平成 16 年度新商品･新技術研究開発
実 施 報 告 書
平 成 １ ７ 年 ３ 月
財団法人 自転車産業振興協会
は じ め に
現在、我が国の自転車工業は、近年の輸入車の急激な増加に伴い危機的状況にあ ります。こうした中、当協会では、平成１６年度自転車産業活性化促進事業の一環 として、 「新商品・新技術研究開発事業」を日本自転車振興会から競輪収益金の補助 を受けて実施しました。
本事業は、自転車製造業者の開発意欲を促進するため、付加価値の高い自転車及 び部品の研究開発実施する企業を公募･選考の上、当協会と共同で研究開発を行うも のです。斬新かつ独創的な発明・考案をコンセプトとし、これを具現化することに より消費者の購買意欲を高めるほか、海外への販売が期待できる自転車または自転 車部品の開発といたしました。
本年度においては、 4 月に研究開発を行う企業を募集したところ 17 件の申請があ り、審査を経て 10 件のテーマについて自転車等製造業者７社との共同研究開発を 行いました。
また、8 月には本事業の一環として「転倒しにくい自転車」をテーマに研究開発 を行う企業を募集し 3 件の申請を受け、審査を経て 1 件について共同で研究開発を 行いました。これは、近年、自転車の補助いす等に乗せられた乳幼児の転倒負傷事 故が増加しており、消費者や医療機関等から早急な安全対策が求められていること から、転倒事故の軽減と幼児の安全確保を図ることを目的として行ったものです。
以上、 11 件の研究開発テーマについて、その成果を本報告書に取りまとめました。
この研究開発の成果によりすでに市場への販売がなされているもの、あるいは、実 用化にはまだ研究が必要なものそれぞれありますが、消費者の方々に価値ある商品 として広く受け入れられ、自転車産業の活性化に寄与するものと確信しております。
平 成 １ ７ 年 ３ 月
財団法人自転車産業振興協会
会長 阿 部 毅 一 郎
目 次
欧州向け輸出自転車の研究開発････････････････････････････････････････ ２
転倒しにくい自転車の研究開発････････････････････････････････････････ ４
マルチコントロール対応パワーユニットシステムの研究開発･･････････････ ６
ＢＭＸフレームとフォークの研究開発･･････････････････････････････････ ８
レーシング用ＢＭＸ前後ハブの研究開発･････････････････････････････････13
チタン製スポークの研究開発･･･････････････････････････････････････････14
ＢＭＸ（バイシクルモトクロス）用チェーン引きの研究開発･･･････････････16
全広角リフレックスペダルの研究開発･･･････････････････････････････････19
次世代子供車の研究開発･･･････････････････････････････････････････････20
下肢障害のある高齢者用三輪自転車の研究開発･･･････････････････････････24
自転車における安全装置（ソーラー発電用前照灯）の研究開発･････････････27
欧州向け輸出自転車の研究開発
ブリヂストンサイクル株式会社 １．事 業 内 容
(1) 研究開発の意図
日本国内における自転車市場の低価格化に歯止めをかけるべく、高付加価値&高価格帯自転車の研究開 発を目的とする。
具体的には、高価格帯の自転車需要が健在である欧州市場への製品輸出を実施することにより、新製品 開発～製造までの各プロセスについてレベル向上を狙う。
また、上記経験を活かし高付加価値&高価格帯自転車の日本国内市場への投入により国内市場の活性化 を狙う。
(2) 研究開発内容
下記新規開発部品を搭載した完成車の開発を実施した。
・ベルト駆動8段変速システム
ベルト駆動と内装8段変速の組合せにより滑らかな走行感、メンテナンスフリーを実現した。
・白色LEDランプシステム（リフレクタ）
1ワットLEDを採用し、リフレクタを兼備することにより照射性、認識性に優れたランプシステム を実現した。
・欧州適合フレーム
欧州の使用状況を考慮した軽量アルミフレーム体を採用した。
・クイックレバー調整式ハンドルセット
ハンドル&ハンドルポスト角度を工具不要で調節可能なハンドルセットを採用した。
・折り畳みハンドルセット
新規折り畳み機構のハンドルセットを開発し、折り畳み自転車の折り畳み性の向上を図った。
２．成 果
平成17年2月現在において、次の5車種をオランダに輸出することを得た。
【B8MT50&B8MT54 BELTREX男性向けモデル】→
（ベルト8Ｓシステム、白色LEDランプシステム、
クイックレバー調整式ハンドルセットを搭載した ダイヤモンド型アルミフレームによる男性向けシ ティ車）
←【B8LT45 BELTREX女性向けモデル】
（ベルト8Sシステム、白色LEDランプシステム、
クイックレバー調整式ハンドルセットを搭載した
【BV8T45 BELTREX DXモデル】→
（上記女性向けモデルにアジャストシート 機構を追加したシティ車）
【SKL183 SNEAKＲ LIGHTモデル】
（アルミ製折り畳み機構のフレーム&ハンドルを搭載した軽量折り畳み小径車）
［折り畳んだ状態］
【SK163 SNEAKER STDモデル】
（折り畳み機構のフレーム（クッション付）&ハンドルを搭載した折り畳み小径車）
［折り畳んだ状態］
３．業界等において今後予想される効果
欧州市場への輸出を実施することにより、日本製自転車の世界的な評価向上が期待され、日本自転車業 界の活性化に繋がるものと思われる。
また、今後の欧州市場からの当該製品への評価、反応を調査することにより高付加価値、高価格帯自転 車の方向性を見極め、日本市場への展開を実施することにより国内市場の活性化が期待される。
結論として、日本自転車業界&市場の両面から高付加価値自転車需要を喚起する効果が期待される。
転倒しにくい自転車の研究開発
ブリヂストンサイクル株式会社 １．事 業 内 容
(1) 研究開発の意図
幼児を乗せる同乗器付き自転車において、転倒による幼児の怪我が深刻な問題となりつつあり、自転車 メーカーの責任として安全性に配慮した自転車を提供する。
具体的方策として、幼児の怪我発生原因となる自転車の転倒防止、予防効果のある機能部品を開発し、
子育てユーザーに安全で便利な同乗器付き自転車を提供する。
(2) 研究開発内容
下記新規開発部品を搭載した完成車の開発を実施した。
① 新チャイルドシートの開発（金型費用は本事業費に含まず）
子供の安全性を最優先し、快適性、利便性及び子供の成長にも配慮した、安心のチャイルドシート。
・子供の睡眠中でも頭をガードするコの字型ヘッドレストを装備。また、もし転倒した場合は側頭部か らの衝撃を和らげ、重大な外傷を減少させる。
・子供の成長に合わせて調整可能なフレキシブルヘッドガード／アジャスタブルフットステップを採用。
・子供の快適性を考慮したふかふかクッションと抗菌グリップバー、安心の3点式シートベルトを採用。
② 手元操作パークロック機構の開発
自転車駐輪時において、ハンドルに固定された同乗器への子供の乗せ降ろし動作の安全性／利便性の向 上を図るとともに、自転車の転倒防止にも役立てる。
・ハンドルステアリングに組み込まれたパークロック機構を手元レバー操作で簡単に ON/OFF するこ とによりステアリングの安定を図り、子供乗せ降ろし時の転倒事故を予防する。
・また、駐輪時においてもステアリングが固定されることにより転倒防止効果が期待できる。
③ 幅広スタンドの開発
同乗器付き自転車のように高い位置に幼児が乗っている自転車は、駐輪時に不安定となりやすく、より 安定した使いやすいスタンドが必要となる。
・スタンド幅を拡大するとともに駐輸時の後輪高さを低くし、駐輪時の安定化を図る。
・テコの原理を応用した軽い操作の足形状を採用するとともに、跳ね上げ高さを低く押さえる取り付け 板を採用し、利便性向上を図る。
④ アルミ新フレームの開発（小型チェーンケース開発を含む）
・アルミ製低床形状を採用し、
跨ぎ性に優れ、軽くて乗りやす さに配慮した新フレーム。
・フレームの跨ぎ性向上と併せ て、Fギヤ及びチェーンケース の小型化を図り、自転車全体と して跨ぎ性を向上し、安全／安 心に配慮した完成車設計。
２．成 果
子供の安全、安心を最優先に考えた新開発のヘッドレスト付きチャイルドシート及び転倒予防機能を盛 り込んだ新子供乗せブランド車“アンジェリーノ”を2005年2月より量産開始。併せてアシスト車版姉 妹車“アンジェリーノアシスタ”を追加上市予定。
新開発の機能は以下の通り
① スーパーエンジェルシート（新開発チャイルドシート）
・特許申請：2 件、意 匠出願：2 件、デザイン 保全：2件
・子供の成長に合わせて 頭部をしっかりガード するアジャストヘッド ガード機能を搭載。さら にフットステップも調 整可能とし、子供の成長 を考慮した親切設計。
・転倒時におけるヘッド ガードの効果をダミー 人形を使って測定実施。
結果は特に側頭部から の衝撃を緩和するコの 字型ガード形状が顕著 な効果をもたらした。
② テモトデロック（手元操作パークロック機構）
・特許申請：2件
・開発当初の狙いどおり、ハンドルステアリングのパークロック機構を手元レバーで簡単ON/OFF 操 作可能。また、走行時の誤動作防止のため手元レバーにセーフティー機構追加。
③ ラクラクワイドスタンド（幅広スタンド）
・特許申請：1件、意匠出願：1件、デザイン保全：1件
・駐輪時の安定を図るため、スタンド幅の拡大、高剛性化、後車輪の低位置化に配慮した新設計のスタ ンド。併せて跳ね上げ高さを低位置に抑え、利便性にも配慮した。
④ アルミ製オープンワイドフレーム（新アルミ低床フレーム）
・意匠出願：1件、デザイン保全：1件
・新断面形状／2 ピース構造のメインフレーム採用により低床化と剛性を確保。太線新キャリヤの採用 と併せてトータルの剛性向上に配慮。
・併せて小型チェーンケースの採用により、自転車としての跨ぎ性向上も図った。
３．業界等において今後予想される効果
同乗器付き自転車の転倒による幼児の怪我が社会問題化される中、自転車業界として転倒防止に配慮し た自転車を開発、上市することは業界の責務であるとともに、子育てユーザーの注意、関心を喚起する商 品の上市が幼児の怪我防止の一助となる。また、社会で必要とされる商品を開発、上市することで、自転 車業界の地位向上が期待できる。
マルチコントロール対応パワーユニットシステムの研究開発
ナショナル自転車工業株式会社 １．事 業 内 容
(1) 研究開発の背景
電動アシスト自転車は、国内で年間23万台の需要があり、電動自転車の基本部品であるモータユニッ ト、充電器、電池等は大量生産により低価格化が進んでいる。
また、米州では自走式ハイパワー電動自転車、欧州では高出力アシスト自転車の市場があり、それぞれ の市場に適した仕様のモータユニットセットが求められている。
今回、基本設計が同じで若干の部品変更により各仕様にマッチングするモータユニットセットの開発が 必要になった。
(2) 本製品の企画
モータ特性として、従来より高出力・高効率を目指す。また、ブレーキスイッチやアクセルなどの接続 を容易にするインターフェースとする。電池は、高容量・高出力を目指し、一充電当たりの走行距離を伸 ばす。
２．成 果
・モータの効率向上
磁気解析結果と試作による検証により 効率の向上が図れた。
試作品と従来モータ性能比較 モータロータ
・制 御 回 路
マイコン・電子部品の見直しにより、従来品より高出力化が図れた。
また、スロットル・ブレーキスイッチなどの入力にも対応。
制 御 基 盤 スロットル・ブレーキスイッチ
・モータユニットケース
海外向けにも十分な強度が保証できるケースを 開発。
・減 速 機
従来品に比べ伝達効率の向上・高耐久性を図った。
開発品 従来品
・トルクセンサ部
軽量・小型化を目標に取り組んだが開発期間内で一定の成果を出すことができなかった。
・電 池
高容量・高出力のリチウム電池を開発した。
高出力保護回路基盤 リチウム電池
・その他 機構及び制御にて特許出願予定 （2005年4月）
まとめ
各要素部品の開発とその相乗効果により、国内はもとより欧州でも競争力の有るモータユニットセット を開発することができた。今後、2005年度内の量産化を目標に、さらに、信頼性向上に努めて商品化に結 び付けたいと考えている。
３．業界等において今後予想される効果
【国内市場】性能向上とコストダウンによる市場拡大
【海外市場】従来、欧州市場においてはアシストのみであったものが、最近６km/h までの自走とそれ以 上の速度でアシスト制御する仕様に変化したが、今回の開発品にて対応することがほぼ可能となり、こ の商品が即市場の拡大につながると考える。
ＢＭＸフレームとフォークの研究開発
ナショナル自転車工業株式会社 １．事 業 内 容
(1) 研究開発の背景
● 米国BMXのレース人口は200～300万人と大きく、レーススポンサー、プロモーターも存在し、ニ ッチ市場としては大きな市場である。
● 2008年北京オリンピックではBMX競技が正式な種目となることが決定しており、米国のみならず今 後世界的にBMX市場が伸びてくることが予想される。
● 米国市場でも十分に通用する｢BMX チタン製フレーム、フォーク｣を開発し、日本製自転車の輸出 振興を図る。
(2) 本製品（技術）の企画
● 比強度（引張強度／比重）や耐力が大きく、疲労強度も高い Ti を採用し、十分な強度を確保した軽 量フレーム・フォークを作製する。
● 実走並びに試験機による応力評価を行い、強度バランスに優れる設計をする。
● 操作性・乗りやすさを実走評価に基づき検証を繰返し行いディメンジョンを決定する。
(3) 本製品（技術）研究経過
① BMX素材選定 BMXに適した素材の選定を、物性値並びに疲労曲線（S-N曲線）より考察する。
● 物性値 第1表 BMX物性値表
材 質 引張強度
MPａ 伸び ％ ヤング率 ＧＰａ
密度
ｇ／ｃｍ3 引張強度/密度 特 徴 Ti-3AL-2.5V 700 20 105 4.5 156 高強度・成形性・強度
Ti2種 450 25 105 4.5 100 成形性良好
A6061-T6 500 11 70 2.8 179 高強度（熱処理品）・低比重
● 疲労曲線（S-N曲線） NBI繰り返し疲労試験機によりS－N曲線を作成した。Ti―3AL－2.5Vが 純Tiより、引張強度及び疲労強度も高い。そのため、今回のBMXの素材は強度を決定する前三角（ト ップチューブ・ダウンチューブ・シートチューブ）にはTi－3AL－2.5Vを採用する。
② 第1回チタンフレーム試作品作製と全体の強度バランスの測定
● 第2表に基づき、第1回チタンフレーム試作品を作成した。また、これをアメリカで開催されたイン ターバイクショーに出展した。
第2表 第1回チタンフレーム試作品仕様
20インチ ダイヤモンドTi-3AL-2.5V / シートサイズ；300MM ヘッドチューブ ：φ 38 x t2.0 x 120 Ti2種
トップチューブ : φ51 x φ32 オーバル x t0.9 Ti-3AL-2.5V シートチューブ： φ31.8 x t0.9 Ti-3AL-2.5V
ダウンチューブ：φ 52.3 x φ32 流涙型 x t0.9 Ti-3AL-2.5V シートスティ：φ 26 x φ18 オーバル x t1.2 Ti2種
フレーム 重量1705ｇ
チェーンスティ：φ 32 x φ18 オーバル x t1.2 Ti2種 20インチ BMX ユニクラウンフォーク
フォークステム：φ 28.6 x t1.55 Ti-3AL-2.5V フロントフォーク
フォークブレード：φ 28.6 x t1.55 Ti-3AL-2.5V
● 実走によるフレーム・フォークの各部の発生応力を測定し、各部の強度の確認を行う。また、他社品 の応力も測定し、比較検討を行い、第1 回試作品の実走時の問題点を抽出した。「ダウンチューブ（ヘ ッド側）補強板根元」及び「シートチューブ横（ハンガー側）」で大きな応力が発生している。
● 第1回チタンフレーム試作品のFEM解析を行い、強度バランスの確認を行う。各部の応力を示す。
第3表にヘッドチューブに押し引き荷重をかけた場合の各部の応力、また、第4表にペダリング時の各 部の応力を示す。ヘッドの引きでは、図中Aのみに応力が発生し、ハンガー部に荷重をかけるとフレー ム全体に応力が発生し、実走に近くなる。
A
第 3 表 ヘッドに押し引き荷重をかけた 場合の応力
第4表 ペダリング時の応力
③ 第1回チタンフレーム試作品の課題抽出
第5表に、第1回チタンフレーム試作品の課題を示す。
第5表 第1回チタンフレーム試作品の課題 実走評価
A．ダウンチューブのヘッド側の補強板根元が特に弱い B．シートチューブのハンガー部に高い応力が発生
→Ｂは、BMXの性質上（ペダリング回数が少ない）問題にならない可能性がある FEM解析 ・ペダリングによる発生応力が、実走に近い
・MTBのCENの押し引き試験は、局部的に応力が発生している 評価課題 ・実際のBMX競技者の走行時の発生応力がわからない
その他課題 ・市販パイプの種類（外径・肉厚）が少ない
④ 第2回試作品の設計・試作及び評価（強度と剛性バランス）
● 第1回試作品のダウンチューブ肉厚「t0.9」をダウンチューブ肉厚「t2.5」に変更し、第2回試作品 を作製した。フレーム重量は2,246ｇである。
● 第2回試作品は、FEM解析及びCEN・DIN・JIS・当社試験に対して十分な強度があった。
● BMXトップライダーによるBMXコースでの実走試験を行う。 また、その際のライダーのフィーリ ングと動作分析を行った。第2回試作品は、寿命予測よりBMX走行で疲労破壊はしないということが 確認できた。
試験風景
● 第2回試作品評価により、課題として次の4点が上げられる。
1．ジャンプ着地時に前方へ手を伸ばし、トップチューブに大きな引張応力が発生する。
2．悪路を立ちこぎするためフレームにある程度の剛性が必要である。ただし、ライダーの個人差 が非常に大きい。
3．失敗ジャンプの場合、フロントフォークを前方より押す力が衝撃的に加わり、ヘッドチューブ に負担がかかる。
4．第1回試作品より約540ｇ重くなった。
⑤ 第3回試作品作製と評価
● 第2回試作品の課題に対して、下記の対策を行い第3回試作品を作製した。
課題[1]：トップチューブの剛性UPが必要である
対策： ダウンチューブと同程度の剛性のパイプ仕様にする。最終的にはt0.9をt1.5に肉厚を増す。
課題[2]：BMXに多発する失敗ジャンプでの（衝突時の）衝撃強度を考え、ヘッドチューブ周辺の合成 をUPする必要がある。
対策： ヘッドチューブを異形状にして剛性UPを図る。
課題[3]：第1回試作品より約540ｇ重くなった。
対策： ダウンチューブの肉厚を薄くする。T2.5をt1.5に薄くする。
● 第3回試作品の仕様を第6表に示す。
第6表 第3回チタンフレーム試作品仕様 フレーム重量 2060ｇ 20インチ ダイヤモンドTi-3AL-2.5V / シートサイズ；300MM ヘッドチューブ ：φ 38 x t2.0 x 120 Ti2種
トップチューブ：φ51 x φ32 オーバル x t1.5 Ti-3AL-2.5V シートチューブ： φ31.8 x t0.9 Ti-3AL-2.5V
ダウンチューブ：φ 52.3 x φ32 流涙型 x t1.5 Ti-3AL-2.5V シートスティ：φ 26 x φ18 オーバル x t1.2 Ti2種
フレーム
チェーンスティ：φ 32 x φ18 オーバル x t1.2 Ti2種
また、ヘッドチューブには、図に示すバルジ製法を使用して 異形状とする。
簡易図に示す構造により、ヘッドチューブ本体とパイプと の接合部の強度を増すことができる。
（バルジ成法によるBMXのヘッドチューブ加工及び構造に ついてはPAT出願予定（3/末））
２．成 果 (1) 第3回試作品
● 上記の仕様により、第3回試作品のFEM解析を行った。CENのフロントフォークの押し引き試験 をシミュレーションすると、第2回試作品に比較して第3回試作品の異形ヘッドチューブが、非常に効 果があることがわかる。
第 2 回試作品
押し
引き
押し 引き
第 3 回試作品
● また、第3回試作品に対するCEN・DIN・JIS・当社試験では、十分な強度があった。
第 3 回試作品 (2) 今後の課題
今回、実使用上の強度面よりBMXの最 適フレームの研究を行った。しかし、操作 性や乗りやすさのための剛性分布、ディメ ンジョン研究は行うことができなかった。
そのためには、BMX コース及び各種目で の複数のBMXトップライダーによる実走 を積み重ね、フレーム・フォークにフィー ドバックする必要がある。
３．業界等において今後予想される効果
● 当社の持つチタンパイプ加工技術をベースに他社に真似のできない軽量BMXモデルの研究開発をさ らに進める。これにより、米国BMX市場に日本製商品で新風を入れ、輸出振興を図ることが可能であ る。
● また、同BMX導入プロジェクトで日本製商品の技術力を市場へアピールし、今後、ロードレーサー、
MTB等にもモデル展開を図ることができる。
レーシング用ＢＭＸ前後ハブの研究開発
株式会社 鈴 江 鐵 工 所 １．事 業 内 容
2008年の北京オリンピックを目標に、新しい駆動方式、新素材による軽量化、スムースな回転のBMX レーシングタイプのハブの開発でスタート。
駆動方式は、クラッチメカニズムを採用。軽量化については、カーボン、チタンを採用、ジュラルミン 系のアルミを使用、強度も減少させず、迅速な伝達、滑らかな回転とスリムなボディとほぼ満足なものが 完成された。
２．成 果
軽量、高付加価値、高品質なBMXレーシングハブサンプルを製作。2004年10月初旬ラスベガスのイ ンターバイクショーに持ち込み、手ごたえを掴んできた。
今後、量産に向け、テスト、問題点の改善、日本製品の品質を売っていく予定である。
３．業界等において今後予想される効果
宣伝広告、カタログ作成、ホイールとしての価値、リム、スポークの選定、ハブ単体等、完全なものと して、注目される製品として、世界各国に売り込みを展開したい。
チタン製スポークの研究開発
株式会社 旭 ス ポ ー ク 製 作 所 １．事 業 内 容
近年の自転車は、チタンやカーボン素材の細み合わせにより非常な軽量化がいろいろなパーツにおいて 進んでいる。車輪においても例外ではなく、リム・ハブにおいてもかなりの軽量化がなされている。しか し、スポークにおいては、依然として硬鋼線・ステンレス線の従来からのものしか使用されていない。も っともバテッドして軽品化されているが、それでも20～30%程度の軽量化にしかいたっていない。チタン 材は、その比重が鉄の60%といわれ、何も特別なことをしなくても40%程度の軽量化ができる。
今まで外国製チタンスポークについて試験をしてきた。いずれもステンレススポークの1/5～1/10の疲 労性能（ロードレーサー仕様）で、いまだに十分といえる製品化が成されておらず、実用性に欠けるよう に思う。最も軽量化が必要な駆動部分である車輪の軽量化が思うように進んでいないのは、かなりの部分 でスポークによるものと考えている。
また、以前に製作したチタンスポークで試走を依頼したところ、ステンレススポークに比べて非常に軽 く感じるし、また、より一層、車輪でショックを吸収し、走行がスムーズであるとのコメントを得た。特 に、競技用自転車・高級自転車において、軽量化と強靭さが求められており、弊社の目指す方向と合致す るものである。
２．成 果
今回、大手鉄鋼メーカーと共同してスポークに適したチタン材料の研究開発を行ってきたが、この1年 における異常とも思える鉄鋼需要、あるいは、チタン材においても、供給の逼迫などによるものか、十分 なる素材の供給が受けられず、結果として、十分な成果は得られなかった。しかし、近い将来に完成を予 感させる結果を掴めたので下記に報告する。
(1) チタン材種
A …… 3社（国内メーカー） D …… 1社（国内メーカー）
B …… 1社（国内メーカー） E …… 1社（海外メーカー）
C …… 1社（国内メーカー） の5種類の試験を行いました。
(2) 試験 結果
疲労試験（回） 抗張力(n/mm2) 伸び(％)
1 2,821 1,153 0.5
2 2,966 1,182 0.7
A
3 11,857 1,027 4.0
B ………… 713 2.8
C 12,985 775 6.6
D 19,662 808 8.2
E 10,348 808 8.1
＊疲労試験：600r.p.mで50～170kgの交番加重をかけるもの
① 材種A－1～3
全く同じβチタンであるが、3社より入手したものである。結果はいずれも良くなかったが大きな差が でている。これは、伸線加工方法の違いによるもので 1、2については、加工硬化が大きくそれが疲労寿 命を弱めたと思われる。
② 材種B
純チタン。疲労試験で13,000回程度のものもあったがネジ部から切断したものが半数ほどあった。
途中でテンションの緩みをチェックすると5～15緩んでいたので、その原因を調べるのに試験機から抜 き取り、首部形状等を調べると試験機ジグがスポークの首部内側に大きく食い込んで、スポーク首部の形 状が大きく変形してしまった。
首部形状及びテンションの変化が大きいので、正確な疲労寿命が測定できず、また、スポークには不適 格と判断し試験を中止した。
［材種C］
③ 材種C
βチタン。疲労試験で一番バラツキが少なく安定していた。
しかし、疲労試験回数及び抗張力のいずれも不満足である。
④ 材種D
βチタン。SUS304スポークと比較試験を行った。疲労試験 回数19,662回はSUA304の1/2程度の疲労強度になる。
試験した中では一番良かったが、10,000回を下回るものが2 本あり、もう少し数量を増やして試験する必要があると思われ
る。また、抗張力ももう少し上げる必要があり、加工方法等も ［材種D］
含めて検討の上、引き続き試験を行っていきたい。
⑤ 材種E
βチタンと思われる。一番最初に試験を行ったもので、試験 結果は満足できるものではなかったが、BMX で走行試験を行 いたいとの依頼を受けて供給をしたものである。しかし、走行 試験中、トラブルでスポークが折損してしまい中断している。
(3) まとめ
10年程前にチタンスポーク製作の依頼を受けて何種類かを試作したことがある。その時の材料の条件と して、抗張力 1,000N/mm2 以上のものを要求した。しかし、今回の結果は、疲労試験においては必ずし も抗張力の高いものが良いとは限らず、むしろ、低いものの方がよい結果となった。スポークも部分的に みると、ネジ部以外はそんなに高くなくてもいいかもしれない。
今回の試験を行った中では、④材種Dについて、もう少し試験を続けていきたいと考えており、現在も 進行中である大手鉄綱メーカー等との協力関係の下、研究開発を進めていく所存である。
３．業界等において今後予想される効果
非常に高価な材料なので、広く一般に普及するということは少し無理があるように思えるが、信頼でき るスポークであるならば各種の競技において採用されることは間連いないと思っている。
数年も前から、開発の依頼を受けていたが、高価な材料である故、今まで躊躇してきたが、昨年、どう してもオリンピックのBMX競技に採用したいとの依頼を受け、今回の研究開発に着手することになった。
BMX のみならず、ロ一ドレースなどの競技においても必ず採用されると考えている。また、近年ホイー ルビジネスが盛んになり、安価なものから非常に高価なものまでそのホイール性能を競い合っている。
ホイールコンポーネントとしてのスポークでは、コストに限界があり、いくら優れた性能を持ったもの でも製作できないし、また、ビジネスとしても成り立たなかった。しかし、ホイールとしてのビジネスに なれば、そのコストは吸収されて、高級自転車や競技用自転車に採用されると確信している。
また、自転車に新素材や最先端技術を採用することは、日本の自転車業界にとってぜひとも必要なこと であるし、その地位を押し上げることになると思うので、今後もあらゆることにチャレンジしていきたい。
ＢＭＸ（バイシクルモトクロス）用チェーン引きの研究開発
株式会社 三 ヶ 島 製 作 所 １．事 業 内 容
一昨年、開発した新機構チェーン引きは（名称CA-NJS）それまで認知されにくかった部品にスポット をあて研究開発したものである。（写真①）この製品は、国内のミニサイクルやシティサイクルと全く同じ ものを競技に使用しているということに疑問を感じ（写真②）全く新しい機構にて開発をしたもので、発 売以来、競輪／ピスト競技において圧倒的な人気を得、国内はもとより海外（USA、韓国、イタリアなど）
にも輸出している製品である。
この機構をもってBMXにも使用できないか（同じ正爪フレームを使用しているため）と考えた次第で ある。思えば30年前、USAにおけるBMXのブームは日本の完成車メーカー、部品メーカーが作り出し たものと認識しており、ここに再び日本製部品を世に知らしめたい。
写真① 写真②
２．成 果
日本の業界がBMXの開発から遠ざかってしまい、まず市場調査から始まった。BMX自転車も今やス トリート、バート、パーク、フラットランドなどに細分化され、構成する部品も統一性がなく、互換性が ないものが多くなっている。
各種フレームの調査、正爪、逆爪フレームの実寸、発売されている部品の入手、寸法とり（写真③④）、 開発アドバイザーに日本のトッププロ鶴田君を迎え、MKS オリジナル機構をおり込んだデザイン（⑤）
から始まった。
写真③ 写真④
デザイン⑤ 写真⑥
試作モデル（写真⑥）を作成し、2004年ラスベガス・インターバイクショーにて反応を感じ、金型を発 注した。従来品よりより軽量で、メカニカルかつシンプルな新機構チェーン引きが完成した。
［完 成 品 ４ 点］ ［他社製との比較写真］
軸受14m/m
台座 ④ ①
②
⑤
③
段付ビス
① MKS製 40g/ｾｯﾄ 軸受10m/m
② USA , SNAFU 50g/ｾｯﾄ
③ USA , PRIMO 77.5g/ｾｯﾄ
④ USA , PRIMO 80.6g/ｾｯﾄ
⑤ USA , PRIMO PRO 62.5g/ｾｯﾄ
（入手した他社製より軽量となった）
３．業界等において今後予想される効果
軽量かつシンプル、メカニカルなチェーン引きは、今までにないものとしてBMXの特にダート、スト リートに注目されるであろう。
市場調査した現状品の溶接のモロさを研究し、強度、精度に優れたロストワックス製法を採用したこと により差別化を図ることができた。
BMXマーケットのすべての国に需要があり、輸出可能な商品である。
全広角リフレックスペダルの研究開発
株式会社 三 ヶ 島 製 作 所 １．事 業 内 容
ペダルには、進行方向の前後から認識できるリフレクタの装着が定められているが、側面から認識でき るリフレクタはない。一方、自転車は車両から認識することに乏しいものがあり、今まで多くの自転車事 故にもつながっている。
このような中、本年度より自転車の安全性を訴え、数々の安全仕様が追加された自転車業界自主基準
（BAA）が制定された。自転車の側面には最低2ヶ所のリフレク ペダルのギャップ部分に埋め込んだ反射材を投入し、安全性を 追及したペダルの開発に至った。
タ／反射装置がなくてはならず、ここに
．成 果
は自転車の前後のみ反射材が装着されているが、
側
装着された3M
．業界等において今後予想される効果
自転車 業
装着されたペダ ル
費者に視覚的
／
取り付け方法などを検討すべく購入 シューズに装着された反射材の材質、
２
従来のペダル
面よりのキャップ部分にも装着されたことにより、全広角
（360°）にわたりペダルより反射された光を認識でき、安全に 役立つものとなった。この反射材装置を取付工程において実用 新案を申請するに至った。（実願2004－7717自転車用ペダル）
スコッチ反射材
３
BAA規格が制定され、より安心な製品を 界は提供するようになった。
キャップ部分に大きく反射材が
はかつてなく、コストも比較的安価に納まり、
このペダルを装着したことにより、より安心して 自転車に乗ることができ、完成車メーカーにとっ ても差別化が図ることができる。
また、交換用ペダルとしても、消
実用的にも訴えることができ、販売が期待され る製品となり、海外にもこの存在をアピールでき
（2005 年ＵＳＡラスベガスショー＆独ユーロバ
イク出展予定）、輸出が可能な製品であろう。 完 成 品
次世代子供車の研究開発
株式会社 三 ヶ 島 製 作 所 １．事 業 内 容
子供車の部品構成を見ると大人車と同じ部品を使用していることが多いのに驚かされる。BB シャフト の68m/m～70m/m、前ハブの100m/m、後ハブ120m/m、また、ヘッドパーツも共通である。兼用して 採用しているため、子供の体重に比べ重すぎる自転車、必要以上に強度がありすぎる自転車となり、子供 にとって取り扱いやすい製品とは決していえない。
また、永く自転車には必要であるとされているボールベアリング採用そのものにも疑問を感じ、この子 供車にはその採用有無をも検討し、子供に合った相当の自転車を提案し試作車まで築きあげ、この工程で 生じる新たな部品を創造するきっかけともしたい。
２．成 果
子供サイズの部品を各種、造ったことにより、より軽量な乗りやすい部品／自転車となった。
① まず、開発工程として社内開発技術課とデザイナーとのコンセプト打ち合わせより入り目指すデザイン 画を完成させた。（下記デザイン）
10数回にわたるミーティングののち特殊寸法を測り、下記のような新たなサイズの部品を作り出した。
各部品とも5台～6台分を製造した。
② 前ハブ製作（現行寸法93m/mを73m/mに加 工、調整、溶接）
③ 後ろハブ製作（現行寸法120m/mを104m/m に加工、調整、溶接）
④ BBシャフト製作（現行サイズ68m/mを54m/mに加工、冶具にて固定、切断、溶接、研磨）
は
ロンの回転受部品製造）
BBシャフト回転
BBシャフトに組み込んだ状態 フレームに組み付けた状態
価的な樹脂製でなく軽 潔感
）（完成品は装着車を参照）
⑤ ヘッドパーツ製作（現行 ボールベアリング仕様の ものが果たした必要なのか どうか。エンプラ材含有ナ イ
⑥ ギヤクランク（外側に大き くはみ出しているアーム部分 を冶具にて固定し削り、ギヤ 歯を調整削った）
⑦ ギヤクランク軽合（左）
フレームに組付けた状態
当製品 従来品
冶 具 ギヤ歯加工
加工後／前 部品製作
⑧
⑨ オリジナルカゴ製作
（安 量感、清 あるスッ
キリデザインを作成し、ステンレスワイヤーにて 子供車用カゴを製作
⑩ 上記⑥⑦のギヤクランクに合うペダル芯を 加工
⑪ サドル製作（後部取っ手付きのサドルは 25.4m/mサイズにつき22.2m/mに加工、装着、
溶接）
ケ
裏側部 前フォークヘッドパーツ 製作 （フリー側）製作 接面加工
以上のような14 点の部品を特殊サイ とによ 軽量、シン
ル、乗りやすい子供に合った今までにない子供車が完成した。
完成品 次世代子供
⑫ フレームに合うチェーン
ース製造
完成したチェー
ンケース フレームに仮組みしたチェーン ケース
⑬ チェーンケース裏側部分 ⑭チェーンケース 分 ⑮
ズにより製造したこ り従来との子供車に比べ、
プ
車16インチモデル
［次世代子供車と従来車との比較］（寸法＝mm）
総重量 寸法A 寸法B 寸法C 寸法D 次世代子供車 10.5kg 84 109 151 745 比 較 対 象 車 11.5kg 105 129 173 767
写真］
また
ーカーが完成したことに喜びを感じる。
やはり、完成してみると子供車と大人車とも兼用部品 多いことはいかがなものか、軽量／シンプルになった 要以上なサイズは必要でなくなった。あるいは、今の ではボールベアリングは必要でないのかもしれない。
日本の部品メーカーが衰退傾向にある中、この新たな イズを作り出すことによって忘れられていた物づくり
い出されてほしい。また、この試作車をテーマにして も認
識してもらいたい。子供車なれど、今までにない製造需要を お、
この開発上、実用新案2004-7718「自転車ハンガ装置」を出願した）
［各箇所の従来品との比較
３．業界等において今後予想される効果
自転車に携わった人であるならば感じたであろう、
は、作ってみたいと思ったことであろう自転車を一部品メ
が
。必 時代
サ が思
、まだまだ作り出す、考え出す余地があること 作り出すきっかけとなれば幸いである。（な 今回比較対象とした 日本製16インチ子供車
完成した５台の試作車 C A
B
D
下肢障害のある高齢者用三輪自転車の研究開発
社 ダ 自 転 車 工 場 １．事 業 内 容
これは自転車に た たこ ない カー 斜し 路でも自動的に平衡 を保ちサドル部が傾かないオートバランス式三輪自転車の開発である。
係 なくメインフレーム部が常に垂直に保つ機構を作ることである。
［電動シリンダーモーター仕様］
道路の傾きを感知する傾斜センサーからの信号を、傾 斜制御回路（ドライバー）を介して、伸縮可能な電動シ リンダーモーターを動力として、メインフレーム部を垂 直に保つ方式である
この方式で、電動シリンダーモーターの位置や傾斜制 回路のデーターを調整し、三輪車の走行速度と傾斜制 御速度の関係や傾斜角度、傾斜セン
ーの出力が力不足と感じられた。
［DCギヤドモーター仕様］
シリンダーモーターの力不足には、モーター出力を上げれば対処で くなるため、小型化が可能なDCギヤドモーター方式に変更した。
この方式に伴い、傾斜制御回路も変更し、ギヤの規格やモーターの トユニットも取り付けた。
ー ンサー
株式会 マ ツ 乗れない人、ま は、乗っ とが 人が、 ブや傾 た道
基本的に運転者が乗るメインフレーム部と駆動するバック部に分かれるが、道路の傾斜等の条件に関
。
御
サー感度等を調査し た。その結果、電動シリンダーモーター使用ではモータ
電動シリンダーモーター搭載試作車
きるが、モーター形状、重量が大き
取付位置、フレームの補強等を見直 し、後車輪の枠にモーターユニット、ドライバーユニット、バッテリーを納め、コンパクトな電動アシス
DCギヤドモータ バッテリー傾斜セ DCギヤドモーターユニット
用 電動アシストユニット
２．成 果
今回のオートバランス式三輪自転車は、高齢者の膝や股関節が痛くなる病気、いわゆる“変形性関節症”
の高齢者や障害者でも、通院やリハビリに乗ることができる自転車が作れないかということから始まり、
超低床フレーム車『優 U』、固定式柔構造三輪車を経て、最終的に脳に障害があり、平衡感覚の衰えた人 や自転車に乗ったことのない人でも乗れる三輪自転車を開発した。
二輪車・スウィング式三輪車……自転車に乗れない人は乗れない。
固定式三輪車………自転車に乗れない人でも平坦地は乗れる。
オートバランス式三輪車…………自転車に乗れない人でも平坦地だけでなく傾斜地でも乗れる。
高齢者や障害のある方と日頃からつき合い、話し合い、遊んでいる中から、本当に必要性のあるものな り、道具なりが、生まれてきたという感じである。常に使う人の身になって考えることだと思った。
今回の試作車の全重量は、電動アシストユニット（約7kg）を入れて約40kgになってしまったが、電 動アシストがなくても十分快適に走行できるので、使用場所、使用目的によっては電動アシストなしでも いいだろう。
［下肢障害のある者用高齢者用三輪自転車］
３．業界等において今後予想される効果
これまで、下肢に障害のある高齢者の予防やリハビリとしては、水中ウォーキング、イスに座りながら の足の上げ下げ運動や散歩などであり、自転車は転倒時の骨折予防のためむしろ禁じられていた。
しかし、今回のオートバランス式三輪車の開発には、都立保健科学大学や東京都リハビリテーション病 院の理学療法士の先生にも大変興味をもっていただき、試作車の試乗実験等にも協力していただけるとの ことである。
人間の身体はまず足からと言われるとおり、下肢の運動は単に身体のみならず、心も元気にしてくれる。
今後は、より完成度を高めて実用化に向けて進め、オートバランス式三輪車が医療機関も認める医療用具 として、楽しみながら治療やリハビリができる道具となって、高齢者や障害者のこれからの生活の質を上 げる役に立てればと思っている。
自転車における安全装置（ソーラー発電用前照灯）の研究開発
常、自転車にはダイナモを電源とする前照灯が付けてあり、夜間走行時にはこの前照灯を点灯して、
走 図 と
重くなることから、前照灯を点灯せずに走行する例が 多
常
前照灯の正面側を発光させて、正面側 らの視
装置を提供することである。
．成 果
2004年 6 月 プレゼンテーション（日本自転車会館）
↓
2004年 7 月 最終デザインマップ、設計スタート、モデル作成指示、タイアップメーカー検討（協栄
↓ 洋工業㈱）
2004年 9 月 第一次実物大モデ
↓ ルアップ完成 2004年10月 金型製造開始 ↓
2004年12月 金型及び製品化準
↓ 備完了 2005年 5 月 製造販売開始 当初の事業化スケジュールでは、
004年12月販売開始を目標に進め てきたが、タイアップメーカー
デル作成のためのメーカー選定 に
使用していないので、電池交換が不要となる。⇒環境にやさしい (2
時代の流れとなっている。⇒コストの低減による安全ライト普及が可 能となる。
株式会社 小 林 総 研 １．事 業 内 容
通
行の安全と他車にその存在を知らしめ、事故防止を るようになっている。しかし、ダイナモを駆動する
、どうしても自転車の車輪に負荷がかかりペダルが
く、事故に遭遇しやすい。
上記問題を解消するため、本研究開発は、蓄電池に に十分電力が蓄えられていて、常に発光体を必要か つ十分に発光させることができるとともに、前照灯が 無灯火の時でも
か 認を助け、事故防止を図る自転車における安 全
２
2
選定、
モ
（生産も含め）、製作依頼メーカー側 よる日程の遅れなどにより、当初
目標の2004年12月販売開始が2005年5月に変更となった。
３．業界等において今後予想される効果 (1) 一次電池を
) 蓄電部がキャパシタを採用している。⇒長寿命である。
(3) ダイナモ発電が仮にされてない状況でも前照灯が消えている状況（玉切れ）でもLEDが自発光する。
⇒安全に対し有効となる。
(4) LED、ソーラーパネルの普及が
