６８２ｂは、空間Ｓ２に到達する長さを有する。動力伝達シャフト６８２ｂの先端には、ギヤ部６８２ｄが設けられている。このギヤ部６８２ｄは、ボールネジ構造部６８４のギヤ部６８４ｂと噛合するように構成されている。すなわち、ギヤードモータ６８２から供給される駆動力は、動力伝達シャフト６８２ｂを介してボールネジ構造部６８４に伝達される。これにより、ネジ軸部６８４ｂが軸周りに回転し、ナット部６８４ｃが前後方向に移動できるように構成されている。

支持部材６９は、固定板６６を支持する役割を果たすものであり、図１０及び図１１に示すように、前方側に配置される第１支持部材６９１と、後方側に配置される第２支持部材６９２とを有する。なお、第１支持部材６９１、第２支持部材６９２は、それぞれ特許請求の範囲における第１、第２の支持部材を構成する。第１支持部材６９１は、固定板６６の前方側部分を下方側から支持し、第２支持部材６９２は、固定板６６の後方側部分を下方側から支持する。第１支持部材６９１は、後述する連結アーム６９３を介して固定板６６の前端部近傍を揺動可能に支持するように構成されている。

第１支持部材６９１は、前面視にて平面部６９１ａと、この平面部６９１ａの両側縁部から垂下する一対の側面部６９１ｂとを有する（図１１参照）。第１支持部材６９１は、ケース６８１の上方側に配置され、一対の側面部６９１ｂの内側にケース６８１の前端部近傍を収容するように配置されている。

平面部６９１ａの上面中央には、アーム支持台６９１ｃが設けられている。このアーム支持台６９１ｃは、固定板６６のノーズ部６６２に連結される連結アーム６９３を揺動可能に支持する。連結アーム６９３は、側面視して概して長方形状を有し、その上端部近傍が回転軸６９３ａを介してノーズ部６６２に連結される一方、その下端部近傍が回転軸６９３ｂを介してアーム支持台６９１ｃに連結されている。連結アーム６９３は、これらの回転軸６９３ａ、６９３ｂの軸心を中心に揺動可能に構成されている。なお、この連結アーム６９３は、特許請求の範囲における連結部材を構成する。

また、平面部６９１ａの下方には、前後に離間して一対のローラ６９４が配置されている（図１１参照。後方側のローラ６９４については不図示）。これらのローラ６９４は、左右の側面部６９１ｂの上端部近傍にて軸部６９４ａを介して回転可能に支持されている。それぞれのローラ６９４は、上部ケース６８１ｂの凹部６８１ｆよりも僅かに狭い幅を有している。第１支持部材６９１が前後方向に移動する際に、凹部６８１ｆ内で回転しながら前後方向に移動する。

さらに、側面部６９１ｂの下端部中央には、下方側に開口した係合溝６９１ｄが形成されている。この係合溝６９１ｄは、第１支持部材６９１がケース６８１に取り付けられた状態において、ケース６８１の開口部６８１ｄを介して突出する軸部６８３ｄを収容して係合する。このため、ケース６８１内のボールネジ構造部６８３が駆動され、ナット部６８３ｃが前後方向に移動すると、軸部６８３ｄを介して第１支持部材６９１も前後方向に移動できるように構成されている。

第２支持部材６９２は、前面視にて平面部６９２ａと、この平面部６９２ａの両側縁部から垂下する一対の側面部６９２ｂと、これらの側面部６９２ｂの下端部から側方側に延出する一対の支持面部６９２ｃと、支持面部６９２ｃにクッション部材Ｃ２を介して連結される連結部６９２ｄとを有する（図１１参照）。第２支持部材６９２は、第１支持部材６９１と同様に、ケース６８１の上方側に配置され、一対の側面部６９２ｂの内側にケース６８１の後端部近傍を収容するように配置されている。

平面部６９２ａの下方には、前後に離間して一対のローラ６９５が配置されている（図１１参照。後方側のローラ６９５については不図示）。これらのローラ６９５は、左右の側面部６９２ｂの上端部近傍にて軸部６９５ａを介して回転可能に支持されている。それぞれのローラ６９５は、ローラ６９４と同様に、上部ケース６８１ｂの凹部６８１ｆよりも僅かに狭い幅を有している。第２支持部材６９２が前後方向に移動する際に、凹部６８１ｆ内で回転しながら前後方向に移動する。

また、側面部６９２ｂ及び支持面部６９２ｃの接続部分の中央には、係合部６９２ｅが開口して形成されている。この係合部６９２ｅは、第２支持部材６９２がケース６８１に取り付けられた状態において、ケース６８１の開口部６８１ｅを介して突出する軸部６８４ｄを収容して係合する（図１２参照）。このため、ケース６８１内のボールネジ構造部６８４が駆動され、ナット部６８４ｃが前後方向に移動すると、軸部６８４ｄを介して第２支持部材６９２も前後方向に移動できるように構成されている。

左右一対の支持面部６９２ｃの上面には、クッション部材Ｃ２が配置されている。これらのクッション部材Ｃ２は、支持面部６９２ｃの下方側から固定ネジ６９２ｆで固定されている（図１０参照）。一方、左右のクッション部材Ｃ２の上面部には、これらを連結するように連結部６９２ｄが配置されている。

連結部６９２ｄは、車幅方向に延在する長尺部６９２ｇと、長尺部６９２ｇの両端部に設けられる円板形状部６９２ｈと、長尺部６９２ｇから上方側に向けて設けられた一対の支持台部６９２ｉとを有する（図１１参照）。連結部６９２ｄは、円板形状部６９２ｈの上方側から固定ネジ６９２ｊでクッション部材Ｃ２に固定されている。支持台部６９２ｉの上端部は、固定板６６の下面に設けられた固定片６６５に連結されている。固定片６６５は、一対の支持台部６９２ｉに軸支された支持軸６９２ｋを介して連結されている。支持台部６９２ｉは、固定板６６の固定片６６５を一定高さに配置した状態で支持するように構成されている。

位置調整機構６０２は、このような構成部品を有し、図１０に示すように、駆動機構６８のケース６８１に、前後方向に離間して第１支持部材６９１、第２支持部材６９２が配置されている。これらの第１支持部材６９１、第２支持部材６９２は、開口部６８１ｄ、６８１ｅを介して突出する軸部６８３ｄ、６８４ｄと係合して配置されている。このため、ギヤードモータ６８２からの駆動力を受けてケース６８１内のボールネジ構造部６８３、６８４が駆動されると、これに伴って第１支持部材６９１、第２支持部材６９２が前後方向に移動する。

ギヤードモータ６８２からの駆動力は、筐体内に収容される２個のステッピングモータから供給される。これらのステッピングモータの駆動力は、動力伝達シャフト６８２ａ、６８２ｂを介してボールネジ構造部６８３、６８４に独立して供給することができる。このため、位置調整機構６０２では、ボールネジ構造部６８３、６８４のいずれか一方のみ又は双方を駆動することができる。そして、このようなボールネジ構造部６８３、６８４の駆動に伴い、第１支持部材６９１、第２支持部材６９２のいずれか一方のみ又は双方が前後方向に移動する。

ここで、本実施の形態に係る位置調整機構６０２の動作について、図１０及び図１３を参照して説明する。図１３は、本実施の自転車１のサドル６に適用される位置調整機構６０２の動作の説明図である。図１３Ａにおいては、図１０に示す状態から第１支持部材６９１及び第２支持部材６９２が前方側に移動した状態を示している。図１３Ｂにおいては、図１３Ａに示す状態から第１支持部材６９１のみを後方側に移動した状態を示している。なお、図１０においては、第１支持部材６９１、第２支持部材６９２のいずれも駆動されていない状態（初期状態）を示している。

図１０に示すように、初期状態においては、第１支持部材６９１及び第２支持部材６９２の双方が最も後方側に配置されている。この場合、第１支持部材６９１、第２支持部材６９２は、側面視にてそれぞれ開口部６８１ｄ、６８１ｅの後方側部分に対応する位置に配置されている。第１支持部材６９１上の連結アーム６９３は、上端部が僅かに前方側に傾いた状態でアーム支持台６９１ｃに連結されている。このとき、第１支持部材６９１及び第２支持部材６９２に支持される固定板６６の平面部６６１は、自転車１が走行する地面と平行に配置される。

図１０に示す初期状態から、例えば、ナット部６８３ｃ、６８４ｃが前方側に進むようにボールネジ構造部６８３、６８４の双方に駆動力が供給されると、軸部６８３ｄ、６８４ｄを介して第１支持部材６９１、第２支持部材６９２も前方側に移動する（図１３Ａ参照）。これにより、これらの第１支持部材６９１及び第２支持部材６９２に支持された固定板６６も前方側に移動する。この場合、第１支持部材６９１及び第２支持部材６９２が同時に移動することから、これらの間隔が維持される。このため、固定板６６の平面部６６１は、自転車１が走行する地面と平行に配置された状態を維持したまま前方側に移動する。

また、図１３Ａに示す状態から、例えば、ナット部６８３ｃが後方側に進むようにボールネジ構造部６８３のみに駆動力が供給されると、軸部６８３ｄを介して第１支持部材６９１のみが後方側に移動する。この場合、第２支持部材６９２が固定された状態で第１支持部材６９１のみが後方側に移動する（図１３Ｂ参照）。第１支持部材６９１のみが後方側に移動すると、連結アーム６９３を介して固定板６６のノーズ部６６２が引き下げられる。これにより、固定板６６は、前端部を僅かに下方側に配置した傾斜状態（前傾状態）となる。

すなわち、本実施の形態に係る位置調整機構６０２においては、図１０に示す状態から図１３Ａの状態に示すように移動する過程においてサドル６の前後方向の位置を調整することができる。また、本実施の形態に係る位置調整機構６０２においては、図１０に示す状態から図１３Ｂの状態に示すように移動する過程においてサドル６の角度を調整することができる。

次に、この位置調整機構６０２を用いた位置調整システム１００のサドル６の位置調整動作について説明する。図１４は、本実施の形態に係る位置調整システム１００のサドル６の位置調整動作について説明するためのフロー図である。なお、図１４において、図８と共通する処理については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

位置調整機構６０２を利用する場合においても、制御手段１０１の調整値演算部１１１は、図１４に示すように、ＳＴ８０１〜ＳＴ８０７の処理を実行する。なお、ＳＴ８０７において、調整値演算部１１１は、調整値テーブルＴ１から読み出したパルス数Ｐｎ１を、ギヤードモータ６８２を構成する２つのステッピングモータの双方に出力する。２つのステッピングモータは、調整値演算部１１１から与えられたパルス数Ｐｎ１だけ駆動し、第１支持部材６９１、第２支持部材６９２を前後方向に同時に移動する。

次に、調整値演算部１１１は、ＳＴ８０２にて読み出した傾斜角θと、前回の処理で記憶部１１２に記憶された傾斜角θ１（以下、「前回傾斜角」という）θ１との差分Δθを以下の（式４）により算出する（ＳＴ９０１）。このように差分θを算出した後、調整値演算部１１１は、ＳＴ８０２で読み出した傾斜角θを前回傾斜角θ１に保存する（ＳＴ９０２）。
Δθ ＝ θ − θ１ （式４）

そして、調整値演算部１１１は、記憶部１１２に保存された調整値テーブルから、差分Δθに対応するパルス数Ｐｎ２を読み出す（ＳＴ９０３）。ここで、記憶部１１２に保存される調整値テーブルＴ２の具体例について説明する。図９Ｂに示すように、調整値テーブルＴ２には、傾斜角の差分Δθに応じたパルス数Ｐｎ２が定められている。例えば、差分Δθが−０．６度（＋０．６度）の場合には、パルス数Ｐｎ２として＋６パルス（−６パルス）が関連付けられている。また、差分Δθが−０．１度（＋０．１度）の場合には、パルス数Ｐｎ２として＋１パルス（−１パルス）が関連付けられている。

最後に、調整値演算部１１１は、読み出したパルス数Ｐｎ２を、ギヤードモータ６８２を構成する２つのステッピングモータの一方に出力する（ＳＴ９０４）。該当するステッピングモータは、調整値演算部１１１から与えられたパルス数Ｐｎ２だけ駆動し、第１支持部材６９１又は第２支持部材６９２を前後方向に移動する。これにより、第１支持部材６９１に連結された連結アーム６９３の角度が変更され、固定板６６の傾斜角度が調整される。この結果、サドル６の角度が調整される。

このような一連のサドル６の位置調整動作が運転している間、繰り返し実行される。これにより、傾斜センサ１０２で検出された走行路の傾斜角度に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度が自動的に調整される。このため、運転者にサドル６の位置等の調整作業を要求することなく、走行路の傾斜角度に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度を調整することができる。

特に、位置調整機構６０２を用いてサドル６の位置等を調整する場合には、第１支持部材６９１及び第２支持部材６９２の位置に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度が調整されることから、上述した位置調整機構６０１と比べて、サドル６の前後方向の位置及び角度を細かく調整することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る位置調整システム１００においては、走行路の傾斜角度に応じて演算された調整値を用いて位置調整機構６０１（６０２）によりサドル６の前後方向の位置及び角度が調整される。このため、走行路の傾斜角度に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度が調整される一方、運転者におけるサドル６の位置等の調整作業が不要となる。したがって、運転者に煩雑な作業負担を要求することなく、走行路の傾斜角度に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度を調整することができる。この結果、走行路の傾斜角度に応じて運転者が運転し易い位置にサドル６を配置することが可能となる。

特に、本実施の形態に係る位置調整システム１００においては、走行路の傾斜角度を検出する傾斜センサ１０２を備えている。このため、走行路の傾斜角度を検出する外部端末等の接続作業を必要とすることなく、システム単独で走行路の傾斜角度に応じてサドル６の前後方向の位置及び角度を調整することができる。これにより、外部端末で走行路の傾斜角度を検出する場合と比べてより簡単にサドル６の前後方向の位置及び角度を調整することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、調整値演算部１１１が走行路の傾斜角θ及び運転者の膝下長ａに基づいてサドル移動量ｂを算出する場合について説明している。しかしながら、調整値演算部１１１が参照する運転者の身体の一部については、膝下長ａに限定されるものではなく適宜変更が可能である。上述したような本発明に係る位置調整システム１００の趣旨を逸脱しない場合において、膝下長ａに加えて、或いは、膝下長ａに代えて他の部位（例えば、大腿部）の寸法を参照することができる。この場合には、運転者にとって適切な前後方向の位置及び角度にサドルを配置することができる。

また、上記実施の形態においては、位置調整機構６０２の駆動機構６８を構成するギヤードモータ６８２が２つのステッピングモータを備え、それぞれボールネジ構造部６８３、６８４に駆動力を供給する場合について説明している。しかしながら、ギヤードモータ６８２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、単一のステッピングモータを備え、このステッピングモータからギヤを介してボールネジ構造部６８３、６８４に駆動力を供給するようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、位置調整システム１００が傾斜センサ１０２、入力手段１０４、表示手段１０５などの構成要素を備える場合について示している。しかしながら、位置調整システム１００の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、傾斜センサ１０２、入力手段１０４、表示手段１０５の一部の機能を外部端末２００で実現するようにしてもよい。この場合、外部端末２００と制御手段１０１との間は、有線又は無線接続することができる。このように変更する場合には、自転車１に最低限の機能を備えておくだけで上述した効果を奏することが可能となる。

以上説明したように、本発明は、運転者に煩雑な作業負担を要求することなく、走行路の傾斜角度に応じてサドルの前後方向の位置及び角度を調整することができるという効果を有し、特に、運転者の運転姿勢に好適な位置にサドルを調整可能な自転車に有用である。

１ 自転車
２ 車体フレーム
２３ａ シートポスト
６ サドル
６０１、６０２ 位置調整機構
６１ クランプ部材
６１３ レール保持部
６２ ガイドレール
６２１ レール部
６２１ｂ 傾斜部
６２３ 軸部
６３ 第１スライダ
６３１ ベース部
６３２ カバー部
６３３ ナット部
６３４ ローラ
６４ 第２スライダ
６４１ 本体部
６４２ ローラ
６５ 駆動機構
６５１ ケース
６５２ ステッピングモータ
６５３ リードネジ
６５３ｂ ネジ軸部
６５３ｃ ギヤ部
６６ サドル固定板（固定板）
６６１ 平面部
６６２ ノーズ部
６７ クランプ部材
６８ 駆動機構
６８１ ケース
６８２ ギヤードモータ
６８３、６８４ ボールネジ構造部
６８３ａ、６８４ａ ネジ軸部
６８３ｂ、６８４ｂ ギヤ部
６８３ｃ、６８４ｃ ナット部
６８３ｄ、６８４ｄ 軸部
６９ 支持部材
６９１ 第１支持部材
６９２ 第２支持部材
６９３ 連結アーム

Claims (7)

1. 走行路の傾斜角度に応じたサドルの前後方向の位置及び角度の調整値を演算する演算手段と、前記演算手段で演算した前記調整値に応じて前記サドルの前後方向の位置及び角度を調整する位置調整機構とを備え、
   前記演算手段は、前記走行路の傾斜角度及び運転者の膝下の長さに基づいて下式（１）に従って前記調整値を演算することを特徴とする自転車用サドルの位置調整システム。
   ｂ＝ａ×ｓｉｎθ （１）
   （ａは前記膝下の長さ、θは前記走行路の傾斜角度、ｂは前記調整値をそれぞれ示す。）
2. 前記走行路の傾斜角度を検出する検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の自転車用サドルの位置調整システム。
3. 前記演算手段は、先行して演算された第１調整値と現在の走行路の傾斜角度に応じた前記サドルの前後方向の位置及び角度の第２調整値との差分を前記調整値として前記位置調整機構に出力することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自転車用サドルの位置調整システム。
4. 前記位置調整機構は、前記サドルに固定されるスライド部材と、車体の前後方向に延在し前記スライド部材をガイドするガイドレールと、前記スライド部材を駆動する駆動モータとを有し、前記ガイドレールに、前記スライド部材の位置に応じて前記サドルの角度を変化させる傾斜部を設けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自転車用サドルの位置調整システム。
5. 前記位置調整機構は、前記サドルを支持する第１、第２の支持部材と、前記第１、第２の支持部材を駆動する駆動モータと、前記第１の支持部材及び前記サドルの双方に揺動可能に連結された連結部材とを有し、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材の位置に応じて前記サドルの前後方向の位置及び角度を変化させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自転車用サドルの位置調整システム。
6. 前記演算手段は、前記駆動モータによる駆動量と、先行して演算された第１調整値と現在の走行路の傾斜角度に応じた前記サドルの前後方向の位置及び角度の第２調整値との差分と、を予め定めた調整値テーブルに従って前記調整値を前記位置調整機構に出力することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の自転車用サドルの位置調整システム。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の自転車用サドルの位置調整システムを備えたことを特徴とする自転車。

Images