JP2018520308A

JP2018520308A - 往復直線運動から一方向円運動への変換装置及び該装置を用いた乗り物

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Publication number: JP2018520308A
Application number: JP2017559612A
Authority: JP
Inventors: 羅立元
Original assignee: Shenzhen Nanbo Automation Equipment Co ltd
Current assignee: Shenzhen Nanbo Automation Equipment Co ltd
Priority date: 2015-05-14
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2036-02-29
Also published as: EP3296595A4; JP6577600B2; CN104989799A; US20180066741A1; CN104989799B; CN105370836A; US10428920B2; CN105370836B; WO2016179870A1; KR20180004754A; EP3296595A1; AU2016260141A1; CA2985855A1; WO2016180056A1

Abstract

人力駆動による直線運動方式を、ラックとピニオンの組み合わせ、チェーンとスプロケットの組み合わせ又はベルトとプーリの組み合わせ、及び複数の歯車群と一方向クラッチにより、一方向円運動方式に変換することができ、構成が簡単でコンパクトである、往復直線運動から一方向円運動への変換装置。歯車群はそれぞれ大歯車、中歯車及び小歯車を備えるため、歯車群が横方向に摺動して噛み合うことによって、トルクと回転数を出力する方式を変換でき、速度を容易に調整できる。また、装置本体内の歯車群同士は必要に応じて、直線配列、三角形配列等のように任意に配列されてもよく、さらに、必要に応じて歯車群の数、歯車群の歯車数を増減してもよい。また、歯車群の歯車は大歯車、中歯車、小歯車の順で配列されて、段階的に変速してもよいし、小歯車、大歯車、中歯車のように配列されて、跳躍的に変速してもよい。さらに、該装置を用いた乗り物を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は運動変換の技術分野、特に往復直線運動から一方向円運動への変換装置及び該装置を用いた乗り物に関する。

周知のように、生産を行うときに、直線運動方式を円運動方式に変換する、さらに円運動過程に異なる回転数を持たせることを必要とする場合があり、このとき、変換装置を用いて実現する必要があるが、従来の変換装置は一般的に構造が複雑で、速度調整が実施されにくく、たとえば、従来の自転車のように二足でペダルを踏んで車輪を回転させる方式では、てこの力点と支点間の距離が０−最大値で繰り返されるため、トルクも０−最大値の間で変化することになり、運転者の体力及び仕事時間を無駄にする上、チェーンを異なるスプロケットに掛け替えることによる速度調整にも変速時間がかかる。

本発明の目的は、構成が簡単でコンパクトであり、往復直線運動方式を一方向円運動方式に迅速に変換できる往復直線運動から一方向円運動への変換装置、及び該往復直線運動から一方向円運動への変換装置を用いた乗り物を提供することにある。

本発明は以下のように達成される。

往復直線運動から一方向円運動への変換装置であって、
装置本体、及び前記装置本体に設置された往復直線運動機構、直線運動変換機構及び円運動出力機構を備え、前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続され、前記直線運動変換機構は前記往復直線運動機構の出力する往復直線運動を双方向円運動に変換し、前記直線運動変換機構はさらに前記円運動出力機構に一方向に同期回転するように接続され、前記円運動出力機構は一方向円運動を出力する。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記直線運動変換機構は、前記装置本体の両側に対向設置された２つの回転輪を含み、前記回転輪のそれぞれと前記装置本体との間に主回転バネが設置され、それぞれの前記回転輪の同一側に前記往復直線運動機構が設けられ、且つ前記往復直線運動機構は同一側にある前記回転輪に伝動接続され、
前記２つの回転輪間に主回転軸が設けられ、前記主回転軸の両端はそれぞれ一方向クラッチによって同側にある前記回転輪に一方向に同期回転するように接続され、前記主回転軸は前記円運動出力機構に伝動接続され、それにより、前記直線運動変換機構は前記円運動出力機構達に一方向に同期回転するように接続される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記往復直線運動から一方向円運動への変換装置はさらに、前記装置本体に内蔵された回転数調整機構を備え、
前記回転数調整機構は、それぞれ直径の異なる複数の歯車を含むＮ（Ｎ≧２）個の歯車群であり、前記Ｎ個の歯車群のうち、第１歯車群は前記主回転軸に同期回転するように接続され、ほかの歯車群はそれぞれ、対応した回転軸に同期回転するように接続され、前記歯車群に対応した回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、
前記Ｎ個の歯車群のうち、それぞれの歯車群は順次噛み合うように接続され、
第Ｎ歯車群に対応した回転軸は前記円運動出力機構に同期回転するように接続され、
前記Ｎ個の歯車群には、隣接する歯車群が異なる噛み合い方式に変換するように駆動する複数のシフト装置が設置される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記往復直線運動から一方向円運動への変換装置はさらに、前記装置本体に内蔵された回転数調整機構を備え、
前記直線運動変換機構は前記回転数調整機構に一方向に同期回転するように接続され、前記回転数調整機構は前記円運動出力機構に伝動接続され、
前記回転数調整機構は、それぞれ直径の異なる複数の歯車を含むＮ（Ｎ≧２）個の歯車群であり、
それぞれの前記歯車群はそれぞれ、対応した回転軸に同期回転するように接続され、前記歯車群に対応した回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、
前記Ｎ個の歯車群のうち、各歯車群は順次噛み合うように接続され、第１歯車群に対応した回転軸は前記直線運動変換機構に一方向に同期回転するように接続され、第Ｎ歯車群に対応した回転軸は前記円運動出力機構に同期回転するように接続され、
前記Ｎ個の歯車群には、隣接する歯車群が異なる噛み合い方式に変換するように駆動する複数のシフト装置が設置される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記回転数調整機構は、第１回転軸に設けられる第１歯車群、第２回転軸に設けられる第２歯車群及び第３回転軸に設けられる第３歯車群を含み、且つ、前記第１歯車群、前記第２歯車群及び前記第３歯車群はそれぞれ、大歯車、中歯車及び小歯車を含み、
前記第１歯車群は、第１シフト装置の駆動下で、前記第１回転軸において歯車噛み合い位置まで自在に摺動して、前記第１歯車群の大歯車と前記第２歯車群の小歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第１歯車群の中歯車と前記第２歯車群の中歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第１歯車群の小歯車と前記第２歯車群の大歯車が噛み合って接続されるようにし、
前記第３歯車群は、第２シフト装置の駆動下で、前記第３回転軸において歯車噛み合い位置まで自在に摺動して、前記第３歯車群の大歯車と前記第２歯車群の小歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第３歯車群の中歯車と前記第２歯車群の中歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第３歯車群の小歯車と前記第２歯車群の大歯車が噛み合って接続されるようにし、
前記円運動出力機構は前記第３回転軸の一端に同期回転するように接続され、それにより前記回転数調整機構と前記円運動出力機構を伝動接続する

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記第１シフト装置及び前記第２シフト装置はそれぞれ、スライド溝とセンターピンを備えたトグルデバイスベース、速度調整トグルレバーを備えたトグルレバースライダー及び回転バネを備えたギアシフト回転円柱を含み、前記ギアシフト回転円柱は前記センターピンに套設され、前記トグルレバースライダーは前記スライド溝中にスライド可能に設けられ、前記ギアシフト回転円柱は前記トグルレバースライダーに駆動接続され、前記速度調整トグルレバーは前記第１歯車群又は前記第３歯車群に隣接して設置される

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記直線運動変換機構は、入力歯車、前記装置本体を貫通して設置される入力回転軸、主傘歯車及び２つの側部傘歯車を含み、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受により接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記主傘歯車は前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に同期回転するように接続され、前記第１回転軸の両端はさらにそれぞれ一方向クラッチによって前記側部傘歯車に一方向に同期回転するように接続され、それぞれの前記側部傘歯車は前記主傘歯車と噛み合うように接続され、前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つ、それぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記直線運動変換機構は、入力歯車、前記装置本体を貫通して設置される入力回転軸、第１主歯車、第２主歯車、第１従歯車、第２従歯車、副回転軸及び副歯車を含み、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受によって接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記第１主歯車は第１一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、前記第２主歯車は第２一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、且つ前記第１一方向クラッチの取付方向と前記第２一方向クラッチの取付方向は逆に設定され、前記第１回転軸の両端はさらにそれぞれ前記第１従歯車及び前記第２従歯車に同期回転するように接続され、前記副回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、前記副歯車は前記副回転軸に同期回転するように接続され、前記副歯車はそれぞれ前記第１主歯車及び前記第１従歯車と噛み合うように接続され、前記第２主歯車は前記第２従歯車と噛み合うように接続され、前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つそれぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続されることを特徴とする請求項６に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記直線運動変換機構は、入力歯車、前記装置本体を貫通して設置される入力回転軸、主傘歯車及び２つの側部傘歯車を含み、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受により接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記主傘歯車は前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に同期回転するように接続され、それぞれの前記側部傘歯車は前記主傘歯車と噛み合うように接続され、前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つ、それぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続され、
前記２つの側部傘歯車間に駆動回転軸が設けられ、前記駆動回転軸の両端はそれぞれ一方向クラッチによって前記側部傘歯車に一方向に同期回転するように接続され、
前記駆動回転軸は前記円運動出力機構に伝動接続され、それにより前記直線運動変換機構は前記円運動出力機構に一方向に同期回転するように接続される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記直線運動変換機構は、入力歯車、前記装置本体を貫通して設置された入力回転軸、第１主歯車、第２主歯車、第１従歯車、第２従歯車、副回転軸及び副歯車を備え、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受により接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記第１主歯車は第１一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、前記第２主歯車は第２一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、且つ、前記第１一方向クラッチの取付方向と前記第２一方向クラッチの取付方向は逆に設定され、前記副回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、前記副歯車は前記副回転軸に同期回転するように接続され、前記副歯車はそれぞれ前記第１主歯車及び前記第１従歯車と噛み合うように接続され、前記第２主歯車は前記第２従歯車と噛み合うように接続され、
前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つ、それぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続され、前記第１従歯車と前記第２従歯車の間に駆動回転軸が設けられ、前記駆動回転軸の両端はそれぞれ前記第１従歯車及び前記第２従歯車に同期回転するように接続され、前記駆動回転軸は前記円運動出力機構に伝動接続され、それにより前記直線運動変換機構は前記円運動出力機構に一方向に同期回転するように接続される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたラック及び前記ラックに設けられるペダルを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、且つ前記ラックは前記回転輪と噛み合うように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたラック及び前記ラックに設けられるペダルを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、且つ前記ラックは前記入力歯車と噛み合うように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたペダル、前記ペダルに固定して接続された伝動チェーン及び複数のサブスプロケットを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、前記伝動チェーンは前記複数のサブスプロケット及び前記回転輪と噛み合って伝動するように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続される。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置の改良として、前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたペダル、前記ペダルに固定して接続された伝動チェーン及び複数のサブスプロケットを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、前記伝動チェーンは前記複数のサブスプロケット及び前記入力歯車と噛み合って伝動するように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続される。

乗り物であって、
動力出力機構及び上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置を備え、前記円運動出力機構は前記動力出力機構に伝動接続される。

上記乗り物の改良として、前記乗り物は人力駆動車、おもちゃの車、人力駆動船又は人力駆動パラモーターであり、前記動力出力機構は人力駆動車の車輪、おもちゃの車の車輪、人力駆動船のプロペラ又は人力駆動パラモーターのプロペラである。

本発明の有益な効果は以下のとおりである。
本発明は、構成が簡単でコンパクトで、往復直線運動機構、直線運動変換機構及び円運動出力機構による変換によって、往復直線運動方式を一方向円運動方式に迅速に変換できる往復直線運動から一方向円運動への変換装置、及び該往復直線運動から一方向円運動への変換装置を用いた乗り物を提供する。

本発明の実施例又は従来技術の技術案を明瞭に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明するが、勿論、以下に説明する図面は本発明の一部の実施例に過ぎず、当業者は、創造的な努力を必要とせずに、これら図面に基づいて他の図面を想到し得る。
実施例１による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。図１に示す往復直線運動から一方向円運動への変換装置の装置本体無しのときの構造模式図である。図１に示す往復直線運動から一方向円運動への変換装置の分解構造模式図である。実施例２による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例３による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例４による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。図６に示す往復直線運動から一方向円運動への変換装置の装置本体無しのときの構造模式図である。別の角度から見たときの図６に示す往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例５による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例６による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例７による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の装置本体無しのときの構造模式図である。本発明による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の歯車群の別の配列方式の構造模式図である。実施例８による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例９による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の装置本体無しのときの構造模式図である。実施例１０による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の装置本体無しのときの構造模式図である。実施例１１による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例１２による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例１３による往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造模式図である。実施例１２による人力駆動車の構造模式図である。実施例１３による人力駆動車の構造模式図である。実施例１４による人力駆動車の構造模式図である。実施例１５による人力駆動車の構造模式図である。実施例１６による人力駆動車の構造模式図である。実施例１７による人力駆動船の構造模式図である。

以下、本発明の実施例の図面を参照しながら、本発明の実施例による技術案を明瞭且つ完全に説明するが、勿論、説明する実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な努力を必要とせずに想到し得るすべてのほかの実施例は、本発明の保護範囲に属する。

実施例１
図１及び図２に示すように、本実施例は、往復直線運動から一方向円運動への変換装置１を提供し、往復直線運動から一方向円運動への変換装置１は、装置本体１１、及び装置本体１１に設置された往復直線運動機構１２、直線運動変換機構１３及び円運動出力機構１４を備え、往復直線運動機構１２は直線運動変換機構１３に伝動接続され、直線運動変換機構１３は往復直線運動機構１２の出力する往復直線運動を双方向円運動に変換し、直線運動変換機構１３はさらに円運動出力機構１４に一方向に同期回転するように接続され、円運動出力機構１４は一方向円運動を出力する。

往復直線運動から一方向円運動への変換装置１はさらに、装置本体１１に内蔵された回転数調整機構１５を備え、回転数調整機構１５は、それぞれ直径の異なる複数の歯車を含むＮ（Ｎ≧２）個の歯車群であり、それぞれの歯車群はそれぞれ対応した回転軸に同期回転するように接続され、回転軸の両端はそれぞれ装置本体の軸受に接続される。Ｎ個の歯車群のうち、各歯車群は順次噛み合うように接続され、第１歯車群に対応した回転軸は直線運動変換機構１３に一方向に同期回転するように接続され、第Ｎ歯車群に対応した回転軸は円運動出力機構１４に同期回転するように接続される。Ｎ個の歯車群のうち、隣接する歯車群が異なる噛み合い方式に変換するように駆動する複数のシフト装置が設置される。

本実施例では、円運動出力機構１４は出力スプロケットであり、回転数調整機構１５は、主回転軸１５１に設けられる第１歯車群１５２、第２回転軸１５３に設けられる第２歯車群１５４及び第３回転軸１５５に設けられる第３歯車群１５６を含み、且つ、第１歯車群１５２、第２歯車群１５４及び第３歯車群１５６はそれぞれ大歯車、中歯車及び小歯車を含み、第１歯車群１５２、第２歯車群１５４及び第３歯車群１５６は直線状に配列されている。

具体的に、図２及び図３に示すように、第１歯車群１５２はキー溝によって主回転軸１５１に同期回転するように接続され、且つ第１歯車群１５２は、第１シフト装置１６の駆動下で、主回転軸１５１において歯車噛み合い位置まで自在に摺動して、第１歯車群１５２の大歯車と第２歯車群１５４の小歯車が噛み合うように接続され、又は、第１歯車群１５２の中歯車と第２歯車群１５４の中歯車が噛み合うように接続され、又は、第１歯車群１５２の小歯車と第２歯車群１５４の大歯車が噛み合うように接続されるようにする。好ましくは、主回転軸１５１に位置決め円形孔（図示略）が設けられ、第１歯車群１５１内にバネと鋼球（図示略）が設けられ、鋼球はバネの付勢力を利用して主回転軸１５１の位置決め円形孔に位置決めされて、第１歯車群１５２の主回転軸１５１での摺動位置決めを確保する。

図２及び図３に示すように、第２回転軸１５３の両端はそれぞれ装置本体１１に軸受により接続され、且つ第２歯車群１５３はキー溝によって第２回転軸１５４に同期回転するように接続され、第２回転軸１５３には第２歯車群１５４の第２回転軸１５３での摺動を防止する制限構造（図示略）が設けられ、好ましくは、制限構造は歯車群１５３の両端に設けられるリテーナである。第３歯車群１５６はキー溝によって第３回転軸１５５に同期回転するように接続され、且つ第３歯車群１５６は第２シフト装置１７の駆動下で第３回転軸１５５において歯車噛み合い位置まで自在に摺動して、第３歯車群１５６の大歯車と第２歯車群１５４の小歯車が噛み合うように接続され、又は、第３歯車群１５６の中歯車と第２歯車群１５４の中歯車が噛み合うように接続され、又は、第３歯車群１５６の小歯車と第２歯車群１５４の大歯車が噛み合うように接続されるようにする。好ましくは、図３に示すように、第３回転軸１５５に位置決め円形孔１５５１が設けられ、第３歯車群１５６内にバネ１５６１と鋼球１５６２が設けられ、鋼球１５６２はバネ１５６１の付勢力を利用して第３回転軸１５５の位置決め円形孔１５５１に位置決めされて、第３歯車群１５６の第３回転軸１５５での摺動位置決めを確保する。第３回転軸１５６の両端はそれぞれ装置本体１１の軸受に接続され、円運動出力機構１４（すなわち出力スプロケット）は装置本体１１の一側に設けられ、且つ円運動出力機構１４はキー溝によって第３回転軸１５６の一端に同期回転するように接続される。

図１、図２及び図３に示すように、直線運動変換機構１３は、装置本体１１の両側に対向設置された２つの回転輪を含み、主回転軸１５１の両端はそれぞれ一方向クラッチ１８によって回転輪に一方向に同期回転するように接続され、それぞれの回転輪と装置本体１１の間にさらに主回転バネ１９が設けられ、それぞれの回転輪の同一側に往復直線運動機構１２が設けられ、且つ、往復直線運動機構１２は同一側にある回転輪に伝動接続される。往復直線運動機構１２は直線スライドレール１２１、直線スライドレール１２１にスライド可能に設置されたラック１２２及びラック１２２に設けられるペダル１２３を含む。直線スライドレール１２１は装置本体１１に固定して設置され、且つラック１２２は同側にある回転輪と噛み合うように接続され、それにより、往復直線運動機構１２は同側にある回転輪に伝動接続され、更に往復直線運動機構１２は直線運動変換機構１３に伝動接続される。

作動時に、ペダル１２３を介してラック１２２を直線スライドレール１２１において上下直線運動させ、更に回転輪を回転させ、一方向クラッチ１８が設置されることによって、主回転軸１５１は一方向にしか回転輪に同期回転できず、主回転バネ１９が回転輪を回転させるときに、一方向クラッチ１５１は抵抗がなく、主回転軸１５１は回転しない。主回転軸１５１は、同期して回転すると、第１歯車群１５２、第２歯車群１５４、第３歯車群１５６を順に回転させて、最後に、第３回転軸１５５による同期回転下で、出力スプロケットは円運動の動力出力を完了する。作動過程において、第１シフト装置１６及び第２シフト装置１７はそれぞれ、第１歯車群１５２及び第３歯車群１５６が横方向に摺動して第２歯車群１５４と噛み合うように接続されるように駆動することで、出力トルクと回転数を変換するという目的を達成させる。

また、図３に示すように、第１シフト装置１６は、スライド溝１６１とセンターピン１６２を備えたトグルデバイスベース１６３、速度調整トグルレバー１６４を備えたトグルレバースライダー１６５及び回転バネ１６６を備えたギアシフト回転円柱１６７を含み、ギアシフト回転円柱１６７はセンターピン１６２に套設され、トグルレバースライダー１６５はスライド溝１６１にスライド可能に設置され、ギアシフト回転円柱１６７はトグルレバースライダー１６５に駆動接続され、速度調整トグルレバー１６４は第１歯車群１５２に隣接して設置される。作動時に、ワイヤーを介してギアシフト回転円柱１６７を引いて回転させることによって、トグルレバースライダー１６５はスライド溝１６１において摺動して、更にトグルレバースライダー１６５が第１歯車群１５２を動かすように連動して、このように、第１歯車群１５２は主回転軸１５１において歯車噛み合い位置まで自在に摺動し、更に第１歯車群１５２の大歯車と第２歯車群１５４の小歯車が噛み合うように接続され、又は、第１歯車群１５２の中歯車と第２歯車群１５４の中歯車が噛み合うように接続され、又は、第１歯車群１５２の小歯車と第２歯車群１５４の大歯車が噛み合うように接続されるようにする。ワイヤーを緩めるときに、回転バネ１６６はギアシフト回転円柱１６７を回転させ、トグルレバースライダー１６５は逆方向に摺動して回復させる。第２シフト装置１７の構造及び作動原理は第１シフト装置１６の構造及び作動原理と同様であり、第２シフト装置１７の速度調整トグルレバー１７４は第３歯車群１５６に隣接して設置される。

実施例２
図４に示すように、本実施例では、往復直線運動機構２２は直線スライドレール２２１、直線スライドレール２２１にスライド可能に設置されたペダル２２３、ペダル２２３に固定して接続された伝動チェーン２２２及び３つのサブスプロケット２２４を含む以外、往復直線運動から一方向円運動への変換装置１と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置２を提供する。直線スライドレール２２１は装置本体２１に固定して設置され、且つ伝動チェーン２２２は３つのサブスプロケット２２４及び同一側にある回転輪と噛み合って伝動するように接続されることによって、往復直線運動機構２２と同一側にある回転輪を伝動接続し、更に往復直線運動機構２２と直線運動変換機構２３を伝動接続する。本実施例では、サブスプロケット２２４の数は必要に応じて増減できる。作動時に、ペダル２２３を介して直線スライドレール２２１において上下直線運動させて、伝動チェーン２２２による伝動を連動して、更に回転輪を回転させる。

実施例３
図５に示すように、本実施例では、往復直線運動機構３２は直線スライドレール３２１、直線スライドレール３２１にスライド可能に設置されたペダル３２３、ペダル３２３に固定して接続された駆動べルト３２２及び３つのサブプーリ３２４を含む以外、往復直線運動から一方向円運動への変換装置１と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置３を提供する。直線スライドレール３２１は装置本体３１に固定して設置され、且つ駆動べルト３２２は３つのサブプーリ３２４及び同一側にある回転輪にベルトを介して伝動可能に接続されることによって、往復直線運動機構３２と同一側にある回転輪とを伝動接続し、更に往復直線運動機構３２と直線運動変換機構３３を伝動接続する。本実施例では、サブプーリ３２４の数は必要に応じて増減できる。作動時に、ペダル３２３を介して直線スライドレール３２１において上下直線運動させ、駆動べルト３２２による伝動を連動して、更に回転輪を回転させる。

実施例４
図６及び図７に示すように、本実施例では、直線運動変換機構４３は入力歯車４３１、装置本体４１を貫通して設置された入力回転軸４３２、主傘歯車４３３及び２つの側部傘歯車４３４を含み、入力回転軸４３２は軸受によって装置本体４１に接続され、入力歯車４３１はキー溝によって入力回転軸４３２の装置本体４１外に位置する一端に同期回転するように接続され、主傘歯車４３３はキー溝によって入力回転軸４３２の装置本体４１内に位置する一端に同期回転するように接続され、第１回転軸４５１の両端はさらにそれぞれ一方向クラッチ（図示略）によって１つの側部傘歯車４３４に一方向に同期回転するように接続され、各側部傘歯車４３４は主傘歯車４３３に噛み合うように接続され、入力歯車４３１の対向両側にそれぞれ往復直線運動機構４２が設置され、且つ各往復直線運動機構４２は入力歯車４３１に伝動接続される以外、往復直線運動から一方向円運動への変換装置１と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置４を提供する。

図７及び図８に示すように、回転数調整機構４５は、第１回転軸４５１に設けられる第１歯車群４５２、第２回転軸４５３に設けられる第２歯車群４５４及び第３回転軸４５５に設けられる第３歯車群４５６を含み、且つ、第１歯車群４５２、第２歯車群４５４及び第３歯車群４５６はそれぞれ、直径が順に減少するように設置された大歯車、中歯車及び小歯車を含み、第１歯車群４５２、第２歯車群４５４及び第３歯車群４５６は三角形に配列されている。

図６及び図７に示すように、入力歯車４３１はスプロケットであり、往復直線運動機構４２は直線スライドレール４２１、直線スライドレール４２１にスライド可能に設置されたペダル４２３、ペダル４２３に固定して接続された伝動チェーン４２２及び２つのサブスプロケット４２４を含む。本実施例では、図６に示すように、スプロケット（すなわち入力歯車４３１）の対向両側に位置する２つの復直線運動機構４２は１つの伝動チェーン４２２及び２つのサブスプロケット４２４を共用し、２つの往復直線運動機構４２の直線スライドレール４２１はそれぞれ装置本体４１に固定して設置され、伝動チェーン４２２は２つのサブスプロケット４２４及びスプロケット（すなわち入力歯車４３１）と噛み合って伝動するように接続されることによって、２つの往復直線運動機構４２はすべてスプロケット（すなわち入力歯車４３１）に伝動接続され、更に２つの往復直線運動機構４２はすべて直線運動変換機構４３に伝動接続される。

作動時に、ペダル４２３を介して直線スライドレール４２１において上下直線運動させ、伝動チェーン４２２による伝動を連動して、スプロケット（すなわち入力歯車４３１）を回転させ、更に主傘歯車４２３を同期して回転させ、さらに２つの側部傘歯車４３４を回転させ、一方向クラッチが設置されることによって、第１回転軸４５１は一方向にしか側部傘歯車４３４と同期回転できない。第１回転軸４５１は、同期回転後、第１歯車群４５２、第２歯車群４５４、第３歯車群４５６を順次回転させ、最後に、第３回転軸４５５の同期回転下で、出力スプロケット４４は円運動の動力出力を完了する。作動過程において、第１シフト装置４６及び第２シフト装置４７はそれぞれ、第１歯車群４５２及び第３歯車群４５６が横方向に摺動して第２歯車群４５４に噛み合うように接続されるように駆動することで、出力トルクと回転数を変換するという目的を達成できる。

実施例５
図９に示すように、本実施例では、サブスプロケット５２４の数が１個であり、伝動チェーン５２２はサブスプロケット５２４及びスプロケット（すなわち入力歯車５３１）と噛み合って伝動するように接続されることによって、２つの往復直線運動機構５２はすべてスプロケット（すなわち入力歯車５３１）に伝動接続される以外、往復直線運動から一方向円運動への変換装置４と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置５を提供する。以上から明らかなように、サブスプロケット５２４の数は必要に応じて増減できる。また、伝動チェーン５２２は駆動べルト（図示略）にも変更することができ、この場合は、サブスプロケット５２４をサブプーリに変更する。

実施例６
図１０に示すように、本実施例では、各往復直線運動機構６２は直線スライドレール６２１、直線スライドレール６２１にスライド可能に設置されたラック６２２及びラック６２２に設けられるペダル６２３を含み、直線スライドレール６２１は装置本体６１に固定して設置され、且つラック６２２は入力歯車６３１と噛み合うように接続されることで、往復直線運動機構６２と入力歯車６３１を伝動接続する以外、往復直線運動から一方向円運動への変換装置４と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置６を提供する。

実施例７
図１１に示すように、本実施例では、直線運動変換機構７３は、入力歯車７３１、装置本体（図示略）を貫通して設置された入力回転軸７３２、第１主歯車７３３、第２主歯車７３４、第１従歯車７３５、第２従歯車７３６、副回転軸７３７及び副歯車７３８を備え、入力回転軸７３２は軸受によって装置本体に接続され、入力歯車７３１は入力回転軸７３２の装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、第１主歯車７３３は第１一方向クラッチ（図示略）によって入力回転軸７３２の装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、第２主歯車７３４は第２一方向クラッチ（図示略）によって入力回転軸７３２の装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、且つ、第１一方向クラッチの取付方向と第２一方向クラッチの取付方向が逆に設定され、第１回転軸５５１の両端はさらにそれぞれ第１従歯車７３５及び第２従歯車７３６に同期回転するように接続され、副回転軸７３７の両端はそれぞれ装置本体に軸受によって接続され、副歯車７３８は副回転軸７３７に同期回転するように接続され、副歯車７３８はそれぞれ第１主歯車７３３及び第１従歯車７３５と噛み合うように接続され、第２主歯車７３４は第２従歯車７３６と噛み合うように接続され、入力歯車７３１の対向両側にそれぞれ往復直線運動機構７２が設置され、且つ各往復直線運動機構７２はすべて入力歯車７３１に伝動接続される以外、実施例４の往復直線運動から一方向円運動への変換装置４と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置９を提供する。

作動時に、入力歯車７３１は往復直線運動機構７２による伝動によって時計回り（又は反時計回り）に回転して、入力回転軸７３２を同期して回転させ、第１一方向クラッチ及び第２一方向クラッチが逆方向に設置されることによって、第１主歯車７３３及び第２主歯車７３４は異なる方向へ一方向に回転し、且つ、第１主歯車７３３は副歯車７３８によって第１従歯車７３５を回転させ、第２主歯車７３４は第２従歯車７３６を直接回転させ、副歯車７３８の方向変更により、第１従歯車７３５及び第２従歯車７３６はすべて時計回りに一方向にしか回転できず、又は、反時計回りに一方向にしか回転できなくなる。

また、上記実施例１−実施例７では、各歯車群の歯車はいずれも小歯車、大歯車、中歯車のように配列され、跳躍的に変速でき、また、図１２に示すように、各歯車群の歯車は大歯車、中歯車、小歯車の順で配列されて、段階的に変速する。往復直線運動機構と直線運動変換機構は、上記実施例１−実施例７のようにラックと歯車の組み合わせ、チェーンとスプロケットの組み合わせ、又はベルトとプーリの組み合わせによって伝動接続される以外、ワイヤロープとワイヤーホィールの組み合わせによって伝動接続することも可能であり、主な実施形態は、ワイヤロープの特定部位を主輪に固定して、ワイヤロープの両端をそれぞれ時計回りと反時計回りに２回り回して、二方向にワイヤーホィールに回したワイヤロープの長さをスライドレールの行程より長くすることによってプーリと同様な実施形態を実現することであり、しかしながら、ワイヤロープを用いた伝動の場合は占める空間が一層少ない。さらに、当業者であれば、本発明は必要に応じて、より多くの歯車群を設置して、より多段の変速効果を実現できる。

実施例８
図１３に示すように、本実施例では、直線運動変換機構８３（すなわち装置本体８１の両側に設けられる回転輪）はそれぞれ一方向クラッチ（図示略）によって主回転軸８５１の両端に一方向に同期回転するように接続され、主回転軸８５１はキー溝によって円運動出力機構８４（すなわち出力スプロケット）と直接同期回転するように接続され、回転数調整機構を含まないため、往復直線運動方式を一方向円運動方式に変換することだけができ、多段変速機能を具備しない以外、実施例１による往復直線運動から一方向円運動への変換装置１と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置８を提供する。

実施例９
図１４に示すように、本実施例では、２つの側部傘歯車９３４はそれぞれ一方向クラッチ（図示略）によって駆動回転軸９５１の両端に一方向に同期回転するように接続され、駆動回転軸９５１はキー溝によって円運動出力機構９４（すなわち出力スプロケット）に直接同期回転するように接続され、回転数調整機構を含まないため、往復直線運動方式を一方向円運動方式に変換することだけができ、多段変速機能を具備しない以外、実施例６による往復直線運動から一方向円運動への変換装置６と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置９を提供する。

実施例１０
図１５に示すように、本実施例では、第１従歯車１０３５と第２従歯車１０３６はそれぞれ駆動回転軸１０５１の両端に同期回転するように接続され、駆動回転軸１０５１はキー溝によって円運動出力機構１０４（すなわち出力スプロケット）に直接同期回転するように接続され、転数調整機構を含まないため、往復直線運動方式を一方向円運動方式に変換するだけができ、多段変速機能を具備しない以外、実施例７による往復直線運動から一方向円運動への変換装置８と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置１０を提供する。

実施例１１
図１６に示すように、本実施例では、第１歯車群２０５２、第２歯車群２０５４及び第３歯車群２０５６はいずれも１つの歯車だけを含み、且つ、第１シフト装置及び第２シフト装置を備えないため、往復直線運動方式を一方向円運動方式に変換するだけができ、すなわち、一段変速機能だけを具備し、多段変速機能を具備しない以外、実施例２の往復直線運動から一方向円運動への変換装置２と同様な往復直線運動から一方向円運動への変換装置２０を提供する。

また、上記実施例１−実施例１１では、同期回転するように接続することはいずれもキー溝によって実現されるが、軸ブッシュ等の他の手段によって実現されてもよい。また、本発明の往復直線運動から一方向円運動への変換装置の構造をよりコンパクトにするために、具体的に、図１７（実施例１２）及び図１８（実施例１３）に示すように、微細な構造調整を行い、たとえば、回転数調整機構の歯車群の歯車数を減少させたり、直線運動変換機構の入力歯車の位置を調整したりして、上記実施例１−実施例１１の往復直線運動機構のペダル以外のすべてを装置本体に収納できる。

実施例１４
図１９に示すように、本実施例は、人力駆動車を提供し、該人力駆動車は自転車であり、動力出力構造（すなわち車輪）及び上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置を備え、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置では、円運動出力機構（すなわち出力スプロケット）は伝動チェーンを介して動力出力構造（すなわち車輪）に伝動接続され、このように、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことで本自転車の車輪を回転させ、更に本自転車を自在に運転することができ、円運動を介してペダルを踏む従来の自転車に比べて、本自転車は省力化が図られた。

実施例１５
図２０に示すように、本実施例は、人力駆動車を提供し、該人力駆動車は具体的に立ち乗り自転車であり、動力出力構造（すなわち車輪）及び上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置を含み、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置では、円運動出力機構（すなわち出力スプロケット）は伝動チェーンを介して動力出力構造（すなわち車輪）に伝動接続され、このように、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことで本立ち乗り自転車の車輪を回転させ、更に本立ち乗り自転車を自在に運転する目的を達成させ、円運動を介してペダルを踏む従来の自転車の方式に比べて、本立ち乗り自転車は省力化が図られた。

実施例１６
図２１に示すように、本実施例は、人力駆動車を提供し、該人力駆動車は具体的に立ち乗り自転車であり、動力出力構造（すなわち車輪）及び上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置を含み、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置では、円運動出力機構は伝動軸を介して動力出力構造（すなわち車輪）に伝動接続され、このように、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことで本立ち乗り自転車の車輪を回転させ、更に立ち乗り自転車を自在に運転する目的を達成でき、円運動を介してペダルを踏む従来の自転車に比べて、本立ち乗り自転車は省力化が図られた。

実施例１７
図２２に示すように、本実施例は、人力駆動車を提供し、該人力駆動車は具体的に三輪車であり、動力出力構造（すなわち車輪）及び上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置を含み、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置では、円運動出力機構（すなわち出力スプロケット）は駆動べルトを介して動力出力構造（すなわち車輪）に伝動接続され、このように、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことで本三輪車の車輪を回転させ、更に本三輪車を自在に運転する目的を達成でき、円運動を介してペダルを踏む従来の自転車に比べて、本三輪車は省力化が図られた。

実施例１８
図２３に示すように、本実施例は、人力駆動車を提供し、該人力駆動車は具体的にリカンベントであり、動力出力構造（すなわち車輪）及び上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置以外、さらにリカンベントの後席に設けられる背もたれを含み、往復直線運動から一方向円運動への変換装置を傾斜して設置するとともに、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の円運動出力機構（すなわち出力スプロケット）は伝動チェーンを介して動力出力構造（すなわち車輪）に伝動接続され、このように、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことで本リカンベントの車輪を回転させ、更に本リカンベントを自在に運転する目的を達成させ、円運動を介してペダルを踏む従来の自転車に比べて、本背もたれ自転車は省力化が図られ、且つ背もたれが設置されることで、運転者がもたれかかって座って本リカンベントを乗ることができるとともに、背もたれを介して運転者の腿部による力を効果的に生かして、容易に走行できるようにする。

実施例１９
図２４に示すように、本実施例は、人力駆動船を提供し、該人力駆動船は、動力出力構造（すなわちプロペラ）及び上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置を含み、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置では、円運動出力機構（すなわち出力スプロケット）は伝動軸を介して動力出力構造（すなわちプロペラ）に伝動接続され、このように、本人力駆動船は進むときに、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことによって本人力駆動船のプロペラを回転させ、更に人力駆動により本人力駆動船を走行させるという目的を達成させる。

また、実施例１４−実施例１９に記載の人力駆動車、人力駆動船等の乗り物以外、上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置はさらにほかの乗り物、たとえば、パラモーター、おもちゃの車にも適用でき、パラモーターの場合は、動力出力機構（すなわちプロペラ）が該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の円運動出力機構に伝動接続されることで、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことによりパラモーターのプロペラを回転させ、更に本パラモーターを自在に操作するという目的を達成させ、おもちゃの車の場合、動力出力機構（すなわち車輪）が該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の円運動出力機構に伝動接続されることで、該往復直線運動から一方向円運動への変換装置の２つのペダルを直線的に踏むことによりおもちゃの車の車輪を回転させ、更におもちゃの車を自在に操作するという目的を達成させる。さらに、上記実施例１−実施例１３のいずれかに記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置を人力駆動車、おもちゃの車、人力駆動船、パラモーター等の乗り物に適用する場合、円運動出力機構（すなわち出力スプロケット）は伝動軸、伝動チェーン、駆動べルト等の各種伝動方式によって乗り物の動力出力機構（たとえば、車輪、プロペラ等）に伝動接続できる。

上記往復直線運動から一方向円運動への変換装置は、人力運動エネルギーである直線運動駆動方式を、歯車群と一方向クラッチにより、出力円運動の方式に変換するものであり、構成が簡単でコンパクトであり、且つ歯車群が横方向に摺動して噛み合うことによって、出力トルクと回転数を変換することを実現し、速度を容易に調整できる。さらに、歯車群の歯車は大歯車、中歯車、小歯車の順で配列されて、段階的に変速してもよく、小歯車、大歯車、中歯車のように配列されて、跳躍的に変速してもよい。

以上は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を制限するものではなく、本発明の精神や原則を脱逸せずに実施されるすべての修正、等同置換や改良等は本発明の保護範囲に属する。

Claims

往復直線運動から一方向円運動への変換装置であって、
装置本体、及び前記装置本体に設置された往復直線運動機構、直線運動変換機構及び円運動出力機構を備え、前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続され、前記直線運動変換機構は前記往復直線運動機構の出力する往復直線運動を双方向円運動に変換し、前記直線運動変換機構はさらに前記円運動出力機構に一方向に同期回転するように接続され、前記円運動出力機構は一方向円運動を出力することを特徴とする往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記直線運動変換機構は、前記装置本体の両側に対向設置された２つの回転輪を含み、前記回転輪のそれぞれと前記装置本体との間に主回転バネが設置され、それぞれの前記回転輪の同一側に前記往復直線運動機構が設けられ、且つ前記往復直線運動機構は同一側にある前記回転輪に伝動接続され、
前記２つの回転輪間に主回転軸が設けられ、前記主回転軸の両端はそれぞれ一方向クラッチによって同側にある前記回転輪に一方向に同期回転するように接続され、前記主回転軸は前記円運動出力機構に伝動接続され、それにより、前記直線運動変換機構は前記円運動出力機構達に一方向に同期回転するように接続されることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
さらに、前記装置本体に内蔵された回転数調整機構を備え、
前記回転数調整機構は、それぞれ直径の異なる複数の歯車を含むＮ（Ｎ≧２）個の歯車群であり、前記Ｎ個の歯車群のうち、第１歯車群は前記主回転軸に同期回転するように接続され、ほかの歯車群はそれぞれ、対応した回転軸に同期回転するように接続され、前記歯車群に対応した回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、
前記Ｎ個の歯車群のうち、それぞれの歯車群は順次噛み合うように接続され、
第Ｎ歯車群に対応した回転軸は前記円運動出力機構に同期回転するように接続され、
前記Ｎ個の歯車群には、隣接する歯車群が異なる噛み合い方式に変換するように駆動する複数のシフト装置が設置されることを特徴とする請求項２に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
さらに、前記装置本体に内蔵された回転数調整機構を備え、
前記直線運動変換機構は前記回転数調整機構に一方向に同期回転するように接続され、前記回転数調整機構は前記円運動出力機構に伝動接続され、
前記回転数調整機構は、それぞれ直径の異なる複数の歯車を含むＮ（Ｎ≧２）個の歯車群であり、
それぞれの前記歯車群はそれぞれ、対応した回転軸に同期回転するように接続され、前記歯車群に対応した回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、
前記Ｎ個の歯車群のうち、各歯車群は順次噛み合うように接続され、第１歯車群に対応した回転軸は前記直線運動変換機構に一方向に同期回転するように接続され、第Ｎ歯車群に対応した回転軸は前記円運動出力機構に同期回転するように接続され、
前記Ｎ個の歯車群には、隣接する歯車群が異なる噛み合い方式に変換するように駆動する複数のシフト装置が設置されることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記回転数調整機構は、第１回転軸に設けられる第１歯車群、第２回転軸に設けられる第２歯車群及び第３回転軸に設けられる第３歯車群を含み、且つ、前記第１歯車群、前記第２歯車群及び前記第３歯車群はそれぞれ、大歯車、中歯車及び小歯車を含み、
前記第１歯車群は、第１シフト装置の駆動下で、前記第１回転軸において歯車噛み合い位置まで自在に摺動して、前記第１歯車群の大歯車と前記第２歯車群の小歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第１歯車群の中歯車と前記第２歯車群の中歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第１歯車群の小歯車と前記第２歯車群の大歯車が噛み合って接続されるようにし、
前記第３歯車群は、第２シフト装置の駆動下で、前記第３回転軸において歯車噛み合い位置まで自在に摺動して、前記第３歯車群の大歯車と前記第２歯車群の小歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第３歯車群の中歯車と前記第２歯車群の中歯車が噛み合って接続されるようにし、又は、前記第３歯車群の小歯車と前記第２歯車群の大歯車が噛み合って接続されるようにし、
前記円運動出力機構は前記第３回転軸の一端に同期回転するように接続され、それにより前記回転数調整機構と前記円運動出力機構を伝動接続することを特徴とする請求項４に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記第１シフト装置及び前記第２シフト装置はそれぞれ、スライド溝とセンターピンを備えたトグルデバイスベース、速度調整トグルレバーを備えたトグルレバースライダー及び回転バネを備えたギアシフト回転円柱を含み、前記ギアシフト回転円柱は前記センターピンに套設され、前記トグルレバースライダーは前記スライド溝中にスライド可能に設けられ、前記ギアシフト回転円柱は前記トグルレバースライダーに駆動接続され、前記速度調整トグルレバーは前記第１歯車群又は前記第３歯車群に隣接して設置されることを特徴とする請求項５に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記直線運動変換機構は入力歯車、前記装置本体を貫通して設置される入力回転軸、主傘歯車及び２つの側部傘歯車を含み、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受により接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記主傘歯車は前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に同期回転するように接続され、前記第１回転軸の両端はさらにそれぞれ一方向クラッチによって前記側部傘歯車に一方向に同期回転するように接続され、それぞれの前記側部傘歯車は前記主傘歯車と噛み合うように接続され、前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つ、それぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続されることを特徴とする請求項６に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記直線運動変換機構は、入力歯車、前記装置本体を貫通して設置される入力回転軸、第１主歯車、第２主歯車、第１従歯車、第２従歯車、副回転軸及び副歯車を含み、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受によって接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記第１主歯車は第１一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、前記第２主歯車は第２一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、且つ前記第１一方向クラッチの取付方向と前記第２一方向クラッチの取付方向は逆に設定され、前記第１回転軸の両端はさらにそれぞれ前記第１従歯車及び前記第２従歯車に同期回転するように接続され、前記副回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、前記副歯車は前記副回転軸に同期回転するように接続され、前記副歯車はそれぞれ前記第１主歯車及び前記第１従歯車と噛み合うように接続され、前記第２主歯車は前記第２従歯車と噛み合うように接続され、前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つそれぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続されることを特徴とする請求項６に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記直線運動変換機構は、入力歯車、前記装置本体を貫通して設置される入力回転軸、主傘歯車及び２つの側部傘歯車を含み、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受により接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記主傘歯車は前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に同期回転するように接続され、それぞれの前記側部傘歯車は前記主傘歯車と噛み合うように接続され、前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つ、それぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続され、
前記２つの側部傘歯車間に駆動回転軸が設けられ、前記駆動回転軸の両端はそれぞれ一方向クラッチによって前記側部傘歯車に一方向に同期回転するように接続され、
前記駆動回転軸は前記円運動出力機構に伝動接続され、それにより前記直線運動変換機構は前記円運動出力機構に一方向に同期回転するように接続されることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記直線運動変換機構は、入力歯車、前記装置本体を貫通して設置された入力回転軸、第１主歯車、第２主歯車、第１従歯車、第２従歯車、副回転軸及び副歯車を備え、前記入力回転軸は前記装置本体に軸受により接続され、前記入力歯車は前記入力回転軸の前記装置本体外に位置する一端に同期回転するように接続され、前記第１主歯車は第１一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、前記第２主歯車は第２一方向クラッチによって前記入力回転軸の前記装置本体内に位置する一端に一方向に同期回転するように接続され、且つ、前記第１一方向クラッチの取付方向と前記第２一方向クラッチの取付方向は逆に設定され、前記副回転軸の両端はそれぞれ前記装置本体の軸受に接続され、前記副歯車は前記副回転軸に同期回転するように接続され、前記副歯車はそれぞれ前記第１主歯車及び前記第１従歯車と噛み合うように接続され、前記第２主歯車は前記第２従歯車と噛み合うように接続され、
前記入力歯車の対向両側にそれぞれ前記往復直線運動機構が設置され、且つ、それぞれの前記往復直線運動機構は前記入力歯車に伝動接続され、前記第１従歯車と前記第２従歯車の間に駆動回転軸が設けられ、前記駆動回転軸の両端はそれぞれ前記第１従歯車及び前記第２従歯車に同期回転するように接続され、前記駆動回転軸は前記円運動出力機構に伝動接続され、それにより前記直線運動変換機構は前記円運動出力機構に一方向に同期回転するように接続されることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたラック及び前記ラックに設けられるペダルを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、且つ前記ラックは前記回転輪と噛み合うように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続されることを特徴とする請求項２又は３に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたラック及び前記ラックに設けられるペダルを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、且つ前記ラックは前記入力歯車と噛み合うように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続されることを特徴とする請求項７、８、９又は１０に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたペダル、前記ペダルに固定して接続された伝動チェーン及び複数のサブスプロケットを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、前記伝動チェーンは前記複数のサブスプロケット及び前記回転輪と噛み合って伝動するように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続されることを特徴とする請求項２又は３に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
前記往復直線運動機構は、直線スライドレール、前記直線スライドレールにスライド可能に設置されたペダル、前記ペダルに固定して接続された伝動チェーン及び複数のサブスプロケットを含み、前記直線スライドレールは前記装置本体に固定して設置され、前記伝動チェーンは前記複数のサブスプロケット及び前記入力歯車と噛み合って伝動するように接続され、それにより前記往復直線運動機構は前記直線運動変換機構に伝動接続されることを特徴とする請求項７、８、９又は１０に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置。
乗り物であって、
動力出力機構及び請求項１−１４に記載の往復直線運動から一方向円運動への変換装置を備え、前記円運動出力機構は前記動力出力機構に伝動接続されることを特徴とする乗り物。
人力駆動車、おもちゃの車、人力駆動船又は人力駆動パラモーターであり、
前記動力出力機構は人力駆動車の車輪、おもちゃの車の車輪、人力駆動船のプロペラ又は人力駆動パラモーターのプロペラである請求項１５に記載の乗り物。