自転車はフレームや駆動系などの構造的特徴を理解すると、さまざまな種類の特性がよく分かります。
ロードバイクやマウンテンバイク、ミニベロ、クロスバイク、BMXそれぞれの仕組みや歴史背景、道路交通法上の定義を押さえれば、安全で快適な選択が可能です。
CADデータで実物の差異を詳細に確認し、自分に最適な一台を見つけましょう。
このページでは、自転車の構造・分類とCAD活用について解説しています。
自転車の構造や分類
自転車とは、人力により車輪を駆動させ、その推進力を使って、乗り手の操作で、地上を走行する乗り物です。
乗る人の寸法によって、自転車も大きさを変える必要があります。
車道を走る際は、自転車マークの上を走行してください。
構造は、車台となるフレームに、構成する各部品を、組みつけた形となっています。
構成部品は主に、車輪（ワイヤースポークで支えられたホイールとタイヤ）、ハンドルバー、クランク、スプロケット、ローラーチェーン、サドル、ペダル、ブレーキ、前照灯、反射材、警音器、スタンドです。
普段、家庭用などで使用される自転車は、シティサイクルと呼ばれます。
シティサイクルは、前部に荷物用のかごや、後部に荷台が取り付けられることが、一般的です。
競技用など特殊な用途においては、変速機が付いているものや、高速走行に適したドロップハンドル（ハンドル形状が下向きに半円を描いているもの）、急ハンドルや急ブレーキ操作に適した、フラットバーハンドルが用いられます。
最近では、モーターと充電池が取り付けられた、電動アシスト付き自転車が、多く出回っています。タイヤの寸法が小さくなるにつれ、スピードが落ちます。
自転車として扱えるのは、ペダルをこがなければ、モーターが動かないものです。
ペダルがあっても、モーターだけで自走できるものは、電動自転車、または電気自転車と呼びます。
運転免許が必要な、原動機付自転車、あるいは自動二輪車に属します。
原動機付自転車や自動二輪車、自動車も自転車マークの上を走ることができます。
自転車マークは自転車が優先という意味ではありません。
自転車の歴史
それでは、自転車が現在の形に至るまでの流れや、分類と起動装置の仕組みについて説明しましょう。
自転車は、1813年にドイツで初めてその原型が発明されました。
今と違い、往復運動を回転運動に変える装置、クランクもペダルも、チェーンも付いていませんでした。
足で地面を蹴ったら車輪が回るという、原始的な仕組みで、駆動力も良くありません。
その後、ヨーロッパを中心に改良が進みましたが、結局、今のような安全型が開発されたのは、1885年日本での事でした。
自転車はざっくりと、フレームと車輪、そして乗車装置と呼ばれるハンドル、サドル、ペダル、駆動装置に分けることができます。
自転車の駆動装置は、漫画・進撃の巨人に出てくる立体駆動装置を想像していただけると、わかりやすいと思います。
駆動装置は、ペダルで動く駆動ギアと後輪の従動ギアに分かれ、それをチェーンで連動させる事で、「ペダルを漕げば自転車が走る」仕組みを作りだしています。
最近では、安全型自転車に、さらに変速・ギアを付けて、駆動力をさらに高めたロードバイクが、競技者だけでなく趣味として楽しむ人のために、多く流通しています。
とてもスピードができるので、車道の自転車マークの上を進むようにしましょう。
幅広い人が愛用する身近な自転車の種類と仕組み
私達の生活のなかでとても身近な車といえば「自転車」は外せません。スピードが出るロードバイクでも免許がなくても運転できるので、子どもから大人、高齢者の方など幅広い人が愛用しています。
でも意外と知らない自転車がどうして走っているのか？倒れずに走れる理由などの構造面ではないでしょうか。自転車の違いも含め、わかりやすく説明していきたいと思います。
道路交通法における自転車の定義
自転車は道路交通法において、ペダルなどの人力を使って運転する二輪以上の車のことをいいます。ロードバイクは自転車に分類されますが、ストライダーなどは人力によって走行するもののペダルやハンドクランクなどを用いていないので、自転車には該当しません。
構造や大きさにも一定の条件があり、満たしたものを自転車としています。電動アシスト自転車は、人力を補う原動機がついていますが、能力が基準内を満たしているため、自転車に該当します。
自転車の特徴もcadデータや図面を使って比較してみてはいかがでしょうか。図面は無料（フリー）ダウンロードができるので、気軽に利用できるのもポイントです。dxfやjwwなどの違いもありますが、立面図で確認できるのはcadデータならではです。
自転車の走る仕組み
自転車はペダルをこぐと前に進みますが、どうして前に進むのかその仕組を疑問に思ったことはありませんか。足でペダルを踏み込んだときにギヤクランクが周り歯車のギヤが回り、チェーンが動きます。
その力で後輪にあるフリーホイールのギヤを回転させ前に進む仕組みになります。自転車のペダルを逆回転させても後ろに戻らないのは、前に回転したときと同じように力が伝わりますが、逆回転しないようにできているためです。
自転車の構造のなかにある、フリーホイールという部品は自転車の数ある部品のなかでも重要な発明として知られています。ペダルの逆回転を防ぐ目的と、下り坂のときに後輪が回転してもペダルが回らないようにするなどの仕組みを担っています。
また、自転車で走っているときに大きな力を加えなくても楽に走れるなと感じたことはありませんか。これは自転車の横についている大きなギヤと小さなギヤに仕組みがあります。
ギヤの外側にはとがった歯がありますが、この部分にチェーンが引っかかる構造になります。ギヤの回転とチェーンが移動しながら小さなギヤを回します。
ギヤが大きくなるほど歯の数が多くなる仕組みがあるからこそ、ペダルをこいだとき以上に後輪が回転するようにできているのです。なかでも坂道は大きな力が必要になります。自転車は横のギヤと後輪のギヤの大きさの組み合わせが重要になり、進む距離にも違いが出てくると言われています。
自転車の走る仕組みを知るためには、立面図がおすすめです。Cadデータや図面などを上手に使いこなしましょう。dxf jwwなどの保存方法を間違えないようにすること、有料の図面が優れているとは限りません。
無料（フリー）の図面をダウンロードして使うこともできます。Dxfやjwwなどの立面図は構造が立体で見えるので、使わない理由はありません。他とは差別化した営業にも使えます。無料（フリー）ダウンロードでコスト削減にも最適です。
自転車はどうして倒れないの？
自転車で走っているときに誰もが思うのが、どうして倒れないのか？ということではないでしょうか。これは自転車ならではの仕組みがあります。回転しているものは回っている方向と速さを維持しようすることを「ジャイロ効果」といいます。
自転車は、車輪が地面に垂直に回転しています。そのため真っ直ぐに立っているときにジャイロ効果が働いているのです。そのためスピードを上げれば上げるほど、自転車は倒れにくくなる仕組みです。
また、自転車のように動き続けているものは「慣性の法則」が働きます。その動きを続ける力のことを言うのですが、走っている自転車は前に進むのに力が加わることによって倒れにくくなる特徴があります。
他にも前ホークの先端が曲げられていることを「オフセット」といいこの部分があることでハンドルの操作を簡単にしています。さらに、自転車が傾いてしまったときに、その方向にハンドルは傾くようにするなどの工夫で自転車が転倒する危険から守ってくれているのです。
運転している本人も無意識のうちにサドルとハンドルを使って、全身で倒れないように工夫しています。例えば自転車に乗っているときを想像してみてください。自転車が犠打理に傾いたときに乗っている本人が、とっさにハンドルを左に向けています。左に傾いたまま左にカーブするので倒れずに済みます。自転車に乗っていると自然とバランスを取っています。
自転車の倒れない仕組みも立面図だからこそわかることがあります。Cadデータならでは良さもありますし、無料（フリー）ダウンロードを使いこなしてみてくださいね。
街の中でをよく見かける自転車の種類
自転車にはさまざまな種類があり、寸法も違います。そのなかでも一般的な自転車になり、誰でも一度は目にしたことのあるもの中心に紹介したいと思います。ちなみに街のなかをよく走っている日常的な自転車は「シティサイクル」と言います。
ロードバイク
舗装された一般道を速く走る目的で作られた自転車になります。ロードバイクが一般的な呼び方ですが、ロードレーサーと呼ばれることもあります。ロードバイクはシンプルでスタイリッシュな外見です。そのため、自転車初心者にもおすすめできるのが、ロードバイクの魅力と言えます。
ミニベロ（小径車）
小さな寸法の車輪が特徴の自転車になります。ミニベロのベロとは、フランス語の自転車を意味している言葉になります。シティサイクルにも向いている自転車になり小回りが効く使い勝手の良さにも定評があります。
マウンテンバイク
凹凸のある道や斜面でも走りやすいように作られたパワーのある自転車です。地面からの衝撃を守りつつ、吸収してくれるのでどんな道でも走れます。太いタイヤやサスペンションなどに特徴があります。
クロスバイク
マウンテンバイクとロードバイクの中間的な存在です。クロスバイクによってもどちらの構造に近いのかが変わるので、自転車に何を求めるのかによっても違います。トレッキングバイクや、フィットネスバイクなどと呼ばれることもあります。
バイシクルモトクロス
BMXとも呼ばれる自転車になり、車輪の直径寸法が20インチ以下の小さな車輪のことをいいます。起伏のあるコースでも安定的に走れますし、ジャンプ台にも向いています。タイヤの寸法が小さい分、安定性があるのも特徴です。
まとめ 自転車のCadデータで詳細に特徴の違いを実感する
自転車の特徴や種類について説明しました。一般的に知られているシティサイクルやロードバイクだけでなく、さまざまな種類があり、寸法もそれぞれ違います。それらに最適な使い道があるのもわかっていただけたのではないでしょうか。
Cadデータの立面図を使えばより詳細に自転車の違いを実感できるはずです。無料（フリー）ダウンロードもありますし、初心者でも使いやすい図面がたくさんあります。Cadを使いこなすと、こんなこともできるのか！と新しい発見が生まれるのではないでしょうか。