自転車の歴史
自転車の歴史、特に黎明期のそれについては、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物を覆す研究も提示されている[3]。 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。[4] 安全型自転車の出現まで [編集] 縦列二輪車の誕生 [編集] 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自転車の祖先とされる。これは、1817年にドイツのカール・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2つの車輪を備えている。クランクやペダル、チェーンといった駆動装置は持たず、足で直接地面を蹴って走るものであった。このため確かに二輪自転車の原型ではあるが、自転車そのものの始祖とは言い切れない。 足踏みペダルによる駆動 [編集] 1861年にフランスでミショー型が発売された[5]。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・ミショーが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年にアメリカにて特許を取得している。 詳細は「ベロシペード」を参照 スピードの獲得 [編集] 1870年頃、英国のジェームズ・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。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。しかし安定性が悪く、通常用としては乗車が困難であり、転倒すれば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。 詳細は「ペニー・ファージング」を参照 安全性と実用性の確立 [編集] 1879年に英国人ヘンリー・ジョン・ローソン (Henry John Lawson) により後輪をチェーンで駆動する物が製作され、ビシクレット(Bicyclette)と名付けられた。これが英語の Bicycle の元となった。 1884年ハンバー、マッカモン、BSAなどが後輪をチェーンで駆動し、低く長い車体の自転車を発売する。 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、現在の自転車に近い姿になった。 1888年にジョン・ボイド・ダンロップが空気入りタイヤを実用化。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。 詳細は「安全型自転車」を参照 本節の参考文献 [編集] 岸本孝『自転車の事典 : 走るクスリ?』文園社、2002年 ISBN 4-89336-177-5 佐野裕二『自転車の文化史 : 市民権のない5,500万台』文一総合出版、1985年 ISBN 4-8299-1107-7 自転車産業振興協会編『自転車の一世紀 : 日本自転車産業史』、1973年 自転車産業振興協会編『自転車実用便覧 : 改訂版 』自転車産業振興協会、1971年 自転車産業振興協会編『自転車実用便覧 : 第4版』自転車産業振興協会、1982年 ドラゴスラフ アンドリッチ・ブランコ ガブリッチ『自転車の歴史 : 200年の歩み…誕生から未来車へ』ベースボール・マガジン社、1981年 ISBN 4-583-02929-2 鳥山新一『すばらしい自転車』日本放送出版協会、1973年
構造
骨幹部分 [編集] フレーム [編集] フレームは自転車を構成する各部品が組み付けられる土台であり、根幹である。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なわれるため[6]、フレームにはフロントフォークを含む。これをフレームセットという。しかし近年は競技用の特殊な自転車において、フロントフォークを含まないフレームが販売されることもある。なおフロントフォークを除いた場合はフレーム体という。フレームは一般的に中空構造のパイプ（チューブとも言う）で構成されている。 詳細は「フレーム (自転車)」を参照 フロントフォーク [編集] 前車輪を保持する部分。フロントフォークとフレーム体は転がり軸受けを介して結合される。これを中心として左右に回転することで、操舵を可能としている。 詳細は「フロントフォーク (自転車)」を参照 車輪 [編集] 自転車の「車」たる部分。車体と乗員の重量を支えるのに充分な強度を持ち、同時に人力という脆弱な動力を無駄なく利用するために、抵抗なく滑らかに回転し、重量が軽いことが求められる。また走行の安全のために、スリップすることなく確実に路面をとらえる必要があり、快適性のために振動や衝撃を吸収することも期待される。 車輪に関しては駆動部分も兼ねているので下記の駆動部分の項目で詳述する。 接点部分 [編集] 人間の身体が自転車と接触する部分はペダル、サドル、ハンドルの3点である。この3点は日本では「3つのル」と呼ばれ、特に長時間連続して走行する自転車において快適性に大きく影響する部分である。 ハンドルバー [編集] ストレートハンドル（バーエンドバー付き）操縦操作を行なうと共に乗員の体を支え安定させる為のハンドル。用途によってさまざまな形態がある。 詳細は「ハンドルバー (自転車)」を参照 サドル [編集] 人の臀部を乗せる部分で、乗り手の体重の多くをここで受け止める。 詳細は「サドル (自転車)」を参照 ペダル [編集] 人の脚力を自転車へと入力するための部分。同時に運転操作を行なう際の足場でもある。 ペダルに関しては駆動部分も兼ねているので次項目の駆動部分でも触れる。 詳細は「ペダル (自転車)」を参照 駆動部分 [編集] 人間の筋力を推進力へと変化させる部分。 外装型変速機の外観 横型パンタグラフ式 内装型14段変速機の内部構造駆動系の部品は ペダル クランク ボトムブラケット チェーン スプロケット ホイール ハブ スポーク スポークニップル リム タイヤ の順で動力が伝わる。 この間に、 変速機 のような動力の効率を高める装置が組み込まれる場合がある。 動力伝達部分 [編集] ペダル 最初に動力を受け、クランクへと伝える部分。競技用車両などのペダルには脚や靴をクリップ（トウクリップとトウストラップ）や専用の金具（クリート）で固定するもの（ビンディングペダル）もある。 クランク 人間の足の上下往復運動を回転運動に変化させる、フレームのボトムブラケットシェルを中心に回転する部分。クランクはボトムブラケット（BBまたはハンガーとも）という軸受けを介してフレームに接続される。 一般に車体右側のクランクには歯車が組み付けられ、ここにチェーンを掛けることで後輪に回転を伝える。この歯車は機械工学的にはスプロケットと呼ばれるものであるが、自転車においては車輪側に取り付けられるスプロケットとの混同を防ぐためにチェーンホイールと呼んで区別する。 チェーン クランクからの動力を後輪に伝達する重要な役割をする。自転車用には19世紀末の安全型自転車になってようやく登場し、それまでは前輪の軸がクランクと直結していた。なお、初期の自転車用チェーンはブロックチェーン (block chain) という物で、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 正確に言えばクランクのチェーンホイールも含め、チェーンと噛み合う歯車全般をスプロケットと呼ぶが、上述の通り自転車では後輪ハブに取り付けられるものに限定してスプロケットと呼んでいる。チェーンで繋がったクランクからの動力を車輪に伝える役割をする。なお、英語では Cog と呼ぶこともある。 一般にスプロケットの近傍または内部にはフリーホイール機構（略称・フリー）が組み込まれており、これによって走行中に足を止めて惰性で走り続けることができる。この機構は安全型自転車の後期になって普及したもので、それ以前は走行中にペダル上で足を止めて休むことはできなかった。現在でもある種の競技用自転車にはフリーホイールを持たないものがあり、これを固定ギヤまたはフィクスド・ギヤ (Fixed Gear) などと呼び、ペダルの動きに合わせて、前転もすれば後転もする。固定ハブを使用した自転車で急にペダルの動きを止めると転倒する恐れがあるので注意を要する。 スプロケットには一つしかないもの（シングルスピード）の他、外装変速機を構成する要素として、大小のスプロケットが重ね合わさったものがある。後者の中でフリーホイール機構がスプロケットに一体に組み込まれているものにフラッシュフリーとボスフリーがあり、フリーホイール機構からスプロケットのみを分離、交換できるものをカセットスプロケットと呼ぶ。ハブ側にフリーホイール機構が組み込まれており、カセットスプロケットを直接組み付けることができるハブがフリーハブである。 ホイール 中心部のハブ、そこから伸びるスポーク、環状のリム、リムを固定しているニップルからなる。 前輪：フロントフォークの先端に軸が固定され、ハンドル操作により左右に舵を切る。 後輪：フレーム体後端に軸が固定され、動力を受けて推進力発生させる。 上記の役割が決まったのは安全型自転車の登場以来で、それ以前のベロシペードおよびペニー・ファージングまでは動力の駆動と操舵双方を前輪で行っていた。現在ではリカンベントの一部などにこの方式が僅かに見られる。 ハブ 内蔵された転がり軸受けを介して車軸が通されており、これを中心に滑らかに回転する。車軸はフレームおよびフロントフォークのエンド部に固定される。 ハブには前輪用、後輪用と2種類あり、細部の寸法と形状が異なるため、ごく一部の例外を除いて前後のホイールを入れ替えて使用することはできない。 スポーク ハブとリムとつなぐ棒状のものであり、ハブ本体とリムをつなぐ役割を果たす。スポークの一端は、一般にハブのフランジ部に引っ掛ける形で固定するために曲がっており、先端は釘の頭のように潰されている。もう片一方の先端にはねじ山が切られている。 詳細は「スポーク」を参照 リム 正確にはホイール・リムという。車輪の円周部分。スポークに対応する数の穴が開いており、ここにスポーク・ニップルという特殊な形状のナットでスポークの端部が止められ、ハブとの位置関係が固定される。またリムがタイヤをつなぎとめる役割も果たしている。つなぎとめる方法はタイヤの種類によって変わる。（自転車用タイヤを参照） タイヤ 動力を路面に伝える部品。ここでペダルより与えられた動力は推進力となる。走行効率、快適性において非常に重要な役割を担う。 大多数の自転車用タイヤはゴムと繊維類を組み合わせた複合材料から成り、内部に圧縮された空気を充填した空気入りタイヤである。空気入りタイヤは軽量で振動が少なく、転がり抵抗の少なさと接地力（グリップ力）を併せ持つたいへん優れたタイヤであるが、パンクなどのトラブルの可能性が避けられない。そのため様々なパンク回避技術の開発が行なわれているが、走行性能とパンク回避の完全な両立はなされていない。 詳細は「自転車用タイヤ」を参照 変速部分 自転車のギア比を変える装置のこと。自転車には必ずしも不可欠な機能ではないが、人力という限られた動力を効率よく利用できるようになるので、長距離を高負荷で走行する目的の自転車にはほとんど取り付けられている。また、低速でのふらつきを抑え安定性を高める効果も得られるため、短距離を低負荷で走行する目的の自転車にも装備されることがある。 大まかな分類としては外装式と内装式がある。 内装変速機は一般に後輪のハブに内蔵されるものが多いため、ハブギアとも呼ばれる。遊星歯車機構の原理によりギア比を変更する。 外装式のものは特にディレーラーと呼ぶことがあるが、ディレーラーは本来、外装変速機を構成する一部分にすぎない。ただ最も象徴的な部分であるため、「ディレーラー付きイコール外装変速機付き」と認識されてきた。 詳細は「変速機 (自転車)」 制動部分 サイドプル・キャリパーブレーキ（デュアルピボットタイプ） ブレーキ [編集] 速度を減ずる装置で、自転車の安全性を司る極めて重要な部分である。これを前後両輪に備えない自転車は、日本の道路を走行することが法的に許されない[7]。 その重要性ゆえに、古来より幾多の改良工夫が繰り返されており、さまざまな形式が存在する。 詳細は「ブレーキ (自転車)」 その他 走行機能とは関係のない装備。自転車本来の機能とは関係はないが、安全面から装着することが法令で義務付けられているものもある。 前照灯・尾灯・反射器材（リフレクタ） ベル どろよけ（マッドガード） スタンド バックミラー 部品・素材の進化 フレームの素材 車輪の変化 ブレーキ サスペンション タイヤ・チューブ
自転車の利用
各国の状況 [編集] 自転車に乗る小学生自転車利用は各国それぞれに固有の特徴がある。 西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。「自転車利用の進んだ国の多くでは、平坦な地形、雨が少ないなど自転車に適した環境がある」と、国土の自然環境として解説されることも多いが、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、これにより公共交通機関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、ドイツ等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（レンタサイクル、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、パリのヴェリブはその中でも代表例で、利用者・台数が多い[要出典]。 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部を除きレジャー・スポーツでの自転車利用が中心である。しかし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。 南アメリカの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。 中華人民共和国では1990年代に自転車交通の混沌が言われていたが、2000年代になると車道における自転車レーン整備が促進されるようになった。（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の普及がなされ活況を呈している。 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 詳細は「日本の自転車」を参照 日本の自転車普及率は世界的に見ても非常に高い。保有台数は8,481万台（2000年）で、人口1.5人あたり1台にのぼる。これは国際的に比較しても西欧で特に自転車利用が多いオランダ、デンマーク、ドイツ、ノルウェー、スウェーデンに次ぐ水準であり、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大幅に上回る[8]。 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言う認識であるのに対し、日本においては歩道を走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など、深刻な事故が近年社会問題となっている。 日本の自転車利用は日本の自転車#自転車の利用 問題点の詳細は日本の自転車#自転車にかかわる問題 自転車と職業 自転車でパトロールするイギリスの警察官自転車を使う職業の代表は郵便配達だが、英国では1880年に自転車による郵便配達が始められ、現在でも約3万7000人の配達員が自転車を利用している。また新聞配達や出前など、自転車を使う職業は多い。自転車便など、都市部における輸送手段として利用されることもある。 英国の警察は1896年から自転車によるパトロールを始めた。日本の警察は自動車とオートバイによるパトロールに切り替えているが、交通渋滞の激しい都心部では自転車の機動性を鑑みてあえて自転車によるパトロールを行なっている場合もある。国によっては交通渋滞の多い都市で自転車パトロールを復活させるところもある（アメリカではニューヨーク、ロサンゼルス、サンフランシスコの各市警に「バイシクルユニット」という専従のチームがあり、「POLICE」のマーキングを入れた警察専用のMTBも製造されている）。 自転車と軍隊 折り畳み自転車を背負った第一次大戦時のイタリア兵自転車が戦争に利用されたのはボーア戦争が始まりで、英軍・ボーア軍ともに斥候に自転車を使った。第一次世界大戦ではドイツ軍、フランス軍が兵の移動に自転車を利用した。第二次世界大戦ではイギリス陸軍空挺部隊が輸送機内でかさばらない折り畳み自転車を使用していた。大日本帝国陸軍は日中戦争で5万人の自転車歩兵を動員。マレー半島攻略作戦で活躍して『銀輪部隊』と呼ばれる様になった。スイス陸軍では1891年から2001年にわたって自転車部隊を存続させた。 現在では北朝鮮当局が自転車部隊の存在を発表している[9]。日本では航空自衛隊航空救難団が救難活動現場で使用する為に民生用折り畳み自転車を保有している。 スポーツとしての自転車 競走に使用できる乗物が発明されるとそれによる競技が行われるようになるが、自転車も様々な形態の競技が実施されている。また各競技に最適化される形で自転車の構造も細分化されてきている。 一般人が公道を時間を競わず制限時間内に完走することを目指すブルベ、センチュリーライドなどのサイクリングイベントも、数多く開催されている。 自転車と観光 自転車を用いて短いコースをゆっくり探索するポタリングは、例えば京都や鎌倉などの観光地において人気がある。 また数百キロかそれ以上の長距離の都市間、さらに国から国へと移動する自転車旅行も行われている。
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