JPH10119863A - 自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 女性等がスカートを着用しても違和感なく座
乗でき、背筋を伸ばしてのサドルへの自然な着座姿勢と
充分なペダル踏力が得られるとともに、サドルの対地高
さを両足が確実に地面に届くようにしても膝関節をある
程度伸ばしてペダリングすることが可能で、坂道等にお
いても軽快に疲労も少なく安全に走行することができる
自転車を提供する。 【解決手段】 サドル１１を載置したシートポスト１０
を上部から挿入した立パイプ３の下端部近傍にクランク
８におけるクランク軸７を軸支するとともに、該クラン
ク８の両端に一対のペダル９、９を軸着した自転車にお
いて、前記クランク軸７と前記サドル１１の着座中心と
を結ぶ直線が前記クランク軸７を通る水平線となす角度
θを５８°〜６５°とするとともに、クランク軸７から
ペダル９の回転中心までの距離であるクランク長さＬを
１２７ｍｍ〜１５２ｍｍとしたことを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム形状とク
ランク長さに特徴を持たせた自転車に関し、更に詳しく
言えば、サドルを載置したシートポストを上部から挿入
した立パイプ（シートパイプ）を後輪側に寝かせるとと
もに、これに応じてクランク長さを適正長さに設定した
自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自転車において、通常タイプの自
転車としては、クランクの回転中心であるクランク軸と
サドルの着座中心とを結ぶ直線がクランク軸を通る水平
線となす角度（以下シート角度θという）は６８°〜７
５°のものが多く、また、クランク軸からペダル回転中
心までの距離（以下クランク長Ｌという）は１６５ｍｍ
のものが標準とされた。また、シート角度が４５°〜６
０°の自転車用フレームとして、実開昭５８−６３１８
０号公報に開示されたものも提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
通常タイプの自転車にあっては、乗員がサドルに座乗し
てペダルを足漕ぎにより後輪を駆動する場合、上体の姿
勢を前傾しなければ充分なペダル踏力が得られないよう
に構成されており、背筋を伸ばしてサドルに着座すると
いう自然な姿勢を取りにくく、疲れ易いものであった。
しかも、停車時の安全のために両足が地面に確実に着く
ようなサドル高さに調節すると、ペダルの足漕ぎ時に膝
関節を充分に伸ばすことができず、ペダルの踏力を充分
に引き出せなかった。逆に、膝関節を充分に伸ばしてペ
ダルの踏力を充分に引き出すためにサドルの対地高さを
高くすると、停車時に足が地面に届かず、きわめて危険
であった。さらに、クランク長さは長い方が大きな踏力
（トルク）は得られるものの、クランク長さが長いと脚
の動きは緩慢となり、特に乗員が女性の場合にはスカー
トの着用による座乗にとって違和感があり、逆にクラン
ク長さが短か過ぎると踏力のない女性には負担が大きく
疲れ易いものとなった。そして、クランク長さは長い程
クランク軸に発生するトルクの最大値は大きいが、上死
点および下死点におけるクランクでの発生トルクが極端
に小さくなってしまうことは避けられないものであっ
た。このため、クランク長さが長いものではトルク変動
が大きくて疲れやすく、特に女性等の身長の低い人にと
ってはこの傾向は顕著であった。

【０００４】一方、前記後者のシート角度が４５°〜６
０°の自転車用フレームでは、確かにシートパイプが充
分に後輪側に寝かせて構成されているため、停車時には
両足が地面に確実に着くようなサドル高さが得られて安
全であり、かつ座乗姿勢も良好になったものの、シート
角度が４５°〜５０°付近のものではあまりにシートパ
イプが後輪側に寝過ぎて構成されているため、前輪と後
輪との荷重配分のバランス上、クランク軸から後輪軸ま
での距離であるリヤセンターを極端に長くしないと前輪
側が浮上してしまう虞れがあり、全長の長い自転車とな
った。しかも、この従来例のものでは、単にシート角度
を４５°〜６０°に選定しただけで、クランク長につい
ては何も規定されてはいないため、上死点および下死点
におけるクランクでの発生トルクが極端に小さくてトル
ク変動が大きく、女性等にとって疲れ易いことに何ら変
わりないものであった。

【０００５】そこで本発明は、従来の自転車における上
記のような諸課題を解決して、女性等がスカートを着用
しても違和感なく座乗でき、背筋を伸ばしてのサドルへ
の自然な着座姿勢と充分なペダル踏力が得られるととも
に、サドルの対地高さを両足が確実に地面に届くように
しても膝関節をある程度伸ばしてペダリングすることが
可能で、坂道等においても軽快に疲労も少なく安全に走
行することができる自転車を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、サ
ドルを載置したシートポストを上部から挿入した立パイ
プの下端部近傍にクランクにおけるクランク軸を軸支す
るとともに、該クランクの両端に一対のペダルを軸着し
た自転車において、前記クランク軸と前記サドルの着座
中心とを結ぶ直線が前記クランク軸を通る水平線となす
角度θを５８°〜６５°とするとともに、クランク軸か
らペダルの回転中心までの距離であるクランク長さＬを
１２７ｍｍ〜１５２ｍｍとしたことを特徴とするもので
ある。また本発明は、前記クランク軸から前輪軸までの
距離であるフロントセンターＦＣと、前記クランク軸か
ら後輪軸までの距離であるリヤセンターＲＣとの比を、
０．９＜ＦＣ／ＲＣ＜１．３としたことを特徴とするも
のである。また本発明は、前記サドルと一体あるいは別
体にて背もたれを設置し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ものである。

【０００７】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１〜図３は本発明の１実施の形態を示
すもので、図１は本発明の自転車の全体側面図、図２は
乗員が座乗した状態の全体側面図、図３は従来の通常型
の自転車との比較において本発明の自転車を示した全体
側面図ある。図１に示すように、本発明の自転車は、前
部にヘッドパイプ４を設けたメインパイプ２の後端部と
立パイプ３の前方下端部とがハンガー部により連結され
てフレーム１を構成している。前記ヘッドパイプ４の上
部からは上端部にハンドルバー１６が装着されたハンド
ルポスト１５が挿入され、下部からは前輪１７の前輪軸
１８を下端部に軸支する前ホーク５が挿入されている。
前記立パイプ３の上端部に固定されたバックホーク１４
の後部下端部と、前記メインパイプ２の後端部と立パイ
プ３の下端部近傍との連結部であるハンガー部から後方
にほぼ水平に延びるチェーンステー６の後端部との連結
部であるバック爪部に後輪１９の後輪軸２０が軸支され
ている。そして、立パイプ３の上部から上端部にサドル
１１を載置するとともに、該サドル１３の後部に取付金
具１２を介して背もたれ１３を取着したシートポスト１
０が挿入され、該立パイプ３の下端部近傍となる前記ハ
ンガー部には、クランク８におけるクランク軸７を軸支
するとともに、該クランク８の両端に一対のペダル９、
９を軸着し、クランク軸７に固着された図示しないスプ
ロケット群と前記後輪軸２０に固着されたスプロケット
群との間に掛け渡されたチェーンによってクランク軸７
からの駆動力が後輪軸２０側に伝達されるものである。

【０００８】本発明では、このような自転車において、
前記クランク軸７と前記サドル１１の着座中心とを結ぶ
直線が前記クランク軸７を通る水平線となす角度θを５
８°〜６５°とするとともに、クランク軸７からペダル
９の回転中心までの距離であるクランク長さＬを１２７
ｍｍ〜１５２ｍｍとしたことを特徴とするものである。
すなわち図１や図３の例では立パイプ３およびシートポ
スト１０等の傾斜角が前記クランク軸７を通る水平線と
なす角度θを５８°〜６５°とされ、それらの延長線上
にサドル１１の着座中心が位置するものである。しかし
ながら、場合によっては、図示しての詳述はしないが、
例えば図３の点線で示した従来のシート角度にて立設さ
れた立パイプ３をそのまま採用し、上端部を後方に曲折
させたシートポスト１０によってサドル１１の着座中心
を後方に移動させるか、あるいは直線状のシートポスト
１０の上端部に着座中心が後方に位置する変形サドル１
１を載置するかしてクランク軸７と前記サドル１１の着
座中心とを結ぶ直線が前記クランク軸７を通る水平線と
なす角度θを５８°〜６５°に構成してもよい。なお、
本発明のフレーム１は、特に女性にとって有用となると
ころから上パイプのない婦人用自転車を例としている
が、上パイプを設置したいわゆるスタッガード型フレー
ム、ループ型フレーム等の男女兼用自転車およびダイヤ
モンド型フレーム等の男子用自転車にも適用できること
は言うまでもないことである。

【０００９】このように構成したことにより、図３にて
よく理解されるように、サドル１１の着座中心が従来の
ものに比較してやや下方でかつ後方に移動させることが
できるとともに、サドル１１の着座中心を低くできたに
もかかわらず相対的にサドル１１の着座中心とクランク
軸７との間の距離を長くできる。したがって、図２に示
すように、サドル高さを両足が充分に接地できる高さに
した場合でも、サドル１１に座乗した乗員がペダリング
する際に膝関節を充分に伸ばすことを可能にした。

【００１０】＜実施例＞シート角度６２°、クランク長
１４０ｍｍ、ＦＣ：ＲＣ＝１．１：１、車輪径２０イン
チ（前輪および後輪共）、アップハンドル、背もたれ装
着構造にて、従来構造（シート角度６８°〜７５°、ク
ランク長１６５ｍｍ、ＦＣ：ＲＣ＝１．４：１、他は同
様）のものと比較走行した。図５は、本発明のもの（図
５（Ａ））と従来のもの（図５（Ｂ））とのサドル１１
の着座中心と地面および足のペダル位置との関係を示す
もので、本発明の図５（Ａ）のものは、サドル１１にお
ける着座中心Ｓの対地高さが低く足Ｆが充分に接地して
安全に停車でき、かつ膝関節Ｎを充分に伸ばした位置で
のサドル１１における着座中心Ｓとペダル９の回転中心
との距離（一点鎖線）が図５（Ｂ）の従来のものに比較
して大きくできることを示している。図４は、本発明の
ものと従来のものとのクランクによる発生トルクと時間
（クランク回転角度）との関係を示す特性曲線であり、
シート角度θを小さく設定するとともに、これに応じて
クランク長さＬを適正に短く構成することによってクラ
ンク軸トルクの最大値はやや小さくなるものの、上死点
および下死点においてトルクの低下が少なく、全体的に
トルク変動が少ないことが理解される。

【００１１】したがって、本発明によれば、サドル１１
における着座中心Ｓの対地高さが低く足が充分に接地し
て安全に停車できるものでありながら、膝関節を充分に
伸ばして快適にペダル９を漕いで走行に有用な充分なト
ルクを発生させることができる。しかも、その際、シー
ト角度θを小さく設定することと組み合わせて、これに
応じてクランク長さＬを適正に短く構成したので、ペダ
リング中を通じて全体的にトルク変動が少ないことによ
って、快適にペダル９を漕いで、全体としてクランク軸
に走行に有効な多くの駆動力が得られることになる。し
たがって、比較的急峻な坂道であっても自力で楽に登攀
することが可能で、長距離の走行であっても疲労するこ
とが少ない。しかも、その着座姿勢は従来のもののよう
に前傾姿勢を取ることなく背筋を伸ばして自然であり、
クランク長さＬを短くしたことによる脚の上下動の範囲
も小さいことから、特に女性がスカートを着用しての座
乗にとって見苦しくなく、素早い脚の動きが苦手な老年
層にとってもきわめて有効である。また、クランク長さ
が短いことにより、クランク軸取付け位置すなわちハン
ガー高さを低くすることができるので、フレームつまり
サドルに跨がり易くなり、乗降が楽である。そして、シ
ート角度θを適切に選定したので、サドルの着座中心が
極端に後方に位置することもなくフロントセンターＦＣ
とリヤセンターＲＣとの比を、０．９＜ＦＣ／ＲＣ＜
１．３程度にすることができ、サドル１１における着座
中心Ｓの対地高さが低く足が充分に接地して安全に停車
できるものでありながら前後輪間の重量バランスがよ
く、小径車輪でもハンドルのふらつきを生ずることがな
く走行安定性が向上する。また、サドル１１に背もたれ
１３を付設することによって、ペダル９を踏動した時の
反力を前記背もたれ１３がこれを効果的に受けることが
できるので、ペダル踏力のロスが少なく、脚力あるいは
腕力の弱い乗員であっても比較的楽に走行することがで
きる。

【００１２】以上、本発明の１実施の形態について説明
したが、本発明の趣旨の範囲内で、フレームの形状、そ
れらを構成するメインパイプ、立パイプ、シートパイ
プ、サドル、背もたれ、チェーンステー、バックホーク
の形状およびそれらの間の関連構成等については、適宜
採用できることは言うまでもない。

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
によれば、サドルにおける着座中心の対地高さが低く足
が充分に接地して安全に停車できるものでありながら、
膝関節を充分に伸ばして快適にペダルを漕いで走行に有
用な充分なトルクを発生させることができ、しかもその
際、ペダリング中を通じて全体的にトルク変動が少ない
ことによって、快適にペダルを漕いで、全体としてクラ
ンク軸に走行に有効な多くの駆動力が得られることにな
る。したがって、比較的急峻な坂道であっても自力で楽
に登攀することが可能で、長距離の走行であっても疲労
することが少ない。しかも、その着座姿勢は従来のもの
のように前傾姿勢を取ることなく背筋を伸ばせて自然で
あり、クランク長さを短くしたことにより、ハンガー高
さを低くすることができて、フレームつまりサドルに跨
がり易くなり、乗降が楽である他、脚の上下動の範囲も
小さいことから、特に女性が気兼ねなくスカートを着用
して座乗でき、素早い脚の動きが苦手な老年層にとって
もきわめて有効である。そして、シート角度を適切に選
定したので、サドルの着座中心が極端に後方に位置する
こともなくフロントセンターとリヤセンターとの比を適
度のものとすることができ、サドルにおける着座中心の
対地高さが低く足が充分に接地して安全に停車できるも
のでありながら前後輪間の重量バランスがよく、小径車
輪でもハンドルのふらつきを生ずることがなく走行安定
性が向上する。また、サドルに背もたれを付設すること
によって、ペダルを踏動した時の反力を前記背もたれが
これを効果的に受けることができるので、ペダル踏力の
ロスが少なく、脚力あるいは腕力の弱い乗員であっても
比較的楽に走行することができる等その効果は絶大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態を示すもので、自転車
の全体側面図である。

【図２】本発明の第１実施の形態を示すもので、乗員が
座乗した状態の全体側面図である。

【図３】従来の通常型の自転車との比較において本発明
の自転車を示した全体側面図である。

【図４】本発明のものと従来のものとのクランクによる
発生トルクと時間（クランク回転角度）との関係を示す
特性曲線である。

【図５】本発明のものと従来のものとのサドルの着座中
心と地面および足のペダル位置との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ フレーム ２ メインパイプ ３ 立パイプ ４ ヘッドパイプ ５ 前ホーク ６ チェーンステー ７ クランク軸 ８ クランク ９ ペダル １０ シートポスト １１ サドル １２ 取付金具 １３ 背もたれ １４ バックホーク １５ ハンドルポスト １６ ハンドルバー １７ 前輪 １８ 前輪軸 １９ 後輪 ２０ 後輪軸 θ シート角度 Ｌ クランク長さ ＦＣ フロントセンター ＲＣ リヤセンター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サドルを載置したシートポストを上部か
   ら挿入した立パイプの下端部近傍にクランクにおけるク
   ランク軸を軸支するとともに、該クランクの両端に一対
   のペダルを軸着した自転車において、前記クランク軸と
   前記サドルの着座中心とを結ぶ直線が前記クランク軸を
   通る水平線となす角度θを５８°〜６５°とするととも
   に、クランク軸からペダルの回転中心までの距離である
   クランク長さＬを１２７ｍｍ〜１５２ｍｍとしたことを
   特徴とする自転車。
2. 【請求項２】 前記クランク軸から前輪軸までの距離で
   あるフロントセンターＦＣと、前記クランク軸から後輪
   軸までの距離であるリヤセンターＲＣとの比を、０．９
   ＜ＦＣ／ＲＣ＜１．３としたことを特徴とする請求項１
   に記載の自転車。
3. 【請求項３】 前記サドルと一体あるいは別体にて背も
   たれを設置したことを特徴とする請求項１または２に記
   載の自転車。