一輪車

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背景

一輪車は、サーカスの公演で伝統的に使用される一輪車です。スポークホイール、ペダル、シートに取り付けられたチューブ状のボディで構成されています。一輪車は自転車のように作られています。個々の部品は別々に製造され、メーカーによってつなぎ合わされます。

歴史

一輪車の歴史は、自転車の発明から始まりました。 Comte De Sivracは、18世紀後半に最初に自転車を開発しました。セレリフェレと呼ばれる彼の装置は、2つの車輪が木製の梁で結合された木製の馬でした。 1816年、このような木製の乗馬用馬は、操舵機構の追加によって改良されました。 1840年、カークパトリックマクミランは、趣味の馬に足で力を与えるメカニズムを導入しました。 1860年代には、ゴム製タイヤ、金属製スポークホイール、ボールベアリングハブの導入により大きな進歩が見られました。 1866年、ジェームズスタンレーは、ペニーファージングと呼ばれるユニークな自転車を発明しました。一輪車のインスピレーションと考えられているのはこの車です。

19世紀後半、ペニーファージングは​​人気のある自転車でした。それは大きな前輪と小さな後輪を持っていました。ペダルクランクがフロントアクスルに直接接続されているため、後輪が空中に浮き上がり、ライダーは少し前に移動します。これにより、ライダーは後輪を空中に置いてどれだけ長く乗れるかを確認し、一輪車が誕生した可能性があります。この発展理論の証拠は、大きな車輪を備えた一輪車を示す18世紀後半の写真に見られます。

一輪車は自転車よりも乗るのに高度な技術が必要なため、一輪車に乗れる人の多くが芸能人になりました。長年にわたり、一輪車愛好家は、シートレスで背の高いキリン一輪車などの新しいデザインを作成するようにメーカーに刺激を与えてきました。 1980年代後半、一部の極端なスポーツマンが一輪車に興味を持ち、起伏の多い地形での屋外一輪車が誕生しました。今日、一輪車は比較的あいまいな乗り物のままですが、今まで以上に一輪車に乗る人が増えています。

デザイン

一輪車は一輪車です。通常、ホイールハブに取り付けられたフレームに取り付けられたシートで構成されます。シートはさまざまなサイズと形状でご利用いただけます。自転車のサドルとは異なり、それらはしばしばわずかに下向きに湾曲し、対称的です。それらはパッドが入っており、ライダーの避けられない転倒の1つでそれらを保護するために、両端に「バンパー」が付いている場合があります。一部のシートは、ライダーがさまざまなトリックを行えるように、前面にハンドルが付いているように設計されています。

シートはシートポストを介してフレームに取り付けられています。利用可能なさまざまなタイプのポストは、高さ調整が可能な方法によって区別できます。最も基本的なシートポストは、一定の間隔で穴が開けられた金属管です。本体にはシートポストを固定するためのボルトを入れる穴もあります。シートを上下に調整するには、ボルトを外し、シートを次の穴に合わせてボルトを交換します。より洗練されたシートポストには穴がありませんが、クランプを介してフレームに取り付けられています。クランプは、シートポストの高さを調整するために、しみまたは六角レンチネジで緩めるか締めます。この設計により、シートの高さをより細かく調整できます。これらの違いに加えて、一部のシートポストでは角度を調整できます。

一輪車のフレームは、ホイールに接続する2つのフォークと、シートポストに接続する中空のチューブを備えた金属構造です。さまざまなデザインが利用可能です。最も単純なのは、フラットフォークがホイールの上にボルトで固定され、シートポストに取り付けられていることです。このデザインのより洗練されたバージョンは、より良い剛性のために湾曲したフォークを持っています。より良いデザインは、四角または丸みを帯びたフォーククラウンを備えた管状のワンピースボディです。これらの構造は弱点が少なく、耐久性があります。

フレームは、ベアリング、ペダルクランク、スポークハブとともにホイールの中央に取り付けられています。ベアリングは、摩擦を減らす鋼の密封されたボールです。ペダルクランクはベアリングに取り付けられており、クランクの端にはペダルがあります。スポークハブは、各ホイールスポークが取り付けられている領域です。ハブは、スポークに取り付けられ、コッター付きまたはコッターレスのシャフトを持つ直線または角度の付いたフランジを持つことができます。

スポークは、厚さが0.08〜0.125インチ（0.2〜0.32 cm）の細い金属管です。一輪車のスポークの数は設計によって異なり、28から48まで可能です。一般に、スポークは多いほど良いです。スポークはホイール上にさまざまなパターンで配置できます。たとえば、3つまたは4つのクロスパターンを持つことができます。さらに、強度と安定性を高めるインターリーブパターンを持つことができます。スポークは一連の穴を通してタイヤのリムに取り付けられています。これらの穴は、スポークの角度に合わせて真っ直ぐにすることも角度を付けることもできます。

一輪車の最後のコンポーネントはタイヤです。標準的な一輪車のタイヤは、断面が丸く、トレッドが平らまたは滑らかです。このデザインは、平らな面でのライディングに最適です。一部の屋外一輪車タイヤは、起伏の多い地形に適した厚いトレッドを備えています。標準的な一輪車のタイヤのサイズは26インチ（66cm）です。

今説明した標準的な一輪車に加えて、他のデザインも利用できます。キリン一輪車は、自転車のようにチェーン駆動される背の高い車両です。標準的な一輪車の高さは約3フィート（0.91 m）ですが、キリンの一輪車の高さは15〜20フィート（4.6〜6.1 m）です。キリン一輪車の記録的な高さは約100フィート（30.5 m）です。別のタイプの一輪車は、アルティメットホイールと呼ばれます。このバージョンには、ホイールとペダルのみで構成されるシートやボディはありません。スポークは通常、ライダーの足首への怪我を減らすために合板ディスクに置き換えられます。 Impossible Wheelは、ライダーが立つホイールとサイドポストで構成されています。この一輪車への挑戦は、自分を推進する方法を見つけることです。最後に、まれなタイプの一輪車は一輪車です。このデザインは、内側にシートが付いた大きなホイールで構成されています。

原材料

一輪車を作るために多くの原材料が使われています。本体は強度と剛性を備えながらも軽量である必要があるため、通常は合金鋼、アルミニウム、チタンでできています。鋼は主に鉄でできている材料です。組み込むことができる他の金属には、アルミニウム、マンガン、チタン、タングステン、バナジウム、およびジルコニウムが含まれる。 1990年代に、炭素繊維などの複合材料が導入され、現在では一輪車のフレームの製造に使用されることもあります。フレームの材質に応じて、焼き付けエナメル、粉体塗装、クロムメッキなどのさまざまなコーティングで保護できます。

金属合金は、リム、スポーク、ペダルクランク、ハブ、シートポストの構造にも使用されています。最も基本的なリムはクロム鋼で構成されています。より洗練された構造は、鋼合金またはクロム鋼合金を使用します。典型的なスポークは亜鉛メッキ鋼でできています。また、ステンレス鋼またはクロムメッキ鋼でできている場合もあります。

一輪車の他のコンポーネントは、さまざまな材料を使用して作られています。ペダルはゴムまたはプラスチックでできています。基本的なペダルは、スピンドル調整なしの頑丈なゴム製のブロック構造です。より良いペダルは、さまざまなサイズのライダーに合うように調整装置を備えた頑丈なプラスチックで作られています。シートは、革やビニールなどのさまざまな素材で作ることができます。また、ポリスチレンまたはポリプロピレンのパッ​​ドを使用することもできます。

製造
プロセス

一輪車の生産は通常2段階で行われます。最初のフェーズでは、個人 一輪車。コンポーネントが作られています。通常、特定のコンポーネントを専門とする別のメーカーがこれを行います。第2段階では、一輪車メーカーがコンポーネントを購入して組み立てます。

フレームの作成

• 1フレーム用のシームレスチューブは、頑丈な鋼のブロックでできています。鋼は加熱され、円筒形に成形されます。このシリンダーは炉に入れられ、白熱します。その後、高圧下で圧延されます。ローリングは鋼を伸ばすか引き出し、中央に穴を開けます。弾丸の形をしたピアサーポイントは、圧延されるときに鋼の中央に押し込まれます。ピアシング段階の後、チューブは一連の圧延機を通過して、不規則な形状や厚さを修正します。
• 2チューブを一輪車のフレームに成形するには、最初にチューブが柔らかくなるまで加熱します。これにより、チューブを曲げて適切な構造に成形することができます。一輪車の設計の1つのタイプでは、フォークを平らにし、端を圧着してシールします。この端も溶接されており、安定性と強度が向上しています。フレームをホイールアクスルに取り付ける場所を提供するために、圧着された端に穴が開けられます。このプロセスは、マシン上または手動で実行できます。シートポストに取り付けられているフレームの一部をローラーを使用して適切な厚さに引き出し、次にカットします。次に、3つのフレームピースが金属製のカプラーで結合されます。金属製のカプラーには、フォークに接続する2つの穴と、3番目のピースに接続する中央の反対側に1つの穴があります。これらのリンクは溶接で閉じられています。
• 3フレームをジグに取り付け、適切に位置合わせおよび成形されていることを確認します。まだ暑いので微妙な調整ができます。余分なフラックスとろう付け金属が除去され、溶接部が滑らかに研磨されます。金属が冷却された後、他の調整が行われる場合があります。
• 4金属フレームを保護し、より魅力的な外観を与えるために、通常はコーティングされています。コーティングは、手作業によるスプレー塗装、またはフレームを自動静電スプレー室に通すことによって行うことができます。この部屋では、フレームに負の電荷が与えられ、正に帯電した塗料がスプレーされます。フレームを回転させて完全にカバーします。その後、仕上げラッカーが塗布されます。一部の一輪車は、塗料の代わりにクロムメッキでコーティングされています。
• 5シートは通常、外部の請負業者によって作成され、工場に出荷されます。シートポストはシートの底にボルトで固定されています。次に、シートポストを一輪車のフレームに挿入し、ボルトまたはクランプで取り付けます。

ホイール、リム、スポーク

• 6リムは、鋼帯を円形のフープに圧延する機械で製造されます。次に、フープが溶接され、さらに成形されます。設定された間隔と角度でリムに穴が開けられます。タイヤのエアノズルにアクセスできるように、リムにも大きな穴が開けられています。
• 7本のスポークがこれらの穴のリムに取り付けられています。スポークの一方の端には、リムの穴にねじ込むニップルがあります。スポークのもう一方の端は、金属製の円盤状のデバイスであるホイールハブに取り付けられています。スポークは特定のパターンでリムの穴とハブに配置されます。スポークはホイールをまっすぐにするために均一な方向に締められます。スポークによるダメージからインナーチューブを保護するために、ライナーがリムの内側に配置されています。
• 8ゴム製のインナーチューブをリムの周りに配置し、アウタータイヤを取り付けます。エアノズルがリムフレームを通して引っ張られ、インナーチューブが適切な空気圧まで膨らまされます。

最終組み立て

9一輪車を完成させるために、さまざまな部品を接続します。フレームは、頑丈な金属管を介してホイールに取り付けられています。ベアリングはペダルクランクと一緒に同じエリアに取り付けられています。アセンブリ全体がナットとボルトで所定の位置にロックされます。一輪車のタイヤが膨らみ、最終調整が行われます。

品質管理

一輪車の各部分が仕様を満たしていることを確認するために、さまざまなテストが行​​われます。品質管理の第一段階は、一輪車部品のサプライヤーによって提供されます。目視検査は、ほとんどの製造プロセスで行われます。プラスチック部品のメーカーの場合、目視検査により、変形した部品や不適切に取り付けられた部品などを見つけることができます。さらに、他の品質管理措置が取られています。たとえば、鋼管メーカーは特定の厚さの管を形成する必要があります。これを行うために、彼らはX線ゲージとして知られている装置を利用します。この機器は生産ラインに直接取り付けられており、厚さの変化が確認された場合にローラーを制御して鋼管のサイズを変更します。

品質管理の第二段階は一輪車製造工場で行われます。入ってくるコンポーネントピースは、仕様を満たしていることを確認するために物理的にチェックされます。たとえば、タイヤの直径を測定したり、フレームの色をチェックしたりします。一輪車が組み立てられた後、品質管理の専門家が明らかな欠陥がないかテストします。たとえば、ホイールを回転させてまっすぐにしたり、ボルトの締まり具合をチェックしたりします。

未来

一輪車の設計は何年にもわたってほとんど変わっていませんが、発明者はより良い自転車を作ることをやめませんでした。これらの試みのほとんどは、一輪車をより安全で乗りやすくすることに関連しています。たとえば、1994年に米国で発行された特許は、傾斜が制限されるように設計された一輪車について説明しています。本発明は、ペダルに取り付けられた接地接点を使用して、ライダーが経験する傾斜の量を制限する。 1999年に発行された別の特許は、初心者のライダーを支援することができるハンドルバーを備えた一輪車について説明しています。これらの新しい設計に加えて、一輪車の他の改善は、車両をより強く、より耐久性があり、より軽量にする新しい複合材料の形で行われる可能性があります。

詳細情報

本

カークオスマー化学技術百科事典。 ニューヨーク：John Wiley＆Sons、1994年。

定期刊行物

Johnson、R.C。「一輪車と分岐点」 American Journal of Physics （1998年7月）。

マーティン、S。「Miyata一輪車。/自転車 （1993年4月）。

その他

一輪車のWebページ。 2001年12月。。

ペリー ロマノフスキー