(57)【要約】【課題】小型のモータでサドルをスムーズに昇降させることができ、自転車へ嵩張らないように装着できるサドル昇降装置を提供する。【解決手段】サドル５０から下方へ延びるねじ軸１１を、車体側のサドルポスト５１に挿入して螺合させ、サドル５０下部に上受具１を、サドルポスト５１上部に下受具２をそれぞれ取り付け、モータ２２をサドル５０後部下方に収納し、モータ２２の出力軸のプーリ２３と、ねじ軸１１上部のプーリ２４とに伝動用ベルト２５を掛け渡して、モータ２２の回転をねじ軸１１に伝達し、下受具２に対し上受具１を上昇方向へ付勢するばね１０を設け、モータ２２の駆動力とばね１０の付勢力とでサドル５０を上昇させるようにする。【選択図】図２
2006123882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サドルをモータで駆動して乗車中に昇降可能とした自転車のサドル昇降装置において、サドルから下方へ延びるねじ軸を、車体側のサドルポストに挿入して螺合させ、サドル下部に上受具を、サドルポスト上部に下受具をそれぞれ取り付け、モータをサドル後部下方に収納し、モータの出力軸のプーリと、ねじ軸上部のプーリとに伝動用ベルトを掛け渡して、モータの回転をねじ軸に伝達し、下受具に対し上受具を上昇方向へ付勢するばねを設け、モータの駆動力とばねの付勢力とでサドルを上昇させるようにしたことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車のサドル昇降装置において、上受具と下受具とを前リンクと後リンクとで連結し、前リンク及び後リンクを、開閉可能に連結された同一の軸間距離を有する上リンク片と下リンク片とから構成して、その開閉に伴いサドルが昇降するようにしたことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自転車のサドル昇降装置において、前リンクと後リンクの上リンク片及び下リンク片を、内外にずらして干渉することなく同方向へ屈曲するように配置したことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の自転車のサドル昇降装置において、前リンクと後リンクとを、連動して開閉するように上リンク片と下リンク片の連結部で噛合させたことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の自転車のサドル昇降装置において、上リンク片と下リンク片の連結部のボスにリミットスイッチを設け、上リンク片又は下リンク片の上限ストッパ及び下限ストッパに当接してリミットスイッチが操作され、モータの回転・停止が切り替えられて、サドルが上限位置及び下限位置で停止するようにしたことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項６】
請求項１に記載の自転車のサドル昇降装置において、サドルポストに鞘管を上下にスライド自在に挿入し、この鞘管の内側にねじ軸を挿入して、鞘管の上部を上受具に固定したことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項７】
請求項６に記載の自転車のサドル昇降装置において、上受具として前後に延びる角筒状のものを使用し、モータを上受具に載せ、上受具の内部にモータの出力軸のプーリと、ねじ軸上部のプーリと、これらに掛け渡される伝動用ベルトとを収納したことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の自転車のサドル昇降装置において、ねじ軸の上部を回動自在に支持するベアリングを、鞘管の上部内側に収納したことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかに記載の自転車のサドル昇降装置において、サドルの後部に緩衝性を付与するサドルばねとして、ねじりコイル式のばねを使用したことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれかに記載の自転車のサドル昇降装置において、上受具にリミットスイッチを設け、下受具から上受具側へ延びる連結部材を介して、リミットスイッチが操作され、モータの回転・停止が切り替えられて、サドルが上限位置及び下限位置で停止するようにしたことを特徴とする自転車のサドル昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自転車のサドルを乗車中に昇降させ、走行中にはペダルを漕ぎやすく、停車時には足を着きやすくするための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自転車のサドルは、車体フレームの立パイプにスライド自在に挿入されたサドルポストの上端に取り付けられ、サドルポストを任意の位置でクランプにより立パイプに締め付けて、適宜の高さに設定される。
【０００３】
ところで、サドルの高さは、走行中には高めに設定しておいたほうがペダルを漕ぎやすく、停車時には低くしたほうが地面に足を着きやすくて安全であるが、上記のような通常の高さ調整機構では、乗車中にサドルの高さを変更することはできない。
【０００４】
このため、特許文献１では、サドルから下方へ延びるねじ軸を、車体フレームの立パイプに挿入して立パイプ上部の従動ギヤに螺合させ、車体フレームにモータを取り付け、モータの出力軸の駆動ギヤと従動ギヤとを噛み合わせて、運転者がサドルに腰掛けたままの状態で、モータの駆動力によりサドルを昇降させるサドル昇降装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２７９４８６号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の昇降装置では、モータの駆動力のみでサドルを上昇させるので、高出力の大型モータが必要となり、また、ギヤの噛合により回転を伝達するので、音鳴りが生じやすく、モータ等の配置も制約されるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、小型のモータでサドルをスムーズに昇降させることができ、自転車へ嵩張らないように装着できるサドル昇降装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明は、サドルをモータで駆動して乗車中に昇降可能とした自転車のサドル昇降装置において、サドルから下方へ延びるねじ軸を、車体側のサドルポストに挿入して螺合させ、サドル下部に上受具を、サドルポスト上部に下受具をそれぞれ取り付け、モータをサドル後部下方に収納し、モータの出力軸のプーリと、ねじ軸上部のプーリとに伝動用ベルトを掛け渡して、モータの回転をねじ軸に伝達し、下受具に対し上受具を上昇方向へ付勢するばねを設け、モータの駆動力とばねの付勢力とでサドルを上昇させるようにしたのである。
【０００９】
なお、サドルを安定させるため、上受具と下受具とを前リンクと後リンクとで連結し、前リンク及び後リンクを、開閉可能に連結された同一の軸間距離を有する上リンク片と下リンク片とから構成して、その開閉に伴いサドルを昇降させるようにするとよい。
【００１０】
また、作動スペースを抑制するため、前リンクと後リンクの上リンク片及び下リンク片を、内外にずらして干渉することなく同方向へ屈曲するように配置するとよい。
【００１１】
また、ねじ軸の振れを防止するため、前リンクと後リンクとを、連動して開閉するように上リンク片と下リンク片の連結部で噛合させてもよい。
【００１２】
また、これらのリンク式昇降装置において、サドルを上限位置及び下限位置で停止させるためには、上リンク片と下リンク片の連結部のボスにリミットスイッチを設け、上リンク片又は下リンク片の上限ストッパ及び下限ストッパに当接してリミットスイッチが操作され、モータの回転・停止が切り替えられるようにすればよい。
【００１３】
また、上記リンク式の支持機構に代えて、サドルの安定性を高めるため、サドルポストに鞘管を上下にスライド自在に挿入し、この鞘管の内側にねじ軸を挿入して、鞘管の上部を上受具に固定するようにしてもよい。
【００１４】
また、モータ支持強度向上のため、上受具として前後に延びる角筒状のものを使用し、モータを上受具に載せ、上受具の内部にモータの出力軸のプーリと、ねじ軸上部のプーリと、これらに掛け渡される伝動用ベルトとを収納してもよい。
【００１５】
また、ねじ軸の上部を回動自在に支持するベアリングを、鞘管の上部内側に収納して、上部構造のコンパクト化を図ってもよい。
【００１６】
また、サドルの後部に緩衝性を付与するサドルばねとして、ねじりコイル式のばねを使用し、サドルばねとモータとの干渉を防止するようにしてもよい。
【００１７】
そのほか、上受具にリミットスイッチを設け、下受具から上受具側へ延びる連結部材を介して、リミットスイッチが操作され、モータの回転・停止が切り替えられて、サドルが上限位置及び下限位置で停止するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
このような自転車のサドル昇降装置では、モータの駆動力とばねの付勢力とでサドルを上昇させるので、小型のモータでも運転者が腰掛けたサドルを上昇させることができ、また、モータをサドル後部下方に収納し、モータの回転をベルトを介してねじ軸に伝達しているので、モータや回転の伝達機構が嵩張ることがなく、減速比も大きく設定でき、ギヤのように音鳴りが生じることもない。
【００１９】
まず、この発明の第１実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００２０】
このサドル昇降装置は、電動アシスト自転車に装着されるものであり、図１及び図２に示すように、サドル５０をサドルポスト５１の上方に昇降可能に支持する構成とされている。サドルポスト５１は、車体フレームの立パイプ５２にスライド自在に挿入され、任意の位置でクランプ５３により立パイプ５２に締め付けて固定される。
【００２１】
サドル５０の下部には、板金を下向きコ字状に折り曲げた形状の上受具１が取り付けられ、サドル５０のサドルフレーム５４を上受具１と挟持具３とで挟み込むようにして、サドル５０は上受具１に固定される。上受具１には、下方へ延びるねじ軸１１の上端部がベアリング１２を介して回動自在に保持されている。
【００２２】
サドル５０の後部下方には、緩衝用のマット２１を介し挟持具３に載せてモータ２２が収納され、サドル５０の裏面は、モータ２２を回避して若干切り欠かれている。モータ２２の出力軸のプーリ２３と、ねじ軸１１上部のプーリ２４には、伝動用ベルト２５が掛け渡され、図３に示すように、プーリ２３，２４の径の差から、モータ２２の回転が減速されてねじ軸１１に伝達されるようになっている。
【００２３】
ねじ軸１１の下部は、図２に示すように、サドルポスト５１の内部に挿入され、その挿入部分は、サドルポスト５１の内側に挿入固着された雌ねじ部材１３に螺合している。このため、ねじ軸１１は、回転に伴い、図２及び図４に示すように、サドルポスト５１に対して上下に移動し、サドル５０が昇降する。サドルポスト５１の上端部には固定部材３０がねじ込まれ、固定部材３０には下受具２が固定されている。
【００２４】
上受具１と下受具２とは、左右対になった前リンク４と後リンク５とで連結され、前リンク４及び後リンク５は、開閉可能に連結された同一の軸間距離を有する上リンク片６，８と下リンク片７，９とから構成されている。これらの上リンク片６，８及び下リンク片７，９は、内外にずらして干渉することなく後方へ屈曲するように配置されている。
【００２５】
後リンク５は、ねじりコイル式のばね１０により開く方向へ付勢され、これによりサドル５０が上昇方向に付勢されている。この付勢力は、モータ２２の駆動力と併せて、運転者が腰掛けたサドル５０を上昇させられる程度に設定されている。
【００２６】
前リンク４及び後リンク５の上リンク片６，８と下リンク片７，９の連結部では、上リンク片６のボス１４の外側に下リンク片７のボス１５が、上リンク片８のボス１６の内側に下リンク片９のボス１７がそれぞれ回動自在に挿入されている。
【００２７】
この連結部においては、前リンク４の下リンク片７に形成されたギヤ１８と、後リンク５の上リンク片８に設けられたギヤ部材１９のギヤ２０とが噛合して、前リンク４と後リンク５とが同一の角度で連動して開閉するようになっている。これにより、ねじ軸１１には径方向の力が作用せず、ねじ軸１１の軸振れが防止される。
【００２８】
前リンク４の上リンク片６と下リンク片７の連結部では、下リンク片７のボス１５にリミットスイッチ２６が設けられ、モータ２２への給電は、車体フレームに着脱自在にセットされたバッテリ５５からリミットスイッチ２６を介して行われる。自転車のハンドル側には、モータ２２への給電及び回転方向を切り替える昇降操作スイッチを設けておく。
【００２９】
上リンク片６には、上限ストッパ２７及び下限ストッパ２８が設けられ、リミットスイッチ２６の両側のスイッチロッドのいずれかに上限ストッパ２７又は下限ストッパ２８が当接すると、モータ２２が停止するようになっている。
【００３０】
また、上限ストッパ２７の調整ボルト２９を回転させると、球状の先端部がリミットスイッチ２６のボタンに対して進退し、これに伴い、モータ２２が停止するタイミングが変化し、サドル５０の上昇位置の高さを調整できるようになっている。
【００３１】
なお、上リンク片６のボス１４と、下リンク片７のボス１５が内外逆になっている場合には、上リンク片７のボス１４にリミットスイッチ２６を設け、下リンク片７に上限ストッパ２７及び下限ストッパ２８を設けるようにしてもよい。
【００３２】
このような昇降装置を装着した自転車では、停車直前にハンドル側の昇降操作スイッチを下降側に入れると、モータ２２の駆動及び運転者の体重により、ばね１０の付勢力に抗しサドル５０が下降して、地面に足が着きやすくなり、発車に際し昇降操作スイッチを上昇側に入れると、モータ２２の駆動力とばね１０の付勢力とでサドル５０が上昇して、ペダルが漕ぎやすくなる。
【００３３】
次に、この発明の第２実施形態を図５乃至図９に基づいて説明する。
【００３４】
このサドル昇降装置もまた、上記第１実施形態と同様、電動アシスト自転車に装着されるものであり、図５乃至図７に示すように、サドル５０をサドルポスト５１の上方に昇降可能に支持する構成とされている。サドルポスト５１は、車体フレームの立パイプ５２にスライド自在に挿入され、任意の位置でクランプ５３により立パイプ５２に締め付けて固定される。
【００３５】
サドルポスト５１には、鞘管３１が上下にスライド自在に挿入され、この鞘管３１の内側にねじ軸１１が挿入されて、鞘管３１の上部が前後に延びる角筒状の上受具１の下壁に固定されている。
【００３６】
上受具１の後部には、緩衝用のマット２１を介してモータ２２が載せられ、上受具１の内部には、モータ２２の出力軸のプーリ２３と、ねじ軸１１のプーリ２４と、これらに掛け渡される伝動用ベルト２５とが収納されている。そして、図８に示すように、プーリ２３，２４の径の差から、モータ２２の回転が減速されてねじ軸１１に伝達されるようになっている。
【００３７】
上受具１の上壁には、図６及び図７に示すように、ベアリング受１ａがねじ込まれ、その内部には、ねじ軸１１を回動自在に保持するベアリング１２が嵌め込まれている。ベアリング受１ａの外側には、フレーム受１ｂが嵌められて、ベアリング受１ａの外周にねじ込んだ固定リング１ｃにより固定されている。
【００３８】
ベアリング１２は、ベアリング受１ａの内周下部にねじ込んだ固定リング１ｄと、ねじ軸１１の外側に嵌めたスペーサ１ｅにより支持され、固定リング１ｆ及びナット１ｇをベアリング受１ａの内周上部及びねじ軸１１にそれぞれねじ込んで固定されている。
【００３９】
ベアリング受１ａの上方には、中間部が盛り上がった挟持具３が被せられ、フレーム受１ｂの溝部と挟持具３の両側部との間にサドル５０のサドルフレーム５４を挟みこんで、サドル５０は上受具１に固定される。
【００４０】
ねじ軸１１の下部は、鞘管３１より突出して下方へ延び、サドルポスト５１の内側に挿入固着された雌ねじ部材１３に螺合している。このため、ねじ軸１１は、回転に伴い、サドルポスト５１に対して、鞘管３１と共に上下に移動し、これに伴いサドル５０が昇降する。このとき、鞘管３１とサドルポスト５１とは、サドルポストの内周上部に嵌められたスリーブ５１ａにより、スムーズに摺動するようになっている。
【００４１】
サドルポスト５１の外周上部には下受具２が取り付けられ、上受具１と下受具２には、サドル５０を上昇方向に付勢するねじりコイル式のばね１０の上下端部がそれぞれ連結されている。この付勢力は、モータ２２の駆動力と併せて、運転者が腰掛けたサドル５０を上昇させられる程度に設定されている。
【００４２】
上受具１の前部には、リミットスイッチ２６が内装され、モータ２２への給電は、車体フレームに着脱自在にセットされたバッテリ５５からリミットスイッチ２６を介して行われる。自転車のハンドル側には、モータ２２への給電及び回転方向を切り替える昇降操作スイッチを設けておく。
【００４３】
リミットスイッチ２６のスイッチレバーは、上受具１に内装され、上下に揺動自在に軸支されたストッパ部材３２に係合している。ストッパ部材３２の先端部は、上受具１から前方に突出して下方及び後方へ順次折り曲げられ、ストッパ部材３２の先端部と下受具２とがワイヤを用いた連結部材３３を介して連結されている。
【００４４】
ストッパ部材３２は、一対のばね３４により中立位置に保持され、サドル５０の上昇に伴いストッパ部材３２の先端部が連結部材３３で引っ張られて下方へ揺動したとき、及びサドル５０の下降に伴いストッパ部材３２の先端部が下受具２に当接して上方へ揺動したとき、モータ２２の回転が停止する。
【００４５】
下受具２は後方へ延び、その延長部に挟み込まれた回止板３５は、下向きコ字状のばね受３６と共にボルト３７ａ及びナット３７ｂにより下受具２に固定されている。回止板３５の前側の凸部は、サドルポスト５１の貫穴を介して鞘管３１の後部のガイド溝３１ａに係合し、下受具２とサドルポスト５１及び鞘管３１の相対回転を防止する。
【００４６】
ばね１０の下端部もまたボルト３７ａに係止され、ワッシャ３７ｃ，３７ｄを挟んでナット３７ｅにより固定されている。なお、ばね１０として、所要の付勢力を得るため線径が異なるものを使用する場合には、コイル部の幅が異なるので、厚さの異なるワッシャ３７ｃを用いて、隙間をなくすように調整すればよい。
【００４７】
このような昇降装置を装着した自転車では、停車直前にハンドル側の昇降操作スイッチを下降側に入れると、モータ２２の駆動及び運転者の体重により、ばね１０の付勢力に抗しサドル５０が下降して、地面に足が着きやすくなり、発車に際し昇降操作スイッチを上昇側に入れると、モータ２２の駆動力とばね１０の付勢力とでサドル５０が上昇して、ペダルが漕ぎやすくなる。
【００４８】
ところで、上記実施形態では、リミットスイッチ２６を操作する連結部材３３として、ワイヤを使用したが、図９に示すように、連結部材３３を段付きロッドとし、その上限ストッパ面３３ａ及び下限ストッパ面３３ｂが下受具２に下方及び上方から当接して、サドル５０の昇降が停止されるようにしてもよい。
【００４９】
また、ねじ軸１１の上部を回動自在に支持するベアリング１２を、上受具１の上方に設けるのではなく、図１０に示すように、鞘管３１の上部内側に収納すると、挟持具３を盛り上がりのない平坦なものとして、上部構造のコンパクト化を図ることができる。
【００５０】
そのほか、図１１に示すように、サドル５０の後部に緩衝性を付与するサドルばね５０ａとして、圧縮コイル式のものに代えて、ねじりコイル式のものを使用すると、コイル部分が縦方向に向くので、ある程度大型のモータ２２を使用しても、サドルばね５０ａとモータ２２とが干渉することがない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明に係る自転車のサドル昇降装置の第１実施形態を示す斜視図
【図２】同上のサドル上昇状態を示す右側からの要部断面図
【図３】同上の上部横断平面図
【図４】同上のサドル下降状態を示す右側からの要部断面図
【図５】この発明に係る自転車のサドル昇降装置の第２実施形態を示す斜視図
【図６】同上のサドル昇降状態を示す右側からの要部断面図
【図７】同上の後方からの要部断面図
【図８】同上の上部横断平面図
【図９】同上のリミットスイッチの連結部材の他例を示す前方からの概略図
【図１０】同上の鞘管上部にベアリングを収納した例を示す後方からの要部断面図
【図１１】同上のサドルばねにねじりコイル式のものを使用した例を示す斜視図
【符号の説明】
【００５２】
１  上受具
１ａ  ベアリング受
１ｂ  フレーム受
１ｃ，１ｄ，１ｆ  固定リング
１ｅ  スペーサ
１ｇ  ナット
２  下受具
３  挟持具
４  前リンク
５  後リンク
６，８  上リンク片
７，９  下リンク片
１０  ばね
１１  ねじ軸
１２  ベアリング
１３  雌ねじ部材
１４乃至１７  ボス
１８，２０  ギヤ
１９  ギヤ部材
２１  マット
２２  モータ
２３，２４  プーリ
２５  ベルト
２６  リミットスイッチ
２７  上限ストッパ
２８  下限ストッパ
２９  調整ボルト
３０  固定部材
３１  鞘管
３１ａ  ガイド溝
３２  ストッパ部材
３３  連結部材
３３ａ  上限ストッパ面
３３ｂ  下限ストッパ面
３４  ばね
３５  回止板
３６  ばね受
３７ａ  ボルト
３７ｂ  ナット
３７ｃ，３７ｄ  ワッシャ
３７ｅ  ナット
５０  サドル
５０ａ  サドルばね
５１  サドルポスト
５１ａ  スリーブ
５２  立パイプ
５３  クランプ
５４  サドルフレーム
５５  バッテリ
【図１】
2006123882.tif 000003
【図２】
2006123882.tif 000004
【図３】
2006123882.tif 000005
【図４】
2006123882.tif 000006
【図５】
2006123882.tif 000007
【図６】
2006123882.tif 000008
【図７】
2006123882.tif 000009
【図８】
2006123882.tif 000010
【図９】
2006123882.tif 000011
【図１０】
2006123882.tif 000012
【図１１】
2006123882.tif 000013