自転車

自転車(じてんしゃ)とは、乗り手の人力を主たる動力源として車輪を駆動することで推進力を得て、乗り手の任意による進路で地上を走行する乗り物である。自動車などと比較して、移動距離当たりのエネルギーが少なく、路上の専有面積が少なく、有害な排出ガスが発生しない。また徒歩や走行と比較するとエネルギー効率は良く、少ないエネルギーでより遠くに早く移動できるため、日本や欧州諸国のような先進国を中心に、健康増進効果への期待や、環境(地球環境・局所的な環境の両方)への負荷の少ない移動手段として広く利用されている。

英語の bicycle, bike は二輪を意味し、日本においてもバイクと呼ぶことがあるが、日本語の「自転車」は三輪(時に一輪や四輪)をも含む。人力の必要の無い電動自転車原動機付自転車にも使われ、定義は曖昧である。

自転車の歴史

自転車の歴史、特に黎明期の記録については現在もヨーロッパ各国を中心に資料の発掘と検証が続けられており、長らく定説とされてきたものを覆す研究も提示されているこうした活動が行われている場のひとつに、(外部リンク:International Cycling History Conference (ICHC)) がある。また二輪の自転車よりも三輪以上の自転車がより早く製作されていたと考えられている一例として、二輪自転車の原型であるドライジーネの発明者として知られるカール・フォン・ドライスが、それに先立って1813年に特許出願を試みた人力四輪車が挙げられる。ただしこの特許は認可されなかったという。

安全型自転車の出現まで

自転車の祖先に当たる乗り物、またその着想についてはこれまでもさまざまな説が浮上しては否定されてきた。現在ではドライジーネ (Draisine) が、実際に製作されたことが確認できる二輪自転車の祖先とされる。これは、1817年ドイツカール・フォン・ドライスによって発明された木製の乗り物で、前輪の向きを変えることができるハンドルと、前後同じ直径の二つの車輪を備えている。クランクペダルチェーンといった駆動装置はなく、足で直接地面を蹴って走るものであった。この乗り物は間もなく によってイギリスで改良され、ホビーホースなどと呼ばれた。1839年に、イギリスのマックミランによってペダル式の自転車が最初に考案された。

1861年フランスミショー型が発売されたこの1861年説は、ミショー一族に伝わる家伝書を根拠とする。これは個人的な記録であり、後年ミショーがオリビエとの間に権利上の対立を抱えていたことなどから、その信憑性に疑問を呈する意見もある。。これは現在の小児用の三輪車と同じようにペダルを前輪に直接取り付けたものであった。ピエール・ミショーオリビエ兄弟より出資を受けて製造販売を始めたもので、これは初めて工業製品として量産された自転車でもある。なお、ミショー型については、ミショーの元で雇用されていたピエール・ラルマンが「自分こそがペダル付き二輪車の発明者であり、ミショーにそのアイデアを盗用された」と主張し、1866年アメリカにて特許を取得している。

1870年頃、英国ジェームズ・スターレーが、スピードを追求するために前輪を巨大化させたペニー・ファージング型自転車を発売し好評を博したため、多くのメーカーが追随。前輪は拡大を続け、直径が1.5メートルを超えるものも出現した。当時盛んに行われたレースなどスポーツ用に特化したもので、長距離のクロスカントリーライドまで行われた。しかし極端に重心位置が高いため安定性が悪く、乗車中は乗員の足がまったく地面に届かないことなどにより日常用としては運用が困難であり、転倒すれば高所より頭から落ちるような危険な乗り物であった。日本ではだるま車などと呼ばれた。

1879年に英国人 により後輪をチェーンで駆動し、座席(サドル)の高さが低いため重心が低く、乗員の足が容易に地面に届く物が製作され、ビシクレットBicyclette…二つの小輪)と名付けられた。これが英語の Bicycle の元となったなおこの名前の正しい英語発音は「バイサイクレット (bicyclette)」であり、英語のbicycle指小辞(t)teが付いた形となっている。当時の自転車の車輪が二つの内一つは巨大なものであることに対応した命名である。

1884年スターレー・アンド・サットン (Starley & Sutton)、ハンバーマキャモン (McCammon)、BSAなどがビシクレットに改良を加えた自転車を発売する。

1885年にジェームズ・スターレーの甥ジョン・ケンプ・スターレーが「ローバー安全型自転車 (Rover Safety Bicycle)」の販売を開始する。側面から見て菱形のシルエットを持つダイヤモンド型のフレームを持ち、前後輪が同じ大きさで、後輪チェーン駆動の現在の自転車に近い姿になった。この安全型自転車の登場により、それまでのスピードは出るが危険なペニー・ファージング自転車は徐々に衰退していき、またそれまでスポーツ用が主な用途だった自転車は日常の手軽な交通手段としての側面を強くしていった。

しかし、この時までの自転車は車輪が木製か空気なしのゴム製であり、乗り心地は非常に悪く「ボーン・シェーカー」(骨ゆすり)とも呼ばれるようなものであった。これが大幅に改善されるのは、1888年ジョン・ボイド・ダンロップが空気入りタイヤを実用化してからのことである。この発明はすぐに自転車に使用され、乗り心地と速度の大幅な向上をもたらした。その後フリーホイール機構が普及し、自転車の基本がほぼ完成された。

本節の参考文献

構造

フレーム
フレームは自転車を構成する各部品が組み付けられる車台である。自転車のフレームは伝統的にフロントフォークとセットで製造され、流通してきた歴史があり、公的な強度・耐久性試験もフレームとフロントフォークを組み付けた状態で行われるJIS D 9401 自転車−フレーム。この場合、フロントフォークを含めた構造物はフレームセットと呼ばれる。一方、競技用の特殊な自転車においてはフロントフォークを含まないフレーム単体で製造、販売されることもある。フロントフォークとフレームはステアリングコラムと呼ばれる軸構造によって回転可能に接続され、ヘッドパーツと呼ばれる転がり軸受け構造によって滑らかに操舵できるようになっている。
車輪
ホイールタイヤによって構成される。ホイールのハブリムとの間は金属製のワイヤースポークによって支えられるのが一般的である。ハブには滑らかに回転するために転がり軸受け構造を採用するものが一般的である。タイヤは中空で、円形の断面形状を持つものが一般的である。2輪の自転車では前輪が操舵、後輪が駆動を受け持つ構成が一般的となっているが、ベロシペードおよびペニー・ファージングまでは駆動と操舵の両方を前輪で行っていた。リカンベントの一部には駆動と操舵の両方を前輪で受け持つ構成の車種があるほか、前輪で駆動し後輪で操舵するものもある。
乗車装置
2輪の自転車では、操舵ハンドルは棒状でフロントフォークの最上部に固定され、フロントフォークを直接回転させる構造のものが一般的である。操舵に必要な機能以外にも、強くこぐ際には運転者が上体を支えるよりどころとしての機能を持つため、用途によりさまざまな形態がある。3輪以上の自転車では、リンク機構によって操作を操舵輪に伝達する構造を持つものが多い。
運転者が座る部分はまたがって座るサドル型が一般的で、前方が細く、後方が広くなっている形状のものがほとんどである。運転者が体重をかける割合が少ない用途では、こぎやすさを重視して細長く、運転者の体重の多くをサドルに乗せる乗車姿勢の車種では幅が広く作られていて、スプリングを備えたものもある。リカンベントでは運転者の背中までの広い範囲を支える椅子型(シート)のものが多い。
手漕ぎ自転車(ハンドサイクル)及び特殊なもの(主に遊戯用)を除けば、運転者が動力を与えるのにはクランクの先端に回転可能に支持されたペダルで行われる。単純な平板状のものは踏み込む力だけを動力とするが、革紐などによって足を固定するトゥクリップや、クリートと呼ばれる金具を備えた靴を固定するビンディングペダルによって、踏み込む力だけでなく足を引き上げる力も動力として利用できるペダルもある。クランクには運転者の体格や体力、車体各部の寸法などに応じて選択できるように、いくつかの異なる長さのバリエーションを持つ製品もある。
駆動装置
運転者の足や腕によって回転されるクランクはボトムブラケット(BB)と呼ばれる軸受け構造で支持される。
クランクの回転はローラーチェーンスプロケットの組合せにより駆動輪へと伝達されるものが一般的である。19世紀末の安全型自転車が登場するまでは前輪の軸がクランクと直結しているものが通常であった。また、初期の自転車用チェーンはブロックチェーン (block chain) と呼ばれるもので、現在用いられているローラーチェーンとは構造が異なる。
スプロケットのうちクランクと同軸にあるスプロケットは自転車においてはチェーンホイールと呼び、単に「スプロケット」と呼ぶ場合は駆動輪と同軸にある被駆動スプロケットを指す。駆動輪のスプロケット軸にはフリーホイールが内蔵されていて、クランクを止めて惰性で走行することができる車種がほとんどである。フリーホイールは安全型自転車の後期になって普及した一方、トラック自転車競技室内自転車競技に用いられる自転車には現代でもフリーホイールは組み込まれていない。
変速機をもつ車種もあり、チェーンホイールとスプロケットの組合せを複数持ち、チェーンを掛け替える方式の外装変速機と、ハブ内部に歯車を持ち、スプロケットの回転速度を増速あるいは減速してホイールに伝達する内装変速機がある。外装変速機には複数のスプロケットをまとめてハブから分離することができる構造のものがあり、カセットスプロケットと呼ばれる。
ブレーキ
多くの場合はハンドルバーの端部に備えられたレバーで操作し、コントロールケーブルやリンク機構で操作が伝達される。クランクを逆転させることで作動するコースターブレーキと呼ばれるものも一部で採用されている。エラストマー製の摩擦材がリムを挟んで制動する構造や、ハブにと同軸に備えられた円筒を帯状の摩擦材を巻き付けて制動する構造のものが多く採用されている。
日本では公道を走行する自転車にはブレーキ装置を前後両輪に備えることが義務づけられている道路交通法施行規則 第九条の三 第六十三条の九第一項の総理的令で定める基準は、次の各号に掲げるとおりとする。
  1. 前車輪及び後車輪を制動すること。
  2. 乾燥した平たんな舗装路面において、制動初速度が十キロメートル毎時のとき、制動装置の操作を開始した場所から三メートル以内の距離で円滑に自転車を停止させる性能を有すること。 。
前照灯
前方に光を照射するための部品であるが、自転車の場合は操縦者の視認性の向上というよりは外部からの被視認性の向上が主な意図となる。
前輪のリムに接触させたダイナモの回転子が前輪の動きに合わせて回転し発電して発光するリムダイナモ式が古くから用いられている。前輪のハブにダイナモを取り付け、夜間走行中に自動的に点灯するハブダイナモ式も増えている。他に、乾電池太陽電池で発光する前照灯も販売されている。
日本では自転車車両への前照灯装備義務はないが、道路交通法第52条により夜間の点灯義務があるため、前照灯がない自転車を夜間に運転する場合は別に前照灯を用意して点灯する必要がある。
反射材・尾灯・その他灯火類
後部に設置し自車の存在を知らせ、後部からの被視認性を向上させる。車両の前照灯からの光を反射して赤く光る反射材と、赤い光を後方に照射する尾灯がある。日本では道路交通法第52条および第63条の9により夜間に運転する場合は反射材か尾灯の少なくとも一方を装備する必要がある。
車体全体の発光
自転車の車輪や車体を電源や反射塗料、無機ELなどで発光させ、側面からの被視認性を向上させるものセンチュリー、自転車のホイールがフルカラーで光るLEDライト - 正藤慶一、家電Watch、2012年4月26日夜間、どこから見ても光る自転車が話題に - 桑原恵美子、日経トレンディネット、2016年1月27日
反射塗料を塗装した自転車としては、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンフランシスコのMission Bicycle Companyによる「Lumen」がある。これは、車体に再帰反射粒子を含有する物質を粉体塗装したもので、フレーム全体が光を反射する。Kickstarterで15,000ドルを目標に出資を募ったところ、60,000ドル以上を集めているアプリ連動電子キー、光るフレーム…。自転車ガジェット5選【最新版】 WIRED.jp、2014年7月21日Reflective bike will light up at night to keep riders safe THE VERGE、2014年3月20日。自動車メーカーのボルボは、自転車向けの光反射スプレー「LifePaint」を、2015年にイギリスで試験発売しているボルボ、光反射スプレーLifePaint 発売。自転車や衣服に使えて水で落ちる反射材 Engadget日本版、2015年3月31日。また、マルキン自転車(ホダカ)も「レアルタシティ ハイブリッド」を発売している【トレたま】360°光る自転車 ワールドビジネスサテライト(テレビ東京)~夜間走行が安全安心に ~『360°視認される電動アシスト自転車』 ホダカ株式会社、2014年4月2日
無機EL発光体を使用した自転車としては、カインズ2015年11月に発売した「光る自転車KiLaCle(キラクル)」がある。これは、前輪で発生させた電気を利用し、自ら発光することにより視認性を向上させたモデルである連載:ヒットの芽 夜間、どこから見ても光る自転車が話題に 日経トレンディネット、2016年1月27日]カインズの光る自転車 KiLaCle(キラクル) カインズ
警音器
自車の接近を音で伝えるための部品。指でレバーを操作しベルを鳴らすものが多い。
道路交通法第54条により、自転車の運転者は警音器を鳴らす義務がある。また、法令で規定されている場面以外では鳴らしてはならないとされている。
道路交通法に記述されているのは鳴らす義務であり、自転車に警音器を整備する義務は無い。ただし、多くの都道府県の道路交通法施行細則や条例で整備を義務化している。例えば、東京都では条例(東京都道路交通規則第8条第9項)により警音器が整備されていない自転車に乗車することを禁じている。
その他の付属物
* 盗難防止としてU字ロックチューブラーキーなどの(自転車錠:Bicycle lock

自転車の利用

日本国外の状況

自転車利用は各国それぞれに固有の特徴がある。

ヨーロッパ諸国では自転車の利用が非常に盛んな国が多い。オランダは常に吹く強い風で、ドイツは市街地路面が石畳で、また路面が雪や氷で覆われることの多い国々で、一見悪条件の中で、自転車利用が促進されている。単に自転車に乗ることに優しい自然環境があるからではなく、交通政策や観光政策等、自転車を利用しようとする人々の努力がそこにあり、これにより交通手段としての自転車利用が促進される。

オランダ、デンマークスウェーデン、ドイツなど多くの国で自転車交通教育の推進によって自転車交通が促進されている。通行規則は自動車やバスなど同じ道路を走る他の車両の規則と一体として整備され、全ての車両の運転者に等しく、車道での安全走行が、規則として徹底される。自転車または二輪車のための専用レーン整備が進められる一方で、それがない場合でも、自転車が車道を走行する車両交通規則として実施されている。

オランダやデンマークでは通勤利用者に対する購入時の金銭的補助がある。スイスでは山岳地帯であるにもかかわらず、自転車観光ルートを充実させ、ルートガイドを徹底することにより、自転車による観光が推進されている。ドイツ、オランダ、サンフランシスコなど、鉄道車両などの公共交通機関に折りたたみや分解などをすることなくそのままの状態で自転車を持ち込むことができる場所も多い。これにより自転車で最終目的地に到達できる可能性が増す。

近年、共有自転車(コミュニティサイクル、バイシクルシェアリング)を都市内で大規模に導入する動きもみられ、パリヴェリブはその中でも代表例で、利用者・台数が多い。

欧州諸国では、1990年代以降自転車が環境や健康にもたらす効果を重視し、自転車を都市交通の重要な担い手と位置づけている。

北米(アメリカ合衆国カナダ)は典型的な車社会でニューヨーク・サンフランシスコなどの一部の都市を除きレジャー・スポーツでの自転車利用が中心である。土地に余裕があるので都市部には自転車レーンが設けられている道路が多く、趣味としてのサイクリングが広く楽しまれている。

南アメリカコロンビアの首都ボゴタは、市長提唱による自転車交通推進によって短期間に欧州的な自転車都市となった。長年毎週日曜日には中心の7番街でシクロ・ビア(自転車天国)と呼ばれる自転車中心に歩行者やローラースケーターたちへの道路の開放が行われてきたが、1990年代後半以降は地域を拡大し、さらに大規模に行われるようになった

(電動アシストではない)電動自転車が自転車としての位置づけでかなり普及し活況を呈している。

インドでも自転車は多く利用されている。インドは自転車生産でも世界有数の国となっている。

日本の状況

日本の自転車普及率は世界的に見ても高い。保有台数は8655万台で、人口1.5人あたり1台にのぼる(2005年)。これは西欧で特に自転車利用が多いオランダ(人口0.9人当たり1台)、ドイツ(同1.2人)、に次いでベルギー(同1.9人)と同等の水準であり、アメリカ中国イギリスフランスイタリアといった国々を上回る

前掲した普及率の高い西欧諸国が自動車やバスと同等の車両という認識であるのに対し、日本においては歩道を通行し限られた短距離の移動に利用する歩行者の延長線上のものという認識が一般にはなされている(当然ながら法律上は車両と定義されている)。都市部では公共交通機関が発達している一方、自動車交通中心の交通政策が貫かれ自転車が交通手段として明確に位置づけられていないなど日本独特の環境によるものではあるが、車両という認識の欠如により無謀運転や交通違反、深刻な事故などが社会問題となり、2000年代中ごろから法令改正や取締り強化、啓発などが行われている。。

速度記録

機材の形態にとらわれない記録挑戦では2015年9月19日、米国ネヴァダ州バトルマウンテンBattle Mountain標高1475m、直線走路郊外の一時的に閉鎖した公道でカナダ人トッド・ライカートまたはリシェール(Todd Reichert)がタイヤ接地面のみわずかに開口したストリームラインボディのリカンベントEtaで達成した139.45km/hがヒト一人のみの出力による最高速度記録であった。Etaは極めて低い位置に仰向いて座り前輪を両脚で挟むように前端のクランクを回すため、後輪駆動は構造上ほぼ不可能で前輪駆動を採用している。また前を見通す視界はなくカメラ映像に依存する。2016年9月19日、同プロジェクトによって記録は144.17km/hに更新された。http://www.aerovelo.com/eta-speedbike



標高差による位置エネルギーを利用した斜面降坂では2015年3月28日、フランス・ヴァールVars)のスピードスキー用滑降路シャブリエール(piste de Chabrières)スタート標高2720m、フィニッシュ標高2285m、平均斜度52.5%、最大斜度98%、延長1400m雪上直線走路でフランス人エリック・バローヌÉric Barone)が223.30km/hを記録している。これには肩と胸元まで覆うエアロシェルを備えた2重構造ヘルメットと、上腕および脛の後方をボートテール形状にしたコーティングスーツ、スンSunn)の専用特殊自転車F2.0が用いられた。http://www.ericbarone.fr/les-vendeens-au-de-laction/



風圧の多くを他に負担させて走行した最高速度記録は1995年10月3日、米国ユタ州のボンネビル・スピードウェイ標高1282m、塩平原走路でオランダ人フレート・ロンペルベルフFred Rompelberg)が二段増速の極めてギア比が大きい特殊な自転車によって記録した268.831km/hである。これは前走するドラッグスターの後端に取り付けた後続自転車用カウル(整流覆い)に肉薄追走して達成された。http://fred268km.nl/NL/fred-268km

注釈

脚注

参考文献

関連項目

外部リンク

Category:環境保護運動

wikipediaより

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