JP2005067572A - 体重を駆動力とする乗物 - Google Patents

Abstract

【課題】外部エネルギーを消耗せず、騎乗者が上下にペダルを踏むだけで、長期間において駆動力を終始体重と同じレベルに増大させることによって、走行速度の向上、体力消耗の軽減の目的を実現できる人力駆動の乗物を提供することを課題とする。
【解決手段】「承澤」駆動機構と称する伝動ボックスを人力乗物に取り付ける。伝動ボックスには、入力軸と出力軸を平行に取り付け、入力軸にあるラチェットツースのあるスプロケットとギアによって、入力軸の振子運動を出力軸の単方向回転に転換できる。伝動ボックスの前方にある入力軸に踏み板を取り付け、体重の働きで踏み板を上下運動させる。出力軸の上にユニバーサル継手と伝動棒を取り付け、伝動棒の片端と車輪軸にはペアとなるペベルギアを２つ取り付ける。この発明によって、体重を有効に駆動力になり、騎乗者の体力消耗を軽減する目的を実現できる。
【選択図】図１

Description

この発明は体重を駆動力とする二輪車、三輪車、四輪車、水上自転車、ボート、人力飛行機等の人力駆動の乗物に関する。

従来と現今の足の漕ぐ力を駆動力とする騎乗用の一輪車、二輪車及び三輪車等は、駆動時間が長く或いは負荷量が大きく或いは走行速度を上げる或いは斜面を登る際に、駆動力を増大するために体力を消耗しなければならない。このため、騎乗者が疲れを感じやすくなる。このような人力駆動の騎乗用乗物の最大欠点とは、足の力に制限され、駆動力が小さく、体力消耗が大きいため、長時間に終始一定の駆動力を保つことが困難で、速度を上げるには限界がある点である。人力を駆動力としない原動機付自転車、電気自転車、バイクなどモーターを駆動力とする騎乗用乗物の場合は、体積及び重量が大きく、他のエネルギーを頼らなければならない。これまでは、車体の重量の減少、伝動効率の向上、体力消耗の減少、走行速度の向上のために、様様な伝動装置、車体のデザイン、車輪の構造、車体の材質等が発明されたが、しかし、これらのすべては外部エネルギーを利用しない前提で駆動力を増大させることを実現できなかった。

自転車に乗って坂道を下るとき、足で漕がなくても重力の働きで自動車を前進させ、しかも速度が段々あがっていく。この際、体力の消耗は必要としない。自転車レースでは、上り坂のとき、殆どの選手がペダルの上に立つ姿勢を取り、そして坂を登った後はすぐ騎乗姿勢に戻ることをよく見かける。これは騎乗者の最大の駆動力が体重であることを意味する。上述の２つの例によると、騎乗者が自分の体重を利用して駆動力を増大させる理屈はだれにとっても理解が容易である。しかし、現今の自転車に乗ってペダルに立つ姿勢を取って駆動する場合、瞬間的に駆動力を体重まで増大させることができるが、この状態では、騎乗者が疲れやすく、走行が不安定となるため、このような立つ姿勢を短期間しか保つことができない。その理由として、現今の自転車のクランク、チェーンリング、チェーンによる駆動機構が立つ姿勢による体重駆動に適していないからである。このため、体重駆動に適する駆動機構の開発は、外部エネルギーを頼らない前提で駆動力の増大、走行速度の向上を実現できる人力駆動乗物の肝要である。

しかしながら、以上の技術によれば、外部エネルギーを消耗せず、体重のみによって駆動力の増大、走行速度の向上、体力消耗の軽減の目的を実現できる乗物は存在していない。
そこで、この発明は、外部エネルギーを消耗せず、騎乗者が上下にペダルを踏むだけで、長期間において駆動力を終始体重と同じレベルに増大させることによって、走行速度の向上、体力消耗の軽減の目的を実現できる人力駆動の乗物を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するために、第一発明は体重を駆動力とする人力乗物を提供する。入力軸と出力軸を平行に取り付け、入力軸の振子運動を出力軸の単方向回転に転換させる「承澤」駆動機構を有し、密閉性のよい伝動ボックスの前方から突き出した入力軸の上に、左右足交代で上下に踏むことができる駆動用ペダル装置を取り付けたものであり、伝動ボックスの後方から突き出した出力軸の上にユニバーサル継手と伝動棒を取り付け、伝動棒の片端と車輪軸にはペアとなるペベルギアを２つ取り付け、駆動用ペダルの上に体重をかけて左右足交代で踏み続ける。伝動ボックス内の入力軸を左右交代で振子運動させることによって、出力軸を絶えず時計方向に回転させ、出力軸から伝送されてきた駆動トルクで、ユニバーサル継手と伝動棒とペアとなるペベルギアを通して車輪を逆時計方向に回転させ、車体を前進させることを特徴とする請求項１に記載の体重を駆動力とする人力乗物である。

また、第二発明は、前述の「承澤」駆動機構の伝動ボックスについては、入力軸と出力軸を平行に取り付け、入力軸の上にラチェットツースのあるスプロケット一つとラチェットツースのあるギア一つを取り付け、スプロケットのラチェットツースの外側部が時計方向に、ギアのラチェットツースの外側部が逆時計方向に回転できる。また、出力軸の上にスプロケット一つとギア一つを取り付け、入力軸のスプロケットと出力軸のスプロケットをチェーンで繋げ、入力軸のギアと出力軸のギアを互いに噛合わせる。入力軸が時計方向に回転するとき、入力軸のスプロケットがチェーンを通して出力軸のスプロケットを駆動することによって、出力軸を時計方向に回転させる。この時、入力軸のギアと出力軸のギアが互いに噛合っているが、入力軸ギアのラチェットツースの働きで、入力軸のギアが空回転となり、駆動トルクを伝送しない。入力軸が逆時計方向に回転するとき、入力軸のギアが出力軸のギアを駆動することによって、出力軸を時計方向に回転させる。この時、入力軸スプロケットのラチェットツースの働きで、入力軸スプロケットが空回転となり、駆動トルクを転送しない。これによって、入力軸を左右双方交代で振子運動させ、出力軸を終始時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第三発明は、前述の「承澤」駆動機構については、入力軸上のスプロケットとギアのそれぞれのラチェットツースを逆方向に取り付けることによって、入力軸を左右交代で振子運動させ、出力軸を終始逆時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第四発明は、前述の「承澤」駆動機構については、入力軸にラチェットツースのあるスプロケット一つとラチェットツースのないギア一つを取り付け、出力軸にラチェットツースのないスプロケット一つとラチェットツースのあるギア一つを取り付ける。このように二つのラチェットツースの取り付け方向を逆にすることによって、入力軸を左右交代で振子運動させ、出力軸を終始時計或いは逆時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第五発明は、前述の「承澤」駆動機構については、入力軸上のスプロケットと出力軸のスプロケットを繋げるチェーンがベルト車或いはみぞ車或いは縄輪で、ラチェットツースがローラ摩擦式及びエクセントリック扇形摩擦式のものであることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第六発明は、前述の出力軸、ユニバーサル継手、伝動棒及びペアとなる二つのペベルギアは密閉したパイプ内に取り付けられ、このパイプで伝動ボックスと車輪軸とを繋ぐことを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第七発明は、前述のペベルギアはペアとなる二つの環状歯車であることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第八発明は、前述の「承澤」駆動機構については、入力軸にラチェットツースのある二つの歯車を取り付け、二つのラチェットツースを逆方向に取り付け、入力軸の二つ歯車に対して出力軸の上にそれぞれ二つ歯車を取り付ける。入力軸の歯車の一つが出力軸の一つ歯車と噛合い、入力軸のもう一つの歯車が中間ギアを介して出力軸のもう一つの歯車と噛合う。或いは入力軸にラチェットのある歯車とラチェットのない歯車を取り付け、これらに対して出力軸にそれぞれラチェットのない歯車とラチェットのある歯車を取り付け、二つのラチェットの取り付け位置を逆方向にする。これによって入力軸を左右交代で振子運動させ、出力軸を終始時計方向或いは終始逆時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第九発明は、前述の「承澤」駆動機構については、二つのスプロケットと二つのギアのサイズをそれぞれ異なるものにすると、異なる伝動比率を得ることができることを特徴とする人力乗物。

また、第十発明は、前述の「承澤」駆動機構については、出力軸の内側の中にスプラインカップリングを取り付け、スプラインカップリングの片方から突き出した細い棒の上に圧縮ばねを取り付け、その圧縮ばねの弾力でスプラインカップリングが出力軸の軸線に沿って前後移動できることになる。また圧縮ばねはスプラインカップリングの片端のスプライン孔に入れると、駆動トルクを伝送でき、スプラインカップリングの片端のスプライン孔から外すと、車輪が時計方向に回転し、車体が後退できることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第十一発明は、前述の駆動用踏み機構には、入力軸にスプロケットを取り付け、スプロケットの上にチェーンを巻き、チェーンの両端に垂直の上下移動できるペダルを取り付けることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第十二発明は、前述のスプロケットにみぞ車或いは縄輪を取って代わることができ、前述のチェーンをタイミングベルト或いはスチールロープに取って代わることができることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第十三発明は、前述の駆動用踏み装置については、入力軸の上に踏み棒を取り付け、ペダルが踏み棒の両端にヒンジジョイントすることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第十四発明は、前述の駆動用踏み装置については、まず出力軸に踏み棒を取り付け、補助踏み棒と踏み棒の間に適当な間隔を設け、平行に取り付ける。さらに、踏み棒と補助踏み棒の両端にそれぞれヒンジジョイントのペダルを取り付けることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第十五発明は、請求項１に記載の体重を駆動力とする人力乗物において、折畳み台、軸、ハンドル、固定ピン、ばね、引き出すボタンを含む折畳み式のハンドルによって折畳み台の両端にそれぞれ軸を取り付け、ハンドルの片端を折畳み台の中に入れ、軸に回って回転させる。ハンドルの片端に水平或いは垂直の孔があり、ばねが水平方向に沿って固定ピンに片方を押し、固定ピンのもう片方がハンドルの片端にある水平或いは垂直の孔に差し入れ、固定ピンの上に軸線と垂直の方向に引き出すボタンを取り付けることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

また、第十六発明は、前述の「承澤」駆動機構については、二輪自転車、三輪車、四輪車、水上自転車、ボート、人力飛行機など多種多様な人力駆動機器、人力発電機、波力発電或いは潮汐発電装置、内燃機関の回転軸に用いることができることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

以上の説明から明らかな如く第一から第十六の発明によれば、外部のエネルギーを消耗せず、体重のみを駆動力とする人力乗物は、現有の人力乗物と比べ、著しく駆動力を増大させ、走行速度を上げ、騎乗者体力の消耗を減少させることができる。車体の状況、路面の状況、騎乗者の状況等が異なるため、ある具体的な数値で駆動力の増加、走行速度の加速、体力消耗の減少を表すことができないが、しかし、階段上りと下りという簡単な物理的現象を用いて、本発明の長所、効果及びその実用性に関する理解を深めることができる。階段を上る際に、足筋肉の力で体重の重力を克服しなければならない。同じように現行の人力乗物を乗る際に、騎乗者が足筋肉の力で車輪と路面の摩擦力及び体重と車体の重力を克服しなければならない。つまり、階段を上ると人力乗物に乗ると同じように、体力を消耗してエネルギーを増加させなければならない。しかし、階段を下るとき、体力の消耗も少なく、速度も上げやすいのは、重力を借りてエネルギーを増大させた結果である。同じ理屈で、人力の乗物に乗るとき、容易に体重の重力を使えば、体力の消耗を最低限にすると同時に、駆動力を最大限に増加させることが実現できる。

また、第一から第十六までの発明によれば、人力の乗物に乗るとき、上半身は拘束されないので、足が出せる最大出力は騎乗者自身の体重を超えることができないが、「承澤」駆動機構を利用すると、重力の働きで両足をペダルの上に踏むだけで、駆動力を体重と同じにすることができる。

また、第一から第十六の発明によれば、「承澤」駆動機構は 密閉性が良く、構造がコンパクトで、防塵防水、伝動効率が高く、伝動比率が大小調整可能、メンテナンスしやすく、使用寿命が長いという長所がある。

また、第一から第十六の発明によれば、「承澤」駆動機構は現行のクランク、チェーンリンクとチェーンによる駆動機構に取って代わることによって、全体重をペダルに加えることができ、体重を駆動力とする目的を容易に実現できる。本発明は、外部エネルギーを消耗せず、体力消耗が小さく、駆動力の増大及び速度の増加が著しくなる長所がある。その上、「承澤」伝動機構の構造はコンパクトで、防塵防水、伝動効率が高く、伝動比の大小調整可能、メンテナンスしやすく、使用寿命が長いという長所がある。そして、二輪自転車以外に、三輪車、四輪車、水上自転車及び人力飛行機等の乗物に広く活用できる。

発明を実施するための最良形態

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の目的を実現するための重要な「承澤」駆動機構を示す。図１に示すように、密閉性の良い伝動ボックス２の前方から突き出した入力軸Ｉ−Ｉの上に、左右足交代で上下に踏むことができる駆動用ペダル装置１を取り付け、伝動ボックス２の後方からの突き出した出力軸ＩＩ−ＩＩの上に、ユニバーサル継手３と伝動棒４を取り付ける。またさらに、伝動棒４の片端と車輪軸８にペアとなるペベルギア６と７を二つ取り付け、出力軸ＩＩ−ＩＩ、ユニバーサル継手３、伝動棒４及びペベルギア６と７をある一つ密閉したパイプ５の中に取り付ける。伝動ボックス２と車輪軸８とはパイプ５によって繋げる。この装置の働き原理は以下のようになる。駆動用ペダル装置ｆ１のペダル１−３或いは１−６或いは１−８（図５，６，７に示す）の上に体重をかけて左右足交代で踏み続け、伝動ボックス内の入力軸を左右交代で振子運動させることによって、出力軸ＩＩ−ＩＩを絶えず時計方向に回転させる。出力軸ＩＩ−ＩＩから出力されてきた駆動力で、ユニバーサル継手３と伝動棒４とペアとなるペベルギア６よ７を通して車輪９を逆時計方向に回転させ、人力乗物を前進させる。

また、図２と図３は入力軸Ｉ−Ｉの左右振子運動を出力軸ＩＩ−ＩＩの単方向回転に転換する「承澤」駆動機構を実現する二つの実施案を示す。図２に示すように、「承澤」駆動機構の伝動ボックス２の中に、入力軸Ｉ−Ｉと出力軸ＩＩ−ＩＩを平行に取り付け、入力軸Ｉ−Ｉの上にラチェットツースのあるスプロケット２−１一つとラチェットツースのあるギア２−３一つを取り付ける。スプロケット２−１のラチェットツース２−６の外側部の時計方向への回転、ギア２−３のラチェットツース２−７の外側部の逆時計方向への回転を可能にする。出力軸ＩＩ−ＩＩの上にスプロケット２−２一つとギア２−４一つを取り付け、スプロケット２−１とスプロケット２−２をチェーン２−５で繋げ、ギア２−３とギア２−４を互いに噛合わせて回る。入力軸Ｉ−Ｉが細い矢印に沿って時計方向に回転するとき、スプロケット２−１がチェーン２−５を通してスプロケット２−２を駆動し、出力軸ＩＩ−ＩＩを時計方向に回転させる。この時、ギア２−３とギア２−４が互いに噛合っているが、ギア２−３のラチェットツース２−７の働きで、ギア２−３が空回転となり、駆動トルクを伝送しない。入力軸Ｉ−Ｉが太い矢印に沿って逆時計方向に回転するとき、ギア２−３がギア２−４を駆動することによって、出力軸ＩＩ−ＩＩを時計方向に回転させる。この時、スプロケット２−１のラチェットツース２−６の働きで、スプロケット２−１が空回転となり、駆動力を転送しない。このように、入力軸Ｉ−Ｉを左右振子運動させることによって出力軸ＩＩ−ＩＩを終始時計方向に回転させることを実現できる。

また、入力軸Ｉ−Ｉのスプロケット２−１のラチェットツース２−６とギア２−３のラチェットツース２−７の取り付け位置が図２に示す方向と逆である場合、入力軸Ｉ−Ｉを左右振子運動させることによって出力軸ＩＩ−ＩＩを終始逆時計方向に回転させることできるが、しかし、これは人力乗物の走行方向と逆であるため、人力乗物における実用性がない。

また、図２に示すラチェットツースの取り付け方法には４種類の組合せがあるが、その中の２種類の組合せのみ出力軸ＩＩ−ＩＩを終始時計方向或いは逆時計方向を回転させることができる以外、ラチェットツースをスプロケット２−１とギア２−４に取り付ける４種類組合せの中の２種類組合せも入力軸Ｉ−Ｉを終始時計方向或いは逆時計方向を回転させることができる。それ以外のすべての組合せは入力軸Ｉ−Ｉの左右振子運動或いは出力軸ＩＩ−ＩＩの単方向回転を実現できない。

また、図２と図３に示すように、スプロケット２−１とスプロケット２−２はベルト車或いはみぞ車或いは縄輪で取って代わることができる。図２に示すラチェットツース２−６と２−７の構造以外に、ローラ摩擦式及びエクセントリック扇形摩擦式のラチェットツースを用いることも可能である。

また、図３にあるように、入力軸Ｉ−Ｉにラチェットツースのあるギア２−８一つとラチェットツースのあるギア２−１０一つを取り付け、ラチェットツースの取り付け方向を図２と正反対にする。出力軸ＩＩ−ＩＩにギア２−９とギア２−１１を取り付け、入力軸Ｉ−Ｉのギア２−８と出力軸ＩＩ−ＩＩのギア２−９とをお互いに噛合わせる。また入力軸Ｉ−Ｉのギア２−１０と出力軸ＩＩ−ＩＩのギア２−１１とを中間ギア２−１２を介してお互いに噛合わせる。その作動原理は図２の作動原理とまったく同じであるが、図２に示す構造は比較的に合理的だと考えられる。

また、上記実施例において、装置の使用性能に基づき、スプロケット２−１、２−２とギア２−３、２−４のサイズを異なるようにデザインすれば、異なる伝動比率を得ることができる。

また、車輪の後退機能を示す図４によれば、出力軸ＩＩ−ＩＩに孔を開け、その中にスプラインカップリング１４を取り付け、圧縮ばね１３の働きでスプラインカップリング１４がスプラインユニバーサル継手１５の片端にあるスプライン孔と結合する状態になると、駆動トルクの伝動が可能になる。図４に示すように、スプラインカップリング１４を引っ張り出し、スプラインユニバーサル継手１５の片端にあるスプライン孔から外すと、車輪９の後退による駆動トルクを出力軸ＩＩ−ＩＩに伝送できないため、車輪９が時計方向に回転でき、乗物を後退させる目的を実現できる。

また、垂直に上下踏む踏み機構を示す図５のように、スプロケット或いは歯車或いは縄輪１−１を入力軸Ｉ−Ｉの先端に取り付け、ペダル１−３をスライドブロック１−４を通してチェーン或いはタイミングベルト或いはスチールロープ１−２と繋げる。ベダル１−３を左右足交代で踏むとき、体重の働きでペダル１−３が左右のガイドシュー１−５に沿って上下垂直移動する。同時に入力軸Ｉ−Ｉがスプロケット或いは歯車或いは縄輪１−１に従って左右交代で回転し、ペダルに加えられた全体重を駆動トルクに転換し、それを伝動ボックス２に入力し、出力軸ＩＩ−ＩＩによって出力される。

また、１本の踏み棒を用いる駆動用ペダル装置を示す図６によれば、踏み棒１−７を入力軸Ｉ−Ｉの先端に取り付け、ペダル１−６を踏み棒１−７の両端にヒンジジョイントさせ、左右の足でペダル１−６を上下踏むことによって、体重を全部駆動トルクに転換させることができる。

また、２本の踏み棒を用いる平行四辺形の駆動用ペダル装置を示す図７のように、踏み棒１−９を入力軸Ｉ−Ｉの先端に取り付け、補助踏み棒１−１１を支え軸１−１０の上に取り付け、ペダル１−８を踏み棒１−９と補助踏み棒１−１１の両端にヒンジジョイントさせる。左右の足でペダル１−８を上下踏むことによって、体重を全部駆動トルクに転換させることができる。

また、二輪自転車における本発明の人力乗物の実施例を示す図８のように、二輪自転車の上に現行のクランク、チェーンリングとチェーンで構成される駆動機構に取って代わって「承澤」駆動機構を用いる。図８及び図１の１は駆動用ペダル装置、２は伝動ボックス、５は支えパイプ。支えパイプ５の中にスプラインユニバーサル継手１５、ユニバーサル継手３、伝動棒４とペアとなるペベルギア（或いは環状ギア）６と７を取り付ける。本発明の実施例の一つとなる重力自転車の車体及びハンドルは折畳み式となる。

また、折畳み式ハンドル１１の構造を示す図９のように、ハンドル１１−６は軸１１−３を通して折畳み台１１−２とヒンジジョイントし、軸１１−３に沿って回転できる。ばね１１−４の働きで固定ピン１１−５はハンドル１１−６の孔の中に固定される。引き出しボタン１１−１を捻ることによって固定ピン１１−５をハンドル１１−６の孔から外し、ハンドルを開く或いは折畳むことを実現できる。

また、車体の折畳み構造１２を示す図１０のように、前蝶番１２−１と後蝶番１２−２とを蝶番軸１２−３で繋げる。ボルト１２−４とナット１２−５とは固定板１２−６を通して、車体を開く或いは折畳むことを実現できる。

他の実施形態

図１の実施形態では、「承澤」駆動機構を二輪自転車に取り付けることによって実現した体重を駆動力とする人力乗物であるが、他の実施形態では、三輪車、四輪車、水上自転車及び人力飛行機等の人力駆動乗物の上に、クランク、チェーンリンクとチェーンによる駆動機構を取って代わって、「承澤」伝動機構を取り付けることによって、体重を駆動力にする人力乗物を実現するものでもよい。

本発明の実施形態における入力軸の左右振子運動を出力軸の単方向回転に転換する「承澤」駆動機構の駆動車輪原理図である。 及び 本発明の実施形態における「承澤」駆動機構の伝動ボックスの概略構成図である。 本発明の実施形態における車輪の後退機能を実現する概略構成図である。 本発明の実施形態における垂直上下踏み装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における踏み棒が１本のみとなる踏み装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における２本の踏み棒のある踏み装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における「承澤」機構を用いて体重を駆動力とする二輪自転車での実施例の概略構成図である。 本発明の実施形態における折畳みハンドルの概略構成図である。 本発明の実施形態における車体を折畳む概略構成図である。

符号の説明

１ 駆動用ペダル装置
２ 伝動ボックス
３ ユニバーサル継手
４ 伝動棒
５ パイプ
６ ペベルギア
７ ペベルギア
８ 車輪軸
９ 車輪
１０車輪
１１折畳み式ハンドル
１２車体の折畳み構造
１３圧縮ばね
１４スプラインカップリング
１５スプラインユニバーサル継手
Ｉ−Ｉ入力軸
ＩＩ−ＩＩ出力軸
１−１スプロケット或いは歯車或いは縄輪
１−２チェーン或いはタイミングベルト或いはスチールロープ
１−３ベダル
１−４スライドブロック
１−５ガイドシュー
１−６ペダル
１−７踏み棒
１−８ペダル
１−９踏み棒
１−１０支え軸
１−１１補助踏み棒
２−１ラチェットツースのあるスプロケット
２−２スプロケット
２−３ラチェットツースのあるギア
２−４ギア
２−５チェーン
２−６ラチェットツース
２−７ラチェットツース
２−８ラチェットツースのあるギア
２−９ギア
２−１０ラチェットツースのあるギア
２−１１ギア
２−１２中間ギア
１１−１引き出しボタン
１１−２折畳み台
１１−３軸
１１−４ばね
１１−５固定ピン
１１−６ハンドル
１２−１前蝶番
１２−２後蝶番
１２−３蝶番軸
１２−４ボルト
１２−５ナット
１２−６固定板

Claims (16)

1. 体重を駆動力とする人力乗物であって、入力軸と出力軸を平行に取り付け、入力軸の振子運動を出力軸の単方向回転に転換させる「承澤」駆動機構を有し、密閉性のよい伝動ボックスの前方から突き出した入力軸の上に、左右足交代で上下に踏むことができる駆動用ペダル装置を取り付けたものであり、伝動ボックスの後方から突き出した出力軸の上にユニバーサルカップリングと伝動棒を取り付け、伝動棒の片端と車輪軸にはペアとなるペベルギアを２つ取り付け、駆動用ペダルの上に体重をかけて左右足交代で踏み続ける。伝動ボックス内の入力軸を左右交代で振子運動させることによって、出力軸を絶えず時計方向に回転させ、出力軸から伝送されてきた駆動トルクで、ユニバーサルカップリングと伝動棒とペアとなるペベルギアを通して車輪を逆時計方向に回転させ、車体を前進させる特徴を有する人力乗物。
2. 前述の「承澤」駆動機構の伝動ボックスについては、入力軸と出力軸を平行に取り付け、入力軸の上にラチェットツースのあるスプロケット一つとラチェットツースのあるギア一つを取り付け、スプロケットのラチェットツースの外側部が時計方向に、ギアのラチェットツースの外側部が逆時計方向に回転できる。また、出力軸の上にスプロケット一つとギア一つを取り付け、入力軸のスプロケットと出力軸のスプロケットをチェーンで繋げ、入力軸のギアと出力軸のギアを互いに噛合わせる。入力軸が時計方向に回転するとき、入力軸のスプロケットがチェーンを通して出力軸のスプロケットを駆動することによって、出力軸を時計方向に回転させる。この時、入力軸のギアと出力軸のギアが互いに噛合っているが、入力軸ギアのラチェットツースの働きで、入力軸のギアが空回転となり、駆動トルクを伝送しない。入力軸が逆時計方向に回転するとき、入力軸のギアが出力軸のギアを駆動することによって、出力軸を時計方向に回転させる。この時、入力軸スプロケットのラチェットツースの働きで、入力軸スプロケットが空回転となり、駆動トルクを転送しない。これによって、入力軸を左右双方交代で振子運動させ、出力軸を終始時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
3. 前述の「承澤」駆動機構については、入力軸上のスプロケットとギアのそれぞれのラチェットツースを逆方向に取り付けることによって、入力軸を左右交代で振子運動させ、出力軸を終始逆時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
4. 前述の「承澤」駆動機構については、入力軸にラチェットツースのあるスプロケット一つとラチェットツースのないギア一つを取り付け、出力軸にラチェットツースのないスプロケット一つとラチェットツースのあるギア一つを取り付ける。このように二つのラチェットツースの取り付け方向を逆にすることによって、入力軸を左右交代で振子運動させ、出力軸を終始時計或いは逆時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
5. 前述の「承澤」駆動機構については、入力軸上のスプロケットと出力軸のスプロケットを繋げるチェーンがベルト車或いはみぞ車或いは縄輪で、ラチェットツースがローラ摩擦式及びエクセントリック扇形摩擦式のものであることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
6. 前述の出力軸、ユニバーサルカップリング、伝動棒及びペアとなる二つのペベルギアは密閉したパイプ内に取り付けられ、このパイプで伝動ボックスと車輪軸とを繋ぐことを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
7. 前述のペベルギアはペアとなる二つの環状歯車であることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
8. 前述の「承澤」駆動機構については、入力軸にラチェットツースのある二つの歯車を取り付け、二つのラチェットツースを逆方向に取り付け、入力軸の二つ歯車に対して出力軸の上にそれぞれ二つ歯車を取り付ける。入力軸の歯車の一つが出力軸の一つ歯車と噛合い、入力軸のもう一つの歯車が中間ギアを介して出力軸のもう一つの歯車と噛合う。或いは入力軸にラチェットのある歯車とラチェットのない歯車を取り付け、これらに対して出力軸にそれぞれラチェットのない歯車とラチェットのある歯車を取り付け、二つのラチェットの取り付け位置を逆方向にする。これによって入力軸を左右交代で振子運動させ、出力軸を終始時計方向或いは終始逆時計方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
9. 前述の「承澤」駆動機構については、二つのスプロケットと二つのギアのサイズをそれぞれ異なるものにすると、異なる伝動比率を得ることができることを特徴とする人力乗物。
10. 前述の「承澤」駆動機構については、出力軸の内側の中にスプラインカップリングを取り付け、スプラインカップリングの片方から突き出した細い棒の上に圧縮ばねを取り付け、その圧縮ばねの弾力でスプラインカップリングが出力軸の軸線に沿って前後移動できることになる。また圧縮ばねはスプラインカップリングの片端のスプライン孔に入れると、駆動トルクを伝送でき、スプラインカップリングの片端のスプライン孔から外すと、車輪が時計方向に回転し、車体が後退できることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
11. 前述の駆動用踏み機構には、入力軸にスプロケットを取り付け、スプロケットの上にチェーンを巻き、チェーンの両端に垂直の上下移動できるペダルを取り付けることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
12. 前述のスプロケットにみぞ車或いは縄輪を取って代わることができ、前述のチェーンをタイミングベルト或いはスチールロープに取って代わることができることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
13. 前述の駆動用踏み装置については、入力軸の上に踏み棒を取り付け、ペダルが踏み棒の両端にヒンジジョイントすることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
14. 前述の駆動用踏み装置については、まず出力軸に踏み棒を取り付け、補助踏み棒と踏み棒の間に適当な間隔を設け、平行に取り付ける。さらに、踏み棒と補助踏み棒の両端にそれぞれヒンジジョイントのペダルを取り付けることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
15. 請求項１に記載の体重を駆動力とする人力乗物において、折畳み台、軸、ハンドル、固定ピン、ばね、引き出すボタンを含む折畳み式のハンドルによって折畳み台の両端にそれぞれ軸を取り付け、ハンドルの片端を折畳み台の中に入れ、軸に回って回転させる。ハンドルの片端に水平或いは垂直の孔があり、ばねが水平方向に沿って固定ピンに片方を押し、固定ピンのもう片方がハンドルの片端にある水平或いは垂直の孔に差し入れ、固定ピンの上に軸線と垂直の方向に引き出すボタンを取り付けることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。
16. 前述の「承澤」駆動機構については、二輪自転車、三輪車、四輪車、水上自転車、ボート、人力飛行機など多種多様な人力駆動機器、人力発電機、波力発電或いは潮汐発電装置、内燃機関の回転軸に用いることができることを特徴とする請求項１記載の体重を駆動力とする人力乗物。

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