(57)【要約】【課題】自転車に乗車する者の身体特徴、操作性の好み、走行する路面の状況などに応じて自転車の主要機構部材の寸法、相互の位置関係を変化させる機能を有する自転車を提供する。【解決手段】自転車１は、前輪１４を保持するためのヘッドチューブ１０と固着されるダウンチューブ４３および後輪３０を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、フレーム固定部に対して回動軸を中心として回動可能とされるシートチューブ４４と、シートチューブ４４を回動させるシートスティ４５と、シートスティ４５を制御する制御部２３と、を備えるようにして、シートチューブ４４のチェンスティとなす角度が変更できるようにした。【選択図】図１
2012148580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、
前記フレーム固定部に対して回動軸を中心として回動可能とされるシートチューブと、
前記シートチューブを回動させるシートチューブアクチュエータと、
前記シートチューブアクチュエータを制御する制御部と、
を備える自転車。
【請求項２】
前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、
前記フレーム固定部に連結されるシートチューブと、
前記シートチューブと接続されるシートポストと、
前記シートポストに連結される回動軸を中心として、回動可能とされるサドルと、
前記サドルを回動させて、前記シートポストに対する該サドルの腰かけ面のなす角度を可変とするサドルアクチュエータと、
前記サドルアクチュエータを制御する制御部と、
を備える自転車。
【請求項３】
前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、
前記ヘッドチューブに挿入されるハンドルポストと、
前記ハンドルポストの一方の先端に回動可能に連結され、前記前輪の進行方向を操縦するハンドルレバーと、
前記ハンドルレバーを回動させて、前記ハンドルポストに対する該ハンドルレバーのなす角度を可変とするハンドルレバーアクチュエータと、
前記ハンドルレバーアクチュエータを制御する制御部と、
を備える自転車。
【請求項４】
前記シートチューブと接続されるシートポストと、
前記シートポストに連結される回動軸を中心として、回動可能とされるサドルと、
前記サドルを回動させて、前記シートポストに対する該サドルの腰かけ面のなす角度を可変とするサドルアクチュエータと、をさらに備え、
前記制御部は、
前記シートチューブアクチュエータと前記サドルアクチュエータとを制御する請求項１に記載の自転車。
【請求項５】
前記ヘッドチューブに挿入されるハンドルポストと、
前記ハンドルポストの一方の先端に回動可能に連結され、前記前輪の進行方向を操縦するハンドルレバーと、
前記ハンドルレバーを回動させて、前記ハンドルポストに対する該ハンドルレバーのなす角度を可変とするハンドルレバーアクチュエータと、をさらに備え、
前記制御部は、
前記シートチューブアクチュエータと前記ハンドルレバーアクチュエータとを制御する請求項１に記載の自転車。
【請求項６】
前記シートチューブと接続されるシートポストと、
前記シートポストに連結される回動軸を中心として、回動可能とされるサドルと、
前記サドルを回動させて、前記シートポストに対する該サドルの腰かけ面のなす角度を可変とするサドルアクチュエータと、
前記ヘッドチューブに挿入されるハンドルポストと、
前記ハンドルポストの一方の先端に回動可能に連結され、前記前輪の進行方向を操縦するハンドルレバーと、
前記ハンドルレバーを回動させて、前記ハンドルポストに対する該ハンドルレバーのなす角度を可変とするハンドルレバーアクチュエータと、をさらに備え、
前記制御部は、
前記シートチューブアクチュエータと前記ハンドルレバーアクチュエータと前記サドルアクチュエータとを制御する請求項１に記載の自転車。
【請求項７】
路面の傾斜角度を検出する角度検出手段を、さらに備え、
前記制御部は、
前記角度検出手段から検出する前記傾斜角度に基づき制御をする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の自転車。
【請求項８】
前記角度検出手段は、ジャイロスコープを有することを特徴とする請求項７に記載の自転車。
【請求項９】
操作入力部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記操作入力部から入力される情報に基づき制御をする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の自転車。
【請求項１０】
前記操作入力部は、音声認識回路を有することを特徴とする請求項９に記載の自転車。
【請求項１１】
電界通信によって個人情報を検出する個人情報検出部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記個人情報検出部から入力される情報に基づき制御をする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の自転車。
【請求項１２】
前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、
前記フレーム固定部に連結されるシートチューブと、
前記シートチューブに挿入されるシートポストと、
前記シートポストの先端に配されたサドルと、
前記シートポストの前記シートチューブに挿入される部分の長さを可変とするシートポスト長可変アクチュエータと、
前記シートポスト長可変アクチュエータを制御する制御部と、
を備える自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車に関し、特に、主要機構部材の寸法、主要機構部材の相互の位置関係を変化させることができる自転車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２２は、二輪車の代表例としての従来の自転車を示す図である（特許文献１を参照）。特許文献１には、クランク軸１０７とサドル１１１の着座中心とを結ぶ直線がクランク軸１０７を通る水平線となす角度を５８°〜６５°とするとともに、クランク軸１０７からペダル１０９の回転中心までの距離であるクランク長さを１２７ｍｍ〜１５２ｍｍとする自転車の技術が記載されている。このように自転車の主要機構部材の寸法を設定することによって、女性がスカートを着用しても違和感なく座乗できるとしている。また、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、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としている。
【０００３】
図２３は、また、別の従来の自転車を示す図である（特許文献２を参照）。特許文献２に記載された電動自転車１２０では、バッテリを収納したバッテリボックス１３１をシートチューブ１１２の後方の空間に沿って脱着可能に配置している。電動自転車１２０では、サドル本体１３４にバックレスト１４３が取り付けられているので、バックレスト１４３がバッテリボックス１３１の着脱動作を阻害する。そこで、サドルは、軸１３６を中心として回動する可倒式サドル１１４とされ、サドル１１４の下方に配されるバッテリボックス１３１をシートチューブ１１２に沿って着脱する際にはバックレスト１４３はサドル本体１３４と共に跳ね上げられて退避して、バッテリボックス１３１の着脱を容易に行うことができる技術が記載されている。
【０００４】
図２４は、通信システムに関する技術を示す図である（特許文献３を参照）。図２４に記載された通信システムでは、伝送媒体２０２に対して情報信号を変調してなる電界を付与する送信機２０１と、伝送媒体２０２を介して電界を検出して情報信号に対応した復調信号を得る受信機２０３と、備えている。受信機２０３は、伝送媒体２０２に面する受信電極２３１と、受信電極２３１に接続されたセンサ電極２３２ａ、２３２ｂと、センサ電極２３２ａ、２３２ｂのそれぞれに設けられ、直列に接続されたコイル２３３ａ、２３３ｂと、を有している。このような簡単な回路構成でありながら、高感度な受信機を備えた通信システムの技術が記載されている。
【０００５】
図２５は、振動型ジャイロスコープに関する技術を示す図である（特許文献４を参照）。振動型ジャイロスコープ３１１においては、単結晶材料の圧電材料により形成される弾性体３１２の同一面に第一の電極３１３ａと第二の電極３１３ｂが形成され、他方の面に対向電極が形成される。電極３１３ａと３１３ｂに逆位相の交流電力が与えられると、弾性体３１２はＸ方向へ曲げ振動する。Ｚ軸回りの回転系内では、コリオリ力により弾性体３１２がＹ方向へ振動し、この振動により誘起された電力が電極３１３ａと３１３ｂに現れる。両電極３１３ａと３１３ｂの検出電力を加算手段３１７で加算することにより、駆動電力が消去され、コリオリ力による振動成分のみが取り出される。このようにして、振動型ジャイロスコープに加わる加速度に比例した電圧ＶＯＵＴを得ることができる。
【０００６】
また、アクチュエータ技術としては、ＳＱＵＩＧＧＬＥ（スクイグル）（登録商標）モータが知られている。ＳＱＵＩＧＧＬＥモータは９０度の位相差を持つ２つの交流信号によりピエゾ素子を駆動し、ナットを円筒共振周波数で振動させる。ナットの振動によりスクリュウが回されネジ溝により、軸方向に駆動力が出力されるものである(非特許文献１を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１１９８６３号公報
【特許文献２】特許第４１２９０７０号公報
【特許文献３】特開２００８−２７１３６０号公報
【特許文献４】特許第３４３９８６１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】インターネット〈URL：http://www.tomuki.co.jp/seihin_NewScale_01_01.htm〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１には、自転車を操作する者の特定の身体的特徴に適合するように、主要機構部材の寸法、相互の位置関係を予め設定した自転車が記載されている。また、特許文献２には、自転車の停止時において、電池交換の目的を達するために、自転車の主要機構部材の相互の位置関係を変化させることができる自転車が記載されている。ここで、特許文献１、特許文献２に記載の技術は、自転車に乗車する複数者の異なる身体的特徴、好みに合わせて、自転車の主要機構部材の寸法、相互の位置関係を変化させるものではない。
【００１０】
自転車に乗車する者の身体的特徴、好みに合わせ自転車の主要機構部材の寸法、相互の位置関係を変化させるものとしては、従来は市販の各種ステムやハンドル（フラットハンドル、アップハンドル、ライザバー等）を装着して、好みの仕様とすることがおこなわれている。しかしながら、このような方法では、自転車の所有者が各自改造を行わなければならなかった。つまり、ユーザの多くは、自分の好みにあった寸法、仕様の自転車を多数の商品の中から探し出す手間をかけなければならず、改造する場合にも手間がかかり面倒であった。また、希望の仕様の自転車が市場では得られない場合も多かった。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決して、自転車に乗車する者の身体特徴、操作性の好みが種々である場合、または、走行する路面の状況が種々である場合、これらに応じて自転車の主要機構部材の寸法、主要機構部材の相互の位置関係を変化させる機能を有する従来にはない自転車の技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の自転車は、前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、前記フレーム固定部に対して回動軸を中心として回動可能とされるシートチューブと、前記シートチューブを回動させるシートチューブアクチュエータと、前記シートチューブアクチュエータを制御する制御部と、を備える。
【００１３】
また、別の本発明の自転車は、前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、前記フレーム固定部に連結されるシートチューブと、前記シートチューブと接続されるシートポストと、前記シートポストに連結される回動軸を中心として、回動可能とされるサドルと、前記サドルを回動させて、前記シートポストに対する該サドルの腰かけ面のなす角度を可変とするサドルアクチュエータと、前記サドルアクチュエータを制御する制御部と、を備える。
【００１４】
また、さらに別の本発明の自転車は、前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、前記ヘッドチューブに挿入されるハンドルポストと、前記ハンドルポストの一方の先端に回動可能に連結され、前記前輪の進行方向を操縦するハンドルレバーと、前記ハンドルレバーを回動させて、前記ハンドルポストに対する該ハンドルレバーのなす角度を可変とするハンドルレバーアクチュエータと、前記ハンドルレバーアクチュエータを制御する制御部と、を備える。
【００１５】
また、さらに、また別の本発明の自転車は、前輪を保持するためのヘッドチューブに固着されるダウンチューブおよび後輪を保持するためのチェンスティを有するフレーム固定部と、前記フレーム固定部に連結されるシートチューブと、前記シートチューブに挿入されるシートポストと、前記シートポストの先端に配されたサドルと、前記シートポストの前記シートチューブに挿入される部分の長さを可変とするシートポスト長可変アクチュエータと、前記シートポスト長可変アクチュエータを制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の自転車は、自転車の主要機構部材の寸法、主要機構部材の相互の位置関係を変化させ、自転車に乗車する者の身体特徴、操作性の好みに適合させることができ、また、走行する路面が傾いている場合においても良好な操作性を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の自転車を示す図である。
【図２】自転車の主要機構部材であるフレームの主要部を示す図である。
【図３】シートスティの断面を模式的に示す図である。
【図４】ハンドルレバーとハンドルスティとハンドルポストとの関係を模式的に示す図である。
【図５】サドル回動軸を中心として回動するサドルの位置変化を示す図である。
【図６】角度回動機構によって各部材部の位置、各部材部の相互の位置関係が、どのように変化するかを模式的に示す図である。
【図７】制御系を示す図である。
【図８】比較例として、従来の自転車の坂道の走行状態を示す図である。
【図９】第１実施例の制御方法によって得られる自転車の走行状態を模式的に示す図である。
【図１０】シートチューブを回動させるシートチューブ回動角度設定処理の内容をフローチャートで示すものである。
【図１１】第２実施例の制御方法を模式的に示す図である。
【図１２】サドルを回動させるサドル回動角度設定処理（第２実施例の制御方法）の内容をフローチャートで示すものである。
【図１３】第３実施例の制御方法の処理の内容をフローチャートで示すものである。
【図１４】ハンドルレバーを回動させるハンドルレバー回動角度設定処理（第４実施例の制御方法）の内容をフローチャートで示すものである。
【図１５】第５実施例の制御方法の処理の内容をフローチャートで示すものである。
【図１６】シートポスト長可変部材の断面構造を示すものである。
【図１７】ラック・アンド・ピニオン方式による回動機構を示す図である。
【図１８】油圧シリンダー方式による回動機構を示す図である。
【図１９】油圧シリンダーの動作を説明する模式図である。
【図２０】ギヤ付モータを用いる回動機構を示す図である。
【図２１】制御部が音声認識回路、音声応答回路を備える場合の制御処理のフローチャートである。
【図２２】従来の自転車を示す図である。
【図２３】別の従来の自転車を示す図である。
【図２４】背景技術としての電界通信システムに関する技術を示す図である。
【図２５】背景技術としての振動型ジャイロスコープに関する技術を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施形態の自転車は、シートチューブ、サドル、または、ハンドルレバーのいずれか、と他の部材との相互の位置関係、さらには、これら主要機構部の寸法を、制御部によって制御されるアクチュエータによって変更することができるものである。ここで、制御部は、シートチューブ、サドル、ハンドルレバーの各々を個別に制御するのみならず、これらの２つ以上を任意に組み合わせて連係して制御することができるものである。以下、図面を参照して、具体的な実施形態について説明をする。
【００１９】
［第１実施形態］
（実施形態の自転車の構造の説明）
図１は、実施形態の自転車を示す図である。図２は、自転車の主要機構部材であるフレームの主要部を示す図である。図１に示す自転車１は、図２に示すフレーム２を主要機構部材として、このフレーム２に各種の部品が組み付けられて構成されている。図１、図２を参照して実施形態の自転車１の構造について説明をする。
【００２０】
図２を参照して、まず、フレーム２について簡単に説明する。フレーム２は、自転車の骨格をなす部分であり、フレーム固定部材４１と、フレーム固定部材４１に固着されるチェンスティ４２およびダウンチューブ４３と、フレーム固定部材４１に対して回動可能とされるシートチューブ４４とを有している。フレーム固定部材４１とチェンスティ４２およびダウンチューブ４３とは溶接によって固着しても、一体成型するものであっても良く、これらはフレーム固定部を形成している。フレーム固定部材４１に固着されたダウンチューブ４３はチューブ形状（管形状）とされている。また、チェンスティ４２に固着される部材であるシートスティ左固定部４５３ａおよびシートスティ右固定部４５３ｂとシートチューブ４４との間にはシートスティ４５が配されている。
【００２１】
フレーム固定部の一部であるフレーム固定部材４１にはクランク軸４６が回転可能に取り付けられている。クランク軸４６には、左クランク（図示せず）を介して左側のペダル２０ａ（図１を参照）が取り付けられ、右クランク２４ｂを介してペダル２０ｂ（図１を参照）が取り付けられている。そして、左側のペダル２０ａ、ペダル２０ｂからの駆動力がチェン（図示せず）に伝達されるようになされている。
【００２２】
チェンスティ４２はチェンスティ左部材４２ａとチェンスティ右部材４２ｂとを有しており、チェンスティ左部材４２ａとチェンスティ右部材４２ｂとの間に後輪３０（図１を参照）が回転可能に配される。チェンスティ左部材４２ａには左後輪軸受４７ａが設けられ、チェンスティ右部材４２ｂには右後輪軸受４７ｂが設けられて、左後輪軸受４７ａと右後輪軸受４７ｂとからなる後輪軸受４７によって後輪３０が回転可能に保持される。
【００２３】
実施形態の自転車１では、シートチューブ４４がフレーム固定部材４１に対して回動可能とされる特徴を有している。例えば、クランク軸４６の近傍に配されたシートチューブ回動軸４８を中心として、シートチューブ４４がフレーム固定部材４１に対して回動可能とされている。シートチューブ４４はチューブ形状とされ、シートポスト２４（図１を参照）を内部に保持する部材とされている。シートチューブ４４はフレーム固定部材４１に対して、シートチューブ回動軸４８を中心としてチェンスティ４２およびダウンチューブ４３の伸びる前後方向に回動可能に連結されている。シートチューブ４４の回動の方向は図２の矢印Ａで示す方向である。なお、クランク軸４６の近傍とは、クランク軸４６の外周にシートチューブ回動軸４８を設けて、クランク軸４６とシートチューブ回動軸４８との回転中心が同一軸上に存在することを含み、クランク軸４６からシートチューブ回動軸４８までの距離が、例えば２０ｃｍ以内であることをいうものである。クランク軸４６とシートチューブ回動軸４８との回転中心が同一軸上に存在するようになす場合には、固定部に固着されたシートチューブ回動軸４８の内側でクランク軸４６が回転運動をし、シートチューブ回動軸４８の外側でシートチューブ４４が回動することとなる。
【００２４】
シートチューブ４４の回動量は、シートスティ４５の長さに応じたものとなる。つまり、シートチューブ４４とチェンスティ４２とシートスティ４５とシートスティ固定部（シートスティ左固定部４５３ａ、シートスティ右固定部４５３ｂ）とで略３角形の形状が形成され、シートスティ４５の長さを変化させることによって、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θが定められるようになされている。どのようにしてシートスティ４５の長さを変化させるかについては後述する。
【００２５】
シートスティ４５は、シートスティ外筒４５１とシートスティ外筒４５１の内部で長さ方向（チューブの伸びる方向）に可動するシートスティ内筒４５２とを有している。シートスティ内筒４５２はチューブ形状をしており、シートスティ外筒４５１のシートスティ内筒４５２と接する部分はチューブ形状とされている。シートスティ外筒４５１とシートスティ内筒４５２とでシートスティ４５を形成している。また、シートスティ外筒４５１のシートスティ内筒４５２と接しない側には、シートスティ外筒４５１を保持するためのシートスティ左固定部４５３ａとシートスティ右固定部４５３ｂとが配されている。シートスティ左固定部４５３ａの一端はチェンスティ左部材４２ａに固着され、シートスティ右固定部４５３ｂの一端はチェンスティ右部材４２ｂに固着されている。そして、シートスティ左固定部４５３ａとシートスティ右固定部４５３ｂとの間に後輪３０が回転可能に配される。
【００２６】
シートスティ内筒４５２は、図２の表面から裏面方向に伸びるシートスティ内筒回動軸４９を中心として回動可能とされており、シートスティ内筒回動軸４９の両端はシートチューブ４４に連結されている。一方、シートスティ外筒４５１は、図２の表面から裏面方向に伸びるシートスティ外筒回動軸５０を中心として回動可能とされており、シートスティ外筒回動軸５０の両端はシートスティ左固定部４５３ａの他端とシートスティ右固定部４５３ｂの他端とに各々固着されている。
【００２７】
図１に戻り、自転車１の全体の構造を簡単に説明する。自転車１は、実施形態では電動アシスト自転車である。電動アシスト自転車は引用文献２にも記載された周知の技術であるので説明を省略する。
【００２８】
フレーム２には各種部品が取り付けられている。ダウンチューブ４３の先端にはヘッドチューブ１０が溶接等で固着されている。ヘッドチューブ１０はチューブ形状とされ、ヘッドチューブ１０の内部にハンドルポスト１１が挿入されている。ハンドルポスト１１はヘッドチューブ１０の内部で回動する。ハンドルポスト１１の一方の先端にはハンドルレバー１２が連結され、他方の先端には前ホーク１３が連結されて、ハンドルレバー１２によって、前ホーク１３に取り付けた前輪１４の進行方向を操縦できるようにされている。
【００２９】
実施形態の自転車１のハンドルレバー１２はハンドルスティ１５と連結された特徴ある角度回動機構を有している。ハンドルレバー１２はハンドルレバー回動軸１６を中心として回動可能とされ、ハンドルレバー１２は図１の矢印Ｂで示すチェンスティ４２の伸びる方向、ハンドルポスト１１の前後方向に回動する。
【００３０】
ハンドルレバー１２を回動させる回動力は、ハンドルスティ１５によって付与される。ハンドルスティ１５は、チューブ形状のハンドルスティ外筒１５１とハンドルスティ外筒１５１の内部で長さ方向に可動するハンドルスティ内筒１５２とを有している。ハンドルスティ内筒１５２の先端部分はハンドルレバー１２に固着されたハンドルスティ内筒回動軸１８に回動可能に連結され、ハンドルスティ外筒１５１の先端部分はハンドルポスト１１に固着されたハンドルスティ外筒回動軸１７に回動可能に連結されている。
【００３１】
ハンドルスティ内筒１５２がハンドルスティ外筒１５１に挿入される挿入量に応じてハンドルスティ１５の長さが変化するようにされており、その結果としてハンドルレバー１２はハンドルレバー回動軸１６を中心として回動する。ハンドルスティ１５の詳細な構造については、後述する。
【００３２】
シートチューブ４４には電池２２と制御部２３とが固着されている。チェンスティカバー２１の裏面側には、チェンスティ４２と、いずれも図示しない部材である、電動モータ、チェン、ギヤ、電磁クラッチ等の機構部品が配されている。電池２２はアシストの電動モータ、実施形態の制御系を構成する各アクチュエータ、制御部２３および周辺回路の電力源である。
【００３３】
制御部２３は、アシストの電動モータからの駆動力と、クランク軸４６を回転中心として人力によって回転されるペダル２０ａ、ペダル２０ｂからの駆動力とのチェンに伝達される力の割合の制御をおこなう。チェンによって伝達された駆動力が後輪３０に伝達される。
【００３４】
シートチューブ４４の内部にはチューブ形状のシートポスト２４が嵌めあわされている。シートチューブ４４から突出するシートポスト２４の長さを調整することによって、シートポスト２４の先端に取り付けられたサドル２５の地面からの高さを調整できるようにされている。従来は、シートポスト２４のシートチューブ４４から突出する部分の長さは手動で設定されている。実施形態では、自動設定を可能とするものであるが、この点については後述する。
【００３５】
実施形態の自転車１のサドル２５はシートポスト２４に対して回動する特徴ある角度回動機構を有している。サドル２５はサドル回動軸２６を中心として、図１の矢印Ｃで示す方向に回動するように取り付けられている。そして、サドル２５に固着されたサドルスティ内筒２７２とシートポスト２４に固着されたサドルスティ外筒２７１からなるサドルスティ２７によって、サドル２５はサドル回動軸２６を中心としてチェンスティ４２の伸びる方向、シートポスト２４の前後方向に回動するようにされている。サドルスティ２７の詳細な構造については、後述する。
【００３６】
チェンスティ左部材４２ａとチェンスティ右部材４２ｂとの各々の先端には、左後輪軸受４７ａと右後輪軸受４７ｂとが設けられ、左後輪軸受４７ａと右後輪軸受４７ｂとからなる後輪軸受４７によって、後輪３０は保持されている。チェンからの駆動力が後輪３０に連結された歯車（図示せず）によって回転力に変換され後輪３０は回転する。
【００３７】
（実施形態の自転車の特徴部である角度回動機構の詳細なる説明）
実施形態の自転車１の特徴は、シートチューブ回動軸４８を中心としてシートチューブ４４を回動させる角度回動機構、ハンドルレバー回動軸１６を中心としてハンドルレバー１２を回動させる角度回動機構、サドル回動軸２６を中心としてサドル２５を回動させる角度回動機構を有する点にある。シートチューブ４４を回動させるためのシートチューブアクチュエータがシートスティ４５であり、ハンドルレバー１２を回動させるハンドルレバーアクチュエータがハンドルスティ１５であり、サドル２５を回動させるサドルアクチュエータがサドルスティ２７である。以下、これらの各部を回動させるアクチュエータについて順に説明をする。
【００３８】
図３はシートスティ外筒４５１とシートスティ内筒４５２とからなるシートスティ４５の断面を模式的に示す図である。シートスティ内筒４５２の一端には内筒孔４５２ａが設けられ、この内筒孔４５２ａにシートスティ内筒回動軸４９を貫通させて回動可能とされる。シートスティ内筒４５２の他端には、他の部分よりも直径が大きい突出部４５２ｂが設けられている。そして、シートスティ外筒４５１にねじ込まれたストッパ４５１ｅによって突出部４５２ｂが係止されてシートスティ外筒４５１からシートスティ内筒４５２が抜けることがないようにされている。シートスティ内筒４５２の内部には溝付軸受４５２ｃが配されている。
【００３９】
シートスティ外筒４５１の一端には外筒孔４５１ａが設けられ、この外筒孔４５１ａにシートスティ外筒回動軸５０を貫通させて回動可能とされる。シートスティ外筒４５１の内部には内筒移動モータ固定部４５１ｂとシートスティ外筒４５１の中心から長さ方向に伸びるネジ付回転軸４５１ｃとを有する内筒移動モータが装着されている。
【００４０】
ネジ付回転軸４５１ｃと溝付軸受４５２ｃとは螺合しており、内筒移動モータに電力が供給されることによって、内筒移動モータ固定部４５１ｂに対してネジ付回転軸４５１ｃが回転してシートスティ外筒４５１の内部に取り込まれるシートスティ内筒４５２の長さが変化させられる。ここで、内筒移動モータ固定部４５１ｂに加えられる電圧の極性を切替えることによってネジ付回転軸４５１ｃの回転方向を切替えることができ、シートスティ外筒４５１に対するシートスティ内筒４５２の移動方向を制御できる。
【００４１】
また、内筒移動モータのネジ付回転軸４５１ｃには、ネジ付回転軸４５１ｃの回転角度を検出するレゾルバ４５１ｄが連結されている。ネジ付回転軸４５１ｃの１回転を２πラジアンとして、基準の位置から何ラジアン回転したかをレゾルバ４５１ｄによって検出して、シートスティ外筒４５１に対するシートスティ内筒４５２の位置を検出することができるようになされている。そして、レゾルバ４５１ｄからの信号が制御部２３に入力されてシートスティ４５の外筒孔４５１ａの中心から内筒孔４５２ａの中心までの距離ＬＳＴの検出を制御部２３ができるようになされている。
【００４２】
具体的には、ネジ付回転軸４５１ｃが２πラジアン回転することによって、距離ＬＳＴは、ネジ付回転軸４５１ｃの１ピッチ分の長さ変化する。つまり、基準位置から正負に何ラジアン変化したかを検出し、これに１ピッチ分の長さを掛け、基準の位置を加算して、距離ＬＳＴを正確に知ることができる。
【００４３】
図３は、また、同様な構造を有するハンドルスティ１５とサドルスティ２７の断面図でもあり、図３の括弧内の符号は、ハンドルスティ１５とサドルスティ２７の同様な部分を各々示すものである。
【００４４】
図４はハンドルレバー１２とハンドルスティ１５とハンドルポスト１１との関係を模式的に示す図である。ハンドルレバー１２の中央部にハンドルスティ内筒回動軸１８が配され、ハンドルポスト１１にハンドルスティ外筒回動軸１７が配されている。そして、ハンドルスティ内筒回動軸１８とハンドルスティ外筒回動軸１７との間にハンドルスティ１５が橋渡しされている。
【００４５】
図３に示すようにハンドルスティ１５の構造は、シートスティ４５と同様なものとされている。ハンドルスティ１５はハンドルスティ外筒１５１と、ハンドルスティ内筒１５２とを有している。ハンドルスティ外筒１５１には、外筒孔１５１ａ、内筒移動モータ固定部１５１ｂとネジ付回転軸１５１ｃとを有する内筒移動モータ、レゾルバ１５１ｄ、ストッパ１５１ｅが、配されている。
【００４６】
また、ハンドルスティ内筒１５２には、内筒孔１５２ａ、突出部１５２ｂ、溝付軸受１５２ｃが、配されている。
【００４７】
内筒移動モータ固定部１５１ｂに電力が供給されることによって、内筒移動モータ固定部１５１ｂに対してネジ付回転軸１５１ｃが回転してハンドルスティ外筒１５１の内部に取り込まれるハンドルスティ内筒１５２の長さが変化させられ、内筒孔１５２ａと外筒孔１５１ａとの間の距離を変化させることができるようになされている。
【００４８】
サドルスティ２７の構造は、図３に示すシートスティ４５と同様なものとされている。サドルスティ２７はサドルスティ外筒２７１と、サドルスティ内筒２７２とを有している。サドルスティ外筒２７１には、外筒孔２７１ａ、内筒移動モータ固定部２７１ｂとネジ付回転軸２７１ｃとを有する内筒移動モータ、レゾルバ２７１ｄ、ストッパ２７１ｅが、設けられている。また、サドルスティ内筒２７２には、内筒孔２７２ａ、突出部２７２ｂ、溝付軸受２７２ｃが、設けられている。
【００４９】
サドルスティ２７の内筒移動モータ固定部２７１ｂに電力が供給されることによって、内筒移動モータ固定部２７１ｂに対してネジ付回転軸２７１ｃが回転してサドルスティ外筒２７１の内部に取り込まれるサドルスティ内筒２７２の長さが変化させられ、内筒孔２７２ａと外筒孔２７１ａとの間の距離を変化させることができるようになされている。
【００５０】
サドルスティ２７の内筒孔２７２ａにはサドルスティ内筒回動軸２９が貫通して、サドルスティ２７の外筒孔２７１ａにはサドルスティ外筒回動軸２８が貫通している。このために、内筒孔２７２ａと外筒孔２７１ａとの間の距離に応じてサドル２５のシートポスト２４に対する角度を変化させることができるようになされている。
【００５１】
図５はサドル回動軸２６を中心として回動するサドル２５の位置変化を示す図である。図５（ａ）は通常位置、例えば、地面が傾いていない場合に好適なサドル２５の位置を示すものである。図５（ｂ）はサドル２５が角度ψ前傾する場合のサドル２５の位置を示すものである。サドル２５が前傾する場合（角度ψの値を小さくする場合）には通常位置におけるよりも内筒孔２７２ａと外筒孔２７１ａとの間の距離、つまり、サドルスティ内筒回動軸２９とサドルスティ外筒回動軸２８との間の距離が大きなものとされている。
【００５２】
図６は、実施形態の自転車の機構の特徴部である角度回動機構によって各部材部の位置、各部材部の相互の位置関係が、どのように変化するかを模式的に示す図である。水平路面が、Ｘ軸、Ｙ軸を含む平面であり、Ｚ軸の負方向（矢印の反対方向）が重力の向かう方向（垂線方向）であるとして、相互に直交する、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸によって、角度回動機構の動作の説明をする。Ｙ軸の正方向は図６の紙面の表面から裏面に向かう向きとする。
【００５３】
シートチューブ回動軸４８を中心とするシートチューブ４４の回動角度は、例えば、角度θ１、角度θ２のように変化する。ハンドルレバー回動軸１６を中心とするハンドルレバー１２の回動角度は、例えば、角度φ１、角度φ２のように変化する。サドル回動軸２６を中心とするサドル２５の回動角度は、例えば、角度ψ１、角度ψ２のように変化する。これらの角度変化はＸ軸とＺ軸とを含む平面内（図６の紙面内）で生じる。なお、距離Ｌａはシートチューブ回動軸とサドル２５の腰かけ面の中央との間の距離であり、距離Ｌｂはハンドルレバー回動軸１６とハンドルレバー１２の握り部の中央との間の距離である。
【００５４】
（実施形態の制御系の説明）
図７は実施形態の制御系を示す図である。図７を参照して実施形態の制御系について説明する。制御系は制御部２３を中心として構成されている。制御部２３には、ジャイロスコープ６１、操作入力部・表示部６２、ＩＤ検出部（個人情報検出部）６３、電力増幅部６４、電力増幅部６５、電力増幅部６６、ハンドルスティ１５のレゾルバ１５１ｄ、シートスティ４５のレゾルバ４５１ｄ、サドルスティ２７のレゾルバ２７１ｄ、の各々が接続されている。また、電力増幅部６４にはハンドルスティ１５の内筒移動モータ固定部１５１ｂ、電力増幅部６５にはシートスティ４５の内筒移動モータ固定部４５１ｂ、電力増幅部６６にはサドルスティ２７の内筒移動モータ固定部２７１ｂ、の各々が接続されている。なお、図７では電動アシスト自転車の例で制御系を説明をしているが、アシストモータを備えない自転車、常時電動機で駆動力が与えられる電動自転車においても、実施形態の機構部およびこれらの制御方法は適用できる。
【００５５】
制御部２３は、いずれも図示しない、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（ラム）、書き換え可能な不揮発性メモリ、ＲＯＭ（ロム）、Ｉ／Ｏインターフェイス回路（入出力インターフェイス回路）を有している。ＣＰＵのバスライン（アドレスバスライン・データバスライン）にはＣＰＵ、ＲＡＭ（ラム）、ＲＯＭ（ロム）、Ｉ／Ｏインターフェイス回路が接続されている。
【００５６】
ＲＯＭはＣＰＵで実行されるプログラムを記憶し、ＲＡＭはＣＰＵでの演算データを一時記憶する。また、Ｉ／Ｏインターフェイス回路は外部回路とＣＰＵとの間での信号の入出力を助けるためのＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有している。また、ＲＯＭには、ハンドルスティ１５の制御のためのルックアップテーブル、シートスティ４５の制御のためのルックアップテーブル、サドルスティ２７の制御のためのルックアップテーブル、さらには、後述するシートポスト長可変部材（図１６の符号５４を参照）制御のためのルックアップテーブル、の各々が格納されている。不揮発性メモリには、記憶内容の書き換え後、電源を切断しても保持したい記憶内容が記憶される。
【００５７】
ジャイロスコープ６１は、特許文献４に示すようなジャイロスコープが用いられる。ジャイロスコープ６１は、図６に示すＹ軸廻りの角速度を検出するように、自転車の可動しない部分（例えば、チェンスティ）に固着される。このようなジャイロスコープ（ジャイロセンサ）は、所謂、レートジャイロであり直接に角度を検出するのではなく、角速度を検出するセンサである。
【００５８】
自転車が水平路面にある場合からどの程度Ｙ軸廻りで傾いているかの角度δを検出するためには、ジャイロスコープで検出する電圧ＶＯＵＴに換算された角速度に応じた信号を、ＣＰＵで時間積分をして角度を求めることとなる。ジャイロスコープから得られる電圧ＶＯＵＴ、初期値Ｃ１、ジャイロスコープ固有の定数Ｃ２、時間τにおける角度を初期値Ｃ１として、角度δは、（数１）で求められる。
【００５９】
【数１】
2012148580.tif 000003
【００６０】
ＩＤ検出部６３には、特許文献３に記載された通信システムの受信機２０３が用いられている。そして、通信システムの送信機２０１を、自転車の所有者または所有者から許可を得て自転車を操作する者が身につける。このようにして、人体を伝送媒体２０２として、車体に人体が接近することによって、送信機から送信される、ＩＤ（個人認証情報）と個人毎の自転車に関する情報である制御設定情報（ＩＤと制御設定情報とを併せて個人情報と総称する）が受信機２０３で受信される。制御部２３はＩＤを解読して、そのＩＤが予め登録されている場合には、盗難防止のための鍵を解除して自転車の走行を可能とすることができる。また、ＩＤ検出部６３から得られる、自転車に関する制御設定情報を制御部２３は得ることができる。制御設定情報を得た制御部２３でおこなわれる種々の制御の詳細な内容については後述する。
【００６１】
（実施形態における制御系の作用）
実施形態の自転車１は、図７に示すような制御系を有して、自転車１を様々に制御することが可能となる。図７に示す制御系では、ハンドルスティ１５、シートスティ４５、サドルスティ２７、さらには、電動アシストモータの４つのアクチュエータの各々を制御することができ、種々の制御方法を採用できる。以下に実施例としていくつかの制御方法を述べる。
【００６２】
（制御方法の第１実施例）
第１実施例は、シートスティ４５を制御してシートチューブ４４を回動させる制御方法に関するものである。図８は、比較例として、従来の自転車による坂道（傾斜路面）の走行状態を示す図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、従来の自転車ではシートチューブ４４はチェンスティ４２に対して平坦路面の走行に適した角度（通常の角度）である角度θｓを有しており、この通常の角度θｓは走行する地面の傾きによって変わるものではない。
【００６３】
図８（ａ）は、水平面と路面とのなす角度である路面角度δ＝０の平坦な地面を走行する場合を示し、この場合は人が腰かけるサドル２５の面は、地面に対して略水平に保たれている。図８（ｂ）は路面角度δ＝Δθｕ（Δθｕ＞０）の上り坂を走行する場合を示し、この場合は人が腰かけるサドル２５の面は、地面に対して後下がりとなっている。図８（ｃ）は路面角度δ＝Δθｄ（Δθｄ＜０）の下り坂を走行する場合を示し、この場合は人が腰かけるサドル２５の面は、地面に対して前下がりとなっている。
【００６４】
図８（ｂ）に示す状態では、自転車に乗る人（操車者）は、サドル２５から後方に落下する感覚を感じるので、無理に前かがみの体勢を維持して、落下を防止することとなりがちである。一方、図８（ｃ）に示す状態では、サドル２５から前方に落下する感覚を操車者は感じるので、無理に後ろに反る体勢（姿勢）を維持して、落下を防止することになりがちとなる。このように坂の上り下りでは体勢を変化させねばならず、操車者の疲労は大きなものとなった。特に、高齢者にとっては、前かがみの体勢、後ろに反る体勢、を長時間維持することは大きな負担である。また、坂道では、重力の影響で、上述したような力が人体に加わり、このために、恐怖感を感じることとなる。
【００６５】
図９は、第１実施例の制御方法によって得られる自転車の走行状態を模式的に示す図である。図９（ａ）は平坦な地面を走行する場合を示し、この場合は人が腰かけるサドル２５の面は、地面に対して略水平に保たれている。図９（ｂ）は路面角度δ＝Δθｕの上り坂を走行する場合を示し、この場合も、人が腰かけるサドル２５の面は、地面に対して略水平に保たれている。図９（ｃ）は路面角度δ＝Δθｄの下り坂を走行する場合を示し、この場合も同様に、人が腰かけるサドル２５の面は、地面に対して略水平に保たれている。
【００６６】
ここで、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度について説明をする。図９（ａ）に示す平坦な地面を走行する場合には、好適な角度として角度θｓに設定される。そして、図９（ｂ）に示すように路面角度δ＝Δθｕの上り坂を走行する場合において、人が腰かけるサドル２５の面が地面に対して略水平に保たれるようにするための、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度の大きさは、（数２）で表される。ここで路面角度δ＝Δθｕ（Δθｕ＞０）であるので、角度θｎ＝θｓ＋Δθｕ（θｎ＞θｓ）である。
【００６７】
【数２】
2012148580.tif 000004
【００６８】
また、図９（ｃ）に示す路面角度δ＝Δθｄの下り坂を走行する場合において、人が腰かけるサドル２５の面が地面に対して略水平に保たれるようにするための、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎの大きさは、路面角度δ＝Δθｄ（Δθｄ＜０）であるので、角度θｎ＝θｓ＋Δθｄ（θｄ＜θｓ）である。
【００６９】
このように、坂道の傾斜の角度に応じてシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度を変化するように設定すれば、操車者はどっしりとサドル２５に腰かけた楽な状態で操車をすることが可能となる。そして、坂道の傾きに応じて、体勢を変化させる必要がないので疲労がより少なくなり、恐怖感も薄れる。特に、体力が劣る高齢者にとって負担を小さくできる。このようにして、シートチューブ４４を回動させてシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度を所望の値とする制御をおこなうことができる。
【００７０】
図１０は、シートチューブ４４を回動させるシートチューブ回動角度設定処理の内容を、ＣＰＵがおこなう処理のフローチャートで示すものである。シートポスト回動角度設定処理は所定周期毎の割込処理とされている。
【００７１】
図７に示す制御系のブロック図を参照しながら、図１０のフローチャートに沿って、第１実施例で実行される制御部２３のＣＰＵがおこなう処理の内容を説明する。
【００７２】
ステップＳＴ１０１では、ジャイロスコープ６１で角速度に応じた信号（電圧ＶＯＵＴ）が検出され、ＣＰＵはこの検出された電圧ＶＯＵＴを取り込み、角度変化量を得る。
ここで、電圧ＶＯＵＴから角度変化量への変換は、（数１）に示す定数Ｃ２と電圧ＶＯＵＴとの掛算をＣＰＵが実行することでおこなわれる。定数Ｃ２の値はジャイロスコープ６１の特性と、ＣＰＵでは（数１）の連続系における積分に替えて和分がおこなわれるので割り込みの周期と、に応じて定められる。
【００７３】
ステップＳＴ１０２では、ＣＰＵは、ステップＳＴ１０１で得られた角度変化量に前回の処理で得られた角度変化量を加算し、現在の路面角度を求める。
ここで、前回の処理において得られた角度（（数１）の初期値Ｃ１）を得るためには、いずれかの時間における初期角度Ｃ０が必要となる。
この初期角度Ｃ０は、例えば、以下のようにして得る。
所定の期間、自転車が操作されなかった後に、始めて操作が開始される時点で自転車を水平路面においた状態（水平路面に自転車を置いたと等価の状態を含む）にして、ジャイロスコープ６１と制御部２３の電源をＯＮ（オン）する。そして、このときの初期角度Ｃ０を０度であるとして制御部のＲＡＭに書き込む。
【００７４】
ステップＳＴ１０３では、ＣＰＵは、制御部２３を制御して、ＲＯＭのルックアップテーブルを参照して、現在の路面角度δに応じてシートスティ４５の長さを制御する。
つまり、図９（ａ）で示されるように、路面角度δ＝０度の場合にはシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度は角度θｓと設定される。
また、路面角度δの場合にはシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度は（数２）で表される角度θｎに設定される。ここで、ＲＯＭに配されたルックアップテーブルには、角度θｎを記憶させておくことなく、路面角度δとレゾルバ４５１ｄの検出値との関係を記憶しておくことによって制御部２３における制御はより簡単なものとできる。
【００７５】
例えば、路面角度δ＝０の場合には、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす望ましい角度は角度θｓであるが、ルックアップテーブルを参照すると、このときのレゾルバ４５１ｄの検出値が目標検出値Ｒｓｓと記憶されている。
路面角度δ＝Δθｕの場合には、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす望ましい角度は角度θｎ＝θｓ＋Δθｕであるが、ルックアップテーブルを参照すると、レゾルバ４５１ｄの検出値が目標検出値Ｒｓｕと記憶されている。
路面角度δ＝Δθｄの場合には、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす望ましい角度は角度θｎ＝θｓ＋Δθｄであるが、ルックアップテーブルを参照すると、レゾルバ４５１ｄの検出値が目標検出値Ｒｓｄとして記憶されている。
【００７６】
所望のレゾルバ４５１ｄの検出値が得られるまで、ネジ付回転軸４５１ｃを回転させる処理は、フィードバック制御によっておこなわれる。より具体的には以下のようにおこなわれる。
ＣＰＵは、ルックアップテーブルを参照して現在の路面角度に対するレゾルバの目標検出値とレゾルバ４５１ｄの現在の検出値Ｒｓ（図７を参照）との差分を得る。また、ＣＰＵは、この差分に対して周知技術であるサーボ系を最適化するための位相補償をおこなうためのデジタルフィルタリング処理を施し、電力増幅部６５に演算の最終結果に応じた信号を送出する。電力増幅部６５からシートスティ４５の内筒移動モータ固定部４５１ｂに印加される信号Ｄｓによってネジ付回転軸４５１ｃは回転される。
そして、現在の路面の状態が、図９（ａ）に示す状態であれば、ネジ付回転軸４５１ｃは、現在のレゾルバ４５１ｄの検出値が目標検出値Ｒｓｓに達すると回転を停止し、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度は角度θｓに維持される。
図９（ｂ）に示す状態であれば、ネジ付回転軸４５１ｃは、レゾルバ４５１ｄの検出値が目標検出値Ｒｓｕに達すると回転を停止し、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度は角度θｎ＝θｓ＋Δθｕに維持される。
図９（ｃ）に示す状態であれば、ネジ付回転軸４５１ｃは、レゾルバ４５１ｄの検出値が目標検出値Ｒｓｄに達すると回転を停止し、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度は角度θｎ＝θｓ＋Δθｄに維持される。
【００７７】
ステップＳＴ１０４では、ＣＰＵは、前回得られた角度を今回の角度（次回の処理においてステップＳＴ１０２で使用する角度）に書き換える。そして処理は終了する。
次の割り込みによって再びステップＳＴ１０１から処理は開始される。
【００７８】
このような制御方法を採用することによって、走行路面がどのように傾いていたとしても傾斜の角度に応じて、自転車の主要機構部材であるシートチューブ４４とチェンスティ４２との相互の位置関係を自動的に制御して、サドル２５の面を水平に保つことができる。そして、操車者は楽な状態で操車をすることが可能となり、特に、高齢者にとって負担を小さくできる。
【００７９】
また、操車者の好みの角度は、必ずしも、人が腰かけるサドルの面が地面に対して略水平に保たれるようにするだけに限られず、やや、前傾姿勢、やや後傾姿勢に設定するようにしても良い。つまり、（数２）で示す制御方法は一例に過ぎない。例えば、水平ではなく所定のオフセット角度を設定することによって、路面の傾きによらず、操車者の好みの角度にサドル２５の面を常時設定することができる。さらに、走行路面の傾きの大きさに応じて、人が腰かけるサドルの面が地面に対する角度を適宜に定めることもできる。この場合にどの様にサドルの面が地面に対する角度を定めるかについては、ルックアップテーブルの内容でどの様にも定め得るものである。さらに、ルックアップテーブルをＲＯＭに配置せず、不揮発性メモリに配置するようにして、ルックアップテーブルの内容（走行路面の傾きとサドルの面が地面に対する角度との関係）を操車者の好みに応じて随時書き換えるようにしても良い。
【００８０】
（制御方法の第２実施例）
第２実施例は、サドルスティ２７を制御してサドル２５を回動させる制御方法に関するものである。
【００８１】
第２実施例では、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度は変化することなく一定に維持し、サドルスティ２７を制御して、平坦な地面を走行する場合、上り坂を走行する場合、下り坂を走行する場合のいずれにおいても人が腰かけるサドル２５の面は、地面に対して略水平に保つものである。
【００８２】
図６に示すようにサドル回動軸２６を中心として、シートチューブ４４に挿入されているシートポスト２４に対するサドル２５の腰かけ面の傾きを制御することができることは既に説明をした。また、図５に示すようにサドルスティ外筒２７１に挿入されているサドルスティ内筒２７２の突出する部分の長さを変化させることによってシートポスト２４に対するサドル２５の面の傾きを制御することができることも既に説明をした。第２実施例はこのような特徴ある機構部を用いておこなう制御方法である。
【００８３】
図１１は、第２実施例の制御方法を模式的に示す図である。図１１（ａ）は平坦な地面を走行する場合を示し、サドル２５の腰かけ面は、略水平（重力方向に対して直角）に保たれている。図１１（ｂ）は路面角度δ＝Δθｕの上り坂を走行する場合を示し、この場合も、サドル２５の腰かけ面は、重力方向に対して直角に保たれている。図１１（ｃ）は路面角度δ＝Δθｄの下り坂を走行する場合を示し、この場合も同様に、サドル２５の腰かけ面は、重力方向に対して直角に保たれている。
【００８４】
サドル２５の腰かけ面を重力方向に対して直角に保つために、シートポスト２４に対するサドル２５の面のなす角度ψ（図５を参照）をどのように制御すれば良いかについて以下説明をする。
【００８５】
図１１（ａ）に示す平坦な地面を走行する場合に好適な、シートポスト２４に対するサドル２５の面のなす角度ψの大きさは角度ψｓである。そして、図１１（ｂ）に示すように路面角度δ＝Δθｕの上り坂を走行する場合に好適な、シートポスト２４に対するサドル２５の面のなす角度の大きさ角度ψｎは（数３）で表される。ここで路面角度δ＝Δθｕ（Δθｕ＞０）であるので、角度ψｎ＝ψｓ−Δθｕ（ψｎ＜ψｓ）である。
【００８６】
【数３】
2012148580.tif 000005
【００８７】
（数３）は路面の傾きの正負に関係なく成立するものである。図１１（ｃ）に示すように路面角度δ＝Δθｄの下り坂を走行する場合に好適な、シートポスト２４に対するサドル２５の面のなす角度ψｎの大きさは、路面角度δ＝Δθｄ（Δθｄ＜０）であるので、（数３）より得られる角度ψｎ＝ψｓ−Δθｄ（ψｎ＞ψｓ）である。
【００８８】
このように、坂道の傾斜の角度に応じてシートポスト２４に対するサドル２５の面のなす角度を異なるように設定すれば、操車者はどっしりとサドル２５に腰かけた楽な状態で操車をすることが可能となる。そして、坂道の傾きに応じて、体勢を変化させる必要がないので疲労が少なく、特に、高齢者にとって負担を小さくできる。
【００８９】
図１２は、サドル２５を回動させるサドル回動角度設定処理の内容を、ＣＰＵがおこなう処理のフローチャートで示すものである。シートポスト回動角度設定処理は所定周期毎の割込処理とされている。
【００９０】
図１１を参照しながら、図１２に沿って、第２実施例で実行される制御部２３でおこなわれる処理の内容を説明する。
【００９１】
ステップＳＴ２０１では、ジャイロスコープ６１で角速度に応じた信号（電圧ＶＯＵＴ）を検出し、ＣＰＵがこの検出された電圧ＶＯＵＴを取り込み、角度変化量を得る。
ステップＳＴ２０１における演算は図１０に示すステップＳＴ１０１におけると同様である。
【００９２】
ステップＳＴ２０２では、ＣＰＵは、ステップＳＴ２０１で得られた角度変化量に前回の処理で得られた角度を加算し、現在の走行路面の路面角度δを求める。
初期角度Ｃ０の求め方は、図１０に示すステップＳＴ１０２におけると同様である。
【００９３】
ステップＳＴ２０３では、ＣＰＵは、ＲＯＭのルックアップテーブルを参照して、制御部２３を制御して、現在の路面角度δに応じてサドルスティ２７の長さを制御する。
路面角度δとレゾルバ２７１ｄの目標検出値との関係はルックアップテーブルとしてＲＯＭに記憶されている。レゾルバ２７１ｄの検出値が目標検出値となるまで、ネジ付回転軸２７１ｃを回転させる処理は、ステップＳＴ１０３におけると同様にフィードバック制御によっておこなわれる。
【００９４】
ステップＳＴ２０４では、ＣＰＵは、前回得られた角度を今回の角度（ステップＳＴ２０２で得られた角度）に書き換える。そして処理は終了する。
次の割り込みによって再びステップＳＴ２０１から処理は開始される。
【００９５】
このような制御方法を採用することによって、走行路面がどのように傾いていたとしても傾斜の角度に応じて、自転車の主要機構部材であるシートポスト２４とサドル２５との相互の位置関係を操車者の好みの角度に設定することができる。そして、操車者は楽な状態で操車をすることが可能となり、特に、高齢者にとって負担を小さくできる。
【００９６】
また、第１実施例におけると同様に、操車者の好みの角度は、必ずしも、人が腰かけるサドルの面が地面に対して略水平に保たれるようにするだけに限られず、やや、前傾姿勢、やや後傾姿勢に設定するようにしても良い。つまり、（数３）に示す制御方法は一実施例に過ぎない。また、走行路面の傾きの大きさに応じて、サドルの面が地面に対する角度を適宜に定めることができ、この場合にどの様にサドルの面が地面に対する角度を定めるかについては、ルックアップテーブルの内容でどの様にも定め得るものである。さらに、ルックアップテーブルをＲＯＭに配置せず、不揮発性メモリに配置するようにして、ルックアップテーブルの内容（走行路面の傾きとサドルの面が地面に対する角度との関係）を操車者の好みに応じて随時書き換えるようにしても良い。
【００９７】
（制御方法の第３実施例）
第３実施例は、シートスティ４５を制御してシートチューブ４４を回動させるとともに、サドルスティ２７を制御してサドル２５を回動させる、連係した制御方法に関するものである。
【００９８】
第１実施例ではシートスティ４５を制御して、シートチューブ４４とチェンスティ４２との相互の位置関係を好適なものとした。また、第２実施例ではサドルスティ２７を制御して、シートポスト２４とサドル２５との相互の位置関係を好適なものとした。第３実施例では、シートチューブ４４（シートポスト２４）とチェンスティ４２とサドル２５との三者の相互の位置関係を好適なものとし、より良い乗り心地を得るものである。
【００９９】
第１実施例ではシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度が水平路面における角度θｓから大きく変化する場合、例えば、走行路面が上り勾配の場合には角度θｎは勾配が大きくなるほど大きくなる。この結果、脚を伸ばして路面に足の裏を接地するに当たり、脚は重力方向に伸びるので、路面に十分に足の裏が達しない場合がある（図９（ｂ）を参照）。つまり、上り坂で急停止する場合に安全面で問題が生じる場合もある。また、ハンドルレバー１２が身体に近づきすぎてハンドル操作が困難となる虞がある。
【０１００】
また、第１実施例では、走行路面が下り勾配の場合には角度θｎは勾配が大きくなるほど小さくなる。この結果、路面に十分に足の裏は接するものの（図９（ｃ）を参照）、ハンドルレバー１２が身体から遠ざかり過ぎてハンドル操作が困難となる虞がある。
【０１０１】
第２実施例ではシートポスト２４とサドル２５の面のとのなす角度が、水平路面における角度ψｓから大きく変化する場合に角度ψｎも大きく変化する。例えば、走行路面が上り勾配である場合には角度ψｎは勾配が大きくなるほど小さくなる。この結果、後輪３０への荷重（人体の重さ）の分配割合は大きくなり、前輪１４への荷重の分配割合は小さくなる。このために、前輪１４が浮きハンドル操作が困難になる場合もある。
【０１０２】
また、第２実施例では走行路面が下り勾配である場合には角度ψｎは勾配が大きくなるほど大きくなる。この結果、前輪１４への荷重の分配割合は大きくなり、後輪３０への荷重の分配割合は小さくなる。このために、後輪３０が浮き安全性が損なわれる場合もある。
【０１０３】
第３実施例は、第１実施例の問題点と第２実施例の問題点とを解決するものである。つまり、路面角度δをシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度と、シートポスト２４とサドル２５の面のとのなす角度とに配分するものである。路面角度δの配分は種々の割合に設定することが可能である。例えば、シートポスト２４とサドル２５の面のとのなす角度への配分と、シートポスト２４とサドル２５の面のなす角度への配分と、を等しく半分ずつ配分することもできる。
【０１０４】
第３実施例では、路面角度が角度δの場合にシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎと、シートポスト２４とサドル２５の面のとのなす角度ψｎは、（数４）の第１式と第２式とで各々表される。（数４）は上り勾配、下り勾配のいずれにも適用できる式である。ここで、配分比率ｋの値は０から１までの範囲であり、半分ずつ配分する場合には、配分比率ｋの値は０．５である。
【０１０５】
【数４】
2012148580.tif 000006
【０１０６】
図１３は、第３実施例の制御方法を実行するＣＰＵがおこなう処理の内容をフローチャートで示すものである。シートポスト回動角度設定処理と、サドル回動角度設定処理とは上述した所定周期毎の割込処理とされている。
【０１０７】
ステップＳＴ３０１では、ＣＰＵは、上述した配分の比率を定める配分比率ｋの値を設定し、初期角度Ｃ０の値を設定する。
【０１０８】
ステップＳＴ３０２では、ＣＰＵは、シートチューブ回動角度処理をおこなう。シートチューブ回動角度処理は図１０に示されたステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０４までの処理である。
このときの処理は（数４）の第１式に従う。
【０１０９】
ステップＳＴ３０３では、ＣＰＵは、サドル回動角度処理をおこなう。サドル回動角度処理は図１２に示されたステップＳＴ２０１〜ＳＴ２０４までの処理である。
このときの処理は（数４）の第２式に従う。
【０１１０】
ステップＳＴ３０３での処理が終了すると処理はステップＳＴ３０１へ戻り、再び、シートチューブ回動角度処理をおこない、続いてサドル回動角度処理を再びおこなう。そして、同様の処理を順次繰り返しておこなう。
【０１１１】
このように勾配の角度δの分配を（数４）の配分比率ｋの値によって適宜に定め、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎとシートポスト２４とサドル２５の面のとのなす角度ψｎとに上り勾配の角度δを配分することができる。また、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎと、シートポスト２４とサドル２５の面のとのなす角度ψｎとに下り勾配の角度δを配分することができる。これによって、前輪１４と後輪３０とにかかる荷重を操作性、安全性を損なうことない範囲とできるとともに、路面に十分に足の裏が接するようにして、ハンドルレバー１２と身体との関係を適切に（例えば、腕を無理のない曲げ角度に）保つことができる。
【０１１２】
（制御方法の第４実施例）
第４実施例は、ハンドルスティ１５を制御して、ハンドルレバー１２を回動させる制御方法に関するものである。
【０１１３】
図６に示すようにハンドルレバー回動軸１６を中心としてハンドルレバーが回動することによって、操車者の好みの位置にハンドルレバーを配置することができる。例えば、ハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度を図６に示すように角度φ１とすればスポーツ仕様とすることができ、図６に示すように角度φ２とすれば買い物に適した仕様とすることができる。
【０１１４】
図１４は、ハンドルレバー１２を回動させるハンドルレバー回動角度設定処理の内容を、ＣＰＵがおこなう処理のフローチャートで示すものである。ハンドルレバー回動角度設定処理は所定周期毎の割込処理とされている。
【０１１５】
図１４に沿って、第４実施例で制御部２３のＣＰＵが実行する処理の内容を説明する。
【０１１６】
ステップＳＴ４０１では、ＣＰＵはハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度を設定するよう指示する。
ハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度の設定は、操作入力部・表示部に配されたキーから入力しておこなうことができる。また、ＣＰＵは指示をＩＤ検出部６３に出して、電界通信により制御設定情報を自動的に読み取り、ハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度を設定することもできる。また、ＣＰＵのプログラムに従いＲＯＭまたは不揮発性メモリから、ハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度の設定値を読み込むこともできる。
【０１１７】
ステップＳＴ４０２では、ＣＰＵは、ステップＳＴ４０１で設定されたハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度読み込む。
【０１１８】
ステップＳＴ４０３では、制御部２３は、ＲＯＭのルックアップテーブルを参照して、ステップＳＴ４０１で得られたハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度に応じた所望のレゾルバ１５１ｄの目標検出値を得る。
【０１１９】
ステップＳＴ４０４では、ＣＰＵは、レゾルバ１５１ｄの検出値が目標検出値となるまで、ネジ付回転軸１５１ｃを回転させるように制御部２３を制御する。
この処理は、ステップＳＴ１０３におけると同様にフィードバック制御によっておこなわれる。そして処理は終了する。
【０１２０】
ハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度が小さいほどハンドルレバー１２の位置は、路面方向に移動することとなるとともに、サドル２５とハンドルレバー１２との距離が接近したものとなる。よって、このようなハンドルレバー１２を回動させる制御方法を採用することによって、ハンドルレバー１２の回動角度を変化させてハンドルレバー１２の位置を操車者の好みに合わせて設定することができる。
【０１２１】
（制御方法の第５実施例）
第４実施例においては、シートスティ４５とサドルスティ２７とを組み合わせて、シートチューブ４４の回動量とサドル２５の回動量とを制御するものであった。これに対して第５実施例は、シートスティ４５とサドルスティ２７とハンドルスティ１５とを制御して、シートチューブ４４の回動量とサドル２５の回動量とハンドルレバー１２の回動量とを連係して制御するものである。
【０１２２】
第５実施例においては、ハンドルレバー１２と身体との関係を適切に保つ制御をしながら、さらに、ハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度を制御するものである。
【０１２３】
第５実施例においては、勾配の角度が角度δの場合にシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎと、シートポスト２４とサドル２５の面とのなす角度ψｎと、ハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度φｎと、は（数５）で表される。角度θｎは第１式、角度ψｎは第２式、角度φｎは第３式で各々表される。すなわち、第５実施例では、シートスティ４５とサドルスティ２７とハンドルスティ１５の３点を連係して制御するものである。
【０１２４】
ここで、Ｌａはシートチューブ回動軸４８とサドル２５の面の中央との間の距離（図６を参照）であり、Ｌｂはハンドルレバー回動軸１６とハンドルレバー１２の握り部分との間の距離（図６を参照）である。
【０１２５】
【数５】
2012148580.tif 000007
【０１２６】
（数５）において、第１式と第２式とは（数４）と同様のものであるが、第３式は、（数６）から導かれるものである。
【０１２７】
【数６】
2012148580.tif 000008
【０１２８】
ここで、（数６）は、シートチューブ回動軸４８とサドル２５の面の中央を結ぶ直線Ｌａと、ハンドルレバー回動軸１６とハンドルレバー１２の握り部分との間を結ぶ直線Ｌｂとが略平行であることを前提として成り立つ関係式である。左辺はシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度が、角度θｓから角度θｎまで角度（δ×ｋ）変化したときのＸ軸方向の距離の変化量である。また、（数６）の右辺はハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度が角度ｓから角度φｎに変化したときのハンドルレバー１２の握り部分のＸ軸方向の距離の変化量である。そして、（数６）の右辺と左辺との変化量が等しい場合には、サドル２５の面の中央とハンドルレバー１２の握り部との間の距離は一定に保たれ、その結果腕の曲げ具合は一定に保たれる。（数５）の第３式は、（数６）を移項して求めた式である。なお、（数６）は、δが小さい場合の一次近似式である。
【０１２９】
図１５は、第５実施例の制御方法を実行する制御部２３のＣＰＵがおこなう処理の内容をフローチャートで示すものである。シートポスト回動角度設定処理と、サドル回動角度設定処理と、ハンドルレバー回動角度処理とは上述した所定周期毎の割込処理とされている。
【０１３０】
ステップＳＴ５０１では、初期処理であり、ＣＰＵの内部のレジスタに角度の配分比率ｋの値、初期角度Ｃ０、シートチューブ回動軸４８とサドル２５の面のとの間の距離Ｌａ、ハンドルレバー回動軸１６とハンドルレバー１２の握り部分との間の距離Ｌｂの各値を取得して書き込む。その後の演算においては、これらのパラメータが書き込まれたレジスタを用いて、（数５）の演算おこなう。
【０１３１】
ステップＳＴ５０２では、ＣＰＵは、（数５）の第１式に従ってシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度を角度θｎとするシートチューブ回動角度設定処理をおこなう。シートチューブ回動角度設定処理は図１０に示す処理である。
【０１３２】
ステップＳＴ５０３では、ＣＰＵは、（数５）の第２式にしたがってシートポスト２４とサドル２５の面とのなす角度を角度ψｎとするサドル回動角度設定処理をおこなう。サドル回動角度設定処理は図１２に示す処理である。
【０１３３】
ステップＳＴ５０４では、ＣＰＵは、（数５）の第３式にしたがってハンドルポスト１１とハンドルレバー１２とのなす角度を角度φｎとするハンドルレバー回動角度設定処理をおこなう。ハンドルレバー回動角度設定処理は図１４に示す処理である。
【０１３４】
このようにして（数５）に従った制御をおこなえば、自転車を操車する者が無理な姿勢をとることがないようにサドル２５の腰をかける面を適切に保ち、前輪１４と後輪３０との各々の荷重を適切に配分しながら、ハンドルレバー１２の握り部までの操車者の腕の長さを、路面の傾斜によらず略一定の長さに保つようにできる。
【０１３５】
また、（数５）の第１式、第２式の角度の配分比率ｋの値、第３式に示す演算式に替えて、ＲＯＭまたは不揮発性メモリに配されたルックアップテーブルを参照して、路面の傾斜の角度δを入力して、角度θｎ、角度ψｎ、角度φｎの各々を得て、角度θｎ、角度ψｎ、角度φｎとなるように各々のアクチュエータを制御するようにしても良い。この場合において、標準的な身長、標準的な腕の長さ、標準的な体重、標準的な体重の重心位置、を有する者（標準体型者）を想定して、ルックアップテーブルを作成するようにしても良い。
【０１３６】
（制御方法の第６実施例）
さらにまた、路面角度δに応じて角度θｎ、角度ψｎ、角度φｎの各々を設定するのではなく、操車者がハンドルレバー１２の握り部分を押し引きすることによって別の制御方法を実現することができる。
【０１３７】
第６実施例も（数５）に従った制御とすることができる。（数５）の第３式では、シートチューブ４４のＸ軸方向の基準位置からの距離Ｌａと、ハンドルレバー１２のＸ軸方向の基準値からの距離Ｌｂとが関係付けられているので、操車者がハンドルレバー１２の距離Ｌｂを制御することによって、結果的に、腕の長さを所定の長さに保つためのシートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎを制御するのが第６実施例である。
【０１３８】
この場合には、ハンドルレバー１２に圧力センサ（図示せず）を配して、この圧力センサが検出する圧力がゼロとなるように、制御部２３はハンドルスティ１５の内筒移動モータ固定部２７１ｂを制御する。そして、（数５）の第３式の演算をおこなって、制御部２３はシートスティ４５の内筒移動モータ固定部４５１ｂを制御して、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎを制御する。さらに、シートチューブ４４とチェンスティ４２とのなす角度θｎに応じて、シートポスト２４とサドル２５の面とのなす角度ψｎを制御するようにしても良い。このようにして、操車者はハンドルレバー１２の角度を自分の好みに合ったものとしながら、腕を楽な角度で曲げる状態を保つことができる。
【０１３９】
上述した、（数１）〜（数５）の演算式は、どのように制御をするかの制御則の一例に過ぎず、どのような演算を用いるものであっても、同様にして、角度θｎ、角度ψｎ、角度φｎの各々を連係して制御することができる。
【０１４０】
また、（数１）の演算については、レートジャイロスコープを採用するために、初期値Ｃ１と積分演算とが必要となるのであり、直接に角度が検出できる角度検出型のジャイロスコープを用いる場合には、初期値Ｃ１も積分演算も必要とされない。また、応答速度の遅い角度検出器（例えば、レバーの先端に錘を取り付けレバーの他端にロータリーポテンショの回転軸を取り付けたもの）とレートジャイロスコープを組み合わせて、角度検出器からの出力でレートジャイロスコープからの出力を更正するようにしても良い。
【０１４１】
また、制御則は、演算式によることなく、走行路面に応じた最も望ましい、角度θｎ、角度ψｎ、角度φｎの各々を実験データとして収集して、ルックアップテーブルとして、これを参照して制御するようにしても良い。
【０１４２】
（制御方法の第７実施例）
上述した第１実施例〜第６実施例では、特定の操車者が自転車を操作する場合において、路面の傾きに応じて、自動的に自転車の主要機構部材の相互の位置関係を変化させるものであった。第７実施例は、操車者の身体特徴、好みに合わせて自転車の主要機構部材の相互の位置関係を変化させるものである。
【０１４３】
特定の一台の自転車を複数の者が共用する場合もある。ここで、複数の者の身体特徴は種々であり、その好みも種々である。身体特徴は、例えば、身長については１５０ｃｍから２００ｃｍ程度の範囲におよび、年齢については１２歳から７０歳の範囲におよび、性別については女性と男性とが混在している。また、好みは、スポーツ車（スポーツとして乗車するための自転車）、通勤車（通勤に使う自転車）、買い物車（日用品の買い物に使用する自転車）と様々である。
【０１４４】
年齢が低い者は一般的に、身長が低く、腕の長さが短いので、サドル２５の路面からの位置を低くし、ハンドルレバー１２の位置は低くする場合が多い。また、ある程度の高年齢では、一般的に、身長がより高く、腕の長さがより長いので、サドル２５の路面からの位置を高くし、ハンドルレバー１２の位置は高くする場合が多い。
【０１４５】
スポーツ車の場合には、サドル２５の路面からの位置を高くし、サドル２５の腰かける面は前傾傾向とし、シートチューブ４４は前傾とし、ハンドルレバー１２の位置は低くする場合が多い。通勤車、買い物車の場合には、サドル２５の路面からの位置を低くし、サドル２５の腰かける面は水平とし、シートチューブ４４は前傾でも後傾でもなく中立位置とし、ハンドルレバー１２の位置は高くする場合が多い。
【０１４６】
このような個人毎の好みに応じた設定は手動設定によっても自動設定によっても、実施形態の自転車ではおこなうことができる。まず、手動設定について簡単に説明をする。図７に示す操作入力部・表示部６２を用いるのが、最も簡単な自転車の各種の変数の設定方法である。操作入力部・表示部６２には、例えば、液晶ディスプレイが配置されており、自転車の全体図のグラフィックスが表示されている。
【０１４７】
そして、グラフィックスのシートチューブ４４の表示部分に指を触れて指を動かす方向に実際のシートチューブ４４が回動するようになされている。また、サドル２５の表示部分に指を触れて指を動かす方向に実際のサドル２５が回動するようになされている。また、ハンドルレバー１２の表示部分に指を触れて指を動かす方向に実際のハンドルレバー１２が回動するようになされている。このようにして容易に各機構部材の相互の関係を設定できる。
【０１４８】
また、操作入力部・表示部６２に配されたテンキーを用いて、所望の角度θｎ、所望の角度ψｎ、所望の角度φｎの各々を入力して、シートチューブ４４、サドル２５、ハンドルレバー１２の各々の回動角度を所望のものとしても良い。さらに、単に、年齢、性別、身長などを入力して、標準的なモデルについて予め設定した、シートチューブ４４の回動角度、サドル２５の回動角度、ハンドルレバー１２の回動角度の各々を設定するようにしても良い。
【０１４９】
以上の設定は操車者の好みによって自由に設定できるものであり、このようにして、自転車を好みの仕様のものとすることができる。しかしながら、操車者が自ら入力をしなければならず、面倒である。次に自動設定について説明をする。どのようにして、操車者の身体特徴、好みに合わせて自動的に自転車の主要機構部材の相互の位置関係を変化させるかについて、図７に示す制御系のブロック図と図２５に示す特許文献３に記載の技術とを引用して説明する。
【０１５０】
図７に示すＩＤ検出部６３には、図２５に示す受信機２０３が内蔵されている。一方、操車者は送信機２０１を身につけており、人体を伝送媒体２０２として送信機２０１からのＩＤ（個人認証情報）が受信機２０３へ送られる。
【０１５１】
ＩＤ検出部６３が検出する情報の内容は、個人を特定する情報であるＩＤ（個人認証情報）と、個人の好みの制御設定情報と、が含まれる。送信機２０１にはモード切替キーが設けられ、どのキーを設定するかで、送信される制御設定情報の内容が切り替わる。例えば、モード１のキーを設定すれば、上述した第１実施例の制御方法、モード２のキーを設定すれば、上述した第２実施例の制御方法、モード３のキーを設定すれば、上述した第３実施例の制御方法、モード４のキーを設定すれば、上述した第４実施例の制御方法、モード５のキーを設定すれば、上述した第５実施例の制御方法、を各々採用することができる。当然にこれら以外に、送信機２０１の所有者が自分の好みの設定を組み合わせて自分特有のモードを新たに登録することができる。
【０１５２】
また、このようにして、どのような制御方法を選択するかを決定するとともに、自分特有のモードとして、例えば、シートチューブ４４の水平路面における角度θｓを予め定める好みの値、サドル２５の水平路面における角度ψｓを予め定める好みの値、ハンドルレバー１２の水平路面における角度φｓを予め定める好みの値に各々定めることができる。
【０１５３】
例えば、モード６のキーを押せば、サドル２５の角度ψｓを予め定める好みの値、ハンドルレバー１２の水平路面における角度φｓを予め定める好みの値に各々定め、走行路面の傾きによって変化しないようにすることができる。また、例えば、モード７はスポーツ仕様、モード８は通勤仕様と予め定める好みの別の設定とすることができる。さらに、ＩＤ（個人認証情報）と、個人の好みの制御設定情報と、が関係づけられているので、制御部２３はＩＤを認識するだけで、どのモードを設定するかを決定することができる。例えば、ＩＤによって認識される特定の人は、傾斜した路面でも、水平路面でも、全く同じ状態に自転車を保つように予め登録しておくことができる。
【０１５４】
（制御方法の第８実施例）
ＩＤ検出部６３から得られる情報の内容には、上述するように個人を特定するＩＤも含まれるので、登録されたＩＤを認識するまでは、節電モードとしておくことができる。具体的にはＩＤ検出部６３だけは常時通電をして、制御部２３はスリープモードとしておくことができる。そして、電界通信によって予め登録された者であることをＩＤ検出部６３が検出後、制御部２３をスリープモードから解除して、各部に電力を供給し、車輪の施錠を開錠とすることによって、自転車を使用可能とすることができるとともに、従来の自転車でおこなわれる開錠の手間を省くことができる。
【０１５５】
また、施錠に関しても、身体が自転車の車体から離れて送信機２０１からの送信信号がＩＤ検出部６３に配される受信機２０３で検出されなくなって所定の時間が経過したら、自動的に施錠をして従来のような施錠の手間を省くことができる。この場合において、電界通信を採用しているので、身体と自転車とがあまり離れることなく施錠が施されるので安全性が高いものとなる。
【０１５６】
このようにして、送信機２０１と受信機２０３とを有し、人体を伝送媒体２０２として用いる、電界通信によるインターフェイスを備えることによって、良好な通信をおこなうことができる。特に、電界通信では、不要に遠距離まで情報を発射して他の機器に妨害を与えることがない。一方、身体の一部が直接または衣服を介して、自転車に接することによって、送信機２０１から受信機２０３に情報を伝えるという目的は十分に達せられる。
【０１５７】
［第２実施形態］
（実施形態の自転車の構造の説明）
第２実施形態は、自転車の主要機構部材の寸法を変化させるものである。寸法を変化させる主要機構部材として、シートチューブ４４から突出するシートポスト２４の長さを変化させる機構部材であるシートポスト長可変部材、ヘッドチューブ１０から突出するハンドルポスト１１の長さを変化させる機構部材であるハンドルポスト長可変部材を第２実施形態では採用している。
【０１５８】
図１６は、シートポスト長可変アクチュエータとして機能するシートポスト長可変部材５４の断面構造を示すものである。シートポスト長可変部材５４は上述したシートチューブ４４とシートポスト２４とを組み合わせ、さらに、可動機構をシートチューブ４４とシートポスト２４との各々の内部に組み込んだものである。
【０１５９】
シートチューブ４４の内部には、シートポスト回転防止板４４１ａとシートポスト移動モータ固定部４４１ｂとシートポスト移動モータ固定部４４１ｂに対して回転するネジ付回転軸４４１ｃが配されている。シートポスト２４の内部には、ネジ付回転軸４４１ｃと螺合する溝付軸受２４１ｃが配されている。シートポスト２４の先端には、他の部分よりも直径が大きい突出部２４１ｂが設けられている。そして、シートチューブ４４にねじ込まれたストッパ４４１ｅによって突出部２４１ｂが係止されてシートチューブ４４からシートポスト２４が抜けることがないようにされている。
【０１６０】
シートポスト回転防止板４４１ａはシートチューブ４４の長手方向に伸びる部材であり、シートポスト回転防止板４４１ａの表面は、シートポスト２４に設けられた細長い溝状の回転防止スリット２４１ａの表面と対面するようにされている。回転防止スリット２４１ａの溝幅はシートポスト回転防止板４４１ａの幅よりも広くされ、シートチューブ４４の内部でシートポスト２４が回転することがないようにしながら、回転防止スリット２４１ａの表面とシートポスト回転防止板４４１ａの表面の一部が接触して、シートポスト２４は自由に矢印Ｄの方向に移動可能とされている。
【０１６１】
なお、シートチューブ４４の内面とシートポスト２４の外面の相互に接する部分の断面形状を円形状ではなく、角形状（例えば、四角形状）とすれば、シートポスト回転防止板４４１ａも回転防止スリット２４１ａも設けなくとも、シートチューブ４４の内部でシートポスト２４が回転することはない。
【０１６２】
シートポスト移動モータ固定部４４１ｂに電力が供給されることによって、ネジ付回転軸４４１ｃが回転してシートチューブ４４の内部に取り込まれるシートポスト２４の長さが変化させられる。ここで、シートポスト移動モータ固定部４４１ｂに加えられる電圧の極性を切替えることによってネジ付回転軸４４１ｃの回転方向を切替えることができ、シートポスト２４の移動方向を切替えることができる。
【０１６３】
また、シートポスト移動モータ固定部４４１ｂから伸びる、ネジ付回転軸４４１ｃには、ネジ付回転軸４４１ｃの回転角度を検出するレゾルバ４４１ｄが連結されている。ネジ付回転軸４４１ｃの１回転を２πラジアンとして、基準の位置から何ラジアン回転したかをレゾルバ４４１ｄによって検出して、シートポスト長可変部材５４の長さを検出することができるようになされている。そして、レゾルバ４４１ｄからの信号は、図７に示す制御部２３に入力されて、制御部２３がシートポスト長可変部材５４の長さを検出することができるようになされている。
【０１６４】
また、図示しないが、ハンドルポスト長可変部材もシートポスト長可変部材５４と同様の構造を有しており、シートチューブ４４に替えてヘッドチューブ１０が用いられ、シートポスト２４に替えてハンドルポスト１１が用いられているのみであり基本的な構造に変わるところがない。
【０１６５】
このような主要機構部の寸法が変化する部材である、シートポスト長可変部材５４、ハンドルポスト長可変部材を用いることによって、さらに、自転車は操車者にフレンドリーなものとなり、操車者にとって快適な乗り物となる。例えば、シートポスト長可変部材５４の制御によって操車者の身長に合わせた最適なサドル２５の高さを得ることができるようになる。また、ハンドルポスト長可変部材の制御によって操車者の体型に合わせた最適なハンドルレバー１２の高さを得ることができるようになる。
【０１６６】
また、自転車に乗り降りする際に、シートポスト長可変部材５４の長さを短くして、乗り降りを容易なものとできる。さらに、第１実施形態の主要機構部材の相互の位置関係の制御と第２実施形態の主要機構部材の寸法の制御とを組み合わせれば、より広範で適応性の高い制御が可能となる。
【０１６７】
［その他の変形の実施形態］
（アクチュエータの変形例）
【０１６８】
シートチューブアクチュエータは、シートチューブ４４をチェンスティの伸びる方向に回動させるものである。また、サドルアクチュエータは、サドル２５をチェンスティの伸びる方向に回動させ、シートポスト２４に対するサドル２５の腰かけ面のなす角度を可変とするものである。また、サドルアクチュエータは、ハンドルレバー１２をチェンスティの伸びる方向に回動させ、ハンドルポスト１１に対するハンドルレバー１２のなす角度を可変とするものである。要するに、このような機能を有するものであれば、各アクチュエータは、上述した以外に、種々の原理に基づく機構を採用することができる。以下に、これらについて説明をする。
【０１６９】
シートチューブ４４を回動する機構を例にして、図３に示すようなネジ方式以外の種々の方式について説明する。
【０１７０】
図１７はラック・アンド・ピニオン方式による回動機構を示す図である。図１７に示すように、フレーム３では、チェンスティ左部材４２ａとシートスティ４５５ａとは溶接等で固着され、ダウンチューブ４３とシートスティ４５５ａとは溶接等で固着されている。そして、チェンスティ左部材４２ａとダウンチューブ４３との間にシートスティ４５５ａが橋渡しされている。また、チェンスティ右部材４２ｂとラック付シートスティ４５５ｂとは溶接等で固着され、ダウンチューブ４３とラック付シートスティ４５５ｂとは溶接等で固着されている。このようにして、チェンスティ右部材４２ｂとダウンチューブ４３との間にラック付シートスティ４５５ｂが橋渡しされている。
【０１７１】
シートチューブ回動モータ５５がモータ固定板５７を介してシートチューブ４４に固着されている。シートチューブ回動モータ５５の回転軸には小口径の円形歯車（ピニオン）５６が取り付けられている。円形歯車５６とラック付シートスティ４５５ｂに配されたラックとは噛み合い、シートチューブ回動モータ５５の回転に応じて、円形歯車５６は回転しながら、ラック上を移動する。この結果、シートチューブ４４はシートチューブ回動軸４８を回動中心として回動する。なお、シートチューブ回動モータ５５にはレゾルバ（図示せず）が取り付けられており、第１実施形態と同様にしてレゾルバから検出される信号に基づき制御をすることができる。
【０１７２】
ハンドルレバー１２の回動機構、サドル２５の回動機構についても、図示はしないが、同様にラック・アンド・ピニオン方式を採用することができる。さらに、シートポスト長可変部材、ハンドルポスト長可変部材においても、ラック・アンド・ピニオン方式を採用することができる。
【０１７３】
図１８は、油圧シリンダー方式による回動機構を示す図である。フレーム４は、図２に示すようなシートスティ４５に替えて油圧シリンダー５９を備えている。図１９は、油圧シリンダー５９の動作を説明する模式図である。図１９の左図に示すようにポートＰ３より油が入り、早送りシリンダーは矢印で示す方向へ移動する。図１９の中央図に示すように早送りシリンダーが矢印方向に移動し圧力が上昇するとシーケンス弁が作動し、ポートＰ１から油が入り増圧シリンダーが矢印方向に移動する。このようにしてシートチューブ４４とチェンスティ４２のなす角度θを大きくすることができる。図１９の右図に示すようにポートＰ２、ポートＰ４から油が入り、早送りシリンダーと増圧シリンダーが戻ることによって、角度θは小さくできる。
【０１７４】
ハンドルレバー１２の回動機構、サドル２５の回動機構についても、図示はしないが、同様に油圧シリンダー方式を採用することができる。さらに、シートポスト長可変部材、ハンドルポスト長可変部材においても、油圧シリンダー方式を採用することができる。
【０１７５】
図２０は、ギヤ付モータを用いる回動機構を示す図である。フレーム５では、ギヤ付モータ６０の固定部をフレーム固定部材４１にネジ止めして、ギヤ付モータ６０の回転軸に直接にシートチューブ４４を固着するようにしている。つまり、回動軸自体を回動させる方式である。ここで、ギヤ付モータ６０の回転軸は軸保持部材７０によって回動可能に保持され、シートチューブ４４に加わる荷重をギヤ付モータ６０の回転軸とで配分するようにしている。
【０１７６】
また、図示しないが、周知技術であるリニアモータを用いることによって、シートチューブ４４とチェンスティ４２のなす角度θを変化させることもできる。さらに、非特許文献１に記載のＳＱＵＩＧＧＬＥモータを使用して機構部を簡略化するようにしても良い。
【０１７７】
以上、種々の回動機構の変形例をシートチューブ４４の回動機構を例として説明をしたが、ギヤ付モータを用いる方式、リニアモータを用いる方式、ＳＱＵＩＧＧＬＥモータを使用する方式、のいずれの方式を用いる場合であっても、これらの回動機構はサドル２５、ハンドルレバー１２の回動機構、としても用いることができる。さらに、シートポスト長可変部材、ハンドルポスト長可変部材としても用いることができる。
【０１７８】
（その他の変形例）
図２１は、制御部２３が音声認識回路（図示せず）、音声応答回路（図示せず）を備える場合に、ＣＰＵがおこなう処理のフローチャートである。図２１に沿って処理の内容を説明する。
【０１７９】
ステップＳＴ６０１では、ＣＰＵは、ＩＤ（個人認証情報）を取得する。また、制御設定情報を得る。
制御設定情報は個人別に設定された所望の機構部の設定のパラメータである。
ＩＤの取得、制御設定情報の取得に際しては、電界通信が採用される。
【０１８０】
ステップＳＴ６０２では、ＣＰＵは、取得したＩＤが登録済みＩＤか否かを判断する。
登録済みＩＤである場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ６０３に移る。登録済みＩＤでない場合（Ｎｏ）には処理はステップＳＴ６０１に戻る。
【０１８１】
ステップＳＴ６０３では、ＣＰＵは、坂道であるか否かを判断する。
坂道である場合（Ｙｅｓ）には処理はステップＳＴ６０４に移る。坂道でない場合（Ｎｏ）には処理はステップＳＴ６０１に戻る。
ここで、坂道であるか否かの判断は、ジャイロスコープで検出する坂道（路面の傾斜角度の絶対値）が所定以上の傾斜を有する場合に坂道であるとするものである。
【０１８２】
ステップＳＴ６０４では、ＣＰＵは、音声応答回路を制御して音声案内をする。音声案内の内容は、「坂道モードになります」等である。
この警告によって、自転車の機構部が動くことを操車者に知らせ、いきなり機構部が動き操車者をあわてさせることがないようにする。
【０１８３】
ステップＳＴ６０５では、ＣＰＵは、音声認識回路を制御して、傾斜モード拒否の応答があったか否かを判断する。
「停止」、「いいえ」の応答を音声認識回路が認識した場合（Ｙｅｓ）には、処理はステップＳＴ６０１へ戻る。「停止」、「いいえ」の応答を音声認識回路が認識しない場合（Ｎｏ）には、処理はステップＳＴ６０６へ移る。
【０１８４】
ステップＳＴ６０６では、ＣＰＵは、傾斜モードの制御をおこなう。傾斜モードの制御の内容は、上述した、角度θｎへの変更、角度ψｎへの変更、角度φｎへの変更、シートポストの長さの変更、ハンドルホストの長さの変更、の中で、いずれか一つ、または、いずれかの２つ以上を組み合わせて制御するものである。
【０１８５】
ステップＳＴ６０７では、ＣＰＵは、停車または降車したかを判断する。
停車または降車したと判断した場合には処理はステップＳＴ６０８へ移る。停車または降車したと判断しない場合には処理はステップＳＴ６０１へ戻る。
停車は、速度計または車輪の回転計（いずれも図示せず）によって判断することができる。
また、電界通信を用いているので、受信機が電界を検出しなくなった場合には、送信機を身につけている操車者が降車したと判断することができる。
【０１８６】
ステップＳＴ６０８では、ＣＰＵは、傾斜モードを解除して、角度θｎ、角度ψｎ、角度φｎ、シートポストの長さ、ハンドルホストの長さを初期状態に戻し、処理は再びステップＳＴ６０１へ戻る。
【０１８７】
以上のように、実施形態の自転車の技術は、通常の自転車であっても、アシスト自転車であっても、電動自転車であっても実施が可能である。実施形態の自転車は、シートチューブ、サドル、または、ハンドルレバーのいずれか、あるいは、これらの２つ以上の部材の各々、と他の部材との相互の位置関係、または、各部材の寸法を、制御部によって制御されるアクチュエータによって変更して、自転車に乗車する者の身体特徴、操作性の好みに適合させることができる。また、走行する路面の状況が種々である場合においても、路面の状況に適応するように、上述の各部財の相互の位置関係、または、各部材の寸法を変化させて良好な操作性を得ることができる。
【符号の説明】
【０１８８】
１０  ヘッドチューブ、  １１  ハンドルポスト、  １２  ハンドルレバー、  １３  前ホーク、  １４  前輪、  １５  ハンドルスティ、  １６  ハンドルレバー回動軸、  １７  ハンドルスティ外筒回動軸、  １８  ハンドルスティ内筒回動軸、  ２０ａ、  ペダル、  ２１  チェンスティカバー、  ２２  電池、  ２３  制御部、  ２４  シートポスト、  ２４ｂ  右クランク、  ２５  サドル、  ２６       サドル回動軸、  ２７  サドルスティ、  ２８  サドルスティ外筒回動軸、  ２９  サドルスティ内筒回動軸、  ３０  後輪、  ４１  フレーム固定部材、  ４２  チェンスティ、  ４２ａ  チェンスティ左部材、  ４２ｂ  チェンスティ右部材、  ４３  ダウンチューブ、  ４４  シートチューブ、  ４５  シートスティ、  ４６  クランク軸、  ４７  後輪軸受、  ４７ａ  左後輪軸受、  ４７ｂ  右後輪軸受、  ４８  シートチューブ回動軸、  ４９  シートスティ内筒回動軸、  ５０  シートスティ外筒回動軸、  ５４  シートポスト長可変部材、  ５５  シートチューブ回動モータ、  ５６  円形歯車、  ５７  モータ固定板、  ５９  油圧シリンダー、  ６０  ギヤ付モータ、  ６１  ジャイロスコープ、  ６２  操作入力部・表示部、  ６３  ＩＤ検出部、  ６４、６５、６６  電力増幅部、  ７０  軸保持部材、  １５１  ハンドルスティ外筒、  １５１ａ、２７１ａ、４５１ａ  外筒孔、  １５１ｂ、２７１ｂ、４５１ｂ  内筒移動モータ固定部、  １５１ｃ、２７１ｃ、４４１ｃ、４５１ｃ  ネジ付回転軸、  １５１ｄ、２７１ｄ、４４１ｄ、４５１ｄ  レゾルバ、  １５１ｅ、２７１ｅ、４４１ｅ、４５１ｅ  ストッパ、  １５２  ハンドルスティ内筒、  １５２ａ、２７２ａ、４５２ａ、  内筒孔、  １５２ｂ、２４１ｂ、２７２ｂ、４５２ｂ  突出部、  １５２ｃ、２４１ｃ、２７２ｃ、４５２ｃ  溝付軸受、  ２０１  送信機、  ２０３  受信機、  ２４１ａ  回転防止スリット、  ２７１  サドルスティ外筒、  ２７２  サドルスティ内筒、  ４４１ａ  シートポスト回転防止板、  ４４１ｂ  シートポスト移動モータ固定部、  ４５１  シートスティ外筒、  ４５２  シートスティ内筒、  ４５３ａ  シートスティ左固定部、  ４５３ｂ  シートスティ右固定部、  ４５５ａ  シートスティ、  ４５５ｂ  ラック付シートスティ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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