JP2005501780A - ペダル装置 - Google Patents

Abstract

フロント部と、中空のシート・チューブ（１２）と該シート・チューブ（１２）に支持されるシート・ポスト（１８）を有するリア部を有するフレームからなるペダル装置（１０）。シート・ポスト（１８）は、シート（１６）を取り付ける手段を有する。シート・ポスト（１８）及びシート・チューブ（１２）は、シート（１６）をリア部に対して調節可能な位置に支持している。シート・チューブ（１２）は、シート・ポスト（１８）の対応する湾曲部を受け入れる実質的に湾曲した部分を有している。シート・チューブ（１２）とシート・ポスト（１８）の湾曲部は、異なった身長や体格の使用者に合うよう前記リア部に対して上後方へ延長する湾曲した軌道に沿って取り付けられたシート（１６）の位置の伸縮調節ができるように構成されている。本件装置（１０）は、使用者が、実質的に背筋を伸ばしたペダルを踏む姿勢でシートに座り、また足に窮屈でなく効率の良いペダルを踏む動作を提供できるように使用者がペダルよりも充分後方にいるようにした一対のペダルを有するようにできる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は改良されたシート位置を利用するペダル装置に関する。
【０００２】
ペダル式自転車、室内用固定式自転車、特定のフィットネス用の装備等（以下ペダル装置と称する）は、通常自転車を漕いでいる間座るためのユーザ用のシートを有する。相違する体形の人達が同じペダル装置を使用することができるようにするために、位置の調節が可能なシートが用意される。
このシートは、シートの一端がシート・ポストの一端に取り付けられ、該シート・ポストの他端が水平方向への調節を行うことなく、垂直方向のシート・チューブを調節可能なように位置が合わせられるシートを有する。
このように、従来技術のペダル装置は、ライダーの足の長さの違いだけでシート・ポストの調節を行う。腕の長さ、胴の長さの違いによる調節は、前方のフレーム部分とハンドルバーで行われる。従来技術の装置は、同じ身長だが腕と胴の長さが違うライダーに適応する調節ができない。
更に、従来技術の装置のシートは、ライダーの様々な体形に適応した調節を行うことができないが、一方でライダーが座ったまま解剖学的には正しく支持されている位置でペダルを効率良く踏むために足に十分なスペースを維持する。
その結果、従来技術の装置は、全ての体形に適応することができる効率的で役立つ装置を提供しない。
【０００３】
従って、従来技術のペダル装置の多くの使用者がペダルを踏む、誤った位置でシートに座っているためにペダルを踏む間、痛みと不快感が続く。
ペダルを踏む、誤った位置はライダーに痛みと不快感を生じ、ペダルを踏む際にかなりの努力を必要とする非効率なペダル操作でペダルを踏ませ、従って短時間で疲労を引き起こす。
【０００４】
ペダル装置の設計者は、より多くの人々が正しくペダルを踏むことを可能とするために相違するフレーム・サイズを用いる。製品の中には、ペダル装置の特定のモデルに最大７つの相違するフレーム・サイズを有する。
しかし、多くのフレーム・サイズがあったとしても、全てのユーザの様々な体形に適応するために必要とされる調節を行うことはできない。更に、サイズが相違する多くのフレームを製造し、保管することは、多くの治具とフレーム材料を必要とし、フレーム・サイズが違うペダル装置を仕入れるために卸売業者と小売業者がより大きな保管場所を必要とするため、費用効率が良くない。
【０００５】
最も人気のあるアップライト型の自転車（マウンテンバイク、シティバイク、ハイブリッドバイク）には、多くのサイズのフレームが製造されている。主だった自転車メーカーのフレーム・サイズの例として、
トレック（Trek）米国 FUEL ９０モデル：男性用S,M,L,XL 女性用XS,SM
７２００FXモデル：男性用１５インチ、１７インチ、２０インチ、２２インチ 女性用１７インチ、２０インチ
ラレー（Raleigh）米国 SC200モデル：男性用１６インチ、１８インチ、２０インチ、２２インチ 女性用１６インチ、１９インチ
フジ（Fuji） レジスモデル（Regis model）：男性用S,M,L 女性用１５インチ、１８インチ
シュウイン(Schwinn) メサジーエスモデル（Mesa GS model）：男性用１５インチ、１７インチ、１９インチ、２１インチ、２３インチ
がある。
【０００６】
多数のサイズのフレームを有しているにも関わらず、これら自転車の特別注文による調節は、シート・ポストを垂直に調節することができるが、シートの前方と後方の調節は最低限である一般的なレール・システムとハンドルバーの位置の調節であるため、範囲が限られている。
この調節では、同じ身長のライダーの様々な胴、腕及び足の長さのためのシートの垂直及び水平位置のより良い調節ができず、両方の面における容易い、同時の調節を行うことに失敗する。
【０００７】
発明者は、従来技術のペダル装置の設計が、全体的に望ましいペダルを踏む位置のための正確な解剖学的な支持を提供しないことに気付いた。これらの設計の例として、マウンテンバイクの設計、ハイブリッド／シティバイクの設計、特定の運動器具の設計がある。
【０００８】
マウンテンバイク
自転車の一般的な「マウンテンバイク」の設計には、フレームのリア部にアップライト・シート・チューブを使用し、ローセット・ハンドルバーをフロント部に有する。この設計では、ライダーの体重の大部分がシートの前方部分（ホーン又はポメル）へ引っ張られ、脊柱が曲がったようなライディング・ポジションとなる。
ライダーの体重は、次に股の中央部分で支持され、そのためにライダーはかなりの不快感を被る。またこのライダーの正しくない支持は、ライダーの太股の内側、股の中央部分及び性器の摩耗及び擦り剥きを生じ、更に痛みと不快感を生じる。
ライダーの体重の正しい支持は、坐骨結節によるものである。
【０００９】
マウンテンバイクの設計におけるローセット・ハンドルバーは、ライダーが両手でハンドルバーを掴むために上体を前方に曲げるようにする。
そのような曲げは横隔膜の筋の締め付けを生じ、かなりの圧迫を両手と両腕にかける。
【００１０】
また脊柱が曲がった姿勢では体に締め付けが生じ、非効率なペダルを踏む動作が生じる。より効果的にペダルを漕ぐために、ライダーはシートから体を離さなければいけない。
【００１１】
ハイブリッド／シティバイク
マウンテンバイクと関連する上記の不都合さに対する消費者への反応のために、「ハイブリッド」型の自転車が登場した。一方でシティバイクは、日本や欧州において何年も使用され続けている。
【００１２】
マウンテンバイクと比較すると、これらの自転車は、より高い位置にハンドルバーがあり、背骨をあまり曲げて乗る必要がない。しかしこれは、ライダーが解剖学的に適切に支持されるよう位置付けたのではなく、むしろ自転車を漕ぐ際に最適な快適さと効率を得るために、ライダーを過度に前方に位置付けている。
【００１３】
エクササイズ器具
フィットネス活動中に利用者がペダルを踏むために設計されたエクササイズ用／固定自転車及びエクササイズ器具は、ライダーが解剖学的に適切に支持されるための能力に乏しい。これらは、多様なライダーの体格に応じるための、十分なシートの調節を提供しない。
【００１４】
リカンベント・スタイル自転車
最近、リカンベント・スタイル自転車が、マウンテンバイクやハイブリッド／シティバイクによって生じる不都合さを克服しようと開発されている。このタイプの自転車は、ライダーの体よりはるか前方にペダルがあり、ライダーを、ほぼうつむいた姿勢に位置付ける。リカンベント自転車はより効率的にペダルを漕げ、またシートに座る際により良い支持や快適さを提供するが、操作が難しい。また、リカンベント自転車は車高が低いため車の運転手がこの自転車を確認しにくい。他の自転車と同様に、これらは、あらゆるライダーの体格に適応するような十分なシート調節に乏しい。
またこれらの自転車は駐車、保管、荷送することにおいて困難がある。
【００１５】
（本発明の目的）
本発明の目的は、１又はそれ以上の従来技術における不都合さの実質的な軽減又はあるレベルまで削減をすることである。
【００１６】
（発明の要約）
本発明の１つの特徴において、本発明は、中空シート・チューブを基準としたフロント部及びリア部を有するフレーム部及びユーザが自転車を漕ぐ際に座るシートを取り付けるための取り付け手段を有し、シート・チューブによって支持されるシート・ポストからなり、このシート・ポスト及びシート・チューブは取り付け時にリア部に対し調節可能な位置にシートを支持するために配置される。また、シート・チューブはこの中にシート・ポストに適応する湾曲部分を収容するために配置される実質的に湾曲した部分を有し、この前記シート・チューブ及びシート・ポストの前記湾曲部分は、前記リア部に対し上後方に延長する湾曲する軌道に沿って取り付けられたシートの位置を伸縮自在に調節するために構成される。
これにより、シート位置はユーザの身長や体格に合わせて選択的に調節が可能である。
【００１７】
ペダル装置は、ペダルを踏むための一組のペダルから更になり、シートに座るユーザの足に締め付けを生じず、自由に効率良く、また背筋をまっすぐにしてペダルを踏むようシート・ポスト及びフレーム部が配置されることが望ましい。
【００１８】
本発明のペダル装置は、ユーザの最高のライディング・スタイルにおいてライダーの個人的好みに合わせ、多様なフロント・フレーム設計及びハンドルバー・タイプを用いて、ユーザの個別の体格に合わせ、また解剖学的に正しく支持され、効率的なペダル動作を有することを可能にするために、ユーザのシート位置を調節可能にする。
【００１９】
このような座る位置は、従来技術のペダル装置のシートにしばしば見られるフロント・ホーン又はポメルの必要性を取り除く。本発明のための適切なシートは、出願人の米国特許第６，０４５，１８０号の主題である。この開示された内容が参照として本明細書中に十分に組み込まれる。
【００２０】
ペダル装置は、概して、フレーム部のフロント部に備えられた、調節して配置することが可能なハンドルバーを有する。調節可能なハンドルバーと組み合わせたペダルより後方でのユーザの調節可能な位置付けによって、ユーザが解剖学的に正しい支持を享受するためのシート位置を得ることが可能となる。これはまた手と腕からの圧迫を取り除く助けとなる。
【００２１】
フレーム部は、ハンドルバーを支持するために配置されたダウン・チューブを有することも可能である。１つの形態において、ペダル装置は、フレーム部の前記フロント部にあるヘッド・チューブ及び、ハンドルバーを固定するために配置される一端とヘッド・チューブで固定するために配置される他端を有し、またヘッド・チューブに対して調節可能に設けられているハンドルバー・ステムを含む。この方法において、ハンドルバーの高さは、個別のユーザに合わせて個別に調節される。
【００２２】
ハンドルバーは、各自由端のハンドル・グリップを伴う実質的にＵ字状の中間部を有する。ハンドルバー・ステムの前記一端は、ハンドルバーの中間部が望ましい方向へと回転可能なように、前記方向に固定される前に、配置される。これはハンドルバー・グリップの前後の調節をもたらす。
【００２３】
シートは、シート・ポストに対する傾斜方向が選択的に調節できるように、シート・ポストに対して傾斜可能に配置することが望ましい。
取り付け手段は、シート・ポストを前記シート・リューブに任意の調節可能な位置で取り付けるために有利である。
【００２４】
本発明のこの特徴のペダル装置は、１つの動作で上後方へのユーザに合わせたシート位置の調節を提供する。シート・ポスト及びフレーム部の調節は、シート位置がユーザの比較的広範な身長や体格の変化に合わせて調節可能なように実行される。製造業者、卸売業者及び小売業者は、全てのユーザに予測される身長及び体格の変化という２つのサイズのみをストックしておく必要がある。
【００２５】
本発明のシステムが容易に理解され、実際に実施可能なように、記載は本発明を限定する趣旨でない実施形態を示す添付の図面に言及する。
【００２６】
（図面の詳細な説明）
最初に、図１に示される本件発明の１つの実施形態にかかるペダル装置を参照すると、ライダー１００によって使用されているペダル式自転車１０が示されている。自転車１０は、実質的に湾曲したシート・チューブ１２、及びダウン・チューブ１４、実質的に湾曲したシート・ポスト１８に確実に取り付けられたシート１６、フレーム部のヘッド・チューブ２４内に選択された高さで固定されているハンドルバー・ステム２２に確実に取り付けられたハンドルバー２０、及びそれぞれクランク・アーム２８に結合された一対のペダル２６により構成されるフレーム部を有する。
【００２７】
図示される通り、ライダー１００は、ペダル２６の後方にきちんと腰掛けている。上向きに延長するハンドグリップを有するハンドルバー２０を使用することにより、ライダー１００は、実質的に背筋をまっすぐ伸ばしてペダルを踏むことができ、正しい解剖学的な支持が得られる。この姿勢で、ライダー１００は、最適な効率と力でペダルを踏むことができる。
【００２８】
図２及び図３を参照すると、この実施形態のシート１６は、ライダー１００が坐骨結節により支持されるような通常のポメルを有していない。このシート１６は、上述した本件出願人の米国特許に開示されているシートに基づく。
【００２９】
シート１６は、締付装置３２によって直立したスタッド３０上に支持される。スタッド３０及び締付装置３２は、一定のシート１６の傾斜角度調節が可能なように構成されている。スタッド３０がシート・ポスト１８の上端に固定されているので、シート・チューブ１２に対するポスト１８の位置を調節することで、シート１６を垂直方向及び前後方向の両方において調節することが可能である。一方、図示されていないが、ポスト１８をライダーが決めた位置でチューブ１２に留めるために締付具が使われることが理解される。湾曲したチューブ１２及びポスト１８は、図２において点線で示されているような湾曲した軌道を決定する。その軌道は、自転車１０が広範囲の体格の人々によって快適に使用されるように決定される。
【００３０】
図４及び図５を参照すると、この実施形態のハンドルバー２０は、実質Ｕ字型の中間部３４、及び中間部３４の両自由端から外向きに延長するハンドグリップを有する。支持部材３８は、中間部３２の２つのアームに結合される。ハンドルバー２０は、ハンドルバー・ステム３２によって所定の位置に固定され、その高さは、当業者に既知の手段によってヘッド・チューブ２４の中に望ましい高さまで位置を調節し、その位置で固定することによって調節することができる。図４に示される通り、ハンドルバー２０の角度位置も、ハンドルバーを回転させ望ましい角度位置で固定することにより調節することができる。
【００３１】
図６は、身長１．５メートルのライダー１０により使用される自転車１００を示したものである。快適に乗るため、ポスト１８は、実質的に充分にチューブ１２の中に位置している。身長約１．８８メートルの使用者の場合には、図７に示すようにポスト１８は、伸ばされた位置にある。いずれの位置においても、それぞれのライダーは、正しく支えられ、最適な効率でペダルを踏むことができる。
【００３２】
発明者は、（ａ）自転車のフレーム、（ｂ）シート・チューブとシート・ポスト、（ｃ）ペダルとクランク、及び（ｄ）ハンドルバー・ステムとハンドルバーの形状と寸法を決めるために、全ての体格のライダー達が個々の最適の乗る位置で腰掛けられるために、更にそれぞれのライダーの胴の長さ、足の長さ及び腕の長さの差異に合うよう湾曲した軌道上でシート位置を調節できるようにするために、「ヒューマン・スケール」の立体表現ソフト上で人類学的データ及び生物力学的分析を用いることを含む、コンピュータ化された設計プロセスを用いる。
【００３３】
個々の最適な乗る位置を決める要因には、以下の事項の組み合わせが含まれる。
（ａ）ライダーの身体が、坐骨結節の下から直接骨格上の支えを受けるようにしてあること、
（ｂ）ライダーの足が締め付けられるのをなくすか少なくとも最小限に抑え、かつ最高のペダリング効率を得て足からの最大限の力を供給できるように、ライダーの身体がペダルよりも充分に後方に位置していること、
（ｃ）ペダルを踏んでいるときに足を妨害するものを排除すること、
（ｄ）手や腕、肩からくる圧迫を取り除くこと、
（ｅ）隔膜の痙攣や肺機能（呼吸）の制限を排除すること。
【００３４】
コンピュータ化された設計プロセスから導かれた人間の寸法測定は、本件発明により製造されたたった２つのフレーム・サイズの装置だけが、全ての身長や体格のライダーに合うようにシート位置（乗る位置）を充分に調節できるようにするには必要とされることを証明している。小さい方のフレームは、５フィート１０インチまでの身長のライダーに合うように作ることができ、大きい方のフレームは、５フィート８インチ以上の身長のライダーに合うように作ることができる。２つのフレーム・サイズが重なる部分は、身長は同じでも腕の長さや足の長さ、胴の長さが違うライダー達に応じるように意図されたものである。
【００３５】
上記は本発明を図示例で説明する目的で開示したが、ここに開示した発明の広い範囲から外れていない多くのバリエーションや修正が、当業者によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本件発明にかかるペダル式自転車の側面を示す概略図である。
【図２】図１に示される自転車のシートを湾曲した軌道上で調節する配置の詳細を示す。
【図３】図２に示した配置の正面図である。
【図４】図１に示される自転車のハンドルバーの詳細を示す。
【図５】図１に示される自転車のハンドルバーの詳細を示す。
【図６】１．５メートルの身長の人が使用できるように調節した図１の自転車を示す。
【図７】１．８８メートルの身長の人が使用できるように調節した図１の自転車を示す。

Claims (8)

1. フロント部と、中空のシート・チューブと、シート・チューブによって支えられ、使用者が座るシートを取り付けるための取り付け手段を設けたシート・ポストを有し、ペダルを踏む間、シート・ポスト及びシート・チューブが取り付けられた時にリア部に対して調節可能な位置でシートを支持するように構成されたリア部を有するフレーム部を含み、
   シート・チューブは、シート・チューブと適合するシート・ポストの湾曲部を内部に受け入れるように構成した実質的に湾曲した部分を有し、
   シート・チューブとシート・ポストのそれぞれの湾曲部は、いずれも取り付けたシートの位置をリア部に対して上後方に延長する湾曲した軌道に沿って伸縮調節が可能なように構成され、
   それにより、シート位置が身長や体格の異なったどの使用者にも合うように選択的に調節が可能なようにしたペダル装置。
2. シート・ポスト及びフレーム部は、選択された取り付け位置に取り付けられたシートに座っている使用者が、該使用者の足が実質的に窮屈でない状況で効率の良いペダルを踏む動作によりペダルを踏むことができるような範囲でペダルよりも後方にあるようにし、使用者が実質的に背筋の伸びたペダルを踏む位置になるようにされている、
   使用者がペダルを踏むための一対のペダルを含む請求項１記載の装置。
3. 湾曲した軌道が、体格の異なった多くの任意のライダーに合うように、又前記ライダーがシートに座ったときに正しい解剖学的な支持を受けることができるように、又フロント部及びフロント部に支えられるどのようなハンドルバーの形状にも関係なく効率の良いペダルを踏む動作でペダルを踏むことができるように取り付けたシートの位置を調節することができるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. ハンドルバーがフロント部に対して調節可能なように位置決めでき、その結果ハンドルバーの調節との組み合わせによるペダル後方の使用者の位置調節が、正しい解剖学的支持を与え、又使用者の手や腕から実質的に圧迫を取り除くシート位置を使用者に提供するようにしたことを特徴とする請求項３記載の装置。
5. フロント部がダウン・チューブ、ダウン・チューブに固定されるヘッド・チューブ、及び一端がハンドルバーを固定するように構成され、他端がヘッド・チューブをヘッド・チューブに対して調節可能なように位置決めしてヘッド・チューブ内に固定できるように構成したハンドルバーを有することを特徴とする請求項３記載の装置。
6. ハンドルバーが実質的にＵ字型の中間部を有すると共にその両自由端にはハンドル・グリップを有しており、前記ハンドルバー・ステムの一端は、ハンドルバーの中間部が、選択された向きに固定するため調節できるように回転可能であり、それによりハンドバー・グリップを前後方向へ調節可能なように構成されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 取り付けられたシートが、選択された傾斜方向で固定するためにシート・ポストに対して調節可能なように傾けることができるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
8. 前記調節可能なシート位置のどの位置ででもシート・ポストを前記シート・チューブに締め付けることができるように、締付手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。