JP2007501165A - 移動補助車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】多くの機能上の制限を満たす。
【解決手段】人力車両(100、560)は、推進用の軸まわりに各々回転可能な被動車輪(110)を含む多数の走行車輪上に支持された構造フレーム(105)、操作者を支持するためのフレーム(105、554)に固定された座席(115)、被動車輪(110)の上方に配置され座席(115)に座った操作者が手で回転可能な手動クランク(250)および座席の枢軸まわりに座席(115)の枢動によって後輪(120)が枢動し、車両(100、560)を操向するように座席(115)に操作可能に連結された操舵後輪(120)を含む。
【選択図】 図1

Description

本発明は、移動補助装置、および特に、健常者はもちろん、身体的障害のあるユーザーもしくはリハビリ中のユーザーのための車輪付き車両に関する。
車椅子を設計するにあたり、乗り心地よく操縦できない種類の地形および変化に富んだ環境を考慮した場合、非常に限られた移動性しかもたらされなくなる。
三輪および四輪の補助移動装置の両方を含め、従来の設計からは変形や改造が多く派生している。が、残念ながら、これらの設計の多くも、広範囲の環境および変化に富んだ地形に適用される場合重要な制限を有し、次のうちの一つまたはそれより多くの組み合わせによって制約を受ける。すなわち、でこぼこの地面上での横転のリスクが高い;わだち、石もしくは舗装道路の欠片等の小さなもしくは中くらいの大きさの障害物を乗り越えるのが困難である;手および手首に関する疲労もしくは負担の発生率が高い;片手もしくは片腕が不自由な搭乗者には操作できない;本来の設計において特有の制約を受けているために車両の乗り降りが困難となっている;操向・操舵および推進機能が使いづらいもしくは非効率である。これらの多くの機能上の制限を満たす車両が望まれている。
ある態様によると、本発明は、構造フレーム、回転するようフレームの前方部分に配置された軸に取り付けられた二つの前輪、フレームに固定された座席であって、前輪の間に位置して座席枢軸まわりに枢動するようにされた座席、および座席の後方のフレームに取り付けられて当該後輪のキングピンの軸を定めている操舵後輪、を有する人力車両であり、車両を操向するため座席が座席枢軸まわりに枢動するとキングピン軸まわりに枢動するように後輪が座席に操作可能に連結されていることを特徴とする。
別の態様によると、本発明は、構造フレーム、回転するようフレームの前方部分に取り付けられた二つの前輪、フレームに固定された座席であって、前輪の間に位置して座席枢軸まわりに枢動するようにされた座席、座席の後方のフレームに取り付けられ後輪キングピン軸を定めている操舵後輪であって、座席が座席枢軸まわりに枢動すると後輪がキングピンの軸まわりに枢動して車両を操向するように可撓チェーンアセンブリによって座席に操作可能に連結された後輪、および座席と構造フレームを接続し座席をニュートラル枢動位置に向かって付勢するニュートラル付勢アクチュエータを備えた人力車両であることを特徴とし、ここで座席の枢軸は車両の前方に向かって約25〜75°の間で傾斜し、また少なくとも二つの前輪の一方は、車両を推進するため手で操作可能なクランクに操作可能に接続される。
別の態様によると、本発明は、構造フレーム、回転するようフレームの前方部分に取り付けられた二つの前輪、フレームに固定された座席であって、前輪の間に位置して座席枢軸まわりに枢動するようにされた座席、座席の後方のフレームに取り付けられ後輪のキングピンの軸を定めている操舵後輪であって、座席が座席枢軸まわりに枢動するとキングピンの軸まわりに後輪が枢動して車両を操向するように可撓チェーンアセンブリによって座席に操作可能に連結された後輪、および座席と構造フレームを接続し座席をニュートラル枢動位置に向かって付勢するニュートラル付勢アクチュエータを備えた人力車両であることを特徴とし、ここで座席の枢軸は実質的に垂直であり、また少なくとも二つの前輪の一方は、車両を推進するため手で操作可能なクランクに操作可能に接続される。
ある実施形態では、座席の枢軸は実質的に垂直である。別の実施形態では、座席の枢軸は車両の前方に向かって傾斜して約25〜75°、より好ましくは約35〜50°、最も好ましくは約45°の傾斜角度が定まっている。座席は、少なくとも二つの枢動点まわりにこの傾斜角度で枢動する。
ある実施形態では、車両の少なくとも二つの前輪の一方は、車両を推進するため手で操作可能なクランクに操作可能に接続される。車両は、手で操作可能な二つの独立したクランクを含んでもよく、各クランクは対応する方の前輪に操作可能に接続されている。別の実施形態では、車両において手で操作可能なクランクは、前輪の上方に配置された実質的に垂直な軸のまわりに回転可能に取り付けられている。手で操作可能なクランクは、クランクスプロケットを含み得、前輪はホイールスプロケットを含み得、クランクスプロケットは確実に係合するような手段でホイールスプロケットに結合されている。ホイールスプロケットは、フリーホイールスプロケットによって車輪に結合することができる。
別の実施形態では、手で操作可能な独立したクランクの各々は、マイターギアを駆動するようにされており、二つの前輪の各々は、ベベルギアによって駆動されるようにされている。クランクマイターギアは、確実に係合するよう駆動軸によってホイールハブのベベルギアに結合されている。ハブベベルギアは、前輪が正回転するよう前輪ハブに装着されている。
ある実施形態では、座席は、可撓チェーンによって後輪に操作可能に接続されている。チェーンは、座席に固定された駆動スプロケットおよびホイールに固定された被駆動スプロケットまわりに巻き掛けられていてもよく、チェーンは駆動スプロケットおよび被駆動スプロケットの間で交差している。座席は、後輪に操作可能に連結されてステアリング比を約3:1〜6:1、好ましくは約4.5:1に規定する。
別の実施形態では、座席は、可撓ケーブルによって後輪に操作可能に接続されている。ケーブルは、座席に固定された駆動滑車およびホイールに固定された被駆動滑車まわりに巻き掛けられていてもよく、ケーブルは駆動滑車および被駆動滑車の間で交差している。
別の実施形態では、座席アセンブリは、一つ以上のマイターギア、ベベルギアおよび駆動軸によって後輪アセンブリに操作可能に接続されている。座席アセンブリは、垂直軸上で回転し、ベベルギアを回転させるようにされている。後輪アセンブリは、マイターギアによって回転させられるようにされている。座席アセンブリのベベルギアは、駆動軸によって後輪アセンブリのマイターギアに確実に係合するよう結合されている。
別の実施形態では、座席アセンブリは、駆動スプロケット、チェーン、被駆動スプロケット、駆動軸および二個のベベルギアによって後輪アセンブリに操作可能に接続されている。座席アセンブリは、水平軸上で回転し、駆動スプロケット、チェーン、および被駆動スプロケットを回転させるように取り付けられている。後輪アセンブリは、ベベルギアによって回転するように取り付けられている。座席アセンブリの被駆動スプロケットは、駆動軸によって後輪アセンブリのベベルギアに確実に係合するように結合されている。
別の実施形態では、座席アセンブリは、一つ以上のベルクランク、油圧シリンダーおよび油圧パイプによって後輪アセンブリに操作可能に接続されている。座席アセンブリは、垂直軸上で回転し、前部ベルクランクを回転させるように取り付けられている。後輪アセンブリは、後部ベルクランクによって回転させられるように取り付けられている。座席アセンブリのベルクランクは、油圧シリンダーおよび油圧パイプによって後輪アセンブリのベルクランクに確実に係合するよう結合されている。
別の実施形態では、座席アセンブリは、ピニオンギアおよびギアラックによって後輪アセンブリに操作可能に接続されている。座席アセンブリは、垂直軸上で回転し、前部ピニオンギアを回転させるように取り付けられている。後輪アセンブリは、後部ピニオンギアによって回転させられるように取り付けられている。座席アセンブリのピニオンギアは、ギアラックによって後輪アセンブリのピニオンギアに確実に係合するよう結合されている。
車両は、手で操作可能な独立した前部ブレーキおよび後部ブレーキをさらに含んでもよい。本発明のさらなる実施形態によると、車両は、座席と構造フレームを接続し座席をニュートラル枢動位置に向かって付勢するアクチュエータを含む。ある実施形態では、アクチュエータは、例えば調整可能な加圧シリンダーもしくはバネである。別の実施形態では、前輪は、ホイールに渡されたフォークによって、フレームに固定されたそれぞれの軸まわりに回転するよう各々取り付けられる。別の実施形態では、前輪は、各々フレームに固定されたそれぞれの片持ち軸まわりに回転するように取り付けられる。ある実施形態では、安定性を改良するために、前輪は互いに向かって傾けられて、垂直に対して正のキャンバー角となっている。ある実施形態によると、座席は静止状態の操作者および車両を合わせた重量の約20〜40パーセントが後輪に掛かるような位置にある。
ある実施形態によると、車両は、座席の下に設置された操向アセンブリのアラインメント装置を含み、該装置は、ステアリング駆動スプロケットに取り付けられた軸カラーを含む。軸カラーは、垂直の座席柱軸上に取り付けられており、一つ以上の止めネジによってある位置に固定されている。軸カラー内に設置された止めネジを緩めると、座席柱軸に対する駆動スプロケットの調整が可能になり、それによって後輪の位置に対する座席位置の位置関係を調整できる。
本発明のさらなる実施形態によると、車両は、後輪フォークと構造フレームを接続するダンパーを含んでもよく、後輪フォークアセンブリの過度の回転運動を防ぐことによって操向性および操縦性の向上が可能となる。別の実施形態では、ダンパーは垂直のステアリングチューブおよび車両フレームに装着された両方向ねじりバネであり、あらゆる回転力に減衰効果をもたらす。
本発明のさらなる実施形態によると、車両は、手で操作可能なクランクのそれぞれに取り付けられた二重位置ハンドルを含んでもよい。ハンドルの位置は、円状クランク操作用の水平位置もしくは前後に往復するレバークランク操作用の垂直位置のいずれでもよい。
本発明のさらなる実施形態によると、車両は、一つ以上のロッキングブレーキおよび一つ以上の格納式の足載せ台を含んでもよい。ロッキングブレーキは、フレームに取り付けられた格納式のピンおよび各前輪に取り付けられたブレーキディスクと形状結合的に係合する。格納式の足載せ台は、車両フレームの前方位置に取り付けられている。
本明細書に記載された移動補助装置は、広範囲の背景および条件の下での高度な移動性という点につき、安全で、効率的かつ改良されたアプローチを提供することができる。また、該装置は多数のリハビリ機能を可能にすると同時に、健常者に対しても娯楽的なクロストレーニングの機会を提供する。特に下肢に障害のあるユーザーおよび上半身の力が中程度であるユーザーの移動性の向上という点において有用である。車両の操向や推進のモードは、そのようなユーザーに特有の肉体的能力を補完することに適応するよう構成することができる。ユーザーの移動性を向上することに加えて、これらの車両は健康によいという利益およびリハビリに役立つという利益を提供することが可能である。
本発明のある実施形態は、特に制限された屋内空間において移動性を提供することに好適であり、一方では荒れたもしくはでこぼこの屋外地形に対して優れた移動性をも提供する。ある実施形態では、軸駆動推進力およびコンパクトなフレーム設計を利用する。
本発明の一つ以上の実施形態の詳細を、添付図面および以下の記載において明らかにする。本発明の他の特徴、目的、および利点は、記載および図面から、また請求項から明らかになるであろう。
説明を目的とする実施形態の記述全体を通して、図においては、異なる図であっても同様の参照番号は概して同様の構成要素を指すことを理解されたい。
図1、2Aおよび2Bを参照すると、車両100は、構造フレーム105、二つの前部駆動輪アセンブリ110a、110b(以下110と総称する)、座席115、および操舵後輪アセンブリ120を有する。ある実施形態では、フレーム105はチューブ状の構造であり、後輪アセンブリ120を支持するため延長部125を備えた水平の等辺三角形から成る。二つの前部駆動輪アセンブリ110は、座席115の前のフレーム105の前方部分に取り付けられている前部フォーク130a、130bを含んでもよい。
座席115は、二つの前部駆動輪アセンブリ110の間かつ後方のフレーム105に回転可能に取り付けられている。座席115は、座席115が回転すると後輪アセンブリ120が回転して車両100の操向に変化を与えるように後輪アセンブリ120に操作可能に接続されている。座席115は、座席ベース117および座席背もたれ119を含むという利点があり、座席ベース117は後方へ傾斜して搭乗者の座席115内での位置を良好に保つ。いくつかの実施形態では、座席ベース117の垂直方向の高さは調整可能であり、座席背もたれ119の傾斜角度が調整可能である。座席は、ガラスファイバー、金属もしくは他の実質的に硬質な材料から構成されてもよい。あるいは、座席115は、座席ベース117および座席背もたれ119上の快適性を改良するためその上に織られたメッシュ生地を有するアルミニウムのレール(図示せず)を備えた単純なプラットフォームである。座席115は、搭乗者の快適性を向上させ疲労を減少させるため発泡材料もしくは他の弾性材料の層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、車両は、足載せ台128を含む。足載せ台128は、前部駆動輪アセンブリ110の間のフレーム105の前方下部分に装着される。搭乗者の足を受けて支えるため適切に構成されたレスト(図示せず)が、足載せ台128に沿って含まれてもよい。
後輪アセンブリ120は、後部フォーク132、後部タイヤ134を支持するための後部ハブとリムの組み合わせ133を含んでもよい。ある実施形態では、後部タイヤは、車両100の搭乗者の快適性および安定性の向上のため大径となっている。前部駆動輪アセンブリ110は、前部駆動ハブ140a、140b、スポーク141もしくはハブをリムに取り付ける他の手段、前部タイヤ150a、150bを支持するためのリム145a、145bを含む。ある実施形態では、前部駆動ハブ140は、図1に示すように従来の自転車型のハブである。別の実施形態では、前部駆動ハブ140は、一つの車椅子型の取付台399(図14)によって支持された片持ち型の軸とハブの組み合わせである。ある実施形態では、前部フォーク130は、24インチ自転車のフォークであり、付加的強度を与えるためガセット(図示せず)を含んでもよい。
車両100は、ユーザーが独りでもしくは最小限の補助で座席115に乗り降りすることができるよう構成されているという利点がある。ある実施形態では、ユーザーは、前部駆動輪アセンブリ110の間の車両100の正面から座席115に乗り降りする。車両に乗り降りすることは、ユーザー毎の能力および障害の組み合わせによって異なりうる。車両100の全体の寸法および形状は、ユーザーの体格および移動装置の意図される用途(例えば、屋内もしくは屋外使用)に適応するよう変更してもよい。ある実施形態では、座席115は、静止状態において操作者および車両100の合計重量の約20〜40パーセントが後部タイヤ134にかかるように前部駆動輪アセンブリ110の後方のフレーム105上に設置されている。フレーム105の形状および後輪134の直径は、特にでこぼこの地形上で車両100の安定性向上のため比較的低い重心となるようにする。いくつかの実施形態では、前部駆動輪アセンブリ110は、フレーム105上で互いの向きに傾斜して鉛直線に対するキャンバー角が付され(図10参照)、全体的な車両安定性を向上させる。
フレーム105は、車両100の意図された用途によって例えば、アルミニウム、鋼、もしくは鋼合金を含む材料範囲から構成されてもよい。ある実施形態では、フレーム105は、主に1 1/4インチの4130クロムモリブデン管で構築され、該管はガス金属アーク溶接(MIG溶接)されている。4130クロムモリブデン管は、高い強度/重量比を提供する。
ここで図2A、2B、3および4を総じて参照すると、ある実施形態では、車両の操向は、実質的に垂直である軸160まわりに座席115を回転させることによってなされる(図4)。座席115は、操向支持軸170の上部端に設けられたプラットフォーム165に取り付けられている。座席操向支持軸170は、軸受アセンブリを備えるフレームに回転可能に取り付けられて座席115の自由回転を可能にしている。駆動スプロケット、滑車もしくはチェーン輪175は、座席支持軸170の下端に取り付けられている。後部フォーク132は、フォーク操向チューブ198に装着され、ヘッドセットもしくは他の軸受アセンブリを備えたフレーム105に回転可能に取り付けられた被駆動後部スプロケットもしくは滑車180を含む。被駆動後部スプロケットもしくは滑車180は、フレーム105上の軸受表面の下方のフォーク操向チューブ198に装着される。
ある実施形態では、チェーン185は、操向駆動スプロケット175および後部被駆動スプロケット180の周囲に巻き掛けられて、座席115と後輪アセンブリ120を操作可能に接続している。チェーン185は、例えば、可撓チェーン、ローラーチェーン、ケーブルもしくはナイロンベルトであってもよい。チェーン185は、駆動スプロケット175および後部被駆動スプロケット180の周囲に配置されており、図1、2Aおよび2Bに示すように「8の字」の形で交差しているという利点がある。チェーン185は、チェーン185の張力の調整やチェーン185が駆動スプロケット175および後部被駆動スプロケット180から外れるのを防ぐことを可能にするターンバックル190a、190bを含み得る。いくつかの実施形態では、駆動スプロケット175の相対的な位置を調整してチェーンラインを駆動スプロケット175と後部被駆動スプロケット180の間に適切に確立することが可能である。
図2Cを参照すると、車両100のある実施形態は、座席115の下に設置された操向アラインメントアセンブリ191を含み、該アセンブリは操向駆動スプロケット175に取り付けられた軸カラー192を含む。軸カラー192は、座席操向支持軸170上に配置されており、止めネジ194によって正しい位置に固定されている。
軸カラー192内に設置された止めネジ194を緩めると、座席操向柱軸170に対する駆動スプロケット175の位置を調整することでき、それによって後輪アセンブリ120の位置に対する座席位置の位置関係を調整できる。
図2Cおよび2Dを参照すると、ある実施形態では、座席操向アセンブリ114は座席115、座席プラットフォーム165、座席操向支持軸170、アクチュエータ195、駆動スプロケット175、操向軸カラー192および操向軸カラー止めネジ194から成り、その一端でプラットフォーム165に、他端でフレーム105に接続された状態でこれらの間に配置された少なくとも一つのアクチュエータ195を含む。車両100をターンさせるため座席115を回転させると、アクチュエータ195は座席115を戻す方向に付勢され、その結果後輪アセンブリ120が中央のまっすぐ前方位置に向かって付勢される。アクチュエータ195は、予め張力を加えられた調整可能なバネ、調整可能な加圧シリンダー、もしくは同様の付勢装置であってもよい。ある実施形態では、アクチュエータ195は、例えば、搭乗者の重量および車両100の意図された用途に対応するよう調整される。
運転中に、搭乗者が座席115を一方向に回転させると、交差したチェーン185は、後輪アセンブリ120を反対方向に回転させるが、車両は座席115の回転方向一致した方向にターンする。図2Bに示すように、座席115を右に向かって回転させると、結果として後輪アセンブリ120が左に向かって回転する。この結果車両100が、座席115の回転方向と同じく右にターンする。
図5を参照すると、ある実施形態では、車両は後輪フォーク132と構造フレーム105を接続するダンパー197を含んでもよく、後輪アセンブリ120の過度の回転運動を防ぐことによる操向性および操縦性の向上が可能となる。ある実施形態では、ダンパー197はフォーク操向チューブ198およびフレーム105に装着された両方向ねじりバネであり、あらゆる回転力に減衰効果をもたらす。
ここで図6を参照すると、第二の実施形態では、車両100の操向は座席115を座席の枢軸200まわりに回転させることによって成され、該枢軸は車両100の前方に向かって傾斜して傾斜角度Dが定まっている。傾斜角度Dは、好ましくは約25°〜75°、より好ましくは約35°〜50°、最も好ましくは約45°である。ある実施形態では、座席115は座席枢軸200に沿って位置する上部枢軸取付点205および下部枢軸取付点210で吊るされて該点まわりに回転する。
上部取付点205は、座席背もたれ119の高い位置に取り付けられており、下部枢軸取付点は、座席ベース117の前の方の部分に取り付けられている。座席115の回転角度は実質的に後輪アセンブリ120の回転角度に反映されて同様の大きさになるわけではないため、図1〜2Cを参照して前述したように、改造した操向リンク機構が利用される。チェーン215は、後輪アセンブリ120の後部スプロケット180の周りに巻き掛けられている。ターンバックル190a、190bのチェーン215の各端部に装着された二本の操向ケーブル220a、220bは、後輪アセンブリ120の後部スプロケット180をケーブル取付点225a、225bで座席115に操作可能に接続する。ある実施形態では、操向ケーブル220は、ターンバックル190および座席115に取り付けるためかしめられた端部を有する航空機ケーブルである。
チェーン215は、図6、7Aおよび7Bに示すように、後部スプロケット180まわりで交差して「8の字」形状になっているという利点がある。またターンバックル190は、後部スプロケット180のまわりのチェーン215の張力を調整できるようにしている。再び図6を参照すると、操向ケーブル220は、ガイド230a、230bを経て取付点225a、225bで座席115に取り付けるため実質的に水平な方向から実質的に垂直な方向へ方向転換する。ガイド230は、フレーム105に取り付けられている。
ここで図6、7A−7B、8および9を総じて参照すると、運転中に、搭乗者が体を傾けて座席115を一方向に回転させる場合、チェーン215は、後輪アセンブリ120を反対方向に回転させるが、車両は座席115の回転方向と同じ方向にターンする。図7Bに示すように、座席背もたれ119を左に向かって回転させると、結果として後輪アセンブリ120が右に向かって回転する。この結果車両100が左にターンする。この左ターンは、搭乗者が上部胴体を左に傾けることによって開始し、この結果座席ベース117は右に回転する。このようなステアリング構造は、搭乗者が体を傾けてターンすることを可能にし、車両100の全体的な操縦性および安定性を向上させる。ある実施形態によると、後部スプロケット180の直径と取付点S間の距離との間の比は、車両100を全範囲にわたって操向可能にするために、座席115が矢印235の方向に約10°左右に回転するように選択される。
ここで図1および10を参照すると、ある実施形態では、車両100は、二つの独立した手で操作可能なクランクアセンブリ250a、250bを含み、これらは車両100を推進させるため各々対応する前部駆動輪アセンブリ110に操作可能に接続されている。手で操作可能なクランクアセンブリ250は、クランクスプロケット255a、255b、クランクアーム260a、260b、およびこれらクランクアーム260a、260bに回転可能に取り付けられたハンドル265a、265bを含んでいる。ある実施形態では、クランクスプロケット255a、255bは、従来の自転車チェーン輪であり、クランクアーム260a、260bは自転車ペダルクランクであり、またハンドル265a、265bは、快適性およびグリップ力のためパッド入りのスリーブに囲まれた改造ペダルスピンドルボルトである。クランクスプロケット255a、255bは、前部駆動チェーン275a、275bによって前輪スプロケット270a、270bに結合されている。チェーン275a、275bは、ローラーチェーン、歯付きナイロンベルト、もしくは同様の可撓接続手段である。ある実施形態では、クランクスプロケット255は、各々28歯のチェーン輪であり、前輪スプロケット270は、各々32歯のチェーン輪である。前輪スプロケット270は、前輪駆動ハブ140に結合されている。
運転中、ハンドル265を第一の方向に回転させると、前部駆動輪アセンブリ110が前方に回転して車両100は前進する。前輪スプロケット270は、フリーホイールスプロケットであってもよく、これによって搭乗者がペダルを漕いで車両100を前進させおよび惰性走行させることが可能となるという利点がある。また、フリーホイールスプロケットを使用することによって、例えば車両100を静止位置から始動させた場合、ハンドル265を第二の方向に回転させて、てこ作用が最大になるようハンドル265を位置させることができる。前部駆動チェーン275における張力は、前部フォーク操向チューブ280a、280bの上方に配置された外部の調整チューブ284上端に装着された手で操作可能なクランクアセンブリ250の高さを変化させることによって維持され調整される。外部の調整チューブ284の位置は、例えば二つのピンチボルト(図示せず)によって前部フォークステアリングチューブ280上方の所定の位置に固定されている。クランクアーム260の異なる長さ、ハンドル265の異なる形状、およびクランクスプロケット255と前輪スプロケット270の比は、全て特定の用途に適するよう本発明によって考慮される。
ある実施形態では、車両100は、図11A、11B、12A、12Bおよび13に示されるようにバックギア駆動アセンブリ300を含んでもよい。バックギア駆動アセンブリ300は、前部駆動輪アセンブリ110の上方の調整可能なクランクアセンブリ250の一方もしくは両方に装着される。逆のローラー305の円周表面は、前部タイヤ150と確実に直接係合するためギザギザになっているか刻みが付いている。逆の方向は、矢印307によって示され、逆回転の方向は、矢印309によって示される。逆歯310は、上部および下部ジョッキーローラー317、319に当ててチェーン275と係合するよう位置している。バックギア駆動アセンブリ300は、ブラケット315に回転可能に装着されたフリーホイール逆歯310に接合された逆のローラー305(図13)を含む。ブラケット315は、ピボット320に回転可能に取り付けられている。クランプハンドル325は、第一のレバー335および第二のレバー340を介してブラケット315に回転可能に装着されている。ある実施形態では、バックギア駆動アセンブリ300のクランプハンドル325は、手作業で解放されるまで、逆のローラー305を前部タイヤ150と係合するよう正しい位置にロックし、同時に逆歯310を前部駆動チェーン275と係合するよう正しい位置にロックするデスタコ(Destaco)型クランプである。他の適切なクランプ装置も考慮される。
運転中に、クランプハンドル325が矢印327(図11Bおよび13)の方向へ動くと、第一のおよび第二のレバー335、340がずらされ、それによってブラケット315がピボット320まわりに回転し逆のローラー305が前部タイヤ150と係合し逆歯310がチェーン275bと係合する。バックギア駆動アセンブリ300が係合すると、クランクアーム260の矢印345の方向への回転によって、車両100の後方への推進に必要な方向へ前部駆動輪110のその方向への回転のため、逆歯310および逆のローラー305が回転する。フリーホイール逆歯310は、バックギア駆動アセンブリ300が係合した状態で車両100の前進を可能にする。他の種類の逆駆動機構も考慮される。
再び図1を参照すると、ある実施形態では、車両100は、個別のブレーキ制御を含む。第一の前部ブレーキレバー350は、前部駆動輪アセンブリ110のブレーキ動作を行うため前部フォーク130に装着された前部ブレーキ355の一方もしくは両方を制御し、第二のブレーキレバー360は、前部ブレーキ355もしくは後輪アセンブリ120に装着されている後部ブレーキ365のいずれかを制御してもよい。ある実施形態では、前部ブレーキ355は、前部フォーク130上に位置して、前部ブレーキレバー350、360によって作動させられた場合各前部リム145と接触する直線サイド引きブレーキもしくは中心引きブレーキである。別の実施形態では、前部ブレーキは、ハブブレーキである。ある実施形態では、後部ブレーキ365は、後輪アセンブリ120のハブに取り付けられた機械的なディスクブレーキである。車両100は、パーキングブレーキを含み、これは、一つ以上のホイールをロックするための前部ブレーキレバー350、360内のロック可能なロックピン(図示せず)であってもよい。そのような実施形態では、パーキングブレーキは、乗り移り、乗車または降車の間、車両100を静止位置に保つ。
第一のおよび第二のブレーキレバー350、360および前部ブレーキおよび後部ブレーキ355、365を連結する作動機構は、例えば、覆いとなるハウジングを備えるもしくは備えていないステンレスケーブル、もしくは油圧パイプを含み得る。自転車およびオートバイ用に設計された手動のブレーキ機構の全範囲と作動機構との組み合わせを含めて、搭乗者の能力および車両用途への対応に適した他のブレーキシステムが、考えられる。
ここで図14〜18を参照すると、ある実施形態では、車両100は、二つの独立した手で操作可能なクランクアセンブリ250aおよび250bを含み、それらは車両100を前方方向および逆方向に推進するため各々対応する前部駆動輪アセンブリ110に操作可能に接続されている。
特に図18を参照すると、ある実施形態では、クランクハンドル265は、クランクアームハウジング385に取り付けられているクランクアーム260に回転可能に装着されている。ローラークラッチ386は、クランクアームハウジング385に圧入されている。クランクアームハウジング385は、回転するようクランク駆動軸387に装着される。クランク駆動軸387は、回転するようクランク駆動軸ハウジング388に装着される。クランク駆動軸387は、クランク駆動軸ハウジング388に装着された二つの軸受、内側軸受420および外側軸受389によって支持されている。
クランク駆動軸ハウジング388は、主駆動軸ハウジング390の上端に装着される。ある実施形態では、マイターギア391がクランク駆動軸387に取り付けられている。このマイターギア391は、主駆動軸393の上端に装着されている第二のマイターギア392と係合する。主駆動軸393は、主駆動軸ハウジング390内に収納されている。主駆動軸393は、回転するように、上部軸受394および下部軸受395によって所定の位置に固定されているが、これら軸受は主駆動軸ハウジング390に装着されている。主駆動軸ハウジング390は、一つ以上の取付ブラケット400によってフレーム105に装着されている。
主駆動軸393の下端に装着されているのは、ベベルギア396である。このベベルギア396は、前部駆動輪アセンブリ110のハブ398に装着されるハブベベルギア397と係合するような位置にある。ハブ398は、車両のフレーム105に装着される片持ち軸399に装着される。
ある実施形態では、クランクアームハウジング385上に取り付けられた手動格納式のバネプランジャ401がある。手動格納式のバネプランジャ401は、係合位置もしくは非係合位置のいずれかに位置しうる。手動格納式のバネプランジャ401は、係合した位置に置かれた場合、クランク駆動軸387上に設置された戻り止め穴402の中へ滑り込む。クランク駆動軸387は、一つ以上の戻り止め穴402を有する。非係合位置に置かれた場合、手動格納式のバネプランジャ401は完全にクランクアームハウジング385の本体の中に格納され、クランク駆動軸387内の戻り止め穴402と係合しなくなる。図18をさらに参照すると、矢印403は、手動格納式のバネプランジャ401を非係合とさせる方向を表示する。矢印404は、手動格納式のバネプランジャ401を係合させる方向を表示する。手動格納式のバネプランジャ401は、搭乗者が手動格納式のバネプランジャ401をロック位置まで90°回転させることによって所定の非係合位置に保たれる。
運転中、搭乗者は手動クランクアセンブリ250を前方に回転させて車両を前方へ推進させる。これは円運動もしくは前後運動のいずれでもよく、どちらでも車両100は前進する。これは、手動格納式のバネプランジャ401が非係合位置にある場合に行われる。この位置は、自転車用語では「フリーホイール」と呼ばれる。この位置においては、坂を下りる移動の場合、前部駆動輪アセンブリ110は回転するが、手動クランクアセンブリ250は静止したままである。
手動格納式のバネプランジャ401が係合位置にあると、手動クランクアセンブリ250は、固定ドライブ状態になる。この場合、搭乗者が手動クランクアセンブリ250を前方に回転させると、前輪110は前方へ回転する。搭乗者が手動クランクアセンブリ250を逆方向に回転させると、前部駆動輪110は逆方向に回転する。搭乗者が手動クランク250を静止状態で固定すると、前輪110もまた静止状態のままとなる。
運転中に、手動クランクアーム260は、クランク駆動軸387を回し、それによりクランク軸マイターギア391が回転し、それにより上部駆動軸マイターギア392が回転し、それにより主駆動軸393が回転し、それにより下部ベベルギア396が回転し、それによりハブベベルギア397が回転する。これにより、前部駆動輪アセンブリ110が前方もしくは逆方向へと回転することになる。
具体的には、手動格納式のバネプランジャ401が非係合位置にある状態で手動クランクアーム260が前方に動くと、ローラークラッチ386がクランク駆動軸387と係合する。手動クランクアーム260が逆方向に回転させられる場合、もしくは車両100が前進中で手動クランクアーム260が静止したままの場合、ローラークラッチ386は、クランク駆動軸387から手動クランクアーム260を離脱させる。
手動格納式のバネプランジャ401が係合位置にある状態では、手動クランクアーム260は、クランク駆動軸387と形状結合的に係合する。この例においては、手動クランクアセンブリ250が前方もしくは逆方向のいずれかに回転すると、前輪アセンブリ110が対応する前方もしくは逆方向に回転する。
別の実施形態では、主駆動軸393の下端のベベルギア396は、自転車業界では標準部品であるコースターブレーキを備えたSram製内部ギアハブ等の改造されたコースターブレーキハブ(図示せず)と係合する。
運転中に、改造されたSram製ハブは、搭乗者が前方へペダルを漕いで前進すること、前進状態でフリーホイールすること、および逆にペダルを漕いで逆方向に進むことを可能にする。この実施形態の場合、ローラークラッチ386およびバネを搭載したプランジャ401は除外される。
別の実施形態では、発明者は、搭乗者が円状手動クランク運動の代わりにレバー駆動運動を用いて車両を推進させることを可能にする適応可能な特徴を想定する。これは、一つ以上のクランクハンドル265を取り除くこと、およびそれを特別に適合するレバー(図示せず)で代替することによって達成されるであろう。このレバー適合キットは、各個人の理想に従って、レバーが広がったり狭くなったりしたときの範囲を決定する2つの調整可能な止め具を含むものとなるであろう(図示せず)。
ここで図19A〜19Dを参照すると、ある実施形態では、座席操向アセンブリ500は、水平枢軸506の周囲に位置する前部枢軸取付点502および後部枢軸取付点504上に垂下される。
座席操向アセンブリ500は、座席背もたれ508、座席ベース510、座席フレーム512、および操向軸アセンブリ518を含む。また座席操向アセンブリ500は、左および右ニュートラル付勢アクチュエータ540を含み得る。操向軸アセンブリ518は、座席フレーム512を、操作可能に後輪アセンブリ552に接続する。座席フレーム512の前方部分は、ボルトおよび軸受アセンブリ514(図19B)で前部枢軸取付点502に回転可能に装着されている。座席フレーム512の後部部分は、上部操向軸516に取り付けられている。上部操向軸516の後部部分は、後部枢軸取付点504で上部フランジ軸受520に回転可能に取り付けられている。左および右ニュートラル付勢アクチュエータ540は、その一端で座席フレーム512に、他端で車両フレーム544に接続された状態でこれらの間に配置されている。
車両560をターンさせるために座席アセンブリ500を回転させる場合、アクチュエータ540が座席アセンブリ500を戻す方向に向かって付勢され、そのため後輪アセンブリ552が中心のまっすぐ前方位置に向かって付勢される。アクチュエータ540は、予め張力を加えられた調整可能なバネ、調整可能な加圧シリンダーもしくは他の付勢装置であってもよい。
操向軸アセンブリ518は、上部操向軸516、上部フランジ軸受520(図19C)、上部駆動スプロケット522、下部フランジ軸受524、下部被駆動スプロケット526、ローラーチェーン528、下部操向軸530、後部軸支持軸受532(図19D)、下部操向軸ベベルギア534、垂直操向軸ベベルギア536および垂直操向軸538を含む。この実施形態では、座席操向アセンブリ500と後輪アセンブリ552の間の操向軸アセンブリ518は、車両560の構成をよりコンパクトにし得る。ある例では、軸516、530およびギア534、536は、ハウジングの構成部分内に完全もしくは実質的に納まっており、それによって搭乗者の可動部分への露出が減少し、メンテナンスの必要性が減少する。
上部操向軸516は、上部フランジ軸受520に回転可能に装着されている。上部フランジ軸受520は、フレーム544の垂直フレームプレート542に取り付けられている。上部駆動スプロケット522は、上部フランジ軸受520と座席フレーム512の間の上部操向軸516に取り付けられている。下部被駆動スプロケット526は、下部操向軸530の前方部分に取り付けられている。下部操向軸530の前方部分は、垂直フレームプレート542に取り付けられている下部フランジ軸受524に回転可能に装着されている。下部操向軸530の後部部分は、フレーム延長チューブ546に取り付けられている後部軸支持軸受532によって支持されている。下部操向軸ベベルギア534は、下部操向軸530の後部部分に取り付けられている。垂直操向軸ベベルギア536は、垂直操向軸538に取り付けられ、下部操向軸ベベルギア534によって作動するように後部操向ハウジング548内に位置する。図19Cを参照すると、上部駆動スプロケット522および下部被駆動スプロケット526は、ローラーチェーン528の連続したループによって接続される。上部フランジ軸受520は、ローラーチェーン528の張力調整を可能にするチェーン張力調節器(図示せず)を組み入れている。
ここで図19Aおよび19Dを参照すると、垂直操向軸538は、垂直操向軸538の回転に対応して後輪アセンブリ552が回転するように後輪アセンブリ552に取り付けられている。
続けて図19Aを参照すると、座席ベース510および座席背もたれ508は、垂直面および水平面の両方において調整して種々の搭乗条件、および搭乗者の変化に富んだ需要および能力に対応することが可能である。具体的には、座席ベース510は、水平枢軸506上、その上方もしくは下方に設置することができる。これを達成するため、座席ベース510は、軸カラークランプ556によって座席フレーム512に取り付けられている調整可能な座席柱554上に取り付けられている。
ある実施形態では、座席アセンブリの回転の程度と後輪アセンブリの回転の程度の比は、上部駆動スプロケット522および下部被駆動スプロケット526の寸法を変えることによって調整することが可能である。
ここで図20、21Aおよび21Bを参照すると、運転中に、搭乗者が体を傾けて座席アセンブリ500を一方向に回転させ、これによって上部駆動スプロケット522が同じ方向に回転し、これによってローラーチェーン528が下部被駆動スプロケット526を同じ方向に回転させ、これによって下部操向軸530が下部操向軸ベベルギア534を同じ方向に回転させ、これによって垂直操向軸ベベルギア536が後輪アセンブリ552を反対方向に回転させ、それによって車両560が座席背もたれ508の回転方向と対応する方向にターンする。左および右ニュートラル付勢アクチュエータ540は、座席アセンブリ500を中心のまっすぐ前方位置に向かって付勢する。
図20を具体的に参照すると、座席背もたれ508を右に向かって回転させると、結果として後輪アセンブリ552が左に向かって回転する。この結果、前方に移動する場合、座席背もたれ508の回転方向に対応して車両560が右にターンする。
ここで図22を参照すると、別の実施形態では、座席アセンブリ500は、座席フレーム512を後輪アセンブリ552に操作可能に接続する単独の操向軸558が存在するように位置している。操向軸558の前端は、座席フレーム512の後方部分に取り付けられている。操向軸ベベルギア534は、操向軸558の後部部分に取り付けられている。
ここで図23A、23B、23Cおよび24を参照すると、ある実施形態では、車両570の操向は、座席572が実質的に垂直である軸574まわりに回転することによって行われる。座席572は、垂直操向軸578の上端に取り付けられているプラットフォーム576に取り付けられている。垂直操向軸578は、座席572の自由回転を可能にするため、軸受アセンブリ582でフレーム580に回転可能に取り付けられている。一つ以上のニュートラル付勢アクチュエータ581は、その一端で座席プラットフォーム576に、他端で車両フレーム580に接続された状態でこれらの間に配置されている。車両570をターンさせるため座席572を回転させる場合、アクチュエータ581は、座席572を戻す方向に付勢され、その結果後輪アセンブリ608が中心のまっすぐ前方位置に向かって付勢される。アクチュエータ581は、予め張力を加えられた調整可能なバネ、調整可能な加圧シリンダーもしくは同様の付勢装置であってもよい。
この実施形態では、操向軸アセンブリ584は、垂直操向軸578、垂直軸受582、前方操向軸ハウジング586、上部ベベルギア588、前方ベベルギア590、水平操向軸592、水平軸支持体軸受594、後部操向ハウジング598、後部上部マイターギア600、後部下部マイターギア602、フォーク操向軸604およびフォーク操向軸受606から成る。
この実施形態では、上部ベベルギア588は、垂直操向軸578の下端に取り付けられている。上部ベベルギア588は、水平操向軸592の前方部分に取り付けられている前方ベベルギア590と係合する。水平操向軸592は、前方操向軸ハウジング586および後部操向軸ハウジング598に取り付けられた水平軸支持軸受594によって前方操向軸ハウジング586および後部操向軸ハウジング598に回転可能に装着されている。下部後部マイターギア602は、水平操向軸592の後端に取り付けられている。上部後部マイターギア600は、フォーク操向軸604に装着され、後部下部マイターギア602と係合する。フォーク操向軸604は、後部ハウジング598の上部分および下部分に取り付けられた軸受アセンブリ606によって後部ハウジング598に回転可能に装着されている。
運転中に、座席572が回転すると、対応して垂直操向軸578が回転し、これにより上部ベベルギア588が回転し、これに対応して前方ベベルギア590および水平操向軸592が回転する。操向軸592が回転すると、対応して後部下部マイターギア602が回転し、対応して後部上部マイターギア600およびフォーク操向軸604が回転し、これに対応して後輪アセンブリ608が回転する。
この例では、座席572を一方向に回転させると、後輪アセンブリ608が反対方向に回転し、その結果車両570が座席の回転方向にターンする。座席572を左に回転させる場合、後輪アセンブリ608が右に回転し、それによって車両570を左前方に操向する。
ここで図25Aおよび25Bを参照すると、ある実施形態では、車両630の操向は、座席632が実質的に垂直である軸634まわりに回転することによって行われる。座席632は、垂直操向軸644の上端に取り付けられているプラットフォーム636に取り付けられている。垂直操向軸644は、座席632の自由回転を可能にするため、軸受アセンブリ640でフレーム638に回転可能に装着されている。一つ以上のニュートラル付勢アクチュエータ639が、その一端で座席プラットフォーム636に、他端で車両フレーム638に接続された状態でこれらの間に配置されている。車両630をターンさせるため座席632を回転させる場合、アクチュエータ639は、座席632を戻す方向に付勢され、その結果後輪アセンブリ662が中心のまっすぐ前方位置に向かって付勢される。アクチュエータ639は、予め張力を加えられた調整可能なバネ、調整可能な加圧シリンダーもしくは同様の付勢装置であってもよい。
この実施形態では、油圧操向アセンブリ642は、垂直操向軸644、前方ベルクランク646、左マスターシリンダー648、右マスターシリンダー650、左スレーブシリンダー652、右スレーブシリンダー654、後部ベルクランク656、左マスターシリンダー648を右スレーブシリンダー654に接続する油圧パイプ658、右マスターシリンダー650を左スレーブシリンダー652に接続する油圧パイプ658および4個のタイロッドエンド660から成り、そのうち1個は4個の油圧シリンダーのそれぞれに接続されている。
この実施形態では、前方ベルクランク646は、垂直操向軸644の下端に取り付けられている。左マスターシリンダー648は、タイロッドエンド660によって前方ベルクランク646の左アームに接続されている。右マスターシリンダー650は、タイロッドエンド660によって前方ベルクランク646の右アームに接続されている。左および右マスターシリンダー648、650は、フレーム638に取り付けられている。左マスターシリンダー648は、油圧パイプ658によって右スレーブシリンダー654に接続されている。右マスターシリンダー650は、油圧パイプ658によって左スレーブシリンダー652に接続されている。左スレーブシリンダー652は、タイロッドエンド660によって後部ベルクランク656の左アームに接続されている。右スレーブシリンダー654は、タイロッドエンド660によって後部ベルクランク656の右アームに接続されている。スレーブシリンダー652、654は、フレーム638に回転可能に取り付けられている。後部ベルクランク656は、後輪アセンブリ662に取り付けられている。
運転中に、座席632が回転すると、対応して垂直操向軸644が回転し、これに対応して前方ベルクランク646が回転し、これに対応してピストン664が一方のマスターシリンダー650に入り込み、これにより接続されたスレーブシリンダーロッド666が延び、これに対応して後部ベルクランク656が回転し、これに対応して後輪アセンブリ662が回転する。各スレーブシリンダー652、654は、フレーム638に回転可能に取り付けられており、後部ベルクランク656の回転角度に応じた位置に対応してこれらスレーブシリンダー652、654も適宜回転することができるようになっている。
この例では、座席632を一方向に回転させると、後輪アセンブリ662が反対方向に回転し、その結果車両630が座席の回転方向にターンする。座席632を右に回転させると、後輪アセンブリ662は左に回転し、それによって車両630が右前方に操向される。
ここで図26Aおよび26Bを参照すると、ある実施形態では、車両680の操向は、座席682が実質的に垂直である軸684まわりに回転することによって行われる。座席682は、垂直操向軸694の上端に取り付けられているプラットフォーム686に取り付けられている。垂直操向軸694は、座席682の自由回転を可能にするため軸受アセンブリ690でフレーム688に回転可能に取り付けられている。一つ以上のニュートラル付勢アクチュエータ689は、その一端で座席プラットフォーム686に、他端で車両フレーム688に接続された状態でこれらの間に配置されている。車両680をターンさせるため座席682を回転させると、アクチュエータ689は、座席682を戻す方向に付勢され、その結果後輪アセンブリ706が中心のまっすぐ前方位置に向かって付勢される。アクチュエータ689は、予め張力を加えられた調整可能なバネ、調整可能な加圧シリンダーもしくは同様の付勢装置であってもよい。
この実施形態では、ラックアンドピニオン操向アセンブリ692は、垂直操向軸694、前部ピニオンギア696、ギアラック698、後部ピニオンギア700および多数のガイドブッシング702から成る。
この実施形態では、前部ピニオンギア696は、垂直操向軸694の下端に取り付けられている。ギアラック698の前端は、前部ピニオンギア696と係合する。ギアラック698の後端は、後部ピニオンギア700と係合する。後部ピニオンギア700は、後輪アセンブリ706に取り付けられている。多数のガイドブッシング702は、フレーム688に回転可能に取り付けられており、ギアラック698の前方部分、中部分および後方部分近傍に位置している。
ある実施形態では、ギアラック698の前方部分は、前部ピニオンギア696が確実に係合するためギアラック698の右側に設けられた歯708を有する。ギアラック698の後部分は、後部ピニオンギア700が確実に係合するようにギアラック698の左側に設けられた歯710を有する。ガイドブッシング702は、フレーム688に回転可能に取り付けられ、ギアラック698を前部および後部ピニオンギア696、700に対して効果的に支持および位置あわせして確実に係合するため、ギアラック698と接触して位置する。ガイドブッシング702は、ギアラック698の水平および垂直の位置合わせを行い支持する。
運転中に、座席682が回転すると、対応して垂直操向軸694が回転し、これに対応して前部ピニオンギア696が回転し、これに対応してギアラック698が直線的に動き、これに対応して後部ピニオンギア700が回転し、これに対応して後輪アセンブリ706が回転する。
ここで図26Aを参照すると、座席682を一方向に回転させると、後輪アセンブリ706が反対方向に回転し、その結果車両680が座席の回転方向にターンする。座席682を右に回転させると、後輪アセンブリ706は左に回転し、それによって車両680が右前方に操向される。
ここで図27、28Aおよび28Bを参照すると、ある実施形態では、デュアル駆動クランクアームアセンブリ730は、回転折りハンドル732、クランクアーム734、クランクアームハウジング752、クランク駆動軸756、クランク駆動軸戻り止め穴762、ローラークラッチ764、格納式のバネプランジャ746、レバー748および可撓ケーブル750から成る。
回転折りハンドル732は、クランクアームハウジング752に取り付けられているクランクアーム734に取り付けられている。ローラークラッチ764は、クランクアームハウジング752に前方の係合した位置で取り付けられている。ローラークラッチ764は、クランク駆動軸756まわりに回転可能に取り付けられている。クランク駆動軸756は、クランク駆動軸ハウジング766に回転可能に取り付けられている。クランク軸戻り止め穴762は、ローラークラッチ764の外側でありかつ格納式のバネプランジャ746と揃った位置に設置されている。格納式のバネプランジャ746は、クランクアームハウジング752内に位置してプランジャ746がクランク駆動軸戻り止め穴762と係合することを可能にしている。レバー748は、クランクアーム734に回転可能に取り付けられており、可撓ケーブル750によって格納式のバネプランジャ746に接続されている。
ハンドル738の初期位置は、クランクアームアセンブリ730の回転操作に対して水平位置である。ハンドル740の他の位置は、クランクアームアセンブリ730の復動レバー操作に対して垂直位置である。これは、搭乗者がハンドル732を外側かつ上向きに引くことによって達成され、これによってそれはロックされた水平位置から離脱し、ロックされた垂直位置でそれと再度係合する。
運転中には、三つの推進モードがある。第一のモードでは、ハンドル732が水平位置738にあり、かつバネプランジャ746が格納された位置744にある状態で、クランクアーム734が前方へ回転すると車両が前方へ推進する。このモードでは、車両が前方へ移動中クランクアーム734が静止状態のままとなることを可能にするフリーホイール機能がある。第二のモードでは、ハンドル732が水平位置738にありかつバネプランジャ746が係合位置754にある状態で、クランクハンドル732が前方へ回転すると、車両が前方へ推進される。クランクハンドル732が逆回転すると、車両が逆方向に推進される。これを、固定駆動モードと呼ぶ。
第三のモードでは、ハンドル732が垂直位置740にありかつバネプランジャ746が格納された位置744にある状態で、ハンドル732を前方へ動かすと、車両は前方へ推進する。ハンドル732を後方へ動かすと、ローラークラッチ764がクランク駆動軸756から離脱し、搭乗者がハンドル732の位置を再度変えて次の前方推進操作を行うことが可能となる。これを、復動レバー駆動推進と呼ぶ。
この例では、車両の全体的な幅を減少させることによって、狭い廊下もしくは出入口で車両を操作してもよい。また、クランクアームと垂直のハンドルを合わせた長さを延長することによって提供される機械的な利点が増える。
格納式のバネプランジャ746は、可撓ケーブル750によってバネプランジャ746に接続された回転レバーアーム748によって作動する。バネプランジャ746は、ケーブル750、ひいては、バネプランジャ746を格納する方向にレバー748が回転することによって、クランク駆動軸756から離脱する。バネプランジャ746を再度係合させるためには、レバー748を反対方向に動かす。
さらなる実施形態では、ローラークラッチ764は、クランクアームハウジング752に取り付けられた両方向ラチェット駆動(図示せず)で代替される。この例では、操作者は、上記の三つのモード以外に、車両を第四のモードで推進させてもよい。第四のモードは、逆の復動レバー駆動である。
ここで図27を参照すると、ある実施形態では、前部ブレーキ780は、前輪アセンブリ786に取り付けられているブレーキディスク784と接触するようにするためフレーム782の前方部分に位置する直線サイド引きブレーキである。
ここで図29Aおよび29Bを参照すると、ある実施形態では、ディスク792の円周端に設置された一連の円錐形(皿形)の穴790を有するブレーキディスク784、ブレーキ係合ロッド794、係合ロッドハウジング796、位置決めカラー798、圧縮バネ800、バネ止め802および係合ロッドハンドル804から成るロッキングブレーキアセンブリ788がある。
ある実施形態では、ブレーキディスク784は、前輪アセンブリ786に取り付けられており、係合ロッドハウジング796は、車両フレーム782に取り付けられており、位置決めカラー798は、係合ロッドハウジング796に取り付けられており、係合ロッド794は係合ロッドハウジング796内で回転可能に位置しており、圧縮バネ800は、係合ロッドハウジング796の下部分とバネ止め802の間に設置されており、バネ止め802は係合ロッド794の下部分に設置されている。ハンドル804は、係合ロッド794の上端に設置されている。位置決めカラー798は、二つの垂直スロットを有する。これらのうち係合スロット806は、離脱スロット808より約3/8インチ深い。ブレーキディスク792の円周端に設置された穴790は、円錐形(皿形)であり、互いに等距離に離間されている。
運転中に、係合ロッドハンドル804は、非係合位置810において車両をロッキングブレーキアセンブリ788で操作するため離脱スロット808内に位置している。この例では、ハンドル804は、持ち上げられ回転するが、これに対応して係合ロッド794が持ち上げられ回転し、これにより係合ロッド794の下端がブレーキディスク784から離脱する。ハンドル804は、その後離脱スロット808に入り込んで解放され、これにより係合ロッド794が非係合位置810において固定されたままとなる。圧縮バネ800は、係合ロッド794を離脱スロット808に固定する一定の張力を与える。
第二の例では、係合ロッドハンドル804は、ロッキングブレーキアセンブリ788と係合するため係合スロット806内に位置している。この例では、ハンドル804は持ち上げられ回転し、これに対応して係合ロッド794が持ち上げられ回転する。ハンドル804は、その後係合スロット806に入り込んで解放され、これにより係合ロッド794の下端はブレーキディスク792の円周端に設置された穴790の一つへ降下することによってブレーキディスク784と形状結合的に係合する。これにより、ブレーキディスク784およびホイールアセンブリ786がロック状態となる。圧縮バネ800は、係合ロッド794を位置決めカラーの係合スロット806内に固定する一定の張力を与える。円錐形(皿形)の穴790は、ブレーキディスク784と係合ロッド794の確実な係合を容易にする。
ある実施形態では、二つの前部駆動輪はそれぞれ、ロッキングブレーキアセンブリ788を備え付けている。
ここで図23A、24および30を参照すると、ある実施形態では、搭乗者の下肢を支持するためフレーム832の前方部分に取り付けられている少なくとも一つの足載せ台アセンブリ830がある。足載せ台アセンブリ830は、取付ブラケット834、クイックリリースクランプ864、作動ハンドル836、外部チューブ838、上部位置決めカラー840、上部位置決めピン844、下部位置決めカラー866、下部位置決めピン868、下部位置決めピン穴870、内部チューブ842、圧縮バネ846、下部バネ止め848および足載せ台850から成る。
取付ブラケット834は、二つのクランプから成り、そのうち第一クランプはフレーム832の前方部分に取り付けられている。第二クランプは、外部チューブ838を固定し位置付ける。上部位置決めカラー840は、外部チューブ838の上部分に取り付けられている。内部チューブ842は、外部チューブ838の上端および下端を超える長さに延びていて、外部チューブ838内に設置されている。作動ハンドル836は、内部チューブ842の上端に取り付けられている。上部位置決めピン844は、内部チューブ842側に取り付けられている。圧縮バネ846は、外部チューブ838下部分と下部バネ止め848の間で、内部チューブ842の下端のまわりに設置されている。下部バネ止め848は、内部チューブ842の下部分に取り付けられている。足載せ台850は、内部チューブ842の下端に取り付けられている。
取付ブラケット834は、足載せ台アセンブリ830が操作者の個別の要求にあわせて調整されることを可能にする。足載せ台アセンブリ830は、回転させて足載せ台850(図23A)の垂直の高さを調整することができる。外部チューブ838を取付ブラケット834内で回転させて足載せ台850を上方、下方もしくは水平面860(図24)上のいずれかの位置に動かすことができる。外部チューブ838は、延長もしくは取付ブラケット834内に格納して足載せ台850(図23A)の前方位置を調節することができる。
上部位置決めカラー840は、二つの垂直スロット(図30)を含む。上部位置決めピン844は、係合位置決めスロット856内に位置して内部チューブ842の位置を定めており、それによって操作者の足を支持する足載せ台850の位置を定めている。上部位置決めピン844は、離脱位置決めスロット858内に位置しており、内部チューブ842の位置を定め、そして車両570に乗り降りするため格納された位置862に足載せ台850の位置を定めている。ある実施形態では、位置決めスロットは、上部位置決めカラー840上に位置して、足載せ台850が110°回転できるようにしている。
運転中に、作動ハンドル836を後方へ引いて回転させ、上部位置決めカラー840上のスロット内に上部位置決めピン844を係合させる。ハンドルが回転すると、内部チューブ842は対応する方向へ回転し、これにより足載せ台850が同じ方向に回転する。
圧縮バネ846は、内部チューブ842に一定の張力を与え、上部位置決めピン844を上部位置決めカラー840のスロット内に固定する。
ある実施形態では、足載せ台アセンブリ830の取付ブラケット834は、カムで動くクイックリリースクランプ864を含み、これにより外部チューブ838が迅速に格納もしくは延ばされることが可能になる(図30)。この例では、下部位置決めカラー866は、外部チューブ838に取り付けられている。初期位置では、下部位置決めカラー866の下部位置決めピン868は、取付ブラケット834内の下部位置決めピン穴870に挿入される。
運転中に、クイックリリースクランプ864のレバーを回転させて、外部チューブ838にかかる型締作用を解放すると、外部チューブ838が自由に動くようになる。これは、外部チューブ838が延びるもしくは格納されることを可能にする。下部位置決めカラーピン868が取付ブラケット834の下部位置決めピン穴870に挿入されている場合、外部チューブ838は予め設定された位置に戻される。
ある実施形態では、右および左足載せ台アセンブリがあり、それぞれが搭乗者の下肢を支持するためフレームの前方部分に取り付けられている。各足載せ台アセンブリは、独立して調整可能であり独立して取り外し可能である。
多数の実施形態を記載したが、本発明の思想および範囲を逸脱しない限り種々の変形を行ってもよいことを理解されたい。従って、他の実施形態は続く請求項の範囲内である。例えば、リハビリの用途においては、車両は、従来の自転車のフットクランク機構と同様に構成され搭乗者の足を置くことのできるフットペダルアセンブリ(図示せず)を含み得る。ある実施形態では、少なくとも一つの手動クランクスプロケット255およびフットペダルアセンブリが、直接駆動配置によって操作可能に接続される。この形状では、クランクスプロケット255に装着された駆動チェーン275は、車両100の推進力を供給し、同時にフットペダルを回転させ、下肢への血行および神経刺激を向上させることができる。
従って前記実施形態は、全ての点において本明細書中に記載された本発明の限定ではなく説明目的のものとして考慮されるべきものである。よって本発明の範囲は、上の記載ではなく付属の請求項によって示され、故に請求項の趣旨および均等範囲の中にある全ての変更は、本明細書中に包含されるものとする。
本発明の一実施形態に係る車両の斜視図である。 図2Aおよび2Bは、それぞれニュートラル位置およびターン位置における図1の車両の平面図である。図2Cは、図1の車両の詳細な側面図であり、操向アセンブリのアラインメント装置を説明している。図2Dは、図1の車両の詳細な底面図である。 図1の車両の側面図である。 図1の車両の正面図である。 図1の車両の後輪操向アセンブリの詳細図である。 本発明の別の実施形態に係る車両の斜視図である。 図7Aおよび7Bは、それぞれニュートラル位置およびターン位置における図6の車両の平面図である。 図6の車両の側面図である。 図6の車両の正面図である。 図6の車両の別の実施形態の正面図であり、前部駆動輪は車両の安定性を向上させるためのキャンバー角が付されているものである。 図11Aおよび図11Bは、それぞれ係合位置および非係合位置におけるバックギア駆動アセンブリの側面図である。 図12Aおよび12Bは、図11Aおよび11Bのバックギアの詳細図を示す。 図11および12のバックギア駆動アセンブリの構成部分の詳細図を示す。 本発明の別の実施形態に係る車両の斜視図である。 図14における車両の側面図である。 図14における車両の正面図である。 図14における車両用の軸駆動推進装置の斜視図である。 図14における車両用の(右側)軸駆動推進装置の正面図である。 図19Aは、本発明の別の実施形態に係る車両の側面図である。図19B〜19Dは、図19Aの車両の種々の詳細図である。 ターン位置における図19の車両の平面図である。 図21Aおよび21Bは、それぞれニュートラル位置およびターン位置における図19の車両の正面図である。 本発明の別の実施形態に係る車両の側面図である。 図23Aは、本発明の別の実施形態に係る車両の側面図である。図23Bおよび23Cは、図23Aの車両の種々の詳細図である。 図23A〜23Cの車両の正面図である。 図25Aおよび25Bは、図1の車両の別の実施形態の平面図であり、操向がターン位置およびニュートラル位置においてそれぞれ油圧アセンブリによって作動しているものである。 図26Aおよび26Bは、図1の車両の別の実施形態の平面図であり、操向がターン位置およびニュートラル位置において各々ラックアンドピニオンギアアセンブリによって作動する。 クランクアームアセンブリの別の実施形態の左側および図14の車両のブレーキアセンブリのまた別の実施形態の正面図である。 図28Aおよび28Bは、図27のクランクアームアセンブリの詳細な側面図である。 図29Aは、クランクアームアセンブリおよび(右側)ロッキングブレーキアセンブリの背面図である。図29Bは、図29Aのロッキングブレーキアセンブリの詳細図である。 図1、6、14、19A、22および23Aの車両用の足載せ台アセンブリの別の実施形態の詳細図である。

Claims (52)

  1. 構造フレーム(105、544、580、638);
    回転のため前記フレーム(105)の前方部分に配置された軸に取り付けられた二つの前輪(110);
    前記フレームに固定され、前記前輪(110)の間に位置して座席枢軸まわりに枢動するようにされた座席(115、572、632、682);および
    前記座席(115)の後方の前記フレーム(105、544、580、638)に取り付けられて当該後輪のキングピン軸を定めている操舵後輪(120)であって、前記座席(115)が前記座席枢軸まわりに枢動すると当該後輪(120)が前記キングピン軸まわりに枢動して車両(100)を操向するように前記座席(115)に操作可能に連結されている後輪(120)
    を含む人力車両(100、560、630)。
  2. 前記座席の枢軸は実質的に垂直である請求項1に記載の車両。
  3. 前記座席(115、572、632、682)は、実質的に水平である操向軸(592)によって前記操舵後輪(120)に操作可能に連結されている請求項1に記載の車両。
  4. 前記後輪(120)を中心のまっすぐ前方位置に向かって付勢するために前記座席(115、572、632、682)と前記車両フレーム(105、544、580、638)の間に配置された少なくとも一つのニュートラル付勢アクチュエータ(581、639)をさらに含む請求項1の車両。
  5. 前記座席(632)が、油圧操向アセンブリ(642)によって前記操舵後輪(120)に操作可能に連結されている請求項1に記載の車両。
  6. 前記油圧操向アセンブリ(642)が、油圧パイプ(658)によって右および左スレーブシリンダー(654、652)に各々接続された左および右マスターシリンダー(648、650)を含む請求項5に記載の車両。
  7. 前記座席(682)が、ラックアンドピニオン操向アセンブリ(692)によって前記操舵後輪(120)に操作可能に連結されている請求項1に記載の車両。
  8. 前記ラックアンドピニオン操向アセンブリ(692)が:
    前記座席(682)の上端に取り付けられた垂直操向軸(694);
    前記垂直操向軸(694)の下端に取り付けられた前部ピニオンギア(696);
    前記前部ピニオンギア(696)と前方部分に沿って係合するよう構成されたギアラック(698);および
    前記後輪アセンブリ(706)に取り付けられ前記ギアラック(698)の後部部分と係合する後部ピニオンギア(700)
    をさらに含む請求項7に記載の車両。
  9. 前記座席枢軸が、前記前輪(110)に向かって傾斜して傾斜角度が定まっていて、前記傾斜角度が約25〜75°の間である請求項1に記載の車両。
  10. 前記傾斜角度が約45°である請求項9に記載の車両。
  11. 前記車両(100)を推進するため前記二つの前輪(110)のうち少なくとも一方が手で操作可能なクランク(250)に操作可能に接続されている請求項1から10のいずれかに記載の車両。
  12. 手で操作可能な二つの独立したクランク(250)をさらに含み、各クランクは対応する前輪(110)に操作可能に接続されている請求項1から11のいずれかに記載の車両。
  13. 前記車両(100)を後方へ推進するための少なくとも一つの逆駆動装置(300)をさらに含む請求項1から12のいずれかに記載の車両。
  14. 前記座席枢軸が、実質的に水平である請求項1に記載の車両。
  15. 前記座席枢軸まわりに回転可能に取り付けるため構成された座席操向アセンブリ(500)をさらに含み、前記座席操向アセンブリにはさらに前記座席(115)を支持するため座席フレーム(512)が取り付けられている請求項14の車両。
  16. その一端で前記座席フレーム(512)に、他端で前記構造フレーム(544)に接続された状態でこれらの間に延びるニュートラル付勢アクチュエータ(540)をさらに含む請求項15の車両。
  17. 操向軸アセンブリ(518)が、前記座席操向アセンブリを前記後輪アセンブリ(552)に操作可能に接続する請求項15に記載の車両。
  18. 前記操向軸アセンブリ(518)が、上部操向軸(516)および下部操向軸(530)をさらに含み、前記上部操向軸(516)は一端で前記座席操向アセンブリ(500)に結合され、他端で前記下部操向軸(530)に結合されており、前記下部操向軸(530)は一端で前記上部操向軸(516)に結合され、他端で前記後輪アセンブリ(552)に結合されている請求項15に記載の車両。
  19. 前記上部および下部操向軸(516、530)が、実質的に同一直線上にない請求項18に記載の車両。
  20. 前記上部および下部操向軸(516、530)が、ローラーチェーン(528)によって連結されている請求項18に記載の車両。
  21. 前記下部操向軸(530)が、ベベルギアアセンブリ(534、536)で前記後輪アセンブリ(552)に結合されている請求項18に記載の車両。
  22. 前記手で操作可能なクランク(250)が、クランクスプロケット(255)を含み、前記前輪(110)が、ホイールスプロケット(270)を含み、前記クランクスプロケット(255)は確実な係合手段によって前記ホイールスプロケット(270)に結合されている請求項12に記載の車両。
  23. 前記座席(115)が、可撓チェーン、ローラーチェーン、ケーブルもしくはナイロンベルト(185、215)によって前記後輪(120)に操作可能に接続されている請求項2、9および14の車両。
  24. チェーン(215)が、前記後輪操向アセンブリ(120)に固定された被駆動スプロケット(180)の周囲に巻き掛けられており、前記チェーン(215)は第一および第二のケーブル(220)によって前記座席(115)の第一および第二の部分に直接取り付けられており、前記チェーン(215)は前記被駆動スプロケット(180)と前記座席(115)の第一および第二の部分の間で交差している請求項9または10に記載の車両。
  25. 前記チェーン(215)が、第一および第二のケーブル(220)のうち少なくとも一つに調節可能に装着されている請求項24に記載の車両。
  26. 前記ケーブル(220)の方向を実質的に水平方向から実質的に垂直方向に転換する第一のおよび第二のガイド(230)をさらに含む請求項24の車両。
  27. チェーン(185)が、前記座席(115)に固定された駆動スプロケット(175)および前記後輪操向アセンブリ(120)に固定された被駆動スプロケット(180)の周りに巻き掛けられており、前記チェーンは前記駆動スプロケットおよび前記被駆動スプロケットの間で交差している請求項23に記載の車両。
  28. 前記駆動スプロケット(175)は、座席支持軸上に配置されて前記座席位置に対する前記後輪の位置を調整できるようにしている請求項27に記載の車両。
  29. 操向ダンパー(197)が、前記後輪操向アセンブリ(120)および前記構造フレーム(105)に接続されている請求項1から28のいずれかに記載の車両。
  30. 独立していて手で操作可能な前部ブレーキ(355)および後部ブレーキ(365)をさらに含む請求項1から29のいずれかに記載の車両。
  31. 前記構造フレーム(105)が、前記前輪(110)の間に位置する調整可能な足載せ台(128)をさらに含む請求項1から30のいずれかに記載の車両。
  32. 前記前輪(110)は、前記ホイールに渡されたフォークによって、前記フレーム(105)に固定されたそれぞれの軸まわりに回転するように各々取り付けられる請求項1から31のいずれかに記載の車両。
  33. 前記前輪(110)は、前記フレーム(105)に固定された片持ち軸まわりに回転するように各々取り付けられる請求項1から32のいずれかに記載の車両。
  34. 前記前輪(110)は互いに向かって傾けられて、垂直に対して正のキャンバー角となっている請求項1から33のいずれかに記載の車両。
  35. 前記キャンバー角は、約1〜10°である請求項1から34のいずれかに記載の車両。
  36. 前記座席(115)は、静止状態にある場合、前記後輪(120)に前記操作者および前記車両(100)の合計重量の約20〜40パーセントがかかるように位置している請求項1から35のいずれかに記載の車両。
  37. 前記構造フレーム(105)が推進用軸まわりに回転可能な被動車輪(110)を含む多数の走行車輪上に支持され;該車両がさらに:
    クランク駆動軸ハウジング(388)内に納められてそこから延びるクランク駆動軸(387)を有している手で操作可能なクランク(250)であって、前記被動車輪(110)上に配置され前記座席(115)に座った操作者が手で回転可能である手操作可能なクランク(250);および
    前記クランク駆動軸ハウジング(388)と前記軸の間に延びる主駆動軸ハウジング(390)内に納められた主駆動軸(393)であって、前記クランク駆動軸(387)および前記被動車輪(110)を操作可能に接続する主駆動軸(393)
    を含む請求項1に記載の車両。
  38. 手動格納式のバネプランジャ(401)および前記手動クランクを前記駆動軸(393)と係合および離脱するため前記クランクアームハウジング(385)内に配置されたローラークラッチ(386)をさらに含む請求項37の車両。
  39. 前記被動車輪(110)が、改造された内部ギアコースターブレーキハブを含む請求項37に記載の車両。
  40. 前記車両が、前記手で操作可能なクランク(250)の回転運動によって推進される請求項37に記載の車両。
  41. 前記車両が、前記手で操作可能なクランク(250)のラチェット運動によって推進される請求項37に記載の車両。
  42. 前記被動車輪軸は、前記フレーム(105)の前方部分において向きを固定して取り付けられている請求項37に記載の車両。
  43. 前記走行車輪は、前記座席(115)の各側に一つずつある二つの被動車輪(110)、および二つの独立して操作可能な手動クランク(250)を含み、各手動クランクはそれぞれのクランク駆動軸(387)およびそれぞれの主駆動軸(393)を通して前記被動車輪(110)のそれぞれに操作可能に接続されている請求項37に記載の車両。
  44. 前記座席枢軸が実質的に垂直である請求項37に記載の車両。
  45. 前記座席枢軸が実質的に水平である請求項37に記載の車両。
  46. 前記座席枢軸が、前記被動車輪(110)に向かって傾斜して約25〜75°の傾斜角度となっている請求項37に記載の車両。
  47. 前記主駆動軸(393)が、ベベルギア(391、392)を取り付けることによって前記クランク駆動軸(387)に結合されている請求項37に記載の車両。
  48. 前記主駆動軸(393)が、完全に前記主駆動軸ハウジング(390)内に納まる請求項37に記載の車両。
  49. 前記手動格納式のバネプランジャ(401)が、前記車両を固定前方駆動モードで推進させるように構成される請求項38に記載の車両。
  50. 前記手動格納式のバネプランジャ(401)が、前記車両を固定逆駆動モードで推進させるよう構成される請求項38に記載の車両。
  51. 前記ローラークラッチ(386)および前記手動格納式のバネプランジャ(401)は、前記車両をフリーホイール前方駆動モードで推進させるよう構成される請求項38に記載の車両。
  52. 前記車両が、片手しか使用できない操作者が前記車両を操向しかつ推進させることができるよう構成される請求項1から51のいずれかに記載の車両。
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