WO2017078126A1 - 姿勢補助機構および姿勢補助機構一体型フレーム - Google Patents

姿勢補助機構および姿勢補助機構一体型フレーム Download PDF

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藤本雅貴
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藤本雅貴
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J1/00—Saddles or other seats for cycles; Arrangement thereof; Component parts
    • B62J1/28—Other additional equipment, e.g. back-rests for children
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/30—Frame parts shaped to receive other cycle parts or accessories
    • B62K19/40—Frame parts shaped to receive other cycle parts or accessories for attaching accessories, e.g. article carriers, lamps

Definitions

  • the present invention relates to a mechanism for assisting a riding posture of a bicycle.
  • Patent Document 1 discloses a frame using aerodynamic-shaped pipes.
  • Running resistance consists of three elements: air resistance, friction resistance, and mechanical resistance.
  • air resistance In an experiment analyzing the resistance generated while the bicycle is running, it has been found that when the speed exceeds 30 km / h, about 80% or more of the running resistance becomes air resistance. Furthermore, since the ratio of the front projection area when traveling is approximately 30% of the vehicle and approximately 70% of the body, vehicles corresponding to postures with low air resistance have been studied.
  • the upper body of the normal posture is mainly maintaining balance and steering, and the upper body that is shaken by pedaling is maintained in the center by the muscle strength of the back muscles.
  • the elbow When taking a forward leaning posture in order to reduce air resistance, the elbow is bent and the arm cannot sufficiently support the weight of the upper body. Therefore, the weight of the upper body is also supported by muscle strength such as the back muscles. For this reason, in the forward leaning posture, the burden of supporting the upper body with muscle strength increases. In addition, since the posture becomes cramped, the physical burden during pedaling increases. For the above reasons, it is difficult to maintain a forward leaning posture for a long time.
  • ⁇ Time trial vehicles specialized for high-speed driving use an aero bar added to the steering wheel and support the weight of the upper body in a distributed manner to enable high-speed driving in a forward leaning posture.
  • the upper body is supported on the handlebars by supporting the elbow while grasping the aero bar. Therefore, the body is supported by the saddle, the elbows, and the five positions of both hands, reducing the physical burden. In this way, methods for facilitating high-speed running by assisting posture are being researched every day.
  • the important thing in designing a light vehicle is to reduce the air resistance of the vehicle by improving the frame shape, to make it a vehicle shape that allows a posture with low air resistance, and to control the acceleration / deceleration with easy switching of running methods There are things such as making it a free structure. The most important thing is to design a balanced vehicle that does not fail while taking advantage of each of these multiple elements.
  • An object of the present invention is to achieve a stable posture and a high output by assisting the riding posture, and at the same time to enable a forward leaning posture with low air resistance.
  • a base is fixed to the top tube or a similar structure, and an arm support is fixed to a support part fixed to the base or the base to constitute a posture assist mechanism.
  • the post is fixed to the base
  • the chest support base is fixed to the post
  • the arm rest is fixed to the base or the support part or the base fixed to the base to constitute the posture assist mechanism.
  • the posture assisting mechanism is configured by fixing the structure to the base or the support part fixed to the base and fixing the arm rest to either the base or the support part or the structure.
  • the posture assist mechanism is configured by fixing the arm rest to the base or a support part fixed to the base.
  • the post is fixed to the base
  • the chest support base is fixed to the post
  • the arm rest is fixed to the base or the support part or the base fixed to the base to constitute the posture assist mechanism.
  • the posture assisting mechanism is configured by fixing the structure to the base or the support part fixed to the base and fixing the arm rest to either the base or the support part or the structure.
  • the present invention has a structure in which the base portion is integrally or additionally fixed to the frame of the vehicle, the entire posture assisting mechanism is integrated with the vehicle and can be fixed or variably fixed while traveling.
  • the aero bar and the present invention are used, the upper body is supported by the vehicle and the center of gravity does not move.
  • the upper body is supported by the vehicle with both hands, both elbows, the inside of both forearms, and possibly the chest. For this reason, the upper body can support the exercise of the lower body more firmly than usual. That is, when the posture assist mechanism is used, powerful pedaling with the upper body supported is possible.
  • the vehicle does not need to be tilted left and right because the center of gravity does not move, and the body can support the upper body, so that the posture can be maintained with less energy.
  • air resistance increases in proportion to the square of the speed, and as the speed increases, the required energy increases rapidly.
  • a posture with a small front projection area can be maintained, so energy consumption is reduced. It can be kept low. In other words, when the posture assist mechanism is used, energy efficiency is improved as the speed is increased because energy-saving traveling is possible.
  • the present invention since the upper body is fixed to the vehicle, the kinetic energy generated by the muscles from the upper body to the lower body is transmitted to the crank without escape. That is, when the posture assist mechanism is used, pedaling can be maintained at a high speed even with a heavy gear. Furthermore, since the upper body is supported by the vehicle body, the burden on the body is drastically reduced, so it is possible to maintain a high-speed traveling equivalent to a sprint for a long time with less energy than usual.
  • the handle and the posture assist mechanism do not interfere with each other, and the handle angle can be cut to the same angle as usual. Switching between the forward leaning posture and the normal riding posture using the posture assist mechanism is easily possible at any time, so it is possible to instantly switch postures according to situations such as uphill, downhill, and sharp curves. Therefore, efficient pedaling can be maintained because the running is moderated. From the above, when the posture assist mechanism is used, in addition to stable running in the high speed range, balanced and flexible running is possible, so that the potential of the vehicle and itself can be maximized.
  • FIG. 3 is an overall view of a posture assist mechanism for structural equipment. It is a riding posture side view of the bicycle using the posture auxiliary mechanism of structure equipment.
  • FIG. 1 shows the entire posture assist mechanism.
  • the base 1 is fixed to the frame 5.
  • a posture assist mechanism is configured.
  • the fixing method of the base 1 is not limited as long as it is a method in which the plate 1 is sandwiched between plates from the left and right sides and fixed with bolts or a means that is firmly fixed such as a band.
  • the standard parts composing the aero bar are shown in the figure to explain the case where the mechanism provided on the handle called aero bar is used together. Although there are a plurality of mechanisms such as a time trial bar and a downhill bar similar to the aero bar, the functions are the same and the aero bar is selected as a representative name.
  • the aero bar 10 and the elbow support 11 are fixed to the handle 12 by the fixing tool 9.
  • a spacer may be used between the base 1 and the support part 2 for height adjustment and angle adjustment.
  • the fixing position of the arm rest 3 can be moved back and forth and right and left so that the arm rest 3 hits the inner side of the forearm when the aero bar 10 is used, and the arm rest 3 may be fixed obliquely at an arbitrary angle in accordance with the arm hitting angle. Since the upper body is stabilized by sandwiching and holding the arm rest 3 between the arms, the support part 2 and the arm rest 3 may be firmly fixed to each other with a material having sufficient strength.
  • the base 1, the support part 2, and the arm rest 3 may have various variations such as an aero shape and a wing shape according to the vehicle.
  • the contact surface between the arm rest 3 and the arm may be protected with a material such as the cushioning material 4.
  • the support part 2 may be composed of a plurality of parts.
  • the support part 2 may be a left and right independent type.
  • the support part 2 may be fixed to the left and right side surfaces of the base 1. Even when the arm rest 3 is used, it is possible to turn the curve while maintaining the posture using the posture assist mechanism unless the vehicle is steeper due to the steering operation by the inclination of the vehicle and the movement of the wrist.
  • the posture assist mechanism and the handle do not interfere with each other, and it is safe because it is easy to shift to a posture using a normal handle.
  • the aero bar is equipped with a brake lever that can be used simultaneously to improve safety. When using the brake lever attached to the aero bar, the posture assist mechanism suppresses the forward movement of the upper body, reducing the risk of braking in a forward tilt posture.
  • FIG. 2 is a side view of a bicycle in which a posture assist mechanism is mounted on the bicycle frame 5.
  • the base 1 is sandwiched between two left and right plates on the bicycle frame 5 and fixed with bolts, and the arm rest 3 is fixed to the base 1 or the support part 2 fixed to the base 1 to attach the posture assist mechanism to the bicycle.
  • the aero bar 10 and the elbow support 11 are fixed to the handle 12 by the fixing tool 9. Even when an aero bar is used, the elbow rest 11 and the posture assist mechanism do not come into contact with each other, so that the handle can be turned to a normal angle, and switching from the normal posture is easy and safe.
  • FIG. 3 is a side view of the vehicle in which the frame 13 formed integrally with the base is equipped with a posture assist mechanism.
  • the posture assist mechanism is configured by fixing the arm rest 3 to the frame 13 or the support part 2 fixed to the frame 13.
  • the aero bar 10 and the elbow support 11 are fixed to the handle 12 by the fixing tool 9. Even when an aero bar is used, the elbow rest 11 and the posture assist mechanism do not come into contact with each other, so the handle can be cut to an angle necessary for running, and switching from the normal posture is easy and safe. It can be seen that the strength of the entire posture assist mechanism is increased by integrating the base with the frame, and the sense of unity of the upper body support by the vehicle is improved.
  • the frame 13 may have a shape that supports the abdomen from the chest or from the chest to the abdomen.
  • pads or cushioning materials or support bases having various shapes and sizes that can be fixed to the frame 13 according to the variety of users may be used.
  • the arm rest 3 may be directly fixable on a frame other than the base.
  • FIG. 4 is an overall view in which the posture assisting mechanism of FIG. 1 is provided with a column 19 and a chest support base 20.
  • the support column 19 is fixed to the base 1.
  • the chest support pedestal 20 is fixed to the column 19.
  • the posture assisting mechanism is configured by fixing the arm rest 3 to either the base 1 or the support part 2 or the support 19 fixed to the base 1 or a plurality of positions.
  • pillar 19 is fixed to the flame
  • the chest support pedestal 20 is fixed to the column 19.
  • the posture assisting mechanism integrated type frame is configured by fixing the arm rest 3 to either the frame 13 or the support part 2 or the support 19 fixed to the frame 13 or a plurality of positions.
  • the support column 19 may be composed of a single piece or a plurality of parts.
  • the support column 19 may have a structure such as a slide expansion / contraction type, a folding type, and a folding type.
  • the strut 19 may be adjustable in angle in the front-rear direction.
  • the support column 19 may have an aero shape.
  • a structure such as a bottle, an air pump, a tool box, an accessory case, a cowl, an air rectifying tank, or the like may be provided on the support column 19 alone or in combination.
  • the chest support pedestal 20 may use a chest protection pad.
  • the chest support pedestal 20 may be structured to be movable back and forth or up and down.
  • the chest support pedestal may be adjustable in angle back and forth.
  • FIG. 5 is an overall view in which the structure 14 equipped with the breastplate 15 is fixed to the posture assist mechanism of FIG. Fix the base 1 to the bicycle frame.
  • the base body 1 or the support part 2 fixed to the base body is equipped with a structure body 14 or a structure body 14 further including a breastplate.
  • the posture assisting mechanism is configured by providing the arm rest 3 on the base 1, the support part 2, or the structure 14.
  • the structure 14 or the structure 14 further provided with a breastplate is equipped on the frame 13 integrally formed with the base or the support part 2 fixed to the base.
  • a posture assist mechanism integrated frame is configured.
  • the structure 14 may be movable forward and backward.
  • the structure 14 may be adjustable in angle.
  • a spacer may be used between the structure 14 and the frame 13 or the pedestal 1 or the support part 2.
  • the structure 14 may be fixed to the frame 13 or the base 1 or the support part 2 or the spacer via a dedicated fixing tool.
  • the structure 14 may have a shape that can be supported from the chest to the abdomen.
  • the structure 14 itself may be able to support the chest or chest and abdomen.
  • the breastplate 15 may be an option added to the structure 14.
  • the breastplate 15 may have a shape that can be supported from the chest to the abdomen.
  • the breast pad 15 may be formed in a shape and a material in which the chest or chest and abdomen are easily supported on the upper part of the structure 14 such as a fixed type, a position movable type, or a composite type constituted by a plurality of parts.
  • the structure 14 may have a structure in which functions such as a bottle, a tool case, a luggage case, a cowl, and an air rectifying tank are used alone or in combination.
  • the structure 14 may have an aero shape.
  • the structure 14 may have a shape that fits the holding body.
  • the structure 14 may be capable of connecting and detaching a plurality of functions.
  • the structure 14 may add an airbag function.
  • the fixed angle of the structure 14 may be changeable during traveling, in which case it may be fixed at an arbitrary angle.
  • the structure 14 may be able to be fixed by being tilted forward or forward while traveling.
  • the angle adjustment and movement of the structure 14 can be adjusted by a lever or switch around the base connected to the structure of gears, motors, etc. configured in the base, or by a lever or switch provided around the handle by connecting with a cable or the like. Also good.
  • the structure 14 may have a structure that can be detached during traveling.
  • the structure 14 may be fixed directly to the frame 5 or with a spacer or the like interposed therebetween. There is no restriction
  • the arm rest 3 may be fixed to the structure 14.
  • the structure 14 may be fitted with an aero-shaped arm rest 18.
  • FIG. 6 is a side view of the posture in FIG. As shown in FIG. 7 (a), it can be seen that the upper body is supported by seven places: the grips of both hands, the elbows, the left and right forearms, and the chest. Since the posture of FIG. 7A has a small front projection area, the air resistance is reduced from the normal posture. Furthermore, the body burden is drastically reduced by the upper body being supported by the vehicle through the posture assist mechanism. Since the upper body is supported by the posture assist mechanism, pedaling is easy even with heavy gears, and stable high-speed running is possible.
  • the structure 14 sandwiched between both forearms plays the role of a windbreak cowl by closing the chest space. This rectifies the air flow from the front and reduces the air resistance.
  • 7 (a) and 7 (b) the use of the present invention facilitates a forward leaning posture with less air resistance, and supports the upper body to reduce the necessary muscle strength and momentum, thereby reducing energy efficiency. It can be seen that it is easy to travel with heavy gears because it can travel well and the upper body is supported so that the energy produced by the whole body can be efficiently transmitted to the pedal. In other words, when the present invention is used, the physical burden is reduced, so that stable running at high speed can be maintained for a long time.
  • base 2 support part 3: arm rest 4: buffer material 5: frame 6: head tube 7: fork 8: stem 9: fixing tool 10: aero bar 11: elbow support 12: handle 13: base is integrally molded Frame 14: Structure 15: Chest pad 16: Cap 17: Straw 18: Aero-shaped arm pad 19: Post 20: Chest support base

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

空気抵抗の少ない姿勢と高出力な走行を同時に可能とする機構およびフレームを提供する。エアロバーまたはＤＨバー等の機構をハンドルに備えた自転車のフレーム５に土台１を固定し、土台１に支持パーツ２を固定し、支持パーツ２に腕当て３を固定することで姿勢補助機構を構成する。また、フレームに一体成型された土台１３に土台１を固定し、土台1または土台1に固定した支持パーツ２に腕あて３を固定することで姿勢補助機構一体型フレームを構成する。

Description

姿勢補助機構および姿勢補助機構一体型フレーム
　本発明は、自転車の乗車姿勢を補助する機構に関する。
近年の自転車、特に軽快車と呼ばれる種類の自転車においてエアロダイナミクスを考慮した設計を用いることが知られている、例えば、特許文献１にはエアロダイナミクス形状のパイプを用いたフレームが開示されている。
　軽快車の設計において、最も需要な課題となるのが走行抵抗である。走行抵抗は空気抵抗、摩擦抵抗、機械抵抗の３要素からなる。自転車の走行中に発生する抵抗を分析する実験では時速３０ｋｍを超えると、走行抵抗の約８０％以上が空気抵抗となることが分かっている。さらに走行時の前面投影面積の割合が車両約３０％、身体約７０％であることから空気抵抗の少ない姿勢に対応した車両が研究されている。
　同時に、車両そのものではなく補助機構を車両に追加することで空気抵抗を低減することも研究されている。たとえばハンドル上に追加されるエアロバーを使用することで、両腕が揃って前方に突き出す深い前傾姿勢を容易にし、前面投影面積が通常姿勢より約２５％減少される。
　さらに、エアロバーの効果実験によると時速４０ｋｍで走行する場合、通常姿勢での動力は４００Ｗ以上必要なのに対し、エアロバーを用いた姿勢では３００Ｗ程度と大幅に減少する事が分かっている。このように、近年の軽快車は高速走行をより容易に可能とするために、車体形状の改良に加え乗車姿勢を改善する設計が増えている。　　　　　　　　
　　
　特開平５－２１３２５４号公報
　しかしながら、これまでの殆どの自転車は上半身を車体で支持する事を考慮されていない。たとえば、通常姿勢では下半身の運動エネルギーが動力の要であり上半身の運動は重要視されていない。上半身はハンドルを持つ手で支えられるが、両腕はハンドル操作の為に自由度が確保される必要がある、そのため状況によって上半身の大半は背筋等に支えられる。つまり、通常姿勢では上半身を推進力として積極利用した走法は難しい。
　通常姿勢の上半身は主にバランス維持と操舵を行っておりぺダリングで揺れる上半身は背筋等の筋力で中央に維持している。そして、空気抵抗を少なくするために前傾姿勢をとる場合は肘は曲げられるため腕は十分に上半身の重量を支えられない。そのため、上半身の重量も背筋等の筋力で支えられることとなる。このため、前傾姿勢では上半身を筋力で支える負担が増える。その上、姿勢が窮屈になるためぺダリング時の身体負担が増加する。以上の事から、長時間前傾姿勢を維持する走行は難しい。
　高速走行に特化したタイムトライアル車ではハンドルに追加するエアロバーを使用し、上半身の重量を分散支持することで前傾姿勢での高速走行を可能としている。エアロバーを掴むと同時に肘を支えられる事で上半身はハンドル上で支えられる、このため身体はサドル、両肘、両手の５か所で支えられ身体負担は減少する。このように、姿勢を補助する事で高速走行を容易にする方法が日々研究されている。
　軽快車の設計で大切な事は、フレーム形状の改善により車両の空気抵抗を低減する事、空気抵抗の少ない姿勢が可能な車両形状とする事、走法の切り替えを容易にし加減速のコントロールが自在な構造とする事、などがある。そして、最も大切な事はこれら複数の要素それぞれの長所を生かしつつ破綻の無いバランスの取れた車両設計を行うことある。
　本発明の目的は、乗車姿勢を補助することで安定した姿勢と高出力を両立し、同時に、空気抵抗の少ない前傾姿勢を可能とする事である。
　トップチューブまたはそれに類する構造を有する自転車のフレームにおいてトップチューブまたはそれに類する構造に土台を固定し、土台または土台に固定した支持パーツに腕当てを固定して姿勢補助機構を構成する。土台に支柱を固定し、支柱に胸部支持台座を固定し、土台または土台に固定した支持パーツまたは支柱に腕当てを固定して姿勢補助機構を構成する。土台または土台に固定した支持パーツに構造体を固定し、土台もしくは支持パーツもしくは構造体のいずれかに腕当てを固定することで姿勢補助機構を構成する。また、土台が一体成形された自転車のフレームにおいて、土台または土台に固定した支持パーツに腕当てを固定して姿勢補助機構を構成する。土台に支柱を固定し、支柱に胸部支持台座を固定し、土台または土台に固定した支持パーツまたは支柱に腕当てを固定して姿勢補助機構を構成する。土台または土台に固定した支持パーツに構造体を固定し、土台もしくは支持パーツもしくは構造体のいずれかに腕当てを固定することで姿勢補助機構を構成する。
　本発明は、土台部が車両のフレームに一体または追加固定する構造であるため、姿勢補助機構全体は車両と一体となり走行中は不動または一部可変固定可能である。エアロバーと本発明を使用すると上半身が車両に支えられ重心移動が無い。そして、上半身は両手、両肘、両前腕内側、場合により胸で車両によって支えられる。このため上半身は下半身の運動を通常よりも強固に支える事が出来る。つまり、姿勢補助機構を使用すると上半身を支えとした力強いぺダリングが可能である。
　本発明を使用すると重心移動が起こらないため車両を左右に傾ける必要が無く、上半身を車体が支えるため少ないエネルギーで姿勢の維持が可能となる。また、空気抵抗は速度の２乗に比例して上昇するため速度が上がると必要なエネルギーも急激に増加するが、本発明を使用すると前面投影面積の少ない姿勢を維持可能なためエネルギーの消費は低く抑えることができる。つまり、姿勢補助機構を使用すると省エネルギーな走行が可能なため速度が上がる程エネルギー効率が良くなる。
　本発明を用いると、上半身が車両に固定されるので上半身から下半身までの筋肉が生み出す運動エネルギーは逃ることなくクランクに伝達される。つまり、姿勢補助機構を使用すると重いギアでもぺダリングを高回転で維持可能となる。さらに、上半身が車体に支えられることで身体負担が激減するため、通常よりも少ないエネルギーでスプリント並みの高速走行が長時間維持可能となる。
　ハンドルと姿勢補助機構が干渉することは無く通常と同じ角度までハンドルの角度を切ることが可能である。そして、姿勢補助機構を利用した前傾姿勢と通常乗車姿勢の切り替えは任意のタイミングで容易に可能なため、上り坂や下り坂、急カーブ等の状況に合わせて姿勢を切り替えることが瞬時に可能であり、走行に緩急がつけられるため効率の良いぺダリングが維持可能である。以上のことから、姿勢補助機構を利用すると、高速域での走行が安定するのに加えバランスの取れた柔軟な走行が可能となるため車両と自身のポテンシャルを最大限引き出すことが可能である。
姿勢補助機構の全体図である。 姿勢補助機構を用いた自転車の横図である。 姿勢補助機構一体型フレームを用いた自転車の横図である。 支柱及び胸部支持台座を備えた姿勢補助機構全体図である。 構造体装備の姿勢補助機構全体図である。 構造体装備の姿勢補助機構を用いた自転車の乗車姿勢横図である。
以下、本発明について図１～７を用いて説明する。図１は姿勢補助機構の全体を示している。フレーム５に土台１を固定する。土台１または土台１に固定した支持パーツ２に腕当て３を固定すると姿勢補助機構が構成される。土台１の固定方法は左右側面からプレートで挟みボルトなどで固定する方法やバンド等強固に固定される手段であれば制約は無い。
　エアロバーと呼称されるハンドルに備えられた機構を併用する場合を説明するためにエアロバーを構成する標準的な部品を図に表記している。なお、エアロバーに類似のタイムトライアルバーおよびダウンヒルバーなど複数の機構が有るが機能は同等のため代表名称としてエアロバーを選択している。エアロバー１０と肘受け１１は固定具９によりハンドル１２に固定されたものとする。前記姿勢補助機構において高さ調整や角度調整のため土台１と支持パーツ２の間にスペーサーを利用してもよい。エアロバー１０を使用した時に前腕内側に腕当て３が当たる様に腕当て３の固定位置は前後左右に移動可能であり、腕の当たる角度に合わせて斜めに任意の角度で固定してもよい。腕当て３を両腕で挟み保持することにより上体を安定させるので支持パーツ２と腕当て３は十分な強度を確保した素材でお互いが強固に固定してもよい。土台１、支持パーツ２、腕当て３ は車両に合わせエアロ形状やウイング形状等、様々なバリエーションの形状としてもよい。緩衝材４のような素材で腕当て３と腕との接触面を保護してもよい。
　支持パーツ２を複数パーツで構成してもよい。支持パーツ２は左右独立型としてもよい。支持パーツ２は土台１の左右側面に固定可能としてもよい。腕当て３を使用した場合でも車両の傾きおよび手首の動きによるハンドル操作により急カーブでなければ姿勢補助機構を利用した姿勢のままカーブを曲がることは可能である。また、姿勢補助機構とハンドルが干渉することはなく、通常のハンドルを利用した姿勢に移行する事は容易であるため安全である。また、ハンドルに固定したブレーキレレバーに加え、エアロバーにブレーキレバーを装着し同時に利用可能とする事で安全性が向上する。エアロバーに装着したブレーキレバー使用時に姿勢補助機構が上体の前方移動を抑えるため前傾姿勢におけるブレーキの危険性が減少する。
　図２は自転車のフレーム５上に姿勢補助機構が装着された自転車の横図である。土台１を自転車のフレーム５に左右２枚のプレートで挟みボルトで固定し、土台１または土台１に固定した支持パーツ２に腕当て３を固定することで姿勢補助機構が自転車に装着される。エアロバー１０と肘受け１１は固定具９によりハンドル１２に固定されたものとする。エアロバーを使用した場合でも肘受け１１と姿勢補助機構は接触しないため通常の角度までハンドルを切る事は可能であり、通常姿勢との切り替えは容易なため安全である。
　図３は土台が一体成形されたフレーム１３に姿勢補助機構を装備した車両横図である。フレーム１３またはフレーム１３に固定した支持パーツ２に腕当て３を固定することで姿勢補助機構が構成される。エアロバー１０と肘受け１１は固定具９によりハンドル１２に固定されたものとする。エアロバーを使用した場合でも肘受け１１と姿勢補助機構は接触しない為走行に必要な角度までハンドルを切る事は可能であり、通常姿勢との切り替えは容易なため安全である。土台がフレームに一体となる事で姿勢補助機構全体の強度が増し、車両による上体支持の一体感が向上している事がわかる。
　フレーム１３はフレーム自体で胸部、または胸部から腹部にかけて、または腹部を支持する形状としてもよい。フレームで直接上半身を支える場合、利用者の多様性に合わせフレーム１３に固定可能な様々な形状や大きさのパッドまたは緩衝材または支持台座などを使用してもよい。腕当て３は土台以外のフレーム上に直接固定可能としてもよい。
　図４は、図１の姿勢補助機構に支柱１９と胸部支持台座２０を備えた全体図である。土台１に支柱１９を固定する。支柱１９に胸部支持台座２０を固定する。土台１または土台１に固定した支持パーツ２または支柱１９のいずれか、もしくは複数個所に腕当て３を固定することで姿勢補助機構が構成される。また、土台が一体成形されたフレーム１３に支柱１９を固定する。支柱１９に胸部支持台座２０を固定する。フレーム１３またはフレーム１３に固定した支持パーツ２または支柱１９のいずれか、もしくは複数個所に腕当て３を固定することで姿勢補助機構一体型フレームが構成される。
　支柱１９は単体もしくは複数の部品で構成してもよい。支柱１９はスライド伸縮式、折り畳み式、折り曲げ式などの構造としてもよい。支柱１９は前後に角度調節可能としてもよい。支柱１９はエアロ形状としてもよい。支柱１９にボトル、エアポンプ、ツールボックス、小物入れ、カウル、空気整流用タンクなどの構造体を単体または複合して装備可能としてもよい。胸部支持台座２０は胸部保護パッドを用いてよい。胸部支持台座２０は前後や上下に移動可能な構造としてもよい。胸部支持台座は前後に角度調節可能としてもよい。
　図５は胸当て１５装備の構造体１４を図１の姿勢補助機構に固定した全体図である。自転車のフレームに土台１を固定する。土台１または前記土台に固定する支持パーツ２に構造体１４または、さらに胸当てを備える構造体１４を装備する。土台１または支持パーツ２または構造体１４に腕当て３を備えることで姿勢補助機構が構成される。また、土台が一体成形されたフレーム１３または前記土台に固定する支持パーツ２に、構造体１４または、さらに胸当てを備える構造体１４を装備する。フレーム１３または支持パーツ２または構造体１４に腕当て３を備えることで姿勢補助機構一体型フレームが構成される。
　構造体１４は前後に位置移動可能としてもよい。構造体１４は角度調整可能としてもよい。構造体１４とフレーム１３または台座１または支持パーツ２の間にスペーサーを用いてもよい。構造体１４は専用の固定具を介してフレーム１３または土台１または支持パーツ２または前記スペーサーに固定してもよい。構造体１４は胸部から腹部にかけて支持可能な形状としてもよい。構造体１４自身で胸または胸および腹部の支持を可能としてもよい。胸当て１５は構造体１４に追加するオプションとしてもよい。胸当て１５は胸から腹部まで支持可能な形状としてもよい。胸当て１５は固定型や位置移動可能型、または複数のパーツで構成される複合型など胸または胸および腹部が構造体１４の上部で支持されやすい形状および素材としてもよい。構造体１４はボトル、工具入れ、荷物入れ、カウル、空気整流用タンクなどの機能を単体、又は複合する構造としても良い。構造体１４はエアロ形状としてもよい。構造体１４は抱きかかえ体にフィットする形状としてもよい。構造体１４は複数の機能を連結および脱着可能としてもよい。構造体１４はエアバッグ機能を付加してもよい。
　構造体１４の固定角度は走行中変更可能としてもよい、その場合任意の角度に固定可能としてもよい。構造体１４は走行中、前方または手前に倒して固定する事が可能としてもよい。構造体１４の角度調整及び移動は土台内に構成されたギアやモーター等の構造と繋がる土台周辺のレバーまたはスイッチ、またはケーブル等で繋げることによりハンドル周辺に備えられたレバーまたはスイッチで調整可能としてもよい。構造体１４は走行中脱着可能な構造としてもよい。構造体１４はフレーム５に直接またはスペーサー等を挟んで固定してもよい。構造体１４をフレーム５に固定する方法に制限はなくプレートやバンド及び専用のパーツ等で固定してもよい。腕当て３は構造体１４に固定可能としてもよい。構造体１４はエアロ形状の腕当て１８を装着可能としてもよい。
　図６は図５に乗車した姿勢横図である。図７(a)を見ると上半身が両手の握り、両肘、左右前腕内側、胸部、の７か所で支えられている事がわかる。図７（a）の姿勢は前面投影面積が少ないため通常姿勢より空気抵抗が低減されている。さらに、上半身が姿勢補助機構を通し車両によって支えられる事で身体負担は激減する。そして、姿勢補助機構に上半身が支えられるため重いギアでもぺダリングは容易となり安定した高速走行が可能である。
　図６（b）を見ると両前腕に挟まれた構造体１４が胸部空間を塞ぐことで風よけのカウルの役割を果たしていることが分かる。これにより正面からの空気の流れが整流され空気抵抗が減少される。図７（a）図７（b）を見ると、本発明を使用する事により空気抵抗の少ない前傾姿勢が容易となり、上半身が支えられる事で必要な筋力や運動量が減少するためエネルギー効率の良い走行が可能となり、上半身が支えられるので全身が生み出すエネルギーが効率よくペダルに伝達可能なため、重いギアでの高速巡行が容易となる事が分かる。つまり、本発明を利用すると身体負担が軽減されるため高速で安定した走行が長時間維持可能である。
　１：土台
　２：支持パーツ
　３：腕当て
　４：緩衝材
　５：フレーム
　６：ヘッドチューブ
　７：フォーク
　８：ステム
　９：固定具
　１０：エアロバー
　１１：肘受け
　１２：ハンドル
　１３：土台が一体成形されたフレーム
　１４：構造体
　１５：胸当て
　１６：キャップ
　１７：ストロー
　１８：エアロ形状の腕当て
　１９：支柱
　２０：胸部支持台座

Claims (11)

  1. 　自転車のフレームに固定可能な土台と、前記土台または前記土台に固定する支持パーツに、ハンドル中央に設けられるエアロバー等の補助機構を使用した前傾姿勢時に両腕を支える腕当てを備えることを特徴とした姿勢補助機構。
  2. 　前記土台に固定する支柱と、前記支柱に固定する胸部支持台座を備えることを特徴とした請求項１記載の姿勢補助機構。
  3. 　自転車のフレームに固定可能な土台と、前記土台または前記土台に固定する支持パーツに、ハンドル中央に設けられるエアロバー等の補助機構を使用した前傾姿勢時に両前腕に挟まれて胸部空間を塞ぐ構造体または、さらに胸当てを備える前記構造体を装備し、前記土台または前記支持パーツまたは前記構造体に腕当てを備えることを特徴とした姿勢補助機構。
  4. 　自転車のフレームに一体成型した土台と、前記土台または前記土台に固定する支持パーツに、ハンドル中央に設けられるエアロバー等の補助機構を使用した前傾姿勢時に両腕を支える腕当てを備えることを特徴とした姿勢補助機構一体型フレーム。
  5. 　前記土台に固定する支柱と、前記支柱に固定する胸部支持台座を備えることを特徴とした請求項４記載の姿勢補助機構一体型フレーム。 
  6. 　自転車のフレームに一体成型した土台と、前記土台または前記土台に固定する支持パーツに、ハンドル中央に設けられるエアロバー等の補助機構を使用した前傾姿勢時に両前腕に挟まれて胸部空間を塞ぐ構造体または、さらに胸当てを備える前記構造体を装備し、前記土台または前記支持パーツまたは前記構造体に腕当てを備えることを特徴とした姿勢補助機構一体型フレーム。 
  7. 　自転車のフレーム自体もしくは自転車のフレームにパッドまたは緩衝材または支持台座を固定することで、胸部または腹部または胸部から腹部を支持し、前記フレームに腕当てを備える事を特徴とする姿勢補助機構一体型フレーム。
  8. 　自転車のフレームに直接またはスペーサを介し、ハンドル中央に設けられるエアロバー等の補助機構を使用した前傾姿勢時に両前腕に挟まれて胸部空間を塞ぐ構造体または、さらに胸当てを備える前記構造体を装備し、前記構造体に腕当てを備える事を特徴とした姿勢補助機構。
  9. 　前記構造体は飲料ボトルまたは工具入れまたは荷物入れまたはエアバッグを単体または複合で備え、前記構造体で胸部から腹部を支持可能、または胸部もしくは腹部を支持可能とすることを特徴とする請求項３または請求項８記載の姿勢補助機構。
  10. 　前記構造体は飲料ボトルまたは工具入れまたは荷物入れまたはエアバッグを単体または複合で備え、前記構造体で胸部から腹部を支持可能、または胸部もしくは腹部を支持可能とすることを特徴とする請求項６記載の姿勢補助機構 一体型フレーム。
  11. 　前記土台を左右側面からプレートで挟みフレームに固定することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の姿勢補助機構。
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