Bicycle stabilization device |
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申请号 | JP50394590 | 申请日 | 1990-02-26 | 公开(公告)号 | JP2529619B2 | 公开(公告)日 | 1996-08-28 |
申请人 | シェファード,ドナルド、ウェルトン; | 发明人 | シェファード,ドナルド、ウェルトン; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 【請求項1】自転車の車輪の側面にほぼ平行な平面内で回転運動するように該車輪の軸又はこれに隣接して自転車の片側面にその一端が枢着されたアームと、 前記アームに直交するように該アームに設けられたクロスシャフトと、 前記クロスシャフトに取り付けられ前記車輪と係合可能なローラと、 前記ローラと同心円状でかつ前記車輪の両側に位置するように前記クロスシャフトに取り付けられた前記ローラより大きな径を有する支持車輪を備えたスタビライザと、 前記スタビライザが非作動時に位置する上昇位置と前記支持車輪が地面に接触して自転車の車輪が地面から離れ前記ローラに係合する前記スタビライザの下降位置との間で前記アームを移動させる回転手段とを有することを特徴とする自転車用安定化装置。 【請求項2】前記ローラはフランジを有し、自転車の車輪がその走行面及び側面で前記ローラと係合することを特徴とする請求項1記載の自転車用安定化装置。 【請求項3】前記アームは自転車の後輪スピンドルを中心として枢動可能に取り付けられたばね負荷テレスコピックアームであることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の自転車用安定化装置。 【請求項4】前記ばね負荷テレスコピックアームのばねの与圧を調整する部材が含まれることを特徴とする請求項3記載の自転車用安定化装置。 【請求項5】前記スタビライザが前記上昇位置にあるとき前記ローラは自転車の車輪から離れており、前記スタビライザが前記下降位置に向かうとき前記ローラは前記自転車の車輪に順次近接することを特徴とする請求項1 から4のいずれかに記載の自転車用安定化装置。 【請求項6】前記スタビライザの全幅は250mm以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の自転車用安定化装置。 【請求項7】前記アームが前記下降位置にあるときは該アームは垂直に対して5〜10度の範囲内の角度にあることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の自転車用安定化装置。 【請求項8】乗り手のバックペダル運動によって回転されるスプールと、スプールに巻回されて前記アームに接続されているフレキシブルリンクとを有する前記アームのための回転装置を備えたことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の自転車用安定化装置。 【請求項9】前記フレキシブルリンクは、前記アームとは反対側で自転車の後輪に沿って延在していることを特徴とする請求項8記載の自転車用安定化装置。 【請求項10】前記アームを上昇位置に与圧するばね部材を備えたことを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の自転車用安定化装置。 【請求項11】前記アームと自転車のフレームの静止位置との間で拡狭するトグルリンケージを設け、前記ばね部材が前記トグルリンケージを拡げて前記アームを上昇位置に与圧するように構成したことを特徴とする請求項 10記載の自転車用安定化装置。 |
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说明书全文 | 【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、乗り手によって付勢される特に自転車用の単一トラック車輪付き車両(single track wheeled [従来の技術] 自転車の乗り手は道路交差点、運動車両、車両混雑、 この様な交通状態において、サイクリストは夫々の停車において一方または両方の足を地面に置かねばならず、多くの場合部分的に降車しなければならない。 路上に於ける数多くの度々の急速な停止と発進とは、サイクリストにとっては大変に不便である。 これらは又、バランスを失ったため、フラストレーション等によるイライラ傾向のため、特に車両中に重トラックがある場合に潜在的な危険性にある可能性がある。 ペダル付き自転車の設計および乗り手の身体的な寸法のため、サドル座席を、ペダル圧力を効果的にするために低すぎるように設定するか、停止のときにサドル上に止まるように高くし過ぎるか、と言う結果をもたらす。 [発明の開示] 乗り手に、自転車から降りることなくこれを停車状態にすることを可能とする安定化システムを提供することが本発明の目的である。 在来型自転車用のアタッチメントの形として、または製造された自転車の一部分としてのこの種の安定化システムを提供することが本発明の別の目的である。 本発明の一つの特徴によれば、一端が車論のスピンドルに又はその近くに枢着接続され、軸方向に圧縮性とされたアームと、アームの他端に接続されたクロスシャフトと、クロスシャフトに取り付けられた一対のスタビライザと、両スタビライザの間のクロスシャフトに取り付けられた車輪係合部材と、更にアームをスタビライザが地面から離れている上昇位置と、スタビライザが地面に接触して車両の車輪が地面から離れて係合部材に係合する下降位置との間を移動させる部材とを有する単一トラック車輪付き車両用の安定化システムが提供される。 アームと、クロスシャフトと、車輪とは従ってスタンドを形成するものと考え得る。 好ましくは、スタビライザが停止状態(stationary)にあるときは車両の車輪は回転可能である。 本発明の別の特徴によれば、自転車(足踏み式でも原動機補助足踏み式でもモーターサイクルでもよい)用の安定化システムは一端が後輪の平面にほぼ平行な平面内での移動のために後輪軸で又はこれに近接して自転車のフレームに枢着された圧縮性アーム、アームの他端に取り付けられタイアの走行面に係合可能な周面とタイアの両側で良好に係合可能なフランジとを有するローラとを有する安定化システムであって、スタビライザはまたアームの前記他端に取付けられて後輪の両側で地面に係合可能であり、更に、アームをスタビライザが地面から離れている上昇位置とスタビライザが地面に接触して後輪が地面から離れてローラに係合している下降位置との間で移動させる部材とを有する。 好ましくはスタビライザは車輪でこのシステムはアームの下端に取り付けられたクロスシャフトを含んでおり、ローラとスタビライザとはクロスシャフト上に取付けられている。 本発明の重要な特徴は、乗り手の重量の大部分は自転車の車輪従ってスタビライザを介して地面に伝達されることである。 これは、スタビライザを有するアームが乗り手の重量の極一部を負担する必要があるのみで、自転車フレームから斜めに外側に走りその上に大間隔で位置するスタビライザ輪を有するクロスシャフトを有するピボットアームを自転車の両側に有するドイツ特許第1741 好ましくは、アームは後輪スピンドルを中心として回転可能に取り付けられているばね負荷テレスコピックアームである。 ばね荷重は任意の弾性的または反動的な装置、例えばコイルばね、ガスばね、または弾性材料、によって達成される。 代わりに、アームは非テレスコピックでもよく、後部車輪スピンドルに関して離心的に取付けられ、アームは若干の圧縮性を有する弾性部材を含んでいてもよい。 このシステムは上昇したときに車輪から離れるが、下降させるとき車輪上に順次近接して、自転車の乗り手の主重量を車輪、クロスシャフト、およびスタビライザを介して取り上げるように配列される様になっている。 好ましくは、車輪に係合する部材がフランジ付きローラの場合、フランジの位置はタイアの各種形式と寸法とに応じて変化させ得る。 或いは各種のローラの選択も可能である。 好ましくはスタビライザは車輪であるが、例えばローラ、等、のような低摩擦の代替物も使用できる。 即ち、本発明はサイクリストをして、停止に至るまで、停止状態で待機中、およびその後の発進にいたるすべての段階で気楽に止まり得るようにしている。 またサイクリストをしてこれらのすべての段階中、両手でハンドルバーとブレーキレバーを握り、両足をペダルの上に維持してすべての運転制御を為させ得るようにしている。 乗り手の主要重量は車両の車輪とクロスシャフトを介してスタビライザ輪に取られるので、アームは比較的僅かな荷重を取るのみであるが、アームと、後輪と、クロスシャフトの組合せは強いユニットを形成し、これは、車両が停止状態で、いずれにせよ単一トラックの乗り手に要求されるものであるが、乗り手から若干の僅かな平衡入力が必要とされるにしても、車両の乗り手の安定性の維持に寄与することが大である。 即ち、乗り手は、停止になる段階においてスタンドを下降させる事ができ、これによって当人のバランスを前進運動のままにしてもよく、スタンドは乗り手が発進するときは直ちに引き込め可能である。 両スタビライザは下降位置で同時に接地する。 自転車の後輪はアームが最も低い位置に近接したとき地面から離れているが、一方自転車は前部ブレーキによって尚停止の進行中である。 これは多数の利益を成している。 即ち、 1.乗り手が、本人自身および他の道路使用者に更に大きな安全性を確保するために完全に制御状態にあること。 2.乗り手が自転車をスタンドを下部位置にロックしてパーキング状態にすることも、停止状態のまま自転車に再乗車することも可能である。 更に、車両の車輪はスタビライザが静止状態にあるときに回転自在なので、副次的な利益も存在する。 3.変更歯車比を有する自転車の乗り手に関しては再出発のために最適な歯車を選択することが可能である、特に急激な停止が前の選択を実用的でなくした場合、というのは後輪は回転自在なので。 4.スタンドを下ろしてその位置にロックして、後部車輪を持ち上げた状態の停止モードでのペダル足踏みをすることによって、自転車は室内または屋外で運動を行う目的で使用可能であるが、この様な状況ではこれは更に有用な配列である。 明らかに、本発明の自転車は最初この様に製造されたか、またはモデイファイされた従来設計である可能性もある。 従って本発明は必要な変形を行うのに必要なこれらの部品の組合わせにも延在する。 車輪を取り付けた状態での安定化システムの全幅は自転車を横向きに測定して一般に250mmを越えるものではなく、従ってアームを下げた位置においてはスタビライザは適当な水平面上で、停止状態で座った乗り手のバランスを維持するのに十分に安定した基礎ベースを提供する。 好ましい幅は175乃至225mmである。 アームは後部車輪の周辺に沿って、好ましくはこの目的に十分なクリアランスを持って放射線方向に自由に揺動可能である。 アームが上昇された、或いは引き込められた位置にあるとき、スタビライザの下端と地面との間の距離は150mm程度またはそれ以上であるが、アームは必要に応じて地面レベルより上の任意の位置に維持し得る。 好ましくは、すべての場合、アームは、安定化システムを解放したときその引き込みに資するため引き下げ位置にロックしたときに垂直に対して角度を有する。 この様な引き込めは車両の車輪への前進駆動の印加によって更に促進される。 しかし、角度は僅かで恐らく5゜乃至 スタンドは、適当な装置、例えば油圧アクチュエータによって下げて、地面に接触させて後輪を持ち上げることも可能である。 しかし、このシステムをペダル型サイクルとの組合わせでこれに取付ける場合、降下装置は乗り手によって後ろ向きにペダル踏み運動されて回転されるスプールと、スプール上に巻回され好ましくはクロスシャフトに取り付けられることによってアームに接続されたチェインまたはケーブルのようなフレキシブルリンクとで形成してもよい。 スプールは主ペダルシャフトまたはスピンドルにペダルクランクとペダルシャフトハブ又は主駆動チェイン輪に対して自転車の反対側にある底部ブラケットとの間に位置している。 スプールは好ましくはその周辺に深さの変化する溝を有するが、その中へフレキシブルリンクは固定されてバックペダル運動によってペダルクランクを回転する乗り手によって巻回される。 フレキシブルリンクの他端はクロスシャフトのフランジ付きカラーに固着してよい。 バックペダル運動とその結果生じるフレキシブルリンクの巻回はスタンドをその引上げないし引き込み位置からこれが地面と接触して後輪が持ち上がるまで引き下げる。 スタンドの降下および引上げの両者の迅速な動作に資するための本発明の重要な特徴は、十分に引き下げられたときにスタンドが垂直に対して僅かではあるが明瞭な角度を保っている、即ち、完全に垂直な位置に引き込まれないで、接続用フレキシブルリンクが常に張力を有しフレキシブルリンクが緩められたときに最も早い可能な引き込みが生じ得ると言う事である。 通常自転車の後輪が引き上げられたときの最低の間隙は6mmの程度でもよい。 スプールは好ましくはスピンドルまたはペダルシャフト、または主駆動チェインに隣接して設置する。 そのコア(core)でスピンドルまたは隣接ペダルクランクに固着されてその上に位置する。 スプールは自転車のフレームの限界内で、後輪が地面から離れる瞬間サイクリストに要求される過剰ペダル圧力を最低限にする様な力でサイクリストのペダル逆回し作用によってスタンドの最大降下速度を最適にするように好ましくは十分な直径を持たせる。 スプールの幅、即ち厚みは、それに必要な構造的な剛性と溝内でのフレキシブルリンクへの適応の可能性を有する程度で最低限に保つべきであり、通常は幅9mmの程度であるが、これは特殊な環境に応じて変化させることができるが、通常はペダルクランクとペダルシャフトハブまたはボトムブラケットとの間のスペースの最低限を占拠するように設計すべきであろう。 フレキシブルリンクは好ましくはスプールの周辺溝内に溝の深さの最も浅い点で固着するが、溝の深さは、サイクリストのペダル逆回し動作によってフレキシブルリンクが巻き込まれると溝の深さが順次増加して、その為スタンド輪が地面に接触して自転車の後輪がフランジ付きローラと係合してこれが地面から離れる決定的瞬間において、サイクリストからペダル圧力をそれに応じて増加することを要求することなしにフレキシブルリンクを介してスタンドへの圧力を増加する様になっている。 好ましくは、スプールのコアは主ペダルシャフトまたクランク上にロックされており、これが、サイクリストがペダルを逆回しを行ってフランジ付きローラを巻回してスタンドを降下させたときにのみスプールの本体と係合して回転させる様に設計されている。 スプールの本体はその為に好ましくはサイクリストが前進ペダリングを行っている時には回転しない。 これは、コアとスプールとの間に、コア上にスプールの本体とのインターフェースに「フリーホイール」の形で形成された適当な形の歯の上に乗っているスプールの本体に取り付けられたばね負荷つめシステムの介在によって達成される。 このつめは逆回しペダリングが行われたときにのみ歯の中にロックされる。 従って、スプールの本体は好ましくは前進方向へ自由に、即ち、前進ペダル運動に対応して回転する(ケーブルの長さによる制限内で)が、緩められると、その為フレキシブルリンクが流れ出してスタンドを完全に引き上げた位置即ち引き込み位置に上昇させることを可能にしている。 この「フリーホイール」構造はクラッチ(または乗り手によって付勢が必要なつめ)システムの代替物として好ましく、スタンドの瞬時的な下降を可能としている。 これはサイクリストが急激な停止をしなければならぬ場合に特に必要である。 この動きは前述したスプールの巻き込み作用の引続いての特性によって更に加速されよう。 好ましくはスプールは部分的に或いは事実上固定ケーシング中に封じ込められているが、これは好ましくはペダルシャフトハブおよび/または隣接フレーム部材の適当な点に強固に取り付けられる。 ケーシングの目的はスプールを保護し、溝内にフレキシブルのリンクが納まることを助けると共に、これを使用するときに前述したテレスコピックな繰出し用のアタッチメントを提供することを可能にするものである。 スタンドを後輪が地面を離れた降下位置に自動的にロックされる装置としては、スプールと同一の厚みまたは幅のばね負荷ラッチが提供される。 これは固定ケーシング上に取り付けられて完全に降下した位置に達したときにスプールのリムの中に適当に形成されたノッチに係合する。 このラッチはケーブルとスタンドの引上げを可能とするようにスプールを解放する適当な位置にあるハンドルバーに取り付けられたレバーとを介して解放される。 固定ケーシング等に取付けてもよい適当なストップはフレキシブルなリンク上のスリーブの形のものであるが、これは完全に下降した位置を登録するのに設けられている。 ラッチはまた好ましくはフレキシブルリンクが完全に流れ出してスタンドが最終的な引上げ位置または引込め位置に到着したときにスプールの周辺の第2セットのノッチに自動的に係合するように位置させる。 この第2ロッキングは所望の点を越えてスプールの巻き戻しが継続する傾向をチェックすると共に、スタンドがその最終的な立った位置にある時に作用する支柱に若干必要な圧縮力または張力を維持するものである。 このラッチはサイクリストのペダル逆回し中にスプールが巻かれるとこの第2位置から自動的に外れる。 勿論、一連のノッチを設けてもよい。 サイクリストが停止状態から前進できるように、スタンドの瞬時的な引込みを可能とするために、機械的なばねまたはその他の反動性媒体、例えばガス体、を使用するのが好ましい。 可能な配列においては、引込め装置にはアームと自転車フレームの定置位置の間に延在するトグルリンケージを有するが、ばねがトグルを延長するように配列されている。 本発明は、自動車が尚前進運動にあるときおよび停止状態になりつつある時に急速に地面に下降する事の出来る車輪付きのスタンドを提供して、これによってサイクリストがそのバランスを可能とし、ハンドルバーおよびこれに隣接するブレーキレバーの握りを確保することによって完全な制御状態の確保をすると共にサドル上に乗って両足をペダル上に残す事を可能とするものである。 本発明はまた、停止に至るとき、停止中、停止から発進に移るときに簡単な操作手順によってサイクリストを安全で更に便利な乗車をする事に寄与するものである。 3)停止から始動し、瞬間的にスタンドを引込めるのは、ハンドルバーのハンド握りに隣接して取り付けられたレバーを閉じることによって行われるが、これは、ケーブルを介して、ラッチを解除し、スプールを解放してスタンドを動かす。 スタンドは直ちに引込められてラッチは自動的にスプールリムのノッチ第2対に係合してこれを固定位置にロックする。 ある種の可能な構造においては、自動車は、屋内定置サイクリングを含むリクリエーショナル/スポーツ応用を為し得るし、またサイクリストによる自転車の固定およびその次の発進を容易にするパーキング目的のためのスタンドも提供するものである。 [図面の簡単な説明] 本発明は各種の要領で実用化されるので、本発明によって構成される安定化システム付きの自転車を以下例示として添付した簡略化図面を参照して説明するが、これにおいて、 図1は明瞭化の為に各種部品を省略してその下降させた、即ち動作位置にある安定化システムを示す自転車の後部の側面略図であり、 図2はその上方即ち非動作位置にある安定化システムを示す自転車の後部部分の略式平面図であり、 図3は図2の線III−IIIで取った図1および図2に示すシステムの拡大尺度での断面図であり、 図4は安定化システムの一部を成すスプールを通る断面図であり、 図5は図4の線V−Vに沿っての断面図であり、 図6は変形構造を示す図3と類似の断面図である。 [実施例] 図1は、後輪11、後輪ハブ12、後輪タイア13、2シートステイ14、2チェインステイ15、ペダルクランク17 更に、上述した標準部品に、この自転車はスタンド2 図1乃至図3に示すように、テレスコピックアーム25 シャフト26はまた、リブ付きの表面を有するドラム50 アーム25が動作しない、即ち完全に引き上げられた図2に示す位置にあるときは、これは引伸ばされてそのためにフランジ付きローラと自転車の後輪タイア13との間に例えば6mmの間隙を作り、また、アームが動作位置即ち完全に下降した図1に示す位置にきたときは、これは順次テレスコピック作用によって近ずいてフランジ付きローラ51を後輪11と完全に接触する位置に持ち来すが、 2車輪の全幅は通常約200mmである。 これは通常の使用において所望の最適範囲と考えられるが、特別な用途においては車輪27は更に離れていてもよい。 本装置は、主荷重は自転車の後輪11、ローラ51、および次に装置の2輪27を介して地面に懸かり続け、また、 ローラ51のフランジ25は、下降位置でそのタイア周面に固く取り付いている場合、装置を中心位置に保つ。 この様な固い固定を達成するために、ローラ51はフランジ間間隔の相違するドラムによって容易に交換可能だし或いはスペーシングも調節可能である。 フランジはアーム テレスコピックアーム25は、上端でブラケット71に枢着された外部円形断面の管55と、管55内で出入りする内部スリーブ56とを有する。 その下端においてスリーブはフォーク型となり、これにクロスシャフト26が堅く取り付けられる。 管55は固定カラー58を下部に有し、圧縮ばね59がスリーブ56の下部をカラー58とフォーク57の頂部の間で取り囲んでいる。 スリーブ56が管55の中で回転するのを防止するため、スリーブから突出するピン60が管 クロスシャフト上の2枚の回転自在の車輪27は必要な軽量性と強度と、価格的な利益を与える任意適当な部品でよい。 この場合、その寸法は直径120mm、幅20mmであるが、これらの寸法は勿論、状況によってその外観と同様に変化させ得る。 またフランジ付きカラー64がクロスシャフト26にあり、これがケーブル22および戻りばね23のアタッチメントとして作用する。 カラー64はクロスシャフト26の出来るだけ中心の近くに位置させて下降および上昇のときに出来るだけ均等な力を及ぼすようにする。 スタンド21を非動作位置に戻すように作用する力は、 ストラット81の下端にはストッパー89があり、スタビライザが図2にみられる上部位置にあるときにこれが完全に真っ直ぐになるのを防止しているが、これはしかし殆ど真っ直ぐで自転車が荒れ地を通行した時に生じる慣性力でスタビライザが上下運動をするのを防止している。 ストラット81は中間ストッパー90を持ってスタビライザの下部または動作位置を定めている。 引っ張りケーブル22はカラー64とスプール24との間を接続しているが、これはそれ自体はペダルスピンドル18 スプール24を更に詳細に図4と図5とに示す。 これはフレームに対して固定されている外部ケーシング28の中に格納され、一対のデイスク29とこれらのデイスク29の間に位置するカム部材31とを有する。 カム部材31はカム面32を有するがこれがデイス間の深さの変化する溝33を定めている。 デイスク29は同心リング34に固定されているがこれは一連のばね力与圧のつめ35を収納しており、 デイスク29の外周にはノッチ38を有する。 ケーシング 以下装置の動作を説明する。 自転車がペダルによって普通の運動によって駆動されていたとすると、スタンド 停車が要求されると、以下説明の要領でスタンド21が図1に示す位置に下ろされる。 車輪27が地面に係合し、 サイクリストがペダル逆回しを実行すると、スピンドル18が図示のように時計方向に回転し、これはこれに対応してコア36を回転する。 つめ35は歯37に係合してラッチ41がノッチ38に係合するまでスプール24が回転される。 これはケーブル22をカム面上に巻き取られる事となり、このためにスタンド21がばね23の力に抗して下降する。 ケーブル22はスプールの溝33の中で深さの最小の点で固定される。 カム面32は、サイクリストのペダル逆回し動作によってフレキシブルリンク巻き取るとき、溝33 スタンド21が下降位置にあるとき、サイクリストは自転車を運転者の足がペダルから外れることなしにまたバランスを失うことなしに停止させることができる。 スタンド21はラッチ41の係合によって低い位置に維持される。 サイリスタが発進しようとすると、スタンド21が上昇する。 スタンド21を上昇させるには、レリーズケーブル スタンドが動作中であると、ローラ51のフランジ52の間のタイアのグリップ力は後輪11、ローラ51、クロスシャフト26および車輪27を介しての乗り手の体重の大部分の地面への転移を積極的に行い、一方フランジ52は自動車の僅かな傾斜または不均一な地面によって生じる横向きの荷重を同様にシャフト26と後輪11との間に移転する。 即ち、後輪11、ハブ12、アーム25およびクロスシャフト26の構成する矩形のフレームワークは非常に頑丈で、傾斜中でもアーム25は余計な荷重を受けない。 変形構造を図6に示す。 以下説明するところを除いては変形構造は図1乃至図5を参照しての説明と同一なので、この説明は繰り返さない。 変形構造においては、フレキシブルリンク22′はスプール24から、チェインステイ15の前端で自転車のフレームに取り付けられ、平面図でレージーS(lazy−S)形でフレキシブルリンクをスプール24が取り付けられている側から自転車フレームの反対側に、即ちフレームの駆動チェインが位置している側に向かわせる管(図示せず)を通って延びている。 フレキシブルリンク22′は管の後端部から後方におよび下方に駆動チェインの下方を通路の下を通り、アームの反対側で後輪11′の側面に延びて、クロスシャフト26′がアームに取付けられているフォーク57′に関してローラ 安定化装置が下降位置にあるときは、クロスシャフト 上述の変形構造においては、スプール24はチェインホイールとは反対側の自転車の側部に保持され、管がフレキシブルリンク22′を自転車の片側から反対側に通す為に設けられているが、スプールをチェインホイールと同一側に設けてもよい。 |