JP2013240724A - 人力駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】双方向足踏み駆動時に使われる人体の筋肉群の差異をより大きくする人力駆動装
置を提供する。
【解決手段】人間が人力入力装置（１０１）の入力端に対し、正回転又は逆回転をし、回転運動エネルギーを入力し、前記人力入力装置（１０１）の出力端が出力する回転運動エネルギーが固定回転方向出力伝動装置（１０２）の入力端へおくられ、前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の出力端により固定回転方向の機械エネルギー出力をし、固定回転方向の機械機能装置を駆動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は人力駆動装置に関し、詳しくは双方向入力固定回転方向出力の人力駆動装置に関する。

周知の自転車の騎乗者は固定方向に施力して踏み、そのとき関連する筋肉及び関節を定期的及び周期的に使う。即ち踏み動かす者の肢体の筋肉及び関節の一部が施力と力を受ける運用状態にあり、もう一部の筋肉及び関節は施力せずと力を受けない状態にあるので、全体にいうと人体の負荷が不均一であり、騎乗者が疲れやすくそして長期的に踏み動かすことにより運動障害になる。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、本発明の主な目的は人力駆動装置を提供することにある。

本発明に係る人力駆動装置は、特定の双回転方向入力ができる人力入力装置をもち、その出力端が固定回転方向出力伝動装置の入力端へおくり、固定回転方向出力伝動装置の出力端を経由し、固定回転方向出力をすることにより、負荷ウィールセットの人力駆動装置を駆動させ、使用者が駆動入力方向を自由選択でき、さらに異なる変速比率の固定回転方向出力伝動装置により、異なる駆動入力方向のときに異なる変速比率の固定回転方向出力をするものである。

本発明の人力駆動装置は、人間の手か足の両者又はその一つにより正回転或いは逆回転という双回転方向で、人力入力装置の入力端を駆動させ、そして人力入力装置の出力端から、固定回転方向出力伝動装置の入力端へおくり、固定回転方向出力伝動装置の出力端を経、固定回転方向の出力をして負荷ウイールセットを駆動させるものに関し、足踏みで動く車両、手で揺らせる車両、以上の両者又はその一つで駆動する車両など、人力で双方向回転駆動できる人力駆動キャリヤに提供され、また、足踏みで動く運動装置、手で揺らせる運動装置、以上の両者又はその一つで駆動する運動装置など、人力で双方向回転駆動できる運動器材に提供でき、また、足踏みで動く駆動方式或いは手揺らせる方式、或いは以上の両者又はその一つで駆動する流体ポンプ、ファン、又は発電機という装置に応用することができる。

本発明の人力駆動装置は、特に直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）の双方向足踏み自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）、或いは直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、人体の下肢に双方向の足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。
１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は、各種の使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）又は直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異をより大きくし、上記の利点及び効果をより著しくする。

本発明の参考形態による人力駆動装置を示すブロック図である。 本発明の参考形態による人力駆動装置の他の構成を示すブロック図である。 本発明の参考形態による人力駆動装置のさらに他の構成を示すブロック図である。 本発明の参考形態による人力駆動装置またさらに他の構成を示すブロック図である。 本発明の参考形態による人力駆動装置が応用された構造を示すブロック図である。 本発明の参考形態による人力駆動装置が応用された構造を示すブロック図である。 本発明の参考形態による人力駆動装置が応用された構造を示すブロック図である。 本発明の参考形態による人力駆動装置が応用された構造を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による人力駆動装置を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による人力駆動装置を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による人力駆動装置を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態による人力駆動装置を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（参考形態）
本発明の参考形態による人力駆動装置は、人間の手か足の両者又はその一つにより正回転或いは逆回転という双回転方向で、人力入力装置の入力端を駆動させ、そして人力入力装置の出力端から、固定回転方向出力伝動装置の入力端へおくり、固定回転方向出力伝動装置の出力端を経て、固定回転方向の出力をして負荷ウイールセットを駆動させる。本発明の参考形態による人力駆動装置は、足踏み動く車両、手で揺らせる車両、以上の両者又はその一つで駆動する車両など、人力で双方向回転駆動できる人力駆動キャリヤに提供され、また、足踏み動く運動装置、手で揺らせる運動装置、以上の両者又はその一つで駆動する運動装置など、人力で双方向回転駆動できる運動器材に提供でき、また、足踏みで動く駆動方式或いは手揺らせる方式、或いは以上の両者又はその一つで駆動する流体ポンプ、ファン、又は発電機という装置に提供できるものである。本発明の参考形態による人力駆動装置は、特に直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）の双方向足踏みで動く自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）、或いは直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。

１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は、各種の使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）又は直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異をより大きくし、上記の利点及び効果をより著しい。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、特定の双回転方向入力ができる人力入力装置をもち、その出力端が固定回転方向出力伝動装置の入力端へおくり、固定回転方向出力伝動装置の出力端を経て、固定回転方向出力をすることにより、負荷ウィールセットの人力駆動装置を駆動させ、使用者が駆動入力方向を自由選択でき、さらに異なる変速比率の固定回転方向出力伝動装置により、異なる駆動入力方向のときに異なる変速比率の固定回転方向出力をするものである。

図１は、本発明の参考形態による人力駆動装置の基本構成を示すブロック図である。
図２は、図１において、人力入力装置１０１と固定回転方向出力伝動装置１０２との間に伝動装置１０４を設けた駆動装置の構成を示すブロック図である。
図３は、図１において固定回転方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウィールセット１０３との間に伝動装置１０４を設けた駆動装置の構成を示すブロック図である。
図４は、図１において人力入力装置１０１と固定回転方向出力伝動装置１０２、そして固定回転方向出力伝動装置１０２と駆動負荷ウィールセット１０３との間に伝動装置１０４を設けた駆動装置の構成を示すブロック図である。

参考形態による人力駆動装置は、人間の手か足の両者或いはその一つにより、人力入力装置１０１を駆動させ、第一駆動回転方向又は異なる回転方向の第二駆動回転方向に駆動するとき、人力入力装置１０１の出力端が出力する回転運動エネルギーは、直接又は伝動装置１０４を経て固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へ送られ、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端から固定回転方向の回転運動エネルギーを出力し、負荷ウィールセット１０３を駆動させるものである。図１から図４について、本発明の参考形態による人力駆動装置について以下に説明する。

人力入力装置１０１は、人間の肢体、手か足の両者或いはその一つにより、正回転或いは逆回転の双回転方向駆動の入力又は往復駆動入力をされることにより、選定した固定速度レートを産生し、そして相対正回転或いは逆回転の双方向回転出力機関により構成され、この双方向回転出力機関は、踏み板、クランク及び双方向回転の伝動ウィールセット、或いはハンドル、バー及び双方向回転の伝動ウィールセット、或いは人力で双方向回転駆動を産生させる従来の人力駆動機関装置からなる。
ここで、第一駆動回転方向の運動エネルギー及び第二駆動回転方向の入力運動エネルギーは、人間の手か足の両者又はその一つから、人力入力装置１０１の入力端を駆動する。
第一駆動回転方向と第二駆動回転方向とは反対になる。

固定回転方向出力伝動装置１０２は、直接或いは伝動装置１０４を経由して、人力入力装置１０１からの異なる回転方向の運動エネルギーをうけ、固定回転方向の運動エネルギーを出力するものである。固定回転方向出力伝動装置１０２の内部の構成は、１）ギアセット、或いは２）摩擦ウイールセット、或いは３）チェーン及びチェーンウイールセット、或いは４）ベルト及びベルトウイールセット、或いは５）伝動クランク及びウイールセット、或いは６）流体伝動装置、或いは７）電磁力伝動装置などの一つ又は一つ以上の伝動ユニットにより構成する。固定回転方向出力伝動装置１０２において、異なる回転方向の第一駆動回転方向と第二駆動回転方向との駆動が入力される時、入力端と出力端との間の固定回転方向の速度比は、同じか異なるか或いは変速になる。
負荷ウィールセット１０３は、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により直接、或いは伝動装置１０４を経て駆動され、固定単一回転方向駆動をするウィールセット型負荷である。

伝動装置１０４は、以下の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種のギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、或いは逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置（ｓｉｎｇｌｅ ｗａｙ ｃｌｕｔｃｈ）であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、特に直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）の双方向足踏み自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）、或いは直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、人体の下肢に双方向の足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。
１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は各種の使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）又は直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異をより大きくし、上記の利点及び効果がより著しい。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、人間の手か足の両者或いはその一つにより双回転方向駆動する人力駆動キャリヤの応用を含み、その構成は、人間の手か足の両者或いはその一つにより正回転或いは逆回転する人力入力装置１０１を備え、人力入力装置１０１の出力端が出力する回転運動エネルギーは直接、又は伝動装置１０４を経て、少なくとも一個の固定回転方向出力伝動装置１０２に入力され、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端から固定回転方向の出力をし、その出力する固定方向回転運動エネルギーは直接、又は伝動装置１０４を経て、負荷ウィールセット１０３を駆動させる。伝動装置１０４は、下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種のギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置（ｓｉｎｇｌｅ ｗａｙ ｃｌｕｔｃｈ）であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断し、人力入力装置１０１は人間の手か足の両者或いはその一つにより、正回転或いは逆回転の駆動をし、選定速度レートの相対回転方向の出力をする。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、特に直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）の双方向足踏み自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）、或いは直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。
１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は各種の使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）又は直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異をより大きくし、上記の利点及び効果がより著しい。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、人力駆動キャリヤに応用され、少なくとも一個のウィールセットを設ける自転車、手で揺らせる車両、または足踏み及び手揺し車両という機能をもつ人力駆動キャリヤにより構成され、人間の手か足の両者或いはその一つにより正回転或いは逆回転して人力入力装置１０１を駆動させ、相対的に出力端から正回転或いは逆回転の回転運動エネルギーを出力することにより直接又は伝動装置１０４を経て、固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へおくり、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により固定回転方向の出力をし、直接又は伝動装置１０４を経て、再び負荷ウィールセット１０３を駆動させ、更に負荷ウィールセット１０３と≡がるキャリヤを駆動させる。伝動装置１０４が下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、更に人力駆動運動装置に用いられ、例えばそれはフィットネス自転車であり、図５に示すのは本発明の参考形態による人力駆動装置が固定減衰負荷ウィールセットをもつ人力駆動運動装置に応用された構造を示すブロック図である。その構成は人間の手か足の両者又はその一つにより正回転又は逆回転して駆動をする人力入力装置１０１、そして少なくとも一個の固定回転方向出力伝動装置１０２をもち、その入力端が直接又は伝動装置１０４を経て、人力入力装置１０１が出力する回転運動エネルギーを受け、そして固定回転方向出力伝動装置１０２自身の出力端により固定回転方向の出力をし、その出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置１０４を経て、固定減衰負荷ウイールセット１０６を駆動する。伝動装置１０４は下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であり、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。固定減衰負荷ウイールセット１０６は自身が固定減衰を持ち、運動装置として運転する時に固定減衰を産生させるものである。
上記の固定減衰負荷ウイールセット１０６自身の固定減衰は、摩擦減衰式、流体減衰式、発電出力の反トルク減衰式、電動反トルク式、電磁渦流発電減衰式等の固定減衰構造により構成するものを含める。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、制御可能な減衰装置を設けている人力駆動運動装置に応用でき、例えば、それはフィットネス自転車である。図６に示すのは本発明の参考形態による人力駆動装置が制御可能な減衰負荷ウィールセットをもつ人力駆動運動装置に応用された構造を示すブロック図である。その構成は人間の手か足の両者又はその一つにより駆動をする人力入力装置１０１、そして少なくとも一個の固定回転方向出力伝動装置１０２をもち、その入力端が直接又は伝動装置１０４を経て人力入力装置１０１が出力する回転運動エネルギーを受け、そして固定回転方向出力伝動装置１０２自身の出力端により固定回転方向の出力をし、その出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置１０４を経て制御可能な減衰負荷ウイールセット１０７を駆動させる。伝動装置１０４は下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。制御可能な減衰負荷ウイールセット１０７は自身が制御可能な減衰機能を持ち、運動装置として運転する時に制御可能な減衰を産生する。

上記の制御可能な減衰負荷ウイールセット１０７が産生する制御可能な減衰は、摩擦減衰式、流体減衰式、発電出力の反トルク減衰式、電動反トルク式、電磁渦流発電減衰式等の制御可能な機能を持つ減衰構造により構成され、制御可能な減衰負荷ウイールセット１０７の減衰の大きさをコントロールする。
上記の制御可能な減衰負荷ウイールセット１０７は、選択した減衰構造形式によって、流体エネルギー又は機械エネルギー又は電力エネルギーによって動作可能に制御され、制御可能な減衰機能を産生する。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、人力駆動キャリアに別途プラス固定減衰装置１１２を設けることにより、負荷ウイールセット１０３と減衰効果を起こさせ、転換し運動装置機能として使われる。図７に示すのは、本発明の参考形態による人力駆動装置が人力駆動キャリヤに応用され、プラス固定減衰装置により減衰を産生させ、運動装置機能を構成した構造を示すブロック図である。その構成は人間の手か足の両者又はその一つにより駆動をする人力入力装置１０１、そして少なくとも一個の固定回転方向出力伝動装置１０２をもち、その入力端が直接又は伝動装置１０４を経て人力入力装置１０１が出力する回転運動エネルギーを受け、そして固定回転方向出力伝動装置１０２自身の出力端により固定回転方向の出力をし、その出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置１０４を経て負荷ウイールセット１０３を駆動する。伝動装置１０４は下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。負荷ウイールセット１０３は少なくとも一個の負荷ウイールセット１０３が減衰を産生することに提供されるプラス減衰装置１１２を設け、運動装置機能として運転する時に減衰を産生させる。
上記の負荷ウイールセット１０３に減衰効果を生じさせるためにプラスしたプラス固定減衰装置１１２の減衰構造は、摩擦減衰式、流体減衰式、発電出力の反トルク減衰式、電動反トルク式、電磁渦流発電減衰式等の制御可能な機能を持つ減衰構造により構成されるものである。

本発明の参考形態による人力駆動装置は、人力駆動キャリアに別途にプラス制御可能な減衰装置１０５を設けることにより、転換し運動装置機能として使われる。図８に示すのは本発明の参考形態による人力駆動装置が人力駆動キャリヤに応用され、プラス制御可能な減衰装置１０５により運動装置機能を構成させる構造を示すブロック図である。その構成は人間の手か足の両者又はその一つにより駆動をする人力入力装置１０１、そして少なくとも一個の固定回転方向出力伝動装置１０２をもち、その入力端が直接又は伝動装置１０４を経て人力入力装置１０１が出力する回転運動エネルギーを受け、そして固定回転方向出力伝動装置１０２自身の出力端により固定回転方向の出力をし、その出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置１０４を経て負荷ウイールセット１０３を駆動する。伝動装置１０４は下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。負荷ウイールセット１０３は少なくとも一個の負荷ウイールセット１０３が減衰を産生することに提供されるプラス制御可能な減衰装置１０５を設け、運動装置機能として運転する時に減衰を産生させる。

上記のプラス制御可能な減衰装置１０５の減衰構造は、摩擦減衰式、流体減衰式、発電出力の反トルク減衰式、電動反トルク式、電磁渦流発電減衰式等の制御可能な特性をもつ減衰構造により構成され、プラス制御可能な減衰装置１０５の制御方法が選択した減衰構造形式により流体又は機械又は電力エネルギーの制御方法及び装置により、運動装置機能として運転する時の減衰の大きさをコントロールする。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による人力駆動装置は、人間が人力入力装置１０１の入力端に対し、正回転又は逆回転の回転運動エネルギーを入力し、人力入力装置１０１の出力端が出力する回転運動エネルギーが固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へおくられ、そして固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により固定回転方向の機械エネルギー出力をし、固定回転方向の機械機能装置を駆動させる。図９に示すのは本発明の第１実施形態による人力駆動装置が、固定回転方向を駆動させる機械機能装置の構造を示すブロック図である。その構成は人間の手か足の両者又はその一つにより人力入力装置１０１に対し正回転又は逆回転の双方向回転駆動をし、人力入力装置１０１の出力端により出力する回転運動エネルギーが直接又は伝動装置１０４を経て固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へおくられ、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により固定回転方向の出力をし、直接又は伝動装置１０４を経て回転式機械機能装置１０８を駆動する。回転式機械機能装置１０８は、例えば流体ポンプ、ファン、慣性エネルギー保存ウイール、他の人力で駆動できる回転式機械機能装置であり、伝動装置１０４は、下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。

本発明の第１実施形態による人力駆動装置は、特に直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）の双方向足踏み自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）、或いは直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。
１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は各種の使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）又は直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異はより大きく、上記の利点及び効果がより著しい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による人力駆動装置は、人間が人力入力装置１０１の入力端に対し、正回転又は逆回転の回転運動エネルギーを入力し、人力入力装置１０１出力端が出力する回転運動エネルギーが固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へおくられ、そして固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により固定回転方向の出力をし、発電機１０９を駆動させる。図１０に示すのは、本発明の第２実施形態による人力駆動装置が、発電機を駆動させる構造を示すブロック図である。その構成は人間の手か足の両者又はその一つにより人力入力装置１０１に対し正回転又は逆回転の双方向回転駆動をし、人力入力装置１０１の出力端により出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置１０４を経て固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へおくられ、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により固定回転方向の出力をし、直接又は伝動装置１０４を経て回転式発電機１０９を駆動する。伝動装置１０４は下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。そして発電機１０９は更にニーズに応じて選択的に発電機関連制御装置１１０及び回路スイッチ又は保護装置１１１を設けられる。

本発明の第２実施形態による人力駆動装置は、特に直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）の双方向足踏み自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）、或いは直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。
１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は各種な使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）又は直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異はより大きく、上記の利点及び効果がより著しい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による人力駆動装置が、発電機１０９を駆動する応用において、更に負荷ウイールセット１０３と発電機１０９とを一体構造にすることができる。図１１に示すのは、本発明の第３実施形態による人力駆動装置が駆動する負荷ウィールセット１０３と発電機１０９とを一体構造に結合させた構造を示すブロック図である。その構成は人間の手か足の両者又はその一つにより、人力入力装置１０１に対し正回転又は逆回転の回転駆動をし、人力入力装置１０１の出力端により出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置１０４を経て固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へおくり、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により固定回転方向の出力をし、発電機１０９を駆動する。発電機１０９は、負荷ウイールセット１０３と共同構造に組合せられ、或いは発電機１０９が負荷ウイールセット１０３により直接発電機構造の一部を構成し、伝動装置１０４は、下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。そして発電機１０９は更にニーズに応じて選択的に発電機関連制御装置１１０及び回路スイッチ又は保護装置１１１を設けられる。

本発明の第３実施形態による人力駆動装置は特に直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）の双方向足踏み自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）、或いは直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。
１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は各種の使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）自転車（ｂｉｃｙｃｌｅ）又は直立式（ｕｐｒｉｇｈｔ）足踏み運動装置（ｐｅｄａｌｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｄｅｖｉｃｅ）に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異はより大きく、上記の利点及び効果がより著しい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による人力駆動装置は、人力駆動キャリアに応用され、ニーズに応じて負荷ウイールセット１０３が直接にまたは伝動装置２００により駆動させた発電機１０９を配置できる。図１２に示すのは本発明の第４実施形態による人力駆動装置の人力駆動キャリヤにおける負荷ウィールセット１０３に発電機１０９を配置させた構造を示すブロック図である。その構成は、人間の手か足の両者又はその一つにより人力入力装置１０１に対し正回転又は逆回転の回転駆動をし、人力入力装置１０１の出力端により出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置１０４を経て固定回転方向出力伝動装置１０２の入力端へおくられ、固定回転方向出力伝動装置１０２の出力端により固定回転方向の出力をし、負荷ウイールセット１０３を駆動させ、負荷ウイールセット１０３により発電機１０９を駆動する。発電機は負荷ウイールセット１０３の駆動を受けるために設けられるものであり、伝動装置１０４は下記の一種又は一種以上の伝動装置により構成され、伝動装置は、１）固定速度レート又は可変速度レートの各種なギア式、ベルト式、摩擦式などの回転式伝動機能構造、或いは２）人力、機械力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクにより操作する有段又は無段式変速装置、或いは３）入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御できる伝動装置、或いは４）人力、機械力、電磁力、流動力、遠心力、トルク、逆トルクなどにより操作するクラッチ装置または単一方向伝動クラッチ装置であって、クラッチ機能装置を伝動連結あるいは伝動遮断する。そして発電機１０９は更にニーズに応じて選択的に発電機１０９、関連制御装置１１０及び回路スイッチ又は保護装置１１１を設けられる。

本発明の第４実施形態による人力駆動装置は、特に直立式の双方向足踏み自転車、或いは直立式足踏み運動装置に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することにより、使用する筋肉群の拡大そして使用強度及び密度を変える。これにより、下記の利点がある。
１）局所の筋肉及び関節の過度使用による障害を減少させる。
２）あまり使われない筋肉群及び関節を使い訓練できる。
上記の利点は各種な使用する筋肉群の異なる人力双方向駆動に適用でき、特に騎乗直立式自転車又は直立式足踏み運動装置に応用され、双方向足踏み駆動の時に、その双方向足踏み運動に使われる人体の筋肉群の差異はより大きく、上記の利点及び効果がより著しい。
本発明の実施形態による人力駆動装置は、人力双方向駆動キャリヤ、人力双方向駆動運動装置、人力双方向駆動の回転式機械機能装置、人力双方向駆動の発電機に用いられ、更に駆動する負荷の性質により、選択的に関連運転機能の表示装置或いは操作者の生理状態の検査装置、表示装置を設ける。

１０１：人力入力装置、１０２：固定回転方向出力伝動装置、１０３：負荷ウィールセット、１０４、２００：伝動装置、１０５：プラス制御可能な減衰装置、１０６：固定減衰負荷ウィールセット、１０７：制御可能な減衰負荷ウィールセット、１０８：回転式機械機能装置、１０９：発電機セット、１１０：発電機関連制御装置、１１１：回路スイッチ及び保護装置、１１２：プラス固定減衰装置

Claims (4)

1. 人間が人力入力装置（１０１）の入力端に対し、正回転又は逆回転をし、回転運動エネルギーを入力し、前記人力入力装置（１０１）の出力端が出力する回転運動エネルギーが固定回転方向出力伝動装置（１０２）の入力端へおくられ、前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の出力端により固定回転方向の機械エネルギー出力をし、固定回転方向の機械機能装置を駆動させ、
   構成は、人間の手か足の両者又はその一つにより前記人力入力装置（１０１）に対し正回転又は逆回転の双方向回転駆動をし、前記人力入力装置（１０１）の出力端により出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置（１０４）を経て前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の入力端へおくられ、前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の出力端により固定回転方向の出力をし、直接又は前記伝動装置（１０４）を経て回転式機械機能装置（１０８）を駆動させ、
   前記回転式機械機能装置（１０８）は、例えば流体ポンプ、ファン、慣性エネルギー保存ウイール、または他の人力で駆動可能な前記回転式機械機能装置（１０８）であり、
   前記伝動装置（１０４）は、入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御可能な一種又は一種以上の伝動装置により構成され、
   特に直立式の足踏み運動装置に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することを特徴とする人力駆動装置。
2. 人力入力装置（１０１）の入力端に対し、正回転又は逆回転をし、回転運動エネルギーを入力し、前記人力入力装置（１０１）の出力端が出力する回転運動エネルギーが固定回転方向出力伝動装置（１０２）の入力端へおくり、前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の出力端により固定回転方向の出力をし、発電機（１０９）を駆動させ、
   構成は人間の手か足の両者又はその一つにより前記人力入力装置（１０１）に対し正回転又は逆回転の双方向回転駆動をし、前記人力入力装置（１０１）の出力端により出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置（１０４）を経て前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の入力端へおくられ、前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の出力端により固定回転方向の出力をし、直接又は前記伝動装置（１０４）を経て前記回転式発電機（１０９）を駆動させ、
   前記伝動装置（１０４）は、入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御可能な一種又は一種以上の伝動装置により構成され、
   前記発電機（１０９）は更にニーズに応じて選択的に発電機関連制御装置（１１０）及び回路スイッチ又は保護装置（１１１）を設けることが可能であり、
   直立式の双方向足踏み自転車、或いは直立式足踏み運動装置に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することを特徴とする人力駆動装置。
3. 発電機（１０９）を駆動する応用において、更に負荷ウイールセット（１０３）と前記発電機（１０９）と一体構造にすることが可能であり、
   構成は、人間の手か足の両者又はその一つにより人力入力装置（１０１）に対し正回転又は逆回転の回転駆動をし、前記人力入力装置（１０１）の出力端により出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置（１０４）を経て固定回転方向出力伝動装置（１０２）の入力端へおくられ、前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の出力端により固定回転方向の出力をし、前記発電機（１０９）を駆動させ、前記発電機（１０９）が前記負荷ウイールセット（１０３）と共同構造に組合わされ、或いは前記発電機（１０９）が前記負荷ウイールセット（１０３）により直接発電機構造の一部を構成し、
   前記伝動装置（１０４）は、入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御可能な一種又は一種以上の伝動装置により構成され、
   前記発電機（１０９）は更にニーズに応じて選択的に発電機関連制御装置（１１０）及び回路スイッチ又は保護装置（１１１）を設けることが可能であり、
   直立式の双方向足踏み自転車、或いは直立式足踏み運動装置に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することを特徴とする人力駆動装置。
4. 人力駆動キャリアに応用され、ニーズに応じて負荷ウイールセット（１０３）が直接にまたは伝動装置（２００）により駆動された発電機（１０９）を配置可能であり、
   構成は、人間の手か足の両者又はその一つにより人力入力装置（１０１）に対し正回転又は逆回転の回転駆動をし、前記人力入力装置（１０１）の出力端により出力する回転運動エネルギーは直接又は伝動装置（１０４）を経て固定回転方向出力伝動装置（１０２）の入力端へおくられ、前記固定回転方向出力伝動装置（１０２）の出力端により固定回転方向の出力をし、前記負荷ウイールセット（１０３）を駆動させ、前記負荷ウイールセット（１０３）により前記発電機（１０９）を駆動させ、発電機は前記負荷ウイールセット（１０３）の駆動を受けるために設けられるものであり、
   前記伝動装置（１０４）は、入力端及び出力端の相対回転方向関係の切替を制御可能な一種又は一種以上の伝動装置により構成され、
   前記発電機（１０９）は更にニーズに応じて選択的に発電機関連制御装置（１１０）及び回路スイッチ又は保護装置（１１１）を設けることが可能であり、
   直立式の双方向足踏み自転車、或いは直立式足踏み運動装置に応用され、人体の下肢に双方向足踏み運動を提供することを特徴とする人力駆動装置。

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