(57)【要約】      （修正有）【課題】普通の自転車に取り付けるだけで、高齢者等が自転車に乗るときに安全で、かつ優れた走行機能を発揮できると共に、停車時に足をつくことなく姿勢を保つことができる。【解決手段】自転車１００に固定された第１の支柱１０にリンク１４、１５を介して第２支柱１１が設けられる。これにより、第２支柱１１は、第１支柱１０及び第２支柱１１の長手方向と並行に移動可能であり、補助輪１３は後輪に対して上下動可能である。また、バネ１６により、路面に押し付けられる方向の力が補助輪１３に付勢される。これにより、安定した車体姿勢を維持することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の後輪を軸支する第１の軸に固定される棒状の第１の支柱であって、前記自転車が直立姿勢にあるときに長手方向が鉛直方向と平行となるように前記第１の軸に固定される第１の支柱と、
前記第１の軸と平行な第２の軸が設けられた棒状の第２の支柱と、
前記第２の軸に軸支された補助輪と、
前記第１の支柱の長手方向と前記第２の支柱の長手方向とが平行となるように、かつ前記第２の支柱が長手方向に沿って移動可能となるように、前記第１の支柱と前記第２の支柱とを連結する連結手段と、
前記補助輪を路面に押し付ける方向の力を前記第２の支柱に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴とする自転車用補助輪。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車用補助輪であって、
前記連結手段は、一端が前記第１の支柱、他端が前記第２の支柱に設けられた２本のリンクを有する平行リンク機構であり、
前記付勢手段は、両端が前記平行リンク機構の一対の対向する節に設けられた弾性部材である
ことを特徴とする自転車用補助輪。
【請求項３】
請求項２に記載の自転車用補助輪であって、
前記弾性部材は、前記自転車の前方から見たときに外側かつ上側の節と、前記自転車の前方から見たときに内側かつ下側の節とに両端が設けられた引っ張りばねである
ことを特徴とする自転車用補助輪。
【請求項４】
請求項１に記載の自転車用補助輪であって、
前記第１の支柱は、前記第１の支柱が前記第１の軸を中心に回転しないように前記自転車に設けられる
ことを特徴とする自転車用補助輪。
【請求項５】
自転車の後輪を軸支する第１の軸に固定された棒状の第１の支柱であって、前記自転車が直立姿勢にあるときに長手方向が鉛直方向と平行となるように前記第１の軸に固定される第１の支柱と、
前記第１の軸と平行な第２の軸であって、補助輪が軸支される第２の軸が設けられた棒状の第２の支柱と、
前記第１の支柱の長手方向と前記第２の支柱の長手方向とが平行となるように、かつ前記第２の支柱が長手方向に沿って移動可能となるように、前記第１の支柱と前記第２の支柱とを連結する連結手段と、
前記補助輪を路面に押し付ける方向の力を前記第２の支柱に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴とする自転車用補助輪取付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用補助輪及び自転車用補助輪取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一端がフレームに枢支され自由端が上下しうるアームと、後輪と並列に枢着される補助輪と、アームを補助輪が下向きに移動する回動の向きに付勢する付勢手段を有する補助支持具を備え、普通の二輪自転車と同感覚で車体を自在にリーンさせて旋回走行できるとともに、停車時は路面の状況に拘わらず安定した直立姿勢が確保されるため、高齢層も安心して安全走行できる自転車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明は、普通の二輪自転車と同感覚での走行を目的として設計されているものであり、補助輪が二輪自転車を保持することはできない。したがって、特許文献１に記載の発明では、傾斜した路面に停車している場合や、傾斜した路面を横断している場合等においては、直立姿勢を保つのが困難であるという問題がある。
特に高齢者は、足の機能が弱っているため、普通の二輪自転車とは異なり、停車時に足をつくことなく姿勢を保てることが望まれる。停車時に足をつくことなく姿勢を保つことができるように、後輪を２輪とした三輪車が提供されているが、旋回走行が困難である上、低速走行しかできないという問題がある。
【０００５】
さらに、特許文献１に記載の発明や上記三輪車は、構造が複雑である上、自転車としてユーザに提供することしかできないという問題がある。したがって、ユーザが既に保有している自転車に取り付けるだけでよい安価な製品の提供が望まれている。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、普通の自転車に取り付けるだけで、高齢者等が自転車に乗るときに安全で、かつ優れた走行機能を発揮できると共に、停車時に足をつくことなく姿勢を保つことができる自転車用補助輪及び自転車用補助輪取付装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る自転車用補助輪は、例えば、自転車の後輪を軸支する第１の軸に固定される棒状の第１の支柱であって、前記自転車が直立姿勢にあるときに長手方向が鉛直方向と平行となるように前記第１の軸に固定される第１の支柱と、前記第１の軸と平行な第２の軸が設けられた棒状の第２の支柱と、前記第２の軸に軸支された補助輪と、前記第１の支柱の長手方向と前記第２の支柱の長手方向とが平行となるように、かつ前記第２の支柱が長手方向に沿って移動可能となるように、前記第１の支柱と前記第２の支柱とを連結する連結手段と、前記補助輪を路面に押し付ける方向の力を前記第２の支柱に付勢する付勢手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る自転車用補助輪によれば、自転車が直立姿勢にあるときに長手方向が鉛直方向と平行となるように設けられた第２の支柱に、後輪が取り付けられる第１の軸と平行な第２の軸が設けられ、第２の軸には補助輪が軸支される。これにより、後輪と平行に補助輪が設けられるため、停車時に足をつくことなく自転車を直立姿勢に保持することができる。また、補助輪が取り付けられた第２の支柱が、第１の支柱及び第２の支柱の長手方向に沿って移動可能である。これにより、自転車が傾いても補助輪が路面に接触し続けるため、自転車を転倒し難くすることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記連結手段は、一端が前記第１の支柱、他端が前記第２の支柱に設けられた２本のリンクを有する平行リンク機構であり、前記付勢手段は、両端が前記平行リンク機構の一対の対向する節に設けられた弾性部材であってもよい。これにより、簡単な機構で自転車を転倒し難くすることができる。
【００１０】
また、本発明は、前記弾性部材は、前記自転車の前方から見たときに外側かつ上側の節と、前記自転車の前方から見たときに内側かつ下側の節との間に設けられた引っ張りばねであってもよい。これにより、部品数を少なくすることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記第１の支柱は、前記第１の支柱が前記第１の軸を中心に回転しないように前記自転車に設けられてもよい。これにより、補助輪の機能を確実に発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、普通の自転車に取り付けるだけで、高齢者等が自転車に乗るときに安全で、かつ優れた走行機能を発揮できると共に、停車時に足をつくことなく姿勢を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一例である自転車用補助輪１を装着した自転車の斜視図である。
【図２】自転車用補助輪１を装着した自転車を後ろから見た図である。
【図３】自転車用補助輪１の部分拡大図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】自転車用補助輪１の使用方法を説明する図である。
【図５】自転車用補助輪２の部分拡大図であり、（Ａ）は横から見た図、（Ｂ）は後ろから見た図である。
【図６】補助輪の可動域を調整した状態を示す図であり、（Ａ）は可動範囲が狭い場合、（Ｂ）は可動範囲が広い場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の一例である自転車用補助輪１を装着した自転車１００の斜視図である。図２は、自転車用補助輪１を装着した自転車１００を後ろから見た図である。図３は、自転車用補助輪１の部分拡大図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【００１６】
自転車用補助輪１は、図１に示すように、自転車１００の両側に取り付けて使用するものである。図１に示すように、自転車１００は、主として、前後にのびて車体の骨格をなすフレーム１０１と、フレーム１０１の前後部に各々設けられる前輪１０２及び後輪１０３と、ハンドル１０４と、ペダル１０８と、荷台１０９とを備える。
【００１７】
フレーム１０１は、ヘッドチューブ１０１Ａと、ヘッドチューブ１０１Ａから後方へのびるダウンチューブ１０１Ｂと、ダウンチューブ１０１Ｂの後部から立ち上がり、サドル１０５を高さ調整可能に取り付けるシートチューブ１０１Ｃと、ダウンチューブ１０１Ｂの後端から後方へのびるチェーンステイ１０１Ｄとからなる。
【００１８】
ヘッドチューブ１０１Ａには、ハンドルステム１０４Ａの下端及びハンドルステム１０４Ａに連結されたステアリングコラム１０６の上端が挿通される。ハンドルステム１０４Ａの上端部に取り付けられるハンドルバー１０４Ｂを回動させることで、ヘッドチューブ１０１Ａ内部でステアリングコラム１０６が回動し、ステアリングコラム１０６の下端に回転自在に軸支された前輪１０２を回動させることで、操舵を行う。
【００１９】
チェーンステイ１０１Ｄの後端には、ハブシャフト１０７が架け渡され、このハブシャフト１０７に後輪１０３が回転自在に軸支されている。
【００２０】
ダウンチューブ１０１Ｂの後端部には、ペダル１０８が回転自在に軸支される。図示しない駆動装置によって、ペダル１０８に加えられた力が後輪１０３を経て路面に伝えられ、自転車の推進力となる。駆動装置は、すでに公知であるため、説明を省略する。
【００２１】
荷台１０９は、取付部１０９Ａをシートチューブ１０１Ｃに取り付け、取付部１０９Ｂをハブシャフト１０７に取り付けることで、後輪１０３の上部に固定される。
【００２２】
なお、自転車１００の構成は、本実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上記の構成に限られない。一般的な自転車が備える構成を排除するものではない。
【００２３】
図２、３に示すように、自転車用補助輪１は、主として、第１支柱１０と、第２支柱１１と、シャフト１２と、補助輪１３と、リンク１４、１５と、バネ１６とを備える。
【００２４】
第１支柱１０は、金属、硬質プラスティック等により形成された細長い板状の部材である。第１支柱１０は、自転車１００が直立姿勢（図１、２参照）にあるときに、長手方向が鉛直方向と略平行となるように、上端部は荷台１０９に取り付けられ、下端部はハブシャフト１０７に取り付けられる。この結果、第１支柱１０は、ハブシャフト１０７を中心に回転しないように、自転車１００に固定される。
【００２５】
第２支柱１１は、金属、硬質プラスティック等により形成された細長い板状の部材である。第２支柱１１は、長手方向が鉛直方向と略平行となるように、下端部がシャフト１２に取り付けられる。第２支柱１１は、リンク１４、１５により第１支柱１０と連結される。
【００２６】
シャフト１２は、鉄、硬質プラスティック等により形成された略円筒形状の部材であり、補助輪１３が回転自在に軸支されている。
【００２７】
リンク１４、１５は、金属、硬質プラスティック等により形成された細長い板状の部材である。リンク１４、１５は、四節平行リンク機構を構成する。リンク１４、１５は、第１支柱１０及び第２支柱１１の両側にそれぞれ設けられる。
【００２８】
リンク１４は、一端が節１４１を介して第１支柱１０に回動自在に設けられ、他端が節１４２を介して第２支柱１１に回動自在に設けられる。リンク１５は、一端が節１５１を介して第１支柱１０に回動自在に設けられ、他端が節１５２を介して第２支柱１１に回動自在に設けられる。これにより、第２支柱１１は、第１支柱１０及び第２支柱１１の長手方向（図３上下方向）と並行に移動可能となる。このような構成とすることにより、簡単な機構で第２の支柱１１及び補助輪１３を移動可能とすることができる。
【００２９】
バネ１６は、引っ張りバネであり、両端が節１４２と節１５１とに設けられる。これにより、第２支柱１１をシャフト１２の方向に押し下げる力、すなわち補助輪１３を路面に押し付ける方向の力が第２支柱１１に付勢される。このような構成とすることにより、１部品追加するだけで、補助輪１３を路面に押し付ける方向の力を付勢することができる。
【００３０】
このように構成された自転車用補助輪１の作用について説明する。
図１、２に示すように、自転車用補助輪１が後輪１０３の両側に設けられているため、停車時には、自転車１００が安定した直立状態で保持される。したがって、停車時に足をつくことなく姿勢を保つことができる。また、乗り手が、自転車１００を停車状態から直進させたとしても、ふらつきを防止し、自転車１００を直立させた状態で自転車１００を走行させることができる。
【００３１】
また、第１支柱１０及び第２支柱１１は、四節平行リンク機構により連結されている。また、バネ１６により、第２支柱１１、シャフト１２及び補助輪１３には、鉛直下向き（図２下向き）の力が付勢される。そのため、補助輪１３は後輪１０３に対して上下動可能であり、かつ路面に押し付けられる方向の力が補助輪１３に付勢される。したがって、路面の凹凸があった場合においても、安定して自転車１００を走行させることができる。
【００３２】
図４は、乗り手が自転車１００を左折又は右折させる等により、図２に示す状態から自転車１００が横に傾けられた場合を示す図である。第１支柱１０及び第２支柱１１は四節平行リンク機構により連結されているため、第２支柱１１は、第２支柱１１の長手方向に沿って、第１支柱１０と第２支柱１１の重なり量が大きくなる方向（図２上方向）に平行移動される。すなわち、図４に示す状態は、図２に示す状態に対して、第１支柱１０と第２支柱１１の重なり量が大きくなっている。
【００３３】
第１支柱１０と第２支柱１１の重なり量が大きくなった結果、図４に示す状態は、図２に示す状態に対してバネ１６の長さが長くなっている。すなわち、図４に示す状態においては、バネ１６が伸びており、バネ１６が元に戻ろうとする引っ張り力が働いている。その結果、第２支柱１１、シャフト１２及び補助輪１３には、第２支柱１１を図２に示す状態へ戻す方向の力、図４矢印方向の力が付勢される。したがって、自転車１００が横に傾けられても、傾けられた方向の補助輪１３が浮くことがない。さらに、自転車１００の傾きが徐々に減少する場合においても、補助輪１３が路面から浮くことがない。これにより、自転車１００が横転し難くすることができる。
【００３４】
また、第１支柱１０がハブシャフト１０７を中心に回転しないように荷台１０９に固定されているため、自転車用補助輪１の機能が確実に発揮される。
【００３５】
本実施の形態によれば、安定した車体姿勢を維持することができる。したがって、高齢者、障がい者等が自転車に乗る場合において、安全にかつ容易に運転でき、停車時に足をつくことなく姿勢を保つことができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、引っ張りバネであるバネ１６を節１４２と節１５１との間に設けたが、第２支柱１１、シャフト１２及び補助輪１３に鉛直下向きの力を付勢する付勢手段の形態はこれに限られない。例えば、節１４１と節１５２との間に圧縮バネを設けてもよいし、第２支柱１１と荷台１０９との間に圧縮バネを設けてもよい。また、付勢手段としては、コイルバネ、空気ばねや液体バネ等の空気バネ等の様々な形態の弾性部材を用いることができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、第１支柱１０及び第２支柱１１の両側にそれぞれ２個のリンク１４、１５及びバネ１６を設けたが、リンク１４、１５及びバネ１６は１つでもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、第１支柱１０がハブシャフト１０７を中心に回転しないように、第１支柱１０を荷台１０９に固定したが、第１支柱１０がハブシャフト１０７を中心に回転しないようにする形態はこれに限られない。例えば、第１支柱１０をシートチューブ１０１Ｃに直接固定するようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、シャフト１２が第２支柱１１に固定されているが、補助輪１３の大きさによってシャフト１２の位置が変えられるような構成を第２支柱１１に備えてもよい。例えば、第２支柱１１に長孔を形成し、その範囲内でシャフト１２の位置を調整可能としてもよい。これにより、自転車用補助輪１から補助輪１３を除いた自転車用補助輪取付装置として提供された場合に、任意の大きさの補助輪を取り付けることが可能となる。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態は、自転車を傾ける角度が調整可能な形態である。
【００４１】
図５は、本発明の一例である自転車用補助輪２を装着した自転車１００を示す図であり、（Ａ）は横から見た図、（Ｂ）は後ろから見た図である。なお、第１の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
自転車用補助輪２は、自転車用補助輪１と同様、自転車１００の両側に取り付けて使用するものである（図５（Ｂ）参照）。図５に示すように、自転車用補助輪２は、主として、第１支柱２０と、第２支柱２１と、リンク２２と、第３支柱２３と、バネ２４と、調整ネジ２５と、補助輪２６とを備える。
【００４３】
第１支柱２０は、金属、硬質プラスティック等により形成された細長い板状の部材である。第１支柱２０は、第１支柱１０と同様に、自転車１００が直立姿勢にあるときに、長手方向が鉛直方向と略平行となるように、上端部は荷台１０９に取り付けられ、下端部はハブシャフト１０７に取り付けられる。この結果、第１支柱２０は、ハブシャフト１０７を中心に回転しないように、自転車１００に固定される。
【００４４】
また、第１支柱２０は、第２支柱２１を取り付ける取付部２０１を備える。取付部２０１は、後輪１０３と補助輪２６との間隔を一定に保つための部材であり、形状、長さ等は任意である。
【００４５】
第２支柱２１は、金属、硬質プラスティック等により形成された細長い板状の部材である。第２支柱２１は、長手方向が鉛直方向と略平行となるように、上端部がリンク２２を介して取付部２０１に固定される。
【００４６】
リンク２２は、金属、硬質プラスティック等により形成された細長い板状の部材である。リンク２２は、第２支柱２１及び第３支柱２３の両側に所定間隔で設けられる。２本のリンク２２は、第２支柱２１を挟むようにして、節２１１により取付部２０１に固定される。
【００４７】
第３支柱２３は、金属、硬質プラスティック等により形成された細長い板状の部材である。第３支柱２３は、一端が節２３１を介してリンク２２に対して回動自在に設けられる。第３支柱２３は、他端に補助輪２６が軸支される軸２３５が設けられる。
【００４８】
バネ２４は、引っ張りバネであり、一端が第２支柱２１の固定部２１２に、他端が第３支柱２３の固定部２３２に取り付けられる。これにより、第３支柱２３が図４に示す状態から自転車１００の後側（図４（Ａ）における反時計回りの方向）に回動した場合に、図４に示す初期状態に戻る方向の力を第３支柱２３に付勢する。
【００４９】
調整ネジ２５は、第３支柱２３に可動範囲を調整するネジである。調整ネジ２５は、一端が第２支柱の２１の取付部２１３の穴の底面に当接し、かつ取付部２１３に対して回転自在に設けられる。
【００５０】
調整ネジ２５は、第３支柱２３に形成された取付部２３３に形成された孔（図示せず）を貫通している。調整ネジ２５の孔の後側（図５（Ａ）における右側）には、ナット２５１が係合されている。そのため、ナット２５１を回転させることによりナット２５１と調整ネジ２５との相対的な位置が変更されると、第３支柱２３の回動範囲が変更される（図６参照、後に詳述）。
【００５１】
このように構成された自転車用補助輪２の作用について説明する。
自転車用補助輪２が後輪１０３の両側に設けられているため、停車時には、自転車１００が安定した直立状態で保持される。乗り手が、自転車１００を停車状態から直進させたとしても、自転車１００を直立させた状態で自転車１００を走行させることができる。
【００５２】
図６は、第３支柱２３、すなわち補助輪２６の可動域を調整した状態を示す図であり、点線は図５（Ａ）に示す可動範囲が狭い場合、実線は可動範囲が広い場合を示す。図６の点線で示す状態、すなわち調整ネジ２５により第３支柱２３の可動範囲が狭い範囲に限定されている状態においては、自転車１００の傾き角度が狭い範囲に限定される。これにより、自転車１００の横転が防止される。
【００５３】
図６の実線で示す状態、すなわち調整ネジ２５により第３支柱２３の可動範囲が広げられている状態においては、自転車１００が傾くのに伴い、第３支柱２３がナット２５１に当接するまで、後向き（図６における反時計回り）に第３支柱２３が回転する。したがって、自転車１００がより大きい角度で傾くことができる。これにより、自転車１００を傾けることができる角度を任意に、かつ無段階に調整できる。
【００５４】
第３支柱２３には、図６の矢印で示すように、バネ２４により前向き（図６における時計回りの方向）の力が付勢される。したがって、自転車１００が傾いた状態から直立状態に復帰する場合に、補助輪２６が路面から離れることなく、自転車１００が直立状態に復帰することがサポートされる。
【００５５】
本実施の形態によれば、安定した車体姿勢を維持することができる。したがって、幼児等が自転車に乗る場合において、安全に運転でき、横転を防止することができる。また、自転車を傾けることができる角度が任意に調整できるため、幼児の能力に合わせて自転車を傾けることができる角度を調整することができ、幼児の自転車に乗る能力を効果的に向上させることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、調整ネジ２５にナット２５１を螺合させ、ナット２５１の位置を調整することにより、第３支柱２３の可動範囲を調整したが、第３支柱２３の可動範囲を調整可能とする形態はこれに限られない。例えば、調整ネジ２５の代わりに複数の孔が形成された棒を用い、ピン等を孔にさすことにより、第３支柱２３の可動範囲を調整してもよい。
【００５７】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明は、自転車用補助輪として提供してもよいし、補助輪を自転車に取り付けるための自転車用補助輪取付部材として提供してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１、２：自転車用補助輪１、１０：第１支柱、１１：第２支柱、１２：シャフト、１３：補助輪、１４、１５：リンク、１６：バネ、２０：第１支柱、２１：第２支柱、２２：リンク、２３：第３支柱、２４：バネ、２５：調整ネジ、２６：補助輪、１００：自転車、１０１：フレーム、１０２：前輪、１０３：後輪、１０４：ハンドル、１０８：ペダル、１０９：荷台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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