JP2022123295A

JP2022123295A - 補助輪装置

Info

Publication number: JP2022123295A
Application number: JP2021020518A
Authority: JP
Inventors: 益敏青山; Masutoshi Aoyama
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-02-12
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2022-08-24

Abstract

【課題】従来の自転車の構造を変えないで、簡単に脱着可能であり、強度・耐久性を損なわないで、足を路面に着くのがたとえ１テンポ、２テンポ遅れても大事に至らず、歩行速度以下の極低速でもハンドル操作に神経を使わないで走行可能であり、自転車を操縦できない人にも供する補助輪装置を提供すること。【解決手段】自転車の後車軸の前方でチエンステイ１－１０の近傍に回転中心を設け、車両の後方に延びるトレーリングアーム組立体２を設け、該トレーリングアーム組立体２の後部に、補助車輪軸を締結し、自転車の直立姿勢制御用のスタンドプレート組立体７を設けると共に、当組立体７の作動を解除した後、補助車輪の上方移動を制御するバウンドスプリング組立体９を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、自転車の後輪部に装着される補助輪装置であって、身体能力の低下を感じる高齢者や幼児同乗３人乗り運転者にとり、さらに自転車を操縦できない人でも乗ることのできる簡単で安価な安心・安全自転車を実現する補助輪装置に関する。

身体能力の低下を感じ始めた高齢者や幼児同乗３人乗り運転者は、通常の二輪車の軽快性を損なわないで、足を路面に着くのが遅れず、イレギュラーな走行状況でイザという時に補助してくれ、路面に足を着くのがたとえ１テンポ、２テンポ遅れても大事に至らずさらに歩行速度以下の極低速でも安定して長時間走行可能であり、ハンドル操作がより簡便で、ハンドル操作に神経を使わなくてもよい自転車が求められている。
これに対して電動三輪車や電動四輪車が市販されているがこれらの車両は高価であり身体障害者や高度に身体能力の低下した人の使用にとどまっている。

下記文献１には、自転車と補助車輪を結ぶ支持腕の途中の一部を、自転車側支持腕を下に補助車輪側支持腕を上に重ね、重ねた部分の自転車に近い方の端で上下方向可動に互いを軸着し、重ねた部分の自転車支持腕と補助車輪側支持腕をＴ字形の結束棒と弾性材で結束した傾き機能付き補助車輪支持腕が示されている。

しかしながら、下記文献１に示された装置は傾き機能付き補助車輪支持腕であり、自転車の操縦練習用の傾き機能付き補助輪装置であって、トレーリングアーム組立体を使用し補助輪のトレッドを法規限界一杯に設定でき、歩行速度以下の超低速でも長時間走行できる上、簡単なレバー操作により、普通の自転車感覚で操縦できて、イザという時の転倒防止機能を有し、路面に足を着くのが１テンポ、２テンポ遅れても大事に至らないという効果を奏するものではない。

また、下記文献２には、補助車輪調整構造であって、上端が自転車に枢接される垂直架板と、その一端が前記垂直架板底端に可動枢接され、もう一端が補助車輪を枢接する第１枢接アームと、前記垂直架板、及び前記第１枢接アームの間に設置されると共に、制御ユニット、剛性調整ユニット、及び複数の連棒からなり、前記制御ユニットにより前記剛性調整ユニット、或いは前記連棒の調整を実行して、前記垂直架板、及び前記第１枢接アームの可動裕度を提供することを特徴とし、段階的に調整でき補助車輪への依存を減少させることができるとする補助車輪調整構造が示めされている。

しかしながら、文献２に示された補助車輪調整構造は、使用者が上記制御ユニット等により段階的に調整し補助車輪への依存を減少させることを目的としたものであり、トレーリングアーム組立体を使用し補助輪のトレッドを法規限界に一杯に設定でき、歩行速度以下の超低速でも長時間走行できる上、簡単なレバー操作により、普通の自転車感覚で操縦できて、イザという時の転倒防止機能を有し、路面に足を着くのが１テンポ、２テンポ遅れても大事に至らないという効果を奏するものではない。

また、下特文献３には、自転車の後輪部車体に固定される補助輪装置であって、第1のＬ字形支持棒と、前記第1のＬ字形支持棒に剛結される第２のＬ字形支持棒と、前記第１及び第２のＬ字形支持棒のそれぞれの垂直上半部を収納し、前記後輪部車体に固定される外筒を備え、前記第１のＬ字形支持棒の水平端部に補助車輪が回動自在に装着され、前記第１及び第２のＬ字形支持棒は、垂直方向に摺動可能に前記外筒に嵌合されており、前記第１のＬ字形支持棒又は第２のＬ字形支持棒の少なくともいずれか一方と前記後輪部車体との間に弾性体を介挿したことを特徴とする補助輪装置が示されている。

しかしながら、文献３に示された補助輪装置は、歩行速度以下の極低速で長時間安定して走行できる機能と同時にイザという時の転倒防止機能を有しているが、精度の高い平行度の必要な２本のL字形支持棒と外筒を有し、構造が複雑で製造に困難度が加わり高価なものとなり、広く使用されるに至ってないという問題がある。

特許第３３００９２５号公報実用新案登録第３１３５１５２号公報特開２０２０－０４０６０２号公報

上記目的を達成するための第１の発明は、自転車の後車軸の前方でチエンステイの近傍に回転中心を設け、車両の後方に延びるトレーリングアーム組立体を設け、該トレーリングアーム組立体の後部に、補助車輪軸を締結し、該補助車輪軸の外方先端部に補助車輪を回動自在に装着したことを特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置である。

上記目的を達成するための第２の発明は、上記第１の発明において、トレーリングアーム横部材の後端部または該後端部において下方に延長した部分に、補助車輪軸を締結したことを特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置である。

上記目的を達成するための第３の発明は、上記第２または第３の発明において、トレーリングアーム組立体が自転車の直立姿勢を制御する弾性体を介して移動を規制されていることを特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置である。

上記目的を達成するための第４の発明は、上記第１ないし第３の発明において、
自転車の直立姿勢を制御する弾性体の作動が解除された後、トレーリングアーム組立体の上向きの回動を制御する弾性体を有し、該弾性体の荷重ーたわみ特性が直線状または2次曲線状またはその両方の特性を有すること特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置である。

第１の発明は、自転車の後車軸の前方でチエンステイの近傍に回転中心を設け、車両の後方に延びるトレーリングアーム組立体を設け、該トレーリングアーム組立体の後部に、補助車輪軸を締結し、該補助輪軸の外方先端部に補助車輪を回動自在に装着したトレーリングアーム式補助輪装置であるから、簡便な装置であって、既存の自転車にも装着するという制約のなかで補助輪の上下動に影響されることなく法規限界一杯の補助輪トレッドを確保できるという効果がある。

第２の発明は、第１の発明において、トレーリングアーム組立体の後端部または該後端部において下方に延長した部分に、補助車輪軸を締結したことを特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置であるから、第１の発明の効果に加え、補助車輪軸のトレーリングアーム組立体への締結が確実かつ容易にでき、自転車本体の車輪サイズの異なる自転車にも少ない変更で装置を提供できるという効果がある。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、トレーリングアーム組立体が自転車の直立姿勢を制御する弾性体を介して移動規制されていることを特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置であるから、上記第１または第２の発明の効果に加えて、歩行速度以下の極低速でもハンドル操作に神経を使わないで、ペダル操作に多くの勢力を注いで走行可能であり、交差点ではペダルに足を乗せたままで路面に足を付く必要がなく、更に自転車を操縦できない人にも供する簡単な補助輪装置を提供することができるという効果がある。

第４の発明は、上記第１ないし第３の発明において、補助車輪軸を自転車の直立姿勢を制御する弾性体の作動が解除された後、トレーリングアーム組立体の上向きの回動を制御する弾性体を有し、該弾性体の荷重たわみ特性が直線状または２次曲線状またはその両方の特性を有すること特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置であるから、上記第１ないし第３の発明の効果に加えて、足を路面に着くのが遅れず、たとえ１テンポ、２テンポ遅れても大事に至らない補助輪装置を提供できるという効果がある。

本発明の実施形態に係る補助輪装置組立体の構成図本発明の実施の形態に係る基板の正面図本発明の実施の形態に係るトレーリングアーム組立体の構成図本発明の実施の形態に係るトレーリングアーム組立体の回転中心部の前方視断面図本発明の実施の形態に係る補助輪装置の補助輪の車軸部の後方視側面図本発明の実施の形態に係る補助輪装置の手動式スタンド組立体の構成図本発明の実施の形態に係る補助輪装置のバウンドスプリング組立体の構成図本発明の実施の形態に係る補助輪装置のスプリングの変形量と荷重の関係を示す特性線図

以下、図に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
但し、公知部分、発明の要旨に直接関係のない部分、記載することによって反って煩雑となる部分については省略ないし簡略化している。

図１は本発明の実施形態に係る補助輪装置組立体の左側を表示した構成図であり、右側は左側の勝手違いであり、手動式スタンドの操作によりスタンドプレート組立体をロックオフした状態を２点鎖線で示し、リバウンドストッパープレートを表示する断面図も記載している。
図２は、本発明の実施の形態に係る基板の正面面であり、補助輪装置組立体の構成部品の取付け孔位置を示している。
図３は、本発明の実施の形態に係るトレーリングアーム組立体の構成図である。
図４は、本発明の実施の形態に係るトレーリングアーム組立体の回転中心部の前方視断面図である。
図５は、本発明の実施の形態に係る補助輪装置の補助車輪軸部の後方視側面図である。
図６は、本発明の実施の形態に係る補助輪装置の手動式スタンド組立体の構成図ある。
図７は、本発明の実施の形態に係る補助輪装置のバウンドスプリング組立体の構成図である。
図８は、本発明の実施の形態に係る補助輪装置のスプリングの変形量と荷重の関係を示す特性線図である。

図１および図２において、１００は補助輪装置組立体の左側であり、１は補助輪装置組立体１００の構成部品を組込み、補助輪装置組立体１００を自転車に取付ける際のベースとなる基板である。
自転車の後車軸が基板の孔１－１に挿通され、基板１が自転車の後軸に共締めされている。
基板１は更にＵ字バンド１１と２個のボルト孔１－２とボルト・ナット１－３により自転車のチエンステイ１－１０に固定されている。
孔１－４はトレーリングアーム組立体の回転中心となるボルト用、孔１ー５はスタンドプレート組立体の回動軸の取付け用、孔１－６はリヤフェンダーステイ取付けボルト用、孔１－７はキャリアステイ取付けボルト用であり、そして、孔１－８はリバウンドストッパープレート４の取り付ボルト用である。

図１と図３において、２はトレーリングアーム組立体、２－１はトレーリングアーム組立体の主要部材となる角鋼管からなる横部材であり、２－１－１は後述の丸鋼管５を取付けるための孔であり、その中心がトレーリングアーム組立体２の回転中心となる。２－２は前記横部材２－１の後端部において下向きに溶接取付けされた角鋼管からなる縦部材である。縦部材２－２の下端部には自転車の内側から外側に向かう方向に孔２－２－１が設けられ後述する補助車輪軸３が挿通され溶接されている。なお、孔２ー２－１の位置を上下方向に移動させたトレーリングアーム組立体を造れば、少変更で異なるインチサイズの自転車に適応できる。

図１と図４において、５は前述の丸鋼管であり、横部材２－１の前端部に溶接されている。丸鋼管５は基板１に２個のワッシャー１３－１とナット１３－２で固定されたボルト１３に挿通され、同時にボルト１３と丸鋼管５の間には軸受けを構成するステンレス製の鋼管６が挿入され、鋼管６の両端部にはスラスト軸受けを構成するワッシャー６－１が挿入されバネ座金６－３とナット６－２を用いて固定されている。

２－３はトレーリングアーム組立体２の補強部材であり、一端はボルト１３の倒れを拘束するように、角鋼管２－１の外方に、他端は基板１に固定されている。なお、この基板１への固定は前述のＵ字バンド１１の取付け用の孔１－２、ボルト・ナット１－３を共用している。

図1と図5において、３は丸鋼棒からなる補助車輪軸でありその一端は機械加工され、補助輪１０がワッシャー３－２、ナット３－１で取付けられ、他端は前述のトレーリングアーム縦部材２－２の下端部に設けられた孔２－２－１に嵌装の上溶接されている。

図1と図６において、７は手動式スタンド組立体である。７－１は、鋼板製のＬ字形のプレートであり、下方の孔７－１－１には緩衝筒７－２が取付けられ、中央部の孔７－１－２は、基板１に取付けられた軸７－１－４の回りに回転可能であり、上方部の孔７－１－３には図１に示した手動式スタンドの操作アーム８が固定され、この操作アーム８の他端はリヤフエンダーに設けられた不図示のクランプにより位置規制されている。

緩衝筒７－２は円筒状の硬質のウレタンラバー７－２－１と、ボルト孔付きの丸鋼板７－２－２と、六角穴付きボルト７－２－３からなり、ウレタンラバー７－２－１と丸鋼板７－２は接着され、丸鋼板７－２－２はナット７－５により六角穴付きボルト７－２－３に固定されている。
ナット７－３と７－４は緩衝筒７－２を、Ｌ字形のプレート７－１に取付け固定している。ナット７－３と７－４の回転操作により、緩衝筒７－２の上下位置を調整することができ、自転車の標準姿勢時における補助輪の位置を調整することが可能であり、同じインチサイズの自転車でも個々の自転車のバラツキを吸収できる。

図１と図７において、９はバウンドスプリング組立体である。
９－１は補助輪が直立姿勢状態から上方へ移動することを制御するスプリング、９－２はスプリング９－１をブラケット９－４に固定するための６角穴付きボルトであり、その頭部下表面はトレーリングアーム組立体２の最上昇位置を決めるストッパー面となっている。９－６はそのストッパー面の上下位置を規定する間座である。スプリング９－１はその上端部が２枚のワッシャー９－５で挟持され、ナット９－３で固定され、２個のナット９－７、９－８とブラケット９－４の孔９－９によりブラケット９－４に固定されている。
ブラケット９－４は２個の孔９－１０と不図示のボルト・ナットを使用して基板１に取付けられている。
ブラケット９－４に対して、２個のナット９－７、９－８により、６角穴付きボルト９－２即ち、スプリング９－１の上下位置を調整することができ、補助車輪１０が直立姿勢から上方へ移動するときの支持力および補助輪の最上昇位置の調整が可能となる。

図８のグラフにおいて、縦軸はスプリング９－１の荷重を、横軸はスプリング９－１のタワミを示している。言換れば、縦軸は補助車輪１０の負荷を、横軸は補助車輪１０の上下方向の移動量を示している。
線Ａは図１、図７に示したスプリング９－１を使用した時の特性線であり、点aはトレーリングアーム組立体２が上昇してその上面が６角穴付きボルト９－２の下面に当接し、それ以降はスプリング９－１は撓まないので線Ａが垂直に立ち上がっている点である。曲線Ｂはスプリング９－１に換えて不図示のウレタンラバー筒を用いた場合で、荷重タワミ線図は２次曲線状に立ち上がっている。
例えば、スプリング９－１の寸法長を小さく、更にバネ定数を大きくして、トレーリングアーム組立体２の上面とスプリング９－１の下端との間に隙間Ｌを設けた場合は、隙間Ｌを経過してから特性線は立ち上がり、傾斜の急な折れ線Ｃの特性が得られる。
この他、不図示のスプリングとラバー体の組み合わせも可能となる。
なお、曲線Ｄは自転車の直立状態においてスタンドプレート組立体７がトレーリングアーム組立体２の上方移動を制御しているときの特性を示し、急激に立ち上がった２次曲線になっている。

１００・・・補助輪装置組立体
１・・・基板
１－１・・・後車軸共締め孔
１－２・・・Ｕ字バンド締付孔
１－３・・・ボルト・ナット
１－４、１－５、１－６、１－７、１－８、１－９・・・孔
１－１０・・・チエンステイ
２・・・トレーリングアーム組立体
２－１・・・トレーリングアーム横部材
２－１－１・・・孔（孔中心は２の回動中心に同じ）
２－２・・・トレーリングアーム縦部材
２－２－１・・・孔
２－３・・・補強部材
３・・・補助車輪軸
４・・・リバウンドストッパープレート
５・・・丸鋼管
６・・・円筒軸受
６－１・・・ワッシャー（スラスト軸受）
６－２・・・ナット
６－３・・・バネ座金
７・・・スタンドプレート組立体
７－１・・・スタンドプレート
７－１－１、７－１－２、７－１－３・・・孔
７－１－４・・・回転軸
７－２・・・緩衝筒
７－２－１・・・ウレタンラバー
７－２－２・・・丸鋼板
７－２－３・・・六角穴付きボルト
７－３、７－４、７－５・・・ナット
８・・・手動式スタンドアーム
９・・・バウンドスプリング組立体
９－１・・・スプリング
９－２・・・六角穴付きボルト
９－３・・・ナット
９－４・・・バウンドバンパーブラケット
９－５・・・六角穴付きボルト
９－６・・・間座
９－７、９－８・・・ナット
９－９、９－１０・・・孔
１０・・・補助車輪
１１・・・Ｕ字バンド
１３・・・ボルト
１３－１・・・ワッシャー
１３－２・・・ナット
（ ’）付きは、いずれも手動式スタンドのロックオフ時

Claims

自転車の後車軸の前方でチエンステイの近傍に回転中心を設け、車両の後方に延びるトレーリングアームを設け、該トレーリングアームの後部に、補助車輪軸を締結し、該補助輪軸の外方先端部に補助車輪を回動自在に装着したことを特徴とするトレーリングアーム式補助輪装置。
トレーリングアームの後端部または該後端部において下方に延長し、前記トレーリングアームの後端部または該後端部において下方に延長した部分に、補助車輪軸を締結したことを特徴とする請求項１に記載のトレーリングアーム式補助輪装置。
トレーリングアームが自転車の直立姿勢を制御する弾性体を介して移動規制されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトレーリングアーム式補助輪装置。
自転車の直立姿勢を制御する弾性体の作動が解除された後、トレーリングアームの上向きの回動を制御する弾性体を有し、該弾性体の荷重ーたわみ特性が直線状または2次曲線状またはその両方の特性を有すること特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のトレーリングアーム式補助輪装置。